JP7171583B2 - 超高速撮像のためのシステム及び方法 - Google Patents
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Description
トランスデューサアレイから媒体に向かって複数の超音波パルスを送信するステップであって、複数の超音波パルスは、M個の集束されていない第1のパルスから成るドプラバースト及びN個の第2のパルスから成るBモードバーストを含む、一定の間隔で反復されるシーケンスを含み、Mは2以上であり、Nは1以上である、複数の超音波パルスを送信するステップと、
送信されているシーケンスに応答するエコーを検出するステップであって、検出は、トランスデューサアレイの視野FOV内で、各々が、M個の集束されていない第1のパルスから成るセットに同時に応答する第1のエコーを連続的に検出すること、及び、シーケンス内の複数のBモードバーストのエコーを含むBモード画像フレームを検出することを含む、エコーを検出するステップと、
第1のエコーを表す信号からドプラデータを生成するステップと、
Bモード画像フレームを表す信号からBモード画像データを生成するステップと、
ドプラデータ及びBモード画像フレームを同時に表示するステップと
を含む。
媒体に向かって超音波パルスを送信し、パルスに応答した超音波エコーを受信するように構成されているトランスデューサアレイと、
トランスデューサアレイに、媒体に向かって複数の超音波パルスを送信させることであって、複数の超音波パルスは、M個の集束されていない第1のパルスから成るドプラバースト及びN個の第2のパルスから成るBモードバーストを含む、一定の間隔で反復されるシーケンスを含み、Mは2以上であり、Nは1以上である、複数の超音波パルスを送信させることを行わせ、トランスデューサアレイに、送信シーケンスに応答するエコーを検出させることであって、検出は、アレイの視野FOV内で、各々が、M個の集束されていない第1のパルスから成るセットに同時に応答する第1のエコーを連続的に検出すること、及び、シーケンス内の複数のBモードバーストのエコーを含むBモード画像フレームを検出することを含む、エコーを検出させることを行わせるように構成されている、送信コントローラと、
ドプラプロセッサ及びBモードプロセッサを含む処理回路であって、処理回路は、第1のエコーを表す信号からドプラデータを生成し、Bモード画像フレームを表す信号からBモード画像データを生成するように構成されている、処理回路と、
ドプラデータ及びBモード画像データを同時に表示するように構成されているディスプレイと
を備える。
連続ドプラ撮像のために、いくつかの平面波を組み合わせて、信号のSNR及び空間解像度を増強することができる。典型的には、組み合わせることができるパルスの数は、運動によって制限される。言い換えれば、一定の時間量の後、ビームは建設的な干渉を停止し、したがって、組み合わせることができない。パルスを建設的に組み合わせることを可能にするためにパルスがその中で送信されなければならない時間間隔ΔTxbrは、以下の式によって制限される。
Bモードパルスは、集束又は非集束パルス、例えば、平面波の形の非収束パルス(コヒーレントに組み合わされることになる)又は集束パルス若しくは波(コヒーレントに組み合わされることになる又はコヒーレントには組み合わされない)を含むことができる。上述した概念と同様に、パルス間の建設的干渉を維持しながらコヒーレントに組み合わされることになる最初のBモードパルスと最後のBモードパルスとの間の最大時間間隔は、以下の式によって規定することができる。
Claims (15)
- 超高速撮像の方法であって、前記方法は、
トランスデューサアレイから媒体に向かって複数の超音波パルスを送信するステップであって、前記複数の超音波パルスは、視野全体を照射するM個の集束されていない第1のパルスから成るドプラバースト及びN個の第2のパルスから成るBモードバーストを含む、一定の間隔で反復されるシーケンスを含み、Mは2以上であり、Nは1以上である、複数の超音波パルスを送信するステップと、
送信されている前記シーケンスに応答するエコーを検出するステップであって、前記検出は、前記トランスデューサアレイの前記視野内で、第1のエコーの各々が、前記一定の間隔で反復されるシーケンスの順次的な繰り返しにおける前記集束されていない第1のパルスに応答する、第1のエコーを連続的に検出すること、及び、前記一定の間隔で反復されるシーケンスの順次的な繰り返しにおける複数のBモードバーストに応答する第2のエコーを含むBモード画像データを検出することを含む、エコーを検出するステップと、
前記第1のエコーのセットからドプラサンプルを生成するステップであって、前記セットは、前記一定の間隔で反復されるシーケンスの2つ以上の順次的な繰り返しからの集束されていない第1のパルスに応答する第1のエコーを含む、ドプラサンプルを生成するステップと、
前記ドプラサンプルを表す信号からドプラデータを生成するステップと、
前記Bモード画像データを表す信号からBモード画像フレームを生成するステップと、
前記ドプラデータ及び前記Bモード画像フレームを同時に表示するステップと、を含み、
前記集束されていない第1のパルスは、測定される前記媒体の流れの軸方向速度によって前記集束されていない第1のパルスの波長を除算した値の8分の1よりも小さいサンプル内時間間隔内に送信され、
前記一定の間隔で反復されるシーケンスのドプラバーストは、前記媒体の流れの軸方向速度によってそれらの波長を除算した値の4分の1よりも小さいサンプル間時間間隔だけ時間的に離間される、超高速撮像の方法。 - 前記Bモードバーストは、前記連続するドプラバースト間の前記サンプル間時間間隔の残りの間隔内で送信可能な最大数の前記第2のパルスを含む、請求項1に記載の超高速撮像の方法。
- 各ドプラサンプルを生成するために、前記第1のエコーの前記セットは、前記一定の間隔で反復されるシーケンスの2つ以上の繰り返しからのM個を超える集束されていない第1のパルスを含む、請求項1又は2に記載の超高速撮像の方法。
- 前記ドプラサンプルは時間的に不規則に離間され、前記方法は、前記ドプラサンプルの間を補間するステップを含む、請求項3に記載の超高速撮像の方法。
- 前記Bモードの前記第2のパルスは、集束パルスを含み、個々の前記集束パルスは前記視野内の単一の画像ラインと関連付けられるBモード画像データを生成するために、前記視野内の軸線に沿って送信され、反復される前記シーケンスは、前記視野内のすべての前記画像ラインを含む前記Bモード画像フレームを生成する、請求項1から4のいずれか一項に記載の超高速撮像の方法。
- 前記第2のパルスは1つ又は複数の非集束パルスを含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の超高速撮像の方法。
- MはNよりも大きい、請求項1から6のいずれか一項に記載の超高速撮像の方法。
- ドプラ送信パルスは、前記Bモード送信パルスよりも低い周波数で、より狭い周波数波帯内の波形を有する、請求項1から7のいずれか一項に記載の超高速撮像の方法。
- 超高速撮像のための超音波撮像システムであって、前記超音波撮像システムは、
媒体に向かって超音波パルスを送信し、前記超音波パルスに応答した超音波エコーを受信するトランスデューサアレイと、
前記トランスデューサアレイに、媒体に向かって複数の超音波パルスを送信させる送信コントローラであって、前記複数の超音波パルスは、視野全体を照射するM個の集束されていない第1のパルスから成るドプラバースト及びN個の第2のパルスから成るBモードバーストを含む、一定の間隔で反復されるシーケンスを含み、Mは2以上であり、Nは1以上である、複数の超音波パルスを送信させることを行わせ、前記トランスデューサアレイに、送信されている前記シーケンスに応答するエコーを検出させることであって、前記検出は、前記トランスデューサアレイの前記視野内で、第1のエコーの各々が、前記一定の間隔で反復されるシーケンスの順次的な繰り返しにおける前記集束されていない第1のパルスに応答する、第1のエコーを連続的に検出すること、及び、前記一定の間隔で反復されるシーケンスの順次的な繰り返しにおける複数のBモードバーストの前記エコーを含むBモード画像データを検出することを含む、エコーを検出させることを行わせる、送信コントローラと、
ドプラプロセッサ及びBモードプロセッサを含む処理回路であって、前記処理回路は、前記第1のエコーのセットからドプラサンプルを生成し、前記セットは、前記一定の間隔で反復されるシーケンスの2つ以上の順次的な繰り返しからの集束されていない第1のパルスに応答する第1のエコーを含み、前記Bモード画像データを表す信号からBモード画像フレームを生成する、処理回路と、
前記ドプラデータ及び前記Bモード画像フレームを同時に表示するディスプレイと、を備え、
前記集束されていない第1のパルスは、測定される前記媒体の流れの軸方向速度によって前記集束されていない第1のパルスの波長を除算した値の8分の1よりも小さいサンプル内時間間隔内に送信され、
前記一定の間隔で反復されるシーケンスのドプラバーストは、前記媒体の流れの軸方向速度によってそれらの波長を除算した値の4分の1よりも小さいサンプル間時間間隔だけ時間的に離間される、超音波撮像システム。 - 各ドプラサンプルを生成するために、M個を超える連続する前記第1のパルスからのエコーが同時に使用され、結果、各ドプラサンプルを生成するために、2つ以上の連続するドプラバーストからのエコーが使用される、請求項9に記載の超音波撮像システム。
- 前記Bモードの前記第2のパルスは、集束パルスを含み、個々の前記集束パルスは前記視野内の単一の画像ラインと関連付けられるBモード画像データを生成するために、前記視野内の軸線に沿って送信され、反復される前記シーケンスは、前記視野内のすべての前記画像ラインを含む前記Bモード画像フレームを生成する、請求項9又は10に記載の超音波撮像システム。
- 前記第2のパルスは1つ又は複数の非集束パルスを含む、請求項9から11のいずれか一項に記載の超音波撮像システム。
- MはNよりも大きい、請求項9から12のいずれか一項に記載の超音波撮像システム。
- 前記超音波撮像システムは、前記送信コントローラに通信可能に結合されているパルスシーケンス生成器をさらに備え、前記パルスシーケンス生成器は、パルスのシーケンスを生成し、前記送信コントローラに、前記トランスデューサアレイを制御するためのコマンドを送信する、請求項9から13のいずれか一項に記載の超音波撮像システム。
- ドプラ送信パルスは、前記Bモード送信パルスよりも低い周波数で、より狭い周波数波帯内の波形を有する、請求項9から14のいずれか一項に記載の超音波撮像システム。
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