説明

副関心領域に基づいて3次元超音波映像を提供する超音波システムおよび方法

【課題】副関心領域に基づいて3次元超音波映像を提供する超音波システムおよび方法を提供する。
【解決手段】超音波システム100は、超音波データを取得する超音波データ取得部110と、第1および第2の入力情報を受信するユーザー入力部120と、前記超音波データ取得部110および前記ユーザー入力部120に連結され、前記超音波データに基づいてボリュームデータを形成かつ複数の断面に対応する複数の2次元超音波映像を形成し、前記第1の入力情報に基づいて関心領域を前記複数の2次元超音波映像に設定し、前記ボリュームデータをレンダリングして前記関心領域に対応する3次元超音波映像を形成し、前記第2の入力情報に基づいて副関心領域を前記3次元超音波映像に設定し、前記副関心領域の前記ボリュームデータをレンダリングして前記副関心領域に対応する副3次元超音波映像を形成するプロセッサ130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、特に副関心領域に基づいて3次元超音波映像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。即ち、この超音波システムは超音波信号を対象体に送信して対象体から反射される超音波信号(即ち、超音波エコー信号)を用い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用いて互いに直交するA断面、B断面およびC断面のそれぞれに対応する2次元超音波映像を形成し、ユーザーにより2次元超音波映像に設定される関心領域に基づいて3次元超音波映像を形成する。
【0004】
従来の超音波システムでは、3次元超音波映像で対象体の特定部位を観測するために、ユーザーが2次元超音波映像に設定された関心領域を変更すると、その変更された関心領域に対応する3次元超音波映像が新たに形成され、それが以前に形成された3次元超音波映像に取って代わってしまう問題がある。従って、既に2次元超音波映像に設定されている関心領域と伴に、新たに設定された関心領域(副関心領域)に対応する3次元超音波映像(副3次元超音波映像)も提供する超音波システムが要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2010−148828号公報
【特許文献2】特開2007−135994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次元超音波映像に副関心領域(sub region of interest)を設定し、その設定された副関心領域に対応する3次元超音波映像(副3次元超音波映像)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複数の超音波データを取得する超音波データ取得部と、ユーザーから第1の入力情報および第2の入力情報を受信するユーザー入力部と、前記超音波データ取得部および前記ユーザー入力部に連結され、前記複数の超音波データに基づいてボリュームデータを形成し、前記ボリュームデータに基づいて複数の断面に対応する複数の2次元超音波映像を形成し、前記複数の2次元超音波映像に関心領域を設定する前記第1の入力情報に基づいて前記関心領域を前記複数の2次元超音波映像に設定し、前記関心領域に該当する前記ボリュームデータをレンダリングして前記関心領域に対応する3次元超音波映像を形成し、前記3次元超音波映像に副関心領域を設定する第2の入力情報に基づいて前記副関心領域を前記ボリュームデータに設定し、前記副関心領域に該当する前記ボリュームデータをレンダリングして前記副関心領域に対応する副3次元超音波映像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3次元超音波映像提供方法は、a)対象体に対する複数の超音波データに基づいてボリュームデータを形成する段階と、b)前記ボリュームデータに基づいて複数の断面に対応する複数の2次元超音波映像を形成する段階と、c)前記複数の2次元超音波映像に関心領域を設定する第1の入力情報に基づいて前記複数の2次元超音波映像に前記関心領域を設定する段階と、d)前記関心領域に該当する前記ボリュームデータをレンダリングして前記関心領域に対応する3次元超音波映像を形成する段階と、e)前記3次元超音波映像に副関心領域を設定する第2の入力情報に基づいて前記ボリュームデータに前記副関心領域を設定する段階と、f)前記副関心領域に該当する前記ボリュームデータをレンダリングして前記副関心領域に対応する副3次元超音波映像を形成する段階とを備える。
【0009】
また、本発明における、3次元超音波映像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み出し可能の記録媒体は、前記記方法が、a)対象体に対する複数の超音波データに基づいてボリュームデータを形成する段階と、b)前記ボリュームデータに基づいて複数の断面に対応する複数の2次元超音波映像を形成する段階と、c)前記複数の2次元超音波映像に関心領域を設定する第1の入力情報に基づいて前記複数の2次元超音波映像に前記関心領域を設定する段階と、d)前記関心領域に該当する前記ボリュームデータをレンダリングして前記関心領域に対応する3次元超音波映像を形成する段階と、e)前記3次元超音波映像に副関心領域を設定する第2の入力情報に基づいて前記ボリュームデータに前記副関心領域を設定する段階と、f)前記副関心領域に該当する前記ボリュームデータをレンダリングして前記副関心領域に対応する副3次元超音波映像を形成する段階とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明は、3次元超音波映像に副関心領域を設定することができ、対象体に対する3次元超音波映像と対象体の特定部位に該当する副3次元超音波映像を同時に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【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】本発明の実施例における副関心領域に基づいて3次元超音波映像を形成する順序を示すフローチャートである。
【図5】ボリュームデータの例を示す例示図である。
【図6】本発明の実施例における2次元超音波映像、関心領域および3次元超音波映像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副関心領域を示す例示図である。
【図8】本発明の実施例における副関心領域の例を示す例示図である。
【図9】本発明の実施例における副関心領域の例を示す例示図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付された図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【0013】
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、ユーザー入力部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。
【0014】
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(即ち、超音波エコー信号)を受信して超音波データを取得する。
【0015】
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)(transducer element)(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。
【0016】
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)に対応する複数の送信信号を形成する。フレームは、Bモード(brightness mode)映像を含む。しかし、フレームは、必ずしもこれに限定されない。
【0017】
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する。また、超音波プローブ220は、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。
【0018】
ビームフォーマ230は、超音波プローブ220から提供される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、変換素子の位置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。
【0019】
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複数のフレームF(1≦i≦N)のそれぞれ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。
【0020】
再び図1を参照すると、ユーザー入力部120は、ユーザーの入力情報を受信する。本実施例において、入力情報は、3次元超音波映像を得るための関心領域(region of interest, ROI)を複数の2次元超音波映像に設定する第1の入力情報および3次元超音波映像に副関心領域(sub ROI)を設定する第2の入力情報を含む。副関心領域については、以下で詳細に説明する。また、入力情報は、3次元超音波映像に映像処理を行うための第3の入力情報を含む。ユーザー入力部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。
【0021】
プロセッサ130は、超音波データ取得部110およびユーザー入力部120に連結される。
【0022】
図4は、本発明の実施例における副関心領域に基づいて3次元超音波映像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から提供される複数の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510を形成する(S402)。ボリュームデータ510は、格納部140に格納される。
【0023】
図5は、ボリュームデータ510の例を示す例示図である。ボリュームデータ510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。
【0024】
プロセッサ130は、ボリュームデータ510に複数の断面を設定する(S404)。複数の断面は互いに直交する。本実施例において、複数の断面は、図5に示すように、A断面521、B断面522およびC断面523を含む。しかし、複数の断面は、必ずしもこれに限定されない。
【0025】
プロセッサ130は、ボリュームデータ510に基づいて複数の断面に対応する複数の2次元超音波映像を形成する(S406)。複数の2次元超音波映像は、ディスプレイ部150に表示される。従って、ユーザーは、複数の2次元超音波映像に関心領域を設定することができる。
【0026】
図6は、本発明の実施例における2次元超音波映像、関心領域および3次元超音波映像の例を示す例示図である。一例として、プロセッサ130は、ボリュームデータ510にA断面521、B断面522およびC断面523を設定し、図6に示すように、A断面521〜C断面523に対応する2次元超音波映像611〜613を形成する。
【0027】
プロセッサ130は、ユーザー入力部120から提供される入力情報(即ち、第1の入力情報)に基づいて複数の2次元超音波映像に関心領域を設定する(S408)。一例として、プロセッサ130は、図6に示すように、2次元超音波映像611〜613に関心領域620を設定する。
【0028】
プロセッサ130は、関心領域に該当するボリュームデータをレンダリングして、関心領域に対応する3次元超音波映像を形成する(S410)。一例として、プロセッサ130は、図6に示すように、関心領域620に該当する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630を形成する。ボリュームデータをレンダリングする方法には、既に公知の様々な方法があるので、本実施例では詳細に説明しない。3次元超音波映像630は、ディスプレイ部150に表示される。従って、ユーザーは、図7に示すように、3次元超音波映像630に観測位置710を設定し、その観測位置710を基準として3次元超音波映像630に副関心領域720の大きさおよび形態を設定することができる。ここで、観測位置710は、対象体内で観測したい特定部位(例えば、胎児の顔など)を示す。
【0029】
プロセッサ130は、ユーザー入力部120から提供される入力情報(即ち、第3の入力情報)に基づいて3次元超音波映像630に映像処理を行う(S412)。映像処理は、3次元超音波映像の回転、移動などを含む。しかし、映像処理は、必ずしもこれに限定されない。
【0030】
プロセッサ130は、ユーザー入力部120から提供される入力情報(即ち、第2の入力情報)に基づいてボリュームデータ510に副関心領域を設定する(S414)。
【0031】
より詳細には、プロセッサ130は、入力情報(即ち、図7に示すように観測位置710を3次元超音波映像630に設定するための第2の入力情報)に基づいて、観測位置710をボリュームデータ510に設定する。プロセッサ130は、観測位置710を基準として入力情報(即ち、副関心領域720の大きさおよび形態を設定する第2の入力情報)に対応する副関心領域720をボリュームデータ510に設定する。
【0032】
図8および図9は、本発明の実施例における副関心領域を示す例示図である。一実施例において、プロセッサ130は、図8に示すように、ライン形態を有する副関心領域720をボリュームデータ510に設定する。他の実施例において、プロセッサ130は、図9に示すように、輪郭線(contour)形態を有する副関心領域720をボリュームデータ510に設定する。副関心領域720は、X方向およびY方向に大きさが調節される。しかし、副関心領域720は、必ずしもこれに限定されない。
【0033】
プロセッサ130は、副関心領域720に該当するボリュームデータをレンダリングして、副関心領域720に対応する3次元超音波映像(副3次元超音波映像)を形成する(S416)。
【0034】
一方、プロセッサ130は、副3次元超音波映像にカラーを適用するカラーモデリング(color modeling)処理を行うこともできる。
【0035】
再び図1を参照すると、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510を格納する。また、格納部140は、プロセッサ130で形成された2次元超音波映像611〜613および3次元超音波映像630を格納することもできる。
【0036】
ディスプレイ部150は、プロセッサ130で形成された複数の2次元超音波映像611〜613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3次元超音波映像630および副3次元超音波映像を表示する。一実施例において、副3次元超音波映像は、3次元超音波映像630に設定された副関心領域720に表示される。他の実施例において、副3次元超音波映像は、複数の2次元超音波映像および3次元超音波映像とは別途に表示される。
【0037】
以上、本発明の副関心領域に基づいて3次元超音波映像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。
【0038】
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】
【0039】
100 超音波システム
110 超音波データ取得部
120 ユーザー入力部
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
510 ボリュームデータ
521 A断面
522 B断面
523 C断面
611、612、613 2次元超音波映像
620 関心領域
630 3次元超音波映像
710 観測位置
720 副関心領域

【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複数の超音波データを取得する超音波データ取得部と、
ユーザーから第1の入力情報および第2の入力情報を受信するユーザー入力部と、
前記超音波データ取得部および前記ユーザー入力部に連結され、前記複数の超音波データに基づいてボリュームデータを形成し、前記ボリュームデータに基づいて複数の断面に対応する複数の2次元超音波映像を形成し、前記複数の2次元超音波映像に関心領域を設定する前記第1の入力情報に基づいて前記関心領域を前記複数の2次元超音波映像に設定し、前記関心領域に該当する前記ボリュームデータをレンダリングして前記関心領域に対応する3次元超音波映像を形成し、前記3次元超音波映像に副関心領域を設定する第2の入力情報に基づいて前記副関心領域を前記ボリュームデータに設定し、前記副関心領域に該当する前記ボリュームデータをレンダリングして前記副関心領域に対応する副3次元超音波映像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】
前記第2の入力情報は、
前記3次元超音波映像に観測位置を設定する情報と、
前記3次元超音波映像に前記副関心領域の大きさおよび形態を設定する情報と
を含む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、
前記第2の入力情報に基づいて前記ボリュームデータに前記観測位置を設定し、
前記第2の入力情報に基づいて前記観測位置を基準として前記ボリュームデータに前記副関心領域を設定することを特徴とする請求項2に記載の超音波システム。
【請求項4】
前記ユーザー入力部は、前記3次元超音波映像に映像処理を行うための第3の入力情報をさらに受信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、前記第3の入力情報に基づいて前記3次元超音波映像に映像処理をさらに行うことを特徴とする請求項4に記載の超音波システム。
【請求項6】
前記映像処理は、前記3次元超音波映像の回転および前記3次元超音波映像の移動のうちの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項4または5に記載の超音波システム。
【請求項7】
前記プロセッサは、前記ボリュームデータに前記複数の断面を設定することを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の超音波システム。
【請求項8】
前記3次元超音波映像内に設定された前記副関心領域に前記副3次元超音波映像を表示するディスプレイ部
をさらに備えることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の超音波システム。
【請求項9】
a)対象体に対する複数の超音波データに基づいてボリュームデータを形成する段階と、
b)前記ボリュームデータに基づいて複数の断面に対応する複数の2次元超音波映像を形成する段階と、
c)前記複数の2次元超音波映像に関心領域を設定する第1の入力情報に基づいて前記複数の2次元超音波映像に前記関心領域を設定する段階と、
d)前記関心領域に該当する前記ボリュームデータをレンダリングして前記関心領域に対応する3次元超音波映像を形成する段階と、
e)前記3次元超音波映像に副関心領域を設定する第2の入力情報に基づいて前記ボリュームデータに前記副関心領域を設定する段階と、
f)前記副関心領域に該当する前記ボリュームデータをレンダリングして前記副関心領域に対応する副3次元超音波映像を形成する段階と
を備えることを特徴とする3次元超音波映像提供方法。
【請求項10】
前記第2の入力情報は、
前記3次元超音波映像に観測位置を設定する情報と、
前記3次元超音波映像に前記副関心領域の大きさおよび形態を設定する情報と
を含むことを特徴とする請求項9に記載の3次元超音波映像提供方法。
【請求項11】
前記段階e)は、
前記第2の入力情報に基づいて前記ボリュームデータに前記観測位置を設定する段階と、
前記第2の入力情報に基づいて前記観測位置を基準として前記ボリュームデータに前記副関心領域を設定する段階と
を備えることを特徴とする請求項10に記載の3次元超音波映像提供方法。
【請求項12】
前記段階e)は、
前記3次元超音波映像に映像処理を行うための第3の入力情報を受信する段階と、
前記第3の入力情報に基づいて前記3次元超音波映像に前記映像処理を行う段階と
をさらに備えることを特徴とする請求項9ないし11のいずれかに記載の3次元超音波映像提供方法。
【請求項13】
前記映像処理は、前記3次元超音波映像の回転および前記3次元超音波映像の移動のうちの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項12に記載の3次元超音波映像提供方法。
【請求項14】
前記段階b)は、
前記ボリュームデータに前記複数の断面を設定する段階
を備えることを特徴とする請求項9ないし13のいずれかに記載の3次元超音波映像提供方法。
【請求項15】
g)前記3次元超音波映像内に設定された前記副関心領域に前記副3次元超音波映像を表示する段階
をさらに備えることを特徴とする請求項9ないし14のいずれかに記載の3次元超音波映像提供方法。
【請求項16】
3次元超音波映像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み出し可能の記録媒体であって、前記記方法は、
a)対象体に対する複数の超音波データに基づいてボリュームデータを形成する段階と、
b)前記ボリュームデータに基づいて複数の断面に対応する複数の2次元超音波映像を形成する段階と、
c)前記複数の2次元超音波映像に関心領域を設定する第1の入力情報に基づいて前記複数の2次元超音波映像に前記関心領域を設定する段階と、
d)前記関心領域に該当する前記ボリュームデータをレンダリングして前記関心領域に対応する3次元超音波映像を形成する段階と、
e)前記3次元超音波映像に副関心領域を設定する第2の入力情報に基づいて前記ボリュームデータに前記副関心領域を設定する段階と、
f)前記副関心領域に該当する前記ボリュームデータをレンダリングして前記副関心領域に対応する副3次元超音波映像を形成する段階と
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2011−120881(P2011−120881A)
【公開日】平成23年6月23日(2011.6.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−229967(P2010−229967)
【出願日】平成22年10月12日(2010.10.12)
【出願人】(597096909)株式会社 メディソン (269)
【氏名又は名称原語表記】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)】