JP2003164451A - ビーム合成方法及びシステム - Google Patents
ビーム合成方法及びシステムInfo
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- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 モーション・アーティファクトを低減した合
成画像フレーム（１９０）を作成する。 【解決手段】 被検体の構造内へ超音波を送出し、該構
造の画像平面（１２１）内の少なくとも１つのサンプル
・ボリューム位置（１５０）について、該構造から後方
散乱された超音波に応答して一組の受信ビーム（１５１
〜１５５）を形成し、該一組の受信ビームがサンプル・
ボリューム位置（１５０）で交差するようにする。画像
平面（１２１）内の少なくとも１つのサンプル・ボリュ
ーム位置（１５０）に対応する合成データ値（２１１）
を、対応する一組の受信ビーム（１５１〜１５５）に基
づいて作成する。少なくとも１つの合成データ値（２１
１）から合成画像フレーム（１９０）を形成する。
成画像フレーム（１９０）を作成する。 【解決手段】 被検体の構造内へ超音波を送出し、該構
造の画像平面（１２１）内の少なくとも１つのサンプル
・ボリューム位置（１５０）について、該構造から後方
散乱された超音波に応答して一組の受信ビーム（１５１
〜１５５）を形成し、該一組の受信ビームがサンプル・
ボリューム位置（１５０）で交差するようにする。画像
平面（１２１）内の少なくとも１つのサンプル・ボリュ
ーム位置（１５０）に対応する合成データ値（２１１）
を、対応する一組の受信ビーム（１５１〜１５５）に基
づいて作成する。少なくとも１つの合成データ値（２１
１）から合成画像フレーム（１９０）を形成する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明の特定の実施形態は、
例えば人体の被検体内の組織構造を撮像するための医学
診断用超音波システムに関するものである。より具体的
に述べると、本発明の特定の実施形態は、画像平面内の
交差する走査線に沿った複数の超音波ビームから組織構
造の合成画像フレームを作成する方法及び装置に関する
ものである。
例えば人体の被検体内の組織構造を撮像するための医学
診断用超音波システムに関するものである。より具体的
に述べると、本発明の特定の実施形態は、画像平面内の
交差する走査線に沿った複数の超音波ビームから組織構
造の合成画像フレームを作成する方法及び装置に関する
ものである。
【０００２】
【発明の背景】異なるデータ・フレームからサンプリン
グされた情報を組み合わせる合成技術を用いる超音波シ
ステムが提案されている。例えば、合成技術は複数のデ
ータ・フレームからの復調データを合算又は平均化する
ことを含んでいる。幾つかの相次ぐフレームのデータが
サンプリングされ、各フレームのデータは典型的にはそ
れぞれ異なるステアリング角度で収集される。ステアリ
ング角度は、超音波ビームが超音波トランスデューサの
表面に対して走査平面内に作る角度である。これらのフ
レームのデータは合成されて（組み合わされて）、表示
のための１つの画像フレームを生成する。
グされた情報を組み合わせる合成技術を用いる超音波シ
ステムが提案されている。例えば、合成技術は複数のデ
ータ・フレームからの復調データを合算又は平均化する
ことを含んでいる。幾つかの相次ぐフレームのデータが
サンプリングされ、各フレームのデータは典型的にはそ
れぞれ異なるステアリング角度で収集される。ステアリ
ング角度は、超音波ビームが超音波トランスデューサの
表面に対して走査平面内に作る角度である。これらのフ
レームのデータは合成されて（組み合わされて）、表示
のための１つの画像フレームを生成する。
【０００３】データ・フレームの各々がそれぞれ異なる
ステアリング角度で収集されるので、且つ任意の一サン
プル・ボリュームからの反射を複数のステアリング角度
により異なる向きで見ることになるので、走査平面内の
１つのサンプル・ボリューム位置当り一層多くの情報が
効果的に収集される。これは、人が建物を実質的に異な
る向き又は角度で見ることに類似する。各々の向きにお
いて、人は建物の異なる特徴を見ることができる。ま
た、場合によっては、建物が遮られて、何も見ることが
できない向きもある。うまくいけば、他の向きでは建物
を妥当に観察しうる。
ステアリング角度で収集されるので、且つ任意の一サン
プル・ボリュームからの反射を複数のステアリング角度
により異なる向きで見ることになるので、走査平面内の
１つのサンプル・ボリューム位置当り一層多くの情報が
効果的に収集される。これは、人が建物を実質的に異な
る向き又は角度で見ることに類似する。各々の向きにお
いて、人は建物の異なる特徴を見ることができる。ま
た、場合によっては、建物が遮られて、何も見ることが
できない向きもある。うまくいけば、他の向きでは建物
を妥当に観察しうる。
【０００４】同様に、走査平面内での組織のサンプル・
ボリュームについて、超音波の反射は各々の向きで異な
っていて、異なる振幅及び位相情報を超音波システムへ
提供する。結果として、１つのステアリング角度で形成
されたフレームよりも一層多い組織細部を持つ画像フレ
ームが提供される。
ボリュームについて、超音波の反射は各々の向きで異な
っていて、異なる振幅及び位相情報を超音波システムへ
提供する。結果として、１つのステアリング角度で形成
されたフレームよりも一層多い組織細部を持つ画像フレ
ームが提供される。
【０００５】しかし残念なことに、得られた合成画像フ
レームは、サンプリングされたデータの相次ぐフレーム
相互の間の時間遅延中に生じた組織の動き（モーショ
ン）により台無しになることがある。各フレームのデー
タは、走査平面内の組織の複数のサンプル・ボリューム
から収集されたデータで構成される。１つのデータ・フ
レームと次のデータ・フレームとの間に（超音波トラン
スデューサに対して被検体が動くことにより）組織の動
きが生じると、任意のサンプル・ボリュームから収集さ
れたデータは別のフレームと比べて一フレーム内の異な
る位置に現れることがある。データ・フレームの合成の
際、組織内の相異なるサンプル・ボリュームを表す位置
からのデータが、組織の動きに起因して互いに組み合わ
されることがある。この動きに起因するモーション・ア
ーティファクトにより、ぼやけたサンプル・ボリューム
として現れる合成画像が生じることがあり、従って詳細
な組織情報が失われる。画像内のサンプル・ボリューム
はそれぞれの鮮明さを失う。従って、モーション・アー
ティファクトの無い合成画像では見ることのできた組織
の細部が失われることになる。そこで、合成を行う前に
フレーム間動き補償技術を採用して、モーション・アー
ティファクトを低減する試みがなされている。しかしな
がら、これまで提案されたフレーム間動き補償技術は時
間がかかり、従ってフレーム速度(rate)を低下させ、ま
た、場合によってはフレーム間動きを充分に補償してい
ない。
レームは、サンプリングされたデータの相次ぐフレーム
相互の間の時間遅延中に生じた組織の動き（モーショ
ン）により台無しになることがある。各フレームのデー
タは、走査平面内の組織の複数のサンプル・ボリューム
から収集されたデータで構成される。１つのデータ・フ
レームと次のデータ・フレームとの間に（超音波トラン
スデューサに対して被検体が動くことにより）組織の動
きが生じると、任意のサンプル・ボリュームから収集さ
れたデータは別のフレームと比べて一フレーム内の異な
る位置に現れることがある。データ・フレームの合成の
際、組織内の相異なるサンプル・ボリュームを表す位置
からのデータが、組織の動きに起因して互いに組み合わ
されることがある。この動きに起因するモーション・ア
ーティファクトにより、ぼやけたサンプル・ボリューム
として現れる合成画像が生じることがあり、従って詳細
な組織情報が失われる。画像内のサンプル・ボリューム
はそれぞれの鮮明さを失う。従って、モーション・アー
ティファクトの無い合成画像では見ることのできた組織
の細部が失われることになる。そこで、合成を行う前に
フレーム間動き補償技術を採用して、モーション・アー
ティファクトを低減する試みがなされている。しかしな
がら、これまで提案されたフレーム間動き補償技術は時
間がかかり、従ってフレーム速度(rate)を低下させ、ま
た、場合によってはフレーム間動きを充分に補償してい
ない。
【０００６】従来の合成及び走査技術は以下の特許の明
細書に開示されている。Fehr等に付与された
細書に開示されている。Fehr等に付与された
【特許文献１】米国特許第４６４９９２７号は、物体の
走査をオーバーラップさせることによって合成超音波画
像を生成する方法及び装置を対象としている。Yamaguch
i 等に付与された
走査をオーバーラップさせることによって合成超音波画
像を生成する方法及び装置を対象としている。Yamaguch
i 等に付与された
【特許文献２】米国特許第４３１９４８９号は、標準の
リニア走査及び傾斜リニア走査により得られた画像を組
み合わせることを対象としている。Jago等に付与された
リニア走査及び傾斜リニア走査により得られた画像を組
み合わせることを対象としている。Jago等に付与された
【特許文献３】米国特許第６１１７０８１号は、空間的
に合成すべき整合不良の画像を補正することを対象とし
ている。Rocha 等に付与された
に合成すべき整合不良の画像を補正することを対象とし
ている。Rocha 等に付与された
【特許文献４】米国特許第４１５９４６２号は、セクタ
走査をオーバーラップさせて実行することを対象として
いる。
走査をオーバーラップさせて実行することを対象として
いる。
【０００７】従って、画像品質を向上させ、且つ動き補
償を行う必要もなくモーション・アーティファクトを低
減させた合成画像フレームを作成する方策が必要とされ
ている。また、実時間で腹部の走査を行うのに用い得る
フレーム速度で、アーティファクトの低減した合成画像
を作成することも必要とされている。
償を行う必要もなくモーション・アーティファクトを低
減させた合成画像フレームを作成する方策が必要とされ
ている。また、実時間で腹部の走査を行うのに用い得る
フレーム速度で、アーティファクトの低減した合成画像
を作成することも必要とされている。
【０００８】
【発明の概要】本発明の一実施形態では、被検体内の構
造を撮像して、モーション・アーティファクトを低減し
た合成画像フレームを作成する超音波システムを提供す
る。本システムは、被検体の構造内へ超音波を送出し、
次いで、該構造の画像平面内の少なくとも１つのサンプ
ル・ボリューム位置について、該構造から後方散乱され
た超音波に応答して一組の受信ビームを形成して、該一
組の受信ビームが前記サンプル・ボリューム位置で交差
するようにする。画像平面内の少なくとも１つのサンプ
ル・ボリューム位置に対応する合成データ値を、対応す
る一組の受信ビームに基づいて作成する。少なくとも１
つの合成データ値から合成画像フレームを形成する。
造を撮像して、モーション・アーティファクトを低減し
た合成画像フレームを作成する超音波システムを提供す
る。本システムは、被検体の構造内へ超音波を送出し、
次いで、該構造の画像平面内の少なくとも１つのサンプ
ル・ボリューム位置について、該構造から後方散乱され
た超音波に応答して一組の受信ビームを形成して、該一
組の受信ビームが前記サンプル・ボリューム位置で交差
するようにする。画像平面内の少なくとも１つのサンプ
ル・ボリューム位置に対応する合成データ値を、対応す
る一組の受信ビームに基づいて作成する。少なくとも１
つの合成データ値から合成画像フレームを形成する。
【０００９】また、複数のサンプル・ボリューム位置で
超音波機械によってサンプリングされたデータ値を合成
する装置が提供される。ここで本書で用いる用語「合成
(compounding) 」は、多数のデータ値をコヒーレントに
又は非コヒーレントに組み合わせて、新しい１つのデー
タを生成することを意味する。本装置はビームフォーマ
及びトランスデューサ・アレイを含み、これは、トラン
スデューサ・アレイの表面近くの同じ点から始まる複数
のビームを異なるステアリング角度で作成する。ビーム
がトランスデューサ・アレイの横方向寸法に沿った異な
る点から始まるようにビームの形成を繰り返すことによ
って、１つのデータ・フレームが形成される。本装置は
更にデータ合成モジュールを含み、このモジュールは、
交差するビームからのデータ値を適応重み付け及びフィ
ルタ処理して、走査した画像平面内の一サンプル・ボリ
ュームに対応する合成データ値を生成する。換言する
と、１つのデータ・フレームに収集されたデータのみを
使用して合成画像が作成される。１つの合成画像フレー
ムが１つのデータ・フレームから形成される。所与のサ
ンプル・ボリュームについての交差するビームが、有意
なモーション・アーティファクトを生じないように時間
的に充分接近してサンプリングされるので、動き補償は
必要とされない。本装置は被検体内の構造の実時間撮像
のために少なくとも毎秒４フレームのフレーム速度で複
数の合成画像フレームを作成する。
超音波機械によってサンプリングされたデータ値を合成
する装置が提供される。ここで本書で用いる用語「合成
(compounding) 」は、多数のデータ値をコヒーレントに
又は非コヒーレントに組み合わせて、新しい１つのデー
タを生成することを意味する。本装置はビームフォーマ
及びトランスデューサ・アレイを含み、これは、トラン
スデューサ・アレイの表面近くの同じ点から始まる複数
のビームを異なるステアリング角度で作成する。ビーム
がトランスデューサ・アレイの横方向寸法に沿った異な
る点から始まるようにビームの形成を繰り返すことによ
って、１つのデータ・フレームが形成される。本装置は
更にデータ合成モジュールを含み、このモジュールは、
交差するビームからのデータ値を適応重み付け及びフィ
ルタ処理して、走査した画像平面内の一サンプル・ボリ
ュームに対応する合成データ値を生成する。換言する
と、１つのデータ・フレームに収集されたデータのみを
使用して合成画像が作成される。１つの合成画像フレー
ムが１つのデータ・フレームから形成される。所与のサ
ンプル・ボリュームについての交差するビームが、有意
なモーション・アーティファクトを生じないように時間
的に充分接近してサンプリングされるので、動き補償は
必要とされない。本装置は被検体内の構造の実時間撮像
のために少なくとも毎秒４フレームのフレーム速度で複
数の合成画像フレームを作成する。
【００１０】更に、画像平面内の複数のサンプル・ボリ
ューム位置で超音波機械によってサンプリングされたデ
ータ値を合成する方法が提供される。本方法は、画像平
面の頂部の同じ点から始まる一組の複数のビームを異な
るステアリング角度で作成する工程を含む。画像平面の
横方向寸法に沿った異なる点について本方法を繰り返す
ことによって、１つのデータ・フレームを形成する。本
方法は更に、交差するビームからのデータ値を適応重み
付け及びフィルタ処理して、走査する画像平面内の一サ
ンプル・ボリュームに対応する合成データ値を生成する
データ合成工程を含んでいる。換言すると、１つのデー
タ・フレームに収集されたデータのみを使用して合成画
像を作成する。１つの合成画像フレームが１つのデータ
・フレームから形成される。所与のサンプル・ボリュー
ムについての交差するビームが有意なモーション・アー
ティファクトを生じないように時間的に充分接近してサ
ンプリングされるので、動き補償は必要とされない。
ューム位置で超音波機械によってサンプリングされたデ
ータ値を合成する方法が提供される。本方法は、画像平
面の頂部の同じ点から始まる一組の複数のビームを異な
るステアリング角度で作成する工程を含む。画像平面の
横方向寸法に沿った異なる点について本方法を繰り返す
ことによって、１つのデータ・フレームを形成する。本
方法は更に、交差するビームからのデータ値を適応重み
付け及びフィルタ処理して、走査する画像平面内の一サ
ンプル・ボリュームに対応する合成データ値を生成する
データ合成工程を含んでいる。換言すると、１つのデー
タ・フレームに収集されたデータのみを使用して合成画
像を作成する。１つの合成画像フレームが１つのデータ
・フレームから形成される。所与のサンプル・ボリュー
ムについての交差するビームが有意なモーション・アー
ティファクトを生じないように時間的に充分接近してサ
ンプリングされるので、動き補償は必要とされない。
【００１１】本発明の特定の実施形態では、動き補償を
行う必要もなくモーション・アーティファクトを低減さ
せた合成画像フレームを作成する方策を提供する。ま
た、腹部の実時間走査を行うのに用い得るフレーム速度
で、アーティファクトの低減した合成画像を作成するこ
とも達成される。
行う必要もなくモーション・アーティファクトを低減さ
せた合成画像フレームを作成する方策を提供する。ま
た、腹部の実時間走査を行うのに用い得るフレーム速度
で、アーティファクトの低減した合成画像を作成するこ
とも達成される。
【００１２】
【発明の詳しい説明】上記の発明の概要並びに以下の特
定の実施形態についての詳しい説明は、添付の図面を参
照すればよりよく理解されよう。しかしながら、本発明
が図面に示した具体的な構成に制限されないことは勿論
である。
定の実施形態についての詳しい説明は、添付の図面を参
照すればよりよく理解されよう。しかしながら、本発明
が図面に示した具体的な構成に制限されないことは勿論
である。
【００１３】図１は、超音波システム５の簡略ブロック
図であって、本発明の一実施形態に従ってビーム合成す
るために使用される主要な素子を示している。超音波シ
ステム５の図示の素子は、フロントエンド１０、処理ア
ーキテクチャ７０、及び表示アーキテクチャ１２０であ
る。フロントエンド１０は、（複数のトランスデューサ
・アレイ素子２５を含む）トランスデューサ・アレイ２
０と、送信／受信スイッチング回路３０と、送信器４０
と、受信器５０と、ビームフォーマ６０とを有する。処
理アーキテクチャ７０は、制御処理モジュール８０と、
復調モジュール９０と、走査変換モジュール１００と、
データ合成モジュール１１０とを有する。
図であって、本発明の一実施形態に従ってビーム合成す
るために使用される主要な素子を示している。超音波シ
ステム５の図示の素子は、フロントエンド１０、処理ア
ーキテクチャ７０、及び表示アーキテクチャ１２０であ
る。フロントエンド１０は、（複数のトランスデューサ
・アレイ素子２５を含む）トランスデューサ・アレイ２
０と、送信／受信スイッチング回路３０と、送信器４０
と、受信器５０と、ビームフォーマ６０とを有する。処
理アーキテクチャ７０は、制御処理モジュール８０と、
復調モジュール９０と、走査変換モジュール１００と、
データ合成モジュール１１０とを有する。
【００１４】これらのアーキテクチャ及びモジュール
は、ディジタル信号処理装置を備えた回路板のような専
用のハードウエア素子であってもよく、或いは、市販の
規格品のＰＣのような汎用コンピュータ又はプロセッサ
で実行するソフトウエアであってもよい。様々なアーキ
テクチャ及びモジュールを本発明の様々な実施形態に従
って組み合わせたり分離したりしてもよい。
は、ディジタル信号処理装置を備えた回路板のような専
用のハードウエア素子であってもよく、或いは、市販の
規格品のＰＣのような汎用コンピュータ又はプロセッサ
で実行するソフトウエアであってもよい。様々なアーキ
テクチャ及びモジュールを本発明の様々な実施形態に従
って組み合わせたり分離したりしてもよい。
【００１５】フロントエンド１０において、トランスデ
ューサ・アレイ２０は送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチン
グ回路３０に接続されている。Ｔ／Ｒスイッチング回路
３０は送信器４０の出力及び受信器５０の入力に接続さ
れている。受信器５０の出力がビームフォーマ６０に入
力される。ビームフォーマ６０は更に送信器４０の入力
に接続されると共に、処理アーキテクチャ７０内の制御
処理モジュール８０及び復調モジュール９０の入力に接
続されている。
ューサ・アレイ２０は送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチン
グ回路３０に接続されている。Ｔ／Ｒスイッチング回路
３０は送信器４０の出力及び受信器５０の入力に接続さ
れている。受信器５０の出力がビームフォーマ６０に入
力される。ビームフォーマ６０は更に送信器４０の入力
に接続されると共に、処理アーキテクチャ７０内の制御
処理モジュール８０及び復調モジュール９０の入力に接
続されている。
【００１６】図２は、図１の処理アーキテクチャ７０の
より詳細な簡略ブロック回路図である。この詳しい実施
形態は、制御処理モジュール８０と、復調モジュール９
０と、直接メモリ・アクセス（ＤＭＡ）インターフェー
ス９１と、データ・メモリ・モジュール９５と、走査変
換モジュール１００と、データ合成モジュール１１０
と、直接メモリ・アクセス（ＤＭＡ）インターフェース
１１２と、フレーム・メモリ・モジュール１１５とで構
成されている。
より詳細な簡略ブロック回路図である。この詳しい実施
形態は、制御処理モジュール８０と、復調モジュール９
０と、直接メモリ・アクセス（ＤＭＡ）インターフェー
ス９１と、データ・メモリ・モジュール９５と、走査変
換モジュール１００と、データ合成モジュール１１０
と、直接メモリ・アクセス（ＤＭＡ）インターフェース
１１２と、フレーム・メモリ・モジュール１１５とで構
成されている。
【００１７】処理アーキテクチャ７０において、ＤＭＡ
インターフェース９１は復調モジュール９０の出力とデ
ータ・メモリ・モジュール９５の入力との間に接続され
ている。データ・メモリ・モジュール９５の出力は走査
変換モジュール１００の入力に接続されている。走査変
換モジュール１００の出力はデータ合成モジュール１１
０の入力に接続されている。制御処理モジュール８０は
データ合成モジュール１１０に接続されている。ＤＭＡ
インターフェース１１２はデータ合成モジュール１１０
の出力とフレーム・メモリ・モジュール１１５の入力と
の間に接続されている。フレーム・メモリ・モジュール
１１５の出力は表示アーキテクチャ１２０の入力に接続
されている。
インターフェース９１は復調モジュール９０の出力とデ
ータ・メモリ・モジュール９５の入力との間に接続され
ている。データ・メモリ・モジュール９５の出力は走査
変換モジュール１００の入力に接続されている。走査変
換モジュール１００の出力はデータ合成モジュール１１
０の入力に接続されている。制御処理モジュール８０は
データ合成モジュール１１０に接続されている。ＤＭＡ
インターフェース１１２はデータ合成モジュール１１０
の出力とフレーム・メモリ・モジュール１１５の入力と
の間に接続されている。フレーム・メモリ・モジュール
１１５の出力は表示アーキテクチャ１２０の入力に接続
されている。
【００１８】被検体から一フレームのデータをサンプリ
ングすべきとき、トランスデューサ・アレイ２０を使用
して、被検体へ超音波を送出する。トランスデューサ・
アレイ２０は、多数の個別のトランスデューサ素子２５
よりなるリニア・アレイ又は湾曲形アレイとすることが
できる。各々のトランスデューサ素子２５は、送信器４
０からの信号に応答して超音波を発生することができ
る。更に、トランスデューサ素子相互間の超音波の位相
関係を制御することもできる。その結果得られる超音波
エネルギ・ビーム（例えば、図３中の１５１）が、トラ
ンスデューサ・アレイ２０の表面１４３上の一点（例え
ば、１３２）から事実上始まり且つトランスデューサ・
アレイ２０の表面１４３に直角な方向１４９に対して或
る特定の角度（例えば、１４４）で被検体の組織内へ送
出される。典型的には、超音波ビーム（例えば、１５
１）を送信するために多数の素子２５が使用される。多
数の素子２５から送出される超音波相互間の位相関係
が、送信ビーム（例えば、１５１）のステアリング角度
（例えば、１４４）を決定する。送信のために使用され
る素子２５の数は、アポダイゼーションのような他の因
子と共に、組織構造内のその長さに沿った超音波ビーム
（例えば、１５１）の形状を決定する。
ングすべきとき、トランスデューサ・アレイ２０を使用
して、被検体へ超音波を送出する。トランスデューサ・
アレイ２０は、多数の個別のトランスデューサ素子２５
よりなるリニア・アレイ又は湾曲形アレイとすることが
できる。各々のトランスデューサ素子２５は、送信器４
０からの信号に応答して超音波を発生することができ
る。更に、トランスデューサ素子相互間の超音波の位相
関係を制御することもできる。その結果得られる超音波
エネルギ・ビーム（例えば、図３中の１５１）が、トラ
ンスデューサ・アレイ２０の表面１４３上の一点（例え
ば、１３２）から事実上始まり且つトランスデューサ・
アレイ２０の表面１４３に直角な方向１４９に対して或
る特定の角度（例えば、１４４）で被検体の組織内へ送
出される。典型的には、超音波ビーム（例えば、１５
１）を送信するために多数の素子２５が使用される。多
数の素子２５から送出される超音波相互間の位相関係
が、送信ビーム（例えば、１５１）のステアリング角度
（例えば、１４４）を決定する。送信のために使用され
る素子２５の数は、アポダイゼーションのような他の因
子と共に、組織構造内のその長さに沿った超音波ビーム
（例えば、１５１）の形状を決定する。
【００１９】トランスデューサ・アレイ２０で走査する
とき、被検体内の走査平面１２１（図３参照）からデー
タが収集されて、超音波システム５内にデータ・フレー
ム１７０（図６参照）を生成する。データ・フレーム１
７０は、走査平面１２１内の異なる走査線（例えば、１
２２〜１３１）に沿っている受信した超音波ビーム１７
１のデータから作られる。超音波ビーム１７１は、所定
の系列（シーケンス）に従って走査平面１２１内の異な
る走査線（例えば、図３中の１２２〜１３１）に沿っ
て、異なる時間に送信し受信される。ビーム１７１はト
ランスデューサ・アレイ２０の表面１４３に沿った異な
る点（例えば、図３中の１３２〜１４２）から始まり、
且つトランスデューサ・アレイ２０の表面１４３に直角
な方向１４９に対して走査平面１２１内に異なるステア
リング角度（例えば、図３中の１４４〜１４８）を形成
する。
とき、被検体内の走査平面１２１（図３参照）からデー
タが収集されて、超音波システム５内にデータ・フレー
ム１７０（図６参照）を生成する。データ・フレーム１
７０は、走査平面１２１内の異なる走査線（例えば、１
２２〜１３１）に沿っている受信した超音波ビーム１７
１のデータから作られる。超音波ビーム１７１は、所定
の系列（シーケンス）に従って走査平面１２１内の異な
る走査線（例えば、図３中の１２２〜１３１）に沿っ
て、異なる時間に送信し受信される。ビーム１７１はト
ランスデューサ・アレイ２０の表面１４３に沿った異な
る点（例えば、図３中の１３２〜１４２）から始まり、
且つトランスデューサ・アレイ２０の表面１４３に直角
な方向１４９に対して走査平面１２１内に異なるステア
リング角度（例えば、図３中の１４４〜１４８）を形成
する。
【００２０】図３は幾つかの走査線１２２〜１３１を示
しており、これらの走査線に沿って超音波ビーム１７１
が走査平面１２１内に様々なステアリング角度１４４〜
１４８で送信される。全てのビームはトランスデューサ
・アレイ２０の表面１４３上の点から始まる。例えば、
走査平面１２１内の特定のサンプル・ボリューム位置１
５０からのデータを５つの異なるステアリング角度１４
４〜１４８でサンプリングするため、５本の別々のビー
ム１５１〜１５５が点１３２〜１３６から走査線１２２
〜１２６に沿って送信されて受信される。これらの一系
列の５本のビーム１５１〜１５５はサンプル・ボリュー
ム位置１５０で交差する。送受信される一系列の５本の
ビーム１５１〜１５５が沿う５本の走査線１２２〜１２
６は、系列番号ｍと該系列ｍ内のビーム番号ｎとにより
（ｍ，ｎ）として識別される。５本の走査線１２２〜１
２６は図３に（ｍ，１）〜（ｍ，５）として表されてい
る。隣接のサンプル・ボリューム位置１５６について
は、（ｍ＋１，１）〜（ｍ＋１，５）として表されてい
る別の一系列の５本のビーム１５７〜１６１が走査平面
１２１内のサンプル・ボリューム位置１５６で交差す
る。系列ｍ＋１に対応する走査線１２７〜１３１に沿っ
た５本のビーム１５７〜１６１の各々が、トランスデュ
ーサ・アレイ２０の表面１４３上の点１３７〜１４２か
ら始まり、且つ系列ｍについての対応する点１３２〜１
３６から距離（ｄ）１６２だけずれている。
しており、これらの走査線に沿って超音波ビーム１７１
が走査平面１２１内に様々なステアリング角度１４４〜
１４８で送信される。全てのビームはトランスデューサ
・アレイ２０の表面１４３上の点から始まる。例えば、
走査平面１２１内の特定のサンプル・ボリューム位置１
５０からのデータを５つの異なるステアリング角度１４
４〜１４８でサンプリングするため、５本の別々のビー
ム１５１〜１５５が点１３２〜１３６から走査線１２２
〜１２６に沿って送信されて受信される。これらの一系
列の５本のビーム１５１〜１５５はサンプル・ボリュー
ム位置１５０で交差する。送受信される一系列の５本の
ビーム１５１〜１５５が沿う５本の走査線１２２〜１２
６は、系列番号ｍと該系列ｍ内のビーム番号ｎとにより
（ｍ，ｎ）として識別される。５本の走査線１２２〜１
２６は図３に（ｍ，１）〜（ｍ，５）として表されてい
る。隣接のサンプル・ボリューム位置１５６について
は、（ｍ＋１，１）〜（ｍ＋１，５）として表されてい
る別の一系列の５本のビーム１５７〜１６１が走査平面
１２１内のサンプル・ボリューム位置１５６で交差す
る。系列ｍ＋１に対応する走査線１２７〜１３１に沿っ
た５本のビーム１５７〜１６１の各々が、トランスデュ
ーサ・アレイ２０の表面１４３上の点１３７〜１４２か
ら始まり、且つ系列ｍについての対応する点１３２〜１
３６から距離（ｄ）１６２だけずれている。
【００２１】任意の完全な一系列ｍの受信ビーム（例え
ば、１５１〜１５５）は走査平面１２１内の１つのサン
プル・ボリューム位置（例えば、１５０）にだけ寄与す
る。しかしながら、全ての受信ビームは、サンプル・ボ
リューム位置相互の間で共有される。１つの完全なデー
タ・フレーム１７０についてのデータを作成するため
に、多数の超音波ビーム１７１を多数の走査線（例え
ば、１２１〜１３１）に沿って送信し受信して、本例で
は、走査平面１２１内の悉くのサンプル・ボリューム位
置（例えば、１５０）について５本の交差するビームが
存在するようにしなければならない。
ば、１５１〜１５５）は走査平面１２１内の１つのサン
プル・ボリューム位置（例えば、１５０）にだけ寄与す
る。しかしながら、全ての受信ビームは、サンプル・ボ
リューム位置相互の間で共有される。１つの完全なデー
タ・フレーム１７０についてのデータを作成するため
に、多数の超音波ビーム１７１を多数の走査線（例え
ば、１２１〜１３１）に沿って送信し受信して、本例で
は、走査平面１２１内の悉くのサンプル・ボリューム位
置（例えば、１５０）について５本の交差するビームが
存在するようにしなければならない。
【００２２】例えば、画像フレーム１９０（図６参照）
が走査平面１２１を横切る２００本の得られた垂直な合
成データ線１８６で構成され、且つ受信ビーム１７１の
各々が走査平面１２１の全体の深さ４００にわたって各
深さ（例えば、１６３）についてのデータに寄与する場
合、未合成のデータ・フレーム１７０が（各々のサンプ
ル・ボリューム位置が一系列５本の交差するビームを必
要とすると仮定して）５×２００＝１０００本の交差す
る受信ビーム１７１のデータで構成される。
が走査平面１２１を横切る２００本の得られた垂直な合
成データ線１８６で構成され、且つ受信ビーム１７１の
各々が走査平面１２１の全体の深さ４００にわたって各
深さ（例えば、１６３）についてのデータに寄与する場
合、未合成のデータ・フレーム１７０が（各々のサンプ
ル・ボリューム位置が一系列５本の交差するビームを必
要とすると仮定して）５×２００＝１０００本の交差す
る受信ビーム１７１のデータで構成される。
【００２３】走査線（例えば、１２２）に沿って送信超
音波ビーム（例えば、１５１）を作成するため、制御処
理モジュール８０がビームフォーマ６０に指令データを
送る。該指令データに応じて、ビームフォーマは、トラ
ンスデューサ・アレイ２０の表面１４３の或る特定の点
（例えば、１３２）から或る特定のステアリング角度
（例えば、１４４）で始まる或る特定の形状のビーム
（例えば、１５１）を生成するための送信パラメータを
作成する。送信パラメータはビームフォーマ６０から送
信器４０へ送られる。送信器４０は送信パラメータを使
用して、Ｔ／Ｒスイッチング回路３０を介してトランス
デューサ・アレイ２０へ送るべき送信信号を適切に符号
化する。送信信号は互いに対して或る特定のレベル及び
位相に設定されて、トランスデューサ・アレイ２０の個
々のトランスデューサ素子２５へ供給される。送信信号
はトランスデューサ・アレイ２０のトランスデューサ素
子２５を励起して、同じ位相及びレベル関係で超音波を
送出させる。このようにして、トランスデューサ・アレ
イ２０が例えば超音波用ジェルを使用して被検体に音響
結合されているとき、超音波エネルギの送信ビーム（例
えば、１５１）が走査平面１２１内の被検体の組織構造
内に形成される。このプロセスは電子走査として知られ
ている。
音波ビーム（例えば、１５１）を作成するため、制御処
理モジュール８０がビームフォーマ６０に指令データを
送る。該指令データに応じて、ビームフォーマは、トラ
ンスデューサ・アレイ２０の表面１４３の或る特定の点
（例えば、１３２）から或る特定のステアリング角度
（例えば、１４４）で始まる或る特定の形状のビーム
（例えば、１５１）を生成するための送信パラメータを
作成する。送信パラメータはビームフォーマ６０から送
信器４０へ送られる。送信器４０は送信パラメータを使
用して、Ｔ／Ｒスイッチング回路３０を介してトランス
デューサ・アレイ２０へ送るべき送信信号を適切に符号
化する。送信信号は互いに対して或る特定のレベル及び
位相に設定されて、トランスデューサ・アレイ２０の個
々のトランスデューサ素子２５へ供給される。送信信号
はトランスデューサ・アレイ２０のトランスデューサ素
子２５を励起して、同じ位相及びレベル関係で超音波を
送出させる。このようにして、トランスデューサ・アレ
イ２０が例えば超音波用ジェルを使用して被検体に音響
結合されているとき、超音波エネルギの送信ビーム（例
えば、１５１）が走査平面１２１内の被検体の組織構造
内に形成される。このプロセスは電子走査として知られ
ている。
【００２４】トランスデューサ・アレイ２０は二方向ト
ランスデューサである。一旦超音波が被検体内へ送信さ
れると、超音波は構造内の組織サンプル・ボリューム
（例えば、１５０）から後方散乱される。後方散乱した
波は、それらが組織内をトランスデューサ・アレイ２０
の表面１４３まで戻る距離及び角度に応じて、異なる時
点にトランスデューサ・アレイ２０に到達する。トラン
スデューサ・アレイ２０のトランスデューサ素子２５は
これらの後方散乱波に応答して、これらの後方散乱波の
超音波エネルギを受信電気信号へ変換する。
ランスデューサである。一旦超音波が被検体内へ送信さ
れると、超音波は構造内の組織サンプル・ボリューム
（例えば、１５０）から後方散乱される。後方散乱した
波は、それらが組織内をトランスデューサ・アレイ２０
の表面１４３まで戻る距離及び角度に応じて、異なる時
点にトランスデューサ・アレイ２０に到達する。トラン
スデューサ・アレイ２０のトランスデューサ素子２５は
これらの後方散乱波に応答して、これらの後方散乱波の
超音波エネルギを受信電気信号へ変換する。
【００２５】受信電気信号はＴ／Ｒスイッチング回路３
０を介して受信器５０に通される。受信器５０は受信信
号を増幅しディジタル化し、また利得補償のような他の
機能を行う。ディジタル化された受信信号は、各々のト
ランスデューサ素子２５によって様々な時点に受信され
た後方散乱波に対応していて、後方散乱波の振幅及び位
相情報を保持している。
０を介して受信器５０に通される。受信器５０は受信信
号を増幅しディジタル化し、また利得補償のような他の
機能を行う。ディジタル化された受信信号は、各々のト
ランスデューサ素子２５によって様々な時点に受信され
た後方散乱波に対応していて、後方散乱波の振幅及び位
相情報を保持している。
【００２６】ディジタル化された受信信号はビームフォ
ーマ６０へ送られる。制御処理モジュール８０がビーム
フォーマ６０に指令データを送る。ビームフォーマ６０
はこの指令データを使用して、トランスデューサ・アレ
イ２０の表面１４３上の点（例えば、１３２）からステ
アリング角度（例えば、１４４）で始まる受信ビーム
（例えば、１５１）を形成する。これらの点及び角度
は、典型的には前に走査線（例えば、１２２）に沿って
送信した超音波ビーム（例えば、１５１）の点及びステ
アリング角度に対応する。ビームフォーマ６０は、制御
処理モジュール８０からの指令データの命令に従って、
適切な受信信号に作用して時間遅延及び集束を実行し、
被検体の組織構造内の一走査線（例えば、１２２）に沿
ったサンプル・ボリューム（例えば、サブセット２０
１）に対応する受信ビーム（例えば、１５１）信号を生
成する。様々なトランスデューサ素子２５からの受信信
号の位相、振幅及びタイミング情報が、受信ビーム（例
えば、１５１）信号を生成するために使用される。
ーマ６０へ送られる。制御処理モジュール８０がビーム
フォーマ６０に指令データを送る。ビームフォーマ６０
はこの指令データを使用して、トランスデューサ・アレ
イ２０の表面１４３上の点（例えば、１３２）からステ
アリング角度（例えば、１４４）で始まる受信ビーム
（例えば、１５１）を形成する。これらの点及び角度
は、典型的には前に走査線（例えば、１２２）に沿って
送信した超音波ビーム（例えば、１５１）の点及びステ
アリング角度に対応する。ビームフォーマ６０は、制御
処理モジュール８０からの指令データの命令に従って、
適切な受信信号に作用して時間遅延及び集束を実行し、
被検体の組織構造内の一走査線（例えば、１２２）に沿
ったサンプル・ボリューム（例えば、サブセット２０
１）に対応する受信ビーム（例えば、１５１）信号を生
成する。様々なトランスデューサ素子２５からの受信信
号の位相、振幅及びタイミング情報が、受信ビーム（例
えば、１５１）信号を生成するために使用される。
【００２７】受信ビーム（例えば、１５１）信号はディ
ジタル・インターフェース１１７を介して処理アーキテ
クチャ７０へ送られる。復調モジュール９０が受信ビー
ム（例えば、１５１）信号について復調を行って、受信
ビーム（例えば、１５１）に対応する走査線（例えば、
１２２）の長さに沿ったサンプル・ボリューム（例え
ば、図３のサブセット２０１）に対応する対になったＩ
及びＱ復調データ値（例えば、図４のサブセット１９１
〜２００）を生成する。Ｉ及びＱ復調データ値は受信信
号の位相及び振幅情報を保持している。所与のサンプル
・ボリューム位置（例えば、１５０）についてのＩ及び
Ｑデータ対から振幅情報を抽出することは、演算（Ｉ2
＋Ｑ2 ）1/2 を行うことと数学的に等価である。こうし
て、１つの振幅データ値が得られる（例えば、図４のサ
ブセット１９１）。一旦振幅検出をデータについて行う
と、位相情報が失われ、そこで元のＩ及びＱデータは廃
棄される。振幅検出は、復調機能の一部として復調モジ
ュール９０によって行われる。走査変換及び合成のよう
なその後の処理は、位相情報が使用されないので、コヒ
ーレントではない。
ジタル・インターフェース１１７を介して処理アーキテ
クチャ７０へ送られる。復調モジュール９０が受信ビー
ム（例えば、１５１）信号について復調を行って、受信
ビーム（例えば、１５１）に対応する走査線（例えば、
１２２）の長さに沿ったサンプル・ボリューム（例え
ば、図３のサブセット２０１）に対応する対になったＩ
及びＱ復調データ値（例えば、図４のサブセット１９１
〜２００）を生成する。Ｉ及びＱ復調データ値は受信信
号の位相及び振幅情報を保持している。所与のサンプル
・ボリューム位置（例えば、１５０）についてのＩ及び
Ｑデータ対から振幅情報を抽出することは、演算（Ｉ2
＋Ｑ2 ）1/2 を行うことと数学的に等価である。こうし
て、１つの振幅データ値が得られる（例えば、図４のサ
ブセット１９１）。一旦振幅検出をデータについて行う
と、位相情報が失われ、そこで元のＩ及びＱデータは廃
棄される。振幅検出は、復調機能の一部として復調モジ
ュール９０によって行われる。走査変換及び合成のよう
なその後の処理は、位相情報が使用されないので、コヒ
ーレントではない。
【００２８】随意選択により、Ｉ及びＱ復調データは保
持して（何ら振幅検出を復調モジュール９０によって行
わずに）、走査変換及び合成のようなその後の処理に使
用することができる。これはデータのコヒーレントな合
成に対応する。
持して（何ら振幅検出を復調モジュール９０によって行
わずに）、走査変換及び合成のようなその後の処理に使
用することができる。これはデータのコヒーレントな合
成に対応する。
【００２９】復調データ（例えば、サブセット１９１〜
２００）はＤＭＡインターフェース９１を介してデータ
・メモリ・モジュール９５へ転送される。ＤＭＡインタ
ーフェース９１は復調モジュール９０とデータ・メモリ
・モジュール９５との間のデータ転送を制御する。ＤＭ
Ａインターフェース９１は、特定の受信ビーム（例え
ば、１５１）についての復調データ（例えば、サブセッ
ト１９１〜２００）を書き込むべきデータ・メモリ位置
の開始アドレスを持つ。復調モジュール９０とデータ・
メモリ・モジュール９５との間で必要とされているハン
ドシェイクは何ら必要ではない。従って、復調データ
（例えば、サブセット１９１〜２００）が復調モジュー
ル９０から利用可能であるとき、ＤＭＡインターフェー
ス９１は復調データ（例えば、サブセット１９１〜２０
０）をデータ・メモリ・モジュール９５へ、ハンドシェ
イクによる遅延を何ら生じることなく、素早く転送する
ことができる。
２００）はＤＭＡインターフェース９１を介してデータ
・メモリ・モジュール９５へ転送される。ＤＭＡインタ
ーフェース９１は復調モジュール９０とデータ・メモリ
・モジュール９５との間のデータ転送を制御する。ＤＭ
Ａインターフェース９１は、特定の受信ビーム（例え
ば、１５１）についての復調データ（例えば、サブセッ
ト１９１〜２００）を書き込むべきデータ・メモリ位置
の開始アドレスを持つ。復調モジュール９０とデータ・
メモリ・モジュール９５との間で必要とされているハン
ドシェイクは何ら必要ではない。従って、復調データ
（例えば、サブセット１９１〜２００）が復調モジュー
ル９０から利用可能であるとき、ＤＭＡインターフェー
ス９１は復調データ（例えば、サブセット１９１〜２０
０）をデータ・メモリ・モジュール９５へ、ハンドシェ
イクによる遅延を何ら生じることなく、素早く転送する
ことができる。
【００３０】データ・メモリ・モジュール９５内の復調
データ（例えば、サブセット１９１〜２００）は走査系
列の形式で（すなわち、サンプルが収集される順序で）
記憶される。例えば、図４を参照して説明すると、特定
のビーム系列番号ｍ及びビーム番号ｎ（例えば、（ｍ，
２））に対応する特定の受信ビーム（例えば、１５１）
の長さに沿ったＮ個のサンプル・ボリューム位置２０１
（図３参照）についてのサブセットの復調データ１９１
〜２００は、データ・メモリ・モジュール９５の一部分
内の相次ぐＮ個のメモリ位置２０２に記憶させることが
できる。
データ（例えば、サブセット１９１〜２００）は走査系
列の形式で（すなわち、サンプルが収集される順序で）
記憶される。例えば、図４を参照して説明すると、特定
のビーム系列番号ｍ及びビーム番号ｎ（例えば、（ｍ，
２））に対応する特定の受信ビーム（例えば、１５１）
の長さに沿ったＮ個のサンプル・ボリューム位置２０１
（図３参照）についてのサブセットの復調データ１９１
〜２００は、データ・メモリ・モジュール９５の一部分
内の相次ぐＮ個のメモリ位置２０２に記憶させることが
できる。
【００３１】データ・メモリ・モジュール９５内の縦列
２０３はビーム系列ｍの内のビーム番号ｎ（例えば、
（ｍ，２））に対応する。しかしながら、受信ビーム
（例えば、１５１）は、トランスデューサ・アレイ２０
の一端から４分の１の所の点（例えば、１３２）から始
まり且つステアリング角度（例えば、１４４）で走査平
面１２１を横切る走査線（例えば、１２２）に対応する
ことがある。復調データ１９１〜２００が表示の際に画
像平面２０９（図６）内の正しい位置に寄与するように
するために、データ１９１〜２００は画像座標形式に変
換又は移動しなければならない。
２０３はビーム系列ｍの内のビーム番号ｎ（例えば、
（ｍ，２））に対応する。しかしながら、受信ビーム
（例えば、１５１）は、トランスデューサ・アレイ２０
の一端から４分の１の所の点（例えば、１３２）から始
まり且つステアリング角度（例えば、１４４）で走査平
面１２１を横切る走査線（例えば、１２２）に対応する
ことがある。復調データ１９１〜２００が表示の際に画
像平面２０９（図６）内の正しい位置に寄与するように
するために、データ１９１〜２００は画像座標形式に変
換又は移動しなければならない。
【００３２】この移動は走査変換モジュール１００によ
って行われ、図５に例示している。Ｎ個のサンプル・ボ
リューム位置２０１に対応するデータ１９１〜２００
が、画像平面２０５内の適切なＮ個の位置２０４に対応
するように走査変換されている。表示アーキテクチャ１
２０によって処理されて表示される最終的な合成フレー
ムのデータは、直交座標（画像座標形式）の２次元画像
フレーム１９０である。走査変換モジュール１００は、
特定の走査系列形式になっている復調データ（例えば、
サブセット１９１〜２００）を取り上げて、それを直交
座標系に変換するようにプログラムされている。各々の
特定の受信ビーム（例えば、１５１）について、走査変
換モジュールはビームの向きを見分ける。走査変換モジ
ュールは、画像平面２０５内の近隣のサンプル・ボリュ
ーム（例えば、１５０及び１５６）の相互の間のデータ
を補間して、画像座標形式における走査変換したデータ
・サンプル（例えば、図５のサブセット１９１〜２０
０）を作成するように、具現化される。
って行われ、図５に例示している。Ｎ個のサンプル・ボ
リューム位置２０１に対応するデータ１９１〜２００
が、画像平面２０５内の適切なＮ個の位置２０４に対応
するように走査変換されている。表示アーキテクチャ１
２０によって処理されて表示される最終的な合成フレー
ムのデータは、直交座標（画像座標形式）の２次元画像
フレーム１９０である。走査変換モジュール１００は、
特定の走査系列形式になっている復調データ（例えば、
サブセット１９１〜２００）を取り上げて、それを直交
座標系に変換するようにプログラムされている。各々の
特定の受信ビーム（例えば、１５１）について、走査変
換モジュールはビームの向きを見分ける。走査変換モジ
ュールは、画像平面２０５内の近隣のサンプル・ボリュ
ーム（例えば、１５０及び１５６）の相互の間のデータ
を補間して、画像座標形式における走査変換したデータ
・サンプル（例えば、図５のサブセット１９１〜２０
０）を作成するように、具現化される。
【００３３】走査変換したデータ（例えば、図５のサブ
セット１９１〜２００及びサブセット２０６〜２０９）
はデータ合成モジュール１１０へ送られる。データ合成
モジュール１１０は、１つのサンプル・ボリューム位置
（例えば、１５０）又は画像平面２０５内の画像点（例
えば、図６の２１０）に対応する複数の走査変換したデ
ータ値（例えば、図４の１９５、２０６、２０７、２０
８及び２０９）を組み合わせて、１つの合成データ値２
１１を作成する（図５及び図６の場合、合成データ値２
１１は、例えば、データ値１９５、２０６、２０７、２
０８及び２０９の関数である）。データ合成機能を実行
するために適応フィルタ処理技術が用いられる。これに
ついて以下に詳しく説明する。
セット１９１〜２００及びサブセット２０６〜２０９）
はデータ合成モジュール１１０へ送られる。データ合成
モジュール１１０は、１つのサンプル・ボリューム位置
（例えば、１５０）又は画像平面２０５内の画像点（例
えば、図６の２１０）に対応する複数の走査変換したデ
ータ値（例えば、図４の１９５、２０６、２０７、２０
８及び２０９）を組み合わせて、１つの合成データ値２
１１を作成する（図５及び図６の場合、合成データ値２
１１は、例えば、データ値１９５、２０６、２０７、２
０８及び２０９の関数である）。データ合成機能を実行
するために適応フィルタ処理技術が用いられる。これに
ついて以下に詳しく説明する。
【００３４】走査変換したデータ（例えば、サブセット
１９５、２０６、２０７、２０８及び２０９）がデータ
合成モジュール１１０によって合成されたとき、ＤＭＡ
インターフェース１１２が合成データをフレーム・メモ
リ・モジュール１１５に記憶させる。ＤＭＡインターフ
ェース１１２はデータ合成モジュール１１０とフレーム
・メモリ・モジュール１１５との間のデータ転送を制御
する。ＤＭＡインターフェース１１２は、特定の垂直画
像線（例えば、図５及び図６の２１２）についての合成
データを記憶すべきフレーム・メモリ位置の開始アドレ
スを持つ。データ合成モジュール１１０とフレーム・メ
モリ・モジュール１１５との間でのハンドシェイクは必
要とされない。従って、合成データがデータ合成モジュ
ール１１０から利用可能であるとき、ＤＭＡインターフ
ェース１１２は合成データをフレーム・メモリ・モジュ
ール１１５へ、ハンドシェイクによる遅延を何ら生じる
ことなく、素早く転送することができる。
１９５、２０６、２０７、２０８及び２０９）がデータ
合成モジュール１１０によって合成されたとき、ＤＭＡ
インターフェース１１２が合成データをフレーム・メモ
リ・モジュール１１５に記憶させる。ＤＭＡインターフ
ェース１１２はデータ合成モジュール１１０とフレーム
・メモリ・モジュール１１５との間のデータ転送を制御
する。ＤＭＡインターフェース１１２は、特定の垂直画
像線（例えば、図５及び図６の２１２）についての合成
データを記憶すべきフレーム・メモリ位置の開始アドレ
スを持つ。データ合成モジュール１１０とフレーム・メ
モリ・モジュール１１５との間でのハンドシェイクは必
要とされない。従って、合成データがデータ合成モジュ
ール１１０から利用可能であるとき、ＤＭＡインターフ
ェース１１２は合成データをフレーム・メモリ・モジュ
ール１１５へ、ハンドシェイクによる遅延を何ら生じる
ことなく、素早く転送することができる。
【００３５】随意選択により、フレーム・メモリ・モジ
ュール１１５はメモリの２つのバッファを含むことがで
きる。一方のバッファがＤＭＡインターフェース１１２
によって書き込まれている間に、他方のバッファは、フ
レームをオペレータに対して表示できるように表示アー
キテクチャ１２０によって読み出される。一旦この第２
のバッファが表示のために読み出されると、この第２の
バッファにはＤＭＡインターフェース１１２によって次
に来るフレームの合成データが再び書き込まれ、その間
に前に書き込まれた第１のバッファが表示のために読み
出される。これらのフレーム・メモリ・バッファの動作
は書き込みと読み出しとを交互に交代して行う。従っ
て、２つのメモリ・バッファは適切なフレーム速度を維
持する。
ュール１１５はメモリの２つのバッファを含むことがで
きる。一方のバッファがＤＭＡインターフェース１１２
によって書き込まれている間に、他方のバッファは、フ
レームをオペレータに対して表示できるように表示アー
キテクチャ１２０によって読み出される。一旦この第２
のバッファが表示のために読み出されると、この第２の
バッファにはＤＭＡインターフェース１１２によって次
に来るフレームの合成データが再び書き込まれ、その間
に前に書き込まれた第１のバッファが表示のために読み
出される。これらのフレーム・メモリ・バッファの動作
は書き込みと読み出しとを交互に交代して行う。従っ
て、２つのメモリ・バッファは適切なフレーム速度を維
持する。
【００３６】表示アーキテクチャ１２０は、任意の空間
的又は時間的フィルタ処理を行う機能、グレースケール
又はカラーを合成データに適用する機能、及び陰極線管
モニタ等による表示のためにディジタル・データをアナ
ログ・データに変換する機能を提供するための様々な素
子を有している。
的又は時間的フィルタ処理を行う機能、グレースケール
又はカラーを合成データに適用する機能、及び陰極線管
モニタ等による表示のためにディジタル・データをアナ
ログ・データに変換する機能を提供するための様々な素
子を有している。
【００３７】サンプル・ボリューム位置（例えば、１５
０）についてモーション・アーティファクトがほとんど
無い１つの合成データ値（例えば、２１１）を形成する
ために、一系列の交差する受信ビーム（例えば、１５１
〜１５５）が、前に述べたように、撮像すべき走査平面
１２１内のサンプル・ボリューム位置（例えば、１５
０）について所定の時間間隔内に形成される。
０）についてモーション・アーティファクトがほとんど
無い１つの合成データ値（例えば、２１１）を形成する
ために、一系列の交差する受信ビーム（例えば、１５１
〜１５５）が、前に述べたように、撮像すべき走査平面
１２１内のサンプル・ボリューム位置（例えば、１５
０）について所定の時間間隔内に形成される。
【００３８】図３を参照して説明すると、特定のサンプ
ル・ボリューム位置１５０が走査線１２２〜１２６の交
差する点として示されている。ここで、一系列の５本の
受信ビーム（ｍ，１）〜（ｍ，５）すなわち１５１〜１
５５は、それらが走査平面１２１内の１つのサンプル・
ボリューム位置１５０で交差するように形成される。各
々の受信ビーム１５１〜１５５はトランスデューサ・ア
レイ２０の面１４３に沿った異なる点１３２〜１３６か
ら始まり且つ異なるステアリング角度１４４〜１４８を
持つ。このようにして、サンプル・ボリューム位置１５
０（交差点）はトランスデューサ・アレイ２０によって
５つの異なる角度１４４〜１４８から事実上観測され
る。従って、典型的に１つのデータ・フレーム内の一サ
ンプル・ボリューム位置について収集されていた情報の
５倍の情報が、サンプル・ボリューム位置１５０につい
て収集されることになる。
ル・ボリューム位置１５０が走査線１２２〜１２６の交
差する点として示されている。ここで、一系列の５本の
受信ビーム（ｍ，１）〜（ｍ，５）すなわち１５１〜１
５５は、それらが走査平面１２１内の１つのサンプル・
ボリューム位置１５０で交差するように形成される。各
々の受信ビーム１５１〜１５５はトランスデューサ・ア
レイ２０の面１４３に沿った異なる点１３２〜１３６か
ら始まり且つ異なるステアリング角度１４４〜１４８を
持つ。このようにして、サンプル・ボリューム位置１５
０（交差点）はトランスデューサ・アレイ２０によって
５つの異なる角度１４４〜１４８から事実上観測され
る。従って、典型的に１つのデータ・フレーム内の一サ
ンプル・ボリューム位置について収集されていた情報の
５倍の情報が、サンプル・ボリューム位置１５０につい
て収集されることになる。
【００３９】特定のサンプル・ボリューム位置１５０に
ついて、５つの対応するデータ・サンプル（例えば、図
４の１９５及び２０６〜２０９）、すなわち、各々の交
差するビーム１５１〜１５５について１つずつのデータ
・サンプルが、前に述べたように復調モジュール９０に
よって復調され且つ走査変換モジュール１００によって
走査変換される。その結果の５つの走査変換したサンプ
ル（例えば、図５の１９５及び２０６〜２０９）がデー
タ合成モジュール１１０において合成される。データ合
成モジュール１１０は、５つの走査変換したサンプル
（例えば、図５の１９５及び２０６〜２０９）を下記の
式に従って適応重み付け及びフィルタ処理することによ
って、該サンプルを組み合わせる。
ついて、５つの対応するデータ・サンプル（例えば、図
４の１９５及び２０６〜２０９）、すなわち、各々の交
差するビーム１５１〜１５５について１つずつのデータ
・サンプルが、前に述べたように復調モジュール９０に
よって復調され且つ走査変換モジュール１００によって
走査変換される。その結果の５つの走査変換したサンプ
ル（例えば、図５の１９５及び２０６〜２０９）がデー
タ合成モジュール１１０において合成される。データ合
成モジュール１１０は、５つの走査変換したサンプル
（例えば、図５の１９５及び２０６〜２０９）を下記の
式に従って適応重み付け及びフィルタ処理することによ
って、該サンプルを組み合わせる。
【００４０】
【数１】
【００４１】上式において、ｇはサンプル・ボリューム
位置（例えば、１５０）について得られた合成データ値
である。ｇi はサンプル・ボリューム位置（例えば、１
５０）についてｉ番目の受信ビームについての走査変換
したデータ値である。ｐi（ｇi）及びｐk（ｇk）は、そ
れぞれのｇi 及びｐi とそれぞれの受信ビームｉ及びｋ
との関数である［０，１］の間の値を持つ重み係数であ
る。また、Ｎは異なるビーム及びステアリング角度の数
であり、図３の例では５である。
位置（例えば、１５０）について得られた合成データ値
である。ｇi はサンプル・ボリューム位置（例えば、１
５０）についてｉ番目の受信ビームについての走査変換
したデータ値である。ｐi（ｇi）及びｐk（ｇk）は、そ
れぞれのｇi 及びｐi とそれぞれの受信ビームｉ及びｋ
との関数である［０，１］の間の値を持つ重み係数であ
る。また、Ｎは異なるビーム及びステアリング角度の数
であり、図３の例では５である。
【００４２】式１により、得られた合成データ値ｇは、
所与のサンプル・ボリューム位置（例えば、１５０）に
ついての異なるサンプルの復調値（例えば、１９５及び
２０６〜２０９）及び対応するステアリング角度（例え
ば、１４４〜１４８）に従って、重み付けすることがで
きる。従って、用途に基づいて所望の画像品質を達成す
る際の融通性が向上し、これは合成作用を適応性にす
る。重み係数は、ユーザによって選択された用途に応じ
て制御処理モジュール８０からデータ合成モジュール１
１０へダウンロードすることができる。また、どの組の
係数を使用すべきかを決定するために他の判断基準を使
用することができる。
所与のサンプル・ボリューム位置（例えば、１５０）に
ついての異なるサンプルの復調値（例えば、１９５及び
２０６〜２０９）及び対応するステアリング角度（例え
ば、１４４〜１４８）に従って、重み付けすることがで
きる。従って、用途に基づいて所望の画像品質を達成す
る際の融通性が向上し、これは合成作用を適応性にす
る。重み係数は、ユーザによって選択された用途に応じ
て制御処理モジュール８０からデータ合成モジュール１
１０へダウンロードすることができる。また、どの組の
係数を使用すべきかを決定するために他の判断基準を使
用することができる。
【００４３】次に、１つのデータ・フレームからモーシ
ョン・アーティファクトを低減させた１つの合成画像フ
レーム（Ｆj ）１９０を形成する方法に関連して図６及
び図７について説明する。一系列のＮ本の交差する受信
ビーム（例えば、１５１〜１５５）が、撮像すべき走査
平面１２１内の各々のサンプル・ボリューム位置（例え
ば、１５０）について形成される。
ョン・アーティファクトを低減させた１つの合成画像フ
レーム（Ｆj ）１９０を形成する方法に関連して図６及
び図７について説明する。一系列のＮ本の交差する受信
ビーム（例えば、１５１〜１５５）が、撮像すべき走査
平面１２１内の各々のサンプル・ボリューム位置（例え
ば、１５０）について形成される。
【００４４】図７は、１つの合成画像フレーム（Ｆj ）
１９０、及びその後の合成画像フレームＦj+1 ，
Ｆj+2 ，．．．Ｆj+m を生成するビーム合成方法３００
を例示している。該方法の工程３１０では、走査線に沿
って超音波を対象物内へ送出して、工程３２０において
トランスデューサ・アレイ２０の表面１４３上の位置ｐ
i （例えば、図３の１３２）から始まる一組のＮ本の受
信ビーム（１７２）が形成されるようにする。該一組１
７２の中の各々の受信ビームはそれぞれの予め定められ
たステアリング角度Ｓn （例えば、１４４〜１４８）を
持つ。
１９０、及びその後の合成画像フレームＦj+1 ，
Ｆj+2 ，．．．Ｆj+m を生成するビーム合成方法３００
を例示している。該方法の工程３１０では、走査線に沿
って超音波を対象物内へ送出して、工程３２０において
トランスデューサ・アレイ２０の表面１４３上の位置ｐ
i （例えば、図３の１３２）から始まる一組のＮ本の受
信ビーム（１７２）が形成されるようにする。該一組１
７２の中の各々の受信ビームはそれぞれの予め定められ
たステアリング角度Ｓn （例えば、１４４〜１４８）を
持つ。
【００４５】工程３３０で、一組の受信ビーム１７２は
復調モジュール９０によって復調され、その結果得られ
るデータ値（例えば、サブセット１９１〜２００）はデ
ータ・メモリ・モジュール９５に記憶される。工程３４
０で、ｉを増分して、トランスデューサ・アレイ２０の
表面１４３に沿った次の位置ｐi+1 （例えば、図３の１
３７）に関して走査が実行できるようにする。ビーム合
成方法３００は、工程３５０で、画像フレーム（Ｆj ）
１９０のためにトランスデューサ・アレイ２０の表面１
４３に沿った全ての位置ｐi が走査されたどうか決定す
るための検査を行う。全ての位置が走査されていない場
合、処理は工程３１０に戻って、トランスデューサ・ア
レイの表面に沿った次の位置ｐi+1 について送信及びデ
ータ収集を行う。全ての必要なビーム系列ｍを送信し受
信して、１つの画像フレーム（Ｆ j ）１９０を形成する
のに充分なデータを収集するまで、工程３１０〜３５０
が繰り返される。
復調モジュール９０によって復調され、その結果得られ
るデータ値（例えば、サブセット１９１〜２００）はデ
ータ・メモリ・モジュール９５に記憶される。工程３４
０で、ｉを増分して、トランスデューサ・アレイ２０の
表面１４３に沿った次の位置ｐi+1 （例えば、図３の１
３７）に関して走査が実行できるようにする。ビーム合
成方法３００は、工程３５０で、画像フレーム（Ｆj ）
１９０のためにトランスデューサ・アレイ２０の表面１
４３に沿った全ての位置ｐi が走査されたどうか決定す
るための検査を行う。全ての位置が走査されていない場
合、処理は工程３１０に戻って、トランスデューサ・ア
レイの表面に沿った次の位置ｐi+1 について送信及びデ
ータ収集を行う。全ての必要なビーム系列ｍを送信し受
信して、１つの画像フレーム（Ｆ j ）１９０を形成する
のに充分なデータを収集するまで、工程３１０〜３５０
が繰り返される。
【００４６】図６は、図７の方法において実行されてい
る動作を図形で示している。参照番号１７０は、受信ビ
ームについての全ての生の復調データがデータ・メモリ
・モジュール９５に記憶されていることを表す。前に述
べたように、画像フレーム（Ｆj ）１９０を形成するた
めに２００本の垂直な合成画像データ線１８６が必要と
され、且つ各々のサンプル・ボリューム位置（例えば、
１５０）についてＮ＝５本の交差する受信ビーム（例え
ば、１５１〜１５５）が必要とされている場合、合成画
像フレーム１９０を形成するために様々なステアリング
角度（例えば、１４４〜１４８）の１０００本の受信ビ
ーム１７１を作成すべきである。
る動作を図形で示している。参照番号１７０は、受信ビ
ームについての全ての生の復調データがデータ・メモリ
・モジュール９５に記憶されていることを表す。前に述
べたように、画像フレーム（Ｆj ）１９０を形成するた
めに２００本の垂直な合成画像データ線１８６が必要と
され、且つ各々のサンプル・ボリューム位置（例えば、
１５０）についてＮ＝５本の交差する受信ビーム（例え
ば、１５１〜１５５）が必要とされている場合、合成画
像フレーム１９０を形成するために様々なステアリング
角度（例えば、１４４〜１４８）の１０００本の受信ビ
ーム１７１を作成すべきである。
【００４７】トランスデューサ・アレイ２０の表面１４
３に沿った全ての位置ｐi が走査された場合、図７の方
法は工程３７０へ進み、そこでデータ・メモリ・モジュ
ール９５に記憶されている画像フレーム（Ｆj ）１９０
用の復調データ（例えば、サブセット１９１〜２００）
が、前に述べたように走査変換される。走査変換は合成
動作の前に行われるので、単に一続きの走査線から形成
された画像について走査変換した場合よりも多量のデー
タ、すなわちＮ倍のデータが走査変換される。画像フレ
ームＦj はまた工程３６０でＦj+1 に増分されて、次の
画像フレームについての送信及びデータの収集を開始す
る。
３に沿った全ての位置ｐi が走査された場合、図７の方
法は工程３７０へ進み、そこでデータ・メモリ・モジュ
ール９５に記憶されている画像フレーム（Ｆj ）１９０
用の復調データ（例えば、サブセット１９１〜２００）
が、前に述べたように走査変換される。走査変換は合成
動作の前に行われるので、単に一続きの走査線から形成
された画像について走査変換した場合よりも多量のデー
タ、すなわちＮ倍のデータが走査変換される。画像フレ
ームＦj はまた工程３６０でＦj+1 に増分されて、次の
画像フレームについての送信及びデータの収集を開始す
る。
【００４８】工程３７０で走査変換したデータ（例え
ば、サブセット１９５及び２０６〜２０９）はデータ合
成モジュール１１０へ送られて、工程３８０で、前に述
べたように式１に基づいてＮ本の受信ビーム（例えば、
１５１〜１５５）の交差点に対応する各々のサンプル・
ボリューム位置（例えば、１５０）について合成され
る。（式１について定義されたような）重み係数は、オ
ペレータによって選択された用途に応じて制御処理モジ
ュール８０からデータ合成モジュール１１０へダウンロ
ードされる。図６は、Ｎ個の異なるステアリング角度
（例えば、１４４〜１４８）から収集された全てのデー
タ１８０が合成されることを図形で例示している。合成
データ値（例えば、２１１）はフレーム・メモリ・モジ
ュール１１５に記憶され且つ表示のために表示アーキテ
クチャ１２０へ出力される（工程３９０）。このように
して、被検体内の走査平面１２１の実時間撮像が達成さ
れる。図７の方法により、腹部撮像用途のために９〜１
２Ｈｚのフレーム速度を達成することができる。
ば、サブセット１９５及び２０６〜２０９）はデータ合
成モジュール１１０へ送られて、工程３８０で、前に述
べたように式１に基づいてＮ本の受信ビーム（例えば、
１５１〜１５５）の交差点に対応する各々のサンプル・
ボリューム位置（例えば、１５０）について合成され
る。（式１について定義されたような）重み係数は、オ
ペレータによって選択された用途に応じて制御処理モジ
ュール８０からデータ合成モジュール１１０へダウンロ
ードされる。図６は、Ｎ個の異なるステアリング角度
（例えば、１４４〜１４８）から収集された全てのデー
タ１８０が合成されることを図形で例示している。合成
データ値（例えば、２１１）はフレーム・メモリ・モジ
ュール１１５に記憶され且つ表示のために表示アーキテ
クチャ１２０へ出力される（工程３９０）。このように
して、被検体内の走査平面１２１の実時間撮像が達成さ
れる。図７の方法により、腹部撮像用途のために９〜１
２Ｈｚのフレーム速度を達成することができる。
【００４９】一例として、所望の合成画像フレーム（Ｆ
i ）１９０が、トランスデューサ・アレイ２０の表面１
４３に沿った２００個のサンプル起点ｐi （例えば、一
サブセットは１３２〜１４２である）に対応する２００
本の垂直合成データ線１８６を含んでいる場合、各々の
点ｐi （例えば、図３の１３２）についてＮ＝５本の受
信ビーム（例えば、１７２）が形成される。このため、
１つの合成画像フレーム１９０を作成するために２００
×５＝１０００本の受信ビームのデータ１７０を形成す
る必要がある。所与のサンプル・ボリューム位置（例え
ば、１５０）で交差するＮ本のビーム（例えば、１５１
〜１５５）は、互いに対して、そのサンプル・ボリュー
ム位置（例えば、１５０）における如何なるモーション
・アーティファクトも問題にならないようにするほどの
充分短い時間で形成される。オペレータが見て分かるよ
うに、合成画像１９０では、合成を行わなかった同様な
画像に比べて、画像品質がかなり向上する（例えば、コ
ントラスト分解能が改善される）。本方法３００のサン
プリングにおいて本質的に動きの影響が排除されるの
で、動き補償の工程は何ら必要ではない。合成画像フレ
ーム１９０は、１つのデータ・フレーム１７０について
収集されたデータから形成される。
i ）１９０が、トランスデューサ・アレイ２０の表面１
４３に沿った２００個のサンプル起点ｐi （例えば、一
サブセットは１３２〜１４２である）に対応する２００
本の垂直合成データ線１８６を含んでいる場合、各々の
点ｐi （例えば、図３の１３２）についてＮ＝５本の受
信ビーム（例えば、１７２）が形成される。このため、
１つの合成画像フレーム１９０を作成するために２００
×５＝１０００本の受信ビームのデータ１７０を形成す
る必要がある。所与のサンプル・ボリューム位置（例え
ば、１５０）で交差するＮ本のビーム（例えば、１５１
〜１５５）は、互いに対して、そのサンプル・ボリュー
ム位置（例えば、１５０）における如何なるモーション
・アーティファクトも問題にならないようにするほどの
充分短い時間で形成される。オペレータが見て分かるよ
うに、合成画像１９０では、合成を行わなかった同様な
画像に比べて、画像品質がかなり向上する（例えば、コ
ントラスト分解能が改善される）。本方法３００のサン
プリングにおいて本質的に動きの影響が排除されるの
で、動き補償の工程は何ら必要ではない。合成画像フレ
ーム１９０は、１つのデータ・フレーム１７０について
収集されたデータから形成される。
【００５０】本例を更に説明すると、フレーム速度が１
０Ｈｚである場合、１つのフレームの合成データを作成
する時間は０．１秒である。画像を形成するために１０
００本の受信ビームの内の任意の１本を作成するための
時間は、平均で１００マイクロ秒である。組織内での音
速が１３マイクロ秒あたり約１ｃｍであると仮定する
と、これは約７．７ｃｍの深さ４００まで撮像すること
に対応する。１つのサンプル・ボリューム位置について
５本の交差するビームを生成するための最小時間は、約
５００マイクロ秒である。５００マイクロ秒の時間間隔
では、該サンプル・ボリューム位置についてどのような
モーション・アーティファクトも無視できる程度であ
る。
０Ｈｚである場合、１つのフレームの合成データを作成
する時間は０．１秒である。画像を形成するために１０
００本の受信ビームの内の任意の１本を作成するための
時間は、平均で１００マイクロ秒である。組織内での音
速が１３マイクロ秒あたり約１ｃｍであると仮定する
と、これは約７．７ｃｍの深さ４００まで撮像すること
に対応する。１つのサンプル・ボリューム位置について
５本の交差するビームを生成するための最小時間は、約
５００マイクロ秒である。５００マイクロ秒の時間間隔
では、該サンプル・ボリューム位置についてどのような
モーション・アーティファクトも無視できる程度であ
る。
【００５１】１つのサンプル・ボリューム位置について
５本の交差するビームを生成するための最大時間は、フ
レーム間の時間間隔、すなわち、１０Ｈｚのフレーム速
度では０．１秒であり、これは画像品質を劣化させるよ
うなより有意量のモーション・アーティファクトを生じ
させるおそれがある。データ１７０をトランスデューサ
・アレイ２０の表面１４３にわたって順々に収集すると
き、１０Ｈｚのフレーム速度で約７．７ｃｍの深さ４０
０まで撮像する場合、１つのサンプル・ボリューム位置
（例えば、１５０）について５本の交差するビーム（例
えば、１５１〜１５５）を生成するための典型的な時間
は３０ミリ秒程度であり、これは、合成を行わなかった
場合に比べて、画像品質をかなり向上させる（例えば、
コントラスト分解能が改善される）。
５本の交差するビームを生成するための最大時間は、フ
レーム間の時間間隔、すなわち、１０Ｈｚのフレーム速
度では０．１秒であり、これは画像品質を劣化させるよ
うなより有意量のモーション・アーティファクトを生じ
させるおそれがある。データ１７０をトランスデューサ
・アレイ２０の表面１４３にわたって順々に収集すると
き、１０Ｈｚのフレーム速度で約７．７ｃｍの深さ４０
０まで撮像する場合、１つのサンプル・ボリューム位置
（例えば、１５０）について５本の交差するビーム（例
えば、１５１〜１５５）を生成するための典型的な時間
は３０ミリ秒程度であり、これは、合成を行わなかった
場合に比べて、画像品質をかなり向上させる（例えば、
コントラスト分解能が改善される）。
【００５２】随意選択により、ビーム合成を走査変換の
前に行ってもよい。その場合、１つの合成画像フレーム
の形成のために走査変換すべきデータの量が最少にな
る。しかしながら、画像品質の改善は、合成を行う前は
サンプル・ボリューム位置が適正に整列していないの
で、合成の前に走査変換を行う場合と同程度までの改善
が得られないことがある。また、厳格に式１を使用する
代わりに、データを合成する他の方法や変形も実行する
ことができる。
前に行ってもよい。その場合、１つの合成画像フレーム
の形成のために走査変換すべきデータの量が最少にな
る。しかしながら、画像品質の改善は、合成を行う前は
サンプル・ボリューム位置が適正に整列していないの
で、合成の前に走査変換を行う場合と同程度までの改善
が得られないことがある。また、厳格に式１を使用する
代わりに、データを合成する他の方法や変形も実行する
ことができる。
【００５３】随意選択により、データ・メモリ・モジュ
ールからのデータは、１つのフレームについての全ての
データがデータ・メモリ・モジュール内に収集されてし
まう前に、走査変換モジュール及びデータ合成モジュー
ルによって処理し始めることが可能である。パイプライ
ン式のデータ転送方法を設けて、フレーム速度を増大さ
せることもできる。また、Ｎ本のビームより成る系列を
相次いで作成することを、トランスデューサ・アレイの
表面にわたって順々に行う必要はない。トランスデュー
サ・アレイの表面上の或る特定の複数の点を飛び越し
て、ビームの複数の系列を不規則な順序で作成し、次い
で飛び越した位置へ戻す方がより一層効果的で効率的で
あることがある。モーション・アーティファクトの低減
及びフレーム速度の増大を更に達成することができる。
ールからのデータは、１つのフレームについての全ての
データがデータ・メモリ・モジュール内に収集されてし
まう前に、走査変換モジュール及びデータ合成モジュー
ルによって処理し始めることが可能である。パイプライ
ン式のデータ転送方法を設けて、フレーム速度を増大さ
せることもできる。また、Ｎ本のビームより成る系列を
相次いで作成することを、トランスデューサ・アレイの
表面にわたって順々に行う必要はない。トランスデュー
サ・アレイの表面上の或る特定の複数の点を飛び越し
て、ビームの複数の系列を不規則な順序で作成し、次い
で飛び越した位置へ戻す方がより一層効果的で効率的で
あることがある。モーション・アーティファクトの低減
及びフレーム速度の増大を更に達成することができる。
【００５４】要約すると、様々な利点及び特徴の中で、
とりわけ、有意なモーション・アーティファクトのない
改善された画像品質が挙げられる。これらの結果を達成
するために動き補償を行う必要はない。動き補償は、こ
のサンプリング及び合成方法に本来備わっているもので
ある。
とりわけ、有意なモーション・アーティファクトのない
改善された画像品質が挙げられる。これらの結果を達成
するために動き補償を行う必要はない。動き補償は、こ
のサンプリング及び合成方法に本来備わっているもので
ある。
【００５５】本発明を一実施形態に関連して説明した
が、本発明がその一実施形態に制限されないことは勿論
である。対照的に、本発明は、特許請求の範囲に記載の
精神及び範囲内にある全ての代替、変更及び等価なもの
を包含する。
が、本発明がその一実施形態に制限されないことは勿論
である。対照的に、本発明は、特許請求の範囲に記載の
精神及び範囲内にある全ての代替、変更及び等価なもの
を包含する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に従って形成された超音波
システムの簡略ブロック回路図である。
システムの簡略ブロック回路図である。
【図２】図１中の処理アーキテクチャのより詳細な簡略
ブロック回路図である。
ブロック回路図である。
【図３】本発明の一実施形態に従って使用される走査技
術を示す略図である。
術を示す略図である。
【図４】データの各々のビームについて受け取るために
データをデータ・メモリに記憶させるための方法を例示
する略図である。
データをデータ・メモリに記憶させるための方法を例示
する略図である。
【図５】データ・メモリに記憶されたデータを、画像平
面表現内の位置への走査変換の際に移動させるための方
法を例示する略図である。
面表現内の位置への走査変換の際に移動させるための方
法を例示する略図である。
【図６】本発明の一実施形態に従ってビーム・データを
記憶し、走査変換し、合成する方法の図形表現図であ
る。
記憶し、走査変換し、合成する方法の図形表現図であ
る。
【図７】本発明の一実施形態に従って相次ぐ合成画像フ
レームを形成するために用いられる方法を例示するフロ
ーチャートである。
レームを形成するために用いられる方法を例示するフロ
ーチャートである。
５ 超音波システム
２０ トランスデューサ・アレイ
２５ トランスデューサ素子
１２１ 走査平面
１２２〜１２９ 走査線
１４４〜１４８ ステアリング角度
１３２〜１４２ トランスデューサ・アレイの表面に沿
った点 １４３ トランスデューサ・アレイの表面 １４９ 直角な方向 １５０、１５６ サンプル・ボリューム位置 １５１〜１５５ 一系列の超音波ビーム １５７〜１６１ 別の一系列のビーム １６３ 深さ １７０ データ・フレーム １７１ 超音波ビーム １７２ 受信ビーム １８０ データ １８６ 垂直な合成画像データ線 １９０ 合成画像フレーム １９１〜２００ 復調データ ２０１ サンプル・ボリューム ２０２ メモリ位置 ２０３ 縦列 ２０４ 位置 ２０５ 画像平面 ２０６〜２０９ データ ２１０ 画像点 ２１１ 合成データ値 ２１２ 垂直画像線 ４００ 全体の深さ
った点 １４３ トランスデューサ・アレイの表面 １４９ 直角な方向 １５０、１５６ サンプル・ボリューム位置 １５１〜１５５ 一系列の超音波ビーム １５７〜１６１ 別の一系列のビーム １６３ 深さ １７０ データ・フレーム １７１ 超音波ビーム １７２ 受信ビーム １８０ データ １８６ 垂直な合成画像データ線 １９０ 合成画像フレーム １９１〜２００ 復調データ ２０１ サンプル・ボリューム ２０２ メモリ位置 ２０３ 縦列 ２０４ 位置 ２０５ 画像平面 ２０６〜２０９ データ ２１０ 画像点 ２１１ 合成データ値 ２１２ 垂直画像線 ４００ 全体の深さ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 フランツ・シュタインバッハー
オーストリア、ヴォックラマルクト・
4870、シュタインベルク・６番
Ｆターム(参考） 4C301 BB12 BB14 BB23 BB24 CC01
EE04 EE07 HH13 HH14 JB06
JB29 JB35 JB42 JC06 JC07
JC14 LL02
5B057 AA07 BA05 BA12 BA23 CA02
CA08 CA12 CA16 CB02 CB08
CB12 CB16 CC01 CE08
Claims (30)
- 【請求項１】 被検体内の構造を撮像する超音波システ
ム（５）において、モーション・アーティファクトを低
減した合成画像フレーム（１９０）を作成する装置であ
って、 時間的に分布した超音波を前記構造内へ送出し、且つ前
記構造の画像平面（１２１）内の少なくとも１つのサン
プル・ボリューム位置（１５０）について、前記構造か
ら後方散乱された超音波に応答して時間的に別々の一組
の受信ビーム（１５１〜１５５）を時間につれて形成す
るフロントエンド（１０）であって、前記一組の受信ビ
ーム（１５１〜１５５）が前記サンプル・ボリューム位
置（１５０）で交差するようにするフロントエンド（１
０）と、 前記一組の受信ビーム（１５１〜１５５）を受け取っ
て、前記一組の受信ビーム（１５１〜１５５）に基づい
て前記画像平面（１２１）内の前記少なくとも１つのサ
ンプル・ボリューム位置（１５０）に対応する合成デー
タ値（２１１）を作成し、更に少なくとも１つの前記合
成データ値（２１１）から合成画像フレーム（１９０）
を形成する処理モジュール（７０）と、有している当該
装置。 - 【請求項２】 前記一組の受信ビーム（１５１〜１５
５）は、共通の画像平面内に配置され且つ一系列の送信
超音波から得られた少なくとも３本の交差する受信ビー
ムを含んでいる、請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記処理モジュール（７０）は、前記少
なくとも１つのサンプル・ボリューム位置（１５０）に
対応する前記一組の受信ビーム（１５１〜１５５）から
一組の復調データ値を作成する、請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 前記処理モジュール（７０）は、前記少
なくとも１つのサンプル・ボリューム位置（１５０）に
対応する前記一組の受信ビーム（１５１〜１５５）から
一組の走査変換したデータ値を作成する、請求項１記載
の装置。 - 【請求項５】 前記処理モジュール（７０）は、前記少
なくとも１つのサンプル・ボリューム位置（１５０）に
対応する前記少なくとも１つの前記合成データ値（２１
１）から一組の走査変換したデータ値を作成する、請求
項１記載の装置。 - 【請求項６】 前記処理モジュール（７０）は、振幅及
びステアリング角度（１４４〜１４８）の関数として一
組の走査変換した信号の要素を重み付けすることによっ
て部分的に前記一組の走査変換した信号を適応フィルタ
処理して、前記少なくとも１つのサンプル・ボリューム
位置（１５０）に対応する前記合成データ値（２１１）
を作成する、請求項１記載の装置。 - 【請求項７】 前記処理モジュール（７０）は、振幅及
びステアリング角度（１４４〜１４８）の関数として一
組の復調信号の要素を重み付けすることによって部分的
に前記一組の復調信号を適応フィルタ処理して、前記少
なくとも１つのサンプル・ボリューム位置（１５０）に
対応する前記合成データ値（２１１）を作成する、請求
項１記載の装置。 - 【請求項８】 第１（１５１）及び第２（１５２）の受
信ビームがトランスデューサ（１４３）上の第１（１３
２）及び第２（１３３）の位置から異なる時点に始ま
り、前記の一組の受信ビームを時間につれて形成するこ
とが、前記一組の受信ビーム（１５１〜１５５）の中に
前記第１（１５１）及び第２（１５２）の受信ビームを
含んでいる、請求項１記載の装置。 - 【請求項９】 前記の一組の受信ビームを時間につれて
形成することが、異なる時間に後方散乱された第１及び
第２の超音波に応答して形成された第１（１５１）及び
第２（１５２）の受信ビームを前記一組の受信ビーム
（１５１〜１５５）の中に含んでいる、請求項１記載の
装置。 - 【請求項１０】 別々の第１（１２２）及び第２（１２
３）の走査の際に、第１（１５１）及び第２（１５２）
の受信ビームがトランスデューサ（１４３）に対して第
１（１４４）及び第２（１４５）のステアリング角度で
それぞれ形成される、請求項１記載の装置。 - 【請求項１１】 被検体内の構造を撮像する超音波シス
テム（５）において、モーション・アーティファクトを
低減した合成画像フレーム（１９０）を作成する方法
（３００）であって、 一連の走査（１２２〜１２６）の際に、前記構造内へ超
音波を送信する工程と、 前記構造の画像平面（１２１）内の少なくとも１つのサ
ンプル・ボリューム位置（１５０）について、前記構造
から後方散乱された超音波に応答して時間的に別々の一
組の受信ビーム（１５１〜１５５）を一連の走査（１２
２〜１２６）につれて形成する工程であって、前記一組
の受信ビーム（１５１〜１５５）が前記サンプル・ボリ
ューム位置（１５０）で交差するようにする工程と、 前記一組の受信ビーム（１５１〜１５５）に基づいて前
記画像平面（１２１）内の前記サンプル・ボリューム位
置（１５０）に対応する合成データ値（２１１）を作成
する工程と、 少なくとも１つの前記合成データ値（２１１）から合成
画像フレーム（１９０）を形成する工程と、を含んでい
る当該方法。 - 【請求項１２】 前記被検体内の前記構造の実時間撮像
のために少なくとも毎秒４フレームのフレーム速度で複
数の合成画像フレームを作成する工程を更に含んでいる
請求項１１記載の方法。 - 【請求項１３】 前記一組の受信ビーム（１５１〜１５
５）は共通の画像平面（１２１）内に配列された少なく
とも３本の交差する受信ビームを有している、請求項１
１記載の方法。 - 【請求項１４】 前記少なくとも１つのサンプル・ボリ
ューム位置（１５０）に対応する前記一組の受信ビーム
（１５１〜１５５）から一組の復調データ値を作成する
工程を更に含んでいる請求項１１記載の方法。 - 【請求項１５】 前記少なくとも１つのサンプル・ボリ
ューム位置（１５０）に対応する前記一組の受信ビーム
（１５１〜１５５）から一組の走査変換したデータ値を
作成する工程を更に含んでいる請求項１１記載の方法。 - 【請求項１６】 前記少なくとも１つのサンプル・ボリ
ューム位置（１５０）に対応する前記少なくとも１つの
前記合成データ値（２１１）から走査変換したデータ値
を作成する工程を更に含んでいる請求項１１記載の方
法。 - 【請求項１７】 前記一組の受信ビーム（１５１〜１５
５）に関連したデータ値を、振幅及びステアリング角度
（１４４〜１４８）の関数として前記データ値の要素を
重み付けすることに基づいて適応フィルタ処理して、前
記少なくとも１つのサンプル・ボリューム位置（１５
０）に対応する前記合成データ値（２１１）を作成する
工程を更に含んでいる請求項１１記載の方法。 - 【請求項１８】 トランスデューサ（１４３）上の第１
（１３２）及び第２（１３３）の位置から異なる時点に
始まる第１（１５１）及び第２（１５２）の受信ビーム
を形成する工程を更に含んでおり、前記の一組の受信ビ
ームを形成する工程が、前記一組の受信ビーム（１５１
〜１５５）の中に前記第１（１５１）及び第２（１５
２）の受信ビームを含んでいる、請求項１１記載の方
法。 - 【請求項１９】 前記の一組の受信ビームを形成する工
程が、異なる時間に後方散乱された第１及び第２の超音
波に応答して形成された第１（１５１）及び第２（１５
２）の受信ビームを前記一組の受信ビーム（１５１〜１
５５）の中に含んでいる、請求項１１記載の方法。 - 【請求項２０】 別々の第１（１２２）及び第２（１２
３）の走査の際に、トランスデューサ（１４３）に対し
て第１（１４４）及び第２（１４５）のステアリング角
度で第１（１５１）及び第２（１５２）の受信ビームを
それぞれ形成する工程を更に含んでいる請求項１１記載
の方法。 - 【請求項２１】 超音波信号を送信し受信するトランス
デューサ（２０）と、 画像平面（１２１）内の少なくとも２本の走査線（１２
２，１２３）に沿った前記超音波信号を表すデータ・サ
ンプルを導き出すビームフォーマ（６０）であって、前
記走査線（１２２，１２３）が前記画像平面（１２１）
内のサンプル点（１５０）で互いに交差するようにする
ビームフォーマ（６０）と、 前記少なくとも２本の走査線（１２２，１２３）に沿っ
て前記ビームフォーマ（６０）によって導き出された前
記データ・サンプルから合成データ値（２１１）を生成
するデータ合成モジュール（１１０）と、 少なくとも１つの前記合成データ値（２１１）に基づい
て前記画像平面（１２１）に対応する合成画像フレーム
（１９０）を生成する表示サブシステム（１２０）と、
を有している医学診断用超音波システム（５）。 - 【請求項２２】 複数の合成画像フレームが、被検体内
の構造の実時間撮像のために少なくとも毎秒４フレーム
のフレーム速度で作成される、請求項２１記載の超音波
システム（５）。 - 【請求項２３】 走査変換したデータを作成する走査変
換モジュール（１００）を更に含んでいる請求項２１記
載の超音波システム（５）。 - 【請求項２４】 前記データ・サンプルは前記画像平面
（１２１）内の前記サンプル点（２１０）に対応する復
調データ値である、請求項２１記載の超音波システム
（５）。 - 【請求項２５】 前記データ・サンプルは前記画像平面
（１２１）内の前記サンプル点（２１０）に対応する走
査変換したデータ値である、請求項２１記載の超音波シ
ステム（５）。 - 【請求項２６】 前記合成データ値（２１１）は前記画
像平面（１２１）内の前記サンプル点（２１０）に対応
する走査変換したデータ値である、請求項２１記載の超
音波システム（５）。 - 【請求項２７】 前記データ合成モジュール（１１０）
は、振幅及びステアリング角度（１４４〜１４８）の関
数として前記データ・サンプルを重み付けすることによ
って部分的に前記データ・サンプルを適応フィルタ処理
して、前記画像平面（１２１）内の前記サンプル点（２
１０）に対応する前記合成データ値（２１１）を作成す
る、請求項２１記載の超音波システム（５）。 - 【請求項２８】 第１（１５１）及び第２（１５２）の
受信ビーム信号が前記トランスデューサ（１４３）上の
第１（１３２）及び第２（１３３）の位置から異なる時
点に始まり、前記のデータ・サンプルを導き出すこと
が、前記超音波信号内に前記第１（１５１）及び第２
（１５２）の受信ビーム信号を含んでいる、請求項２１
記載の超音波システム（５）。 - 【請求項２９】 前記のデータ・サンプルを導き出すこ
とが、異なる時間に後方散乱された第１及び第２の超音
波に応答して形成された第１（１５１）及び第２（１５
２）の受信ビーム信号を前記超音波信号内に含んでい
る、請求項２１記載の超音波システム（５）。 - 【請求項３０】 別々の第１（１２２）及び第２（１２
３）の走査の際に、第１（１５１）及び第２（１５２）
の受信ビームが前記トランスデューサ（１４３）に対し
て第１（１４４）及び第２（１４５）のステアリング角
度でそれぞれ形成される、請求項２１記載の超音波シス
テム（５）。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/047977 | 2001-11-09 | ||
| US10/047,977 US6676603B2 (en) | 2001-11-09 | 2001-11-09 | Method and apparatus for beam compounding |
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