DE102010051620A1 - Verfahren zum Abschätzen der Schallgeschwindigkeit eines Ultraschallbildes und Ultraschalldiagnosevorrichtung, die dieses verwendet - Google Patents

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Abstract

Es werden ein Verfahren zum Abschätzen der Schallgeschwindigkeit eines Ultraschallbildes und eine Ultraschalldiagnosevorrichtung, die dieses verwendet, offenbart. Das Verfahren zum Abschätzen der Schallgeschwindigkeit eines Ultraschallbildes beinhaltet: (A) Aufteilen jedes der Ultraschallbilder in eine Mehrzahl von Blöcken; (B) Extrahieren der Konturen der Ultraschallbilder für jeden Block eines Rasterbilds unter den Ultraschallbildern; (C) Berechnen und Analysieren der mittleren Leuchtdichtewerte jedes Blocks; (D) Bestimmen der optimalen Blockanzahl, indem die mittleren Leuchtdichtewerte verwendet werden, und Auswählen der optimalen Blöcke; und (E) Abschätzen und Verwenden der wirklichen Schallgeschwindigkeit, wobei die Schallgeschwindigkeit in Echtzeit abgeschätzt wird und für die Ultraschalldiagnosevorrichtung verwendet wird.

Description

  • Querverweis zu verwandter Anmeldung
  • Diese Anmeldung nimmt den Nutzen der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2010-0075639 , eingereicht am 5. August 2010, mit dem Titel „Verfahren zum Abschätzen der Schallgeschwindigkeit eines Ultraschallbildes und Ultraschalldiagnosevorrichtung; die dieses verwendet” in Anspruch, welche hiermit durch Verweis in ihrer Gesamtheit in diese Anmeldung aufgenommen wird.
  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Technisches Feld
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abschätzen der Schallgeschwindigkeit eines Ultraschallbildes und auf eine Ultraschalldiagnosevorrichtung, die dieses verwendet.
  • 2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik
  • Eine Ultraschalldiagnosevorrichtung ist eine der wichtigsten Diagnosevorrichtungen, die in verschiedenen Feldern verwendet wird. Insbesondere sind die Ultraschalldiagnosevorrichtungen im Medizinsektor weit verbreitet aufgrund ihrer nicht invasiven und nicht zerstörenden Eigenschaften im Hinblick auf Objekte eingesetzt. In letzter Zeit wird ein Hochleistungsultraschallsystem verwendet, um zweidimensionale oder dreidimensionale Bilder des Inneren von Objekten zu erzeugen.
  • Im Allgemeinen empfängt die Ultraschalldiagnosevorrichtung Echowellen, die erhalten werden, indem ein Teil der von einem Ultraschalltastkopf übertragenen. Ultraschallwellen von einem Änderungspunkt (Änderungsoberfläche) einer Gewebestruktur in einem Objekt reflektiert wird, und erzeugt ein tomographisches Bild eines Objektes auf Basis der Echowellen.
  • Das erzeugte Ultraschallbild kann durch sich ausbreitende Ultraschallwellen, die von dem Ultraschalltastkopf in das Gewebe des Objekts emittiert werden, und durch das Erfassen der reflektierten Wellen (Echowellen), die zurückgesandt werden, indem sie von dem Gewebe reflektiert werden, erzeugt werden.
  • Im Stand der Technik erzeugt die Ultraschalldiagnosevorrichtung die Ultraschallbilder, indem die oben genannten Prozesse durchgeführt werden, um eine Diagnose des Gewebes des menschlichen Körpers zu erstellen. In diesem Fall fokussiert die Ultraschalldiagnosevorrichtung Strahlen unter der Annahme, dass die Ultraschalldiagnosevorrichtung die gleiche Schallgeschwindigkeit (zum Beispiel etwa 1.540 m/s) in allen Bereichen des Gewebes im menschlichen Körper hat. Jedoch weist das Gewebe im menschlichen Körper inhärente Schallgeschwindigkeiten entsprechend der jeweiligen Trägersubstanz auf.
  • Aus diesem Grund kann es zu einer Differenz zwischen der wirklichen Schallgeschwindigkeit eines jeden Gewebes im menschlichen Körper und der angenommenen Schallgeschwindigkeit kommen. Die Differenz kann einen Effekt auf die reflektierte Welle, die durch die Reflektion an dem jeweiligen Gewebe im menschlichen Körper zurückgesendet werden, haben.
  • Wird die Differenz zwischen den tatsächlichen Schallgeschwindigkeiten in verschiedenen Arten von Gewebe im menschlichen Körper und der angenommenen Schallgeschwindigkeiten erhöht, kann sich daher auch der Unterschied zwischen den reflektierten Wellen erhöhen. Als Resultat werden die Strahlen, die von dem Gewebe im menschlichen Körper reflektiert werden, defokussiert, was ein Problem der Verminderung der Auflösung und des Gewebekontrasts durch Verzerrung der Bilder verursacht.
  • Daher besteht, um höher aufgelöste Ultraschallbilder für eine genauere Diagnose zu erhalten, die Notwendigkeit, die wirklichen Schallgeschwindigkeiten eines jeden Teils des menschlichen Körpers schneller und genauer abzuschätzen und sie für die Ultraschalldiagnosevorrichtung zu verwenden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Verfahrens zum Abschätzen der Schallgeschwindigkeit eines Ultraschallbildes in Echtzeit, indem Ultraschallbilder aufgeteilt werden und Analyseregionen der aufgeteilten Bilder definiert werden, sowie einer Ultraschalldiagnosevorrichtung, die dieses verwendet.
  • Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Abschätzen der Schallgeschwindigkeit eines Ultraschallbildes bereitgestellt, beinhaltend: (A) Aufteilen eines jeden der Ultraschallbilder einer Vielzahl von Eingangsrasterbildern in eine Mehrzahl von Blöcken; (B) Extrahieren von Konturen von Ultraschallbildern entsprechend jedem Block des in eine Vielzahl von Blöcken aufgeteilten einen Rasterbilds aus den Ultraschallbildern einer Vielzahl aufgeteilter Rasterbilder; (C) Berechnen und Analysieren der mittleren Leuchtdichtewerte jedes Blocks, um optimale Blöcke aus einer Sequenz von Blöcken auszuwählen, die den maximalen Leuchtdichtewert unter den mittleren Leuchtdichtewerten jedes Blocks aufweisen, wenn die Konturextrahierung für jeden Block abgeschlossen ist; (D) Bestimmen der optimalen Anzahl von Blöcken entsprechend der mittleren Leuchtdichte der analysierten Rasterbilder, indem die mittleren Leuchtdichtewerte der analysierten Rasterbilder berechnet werden, wobei die mittleren Leuchtdichtewerte jedes analysierten Blocks verwendet werden, und Auswählen so vieler optimaler Blöcke wie die optimale Blockanzahl; und (E) Auswählen des Rasterbildes als optimales Rasterbild, das zu den optimalen Blöcken gehört, die den maximalen Leuchtdichtewert unter den optimalen Blöcken jedes Rasterbildes aufweisen, nach dem Vergleichen der ausgewählten optimalen Blöcke mit den optimalen Blöcken der verbleibenden Rasterbilder, und Abschätzen und Verwenden der Schallgeschwindigkeit des optimalen Rasterbildes als die wirkliche Schallgeschwindigkeit.
  • Schritt (B) extrahiert die Konturen der Ultraschallbilder eines jeden Blocks, indem ein Differenzbildfilter auf jeden Block angewendet wird, um die Leuchtdichtewerte jedes Pixels für jeden Block zu berechnen.
  • Der Differenzbildfilter, der auf jeden Block angewendet wird, berechnet den Absolutbetrag der Differenz der Leuchtdichtewerte zwischen den Pixeln, die an ein Pixel angrenzen, um den maximalen Absolutbetrag unter den Absolutbeträgen als den Leuchtdichtewert des einen Pixels zu bestimmen.
  • Schritt (C) berechnet die mittleren Leuchtdichtewerte jedes Blocks, indem die Gesamtsumme der Leuchtdichtewerte jedes Pixels für jeden Block durch die Gesamtpixelzahl jedes Blocks geteilt wird.
  • Schritt (D) beinhaltet: (D-1) Berechnen der mittleren Leuchtdichtewerte der analysierten Rasterbilder, indem die mittleren Leuchtdichtewerte jedes analysierten Blocks verwendet werden; (D-2) Bestimmen der optimalen Blockanzahl entsprechend der mittleren Leuchtdichtewerte der analysierten Rasterbilder; und (D-3) Auswählen so vieler optimaler Blöcke wie die bestimmte optimale Blockanzahl in Reihenfolge der höchsten Leuchtdichtewerte unter den mittleren Leuchtdichtewerten jedes Blocks.
  • Schritt (D-1) berechnet die mittleren Leuchtdichtewerte der analysierten Rasterbilder, indem die Gesamtsumme der mittleren Leuchtdichtewerte jedes analysierten Blocks durch die Gesamtanzahl der Blöcke der analysierten Rasterbilder geteilt wird.
  • Schritt (E) beinhaltet: (E-1) Vergleichender ausgewählten optimalen Blöcke mit den optimalen Blöcken der übrigen Rasterbilder; (E-2) Auswählen des Rasterbildes, das den optimalen Blöcken, die die maximalen Leuchtdichtewerte unter den optimalen Blöcken jedes Rasterbildes aufweisen, zugehörige Rasterbild als das optimale Rasterbild; und (E-3) Abschätzen und Verwenden der Schallgeschwindigkeit des optimalen Rasterbildes als die wirkliche Schallgeschwindigkeit.
  • Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Ultraschalldiagnosevorrichtung bereitgestellt, beinhaltend: einen Ultraschallsender, der entsprechend einem Steuersignal Sendesignale erzeugt und die Sendesignale in Ultraschallstrahlen umwandelt; einen Ultraschalltastkopf, der die Ultraschallstrahlen zu Objekten aussendet und reflektierte Wellen, die von den Objekten zurückgesandt werden, empfängt; einen Ultraschallempfänger, der die reflektierte Welle in elektrische Signale umwandelt, um die empfangenen Signale zu erzeugen; einen Bildprozessor, der die empfangenen Signale in eine Mehrzahl von Schallgeschwindigkeiten aufteilt und extrahiert und die Ultraschallbilder der Mehrzahl von Rasterbildern erzeugt; eine Schallgeschwindigkeitsbestimmungseinheit, die die Ultraschallbilder eines Rasterbildes aus den Ultraschallbildern einer Mehrzahl von Rasterbildern, die von dem Bildprozessor erzeugt werden, in eine Mehrzahl von Blöcke aufteilt, um Konturen zu extrahieren, die Leuchtdichtewerte jedes Blocks analysiert, um die optimale Blockanzahl zu bestimmen, und das optimale Rasterbild auswählt, indem so viele optimale Blöcke wie die optimale Blockanzahl ausgewählt und auf das verbleibende Rasterbild angewendet werden, um die Schallgeschwindigkeit des optimalen Rasterbildes als die wirkliche Schallgeschwindigkeit der reflektierten Welle abzuschätzen; und ein Steuergerät, das eine Steuerung ausführt, um das Ultraschallbildsteuersignal zu erzeugen, den Ultraschallstrahl entsprechend dem Steuerungssignal zu erzeugen und die reflektierte Welle des emittierten Ultraschallstrahls zu empfangen, um die Ultraschallbilder der Mehrzahl von Rasterbildern zu erzeugen, das Ultraschallbild eines Rasterbildes aus den Ultraschallbildern der Mehrzahl der erzeugten Ultraschallbilder in eine Mehrzahl von Blöcken aufzuteilen, um Konturen zu extrahieren, die Leuchtdichtewerte jedes Blocks zu analysieren, um die optimale Blockanzahl zu bestimmen, und um das optimale Rasterbild auszuwählen, indem so viele optimale Blöcke wie die optimale Blockanzahl ausgewählt und auf das verbleibende Rasterbild angewendet werden, um die Schallgeschwindigkeit des optimalen Rasterbildes als die wirkliche Schallgeschwindigkeit der reflektierten Welle abzuschätzen.
  • Die Ultraschalldiagnosevorrichtung beinhaltet weiterhin eine Datenausgabeeinheit, die die Ultraschallbilder ausgibt.
  • Der Bildprozessor beinhaltet: ein Bildextraktionsmodul, das die empfangenen Signale in die Mehrzahl der Schallgeschwindigkeiten aufteilt, um die Mehrzahl der Bildsignale zu extrahieren; und ein Bilderzeugungsmodul, das die Ultraschallbilder der Mehrzahl von Rasterbildern auf Grundlage der Mehrzahl von Bildsignalen erzeugt.
  • Die Schallgeschwindigkeitbestimmungseinheit beinhaltet: ein Bildteilungsmodul, das die Ultraschallbilder eines Rasterbildes der Ultraschallbilder der Mehrzahl von Rasterbildern, die von dem Bildprozessor erzeugt werden, in die Mehrzahl von Blöcken aufteilt; ein Konturenextraktionsmodul, das die Konturen der Ultraschallbilder jedes Blocks extrahiert, indem der Differenzbildfilter auf die Ultraschallbilder jedes Blocks eines aus der Mehrzahl von Rasterbildern angewendet wird, um die Leuchtdichtewerte für jedes Pixel jedes Blocks zu berechnen; ein Bildanalysemodul, das den mittleren Leuchtdichtewert jedes Blocks berechnet, um die Ultraschallbilder jedes Blocks zu digitalisieren und zu analysieren, wenn die Konturextraktion jedes Blocks abgeschlossen ist; ein Bildvergleichsmodul, das die optimale Blockanzahl entsprechend des mittleren Leuchtdichtewertes der analysierten Rasterbilder bestimmt, um so viele der optimalen Blöcke wie die ermittelte optimale Blockanzahl in einer Reihenfolge der höchsten Werte unter den mittleren Leuchtdichtewerten jedes Blocks auszuwählen, und das die optimalen Blöcke jedes Rasterbildes vergleicht, indem die Positionen der optimalen Blöcke auf die übrigen Rasterbilder angewendet werden, um die optimalen Blöcke, die die höchsten Leuchtdichtewerte haben, auszuwählen; und ein Schallgeschwindigkeitsbestimmungsmodul, das das Rasterbild, das zu den optimalen Blöcken gehört, die die höchsten Leuchtdichtewerte haben, als das optimale Rasterbild auswählt, um das ausgewählte Rasterbild als die wirkliche Schallgeschwindigkeit der reflektierten Welle abzuschätzen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Flussdiagramm, das schematisch ein Verfahren zur Abschätzung der Schallgeschwindigkeit eines Ultraschallbildes entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist ein Diagramm, das schematisch ein Verfahren zum Aufteilen von Ultraschallbildern in eine Mehrzahl von Blöcken entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 ist ein Diagramm, um einen Differenzbildfilter entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erklären;
  • 4 ist ein Diagramm zum Erklären eines Verfahrens zum Bestimmen der optimalen Blockanzahl entsprechend eines mittleren Leuchtdichtewerts eines Rasterbildes entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ist ein Blockkonfigurationsdiagramm einer Ultraschalldiagnosevorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 6 ist ein detailliertes Blockkonfigurationsdiagramm eines Bildprozessors, der in 5 gezeigt ist; und
  • 7 ist ein detailliertes Blockkonfigurationsdiagramm einer Schallgeschwindigkeitsbestimmungseinheit, die in 5 gezeigt ist.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Verschiedene Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen deutlicher werden.
  • Ausdrücke oder Wörter, die in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen benutzt werden, sollten nicht anhand ihrer allgemeinen und lexikalischen Bedeutung ausgelegt werden und sollten als die Bedeutung und das Konzept, das die technische Idee der vorliegenden Erfindung trifft, ausgelegt werden, auf Basis des Grundsatzes, dass die gegenwärtigen Erfinder die Vorstellungen der Ausdrücke geeignet definieren können, um ihre eigene Erfindung auf die beste Weise zu erläutern.
  • Die obigen und andere Gegenstände, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen, deutlicher verstanden werden. Zum Hinzufügen von Bezugszeichen zu Bestandteilen in den Zeichnungen ist in der Beschreibung zu sagen, dass gleiche Bezugszeichen gleiche Bestandteile bezeichnen, auch wenn die Bestandteile in unterschiedlichen Zeichnungen gezeigt sind. Weiterhin wird, wenn festgestellt wird, dass die detaillierte Beschreibung des bekannten Standes der Technik mit Bezug auf die vorliegende Erfindung das wesentliche der vorliegenden Erfindung verdecken könnte, die detaillierte Beschreibung davon weggelassen werden.
  • Im Weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden.
  • Darüber hinaus wird für die Zweckdienlichkeit der Beschreibung in der vorliegenden Erfindung angenommen, dass Schallgeschwindigkeiten von Ultraschallwellen, die zu Objekten ausgesendet werden, als zwischen 1400 m/s bis 1590 m/s liegend angenommen werden, und dass empfangene Signale, die durch Reflektion daran zurückgesandt werden, in 10 m/s aufgeteilt werden, um Ultraschallbilder von 20 Rasterbildern aus 20 empfangenen Signalen zu erhalten.
  • 1 ist ein Flussdiagramm, das schematisch ein Verfahren zum Abschätzen der Schallgeschwindigkeit eines Ultraschallbildes entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist ein Diagramm, das schematisch ein Verfahren zum Aufteilen von Ultraschallbildern in eine Mehrzahl von Blöcken entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 3 ist ein Diagramm zum Erklären eines Differenzbildfilters entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet ein Verfahren zum Abschätzen der Schallgeschwindigkeit eines Ultraschallbildes entsprechend eines Beispiels der vorliegenden Erfindung das Beschneiden von Ultraschallbildern (S110), Aufteilen der Ultraschallbilder (S120), Extrahieren einer Kontur (S130), Analysieren von Blöcken (S140), Ermitteln der optimalen Blockanzahl und Auswählen der optimalen Blöcke (S150), Auswählen des optimalen Rasterbildes (S160), und Abschätzen der Schallgeschwindigkeit (S170).
  • Beim Beschneiden der Ultraschallbilder (S110) werden die Ultraschallbilder beschnitten, damit sie eine vorbestimmte Größe haben.
  • Das Beschneiden der Ultraschallbilder ist hauptsächlich, um unnötige Teile zu entfernen, wenn Ultraschallbilder in verschiedenen Formen, u. a. einer Fächerform, vorliegen, und wird in gleicher Weise auf die Ultraschallbilder von 20 Rasterbildern angewendet.
  • Zusätzlich kann das Beschneiden der Ultraschallbildern (S110) ausgestaltet sein, um einen Benutzermodus und einen automatischen Modus zu beinhalten. Zum Beispiel stellt ein Benutzer im Fall des Benutzermodus direkt Teile, die zu beschneiden sind, ein, um sie von Hand zu beschneiden, wobei er die dargestellten Ultraschallbilder sieht, während im Fall des Automatikmodus automatisch Teile, die beschnitten werden sollen, beschnitten werden, indem sie im vorhinein zum Konstruktionszeitpunkt ausgewählt werden.
  • Die beschnittenen Ultraschallbilder werden beim Aufteilen der Ultraschallbilder (S120) in eine Mehrzahl von Blöcken (zum Beispiel N × M) aufgeteilt.
  • Die Ultraschallbilder, die bei Schritt S110 beschnitten wurden, werden, wie in 2 gezeigt, in N × M (zum Beispiel 5 × 5) Blöcke aufgeteilt. Zur Zweckdienlichkeit der Erklärung ist jeder Block nummeriert.
  • In diesem Fall werden die Breite und die Höhe jedes Blockes durch die folgenden Gleichungen (1) und (2) zum Zeitpunkt des Teilens der beschnittenen Ultraschallbilder berechnet. INC_W = R_size/N (1) INC_W = C_size/M (2)
  • In Gleichung (1) bezeichnet INC_W die Breite jedes Blocks, R_size ist eine Breite des beschnittenen Ultraschallbildes, und N bezeichnet die Anzahl der Blöcke in der Reihe.
  • Zusätzlich bezeichnet in Gleichung (2) INC_H die Höhen jedes Blockes, C_size bezeichnet die Höhen der beschnittenen Ultraschallbilder und M bezeichnet die Anzahl Blöcke der Spalte.
  • Entsprechend den Gleichungen (1) und (2) werden die Breiten jedes Blockes berechnet, indem die Breiten der beschnittenen Ultraschallbilder durch die Anzahl der Blöcke in einer Reihe geteilt werden und die Höhen jedes Blockes werden berechnet, indem die Höhen des beschnittenen Ultraschallbildes durch die Anzahl der Blöcke in der Spalte geteilt werden.
  • Danach werden die beschnittenen Ultraschallbilder in eine Mehrzahl (zum Beispiel N × M) von Blöcken (zum Beispiel eine Mehrzahl von Reihen und Spalten) aufgeteilt, indem die folgenden Gleichungen (3-1) bis (3-m) und (4-1) bis (4-n) benutzt werden. POSITION_W1 = START + INC_W (3-1) POSITION_W2 = POSITION_W1 + INC_W (3-2) POSITION_Wm = POSITION_Wm – 1 + INC_W (3-m)
  • Die Gleichungen (3-1) bis (3-m) sind Gleichungen, die die Spaltenpositionen jedes Blockes, der eingeteilt werden soll, berechnen, um die beschnittenen Ultraschallbilder in M Spaltenblöcke aufzuteilen. POSITION_H1 =START + INC_H (4-1) POSITION_H2 = POSITION_H1 + INC_H (4-2) POSITION_Hn = POSITION_Hn – 1 + INC_H (4-n)
  • Gleichungen (4-1) bis (4-m) sind Gleichungen, die die Spaltenpositionen jedes Blockes, der eingeteilt werden soll, berechnen, um die beschnittenen Ultraschallbilder in N Zeilenblöcke aufzuteilen.
  • Unter Bezugnahme auf 2 werden, wie durch die Gleichungen (3-1) bis (3-m) und (4-1) bis (4-n) dargestellt, die beschnittenen Ultraschallbilder derart in eine Mehrzahl von Blöcken aufgeteilt, dass in den Zeilenpositionen und Spaltenpositionen jedes Blockes eine Teilungsposition POSITION_W1 und POSITION_H1 einer Zeile und einer Spalte eines ersten Blockes (Block 1) berechnet wird, indem eine Höhe INC_H und eine Breite INC_W jedes Blockes, die durch die Gleichungen (1) und (2) berechnet werden, zu START addiert werden, und dass eine zweite Teilungsposition POSITION_W2 und POSITION_H1 berechnet wird, indem wiederum die Höhe INC_H und die Breite INC_W jedes Blocks zu den berechneten Teilungsposition POSITION_W1 und POSITION_H1 addiert werden, um eine Teilungsposition einer Zeile und einer Spalte des folgenden Blocks (z. B. Block 2 oder Block 6) zu erhalten.
  • Weiterhin wird Schritt S120 gleichermaßen auf die Ultraschallbilder von 20 Rasterbildern angewendet.
  • Beim Extrahieren der Konturen (S130) extrahiert jeder Block des bei Schritt S120 in eine Vielzahl von Blöcken aufgeteilten Rasterbildes die Konturen der jedem der Blöcke entsprechenden Ultraschallbilder.
  • In diesem Fall wird ein Differenzbildfilter von L × L Pixel (zum Beispiel 3 × 3 Pixel) verwendet, um die Konturen des Ultraschallbildes, die zu jedem Block gehören, zu extrahieren, was in 3 gezeigt ist.
  • Bezugnehmend auf 3 wird der Differenzbildfilter von 3 × 3 Pixel benutzt, und zur Zweckdienlichkeit der Erklärung wird jedem Pixel eine Bezeichnung zugeordnet.
  • In dem Differenzbildfilter von 3 × 3 Pixel wird ein Leuchtdichtewert eines Pixels R auf einen Maximalwert unter den Absolutbetragswerten der Leuchtdichtedifferenz der Pixel P1 bis P9, die an das Pixel R angrenzen, gesetzt.
  • Zum Beispiel können die Absolutbetragswerte der Leuchtdichtedifferenz zwischen den Pixeln P1 bis P9, die an das Pixel R angrenzen, entsprechend den folgenden Gleichungen (5) bis (7) erhalten werden. Absolutbetrag 1 = |1 Leuchtdichtewert von P1 – Leuchtdichtewert von P9| (5) Absolutbetrag 2 = |Leuchtdichtewert von P4 – Leuchtdichtewert von P6| (6) Absolutbetrag 3 = |Leuchtdichtewert von P2 – Leuchtdichtewert von P8| (7)
  • Der größte Wert unter den berechneten Absolutbetrag 1, Absolutbetrag 2 und Absolutbetrag 3 wird der Leuchtdichtewert des Pixels R.
  • Wenn der Differenzbildfilter von 3 × 3 Pixel auf alle Pixel des Blocks 1 in der vorhergehenden Weise angewandt wird, können die Leuchtdichtewerte jedes Pixels von Block 1 berechnet werden, so dass die Konturen des Ultraschallbildes entsprechend Block 1 extrahiert werden können.
  • Zusätzlich werden die Leuchtdichtewerte für jedes Pixel kontinuierlich addiert und akkumuliert, während der Differenzbildfilter von 3 × 3 Pixel auf Block 1 angewendet wird.
  • Die Konturextraktion wird durchgeführt, indem der Differenzbildfilter von 3 × 3 Pixel auf alle aufgeteilten Blöcke bis hin zu den verbleibenden Blöcken 2 bis 25 entsprechend der vorhergehenden Weise angewendet wird.
  • Weiterhin wird Schritt S130 in gleicher Weise auf die Ultraschallbilder von 20 Rasterbildern angewendet.
  • Wenn die Konturextraktion der Ultraschallbilder bei Schritt S130 für jeden Block beendet ist, wird jeder Block beim Analysieren der Blöcke (S140) analysiert, um einen mittleren Leuchtdichtewert AVG_Lum_BL jedes Blockes zu berechnen.
  • Dann wird der mittlere Leuchtdichtewert AVG_Lum_BL jedes Blockes errechnet, indem der Leuchtdichtewert (z. B. eine Gesamtsumme der Pixelleuchtdichte der Blöcke), der durch Addieren und Akkumulieren der Leuchtdichtewerte jedes Pixels jedes Blocks zur Zeit der Durchführung der Konturextraktion bei Schritt S130 erhalten wurde, durch die Gesamtpixelzahl des Blockes entsprechend der folgenden Gleichung 8 geteilt wird. AVG_Lum_BL = Gesamtsumme der Pixelleuchtdichte des Blocks/Gesamtpixelanzahl des Blocks (8)
  • Der mittlere Leuchtdichtewert AVG_Lum_BL jedes Blocks wird errechnet, indem Gleichung 8 auf alle aufgeteilten Blöcke angewendet wird.
  • Danach wird der mittlere Leuchtdichtewert AVG_Lum_FRAME aller Rasterbilder berechnet, indem die Gesamtsumme der mittleren Leuchtdichtewerte AVG_Lum_BL jedes Blocks durch die Gesamtblockanzahl entsprechend der folgenden Gleichung 9 geteilt wird. AVG_Lum_FRAME = Gesamtsumme der AVG_Lum_BL jedes Blockes/Gesamtblockanzahl (9)
  • Wenn der mittlere Leuchtdichtewert AVG_Lum_BL jedes Blocks und der mittlere Leuchtdichtewert AVG_Lum_FRAME aller Rasterbilder bei Schritt S140 berechnet werden, wird die optimale Blockanzahl beim Bestimmen und Auswählen der optimalen Blockanzahl (S150) zum Vergleichen mit den mittleren Leuchtdichtewerten der Blöcke anderer Rasterbilder ermittelt und die entsprechenden optimalen Blöcke werden ausgewählt.
  • 4 ist ein Graph der optimalen Blockanzahl entsprechend des mittleren Leuchtdichtewertes des Rasterbilds.
  • Mit Bezug auf 4 wird der Leuchtdichtewert des Ultraschallbildes in Stufen 1 bis 255 aufgeteilt, und die optimale Anzahl der Blöcke die mit den optimalen Blöcken anderer Rasterbilder zu vergleichen ist, wird entsprechend dem mittleren Leuchtdichtewert AVG_Lum_FRAME des analysierten Rasterbildes ermittelt.
  • Das Ermitteln der optimalen Blockanzahl zum Extrahieren oder Identifizieren der Konturen der Ultraschallbilder ist schwierig, wenn das Ultraschallbild zu dunkel ist aufgrund ein zu kleinen mittleren Leuchtdichtewertes AVG_Lum_FRAME oder wenn das Ultraschallbild des analysierten Rasterbildes ist zu hell aufgrund eines zu großen mittleren Leuchtdichtewertes AVG_Lum_FRAME des analysierten Rasterbildes.
  • Daher ist es, wenn die optimalen Blöcke des analysierten Rasterbildes und des übrigen Rasterbildes verglichen werden, möglich, die Schallgeschwindigkeit genauer abzuschätzen, indem mehrere optimale Blöcke anstatt nur eines optimalen Blocks jedes Rasterbildes verglichen werden.
  • Jedoch kann es eine lange Zeit dauern, wenn viele optimale Blöcke verglichen werden, um die Schallgeschwindigkeit genau abzuschätzen.
  • Daher wird, um die Schallgeschwindigkeit genau und schnell abzuschätzen, die optimale Blockanzahl zum Vergleich mit anderen Rasterbildern bestimmt, indem der Graph der optimalen Blockanzahl in Abhängigkeit von den Leuchtdichtewerten, wie er in 4 gezeigt ist, benutzt.
  • Die optimale Blockanzahl BLOCK_Number wird berechnet, indem der mittlere Leuchtdichtewert AVG_Lum_FRAME des analysierten Rasterbildes mit dem Koeffizienten K, wie in Gleichung 10 gezeigt ist, multipliziert wird. BLOCK_Number = AVG_Lum_FRAME × K (10)
  • In Gleichung 10 ist K irgendein durch den Benutzer festgesetzter Koeffizient. K kann, entsprechend der Ultraschalldiagnosevorrichtung, variabel gesetzt werden.
  • Im Detail werden, wenn angenommen wird, dass das Ultraschallbild in der Standard-Leuchtdichte-Region, die in 4 gezeigt ist, am klarsten ist, mehr optimale Blöcke benötigt, wenn sich der mittlere Leuchtdichtewert AVG_Lum_FRAME des analysierten Rasterbildes außerhalb der Standard-Leuchtdichte-Regionen befindet.
  • Zum Beispiel werden, wenn zwei optimale Blöcke in der Standard-Leuchtdichte-Region benötigt werden, fünf oder weniger optimale Blöcke benötigt, wenn der mittlere Leuchtdichtewert AVG_Lum_FRAME des. analysierten Rasterbildes im Bereich von 70 bis 185 Stufen liegt und fünf bis neun optimale Blöcke werden benötigt, wenn sich der mittlere Leuchtdichtewert AVG_Lum_FRAME des analysierten Rasterbildes im Bereich von 35 bis 70 Stufen oder von 185 bis 227 Stufen befindet.
  • Von daher werden, wenn die optimale Blockanzahl entsprechend des mittleren Leuchtdichtewertes AVG_Lum_FRAME des analysierten Rasterbildes bestimmt wird, so viele optimale Blöcke zum Vergleich mit anderen Rasterbildern wie die optimale Blockanzahl in einer Abfolge von dem größten Wert unter den mittleren Leuchtdichtewerten AVG_Lum_BL jedes Blocks, die bei Schritt S140 berechnet wurden, ausgewählt.
  • Zum Beispiel werden, wenn die optimale Blockanzahl als drei bestimmt wird, drei Blöcke in einer Abfolge von dem größten Wert unter den mittleren Leuchtdichtewerten AVG_Lum_BL jedes Blocks, die bei Schritt S140 berechnet wurden, an, ausgewählt.
  • Wenn die optimale Blockanzahl entsprechend des mittleren Leuchtdichtewertes AVG_Lum_FRAME analysierten Rasterbilds bei Schritt S150 bestimmt wurde und die entsprechenden optimalen Blöcke ausgewählt wurden, wird das optimale Rasterbild bei dem Auswählen des folgenden optimalen Rasterbilds (S160) ausgewählt, um die Schallgeschwindigkeit des optimalen Rasterbilds als die wirkliche Schallgeschwindigkeit des Ultraschallbildes abzuschätzen.
  • Im Detail wird das Rasterbild als das optimale Rasterbild ausgewählt, das den Blöcken, die den maximalen Leuchtdichtewert haben, entspricht, indem die Blöcke, die den bei Schritt S150 als optimale Blöcke ausgewählten entsprechen, für jedes Rasterbild verglichen werden, um die optimalen Blöcke, die den maximalen Leuchtdichtewert haben, zu ermitteln.
  • Wenn bei Schritt S160 das optimale Rasterbild ausgewählt wurde, wird die wirkliche Schallgeschwindigkeit des Objekts, dessen Schallgeschwindigkeit des optimalen Rasterbildes bei Schritt S170 diagnostiziert wird, abgeschätzt und für die Ultraschalldiagnosevorrichtung verwendet.
  • Unterdessen wird die Ultraschalldiagnosevorrichtung, die das Verfahren zur Abschätzung der Schallgeschwindigkeit des Ultraschallbildes wie oben beschrieben benutzt, im Folgenden beschrieben.
  • 5 ist ein Blockkonfigurationsdiagramm einer Ultraschalldiagnosevorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Bezug nehmend auf 5 ist eine Ultraschalldiagnosevorrichtung 1 entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so ausgestaltet, dass sie einen Ultraschalltastkopf 12, einen Ultraschallempfänger 14, eine Strahlenfokussierungseinheit 16, einen Bildprozessor 18, eine Schallgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 20, eine Speichereinheit 22, ein Interface 26, eine Datenausgabeeinheit 24, einen Ultraschallsender 28 und ein Steuergerät MCU 30 beinhaltet.
  • Der Ultraschalltastkopf 12 emittiert die Ultraschallwelle, die eine vorbestimmte Schallgeschwindigkeit hat, in den menschlichen Körper der Testperson und empfängt die Ultraschallwelle (im Folgenden „reflektierte Welle” genannt), die vom Gewebe des menschlichen Körpers der Testperson reflektiert wurde.
  • Im Detail reflektiert, streut und überträgt der Ultraschalltastkopf 12 die Ultraschallwelle, die von ihm übertragen wurde in Abhängigkeit von den verschiedenen Arten von Trägersubstanzen des Gewebes des menschlichen Körpers, wenn die Ultraschallwelle das Gewebe des menschlichen Körpers der Testperson trifft. Zu diesem Zeitpunkt empfängt der Ultraschalltastkopf 12 die reflektierte Welle, die durch das Zurücksenden von dem Gewebe in dem menschlichen Körpers zurückgesendet wird.
  • Um die Ultraschallwelle in den menschlichen Körper der Testperson durch den Ultraschalltastkopf 12 zu übermitteln und daraus zu empfangen, werden daher ein Ultraschallsender 28 und ein Ultraschallempfänger 14, die Ultraschallwellen in elektrische Signale und elektrische Signale in Ultraschallwellen umwandeln, benötigt.
  • Der Ultraschallsender 28 erzeugt die elektrischen Signale (im Folgenden „Sendesignal” genannt), die eine vorbestimmte Schallgeschwindigkeit haben, entsprechend einem Steuersignal eines Steuergeräts 30 und konvertiert die Sendesignale in die Ultraschallstrahlen, die in den menschlichen Körper der Testperson emittiert werden sollen und übermittelt sie an den Ultraschalltastkopf 12.
  • Der Ultraschallsender 28 ist so ausgestaltet, dass er einen Sendestrahlformer (nicht gezeigt) umfasst, der das Sendesignal in Ultraschallstrahlen umwandelt.
  • Das Sendesignal ist ein Sendesignal, das die voreingestellte Schallgeschwindigkeit entsprechend der Steuerung des Steuergeräts 30 hat, oder ein Sendesignal, das die optimale Schallgeschwindigkeit hat, die durch Abschätzen der wirklichen Schallgeschwindigkeit der reflektierten Welle bestimmt wurde.
  • Der Ultraschallempfänger 14 emittiert den Ultraschallstrahl, der von dem Ultraschallsender 28 erzeugt wurde, durch den Ultraschalltastkopf 12 zum menschlichen Körper der Testperson, empfängt die von dem Gewebe des menschlichen Körpers der Testperson reflektierten Wellen und transferiert sie zu der Strahlenfokussiereinheit 16.
  • Der Ultraschallempfänger 14 ist derart ausgestaltet, dass er einen Empfangsstrahlformer (nicht gezeigt) beinhaltet, der die reflektierte Welle, die von dem Ultraschalltastkopf 12 empfangen wird, in die elektrischen Signale (im Folgenden „Empfangssignal” genannt), umwandelt.
  • Die Strahlenfokussiereinheit 16 fokussiert die Empfangssignale und übermittelt sie an den Bildprozessor 18.
  • Der Bildprozessor 18 erzeugt und verarbeitet die Ultraschallbilder auf Basis der durch die Strahlenfokussiereinheit 16 empfangenen Signale.
  • 6 ist ein detailliertes Blockkonfigurationsdiagramm eines Bildprozessors, wie er in 5 gezeigt ist.
  • Bezugnehmend auf 6 ist der Bildprozessor 18 derartig ausgestaltet, dass er ein Bildextraktionsmodul 18a und ein Bilderzeugungsmodul 18b enthält.
  • Das Bildextraktionsmodul 18a teilt das Empfangssignal, das die vorbestimmte Schallgeschwindigkeit aufweist und von der Strahlenfokussiereinheit 16 fokussiert wurde, in eine Mehrzahl von Empfangssignalen auf, um jedes Bildsignal zu extrahieren.
  • Zur Zweckdienlichkeit der Erklärung wird in der vorliegenden Erfindung angenommen, dass die Ultraschallbildsignale von 20 Rasterbildern aus 20 Empfangssignalen extrahiert werden und dass das Bilderzeugungsmodul 18b die Ultraschallbilder von 20 Rasterbildern auf Basis von 20 Bildsignalen, die von dem Bildextraktionsmodul 18a extrahiert werden, erzeugt.
  • Die erzeugten Ultraschallbilder von 20 Rasterbildern werden in einer Speichereinheit 22 in einer Wertetabelle 22a durch eine Speichersteuereinheit 30a des Steuergeräts 30 gespeichert.
  • Die Schallgeschwindigkeitbestimmungseinheit 20 nutzt die Mehrzahl der Ultraschallbilder, um die wirkliche Schallgeschwindigkeit der von dem Gewebe im menschlichen Körper reflektierten Welle in Echtzeit abzuschätzen, und um die optimale Schallgeschwindigkeit zu ermitteln.
  • Zu diesem Zweck wird die Schallgeschwindigkeitbestimmungseinheit 20 in zwei Betriebsmodi betrieben.
  • Ein erster Betriebsmodus, der ein Modus zum Auswählen optimaler Blöcke ist, teilt eines der Ultraschallbilder von mehreren Rasterbildern in eine Mehrzahl von Blöcken, um die Konturen der Ultraschallbilder jedes Blocks zu extrahieren und analysiert die Leuchtdichtewerte jedes Blocks, um die optimale Blockanzahl zu bestimmen, wobei die optimalen Blöcke ausgewählt werden.
  • Der zweite Betriebsmodus, der ein Modus zum Auswählen des optimalen Rasterbildes ist, verwendet die optimale Blockposition, die von dem ersten Betriebsmodus ausgewählt wurde, als die gleiche optimale Blockposition für das verbleibende Rasterbild, um die mittleren Leuchtdichtewerte der optimalen Blöcke jedes Rasterbildes zu vergleichen, wobei schließlich das Rasterbild als optimales Rasterbild ausgewählt wird, das den optimalen Blöcken entspricht, die die maximalen Leuchtdichtewerte haben.
  • Die Schallgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 20 schätzt die Schallgeschwindigkeit des schließlich durch den ersten und den zweiten Betriebsmodus ausgewählten optimalen Rasterbildes als die wirkliche Schallgeschwindigkeit ab und verwendet sie für die Ultraschalldiagnosevorrichtung 1 entsprechend der vorliegenden Erfindung.
  • 7 ist ein detailliertes Blockkonfigurationsdiagramm einer Schallgeschwindigkeitbestimmungseinheit, wie sie in 5 gezeigt ist.
  • Bezugnehmend auf 7 ist die Schallgeschwindigkeitbestimmungseinheit 20 derart ausgestaltet, dass sie ein Bildteilungsmodul 20a, ein Konturextraktionsmodul 20b, ein Bildanalysemodul 20c, ein Bildvergleichsmodul 20d und ein Schallgeschwindigkeitsbestimmungsmodul 20e beinhaltet.
  • Zuerst wird im Folgenden der Betrieb der oben genannten Komponenten im ersten Betriebsmodus beschrieben werden.
  • Das Bildteilungsmodul 20a liest die Ultraschallbilder von 20 Rasterbildern, die in der Speichereinheit 22 gespeichert sind, und beschneidet dann entsprechend die benötigten Ultraschallbildbereiche.
  • Während des Beschneidens kann der vorbestimmte Bereich so ausgewählt werden, dass relevante Bilder manuell vom Benutzer beschnitten werden oder dass die Bilder eines bestimmten Bereichs automatisch beschnitten werden.
  • Danach werden die Ultraschallbilder von 20 Rasterbildern, von denen jedes beschnitten ist, in eine Vielzahl von Blöcken (zum Beispiel N × M) für jedes Rasterbild aufgeteilt.
  • Das Konturextraktionsmodul 20b wendet den Differenzbildfilter von L × L Pixel (zum Beispiel 3 × 3 Pixel) auf 25 von dem Bildteilungsmodul 20a aufgeteilten Blöcke an, um den Leuchtdichtewert für alle Pixel jedes Blocks zu berechnen, wobei die Konturen extrahiert werden.
  • Das Bildanalysemodul 20c berechnet die mittleren Leuchtdichtewerte AVG_Lum_BL jedes Blocks, um die Ultraschallbilder jedes Blocks zu digitalisieren und zu analysieren, wenn die Konturenextraktion jedes Blocks beendet ist.
  • Die mittleren Leuchtdichtewerte AVG_Lum_BL werden berechnet, indem die Gesamtsumme der Pixelleuchtdichte jedes Blocks durch die gesamte Pixelanzahl jedes Blocks dividiert wird, und wird in einer Wertetabelle 22a der Speichereinheit 22 gespeichert.
  • Dadurch können die mittleren Leuchtdichtewerte AVG_Lum_BL jedes Blocks in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge extrahiert werden.
  • Zusätzlich wird der mittlere Leuchtdichtewert AVG_Lum_FRAME des analysierten Rasterbildes berechnet, indem die Gesamtsumme der mittleren Leuchtdichtewerte AVG_Lum_BL jedes Blocks des analysierten Rasterbildes durch die Gesamtanzahl der Blöcke des analysierten Rasterbildes geteilt wird, und ebenso in der Wertetabelle 22a der Speichereinheit 22 gespeichert.
  • Das Bildvergleichsmodul 20d bestimmt die optimale Blockanzahl, indem der Graph, der die optimale Blockanzahl entsprechend dem mittleren Leuchtdichtewert AVG_Lum_FRAME des Rasterbildes darstellt, genutzt wird und bestimmt die optimale Blockanzahl zum Vergleich mit dem Block des verbleibenden Rasterbildes entsprechend des in dem Bildanalysemodul 20c berechneten mittleren Leuchtdichtewert AVG_Lum_FRAME des analysierten Rasterbildes.
  • Wenn die optimale Blockanzahl bestimmt ist, werden so viele optimale Blöcke wie die ermittelte optimale Blockanzahl in einer Reihe von dem größten Wert unter den in dem Bildanalysemodul 20c berechneten mittleren Leuchtdichtewerten AVG_Lum_BL jedes Blocks ausgewählt.
  • Wenn die optimalen Blöcke des analysierten Rasterbildes durch das oben genannte Verfahren ausgewählt werden, werden die Blöcke, die den maximalen Leuchtdichtewert haben, extrahiert, indem die optimalen Blöcke an der gleichen Position auch im Fall des übrigen Rasterbildes verglichen werden.
  • Das Schallgeschwindigkeitsbestimmungsmodul 20e wählt das Rasterbild als das optimale Rasterbild aus, das den Blöcken entspricht, die den maximalen von dem Bildvergleichsmodul 20d extrahierten Leuchtdichtewert haben, und schätzt die Schallgeschwindigkeit des optimalen Rasterbildes als die wirkliche Schallgeschwindigkeit der von dem Diagnoseobjekt reflektierten Welle ab und verwendet sie wiederum für die Ultraschalldiagnosevorrichtung 1 entsprechend der vorliegenden Erfindung.
  • Wiederum auf 1 Bezug nehmend speichert die Speichereinheit 22 die Ultraschallbilder der Mehrzahl von Rasterbildern, die von dem Bildprozessor 18 und der Schallgeschwindigkeitbestimmungseinheit 20 erzeugt werden, den mittleren Leuchtdichtewert AVG_Lum_FRAME jedes Rasterbildes, den mittleren Leuchtdichtewert AVG_Lum_BL jedes Blocks der Rasterbilder, usw.. Zusätzlich werden die Daten in Form der Wertetabelle 22a, die in der Speichereinheit 22 gespeichert werden kann, aufbereitet.
  • Die Datenausgabeeinheit 24 schätzt die dem Gewebe des menschlichen Körpers entsprechende wirkliche Schallgeschwindigkeit in der Schallgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 20 in Echtzeit ab und gibt die Ultraschallbilder, die die ermittelte optimale Schallgeschwindigkeit haben, aus.
  • Das Interface 26 überträgt die Steuersignale entsprechend der Steuerung des Steuergeräts 30 an den Ultraschallsender 28.
  • Zwei Steuersignale werden von dem Steuergerät 30 durch das Interface 26 an den Ultraschallsender 28 übertragen.
  • Eines ist ein Steuersignal, um dem Ultraschallsender 28 zu erlauben, die Sendesignale als voreingestellte Schallgeschwindigkeit in dem Steuergerät 30 zu erzeugen, und das andere ist ein Steuersignal, um dem Ultraschallsender zu erlauben, die Sendesignale als von der Schallgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 20 bestimmte optimale Schallgeschwindigkeit zu erzeugen.
  • Das Steuergerät 30 steuert im Allgemeinen die Ultraschalldiagnosevorrichtung 1 entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Das Steuergerät 30 erzeugt die Sendesignale entsprechend dem Steuersignal und wandelt sie in Ultraschallstrahlen um, wobei die Ultraschallstrahlen zu den Objekten emittiert werden.
  • Das Steuergerät 30 empfängt die reflektierten Wellen, die durch Reflektion des Ultraschallstrahls von den Objekten zurückkehren.
  • Zusätzlich führt das Steuergerät 30 eine Steuerung aus, um die empfangene reflektierte Welle in eine vorbestimmte Einheit (zum Beispiel 10 m/s) ihrer Schallgeschwindigkeit aufzuteilen und zu extrahieren und wandelt sie in eine Mehrzahl von Empfangssignalen um und erzeugt und speichert die Ultraschallbilder der Mehrzahl von Rasterbildern aus der Mehrzahl von empfangenen Signalen.
  • Danach führt das Steuergerät 30 eine Steuerung aus, um die Blöcke an der gleichen Position, wie die optimalen Blöcke, als die optimalen Blöcke der Vielzahl von Rasterbildern zu bestimmen, um das optimale Rasterbild auszuwählen und die Schallgeschwindigkeit des optimalen Rasterbildes als die wirkliche Schallgeschwindigkeit der reflektierten Wellen abzuschätzen, um sie als die optimale Schallgeschwindigkeit zu bestimmen, nachdem die optimalen Blöcke aus jedem Rasterbild unter den Ultraschallbildern der Mehrzahl von Rasterbildern ausgewählt worden sind.
  • Wie oben beschrieben, vergleicht und liefert das Verfahren zur Abschätzung der Schallgeschwindigkeit von Ultraschallbildern sowie die Ultraschalldiagnosevorrichtung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die dieses Verfahren verwendet, nur die vorbestimmten optimalen Blöcke in einer Reihe vom größten Leuchtdichtewert an, ohne alle Ultraschallbilder zu vergleichen, um die wirkliche Schallgeschwindigkeit der Ultraschallbilder abzuschätzen, wodurch es möglich macht, die Schallgeschwindigkeit der Ultraschallbilder in Echtzeit abzuschätzen.
  • Die vorliegende Erfindung kann die Schallgeschwindigkeit schneller und genauer abschätzen, indem die Ultraschallbilder aufgeteilt und die Analysebereiche in den gesamten Ultraschallbildern definiert werden.
  • Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung höher aufgelöste Ultraschallbilder erhalten, indem die abgeschätzte Schallgeschwindigkeit für die Ultraschalldiagnosevorrichtung in Echtzeit verwendet wird.
  • Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu Erläuterungszwecken offenbart worden sind, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Abwandlungen, Erweiterungen und Ersetzungen möglich sind, ohne vom Inhalt und Gedanken der Erfindung abzuweichen. Entsprechend sollten solche Abwandlungen, Erweiterungen und Ersetzungen ebenfalls als in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallend angesehen werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 10-2010-0075639 [0001]

Claims (11)

  1. Verfahren zum Abschätzen der Schallgeschwindigkeit eines Ultraschallbildes, umfassend: (A) Aufteilen jedes Ultraschallbildes aus einer Mehrzahl von Eingangsrasterbildern in eine Mehrzahl von Blöcken; (B) Extrahieren der Konturen von Ultraschallbildern entsprechend jedem Block für ein in eine Mehrzahl von Blöcken aufgeteiltes Rasterbild aus den Ultraschallbildern der Mehrzahl aufgeteilter Rasterbilder; (C) Berechnen und Analysieren von mittleren Leuchtdichtewerten jedes Blocks, um die optimalen Blöcke in einer Reihe von Blöcken auszuwählen, die den höchsten Leuchtdichtewert unter den mittleren Leuchtdichtewerten aller Blöcke haben, wenn die Konturextraktion für jeden Block abgeschlossen ist; (D) Bestimmen der optimalen Blockanzahl entsprechend der mittleren Leuchtdichtewerte der analysierten Rasterbilder, indem die mittleren Leuchtdichtewerte der analysierten Rasterbilder berechnet werden, wobei die mittleren Leuchtdichtewerte jedes analysierten Blocks genutzt und so viele optimale Blöcke wie die optimale Blockanzahl ausgewählt werden; und (E) Auswählen des Rasterbildes als optimales Rasterbild, das den optimalen Blöcken entspricht, die den maximalen Leuchtdichtewert unter den optimalen Blöcken jedes Rasterbildes aufweisen, nach dem Vergleichen der ausgewählten optimalen Blöcke mit den optimalen Blöcken der verbleibenden Rasterbilder und Abschätzen und Verwenden der Schallgeschwindigkeit des optimalen Rasterbildes als wirkliche Schallgeschwindigkeit.
  2. Verfahren zum Abschätzen der Schallgeschwindigkeit eines Ultraschallbildes nach Anspruch 1, wobei Schritt (B) die Konturen der Ultraschallbilder jedes Blocks extrahiert, indem ein Differenzbildfilter auf jeden Block angewandt wird, um die Leuchtdichtewerte jedes Pixels für jeden Block zu berechnen.
  3. Verfahren zum Abschätzen der Schallgeschwindigkeit eines Ultraschallbildes nach Anspruch 2, wobei der Differenzbildfilter, der auf jeden Block angewendet wird, den Absolutbetrag der Differenz der Leuchtdichtewerte zwischen den Pixeln berechnet, die an ein Pixel angrenzen, um den maximalen Absolutbetrag unter den Absolutbeträgen als den Leuchtdichtewert des einen Pixels zu bestimmen.
  4. Verfahren zum Abschätzen der Schallgeschwindigkeit eines Ultraschallbildes nach Anspruch 1, wobei Schritt (C) den mittleren Leuchtdichtewert jedes Blocks berechnet, indem die Gesamtsumme der Leuchtdichtewerte jedes Pixels für jeden Block durch die Gesamtpixelanzahl jedes Blocks dividiert wird.
  5. Verfahren zum Abschätzen der Schallgeschwindigkeit eines Ultraschallbildes nach Anspruch 1, wobei Schritt (D) beinhaltet: (D-1) Berechnen des mittleren Leuchtdichtewertes der analysierten Rasterbilder, indem die mittleren Leuchtdichtewerte jedes analysierten Blocks genutzt werden; (D-2) Bestimmen der optimalen Blockanzahl entsprechend der mittleren Leuchtdichtewerte der analysierten Rasterbilder; und (D-3) Auswählen so vieler optimaler Blocks wie die ermittelte optimale Blockanzahl in einer Reihenfolge der höchsten Leuchtdichtewerte unter den mittleren Leuchtdichtewerten jedes Blocks.
  6. Verfahren zum Abschätzen der Schallgeschwindigkeit eines Ultraschallbildes nach Anspruch 5, wobei der Schritt (D-1) die mittleren Leuchtdichtewerte der analysierten Rasterbilder berechnet, indem die Gesamtsumme der mittleren Leuchtdichtewerte jedes analysierten Blocks durch die gesamte Blockanzahl der analysierten Rasterbilder geteilt wird.
  7. Verfahren zum Abschätzen der Schallgeschwindigkeit eines Ultraschallbildes nach Anspruch 1, wobei der Schritt (E) beinhaltet: (E-1) Vergleichen der ausgewählten optimalen Blöcke mit den optimalen Blöcken der verbleibenden Rasterbilder; (E-2) Auswählen des Rasterbildes als optimales Rasterbild, das den optimalen Blöcken entspricht, die die höchsten Leuchtdichtewerte unter den optimalen Blöcken jedes Rasterbilds haben; und (E-3) Abschätzen und Verwenden der Schallgeschwindigkeit des optimalen Rasterbildes als die wirkliche Schallgeschwindigkeit.
  8. Ultraschalldiagnosevorrichtung, umfassend: – einen Ultraschallsender, der entsprechend einem Steuersignal Sendesignale erzeugt und die Sendesignale in Ultraschallstrahlen umwandelt; – einen Ultraschalltastkopf, der die Ultraschallstrahlen zu Objekten hin aussendet und reflektierte Wellen, die von den Objekten zurückgesandt werden, empfängt; – einen Ultraschallempfänger, der die reflektierte Welle in elektrische Signale umwandelt, um die Empfangssignale zu erzeugen; – einen Bildprozessor, der die Empfangssignale in eine Mehrzahl von Schallgeschwindigkeiten aufteilt und extrahiert und die Ultraschallbilder der Mehrzahl von Rasterbildern erzeugt; – eine Schallgeschwindigkeitsbestimmungseinheit, die die Ultraschallbilder eines Rasterbilds aus den Ultraschallbildern der Mehrzahl von Rasterbildern, die von dem Bildprozessor erzeugt wurden, in eine Mehrzahl von Blöcken aufteilt, um Konturen zu extrahieren, die Leuchtdichtewerte jedes Blocks analysiert, um die optimale Blockanzahl zu ermitteln, und das optimale Rasterbild auswählt, indem so viele optimale Blöcke wie die optimale Blockanzahl ausgewählt und auf das verbleibende Rasterbild angewendet werden, um die Schallgeschwindigkeit des optimalen Rasterbilds als die wirkliche Schallgeschwindigkeit der reflektierten Welle abzuschätzen; und – ein Steuergerät, das eine Steuerung ausführt, um das Ultraschallbild-Steuersignal zu erzeugen, den Ultraschallstrahl entsprechend dem Steuersignal zu erzeugen, und die reflektierte Welle des emittierten Ultraschallstrahls zu empfangen zum Erzeugen der Ultraschallbilder der Mehrzahl von Rasterbildern, das Ultraschallbild eines Rasterbildes aus den Ultraschallbildern der Mehrzahl von erzeugten Ultraschallbildern in eine Mehrzahl von Blöcken aufzuteilen zum Extrahieren von Konturen, Analysieren der Leuchtdichtewerte jedes Blocks, um die optimale Blockanzahl zu bestimmen und um das optimale Rasterbild auszuwählen, indem so viele optimale Blöcke wie die optimale Blockanzahl ausgewählt und auf das übrige Rasterbild angewandt werden, um die Schallgeschwindigkeit des optimalen Rasterbildes als die wirkliche Schallgeschwindigkeit der reflektierten Welle abzuschätzen.
  9. Ultraschalldiagnosevorrichtung nach Anspruch 8, die zudem eine Datenausgabeeinheit umfasst, die die Ultraschallbilder ausgibt.
  10. Ultraschalldiagnosevorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Bildprozessor beinhaltet: – ein Bildextraktionsmodul, das die Empfangssignale in die Mehrzahl von Schallgeschwindigkeiten aufteilt, um die Mehrzahl von Bildsignalen zu extrahieren und – ein Bilderzeugungsmodul, das die Ultraschallbilder der Mehrzahl von Rasterbildern auf Basis der Mehrzahl von Bildsignalen erzeugt.
  11. Ultraschalldiagnosevorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Schallgeschwindigkeitsbestimmungseinheit beinhaltet: – ein Bildteilungsmodul, das die Ultraschallbilder eines Rasterbildes der Ultraschallbilder der Mehrzahl von Rasterbildern, die von dem Bildprozessor erzeugt werden, in eine Mehrzahl von Blöcken aufteilt; – ein Konturextraktionsmodul, das die Konturen der Ultraschallbilder jedes Blocks durch Anwenden des Differenzbildfilters auf die Ultraschallbilder jedes Blocks eines aus der Mehrzahl von Rasterbildern extrahiert, um die Leuchtdichtewerte für jedes Pixel jedes Blocks zu berechnen; – ein Bildanalysemodul, das die mittleren Leuchtdichtewerte jedes Blocks berechnet, um die Ultraschallbilder jedes Blocks zu digitalisieren und zu analysieren, wenn die Konturextraktion jedes Blocks beendet ist; – ein Bildvergleichsmodul, das die optimale Blockanzahl entsprechend der mittleren Leuchtdichtewerte der analysierten Rasterbilder bestimmt, um so viele optimale Blöcke wie die ermittelte optimale Blockanzahl in einer Reihenfolge von dem höchsten Wert unter den mittleren Leuchtdichtewerten jedes Blocks auszuwählen, und das die optimalen Blöcke jedes Rasterbilds vergleicht, indem die Positionen der optimalen Blöcke auf die übrigen Rasterbilder angewendet werden, um die optimalen Blöcke auszuwählen, die die höchsten Leuchtdichtewerte haben, auszuwählen; und – ein Schallgeschwindigkeitsbestimmungsmodul, das das Rasterbild als optimales Rasterbild auswählt, das den optimalen Blöcken entspricht, die die höchsten Leuchtdichtewerte haben, um das ausgewählte optimale Rasterbild als die wirkliche Schallgeschwindigkeit der reflektierten Welle abzuschätzen.
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