JP7470167B2 - 媒体の物理的特性を決定する方法及びシステム - Google Patents

媒体の物理的特性を決定する方法及びシステム Download PDF

Info

Publication number
JP7470167B2
JP7470167B2 JP2022173584A JP2022173584A JP7470167B2 JP 7470167 B2 JP7470167 B2 JP 7470167B2 JP 2022173584 A JP2022173584 A JP 2022173584A JP 2022173584 A JP2022173584 A JP 2022173584A JP 7470167 B2 JP7470167 B2 JP 7470167B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
segmentation map
medium
data
pulses
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
JP2022173584A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023067850A (ja
Inventor
ランベール，ウィリアム
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SuperSonic Imagine SA
Original Assignee
SuperSonic Imagine SA
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 SuperSonic Imagine SA filed Critical SuperSonic Imagine SA
Publication of JP2023067850A publication Critical patent/JP2023067850A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7470167B2 publication Critical patent/JP7470167B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • 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
    • G01S15/8977—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using special techniques for image reconstruction, e.g. FFT, geometrical transformations, spatial deconvolution, time deconvolution
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0891—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings for diagnosis of blood vessels
    • 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
    • G01S15/8959—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using coded signals for correlation purposes
    • 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
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0833—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures
    • A61B8/085—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures for locating body or organic structures, e.g. tumours, calculi, blood vessels, nodules
    • 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
    • A61B8/481—Diagnostic techniques involving the use of contrast agent, e.g. microbubbles introduced into the bloodstream
    • 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
    • A61B8/5207—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of raw data to produce diagnostic data, e.g. for generating an image
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0654—Imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/34—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/346—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with amplitude characteristics, e.g. modulated signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/36—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/40—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by amplitude filtering, e.g. by applying a threshold or by gain control
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4409—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
    • G01N29/4436—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison with a reference signal
    • 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
    • G01S15/8909—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration
    • G01S15/8915—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a transducer array
    • G01S15/8927—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a transducer array using simultaneously or sequentially two or more subarrays or subapertures
    • 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
    • G01S15/8934—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a dynamic transducer configuration
    • 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
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52023—Details of receivers
    • G01S7/52025—Details of receivers for pulse systems
    • G01S7/52026—Extracting wanted echo signals
    • 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
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52023—Details of receivers
    • G01S7/52036—Details of receivers using analysis of echo signal for target characterisation
    • G01S7/52038—Details of receivers using analysis of echo signal for target characterisation involving non-linear properties of the propagation medium or of the reflective target
    • G01S7/52039—Details of receivers using analysis of echo signal for target characterisation involving non-linear properties of the propagation medium or of the reflective target exploiting the non-linear response of a contrast enhancer, e.g. a contrast agent
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/024—Mixtures
    • G01N2291/02466—Biological material, e.g. blood

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

本開示は、媒体の物理的特性を決定するための方法及びシステムに関する。具体的には、本方法は、トランスデューサ装置によって走査される媒体の画像データを提供するのに適している。例えば、本方法は、例えば医療機器であり得る超音波システムのような機器で使用され得る。
例えば医用画像処理、レーダ、ソナー、地震探査、無線通信、電波天文学、音響学及び生物医学の分野において、通信、画像処理又は走査を行う目的で複数のトランスデューサ素子装置又はトランシーバ（例えばアレイとして配置される）を使用することが知られている。一例として、超音波イメージングが挙げられる。
従来の超音波イメージングでは、超音波トランスデューサ素子のセットを有する超音波トランスデューサ装置（超音波プローブとも呼ばれる）を使用して、送信動作において、関心媒体に超音波を照射する超音波パルスを生成し得る。媒体は、例えば、脂肪、筋肉、骨、及び血管などの１つ又はいくつかの組織を含み得る。次に、受信動作において、エコー信号のセットが一組のトランスデューサ素子によって媒体から受信される。特に、トランスデューサ素子の各々は、受信したエコー信号を、例えば電気信号に変換する。信号は、超音波システムによってさらに処理できる。例えば、それらはデジタル化され、復調され、フィルタリングされ、及び／又は信号調整動作が実行され得る。
超音波照射（すなわち、媒体に送られる超音波励起）の前に、造影剤（例えば、微小気泡）が媒体に導入され得る。特に、造影超音波検査（ＣＥＵＳ）の応用において、超音波造影剤をより良好に画像化するために、専用の送信シーケンス（すなわち、送信パルスの組合せ）に続いて媒体が超音波照射される。
造影剤は、患者の血管系に注入され、造影超音波スキャン中に画像化される。この手法の目的は、特に疑わしい腫瘍内及び周囲での気泡の挙動を分析することである。
造影剤をよりよく観察するために、組織と造影剤とを区別するパルス変調技術が提案されている。これらの技術は、組織の線形応答と比較して、気泡応答の非線形性を利用している。特に、ＣＥＵＳイメージングは、（軟部組織の線形応答と比較して）超音波造影剤の非線形応答に依存している。振幅及び／又は位相変調によって、超音波造影剤によって生成された後方散乱信号が、組織によって生成されたエコーから分離される。そのようなプロセスは、異なる振幅及び／又は位相に関連付けられた送信パルスで、媒体を連続的に照射することを必要とする（例えば非特許文献１）。
さらに、特許文献１は、媒体内の正確な位置の物理的特徴を決定する方法を記載している。当該方法は、造影剤を媒体に導入するステップと、異なる振幅を有する放射パルスを含む放射シーケンスを送信するステップと、放射パルスのエコーに対応する受信パルスを含む受信シーケンスを受信するステップと、放射パルスに対する受信パルス間の位相差を計算するステップと、当該位相差に基づいて物理的特性を決定するステップとを含む。
欧州特許出願公開第３０９７４３２号明細書
Tremblay-Darveau C, Sheeran PS, Vu CK, et al. The Role of Microbubble Echo Phase Lag in Multipulse Contrast-Enhanced Ultrasound Imaging. IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control. 2018; 65（8）:1389-1401. doi:10.1109/TUFFC.2018.2841848
現在、決定された特性の品質をさらに高めることが可能な、媒体の物理的特性を決定するための方法及びシステムを提供することが依然として望まれている。特に、媒体の信号データ、例えば導入された造影剤の画像データにおいて、関心のある情報をより効果的にフィルタリングすることが依然として望ましい。さらに、媒体の信号データのノイズを低減すること、及び／又はＣＥＵＳイメージングモードで軟組織によって生成される信号をより良好にフィルタリング及び／又はキャンセルすることが望ましい。
したがって、本開示の実施形態によれば、媒体の物理的特性を決定するための方法に関し、本方法は、
（ｄ）少なくとも３つの放射された超音波パルスに関連する媒体の超音波信号データを処理して、少なくとも３つの同相及び直交位相（ＩＱ）データセットＩ１（ｒ），Ｉ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）をそれぞれ提供すること、ここで、当該少なくとも３つの放射された超音波パルスは、第１の強度を有する第１の放射パルスと、各々が第２の強度を有する少なくとも２つの補助放射パルスとを含み、第２の強度の和は第１の強度に対応する、
（ｅ）第１のＩＱデータセットＩ１（ｒ）と、少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）の和との間の第１の位相遅れ、及び／又は少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）間の第２の位相遅れの関数として、物理的特性を決定することを含む。
このような方法を提供することにより、決定された特性の品質を向上させることが可能になる。
特に、（ｅ）第１のＩＱデータセットＩ１（ｒ）と少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）の和との間の第１の位相遅れの関数として物理的特性を決定することによって、導入された造影剤の画像データなど、超音波信号データ内の関心のある情報をより効果的に検出することが可能になる。
それから、（ｅ）少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）間の第２の位相遅れの関数として物理的特性を決定することによって、超音波信号データ内のノイズを検出することも可能になる。
更なる結果として、超音波信号データ内の望ましくないデータは、関心のある検出された情報及び検出されたノイズを除外することによって決定され得る。換言すれば、関心のある情報又はノイズとして検出されないすべては、望ましくないデータとして分類され得る。そのような望ましくないデータは、特に、媒体内に存在する組織の超音波信号データを含み得る。
したがって、本方法は、決定された物理的特性（又は後述する物理的特性のマップの値）を、関心のある情報、ノイズ、及び望ましくないデータ（例えば、組織）の３つのカテゴリのうちの１つに分類するステップをさらに含むことができる。
例えば、関心のある情報として分類された決定された物理的特性が強調される一方で、ノイズ又は望ましくないデータとして分類された決定された物理的特性は抑制又はキャンセルされ得る。したがって、関心のある情報として分類された決定された物理的特性は、ノイズ又は望ましくないデータとして分類された任意の決定された物理的特性から、よりよく区別され得る。
関心のある情報及び／又はノイズを検出することは、関心のある情報及び／又はノイズを特徴付ける、認識する、強調する、ハイライトする、又は一般的に認識することのうちの少なくとも１つを含み得る。
超音波信号データは、複素ＩＱデータセットを提供（又は取得）するために処理され得る。したがって、これは、各ＩＱデータセットがそれぞれ放射された超音波パルスに関連付けられることを意味し得る。
少なくとも２つの補助放射パルスは、同じ（第２の）強度及び／又は同じ振幅を有し得る。
補助放射パルスの振幅の和（例えば、ピーク値）は、第１の放射パルスの振幅（例えば、ピーク値）に対応し得る。
ＩＱデータセットは、復調されたＩＱ超音波データセット及び／又はＩＱビーム形成データセットであり得る。
より一般的には、ＩＱデータセットはＩＱデータを含み得る。例えば、ＩＱデータセットは、同相値及び直交位相値の少なくとも１つの対を含むことができる。したがって、ＩＱデータは、復調されたＩＱ超音波データ及び／又はＩＱビーム形成データであってもよい。
物理特性を決定すること（ｅ）は、さらに、第１のＩＱデータセットＩ１（ｒ）に、及び／又は、少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）の和に補償位相遅れを導入することによって、第１のＩＱデータセットＩ１（ｒ）を少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）の和と同位相に設定することを含み得る。換言すれば、追加の位相遅れは、Ｉ１（ｒ）とＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）の和との間の位相遅れが低減及び／又は補償されるように選択され得る。したがって、最適なコヒーレント加算が有利に得られる。
物理特性を決定すること（ｅ）は、さらに、第１のＩＱデータセットＩ１（ｒ）に位相シフトπを導入することによって、任意選択でπから補償位相遅れを引いた値（すなわち、下記の数式（１ｄ）に挙げるように、（π－φ１（ｒ）））を導入することによって、少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）の和に対して逆位相の第１のＩＱデータセットＩ１（ｒ）を設定することを含み得る。この位相シフトは、決定された物理的特性の改善されたノイズ低減を有利に導き得る。
第１のＩＱデータセットＩ１（ｒ）と少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）の和との間の第１の位相遅れφ１（ｒ）は、
Ｉ１（ｒ）の位相と、Ｉ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）の和の位相との差、又は
Ｉ１（ｒ）とＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）の和とのスカラー積の位相、すなわち次の式で表される：
Figure 0007470167000001
 によって測定され得る。
補償位相遅れは、φ１（ｒ）の関数として決定され得る。急激すぎない補償を得るために、φ１を部分的にのみ（すなわち、すべてではなく）補償することも可能である。換言すれば、第１のＩＱデータセットＩ１（ｒ）と少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）の和とが、より同相又は逆位相になる（任意選択で、完全に同相又は逆位相になることなく）ように、補償位相遅れを挿入することが関心になり得る。
少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ）及びＩ３（ｒ）の間の第２の位相遅れφ２（ｒ）は、
Ｉ２（ｒ）の位相とＩ３（ｒ）の位相との差、又は
Ｉ２（ｒ）とＩ３（ｒ）とのスカラー積の位相であって、特に次の式で表され得る：
Figure 0007470167000002
 によって測定され得る（又は対応し得る）。
物理的特性を決定すること（ｅ）は、さらに、第１の位相遅れの関数としての第１のセグメンテーションマップ、及び／又は第２の位相遅れの関数としての第２のセグメンテーションマップを決定することを含み得る。次いで、物理的特性は、第１及び／又は第２のセグメンテーションマップの関数として決定され得る。
物理的特性は、第１のセグメンテーションマップと第２のセグメンテーションマップとを組み合わせて生成される第３のセグメンテーションマップの関数として決定され得る。例えば、第１のセグメンテーションマップから第２のセグメンテーションマップの内容を除去することによって決定され得る。
したがって、決定された特性（及び、任意選択で、当該特性に基づいて形成された画像データ）の品質は、特に、媒体内の関心領域のＩＱデータを強化することによって、及びノイズ及び望ましくないデータ（例えば、組織信号）を低減することによって、強化され得る。
第１のセグメンテーションマップは、媒体の関心領域をセグメント化するように構成され得る。例えば、関心領域は（後述するように）媒体が造影剤を含む領域であってもよい。第１のセグメンテーションマップは、例えば、形成された画像に示され得る、又は表示され得る関心領域を捉える（又は強調する）ために使用できる。
マップは、データ値をデータフィールドに割り当てるように構成されたマトリックス又はテーブルとして理解できる。例えば、媒体内の領域に物理的特性の値を割り当てることができる。マップは、２次元又はそれ以上の次元であり得、列の数と行の数とは同じでもよいし、異なってもよい。一例では、例えば画像を形成する、複数のピクセルを含み得る。
ただし、セグメンテーションマップは１つの値のみを含む場合もある。この場合、セグメンテーションマップは大域（global）フィルタとして機能する。例えば、第１及び／又は第２のセグメンテーションマップが物理的特性をゼロと判断した場合、対応する出力が生成され、ユーザ又は処理システムに提供され得る。例えば、当該出力は、超音波信号データが媒体の物理的特性を決定するために適していないことを示してもよい（例えば、ノイズが多すぎるか、又はデータ品質が不十分であるため）。この場合、本方法が繰り返されるか、又は補充（repletion）が示唆され得る。
さらに、セグメンテーションマップはバイナリフィルタとして使用されてもよい。すなわち、セグメンテーションマップは、値ごとに、使用されるか、又は無視されるかを定義してもよい。しかし、セグメンテーションマップは、ソフトフィルタ及び／又は空間フィルタとして使用することもできる。例えば、セグメンテーションマップは各値に重み付け（例えば、０と１との間で）を割り当てることができる。
さらに、決定された補償位相遅れに関して、例えば空間及び／又は時間フィルタを使用して、滑らかな補償方法を適用することもできる。
第２のセグメンテーションマップは、ＩＱデータセットＩ１（ｒ），Ｉ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）における望ましくない信号及び／又はノイズを検出及び／又は低減するように構成され得る。例えば、ノイズは、媒体及び／又は電子ノイズに由来する可能性がある。
第１のセグメンテーションマップは、次のように決定できる。
Figure 0007470167000003
 ここで、φ１ min及びφ１ maxは事前定義された値である。一般に、これらの値は、媒体内の関心領域が捕捉され、他の部分が除外されるように定義できる。したがって、φ１ min及びφ１ maxは、関心領域及び他の領域に関連付けられたＩＱデータ間の位相遅れの関数として事前定義され得る。例示的な値は、φ１ min＝－２．５ラジアン及び／又はφ１ max＝－０．５ラジアンを含み得るが、異なる値であってもよい。例えば、φ１ minは、例えば３から－２ラジアンの範囲で定義することもでき、φ１ maxは、例えば－１から０ラジアンの範囲で定義することもできる。これらの場合においても、関心のある情報を十分に検出できること、すなわち望ましくないデータ（例えば組織からのデータ）と十分に区別できることを確保できる。
第２のセグメンテーションマップは、次のように決定できる。
Figure 0007470167000004
 ここで、φ2 maxは事前定義された値である。一般に、この値はＩＱデータにおけるノイズを強調するように定義できる。したがって、φ2 maxは、ノイズを生成する領域と他の領域に関連付けられたＩＱデータ間の位相遅れの関数として定義できる。例示的な値は、φ2 max＝０．５ラジアンを含み得るが、異なる値であってもよい。例えば、φ2 maxは、例えば０．４から０．６ラジアンの範囲、又はより広くは０．２５から１ラジアンの範囲で定義することもできる。これらの場合においても、ノイズが関心のある情報から十分に区別できることを確保できる。
第３のセグメンテーションマップは、次のように決定できる。
Figure 0007470167000005
物理的特徴は、以下のうちの少なくとも１つに基づいて決定され得る:
所定の造影超音波診断法、
前記ＩＱデータセットＩ１（ｒ），Ｉ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）のコヒーレント加算、
式（１ｂ）：
Figure 0007470167000006
 式（１ｃ）：
Figure 0007470167000007
 式（１ｄ）：
Figure 0007470167000008
 式（１ｅ）：
Figure 0007470167000009
 式（１ｆ）：
Figure 0007470167000010
 式（１ｇ）：
Figure 0007470167000011
本方法は、超音波信号データを処理する前に、さらに、
（ｂ）超音波の放射シーケンスを媒体（１１）に送信すること、ここで、放射シーケンスは、第１の放射パルスと少なくとも２つの補助放射パルスとを含む、
（ｃ）媒体から超音波の応答シーケンスを受信すること、ここで、超音波信号データは超音波の応答シーケンスに基づく、
を含む。
送信及び受信は、同じ又は異なるトランスデューサ素子によって、又は異なるトランスデューサ装置によってさえ実行され得る。
少なくとも２つの補助放射パルスは、例えば、媒体に関して、特にパルスによって超音波照射された領域に関して互いに空間的に異なっていてもよい。換言すれば、２つの補助パルスのうちの第１のパルスは、媒体において第２のパルスとは異なる領域に超音波照射し得る。しかしながら、それぞれ照射された領域は、大部分が重なっていてもよい。補助放射パルスは、例えば、トランスデューサ装置の異なるトランスデューサ素子によって生成され得る。
補助放射パルスが異なる開口変調で放射されることも可能である。例えば、パルスを放射するために使用されるトランスデューサ装置は、調整可能な開口（aperture）を有し得る。それから、当該開口は、第２及び第３のパルスに対して異なる方法で変調され得る。
放射されたシーケンスは、複数の超音波トランスデューサ素子を備える超音波トランスデューサ装置を使用して送信され得る。
第１のパルスを放射するために使用されるトランスデューサ素子のセットは、少なくとも２つの補助パルスを放射するためにそれぞれ使用される少なくとも２つのサブセットに分割できる。例えば、第１のサブセットは、第１の補助パルスを放射するために使用されるトランスデューサ素子の奇数番号に対応し得、第２のサブセットは、第２の補助パルスを放射するために使用されるトランスデューサ素子の偶数番号に対応し得る。
したがって、異なる補助パルスに対してトランスデューサ素子の異なるサブセットを使用することによって、トランスデューサ装置の実効開口をパルスごとに変調できる。
前述の偶数及び奇数パルス以外のトランスデューサ素子の他の構成を第２及び第３のパルスに使用することも可能である。例えば、第１パルスに使用されるトランスデューサ素子の数を更なるパルス（すなわち、第２及び第３パルス、ならびに任意の補助パルス）に均等に分配する任意の構成を使用できる。換言すれば、第１のパルスを放射するために使用されるトランスデューサ素子のセットは、少なくとも２つ（又はそれ以上）の補助パルスを放射するためにそれぞれ使用される少なくとも２つ（又はそれ以上）の等しいサブセットに分割され得る。
例えば、（各）サブセットはまた、連続するトランスデューサ素子の少なくとも１つのグループ（例えば、２～１０）を含んでもよい。したがって、（各）グループのトランスデューサ素子は、トランスデューサ装置内で連続して（すなわち、互いに隣り合って）配置され得る。（各）サブセットが２つ以上のグループを含む場合、異なるサブセットのグループ（すなわち、異なる補助パルスに関連する）は、交互であってもよい。
第１のパルスは、第２の強度のパルスと比較して逆の極性を有し得る。例えば、式（１ｂ）を参照すると、逆極性が使用される場合、式（１ｂ’）にεを導入することで、式を適合させることができる。
Figure 0007470167000012
 ここで、ε＝－１である。また、更なる式（１ｃ）から（１ｇ）は、対応して適合され得る。
一例では、第１の放射パルスは、第１の数のトランスデューサ素子を使用して生成され得、補助放射パルスの各々は、第２の数のトランスデューサ素子を使用して生成され得る。第１の数は、第２の数に補足放射パルスの数を乗じた数に対応し得る。
応答シーケンスは、後方散乱信号のセットであってもよい。例えば、トランスデューサ素子は、媒体から後方散乱信号を受信し、それらを例えば電気信号に変換できる。
例えば、放射パルスは、所与の点に集束する円筒波及び／又は平面波及び／又は発散波による媒体の超音波照射を含むことができる。応答シーケンスは、この超音波照射の後方散乱エコーを含み得る。
より具体的には、複数の超音波を関心領域に送信でき、それに応答して、各超音波に応答してトランスデューサ素子のセットによって未加工データのセットを取得でき、超音波は異なる空間周波数成分を有する。
受信された信号のセットは、超音波信号のセットであり得る。
トランスデューサ装置は、超音波トランスデューサ装置であってもよい。トランスデューサ素子は、例えばトランスデューサアレイ、例えば１Ｄトランスデューサアレイ（トランスデューサ素子のラインを有する）、１．５Ｄトランスデューサアレイ（送信トランスデューサ素子の１ライン又は２ラインと、受信トランスデューサ素子の１ライン又は２ラインとを有する）、又は２Ｄトランスデューサアレイ若しくはマトリックストランスデューサアレイ（トランスデューサ素子の複数のラインを有する）状であってもよい。しかしながら、本トランスデューサ素子は、超音波システムのトランスデューサ素子に限定されない。代わりに、トランスデューサ装置は、任意の種類の波を放射及び受信できる。更なる例は、レーダシステム、ソナーシステム、地震探査システム、無線通信システム、電波天文システム、音響システム、非破壊検査（ＮＤＴ）システム、及び／又は生物医学システムなどのトランスデューサ装置を含む。
本方法は、超音波の放射シーケンスを送信する前に、
（ａ）媒体に造影剤を導入することを含み、
ここで、第１のセグメンテーションマップは、媒体中の造影剤をセグメント化するように構成されている。
本開示はさらに、媒体の複数の領域の物理的特性を決定するための方法であって、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法を繰り返し実行することを含み、各繰り返しにおいて、別の領域の超音波信号データが処理される方法に言及する。
したがって、各領域について応答シーケンスを受信するために、放射された一連の超音波も複数の領域のそれぞれに送信され得る。
したがって、複数の物理的特性値、例えば、領域ごとに１つの値を含む物理的特性のマップを決定できる。一例では、物理的特性のマップは、例えば画像を形成するために、複数のピクセルを含むことができる。換言すれば、各物理特性値は、ピクセルによって表され得る。
第１、第２、及び第３のセグメンテーションマップのうちの少なくとも１つは、複数の領域の関数として決定され得る。したがって、マップは、領域の数に適合した解像度（又は値の数）を有できる。
複数の領域の決定された物理的特性に基づいて、画像を形成できる。
本開示はさらに、データ処理システムによって実行されると、当該データ処理システムに、方法の先行請求項のいずれかによる方法を実行させるコンピュータ可読命令を含む、コンピュータプログラムに言及する。
本開示はまた、コンピュータによって実行される場合に、本開示による方法を実行するための命令を含むコンピュータプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体にも関する。
本開示はさらに、媒体の物理的特性を決定するためのシステムに言及し、当該システムは、
少なくとも３つの同相及び直交位相（ＩＱ）データセットＩ１（ｒ），Ｉ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）をそれぞれ提供するために、少なくとも３つの放射された超音波パルスに関連する媒体の超音波信号データを処理し、ここで、少なくとも３つの放射された超音波パルスは、第１の強度を有する第１の放射パルスと、それぞれが第２の強度を有する少なくとも２つの補助放射パルスとを含み、第２の強度の和が第１の強度に対応する、
第１のＩＱデータセットＩ１（ｒ）と少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）の和との間の第１の位相遅れ、及び／又は、少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）間の第２の位相遅れの関数として、物理的特性を決定する
ように構成された処理ユニットを備える。
本システムは、トランスデューサ装置を含んでもよい。システムは、特に、トランスデューサ装置を含み得るプローブ（例えば、超音波プローブ）を含んでもよい。
本システムは超音波システムであってもよい。
本システム及び／又はプラットフォームは更なる機能特性を備えてもよく、及び／又は上述の方法ステップに対応して構成されてもよい。
本開示及びその実施形態は、ヒト、植物、又は動物専用の医療システムの文脈で使用されてもよいが、考慮されるべき任意の（非生物）軟質材料の文脈でも使用されてもよい。
他の点で矛盾しない限り、上述の要素と本明細書内の要素との組み合わせが可能であることが意図される。
前述の発明の概要及び以下の詳細な説明は、例示及び説明のみを目的としており、特許請求の範囲の開示を限定するものではないことを理解されたい。
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、例示を目的として提供されており、また本開示の実施形態を説明と共に示し、その原理を支持し、かつ例示する役割を果たしている。
本開示の実施形態による方法の例示的な実施形態を示す図である。 本開示の例示的な実施形態による方法を実行するシステムを示す図である。 本開示の別の例示的な実施形態による方法を実行するシステムを示す図である。 本開示の実施形態による異なるタイプの放射パルスを概略的に示す図である。 本開示による第１のセグメンテーションマップを決定する手順を概略的に示す図である。 本開示に従って第２のセグメンテーションマップを決定する手順を概略的に示す図である。
ここで、本開示の例示的な実施形態を詳細に参照し、その例を添付の図面に示す。便宜上、同じ参照符号は、図面全体を通して同じ又は同様の部分を指すために使用される。さらに、特定の実施形態、例えば図１の実施形態との関連で説明される特徴は、異なって記載されない限り、適宜、他の実施形態のうちのいずれにも同様に当てはまる。
図１は、本開示の実施形態による方法の例示的な実施形態を示す図である。本方法は、システム１によって、より具体的には超音波プラットフォーム２０によって実行されてもよい。いくつかの例を、図２及び図３に関連して説明する。
本方法は、超音波システムによって実行される超音波方法であってもよい。利用可能な超音波方法は、Ｂモード撮像、せん断波エラストグラフィ撮像（本出願人によって開発されたＳｈｅａｒＷａｖｅ（登録商標）モード、ドップラーイメージング、Ｍモードイメージング、ｕｌｔｒａｆａｓｔ（商標）イメージング、又はＡｎｇｉｏ Ｐ．Ｌ．Ｕ．Ｓ（商標）という名称のａｎｇｉｏモードの超音波イメージング、又は例えば気泡を用いたモード及び／又は造影剤を用いたモードなどを含む他の任意の超音波イメージングモードを含む。
しかしながら、本開示による方法は、超音波検査以外の他の技術分野にも同様に適用されてもよい。具体的には、被検査媒体又は環境のデータ／信号を取得するために複数のトランスデューサ素子を使用する、かつ／又は収集されたデータ／信号に基づいてビーム形成技術を任意選択的に使用することができる、任意の技術分野が考えられる。いくつかの例は、レーダシステム、ソナーシステム、地震探査システム、無線通信システム、電波天文システム、音響システム、非破壊検査（ＮＤＴ）システム、及び生物医学システムを使用する方法を含む。トランスデューサ素子の組み合わせの、異なる数のトランスデューサ素子をそれぞれ選択することにより（例えば、すべてのトランスデューサ素子、又は奇数／偶数のみ）、異なる強度のパルスを放射する原理は、従来では同数のチャネル数をもたらすが、いずれの場合も同様である。
したがって、本開示による方法は、これらの場合のそれぞれにおいて、上記と同様の肯定的な技術的効果、例えば決定された物理的特徴の質の向上などを実現することができる。しかしながら、ここで本開示を単に例示することを目的として、以下では超音波方法の例に言及する。
この方法は、例えば造影超音波法（ＣＥＵＳ）であってもよい。ＣＥＵＳ法では、媒体の関心領域に造影剤が提供され（操作（a）を参照）、次にスキャンされる（操作（ｂ）、（ｃ）を参照）。
より詳細には、任意選択の操作（ａ）において、造影剤が媒体に導入（又は注入）される。造影剤は、例えば微小気泡を含み得る。造影剤は、媒体の関心領域の物理的特性のコントラストを改善するように構成され得る。超音波を照射すると、このような造影剤は非線形エコーを生成する。当該操作（ａ）は、注射器具（図示せず）によって実行されてもよい。注射器具は、媒質の血管内に所定量の造影剤を含む流体を注入するように構成され得る。
任意選択の操作（ｂ）では、放射された一連の超音波が媒体に送信される。放射シーケンスは、第１の放射パルス及び少なくとも２つの補助放射パルスを含む。第１の放射パルスは第１の強度を有し、少なくとも２つの補助放射パルスはそれぞれ第２の強度を有し、第２の強度の和は第１の強度に対応する。例えば、パルスの送信は、所与の点に集束する円筒波及び／又は異なる角度の平面波による媒体の超音波照射を含み得る。より具体的には、パルスを送信することは、複数の超音波を撮像領域に送信することを含み得る。
任意選択の操作（ｃ）では、超音波の応答シーケンスが媒体から受信される。当該応答シーケンスは、次の操作（ｄ）で処理される超音波信号データの基礎を形成するか、又は対応し得る。例えば、操作（ｃ）では、操作（ｂ）の超音波照射の後方散乱エコーを使用できる。より具体的には、操作（ｃ）において、未加工データのセットは、各放射パルスに応答してトランスデューサ素子のセットによって取得され得る。
操作（ａ）から（ｃ）は任意選択であり、操作（ｄ）及び（ｅ）に使用されるシステム以外の任意のシステムによって実行されてもよい。データは、シミュレーション装置、ファントムへの超音波照射などの他の機能によっても提供され得る。操作（ｄ）で処理された超音波信号データが事前に保存され、例えばデータストレージ、通信インターフェースなどによって提供されることも可能である。
操作（ｄ）において、少なくとも３つの放射された超音波パルスに関連付けられた媒体の超音波信号データは、少なくとも３つの同相及び直交位相（ＩＱ）データセットＩ１（ｒ），Ｉ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）をそれぞれ提供（又は取得）するために処理される。３つの放射超音波パルスは、第１の強度を有する第１の放射パルスと、それぞれが第２の強度を有する少なくとも２つの補助放射パルスとを含み、第２の強度の和は第１の強度に対応する。しかしながら、３つ以上のＩＱデータセット（例えば４）をそれぞれ提供するために、３つ以上の放射超音波パルス（例えば４つ）が処理されることも可能である。
操作（ｅ）において、第１のＩＱデータセットＩ１（ｒ）と、少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）の和との間の第１の位相遅れ及び／又は少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）間の第２の位相遅れの関数としての物理的特性が決定される。
任意選択の操作（ｆ）では、物理的特性に基づく、及び／又は決定された物理的特性に基づいて更なる方法を実行する超音波検査画像が生成される。例えば、決定された物理的特性は、更なるアルゴリズム（例えば、ＡＩベースのアルゴリズム）で使用されて、媒体の診断を決定又は予測できる。
操作（ａ）から（ｅ）は、連続的に、すなわち順次実行できる。しかしながら、操作（ｂ）から（ｅ）及び／又は（ｄ）から（ｅ）は、任意選択のループＬ１又はＬ２により、前に数回実行されてもよい。したがって、操作（ｆ）は、各々の複数の決定された特性に基づいて実行され得る。例えば、各反復において、当該異なる領域に関連するそれぞれの複数の決定された特徴を決定するために、媒体の別の領域が操作（ｂ）で超音波照射され得る。次いで、当該決定された特性は、決定された特性のマップ、マトリックス又はテーブルを形成し、及び／又は、その直後又は将来に、ローカル又はリモートで潜在的に表示及び／又は分析される画像を形成するのに役立ち得る。
操作（ｂ）及び（ｃ）は、例えば超音波プローブに取り付けられたトランスデューサ装置１２によって実行され得る。トランスデューサ装置は、ハンドヘルドシステムであることが望ましい。システム１の出力は、インターフェース１０を介して、処理ユニット１３を有する中央又はメイン又は外部処理システムに送信され得る（図２及び図３参照）。
操作（ｄ）及び（ｅ）は、処理ユニット１３によって実行され得る。操作（ｆ）は、処理システム４に関連付けられたディスプレイ又はスクリーン４ａによって実行され得る。
図２は、本開示の例示的な実施形態による方法を実行するシステムを示す。
システム１００は、例えば、媒体１１内の位置の特性を決定するように、又は例えば、媒体１１内の領域を画像化する目的で構成され得る。
媒体１１は、例えば、生体、特にヒト又は動物の体であるか、又は任意の他の生物学的又は物理化学的媒体（例えば、体外媒体）であり得る。媒体は、その物理的特性に変化を含んでもよい。例えば、媒体は、脂肪、筋肉、骨、及び血管などの組織を含むことができ、それぞれが様々な物理的特性を有する。
例えば、組織は、機能障害及び／又は病気（例えば、癌細胞、筋肉断裂など）を患っている領域、又は媒体の他の領域と比較して様々な物理的特性を有する任意の他の単一領域を含み得る。媒体１１のいくつかの部分は、これらの部分の物理的特性のコントラストを改善するために、追加の造影剤（例えば微小気泡）を含み得る。超音波を照射すると、このような造影剤は非線形エコーを生成する。したがって、そのような造影剤の可能な用途は、血管又は身体の専用部分（dedicated part（s））の内部への所定量の造影剤を含む流体の注入である。しかしながら、造影剤は、別の方法で媒体に導入することもできる。例えば、血管以外の体の他の部分又は循環系に注入できる。また、吸い込んだり、飲み込んだりすることもある。次いで、このような血管の物理的特徴は、造影剤を含まない組織の物理的特徴と比較して、より容易に検出できる。
超音波を介して媒質を感知する方法によって検出できる物理的特性は、硬さなどの媒質の機械的特性であってもよい。本方法は、当該物理的特性の値及び／又は変動を識別する。例えば、本方法は、媒体中の２つの材料間の機械的界面を検出できる。例えば、本方法はバブルシェルを検出できる。すなわち、超音波造影剤は一般に、音波が物質間の界面から反射される様々な方法に依存している。これは、小さな気泡又はより複雑な構造の表面（すなわち、シェル）である可能性がある。
システム１００は、トランスデューサ装置を備えるプローブ１２を含むことができる。当該トランスデューサ装置は、例えばｘ軸に沿って配置されたトランスデューサアレイの形態で、１つ又は複数の超音波トランスデューサ素子２０を備えてもよい。各トランスデューサ素子２０は、信号を超音波に変換する（放射）、及び／又は超音波を信号に変換する（受信）ように適合され得る。
システム１００は、電子処理ユニット１３をさらに含み得る。当該ユニットは、放射／受信に同じプローブが使用される場合、両方のモード（受信及び／又は放射）でプローブ内のトランスデューサを任意に制御できる。放射／受信又は走査された媒体への適切な適合のいずれかのために、異なるプローブを使用することもできる。送信トランスデューサと受信トランスデューサとは同一であってもよく、１つのプローブ又は異なるプローブに配置された異なるものでもよい。
さらに、ユニット１３は、超音波信号データを処理し、媒体の特性及び／又は当該特性の画像を決定できる。
プローブ１２は、プローブの前の所定位置へのｚ軸方向への超音波集束を実行するように、湾曲したトランスデューサを備えてもよい。プローブ１２はまた、トランスデューサの線形アレイを含んでもよい。さらに、プローブ１２は、二次元（２Ｄ）平面への超音波集束を実行するように、ｘ軸に沿って並置された数十個のトランスデューサ素子（例えば、１２４、２５８、又は６４から３００）を備えてもよい。プローブ１２は、３次元（３Ｄ）ボリュームへの超音波集束を実行するように、２次元アレイを備えてもよい。さらに、プローブはまた、いくつかのトランスデューサ装置を含んでもよく、例えば、少なくとも１つは放射用であり、少なくとも１つは受信用であってもよい。
図１に示される方法の第１の構成は、媒体１１内の位置Ｐ０の物理的特性を決定するためのものであり、当該位置Ｐ０は、実質的に正確な位置、又は当該位置Ｐ０の周囲の媒体内の小さな領域（位置Ｐ０の近傍）である。
上記の処理ユニット１３及びプローブ１２は、超音波Ｗｅの放射シーケンスＥＳを媒体１１内に位置Ｐ０に向けて送信するように構成でき、放射シーケンスＥＳは、少なくとも３つの放射パルスを含む。これらの３つの放射超音波パルスは、第１の強度を有する第１の放射パルスと、それぞれが第２の強度を有する少なくとも２つの補助放射パルスとを含み、第２の強度の和は第１の強度に対応する。上記の処理ユニット１３及びプローブ１２はさらに、放射されたパルスに応答して位置Ｐ０から超音波４の受信シーケンスＲＳ（すなわち、超音波信号データ）を受信するように構成され得る。
当該位置に向かう、又は当該位置からの超音波Ｗｅ、Ｗｒは集束波（ビーム）であっても非集束ビームであってもよい。これに関連して、例えば所定のビームフォーミング方法を使用できる。放射された超音波Ｗｅは、遅延されてトランスデューサアレイの各トランスデューサに送信される、複数のトランスデューサ信号によって生成され得る。受信超音波Ｗｒは、受信シーケンスＲＳを生成するために遅延及び加算によって結合される複数のトランスデューサ信号から構成されてもよい。
放射されるパルスの少なくとも２つの異なる強度又は振幅（すなわち、第１のパルスは第１の強度を有し、第２及び第３のパルスはそれぞれ同じ第２の強度を有する）は、送信電圧を変化させることによって、又は開口サイズ（すなわち、図４に関連してさらに説明するように、放射される超音波の放射に寄与するトランスデューサ素子の数を変えることによって）を変化させることによって生成され得る。開口は、素子の２つ以上のグループに分割することもできる。
図３は、本開示の別の例示的な実施形態による方法を実行するシステムを示す。
第２の例示的な実施形態は、概して、第１の例示的な実施形態に対応し得る。特に、本方法は、以上に開示した図２のシステム１００の同一又は類似の要素を使用できる。
しかし、本方法の第２の例示的な実施形態では、媒体１１の複数の領域の物理的特性を決定できる。例えば、決定された物理的特性は、媒体１１内の領域Ｒの画像を決定するために使用され得る。
本方法によって生成される画像は、複数のピクセル（例えば、Ｋ個のピクセル）から構成されてもよく、各ピクセルは、領域Ｒ内の異なる位置（Ｐｋ）に対応し、ｋは、領域Ｒ内の各ピクセルを識別するインデックスである。任意選択で、画像は１つのピクセルのみから構成されてもよい。しかしながら、画像は、１万（１００×１００ピクセル）を超えるピクセルを含んでもよい。
さらに、決定された物理的特性は、画像を形成する以外の目的にも使用できる。例えば、決定された物理的特性は、領域Ｒに関する更なる特徴及び／又は診断を決定するために、別の方法で処理されてもよい。決定された物理的特性は、ＡＩシステム又は機能に、それらを訓練するため、及び／又は診断をサポートするため、及び／又は別のシステムに入力を提供するため、及び／又はエンドユーザに情報を表示するために、送信されてもよい。
第２の実施形態（図３に示す）は、例えば当該領域の画像を生成するために領域Ｒ内の複数の位置を走査することにより、本方法の前述した第１の実施形態と主に異なる。
領域Ｒ内の各位置Ｐｋにおいて、処理ユニット１３及びプローブ１２は、超音波Ｗｅの放射シーケンスＥＳを当該位置に向けて送信するように構成され、放射シーケンスＥＳは、少なくとも３つの放射パルスを含み、当該パルスは異なる強度を有し、当該位置から超音波Ｗｒの受信シーケンスＲＳを受信し、受信パルスは、放射パルスからの応答（エコー）である。
同様に、前述の実施形態と同様に、超音波Ｗｅは、既知の技術に従って集束又は非集束波とすることができる。放射信号及び受信信号（パルスを表す）も、図４に示されるものと同様又は同一であり得、対応する上記の説明は、本方法の第２の構成にも適用される。
図４は、本開示の実施形態による異なるタイプの放射パルスを概略的に示す。特に、図４は、放射された３つの超音波パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３を示す。第１放射パルスＰ１は第１の強度を有し、２つの補助放射パルスＰ２、Ｐ３はそれぞれ第２の強度を有し、第２の強度の和は第１の強度に対応する。したがって、この例では、第１の強度は第２の強度の２倍である。
この例における異なる強度は、パルスを生成するために使用されるトランスデューサ素子２０の数による。したがって、第１のパルスを放射するために使用されるトランスデューサ素子の数は、すべての補助パルスを放射するためのトランスデューサ素子の総数に対応し得る。より具体的には、第１のパルスは、所定の数の隣接するトランスデューサ素子２０（すなわち、「フル」（"full"）パルス）を使用して生成され得る。第２のパルスは、偶数番号のトランスデューサ素子２０を使用して生成され（すなわち、「偶数」（"EVEN"）パルス）、第３のパルスは、奇数番号のトランスデューサ素子２０を使用して生成される（すなわち、「奇数」（"ODD"）パルス）。奇数パルスと偶数パルスとは、逆であってもよい。
第２及び第３のパルス、偶数及び奇数パルスに対してトランスデューサ素子２０の他の構成を使用することも可能である。例えば、第１パルスに使用されるトランスデューサ素子の数を、更なるパルス（すなわち、第２及び第３パルス、並びに任意選択の補助パルス）に均等に分配する任意の構成を使用できる。換言すれば、第１のパルスを放射するために使用されるトランスデューサ素子のセットは、少なくとも２つ（又はそれ以上）の補助パルスを放射するためにそれぞれ使用される少なくとも２つ（又はそれ以上）の等しいサブセットに分割され得る。
例えば、サブセットはまた、連続するトランスデューサ素子の少なくとも１つのグループ（例えば２～１０）を含んでもよい。したがって、グループのトランスデューサ素子は、トランスデューサ装置内で連続的に（すなわち、互いに隣り合って）配置され得る。サブセットが２つ以上のグループを含む場合、異なるサブセットのグループ（すなわち、異なる補助パルスに関連する）は交互であってもよい。
パルスは、時間の経過とともにループし得る。すなわち、最初にパルスＰ１が放射され、次にＰ２、次にＰ３が放射される。このシーケンスは繰り返すことができる。特に、設定された走査線についてループすることによってシーケンスを繰り返すことができる。換言すれば、放射パルスの走査線又は焦点は、反復ごとにｘ方向（図２を参照）にオフセットされ得る。したがって、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の放射後、本方法は、空間的にオフセットされたＰ１’、Ｐ２’、Ｐ３’の放射を続けることができる。上記のオフセットとは別に、Ｐ１’、Ｐ２’、Ｐ３’は、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に対応する場合がある。
さらに、走査線に沿った焦点が、別のループで媒体の深さ方向にオフセットされる可能性がある（つまり、図２のｚ軸に沿って）。このようにして、媒体の異なる領域を走査でき、各領域は少なくとも３つのパルスによって照射される。
したがって、これらのパルスに基づいて、媒体の決定された物理的特性のマップ（又はマトリックス又はテーブル）を形成できる。当該マップは、媒体を画像化する、及び／又は別の方法、例えば、機械学習アルゴリズム、特に１つ又はいくつかのニューラルネットワークを含む（ＡＩベースの）アルゴリズムにフィードするのに役立ち得る。
特に「フル」パルス、「偶数」パルス、及び「奇数」パルスを含む上記３つのパルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３は、「造影超音波」（ＣＥＵＳ）法で使用できる。
ＣＥＵＳモードに関して、例えば患者の血管系に造影剤を注入し、造影超音波スキャン中に対応する関心領域をスキャンできる。この手法の目標は、特に疑わしい腫瘍内及びその周辺での造影剤の挙動を分析することである。造影剤をよりよく観察するために、パルス振幅及び／又は位相変調技術を適用して、組織と造影剤とを有利に識別でき、特に造影剤の微小気泡の観察が診断の鍵となる場合に有効である。これらの技術は、組織の線形応答と比較して、造影剤応答の非線形性を利用している。
振幅変調（ＡＭ）は、様々な強度を特徴とする連続パルスで媒体を励起する技術の１つである。例えば、図４に関連して上述したパルスを使用できる。「フル」と称する１つのパルスは、特定の開口のすべてのプローブトランスデューサによって生成され、「偶数」及び「奇数」と称する他の２つのパルスは、半分の選択されたトランスデューサによって生成される（例として、２つのうちの１つのトランスデューサ）。
振幅変調は、（励起トランスデューサ素子の電圧を変化させることにより）送信パルスの振幅、デューティサイクル（トランスデューサ素子が電気信号によって励起される期間中の超音波の送信期間のパーセント）などの送信ビームの他の特性を変更することによって実行することもできる。
各パルスに対して、超音波照射された領域の反射性を推定するために、ビーム形成プロセスが実行され得る。次に、各パルスに関連付けられた複素ＩＱマップが取得され、Ifull（r）（すなわちＩ１（ｒ））、IEVEN（r）（すなわちＩ２（ｒ））、及びIODD（r）（すなわちＩ３（ｒ））と称される。
Iceus（r）と称されるＣＥＵＳ複素画像は、ビーム形成されたマップのコヒーレント加算から得られる。
Figure 0007470167000013
この画像の係数（modulus）は、対数変換され、場合によってはフィルタリングされて保存され、別のデバイスに送信され、及び／又は画面に表示され、又は任意の表示技術（ホログラム、接続されたメガネなど）を使用して表示される。
半分の選択したトランスデューサを使用することにより、第２及び第３の送信パルスの強度レベルは、第１のパルスの約半分になる。一方、媒体は一般に線形応答を有することがある。式（１ａ）のコヒーレント加算は、ＣＥＵＳマップ内の関連する応答を大幅に打ち消す。他方で、造影剤の非線形応答は、同じ加算を実行するとき、それらの応答を完全には打ち消さない。
造影剤の非線形性により、「フル」パルスと「奇数」又は「偶数」パルスとの間に位相遅れが生じる。それらに関連する後方散乱信号は、もはや同相ではなく、これは打ち消しが完全に機能していないことを意味する。すなわち、信号は補償されない。
本開示は、この位相遅れを利用してＣＥＵＳ画像の品質を向上に取り組む。この強化は、特に２つの異なるプロセスの潜在的な組み合わせから生じる。１つは造影剤からの信号を改善し、もう１つは組織及び電子ノイズによって生成される信号レベルを低下させる。
上述のプロセスのそれぞれの前に、複素マップＩ１（ｒ）、Ｉ２（ｒ）、及びＩ３（ｒ）をはじめに計算でき、造影剤をセグメント化できる。
図５は、本開示に従って第１のセグメンテーションマップφ1 seg（ｒ）を決定する手順を概略的に示す。造影剤をセグメント化するために、第１の操作は、フルＩＱデータと奇数及び偶数ＩＱデータの和との間の位相遅れを測定することにある。これは、例として、Ｉ１（ｒ）とＩ２（ｒ）及びＩ３（ｒ）の和との間のスカラー積の位相を測定することによって達成できる。
Figure 0007470167000014
 軟部組織などの線形散乱体は、πに近い位相遅れφ１を生成するはずである。つまり、Ｉ１と（Ｉ２＋Ｉ３）とはより同相になる。逆に、造影剤は、例えば約－２ラジアンの位相遅れを誘発する可能性がある。この観察に基づいて、特定の位相遅れに関連する造影剤を分離するためにセグメンテーションを行うことができる。
Figure 0007470167000015
 例示的な値は、φ1 min＝－２．５ラジアン及び／又はφ1 max＝－０．５ラジアンを含み得る。ただし、値は場合によって異なり、媒体、造影剤、及びその他のパラメータによっても異なる場合がある。このセグメンテーションは、造影剤２０を捕捉できる。図５に示すように、造影剤２０は、より明白に示されている、すなわち、第１のセグメンテーションマップφ1 seg（ｒ）においてより良いコントラストを有している。したがって、マップに基づいて画像が生成される場合、画像はより見やすくなるという利点がある。
ただし、エッジ（すなわち、媒体の超音波照射領域の周辺領域）及び大きな深さでは、電子ノイズ２１も捕捉する可能性がある。実際、このノイズはランダムで予測不可能である。したがって、その一部が選択範囲[φ1 min、φ1 max]に含まれる場合がある。
図６は、本開示による第２のセグメンテーションマップφ2 seg（ｒ）を決定する手順を概略的に示す。電子ノイズ２１を造影剤から分離するために、IODD（ｒ）とIEVEN（ｒ）との間の位相差を調査できる。これは、Ｉ２とＩ３との間のスカラー積を測定することによって行うことができる。
Figure 0007470167000016
 φ２は、結果として、例えば媒体の超音波照射領域中央に関連付けられた点と、造影剤（すなわち、関心のある情報）とについては、０に近くなる可能性がある。実際、各点で受信される強度レベルは奇数パルスと偶数パルスとで同じである。その結果、電子ノイズのみがこれらの２つのパルス間に位相遅れを生成し得る一方、造影剤と組織信号とは両方とも同相であり得る。次に、第２のセグメンテーションを実行できる。
Figure 0007470167000017
 例示的な値は、φ2 max＝０．５ラジアンを含む。ただし、値は異なってもよい。
φ1 seg（ｒ）とφ2 seg（ｒ）とを組み合わせることで、造影剤をよりよくセグメント化できる第３のセグメンテーションマップφ3 seg（ｒ）を形成し得る。
Figure 0007470167000018
したがって、物理的特性は、以下のように決定できる。
Figure 0007470167000019
考慮される信号において、まだいくらかのノイズが残っている場合、ノイズは造影剤信号よりも散乱しているため、例として空間フィルタを用いて除去できる。
１つのオプションでは、ＩＱデータセットのコントラストをさらに向上させることができる。例えば、既に上述したように、造影剤の位相遅れφ１は、現在の媒体、造影剤及び／又は考慮されるデータに基づいて知ることができ、例えば、約－２ラジアンの値を有し得る。さらに、既に上述したように、ＣＥＵＳ画像はＩ１（ｒ）とＩ２（ｒ）＋Ｉ３（ｒ）とのコヒーレント加算に起因する。そのため、位相差－２では最適なコヒーレント加算が得られない場合がある。これを強化するために、Ｉceus（ｒ）の構築中に、最適なコヒーレント加算が発生するような追加の位相遅れを導入できる。この位相差は、例えば、セグメンテーションマップφ３に基づいて適用される。
Figure 0007470167000020
造影剤セグメンテーションφ3 seg（r）により、ＩＱデータ内の組織信号を変更することなく、得られる造影剤信号を強調できる。例えば、造影剤の平均的な信号は、およそ３ｄＢ、及び最大で１０ｄＢ向上させることができる。
更なるオプションとして、ノイズキャンセリング及び／又は媒体キャンセリングが最適化され得る。ノイズとして検出された信号（例えばφ２）については、Ｉ１のような位相遅れが挿入され、結果としてＩ２とＩ３との和が逆位相になることがある。
Figure 0007470167000021
 更なる強化では、この処理は、造影剤（１－φ３）とみなされないあらゆる信号に対して適用できる。
Figure 0007470167000022
例えば、当該キャンセリングは、ノイズレベルを約１．５ｄＢ低減させることができる。
最後に、決定された物理特性のデータ品質をさらに向上させるように、フィルタリング及び強調の両処理を組み合わせ得る。すなわち、次のようにしてもよい。
Figure 0007470167000023
 更なる強化では、以下のようにしてもよい。
Figure 0007470167000024
本開示の態様
（第１態様）
媒体（１１）の物理的特性を決定する方法であって、
（ｄ）少なくとも３つの放射された超音波パルスに関連する媒体の超音波信号データを処理して、少なくとも３つの同相及び直交位相（ＩＱ）データセットＩ １ （ｒ），Ｉ ２ （ｒ），Ｉ ３ （ｒ）をそれぞれ提供すること、ここで、前記少なくとも３つの放射された超音波パルスは、第１の強度を有する第１の放射パルスと各々が第２の強度を有する少なくとも２つの補助放射パルスとを含み、第２の強度の和は第１の強度に対応する、
（ｅ）第１のＩＱデータセットＩ １ （ｒ）と、少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ ２ （ｒ），Ｉ ３ （ｒ）の和との間の第１の位相遅れ、及び／又は、前記少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ ２ （ｒ），Ｉ ３ （ｒ）間の第２の位相遅れの関数として、前記物理的特性を決定すること
を含む、方法。
（第２態様）
前記物理的特性を決定すること（ｅ）は、さらに、
前記第１のＩＱデータセットＩ １ （ｒ）に、及び／又は、前記少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ ２ （ｒ），Ｉ ３ （ｒ）の和に補償位相遅れを導入することによって、前記第１のＩＱデータセットＩ １ （ｒ）を前記少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ ２ （ｒ），Ｉ ３ （ｒ）の和と同位相に設定することを含む
第１態様に記載の方法。
（第３態様）
前記物理的特性を決定すること（ｅ）は、さらに、
πから補償位相遅れを引いた値を導入することによって、前記少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ ２ （ｒ），Ｉ ３ （ｒ）の和に対して逆位相の前記第１のＩＱデータセットＩ １ （ｒ）を設定することを含む
第１又は第２態様に記載の方法。
（第４態様）
前記第１のＩＱデータセットＩ １ （ｒ）と前記少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ ２ （ｒ），Ｉ ３ （ｒ）の和との間の前記第１の位相遅れφ １ （ｒ）は、
Ｉ １ （ｒ）の位相とＩ ２ （ｒ），Ｉ ３ （ｒ）の和の位相との差、又は、
Ｉ １ （ｒ）とＩ ２ （ｒ），Ｉ ３ （ｒ）の和とのスカラー積の位相、及び／又は
Figure 0007470167000025
 によって測定され、及び／又は
補償位相遅れは、前記第１の位相遅れφ １ （ｒ）の関数として決定される
第１から第３態様のいずれか１つに記載の方法。
（第５態様）
前記少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ ２ （ｒ）とＩ ３ （ｒ）との間の前記第２の位相遅れφ ２ （ｒ）は、Ｉ ２ （ｒ）の位相とＩ ３ （ｒ）の位相との差、又はＩ ２ （ｒ）とＩ ３ （ｒ）とのスカラー積の位相によって、及び／又は
Figure 0007470167000026
 によって測定される
第１から第４態様のいずれか１つに記載の方法。
（第６態様）
前記物理的特性を決定すること（ｅ）は、さらに、
前記第１の位相遅れの関数としての第１のセグメンテーションマップ、及び／又は前記第２の位相遅れの関数としての第２のセグメンテーションマップを決定することを含み、
前記物理的特性は、前記第１及び／又は前記第２のセグメンテーションマップの関数として決定される
第１から第５態様のいずれか１つに記載の方法。
（第７態様）
前記物理的特性は、
第１のセグメンテーションマップと第２のセグメンテーションマップとを組み合わせて生成される第３のセグメンテーションマップの関数として決定される、及び／又は第１のセグメンテーションマップから第２のセグメンテーションマップの成分を除去することによって決定される
第６態様に記載の方法。
（第８態様）
前記第１のセグメンテーションマップは、前記媒体の関心領域をセグメント化するように構成され、及び／又は
前記第２のセグメンテーションマップは、前記ＩＱデータセットＩ １ （ｒ），Ｉ ２ （ｒ），Ｉ ３ （ｒ）のノイズを検出及び／又は低減するように構成される
第６及び第７態様のいずれか１つに記載の方法。
（第９態様）
前記第１のセグメンテーションマップは、
Figure 0007470167000027
 によって決定され、
ここで、φ １ ｍｉｎ 及びφ １ ｍａｘ は、所定値である、及び／又は
前記第２のセグメンテーションマップは、
Figure 0007470167000028
によって決定され、
ここで、φ ２ ｍａｘ は所定値である、及び／又は
第３のセグメンテーションマップは、
Figure 0007470167000029
 によって決定される
第６から第８態様のいずれか１つに記載の方法。
（第１０態様）
前記物理的特性が、１つ
所定の造影超音波診断法、
前記ＩＱデータセットＩ １ （ｒ），Ｉ ２ （ｒ），Ｉ ３ （ｒ）のコヒーレント加算、
式（１ｂ）：
Figure 0007470167000030
 式（１ｃ）：
Figure 0007470167000031
 式（１ｄ）：
Figure 0007470167000032
 式（１ｅ）：
Figure 0007470167000033
 式（１ｆ）：
Figure 0007470167000034
 式（１ｇ）：
Figure 0007470167000035
 のうちの少なくとも１つに基づいて決定される
第１から第９態様のいずれか１つに記載の方法。
（第１１態様）
超音波信号データを処理すること（ｄ）の前に、さらに、
（ｂ）超音波（Ｗｅ）の放射シーケンス（ＥＳ）を媒体（１１）に送信すること、ここで、前記放射シーケンス（ＥＳ）は、前記第１の放射パルスと前記少なくとも２つの補助放射パルスとを含む、
（ｃ）前記媒体から超音波（Ｗｒ）の応答シーケンス（ＲＳ）を受信すること、ここで、前記超音波信号データは前記超音波（Ｗｒ）の応答シーケンス（ＲＳ）に基づく、
を含み、及び／又は、
前記超音波（Ｗｅ）の放射シーケンス（ＥＳ）を送信すること（ｂ）の前に、
（ａ）前記媒体に造影剤を導入することを含み、
第１のセグメンテーションマップは、前記媒体中の造影剤をセグメント化するように構成される
第１から第１０態様のいずれか１つ項に記載の方法。
（第１２態様）
前記少なくとも２つの補助放射パルスは、前記媒体に対して互いに空間的にオフセットされており、及び／又は
第２パルスと第３パルスとが異なる開口変調で放射され、及び／又は、
第１パルスを放射するために使用されるトランスデューサ素子のセットが、少なくとも２つの補助パルスを放射するためにそれぞれ使用される少なくとも２つのサブセットに分割され、及び／又は
第１のサブセットは、第１の補助パルスを放射するために使用されるトランスデューサ素子の奇数番号に対応し、第２のサブセットは、第２の補助パルスを放射するために使用されるトランスデューサ素子の偶数番号に対応する
第１から第１１態様のいずれか１つに記載の方法。
（第１３態様）
媒体（１１）の複数の領域の物理的特性を決定するための方法であって、
第１から第１２態様のいずれか１つに記載の方法を繰り返し実行することを含み、各繰り返しにおいて、別の領域の超音波信号データが処理される
方法。
（第１４態様）
第１、第２及び第３のセグメンテーションマップのうちの少なくとも１つは、前記複数の領域の関数として決定され、及び／又は
前記複数の領域の決定された物理的特性に基づいて画像が形成される
第１３態様に記載の方法。
（第１５態様）
データ処理システムによって実行されると、前記データ処理システムに、第１から第１４態様のいずれか１つに記載の方法を実行させるコンピュータ可読命令を含む
コンピュータプログラム。
（第１６態様）
媒体の物理的特性を決定するためのシステム（１１）であって、
処理ユニットを備え、前記処理ユニットは、
少なくとも３つの放射された超音波パルスに関連する媒体の超音波信号データを処理して、少なくとも３つの同相及び直交位相（ＩＱ）データセットＩ １ （ｒ），Ｉ ２ （ｒ），Ｉ ３ （ｒ）をそれぞれ提供し、ここで、前記少なくとも３つの放射された超音波パルスは、第１の強度を有する第１の放射パルスと各々が第２の強度を有する少なくとも２つの補助放射パルスとを含み、第２の強度の和は第１の強度に対応する、
第１のＩＱデータセットＩ １ （ｒ）と、少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ ２ （ｒ），Ｉ ３ （ｒ）の和との間の第１の位相遅れ、及び／又は、前記少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ ２ （ｒ），Ｉ ３ （ｒ）間の第２の位相遅れの関数として、前記物理的特性を決定する
ように構成される、システム。
特許請求の範囲を含む本明細書全体を通して、「～を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ ａ）」という用語が、特に明記しない限り「少なくとも１つを含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」と同義であると理解されるべきである。さらに、特許請求の範囲を含む本明細書に記載されたあらゆる範囲が、特に明記しない限り、その１つ又は複数の最終値を含むものと理解されるべきである。記載されている要素の特定の値が、当業者に知られている許容製造公差又は産業公差内にあると理解されるべきであり、また「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」並びに／又は「およそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」及び／若しくは「ほぼ（ｇｅｎｅｒａｌｌｙ）」という用語を使用することにより、そのような許容公差内にあることを意味していると理解されるべきである。
本明細書における本開示が特定の実施形態を参照して説明されているが、これらの実施形態が、本開示の原理及び用途を単に例示したものにすぎないことを理解されたい。
本明細書及び実施例が例示的なものとしてのみ考慮され、本開示の真の範囲が、以下の特許請求の範囲によって示されることが意図される。
先行技術として特定された特許文献又は他の任意の事項への本明細書における言及は、当該文献若しくは他の事項が公知であること、又はそれが含む情報が特許請求の範囲のいずれかの優先日における共通の一般知識の一部であったことを認めるものと解釈されるべきではない。

Claims (16)

  1. 媒体（１１）の物理的特性を決定する方法であって、
    （ｄ）少なくとも３つの放射された超音波パルスに関連する媒体の超音波信号データを処理して、それぞれ同相値及び直交位相値の少なくとも１つの対を含む少なくとも３つの同相及び直交位相（ＩＱ）データセットＩ１（ｒ），Ｉ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）をそれぞれ提供すること、ここで、前記少なくとも３つの放射された超音波パルスは、第１の強度を有する第１の放射パルスと各々が第２の強度を有する少なくとも２つの補助放射パルスとを含み、第２の強度の和は第１の強度に対応し、前記少なくとも３つのＩＱデータセットＩ １ （ｒ），Ｉ ２ （ｒ），Ｉ ３ （ｒ）のうちの第１のＩＱデータセットＩ １ （ｒ）は前記第１の放射パルスに関連し、少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ ２ （ｒ），Ｉ ３ （ｒ）は前記少なくとも２つの補助放射パルスに関連する、
    （ｅ）前記超音波信号データ内の関心のある情報を検出するように、前記第１のＩＱデータセットＩ１（ｒ）と、前記少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）の和との間の第１の位相遅れ、及び、前記超音波信号データ内のノイズを検出するように、前記少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）間の第２の位相遅れの関数として、前記物理的特性を決定すること
    を含む、方法。
  2. 前記物理的特性を決定すること（ｅ）は、さらに、
    前記第１のＩＱデータセットＩ１（ｒ）に、及び／又は、前記少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）の和に補償位相遅れを導入することによって、前記第１のＩＱデータセットＩ１（ｒ）を前記少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）の和と同位相に設定することを含む
    請求項１に記載の方法。
  3. 前記物理的特性を決定すること（ｅ）は、さらに、
    πから補償位相遅れを引いた値を導入することによって、前記少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）の和に対して逆位相の前記第１のＩＱデータセットＩ１（ｒ）を設定することを含む
    請求項１に記載の方法。
  4. 前記第１のＩＱデータセットＩ１（ｒ）と前記少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）の和との間の前記第１の位相遅れφ１（ｒ）は、
    Ｉ１（ｒ）の位相とＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）の和の位相との差、又は、
    Ｉ１（ｒ）とＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）の和とのスカラー積の位相、及び／又は
    Figure 0007470167000036
     によって測定され、及び／又は
    補償位相遅れは、前記第１の位相遅れφ１（ｒ）の関数として決定される
    請求項１に記載の方法。
  5. 前記少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ）とＩ３（ｒ）との間の前記第２の位相遅れφ２（ｒ）は、Ｉ２（ｒ）の位相とＩ３（ｒ）の位相との差、又はＩ２（ｒ）とＩ３（ｒ）とのスカラー積の位相によって、及び／又は
    Figure 0007470167000037
     によって測定される
    請求項１に記載の方法。
  6. 前記物理的特性を決定すること（ｅ）は、さらに、
    前記第１の位相遅れの関数としての第１のセグメンテーションマップ、及び／又は前記第２の位相遅れの関数としての第２のセグメンテーションマップを決定することを含み、
    前記物理的特性は、前記第１及び／又は前記第２のセグメンテーションマップの関数として決定される
    請求項１に記載の方法。
  7. 前記物理的特性は、
    前記第１のセグメンテーションマップと前記第２のセグメンテーションマップとを組み合わせて生成される第３のセグメンテーションマップの関数として決定される、及び／又は前記第１のセグメンテーションマップから前記第２のセグメンテーションマップの成分を除去することによって決定される
    請求項６に記載の方法。
  8. 前記第１のセグメンテーションマップは、前記媒体の関心領域をセグメント化するように構成され、及び／又は
    前記第２のセグメンテーションマップは、前記ＩＱデータセットＩ１（ｒ），Ｉ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）のノイズを検出及び／又は低減するように構成される
    請求項６に記載の方法。
  9. 前記第１のセグメンテーションマップは、
    Figure 0007470167000038
     によって決定され、
    ここで、φ１ ｍｉｎ及びφ１ ｍａｘは、所定値である、及び／又は
    前記第２のセグメンテーションマップは、
    Figure 0007470167000039
     によって決定され、
    ここで、φ２ ｍａｘは所定値である、及び／又は
    前記第１のセグメンテーションマップと前記第２のセグメンテーションマップとを組み合わせて生成される第３のセグメンテーションマップは、
    Figure 0007470167000040
     によって決定される
    請求項６に記載の方法。
  10. 前記物理的特性が、
    所定の造影超音波診断法、
    前記ＩＱデータセットＩ１（ｒ），Ｉ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）のコヒーレント加算、
    式（１ｂ）：
    Figure 0007470167000041
     式（１ｃ）：
    Figure 0007470167000042
     式（１ｄ）：
    Figure 0007470167000043
     式（１ｅ）：
    Figure 0007470167000044
     式（１ｆ）：
    Figure 0007470167000045
     式（１ｇ）：
    のうちの少なくとも１つに基づいて決定される
    請求項１に記載の方法。
  11. 超音波信号データを処理すること（ｄ）の前に、さらに、
    （ｂ）超音波（Ｗｅ）の放射シーケンス（ＥＳ）を媒体（１１）に送信すること、ここで、前記放射シーケンス（ＥＳ）は、前記第１の放射パルスと前記少なくとも２つの補助放射パルスとを含む、
    （ｃ）前記媒体から超音波（Ｗｒ）の応答シーケンス（ＲＳ）を受信すること、ここで、前記超音波信号データは前記超音波（Ｗｒ）の応答シーケンス（ＲＳ）に基づく、
    を含み、及び／又は、
    前記超音波（Ｗｅ）の放射シーケンス（ＥＳ）を送信すること（ｂ）の前に、
    （ａ）前記媒体に造影剤を導入することを含み、
    前記第１の位相遅れの関数としての第１のセグメンテーションマップは、前記媒体中の造影剤をセグメント化するように構成される
    請求項１に記載の方法。
  12. 前記少なくとも２つの補助放射パルスは、前記媒体に対して互いに空間的にオフセットされており、及び／又は
    第２パルスと第３パルスとが異なる開口変調で放射され、及び／又は、
    第１パルスを放射するために使用されるトランスデューサ素子のセットが、少なくとも２つの補助パルスを放射するためにそれぞれ使用される少なくとも２つのサブセットに分割され、及び／又は
    第１のサブセットは、第１の補助パルスを放射するために使用されるトランスデューサ素子の奇数番号に対応し、第２のサブセットは、第２の補助パルスを放射するために使用されるトランスデューサ素子の偶数番号に対応する
    請求項１に記載の方法。
  13. 媒体（１１）の複数の領域の物理的特性を決定するための方法であって、
    請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法を繰り返し実行することを含み、各繰り返しにおいて、別の領域の超音波信号データが処理される
    方法。
  14. 前記第１の位相遅れの関数としての第１のセグメンテーションマップ、前記第２の位相遅れの関数としての第２のセグメンテーションマップ、及び前記第１のセグメンテーションマップと前記第２のセグメンテーションマップとを組み合わせて生成される第３のセグメンテーションマップのうちの少なくとも１つは、前記複数の領域の関数として決定され、及び／又は
    前記複数の領域の決定された物理的特性に基づいて画像が形成される
    請求項１３に記載の方法。
  15. データ処理システムによって実行されると、前記データ処理システムに、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法を実行させるコンピュータ可読命令を含む
    コンピュータプログラム。
  16. 媒体の物理的特性を決定するためのシステム（１１）であって、
    処理ユニットを備え、前記処理ユニットは、
    少なくとも３つの放射された超音波パルスに関連する媒体の超音波信号データを処理して、それぞれ同相値及び直交位相値の少なくとも１つの対を含む少なくとも３つの同相及び直交位相（ＩＱ）データセットＩ１（ｒ），Ｉ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）をそれぞれ提供し、ここで、前記少なくとも３つの放射された超音波パルスは、第１の強度を有する第１の放射パルスと各々が第２の強度を有する少なくとも２つの補助放射パルスとを含み、第２の強度の和は第１の強度に対応し、前記少なくとも３つのＩＱデータセットＩ １ （ｒ），Ｉ ２ （ｒ），Ｉ ３ （ｒ）のうちの第１のＩＱデータセットＩ １ （ｒ）は前記第１の放射パルスに関連し、少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ ２ （ｒ），Ｉ ３ （ｒ）は前記少なくとも２つの補助放射パルスに関連する、
    前記超音波信号データ内の関心のある情報を検出するように、前記第１のＩＱデータセットＩ１（ｒ）と、前記少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）の和との間の第１の位相遅れ、及び、前記超音波信号データ内のノイズを検出するように、前記少なくとも２つの更なるＩＱデータセットＩ２（ｒ），Ｉ３（ｒ）間の第２の位相遅れの関数として、前記物理的特性を決定する
    ように構成される、システム。
JP2022173584A 2021-10-29 2022-10-28 媒体の物理的特性を決定する方法及びシステム Active JP7470167B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21315228.3A EP4173572A1 (en) 2021-10-29 2021-10-29 Method and system for determining a physical characteristic of a medium
EP21315228 2021-10-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023067850A JP2023067850A (ja) 2023-05-16
JP7470167B2 true JP7470167B2 (ja) 2024-04-17

Family

ID=78821609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022173584A Active JP7470167B2 (ja) 2021-10-29 2022-10-28 媒体の物理的特性を決定する方法及びシステム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240004064A1 (ja)
EP (1) EP4173572A1 (ja)
JP (1) JP7470167B2 (ja)
KR (1) KR20230062418A (ja)
CN (1) CN116058865A (ja)
AU (1) AU2022246394A1 (ja)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030069504A1 (en) 2001-10-05 2003-04-10 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Receive filtering and filters for phase or amplitude coded pulse sequences
JP2004180784A (ja) 2002-11-29 2004-07-02 Toshiba Corp 超音波診断装置
JP2005523743A (ja) 2002-04-26 2005-08-11 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ 造影剤強化カラーフロー描出処理
JP2005319177A (ja) 2004-05-11 2005-11-17 Toshiba Corp 超音波診断装置
WO2012144243A1 (ja) 2011-04-20 2012-10-26 株式会社 日立メディコ 超音波撮像装置
JP2014147632A (ja) 2013-02-04 2014-08-21 Hitachi Aloka Medical Ltd 超音波診断装置
JP2015016251A (ja) 2013-07-12 2015-01-29 株式会社東芝 超音波診断装置及びその制御プログラム
WO2019189386A1 (ja) 2018-03-30 2019-10-03 富士フイルム株式会社 超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法
WO2020141229A1 (en) 2019-01-04 2020-07-09 Koninklijke Philips N.V. Contrast imaging

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6426747B2 (ja) 2014-01-23 2018-11-21 スーパー・ソニック・イマジン 媒体内の正確な位置における物理的特性を決定するための方法、媒体の画像を決定するための方法、及び当該方法を実装する装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030069504A1 (en) 2001-10-05 2003-04-10 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Receive filtering and filters for phase or amplitude coded pulse sequences
JP2005523743A (ja) 2002-04-26 2005-08-11 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ 造影剤強化カラーフロー描出処理
JP2004180784A (ja) 2002-11-29 2004-07-02 Toshiba Corp 超音波診断装置
JP2005319177A (ja) 2004-05-11 2005-11-17 Toshiba Corp 超音波診断装置
WO2012144243A1 (ja) 2011-04-20 2012-10-26 株式会社 日立メディコ 超音波撮像装置
JP2014147632A (ja) 2013-02-04 2014-08-21 Hitachi Aloka Medical Ltd 超音波診断装置
JP2015016251A (ja) 2013-07-12 2015-01-29 株式会社東芝 超音波診断装置及びその制御プログラム
WO2019189386A1 (ja) 2018-03-30 2019-10-03 富士フイルム株式会社 超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法
WO2020141229A1 (en) 2019-01-04 2020-07-09 Koninklijke Philips N.V. Contrast imaging

Also Published As

Publication number Publication date
US20240004064A1 (en) 2024-01-04
JP2023067850A (ja) 2023-05-16
CN116058865A (zh) 2023-05-05
KR20230062418A (ko) 2023-05-09
AU2022246394A1 (en) 2023-05-18
EP4173572A1 (en) 2023-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6827686B2 (en) System and method for improved harmonic imaging
US6969353B2 (en) Contrast-agent enhanced color-flow imaging
JP2009505771A (ja) 実時間空間合成によるフローイメージングのための超音波画像形成システム及び方法
CN109674490B (zh) 一种超声引导的低反射伪像光声显微镜成像方法
US11776526B2 (en) Method and system for ultrasonic characterization of a medium
KR101610874B1 (ko) 공간 일관성 기초 초음파 신호 처리 모듈 및 그에 의한 초음파 신호 처리 방법
US11768181B2 (en) Method and system for ultrasonic characterization of a medium
US11761928B2 (en) Method and system for ultrasonic characterization of a medium
JP7470167B2 (ja) 媒体の物理的特性を決定する方法及びシステム
US20220082693A1 (en) Method and system for ultrasonic characterization of a medium
US20240036004A1 (en) Method and system for ultrasonic characterization of a medium
US20220071597A1 (en) Contrast imaging
Toulemonde New beamforming strategy for improved ultrasound imaging: application to biological tissues nonlinear imaging

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230222

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230222

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231030

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231107

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240206

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240312

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240405

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7470167

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150