JP2014158935A - 局所媒体動作の検出処理に基づく適応的超音波画像再構成 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像再構成システム70は、媒体と振動子における位置間の相対的な動作を検出する工程、検出した相対的な動作から相対媒体速度を決定する工程、決定した速度に基づき画像点についての再構成周期を設定する工程、再構成周期の設定に基づく再構成周期の間、収集データ量を決定し、使用する工程、ディスプレイ用に、決定した収集データ量を使用し、画像点を再構成する工程を備え、データ収集システム76、データを処理するように設定された処理装置72、および画像を表示する画像表示装置80、を含む。
【選択図】図4
Description
ソフトウエアベースの処理方法、特に画素指向画像再構成方法を用いて、同じ画像フレーム内の個々の画素上で異なる再構成の方式を組み合わせることが可能である。適切な収集シーケンスを用いれば、媒体における動作量についての各画像点で再構成の最適化が可能となる。画素点での媒体動作が小さくなるほど、収集データが使用できる周期が長くなり、画素点の再構成品質が改良される。
適応的再構成技術の1つの実施形態では、収集フェーズは、各画像フレームについての一連の合成アパーチャ収集を構成する。例として、上述の「理想的」再構成方法を考えよう。図2に示すように、各収集フレームについて、振動子の各エレメントに対して、送受信サイクルが実行される。よって、128個の振動子エレメントは、アレイの振動子エレメントにわたってそれぞれ配置された1個のエレメント送信器を用いて、128回の送受信サイクルを要する。受信時は、アレイにある全振動子エレメントが使用され、後処理のために各サイクルにつき全128個の振動子エレメントからのデータがメモリシステムに記憶される。データのフレーム全体を収集するのに、128回の送受信周期を要し、その周期長は画像深度によって決定される。人体内では超音波は1540m/秒で移動するので、一般的な画像深度10cmでは、約130マイクロ秒の受信周期を要し、それは振動子から最大深度まで行って戻ってくるまでの超音波パルスの往復移動時間である。この一般的な場合では、ほとんどの適用に対して十分なフレームレート以上のものを与えれば、「理想的な」再構成フレームについての128回の送受信サイクルは、約17msを要する。
合成アパーチャ収集の多くの組合せに加えて、周波数合成処理および空間合成処理のような、別の超音波画像処理技術を用いて動作する適応的再構成方法がある。従来の周波数合成処理を用いた画像処理では、送信および受信処理の両方について異なる超音波中心周波数を用いて複数の収集がなされる。結果が合成されると、画像中のスペックルアーティファクトが減少する。空間合成処理を用いて、送信ビームが複数の角にわたって誘導され、複数の方向から対象物に超音波を当てる。得られる画像は、振幅情報の乗法平均を用いて一般的に合成される。これらの方法は全画像フレームを一般的に合成するので、フレームレートの減少を犠牲にすることで画質が改良される。
別の処理方法を使用して上述の適応的再構成方法を実行することができる一方、好適な処理方法は画素指向処理を使用する。超音波画像は、周波数およびアレイ方向のような収集システムの物理的なパラメータに依存する基本的な分解能を有し、エコー振幅またはいくつかの別の組織の(音)特性をエンコードする画素値の長方形アレイとして表すことができる。この長方形画素アレイの密集は、画像分解能の十分な空間サンプリングを提供するはずである。(表示画像は、画素の長方形アレイだけでなく、異なる幾何学的な図形を表す任意の画素集合から構成されると理解されよう。)
Claims (19)
- 超音波振動子を使用して画像データを収集する、媒体の超音波画像を処理する方法であって、該方法は、
前記超音波振動子から媒体の超音波画像データを収集する工程、
前記媒体と前記超音波振動子との相対的な動作を決定する工程、
前記収集データを処理し、ディスプレイ用の媒体画像を生成する工程であって、前記媒体と前記振動子との相対的な動作がより大きいレベルにある領域の収集データよりも、前記媒体と前記振動子との相対的な動作がより小さいレベルにある画像領域の収集データを多く使用し、画像生成処理する工程、
を備える方法。 - 前記画像領域について収集データを処理する工程では、前記画像領域の前記相対的な動作が相対動作限界よりも大きくなる場合は前記収集データのうち少なくとも1つの部分集合を使用して前記収集データを処理し、それ以外の場合は前記収集データのすべてを使用して前記収集データを処理する、請求項1記載の方法。
- 前記画像領域について収集データを処理する工程では、前記画像領域の前記相対的な動作が相対動作限界よりも大きくなる場合は前記収集データのうち少なくとも1つの部分集合を使用して前記収集データを処理し、前記相対的な動作が1つ以上の下降動作限界を下回る場合は少なくとも1つの追加的な前記収集データの部分集合を使用して前記収集データを処理する、請求項1記載の方法。
- 前記超音波画像データを収集する工程は、
音信号を生成する工程、
複数の受信エレメントで少なくとも1つの前記音信号のエコーを受信し、そこからエコー信号を得る工程、
前記複数の各受信エレメントから各エコー信号を記憶する工程、
前記記憶したエコー信号の領域へ与えられた画素をマッピングする工程、
前記記憶したエコー信号の領域をマッピングしたものを与えられた画素についてのアレイへ組織化する工程、
を備え、
前記収集データを処理する工程は、
前記アレイを処理し、前記与えられた画素についての反応を生成する工程、
前記反応を使用し、前記与えられた画素についての音情報を得る工程、
を備える、請求項1記載の方法。 - 前記超音波画像データを収集する工程では、平面または略平面の波面音信号を送信する請求項1記載の方法。
- 前記超音波画像データを収集する工程では、前記均一平面音信号を送信するとき、前記均一波面音信号の複数のステアリング角を用いて、複数の送信および受信データ収集を得る、請求項5記載の方法。
- 前記超音波画像データを収集する工程では、周波数合成処理を用いて、超音波画像データを収集する、請求項1記載の方法。
- 前記超音波画像データを収集する工程では、空間合成処理を用いて、超音波画像データを収集する、請求項1記載の方法。
- 超音波を処理する方法であって、
振動子で音信号を生成する工程、
前記音信号から少なくとも1つのエコーを受信し、そこからエコー信号データを収集し、画像構成点での媒体と前記振動子との相対的な動作を検出する工程、
前記複数の各受信エレメントから収集したエコー信号データを記憶する工程、
前記収集したエコー信号データを記憶した領域へ与えられた画素をマッピングする工程、
前記収集したエコー信号データを記憶した領域をマッピングしたものを与えられた画素についてのアレイへ組織化する工程、
前記相対的な動作が限界を超えるか否かを決定し、前記媒体と前記振動子との前記相対的な動作が前記限界を超える場合は収集データの部分集合を使用して各画素についてのアレイを処理し、それ以外の場合である前記媒体と前記振動子との前記相対的な動作が前記限界を超えない場合は全ての収集データを使用して各画素についてのアレイを処理し、画像を生成する工程、
を備える方法。 - 前記収集データの部分集合を使用して画素についてのアレイを処理する工程では、前記相対的な動作が前記限界を超える場合および第1の閾値を下回る場合は前記収集データの第1の部分集合を使用し、前記相対的な動作が前記第1の閾値を超える場合は前記収集データの第2の部分集合を使用する、請求項9記載の方法。
- 前記画素についてのアレイを処理する工程では、前記相対的な動作が前記限界を超える場合および第1の閾値未満になる場合は前記収集データの第1の部分集合を使用し、前記相対的な動作が前記第1の閾値以上になる場合および第2の閾値未満になる場合は前記収集データの第2の部分集合を使用し、前記相対的な動作が第3の閾値以上になる場合は前記収集データの第3の部分集合を使用する、請求項9記載の方法。
- 前記相対的な動作を検出する工程では、1以上の画像点での前記媒体と前記振動子の前記相対的な動作の速度を決定し、
前記処理する工程では、前記速度を利用して、前記画素領域についてのアレイを処理し、少なくとも画像の一部を生成する、
請求項9記載の方法。 - 前記相対的な動作の前記速度を使用して、画像点についての再構成周期の長さを制御する、請求項12記載の方法。
- 画像点についての前記速度が低い場合、より長い再構成周期が使用され、かつより多くの収集データが使用される、請求項13記載の方法。
- 前記収集データは、異なる空間情報および周波数情報を含む、請求項14記載の方法。
- 超音波振動子から収集されたデータを使用して媒体画像を形成する画像再構成方法であって、該方法は、
前記媒体と前記振動子における位置間の相対的な動作を検出する工程、
前記検出した相対的な動作から相対媒体速度を決定する工程、
前記決定した速度に基づき画像点についての再構成周期を設定する工程、
前記再構成周期の設定に基づく再構成周期の間、収集データ量を決定し、使用する工程、
ディスプレイ用に、前記決定した収集データ量を使用して、画像点を再構成する工程、
備える方法。 - 媒体画像を形成する画像再構成システムであって、該システムは、
前記媒体からのデータを収集し、前記媒体と振動子における位置間の相対的な動作を検出するように構成されたデータ収集システム、
前記検出した相対的な動作から相対媒体速度を決定し、前記決定した速度に基づき画像点についての再構成周期を設定し、前記再構成周期の設定に基づく再構成周期の間、収集データ量を決定し、使用するように構成された処理装置、
媒体画像を表示処理する前記処理装置と接続された装置、
を備えるシステム。 - 前記処理装置は、ディスプレイ用に、前記決定した収集データ量を使用し、前記画像点を再構成するように構成された請求項17記載のシステム。
- 前記データ収集システムは、超振動子を備える請求項17記載のシステム。
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