超声波体数据处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种超声波体数据处理装置，该超声波体数据处理装置形成活体中的目标组织的三维图像。通过三维关注区域（3D-ROI）来限制绘制处理所应用的范围。三维关注区域具有作为绘制起始面的剪取平面。通过用户操作能够使剪取平面的形状变形成凸形形状或凹形形状，并且剪取平面可以在二维方向上自由地倾斜。使用这种构造，例如，剪取平面能够适当地位于胎儿的脸与胎盘之间的间隙中。当使用经弯曲的剪取平面时，在三维图像中趋于形成条纹图案噪声。为了解决或降低条纹图案噪声，在对每条射线的三维像素计算中，特殊三维像素计算被应用到每条射线的最终的三维像素。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2010年10月15日，申请号为201010517177.0，专利技术名称为“超声波体数据处理装置”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种超声波体数据（volume data）处理装置，尤其涉及一种用于限制三维图像处理所应用的范围的三维关注区域（3D-ROI，three-dimensional region of interest）的设定技术。
技术介绍
近年来，在医疗领域中，正在普及三维超声波诊断。例如，在产科医学领域中，将超声波发送到包括母体中的胎儿的三维空间（发送和接收空间）并将超声波从该三维空间中发送回来，并获得体数据（三维超声波数据）。将绘制（rendering）处理应用到体数据以形成胎儿的三维图像。作为形成三维图像的方法，已知例如体绘制的方法。在体绘制中，设定穿过要形成图像的空间的多条射线（视线），从每条射线的起点到终点连续地执行三维像素计算。对每条射线的三维像素计算的最终结果被设定为射线的像素值。三维图像形成为对多条射线计算出的多个像素值的集合。其他已知的图像处理方法包括面绘制、累积投影等。当要形成为图像的目标组织的三维图像将要形成时，期望的是，尽可能地防止与目标组织相邻的其他组织（非目标组织）的图像形成。更具体地，在体绘制中，在对每条射线继续进行三维像素计算的过程中，如果三维像素计算也被应用到存在于目标组织的较近侧（靠近观察点的一侧）的其他组织，则可能发生的问题是，目标组织被隐藏在其他组织的后面，并且不能在最终形成的三维图像中观测到目标组织。例如，在表示子宫中的胎儿的三维图像中，可能存在的问题是，最期望观测到的胎儿的脸被隐藏在存在于胎儿前面的胎盘的后面。考虑到这点，三维关注区域（3D-ROI）得到使用。三维关注区域一般为存在于三维数据处理空间中的部分空间，并且为用于限制绘制处理所应用的范围的空间。通过以如下方式在三维数据处理空间中设定三维关注区域能够解决上述问题：胎儿（更具体为与胎儿相对应的数据）位于三维关注区域中，胎盘（更具体为与胎盘相对应的数据）位于三维关注区域的外部。在三维数据处理空间中，三维关注区域在概念上被看作三维图形。通常，三维关注区域具有绘制起始面。例如，当形成胎儿的三维图像时，手动地或自动地设定绘制起始面，以使绘制起始面位于胎儿的脸与胎盘之间。因为绘制起始面具有组织分离功能，绘制起始面可以被称为剪取平面（clipping plane）。
技术介绍
参考文献1（JP 2004-113603 A）公开了一种用于改变三维关注区域的形状的技术。根据该技术，可以生成具有以倾斜的方式裁切的特殊角部分的立方体形状作为三维关注区域。
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参考文献2（JP 2004-33658 A）公开了一种具有基于多个点限定的自由曲面的三维关注区域。
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参考文献3（JP 2006-61698 A（USP 7,433,504））公开了一种具有自由曲面的三维关注区域。在
技术介绍
参考文献3公开的技术中，在两个正交的剖面上通过用户指定坐标来限定自由曲面的形状。使用称为虚拟点的特殊点，以将对一个剖面的坐标指定反映到另一个剖面。
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参考文献4（JP 2001-145631 A）公开了一种自动地设定三维关注区域的技术。
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参考文献5（JP 2000-339486 A）公开了一种改变采样间隔以防止形成由体绘制导致的条纹图案的技术。因为期望为其形成图像的组织和不期望为其形成图像的组织在活体中具有各种形状，不适合使用简单的立方体形状作为三维关注区域的形状。特别地，当作为绘制起始面的剪取平面被设定为简单平面时，将变得很难充分地分离待成像的组织和不用成像的组织。因此，不能够使用在
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参考文献1中说明的技术。同时，为了减少用户的负担并缩短检查时间，期望的是，能够容易并快速地设定三维关注区域。特别地，期望能够容易并快速地设定绘制起始面的位置、形状以及定向。然而，因为参考文献2中说明的技术要求在断层分析图像上沿着组织的表面形状单独地定位多个点，趋于强加了操作的负担。本专利技术人所做的研究已表明，在许多情况下，待成像的组织的表面形状和不用成像的组织的表面形状为近似凸面形状或为近似凹面形状。另外，发现在许多情况下，组织之间的间隙相对于三维关注区域的中心轴（绘制中心线）倾斜。基于这一来自经验的知识，
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参考文献3中所公开的技术不能够用于充分地分离目标组织。尽管
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参考文献3的技术能够自由地改变三维关注区域的上表面（剪取平面）的形状，但是不能够改变上表面的总体倾斜度。上表面的四个角的高度通常相同，在倾斜的间隙中插入上表面非常困难。在
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参考文献3中所公开的技术中，三维关注区域本身可以相对于体数据倾斜。然而，在这种情况下，可能出现其他问题，例如，绘制方向的变化或在三维关注区域中包含不需成像的组织。上述问题是要解决的第一个问题。在使用三维关注区域执行体绘制的情况下，如果绘制的起始面和终止面中的一个或两个是弯曲的，则射线的路径长度将不一致。如果基于射线的一定规则性以预定采样间隔来确定采样点的阵列，则问题是，沿着弯曲方向产生周期性，并且在超声波图像上形成条纹图案。例如，当剪取平面（即，绘制起始面）为凸形球面或凹形球面时，趋于形成多环形状的条纹图案，并且，当剪取平面具有例如半圆筒的形状时，趋于形成垂直的条纹图案。特别地，当在终止面的周围存在强反射性物体时，这一问题变得显著。当在多条射线中采样点的阵列不一致时，起始面将变成阶梯形状。在这种情况下，如果在起始面的附近存在强反射性物体，则在很大程度上趋于形成条纹图案。在任一情况下，当在多条射线中路径长度和位置不一致时，趋于出现上述问题。由于这种条纹形状使三维超声波图像的外形显著地退化并使疾病诊断不清楚，强烈地期望抑制条纹图案。这个问题是要解决的第二个问题。
技术实现思路
（1）第一个问题的解决方案本专利技术的第一个优点是能够合适地设定应用绘制的三维关注区域中剪取平面的定向。换句话说，第一个优点是，能够独立并快速地设定应用绘制的三维关注区域中剪取平面的定向和形状，以使得能够减少用户在操作过程中的负担并缩短检查时间。根据本专利技术的一个方案，提供一种超声波体数据处理装置，包括：三维关注区域设定单元，其对从活体中的三维空间获得的超声波体数据设定三维关注区域用于绘制处理；以及三维超声波图像形成单元，其使用三维关注区域中的数据来执行绘制处理，以形成三维超声波图像，其中，三维关注区域具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波体数据处理装置，包括：三维关注区域设定单元，其对超声波体数据设定应用绘制处理的三维关注区域；以及三维超声波图像形成单元，其通过为所述三维关注区域设定多条射线并沿着每条射线重复地执行三维像素计算来形成三维超声波图像，其中对每条射线的多次三维像素计算包括用于抑制条纹图案出现的特殊三维像素计算，所述条纹图案由所述三维关注区域中的弯曲的起始面和终止面中的至少一个引起，其中所述特殊三维像素计算为使用比以一定采样间隔为每条射线设定多个采样点时引起的所述一定采样间隔小的零数的三维像素计算，并且其中所述零数对应于作为所述终止面之前的一个三维像素的三维像素与所述终止面之间的距离。

【技术特征摘要】
2009.10.15 JP 2009-238768;2009.10.15 JP 2009-23871.一种超声波体数据处理装置，包括：
三维关注区域设定单元，其对超声波体数据设定应用绘制处理的三维关
注区域；以及
三维超声波图像形成单元，其通过为所述三维关注区域设定多条射线并
沿着每条射线重复地执行三维像素计算来形成三维超声波图像，其中
对每条射线的多次三维像素计算包括用于抑制条纹图案出现的特殊三维
像素计算，所述条纹图案由所述三维关注区域中的弯曲的起始面和终止面中
的至少一个引起，
其中所述特殊三维像素计算为使用比以一定采样间隔为每条射线设定多
个采样点时引起的所述一定采样间隔小的零数的三维像素计算，并且
其中所述零数对应于作为所述终止面之前的一个三维像素的三维像素与
所述终止面...

【专利技术属性】
技术研发人员：濑古浩嗣，永濑优子，成田弘彦，横井温子，
申请(专利权)人：日立阿洛卡医疗株式会社，
类型：发明
国别省市：