JP7319943B2 - 音響光学撮像方法および音響撮像装置 - Google Patents
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Description
の閾値を超えて増加させることができない。
(a)送信/受信ステップであって、そのステップの間に、音響トランスデューサの配列が、撮像されるべき媒体の一部である観察領域内に一連のn個の入射音波Ei(t)を連続して送信し、および音響トランスデューサの前記配列は、前記n個の入射音波の前記送信に続いて撮像されるべき前記媒体によってそれぞれ反射されるn個の反射波Ri(t)を検出する、送信/受信ステップであって、ここでnは少なくとも2に等しい自然数であり、前記入射音波は、n個の基本的な入射波E0i(t)を次の式に対応する方法で線形結合することによって得られ、
各基本入射波は、音響トランスデューサの前記配列の複数の音響トランスデューサによって送信され、および前記観察領域全体を走査する、送信/受信ステップ。
(b)復号化ステップであって、そのステップの間に、n個の基本反射波R0i(t)は、検出されたn個の反射波Ri(t)を線形結合することによって決定され、式(2)に対応し、
Hdは次数nの正方行列であって(復号化行列と呼ばれる)、行列HcおよびHdは、Hc.Hd = Dとなるようなものであり、Dは、全ての対角要素diiが非ゼロである次数nの対角行列であり、
(c)画像構築ステップであって、そのステップの間に、合成画像は、n個の基本反射波R0i(t)から生成される、画像構築ステップ。
・行列HcおよびHdは、Hc.Hd = Dであるようなものであり、Dは、全ての対角要素diiが1より大きい次数nの対角行列である。
・nは、偶数の非ゼロの自然数である。
・行列Hcは、次数nのアダマール行列であり、行列Hdは、行列Hcの転置である。
・音波の各々は、複数の時間信号によって表され、各時間信号は、前記トランスデューサ配列の一部であるトランスデューサで音波を表す。
・該方法は、復号化ステップの後にさらに、合成画像がn個の基本反射波R0i(t)から生成される画像構築ステップを含む。
(a)音響トランスデューサの配列の手段によって、撮像されるべき媒体内の観察領域内に一連のn個の入射音波Ei(t)を連続して送信するために適合された送信手段であって、入射音波は、n個の基本入射波E0i(t)を次の式に対応する方法で線形結合することによって得られ、
各基本入射波は、音響トランスデューサの配列の複数の音響トランスデューサによって送信され、および観察領域全体を走査する、送信手段と、
(b)n個の入射波の送信に続いて撮像されるべき媒体によってそれぞれ反射されるn個の反射波Ri(t)の音響トランスデューサの配列によって連続して検出するために適合された受信手段と、
(c)式(2)に対応する方法で、検出されたn個の反射波Ri(t)を線形結合することによってn個の基本反射波R0i(t)を決定するように適合された復号化手段であって、
(d)n個の基本反射波R0i(t)から合成画像を生成するように適合された画像構築手段と、を含む。
・トランスデューサ配列2を制御し、トランスデューサ配列に超音波を送信させるように構成され、トランスデューサ配列によって受信した信号を検出する、電子回路3
・電子回路3を制御し、前記検出された信号から得られた超音波画像を見るためのコンピュータ4または類似の装置
も含む。
・トランスデューサ配列2のp個のトランスデューサΤ1-Τpに個別に接続されたp個のアナログ/デジタル変換器11(A/Dj)
・p個のアナログ/デジタル変換器11にそれぞれ接続されたp個のバッファ12(Bj)
・バッファ12およびコンピュータ4と通信し、トランスデューサ配列2に送られた、および前記トランスデューサ配列から受信した、信号を処理するように構成される、プロセッサ13(CPU)
・プロセッサ13に接続されたメモリ14(MEM)
を含んでもよい。
ち、
(a)送信/受信ステップ
(b)復号化ステップ
(c)画像構築段階
(a1)送信
送信/受信ステップの間、プロセッサ13は、トランスデューサ配列2に一連のn個の入射音波Ei(t)、特に前述の超音波を媒体1に連続的に送信させる。入射音波は、一般にマイクロ秒未満のパルス、通常は中心周波数における超音波の約1~10周期である。入射波のバーストは、例えば約50から200マイクロ秒だけ互いに離れていてもよい。
各入射音波Ei(t)は、対応する反射波Ri(t)を返す媒体1を介して伝播する。次の入射音波を送信する前に、トランスデューサ配列2は、反射波Ri(t)を検出し、次いでプロセッサ13に送信され、メモリ14に記憶される。
n個の入射音波Ei(t)を受信し、n個の反射波Ri(t)を受信した後、プロセッサ13は、検出されたn個の反射波Ri(t)を線形結合することによってn個の基本反射波R0i(t)を決定する、復号化ステップを行い、次の式に対応する。
復号化ステップ(b)の後、プロセッサ13は、例えば、文献EP2101191またはMontaldoらの「Coherent plane-wave compounding for very high frame rate ultrasonography and transient elastography」(IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control 2009 March; 56(3): 489-506)と題する論文に教示されている、合成画像がn個の基本反射波R0i(t)から生成される、画像構築ステップを実行する。
3 電子回路
4 コンピュータ
11 アナログ/デジタル変換器
12 バッファ
13 プロセッサ(CPU)
14 メモリ
Claims (9)
- 音響撮像方法であって、前記方法は、
(a)送信/受信ステップであって、そのステップの間に、音響トランスデューサの配列(2)が、撮像されるべき媒体(1)の一部である観察領域内に一連のn個の入射音波Ei(t)を連続して送信し、および音響トランスデューサの前記配列は、前記n個の入射音波Ei(t)の前記送信に続いて撮像されるべき前記媒体によってそれぞれ反射されるn個の反射波Ri(t)を検出する、送信/受信ステップであって、ここでnは少なくとも2に等しい自然数であり、
前記n個の入射音波の各々は、n個の基本的な入射音波E0i(t)を次の式に対応する方法で線形結合することによって得られ、
前記n個の基本入射波E0i(t)は、平面波または発散波またはn個の異なる波面をそれぞれ有する空間において異なる点に集束された波であり、
前記n個の基本入射波の各基本入射波E0i(t)は、音響トランスデューサの前記配列(2)の複数の音響トランスデューサによって送信され、および観察領域全体を走査し、
前記複数の音響トランスデューサの数は、10個以上であり、前記複数の音響トランスデューサによって送信される入射音波の数nより多い、
送信/受信ステップと、
(b)復号化ステップであって、そのステップの間に、n個の基本反射波R0i(t)は、検出された前記n個の反射波Ri(t)を線形結合することによって決定され、式(2)に対応し、
(c)画像構築ステップであって、そのステップの間に、合成画像は、前記n個の基本反射波R0i(t)から生成される、画像構築ステップと、
を含む、方法。 - 前記複数の音響トランスデューサの数は100以上であり、前記複数の音響トランスデューサによって送信される入射音波の数nは4以上20以下である、請求項1に記載の方法。
- 前記行列HcおよびHdは、Hc・Hd=Dであるようなものであり、Dは、全ての対角要素diiが1より大きい次数nの対角行列である、請求項1または2に記載の方法。
- nは、偶数の非ゼロの自然数である、請求項1から3のいずれかに記載の方法。
- 行列Hcは、次数nのアダマール行列であり、行列Hdは、行列Hcの転置である、請求項1から4のいずれかに記載の方法。
- 前記入射音波Ei(t)の各々は、複数の時間信号Eij(t)によって表され、各時間信号は、トランスデューサ配列の一部であるトランスデューサで前記音波を表し、 前記複数の時間信号Eij(t)は、振幅および時間的形において全て互いに異なる、
請求項1から5のいずれかに記載の方法。 - 撮像されるべき前記媒体(1)は、生きたヒトまたは動物の生体組織を含む、請求項1から6のいずれかに記載の方法。
- 音響撮像装置であって、
(a)音響トランスデューサの配列(2)の手段によって、撮像されるべき媒体内の観察領域内に一連のn個の入射音波Ei(t)を連続して送信するために適合された送信手段(13,2)であって、
前記n個の入射音波Ei(t)の各々は、n個の基本的な入射波E0i(t)を次の式に対応する方法で線形結合することによって得られ、
前記基本入射波E0i(t)は、平面波または発散波またはn個の異なる波面をそれぞれ有する空間において異なる点に集束された波であり、
前記n個の基本入射波の各基本入射波E0i(t)は、音響トランスデューサの前記配列(2)の複数の音響トランスデューサによって送信され、および観察領域全体を走査し、
前記複数の音響トランスデューサの数は、10個以上であり、前記複数の音響トランスデューサによって送信される入射音波の数nより多い、
送信手段と、
(b)前記n個の入射波の前記送信に続いて撮像されるべき媒体によってそれぞれ反射さ
れるn個の反射波Ri(t)の音響トランスデューサの前記配列(2)によって連続して検出するために適合された受信手段(2,13)と、
(c)式(2)に対応する方法で、前記検出されたn個の反射波Ri(t)を線形結合することによってn個の基本反射波R0i(t)を決定するために適合された復号化手段(13)であって、
(d)前記n個の基本反射波R0i(t)から合成画像を生成するために適合された画像構築手段(13)と、
を含む、音響撮像装置。 - 前記複数の音響トランスデューサの数は100以上であり、前記複数の音響トランスデューサによって送信される入射音波の数nは4以上20以下である、請求項8に記載の音響撮像装置。
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