JP5935344B2 - 画像処理装置、画像処理方法、プログラム、記録媒体、および、画像処理システム - Google Patents
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Description
1.実施の形態
2.変形例
[画像処理システム101の構成例]
図1は、本技術を適用した画像処理システム101の構成例を示すブロック図である。
次に、図2のフローチャートを参照して、画像処理システム101により実行される撮影処理について説明する。
ここで、図4のフローチャートを参照して、ステップS5の断面画像生成処理の詳細について説明する。
図2に戻り、ステップS6において、断面画像生成部155は、生成した断面画像を示す断面画像データを記録装置113cに保存する。
以下、本技術の実施の形態の変形例について説明する。
以上の説明では、人の腹部を撮影する例を説明したが、本技術は、もちろんそれ以外の部位、例えば、頭部、頸部、胸部、四肢等の断面の撮影を行うことも可能である。また、断面画像を用いて検査を行う対象も特に限定されるものではなく、例えば、皮下脂肪や筋肉以外にも、内蔵、骨、腱、血管等の検査に用いることができる。
なお、非医療用途に用いる場合、例えば、内臓等が写らないように、超音波の周波数と強度を適切に調整できるようにすることが望ましい。
また、以上の説明では、超音波画像を撮影しながら、リアルタイムに断面画像を生成し、表示する例を示したが、先に全ての超音波画像を撮影した後に、断面画像を生成し、表示するようにしてもよい。
さらに、超音波画像の撮影とセンサ情報の取得は、同期させるようにしてもよいし、同期させないようにしてもよい。なお、同期させない場合には、後で対応関係が分かるように、超音波画像を撮影した時刻、および、センサ情報を取得した時刻を記録するのが望ましい。
また、上述したプローブ111に設けるセンサの種類は、その一例であり、必要に応じて、追加したり、省略したり、別の種類のものを用いたりすることが可能である。例えば、被写体の断面の変形を特に補正する必要がない場合、圧力センサ146を省略することが可能である。
さらに、プローブ111を周回させる方向と垂直な方向にプローブをずらしながら、複数の断面画像を生成し、それらを合成することにより3次元の断層画像を生成するようにしてもよい。例えば、腹部の上下方向の複数の位置において断面画像を生成し、それらを合成することにより腹部の断層画像を生成することが可能である。
また、撮影中に被写体が想定以上に移動する等の要因により、センサ情報に基づいて適切に超音波画像を合成できない場合、再撮影を促すようにしてもよい。
さらに、本技術では、例えば、超音波画像の情報を用いずに、センサ情報のみを用いて超音波画像を合成し、断面画像を生成するようにすることも可能である。
また、例えば、画像処理システム101の各部の配置は、図1の例に限定されるものではなく、任意に変更することが可能である。例えば、プローブ111と画像処理装置112を一体化するようにしてもよい。また、例えば、超音波制御部151および超音波画像生成部152をプローブ111に設けるようにしてもよい。さらに、例えば、記録装置113a乃至113cを一体化したり、画像処理装置112に搭載したりするようにしてもよい。
また、各部間の通信は、有線通信により実現してもよいし、無線通信により実現してもよい。
また、図4を参照して上述した断面画像生成処理は、その一例であり、他の方法を用いることも可能である。ここで、図11乃至図18を参照して、断面画像生成処理の変形例について具体的に説明する。
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。
超音波の発生および反射波の受信を行うプローブの位置および向きを示す情報を取得する情報取得部と、
被写体の周りの複数の位置において前記プローブが受信した反射波に基づく複数の超音波画像を、超音波の発生および反射波の受信を行ったときの前記プローブの位置および向きに基づいて配置し、合成することにより前記被写体の断面の少なくとも一部を示す断面画像を生成する断面画像生成部と
を含む画像処理装置。
(2)
前記断面画像生成部は、さらに前記超音波画像の情報に基づいて、前記超音波画像を配置する
前記(1)に記載の画像処理装置。
(3)
前記断面画像生成部は、前記情報取得部により取得された前記プローブの向きの変化、および、前記超音波画像の情報に基づいて、前記プローブの並進方向の動きを検出し、前記プローブの向き、および、前記プローブの並進方向の動きに基づいて、前記超音波画像を配置する
前記(2)に記載の画像処理装置。
(4)
前記断面画像生成部は、前記プローブの向きの変化に基づいて、2つのフレームの前記超音波画像の座標系を一致させた後、前記2つのフレーム間の前記超音波画像の局所特徴点の動きに基づいて、前記プローブの並進方向の動きを検出する
前記(3)に記載の画像処理装置。
(5)
前記断面画像生成部は、前記プローブの向きの変化に基づいて、2つのフレームの前記超音波画像の座標系を一致させた後、前記2つのフレーム間の前記超音波画像に対してブロックマッチングを行うことにより、前記プローブの並進方向の動きを検出する
前記(3)に記載の画像処理装置。
(6)
前記情報取得部は、前記プローブが前記被写体を押す力を示す情報をさらに取得し、
前記断面画像生成部は、前記プローブが前記被写体を押す力、位置および向きに基づいて、前記断面画像内の前記被写体の断面の前記プローブに押されることにより生じる変形の補正を行う
前記(1)乃至(5)のいずれかに記載の画像処理装置。
(7)
前記断面画像生成部は、前記被写体が生体の身体である場合、前記断面画像内の前記身体の内部の各組織を認識し、認識した組織毎に前記プローブに押されることにより生じる変形の補正を行う
前記(6)に記載の画像処理装置。
(8)
前記断面画像生成部は、前記プローブの位置および向きに基づいて、各前記超音波画像を撮影した位置および向きを求め、前記超音波画像を撮影した位置および向きに基づいて、各前記超音波画像を所定の平面上に射影し、前記平面上に射影した画像を合成する
前記(1)乃至(7)のいずれかに記載の画像処理装置。
(9)
前記情報取得部により取得された情報に基づいて、前記プローブの状態を検出するプローブ状態検出部を
さらに含み、
前記情報取得部は、複数の種類のセンサから前記プローブの位置および向きを示すデータを取得し、
前記プローブ状態検出部は、複数の前記センサにより取得されたデータの中から、前記プローブの状態の検出に用いるデータを選択する
前記(1)乃至(8)のいずれかに記載の画像処理装置。
(10)
前記情報取得部により取得された情報に基づいて、前記プローブの状態を検出するプローブ状態検出部を
さらに含み、
前記情報取得部は、複数の種類のセンサから前記プローブの位置および向きを示すデータを取得し、
前記プローブ状態検出部は、ユーザ設定に基づいて、前記プローブの状態の検出に用いる前記センサの種類を切り替える
前記(1)乃至(8)のいずれかに記載の画像処理装置。
(11)
前記断面画像生成部は、各前記超音波画像の透過率を調整して合成することにより前記断面画像を生成する
前記(1)乃至(10)のいずれかに記載の画像処理装置。
(12)
前記プローブが受信した反射波に基づいて、超音波画像を生成する超音波画像生成部を
さらに含む前記(1)乃至(11)のいずれかに記載の画像処理装置。
(13)
前記断面画像とともに、または、前記断面画像の代わりに、前記被写体の断面の状態の分類を示すパターンのうち、該当するパターンを表す画像を表示するように制御する表示制御部を
さらに含む前記(1)乃至(12)のいずれかに記載の画像処理装置。
(14)
超音波の発生および反射波の受信を行うプローブの位置および向きを示す情報を取得し、
前記プローブが受信した反射波に基づく被写体の周りの複数の位置における超音波画像を、超音波の発生および反射波の受信を行ったときの前記プローブの位置および向きに基づいて配置し、合成することにより前記被写体の断面の少なくとも一部を示す断面画像を生成する
ステップを含む画像処理方法。
(15)
超音波の発生および反射波の受信を行うプローブの位置および向きを示す情報を取得し、
前記プローブが受信した反射波に基づく被写体の周りの複数の位置における超音波画像を、超音波の発生および反射波の受信を行ったときの前記プローブの位置および向きに基づいて配置し、合成することにより前記被写体の断面の少なくとも一部を示す断面画像を生成する
ステップを含む処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
(16)
前記(15)に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(17)
プローブおよび画像処理装置を備え、
前記プローブは、
超音波を発生する超音波発生部と、
前記超音波発生部が発生させた超音波の反射波を受信する超音波受信部と、
前記プローブの位置および向きを検出する検出部と
を含み、
前記画像処理装置は、
前記超音波受信部が受信した反射波に基づいて、超音波画像を生成する超音波画像生成部と、
被写体の周りの複数の位置における超音波画像を、超音波の発生および反射波の受信を行ったときの前記プローブの位置および向きに基づいて配置し、合成することにより前記被写体の断面の少なくとも一部を示す断面画像を生成する断面画像生成部と
を含む画像処理システム。
(18)
プローブおよび画像処理装置を備える画像処理システムの前記プローブが、
超音波を発生させ、
発生させた超音波の反射波を受信し、
前記プローブの位置および向きを検出し、
前記画像処理装置が、
前記プローブが受信した反射波に基づいて、超音波画像を生成し、
被写体の周りの複数の位置における複数の超音波画像を、超音波の発生および反射波の受信を行ったときの前記プローブの位置および向きに基づいて配置し、合成することにより前記被写体の断面の少なくとも一部を示す断面画像を生成する
ステップを含む画像処理方法。
(19)
超音波を発生する超音波発生部と、
前記超音波発生部が発生させた超音波の反射波を受信する超音波受信部と、
被写体の周りの複数の位置において前記超音波受信部が受信した反射波に基づく複数の超音波画像を合成するときに前記超音波画像を配置するための、自身の位置および向きを検出する検出部と
を含むプローブ。
(20)
前記検出部は、前記プローブが前記被写体を押す力をさらに検出する
前記(19)に記載のプローブ。
Claims (17)
- 超音波の発生および反射波の受信を行うプローブの位置および向き、並びに、前記プローブが被写体を押す力を示す情報を取得する情報取得部と、
前記被写体の周りの複数の位置において前記プローブが受信した反射波に基づく複数の超音波画像を、超音波の発生および反射波の受信を行ったときの前記プローブの位置および向きに基づいて配置し、合成することにより前記被写体の断面の少なくとも一部を示す断面画像を生成し、前記プローブが前記被写体を押す力、前記プローブの位置および向きに基づいて、前記断面画像内の前記被写体の断面の前記プローブに押されることにより生じる変形の補正を行う断面画像生成部と
を含む画像処理装置。 - 前記断面画像生成部は、さらに前記超音波画像の情報に基づいて、前記超音波画像を配置する
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記断面画像生成部は、前記情報取得部により取得された前記プローブの向きの変化、および、前記超音波画像の情報に基づいて、前記プローブの並進方向の動きを検出し、前記プローブの向き、および、前記プローブの並進方向の動きに基づいて、前記超音波画像を配置する
請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記断面画像生成部は、前記プローブの向きの変化に基づいて、2つのフレームの前記超音波画像の座標系を一致させた後、前記2つのフレーム間の前記超音波画像の局所特徴点の動きに基づいて、前記プローブの並進方向の動きを検出する
請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記断面画像生成部は、前記プローブの向きの変化に基づいて、2つのフレームの前記超音波画像の座標系を一致させた後、前記2つのフレーム間の前記超音波画像に対してブロックマッチングを行うことにより、前記プローブの並進方向の動きを検出する
請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記断面画像生成部は、前記被写体が生体である場合、前記断面画像内の前記生体の内部の各組織を認識し、認識した組織毎に前記プローブに押されることにより生じる変形の補正を行う
請求項1乃至5のいずれかに記載の画像処理装置。 - 前記断面画像生成部は、前記プローブの位置および向きに基づいて、各前記超音波画像を撮影した位置および向きを求め、前記超音波画像を撮影した位置および向きに基づいて、各前記超音波画像を所定の平面上に射影し、前記平面上に射影した画像を合成する
請求項1乃至6のいずれかに記載の画像処理装置。 - 前記情報取得部により取得された情報に基づいて、前記プローブの状態を検出するプローブ状態検出部を
さらに含み、
前記情報取得部は、複数の種類のセンサから前記プローブの位置および向きを示すデータを取得し、
前記プローブ状態検出部は、複数の前記センサにより取得されたデータの中から、前記プローブの状態の検出に用いるデータを選択する
請求項1乃至7のいずれかに記載の画像処理装置。 - 前記情報取得部により取得された情報に基づいて、前記プローブの状態を検出するプローブ状態検出部を
さらに含み、
前記情報取得部は、複数の種類のセンサから前記プローブの位置および向きを示すデータを取得し、
前記プローブ状態検出部は、ユーザ設定に基づいて、前記プローブの状態の検出に用いる前記センサの種類を切り替える
請求項1乃至7のいずれかに記載の画像処理装置。 - 前記断面画像生成部は、各前記超音波画像の透過率を調整して合成することにより前記断面画像を生成する
請求項1乃至9のいずれかに記載の画像処理装置。 - 前記プローブが受信した反射波に基づいて、超音波画像を生成する超音波画像生成部を
さらに含む請求項1乃至10のいずれかに記載の画像処理装置。 - 前記断面画像とともに、または、前記断面画像の代わりに、前記被写体の断面の状態の分類を示すパターンのうち、該当するパターンを表す画像を表示するように制御する表示制御部を
さらに含む請求項1乃至11のいずれかに記載の画像処理装置。 - 超音波の発生および反射波の受信を行うプローブの位置および向き、並びに、前記プローブが被写体を押す力を示す情報を取得し、
前記プローブが受信した反射波に基づく前記被写体の周りの複数の位置における超音波画像を、超音波の発生および反射波の受信を行ったときの前記プローブの位置および向きに基づいて配置し、合成することにより前記被写体の断面の少なくとも一部を示す断面画像を生成し、前記プローブが前記被写体を押す力、前記プローブの位置および向きに基づいて、前記断面画像内の前記被写体の断面の前記プローブに押されることにより生じる変形の補正を行う
ステップを含む画像処理方法。 - 超音波の発生および反射波の受信を行うプローブの位置および向き、並びに、前記プローブが被写体を押す力を示す情報を取得し、
前記プローブが受信した反射波に基づく前記被写体の周りの複数の位置における超音波画像を、超音波の発生および反射波の受信を行ったときの前記プローブの位置および向きに基づいて配置し、合成することにより前記被写体の断面の少なくとも一部を示す断面画像を生成し、前記プローブが前記被写体を押す力、前記プローブの位置および向きに基づいて、前記断面画像内の前記被写体の断面の前記プローブに押されることにより生じる変形の補正を行う
ステップを含む処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 請求項14に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- プローブおよび画像処理装置を備え、
前記プローブは、
超音波を発生する超音波発生部と、
前記超音波発生部が発生させた超音波の反射波を受信する超音波受信部と、
前記プローブの位置および向き、並びに、前記プローブが被写体を押す力を検出する検出部と
を含み、
前記画像処理装置は、
前記超音波受信部が受信した反射波に基づいて、超音波画像を生成する超音波画像生成部と、
前記被写体の周りの複数の位置における超音波画像を、超音波の発生および反射波の受信を行ったときの前記プローブの位置および向きに基づいて配置し、合成することにより前記被写体の断面の少なくとも一部を示す断面画像を生成し、前記プローブが前記被写体を押す力、前記プローブの位置および向きに基づいて、前記断面画像内の前記被写体の断面の前記プローブに押されることにより生じる変形の補正を行う断面画像生成部と
を含む画像処理システム。 - プローブおよび画像処理装置を備える画像処理システムの前記プローブが、
超音波を発生させ、
発生させた超音波の反射波を受信し、
前記プローブの位置および向き、並びに、前記プローブが被写体を押す力を検出し、
前記画像処理装置が、
前記プローブが受信した反射波に基づいて、超音波画像を生成し、
前記被写体の周りの複数の位置における複数の超音波画像を、超音波の発生および反射波の受信を行ったときの前記プローブの位置および向きに基づいて配置し、合成することにより前記被写体の断面の少なくとも一部を示す断面画像を生成し、前記プローブが前記被写体を押す力、前記プローブの位置および向きに基づいて、前記断面画像内の前記被写体の断面の前記プローブに押されることにより生じる変形の補正を行う
ステップを含む画像処理方法。
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