(57)【要約】  ３Ｄ超音波画像から関心解剖学的特徴の生体測定値を取得するための超音波画像処理装置２００が開示される。装置は、３次元超音波画像からボリュメトリック超音波画像をレンダリングし、レンダリング画像を表示するように表示装置を制御し、関心解剖学的特徴を強調する複数のユーザ入力を受信し、各入力は表示されるボリュメトリック超音波画像のピクセルに対応し、ボリュメトリック超音波画像におけるピクセルの各々の深度を推定し、推定される深度に沿って受信ユーザ入力に基づいてボリュメトリック超音波画像内の3次元経路を定義し、定義される3次元経路に基づいて処理操作を実行し、処理操作結果を表示するように表示装置を制御し、定義される３次元経路に基づく処理操作は、３次元経路の長さの測定値、レンダリングされるボリュメトリック超音波画像の再配向、及び定義される３次元経路に基づいた３次元超音波画像の２次元画像スライスの生成のうちの少なくとも１つを有するプロセッサ装置に通信可能に結合される表示装置を有する。
2020511250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元超音波画像から関心解剖学的特徴の生体測定値を取得するための超音波画像処理装置であって、プロセッサ装置に通信可能に結合される表示装置を有し、前記プロセッサ装置は、
前記３次元超音波画像からボリュメトリック超音波画像をレンダリングし、前記レンダリング画像を表示するように前記表示装置を制御し、
前記関心解剖学的特徴を強調する複数のユーザ入力を受信し、各入力は前記表示されるボリュメトリック超音波画像のピクセルに対応し、
前記ボリュメトリック超音波画像における前記ピクセルの各々の深度を推定し、
前記推定される深度に沿って前記受信ユーザ入力に基づいて前記ボリュメトリック超音波画像内の3次元経路を定義し、
前記定義される3次元経路に基づいて処理操作を実行し、前記処理操作の結果を表示するように前記表示装置を制御し、前記定義される３次元経路に基づく前記処理操作は、
前記３次元経路の長さの測定、
前記レンダリングされるボリュメトリック超音波画像の再配向、及び
前記定義される３次元経路に基づく前記３次元超音波画像の２次元画像スライスの生成
のうちの少なくとも１つを有する、
超音波画像処理装置。
【請求項２】
前記プロセッサ装置は、２次元超音波画像のシーケンスから前記３次元超音波画像を生成する、請求項１に記載の超音波画像処理装置。
【請求項３】
前記プロセッサ装置は、
複数の接平面を、前記定義される３次元経路の異なる領域に適合させ、
前記定義される3次元経路に最適な前記接平面を選択し、
前記選択される接平面に従って前記2次元画像スライスを生成し、随意的に前記選択される接平面はさらに現在のビュー方向に基づく
ことによって、前記定義される３次元経路に基づいて２次元画像スライスを生成する、請求項２に記載の超音波画像処理装置。
【請求項４】
前記プロセッサ装置は、
前記生成される2次元画像スライス内に見える関心解剖学的特徴の前記生体測定を実行し、
前記実行される生体測定の結果を表示するように前記表示装置を制御する、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の超音波画像処理装置。
【請求項５】
前記プロセッサ装置は、前記生成される２次元画像スライスを前記結果とともに表示するように前記表示装置を制御することによって、前記実行される生体測定の結果を表示するように前記表示装置を制御する、請求項４に記載の超音波画像処理装置。
【請求項６】
前記プロセッサ装置は、
前記定義される3次元経路に関連する関心ボリュームを定義し、
前記関心ボリューム内の前記関心解剖学的特徴を識別する
ことによって、前記生成される2次元画像スライス内に見える解剖学的特徴に前記生体測定を実行する、請求項４又は５に記載の超音波画像処理装置。
【請求項７】
前記プロセッサ装置は、
複数の画像フィルタを前記関心ボリュームに適用し、
前記適用によって得られる前記フィルタの結果に基づいて前記関心解剖学的特徴を識別する
ことによって、前記関心ボリューム内の前記関心解剖学的特徴を識別する、請求項６に記載の超音波画像処理装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の超音波画像処理装置と、前記超音波画像処理装置に前記３次元超音波画像を形成するための超音波画像データを提供する超音波プローブとを有する、超音波撮像システム。
【請求項９】
３次元超音波画像から関心解剖学的特徴の生体測定値を取得するためのコンピュータ実装方法であって、前記方法は、
前記３次元超音波画像を受信するステップと、
前記３次元超音波画像からボリュメトリック超音波画像をレンダリングし、前記レンダリング画像を表示するように表示装置を制御するステップと、
前記関心解剖学的特徴を強調する複数のユーザ入力を受信するステップであって、各入力は前記表示されるボリュメトリック超音波画像のピクセルに対応する、ステップと、
前記ボリュメトリック超音波画像における前記ピクセルの各々の深度を推定するステップと、
前記推定される深度に沿って前記受信ユーザ入力に基づいて、前記ボリュメトリック超音波画像における３次元経路を定義するステップと、
前記定義される3次元経路に基づいて処理操作を実行するステップと、
前記処理操作の結果を表示するように前記表示装置を制御するステップであって、前記定義される３次元経路に基づく前記処理操作は、
前記３次元経路の長さの測定と、
前記レンダリングされるボリュメトリック超音波画像の再配向と、
前記定義される３次元経路に基づく前記３次元超音波画像の２次元画像スライスの生成と
のうちの少なくとも一つを有する、方法。
【請求項１０】
２次元超音波画像のシーケンスを受信するステップと、前記２次元超音波画像のシーケンスから前記３次元超音波画像を生成するステップとをさらに有する、請求項９に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項１１】
前記定義される3次元経路に基づいて2次元画像スライスを生成するステップは、
前記定義される3次元経路の異なる領域に複数の接平面を適合させるステップと、
前記定義される3次元経路に最適な前記接平面を選択するステップと、
前記選択される接平面に従って前記２次元画像スライスを生成するステップであって、随意的に前記選択される接平面はさらに現在のビュー方向に基づく、ステップと
を有する、請求項９又は１０に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項１２】
前記生成される２次元画像スライス内で見える関心解剖学的特徴に前記生体測定を実行するステップと、
前記実行される生体測定の結果を表示するように前記表示装置を制御するステップと
を有し、
随意的に前記実行される生体測定の結果を表示するように前記表示装置を制御するステップは、前記生成される2次元画像スライスを前記結果とともに表示するように前記表示装置を制御するステップを有する、請求項９乃至１１の何れか一項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項１３】
前記生成される2次元画像スライス内に見える関心解剖学的特徴に前記生体測定を実行するステップは、
前記定義される3次元経路に関連する関心ボリュームを定義するステップと、
前記関心ボリューム内の前記関心解剖学的特徴を識別するステップと
を有する、請求項１２に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項１４】
前記関心ボリューム内の前記関心解剖学的特徴を識別するステップは、
前記関心ボリュームに複数の画像フィルタを適用するステップと、
前記適用するステップにより得られる前記フィルタ結果に基づいて前記関心解剖学的特徴を識別するステップと
を有する、請求項１３に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項１５】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の超音波画像処理装置のプロセッサ装置上で実行されるとき、前記プロセッサ装置に、請求項９乃至１４の何れか一項に記載の方法を実行させるためのコンピュータ可読プログラム命令を有するコンピュータ可読記憶媒体を有するコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３Ｄ超音波画像から生体測定値を得るための超音波画像処理装置であって、３Ｄ超音波画像からボリュメトリック超音波画像をレンダリングし、レンダリングされる画像を表示するように表示装置を制御するように適合されるプロセッサ装置に通信可能に結合される表示装置を有する、超音波画像処理装置に関する。
【０００２】
本発明はさらに、そのような超音波画像処理装置を含む超音波システムに関する。
【０００３】
本発明はさらに、３Ｄ超音波画像からボリュメトリック超音波画像をレンダリングし、前記レンダリングされる画像を表示するように表示装置を制御するコンピュータ実行方法に関する。
【０００４】
本発明はさらに、そのような方法を超音波画像処理装置で実施するためのコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００５】
超音波は、限定されないが、胎児イメージングを含む多くの画像診断技術において重要な役割を果たす。超音波画像は、妊娠中に母親の子宮の胎児の発達を評価するために、例えば胎児の構造異常を検出するために日常的に使用される。臨床医が胎児の各々必要とされるビューの画像を取得する従来の方法は、母親の腹部に音響接触しながら、所望の解剖学的方向が2Dイメージングプローブの平面内になるまで超音波プローブを操作することにある。そのようなプロシージャで複数のビューを生成する場合、これらのビューの取得と分析とには高度なスキルが必要であり、更にプロシージャの間、胎児は動いているため異常を見逃すリスクがあり（たとえば、胎児の心エコー検査は操作者に大きく依存する）、臨床医は胎児が動くたびに胎児の方向を変える必要がある。
【０００６】
3次元（3-D）超音波画像取得の出現により、胎児の大きな体積をキャプチャし、患者（胎児）がリリースされた後でさえ、任意の時点で2Dビューの計算レンダリングを実行できるようになった。3D取得プロシージャは、胎児上で2D画像平面をゆっくりとスイープする（機械的ステアリング）か、胎児上で超音波ビームを電子的にステアリングすることで実行できる。その後、ユーザ主導の画像処理を使用して、キャプチャされる画像ボリュームの評価、つまり胎児の解剖学的構造の評価を行うことができる。そのため、3次元超音波画像の取得はオペレータに依存しにくく、たとえば胎児の検査に後続してさまざまな診断上の質問に答えるために、さまざまなビューに沿った画像ボリュームの評価を容易にする。
【０００７】
胎児の発達を分析するのに特に興味深いのは、いわゆる生体測定であり、これは胎児が例えば予想される許容範囲内で正しく発達しているかどうかを確認するために使用される。しかしながら、胎児の3次元ボリュームが超音波イメージングシステムの表示装置にイメージングされるボリュームレンダリングモードにおける3次元超音波画像の解釈が複雑であるために、ボリュームレンダリングモードでの3D超音波により、良好な術者間再現性を備えた2D超音波イメージングに匹敵する生体測定精度が得られることが実証されている「3次元超音波検査での妊娠19週から24週までの胎児の耳の長さの基準間隔」（J .Ultrasound   Med   2011; 30：1185-1190）において Alan   Roberto   Hatanakaらによって提供されるエビデンスにもかかわらず、所望の平面、例えばこのような特徴に沿った平面で関心解剖学的特徴を視覚化する方が簡単であるため、2次元画像から取得されるとき、そのような測定の信頼性に対する信頼度がより高いので、多くの臨床医は2次元超音波画像のそのような生体測定の実行を好む。例えば、臨床医は、臨床医が関心解剖学的特徴が角度の下で視覚化され、臨床医による測定によって得られるその寸法の過小評価を引き起こすという事実に気づかないボリュメトリックビューで実行される測定のために、例えば胎児の骨等の関心解剖学的特徴の短縮のような効果を通じて不正確な生体測定値が得られることを懸念する。
【０００８】
その結果、現在の3次元（及び4次元）超音波イメージングは、期待される親に、発達中の子供、つまり胎児のリアル画像を提供するために広く使用されている。システムが診断目的で日常的に使用されていない場合、そのようなシステムに必要な投資は不当と見なされる可能性があるため、このような3D及び4D超音波イメージングシステムの医療施設への浸透は妨げられる。したがって、臨床医によるボリュームレンダリングされる3D画像の評価を容易にする必要がある。
【０００９】
欧州特許第3 106 096 A1号は、対象物を示す第1の超音波画像を表示するディスプレイと、第1の超音波画像の第1及び第2の深度を選択し、第1及び第2の深度に関する異なる３次元（3D）レンダリングプロパティを設定するためのユーザ入力を受信するユーザ入力デバイスと、設定される３Ｄレンダリング特性に基づいてオブジェクトの３Ｄボリュームを示す第２の超音波画像を生成するコントローラとを含み、ディスプレイはさらに、生成される第２の超音波画像を表示するように構成される、超音波診断装置を開示している。特に、不透明度の値、色、ROIの形状、又はフォーカスの程度は、深度に応じてユーザが設定できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、ボリュームレンダリングされる超音波画像からの正確な生体測定を容易にする超音波画像処理装置を提供する。
【００１１】
本発明はさらに、そのような超音波画像処理装置を含む超音波システムを提供する。
【００１２】
本発明はさらに、ボリュームレンダリングされる超音波画像からの正確な生体測定を容易にするコンピュータ実装方法を提供する。
【００１３】
本発明はさらに、超音波画像処理装置でそのような方法を実施するためのコンピュータプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
一態様によれば、３D超音波画像から関心解剖学的特徴の生体測定値を取得するための超音波画像処理装置であって、３Ｄ超音波画像からボリュメトリック超音波画像をレンダリングし、表示装置を制御して、前記レンダリング画像を表示し、３Ｄ超音波画像及び関心解剖学的特徴を強調する複数のユーザ入力を受け取り、各入力は表示されるボリュメトリック超音波画像のピクセルに対応し、ボリュメトリック超音波画像における前記ピクセルのそれぞれの深度を推定し、前記推定される深度に沿って受信ユーザ入力に基づいてボリュメトリック超音波画像内の3D経路を定義し、定義される3D経路に基づいて処理操作を実行し、処理操作結果を表示するように表示装置を制御し、定義される３Ｄ経路に基づく処理操作は、３Ｄ経路の長さの測定、レンダリングされるボリュメトリック超音波画像の向きの再度の変更、及び定義される３Ｄ経路に基づいた３Ｄ超音波画像の２Ｄ画像スライスの生成のうちの少なくとも１つを有するように適合されるプロセッサ装置に通信可能に結合される表示装置を有する、超音波画像処理装置が提供される。
【００１５】
したがって、たとえば、タッチスクリーン表示装置の場合は表示装置の画面に触れることによって、又はボリュメトリック超音波画像内で関心解剖学的特徴を強調表示するためにマウス、トラックボールなどの適切なユーザインターフェイスを使用することによって、ユーザが多数の点、例えば、表示装置上の2つ以上の点を特定でき、画像内の3D経路を識別するために、レンダリングされるボリュメトリック超音波画像のコンテキストでユーザ特定点が超音波画像処理装置によって解釈され、プロセッサ装置は決定される3D経路に基づいて多数の操作の一つ又はそれより多くを実行する、超音波画像処理装置が提供される。たとえばプロセッサ装置は3-D経路の長さを決定し、ユーザが2つ（又はそれ以上）の点を特定して、これらの点によって識別される関心解剖学的特徴の測定値を取得する場合に有用であり、関心解剖学的特徴にマッピングされ、それによりこの解剖学的特徴の寸法、たとえば長さの正確な測定値が提供される。代わりに、3D経路は、レンダリングされるボリュメトリック超音波画像の向きを再度変更するように使用されるので、3D経路がレンダリングされるボリュメトリック超音波画像に沿って視野角に垂直になるように、又は視野角にアラインされ、それによってユーザにボリュメトリック超音波画像の内部の直観的な態様の向きを再度変えるオプション、例えば3-D経路のベースとなるユーザ特定点で特定される関心解剖学的特徴のビューを取得するオプションを提供することができる。特に好ましい処理オプションは、（再フォーマットされる）2D画像スライスがボリュメトリック超音波画像から抽出され、ユーザによる関心解剖学的特徴の解釈を容易にするために表示装置に表示されることである。好ましくは、２−Ｄ画像スライスは、関心解剖学的特徴、又は少なくともその実質的な部分が画像スライスの平面にあるように生成され、それにより、ユーザが手動でそのような測定を実行したい場合、関心解剖学的特徴の誤った生体測定のリスクは減らされる。
【００１６】
本発明の様々な実施形態は、通常、ボリュメトリック超音波画像が典型的には、テクスチャレンダリングで得られる特定の強度のアイソ表面、又はボリュメトリック超音波画像を通るビュー線が推定されるユーザ特定点に関連してユーザの視角を使用して取得される深度情報の形式で深度情報を含むという洞察に基づいているという共通点を有する。ビュー線は、ユーザ定義の点と一致する表示装置ピクセルのピクセル強度に最も貢献するボリュメトリック超音波画像の深度を見つけるために、このビューに沿って画像情報を取得するように使用され得る。このようにして、この3-D経路は、ボリュメトリック超音波画像内でキャプチャされる関心解剖学的構造の表面輪郭に沿って正確に作成されることができ、説明したように、3-D経路はボリュメトリック超音波画像で実行されるさらなる処理操作で利用することができる。
【００１７】
一実施形態では、プロセッサ装置は、2D超音波画像のシーケンスから3D超音波画像を生成するように適合されており、このシーケンスは、例えば、患者の体の輪郭などの軌跡に沿って、機械的又は電子ビームステアリングを通じて、又は超音波プローブの手動移動を通じてキャプチャされる。
【００１８】
一実施形態では、プロセッサ装置は、複数の接平面を、定義される３Ｄ経路の異なる領域に適合させることによって、定義される3D経路に最適な接平面を選択することによって、選択される接平面に従って2次元画像スライスを生成することによって、定義される３Ｄ経路に基づいて２Ｄ画像スライスを生成するように適合される。このようにして、ボリュメトリック超音波画像の2D画像スライスを3D経路に正確に位置合わせすることができる。
【００１９】
随意的に、選択される接平面は更に、レンダリングされるボリュメトリック超音波画像の現在のビュー方向にさらに基づいている。たとえば、超音波画像処理装置のユーザを混乱させる、レンダリングされるボリュメトリック超音波画像のビュー方向の突然の大きな変化を避けるために、現在のビュー方向の周りの定義されるビュー方向の範囲内の最適な平面を選択できる。
【００２０】
さらなる実施形態では、プロセッサ装置はさらに、生成される２−Ｄ画像スライス内で見える関心解剖学的特徴に生体測定を実行するように適合され、そのような生体測定を得るための完全に自動化されるプロシージャを提供するために、実行される生体測定の結果を表示するように表示装置を制御する。プロセッサ装置は、表示装置を制御して、生成される２−Ｄ画像スライスを前記結果とともに表示することにより、実行される生体測定の結果を表示するように表示装置を制御するように適合され得る。
【００２１】
生体測定値を取得するために、プロセッサ装置は、定義される3-D経路に関連する関心ボリュームを定義することにより、及び関心ボリューム内の関心解剖学的特徴を識別することによって、生成される2-D画像スライス内で見える解剖学的特徴に生体測定を実行するように適合され得る。これは、ユーザ特定点に関連付けられた関心解剖学的特徴を識別するための堅牢な方法である。
【００２２】
そのような自動化される生体測定では、例えば、ユーザが探している関心解剖学的特徴を特定したため、関心解剖学的特徴は先験的に知られている場合があり、その場合、関心解剖学的特徴の場合は、関心ボリューム内の既知の関心解剖学的特徴を識別するため、例えば画像フィルタ及び/又はセグメンテーションアルゴリズムを使用して、簡単な方法で、定義される関心ボリュームで識別される。ただし、ユーザがどの解剖学的特徴を探しているかわからないシナリオでは、プロセッサ装置は、複数の画像フィルタを関心ボリュームに適用することによって、及び前記適用によって得られたフィルタ結果に基づいて、関心解剖学的特徴を識別することによって、関心ボリューム内の関心解剖学的特徴を識別するように適合されることができる。このようにして、例えば、関心解剖学的特徴は、最高の信頼度で解剖学的特徴の認識をもたらすそれらのフィルタ結果を使用することにより、自動化される方法で識別されることができる。
【００２３】
別の態様によれば、本明細書に記載の実施形態のいずれかの超音波画像処理装置と、超音波画像処理装置に３次元超音波画像データを提供する超音波プローブとを備える超音波撮像システムが提供される。このような超音波プローブは、通常、機械的又は電子的ステアリングによって3D超音波画像をレンダリングできる2D超音波画像のシーケンスをキャプチャすることによって、3D超音波画像をキャプチャするための超音波プローブである。
【００２４】
さらに別の態様によれば、３Ｄ超音波画像から関心解剖学的特徴の生体測定値を取得するためのコンピュータ実装方法であって、３Ｄ超音波画像を受信するステップと、３次元超音波画像からボリュメトリック超音波画像をレンダリングし、表示装置を制御して前記レンダリング画像を表示するステップと、関心解剖学的特徴を強調する複数のユーザ入力を受信し、各入力は表示されるボリュメトリック超音波画像のピクセルに対応する、ステップと、ボリュメトリック超音波画像における前記ピクセルのそれぞれの深度を推定するステップと、前記推定される深度に沿って受信したユーザ入力に基づいて、ボリュメトリック超音波画像内の３次元経路を定義するステップと、定義される3D経路に基づいて処理操作を実行するステップと、処理操作結果を表示するように表示装置を制御し、定義される３−Ｄ経路に基づく処理操作は、３−Ｄ経路の長さの測定と、レンダリングされるボリュメトリック超音波画像の再配向と、定義される３Ｄ経路に基づく３Ｄ超音波画像の２Ｄ画像スライスの生成との少なくとも１つを有する方法が提供される。超音波画像処理装置の文脈で上記に説明したように、そのようなコンピュータ実装方法は、ユーザが生体測定を取得し、レンダリングされるボリュメトリック画像の向きを再度変え、又はタッチスクリーン、マウス、トラックボールなどのユーザインターフェイスを介して点を特定することによって、関心解剖学的特徴が直感的でわかりやすい方法でスライスの平面にある、2D画像スライスを選択することを可能にすることにより、臨床医又は超音波検査者などのユーザによるボリュメトリック超音波画像の解釈を容易にする。上で説明したように、この方法で、ボリュメトリック超音波画像内の輪郭表面などの特徴を正確にたどる3-D経路を構築することができる。
【００２５】
この方法は、上記で説明したように、2D超音波画像のシーケンスから3D超音波画像を生成するステップをさらに含むことができる。
【００２６】
定義される3-D経路に基づいて2-D画像スライスを生成するステップは、定義される3-D経路の異なる領域に複数の接平面を適合させるステップと、定義される3D経路に最適な接平面を選択するステップと、定義される３Ｄ経路と上述のように表示装置に表示される２Ｄ画像スライスとの間の良好なマッチを得るために、選択される接平面に従って２Ｄ画像スライスを生成するステップとを含んでもよい。そのような生成ステップは、超音波画像処理装置のユーザに混乱を与える、レンダリングされるボリュメトリック超音波画像のビュー方向の突然の大きな変化を回避するために、レンダリングされるボリュメトリック超音波画像の現在のビュー方向の周りの定義されるビュー方向の範囲内で最適な平面を選択するステップを随意に含む。
【００２７】
一実施形態では、コンピュータで実施される方法は、生成される２Ｄ画像スライス内で見える関心解剖学的特徴に生体測定を実行するステップと、表示装置を制御して、実行される生体測定の結果を表示するステップとをさらに含み、オプションとして、表示装置を制御して、実行される生体測定の結果を表示するステップは、表示装置を制御して、生成される2D画像スライスを前記結果とともに表示するステップを含み、それにより、レンダリングされるボリュメトリック超音波画像から正確な生体測定値を取得する完全に自動化方される方法を提供する。
【００２８】
生成される2次元画像スライス内に表示される関心解剖学的特徴に生体測定を実行するステップは、定義される3次元経路に関連する関心ボリュームを定義するステップと、上記のように関心解剖学的特徴を確実に識別するために、関心ボリューム内の関心解剖学的特徴を識別するステップとを含むことができる。
【００２９】
関心ボリューム内の関心解剖学的特徴を識別するステップは、関心ボリュームに複数の画像フィルタを適用するステップと、上記で説明したように未知の関心解剖学的特徴を認識するために、適用するステップにより得られたフィルタ結果に基づいて関心解剖学的特徴を識別するステップとを含んでもよい。
【００３０】
さらに別の態様によれば、本明細書に記載の実施形態のいずれかの超音波画像処理装置のプロセッサ装置上で実行されるとき、本明細書に記載の実施形態のいずれかの方法を実施させる、それとともに実施されるコンピュータ可読プログラム命令を有するコンピュータ可読記憶媒体を有するコンピュータプログラムが提供される。
【００３１】
本発明の実施形態は、添付の図面を参照して、非限定的な例としてより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】動作中の例示的な実施形態による超音波撮像システムを概略的に示す。
【図２】図１の超音波撮像システムの一態様を概略的に示す。
【図３】本発明の超音波撮像システムの例示的な実施形態のブロック図を概略的に示す。
【図４】レンダリングされるボリュメトリック超音波画像の画像を示す。
【図５】本発明の例示的な実施形態に従ってユーザが関心点を特定したレンダリングされるボリュメトリック超音波画像の画像を概略的に示す。
【図６】本発明の例示的な実施形態に従ってユーザが特定した関心点に基づいてレンダリングされるボリュメトリック超音波画像の処理を概略的に示す。
【図７】本発明の例示的な実施形態に従ってユーザが特定した関心点に基づいてレンダリングされるボリュメトリック超音波画像から抽出される２−Ｄ画像スライスを概略的に示す。
【図８】本発明の例示的な実施形態による方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図は単なる概略図であり、縮尺通りに描かれていないことを理解される。また、同じ又は類似の部品を示すために、図面全体を通して同じ参照番号が使用されることも理解される。
【００３４】
図１は、例示的な実施形態による超音波撮像システム１００の概略図を示す。超音波撮像システム１００は、解剖学的部位、特に胎児８を含む患者１３の解剖学的部位のボリュメトリック領域を検査するために適用される。このようなボリュメトリック領域の３Ｄ画像は、撮像ボリュームとも呼ばれるが、そのような3D画像の2Dスライスはボリュームスライスとも呼ばれる。
【００３５】
超音波撮像システム１００は、超音波を送信及び／又は受信するための多数のトランスデューサ素子を有する少なくとも１つのトランスデューサアレイを有する超音波プローブ１０を備える。トランスデューサ素子は、好ましくは、前記領域の三次元超音波画像フレームが提供されるように、ボリュメトリック領域内で超音波ビームを電子的にステアリングするように構成される二次元（2D）アレイに配置される。代わりに、アレイは、三次元超音波画像フレームを提供するために、ボリュメトリック領域を通して機械的にステアリングされるように構成される一次元アレイ（1D）であってもよい。プローブ１０は、特定の方向に超音波を送信し、超音波プローブ１０の所定の３Ｄ画像フレームに対して視野６を形成する特定の方向から超音波を受信するように適合されている。３Dイメージングそれ自体はよく知られているため、これ以上詳細には説明されない。
【００３６】
図１に示す実施形態では、患者１３は妊娠中の人であり、検査されるべき解剖学的実体は胎児８であり、その少なくとも一部は視野６に配置されている。
【００３７】
超音波撮像システム１００は、制御ユニットなどの超音波画像処理装置２００をさらに備え、これは通常、１つ以上の処理要素を含むプロセッサ装置２１０を備え、超音波システム１００を介した超音波画像の提供を制御する。以下でさらに説明されるように、超音波画像処理装置２００は、超音波プローブ１０のトランスデューサアレイから超音波画像データを受信し、超音波システム100のボリュームレンダリングモードで胎児8の異なる超音波データセットから導出される合成三次元（３Ｄ）超音波画像、すなわちボリュームレンダリング画像を提供する。
【００３８】
超音波撮像システム１００は、超音波画像処理装置２００から受信される超音波画像を表示するための表示装置５０をさらに含む。さらに、キー又はキーボードの任意の組み合わせ及び入力装置を含み、表示装置５０及び／又は超音波画像処理装置２００に直接接続されることができるユーザインターフェース１２０が提供される。そのような入力装置は、例えば、マウス、トラックボールなどを含むことができる。他の適切な入力装置は、当業者には直ちに明らかであろう。本出願の文脈において、ユーザは、トラックボール又はマウスなどの入力デバイスを動かすこと、キーをクリックすることなどにより、超音波画像処理装置２００に翻訳命令を伝えることができる。いくつかの実施形態における翻訳命令は、ユーザによるトラックボール又はマウスなどの入力デバイスの動きに等しいことは理解される。三次元超音波システム１００の特定の例は、出願人によって販売されているＣＸ４０コンパクトエクストリーム超音波システムであってもよい。一般に、フィリップスiE33システムに見られるようなマトリックストランスデューサーシステム、又は例えばフィリップスiU22及びHD15システムに見られる機械的3D / 4Dトランスデューサー技術は、本発明に関連して適用されることができる。
【００３９】
超音波画像処理装置２００の例示的な実施形態は、図２により詳細に提供され、超音波画像処理装置２００は、少なくともプロセッサ装置２１０及びデータ記憶装置２２０を含む。表示装置５０は、超音波画像処理装置２００とは別個であってもよく、超音波画像処理装置２００の一部を形成してもよい。同様に、ユーザインターフェース１２０の少なくとも一部は、超音波画像処理装置２００とは別個であってもよく、超音波画像処理装置２００の一部を形成してもよい。
【００４０】
プロセッサ装置２１０は、図６に概略的に示される超音波撮像システムの例示的な実施形態における超音波画像プロセッサ３０などの超音波画像プロセッサにおける空間合成によってデジタルエコー信号を処理する超音波画像プロセッサを含み、 以下でより詳細に説明される。データ記憶装置２２０は、１つ以上のメモリ装置を備えてもよく、それらは個別のメモリ装置であってもよく、プロセッサ装置２１０の一部を形成してもよい。例えば、データ記憶装置２２０は、合成画像メモリユニットを含んでもよく、超音波画像プロセッサの一部を形成するか、又は超音波画像プロセッサから分離されてもよい。合成画像メモリは、3Dフレームストレージバッファとして実装でき、同時に読み書きできるデュアルポートメモリとして実装できる。そのようなＲ ／ Ｗメモリの使用により、超音波プローブ１０のトランスデューサアレイ及びビームフォーマ（以下により詳細に説明する）によって新たに取得される３Ｄ超音波画像フレームをＲ ／ Ｗメモリの１つの領域に書き込むことが可能になるが、以前にメモリに保存された他の3D画像フレームのデータは読み出され、分析される。メモリへの新しいスライス画像データの書き込みは書き込みアドレスコントローラによって制御されるが、メモリ内の他の場所からのスライス画像データの読み出しは読み出しアドレスコントローラの制御下にあり、それによってリアルタイムの画像解析と合成が容易になる。当然のことながら、そのような複合画像メモリユニットは、その取得の完了時、例えば患者の調査の後のイメージングボリュームの評価のために等しく使用されてもよい。
【００４１】
図３は、超音波撮像システム１の例示的な実施形態を概略的に示し、超音波画像処理装置２００は、例えば適切なケーブルなどを使用して超音波トランスデューサアレイ１１を含む超音波プローブ１０が通信可能に結合されるユーザコンソールとして提供される。しかしながら、超音波イメージングシステム１の少なくとも一部は分散されてもよいことが理解されるべきであり、例えばリモートサービス、特に、これらの要素が超音波トランスデューサアレイ10でキャプチャされる超音波データの処理のために展開されることを当業者は理解する要素として提供されてもよい。
【００４２】
特に図３は、例えば超音波、例えば超音波パルスの生成及び例えば画像診断のための超音波エコー、例えばパルスエコーの受信のために超音波トランスデューサアレイ１１とインターフェースし、それを制御するために展開され得る電子機器の例示的な実施形態のブロック図を概略的に示す。これらの電子機器の少なくとも一部は、プロセッサ装置210によって具現化され得る。したがって、これらの電子機器は異なる参照番号で識別されるが、これは必ずしもこれらの電子機器がプロセッサ装置210と異なることを意味するものではないことは理解される。
【００４３】
超音波トランスデューサアレイ１１はマイクロビームフォーマ１２に結合されてもよく、いくつかの実施形態では超音波プローブ１０に配置され、超音波トランスデューサアレイ１１の超音波トランスデューサセル１１１による信号の送信及び受信を制御する。マイクロビームフォーマは、例えば、米国特許US 5,997,479（Savordら）、US 6,013,032（Savord）、及びUS 6,623,432（Powersら）に記載されているように、トランスデューサ素子タイルのグループ又は「パッチ」によって受信される信号の少なくとも部分的なビーム形成をすることができる。マイクロビームフォーマ12は、プローブケーブル、例えば同軸ワイヤによって端末、例えばユーザコンソール装置などの超音波画像処理装置200に結合され、この装置は、送信モードと受信モードとを切り替え、マイクロビームフォーマが存在しないか、使用されておらず、トランスデューサアレイがメインシステムビームフォーマ20によって直接操作されているとき、メインビームフォーマ20を高エネルギー送信信号から保護する送信/受信（T / R）スイッチ16を備えてもよい。
【００４４】
マイクロビームフォーマ１２の制御下での超音波トランスデューサアレイ１１からの超音波ビームの送信は、Ｔ ／ Ｒスイッチ１６及びメインシステムビームフォーマ２０によってマイクロビームフォーマに結合されるトランスデューサコントローラ１８によって方向付けられ、コントロールパネル38を介してユーザインタフェース120のユーザ操作から入力を受信する。トランスデューサコントローラ１８によって制御される機能の１つは、ビームがステアリングされ、フォーカスされる方向である。ビームは、トランスデューサアレイからまっすぐ前方に（直交して）、又はより広い視野のための異なる角度でステアリングされる。トランスデューサコントローラ１８は、超音波トランスデューサアレイ１１０の電圧源４５を制御するように結合され得る。例えば、電圧源４５は、ＣＭＵＴ（容量性マイクロマシン超音波トランスデューサ）要素を崩壊モードで動作させるように、CMUTアレイ11のＣＭＵＴ要素111に印加されるＤＣ及びＡＣバイアス電圧を設定し得るが、周知のように、本発明の実施形態はＣＭＵＴベースの超音波プローブ１０に限定されず、任意の適切な超音波プローブは本発明の超音波イメージングシステム１で使用されることができることを理解すべきである。トランスデューサ制御装置１８は、例えば臨界温度に達する超音波トランスデューサセル１３０を示す温度センサ信号に応答して、超音波トランスデューサセル１３０を低電力モードにスイッチするために電圧源４５を制御するようにさらに適合され得る。
【００４５】
マイクロビームフォーマ１２によって生成される部分ビーム形成信号は、メインビームフォーマ２０に転送され、トランスデューサ素子の個々のパッチからの部分ビーム形成信号は完全なビーム形成信号に結合される。例えば、メインビームフォーマ２０は１２８チャネルを有し、その各々は、数十又は数百の超音波トランスデューサセル１１１のパッチから、及び／又はそのような超音波トランスデューサセル１１１の個々の超音波トランスデューサ素子から、部分的にビーム形成される信号を受信する。このようにして、超音波トランスデューサアレイ１００の数千のトランスデューサ素子によって受信される信号は、単一のビーム形成信号に効率的に寄与することができる。
【００４６】
ビーム形成される信号は、前述のようにプロセッサ装置210の一部を形成する信号プロセッサ22に結合される。信号プロセッサ22は、バンドパスフィルタ処理、デシメーション、I及びQ成分分離、並びに組織及びマイクロバブルから返される非線形（基本周波数の高次高調波）エコー信号の識別を可能にするように線形信号と非線形信号とを分離する役割を果たす高調波信号分離のようなさまざまな方法で受信エコー信号を処理することができる。信号プロセッサ２２は、オプションとして、スペックル低減、信号合成、及びノイズ除去などの追加の信号強調を実行してもよい。信号プロセッサ22のバンドパスフィルタはトラッキングフィルタとすることができ、エコー信号が、増加する深度から受信されるので、その通過帯域が高い周波数帯域から低い周波数帯域にスライドし、それにより、これらの周波数が解剖学的情報を持たないより大きな深度から高い周波数のノイズを除去する。
【００４７】
処理される信号は、Ｂモードプロセッサ２６及びオプションでドップラープロセッサ２８に転送されてもよく、それぞれはプロセッサ装置２１０の一部を形成してもよい。Ｂモードプロセッサ２６は、体内の器官及び血管の組織など、体内の構造のイメージングのために、受信超音波信号の振幅の検出を使用する。体の構造のＢモード画像は、例えば、米国特許第６，２８３，９１９号（ラウンドヒルら）及び米国特許第６，４５８，０８３号（ジャゴら）に記載されているように、高調波画像モード又は基本画像モード又は両方の組み合わせで形成され得る。
【００４８】
ドップラープロセッサ２８は、存在する場合、画像フィールド内の血球の流れなどの物体の動きを検出するために、組織の動き及び血流から時間的に異なる信号を処理する。通常、ドップラープロセッサは、体内の選択した種類の物質から返されるエコーを通過及び/又は除去するように設定できるパラメーターを備える壁フィルタを有する。たとえば、壁フィルタは、低速又はゼロの速度の物質からの相対的に強い信号を除去する一方、高速の物質からの相対的に低い振幅の信号を通過させる通過帯域特性を持つように設定できる。
【００４９】
この通過帯域特性は、血液からの信号を通過させるが、心臓の壁などの動きの遅い物体又は近くの静止している物体からの信号を除去する。逆特性は、心臓の移動組織からの信号を通過させるが、組織のドップラーイメージングと呼ばれる血流信号を除去し、組織の動きを検出し、描写する。ドップラープロセッサは、画像フィールド内の異なる点からの時間的に不連続なエコー信号のシーケンスを受け取り、処理することができ、特定の点からのエコーのシーケンスはアンサンブルと呼ばれる。相対的に短い間隔で迅速に連続して受信されるエコーのアンサンブルは、流れる血液のドップラーシフト周波数を推定するために使用されることができ、ドップラー周波数は血流速度を示す速度に対応する。長時間にわたって受信したエコーのアンサンブルは、低速の血流又は低速で移動する組織の速度を推定するために使用される。Ｂモード（及びドップラー）プロセッサによって生成される構造及び動き信号は、スキャンコンバータ３２及び多平面リフォーマッタ４４に結合される。スキャンコンバータ３２は、エコー信号を、それらが所望の画像形式で受信される空間関係において配置する。たとえば、スキャンコンバータは、エコー信号を2次元（2D）のセクタ形フォーマット、又はピラミッド形の3次元（3D）画像に構成することができる。
【００５０】
スキャンコンバータは、画像フィールド内の点の動きに対応する色でBモード構造画像をドップラー推定速度でオーバーレイして、画像フィールド内の組織と血流の動きとを表すカラードップラー画像を生成できる。多平面リフォーマッタ４４は、例えば米国特許第６，４４３，８９６号（Ｄｅｔｍｅｒ）に記載されているように、体のボリュメトリック領域の共通平面の点から受信されるエコーをその平面の超音波画像に変換する。米国特許第6,530,885号（Entrekinら）に記載されているように、ボリュームレンダラ４２は、３Ｄデータセットのエコー信号を、所与の基準点から見た投影３Ｄ画像に変換する。
【００５１】
２Ｄ又は３Ｄ画像は、スキャンコンバータ３２、多平面リフォーマッタ４４、及びボリュームレンダラ４２から、画像ディスプレイ５０での表示のためのさらなる強調、バッファリング及び一時記憶のための画像プロセッサ３０に結合される。画像プロセッサ３０は、プロセッサ装置２１０の一部を形成してもよく、さらに、上記で説明したようにボリュームスライスの視覚化を制御するように適合されてもよい。イメージングに使用されることに加えて、ドップラープロセッサ28によって生成される血流値及びBモードプロセッサ26によって生成される組織構造情報は、定量化プロセッサ34に結合される。定量化プロセッサは、器官の大きさ及び在胎齢などの構造的測定とともに、血流の体積率のような異なる流量条件の測定値を生成する。定量化プロセッサは、測定が行われる画像の解剖学的構造の点など、ユーザコントロールパネル38からの入力を受信することができる。
【００５２】
定量化プロセッサからの出力データは、ディスプレイ50上の画像とともに測定グラフィックス及び値を再現するためのグラフィックスプロセッサ36に結合される。グラフィックスプロセッサ36は、超音波画像で表示するためのグラフィックオーバーレイも生成できる。これらのグラフィックオーバーレイには、患者名、画像の日付と時刻、イメージングパラメータなどの標準的な識別情報を含めることができる。これらの目的のために、グラフィックスプロセッサは、患者名など、コントロールパネル38からの入力を受け取る。
【００５３】
ユーザインターフェース１２０は、トランスデューサアレイ１１からの超音波信号の生成、したがって、トランスデューサアレイ１１及び超音波システム１によって生成される画像の生成を制御するために送信コントローラ１８に結合されてもよい。ユーザインターフェース１２０は、 ＭＰＲ画像の画像フィールドにおいて定量化される測定を実行するために使用され得る複数の多平面再フォーマット（ＭＰＲ）画像の平面の選択及び制御のための多平面リフォーマッタ４４にも結合される。当業者には直ちに明らかであるように、超音波撮像システム１００の上述の機能の少なくとも一部にプロセッサ装置２１０を埋め込むことができる。
【００５４】
本発明の実施形態によれば、超音波画像処理装置２００のプロセッサ装置２１０は、方法５００を実施するように適合されており、そのフローチャートが図５に示されている。言い換えれば、方法５００は、超音波画像処理装置２００などの計算能力を備える装置上で実施されるという意味で、コンピュータで実施される方法である。
【００５５】
本発明の実施形態によれば、超音波画像処理装置２００のオペレータは、いわゆるボリュームレンダリングモードで装置を操作することができ、この装置は、超音波システム100の超音波プローブ10でキャプチャされる2D画像スライス又は３D超音波画像から、表示装置５０に表示するためのボリュメトリック画像をレンダリングし、これらの画像スライスは、前述の機械的又は電子的ステアリングを展開する超音波プローブ10を使用してキャプチャされる。レンダリングされるボリュメトリック画像は通常、胎児８などの関心解剖学的物体を含むが、本発明の教示は胎児超音波に限定されず、臨床医が、例えば、患者の心臓、脳のような検査中の患者13の関心器官のような解剖学的物体の関心特徴の生体測定のような診断評価を実行することを望む、任意の関心解剖学的物体の超音波イメージングに適用できることを理解すべきである。
【００５６】
一実施形態では、プロセッサ装置２１０は、方法５００の操作５０１で３次元超音波画像又は２次元超音波画像のシーケンスを受信し、例えば患者１３の検査の完了時などに、超音波プローブ１０でキャプチャされる超音波画像データのオフライン評価の場合、そのデータは超音波プローブ１０からリアルタイムに受信され、又は代わりにデータ記憶装置220から検索されることができる。プロセッサ装置２１０は次に、ボリュメトリック超音波画像をレンダリングするために、方法５００の操作５０３でこの画像データを処理する。これは、プローブ10で生成される2D超音波画像フレームのシーケンスの場合、受信されるシーケンスから3D超音波画像を生成することによって先行され得る。直接ボリュームレンダリング、表面レンダリング、最大又は最小強度投影レンダリングなどの任意の適切なタイプのボリュームレンダリングを展開できる。そのようなレンダリング技術はそれ自体よく知られているので、簡潔さだけのためにそれらをさらに詳細には説明しない。プロセッサ装置２１０は、表示装置５０を制御して、レンダリングされるボリュメトリック超音波画像３００を表示する。ここでも、そのような制御は、当業者にとって完全に日常的なものであり、それ故に簡潔にするためにさらに詳細には説明しない。
【００５７】
図４は、そのようなボリュームレンダリング画像３００の画像を示しており、関心解剖学的物体、ここでは胎児８がキャプチャされている。たとえば、最適なビューで関心解剖学的特徴を評価するため、及び/又は関心解剖学的特徴の生体測定を実行するため、ユーザは、関心解剖学的オブジェクトの特定の特徴、例えば2-Dモードでのこのオブジェクトの解剖学的構造の一部のビューを取得することに興味がある。この目的のために、ユーザは、関心解剖学的特徴又は少なくともその実質的な部分、例えばその断面がこの生成される2Dスライスの平面内にある、ボリュメトリック超音波画像300の2Dスライスを生成することを望む。しかしながら、ユーザがそのようなレンダリングされるボリュメトリック超音波画像300からそのような2Dスライスを取得することは簡単ではない。
【００５８】
本発明の実施形態では、図３に概略的に示すように、関心解剖学的特徴、又はこの特徴とアラインされると予想される少なくとも一つのビューを強調するために、ユーザは、ボリュメトリック超音波画像３００内にいくつかの点３０３を特定することができる。破線は、この解剖学的特徴又はビューを示すユーザ特定点303を接続する。ユーザは、任意の適切な方法で2つ以上の点303を特定してもよい。使用の容易さ及び表示装置５０との直感的な相互作用のために特に好ましいのは、表示装置５０が、ボリュメトリック超音波画像３００が表示されるタッチスクリーンを備え、それにより、例えば、タッチスクリーン上の所望の軌跡を指で動かすことにより、又はタッチスクリーン上の離散点をタップすることにより、ユーザが２つ以上の点303を特定するために単にタッチスクリーンに触れることができることである。しかしながら、点３０３を等しく特定する代替方法が考えられ得る。例えば、ユーザは、マウス、トラックボールなどのコントローラを使用して、表示装置５０の画面上でカーソル、十字線又は他の適切な位置識別子を移動させることができ、その場合、ユーザは、選択されるべき点の位置における位置識別子を点選択コマンドに提供することにより、２つ以上の点３０３を特定することができ、この点選択コマンドは、例えばコントローラ又はキーボードなどの別のユーザインターフェイス上のボタンなどを介して、任意の適切な方法で提供される。ユーザが点３０３を選択できる任意の適切な態様を展開できることは理解される。
【００５９】
方法５００の操作５０５において、例えば、表示装置５０及び／又は点３０３を選択するためにユーザによって使用されるユーザインターフェース１２０などのユーザインターフェースとの通信を介して、プロセッサ装置２１０は、ユーザが選択した点３０３を受信し、プロセッサ装置２１０がユーザ選択点３０３を処理してこれらの各点をボリュームレンダリングされる超音波画像３００内の特定の位置にリンクする。ボリュームレンダリングされる超音波画像３００では、表示装置５０に表示されるレンダリング結果の画像の各ピクセルは通常、ボリュームレンダリング画像３００に関する深度情報、例えば深度マップに関連する。例えば、ボリュームレンダリング画像３００は、ボリュームレンダリング画像３００を生成するために処理される２−Ｄ画像スライス内のピクセル強度情報から導出されるアイソ表面３０１を示すので、ボリュームレンダリング画像300内のどの深度でユーザの視野角又は画像のビュー線がアイソ表面301と一致するかは知られている。代わりに、転送テーブルが使用されるシナリオでは、このようなビュー経路に沿った画像情報の統合は、そのビュー経路と一致するピクセルに主に寄与する深度値を推定するために使用されることができる。
【００６０】
方法５００の操作５０７において、図６に概略的に示されるように、プロセッサ装置２１０は、この深度情報を使用して、ボリュメトリック超音波画像３００内の３Ｄ経路３０７を定義し、非限定的な例では、３Ｄ経路３０７は胎児８の脚の一部の外側輪郭に後続し、上述のように、それは超音波画像処理装置２００のユーザによって定義される多数の点３０３から導出され、この装置のプロセッサ装置２１０は、ユーザ特定点３０３のそれぞれを、ボリュメトリック超音波画像３００内の決定される深度の位置にマッピングする。プロセッサ装置２１０は、３Ｄ経路３０７を識別するために任意の適切なアルゴリズム、例えば、ノイズのあるボリュメトリック画像又はアーチファクトを含むボリュメトリック画像において意味のある３Ｄ曲線を得るために回帰又は外れ値抑制アルゴリズムを展開するように適合される。
【００６１】
一実施形態では、プロセッサ装置２００は、表示装置５０を制御するように適合されるので、３Ｄ経路３０７がボリュームレンダリングされる超音波画像３００内に表示され、それにより、ユーザビジュアルフィードバックがもたらされ、それに基づいて、ユーザは、３Ｄ経路３０７がプロセッサ装置２１０によって適切に定義されているかを決定し、この場合、方法は操作５０９に進むことができ、又はそれに基づいて、ユーザは、３Ｄ経路３０７の改良が必要であることを決定することができ、その時点でユーザは表示装置５０と相互作用して、例えば以前に定義された点303の1つ以上を変更することにより、又は他の適切な方法で３Ｄ経路３０７の位置決めを調整する。
【００６２】
ここで、本発明の２つの主要な実施形態をより詳細に説明する。これは、操作５０９によって図８に示され、２つの主要な実施形態のうちの１つが選択される。しかしながら、操作５０９は明確にするためだけに含まれており、操作５０７の後に続く主な実施形態を決定することは決して必要ではないことは理解される。方法500を呼び出す前、又は方法500の実行中の任意の適切な時点でどの主な実施形態に従うかを決定することも同様に可能である。
【００６３】
第１の主要な実施形態では、ユーザは、プロセッサ装置２１０に依存して、３Ｄ経路３０７に関連する関心解剖学的特徴の自動生体測定を実行することを望む。これは操作５０９でチェックされ、ユーザがそのような自動生体測定に依存することを望む場合、方法５００は操作５１１に進み、プロセッサ装置２１０は３Ｄ経路３０７に関連する関心ボリューム３０９を定義する。そのような関心ボリューム３０９は３Ｄ経路３０７のまわりに規定される。いくつかの実施形態では、関心ボリューム３０９は、３Ｄ経路３０７の中心に置かれなくてもよいが、３Ｄ経路３０７から定義されてもよく、この経路からのボリュメトリック超音波画像３００の部分に延在することができ、例えば３次元経路３０７が関心解剖学的対象の（体）表面を区切る場合、関心ボリューム３０９内の関心解剖学的特徴３１１を検出する可能性が高まる。関心ボリューム３０９は、例えば、円形断面を有する管状形状などの任意の適切な形状を有することができ、この管状形状は、前述のように３Ｄ経路３０７に従う。当業者には明らかであるように、関心ボリューム３０９の他の形状も同様に考えられ得る。
【００６４】
関心ボリューム３０９が定義されると、操作５１３においてこのボリューム内の関心解剖学的特徴３１１を識別するために、プロセッサ装置２１０によって関心ボリューム３０９を調査することができる。これは、例えば、適切な画像フィルタ又はそのような関心解剖学的特徴311を識別するように適合されるセグメンテーションアルゴリズムを使用して達成することができる。そのような画像フィルタ及びセグメンテーションアルゴリズムは、当業者には周知であり、したがって、簡潔さのためだけにさらに詳細には説明されない。残りの部分では、画像フィルタが参照されるが、これはセグメンテーションアルゴリズムもカバーすることを意図することは理解されるべきである。
【００６５】
ユーザがどの解剖学的特徴３１１に関心があるかが明らかな場合、関心ボリューム３０９内のこの解剖学的特徴３１１を検出するための適切な画像フィルタが展開され得る。例えば、ユーザが胎児の大腿骨の長さなどの関心解剖学的特徴311を特定した場合、胎児の大腿骨検出のための画像フィルタはプロセッサ装置210によって展開されてもよい。代わりに、ユーザがどの解剖学的特徴311に興味があるかが一見不明である場合、プロセッサ配置210は、異なる解剖学的特徴311を検出するために複数の画像フィルタを展開し、解剖学的特徴311が最高の信頼度で識別されたフィルタリング結果を選択することができ、これは、適用された画像フィルタと解剖学的特徴311との間のベストマッチを示している。
【００６６】
関心ボリューム３０９内で解剖学的特徴３１１を識別できない場合、関心ボリューム３０９を再スケーリングすることができ、その断面サイズが増加し、その後操作513が繰り返される。そのような反復の定義される回数の後、解剖学的特徴311がまだ識別できない場合、ユーザに警告信号又はメッセージが提示されてもよく、例えばメッセージが表示装置５０に表示される。関心解剖学的特徴３１１が特定されると、プロセッサ装置２１０は、任意の適切な方法で、操作５１５で特定される関心解剖学的特徴３１１の生体測定を実行することができる。そのような自動化される生体測定はそれ自体よく知られており、したがって簡潔さのためだけにさらに詳細には説明されない。これは、関心解剖学的特徴311の長さ、厚さ、又は断面測定値などの任意の適切な生体測定値であり得る。
【００６７】
生体測定の完了後、又は代わりに前述の操作511、513、515が省略されるように関心解剖学的特徴の手動生体測定が実行されるべきであることをユーザが示した第2の主な実施形態に後続して、方法５００は、図７に概略的に示されるように、構成される３Ｄ経路３０７に基づいてプロセッサ装置２１０が２Ｄ画像スライス４００を生成する操作５１７に進み、プロセッサ装置２１０は、表示装置５０を制御して、生成される２Ｄ画像スライス４００を操作５１９で表示するように適合されている。２Ｄ画像スライス４００は、好ましくは、関心解剖学的特徴３１１（存在する場合）が２−Ｄ画像スライス４００の平面内にあるように、３Ｄ経路３０７に対して接線方向に配置される。言い換えると、プロセッサ装置２１０は、そのような解剖学的特徴３１１の最適なビューイング平面を生成し、それに基づいて、ユーザは、図７の二重矢印によって示されるように、関心解剖学的特徴３１１の手動生体測定を行うことができ、例えば上記の詳細で説明したように、特徴がより短く見える、最適でない角度でこの特徴を表示することによって関心解剖学的特徴311を短縮するために、このような測定の最小限のリスクは不正確になる。
【００６８】
そのような生体測定が本発明の第１の主要な実施形態に従って実行される場合、プロセッサ装置２１０は、操作５１９で表示装置５０に生体測定結果を表示するようにさらに適合され得る。プロセッサ装置２１０は、好ましくは、例えばこの画像スライスに隣接して、この画像スライスのオーバーレイとして、生成される2次元画像スライス400とともに生体測定結果を表示するが、本発明の第１の主要な実施形態の代替実施形態では、プロセッサ装置２１０は、生体測定結果をそれ自体で、すなわち２−Ｄ画像スライス４００を表示することなく、単に表示することができ、この場合、操作５１７はスキップされ得る。
【００６９】
２Ｄ画像スライス４００は、任意の適切な方法でプロセッサ装置２１０によって生成され得る。特に有利な実施形態では、例えば、複数の接平面を３Ｄ経路３０７に適合させ、この経路に最適な平面を選択することにより、３Ｄ経路３０７に最適な接平面が推定される。ビューのジオメトリは、ビューの方向がこの場合、この平面の法線と平行になるように、選択された接平面に従って変更されることができる。そのような表示方向における大きな変化は、ユーザによって混乱される可能性があるので、これは、レンダリングされるボリューム画像の現在のビュー方向の周りのビュー方向の範囲内でこの経路に最適な平面を選択して、レンダリングされるボリュームイメージに対するビューの方向の変化を制限することによって改善される。
【００７０】
この点で、ユーザ特定点303に対応するボリュメトリック画像のピクセルに関連する深度情報から導出される3-D経路307は、2-D画像スライス400を生成するために必ずしも活用されないことは留意される。方法３００の代替実施形態（明示的には示されていない）では、プロセッサ装置２１０は、さらなる処理操作において３Ｄ経路を使用してもよい。
【００７１】
第１の例示的な処理操作は、３Ｄ経路３０７の長さの決定であり、自動化される方法で関心解剖学的特徴の正確な生体測定を提供し、たとえば、ユーザがそのような自動化された生体測定に十分な自信を持っている場合に有用になる。そのようなシナリオでは、所望の生体測定値を取得するために、2D画像スライス400の生成は必要とされない。
【００７２】
第２の例示的な処理操作は、３Ｄ経路３０７に基づくレンダリングされるボリュメトリック画像の再配向（２Ｄ画像スライス４００の生成ではなく）であり、経路の主方向（すなわち、経路に関連する関心解剖学的特徴）は、関心解剖学的特徴が表示装置50の画面にわたって広がるように、レンダリングされるボリュメトリック画像の視野角に対して垂直に方向付けられ、装置のユーザによる関心解剖学的特徴の評価を容易にする。他の再配向、例えば、経路３０７の主方向がレンダリングされるボリュメトリック画像の視野角に平行に向けられる再配向も当然考えられ得る。
【００７３】
方法３００の上述の実施形態は、プロセッサ装置２００上で実行されると、プロセッサ装置に方法３００を実施させるコンピュータ可読記憶媒体上に具現化されるコンピュータ可読プログラム命令によって実現することができる。たとえば、CD、DVD、Blu-Rayディスクなどの光学的に読み取り可能な媒体、ハードディスクなどの磁気的に読み取り可能な媒体、メモリスティックなどの電子データストレージデバイスのような何れかの適切なコンピュータ可読記憶媒体がこのために使用され得る。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ可読プログラム命令がネットワークを介してアクセスされ得るように、インターネットなどのネットワークを介してアクセス可能な媒体であり得る。例えば、コンピュータ可読記憶媒体は、ネットワーク接続ストレージデバイス、ストレージエリアネットワーク、クラウドストレージなどであり得る。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ可読プログラム命令が取得され得るインターネットアクセス可能なサービスであり得る。一実施形態では、超音波画像処理装置２００は、そのようなコンピュータ可読記憶媒体からコンピュータ可読プログラム命令を検索し、検索されるコンピュータ可読プログラム命令をデータ記憶装置２２０、例えばデータ記憶装置２２０の一部を形成するメモリデバイスに記憶することにより新しいコンピュータ可読記憶媒体を作成するように構成される。
【００７４】
上記の実施形態は本発明を限定するのではなく例示するものであり、当業者は添付の特許請求の範囲から逸脱することなく多くの代替実施形態を設計できることに留意される。 請求項では、括弧の間に置かれた参照符号は、請求項を制限するものとして解釈されないものとする。 「含む」という言葉は、クレームにリストされているもの以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。 要素に先行する単語「a」又は「an」は、複数のそのような要素の存在を排除しない。 本発明は、いくつかの別個の要素を含むハードウェアによって実施することができる。 いくつかの手段を列挙するデバイスクレームでは、これらの手段のいくつかは、ハードウェアの同一のアイテムによって具体化することができる。 特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。
【図１】
2020511250.tif 000003
【図２】
2020511250.tif 000004
【図３】
2020511250.tif 000005
【図４】
2020511250.tif 000006
【図５】
2020511250.tif 000007
【図６】
2020511250.tif 000008
【図７】
2020511250.tif 000009
【図８】
2020511250.tif 000010
【国際調査報告】
2020511250.tif 000011
2020511250.tif 000012