DE102021105749B4

DE102021105749B4 - Ultraschall-bildgebungsvorrichtung und bildverarbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102021105749B4
Application number: DE102021105749.3A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Yamanaka; Teiichiro Ikeda; Nobuhiko Fujii; Misaki HIROSHIMA
Original assignee: Fujifilm Healthcare Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2020-04-01
Filing date: 2021-03-10
Publication date: 2024-03-28
Anticipated expiration: 2041-03-11
Also published as: CN113491536A; DE102021105749A1; US20210312594A1; JP2021159511A; JP7453040B2

Abstract

Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung (100), welche Folgendes aufweist:einen Bewerter (107), der ein Filtersteuersignal (202) erzeugt, wobei der Bewerter (107) ein oder mehrere Zeitreihen-Ultraschallsignale (201) empfängt, die durch Empfangen einer Ultraschallwelle von einem Gegenstand (151) durch eine Ultraschallsonde (102), nachdem eine Ultraschallwelle von der Ultraschallsonde (102) zum Gegenstand (151) ausgesendet wurde, erhalten werden, und das Filtersteuersignal (202) zum Festlegen eines Eigenschaftswerts eines Filters (206) zur Entfernung im Ultraschallsignal (201) enthaltenen Rauschens für eine Zeitreihenrichtung des Ultraschallsignals (201) oder für eine vorgegebene Richtung oder ein vorgegebenes Gebiet, die oder das in einem zwei- oder mehrdimensionalen Signalraum festgelegt wurde, worin sich mehrere Ultraschallsignale (201) befinden, erzeugt,einen Filterprozessor (106), der das Rauschen durch Verarbeiten des Ultraschallsignals (201) des entsprechenden Signaleigenschaftswerts durch das Filter (206) mit dem auf der Grundlage des Filtersteuersignals (202) festgelegten Eigenschaftswert entfernt, undeinen Bildprozessor (109), der ein Bild (1206, 304) unter Verwendung des Ultraschallsignals (201), aus dem das Rauschen durch den Filterprozessor (106) entfernt wurde, erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Glättungsprozessor (108-1), der die Verteilung des Filtersteuersignals (202) in der Richtung oder im Gebiet glättet, zwischen dem Bewerter (107) und dem Filterprozessor (106) angeordnet ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung und insbesondere eine Vorrichtung, die in der Lage ist, ein Bild mit verringertem Rauschen selbst bei komplexem Gewebe in der Art eines lebenden Körpers zu erzeugen.
Technischer Hintergrund
Es sind eine Vorrichtung, bei der eine Ultraschallwelle von einer Ultraschallsonde zu einem Objekt ausgesendet wird, die innerhalb des Objekts gestreute und reflektierte Ultraschallwelle wieder von der Ultraschallsonde empfangen wird und das Bild im Objekt anhand eines empfangenen Signals erzeugt wird, und eine Vorrichtung zur Feststellung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins von Fehlern im Objekt anhand des empfangenen Signals bekannt. Bei diesen Vorrichtungen können, falls das empfangene Signal Rauschen enthält, Probleme in der Art einer Verschlechterung der Qualität des erzeugten Bilds und einer fehlerhaften Feststellung, dass ein fehlerfreier Abschnitt im Objekt einen Fehler aufweist, auftreten.
Daher schlägt beispielsweise Patentliteratur 1 eine Ultraschall-Fehlererkennungsvorrichtung vor, die eine Merkmalsstärke des empfangenen Signals durch Ausführen einer Wavelet-Transformation am empfangenen Signal berechnet und zwischen einem Echoempfangssignal infolge des Fehlers und einem Echoempfangssignal an einem geschweißten Abschnitt, das nicht vom Fehler herrührt, auf der Grundlage der Verteilungsdifferenz von Äquiphasenflächen unterscheidet.
Patentliteratur 2 offenbart, dass ein geschätzter Wert eines im empfangenen Signal enthaltenen elektromagnetischen Rauschsignals durch Analysieren des empfangenen Signals bestimmt wird und das empfangene Signal auf der Grundlage des bestimmten geschätzten Werts modifiziert wird. Insbesondere wird der geschätzte Wert eines elektromagnetischen Rauschkomponentensignals in Patentliteratur 2 durch Ausnutzung der Tatsache, dass beim empfangenen Signal, das ein Ultraschallelement in einem Randgebiet der Ultraschallsonde erreicht, Phasen von Signalkomponenten von einem Bildgebungsziel von einem Kanal abhängen, Phasen der elektromagnetischen Rauschkomponenten jedoch gleich sind, und durch Mitteln der empfangenen Signale des Ultraschallelements im Randgebiet bestimmt. Der geschätzte Wert des bestimmten elektromagnetischen Rauschkomponentensignals wird vom empfangenen Signal jedes Kanals subtrahiert, und es wird dann ein Empfangsstrahl gebildet. Auf diese Weise wird bei der Technik aus Patentliteratur 2 ein Ultraschallbild mit einem verringerten elektromagnetischen Rauschsignal erzeugt.
Zitatliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2001-165 912 A
Patentliteratur 2: JP 2012-055 692 A

US 6 142 942 A offenbart eine Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff des vorliegenden Anspruchs 1. Weitere herkömmliche Bildgebungsvorrichtungen sind aus US 5 653 234 A , US 6 704 437 B1 , US 2019/ 0 307 428 A1 und US 2017/ 0 143 313 A1 bekannt.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Ein lebender Körper weist verschiedene kompliziert miteinander verwobene Gewebe auf, deren Streu- und Reflexionseigenschaften für Ultraschallwellen erheblich verschieden sind. Daher haben die durch Aussenden der Ultraschallwelle zum lebenden Körper erhaltenen empfangenen Signale abhängig vom Typ der Gewebe und von der Form einer Grenze an einem Punkt, an dem die ausgesendete Ultraschallwelle gestreut oder reflektiert wird, unterschiedliche Signalstärken und unterscheiden sich auch die Rauschamplitude und die Rauschfrequenz. Wenn das Rauschen des empfangenen Signals für jede Empfangsscanlinie entfernt wird, unterscheiden sich die Eigenschaften des Rauschens beispielsweise für mehrere sich in Tiefenrichtung der Empfangsscanlinie befindende Gewebe, und es müssen zur geeigneten Entfernung des Rauschens verschiedene Rauschunterdrückungsparameterwerte für die jeweiligen Gewebe in Tiefenrichtung festgelegt werden.
Wenn versucht wird, das empfangene Signal für den verschiedene Gewebe enthaltenden lebenden Körper durch Berechnen oder Schätzen der Merkmalsstärke des empfangenen Signals und des im empfangenen Signal enthaltenen elektromagnetischen Rauschens wie bei den Erfindungen aus Patentliteratur 1 und Patentliteratur 2 zu korrigieren, hängen die Merkmalsstärke und das Rauschen daher stark vom Typ des den Punkt, an dem die Ultraschallwelle gestreut und reflektiert wird, enthaltenden Gewebes ab und weicht auch der Korrekturbetrag des empfangenen Signals stark ab.
Wenn ein lebender Körper anvisiert wird, muss das Rauschen daher geeignet an jeder Position in Scanrichtung und in Tiefenrichtung eines ausgesendeten Strahls entfernt werden.
Weil die Technik aus Patentliteratur 1 auf einer Ultraschall-Fehlererkennungsvorrichtung beruht, unterscheidet sie jedoch zwischen dem Fehler und dem geschweißten Abschnitt im selben Material, so dass die RauschunterdrückungsParameterwerte nicht für die jeweiligen miteinander verwobenen lebenden Gewebe festgelegt werden können.
Die Technik aus Patentliteratur 2 ist ein Verfahren, bei dem der geschätzte Wert des elektromagnetischen Rauschkomponentensignals durch Mitteln der empfangenen Signale jedes Ultraschallelements im Randgebiet der Ultraschallsonde bestimmt wird, der geschätzte Wert vom empfangenen Signal jedes Kanals subtrahiert wird und dann der Empfangsstrahl gebildet wird. Daher ist es nicht klar, bis zu welchem Maße das im empfangenen Signal enthaltene Rauschen verschiedener Frequenzkomponenten durch die Technik aus Patentliteratur 2 entfernt werden kann.
Daher muss zum geeigneten Entfernen von Rauschen für jedes sich auf der Empfangsscanlinie befindende Gewebe ein geeigneter Wert für den Rauschunterdrückungsparameter für jedes Gewebe festgelegt werden. Weil sich der Rauschunterdrückungsparameter in diesem Fall an einer Gewebegrenze erheblich ändert, müssen Artefakte und dergleichen, die infolge der Parameteränderung auftreten können, unterdrückt werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung bereitzustellen, durch die Rauschen aus dem von den kompliziert miteinander verwobenen lebenden Geweben empfangenen Signal geeignet entfernt werden kann und die Artefakte selbst an der Gewebegrenze unterdrückt werden können.
Mittel zum Lösen der Probleme
Zum Lösen der vorstehenden Aufgabe weist eine Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale auf. Die übrigen Ansprüche betreffen weitere Ausführungsformen.
Vorteil der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Rauschen aus dem von den kompliziert miteinander verwobenen lebenden Geweben empfangenen Signal geeignet entfernt werden und können die Artefakte selbst an der Gewebegrenze unterdrückt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung,
2 ein Blockdiagramm einer Konfiguration der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1,
3A ein Blockdiagramm eines Hauptteils der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 und die 3B bis 3D Ansichten zur Erklärung der Verarbeitung eines Bewerters 107 und eines Glättungsprozessors 108-1,
4 ein Flussdiagramm eines Betriebs der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1,
5A ein Blockdiagramm des Hauptteils der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 und die 5B bis 5D Ansichten zur Erklärung der Verarbeitung des Bewerters 107 und eines Glättungsprozessors 108-2,
6A ein Diagramm zur Erklärung von Gewichten, die vom Glättungsprozessor 108-2 gemäß Ausführungsform 2 verwendet werden, und 6B ein Blockdiagramm der Verarbeitung des Glättungsprozessors 108-2,
7 ein Blockdiagramm des Hauptteils der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3,
8 ein Blockdiagramm des Hauptteils der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4,
9A ein Flussdiagramm einer Prescan-Operation der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 und 9B eine Tabelle, die einen Sendestrahl einer Prescan-Sequenz zeigt,
10A ein Blockdiagramm des Hauptteils der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 6 und 10B ein Flussdiagramm einer Prescan-Operation der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 6,
die 11A und 11B Blockdiagramme des Hauptteils der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 7 und
12 ein Blockdiagramm des Hauptteils der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 8.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend wird eine Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsform 1
Eine Konfiguration einer Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 wird mit Bezug auf die 1 bis 3D beschrieben.
Die Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist einen Ultraschall-Bildgebungsvorrichtungs-Hauptkörper 101 auf, und eine Ultraschallsonde 102, eine Anzeigevorrichtung 104 und eine Betriebseinheit 93 sind mit dem Ultraschall-Bildgebungsvorrichtungs-Hauptkörper 101 verbunden. Die Ultraschallsonde 102 weist mehrere angeordnete Ultraschallelemente auf.
Der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtungs-Hauptkörper 101 weist einen Sendestrahlformer (eine Sendesteuereinrichtung) 91, einen Empfangsstrahlformer 105, einen Bewerter 107, einen Glättungsprozessor 108-1, einen Filterprozessor 106 sowie einen Glättungsprozessor 108-2, einen Bildprozessor 109 und eine Steuereinrichtung 92 auf.
Der Sendestrahlformer 91 gibt ein Sendesignal an das Ultraschallelement der Ultraschallsonde 102 zur Steuerung des Aussendens aus.
Der Empfangsstrahlformer 105 verzögert die von den jeweiligen Ultraschallelementen der Ultraschallsonde 102 empfangenen jeweiligen Signale zur Fokussierung auf mehrere Punkte auf einer vorgegebenen Empfangsscanlinie in Tiefenrichtung und addiert sie dann, so dass ein Zeitreihen-Ultraschallsignal (Empfangsstrahl) 201 erzeugt wird.
Die Arbeitsweisen des Bewerters 107, des Glättungsprozessors 108-1, des Filterprozessors 106, des Glättungsprozessors 108-2 und des Bildprozessors 109 werden mit Bezug auf das Flussdiagramm aus 4 beschrieben.
Der Bewerter 107, der Glättungsprozessor 108-1, der Filterprozessor 106, der Glättungsprozessor 108-2 und der Bildprozessor 109 weisen Prozessoren in der Art einer CPU (Zentralverarbeitungseinheit) und einer GPU (Grafikverarbeitungseinheit) und einen Speicher auf. Die CPU verwirklicht diese Funktionen durch Software durch Lesen und Ausführen eines im Speicher gespeicherten Programms. Es sei bemerkt, dass es auch möglich ist, einen Teil vom Bewerter 107, vom Glättungsprozessor 108-1, vom Filterprozessor 106, vom Glättungsprozessor 108-2 und vom Bildprozessor 109 oder diese alle durch Hardware zu verwirklichen. Beispielsweise kann ein Signalprozessor 7 durch die Verwendung eines eigens ausgelegten ICs in der Art eines ASICs (einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung) oder eines programmierbaren ICs in der Art eines FPGAs (Field-Programmable Gate Array) gebildet werden und kann eine Schaltung entwickelt werden, um Funktionen der jeweiligen Teile des Signalprozessors 7 zu verwirklichen.
Der Bewerter 107 empfängt ein oder mehrere Ultraschallsignale 201 vom Empfangsstrahlformer 105 (Schritt 401). Dann unterteilt der Bewerter 107 die Zeitrichtung (Tiefenrichtung) des Ultraschallsignals 201 mit einer vorgegebenen Einheit (Länge) und berechnet einen Signaleigenschaftswert des Ultraschallsignals 201 für jede Unterteilung zur Bestimmung der Verteilung von Signaleigenschaftswerten, wie in 3B dargestellt (Schritt 402). Beispiele der Signaleigenschaftswerte umfassen Signalstärke und Frequenz.
Weil ein Gegenstand 151 dabei ein lebender Körper ist und eine Anzahl kompliziert miteinander verwebter Gewebe aufweist, ändert sich der Signaleigenschaftswert (beispielsweise die Frequenz) des Ultraschallsignals 201 erheblich an einer Grenze von Unterteilungen verschiedener Gewebe. Beispielsweise gibt es beim Beispiel aus 3B fünf Gewebe auf der Empfangsscanlinie und unterscheidet sich der Signaleigenschaftswert (beispielsweise die Frequenz) des Ultraschallsignals 201 erheblich in den jeweiligen Geweben, so dass sich der Signaleigenschaftswert an den Unterteilungsgrenzen erheblich ändert.
Der Bewerter 107 erzeugt ein Filtersteuersignal, um einen Eigenschaftswert eines Filters zum Entfernen im Ultraschallsignal enthaltenen Rauschens entsprechend dem in Schritt 402 bestimmten Signaleigenschaftswert in Richtung (Tiefenrichtung) des Ultraschallsignals 201 festzulegen, wie in 3C dargestellt ist (Schritt 403). Als Eigenschaftswert des Filters zum Entfernen des im Ultraschallsignal 201 enthaltenen Rauschens können beispielsweise die Intensität der Filterverarbeitung oder Frequenzeigenschaften (Mittenfrequenz des Bandpassfilters, Fensterbreite oder dergleichen) der Filterverarbeitung verwendet werden.
Weil dabei die Signaleigenschaftswerte (beispielsweise Frequenzen) des Ultraschallsignals 201 entlang der Empfangsscanlinie erheblich verschieden sind, wird ein Filtersteuersignal zur Auswahl von Filtern mit erheblich verschiedenen Eigenschaftswerten wie in 3C festgelegt.
Wenn das durch das Filtersteuersignal ausgewählte Filter direkt auf das Ultraschallsignal (den Empfangsstrahl) angewendet wird, werden Filter mit erheblich verschiedenen Filtereigenschaftswerten auf beiden Seiten einer Gewebegrenze auf das Ultraschallsignal 201 angewendet. In diesem Fall ist das Ultraschallsignal 201 nach der Filterverarbeitung an der Gewebegrenze diskontinuierlich, was zu Artefakten eines erzeugten Bilds führen kann.
Daher wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Glättungsprozessor 108-1 zwischen dem Bewerter 107 und dem Filterprozessor 106 angeordnet und wird ein Filtersteuersignal 202 im Glättungsprozessor 108-1 geglättet, so dass es sich sanft ändert, wie in 3D dargestellt ist (Schritt 404).
Der Filterprozessor 106 empfängt nach der Glättung durch den Glättungsprozessor 108 ein Filtersteuersignal 203, wie in 3D gezeigt, und wählt ein Filter mit einem Filtereigenschaftswert (Gewicht), das einem Wert des Filtersteuersignals entspricht, aus Filtern 206, die in einer mit dem Filterprozessor 106 verbundenen Filterbank 110 vorgespeichert sind (Schritt 405).
Anschließend verarbeitet der Filterprozessor 107 das Ultraschallsignal 201 mit dem für jede Tiefe ausgewählten Filter (Schritt 406).
Der Glättungsprozessor 108-2 glättet ferner ein in Schritt 406 gefiltertes Ultraschallsignal 204, falls dies erforderlich ist (Schritt 407).
Der Bildprozessor 109 erzeugt ein Ultraschallbild 1206, beispielsweise durch Anordnen der in Schritt 407 geglätteten Ultraschallsignale 205 in lateraler Richtung und zeigt es auf der Anzeigevorrichtung 104 an (Schritt 408).
Bei der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform erzeugt der Bewerter 107 ein adaptives Filtersteuersignal ansprechend auf das Ultraschallsignal 201, und es wird überdies, wie in 3D dargestellt ist, eine Diskontinuität des Filtersteuersignals an der Gewebegrenze korrigiert, um eine Änderung durch den Glättungsprozess zu glätten. Hierdurch können die durch eine Diskontinuität im Ultraschallsignal hervorgerufenen Artefakte nach der Filterverarbeitung unterdrückt werden und kann ein Bild bereitgestellt werden, anhand dessen leicht diagnostiziert werden kann. Zusätzlich kann das Rauschen aus dem empfangenen Signal für jeweilige lebende Gewebe, die kompliziert miteinander verwoben sind, geeignet entfernt werden.
Es sei bemerkt, dass gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform nur einer vom Glättungsprozessor 108-1 und vom Glättungsprozessor 108-2 bereitgestellt werden kann.
Wie in 3A dargestellt ist, können die Ultraschallsignale (Empfangsstrahlen) 201 auf der Empfangsscanlinie in lateraler Richtung und/oder in Frame-Richtung angeordnet werden, um einen zwei- oder mehrdimensionalen Signalraum zu erzeugen. In diesem Fall unterteilt der Bewerter 107 eine vorgegebene Richtung oder ein vorgegebenes Gebiet im Signalraum in einer Einheit zur Berechnung der Verteilung der Signaleigenschaftswerte der Ultraschallsignale (vorgegebene Länge in lateraler Richtung, vorgegebene Zeitdauer in Frame-Richtung, vorgegebene Fläche oder vorgegebenes Volumen im zwei- oder mehrdimensionalen Raum), bestimmt den Eigenschaftswert des Filters zur Entfernung des im Ultraschallsignal enthaltenen Rauschens entsprechend dem Signaleigenschaftswert für jede Unterteilung und erzeugt das Filtersteuersignal für jede Unterteilung. Beispielsweise kann die vorgegebene Richtung auf eine Richtung (Frame-Richtung) gelegt werden, in der an derselben Position des Gegenstands zu verschiedenen Zeiten erhaltene Frames angeordnet sind.
Hierdurch kann die Diskontinuität im Ultraschallsignal nach der Filterverarbeitung infolge der Diskontinuität der Filtereigenschaften unterdrückt werden und kann ein leicht zu diagnostizierendes Bild bereitgestellt werden, indem das Filtersteuersignal an der Grenze der Unterteilung selbst dann geglättet wird, wenn die Unterteilung als Einheit zur Berechnung der Signaleigenschaft des Ultraschallsignals nicht nur in Tiefenrichtung, sondern auch in einem beliebigen Gebiet oder in Frame-Richtung festgelegt ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann an Stelle des Glättungsprozesses oder zusätzlich zu diesem ein Interpolationsprozess ausgeführt werden.
Es sei bemerkt, dass gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Signaleigenschaftswert für jede Unterteilungseinheit bestimmt werden kann, dass jedoch auch veranlasst werden kann, dass die Signaleigenschaftswerte im Wesentlichen kontinuierlich in der vorgegebenen Richtung oder im vorgegebenen Gebiet bestimmt werden, indem die Einheit sehr klein gemacht wird, die Filtersteuersignale im Wesentlichen kontinuierlich auf der Grundlage des Signaleigenschaftswerts erzeugt werden und die erzeugten Filtersteuersignale und/oder die Ultraschallsignale nach der Filterverarbeitung geglättet werden.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform 1 ist der Bewerter 107 dafür ausgelegt, die Signaleigenschaften des Ultraschallsignals 201 zu berechnen und das Filtersteuersignal anhand der Signaleigenschaften durch Software zu berechnen, der Bewerter 107 kann jedoch auch durch ein Maschinenlern- oder Deep-Learning-Modell (beispielsweise CNN (faltendes neuronales Netz)) gebildet werden. Dieses Lernmodell wird unter Verwendung von Lehrerdaten trainiert, wobei eine große Anzahl von vorab festgelegten Ultraschallsignalen als Eingangsdaten und die entsprechenden geeigneten Filtersteuersignale als Ausgangsdaten verwendet werden und die Gewichtung von Knoten im CNN festgelegt wird. Demgemäß kann durch Eingeben des Ultraschallsignals 201 in das trainierte Lernmodell das geeignete Filtersteuersignal ausgegeben werden, so dass der Bewerter 107 durch das Lernmodell gebildet werden kann. In diesem Fall kann das Filtersteuersignal erhalten werden, ohne die Signaleigenschaften des Ultraschallsignals 201 zu berechnen.
Der Filterprozessor 106 kann, wenn das Ultraschallsignal 201 durch das Filter 206 verarbeitet wird, den Parameterwert des Filters 206 wichten und eine Faltungsoperation mit dem Ultraschallsignal 201 ausführen. In diesem Fall kann der Filterprozessor 106 ferner eine Gewichtsfestlegungseinheit zur Erzeugung von Gewichten für das Wichten der Parameterwerte des Filters 206 durch das maschinengelernte oder Deep-Learning-Modell aufweisen. Das Lernmodell wird unter Verwendung einer Kombination einer großen Anzahl von Ultraschallsignalen und vorab bestimmter Filtersteuersignale und Gewichte, wenn das Rauschen geeignet entfernt werden kann, als Lehrerdaten trainiert. Demgemäß kann ein geeignetes Gewicht durch das Lernmodell der Gewichtsfestlegungseinheit erzeugt werden. Der Filterprozessor 106 kann das Ultraschallsignal, aus dem Rauschen entfernt wurde, durch Wichten des Parameterwerts des Filters 206 und Ausführen der Faltungsoperation mit dem Ultraschallsignal 201 erhalten.
Ausführungsform 2
Die Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 wird mit Bezug auf die 5A bis 5D und die 6A und 6B beschrieben.
Wie in 5A dargestellt ist, gleicht die Konfiguration der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 jener gemäß Ausführungsform 1, sie unterscheidet sich jedoch dadurch von Ausführungsform 1, dass der Bewerter 107 die Unterteilungen, in denen der Signaleigenschaftswert und das Filtersteuersignal 202 erzeugt werden, so festlegt, dass benachbarte Unterteilungen einander teilweise überlappen, wie in 5B dargestellt ist.
Der Filterprozessor 106 wählt das Filter 206 auf der Grundlage des Filtersteuersignals 202 für jede Unterteilung aus und verarbeitet das Ultraschallsignal der entsprechenden Unterteilung, um ein Ultraschallsignal 207 nach der Filterverarbeitung zu erhalten (nachstehend als gefiltertes Ultraschallsignal bezeichnet), wie in den 5A und 5C dargestellt ist. Weil das gefilterte Ultraschallsignal 207 für jede Unterteilung erhalten wird, werden zwei Signale mit verschiedenen durch verschiedene Filter 206 verarbeiteten Werten in einem Abschnitt erhalten, in dem die benachbarten Unterteilungen einander überlappen.
Der Glättungsprozessor 108-2 glättet zwei gefilterte Ultraschallsignale 207 in Abschnitten, in denen die Unterteilungen einander überlappen, durch Wichten von ihnen mit von der vorgegebenen Tiefe abhängenden unterschiedlichen Gewichten, wie in den 6A und 6B dargestellt, und Addieren von ihnen, so dass ein geglättetes Ultraschallsignal 208 erhalten wird.
Der Bildprozessor 109 erzeugt das Ultraschallbild 1206 unter Verwendung des geglätteten Ultraschallsignals 208.
Ähnlich Ausführungsform 1 kann die Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 die Diskontinuität im gefilterten Ultraschallsignal infolge der Diskontinuität der Filtereigenschaften unterdrücken und das leicht zu diagnostizierende Bild bereitstellen.
Es sei bemerkt, dass in der vorstehenden Beschreibung die Ultraschallsignale 207 nach der Filterverarbeitung durch den Glättungsprozessor 108-2 gewichtet und addiert werden, dass die Filtersteuersignale aus 5B jedoch durch den Glättungsprozessor 108-1 aus den 2 und 3 gewichtet und addiert werden können.
Ausführungsform 3
Die Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 wird mit Bezug auf 7 beschrieben.
Die Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 weist einen Syntheseprozessor 111 auf, der das Ultraschallsignal 201 und das gefilterte Ultraschallsignal 204 wichtet und synthetisiert.
Der Bildprozessor 109 erzeugt ein Bild unter Verwendung des Ultraschallsignals nach der Synthese durch den Syntheseprozessor 111.
Eine Konsole 103 ist mit dem Syntheseprozessor 111 verbunden, und ein Benutzer kann durch eine Benutzerschnittstelle in der Art eines Berührungsfelds oder einer in der Konsole 103 bereitgestellten Maus Gewichte 1208 eingeben, wenn Signale synthetisiert werden.
Demgemäß erzeugt der Bewerter 107 ähnlich wie gemäß Ausführungsform 1 das adaptive Filtersteuersignal ansprechend auf das Ultraschallsignal, es kann jedoch die sich im angezeigten Bild widerspiegelnde Intensität des gefilterten Ultraschallsignals 204 entsprechend den Vorlieben des Benutzers eingestellt werden.
Weil andere Konfigurationen jenen gemäß Ausführungsform 1 gleichen, wird auf ihre Beschreibung verzichtet.
Ausführungsform 4
Die Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 wird mit Bezug auf 8 beschrieben.
Die Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 weist die gleiche Konfiguration wie jene gemäß Ausführungsform 1 auf, sie unterscheidet sich jedoch in der Hinsicht von Ausführungsform 1, dass das gefilterte Ultraschallsignal 204 zum Bewerter 107 rückgekoppelt wird.
Der Bewerter 107 bestimmt die Differenz oder eine Korrelation zwischen dem Ultraschallsignal 201 und dem rückgekoppelten gefilterten Ultraschallsignal 204 oder die Frequenzdifferenz oder die Korrelation zwischen dem Ultraschallsignal 201 und dem gefilterten Ultraschallsignal 204 und erzeugt einen Beurteilungswert zur Bestimmung der Gültigkeit der Filterverarbeitung durch den Filterprozessor 106 auf der Grundlage der bestimmten Differenz oder Korrelation. Bei der Bestimmung der Gültigkeit der Filterverarbeitung wird festgestellt, ob das Rauschen wirksam aus dem Ultraschallsignal 201 entfernt wird und ob das Ultraschallsignal nicht stärker als das Rauschen entfernt wird. Der Bewerter 107 reflektiert den erzeugten Beurteilungswert bei der Erzeugung des Filtersteuersignals 202 und steuert die Rückkopplung derart, dass der Beurteilungswert erhöht wird.
Der Glättungsprozessor 108-1 erzeugt ein geglättetes Filtersteuersignal anhand des Filtersteuersignals, das bei der Verarbeitung der Ultraschallsignale mehrerer gerade vorhergehender Frames verwendet wurde. Beispielsweise wird das geglättete Filtersteuersignal für einen aktuellen Frame durch Berechnen des Durchschnittswerts der Filtersteuersignale der gerade vorhergehenden Frames erzeugt. Falls ein solcher Prozess ausgeführt wird, ist das Filtersteuersignal für den aktuellen Frame nicht erforderlich, um das geglättete Filtersteuersignal zu erzeugen, so dass die Filterverarbeitung für das Ultraschallsignal des aktuellen Frames ohne eine zusätzliche Verzögerung gegenüber der Zeit, zu der das Ultraschallsignal erhalten wird, ausgeführt werden kann. Das heißt, dass die Bildanzeige im Wesentlichen in Echtzeit erfolgen kann.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Bewerter 107 durch Vergleichen der Signale vor und hinter dem Filter ein als Rauschen entferntes Signal erfassen und es direkt beurteilen, wodurch das Rauschen entfernt wird, so dass die Eigenschaften des Gegenstands mit höherer Übereinstimmung wiedergegeben werden.
Weil andere Konfigurationen jenen gemäß Ausführungsform 1 gleichen, wird auf ihre Beschreibung verzichtet.
Ausführungsform 5
Die Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 wird mit Bezug auf die 9A und 9B beschrieben.
Die Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 unterscheidet sich von jener gemäß Ausführungsform 1 dadurch, dass sie eine Ultraschallwelle mit einer Prescan-Sequenz gemäß dem in 9A dargestellten Flussdiagramm aussendet und empfängt, bevor ein im Flussdiagramm aus 4 dargestellter Bildgebungsvorgang gemäß Ausführungsform 1 ausgeführt wird, um das Filtersteuersignal vorab einzustellen.
In der Prescan-Sequenz, wie im Beispiel aus 9B dargestellt, wird die Aussendung desselben Sendestrahls mehrere Male wiederholt, werden eine Signalkomponente und eine Rauschkomponente berechnet und wird das Filtersteuersignal entsprechend ihren Eigenschaften festgelegt. Beispielsweise kann für Daten, die empfangen werden, wenn der gleiche Sendestrahl mehrere Male wiederholt ausgesendet wird, festgestellt werden, dass die Komponente, die sich zwischen Aussendungen nicht ändert, die Signalkomponente ist, und dass die Komponente, die sich ändert, die Rauschkomponente ist. Falls ein Intervall zwischen wiederholten Übertragungen kürzer ist als eine Zeit, die in Anspruch genommen wird, damit sich ein Beobachtungsziel infolge einer Körperbewegung typischerweise um etwa eine Wellenlänge der ausgesendeten Ultraschallwelle bewegt, kann durch ein hier beschriebenes Verfahren die Rauschkomponente infolge der Körperbewegung von der Signalkomponente unterschieden werden.
Demgemäß wird die Schätzung des Rauschens und des Signals weniger durch die Körperbewegung beeinflusst, wenn die gleichen Sendestrahlen wiederholt kontinuierlich ausgesendet werden, und kann ein Filtersteuersignal erzeugt werden, das das Rauschen wirksam beseitigen kann.
Die Prescan-Sequenz wird spezifisch mit Bezug auf den Ablauf aus 9A beschrieben.
Falls die Steuereinrichtung 92 akzeptiert, dass der Benutzer eine auf der Betriebseinheit 93 der Konsole 103 angeordnete Taste zur Einstellung der automatischen Rauschunterdrückung gedrückt hat (Schritt 901), führt die Steuereinrichtung 92 die Prescan-Sequenz aus, bei der die in 9B definierten Sendestrahlen sequenziell ausgesendet werden, um das Ultraschallsignal (den Empfangsstrahl) anhand des empfangenen Signals zu erzeugen (Schritt 102). Der Bewerter 107 erzeugt das Filtersteuersignal durch das gleiche Verfahren wie in den Schritten 401 bis 403 von 4 (Schritt 903).
Demgemäß führt die Steuereinrichtung 92 die Rauschunterdrückungseinstellung aus und verwendet das in Schritt 903 festgelegte Filtersteuersignal als anfänglich festgelegtes Filtersteuersignal zur Ausführung der Schritte 401 bis 408 des Ablaufs aus 4 und zur Erzeugung des Ultraschallbilds durch normale Bildgebung (Schritte 904 und 905).
Beim vorstehend erwähnten Schritt 902 werden, wie in 9B dargestellt, Sendestrahlen gleicher Intensität und gleicher Frequenzeigenschaften (wobei die Sendestrahlen die gleiche Anzahl aufweisen) drei Mal zur selben Position ausgesendet und erzeugt der Bewerter 107 jedes Mal das Filtersteuersignal 202. Demgemäß wird es weniger anfällig für den Einfluss der Körperbewegung des Gegenstands, wodurch ein Filtersteuersignal erzeugt wird, das ein Filter auswählt, welches das Rauschen wirksam entfernen kann. Die Anzahl der Wiederholungen der Sendestrahlen und die Anzahl der Sendestrahlen und dergleichen in der in 9B dargestellten Sequenz dienen jedoch lediglich als Beispiel, und die gleiche Wirkung, wie sie in der vorliegenden Ausführungsform dargestellt ist, kann durch beliebiges Festlegen der Sendestrahlen und der Anzahl der Sendestrahlen erwartet werden.
Weil andere Konfigurationen jenen gemäß Ausführungsform 1 gleichen, wird auf ihre Beschreibung verzichtet.
Ausführungsform 6
Die Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 6 wird mit Bezug auf die 10A und 10B beschrieben.
Wie in 10A dargestellt ist, unterscheidet sich die Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 6 in der Hinsicht von Ausführungsform 1, dass der Bewerter 107 ein Sendeparameter-Steuersignal 210 an den Sendestrahlformer 91 ausgibt. Das Sendeparameter-Steuersignal 210 dient der Festlegung eines Parameters des Sendestrahls zur Verringerung des Rauschens des Ultraschallsignals 201 und wurde durch die Prescan-Sequenz erhalten.
Die Prescan-Sequenz wird spezifisch mit Bezug auf den Ablauf aus 10B beschrieben.
Wenn die Steuereinrichtung 92 akzeptiert, dass der Benutzer die auf der Betriebseinheit 93 angeordnete Taste zur Einstellung der automatischen Rauschunterdrückung gedrückt hat (Schritt 1001), führt die Steuereinrichtung 92 die Prescan-Sequenz aus, sendet den Sendestrahl aus und erzeugt das Ultraschallsignal (den Empfangsstrahl) anhand des erhaltenen empfangenen Signals (Schritt 1002).
Der Bewerter 107 bestimmt den Sendeparameter (beispielsweise die Sendefrequenz) zur Verringerung des Rauschens des Ultraschallsignals beispielsweise durch Berechnen des Signal-Rausch-Verhältnisses des durch die Parameter verschiedener Sendestrahlen erhaltenen Signals und Bestimmen eines Sendeparameters, der zu einem Signal-Rausch-Verhältnis führt, das nicht unter einem bestimmten Wert liegt, und erzeugt das Sendeparameter-Steuersignal (Schritt 1003).
Auf diese Weise führt die Steuereinrichtung 92 die Rauschunterdrückungseinstellung aus und führt der Bewerter 107 die Schritte 401 bis 408 des Ablaufs aus 4 aus, während er das in Schritt 1003 festgelegte Sendeparameter-Steuersignal an den Sendestrahlformer ausgibt, und erzeugt das Ultraschallbild durch normale Bildgebung (Schritte 1004 und 1005).
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Sendestrahl ausgesendet werden, der in der Lage ist, das Rauschen des Ultraschallsignals zu verringern, und zusammen mit der Rauschunterdrückungswirkung beim Filtern des Ultraschallsignals, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, eine erhebliche Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses und der Auflösung erreicht werden.
Weil andere Konfigurationen jenen gemäß Ausführungsform 1 gleichen, wird auf ihre Beschreibung verzichtet.
In der Prescan-Sequenz kann das Sendeparameter-Steuersignal 210 nach der Trennung der Rauschkomponente und der Signalkomponente durch kontinuierliches Aussenden desselben Sendestrahls wie in 9B dargestellt festgelegt werden oder kann das Sendeparameter-Steuersignal 210 durch kontinuierliches Aussenden verschiedener Sendestrahlen und Analysieren der Differenz der Signale zwischen den verschiedenen Sendestrahlen festgelegt werden.
Ausführungsform 7
Die Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 7 wird mit Bezug auf die 11A und 11B beschrieben.
Die Vorrichtung aus 11A unterscheidet sich von jener aus Ausführungsform 1 dadurch, dass sie einen Bildvorprozessor 114 hinter dem Filterprozessor 106 aufweist und vom Bildvorprozessor 114 ausgegebene Zwischenbilddaten 1210 in den Bewerter 107 eingibt.
Der Bildvorprozessor 114 gibt die Zwischenbilddaten 1210 durch Ausführen einer Bildvorverarbeitung am gefilterten Ultraschallsignal 204 aus. Die Bildvorverarbeitung umfasst beispielsweise eine Koordinatenwandlungsverarbeitung vom Ultraschallsignal zum Bild, eine Detektionsverarbeitung und eine Interpolationsverarbeitung.
Der Bewerter 107 berechnet einen Bildeigenschaftswert anhand der Zwischenbilddaten 1210 und legt das Filtersteuersignal, das den Eigenschaftswert des Filters zum Entfernen des im Ultraschallsignal enthaltenen Rauschens festlegt, auf der Grundlage des Bildeigenschaftswerts fest, so dass das Filtersteuersignal 202 erzeugt und ausgegeben wird. Beispiele für den Bildeigenschaftswert umfassen die Frequenzeigenschaften und die Signalstärke in einem bestimmten Gebiet in bestimmten Zwischenbilddaten 1210.
Demgemäß können durch die Verwendung von Eingangssignalen, die sowohl für den Bewerter als auch den Filterprozessor geeignet sind, die Rauschunterdrückung maximiert werden und der Rechenumfang minimiert werden.
In 11A werden nur die Zwischenbilddaten 1210 in den Bewerter 107 eingegeben, das Ultraschallsignal 201 wird jedoch weiter eingegeben, und das Filtersteuersignal zum Festlegen des Filtereigenschaftswerts kann auf der Grundlage sowohl des Bildeigenschaftswerts als auch des Signaleigenschaftswerts, die anhand der Zwischenbilddaten 1210 bzw. des Ultraschallsignals 201 berechnet wurden, festgelegt werden.
Die Vorrichtung aus 11B unterscheidet sich in der Hinsicht von jener gemäß Ausführungsform 1, dass sie den Signalvorprozessor 115 hinter dem Empfangsstrahlformer 105 aufweist und dass der Filterprozessor 106 vom Signalvorprozessor 115 ausgegebene Zwischen-Ultraschallsignaldaten 211 verarbeitet.
Der Signalvorprozessor 115 gibt die Zwischen-Ultraschallsignaldaten 211 durch Ausführen einer Signalverarbeitung am Ultraschallsignal 201 aus. Die Signalverarbeitung umfasst hier beispielsweise eine Frequenzfilterverarbeitung.
Der Bewerter 107 berechnet den Signaleigenschaftswert der Zwischen-Ultraschallsignaldaten 211 und legt das Filtersteuersignal, das den Filtereigenschaftswert zum Entfernen des im Ultraschallsignal enthaltenen Rauschens festlegt, auf der Grundlage des Signaleigenschaftswerts fest, so dass das Filtersteuersignal 202 erzeugt und ausgegeben wird.
Demgemäß können durch die Verwendung der sowohl für den Bewerter als auch den Filterprozessor geeigneten Eingangssignale die Rauschunterdrückungswirkung maximiert werden und der Rechenumfang minimiert werden.
Ausführungsform 8
Die Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 8 wird mit Bezug auf 12 beschrieben.
Bei der Vorrichtung aus 12 erzeugt der Filterprozessor 106 mehrere Typen gefilterter Ultraschallsignale 204 durch Anwenden mehrerer Filterverarbeitungstypen auf dasselbe Ultraschallsignal 201.
Der Bewerter 107 bewertet die Signaleigenschaften mehrerer jeweiliger Typen gefilterter Ultraschallsignale 204 in der gleichen Weise wie gemäß Ausführungsform 1, um ein Syntheseverarbeitungs-Steuersignal 212 zu berechnen. Insbesondere wird die Gültigkeit der Filterverarbeitung auf der Grundlage der Differenz oder Korrelation zwischen dem Ultraschallsignal und dem gefilterten Ultraschallsignal beurteilt und wird das Syntheseverarbeitungs-Steuersignal auf der Grundlage des Beurteilungswerts erzeugt. Das Syntheseverarbeitungs-Steuersignal ist ein Parameter, der sich auf die Syntheseverarbeitung der gefilterten Ultraschallsignale bezieht, beispielsweise ein Gewicht für jedes Signalgebiet jedes gefilterten Ultraschallsignals, und ein mehrschichtiger Syntheseprozessor 1114 addiert die gefilterten Ultraschallsignale entsprechend den Gewichten.
Der Glättungsprozessor 108-1 glättet mehrere der Filtersteuersignale 203.
Der Syntheseprozessor 1114 ist dadurch gekennzeichnet, dass er ein synthetisiertes Ultraschallsignal 209 erzeugt, beispielsweise durch Ausführen der Syntheseverarbeitung durch Wichten und Addieren der gefilterten Ultraschallsignale oder unter Verwendung einer Wavelet-Transformation an den gefilterten Ultraschallsignalen auf der Grundlage der Filtersteuersignale.
Der Bildprozessor 109 erzeugt ein Ultraschallbild 304 unter Verwendung des synthetisierten Ultraschallsignals 209.
Wie vorstehend beschrieben, ist es bei der Konfiguration gemäß der vorliegenden Ausführungsform nicht erforderlich, die Filterverarbeitung wieder auf der Grundlage von Beurteilungsergebnissen des Bewerters auszuführen, so dass die Rauschunterdrückung des Ultraschallbilds verzögerungsfrei erreicht werden kann.
Beschreibung von Bezugszahlen und -zeichen
91: Sendestrahlformer, 92: Steuereinrichtung, 93: Betriebseinheit, 100: Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung, 101: Ultraschall-Bildgebungsvorrichtungs-Hauptkörper, 102: Ultraschallsonde, 103: Konsole, 104: Anzeigevorrichtung, 105: Empfangsstrahlformer, 106: Filterprozessor, 107: Bewerter, 108-1, 108-2: Glättungsprozessor, 109: Bildprozessor, 151: Gegenstand.

Claims

Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung (100), welche Folgendes aufweist: einen Bewerter (107), der ein Filtersteuersignal (202) erzeugt, wobei der Bewerter (107) ein oder mehrere Zeitreihen-Ultraschallsignale (201) empfängt, die durch Empfangen einer Ultraschallwelle von einem Gegenstand (151) durch eine Ultraschallsonde (102), nachdem eine Ultraschallwelle von der Ultraschallsonde (102) zum Gegenstand (151) ausgesendet wurde, erhalten werden, und das Filtersteuersignal (202) zum Festlegen eines Eigenschaftswerts eines Filters (206) zur Entfernung im Ultraschallsignal (201) enthaltenen Rauschens für eine Zeitreihenrichtung des Ultraschallsignals (201) oder für eine vorgegebene Richtung oder ein vorgegebenes Gebiet, die oder das in einem zwei- oder mehrdimensionalen Signalraum festgelegt wurde, worin sich mehrere Ultraschallsignale (201) befinden, erzeugt, einen Filterprozessor (106), der das Rauschen durch Verarbeiten des Ultraschallsignals (201) des entsprechenden Signaleigenschaftswerts durch das Filter (206) mit dem auf der Grundlage des Filtersteuersignals (202) festgelegten Eigenschaftswert entfernt, und einen Bildprozessor (109), der ein Bild (1206, 304) unter Verwendung des Ultraschallsignals (201), aus dem das Rauschen durch den Filterprozessor (106) entfernt wurde, erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Glättungsprozessor (108-1), der die Verteilung des Filtersteuersignals (202) in der Richtung oder im Gebiet glättet, zwischen dem Bewerter (107) und dem Filterprozessor (106) angeordnet ist.
Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei das Zeitreihen-Ultraschallsignal (201) ein Signal in Tiefenrichtung des Gegenstands (151) ist und die im Signalraum festgelegte vorgegebene Richtung eine Richtung ist, in der sich Frames befinden, die an derselben Position des Gegenstands (151) zu verschiedenen Zeiten erhalten werden.
Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Bewerter (107) eine Verteilung von Signaleigenschaftswerten des Ultraschallsignals (201) für eine Zeitreihenrichtung des Ultraschallsignals (201) oder für eine vorgegebene Richtung oder ein vorgegebenes Gebiet, die oder das in einem zwei- oder mehrdimensionalen Signalraum festgelegt ist, in dem sich die Ultraschallsignale (201) befinden, berechnet und das Filtersteuersignal (202) zum Festlegen des Eigenschaftswerts des Filters (206) zur Entfernung des im Ultraschallsignal (201) enthaltenen Rauschens für die Richtung oder das Gebiet entsprechend dem Signaleigenschaftswert erzeugt.
Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Bewerter (107) ein Lernmodell aufweist und das Lernmodell durch Lehrerdaten trainiert wurde, wobei ein Ultraschallsignal (201) als Eingangsdaten und ein für die Entfernung des Rauschens aus dem Ultraschallsignal (201) geeignetes Filtersteuersignal (202) als Ausgangsdaten verwendet wurden.
Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung (100), welche Folgendes aufweist: einen Bewerter (107), der ein Filtersteuersignal (202) erzeugt, wobei der Bewerter (107) ein oder mehrere Zeitreihen-Ultraschallsignale (201) empfängt, die durch Empfangen einer Ultraschallwelle von einem Gegenstand (151) durch eine Ultraschallsonde (102), nachdem eine Ultraschallwelle von der Ultraschallsonde (102) zum Gegenstand (151) ausgesendet wurde, erhalten werden, und das Filtersteuersignal (202) zum Festlegen eines Eigenschaftswerts eines Filters (206) zur Entfernung im Ultraschallsignal (201) enthaltenen Rauschens für eine Zeitreihenrichtung des Ultraschallsignals (201) oder für eine vorgegebene Richtung oder ein vorgegebenes Gebiet, die oder das in einem zwei- oder mehrdimensionalen Signalraum festgelegt wurde, worin sich mehrere Ultraschallsignale (201) befinden, erzeugt, einen Filterprozessor (106), der das Rauschen durch Verarbeiten des Ultraschallsignals (201) des entsprechenden Signaleigenschaftswerts durch das Filter (206) mit dem auf der Grundlage des Filtersteuersignals (202) festgelegten Eigenschaftswert entfernt, und einen Bildprozessor (109), der ein Bild (1206, 304) unter Verwendung des Ultraschallsignals (201), aus dem das Rauschen durch den Filterprozessor (106) entfernt wurde, erzeugt, wobei ein Glättungsprozessor (108-1, 108-2), der die Verteilung des Filtersteuersignals (202) in der Richtung oder im Gebiet und/oder die Verteilung der Ultraschallsignale (201) nach der Filterverarbeitung glättet, zwischen dem Bewerter (107) und dem Filterprozessor (106) und/oder zwischen dem Filterprozessor (106) und dem Bildprozessor (109) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewerter (107) die Richtung oder das Gebiet in eine vorgegebene Längen- oder Flächeneinheit unterteilt und das Filtersteuersignal (202) für jede Unterteilung erzeugt, der Bewerter (107) die benachbarten Unterteilungen so festlegt, dass sie einander teilweise überlappen, und der Glättungsprozessor (108-1, 108-2) das Filtersteuersignal (202) in einem Abschnitt, in dem die Unterteilungen einander überlappen, und/oder die Ultraschallsignale (201) nach der Filterverarbeitung durch Wichten und Addieren von ihnen glättet.
Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Filterprozessor (106) den Eigenschaftswert des Filters (206) wichtet und eine Faltung mit dem Ultraschallsignal (201) ausführt.
Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Bewerter (107) ein trainiertes Lernmodell aufweist, welches das Ultraschallsignal (201) als Eingabe verwendet und das Filtersteuersignal (202) ausgibt.
Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung (100), welche Folgendes aufweist: einen Bewerter (107), der ein Filtersteuersignal (202) erzeugt, wobei der Bewerter (107) ein oder mehrere Zeitreihen-Ultraschallsignale (201) empfängt, die durch Empfangen einer Ultraschallwelle von einem Gegenstand (151) durch eine Ultraschallsonde (102), nachdem eine Ultraschallwelle von der Ultraschallsonde (102) zum Gegenstand (151) ausgesendet wurde, erhalten werden, und das Filtersteuersignal (202) zum Festlegen eines Eigenschaftswerts eines Filters (206) zur Entfernung im Ultraschallsignal (201) enthaltenen Rauschens für eine Zeitreihenrichtung des Ultraschallsignals (201) oder für eine vorgegebene Richtung oder ein vorgegebenes Gebiet, die oder das in einem zwei- oder mehrdimensionalen Signalraum festgelegt wurde, worin sich mehrere Ultraschallsignale (201) befinden, erzeugt, einen Filterprozessor (106), der das Rauschen durch Verarbeiten des Ultraschallsignals (201) des entsprechenden Signaleigenschaftswerts durch das Filter (206) mit dem auf der Grundlage des Filtersteuersignals (202) festgelegten Eigenschaftswert entfernt, und einen Bildprozessor (109), der ein Bild (1206, 304) unter Verwendung des Ultraschallsignals (201), aus dem das Rauschen durch den Filterprozessor (106) entfernt wurde, erzeugt, wobei ein Glättungsprozessor (108-1, 108-2), der die Verteilung des Filtersteuersignals (202) in der Richtung oder im Gebiet und/oder die Verteilung der Ultraschallsignale (201) nach der Filterverarbeitung glättet, zwischen dem Bewerter (107) und dem Filterprozessor (106) und/oder zwischen dem Filterprozessor (106) und dem Bildprozessor (109) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung (100) ferner eine Steuereinrichtung (92) aufweist, die den Bewerter (107) veranlasst, einen Anfangswert des Filtersteuersignals (202) vorab durch Aussenden der Ultraschallwelle zum Gegenstand (151) mit einer vorgegebenen Prescan-Sequenz und Erhalten des Ultraschallsignals (201) zu berechnen, und in der Prescan-Sequenz Ultraschallwellen mit den gleichen Sendebedingungen mehrere Male wiederholt zum Gegenstand (151) ausgesendet werden.
Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, welche ferner eine Sendesteuereinrichtung (91) aufweist, die ein Sendesignal zur Ultraschallsonde (102) aussendet, um die Ultraschallwelle zum Gegenstand (151) zu senden, wobei der Bewerter (107) zusätzlich zur Erzeugung des Filtersteuersignals (202) ein Sendesteuersignal (210) zur Steuerung der Sendesteuereinrichtung (91) erzeugt und ausgibt und die Sendesteuereinrichtung (91) die von der Sonde (102) ausgesendete Ultraschallwelle durch Ändern des Sendesignals auf der Grundlage des Sendesteuersignals (210) ändert.
Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung (100) nach Anspruch 9, wobei der Bewerter (107) die Ultraschallwelle mit einer vorgegebenen Prescan-Sequenz zum Gegenstand (151) aussendet, das Ultraschallsignal (201) erhält und Ultraschallsendeparameter zur Verringerung des Rauschens berechnet.
Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, welche ferner einen Syntheseprozessor (111) aufweist, der das Ultraschallsignal (201), aus dem das Rauschen durch den Filterprozessor (106) entfernt wurde, und das Ultraschallsignal (201), bevor das Rauschen durch den Filterprozessor (106) entfernt wurde, wichtet und synthetisiert, wobei der Bildprozessor (109) das Bild (304) unter Verwendung des vom Syntheseprozessor (111) synthetisierten Ultraschallsignals (209) erzeugt.
Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung (100) nach Anspruch 11, welche ferner eine Betriebseinheit (93, 103) aufweist, die für das Wichten durch den Syntheseprozessor (111) verwendete Gewichte von einem Benutzer empfängt.
Bildverarbeitungsvorrichtung, welche Folgendes aufweist: einen Bewerter (107), der ein Filtersteuersignal (202) erzeugt, wobei der Bewerter (107) ein oder mehrere durch Empfangen einer Ultraschallwelle vom Gegenstand (151) durch eine Ultraschallsonde (102) erhaltene Zeitreihen-Ultraschallsignale (201) empfängt und das Filtersteuersignal (202) zum Festlegen eines Eigenschaftswerts eines Filters (206) zur Entfernung im Ultraschallsignal (201) enthaltenen Rauschens für eine Zeitreihenrichtung des Ultraschallsignals (201) oder für eine vorgegebene Richtung oder ein vorgegebenes Gebiet, die oder das in einem zwei- oder mehrdimensionalen Signalraum festgelegt ist, in dem sich mehrere Ultraschallsignale (201) befinden, erzeugt, einen Filterprozessor (106), der das Rauschen durch Verarbeiten des Ultraschallsignals (201) des entsprechenden Signaleigenschaftswerts durch das Filter (206) mit dem auf der Grundlage des Filtersteuersignals (202) festgelegten Eigenschaftswert entfernt, und einen Bildprozessor (109), der ein Bild (1206, 304) unter Verwendung des Ultraschallsignals (201), aus dem das Rauschen durch den Filterprozessor (106) entfernt wurde, erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Glättungsprozessor (108-1), der die Verteilung des Filtersteuersignals (202) in der Richtung oder im Gebiet glättet, zwischen dem Bewerter (107) und dem Filterprozessor (106) angeordnet ist.