KR20140121859A - 초음파 이미지들에서 비-고정 반향의 억제를 위한 필터링 시스템들 및 방법들 - Google Patents

초음파 이미지들에서 비-고정 반향의 억제를 위한 필터링 시스템들 및 방법들 Download PDF

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그레고리 피. 달링턴
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Abstract

본 기술은 일반적으로 초음파 이미지들에서 반향 아티팩트들의 억제를 위한 필터링 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 일부 실시예들에서, 필터링된 초음파 이미지를 획득하는 방법은 어플리케이터를 사용하여 목표 조직의 제 1 초음파 이미지를 취하는 단계를 포함한다. 어플리케이터의 적어도 일부는 반향 아티팩트 초음파 경로 길이가 어플리케이터의 제 1 위치에 대해 변화되도록 이동된다. 그 다음, 목표 조직의 제 2 초음파 이미지가 취해진다. 제 1 및 제 2 초음파 이미지들은 적어도 하나의 필터링 방법을 사용하여 합성된다. 필터링 방법은 합성된 초음파 이미지에서 반향 아티팩트들을 약화시키거나 제거한다.

Description

초음파 이미지들에서 비-고정 반향의 억제를 위한 필터링 시스템들 및 방법들{FILTERING SYSTEMS AND METHODS FOR SUPPRESSION OF NON-STATIONARY REVERBERATION IN ULTRASOUND IMAGES}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2012년 2월 2일자로 출원된 미국 임시 특허 출원 제61/594,244호에 대한 우선권을 주장하며, 이는 본 명세서에서 전체적으로 참조로서 통합된다.
기술 분야
본 기술은 일반적으로 초음파 이미지들에서 비-고정 반향의 억제를 위한 필터링 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
종래의 의료 초음파 이미징 시스템들은 변환기 요소들의 어레이로부터 고주파음의 짧은 버스트들을 송신한 다음에 그것이 조직을 통해 전파되고 변환기 어레이 방향으로 반사된 후의 사운드를 수신한다. 전형적으로 1540 m/s로 일정하다고 가정되는, 조직 내의 사운드의 속도에 대한 지식에 따르면, 조직의 이미지는 사운드가 변환기 어레이로부터 반사 조직으로 직접 전송되고 변환기 어레이로 직접 다시 돌아온다고 가정하면 초음파의 송신 및 수신 사이의 시간 지연에 기초하여 생성될 수 있다. 그러나, 사운드가 다수 회 반사되면, 시간 지연은 초음파 반사기의 물리적 위치에 더 이상 상응하지 않을 것이고, 구조들은 그것들의 실제 물리적 위치와 다른 위치들에서 초음파 이미지로 나타날 수 있다. 이러한 반향 아티팩트(artifact)들은 초음파 이미지 내의 조직 특징들을 모호하게 할 수 있고, 초음파 이미지의 품질에 악영향을 미칠 수 있다. 아티팩트들은 반향 아티팩트의 정확한 위치가 이미지화되는 조직/물질에 대해 이동한다는 점에서 "비-고정(non-stationary)"일 수 있다.
비-고정 반향 아티팩트들은 예를 들어 분리된 이미징 및 유체를 통해 환자와 결합되는 치료 변환기들을 갖는 초음파 치료 디바이스들에서 발생할 가능성이 있으며, 이미징 변환기의 위치는 환자에 대해 고정되고 치료 변환기는 조직의 용적을 치료하는 치료 변환기의 초점을 변화시키기 위해 환자에 대해 이동한다. 그러한 시스템에서, 동일한 디바이스 내의 고정 구성요소들에서의 초음파의 다중 반사들의 결과로서 고정 아티팩트들이 존재할 수도 있다. 그러한 시스템들에서, 치료 변환기 또는 다른 표면들로부터의 2차 반사들은 조직 이미지 내에 인공적 반향 이미지를 생성할 가능성이 있고, 그것에 의해 조직의 상세들을 모호하게 한다. 따라서, 초음파 이미지들로부터 반향 아티팩트들을 제거할 필요가 존재한다.
도 1은 본 기술의 실시예들에 따라 구성된 비-고정 반향 아티팩트들을 필터링하는 시스템의 개략적 예시이다.
도 2a는 본 기술의 실시예들에 따른 제 1 위치에서 초음파 이미지를 취득하는 이미징 변환기의 개략적 예시이다.
도 2b는 본 기술의 실시예들에 따른 도 2a의 초음파 취득으로부터 반향 아티팩트의 초음파 이미지의 부분 개략적 예시이다.
도 2c는 본 기술의 실시예들에 따른 제 2 위치에서 초음파 이미지를 취득하는 이미징 변환기의 개략적 예시이다.
도 2d는 본 기술의 실시예들에 따른 도 2c의 초음파 취득로부터 반향 아티팩트의 초음파 이미지의 부분 개략적 예시이다.
도 2e는 본 기술의 실시예들에 따라 반향 아티팩트이 필터링 아웃된 후에 도 2b 및 도 2d의 초음파 이미지들로부터 합성된 초음파 이미지의 부분 개략적 예시이다.
도 3은 본 기술의 실시예들에 따라 비-고정 반향 아티팩트들을 제거하기 위해 초음파 데이터를 취득하고 필터링하는 방법을 예시하는 블록도이다.
도 4a는 본 기술의 실시예들에 따른 필터링 전의 초음파 이미지의 예시이다.
도 4b는 본 기술의 실시예들에 따른 도 4a의 초음파 이미지의 취득 동안 초음파 신호의 속도 분포의 예시이다.
도 4c는 본 기술의 실시예들에 따른 도 4b의 속도 분포에 기초하여 이미지를 필터링한 후의 도 4a의 초음파 이미지의 예시이다.
도 5는 본 기술의 실시예들에 따라 비-고정 반향 아티팩트들을 제거하기 위해 초음파 데이터를 취득하고 필터링하는 다른 방법을 예시하는 블록도이다.
도 6은 본 기술의 실시예들에 따라 비-고정 반향 아티팩트들을 제거하기 위해 초음파 데이터를 취득하고 필터링하는 다른 방법을 예시하는 블록도이다.
도 7은 본 기술의 실시예들에 따라 비-고정 반향 아티팩트들를 제거하기 위해 초음파 데이터를 취득하고 필터링하는 다른 방법을 예시하는 블록도이다.
본 기술은 전반적으로 초음파 이미지들에서 반향 아티팩트들의 억제를 위한 필터링 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 일부 실시예들에서, 필터링된 초음파 이미지를 획득하는 방법은 어플리케이터를 사용하여 목표 조직의 제 1 초음파 이미지를 취하는 단계를 포함한다. 어플리케이터의 적어도 일부는 반향 아티팩트 초음파 경로 길이가 어플리케이터의 제 1 위치에 대해 변화되도록 이동된다. 그 다음, 목표 조직의 제 2 초음파 이미지가 취해진다. 제 1 및 제 2 초음파 이미지들은 적어도 하나의 필터링 방법을 사용하여 합성된다. 필터링 방법은 합성된 초음파 이미지에서 반향 아티팩트들을 약화시키거나 제거한다.
기술의 수개의 실시예들의 특정 상세들은 도 1-도 7을 참조하여 후술된다. 종종 초음파 이미징과 연관된 공지 구조들 및 시스템들을 설명하는 다른 상세들은 기술의 다양한 실시예들의 설명의 불필요한 모호함을 회피하기 위해 이하의 개시에 진술되지 않았다. 도면들에 도시된 상세들, 치수들, 각도들, 및 다른 특징들 중 다수는 기술의 특정 실시예들만을 예시한다. 따라서, 다른 실시예들는 본 기술의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 다른 상세들, 치수들, 각도들, 및 특징들을 가질 수 있다. 따라서, 당해 기술에서 통상의 기술자는 기술이 부가 요소들을 구비한 다른 실시예들을 가질 수 있거나, 기술이 도 1-도 7에 대해 도시되고 후술되는 수개의 특징들 없이 다른 실시예들을 가질 수 있는 것을 적절히 이해할 것이다.
도 1은 본 기술의 실시예들에 따라 구성된 비-고정 반향 아티팩트들을 필터링하는 시스템(100)의 개략적 예시이다. 시스템(100)은 목표 조직의 초음파 이미지들을 취하도록 구성된 어플리케이터(114)를 포함할 수 있다. 더 상세히 후술되는 바와 같이, 어플리케이터(114)는 환자 인터페이스 캡(130)을 갖는 하우징(140) 내에 또는 근접하여 위치된 이미징 변환기(150) 및 HIFU(High Intensity Focused Ultrasound) 변환기(112)를 포함할 수 있다. 어플리케이터(114)는 이미징 변환기(150) 또는 HIFU 변환기(112) 중 적어도 하나를 목표 조직에 대해 이동시키도록 구성된 이동 메커니즘(110)을 더 포함할 수 있다.
HIFU 소스 또는 변환기(112)는 높은 레벨들의 초음파 에너지를 방출하도록 구성될 수 있다. 수개의 실시예들에서, 시스템(100)은 집합적으로 또는 독립적으로 동작되는 복수의 변환기들(112)을 포함한다. HIFU 변환기(112)는 지속 기간, 주파수, 진폭, 및/또는 HIFU 처리와 연관된 다른 인자들에 관한 HIFU 컨트롤러(118)로부터의 지시들을 수신할 수 있다. 더 구체적으로, HIFU 컨트롤러(118)는 HIFU 변환기(112)를 구동하기 위해 전기 파형들을 발생시킬 수 있는 HIFU 송신기(122)와 통신할 수 있다.
이미징 컨트롤러(102)는 시스템(100)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 이미징 컨트롤러(102)는 HIFU 컨트롤러(118)와 통신할 수 있다(예를 들어 지시들을 송신 및 수신함). 이미징 컨트롤러(102)는 HIFU 변환기(112) 출력의 측면들을 제어하거나 구성할 수 있는 빔 형성기(104)와 통신하고 빔 형성기에 지시들을 더 송신할 수 있다. 예를 들어, 빔 형성기(104)는 초음파 빔을 조향하는 파형 지연들을 HIFU 변환기(112)에 설정할 수 있다. 빔 형성기(104)는 펄스 및/또는 파형 구동 회로조직을 포함할 수 있는 이미징 송신기(106)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 이미징 송신기(106)는 원하는 파형을 이미징 변환기(150)로 운반할 수 있다. 이미징 변환기(150)는 송신/수신 스위치(108)로부터 파형 지시들을 전기 신호들로 수신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 송신/수신 스위치(108)는 고진폭 송신 신호들을 차단하는 단계를 포함할 수 있다. 이미징 변환기(150)는 송신/수신 스위치(108)로부터의 전기 신호들을 HIFU 변환기(112)에 의해 이용될 수 있는 음향 신호들로 변환할 수 있다.
상기 논의된 바와 같이, HIFU 변환기(112)는 하나 이상의 이동 메커니즘들(110)에 의해 이동되거나 조정될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 이동 메커니즘(110)은 각도(θ)를 따라 HIFU 변환기(112)의 위치를 조정하는 조향 와블(wobble)을 포함한다. 추가 실시예들에서, 이동 메커니즘(110)은 z 축을 따라 HIFU 변환기(112) 및 이미징 변환기(150) 중 하나 또는 둘 다에 대한 높이(elevation)를 수정하는 높이 조정을 포함할 수 있다. 더 추가 실시예들에서, HIFU 변환기(112), 이미징 변환기(150), 또는 다른 구성요소(들)는 다른 메커니즘들에 의해 또는 다른 방향들 또는 각도들로 피벗, 병진, 조정, 또는 그렇지 않으면 이동될 수 있다. 이동 메커니즘(110)은 HIFU 변환기(112) 및/또는 이미징 변환기(150)를 원하는 위치로 조정하기 위해 모션 컨트롤러(116)로부터 이동 및/또는 위치 결정 지시들을 수신할 수 있다. 도 2a-도 7을 참조하여 아래에 더 상세히 논의되는 바와 같이, 수개의 실시예들에서 모션 컨트롤러(116)는 비-고정 반향 아티팩트들을 약화시키는 필터링 프로세스의 일부로서 사용될 반복 데이터를 획득하기 위해 HIFU 변환기(112) 및/또는 이미징 변환기(150)를 순차적 오프셋 위치들로 이동시키는데 사용될 수 있다. 수개의 실시예들에서, 모션 컨트롤러(116)는 HIFU 컨트롤러(118)와 통신할 수 있거나 HIFU 컨트롤러(118)와 동일한 디바이스를 포함할 수 있다.
수개의 실시예들에서, 시스템(100)은 HIFU 변환기(112)와 조직 사이에 위치될 수 있는 변환기 유체(120)를 포함한다. 환자 인터페이스 캡(130)은 하우징(140)에서 변환기 유체(120)를 유지하고 목표 조직에 근접하는 멤브레인 인터페이스를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하우징(140)은 HIFU 변환기(112)를 더 둘러싸거나 포함한다. HIFU 변환기(112), 이미징 변환기(150), 환자 인터페이스 캡(130), 하우징(140), 이동 메커니즘(110), 및/또는 다른 구성요소들이 집합적으로 "어플리케이터"(114)로 지칭되었지만, 추가 실시예들에서, 용어 "어플리케이터"(114)는 전체 초음파 이미징 어셈블리, 또는 개별 구성요소들 또는 그것의 서브구성요소들을 지칭할 수 있다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 일부 실시예들에서 용어 "어플리케이터"(114)는 HIFU 변환기(112) 또는 이미징 변환기(150) 중 하나를 지칭할 수 있다. 더 추가 실시예들에서, 용어 "어플리케이터"(114)는 시스템(100)의 이미징 변환기(150), HIFU 변환기(112), 하우징(140), 또는 다른 부분의 반사 표면 부분 또는 다른 특징을 지칭할 수 있다. 추가 실시예들에서, "어플리케이터"는 사용자(예를 들어, 개업의) 또는 환자와 인터페이스하는 시스템(100)의 임의의 측면을 포함한다.
음향 신호들을 하우징(140) 내의 HIFU 변환기(112) 또는 다른 표면들에 제공하는 것과 함께, 이미징 변환기(150)는 HIFU 변환기(112)로부터 음향 신호들을 수신하고 음향 신호들을 송신/수신 스위치(108)에 전달되고 다운스트림 처리 구성요소들에 의해 처리될 전기 신호들로 변환할 수 있다. 예를 들어, 송신/수신 스위치(108)는 변환기 요소들로부터 전자 신호들을 수신하기 위한 증폭기들, 필터들, 및 데이터 변환 회로조직을 포함하는 이미징 수신기(160)에 전기 신호를 전달할 수 있다. 이미징 수신기(160)는 수신된 신호 또는 데이터를 RF(radiofrequency) 데이터 프로세서(162)에 전달할 수 있다. 더 구체적으로, 상기 논의된 바와 같이, 수신된 신호(또는 일련의 시간 또는 위치 오프셋 신호들)는 필터링을 위한 RF 데이터 프로세서(162)에 전달될 수 있다. RF 데이터 프로세서(162)는 RF 데이터로부터 반향 및/또는 다른 아티팩트들을 필터링할 수 있다. 아래에 더 상세히 논의되는 바와 같이, 필터링은 비-고정 반향 신호들이 이미지 렌더링 전에 약화되는 임의의 프로세스를 포함할 수 있다. RF 데이터 프로세서(162)는 수신된 데이터를 조향하는 RF 채널 데이터 처리를 수행할 수 있는 빔 형성기(164)에 데이터를 전달할 수 있다. 그 다음, 데이터는 반향 및/또는 다른 아티팩트들을 제거하거나 감소시키기 위해 디지털 신호를 필터링하고/하거나 처리하는 다른 RF 데이터 프로세서(166)에 전달될 수 있다. 다른 실시예들에서, 시스템(100)은 빔 형성기(164) 전 또는 후에 하나의 RF 데이터 프로세서만을 포함할 수 있는 반면, 더 추가 실시예들에서 시스템(100) 내의 이러한 또는 다른 위치들에 2개보다 많은 RF 데이터 프로세서들이 있을 수 있다. 그 다음, 필터링된 데이터는 빔 형성 데이터로부터 초음파 에너지를 생성하기 위해 이미지 형성기(168)에 전달될 수 있다. 이미지는 이미지 데이터로부터 반향 및/또는 다른 아티팩트들을 필터링하도록 구성된 이미지 데이터 프로세서(170)에 송신된다. 일부 실시예들에서, 이미징 수신기(160), RF 데이터 프로세서들(162, 166), 빔 형성기(164), 이미지 형성기(168), 및 이미지 데이터 프로세서(170) 중 하나 이상은 전체 시스템 제어의 일부로서 이미징 컨트롤러(102)와 통신하고/하거나, 이미징 컨트롤러로서 지시들을 수신하고/하거나, 피드백을 이미징 컨트롤러에 제공한다. 최종적으로, 필터링된 이미지는 이미지 디스플레이 패널(172)과 같은 출력 디바이스 또는 모니터 상에 디스플레이된다. 시스템(100)은 상이한 특징들을 포함하고/하거나 상이한 배열을 가질 수 있다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 추가 실시예들에서, 상술된 시스템(100)의 구성요소들 중 하나 이상이 제거될 수 있다. 더 추가 실시예들에서, 시스템(100)의 개별적으로 설명된 구성요소들의 기능성은 단일 디바이스 또는 서브구성요소로 결합될 수 있다.
용어 "필터링"은 본 명세서에서 광범위하게 사용되었고, 임의의 적절한 필터링 방법들 또는 기술들을 포함할 수 있다. 다양한 필터링 방법들은 신호 처리 경로 내의 다양한 지점들에서 개별적으로 또는 조합하여 구현될 수 있었다. 가능한 필터들은 FIR(finite-impulse-response) 필터들, IIR(infinite-impulse-response) 필터들, 회귀 필터들, 및 백분위 필터들을 포함하지만, 이들에 제한되지 않는다. 필터링은 빔 형성(예를 들어, RF 데이터 프로세서(162)에서의) 전에, 빔 형성(예를 들어, RF 데이터 프로세서(166)에서의) 후에, 또는 이미지 데이터 프로세서(170)에서의 이미지 형성 후에 채널마다 수행될 수 있다. 필터들의 선택은 필터링 방법들이 구현되는 초음파 시스템의 하드웨어 및 소프트웨어 능력들에 좌우될 수 있다. 수개의 적절한 필터들에 관한 추가 상세들이 아래에 제공된다.
FIR / IIR 필터들 - FIR 및 IIR 필터들은 조직으로부터 신호들을 억제하기 위해 초음파 시스템들에, 특히 혈류의 도플러 이미징에 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 저역 통과 또는 대역 저지 필터는 사전 계산된 필터 계수들의 고정 세트와 함께 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 필터 계수들은 반향 아티팩트의 속도(또는 모션을 나타내는 다른 메트릭)에 기초하여 적응적으로 계산될 수 있다. 이러한 실시예에서, 도플러 방법들(또는 모션을 추정하는 다른 공지된 초음파 방법들)은 속도를 추정하기 위해 사용될 것이고, 이러한 속도 추정으로부터, 필터 계수들은 반향을 최적으로 억제하기 위해 적응적으로 조정될 수 있다. 다른 실시예에서, 필터 계수들의 다수의 세트들은 펄스 송신/ 수신 동안 반향 소스의 속도의 선험적 지식에 기초하여 사전 계산되고 교환될 수 있다.
회귀 필터들 ― 회귀 필터들은 예를 들어 도플러 초음파 처리, 특히 컬러 도플러 및 파워 도플러에 사용될 수 있다. 컬러 도플러 및 파워 도플러의 경우, 초음파 데이터는 저차 다항식 함수에 적당할 수 있고 나머지는 혈류 계산에 사용될 수 있다. 반향 억제에 대해, 나머지는 반향 신호들에 의해 지배될 것이고 폐기될 수 있으며, 피트(fit)는 조직 신호에 의해 지배될 것이다.
평균화 필터들 ― 평균화 필터들은 다수의 펄스들로부터 신호들을 평균화한다. 이러한 필터들은 FIR 필터들의 개념적 변형이다. 평균화는 가중되거나 가중될 수 없었다. 일부 실시예들에서, 각각의 펄스는 가장 강한 신호들이 반향이라는 동작 가정 하에 그것의 진폭에 반비례하여 가중될 수 있었다.
백분위 필터들 ― 백분위 필터들은 진폭에 의해 신호들을 분류하고 어떤 임계값에서, 위에서, 또는 아래에서 신호들을 유지한다. 일 실시예에서, 최소값 필터가 사용되는 것에 의해 픽셀마다 최소 진폭을 갖는 펄스만이 유지된다.
본 명세서에 설명된 시스템(100) 및 다른 시스템들/방법들은 상술된 필터들, 또는 다른 적절한 필터들 중 하나 이상을 이용할 수 있다는 점이 이해될 것이다.
도 2a는 본 기술의 실시예들에 따른 제 1 위치에서 초음파 이미지를 취득하는 이미징 변환기의 개략적 예시이다. 도 2b는 본 기술의 실시예들에 따른 도 2a의 초음파 취득으로부터 반향 아티팩트의 초음파 이미지의 부분 개략적 예시이다. 도 2a 및 도 2b를 함께 참조하면, 이미징 변환기(150)는 하우징(140)에서 적어도 부분적으로 깊이(z1)에 위치된다. 이미징 변환기(150)는 초음파 웨이브를 경로(L1)를 따라 변환기 유체(120) 및 환자 인터페이스 캡(130)을 통해 환자 조직(200)에 송신한다. 조직(200)은 초음파 이미지 에코 또는 용적을 생성하는 조직(200) 내의 특성인 조직 특징(202)을 포함한다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 초음파 이미지(204)는 개업의와 같은 사용자에게 디스플레이되도록 구성된다. 초음파 이미지(204)는 d1로 표현된 등가 깊이로 나타낸 반향 신호 경로 길이(L3 + L4 + L5 + L6)를 갖는 반향된 음향 파형의 결과인 아티팩트(206)을 포함한다.
도 2c 및 도 2d는 유사한 배열을 예시한다. 도 2c는 예를 들어 본 기술의 실시예들에 따른 제 2 위치에서 초음파 이미지를 취득하는 이미징 변환기의 개략적 예시이다. 그러나, 이러한 배열에서, 이미징 변환기(150)는 깊이(z2)에 위치된다. 도 2d는 본 기술의 실시예들에 따른 도 2c의 초음파 취득으로부터 반향 아티팩트의 초음파 이미지의 부분 개략적 예시이다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 초음파 이미지(204)는 d2로 표현된 등가 깊이로 나타낸 경로 길이(L3 + L4 + L5 + L6)를 갖는 반향된 음향 파형의 결과인 아티팩트(206)을 포함한다.
반향 아티팩트(206)은 2개 이상의 음향 파형의 반사들이 변환기 유체 용적(120) 내에서 발생할 때 발생하고, 반사된 음향 파형의 모두 또는 부분은 이미징 변환기(150)에 의해 수신된다. 반향 아티팩트 조건들은 세라믹 변환기 요소들 및 조직 인터페이스 사이의 재료 내에서 종래의 이미징 변환기들에 발생하지만, 에너지는 일반적으로 관심 이미징 깊이 이전에 충분한 레벨로 약화된다. 이미징 변환기(150)는 조직으로부터 반사된 파형과 동시에 반향된 파형을 수신한다. 이러한 2개의 수신된 파형들은 반향 아티팩트(206)이 변환기로부터 반 반향 경로 길이((L2 + L3 + L4 + L5)/2)에 해당하는 거리에 나타나도록 초음파 시스템에 의해 처리되고 초음파 이미지(204) 상에 디스플레이된다. 도시된 반향 경로(L2 + L3 + L4 + L5)는 단순한 2개의 표면 반사의 것이지만, 음향 파형은 이미징 변환기(150)에 의해 수신되기 전에 변환기 유체(120) 내의 많은 표면들로부터 반사될 수 있다. 이미지 데이터가 수신되고 초음파 이미지로 처리될 때, 이미징 변환기(150)의 표면은 반향 경로 길이(d1 또는 d2)와 동일한 이미징 변환기(150)로부터의 거리에서 반향 아티팩트(206)로 나타난다.
도 1을 참조하여 상술된 시스템(100)은 이미징 변환기(150) 또는 반사 표면(HIFU 변환기(112)와 같은) 중 어느 하나가 반향 경로 길이(L2 + L3 + L4 + L5)에서 변화를 야기하도록 시프트될 때 반향 경로 길이에서의 시프트를 강화할 수 있다. 예를 들어, 이미징 변환기(150)가 위치(z1)에서 위치(z2)로 시프트될 때, 결과 반향 아티팩트(206)은 각각의 깊이들(d1 및 d2)에 나타난다. 도 2E는 예를 들어 반향 아티팩트이 필터링된 후 도 2b 및 도 2d의 초음파 이미지들로부터 합성된 초음파 이미지의 부분 개략적 예시이다. 도 2e에 도시된 바와 같이, z1 및 z2에서 각각 캡처된 2개의 데이터 세트들을 결합함으로써, 반향 아티팩트(206)이 존재하지 않는 제 3 데이터 세트가 생성될 수 있다. 본 명세서에 기술된 기술은 2개의 데이터 세트들을 처리하는 것으로 언급될 수 있지만, 각각의 알고리즘들은 또한 2개보다 많은 데이터 세트들에 적용될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 변환기 위치들 및 각각의 데이터 세트들의 수는 4 내지 8의 범위에 있을 수 있다. 추가 실시예들에서, 반향 경로 길이는 화합물 이미징 기술을 사용할 때 시프트할 수 있으며, 음향 파형은 세라믹 변환기 어레이의 세라믹 요소들의 상이한 세트들로부터 상이한 조향 각도로 전송된다.
본 명세서에 설명된 일부 기술들에 대해, 반향 아티팩트(206)은 아티팩트(206)이 깊이(d1)에서 아티팩트(206)과 오버랩되지 않는 깊이(d2)에 존재하는 것이 바람직하지만, 아티팩트(206)의 "속도"를 강화하는 것과 같은 다른 기술들은 분리(d2 - d1)의 정도를 요구하지 않는다. 이러한 경우들에서, 수신된 에너지의 위치의 변화는 에너지들이 시간 및 공간에 중첩하는 상태에서 작을 수 있지만, 속도는 여전히 강화될 수 있다. 이후 현재 알려진 신호 처리 기술들 및 알고리즘들은 후속 또는 일련의 데이터 세트들 사이의 "이동" 에너지를 필터링하기 위해 적용될 수 있다.
기술된 알고리즘들이 다수의 위치들 또는 전송 각도들에서 데이터를 캡처하고 단일 이미지에 대한 다수의 데이터 세트들을 처리하는 일련의 프로세스를 표시하고 있지만, 추가 실시예들에서 데이터는 디스플레이된 이미지들의 번호가 획득된 데이터 세트들(예를 들어 슬라이딩 윈도우 및 병렬 처리를 사용함)의 번호와 동일한 방식으로 처리될 수 있다는 점이 또한 주목되어야 한다.
다양한 방법들이 초음파 데이터를 획득하고 데이터를 필터링하여 비-고정 반향 아티팩트들을 약화시키기 위해 이용될 수 있다. 도 3에서 블록도로서 예시된 제 1 방법(300)에서, 고정 또는 가변 시간 구간에 의해 분리되는 반복된 초음파 펄스들의 시퀀스가 획득되고, 이동 HIFU 변환기와 같은 비-고정 반향 아티팩트에 기인하는 신호의 부분을 약화시키는 이미지 형성 전에 필터링된 펄스들의 앙상블을 정의한다. 블록(302)에서, 방법(300)은 시간(t(1))에서 이미징 변환기를 위치시키고, 카운터(k)를 2와 동일하게 설정하는 단계를 포함한다. 블록(304)에서, 초음파 이미지는 시간 t(1)에서 획득된다. 블록(306)에서, 방법(300)은 시간(t(k))까지 대기하는 단계를 포함한다. 후속의 초음파 이미지(k)는 블록(308)에서 획득된다. 이러한 프로세스는 프로세스가 최종 시간(t(K))에 도달시까지 반복된 초음파 이미지들을 가지고 블록들(310 및 (312)에서 반복된다. 상기 언급된 바와 같이, 초음파 펄스들간의 시간들은 고정, 가변, 또는 랜덤일 수 있다.
블록(316)에서, 카운터(n)는 이미지 데이터 내의 제 1 픽셀을 가리키도록 설정된다. 블록(318)에서 픽셀 데이터 벡터는 이미지(1)에서 이미지(K)로 픽셀(n)에서 생성된다. 필터(도 1을 참조하여 상기 언급된 임의의 필터들과 같은)는 블록(320)에서 벡터에 걸쳐 적용된다. 필터는 조직 또는 체액들보다 더 빨리 움직이는 반향 아티팩트들과 같은 미리 결정된 범위 밖에 있는 속도로 움직이는 초음파 이미지로부터 아티팩트들을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 추가 실시예들에서, 필터는 이동 조직들 및 유체들이 반향 아티팩트들과 함께 필터링되도록 설정될 수 있으며; 예를 들어, 그러한 필터는 이미지의 기능이 정지 조직 경계들을 전달하는 것이면 유용할 수 있다. 특정 실시예들에서, 필터는 회귀 필터, FIR 필터, 또는 IIR 필터와 같은 저역 통과 필터이다. 대안적으로, 대역 저지 필터는 명확한 속도가 선험적으로 공지되어 있다면 반향 아티팩트를 더 선택적으로 필터링하기 위해 사용될 수 있다.
블록(322)에서, 필터링의 결과는 이미지 (1)의 픽셀(n)에 저장된다. 이 필터링 프로세스는 이미지 파일의 끝단이 도달될 때까지 블록들(324 및 326)에서 반복된다. 일부 실시예들에서, 펄스들 사이의 시간 구간, 앙상블 길이, 및/또는 필터 순서 및 계수들은 수동으로 또는 적응적으로 가변될 수 있다. 이미지가 필터링된 후, 이미지(1)는 블록(328)에 디스플레이된다. 다른 실시예들에서 방법(300)은 부가 단계들을 포함할 수 있고/있거나 하나 이상의 이전 단계들이 제거될 수 있다는 점이 이해될 것이다.
도 4a는 본 기술의 실시예들에 따른 필터링 전의 초음파 이미지의 예시이다. 도 4b는 본 기술의 실시예들에 따른 도 4a의 초음파 이미지의 취득 동안의 초음파 신호의 속도 분포의 예시이다. 도 4c는 도 3을 참조하여 상술된 방법에 따른 도 4b의 속도 분포에 기초하여 이미지를 필터링한 후의 도 4a의 초음파 이미지의 예시이다. 특정 실시예에서, 16 펄스들의 앙상블을 갖는 회귀 필터가 사용될 수 있다. 결과적으로, 필터링된 초음파 이미지는 고속 반향 아티팩트들의 상당한 감소를 나타내며, 목표 조직의 더 선명한 이미지를 제공한다.
도 3을 참조하여 기술된 방법(300)의 유효성은 조직의 속도 및 반향의 명확한 속도의 차이점들에 의존한다. 도 5는 조직 및 반향의 속도들에서 차이점들을 생성하거나 강화하기 위해 이미징 변환기를 병진시키는 단계를 포함하는 방법(500)을 예시하는 블록도이다. 이미징 변환기가 병진됨에 따라, 조직의 명확한 위치는 동일한 양으로 전송될 것이고 더 빠른 이동 반향의 명확한 위치는 더 큰 양으로 전송될 것이다. 이 방법(500)을 사용함으로써, 이후 정지된 및 비-고정 아티팩트들 둘 다는 약화 또는 제거를 위해 보다 빠르게 식별될 수 있다.
블록(502)에서, 예를 들어 방법(500)은 위치(z(1))에 이미징 변환기를 위치시키고, 카운터(k)를 2와 동일하게 설정하는 단계를 포함한다. 블록(504)에서, 초음파 이미지는 위치(z(1))에서 획득된다. 블록(506)에서, 방법(500)은 위치(z(k))로 이미징 변환기를 이동하는 단계를 포함한다. 후속 초음파 이미지(k)는 위치(z(k))의 블록(508)에서 획득된다. 이러한 프로세스는 프로세스가 최종 위치(z(K))에 도달할 때까지 반복 초음파 이미지들을 갖고 블록들(510 및 512)에서 반복된다. 일부 실시예들에서, 이미징 변환기의 위치는 컴퓨터 제어 하에 있는 반면에, 다른 실시예들에서 이미징 변환기는 수동 제어 하에 위치될 수 있다.
블록(514)에서, 이미지들(1 및 k)은 정렬되고, 카운터(n)는 블록(516)에서 이미지 데이터에 있는 제 1 픽셀을 가리키도록 설정된다. 픽셀 데이터 벡터는 이미지(1) 내지 이미지(K)로부터의 픽셀에서 블록(518)에서 생성된다. 필터(도 1을 참조하여 상기 언급된 임의의 필터들과 같은)는 블록(520)에서 벡터에 걸처 적용된다. 필터는 2개 이상의 이미지 프레임들에서 2개 이상의 개별 분리 위치들에 떨어진 초음파 이미지로부터 아티팩트들을 제거하는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 필터는 조직 또는 체액들보다 더 빨리 움직이는 반향 아티팩트들과 같은 미리 결정된 범위 밖에 있는 속도로 움직이는 초음파 이미지로부터 아티팩트들을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 반향의 속도는 이미징 변환기가 다수의 위치들에서 데이터를 얻었기 때문에 과장될 수 있다(그리고 필터링되기 더 용이함). 필터링의 결과는 블록(522)에서 이미지(1)의 픽셀(n)에 저장된다. 이런 필터링 프로세스는 이미지 파일의 단부가 블록(528)에 도달될 때까지 블록들(524 및 526)에서 반복된다. 블록(528)에서, 필터링된 이미지가 디스플레이된다.
도 6은 비-고정 반향 아티팩트들을 제거하기 위해 초음파 데이터를 획득하고 필터링하는 다른 방법(600)을 예시하는 블록도이다. 방법(600)은 반향 객체들의 정확한 위치가 음향 전파의 방향에 의존될 있다는 것을 고려한다. 방법(600)은 상이한 방향들로 전송되는 펄스들의 시퀀스를 사용한다. 이후 펄스들은 모든 이미징 방향들에 공통적이지 않은 특징들을 억제하기 위해 필터링된다. 목표 조직 및/또는 HIFU 시스템의 부분들이 이동에 의해 초래되는 아티팩트들을 감소시키기 위해, 순차 펄스들은 초점의 특정 영역에 대해 수행될 수 있다.
블록(602)에서, 예를 들어 방법(600)은 각도 세타(1)에서 초음파 파형을 전송하기 위해 빔 형성기를 프로그램하는 단계를 포함한다. 파형은 블록(604)에서 전송되고 카운터(k)는 2로 설정되며; 초음파 이미지(1)는 블록(606)에서 획득된다. 반복적으로, 블록들(608-616)에서, 후속 초음파 이미지들은 최종 전송 각도 세타(K)가 획득되기 전까지 반복적으로 획득된다.
블록(618)에서, 이미지들(1 및 k)은 정렬되고, 블록(620)에서, 카운터(n)는 이미지 데이터의 제 1 픽셀을 가리키도록 설정된다. 블록(622)에서 픽셀 데이터 벡터는 이미지(10 내지 이미지(K)로부터의 픽셀에서 생성된다. 필터(최소 필터, 가중 평균 필터, 또는 다른 필터와 같은)은 블록(624)에서 벡터에 걸쳐 적용된다. 이러한 다수의 조향 각도들의 공간적 배합은 반향 객체들을 약화시키는 것에 더하여 작은 스페클(speckle)을 저감시키기 위해 사용될 수 있다. 다양한 조향 펄스들에 대한 반향 객체 반사들은 조직의 그것들보다 더 높은 변화를 가질 수 있다. 이러한 변화는 반향 개체들을 분할하는데 사용될 수 있다. 필터링의 결과는 블록(626)에서 이미지(1)의 픽셀(n)에 저장된다. 이 필터링 프로세스는 이미지 파일의 단부가 도달될 때까지 블록들(628 및 630)에서 반복된다. 필터링된 이미지는 블록(632)에서 디스플레이된다.
도 7은 비-고정 반향 아티팩트들을 제거하기 위해 초음파 데이터를 획득하고 필터링하는 또 다른 방법(700)을 예시하는 블록도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 부가적인 필터링이 반향을 더 억제하기 위해 이미지들의 시퀀스들 상에 적용될 수 있다. 단일 이미지 내에서, 반향이 억제될 수 있는 정도는 반향 아티팩트를 생성하는 구조의 속도에 따라 가변될 것이다. 억제의 정도가 이미지에서 이미지로 상당히 가변되면, 이미지들의 시퀀스들은 추가 반향 억제를 위해 함께 필터링되거나 "스티치(stitch)"될 수 있다. 가능한 필터들은 이미지들 사이에 적용되는 평균값, 중간값, 및 최소값 필터들을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
블록(702)에서, 예를 들어 방법(700)은 위치(z(1))에 이미징 변환기를 위치시키고, 카운터(k)를 2와 동일하게 설정하는 단계를 포함한다. 블록(704)에서, 초음파 이미지는 위치(z(1))에서 획득된다. 블록(706)에서, 방법(700)은 위치(z(k))로 이미지 변환기를 이동하는 단계를 포함한다. 블록(708)에서, 후속 초음파 이미지(k)는 위치(z(k))에서 획득된다. 이러한 프로세스는 변환기가 최종 위치(z(K))에 도달할 때까지 반복 초음파 이미지들을 갖고 블록들(710) 및 (712)에서 반복된다. 일부 실시예들에서, 이미징 변환기의 위치는 컴퓨터 제어 하에 있는 반면에, 다른 실시예들에서 이미징 변환기는 수동 제어 하에 위치된다.
블록(714)에서, 이미지들(1 및 k)은 정렬되고, 카운터(n)는 블록(716)에서 이미지 데이터에 있는 제 1 픽셀을 가리키도록 설정된다. 픽셀 데이터 벡터는 이미지(1) 내지 이미지(K)로부터의 픽셀(n)에서 블록(718)에서 생성된다. 블록(720)에서, 픽셀 명도의 변화는 이미지들에 걸쳐 비교되고, 필터릴 기술이 적용된다. 일부 실시예들에서, 블록들(722) 및 (724)에 도시된 바와 같이, 변화가 미리 설정된 임계치보다 더 크다면 이후 최저(예를 들어, 가장 어두운)의 픽셀 값이 이미지 상에 저장된다. 변화가 임계값 이내에 있으면, 픽셀 데이터의 평균이 블록(726)에서 이미지 상에 저장된다. 이러한 프로세스는 이미지 파일의 모든 픽셀들에 대해 블록들(728) 및 (730)에서 반복된다. 하나의 대안적인 실시예에서, [p(1,n), p(2,n), p(K,n)]의 최소 값만이 이미지(1)의 픽셀(n)에 저장된다. 또 다른 실시예에서, [p(1,n), p(2,n), ..., p(K,n)]의 평균 값만이 이미지(1)의 픽셀(n)에 저장된다. 또 다른 실시예에서, 반향 경로 길이는 HIFU 변환기(100)를 이동시킴으로써 가변된다. 필터링된 이미지는 블록(732)에서 디스플레이된다.
예들
이하의 예들은 본 기술의 수개의 실시예들을 예시한다.
1. 초음파 이미지를 획득하는 방법으로서,
어플리케이터를 통해 목표 조직의 제 1 초음파 이미지를 취하는 단계;
어플리케이터의 적어도 일부를 이동시키는 단계;
어플리케이터를 통해 목표 조직의 제 2 초음파 이미지를 취하는 단계;
제 1 초음파 이미지를 제 2 초음파 이미지와 합성하는 단계; 및
합성된 초음파 이미지에서 반향 아티팩트를 제거하는 단계를 포함하는 방법.
2. 예 1에 있어서, 어플리케이터의 적어도 일부를 이동시키는 단계는 어플리케이터의 반사 표면을 이동시키는 단계를 포함하는 방법.
3. 예 1에 있어서, 어플리케이터의 적어도 일부를 이동시키는 단계는 이미징 변환기를 이동시키는 단계를 포함하는 방법.
4. 예 1에 있어서, 어플리케이터의 적어도 일부를 이동시키는 단계는 고강도 초점 초음파 변환기를 이동시키는 단계를 포함하는 방법.
5. 예 1에 있어서, 어플리케이터의 적어도 일부를 이동시키는 단계는 어플리케이터의 일부의 각도를 조정하는 단계 또는 어플리케이터를 병진시키는 단계 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
6. 예 1에 있어서, 반향 아티팩트를 제거하는 단계는 저역 통과 필터를 제 1 초음파 이미지 및 제 2 초음파 이미지에 이용하는 단계를 포함하는 방법.
7. 예 1에 있어서, 반향 아티팩트를 제거하는 단계는 회귀 필터, 유한 임펄스 응답 필터, 무한 임펄스 응답 필터, 또는 대역 저지 필터 중 적어도 하나를 이용하는 단계를 포함하는 방법.
8. 예 1에 있어서, 반향 아티팩트를 제거하는 단계는 평균값, 중간값, 또는 최소값 필터 중 적어도 하나를 사용하는 단계를 포함하는 방법.
9. 초음파 이미징에서 비-고정 반향 아티팩트를 억제하는 방법으로서,
이미징 변환기에 의해, 복수의 초음파 펄스들을 조직의 용적에 송신하는 단계로서, 복수의 초음파 펄스들의 송신들은 시간 구간에 의해 분리되는 단계;
복수의 초음파 펄스들 각각을 송신하는 것에 대응하여, 조직의 용적으로부터 반사된 신호를 수신하는 단계로서, 반사된 신호는 조직의 용적으로에서 비롯되지 않는 반향 신호들을 포함하는 단계;
반향 신호들에 기인하는 반사된 신호의 부분들을 약화시키기 위해 반사된 신호를 필터링하는 단계; 및
필터링된 신호들에 기초하여 조직의 용적의 초음파 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
10. 예 9에 있어서, 복수의 초음파 펄스들을 송신하는 단계는 고정 또는 가변 시간 구간에 의해 분리되는 펄스들을 송신하는 단계를 포함하는 방법.
11. 예 9에 있어서, 반사된 신호들을 필터링하는 단계는 저역 통과 필터를 사용하여 신호들을 필터링하는 단계를 포함하고, 저역 통과 필터는 회귀 필터, 유한 임펄스 응답 필터, 무한 임펄스 응답 필터, 및 대역 저지 필터 중 적어도 하나인 방법.
12. 예 9에 있어서, 복수의 초음파 펄스들의 송신들 사이의 이미지 변환기를 고정량으로 병진시키는 단계를 더 포함하는 방법.
13. 예 9에 있어서,
이미징 변환기에 의해, 제 2 복수의 초음파 펄스들을 조직의 용적에 송신하는 단계;
제 2 복수의 초음파 펄스들 각각을 송신하는 것에 대응하여, 조직의 용적으로부터 제 2 반사된 신호를 수신하는 단계로서, 제 2 반사된 신호는 조직의 용적에서 비롯되지 않는 반향 신호들을 포함하는 단계;
반향 신호들에 기인하는 제 2 반사된 신호의 일부를 약화시키기 위해 제 2 반사된 신호를 필터링하는 단계;
제 2 필터링된 신호들에 기초하여 조직의 용적의 제 2 초음파 이미지를 생성하는 단계; 및
반향 신호들에 기인하는 이미지들의 일부들을 더 약화시키기 위해 제 1 및 제 2 초음파 이미지들을 비교하는 단계를 더 포함하는 방법.
14. 예 13에 있어서, 제 1 및 제 2 초음파 이미지들을 비교하는 단계는 평균값, 중간값, 및 최소값 필터 중 적어도 하나를 사용하여 이미지들을 필터링하는 단계를 포함하는 방법.
15. 초음파 이미지에서 비-고정 아티팩트를 약화시키는 방법으로서,
제 1 신호를 제 1 신호 경로 상에 인가함으로써 아티팩트를 포함하는 초음파 이미지 데이터의 제 1 세트를 캡처하는 단계;
제 2 신호를 제 2 신호 경로 상에 인가함으로써 초음파 이미지 데이터의 제 2 세트를 캡처하는 단계; 및
아티팩트를 제거하기 위해 데이터의 제 1 세트 및 데이터의 제 2 세트를 결합하는 단계를 포함하는 방법
16. 예 15에 있어서, 데이터의 제 1 세트 및 데이터의 제 2 세트를 결합하는 단계는 저역 통과 필터를 사용하여 데이터의 제 1 세트 및 데이터의 제 2 세트를 필터링하는 단계를 포함하는 방법.
17. 예 15에 있어서, 초음파 이미지 데이터의 제 1 세트를 캡처하는 단계는 제 1 시간 구간에서 발생하고 초음파 이미지 데이터의 제 2 세트를 캡처하는 단계는 제 1 시간 구간에서 이격된 제 2 시간 구간에서 발생하는 방법.
18. 예 15에 있어서, 제 2 신호를 제 2 신호 경로 상에 인가하는 단계는 제 1 신호 경로로부터 상이한 경로 길이 또는 경로 루트를 갖는 제 2 신호 경로 상에 제 2 신호를 인가하는 단계를 포함하는 방법.
19. 예 15에 있어서, 아티팩트를 제거하기 위해 데이터의 제 1 세트 및 데이터의 제 2 세트를 결합하는 단계는 평균값, 중간값, 또는 최소값 필터 중 적어도 하나를 데이터의 제 1 세트 및 데이터의 제 2 세트에 적용하는 단계를 포함하는 방법.
20. 예 19에 있어서, 데이터의 제 1 세트와 데이터의 제 2 세트 사이의 분산에 적어도 부분적으로 기초하여 평균값, 중간값, 또는 최소값 필터 중 적어도 하나를 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.
21. 물리적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 컴퓨팅 시스템에 의해 실행될 때, 컴퓨터 시스템이,
이미징 변환기에게 제 1 신호를 제 1 신호 경로 상에 인가하라고 명령하는 단계;
제 1 신호에 기초하여 아티팩트를 포함하는 초음파 이미지 데이터의 제 1 세트를 수신하는 단계;
이미징 변환기에게 제 2 신호를 제 2 신호 경로 상에 인가하라고 명령하는 단계;
제 2 신호에 기초하여 초음파 이미지 데이터의 제 2 세트를 수신하는 단계; 및
아티팩트를 제거하기 위해 데이터의 제 1 세트 및 데이터의 제 2 세트를 결합하는 단계를 포함하는 동작들을 수행하게 하는 컴퓨터 실행가능 명령들을 저장한 물리적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
22. 예 21에 있어서, 동작들은 평균값, 중간값, 또는 최소값 필터 중 적어도 하나를 사용하여 초음파 이미지 데이터의 제 1 세트 및 초음파 이미지 데이터의 제 2 세트를 필터링하는 단계를 더 포함하는 물리적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
23. 예 21에 있어서, 동작들은 저역 통과 필터를 사용하여 데이터의 제 1 세트 및 데이터의 제 2 세트를 필터링하는 단계를 더 포함하는 물리적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
24. 예 21에 있어서, 이미징 변환기에게 제 2 신호를 제 2 신호 경로 상에 인가하라고 명령하는 단계는 이미징 변환기에게 제 1 신호 경로로부터 상이한 경로 길이 또는 경로 루트를 갖는 제 2 신호 경로 상에 제 2 신호를 인가하라고 명령하는 단계를 포함하는 물리적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
25. 예 21에 있어서, 동작들은 제 1 신호를 인가하는 단계와 제 2 신호를 인가하는 단계 사이에 이미징 변환기를 고정량으로 병진시키는 단계를 더 포함하는 물리적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
26. 초음파 이미징 시스템으로서,
초음파 펄스들을 조직의 용적에 전달하도록 구성된 이미징 변환기;
조직의 용적으로부터 반사된 신호를 수신하도록 구성된 수신기로서, 반사된 신호는 조직의 용적에서 비롯되지 않는 반향 신호들을 포함하는 수신기; 및
반향 신호들에 기인하는 반사된 신호의 일부들을 약화시키기 위해 반사된 신호를 필터링하고 필터링된 신호에 기초하여 조직의 용적의 초음파 이미지를 생성하도록 프로그램된 컨트롤러를 포함하는 초음파 이미징 시스템.
27. 예 26에 있어서, 이미징 변환기는 고정 또는 가변 시간 구간에 의해 분리되는 초음파 펄스들을 전달하도록 구성된 초음파 이미징 시스템.
28. 예 26에 있어서, 반사된 신호를 필터링하도록 프로그램된 컨트롤러는 저역 통과 필터를 사용하여 반사된 신호를 필터링하도록 프로그램된 컨트롤러를 포함하고, 저역 통과 필터는 회귀 필터, 유한 임펄스 응답 필터, 무한 임펄스 응답 필터, 및 대역 저지 필터 중 적어도 하나를 포함하는 초음파 이미징 시스템.
29. 예 26에 있어서, 이미징 변환기를 이동시키는 것에 의해 반사된 신호의 길이를 수정하도록 구성된 이동 메커니즘을 더 포함하는 초음파 이미징 시스템.
30. 예 26에 있어서, 반사된 신호를 필터링하도록 프로그램된 컨트롤러는 평균값, 중간값, 또는 최소값 필터 중 적어도 하나를 사용하여 반사된 신호를 필터링하도록 프로그램된 컨트롤러를 포함하는 초음파 이미징 시스템.
상술한 것으로부터 본 기술의 특정 실시예들은 본 명세서에서 예시의 목적들을 위해 설명되었지만, 다양한 수정들은 본 기술의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 시스템들 및 방법들은 비-고정 반향 아티팩트들과 다른 아티팩트들을 필터링하기 위해 사용될 수 있다. 더 구체적으로, 정지 아티팩트들을 제거하는 수단으로서, 비-고정 반향 아티팩트 기술들은 환자 조직 인터페이스에 대해 이미징 변환기 거리를 변화시킴으로써, 정지 아티팩트들만을 다르게 갖는 디바이스에 사용될 수도 있다. 게다가, 특정 실시예들의 맥락에 설명된 새로운 기술의 어떤 측면들은 다른 실시예들에서 결합되거나 제거될 수 있다. 더욱이, 본 기술의 어떤 실시예들과 연관된 장점들이 그러한 실시예들의 맥락에 설명되었지만, 다른 실시예들은 그러한 장점들을 나타낼 수도 있고, 모든 실시예들은 반드시 본 기술의 범위 내에 있는 그러한 장점들을 나타내는 것은 아니다. 따라서, 본 개시 및 연관된 기술은 본 명세서에 분명히 도시되거나 설명되지 않은 다른 실시예들을 망라할 수 있다. 따라서, 본 개시는 첨부된 청구항들에 의한 것 외에 제한되지 않는다.

Claims (30)

  1. 초음파 이미지를 획득하는 방법으로서,
    어플리케이터(applicator)를 통해 목표 조직의 제 1 초음파 이미지를 취하는 단계;
    상기 어플리케이터의 적어도 일부를 이동시키는 단계;
    상기 어플리케이터를 통해 상기 목표 조직의 제 2 초음파 이미지를 취하는 단계;
    상기 제 1 초음파 이미지를 상기 제 2 초음파 이미지와 합성하는 단계; 및
    상기 합성된 초음파 이미지에서 반향 아티팩트(artifact)을 제거하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 어플리케이터의 적어도 일부를 이동시키는 단계는 상기 어플리케이터의 반사 표면을 이동시키는 단계를 포함하는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 어플리케이터의 적어도 일부를 이동시키는 단계는 이미징 변환기(transducer)를 이동시키는 단계를 포함하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 어플리케이터의 적어도 일부를 이동시키는 단계는 고강도 초점 초음파 변환기를 이동시키는 단계를 포함하는 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 어플리케이터의 적어도 일부를 이동시키는 단계는 상기 어플리케이터의 상기 일부의 각도를 조정하는 단계 또는 상기 어플리케이터를 병진(translate)시키는 단계 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 반향 아티팩트를 제거하는 단계는 저역 통과 필터를 상기 제 1 초음파 이미지 및 제 2 초음파 이미지에 이용하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 반향 아티팩트를 제거하는 단계는 회귀 필터, 유한 임펄스 응답 필터, 무한 임펄스 응답 필터, 또는 대역 저지 필터 중 적어도 하나를 이용하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 반향 아티팩트를 제거하는 단계는 평균값, 중간값, 또는 최소값 필터 중 적어도 하나를 사용하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 초음파 이미징에서 비-고정 반향 아티팩트를 억제하는 방법으로서,
    이미징 변환기에 의해, 복수의 초음파 펄스들을 조직의 용적에 송신하는 단계로서, 상기 복수의 초음파 펄스들의 송신들은 시간 구간(time interval)에 의해 분리되는, 단계;
    상기 복수의 초음파 펄스들 각각을 송신하는 것에 대응하여, 상기 조직의 용적으로부터 반사된 신호를 수신하는 단계로서, 상기 반사된 신호는 상기 조직의 용적에서 비롯되지 않는 반향 신호들을 포함하는, 단계;
    상기 반향 신호들에 기인하는 반사된 신호의 부분들을 약화시키기 위해 상기 반사된 신호를 필터링하는 단계; 및
    상기 필터링된 신호들에 기초하여 상기 조직의 용적의 초음파 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    복수의 초음파 펄스들을 송신하는 단계는 고정 또는 가변 시간 구간에 의해 분리되는 펄스들을 송신하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 반사된 신호들을 필터링하는 단계는 저역 통과 필터를 사용하여 상기 신호들을 필터링하는 단계를 포함하고, 상기 저역 통과 필터는 회귀 필터, 유한 임펄스 응답 필터, 무한 임펄스 응답 필터, 및 대역 저지 필터 중 적어도 하나인 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 복수의 초음파 펄스들의 송신들 사이에 상기 이미지 변환기를 고정량으로 병진시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 이미징 변환기에 의해, 제 2 복수의 초음파 펄스들을 상기 조직의 용적에 송신하는 단계;
    상기 제 2 복수의 초음파 펄스들 각각을 송신하는 것에 대응하여, 상기 조직의 용적으로부터 제 2 반사된 신호를 수신하는 단계로서, 상기 제 2 반사된 신호는 상기 조직의 용적에서 비롯되지 않는 반향 신호들을 포함하는, 단계;
    상기 반향 신호들에 기인하는 상기 제 2 반사된 신호의 부분들을 약화시키기 위해 상기 제 2 반사된 신호를 필터링하는 단계;
    상기 제 2 필터링된 신호들에 기초하여 상기 조직 용적의 제 2 초음파 이미지를 생성하는 단계; 및
    상기 반향 신호들에 기인하는 상기 이미지들의 부분들을 더 약화시키기 위해 상기 제 1 및 제 2 초음파 이미지들을 비교하는 단계를 더 포함하는 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 초음파 이미지들을 비교하는 단계는 평균값, 중간값 및 최소값 필터 중 적어도 하나를 사용하여 상기 이미지들을 필터링하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 초음파 이미지에서 비-고정 아티팩트를 약화시키는 방법으로서,
    제 1 신호를 제 1 신호 경로 상에 인가함으로써 상기 아티팩트를 포함하는 초음파 이미지 데이터의 제 1 세트를 캡처하는 단계;
    제 2 신호를 제 2 신호 경로 상에 인가함으로써 초음파 이미지 데이터의 제 2 세트를 캡처하는 단계; 및
    상기 아티팩트를 제거하기 위해 상기 데이터의 제 1 세트 및 데이터의 제 2 세트를 결합하는 단계를 포함하는 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 데이터의 제 1 세트 및 데이터의 제 2 세트를 결합하는 단계는 저역 통과 필터를 사용하여 상기 데이터의 제 1 세트 및 데이터의 제 2 세트를 필터링하는 단계를 포함하는 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    초음파 이미지 데이터의 제 1 세트를 캡처하는 단계는 제 1 시간 구간에서 발생하고 초음파 이미지 데이터의 제 2 세트를 캡처하는 단계는 상기 제 1 시간 구간으로부터 이격된 제 2 시간 구간에서 발생하는 방법.
  18. 청구항 15에 있어서,
    제 2 신호를 제 2 신호 경로 상에 인가하는 단계는 상기 제 1 신호 경로와 상이한 경로 길이 또는 경로 루트를 갖는 제 2 신호 경로 상에 제 2 신호를 인가하는 단계를 포함하는 방법.
  19. 청구항 15에 있어서,
    상기 아티팩트를 제거하기 위해 상기 데이터의 제 1 세트 및 데이터의 제 2 세트를 결합하는 단계는 평균값, 중간값, 또는 최소값 필터 중 적어도 하나를 상기 데이터의 제 1 세트 및 상기 데이터의 제 2 세트에 적용하는 단계를 포함하는 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 데이터의 제 1 세트와 상기 데이터의 제 2 세트 사이의 분산에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 평균값, 중간값, 또는 최소값 필터 중 적어도 하나를 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.
  21. 물리적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 컴퓨팅 시스템에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨터 시스템이,
    이미징 변환기에게 제 1 신호를 제 1 신호 경로 상에 인가하라고 명령하는 단계;
    상기 제 1 신호에 기초하여 아티팩트를 포함하는 초음파 이미지 데이터의 제 1 세트를 수신하는 단계;
    상기 이미징 변환기에게 제 2 신호를 제 2 신호 경로 상에 인가하라고 명령하는 단계;
    상기 제 2 신호에 기초하여 초음파 이미지 데이터의 제 2 세트를 수신하는 단계; 및
    상기 아티팩트를 제거하기 위해 상기 데이터의 제 1 세트 및 데이터의 제 2 세트를 결합하는 단계를 포함하는 동작들을 수행하게 하는 컴퓨터 실행가능 명령들을 저장한 물리적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 동작들은 평균값, 중간값, 또는 최소값 필터 중 적어도 하나를 사용하여 상기 초음파 이미지 데이터의 제 1 세트 및 상기 초음파 이미지 데이터의 제 2 세트를 필터링하는 단계를 더 포함하는 물리적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  23. 청구항 21에 있어서,
    상기 동작들은 저역 통과 필터를 사용하여 상기 데이터의 제 1 세트 및 데이터의 제 2 세트를 필터링하는 단계를 더 포함하는 물리적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  24. 청구항 21에 있어서,
    상기 이미징 변환기에게 상기 제 2 신호를 상기 제 2 신호 경로 상에 인가하라고 명령하는 단계는 상기 이미징 변환기에게 상기 제 1 신호 경로와 상이한 경로 길이 또는 경로 루트를 갖는 제 2 신호 경로 상에 상기 제 2 신호를 인가하라고 명령하는 단계를 포함하는 물리적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  25. 청구항 21에 있어서,
    상기 동작들은 상기 제 1 신호를 인가하는 단계와 상기 제 2 신호를 인가하는 단계 사이에 상기 이미징 변환기를 고정량으로 병진시키는 단계를 더 포함하는 물리적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  26. 초음파 이미징 시스템으로서,
    초음파 펄스들을 조직의 용적에 전달하도록 구성된 이미징 변환기;
    상기 조직의 용적으로부터 반사된 신호를 수신하도록 구성된 수신기로서, 상기 반사된 신호는 상기 조직의 용적에서 비롯되지 않는 반향 신호들을 포함하는 상기 수신기; 및
    상기 반향 신호들에 기인하는 반사된 신호의 부분들을 약화시키기 위해 상기 반사된 신호를 필터링하고, 상기 필터링된 신호에 기초하여 상기 조직의 용적의 초음파 이미지를 생성하도록 프로그램된 컨트롤러를 포함하는 초음파 이미징 시스템.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 이미징 변환기는 고정 또는 가변 시간 구간에 의해 분리되는 초음파 펄스들을 전달하도록 구성된 초음파 이미징 시스템.
  28. 청구항 26에 있어서,
    상기 반사된 신호를 필터링하도록 프로그램된 컨트롤러는 저역 통과 필터를 사용하여 상기 반사된 신호를 필터링하도록 프로그램된 컨트롤러를 포함하고, 상기 저역 통과 필터는 회귀 필터, 유한 임펄스 응답 필터, 무한 임펄스 응답 필터, 및 대역 저지 필터 중 적어도 하나를 포함하는 초음파 이미징 시스템.
  29. 청구항 26에 있어서,
    상기 이미징 변환기를 이동시키는 것에 의해 상기 반사된 신호의 길이를 수정하도록 구성된 이동 메커니즘을 더 포함하는 초음파 이미징 시스템.
  30. 청구항 26에 있어서,
    상기 반사된 신호를 필터링하도록 프로그램된 컨트롤러는 평균값, 중간값, 또는 최소값 필터 중 적어도 하나를 사용하여 상기 반사된 신호를 필터링하도록 프로그램된 컨트롤러를 포함하는 초음파 이미징 시스템.
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