用于形成3D超声图像的设备和方法技术

本发明专利技术涉及通过自动检测目标对象的轮廓而只利用该轮廓内存在的体积数据来形成３Ｄ超声图像的３Ｄ超声诊断，包括：第一单元，用于在２Ｄ超声图像上产生感兴趣区域（ＲＯＩ）方框；第二单元，用于检测该ＲＩＯ方框中的目标对象的轮廓；以及第三单元，用于通过再现存在于检测到的轮廓中的体积数据来形成３Ｄ超声图像。

【技术实现步骤摘要】
技术领城本专利技术一般涉及一种三维(3D)超声诊断系统，更具体地说涉及一种用于从目标对象的二维(2D)超声图像中自动检测出轮廓并利用该轮廓内的体积数据形成3D超声图像的设备和方法。
技术介绍
三维(3D)超声诊断系统是用于提供诸如空间信息、解剖信息等临床信息，这些临床信息不能从传统的二维图像中提供。3D超声诊断系统从通过探针从目标对象接收的信号中获得体积数据，并且针对所获得的体积数据执行扫描转换程序。通过根据从扫描转换后的数据中获得的图像执行再现程序而在例如监视器、屏幕等显示设备上显示目标对象的3D超声图像。因此用户可以获得目标对象的临床信息。如在现有技术中众所周知的，探针一般具有多个传感器，其中分别将脉冲信号输入每个传感器的定时被适当地延迟。因此聚焦超声束沿着发射扫描线被发射到目标对象中。每个传感器在不同的接收时间接收从发射扫描线上的焦点反射的回声信号。接收信号被发射给束成形器。接收信号被适当地延迟，其中在波束成形器中对延迟的接收信号求和。因此，从发射扫描线上的焦点反射的表示能级的接收聚焦束被输出。以上程序被反复执行，直到产生由多个扫描线的接收聚焦束形成的目标对象的2D片层图像。体积数据获取单元通过综合2D超声图像而输出体积数据，该2D超声图像表示从束成形器输入的目标对象的截面。体积数据从由存在于3D空间内并用圆环坐标系定义的目标对象所反射的信号中产生。因此，为了在具有笛卡尔坐标系的显示设备(例如监视器、平面等)中执行体积数据的再现程序，需要用于执行体积数据的坐标转换的扫描转换。扫描转换在扫描转换器中实现。扫描转换器中的扫描转换后的体积数据通过典型的容积再现程序被这样再现，使得3D超声图像得以显示。用户通过显示在显示设备上的3D超声图像获得目标对象的临床信息。3D超声诊断系统主要被用于在产科和妇科领域中用3D超声图像显示胎儿的形状。在通过扫描孕妇的腹部区域而获取了体积数据之后，根据所获取的体积数据执行容积再现程序。因此可以用3D超声图像显示胎儿的形状。然而由于体积数据包括子宫组织、脂肪组织、羊水、浮动物质和胎儿的混合数据，如果再现程序被直接应用于体积数据，则很难用3D超声图像清楚地显示胎儿的形状。因此，为了用3D超声图像显示胎儿的形状，需要从例如羊水等相邻区域中分割出胎儿区域。因此，通过使用与3D超声诊断系统连接的外部接口设备(例如鼠标、键盘等)，可以产生包围显示设备上显示的2D超声图像中胎儿形状的感兴趣区域(ROI)方框，如图1A所示。此后，如图1B所示，通过细致地操作外部接口产生最后的ROI方框。存在于从该ROI方框内的图像中检测出的轮廓内的体积数据被这样再现，使得胎儿的3D超声图像能够被显示。然而，由于ROI方框的产生以及目标对象图像的轮廓的检测都是由用户在3D超声诊断系统中手动地进行操作，所以最后显示的3D超声图像的质量取决于用户的专门技能。换句话说，根据产生ROI方框的用户，ROI方框的尺寸是不一致的。同样地，由于不能精确地显示所期望的目标对象的3D超声图像，经常存在问题。而且即使用户是专家，也存在问题，即产生ROI方框以及从2D超声图像中检测出目标对象图像的轮廓需花费很长的工作时间。这是因为用户直接在2D超声图像上产生ROI方框。此外，如果对于所期望的目标对象的3D超声图像而言ROI方框的尺寸不精确，则存在以下问题，即在体积数据再现程序或ROI方框中的目标对象的轮廓检测程序中可能会产生误差。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供用于在减小可能在体积数据再现过程和目标对象的轮廓检测过程中产生的误差的同时形成目标对象的精确的3D超声图像的设备和方法。本专利技术的另一个目的是通过自动地产生ROI方框并且检测存在于ROI方框内的目标对象的轮廓来减少在产生感兴趣(ROI)方框的过程以及检测目标对象的轮廓的过程中耗费的时间。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于形成三维(3D)超声图像的设备，包括第一单元，用于在2D超声图像上产生感兴趣区域(ROI)方框；第二单元，用于检测ROI方框中的目标对象的轮廓；以及第三单元，用于通过再现存在于检测到的轮廓中的体积数据来形成3D超声图像。根据本专利技术的另一方面，提供一种用于形成三维(3D)超声图像的方法，包括以下步骤a)在2D超声图像上产生感兴趣区域(ROI)方框；b)检测ROI方框中的目标对象的轮廓；以及c)通过再现存在于检测到的轮廓中的体积数据来形成3D超声图像。附图说明根据以下结合附图给出的优选实施例的说明，本专利技术的上述以及其他目的和特征将变得显而易见，其中图1A和1B是描述在2D超声图像上产生的感兴趣区域(ROI)方框的图；图2是说明用于形成3D超声图像的设备的示意性框图，该设备根据本专利技术的优选实施例构成；图3是说明图2的ROI方框产生单元的详细的框图；图4A至4C是说明对2D超声图像进行图像分割的结果的实例；图5A至5F示出了自动调节用于胎儿面部图像的ROI方框的尺寸的过程；图6A示出了用于确定目标对象图像的轮廓检测能力的掩码；图6B是说明应用掩码的2D超声图像的图；图7A和7B示出了对ROI方框中的目标对象图像执行平滑和亮度对比度的实例；图8A和8B示出了对ROI方框中的目标对象图像执行二值化的实例；以及图9A和9B示出了检测胎儿图像的上表面上的轮廓的实例。具体实施例方式图2是说明3D超声诊断设备中的三维(3D)超声图像形成设备3的示意性框图，该3D超声图像形成设备3根据本专利技术的优选实施例构成。该3D超声图像形成设备3包括感兴趣区域(ROI)方框产生单元31、第一确定单元33、第二确定单元35、轮廓检测单元37和3D图像处理单元39。当安装在该3D超声图像形成设备3中的控制面板(未示出)的3D按钮被激活时，该3D超声图像形成设备3开始工作。如果用户激活了该3D按钮，通过3D超声诊断设备中的探针和束成形器获取的2D超声图像中的一个则以亮度模式(B-mode)显示在显示设备(未示出)上。根据本专利技术，显示在显示设备上的2D超声图像是表示目标对象的一个中心片层的2D超声图像。B-mode表示从目标对象反射的信号能量以亮度水平进行显示。ROI方框产生单元31在显示在显示设备上的2D超声图像上自动产生ROI方框。第一确定单元33确定自动产生的ROI方框的尺寸是否适合目标对象的2D超声图像的尺寸。第二确定单元35确定存在于ROI方框内的目标对象的轮廓是否能够被检测。轮廓检测单元37检测存在于ROI方框内的目标对象的轮廓。3D图像处理单元39在存储于体积数据获取单元内的体积数据中选择存在于目标对象轮廓中的体积数据，并且通过再现这些体积数据来形成3D超声图像。在下文中将通过参考图3至5F来详细讲述用于在2D超声图像上自动产生ROI方框的ROI方框产生单元31，该2D超声图像显示在3D超声诊断设备的显示设备上。图3是说明图2的ROI方框产生单元31的详细的框图。如图3所示，ROI方框产生单元31包括图像分割单元311、ROI方框设置单元313和ROI方框调节单元315。图像分割单元311将2D超声图像分割成目标对象图像和与该目标对象相邻的背景图像。ROI方框设置单元313在2D超声图像上设置具有预定尺寸的ROI方框，而ROI方框调节单元315调节该ROI方框的尺寸。由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成三维（３Ｄ）超声图像的设备，包括：第一装置，用于在２Ｄ超声图像上产生感兴趣区域（ＲＯＩ）方框；第二装置，用于检测该ＲＩＯ方框中的目标对象的轮廓；以及第三装置，用于通过再现存在于检测到的轮廓中的体积数据来形 成３Ｄ超声图像。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：沈载允，郭炳周，金南哲，金祥铉，
申请(专利权)人：株式会社美蒂森，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]