JP2006051356A - 空間合成画像生成のための距離依存重み付け - Google Patents

Abstract

【課題】 超音波画像生成における距離依存重み付けのためのシステム及び方法を提供する。
【解決手段】 本システムは、トランスデューサ・アレイと、データ収集システムと、画像生成処理装置とを含んでいる。トランスデューサ・アレイは、第１の焦点深さを持つ第１の超音波ビームを受け取る。データ収集システムはトランスデューサ・アレイから第１の超音波撮像信号を受け取る。この第１の信号は、少なくとも第１の超音波ビームに基づいた第１の画像データを含んでいる。画像生成処理装置は第１の画像データからの第１のデータ寄与分を第２の超音波撮像信号からの少なくとも第２の画像データと組み合わせて、空間合成画像を生成する。第１のデータ寄与分は第１のビームの少なくとも焦点深さに基づいたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は一般的に云えば超音波画像生成(imaging) に関するものである。より具体的には、本発明は、超音波空間合成画像生成のために距離依存重み付け(range-dependentweighting) するためのシステム及び方法に関するものである。

従来の超音波画像生成システムでは、幾つかの角度で同じ解剖学的構造についての超音波画像（イメージ）を収集する。次いで、これらの画像からのデータを組み合わせて、空間合成画像（すなわち、空間的に合成した画像）のような単一の合成画像を形成する。このような画像データの組み合わせは、各画像からの等しい寄与分を使用して（例えば、全ての画像からの画像データに等しい重み付けを使用して）行うことができる。画像データの組み合わせまた、幾つかの画像からのデータ寄与分を大きくし（例えば、幾つかの画像からの画像データに対する重み付けをより大きくし）且つ他の画像からのデータ寄与分を小さくする（例えば、幾つかの画像からの画像データに対する重み付けをより小さくする）ことによって行うことができる。

例えば、従来の超音波画像生成システムでは、地域的入力フレーム重み付けを採用することができる。図６は、地域的入力フレーム重み付けを例示する略図である。トランスデューサ・アレイが、入力フレーム６１０，６２０，６３０の内の１つ又は複数を形成するために用いることのできる超音波ビームを受け取る。入力フレーム６１０，６２０，６３０の各々は、異なる角度、すなわち、ステアリング角度で得ることができる。例えば、入力フレーム６１０は左へステアリングしたフレームであり、入力フレーム６２０はステアリング無しの（すなわち、ステアリングしていない）フレームであり、入力フレーム６３０は右へステアリングしたフレームである。

３つの画像フレーム６１０，６２０，６３０は組み合わせて合成画像を生成することができる。画像データ部分６４１，６４３，６４５，６４７，６４９はフレーム６１０，６２０，６３０からの組合せ後の画像データを表す。データ部分６４３，６４５，６４７は空間合成画像を表す。画像フレーム６１０，６２０，６３０の形状により、データ部分６４３はフレーム６１０及び６２０からの画像データを含み、データ部分６４７はフレーム６２０及び６３０からの画像データを含み、そしてデータ部分６４５はフレーム６１０、６２０及び６３０からの画像データを含んでいる。

一様な画像輝度（明るさ）を与えるための等しい重み付け及び正規化により、空間合成画像は典型的には、画像データ部分６４３及び６４７ではフレーム６１０及び６２０からの画像データの５０％を含む。同様に、空間合成画像は典型的には、フレーム６１０、６２０及び６３０からの画像データの３３％を含む。

全ての３つのフレーム６１０，６２０，６３０の重み付けが等しい場合（例えば、地域的入力重み付けが適用されていない場合）、特にプローブ又は解剖学的構造に動きがあると、右へステアリングしたフレーム６３０の左側の縁及び左へステアリングしたフレーム６３０の右側の縁が（データ部分６４３，６４５，６４７によって表される）合成画像内で目に見えることがある。この可視性は、右へステアリングしたフレーム６３０がデータ部分６４５の左側の縁に近づくにつれて該フレーム６３０についての重み付けを減少させ且つ同じデータ部分６４５内のフレーム６２０及び６１０からの画像データについての対応する重み付けを増大させることによって、軽減することができる。

しかしながら、合成した超音波画像の近距離場部分にはしばしば、共通の近距離場の解剖学的構造からの超音波ビーム波形の残響によって画像アーティファクトが惹起される。この近距離場部分は一般に、患者の皮膚のような解剖学的構造の表面に比較的近い解剖学的構造の部分を含む。残響を生じさせる近距離場の解剖学的構造としては典型的には、例えば、脂肪層及び筋肉が挙げられる。このような構造は典型的には、近距離場において超音波波形に対して直角である。

現今の超音波画像生成システムでは、前に述べたように、撮像対象の解剖学的構造を複数の角度で走査することができる。角度を付けたビーム発射では残響アーティファクトの発生が少ない。角度の大きい方の画像フレームに相対的に大きい重みを付けると共に、角度の小さい方の画像フレームに相対的に小さい重みを付けることによって、残響の影響を低減できる。残響は近距離場における画像生成問題に過ぎないので、空間合成画像内の残響アーティファクトを更に低減するために、画像フレームに距離依存重み付けを適用することが可能である。近距離場において合成画像を生成するために使用されているデータの量を少なくすると、その結果として近距離場における合成のレベルが画像の残りの部分に比べて低くなる。距離依存重み付けにより、中距離場及び遠距離場における画像のいかなる特徴を損なうことなく、近距離場のアーティファクトを低減させることができる。このような重み付けは、画像範囲にわたってスペックル・パターンをより一様にすることができる。

更に、距離依存重み付けにより、画像範囲にわたってより一様な画像を提供することができる。湾曲型線形プローブは、その幾何学的形状により、近距離場において互いに接近していて、深さにつれて広がていくような画像ベクトルを生じさせる。この結果、典型的な画像間隔では、遠距離場スペックル・パターンよりも細かい近距離場スペックル・パターンが生じる。空間合成は、画像内のスペックル・パターンを滑らかにする効果を有する。近距離場スペックル・パターンは既に中距離場及び遠距離場よりも細かいので、合成している画像は、近距離場において、遠距離場よりも遥かに滑らかに現れ得る。ところで、プローブ開口の寸法は限られているので、画像は通常は遠距離場において焦点が合っていなくてぼやけているように見える。このぼやけは、空間合成によって更に増幅される可能性がある。従って、画像は範囲内で一様な外観を持たないことがあり、その結果ユーザによって首尾よく受け取られないことがある。画像データに距離依存重み付けを適用することによって、より一様な画像を生成することができる。詳しく述べると、近距離場において或る特定の角度からの画像データの寄与分を減少させることによって、スペックルの減少を少なくすることができる。その上、遠距離場において或る特定の角度からの寄与分を減少させることによって、ぼやけを少なくすることが可能である。これらの２つを組み合わせることにより、より一様な画像を生じさせることが可能である。

従って、超音波空間合成画像生成における距離依存重み付けのためのシステム及び方法が必要である。このようなシステム及び方法は、近距離場の解剖学的構造からの波形残響によって惹起される画像アーティファクトを低減することが可能である。更に、このようなシステム及び方法は、超音波画像のスペックル・パターンを画像範囲にわたってより一様にすることが可能である。

本発明は、超音波画像生成における距離依存重み付けのためのシステムを提供する。本システムは、トランスデューサ・アレイと、データ収集システムと、画像生成処理装置とを含んでいる。トランスデューサ・アレイは、第１の焦点深さを持つ第１の超音波ビームを受け取る。データ収集システムはトランスデューサ・アレイから第１の超音波撮像信号を受け取る。この第１の信号は、少なくとも第１の超音波ビームに基づいた第１の画像データを含んでいる。画像生成処理装置は第１の画像データからの第１のデータ寄与分を第２の超音波撮像信号からの少なくとも第２の画像データと組み合わせて、空間合成画像を生成する。第１のデータ寄与分は第１のビームの少なくとも焦点深さに基づいたものである。

本発明はまた、超音波画像生成に距離依存重み付けを適用する方法を提供する。本方法は、第１の超音波撮像信号を受け取る段階と、第１の画像データからの第１のデータ寄与分を第２の画像データからの少なくとも第２のデータ寄与分と組み合わせて、空間合成画像を生成する段階とを含んでいる。第１の撮像信号は少なくとも第１の超音波ビームに基づいたものであって、第１の画像データを含んでいる。第１のビームは焦点深さを含んでいる。第２の画像データは少なくとも第２の超音波撮像信号に基づいたものである。第１のデータ寄与分は少なくとも焦点深さに基づいたものである。

本発明はまた、合成画像に対するデータ寄与分に重み付けするための方法を提供する。本方法は、合成画像に対する第１の画像データ寄与分を第１の係数だけ減じる段階と、第１の画像データ寄与分と第２の画像データ寄与分とを組み合わせて合成画像を生成する段階とを含んでいる。第１の係数は少なくとも焦点に基づいたものである。

上記の概要、並びに本発明の或る特定の実施形態についての以下の詳しい説明は、添付の図面と併せて読めばより良く理解されよう。本発明を例示する目的で特定の実施形態を図面に示している。しかしながら、本発明は添付の図面に示した配置構成及び手段に制限されるものではないことを理解されたい。

図１は、本発明の一実施形態に従って使用される超音波画像生成システム１００の例示の概要図を示す。システム１００は、超音波トランスデューサ１１０と、データ収集システム１２０と、画像処理装置１３０と、表示装置１４０とを含んでいる。

トランスデューサ１１０は超音波ビーム１１２を送出し且つ受け取ることができる。超音波ビーム１１２は焦点深さを含むことができる。焦点深さは、例えば、撮像している患者又は物体の内部領域を含むことができる。焦点深さは、超音波画像１３５を構成するためにトランスデューサ１１０から放出された超音波ビーム１１２が集束する点とすることができる。

超音波撮像信号１１５がトランスデューサ１１０とデータ収集システム１２０との間で伝送される。超音波撮像信号１１５は超音波画像データ１２５を含むことができる。超音波画像データ１２５はデータ収集システム１２０と画像処理装置１３０との間で伝送される。超音波画像１３５が画像処理装置１３０と表示装置１４０との間で伝送される。

トランスデューサ１１０は、超音波ビーム１１２を送受信する能力のある当該技術分野で一般に知られている任意のトランスデューサ・アレイを含むことができる。動作について説明すると、超音波ビーム１１２を受け取った後、トランスデューサ１１０は超音波撮像信号１１５をデータ収集システム１２０へ伝送する。超音波撮像信号１１５は、トランスデューサ１１０で受け取った少なくとも超音波ビーム１１２に基づいた電気信号とすることができる。例えば、撮像信号１１５は、トランスデューサ１１０で受け取った超音波ビーム１１２の強度を表す電気信号を含んでいてよい。このように、撮像信号１１５は受け取った超音波ビーム１１２を表すことができる。

データ収集システム１２０は、撮像信号１１５を受信することのできる任意の処理装置を含むことができる。例えば、データ収集システム１２０は、撮像信号１１５を受信する能力のあるロード可能な又は内蔵ソフトウエアを持つコンピュータ処理装置を含むことができる。一旦データ収集システム１２０が撮像信号１１５を受け取ると、データ収集システム１２０は撮像信号１１５を処理して画像生成データ１２５を決定する。

画像生成データ１２５は、超音波画像を表す電子データを含むことができる。画像生成データ１２５は、空間的に合成した超音波画像の１つ又は複数の画像フレームを含むことができる。例えば、画像生成データ１２５は空間合成画像の単一のフレーム又は複数のフレームを含むことができる。

データ収集システム１２０は、次いで、画像生成データ１２５を画像処理装置１３０へ伝送する。画像処理装置１３０は、視覚可能な超音波画像１３５を生成するために画像データ１２５を処理する能力のある任意の処理装置とすることができる。例えば、画像処理装置１３０は、画像データ１２５を受け取って視覚可能な超音波画像１３５を生成する能力のあるロード可能な又は内蔵されたソフトウエアを持つコンピュータ処理装置であってよい。

画像処理装置１３０は、画像データ１２５内に含まれている空間合成画像の１つ又は複数の画像フレームを受け取ることができる。画像処理装置１３０はまた、空間合成画像を生成するために画像データ１２５内の個別の画像フレームを組み合わせることができる。更に、以下に述べるように、画像処理装置１３０は、空間合成画像に対する１つ又は複数の画像フレームからの寄与分を決定することができる。

画像処理装置１３０は次いで、超音波画像１３５を表示装置１４０へ伝送する。表示装置１４０が画像１３５を受け取ると、表示装置１４０は、スクリーン又は他の媒体上で画像１３５を一人以上のユーザに視覚可能にすることができる。例えば、表示装置１４０は、超音波画像１３５を表示する能力のあるコンピュータ又はＣＲＴスクリーンを含むことができる。

データ収集システム１２０、画像処理装置１３０及び表示装置１４０の内の１つ又は複数は単一の物理的部品内に含めることができる。例えば、データ収集システム１２０及び画像処理装置１３０を、１つ又は複数の処理装置及びメモリを含む単一のコンピュータで具体化することができる。更に、例えば、データ収集システム１２０、画像処理装置１３０及び表示装置１４０の３つ全ては、１つ又は複数の処理装置、メモリ及びコンピュータ・スクリーンを含む単一のコンピュータで具体化することができる。

前に述べたように、画像データ１２５は、トランスデューサ１１０とデータ収集システム１２０との間で伝送される撮像信号１１５に対応させることができる。また前に述べたように、撮像信号１１５は、超音波ビーム１１２に対応させることができ、従って空間合成画像の画像フレームに対応させることができる。このようにして、画像データ１２５は空間合成画像１３５の画像フレームに対応させることができる。

画像処理装置１３０は、空間合成画像１３５に対する画像データ１２５の寄与分を決定できる。寄与分は、空間合成画像１３５を生成するために他の画像データ１２５と組み合わせるべき画像データ１２５の重みを含むことができる。例えば、画像処理装置１３０は、第１の超音波信号１１５（及び第１の超音波ビーム１１２）からの第１の画像データ１２５の寄与分が、（第１の超音波ビーム１１２又は別の超音波ビーム１１２のいずれかからの）第２の超音波信号１１５からの第２の画像データ１２５の寄与分よりも小さくなるように決定することができる。第１の画像データ１２５からの寄与分は、第１の画像データ１２５に所定の係数を乗算することによって決定することができる。

例えば、画像処理装置１３０は、第１の画像データ１２５に０．２のような１未満の係数を乗算することによって、空間合成画像に対する第１の画像データ１２５の寄与分を減少させることができる。画像１３５に対する第２の画像データ１２５からの別の寄与分は、同様にして増大又は減少させることができる。事実上、その結果得られる空間合成画像は第１の画像データ１２５からの寄与分がより少なくなっている。

逆に、画像処理装置１３０は、第１の画像データ１２５に１．２のような１より大きい係数を乗算することによって、第１の画像データ１２５の寄与分を増大させることができる。画像１３５に対する第２の画像データ１２５からの別の寄与分は、同様にして増大又は減少させることができる。事実上、その結果得られる空間合成画像１３５は第１の画像データ１２５からの寄与分がより大きくなっている。

画像処理装置１３０は、空間合成画像１３５に対する寄与分を、対応する超音波ビーム１１２の距離又は焦点深さに基づいて定めることができる。例えば、画像処理装置１３０は、寄与分又は重み係数と超音波ビーム１１２の距離又は焦点深さとの間の１つ又は複数の数学的関係を含むことができる。画像処理装置１３０は、例えば、少なくとも焦点深さに基づいて寄与分又は重み係数を決定するための数学的関係を用いることができる。

図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃは、寄与分又は重み係数と超音波ビーム１１２の焦点深さ又は撮像距離との間の関係を表すグラフを例示している。図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃの各々は寄与分又は重み係数を表す軸２１０と、焦点深さ又は撮像距離を表す軸２２０と、重み係数と距離又は焦点深さとの間の関係を表す曲線２３０とを含んでいる。画像処理装置１３０は、図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃの内の任意の１つからの曲線２３０を用いて、少なくとも焦点深さ又は撮像距離に基づいて寄与分又は重み係数を決定することができる。図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃに例示されている曲線２３０は一例として示したもの過ぎず、本発明に対して何らかの制限を課すことを意図したものではない。

図２Ａはまた２つの重み係数２１２，２１４及び２つの焦点深さ２２２，２２４を含んでいる。画像処理装置１３０は、例えば、ユーザからの入力に基づいて超音波ビーム１１２についての焦点深さを知ることができる。別の実施形態では、超音波ビーム１１２についての焦点深さは撮像信号１２５に含まれていて、データ収集システム１２０から画像処理装置１３０へ伝送されるようにすることができる。

画像処理装置１３０は既知の又は伝送された焦点深さを使用して、曲線２３０をこの焦点深さに適用することによって重み係数を決定する。例えば、図２Ａにおいて、焦点深さ２２２では、前に述べたように、画像処理装置１３０が係数２１４を画像データ１２５に適用することになる。同様に、焦点深さ２２４では、画像処理装置１３０が係数２１２を画像データ１２５に適用することになる。このように、図２Ａの曲線２３０によれば、画像処理装置１３０は超音波ビーム１１２から受け取った画像データ１２５に対して、焦点深さが小さい場合は小さい係数を適用することができるようになる。その逆に、図２Ａの曲線２３０によれば、画像処理装置１３０は超音波ビーム１１２から受け取った画像データ１２５に対して、焦点深さが大きい場合は大きい係数を適用することができるようになる。従って、例えば、ステアリング無しのビーム１１２に図２Ａの曲線２３０を適用することにより、このステアリング無しのビーム１１２の近距離場（又は小さい撮像距離）では画像データ１２５には小さい重みが付けられ、そして該重みはより大きい撮像距離における最大の重みまで次第に「上昇」することになる。このように、少なくとも焦点深さに基づいて画像データ１２５に対して重み係数を決定して適用することは、画像データについての距離依存重み付けと見なすことができる。近距離場におけるステアリング無しのビーム１１２からの画像データ１２５について重み付けを減じる結果、前に述べたように、より一層一様な画像１３５を得ることができる。

同様に、図２Ｃにおいて、焦点深さ２２２では、前に述べたように、画像処理装置１３０が係数２１２を画像データ１２５に適用することになる。同様に、焦点深さ２２４では、画像処理装置１３０が係数２１４を画像データ１２５に適用することになる。このように、図２Ｃの曲線２３０によれば、画像処理装置１３０は超音波ビーム１１２から受け取った画像データ１２５に対して、焦点深さが小さい場合は大きい係数を適用することができるようになる。その逆に、図２Ｃの曲線２３０によれば、画像処理装置１３０は超音波ビーム１１２から受け取った画像データ１２５に対して、焦点深さが大きい場合はより小さい係数を適用することができるようになる。

図２Ｂの曲線２３０では、画像処理装置１３０は、例えば、焦点深さに関係なく同じ係数２１２を画像データ１２５に適用することができるようになる。このように、空間合成画像１３５に対する画像データ１２５からの寄与分は、例えば、焦点深さに基づいていない。

画像処理装置１３０は、異なる超音波ビーム１１２に対応する画像データ１２５について重み係数と焦点深さとの間に１つ又は複数の数学的関係を適用することが可能である。例えば、画像処理装置１３０は空間合成画像１３５の幾つかの画像フレームに対応する画像データ１２５を受け取ることができる。そのとき、処理装置１３０は、各超音波ビーム１１２からの画像データ１２５について異なる係数を決定するために、重み係数と焦点深さとの間に異なる数学的関係を適用することができる。

例えば、トランスデューサ１１０は、右へステアリングした、左へステアリングした及びステアリング無しの超音波ビーム１１２を、全て同じ焦点深さにして受け取ることができる。画像処理装置１３０が３つのビーム１１２の各々から画像データ１２５を受け取ると、画像処理装置１３０は、ステアリング無しの超音波ビーム１１２からの画像データ１２５に対して、図２Ａの曲線２３０の関係によって決定される重み係数を適用することができる。画像処理装置１３０はまた、左及び右へステアリングした超音波ビーム１１２からの画像データ１２５に対して、図２Ｂの曲線２３０の関係によって決定される重み係数を適用することができる。このように、例えば、全ての焦点深さについて、ステアリングしたビーム１１２からの画像データ１２５に同じ重み係数が適用される。従って、空間合成画像１３５に対するステアリングしたビーム１１２からの画像データ１２５の寄与分は、様々な焦点深さについて変更することが出来ない。逆に云えば、例えば、空間合成画像１３５に対するステアリング無しのビーム１１２からの画像データ１２５の寄与分には、様々な焦点深さに従って異なる重みが付けられる。

例えば、小さい焦点深さでのステアリング無しのビーム１１２からのデータ１２５の寄与分には、（図２Ａの曲線２３０が適用されているとき）小さい係数が乗算される。このように、（図２Ａの深さ２２２のような）小さい焦点深さでは、ステアリング無しのビーム１１２からの画像データ１２５に図２Ａの曲線２３０を適用し且つステアリングしたビーム１１２からの画像データ１２５に図２Ｂの曲線２３０を適用した結果、例えば、ステアリングしたビーム１１２からのデータ１２５が、ステアリング無しのビーム１１２からのデータ１２５よりも、空間合成画像１３５に対してより大きい寄与分を持つ。従って、ステアリングしたビーム１１２からの画像データ１２５の寄与分は、例えば、ステアリング無しのビーム１１２からの画像データ１２５の寄与分よりも大きく重み付けされる。

ステアリングした及びステアリング無しのビーム１１２に異なる重み係数−焦点深さ関係を適用することによって、システム１００はより一様な画像を提供することができる。例えば、左へステアリングした、右へステアリングした及びステアリング無しの画像フレームが空間合成画像を生成するために使用され、且つこれらのフレームの各々からの画像データ１２５が（例えば、各フレームからの画像データ１２５に同じ係数又は「１」を乗算すること等によって）等しく重み付けされる場合、合成画像１３５は３つの全てのフレームからの全部のデータ１２５に基づいている。逆に言えば、例えば、近距離場における中央の、すなわち、ステアリング無しの画像フレームからの画像データ１２５に係数０．２を乗算し、且つ近距離場にける外側の、すなわち、左及び右へステアリングしたフレームからの画像データ１２５に係数１を乗算した場合、合成画像は少なくとも２．２フレームに基づいたものになる。（アーティファクトを含む可能性が高い）近距離場におけるステアリング無しの画像フレームからのデータ１２５の全体的な効果を、合成画像１３５において低減することができる。同様に、遠距離場におけるステアリングした画像フレームからの画像データ１２５の寄与分を減じることによって、より鮮明で、よりぼやけの少ない画像１３５を得ることができる。

上記の例は、５つ、７つ又は９つのような多数の入力フレームに適用することもできる。更に、各画像フレーム（又は超音波ビーム１１２）からの画像データ１２５に異なる重み付け曲線２３０を適用することができる。

本発明の別の実施形態では、重み付け曲線２３０は、前に述べたように、地域的入力フレーム重み付けと併せて使用することができる。

本発明の別の実施形態では、画像処理装置１３０は、超音波ビーム１１２の少なくともステアリング角度に基づいて距離依存重み付けを適用するか否かを決定することができる。例えば、ステアリングした超音波ビーム１１２は、このステアリングしたビーム１１２とステアリング無しのビーム１１２との間の角度差に基づいたステアリング角度を持つことができる。ステアリング角度はユーザによって画像処理装置１３０に入力することができる。ステアリング角度はまた、データ収集システム１２０から画像処理装置１３０へ画像データ１２５として伝送することもできる。

画像処理装置１３０は次いでステアリング角度を閾値角度と比較することができる。閾値角度は、画像処理装置１３０のメモリか又は画像処理装置１３０によってアクセス可能であるメモリに記憶しておくことができる。画像処理装置１３０は次いで、画像データ１２５を導き出す超音波ビーム１１２の角度よりも閾値角度が大きい場合、距離依存重み付けを画像データ１２５に適用することができる。このように、距離依存重み付けは、対応する超音波ビーム１１２がステアリング無しのビーム１１２の方向から閾値角度の範囲内にあるときのみ、画像データ１２５に適用することができる。

本発明の別の実施形態では、システム１００は画像データ１２５を記憶するためのメモリを含むことができる。図３は、本発明の一実施形態に従ってメモリ３１０を含むシステム３００を例示している。システム３００は図１のシステム１００と同様であって、メモリ３１０を含んでいる。システム３００では、画像データ１２５がデータ収集システム１２０からメモリ３１０へ伝送される。画像データ１２５はまたメモリ３１０から画像処理装置１３０へ伝送される。

動作について説明すると、データ収集システム１２０は、画像データ１２５を記憶させるために画像データ１２５をメモリ３１０へ伝送する。メモリ３１０は、例えば、コンピュータ呼出し可能なメモリを含むことができる。画像データ１２５は画像処理装置１３０によってメモリ３１０から呼び出して検索することができる。

画像処理装置１３０は、少なくともユーザ入力に基づいてメモリ３１０から画像データ１２５を呼び出して検索することができる。例えば、画像処理装置１３０は、マウス、キーボード又はタッチスクリーンのような入力装置を含むことができる。ユーザは次いで、例えば、メモリ３１０を呼び出して画像データ１２５を検索するように画像処理装置１３０に命令することができる。

更に、ユーザは、前に述べたように、メモリ３１０を呼び出して画像データ１２５を検索すると共に、該データに重み付けを適用するか又は適用しないように、画像処理装置１３０に命令することができる。例えば、ユーザは、図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃを参照して前に述べたように、メモリ３１０を呼び出して最近に記憶された画像データ１２５を検索すると共に、該画像データ１２５に重み付けを適用するように、画像処理装置１３０に命令することができる。画像処理装置１３０は次いで、画像データ１２５を他の画像データ１２５と組み合わせて、合成画像１３５を形成し、ユーザに対して表示するために該画像１３５を表示装置１４０へ伝送することができる。逆に云えば、ユーザは、メモリ３１０を呼び出して、画像データ１２５に重み付けを適用することなく、同じ記憶された画像データ１２５を検索するように、画像処理装置１３０に命令することができる。画像処理装置１３０は次いで、画像データ１２５を他の画像データ１２５と組み合わせて、合成画像１３５を形成し、ユーザに対して表示するために該画像１３５を表示装置１４０へ伝送することができる。このようにして、少なくともユーザからの入力に基づいて距離依存重み付けを適用した合成画像１３５及び適用していない合成画像１３５を表示することができる。

画像データ１２５は長期間にわたってメモリ３１０に記憶しておくことができるとき、距離依存重み付けは画像データ１２５を取得した後で空間合成画像１３５に適用し又は空間合成画像１３５から除くことができる。更に、距離依存重み付けは、画像データ１２５を取得してメモリ３１０に記憶させ、次いで、前に述べたように、少なくともユーザ入力に基づいてメモリ３１０から処理装置１３０に呼び出した後に、適用し又は除くことができる。処理装置１３０への入力により、ユーザが表示のために距離重み付け画像１３５又は距離重み付け無しの画像１３５の何れかを選択し、或いは距離重み付け画像１３５又は距離重み付け無しの画像１３５の両方の表示を選択することが可能になる。このように、ユーザは、事実上、空間合成画像に対する画像データ１２５の１つ又は複数の寄与分を選ぶように、画像処理装置１３０に命令することができる。例えば、第１の寄与分は（図２Ａの曲線２３０の適用のような）画像データ１２５に適用された第１の距離依存重み付けを含むことができ、第２の寄与分は画像データ１２５についての距離依存重み付けを含まないものとすることができ、また第３の寄与分は（図２Ｃの曲線２３０の適用のような）画像データ１２５に適用された第２の距離依存重み付けを含むことができる。

図４は、超音波画像生成に距離依存重み付けを適用するための方法４００についての流れ図を例示している。最初に、段階４１０で、超音波ビーム１１２をトランスデューサ・アレイ１１０で受け取る。次に、段階４２０で、超音波画像信号１１５をデータ収集システム１２０へ伝送する。次いで段階４３０で、収集システム１２０により、少なくとも撮像信号１１５に基づいて画像生成データ１２５を決定する。

次に、段階４４０で、画像データ１２５を画像処理装置１３０へ伝送する。次いで段階４５０において、前に述べたように、画像処理装置１３０で画像データ１２５に距離依存重み付けを適用する。次に、段階４６０において、画像処理装置１３０で、前記重み付けされた画像データ１２５を使用して、空間合成画像１３５を生成する。

次いで段階４７０において、空間合成画像１３５を表示装置へ伝送する。次に、段階４８０において、画像１３５を表示装置１４０で表示する。

次いで方法４００は段階４１０へ戻ることができる。このように、方法４００は段階４１０で開始して段階４８０で終了するループで進めることができる。方法４００は、例えば、ユーザが超音波画像データ１２５の取得を停止することを希望したとき、又はそれ以上に受け取るべき超音波ビーム１１２がもはや無いときに、終了することができる。

図５は、本発明の別の実施形態に従って超音波画像生成に距離依存重み付けを適用するための方法５００を例示する流れ図である。方法５００は、方法４００に類似している。しかしながら、方法５００は、段階４４０で、前に述べたように、超音波画像データ１２５をメモリ３１０へ伝送して、そこに記憶させる。次に、段階４４５で、画像処理装置１３０によりメモリ３１０を呼び出して、画像データ１２５を検索する。

次に、段階４５０において、画像処理装置１３０で、前に述べたように、少なくともユーザ入力に基づいて画像データ１２５に距離依存重み付けを適用する。例えば、ユーザが画像データ１２５に距離依存重み付けを適用するように画像処理装置１３０に命令した場合、段階４５０において画像処理装置１３０で該重み付けを適用する。しかしながら、ユーザが画像データ１２５に距離依存重み付けを適用しないように画像処理装置１３０に命令した場合、段階４５０において画像データ１２５に何ら重み付けは適用されない。

次に、段階４６０において、画像処理装置１３０で、重み付けされた画像データ１２５又は重み付けされてない画像データ１２５の何れかを使用して、空間合成画像１３５を生成する。

次いで段階４７０において、空間合成画像１３５を表示装置へ伝送する。次に、段階４８０において、画像１３５を表示装置１４０で表示する。

次いで、方法４００と同様に、方法５００は段階４１０へ戻ることができる。このように、方法５００は段階４１０で開始して段階４８０で終了するループで進めることができる。方法５００は、例えば、ユーザが超音波画像データ１２５の取得を停止することを希望したとき、又はそれ以上に受け取るべき超音波ビーム１１２がもはや無いときに、終了することができる。

本発明の特定の要素、実施形態及び用途を示し且つ説明したが、当業者には特に上記の教示に照らして変更をなすことができるので、本発明がそれらに制限されないことは勿論である。従って、特許請求の範囲は、このような変更を包含すると共に、本発明の精神及び範囲内に入る特徴を取り入れることを意図している。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。

本発明の一実施形態に従って使用される超音波画像生成システムの例示の概要図である。 寄与分又は重み係数と超音波ビームの焦点深さ又は撮像距離との間の関係を表す例示のグラフである。 寄与分又は重み係数と超音波ビームの焦点深さ又は撮像距離との間の関係を表す例示のグラフである。 寄与分又は重み係数と超音波ビームの焦点深さ又は撮像距離との間の関係を表す例示のグラフである。 本発明の一実施形態に従ってメモリを含む超音波画像生成システムの例示の概要図である。 超音波画像生成に距離依存重み付けを適用するための方法を例示する流れ図である。 本発明の別の実施形態に従って超音波画像生成に距離依存重み付けを適用するための方法を例示する流れ図である。 地域的入力フレーム重み付けを例示する略図である。

符号の説明

１００ 超音波画像生成システム
１１０ 超音波トランスデューサ
１１２ 超音波ビーム
１１５ 超音波撮像信号
１２５ 超音波画像データ
１３５ 超音波画像
２１０ 寄与分又は重み係数を表す軸
２１２ 重み係数
２１４ 重み係数
２２０ 焦点深さ又は撮像距離を表す軸
２２２ 焦点深さ
２２４ 焦点深さ
２３０ 重み係数と距離又は焦点深さとの間の関係を表す曲線
３００ システム
３１０ メモリ
４００ 距離依存重み付けを適用するための方法
５００ 距離依存重み付けを適用するための方法
６１０，６２０，６３０ 画像フレーム
６４１，６４３，６４５，６４７，６４９ 画像データ部分

Claims (10)

1. 超音波画像生成における距離依存重み付けのためのシステムであって、
   第１の焦点深さを含む第１の超音波ビーム（１１２）を受け取るトランスデューサ（１１０）アレイと、
   前記アレイから第１の超音波撮像信号（１１５）を受け取るデータ収集システム（１２０）であって、前記第１の信号（１１５）が少なくとも前記第１のビーム（１１２）に基づいた第１の画像データ（１２５）を含んでいる、データ収集システム（１２０）と、
   前記第１の画像データ（１２５）からの第１のデータ寄与分を第２の超音波撮像信号（１１５）からの少なくとも第２の画像データ（１２５）と組み合わせて、空間合成画像（１３５）を生成する画像生成処理装置（１３０）であって、前記第１のデータ寄与分が少なくとも前記焦点深さに基づいたものである、画像生成処理装置（１３０）と、
   を含んでいるシステム。
2. 前記第１のデータ寄与分は前記焦点深さに従って重み付けされている、請求項１記載のシステム。
3. 前記第１のビーム（１１２）はステアリング無しの超音波ビーム（１１２）である、請求項１記載のシステム。
4. 超音波画像生成に距離依存重み付けを適用する方法であって、
   焦点深さを含む少なくとも第１の超音波ビーム（１１２）に基づいた第１の超音波撮像信号（１１５）を受け取る段階であって、前記第１の撮像信号（１１５）が第１の画像データ（１２５）を含んでいる、段階と、
   前記第１の画像データ（１２５）からの第１のデータ寄与分を、少なくとも第２の超音波撮像信号（１１５）に基づいた第２の画像データ（１２５）からの少なくとも第２のデータ寄与分と組み合わせて、空間合成画像を生成する段階（１３５）と、を含んでおり、
   前記空間合成画像（１３５）に対する前記第１の画像データ（１２５）からの第１のデータ寄与分が少なくとも前記焦点深さに基づいたものであること、を特徴とする方法。
5. 更に、前記焦点深さに従って前記第１のデータ寄与分に重み付けする段階を含んでいる請求項４記載の方法。
6. 前記第１のビーム（１１２）はステアリング無しの超音波ビーム（１１２）である、請求項４記載の方法。
7. 合成画像に対するデータ寄与分に重み付けするための方法であって、
   合成画像（１３５）に対する第１の画像データ寄与分を、少なくとも焦点に基づいた第１の係数だけ減じる段階と、
   前記第１の画像データ寄与分と第２の画像データ寄与分とを組み合わせて、合成画像を生成する段階と、
   を含んでいる方法。
8. 更に、前記第２の画像データ寄与分を、少なくとも第２の焦点に基づいた第２の係数だけ減じる段階を含んでいる請求項７記載の方法。
9. 前記第２の係数は前記第１の係数よりも大きい、請求項８記載の方法。
10. 前記焦点は超音波ビーム（１１２）の焦点深さであり、前記第１の画像データは少なくとも前記超音波ビーム（１１２）から導き出されている、請求項７記載の方法。

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