KR19980071334A

KR19980071334A - 수신된 주사선 데이터의 보간을 통한 고해상도 초음파 영상법

Info

Publication number: KR19980071334A
Application number: KR1019980004324A
Authority: KR
Inventors: 로날드 이. 데이걸; 스테판 로빈슨 브렌트; 클리포드 알. 쿨레이
Original assignee: 요크스 더블유; 에이티엘 울트라사운드 인코퍼레이티드; 브린튼 주니어; 어틀랜티스 다이어그나스틱스 인터내셔널 엘.엘.씨
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1998-02-13
Publication date: 1998-10-26
Also published as: NO980627D0; IL123257A0; AU5390798A; EP0859242A1; JPH10290801A; NO980627L; CA2229190A1; CN1214232A; KR19980071259A; US5940123A

Abstract

영상 영역의 초음파적으로 얻어진 주사선으로부터 영상 라인을 보간하는 방법과 장치가 제공된다. 이 보간된 라인은 보간된 라인으로부터 그들의 거리에 비례하여 인접한 주사선의 가중된 샘플을 결합시킴으로써 각각의 쌍의 수신된 주사선사이의 거리의 1/4과 3/4에 바람직하게 형성된다. 이 수신된 주사선은 수신된 라인을 주사헤드 중심 주파수의 원적 위상에 샘플하고 관련 위상의 연속적인 샘플을 결합시킴으로써 이 샘플을 필터하는 빔 형성기에 의해 바람직하게 형성된다. 영상 라인은 각각의 쌍의 영상 라인사이의 가중된 값의 격자를 계산하고 초음파 영상내의 각각의 화소에 가장 근접하는 값을 사용함으로써 주사 변환된다.

Description

수신된 주사선 데이터의 보간을 통한 고해상도 초음파 영상법

본 발명은 초음파 진단 영상의 해상도에서의 개량에 관한 것이고, 더 상세하게는 수신된 주사선 데이터의 보간을 통한 고해상도 초음파 영상의 발명에 관한 것이다.

초음파 진단 영상 시스템의 설계자는 가장 높은 진단 화질의 실시간 영상을 만드는 제품을 가지려고 꾸준히 노력한다. 실시간 영상에 대한 바램은 새로운 영상이 수신되고 프로세스되고 영상 모니터상에 연속적으로 디스플레이 되는 고프레임비율에서 새로운 영상의 시퀀스를 만듦으로써 이루어진다. 고진단 화질에 대한 바램은 고주사선 밀도를 가진 영상에서 높게 해상된 구조의 세부 묘사를 나타내는 영상을 만듦으로써 이루어진다. 고프레임 비율과 고주사선 밀도에 대한 요구는 본래 양립하지 않는다. 그러나, 영상내의 주사된 영상 라인의 수가 크면 클수록, 완전한 영상을 만들고 물체를 주사하는 데 필요한 시간이 더 길어지고, 프레임 비율은 더 느려진다. 주사된 라인의 수를 줄이는 것은 프레임 비율을 증가시킬 것이지만, 영상에서의 감소된 주사선 밀도의 비용으로, 이 영상에서 구조의 공간적인 샘플링은 감소된다.

외관상의 본래 모순을 극복하려는 노력은 미국 특허 5,390,674(로빈슨 외 다수인)에 설명된 바와 같이 수신된 라인사이에 새로운 주사선의 보간을 통한 추가 영상 라인을 발생시키는 것이다. 이 몸체에 초음파를 전송하고 반향을 주사선으로부터 수신하는 데 필요한 시간은 물리 법칙 즉, 그 몸체에서의 음향의 속도에 의해 억제된다. 주사선을 보간하는 데 필요한 시간은 그렇게 억제되지는 않지만, 상당히 이 시스템 설계자의 제어내에 모두 있는 하드웨어와 소프트웨어를 프로세싱하는 첨단 기술과 속도의 함수이다. 따라서, 예를 들어, 영상의 공간적 샘플링과 주사선 밀도는 완전한 영상을 형성하는데 필요한 시간을 두 배로 함이 없이, 로빈슨 외 다수인의 특허에 설명된 바와 같이 수신된 주사선의 각각의 쌍사이에 새로운 주사선을 보간함으로써 두 배가 될 수 있다. 영상 해상도는 개선되지만, 추가 주사선의 전송이 수반할 수 있는 프레임 비율의 하나에 대한 하나의 교환에서는 아니다.

초음파 영상법에 대한 주사선의 보간에의 수많은 접근은 성취도의 변화로 시도되어 왔다. 아래에 논의된 바와 같이, 다선 빔형성기의 데이터의 주사선 보간을 일부 시도하였고 이것은 비싸고 복잡하다. 다선 주사법은 종종 상대적으로 광폭의 전송 빔을 사용하고, 이것은 노이즈비와 영상 화질에서의 신호에 나쁘게 영향을 미친다. 또한 일부 이러한 접근은 고르지 못한 프로세싱 효과가 있는 영상 데이터를 만들고, 이것은 디스플레이된 영상에 인위 산물을 유입한다. 따라서, 보간된 주사선을 가진 초음파 영상을 이러한 접근의 비용, 복잡성, 영상 화질 절충물없이 만드는 것이 바람직할 수 있다.

도 1a-1c, 도 2a-2c, 도 3a-3c는 주사선 밀도를 증가시키는 보간법;

도 4a-4c는 본 발명의 보간법;

도 5는 본 발명의 이론에 따라 구성된 초음파 진단 영상 시스템;

도 6은 도 5의 초음파 영상 시스템의 소프트웨어의 작동을 설명하는 흐름도;

도 7a, 도 7b, 도 8, 도 9, 도 10은 도 6의 흐름도와 결부시켜 본 발명의 빔형성과 주사선 보간 기술을 설명하는 도면의 시퀀스;

도 11은 본 발명의 이론에 따른 다중 레벨 주사선 보간법; 및

도 12는 결합된 주사선 보간법과 주사 변환법.

본 발명의 이론에 따라서, 더 높은 주사선 밀도는 수신된 라인의 위치로부터 오프셋된 위치에 있는 두 개의 보간된 라인을 개발하기 위해서 빔형성기에 의해 만들어진 두 개의 공간적으로 분명한 수신된 라인사이에 보간함으로써 초음파 영상에 제공된다. 이러한 보간법은 비용이 큰 배수 또는 다선의 빔형성기의 필요성없이 수신된 라인의 단독 사용과 비교할 때 초음파 영상의 주사선 밀도는 두 배가 된다(또는 동등한 주사선 밀도에서 프레임 비율을 두 배로 할 수 있다). 본 발명의 바람직한 실시예는 대역 필터법이 원적 샘플링의 결합을 통해서 제공된 원적 샘플링 디지털 빔형성기를 사용한다. 수신된 라인에 대하여 연속적으로 전송함으로써, 각각의 라인은 빈틈없는 빔 집속으로 전송되고 수신될 수 있다. 매칭된 전력 스펙트럼을 나타내는 계수를 가지고 보간된 주사선을 가진 영상을 발생시킴으로써, 고르지 못하게 프로세스된 라인을 사용하여 만들어진 가공물을 피할 수 있다.

먼저 도 1a-1c를 참조하면, 상기된 로빈슨 외 다수인의 특허의 주사선 보간 기술이 여러 방식으로 설명되어 있다. 도 1a는 빔형성기(12)에 결합되어 있는 멀티요소 배열 변환기(10)를 개략적으로 도시한 블록도이다. 빔형성기(12)는 변환기 배열이 공간적으로 분명한 빔의 방향을 따라서 초음파 빔을 전송하게 하고, 각각의 빔 전송에 반응하여 변환기 배열에 의해 수신된 신호를 적당히 딜레이하고 합산한다. 각각의 수신된 주사선, 수신된 초음향 빔에 반응하여 각각의 빔 방향을 따라 수신된 반향의 시퀀스는 라인 버퍼(14)와 ÷2 회로(18)에 인가된다. 라인 버퍼(14)의 출력부는 제2 ÷2 회로(16)에 결합되어 있다. 이 라인 버퍼(14)는 인가된 수신 주사선을 주사선을 전송하고 수신하는데 필요한 시간만큼 딜레이하고, 빔사이의 임의의 대기 주기를 포함하고 있다. 따라서, 딜레이된 주사선은 라인 버퍼(14)의 출력부에 만들어지고 다음 수신된 주사선이 라인 버퍼(14)의 입력부와 다른 ÷2 회로(18)에 인가되는 같은 시간에 ÷2 회로(16)에 결합된다. 각각의 대응 빔 깊이로부터의 두 개의 주사선 신호의 값은 2로 나뉘어지고 합산 회로(20)에 인가되고, 이것은 두 개의 연속 주사선으로부터 보간된 새로운 주사선을 만든다. 그로부터, 이 보간된 주사선과 제1의 수신된 주사선은 검출되고 변환되어 영상 디스플레이 라인으로서 디스플레이된다.

디스플레이 라인이 만들어지는 방식이 도 1b의 영상 라인에 의해 설명되어 있다. 하나의 영상 라인, 라인(L1)은 제1의 수신된 주사선(R1)으로 구성되어 있다. 다음 수신된 주사선(R2)은 제3의 영상 라인(L3)을 형성한다. 이 연속적인 주사선(R1,R2)은 2로 나뉘어지고 표현식 (R1+R2)/2로 보여진 바와 같이 중간 영상 라인(L2)으로서 디스플레이된 보간 라인을 만들기 위해서 합산된다. 다음 주사선(R3)이 수신된 후에, 이 주사선과 진행 주사선(R2)은 영상 라인(L4)으로서 디스플레이된 식 (R2+R3)/2의 라인을 보간하는 데 사용된다. 이 기술은 수신된 주사선의 거의 2배수인 디스플레이에 대한 영상 라인을 만들 수 있고, 보간된 빔의 수는 단지 수신된 주사선의 수보다 적을 수 있다는 것을 알 수 있다.

단지 하나의 빔이 동시에 전송되고 수신되기 때문에, 이 전송된 빔은 도 1c에서의 전송 빔 패턴에 의해 설명된 바와 같이, 수신된 주사선의 공간 위치를 따라 빈틈없이 집속될 수 있다. 이 수신된 주사선은 같은 단일의 공간 라인 특성에 집속된다. 수신된 주사선의 집속 특성은 전송과 수신 빔 패턴 모두의 기능이기 때문에, 결과적인 빔은 양 전송과 수신시에 같은 빈틈없는 단일 빔 집속의 사용으로 인해 빈틈없이 집속된다.

도 2a-2c는 미국 특허 출원 번호 08/286,510(라이트 외 다수인)에 의해 제시된 제2보간 기술을 설명하고 있다. 이 특허 출원은 도 2에 로빈슨 외 다수인의 보간 기술을 도시하고 있다. 이 특허 출원의 도 1a에 도시된 라이트 외 다수인의 바람직한 실시예는 각각의 전송된 빔의 각각의 측면상의 전송된 빔 선간 거리 공간의 절반에서 동시에 다중 주사선을 수신하는 것이고, 그래서, 연속적인 수신 주사선으로부터 절반의 라인 선간 거리에서 주사선을 보간하는 것이다. 각각의 수신으로부터 수신된 다중 주사선은 또한 전송된 빔의 위치에서 주사선을 보간하는 데 사용된다. 그 다음 추가 세트의 중간의 보간된 라인은 로빈슨 외 다수인에 의해 지시된 바와 같이 계산된다.

라이트의 전송, 수신, 보간법이 도 2a와 도 2b에 설명되어 있다. 전송된 빔(T1,T2,T3)은 도 2b에 도시된 바와 같이 영상 라인 위치(L1,L2,L3)에 연속적으로 전송된다. 도 2a에서 빔형성기(A)와 빔형성기(B)로 표시된 다선 빔형성기은 두 개의 주사선, 전송된 빔의 위치의 각각의 측면상의 하나를 수신하는 데 사용된다. 예를 들어, 전송된 빔(T2)은 위치(L2)에서의 빔형성기(A)에 의한 수신된 주사선(R_2A)과 위치(L4)에서의 빔형성기(B)에 의한 수신된 주사선(R_2B)의 수신을 야기한다.

여기서, 영상 라인(Ln)은 전송된 빔 위치에서 그리고 사이에서 보간된다. 전송된 빔(T2)의 위치에서의 영상 라인(L3)은 그 전송된 빔의 한 측면위에서 그리고 측면에 반응하여 수신된 두 개의 다중 라인으로부터 만들어진다. 그러므로, 영상 라인(L3)은 도 2a에서 ÷2회로(16,18)에 의해 다음 합산 회로(22)에 의해 만들어진 (R_2A+R_2B)/2와 같다. 전송된 빔 위치사이의 영상 라인은 연속적인 전송의 수신된 주사선으로부터 만들어진다. 예를 들어, 영상 라인(L2)은 (R_1B+R_2A)/2와 같고, 여기서 R_1B는 전송된 빔(T1)에 반응하여 L1과 L3사이에서 수신되고 R_2A는 전송된 빔(T2)에 반응하여 L1과 L3사이에서 수신된다. 도 2a에서, 이것은 라인 버퍼(14)로 한 라인 간격만큼 B 주사선을 딜레이함으로써 그리고 딜레이된 주사선을 합산 회로(20)내의 다음 딜레이되지 않은 A주사선으로 더함으로써 만들어진다. 영상 라인(Ln)은 영상 필드를 걸치는 방식으로 교대로 발생된다.

그러면, 라이트 외 다수인의 바람직한 실시예는 로빈슨 외 다수인이 지시한 바와 같이 추가 세트의 중간의 보간된 라인(도시 생략)을 보간하기 위해서 인접한 라인을 사용하도록 진행한다. 즉, 최종 영상 라인 세트는 앞서 발생된 라인(L₁,L2,L3 등)의 세트사이에 디스플레이되고 세트로부터 유래된 한 세트의 중간 라인(L_1.5,L_2.5,L_3.5등)으로 구성되어 있다. 라이트 외 다수인의 바람직한 실시예는 이 중간 라인을 보간하기 위해서 4개의 탭 FIR 필터를 사용하는 것이다. 그래서, 라인 위치(L_2.5)에서의 보간된 라인은 주변 라인(L₁,L₂,L₃,L₄)으로부터 보간된다.

전송된 주사선과 비교하여 최초 세트의 수신된 주사선의 2배수할 여유가 있는 반면에, 라이트 외 다수인의 기술은 다선 빔 형성기의 비용으로 그렇게 되고, 이것은 빔 형성기의 복잡성과 비용을 상당히 증가시킨다. 이 전송된 빔(Tn)은 도 2c에 도시된 바와 같이, 전송된 라인 위치의 한 쪽 측면상의 전송된 라인 선간 거리의 절반에 있는 두 개의 수신된 주사선 위치(R_nA,R_nB)에 고주차 음파를 주사하기에 충분하게 넓어야 한다. 그러나, 전송된 빔의 폭에 상관없이, 제1세트의 보간된 라인, 라인(L1,L2,L3,등)은 수신 빔(라인 L1,L3,등)의 보간과 공통 전송 빔으로 형성된 것과 전송 빔(라인 L2,L4,등)의 보간과 공통 수신 빔으로 형성된 것으로 구성되어 있다. 전송과 수신 빔이 동일 특성을 가지지 않거나(고정된 전송 집속과 동적 수신 집속을 사용할 때의 경우가 아님), 보간 필터가 완벽하지 않다면(유한 길이의 필터가 아님), 보간 가공물은 교체 라인상에서 다를 것이다. 라이트 외 다수인은 (1/4,1/2,1/4)의 탭 무게를 가진 3-탭 방위각 필터의 부차 사용을 통해서 이러한 문제를 해결하려고 했다. 이 자연스러운 필터는 보간 가공물을 감소시키는 동안에, 방위각 방향으로 저역 필터에 해당하는 것을 통한 영상을 흐리게 하는 비용으로 그렇게 된다.

라이트 외 다수인의 기술보다 향상된 것이 미국 특허 5,318,033(사보드)의 도 21에 도시되어 있고 도 3a-3c에 설명되어 있다. 사보드는 라이트가 그랬듯이, 영상 라인 위치를 전송된 라인 위치에 억지로 정렬시킬 필요가 없다는 것을 알았다. 이러한 강제성에서 벗어나서, 사보드는 전송된 라인 위치로부터 오프셋된 다중 라인을 전송된 라인의 선간 거리의 1/4만큼 만들고, 이것에 의해 수신된 빔을 전송된 빔의 중심에 더 가까이 가져간다. 그러나, 라이트 외 다수인과 같이, 사보드도 보간법뿐만 아니라 다중 라인의 수신을 위해 다중 빔 형성기가 필요하다.

도 3b는 도 3a에 도시된 사보드 프로세싱법의 효과를 설명하고 있다. 라인(T2)을 낀 전송된 빔은 전송된 빔 위치의 한 쪽 측면상의 1/4 라인 선간 거리에서 수신되어 있는 수신된 주사선(R_2A,R_2B)을 야기한다. 이 수신된 주사선(R_2A,R_2B)은 도3a의 빔 형성기(A,B)에 의해 만들어진다. 3개의 연속(R_nA)주사선은 보간된 라인을 R_nA주사선 위치에 만들기 위해서, 라인 버퍼(14a,14b), 가중 회로(a1,a2,a3), 합산 회로(20a)에 의해 형성되고, 3개의 탬 FIR 필터에 사용된다. 유사하게, 라인 버퍼(15a,15b), 가중 회로(a1,a2,a3), 합산 회로(20b)로 구성된 FIR 필터는 보간된 라인을 R_nB주사선 위치에 만들기 위해서 연속의 R_nB수신된 주사선을 보간하는 데 사용된다. 전송 빔(T1,T2,T3,등)의 위치에 만들어진 라인은 없다는 것을 도 3b에서 보여주고 있다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 사보드의 전송 빔은 수신된 주사선(R_nA,R_nB)의 위치에 고주파 음파를 주사하는 데 필요하고, 이것은 전송 빔(Tn)의 위치로부터 전송 빔 선간 거리의 1/4만큼 오프셋된다. 수신된 주사선 밀도는 전송된 주사선 밀도의 두배이지만, 라이트 외 다수인과 같이, 이것은 다중 빔 형성기와 방위각의 필터의 비용이다. 사보드는 이러한 추가 단계가 분명하게 사보드가 바랬던 것만큼 사용되지 않았음에도 불구하고 라이트 외 다수인이 그랬듯이 중간 라인의 제2보간을 통해서 다시 주사선 밀도를 2배수하지는 않았다.

도 4a-4c는 본 발명의 보간 기술의 실시예를 설명하고 있고, 바로 전 도면과 같은 표기법으로 도시되어 있다. 로빈슨 외 다수인과 같이, 단지 도 4a의 실시예는 단일 빔 형성기를 필요로 하고, 사보드와 라이트 외 다수인의 다선 빔 형성기의 비용과 추가 비용을 방지한다. 전송 화살표(T1,T2,T3)와 수신 화살표(R1,R2,R3)에 의해 도시된 바와 같이, 각각의 수신된 주사선은 전송된 빔의 위치와 같은 위치에서 수신된다. 이것은 전송되고 수신된 빔이 높게 집속되고 정렬된 빔 패턴을 이용할 수 있다는 것을 보여주는 도 4c의 빈틈없이 집속된 빔 패턴(25)에 의해 설명되어 있다.

그러면, 연속적으로 수신된 주사선은 수신된 주사선 위치사이의 분리 위치에서 두 개의 보간된 영상 라인을 만드는 데 사용된다. 이것은 보간자(30)에 의해 도4a에서 이루어진다. 라인 버퍼(14)는 1 라인 주기에 의해 각각의 수신된 주사선을 딜레이한다. 그러면, 딜레이된 라인과 현재 수신된 라인은 가중 인자(a1,a2)에 의해 가중되고, 가중된 딜레이 주사선 신호는 합산 회로(32,34)에 의해 결합된다. 그러면, 보간된 신호가 검출되고, 주사 변환기에 의해 바라는 영상 포맷으로 배열되고 디스플레이된다.

도 4b는 두 개의 라인이 보간될 때의 보간 기술의 결과를 설명하고 있고, 이 기술은 각 쌍의 수신된 주사선사이에서 두 개이상의 영상 라인을 보간할 수 있다는 것을 알 수 있다. 이 두 개의 전송된 빔(T1,T2)은 두 개의 수신된 주사선(R1,R2)의 수신을 야기한다. 영상 라인(L1,L2)은 가장 가까이 있는 수신된 라인 위치로부터 1/4 라인 오프셋 위치에 만들어진다. 그래서, 영상 라인(L1,L2)은 전송과 수신 라인 선간 거리의 1/2만큼 분리된다. 이 두 개의 라인을 만들기 위해서, 가중 인자(a1)는 중량의 3/4에 설정되고 가중 인자(a2)는 중량의 1/4에 설정된다. 영상 라인(L1)은 합산 회로(34)의 출력부에 만들어지고 (¾R1+¼R2)과 같고, 그래서 수신된 주사선을 보간된 영상 라인에 근접함에 따라서, 보간된 영상 라인에 수신된 주사선의 역할을 가한다. 유사한 방식으로, 합산 회로(32)는 (¼R1+¾R2)과 같은 보간된 영상 라인(L2)을 만든다. 수신되거나 전송된 주사선의 위치에서 만들어지는 영상 라인은 없다는 것과 이 보간된 기술은 확대된 전송 빔 패턴의 필요성 또는 다선 빔 형성기의 사용없이 주사선 밀도를 두 배로 한다는 것을 알 수 있다. 보간된 영상 라인은 그 후 검출되고, 프로세스되어 초음파 영상으로 디스플레이된다.

주사선 밀도가 보간 중량의 ¼,¾ 사용을 통해서 배가되는 바람직한 실시예는 종래의 기술의 라인 보간 가공물에서의 변하는 라인의 발생을 방지한다. 이것은 보간된 라인을 만드는 데 사용된 두 세트의 보간 계수의 매칭된 전력 스펙트럼으로 인한 것이다. 스펙트럼 매칭은 제1의 보간된 라인이 계수(¾,¼)로부터 계산되고 제2라인은 (¼,¾)으로부터 계산되기 때문에 생기고, 임의 세트의 필터 계수의 전력 스펙트럼은 계수의 순서가 역이 될 때 변화되지 않는다.

추가로, 이 계수는 위치 오프셋(T/4,3T/4)에 있는 보간된 라인을 형성하고, 여기서, T는 수신된 라인사이의 선간 거리이다. 결과적으로, 모든 보간된 라인은 선간 거리(½T)로 고르게 이격되어 있다.

바람직한 구현은 라인 위치(V1,V2)에서 각각의 쌍의 수신된 주사선사이에 두 개의 영상 라인을 보간한다. 보간된 라인사이의 균일한 선간 거리는 V2=V1+T/2을 요구하고, 여기서 T는 수신된 주사선사이의 선간 거리이다. P(V,f)로서 라인 위치(V)에서 보간하는 한 세트의 계수의 전력 스펙트럼을 표시하고, 여기서 f는 측면 공간 주파수를 나타낸다. 보간 필터의 전력 스펙트럼는 P(V,f)=P(-V,f)가 되도록 수신된 주사선의 적분 다중이 되는 보간된 라인 위치의 이동에 관하여 변한다.

그러므로, 보간 필터의 쌍의 전력 스펙트럼이 매칭되게 하기 위해서, 이것은 P(V2,f)=P(V2-T,f)=P(V1,f)=P(-V1,f)가 되기에 충분하다. V1=V2의 평범한 조건에서 벗어나서, 이것은 V2-T=-V1, 또는 V2+V1=T 일 때 만족된다. 그래서, 매칭된 전력 스펙트럼과 T/2 보간된 라인 선간 거리의 조건에 대한 두 개의 연립 방정식이 있다.

V2-V1=T/2, 및

V2+V1=T 이 연립 방정식의 해는 V1=T/4, 및 V2=3T/4이다. 그래서, a1과 a2에 대한 계수(가중치)(¼,¾)의 사용은 라인사이의 T/2의 균일 선간 거리와 매칭된 계수의 스펙트럼 반응의 두 개의 보간된 라인을 만들 것이다.

일반적으로, 위치 오프셋(T/4)에 라인을 만드는 임의 세트의 보간 필터 계수는 위치 오프셋(3T/4)(또한 -T/4으로 표시)에 만들도록 뒤바뀔 수 있다. 결과적으로 보간된 라인은 고르게 이격되어 있고, 같은 계수가 사용되기 때문에(순서를 바꾼 후에), 전력 스펙트럼 매칭을 얻는다.

보간 계수의 매칭된 스펙트럼 반응덕분에, T/4와 3T/4 위치 오프셋에서의 보간된 라인은 변하지 않는 보간 가공물을 보일 것이다.

도 5는 본 발명의 보간 기술에 따른 영상 라인을 만들기 위해 채택된 초음파 진단 영상 시스템을 블록도 형태로 설명하고 있다. 도 5의 초음파 영상 시스템은 1996. 9. 12에 출원한 미국 특허 출원 번호 08/712,828에 더 충분히 설명되어 있다. 여기에 설명된 바와 같이, 이 시스템은 전용 하드웨어보다는 소프트웨어에 의해 수행되는 대부분의 기능을 갖춘 초음향 시스템을 근거로 한 퍼스널 컴퓨터이다. 어미기판(80)은 초음향 신호의 처리를 지시하거나 처리하는 중앙 처리 장치(CPU)를 포함하고 있다. 어미기판의 확장 버스(86)에는 주사헤드 또는 변환기(10)로부터 초음향 신호를 수신하고 제어하는 디지털 빔 형성기(90)가 접속되어 있다. 빔 형성기(90)에 의해 만들어진 수신된 주사선은 r,f.메모리에 저장되어, CPU, 디지털 신호 처리기(DSP) 카드(92), 둘 다 중 하나에 의해 처리된다. 그러면, 처리된 신호는 CPU에 의해 바라는 영상 포맷으로 개조되게 그리고 디스플레이(50)상에 영상을 만드는 확장 버스상의 비디오 카드(94)에 결합되게 주사된다. 이 초음향 영상은 확장 버스상의 네트웨크 카드(96)에 의해 초음향 시스템을 가지고 네트워크되는 워크스테이션, 저장 디바이스, 또는 다른 처리기에 보내질 수 있다. 사용자는 어미기판(80)의 키보드 입력부에 결합되어 있는 사용자 인터페이스(62)를 통해서 초음향 시스템을 제어한다. 초음향 영상과 소프트웨어 프로그램은 SCSI 버스(106)에 의해 어미기판에 결합되어 있는 디스크 드라이브(102)에 저장되어 있고, 영상과 리포트는 평행 버스(108)에 접속되어 있는 프린터(104)상에 프린트될 수 있다.

디지털 빔 형성기(90)는 도 7a,7b,8,9 에 도시된 바와 같이 기준 대역 디지털 빔 형성기로서 작동될 수 있다. 이 빔 형성기에 의해 수행된 단계는 도 6의 흐름도로 설명되어 있다. 구성된 실시예는 미국 특허 5,544,655 에 설명된 바와 같이 I,Q 샘플링법을 사용한다. 이 실시예에서, 주사헤드의 배열 변환기의 각각의 부품은 디지털 빔 형성기의 분리 아날로그-디지털(A/D) 변환기에 결합되어 있다. 각각의 변환기 부품의 초음향 신호는 미세한 변환기 주파수, 일반적으로 도 6의 단계(40)에서 설명된 바와 같이, 변환기 주파수 반응 특성의 중심 주파수의 원적 위상에 샘플링된다. 예를 들어, 주사헤드가 미세한 7.5MHz의 중심 주파수를 가지고 있다면, 각각의 변환기 부품의 신호는 30MHz샘플링 비율에서 작동되는 A/D 변환기에 의해 샘플링될 수 있다. 5MHz 주사헤드로부터의 신호는 20MHz 샘플링 비율에서 샘플링될 수 있다. 7.5MHz 파(100)의 1사이클이 샘플링 포인트(I,Q,-I,-Q)가 파동을 따라 원적 포인트에 도시된 상태로, 상기 도 7a에 도시되어 있다. 도 7a의 화살표는 변환기 요소(e1)에 대한 이러한 파동 시퀀스동안의 샘플링 시간을 나타낸다. 이 파동의 제1사이클동안의 샘플링 시간은 I_C1,Q_C1,-I_C1,-Q_C1이다. 샘플링은 I_C2,Q_C2,-I_C2,-Q_C2등등의 시간에 도시된 바와 같이 제2사이클이 샘플링된 상태로 이 비율로 계속한다.

도 7b는 요소(e1)보다 주사선으로부터 더 떨어진 변환기 배열의 요소(e_n)에 대한 샘플링 시간을 나타내고 있다. 주사선으로부터 더 크게 거리지어진 덕분에, 주사선으로부터의 에코는 에코가 요소(e1)에 도달하기 시작하는 것보다 더 늦은 시간에 요소(e_n)에 도달하기 시작할 것이다. 이러한 이유로, 요소(e_n)로부터의 신호의 샘플링은 도 7a의 화살표에 대하여 도 7b의 화살표의 오프셋 위치에 의해 도시된 바와 같이, 요소(e1)로부터의 신호의 샘플링에 대하여 딜레이된다. 종래에 잘 알려진 바와 같이, 배열을 걸친 샘플링의 시작부에서의 선형 변위는 수신된 빔의 조종을 야기할 것이고, 이 배열을 걸친 샘플링 시간에서의 원적 변위는 빔 집속을 야기할 것이다. 에코가 수신되는 시간동안에 샘플링 시간의 위상을 변화시키면 수신된 빔을 동적으로 집속시킬 것이다.

각각의 요소로부터 얻은 신호 샘플은 도 6의 단계(42)에 지시된 바와 같이, 연속적인 I와 Q 샘플을 분리 결합시킴으로써 대역필터된다. 예를 들어, 대역 필터하는 것은 필터된 I 샘플을 만들기 위해 시간(I_C1,-I_C1)에 잡힌 두 개의 샘플을 합산함으로써, 그리고 필터된 Q 샘플을 만들기 위해 시간(Q_C1,-Q_C1)에 잡힌 두 개의 샘플을 합산함으로써 수행될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 바라는 대역폭은 변환기 주파수의 1사이클로부터 I와 Q 샘플을 합산함으로써 만들어진다. 도 7a와 도 7b의 예에서, 시간(I_C1,-I_C1)에서 잡힌 샘플은 필터된 I 샘플을 만들기 위해 음의 샘플값의 역과 서로 합산함으로써 만들어지고, 시간(Q_C1,-Q_C1)에서 잡힌 샘플은 필터된 Q 샘플을 만들기 위해 음의 샘플값의 역과 또한 서로 합산함으로써 만들어진다. 제1의 두 개의 샘플링 사이클으로부터의 필터된 I와 Q 샘플은 변환기 요소(e1)의 범위(r1)에 대한 I,Q 샘플로서 메모리(110)에 저장되어 있다. 그러면, 프로세스는 요소(e1)에 대한 범위(r2) 위치로 메모리(110)에 저장되어 있는 다른 필터된 I,Q 쌍을 형성하기 위해서 앞전 사이클로부터 1/2 사이클만큼 나아간 다음 샘플링 사이클을 넘어서 I와 Q 샘플의 결합으로 계속한다. 샘플은 필터된 I,Q 쌍이 가장 큰 깊이에서 최종 범위(r_m)로 저장되어 있는 상태로, 주사선의 전체 깊이를 넘어서 1 사이클 그룹으로 결합되어 있다. 원한다면, 1 샘플링 사이클보다 큰 샘플링 간격을 넘어서 I 와 Q 샘플의 값을 분리 결합시킴으로써 상이한 필터 특성을 얻을 수 있다.

다른 배열 요소로부터의 샘플은 또한 연속적인 샘플링 사이클로부터 연속 I 와 Q 샘플을 분리 결합시킴으로써 필터된다. 이 필터된 I,Q 쌍은 샘플이 획득되는 범위와 연관시켜 마찬가지로 저장된다. 프로세스의 끝부분에서, 각각의 요소로부터의 필터된 I,Q 샘플은 샘플이 획득되는 깊이와 연관시켜 메모리(110)에 정렬된다. 사용된 요소의 수와 이로 인한 메모리내의 I,Q 쌍의 수는 틈새가 깊이의 작용에 따라 확대된다면, 깊이에 따라 증가할 것이다.

바람직하게, 메모리(110)는 메모리의 공통 행과 열로 정렬된 각각의 요소로부터의 필터된 I,Q 쌍으로 조직화되어 있다. I,Q 쌍은 또한 공통 깊이 또는 범위(r_n)에 의해 샘플이 정렬된 상태로, 직각 방향으로 바람직하게 조직화되어 있다. 그러면, 간섭성의 수신된 에코를 형성하기 위해서, 공통 범위의 행 또는 열을 따라 샘플을 합산하는 것이 단지 필요하다. 도 8의 예에서, 제1열의 I,Q 샘플은 빔에 대한 범위(r1)에서 간섭성의 에코를 형성하도록 합산된다. 합산된 I₁샘플과 합산되 Q₁샘플은 이 수신된 주사선에 대한 제1범위 위치(R1)에서 저장되어 있고, 도 9의 r,f 메모리내의 라인(R1)으로서 확인된다. 그러면, 이 I₁,Q₁의 쌍은 r,f 메모리(120)내의 어드레스(R1,r1)의 교차점에 저장된다. 메모리(110)의 공통 범위의 열이 수신된 주사선의 연속 범위에 대하여 합산됨에 따라, 합산된 I1,Q1의 쌍은 r,f 메모리(120)의 R1열내의 적당한 범위(r_n) 위치에 저장된다.

완전한 깊이의 I1,Q1 샘플 쌍이 제1의 수신된 주사선(R1)에 대하여 형성되고 저장된 후에, 변환기 배열은 인접한 빔 방향을 따라 제2의 빔(T2)을 전송하고, 이 제2의 빔에 대하여 각각의 능동 변환기 요소에 의해 수신된 신호가 샘플링되고, 대역 필터되고, 메모리(110)에 저장된다. 공통 범위의 샘플은 도 6의 단계(44)에 의해 보여진 바와 같이, r,f 메모리(120)의 제2열에 다시 합산되고 저장되고 있고, 이 열은 제2의 수신된 주사선(R2)에 대한 것이다. 전송과 수신 프로세스는 이러한 방식으로 각각의 전송되고 수신된 주사선(Rn)의 완전한 깊이에 대한 간섭성의 In, Qn 샘플의 쌍으로 r,f 메모리 채우기를 계속한다.

r,f 메모리(120)는 수신된 주사선으로 채워짐에 따라, CPU(82)는 DSP 카드(92)에 16개의 그룹내의 수신된 주사선을 이송시킴으로써 16개의 수신된 주사선의 한 그룹의 형성에 반응한다. DSP 카드는 새로운 세트의 주사선을 보간하고, 에코 데이터를 검출하고, 주사 변환 처리 과정과 디스플레이를 위해서 검출된 주사선을 반환한다. DSP에 의한 프로세싱은 도 6의 단계(46)에 도시되어 있다. 이 프로세싱은 도 4a-4c에 설명된 바와 같이 수행된다. 예를 들어, 도 9의 In,Qn 쌍은 도 9의 범위(r1)으로부터 I₁,Q₁샘플과 I₂,Q₂를 사용하는 제1의 보간된 라인(L1)에 대한 범위(r1)에서 제1의 보간된 샘플을 계산함으로써 두 개의 중간 라인을 보간하는 데 사용될 수 있다. 이 보간된 I_int값은 식(¾I₁+¼I₂)을 사용하여 계산되고, 보간된 Q_int값은 식(¾Q₁+¼Q₂)을 사용하여 계산된다. 그러면, 검출된 보간 에코 값은 (I_int ²+ Q_int ²)^1/2를 계산함으로써 I,Q 제곱의 합의 제곱근을 구함으로써 형성될 수 있다. 보간된 주사선(L1)의 제1범위(E_r1)에서의 검출된 에코 값은 도 10에 도시된 바와 같이, 열 헤드(L1)아래의 제1행에서의 R-θ메모리(130)에 저장되어 있다.

도 9의 같은 In,Qn 샘플은 식I_int=(¼I₁+¾I₂)과 식Q_int=(¼Q₁+¾Q₂)사용하여 범위(r1)에서 제2의 보간된 라인(L2)에 대한 I,Q 값을 계산하도록 유사하게 가중된다. 그러면, 범위(r1)에서의 검출된 에코는 식(I_int ²+ Q_int ²)^1/2의 보간된 I_int과 Q_int값을 사용하여 계산된다. 제2의 보간된 라인(L2)의 제1범위에서의 검출된 에코 값(E_r1)은 어드레스 헤드(L2)아래의 R-θ메모리의 제2열의 최상위에 저장되어 있다.

범위를 증가시키는 제1과 제2의 수신된 주사선(R1,R2)의 In,Qn 데이터는 최대 깊이(r_m)를 통해 증가한 깊이에서 L1과 L2 라인에 대한 I_int과 Q_int값을 보간하는 데 마찬가지로 사용된다. 에코는 각각의 범위에서 두 개의 라인에 대하여 검출되고 도 10에 도시된 바와 같이 R-θ메모리(130)에 저장된다. 그 다음, DSP는 수신된 주사선(R2,R3)의 In과 Qn 샘플을 사용하여 다음 두 개의 라인(L3,L4)의 데이터 값을 보간하는 것을 계속한다. 라인(L1,L2)의 계산에 사용된 일부 제품이 세이브될 수 있고 라인(L3,L4)의 계산, 즉 수신된 라인(R2)의 I2와 Q2 샘플의 분수 가중에 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 그래서, 이러한 분수의 가중은 L3와 L4의 보간된 라인에 대하여 세이브되어 제2의 시간이 계산될 필요가 없다.

제1의 16개의 수신된 주사선(R1-R16)의 데이터는 이러한 방식으로 30개의 보간된 그리고 바란다면, 검출된 라인(L1-L30)을 계산하는 데 사용된다. 최종의 수신된 주사선(R16)의 데이터는 DSP에 세이브되고 r,f 메모리(120)로부터 DSP에 보내지는 다음 그룹의 주사선의 제1의 주사선(R17)의 데이터로 사용된다. 그래서, 주사선(R16,R17)의 데이터는 다음 두 개의 보간된 라인(L31,L32)을 계산하는 데 사용된다. 다음 16개의 주사선(R17-R32)의 데이터는 같은 방식으로 제1그룹의 16개의 주사선의 데이터로서 R-θ메모리(130)에 대한 다른 그룹의 보간된 라인을 보간하고 검출하는 데 사용된다. 보간된 라인의 완전한 영상 프레임이 형성되었을 때, 이 라인은 수신된 주사선 데이터로 형성될 수 있는 영상의 주사선 밀도를 두 배수하여 변환되고 디스플레이되게 주사될 수 있다.

영상 라인의 수는 도 11에 도시된 바와 같이, 도 6의 프로세스 단계(72-76)에 의해 그리고 제1세트로부터 보간된 라인의 제2레벨을 보간함으로써 다시 두 배수될 수 있다는 것을 알게 될 것이다. 전송된 빔은 도 11의 최상위에서의 제1행의 화살표(T0,T1,T2,T3,T4)에 의해 위치적으로 설명되어 있다. 이 전송된 빔에 반응하여, 수신된 주사선(R0,R1,R2,R3,R4)은 도 5의 빔 형성기(90)에 의해 만들어진다. 두 배의 밀도의 보간된 라인의 제1레벨이 보간된 라인(R_Z,R_A,R_B,R_C,R_D,R_E)의 행에 의해 도시된 바와 같이, 수신된 주사선 데이터로부터 만들어진다. 보간된 주사선 라인의 제1레벨은 상기된 바와 같이 그리고 도 6의 단계(72)에 의해 지시된 바와 같이 계산된다. 보간된 라인의 차후 레벨이 도 6의 단계(74)에 의해 지시된 바와 같이, ¼과 ¾의 중량과 보간의 제1레벨의 보간된 라인을 사용하여 계산된다. 예를 들어, 보간된 라인(Ra,Rb)은 보간된 라인(R_A,R_B)의 데이터로부터 보간된다. 보간된 라인(R_c,R_d)은 보간된 라인(R_B,R_C)의 데이터로부터 만들어지고, 보간된 라인(R_e,R_f)은 보간된 라인(R_C,R_D)의 데이터로부터 만들어진다. 단지 보간된 제2레벨은 영상을 형성하는 데 사용된다; 제1레벨의 보간된 라인이 폐기된다. 제2레벨의 보간된 라인으로 형성된 영상은 일반적으로 수용가능할 수 있는 반면에, 모든 라인을 보간하는 데 사용된 계수의 전력 스펙트럼이 매칭되지 않음에 따라서, 변하는 보간 가공물에 완전히 자유로울 수 없다. 더욱이, 제2레벨의 보간의 인접한 쌍의 라인을 발생시키는 데 사용된 보간 계수의 전력 스펙트럼이 매칭될 수 있다. 예를 들어, 보간 라인(R_a,R_b)에 사용된 계수의 전력 스펙트럼이 매칭될 수 있고, 보간 라인(R_c,R_d)에 사용된 계수의 전력 스펙트럼이 매칭될 수 있고, 기타 등등이 매칭될 수 있다.

선택적으로, 보간된 라인의 제2레벨은 (1/16, 3/4, 3/16, 0), (0, 5/8, 3/8, 0), (0, 3/8, 5/8, 0), (0, 3/16, 3/4, 1/16)의 계수를 가진 4개의 위상 필터에 의해, 보간된 라인의 제1레벨을 만들 필요 또는 사용없이, 수신된 주사선 데이터로부터 직접 만들어 질 수 있다.

결국, 새로운 영상을 보간하고, 에코 데이터를 검출하고, 하나의 프로세싱 단계에서 에코 라인을 주사 변환하는 것이 가능하다. 잘 알려진 바와 같이, 주사 변환은 디스플레이 디바이스의 래스터 라인에 대응하는 X-Y 좌표계 시스템에 정렬되어 있는 화소로서 알려진 값을 디스플레이하기 위해서 수신된 에코 데이터의 재배치를 포함하고 있다. 종종 래스터 라인 밀도는 수신된 주사선 밀도보다 훨씬 더 크기 때문에, 훨씬 더 큰 밀도의 비디오 라인 데이터는 수신된 에코사이의 공백이 계산되거나 보간된 화소 값으로 채워진 홀 채움으로 일반적으로 알려진 프로세스에 의해 발생된다.

R-θ좌표에서 x-y좌표로의 좌표 변환을 수행하고 영상의 공백을 채우는 일반적인 기술은 4개의 포인트 보간으로 알려져 있다. 이 기술에 의해, 4개의 수신된 에코사이에 위치된 모든 디스플레이 화소는 4개의 주변 에코의 가중된 값에 의해 채워지고, 화소 위치에 4개의 화소의 접근에 따라 가중된다. 이 방식으로 작동하는 주사 변환기는 예를 들어 미국 특허 4,581,636에 설명되어 있다.

본 발명자는 이러한 계산 집중적인 주사 변환을 수행할 필요성은 없지만, 화소값에 근접하는 격자의 값은 디스플레이된 영상에 계산되고 사용될 필요가 있다는 것을 발견하였다. 예를 들어, 도 12는 두 개의 수신된 R-θ주사선(θ₁,θ₂)을 설명하고 있고, 각각은 도면에서 큰 원으로 도시된 두 개의 수신된 데이터 포인트를 가지고 있다. 주사선(θ₁)상의 데이터 포인트는 I₁,Q₁및 I₂,Q₂이고, 주사선(θ₂)상의 데이터 포인트는 I₃,Q₃및 I₄,Q₄이다. v2, v3, v4 ...v7로 지시된 수직 라인의 시퀀스는 디스플레이 화소의 x-y 좌표를 나타내도록 도시되어 있고, 이것은 수직 라인상의 작은 원으로서 도시되어 있다. 알 수 있듯이, 화소 밀도는 수신된 주사선과 에코 데이터의 밀도를 초과한다. 설명된 주사선사이의 모든 화소의 값을 계산하는 종래의 접근 방식은 각각의 화소값의 계산으로 주사선상의 4개의 데이터 포인트를 사용하는 것이다. 그러나, 본 발명가는 4개의 데이터 포인트사이의 6각형으로 표시된 바와 같이 R-θ공간내의 16개의 검출된 에코 값(E₁-E₁₆)의 격자를 계산하기 위해 4개의 데이터 포인트를 사용하는 것이 충분하다는 것을 발견하였다. 16개의 검출된 에코 값은 16개의 고르게 분포된 공백이 수신된 데이터 포인트사이에 채워져 있는 것처럼, 종래의 홀 채움 기술을 사용하여 계산된다. x-y 비디오 라인 시퀀스로 각각의 화소에 대한 분명한 값을 계산하는 대신에, 단순히 각각의 화소는 유일 분리 값을 사용하기 보다는 가장 근접하게 계산된 에코의 값을 사용한다. 예를 들어, 대쉬(dash)된 원(152)내의 화소는 에코(E1)에 가장 접근하고, 에코(E1)의 값은 이 화소의 값에 사용된다. 유사하게, 대쉬(dash)된 원(154)내의 화소는 에코(E2)에 가장 접근하고, 이 에코 값을 사용할 수 있다. 게다가, 대쉬된 원(150)내의 화소는 에코(E5)에 가장 접근하고, 이 에코 값을 사용할 수 있고, 대쉬된 원(156)내의 화소는 에코(E₁₃)에 가장 접근하고, 그 화소 값에 이 에코 값을 사용할 수 있다. 에코 값의 격자 사용은 화소와 에코 값의 수가 대략적으로 같을 때 가장 정밀한 상태로, 사용자에게 고해상도의 영상을 만들기에 충분하다는 것을 알았다. 차후에 사용자가 영상의 단면을 줌하거나 확대하고자 하면, 에코 값의 추가 격자는 단지 최초 영상의 확대되거나 줌된 영역에 대하여 계산될 수 있다. 본 발명의 주어진 실시예의 초기 영상이 튀엄튀엄 그리고 뭉툭하게 보인다면, 32×32 와 같은 에코의 격자가 계산되고, 그들에 가장 근접한 화소의 값에 사용된다.

화소 값에 대한 근접 값을 사용하는 기술은, 각각의 분리 디스플레이 화소의 정확한 계산과 비교하여 계산에서의 대단한 용이성, 즉 P.C.토대의 소프트웨어 집중 초음파 영상 시스템에 상당한 장점을 제공한다.

구성된 실시예에서, 에코 값의 격자는 종래의 기술이 필요로 하는 곱셈 연산보다는 덧셈 연산과 디지털 이동의 시퀀스내의 주사선 데이터 포인트로부터 계산된다. 도 6의 단계(70)가 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서, 더 높은 레벨의 보간된 주사선을 동시에 보간하고, 에코 데이터를 검출하고, 모든 단일 프로세싱 단계에서 x-y 래스터 디스플레이에 적합한 주사 변환된 데이터 값을 만드는 것이 가능하다.

Claims

두 개의 수신된 초음파 주사선으로부터 초음파 디스플레이 정보의 둘 또는 다수의 라인을 보간하는 방법에 있어서,

a. 제1주사선 위치에서 제1주사선을 수신하는 단계;

b. 제2주사선 위치에서 제2주사선을 수신하는 단계;

c. 초음파 디스플레이 정보의 제1 및 제2라인을 상기 제1 및 제2주사선 위치사이에 있는 제3 및 제4라인 위치에 보간하는 단계로서, 상기 제1 및 제2주사선의 각각은 상기 제1 및 제2주사선 위치로부터의 라인의 선간 거리에 비례하여 상기 제1 및 제2주사선의 성분을 포함하고 있는 단계;

d. 초음파 디스플레이 정보의 상기 제1 및 제2라인을 검출하는 단계;

e. 초음파 디스플레이 정보의 상기 제1 및 제2라인을 이용하여 영상을 만드는 단계; 로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 단계(c)는 상기 제1 및 제2주사선 위치로부터의 라인의 선간 거리에 비례하여 상기 제1 및 제2주사선으로부터 샘플을 가중하는 단계와 상기 제1 및 제2라인의 샘플을 만들기 위해 상기 가중된 샘플을 결합시키는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 가중은 ¼과 ¾이고, 각각의 라인은 하나의 주사선과 다음 주사선사이의 거리의 1/4에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
보간된 라인 정보를 이용하여 영상을 만드는 초음파 진단 영상 시스템에 있어서,

초음파 배열 프로브;

상기 초음파 배열 프로브로부터 에코데이터를 수신하고 제1 및 제2초음파 전송에 반응하여 제1 및 제2주사선을 만드는 빔 형성기;

상기 제1 및 제2주사선 위치사이에 있는 제3 및 제4라인 위치에 초음파 디스플레이 정보의 제1 및 제2라인을 보간하는 보간자로서, 상기 제1 및 제2라인의 각각은 상기 제1 및 제2주사선 위치로부터의 라인의 선간 거리에 비례하여 상기 제1 및 제2주사선의 성분을 포함하고 있는 보간자;

초음파 디스플레이 정보의 상기 제1 및 제2라인을 검출하는 검출기;

초음파 디스플레이 정보의 상기 제1 및 제2라인을 이용하여 영상을 만드는 디스플레이;로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 진단 영상 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 제3 및 제4위치는 각각 상기 제1 및 제2주사선사이의 거리의 1/4와 3/4에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 진단 영상 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 보간자는 상기 제1 및 제2주사선의 샘플을 ¾과 ¼만큼 가중하고 상기 제1라인을 형성하기 위해 그 가중된 샘플을 합산하는 수단, 그리고 상기 제1 및 제2주사선의 샘플을 ¼과 ¾만큼 가중하고 상기 제2라인을 형성하기 위해 그 가중된 샘플을 합산하는 수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 초음파 진단 영상 시스템.
미세 주파수를 가지고 있는 초음파 변환기;

상기 변환기에 의해 수신된 초음파 신호를 상기 미세 주파수의 원적 위상에서 샘플링하는 A/D 변환기;

상기 초음파 신호의 연속적인 위상 관련 샘플을 결합시킴으로써 상기 샘플된 초음파 신호를 필터하는 대역 필터;

상기 필터된 신호 샘플을 처리하는 처리기; 및

상기 필터된 신호 샘플로부터 형성된 영상을 디스플레이하는 디스플레이; 로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 진단 영상 시스템.
제 7 항에 있어서, 상기 A/D 변환기는 상기 미세 주파수의 교대 I 및 Q 위상에서 상기 초음파 신호를 샘플링하는 수단으로 구성되어 있으며, 상기 대역 필터는 I 샘플과 Q 샘플을 분리 결합시키는 수단으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 진단 영상 시스템.
제 8 항에 있어서, 상기 대역 필터는 상기 미세 주파수의 1사이클을 초과하는 상기 초음파 신호의 연속적인 위상 관련 샘플을 결합시키는 수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 초음파 진단 영상 시스템.
제 8 항에 있어서, 상기 대역 필터는 1/2사이클 증대로 상기 미세 주파수의 연속적인 1사이클 간격을 초과하는 상기 초음파 신호의 연속적인 위상 관련 샘플을 결합시키는 수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 초음파 진단 영상 시스템.
R-θ좌표의 복수의 영상 라인을 만드는 빔 형성기를 포함하고 있는 초음파 진단 영상 시스템에 있어서, 주사 변환기는

상기 R-θ영상 라인으로부터 상기 영상 값의 상대적인 위치를 근거로 하는 상기 R-θ영상 라인사이의 복수의 영상 값을 계산하는 수단;

6각형의 좌표를 가지고 있는 디스플레이 화소 값을 저장하는 화소 데이터 메모리로서, 상기 디스플레이 화소 값은 상기 디스플레이 화소의 좌표에 가장 근접하는 좌표를 가진 영상 값의 값을 나타내는 것을 특징으로 하는 초음파 진단 영상 시스템.
수신된 초음파 주사선으로부터 초음파 디스플레이 정보를 보간하는 방법에 있어서,

a. 복수의 주사선 위치에서 초음파 주사선을 수신하는 단계;

b. 제1세트의 보간된 주사선을 발생시키기 위해서 상기 수신된 주사선을 이용하는 단계;

c. 제2세트의 보간된 주사선을 발생시키기 위해서 상기 제1세트의 보간된 주사선을 이용하는 단계;

d. 상기 제2세트의 보간된 주사선에서 상기 수신된 주사선의 종결부와 상기 제1세트의 보간된 주사선까지 영상을 만드는 단계; 로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
수신된 초음파 주사선으로부터 초음파 디스플레이 정보를 보간하는 방법에 있어서,

a. 복수의 주사선 위치에서 초음파 주사선을 수신하는 단계;

b. 매칭된 전력 스펙트럼을 나타내는 보간 계수에 의해 복수의 보간된 주사선을 발생시키기 위해 상기 수신된 주사선을 이용하는 단계;

c. 매칭된 전력 스펙트럼을 나타내는 보간 계수에 의해 발생된 보간된 주사선으로부터 영상을 형성시키는 단계; 로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, 단계(b)는 보간된 주사선을 인접한 수신된 주사선사이의 거리의 ¼과 ¾의 공간 위치에 보간된 주사선을 발생시키는 단계로 더 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
수신된 초음파 주사선으로부터 초음파 디스플레이 정보를 보간하는 방법에 있어서,

a. 복수의 주사선 위치에서 초음파 주사선을 수신하는 단계;

b. 4개의 보간된 주사선을 상기 인접한 수신된 주사선사이의 거리의 1/8, 3/8, 5/8, 7/8인 공간 위치에 발생시키기 위해 상기 수신된 주사선중 인접한 주사선을 필터하는 단계;

c. 상기 보간된 주사선으로부터 영상을 만드는 단계; 로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제 15 항에 있어서, 단계(b)는 4개의 위상 필터로 상기 수신된 주사선중 인접한 주사선을 필터하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제 16 항에 있어서, 단계(b)는 최소한 4개의 탭의 필터로 상기 수신된 주사선중 인접한 주사선을 필터하는 단계로 더 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제 16 항에 있어서, 단계(b)는 (1/16, 3/4, 3/16, 0), (0, 5/8, 3/8, 0), (0, 3/8, 5/8, 0), (0, 3/16, 3/4, 1/16)의 계수를 가진 필터를 이용하는 단계로 더 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제 15 항에 있어서, 단계(b)는 매칭된 전력 스펙트럼으로 보간 계수를 이용하는 쌍의 보간된 주사선을 발생시키는 단계로 더 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.