JP2019526350A - 流体流路の高解像度超音波画像の撮像方法 - Google Patents
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Abstract
Description
超音波信号を生体へ送信するステップと、
前記生体内の流路に沿って流れている流体から反射された反射超音波信号を、第1の方向の解像度限界を有する超音波送受信機システムを用いて受信するステップと、
受信した前記反射超音波信号を用いて所定時間内の連続する複数の画像を表す画像データを生成するステップであって、各々の画像は前記流路に沿って流れている前記流体から反射された前記反射超音波信号内に干渉によって生じるスペックルパターンを含むステップと、
前記画像データに対してピーク鮮鋭化操作を行い、所定時間内の連続する複数の高解像度画像を表すデータを生成するステップであって、各々の高解像度画像は、前記超音波送受信機システムの前記第1の方向の前記解像度限界よりも高精細な前記第1の方向の解像度を有し、かつ、それぞれのピーク鮮鋭化されたスペックルパターンを含むステップと、
そして、
前記所定時間内の連続する複数の高解像度画像を表すデータに合成操作を適用し、前記所定時間内の連続する複数の高解像度画像から、前記流体の前記流路がピーク鮮鋭化されたスペックルパターンの重ね合わせによって表される出力画像を表すデータを生成するステップ。
前記入力部は、超音波送受信機システムからのデータを受信し、該データは、第1の方向に最大解像度を有する所定時間内の連続する複数の画像を表し、各々の画像は、生体内の流路に沿って流れている流体から反射された反射超音波信号の中の干渉によって生じるスペックルパターンを含み、
そして、
前記処理サブシステムは、
前記画像データに対してピーク鮮鋭化操作を行い、所定時間内の連続する複数の高解像度画像を表すデータを生成し、各々の高解像度画像は、前記第1の方向に、前記第1の方向における前記最大解像度よりも高精細な解像度を有し、ピーク鮮鋭化されたスペックルパターンをそれぞれ含み、そして、
前記所定時間内の連続する複数の高解像度画像を表す前記データに合成操作を行い、前記所定時間内の連続する複数の高解像度画像から、前記流体の流路が、前記ピーク鮮鋭化されたスペックルパターンの重ね合わせによって表される出力画像を表すデータを生成する。
− クラッタフィルタリング
− オーバーサンプリング
− ピーク鮮鋭化
− 正規化
− 所定時間での平均化
− 対数圧縮
Claims (33)
- 超音波信号を生体へ送信するステップと、
前記生体内の流路に沿って流れている流体から反射された複数の反射超音波信号を、第1の方向の解像度限界を有する超音波送受信機システムを用いて受信するステップと、
受信した前記複数の反射超音波信号を用いて所定時間内の連続する複数の画像を表す画像データを生成するステップであって、各々の画像は前記流路に沿って流れている前記流体から反射された前記反射超音波信号内に干渉によって生じるスペックルパターンを含むステップと、
前記画像データに対してピーク鮮鋭化操作を行い、所定時間内の連続する複数の高解像度画像を表す画像データを生成するステップであって、各々の高解像度画像は、前記超音波送受信機システムの前記第1の方向の前記解像度限界よりも高精細な前記第1の方向の解像度を有し、かつ、それぞれのピーク鮮鋭化されたスペックルパターンを含むステップと、
そして、
前記所定時間内の連続する複数の高解像度画像を表す画像データに合成操作を適用し、前記所定時間内の連続する複数の高解像度画像から、前記流体の前記流路が前記ピーク鮮鋭化されたスペックルパターンの重ね合わせによって表される出力画像を表すデータを生成するステップと、を含むこと
を特徴とする超音波撮像方法。 - 前記流体が血液を含むこと
を特徴とする、請求項1に記載の超音波撮像方法。 - 前記流体が超音波造影剤を含むこと
を特徴とする、請求項1又は2に記載の超音波撮像方法。 - 前記所定時間内の連続する複数の画像を表すデータをリサンプリングして、前記画像データ内に追加の補間画素を生成するステップをさらに含むこと
を特徴とする、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の超音波撮像方法。 - クラッタフィルタを用いて前記連続する複数の画像を表す前記データをフィルタリングするステップをさらに含むこと
を特徴とする、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の超音波撮像方法。 - 前記クラッタフィルタは、一つ又は複数の受信超音波信号から決定される周波数情報又は位相情報を使用して、静止している物質、又は、一つ又は複数の方向に閾値速度未満で移動している生体内の物質からの寄与成分を減衰させること
を特徴とする、請求項5に記載の超音波撮像方法。 - 各々の高解像度画像の前記第1の方向の解像度が、前記超音波送受信機システムの前記解像度限界より少なくとも二倍高精細であること
を特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の超音波撮像方法。 - 前記超音波送受信機システムは、前記第1の方向とは異なる第2の方向に第2の解像度限界を有し、各々の高解像度画像は前記第2の解像度限界よりも高精細な前記第2の方向の解像度を有すること
を特徴とする、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の超音波撮像方法。 - 前記ピーク鮮鋭化操作は、前記画像データ内の画素値に非線形関数を適用するステップを含むこと
を特徴とする、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の超音波撮像方法。 - 前記非線形関数の一次導関数は、前記ピーク鮮鋭化操作が前記画像データに適用される前に前記画像データ内に存在している画素値の範囲にわたって単調に増加すること
を特徴とする請求項9に記載の超音波撮像方法。 - 前記ピーク鮮鋭化操作が、1より大きい基底を有する冪関数を前記画像データの各画素値に適用するステップ、又は、1より大きい基底を有する指数関数を前記画像データの各画素値に適用するステップを含むこと
を特徴とする、請求項9又は請求項10に記載の超音波撮像方法。 - 各々の高解像度画像内の複数の局所ピークにおける振幅の変動を低減するために、前記高解像度画像のデータに正規化操作を適用するステップを含むこと
を特徴とする、請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の超音波撮像方法。 - 前記正規化操作は、前記高解像度画像のデータ内の各画素の近傍の複数の画素の値に基づいて該高解像度画像のデータ内の各画素の値を増減するステップを含むこと
を特徴とする請求項12に記載の超音波撮像方法。 - 前記正規化操作は、前記高解像度画像のデータ内の所定時間内にある複数の画像にわたって一つ又は複数の画素値を平均化するステップを含むこと
を特徴とする、請求項12又は13に記載の超音波撮像方法。 - 前記合成操作が、前記出力画像内の各画素について、前記所定時間内の連続する複数の高解像度画像全体にわたって前記各画素の値の平均を計算するステップを含むこと
を特徴とする請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の超音波撮像方法。 - 連続する出力画像を表すデータを生成するステップと、前記連続する出力画像をビデオとして表示するステップと、を含むこと
を特徴とする請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の超音波撮像方法。 - 各出力画像を生成するために使用される前記合成操作が、前記連続する複数の高解像度画像の加重平均を計算するステップを含み、前記連続する複数の高解像度画像の一つの画像に付与される重みが、前記連続する複数の高解像度画像の他の画像に付与されるどの重みよりも高いこと
を特徴とする請求項16に記載の超音波撮像方法。 - 入力部と処理サブシステムを含む超音波撮像システムであって、
前記入力部は、超音波送受信機システムから送られた画像データを受信し、該画像データは、第1の方向に最大解像度を有する所定時間内の連続する複数の画像を表し、各々の画像は、生体内の流路に沿って流れている流体から反射された反射超音波信号における干渉によって生じるスペックルパターンを含み、
そして、
前記処理サブシステムは、
前記画像データに対してピーク鮮鋭化操作を行い、所定時間内の連続する複数の高解像度画像を表すデータを生成し、各々の前記高解像度画像の前記第1の方向の解像度は、前記第1の方向の前記最大解像度よりも高精細であり、各々の前記高解像度画像は、それぞれピーク鮮鋭化されたスペックルパターンを含み、そして、
前記所定時間内の連続する複数の高解像度画像を表す前記データに合成操作を行い、前記所定時間内の連続する複数の高解像度画像から、前記流体の流路が、前記ピーク鮮鋭化されたスペックルパターンの重ね合わせによって表される出力画像を表すデータを生成すること
を特徴とする超音波撮像システム。 - 送信された超音波信号の特定の一組に対して、前記第1の方向に前記最大解像度に等しい解像度限界を有し、前記所定時間内の連続する複数の画像を表す前記データを生成する超音波送受信機システムをさらに含むこと
を特徴とする、請求項18に記載の超音波撮像システム。 - 前記処理サブシステムは、さらに、受信した前記所定時間内の連続する複数の画像を表す前記データをリサンプリングして、前記画像データ内に追加の補間画素を生成すること
を特徴とする、請求項18又は請求項19に記載の超音波撮像システム。 - 前記処理サブシステムは、さらに、クラッタフィルタを用いて受信した前記所定時間内の連続する複数の画像を表す前記データをフィルタリングすること
を特徴とする、請求項18から請求項20のいずれか一項に記載の超音波撮像システム。 - 前記クラッタフィルタは、一つ又は複数の受信超音波信号から決定される周波数情報又は位相情報を使用して、静止している、又は、一つ又は複数の方向に閾値速度未満で動いている生体内の物質からの寄与成分を減衰させること
を特徴とする、請求項21に記載の超音波撮像システム。 - 各々の高解像度画像は、前記超音波送受信機システムの回折限界よりも少なくとも2倍細かい画素間隔を有すること
を特徴とする、請求項18から請求項22のいずれか一項に記載の超音波撮像システム。 - 受信した前記所定時間内の連続する複数の画像を表す前記データが、前記第1の方向とは異なる第2の方向に最大解像度を有し、各々の高解像度画像の前記第2の方向における解像度は、前記第2の方向における前記最大解像度よりも高精細であること
を特徴とする、請求項18から請求項23のいずれか一項に記載の超音波撮像システム。 - 前記ピーク鮮鋭化操作は、前記画像データ内の複数の画素値に対して非線形関数を適用することを含むこと
を特徴とする、請求項18から請求項24のいずれか一項に記載の超音波撮像システム。 - 前記非線形関数の一次導関数は、前記ピーク鮮鋭化操作が前記画像データに適用される前に前記画像データ内に存在する画素の値の範囲にわたって単調に増加すること
を特徴とする請求項25に記載の超音波撮像システム。 - 前記ピーク鮮鋭化操作が、前記画像データ内の各画素値に対して、1より大きいべき指数を有する冪関数、又は、1より大きい基底を有する指数関数を適用することを含むこと
を特徴とする、請求項25又は請求項26に記載の超音波撮像システム。 - 前記処理サブシステムは、前記高解像度画像のデータに正規化操作を適用して、各々の高解像度画像内の複数の局所的ピークの振幅におけるばらつきを低減すること
を特徴とする、請求項18から請求項27のいずれか一項に記載の超音波撮像システム。 - 前記正規化操作は、前記高解像度画像のデータ内のそれぞれの画素の近傍にある複数の画素の値に基づいて前記高解像度画像のデータ内のそれぞれ画素の値を増減することを含むこと
を特徴とする、請求項28に記載の超音波撮像システム。 - 前記正規化操作は、前記高解像度画像のデータ内の所定時間内の複数の画像にわたって、一つ又は複数の画素の値を平均化することを含むこと
を特徴とする、請求項28又は請求項29に記載の超音波撮像システム。 - 前記合成操作は、前記出力画像内の各画素について、前記連続する複数の高解像度画像全体にわたって、前記各画素の値の所定時間内の平均値を計算することを含むこと
を特徴とする、請求項18から請求項30のいずれか一項に記載の超音波撮像システム。 - 表示画面を含み、
前記処理サブシステムは、連続する出力画像を表すデータを生成し、前記表示画面に前記連続する出力画像をビデオとして表示すること
を特徴とする、請求項18から請求項31のいずれか一項に記載の超音波撮像システム。 - 各出力画像を生成するために使用される前記合成操作は、前記連続する複数の高解像度画像の加重平均を計算するステップを含み、前記連続する複数の高解像度画像中の一つの画像に付与される重みが、前記連続する複数の高解像度画像中の他の画像に付与される重みのどれよりも大きいこと
を特徴とする、請求項32に記載の超音波撮像システム。
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