JP2009072593A - 3次元心臓エコーグラフデータからの平面の自動検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】標準ビューに対する平面位置が3次元心臓エコーグラフデータから検出される(36)。容積内の平面の位置は、変換、配向(回転)、および/またはスケールにより定義される。可能な位置が検出(36)され、他の可能な位置は除外される。可能な位置の分類は、変換(26)、配向(28)、そしてスケール(30)によってシーケンシャルに行われる。シーケンシャル処理は、所望のビューに対して平面位置を同定するために必要な計算を制限する。
【選択図】図1
Description
本特許出願は、2007年9月18日出願の暫定的米国特許出願番号第60/973217号および2007年9月25日出願の第60/974935号の優先権を主張するものであり、その内容を参照として取り入れる。
はじめに、以下に説明する有利な実施例は、3次元心臓エコーグラフデータから平面を検出するための方法、コンピュータ読み出し可能媒体、およびシステムを含んでいる。容積内の平面の位置は、変換、配向(回転)、および/またはスケールにより定義される。所望のビューに対する可能な位置が検出され、他の可能な位置は除外される。可能な位置の分類は、変換、配向、そしてスケールによってシーケンシャルに行われる。シーケンシャル処理は、所望のビューに対して平面位置を同定するために必要な計算を制限する。分類のために、容積内の平面を表わすデータからフィーチャが計算される。この平面または他のフィーチャはマシン学習分類器によって使用され、1つまたは複数の所望のビューの位置が検出される。
変換された平面位置に相当する仮説を変換分類器により、第1の二次元フューチャの関数として除外し、第1の残余仮説を残し、
回転された複数の平面位置に対する第2の二次元フィーチャを第1の残余仮説に関連して計算し、
回転された平面位置に相当する仮説を回転分類器により、第2の二次元フィーチャの関数として除外し、第2の残余仮説を残し、
スケーリングされた複数の平面に対する第3の二次元フィーチャを第2の残余仮説に関連して計算し、
スケーリングされた平面に相当する仮説をスケール分類器により、第3の二次元フィーチャの関数として除外し、少なくとも1つの第3の残余仮説を残し、
1つの標準平面の平面位置を少なくとも1つの第3の残余仮説の関数として決定するように動作する。ディスプレイは、1つの標準平面の画像を平面位置の関数として表示するように動作する。
図1は、医用超音波画像システムの1つの実施形態のブロック図を示す。
図2は、3次元心臓エコーグラフデータから平面を検出する方法の実施例のフローチャートである。
図3は、1つの実施例での容積領域、対象物、および多面復元の関連する平面の概略図である。
図4は、標準心臓エコーグラフビューの例としての医用画像を示し、このビューに対する相対平面位置も示している。
各分類器は決定的フューチャのセットを選択する。これらのフューチャは正のターゲットを負のターゲットから区別するために使用される。これらのフューチャはフューチャの大きなプールから選択される。この大きなプールはプログラマにより決定されるか、または決定されたフューチャを系統的に含んでいる。
n = (p3−p1)×(p2−p1),
p = (p1 + p2 + p3)/3,(または平面上の任意のポイント)
ただし×はクロス乗積を表わす。
Claims (20)
- 3次元心臓エコーグラフデータから平面を検出するための方法であって、
マシントレーニングされた分類器のシーケンスが3次元心臓エコーグラフデータに適用され(22)、
第1の分類器は、3次元心臓エコーグラフデータにより提示される容積内の平面を変換するためのものであり、
第2の分類器は容積内の平面を回転するためのものであり、
第3の分類器は容積内の平面をスケーリングするためのものであり、
平面の位置が、第1,第2および第3の分類器の出力の関数として検出され(36)、
画像が平面の位置関数として発生される(38)、
ことを特徴とする方法。 - 請求項1記載の方法であって、
第1,第2および第3の分類器は確率論的ブースティングツリーを有する方法。 - 請求項1記載の方法であって、
第1,第2および第3の分類器は、計算されたフューチャ(32)の入力を、3次元心臓エコーグラフデータから受け取り、可能な平面位置を仮説リストからそれぞれ除去し、
前記位置は、第1,第2および第3の分類器を適用した後に残った少なくとも1つの可能な平面の位置関数である方法。 - 請求項1記載の方法であって、
第1の分類器は、第1の複数の可能な位置を同定(26)し、
第2の分類器は、第2の複数の可能な位置を、第1の複数の関数として同定(28)し、
第3の分類器は、第3の複数の可能な位置を、第2の複数の関数として同定し(30)、
前記平面の位置は第3の複数の関数である方法。 - 請求項4記載の方法であって、
前記平面の位置は、第3の複数の可能な位置の平均である方法。 - 請求項1記載の方法であって、
第1,第2および第3の分類器は、フューチャにより動作し、該フューチャは前記平面の可能な位置に対する容積フューチャである方法。 - 請求項1記載の方法であって、
前記第1の分類器は、ハールのウェーブレットフューチャにより動作する方法。 - 請求項1記載の方法であって、
前記第2および第3の分類器は、勾配フューチャにより動作する方法。 - 請求項1記載の方法はさらに、
少なくとも第1の分類器のフューチャを正規化する(34)方法。 - 請求項1記載の方法であって、
前記平面の位置は、心尖部2腔ビュー、心尖部4腔ビュー、心尖部3腔ビュー、胸骨傍長軸ビュー、胸骨傍短軸ビューのグループからの標準心臓エコーグラフを含み、
さらに
他の標準心臓エコーグラフ平面の位置を、マシントレーニングされた種々異なる分類器を使用して決定する(36)方法。 - 請求項1記載の方法であって、
前記適用(22)は、容積プラミッドの第1の粗いセットおよび第2の微細なセットにあるデータから複数のフューチャを同定することを含む方法。 - コンピュータ読み出し可能記憶媒体(14)には、3次元心臓エコーグラフデータにより提示される容積内の標準ビュー平面を検出(36)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記憶されており、
前記記憶媒体(14)は次の命令を含む:
容積内にある複数の可能な平面位置のそれぞれに対してフューチャを計算する命令(32)、
ただし前記フューチャの少なくとも1つは、容積内にある可能な平面位置を表わすデータからだけ計算され、 標準ビュー平面を、それぞれの分類器によりフューチャの関数として検出する命令(36)、
画像をデータから標準ビュー平面のために発生する命令(38)、を含むコンピュータ読出し可能記憶媒体。 - 請求項12記載のコンピュータ読出し可能記憶媒体であって、
前記フューチャの計算(32)は、種々異なるフューチャを種々異なる標準ビューに対して計算する(32)ことを含み、
種々異なる分類器が種々異なる標準ビューのために機械トレーニングされるコンピュータ読出し可能記憶媒体。 - 請求項12記載のコンピュータ読出し可能記憶媒体であって、
最初の標準ビュー平面に対して、
それぞれの分類器は、変換された可能な平面位置、回転された可能な平面位置、およびスケーリングされた可能な平面位置に対するフューチャを連続的に計算(32)することにより可能な平面位置を除外するコンピュータ読出し可能記憶媒体。 - 請求項12記載のコンピュータ読出し可能記憶媒体であって、
前記フューチャの計算(32)は、勾配フューチャの計算(32)を含むコンピュータ読出し可能記憶媒体。 - 請求項12記載のコンピュータ読出し可能記憶媒体であって、
前記フューチャの少なくとも1つを、当該フューチャの計算に使用されるデータの関数として正規化する(34)命令をさらに含むコンピュータ読出し可能記憶媒体。 - 請求項12記載のコンピュータ読出し可能記憶媒体であって、
心尖部4腔ビューの位置は、アンダーサンプリングされたデータのセットにより検出され、
別の標準ビュー平面の初期位置は前記位置の関数として決定され、
前記検出(36)は、別の標準ビュー平面をデータから初期位置により制限されたサーチ空間により検出(36)することを含むコンピュータ読出し可能記憶媒体。 - 心臓容積の多面復元の標準面に対する平面位置を検出(36)するシステムであって、
メモリ(14)を有し、該メモリは心臓容積を表わす超音波データを記憶するように動作し、
プロセッサ(12)を有し、
該プロセッサは、変換された複数の平面位置に対して第1のフューチャを計算し、
変換された平面位置に相当する仮説を変換分類器により、第1のフューチャの関数として除外し、第1の残余仮説を残し、
回転された複数の平面位置に対する第2のフィーチャを前記第1の残余仮説に関連して計算し、
回転された平面位置に相当する仮説を回転分類器により、第2のフィーチャの関数として除外し、第2の残余仮説を残し、
スケーリングされた複数の平面に対する第3のフィーチャを前記第2の残余仮説に関連して計算し、
スケーリングされた複数の平面に相当する仮説をスケール分類器により、第3のフィーチャの関数として除外し、少なくとも1つの第3の残余仮説を残し、
1つの標準平面の平面位置を少なくとも1つの前記第3の残余仮説の関数として決定するように動作し、
ディスプレイ(16)を有し、
該ディスプレイは、1つの標準平面の画像を平面位置の関数として表示するように動作する、ことを特徴とするシステム。 - 請求項18記載のシステムであって、
前記変換分類器、前記配向分類器、および前記スケール分類器は、マシントレーニングされた確率論的ブースティングツリーを標準平面の1つに対して有し、
前記プロセッサ(12)は、種々異なるマシントレーニングされた確率論的ブースティングツリー分類器を、種々異なる標準平面の1つに対して実現するように動作するシステム。 - 請求項18記載のシステムであって、
第1のフューチャは、変換された位置に相当する平面を表わすデータから計算されたハールのフューチャを含み、第2および第3のフューチャはステーブルフューチャを含むシステム。
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