JPH1128210A - 超音波散乱物質の三次元イメージング・システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検体ボリューム中の超音波散乱物質の三次
元イメージング方法およびシステムを提供する。 【解決手段】 被検体ボリュームの中へ超音波ビームを
送信し、被検体ボリュームから反射された超音波エコー
を検出し、焦点深度を変えるために前記送信された超音
波ビームの方位方向焦点を制御し、焦点深度の関数とし
て前記送信された超音波ビームの立て方向焦点を制御
し、焦点深度の関数として送信波形の特性を調節し、方
位方向および立て方向焦点の変更と送信波形の特性の調
節とを調整して、被検体ボリューム内のサンプル・ボリ
ュームから導き出された画素データのソース・ボリュー
ムを取得し、ソース・ボリュームから、被検体ボリュー
ム内の関心のあるボリュームに対応する一組の画素デー
タを検索し、一組の画素データを第１の像平面に投影さ
せて、第１の投影像を表す投影データの組を形成し、第
１の投影像を前記表示モニタに表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】本発明は、一般的には、医学診断のため
の人体の解剖学的構造の超音波イメージングに関するも
のである。特に、本発明は、組織または血液から反射さ
れた超音波エコーを検出することによって人体およびそ
の中を流れている血液の三次元イメージングのための装
置に関するものである。

【０００２】

【発明の背景】診断用超音波イメージングの最も普通の
モードには、（内部の物理的構造を映像化するために使
用される）ＢおよびＭモード、並びに（血管における様
な流れ特性を映像化するために主に使用される）ドップ
ラーおよびカラー流れモードがある。通常のＢモード・
イメージングにおいては、超音波スキャナによって、画
素の輝度がエコー信号の強度に基づいて定められる像が
作成される。カラー流れモードは、典型的にはトランス
ジューサへ向かう又はトランスジューサから離れる向き
の流体の流れの速度を検出するために使用され、また本
質的にはドップラー・モードで使用されるのと同じ技術
を利用する。ドップラー・モードが単一の選ばれたサン
プル・ボリューム（ｓａｍｐｌｅ ｖｏｌｕｍｅ）につ
いて速度対時間を表示するのに対して、カラー流れモー
ドは数百の隣接したサンプル・ボリュームを同時に表示
し、これらの全てはＢモード像の上に置かれ且つ各々の
サンプル・ボリュームの速度を表すようにカラー符号化
される。

【０００３】ドップラー効果を使用して心臓および血管
内の血流を測定することは良く知られている。組織の黒
白像を作成するのに反射波の振幅が用いられるのに対し
て、組織または血液からの後方散乱物質の速度を測定す
るために後方散乱された波の周波数シフトを使用するこ
とが出来る。後方散乱された周波数の変化すなわちシフ
トは、血液がトランスジューサへ向かって流れていると
き増加し、また血液がトランスジューサから離れるよう
に流れているときは減少する。カラー流れ像は、血液の
ような移動する物質の速度のカラー像を黒白の解剖学的
像の上に重畳することによって作成される。各々の画素
における流れの測定速度がその色を決定する。

【０００４】本発明は、４つの主要なサブシステム、す
なわちビーム形成装置２（図１参照）、処理装置４、走
査変換器／表示制御器６および主制御器８で構成されて
いる超音波イメージング・システムに用いられる。シス
テムの制御は主制御器８に集中しており、主制御器はオ
ペレータ・インターフェース（図示していない）を介し
てオペレータ入力を受け入れて、種々のサブシステムを
制御する。主制御器はまたシステム・タイミングおよび
制御信号を発生し、これらの信号がシステム制御母線１
０および走査制御母線（図示していない）を介して分配
される。

【０００５】主データ路が、トランスジューサからビー
ム形成装置へのディジタル化されたＲＦ入力で始まる。
図２を参照して説明すると、通常の超音波イメージング
・システムは、複数の別々に駆動されるトランスジュー
サ素子５２より成るトランスジューサ・アレイ５０を含
む。各々のトランスジューサ素子は、送信器（図示して
いない）によって発生されたパルス波により付勢された
とき、超音波エネルギのバーストを発生する。被検体か
ら反射されてトランスジューサ・アレイ５０へ戻った超
音波エネルギは、各々の受信用のトランスジューサ素子
５２によって電気信号に変換されて、ビーム形成装置２
へ別々に印加される。

【０００６】各々の超音波エネルギのバースによって作
成されたエコー信号は、超音波ビームに沿った相次ぐ箇
所に位置する被検体から反射される。エコー信号は各々
のトランスジューサ素子５２によって別々に検知され、
特定の時点でのエコー信号の大きさが特定の距離で生じ
た反射量を表す。しかし、超音波散乱サンプル・ボリュ
ームと各々のトランスジューサ素子５２との間の伝搬路
の差により、これらのエコー信号は同時に検出されず、
またそれらの振幅は等しくない。ビーム形成装置２は別
々のエコー信号を増幅し、各々の信号に適切な時間遅延
を与え、そしてそれらの信号を加算することにより、サ
ンプル・ボリュームから反射された全超音波エネルギを
正確に表す単一のエコー信号を作成する。各々のビーム
形成チャネル５４がそれぞれのトランスジューサ素子５
２からエコー信号を受ける。

【０００７】各々のトランスジューサ素子５２に当たっ
たエコーによって発生される電気信号を同時に加算する
ために、ビーム形成制御器５６によって各々のビーム形
成チャネル５４にそれぞれ時間遅延が導入される。受信
のためのビームの時間遅延は送信のための時間遅延と同
じである。しかし、各々のビーム形成チャネルの時間遅
延はエコーの受信の際に連続的に変えられて、エコー信
号が出てくる距離の所に受信ビームを動的収束させる。
ビーム形成チャネルはまた、受信したパルスに対してア
ポダイゼーション（ａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎ）およびフ
ィルタリングを行うための回路（図示していない）を有
する。

【０００８】加算器４４に入る信号は、それらが他のビ
ーム形成チャネル５４の各々からの遅延信号と加算され
るように遅延される。その結果の加算信号は、ステアリ
ングされたビームに沿って位置するサンプル・ボリュー
ムから反射されたエコー信号の大きさおよび位相を表
す。信号処理装置または検出器４が受け取った信号を表
示データに変換する。

【０００９】ビーム形成装置は、２つの加算されたディ
ジタル・ベースバンド受信ビームを出力する。ベースバ
ンド・データはＢモード処理装置４Ａおよびカラー流れ
処理装置４Ｂに入力され、そこで取得モードに従って処
理されて、走査変換器／表示処理装置６へ処理済み音響
ベクトル（ビーム）データとして出力される。走査変換
器／表示処理装置６はこの処理済み音響データを受け取
って、ラスタ走査フォーマットの像に対するビデオ表示
信号をカラー・モニタ１２へ出力する。

【００１０】Ｂモード処理装置４Ａは、ビーム形成装置
からのベースバンド・データを対数圧縮した信号包絡線
へ変換する。Ｂ機能は、信号の包絡線の時間変化振幅
を、各画素に対して８ビットの出力を使用してグレース
ケールで映像化する。ベースバンド信号の包絡線は、ベ
ースバンド・データが表すベクトルの大きさである。血
管や心室などの内部から反射された音波の周波数は血球
の速度に比例して偏移する。血球がトランスジューサへ
向かって動いている場合は正に偏移し、また血球がトラ
ンスジューサから離れる向きに動いている場合は負に偏
移する。カラー流れ（ＣＦ）処理装置４Ｂは、イメージ
ング平面内における血液の速度の実時間二次元像を作成
するために使用される。血液の速度は、特定の距離ゲー
トにおいてファイアリング（ｆｉｒｉｎｇ）相互の間で
の位相シフト（移相）を測定することによって計算され
る。像内の１つの距離ゲートでドップラー・スペクトル
を測定する代わりに、各々のベクトルに沿った多数の距
離ゲートおよび多数のベクトル位置から平均血液速度が
計算され、この情報から二次元像が作成される。更に詳
しく述べると、カラー流れ処理装置は、（８ビットの）
速度信号、（４ビットの）分散（乱れ）信号および（８
ビットの）パワー信号を発生する。オペレータが、速度
および分散またはパワーを走査変換器６へ出力するかど
うか選択する。最終的には、出力信号が、ビデオ処理装
置２２内に含まれているクロミナンス制御ルックアップ
・テーブルに入力される。

【００１１】走査変換器／表示制御器６のＢモード音響
線メモリ１４Ａおよびカラー音響線メモリ１４Ｂが、処
理装置４Ａおよび４Ｂからの処理済みディジタル・デー
タをそれぞれ受け取って、Ｂモード・データおよびカラ
ー流れデータを、極座標（Ｒ−θ）セクター・フォーマ
ットまたはデカルト座標線形アレイから、Ｘ−Ｙ表示メ
モリ１８に記憶されるように適切にスケーリングしたデ
カルト座標表示画素データへ座標変換する。Ｂモードで
は、強度データがＸ−Ｙ表示メモリ１８に記憶され、各
々のアドレスに３つの８ビット強度画素が記憶される。
カラー流れモードでは、データはメモリに次のように記
憶される。すなわち強度データ（８ビット）、速度また
はパワー・データ（８ビット）および乱れデータ（４ビ
ット）が記憶される。

【００１２】走査変換器６は、音響像データを、極座標
（Ｒ−θ）セクター・フォーマットまたはデカルト座標
線形アレイから、適切にスケーリングしたデカルト座標
表示画素データへビデオ速度で変換する。この走査変換
された音響データは次いで表示モニタ１２で表示するた
めに出力される。表示モニタは、Ｂモードでは、信号の
包絡線の時間変化振幅をグレースケールで、すなわちエ
コー反射信号の強度に基づいて定められた画素の輝度で
映像化する。カラー流れモードでは、もし動脈を流れる
血液のように動きが存在する場合、反射された信号には
動きの速度に比例したドップラー偏移が生じる。表示モ
ニタは、この血液の流れすなわちドップラー偏移を異な
る色を使用して、例えばトランスジューサの方へ向かう
流れを赤で表示し、またトランスジューサから離れる向
きの流れを青で表示する。パワー・ドップラー・イメー
ジングでは、反射されたドップラー信号に含まれるパワ
ーが表示される。

【００１３】カラー流れまたはＢモード・データの相次
ぐフレームが、先入れ先出し形式でシネ（ｃｉｎｅ；動
画）メモリ２４に記憶される。記憶は連続的であっても
よいし、外部からのトリガ事象が生じたときに行っても
よい。シネ・メモリは、背後で動作していて、使用者に
実時間で表示される像データを捕獲するサーキュラー像
バッファに類似するものである。使用者がシステムを停
止したとき、使用者はシネ・メモリに前に捕獲された像
データを見ることが出来る。表示された像上にグラフィ
ック・オバーレイを作成するためのグラフィック・デー
タが、時間線／グラフィック処理装置及び表示メモリ２
０において作成されて記憶される。ビデオ処理装置２２
が、グラフィック・データと像データと時間線データと
の間でマルチプレクシングを行って、ビデオ・モニタ１
２上にラスタ走査形式で表示させる最終的なビデオ出力
を作成する。更に、ビデオ処理装置は様々なグレースケ
ールおよびカラー・マップを提供すると共に、グレース
ケールおよびカラー像を組み合わせる。

【００１４】通常の超音波スキャナは、解剖学的構造の
一領域を通る「スライス」の二次元像を作成する。二次
元の超音波像は、観察者が走査している解剖学的構造を
具体的に思い浮かべることが出来ないので、解釈するの
がしばしば困難である。しかしながら、超音波プローブ
が関心のある領域にわたって掃引されて、二次元像を累
積して三次元像を形成できれば、解剖学的構造は容易に
思い浮かべることが出来る。データはボリュームおよび
面の描写を含む多数のやり方で処理することが出来る。
更に、データは、それを最初に収集した平面以外の平面
で再サンプリングして表示することが出来る。これによ
り、使用者はプローブを適切に位置決め出来ない場合に
得られないような視方向の解剖学的構造の像を得ること
が可能になる。

【００１５】上記の技術は、様々な程度で超音波データ
を表示するために使用されている。１つの問題は、（空
間およびコントラストの両方の）分解能の不良が、スペ
ックル（ｓｐｅｃｋｌｅ）およびノイズと組み合わさっ
て、投影像を適切に分割することを困難にすることであ
る。二次元像における分解能の不良は、大きな範囲にわ
たってビームの一様な焦点を維持することが出来ないこ
と、帯域幅およびダイナミック・レンジの不良、システ
ムのＦナンバーが高いこと、などの多数の因子に起因す
る。別の問題は、単一列固定焦点トランスジューサ・ア
レイにより発生されるビームの立て方向（ｅｌｅｖａｔ
ｉｏｎ）の焦点の範囲が制限されていることである。三
次元像の再構成に使用されるソース・データのスライス
の厚さが、一様でない立て方向のビーム幅に起因して変
化する。従って、再構成像は、投影または再サンプリン
グ像が取得平面に対して直角な角度に近づくにつれて、
次第に劣化する。このことから、二次元像の空間分解能
およびコントラスト分解能の両方を改善するために、Ｆ
ナンバーを小さくし且つシステムの帯域幅を増大させる
ことが要望されており、また更に、超音波ビームの立て
方向焦点を一層大きい範囲にわたって制御して、一様な
厚さの一層薄いスライスを得て、三次元イメージングに
おいて分割（セグメンテーション）を改善できるように
することが要望されている。

【００１６】

【発明の概要】本発明は、関心のあるボリュームを走査
することによって取得された超音波データを投影するこ
とにより三次元イメージングを行う方法および装置であ
る。実質的に一様な厚さを持つ多数のスライスを使用し
て、被検体ボリュームが走査される。超音波スキャナ
が、Ｂモード像またはカラー流れ像を連続して又は外部
のトリガ事象に応答して、すなわち多数のスライスに対
してシネ・メモリ内に収集する。各々のスライスに対す
るそれぞれの関心のある領域からのサンプル・ボリュー
ム・データが主制御器へ送られ、このようなデータは関
心のあるボリュームを形成する。主制御器は、レイ・キ
ャスティング（ｒａｙ−ｃａｓｔｉｎｇ）法を使用し
て、関心のあるボリューム内のサンプル・ボリューム・
データを複数の回転された像平面上に投影する。各々の
投影に対するサンプル・ボリューム・データがシネ・メ
モリ内に別々のフレームで記憶され、オプションとして
最後の背景フレームの内の、関心のある領域の外側にあ
る部分も一緒に記憶される。これらの再構成されたフレ
ームは次いでシステムのオペレータによって選択的に表
示される。

【００１７】本発明によれば、三次元投影像の分割が、
投影を導き出そうとする二次元スライスの厚さを小さく
し且つ該スライスの分解能を増大する（すなわち、点広
がり関数を低減する）ことによって向上される。スライ
ス厚さは、ビームの立て方向焦点を増大することによっ
て減少される。二次元分解能は、開口をひらくこと、す
なわちＦナンバーを小さくすることにより、また帯域幅
を増大することにより、増大される。その結果、ボクセ
ルの大きさがかなり小さくなる。

【００１８】本発明の方法は、多数の送信焦点域の使
用、および小さいＦナンバーすなわちＢモードに対して
０．５〜２．０およびカラー流れモードに対して１．０
〜３．０のＦナンバーを持つ送受信開口の使用を含む、
多数の技術を用いる。小さいＦナンバーを持つ多数の送
信焦点域を使用することにより、一層大きい被写界深度
（ｄｅｐｔｈ−ｏｆ−ｆｉｅｌｄ）にわたって密な収束
を行うことが可能になる。更に、各々の送信焦点域に対
して特定の波形および特定の利得曲線が使用される。具
体的に述べると、波形の中心周波数を深さの増加につれ
て低くして、減衰を減少させ且つ侵入を大きくすること
ができ、また波形のバースト長を深さの増加につれて短
くして、より大きい深さの所での感度を改善することが
出来る。

【００１９】Ｂモード・イメージングでは、多数の焦点
域が各々の音響フレームに対してファイアリングされ、
焦点外（ｏｕｔ−ｏｆ−ｆｏｃｕｓ）データがビーム形
成の際に廃棄される。カラー流れモードでは、各々の焦
点域が別々の音響フレームでファイアリングされ、適応
フレーム平均化アルゴリズムがこれらの音響フレームの
各々からの焦点内（ｉｎ−ｆｏｃｕｓ）データを一緒に
組み合わせるために使用される。

【００２０】一様な立て方向ビーム幅が、第１および第
２の外側列の対になったトランスジューサ素子の間に中
心列のトランスジューサ素子を有する多重列トランスジ
ューサ・アレイの使用により達成される。好ましくは、
中心列が外側の列の対になった素子の組合せ面積よりも
小さい面積を持つ素子で作られる。この幾何形状によ
り、特に極近距離場において、優れた性能（一層薄く且
つ一様な像スライス、一層大きいコントラスト分解能）
が得られる。好ましくは、このアレイは５列であって、
多焦点レンズを持ち、最も外側の列の各対の素子の組合
せ面積は、中心列の各素子の面積よりも大きく、また中
間の列の各対の素子の組合せ面積よりも大きい。

【００２１】本発明の好ましい実施態様によれば、立て
方向焦点、波形の中心周波数および波形のバースト長の
各々が深さの関数として変更される。従って、多数の焦
点域をプログラムして、像全体にわたってより良好な点
広がり関数を達成することが出来る。その上、ビーム形
成パラメータを調節することにより、アクティブな素子
の数を増大して、プローブの開口を開く、すなわちＦナ
ンバーを小さくすることが出来る。これは、サイドロー
ブを小さくし、一層良好なピーク対ノイズ・フロア比を
生じる効果を有し、これによりコントラスト分解能が改
善される。また、超音波システムにおけるデータのビッ
ト幅を増大させ且つシステムの全体のノイズ・フロアを
低下させることによって、ダイナミック・レンジを一層
広くすることが出来る。

【００２２】本発明の好ましい一実施態様による超音波
イメージング・システムは、システムのビーム形成パラ
メータにより方位方向および立て方向の両方におけるビ
ームの焦点を深さにつれて変えることが出来るようにす
るディジタル・ビーム形成装置を有する。第２の好まし
い実施態様は、システムのビーム形成パラメータにより
ビームの方位方向焦点を変更し且つ固定焦点レンズによ
り立て方向焦点を深さにつれて変えることが出来るよう
にするディジタル・ビーム形成装置を有する。従って、
ずっと大きい範囲にわたって一層狭く且つより一様なビ
ーム幅を維持することが出来る。更に、ディジタル・ビ
ーム形成装置は、一層広い開口したがって一層小さいＦ
ナンバーを生じるようにプローブの開口を制御すること
が可能である。

【００２３】

【好ましい実施態様の説明】本発明の一面によれば、空
間分解能を増大させるために小さい送受信Ｆナンバー
（すなわち、広い開口）が使用される。小さいＦナンバ
ーの開口の使用による音響ビーム分布に及ぼす効果が、
図３および４に示されている。図３は、大きいＦナンバ
ー（小さい開口）を使用した場合を示す。横方向の収束
は、被写界深度がかなり大きい範囲になっていても、焦
点において非常に鋭くはない。図４は、小さいＦナンバ
ー（大きい開口）を使用した場合のビームを示す。横方
向の収束は焦点において狭く（鋭く）なっており、被写
界深度は狭くなっている。本発明の好ましい実施態様で
は、Ｆナンバーの範囲はＢモードに対して０．５〜２．
０であり、カラー流れモードに対しては１．０〜３．０
である。

【００２４】本発明の別の特徴によれば、多数の送信焦
点域が使用される。小さいＦナンバーを持つ多数の焦点
域を使用することにより、被写界深度の問題が解決さ
れ、図５に示されるように大きな被写界深度にわたって
鋭い収束が可能である。本発明のシステムによれば、各
々の走査線に沿って１〜８つの焦点域を使用することが
出来る。本発明による多数の焦点域のファイアリング
は、各々の焦点域に対して完全なパケットをファイアリ
ングすることが必要であるので、既にフレーム速度で制
限されているカラーイメージング・モードに対して問題
を提起する。この問題は、別々の音響フレームで各々の
焦点域をファイアリングすることによって克服される。
従って、焦点域の位置がフレーム毎に変化する。

【００２５】その上、各々の焦点域に対して特定の波形
を使用することが出来る。近距離場では、送信波形は比
較的短いバースト長を持つ。例えば、本発明の好ましい
実施態様に従ったＢモード・イメージングでは、近距離
場における送信波形はただ１つのパルスを持つことが好
ましく、このパルスはパルス繰返し周波数で繰り返され
る。短いバースト長の波形の使用により、感度を犠牲に
して（波形のエネルギを小さくして）より良好な軸方向
分解能が得られる。感度の低下は、近距離場で開口を大
きくすることによって補償できる。遠距離場では所要の
侵入を達成するために長いバースト長の波形がしばしば
必要になる。本発明の別の面によれば、送信波形は焦点
域毎に変えることが出来る。低い周波数の波形を使用す
ると、侵入深さが大きくなり、また高い周波数の波形を
使用すると、近距離分解能が良くなる。

【００２６】腹部のＢモード・イメージングの場合、本
発明のシステムは１．０のＦナンバーを持つ開口を使用
して、２．５〜５ＭＨｚの範囲で送信する。より小さい
人体部分のＢモード・イメージングでは、本発明のシス
テムは１．５のＦナンバーを持つ開口を使用して、８．
７５〜１２ＭＨｚの範囲で送信する。焦点域の好ましい
数は２〜８である。

【００２７】カラー流れモードでは、復調周波数の好ま
しい範囲は、プローブの応じて１．２５〜８ＭＨｚであ
る。各々の焦点域に対する好ましい送信サイクル数（す
なわち、バースト長）は、送信焦点深度、中心周波数お
よび所望の軸方向分解能に応じて、２〜８サイクルであ
る。例えば、カラー流れモードに対する１つの高分解能
ビーム形成セットアップによれば、復調周波数は全ての
焦点域に対して５ＭＨｚであり、送信サイクル数は最初
の１０個の焦点域の位置（例えば、０．４ｃｍから３．
１ｃｍまでの範囲）に対して３であり、１１番目および
１２番目の焦点域の位置（例えば、それぞれ３．４ｃｍ
および３．７ｃｍの位置）に対する送信サイクル数は４
である。

【００２８】本発明の更に別の面によれば、各々の焦点
域に対して特定の利得曲線が使用される。ここで「利得
曲線」とは、システムの利得が深さにつれて変化する様
子を表す。深さが大きくなるにつれて音響信号の減衰が
大きくなるので、深さが大きくなるにつれ、深さが浅い
場合よりも一層大きな利得が必要になる。深さにわたっ
て比較的一様な像を作成する（利得を一様にする）た
め、典型的には深さが大きくなるにつれてより大きい利
得を適用することが必要になる。しかしながら、本発明
によれば、送信された信号のエネルギの殆どが送信焦点
域またはその付近に現れる。各々の焦点域に対して特定
の利得曲線を使用して、利得整合が行われる。利得曲線
は、ファイル内にある各々の焦点域に対する一組のナン
バーであり、このナンバーはその処理段内の信号に適用
される利得を表す。これらの利得曲線は、ビーム形成装
置の一部である等化ボードで適用される。

【００２９】カラー流れモードでは、利得は、信号が焦
点域において幾分高くなり且つ焦点域から離れるにつれ
て小さくなるように、調節される。このようにして、カ
ラー流れフレーム平均化アルゴリズムは、高い焦点内信
号を捕捉し、且つ焦点域から離れた区域からの焦点外信
号寄与分を最小にする。カラー流れモードで走査する
際、二次元像を作成するには、垂直なベクトルを左から
右へ順次ファイアリングして、像を形成する一組の二次
元の画素データを蓄積する。この垂直なデータ・ベクト
ルの組は、カラー流れデータの音響フレームとして知ら
れている。カラー流れモードで走査する際、カラー流れ
データの各々の音響フレームが取得されたとき、それは
次の音響フレームが取得されている間に更に処理され
る。本発明の考え方によれば、各々の音響フレームはそ
のベクトルに対して１つの送信焦点域の位置を持ち、そ
れはその前の音響フレームおよびその後の音響フレーム
の焦点域から異なるものであってよい。表示の準備のた
めにこれらの音響フレームの各々からの焦点内データを
一緒に組み合わるために、適応フレーム平均化アルゴリ
ズムが使用される。好ましい実施態様によれば、非線形
のデータ依存性フレーム平均化アルゴリズムを使用して
焦点域が組み合わされる。この方法の利点は、伝統的な
単一焦点カラー・モードに比べて何ら付加的なファイア
リングが必要とされないので、実際のフレーム速度が更
に低下されることがないことである。像中の任意の所与
の流れ信号レベルは、その流れに最も近い焦点域が送信
されたとき、振幅が強くなる。他の離れた焦点域がファ
イアリングされたときは、その同じ流れは振幅が弱くな
って現れる。フレーム平均化アルゴリズムはこの事実を
利用して、強い焦点内流れ振幅を弱い焦点外流れ振幅よ
りも多く存続させて、空間分解能が一層高く且つ感度が
一層大きい合成表示像を作成する。これは速度モードで
もうまく働く。というのは、送信焦点域から離れた弱い
焦点外流れが速度モード振幅閾値以下に低下する傾向が
あって、表示されないからである。送信焦点域またはそ
の付近における強い焦点内流れは、この閾値より大きく
なる傾向があり、従って速度信号は表示されることにな
る。

【００３０】本発明の好ましい実施態様によれば、最適
な立て方向性能（最小の像スライス厚さおよび最大のコ
ントラスト分解能）が、短い（すなわち、高さの小さ
い）中央列および高い（すなわち、高さの大きい）最も
外側の列を有する多重列トランスジューサ・アレイによ
り達成される。最も外側の列はまた、立て方向の高さが
中間の列よりも大きい。

【００３１】上記のアレイ設計原理の一応用例として、
図６は、本発明のシステムで用いることの出来る、小さ
い中心列１０２ａ並びに大きい最も外側の列１０２ｄお
よび１０２ｅを持つ５列の１．２５Ｄアレイ１００Ｃを
示す。各々の列の縁はアレイの中心線から距離（１／４
、２／４ 、１）ｙ_max の所にある。従って、中間列の
対になった素子１０２ｂおよび１０２ｃが、中心列の各
々の素子１０２ａの面積に等しい面積を持つ。また最も
外側の列の対になった素子１０２ｄおよび１０２ｅが、
中心列の各々の素子１０２ａの面積の２倍に等しい面積
を持つ。超音波パルスが、３５ｍｍ、６５ｍｍおよび９
０ｍｍの焦点を持つ多焦点レンズ１１６を介して送信さ
れる。レンズ１１６の内の、３５ｍｍの焦点距離を持つ
中心部分が、中心列１０２ａによって送信された超音波
ビームを収束する。また、６５ｍｍの焦点距離を持つ次
に隣接したレンズ部分が、中間の列１０２ｂおよび１０
２ｃによって送信された超音波ビームをそれぞれ収束す
る。また更に、９０ｍｍの焦点距離を持つ最も外側のレ
ンズ部分が、最も外側の列１０２ｄおよび１０２ｅによ
って送信された超音波ビームをそれぞれ収束する。多焦
点レンズは、中心列を、該中心列だけがアクティブであ
る近距離場に収束（または焦点合わせ）させ、且つ外側
の列を、それらがアクティブである唯一の領域である遠
距離場に収束（または焦点合わせ）させることによっ
て、立て方向のビーム分布の一様性を改善する。

【００３２】図６に示された１．２５Ｄアレイにおい
て、多数のマルチプレクサ１１４が対応する多数の信号
導線１１８（図６には１つのマルチプレクサおよび１つ
の信号導線だけしか示されていない）にそれぞれ接続さ
れる。各々の信号導線１１８はそれぞれのビーム形成チ
ャネル（図６に示していない）に接続される。各々のマ
ルチプレクサ１１４は３つの内部スイッチを有し、これ
らにより信号導線１０８ａ−１０８ｃを信号導線１１８
と接続するように選択する。各々の立て方向の列のトラ
ンスジューサ素子は、このような信号導線のそれぞれの
組に接続される。すなわち、中心列の素子１０２ａが信
号導線１０８ａに接続され、中間列の対になった素子１
０２ｂおよび１０２ｃが信号導線１０８ｂに接続され、
最も外側の列の対になった素子１０２ｄおよび１０２ｅ
が信号導線１０８ｃに接続される。実際には、素子対の
形成（すなわち、１０２ｂと１０２ｃとの接続、および
１０２ｄと１０２ｅとの接続）はプローブ・ヘッド内で
行われる。マルチプレクサは、プローブ・ヘッド内、ま
たはプローブ・ケーブルの制御卓側の端部、或いは制御
卓自身内に配置してよい。

【００３３】マルチプレクサのスイッチの状態を変える
ときにノイズが発生されるので、このプローブを使用す
るには、典型的には毎ビーム当たり３つの送受信サイク
ルが必要である。中心列の素子１０２ａに対するマルチ
プレクサのスイッチ１１４ａが閉じていて、他のスイッ
チ１１４ｂおよび１１４ｃが開いている場合、送信遅延
は近距離場で方位方向収束（または焦点合わせ）を行う
ように設定され、近い部分のビーム・データが取得され
る。次に、スイッチ１１４ａおよび１１４ｂが閉じら
れ、送信および受信遅延が再構成されて、列１０２ａ、
１０２ｂおよび１０２ｃを使用して中距離場のデータが
取得される。最後に、全てのマルチプレクサのスイッチ
が閉じられ、送信および受信遅延が再構成されて、列１
０２ａ−１０２ｃを使用して遠距離場のデータが取得さ
れる。これらの３つの区域からのデータはイメージング
・システム内で一緒に組み合わされ、遷移における感度
の変化を補償する処置が取られる。従って、本発明によ
れば、立て方向および方位方向の両方向におけるビーム
焦点が深さの関数として変えられる。

【００３４】近距離場から遠距離場へイメージング深度
が増大するにつれて、作動するトランスジューサ素子の
列の数が多くなる。最大距離にわたって一様な立て方向
性能を得るために、アクティブな開口が大きくなるにつ
れてアレイの有効焦点距離を増加させることが好まし
い。図６に示したアレイの場合、全ての立て方向収束
（または焦点合わせ）は音響レンズによって行われる。
開口の増加につれて焦点の位置を増加させるため、多焦
点レンズが使用される。

【００３５】図６に示された好ましい実施態様の変形に
よれば、中心列１０２ａの各々のトランスジューサ素子
が所定の面積を持ち、また外側の列１０２ｄおよび１０
２ｅの各対のトランスジューサ素子が該所定の面積より
も大きい第１の組合せ面積を持ち、更に中間の列１０２
ｂおよび１０２ｃの各対のトランスジューサ素子が該所
定の面積よりも大きく且つ第１の組合せ面積よりも小さ
い第２の組合せ面積を持つ。

【００３６】図６に示されたアレイの立て方向ビーム制
御はレンズおよびマルチプレクサだけによって行われ
る。アレイの各々の立て方向の列内の全ての素子が同じ
ビーム形成チャネルに接続されて、同じ電気的時間遅延
およびシェーディングを受ける。しかし、立て方向焦点
を達成するために、本発明では１．５Ｄアレイも使用す
ることが出来る。立て方向に対称な場合（ステアリング
無し）、これは各組の対になった立て方向の素子に対し
て独立のビーム形成チャネルを必要とする。

【００３７】上述の技術は、被検体ボリュームから取得
された画素データの１スタック（ｓｔａｃｋ）のフレー
ムを得るために用いられる。プローブが、手による走査
によって又はプローブを動かすためのシステムの使用に
よって、解剖学的構造のある領域にわたって掃引された
とき、三次元ボリュームを得ることが出来る。各々のフ
レーム像の、次のフレーム像に対する位置は、多数の仕
方で決定し得る。プローブは、いくつかの態様で、例え
ば、直線的に動かすことにより、ある角度にわたって揺
動させることにより、又はプローブ面に対して直角な角
度を通って回転させることにより、走査することが出来
る。もしプローブが既知の距離にわたって又は既知の角
度範囲にわたって一定の速度で平行移動されるときは、
各々の像間の距離は容易に決定することがあ出来る。プ
ローブが平行移動した距離は、多数の仕方で、例えば、
単純に適当な測定装置を使用して距離を測定することに
より、解剖学的構造上に又は解剖学的構造内部にマーカ
ーを使用することにより、またはプローブに位置センサ
を取り付けることにより、決定することが出来る。プロ
ーブはまた任意の経路に沿って動かすことができ、プロ
ーブ上に取り付けられた位置センサからのデータは各々
の像の位置を決定するために使用することが出来る。更
に、プローブは、既知の経路に沿ってプローブを動かす
装置内に固定することも出来る。

【００３８】図７および８を参照して、本発明に従って
サンプル・ボリューム・データを三次元像に投影する方
法を説明する。図７に示されているように、主制御器８
が中央処理装置（ＣＰＵ）４２およびランダム・アクセ
ス・メモリ４４を有する。ＣＰＵ４２はその中に、取得
したサンプル・ボリューム・データを異なる角度で取っ
た多数の投影像に変換するのに使用されるルーチンを記
憶するための読出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含む。ＣＰ
Ｕ４２は、システム制御母線１０を介してＸ−Ｙ表示メ
モリ１８およびシネ・メモリ４２を制御する。具体的に
述べると、ＣＰＵ４２はＸ−Ｙ表示メモリ１８からビデ
オ処理装置２２およびシネ・メモリ２４へのデータの流
れを制御すると共に、シネ・メモリ２４からビデオ処理
装置２２およびＣＰＵ４２自身へのデータの流れを制御
する。被検体の多数の走査またはスライスの内の１つを
表す各フレームの画素データは、Ｘ−Ｙ表示メモリ１８
に記憶されて、次のサイクルでビデオ処理装置２２およ
びシネ・メモリ２４へ伝送される。走査された被検体ボ
リュームを表す１スタックのフレームが、シネ・メモリ
２４内の一区分２４Ａに記憶される。初期化の際（図８
のステップ２６を参照）、ＣＰＵ４２はシネ・メモリの
区分２４Ａから関心のある被検体ボリュームに対応する
データのみを検索する。これは、関心のある被検体ボリ
ュームに交差する走査によって取得された各々の記憶さ
れたフレームから、関心のある領域内の画素データのみ
を検索することにより達成される。換言すれば、１スタ
ックの相次ぐフレームの内の各々の１つフレームからの
関心のある領域に対応する画素データが、関心のあるソ
ース・データ・ボリュームを形成する。図８に示されて
いるように、関心のある被検体ボリュームに対応する画
素データ組内の強度データが、オプションとして、スペ
ックル・ノイズを平滑化し且つアーティファクトを低減
するために、投影の前にフィルタリングされる（ステッ
プ２８）。これにより、投影の際に、スペックル・ノイ
ズによるデータの損失が防止される。例えば、血管は周
囲の組織よりもエコー源性（ｅｃｈｏｇｅｎｉｃ）が小
さい。従って、血管は最小の強度の投影を使用して映像
化することが出来る。この代わりに、逆ビデオ／最小モ
ードで、強度データを逆転することにより、血管が暗く
ではなく明るくなるようにする。この場合、血管は最大
の強度の投影を使用して映像化することが出来る。所望
の画素データと対比して明るいスペックルである最大強
度の選択を防止するために、フィルタを使用することに
より、このような明るいスペックル強度を投影の前に除
くことが出来る。シネ・メモリ２４から検索されたソー
ス・データ・ボリュームは、例えば１１１ １４１１１
１カーネルを持つ３×３コンボリューション・フィルタ
を使用してＣＰＵ４２によってフィルタリングすること
ができる。すなわち、各々のスライスまたはフレームに
おいて各々の３×３画素配列内の中心画素の強度データ
が、この中心画素の値の４倍の値に該画素を囲む８つの
画素の値の和を加えた値に比例する強度値に置き換えら
れる。このようにフィルタリングされたソース・データ
・ボリュームは、次いでメモリ４４に記憶される（ステ
ップ３０）。同様に、コンボリューション・フィルタを
使用することにより、最小の強度の投影の前に像中のブ
ラック・ホールを除去し得る。

【００３９】次に、ＣＰＵ４２は、ここに引用する米国
特許第５，２２６，１１３号明細書に開示されているレ
イ・キャスティング・アルゴリズムを使用して、一連の
変換を行う。相次ぐ変換は、所定の角度範囲内、例えば
＋９０°乃至−９０°の範囲内で所定の角度増分で、例
えば１０°の間隔で作られた最大、最小または平均化さ
れた強度、速度またはパワーの投影を表す。しかしなが
ら、角度増分は１０°である必要はなく、また本発明が
特定の角度範囲に制限されるものでもない。

【００４０】本発明で使用されるレイ・キャスティング
法によれば、サンプルの立体的に表現された投影像が、
実質的に一様な立て方向ビーム幅を持つ超音波トランス
ジューサ・アレイを使用して被検体ボリュームを走査す
ることによって、任意の視角度から表示される。サンプ
ル・ボリュームは、一連の積み重なった隣接したスライ
スを作成するように走査され、各々のスライスは同じ数
の被検体ボリューム要素（ボクセル）を含む。各々のボ
クセルはシートの平面（例えば、Ｘ−Ｙ平面）内に矩形
の輪郭を持つ。この輪郭が正方形になるように相補的な
辺は等しい長さであってよいが、シートの厚さは一般に
いずれの辺の長さよりも大きい。

【００４１】各々の被検体ボクセルが分析されて、その
データ値（強度、速度またはパワー）がデータ・ボリュ
ームの対応するデータ・ボクセルに置かれる。データ・
ボリュームは、各々の被検体スライスの厚さおよび各々
の被検体ボクセルの面寸法（Ｘ−Ｙ平面におけるボクセ
ルの寸法）が一般に同じでなくても、簡単な立方格子で
ある。

【００４２】ＣＰＵ４２によって用いられる公知の技術
に従って、各々のデータ・ボクセル内の格子点から像平
面へのレイ・キャスティングすなわち射線の投射によっ
て被検体ボリュームが投影される（図８のステップ３
４）。便宜のため、格子点は、例えばデータ・ボリュー
ムの原点に最も近いデータ・ボクセルの頂点であってよ
い。全ての射線は像平面のある部分に当たるが、考慮中
の像平面画素内に入る射線のみが該像平面画素に対する
データに寄与することが出来る。最大の画素の投影の場
合、各々の投影された値が現在記憶されている値と比較
されて、２つの値の内の大きい方の値がその画素６０ａ
に対して記憶される。最小の画素の投影の場合、２つの
値の内の小さい方の値が記憶される。選ばれたデータ・
ボリューム内の各々のボクセルが逐次的に入力されて像
平面へ向けて投影されるとき、あるデータ・ボリューム
のボクセルは最終的にその関連する射線に沿って投影さ
れて、所望の画素内に衝突せず、これによりそのデータ
値（例えば、強度）はその画素に対して現在記憶されて
いるデータ値と比較されない。特定の三次元の視角度に
おけるデータのその投影に対して、その画素に対する最
大データ値がそのとき確立される。全てのデータ値は、
新しい投影が取られるときにゼロにリセットされる。従
って、像平面の画素の各々は像投影手順の開始時にリセ
ットされ、（選択された被検体ボリュームの部分によっ
て設定されるような、全空間または選択された部分内
の）データ・ボリュームのボクセルの全ては個別に且つ
逐次的に走査される。各々データ・ボクセル内のデータ
値は、その１つの画素内で像平面に衝突する関連の射線
により投影され、各々の画素内の最大値は射線投射され
たデータ・ボリューム・ボクセルの現在値との間で比較
され、大きい方の値が最大値像の一部分として記憶され
る。

【００４３】上記の技術の別の面によれば、データ投影
がスケーリングされ（図８のステップ３６）、被検体ボ
リュームと像平面との間の非等方性が、逆投影の完了後
の一組の計算だけによって除かれる。被検体ボリューム
が実際のボリューム（容積）であるのに対して、データ
・ボリュームが抽象的な概念であるので、第１の平面に
おいて、任意の視方向が被検体ボリュームおよびデータ
・ボリュームの両方に対して位置決めされる角度よりも
異なる角度での立方データ・ボリューム格子の存在に起
因するデータ投影のひずみの量を決定することが必要で
ある。各々のボクセルの見かけの寸法は、有効な立て方
向の角度（仰角）が変わるにつれて変わろうとする。ア
スペクト比（被検体ボリューム内の実際のスライスの厚
さと同じ被検体ボリューム内の実際の画素の大きさとの
比として定義される）が１でない（すなわち、１より大
きい）場合、立て方向の角度が異なり、データ・ボリュ
ーム内の立て方向の角度が被検体ボリューム内の立て方
向の角度とは異なる。そのとき、データは被検体の立て
方向の角度に従って回転される。その後、投影されたデ
ータは、（回転が水平軸の周りになされた場合）被検体
ボリューム内で正しい高さを持つように、全ての投影さ
れたデータの高さに立て方向スケーリング係数を乗算す
ることによって、スケーリングすることが出来る。３×
３回転マトリクスの要素が（米国特許第５，２２６，１
１３号明細書に開示されている様に）決定され、これら
の関係を使用してデータ・ボリュームから像平面への変
換が決定される。データが像平面上に投影された後、等
方性でない被検体ボクセルの効果を補正するために像が
スケーリングされる。回転マトリクスの係数は投影の始
めに予め計算して（図８のステップ３２）、全ての回転
の計算のために使用することが出来る。

【００４４】本発明の別の面によれば、表示の前に、ス
ケーリングされた像平面データが所望の輝度およびコン
トラストを達成するように写像される（図８のステップ
３８）。図８に示されている方法は、シネ・メモリから
検索された関心のあるデータ・ボリュームに対して、Ｂ
モード強度データに、或いはカラー流れ速度またはパワ
ー・データに適用することが出来る。投影像内の各々の
画素は、所与の像平面上への投影によって導き出され
た、変換された強度データおよび変換された速度または
パワー・データを含む。更に、シネ・メモリがオペレー
タによって停止されたときに、ＣＰＵ４２はオプション
としてシネ・メモリ２４の区分２４Ｂ内の多数の相次ぐ
アドレスにＸ−Ｙメモリ１８からの最後のフレームを記
憶させる。第１の投影視角にたいする投影像データがシ
ネ・メモリの区分２４Ｂ内の第１のアドレスに書き込ま
れ、これにより関心のある領域内の投影像データが背景
のフレーム上に重畳される。このプロセスは、全ての投
影像がシネ・メモリの区分２４Ｂ内に記憶されるまで、
各々の角度増分に対して繰り返される。各々の投影像フ
レームは、変換されたデータを含む関心のある領域から
成り、オプションとして関心のある領域を囲んでいて、
関心のある領域の変換されたデータによってオーバーラ
イト（上書き）されない背景フレーム・データより成る
背景周辺部を有する。背景の像は、各々の表示された投
影がどの場所から見たものであるかを一層明確にする。
そこで、オペレータは投影像の内の任意の１つを表示の
ために選択することが出来る。更に、一連の投影像を表
示モニタ上にリプレイ（再生）して、被検体ボリューム
をあたかも観察者の前で回転しているかのように表示す
ることが出来る。

【００４５】上記の好ましい実施態様は例示の目的で開
示された。超音波イメージングまたはコンピュータ・グ
ラフィックスの分野における当業者には種々の変更およ
び変形を容易になし得よう。このような全ての変更およ
び変形は特許請求の範囲に包含されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実時間超音波イメージング・システム内の主要
な機能のサブシステムを示すブロック図である。

【図２】通常の超音波イメージング・システム内の典型
的な１２８チャネルのビーム形成装置のブロック図であ
る。

【図３】超音波トランスジューサ・アレイが比較的大き
いＦナンバーを持つ開口を含んでいるときに生じる音響
ビーム分布を示す概略線図である。

【図４】超音波トランスジューサ・アレイが比較的小さ
いＦナンバーを持つ開口を含んでいるときに生じる音響
ビーム分布を示す概略線図である。

【図５】本発明に従って多数の送信焦点域が使用された
ときに生じる音響ビーム分布を示す概略線図である。

【図６】深さの増大につれて立て方向焦点を変更するた
めに本発明の三次元超音波イメージング・システムに用
いることの出来る多重列トランスジューサ・アレイの断
面図である。

【図７】本発明の好ましい実施態様に従って画素データ
の相次ぐボリューム投影よりなるフレームを再構成する
手段を示すブロック図である。

【図８】本発明の好ましい実施態様に従って強度および
速度またはパワー画素データの相次ぐボリューム投影よ
りなるフレームを再構成するためのアルゴリズムを示す
流れ図である。

【符号の説明】

２ ビーム形成装置 ４ 処理装置 ４Ａ Ｂモード処理装置 ４Ｂ カラー流れ処理装置 ６ 走査変換器／表示制御器 ８ 主制御器 １２ 表示モニタ １４Ａ Ｂモード音響線メモリ １４Ｂ カラー流れ音響線メモリ １８ Ｘ−Ｙ表示メモリ ２０ 時間線／グラフィック処理装置及び表示メモ
リ ２２ ビデオ処理装置 ２４ シネ・メモリ ４２ 中央処理装置 ４４ ランダム・アクセス・メモリ ５０ トランスジューサ・アレイ ５２ トランスジューサ素子 ５４ ビーム形成チャネル ５６ ビーム形成装置制御器 ５８ 加算器 １００Ｃ トランスジューサ・アレイ １０２ａ 中心列のトランスジューサ素子 １０２ｂ 最も外側の列のトランスジューサ素子 １０２ｃ 中間列のトランスジューサ素子 １１４ マルチプレクサ １１６ 多焦点レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トッド・マイケル・ティルマン アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ウェ スト・ミルウォーキー、サウス・54ティー エイチ・ストリート、1514番 (72)発明者 マイケル・ジョン・ハーシュ アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ワウ ケシャ、セイント・ジェイムズ・ウェイ、 エヌ11・ダブリュー29870 (72)発明者 デイヴィッド・ジョン・ムジィラ アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ムク ウォナゴ、イーグル・レイク・アヴェニュ ー、216番 (72)発明者 アン・リンジィ・ホール アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ニュ ー・バーリン、ウェスト・トップ−オー− ヒル・ドライブ、16015番 (72)発明者 マイケル・ジェイ・ワシュバーン アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ニュ ー・バーリン、ウェスト・グラハム・スト リート、12920番 (72)発明者 ミール・セッド・セイド−ボロアフォロシ ュ アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ブル クフィールド、アパートメント・２、リヴ ァー・バーチ・ドライブ、17425番 (72)発明者 デイヴィッド・ディー・ベッカー アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ミル ウォーキー、ノース・レイク・ドライブ、 9733番

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体ボリューム中の超音波散乱物質の
   三次元イメージング・システムにおいて、 超音波ビームを送信して、被検体ボリュームから反射さ
   れた超音波エコーを検出する超音波トランスジューサ・
   アレイ、 焦点深度を変えるために前記トランスジューサ・アレイ
   の方位方向収束を変える第１の変更手段、 前記焦点深度の関数として前記トランスジューサ・アレ
   イの立て方向収束を変える第２の変更手段、 前記焦点深度の関数として、前記トランスジューサ・ア
   レイを駆動するために使用される波形の特性を変える第
   ３の変更手段、 前記第１、第２および第３の変更手段を調整して、前記
   被検体ボリューム内のサンプル・ボリュームから導き出
   された画素データのソース・ボリュームを取得する手
   段、 前記の画素データのソース・ボリュームを記憶するメモ
   リ手段、 前記メモリ手段から、前記被検体ボリューム内の関心の
   あるボリュームに対応する一組の画素データを検索する
   検索手段、 前記一組の画素データを第１の像平面に投影させて、第
   １の投影像を表す投影データの組を形成する投影手段、 表示モニタ、および前記第１の投影像を前記表示モニタ
   に表示させる手段を有していることを特徴とする三次元
   イメージング・システム。
2. 【請求項２】 前記画素データがＢモード強度データを
   有している請求項１記載のシステム。
3. 【請求項３】 前記画素データが速度データを有してい
   る請求項１記載のシステム。
4. 【請求項４】 前記画素データがパワー・ドップラー・
   データを有している請求項１記載のシステム。
5. 【請求項５】 前記第３の変更手段が、焦点深度の増大
   につれて送信波形のバースト長を増大させる請求項１記
   載のシステム。
6. 【請求項６】 前記第３の変更手段が、焦点深度の増大
   につれて送信波形の周波数を減少させる請求項１記載の
   システム。
7. 【請求項７】 前記トランスジューサ・アレイが、１．
   ５未満のＦナンバーを持つ横方向開口を有するように作
   動される請求項１記載のシステム。
8. 【請求項８】 前記第２の変更手段が、焦点深度の増大
   につれて増大する立て方向開口を持つように前記トラン
   スジューサ・アレイを制御する請求項１記載のシステ
   ム。
9. 【請求項９】 更に、前記一組の画素データを、前記第
   １の像平面に対して回転されている第２の像平面に投影
   させて、第２の投影像を表す投影データの組を形成する
   手段、および前記第２の投影像を前記表示モニタに表示
   させる手段を含んでいる請求項１記載のシステム。
10. 【請求項１０】 被検体ボリューム中の超音波散乱物質
    の三次元イメージング方法において、 被検体ボリュームの中へ超音波ビームを送信するステッ
    プ、 前記超音波ビームの送信に応答して、前記被検体ボリュ
    ームから反射された超音波エコーを検出するステップ、 焦点深度を変えるために前記送信された超音波ビームの
    方位方向焦点を制御するステップ、 前記焦点深度の関数として前記送信された超音波ビーム
    の立て方向焦点を制御するステップ、 前記焦点深度の関数として送信波形の特性を調節するス
    テップ、 方位方向および立て方向焦点の変更と送信波形の特性の
    調節とを調整して、前記被検体ボリューム内のサンプル
    ・ボリュームから導き出された画素データのソース・ボ
    リュームを取得するステップ、 前記ソース・ボリュームから、前記被検体ボリューム内
    の関心のあるボリュームに対応する一組の画素データを
    検索するステップ、 前記一組の画素データを第１の像平面に投影させて、第
    １の投影像を表す投影データの組を形成するステップ、
    および前記第１の投影像を前記表示モニタに表示させる
    ステップ手段を有していることを特徴とする三次元イメ
    ージング方法。
11. 【請求項１１】 前記画素データがＢモード強度データ
    を有している請求項１０記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記画素データが速度データを有して
    いる請求項１０記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記画素データがパワー・ドップラー
    ・データを有している請求項１０記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記送信波形のバースト長が、焦点深
    度の増大につれて増大する請求項１０記載のシステム。
15. 【請求項１５】 前記送信波形の周波数が、焦点深度の
    増大につれて減少する請求項１０記載のシステム。
16. 【請求項１６】 １．５未満のＦナンバーを持つ横方向
    開口を有するように作動されるトランスジューサ・アレ
    イによって超音波ビームが送信および受信される請求項
    １０記載の方法。
17. 【請求項１７】 焦点深度の増大につれて増大する立て
    方向開口を持つように作動されるトランスジューサ・ア
    レイによって超音波ビームが送信および受信される請求
    項１０記載の方法。
18. 【請求項１８】 更に、前記一組の画素データを、前記
    第１の像平面に対して回転されている第２の像平面に投
    影させて、第２の投影像を表す投影データの組を形成す
    るステップ、および前記第２の投影像を前記表示モニタ
    に表示させるステップを含んでいる請求項１０記載の方
    法。