JP5543469B2 - ３次元超音波画像データを検討するための標準プロトコルの生成 - Google Patents

Description

本発明は、医療診断超音波システムに関し、特に、３次元（3D）超音波画像データを使用して効率的な検討（レビュー）及び診断を可能にする超音波システムに関する。

超音波診断は、より洗練され、より改善された技術であり、超音波画像形成システムは、産科学、心臓学、血管及び放射線医学のような所定の特定のタイプの検査の間で特定の生体構造を画像形成するために専門化及び構成されている。この超音波の専門化により、超音波診断の実務は、より標準化されてきており、特定の兆候又は特徴をもつ患者の画像を取得するために特定の画像の取得プロトコルが設計される。

たとえば、一般的な腹部の検査プロトコルは、肝臓、腎臓、胆嚢及び膵臓の特定の画像の取得を要求する場合がある。一般的に、血管の検査は、頸動脈及び人体の肢の脈管構造の特定の画像の取得を要求する場合がある。超音波画像形成システムの製造業者は、それらのシステムに予めプログラムされた検査プロトコルを設け、これらの特定の画像系列の収集を通して超音波検査者を誘導することで、この動向に従っている。また、これら予めプログラムされた検査プロトコルにより、超音波画像形成システムは、特定の情報に自動的に適合されたリポートを作成することが可能である。係る予めプログラムされたプロトコル及びリポートは、超音波検査を行う効率を改善している。

特に一般的な検査向けのプロトコルといった予めプログラムされたプロトコルは、画像形成された生体構造が正常であるか又は疑わしい特性を示すかを判定するために、人体の特定の領域における一連の画像、測定及び計算を通して、超音波検査者に段階を付けるために設計される。これら予めプログラムされたプロトコルに加えて、より洗練された超音波画像形成システムにより、超音波検査者は、超音波画像形成システムにおけるデフォルトのプロトコルにより提供されないカスタムな超音波画像取得の注文、システムセットアップ、測定及び計算を含む、カスタムプロトコルを設計することができる。この価値のある機能は、超音波画像形成システム及びその変形例が提供されるプロトコルのみを使用するという制約から超音波検査者を解放し、超音波検査者及び研究者は、それら自身の新たな且つより効率的なプロトコル及びシステムコンフィギュレーションを開発することが可能である。

従来の２次元（2D）画像よりは超音波ボリューム画像を取得することが更に有益である多くの臨床の応用が存在する。例は、多数のキーとなる画像が１つの臓器から望まれる臨床の応用、面外の情報が取得されたデータの検討に対して重要なコンテキストを与える臨床の応用、又はキーとなる画像が音響窓に対して指向性のために2Dにおいて取得するのが困難である臨床の応用を含む。これらの場合、3Dは、必要とされる取得の数を低減する潜在能力を提供する。診断される全体の臓器又は組織は、3Dプローブの観察領域においてセンタリングすることができ、「捕捉」ボタンのクリックにより、診断されている全体の生体構造のボリュームを捕捉することができる。しかし、あるボリューム画像の診断が問題となる可能性がある。すなわち、解剖学的ランドマークが周囲の組織によりぼやけてしまい、血管が絡み合い、曲がりくねったパスに従う可能性があり、そして生体構造は普通でない形状又は予期しない形状を持つようになる場合があるためである。

しかし、主に3Dボリューム画像の診断における困難さは、超音波診断者及び外科医が3Dボリューム画像ではなくプレーナ2D超音波画像から診断を行うことに慣れているという事実にある。従って、大部分の3D超音波画像を観察するものは、3Dボリュームの異なる平面を見る能力を有する。１つの一般的なアプローチは、ユーザにそのボリュームを通して３つの直交する「切断面」を表示することである。ユーザには、そのボリュームにおける切断面の位置を変える能力が与えられる。３つの平面のｘ，ｙ及びｚ座標を変えることで、臨床医は、必要な診断のために彼又は彼女にとって精通している平面画像を取得することができる。従って、診断の課題は、必要な2D画像を取得することから、診断のために望まれる画像平面を発見するため、ボリューム画像を通してナビゲートすることに変わる。3D超音波画像形成における課題は、患者の評価にとって重要な全ての画像へと、ボリュームを通して一貫してナビゲートできることである。

超音波ボリューム画像を通したナビゲートにおいて臨床医を支援するため、様々な試み及び画像処理技術が開発されている。１つのアプローチは、予め決定された解剖学的ランドマークをもつ画像平面を自動的に探すために設計された自動化された画像解析を提供することである。ボリューム画像データからのこれらの画像平面は、「スタンダードビュー」と呼ばれる。スタンダードビューを探す１つのアプローチは、たとえば、国際特許出願公開WO2006/105071に記載されている。しかし、画像解析のアプローチは、解剖学的なランドマーク及びスタンダードビューが様々な個人の生体構造に現れる異なるやり方により阻止される可能性がある。別のアプローチは、米国特許出願公開No2005/0004465及び2005/0251036に記載される特定の平面画像間の空間的な関係を手動的に決定することから統計量を生成する技術である。係るアプローチは、面倒であり、高い統計的な変動をもつ生体構造に遭遇する可能性がある。3D超音波画像形成において、最も困難な仕事の１つは、ボリュームにおける関心のある領域から別の領域にユーザをナビゲートすることである。

【０００８】
従って、診断のために必要とされる画像平面を発見するため、超音波ボリューム画像を通して迅速且つ自信を持ってナビゲートすることができる機能を臨床医に提供することが望まれる。好ましくは、この能力は、臨床医が迅速に必要な3Dボリュームデータを取得して所望の平面画像にナビゲートすることを可能にするように設計されるプロトコルの形式であるべきである。
【課題を解決するための手段】

本発明の原理によれば、超音波診断システム及び方法が記載され、本システム及び方法は、3D超音波の取得（acquisition）のための標準的な検討（review）プロトコルを生成するため、画像の3D操作（manipulation）、注釈（annotation）、測定（measurement）及び捕捉（capture）を含む、3D超音波画像データのセットの専門家による検討を記録するのを可能にする。3Dデータの記録された操作は、特に同じ患者の一連の検査の場合、他の3Dボリュームを通してナビゲートするために再生される。この機能は、必要とされるステップを通して全ての経験レベルの検査者を誘導して、3Dデータからキーとなる画像及び測定値を抽出するものであり、3Dレビューのワークフローを改善してレビューに要する時間を短縮するための自動化を可能にし、以前の画像データとの容易な比較のためにターゲットとなる生体構造の成長又は治療のモニタを可能にする。記録の機能は、生体構造の特徴間の関係を決定する統計量を生成するために使用することもできる。

本発明の原理に従って構築される超音波診断画像形成システムを例示するブロック図である。 超音波画像形成プロトコルの管理及び使用と共に使用される超音波システムのユーザインタフェースを例示する図である。 超音波画像形成プロトコルの管理及び使用と共に使用される超音波システムのユーザインタフェースを例示する図である。 本発明の自動化された3D画像データのレビュープロセスを開発する一連のステップのフローチャートである。 本発明の自動化された3D画像データのレビュープロトコルの開発及び使用を説明する3D画像データの超音波画像の系列である。 本発明の自動化された3D画像データのレビュープロトコルの開発及び使用を説明する3D画像データの超音波画像の系列である。 本発明の自動化された3D画像データのレビュープロトコルの開発及び使用を説明する3D画像データの超音波画像の系列である。 本発明の自動化された3D画像データのレビュープロトコルの開発及び使用を説明する3D画像データの超音波画像の系列である。

図１を参照して、本発明の原理に従って構築された超音波システム１００は、ブロック図の形式で示される。3D超音波画像形成用のプローブ２０は、3D超音波画像データを処理する超音波信号経路４０にケーブル２２により結合される。超音波信号経路４０は、電気信号をプローブ２０に結合する送信機、超音波エコーに対応するプローブ２０からの電気信号を受信する取得ユニット、特定の奥行き（depth）からのリターン（return）を分離するか、又は血管を流れる血液からのリターンを分離するような様々な機能を実行するために、取得ユニットからの信号を処理する信号処理ユニット、信号処理ユニットからの信号を、それらがディスプレイ１６により使用に適するように変換するスキャンコンバータを含む。

この例における処理ユニットは、スペクトルドップラ画像を含めて、様々な3DのBモード及びドップラ画像を生成するため、Bモード（構造）及びドップラ（動き）信号の両者を処理可能である。また、超音波信号経路４０は、上述の回路の動作を制御するために、処理ユニット５０とインタフェースを取る制御モジュール４４を含む。超音波信号経路４０は、勿論、上述されたものに加えて構成要素を含み、適切な例において、上述した構成要素の幾つかが省略される場合がある。

処理ユニット５０は、２、３例を挙げると、中央処理ユニット（CPU）５４、ランダムアクセスメモリ（RAM）５６及びリードオンリメモリ（ROM）５８を含めて、多数の構成要素を含む。当該技術分野で知られているように、ROM５８は、CPU５４により使用される初期化データと同様に、CPU５４により実行される命令からなるプログラムを記憶する。RAM５６は、CPU５４による使用のためにデータ及び命令の一時的な記憶を提供し、CPUにより実行されるプログラムを記憶する場合もある。

処理ユニット５０は、システム１０により取得された超音波画像に対応するデータのような、データの不揮発性記憶のためにディスクストレージドライブ６０のような大容量記憶装置とインタフェースを取る。しかし、係る画像データは、超音波信号経路４０と処理ユニット５０との間に延びる信号経路６６に結合される画像記憶装置６４に最初に記憶される。また、ディスクドライブ６０は、様々な超音波検査を通して超音波検査者を誘導するために呼び出され、好ましくは起動されるプロトコルを記憶する。

また、処理ユニット５０は、キーボード及びコントロール２８とインタフェースを取る。キーボード及びコントロール２８は、検査の終わりに自動的に生成されるリポートを超音波画像形成システム１０に生成させるため、超音波検査者により操作される場合がある。処理ユニット５０は、テキスト及び１以上の画像を含むレポートを印刷するレポートプリンタ８０とインタフェースを取ることが好ましい。プリンタ８０により提供されるレポートのタイプは、特定のプロトコルの実行により行われた超音波検査のタイプに依存する。画像に対応するデータは、ネットワーク７４又はモデム７６のような適切なデータリンクを通して臨床情報システム７０又は他の装置にダウンロードされる。

超音波画像形成プロトコルを管理する典型的なユーザインタフェースは、図２ａ及び図２ｂに例示される。図２ａ及び図２ｂの両者の左側は、プロトコルツリー８０を例示する。プロトコルツリーを例示する。プロトコルツリー８０は、典型的な心臓の検査のプロトコルの階層構造のレンダリングを示す。係る検査は、２つのステージからなる。第一のステップは、検査前の状態又は静止状態の間の超音波画像及び測定値の取得を含み、第二のステージは、実行直後の同じ超音波画像及び測定値の取得を通常は含んでいる。当業者により理解されるように、これらのステージは、「レスト“rest”」及び「インポスト“impost”」ステージをそれぞれ示す。プロトコルステージは、そのステージの間に取得される全ての画像及び測定値からなる。それぞれの画像又は測定値は、「ビュー」と呼ばれる。

図２ａを参照して、実行プロトコル（EXCERCISE）８１は、ステージRest８２及びステージImpost８４といった２つのステージからなる。ステージRest８２は、階層ツリーにおいて選択及び拡張され、このステージの全ての画像を見ることができる。画像は、テキストのラベル“LAX A”、“SAX A”、“AP4 A”及び“AP2 A”により表現される。係るラベルは、当業者により理解されるように、長軸、短軸、心尖部四腔断層像及び心尖部二腔断層像を示す。

ステージRest８２が選択されたとき、図２ａの右側は、選択されたステージのプロパティを表示するステージプロパティダイアログ（REST STAGE PROPERTIES）８６を示し、このステージで管理動作を行うボタンが超音波撮影者に提供される。より詳細には、「Delete Stage」ボタン８８、「Duplicate Stage」ボタン９０及び「Rename Stage」ボタン９２は、超音波撮影者がステージを削除、コピー及び名前の変更を行うのを可能にする。

図２ｂは、LAX Aビュー９４がステージRest８２の代わりに選択される点で図２ａとは異なる。図２ｂの左側は、プロトコル（PROTCOLS）ツリー８０を表示しており、右側は、LAX Aビュー９４が選択されているので、ビュープロパティボックス（LAX A VIEW PROPERTIES）９６を示している。LAX Aビュー９４のプロパティを表示することに加えて、ビュープロパティボックス９６は、「Delete view」ボタン９８を押すことで、選択されたビューを削除する能力を超音波撮影者に提供する。これらの図で示されたボタンの使用により、超音波システムのユーザは、異なるステージ、及びシステムに記憶されるプロトコルのビューを追加、削除及び編集することができる。また、ユーザは、新たな診断の手続について完全に新しいプロトコルを作成することができる。

ひとたびプロトコルが定義されると、定義されたプロトコルは、呼び出されて実行され、特定の診断を行うために必要とされる超音波画像の取得を通して超音波撮影者がガイドされる。プロトコルは、所定の画像又は画像系列を取得するために必要とされる超音波システムの動作パラメータを自動的にセットアップするように、取得の多くを自動化する。図２ａ及び図２ｂの例では、例示されるプロトコルは、最初の休止段階、ステージRest８２、その後の実行段階、ステージImpost８４を含む負荷エコー検査の間に取得される画像を通して超音波撮影者をガイドする。画像が取得された後、取得された画像は、心臓専門医に負荷エコー報告の形式で送出され、心臓専門医は、画像を検討し、患者の心臓の働きに関する適切な診断を行う。

本発明の原理によれば、これら取得プロトコルの標準化及び自動化の概念は、患者のケアの取得後の診断段階に拡張される。実際に、本発明は、「検討プロトコル」を記載するものであり、この検討プロトコルは、診断が行われる平面像を探すため、前に取得された3Dボリューム画像を通してナビゲートすることにおいて医師が支援される。この3Dデータの検討は、専門家によリ行われ、専門家の操作は、同じ患者又は異なる患者の同じ生体構造の後続して取得される3D画像データのセットを通してナビゲートするために記録及び再生される。

特に、本発明の適切な適用は、ある患者の第一の3Dデータセットを通して臨床医のナビゲーションを記録し、次いで、一連の検査において同じ患者の生体構造の後続して取得された3D画像データセットを通してナビゲートするため、記録された操作が再生される。3D画像データを通して自動的にナビゲートすることに加えて、本発明の検討プロトコルは、画像形成パラメータ及び注釈をセットアップすること、測定ツールを自動的に開始すること、ある標準的又は基準の平面像から別の平面像にユーザを段階的に進めるような精通したプロトコルアクションを実行することができる。係る実施の形態では、取得及び検討の両者は、同じプロトコルで自動化することができる。

たとえば、オペレータは、2D画像によるリアルタイムの検査中に類似のアクションを実行するかのように、データの3Dボリューム内の多くの平面にナビゲートされて、これらの多くの平面を評価し、及び／又は、それらを注釈を付ける必要がある場合がある。ユーザがあるボリュームを通してナビゲートされるとき、それぞれの操作は、限定されるものではないが、ある解剖学的な位置への関心中心の移動、特定の角度による所与の軸の周りのMPR（Multi-Planar Reconstructed）ビューの回転、所定の距離によるMPRビューの移動を含めて記録される。また、プロトコルは、ユーザが入力した注釈、捕捉された画像の識別、画像形成の設定、捕捉のために選択された表示レイアウトのような表示情報を記録する。

検査の検討を終了する間及び終了した後、ユーザは、ステップを編集し、あるステップから別のステップにユーザ又は自動化されたシステムを誘導する命令を追加する。たとえば、「CruxからAortaにMPR Aにおける関心の中心を移動」するための命令が入力される。また、プロトコルは、統計的データの生成における使用のため又は同じ患者へのフォローアップ検査における画像捕捉を再現するため、画像間の特定の関係を記録することができる。

図３は、本発明の3D検討プロトコルを展開するステップのフローチャートである。ステップ３０で、臨床医は、関心のある生体構造の3Dボリューム画像を取得する。たとえば関心のある生体構造が心臓である場合、3Dボリュームは、患者の心臓を含む。関心のある生体構造が胎児の頭蓋である場合、関心のある3Dボリュームは、たとえば胎児の頭部を含む。ステップ３２で、臨床医は、3Dボリューム画像における基準画像を識別する。このステップは、画像データのボリュームを通して１以上の切断面を表示する3Dビューアを臨床医が使用していることが想定される。好ましくは、3Dビューアは、ボリュームを通して３つの直交する切断面を同時に表示する。

係る切断面は、多断面再構成（MPR: Multi-Planar Reconstructed）の画像平面と呼ばれる。これは、3Dボリュームデータのアドレス指定された平面から平面像が再構成されるためである。たとえば、3D画像データのあるボリュームのボクセルは、ｘ，ｙ及びｚ座標においてアドレス指定することができる。ある画像平面は、同じｚ座標をもつ全てのｘ及びｙボクセルを表示することで再構成することができる。ｚ座標を変えることで、他の平行な平面は、再構成されて表示される。直交する画像平面は、たとえば同じｘ座標をもつ全てのｙ及びｚボクセルを表示することで再構成することができる。ステップ３２で、臨床医は、MPR座標を調節して、その中に識別可能なランドマークをもつ2D画像である基準画像を表示する。たとえば、基準となる心臓の画像は、僧帽弁の平面を通した画像である場合がある。基準となる胎児の画像は、胎児の背骨の中央を通した画像である場合がある。ある基準画像の選択は、グラフィックツールにより行われることが好ましく、このグラフィックツールにより、臨床医は、画像又はグラフィカルマーカをドラッグし、別のラインに関してある平面のロケーションライン又はボリュームに関してある平面のロケーションラインに移動させることで、ある平面を選択することができる。基準画像は、後続する3D画像の操作が進行する既知の開始ポイントを提供する。

ステップ３４では、臨床医は、後続する操作、並びに、ディスプレイ設定及びレイアウトのような他の関連する情報の記録を可能にする。ステップ３６では、臨床医は、基準画像の表示から開始する3D画像データを操作し始める。これらの操作は、既知の開始ポイントから、意図された診断のために有効な2D画像が表示される所望のエンドポイントに進行するように設計される。これらの操作は、画像データのボリュームを通して切断面を変えること、ある画像の中心を特定の解剖学的な位置に移動させること、他の解剖学的なランドマークをもつ平面に対して操作を行うこと、特定の角度により所与の軸の周りで平面視（planar view）を回転すること、或いは、レンダリングされたスライスの厚さ、投影アルゴリズム又は幾つかの他の画像の最適化パラメータを変えることにより変更を最適化することを含む。また、臨床医は、所定の生体構造を注釈でラベル付けするようなデータを入力する場合があり、このデータも記録される。臨床医が、所望の診断画像に到達するために必要とされる画像データの操作を終了したとき、臨床医は、ステップ３８で記録を終了する。臨床医は、ステップ４２で、記録された3D検討の操作を保存する。任意に、臨床医は、ステップ４６で、記録されたアクションを再現し、それらを編集する。たとえば、臨床医は、基準画像、又は開始の基準画像で現れるべき特徴の詳細であって開始の基準画像を識別する特徴の詳細を発見する指示を加えることを望む場合がある。ユーザは、一連の画像平面における特定の生体構造をラベル付けする注釈を追加するのを望む場合がある。ユーザは、系列の画像においてどのような画像が現れるかに関する例をユーザに表示するガイド画像をプロトコルに付するのを望む場合がある。ユーザは、中間の操作を削除するのを望む場合があり、従って、記録された操作は、ビュー“B”を発見する中間ステップなしに、ビュー“A”からビュー“C”に直接進む。記録された検討プロトコルは、臨床医の好みに編集されたとき、臨床医の好みは、ステップ４２で保存される。

図４、図５、図６及び図７は、3Dボリューム画像のMPRビューの系列であり、このMPRビューの系列は、本発明の検討プロトコルの記録された画像操作の系列を例示するものである。この例では、臨床医は、胎児の心臓を含む3D画像データを取得しており、左心室（LV）及び左室流出路（LVOT）を調べることを望む場合がある。所得された3D画像データは、３つの直交するMPR平面を表示する3DのMPRビューアで観察される。3DのMPRビューアが初期化されたとき、３つの直交する平面は、それぞれの平面が3Dデータの中心と交差し、且つ３つの平面がそのポイントで互いに交差するように、3D画像データの中心でセンタリングされる。

図４は、ビューアの初期化での係る表示を例示する。３つの画像平面は、右下コーナにおいて１，２及び３でそれぞれラベル付けされている。それぞれの画像に対する水平及び垂直ラインは、他の２つの画像の平面の位置を例示する。たとえば、画像１に対する水平線１３は、画像平面３の相対的な位置を記録し、画像１に対する垂直線１５は、画像平面２の相対的な位置を記録する。画像２に対する水平線１３は、画像平面３の相対的な位置を記録し、画像２に対する垂直線１７は、画像平面１の相対的な位置を記録する。構築された実施の形態では、それぞれの画像は、異なって着色されたボックスにより境界付けされ、平面の交線は、それが境界付けした画像平面の着色されたボックスに対応して色分けされる。ユーザは、色分けから、表示された画像の相対的な関係及びそれらの画像平面を見ることができる。図４に例示されるように、初期化で、交差する平面を記録する線１３，１５及び１７は、画像上で全てセンタリングされる。

図５は、臨床医が、最終的な診断画像を探すために必要な操作を開始すべき基準画像を探した後のMPRビューを示す。この例における基準画像は、胎児の心臓の４心室のビュー及び下行大動脈を示す3Dボリューム画像の切断面である。これは、この例では、所望のビューが平面１に現れるまで、切断面１のライン１７を前方及び後方に移動することで行われる。構築された実施の形態では、臨床医は、１７でラベル付けされたラインのうちの１つをマウス等でポイントし、このポイントしたラインをこのラインが現れる画像にわたってドラッグすることで行う。また、平行でない平面を見ることができるように、ボリュームを回転又は傾斜させることが必要な場合がある。これは、説明される例では、カーソルを「チルト」機能に変えるボタン１２２をクリックすることで行うことができる。臨床医は、画像のうちの１つをマウス等でポイントし、カーソルをどちらかに移動させ、表示される平面に関してボリュームを傾斜させる。これらの操作が終了した後、平面１の画像は、胎児の心臓の４進心室（LV,RV,LA及びRA）ビューを示し、図５の平面１に示されるように、画像における下行大動脈の二等分を示す。

ディスプレイに表示される基準画像により、臨床医は、レコードボタン１２４をクリックして、所望の画像に到達するために3D画像データを通した操作を記録し始める。最初の操作は、ライン１３及び１５が下行大動脈にわたり交差するように、平面１を通して切断面のライン１３及び１５をセンタリングすることである。図５の平面１のビューは、ライン１３及び１５が下行大動脈１２２に交差するようにドラッグされた後のライン１３及び１５を示す。ライン１３及び１５が交差したとき、平面２及び平面３のビューの切断面は、それぞれの画像における下行大動脈に長手方向に交差するように見える。表示されたビューにおいて、次の操作は、切断面のライン１３及び１７が大動脈基部１２６にわたり交差するように、平面２を通して切断面のライン１３及び１７をドラッグすることである。図６は、MPR画像の表示であり、この表示において、ライン１３及び１７は、このように操作されている。この操作により、平面１における切断面のライン１３は、図６に示される平面１の画像において明らかにされたLVOTと交差する。最後の操作は、心臓の５心室のビューを表示するため、そのｙ軸に関して平面１の画像を回転することである。これは、構築された実施の形態では、表示の左側の「回転“rotate”」アイコン１２８をクリックして、図７に示される回転機能をカーソルに担わせることである。この適用される機能により、臨床医は、平面１における切断面であるｙ軸の上にある小さな矢印１４をマウス等でポイントし、カーソルを移動させる。平面１の画像の切断面は、ｙ軸１５に関して3D画像データを通して回転する。画像平面が必要な量だけ回転したとき、結果は、図７における画像平面１の所望の５心室のビューであり、図７は、右心房（RA）、左心房（LA）、右心室（RV）、左心室（LV）及び左室流出路（LVOT）を示す。LV及びLVOTを通して延びる画像平面１における切断面のライン１３により、LV及びLVOTは、画像平面３の胸骨傍の長軸のビューにおける直交する断面において表示される。ディスプレイで表示される所望の診断画像により、臨床医は、レコードボタン１２４をクリックして、検討の操作の記録を停止する。操作のシーケンスには、超音波システムのディスクストレージに記憶され、呼び出される名前が与えられる場合がある。

記録された3D画像の検討の操作を記憶する前に、臨床医は、それらを検討及び編集するのを望む場合がある。たとえば、臨床医は、開始の基準画像を取得するのをユーザに指示する検討プロトコルの開始の指示を書き込むのを望む場合がある。臨床医は、図５及び図７に示される画像における解剖学的な特徴に注釈をつけるのを望む場合がある。臨床医は、このデータセットの画像が、シーケンスのそれぞれのステージでの画像において何が現れるかに関するプロトコルについて、その後のユーザへの視覚的なガイドとして、側面に現れるのを望む場合がある。臨床医は、診断にとって有効な統計的なデータベースを開発するため、画像と画像の特徴との間の空間的な関係に関するプロトコルコンパイルの測定値を有する場合がある。これらの結果は、診断検査に関する報告の作成のためにシステムレポートツールに自動的に組み込まれる。臨床医は、現在のレビュー手順の結果を編集するだけでなく、チップ（tips）、ガイダンス、及び、プロトコルのその後の使用の間に使い易くする更なる特徴と共に検討プロトコルを記憶する。

同じ臨床医又は別のユーザによりその後の3D検討手順について検討プロトコルが使用されるとき、ユーザは、胎児の心臓の3Dボリューム画像を取得し、検討プロトコルを呼び出す。ユーザは、3D画像データを操作して、プロトコルの開始で指示された基準画像の平面を発見する。ひとたび基準画像が観察されると、ユーザは、所望の診断画像に迅速に移動するため、記録されたシーケンスを再生する。ユーザは、所望の診断画像の表示に即座に到達するため、操作の完全なシーケンスを再生することができる。代替的に、自動的な検討のそれぞれのステップの間に正しい中間画像が取得されるのをユーザが視覚的に確認することができるように、ユーザは、一度に唯一の操作を再生する場合がある。中間画像の表示のうちの１つが予測されたように現れない場合、ユーザは、自動化された検討を中止し、上述された操作ツールにより表示された画像に対して手動的な調節を行うことができる。ひとたび所望の画像が発見されると、ユーザは、プロトコルを再開して、検討手順の終わりを実行するか、又は検討手順の終わりに直ちに進む。このステップ毎の機能は、生体構造が時間につれて変化したときに、一連の検査において有効である。たとえば、胎児の心臓の後の検査により、途中での胎児の成長のために胎児の生体構造が変化したことが発見される。画像の何れもが、数週間又は数ヶ月前に取得された画像と同じではない。臨床医は、それぞれの操作を通して再生されたプロトコルを進め、胎児の成長による変化を考慮するために必要とされる手動的な調節を行い、所望の診断画像に到達するため、それぞれの新たなセットの画像が正しい画像であることを確認することで、検討プロトコルを再生するのを望む場合がある。

本発明の自動化された3D検討プロトコルは、超音波システム又は臨床情報システム又は診断用ワークステーションのスタンドアロン型の機能として、或いは、より包括的なプロトコルの組み込み機能としての使用を見い出す場合がある。たとえば、取得及び検討プロトコルは、包括的な胎児の検査用に開発される。取得プロトコルは、たとえば、胎児の頭部、顔、背骨、心臓、腹部及び肢の3D画像データのセットの取得を通してユーザを誘導することができる。3Dの心臓の画像の取得に続いて、上述された3Dの胎児の心臓の検討プロトコルが取得プロトコルに組み込まれ、所望の診断画像のために取得された3Dの胎児の心臓の画像データが即座に検討される。必要な画像が所望の診断品質ではないことを検討プロトコルの使用が明らかにする場合、取得プロトコルの画像の取得ステップは、別の3Dの胎児の心臓の画像データのセットを取得するために繰り返される。この手順は、所望の診断品質の必要な診断画像が取得されたことが確認されるまで実行される。検査の間のこの検討及び検証を実行することで、画像の取得は、許容可能な3D画像データのセットが取得されるまで繰り返され、別の検査のために患者を呼び戻す必要が回避される。

本発明の自動化された3D検討プロトコルは、図１の超音波システム１０のような超音波システム自身に含むことができる。また、プロトコルは、図１の臨床情報システム７０のような臨床情報システムに含まれるか又は接続される診断用ワークステーションで使用される場合があり、この場合、3D画像データは、超音波システム１０による画像データの取得に続いてオフラインで検討される。

Claims (12)

1. ３次元超音波画像データを検討するための超音波診断画像形成システムであって、
   被検体のある領域の３次元画像データを取得する３次元超音波プローブと、
   取得された３次元画像データに応答して超音波画像を生成する超音波信号経路と、
   前記超音波信号経路に結合され、前記超音波画像を表示するディスプレイと、
   前記３次元画像データのセットに応答して、１）前記３次元画像データのセットにおける基準画像を探し、２）所望の診断画像に到達するよう、前記基準画像のビューから前記３次元画像データのセットを操作し、３）前記３次元画像データのセットの前記操作を記録し、４）所望の診断画像に到達するため、ある基準画像のビューから前記記録された操作を再現する画像検討処理ユニットと、
   を備え、
   前記記録された操作を再現することは、前記基準画像のビューから前記所望の診断画像まで、段階的なステップシーケンスにて前記記録された操作を再現することを含む、
   超音波診断画像形成システム。
2. 前記ディスプレイは、3D画像データセットの３つの異なる画像平面の画像を表示し、
   前記ディスプレイは、前記画像検討処理ユニットのための画像を表示するために使用される、
   請求項１記載の超音波診断画像形成システム。
3. 前記３次元画像データのセットの前記操作は、ある画像平面を変える操作、ある画像平面の関心のある中心を異なる解剖学的な位置に移動する操作、ある軸に関して、ある画像平面を回転させる操作、ある画像平面を所定の距離だけ移動させる操作、のうちの１以上を含む、
   請求項２記載の超音波診断画像形成システム。
4. 前記記録された操作を再現することは更に、前記基準画像のビューから前記所望の診断画像まで、連続的なステップシーケンスにて前記記録された操作を再現することを可能にする、
   請求項１記載の超音波診断画像形成システム。
5. 前記記録された操作を再現することは、前記ステップシーケンスのうちの１以上のステップで前記３次元画像データのセットを手動で操作することを含む、
   請求項１記載の超音波診断画像形成システム。
6. 超音波診断画像形成システムにおける、３次元超音波画像データの検討プロトコルを記録する方法であって、
   所与の生体構造の３次元画像データのセットを取得するステップと、
   前記３次元画像データのセットの基準画像を特定するステップと、
   画像ビュー操作の記録を開始するステップと、
   前記基準画像のビューから開始し、所望の終了画像ビューで終わるよう、前記３次元画像データのセットの画像のビューを操作するステップと、
   前記記録を終了するステップと、
   ある３次元画像データのセットで前記記録を再生するステップと、
   を含み、
   前記記録を再生するステップは、ある操作の後に一時停止する段階的な方式で前記記録を再生することを更に含む、
   方法。
7. 前記記録を再生するステップは、
   同じタイプの生体構造の第二の３次元画像データのセットを取得することと、
   前記第二の３次元画像データのセットの画像のビューを操作するために前記記録を再生することと、
   を更に含む請求項６記載の方法。
8. 前記記録を再生するステップは更に、基準画像のビューから所望の終了画像ビューまで、連続した方式で前記記録を再生することを可能にする、
   請求項６記載の方法。
9. 前記記録を検討して編集するステップを更に含む、
   請求項６記載の方法。
10. 前記編集するステップは、
    操作の段階を簡素化すること、ある画像に注釈を付けること、前記検討プロトコルのための指示を生成すること、又は前記検討プロトコルにガイド画像を含めること、のうちの１つを更に含む、
    請求項９記載の方法。
11. 請求項６記載の方法を使用して取得及び検討プロトコルを生成する方法であって、
    編集モードにおいて３次元超音波画像を取得する取得プロトコルを表示するステップと、
    ３次元画像データのセットを取得するステップに続いて前記取得プロトコルに前記検討プロトコルを組み込むステップと、
    を含む方法。
12. 前記取得及び検討プロトコルを実行して、所与の診断手順について３次元画像データのセットの取得を通してユーザを誘導し、組み込まれた前記検討プロトコルを用いて前記３次元画像データのセットを自動的に検討するステップを更に含む、
    請求項１１記載の方法。

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