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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Bildgebungsvorrichtung und ein
Bildgebungsverfahren.
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Bildgebungsvorrichtungen,
wie z.B. eine Ultraschall-Diagnosevorrichtung, eine Röntgen-CT-Vorrichtung
und eine Magnetresonanz-Bildgebungsvorrichtung, erzeugen Tomogramme
bezüglich
tomographischer Ebenen eines Patienten. Eine Ultraschall-Diagnosevorrichtung
sendet beispielsweise eine Ultraschallwelle auf einen Patienten,
erzeugt ein Tomogramm bezüglich
einer tomographischen Ebene des Patienten auf der Basis der von dem
Patienten reflektierten und empfangenen Ultraschallwelle und stellt
das Tomogramm auf einem Bildschirm dar.
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In
einer Ultraschall-Diagnosevorrichtung gibt es eine Anzahl von Bildgebungsmodi,
die einen B-Modus oder einem Color Flow Mapping (CFM) Modus und
einem Puls Wave Doppler (PWD) Modus umfassen. Da diese Ultraschall-Diagnosevorrichtung ein
Bild auf einer Echtzeitbasis erzeugen und anzeigen kann, wird es
extensiv in verschiedenen Gebieten der Medizin eingesetzt, welche
insbesondere die Fötaluntersuchung
und Herzuntersuchung beinhalten. In einer Bildgebungsvorrichtung,
wie z.B. einer Ultraschall-Diagnosevorrichtung, wird ein projiziertes Bild
bzw. Projektionsbild erzeugt, indem Tomogramme bezüglich mehrerer
tomographischer Ebenen in einem Patienten einer Verarbeitung unterworfen
werden, und das dadurch erzeugte Projektionsbild angezeigt wird.
Beispielsweise wird eine Maxi malintensitätsprojektion (MIP) ausgeführt, um
die den Maximalwert in der Aufreihungsrichtung der tomographischen Ebenen,
bezüglich
welcher die mehreren Tomogramme erzeugt werden, annehmenden Pixel
zu projizieren, und dadurch ein MIP-Bild als das Projektionsbild erzeugt
(siehe beispielsweise Japanisches Patent Nr. 3365929).
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Im Übrigen kann,
wenn eine Bildgebungsvorrichtung wie die vorstehend erwähnte verwendet wird,
eine Bildgebung nach Injektion eines Kontrastmittels in den Patienten
ausgeführt
werden. Beispielsweise werden, wenn eine Bildgebung unter Verwendung
einer Ultraschall-Diagnosevorrichtung auszuführen ist, nach der Injektion
eines Mikrobläschen
enthaltenden Kontrastmittels in ein Patienten-Blutgefäß, in welchem
Blut strömt,
die mehreren Tomogramm-Frames als dreidimensionale Bilder aufgenommen.
Dann werden diese mehreren Tomogramm-Frames als sich bewegende Bilder aufeinander
folgend in einer zeitlichen Ablauffolge dargestellt. Dieses ermöglicht es,
zu beobachten, wie sich das Kontrastmittel in dem Blutgefäß ausbreitet,
und diese Beobachtung wird für
Diagnosezwecke verwendet.
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Jedoch
wird in dem Tomogramm jedes Frames, nur der Teil, in welchem sich
das Kontrastmittel in dem gesamten Blutgefäß zum Zeitpunkt der Aufnahme
des Tomogramm dieses Frame befindet, mit hohem Kontrast dargestellt,
und andere Bereiche werden nur mit niedrigem Kontrast dargestellt,
mit der Folge, dass, wenn Tomogramme von diesen mehreren Frames
aufeinander folgend als sich bewegende Bilder dargestellt werden
sollen, es manchmal nicht einfach ist, die Ausbreitung des Kontrastmittels
in dem gesamten Blutgefäß des Patienten
zu verfolgen. Daher ist es, da die Gestalt des gesamten Blutesgefäßes, in
welchem sich das Kontrastmittel ausbreitet, nicht stark kon trastierend
ist, nicht einfach, die Ausbreitung des Kontrastmittels in dem gesamten
Blutgefäß zu verfolgen.
Dieses führt
manchmal zu einer Effizienzverringerung der Diagnose.
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Auf
diese Weise kann, wenn eine Bilddiagnose mit einer Bildgebungsvorrichtung
auszuführen
ist, ein Problem einer geringen diagnostischen Effizienz auftreten.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Daher
besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung
einer Bildgebungsvorrichtung und eines Bildgebungsverfahrens, welche
eine Verbesserung der Diagnoseeffizienz ermöglichen.
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Zur
Lösung
des vorgenannten Problems weist eine Bildgebungsvorrichtung gemäß der Erfindung
auf: eine Tomogramm-Erzeugungseinheit, welche aufeinander folgend
ein Tomogramm bezüglich jeder
von mehreren tomographischen Ebenen erzeugt, die in unterschiedlichen
Positionen. in einem dreidimensionalen Bereich eines Patienten aufgereiht
sind; eine Projektionsbild-Erzeugungseinheit, welche ein Projektionsbild
erzeugt, indem sie eine Projektionsverarbeitung spezifischer Werte
von Pixeln in dem von der Tomogramm-Erzeugungseinheit erzeugten
Tomogramm für
jede von mehreren tomographischen Ebenen ausführt, die in der Richtung angeordnet
sind, in welchen die tomographischen Ebenen aufgereiht sind; und
eine Erzeugungseinheit für synthetisierte
Bilder bzw. Synthesebild-Erzeugungseinheit,
welche mehrere synthetisierte Bilder bzw. Synthesebilder erzeugt,
indem sie die durch die Tomogramm-Erzeugungseinheit erzeugten Tomogramme
mit einem durch die Projektionsbild-Erzeugungseinheit erzeugten
Projektionsbild synthetisiert, wobei die Projektionsbild-Erzeugungseinheit nach
Ausführung
der Projektionsverarbeitung, wenn ein Schwellenwert nochmals erreicht
wird, nachdem ein spezifischer Wert eines Pixels den Schwellenwert
in der Richtung erreicht, in welcher die tomographischen Ebenen
aufgereiht sind, die Projektionsverarbeitung beendet; und die Synthesebild-Erzeugungseinheit
so jedes von den Tomogrammen mit dem Projektionsbild synthetisiert,
dass die Positionen von Pixeln in dem von der Tomogramm-Erzeugungseinheit
erzeugten Tomogrammen in der Richtung, in welcher die tomographischen
Ebenen aufgereiht sind, und die Positionen von in der Richtung projizierten
Pixeln, in welcher die tomographischen Ebenen aufgereiht sind, wenn
die Projektionsbild-Erzeugungseinheit die Projektionsverarbeitung
ausführt,
miteinander in dem dreidimensionalen Bereich übereinstimmen.
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Ferner
enthält
ein erfindungsgemäßes Bildgebungsverfahren
zur Lösung
der vorstehenden Aufgabe: einen Tomogramm-Erzeugungsschritt zur
aufeinander folgenden Erzeugung eines Tomogramms bezüglich jeder
von mehreren tomographischen Ebenen auf, die in unterschiedlichen
Positionen in einem dreidimensionalen Bereich eines Patienten aufgereiht
sind; einen Projektionsbild-Erzeugungsschritt zur Erzeugung eines
Projektionsbildes durch Ausführen
einer Projektionsverarbeitung spezifischer Werte von Pixeln in dem
durch den Tomogramm-Erzeugungsschritt erzeugten Tomogramm für jede von mehreren
tomographischen Ebenen, die in der Richtung angeordnet sind, in
welcher die tomographischen Ebenen aufgereiht sind; und einen Synthesebild-Erzeugungsschritt
zur Erzeugung mehrerer Synthesebilder durch Synthetisieren der in
dem Tomogramm-Erzeugungsschritt erzeugten Tomogramme mit einem in
dem Projektionsbild-Erzeugungsschritt erzeugten Projektionsbild,
wobei die Projektionsverarbeitung in dem Projektionsbild-Erzeugungsschritt nach
Ausführung
der Projektionsverarbeitung be endet wird, wenn ein Schwellenwert
nochmals erreicht wird, nachdem ein spezifischer Wert eines Pixels
den Schwellenwert in der Richtung erreicht, in welcher die tomographischen
Ebenen aufgereiht sind; und jedes von den Tomogrammen aus dem Projektionsbild
so synthetisiert wird, das die Positionen von Pixeln der in dem
Tomogramm-Erzeugungsschritt erzeugten Tomogramme in der Richtung,
in welcher die tomographischen Ebenen aufgereiht sind, und die Positionen
von in der Richtung projizierten Pixeln, in welcher die tomographischen
Ebenen aufgereiht sind, wenn die Projektionsverarbeitung in dem
Projektionsbild-Verarbeitungsschritt ausführt wird, miteinander in dem
dreidimensionalen Bereich übereinstimmen.
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Gemäß der Erfindung
ist es möglich,
eine Bildgebungsvorrichtung und ein Bildgebungsverfahren zu schaffen,
welche die Verbesserung einer Diagnoseeffizienz ermöglichen.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß Darstellung
in den beigefügten
Zeichnungen ersichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Blockdarstellung, die die Konfiguration einer Ultraschall-Diagnosevorrichtung 1 darstellt,
welche eine bevorzugte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist.
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2 ist
ein Flussdiagramm eines Bildgebungsverfahrens gemäß der Erfindung.
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3 stellt
dieses Bildgebungsverfahren gemäß der Erfindung
dar.
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4 stellt
Teile eines Tomogramms dar, die in dieser bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung erzeugt werden.
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5 stellt
ein in dieser bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung erzeugtes Projektionsbild dar.
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6 stellt
in dieser bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung erzeugte Synthesebilder dar.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Ultraschall-Diagnosevorrichtung 1 wird als eine Bildgebungsvorrichtung
beschrieben, welche eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist.
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1 ist
eine Blockdarstellung, welche die Konfiguration der Ultraschall-Diagnosevorrichtung 1 darstellt,
welche die bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung ist.
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Gemäß Darstellung
in 1 weist die die Erfindung verkörpernde Ultraschall-Diagnosevorrichtung
eine Ultraschallsonde 31, eine Bedienungskonsole 32 und
eine Anzeigeeinheit 41 auf. Diese Bauteile werden nachstehend
der Reihe nach beschrieben.
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Die
Ultraschallsonde 31 enthält mehrere (nicht dargestellte)
Ultraschallschwinger, welche gleichmäßig darin angeordnet sind.
In der Ultraschallsonde 31 wandeln die Ultraschallschwinger,
die ein piezoelektrisches Material, wie z.B. Bleizirkontitanat-(PCT)-Keramik
enthalten, elektrische Signale in Schallwellen um und senden diese
aus, und wandeln empfangene Schallwellen in elektrische Signale
um, die als Echo signale ausgegeben werden. Die Ultraschallsonde 31 wird
eingesetzt, indem ihre mit den Ultraschallschwingern versehene Seite
mit der Oberfläche
des Patienten in Kontakt gehalten wird. Obwohl Details nachstehend
beschrieben werden, überträgt die Ultraschallsonde 31 so
Ultraschallwellen aus den Ultraschallschwingern in den Patienten, dass
sie einem Trei- bersignal aus einer Sende/Empfangs-Einheit 321 entsprechen,
auf der Basis eines von einer Steuereinheit 324 in einer
Betriebskonsole 32 ausgegebenen Steuersignals und empfängt Echosignale
als Rohdaten, indem ein Scan ausgeführt wird, mittels welchem von
dem Patienten reflektierte Ultraschallwellen aus dem Patienten,
in welchen diese Ultraschallwelle gesendet wurde, durch die Ultraschallschwinger
empfangen werden. Dann gibt sie diese Echosignale an die Sende/Empfangs-Einheit 321 aus.
In dieser Ausführungsform scannt
die Ultraschallsande 31 in dem Patienten, in welchem das
Kontrastmittel in ein Fluid injiziert ist, einen dreidimensionalen
das Fluid enthaltenden Bereich ab, in welchem das Kontrastmittel
strömt.
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Die
Bedienungskonsole 32 gemäß Darstellung in 1 weist
die Sende/Empfangs-Einheit 321, eine Tomogramm-Erzeugungseinheit 322,
eine Speichereinheit 323, die Steuereinheit 324,
eine Betriebseinheit 325, eine Projektionsbild-Erzeugungseinheit 326 und
eine Synthesebild-Erzeugungseinheit 328 auf. In der Bedienungskonsole 32 enthält jede
Einheit einen Datenprozessor, welcher verschiedene Daten verarbeitet.
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Die
Sende/Empfangs-Einheit 321, welche eine Sende/Empfangs-Schaltung
enthält,
welche die Ultraschallsonde 31 zum Senden und Empfangen von
Ultraschallwellen veranlasst, veranlasst das Aussenden von Ultraschallwellen
aus den Ultraschallschwingern der Ultraschallsonde 31 zu
dem Patienten in Abhängigkeit
von einem Steuersignal aus der Steuereinheit 324 und erfasst
ein Echosignal, indem sie den Empfang von durch den Patienten reflektierten
Ultraschallwellen durch die Ultraschallschwinger veranlasst. Beispielsweise
erfasst die Sende/Empfangs-Einheit 321 das Echosignal,
indem sie den Patienten mittels eines elektronischen konvexen Scansystems
abscannt und das erfasste Echosignal an die Tomogramm-Erzeugungseinheit 322 ausgibt.
Insbesondere erfasst die Sende/Empfangs-Einheit 321 das
Echosignal, indem sie die Positionen der mehreren Ultraschallschwinger
in der Ultraschallsonde 31 so umschaltet, dass sie den
Patienten durch Verschieben des Ultraschallwellenstrahls abscannt,
unterwirft das Echosignal einer Verarbeitung, Verzögerungshinzufügung und
anderen Verarbeitungsmodi und gibt das verarbeitete Echosignal an
die Tomogramm-Erzeugungseinheit 322 aus.
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Die
Tomogramm-Erzeugungseinheit 322 erzeugt Tomogramme bezüglich tomographischer
Ebenen des Patienten auf der Basis des von der Ultraschallsonde 31 erhaltenen
Echosignals. Die Tomogramm-Erzeugungseinheit 322 wird durch
die Steuereinheit 324 so gesteuert, dass sie einem in die
Betriebseinheit 325 eingegebenen Befehl folgt und Tomogramme
wie z.B. B-Modusbilder, Dopplerbilder und Oberwellenbilder erzeugt.
Insbesondere detektiert die Tomogramm-Erzeugungseinheit 322,
welche die logarithmischen Verstärker
und einen Hüllkurvendetektor
enthält,
eine Hüllkurve
nach der logarithmischen Verstärkung
des von der Sende/Empfangs-Einheit 321 ausgegebenen Echosignals.
Nach der Berechnung der Intensitäten
der Echos aus den Reflexionspunkten auf einem Schallstrahl, in der
die Daten der vorstehend beschriebenen Verarbeitung unterworfen
werden, wandelt dann die Tomogramm-Erzeugungseinheit 322 die
Intensitäten
in Leuchtdichtewerte um, um ein dem B-Modus entsprechendes Tomogramm
zu erzeugen. Die Tomogramm-Erzeugungseinheit 322, die auch
einen orthogonalen Detektor und eine Dopplerleistungs-Berechnungsvorrichtung
enthält,
führt eine
MTI-Verarbeitung aus, nachdem das von der Sende/Empfangs-Einheit 321 ausgegebene
Echosignal einer orthogonalen Detektion unterworfen wurde, errechnet den
Dopplerleistungswert durch Berechnen der In-Phasen-Komponente und
der durch die orthogonale Detektion erhaltenen orthogonalen Komponente und
erzeugt ein Dopplerbild. Die mit der Speichereinheit 323 verbundene
Tomogramm-Erzeugungseinheit 322 gibt das wie vorstehend
erzeugte Tomogramm an die Speichereinheit 323 aus. In dieser
bevorzugten Ausführungsform
erzeugt die Tomogramm-Erzeugungseinheit 322 aufeinander
folgend ein Tomogramm bezüglich
jeder von mehreren tomographischen Ebenen, die in unterschiedlichen
Positionen in dem dreidimensionalen Bereich des Patienten aufgereiht
sind.
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Die
Speichereinheit 323, die so konfiguriert ist, dass sie
einen Kine-Speicher und eine HDD (Festplatte) enthält, speichert
die Bilddaten der durch die Tomogramm-Erzeugungseinheit 322 erzeugten Tomogramme.
Die mit der Tomogramm-Erzeugungseinheit 322 verbundene
Speichereinheit 323 gibt nach einer kurzzeitigen Speicherung
der mehreren Frames von durch die Tomogramm-Erzeugungseinheit 322 erzeugten
Tomogrammen in dem Kine-Speicher gemäß einem Befehl aus der Steuereinheit 324 diese
an eine HDD zur Endspeicherung aus. Beispielsweise speichert die
Speichereinheit 323 in ihrem Kine-Speicher 2 Minuten entsprechende Tomogramm-Frames
und gibt diese 2 Minuten entsprechenden Tomogramm-Frames an die
HDD zur Endspeicherung aus. Daneben speichert sie in der HDD von
der Synthesebild-Erzeugungseinheit 328 synthetisierte Bilder.
Der Kine-Speicher der Speichereinheit 323 ist mit der Anzeigeeinheit 41 verbunden
und es werden Daten bezüglich
der Tomogramme der in dem Kine-Speicher gespeicherten Frames an
die Anzeigeeinheit 41 ausgegeben. Die HDD der Speichereinheit 323 ist
auch mit der Anzeigeeinheit 41 verbunden, wobei Daten bezüglich der
Tomogramme von in der HDD gespeicherten Frames an die Anzeigeeinheit 41 abhängig von
einem in die Betriebseinheit 325 eingegebenen Befehl ausgegeben
werden. Ferner werden von der Synthesebild-Erzeugungseinheit 328 erzeugte
Synthesebilder aus der HDD an die Anzeigeeinheit 41 ausgegeben
und auf dieser angezeigt.
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Die
Steuereinheit 324 enthält
beispielsweise einen Computer und ein Programm, das den Computer
veranlasst, eine vorgeschriebene Datenverarbeitung auszuführen, und
ist mit jeder Bauteileinheit verbunden. In dieser Ausführungsform
gibt die Steuereinheit 324 ein Steuersignal an jede von
den Bauteileinheiten in Abhängigkeit
von Betriebssignalen aus der Betriebseinheit 325 aus und
steuert deren Betrieb.
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Die
Betriebseinheit 325 enthält Eingabeeinrichtungen, wie
z.B. eine Tastatur, ein Berührungsfeld,
einen Trackball, einen Fußschalter
und eine Spracheingabevorrichtung. Die Betriebseinheit 325, in
die durch die Bedienungsperson Betriebsinformation eingegeben wird,
gibt auf der Basis der Betriebsinformation Steuersignale an die
Steuereinheit 324 aus.
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Die
Projektionsbild-Erzeugungseinheit 326 enthält einen
Computer und ein Programm, das den Computer veranlasst, eine vorgeschriebene
Datenverarbeitung auszuführen,
und erzeugt ein Projektionsbild, indem eine Projektionsverarbeitung
so ausgeführt
wird, dass spezifische Werte von Pixeln in dem von der Tomogramm-Erzeugungseinheit 322 erzeugten
Programm bezüglich
der mehreren tomographischen Ebenen in der Richtung angeordnet werden,
in welchen diese tomographischen Ebenen aufgereiht sind. Hier empfängt die
Projektionsbild-Erzeugungseinheit 326 Tomogramme aus der
Speichereinheit 323. Die Aus führung der Projektionsverarbeitung
beendet die Projektionsbild-Erzeugungseinheit, wenn ein Schwellenwert
nochmals erreicht wird, nachdem ein spezifischer Wert eines Pixels
den Schwellenwert in der Richtung erreicht, in der die tomographischen
Ebenen aufgereiht sind, die Ausführung
dieser speziellen Projektionsverarbeitung. In dieser Ausführungsform
projiziert die Projektionsbild-Erzeugungseinheit 326 den
Maximalwert als ihren spezifischen Wert und erzeugt ein Projektionsbild aus
diesem projizierten Maximum.
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Die
Synthesebild-Erzeugungseinheit 328 enthält einen Computer und ein Programm,
das den Computer veranlasst, eine vorgeschriebene Datenverarbeitung
auszuführen,
und das mehrere Synthesebilder erzeugt, indem sie jedes von den
durch die Tomogramm-Erzeugungseinheit 322 erzeugten Tomogrammen
mit den von der Projektionsbild-Erzeugungseinheit 326 erzeugten
Projektionsbild synthetisch verarbeitet. Hier synthetisiert die
Synthesebild-Erzeugungseinheit 328 jedes von den Tomogrammen
mit dem Projektionsbild so, dass die Positionen von Pixeln der durch
die Tomogramm-Erzeugungseinheit 322 in der Richtung erzeugten
Tomogramme, in welcher die tomographischen Ebenen aufgereiht sind,
und die Positionen von in die Richtung projizierten Pixeln, in welcher
die tomographischen Ebenen aufgereiht sind, wenn die Projektionsbild-Erzeugungseinheit 326 eine
Projektion ausführt, miteinander
in dem in dem Patienten gescannten dreidimensionalen Bereich übereinstimmen.
Insbesondere richtet die Synthesebild-Erzeugungseinheit 328 die
entsprechenden Pixel der Tomogramme und des Projektionsbildes so
aus, dass sie sich in denselben Koordinatenpositionen in dem in
dem Patienten abgetasteten dreidimensionalen Bereich befinden, und
führt die
Bildsynthese aus, indem beispielsweise die Werte der entsprechenden
Pixel addiert werden, um ein Synthesebild zu erzeugen. Dann gibt
die Synthesebild-Erzeu gungseinheit 328 das so erzeugte Synthesebild
an die Speichereinheit 323 aus und veranlasst dessen Speicherung
darin.
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Die
Anzeigeeinheit 41 enthält
beispielsweise eine (nicht dargestellte) LCD-Vorrichtung mit einem flachen
Anzeigebildschirm und einem digitalen Scanwandler (DSC) und zeigt
von der Tomogramm-Erzeugungseinheit 322 erzeugte und durch
die Speichereinheit 323 gespeicherte Bilder an. Hier stellt
die Anzeigeeinheit 41 aufeinander folgend die mehreren Frames
der durch die Speichereinheit 323 gespeicherten Tomogramme
so dar, dass sie der zeitlichen Ablauffolge entsprechen, in der
die Tomogramm-Erzeugungseinheit 322 die mehreren Frames
erzeugt hat. Insbesondere wandelt die Anzeigeeinheit 41,
die mit der Speichereinheit 323 verbunden ist, gemäß einem
Befehl aus der Steuereinheit 324 die Daten der Frames der
in dem Kine-Speicher der Speichereinheit 323 gespeicherten
Frames von Tomogrammen in Anzeigesignale mit dem DSC um, und stellt
diese Tomogramme auf dem Anzeigebildschirm der LCD-Vorrichtung dar.
Die ebenfalls mit der HDD der Speichereinheit 323 verbundene
Anzeigeeinheit 41 empfängt
gemäß einem
durch die Bedienungsperson in die Betriebseinheit 325 eingegebenen
Befehl Daten von einem in der HDD gespeicherten Bild und stellt
dieses Bild auf dem Bildschirm dar. Daneben empfängt in dieser Ausführungsform
die Anzeigeeinheit 41 ein von der Synthesebild-Erzeugungseinheit 328 erzeugtes
Synthesebild aus der Speichereinheit 323 und stellt dieses
auf dem Anzeigebildschirm dar. Hier stellt die Anzeigeeinheit 41 jedes
Synthesebild aufeinander folgend so dar, dass es mit der Richtung übereinstimmt,
in der die tomographischen Ebenen liegen, auf denen die Tomogramme
in dem dreidimensionalen Bereich des Patienten erzeugt werden.
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Das
Bildgebungsverfahren in dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
nachstehend beschrieben. Diese Ausführungsform ist ein Fall, in
welchem die vorstehend beschriebene Ultraschall-Diagnosevorrichtung 1 zur
Bildgebung verwendet wird.
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2 ist
ein Flussdiagramm des Bildgebungsverfahrens in dieser Ausführungsform
der Erfindung.
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Gemäß Darstellung
in 2 wird der Patient zuerst Ultraschall-gescannt
(S11).
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In
diesem Ablauf wird, nachdem in ein Blut führendes Blutgefäß des Patienten
ein Kontrastmittel injiziert ist, ein dreidimensionaler Bereich
dieses Patienten gescannt, der den Bereich beinhaltet, in dem das
Kontrastmittel strömt.
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3 stellt
das Bildgebungsverfahren in dieser Ausführungsform der Erfindung dar.
In den 3, stellt 3(a) dar,
wie der dreidimensionale Bereich in dem Patienten gescannt wird. 3(b) stellt den Übergang eines Pixelwertes P
in den mehreren erzeugten Tomogrammen dar, wobei die vertikale Achse
den Pixelwert P und die horizontale Achse die Bildgebungsposition
x repräsentiert.
Ferner ist in 3(b) die Projektionsrichtung
V1 der nachstehend zu beschreibenden Projektionsverarbeitung durch Pfeile
dargestellt.
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In
dieser Ausführungsform
hält die
Bedienungsperson die Ultraschallsonde 31 von Hand und bringt
die Ultraschallsonde mit einer Scan-Startposition SP in dem dreidimensionalen
Raum des Patienten gemäß Darstellung
in 3(a) in Kontakt. Danach wird,
da die Bedienungsperson die Ultraschallsonde zu der Scan-Endeposition
EP führt,
während er
diese in Kontakt hält,
der dreidimensionale Bereich gescannt. Bei diesem Scannen werden
von dem dreidimensionalen Bereich des Patienten reflektierte Ultraschallwellen
durch die Ultraschallsonde 31 empfangen, um Echosignale
zu erzeugen. In dieser Ausführungsform
werden gemäß Darstellung
in 3(b) mehrere in der x-Richtung, welche
dieselbe wie die Projektionsrichtung Pro ist, aufgereihte tomographische
Ebenen in diesen dreidimensionalen Bereich aufeinander folgend in
der x-Richtung gescannt und die durch dieses Scannen erhaltenen
Echosignale von der Sende/Empfangs-Einheit 321 an die Tomogramm-Erzeugungseinheit 322 ausgegeben.
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Anschließend wird
ein Tomogramm gemäß Darstellung
in 2 (S21) erzeugt.
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Hier
unterwirft die Tomogramm-Erzeugungseinheit 322 Echosignale
aus der Sende/Empfangs-Einheit 321 einer Datenverarbeitung
in Abhängigkeit
von einem Befehl aus der Steuereinheit 324 und erzeugt
dadurch aufeinander folgend Tomogramme bezüglich tomographischer Ebenen
des Patienten. In dieser Ausführungsform
wird gemäß Darstellung
in 3 ein Tomogramm aufeinander folgend bezüglich jeder
von mehreren tomographischen Ebenen erzeugt, die in der x-Richtung
und in verschiedenen Positionen in dem dreidimensionalen Bereich,
in welchem der Scannvorgang ausgeführt wird, aufgereiht sind.
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4 stellt
Teile eines in dieser Ausführungsform
der Erfindung dargestellten Tomogramms dar. In 4 ist
jedes Bild zur Vereinfachung der Darstellung umgekehrt dargestellt.
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In
dieser Ausführungsform
werden gemäß Darstellung
in 4 mehrere Tomogramme PT1, PT2, PT3 und PT4 aufeinander
folgend bezüglich
jeder von mehreren in der x-Richtung aufge reihten tomographischen
Ebenen erzeugt. Somit wird ein erstes Tomogramm PT1 in einer ersten
Position X1, ein zweites Tomogramm PT2 in einer zweiten Position X2,
ein drittes Tomogramm PT1 in einer dritten Position X3 und ein viertes
Tomogramm PT1 in einer vierten Position X4, alle in der X-Richtung
erzeugt. Hier wird das Kontrastmittel durch die Strömung des
Blutes in einem Blutgefäß V2 bewegt,
und Abschnitte, zu denen das Kontrastmittel bewegt worden ist, werden Darstellung
in 4 mit hohem Kontrast gemäß angezeigt.
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Diese
mehreren erzeugten Tomogramme werden aufeinander folgend durch die
Tomogramm-Erzeugungseinheit 322 ausgegeben und deren Ausgabe
an die Speichereinheit 323 veranlasst.
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Anschließend wird
gemäß Darstellung
in 2 die Erzeugung eines Projektionsbildes ausgeführt (S31).
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Hier
erzeugt die Projektionsbild-Erzeugungseinheit 326 ein Projektionsbild,
indem sie eine Projektionsverarbeitung so ausführt, dass sie spezifische Werte
von Pixeln in von der Tomogramm-Erzeugungseinheit 322 erzeugten
Tomogrammen bezüglich
mehrerer tomographischer Ebenen in der Richtung projiziert, in der
deren tomographischen Ebenen aufgereiht sind. In der Ausführung dieser
Projektionsverarbeitung wird, nachdem die spezifischen Werte von
Pixeln ihren Schwellenwert in der Richtung erreicht haben, in der
deren tomographischen Ebenen aufgereiht sind, wenn der Schwellenwert
wieder erreicht wird, die Ausführung
der Projektionsverarbeitung beendet. Hier projiziert die Projektionsbild-Erzeugungseinheit 326 das
Maximum als diesen spezifischen Wert und erzeugt ein Projektionsbild
abhängig
zu diesem projizierten Maximum. Somit unterzieht die Projektionsbild-Erzeugungseinheit 326 die mehreren
Tomogramme einer MIP-Verarbeitung.
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In
dieser Ausführungsform
wird gemäß Darstellung
in 3(b), nachdem der Pixelwert
P einen ersten Schwellenwert TH1 in den mehreren in der x-Richtung
aufgereihten Tomogrammen erreicht, der Pixelwert, der sich als das
Maximum Pmax erweist, in dessen Projektionsrichtung Pro projiziert,
die entlang der x-Richtung liegt. Danach wird, wenn dieser Pixelwert
einen zweiten Schwellenwert TH2 erreicht, der kleiner als der erste
Schwellenwert TH1 ist, die Ausführung
der Projektionsverarbeitung beendet. Diese Verarbeitung wird auf
jedes Pixel in der tomographischen Ebene angewendet, um ein Projektionsbild
zu erzeugen.
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5 stellt
ein in dieser Ausführungsform der
Erfindung erzeugtes Projektionsbild dar.
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Gemäß Darstellung
in 5 wird in einem Projektionsbild RT, selbst wenn
der Wert von Pixeln in einem Blutgefäß V1, das zu dem Projektionsstartpunkt
(näher
zu dem Betrachter in der Zeichnung) hin positioniert ist, niedriger
als der Wert von Pixeln in einem Blutgefäß V2, das zu dem Projektionsendpunkt (von
dem Betrachter in der Zeichnung weiter weg) hin positioniert ist,
der Wert von Pixeln in dem Blutgefäß V1, das zu dem Projektionsstartpunkt
hin positioniert ist, dargestellt. Mit anderen Worten, dem zu dem
Projektionsstartpunkt hin positionierten Blutgefäß V1 wird Priorität gegeben
und näher
zu dem Betrachter liegend dargestellt, während das dahinter liegende Blutgefäß V2 durch
das näher
dem Betrachter dargestellte Blutgefäß V1 verdeckt wird.
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Auf
diese Weise erzeugt die Projektionsbild-Erzeugungseinheit 396 ein
Projektionsbild, und gibt es zur Speicherung an die Speichereinheit 323 aus.
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Anschließend wird
ein Synthesebild gemäß Darstellung
in 2 (S40) erzeugt.
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Hier
synthetisiert die Synthesebild-Erzeugungseinheit 328 die
von der Tomogramm-Erzeugungseinheit 322 erzeugten Tomogramme
und das von der Projektionsbild-Erzeugungseinheit 326 erzeugte
Projektionsbild, um mehrere Synthesebilder zu erzeugen. Insbesondere
werden die Tomogramme so aus dem Projektionsbild synthetisiert,
dass die Positionen von Pixeln in den Tomogrammen, die in der Richtung
erzeugt werden, in welcher deren tomographischen Ebenen aufgereiht
sind, und die Positionen von in der Richtung projizierten Pixeln,
in welcher deren tomographischen Ebenen aufgereiht sind, wenn die
Projektion verarbeitet wird, miteinander in dem in dem Patienten
gescannten dreidimensionalen Bereich übereinstimmen.
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In
dieser Ausführungsform
werden die Pixel der Tomogramme und des Projektionsbildes so ausgerichtet,
dass sie dieselben dreidimensionalen Koordinatenpositionen in dem
in dem Patienten gescannten dreidimensionalen Bereich einnehmen.
Danach werden die Werte von deren entsprechenden Pixel synthetisiert,
um ein Synthesebild zu erzeugen.
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Somit
wird durch Synthetisieren eines Tomogramms PTi mit einem Projektionsbild
RT wie in der nachstehenden Gleichung (1) ausgedrückt, ein
Synthesebild ATi erzeugt, wobei i die die Position in der x-Richtung
repräsentierende
Frame-Nummer ist und a und b Gewichtungskoeffizienten sind. ATi = a × RT
+ b × PTi (1)
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6 stellt
in dieser Ausführungsform
der Erfindung erzeugte Synthesebilder dar.
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In
dieser Ausführungsform
der Erfindung werden gemäß Darstellung
in 6 mehrere Synthesebilder AT1, AT2, AT3 und AT4
aufeinander folgend so erzeugt, dass sie mit den mehreren in der x-Richtung
aufgereihten tomographischen Ebenen übereinstimmen.
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Insbesondere
werden das erste Tomogramm PT1, das so erzeugt wird, dass es mit
der ersten Position X1 in der x-Richtung gemäß Darstellung in der vorstehenden 4 übereinstimmt,
und das gemäß Darstellung
in 5 erzeugte Projektionsbild RT synthetisiert, um
das erste Synthesebild AT1 gemäß Darstellung
in 6 zu erzeugen. Hier werden die Pixel des ersten
Tomogramms PT1 und des Projektionsbildes RT so zueinander ausgerichtet,
dass sie mit den Koordinatenpositionen identisch sind, die erzeugt
werden, wenn der dreidimensionale Bereich des Patienten bei den
dreidimensionalen Koordinaten dieses dreidimensionalen Bereichs
gescannt wird. Somit werden die Pixel des ersten Tomogramms PT1
und des Projektionsbildes RT so zueinander ausgerichtet, dass nicht
nur die Positionsinformation der zweidimensionalen Koordinationspositionen
auf dem Bildschirm, sondern auch die Koordinatenposition in der
Tiefenrichtung auf dem Anzeigebildschirm übereinstimmen und die Pixel
beider synthetisiert sind. Danach werden die Pixel beider addiert
und das erste Synthesebild AT so erzeugt, dass es in einer dem addierten
Wert entsprechenden Helligkeit angezeigt wird. In ähnlicher
Weise wie vorstehend wird das in der zweiten Position X2 in der x-Richtung
erzeugte zweite Tomogramm PT2 mit dem Projektionsbild RT synthetisiert,
um das zweite Synthesebild AT2 zu erzeugen. Hier wird dem zu dem
Projektionsstartpunkt hin positionierten Blutgefäß V1 Priori tät gegeben
und dieses näher
zu dem Betrachter hin dargestellt, und der Abschnitt der mit dem
Kontrastmittel übereinstimmt,
das in dem dahinter positionierten Blutgefäß V2 strömt, wird so dargestellt, dass
er von dem Blutgefäß V1 vor
diesem verdeckt wird. Dann wird das in der dritten Position X3 erzeugte
Tomogramm PT3 mit dem Projektionsbild RT synthetisiert, um das dritte
Synthesebild AT3 zu erzeugen, und das in der vierten Position X4
in der x-Richtung erzeugte vierte Tomogramm PT4 wird mit dem Projektionsbild
RT synthetisiert, um das vierte Synthesebild AT4 zu erzeugen. Danach
wird jedes von diesen auf diese Weise erzeugten Synthesebildern
AT1, AT2, AT3 und AT4 von der Synthesebild-Erzeugungseinheit 328 zur
Speicherung an die Speichereinheit 323 ausgegeben.
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Anschließend wird
das Synthesebild gemäß Darstellung
in 2 (S41) dargestellt.
-
Hier
werden die von der Synthesebild-Erzeugungseinheit 328 erzeugten
Synthesebilder durch die Anzeigeeinheit 41 aus der Speichereinheit 323 empfangen
und auf dem Anzeigebildschirm dargestellt. In dieser Ausführungsform
stellt die Anzeigeeinheit 41 somit aufeinander folgend
die Synthesebilder so dar, dass sie mit der Richtung übereinstimmen,
in welcher die tomographischen Ebenen, auf welchen die Tomogramme
in dem dreidimensionalen Bereich des Patienten erzeugt werden, aufgereiht sind.
Somit werden gemäß Darstellung
in 4 das erste Synthesebild AT1, das zweite Synthesebild AT2,
das dritte Synthesebild AT3 und das vierte Synthesebild AT4 aufeinander
folgend in dieser Reihenfolge dargestellt.
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Wie
vorstehend beschrieben, wird bei der Ausführung der Projektionsverarbeitung
durch diese Ausführungsform
der Erfindung, nachdem die spezifischen Werte von Pixeln ihren Schwellenwert
in der x-Richtung, in welcher deren tomographischen Ebenen aufgereiht
sind, erreicht haben, wenn der Schwellenwert noch einmal erreicht
wird, die Ausführung
der Projektionsverarbeitung beendet, und das Projektionsbild RT
erzeugt. Dann werden mit der Erzeugung dieses Projektionsbildes
RT die Tomogramme PT1, PT2, PT3 und PT4 so mit dem Projektionsbild
RP synthetisiert, dass die Positionen der Pixel die in die x-Richtung
projiziert werden, und der in der x-Richtung erzeugten Pixel der Tomogramme
PT1, PT2, PT3 und PT4 in dem abgetasteten dreidimensionalen Bereich
des Patienten übereinstimmen,
und dadurch die Synthesebilder AT1, AT2, AT3 und AT4 erzeugt. Die
Synthesebilder AT1, AT2, AT3 und AT4 werden somit aufeinander folgend
so dargestellt, dass sie mit der Richtung übereinstimmen, in welcher die
tomographischen Ebenen, auf welchen die Tomogramme PT1, PT2, PT3
und PT4 erzeugt werden, in dem Patienten aufgereiht sind. Aus diesem
Grunde wird in dieser Ausführungsform
die Position des in dem Blutgefäß strömenden Kontrastmittels
hervorgehoben dargestellt, dem Blutgefäß V1, das näher zu dem Projektionsstartpunkt
positioniert ist, Priorität gegeben
und näher
an den Betrachter liegend dargestellt, und das in dem Blutgefäß V2 dahinter
strömende
Kontrastmittel so dargestellt, dass es durch das davor befindliche
Blutgefäß V1 verdeckt
wird. Da die Position in der Tiefenrichtung des Anzeigebildschirms
berücksichtigt
und hervorgehoben wird, kann selbst dann, wenn ein anderes Blutgefäß V1 in dem
Anzeigebildschirm vor dem Blutgefäß V2 vorhanden ist, in welchem
sich das Kontrastmittel bewegt hat, die Strömung des Kontrastmittels in
dem Blutgefäß V2 dahinter
anstelle des Blutgefäßes V1 davor
hervorgehoben dargestellt werden. Daher kann die Position, bis zu
welcher sich das Kontrastmittel in der gesamten Blutgefäßstruktur
ausgebreitet hat, leicht genau diagnostiziert und die Effizienz
der Diagnose verbessert werden.
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Im Übrigen ist
bei der Ausführung
der vorliegenden Erfindung die vorstehend beschriebene Ausführungsform
nicht die alleinige Möglichkeit,
sondern es ist eine Vielzahl von Modifikationen vorstellbar.
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Beispielsweise
ist, obwohl die vorstehende Ausführungsform
unter Bezugnahme auf Tomogramme beschrieben wurde, die durch eine
Ultraschall-Diagnosevorrichtung erzeugt werden, die Erfindung nicht
darauf beschränkt.
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Beispielsweise
kann die Tomogramm-Erzeugungseinheit auch Tomogramme auf der Basis
projizierter Daten erzeugen, die durch Detektion von auf einen Patienten
aufgestrahlter und durchgelassener Strahlung erhalten wird. Die
Tomogramm-Erzeugungseinheit kann auch Tomogramme auf der Basis von
Magnetresonanzdaten erzeugen, die durch eine MRI-Vorrichtung von
einem Patienten in einem magnetostatischen Feld erhalten werden.
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Ferner
ist, obwohl die vorstehende Ausführungsform
unter Bezugnahme auf einen Fall beschrieben wurde, in welcher der
erste Schwellenwert größer als
der zweite Schwellenwert ist, wenn der Maximalwert als der spezifische
Wert zu projizieren ist, dieses nicht die einzige Möglichkeit.
Beispielsweise kann die Erfindung genauso angewendet werden, wenn
der erste Schwellenwert gleich dem zweiten Schwellenwert ist, oder
der erste Schwellenwert kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
Auch der Minimalwert kann als der spezifische Wert projiziert werden.
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Ferner
kann, wenn eine solche Projektionsverarbeitung wie die vorstehende
ausgeführt
wird, das Projektionsbild auch er zeugt werden, indem der spezifische
Wert von Pixeln in mehreren Tomogramm-Frames einer Projektionsverarbeitung
aus der Tiefe des Anzeigebildschirms zu der Betrachterseite hin
unterzogen wird.
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Bei
der Ausführung
einer Projektionsverarbeitung für
den Zweck der Verbesserung einer Diagnoseeffizienz wird, wenn ein
Schwellenwert noch einmal erreicht wird, nachdem ein spezifischer
Wert eines Pixels den Schwellenwert in der x-Richtung erreicht,
in welcher tomographische Ebenen aufgereiht sind, die Ausführung der
Projektionsverarbeitung beendet und ein Projektionsbild erzeugt.
Dann werden bei der Erzeugung dieses Projektionsbildes durch Ausführen einer
Projektionsverarbeitung Tomogramme so mit dem Projektionsbild synthetisiert,
dass die Positionen der in der.x-Richtung projizierten Pixel und
die Pixel von in der x-Richtung erzeugten Tomogrammen, miteinander
in dem gescannten dreidimensionalen Bereich des Patienten übereinstimmen, und
die synthetisierten Bilder dadurch erzeugt.
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Viele
sehr unterschiedliche Ausführungsformen
der Erfindung können
ohne Abweichung von dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der vorliegenden
Erfindung konfiguriert werden. Es dürfte sich verstehen, dass die
vorliegende Erfindung nicht auf die in dieser Beschreibung beschriebenen speziellen
Ausführungsformen
mit der Ausnahme, dass sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, beschränkt ist.
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1
- 31
- Ultraschallsonde
- 41
- Anzeigeeinheit
- 321
- Sende/Empfangs-Einheit
- 322
- Tomogramm-Erzeugungseinheit
- 323
- Speichereinheit
- 324
- Steuereinheit
- 325
- Betriebseinheit
- 326
- Projektionsbild-Erzeugungseinheit
- 328
- Synthesebild-Erzeugungseinheit
-
2
-
- Start
- S11
- Ultraschallscannen
des Patienten
- S21
- Erzeugen
von Tomogrammen
- S31
- Erzeugen
eines Projektionsbildes
- S40
- Erzeugen
von Synthesebildern
- S41
- Darstellen
von Synthesebildern
-
- Ende
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3
- 1
- Ultraschallsonde
- 2
- Abgebildeter
Bereich
- 3
- Patient