JP5836735B2 - 対象体のスライス映像表示超音波診断装置およびその方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、超音波診断装置で対象体をスキャンして得た対象体のボリューム映像について、その映像内の特定の測定領域における有効な測定値を容易に選別する方法に関する。

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、体内の組織で反射した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情報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、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映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年ニコライズ（Ｎｉｃｏｌａｉｄｅｓ）によって開発された方法で、胎児に異常があると、襟首の皮下組織に体液が蓄積して項部透明帯が厚くなることが知られている。

特に、ダウン症候群をはじめとする染色体異常や心臓奇形を有する胎児の場合、項部透明帯が厚くなる場合が多い。したがって、医師は超音波システムによって胎児の首後方の透明な部分の厚さを測定して、この部分の厚さが２．５mmを越える場合、絨毛膜生検法や羊水穿刺法のような精密な方法を用いて胎児の異常を調べる。

しかし、角度や測定方法によって項部透明帯の厚さが正確に測定されない場合があり、項部透明帯の厚さを正確に測定して胎児の異常を容易に診断する方法が要望されている。

本発明に係る一実施形態の目的は、胎児の項部透明帯をスキャンして取得したボリューム映像から複数のスライス映像を抽出し、その抽出された各スライス映像について測定した複数の測定値の中から意味のある測定値を有するスライス映像を有効スライス映像として選別することにより、正確な項部透明帯の厚さを測定することのできる対象体のスライス映像表示超音波診断装置およびその方法を提供することにある。

本発明に係る一実施形態の目的は、ｎ個のスライス映像から測定領域に関する単位映像を形成し、前記で形成された単位映像を３次元座標系に適用して３次元モデリング処理することによって、測定領域に関する３次元スライス映像を表示することができる、３次元対象体に対するスライス映像表示超音波診断装置およびその方法を提供することにある。

本発明の一実施形態に係る対象体に対するスライス映像表示超音波診断装置は、測定領域を含む対象体をスキャンして得たデータからボリューム映像を生成する映像スキャン部と、前記ボリューム映像内の前記測定領域に対するｎ個（ｎは自然数）のスライス映像を抽出し、前記各スライス映像で前記測定領域に関連する測定値を決定する測定部と、前記測定値を用いて前記ｎ個のスライス映像の中から有効なスライス映像を選別するプロセッサとを備える。

この時、前記測定部は、１つのスライス映像に対して、ｍ個（ｍは自然数）の各測定地点で前記測定値を算出し、その算出された前記ｍ個の測定値のうちで相対的に小さい値をそのスライス映像に対する測定値と決定する。

また、前記プロセッサは、前記ｎ個のスライス映像に対して決定した前記ｎ個の測定値のうちで相対的に大きい値の測定値を有するスライス映像を前記有効スライス映像として選別する。

また、前記超音波診断装置は、前記ｎ個のスライス映像から測定領域に関する単位映像を形成し、前記形成された単位映像を３次元座標系に適用して３次元モデリング処理するモデリング部をさらに備える。

もし、前記対象体が胎児で、前記測定領域が項部透明帯（ＮＴ、Ｎｕｃｈａｌ Ｔｒａｎｓｌｕｃｅｎｃｙ）で、前記測定値が前記項部透明帯の厚さである場合、前記測定部は前記ボリューム映像内の前記胎児の前記項部透明帯の周囲にシードを設定して、前記設定されたシードを基準として前記項部透明帯をｎ分割して前記ｎ個のスライス映像を抽出する。

この時、前記測定部は、前記ｎ個のスライス映像で前記項部透明帯の前記厚さに関するｎ個の測定値を決定する。前記プロセッサは、前記ｎ個の測定値のうちで相対的に大きい厚さを有するスライス映像を有効スライス映像として選別する。

本発明の一実施形態に係る超音波診断装置における対象体のスライス映像表示方法は、測定領域を含む対象体をスキャンして得たボリューム映像を生成するステップと、前記ボリューム映像内の前記測定領域に対するｎ個（ｎは自然数）のスライス映像を抽出するステップと、前記各スライス映像で前記測定領域に関連する測定値を決定するステップと、前記測定値を用いて前記ｎ個のスライス映像中から有効スライス映像を選別するステップとを含む。

本発明の一実施形態によれば、胎児の項部透明帯をスキャンして取得したボリューム映像から複数のスライス映像を抽出し、その抽出された各スライス映像を用いて測定した測定値の中から意味のある測定値を有するスライス映像を有効スライス映像として選別することにより、正確な項部透明帯の厚さを測定することができる。

本発明の一実施形態によれば、ｎ個のスライス映像から測定領域に関する単位映像を形成し、前記で形成された単位映像を３次元座標系に適用して３次元モデリング処理することによって、測定領域に関する３次元スライス映像を表示することができる。

本発明の一実施形態に係る対象体に対するスライス映像表示超音波診断装置の内部構成を示す図である。 対象体に対するボリューム映像からスライス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超音波診断装置における対象体に対するスライス映像表示方法の順序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する図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、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く、各図面に提示する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対象体に対するスライス映像表示超音波診断装置の内部構成を示す図である。

図１を参考にすれば、対象体に対するスライス映像表示超音波診断装置（以下「超音波診断装置」という）１００は、映像スキャン部１１０と、測定部１２０と、プロセッサ１３０と、モデリング部１４０とを備える。また、超音波診断装置１００は、図示しない表示部を備える。

映像スキャン部１１０は、対象体をスキャンすることによってボリューム映像を生成する。例えば、映像スキャン部１１０は、人体内の対象体をスキャンして得た映像データを３次元で表すボリューム映像を生成する役割をする。

換言すると、映像スキャン部１１０は、対象体に超音波信号を送信し、対象体で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。そして、映像スキャン部１１０は、該超音波データを用いて対象体の映像を形成する。この映像は、対象体の２次元超音波映像、ボリューム映像、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。

ここで、人体内の対象体は、胎児や内部臓器を含む。すなわち、映像スキャン部１１０は、胎児や内部臓器などをスキャンしてボリューム映像を生成する。

ボリューム映像を生成する一例として、映像スキャン部１１０は、対象体に対して関心領域（Ｒｅｇｉｏｎｓ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）を設定して、その設定された関心領域の内部にシード（Ｓｅｅｄ）を位置させる。この時、対象体が胎児である場合、シードは胎児の項部透明帯（ＮＴ：Ｎｕｃｈａｌ Ｔｒａｎｓｌｕｃｅｎｃｙ）近傍に位置させる。以後、映像スキャン部１１０は、３Ｄ超音波を用いて対象体をスキャンして映像データを作成し、その作成された映像データを３次元で表示部に表示する。

測定部１２０は、ボリューム映像内のある測定領域に関するｎ個（ｎは自然数）のスライス映像を抽出し、各スライス映像で測定領域に関連するある測定値を決定する。ここで、測定領域は、胎児の項部透明帯の近傍である。すなわち、対象体が胎児で、測定領域が項部透明帯である場合、測定部１２０はボリューム映像内の胎児の項部透明帯の周囲にシードを設定して、その設定されたシードを基準として項部透明帯をｎ分割してスライス映像を抽出する。

本実施形態で、測定部１２０は、項部透明帯の近傍の測定領域から複数のｎ個のスライス映像を抽出する。測定部１２０は、１つのスライス映像に対して、ｍ個（ｍは自然数）の測定地点でｍ個の測定値を算出する。例えば、測定する測定値は項部透明帯の長さ（または厚さ）である。測定部１２０は、１つのスライス映像において、算出されたｍ個の測定値のうちで相対的に小さい値を決定する。

例えば、測定部１２０は、ｎ個のスライス映像の中の第１スライス映像において２つ以上の測定地点で測定値を算出した場合、それらの測定値のうちで相対的に小さい値を第１スライス映像の測定値として決定する。

同様にして、第２スライス映像〜第ｎスライス映像においても、それぞれ相対的に小さい値を測定値として決定する。これにより、測定部１２０は、ｎ個のスライス映像に対して、合計でｎ個の測定値を決定する。

胎児の項部透明帯を測定するのは、ダウン症候群を持つ胎児を鑑別する一般的な方法である。ダウン症候群をはじめとする染色体異常や心臓奇形を有する胎児の場合、項部透明帯が厚くなる場合が多い。したがって、医師は超音波診断装置１００を用いて胎児の首後方の透明な部分の厚さを測定して、この部分の厚さが０．２５ｃｍを越える場合、絨毛膜生検法や羊水穿刺法などの精密な方法によって胎児の異常を調べることになる。

しかし、胎児の位置、超音波診断装置１００がスキャンする胎児の部位によってダウン症候群であることを判断する項部透明帯の厚さは変化する。この場合、正確な項部透明帯の厚さを測定することは困難である。したがって、正確な項部透明帯の厚さを測定するために、項部透明帯の近傍をｎ個のスライス映像に切断して、その項部透明帯の厚さを測定することにより、胎児の異常の有無を正確に把握することができるようになる。

プロセッサ１３０は、ｎ個のスライス映像に対して決定されたｎ個の測定値のうちで相対的に大きい値を有するスライス映像を「有効スライス映像」として選別する。有効スライス映像は、複数のスライス映像のうち、測定値が意味を有する映像のことをいう。すなわち、複数のスライス映像から測定された測定値のうち、有効スライス映像から測定された測定値が胎児の項部透明帯の厚さを正確に測定した値であると解釈する。

本実施形態によれば、測定部１２０がｎ個のスライス映像において項部透明帯の厚さに関するｎ個の測定値を決定すると、プロセッサ１３０はｎ個の測定値のうちで相対的に大きい厚さを有するスライス映像を有効スライス映像として確定する。例えば、プロセッサ１３０は、第１ないし第３のスライス映像のうち、第１スライス映像で測定された測定値が２．０ｍｍ、第２スライス映像で測定された測定値が２．２ｍｍ、第３スライス映像で測定された測定値が２．３ｍｍである場合、第３スライス映像を有効スライス映像として確定する。

したがって、超音波診断装置１００は、上記のようにして選別し確定された有効スライス映像の測定値を胎児の項部透明帯の厚さとして決定することによって、正確な項部透明帯の厚さを測定することができる。

また、モデリング部１４０は、ｎ個のスライス映像から測定領域に関する単位映像を形成し、その形成された単位映像を３次元座標系に適用して３次元モデリング処理を行う。すなわち、モデリング部１４０は、胎児の項部透明帯の近傍に関する２次元単位映像を３次元座標系に適用することによって、３次元スライス映像を生成する。このようにして生成された３次元スライス映像は、超音波診断装置１００の画面上（表示部）に表示される。

なお、本発明において、モデリング部１４０は必ずしも必要ではなく、他の実施形態ではモデリング部１４０は備えられていなくてもよい。

表示部は、映像スキャン部１１０で形成されたボリューム映像、３次元超音波映像などの映像を表示する。また、表示部は、測定部１２０で抽出されたスライス映像を表示する。

図２は、対象体のボリューム映像からスライス映像を抽出する一例を示す図である。

図２を参照すると、測定部１２０は、対象体に対するボリューム映像内で測定領域の項部透明帯２１０の近傍を「縦」方向（胎児の厚さ方向）２２０に切った複数の断面を複数のスライス映像２３０として抽出する。そして測定部１２０は、前記で抽出されたそれぞれのスライス映像２３０に対して、ｍ（ｍは自然数）個の各測定地点で項部透明帯２１０の厚さを測定し、そこで算出されたｍ個の測定値のうちで相対的に小さい値をスライス映像２３０の測定値として決定する。

また、他の実施形態において、測定部１２０は、対象体に対するボリューム映像内で測定領域の項部透明帯２１０の近傍を「横」方向（胎児の全長方向）２４０に切った複数の断面を複数のスライス映像２５０として抽出する。測定部１２０は、前記で抽出されたそれぞれのスライス映像２５０に対して、ｍ個（ｍは自然数）の各測定地点で項部透明帯２１０の厚さを測定して測定値を算出し、そこで算出されたｍ個の測定値のうちで相対的に小さい値をスライス映像２５０の測定値として決定する。

図３は、本発明の一実施形態に係る超音波診断装置における対象体に対するスライス映像を表示する順序を示すフローチャートである。

ステップＳ３１０において、超音波診断装置１００は、対象体をスキャンしてボリューム映像を生成する。超音波診断装置１００は、人体内の対象体をスキャンして得た映像データから３次元でボリューム映像を生成する。ここで、人体内の対象体は、胎児や内部器官を含む臓器である。すなわち、超音波診断装置１００は、胎児や内部臓器などをスキャンしてボリューム映像を生成する。

ステップＳ３２０において、超音波診断装置１００は、ボリューム映像内の測定領域に対し、ｎ個（ｎは自然数）のスライス映像を抽出する。図２を参考にすれば、超音波診断装置１００は、対象体に対するボリューム映像内で測定領域の項部透明帯２１０の近傍を「縦」方向、または「横」方向に切った複数の断面を複数のスライス映像として抽出する。

ステップＳ３３０において、超音波診断装置１００は、各スライス映像で測定領域と関連する測定値を決定する。超音波診断装置１００は、各スライス映像に対してそれぞれ、ｍ個（ｍは自然数）の測定地点で測定値を算出する。ここで、測定値とは、例えば、項部透明帯の長さ（または厚さ）である。超音波診断装置１００は、前記で算出されたｍ個の測定値のうちで相対的に小さい値を１つのスライス映像を代表する測定値として決定する。

このようにして、超音波診断装置１００は、ｎ個のスライス映像に対して合計でｎ個の測定値を決定する。

ステップＳ３４０において、超音波診断装置１００は、測定値を用いてｎ個のスライス映像の中から有効スライス映像を選別する。超音波診断装置１００は、ｎ個のスライス映像に対して決定したｎ個の測定値のうちで相対的に大きい測定値を有するスライス映像を有効スライス映像として選別する。

したがって、超音波診断装置１００は、前記で選別された有効スライス映像で測定された測定値を胎児の項部透明帯の厚さであると確定することによって、正確な項部透明帯の厚さを測定することができる。

他の実施形態において、超音波診断装置１００は、ｎ個のスライス映像から測定領域に関する単位映像を形成し、その形成された単位映像を３次元座標系に適用して３次元でモデリング処理することにより、生成された３次元スライス映像を画面上に表示する。

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で実現され、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録される。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備えることもできる。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、あるいは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る高級言語コードを含む。

上述したように、本発明は、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、この概念に基づいて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によって定められなければならない。

１００：スライス映像表示超音波診断装置
１１０：映像スキャン部
１２０：測定部
１３０：プロセッサ
１４０：モデリング部
２１０：項部透明帯
２２０：「縦」方向
２３０：複数のスライス映像
２４０：「横」方向
２５０：複数のスライス映像

Claims (8)

1. 測定領域を含む対象体をスキャンしてボリューム映像を生成する映像スキャン部と、
   前記ボリューム映像から前記測定領域に対するｎ個（ｎは自然数）のスライス映像を抽出し、前記各スライス映像で前記測定領域に関連する測定値を決定する測定部と、
   前記測定値を用いて前記ｎ個のスライス映像の中から有効スライス映像を選別するプロセッサと、
   を備え、
   前記対象体が胎児で、前記測定領域が項部透明帯（ＮＴ、Ｎｕｃｈａｌ Ｔｒａｎｓｌｕｃｅｎｃｙ）で、前記測定値が前記項部透明帯の厚さである場合、
   前記測定部は、前記ボリューム映像内の前記胎児の前記項部透明帯の周囲にシードを設定し、前記設定されたシードを基準として前記項部透明帯をｎ分割して前記ｎ個のスライス映像を抽出し、
   前記測定部は、前記得られたｎ個のスライス映像の各スライス映像に対して、ｍ個（ｍは自然数）の各測定地点で前記項部透明帯の前記厚さを測定してｍ個の測定値を算出し、前記算出されたｍ個の測定値のうちで相対的に小さい値を選別して、前記測定値とすることを特徴とする、対象体のスライス映像表示超音波診断装置。
2. 前記測定部は、前記ｎ個のスライス映像で前記項部透明帯の前記厚さに関するｎ個の測定値を決定し、
   前記プロセッサは、
   前記ｎ個の測定値のうちで相対的に大きい厚さの測定値を有する前記スライス映像を前記有効スライス映像として選別する、請求項１に記載の対象体のスライス映像表示超音波診断装置。
3. 前記プロセッサは、
   前記ｎ個のスライス映像に対して決定した前記ｎ個の測定値のうちで相対的に大きい値のスライス映像を前記有効スライス映像として選別する、請求項１または２に記載の対象体のスライス映像表示超音波診断装置。
4. 前記ｎ個のスライス映像から前記測定領域に関する単位映像を形成し、前記形成された単位映像を３次元座標系に適用して３次元モデリング処理を行うモデリング部をさらに備える、請求項１に記載の対象体のスライス映像表示超音波診断装置。
5. 測定領域を含む対象体をスキャンしてボリューム映像を生成するステップと、
   前記ボリューム映像内の前記測定領域に対してｎ個（ｎは自然数）のスライス映像を抽出するステップと、
   前記各スライス映像で前記測定領域に関連する測定値を決定するステップと、
   前記測定値を用いて前記ｎ個のスライス映像の中から有効スライス映像を選別するステップと、
   を含み、
   前記対象体が胎児で、前記測定領域が項部透明帯で、前記測定値が前記項部透明帯の厚さである場合、
   前記スライス映像を抽出するステップは、
   前記ボリューム映像内の前記胎児の前記項部透明帯の周囲にシードを設定するステップと、
   前記設定されたシードを基準として前記項部透明帯をｎ分割して前記ｎ個のスライス映像を抽出するステップと、を含み、
   前記測定領域に関連する測定値を決定するステップは、
   １つのスライス映像に対して、ｍ個（ｍは自然数）の各測定地点で前記項部透明帯の前記厚さを測定してｍ個の測定値を算出するステップと、
   前記算出された前記ｍ個の測定値のうちで相対的に小さい値を前記測定値に決定するステップと、
   を含むことを特徴とする、超音波診断装置における対象体のスライス映像表示方法。
6. 前記測定領域に関連する測定値を決定するステップは、
   前記ｎ個のスライス映像で前記項部透明帯の前記厚さに関するｎ個の測定値を決定するステップを含み、
   前記有効スライス映像を選別するステップは、
   前記ｎ個の測定値のうちで相対的に大きい厚さの測定値を有する前記スライス映像を前記有効スライス映像として選別するステップを含む、請求項５に記載の超音波診断装置における対象体のスライス映像表示方法。
7. 前記有効スライス映像を選別するステップは、
   前記ｎ個のスライス映像に対して決定した前記ｎ個の測定値のうちで相対的に大きい値の測定値を有するスライス映像を前記有効スライス映像として選別するステップを含む、請求項５または６に記載の超音波診断装置における対象体のスライス映像表示方法。
8. 前記ｎ個のスライス映像から前記測定領域に関する単位映像を形成するステップと、
   前記形成された単位映像を３次元座標系に適用して３次元でモデリング処理するステップと、
   をさらに含む、請求項５に記載の超音波診断装置における対象体のスライス映像表示方法。

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