JP5202886B2 - 超音波映像を形成する超音波システム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、超音波分野に関し、特に超音波映像を形成する超音波システム及び方法に関する。

超音波システムは、対象体の体表から対象体に向かって超音波信号を送信し、対象体から反射された超音波信号（超音波エコー信号）の情報を用い、軟部組織の断層や血流に関するイメージを無侵襲で得る装置である。この装置は、Ｘ線診断装置、ＣＴスキャナ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ｓｃａｎｎｅｒ）、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｅ）、核医学診断装置などの他の画像診断装置と比較すれば、小型かつ安価で、リアルタイムで表示可能であり、Ｘ線などの被爆がなくて安全性の高い長所を有しており、心臓、腹部、泌尿器及び産婦人科診断のために広く用いられている。

一方、超音波システムは、対象体の空間情報、解剖学的形態などのような臨床情報を３次元的に示す３Ｄ映像を提供する。より詳細には、超音波システムは、対象体の２Ｄ映像を形成してディスプレイし、ディスプレイされた２Ｄ映像に３Ｄ映像を形成する関心領域（Ｒｅｇｉｏｎ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ、以下、「ＲＯＩ」という）を設定し、設定された関心領域に該当するボリュームデータをレンダリングすることにより、ＲＯＩに該当する２Ｄ映像及び３Ｄ映像を提供することができる。特に、超音波システムは、３Ｄ映像をリアルタイムで提供するためのライブ３Ｄモードを提供している。

しかし、従来の超音波システムは、ＲＯＩに対する３Ｄ映像をディスプレイした後、ＲＯＩを再設定（例えば、ＲＯＩのサイズまたは位置変更）しようとする場合、ＲＯＩに該当する２Ｄ映像及び３Ｄ映像をディスプレイするモードから２Ｄ映像のみをディスプレイするモードに切り替え、ディスプレイされた２Ｄ映像にＲＯＩを再設定した後、ＲＯＩに該当する２Ｄ映像及び３Ｄ映像をディスプレイするモードを選択しなければならない。従って、ユーザは、ＲＯＩを再設定するために複雑な過程を経なければならないので、不便であるだけでなく、診断時間が非常に長くなる問題がある。

特開２００７−１５２１０９号公報

本発明は、前述した問題を解決するためのものであって、３Ｄ映像をリアルタイムで提供するライブ３ＤモードでＲＯＩを再設定できる断面映像を提供し、リアルタイムで、かつ容易にＲＯＩを再設定できる超音波システム及び方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために、本発明の超音波システムは、超音波信号を対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波信号を受信するための診断部と、前記受信された超音波信号に基づいて、ボリュームデータを形成するためのボリュームデータ形成部と、断面選択情報、ＲＯＩ設定情報、及び前記ＲＯＩをリアルタイムで再設定するためのＲＯＩ再設定情報の入力を受けるための入力部と、前記断面選択情報に基づいて、断面データを前記ボリュームデータから抽出して断面映像を形成し、前記ＲＯＩ設定情報に基づいて、前記断面映像にＲＯＩを設定して前記ＲＯＩに該当するＲＯＩ映像及び３次元映像を形成し、前記ＲＯＩ再設定情報に基づいて前記断面映像に新たなＲＯＩを設定し、前記新たなＲＯＩに該当するＲＯＩ映像と３次元映像を形成するプロセッサと、前記断面映像、前記ＲＯＩ映像及び前記３次元映像をディスプレイするためのディスプレイ部と、前記ＲＯＩ再設定情報に基づいて、前記ディスプレイ部が前記３次元映像をディスプレイしながら前記断面映像をディスプレイするように制御し、前記プロセッサが前記ＲＯＩ再設定情報に基づいて、前記ディスプレイされた断面映像に前記新たなＲＯＩを設定し、前記新たなＲＯＩに該当するＲＯＩ映像と３次元映像を形成するように制御する制御部とを備える。

また、本発明の超音波映像の形成方法は、ａ）対象体から反射された超音波信号に基づいて、ボリュームデータを形成する段階と、ｂ）断面選択情報の入力を受け、前記断面選択情報に基づいて、断面データを前記ボリュームデータから抽出して断面映像を形成する段階と、ｃ）関心領域設定情報の入力を受け、前記断面映像にＲＯＩを設定する段階と、ｄ）前記ボリュームデータを用いて前記設定されたＲＯＩに該当するＲＯＩ映像及び３次元映像を形成して共にディスプレイする段階と、ｅ）リアルタイムで前記ＲＯＩを再設定するためのＲＯＩ再設定情報を受信する段階と、ｆ）前記ＲＯＩ再設定情報に基づいて、前記３次元映像と共に前記断面映像をディスプレイする段階と、ｇ）前記ＲＯＩ再設定情報に基づいて、前記ディスプレイされた断面映像に新たなＲＯＩを設定する段階と、ｈ）前記新たなＲＯＩに該当するＲＯＩ映像及び３次元映像を形成して共にディスプレイする段階とを備える。

前述したように本発明によれば、３Ｄ映像をリアルタイムで提供するライブ３ＤモードでＲＯＩをリアルタイムで、かつ容易に再設定することができ、ユーザの便利性を増加させることができる。

以下、図１〜図７を参照して本発明の望ましい実施例を説明する。

図１は、本発明の実施例による超音波システムの構成を概略的に示すブロック図である。本実施例では、３Ｄ映像を提供するためのモードが３Ｄ映像をリアルタイムで提供するライブ３Ｄモードであると仮定する。

図示したように、本発明による超音波システム１００は、診断部１１０、ボリュームデータ形成部１２０、格納部１３０、プロセッサ１４０、ディスプレイ部１５０及び制御部１６０を備える。そして、超音波システム１００は、図１に示していないが、ユーザから関心領域の設定情報、断面選択情報、ＲＯＩ再設定情報などの入力を受けるための入力部（例えば、マウス、トラックボール、キーボード、タッチパッドなど）をさらに備える。

診断部１１０は、超音波映像を形成するために対象体に超音波信号を送信し、対象体から反射される超音波信号を受信する。診断部１１０は、多数の変換素子を備えるプローブ（図示せず）と、プローブの変換素子から送信される超音波信号を送信集束させ、対象体から反射され、変換素子で受信されて電気的受信信号に変換された信号に時間遅延を加えて受信集束させるためのビームフォーマ（図示せず）を備える。

ボリュームデータ形成部１２０は、診断部１１０で出力される受信集束された信号に基づいてボリュームデータを形成する。

格納部１３０は、ボリュームデータ形成部１２０により形成されたボリュームデータを格納する。

断面選択情報が入力されれば、プロセッサ１４０は、断面選択情報に基づいて格納部１３０に格納されたボリュームデータから該当断面（以下、参照断面）のデータを抽出し、これを映像信号処理して参照断面映像信号を形成する。ここで、参照断面は、図３に示すように、ボリュームデータ２１０でＡ断面、Ｂ断面またはＣ断面になることができる。次に、ＲＯＩ設定情報が入力部を通じて入力されれば、プロセッサ１４０は、断面映像にＲＯＩ設定情報に基づいてＲＯＩを設定し、ＲＯＩに該当するデータをボリュームデータから抽出し、映像信号処理を通じてＲＯＩ映像信号と３次元映像信号を形成する。ここで、ＲＯＩ映像信号は、断面映像でＲＯＩに該当する領域の２次元映像としてディスプレイされる映像信号を意味する。

ディスプレイ部１５０は、プロセッサ１４０から断面映像信号の入力を受けて断面映像をディスプレイし、ＲＯＩ映像信号の入力を受けてＲＯＩ映像をディスプレイし、３Ｄ映像信号の入力を受けて３Ｄ映像をディスプレイする。超音波システムにおいて、シングルディスプレイモードが選択されれば、ディスプレイ部１５０のディスプレイ領域は、1つの映像をディスプレイするように用いられる。それに対し、多重ディスプレイモードが選択されれば、ディスプレイ部１５０のディスプレイ領域を多数のサブディスプレイ領域に分割し、各サブディスプレイ領域に1つの映像がディスプレイされる。例えば、ディスプレイ部１５０のディスプレイ領域は、第１サブディスプレイ領域及び第２サブディスプレイ領域に分割されることができる。この場合、第１サブディスプレイ領域にはＲＯＩ映像がディスプレイされ、第２サブディスプレイ領域には３次元映像がディスプレイされ得る。

制御部１６０は、入力部を通じて入力されるＲＯＩ設定情報に基づいて、格納部１３０に格納されたボリュームデータからＲＯＩに該当するデータを抽出する。ＲＯＩ設定情報は、ＲＯＩのサイズ及び位置に関連した情報を含む。また、制御部１６０は、ディスプレイモードに従ってディスプレイ部１５０のディスプレイ領域の分割を制御する。制御部１６０は、入力部を通じてＲＯＩ再設定情報が入力されたかを確認し、もしＲＯＩ再設定情報が入力されれば、制御部１６０は、参照断面映像が第１サブディスプレイ領域にディスプレイされるようにディスプレイ部１６０を制御する。従って、もしＲＯＩ再設定情報が入力されれば、３次元映像を第２サブディスプレイ領域にディスプレイしながら第１サブディスプレイ領域にディスプレイされた参照断面映像に新たなＲＯＩを設定することができる。制御部１６０の機能及び動作については、図２〜図７を参照して以下でより詳細に説明する。

以下、図２〜図７を参照して超音波映像を形成する手続を説明する。

図２は、本発明の実施例による超音波映像形成手続を示すフローチャートである。

図示したように、ボリュームデータ形成部１２０が診断部１１０に受信された超音波信号に基づいてボリュームデータを形成し、形成されたボリュームデータを格納部１３０に格納する（Ｓ１０２）。もし、参照断面選択情報が入力されれば、プロセッサ１４０は、参照断面選択情報に基づいて選択された断面に該当するデータをボリュームデータから抽出し、これを映像信号処理して参照断面に該当する断面映像信号を形成する（Ｓ１０４）。ディスプレイ部１５０は、プロセッサ１４０から断面映像信号の入力を受け、図４に示すように、断面映像３１０をディスプレイ領域１５２にディスプレイする（Ｓ１０６）。

制御部１６０は、ユーザから入力部を通じてＲＯＩ設定情報が入力されるかを判断する（Ｓ１０８）。

段階Ｓ１０８で、ＲＯＩ設定情報が入力されていないと判断されれば、制御部１６０は、ＲＯＩ設定情報が入力されるまで待機する。

一方、段階Ｓ１０８で、ＲＯＩ設定情報が入力されたと判断されれば、制御部１６０は、ＲＯＩ設定情報に基づいて参照断面映像にＲＯＩ３２０を設定し、設定されたＲＯＩに該当するデータを格納部１３０に格納されたボリュームデータから抽出し（Ｓ１１０）、プロセッサ１４０は、抽出されたデータを映像信号処理して図５に示すようなＲＯＩ映像３３１及び３Ｄ映像３４１を形成するためのＲＯＩ映像信号及び３Ｄ映像信号を形成し（Ｓ１１２）、ディスプレイ部１５０は、プロセッサ１４０からＲＯＩ映像信号及び３Ｄ映像信号の入力を受け、ＲＯＩ映像３３１及び３Ｄ映像３４１を第１及び２サブディスプレイ領域１５２ａ、１５２ｂにディスプレイする（Ｓ１１４）。

次に、制御部１６０は、ＲＯＩをリアルタイムで再設定するためのＲＯＩ再設定情報がユーザから入力部を通じて入力されるかを判断する（Ｓ１１６）。

段階Ｓ１１６で、ＲＯＩ再設定情報が入力されていないと判断されれば、段階Ｓ１２６を行う。

一方、段階Ｓ１１６で、ＲＯＩ再設定情報が入力されたと判断されれば、制御部１６０は、ＲＯＩ映像の代わりに参照断面映像が第１サブディスプレイ領域１５２ａにディスプレイされるように制御する（Ｓ１１８）。その後、プロセッサ１４０は、第１サブディスプレイ領域１５２ａにディスプレイされた参照断面映像に新たなＲＯＩ４２０を設定する（Ｓ１２０）。

その後、段階Ｓ１１０〜Ｓ１１４を繰り返し、図７に示すように、新たなＲＯＩに該当するＲＯＩ映像３３２及び３次元映像を第１及び第２サブディスプレイ領域１５２ａ、１５２ｂにそれぞれディスプレイする。

本発明を望ましい実施例を通じて説明し例示したが、当業者であれば、添付の請求の範囲の思想及び範疇を逸脱せず、様々な変形及び変更がなされ得ることが分かる。

本発明の実施例による超音波システムの構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施例による超音波映像の形成手続を示すフローチャートである。 ボリュームデータと参照断面の例を示す例示図である。 本発明の実施例によりディスプレイされる超音波映像の例を示す例示図である。 本発明の実施例によりディスプレイされる超音波映像の例を示す例示図である。 本発明の実施例によりディスプレイされる超音波映像の例を示す例示図である。 本発明の実施例によりディスプレイされる超音波映像の例を示す例示図である。

符号の説明

１００ 超音波システム
１１０ 診断部
１２０ ボリュームデータ形成部
１３０ 格納部
１４０ プロセッサ
１５０ ディスプレイ部
１６０ 制御部

Claims (5)

1. 超音波信号を対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波信号を受信するための診断部と、
   前記受信された超音波信号に基づいてボリュームデータを形成するためのボリュームデータ形成部と、
   断面選択情報、ＲＯＩ設定情報、及び前記ＲＯＩをリアルタイムで再設定するためのＲＯＩ再設定情報の入力を受けるための入力部と、
   前記断面選択情報に基づいて、断面データを前記ボリュームデータから抽出して断面映像を形成し、前記ＲＯＩ設定情報に基づき、前記断面映像にＲＯＩを設定して前記ＲＯＩに該当するＲＯＩ映像及び３次元映像を形成し、前記ＲＯＩ再設定情報に基づいて前記断面映像に新たなＲＯＩを設定し、前記新たなＲＯＩに該当するＲＯＩ映像と３次元映像を形成するプロセッサと、
   前記断面映像、前記ＲＯＩ映像及び前記３次元映像をディスプレイするためのディスプレイ部と、
   前記ＲＯＩ再設定情報に基づいて、前記ディスプレイ部が前記３次元映像をディスプレイしながら前記断面映像をディスプレイするように制御し、前記プロセッサが前記ＲＯＩ再設定情報に基づいて、前記ディスプレイされた断面映像に前記新たなＲＯＩを設定し、前記新たなＲＯＩに該当するＲＯＩ映像と３次元映像を形成するように制御する制御部と
   を備える超音波システム。
2. 前記ボリュームデータを格納するための格納部をさらに備える請求項１記載の超音波システム。
3. ａ）対象体から反射された超音波信号に基づいてボリュームデータを形成する段階と、
   ｂ）断面選択情報の入力を受け、前記断面選択情報に基づいて断面データを前記ボリュームデータから抽出して断面映像を形成する段階と、
   ｃ）関心領域（ＲＯＩ）設定情報の入力を受けて前記断面映像にＲＯＩを設定する段階と、
   ｄ）前記ボリュームデータを用いて前記設定されたＲＯＩに該当するＲＯＩ映像及び３次元映像を形成して共にディスプレイする段階と、
   ｅ）リアルタイムで前記ＲＯＩを再設定するためのＲＯＩ再設定情報を受信する段階と、
   ｆ）前記ＲＯＩ再設定情報に基づいて、前記３次元映像と共に前記断面映像をディスプレイする段階と、
   ｇ）前記ＲＯＩ再設定情報に基づいて、前記ディスプレイされた断面映像に新たなＲＯＩを設定する段階と、
   ｈ）前記新たなＲＯＩに該当するＲＯＩ映像及び３次元映像を形成して共にディスプレイする段階と
   を備える超音波映像を形成する方法。
4. 前記ボリュームデータを格納する段階をさらに備える請求項３記載の超音波映像を形成する方法。
5. 前記ｄ）段階で、前記ＲＯＩ映像は、第１ディスプレイ領域にディスプレイされ、前記３次元映像は、第２ディスプレイ領域にディスプレイされ、
   前記ｆ）段階で前記ＲＯＩ映像の代わりに前記断面映像を前記第１ディスプレイ領域にディスプレイする請求項４記載の超音波映像を形成する方法。

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