KR102115446B1 - Side lobe suppression method using centroid weighting for medical ultrasonic imaging - Google Patents

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KR102115446B1
KR102115446B1 KR1020190000989A KR20190000989A KR102115446B1 KR 102115446 B1 KR102115446 B1 KR 102115446B1 KR 1020190000989 A KR1020190000989 A KR 1020190000989A KR 20190000989 A KR20190000989 A KR 20190000989A KR 102115446 B1 KR102115446 B1 KR 102115446B1
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정목근
권성재
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대진대학교 산학협력단
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • G06T2207/10132Ultrasound image

Abstract

The present invention relates to a side lobe suppression method using centroid weighting for a medical ultrasonic image. With the present invention, it is possible to effectively suppress a side lobe region without significant main lobe region deformation by using centroid weighting during reception and focusing of a channel signal received through an array transducer. The method includes: (a) a step in which an ultrasonic signal reflected at an image point is received at a receiving element of the array transducer and output as channel signals; (b) a step in which the channel signals are respectively focus-delayed and temporally aligned; (c) a step in which the centroid position with respect to the entire reception channel is calculated by means of each of the channel signals; and (d) a step in which the ultrasonic image is processed by means of a weight corresponding to the centroid position. According to the present invention, the image is processed by means of weighting corresponding to the centroid position, and thus the side lobe region can be effectively suppressed without main lobe region deformation. In the case of high-power ultrasound transmission, the present invention can be especially useful in detecting an ultrasonic signal generated in bubbles resulting from cavitation in the human body.

Description

의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법{SIDE LOBE SUPPRESSION METHOD USING CENTROID WEIGHTING FOR MEDICAL ULTRASONIC IMAGING}A method for suppressing the side lobe using weight calculation of the center of mass position in medical ultrasound images {SIDE LOBE SUPPRESSION METHOD USING CENTROID WEIGHTING FOR MEDICAL ULTRASONIC IMAGING}

본 발명은 어레이 트랜스듀서(array transducer)를 통해 수신한 채널 신호를 수신 집속하는 과정에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 주엽(main lobe)의 영역을 크게 변형시키지 않으면서 부엽(side lobe)이 나타나는 영역을 효과적으로 억제할 수 있는 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법에 관한 것이다. In the present invention, the side lobe is not significantly deformed in the region of the main lobe by using the weight calculation of the center of mass position in the process of receiving and focusing the channel signal received through the array transducer. The present invention relates to a method of suppressing side lobes by using a weighting calculation of a center of mass position in a medical ultrasound image capable of effectively suppressing an appearing area.

일반적으로 초음파 영상 진단장치는 초음파를 이용하여 병변을 진단하는 장치로서, 트랜스듀서(transducer)로 송신한 초음파 신호가 인체 내부에서 반사되면, 반사되는 신호를 수신 집속하며 초음파 신호의 크기를 소정 밝기의 이미지로 변환하여 영상화한다. In general, an ultrasound imaging apparatus is a device for diagnosing lesions using ultrasound. When an ultrasound signal transmitted to a transducer is reflected inside the human body, the reflected signal is received and focused, and the magnitude of the ultrasound signal is adjusted to a predetermined brightness. It is converted into an image and imaged.

초음파 영상은 안전성과 실시간 영상이 가능한 장점에도 불구하고 다른 의료용 영상과 대비할 때 해상도가 낮다. 초음파 영상의 해상도를 높이기 위해 어레이 트랜스듀서(array transducer)를 이용하여 짧은 펄스 길이의 초음파를 집속하여 송수신하는 방식을 적용하고 있다. Ultrasound images have low resolution when compared with other medical images, despite the advantages of safety and real-time imaging. In order to increase the resolution of the ultrasound image, a method of focusing and transmitting ultrasound with a short pulse length using an array transducer is applied.

예를 들어, 시간축(axial direction)으로 펄스 길이가 짧은 초음파를 송신하고 측방향(lateral direction)으로는 집속을 하여 초음파 음장의 측방향 폭을 줄인다. 진행하는 송신 초음파가 인체 내부의 임의 지점에서 차지하는 공간상의 크기가 초음파 영상의 공간 해상도(resolution volume)가 된다. 초음파 영상 시스템에서 초음파 공간해상도 영역은 유한 크기를 가지며 인체 조직은 공간해상도 영역 안에 많은 점(point) 반사체가 불균일하게 분포되어 있는 것으로 모델링할 수 있다. For example, by transmitting ultrasonic waves having a short pulse length in the axial direction and focusing in the lateral direction, the lateral width of the ultrasonic sound field is reduced. The size of the space occupied by the transmitting ultrasound at any point inside the human body becomes the spatial resolution of the ultrasound image. In the ultrasound imaging system, the ultrasound spatial resolution region has a finite size, and human tissue can be modeled as having many point reflectors non-uniformly distributed in the spatial resolution region.

초음파 집속 시스템에서의 음장을 살펴보면, 어레이 트랜스듀서의 주사선(scan line)을 기준으로 주엽(main lobe)이 형성되고 그 양측으로 초음파 신호의 누설로 인한 부엽(side lobe)이 형성되는 특성을 가지는데, 이와 같이 부엽이 형성되면 그 방향에 있는 반사체에서의 신호도 수신되므로 영상에서 노이즈(noise)로 작용되어 영상의 해상도를 저하시키는 문제점이 있었다. Looking at the sound field in the ultrasonic focusing system, the main lobe is formed based on the scan line of the array transducer, and the side lobe due to leakage of the ultrasonic signal is formed on both sides. In this way, when the side lobe is formed, the signal from the reflector in that direction is also received, which causes noise in the image, thereby degrading the resolution of the image.

초음파 영상에서 부엽을 저감하기 위한 다양한 시도가 아래의 특허문헌 1 및 2에 개시되어 있다. 하지만, 아래의 특허문헌들은 각각의 수신 채널 데이터에 가중치를 적용하는 방식이기 때문에 부엽 저감을 위하여 과도한 연산이 수행되어야 하는 문제점이 있으며, 이러한 문제점은 채널의 수가 증가할수록 증가된다. Various attempts to reduce side lobes in ultrasound images are disclosed in Patent Documents 1 and 2 below. However, since the following patent documents are a method of applying a weight to each received channel data, there is a problem that excessive calculation must be performed in order to reduce side lobe, and this problem increases as the number of channels increases.

한편, 초음파 신호는 인체 내의 반사체 위치에 따라 다른 위상을 가지도록 반사되어 어레이 트랜스듀서로 돌아와 집속 과정에서 중첩된다. 각각의 반사체에서 반사된 신호들이 중첩될 때 보강간섭을 하면 신호 진폭이 커지게 되고, 상쇄간섭을 하면 신호 진폭이 줄어든다. 이러한 불규칙한 신호는 초음파 영상에 스페클(speckle)이라는 고유의 잡음 영상으로 나타난다. 초음파 영상을 관찰할 때 인체 내부의 장기에서 돌아오는 신호로 만들어지는 초음파 영상에 스페클 노이즈가 덮어지게 되면 세부적인 병변의 진단에 어려움을 가져온다. 따라서 아래의 특허문헌 3과 같이 초음파 영상의 화질을 개선하기 위하여 스페클 노이즈를 제거하기 위한 방법들이 연구되고 있다. On the other hand, the ultrasonic signal is reflected to have a different phase according to the position of the reflector in the human body, returns to the array transducer and overlaps in the focusing process. When the signals reflected from each reflector overlap, the signal amplitude increases when the constructive interference is performed, and the signal amplitude decreases when the cancelation interference is performed. This irregular signal appears as an inherent noise image called a speckle in the ultrasound image. When observing an ultrasound image, when the speckle noise is covered with an ultrasound image made of a signal returning from an organ inside the human body, it causes difficulties in diagnosis of detailed lesions. Therefore, as described in Patent Document 3 below, methods for removing speckle noise are being studied to improve the image quality of the ultrasound image.

하지만, 인체와 같이 많은 반사체가 존재하는 스페클 영상에서는 모든 수신 채널에 랜덤하게 신호가 수신되므로, 인체 내에 초음파를 방사할 때 공동 형성(cavitation)에 의해 발생되는 버블(bubble)에서의 초음파를 검출하는 것이 어려운 문제가 있다. However, in a speckle image in which many reflectors such as the human body are present, signals are randomly received in all receiving channels, and thus, when radiating ultrasonic waves in the human body, ultrasonic waves in bubbles generated by cavitation are detected. There is a difficult problem to do.

공개특허공보 제10-2009-0042152호Patent Publication No. 10-2009-0042152 등록특허공보 제10-0971433호Registered Patent Publication No. 10-0971433 등록특허공보 제10-0778823호Registered Patent Publication No. 10-0778823

본 발명은 어레이 트랜스듀서를 통해 수신한 채널 신호를 수신 집속하는 과정에서 전체 수신 채널에 대한 질량중심(centroid)의 위치를 연산하고, 질량중심의 위치에 대응하는 가중치를 이용하여 영상을 처리함으로써, 주엽(main lobe)의 영역을 변형시키지 않으면서 부엽(side lobe)이 나타나는 영역을 효과적으로 억제할 수 있는 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법을 제공하고자 한다. In the present invention, in the process of receiving and converging the channel signal received through the array transducer, the position of the centroid of the entire receiving channel is calculated, and the image is processed using a weight corresponding to the position of the center of mass, An object of the present invention is to provide a method of suppressing a side lobe using a weight calculation of a center of mass position in a medical ultrasound image that can effectively suppress a region where a side lobe appears without deforming the region of the main lobe.

본 발명의 일 실시 예에 따른 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법은, (a) 영상점에서 반사된 초음파 신호를 어레이 트랜스듀서의 수신소자에서 수신하고 채널신호로서 출력하는 단계; (b) 상기 채널신호를 각각 집속 지연하여 시간적으로 정렬하는 단계; (c) 상기 채널신호 각각을 이용하여 전체 수신 채널에 대한 질량중심(centroid)의 위치를 연산하는 단계; 및 (d) 상기 질량중심의 위치에 대응하는 가중치를 이용하여 초음파 영상을 처리하는 단계를 포함한다. A method of suppressing side lobes using weight calculation of a center of mass position in a medical ultrasound image according to an embodiment of the present invention includes: (a) receiving an ultrasound signal reflected from an image point at a receiving element of an array transducer and channel signal Outputting as; (b) arranging temporally by delaying focusing of the channel signals, respectively; (c) calculating a position of a centroid for all received channels using each of the channel signals; And (d) processing the ultrasound image using a weight corresponding to the location of the center of mass.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법은, 상기 단계 (c)는 아래의 (수학식 1)을 이용하여 상기 질량중심의 위치를 연산한다. In a method for suppressing a side lobe using a weight calculation of a position of a center of mass in a medical ultrasound image according to another embodiment of the present invention, the step (c) uses the following (Equation 1) to determine the position of the center of mass. To calculate.

(수학식 1)(Equation 1)

Figure 112019000969479-pat00001
Figure 112019000969479-pat00001

여기서, Centroid는 전체 수신 채널에 대한 질량중심 위치이며, r(ch)ch번째 수신 채널에 수신된 신호의 값이며, Nch는 전체 수신 채널의 개수이다. Here, Centroid is the center of mass position for all receive channels, r (ch) is the value of the signal received at the ch th receive channel, and Nch is the number of all receive channels.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법은, 상기 단계 (c)는 아래의 (수학식 2)을 이용하여 상기 질량중심의 위치를 연산한다. In another embodiment of the present invention, a method of suppressing a side lobe using a weight calculation of a position of a center of mass in a medical ultrasound image, the step (c) is a position of the center of mass using (Equation 2) below. Computes

(수학식 2) (Equation 2)

Figure 112019000969479-pat00002
Figure 112019000969479-pat00002

여기서, Centroid는 전체 수신 채널에 대한 질량중심 위치이며, r(ch)ch번째 수신 채널에 수신된 신호의 값이며, Nch는 전체 수신 채널의 개수이다. Here, Centroid is the center of mass position for all receive channels, r (ch) is the value of the signal received at the ch th receive channel, and Nch is the number of all receive channels.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법은, 상기 단계 (d)는 아래의 (수학식 3)을 이용하여 상기 초음파 영상을 처리한다. In the method of suppressing the side lobe using the weight calculation of the center of mass position in the medical ultrasound image according to another embodiment of the present invention, the step (d) processes the ultrasound image using (Equation 3) below do.

(수학식 3)(Equation 3)

PX weighting = αㆍPX PX weighting = α ㆍ PX

여기서, PX는 입력 영상값이고, α는 가중치이고, PX weighting 는 처리 후의 영상값이다. Here, PX is an input video value, α is a weight, and PX weighting is a video value after processing.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법은, 상기 가중치는 삼각형 가중값을 적용한다. In a method of suppressing side lobes using weight calculation of a center of mass position in a medical ultrasound image according to another embodiment of the present invention, a triangular weight is applied to the weight.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법은, 상기 가중치는 해밍 윈도우(Hamming window)의 4제곱 값을 적용한다. In a method of suppressing side lobes using weight calculation of a center of mass position in a medical ultrasound image according to another embodiment of the present invention, the weight is applied to a fourth power of a Hamming window.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법은, 상기 단계 (d)는 상기 입력 영상값에 상기 가중치가 소정 값 이상의 값을 갖는 영역의 영상값을 곱하여 상기 처리 후의 영상값을 도출한다. According to another embodiment of the present invention, in a method for suppressing side lobe using a weight calculation of a center of mass position in a medical ultrasound image, the step (d) is an area in which the weight of the input image value has a value greater than or equal to a predetermined value. The image value after the process is derived by multiplying the image value of.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법은, 상기 소정 값은 0.95이다. According to another embodiment of the present invention, a method of suppressing side lobe using a weight calculation of a center of mass position in a medical ultrasound image, the predetermined value is 0.95.

본 발명의 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법에 따르면, 질량중심(centroid)의 위치에 대응하는 가중치 연산을 이용하여 영상을 처리함으로써, 주엽(main lobe)의 영역을 변형시키지 않으면서 부엽(side lobe)이 나타나는 영역을 효과적으로 억제할 수 있으며, 특히 고출력의 초음파를 송신하는 경우 인체 내에서 공동 형성(cavitation)에 의해 발생된 버블(bubble)에서 발생되는 초음파 신호를 검출하는 데 유용하게 사용할 수 있는 효과가 있다. According to a method of suppressing side lobes using a weight calculation of a center of mass position in a medical ultrasound image of the present invention, by processing an image using a weight calculation corresponding to a position of the center of mass (centroid), the main lobe The area where side lobes appear can be effectively suppressed without deforming the area, and ultrasonic signals generated by bubbles generated by cavitation in the human body can be effectively suppressed, especially when transmitting high-power ultrasound. There is an effect that can be usefully used to detect.

도 1은 본 발명을 구현하기 위한 초음파 영상 진단장치의 일례를 보인 블록도이다.
도 2는 온 축(on-axis)에서 돌아온 초음파 신호(a)와, 오프 축(off-axis)에서 돌아온 초음파 신호(b)가 수신 채널에서 나타나는 신호의 모양과 질량중심의 위치를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법을 예시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명에서 이용되는 가중치의 일례를 보인 도면으로서, 실선은 삼각형 가중치를, 점선은 해밍 윈도우(Hamming window)의 4제곱 가중치를 보인 도면이다.
도 5는 본 발명의 결과를 컴퓨터 시뮬레이션으로 영상 처리한 결과를 예시한 도면으로서, (a)는 PSF(point spread function), (b)는 해밍 윈도우(Hamming window)를 사용하여 어포다이제이션(apodization)을 한 영상, (c)는 질량중심의 삼각형 가중치 연산을 수행한 영상, (d)는 질량중심의 해밍 가중치 연산을 수행한 영상으로 0.95 이상의 α값을 가지는 영역의 영상, (e)는 (a)와 (c)를 곱한 결과 영상, (f)는 (a)와 (d)를 곱한 결과 영상이다.
도 6은 도 5의 결과에서 측방향 음장 특성을 비교한 도면으로서, 실선은 도 5(a)의 PSF, 단점선은 도 5(b)의 Hamming apodization을 한 영상, 장점선은 도 5(f)의 0.95 이상의 α값을 PSF와 곱한 결과 영상을 각각 나타낸다.
1 is a block diagram showing an example of an ultrasound imaging apparatus for implementing the present invention.
2 is a view illustrating the shape of the signal and the position of the center of mass of the ultrasonic signal (a) returned from the on-axis and the ultrasonic signal (b) returned from the off-axis. to be.
3 is a flowchart illustrating a method of suppressing side lobes by using a weighting operation of a center of mass position in an ultrasound image according to the present invention.
4 is a view showing an example of the weight used in the present invention, the solid line is a triangle weight, the dotted line is a diagram showing the fourth weight of the Hamming window (Hamming window).
FIG. 5 is a diagram illustrating the results of image processing by computer simulation of the results of the present invention, (a) is a point spread function (PSF), and (b) is apodization using a Hamming window. ), (C) is the image of the center of mass triangle weighting operation, (d) is the image of the center of mass hamming weighting operation, and the image of the region having an α value of 0.95 or more, (e) is ( The result image multiplied by a) and (c), and (f) is the result image multiplied by (a) and (d).
Figure 6 is a view comparing the lateral sound field characteristics in the results of Figure 5, the solid line is the PSF of Figure 5 (a), the disadvantage line is the image of Hamming apodization of Figure 5 (b), the advantage line is Figure 5 (f) ) Is multiplied by the PSF by an α value of 0.95 or more, respectively.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시 예가 설명된다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대하여 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

명세서 전체에 걸쳐 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 그리고 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것으로서, 그 형상과 상대적인 척도는 과장되거나 생략될 수 있다. The same reference numerals are used for parts having similar configurations and operations throughout the specification. And the drawings attached to the present invention are for convenience of description, the shape and relative scale may be exaggerated or omitted.

실시 예를 구체적으로 설명함에 있어서, 중복되는 설명이나 당해 분야에서 자명한 기술에 대한 설명은 생략되었다. 또한, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 기재된 구성요소 외에 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In describing the embodiments in detail, overlapping descriptions or descriptions of technologies that are apparent in the art have been omitted. Also, in the following description, when a part “includes” another component, it means that the component may be further included in addition to the described component, unless otherwise stated.

또한, 명세서에 기재된 “~부”, “~기”, “~모듈” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. In addition, terms such as “~ unit”, “~ group”, and “~ module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. Can be. In addition, when it is said that a part is electrically connected to another part, this includes not only a case in which it is directly connected, but also a case in which another component is interposed therebetween.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, the second component may be referred to as the first component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the first component may also be referred to as the second component.

도 1은 본 발명을 구현하기 위한 초음파 영상 진단장치의 일례를 보인 블록도이다. 1 is a block diagram showing an example of an ultrasound imaging apparatus for implementing the present invention.

도 1을 참조하면, 초음파 영상 진단장치는 어레이 트랜스듀서(array transducer, 100), 수신 집속부(200), 영상 처리부(300), 및 디스플레이 수단(400)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 1, the ultrasound imaging apparatus includes an array transducer 100, a receiving focusing unit 200, an image processing unit 300, and a display means 400.

어레이 트랜스듀서(100)는 초음파를 송신하고 반사 신호를 수신하는 다수의 트랜스듀서(수신소자)를 선형적으로 배열한 유닛이다. 어레이 트랜스듀서(100)에 수신된 각 채널의 초음파 신호는 인체 내부의 장기에서 반사되어 돌아오는 스페큘러 신호(specular signal)와 불균일하게 분포하는 반사체들의 특성이 반영된 스페클 신호(speckle signal)로 나눌 수 있다. The array transducer 100 is a unit that linearly arranges a plurality of transducers (receiving elements) that transmit ultrasonic waves and receive reflected signals. The ultrasonic signal of each channel received by the array transducer 100 is divided into a specular signal reflected from the internal organs of the human body and a speckle signal reflecting characteristics of non-uniformly distributed reflectors. Can be.

수신 집속부(200)는 인체 내부의 장기에서 돌아온 신호를 지연시켜 수신 집속하고, 시간적으로 정렬하고, 복조하여 주사선을 형성한다. 스페큘러 신호는 모든 채널에서 상관도가 높은 신호의 모양을 가지게 되며, 스페클 신호는 반사체들의 분포와 어레이 트랜스듀서의 위치에 따라 수신 채널에서 신호의 위상에 더해지거나 상쇄되어 나타난다. The reception focusing unit 200 delays the signal returned from an organ inside the human body to focus the reception, align in time, and demodulate to form a scanning line. The specular signal has a shape of a highly correlated signal in all channels, and the speckle signal is added or canceled to the phase of the signal in the receiving channel according to the distribution of reflectors and the position of the array transducer.

도 1을 참조하면, 수신 집속부(200)는 집속 지연부(210), 채널 선택부(220), 및 복조부(230)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the reception focusing unit 200 includes a focusing delay unit 210, a channel selection unit 220, and a demodulation unit 230.

집속 지연부(210)는 반사체에 의해 반사된 신호가 어레이 트랜스듀서(100)에 도달하는 과정에서 도착 시간 차이가 발생된 다수의 채널 신호를 시간적으로 정렬시키기 위하여 채널별로 집속 지연(focusing delay)을 한다. The focusing delay unit 210 adjusts focusing delay for each channel in order to temporally align a plurality of channel signals in which an arrival time difference occurs in a process in which the signal reflected by the reflector reaches the array transducer 100. do.

채널 선택부(220)는 집속 지연되어 시간적으로 정렬된 다수의 채널 신호에 대하여 특정 함수를 적용하여 임의의 채널을 선택한다. The channel selector 220 selects an arbitrary channel by applying a specific function to a plurality of channel signals that are temporally aligned due to focusing delay.

채널 선택부(220)에서 출력되는 다수 채널의 집속 신호는 가산된 후에 복조부(230)에 의하여 복조되어 하나의 주사선을 형성한다. The multi-channel focused signals output from the channel selector 220 are added and then demodulated by the demodulator 230 to form one scan line.

영상 처리부(300)는 다수의 주사선을 합성하여 단위영상 프레임을 형성하며, 선택된 채널에 대응하는 단위영상 프레임들을 저장하고, 평균화 처리하여 초음파 영상을 형성한다. 초음파 영상은 디스플레이 수단(400)을 통해 표시된다. The image processing unit 300 synthesizes a plurality of scanning lines to form a unit image frame, stores unit image frames corresponding to a selected channel, and averages the image to form an ultrasound image. The ultrasound image is displayed through the display means 400.

도 2는 온 축(on-axis)에서 돌아온 초음파 신호(a)와, 오프 축(off-axis)에서 돌아온 초음파 신호(b)가 수신 채널에서 나타나는 신호의 모양과 질량중심의 위치를 예시한 도면이다. 2 is a view illustrating the shape of the signal and the position of the center of mass of the ultrasonic signal (a) returned from the on-axis and the ultrasonic signal (b) returned from the off-axis. to be.

다채널로 배열된 어레이 트랜스듀서(100)의 수신 채널 신호에 집속 지연 시간을 인가하면 영상점에서 돌아온 신호는 모든 수신 채널에 대하여 온 축(on-axis)에서 같은 위상으로 수신된다. 그러나 오프 축(off-axis)에서 돌아온 신호는 반향(echo)의 입사방향에 따라 수신 채널에 다른 위상으로 수신된다. 초음파 영상 진단장치는 축(axial) 방향의 해상도를 위하여 짧은 시간 길이의 초음파 펄스 신호를 송신한다. 따라서 오프 축에서 돌아오는 신호는 수신 배열 트랜스듀서에 대해 입사각을 가지고 도착하므로 수신 채널에 동시에 도착하지 않고 일부에서만 수신된다. When a focusing delay time is applied to a receiving channel signal of the array transducer 100 arranged in a multi-channel, a signal returned from an image point is received in the same phase on-axis with respect to all receiving channels. However, the signal returned from the off-axis is received in a different phase to the receiving channel according to the incident direction of echo. The ultrasound imaging apparatus transmits an ultrasound pulse signal having a short time length for axial resolution. Therefore, the signal returning from the off axis arrives at an angle of incidence to the receiving array transducer, and thus does not arrive at the receiving channel at the same time, but is only partially received.

도 2(a)는 영상점에서 돌아온 초음파의 수신 채널의 신호 모양이며, 모든 채널에 같은 위상으로 수신되므로 전체 채널에 걸쳐 균일한 크기의 신호가 나타난다. 여기에서 송신 펄스는 여러 사이클 길이의 정현파로 가정하였다. Figure 2 (a) is a signal shape of the receiving channel of the ultrasonic waves returned from the image point, and since all channels are received in the same phase, a signal having a uniform size appears across all channels. Here, the transmission pulse is assumed to be a sine wave of several cycle lengths.

도 2(b)는 오프 축 방향에서 돌아온 초음파 신호이다. 초음파 펄스 신호의 시간 길이가 짧으므로 입사각에 따라 전체 수신 채널의 일부에만 신호가 나타난다. 2 (b) is an ultrasonic signal returned from the off-axis direction. Since the time length of the ultrasonic pulse signal is short, the signal appears only in part of the entire reception channel according to the incident angle.

수신 집속 과정은 집속 지연 시간을 보상한 뒤에 모든 채널 신호를 더하게 된다. 온 축에서 돌아온 신호는 모든 수신 채널 데이터를 더하면 큰 신호가 되지만 오프 축에서 돌아온 신호는 모두 제거되어야 한다. 그러나 집속 과정에서 모든 채널 신호를 더하여도 신호가 남게 되며, 이것이 클러터(clutter) 혹은 부엽(side lobe)으로 나타나 영상에 영향을 준다. The receiving focusing process compensates the focusing delay time and then adds all channel signals. The signal returned from the on axis becomes a large signal by adding all the received channel data, but all signals returned from the off axis must be removed. However, the signal remains even if all the channel signals are added during the focusing process, which appears as a clutter or side lobe and affects the image.

본 발명의 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법은, 모든 수신 채널에 대하여 질량중심(centroid)의 위치를 연산하고, 질량중심의 위치에 대응하는 가중치를 연산하여 부엽을 억제하는 방법을 제안한다. In the medical ultrasound image of the present invention, a method of suppressing side lobes using weight calculation of a center of mass position, calculates a position of a centroid for all receiving channels, and calculates a weight corresponding to the position of the center of mass Suggestions are made to suppress side lobes.

먼저, 도 2를 참조하여 질량중심의 위치를 연산하는 과정을 설명하면 다음과 같다. First, the process of calculating the position of the center of mass will be described with reference to FIG. 2.

도 2(b)를 참조하면, 오프 축에서 돌아온 신호는 신호가 돌아오는 방향에 따라서 수신채널에 나타나는 신호의 분포가 다르므로, 모든 수신 채널에서 수신 신호가 존재하는 분포를 나타내는 파라미터로 질량중심(centroid)의 위치를 계산하였다. 특정 시간에 수신된 모든 채널 신호를 이용한 질량중심의 위치는 아래의 (수학식 1)에 의해 계산될 수 있다.Referring to FIG. 2 (b), the signal returned from the off-axis has a different distribution of signals appearing on the receiving channel depending on the direction in which the signal returns, so the center of mass is a parameter indicating the distribution in which the received signal exists in all receiving channels ( centroid). The position of the center of mass using all channel signals received at a specific time can be calculated by (Equation 1) below.

(수학식 1)(Equation 1)

Figure 112019000969479-pat00003
Figure 112019000969479-pat00003

여기서, Centroid는 전체 수신 채널에 대한 질량중심 위치이며, r(ch)ch번째 수신 채널에 수신된 신호의 값이며, Nch는 전체 수신 채널의 개수이다. Here, Centroid is the center of mass position for all receive channels, r (ch) is the value of the signal received at the ch th receive channel, and Nch is the number of all receive channels.

(수학식 1)의 계산 결과 전체 수신 채널 신호의 크기의 질량 중심(centroid)의 위치를 채널의 위치에 대응하는 값으로 구할 수 있다. 도 2(a)의 경우 모든 채널에서 신호 크기가 같으므로 질량중심의 위치를 구하면 수신 채널의 가운데 위치에 나타난다. 그러나 도 2(b)의 경우 개구면(aperture)의 중심(center)에서 벗어난 위치에 질량중심이 위치한다. As a result of the calculation of Equation (1), the position of the center of mass of the size of the entire received channel signal can be obtained as a value corresponding to the position of the channel. In the case of FIG. 2 (a), since the signal size is the same in all channels, when the position of the center of mass is obtained, it appears in the center position of the reception channel. However, in the case of FIG. 2 (b), the center of mass is located at a position away from the center of the aperture.

즉, 질량중심의 위치가 가운데 채널의 위치에 가까울수록 on-axis에서 돌아온 신호일 가능성이 높다. 따라서 on-axis 신호의 경우 영상값에 큰 가중값을 곱해준다. 반면 질량중심의 위치가 가장자리 채널의 위치에 가까울수록 off-axis에서 돌아온 신호일 가능성이 높다. 따라서 off-axis에서 돌아온 신호는 작은 가중값을 곱해주는 방식으로 off-axis 신호를 억제할 수 있다. That is, the closer the position of the center of mass is to the position of the center channel, the more likely it is the signal returned from the on-axis. Therefore, in the case of an on-axis signal, the image value is multiplied by a large weight value. On the other hand, the closer the position of the center of mass is to the position of the edge channel, the more likely it is the signal from the off-axis. Therefore, the signal returned from the off-axis can suppress the off-axis signal by multiplying the small weight.

(수학식 1)을 다음의 (수학식 2)로 변형해도 여전히 좋은 결과를 얻을 수 있다. Even if (Equation 1) is transformed into the following (Equation 2), good results can still be obtained.

(수학식 2) (Equation 2)

Figure 112019000969479-pat00004
Figure 112019000969479-pat00004

여기서, Centroid는 전체 수신 채널에 대한 질량중심 위치이며, r(ch)ch번째 수신 채널에 수신된 신호의 값이며, Nch는 전체 수신 채널의 개수이다. Here, Centroid is the center of mass position for all receive channels, r (ch) is the value of the signal received at the ch th receive channel, and Nch is the number of all receive channels.

도 3은 본 발명에 따른 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법을 예시한 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a method of suppressing side lobes by using a weighting operation of a center of mass position in an ultrasound image according to the present invention.

도 3을 참조하여 본 발명에 따른 부엽 억제 방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 3 to describe the method of inhibiting the side lobe according to the present invention.

먼저, 도 1에 예시된 블록도에서 영상점으로부터 반사된 초음파 신호를 어레이 트랜스듀서(100)의 수신소자에서 수신하고 채널신호로서 출력한다(ST310).First, in the block diagram illustrated in FIG. 1, the ultrasonic signal reflected from the image point is received by the receiving element of the array transducer 100 and output as a channel signal (ST310).

그리고 수신 집속부(200)는 출력된 채널신호를 각각 집속 지연하여 시간적으로 정렬한다(ST320). Then, the reception focusing unit 200 arranges the output channel signals in time by delaying focusing respectively (ST320).

다음으로, 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 채널신호 각각을 이용하여 전체 수신 채널에 대한 질량중심(centroid)의 위치를 연산한다(ST330). 예컨대, 질량중심의 위치는 (수학식 1) 또는 (수학식 2)에 의해 연산될 수 있다. Next, as described with reference to FIG. 2, the position of the centroid of the entire receiving channel is calculated using each of the channel signals (ST330). For example, the position of the center of mass can be calculated by (Equation 1) or (Equation 2).

마지막으로, 질량중심의 위치에 대응하는 가중치를 이용하여 초음파 영상을 처리한다(ST340). 가중치를 이용한 초음파 영상 처리 과정을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다. Finally, the ultrasound image is processed using a weight corresponding to the location of the center of mass (ST340). The ultrasound image processing process using the weight will be described with reference to FIG. 4.

도 4는 본 발명에서 이용되는 가중치의 일례를 보인 도면으로 실선은 삼각형 가중치를, 점선은 해밍 윈도우(Hamming window)의 4제곱 가중치를 보인 도면이다. FIG. 4 is a diagram showing an example of weights used in the present invention. The solid line is a triangle weight, and the dotted line is a fourth square weight of a Hamming window.

도 4를 참조하면, 질량중심(centroid)의 위치가 중앙의 채널에 위치하면 가중치는 1이며, 채널의 양 끝에 위치하면 가중치는 0으로 정규화하여 계산하였다. 즉, 가중치는 0 이상, 1 이하의 값을 갖는다.Referring to FIG. 4, when the position of the centroid is located in the center channel, the weight is 1, and when it is located at both ends of the channel, the weight is normalized to 0 and calculated. That is, the weight has a value of 0 or more and 1 or less.

가중치가 1에 가까운 값은 수신 채널 신호가 on-axis에서 돌아온 것을 의미하며, 1보다 작아질수록 off-axis에서 돌아온 신호가 많이 포함되어 있음을 의미한다. 도 4에서 실선으로 묘사한 삼각형 가중치에 비해 해밍 윈도우의 4제곱 값을 이용한 가중치는 on-axis에서 돌아온 신호에 대해 더 큰 가중치를 정할 수 있다. A value having a weight close to 1 means that the received channel signal is returned from the on-axis, and as it is smaller than 1, it means that the signal from the off-axis is included more. In FIG. 4, the weight using the fourth power of the Hamming window compared to the triangle weight depicted as a solid line may determine a larger weight for the signal returned from the on-axis.

단계 ST340의 가중치를 이용한 초음파 영상 처리는 아래의 (수학식 3)을 통해 연산될 수 있다.The ultrasound image processing using the weight of step ST340 may be calculated through (Equation 3) below.

(수학식 3)(Equation 3)

PX weighting = αㆍPX PX weighting = α ㆍ PX

여기서, PX는 입력 영상값이고, α는 가중치이고, PX weighting 는 처리 후의 영상값이다. Here, PX is an input video value, α is a weight, and PX weighting is a video value after processing.

도 5는 본 발명의 결과를 컴퓨터 시뮬레이션으로 영상 처리한 결과를 예시한 도면으로, (a)는 PSF(point spread function), (b)는 해밍 윈도우(Hamming window)를 사용하여 어포다이제이션(apodization)을 한 영상, (c)는 질량중심의 삼각형 가중치 연산을 수행한 영상, (d)는 질량중심의 해밍 가중치 연산을 수행한 영상으로 0.95 이상의 α값을 가지는 영역의 영상, (e)는 (a)와 (c)를 곱한 결과 영상, (f)는 (a)와 (d)를 곱한 결과 영상을 나타낸다. FIG. 5 is a diagram illustrating the results of image processing by computer simulation of the results of the present invention, (a) is a point spread function (PSF), and (b) is apodization using a Hamming window. ), (C) is the image of the center of mass triangle weighting operation, (d) is the image of the center of mass hamming weighting operation, and the image of the region having an α value of 0.95 or more, (e) is ( The resulting image multiplied by a) and (c), and (f) represents the result image multiplied by (a) and (d).

도 5의 컴퓨터 시뮬레이션은 50mm에 point target을 두고 PSE(point spread function)를 구한 것이다. 시뮬레이션 조건은 5MHz 선형 어레이를 사용하였고 어레이를 구성하는 각 소자의 폭은 한 파장에 해당하는 0.3mm로 하였다. 또한, 64채널 송수신 시스템을 가정하였고 송신 집속 깊이는 30mm로 하였으며 동적 수신 집속을 하였다. 영상은 부엽(side lobe)의 구별을 위하여 60dB로 로그 압축(log compression) 하였다. The computer simulation of FIG. 5 is a point spread function (PSE) obtained by placing a point target at 50 mm. As a simulation condition, a 5 MHz linear array was used, and the width of each element constituting the array was set to 0.3 mm corresponding to one wavelength. Also, a 64-channel transmission / reception system is assumed, the transmission focusing depth is 30 mm, and dynamic reception focusing is performed. The image was log compressed to 60 dB to distinguish side lobes.

도 5(a)는 PSF이며, 도 5(b)는 해밍 윈도우(Hamming window)를 사용하여 수신 채널에 어포다이제이션(apodization)을 한 영상이다. 도 5(c)는 도 4에 예시된 삼각형 가중치를 적용하여 모든 영상점에서 계산한 질량중심 위치에 대응하는 가중치 연산(centroid weighting)을 수행한 영상이다. 도 5(a)와 5(c)를 비교하면 부엽(side lobe)이 나타나는 영역에서 작은 값의 α를 가지는 경향을 보이는 것을 확인할 수 있다. FIG. 5 (a) is a PSF, and FIG. 5 (b) is an image obtained by apodizing a reception channel using a Hamming window. 5 (c) is an image performed by performing a weighting operation (centroid weighting) corresponding to the center of mass calculated at all image points by applying the triangle weight illustrated in FIG. 4. When comparing FIGS. 5 (a) and 5 (c), it can be seen that a tendency to have a small value of α in the region where the side lobe appears.

도 5(d)는 도 4에서 점선으로 묘사된 해밍 윈도우의 가중치에서 α가 0.95 이상의 값을 가지는 영역의 영상이다. 도 5(e)는 도 5(a)와 5(c)를 곱한 영상을 나타내며, 도 5(f)는 5(a)와 5(d)를 곱한 영상을 나타낸다. 도 5(f)에서 부엽이 나타나는 영역이 대부분 억제된 것을 확인할 수 있는 바, 적절한 α값을 사용하여 영상값에 곱하면 주엽(main lobe)에 의한 신호 영역은 유지하고 부엽(side lobe) 영역은 효과적으로 억제할 수 있음을 확인할 수 있다. FIG. 5 (d) is an image of an area where α has a value of 0.95 or more in the weight of the Hamming window depicted with a dotted line in FIG. 4. 5 (e) shows an image multiplied by FIGS. 5 (a) and 5 (c), and FIG. 5 (f) shows an image multiplied by 5 (a) and 5 (d). In FIG. 5 (f), it can be seen that most of the areas where the side lobes appear are suppressed. When multiplied by the image value using an appropriate α value, the signal region caused by the main lobe is maintained and the side lobe region is It can be confirmed that it can be effectively suppressed.

도 6은 도 5의 결과에서 측방향 음장 특성을 비교한 도면으로, 실선은 도 5(a)의 PSF, 단점선은 도 5(b)의 Hamming apodization을 한 영상, 장점선은 도 5(f)의 0.95 이상의 α값을 PSF와 곱한 결과 영상을 각각 나타낸다. 6 is a view comparing the lateral sound field characteristics in the results of FIG. 5, the solid line is the PSF of FIG. 5 (a), the disadvantage line is the image of Hamming apodization of FIG. 5 (b), and the advantage line is FIG. 5 (f) ) Is multiplied by the PSF by an α value of 0.95 or more, respectively.

도 6을 참조하면, 본 발명에서와 같이 질량중심 위치에 대응하는 가중치 연산(centroid weighting)을 수행한 결과, 측방향 음장 특성에서도 주엽(main lobe)를 변형시키지 않고 부엽(side lobe)이 나타나는 영역을 효과적으로 줄일 수 있음을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 6, as a result of performing weighting corresponding to the center of mass position (centroid weighting) as in the present invention, the side lobe appears without deforming the main lobe even in the lateral sound field characteristics. It can be seen that can be effectively reduced.

본 발명의 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법에 따르면, centroid weighting을 사용하여 부엽을 억제함으로써 초음파 영상에서 부엽이 나타나는 영역의 면적을 줄일 수 있었다. According to the method of suppressing the side lobe using weight calculation of the center of mass position in the medical ultrasound image of the present invention, the area of the region where the side lobe appears in the ultrasound image can be reduced by suppressing the side lobe using centroid weighting.

그러나 인체와 같이 많은 반사체가 존재하는 스페클(speckle) 영상에서는 모든 수신 채널에 랜덤 신호(random signal)가 수신되므로, 질량중심의 위치를 이용하는 것만으로 부엽 신호를 구별하기 어려웠으며, 적절한 가중치 연산을 부가함으로써 point source 형태의 신호 발생원을 영상화하는 데 유용하다는 것을 확인하였다. 본 발명의 부엽 억제 방법은 특히 인체 내에 초음파를 방사할 경우 공동 형성(cavitation)에 의하여 버블(bubble)이 발생하는 경우, 초음파 신호를 검출할 때 유용하다. 예를 들면, 고출력의 초음파를 송신하여 공동 형성에 의하여 발생한 버블에서 반사되는 초음파 신호를 검출하는 데 적합하다. However, in a speckle image in which many reflectors such as the human body are present, since a random signal is received in all receiving channels, it is difficult to distinguish the side lobe signal only by using the location of the center of mass, and proper weight calculation is performed. By adding, it was confirmed that it is useful for imaging a signal source in the form of a point source. The method of suppressing side lobes of the present invention is particularly useful when detecting ultrasonic signals when bubbles are generated by cavitation when emitting ultrasound waves in the human body. For example, it is suitable for detecting ultrasonic signals reflected from bubbles generated by cavity formation by transmitting high power ultrasonic waves.

위에서 개시된 발명은 기본적인 사상을 훼손하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 예가 가능하다. 즉, 위의 실시 예들은 모두 예시적으로 해석되어야 하며, 한정적으로 해석되지 않는다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상술한 실시 예가 아니라 첨부된 청구항에 따라 정해져야 하며, 첨부된 청구항에 한정된 구성요소를 균등물로 치환한 경우 이는 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 보아야 한다. The invention disclosed above can be modified in various ways without deteriorating the basic idea. That is, all of the above embodiments should be interpreted by way of example, and not of limitation. Therefore, the protection scope of the present invention should be determined according to the appended claims rather than the above-described embodiments, and when the components defined in the appended claims are replaced with equivalents, it should be regarded as belonging to the protection scope of the present invention.

100 : 어레이 트랜스듀서 200 : 수신 집속부
210 : 집속 지연부 220 : 채널 선택부
230 : 복조부 300 : 영상 처리부
400 : 디스플레이 수단
100: array transducer 200: receiving concentrator
210: focusing delay unit 220: channel selection unit
230: demodulation unit 300: image processing unit
400: display means

Claims (8)

(a) 영상점에서 반사된 초음파 신호를 어레이 트랜스듀서의 수신소자에서 수신하고 채널신호로서 출력하는 단계;
(b) 상기 채널신호를 각각 집속 지연하여 시간적으로 정렬하는 단계;
(c) 상기 채널신호 각각을 이용하여 전체 수신 채널에 대한 질량중심(centroid)의 위치를 연산하는 단계; 및
(d) 상기 질량중심의 위치에 대응하는 가중치를 이용하여 초음파 영상을 처리하는 단계
를 포함하는 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법.
 
(A) receiving the ultrasonic signal reflected from the image point at the receiving element of the array transducer and outputting it as a channel signal;
(b) arranging temporally by delaying focusing of the channel signals, respectively;
(c) calculating a position of a centroid for all received channels using each of the channel signals; And
(d) processing an ultrasound image using a weight corresponding to the location of the center of mass
Method for suppressing the side lobe using weight calculation of the position of the center of mass in the medical ultrasound image including a.
제1항에 있어서,
상기 단계 (c)는 아래의 (수학식 1)을 이용하여 상기 질량중심의 위치를 연산하는 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법.
(수학식 1)
Figure 112019000969479-pat00005

여기서, Centroid는 전체 수신 채널에 대한 질량중심 위치이며, r(ch)ch번째 수신 채널에 수신된 신호의 값이며, Nch는 전체 수신 채널의 개수이다.
According to claim 1,
The step (c) is a method of suppressing the side lobe using weight calculation of the center of mass position in a medical ultrasound image for calculating the position of the center of mass using Equation 1 below.
(Equation 1)
Figure 112019000969479-pat00005

Here, Centroid is the center of mass position for all receive channels, r (ch) is the value of the signal received at the ch th receive channel, and Nch is the number of all receive channels.
제1항에 있어서,
상기 단계 (c)는 아래의 (수학식 2)을 이용하여 상기 질량중심의 위치를 연산하는 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법.
(수학식 2)
Figure 112019000969479-pat00006

여기서, Centroid는 전체 수신 채널에 대한 질량중심 위치이며, r(ch)ch번째 수신 채널에 수신된 신호의 값이며, Nch는 전체 수신 채널의 개수이다.
According to claim 1,
The step (c) is a method of suppressing the side lobe using weight calculation of the center of mass position in the medical ultrasound image for calculating the position of the center of mass using Equation 2 below.
(Equation 2)
Figure 112019000969479-pat00006

Here, Centroid is the center of mass position for all receive channels, r (ch) is the value of the signal received at the ch th receive channel, and Nch is the number of all receive channels.
제1항에 있어서,
상기 단계 (d)는 아래의 (수학식 3)을 이용하여 상기 초음파 영상을 처리하는 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법.
(수학식 3)
PX weighting = αㆍPX
여기서, PX는 입력 영상값이고, α는 가중치이고, PX weighting 는 처리 후의 영상값이다.
According to claim 1,
The step (d) is a method of suppressing the side lobe using a weighting operation of the center of mass position in the medical ultrasound image processing the ultrasound image using (Equation 3) below.
(Equation 3)
PX weighting = α ㆍ PX
Here, PX is an input video value, α is a weight, and PX weighting is a video value after processing.
제4항에 있어서,
상기 가중치는 삼각형 가중값을 적용하는 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법.
The method of claim 4,
The weight is a method of suppressing the side lobe using a weight calculation of the center of mass position in a medical ultrasound image to which a triangle weight is applied.
제4항에 있어서,
상기 가중치는 해밍 윈도우(Hamming window)의 4제곱 값을 적용하는 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법.
The method of claim 4,
The weight is a method of suppressing the side lobe using a weighting operation of the center of mass position in a medical ultrasound image applying a fourth power of a Hamming window.
제6항에 있어서,
상기 단계 (d)는 상기 입력 영상값에 상기 가중치가 소정 값 이상의 값을 갖는 영역의 영상값을 곱하여 상기 처리 후의 영상값을 도출하는 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법.
The method of claim 6,
The step (d) suppresses the side lobe by using a weighting operation of the center of mass position in the medical ultrasound image to derive the image value after the processing by multiplying the input image value by the image value of an area where the weight has a value greater than or equal to a predetermined value. How to.
제7항에 있어서,
상기 소정 값은 0.95인 의료용 초음파 영상에서 질량중심 위치의 가중치 연산을 이용하여 부엽을 억제하는 방법.
The method of claim 7,
The predetermined value is 0.95 method of suppressing the side lobe using a weight calculation of the center of mass position in the medical ultrasound image.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001216668A (en) * 2000-02-02 2001-08-10 Ricoh Co Ltd Optical instrument and optical information recording and reproducing device
US20060094962A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-04 Clark David W Aperture shading estimation techniques for reducing ultrasound multi-line image distortion
KR100778823B1 (en) 2006-02-14 2007-11-22 주식회사 메디슨 Ultrasound image processing system and method
KR20090042152A (en) 2007-10-25 2009-04-29 주식회사 메디슨 Method for removing side lobe level effect
KR101552427B1 (en) * 2014-03-04 2015-09-11 대진대학교 산학협력단 Speckle Reduction Apparatus In Ultrasound Imaging
KR101569673B1 (en) * 2014-10-14 2015-11-18 대진대학교 산학협력단 Method for Reducing Sidelobe In Ultrasound Imaging
KR20160135298A (en) * 2014-03-17 2016-11-25 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 System and method for recentering imaging devices and input controls

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001216668A (en) * 2000-02-02 2001-08-10 Ricoh Co Ltd Optical instrument and optical information recording and reproducing device
US20060094962A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-04 Clark David W Aperture shading estimation techniques for reducing ultrasound multi-line image distortion
KR100778823B1 (en) 2006-02-14 2007-11-22 주식회사 메디슨 Ultrasound image processing system and method
KR20090042152A (en) 2007-10-25 2009-04-29 주식회사 메디슨 Method for removing side lobe level effect
KR100971433B1 (en) 2007-10-25 2010-07-21 주식회사 메디슨 Method for removing side lobe level effect
KR101552427B1 (en) * 2014-03-04 2015-09-11 대진대학교 산학협력단 Speckle Reduction Apparatus In Ultrasound Imaging
KR20160135298A (en) * 2014-03-17 2016-11-25 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 System and method for recentering imaging devices and input controls
KR101569673B1 (en) * 2014-10-14 2015-11-18 대진대학교 산학협력단 Method for Reducing Sidelobe In Ultrasound Imaging

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