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巴塞罗那vs维戈塞尔塔比分预测: 超聲波診斷裝置、醫用圖像處理裝置以及圖像處理方法.pdf

摘要
申請專利號:

维戈塞尔塔vs皇家社会 www.vmyqew.com.cn CN201380046161.8

申請日:

20130909

公開號:

CN104602611B

公開日:

20161019

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A61B8/00 主分類號: A61B8/00
申請人: 東芝醫療系統株式會社
發明人: 佐藤俊介,貞光和俊,郡司隆之,栗田康一郎,五十嵐悠
地址: 日本櫪木縣大田原市
優先權: 2012-198937,2013-186717
專利代理機構: 北京集佳知識產權代理有限公司 代理人: 舒艷君;李洋
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201380046161.8

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摘要

實施方式所涉及的超聲波診斷裝置具備位置對準部、檢測部、以及生成部。位置對準部進行三維的超聲波體數據和與三維的超聲波體數據不同的其他種類的三維的其他類型醫用圖像體數據的位置對準。檢測部確定其他類型醫用圖像體數據中的管腔區域的位置,并檢測確定出的管腔區域在超聲波體數據中的位置。生成部根據由檢測部檢測到的管腔區域的位置,生成從設定于管腔區域的內部的視點對超聲波體數據投影而得到的投影圖像數據,作為顯示于規定的顯示部的顯示圖像數據。

權利要求書

1.一種超聲波診斷裝置,其特征在于,具備:位置對準部,進行三維的超聲波體數據和與該三維的超聲波體數據不同的其他種類的三維的其他類型醫用圖像體數據的位置對準;檢測部,確定上述其他類型醫用圖像體數據中的管腔區域的位置,并檢測該確定出的管腔區域在上述超聲波體數據中的位置;以及生成部,根據由上述檢測部檢測到的管腔區域的位置,生成從設定于該管腔區域的內部的視點對上述超聲波體數據投影而得到的投影圖像數據,作為顯示于規定的顯示部的顯示圖像數據。2.根據權利要求1所述的超聲波診斷裝置,其特征在于,上述生成部進行對與由上述檢測部檢測到的管腔區域對應的超聲波體數據加以變更的加工,生成將對該被變更后的超聲波體數據從設定于上述管腔區域的內部的視點進行投影而得到的投影圖像數據作為上述顯示圖像數據。3.根據權利要求1所述的超聲波診斷裝置,其特征在于,上述生成部生成對由上述檢測部檢測到的管腔區域的位置進行表示的圖像數據,生成將該圖像數據和上述投影圖像數據重疊了的圖像數據作為上述顯示圖像數據。4.根據權利要求3所述的超聲波診斷裝置,其特征在于,作為對由上述檢測部檢測到的管腔區域的位置進行表示的圖像數據,上述生成部生成與該管腔區域的邊界對應的線框圖像數據,并生成將該線框圖像數據和上述投影圖像數據重疊了的圖像數據作為上述顯示圖像數據。5.根據權利要求1~4中任一項所述的超聲波診斷裝置,其特征在于,上述生成部根據上述投影圖像數據,來計算上述超聲波體數據中的管腔區域的位置,并生成將與該位置和由上述檢測部檢測到的管腔區域的位置的差量對應的區域強調顯示了的圖像數據作為上述顯示圖像數據。6.一種超聲波診斷裝置,其特征在于,具備:位置對準部,進行超聲波圖像數據和與超聲波圖像數據不同的其他種類的其他類型醫用圖像數據的位置對準;檢測部,確定上述其他類型醫用圖像數據中的包含生物體組織的輪廓的區域,并檢測該確定出的區域在上述超聲波圖像數據中的位置;以及生成部,生成根據由上述檢測部檢測到的生物體組織的位置和上述超聲波圖像數據而生成的圖像數據作為顯示于規定的顯示部的顯示圖像數據。7.根據權利要求6所述的超聲波診斷裝置,其特征在于,上述生成部生成對由上述檢測部檢測到的輪廓的位置進行表示的圖像數據,并生成將該圖像數據和上述超聲波圖像數據重疊了的圖像數據作為上述顯示圖像數據。8.一種醫用圖像處理裝置,其特征在于,具備:位置對準部,進行三維的超聲波體數據和與該三維的超聲波體數據不同的其他種類的三維的其他類型醫用圖像體數據的位置對準;檢測部,確定上述其他類型醫用圖像體數據中的管腔區域的位置,并檢測該確定出的管腔區域在上述超聲波體數據中的位置;以及生成部,根據由上述檢測部檢測到的管腔區域的位置,生成從設定于該管腔區域的內部的視點對上述超聲波體數據投影而得到的投影圖像數據,作為顯示于規定的顯示部的顯示圖像數據。9.一種圖像處理方法,其特征在于,進行三維的超聲波體數據和與該三維的超聲波體數據不同的其他種類的三維的其他類型醫用圖像體數據的位置對準;確定上述其他類型醫用圖像體數據中的管腔區域的位置,并檢測該確定出的管腔區域在上述超聲波體數據中的位置;根據檢測到的管腔區域的位置,生成從設置于該管腔區域的內部的視點對上述超聲波體數據投影而得到的投影圖像數據,作為顯示于規定的顯示部的顯示圖像數據。

說明書

技術領域

本發明的實施方式涉及超聲波診斷裝置、醫用圖像處理裝置以及圖像處理方法。

背景技術

超聲波診斷裝置與X射線CT(Computed Tomography)裝置或MRI(MRI:Magnetic Resonance Imaging)裝置等其他的醫用圖像診斷裝置相比較,是細微的構造物的描繪能力優異,例如在以血管為中心的心血管的觀察中有益的醫用圖像診斷裝置。另外,近年來,通過能夠進行超聲波的三維掃描的超聲波探頭來大致實時地沿著時間序列生成體數據的超聲波診斷裝置正在被實用化。

因此,在超聲波檢查的領域中,也正在導入對由X射線CT(Computed Tomography)裝置或磁共振成像(MRI:Magnetic Resonance Imaging)裝置等取得的體數據進行的虛擬內窺鏡顯示。例如,使用了超聲波診斷裝置的血管的虛擬內窺鏡顯示作為心血管疾病、特別作為血管狹窄或血管瘤的新的觀察方法是有用的。在此,為了進行虛擬內窺鏡顯示,需要檢測超聲波體數據(例如,B模式體數據)所包含的管腔的內腔區域。

但是,超聲波圖像(B模式圖像)與X射線CT圖像或MRI圖像等其他的醫用圖像相比較,構造物的輪廓模糊的趨勢較強。因此,如果管腔的粗度不是某一程度以上,則通過使用了程序的自動處理難以根據B模式體數據來檢測管腔的內腔區域。因此,目前超聲波診斷裝置中的虛擬內窺鏡顯示被限定于具有某一程度的粗度的管狀組織,難以適用于細的管狀組織。

專利文獻1:日本特開2007-195685號公報

發明內容

本發明要解決的問題在于,提供一種能夠取得超聲波圖像所描繪出的構造物的輪廓的超聲波診斷裝置、醫用圖像處理裝置以及圖像處理方法。

實施方式所涉及的超聲波診斷裝置具備位置對準部、檢測部、以及生成部。位置對準部進行三維的超聲波體數據和與三維的超聲波體數據不同的其他種類的三維的其他類型醫用圖像體數據的位置對準。檢測部確定其他類型醫用圖像體數據中的管腔區域的位置,并檢測確定出的管腔區域在超聲波體數據中的位置。生成部根據由檢測部取得的管腔區域的位置,生成將從設定于管腔區域的內部的視點對超聲波體數據進行投影而得到的投影圖像數據作為顯示于規定的顯示部的顯示圖像數據。

根據上述構成的超聲波診斷裝置,能夠取得超聲波圖像所描繪出的構造物的輪廓。

附圖說明

圖1是表示第1實施方式所涉及的超聲波診斷裝置的結構例的框圖。

圖2是用于說明第1實施方式所涉及的控制部17的結構的一個例子的圖。

圖3是用于說明第1實施方式所涉及的位置對準部的圖。

圖4是用于說明第1實施方式所涉及的取得部的圖。

圖5是用于說明第1實施方式所涉及的取得部的圖。

圖6是用于說明第1實施方式所涉及的生成部的圖。

圖7是用于說明第1實施方式所涉及的生成部的圖。

圖8是用于說明第1實施方式所涉及的超聲波診斷裝置的處理例的流程圖。

圖9是表示顯示圖像數據的其他例子的圖。

圖10是表示顯示圖像數據的其他例子的圖。

圖11是表示第2實施方式所涉及的醫用圖像處理裝置的結構例的框圖。

具體實施方式

以下,參照附圖,詳細地說明超聲波診斷裝置、醫用圖像處理裝置以及圖像處理方法的實施方式。

(第1實施方式)

首先,針對第1實施方式所涉及的超聲波診斷裝置的結構進行說明。圖1是表示第1實施方式所涉及的超聲波診斷裝置的結構例的框圖。如圖1所示例那樣,第1實施方式所涉及的超聲波診斷裝置具有:超聲波探頭1、顯示器2、輸入裝置3、位置傳感器4、發射器5、以及裝置主體10。另外,裝置主體10經由網絡100與外部裝置6連接。

超聲波探頭1具有多個振子,這些多個振子根據從后述的裝置主體10所具有的發送接收部11供給的驅動信號來產生超聲波。超聲波探頭1所具有的振子例如是壓電振子。超聲波探頭1接收來自被檢體P的反射波信號并轉換成電信號。另外,超聲波探頭1具有設置于壓電振子的匹配層和防止超聲波從壓電振子向后方傳播的背襯材料等。其中,超聲波探頭1與裝置主體10自由拆卸地連接。

當從超聲波探頭1向被檢體P發送超聲波時,所發送的超聲波在被檢體P的體內組織中的聲阻抗的不連續面被依次反射,作為反射波信號由超聲波探頭1所具有的多個壓電振子接收。所接收的反射波信號的振幅取決于反射超聲波的不連續面中的聲阻抗之差。其中,所發送的超聲波脈沖被正在移動的血流或心臟壁等的表面反射時的反射波信號由于多普勒效應而依存于移動體相對于超聲波發送方向的速度分量,并接受頻移。

例如,為了被檢體P的二維掃描,多個壓電振子以一列配置而成的1D陣列探頭作為超聲波探頭1與裝置主體10連接。例如,作為超聲波探頭1的1D陣列探頭是進行扇形掃描的扇形探頭、進行偏置扇形掃描的凸型探頭、或進行線性掃描的線型探頭等。

或者,為了被檢體P的三維掃描,例如在裝置主體10上,機械4D探頭或2D陣列探頭作為超聲波探頭1與裝置主體10連接?;?D探頭能夠使用如1D陣列探頭那樣以一列配置而成的多個壓電振子進行二維掃描,并且能夠通過使多個壓電振子以規定的角度(擺動角度)擺動來進行三維掃描。另外,2D陣列探頭能夠通過被配置成矩陣狀的多個壓電振子來進行三維掃描,并且能夠通過將超聲波會聚并發送來進行二維掃描。

位置傳感器4以及發射器5是用于取得超聲波探頭1的位置信息的裝置。例如,位置傳感器4是被安裝于超聲波探頭1的磁傳感器。另外,例如發射器5是被配置于任意的位置,并以本裝置為中心朝向外側形成磁場的裝置。

位置傳感器4檢測由發射器5形成的三維的磁場。而且,位置傳感器4根據檢測到的磁場的信息,來計算以發射器5為原點的空間中的本裝置的位置(坐標以及角度),并將計算出的位置向后述的控制部17發送。在此,位置傳感器4將本裝置所位于的三維的坐標以及角度作為超聲波探頭1的三維位置信息,向后述的控制部17發送。

輸入裝置3經由后述的接口部18與裝置主體10連接。輸入裝置3具有鼠標、鍵盤、按鈕、面板開關、觸摸指令屏、腳踏開關、軌跡球等。該輸入裝置3接受來自超聲波診斷裝置的操作者的各種設定要求,并將接受到的各種設定要求向裝置主體10轉送。

顯示器2是顯示用于超聲波診斷裝置的操作者使用輸入裝置3輸入各種設定要求的GUI(Graphical User Interface),或者顯示在裝置主體10中生成的超聲波圖像數據等的顯示裝置。

外部裝置6是經由后述的接口部18與裝置主體10連接的裝置。例如,外部裝置6是作為對各種醫用圖像的數據進行管理的系統的PACS(Picture Archiving and Communication System)的數據庫、或對添加有醫用圖像的電子病歷進行管理的電子病歷系統的數據庫等?;蛘?,外部裝置6例如是X射線CT(Computed Tomography)裝置、MRI(Magnetic Resonance Imaging)裝置等本實施方式所涉及的超聲波診斷裝置以外的各種醫用圖像診斷裝置?;蛘?,外部裝置例如是進行圖像診斷的醫生所使用的PC(Personal Computer)、CD或DVD等存儲介質、打印機等。

本實施方式所涉及的裝置主體10能夠經由接口部18從外部裝置6取得被統一為遵照DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)標準的圖像格式的各種醫用圖像的數據。例如,裝置主體10借助后述的接口部18,經由接口部18從外部裝置6取得成為由本裝置生成的超聲波圖像數據的比較對象的體數據。

裝置主體10是根據超聲波探頭1接收到的反射波信號來生成超聲波圖像數據的裝置。圖1所示的裝置主體10是能夠根據二維的反射波信號來生成二維的超聲波圖像數據、能夠根據三維的反射波信號來生成三維的超聲波圖像數據的裝置。

如圖1所示,裝置主體10具有發送接收部11、B模式處理部12、多普勒處理部13、圖像生成部14、圖像存儲器15、內部存儲部16、控制部17、接口部18。

發送接收部11根據后述的控制部17的指示,來控制超聲波探頭1所進行的超聲波發送接收。發送接收部11具有脈沖發生器、發送延遲部、以及觸發發生器等,向超聲波探頭1供給驅動信號。脈沖發生器以規定的速率頻率,反復產生用于形成發送超聲波的速率脈沖。另外,發送延遲部對脈沖發生器所產生的各速率脈沖賦予將從超聲波探頭1產生的超聲波會聚成束狀、且決定發送指向性所需的每個壓電振子的延遲時間。另外,觸發發生器以基于速率脈沖的定時,向超聲波探頭1施加驅動信號(驅動脈沖)。發送延遲部通過使對各速率脈沖賦予的延遲時間變化,來任意地調整從壓電振子面發送的超聲波的發送方向。

其中,發送接收部11為了根據后述的控制部17的指示來執行規定的掃描序列,具有能夠瞬間變更發送頻率、發送驅動電壓等的功能。特別是,發送驅動電壓的變更由能夠瞬間切換其值的線性放大器型的發送電路或者能夠電切換多個電源單元的機構實現。

另外,發送接收部11具有前置放大器、A/D(Analog/Digital)轉換器、接收延遲部、以及加法器等,對超聲波探頭1接收到的反射波信號進行各種處理來生成反射波數據。前置放大器將反射波信號按每個信道放大。A/D轉換器對放大后的反射波信號進行A/D轉換。接收延遲部賦予為了決定接收指向性所需的延遲時間。加法器對由接收延遲部處理后的反射波信號進行加法處理來生成反射波數據。通過加法器的加法處理,來自與反射波信號的接收指向性對應的方向的反射分量被強調,根據接收指向性和發送指向性形成超聲波發送接收的綜合性的波束。

當對被檢體P進行二維掃描時,發送接收部11從超聲波探頭1發送二維的超聲波束。而且,發送接收部11根據超聲波探頭1接收到的二維的反射波信號來生成二維的反射波數據。另外,當對被檢體P進行三維掃描時,發送接收部11從超聲波探頭1發送三維的超聲波束。而且,發送接收部11根據超聲波探頭1接收到的三維的反射波信號來生成三維的反射波數據。

其中,來自發送接收部11的輸出信號的形態能夠選擇是包含被稱為RF(Radio Frequency)信號的相位信息的信號的情況、或是包絡線檢波處理后的振幅信息的情況等各種形態。

B模式處理部12以及多普勒處理部13是對發送接收部11根據反射波信號生成的反射波數據進行各種信號處理的信號處理部。B模式處理部12從發送接收部11接收反射波數據,進行對數放大、包絡線檢波處理等,來生成信號強度由輝度的明亮度表現的數據(B模式數據)。另外,多普勒處理部13根據從發送接收部11接收到的反射波數據對速度信息進行頻析,生成針對多點提取出因多普勒效應引起的速度、方差、能量等移動體信息的數據(多普勒數據)。在此,移動體例如是指血流、心壁等組織、或造影劑。

其中,圖1所示例的B模式處理部12以及多普勒處理部13能夠針對二維的反射波數據以及三維的反射波數據雙方進行處理。即,B模式處理部12根據二維的反射波數據生成二維的B模式數據,根據三維的反射波數據生成三維的B模式數據。另外,多普勒處理部13根據二維的反射波數據生成二維的多普勒數據,根據三維的反射波數據生成三維的多普勒數據。

圖像生成部14根據B模式處理部12以及多普勒處理部13生成的數據生成超聲波圖像數據。即,圖像生成部14根據B模式處理部12所生成的二維的B模式數據生成由輝度表示了反射波的強度的二維B模式圖像數據。另外,圖像生成部14根據多普勒處理部13所生成的二維的多普勒數據生成表示移動體信息的二維多普勒圖像數據。二維多普勒圖像數據是速度圖像數據、方差圖像數據、能量圖像數據、或者組合這些數據而得到的圖像數據。

在此,圖像生成部14一般將超聲波掃描的掃描線信號列轉換(掃描轉換)成電視等所代表的視頻格式的掃描線信號列,生成顯示用的超聲波圖像數據。具體而言,圖像生成部14通過根據超聲波探頭1對超聲波的掃描形態進行坐標轉換,來生成顯示用的超聲波圖像數據。另外,除了掃描轉換以外,作為各種圖像處理,圖像生成部14例如使用掃描轉換后的多個圖像幀,來進行重新生成輝度的平均值圖像的圖像處理(平滑化處理)、或在圖像內使用微分濾波器的圖像處理(邊緣強調處理)等。另外,圖像生成部14對超聲波圖像數據合成附帶信息(各種參數的文字信息、刻度、體位標記等)。

即,B模式數據以及多普勒數據是掃描轉換處理前的超聲波圖像數據,圖像生成部14所生成的數據是掃描轉換處理后的顯示用的超聲波圖像數據。其中,B模式數據以及多普勒數據還被稱為原始數據(RawData)。圖像生成部14根據作為掃描轉換處理前的二維超聲波圖像數據的“二維B模式數據或二維多普勒數據”,生成作為顯示用的二維超聲波圖像數據的“二維的B模式圖像數據或二維多普勒圖像數據”。

并且,圖像生成部14通過對B模式處理部12所生成的三維的B模式數據進行坐標轉換,來生成三維B模式圖像數據。另外,圖像生成部14通過對多普勒處理部13所生成的三維的多普勒數據進行坐標轉換,來生成三維多普勒圖像數據。圖像生成部14生成“三維的B模式圖像數據或三維多普勒圖像數據”作為“三維超聲波圖像數據(超聲波體數據)”。

并且,圖像生成部14為了生成用于由顯示器2顯示體數據的各種二維圖像數據,對體數據進行繪制處理。作為圖像生成部14進行的繪制處理,例如存在進行剖面重建法(MPR:Multi Planer Reconstruction)來根據體數據生成MPR圖像數據的處理。另外,作為圖像生成部14進行的繪制處理,例如存在生成反映了三維的信息的二維圖像數據的體繪制(VR:Volume Rendering)處理。

使用圖像生成部14所具有的繪制功能,本實施方式所涉及的超聲波診斷裝置顯示使用了包含管腔狀組織的超聲波體數據的虛擬內窺鏡(VE:Virtual Endoscopy)圖像數據。該VE圖像數據是通過使用了設定于管腔內的視點以及視線方向的透視投影法,根據體數據生成的圖像數據。另外,圖像生成部14通過沿著管腔的中心線(芯線)移動視點,來進行視點位置不同的VE圖像數據的動態圖像顯示。在此,當進行該動態圖像顯示時,管腔的內壁成為作為繪制對象的剪切區域。但是,超聲波診斷裝置在其性質上,不適合觀察沒有被水分或實質充滿的消化器官等臟器。因此,超聲波診斷裝置對動態圖像顯示的適用范圍為被血液充滿的血管、被膽汁充滿的膽管等被流體充滿的管腔。

圖像存儲器15是存儲圖像生成部14所生成的顯示用的圖像數據的存儲器。另外,圖像存儲器15還能夠存儲B模式處理部12或多普勒處理部13所生成的數據。圖像存儲器15所存儲的B模式數據或多普勒數據例如能夠在診斷之后由操作者調出,經由圖像生成部14成為顯示用的超聲波圖像數據。

內部存儲部16存儲用于進行超聲波發送接收、圖像處理以及顯示處理的控制程序、診斷信息(例如,患者ID、醫生的意見等)、診斷協議或各種體位標記等各種數據。另外,內部存儲部16還根據需要,被用于保管圖像存儲器15所存儲的圖像數據等。另外,內部存儲部16所存儲的數據能夠經由后述的接口部18向外部裝置6轉送。

控制部17控制超聲波診斷裝置的處理整體。具體而言,控制部17根據經由輸入裝置3由操作者輸入的各種設定要求、從內部存儲部16讀入的各種控制程序以及各種數據,控制發送接收部11、B模式處理部12、多普勒處理部13以及圖像生成部14的處理。另外,控制部17進行控制,以便由顯示器2顯示圖像存儲器15或內部存儲部16所存儲的顯示用的圖像數據。另外,控制部17進行控制,以便將圖像生成部14所生成的顯示用的圖像數據保存在內部存儲部16等中。另外,控制部17進行控制,以便將從操作者經由輸入裝置3接受到的醫用圖像數據從外部裝置6經由網絡100以及接口部18向內部存儲部16或圖像生成部14轉送。

接口部18是針對輸入裝置3、網絡100以及外部裝置6的接口。輸入裝置3接受到的來自操作者的各種設定信息以及各種指示通過接口部18向控制部17轉送。例如,輸入裝置3從操作者接受到的圖像數據的轉送要求通過接口部18,經由網絡100通知給外部裝置6。另外,外部裝置6所轉送的圖像數據通過接口部18,被存儲于內部存儲部16,或者向圖像生成部14轉送。

通過經由接口部18與外部裝置6的數據發送接收,本實施方式所涉及的控制部17能夠與本裝置攝像得到的超聲波圖像一起,將其他的醫用圖像診斷裝置攝像得到的醫用圖像(X射線CT圖像或MRI圖像等)顯示于顯示器2。此外,與超聲波圖像一起顯示的醫用圖像的數據也可以借助CD-ROM、MO、DVD等存儲介質被保存在內部存儲部16中。

并且,控制部17能夠使圖像生成部14生成與顯示器2所顯示的二維超聲波圖像數據的剖面大致相同剖面的醫用圖像數據(例如,二維X射線CT圖像數據),并顯示于顯示器2。在此,顯示器2所顯示的二維超聲波圖像數據的剖面例如是為了生成二維超聲波圖像數據而進行了的二維超聲波掃描的剖面、為了決定收集超聲波體數據的三維超聲波掃描的區域而進行了的二維超聲波掃描的剖面、或者與根據超聲波體數據生成的剖面圖像數據(MPR圖像數據等)對應的剖面。例如,當進行被檢體P的超聲波檢查時,操作者要求轉送對成為檢查對象的被檢體P的目標部位進行了攝影而得到的X射線CT體數據。另外,操作者經由輸入裝置3調整MPR處理用的截面的位置,以使得描繪出目標部位的X射線CT圖像數據被顯示于顯示器2。

而且,通過控制部17的控制,圖像生成部14生成由操作者調節后的截面(以下稱為初始剖面)將X射線CT體數據切斷了的X射線CT圖像數據,顯示器2顯示圖像生成部14所生成的二維X射線CT圖像數據。操作者操作超聲波探頭1,以便進行與顯示器2所顯示的X射線CT圖像數據相同剖面的超聲波掃描。另外,操作者再次調整X射線CT體數據中的初始剖面的位置,以便顯示與在顯示器2中顯示的超聲波圖像數據相同剖面的X射線CT圖像。而且,當判定為顯示器2所顯示的X射線CT圖像數據和超聲波圖像數據大致為同一剖面時,操作者按下輸入裝置3的確定按鈕??刂撇?7將確定按鈕被按下的時刻從位置傳感器4取得的超聲波探頭1的三維位置信息設定為初始位置信息。另外,控制部17將確定按鈕被按下的時刻的X射線CT體數據中的初始剖面的位置決定為最終的初始剖面的位置。

之后,控制部17根據從位置傳感器4取得的超聲波探頭1的三維位置信息和初始位置信息,取得與超聲波探頭1的掃描剖面相關的移動信息,根據所取得的移動信息來變更初始剖面的位置,從而重新設定MPR用的截面。而且,通過控制部17的控制,圖像生成部14基于控制部17重新設定了的截面并根據X射線CT體數據生成X射線CT圖像數據,生成使X射線CT圖像數據和超聲波圖像數據并列的圖像數據。顯示器2顯示該圖像數據。由此,本實施方式所涉及的超聲波診斷裝置能夠在顯示器2的畫面中實時且同時顯示超聲波圖像和與該超聲波圖像大致相同剖面的X射線CT圖像。其中,以下有時使同一剖面的超聲波圖像和X射線CT圖像等與超聲波探頭1的移動相匹配,將在顯示器2的畫面中實時聯動地同時顯示的功能記作“同時顯示功能”。

以上,針對第1實施方式所涉及的超聲波診斷裝置的整體結構進行了說明。在該結構下,第1實施方式所涉及的超聲波診斷裝置顯示VE圖像數據。在此,B模式的圖像數據與X射線CT圖像或MRI圖像等其他的醫用圖像相比較,構造物的輪廓模糊的趨勢較強。因此,例如如果管腔的粗度不是某一程度以上,則通過使用了程序的自動處理難以根據B模式體數據檢測管腔的內腔區域。特別是,在搏動引起的活動激烈的血管的情況下,血管的輪廓大多數情況下更加模糊。因此,在現狀中,如果管腔的粗度不是某一程度以上,則不能檢測剪切區域。因此,以往的超聲波診斷裝置中的VE圖像數據的顯示限定于具有某一程度的粗度的管狀組織,難以適用于細的管狀組織。

鑒于此,第1實施方式所涉及的超聲波診斷裝置為了得到超聲波圖像所描繪出的構造物的輪廓,進行以下說明的控制部17的處理。具體而言,第1實施方式所涉及的控制部17取得超聲波圖像所描繪出的構造物的輪廓,并為了即便是細的管狀組織也顯示VE圖像數據,進行以下說明的處理。

以下,針對第1實施方式所涉及的控制部17的處理,使用圖2進行說明。圖2是用于說明第1實施方式所涉及的控制部17的結構的一個例子的圖。如圖2所示,控制部17具有位置對準部171、取得部172、以及生成部173。

位置對準部171進行超聲波圖像數據與和超聲波圖像數據不同的其他種類的其他類型醫用圖像數據的位置對準。例如,位置對準部171接受超聲波圖像數據為三維的超聲波體數據、其他類型醫用圖像數據為三維的其他類型醫用圖像體數據的2個體數據的指定,并且接受VE圖像數據的顯示要求。位置對準部171針對所指定的2個體數據進行位置對準。

作為一個例子,第1實施方式所涉及的位置對準部171使用上述的“同時顯示功能”,來進行位置對準。以下,使用圖3,針對位置對準部171進行的超聲波體數據與作為其他類型醫用圖像體數據的X射線CT體數據的位置對準進行說明。圖3是用于說明第1實施方式所涉及的位置對準部的圖。首先,操作者要求轉送對包含成為VE圖像數據的顯示對象的被檢體P的管腔的目標部位進行攝影而得到的X射線CT體數據。由此,如圖3所示,位置對準部171取得成為位置對準的對象的X射線CT體數據。另外,操作者進行用于對包含成為VE圖像數據的顯示對象的被檢體P的管腔的超聲波體數據進行收集的三維超聲波掃描。

例如,操作者使用能夠進行三維超聲波掃描的超聲波探頭1,在規定的剖面進行被檢體P的二維超聲波掃描。在此,規定的剖面例如被設定為位于被進行三維超聲波掃描的三維區域的中心的剖面。由于控制部17經由發送接收部11控制超聲波發送接收,所以,能夠取得該剖面相對于超聲波探頭1的相對位置。

而且,操作者一邊參照顯示器2所顯示的超聲波圖像(圖3所示的UL2D圖像),一邊操作安裝有位置傳感器4的超聲波探頭1,以使得目標部位被描繪在超聲波圖像內的大致中心。另外,操作者經由輸入裝置3調整MPR處理用的截面的位置,以使得描繪出目標部位的X射線CT圖像數據被顯示于顯示器2。

而且,當與在X射線CT體數據的MPR圖像中描繪出的目標部位的特征部分相同的特征部分在UL2D圖像上被描繪出時,操作者按下確定按鈕。另外,操作者在各圖像中,使用鼠標來指定特征部分的中心位置?;蛘?,操作者在各圖像中,使用鼠標來指定特征部分的多個位置。而且,操作者在包含按下確定按鈕時的二維超聲波掃描剖面的三維區域,進行被檢體P的三維超聲波掃描。由此,圖像生成部14生成超聲波體數據。位置對準部171根據按下確定按鈕時的X射線CT體數據的截面、超聲波探頭1的三維位置信息、和UL2D圖像以及CTMPR圖像各自的特征部位的位置,進行X射線CT體數據與超聲波體數據的位置對準。

換言之,位置對準部171根據按下確定按鈕時的X射線CT體數據的截面、超聲波探頭1的三維位置信息、和UL2D圖像以及CTMPR圖像各自的特征部位的位置,將X射線CT體數據的體素的坐標和超聲波體數據的體素的坐標建立對應。通過進行該處理,例如,即使在超聲波探頭1的位置移動而生成了新的超聲波體數據的情況下,位置對準部171也能夠進行該超聲波體數據與X射線CT體數據的位置對準。此外,位置對準部171進行位置對準的方法并不限定于上述的方法,例如,也可以采用使用了相互相關法的位置對準等公知的技術來進行。

取得部172確定其他類型醫用圖像數據中的生物體組織的位置,根據位置對準的結果來取得該確定出的生物體組織的超聲波圖像數據中的位置。作為其他類型醫用圖像體數據中的生物體組織的位置,取得部172例如確定管腔區域的位置。其中,取得部172是檢測部的一個例子。

圖4以及圖5是用于說明第1實施方式所涉及的取得部的圖。如圖4所示,取得部172通過針對由位置對準部171位置對準后的X射線CT體數據4a,使用提取CT值在空間上連續的區域的區域擴張(region growing)法或利用了形狀模板的模式匹配法等進行分割處理,從而提取各區域。

而且,取得部172針對提取出的各區域,通過使用了血管區域的形狀模板的模式匹配法或使用了血管區域的輝度值的輪廓的方法等,如圖4所示,確定并取得X射線CT體數據4a所包含的血管區域4b的位置。

而且,如圖5所示,取得部172根據位置對準的結果來取得血管區域4b的超聲波體數據5a中的位置。如上述那樣,位置對準部171取得X射線CT體數據4a的體素的坐標與超聲波體數據的體素的坐標的對應關系。取得部172使用該對應關系,如圖5所示,根據X射線CT體數據4a中的血管區域4b的位置,取得超聲波體數據5a中的與血管區域4b對應的血管區域5b的位置。

生成部173將由取得部172取得的生物體組織的位置被反映在超聲波圖像數據中的圖像數據生成為顯示于顯示器2的顯示圖像數據。生成部173例如根據由取得部172取得的生物體組織的位置來對超聲波圖像數據加工,將根據加工后的超聲波圖像數據而生成的圖像數據生成為顯示于規定的顯示部的顯示圖像數據。

具體而言,生成部173根據由取得部172取得的管腔區域的位置,將從設定于管腔區域的內部的視點對超聲波體數據投影而得到的投影圖像數據生成為顯示圖像數據。而且,生成部173使生成的顯示圖像數據顯示于顯示器2。作為一個例子,生成部173進行將與血管區域4b對應的血管區域5b的內部的體素值置換為0的加工?;謊災?,生成部173進行將與血管區域4b對應的血管區域5b的內部的體素值變更為0的加工。而且,生成部173將從設定于血管區域5b的內部的視點對將體素值置換為0后的超聲波體數據5a進行投影而得到的VE圖像數據生成為顯示于顯示器2的圖像數據。

圖6以及圖7是用于說明第1實施方式所涉及的生成部的圖。例如,如圖6所示,生成部173提取血管區域5b的中心線6a。而且,如圖6所示,生成部173使用沿著中心線6a設定的視點,生成VE圖像數據。生成部173通過沿著中心線6a移動視點,來依次生成圖7所示例的動態圖像顯示用的VE圖像數據7a。生成部173將所生成的動態圖像顯示用的VE圖像數據7a向顯示器2輸出,在顯示器2中進行VE圖像數據7a的動態圖像顯示。

另外,生成部173也可以生成以下說明的圖像數據。例如,生成部173生成對由取得部172取得的管腔區域的位置進行表示的圖像數據,將所生成的圖像數據和投影圖像數據重疊后的圖像數據作為顯示圖像數據來生成。例如,如圖7所示,生成部173生成對由取得部172取得的血管區域5b的邊界進行表示的線框圖像數據7b。而且,生成部173將對所生成的VE圖像數據7a重疊了線框圖像數據7b的圖像數據作為顯示于顯示器2的顯示圖像數據來生成。通過參照圖7所示例的圖像,操作者能夠視覺確認與VE圖像數據7a所使用的血管區域4b對應的血管區域5b的輪廓。其中,圖7所示例的線框圖像數據7b只不過是一個例子。例如,生成部173也可以將管腔區域的表面作為半透明的筒的圖像數據來生成,使所生成的圖像數據重疊于投影圖像數據。

其中,血管區域5b是與由X射線CT體數據4a確定出的血管區域4b對應的區域。因此,血管區域5b的輪廓有時與超聲波體數據5a所包含的血管區域的輪廓不一致。鑒于此,生成部173根據投影圖像數據來計算超聲波體數據中的管腔區域的位置,將對與計算出的位置和由取得部172取得的管腔區域的位置的差量對應的區域進行了強調顯示的圖像數據作為顯示圖像數據來生成。例如,生成部173從生成VE圖像數據7a時所設定的中心線6a上的視點沿著視線方向取得超聲波體數據5a的體素值。而且,例如,生成部173將體素值成為規定的閾值以上的體素作為超聲波體數據5a中的與血管區域的內壁對應的體素。通過該處理,生成部173計算出超聲波體數據中的血管區域的位置。

而且,生成部173對與計算出的超聲波體數據5a中的血管區域的位置和由取得部172取得的血管區域5b的位置的差量對應的區域進行強調顯示。在圖6所示的例子中,生成部173生成對超聲波體數據中的血管區域向血管區域5b的內部隆起的隆起部分6b進行強調顯示的圖像數據。例如,生成部173在VE圖像數據7a中,將與隆起部分6b對應的部分的色調設為紅色系。另外,生成部173生成對超聲波體數據中的血管區域向血管區域5b的外部凹陷的凹陷部分6c進行強調顯示的圖像數據。例如,生成部173在VE圖像數據7a中,將與凹陷部分6c對應的部分的色調設為藍色系。這樣,通過對超聲波體數據5a所包含的血管區域的輪廓與血管區域5b的輪廓不一致的部分進行強調顯示,操作者能夠容易地視覺確認該部分。此外,該強調顯示還能夠與上述的線框圖像數據同時顯示。

接著,使用圖8,針對第1實施方式所涉及的超聲波診斷裝置的處理進行說明。圖8是用于說明第1實施方式所涉及的超聲波診斷裝置的處理例的流程圖。

如圖8所示,當與超聲波體數據以及X射線CT體數據的指定一起接受到VE圖像數據的顯示要求時(步驟S101肯定),位置對準部171進行超聲波體數據以及X射線CT體數據的位置對準(步驟S102)。其中,直到與超聲波體數據以及X射線CT體數據的指定一起接受到VE圖像數據的顯示要求為止(步驟S101否定),位置對準部171都是待機狀態。

接著,取得部172確定X射線CT體數據中的血管區域的位置(步驟S103),然后取得確定出的血管區域在超聲波體數據中的位置(步驟S104)。生成部173通過從設定于由取得部172取得的血管區域的中心線的視點對血管區域的輪廓進行投影,來生成VE圖像數據(步驟S105)。生成部173將所生成的VE圖像數據向顯示器2輸出,在顯示器2中顯示VE圖像數據(步驟S106)。作為一個例子,生成部173依次生成動態圖像顯示用的VE圖像數據7a,在顯示器2中進行動態圖像顯示用的VE圖像數據7a的動態圖像顯示。另外,作為其他的例子,生成部173將生成的VE圖像數據作為靜態圖像顯示于顯示器2。

如上所述,第1實施方式所涉及的超聲波診斷裝置使用與超聲波圖像不同的其他種類的其他類型醫用圖像數據來確定超聲波圖像數據的模糊了的構造物的輪廓。而且,超聲波診斷裝置通過進行超聲波圖像數據與其他類型醫用圖像數據的位置對準,來取得在其他類型醫用圖像數據中確定出的構造物的輪廓在超聲波圖像數據中的位置。這樣,通過使用位置對準后的其他類型醫用圖像數據,超聲波診斷裝置能夠取得超聲波圖像所描繪出的構造物的輪廓。

另外,第1實施方式所涉及的超聲波診斷裝置由于取得超聲波圖像所描繪出的構造物的輪廓,所以即使是難以從超聲波圖像取得的細的管狀組織(血管區域等),也能夠取得其輪廓。而且,超聲波診斷裝置通過根據所取得的管狀組織的輪廓求出中心線,將中心線上的任意的點作為視點對管狀組織的輪廓進行投影,來生成VE圖像數據。因此,即使是細的管狀組織,超聲波診斷裝置也能夠實現VE圖像數據的動態圖像顯示。

另外,第1實施方式所涉及的超聲波診斷裝置生成對上述的管狀組織的輪廓的位置進行表示的線框圖像數據,并重疊顯示于超聲波圖像數據。因此,超聲波診斷裝置能夠使操作者視覺確認從其他類型醫用圖像數據取得的管狀組織的輪廓。

另外,第1實施方式所涉及的超聲波診斷裝置對超聲波體數據所包含的管狀組織的輪廓與根據其他類型醫用圖像數據確定出的管狀組織的輪廓不一致的部分進行強調顯示。因此,超聲波診斷裝置能夠使操作者容易地視覺確認這些構造物的輪廓不一致的部分。

此外,第1實施方式也可以是上述的生成部173的處理由圖像生成部14執行的情況。

(第2實施方式)

以上,針對第1實施方式進行了說明,除了上述的第1實施方式以外,也可以以各種不同的方式來加以實施。

(1)虛擬內窺鏡顯示以外的顯示方式

在上述的第1實施方式中,說明了根據超聲波體數據與其他類型醫用圖像體數據的位置對準的結果,來取得與其他類型醫用圖像體數據的管腔區域對應的超聲波體數據的區域的位置,并進行基于虛擬內窺鏡的顯示的情況。然而,實施方式并不限定于此,例如,超聲波診斷裝置還能夠以以下說明的其他顯示方式生成顯示圖像數據。

圖9以及10是表示顯示圖像數據的其他例子的圖。在圖9中,示例出根據二維超聲波圖像數據9d來觀察被檢體P的肝臟的情況。在圖9中,將對被檢體P的肝臟的一部分進行攝像而得到的二維超聲波圖像數據9d與包含被檢體P的肝臟整體而攝像得到的X射線CT體數據進行位置對準,結果,所生成的顯示圖像數據被顯示于顯示器2的顯示區域9a。首先,位置對準部171進行二維超聲波圖像數據9d與X射線CT體數據的位置對準。而且,取得部172通過分割處理來確定X射線CT體數據所包含的肝臟的位置。而且,取得部172在二維超聲波圖像數據9d中,取得與X射線CT體數據的肝臟對應的區域的位置。而且,作為顯示圖像數據,生成部173生成圖9所示例的導向圖像數據9b。而且,生成部173使導向圖像數據9b和二維超聲波圖像數據9d顯示于顯示區域9a。其中,如圖9所示,肝臟的位置被確定為包含肝臟的輪廓的區域。

圖9所示的導向圖像數據9b是對為了生成二維超聲波圖像數據9d而進行了的掃描剖面的肝臟中的位置進行表示的圖像數據。如圖9所示例那樣,導向圖像數據9b是掃描范圍圖像數據9c和肝臟圖像數據9e重疊而成的圖像數據。生成部173例如從設定于X射線CT體數據所包含的肝臟的外側的視點,對該肝臟進行體繪制處理來生成三維的肝臟圖像數據9e。另外,生成部173根據位置對準處理的結果,生成由實線以及虛線表示與肝臟圖像數據9e中的掃描范圍對應的區域的掃描范圍圖像數據9c。該掃描范圍圖像數據9c的虛線表示肝臟內部的掃描范圍,實線表示肝臟外部的掃描范圍。其中,導向圖像數據9b被縮小到顯示區域9a能夠顯示的大小。

操作者能夠參照導向圖像數據9b,來把握掃描范圍圖像數據9c和肝臟圖像數據9e重疊的區域在二維超聲波圖像數據9d中描繪出的情況。

在圖10中,示例出根據二維超聲波圖像數據10a來觀察被檢體P的血管區域的情況。在圖10中,將對被檢體P的腹部的血管區域進行攝像而得到的二維超聲波圖像數據10a和對被檢體P的腹部的血管區域進行攝像而得到的X射線CT體數據進行位置對準,結果,所生成的顯示圖像數據被顯示于顯示器2。首先,位置對準部171進行二維超聲波圖像數據10a與X射線CT體數據的位置對準。而且,取得部172通過分割處理來確定X射線CT體數據所包含的血管區域的位置。而且,取得部172在二維超聲波圖像數據10a中,取得與X射線CT體數據的血管區域對應的區域的位置。而且,作為顯示圖像數據,生成部173生成圖10所示例的血管示意圖數據10b。

圖10所示的血管示意圖數據10b是表示二維超聲波圖像數據10a與X射線CT體數據的血管區域的立體位置關系的圖像數據。生成部173從設定于X射線CT體數據所包含的血管區域的外側的視點,對該血管區域進行體繪制處理。而且,生成部173在所生成的體繪制圖像數據中,將比二維超聲波圖像數據10a的掃描剖面位于靠近前的區域的輪廓設為實線,將比該掃描剖面位于靠里側的區域的輪廓設為虛線,從而生成血管示意圖數據10b。而且,生成部173根據位置對準處理的結果使血管示意圖數據10b重疊于二維超聲波圖像數據10a,并顯示于顯示器2。

操作者參照血管示意圖數據10b,除了二維超聲波圖像數據10a所描繪出的血管區域之外,還能夠將二維超聲波圖像數據10a所沒有描繪出的血管區域與三維空間中的位置一起把握。

(2)醫用圖像處理裝置

在上述的第1實施方式以及“(1)虛擬內窺鏡顯示以外的顯示方式”中說明了的圖像處理方法也可以由獨立于超聲波診斷裝置而設置的醫用圖像處理裝置進行。該醫用圖像處理裝置能夠從PACS的數據庫或電子病歷系統的數據庫等接收超聲波圖像數據以及其他類型醫用圖像數據來進行上述的圖像處理方法。

圖11是表示第2實施方式所涉及的醫用圖像處理裝置的結構例的框圖。如圖11所示,第2實施方式所涉及的醫用圖像處理裝置200具有通信控制部201、輸出部202、輸入部203、存儲部210、以及控制部220。

通信控制部201例如控制醫用圖像處理裝置200與PACS的數據庫或電子病歷系統的數據庫等之間發送接收的各種信息涉及的通信。例如,通信控制部201從PACS的數據庫或電子病歷系統的數據庫等,接收超聲波圖像數據以及其他類型醫用圖像數據。例如,通信控制部201是網絡接口卡(NIC:Network Interface Card)。

輸出部202是輸出各種信息的輸出裝置。例如,輸出部202與顯示屏或顯示器等對應。

輸入部203是接受各種信息的輸入的輸入裝置。例如,輸入部203接受來自醫用圖像處理裝置200的操作者的各種設定要求,并將所接受的各種設定要求向控制部220輸出。例如,輸入部203與鍵盤或鼠標等對應。

存儲部210存儲各種信息。例如,存儲部210與RAM(Random Access Memory)、閃存存儲器(Flash Memory)等半導體存儲器元件、硬盤裝置或光盤裝置等存儲裝置對應。

控制部220具有:具有與位置對準部171相同的功能的位置對準部221、具有與取得部172相同的功能的取得部222、以及具有與生成部173相同的功能的生成部223??刂撇?20的功能例如能夠通過ASIC(Application Specific Integrated Circuit)或FPGA(Field Programmable Gate Array)等集成電路實現。另外,控制部220的功能例如能夠通過由CPU(Central Processing Unit)執行規定的程序來實現。

即,在醫用圖像處理裝置200中,當與超聲波體數據以及X射線CT體數據的指定一起,輸入部203接受到VE圖像數據的顯示要求時,位置對準部221進行超聲波體數據以及X射線CT體數據的位置對準。接著,取得部222確定X射線CT體數據中的血管區域的位置,取得確定出的血管區域在超聲波體數據中的位置。而且,生成部223通過從設定于由取得部222取得的血管區域的中心線的視點對血管區域的輪廓進行投影,來生成VE圖像數據。生成部173將生成的VE圖像數據向輸出部202輸出,顯示VE圖像數據。

這樣,醫用圖像處理裝置200能夠從PACS的數據庫、或電子病歷系統的數據庫等接收超聲波圖像數據以及其他類型醫用圖像數據,來進行上述的圖像處理方法。

(3)圖像處理程序

在上述的第1實施方式以及“(1)虛擬內窺鏡顯示以外的顯示方式”中說明了的圖像處理方法能夠通過由個人計算機或工作站等計算機執行預先準備好的圖像處理程序來實現。該圖像處理程序能夠經由因特網等網絡來發布。另外,該圖像處理程序還能夠存儲在硬盤、軟盤(FD)、CD-ROM、MO、DVD、USB存儲器以及SD卡存儲器等Flash存儲器等計算機可讀的非暫時性存儲介質中,通過由計算機從非暫時性記錄介質中讀出來執行。

以上,如所說明那樣,根據第1以及第2實施方式,能夠取得超聲波圖像所描繪出的構造物的輪廓。

雖然說明了本發明的幾個實施方式,但這些實施方式是作為例子而提示的,并不意圖限定本發明的范圍。這些實施方式能夠以其他的各種方式進行實施,在不脫離發明主旨的范圍內,能夠進行各種省略、置換、變更。這些實施方式或其變形與包含于發明的范圍或主旨中一樣,包含于權利要求書記載的發明及其等同的范圍中。

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超聲波 診斷 裝置 醫用 圖像 處理 以及 方法
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