(57)【要約】【課題】映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置およびその操作方法を開示する。【解決手段】映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置は、対象体に対するボリューム映像を生成するスキャン部と、前記ボリューム映像から抽出されたｎ個（ｎは自然数）の第１スライス映像のそれぞれから形体ラインを検出する検出部と、前記第１スライス映像から前記形体ラインに基づいて、非形態領域を除去することにより、ｎ個の第１スライス映像をｎ個の第２スライス映像に修正し、ｎ個の前記第２スライス映像を組合せてレンダリングするレンダリング制御部とを備える。【選択図】図１
2012066069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象体に対するボリューム映像を生成するスキャン部と、
前記ボリューム映像から抽出されたｎ個（ｎは自然数）の第１スライス映像のそれぞれから形体ラインを検出する検出部と、
前記第１スライス映像から前記形体ラインに基づいて、非形態領域を除去することにより、ｎ個の前記第１スライス映像をｎ個の第２スライス映像に修正し、ｎ個の前記第２スライス映像を組合せてレンダリングするレンダリング制御部と、
を備える映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置。
【請求項２】
前記検出部は、
前記第１スライス映像からハールライク特徴法、ポイント間を接続して境界線を生成する連結法、および、グラジエント法のうちの少なくとも１つを用いて、前記形体ラインを検出する、請求項１に記載の映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置。
【請求項３】
前記対象体が胎児の顔面である場合、
前記検出部は、
前記ハールライク特徴法によって、前記ボリューム映像内で顔面領域と、前記顔面領域と異なる輝度値を有する非顔面領域を識別し、前記顔面領域と前記非顔面領域との境界線を前記形体ラインとして検出する、請求項２に記載の映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置。
【請求項４】
前記レンダリング制御部は、
前記非形態領域として、前記顔面を除く前記胎児の手または胎盤と関連する領域を除去する、請求項３に記載の映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置。
【請求項５】
前記ボリューム映像を回転してサジタルビューを決定するサジタルビュー決定部をさらに含み、
前記検出部は、
前記サジタルビューが決定したボリューム映像を、予め設定した方向にｎ個に切断して、前記第１スライス映像を抽出する、請求項１ないし４のいずれかに記載の映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置。
【請求項６】
前記レンダリング制御部は、
前記第１スライス映像から前記形体ラインを基準として、上部に位置する前記非形態領域を除去することにより、前記第１スライス映像を前記第２スライス映像に修正する、請求項１ないし５のいずれかに記載の映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置。
【請求項７】
対象体に対するボリューム映像を生成するステップと、
前記ボリューム映像から抽出されたｎ個（ｎは自然数）の第１スライス映像のそれぞれから形体ラインを検出するステップと、
前記第１スライス映像から前記形体ラインに基づいて、非形態領域を除去することにより、ｎ個の前記第１スライス映像をｎ個の第２スライス映像に修正し、ｎ個の前記第２スライス映像を組合せてレンダリングするステップと、
を含む映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置の操作方法。
【請求項８】
前記形体ラインを検出するステップは、
前記第１スライス映像からハールライク特徴法、ポイント間を接続して境界線を生成する連結法、および、グラジエント法のうちの少なくとも１つを用いて、前記形体ラインを検出するステップを含む請求項７に記載の映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置の操作方法。
【請求項９】
前記対象体が胎児の顔面である場合、
前記第１スライス映像からハールライク特徴法を用いて、前記形体ラインを検出するステップは、
前記ハールライク特徴法によって、前記ボリューム映像内で顔面領域と、前記顔面領域と異なる輝度値を有する非顔面領域を識別し、前記顔面領域と前記非顔面領域との境界線を前記形体ラインとして検出するステップを含む請求項８に記載の映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置の操作方法。
【請求項１０】
前記第２スライス映像を組合せてレンダリングするステップは、
前記非形態領域として、前記顔面を除く前記胎児の手または胎盤と関連する領域を除去するステップを含む請求項９に記載の映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置の操作方法。
【請求項１１】
前記ボリューム映像を回転してサジタルビューを決定するステップと、
前記サジタルビューが決定したボリューム映像を、予め設定した方向にｎ個に切断して、前記第１スライス映像を抽出するステップと、
をさらに含む請求項７ないし１０のいずれかに記載の映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置の操作方法。
【請求項１２】
前記第２スライス映像を組合せてレンダリングするステップは、
前記第１スライス映像から前記形体ラインを基準として、上部に位置する前記非形態領域を除去することにより、前記第１スライス映像を第２スライス映像に修正するステップを含む請求項７ないし１１のいずれかに記載の映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置の操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置およびその操作方法に関し、具体的には、対象体のボリューム映像から抽出された複数のスライス映像から目的とする特定臓器（例えば、胎児の頭部や顔面）の形体ライン（輪郭線）を検出し、その検出された形体ラインに基づいて、スライス映像を修正することにより、対象体内の形体を正確に提供することのできる３次元超音波診断装置およびその操作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブを用いて、人体の体表から体内の特定部位（すなわち、胎児または、臓器などの対象体）に向けて超音波信号を送信し、体内の組織で反射して再びプローブに戻ってきた超音波エコー信号を受信して、軟部組織の断層像や血流に関する情報を取得する装置である。このような超音波診断装置は、小型かつ低廉であり、映像をリアルタイムで表示可能である上、Ｘ線などのような被爆がなく、安全性が高いという長所を有している。このため、現在、この装置は、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｇｈｙ）スキャナ、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｅ）装置、核医学診断装置などの他の映像診断装置と共に広く用いられている。
【０００３】
一方、超音波診断装置によって胎児の顔面を認識しようとする場合、胎児の顔面上方に胎児の他の臓器の一部（例えば、胎児の手または胎盤）が位置していると、胎児の顔面を正確に認識できないことがしばしばある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、対象体のボリューム映像から抽出された複数のスライス映像から、目的とする特定臓器の形体ラインを検出し、その検出された形体ライン（例えば、胎児の顔面ライン）に基づいて、スライス映像を修正した後、その修正されたスライス映像を組合せてレンダリングすることにより、対象体内の形体をより正確に提供できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明の映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置は、対象体に対するボリューム映像を生成するスキャン部と、前記ボリューム映像から抽出されたｎ個（ｎは自然数）の第１スライス映像のそれぞれから形体ラインを検出する検出部と、前記第１スライス映像から前記形体ラインに基づいて、非形態領域を除去することにより、ｎ個の前記第１スライス映像をｎ個の第２スライス映像を修正し、そのｎ個の前記第２スライス映像を組合せてレンダリングするレンダリング制御部とを備える。
【０００６】
また、上記の目的を達成するため、本発明の映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置の操作方法は、対象体に対するボリューム映像を生成するステップと、前記ボリューム映像から抽出されたｎ個（ｎは自然数）の第１スライス映像のそれぞれから形体ラインを検出するステップと、前記第１スライス映像から前記形体ラインに基づいて、非形態領域を除去することにより、ｎ個の前記第１スライス映像をｎ個の第２スライス映像に修正し、そのｎ個の前記第２スライス映像を組合せてレンダリングするステップとを含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、対象体のボリューム映像から抽出された複数のスライス映像から形体ラインを検出し、その検出された形体ライン（例えば、胎児の顔面ライン）に基づいて、スライス映像を修正した後、その複数の修正されたスライス映像を組合せてレンダリングすることにより、対象体内にある特定の形体をより正確に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置により、対象体内にある特定臓器の形体をより正確に提供する方法を示す一例示図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置の操作方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明に係る実施形態を、添付する図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が実施形態によって制限されたり限定されることはない。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係る映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置の構成を示す図である。
【００１１】
図１を参照すると、本発明の一実施形態に係る映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置１０１は、スキャン部１０３、サジタルビュー（ｓａｇｉｔｔａｌ  ｖｉｅｗ）決定部１０５、検出部１０７、および、レンダリング制御部１０９を備える。
【００１２】
スキャン部１０３は、図示しない超音波プローブを備えており、この超音波プローブは、対象体に向けて超音波信号を送信し、反射して再び超音波プローブに戻ってきた超音波エコー信号を受信する、そして、スキャン部１０３は、この超音波プローブが受信した超音波エコー信号を用いて対象体（例えば、胎児の顔面）に対するボリューム映像を生成する。
【００１３】
サジタルビュー決定部１０５は、ボリューム映像を回転してサジタルビューを決定する。すなわち、サジタルビュー決定部１０５は、ボリューム映像を選定した方向に回転して、ボリューム映像の正面映像（例えば、胎児の目、鼻、口を眺める方向の映像）が表示されるように調節するか、または、ボリューム映像の上面映像（例えば、胎児の頭を上から見下ろす方向の映像）が対称に表示されるように調節する。
【００１４】
検出部１０７は、ボリューム映像からｎ個（ｎは自然数）の第１スライス映像を抽出する。この時、検出部１０７は、サジタルビューが決定したボリューム映像を、予め設定した方向にｎ個に切断して、第１スライス映像を抽出する。本実施形態において、第１スライス映像は、ボリューム映像の上面映像である。
【００１５】
検出部１０７は、ｎ個の第１スライス映像のそれぞれから形体ラインを検出する。この時、検出部１０７は、第１スライス映像からハールライク特徴（Ｈａａｒ−ｌｉｋｅ  ｆｅａｔｕｒｅ）法、境界線をなすポイント間の連結法、および、グラジエント法（ｇｒａｄｉｅｎｔ：輝度信号の変化度合いを検出する方法）のうちの少なくとも１つの方法を用いて、境界を抽出することにより、形体ラインを検出する。ここで、ハールライク特徴法は、ある個別領域中のピクセル値を加算して合計を求め、各領域毎に重みをかけて合計を計算することによって１つの特徴情報を求める方法である。
【００１６】
検出部１０７は、対象体が胎児の顔面である場合、ハールライク特徴法によって、ボリューム映像内で顔面領域と、その顔面領域と異なる輝度値を有する非顔面領域を識別して、顔面領域と非顔面領域との境界線を形体ラインとして検出する。
【００１７】
レンダリング制御部１０９は、ｎ個の第１スライス映像から得られた形体ラインに基づいて、非形態領域を除去することにより、ｎ個の第１スライス映像をｎ個の第２スライス映像に修正する。次に、このｎ個の第２スライス映像を組合せてレンダリングした後、ディスプレイに表示する。このようにして、対象体内の形体をより正確に提供することができる。
【００１８】
このように、レンダリング制御部１０９は、ｎ個の第１スライス映像から形体ラインを基準として、特定臓器の上部に位置する非形態領域を除去することにより、ｎ個の第２スライス映像を生成する。
【００１９】
レンダリング制御部１０９は、対象体が胎児の顔面である場合、ｎ個の第１スライス映像から非形態領域として、胎児の顔面を除く胎児の手または胎盤と関連する領域を除去することにより、ｎ個の第１スライス映像をｎ個の第２スライス映像に修正し、更に、そのｎ個の第２スライス映像を組合せてレンダリングすることにより、胎児の顔面輪郭をより正確に提供することができる。
【００２０】
図２は、本発明の一実施形態に係る映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置で、対象体内の形体をより正確に提供する方法の一例を示す図である。ここで、図２（ａ）は、対象体のボリューム映像を示す。図２（ｂ）は、ボリューム映像から抽出された第１スライス映像を、図２（ｃ）は、第１スライス映像を修正した第２スライス映像を示す。また、図２（ｄ）は、第２スライス映像を組合せて生成した３Ｄ映像を示す。
【００２１】
図２を参照すると、３次元超音波診断装置は、最初に、対象体に対するボリューム映像を生成し、そのボリューム映像から抽出されたｎ個（ｎは自然数）の第１スライス映像のそれぞれから形体ラインを検出する。次に、第１スライス映像から形体ラインに基づいて、非形態領域を除去することにより、修正された第２スライス映像を生成する。３次元超音波診断装置は、このｎ個の第２スライス映像を組合せてレンダリングした後、ディスプレイに表示することにより、対象体内の形体をより正確に提供することができる。
【００２２】
例えば、３次元超音波診断装置は、対象体が胎児の顔面である場合、対象体に対するボリューム映像２０１を生成し、そのボリューム映像２０１から抽出されるｎ個の第１スライス映像＃１〜第１スライス映像＃ｎ（２０３−１〜２０３−ｎ）のそれぞれから顔面領域２０５と、その顔面領域２０５と異なる輝度値を有する非顔面領域２０７を識別して、顔面領域２０５と非顔面領域２０７との境界線２０９を形体ラインとして検出する。
【００２３】
また、３次元超音波診断装置は、第１スライス映像＃１〜第１スライス映像＃ｎ（２０３−１〜２０３−ｎ）で形体ラインに該当する境界線２０９に基づいて、非顔面領域２０７を除去することにより、修正された第２スライス映像＃１〜第２スライス映像＃ｎ（２１１−１〜２１１−ｎ）を生成する。
【００２４】
また、３次元超音波診断装置は、生成された第２スライス映像＃１〜第２スライス映像＃ｎ（２１１−１〜２１１−ｎ）を組合せてレンダリングしてボリューム映像２１３を生成し、その生成されたボリューム映像２１３をディスプレイに表示することにより、対象体内の形体、すなわち、胎児の顔面をより正確に提供することができる。
【００２５】
図３は、本発明の一実施形態に係る映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置の操作方法を示すフローチャートである。
【００２６】
図３を参照すると、ステップＳ３０１において、３次元超音波診断装置は、対象体に対するボリューム映像からｎ個（ｎは自然数）の第１スライス映像を抽出する。
【００２７】
すなわち、３次元超音波診断装置は、超音波エコー信号を用いて、対象体（例えば、胎児の顔面）に対するボリューム映像を生成し、ボリューム映像を回転してサジタルビューを決定した後に、その決定したボリューム映像を予め設定した方向にｎ個に切断して、第１スライス映像を抽出する。本実施形態において、第１スライス映像は、ボリューム映像の上面映像（例えば、胎児の頭を上から見下ろす方向の映像）である。
【００２８】
ステップＳ３０３において、３次元超音波診断装置は、各第１スライス映像から形体ラインを検出する。この時、３次元超音波診断装置は、第１スライス映像からハールライク特徴法、境界線をなすポイント間の連結法、および、グラジエント法のうちの少なくとも１つを用いて、境界を抽出することにより、形体ラインを検出する。
【００２９】
３次元超音波診断装置は、対象体が胎児の顔面である場合、ハールライク特徴法によって、ボリューム映像内で顔面領域と、その顔面領域と異なる輝度値を有する非顔面領域を識別し、顔面領域と非顔面領域との境界線を形体ラインとして検出する。
【００３０】
ステップＳ３０５において、３次元超音波診断装置は、第１スライス映像から形体ラインに基づいて、非形態領域を除去することにより、第１スライス映像を第２スライス映像に修正する。
【００３１】
この時、３次元超音波診断装置は、ｎ個の第１スライス映像から形体ラインを基準として、上部に位置する非形態領域を除去することにより、ｎ個の第１スライス映像をｎ個の第２スライス映像に修正する。
【００３２】
３次元超音波診断装置は、対象体が胎児の顔面である場合、ｎ個の第１スライス映像から非形態領域として、胎児の顔面を除く胎児の手または胎盤と関連する領域を除去することにより、ｎ個の第１スライス映像をｎ個の第２スライス映像に修正する。
【００３３】
ステップＳ３０７において、３次元超音波診断装置は、得られたｎ個の第２スライス映像を組合せてレンダリングする。
【００３４】
すなわち、３次元超音波診断装置は、ｎ個の第２スライス映像を組合せてレンダリングした後、それをディスプレイに表示することにより、対象体内の形体をより正確に提供することができる。
【００３５】
本発明の一実施形態によれば、対象体のボリューム映像から抽出された複数のスライス映像から形体ラインを検出し、その検出された形体ライン（例えば、胎児の顔面ライン）に基づいて、スライス映像を修正した後、その複数の修正されたスライス映像を組合せてレンダリングすることによって、対象体内の形体をより正確に提供することができる。
【００３６】
本発明の実施形態は、多様なコンピュータにより行われるプログラム命令で実現され、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録される。前記コンピュータ読取可能な記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独または組み合わせて備えることもできる。前記媒体に記録されるプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものであっても、あるいはコンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知であり使用可能なものであってもよい。コンピュータ読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、オプティカルディスクのような磁気−光媒体、およびＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行される高級言語コードを含む。
【００３７】
上述したように、本発明を、限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、この概念に基づいて多様な修正および変形が可能である。
【００３８】
したがって、本発明の範囲は、説明された実施形態に限定されてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものによって定められなければならない。
【符号の説明】
【００３９】
１０１：映像フィルタリングを用いた３次元超音波診断装置
１０３：スキャン部
１０５：サジタルビュー決定部
１０７：検出部
１０９：レンダリング制御部
２０１：ボリューム映像
２０３−１〜２０３−ｎ：第１スライス映像
２０５：顔面領域
２０７：非顔面領域
２０９：境界線
２１１−１〜２１１−ｎ：第２スライス映像
２１３：ボリューム映像
Ｓ３０１、Ｓ３０３、Ｓ３０５、Ｓ３０７：ステップ
【図１】
2012066069.tif 000003
【図２】
2012066069.tif 000004
【図３】
2012066069.tif 000005