JP2011045714A

JP2011045714A - 複数のスライス面映像を提供する超音波システムおよび方法

Info

Publication number: JP2011045714A
Application number: JP2010186354A
Authority: JP
Inventors: Yun Hee Lee; ユンヒイ，
Original assignee: Medison Co Ltd
Current assignee: Samsung Medison Co Ltd
Priority date: 2009-08-27
Filing date: 2010-08-23
Publication date: 2011-03-10
Also published as: KR20110022233A; EP2289418A1; KR101120726B1; US20110054319A1

Abstract

【課題】ボリュームデータに複数のスライス面を設定して複数のスライス面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】本発明における超音波システムは、対象体の超音波データを取得する超音波データ取得部と、前記超音波データに基づいてボリュームデータを形成するプロセッサと、前記ボリュームデータに基準断面を設定するための第１の入力情報、前記基準断面に基準点を設定するための第２の入力情報および前記ボリュームデータに複数のスライス面に関する情報を提供するための第３の入力情報をユーザから受信するためのユーザ入力部とを備え、前記プロセッサは、前記第１ないし第３の入力情報に基づいて前記基準断面に垂直で前記基準点を含む前記複数のスライス面を設定して複数のスライス面映像を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波システムに関し、特にボリュームデータに複数のスライス面を設定して複数のスライス面映像を提供する超音波システムおよび方法に関する。

映像処理システムは、対象体の映像を処理して表示する装置であって、多様な分野で利用されている。映像処理システムの一例として、超音波診断のための映像処理システム（以下、超音波システムという）を説明する。

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できるので、医療分野で非常に重要なものとして用いられている。

一般に、超音波システムは、プローブ、本体、コントロールパネルおよびディスプレイ部を備える。プローブは、超音波信号を送受信するために圧電（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ）物質からなる変換素子を備える。プローブは、変換素子を電気的に刺激して対象体に伝えられる超音波信号を形成して対象体に送信する。対象体に送信された超音波信号は、不連続的な対象体内の組織の境界で反射され、組織の境界から変換素子に伝達される超音波エコー信号は電気的信号に変換される。本体は、超音波信号の送信集束および超音波エコー信号の受信集束を行い、受信集束された信号に基づいて対象体の超音波映像を形成する。コントロールパネルは、本体の一側面に設けられて超音波映像を取得および制御するための機能、メニュー制御機能、測定および注釈機能などを行うためのタッチスクリーン、キーボード、トラックボール、複数のボタンなどを備える。ディスプレイ部は、本体で形成された超音波映像を表示する。

従来の超音波システムは、超音波エコー信号に基づいて形成された３次元超音波映像に対して基準断面、例えば３次元超音波映像の正面、側面および上面を各々示すＡ断面、Ｂ断面およびＣ断面を表示し、表示された基準断面に任意の線（例えば、直線または曲線）を設定し、設定された線に対応する断面映像を表示する３次元断面映像表示機能を提供する。

しかし、この３次元断面映像表示機能は、ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）やＭＲＩ（ｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅｉｍａｇｅｒ）方式を採用したものであって、相互に平行した３次元断面映像のみを提供し、多様な断面映像を提供することができないという問題がある。

特開２００５−１９３０２１号公報特開２００９−２０７８９９号公報

本発明の課題は、ボリュームデータに基準断面および基準点を設定し、基準点を基準として基準断面に垂直な複数のスライス面を設定して複数のスライス面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。

前記の課題を解決するために、本発明における超音波システムは、対象体の超音波データを取得する超音波データ取得部と、前記超音波データに基づいてボリュームデータを形成するプロセッサと、前記ボリュームデータに基準断面を設定するための第１の入力情報、前記基準断面に基準点を設定するための第２の入力情報および前記ボリュームデータに複数のスライス面に関する情報を提供するための第３の入力情報をユーザから受信するためのユーザ入力部を備え、前記プロセッサは、前記第１ないし第３の入力情報に基づいて前記基準断面に垂直で前記基準点を含む前記複数のスライス面を設定して複数のスライス面映像を形成する。

また、本発明における複数のスライス面映像提供方法は、ａ）対象体の超音波データを取得する段階と、ｂ）前記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、ｃ）前記ボリュームデータに基準断面を設定するための第１の入力情報、前記基準断面に基準点を設定するための第２の入力情報および前記ボリュームデータに複数のスライス面に関する情報を提供するための第３の入力情報を受信する段階と、ｄ）前記第１ないし第３の入力情報に基づいて、前記基準断面に垂直で前記基準点を含む前記複数のスライス面を設定する段階と、ｅ）前記複数のスライス面に該当する複数のスライス面映像を形成する段階を備える。

また、本発明における複数のスライス面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記録媒体は、前記の方法が、ａ）対象体の超音波データを取得する段階と、ｂ）前記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、ｃ）前記ボリュームデータに基準断面を設定するための第１の入力情報、前記基準断面に基準点を設定するための第２の入力情報および前記ボリュームデータに複数のスライス面に関する情報を提供するための第３の入力情報を受信する段階と、ｄ）前記第１ないし第３の入力情報に基づいて、前記基準断面に垂直で前記基準点を含む前記複数のスライス面を設定する段階と、ｅ）前記複数のスライス面に該当する複数のスライス面映像を形成する段階を備えることを特徴とする。

本発明は、一定角度間隔のスライス面映像を形成することができてスライス面映像の比較分析が容易である。そして、体積（ｖｏｌｕｍｅまたはｍａｓｓ）を有する対象体に対する大きさ測定および異常発見を容易に行うことができる。

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。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。本発明の実施例におけるプロセッサの構成を示すブロック図である。本発明の実施例におけるボリュームデータと基準断面を示す例示図である。本発明の実施例におけるボリュームデータ、基準断面、基準点およびスライスを示す例示図である。

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。

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。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およびディスプレイ部１４０を備える。

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。

図２は、本発明の実施例における超音波データ取得部１１０の構成を示すブロック図である。超音波データ取得部１１０は、送信信号形成部１１１、複数の変換素子（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｅｌｅｍｅｎｔ）（図示せず）を含む超音波プローブ１１２、ビームフォーマ１１３および超音波データ形成部１１４を備える。

送信信号形成部１１１は、変換素子の位置および集束点を考慮して超音波プローブ１１２の各変換素子に印加される送信信号を形成する。本実施例で、送信信号は、３次元超音波映像をなす複数のフレームのそれぞれを得るための送信信号である。

超音波プローブ１１２は、送信信号形成部１１１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。本実施例で、超音波プローブ１１２は、３Ｄプローブ（３ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｐｒｏｂｅ）、２Ｄアレイプローブ（２ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌａｒｒａｙｐｒｏｂｅ）などを含む。

ビームフォーマ１１３は、超音波プローブ１１２から提供される受信信号をアナログデジタル変換する。また、ビームフォーマ１１３は、変換素子の位置および集束点を考慮してデジタル変換された受信信号を受信集束させて受信集束信号を形成する。

超音波データ形成部１１４は、ビームフォーマ１１３から提供される受信集束信号を用いて超音波データを形成する。超音波データ形成部１１４は、ビームフォーマ１１３から提供される受信集束信号に多様な信号処理（例えば、利得（ｇａｉｎ）調節、フィルタリング処理等）を行うこともできる。

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。本実施例で、入力情報は、基準断面を設定する第１の入力情報、基準断面に基準点を設定する第２の入力情報、および複数のスライス面に関する情報（例えば、スライス面の数および角度のうち少なくとも１つ）を提供する第３の入力情報を含む。ここで、基準断面は、図４に示すように、ボリュームデータ２１０でＡ断面２２１、Ｂ断面２２２およびＣ断面２２３のうちいずれか一つの断面であってもよい。しかし、基準断面は必ずしもこれに限定されない。また、ボリュームデータ２１０は、超音波データを利用して形成された複数のフレームを３次元的に並べてフレーム間の空間を補間（ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）して形成することができる。また、図５に示すように基準断面２２１に垂直な断面２３１〜２３４のような複数のスライス面を設定することができる。ユーザ入力部１２０は、コントロールパネル（ｃｏｎｔｒｏｌｐａｎｅｌ）、マウス（ｍｏｕｓｅ）、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）などを備える。

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ボリュームデータを形成し、ユーザ入力部１２０から提供される入力情報によって複数のスライス面に該当する複数のスライス面映像を形成する。

図３は、本発明の実施例におけるプロセッサの構成を示すブロック図である。プロセッサ１３０は、ボリュームデータ形成部１３１、基準断面設定部１３２、基準点設定部１３３、スライス面設定部１３４、映像形成部１３５および画面領域設定部１３６を備える。

ボリュームデータ形成部１３１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４に示すようにボリュームデータ２１０を形成する。ボリュームデータ２１０は、複数のフレームから構成されており、輝度値を有する複数のボクセル（ｖｏｘｅｌ）を有する。

基準断面設定部１３２は、ユーザ入力部１２０から提供される第１の入力情報に従って、ボリュームデータ形成部１３１から提供されるボリュームデータに基準断面を設定する。一例として、図４でＡ断面２２１を基準断面として設定することができる。

図５は、本発明の実施例におけるボリュームデータ、基準断面および基準点を示す例示図である。基準点設定部１３３は、ユーザ入力部１２０から提供される第２の入力情報によって基準断面２２１上に基準点ＲＰを設定する。

スライス面設定部１３４は、ユーザ入力部１２０から提供される第３の入力情報によって複数のスライス面２３１〜２３４を設定する。各スライス面２３１〜２３４は、基準断面２２１に垂直で、基準点ＲＰを含む。

一例として、第３の入力情報が隣接するスライス面間の角度を含む場合、スライス面設定部１３４は次の式１によってスライス面の数を算出する。

式１において、ｎはスライス面の数を示し、θは隣接するスライス面間の角度を示す。

たとえば、第３の入力情報のスライス面間の角度が４５°である場合、式１より、ｎ＝（３６０°／４５°）／２＝４となる。したがって、スライス面設定部１３４は、図５に示すように、算出されたスライス面の数（ｎ＝４）によってボリュームデータ２１０に４つのスライス面２３１〜２３４を設定する。

他の例として、第３の入力情報がスライス面の数を含む場合、スライス面設定部１３４は、基準点ＲＰを基準としてスライス面の数によってボリュームデータ２１０にスライス面２３１〜２３４を設定する。

前述した例では、スライス面２３１〜２３４は等角度で設定されると説明したが、必ずしもこれに限定される必要はなく、スライス面２３１〜２３４を任意の角度で設定することもできる。

映像形成部１３５は、ボリュームデータを用いて複数のスライス面２３１〜２３４に該当する複数のスライス映像を形成する。また、映像形成部１３５は、ボリュームデータを用いて基準断面に該当する基準断面映像を形成することもできる。

画面領域設定部１３６は、映像形成部１３５で形成された複数のスライス面映像に基づいて複数のスライス面を表示するディスプレイ部１４０の画面領域を設定する。すなわち、画面領域設定部１３６は、映像形成部１３５で形成されたスライス面映像数と同一数の画面領域を設定する。また、画面領域設定部１３６は、複数のスライス面映像と基準断面映像を共に表示するように画面領域を設定することもできる。

再び図１を参照すると、ディスプレイ部１４０は、プロセッサ１３０で形成された複数のスライス面映像を該当画面領域に表示する。また、ディスプレイ部１４０は、基準断面映像を表示することもできる。ディスプレイ部１４０は、ＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅｒａｙｔｕｂｅ）ディスプレイ、ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｄｉｓｐｌａｙ）、ＯＬＥＤ（ｏｒｇａｎｉｃｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｓ）ディスプレイなどを含む。

以上、本発明の複数のスライス面映像を提供する超音波システムおよび複数のスライス面映像を提供する方法を特定実施例を通じて説明したが、前記方法は、コンピュータで読み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。これら前記各実施例を具現するための機能的な（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ）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。

本発明を望ましい実施例によって説明および例示したが、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。

１００超音波システム
１１０超音波データ取得部
１１１送信信号形成部
１１２超音波プローブ
１１３ビームフォーマ
１１４超音波データ形成部
１２０ユーザ入力部
１３０プロセッサ
１３１ボリュームデータ形成部
１３２基準断面設定部
１３３基準点設定部
１３４スライス面設定部
１３５映像形成部
１３６画面領域設定部
１４０ディスプレイ部
２１０ボリュームデータ
２２１Ａ断面（基準断面）
２２２Ｂ断面
２２３Ｃ断面
２３１〜２３４スライス面
ＲＰ基準点

Claims

超音波システムであって、
対象体の超音波データを取得する超音波データ取得部と、
前記超音波データに基づいてボリュームデータを形成するプロセッサと、
前記ボリュームデータに基準断面を設定するための第１の入力情報、前記基準断面に基準点を設定するための第２の入力情報および前記ボリュームデータに複数のスライス面に関する情報を提供するための第３の入力情報をユーザから受信するためのユーザ入力部とを備え、
前記プロセッサは、前記第１ないし第３の入力情報に基づいて前記基準断面に垂直で前記基準点を含む前記複数のスライス面を設定して複数のスライス面映像を形成することを特徴とする超音波システム。
前記複数のスライス面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に記載の超音波システム。
前記プロセッサは、
前記超音波データに基づいて前記ボリュームデータを形成するボリュームデータ形成部と、
前記第１の入力情報によって前記ボリュームデータに前記基準断面を設定する基準断面設定部と、
前記第２の入力情報によって前記基準断面に前記基準点を設定する基準点設定部と、
前記第３の入力情報によって前記複数のスライス面を設定するスライス面設定部と、
前記ボリュームデータに設定された前記複数のスライス面に従って前記複数のスライス面映像を形成する映像形成部と、
前記ディスプレイ部に対して前記各スライス面映像を表示するための画面領域を設定する画面領域設定部と
を備えることを特徴とする請求項２に記載の超音波システム。
前記映像形成部は、前記ボリュームデータに設定された前記基準断面に従って基準断面映像を形成し、
前記画面領域設定部は、前記スライス面映像と前記基準断面映像とを共に表示するために前記画面領域を設定することを特徴とする請求項３に記載の超音波システム。
複数のスライス面映像提供方法において、
ａ）対象体の超音波データを取得する段階と、
ｂ）前記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、
ｃ）前記ボリュームデータに基準断面を設定するための第１の入力情報、前記基準断面に基準点を設定するための第２の入力情報および前記ボリュームデータに複数のスライス面に関する情報を提供するための第３の入力情報を受信する段階と、
ｄ）前記第１ないし第３の入力情報に基づいて、前記基準断面に垂直で前記基準点を含む前記複数のスライス面を設定する段階と、
ｅ）前記複数のスライス面に該当する複数のスライス面映像を形成する段階とを備えることを特徴とする複数のスライス面映像提供方法。
ｆ）前記複数のスライス面映像を表示するディスプレイ部に対して各スライス面映像を表示するための画面領域を設定する段階
をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のスライス面映像提供方法。
前記段階ｅ）は、前記ボリュームデータに設定された前記基準断面に従って基準断面映像を形成する段階を備え、
前記段階ｆ）は、前記スライス面映像と前記基準断面映像を共に表示するために前記画面領域を設定する段階を備えることを特徴とする請求項６に記載のスライス面映像提供方法。
複数のスライス面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記録媒体であって、前記方法は、
ａ）対象体の超音波データを取得する段階と、
ｂ）前記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、
ｃ）前記ボリュームデータに基準断面を設定するための第１の入力情報、前記基準断面に基準点を設定するための第２の入力情報および前記ボリュームデータに複数のスライス面に関する情報を提供するための第３の入力情報を受信する段階と、
ｄ）前記第１ないし第３の入力情報に基づいて、前記基準断面に垂直で前記基準点を含む前記複数のスライス面を設定する段階と、
ｅ）前記複数のスライス面に該当する複数のスライス面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。
前記方法は、ｆ）前記複数のスライス面映像を表示するディスプレイ部に対して前記各スライス面映像を表示するための画面領域を設定する段階
をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載のコンピュータ読み出し可能記録媒体。
前記段階ｅ）は、前記ボリュームデータに設定された前記基準断面に従って基準断面映像を形成する段階を備え、
前記段階f）は、前記スライス面映像と前記基準断面映像を共に表示するために前記画面領域を設定する段階を備えることを特徴とする請求項９に記載のコンピュータ読み出し可能記録媒体。