(57)【要約】【課題】被位置合わせ画像を視覚化するための方法及びシステムを提供する。【解決手段】本方法は、第１の画像データ・セットと少なくとも１つの他の画像データ・セットを受け取る段階を含む。更に、本方法は、表示装置の第１の部分上に前記第１の画像データ・セットの少なくとも一部分を表示する段階を含む。また、本方法は、前記表示装置の第２の部分上に前記少なくとも１つの他の画像データ・セットの少なくとも一部分を表示する段階を含む。また更に、本方法は、前記少なくとも１つの他の画像データ・セットの前記少なくとも一部分の表示を選択的に調節して、前記第１の画像データ・セットに対する背景を提供する段階を含む。本方法によって規定された種類の機能を有することのできるシステム（１０）及びコンピュータ読取り可能な媒体も、本発明技術に関連して提供される。【選択図】図２
2009095671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被位置合わせ画像を視覚化するための方法であって、
第１の画像データ・セットと少なくとも１つの他の画像データ・セットを受け取る段階と、
表示装置の第１の部分上に前記第１の画像データ・セットの少なくとも一部分を表示する段階と、
前記表示装置の第２の部分上に前記少なくとも１つの他の画像データ・セットの少なくとも一部分を表示する段階と、
前記少なくとも１つの他の画像データ・セットの前記少なくとも一部分の表示を選択的に調節して、前記第１の画像データ・セットに対する背景を提供する段階と、
を有している方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの他の画像データ・セットの少なくとも一部分を表示する段階は、前記第１の画像データ・セットと実質的に同様である前記少なくとも１つの他の画像データ・セットの一部分を選択する段階を有している、請求項１記載の方法。
【請求項３】
更に、前記少なくとも１つの他の画像データ・セット内の１つ以上の平面を使用することにより解剖学的背景情報を提供する段階を有している請求項１記載の方法。
【請求項４】
更に、前記第１の画像データ・セット及び前記少なくとも１つの他の画像データ・セットの内の一方又は両方の上にカラー画像データをオーバーレイする段階を有している請求項１記載の方法。
【請求項５】
更に、前記第１の画像データ・セットを表す第１の複数の画像平面を受け取る段階と、
前記第１の画像データ・セット内の前記第１の複数の画像平面を前記表示装置の前記第１の部分上に表示する段階と、
前記少なくとも１つの他の画像データ・セット内の第２の複数の画像平面を前記表示装置の第２の部分上に表示する段階であって、前記第２の複数の画像平面が、前記第１の画像データ・セット内の前記第１の複数の画像平面に対応する前記少なくとも１つの他の画像データ・セット内の画像平面を有している、当該段階と、
を有している請求項１記載の方法。
【請求項６】
更に、前記第１の画像データ・セット及び前記少なくとも１つの他の画像データ・セットを組み合わせることによって合成画像を生成する段階を有している請求項１記載の方法。
【請求項７】
１つ以上の有形の媒体を有しているコンピュータ読取り可能な媒体であって、
前記１つ以上の有形の媒体は、
イ）第１の画像データ・セット及び少なくとも１つの他の画像データ・セットを受け取るように作成されたコードと、
ロ）表示装置の第１の部分上に前記第１の画像データ・セットの少なくとも一部分を表示するように作成されたコードと、
ハ）前記表示装置の第２の部分上に前記少なくとも１つの他の画像データ・セットの少なくとも一部分を表示するように作成されたコードと、
ニ）前記少なくとも１つの他の画像データ・セットの前記少なくとも一部分の表示を選択的に調節して、前記第１の画像データ・セットに対する背景を提供するように作成されたコードと、
を有している、コンピュータ読取り可能な媒体。
【請求項８】
被位置合わせ画像を視覚化するための方法であって、
第１の画像データ・セット及び少なくとも１つの他の画像データ・セットを受け取る段階であって、前記第１の画像データ・セットが超音波画像データ・セットを有し、また前記少なくとも１つの他の画像データ・セットが事前取得医学的画像データ・セットを有している、当該段階と、
表示装置の第１の部分上に前記第１の画像データ・セットの少なくとも一部分を表示する段階と、
前記表示装置の第２の部分上に前記少なくとも１つの他の画像データ・セットの少なくとも一部分を表示する段階と、
前記少なくとも１つの他の画像データ・セットの前記少なくとも一部分の表示を選択的に調節して、前記第１の画像データ・セットに対する背景を提供する段階と、
を有している方法。
【請求項９】
第１の画像データ・セット（５８）及び少なくとも１つの他の画像データ・セット（６０）を取得するように構成されている少なくとも１つのイメージング・システム（１２）と、
前記少なくとも１つのイメージング・システム（１２）に動作上結合され、且つ視覚化プラットフォーム（２２）を有する処理サブシステム（１８）と、を有し、
前記視覚化プラットフォーム（２２）が、
イ）表示装置（２６）の第１の部分（５２）上に前記第１の画像データ・セット（５８）の少なくとも一部分を表示し、
ロ）前記表示装置（２６）の第２の部分（５４）上に前記少なくとも１つの他の画像データ・セット（６０）の少なくとも一部分を表示し、更に
ハ）前記少なくとも１つの他の画像データ・セット（６０）の前記少なくとも一部分の表示を選択的に調節して、前記第１の画像データ・セット（５８）に対する背景を提供するように構成されていること、
を特徴とするシステム（１０）。
【請求項１０】
更に、前記第１の画像データ・セット（５８）と前記少なくとも１つの他の画像データ・セット（６０）とを組み合わせて合成画像（９６）を生成するように構成されている制御サブシステム（１４０）有している請求項９記載のシステム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に云えば、対象物のイメージング（撮像／画像化）に関するものであり、より具体的には、事前取得ボリューム画像データ・セットと位置合わせされる画像（被位置合わせ画像）を視覚化することに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像位置合わせ(image registration)が、医学的イメージング、ビデオ運動分析、遠隔検知、警備及び監視用途において広範に利用されている。更に、画像の内容相互の間の対応性を見付けるプロセスが一般に「画像位置合わせ」と呼ばれている。換言すると、画像位置合わせは、典型的には、相異なる画像において同じ対象物又はその一部分の位置及び配置方向を曖昧さ無しに結びつける幾何学的変換を見付けることを必要とする。より具体的に述べると、画像位置合わせは相異なる画像データ・セットを共通の座標空間へ変換することを含む。それらの画像は相異なるイメージング装置によって、或いは同じイメージング装置によって相異なるイメージング・セッション又は時間フレームで取得することができる。理解されるように、医学的イメージングの分野では、患者が受けるイメージング・セッション又はスキャンの数が確実に増大している。身体部分の画像は、同じイメージング・モダリティ又はシステムから経時的に取得することができる。この代わりに、マルチモーダル・イメージングでは、Ｘ線イメージング・システム、磁気共鳴（ＭＲ）イメージング・システム、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージング・システム、超音波イメージング・システム又はポジトロン放出型断層撮影（ＰＥＴ）イメージング・システムのような相異なるイメージング・モダリティを使用することにより、同じ身体部分の画像を取得することができる。
【０００３】
医学的用途では、画像の位置合わせには、患者の体動に関連した問題に直面する。例えば、同じイメージング・モダリティにより又はそれ以外により得られる２つのスキャンの間における患者の意識的な又は無意識の体動に起因して、２つのスキャンの間に予測できない変化が存在する。残念なことに、この位置の変化により画像の不整合が生じる。また、患者の位置は、マルチモーダル走査のために使用されるイメージング・モダリティに依存して変わることがある。例えば、患者は一般に磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）走査セッションの場合には伏臥位に（すなわち、うつぶせになるように）位置決めされ、また結腸検査の走査セッション中は仰臥位に（すなわち、仰向けになるように）されることがある。
【０００４】
ボリューム誘導超音波は、超音波画像を以前に取得した（事前取得）画像ボリュームに対して位置合わせさせることのできる用途である。事前取得ボリューム・データ・セットは、例えば、ＣＴ画像データ・セット、ＭＲ画像データ・セット、ＰＥＴ画像データ・セット、又は超音波画像データ・セットを含むことができる。理解されるように、超音波画像データと、事前取得ボリューム画像データ・セットからの対応するスライス又はレンダリングとを同時に表示することが望ましいことがある。
【０００５】
超音波画像データと、事前取得ボリューム画像データ・セットからの対応するスライス又はレンダリングとを同時に表示するために以前に考えられた解決策は、超音波画像データと対応するスライスとをイメージング・システムの表示装置上に横に並べた配置で表示することを含む。しかしながら、２つの画像が横に並べて表示される場合、表示される画像の大きさが表示装置の画面の大きさにより制限されることがある。その代わりに、２つの画像の横に並べた表示においてこれらの画像の表示が比較的大きい場合、表示装置の限られた大きさの範囲内に２つの画像を納めるために画像を部分的に切取ることが必要となることがある。更に、事前取得画像ボリューム・データ・セットはかなり大量の情報を含んでいることがある。その結果、２つの画像がそれらの全体を且つ同じスケールで表示された場合、それぞれの表示される画像は比較的小さくなる。その代わりに、事前取得画像ボリュームの画像を部分的に切り取ることができるが、その場合、現在表示されているスライスの背景が容易に理解できなくなる。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３０１８１８０９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、被位置合わせ超音波画像と事前取得画像ボリューム・データ・セットとを横に並べた配置で効率よく視覚化することのできる方法及びシステムの設計が必要である。更に、超音波画像と事前取得画像ボリューム・データ・セットとを互いに対してオーバーレイするようにして視覚化することのできる方法及びシステムの設計も必要である。特に、臨床上のワークフローを向上させ且つ優れた診断を容易に行えるように被位置合わせ画像を視覚化するための方法及びシステムの設計が非常に必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明技術の様々な面に従って、被位置合わせ画像(registered image)を視覚化するための方法を提供する。本方法は、第１の画像データ・セットと少なくとも１つの他の画像データ・セットとを受け取る段階を含む。更に、本方法は、表示装置の第１の部分上に前記第１の画像データ・セットの少なくとも一部分を表示する段階を含む。また、本方法は、前記表示装置の第２の部分上に前記少なくとも１つの他の画像データ・セットの少なくとも一部分を表示する段階を含む。また更に、本方法は、前記少なくとも１つの他の画像データ・セットの前記少なくとも一部分の表示を選択的に調節して、前記第１の画像データ・セットに対する背景(context) を提供する段階を含む。本方法によって規定された種類の機能を有することのできるコンピュータ読取り可能な媒体も、本発明技術に関連して提供される。
【０００８】
本発明技術の更に別の面によれば、被位置合わせ画像を視覚化するための方法を提供する。本方法は、第１の画像データ・セットと少なくとも１つの他の画像データ・セットとを受け取る段階を含み、前記第１の画像データ・セットは超音波画像データ・セットを有し、また前記少なくとも１つの他の画像データ・セットは事前取得医学的画像データ・セットを有する。更に、本方法は、表示装置の第１の部分上に前記第１の画像データ・セットの少なくとも一部分を表示する段階を含む。また、本方法は、前記表示装置の第２の部分上に前記少なくとも１つの他の画像データ・セットの少なくとも一部分を表示する段階を含む。また更に、本方法は、前記少なくとも１つの他の画像データ・セットの前記少なくとも一部分の表示を選択的に調節して、前記第１の画像データ・セットに対する背景を提供する段階を含む。
【０００９】
本発明技術の別の様々な面に従って、システムを提供する。本システムは、第１の画像データ・セット及び少なくとも１つの他の画像データ・セットを取得するように構成されている少なくとも１つのイメージング・システムを含む。また、本システムは、前記少なくとも１つのイメージング・システムに動作上結合され、且つ視覚化プラットフォームを有する処理サブシステムを含み、前記視覚化プラットフォームは、イ）表示装置の第１の部分上に前記第１の画像データ・セットの少なくとも一部分を表示し、ロ）前記表示装置の第２の部分上に前記少なくとも１つの他の画像データ・セットの少なくとも一部分を表示し、更にハ）前記少なくとも１つの他の画像データ・セットの前記少なくとも一部分の表示を選択的に調節して、前記第１の画像データ・セットに対する背景を提供するように構成されている。
【００１０】
本発明のこれらの及び他の特徴、側面及び利点は、添付の図面を参照して以下の詳しい説明を読めばより良く理解されよう。図面においては、図面全体を通じて同じ参照符号は同様な部品を表す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に詳しく述べるように、被位置合わせ画像の優れた視覚化を可能とするイメージング・システム、及び被位置合わせ画像を視覚化する方法が提供される。以下に例示する模範的な実施形態は医用イメージング・システムに関連して説明しているが、被位置合わせ画像を視覚化することのできるイメージング・システムを様々な産業用途で使用することも本発明技術に関連して考えられることが理解されよう。産業用途には、限定するものではないが、手荷物走査用途及び他の警備監視用途のような用途を含むことができる。
【００１２】
図１は、本発明技術の様々な面に従った、イメージングに使用するための模範的なシステム１０のブロック図である。より具体的に述べると、システム１０は被位置合わせ画像及び対応する事前取得画像ボリュームの視覚化を容易にするように構成することができる。当業者に理解されように、添付の図は例示のためであり且つ縮尺通りに描いていない。システム１０は、複数の画像取得システムによる患者（図１に示していない）からの画像データの取得を容易にするように構成することができる。図１に例示の実施形態では、イメージング・システム１０は第１の画像取得システム１２、第２の画像取得システム１４及びＮ番目の画像取得システム１６を含むものとして示されている。第１の画像取得システム１２は、観察中の患者を表す第１の画像データ・セットを取得するように構成することができることに注意されたい。同様に、第２の画像取得システム１４は、同じ患者に関連した第２の画像データ・セットの取得を容易にするように構成することができ、また、Ｎ番目の画像取得システム１６は、同じ患者からのＮ番目の画像データ・セットの取得を容易にするように構成することができる。
【００１３】
本発明技術の一面によれば、診断用システム１０はマルチモダリティ・イメージング・システムを表す。換言すると、同じ患者を表す画像データを得るために種々の画像取得システムを用いることができる。より具体的に述べると、特定の実施形態では、第１の画像取得システム１２、第２の画像取得システム１４及びＮ番目の画像取得システム１６の各々は、ＣＴイメージング・システム、ＰＥＴイメージング・システム、超音波イメージング・システム、Ｘ線イメージング・システム、ＭＲイメージング・システム、光学的イメージング・システム、又はそれらの組合せを含むことができる。例えば、一実施形態では、第１の画像取得システム１２はＣＴイメージング・システムを含むことができ、他方、第２の画像取得システム１４は超音波イメージング・システムを含むことができ、またＮ番目の画像取得システム１６はＰＥＴイメージング・システムを含むことができる。
【００１４】
更に、特定の実施形態では、イメージング・システム１０は、第１の画像取得システム１２のような１つの画像取得システムを含むことができる。換言すると、イメージング・システム１０は、単一のモダリティのイメージング・システムを含むことができる。例えば、イメージング・システム１０は、超音波イメージング・システムのような唯一つの画像取得システム１２を含むことができる。この実施形態では、同じ患者についての或る期間にわたって取得される複数のスキャンのような複数の画像を、同じ画像取得システム１２によって得ることができる。
【００１５】
単一のモダリティのイメージング・システムによって又は相異なる画像取得モダリティによって得られた患者を表す複数の画像データ・セットは、一枚の組合せ画像を得るように合併することができる。当業者に理解されるように、ＰＥＴイメージング・システム及び単一光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）イメージング・システムのようなイメージング・モダリティを用いることにより、生理学的情報を提供する機能的身体画像を得ることができ、他方、ＣＴイメージング・システム及びＭＲイメージング・システムのようなイメージング・モダリティを使用することにより、身体の解剖学的マップとして作用することのできる身体の構造的画像を取得することができる。これらの異なるイメージング技術は、知られているように、身体に関する相補的な情報及び時には相反する情報を持つ画像データ・セットを提供する。個別の画像データ・セットの各々において明らかでない付加的な臨床情報を含むことができる合成の重なり画像の生成を容易にするために、これらの画像データ・セットを信頼性よく合体することが望ましいことがある。より具体的に述べると、合成画像は、解剖学的構造と何らかの病変（存在する場合）との間の形状、大きさ及び空間的関係に関する情報を臨床医が得るのに役立つ。
【００１６】
更に、単一のモダリティのイメージング・システムにより得られた複数の画像データ・セットはまた１つの合成画像を生成するように組み合わせることができる。この合成画像は、臨床医が患者についての追跡研究を行い又は正常な取込み特性を持つ画像と異常の疑いのある画像とを比較するのに役立つことができる。
【００１７】
複数の取得した画像データ・セットは、或る領域に関連した画像情報を各々の画像データ・セットから観察することができるように「位置合わせ」することができる。次いで、これらの画像を使用して、１つの合成表示を生成することができる。特定の実施形態では、イメージング・システム１０によって得られた複数の画像データ・セットを処理モジュール１８により合体するために様々な画像位置合わせ技術を利用することができる。現在考えられる構成では、処理モジュール１８は位置合わせプラットフォーム２０を含むことができ、位置合わせプラットフォーム２０は、２つ以上の画像データ・セットのボリュームに基づく位置合わせを支援するように構成することができる。図１に示した例では、処理モジュール１８は画像取得システム１２，１４，１６に動作上結合される。前に述べたように、画像位置合わせは相異なる画像データ・セットを１つの共通の座標系に変換するプロセスとして定義することができる。より具体的に述べると、画像位置合わせのプロセスは、検討中の画像データ・セットを共通の座標系に変換するために用いることのできる１つ以上の適当な変換を見付けることを含む。変換には、限定するものではないが、剛体変換、非剛体変換、又はアフィン変換のような変換を含むことができる。剛体変換は、例えば、平行移動、回転、又はそれらの組合せを含むことができる。また、非剛体変換は、例えば、有限要素モデリング（ＦＥＭ）、Ｂスプライン変換、デーモン(Daemon)の（流体流に基づく）方法、拡散に基づく方法、オプティック・フロー(optic flow)に基づく方法、又はレベル・セットに基づく方法を含むことができる。実時間２Ｄ又は３Ｄ超音波画像データ・セットのような、複数の画像データ・セットの内の１つが連続的に更新されているとき、位置合わせを維持するために位置検知システム及び／又は画像に基づく分析を使用することができることに注意されたい。
【００１８】
前に述べたように、位置合わせプラットフォーム２０は、被位置合わせ画像データ・セットを生成するために複数の取得した画像データ・セットの位置合わせを容易にするように構成することができる。一旦位置合わせされると、それらの被位置合わせ画像データ・セットを表示装置上に視覚化することが望ましいことがある。従って、被位置合わせ画像データ・セットの実質的に優れた視覚化を可能にするように調整することのできるプロセスが必要である。
【００１９】
本発明技術の様々な面によれば、処理モジュール１８は被位置合わせ画像データ・セットの表示を容易にするように構成することができる。従って、現在考えられる構成では、処理モジュール１８は視覚化プラットフォーム２２を含むことができ、この視覚化プラットフォーム２２は、例えば、表示装置上での被位置合わせ画像データ・セットの実質的に改善された視覚化を容易にするように構成することができる。視覚化プラットフォーム２２の働きについては図３〜図１１を参照して後で詳しく説明する。
【００２０】
処理モジュール１８はオペレータ・コンソール２４を介してアクセスし及び／又は動作させることができる。オペレータ・コンソール２４はまた、例えば表示装置２６及び／又はプリンタ２８上での、処理モジュール１８によって生成された被位置合わせ画像データ・セットの表示を容易にするために用いることができる。例えば、臨床医のようなオペレータが、被位置合わせ画像及び／又は事前取得画像ボリュームを表示装置２６上で視覚化する態様を指定するためにオペレータ・コンソール２４を使用することができる。
【００２１】
次に図２について説明すると、図１の診断用システム１０の動作、より具体的には処理モジュール１８内の視覚化プラットフォーム２２の動作を表す概略流れ図３０を示している。換言すると、システム１０（図１参照）を使用して、被位置合わせ画像を視覚化する方法を示している。図２に示した例では、参照数字３２は、第１の画像取得システム１２（図１参照）のような画像取得システムにより取得された第１の画像データ・セットを表すことができる。また、参照数字３４は、被位置合わせ画像を表すことができる。一実施形態では、この被位置合わせ画像３４は被位置合わせ超音波画像を含むことができる。
【００２２】
本例では、第１の画像データ・セット３２は事前取得画像ボリュームを表すことができ、この事前取得画像ボリュームは、患者内の解剖学的領域を表す画像データを含むことができる。また、第１の画像データ・セット３２は第１の画像取得システム１２により取得することができる。更に、第１の画像取得システム１２は、例えば、患者内の解剖学的領域を表す画像ボリュームを得るように構成されたＣＴイメージング・システムを含むことができる。従って、第１の画像データ・セット３２はＣＴ画像データを含むことができる。より具体的に述べると、一実施形態では、ＣＴ画像ボリューム３２は、患者の身体に対して標準的な配向状態にある一連の平行な平面画像（スライス）を含むことができる。例えば、ＣＴにおける腹部スキャンは、通常仰向けに寝かした患者について行われ、且つスライスは互いに平行であって且つ患者を横切る。更に、第１の画像取得システム１２により取得された第１の画像データ・セット３２は、「基準」画像と呼ぶことができる。ここで、基準画像とは、変更せずに維持されて、これにより基準として使用される画像である。画像データ・セット３２は事前取得画像ボリュームを表すことができる。ここで、下記の用語「基準画像」、「基準画像データ・セット」、「事前取得画像ボリューム」、「基準画像ボリューム」、「事前取得基準画像ボリューム」、「原画像」、「ソース画像」及び「固定画像」は互いに入れ換えて用いることができることに注意されたい。
【００２３】
更に、基準画像上にマッピングすべき他の取得した画像は「浮遊」画像と呼ぶことができる。換言すると、浮遊画像は、基準画像３２と空間的に整合するように幾何学変換される画像を体現する。また、ここで、下記の用語「浮遊画像」、「可動画像」、「検知した画像」及び「ターゲット画像」は互いに入れ換えて用いることができることに注意されたい。従って、第２の画像データ・セットは、例えば、第２の画像取得システム１４により取得することができる。更に、本例では、第２の画像取得システム１４は、例えば、関心のある解剖学的領域を表す画像を得るように構成された超音波イメージング・システムを含むことができる。従って、第２の画像データ・セットは超音波画像データを含むことができる。より具体的に述べると、一実施形態では、超音波画像データは二次元（２Ｄ）平面画像（スライス）を含むことができる。第２の画像データ・セットは実時間で取得された２Ｄ超音波画像を含むことができることに注意されたい。この２Ｄ超音波画像はまた「生の」超音波画像を呼ぶことができる。代替実施態様として、第２の画像データ・セットは実時間で取得された３Ｄ超音波画像を含むことができる。
【００２４】
更にまた、この超音波画像は、位置合わせプラットフォーム２０（図１参照）を使用することにより事前取得画像ボリューム３２と位置合わせすることができる。それに限定するものではないが、剛体変換のような位置合わせ技術は、超音波画像を基準画像データ・セット３２と位置合わせさせるために用いることができる。換言すると、超音波画像データ・セットは、事前取得画像ボリューム３２と空間的に整合させるように幾何学変換することができる。位置合わせプラットフォーム２０による処理の結果、被位置合わせ超音波画像３４を生成することができる。位置センサ及び／又は画像に基づく処理は、生の超音波画像の位置が更新されたときに被位置合わせ画像データ・セットを連続的に保持するために使用することができる。
【００２５】
被位置合わせ超音波画像３４及び対応する事前取得画像ボリューム３２を受け取った後、表示装置２６（図１参照）のような表示装置上での視覚化を容易にするように画像３２，３４を処理し、これによって、例えば、臨床医のようなユーザが画像３２，３４を視覚化して診断を行うことができるようにすることが望ましいことがある。本発明技術の模範的な様々な面に従って、被位置合わせ画像を視覚化するための方法が提供される。本方法は段階３６で開始し、段階３６では、被位置合わせ浮遊超音波画像３４を表示装置２６の第１の部分上に表示することができる。ここで、段階３６で、被位置合わせ浮遊超音波画像３４の全体又は被位置合わせ浮遊超音波画像３４の少なくとも一部分を表示装置２６の第１の部分上に表示することができることに注意されたい。その後、事前取得基準画像ボリューム３２は、段階３８で示されているように、表示装置の第２の部分２６上に表示することができる。再び繰り返すが、事前取得基準画像ボリューム３２の全て又は事前取得基準画像ボリューム３２の少なくとも一部分を表示装置の第２の部分２６上に表示することができる。
【００２６】
また、一実施形態では、被位置合わせ超音波画像３４及び事前取得基準画像ボリューム３２は、図３の例に示されているように、表示装置２６上に横に並べた配置で視覚化することができる。従って、本例では、表示装置２６の第２の部分は表示装置２６の第１の部分に対して隣接して配置することができる。
【００２７】
現在利用可能な技術を使用して、被位置合わせ超音波画像３４は基準画像ボリューム３２に隣接して表示して、臨床医が横に並べた２つの画像データ・セット３２，３４を観察できるようにすることができ、その場合、画像３２，３４は実質的に同じ配向及びスケールで表示される。より具体的に述べると、一般に超音波画像３４に対応する基準画像ボリューム３２の一部分のみが表示され、この結果、超音波画像３４についての、基準画像ボリューム３２に関する背景が失われると云う欠点がある。例えば、事前取得画像ボリューム３２はＣＴ画像データを含むことができ、ＣＴ画像データは一般に患者の身体の断面の画像を表す。他方、超音波画像３４は、超音波トランスデューサが患者の身体に沿って動かされるにつれて該超音波トランスデューサにより取得された超音波データを含むことができる。従って、事前取得画像ボリューム３２内のＣＴ画像データは、超音波画像３４に対して比較的より大きい背景を提供することができる。しかしながら、両方の画像３２，３４が実質的に同様なスケールで表示されるように、超音波画像３４に対応する事前取得画像ボリューム３２内のＣＴ画像データの一部分のみが超音波画像３４と共に視覚化される場合、この背景は失われることがある。
【００２８】
現在利用可能な技術の上記欠点は、表示装置の第２の部分２６上の基準画像データ・セット３２の表示を臨床医が選択的に変更できるようにすることによって、有利に克服することができる。換言すると、本発明技術の模範的な様々な面に従って、段階４０によって示されるように、変更された基準画像ボリュームが超音波画像３４に対して実質的により大きい背景を提供するように構成されるように、臨床医により基準画像ボリューム３２のスケールを修正することを可能にする。例えば、一実施形態では、超音波画像３４と事前取得画像ボリューム３２とが横に並べて対比して実質的に同様になるように、臨床医により事前取得基準画像ボリューム３２を縮小させることを可能にする。より具体的に述べると、システム１０（図１参照）は、臨床医が事前取得画像ボリューム３２の少なくとも一部分を選択的に変更して被位置合わせ超音波画像３４に対する向上した背景を提供することができるように、構成することができる。
【００２９】
本発明技術の更に別の面に従って、システム１０はまた、ユーザ規定の量の追加の画像データを供給して超音波画像３４に対する背景を与えるように構成することもできる。換言すると、システム１０を使用することにより、臨床医は、基準画像データ・セット３２についての追加の情報を取り入れて、例えば、システム１０の表示装置の第２の部分２６上に表示される基準画像データ・セット３２に関して超音波画像３４に対する透視図を提供することができる。
【００３０】
図２の段階３６乃至４０に示された、被位置合わせ画像３４を視覚化する方法は、図３乃至１１を参照するとより良く理解されよう。より具体的に述べると、図３乃至１１は表示装置の第２の部分２６上の基準画像ボリューム３２の視覚化を選択的に変更するための種々の方法を提供する。
【００３１】
ここで図３について説明すると、図１の表示装置２６のような表示装置の前面図５０が示されている。より具体的に述べると、本発明技術の様々な面に従った、被位置合わせ超音波画像を視覚化する方法が示されている。参照数字５２は表示装置２６の第１の部分を表すことができ、他方、表示装置２６の第２の部分は一般に参照数字５４で表すことができる。また、参照数字５６は、表示装置２６の制御部部分を表すことができる。前に述べたように、被位置合わせ超音波画像５８は、表示装置２６の第１の部分５２上に表示することができる。ここで、被位置合わせ超音波画像５８が超音波画像３４（図２参照）を表すことができることに注意されたい。同様に、事前取得基準画像ボリューム６０は表示装置２６の第２の部分５４上で視覚化することができる。再度繰り返すが、事前取得基準画像ボリューム６０は基準画像ボリューム３２（図２参照）を表すことができる。ここで、図３に示した例では、被位置合わせ超音波画像５８及び基準画像ボリューム６０は横に並べた配置で表示されることに注意されたい。
【００３２】
更に、図３に表されている例において、事前取得画像ボリューム６０を使用することにより超音波画像５８について実質的により大きい背景を提供することは、現在利用可能な技術に関連した欠点を回避することができる。より具体的に述べると、本例では、システム１０（図１参照）は、被位置合わせ超音波画像５８と事前取得画像ボリューム６０とが横に並べて比較して実質的に同様になるように、事前取得ボリューム・データ・セット６０についてズーム・アウト（縮小）させる能力を臨床医に与えるように構成することができる。換言すると、事前取得基準画像ボリューム６０は超音波画像５８と比較して相対的に縮小したスケールで視覚化することができる。より具体的に述べると、被位置合わせ超音波画像５８は、事前取得基準画像ボリューム６０のズーム係数とは相対的に異なるズーム係数を持つことができる。
【００３３】
本発明技術の更に別の面に従って、事前取得画像ボリューム６０を使用することにより超音波画像５８に対する背景を提供するために、ユーザ規定の量の追加の画像データを取り入れることができる。図３に示す本例では、表示装置２６の第２の部分５４上に表示された事前取得画像ボリューム６０の上に被位置合わせ超音波画像５８の輪郭図形６２を取り入れることにより、ユーザ規定の背景を提供することができる。輪郭図形６２は、一実施形態では、表示装置２６の第１の部分５２上に表示された被位置合わせ超音波画像５８の輪郭を表すことができる。上述したように被位置合わせ超音波画像５８及び修正した事前取得画像ボリューム６０の表示を具現することによって、輪郭図形６２の外側に存在する事前取得基準画像ボリューム６０内の任意の情報を都合よく用いて、超音波画像５８に対する解剖学的背景を提供することができる。代替実施態様として、輪郭図形６２を使用する代わりに、対応する超音波区域の外側の区域の強度を低減することにより、超音波画像３４に対する解剖学的背景を提供することができる。
【００３４】
次に図４について説明すると、図１の表示装置２６のような表示装置の前面図７０が示されている。換言すると、本発明技術の様々な面に従った、被位置合わせ超音波画像を視覚化する別の方法が示されている。参照数字７２は、表示装置２６の第１の部分５２上に表示された被位置合わせ超音波画像を表すことができる。特定の実施形態では、超音波画像７２は被位置合わせ超音波画像３４（図２参照）を表すことができる。図４に示される例では、システム１０（図１参照）は、臨床医が事前取得基準画像ボリューム７４の背景全体を観察することができるように構成することができる。再度繰り返すが、事前取得画像ボリューム７４は事前取得画像ボリューム３２（図２参照）を表すことができる。より具体的に述べると、事前取得基準画像ボリューム７４は予め定められた配向で視覚化することができる。予め定められた配向は実質的に固定された配向を含むことができる。一実施形態では、現在考えられる構成において、参照数字７８が事前取得画像ボリューム７４の輪郭を示していることに注意されたい。
【００３５】
更にまた、被位置合わせ超音波画像７２と実質的に整合する事前取得基準画像ボリューム内の画像平面を抽出することができる。参照数字７６は事前取得基準画像ボリューム７４内の整合用画像平面を表すことができる。また、本発明技術の更に別の面に従って、整合用画像平面７６は表示装置２６の第２の部分５４上に表示することができる。図４に示す例では、整合用画像平面７６は事前取得画像ボリューム７４全体に対するその相対的な位置で示されている。換言すると、整合用画像平面７６は、本発明技術の様々な面に従って、事前取得画像ボリューム７４の輪郭７８内で或る角度で示すことができる。その結果、図４において、超音波画像７２、及び事前取得画像ボリューム７４内のその位置に現在表示されている対応する整合用画像平面７６を、横に並べた表示配置で表示することができる。また、図３に関して前に述べたように、超音波画像７２を表す輪郭図形７９を、事前取得画像ボリューム７４内の整合用画像平面７６上に重ね合わせることにより、超音波画像７２に対して追加の背景を提供することができる。代替実施態様として、輪郭図形７９の代わりに、対応する超音波区域の外側の区域の強度(intensity) を低減することにより、超音波画像７２に対して追加の背景を提供することができる。
【００３６】
理解されるように、関心のある解剖学的領域を表す超音波画像データの取得を容易にするために超音波トランスデューサ（図４に図示せず）を用いることができ、取得した超音波画像は表示装置２６の第１の部分５２上に超音波画像７２として表示することができる。ここで、図４に示す本例では、超音波トランスデューサが事前取得画像ボリューム７４内の整合用画像平面７６の平面内に配向されることに注意されたい。更に、超音波トランスデューサがＹ軸を中心にして約１８０度回転された場合、事前取得ボリューム画像データ・セットの配向を逆転することにより、超音波画像７２と事前取得画像ボリューム７４内の整合用画像平面７６との間の実質的に一貫した配向を維持することを容易にすることができる。更に、表示装置２６の第２の部分５４上に事前取得画像ボリューム７４全体を視覚化すると、その結果として、事前取得画像ボリューム７４の表示寸法が比較的小さくなることがある。それに対応して、システム１０はユーザ調節可能なズーム係数を臨床医に提供することができ、このユーザ調節可能なズーム係数は解剖学的背景に対して画像寸法を調整するために使用することができる。
【００３７】
図４に関して述べたように超音波画像７２、整合用画像平面７６及び事前取得画像ボリューム７４の表示を行うことにより、有利なこととして、臨床医は事前取得画像ボリューム７４の背景全体に関して超音波画像７２を視覚化して、実質的に改善された解剖学的背景を提供することができる。より具体的に述べると、輪郭図形７９の外側に存在する画像データが超音波画像７２に対する付加的な背景を提供する。また、臨床医が事前取得画像ボリューム７４全体を視覚化することができる。更に、ユーザ調節可能なズーム係数により、臨床医は表示装置２６の第２の部分５４上の事前取得画像ボリューム７４の表示の視野を調節して、実質的に改善された解剖学的背景を提供することができる。
【００３８】
図５は、図１の表示装置２６のような表示装置の前面図８０を例示する。より具体的に述べると、本発明技術の更に別の面に従った、被位置合わせ超音波画像を視覚化する更に別の方法を示している。現在考えられる構成では、事前取得基準画像ボリューム７４の少なくとも一部分を予め定められた配向で視覚化することができ、この場合、予め定められた配向は実質的に固定された配向を含まない。換言すると、本例では、被位置合わせ超音波画像８２を、対応する事前取得画像ボリューム内の整合用画像スライスと共に横に並べた配置で表示することができる。再度繰り返すが、図４に関して前に説明したように、システム１０（図１参照）は、被位置合わせ超音波画像８２に実質的に整合する事前取得基準画像ボリューム内の画像平面を抽出するように構成することができる。事前取得基準画像ボリューム７４内のこの整合用画像平面は一般に参照数字８４によって表すことができる。また、本発明技術の更に別の面に従って、整合用画像平面８４は表示装置２６の第２の部分５４上に表示することができる。更に、図５に示されている例では、整合用画像平面８４は、整合用画像平面８４が表示装置２６に実質的に平行になるように配向することができる。その結果、図５において、超音波画像７２は、事前取得画像ボリューム内の対応する整合用画像平面８４と共に、横に並べた表示配置で視覚化することができる。また、図３及び４に関して前に述べたように、被位置合わせ超音波画像８２を表す輪郭８６を、整合用画像平面８４上に重ね合わせることにより、事前取得画像ボリューム内の超音波画像８２に対して追加の背景を提供することができる。代替実施態様として、輪郭図形８６の代わりに、対応する超音波区域の外側の区域の強度を低減することにより、超音波画像８２に対して改善した解剖学的背景を提供することができる。
【００３９】
本発明技術の更に別の面によれば、事前取得画像ボリュームからの複数の画像平面を用いることにより、被位置合わせ超音波画像に対する解剖学的背景を提供することができる。理解されるように、超音波画像は２Ｄ画像を含むことができ、他方、事前取得画像ボリュームは三次元（３Ｄ）ボリュームを含む。
【００４０】
従って、一実施形態では、被位置合わせ超音波画像は、該超音波画像に交差する対応する事前取得基準画像ボリュームからの１つ以上の画像平面と共に同時に表示することができる。更にまた、特定の実施形態では、超音波画像の中心を超音波画像と事前取得画像ボリュームとの間の交差点として選択することができる。その後、該交差点を通過する事前取得画像ボリューム内の１つ以上の交差する平面を、超音波画像に対する解剖学的背景を提供するように選択することができる。代替態様では、臨床医は超音波画像上の交差点を選択し、そしてこのユーザ選択の交差点を通過する事前取得画像ボリューム内の１つ以上の画像平面を適宜に選択することができる。本発明技術の更に別の面によれば、超音波画像に実質的に平行である事前取得画像ボリューム内の１つ以上の画像平面は、超音波画像と共に同時に表示することができる。また、超音波画像は、事前取得画像ボリュームの全て又はその一部分のボリューム・レンダリングと横に並べた配置で表示することができる。
【００４１】
次に、図６について説明すると、表示装置２６（図１参照）のような表示装置の前面図９０を例示している。より具体的に述べると、本発明技術の更に別の面に従った、被位置合わせ超音波画像を視覚化する更に別の方法を示している。参照数字９２は被位置合わせ超音波画像を表すことができ、他方、事前取得画像ボリュームは一般的に参照数字９８によって表すことができる。現在考えられる構成では、超音波画像９２に実質的に整合する整合用画像スライスを事前取得画像ボリューム９８から抽出することができる。抽出された整合用画像スライス及び超音波画像９２は組み合わせることにより合成画像を生成することができる。より具体的に述べると、整合用画像スライスをカラー化することができる。換言すると、整合用画像スライスを標準的なグレー表現からマッピングすることができる。図６に示す例では、参照数字９４は事前取得画像ボリューム９８内のカラー化した整合用画像スライスを表すことができる。その後、カラー化した整合用画像スライス９４はグレーの超音波画像９２と組み合わせて合成又はオーバーレイ画像９６を生成することができる。代替態様として、超音波画像９２をカラー化して、事前取得画像ボリューム９８と組み合わせることができ、この場合、事前取得画像ボリューム９８はグレースケールの画像を含む。
【００４２】
更にまた、整合用画像スライス９４に関連した情報も抽出することができる。抽出された情報はまた、超音波画像９２と組み合わせて合成画像を生成することができる。その後、このように生成された合成画像は、例えば、表示装置２６の第１の部分５２上に表示することができる。
【００４３】
これらの合成画像は、次いで、表示装置２６上に視覚化して、超音波画像９２に対する実質的に優れた解剖学的背景を提供することができる。更に、現在考えられる構成では、この合成画像９６は表示装置２６の第１の部分５２上に表示することができる。また、図３乃至図５に関して前に述べたように、超音波画像９２を表す輪郭１００を、事前取得画像ボリューム９８の上に重ね合わせることにより、事前取得画像ボリューム９８内の超音波画像９２に対する追加の背景を提供することができる。
【００４４】
本発明技術の更に別の面によれば、被位置合わせ超音波画像を視覚化する別の方法が提供される。理解されるように、通常の超音波スキャンでは、Ｂモード又はグレースケール画像が解剖学的な表現である。その上、超音波は、カラードップラー、パワードップラー、コントラスト、脈動流検出及びカラー化Ｂフロー（図６に図示せず）を使用して血流情報を生成する能力を持つ。この血流情報は、超音波Ｂモード画像９２上にオーバーレイとして表示することができる。ボリューム誘導超音波では、このカラー・オーバーレイは超音波画像９２及び事前取得ボリューム画像スライス９８内の対応する整合用スライスの一方又は両方の上に重ねることができる。その上、生検図形オーバーレイ（図６に図示せず）を超音波画像９２及び事前取得画像ボリューム９８の一方又は両方と組み合わせることができる。
【００４５】
理解されるように、関心のある解剖学的領域を表す超音波画像データもまた、ボリューム・トランスデューサ又は多平面トランスデューサを使用することにより取得することができる。結果として、関心のある解剖学的領域を同時に表す複数の超音波平面を得ることができる。従って、このようにして得られた複数の超音波画像は表示装置２６の第１の部分５２上に表示することができ、また、例えば、事前取得画像ボリューム９８からの対応する整合用スライスを表示装置２６の第２の部分５４上に表示することができる。図３乃至図６に関して前に述べた様々な技術はまた、本発明技術の様々な面に従って、これらの複数画像の場合まで拡張することができることに注意されたい。
【００４６】
更に、ボリューム超音波トランスデューサはまた、関心のある解剖学的領域を表す超音波画像データの立体的ビューを生成するように使用することができる。例えば、立体的ビューはレンダリングを含むことができる。本発明技術の更に別の面に従って、そのように生成されたレンダリングは対応する事前取得画像ボリュームのレンダリングと横に並べた配置で表示することができ、この場合、事前取得画像ボリュームは同じ関心のある解剖学的領域を表す。代替態様では、超音波画像のレンダリングは事前取得画像ボリュームからの１つ以上の画像平面と横に並べた配置で表示することができる。換言すると、超音波画像のレンダリングは表示装置２６の第１の部分５２上に表示することができ、他方、事前取得画像ボリュームからの対応する１つ以上の平面は表示装置２６の第２の部分５４上に表示することができる。
【００４７】
典型的には、関心のある解剖学的領域を表す２つ以上の画像平面は多平面トランスデューサ又はボリュームにより同時に取得することができる。特定の実施形態では、これらの画像平面は、Ａ平面及びＢ平面のような２つの垂直な平面を含むことができる。また、特定の他の実施形態では、Ｃ平面のような第３の直交する平面を得ることが望ましいことがあり、この場合、Ｃ平面は一般にトランスデューサの面に実質的に平行である。しかしながら、Ｃ平面の取得が所望のデータを得るために情報ボリューム全体の取得を含むことがあるので、Ｃ平面の取得は実時間スキャンには実用的でないことがある。この欠点は、本発明技術の様々な面に従って有利に回避することができる。従って、一実施形態では、超音波トランスデューサは、Ａ平面及びＢ平面を取得し表示するように構成することができる。Ｃ平面は対応する事前取得画像ボリューム・データ・セットから求めて、超音波画像データのＡ平面及びＢ平面と共に表示することができる。また、システム１０（図１参照）は、臨床医がＣ平面の深さを指定することができるように構成することができる。
【００４８】
更にまた、特定の状態では、実質的に向上した画像品質が望まれることがある。従って、システム１０（図１参照）はまた、臨床医が事前取得ボリューム・データ・セットからＡ平面、Ｂ平面又はＣ平面のいずれかを任意に取得し表示して、所望の画像品質を提供することができるように構成することができる。前に述べたように超音波画像及び事前取得画像ボリュームの視覚化を行うことによって、画像品質は、特に基準ボリューム・データ・セットがシャドーイング又は他の画像アーティファクトを避けるために異なる角度から同じ超音波プローブにより事前取得される場合に改善することができる。
【００４９】
図３乃至図６に関して前に述べたように、超音波画像区域に直接対応する区域の図形指示子及び／又は画像埋込み指示子を事前取得画像ボリューム上に配置して、これにより、被位置合わせ超音波画像に対する優れた解剖学的背景を提供し且つ向上させた視覚化を容易にすることができる。図３乃至図６の例では、図形指示の一例は、事前取得画像ボリュームを表す画像上に取り入れられた超音波画像の輪郭図形区域を含む。これらの画像埋込み指示は、超音波画像及び事前取得画像ボリュームの視覚化を向上させるために有利に用いることができる。従って、本発明技術の様々な面によれば、種々の画像埋込み指示を設けることができる。
【００５０】
例えば、画像埋込み指示は、超音波画像に対応する事前取得画像ボリューム内の画像データを第１の色で表すことを含むことができ、また事前取得画像ボリューム内の他の画像データは、第１の色とは異なる第２の色で表すことができる。代替態様では、超音波画像に対応する事前取得画像ボリューム内の画像データを１つの色の第１の陰影で表すことができ、また事前取得画像ボリューム内の他の画像データは、第１の陰影とは異なる同じ色の第２の陰影で表すことができる。本発明技術の更に別の面によれば、被位置合わせ画像を視覚化する方法は、超音波画像データを事前取得画像ボリュームの対応する部分の上に透けるようにオーバーレイすることを含むことができる。
【００５１】
更に、オーバーレイの同時観察により、典型的には、超音波２Ｄ画像が事前取得画像ボリューム内の対応する整合用画像スライスと組み合わされる。例えば、同時のオーバーレイは、超音波画像又は事前取得画像ボリュームの一方をカラー化することによって生成することができる。更に、臨床医が両方の画像データ・セットを観察することができるように幾分かの透明性を用いることができる。この代わりに、組合せアルゴリズムを用いることにより、２つの画像を各点で組み合わせることができる。
【００５２】
現在利用可能な技術では、典型的には、オーバーレイの観察と横に並べた事前取得画像ボリュームの同時の観察とを組み合わせて、表示装置の第１の部分上に組合せ画像を提供し且つ表示装置の第２の部分上に組合せしていない事前取得ボリューム・スライスを提供する。また、特定の場合には、超音波２Ｄ画像スライスが、事前取得画像ボリューム内の対応する整合用画像スライスによってカバーされる区域と比べて比較的より小さい区域をカバーすることができる。本発明技術の様々な面に従って、超音波画像を事前取得画像ボリュームからの対応する整合用画像スライスと組み合わせながら、比較的より大きいスライス区域を用いることにより、超音波画像について実質的により大きい解剖学的背景を提供することができる。
【００５３】
オーバーレイの観察と横に並べた観察との組合せは、表示装置上の利用可能な画面の大きさに左右される。換言すると、表示装置上の画面の制約に起因して、組合せ画像と対応する整合用画像スライスとの同時表示は、残念なことに、結果として画像が部分的に切り取られ、又は比較的小さい大きさで表示され、或いは両方が生じる。理解されるように、組合せ画像は超音波画像と事前取得画像ボリューム内の対応する整合用画像スライスとからの情報を含む。この欠点は本発明技術の様々な面に従って克服することができる。より具体的に述べると、本発明技術の様々な面に従って、オーバーレイされた組合せ画像のみを表示装置２６の画面全体に表示することができ、これによって何ら切り取られていないオーバーレイされた組合せ画像の表示を容易にする。更に、オーバーレイされた画像は実質的により大きい寸法で表示することができる。図７は、表示装置２６（図１参照）のような表示装置の前面図１１０を示す。より具体的に述べると、本発明技術の更に別の面に従って、被位置合わせ超音波画像を視覚化する方法の更に別の方法を示す。それにより、組合せ画像９６（図６参照）のような組合せ画像を表示装置２６の画面全体に表示することができる。前に述べたように、組合せ画像９６は、超音波画像９２（図６参照）の上に重ねられたカラー・オーバーレイ９４（図６参照）を含む。
【００５４】
本発明技術の更に別の面によれば、システム１０（図１参照）上に制御部を設けることができ、この制御部は、臨床医が２Ｄ超音波画像のみの視覚化と、３Ｄ事前取得画像ボリューム内の整合用画像スライスのみの視覚化と、２Ｄ超音波画像と事前取得画像ボリューム内の整合用画像スライスとの所望の混合の視覚化とを切り換えることができるように構成することができる。この制御部の働きは図８乃至図１０を参照すればより良く理解できよう。
【００５５】
次に図８について説明すると、診断用システム１０（図１参照）で使用するために構成された画像取得システムを例示するブロック図１２０を示している。システム１２０は、画像取得装置１２４により患者１２２から画像データを取得するように構成することができる。参照数字１２６は、イメージング動作のために患者１２２を位置決めするのに役立つように構成されたテーブルを表すことができる。一実施形態では、画像取得装置１２４はプローブを含むことができ、プローブは侵襲性プローブ、或いは外部超音波プローブのような非侵襲性又は外部プローブであってよく、画像データの取得に役立つように構成される。また、特定の他の実施形態では、画像データは、患者１２２上に配置することのできる１つ以上のセンサ（図８に示していない）により取得することができる。例えば、センサには、心電図センサのような生理学的センサ（図示せず）及び／又は電磁センサ又は慣性センサのような位置センサを含むことができる。これらのセンサは、例えば、リード線（図８に示していない）を介してイメージング・システムのようなデータ取得装置に動作上結合することができる。
【００５６】
システム１２０はまた、限定するものではないが、画像取得装置１２４に動作上関連する医用イメージング・システムのような画像取得システム１２８を含むことができる。一実施形態では、医用イメージング・システム１２８は超音波イメージング・システムを含むことができる。ここで、以後に例示する模範的な実施形態を医用イメージング・システムに関連して説明するが、工業用イメージング・システム並びに非破壊評価及び検査システム、例えば、パイプライン検査システム、液体反応装置検査システムのような、他のイメージング・システム及び用途も意図していることに留意されたい。更に、以後に例示し説明する模範的な実施形態における用途としては、他のイメージング・モダリティと共に超音波イメージングを用いるマルチモダリティ・イメージング・システム、位置追跡システム又は他のセンサ・システムがある。更にまた、以後に例示する模範的な実施形態は、例えば、限定するものではないが、超音波イメージング・システム、光学的イメージング・システム、ＣＴイメージング・システム、ＭＲイメージング・システム、Ｘ線イメージング・システム、ＰＥＴイメージング・システム、又はそれらの組合せのような、医用イメージング・システムに関連して説明するが、本発明技術の様々な面に従って他のイメージング・システム、例えば、限定するものではないが、パイプライン検査システム、液体反応装置検査システム、製造検査システム、又は他のイメージング・システムもまた意図していることに留意されたい。
【００５７】
現在考えられる構成では、医用イメージング・システム１２８は取得サブシステム１３０及び処理サブシステムシステム１３２を含むことができる。  更に、医用イメージング・システム１２８の取得サブシステム１３０は、画像取得装置１２４により患者１２２内の関心のある１つ以上の解剖学的領域を表す画像データを取得するように構成することができる。患者１２２から取得された画像データは、処理サブシステムシステム１３２によって処理することができる。
【００５８】
更に、医用イメージング・システム１２８によって取得され及び／又は処理された画像データは、臨床医が病状を特定し、治療の必要性を評価し、適当な治療の選択枝を決定し、介入手順を誘導し、病状について治療の効果を監視するのに役立てるために用いることができる。特定の実施形態では、処理サブシステム１３２は更に、画像データを受け取るように構成されているデータ保管所１３４のような保存システムに結合することができる。
【００５９】
更に、図８に示されているように、医用イメージング・システム１２８は表示装置１３６及びユーザ・インターフェース１３８を含むことができる。しかしながら、特定の実施形態では、タッチ・スクリーンにおけるように、表示装置１３６及びユーザ・インターフェース１３８を結合することができる。また、実施形態によっては、表示装置１３６及びユーザ・インターフェース１３８は共通の領域を含むことができる。表示装置には表示装置２６（図１参照）を含むことができることに注意されたい。それに加えて、ユーザ・インターフェース１３８はオペレータ・コンソール２４（図１参照）を含むことができる。本発明技術の様々な面に従って、医用イメージング・システム１２８の表示装置１３６は、画像取得装置１２４により取得された画像データに基づいて医用イメージング・システム１２８によって生成された画像を表示するように構成することができる。その上、表示装置１３６はまた、基準画像データ・セット５２（図２参照）のような事前取得画像ボリュームを表示するように構成することができる。表示装置１３６はまた、被位置合わせ画像３４（図２参照）のような被位置合わせ画像の視覚化を容易にするように構成することができる。
【００６０】
更に、医用イメージング・システム１２８のユーザ・インターフェース１３８は、表示装置１３６で表示される画像データを操作するのを容易にするように構成されたヒューマン・インターフェース装置（図示せず）を含むことができる。ヒューマン・インターフェース装置は、マウス型装置、トラックボール、ジョイスティック、スタイラス、又はタッチスクリーンを含むことができ、臨床医が関心のある１つ以上の領域を特定するのを容易にするように構成されている。しかしながら、理解されるように、例えば、限定するものではないが、タッチスクリーンのような他のヒューマン・インターフェース装置を用いることができる。更にまた、本発明技術の様々な面に従って、ユーザ・インターフェース１３８は、臨床医が医用イメージング・システム１２８によって取得された画像を検索するのを支援するように構成することができる。その上、ユーザ・インターフェース１３８はまた、例えば、被位置合わせ超音波画像と対応する事前取得画像ボリューム又は事前取得画像ボリューム内の整合用画像スライスとの視覚化を容易にするのに役立つように構成することができる。
【００６１】
本発明技術の様々な面に従って、イメージング・システム１２８は、臨床医が２Ｄ超音波画像のみの視覚化と、事前取得画像ボリュームの視覚化と、２Ｄ画像及び事前取得画像ボリュームの所望の混合の視覚化とを切り換えることができるように構成された制御サブシステム１４０を含むことができる。画像の視覚化は、事前取得画像ボリューム全体又は事前取得画像ボリュームの少なくとも一部分を視覚化することを含むことができることに注意されたい。事前取得画像ボリュームの少なくとも一部分は、３Ｄ事前取得画像ボリューム内の整合用画像スライスを含むことができ、整合用画像スライスは超音波画像に対応する。
【００６２】
引き続き図８を参照して説明すると、現在考えられる構成では、制御サブシステム１４０はユーザ・インターフェース１３８に動作上結合されるものとして例示されている。本例では、臨床医はユーザ・インターフェース１３８を使用することにより制御サブシステム１４０を操作することができる。
【００６３】
図９は、ユーザ・インターフェース１３８（図８参照）の前面図１５０を示す。本例では、ユーザ・インターフェース１３８は他の制御部１５１を含むことができる。ユーザ・インターフェース１３８はまた、臨床医が制御サブシステム１４０を動作させることができるように構成されている制御部１５２を含むことができる。例えば、制御部１５２は回転式制御素子１５４を含むことができる。現在考えられる構成では、回転式制御素子１５４は、臨床医が２Ｄ超音波画像のみの観察と、３Ｄ事前取得画像ボリュームのみの観察と、２Ｄ画像及び事前取得画像ボリュームの所望の混合の観察とを切り換えるのに役立つように構成することができる。
【００６４】
現在考えられる構成では、回転式制御素子１５４は３つの設定位置を含むように構成することができ、これらの設定位置は、２Ｄ超音波画像のみの観察と、３Ｄ事前取得画像ボリュームのみの観察と、２Ｄ画像及び事前取得画像ボリュームの所望の混合の観察とにそれぞれ対応するように構成することができる。従って、回転式制御素子１５４は、第１の設定位置１５６、第２の設定位置１５８及び第３の設定位置１６０を含むように構成することができる。臨床医が回転式制御素子１５４を第１の設定位置１５６に位置決めした場合、医用イメージング・システム１２８（図８参照）は、２Ｄ被位置合わせ超音波画像のみを表示するように構成することができる。更に、臨床医が回転式制御素子１５４を第２の設定位置１５８に位置決めした場合、医用イメージング・システム１２８は、事前取得画像ボリュームのみ、又は事前取得画像ボリュームの少なくとも一部分、例えば、限定するものではないが、整合用画像スライスのみを表示するように構成することができる。また、臨床医が回転式制御素子１５４を第３の設定位置１６０に位置決めした場合、医用イメージング・システム１２８は、超音波画像と事前取得画像ボリューム内の整合用画像スライスとの所望の混合を表示するように構成することができる。回転式制御素子１５４を上述したように具現化することによって、臨床医は３つの表示設定を楽々と順に循環させることができる。
【００６５】
この代わりに、本発明技術の更に別の面によれば、回転式制御素子１５４はまた押圧し及び／又は回転するように構成することができる。回転式制御素子１５４を押圧すると、システム１０が２Ｄ超音波画像のみの観察と、３Ｄ事前取得画像ボリュームのみの観察と、２Ｄ画像及び事前取得画像ボリュームの所望の混合の観察とを順次循環させるように構成することができる。更にまた、回転式制御素子１５４が２Ｄ画像及び事前取得画像ボリュームの所望の混合を観察する位置に位置決めされているとき、回転式制御素子１５４を回転させると、組合せ画像における超音波画像と事前取得画像ボリュームとの所望の混合を調節するように構成することができる。
【００６６】
別の実施形態では、ユーザ・インターフェース１３８は、臨床医が３つの画像を切り換えて観察できるように３つの別々の制御素子を含むことができる。ここで図１０について説明すると、ユーザ・インターフェース１３８（図８参照）の別の実施形態の前面図１７０を示している。ユーザ・インターフェース１３８は、図示のように、他の制御部１７１を含む。更に、ユーザ・インターフェース１３８はまた、臨床医が制御サブシステム１４０を動作させることができるように構成されている制御部１７２を含むことができる。例えば、図１０に示す実施形態では、制御サブシステム１４０は、図示のように、臨床医が２Ｄ超音波画像のみの観察と、３Ｄ事前取得画像ボリュームのみの観察と、２Ｄ画像と事前取得画像ボリューム内の整合用画像スライスとの所望の混合の観察とを切り換えることができるようにする３つの別々のボタンを含む。従って、本例では、２Ｄ超音波画像のみの表示を希望する場合、臨床医は「超音波画像を表示」ボタン１７４を選択することができる。同様に、整合用画像スライスのみの表示を希望する場合、臨床医は「事前取得画像を表示」ボタン１７６を選択することができる。しかしながら、超音波画像と事前取得画像ボリュームとの所望の混合の表示を希望する場合、臨床医は「合成画像を表示」ボタン１７８を選択することができる。再度繰り返すが、上述したように制御部１７２を具現化することによって、臨床医は３つのボタン１７４，１７６，１７８の内の１つを選択することによって様々な表示を苦もなく切り換えることができる。
【００６７】
図９及び図１０に関して述べたように、臨床医は２Ｄ超音波画像のみの観察と、３Ｄ事前取得画像ボリュームのみの観察と、２Ｄ画像と事前取得画像ボリューム内の整合用画像スライスとの所望の混合の観察とを切り換えることができる。本発明技術の更に別の面に従って、２Ｄ超音波画像と対応する整合用画像スライスとの所望の混合を生成する方法を提供する。  
【００６８】
理解されるように、２Ｄ超音波画像と事前取得画像ボリュームとの所望の混合を表す合成画像を生成するように構成された方法の設計は、超音波画像と対応する事前取得画像ボリュームとの横に並べた同時表示と比べて単一のオーバーレイによる合成画像が容認されるかどうかは合成画像の品質に左右されるので、最も重要である。本発明技術の様々な面に従って、合成画像を生成するための方法を提供する。より具体的に述べると、合成画像を生成するために超音波画像と混合すべき事前取得画像ボリュームからの画像データの強度範囲を臨床医が選択できるようにすることができる。一実施形態では、臨床医は事前取得画像ボリュームの絶対強度を選ぶために簡単な制御素子を使用することができる。その上、臨床医はまた下側閾値Ｔ１及び上側閾値Ｔ２を指定することができる。その後、臨床医は、合成画像を生成するために２つの閾値Ｔ１，Ｔ２の間の強度又は２つの閾値Ｔ１，Ｔ２の外側の強度を超音波画像と混合すべきであるかどうか指定することができる。システム１０は、臨床医がこれらの閾値を制御できるように構成することができる。更に、システム１０はまた、閾値を満足させ且つその結果として超音波画像データと混合される事前取得画像ボリューム内の画像データの部分を観察するように構成することができる。また更に、本発明技術の更に別の面によれば、同様な閾値を、事前取得画像ボリュームについての閾値の代わりに又はそれに加えて超音波画像に適用することもできる。
【００６９】
合成画像を生成する方法は図１１を参照するとより良く理解されよう。図１１は、合成画像９６（図７参照）のような合成画像を生成する方法の概略図１８０を示す。事前取得画像ボリュームは最小強度（Ｍ１）１８２及び最大強度（Ｍ２）１８４を持つことができる。その結果、事前取得画像ボリュームはほぼＭ１からほぼＭ２までの範囲の強度を持つ。本発明技術の様々な面によれば、臨床医により該範囲内で２つ以上の閾値を選択することによって該範囲Ｍ１〜Ｍ２を複数の部分範囲に分割するように構成することができる。例えば、ユーザは、下側閾値（Ｔ１）１８６及び上側閾値（Ｔ２）１８８を選択することができる。その結果、範囲（Ｍ１〜Ｍ２）は３つの部分範囲に分割することができる。第１の部分範囲（Ｍ１〜Ｔ１）は参照数字１９０によって表すことができ、また参照数字１９２により第２の部分範囲（Ｔ１〜Ｔ２）を表すことができる。また、第３の部分範囲（Ｔ２〜Ｍ２）は一般的に参照数字１９４によって表すことができる。ここで、これらの部分範囲の各々が、例えば、ユーザ・インターフェース１３８（図９及び図１０参照）上の別々の制御素子を使用することにより制御できることに注意されたい。これらの制御素子は、２Ｄ超音波画像と事前取得画像ボリュームとを組み合わせることによって所望の混合を生成するのを容易にするように構成することができる。ここで、本例では範囲（Ｍ１〜Ｍ２）が３つの部分範囲に分割されているけれども、本発明技術の様々な面に従って、他の数の部分範囲も設け得ることが理解されよう。  
【００７０】
前に述べたように、システム１０は、臨床医が超音波画像と混合するために所与の部分範囲内の又は所与の部分範囲の外側の画像データを選択することができるように構成することができる。例えば、臨床医が第１の部分範囲（Ｍ１〜Ｔ１）１９０を選択した場合、システム１０は、第１の部分範囲１９０に対応する強度を持つ事前取得画像ボリュームからの画像データの約０％と超音波画像データの約１００％とを混合して、合成画像を生成するように構成することができる。しかしながら、臨床医によって選択された部分範囲が第２の部分範囲（Ｔ１〜Ｔ２）１９２を含んでいる場合、システム１０は、この第２の部分範囲１９２に対応する強度を持つ事前取得画像ボリューム内の画像データの約５０％と超音波画像データの約５０％とを混合して、合成画像を生成するように構成することができる。また、臨床医が第３の部分範囲（Ｔ２〜Ｍ２）１９４を選択した場合、システム１０は、この第３の部分範囲１９４に対応する強度を持つ事前取得画像ボリューム内の画像データの１００％と超音波データの約０％とを混合して、合成画像を生成するように構成することができる。
【００７１】
上述したように合成画像を生成する方法を実施することによって、超音波画像と事前取得画像ボリュームとの実質的に優れた組合せを得ることができる。また、システム１０は、臨床医が超音波画像と事前取得画像ボリュームとの組合せを指定し、それに対応して前記混合を調節することができるように構成することができる。
【００７２】
本発明技術の様々な面に従って、合成画像９６（図７参照）のような合成画像を生成する別の例が提供される。引き続き図１１を参照して説明すると、事前取得画像ボリュームは最小強度（Ｍ１）１８２及び最大強度（Ｍ２）１８４を持つことができ、従って、約Ｍ１から約Ｍ２までの範囲内の強度を持つことができる。この範囲（Ｍ１〜Ｍ２）は、前に述べたように、この範囲内の２つ以上の閾値を選択することによって複数の部分範囲（Ｍ１〜Ｔ１）１９０，（Ｔ２〜Ｍ２）１９２，（Ｔ２〜Ｍ２）１９４に分割される。
【００７３】
前に述べたように、システム１０は、臨床医が超音波画像と混合するために所与の部分範囲内の又は所与の部分範囲の外側の画像データを選択することができるように構成することができる。本例では、点（Ｍ１）１８２において、システム１０は、事前取得画像ボリュームからの画像データの約０％と超音波画像データの約１００％とを混合して、合成画像を生成するように構成することができる。また、点（Ｔ１）１８６において、システム１０は、事前取得画像ボリュームからの画像データの約５０％と超音波画像データの約５０％とを混合して、合成画像を生成するように構成することができる。更に、点（Ｍ１）１８２と点（Ｔ１）１８６との間の任意の点については、組合せは線形組合せを含むことができる。例えば、点（Ｔ１−Ｍ１）／２において、システム１０は、事前取得画像ボリューム内の画像データの約２５％と超音波画像データの約７５％とを混合して、合成画像を生成するように構成することができる。また、点（Ｔ２）１８８において、システム１０は、事前取得画像ボリュームからの画像データの約５０％と超音波画像データの約５０％とを混合して、合成画像を生成するように構成することができ、更に、点（Ｍ２）１８４において、システム１０は、事前取得画像ボリュームからの画像データの約１００％と超音波画像データの約０％とを混合して、合成画像を生成するように構成することができる。他の例を挙げると、点Ｔ２＋（Ｍ２−Ｔ２）／２において、システム１０は、事前取得画像ボリュームからの画像データの約６２．５％と超音波画像データの約３７．５％とを混合して、合成画像を生成するように構成することができる。
【００７４】
当業者に理解されるように、上記の例、実施態様及び方法の処理段階は、汎用コンピュータ又は特殊目的コンピュータのようなプロセッサをベースとしたシステムで適当なコードによって具現化することができる。ここでまた、本発明技術の異なる具現化手段により本書で述べた段階の幾分か又は全てを異なる順序で又は実質的に同時に、すなわち、並列に遂行することができることに留意されたい。更にまた、様々な機能は種々の言語、例えば、限定するものではないが、Ｃ＋＋又はＪａｖａ（商標）で具現化することができる。このようにコードは、当業者に理解されるように、１つ以上の有形の機械読取り可能な媒体、例えば、メモリ・チップ、ローカル又はリモート・ハードディスク、光ディスク（すなわち、ＣＤ又はＤＶＤ）、又は他の媒体に記憶するか又は記憶のために適応させることができる。媒体は、記憶されたＣＤを実行するためにプロセッサをベースとしたシステムによってアクセスすることができる。Note that the 有形の媒体は、命令が印刷される紙又は他の適当な媒体を有していて良いことに留意されたい。例えば、命令は、紙又は他の媒体を光学的に走査することにより電子的に取得し、次いで必要なら、適当な態様で編集し、翻訳し又は他の処理を行って、コンピュータ・メモリに記憶することができる。
【００７５】
これまで述べた、被位置合わせ超音波画像及び対応する事前取得画像ボリュームを視覚化する方法、並びに被位置合わせ超音波画像及び対応する事前取得画像ボリュームを視覚化するためのシステムは、患者内の関心のある解剖学的領域をイメージングするための手続き的ワークフローを劇的に簡単化する。被位置合わせ超音波画像を対応する事前取得画像ボリューム又は事前取得画像ボリューム内の対応する画像スライスと共に視覚化する様々な方法を使用することは、有利なことに、臨床医が２つの画像を同時に観察することを可能にしながら、２つの画像の横に並べた表示が画面の大きさによって制限されるか又は２つの画像の一方を部分的に切り取ることを必要とする現在利用可能な技術の制約を克服する。更に、上述した技術を用いることによって、実質的に改善された解剖学的背景が超音波画像に対して提供されて、これにより診断の信頼性を向上させることができる。
【００７６】
これまで述べた、被位置合わせ画像を視覚化するための方法及びシステムの様々な実施形態は、被位置合わせ超音波画像及び対応する事前取得画像ボリューム・データ・セットを横に並べた配置で効率よく視覚化する技術的効果を持ち、もって、臨床上のワークフローを向上させ且つ優れた診断を容易にする。
【００７７】
本書では本発明の特定の特徴のみを例示し説明したが、当業者には多数の修正及び変更を行えよう。従って、特許請求の範囲が本発明の真の精神の範囲内にあるこのように修正及び変更の全てを包含することを意図したものであることを理解されたい。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明技術の様々な面に従った模範的な診断用システムのブロック図である。
【図２】本発明技術の様々な面に従った、被位置合わせ画像を視覚化する模範的な方法を例示する流れ図である。
【図３】本発明技術の様々な面に従った、左右に並べた配置で被位置合わせ画像を視覚化する異なる方法を示す図１の模範的な診断用システムの表示域の前面図である。
【図４】本発明技術の様々な面に従った、左右に並べた配置で被位置合わせ画像を視覚化する異なる方法を示す図１の模範的な診断用システムの表示域の前面図である。
【図５】本発明技術の様々な面に従った、左右に並べた配置で被位置合わせ画像を視覚化する異なる方法を示す図１の模範的な診断用システムの表示域の前面図である。
【図６】本発明技術の様々な面に従った、左右に並べた配置で被位置合わせ画像を視覚化する異なる方法を示す図１の模範的な診断用システムの表示域の前面図である。
【図７】本発明技術の様々な面に従った、同時オーバーレイ配置で被位置合わせ画像を視覚化する方法を示す図１の模範的な診断用システムの表示域の前面図である。
【図８】図１の模範的な診断用システムに使用するために構成されたイメージング・システムの物理的構成のブロック図である。
【図９】本発明技術の様々な面に従った、図１の模範的な診断用システムのユーザ・インターフェース域の一実施形態の前面図である。
【図１０】本発明技術の様々な面に従った、図１の模範的な診断用システムのユーザ・インターフェース域の別の実施形態の前面図である。
【図１１】本発明技術の様々な面に従った、表示のために画像を組み合わせる模範的なプロセスを例示する概略図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０  診断用システム
３０  視覚化プラットフォームの動作を表す概略流れ図
５０  横に並べた表示を示す表示装置の前面図
５２  表示装置の第１の部分
５４  表示装置の第２の部分
５８  被位置合わせ超音波画像
６０  事前取得基準画像ボリューム
６２  超音波画像の輪郭図形
７０  表示装置の前面図
７２  超音波画像
７４  事前取得画像ボリューム
７６  整合用画像平面
７８  事前取得画像ボリュームの輪郭
７９  超音波画像の輪郭図形
８０  表示装置の前面図
８２  超音波画像
８４  事前取得画像ボリューム内の整合用画像平面 in 
８６  超音波画像の輪郭図形
９０  表示装置の前面図
９２  超音波画像
９４  カラー化した画像スライス
９６  合成画像
９８  事前取得画像ボリューム
１００  超音波画像の輪郭図形
１１０  表示装置の前面図
１２０  診断用システム
１２２  患者
１２４  画像取得装置
１２６  テーブル
１５０  ユーザ・インターフェースの前面図
１５１  他の制御部
１５２  制御部
１５４  回転式制御素子
１５６  第１の設定位置
１５８  第２の設定位置
１６０  第３の設定位置
１７０  ユーザ・インターフェースの前面図
１８０  合成画像を生成する方法の概略図
１８２  最小強度
１８４  最大強度
１８６  下側閾値
１８８  上側閾値
１９０  第１の部分範囲
１９２  第２の部分範囲
１９４  第３の部分範囲
【図１】
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【図２】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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