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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Einstellen eines Bildgebungsparameters einer Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung.
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2. Zugehörige Technik
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Bei einer medizinischen Ultraschalluntersuchung unter Verwendung einer Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung prüft ein Untersucher ein sich bewegendes Bild, das in Echtzeit angezeigt wird, während er eine Ultraschallsonde bedient. Zu dieser Zeit kann ein geeignetes Bild zur Diagnose nur gewonnen werden, wenn der Untersucher einen Bildgebungsparameter der Ultraschallsonde und der Bildgebungsvorrichtung auf einen geeigneten Wert entsprechend dem Patienten und einem Bildgebungsort einstellt. Da es eine große Anzahl von einzustellenden Parametern gibt, erfordert es Zeit, Bildgebungsparameter einzustellen, was die Komplexität der Untersuchung erhöht. Um die Untersuchungszeit zu verkürzen und die Komplexität der Untersuchung zu verringern, ist eine Vorrichtung bekannt, die einen Bildgebungsparametersatz im Voraus vorbereitet und einen geeigneten Parametersatz entsprechend einer angeschlossenen Sonde automatisch auswählt.
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JP2007-167116A (Patentliteratur 1) offenbart eine Vorrichtung, die einen geeigneten Bildgebungsparametersatz basierend auf Körpergewicht, Körperfettanteil, Alter, Geschlecht, Körperbau und einem Diagnosezielort eines Patienten in einer im Voraus eingeschriebenen Patientendatenbank automatisch auswählt.
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Die Zustände von Gewebe und inneren Organen im Körper des Patienten unterscheiden sich jedoch je nach Patient stark. Ein Verfahren, eine Sonde gegen den Patienten zu drücken, ist je nach Untersucher unterschiedlich. Außerdem sind selbst im selben Organ geeignete Bilder je nach dem zu untersuchenden Inhalt unterschiedlich. Aus diesem Grund ist es schwierig, unter Verwendung einer automatischen Einstellungstechnik zur Bildgebung aus der zugehörigen Technik wie etwa der in Patentschrift 1 offenbarten für alle Kombinationen von Patient, Untersucher und zu untersuchendem Inhalt ein geeignetes Bild zur Diagnose zu erhalten. Dementsprechend ist es letztendlich notwendig, einen Bildgebungsparameter für jede Untersuchung manuell und geeignet einzustellen. Ein Einstellvorgang des Parameters muss unter Berücksichtigung des Zustands des Patienten, von Eigenschaften von Ultraschallwellen und dergleichen vorgenommen werden, und Wissen und Erfahrung sind erforderlich.
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JP2021-159511A (Patentliteratur 2) offenbart eine Vorrichtung, die ein empfangenes Ultraschallsignal auswertet und eine Filtersteuerung durchführt, um einen Parameterwert zum Beseitigen von Störungen aus dem Ultraschallsignal für jedes biologische Gewebe, in dem mehr Gewebe miteinander verflochten sind, einzustellen. Gemäß dieser Vorrichtung ist es möglich, automatisch eine geeignete Störungsbeseitigung unter Berücksichtigung eines Zustands eines Patienten, von Eigenschaften von Ultraschallwellen und dergleichen durchzuführen, und es ist möglich, einen Vorgang des Einstellens eines Bildgebungsparameters für jede Untersuchung zu verringern.
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Zitierliste
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Patentliteratur
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- PTL 1: JP2007-167116A
- PTL 2: JP2021-159511A
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Die Erfindung von Patentliteratur 2 weist eine Konfiguration auf, bei der das empfangene Ultraschallsignal ausgewertet und eine Filtersteuerung durchgeführt wird und bei der in dem empfangenen Ultraschallsignal ein Störsignal, das für ein Phänomen, das in einem ursprünglichen Ausbreitungsprozess auftritt, irrelevant ist wie etwa ein Artefaktsignal, das in einem Ausbreitungsprozess von Ultraschallwellen erzeugt wird, oder eine elektrische Störung, die normalerweise in einer elektrischen Schaltung oder dergleichen der Vorrichtung erzeugt wird, mit einem Signal von ursprünglich ausgebreiteten Ultraschallwellen gemischt wird. Aus diesem Grund kann das empfangene Ultraschallsignal, wenn das empfangene Ultraschallsignal ausgewertet wird, durch Störungen beeinträchtigt sein, an erster Stelle kann es zu einer fehlerhaften Auswertung kommen, es kann schwierig sein, die beabsichtigte Filtersteuerung durchzuführen, und es kann sein, dass ein geeigneter Parameter nicht stabil eingestellt werden kann. Bei Ausführungsform 5 von Patentliteratur 2 wird, um die beabsichtigte Filtersteuerung durchzuführen, eine Vorrichtung zum wiederholten Durchführen von Ultraschallsendung und -empfang auf derselben Sende- und Empfangsleitung und zum Auswerten eines erhaltenen Ultraschallsignals offenbart, aber es braucht Zeit, um ein Bild zu konstruieren, und daher wird eine Bildrate eines sich bewegenden Bildes verringert.
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Ziel der Erfindung ist es, eine Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, einen Bildgebungsparameter für jede Untersuchung automatisch und stabil zu optimieren, ohne die Echtzeit eines sich bewegenden Bildes zu beeinträchtigen, selbst in einer Situation, in der ein Original-Ultraschallsignal und elektrische Störungen oder ähnliches in einem Empfangssignal gemischt sind, und die Untersuchungszeit zu verkürzen.
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Um das obige Ziel zu erreichen, enthält eine Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung der Erfindung: eine Sendeeinheit, die mit einem oder mehr Ultraschallelementen verbunden ist und dazu ausgebildet ist, zwischen einem Pilot-Signal zum Veranlassen des Ultraschallelements, ein Pilot-Ultraschallsignal zum Detektieren einer Eigenschaft eines Gegenstands zu erzeugen, und einem Bildgebungs-Ultraschallsignal zum Veranlassen des Ultraschallelements, ein Bildgebungs-Ultraschallsignal zu erzeugen, umzuschalten und das Pilot-Signal und das Bildgebungssignal zu senden; eine Empfangseinheit, die mit dem einen oder den mehr Ultraschallelementen verbunden und dazu ausgebildet ist, ein Empfangssignal, das durch das Ultraschallelement, das eine Ultraschallwelle von dem Gegenstand empfängt, ausgegeben wird, zu empfangen; eine Signal- und Bildverarbeitungseinheit, die dazu ausgebildet ist, eine Signalverarbeitung an dem Empfangssignal basierend auf dem Bildgebungs-Ultraschallsignal unter Verwendung eines vorgegebenen Parameters durchzuführen, um ein Bild zu erzeugen, und an dem erzeugten Bild unter Verwendung eines vorgegebenen Parameters eine Bildverarbeitung durchzuführen; einen Schalter; eine Eigenschaftswert-Berechnungseinheit; und eine Parameter-Bestimmungseinheit. Der Schalter ist zwischen der Empfangseinheit und der Eigenschaftswert-Ermittlungseinheit und der Signal- und Bildverarbeitungseinheit angeordnet und sendet das durch die Empfangseinheit empfangene Empfangssignal an die Eigenschaftswert-Ermittlungseinheit, wenn das Empfangssignal ein auf dem Pilot-Ultraschallsignal basierendes Empfangssignal ist. Die Eigenschaftswert-Ermittlungseinheit berechnet basierend auf dem von dem Schalter empfangenen Empfangssignal einen Eigenschaftswert, der ein Wert ist, der einen Verteilungsmodus in einer Tiefenrichtung des Gegenstands oder einen Energiewert in einer bestimmten Energietiefe des Pilot-Ultraschallsignals repräsentiert. Die Parameter-Bestimmungseinheit bestimmt basierend auf dem Eigenschaftswert einen oder mehr Parameterwerte unter den Parametern, die für das durch die Signal- und Bildverarbeitungseinheit durchgeführte Verarbeiten verwendet werden.
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Gemäß der Erfindung ist es selbst in einer Situation, in der ein Original-Ultraschallsignal und elektrische Störungen oder ähnliches in einem Empfangssignal gemischt sind, möglich, einen Bildgebungsparameter für jede Untersuchung stabil zu optimieren, ohne die Echtzeit eines sich bewegenden Bildes zu beeinträchtigen. Dementsprechend kann die Untersuchungszeit verkürzt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist ein Blockschaltbild, das eine Gesamtkonfiguration einer Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 2A ist ein Diagramm, das ein Frequenzband eines Bildgebungs-Ultraschallsignals der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 2B ist ein Diagramm, das ein Frequenzband eines Empfangssignals des Bildgebungs-Ultraschallsignals der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 2C ist ein Diagramm, das ein Frequenzband eines Pilot-Ultraschallsignals gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 2D ist ein Diagramm, das ein Frequenzband eines Empfangssignals des Pilot-Ultraschallsignals gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 3 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Eigenschaftswert-Ermittlungseinheit 10 der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 4 ist ein Blockschaltbild, das Konfigurationen einer Parameter-Bestimmungseinheit 21 und eines Parameterwertspeichers 30 der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 5 ist ein Blockschaltbild, das ein weiteres Konfigurationsbeispiel für eine Parameter-Bestimmungseinheit 21 der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 6 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb eines jeden Teils einer Signalverarbeitungseinrichtung 101 der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 7A ist eine Ansicht, die eine Sendungsrichtung des Pilot-Ultraschallsignals gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 7B ist eine Ansicht, die eine Sendungsrichtung des Bildgebungs-Ultraschallsignals gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 7C ist ein Diagramm, das eine Abfolge von Sendungszeiten eines Pilot-Signals und eines Bildgebungssignals gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 8 ist eine Ansicht, die geteilte Bildgebungs-Scanbereiche (Bildgebungsbereiche) der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 2 und Senderichtungen von Pilot-Ultraschallsignalen zeigt.
- 9A ist eine Ansicht, die die Senderichtungen der Pilot-Ultraschallsignale gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
- 9B ist eine Ansicht, die die Senderichtungen von Bildgebungs-Ultraschallsignalen gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
- 9C ist ein Diagramm, das eine Abfolge von Sendezeiten eines Pilot-Signals und eines Bildgebungssignals gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
- 10 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb eines jeden Teils der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 3-1 zeigt.
- 11 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb eines jeden Teils der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 3-2 zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Eine Schallwelle hat eine frequenzabhängige Dämpfungscharakteristik in einem Ausbreitungsprozess, und eine Charakteristik eines empfangenen Ultraschallsignals ist für jede Ausbreitungsdistanz, das heißt, Bildgebungstiefe (Zeit), anders. Da der Reflexionsgrad und die frequenzabhängige Dämpfungscharakteristik der Schallwelle abhängig von einem Zustand eines Mediums (Gewebe), durch das sich die Schallwelle ausbreitet, veränderlich sind, verändert sich auch die Charakteristik des empfangenen Ultraschallsignals abhängig von einem Zustand eines Patienten und eines Bildgebungsortes. Daher kann durch Analysieren einer Eigenschaft des empfangenen Ultraschallsignals der Ausbreitungsprozess von Ultraschallwellen in einem Gegenstand erkannt werden. Durch Einstellen eines Parameterwertes oder dergleichen einer Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung unter Verwendung von Informationen über den Ausbreitungsprozess ist es möglich, eine Signal- und Bildverarbeitung zum Erzeugen eines optimalen Bildes zur Diagnose für jede Untersuchung durchzuführen.
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Indes wird in dem durch die Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung empfangenen Ultraschallsignal ein Signal, das für ein in einem ursprünglichen Ausbreitungsprozess auftretendes Phänomen irrelevant ist wie etwa ein Artefaktsignal, das in einem Ausbreitungsprozess von Ultraschallwellen erzeugt wird, oder ein elektrisches Rauschen, das normalerweise in einer elektrischen Schaltung oder dergleichen der Vorrichtung erzeugt wird, mit einem von den ausgebreiteten Ultraschallwellen abgeleiteten Signal gemischt. Da ein solches unnötiges Signal ein fehlerhaftes Analyseergebnis verursachen kann, wenn eine Eigenschaft eines Empfangssignals analysiert wird, ist es schwierig, unter Verwendung der Informationen über den Ausbreitungsprozess ein geeignetes Bild stabil zu liefern.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird vor dem Senden eines Bildgebungs-Ultraschallsignals ein Pilot-Ultraschallsignal zum Ermitteln einer Eigenschaft des Gegenstands an den Gegenstand gesendet. Basierend auf dem Empfangssignal wird ein Eigenschaftswert, der in dem Empfangssignal durch die Ausbreitung des Pilot-Ultraschallsignals in einer Tiefenrichtung in einem Gegenstand erzeugt wird, berechnet. Unter Verwendung des Eigenschaftswertes wird ein Parameter, der für die auf ein Empfangssignal des Bildgebungs-Ultraschallsignals anzuwendende Signalverarbeitung und Bildverarbeitung zu verwenden ist, bestimmt.
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Da das Pilot-Ultraschallsignal unter einer Bedingung, die sich von der des Bildgebungs-Ultraschallsignals unterscheidet, abgestrahlt werden kann, kann das Pilot-Ultraschallsignal so abgestrahlt werden, dass das Empfangssignal des Pilot-Ultraschallsignals weniger durch Störungen beeinflusst wird als das Empfangssignal des Bildgebungs-Ultraschallsignals. Zum Beispiel kann eine Mittenfrequenz des Pilot-Ultraschallsignals an eine Frequenzkomponente des Empfangssignals angepasst werden, die verwendet wird, wenn ein Bild basierend auf dem Empfangssignal des Bildgebungs-Ultraschallsignals erzeugt wird. Als ein Beispiel kann, wenn eine harmonische Bildgebung („harmonic imaging“) durchgefühhrt wird, ein Pilot-Ultraschallsignal mit der doppelten Frequenz des Bildgebungs-Ultraschallsignals gesendet werden, und daher ist es möglich, ein Empfangssignal des Pilot-Ultraschallsignals mit einer Energie, die größer ist als die einer zweiten harmonischen Welle des Bildgebungs-Ultraschallsignals, zu erhalten.
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Dementsprechend ist es möglich, einen Einfluss des Artefaktsignals und der elektrischen Störungen, die normalerweise in der elektrischen Schaltung oder dergleichen der Vorrichtung erzeugt werden, zu verringern, das Empfangssignal des Pilot-Ultraschallsignals genau auszuwerten und ein geeignetes Bild stabil zu liefern.
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Nachfolgend werden Ausführungsformen 1 bis 3 genauer beschrieben.
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<<Ausführungsform 1>>
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Eine Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt eine Gesamtkonfiguration der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung 100.
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Wie in 1 gezeigt, enthält die Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung 100 eine Sendeeinheit 102, eine Signalverarbeitungseinrichtung 101, eine Benutzerschnittstelle (UI) 51 wie etwa eine Eingabeeinheit, und eine Anzeigeeinheit 50. Eine Ultraschallsonde 108, die ein Array, in dem mehrere Ultraschallelemente angeordnet sind, enthält, ist mit der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung 100 verbunden.
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Die Signalverarbeitungseinrichtung 101 enthält eine Pilot-Signal-Erzeugungseinheit 61, die ein Pilot-Signal (elektrisches Signal) erzeugt, eine Bildgebungssignal-Erzeugungseinheit 62, die ein Bildgebungssignal (elektrisches Signal) erzeugt, einen Schalter 60 und eine Sendeeinheit. Der Schalter 60 schaltet das Pilot-Signal oder das Bildgebungssignal und speist das Pilot-Signal oder das Bildgebungssignal in die Sendeeinheit 102 ein. Dementsprechend kann die Sendeeinheit 102 zwischen einem Pilot-Signal, das zum Ermitteln der Eigenschaft des Gegenstands verwendet wird, und dem Bildgebungssignal umschalten und das Pilot-Signal und das Bildgebungssignal an die Ultraschallsonde 108 senden.
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Die Signalverarbeitungseinrichtung 101 enthält eine Empfangseinheit 104, die mit jedem Ultraschallelement der Ultraschallsonde 108 verbunden ist, einen Schalter 63, eine Eigenschaftswert-Ermittlungseinheit 10, eine Signal- und Bildverarbeitungseinheit 40, eine Steuereinheit 20 und einen Parameterwertspeicher 30. In der Steuereinheit 20 ist eine Parameter-Bestimmungseinheit 21 angeordnet.
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Wenn das Ultraschallelement der Ultraschallsonde 108 das Pilot-Signal von der Sendeeinheit 102 empfängt, wandelt das Ultraschallelement das Pilot-Signal (elektrisches Signal) in ein Pilot-Ultraschallsignal (Ultraschallwelle) um und bestrahlt einen Gegenstand 120 mit dem Pilot-Ultraschallsignal. Ähnlich wandelt das Ultraschallelement, wenn das Ultraschallelement der Ultraschallsonde 108 das Bildgebungssignal von der Sendeeinheit 102 empfängt, das Bildgebungssignal in ein Bildgebungs-Ultraschallsignal um und bestrahlt den Gegenstand 120 mit dem Bildgebungs-Ultraschallsignal.
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Das Ultraschallsignal breitet sich durch den Gegenstand 120 aus, wird durch ein inneres Gewebe reflektiert und gestreut und erreicht wieder die Ultraschallsonde 108. Das Ultraschallelement der Ultraschallsonde 108 empfängt Ultraschallwellen und gibt ein Empfangssignal aus.
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Die Empfangseinheit 104 empfängt das Empfangssignal von dem Ultraschallelement der Ultraschallsonde 108.
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Der Schalter 63 ist zwischen der Empfangseinheit 104 und der Eigenschaftswert-Ermittlungseinheit 10 und der Signal- und Bildverarbeitungseinheit 40 angeordnet. Der Schalter 63 sendet das durch die Empfangseinheit 104 empfangene Empfangssignal an die Eigenschaftswert-Ermittlungseinheit 10, wenn das Empfangssignal ein auf dem Pilot-Ultraschallsignal basierendes Empfangssignal ist.
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Die Eigenschaftswert-Ermittlungseinheit 10 enthält eine Pilot-Signal-Verarbeitungseinheit 11 und eine Eigenschaftswert-Berechnungseinheit 12. Die Eigenschaftswert-Ermittlungseinheit 10 berechnet basierend auf dem von dem Schalter 63 empfangenen Empfangssignal einen Eigenschaftswert, der ein Wert ist, der einen Verteilungsmodus in einer Tiefenrichtung des Gegenstands 120 oder einen Energiewert in einer bestimmten Energietiefe des Pilot-Ultraschallsignals repräsentiert.
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Die Parameter-Bestimmungseinheit 21 der Steuereinheit 20 bestimmt unter Parametern, die zum Verarbeiten durch die Signal- und Bildverarbeitungseinheit 40 verwendet werden, einen oder mehr Parameterwerte basierend auf dem durch die Eigenschaftswert-Ermittlungseinheit 10 berechneten Eigenschaftswert. Die Steuereinheit 20 verwendet den durch die Parameter-Bestimmungseinheit 21 bestimmten Parameterwert, um jede Einheit so zu steuern, dass eine Ultraschallbildgebung durchgeführt wird.
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Die Signal- und Bildverarbeitungseinheit 40 enthält eine Signalverarbeitungseinheit 41 und eine Bildverarbeitungseinheit 42. Die Signal- und Bildverarbeitungseinheit 40 führt eine Signalverarbeitung an dem Empfangssignal basierend auf dem Bildgebungs-Ultraschallsignal unter Verwendung mehrerer Parameterwerte, die die durch die Parameterbestimmungseinheit 21 bestimmten Parameterwerte enthalten, durch, um ein Bild zu erzeugen, und führt eine Bildverarbeitung an dem erzeugten Bild durch. Das durch die Signal- und Bildverarbeitungseinheit 40 erzeugte Bild wird auf der Anzeigeeinrichtung 50 angezeigt.
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Frequenz des Pilot-Signals
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Das Pilot-Ultraschallsignal kann unter einer Bedingung, die sich von der des Bildgebungs-Ultraschallsignals unterscheidet, abgestrahlt werden. Daher wird das Pilot-Ultraschallsignal unter einer Bedingung abgestrahlt, dass das Empfangssignal des Pilot-Ultraschallsignals weniger durch Störungen beeinträchtigt wird als das Empfangssignal des Bildgebungs-Ultraschallsignals.
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Die 2A und 2C zeigen Beispiele von Frequenzen des Bildgebungssignals und des Pilot-Signals, und die 2B und 2D sind Diagramme, die Frequenzbänder von Empfangssignalen zeigen. 3 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Eigenschaftswert-Ermittlungseinheit 10 zeigt.
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Wie in den 2A bis 2D gezeigt, steuert die Steuereinheit 20 die Pilot-Signal-Erzeugungseinheit 61 und die Bildsignal-Erzeugungseinheit 62 so, dass eine Mittenfrequenz f2 des Pilot-Signals mit einer Frequenzkomponente f2, die zu der auf dem Empfangssignal des Bildgebungs-Ultraschallsignals basierenden Bilderzeugung durch die Signal- und Bildverarbeitungseinheit 40 verwendet wird, übereinstimmt.
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Konkret sendet die Sendeeinheit 102 zum Beispiel, wenn die harmonische Bildgebung durchgeführt wird, wie in 2A gezeigt, ein Bildgebungssignal mit der Mittenfrequenz f1 an die Ultraschallsonde 108, um ein Bildgebungs-Ultraschallsignal (Mittenfrequenz f1) zu erzeugen. Da eine zweite harmonische Wellenkomponente f2 erzeugt wird, wenn sich das Bildgebungs-Ultraschallsignal in dem Gegenstand 120 ausbreitet, enthält das in einem Empfangsband der Ultraschallsonde 108 empfangene Empfangssignal in 2B die Frequenzkomponente f1 und die Frequenzkomponente f2. Eine Frequenzkomponente mit einer maximalen Intensität ist die Frequenzkomponente f1. Die Signal- und Bildverarbeitungseinheit 40 extrahiert die in dem Empfangssignal enthaltene zweite harmonische Wellenkomponente f2 unter Verwendung eines Bandpassfilters, um ein Bild zu erzeugen.
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Wenn die harmonische Bildgebung durchgeführt wird, wie in 2C gezeigt, setzt die Steuereinheit 20 eine Mittenfrequenz des Pilot-Signals auf f2, die das Doppelte einer Mittenfrequenz des Bildgebungssignals ist, und sendet das Pilot-Signal an die Ultraschallsonde 108, um ein Pilot-Ultraschallsignal (Mittenfrequenz f2) zu erzeugen. Da das in dem Empfangsband der Ultraschallsonde 108 empfangene Empfangssignal in 2D eine größte Leistung bei der Frequenzkomponente f2 aufweist, wird, wie in 2D gezeigt, ein Merkmal einer Änderung in Abhängigkeit von einer Energietiefe der Ultraschallwellen mit der Frequenz f2, wenn sich die Ultraschallwellen durch den Gegenstand 120 ausbreiten, am stärksten ausgedrückt als die anderen Frequenzkomponenten. Daher wird die Eigenschaftswert-Ermittlungseinheit 10 durch Erhalten eines Eigenschaftswertes, der ein Wert ist, der einen Verteilungsmodus in einer Tiefenrichtung der Energie des Pilot-Ultraschallsignals oder einen Energiewert in einer bestimmten Tiefe repräsentiert, unter Verwendung dieses Empfangssignals, verglichen mit dem Fall, in dem der Eigenschaftswert basierend auf dem Empfangssignal des Bildgebungs-Ultraschallsignals ermittelt wird, weniger wahrscheinlich durch Störungen beeinträchtigt und kann den Eigenschaftswert genau ermitteln.
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Die Mittenfrequenz des Pilot-Signals wird auf eine Frequenzkomponente, die zur Bilderzeugung verwendet wird, eingestellt und zusätzlich wird durch Einstellen einer Wellenzahl des Sendesignals auf zwei oder mehr Wellen ein Signalband des Sendesignals schmaler gemacht. Bei einem normalen Bildgebungssignal wird die Auflösung eines Bildes durch Verwenden eines kurzen Pulses von etwa einer Welle erhöht, während das Frequenzband des Empfangssignals breit ist, indem es ein kurzer Puls ist. Bei dem Pilot-Signal ist die Frequenzkomponente des Empfangssignals durch Verwenden von zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Ultraschallsignalen schmaler als die im Fall des Sendens des kurzen Pulses. Da sich Energie in dem schmalen Band auf eine bestimmte Frequenzkomponente, zum Beispiel f2, konzentriert, ist ein Signal-Rausch-Verhältnis in einer Signalkomponente von f2 höher als das im Fall des Sendens des kurzen Pulses. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass es durch Störungen beeinflusst wird, und der Eigenschaftswert kann mit hoher Genauigkeit ermittelt werden.
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Eigenschaftswert-Ermittlungseinheit 10
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Wie in den 1 und 3 gezeigt, enthält die Eigenschaftswert-Ermittlungseinheit 10 die Pilot-Signal-Verarbeitungseinheit (Extraktionseinheit) 11 und die Eigenschaftswert-Berechnungseinheit 12. Wie in 2D und 3 gezeigt, extrahiert die Pilot-Signal-Verarbeitungseinheit (Extraktionseinheit) 11 ein Empfangssignal mit einer vorgegebenen Frequenz f2 als Mittenfrequenz aus dem Empfangssignal des Pilot-Ultraschallsignals unter Verwendung eines Bandpassfilters oder dergleichen. Dementsprechend können Signale wie etwa elektrische Störungen oder ähnliches mit einem anderen Frequenzband als einem Frequenzband der Mittenfrequenz f2 beseitigt werden. Das durch die Pilot-Signal-Verarbeitungseinheit 11 extrahierte Signal sind Zeitreihendaten (Tiefenrichtungsdaten), die eine Energiemenge des Empfangssignals des Pilot-Ultraschallsignals widerspiegeln. Die Eigenschaftswert-Berechnungseinheit 12 berechnet einen Eigenschaftswert basierend auf dem durch die Pilot-Signal-Verarbeitungseinheit 11 extrahierten Signal. Daher kann die Eigenschaftswert-Berechnungseinheit 12 einen Ausbreitungsprozess der Ultraschallwellen mit der Frequenz f2 in dem Gegenstand 120 in Bezug auf die elektrischen Störungen in einer robusten Weise erkennen und einen Eigenschaftswert berechnen.
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Beispiele für den durch die Eigenschaftswert-Berechnungseinheit 12 berechneten Eigenschaftswert beinhalten einen Gradienten, ein Dämpfungsmaß und ähnliches als einen Wert, der einen Verteilungsmodus der Energie eines Empfangs-Pilot-Signals in einer Tiefenrichtung repräsentiert. Es kann nicht nur ein Wert in einer gesamten Tiefenrichtung, sondern auch ein Energiewert in einer bestimmten Tiefe verwendet werden.
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Eine Frequenz und dergleichen des oben beschriebenen Pilot-Signals wird weiter beschrieben.
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Unter der Annahme, dass die Mittenfrequenz des Bildgebungssendesignals f1 ist, wird basierend auf einem nichtlinearen Ausbreitungsphänomen von Ultraschallwellen eine harmonische Komponente in einem Frequenzband von f2, das einer näherungsweise doppelten Frequenz entspricht, erzeugt (2A). Bei der harmonischen Bildgebung wird die Signal- und Bildverarbeitungseinheit 40 mit der harmonischen Komponente als Hauptkomponente abgebildet ( 2B). Daher ist ein Frequenzband eines charakteristischen Signals des Empfangssignals, das bei der Bildgebung bekannt sein muss, f2. Die harmonische Komponente (Frequenz f2) hat weniger Energie als ein Band der Frequenz f1 einer ursprünglichen Grundwellenkomponente und geht leicht in einem elektrischen Störsignal unter (siehe 2B). Daher stellt die Steuereinheit 20 als Pilot-Signal eine Sendungswellenform mit f2 als Mittenfrequenz ein und veranlasst die Sendeeinheit 102, das Pilot-Signal zu senden. Dementsprechend erhält man ein Empfangssignal des Pilot-Ultraschallsignals mit einem höheren Signal-Rausch-Verhältnis als ein Empfangssignal, das man durch das Bildgebungs-Ultraschallsignal erhält (2D).
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Zu dieser Zeit ändert sich ein Frequenzband des Empfangssignals des Pilot-Ultraschallsignals in Abhängigkeit von einer Antwortfrequenzcharakteristik der Ultraschallsonde 108, die Ultraschallwellen zu dem Gegenstand 120 sendet und von diesem empfängt. Um ein Empfangssignal, das gegenüber elektrischen Störungen unempfindlich ist, zu erfassen, veranlasst die Steuereinheit 20 daher die Pilot-Signal-Verarbeitungseinheit 11, eine Bandfilterverarbeitung mit f2 als Mittenfrequenz durchzuführen. Dementsprechend wird ein Empfangssignal mit einem höheren Signal-Rausch-Verhältnis erzeugt, und es ist weniger wahrscheinlich, dass in dem durch die Eigenschaftswert-Berechnungseinheit 12 berechneten Eigenschaftswert ein Fehler auftritt.
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Parameter-Bestimmungseinheit 21
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Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist eine Konfiguration der Parameter-Bestimmungseinheit 21 dargestellt.
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Wie in 4 gezeigt, enthält die Parameter-Bestimmungseinheit 21 eine Typ-Bestimmungseinheit 26 und eine Parameter-Auswahleinheit 24. Die Parameter-Bestimmungseinheit 21 empfängt einen Eigenschaftswert von der Eigenschaftswert-Berechnungseinheit 12. Die Typ-Bestimmungseinheit 26 bestimmt einen Typ des Eigenschaftswertes des Gegenstands in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Kriterium und sendet ein Bestimmungsergebnis an die Parameter-Auswahleinheit 24.
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In dem Parameterwertspeicher 30 wird für jeden Typ des Eigenschaftswertes ein geeigneter Parameterwert vorab gespeichert.
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Die Parameter-Auswahleinheit 24 wählt einen geeigneten Parameter aus, indem sie aus dem in dem Parameterwertspeicher 30 gespeicherten Parameterwert einen Parameterwert auswählt, der dem Typ des Bestimmungsergebnisses der Typenbestimmungseinheit 26 entspricht. Die Steuereinheit 20 weist die Signalverarbeitungseinheit 41 und/oder die Bildverarbeitungseinheit 42 der Signal- und Bildverarbeitungseinheit 40 an, basierend auf dem durch die Parameter-Bestimmungseinheit 21 ausgewählten Parameterwert eine Verarbeitung durchzuführen.
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Wie in 5 gezeigt, kann die Parameter-Bestimmungseinheit 21 eine Parameter-Berechnungseinheit enthalten, die basierend auf dem von der Merkmalswert-Berechnungseinheit 12 empfangenen Eigenschaftswert einen Parameter berechnet.
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Beispiele für den durch die Parameter-Bestimmungseinheit 21 bestimmten Parameter beinhalten zumindest einen der Parameter Mittenfrequenz, Bandbreite und eine Grenzfrequenz eines Frequenzbandes, das verwendet wird, wenn die Signal- und Bildverarbeitungseinheit 40 ein Empfangssignal durch den Bandpassfilter mit variabler Tiefe verarbeitet. Die Parameter-Bestimmungseinheit 21 kann auch eine Verstärkung, die verwendet wird, wenn das Empfangssignal einem Zeitverstärkungssteuerungs („time gain control“, TGC)-Prozess als Parameter unterzogen wird, bestimmen.
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Die Parameter-Bestimmungseinheit 21 kann einen Parameter eines Sendesignals wie etwa eine Frequenz eines Bildgebungsübertragungssignals basierend auf dem Eigenschaftswert bestimmen. Zum Beispiel besteht eine Möglichkeit, dass es schwierig ist, einen Gegenstand mit einer Frequenzkomponente eines Bildgebungssignals abzubilden, wenn es keinen Typ gibt, der ein vorgegebenes Typkriterium als Ergebnis der Eigenschaftswert-Berechnung und der Typbestimmung erfüllt. In diesem Fall wird eine Parameterbedingung zum Ändern einer Mittenfrequenz des Übertragungssignals zu einer Seite einer niedrigen Frequenz ermittelt. Indem eine Schallwelle mit einer niedrigen Mittenfrequenz gesendet und empfangen wird, ist es weniger wahrscheinlich, dass sie während der Ausbreitung des Gegenstands durch Dämpfung beeinträchtigt wird, und daher kann ein Empfangssignal mit einer zur Bildgebung ausreichenden Energie erhalten werden. Durch Bestimmen eines Parameters unter Verwendung eines Pilot-Signals auch unter einer Bedingung einer niedrigen Mittenfrequenz ist es möglich, einen passenden Empfangsparameter, der für den Gegenstand geeignet ist, einzustellen und ein optimales Bild zur Diagnose zu erzeugen.
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Betrieb der Signalverarbeitungseinrichtung 101
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Nachfolgend wird der Betrieb von Einheiten der Signalverarbeitungseinrichtung 101 unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm in 6 beschrieben.
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Hier kann die Signalverarbeitungseinrichtung 101 durch Hardware implementiert werden. Zum Beispiel kann ein kundenspezifischer IC wie etwa eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung („application specific integrated circuit“; ASIC) oder ein programmierbarer IC wie etwa ein feldprogrammierbares Gatter-Array („field-programmable gate array“; FPGA) verwendet werden, um eine Schaltung zu entwerfen, um Funktionen der Einheiten zu implementieren. Darüber hinaus können die Funktionen von einem Teil der oder der gesamten Signalverarbeitungseinrichtung 101 durch Software implementiert werden. In diesem Fall wird ein Teil der oder die gesamte Signalverarbeitungseinrichtung 101 durch einen Computer, der einen Prozessor wie etwa eine zentrale Verarbeitungseinheit („central processing unit“; CPU) oder eine Grafikverarbeitungseinheit („graphics processing unit“; GPU) und einen Speicher enthält, implementiert, und die CPU liest ein in dem Speicher gespeichertes Programm und führt es aus, um diese Funktionen zu implementieren.
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Hier führen die Sendeeinheit 102 und die Empfangseinheit 104 ein Strahlformen durch, um eine akustische Leistung in einer vorgegebenen Scanlinienrichtung zu erhöhen.
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Schritt S501
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Unter der Steuerung der Steuereinheit 20 empfängt die Sendeeinheit 102 zum Beispiel ein Pilot-Signal mit der Frequenz f2 von der Pilot-Signal-Erzeugungseinheit 61 über den Schalter 60, erzeugt für jedes Ultraschallelement der Ultraschallsonde 108 ein um einen vorgegebenen Betrag verzögertes Pilot-Signal und sendet das Pilot-Signal an die Ultraschallsonde 108. Das Ultraschallelement wandelt das Pilot-Signal in ein Pilot-Ultraschallsignal um und bestrahlt den Gegenstand 120 mit dem Pilot-Ultraschallsignal. Dementsprechend wird, wie in 7A gezeigt, ein Pilot-Ultraschallsignal, das einem Sendestrahlformen unterliegt, in eine vorgegebene Richtung eines vorgegebenen Bildgebungs-Scanbereichs (Bildgebungsbereich) abgestrahlt.
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Ein Teil des Pilot-Ultraschallsignals wird in dem Gegenstand 120 reflektiert oder gestreut, während es sich in dem Gegenstand 120 ausbreitet, und ein Teil der reflektierten oder gestreuten Ultraschallwelle erreicht das Ultraschallelement der Ultraschallsonde 108 und wird in ein Empfangssignal umgewandelt. Das Ultraschallelement gibt ein Zeitreihen-Empfangssignal aus. Die Empfangseinheit 104 empfängt Empfangssignale von den Ultraschallelementen, verzögert die Empfangssignale um eine vorgegebene Zeit und addiert dann die Empfangssignale, um ein Empfangsstrahlformen durchzuführen.
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Schritt S502
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Die Pilot-Signal-Verarbeitungseinheit 11 verarbeitet die Empfangssignale nach dem Empfangsstrahlformen unter Verwendung eines Bandpassfilters mit der Mittenfrequenz f2 und extrahiert ein Signal in einem vorgegebenen Band, das auf die Mittenfrequenz f2 zentriert ist. Dementsprechend werden die Energie des Pilot-Ultraschallsignals widerspiegelnde Zeitreihendaten, in denen der Soll-Eigenschaftswert in Bezug auf die elektrischen Störungen in einer robusten Weise berechnet werden kann, extrahiert.
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Schritt S503
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Die Eigenschaftswert-Berechnungseinheit 12 gibt den Eigenschaftswert von dem Signal in dem vorgegebenen Band, das auf die durch die Pilot-Signal-Verarbeitungseinheit 11 extrahierte Mittenfrequenz f2 zentriert ist, aus. Zum Beispiel wird als Eigenschaftswert eine Änderung der Energie des Empfangssignals in der Tiefenrichtung berechnet.
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Schritt S504
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Die Parameter-Bestimmungseinheit 21 bestimmt basierend auf dem durch die Eigenschaftswert-Berechnungseinheit 12 berechneten Eigenschaftswert einen optimalen Parameterwert für den Gegenstand. Konkret wählt die Parameter-Bestimmungseinheit 21 aus dem Parameterwertspeicher 30 einen Parameterwert, der dem durch die Eigenschaftswert-Berechnungseinheit 12 berechneten Eigenschaftswert entspricht, aus. Der Parameter ist zum Beispiel eine Grenzfrequenz des Bandpassfilters mit variabler Tiefe.
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Schritt S505
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Die Steuereinheit 20 stellt den durch die Parameter-Bestimmungseinheit 21 in der Signal- und Bildverarbeitungseinheit 40 ermittelten Parameterwert ein. Die Steuereinheit 20 stellt einen vorgegebenen Wert ein, oder einen durch einen Bediener eingestellten Wert als einen für die Empfangssignalverarbeitung erforderlichen Parameterwert, der von dem ermittelten Parameter abweicht.
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Schritte S506 bis S507
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Die Sendeeinheit 102 empfängt zum Beispiel ein Bildgebungssignal mit der Frequenz f1 von der Signalerzeugungseinheit 62 über den Schalter 60, erzeugt für jedes Ultraschallelement ein um einen vorgegebenen Betrag verzögertes Bildgebungssignal und sendet das Bildgebungssignal an die Ultraschallsonde 108. Das Ultraschallelement wandelt das Bildgebungssignal in ein Bildgebungs-Ultraschallsignal um und bestrahlt den Gegenstand 120 mit dem Bildgebungs-Ultraschallsignal. Dementsprechend wird ein einem Sendestrahlformen unterzogenes Bildgebungs-Ultraschallsignal in eine vorgegebene Richtung eines vorgegebenen Bildgebungs-Scanbereichs (Bildgebungsbereich) abgestrahlt. Dieses Verarbeiten wird wiederholt, wie in 7C gezeigt, und die Bildgebungssignale werden nacheinander in mehrere vorgegebene Scan-Richtungen des Bildgebungs-Scanbereichs gesendet (7B).
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Ein Teil des Bildgebungs-Ultraschallsignals wird in dem Gegenstand 120 reflektiert oder gestreut, während es sich in dem Gegenstand 120 ausbreitet, und die reflektierten oder gestreuten Ultraschallwellen erreichen das Ultraschallelement der Ultraschallsonde 108 und werden in ein Empfangssignal umgewandelt. Das Ultraschallelement gibt ein Zeitreihen-Empfangssignal aus. Die Empfangseinheit 104 empfängt das Empfangssignal und führt ein Empfangsstrahlformen durch.
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Schritt S508
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Die Signalverarbeitungseinheit 41 führt unter Verwendung des in Schritt S505 eingestellten Parameterwertes (zum Beispiel die Grenzfrequenz des variablen Tiefenbandpassfilters) eine Signalverarbeitung an dem Empfangssignal eines jeden Bildgebungsübertragungssignals nach dem Empfangsstrahlformen durch. Das verarbeitete Empfangssignal wird an die Bildverarbeitungseinheit 42 ausgegeben.
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Die Bildverarbeitungseinheit 42 erzeugt ein Bild eines Rahmens, indem sie die empfangenen Signale nach dem Empfangsstrahlformen für jede Scanzeile anordnet. Die Bildverarbeitungseinheit 42 führt eine Bildverarbeitung an dem erzeugten Bild unter Verwendung der in Schritt S505 eingestellten Parameter durch.
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Wenn die Parameter-Bestimmungseinheit 21 keinen Bildverarbeitungsparameter aus dem Eigenschaftswert bestimmt, gibt die Steuereinheit 20 nur ein Steuersignal aus, um die Bildverarbeitungseinheit 42 anzuweisen, ein Bild zu erzeugen. Nach dem Erzeugen des Bildes eines Rahmens durch Anordnen der empfangenen Signale nach dem Empfangsstrahlformen für jede Scanzeile führt die Bildverarbeitungseinheit 42 eine Bildverarbeitung unter Verwendung eines vorgegebenen Parameterwertes durch.
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Die Bildverarbeitungseinheit 42 gibt das erzeugte Bild an die Anzeigeeinrichtung 50 aus und veranlasst die Anzeigeeinrichtung 50, das erzeugte Bild anzuzeigen.
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Wie oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Pilot-Ultraschallsignal getrennt von dem Bildgebungs-Ultraschallsignal gesendet, der Eigenschaftswert kann in Bezug auf die Störungen auf eine robuste Weise berechnet werden, und der Ausbreitungsprozess der Ultraschallwellen in dem Gegenstand kann korrekt bekannt sein. Daher kann ein optimaler Parameter, der dem Gegenstand entspricht, stabil bestimmt werden, und es kann für jede Untersuchung ein für die Diagnose optimales, sich bewegendes Bild bereitgestellt werden.
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Die Berechnung des Eigenschaftswertes in einem Prozess zum Bestimmen des Parameters erfordert keine Frequenzanalyse mit hohem Berechnungsverarbeitungskosten. Daher lässt sich die Berechnung des Eigenschaftswertes auch in einer Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung, die Echtzeitverarbeitung erfordert, leicht implementieren. Da die Pilot-Signal-Übermittlung dem normalen Bildgebungsscannen nur bei einer niedrigen Frequenz in einer repräsentativen Richtung hinzugefügt wird, ist ein Einfluss einer Verringerung der Rahmenrate relativ gering.
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Da eine Frequenz, bei der das Pilot-Signal gemäß der vorliegenden Ausführungsform gesendet wird und der Parameter bestimmt wird, einmal für einen Rahmen oder einmal für mehrere Rahmen sein kann, besteht ein geringer Einfluss auf eine Verringerung der Framerate.
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<<Ausführungsform 2»
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Es wird eine Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 beschrieben. 8 ist eine Ansicht, die geteilte Scanbereiche und ein Pilot-Ultraschallsignal zeigt, die 9A und 9B zeigen die Übermittlung eines Pilot-Ultraschallsignals und die Übermittlung eines Bildgebungs-Ultraschallsignals, und 9C zeigt eine Abfolge.
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Bei Ausführungsform 2, wie in 8 dargestellt, unterteilt die Sendeeinheit 102 unter Steuerung der Steuereinheit 20 einen Scanbereich (Bildgebungsbereich) in mehrere Bereiche in Azimutrichtung und sendet ein Pilot-Ultraschallsignal für jeden der unterteilten Bereiche.
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Die Eigenschaftswert-Ermittlungseinheit 10 berechnet für jeden der unterteilten Bereiche einen Eigenschaftswert für ein Empfangssignal des an den Bereich gesendeten Pilot-Ultraschallsignals.
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Die Parameter-Bestimmungseinheit 21 bestimmt basierend auf dem Eigenschaftswert für jeden der unterteilten Bereiche einen Parameterwert.
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Die Signal- und Bildverarbeitungseinheit erzeugt ein Bild des gesamten Bildgebungsbereichs, indem sie ein Bild unter Verwendung des bestimmten Parameterwertes für jeden der unterteilten Bereiche erzeugt.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, ein qualitativ hochwertiges, für die Diagnose geeignetes Bild zu erzeugen, indem ein geeigneter Bildgebungsparameter auch bei einem Gegenstand mit unterschiedlichen Ultraschalleigenschaften in der Azimutrichtung angewendet wird.
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<<Ausführungsform 3»
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Es wird eine Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 beschrieben.
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Bei Ausführungsform 1 ist eine Häufigkeit des Sendens eines Pilot-Signals und des Bestimmens eines Parameters eine vorgegebene Häufigkeit (zum Beispiel einmal pro Frame), wohingegen bei Ausführungsform 3 eine Konfiguration beschrieben wird, bei der ein Pilot-Signal gesendet wird und ein Parameter bestimmt wird, wenn irgendwelche Aktionen durchgeführt werden.
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(Ausführungsform 3-1)
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Zunächst wird ein Beispiel, bei dem ein Pilot-Signal gesendet wird und ein Parameter bestimmt wird, wenn ein Prüfer eine UI 51 der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung bedient (eine Aktion durchführt), unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm von 10 beschrieben. Beispiele für Aktionen beinhalten eine Aktion, wenn der Prüfer eine Anforderung stellt, eine Aktion, wenn der Prüfer eine Bildgebungsbedingung auf der UI 51 ändert, eine Aktion, wenn der Prüfer den Stopp des Scannens aufhebt.
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Schritt S401
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Die Steuerungseinheit 20 zeigt auf der Anzeigeeinrichtung 50 ein durch die Signal- und Bildverarbeitungseinheit 40 unter Verwendung eines vorgegebenen Parameterwertes erzeugtes Bild an.
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Schritte S402 und S501
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Die Steuereinheit 20 bestimmt, ob ein Vorgang auf der UI 51 durchgeführt wird (Schritt S402), und wenn der Vorgang durchgeführt wird, sendet die Steuereinheit 20 ein Pilot-Signal (Schritt S501).
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Schritte S502 bis S508
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Da die Vorgänge in Schritt S502 und den nachfolgenden Schritten dieselben sind wie die bei Ausführungsform 1, wird deren Beschreibung weggelassen.
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(Ausführungsform 3-2)
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Als nächstes wird eine Konfiguration, bei der ein Pilot-Signal entsprechend einem durch einen Prüfer durchgeführten Sondenbetrieb gesendet wird, unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm von 11 beschrieben.
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Bei den meisten Ultraschalluntersuchungen werden morphologische und dynamische Beobachtungen in einem Zustand, in dem ein für jede Untersuchung bestimmter Untersuchungsabschnitt angezeigt wird, durchgeführt. Daher wird bei Ausführungsform 3-2 bestimmt, ob ein Bild, das während einer Betätigung der Ultraschallsonde 108 durch den Untersucher auf der Anzeigeeinrichtung 50 angezeigt wird, ein Untersuchungsabschnitt ist, und wenn es als der Untersuchungsabschnitt bestimmt wird, wird ein Pilot-Signal gesendet. Bei der Ultraschalluntersuchung wird der Untersuchungsabschnitt gesucht und bestimmt, während eine Sonde auf einer Körperoberfläche eines Gegenstands betrieben wird. Da ein Zeitpunkt, zu dem die hohe Bildqualität durch die Optimierung eines Parameters erforderlich ist, im Allgemeinen nach der Bestimmung des Untersuchungsabschnitts liegt, wird ein Sonden-Ultraschallsignal gesendet, wenn der Untersuchungsabschnitt bestimmt ist, und ein Parameterwert wird optimiert, wodurch eine effiziente Parametereinstellung ermöglicht wird. Konkret wird die Verarbeitung durchgeführt, wie in einem Flussdiagramm in 11 gezeigt.
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Schritt S401
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Die Steuerungseinheit 20 zeigt auf der Anzeigeeinrichtung 50 ein unter Verwendung eines vorgegebenen Parameterwertes durch die Signal- und Bildverarbeitungseinheit 40 erzeugtes Bild an.
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Schritt S403
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Die Steuereinheit 20 bestimmt, ob es sich bei dem Bild, das während des Betriebs der Ultraschallsonde 108 durch den Untersucher auf der Anzeigeeinrichtung 50 angezeigt wird, um einen Untersuchungsabschnitt handelt (S403). Ein Verfahren zum Durchführen eines Schaltungsentwurfs im Voraus und zum Bestimmen eines Untersuchungsabschnitts in der Signalverarbeitungseinrichtung 101 führt zum Beispiel einen Algorithmus aus, der festlegt, dass ein Vorgang des Sondenbetriebs verzögert wird, oder einen Erkennungsalgorithmus eines bestimmten Querschnitts unter Verwendung einer Technik wie etwa maschinellem Lernen, und bestimmt, ob das auf der Anzeigeeinrichtung 50 angezeigte Bild ein Untersuchungsabschnitt ist.
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Schritt S501
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Wenn die Steuereinheit 20 bestimmt, dass es sich bei dem auf der Anzeigeeinrichtung 50 angezeigten Bild um den Untersuchungsabschnitt handelt, sendet die Steuereinheit 20 ein Pilot-Signal (Schritt S501).
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Schritte S502 bis S508
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Da Vorgänge in Schritt S502 und den nachfolgenden Schritten dieselben sind wie die bei Ausführungsform 1, wird deren Beschreibung weggelassen.
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Bei der Ultraschalluntersuchung wird der Untersuchungsabschnitt gesucht und bestimmt, während eine Sonde auf einer Körperoberfläche eines Gegenstandes betrieben wird. Daher liegt der Zeitpunkt, zu dem die hohe Bildqualität durch die Optimierung eines Parameters erforderlich ist, im Allgemeinen nach der Bestimmung des Untersuchungsabschnitts, und eine hochfrequente Parameteroptimierung ist möglicherweise nicht erforderlich. Bei den Ausführungsformen 3-1 und 3-2 wird der Parameter, wie oben beschrieben, optimiert, wenn der Untersucher dies anfordert oder wenn ein bestimmter UI-Vorgang durchgeführt wird und wenn der Untersuchungsabschnitt bestimmt ist. Dementsprechend ist eine effiziente Parametereinstellung möglich, und die Rechenlast der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung kann verringert werden.
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Bei der Ultraschall-Bildgebungsvorrichtung ändert sich ein Bildgebungsabschnitt, während der Untersuchungsabschnitt gesucht wird, dynamisch, und ein Zustand eines Empfangssignals wird schnell geändert. Wenn also ein Pilot-Signal gesendet und ein Parameterwert getestet wird, während der Untersuchungsabschnitt gesucht wird, ändert sich der bestimmte Parameterwert ebenfalls stark, und die Bildqualität ist möglicherweise nicht stabil. Wenn die Ultraschallsonde 108 mit einer hohen Geschwindigkeit betrieben wird, kann, da eine Position der Ultraschallsonde 108 zum Zeitpunkt des Sendens des Pilot-Ultraschallsignals und zum Zeitpunkt Sendens des Bildgebungs-Ultraschallsignals unterschiedlich ist, ein Parameterwert eingestellt werden, der für einen aktuellen Bildgebungsabschnitt nicht geeignet ist, und umgekehrt kann die Bildqualität beeinträchtigt werden. Unter einer solchen Untersuchungsbedingung kann es besser sein, das Pilot-Ultraschallsignal zu senden und den Parameterwert gemäß dem bei den Ausführungsformen 3-1 und 3-2 beschriebenen Timing zu optimieren, als das Pilot-Ultraschallsignal mit einer vorgegebenen Frequenz zu senden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2007167116 A [0003, 0005]
- JP 2021159511 A [0005]
