JP2004024876A

JP2004024876A - 医用診断イメージングシステム上のイメージの利得を適応的に制御するための方法

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Publication number: JP2004024876A
Application number: JP2003176997A
Authority: JP
Inventors: Rickard C Loftman; リカルド　シー　ロフトマン; Ismayil M Guracar; イスマイル　エム　グラカー; Patrick J Phillips; パトリック　ジェイ　フィリップス; Zafer Zamboglu; ザファー　ザンボグル
Original assignee: Acuson Corp
Current assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2023-06-20
Also published as: DE10328078B8; JP4597491B2; DE10328078A1; DE10328078B4; US20030236459A1; JP5675069B2; JP2009240829A; US6679844B2

Abstract

【目的】利得最適化は重要であるが、造影剤のイメージングには困難性があり、適当な感度になるよう利得をセッティングするのが困難であるなどの従来技術の問題点を解消する。
【構成】多重モードイメージングや造影剤イメージング上の利得が自動的に調節され、利得アルゴリズムにより別個に組織及び造影剤イメージングなど２つの異なるタイプのイメージングに対する利得パラメータが求められる。造影剤注入前測定されたノイズ値をダイナミックレンジ内の低い値に、又はディスプレイダイナミックレンジ内を幾らか下回る低い値にマッピングすることで、造影剤イメージに基づく利得を最大感度が生じるよう最適化できる。イメージ内の造影剤の存否に基づき異なる利得パラメータが使用される。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医用診断超音波イメージングに関し、特に、そのようなイメージングを改善するよう、利得を適応的にセッティングするシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の超音波イメージングにおいては、Ｂモードイメージ信号が表示のためグレイレベルのレンジ、又はカラーのレンジにマッピングされる前に、信号の利得が調節される。利得は、従来マスタ利得又はＢ利得制御と共に深部利得補償（ＤＧＣ）又は、時間利得補償（ＴＧＣ）制御を使用してユーザにより変化させることができる。ＤＧＣ及びＴＧＣ制御は、従来、レンジにおいてのみ可変であり、マスタ利得は、レンジ及び方位位置の双方から独立している。しかし、方位利得補償（ＬＧＣ）を使用することもできる。
【０００３】
市販の１次元の利得制御が、しばしば輝度レベルを調節するためユーザにより使用される。多くの場合、ユーザは、主に軟部組織グレイレベルの領域内平均をグレイ値の狭いレンジ内に抑えるため利得を制御する。そのような好まれるレンジは、ユーザごとに幾らか一貫性があり、そのリニヤマップが黒の０から白の２５５までマッピングする場合、多くのユーザは、軟部組織に対するグレイレベルをリニヤマップ上で６４番目のグレイレベルにセッティングするよう利得を調節しがちである。とはいえ軟部組織輝度均一性のための利得調節が、ノイズ抑圧及び飽和効果の回避を同時に最適化することはない。手動の利得調節は時間がかかり、ユーザの専門技術を要する。利得は、イメージの幾らか又は、すべての部分に対して最適状態には及ばないことが多い。その結果、低いレベルのカットオフにより、又は、高レベル信号の飽和により情報損失が起こるおそれがある。
【０００４】
これまで様々な自動的利得セッティングアルゴリズムが使用されてきた。一例として、カラードップラエネルギイメージング向けのものが提供されている。センタラインに沿った熱ノイズの測定を使用して、音響エネルギの送信に応答して、信号に関係なく最大の信号感度を提供できる利得の深部依存性が設定される。ユーザはこの利得を調節できず、利得は多次元特性に依存して最適化されることはない。
【０００５】
より最適に利得を制御するため、米国特許第６，３９８，７３３号（本発明の譲受人に譲渡されている）には、Ｂモードイメージに対する利得を適応的にセッティングすることが開示されている。空間的分散は、実質的に軟部組織に相応するイメージの領域を識別するため使用される。このシステムはトランスミッタを遮断した状態でノイズフレームを取得し、次いで、ノイズフレーム及び軟部組織の識別された領域の双方を使用して、局所的に、かつ適応的に利得をセッティングして、イメージ全体にわたり一定の平均レベルで軟部組織を表示させる。
【０００６】
造影剤をイメージングするための最適の利得セッティングには、種々異なるものがある。目標輝度を、第２ハーモニックＢモード造影剤イメージングのため手動で調節できる。利得最適化は重要なことであるが、造影剤のイメージングについては利得最適化は難しい。造影剤イメージングは低い送信パワーを使用できるが、適当な感度になるよう利得をセッティングするのが困難になる。組織からの信号は造影剤イメージ中にまぎれ込んで、利得が造影剤と組織との間のコントラストを低減するおそれがある。幾つかの造影剤イメージングプロトコルは輝度レベル比較を要求し、このためには造影剤の注入前からは利得が調節されないこと、又は少なくとも組織内への造影剤の取り込み又は、組織からの流出の過程中、利得が調節されないことが必要である。
【０００７】
組織イメージングに関する上述の様々な利得セッティング技術は、造影剤イメージングのような他のタイプのイメージングにとって最適状態には及ばないことがあり、その逆が成り立つこともある。幾つかの異なるタイプのイメージング技術が、しばしば造影剤をイメージングするため使用され、ここで、造影剤を表すため一方のイメージを生成し、組織を表すため他方のイメージを生成するようなイメージング技術が用いられる。造影剤及び組織イメージは別個に表示され、又は、一方のイメージが他方のイメージ上に重ねられる。同じ利得特性カーブを両イメージに使用できる。組織イメージに基づく利得特性カーブをセッティングすると、造影剤イメージには劣悪な利得特性カーブが生じる。軟部組織を識別するのに適する利得セッティングアルゴリズムは、造影剤イメージの利得にはロバスト又は最適でないことがある。造影剤イメージの特性は、組織イメージとは異なるものである。造影剤イメージングは、通常造影剤の導入前に始まるので、造影剤の管理後はすべての初期的利得セッティングが、不適当なものとなるおそれがある。造影剤の管理前は、造影剤イメージに基づく自動的利得セッティングが信号の欠除の故に成功しないおそれがある。
【０００８】
【特許文献１】
米国特許第６，３９８，７３３号
【特許文献２】
米国特許第５，９１０，１１５号
【特許文献３】
米国特許第５，５７９，７６８号
【特許文献４】
米国特許第５，９５１，４７８号
【特許文献５】
米国特許第５，６３２，２７７号
【特許文献６】
米国特許第５，５７７，５０５号
【特許文献７】
米国特許第６，０９５，９８０号
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題とするところは、従来技術の問題点を解消することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、特許請求の範囲の構成要件により解決される。
【００１１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項により規定され、このセクションにおけるいずれの事項も特許請求の範囲に対する限定を成すものと理解すべきではない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
説明の導入部分として以下記載される有利な実施形態は、多重モードイメージング及び／又は造影剤イメージングのための利得を自動的に調節するための方法及びシステムを含む。多重モードイメージング及び／又は造影剤イメージング上の利得が自動的に調節される。利得アルゴリズムによって、別個に組織及び造影剤イメージングのような２つの相異なるタイプのイメージングに対する利得パラメータが求められる。造影剤注入前測定されたノイズ値をダイナミックレンジ内の低い値に、又は、ディスプレイダイナミックレンジ内を幾らか下回る低い値にマッピングするような手段により、造影剤イメージに基づく利得を、最大感度を生じさせるよう最適化できる。造影剤イメージに基づく自動的利得は分散計算なしで行うことができる。２つの利得パラメータのうちの１つを、システムの利得として選択し、又は、２つの利得パラメータをシステムの利得を形成するよう結合する。イメージ内の造影剤の存否状態を求めることができ、造影剤のあるなしに基づき相異なる利得パラメータが使用される。
【００１３】
上に要約した利得調節の種々のもの又は、それらの組合せ結合を使用できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のさらなる側面及び利点は、望ましい実施形態に関連して以下説明される。コンポーネントや図は必ずしも縮尺度通りに示されておらず、その代わりに本発明の基本手法のわかり易い図解に重点をおいている。さらに図中、同様の参照番号は、各図にわたり相応のコンポーネントを示す。
【００１５】
【実施例】
図１は、デュアルモード、又は造影剤イメージで利得を適応的に制御するための医用超音波イメージングシステム１０のブロック図を示す。図１に示すように、送信ビームフォーマ１１は、送信／受信スイッチ１２を介してトランスジューサアレイ１３へ送信波形を加える。トランスジューサアレイ１３は送信波形に応答して、超音波パルスを発生し、これらの超音波パルスはイメージングすべき身体Ｂの視野内に向けられる。身体Ｂから戻ったエコーはトランスジューサアレイ１３上に当たり、このトランスジューサアレイは、それらのエコーを受信信号に変換し、これらの受信信号は、送信／受信スイッチ１２を介して、受信ビームフォーマ１４へ伝送される。受信ビームフォーマ１４は、適当な遅延及び位相シフトを施し、これにより身体Ｂ内での選択されたロケーションからの受信信号がコヒーレントに加えられる。
【００１６】
ビームフォーミングされた信号は、１つ又は２つの検出器１５，２０へ加えられる。相異なる検出器１５，２０は、相異なるタイプのイメージングのため使用される。異なるタイプのイメージングは、相異なる送信及び所属の受信シーケンス（例えば単一パルス対マルチパルス）、同様の送信及び相異なる受信シーケンス（例えば相異なる受信組合せに対して少なくとも１つの送信パルスを共用する）、相異なるフィルタ（例えば基本情報の除去対ハーモニック情報除去）、相異なる重み（例えば非パルス間振幅変調対パルス間振幅変調）、相異なるタイプの検出（例えば強度対エネルギ）、又は他のイメージング属性を使用する。
【００１７】
１つの実施形態において、検出器１５は、Ｂモード又は振幅検出器を有する。検出器１５は、組織情報を検出するが、造影剤、運動又は他の構造を検出することもできる。検出器１５は、単一送信、又は多重送信及び所属の受信信号に応答して、基本周波数、第２ハーモニック情報又は、その他のハーモニック情報を検出する。
【００１８】
他の検出器２０は、検出器１５とは異なる方法を用いて、造影剤情報を求めるため動作する振幅検出器を有する。例えば、受信信号は結合され、その結果の振幅は、Ｂモード検出器又はドップラ検出器により検出される。検出器２０は、造影剤情報を検出する。例えば、米国出願番号第０９／５１４，８０３及び第０９／６５０，９４２号に開示されている検出器の任意のもの、及び所属の送信及び受信シーケンスが使用されそれの開示内容は、本明細書中に含まれるものである。これらの検出器は、相異なるパルス間位相及び／又は振幅変調に応答して造影剤情報を検出する。そのような検出方法は、主に造影剤を表す信号又は造影剤を欠除した組織情報を表す信号を提供できる。他の実施形態において、検出器２０は、単一パルス又はマルチパルスハーモニックＢモードイメージングによるような造影剤及び組織情報双方を検出する。ハイパワー伝送、ローパワー伝送又は両者の組合せを使用して、造影剤イメージングの一部として造影剤の破壊を回避し又は引き起こすために使用することができる。１つの実施形態において、造影剤データが、パルス間の振幅及び位相変調の双方を伴う多重ローパワーパルスに応答して検出される。
【００１９】
１つの検出器１５に対する送信及び受信パルスを、他の検出器２０に対して使用できる。例えば検出器２０は、位相変調を伴って、又は位相変調を伴わずに３つのパルス間振幅変調された送信パルスに応答して情報を結合する。この場合、１つのパルスに応答するエコーが、Ｂモード組織イメージングのため検出器１５により使用される。他の実施形態において、付加的パルス、相異なるパルス、又は非パルスが２つ以上の検出器１５，２０により共用される。
【００２０】
代替的実施形態において、ただ１つの検出器１５，２０が設けられ又は使用される。単一の検出器１５，２０は、１つ以上の相異なるタイプのイメージングに対するデータを順次検出し、又は、１つのタイプのイメージングに対するデータだけを検出する。例えば、検出器１５，２０は、Ｂモード検出器で検出されるような造影剤及び組織情報の双方を検出する。
【００２１】
検出された情報は、バックエンドプロセッサに供給され、このバックエンドプロセッサは、対数圧縮装置１６及び適応形多次元バックエンドマッピング段１８を有する。バックエンドマッピング段１８は、イメージングのタイプに対して最適化された総合的利得及び／又は利得特性カーブを適用する。バックエンドプロセッサの出力は、スキャンコンパータ１７に加えられる。スキャンコンパータ１７は、ディスプレイ１９に適するグリッド上に表示値を発生する。
【００２２】
構成要素１１−１７及び１９のすべてが任意の適当な形態をとることができ、何らの特定のインプリメンテーションに限定されない。例えば、送信及び受信ビームフォーマを、アナログ又はデジタル装置として構成でき、単一素子トランスジューサアレイ及び種々の次元のフェーズドアレイを含めた任意の適当なビームフォーマを使用できる。また、システム１０は、トランスジューサアレイ１３とディスプレイ１９との間の信号経路中に付加的構成素子を有することができ、図示の構成要素のうちの選択されたものを削除できるし、又は、構成要素のうちの幾つかの順序を切換えできる。例えばバックエンドプロセッサ及びスキャンコンバータ１７の順序を変えることができる。
【００２３】
システム１０は、ユーザの入力又はトリガイベントに応答して、自動的に、又は適応的にイメージングのための利得をセッティングする。例えばユーザは、ボタンを押して、システム１０に利得を自動的にセッティングさせる。他の事例としてシステム１０は、造影剤イメージング構成を選択するようなイメージング構成のユーザの選択に応答して、利得を自動的にセッティングする。さらに別の事例として、利得セッティングは、イメージングされた視野における造影剤の存否の状態のような検出されたイベントに応答して、又は、利得を秒ごとにセッティングするようなタイムリミットに応答してトリガされる。ユーザは、さらに、平均輝度、側方輝度、又は深部輝度に対するポテンシオメータ又はノブをコントロールすることにより利得を調節できる。別個の、又は、共用の制御操作を、多重のタイプのイメージングのため行わせることができる。
【００２４】
システム１０において、適応的多次元バックエンドマッピング段１８は利得をコントロールする。マッピング段１８は、１つ以上のプロセッサ、フィルタ、ＡＳＩＣ、デジタル信号プロセッサ、アナログコンポーネント、デジタルコンポーネント及びそれらの組合せを有する。マッピング段１８は、多くの形態をとることができ、一般に、自動的に、総合的、平均又はマスタ利得及び側方／深部利得特性カーブを求める。マッピング段１８は、１つのイメージ内の空間的ロケーションに対する輝度レベルをセッティングし適用する。代替的実施形態においては、マッピング段１８は、対数圧縮前又はスキャンコンバージョンの後に、データの振幅を変える。
【００２５】
１つの実施形態において、マッピング段１８は、２つ以上の相異なるタイプのイメージングに対して利得パラメータを求めるため、ハードウエアデバイス及び／又はソフトウエアアルゴリズムを含む。利得パラメータは、側方利得特性カーブ、深部利得特性カーブ、平均又は総合利得、利得情報を求めるため使用される単数又は複数の値、又は、１つ以上の空間的ロケーションに対する利得を表す他のパラメータを含む。
【００２６】
図２は、２つの相異なるタイプのイメージングに使用するためのマッピング段１８の１つの実施形態を示す。２つの相異なるプロセッサ２４，２６は、同じ又は異なるハードウエア上でインプリメントされる。一方の利得プロセッサ２４は、第１のタイプのイメージングに対する利得パラメータを求める。他方の利得プロセッサ２６は、第２のタイプのイメージングに対する利得パラメータを求める。図示のように、２次元又は表面特性カーブ（ＬＧＣ及びＤＧＣ）及びマスタ又は平均利得の双方が両プロセッサ２４，２６により求められ、そして出力される。代替的実施形態において、異なるパラメータが出力され、又は、一方の利得プロセッサ２４は、他方の利得プロセッサ２６とは異なるタイプのパラメータを出力する。
【００２７】
分解プロセッサ２８は、第１、第２利得プロセッサ２４，２６から提供される種々の利得パラメータからシステムの、又は最終の利得情報を求める。分解プロセッサ２８は、第１、第２利得プロセッサ２４，２６と同じ又は異なるハードウエアを使用する。分解アルゴリズムは、２つの相異なるタイプのイメージングのそれぞれに対して２次元又は表面利得特性カーブ（ＬＧＣ及びＤＧＣ）及びマスタ又は平均利得の双方を出力する。代替的実施形態において、別個の側方（方位）及び深部利得特性カーブが出力され、唯１つの利得パラメータが出力され、唯２つの利得パラメータが出力され、空間的に変化する利得及び平均利得を含む利得特性カーブ又は他の利得パラメータが出力される。
【００２８】
１つの実施形態において、マッピング段１８により使用されるイメージングの２つのタイプは、造影剤イメージング及び組織イメージングである。造影剤イメージング技術の中には、最小の組織情報又は殆ど組織情報無しで造影剤を表す検出情報を生じさせるものがある。組織情報は、造影剤の注入前及び注入中、基準組織情報を与えるため造影剤イメージと共に表示される。造影剤イメージは組織情報上に重ねられ、又は、イメージが別個に表示される。利得を求めるための相異なるアルゴリズムは、イメージングのタイプに基づく利得アルゴリズムの最適化を許容する。利得アルゴリズムは、異なるイメージングのタイプに応答して、独立的にデータに適用される。
【００２９】
図３及び図４は、組織イメージングでの使用向けの第１プロセッサ２４のインプリメンテーションの１実施例を示す。例えば、第１プロセッサ２４は、Ｂモード、第２ハーモニックＢモード又は、単独で、又は他の情報と共に組織情報を与えるイメージング技術を使用する。図３及び図４に関連して以下説明する実施形態は、組織イメージのニアフィールド及びファーフィールドの双方における局所的利得を求め、ここで、軟部組織が実質的に一定の目標値で表示されるようにする。米国特許第６，３９８，７３３号に開示された他の実施形態を使用でき、それの開示内容が参考として、本明細書中に含まれ、又は、組織情報に対する利得パラメータを求めるための他の実施形態を使用できる。
【００３０】
図３に示すように、第１プロセッサ２４は、ノイズフレームプロセッサ３０と、軟部組織プロセッサ３２と、利得プロセッサ３４を含む。ノイズフレームプロセッサ３０は、ノイズがフレームにわたり変化するのに従い、電子的又は熱的ノイズの推定を発生する。軟部組織プロセッサ３２は、フレームにおける種々のロケーションでの、イメージフレーム内の軟部組織の強度を指示する平滑化された表面を生成する。利得プロセッサ３４は、プロセッサ３０及び３２からの出力を使用して、平均利得、深部利得及び／又は側方（方位）利得を適応的に調節し又は求める。
【００３１】
図４は、組織データから利得を求めるための第１プロセッサ２４の動作の望ましい実施形態の詳細なフローチャートを示す。システム１０のイメージ取得パラメータは前以て選択された値にセッティングされる。これらの前以て選択された値により、適応形利得プロセッサの動作が最適化される。事例として、以降の全般的ガイドラインが１つの実施形態において適当であることが判明している。利得及びダイナミックレンジを含むイメージ取得パラメータが求められ、その結果イメージング状況の最も広い可能な多様性のため、最も高い可能な信号対雑音比（ＳＮＲ）が、イメージのいずれの部分の飽和をも引き起こさずに、イメージ全体にわたり維持される。このことにより、信号の弱いエリヤが適応的利得プロセッサ３４により考慮されることが保証される。
【００３２】
ノイズプロセッサ３０は、入力としてノイズフレームを受け取る、すなわち、トランスミッタを遮断した状態で取得されたイメージデータのフレームを受け取る。トランスミッタは遮断されているので、真正なエコー信号が存在せず、イメージフレーム内に出現するいずれの信号も、システムの熱的又は電子的ノイズを表す。ノイズフレームは、ＳＮＲバイナリイメージの生成と関連して、低いＳＮＲにより特徴付けられるイメージの領域を識別するため使用される。
【００３３】
フレームにわたり分布する種々のロケーションでの平均電子ノイズの尺度が生成される。データのノイズフレームは、アクション４０において低域ろ波され、アクション４２においてデシメートされる。低域ろ波によりノイズフレームが平滑化され、デシメーションによって低域ろ波されたノイズが比較的粗いグリッドに移し変えられ、例えば１つの辺上で例えば５０ピクセルを測定する。このデシメーションはオプションでありシステム処理速度に依存する。
【００３４】
軟部組織プロセッサ３２は、入力として組織を表すデータのフレームを受け取る。アクション４４において、組織データは低域ろ波される。低域ろ波されたデータは、アクション４６においてデシメートされる。１つの実施形態において、アクション４４，４６は、相応のアクション４０，４２と同じである。
【００３５】
ろ波されデシメートされたノイズフレームはアクション５４において負の極性で、ろ波されデシメートされたイメージフレームと加算される。ノイズフレーム及びイメージフレームは、この事例において、事後検出、事後圧縮信号であるので、加算によりデータの２つのフレームにより表される所属の領域に対してＳＮＲに等しい出力信号が発生される。ＳＮＲ信号は、アクション５６において限界値と比較されて、１つのＳＮＲバイナリイメージを生成する。ＳＮＲバイナリイメージは、所定値より大きいＳＮＲ例えば３ｄＢにより特徴付けられるフレームに対する領域において１に等しくセッティングされ、所定の値より小又はそれに等しい領域において０にセッティングされる。こうして、ＳＮＲバイナリイメージによっては、軟部組織イメージ信号に対する候補となれるのに十分高いＳＮＲを有するイメージフレームの領域が識別される。ロジック値０により特徴付けられるＳＮＲバイナリイメージの部分は、イメージの低いＳＮＲ領域、高いノイズに相応し、それらの領域は、軟部組織の候補とは考えられない。
【００３６】
軟部組織プロセッサ３２は、また、アクション４８において組織データの局所分散を計算することにより、分散バイナリイメージを生成する。軟部組織において、各々の分解セル内に存在する多数の散乱体がある。完全に展開されたスペックルが、反射された信号間の不規則性の干渉に基づき生じ、信号の振幅が、軟部組織を表すイメージフレームの領域内でのレーリー分布に従う。この実施形態において、各イメージピクセルの周りの若干の分解セル内で計算された局所分散が完全に展開されたスペックルのそれに類似する度合いが、所定のイメージピクセルが軟部組織のイメージを表すゆう度の尺度として使用される。
【００３７】
アクション４８において、多様性の統計的尺度が、イメージフレームの領域の選択のため求められる。振幅−検出された対数圧縮されるデータの空間的時間的平均を多様性を求めるため使用できる。代替的に、ノイズパワーの局所平均により規準化されるノイズパワーの空間的分散を使用できる。例えば、規準化された空間的分散を、事前圧縮信号上で求めることができ、ここで、空間的分散は、事前圧縮信号の局所平均により規準化される。多様性の統計的尺度を、横方向（側方）、軸方向及び上下方向軸のうちの任意のもの、それらの軸のうちの任意の２つ又はすべての３つの軸に沿って計算できる。イメージ又はデータのフレームは、比較的小さい領域のグリッドに分割される。それらの領域のサイズは、各軸に沿って、イメージの分解サイズより、１０倍長いオーダであるのが望ましい。座標（ｉ，ｊ）を有する領域又はセルＣのセンタの空間的分散Ｖ_ｉ，ｊは、次のように計算できる。
【００３８】
【数１】

【００３９】
局所分散は、アクション５０においてデシメートされる。アクション５０のデシメーションは、アクション４２及び４６のデシメーションと同じスケールで動作すると望ましい。次いで、デシメートされたデータの分散フレームは、アクション５２においてデータごとに最小及び最大分散レベルと比較される。この比較は、特に、対数圧縮されたデータには簡単であり、ここで、軟部組織の完全に展開されたスペックル特性の分散はほぼ（５．５７ｄＢ）^２である。こうして、イメージフレームにおける軟部組織の領域は、（５．５７ｄＢ）^２に近い分散を有する完全に展開されたスペックルにより特徴付けられる。例えば、分散が下記の関係を充足すれば、分散は軟部組織の特性として分類される。
【００４０】
【数２】

【００４１】
スペックルの実際の局所分散は、超音波システムの信号処理経路中のフィルタに基づき理論値に等しくないことがある。実際上、分散は、軟部組織に類似するファントム上での測定により求められる。分散バイナリイメージは、分散が軟部組織と一致する領域では１に等しく、そうでないときは０に等しくセッティングされる。
【００４２】
アクション６０において、ＡＮＤ関数を使用するような手段により、軟部組織マスクが生成される。ＳＮＲバイナリ及び分散バイナリデータフレームの双方が軟部組織マスクを生成するため入力される。電子ノイズは、軟部組織の分散に近い分散を有し、ＡＮＤ演算は、電子ノイズを軟部組織として誤分類するのを回避するためＳＮＲバイナリイメージ及び分散バイナリイメージを使用する。このＡＮＤ演算は、デシメートされたＳＮＲバイナリイメージ及びデシメートされた分散バイナリイメージの各領域に対して実行される。所属の領域が低いＳＮＲ比により特徴付けられることをＳＮＲバイナリイメージが、指示するか、又は、所属の領域が軟部組織でないことを分散バイナリイメージが指示するならば、生成するデシメートされた組織バイナリイメージは０に等しい値をとる。ＳＮＲバイナリイメージは、すべての実施形態において必要とされるものでなく、他の技術を、ノイズにより支配されたイメージの領域を軟部組織として誤分類するのを回避するため使用できる。例えば、ノイズ低減技術を、局所分散推定前に適用できる。
【００４３】
局所的コヒーレンスファクタを使用して、高い音響ノイズ又はクラッタの領域がマッピング判別から排除されることを保証できる。局所的コヒーレンスファクタは、遅延された及びアポダイズされた信号の受信チャネルにわたっての、コヒーレント（位相感応性）和と、インコヒーレント（位相非感応性）和との比として定義される。Ｒｉｇｂｙ氏の考察については米国特許第５，９１０，１１５号参照のこと。低いコヒーレンスファクタは、強い位相収差、すなわち、音響ノイズまたはクラッタの高いレベルを指示する。したがって、コヒーレンスファクタを用いて、クラッタにより支配されるイメージの領域を無視できる。
【００４４】
上述のように、この軟部組織識別を、多様性の統計的尺度に基づき行うことができる。代替的に、軟部組織を識別するため、例えば、イメージ信号の大きさに基づく方法のような他の方法を使用できる。Ｋｌｅｓｅｎｓｋｉ氏の議論については、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，５７９，７６８号を参照のこと。
【００４５】
アクション６１において、アクション６０からの組織バイナリイメージ出力が、十分な数の組織領域の有無についてテストされる。例えば、デシメートされた組織バイナリイメージは、６×６グリッドに相応する３６の領域を含む。横方向（側方）に間隔をおいた３つの列の各々における、そして、深部方向で間隔をおいた３つの行の各々における少なくとも１つの領域が、組織に関連付けられる場合（すなわち、所定の分布を有する少なくとも６つの領域が存在する）、十分な数の組織領域が存在する。他のテスト、領域数、所要の組織領域の数、又は非テスト状態を使用できる。不十分な数の組織領域又は組織領域の間隔が識別された場合、利得プロセスは終了されるか、又は、組織イメージのため完成されない。
【００４６】
組織領域の十分な数又は間隔が識別された場合、軟部組織強度がアクション６２において計算される。アクション４６から出力されたろ波されデシメートされたデータのイメージフレーム及びアクション６０から出力されたデータのバイナリ組織イメージフレームが、軟部組織強度を計算するための入力として加えられる。殊に、アクション６２は、同じ領域における組織バイナリイメージの相応の値に依存する強度値を有するデシメートされたフレームを出力する。そこで組織バイナリイメージがロジック値０（領域が軟部組織に相応しないことを指示する）に等しい領域に対して、出力は、相応の領域に対する強度値を含まない。代替的にそこで組織バイナリイメージがロジック値１に等しい領域に対して、出力は、アクション４４において、ろ波され、そしてアクション４６においてデシメートされるような、相応の領域に対する強度値を含む。
【００４７】
アクション６４において、利得パラメータが求められる。表面、例えば、第２次表面がデータのフレームに適合している。この第２次表面は、イメージフレームにわたり強度が変化するとき平均軟部組織強度の尺度を与える。ＳＮＲバイナリイメージの使用の故に、ノイズにより支配されるイメージの部分は、その第２次表面をくずさせない。表面は、デシメートされたフレームに適合した第２次表面であるので、表面は、相異なるコントラストの軟部組織間のインターフェースの遷移の提示を妨げるほど迅速には変化しない。適合した表面と、軟部組織目標強度レベルＴ_ｔとの間の差異は、領域ごと、又は、空間的ロケーションをベースとして計算される。差異は、組織利得Ｇ_ｔであり、この組織利得Ｇ_ｔは、レンジ及び方位角の双方と共に変化し、局所組織平均に適合した表面を、軟部組織目標レベルＴ_ｔで表示させるために必要とされる利得である。代替的実施形態において、領域のすべて、又はサブ集合に対する平均差異を表すオフセットがマスタ組織利得として計算される。次いで、２次元利得特性カーブは、オフセットからの差異として表される。他の値又は計算を、各々の空間的ロケーションに対する１つ以上の利得パラメータを提供するため使用できる。
【００４８】
低域ろ波されデシメートされた、アクション４０，４２からのデータのノイズフレームが、アクション８０においてノイズ目標値と比較される。利得パラメータ信号Ｇ_ｎは、領域ごと又は空間的ロケーションを基盤にして、ノイズ目標レベルＴ_ｎと、ろ波されたデシメートされたノイズフレームの相応の値との間の差異として発生される。こうして、ノイズ利得Ｇ_ｎは、また、レンジ及び方位角の双方と共に変化し、局所平均ノイズレベルがノイズ目標レベルＴ_ｎで提示されることを保証するため必要とされる利得を表す。代替的実施形態において、領域のすべて又はサブ集合に対する平均差異を表すオフセットは、マスタノイズ利得として計算される。２次元の利得特性カーブは、次いで、オフセットからの差異として表される。各空間的ロケーションに対して１つ以上の利得パラメータを提供するため他の値または計算を使用できる。
【００４９】
アクション８４において、最終の組織２次元利得パラメータＧ_ｆが求められる。組織利得Ｇ_ｔ及びノイズ利得Ｇ_ｎの最小値が、各々の空間的ロケーション又は領域に対して選択される。１つの実施形態において、最終の２次元利得パラメータの領域のすべて、又はサブ集合に対する平均差異を表すオフセットがマスタ利得として計算される。次いで、２次元利得特性カーブは、オフセットからの差異として表される。各領域のセンタから離れた空間的ロケーションに対して利得は、利得特性カーブに基づき補間される。各空間的ロケーションに対して１つ以上のパラメータを提供するため、他の値又は計算を使用できる。最終利得Ｇ_ｆがセッティングされ、その結果、イメージの組織領域が、そこで、ノイズ信号がノイズ目標レベルより小さいイメージのすべての部分に対して、ほぼ組織目標レベルＴ_ｔのあたりに表示される。そこでノイズ強度がノイズ目標レベルＴ_ｔより大であるイメージの領域において、ノイズが不適当に増幅されないことを保証するため低い利得が使用される。局所利得は、それぞれのロケーションにおいて２次表面の振幅を有する信号をイメージの幾つか、又はすべてにわたり軟部組織目標値として表示させるため適応的に変化される。
【００５０】
軟部組織目標値を多くの手法でセッティングできる。目標表示値はたんに、記憶された値、又は、ユーザにより選択された値、又は、周囲光に応答して適応的に求められた値であってよい。代替的に、軟部組織目標レベルは、現在引き起こされている事後処理特性カーブの関数である。特定的には、ユーザにより制御操作可能又は所定の値を目標軟部組織グレイレベルＴ_ｇとして使用できる。ついで、Ｔ_ｔは、事後処理特性カーブが、表示グレイレベルＴ_ｇにマッピングされる信号強度レベルであるように選択されるときはいつでも規定される。
【００５１】
同じ又は異なる入力及びプロセスを使用した他のアルゴリズムを、組織又は他の情報に対する１つ以上のパラメータを適応的に求めるため使用できる。代替的実施形態において、組織及び造影剤情報の双方を含むイメージングの１つのモードが使用され、こうして、造影剤に適するアルゴリズムが、以下説明するように使用される。
【００５２】
図２に示す第２のプロセッサ２６は、図２及び図３に示すような第１プロセッサ２４と類似して動作する。異なったタイプのイメージングに応答する検出データは第２プロセッサ２６に入力される。例えば、第２プロセッサ２６は、ハーモニックＢモード、相関のロス（ｌｏｓｓ　ｏｆ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）、非直線性の基本モードの検出、他の多重パルス検出技術、又は、主に造影剤情報を提供し、又は、造影剤情報に他の情報を与える他のイメージング技術を使用する。造影剤イメージのニアフィールド及びファーフィールドにおける局所利得が求められ、ここで、造影剤が実質的に一定の目標値で表示されるようにする。
【００５３】
第２プロセッサ２６は、また、図３に示すようにインプリメントされているが、但し、軟部組織プロセッサ３２が、造影剤プロセッサであることは除外する。ノイズフレームプロセッサ３０は、ノイズがフレームにわたり変化すると、造影剤イメージングに関連付けられた受信構成に応答して、電子的又は熱的ノイズの推定を生成する。造影剤プロセッサ３２は、フレーム内の種々のロケーションにおいて、データのイメージフレーム内で造影剤の強度を指示する平滑化された表面を生成する。利得プロセッサ３４は、プロセッサ３０，３２からの出力を使用して、平均利得、深部利得、側方利得及び／又は他の利得パラメータを適応的に調節し又は求める。
【００５４】
図５は、造影剤データから利得を求めるための、第２プロセッサ２６の動作の１つの実施形態の詳細なブロック図である。造影剤及びノイズを表すデータの検出された対数圧縮されたフレームは、利得パラメータを求めるため使用される。図５のフローは、図４のフローと類似しており、そして、同じデータタイプ又は異なるデータタイプを使用した同じアクション（すなわち、同じ参照番号）は図５の説明中繰り返さない。代わりに、造影剤データに対する利得パラメータを求めるためのアルゴリズム上の差異について以下説明する。
【００５５】
アクション６０のバイナリマスクは造影剤データの分散計算に無関係に求められる。バイナリマスクは、造影剤データのどのような分散パラメータにもとらわれない。分散に基づくマスキングは、造影剤を表すデータの統計的性質に基づき信頼性がない。最小の情報を有するか、又は組織情報のない造影剤に対して、不信頼性はさらにより大である。造影剤の注入前は、造影剤を表すデータは何らの分散情報をも提供できない。分散情報は無視され、ＳＮＲ情報は、アクション６０に対して上に論じたようにマスキングのため領域又は空間的ロケーションを識別するため使用される。代替的実施形態において、造影剤を表すデータをさらに、マスキングのため使用できる。例えば、分散情報が、造影剤の注入後求められる。別の事例として、データの統計的性質の原因となる造影剤を表すデータの異なる特性が使用される。心臓イメージングにおいて、心室における造影剤を表すデータの信号レベルは、一般に心筋層における造影剤の信号レベルより大である。上方又は最大信号レベル限界値を造影剤データに加え、上方信号レベル限界値をＳ／Ｎ比データに加え、ピーク信号レベルに基づく適応的限界値を加えることにより、又は、心室を識別する識別性イメージング方法又は検出技術を使用することにより、心室を表す空間的ロケーションを排除するためバイナリマスクを使用できる。これについては以下述べる。
【００５６】
別の差異は、アクション６１（図４）及び６３（図５）の組織領域の十分な数の有無についてのテスト後のプロセスである。アクション６３において、造影剤データは、十分な数の組織領域の有無についてテストされる。アクション６１に対して上に論じたような類似の空間的及び／又は信号テストを使用できる。予期された造影剤イメージング特性に基づく他のテストを使用できる。このテストの結果は、視野内に造影剤が存在しているか否かに応じて異なる。造影剤の注入前は、造影剤を表すデータは、最小の信号を含むか信号を含まない。この場合において熱的ノイズに基づく最大感度に対する利得の最適化が望ましい。しかし、組織からのような、非造影剤源からの信号は、無視可能でなく、造影剤をイメージングする能力を妨げる。組織からの信号の漏出に関連させないで利得を調節すると、造影剤に対する感度がより小さくなる。事前コントラスト状態を識別することは、組織からの信号の漏出がある場合でも、最大の感度に利得をセッティングすることを許容する。感度は、造影剤イメージングにとって重要である。利得及び所属の信号マッピングは、理想的には造影剤信号に対する感度を最大化するようセッティングされる。
【００５７】
図４のアルゴリズムと異なって、不十分な数の造影剤領域しか識別されない場合、図５のプロセスが継続する。矢印６５は、テストで不十分な数が見出された場合のプロセスを示す。アクション８４は、アクション８５と置換される。アクション８５において、アクション８０により出力される利得パラメータは最終利得パラメータとして使用される。システムの利得は、造影剤データから計算される利得パラメータの使用又は計算をせずにノイズ値に基づき適応的に変化される。ノイズをベースとした利得パラメータを使用して、ノイズ値は、イメージ内でゼロ値又はダイナミックレンジ以下の値のような実質的に一定の低い値にマッピングされる。造影剤の注入前一様な減光信号レベルが提供されるよう、アクション８０のノイズ目標値が選択される。ノイズは、システムのダイナミックレンジ内又はそれより低い減光値にマッピングされる。イメージ又は視野にわたりノイズの一定の低いレベルを生じさせる利得パラメータは、任意の信号に最大の感度を与える。造影剤が一旦注入されると、利得は、生成する造影剤信号に一層より大きな感度を与える。造影剤の注入前のノイズ情報に関連付けられた利得パラメータを使用することにより、最適の利得が、注入の前後に造影剤をイメージングするため与えられる。造影剤の注入は、さらなる利得調節をトリガするためトラッキングされず、又は必要とされることはない。
【００５８】
代替的実施形態において、利得は、記憶された利得を使用することにより、最大の感度に調節される。例えば、アクション６３のテストにおいて不十分な造影剤信号が見出された場合、予期されたノイズレベルを表す記憶された利得パラメータが使用される。他の代替的実施形態において、利得は、予期されたノイズを計算することにより最大感度になるよう調節される。
【００５９】
造影剤の注入後利得をセッティングしている場合、一様な減光輝度を与えるよう利得パラメータをセッティングすることは許容できない。造影剤信号情報を失うことになるからである。代わりに、利得パラメータは、組織イメージングに対するセッティングと類似の要領で求められる。造影剤に関連付けられた領域は、軟部組織に関連付けられた領域として扱われる。アクション６３における十分な数の領域の識別により、造影剤が視野内に注入されていることが指示される。十分な数の造影剤領域が識別されると、アクション６２及び６４が造影剤データを使用して実行される。造影剤データに対する目標値は、組織目標値と類似又は異なったものである。例えば、より明るい輝度のマッピングレベルに関連付けられた比較的大きい値により造影剤が強調される。アクション８５においてはアクション８４のように、最小値又は他の関数が、造影剤データ及びノイズデータから、利得パラメータ間で選択するため使用される。
【００６０】
同じ、又は異なる入力及びプロセスを使用した他のアルゴリズムを、造影剤又は他のデータに対する１つ以上の利得パラメータを適応的に求めるため使用できる。例えば記憶された平均利得又は利得特性カーブが、造影剤の注入前造影剤イメージングのため適用される。記憶された利得情報は、視野内にイメージング造影剤がある間及びその前に使用可能な所望の又はもっともらしい利得を提供する。他の実施形態において、記憶された利得情報が、造影剤の存否の状態が求められた後使用される。
【００６１】
造影剤データに対する目標値又は他の入力は、異なるイメージングのタイプの場合と同じ、又はそれと異なったものであってよい。代替的実施形態において、ノイズデータ及び／又は造影剤に対する目標値は、造影剤の存否の状態に依存して変化する。第２ハーモニックＢモード造影剤イメージングのような、実質的組織情報量を含む造影剤データの場合、視野における空間的ロケーションに対する造影剤の存否の状態が求められる。１つの実施形態において、領域数及びコントラスト信号の領域の分布が、アクション６３に対して上に議論したように求められる。他の計算が可能である。限界値を上回る平均Ｓ／Ｎ比での領域数は造影剤の存在状態を指示する。他の事例として、平均Ｓ／Ｎ比が限界値を上回り、造影剤データの局所分散が値の限界値レンジ内にある場合における領域の数は、造影剤の存否の状態を指示する。なお他の事例として、平均又は他のＳ／Ｎ比値が、現在のイメージング構成（例えば、トランスジューサ、動作周波数及び造影剤のタイプ）に基づき求められる限界値と比較される。ユーザ入力を、造影剤の存否の状態を指示するため使用できる。造影剤注入後の時間の大きさに基づき存否の状態を求めるような、時間トリガを使用することもできる。時間に依存しての、Ｓ／Ｎ比の増大又はその増大のレートもまた造影剤の存在状態を指示することができる。
【００６２】
利得パラメータアルゴリズムは、造影剤の存否の状態に依存して最適化される。造影剤が存在しない、又はほとんど存在しない場合、目標値は、減光輝度に関連付けられたような、低い一定の値にデータをマッピングするよう選択される。例えば、造影剤データに加えられる目標値は、生成するイメージに対して一様の輝度を提供するようセッティングされる。組織情報はノイズとしてマッピングされる。造影剤が存在している場合、目標値は、造影剤に関連付けられた空間的ロケーションに対するユーザの所望の輝度を提供するよう選択される。目標値を適合させることのほかに付加的に、又はそれと代替的に、使用されたアルゴリズム又は他の変量が、視野における造影剤の存否の状態に応じて適合化される。
【００６３】
利得パラメータを１度又は１つのトリガに応答して利得を求めるよりむしろ、他の実施形態は、連続的に、又は周期的に利得パラメータを求め適用する。例えば、利得パラメータは、イメージングのスタートに応答して、又は遅延の後求められ、次いで、一旦造影剤の存否の状態が求められると再適用される。時間又はイベントをベースとするトリガはいずれも、利得パラメータを第１回、又は、引き続いて何回も求めるため使用できる。
【００６４】
１，２又はそれより多くのタイプのイメージングに応答する利得パラメータは、イメージにおけるそれぞれの空間的ロケーションに対する最終利得を求めるため使用される。図２に示すような分解プロセッサ２８は、利得パラメータを受け取る。１つの実施形態において、平均利得及び２次元利得特性カーブが各タイプのイメージングに対して設けられる。代替的実施形態において、平均利得及び利得における空間的分散の組合せ結合を表す２次元利得特性カーブが設けられる。他の代替的実施形態において、ただ深部又は側方利得特性カーブ又は平均利得が設けられる。他の利得パラメータを使用できる。
【００６５】
分解プロセッサ２８は利得パラメータを合成する。利得パラメータのうちの少なくとも１つが選択される。１つの実施形態において、平均組織利得及び平均造影剤利得の双方が選択され、別個に出力される。分解プロセッサ２８は、２つの空間的に変化する関数上で動作し、そして、その意味で局所的に動作する。多重利得特性カーブをどのように組合せ結合するかについての判別又は重み付けは、大域的パラメータとして実行される。例えば、同じ重みが、イメージにわたり使用される。代替的に、組合せ結合はイメージ内の所定のロケーションに依存する。コントラストが存在しているか否かの判定をイメージ全体に対して局所的に又は大域的に実行できる。大域的判定のため、イメージの任意の領域内でのコントラストの存否の状態が判定される。
【００６６】
各領域に対する２次元利得特性カーブ（ＬＧＣ及びＤＧＣ）は、ディスプレイのタイプに基づき、又はディスプレイのタイプに無関係に選択される。造影剤イメージだけ、組織イメージだけ又は両イメージの組合せを表示するには、利得特性カーブがイメージ全体へ適用されるよう選択される。ユーザは表示すべきイメージの１つ又は複数のタイプを選択する。造影剤利得、組織利得、造影剤及び組織利得の最小値又は、造影剤及び組織利得の重み付けられた平均がイメージングのタイプに基づき選択される。重み付けられた平均化は、各タイプのイメージングに対してＬＧＣ及び／又はＤＧＣパラメータを結合する。利得パラメータはそれぞれ重み付けられ、次いで重み付けられた利得が加算される。同じ（例えば平均）又は異なる重みを使用して一方の利得を他方の利得より強調することができる。最小、最大または他の非直線性の関数を選択するようにして、組合せが非直線性である場合、生成する利得特性カーブが規準化される。例えば、特性カーブの平均利得が、ゼロ値にセッティングされ、所属のオフセットが、マスタ又は平均利得に加えられる。
【００６７】
代替的実施形態において、複数の平均利得が結合され、又は唯１つが選択され、その結果複数の平均利得が無関係に制御されることはない。他の代替的実施形態において、ＬＧＣ及び／又はＤＧＣ利得特性カーブが選択されて別個に出力され、２つの相異なるタイプのイメージングに対してデータの利得が独立的に制御される。他の実施形態において、空間的に変化する利得及び平均利得は、分解プロセッサ２８への入力及び／又はそれからの出力に対して１つの利得パラメータとして結合される。
【００６８】
最終利得パラメータは、イメージを生成するようデータに加えられる。平均利得及び２次元特性カーブの利得がデータに加えられる。イメージが両タイプのイメージングに対するデータを含む場合、相異なる利得パラメータが、相異なるタイプのデータに加えられる。例えば、組織データに対するのとは異なる平均利得が造影剤データに対して適用されるが、同じＬＧＣ及び／又はＤＧＣ利得特性カーブが適用される。次いで利得の補正されたデータは、イメージを生成するため使用される。１つ以上の利得パラメータ及び１つ以上のタイプのイメージングに対するデータに応答してのイメージが表示される。
【００６９】
組織又は流体運動の検出のような付加的なタイプのイメージングを使用できる。付加的なタイプのイメージングは、組織及び造影剤イメージングのような１つ又は２つの他のタイプのイメージングと組合せ結合して使用される。運動イメージングは他のタイプのイメージングとして、別個の送信及び／又は受信情報を使用又は共用できる。例えば、造影剤イメージングは、［１／２　−１　１／２］として表されるパルス間振幅及び位相変調で音響エネルギの３つのビームを送信する。受信されたパルスは位相反転なしで等しく重み付けられる［１　１　１］。運動に対して、３つのパルスが、同じ振幅及び相対位相［１　１　１］で送信される。受信したパルスは［１／２　−１　１／２］のような重みで結合される。結合された受信信号の振幅が検出される。心臓イメージングにおいて、検出した運動により、利得を求める部分として造影剤データをマスキングするため心室を識別できる。生成する造影剤利得パラメータが、関心領域である心筋層に関連付けられた造影剤データに基づきセッティングされる。
【００７０】
他の代替的実施形態において、造影剤イメージングは、組織情報を含むように変更される。例えば、造影剤イメージングのため、音響エネルギの３つのビームが、［１／２　−１　１／２］として表されるパルス間振幅及び位相変調で送信される。受信したパルスは、［１　０．９５　１］の受信重みのように等しく重み付けされず、幾らかの組織情報が漏出するのを許容する。組織情報は、十分な信号を与え、その結果視野内に造影剤がなくても利得パラメータを求めるためアクション６２及び６４を、使用する確率がより高くなる。
【００７１】
他の実施形態において、図５のプロセスの１つ以上の側面が、唯１つのタイプのイメージングに応答してイメージを生成するため使用される。例えば利得パラメータは、分散に応答して、マスキングすることなく求められ、又は、造影剤の存否の状態が求められる。それらの、又は他の側面を使用したタイプのイメージングとして含まれるものには、Ｃｏｈｅｒｅｎｔ　Ｃｏｎｔｒａｓｔ　Ｉｍａｇｉｎｇ^ＴＭ（コヒーレント　コントラスト　イメージング）（すなわちオルタネート　スキャン　ライン　フェージング）、米国特許第５，９５１，４７８号及び第５，６３２，２７７号に記載されているようなｐｕｌｓｅ　ｏｒ　ｐｈａｓｅ　ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｉｍａｇｉｎｇ（パルス又は位相反転イメージング）、米国特許第６，０９５，９８０号に記載されているようなｐｕｌｓｅ　ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ　Ｄｏｐｐｌｅｒ　ｉｍａｇｉｎｇ（パルス反転ドップライメージング）、米国特許第５，５７７，５０５号に記載されているようなｐｏｗｅｒ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ｉｍａｇｉｎｇ（パワー変調イメージング）又は組織及び／又は造影剤情報を含むその他のイメージング技術がある。上記のリストアップした米国特許は参考として本明細書中に含まれている。
【００７２】
なお他の実施形態において、解剖学的構造が識別され、利得判別すべくデータをマスキングするため使用される。例えば、相関ロス（ｌｏｓｓ　ｏｆ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）はシーケンス（例えば［１　１　１］の送信重み及び［１　−２　１］の受信重み）を用いて形成される。限界値は、心臓イメージングにおける心室のような相関ロス（ｌｏｓｓ　ｏｆ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）データから解剖学的構造を識別するため適用される。限界値を上回るデータ又は、限界値レンジ内のデータが、解剖学的構造として識別される。解剖学的構造に関連付けられた空間的ロケーションに相応するデータは、利得パラメータ判定から除かれる。例えば、異なるシーケンス（例えば［１／２　−１　１／２］の送信重み及び［１　１　１］の受信重み）に応答して付加的データが形成される。代替的に、同じ相関ロスデータが使用される。データは、識別された解剖学的構造に相応する情報を排除するためマスキングされる。マスキングされたデータは、利得パラメータを求めるため使用される。イメージが、利得パラメータに応答して相関ロスデータ、付加的データ又はその他のデータから生成される。
【００７３】
本発明を種々の実施形態を参照して上述したが、多くの変更及び変形を、本発明の精神から逸脱することなく行うことができることを理解すべきである。たとえば造影剤イメージングのような唯１つのタイプのイメージングが使用される。図５の実施形態又は他のアルゴリズムが造影剤イメージングに対する利得を求める。利得を１つのタイプのデータを用いて求めることができるが、異なったタイプのデータでのイメージングのため適用できる。異なった送信シーケンスが使用され、又はデータの別の再結合が、利得を求めるため使用されるというよりむしろ、イメージングのため実行される。
【００７４】
したがって、先に行った詳細な説明は、本発明の望ましい実施形態の１図解と理解すべきであり、本発明を規定するものと理解すべきでないというものである。本発明の範囲を規定すべきものは、あらゆる等価技術を含めた特許請求の範囲のみである。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、利得最適化は重要なことであるが、造影剤のイメージング上は困難性があり、適当な感度になるよう利得をセッティングするのが困難であり、組織イメージングのための従来の種々の利得セッティング技術が造影剤イメージングには最適でなく、その逆も成り立つということなどの、従来技術の問題点を解消できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動利得制御付きイメージングシステムの１実施形態のブロック図である。
【図２】多重イメージングモード用の自動利得制御付きシステムの１実施形態のブロック図である。
【図３】単一イメージングモード用の自動利得制御付きシステムの１実施形態のブロック図である。
【図４】組織イメージング上の利得を求めるための方法の１実施形態のフロー図である。
【図５】造影剤イメージング上の利得を求めるための方法の他の実施形態のフロー図である。
【符号の説明】
１０　　医用超音波イメージングシステム
１１　　送信ビームフォーミング
１２　　送信／受信スイッチ
１３　　トランスジューサアレイ
１４　　受信ビームフォーミング
１５　　検出器
１６　　対数圧縮
１７　　スキャンコンバータ
１８　　多次元バックエンドマッピング段
１９　　ディスプレイ
２０　　検出器
２４　　第１プロセッサ
２６　　第２プロセッサ
２８　　分解プロセッサ
３０　　ノイズプロセッサ
３２　　軟部組織プロセッサ
３４　　利得プロセッサ
４０　　低域ろ波
４２　　デシメート
４４　　低域ろ波
４６　　デシメート
４８　　局所分解
５０　　デシメート
５２　　分散の最小；最大レベルとの比較
６０　　軟部組織マスク生成
６１　　十分な軟部組織領域数についてのテスト
６２　　軟部組織強度計算
６３　　十分な造影剤領域についてのテスト
６４　　利得パラメータを求める
６５　　不十分な数を見出した場合のプロセスを示す
８０　　ノイズ目標レベルとの比較

Claims

医用診断イメージングシステム上のイメージの利得を適応的に制御するための方法において、
ａ）第１データに応答して第１利得パラメータを求めるステップと、
ｂ）第１データとは異なる第２のデータに応答して第２利得パラメータを求めるステップと、
ｃ）第１及び第２利得パラメータのうち少なくとも１つを選択するステップと、
ｄ）選択された利得パラメータに応答して、第１及び第２データのうちの少なくとも１つに基づくイメージを表示するステップを有することを特徴とする、
医用診断イメージングシステム上のイメージの利得を適応的に制御するための方法。
前記ステップｃ）は、第１及び第２利得パラメータの双方を選択することを含み、さらに、
ｅ）第１及び第２利得パラメータを結合するステップを有しており、ここで前記ステップｄ）は、結合された第１及び第２利得パラメータに応答して、イメージを表示することを含む、請求項１記載の方法。
前記ステップｅ）は、
ｅ１）第１及び第２利得パラメータを重み付けするステップと、
ｅ２）重み付けられた第１及び第２利得パラメータを加算するステップを有する、
請求項２記載の方法。
前記ステップａ）は、組織を表す第１のデータに応答した第１の利得パラメータを求めることを含み、
前記ステップｂ）は、造影剤を表す第２データに応答した第２の利得パラメータを求めることを含む、請求項１記載の方法。
前記のステップａ）及びステップｂ）は、異なるタイプのイメージングに応答して第１及び第２利得パラメータを求めることを含む、請求項１記載の方法。
前記ステップａ）は、第１データの軟部組織の領域の第１の平均振幅が実質的に第１の目標表示値にあるようにして、第１の利得パラメータを求めることを含み、そして、
前記ステップｂ）は、ノイズ値がイメージ内で実質的に一定の低い値にマッピングされるようにして、第２の利得パラメータを求めることを含む、請求項１記載の方法。
前記ステップａ）及びステップｂ）は、表面をそれぞれ第１及び第２データに適合させることを含む、請求項１記載の方法。
前記ステップａ）は、第１データの分散に応答して第１ノイズ値の関数として第１の利得パラメータを求めることを含み、
前記ステップｂ）は、第２データの分散に無関係に第２ノイズ値の関数としての第２の利得パラメータを求めることを含む、請求項１記載の方法。
前記ステップａ）は、軟部組織を表すイメージにおける空間ロケーションに対する第１の利得をセッティングすることを含み、
前記ステップｂ）は、造影剤を表すイメージにおける空間ロケーションに対する第２の利得をセッティングすることを含み、さらに、
ｅ）造影剤を表すイメージにおける空間ロケーションに対する造影剤の存否の状態を求めるステップを含み、ここで、前記ステップｂ）は、さらに造影剤の存否の状態が造影剤の欠除に相応する場合、ノイズ値に応答して第２の利得を適応的に変化させ、そして、造影剤の存否の状態が造影剤の存在に相応する場合、ノイズ値及び造影剤値に応答して第２の利得を適応的に変化させることを含む、請求項１記載の方法。
ｅ）２次元領域内での造影剤の存否の状態を第２データに依存して求めるステップと、
ｆ）存否の状態に基づきシステムの第２利得パラメータを適応的に変化させるステップを有する、
請求項１記載の方法。
医用診断イメージングシステム上のイメージの利得を適応的に制御するための方法において、
ａ）１つの領域内の複数のロケーションにおいてノイズ値を求めるステップと、
ｂ）ノイズ値に基づきシステムの利得を適応的に変化させるステップと、
ｃ）該利得に応答して、造影剤のイメージを生成するステップを有し、前記利得は、１つのイメージ内でのノイズ値を実質的に一定の低い値にマッピングすることに関連付けられていることを特徴とする、
医用診断イメージングシステム上のイメージの利得を適応的に制御するための方法。
前記ステップｂ）は感度を最大化することを含む、請求項１１記載の方法。
前記低い値はイメージのダイナミックレンジ内で一定の値である、請求項１１記載の方法。
前記低い値は表示されたダイナミックレンジ以下である、請求項１１記載の方法。
前記のステップａ）及びステップｂ）は、第１のタイプのイメージングの第１のデータに応答して第１の利得パラメータを求めることを含み、さらに、
ｄ）第１のタイプのイメージングとは異なる第２のタイプのイメージングの第２のデータに応答して第２の利得を求めるステップと、
ｅ）第１及び第２利得パラメータのうちの少なくとも１つを選択するステップとを有し、ここで前記ステップｃ）は、選択された利得パラメータに応答して第１及び／又は第２データに基づくイメージを表示することを含む、
請求項１１記載の方法。
前記ステップｅ）は、第１及び第２利得パラメータの双方を選択することを含み、さらに、
ｆ）第１及び第２利得パラメータを結合するステップを有しており、ここで前記ステップｃ）は、結合された第１及び第２利得パラメータに応答してイメージを表示することを含む、請求項１１記載の方法。
前記ステップｂ）は表面をノイズ値に適合させることを含む、請求項１１記載の方法。
前記ステップｂ）は造影剤を表すデータの分散に無関係に利得を適応的に変化させることを含む、請求項１１記載の方法。
ｄ）イメージ内の造影剤の存否の状態を求めるステップを有しており、ここで前記ステップｂ）は、さらに造影剤の存否の状態が造影剤の欠除に相応する場合、ノイズ値に応答して利得を適応的に変化させ、造影剤の存否の状態が造影剤の存在に相応する場合、ノイズ値及び造影剤値に応答して第２の利得を適応的に変化させることを含む、請求項１１記載の方法。
、医用診断イメージングシステム上のイメージの利得を適応的に制御するための方法において、
ａ）２次元領域を表す第１データを検出するステップと、
ｂ）ノイズに関連付けられた第１データにより表された空間的ロケーションを求めるステップと、
ｃ）ノイズに関連付けられた空間的ロケーションに依存して第１データをマスキングするステップと、
ｄ）少なくとも一部においてマスキングされた第１データに基づきシステムの利得を適応的に変化させるステップを有することを特徴とする、
医用診断イメージングシステム上のイメージの利得を適応的に制御するための方法。
前記ステップｃ）は第１データの分散パラメータフリーにマスキングを行うことを含む、請求項２０記載の方法。
前記ステップａ）は造影剤を検出することを含む、請求項２０記載の方法。
前記ステップｄ）はノイズ値に基づきシステムの利得を適応的に変化させることを含み、該利得はイメージ内のノイズ値を実質的に一定の低い値にマッピングすることに関連付けられており、さらに、
ｅ）利得に応答して造影剤のイメージを表示するステップを有する、
請求項２０記載の方法。
前記ステップｄ）は第１のタイプのイメージングの第１データに応答して利得を変化させることを含み、さらに、
ｅ）第１のタイプのイメージングとは異なる第２のタイプのイメージングの第２データに応答して、第２の利得パラメータを求めるステップと、
ｆ）前記ステップｄ）及び第２の利得パラメータに応答して、第１及び第２データのうちの少なくとも１つに基づくイメージを生成するステップを有する、
請求項２０記載の方法。
前記ステップａ）は造影剤を検出することを含み、さらに、
ｅ）２次元領域内の空間的ロケーションに対して造影剤の存否の状態を求めるステップを有し、ここで前記ステップｄ）は、造影剤の存否の状態が造影剤の欠除に相応する場合、ノイズ値に応答して利得を適応的に変化させ、造影剤の存否の状態が造影剤の存在に相応する場合、ノイズ値及び造影剤値に応答して利得を適応的に変化させることを含む、
請求項２０記載の方法。
医用診断イメージングシステム上のイメージの利得を適応的に制御するための方法において、
ａ）２次元領域を表す第１データを検出するステップと、
ｂ）第１データに依存して２次元領域内での造影剤の存否の状態を求めるステップと、
ｃ）存否の状態に基づきシステムの利得を適応的に変化させるステップを有することを特徴とする、
医用診断イメージングシステム上のイメージの利得を適応的に制御するための方法。
ｄ）利得及び第１データとは異なる第２データに依存してイメージを表示するステップを有する、請求項２６記載の方法。
医用診断イメージングシステム上のイメージの利得を適応的に制御するための方法において、
ａ）第１データに応答して第１利得パラメータを求めるステップと、
ｂ）第１データとは異なる第２データに応答して、第２利得パラメータを求めるステップと、
ｃ）第１及び第２利得パラメータのうちの少なくとも１つを選択するステップと、
ｄ）選択された利得パラメータに応答してイメージを表示するステップを有する、
医用診断イメージングシステム上のイメージの利得を適応的に制御するための方法。
医用診断イメージングシステム上のイメージの利得を適応的に制御するための方法において、
ａ）第１データに応答してマスクを求めるステップと、
ｂ）第１データとは異なる第２データをマスクでマスキングするステップと、
ｃ）マスキングされた第２データに応答して利得パラメータを求めるステップと、
ｄ）選択された利得パラメータに応答してイメージを表示するステップを有することを特徴とする、
医用診断イメージングシステム上のイメージの利得を適応的に制御するための方法。
前記ステップｄ）は第２データに応答してイメージを表示することを含む、請求項２９記載の方法。
前記ステップａ）は解剖学的構造を識別することを含み、
前記ステップｃ）は、識別された解剖学的構造を表す第２のデータに応答して利得パラメータを求めることを含む、請求項２９記載の方法。