説明

スライス映像および付加情報を提供する超音波システムおよび方法

【課題】3次元超音波映像に設定した少なくとも3つのポイントに基づいて少なくとも1つのスライスに対応するスライス映像とともに3つのポイントの位置に該当する付加情報を提供する超音波システムおよび方法を提供すること。
【解決手段】超音波を送受信して超音波データを取得する超音波データ取得部と、3次元超音波映像に少なくとも3つのポイントを設定するためのユーザ入力部と、前記超音波データ取得部および前記ユーザ入力部に連結され、前記超音波データを用いてボリュームデータレンダリングにより前記3次元超音波映像を形成し、前記入力情報に基づいて前記3次元超音波映像に設定した少なくとも3つのポイントに基づいて前記3次元超音波映像に少なくとも1つのスライスを設定し、前記少なくとも1つのスライスに対応する少なくとも1つのスライス映像および前記少なくとも3つのポイントの位置に該当する付加情報を形成するプロセッサとを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、超音波システムに関し、特に、3次元超音波映像に設定される少なくとも3つのポイントに基づいて、少なくとも1つのスライス映像および少なくとも3つのポイントの位置に該当する付加情報を提供する超音波システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0002】
超音波システムは、無侵襲および非破壊特性を有しており、対象体内部の情報を得るために医療分野で広く用いられている。超音波システムは、対象体を直接切開して観察する外科手術の必要がなく、対象体の内部組織を高解像度の映像で医師に提供することができるため、医療分野で非常に重要なものとして用いられている。
【0003】
3次元の超音波映像を用いた超音波システムは、2次元超音波映像では提供することができない空間情報や解剖学的な形態情報を提供してくれる。すなわち、超音波システムは、連続的に超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波信号(すなわち、超音波エコー信号)を受信してボリュームデータを形成する。超音波システムは、ボリュームデータをレンダリングして3次元超音波映像を形成する。
【0004】
従来は、ユーザが3次元超音波映像で観測しようとする部位を探すために、3次元超音波映像を回転または移動させなければならず、観測しようとする部位が複数である場合、観測しようとする複数の部位を全て含むスライス映像を提供することができない問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2008−006283号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の課題は、3次元超音波映像に少なくとも3つのポイントを設定し、その少なくとも3つのポイントに基づいて少なくとも1つのスライス映像とともに3つのポイントの位置に該当する付加情報を提供する超音波システムおよび方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明における超音波システムは、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エコー信号を受信して超音波データを取得する超音波データ取得部と、ユーザから3次元超音波映像に少なくとも3つのポイントを設定するための入力情報を受信するユーザ入力部と、前記超音波データ取得部および前記ユーザ入力部に連結され、前記超音波データを用いてボリュームデータを形成し、前記ボリュームデータをレンダリングして前記3次元超音波映像を形成し、前記入力情報に基づいて前記少なくとも3つのポイントを前記3次元超音波映像に設定し、前記少なくとも3つのポイントに基づいて前記3次元超音波映像に少なくとも1つのスライスを設定し、前記少なくとも1つのスライスに対応する少なくとも1つのスライス映像および前記少なくとも3つのポイントの位置に該当する付加情報を形成するプロセッサとを備える。
【0008】
また、本発明におけるスライス映像および付加情報提供方法は、a)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エコー信号を受信して超音波データを取得する段階と、b)前記超音波データを用いてボリュームデータを形成する段階と、c)前記ボリュームデータをレンダリングして前記3次元超音波映像を形成する段階と、d)ユーザから前記3次元超音波映像に少なくとも3つのポイントを設定するための入力情報を受信する段階と、e)前記入力情報に基づいて前記少なくとも3つのポイントを前記3次元超音波映像に設定する段階と、f)前記少なくとも3つのポイントに基づいて前記3次元超音波映像に少なくとも1つのスライスを設定する段階と、g)前記少なくとも1つのスライスに対応する少なくとも1つのスライス映像および前記少なくとも3つのポイントの位置に該当する付加情報を形成する段階とを備える。
【0009】
また、本発明における、スライス映像および付加情報を提供する方法を行うためのプログラムを格納するコンピュータ読取可能な記録媒体は、前記方法が、a)対象体に対する超音波データを取得するステップと、b)前記超音波データを用いてボリュームデータを形成する段階と、c)前記ボリュームデータをレンダリングして前記3次元超音波映像を形成する段階と、d)ユーザから前記3次元超音波映像に少なくとも3つのポイントを設定するための入力情報を受信する段階と、e)前記入力情報に基づいて前記少なくとも3つのポイントを前記3次元超音波映像に設定する段階と、f)前記少なくとも3つのポイントに基づいて前記3次元超音波映像に少なくとも1つのスライスを設定する段階と、g)前記少なくとも1つのスライスに対応する少なくとも1つのスライス映像および前記少なくとも3つのポイントの位置に該当する付加情報を形成する段階とを備えることをと特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明は、複雑な臓器や複数の情報を1つのスライス映像に構成するのが困難な場合、ユーザが登録したポイントを含むスライス映像を構成することができ、複数の部位の情報を探す必要がなく、少なくとも3つのポイントを選択して所望の部位のスライス映像を得ることができる。
【0011】
また、本発明は、少なくとも3つのポイントの位置に該当する付加情報を提供することができ、ユーザが3次元超音波映像で所望の位置を容易に探すことができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の実施例における超音波システムの構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施例における超音波データ取得部の構成を示すブロック図である。
【図3】フレームのスキャン方向を示す例示図である。
【図4】本発明の実施例によって、3次元超音波映像に設定される少なくとも3つのポイントに基づいてスライス映像および付加情報を形成する順序を示すフローチャートである。
【図5】ボリュームデータを示す例示図である。
【図6】本発明の実施例によって3次元超音波映像に設定されるポイントを示す例示図である。
【図7】本発明の実施例によって3次元超音波映像に設定されるスライスを示す例示図である。
【図8】本発明の実施例における付加情報を示す例示図である。
【図9】本発明の実施例における付加情報を示す例示図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【0014】
図1は、本発明の実施例における超音波システムの構成を示すブロック図である。図1を参照すると、超音波システム100は、超音波データ取得部110、ユーザ入力部120、プロセッサ130、格納部140およびディスプレイ部150を備える。
【0015】
超音波データ取得部110は、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波信号(すなわち、超音波エコー信号)を受信して超音波データを取得する。
【0016】
図2は、本発明の実施例における超音波データ取得部の構成を示すブロック図である。図2を参照すると、超音波データ取得部110は、送信信号形成部210、複数の電気音響変換素子(transducer element:以下単に変換素子と呼ぶ)(図示せず)を含む超音波プローブ220、ビームフォーマ230および超音波データ形成部240を備える。
【0017】
送信信号形成部210は、変換素子の位置および集束点を考慮して、フレームを得るための送信信号を形成する。本実施例において、送信信号形成部210は、図3に示すように、複数のフレームF(1≦i≦N)のそれぞれを得るための送信信号を形成する。
【0018】
超音波プローブ220は、送信信号形成部210から提供される送信信号を超音波信号に変換して対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して受信信号を形成する。受信信号は、アナログ信号である。超音波プローブ220は、3Dメカニカルプローブ(three−dimensional mechanical probe)、2Dアレイプローブ(two−dimensional array probe)などを含む。
【0019】
ビームフォーマ230は、超音波プローブ220から受信信号が提供されると、受信信号をアナログデジタル変換してデジタル信号を形成する。また、ビームフォーマ230は、変換素子および集束点を考慮して、デジタル信号を受信集束させて受信集束信号を形成する。
【0020】
超音波データ形成部240は、ビームフォーマ230から提供される受信集束信号を用いて、該当フレームF(1≦i≦N)に対応する超音波データを形成する。超音波データは、RF(radio frequency)データを含む。しかし、超音波データは、必ずしもこれに限定されない。また、超音波データ形成部240は、超音波データを形成するのに必要な様々な信号処理(例えば、利得(gain)調節等)を受信集束信号に行うこともできる。
【0021】
再び図1を参照すると、ユーザ入力部120は、ユーザからの入力情報を受信する。本実施例において、入力情報は、少なくとも3つのポイントを3次元超音波映像に設定するための入力情報を含む。ユーザ入力部120は、コントロールパネル(control panel)、マウス(mouse)、キーボード(keyboard)などを含む。
【0022】
プロセッサ130は、超音波データ取得部110およびユーザ入力部120に連結される。プロセッサ130は、CPU(central processing unit)、マイクロプロセッサ(micro processor)、GPU(graphic processing unit)などを含む。
【0023】
図4は、本発明の実施例によって、3次元超音波映像に設定される少なくとも3つのポイントに基づいてスライス映像および付加情報を形成する順序を示すフローチャートである。図4を参照すると、プロセッサ130は、超音波データ取得部110から提供される超音波データを用いて、図5に示すようにボリュームデータVDを形成する(S402)。
【0024】
図5は、ボリュームデータVDの例を示す例示図である。ボリュームデータVDは、輝度値を有する複数のボクセル(voxel)(図示せず)を含む。図5において、符号521〜523は、互いに直交するA断面、B断面およびC断面を示す。また、図5において、軸(axial)方向は、超音波プローブ220の変換素子を基準として超音波信号の進行方向を、横(lateral)方向は、スキャンライン(scanline)の移動方向を、また、エレベーション(elevation)方向は、3次元超音波映像の深さ方向であって、フレームのスキャン方向を示す。
【0025】
再び図4を参照すると、プロセッサ130は、ボリュームデータVDをレンダリングして、図6に示すように3次元超音波映像UIを形成する(S404)。3次元超音波映像UIは、ディスプレイ部150に表示される。従って、ユーザは、ユーザ入力部120を用いて、ディスプレイ部150に表示された3次元超音波映像UIに少なくとも3つのポイントを設定することができる。
【0026】
プロセッサ130は、ユーザ入力部120から提供される入力情報に基づいて、3次元超音波映像UIに少なくとも3つのポイントを設定する(S406)。一例として、プロセッサ130は、ユーザ入力部120から提供される入力情報に基づいて、図6に示すように3次元超音波映像UIにポイントP,P,PおよびPを設定する。図6において、符号IO〜IOは、対象体内の関心物体を示す。なお、設定されるポイントはこれに限定されず、5つ以上であってもよい。
【0027】
プロセッサ130は、3次元超音波映像UIに設定された少なくとも3つのポイントに基づいて、3次元超音波映像UIに少なくとも1つのスライスを設定する(S408)。
【0028】
一例として、プロセッサ130は、図6に示すように3次元超音波映像UIに設定されたポイントP、P、PおよびPに対して、3つのポイントを含むポイントグループを設定する。すなわち、プロセッサ130は、ポイントP、PおよびPを含む第1のポイントグループ、ポイントP、PおよびPを含む第2のポイントグループ、ポイントP、PおよびPを含む第3のポイントグループおよびポイントP、PおよびPを含む第4のポイントグループを設定する。
【0029】
ポイントグループ数は、ポイントの総数およびグルーピングされるポイントの数に依存する。例えば、5つのポイントが設定されれば、3つのポイントを含む第1〜第10のポイントグループを設定してもよく、4つのポイントを含む第1〜第5のポイントグループを設定してもよい。
【0030】
プロセッサ130は、図7に示すように、第1のポイントグループのポイントP、PおよびPを通る第1のスライスS、第2のポイントグループのポイントP、PおよびPを通る第2のスライスS、第3のポイントグループのポイントP、PおよびPを通る第3のスライスSおよび第4のポイントグループのポイントP、PおよびPを通る第4のスライスSを、3次元超音波映像UIに設定する。
【0031】
プロセッサ130は、3次元(3D)超音波映像UIに設定された少なくとも1つのスライスのジオメトリ(geometry)情報に基づいて、ボリュームデータVDを用いて、少なくとも1つのスライスに対応するスライス映像を形成する(S410)。
【0032】
一例として、プロセッサ130は、第1のスライSのジオメトリ情報に基づいて、ボリュームデータVDを用いて、図8に示すように第1のスライスSに対応する第1のスライス映像SIを形成する。プロセッサ130は、第2のスライスSのジオメトリ情報に基づいて、ボリュームデータVDを用いて、図8に示すように第2のスライスSに対応する第2のスライス映像SIを形成する。プロセッサ130は、第3のスライスSのジオメトリ情報に基づいて、ボリュームデータVDを用いて、図8に示すように第3のスライスSに対応する第3のスライス映像SIを形成する。プロセッサ130は、第4のスライスSのジオメトリ情報に基づいて、ボリュームデータVDを用いて、図8に示すように第4のスライスSに対応する第4のスライス映像SIを形成する。
【0033】
プロセッサ130は、3次元超音波映像UIに設定された少なくとも3つのポイントの位置に該当する付加情報を形成する(S412)。
【0034】
一実施例において、プロセッサ130は、3次元超音波映像UIに設定された少なくとも3つのポイントを少なくとも1つのスライスに対応するスライス映像に表示する付加情報を形成する。一例として、プロセッサ130は、ユーザ入力部120から提供される入力情報および第1〜第4スライスSないしSのジオメトリ情報に基づいて、3次元超音波映像UIに設定されたポイントP、PおよびPを第1のスライス映像SIに表示するための第1の付加情報821、822、823を形成し、3次元超音波映像UIに設定されたポイントP、PおよびPを第2のスライス映像SIに表示するための第2の付加情報821、822、824を形成し、3次元超音波映像UIに設定されたポイントP、PおよびPを第3のスライス映像SIに表示するための第3の付加情報821、823、824を形成し、3次元超音波映像UIに設定されたポイントP、PおよびPを第4のスライス映像SIに表示するための第4の付加情報822、823、824を形成する。
【0035】
他の実施例において、プロセッサ130は、3次元超音波映像UIの中心を検出し、その中心と少なくとも3つのポイントのそれぞれとの間の距離を測定し、その距離を表示するための付加情報を形成する。一例として、プロセッサ130は、3次元超音波映像UIの中心910を検出する。プロセッサ130は、中心910とポイントPとの間の第1の距離を測定し、中心910とポイントPとの間の第2の距離を測定し、中心910とポイントPとの間の第3の距離を測定し、中心910とポイントPとの間の第4の距離を測定する。プロセッサ130は、第1の距離を表示するための第1の付加情報921を形成し、第2の距離を表示するための第2の付加情報922を形成し、第3の距離を表示するための第3の付加情報923を形成し、第4の距離を表示するための第4の付加情報924を形成する。ここで、第1〜第4の付加情報921〜924は、色、数値、色相の明るさ、テキストおよび図形のうち、少なくとも1つを含む。しかし、付加情報は、必ずしもこれに限定されない。なお、形成される付加情報は、ポイントの数により5つ以上であってもよい。また、付加情報の形成は、前記一実施例と前記他の実施例との組合せの例であってもよい。
【0036】
再び図1を参照すると、格納部140は、超音波データ取得部110で取得された超音波データを格納する。また、格納部140は、プロセッサ130で形成されたボリュームデータVDを格納する。また、格納部140は、ユーザ入力部120で受信された入力情報を格納する。
【0037】
ディスプレイ部150は、プロセッサ130で形成された3次元超音波映像UIを表示する。また、ディスプレイ部150は、プロセッサ130で形成された少なくとも1つのスライス映像を表示する。さらに、ディスプレイ部150は、プロセッサ130で形成された付加情報を表示する。
【0038】
以上、本発明のスライス映像および付加情報を提供する超音波システムおよび方法を説明したが、当該方法は、コンピュータで読出し可能な記録媒体に記録させることができる。この記録媒体は、コンピュータシステムによって読み出されるデータが保存される全ての種類の記録装置を含む。このコンピュータで読み出し可能な記録媒体の例としては、ROM、RAM、CDROM、磁気テープ、フロッピー(登録商標)ディスク、光データ格納装置などの他、キャリアウェーブ(例えば、インターネットを通じた伝送)の形態で具現されるものも含む。また、コンピュータで読み出し可能な記録媒体は、ネットワークで連結されたコンピュータシステムに分散され、読み出しをコードにより行うようにすることも可能である。上述した実施例を具現するための機能的なプログラム、コードおよびコードセグメント方法は、本発明が属する技術分野の各プログラマにとっては容易に推定されることである。
【0039】
本発明は、望ましい実施例によって説明および例示をしたが、当業者であれば添付した特許請求の範囲の事項および範疇を逸脱することなく、様々な変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【0040】
100 超音波システム
110 超音波データ取得部
120 ユーザ入力部
130 プロセッサ
140 格納部
150 ディスプレイ部
210 送信信号形成部
220 超音波プローブ
230 ビームフォーマ
240 超音波データ形成部
VD ボリュームデータ
UI 3次元超音波映像
521 A断面
522 B断面
523 C断面
IO〜IO 関心物体
〜P ポイント
〜S スライス
SI〜SI スライス映像
821〜824、921〜924付加情報
910 中心

【特許請求の範囲】
【請求項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エコー信号を受信して超音波データを取得する超音波データ取得部と、
ユーザから3次元超音波映像に少なくとも3つのポイントを設定するための入力情報を受信するユーザ入力部と、
前記超音波データ取得部および前記ユーザ入力部に連結され、前記超音波データを用いてボリュームデータを形成し、前記ボリュームデータをレンダリングして前記3次元超音波映像を形成し、前記入力情報に基づいて前記少なくとも3つのポイントを前記3次元超音波映像に設定し、前記少なくとも3つのポイントに基づいて前記3次元超音波映像に少なくとも1つのスライスを設定し、前記少なくとも1つのスライスに対応する少なくとも1つのスライス映像および前記少なくとも3つのポイントの位置に該当する付加情報を形成するプロセッサと
を備えることを特徴とする超音波システム。
【請求項2】
前記プロセッサは、
前記少なくとも3つのポイントに対して前記3つのポイントを通る前記少なくとも1つのスライスを前記3次元超音波映像に設定し、
前記ボリュームデータに基づいて、前記少なくとも1つのスライスに対応する前記少なくとも1つのスライス映像を形成することを特徴とする請求項1に記載の超音波システム。
【請求項3】
前記プロセッサは、
前記少なくとも3つのポイントに対して前記3つのポイントを含む少なくとも1つのポイントグループを設定し、
前記少なくとも1つのポイントグループの前記3つのポイントを通る前記少なくとも1つのスライスを前記3次元超音波映像に設定することを特徴とする請求項1または2に記載の超音波システム。
【請求項4】
前記プロセッサは、前記少なくとも3つのポイントの位置を前記スライス映像に表示する前記付加情報を形成することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の超音波システム。
【請求項5】
前記プロセッサは、前記3次元超音波映像の中心を検出し、前記中心と前記少なくとも3つのポイントのそれぞれとの間の距離を測定し、前記距離を表示するための前記付加情報を形成することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の超音波システム。
【請求項6】
前記付加情報は、色、数値、色の明るさ、テキストおよび図形のうち、少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の超音波システム。
【請求項7】
a)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エコー信号を受信して超音波データを取得する段階と、
b)前記超音波データを用いてボリュームデータを形成する段階と、
c)前記ボリュームデータをレンダリングして前記3次元超音波映像を形成する段階と、
d)ユーザから前記3次元超音波映像に少なくとも3つのポイントを設定するための入力情報を受信する段階と、
e)前記入力情報に基づいて前記少なくとも3つのポイントを前記3次元超音波映像に設定する段階と、
f)前記少なくとも3つのポイントに基づいて前記3次元超音波映像に少なくとも1つのスライスを設定する段階と、
g)前記少なくとも1つのスライスに対応する少なくとも1つのスライス映像および前記少なくとも3つのポイントの位置に該当する付加情報を形成する段階と
を備えることを特徴とするスライス映像および付加情報提供方法。
【請求項8】
前記段階f)は、
前記少なくとも3つのポイントに対して前記3つのポイントを含む少なくとも1つのポイントグループを設定する段階と、
前記少なくとも1つのポイントグループの前記3つのポイントを通る前記少なくとも1つのスライスを前記3次元超音波映像に設定する段階と
を備えることを特徴とする請求項7に記載のスライス映像および付加情報提供方法。
【請求項9】
前記段階g)は、
前記少なくとも3つのポイントの位置を前記スライス映像に表示する前記付加情報を形成する段階
を備えることを特徴とする請求項7または8に記載のスライス映像および付加情報提供方法。
【請求項10】
前記段階g)は、
前記3次元超音波映像の中心を検出する段階と、
前記中心と前記少なくとも3つのポイントのそれぞれとの間の距離を測定する段階と、
前記距離を表示するための前記付加情報を形成する段階と
を備えることを特徴とする請求項7ないし9のいずれかに記載のスライス映像および付加情報提供方法。
【請求項11】
前記付加情報は、色、数値、色の明るさ、テキストおよび図形のうち、少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項7ないし10のいずれかに記載のスライス映像および付加情報提供方法。
【請求項12】
スライス映像および付加情報を提供する方法を行うためのプログラムを格納するコンピュータ読取可能な記録媒体であって、前記方法は、
a)対象体に対する超音波データを取得するステップと、
b)前記超音波データを用いてボリュームデータを形成する段階と、
c)前記ボリュームデータをレンダリングして前記3次元超音波映像を形成する段階と、
d)ユーザから前記3次元超音波映像に少なくとも3つのポイントを設定するための入力情報を受信する段階と、
e)前記入力情報に基づいて前記少なくとも3つのポイントを前記3次元超音波映像に設定する段階と、
f)前記少なくとも3つのポイントに基づいて前記3次元超音波映像に少なくとも1つのスライスを設定する段階と、
g)前記少なくとも1つのスライスに対応する少なくとも1つのスライス映像および前記少なくとも3つのポイントの位置に該当する付加情報を形成する段階と
を備えることを特徴とするコンピュータ読み出し可能記録媒体。

【図1】
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【図2】
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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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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2011−240131(P2011−240131A)
【公開日】平成23年12月1日(2011.12.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−101845(P2011−101845)
【出願日】平成23年4月28日(2011.4.28)
【出願人】(597096909)三星メディソン株式会社 (269)
【氏名又は名称原語表記】SAMSUNG MEDISON CO.,LTD.
【住所又は居所原語表記】114 Yangdukwon−ri,Nam−myun,Hongchun−gun,Kangwon−do 250−870,Republic of Korea
【Fターム(参考)】