[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2010055816A1 - 超音波診断装置、超音波診断装置の規格画像データ生成方法 - Google Patents

超音波診断装置、超音波診断装置の規格画像データ生成方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2010055816A1
WO2010055816A1 PCT/JP2009/069077 JP2009069077W WO2010055816A1 WO 2010055816 A1 WO2010055816 A1 WO 2010055816A1 JP 2009069077 W JP2009069077 W JP 2009069077W WO 2010055816 A1 WO2010055816 A1 WO 2010055816A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image data
information
dimensional
image
ultrasonic
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/069077
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
大 篠原
Original Assignee
株式会社 日立メディコ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社 日立メディコ filed Critical 株式会社 日立メディコ
Priority to US13/129,395 priority Critical patent/US20110224550A1/en
Priority to JP2010537766A priority patent/JPWO2010055816A1/ja
Publication of WO2010055816A1 publication Critical patent/WO2010055816A1/ja

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42—Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4245—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving determining the position of the probe, e.g. with respect to an external reference frame or to the patient
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42—Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4245—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving determining the position of the probe, e.g. with respect to an external reference frame or to the patient
    • A61B8/4254—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving determining the position of the probe, e.g. with respect to an external reference frame or to the patient using sensors mounted on the probe
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/48—Diagnostic techniques
    • A61B8/483—Diagnostic techniques involving the acquisition of a 3D volume of data
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5215—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data
    • A61B8/5238—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for combining image data of patient, e.g. merging several images from different acquisition modes into one image
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/54—Control of the diagnostic device
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/8993—Three dimensional imaging systems
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H30/00—ICT specially adapted for the handling or processing of medical images
    • G16H30/40—ICT specially adapted for the handling or processing of medical images for processing medical images, e.g. editing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/54—Control of the diagnostic device
    • A61B8/543—Control of the diagnostic device involving acquisition triggered by a physiological signal
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H30/00—ICT specially adapted for the handling or processing of medical images
    • G16H30/20—ICT specially adapted for the handling or processing of medical images for handling medical images, e.g. DICOM, HL7 or PACS

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and in particular, mutually uses positional information of image data between the same or different ultrasonic diagnostic apparatuses or between an ultrasonic diagnostic apparatus and another modality image capturing apparatus.
  • an ultrasonic diagnostic apparatus and in particular, mutually uses positional information of image data between the same or different ultrasonic diagnostic apparatuses or between an ultrasonic diagnostic apparatus and another modality image capturing apparatus.
  • Ultrasonic diagnostic apparatuses are widely used because they can easily acquire a tomographic image inside a subject in real time. For example, since there is no X-ray exposure like a CT imaging device, it is useful for diagnosis that leads to early detection of diseases by performing it periodically. When using an ultrasonic diagnostic apparatus for such applications, it is preferable to make a diagnosis by comparing an ultrasonic image (still image) captured in the past with an ultrasonic image (still image) captured this time.
  • Patent Document 1 past volume data of a subject such as a human body is acquired in association with the subject coordinate system, and coordinate information of a tomographic plane (scan plane) of an ultrasonic image captured this time is obtained. It has been proposed to calculate a specimen coordinate system, extract a tomographic image that matches the calculated coordinate information of a tomographic plane from volume data, reconstruct a reference image, and display both on a display monitor.
  • a treatment plan is made before treatment, the treatment site is guided during treatment, and the treatment site is observed after treatment.
  • a usage to confirm the effect.
  • it is useful to compare with other modality images such as a CT image having a better spatial resolution and wider field of view than the ultrasonic image.
  • CT images MR images, PET images, and other modality images are linked.
  • it is effective to display and contrast a still image of another modality image corresponding to the ultrasonic image of the treatment site.
  • DICOM Digital-Imaging-and-Communication-in-Medicine
  • NEMA North American Electronics Manufacturers Association
  • the DICOM data structure that manages the attributes of the ultrasound image does not define a data element that holds the 3D position information of the image as a standard.
  • the ultrasonic diagnostic device has the advantage of being simple and advantageous in that it can display an ultrasonic image on a monitor in real time while taking an image, and the patient as a subject is fixed to a bed or the like. And to be able to pick up an image by freely manipulating the position and orientation of the ultrasonic probe.
  • Patent Document 1 specifically describes a method for aligning a subject coordinate system of a modality image captured by another imaging device such as a CT device and a subject coordinate system of an ultrasound image acquired by an ultrasound device. Not proposed.
  • the problem to be solved by the present invention is that position information of image data can be mutually used between the same or different ultrasonic diagnostic apparatuses or between the ultrasonic diagnostic apparatus and another modality image capturing apparatus. There is to do.
  • an ultrasonic diagnostic apparatus includes an ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves to and from a subject, and a position attached to the ultrasonic probe.
  • Three-dimensional position detection means for detecting the position and inclination of the position sensor relative to the subject by a sensor, three-dimensional image data obtained by scanning the body surface of the subject with the ultrasonic probe, and the 3 Storage means for acquiring and storing the position and inclination of the position sensor detected by a three-dimensional position detection means; and dividing the three-dimensional image data stored in the storage means into a plurality of slice image data; Based on the position and tilt information of the position sensor detected by the position detection means, standard image data setting for setting image position information and tilt information of a predetermined standard image data structure in each slice image data. And standard image data generation means for generating three-dimensional standard image data by adding image position information and tilt information set by the standard image data setting means to each slice image data. It is characterized by.
  • the standard image data generation method for the ultrasonic diagnostic apparatus includes a step in which an ultrasonic probe transmits and receives ultrasonic waves to and from a subject, and a three-dimensional position detection unit includes the ultrasonic image.
  • the standard image data setting means storing the three-dimensional image data stored in the storage means Is divided into a plurality of slice image data, and a standard image predetermined for each slice image data based on the position and tilt information of the position sensor detected by the three-dimensional position detection means.
  • the standard image data structure of the present invention is applied to other modality imaging devices, the positional information of the image data can be mutually used between the ultrasonic diagnostic apparatus and the other modality image imaging devices.
  • the DICOM data structure can be adopted as the standard image data structure.
  • the ultrasonic image acquired in the past and the ultrasonic image acquired this time are generated by the present invention even when they are captured by different ultrasonic diagnostic apparatuses.
  • the definition of image position information and tilt information is standardized by the standard. For example, it is easy to adjust the origin position and tilt of the images of the two subject coordinate systems. The image can be aligned.
  • the image position information can include the origin position of the image and the arrangement interval of the slice images, and the origin coordinate of the image can be set at the pixel center at the upper left corner of the image.
  • the inclination of the ultrasound probe can be expressed as the inclination of the image, and can be expressed as an inclination angle with respect to each axis (X axis, Y axis, Z axis) of the coordinate system of the subject.
  • the standard image data structure includes a pixel interval of each slice image data, a matrix number of pixels
  • the standard image data setting means includes the three-dimensional The distance between the voxels and the number of voxels can be obtained based on the image data, and the pixel interval and the matrix number of pixels of each slice image data can be set.
  • the position information of the image data can be further used mutually between the different ultrasonic diagnostic apparatuses or between the ultrasonic diagnostic apparatus and another modality image capturing apparatus.
  • the pixel interval is a dimension between pixels constituting the two-dimensional slice image
  • the number of pixel matrixes is the number of pixels in the row direction and the number of pixels in the column direction constituting the two-dimensional slice image.
  • the third aspect of the present invention aligns the position sensor with the anatomical feature portion of the subject and sets the origin position of the position sensor coordinate system of the subject coordinate system.
  • Coordinate conversion means for adjusting to the origin position can be provided. According to this, since the standard image data structure can be defined by the subject coordinate system, alignment between two images can be performed more easily.
  • the anatomical feature part at least one of a xiphoid process, a process of the lower rib, and a hip bone can be selected. In this case, if a plurality of anatomical feature parts are used, the subject coordinate system and the position sensor coordinate system can be associated with each other with high accuracy.
  • a 2D standard image of 3D standard image data captured by another modality image capturing device is displayed on the monitor as a reference image, and the position sensor is adjusted while adjusting the position and inclination of the position sensor.
  • the ultrasonic image acquired by the ultrasonic probe is displayed on the monitor, and the reference system is referred to the coordinate system of the position sensor so as to match the reference image and the ultrasonic image on the monitor. It can be set as the structure adjusted to the subject coordinate system of an image.
  • the fourth aspect of the present invention is provided with a body motion detection means for detecting at least one body motion waveform of an electrocardiogram waveform and a respiratory waveform in addition to the first aspect, wherein the storage means is the three-dimensional The time information from the feature point of the body motion waveform detected by the body motion detection unit while acquiring the image data is stored, and the standard image data structure includes the time information of the body motion waveform, and the standard image data
  • the setting means may be configured to set the time information in the standard image data structure of each slice image data.
  • the present invention can be effectively used by applying the standard image data structure to an ultrasonic diagnostic apparatus that does not use a three-dimensional position detection means having a position sensor. That is, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the fifth aspect of the present invention includes an ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves to and from the subject, and the ultrasonic probe is orthogonal to the slice cross section of the subject. Stores 3D image data obtained by scanning in a direction and at a constant speed, and generates 3D position and tilt information of the ultrasound probe based on the scanning of the ultrasound probe.
  • Storage means for storing, and the three-dimensional image data stored in the storage means is divided into a plurality of slice image data, based on the generated three-dimensional position and tilt information of the ultrasound probe, Standard image data setting means for setting image position information and inclination information of a predetermined standard image data structure in slice image data, and image position information and inclination set by the standard image data setting means for each slice image data Affection Characterized by being configured with a standard image data generating means for generating a three-dimensional standard image data by adding a.
  • the standard image data generation method of the ultrasonic diagnostic apparatus includes a step in which an ultrasonic probe transmits and receives ultrasonic waves to and from a subject, and a storage unit includes the ultrasonic probe.
  • 3D image data obtained by scanning a child in a direction orthogonal to the slice cross section of the subject and at a constant speed, and storing the ultrasonic probe based on scanning of the ultrasonic probe Generating and storing three-dimensional position and inclination information of the image
  • the standard image data setting means divides the three-dimensional image data stored in the storage means into a plurality of slice image data, and generates the ultrasonic wave
  • the ultrasonic diagnostic apparatus using the standard image data structure according to the present invention alone can be used effectively. That is, depending on the diagnostic site using ultrasound, there is a diagnostic site having temporal information whose form changes from moment to moment even for the same subject, such as the circulatory system such as the heart and blood vessels.
  • the diagnostic site using ultrasound
  • the circulatory system such as the heart and blood vessels.
  • acquire a 3D image together with an electrocardiogram waveform and a heartbeat waveform related to the morphological change of the diagnostic part acquire a still image synchronized with a specific time phase, and perform various diagnoses. It is known to do.
  • multiple slice images corresponding to a specific time phase are acquired for multiple time phases while moving the slice position, and 3D dynamic analysis of the heart, ie, valve, It is possible to observe the movement of the ventricle, change the volume and its change in each time phase of the atrium and the ventricle, and the ejection volume.
  • a comparison diagnosis with the previous examination can be easily performed.
  • a moving image is acquired by an ultrasonic diagnostic apparatus alone using the standard image data structure according to the present invention, and is usefully used. That is, the sixth aspect of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention includes the ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves to and from the subject, and the subject by the position sensor attached to the ultrasonic probe.
  • 3D position detecting means for detecting the position and inclination of the position sensor with respect to the moving image data acquired by the ultrasonic probe, time information of the moving image data, and the 3D position detecting means
  • the storage means for acquiring and storing the position and inclination of the position sensor, and the time information and the position and inclination information of the position sensor detected by the three-dimensional position detection means are stored in the storage means.
  • Standard image data setting means for setting time information, image position information, and tilt information of a predetermined standard image data structure for each still image data of the moving image data; and It is characterized by comprising standard image data generating means for generating moving image standard image data by adding time information, image position information, and tilt information set by the case image data setting means.
  • the sixth aspect of the standard image data generation method of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention includes a step in which an ultrasonic probe sends and receives ultrasonic waves to and from a subject, and a three-dimensional position detection means includes the ultrasonic Detecting a position and an inclination of the position sensor with respect to the subject by a position sensor attached to the acoustic probe; and moving image data acquired by the ultrasonic probe by the storage means and the moving image data Acquiring and storing time information and the position and inclination of the position sensor detected by the three-dimensional position detection means; and a standard image data setting means detected by the time information and the three-dimensional position detection means.
  • time information and image position information of a standard image data structure predetermined for each still image data of the moving image data stored in the storage means Based on position and tilt information of the position sensor, time information and image position information of a standard image data structure predetermined for each still image data of the moving image data stored in the storage means.
  • a step of setting information and inclination information, and a standard image data generation unit adds time information, image position information and inclination information set by the standard image data setting unit to each still image data, And generating.
  • the standard image data structure of the present invention is used to generate three-dimensional standard image data of the diagnostic region, and the three-dimensional position of an arbitrary cross section is grasped to facilitate comparison diagnosis with the previous examination. It can be carried out.
  • position information of image data can be mutually used between different ultrasonic diagnostic apparatuses or between an ultrasonic diagnostic apparatus and another modality image capturing apparatus.
  • Example 1 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • Configuration diagram of a cooperation system using the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment of the present invention Schematic diagram showing the processing of Example 1 of the present invention
  • the flowchart which shows the process sequence of Example 1 of this invention.
  • Diagram showing an example DICOM data structure Diagram explaining the relationship between the image layout and DICOM tag in the subject coordinate system
  • a diagram showing a representation example of position information of an ultrasonic image in DICOM and an arrangement of images in a subject coordinate system
  • the flowchart which shows the process sequence of Example 2 of this invention.
  • Conceptual diagram showing the processing of the third embodiment of the present invention The flowchart which shows the process sequence of Example 3 of this invention.
  • FIG. 1 shows a block configuration diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the ultrasonic probe 1 has a well-known configuration, and transmits and receives ultrasonic waves to and from a subject.
  • the ultrasonic transmission / reception circuit 2 drives the ultrasonic probe 1 to transmit ultrasonic waves to the subject, receives reflected echo signals generated from the subject, performs predetermined reception processing, and performs RF reception.
  • Data is output to the ultrasonic signal converter 3.
  • the ultrasonic signal conversion unit 3 converts the RF frame data into two-dimensional image data based on the input RF data, and outputs and displays it on the image display unit 4 that is a monitor.
  • the ultrasonic signal conversion unit 3 stores a plurality of converted two-dimensional image data as three-dimensional image data in the image and image information storage unit 5 serving as storage means.
  • the ultrasonic probe 1 is connected with a position sensor unit 9 as a three-dimensional position detecting means.
  • the position sensor unit 9 includes a three-dimensional position sensor 11 attached to the ultrasonic probe 1, and a transmitter 12 that forms, for example, a three-dimensional magnetic field space around the subject. Is formed.
  • Position information including the position and inclination of the position sensor 11 detected by the position sensor unit 9 is stored in the image and image information storage unit 5 via the position information input unit 10. This position information is stored in the image and image information storage unit 5 in correspondence with each RF frame data input from the ultrasonic signal conversion unit 3.
  • the image and image information storage unit 5 stores the three-dimensional image data acquired by scanning the body surface of the subject with the ultrasonic probe 1 and the position of the position sensor 11 detected by the position sensor unit 9. Information is stored in association with each other.
  • the DICOM data conversion unit 6 converts the three-dimensional image data stored in the image and image information storage unit 5 into known DICOM data, which is one type of standard image data, and again in the image and image information storage unit 5 It comes to store. That is, the DICOM data conversion unit 6 includes a DICOM data setting unit and a DICOM data generation unit.
  • the DICOM data setting means divides the 3D image data stored in the image and image information storage unit 5 into a plurality of slice image data, and is predetermined for each slice image data based on the position information of the position sensor 11.
  • Image position information and tilt information which are data elements of the DICOM data structure, are set.
  • the DICOM data generation means generates 3D standard image data by adding image position information and inclination information set to each slice image data, and stores them in the image and image information storage unit 5.
  • the ultrasonic signal conversion unit 5 and the DICOM data conversion unit 6 constituting the ultrasonic diagnostic apparatus 20 are connected to the network via the image transmission / reception unit 7, respectively, and connected to the network.
  • image data can be transmitted to and received from other modality imaging devices such as CT22 and MR23, or DICOM servers such as Viewer 24 and PACS25.
  • the three-dimensional position sensor 11 is attached to the ultrasonic probe 1 (S1), and the ultrasonic three-dimensional image data is acquired while acquiring the three-dimensional position information of the ultrasonic probe 1 in the position sensor coordinate system. Acquired and stored in the image and image information storage unit 6 (S2).
  • the three-dimensional position information includes a sensor position (x1, y1, z1) and a sensor inclination (p1, q1, r1).
  • the three-dimensional position sensor is not limited to the magnetic position sensor of this embodiment as long as the three-dimensional position and inclination of the ultrasonic probe 1 can be detected, such as an optical position sensor.
  • the acquisition of 3D image data can be performed by scanning the ultrasound probe 1 on the body surface or using a 3D dedicated ultrasound probe. Further, the 3D image data may be in any format such as voxel data, multi-slice data, RAW (raw) data.
  • the image and image information storage unit 6 may be stored in a memory, a database, a filing system, or a combination thereof.
  • DICOM data conversion is executed in the DICOM data converter 6 (S3).
  • the converted DICOM data is transferred to other modality imaging devices such as CT22 and MR23 connected to the network via the image transmission unit 7, or to DICOM servers such as Viewer 24 and PACS25, or media. It is written to DICOM media via the R / W unit 8 (S4).
  • the transfer destination DICOM server performs 3D display and 3D analysis of the ultrasonic DICOM image (S5).
  • the DICOM data written in the DICOM media is read into the DICOM device, and three-dimensional display and three-dimensional analysis of the ultrasonic DICOM image are performed (S6).
  • the DICOM data conversion unit 6 uses retired or new (Retired or New) of US image storage (US Image Storage) as the type of DICOM image (SOP Class). If it is US image storage, whether compression is possible does not ask
  • the three-dimensional position information of the position sensor 11 includes an image position (Image ⁇ Position) (0020,0032), an image inclination (Image Orientation) (0020,0037), and a reference frame (Frame of Reference UID) (0020,0052). ) And set to the corresponding data element of the DICOM data structure as described below.
  • the DICOM data element defines the pixel spacing (PixelingSpacing) (0028, 0030), the number of pixel rows (0028, 0010), and the number of columns (0028, 0011). . Therefore, the inter-voxel distance (s, t, u) and the number of voxels (l, m, n) are obtained based on the three-dimensional image data, and the pixel interval and the number of pixel matrices of each slice image data are set. Convert to DICOM data. Further, the 3D image data stored in the image and image information storage unit 5 is divided into a plurality of slice image data. Information corresponding to the data element of the DICOM data structure set in each divided slice image data is set. Thereby, DICOM image data is generated. The generated three-dimensional DICOM image data is stored in the image and image information storage unit 5.
  • DICOM Part 3 Information Information Object Definitions (2007).
  • an image plane (Image Plane) module including data elements that hold three-dimensional position information such as CT, MR, and PET is defined.
  • the data elements that hold the three-dimensional position information include the image position (Image Position) (0020,0032), the image inclination (Image Orientation) (0020,0037), and the pixel interval (Pixel Spacing). (0028,0030) and a reference frame (Frame of Reference) UID (0020,0052).
  • the DICOM coordinate system is a right-handed system, which is a subject coordinate system based on the subject. That is, X direction: R (Right) ⁇ L (Left) direction Y direction: A (Anterior) ⁇ P (Posterior) direction Z direction: F (Foot) ⁇ H (Head) direction Therefore, the three-dimensional arrangement of images in the subject coordinate system is given by the following tag.
  • the number of pixel columns and the number of pixel rows are the pixels at the reference point (upper right corner in the illustrated example) of the image.
  • Fig. 7 shows an example of a representation of ultrasound images with 3D position information added to DICOM data elements.
  • (Patient) (0020,0032) is the position of the first slice image is “0”, whereas the position of the second image is in the Z direction. It can be seen that “ ⁇ 0.9” mm has changed, and the tenth image has changed by “ ⁇ 8.1” mm. Further, the image inclination Image Orientation (Patient) (0020,0037) is expressed as having the same inclination. It can also be seen that the number of pixel columns Rows ⁇ is“ 382 ”, the number of pixel columns Columns ⁇ is “497”, and the pixel interval Pixel Spacing is “0.4416194” for both Pr and Pc.
  • the position information of the ultrasound three-dimensional image data is expressed, and thereby the image position information of each ultrasound image captured by different ultrasound diagnostic apparatuses. And tilt information can be represented by common data, and the position information of the two image data can be used mutually.
  • the ultrasonic image can be expressed by DICOM data applied to another modality imaging device, the positional information of the image data between the ultrasonic diagnostic device and the other modality image imaging device. Can be used mutually.
  • the standard image data structure of the present invention is not limited to the DICOM data structure, but it is preferable to adopt a widely used DICOM data structure.
  • the ultrasonic DICOM image generated according to the present embodiment can be transferred from the image transmission / reception unit 7 of FIG. 1 to the DICOM server, or can be written as a DICOM file on the media by the media R / W unit 8. .
  • the three-dimensional display includes various rendering processes, MPR, and the like.
  • the three-dimensional analysis includes not only three-dimensional measurement such as volume but also two-dimensional measurement such as distance and angle with respect to an arbitrary cross section. It is also possible to read an ultrasonic DICOM image with the ultrasonic diagnostic apparatus 20 of the present embodiment and perform three-dimensional display and three-dimensional analysis of the ultrasonic DICOM image.
  • the image is generated by the present invention. Since the definition of image position information and tilt information is standardized by the standard, for example, it is easy to adjust the origin position and tilt of images in two subject coordinate systems. Image alignment can be performed.
  • the pixel interval and the number of pixel matrices of each slice image data can be set in the DICOM data, it can be set between the different ultrasonic diagnostic apparatuses or between the ultrasonic diagnostic apparatus and the other.
  • the position information of the image data can be used mutually further with the modality image capturing apparatus.
  • FIG. 8 shows a flowchart of a processing procedure in the second embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention.
  • the difference between the present embodiment and the first embodiment is that coordinate conversion is performed to adjust the origin of the coordinate system of the three-dimensional position sensor 11 to the origin position of the subject coordinate system that aligns with the anatomical feature of the subject. There is a means in place. Since other points are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
  • step S8 for adjusting the origin of the position sensor coordinate system at the anatomical feature of the subject is added.
  • the position information detected by the position sensor 11 can be defined in the subject coordinate system used in the DICOM image data, the alignment between the two images can be performed more easily. . Further, for example, image comparison can be easily performed between ultrasonic images obtained by a plurality of inspections.
  • the anatomical feature part at least one of a xiphoid process, a process of the lower rib, and a hip bone can be selected. In this case, if a plurality of (for example, three) anatomical feature parts are used, the inclination of the position sensor coordinate system can be matched with the subject coordinate system, and accurate image position data can be acquired.
  • FIG. 9 shows a conceptual diagram of Embodiment 3 of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention
  • FIG. 10 shows a flowchart of a processing procedure in this embodiment.
  • the position sensor coordinate system is displayed on a monitor as DICOM data captured by a CT imaging apparatus, which is another modality image imaging apparatus, as a reference image.
  • An ultrasonic image is acquired and displayed on the monitor while adjusting the position and inclination, and the position sensor 11 is adjusted to the subject coordinate system of the reference image so that the reference image and the ultrasonic image are compared and matched on the monitor.
  • the position sensor coordinate system is made to coincide with the subject coordinate system which is the coordinate system of the DICOM data of the CT image.
  • step S8 of the second embodiment the real-time ultrasound image is compared with the reference image of the DICOM data of the CT image, and the position sensor coordinate system is set to the subject of the CT image.
  • Step S9 for matching with the coordinate system is provided.
  • the DICOM data conversion in step S3 is converted to the DICOM data into the subject coordinate system of the CT image as in step S10.
  • a CT image having excellent spatial resolution and a wide field of view by linking an ultrasonic image and another modality image.
  • treatment plans and follow-up observations can be compared with images of other modalities with a wide field of view and excellent spatial resolution.
  • a treatment plan and follow-up observation can be performed with a DICOM three-dimensional display device or the like by storing the DICOM three-dimensional image.
  • This example may be not only a CT image but also an MR image, an ultrasonic image, or the like.
  • 3D position information is acquired from the DICOM data of the CT image to obtain CT object coordinate system information.
  • the three-dimensional position information acquired by the position sensor coordinate system is converted into the CT object coordinate system, and the DICOM data element of the ultrasonic image is set.
  • the ultrasonic image can be handled in the same object coordinate system as the CT image to be referred to.
  • FIG. 11 shows a conceptual configuration diagram of Embodiment 4 of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention
  • FIG. 12 shows a flowchart of a processing procedure of this embodiment.
  • This embodiment is different from the other embodiments in that the standard image data structure can be applied to an ultrasonic diagnostic apparatus that does not use a position sensor to achieve effective use.
  • the ultrasonic probe 1 is not attached with a position sensor (S11), and the ultrasonic probe 1 is perpendicular to the slice cross section of the subject.
  • 3D image data obtained by scanning at a specified constant speed, and internally generating 3D position and tilt information of the ultrasound probe based on the scanning conditions of the ultrasound probe 1.
  • S12 a DICOM data element is set based on the internally generated three-dimensional position information (S13).
  • the setting of the DICOM data element in step S13 differs from the other embodiments in the following points.
  • the image position (Image Position) and image inclination (Image Orientation) can be set to any slice position, e.g., the pixel center at the upper left corner of the first slice, the row direction is X, and the column is Column Set the direction as Y and the probe scanning direction as Z. Since the other points are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • diagnosis using ultrasound images with no exposure and excellent real-time properties is most suitable.
  • display using a three-dimensional image is suitable for observation of the surface shape of the fetus, and observation of the facial expression of the fetus is required not only for doctors but also for the family of subjects.
  • information that cannot be obtained by other modalities can be obtained from the three-dimensional display of blood flow information.
  • 3D fetal analysis it is also suitable for grasping the head volume, the length along the spine, and the length of the femur.
  • the relationship between the human body coordinate system and other modalities is not important.
  • the three-dimensionalization facilitates observation of fetal facial expressions and blood flow information.
  • DICOM three-dimensional with DICOM, it becomes possible to observe and change the orientation after inspection.
  • analysis processing such as three-dimensional measurement can be performed later.
  • FIG. 13 shows a conceptual configuration diagram of Embodiment 5 of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention
  • FIG. 14 shows a flowchart of a processing procedure of this embodiment. The difference between this embodiment and other embodiments will be described.
  • the biological information sensor 13 which is a body motion detecting means for detecting at least one body motion waveform of the electrocardiogram waveform and the respiratory waveform, is attached to the subject (S15).
  • time information from the feature points of the body motion waveform detected by the biological information sensor 13 is stored while acquiring the three-dimensional image data (S16).
  • the DICOM data conversion unit 6 sets time information in the data element of the time information of the body motion waveform included in the DICOM data structure of each slice image data, and performs DICOM data conversion (S17). Since the other points are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
  • step S16 determine the slice position of the image, for example, set the delay time from the R wave while acquiring the electrocardiogram, and acquire the image of each time phase while moving the slice position of the image
  • images of a plurality of slices and a plurality of time phases are acquired.
  • the 3D dynamic analysis of the heart can be performed using 3D images with multiple time phases.
  • As a three-dimensional dynamic analysis it is possible to observe the movement of the valve, the atrium, and the ventricle, and measure the volume, change, and ejection volume of each time phase of the atrium and ventricle.
  • it is effective to acquire a plurality of slices of still images having temporal information for 3D dynamic analysis of the heart.
  • time information there is a time lag from the R wave in the case of ECG synchronization, and a time lag from the maximum expiration in the case of respiratory synchronization.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus using the DICOM data structure alone can be used effectively. That is, depending on the diagnostic site using ultrasound, there is a diagnostic site having temporal information whose form changes from moment to moment even for the same subject, such as the circulatory system such as the heart and blood vessels.
  • the diagnostic site using ultrasound
  • multiple slice images corresponding to a specific time phase are acquired for multiple time phases while moving the slice position, and 3D dynamic analysis of the heart, ie, valve, It is possible to observe the movement of the ventricle, change the volume and its change in each time phase of the atrium and the ventricle, and the ejection volume.
  • a comparison diagnosis with the previous examination can be easily performed.
  • the DICOM data conversion unit 6 divides the ultrasonic three-dimensional data into slice images, and sets DICOM data elements including three-dimensional position information and time information for each slice image. For example, Image Trigger Delay (0018, 1067) is set as time information of the DICOM data element.
  • Image Trigger Delay (0018, 1067) is set as time information of the DICOM data element.
  • the method of using an ultrasonic DICOM image including three-dimensional position information and time information is the same as that in the first embodiment.
  • DICOM equipment performs 4D display and 4D analysis of ultrasonic DICOM images.
  • the 4D display includes various rendering processes and videos such as MPR.
  • the four-dimensional analysis includes not only three-dimensional measurement for each time phase such as volume, but also two-dimensional measurement such as distance and angle for each phase for an arbitrary cross section.
  • an ultrasonic DICOM image can be read by the ultrasonic diagnostic apparatus 20, and four-dimensional display and four-dimensional analysis of the ultrasonic DICOM image can be performed.
  • FIG. 15 shows a conceptual block diagram of Embodiment 6 of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention
  • FIG. 16 shows a flowchart of processing procedures of this embodiment.
  • This embodiment is different from the other embodiments in that the moving image is acquired by the ultrasonic diagnostic apparatus alone using the standard image data structure according to the present invention and is usefully used.
  • the moving image data acquired by the ultrasound probe 1, the time information of the moving image data, and the position and inclination of the position sensor detected by the three-dimensional position detecting means are acquired and stored. (S18). Then, based on the time information and the detected position and tilt information of the position sensor, the time information, the image position information, and the tilt information of a predetermined DICOM data structure are set in each still image data of the stored moving image data. Then, the time information, the image position information, and the tilt information set in the data elements of the DICOM data structure are added to each still image data to generate DICOM moving image data (S19). As shown in FIG. 15, the DICOM data has a frame time (0018, 1063) defined in the data element. Since the other points are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • a region whose form is different between a resting state and an applied state is to be diagnosed, such as a circulatory system such as a heart or a blood vessel
  • a moving image at the time of resting and the applied state is acquired
  • the change (movement) of the form of each part of the diagnostic site is analyzed.
  • the standard image data structure of the present invention is used to generate three-dimensional standard image data of the diagnostic region, and the three-dimensional position of an arbitrary cross section is grasped to facilitate comparison diagnosis with the previous examination. It can be carried out.
  • a moving image at rest and on a load is stored for a section of the heart, and the movement of the atrium and ventricle is analyzed.
  • grasping the three-dimensional position of the cross section comparison with the previous inspection becomes possible.
  • the ultrasonic moving image data may be in any form such as JPEG.
  • the time information of DICOM data includes frame information.
  • the DICOM data conversion unit 6 sets DICOM data elements including 3D position information and time information in the moving image. For example, Frame ⁇ ⁇ ⁇ Time (0018,106) is set as the time information.
  • the method of using the ultrasonic DICOM image including the three-dimensional position information and time information generated in this way is the same as in the first embodiment.
  • the DICOM server that reads the DICOM file via the transfer destination DICOM server or the media performs video display and video analysis of the ultrasonic DICOM image.
  • the moving image display includes a comparison display for the same slice. Video analysis includes two-dimensional measurements such as Doppler and elast.
  • an ultrasonic DICOM image can be read by the ultrasonic diagnostic apparatus 20, and a moving image display and moving image analysis of the ultrasonic DICOM image can be performed.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

　本発明の超音波診断装置は、被検体との間で超音波を送受する超音波探触子と、超音波探触子に取り付けられた位置センサにより前記被検体に対する該位置センサの位置及び傾きを検出する3次元位置検出手段と、前記超音波探触子で前記被検体の体表を走査して取得された3次元画像データ及び前記3次元位置検出手段により検出される前記位置センサの位置及び傾きを取得して記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記3次元画像データを複数のスライス画像データに分割し、前記3次元位置検出手段により検出された前記位置センサの位置及び傾き情報に基づいて、前記各スライス画像データに予め定められた規格画像データ構造の画像位置情報と傾き情報を設定する規格画像データ設定手段と、前記各スライス画像データに前記規格画像データ設定手段により設定された画像位置情報と傾き情報を付加して3次元規格画像データを生成する規格画像データ生成手段とを備える。

Description

超音波診断装置、超音波診断装置の規格画像データ生成方法
　本発明は、超音波診断装置に係り、特に、同一又は異なる超音波診断装置の相互間、又は超音波診断装置と他のモダリティ画像撮像装置との間で、画像データの位置情報を相互に利用する技術に関する。
　超音波診断装置は、被検体内部の断層像をリアルタイムで簡便に取得できることから広く活用されている。例えば、CT撮像装置のようなX線被爆がないことから、定期的に行なうことにより疾患を早期発見に繋がる診断に有用である。このような用途に超音波診断装置を用いる場合は、過去に撮像した超音波画像(静止画)と今回撮像した超音波画像(静止画)を比較して診断を行なうことが好ましい。
　そこで、特許文献1には、人体などの被検体の過去のボリュームデータを被検体座標系に対応付けて取得しておき、今回撮像した超音波画像の断層面(スキャン面)の座標情報を被検体座標系にて算出し、算出した断層面の座標情報に一致する断層像をボリュームデータから抽出してリファレンス画像を再構成して両者を表示モニタに表示することが提案されている。
　また、超音波診断装置を用いて肝臓等の臓器に発生した病変部の治療を行う場合、治療前に治療計画を立て、治療中は治療部位をガイドし、治療後に治療部位を観察して治療効果を確認する利用法がある。この場合、超音波画像よりも空間分解能及び広視野に優れたCT画像などの他のモダリティ画像と比較することが有用である。このような、超音波診断装置による治療の術前、術中、術後の観察には、特許文献1に記載されているように、CT画像のほか、MR画像、PET画像、他モダリティ画像と連携して、治療部位の超音波画像に対応した他モダリティ画像の静止画を表示して対比するのが有効である。
　ところで、CT画像、MR画像等の場合、NEMA(北米電子機器工業会)の規格であるDICOM(Digital Imaging and Communication in Medicine)のデータ構造には、スライス画像ごとに3次元被検体座標系の位置情報を定義するデータ要素が規格化されている。これによれば、CT画像、MR画像等の画像データにDICOMデータ要素を設定することにより、同一スライス位置の異なるモダリティ画像の並列表示、画像のフュージョン、画像相互の3次元的な位置関係の表示や解析が可能である。つまり、異なるモダリティ画像の3次元位置合わせを容易に行えるから、病院情報システムにおいて、各種モダリティコンソール、ビューワなど、様々な表示や解析が可能である。
特開2005-296436号公報
　しかし、超音波画像の属性を管理するDICOMデータ構造には、画像の3次元位置情報を保持するデータ要素が規格として定義されていない。その理由は、超音波診断装置は他のモダリティ画像撮像装置と異なり、撮像しながらリアルタイムで超音波画像をモニタに表示できるという簡便かつ優位性があり、被検体である患者をベッドなどに固定することなく、かつ超音波探触子の位置及び姿勢を自由に操作して撮像できることにある。
　上記の超音波診断装置で取得した過去の超音波画像と今回取得した超音波画像を対比する場合は、被検体座標系及び位置情報が相違するから、画像の位置合せをすることは必ずしも容易ではない。また、特許文献1には、CT装置などの他の撮像装置撮像したモダリティ画像の被検体座標系と、超音波装置で取得した超音波画像の被検体座標系の位置合せ法については、具体的に提案されていない。
　本発明が解決しようとする課題は、同一又は異なる超音波診断装置の相互間、又は超音波診断装置と他のモダリティ画像撮像装置との間で、画像データの位置情報を相互に利用できるようにすることにある。
　上記課題を解決するため、本発明の第1の態様の超音波診断装置は、被検体との間で超音波を送受する超音波探触子と、前記超音波探触子に取り付けられた位置センサにより前記被検体に対する該位置センサの位置及び傾きを検出する3次元位置検出手段と、前記超音波探触子で前記被検体の体表を走査して取得された3次元画像データ及び前記3次元位置検出手段により検出される前記位置センサの位置及び傾きを取得して記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記3次元画像データを複数のスライス画像データに分割し、前記3次元位置検出手段により検出された前記位置センサの位置及び傾き情報に基づいて、前記各スライス画像データに予め定められた規格画像データ構造の画像位置情報と傾き情報を設定する規格画像データ設定手段と、前記各スライス画像データに前記規格画像データ設定手段により設定された画像位置情報と傾き情報を付加して3次元規格画像データを生成する規格画像データ生成手段とを備えて構成としたことを特徴とする。
　また、本発明の第1の態様の超音波診断装置の規格画像データ生成方法は、超音波探触子が被検体との間で超音波を送受するステップと、3次元位置検出手段が前記超音波探触子に取り付けられた位置センサにより前記被検体に対する該位置センサの位置及び傾きを検出するステップと、記憶手段が前記超音波探触子で前記被検体の体表を走査して取得された3次元画像データ及び前記3次元位置検出手段により検出される前記位置センサの位置及び傾きを取得して記憶するステップと、規格画像データ設定手段が前記記憶手段に記憶された前記3次元画像データを複数のスライス画像データに分割し、前記3次元位置検出手段により検出された前記位置センサの位置及び傾き情報に基づいて、前記各スライス画像データに予め定められた規格画像データ構造の画像位置情報と傾き情報を設定するステップと、規格画像データ生成手段前記各スライス画像データに前記規格画像データ設定手段により設定された画像位置情報と傾き情報を付加して3次元規格画像データを生成するステップとを含むことを特徴とする。
　このように、本発明の第1の態様によれば、3次元位置検出手段により検出された位置センサの位置及び傾き情報に基づいて、各スライス画像データに予め定められた規格画像データ構造の画像位置情報と傾き情報を設定するようにしたことから、異なる超音波診断装置により撮像されたそれぞれの超音波画像の画像位置情報と傾き情報を共通データで表すことができ、2つの画像データの位置情報を相互に利用できる。なお、本発明の規格画像データ構造を他のモダリティ撮像装置にも適用すれば、超音波診断装置と他のモダリティ画像撮像装置との間で、画像データの位置情報を相互に利用できる。この場合、規格画像データ構造としてDICOMのデータ構造を採用することができる。
　これにより、本発明の第1の態様によれば、過去に取得した超音波画像と今回取得した超音波画像が異なる超音波診断装置で撮像されている場合であっても、本発明により生成される3次元規格画像データによれば、画像位置情報及び傾き情報の定義が規格により共通化されているから、例えば、2つの被検体座標系の画像の原点位置と傾きを調整するだけで、容易に画像の位置合せを行うことができる。
　規格画像データ構造において、画像位置情報には、画像の原点位置及びスライス画像の配列間隔を含むことができ、画像の原点座標は画像の左上隅の画素中心などに設定できる。また、超音波探触子の傾きを画像の傾きとして表し、被検体の座標系の各軸(X軸、Y軸、Z軸)に対する傾き角度で表すことができる。
　本発明の第2の態様は、第1の態様に加えて、前記規格画像データ構造は、各スライス画像データの画素間隔、画素の行列数を含み、前記規格画像データ設定手段は、前記3次元画像データに基づいてボクセル間距離及びボクセル数を求めて前記各スライス画像データの画素間隔と画素の行列数を設定することができる。これによれば、さらに、異なる超音波診断装置の相互間、又は超音波診断装置と他のモダリティ画像撮像装置との間で、一層、画像データの位置情報を相互に利用できる。ここで、画素間隔とは2次元スライス画像を構成する画素間の寸法であり、画素の行列数とは2次元スライス画像を構成する行方向の画素数と列方向の画素数である。
　また、本発明の第3の態様は、第1の態様に加えて、前記位置センサを前記被検体の解剖学的特徴部位に位置合せして位置センサ座標系の原点位置を被検体座標系の原点位置に調整する座標変換手段を備えることができる。これによれば、被検体座標系により規格画像データ構造を定義できるから、一層容易に2つの画像間の位置合せを行なうことができる。また、解剖学的特徴部位としては、剣状突起、肋骨下部の突起、腰骨の少なくとも1つ以上を選択できる。この場合において、複数の解剖学的特徴部位を用いれば、被検体座標系と位置センサ座標系とを精度よく対応付けることができる。
　さらに、第1の態様において、　他のモダリティ画像撮像装置で撮像した3次元規格画像データの内の2次元規格画像を参照画像としてモニタに表示するとともに、前記位置センサの位置及び傾きを調整しながら前記超音波探触子で取得される超音波画像を前記モニタに表示し、前記モニタ上で前記参照画像と前記超音波画像とを比較して一致するように前記位置センサの座標系を前記参照画像の被検体座標系に調整する構成とすることができる。
　これによれば、超音波画像と他モダリティ画像との連携により、空間分解及び広視野に優れた例えばCT画像などと比較することが容易に行なえる。特に、超音波治療を行なう際、治療計画や経過観察は広視野で空間分解能に優れた他モダリティの画像と比較することができる。この場合、規格画像データ構造としてDICOMに規定されたデータ構造を利用すれば、3次元規格画像データを保存することにより、治療計画や経過観察をDICOM3次元表示装置などで行える。
　さらに、本発明の第4の態様は、第1の態様に加えて、心電波形と呼吸波形の少なくとも1つの体動波形を検出する体動検出手段を設け、前記記憶手段は、前記3次元画像データを取得しながら前記体動検出手段により検出される体動波形の特徴点からの時間情報を記憶し、前記規格画像データ構造は、前記体動波形の時間情報を含み、前記規格画像データ設定手段は、前記各スライス画像データの前記規格画像データ構造に前記時間情報を設定する構成とすることができる。
　本発明の第4の態様によれば、他の超音波診断装置又は他のモダリティ画像撮像装置と連携しない場合であっても、本発明に係る規格画像データ構造を用いた超音波診断装置単独で、有用な利用を図ることができる。例えば、胎児の診断を行なう場合、胎児は体内で移動するため被検体座標系で位置を把握することは必ずしも重要ではなく、しかも他のモダリティ画像との連携は殆どないから、無被曝でリアルタイム性に優れた3次元超音波画像による表情の観察などの診断に最も適している。また、血流情報の3次元超音波画像からは、他のモダリティ画像では得ることができない情報が得られる。これらの診断において、規格画像データ構造により3次元超音波画像化することにより、検査後の観察、向きの変更などが可能となる。また、3次元計測などの解析処理を後から実施することが可能となる。
　さらに、本発明は、位置センサを有する3次元位置検出手段を用いない超音波診断装置に規格画像データ構造を適用して、有効利用を図ることができる。すなわち、本発明の第5の態様の超音波診断装置は、被検体との間で超音波を送受する超音波探触子と、前記超音波探触子を前記被検体のスライス断面に直交する方向に、かつ一定速度で走査して取得された3次元画像データを記憶するとともに、前記超音波探触子の走査に基づいて前記超音波探触子の3次元位置及び傾き情報を生成して記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記3次元画像データを複数のスライス画像データに分割し、生成された前記超音波探触子の3次元位置及び傾き情報に基づいて、前記各スライス画像データに予め定められた規格画像データ構造の画像位置情報と傾き情報を設定する規格画像データ設定手段と、前記各スライス画像データに前記規格画像データ設定手段により設定された画像位置情報と傾き情報を付加して3次元規格画像データを生成する規格画像データ生成手段とを備えて構成したことを特徴とする。
　また、本発明の第5の態様の超音波診断装置の規格画像データ生成方法は、超音波探触子が被検体との間で超音波を送受するステップと、記憶手段が前記超音波探触子を前記被検体のスライス断面に直交する方向に、かつ一定速度で走査して取得された3次元画像データを記憶するとともに、前記超音波探触子の走査に基づいて前記超音波探触子の3次元位置及び傾き情報を生成して記憶するステップと、規格画像データ設定手段が前記記憶手段に記憶された前記3次元画像データを複数のスライス画像データに分割し、生成された前記超音波探触子の3次元位置及び傾き情報に基づいて、前記各スライス画像データに予め定められた規格画像データ構造の画像位置情報と傾き情報を設定するステップと、規格画像データ生成手段が前記各スライス画像データに前記規格画像データ設定手段により設定された画像位置情報と傾き情報を付加して3次元規格画像データを生成するステップとを含むことを特徴とする。
　本発明の第5の態様によれば、本発明に係る規格画像データ構造を用いた超音波診断装置単独で、有用な利用を図ることができる。すなわち、超音波による診断部位によっては、例えば心臓や血管などの循環器系のように、同一の被検体であっても時々刻々形態が変化する時相情報を持つ診断部位がある。このような診断部位を撮像する場合、診断部位の形態変化に関連する心電波形や、心拍波形とともに3次元画像を取得し、特定時相に同期させた静止画を取得して種々の診断を行うことが知られている。例えば、スライス位置を移動しながら特定時相に対応する複数のスライス画像を複数時相について取得し、複数時相を持つ3次元画像を用いて、心臓の3次元動態解析、つまり、弁、心房、心室について動きの観察や、心房、心室の各時相における体積とその変化、駆出量などを行うことができる。この場合に、規格画像データ構造を用いて3次元規格画像データを生成することにより、前回検査との対比診断を容易に行うことができる。
　本発明の第6の態様は、本発明に係る規格画像データ構造を用いた超音波診断装置単独により動画像を取得して有用な利用を図るものである。すなわち、本発明の超音波診断装置の第6の態様は、被検体との間で超音波を送受する超音波探触子と、前記超音波探触子に取り付けられた位置センサにより前記被検体に対する該位置センサの位置及び傾きを検出する3次元位置検出手段と、前記超音波探触子により取得される動画像データと該動画像データの時間情報と前記3次元位置検出手段により検出される前記位置センサの位置及び傾きを取得して記憶する記憶手段と、前記時間情報と前記3次元位置検出手段により検出された前記位置センサの位置及び傾き情報に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記動画像データの各静止画像データに予め定められた規格画像データ構造の時間情報と画像位置情報と傾き情報を設定する規格画像データ設定手段と、前記各静止画像データに前記規格画像データ設定手段により設定された時間情報と画像位置情報と傾き情報を付加して動画規格画像データを生成する規格画像データ生成手段とを備えて構成されることを特徴とする。
　また、本発明の超音波診断装置の規格画像データ生成方法の第6の態様は、超音波探触子が被検体との間で超音波を送受するステップと、3次元位置検出手段が前記超音波探触子に取り付けられた位置センサにより前記被検体に対する該位置センサの位置及び傾きを検出するステップと、記憶手段が前記超音波探触子により取得される動画像データと該動画像データの時間情報と前記3次元位置検出手段により検出される前記位置センサの位置及び傾きを取得して記憶するステップと、規格画像データ設定手段が前記時間情報と前記3次元位置検出手段により検出された前記位置センサの位置及び傾き情報に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記動画像データの各静止画像データに予め定められた規格画像データ構造の時間情報と画像位置情報と傾き情報を設定するステップと、規格画像データ生成手段が前記各静止画像データに前記規格画像データ設定手段により設定された時間情報と画像位置情報と傾き情報を付加して動画規格画像データを生成するステップとを含むことを特徴とする。
　本発明の第6の態様によれば、例えば心臓や血管などの循環器系のように、安静時と加負荷時とで形態が異なる部位を診断対象とする場合、安静時と加負荷時の動画像を取得して保存しておき、診断部位の各部の形態の変化(動き)を解析することがある。このような場合に、本発明の規格画像データ構造を用いて診断部位の3次元規格画像データを生成し、任意の断面の3次元的位置を把握することにより前回検査との対比診断を容易に行うことができる。
　本発明によれば、異なる超音波診断装置の相互間、又は超音波診断装置と他のモダリティ画像撮像装置との間で、画像データの位置情報を相互に利用できる。
本発明の実施例1の超音波診断装置のブロック構成図 本発明の実施例1の超音波診断装置を利用した連携システムの構成図 本発明の実施例1の処理を示す概念図 本発明の実施例1の処理手順を示すフローチャート DICOMデータ構造の例を示す図 被検体座標系における画像の配置とDICOMタグとの関係を説明する図 DICOMにおける超音波画像の位置情報の表現例及び被検体座標系における画像の配置を示す図 本発明の実施例2の処理手順を示すフローチャート 本発明の実施例3の処理を示す概念図 本発明の実施例3の処理手順を示すフローチャート 本発明の実施例4の処理を示す概念図 本発明の実施例4の処理手順を示すフローチャート 本発明の実施例5の処理を示す概念図 本発明の実施例5の処理手順を示すフローチャート 本発明の実施例6の処理を示す概念図 本発明の実施例6の処理手順を示すフローチャート
　以下、本発明の超音波診断装置を実施例に基づいて説明する。
　図1に、本発明の実施例1の超音波診断装置のブロック構成図を示す。図1に示すように、超音波探触子1は周知の構成を有し、被検体との間で超音波を送受するようになっている。超音波送受信回路2は、超音波探触子1を駆動して超音波を被検体に送波するとともに、被検体から発生される反射エコー信号を受波し、所定の受信処理を行ってRFデータを超音波信号変換部3に出力するようになっている。超音波信号変換部3は、入力されるRFデータに基づいてRFフレームデータごとに2次元画像データに変換してモニタである画像表示部4に出力表示するようになっている。また、超音波信号変換部3は、変換した複数の2次元画像データを記憶手段である画像及び画像情報保存部5に3次元画像データとして格納するようになっている。
　一方、超音波探触子1には、3次元位置検出手段としての位置センサユニット9が接続されている。位置センサユニット9は、図2に示すように、超音波探触子1に取り付けられた3次元の位置センサ11と、被検体の周囲に例えば3次元の磁場空間を形成するトランスミッター12を有して形成されている。位置センサユニット9により検出された位置センサ11の位置及び傾きを含む位置情報は、位置情報入力部10を介して画像及び画像情報保存部5に格納されるようになっている。この位置情報は、超音波信号変換部3から入力される各RFフレームデータに対応させて、画像及び画像情報保存部5に格納されるようになっている。これにより、画像及び画像情報保存部5には、超音波探触子1で被検体の体表を走査して取得された3次元画像データ及び位置センサユニット9により検出された位置センサ11の位置情報が対応付けて格納される。
　DICOMデータ変換部6は、画像及び画像情報保存部5に格納された3次元画像データを、規格画像データの1種である周知のDICOMデータに変換して、再び画像及び画像情報保存部5に格納するようになっている。すなわち、DICOMデータ変換部6は、DICOMデータ設定手段とDICOMデータ生成手段とを有して構成されている。DICOMデータ設定手段は、画像及び画像情報保存部5に記憶された3次元画像データを複数のスライス画像データに分割し、位置センサ11の位置情報に基づいて、各スライス画像データに予め定められたDICOMデータ構造のデータ要素である画像位置情報と傾き情報を設定するようになっている。DICOMデータ生成手段は、各スライス画像データに設定された画像位置情報と傾き情報を付加して3次元規格画像データを生成して、画像及び画像情報保存部5に記憶させるようになっている。
　また、図1、2に示すように、超音波診断装置20を構成する超音波信号変換部5とDICOMデータ変換部6は、それぞれ画像送受信部7を介してネットワークに接続され、ネットワークに接続されたCT22、MR23などの他のモダリティ画像撮像装置、又はビューワ(Viewer)24、PACS25などのDICOMサーバとの間で画像データを送受可能になっている。
　ここで、図3の概念図及び図4のフローチャートを参照して、実施例1の詳細構成を動作とともに説明する。まず、超音波探触子1に3次元の位置センサ11を装着し(S1)、位置センサ座標系の超音波探触子1の3次元的位置情報を取得しながら超音波3次元画像データを取得し、画像及び画像情報保存部6に保存する(S2)。3次元的位置情報としては、センサ位置(x1、y1、z1)、センサ傾き(p1、q1、r1)からなる。3次元位置センサとしては、本実施例の磁気位置センサのほか、光学的位置センサなど、超音波探触子1の3次元的位置及び傾きを検出できれば、これらに限られない。また、3次元画像データの取得は、超音波探触子1を体表面上で走査する他、3次元専用の超音波探触子を用いることができる。さらに、3次元画像データは、ボクセルデータ、マルチスライスデータ、RAW(生)データなど形式は問わない。画像及び画像情報保存部6は、メモリ上での保持、データベース、ファイリングシステム、あるいはこれらの組合せでもよい。
　次いで、DICOMデータ変換部6において、DICOMデータ変換を実行する(S3)。変換されたDICOMデータは、それぞれ画像送信部7を介してネットワークに接続されたCT22、MR23などの他のモダリティ画像撮像装置、又はビューワ(Ｖｉｅｗｅｒ)24、PACS25などのDICOMサーバに転送され、あるいはメディアR/W部8を介してDICOMメディアに書き込まれる(S4)。転送先のDICOMサーバで、超音波DICOM画像の3次元表示や3次元的解析を行う(S5)。一方、DICOMメディアに書き込まれたDICOMデータは、DICOM装置に読み込まれ、超音波DICOM画像の3次元表示や3次元的解析を行う(S6)。
　ここで、DICOMデータ変換部6の詳細な構成及び動作を説明する。DICOMデータ変換部6では、DICOM画像の種類(SOP Class)としてユーエスイメージストレージ(US Image Storage)のリタイヤー又は新規(Retired又はNew)を用いる。ユーエスイメージストレージであれば、圧縮の可否は問わない。
　位置センサ11の3次元の位置情報としては、画像位置(Image Position)(0020,0032)、画像傾き(Image Orientation)(0020、0037)のほか、参照フレーム(Frame of Reference UID)(0020,0052)であり、次に説明するようにDICOMデータ構造の対応するデータ要素に設定する。
　また、DICOMデータ要素には、画素間隔(Pixel Spacing)(0028、0030)、画素の行(Rows)(0028、0010)の数及び列(Columns)(0028,0011)の数が規定されている。そこで、3次元画像データに基づいてボクセル間距離(s,t,ｕ)及びボクセル数(l,m,n)を求めて、各スライス画像データの画素間隔と画素の行列数を設定して、DICOMデータに変換する。また、画像及び画像情報保存部5に記憶された3次元画像データを複数のスライス画像データに分割する。分割した各スライス画像データに設定されたDICOMデータ構造のデータ要素に対応する情報を設定する。これにより、DICOM画像データが生成される。生成された3次元のDICOM画像データは、画像及び画像情報保存部5に記憶される。
　ここで、図5～図7を参照して、DICOMデータ構造及びそのデータ要素について説明する。DICOMデータ構造及びそのデータ要素は、参考文献：DICOM Part 3: Information Object Definitions (2007)に記載されている。図5に示すように、DICOMには、CT、MR、PETなどの3次元位置情報を保持するデータ要素を含むイメージプレーン(Image Plane)モジュールが定義されている。ここで、3次元位置情報を保持するデータ要素としては、前述したように、画像位置(Image Position)(0020,0032)、画像傾き(Image Orientation)(0020、0037)、画素間隔(Pixel Spacing)(0028,0030)、参照フレーム(Frame of Reference UID)(0020,0052)がある。
　これらのモダリティ画像は、被検体が横臥するテーブル(ベッド)を通常有しており、テーブルの移動量を画像の3次元的位置情報に置き換えることが容易であるという特徴を持っている。これに対して超音波(ＵS)画像では、図5に示すように、3次元位置情報を保持するデータ要素を含むイメージプレーン(Image Plane)モジュールが定義されていない。そこで、本実施例1では、DICOMデータ要素にＵSの3次元位置情報を付加することを提案するものである。
　図6に示すように、DICOMの座標系は右手系であり、被検体を基本とする被検体座標系である。すなわち、
　X方向: R(Right)→L(Left)方向
　Y方向: A(Anterior)→P(Posterior)方向
　Z方向: F(Foot)→H(Head)方向 
したがって、被検体座標系における画像の3次元的な配置は、以下のタグ(Tag)により与えられる。
　画像位置Image Position (Patient) (0020,0032)
　　：(x0,y0,z0)：[mm]：基準点の座標。画素の中心位置
　画像傾きImage Orientation (Patient) (0020,0037) 
　　：(x1,y1,z1,x2,y2,z2)：[-]：Raw方向とColumn方向の単位ベクトル
　画素列数Rows (0028,0010)
　　：r[-]：Column方向のピクセル数
　画素行数Columns (0028,0011) 
　　：c[-]：Row方向のピクセル数
　画素間隔Pixel Spacing (0028,0030)
　　：(Pr,Pc)[mm]：Row方向とColumn方向のピクセル間隔
　ここで、画素列数と画素行数は、画像の基準点(図示例では、右上隅)の画素である。
　図7に、超音波画像についてDICOMデータ要素に3次元位置情報を付加した表現の一例を示す。図において、画像位置Image Position (Patient)(0020,0032)の値(Value)は、1枚目のスライス画像の位置は「0」で、これに対し2枚目の画像の位置はZ方向に「－0.9」mm変化し、10枚目の画像は「－8.1」mm変化していることが分かる。また、画像傾きImage Orientation (Patient) (0020,0037)は、傾きが同じであるとして表現している。また、画素列数Rows は「382」、画素行数Columns は「497」、画素間隔Pixel SpacingはPｒ、Pｃともに「0．4416194」であることがわかる。
　このように規定された超音波画像のDICOMデータに基づいて、超音波の3次元画像データの位置情報を表現することにより、異なる超音波診断装置により撮像されたそれぞれの超音波画像の画像位置情報と傾き情報を共通データで表すことができ、2つの画像データの位置情報を相互に利用できる。また、本実施例では、他のモダリティ撮像装置に適用されているDICOMデータにより、超音波画像を表現できることから、超音波診断装置と他のモダリティ画像撮像装置との間で、画像データの位置情報を相互に利用できる。
なお、本発明の規格画像データ構造は、DICOMデータ構造に限定されるものではないが、広く採用されているDICOMのデータ構造を採用することが好ましい。
　また、本実施例により生成された超音波DICOM画像を、図1の画像送受信部7からDICOMサーバに転送したり、又はメディアR/W部8にてメディアにDICOMファイルとして書き込みを行うことができる。この場合、転送先のDICOMサーバや、メディア経由でDICOMファイルを読込んだDICOM装置で、超音波DICOM画像の3次元表示や3次元的解析を行うことができる。ここで、3次元表示には各種レンダリング処理、ＭPRなどが含まれる。さらに、3次元的解析には体積などの3次元的測定の他、任意の断面に対する距離、角度などの2次元的測定も含まれる。また、本実施例の超音波診断装置20で超音波DICOM画像を読み込み、超音波DICOM画像の3次元表示や3次元的解析を行うことも可能である。
　以上説明したように、本実施例によれば、過去に取得した超音波画像と今回取得した超音波画像が同一又は異なる超音波診断装置で撮像されている場合であっても、本発明により生成される3次元規格画像データは、画像位置情報及び傾き情報の定義が規格により共通化されているから、例えば、2つの被検体座標系の画像の原点位置と傾きを調整するだけで、容易に画像の位置合せを行うことができる。
　また、本実施例によれば、DICOMデータに、各スライス画像データの画素間隔と画素の行列数を設定することができるから、異なる超音波診断装置の相互間、又は超音波診断装置と他のモダリティ画像撮像装置との間で、一層、画像データの位置情報を相互に利用できる。
　図8に、本発明の超音波診断装置の実施例2における処理手順のフローチャートを示す。本実施例が、実施例1と相違する点は、3次元の位置センサ11の座標系の原点を被検体の解剖学的特徴部位に位置合せする被検体座標系の原点位置に調整する座標変換手段を備設けたことにある。その他の点は、実施例1と同様であることから説明を省略する。図8に示すように、図4のフローチャートのステップS1の次に、被検体の解剖学的特徴部位で位置センサ座標系の原点を調整するステップS8を追加した。
　本実施例によれば、位置センサ11により検出された位置情報を、DICOM画像データで用いられている被検体座標系で定義できるから、一層容易に2つの画像間の位置合せを行なうことができる。また、例えば、複数回の検査により得られた超音波画像間で、容易に画像比較を行うことができる。なお、解剖学的特徴部位としては、剣状突起、肋骨下部の突起、腰骨の少なくとも1つ以上を選択できる。この場合において、複数(例えば、3つ)の解剖学的特徴部位を用いれば、位置センサ座標系の傾きを被検体座標系に合わせることができ、精度のよい画像位置データを取得できる。
　図9に本発明の超音波診断装置の実施例3の概念図を示し、図10に本実施例における処理手順のフローチャートを示す。本実施例が実施例1、2と相違する点は、位置センサ座標系を他のモダリティ画像撮像装置であるCT撮像装置で撮像したDICOMデータを参照画像としてモニタに表示するとともに、位置センサ11の位置及び傾きを調整しながら超音波画像を取得してモニタに表示し、モニタ上で参照画像と超音波画像とを比較して一致するように位置センサ11を参照画像の被検体座標系に調整することにより、位置センサ座標系をCT画像のDICOMデータの座標系である被検体座標系に一致させるようにしたことにある。
　すなわち、図10のフローチャートに示すように、実施例2のステップS8に代えて、リアルタイム超音波画像とCT画像のDICOMデータの参照画像とを比較して、位置センサ座標系をCT画像の被検体座標系に一致させるステップS9を設けている。また、ステップS3のDICOMデータ変換を、ステップS10のように、CT画像の被検体座標系にDICOMデータ変換するようにしている。
　本実施例によれば、超音波画像と他モダリティ画像との連携により、空間分解及び広視野に優れた例えばCT画像などと比較することが容易に行なえる。特に、超音波治療を行なう際、治療計画や経過観察は広視野で空間分解能に優れた他モダリティの画像と比較することができる。この場合、規格画像データ構造としてDICOMに規定されたデータ構造を利用すれば、DICOM3次元画像を保存することにより、治療計画や経過観察をDICOM3次元表示装置などで行える。
　本実施例は、CT画像だけでなく、MR画像、超音波画像などでもよい。超音波画像のDICOMデータ要素設定に際して、CT画像のDICOMデータから3次元位置情報を取得してCT被検体座標系情報を得る。そして、位置センサ座標系により取得した3次元的位置情報を、CT被検体座標系へ変換し、超音波画像のDICOMデータ要素を設定する。これにより参照するCT画像と同じ被検体座標系で超音波画像を扱うことができる。
　図11に本発明の超音波診断装置の実施例4の概念構成図を示し、図12に本実施例の処理手順のフローチャートを示す。本実施例が、他の実施例と相違する点は、位置センサを用いない超音波診断装置に規格画像データ構造を適用して、有効利用を図ることができる例である。
　すなわち、本実施例は、図11及び図12に示すように、超音波探触子1に位置センサを装着しないで(S11)、超音波探触子1を被検体のスライス断面に直交する方向に、かつ指定した一定速度で走査して取得された3次元画像データを記憶するとともに、超音波探触子1の走査条件に基づいて超音波探触子の3次元位置及び傾き情報を内部生成する(S12)。次に、内部生成した3次元位置情報を基にして、DICOMデータ要素を設定する(S13)。
　本実施例の場合、ステップS13におけるDICOMデータ要素の設定は、他の実施例と次の点で異なる。まず、画像位置(Image Position)、画像の傾き(Image Orientation)は、任意のスライス位置、例えばスライス1枚目の左上角のピクセル中心を原点として、行(Row)方向をX、列(Column)方向をY、探触子走査方向をZとして設定する。その他の点は、実施例1等と同様であることから、説明は省略する。
　例えば、胎児の診断を行なう場合、胎児は体内で移動するため被検体座標系で位置を把握することは必ずしも重要ではないが、無被曝でリアルタイム性に優れた超音波画像による診断が最も適している。特に、3次元画像による表示は、胎児の表面形状の観察に適しており、胎児の表情観察は医師だけでなく被検体の家族への提供が要望されている。また、血流情報の3次元表示からは、他のモダリティでは得ることができない情報が得られる。胎児の3次元解析としては、頭部容積や、脊椎に沿った長さ、大腿骨の長さなどの把握にも適している。胎児では人体座標系や、他モダリティとの関係は重要ではない。しかし、3次元化することにより、胎児の表情や血流情報の観察が容易になる。さらに、DICOMで3次元化することにより、検査後の観察、向きの変更などが可能となる。また、3次元計測などの解析処理を後から実施することが可能となる。
　図13に本発明の超音波診断装置の実施例5の概念構成図を示し、図14に本実施例の処理手順のフローチャートを示す。本実施例が、他の実施例と相違する点について説明する。図13、図14に示すように、心電波形と呼吸波形の少なくとも1つの体動波形を検出する体動検出手段である生体情報センサ13を被検体に装着する(S15)。次いで、3次元画像データを取得しながら生体情報センサ13により検出される体動波形の特徴点からの時間情報を記憶する(S16)。さらに、DICOMデータ変換部6は、各スライス画像データのDICOMデータ構造に含まれる体動波形の時間情報のデータ要素に時間情報を設定して、DICOMデータ変換する(S17)。その他の点は、実施例1と同様であるから説明を省略する。
　例えば、ステップS16で、画像のスライス位置を決め、例えば、心電図を取得しながらR波からの遅延時間を設定し、画像のスライス位置を移動しながら、各時相の画像を取得していくことにより、複数スライス、複数時相の画像を取得する。この複数時相を持つ3次元画像を用いて、心臓の3次元動態解析を行うことができる。3次元動態解析としては、弁、心房、心室について動きの観察や、心房、心室の各時相における体積とその変化、駆出量などを計測できる。このように、心臓の3次元動態解析のため時相情報を持つ複数スライスの静止画取得が有効である。時間情報としては、心電同期であればR波からの時相遅れ、呼吸同期であれば最大呼気からの時相遅れなどがある。
　本実施例によれば、DICOMデータ構造を用いた超音波診断装置単独で、有用な利用を図ることができる。すなわち、超音波による診断部位によっては、例えば心臓や血管などの循環器系のように、同一の被検体であっても時々刻々形態が変化する時相情報を持つ診断部位がある。このような診断部位を撮像する場合、診断部位の形態変化に関連する心電波形や、心拍波形とともに3次元画像を取得し、特定時相に同期させた静止画を取得して種々の診断を行うことが知られている。例えば、スライス位置を移動しながら特定時相に対応する複数のスライス画像を複数時相について取得し、複数時相を持つ3次元画像を用いて、心臓の3次元動態解析、つまり、弁、心房、心室について動きの観察や、心房、心室の各時相における体積とその変化、駆出量などを行うことができる。この場合に、規格画像データ構造を用いて3次元規格画像データを生成することにより、前回検査との対比診断を容易に行うことができる。
　DICOMデータ変換部6では、超音波3次元データをスライス画像に分割し、スライス画像毎に3次元的位置情報と時間情報を含むDICOMデータ要素を設定する。DICOMデータ要素の時間情報として、例えばImage Trigger Delay (0018,1067)を設定する。3次元的位置情報と時間情報を含む超音波DICOM画像の利用法は、実施例1と同じである。DICOM装置で、超音波DICOM画像の4次元表示や4次元的解析を行う。
4次元表示には各種レンダリング処理、MPRなどの動画が含まれる。 4次元的解析には体積などの時相ごとの3次元的測定の他、任意の断面に対する時相ごとの距離、角度などの2次元的測定も含まれる。また、超音波診断装置20で超音波DICOM画像を読み込み、超音波DICOM画像の4次元表示や4次元的解析を行うことができる。
　図15に本発明の超音波診断装置の実施例6の概念構成図を示し、図16に本実施例の処理手順のフローチャートを示す。本実施例が、他の実施例と相違する点は、本発明に係る規格画像データ構造を用いた超音波診断装置単独により動画像を取得して有用な利用を図るものである。
　図16に示すように、超音波探触子1により取得される動画像データと、その動画像データの時間情報と3次元位置検出手段により検出される位置センサの位置及び傾きを取得して記憶する(S18)。そして、時間情報と検出された位置センサの位置及び傾き情報に基づいて、記憶された動画像データの各静止画像データに予め定められたDICOMデータ構造の時間情報と画像位置情報と傾き情報を設定し、各静止画像データにDICOMデータ構造のデータ要素に設定された時間情報と画像位置情報と傾き情報を付加してDICOM動画データを生成する(S19)。DICOMデータは、図15に示すように、データ要素にフレーム時間(Frame Time)(0018,1063)が規定されている。その他の点は、実施例1と同様であるから、説明を省略する。
　本実施例によれば、例えば心臓や血管などの循環器系のように、安静時と加負荷時とで形態が異なる部位を診断対象とする場合、安静時と加負荷時の動画像を取得して保存しておき、診断部位の各部の形態の変化(動き)を解析することがある。このような場合に、本発明の規格画像データ構造を用いて診断部位の3次元規格画像データを生成し、任意の断面の3次元的位置を把握することにより前回検査との対比診断を容易に行うことができる。
　例えば、心臓のストレス解析では、心臓のある断面に対して、安静時と加負荷時の動画を保存し、心房、心室の動きを解析する。これにより心臓の部分的な状況を把握することができる。断面の3次元的位置を把握することにより、前回検査との比較が可能となる。
つまり、心臓のストレス解析においては、ある断面に対して動画の取得が必要であり、断面の3次元的位置を把握することにより、前回検査との比較が可能となる。
　本実施例において、超音波動画データは、ＪPＥＧなどどんな形でも構わない。DICOMデータの時間情報としては、フレーム情報などがある。DICOMデータ変換部6で、動画像に3次元的位置情報と時間情報を含むDICOMデータ要素を設定する。時間情報としては例えばFrame Time (0018,106)を設定する。このようにして生成された3次元的位置情報と時間情報を含む超音波DICOM画像の利用法に関しては、実施例1と同様である。特に、転送先のDICOMサーバや、メディア経由でDICOMファイルを読込んだDICOM装置で、超音波DICOM画像の動画表示や動画解析を行う。動画表示には同一スライスに対する比較表示が含まれる。動画解析にはドップラー、エラストなどの2次元的測定も含まれる。また、超音波診断装置20で超音波DICOM画像を読み込み、超音波DICOM画像の動画表示や動画解析を行うことができる。
　また、添付図面を参照して、本発明に係る超音波診断装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
　1　超音波探触子、2　超音波送受信回路、3　超音波信号変換部、4　画像表示部、5　画像及び画像情報保存部、6　DICOMデータ変換部、7　画像送信部、8　メディアR/W部、9　位置センサユニット、10　位置情報入力部

Claims (11)

  1. 　被検体との間で超音波を送受する超音波探触子と、前記超音波探触子に取り付けられた位置センサにより前記被検体に対する該位置センサの位置及び傾きを検出する3次元位置検出手段と、前記超音波探触子で前記被検体の体表を走査して取得された3次元画像データ及び前記3次元位置検出手段により検出される前記位置センサの位置及び傾きを取得して記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記3次元画像データを複数のスライス画像データに分割し、前記3次元位置検出手段により検出された前記位置センサの位置及び傾き情報に基づいて、前記各スライス画像データに予め定められた規格画像データ構造の画像位置情報と傾き情報を設定する規格画像データ設定手段と、前記各スライス画像データに前記規格画像データ設定手段により設定された画像位置情報と傾き情報を付加して3次元規格画像データを生成する規格画像データ生成手段とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。
  2. 　請求項1記載の超音波診断装置において、
    　さらに、前記規格画像データ構造は、各スライス画像データの画素間隔、画素の行列数を含み、
    　前記規格画像データ設定手段は、前記3次元画像データに基づいてボクセル間距離及びボクセル数を求めて、前記各スライス画像データの前記規格画像データ構造の画素間隔と画素の行列数を設定することを特徴とする超音波診断装置。
  3. 　請求項1記載の超音波診断装置において、
    　さらに、前記位置センサを前記被検体の解剖学的特徴部位に位置合せして位置センサ座標系の原点位置を被検体座標系の原点位置に調整する座標変換手段を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
  4. 　請求項3記載の超音波診断装置において、
    　前記解剖学的特徴部位は、剣状突起、肋骨下部の突起、腰骨の少なくとも1つ以上であることを特徴とする超音波診断装置。
  5. 　請求項1記載の超音波診断装置において、
    　他のモダリティ画像撮像装置で撮像した3次元規格画像データの内の2次元規格画像を参照画像としてモニタに表示するとともに、前記位置センサの位置及び傾きを調整しながら前記超音波探触子で取得される超音波画像を前記モニタに表示し、前記モニタ上で前記参照画像と前記超音波画像とを比較して一致するように前記位置センサの座標系を前記参照画像の被検体座標系に調整することを特徴とする超音波診断装置。
  6. 　請求項1記載の超音波診断装置において、
    　さらに、心電波形と呼吸波形の少なくとも1つの体動波形を検出する体動検出手段を設け、
    　前記記憶手段は、前記3次元画像データを取得しながら前記体動検出手段により検出される体動波形の特徴点からの時間情報を記憶し、
    　前記規格画像データ構造は、前記体動波形の時間情報を含み、
    　前記規格画像データ設定手段は、前記各スライス画像データの前記規格画像データ構造に前記時間情報を設定することを特徴とする超音波診断装置。
  7. 　被検体との間で超音波を送受する超音波探触子と、前記超音波探触子を前記被検体のスライス断面に直交する方向に、かつ一定速度で走査して取得された3次元画像データを記憶するとともに、前記超音波探触子の走査に基づいて前記超音波探触子の3次元位置及び傾き情報を生成して記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記3次元画像データを複数のスライス画像データに分割し、生成された前記超音波探触子の3次元位置及び傾き情報に基づいて、前記各スライス画像データに予め定められた規格画像データ構造の画像位置情報と傾き情報を設定する規格画像データ設定手段と、前記各スライス画像データに前記規格画像データ設定手段により設定された画像位置情報と傾き情報を付加して3次元規格画像データを生成する規格画像データ生成手段とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。
  8. 　被検体との間で超音波を送受する超音波探触子と、前記超音波探触子に取り付けられた位置センサにより前記被検体に対する該位置センサの位置及び傾きを検出する3次元位置検出手段と、前記超音波探触子により取得される動画像データと該動画像データの時間情報と前記3次元位置検出手段により検出される前記位置センサの位置及び傾きを取得して記憶する記憶手段と、前記時間情報と前記3次元位置検出手段により検出された前記位置センサの位置及び傾き情報に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記動画像データの各静止画像データに予め定められた規格画像データ構造の時間情報と画像位置情報と傾き情報を設定する規格画像データ設定手段と、前記各静止画像データに前記規格画像データ設定手段により設定された時間情報と画像位置情報と傾き情報を付加して動画規格画像データを生成する規格画像データ生成手段とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。
  9. 　超音波探触子が被検体との間で超音波を送受するステップと、3次元位置検出手段が前記超音波探触子に取り付けられた位置センサにより前記被検体に対する該位置センサの位置及び傾きを検出するステップと、記憶手段が前記超音波探触子で前記被検体の体表を走査して取得された3次元画像データ及び前記3次元位置検出手段により検出される前記位置センサの位置及び傾きを取得して記憶するステップと、規格画像データ設定手段が前記記憶手段に記憶された前記3次元画像データを複数のスライス画像データに分割し、前記3次元位置検出手段により検出された前記位置センサの位置及び傾き情報に基づいて、前記各スライス画像データに予め定められた規格画像データ構造の画像位置情報と傾き情報を設定するステップと、規格画像データ生成手段前記各スライス画像データに前記規格画像データ設定手段により設定された画像位置情報と傾き情報を付加して3次元規格画像データを生成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の規格画像データ生成方法。
  10. 　超音波探触子が被検体との間で超音波を送受するステップと、記憶手段が前記超音波探触子を前記被検体のスライス断面に直交する方向に、かつ一定速度で走査して取得された3次元画像データを記憶するとともに、前記超音波探触子の走査に基づいて前記超音波探触子の3次元位置及び傾き情報を生成して記憶するステップと、規格画像データ設定手段が前記記憶手段に記憶された前記3次元画像データを複数のスライス画像データに分割し、生成された前記超音波探触子の3次元位置及び傾き情報に基づいて、前記各スライス画像データに予め定められた規格画像データ構造の画像位置情報と傾き情報を設定するステップと、規格画像データ生成手段が前記各スライス画像データに前記規格画像データ設定手段により設定された画像位置情報と傾き情報を付加して3次元規格画像データを生成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の規格画像データ生成方法。
  11. 　超音波探触子が被検体との間で超音波を送受するステップと、3次元位置検出手段が前記超音波探触子に取り付けられた位置センサにより前記被検体に対する該位置センサの位置及び傾きを検出するステップと、記憶手段が前記超音波探触子により取得される動画像データと該動画像データの時間情報と前記3次元位置検出手段により検出される前記位置センサの位置及び傾きを取得して記憶するステップと、規格画像データ設定手段が前記時間情報と前記3次元位置検出手段により検出された前記位置センサの位置及び傾き情報に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記動画像データの各静止画像データに予め定められた規格画像データ構造の時間情報と画像位置情報と傾き情報を設定するステップと、規格画像データ生成手段が前記各静止画像データに前記規格画像データ設定手段により設定された時間情報と画像位置情報と傾き情報を付加して動画規格画像データを生成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の規格画像データ生成方法。
PCT/JP2009/069077 2008-11-14 2009-11-10 超音波診断装置、超音波診断装置の規格画像データ生成方法 WO2010055816A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/129,395 US20110224550A1 (en) 2008-11-14 2009-11-10 Ultrasound diagnostic system and method for generating standard image data for the ultrasound diagnostic system
JP2010537766A JPWO2010055816A1 (ja) 2008-11-14 2009-11-10 超音波診断装置、超音波診断装置の規格画像データ生成方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-291707 2008-11-14
JP2008291707 2008-11-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010055816A1 true WO2010055816A1 (ja) 2010-05-20

Family

ID=42169950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/069077 WO2010055816A1 (ja) 2008-11-14 2009-11-10 超音波診断装置、超音波診断装置の規格画像データ生成方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20110224550A1 (ja)
JP (1) JPWO2010055816A1 (ja)
WO (1) WO2010055816A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012213557A (ja) * 2011-04-01 2012-11-08 Canon Inc 情報処理装置、撮影システム、情報処理方法および情報処理をコンピュータに実行させるためのプログラム
KR20160043470A (ko) * 2014-10-13 2016-04-21 삼성전자주식회사 초음파 영상 장치 및 초음파 영상 장치의 제어 방법
JP2019122842A (ja) * 2019-04-26 2019-07-25 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 超音波診断装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2765918A4 (en) * 2011-10-10 2015-05-06 Tractus Corp METHOD, DEVICE AND SYSTEM FOR FULL STUDY OF TISSUE SAMPLES WITH PORTABLE IMAGING DEVICES
JP6073563B2 (ja) * 2012-03-21 2017-02-01 東芝メディカルシステムズ株式会社 超音波診断装置、画像処理装置及び画像処理プログラム
JP6238651B2 (ja) * 2012-09-03 2017-11-29 東芝メディカルシステムズ株式会社 超音波診断装置及び画像処理方法
WO2014210430A1 (en) 2013-06-27 2014-12-31 Tractus Corporation Systems and methods for tissue mapping
CN104574329B (zh) * 2013-10-09 2018-03-09 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 超声融合成像方法、超声融合成像导航系统
EP3220829B1 (en) 2014-11-18 2022-03-09 C. R. Bard, Inc. Ultrasound imaging system having automatic image presentation
US10905396B2 (en) 2014-11-18 2021-02-02 C. R. Bard, Inc. Ultrasound imaging system having automatic image presentation
US11217344B2 (en) * 2017-06-23 2022-01-04 Abiomed, Inc. Systems and methods for capturing data from a medical device
CN110604592B (zh) * 2019-03-04 2024-04-02 北京大学第三医院 一种髋关节的成像方法以及髋关节成像系统
JP2024127654A (ja) * 2023-03-09 2024-09-20 富士フイルム株式会社 画像処理装置、画像撮影システム、画像処理方法、画像処理プログラム

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005296436A (ja) * 2004-04-14 2005-10-27 Hitachi Medical Corp 超音波診断装置
JP2008079805A (ja) * 2006-09-27 2008-04-10 Toshiba Corp 超音波診断装置、医用画像処理装置及びプログラム
JP2008246264A (ja) * 2003-05-08 2008-10-16 Hitachi Medical Corp 超音波診断装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4914589A (en) * 1988-10-24 1990-04-03 General Electric Company Three-dimensional images obtained from tomographic data using a variable threshold
DE19712107A1 (de) * 1997-03-22 1998-09-24 Hans Dr Polz Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von diagnostisch verwertbaren, dreidimensionalen Ultraschallbilddatensätzen
US8102392B2 (en) * 2003-06-27 2012-01-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Image processing/displaying apparatus having free moving control unit and limited moving control unit and method of controlling the same
US20060155577A1 (en) * 2005-01-07 2006-07-13 Confirma, Inc. System and method for anatomically based processing of medical imaging information
JP4713382B2 (ja) * 2006-03-28 2011-06-29 富士フイルム株式会社 超音波診断装置及びデータ解析計測装置
JP4545169B2 (ja) * 2007-04-12 2010-09-15 富士フイルム株式会社 画像表示方法、装置およびプログラム
JP5448328B2 (ja) * 2007-10-30 2014-03-19 株式会社東芝 超音波診断装置及び画像データ生成装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008246264A (ja) * 2003-05-08 2008-10-16 Hitachi Medical Corp 超音波診断装置
JP2005296436A (ja) * 2004-04-14 2005-10-27 Hitachi Medical Corp 超音波診断装置
JP2008079805A (ja) * 2006-09-27 2008-04-10 Toshiba Corp 超音波診断装置、医用画像処理装置及びプログラム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NATIONAL ELECTRICAL MUNUFACTURERS ASSOCIATION, DIGITAL IMAGING AND COMMUNICATIONS IN MEDICINE (DICOM) PART6: DATE DICTIONARY, 2004, pages 16,35,36 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012213557A (ja) * 2011-04-01 2012-11-08 Canon Inc 情報処理装置、撮影システム、情報処理方法および情報処理をコンピュータに実行させるためのプログラム
US10657661B2 (en) 2011-04-01 2020-05-19 Canon Kabushiki Kaisha Information processing apparatus, imaging system, information processing method, and program causing computer to execute information processing
KR20160043470A (ko) * 2014-10-13 2016-04-21 삼성전자주식회사 초음파 영상 장치 및 초음파 영상 장치의 제어 방법
KR102329113B1 (ko) 2014-10-13 2021-11-19 삼성전자주식회사 초음파 영상 장치 및 초음파 영상 장치의 제어 방법
JP2019122842A (ja) * 2019-04-26 2019-07-25 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 超音波診断装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20110224550A1 (en) 2011-09-15
JPWO2010055816A1 (ja) 2012-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010055816A1 (ja) 超音波診断装置、超音波診断装置の規格画像データ生成方法
US11642096B2 (en) Method for postural independent location of targets in diagnostic images acquired by multimodal acquisitions and system for carrying out the method
US10251712B2 (en) Method and apparatus for invasive device tracking using organ timing signal generated from MPS sensors
US9524551B2 (en) Ultrasound diagnosis apparatus and image processing method
US6500123B1 (en) Methods and systems for aligning views of image data
US9717474B2 (en) Image processing apparatus, ultrasound diagnosis apparatus, and image processing method
US11653897B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus, scan support method, and medical image processing apparatus
US20200058098A1 (en) Image processing apparatus, image processing method, and image processing program
US20140108053A1 (en) Medical image processing apparatus, a medical image processing method, and ultrasonic diagnosis apparatus
US20120262460A1 (en) Image processing apparatus, and processing method and non-transitory computer-readable storage medium for the same
US20180214133A1 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic diagnostic assistance method
US9713508B2 (en) Ultrasonic systems and methods for examining and treating spinal conditions
WO2004091407A2 (en) Method and apparatus for knowledge based diagnostic imaging
US10368841B2 (en) Ultrasound diagnostic apparatus
KR101504162B1 (ko) 의료 화상용 정보처리장치, 의료 화상용 촬영 시스템 및 의료 화상용 정보처리방법
CN100548223C (zh) 超声诊断设备
US12053326B2 (en) Apparatus and method for automatic ultrasound segmentation for visualization and measurement
US20190343489A1 (en) Ultrasound diagnosis apparatus and medical information processing method
US10813621B2 (en) Analyzer
US11850101B2 (en) Medical image diagnostic apparatus, medical image processing apparatus, and medical image processing method
DE102014111066A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines 3D Bildes ausgehend von 2D Ultraschalldaten
EP3754607B1 (en) Ultrasound diagnosis apparatus and ultrasound diagnosis apparatus controlling method
US11452499B2 (en) Ultrasound diagnosis apparatus and ultrasound diagnosis apparatus controlling method
CN112617902A (zh) 一种三维成像系统及成像方法
Huang et al. 3-D measurement of body tissues based on ultrasound images with 3-D spatial information

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09826064

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2010537766

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13129395

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09826064

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1