JP2011251114A - ３次元超音波診断装置およびその動作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】３次元超音波診断装置およびその動作方法を提供すること。
【解決手段】３次元超音波診断装置は、人体内の対象体に超音波信号を送信し、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、前記超音波データを用いて前記対象体の映像データを形成する映像データ形成部と、前記人体内の前記対象体の前記映像データから開始点を決定する第１プロセッサと、前記開始点に基づいて、映像データから対象体の上面映像を抽出する第２プロセッサと、上面映像を用いて映像データを回転し、対象体のサジタルビューを調整する制御部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、人体内の対象体をスキャンして得た映像データ内にある開始点に基づいて、前記映像データから対象体の上面映像を抽出し、その抽出した上面映像を用いて映像データを回転することによって、対象体のサジタルビュー（ｓａｇｉｔｔａｌ ｖｉｅｗ）を自動的に設定する３次元超音波診断装置およびその動作方法に関する。

超音波システムは、人体の体表から体内の所定部位（すなわち、胎児または臓器などの対象体）に向けて超音波信号を送信し、体内の組織から反射される超音波信号の情報を用いて軟部組織の断層像や血流に関する映像を取得する装置である。このような超音波システムは、小型かつ低廉であり、映像をリアルタイムで表示可能である上、Ｘ線などのような被爆がなく、安全性が高いという長所を有している。このため、現在この装置は、Ｘ線診断装置、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナ、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｅ）装置、核医学診断装置などの他の画像診断装置と共に広く用いられている。

一方、ダウン症候群の胎児を鑑別する一般的な方法として、超音波システムによって胎児の項部透明帯（ｎｕｃｈａｌ ｔｒａｎｓｌｕｃｅｎｃｙ、ＮＴ）の厚さを測定する方法がある。この方法は、１９９２年にニコーライズ（Ｎｉｃｏｌａｉｄｅｓ）によって開発された方法であって、胎児に異常がある場合、項の皮下組織に体液が蓄積されて項部透明帯が厚くなることが知られている。また、ダウン症候群だけでなく、胎児が染色体異常や心臓の奇形を有すると、項部透明帯が厚くなる場合が多い。

また、ダウン症候群の胎児を鑑別する他の方法として、口蓋と鼻骨との間の角度、すなわち、ＦＭＦ角度（Ｆｒｏｎｔｍａｘｉｌｌａｒｙ Ｆａｃｉａｌ Ａｎｇｌｅ）を測定する方法がある。例えば、正常児を７８．１度とし、８８．７度以上である場合にはダウン症候群である確率が極めて高い。

したがって、ダウン症候群の胎児を容易に鑑別するために、胎児の項部透明帯の厚さ、または口蓋と鼻骨との間の角度をより容易かつ正確に測定することができる装置が求められている。

しかし、胎児の項部透明帯の厚さ、または鼻骨と口蓋との間の角度は、胎児の位置や角度によって変わるため、正確な測定を行うためには、胎児に対するサジタルビューの正確な調整が必要である。

したがって、胎児に対するサジタルビューの正確な調整技術の開発が求められる。

本発明に係る一実施形態の目的は、人体内の対象体をスキャンして得た映像データに対する開始点に基づいて、映像データから対象体の上面映像を抽出し、その抽出した上面映像を用いて映像データを回転することによって、対象体に対するサジタルビューを自動的に設定することにある。

また、本発明の一実施形態の目的は、人体内の対象体が胎児である場合、胎児の頭方向を用いて、対象体をスキャンして得た映像データから映像データの回転に対する基本データに該当する対象体の上面映像を容易に抽出することによって、対象体に対するサジタルビューを迅速に調整することにある。

前記の目的を達成するための３次元超音波診断装置は、人体内の対象体に超音波信号を送信し、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、前記超音波データを用いて前記対象体の側面映像を含む映像データを形成する映像データ形成部と、前記人体内の前記対象体の前記映像データから開始点を決定する第１プロセッサと、前記開始点に基づいて、前記映像データから前記対象体の前記側面映像に直交する上面映像を抽出する第２プロセッサと、前記上面映像を用いて前記映像データを回転し、前記対象体に対するサジタルビューを調整する制御部とを含む。

前記の目的を達成するための技術的な方法として、３次元超音波診断装置の動作方法は、人体内の対象体に超音波信号を送信し、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ステップと、前記超音波データから前記対象体の側面映像を含む映像データを形成するステップと、前記人体内の前記対象体の前記映像データから開始点を決定するステップと、前記開始点に基づいて前記映像データから前記対象体の前記側面映像に直交する上面映像を抽出するステップと、前記上面映像を用いて前記映像データを回転し、前記対象体に対するサジタルビューを調整するステップとを含む。

本発明の一実施形態によれば、人体内の対象体をスキャンして得た映像データに対する開始点に基づいて、映像データから対象体の上面映像を抽出し、その抽出した上面映像を用いて映像データを回転することによって、対象体に対するサジタルビューを自動的に設定することができる。

また、本発明の一実施形態によれば、人体内の対象体が胎児である場合、胎児の頭方向を用いて、対象体をスキャンして得た映像データから映像データの回転に対する基本データに該当する対象体の上面映像を容易に抽出することによって、対象体に対するサジタルビューを迅速に調整することができる。

本発明の一実施形態に係る３次元超音波診断装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る３次元超音波診断装置から抽出する対象体に対する方向別の映像の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る３次元超音波診断装置によって、対象体をスキャンした映像データから開始点を決定する方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る３次元超音波診断装置によって、対象体の方向を決定する方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る３次元超音波診断装置によって、サジタルビューを調整するための基本データであって、対象体の上面映像を抽出する一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る３次元超音波診断装置によって、対象体の正面映像を補正する一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る３次元超音波診断装置によって、対象体の映像データを回転してサジタルビューを調整する一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る３次元超音波診断装置の動作方法を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。しかし、本発明が実施形態によって制限されたり限定されることはない。各図面に提示された同一の参照符号は同一の部材を示す。

図１は、本発明の一実施形態に係る３次元超音波診断装置の構成を示す図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る３次元超音波診断装置１０１は、スキャナ１０３、第１プロセッサ１０５、第２プロセッサ１０７および制御部１１３を備える。また、３次元超音波診断装置は、図示しない、超音波データ取得部と、映像データ形成部と、表示部とを備える。

超音波データ取得部は、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エコー信号を受信して超音波データを取得する。

映像データ形成部は、超音波データ取得部が取得した超音波データを用いて、対象体の映像データを形成する。この映像データは、対象体の側面映像（図２における第１平面２０１に直交する方向（以下、側面方向）から見た映像）、上面映像（図２における第２平面２０３に直交する方向（以下、上面方向）から見た映像）、正面映像（図２における第３平面２０５に直交する方向（以下、正面方向）から見た映像）の２次元超音波映像や、複数の２次元超音波映像で構成される３次元超音波映像を含む。

表示部は、映像データ形成部で形成された映像データを画面に表示する。

スキャナ１０３は、人体内の対象体をスキャンして得た映像データから、対象体の側面映像（側面方向のＡプレーン）、上面映像（上面方向のＢプレーン）または正面映像（正面方向のＣプレーン）のうち少なくとも１つを抽出し、画面に表示する。このとき、スキャナ１０３は、各映像からノイズを除去して対象体の映像の輪郭がクリアに表示されるようにする。

第１プロセッサ１０５は、人体内の対象体をスキャンして得た映像データから開始点（ｓｔａｒｔ ｐｏｉｎｔ）を決定する。ここで、人体内の対象体には、胎児または臓器が含まれている。このとき、対象体が胎児である場合、第１プロセッサ１０５は、映像データからスキャナ１０３が抽出した胎児の側面映像から胎児の鼻骨を識別し、その鼻骨を用いて開始点を決定する。

具体的に、第１プロセッサ１０５は、映像データからスキャナ１０３が抽出した胎児の側面映像の輝度値を用いて胎児の鼻骨または口蓋を識別する。このとき、第１プロセッサ１０５は、側面映像で胎児の項部透明帯（ＮＴ）にシード（ｓｅｅｄ）を位置させ、そのシードを基準としてウィンドウ領域（図３参照）を設定する。そしてウィンドウ領域を上方向に移動させながらウィンドウ領域内で輝度値が最も大きい部分を鼻骨または口蓋であると確定する。これは、骨で最も超音波の反射が強いことから、骨が位置した領域が最も明るく現れることに起因する。

また、第１プロセッサ１０５は、鼻骨および口蓋を用いて胎児の鼻骨と口蓋との間のＦＭＦ角度（Ｆｒｏｎｔｍａｘｉｌｌａｒｙ Ｆａｃｉａｌ Ａｎｇｌｅ）を測定する。

その後、第１プロセッサ１０５は、鼻骨の終点３０１を通過する垂直線３０３と胎児の項部透明帯（ＮＴ）を通過する水平線３０５とが交差する地点から上方に、ある設定した距離（例えば、１．３ｃｍ〜１．５ｃｍ）だけ離隔された仮想３０７点を開始点と定める。

第２プロセッサ１０７は、開始点に基づいて映像データから対象体の上面映像を抽出する。具体的に、第２プロセッサ１０７は前処理部１０９、処理部１１１を備えている。

前処理部１０９は、対象体が胎児である場合、胎児の頭方向を決める。例えば、前処理部１０９は、側面方向の第１仮想平面を、映像データに対して第１仮想平面と直交する方向（側面方向）に一定の間隔で移動させながら、第１仮想平面に含まれる複数の映像データを抽出する。その後、前処理部１０９は、第１仮想平面に含まれる複数の映像データから胎児の鼻骨と口蓋との間のＦＭＦ角度の方向を識別する。そして第１方向（例えば、側面映像において頭が左側に向く方向）のＦＭＦ角度を含む映像データ値が第２方向（例えば、側面映像において頭が右側に向く方向）のＦＭＦ角度を含む映像データ値よりも大きい場合、第１方向を胎児の頭方向（頭頂方向）と決定する。

処理部１１１は、上面方向の第２仮想平面を、映像データに対して開始点から胎児の頭方向に一定の間隔で移動させて、第２仮想平面に含まれる複数の映像データを抽出する。

その後、処理部１１１は、第２仮想平面に含まれる複数の映像データのうちいずれか１つを上面映像として抽出する。このとき、処理部１１１は、第２仮想平面に含まれる映像データから映像の外形周縁長を測定し、その測定された値が外形周縁長の平均値よりも大きい周縁長を有する映像データを選別する。そして平均値より大きい周縁長を有する映像データのうち、テンプレート照合（ｔｅｍｐｌａｔｅ ｍａｔｃｈｉｎｇ）エネルギーが最も少ない映像データを上面映像として抽出する。

例えば、処理部１１１は、対象体が胎児である場合、第２仮想平面に含まれる複数の映像データから胎児の頭に該当する楕円の周縁長を測定し、そこで測定された楕円の周縁長の平均値よりも大きい周縁長を有する映像データのうちテンプレート照合のエネルギーが最も少ない映像データを上面映像として抽出する。このとき、処理部１１１は、選ばれたテンプレート（例えば、長軸の長さが２．５ｃｍ、アスペクト比が１．５である楕円）と高いマッチングを有する楕円の映像データを上面映像として抽出する。

このようにして、処理部１１１は、開始点から頭方向に第２仮想平面を移動させることによって、足先から頭まで胎児の全体に対して第２仮想平面を移動させることに比べ、上面映像を迅速に抽出することができる。

制御部１１３は、映像データから抽出した胎児に対する側面映像の輝度値を用いて胎児の鼻骨を識別し、鼻骨の位置が最も高いところに位置するように前記映像データを正面方向に沿った軸を基準に、または側面方向に沿った軸を基準に回転させ、鼻骨の位置を移動する。このとき、制御部１１３は、鼻骨の位置が最も高いところに位置するよう前記映像データを回転させるが、胎児が斜めに位置しないようにすることで胎児に対する正面映像において胎児が左右対称になるように制御する。

また、制御部１１３は、上面映像を用いて映像データを回転し、対象体に対するサジタルビューを調整する。このとき、制御部１１３は上面方向の第２仮想平面内の任意の一点を貫通し、側面映像を通過する仮想軸を基準として映像データを回転する。

このようにして、制御部１１３は、側面映像に含まれる映像の輝度値または上面映像に含まれる映像の左右マッチング度（左右の対称度）を用いて映像データを回転することによって、対象体に対するサジタルビューを自動的に調整する。

１）ファルクス（ｆａｌｘ）領域を用いた映像データの回転

対象体が胎児である場合、制御部１１３は、映像データから胎児の側面映像を抽出し、その側面映像に含まれる胎児のファルクス領域の輝度値（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）が最大になるように映像データを回転する。

ここで、側面映像が中央サジタル（ｍｉｄ−ｓａｇｉｔｔａｌ）であれば、胎児の一部分、すなわち、ファルクス領域が一様に明るくなる。ところが、側面映像が中央サジタルでなければ、ファルクス領域は一様に明るくならず、暗い領域が現れる。

従って、制御部１１３は、まず、このような特性を用いて頭の中心を基準にして超音波データを移動および回転しながらファルクス領域が最も明るく、かつ一様に分布するように映像データを回転する。

２）左右マッチング度を用いた映像データの回転

また、制御部１１３は、上面映像に含まれている胎児に相当する図形をマッチングし、そのマッチングされた図形の左右マッチング度が最大になるように映像データを回転して、対象体に対するサジタルビューを自動的に調整する。

例えば、制御部１１３は、マッチングされる図形が楕円である場合、楕円の長軸を垂直に位置させ、長軸を基準として左側と右側の映像が対称になるように映像データを回転する。

また、制御部１１３は、スキャナ１０１と、第１プロセッサ１０５と、第２プロセッサ１０７と、超音波取得部と、映像データ形成部と、表示部とを制御する。

本発明の一実施形態によれば、人体内の対象体をスキャンして得た映像データに対する開始点に基づいて、映像データから対象体の上面映像を抽出し、その抽出した上面映像を用いて映像データを回転することによって対象体に対するサジタルビューを自動的に設定する。

本発明の一実施形態によれば、人体内の対象体が胎児である場合、胎児の頭方向を用いて、対象体をスキャンして得た映像データから映像データの回転に対する基本データに該当する対象体の上面映像を容易に抽出することによって、対象体に対するサジタルビューを迅速に調整することができる。

図２は、本発明の一実施形態に係る３次元超音波診断装置から抽出する、対象体に対する方向別の映像の一例を示す図である。

図２に示すように、３次元超音波診断装置は、人体内の対象体をスキャンして得た映像データから側面映像、上面映像、または正面映像を抽出して表示する。

例えば、３次元超音波診断装置は、対象体をスキャンして得た映像データから「第１平面」２０１を眺める側面方向の側面映像を抽出して画面上の第１領域２１１に表示し、「第２平面」２０３を眺める上面方向の上面映像を抽出して画面上の第２領域２１３に表示する。また、３次元超音波診断装置は、対象体をスキャンして得た映像データから「第３平面」２０５を眺める正面方向の正面映像を抽出して画面上の第３領域２１５に表示する。

また、３次元超音波診断装置は、選定された基準により、映像データを回転または移動させることによって側面映像、上面映像、または正面映像を更新して表示することで、３次元の対象体を容易に把握することができる。

図３は、本発明の一実施形態に係る３次元超音波診断装置によって対象体をスキャンして得た映像データから開始点を決定する方法を説明するための図である。

図３に示すように、３次元超音波診断装置は、胎児をスキャンして得た映像データから胎児の側面映像を抽出し、その側面映像の明るさを用いて胎児の鼻骨または口蓋を認知することができる。例えば、３次元超音波診断装置は、側面映像の輝度値が最も大きい部分を鼻骨または口蓋であると認知することができる。

このとき、３次元超音波診断装置は、鼻骨の終点３０１を通過する垂直線３０３と胎児の項部透明帯（ＮＴ）を通過する水平線３０５とが交差する地点から上方に、ある設定された距離だけ離隔された仮想点３０７を開始点と定める。

図４は、本発明の一実施形態に係る３次元超音波診断装置によって対象体の方向を決める方法を説明するための図である。

図４に示すように、３次元超音波診断装置は、対象体が胎児である場合、胎児をスキャンして得た映像データから胎児の頭方向を決める。

例えば、３次元超音波診断装置は、側面方向の第１仮想平面４０１を映像データに対して、第１仮想平面４０１と直交する方向（側面方向）４０３に一定の間隔で移動させながら、第１仮想平面４０１に含まれる複数の映像データを抽出する。このとき、３次元超音波診断装置は鼻骨と口蓋を正確かつ容易に抽出するために、トップハット変換（ｔｏｐ−ｈａｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を映像データに適用する。

その後、３次元超音波診断装置は、第１仮想平面４０１に含まれる複数の映像データから、胎児の鼻骨と口蓋との間のＦＭＦ角度の方向を識別する。

３次元超音波診断装置は、第１方向（例えば、側面映像において頭が左側に向く方向）のＦＭＦ角度４０５を含む映像のデータ値が第２方向（例えば、側面映像において頭が右側に向く方向）のＦＭＦ角度４０７を含む映像のデータ値よりも大きい場合、第１方向を胎児の頭方向（頭頂方向）と決定する。具体的には、３次元超音波診断装置は、第１仮想平面に含まれる複数の映像データに対する推定された頭方向を「左：右＝７：３」のように点数付与する。この後、最終的に胎児の頭方向を点数が相対的に高く付与された左側方向に決定する。

図５は、本発明の一実施形態に係る３次元超音波診断装置によってサジタルビューで調整するための基本映像であって、対象体の上面映像を抽出する一例を示す図である。

図５に示すように、３次元超音波診断装置は、上面方向の第２仮想平面５０１を、胎児をスキャンした映像データに対して開始点５０１から胎児の頭方向５０３（矢印の方向）に一定の間隔で移動させながら、第２仮想平面５０１に含まれる複数の映像データを抽出する。

その後、３次元超音波診断装置は、第２仮想平面５０１に含まれる複数の映像データから胎児の頭に該当する複数の楕円の周縁長を測定し、その測定された複数の楕円の周縁長の平均値よりも大きい周縁長を有する映像データを選別する。例えば、３次元超音波診断装置は、第２仮想平面５０１に含まれる複数の映像データが１０個である場合、楕円の周縁長が平均周縁長、すなわち、８．６ｃｍよりも大きい周縁長を有する４個の映像データを選別する（図５参照）。

３次元超音波診断装置は、楕円の周縁長が平均値よりも大きい映像データのうちテンプレート照合のエネルギーが最も少ない映像データを上面映像として抽出する。例えば、３次元超音波診断装置は、楕円の周縁長が平均周縁長、すなわち、８．６ｃｍよりも大きい周縁長を有する４個の映像データのうち、選定されたテンプレート（例えば、長軸の長さが２．５ｃｍ、アスペクト比が１．５である楕円）とのマッチング度が最も高い映像データを上面映像として抽出する。

ここで、３次元超音波診断装置は、各映像データで胎児の頭に該当する楕円に楕円テンプレート５０５を表示し、胎児の頭に該当する楕円にマッチングするように楕円テンプレート５０５の短軸または長軸の長さを変形してもよい。このとき、３次元超音波診断装置は、楕円テンプレート５０５の変形を最小化して、楕円テンプレート５０５に対するマッチングが最も高い映像データを抽出する。

図６は、本発明の一実施形態に係る３次元超音波診断装置によって対象体の正面映像を補正する一例を示す図である。

図６に示すように、３次元超音波診断装置は、胎児をスキャンして得た映像データから胎児の側面映像を抽出し、その側面映像で胎児の鼻骨の位置が最も高いところに位置するように、前記映像データを、正面方向に沿った軸を基準に、側面映像に対して直交する方向（側面方向）６０１に回転させ、鼻骨の位置を移動する。

このとき、３次元超音波診断装置は、鼻骨の位置が最も高いところに位置するように、前記映像データを動かすことで、胎児が斜めに位置しないようにする。この結果、胎児に対する正面映像が左右対称に表示されるようにする。すなわち、３次元超音波診断装置は、正面映像で、胎児の顔、腕、足の位置ができるだけ対称に表示されるようにする。

図７は、本発明の一実施形態に係る３次元超音波診断装置によって対象体の映像データを回転してサジタルビューを調整する一例を示す図である。

図７に示すように、３次元超音波診断装置は、対象体をスキャンして得た映像データから上面映像を抽出し、その上面映像を用いて映像データを回転することによって、対象体に対するサジタルビューを調整する。

例えば、３次元超音波診断装置は、上面映像にウィンドウ領域７０３を設定して上面映像に含まれた胎児に相当する図形をマッチングし、ウィンドウ領域７０３を基準としてマッチングされた図形の左右マッチング度が最も高くなるように映像データを回転して、対象体に対するサジタルビューを自動的に調整する。すなわち、３次元超音波診断装置は、マッチングされる図形が楕円である場合、楕円の長軸を垂直に位置させ、長軸を基準として楕円の左側と右側が最も対称になるように映像データを回転する。

このとき、３次元超音波診断装置は、上面映像の楕円が傾いた場合、上面方向に第２仮想平面内の任意の一点を貫通し、側面映像を通過する仮想軸７０１を基準軸として映像データを回転し、上面映像の楕円が傾かないように調整することによって楕円の周縁に対する左右マッチング度を高める。

図８は、本発明の一実施形態に係る３次元超音波診断装置の動作方法を示すフローチャートである。

図８に示すように、ステップＳ８０１において、３次元超音波診断装置は、人体内の対象体をスキャンして得た映像データから開始点を決定する。

このとき、対象体が胎児である場合、３次元超音波診断装置は映像データから胎児に対する側面映像を抽出し、その側面映像から胎児の鼻骨を識別し、その鼻骨を用いて開始点を決定する。

まず、３次元超音波診断装置は、映像データから胎児の側面映像を抽出し、その側面映像の輝度値を用いて胎児の鼻骨または口蓋を識別する。このとき、３次元超音波診断装置は、骨からの超音波反射が最も強いことを用いて、側面映像において輝度値が最も大きくなる部分を鼻骨または口蓋であると確定する。

その後、３次元超音波診断装置は、鼻骨の終点３０１を通過する垂直線３０３と胎児の項部透明帯（ＮＴ）を通過する水平線３０５とが交差する地点から上部に、ある設定された距離（例えば、１．３ｃｍ〜１．５ｃｍ）だけ離隔した仮想点３０７を開始点と定める。

ステップＳ８０３において、３次元超音波診断装置は対象体が胎児である場合、胎児の頭方向を決める。

例えば、３次元超音波診断装置は、側面方向の第１仮想平面を映像データに対して、第１仮想平面と直角方向に一定の間隔で移動させながら第１仮想平面に含まれる複数の映像データを抽出する。

その後、３次元超音波診断装置は、第１仮想平面に含まれる複数の映像データから胎児の鼻骨と口蓋との間のＦＭＦ角度の方向を識別し、第１方向（例えば、側面映像において頭が左側に向く方向）のＦＭＦ角度を含む映像のデータ値が第２方向（例えば、側面映像において頭が右側に向く方向）のＦＭＦ角度を含む映像のデータ値よりも大きい場合、第１方向を胎児の頭方向と確定する。

ステップＳ８０５において、３次元超音波診断装置は、上面方向の第２仮想平面を、映像データに対して開始点から胎児の頭方向に一定の間隔で移動させながら、第２仮想平面に含まれる複数の映像データを抽出する。

ステップＳ８０７において、３次元超音波診断装置は、第２仮想平面に含まれる複数の映像データのうち１つの映像データを上面映像として選択する。

このとき、３次元超音波診断装置は、第２仮想平面に含まれる映像データから映像の外形周縁長を測定し、そこで測定された外形周縁長の平均値を算出する。３次元超音波診断装置は、外形周縁長が平均値よりも大きい周縁長を有する映像データを選別し、その大きい周縁長を有する映像データのうちで、テンプレート照合のエネルギーが最も少ない映像データを上面映像として抽出する。

また、３次元超音波診断装置は、胎児が斜めに位置する場合、胎児の側面映像における鼻骨を用いて映像データを移動する。すなわち、３次元超音波診断装置は、胎児に対する側面映像において鼻骨の位置が最も高いところに位置するよう、前記映像データを、正面方向に沿った軸を中心軸に側面映像と直角方向に回転させ、鼻骨の位置を移動し、胎児の正面映像において胎児が左右対称になるように制御する。

ステップＳ８０９において、３次元超音波診断装置は、上面映像を用いて映像データを回転し、対象体に対するサジタルビューを調整する。このとき、３次元超音波診断装置は、上面方向に第２仮想平面内の任意の一点を貫通し、側面映像を通過する仮想軸７０１を基準軸として映像データを回転する。

具体的には、３次元超音波診断装置は、対象体が胎児である場合、映像データから胎児の側面映像を抽出し、その側面映像に含まれた胎児のファルクス領域に対する輝度値が最も大きくなるように映像データを回転して、対象体に対するサジタルビューを自動的に調整する。

また、３次元超音波診断装置は、他の一例として対象体が胎児である場合、上面映像に含まれた胎児に相当する図形をマッチングし、そのマッチングされた図形の左右マッチング度が最も高くなるように映像データを回転して対象体に対するサジタルビューを自動的に調整する。

本発明の実施形態は、多様なコンピュータにより行われるプログラム命令により実現され、また、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録されてもよい。前記コンピュータ読取可能な記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独または組み合わせて構成することもできる。前記媒体に記録されるプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知であり使用可能なものであってもよい。コンピュータ読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、オプティカルディスクのような磁気−光媒体、およびＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コードを含む。

上述したように、本発明を、限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような発明から多様な修正および変形が可能である。

したがって、本発明の範囲は説明された実施形態に限定されて決められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものなどによって定められなければならない。

１０１ ３次元超音波診断装置
１０３ スキャナ
１０５ 第１プロセッサ
１０７ 第２プロセッサ
１０９ 前処理部
１１１ 処理部
１１３ 制御部
２０１ 第１平面
２０３ 第２平面
２０５ 第３平面
２１１ 第１領域
２１３ 第２領域
２１５ 第３領域
３０１ 終点
３０３ 垂直線
３０５ 仮想線
３０７ 仮想点
４０１ 第１仮想平面
４０３ 方向
４０５ ＦＭＦ角度
４０７ ＦＭＦ角度
５０１ 開始点
５０３ 頭方向
５０５ 楕円テンプレート
６０１ 方向
７０１ 仮想線
７０３ ウィンドウ領域

Claims (18)

1. 人体内の対象体に超音波信号を送信し、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、
   前記超音波データを用いて前記対象体の側面映像を含む映像データを形成する映像データ形成部と、
   前記人体内の前記対象体の前記映像データから開始点を決める第１プロセッサと、
   前記開始点に基づいて、前記映像データから前記対象体の前記側面映像に直交する上面映像を抽出する第２プロセッサと、
   前記上面映像を用いて前記映像データを回転して、前記対象体に対するサジタルビューを調整する制御部と、
   を含むことを特徴とする３次元超音波診断装置。
2. 前記対象体が胎児である場合、
   前記第１プロセッサは、前記映像データから抽出した前記胎児の前記側面映像の輝度値を用いて前記胎児の鼻骨を識別し、前記鼻骨の終端を通過する垂直線と前記胎児の項部透明帯（ＮＴ）を通過する水平線とが交差する地点からある選定された距離だけ離隔された仮想点を前記映像データの開始点として定めることを特徴とする請求項１に記載の３次元超音波診断装置。
3. 前記第２プロセッサは、前記対象体が胎児である場合、前記胎児の頭頂方向を識別する前処理部を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の３次元超音波診断装置。
4. 前記映像データは、前記側面映像に対応する第１仮想平面を含み、 前記前処理部は、前記第１仮想平面を、前記映像データに対して前記第１仮想平面と直交する方向に一定の間隔で移動させながら、前記第１仮想平面に含まれ、前記胎児の鼻骨と口蓋との間のＦＭＦ角度を有する映像から前記胎児の頭が位置する第１方向を識別し、
   前記第１方向のＦＭＦ角度を含む映像のデータ値が前記第１方向に反対の第２方向のＦＭＦ角度を含む映像のデータ値よりも大きい場合、前記第１方向を前記胎児の前記頭頂方向に定めることを特徴とする請求項３に記載の３次元超音波診断装置。
5. 前記映像データは、前記上面映像に対応する第２仮想平面を含み、
   前記第２プロセッサは、前記第２仮想平面を、前記映像データに対して前記開始点から前記胎児の前記頭頂方向に一定の間隔で移動させながら、前記第２仮想平面に含まれる映像データのうちいずれか１つを前記上面映像として抽出する処理部を含むことを特徴とする請求項３または４に記載の３次元超音波診断装置。
6. 前記第２プロセッサは、前記第２仮想平面に含まれる前記映像データから前記胎児の頭の外形周縁長を測定し、前記測定された外形周縁長の平均値よりも大きい周縁長を有する映像データを選別し、前記選別された映像データのうちテンプレート照合のエネルギーが最も少ない映像データを前記上面映像として抽出することを特徴とする請求項５に記載の３次元超音波診断装置。
7. 前記対象体が胎児である場合、
   前記制御部は、前記映像データから抽出した前記胎児の前記側面映像の輝度値を用いて前記胎児の鼻骨を識別し、前記鼻骨の位置が最も高いところに位置するよう、前記側面映像と直交する方向に前記映像データの片側を移動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３次元超音波診断装置。
8. 前記対象体が胎児である場合、
   前記制御部は、前記映像データから前記胎児の前記側面映像を抽出し、前記側面映像に含まれた前記胎児のファルクス領域（falx area）の輝度値が最大になるように前記映像データを回転す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３次元超音波診断装置。
9. 前記対象体が胎児である場合、
   前記制御部は、前記上面映像に含まれる前記胎児の頭に相当する図形をマッチングし、そのマッチングされた図形の左右マッチング度が最大になるように前記映像データを回転す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３次元超音波診断装置。
10. 人体内の対象体に超音波信号を送信し、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ステップと、
    前記超音波データから前記対象体の側面映像を含む映像データを形成するステップと、
    前記人体内の前記対象体の前記映像データから開始点を決定するステップと、
    前記開始点に基づいて前記映像データから前記対象体の前記側面映像に直交する上面映像を抽出するステップと、
    前記上面映像を用いて前記映像データを回転し、前記対象体に対するサジタルビューを調整するステップと、
    を含むことを特徴とする３次元超音波診断装置の動作方法。
11. 前記対象体が胎児である場合、
    前記開始点を決定するステップは、前記映像データから抽出した前記胎児の側面映像の輝度値を用いて、前記胎児の鼻骨を識別するステップと、
    前記鼻骨の終端を通過する垂直線と前記胎児の項部透明帯（ＮＴ）を通過する水平線とが交差する地点からある選定された距離だけ離隔された仮想点を前記開始点と定めるステップと、
    を含むことを特徴とする請求項１０に記載の３次元超音波診断装置の動作方法。
12. 前記対象体の上面映像を抽出するステップは、前記対象体が胎児である場合、前記胎児の頭頂方向を決定するステップを含むことを特徴とする請求項１０または１１に記載の３次元超音波診断装置の動作方法。
13. 前記映像データは前記側面映像に対応する第１仮想平面を含み、前記対象体が胎児である場合、
    前記対象体の前記上面映像を抽出するステップは、
    前記第１仮想平面を、前記映像データに対して前記第１仮想平面と直交する方向に一定の間隔で移動させながら、前記第１仮想平面に含まれ、前記胎児の鼻骨と口蓋との間のＦＭＦ角度を有する映像から前記胎児の頭が位置する第１方向を識別するステップと、
    前記第１方向のＦＭＦ角度を含む映像のデータ値が前記第１方向と反対の第２方向のＦＭＦ角度を含む映像のデータ値よりも大きい場合、前記第１方向を前記胎児の前記頭頂方向に決定するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項１２に記載の３次元超音波診断装置の動作方法。
14. 前記映像データは、前記上面映像に対応する第２仮想平面を含み、前記対象体が胎児である場合、
    前記対象体の上面映像を抽出するステップは、前記第２仮想平面を、前記映像データに対して前記開始点から前記胎児の前記頭頂方向に一定の間隔で移動させながら、前記第２仮想平面に含まれる映像データのうちいずれか１つを前記上面映像として抽出するステップを含むことを特徴とする請求項１２または１３に記載の３次元超音波診断装置の動作方法。
15. 前記対象体が胎児である場合、
    前記対象体の上面映像を抽出するステップは、
    前記第２仮想平面に含まれる前記映像データから前記胎児の頭の外形周縁長を測定するステップと、
    前記測定された外形周縁長の平均値よりも大きい周縁長を有する映像データを選別するステップと、
    前記選別された映像データのうちテンプレート照合のエネルギーが最も少ない映像データを前記上面映像として抽出するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項１４に記載の３次元超音波検査機の動作方法。
16. 前記対象体が胎児である場合、
    前記映像データから抽出した前記胎児の前記側面映像の輝度値を用いて前記胎児の鼻骨を識別するステップと、
    前記鼻骨の位置が最も高いところに位置するように、前記側面映像と直交する方向に前記映像データの片側を移動するステップと、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１０ないし１５のいずれかに記載の３次元超音波診断装置の動作方法。
17. 前記対象体に対するサジタルビューを調整するステップは、
    前記対象体が胎児である場合、前記映像データから前記胎児の前記側面映像を抽出し、前記側面映像に含まれる前記胎児のファルクス領域の輝度値が最大になるように前記映像データを回転するステップを含むことを特徴とする請求項１０ないし１６のいずれかに記載の３次元超音波診断装置の動作方法。
18. 前記対象体に対するサジタルビューを調整するステップは、
    前記対象体が胎児である場合、前記上面映像に含まれた前記胎児の頭に相当する図形をマッチングし、そのマッチングされた図形の左右マッチング度が最高になるように前記映像データを回転するステップを含むことを特徴とする請求項１０ないし１６のいずれかに記載の３次元超音波診断装置の動作方法。

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