JPH07503321A

JPH07503321A - 超音波画像システムと焦点補正法

Info

Publication number: JPH07503321A
Application number: JP5513294A
Authority: JP
Inventors: グリーン，フイリツプ・エス
Original assignee: エス・アール・アイ・インターナシヨナル
Priority date: 1992-01-27
Filing date: 1993-01-15
Publication date: 1995-04-06
Also published as: EP0624254A1; US5357962A; WO1993015415A1; CA2128887A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】超音波画像システムと焦点補正法（発明の技術分野）本発明は、一般的に、超音波画像法と異質な媒体への焦点補正法に関するものである。

（発明の背景）音響屈折率、即ちその音速において異質な媒質で生成した超音波は、一般的に焦点エラーを示す。マルチエレメントトランスジューサアレイと、焦点を合わせビームを操縦するため、そのアレイの操作可能エレメントに接続されている可調整時間遅延手段を利用した画像システムにとっては、その時間遅延手段を調整することにより、そのような焦点エラーを幾分補正することは可能である。

焦点欠陥を減少させる従来技術の方法の一つは、補正されるべき目的物内のある点に対応した。近接もしくは近くのアレイエレメントにより受信した信号の交差して短いセグメントを含む。交差した相関係数は１時間シフトが、その点で画像化するのに要求される。ビーム操縦（ｂｅａｍ−ｓｔｅｅｒｉｎｇ）や焦点遅延に等しいとき、最大になるべきである。もし異なれば１時間シフト補正が行われ、それを一致させる。全ての１時間シフトし補正された波が合計される。歪んだ媒体を補正する交差した相関方法は、米国特許第４．４８４．４７７号、バクストン（Ｂｕｘｔｏｎ）　、米国特許第４．４７１．７８５号、ウィルソンら（Ｗｉ　１ｓｏｎ）、米国特許第４．８１７．６１４号、ハスラーら（Ｈａｓｓｌｅｒ）、及び論文「点状反射と拡散した散乱からの信号を用いた位相収差補正：基本原理（Ｐｈａｓｅ　ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ　Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　Ｕｓｉｎｇ　Ｓｉｇｎａｌｓ　ｆｒｏｍ　Ｐｏ１ｎｔＲｅｆｌｅｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　Ｄｉｆｆｕｓｅ　５ｃａｔＬｅｒｅｒｓ：　Ｂａ５ｉｃ　Ｐｒ１ｎｃｉｐｌｅｓ）Ｊ　、　フラックスら（■撃■ ｘ）、超音波１強誘電１周波数制御に関するＩＥＥＥ　会報（ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、ｏｎ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ、Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ、　ａｎｄ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）、第ＵＦＦＣ３７巻、第５号、１９９０年９月、７５８〜７６７頁に示されている。

媒体の異質性により引き起こされた焦点エラーを少なくとも部分的に補正する従来技術のもう一つの方法は、信号を各エレメント又はエレメントの小さなグループから時間シフトし、その効果が、焦点が改善されるべき目的物空間の範囲に対応した。検出され合計された信号の質を高めたか低めたかを調べることを任意に含んでいる。各エレメントもしくはエレメントの小さなグループは順に、そのプロセスが収束するまで、補正される。対象領域（ＲＯＩ）で検出され加え合わされた信号の質は、　「スペックル」強度（振幅）、即ち対象領域でのレイリー分散強度の平均の測定により決められるであろう。その様な方法の例は、以下の「クォリティファクターとしてスペックル輝度を用いた医療超音波における位相収差補正（Ｐｈａｓｅ　Ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ　Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ　Ｕｓｉｎｇ　Ｓｐｅモ汲撃■ Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ　ａｓ　ａ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｆａｃｔｏｒ）　、ノックら（Ｎｏｃｋ）、　Ｊ、Ａｃｏｕｓｔ、Ｓｏｃ、Ａｍ、８５i５）、１９８９年５月、１８１９〜１８３３頁　及び［歪んだ媒体観測用のリアルタイム超音波画像システムの実験結果（Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｒｅ５ｕｌｔｓ　ｗｉｔｈ　ａ　Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｖｉｅｗｉｎｇ　Ｔｈｒｏｕｇｈ　Ｄｉｓｔｏｒｔｉｎｇ　Ｍｅｄｉａ）　i　、トラヘイら（Ｔｒａｈｅｙ）、超音波１強誘電１周波数制御に関するＩ　ＥＥＥ　会報（ｌＥｔ！ＲＴｒａｎｓ、　ｏｎ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ、Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ、　ａｎｄ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）、第ＵＦＦ b３７巻、第５号、１９９０年９月、４１８〜４２７頁に示されている。

典型的な超音波画像装置は、６４又は１２８のトランスジューサエレメントとそれらに接続した可調整信号遅延手段を含むかもしれない。そこでは、遅延が各々でもしくは小さいグループで調整され、試験中の目的物の速度異質性により生じた焦点欠陥を補正するには、従来技術に於けるように、相対的に長い時間が。

その補正をするのに要求される。対象領域が変わったり、トランスジューサアレイが目的物に相対的に動かされたときはいつでも１時間のかかる補正プロセスが、繰り返されなければならない。

（発明の概略と目的）本発明の目的の一つは、改善された超音波画像法と、映像化されたセクション内の対象領域での音響屈折率の異質性により生じた焦点欠陥を素早く減じ、補正する手段を含んだ装置を提供することである。

本発明の目的の一つは、改善された超音波画像法と、焦点欠陥の減少と補正が自動的に行われる前述のタイプの装置を提供することである。

本発明の目的の一つは、改善された超音波画像法と１手動の補正制御を含んだ前述のタイプの装置を提供することである。

本発明によって、異質な目的物内のあるセクションが、リニアで環状で二次元のアレイなどの様なトランスジューサエレメントのアレイを含むトランスジューサアレイを用いて音響ホログラム化されている。トランスジューサアレイで受信した超音波は、電気信号に変換され、必要な電気的な焦点化やステアリング（制御）及び、もしくはステッピング、及びそのセクションの対象領域での音響屈折率の異質性により生じた焦点欠陥の補正のための可調整信号遅延手段のアレイに送られる。信号遅延手段からの出力は加え合わされ（合算）、その結果得られる信号が、検出される包絡線である。走査変換（スキャンコンバータ）手段が、検出された包絡線を視覚（可視）表示手段に表示するための信号に変換する。可調整信号遅延手段は、トランスジューサアレイの操作可能エレメントを横切る複合遅延プロフィールを供給するよう制御され、複合遅延プロフィールは、フーリエ級数や零級数のような級数展開の低次数の項に対応する遅延プロフィール成分を含む。個々の遅延プロフィール成分の振幅は、映像化されたセクション内の選択された対象領域での焦点欠陥を減じる。遅延プロフィール成分の振幅を選択する為の可調整信号遅延手段の制御により、制御される。操作可能トランスジューサエレメントの可調整信号遅延手段は１個々の遅延プロフィール成分の振幅を制御するとき、実質的に同時に調整される。遅延プロフィール成分の振幅の変化により、対象領域の画像の質が観測され、最高の質を結果として生じるその振幅が。

使用するのに選ばれる。対象領域の画像の質は、自動的にもしくはオペレータの観察により決められるであろう。自動操作では、対象領域の画像のスペックル強度もしくは輝度の平均が、質の目安を与えるように決められるであろう。個々の遅延プロフィール成分の振幅が、焦点欠陥を最大に減じるよう調整されたときには、その結果得られた（合成された）複合遅延補正プロフィールが、画像化操作の間、用いられる。異なった対象領域が選ばれると９選択された対象領域の遅延補正プロフィールを確立する前述のプロセスが繰り返される。

本発明は、その他の目的や利点や特徴と合わせ、添付の図に関連したある具体例の以下の詳細な記述を考慮すると、より完全に理解されるであろう。ここで。

それらの図は説明のみの目的の為であり０本発明はここに開示された明細の具体例には制限されないことが分かるであろう。

（図の詳細な説明）図中、似た参照文字がいくつかの図で同じ部分を示している。

図１は１本発明を具体化した１手動焦点補正超音波画像システムを示すブロックダイアグラムである。

図２は２本発明を用い焦点欠陥を減じた。対象領域（ＲＯＩ）の表示を示す図３は、音響媒体の音響屈折率の異質性により歪んだ送信波面と共にあるリニアトランスジューサアレイを図式的に示している。

図４は、フーリエ級数の低次数空間周波数順に対応した。遅延プロフィールの複数性を示している。

図５は９図１と類似しているが、自動焦点補正を示しているブロックダイアグラムである。

図６は１図５の焦点補正システムの操作を説明するのに用いるフローダイアグラムである。

図７は１手動及び自動両方の焦点補正手段を含んだ超音波画像システムで使用されるコントロールパネルを示している。

本発明は、焦点エラーのいくつかのパターンが他より、より似ているという観察に基づいている。特に、焦点補正の為の位相シフトのめられる集合が、フーリエ級数の様な無限級数に分解されると、その補正の大多数は、低次の、即ち低次空間周波数順に含まれるであろう。それゆえ、はんのユニの展開項の係数を調整することにより、高い程度の補正を行うことが可能であることが認められた。

本発明によって、従来技術に於けるような１個々のもしくは小さいグループでの遅延の全てを調整しなければならなくて済むように、低次空間周波数順の調整の間、遅延が同時に調整される。

さて１図１を見てみると、特にｎがしばしば６４又は１２８の、１０−１から１０−ｎまでのトランスジューサエレメントを含むリニアトランスジューサアレイより成る本発明の一つの具体化が示されている。好ましくは、そのアレイには、画像化される目的物１４内のセクション１２の平面に垂直な平面内に、ビームの焦点を結ばせる。示されてない円筒レンズ焦点手段が与えられる。描かれた構成では、セクション１２は、ビースキャンイメージング（Ｂ−ｓｃａｎ　ｉｍａｇｉｎｇ）の為のトランスジューサアレイ１０の進行方向（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ）の平面内に存在する。

図から明らかなように、焦点補正システムは、そこの描かれているビースキャンイメージングシステムと共に用いられることに限定されない。例えば、シースキャンイメージングシステム（Ｃ−ｓｃａｎ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ）の焦点補正も可能である。

トランスジューサアレイｌＯは、オンオフ制御のタイミングコントロールユニット１８から頻発タイミングパルスを受けるパルサ１６から成るトランスミッタをも含む、パルス超音波ビースキャンイメージングシステムに、含まれる。パルサが働くと、高周波超音波エネルギーパルスが生成され、Ｔ／Ｒスイッチ２０−１から２０−ｃまでから成る。トランスミツトレシーブスイッチユニット２ｏを通って、スイッチングマトリックス２２．更に選択されたトランスジューサエレメントに接続される。ユニット１８からのタイミングコントロール信号が、パルスの送信及び受信操作中、活かされるトランスジューサエレメントのグループを選択する為のスイッチングマトリックスに与えられる。送信したビームの焦点を結ばせることは、パルサ１６のタイミング操作で行われる。送信ビームの軸は。

送信操作中、用いられる近接したトランスジューサエレメントの組に依存した。

トランスジューサアレイに沿ってシフトし、この送信操作はスイッチングマトリックス２２の操作に依存している。

パルス画像化目的物１４内の不連続性から、トランスジューサアレイにより受け取った反射超音波は１個々のそのトランスジューサエレメントにより３等価電気信号に変換される。受信した信号は、スイッチングマトリックス２２と送受信スイッチ２０を通り、増幅器２４−１から２４−ｃまでを含む増幅器アレイ２４に導かれる。その増幅器からの信号は、Ａ／Ｄコンバータアレイ２６に含まれるアナログ−デジタルコンバータ２６−１から２６−ｃまでにより、デジタル形式に変換される。Ａ／Ｄコンバータ出力は、デジタル遅延手段２８−１がら２８−Ｃまてのアレイ２Ｂに接続され、遅延手段が、米国特許第４．４８４．４７７号に示されたタイプのデュアルポートアドレッサブルメモリとして組み込まれるであろう。以下に詳述するように、遅延手段２８−１から２８−〇までが、トランスジューサアレイのフォーカシングと目的物１４の異質性による焦点欠陥の補正の為、受信操作中、使用される。セクタースキャニングが用いられると、遅延アレイ２８も、そのセクタースキャニングを行うのに用いられ得る。

２８−１から２８−〇までの遅延手段からの出力は１合算回路３０に送られ。

合算回路出力は包絡線検出器３２に接続される。包絡線検出器はローパスフィルタリングに従う全波整流操作により実現することができる。包絡線検出器３２からの出力は、スキャンコンバータ３４に接続され、そのスキャンコンバータ出力は、超音波画像の映像表示用の表示ユニット３６に接続される。図２では、この画像システムによる表示３７の例が示されていて、離れた観測での使用の為に。

端に沿った目印のマークを含んでいてもよい。焦点補正が作動すると、その中で焦点補正が与えられているオペレータが選んだ対象領域（ＲＯＩ）３Ｂも９図２に示されたように表示される。図１では、映像化されるセクション１２内の選択された対象領域３８Ａが示されている。コントロールパネル４０が９図１には示されていて１図中、焦点補正コントロールスイッチ４４が作動したとき１表示内の対象領域とその大きさを選択する為の、ＲＯＩコントロール手段４２が含まれる。

図３には、前述した。トランスジューサアレイ４６が、波がその中を進行する、異質な媒体の結果として歪んだ受信波４８と共に示されている。合成された焦点欠陥を補正するため９時間遅延が、送信又は受信又はその両方の間、各トランスジューサエレメントからの信号に与えられなければなれない。全体の補正をするそのアレイのエレメントを横切る１時間遅延プロフィールが１時間軸ｔに沿い示されている遅延時間と共に、実線で示された参照番号５０により示されている前記より１本発明によれば、フーリエ級数のような１級数展開の低次の項により構成される補正項が、焦点補正プロセスで用いられる。はんのいくつかの低次項を用いれば、破線で示された様な遅延プロフィール５２が得られ、よい焦点補正を与えることができる。

好ましくは、典型的な目的物依存のエラ一体系に対する。高次数係数を最小にする級数が３本発明では選ばれる。二つの適当な級数は、フーリエ級数と零級数を含む。

ここで、ｎはトランスジューサエレメント数、ａ、ｂは定数１ｍは整数である。

そのアレイのエレメントは、全てのトランスジューサエレメントが、超音波画像システムの毎送受信操作で使われるわけてはない、操作可能エレメントに適用される。図１に描かれたシステムでは、トランスジューサエレメントの異なるグループが、スイッチングマトリックス２２により選択され、ビーム走査に用いられる。セクター走査操作に対して、全てのトランスジューサエレメントが、送信中はパルサ１６のタイミング操作により、受信中は遅延２８の調整の操縦により、行われるビーム走査と共に、用いられる。

フーリエ級数の低次数空間周波数順に対応する遅延プロフィール成分が１図４に示されており、参照文字はこれまでと同じである。そこでは、トランスジューサアレイ】０の操作可能エレメント１０”が２異なる低次数項に対応する異なる遅延プロフィール、及び異なる遅延プロフィール振幅の複数性と共に示されている。簡単のため、そのプロフィールを３個々のトランスジューサから延びている水平線とそのプロフィールが示されている線との一連の交点よりむしろ、実線として示されている。説明のため、そのサイン及びコサイン関数両方の三つの周波数項が、ゼロ振幅と四つの異なるゼロでない振幅と共に、示されている。以下で明らかになる様に、遅延アレイ２８に含まれる可調整信号遅延手段による遅延は、遅延プロフィール成分とプロフィール成分の大きさを加え合わせることにより調整され、そのことにより、焦点欠陥の最良の補正が行える。

図１に戻ってみると、２８−１から２８−ｃまでの遅延手段により与えられる遅延を制御する制御信号は、６０−１から６０−〇までの回路各々を加え合わせることにより得られる。受信中のフォーカシングは、出力が６０−１から６０−〇までの合算回路に接続された。焦点遅延制御手段６２により与えられる。焦点補正遅延信号も、６０−１から６０−〇までの合算回路に、焦点遅延制御信号の合算のための焦点補正遅延制御手段６４から、送られる。合算された焦点遅延と焦点補正遅延制御信号は、受信操作中のフォーカス及び焦点補正制御を同時に行うための、２８−１から２８−ｃまでの遅延手段に送られる。ビーム操縦が作動すると１図５に示されているように、６０−１から６０−ｃまでの合算回路に。

操縦、フォーカシング、及び焦点補正制御を同時に行うための、ビーム操縦遅延信号が送られる。

手動焦点補正では、焦点補正スイッチ４４が作動し、ＲＯＩコントロール４２が１表示器３６の対象領域３８を選ぶよう調整される。検査される最初の低次数空間周波数順が１周波数スイッチ６６とサイン−コサインスイッチ６８を設定することにより選択される。描かれているスイッチの位置を見ると、最初の周波数項のサイン、即ち最も低次数の空間周波数順が選ばれていて、これは１図４ではｓ　ｉｎ２πｎ　／　Ｎ　曲線群に相当する。それから１表示器の選択された対象領域を見ている間、プロフィール振幅スイッチ７０は、オペレータの観測により決められた対象領域内の１表示の最良の質を与える位置に設定されている。スイッチ６６．６８．及び７０が共に１選択された空間周波数順に対応した信号出力を出す遅延プロフィールジェネレータ７２を制御し、その信号出力は、スイッチ６６．６８．及びスイッチ７０により選択されたそれらの選択された振幅により３選択される。遅延プロフィールジェネレータ７２からの遅延プロフィール信号は。

一時的に補正メモリ７４に蓄えられ、メモリがその内容物から読みだされ、前述したように、焦点欠陥のため遅延２８を制御する焦点遅延制御ユニット６４に送られる。

対象領域内でのフォーカシングを最高に改善する＋５ｉｎ２πｎ　／　Ｎ　の振幅値が決まると、蓄積プロフィールスイッチ７６が、コンピュータメモリ７４に遅延プロフィールジェネレータからの選択された遅延プロフィール成分を蓄積するため、一時的に作動する。メモリ７４に蓄積された最初の項と共に、サイン− コサインスイッチ６８が、ｃｏｓ２πｎ　／　Ｎ項を選択するため、コサイン位置に設定される。遅延プロフィールジェネレータ７２が、ここで１図４に示されたＣＯ５２πｎ　／　Ｎ　遅延プロフィールのうちの一つを生成する。再び１表示器３６を観測している間、遅延プロフィールの大きさが、プロフィール強度スイッチ７０を用い１選択された対象領域内で１表示を最良にフォーカスする位置に調整される。蓄積プロフィールスイッチ７６の一時的な作動で１選択された　Ｃ０８２πｎ　／　Ｎ　プロフィール類が、補正メモリ７４に蓄積される。以前にメモリ７４に１積された　５ｉｎ２πｎ　／　Ｎ　プロフィール類は、焦点補正遅延制御ユニット６４で＋Ｃ０８２πｎ　／　Ｎ　プロフィール類に結合され、両方の空間周波数順が焦点補正に寄与する。

スイッチ６６が、それから、二番目の周波数に切り換えられ、５ｉｎ２π２ｎ／Ｎ　と　ＣＯ３２π２ｎ／Ｎ　プロフィール類が、前述の方法で、対象領域内の最もフォーカスされた表示が得られる。プロフィール振幅を選択するよう、検査される。このプロセスは、その級数展開の第三番目及びそれより高次数周波数順が、達成可能な最良の補正により近づくように、繰り返されるであろう。前記のように１選択された空間周波数順と補正メモリ７４に蓄積された選択されたその振幅とが、焦点補正遅延制御ユニット６４で、対象領域内で最良のフォーカスをする１図３で示したプロフィール５２のような１合成された遅延補正プロフィールを確立するのに使用されるため、結合される。信号遅延が１周波数項とその振幅の選択の間、同時に調整されるので、焦点欠陥を減じる遅延プロフィールの選択プロセスは、相対的に少ない時間で済む。対象領域が変えられる度、焦点欠陥を補正するのに、過度の時間が必要とされないのを知っているので、オペレータは希望するのと同しだけしばしば対象領域を変えるのは自由である。

明らかに１本発明は焦点欠陥補正の手動制御には制限されない。図５中、参照記号は説明はされているが、焦点欠陥を減じる自動で１機器に組み込まれた手段を用いた超音波画像システムが示されている。そのシステムの画像化部分は、焦点補正とは分離され９図１に示され、前述したのと実質的に同じタイプでよい。

説明のため、セクター走査を用いたシステムが図５に示され、そこでは１画像化さるべき目的物１４内のセクター１２Ａが、示されている。セクター走査は、ビーム操縦遅延制御ユニット７８を用いて行われ、その出力は、焦点遅延制御二ニット６２と焦点補正遅延制御ユニット６４からの出力と共に、６０−１から６０ −〇の合算回路に送られる。セクター走査は、超音波画像技術においては、よく知られた技術であり、詳しい説明を必要としない。

焦点欠陥を減じる自動システムは、焦点補正操作を可能にする補正オン−オフスイッチ８２と、焦点補正が行われる画像内の領域３Ｂをオペレータが選択するための、対象領域コントロール８４を備えた。コントロールパネル８０を含む。

これらのコントロールからの出力は、タイミングコントロールユニット８６に送られ、そのユニットからの出力は、システムタイミングコントロール信号となる焦点補正が可能なときに、包絡線検出器３２からの出力も１画像メモリ８８に送られ、そこで１選択された対象領域の画像が蓄積される。メモリ８８にあるＲＯｆ画像は、ＲＯＩ画像質因子検出器９０に送られ、そこで、対象領域の画像の質の目安が得られる。始めに、遅延プロフィールジェネレータ７２が、遅延のない（図４に示されたｓ　ｉｎ２πＸでゼロ振幅のプロフィールに等価な）プロフィールを出力し、それにより、質因子検出器９０からの出力は、対象領域の補正されない画像に依存する。画像の質の目安を得る手段は、よく知られていて、対象領域内の「スペックル」強度、即ちレイリー分布強度の平均、を測定することを含む。質因子としてのスペックル強度または輝度の使用は、論文名［クォリティファクターとしてペラクル輝度を用いた医療超音波における位相収差補正（ＰｈａｓｅＡｂｅｒｒａｔｉｏｎ　Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ　Ｕｓｉｎｇ　５ｐｅｃｋｌｅ　Ｂｒｉｇｈ狽獅■唐刀@ ａｓａ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｆａｃｔｏｒ）」、ノックら（Ｎｏｃｋ）、　Ｊ、Ａｃｏｕｓｔ、Ｓｏｃ、Ａｍ、８５（５）　、１９８９年５月、１８１９〜１８３３頁を含んだ刊行物に記載されていて、その全内容は。

ここでの参照により組み込まれている。得られた質因子が、質因子蓄積ユニット９２に蓄積され、その蓄積ユニットからの出力が、コンパレータ９４に送られる質因子コンパレータ９４で、現在の質因子と、異なるプロフィール振幅を用い以前に得られた質因子との比較が行われる。以前の質因子が蓄積器９２に含まれていなければ、比較は行われず、現在の質因子が、得られた質因子と同じプロフィール類と振幅で、蓄積器９２に残ったままである。遅延プロフィールジエネータ７２が、それから１選択された遅延プロフィール類の振幅を変えるよう、切り換えられる。例えば９プロフイ一ル振幅が１図４に示されている　５ｉｎ２πｎ／Ｎ　項のプロフィールＯからプロフィール＋１に切り換えられてよい。新しく選択された遅延プロフィール強度の使用より得られる対象領域内の画像は、　ＲＯ ■画像蓄積器８８に蓄積され、その質が１画像質因子検出器９０で、決められる。合成された現在の質因子が、蓄積器９２に蓄積される。さて１例えば図４に示されているような　５ｊｎ２πｎ／Ｎ、振幅１のプロフィールを用いている。

現在の質因子が、コンパレータ９２で１例えば　ｓ　ｉｎ２πｎ／Ｎ、振幅０のプロフィールを用いている。以前に得られた質因子と比較され、最良の質因子が。

それと同じ因子を同定するプロフィール強度と共に、蓄積器９２に蓄積される。

遅延プロフィール強度を調整し１合成質因子を計算し、対象領域内の最良の質の画像を提供する。遅延プロフィール強度の同一性を蓄積するプロセスが１級数展開の選択された項の振幅の適当な組の為に、繰り返される。選択された級数展開項の全ての遅延プロフィール強度が検査されると、最良の画像を与える一つが、補正メモリ７４に蓄積される。最も有効な項の大きさが決まるまで、前述のプロセスが１級数展開の各項のため、繰り返される。焦点補正プロセスの最後では、補正メモリ７４は、対象領域内の改善された画像フォーカシングを与える１級数展開の低次数空間周波数頂金ての和から成る。複合遅延プロフィールを含み。

それから、複合遅延プロフィールが、焦点補正に用いられる。

図５に示され、これまでにも説明のあった。自動焦点補正機構には、デジタルコンピュータを用いて、今では図の参照記号は与えられている１図６のフローダイアグラムに含まれる操作が組み込まれてよい。スターＩ・ステップｌＯＯの後。

焦点補正の望まれる対象領域が、ステップ１０２で、ＲＯＩコントロール手段８４をオペレータが制御する下１選択される。ステップ１０４ては、Ｐカウンタが、ｌに設定され、Ｔカウンタが１級数展開に含まれる遅延プロフィール類の総数に等しく設定されている。遅延プロフィール展開項Ｐは、ステップ１０６で選択される。そのＰカウンタを１に設定し、一番目の項、ここては　ｓ　ｉｎ２πｎ／Ｎ　項が最初に選択される。ステップ１０８では、遅延プロフィール強度が調整され、対象領域内の質因子ＱＦが、ステップ１１０で計算される。次の決定ステップ１１２では１選択された展開項Ｐに対する全ての振幅レベルが、チェ・ツクされたかどうかが、決められる。その決定が否定的だと、操作はステ・ツブ１０８に戻り、遅延プロフィール強度が変えられ、その後、新しい遅延プロフィール強度を用いた質因子が、ステップ１１０で決められ、操作は決定ステ・ツブ１１２１こ戻る。

決定ステップ１１２が肯定的だと１選択された展開項の全振幅がチェ・ツクされた後、ステップ１１４に入り、最高の質因子を与える遅延プロフィー１１級数項振幅が、使用される為１選択される。選択された遅延プロフィール成分が、付加的な遅延プロフィール成分が選択される間の操作を含んだ、後に続く画像化操作の間、用いられる。ステップ１１４での遅延プロフィール成分の選択に続（１て、ステップ１１６に入り、Ｐカウンタがｌ増加させられ、さらに、決定ステ・ツブ１１８に入り、この補正プロセスで用いられている級数展開の項の総数Ｔを越えてし為るかどうかの決定がなされる。越えていなければ、ステ・ツブ１０６に再び入り。

次の遅延プロフィール展開項、ここでは　ｃｏｓ２πｎ　／　Ｎ　項乃（検査のため選択される。全ての級数項と用いられた級数項の振幅が、対象領域内の最高の質因子をもたらすよう、チェックされるまで、操作が続けられる。決定ステップ１１８が肯定的だと、全ての級数項のチェ・ツクが完了し、最高の質因子を与えるよう選択されたものが、ステップ１２０に示されている画像化プロセスで用（１られ続ける。遅延プロフィール成分を選択するプロセスは、ステ・ツブ１２２で終わる。

さて１図７の図を参照してみると１本発明の変形した型で用いるコントロールパネルが、示されている。描かれた構成では９手動か自動どちららの焦点補正力く、オフ−オン−自動−手動スイッチ１３０の制御の下１選ばれるであろう。どちらかの焦点補正操作で、対象領域が最初のトラ・ツクポール１３２を制御して選択される。焦点補正が作動し、対象領域が選択されると１手動または自動操作力（オペークにより選択される。自動制御下では、操作が図５と図６の図を参照して先に説明した方法で進む。手動制御下では、空間周波数順、ここでは周波数番号ｍ、が各々のアップ、ダウンスイッチ１３４，１３６をオペークが制御するな力１゜選択される。選択された空間周波数順のサイン、コサイン両方の成分のプロフィール強度は、二番目のトラックポール１３８を使い同時に調整可能であり、その垂直方向の回転で、サイン成分の振幅を制御し、その水平方向の回転で、コサイン成分の振幅を制御する。ステップ的なものより、実質的に連続的なプロフィール強度の調整が、この構成で与えられる。他の具体例では、操作可能トランスジューサエレメントに対する可調整信号遅延手段が９選択された対象領域内の画像の最良の質に調整するとき、最小の時間が要求されるように、トラックボール１３８の操作中、実質的に同時に調整される。手動制御では、オペレータの観測が画像の質を測るのに用いられる。選択された空間周波数順のプロフィール強度が調整されると、スイッチ１３４と１３６の制御の下、より高次数のもしくはより低次数の空間周波数順に切り換えるとき、その選択された値が蓄積される。手動操作中の焦点補正のための空間周波数順の数は、オペークの制御下にあり、オペークは好きなときに９強度調整する新しい項を選択するのを止められる。

その結果得られる。対象領域内の焦点補正のための遅延プロフィールは、焦点補正プロセスでオペレータにより用いられる遅延プロフィール成分に作り上げられる。

本発明は特許法の要件により、詳細に記載されているが、様々な他の変更や改良が、当業者により示唆されるであろう。例えば１選択された展開項の振幅を調整するとき、対象領域の質因子が減れば、同じ方向へ振幅を変え続けることは。

求められない。また、焦点補正で用いられる級数展開項の数は１図４に示されている六つの項には制限されないし、振幅の選択も図４に示されているそれらの振幅には制限されない。望めば、小さい振幅のステップが１図７を参照して先に説明されたように、振幅の実質的に連続した調整のために行われる。また、前述のように、焦点補正が、パルサ１６のタイミングを制御することによる受信よりむしろ、送信の間または送受信の間１作動する。加えて１本発明の焦点補正法は。

ビースキャン操作の使用には制限されない。例えば、その補正法は、またシースキャンや他の画像化プロセスを用いて使用され得る。加えて、ここで示されたリニアトランスジューサアレイに加えて、二次元トランスジューサアレイを用いた画像化システムが、この新しい方法に使われ得る。さらに、保全体が十分に小さい範囲なら、対象領域が保全体を包める。即ち、保全体と対象領域が一致する。

明らかに、アナログ遅延ラインが１図示されたデジタル遅延に代わり１画像装置のアナログ部分に用いることができる。また１本発明の新しい焦点補正法のコンピュータによる実行が１分離されない遅延手段を用いた画像システムで、デジタルコンピユーテイング手段を使用し、用いられ得る。以上のことと他のこのような変更、及び改良が、添付された請求の範囲に規定された本発明の精神と範囲内にあること解釈される。

ｒＭ際１審編牛フロントページの続き（５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，’　識別記号　庁内整理番号Ｇ　０１　Ｓ　７１５２３Ｇ　Ｏ６Ｔ　１１００９２８７−５ＬＩＧＯ６Ｆ　１５／６２　４２０　Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

１．異質目的物内のセクションを映像化するための超音波画像装置であって、トランスジューサアレイであって、該トランスジューサアレイは超音波を受信しそれを電気信号に変換するもの、及び該トランスジューサアレイのエレメントを付勢し該セクション内に超音波エネルギーを発する為のトランスミッタ手段、該目的物内の音響屈折率の異質性によって生じる焦点欠陥を電気的に補正する為に、該トランスジューサアレイの操作可能エレメントからの電気信号が接続されている可調整信号遅延手段のアレイ、該可調整信号遅延手段を制御し、該トランスジューサアレイの操作可能エレメントを横切る複合遅延プロフィールを提供する手段を含み、該複合遅延プロフィールは各成分が級数展開の項に対応する複数の選択された遅延プロフィール成分から成り、該セクション内の対象領域内の焦点欠陥を減少させる複合遅延プロフィールを与える遅延プロフィール成分を選択する間に、該可調整信号遅延手段が実質的に同時に調整される、前記超音波画像装置。
２．前記級数展開がフーリエ級数から成る、請求項１記載の超音波画像装置。
３．前記級数展開が幕級数から成る、請求項１記載の超音波画像装置。
４．請求項１記載の超音波画像装置であって、視覚表示装置，該視覚表示装置に於ける該セクションの視覚表示の為に、前記信号遅延手段からの信号を加工する手段、オペレータの制御下、該セクション内の対象領域を選択し、該対象領域内の焦点欠陥を手動補正する為に前記可調整信号遅延手段を制御する前記手段を制御する手段、から成る前記超音波画像装置。
５．請求項１記載の超音波画像装置であって、視覚表示装置，該視覚表示装置に於ける該セクションの視覚表示の為に、前記信号遅延手段からの信号を加工する手段、オペレータの制御下、該セクション内の対象領域を選択する手段、選択された対象領域内の画像の質を決定する手段、を含み、前記可調整信号遅延手段を制御する前記手段が、選択された対象領域内の焦点欠陥を減少させる複合遅延プロフィールを与える遅延プロフィール成分を選択する間、画像の質を決定する前記手段の制御下にある、前記超音波画像装置。
６．選択された遅延プロフィール成分が級数展開の低次数空間周波数項に対応する、請求項１記載の超音波画像装置。
７．異質目的物内のセクションを送信超音波エネルギー波の該セクション内の不連続性からの反射から描くためのパルス超音波画像方法であって、ａ）トランスジューサアレイ手段で反射された超音波エネルギー波を受信しそれを電気信号に変換し、ｂ）核電気信号を可調整遅延手段に提供し、ｃ）映像化されたセクションの視覚表示に於いて使用する為に、該遅延手段からの信号を加工し、ｄ）該可調整遅延手段の遅延の長さを調整し、該遅延手段からの信号に級数展開の項に対応する遅延プロフィール成分から成る遅延プロフィールが提供され、実質的に同時に該可調整遅延手段の遅延の長さを調整する各遅延プロフィール成分が遅延プロフィール成分の振幅を変化させるようにし、ｅ）前記ステップｄ）の間に描かれたセクション内の対象領域の質を測定し、ｆ）次の画像の間に使用すべく、最良の質の測定を与える遅延プロフィール成分を選択する、ことから成る前記方法。
８．該遅延手段からの加工された信号を使用して、該セクションの画像を視覚表示装置に視覚的に表示することを含む、請求項７記載の超音波画像方法。
９．前記ステップｅ）が前記視覚表示装置に於ける該対象領域内の画像の質を視覚的に判断することを含む、請求項８記載の超音波画像方法。
１０．前記ステップｅ）が機械によって行われる、請求項７記載の超音波画像方法。
１１．遅延プロフィール成分が級数展開の低次数空間周波数項に対応する、請求項７記載の超音波画像方法。
１２．前記級数展開がフーリエ級数から成る、請求項１１記載の超音波画像方法。
１３．前記級数展開が幕級数から成る、請求項７記載の超音波画像方法。