JP2009034521A - 医学的な画像診断におけるデータを体積レンダリングするシステムと方法ならびにコンピュータ読み出し可能記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術における問題を解消する、改善された医学的な画像診断におけるデータを体積レンダリングするシステムを提供する。
【解決手段】３次元体積を表す少なくとも１つのデータセットを記憶するメモリを有し、少なくとも１つのデータセットはそれぞれ同一の撮像モードに由来し、少なくとも１つのデータセットに由来する体積の第１の２次元表現および第２の２次元表現を体積レンダリングし、第１の２次元表現および第２の２次元表現を組み合わされた２次元表現へと組み合わせるプロセッサを有し、組み合わされた２次元表現を画像として表示するディスプレイを有し、少なくとも１つのデータセットは同一の撮像モードに由来するが異なる処理が行われている第１のデータセットおよび第２のデータセットを包含するか、第１の２次元表現および第２の２次元表現は異なるようにレンダリングされるか、その両方を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、医学的な画像診断におけるデータを体積レンダリングするシステムと方法ならびにコンピュータ読み出し可能記憶媒体に関する。

医学的な超音波画像診断においては、異なる特性を撮像するために同一の撮像モードを使用することができる。例えば、Ｂモードのデータは組織および骨を示すことができる。別の例として、カラードップラーフローモードは液体または組織の速度およびパワーを示すことができる。２次元撮像に関しては、異なるモードを組み合わせることができ、例えばドップラー速度情報がＢモード組織情報にオーバレイ表示される。

３次元撮像に関しては、典型的に画像情報の単一のソースが使用される。例えば、体積を表現するドップラーパワーまたはＢモード組織情報が２次元表示にレンダリングされる。しかしながら、情報の単一のソースを使用することは診断的にあまり有用ではない。

複数の撮像モードを３次元レンダリングのために使用することができる。例えば、別個のレンダリングがＢモードおよびフロー情報に対して提供される。しかしながら、結果として得られる画像は診断的に有用な所望の情報を提供することができない。

したがって本発明の課題は、上記における従来技術における問題を解消する、改善された医学的な画像診断におけるデータを体積レンダリングするシステムと方法ならびにコンピュータ読み出し可能記憶媒体を提供することである。

システムに関する課題は、システムが、３次元体積を表す少なくとも１つのデータセットを記憶するメモリを有し、少なくとも１つのデータセットはそれぞれ同一の撮像モードに由来し、少なくとも１つのデータセットに由来する体積の第１の２次元表現および第２の２次元表現を体積レンダリングし、第１の２次元表現および第２の２次元表現を組み合わされた２次元表現へと組み合わせるプロセッサを有し、組み合わされた２次元表現を画像として表示するディスプレイを有し、少なくとも１つのデータセットは同一の撮像モードに由来するが異なる処理が行われている第１のデータセットおよび第２のデータセットを包含するか、第１の２次元表現および第２の２次元表現は異なるようにレンダリングされるか、少なくとも１つのデータセットは同一の撮像モードに由来するが異なる処理が行われている第１のデータセットおよび第２のデータセットを包含し、且つ第１の２次元表現および第２の２次元表現は異なるようにレンダリングされることにより解決される。

方法に関する課題は、超音波データのＢモードタイプまたはフローモードタイプの第１のデータセットに由来する第１の３次元表現をレンダリングし、超音波データのＢモードタイプまたはフローモードタイプの第１のデータセットまたは第２のデータセットに由来する第２の３次元表現をレンダリングし、第１の３次元表現および第２の３次元表現をＢモードタイプまたはフローモードタイプの同一のデータセットからレンダリングし、第１の３次元表現と第２の３次元表現を組み合わせることにより解決される。

記憶媒体に関する課題は、単一の超音波モードのデータから別個にレンダリングを行う命令を有し、各別個のレンダリングは相対的に質が高められたデータに由来する情報を有し、別個のレンダリングを単一のビューへと組み合わせる命令を有することにより解決される。

最初に説明する以下の有利な実施形態は、医学的な画像診断におけるデータを体積レンダリングするための方法、システム、命令、コンピュータ読み出し可能媒体を含んでいる。別個のレンダリングが同一の撮像モードのデータに対して実施される。データは所望の画像情報の質を高めるためにレンダリングに先行して異なるように処理される、および／または、異なるようにレンダリングされる。例えば、Ｂモードのデータの同一のセットが半透明レンダリング（opacity rendering）を用いて、また最大値投影法または表面レンダリングを用いてレンダリングされる。表面レンダリングまたは最大値投影法は骨に関連する明確な移行部を強調する。半透明レンダリングは組織情報を維持する。Ｂモードのデータの異なるセットを別個にレンダリングすることができ、例えば一方のセットは造影剤応答を強調するために処理され、他方のセットは組織を強調するために処理される。別個のレンダリングがアライメントされ、組み合わされる。組み合わされたレンダリングが画像として出力される。

第１の態様においては、画像診断におけるデータを体積レンダリングするためのシステムが提供される。メモリは３次元体積を表す少なくとも１つのデータセットを記憶することができ、少なくとも１つのデータセットはそれぞれ同一の撮像モードに由来する。プロセッサは、少なくとも１つのデータセットに由来する体積の第１の２次元表現および第２の２次元表現を体積レンダリングすることができる。プロセッサは第１の２次元表現および第２の２次元表現を組み合わされた２次元表現へと組み合わせることができる。ディスプレイは組み合わされた２次元表現を画像として表示することができる。（１）少なくとも１つのデータセットは異なる処理が行われた同一の撮像モードに由来する第１および第２のデータセットである、（２）第１および第２の２次元表現は異なるようにレンダリングされる、または、（３）（１）と（２）の組み合わせ。

第２の態様においては、医学的な画像診断におけるデータを体積レンダリングするための方法が提供される。第１の３次元表現が、超音波データのＢモードタイプまたはフローモードタイプの第１のデータセットからレンダリングされる。第２の３次元表現が、超音波データのＢモードまたはフローモードの第１または第２のデータセットからレンダリングされる。第１および第２の両方の３次元表現がＢモードタイプまたはフローモードタイプの同一のデータセットからレンダリングされる。第１の３次元表現および第２の３次元表現が組み合わされる。

第３の態様においては、コンピュータ読み出し可能記憶媒体が、医学的な画像診断における体積レンダリングのためにプログラミングされたプロセッサによって実行可能な命令を表すデータを記憶している。記憶媒体は単一の超音波モードのデータから別個にレンダリングを行うための命令を有し、別個のレンダリングはそれぞれ、相対的に質が高められたデータに由来する異なる情報を有し、また別個のレンダリングが組み合わされて単一のビューとなる。

本発明は以下に続く特許請求の範囲によって規定されるが、以下の詳細な説明はこれらの請求項に基づく限定として解釈すべきものではない。以下では本発明の別の態様および利点を有利な実施形態に基づき説明し、添付の請求の範囲において単独または組み合わせで権利主張される。

同一のモードから取得されたデータが処理され、複数の独立したレンダリングパスと共に表示される。各パスは異なる情報の質を高めるために別個に最適化される。別個のレンダリングが空間的にアライメントされ、結果として生じた体積が組み合わされる。表示される単一の体積を構成する複数の体積を異なるようにカラーコーディングすることができ、別個に除去することができるか、異なるレンダリングパスによって抽出された異なる情報の表示の質を高める別のやり方で処理することができる。

１つの実施例においては、別個にレンダリングされた２つまたはそれ以上の体積レンダリングの組み合わせである体積が表示される。個別的な体積レンダリング各々は異なる情報の質を高める。データは単一モードタイプから取得される。レンダラに入力されるデータセットはレンダリングに先行するコンテンツにおいて少なくとも１つの相違を有する。２つまたはそれ以上の体積レンダリングを、モードタイプが同一の取得物を有する複数の取得物から取得されたデータにおいて実施することができる。２つまたはそれ以上の体積レンダリングを、レンダリングに先行するデータ処理において少なくとも１つの相違を有する単一の取得物から取得されたデータにおいて実施される。表示された体積は、独立したレンダラパスによって抽出された独立した情報内容の質を高めるように処理することができる（例えばレイヤの除去、異なるサブ体積の異なる色付けなど）。別の実施形態も考えられる。

図１は、画像診断におけるデータを体積レンダリングするためのシステムを示す。システムは、異なるデータおよび／またはレンダリング設定を用いて複数のレンダリングパスまたは並列レンダリングを実施し、結果を組み合わせることができる。システムはプロセッサ１２、メモリ１４、ディスプレイ１６およびユーザ入力部１８を含む。付加的な構成要素、異なる構成要素またはより少ない構成要素が設けられていてもよい。例えば、医学的な撮像ネットワークまたはデータアーカイブシステムとのネットワーク化のためのネットワークまたはネットワークコネクションが設けられる。

システムは例えば診断用または治療用の超音波、ｘ線、コンピュータトモグラフィ、磁気共鳴、または陽電子放射のような画像診断システムまたは他のシステムの一部である。択一的に、システムは、例えば医学的な記録データベースワークステーションまたはネットワーク化された撮像システムと関連付けられているようなアーカイブシステムおよび／または画像処理システムの一部である。別の実施形態においては、システムは３次元表現をレンダリングするための、デスクトップもしくはラップトップのようなパーソナルコンピュータ、ワークステーション、サーバ、ネットワークまたはそれらの組み合わせである。

ユーザ入力部１８はキーボード、トラックボール、マウス、ジョイスティック、タッチスクリーン、ノブ、ボタン、スライダ、タッチパッドそれらの組み合わせ、または他の現在公知のユーザ入力デバイス、または将来開発されるユーザ入力デバイスである。ユーザ入力部１８はユーザがボタンを押すようなユーザアクションに応じて信号を生成する。

ユーザ入力部１８は、ユーザ入力に基づいたコンテクストに関してユーザインタフェースと協働する。表示に基づき、ユーザはユーザ入力部１８を用いて１つまたは複数の制御、撮像モード、レンダリングタイプ、レンダリングパラメータ、値、品質計量、撮像品質または他の情報を選択する。例えば、ユーザは体積に関連する切断面（cut-plane）を配置する。別の例として、ユーザはレンダリングまたはカラーマッピングを選択する。データおよび／またはレンダリングの別の処理を提供することができる。択一的な実施形態においては、プロセッサ１２はユーザ入力なしで（自動的）、またはユーザ確認または何らかの入力により（半自動的）選択を行うか、さもなければ制御を行う。

メモリ１４は、グラフィック処理メモリ、ビデオランダムアクセスメモリ、ランダムアクセスメモリ、システムメモリ、キャッシュメモリ、ハードディスクドライブ、光学媒体、磁気媒体、フラッシュドライブ、バッファ、それらの組み合わせ、またはデータもしくはビデオ情報を記憶するための他の現在公知のメモリデバイス、または将来開発されるメモリデバイスである。メモリ１４はプロセッサ１２と通信する。

メモリ１４はデータを記憶する。医学的な画像データ（例えば超音波、ｘ線、コンピュータトモグラフィ、磁気共鳴または陽電子放射）のようなあらゆるタイプのデータを体積レンダリングのために使用することができる。レンダリングは、均等な間隔を有する３次元格子内に分散されたデータに由来するか、別のフォーマットのデータ（例えばデカルト座標系フォーマットに変換されていないスキャンデータからのレンダリングまたはデカルト座標系フォーマットおよび取得フォーマットの両方におけるデータを含むスキャンデータ）に由来するものでもよい。データは体積内の異なる体積位置のボクセルデータである。ボクセルの大きさおよび形状はデータセットにおいて等しい。１つの次元に沿っては別の次元と比べて異なるサイズ、形状または数を有するボクセルを同一のデータセットに含ませることができ、例えば異方性の画像診断データと関連付けられている。データセットは各ボクセルによって表された空間的な位置の指示を含む。

メモリ１４はレンダリングのための３次元体積を表す１つまたは複数のデータセットを記憶する。１つの実施形態においては、単一のデータセットが記憶されている。別の実施形態においては、２つまたは複数の異なるデータセットが記憶されている。

単一のデータセットまたは複数のデータセットは同一の撮像モードに由来するデータを含む。超音波に関しては、撮像モードは検出技術または演算の他の一般的なモードである。例えば、Ｂモードのデータは受信した信号の強度の検出に対応する。強度または応答は組織、骨、造影剤または他の構造体を表現することができる。別の例として、カラードップラーモードは受信した信号のドップラー検出、例えば速度、分散および／またはパワーに対応する。カラードップラーモードは液体、造影剤、移動する組織、または他の移動する構造体を表現するデータを出力することができる。他のモードはパラメトリック撮像モードを含む。パラメトリック撮像モードにおいては、組織のひずみ、ひずみ率、インピーダンスまたは他のひずみ特性がパラメータ化される。撮像モードはモード設計のためにユーザ入力部１８において一連のキーまたは専用キーを有することができる。別の撮像モードをアプリケーションとして選択することができる。

同一の撮像モードに関連付けられた複数のデータセットに関して、データセットを異なるように処理することができる。例えば、カラードップラーモードにおいては、測度評価はパワー評価とは異なる。異なるカラーマッピングを使用することができる。別の実施例として、組織応答から造影剤応答を分離するために異なるフィルタをＢモードのデータに適用することができる（例えば高調波フィルタリングおよび基本フィルタリング）。異なる伝送シーケンスまたは受信シーケンスおよび組み合わせをＢモード情報に対して使用し、造影剤と組織情報を分離することができる。

データセットは取得と同時にリアルタイムで提供される。例えば、データセットは患者の画像診断によって生成される。メモリ１４は処理のために一時的にデータを記憶する。択一的に、データセットは先行して実施されたスキャンから記憶される。異なるデータセットに関して、複数のデータセットは患者の異なるスキャンから取得または形成される。択一的に、異なるデータセットが患者の同一のスキャンに由来するデータの異なる処理によって形成される。異なるデータセットを別個に記憶することができるか、単一の記憶されたデータセットからのレンダリングのために生成することができる。

プロセッサ１２は、中央処理ユニット、制御プロセッサ、特定用途向けＩＣ、一般的プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、アナログ回路、ディジタル回路、グラフィック処理ユニット、グラフィックチップ、グラフィックアクセレータ、アクセレータカード、それらの組み合わせ、またはレンダリングのための他の現在公知のデバイス、または将来開発されるデバイスである。プロセッサ１２は、シングルデバイスまたはマルチプルデバイスであり、これはシーケンシャル、パラレルまたは別個に動作する。プロセッサ１２はコンピュータ、例えばラップトップまたはデスクトップコンピュータのメインプロセッサ、比較的大きいシステム、例えば撮像システムにおける幾つかのタスクを処理するためのプロセッサ、レンダリングのために特別に設計されたプロセッサでよい。１つの実施形態においては、プロセッサ１２は少なくとも部分的に、パーソナルコンピュータグラフィックアクセレータカード、または、例えばｎＶｉｄｉａ、ＡＴＩまたはＭａｔｒｏｘによって製造された構成要素である。

プロセッサ１２は１つのデータセットに由来する体積の２次元表現を体積レンダリングするために使用することができる。２次元表現は所定の観察位置または選択された観察位置に由来する体積を表す。体積レンダリングは体積を表現するデータに由来する表現のレンダリングの一般的な意味において使用される。例えば、体積レンダリングは投影レンダリングまたは表面レンダリングである。投影レンダリングにおいては、放射線または投影線に沿ったデータの平均値、最小値、最大値または他の組合せを使用することができる。アルファブレンディングを使用することができる。データを組み合わせに先行して、または組み合わせ後に、半透明、シェーディングまたは他の重みにより重み付けすることができる。最大値投影レンダリングは表面レンダリングに類似してもよい、または表面レンダリングを表すことができる。例えば、閾値を上回る強度または効果的な変化を有し、且つ観察位置に非常に近い強度がピクセル値として選択される。他の表面レンダリングを使用することができる。

レンダリングアルゴリズムを効果的にグラフィック処理ユニットによって実行することができる。プロセッサ１２は、例えば３次元テクスチャマッピングのためのアプリケーションプログラミングインタフェースを使用する、体積レンダリング処理を加速させるためのハードウェアデバイスでよい。例示的なＡＰＩはＯｐｅｎＧＬおよびＤｉｒｅｃｔＸを含むが、ＡＰＩはプロセッサ１２に依存して、またはプロセッサ１２と共に使用することができる。プロセッサ１２はＡＰＩを基礎とする、またはＡＰＩを制御するアプリケーションに基づいた体積レンダリングのために使用することができる。プロセッサ１２はアルファブレンディング、最小値投影レンダリング、最大値投影レンダリング、表面レンダリングまたはデータの他の体積レンダリングを用いたテクスチャマッピングに使用することができる。他のタイプの体積レンダリング、例えばレイキャスティングを使用することができる。

レンダリングアルゴリズムはレンダリングパラメータに依存してレンダリングを行う。幾つかの例示的なレンダリングパラメータはボクセルワードワイズ、サンプリングレート（例えばレンダリングの一部としてのサンプルの選択）、補間関数、表現のサイズ、プレ／ポスト分類、分類関数、サンプリング変動（例えば、位置に依存する大きいまたは小さいサンプリングレート）、体積の縮小（例えばレンダリングに先行するダウンサンプリング）、シェーディング、半透明、最小値選択、最大値選択、閾値、データまたは体積の重み付け、またはレンダリングのための他の公知のパラメータまたは将来開発されるパラメータを含む。

体積の２つまたはそれ以上の異なる２次元表現がレンダリングされる。異なる２次元表現は同一または異なるデータセットからのレンダリングによって形成される。異なるタイプのレンダリングおよび／または異なるレンダリングパラメータ値が使用される。択一的または付加的に、異なるデータセットは同一または異なるレンダリングパラメータ値を用いてレンダリングされる。例えば、同一の撮像モードに由来するが異なる処理に由来するデータのデータセットがレンダリングされる。異なるデータセットまたは異なるレンダリングまたはその両方に基づき、同一の値または重畳している値の異なる２次元表現がレンダリングされる。

例えば、投影に沿ってデータを半透明重み付け（平均して重み付けする）することによって半透明レンダリングが一方のレンダリングのために実施され、また最大値投影法レンダリングまたは表面レンダリングが他方のレンダリングのために実施される。レンダリングにおける相違がデータセットにおける異なる情報を強調する。Ｂモードのデータに関しては、同一または単一のデータセットからレンダリングを行ったとしても、異なるレンダリングは骨（表面レンダリングまたは最大値レンダリング）と組織（半透明レンダリング）を示すことができる。

別の例においては、レンダリングに使用されるデータセットにおける相違がレンダリングにおける相違を有するまたは有していない異なる情報を示す。Ｂモードにおけるパラメータ情報、例えば弾性または剛性を、音響インピーダンスとは異なるようにカラーマッピングすることができる（例えば赤のスケールにおける弾性はおよびグレーのスケールにおけるインピーダンス）。Ｂモードにおけるコントラスト情報のデータセットを、最大値投影法を使用してレンダリングすることができ、また組織Ｂモードのデータセットを半透明レンダリングによりレンダリングすることができる。カラードップラーモードにおけるデータの速度およびパワーのデータセットを別個にレンダリングすることができる。異なるカラーマッピングを提供することができ、例えばオレンジ／黄色のマップを使用してパワーレンダリングされ、また赤／青カラーマップを使用して速度レンダリングされる。

２次元表現を異なるようにさらに処理することができるか、さらに同じ処理を行うことができる。例えば、カラーマッピングは２次元表現のデータに適用される。択一的に、レンダリングの前にカラーマッピングが処理における相違として体積を表すデータセットに適用される。

２つまたはそれ以上の２次元表現が組み合わされる。レンダリングは組み合わせのためにアライメントされる。各表現は同一の体積または重畳する体積を表す。レンダリングは同一の観察位置に由来し、同一のスケールについてのものであるか、表現が空間的な相違を考慮して調整される。アライメントはデータセットの既知の空間的な位置から計算される。択一的または付加的に、データセットおよび／または表現が相関によってアライメントされる。別のデータに相対的なデータの変換および／または回転に関連する最適または十分な一致（例えば一方の表現は他方の表現について相対的なものである）が発見される。

アライメントされたデータが組み合わされる。組み合わせは平均化、最大値選択または最小値選択または他の組み合わせである。重み付けされた組み合わせを使用することができる。１つの実施形態においては、無限パルス応答におけるアルファブレンディングが提供される。別の実施形態においては、所定の位置に関するサンプルのうちの１つは例えばデータの強度または半透明度における閾値のような判定基準に基づき選択される。１つのチャネルが判定基準に合致していれば、そのチャネルを他のチャネルよりも優先して選択することができる。

同一の投影、ピクセルまたは領域を表す異なる表現に由来するデータが組み合わされる。組み合わせの結果は２次元表現である。少なくとも幾つかの領域のピクセル値は異なる表現に由来する値の関数である。組み合わせの何らかのラインアーチファクトを低減するためにフィルタリングを使用することができる。

図３は、２つのレンダリングから形成された表現の画像３０の１つの例を示す。画像３０は異なるやり方でレンダリングされた同一のＢモードのデータセットを示す。データセットは胎児の１つのスキャンに由来する。最大値投影法は胎児の骨格の描出を強調し、また半透明レンダリングは軟組織の描出を強調する。グラフィックボックス３２により切断面３３を配置し、左側の部分３６からの右側の部分３４を分離することができる。右側の部分３４は２つのレンダリングに由来するデータを含む。左側の部分３４は最大強度レンダリングに由来するデータを含む。カラーバージョンにおいては、組織を赤／オレンジ色にマッピングすることができ、骨をグレー色にマッピングすることができる。択一的に、組み合わせのための選択判定基準は右側の部分３４に関する組織レンダリングと左側の部分３６に関する骨レンダリングである。他の組み合わせも使用することができる。

異なる２次元表現を提供することにより独立した処理を行うことができる。一方のデータセットおよび／またはレンダリングについての変更を他方のデータセットおよび／またはレンダリングを変更することなく行うことができる。種々の変更を異なるレンダリングおよび／またはデータセットについて行うことができる。例えば、複数のデータセットまたは複数の２次元レンダリングを種々にカラーマッピングすることができる。１つのレンダリングまたは相応のデータセットに対して使用されるカラースケールを変更することができる。別の例として、切断面３３または他のマスキングが１つの表現の限界を定義するために変更される。２つのレンダラパスを使用することにより、隠れた骨格情報をより良好に明らかにするために軟組織を除去することができる。例えば、複数のレンダリングのうちのデフォルトまたは選択された１つとあらゆるユーザ制御を関連付けて、あらゆるユーザナビゲーションを提供することができる。

ディスプレイ１６はモニタ、ＬＣＤ、プロジェクタ、プラズマディスプレイ、ＣＲＴ、プリンタ、または視覚情報を出力するための現在公知のデバイス、または将来開発されるデバイスである。ディスプレイ１６は画像または他の情報をプロセッサ１２から受信する。ピクセル値は画像を生成するためにディスプレイ１６によって受信される。ディスプレイ１６は画像としての体積の組み合わされた２次元表示を表示する。画像は別の情報、例えばグラフィックボックス３２および／または切断面３３を含んでいても良い。

ディスプレイ１６はユーザインタフェースの一部である。ユーザインタフェースはレンダリングおよび／またはデータセットの処理を規定することができる。

メモリ１４および／または別のメモリはプロセッサ１２を動作させるための命令を記憶する。命令は画像診断におけるデータを体積レンダリングするためのものである。本明細書において記述した処理、方法および／または技術を実施するための命令は、コンピュータ読み出し可能記憶媒体またはメモリ上に提供されており、この記憶媒体は例えば、キャッシュ、バッファ、RAM、ハードディスクドライブまたはそれ以外のコンピュータ読み出し可能記憶媒体である。コンピュータ読み出し可能記憶媒体は、種々のタイプの揮発性記憶媒体および不揮発性記憶媒体を含む。図面または本明細書において説明した機能、動作またはタスクは、コンピュータ読み出し可能記憶媒体に記憶されている１つまたは複数の命令のセットに応答して実行される。機能、動作またはタスクは、特定のタイプの命令セット、記憶媒体、プロセッサまたは処理ストラテジーとは無関係であり、またソフトウェア、ハードウェア、集積回路、ファームウェア、マクロコードなどによって、単独でまたは組み合わせて実行されるようにしてもよい。同様に、プロセシングストラテジーは、マルチプロセシング、マルチタスク処理、並列処理などを含んでいてもよい。

１つの実施形態において、命令はローカルシステムまたはリモートシステムによる読み出しのために、取り外し可能な媒体装置に記憶されている。別の実施形態において、命令はコンピュータネットワークまたは電話回線を介して転送するために、遠隔地に記憶されている。さらに別の実施形態において、命令は所定のコンピュータ、ＣＰＵ、ＧＰＵまたはシステム内に記憶されている。

図２は、画像診断におけるデータを体積レンダリングするための方法を示す。この方法は、図１のシステムまたは別のシステムによって実現される。方法の各ステップは図示された順序で実行されるか、それとは異なる順序で実行される。付加的なステップ、別のステップを設けるか、またはステップを少なくすることも可能である。例えば、ステップ２６はオプションである。

ステップ２０においてデータが受信される。データはレンダリングシステムによるリクエストに応じて、ユーザリクエストに応じて、別のコンポーネントから、または他のやり方で受信される。データセットはメモリ、スキャナまたは転送部から受信される。１つの実施形態においては、データが患者のスキャンによって超音波撮像システムにおいて受信される。

受信したデータは体積を表す１つのデータセットまたはそれぞれが体積を表す複数のデータセットを含む。データセットは等方性または異方性である。データセットは３つの主要な軸に沿って配置されたボクセルまたは他のフォーマットを有する。ボクセルはあらゆる形状およびサイズを有し、例えば１つの次元に沿っては別の次元に比べて小さい。体積レンダリングのためのデータセットはあらゆる医療物理療法、例えばコンピュータトモグラフィ、磁気共鳴または超音波に由来する。

ステップ２２においては、別個のレンダリングが実施される。別個のレンダリングは逐次的または並列的なレンダリングである。１つの実施形態においては、レンダリングは同一のデータセットに由来する。別の実施形態においては、レンダリングは異なるデータセットに由来する。異なるデータセットは同一のスキャンに由来するが、異なる処理が行われているものであるか、患者の異なるスキャンに由来する。

レンダリングのための１つまたは複数のデータセットは同一の撮像モードに由来する。１つまたは複数のデータセットは撮像の異なるモードに由来するデータを含むが、複数のデータセットはこれらのデータセットに共通する撮像の少なくとも１つのモードに由来するデータを含む（例えば１つのデータセットはＢモードのデータを有し、別のデータセットはＢモードのデータおよびカラードップラーモードのデータを有する）。単一の超音波モードに由来するデータは別個にレンダリングされる。別のモードに由来するデータを含んでいても良い。

別個のレンダリングは異なる情報を有する複数の２次元表現を規定する。異なるように処理されたデータでもって開始することによって、および／または、異なるようなレンダリングによって、異なる情報の質が相対的に高められる。この質の向上を異なるデータセットを生成または変更するための異なる処理によるものでよく、これにより各データセットにおいて異なる情報が生じる。この向上はレンダリングにおける相違によってデータセット内の情報を選択することによるものでよい。異なる情報が異なる２次元表現に提供され、他の情報を上回る相対的な向上が提供される。

１つの実施形態においては、異なるレンダリングが提供される。同一または異なるデータセットが異なるようにレンダリングされる。１つまたは複数のレンダリングパラメータが異なるようにセットされる。択一的または付加的に、異なるタイプのレンダリングが実施される。

別の実施形態においては、異なるデータセットがレンダリングされる。異なるデータセットは同一のモードに由来するデータを含むが、異なるように処理される（例えば異なるカラーマッピング）。

一方の表現は１つのデータセットからレンダリングされる。データセットはＢモードの情報、カラードップラーの情報（例えば速度評価）または別の撮像モードに由来するデータを含む。他のタイプのレンダリング、例えば半透明レンダリングを使用することができる。他方の表現は同一または異なるデータセットからレンダリングされる。別個のデータセットが使用される場合には、いずれのデータセットも同一の撮像モードに由来するデータを含む。データセットはＢモードの情報、カラードップラーの情報（例えばパワー評価）を含むか、別の撮像に由来するデータを含む。あらゆるタイプのレンダリング、例えば表面レンダリングまたは最大値投影法レンダリングを使用することができる。

レンダリングに関して、観察パラメータが観察位置を決定する。観察位置は、その方向から仮想的な観察者が体積を観察する体積に相対的な方向である。観察位置は観察方向および／または体積からの距離を規定する。観察位置は体積内にあってもよい。観察パラメータはスケール、ズーム、シェーディング、照明および／または他のレンダリングパラメータを含んでいてもよい。ユーザ入力またはアルゴリズムは所望の観察位置を規定する。

公知のあらゆる体積レンダリングまたは将来開発される体積レンダリングを使用することができる。例えば、投影レンダリングまたは表面レンダリングが使用される。投影レンダリングにおいては、アルファブレンディング、平均値、最小値、最大値または他の関数が、体積を介する複数の放射線または投影の各々に沿ってレンダリングされた画像のためのデータを提供することができる。異なるパラメータをレンダリングのために使用することができる。例えば、観察方向はレンダリングのための体積に相対的な配景を決定する。発散する放射線または平行な放射線を投影のために使用することができる。輝度または他のデータを表示値に変換するための伝達関数をレンダリングのタイプまたは所望の品質に依存して変更することができる。サンプリングレート、サンプリング変化、関心の不規則な値および／またはクリッピングはレンダリングに使用されるべきデータを決定することができる。セグメンテーションはレンダリングされるべき値またはレンダリングされるべきでない値の別の部分を決定することができる。半透明セッティングはデータの相対的な寄与を決定することができる。別のレンダリングパラメータ、例えばシェーディングまたは光源は一方のデータの他方のデータへの相対低な寄与を変更することができる。レンダリングは値の２次元表現を生成するための３次元の値を表すデータを使用する。

ステップ２４においては、２次元表現が組み合わされる。あらゆる組合せ、例えば平均化または最大強度選択を提供することができる。表現は既知の幾何学的な関係または計算されたアライメントに基づきアライメントされる。計算されたアライメントに関して、最高のフィットまたは効果的なフィットを提供する変換および／または回転を識別するために各データセットのデータまたは各表現が比較される。一度アライメントが行われると、データは組み合わされた表現へと組み合わされる。組み合わされた表現は値の単一のビューである。

ステップ２６においては修正が行われる。レンダリングおよび／またはデータセットが修正され、ステップ２２および２４が繰り返される。例えば、異なるカラーマッピングが選択される。別の例として、１つまたは複数のレンダリングまたはデータセットがマスクされるか、制限される（データ除去）。多数の修正を行うこともできる。両方のレンダリングを修正してもよい、もしくは一方のみを修正してもよい。繰り返しは一方の表現のみの再レンダリングまたは両方の表現の再レンダリングを含んでも良い。

これまで本発明を複数の実施形態に基づいて説明してきたが、本発明の趣旨から逸脱することなく種々の変更および修正を加えることが可能であるものと解される。したがって上記における詳細な説明は制限を意図しているもののではなく説明を意図しているものであり、本発明の精神および範囲を定めるのは、全ての同等のものを含む添付の特許請求の範囲であると解される。

体積レンダリングのためのシステムの１つの実施形態のブロック図を示す。 医学的な画像診断におけるデータを体積レンダリングするための方法の１つの実施形態のフローチャートを示す。 Ｂモードのデータの別個のレンダリングから生成された例示的な画像を示す。

Claims (20)

1. 医学的な画像診断におけるデータを体積レンダリング（２２）するシステムにおいて、
   ３次元体積を表す少なくとも１つのデータセットを記憶するメモリ（１４）を有し、前記少なくとも１つのデータセットはそれぞれ同一の撮像モードに由来し、
   前記少なくとも１つのデータセットに由来する体積の第１の２次元表現および第２の２次元表現を体積レンダリングし、前記第１の２次元表現および前記第２の２次元表現を組み合わされた２次元表現へと組み合わせるプロセッサ（１２）を有し、
   前記組み合わされた２次元表現を画像として表示するディスプレイ（１６）を有し、
   （１）前記少なくとも１つのデータセットは同一の撮像モードに由来するが異なる処理が行われている第１のデータセットおよび第２のデータセットを包含するか、
   （２）前記第１の２次元表現および前記第２の２次元表現は異なるようにレンダリングされるか、
   （３）前記少なくとも１つのデータセットは前記同一の撮像モードに由来するが異なる処理が行われている第１のデータセットおよび第２のデータセットを包含し、且つ前記第１の２次元表現および前記第２の２次元表現は異なるようにレンダリングされることを特徴とする、システム。
2. 前記少なくとも１つのデータセットは、前記同一の撮像モードに由来するが異なる処理が行われている第１のデータセットおよび第２のデータセットを包含し、前記同一の撮像モードはＢモード、パラメトリック撮像モードまたはカラードップラーモードを含む、請求項１記載のシステム。
3. 前記同一の撮像モードはカラードップラーモードを含み、前記異なる処理は速度処理およびパワー処理を含む、請求項２記載のシステム。
4. 前記同一の撮像モードはカラードップラーモードまたはパラメトリック撮像モードを含み、前記異なる処理は異なるカラーマッピングを含む、請求項２記載のシステム。
5. 前記第１の２次元表現および前記第２の２次元表現は異なるようにレンダリングされており、前記第１の２次元表現は半透明レンダリング（２２）の関数であり、前記第２の２次元表現は最大値投影レンダリング（２２）の関数である、請求項１記載のシステム。
6. 前記同一の撮像モードはＢモードを含む、請求項５記載のシステム。
7. 前記プロセッサ（１２）は前記第２の２次元表現に依存せずに前記第１の２次元表現に体積処理を適用する、請求項１記載のシステム。
8. 前記少なくとも１つのデータセットは、前記同一の撮像モードに由来する第１のデータセットおよび第２のデータセットを包含し、該第１のデータセットおよび該第２のデータセットは患者の異なるスキャンから形成される、請求項１記載のシステム。
9. 前記少なくとも１つのデータセットは、前記同一の撮像モードに由来する第１のデータセットおよび第２のデータセットを包含し、該第１のデータセットおよび該第２のデータセットは患者の同一のスキャンの異なる処理から形成される、請求項１記載のシステム。
10. 医学的な画像診断におけるデータを体積レンダリング（２２）する方法において、
    超音波データのＢモードタイプまたはフローモードタイプの第１のデータセットに由来する第１の３次元表現をレンダリングし（２２）、
    超音波データのＢモードタイプまたはフローモードタイプの前記第１のデータセットまたは第２のデータセットに由来する第２の３次元表現をレンダリングし（２２）、前記第１の３次元表現および前記第２の３次元表現をＢモードタイプまたはフローモードタイプの同一のデータセットからレンダリングし、
    前記第１の３次元表現と前記第２の３次元表現を組み合わせる（２４）ことを特徴とする、方法。
11. 前記第１の３次元表現および前記第２の３次元表現のレンダリング（２２）はＢモードタイプの超音波データに基づくレンダリング（２２）を含み、前記第１の３次元表現のレンダリング（２２）は半透明レンダリング（２２）を含み、前記第２の３次元表現のレンダリング（２２）は表面レンダリング（２２）または最大値投影レンダリング（２２）を含む、請求項１０記載の方法。
12. 前記第１の３次元表現および前記第２の３次元表現のレンダリング（２２）はフローモードタイプの超音波データに基づくレンダリング（２２）を含み、前記第１の３次元表現のレンダリング（２２）は速度評価に基づくレンダリング（２２）を含み、前記第２の３次元表現のレンダリング（２２）はパワー評価、該パワー評価とは異なるようにカラーマッピングされた前記速度評価に基づくレンダリング（２２）を含む、請求項１０記載の方法。
13. 前記第２の３次元表現のレンダリング（２２）は前記第１のデータセットに基づくレンダリング（２２）を含む、請求項１０記載の方法。
14. 前記第２の３次元表現のレンダリング（２２）は前記第２のデータセットに基づくレンダリング（２２）を含み、該第２のデータセットは前記第１のデータセットとは異なるスキャンに由来する、請求項１０記載の方法。
15. 前記第２の３次元表現のレンダリング（２２）は前記第２のデータセットに基づくレンダリング（２２）を含み、該第２のデータセットは前記第１のデータセットと同一のスキャンに由来するが、前記第１のデータセットとは異なる処理が行われている、請求項１０記載の方法。
16. さらに、前記レンダリング（２２）、または前記第２のデータセット、または前記レンダリング（２２）および前記第２のデータセットに修正を適用し（２６）、前記第２の３次元表現の前記レンダリング（２２）を該修正に依存して繰り返す、請求項１０記載の方法。
17. 前記修正は色づけ、またはデータ除去、または色づけおよびデータ除去を含む、請求項１６記載の方法。
18. コンピュータ読み出し可能記憶媒体（１４）には、医学的な画像診断におけるデータを体積レンダリング（２２）するためにプログラミングされたプロセッサ（１２）によって実行可能な命令を表すデータが格納されており、
    単一の超音波モードのデータから別個にレンダリング（２２）を行う命令を有し、各別個のレンダリング（２２）は相対的に質が高められたデータに由来する情報を有し、
    前記別個のレンダリング（２２）を単一のビューへと組み合わせる（２４）命令を有することを特徴とする、コンピュータ読み出し可能記憶媒体。
19. 前記データは異なる情報を有する異なるデータセットを含み、異なるデータセットからの前記レンダリング（２２）により相対的にデータの質が高められる、請求項１８記載の命令。
20. 前記データは単一のデータセットを含み、レンダリング（２２）における相違により相対的にデータの質が高められる、請求項１８記載の命令。

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