ITSV20000036A1 - Sistema e metodo per il rilevamento di immagini - Google Patents

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ITSV20000036A1
ITSV20000036A1 IT2000SV000036A ITSV20000036A ITSV20000036A1 IT SV20000036 A1 ITSV20000036 A1 IT SV20000036A1 IT 2000SV000036 A IT2000SV000036 A IT 2000SV000036A IT SV20000036 A ITSV20000036 A IT SV20000036A IT SV20000036 A1 ITSV20000036 A1 IT SV20000036A1
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IT
Italy
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signals
function
combination
pulses
echo signals
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IT2000SV000036A
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Francesco Pomata
Franco Bertora
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Esaote Spa
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Description

DESCRIZIONE dell'Invenzione industriale dal titolo "Sistema e metodo per il rilevamento di immagini "
TESTO DELLA DESCRIZIONE
L'invenzione ha per oggetto un metodo per il rilevamento di immagini comprendente i seguenti passi :
1'emissione di almeno due successivi impulsi; la ricezione dei segnali di riflessione od eccitazione della materia generati dal corpo in esame in risposta ai detti due impulsi;
l'elaborazione dei segnali ricevuti in modo corrispondente alla natura e alla modalità di trasmissione degli stessi la combinazione dei detti due segnali ricevuti fra loro e la trasformazione del segnale combinato in dati immagine riferiti agli impulsi emessi nel corpo in esame.
La tecnica di rilevamento di immagini è vastamente utilizzata quale mezzo di indagine diagnostica altamente non invasivo. In sostanza questa tecnica consiste nella generazione di onde elettromagnetiche od acustiche che si propagano in una direzione e nell ' osservazione della radiazione elettromagnetica dovuta al rilassamento della materia in seguito all'eccitazione dovuta alle onde elettromagnetiche trasmesse al corpo in esame oppure degli echi generati quando l'onda acustica trasmessa è riflessa e impatta contro le interfacce fra regioni con diversa densità. Per una prestabilita direzione dell'onda acustica cosiddetta linea di vista, o per una prestabilita focalizzazione delle onde elettromagnetiche in un piano di sezione del corpo in esame, i pixel d'immagine vengono generati per quanto riguarda la loro posizione in un piano d'immagine bidimensionale od in un volume d'immagine tridimensionale e per quanto riguarda la loro luminosità grazie all'informazione contenuta negli impulsi di risposta ricevuti.
Due sono le tecniche fondamentali attualmente note ed operanti con il metodo su indicato e cioè il metodo ecografico e la risonanza magnetica nucleare.
Per quanto riguarda il metodo di rilevamento d'immagini ecografico, questo consiste nella generazione di un'onda acustica ultrasonica che si propaga in una direzione (linea di vista). I segnali di riflessione vengono ricevuti ed i pixel d'immagine vengono generati, generando un punto con una luminosità proporzionale all'ampiezza dell'eco ad una prestabilita coordinata che è definita come funzione del tempo dopo l'impulso di trasmissione dell'onda acustica trasmessa al corpo in esame nella direzione della linea di vista desiderata.
Nell'ambito del rilevamento d'immagini mediante risonanza magnetica nucleare, vengono eccitati impulsi di risposta elettromagnetici dei nuclei mediante emissione di impulsi elettromagnetici a radiofrequenza. In questo caso, in luogo di una singola linea di vista vengono selezionate per ogni impulso trasmesso al corpo in esame delle sezioni dello stesso e gli echi di rilassamento della materia indotti dagli impulsi di eccitazione vengono quindi rielaborati in funzione della sezione prescelta in fase di emissione, in modo da essere correlati univocamente a singoli punti immagine della sezione corrispondente a quella scelta in sede di eccitazione.
Ambedue le suddette tecniche di rilevamento d'immagini sono soggette tuttavia a notevoli inconvenienti che in certi casi rendono difficile la corretta interpretazione delle immagini e la corrispondenza con la situazione reale. Detti problemi consistono principalmente nel rumore termico e nella generazione di artefatti dovuti a movimenti e micromovimenti del corpo in esame, nonché, per quanto riguarda in particolare l'utilizzo dell'acquisizione ecografica in combinazione con mezzi di contrasto, nella non completa reiezione delle zone di corpo altamente riflettenti ma non irrorate da mezzo di contrasto. Queste zone non completamente reiettate generano un artefatto "Clutter" che si può' sovrapporre, eventualmente mascherandolo, al segnale del mezzo di contrasto.
Sono note diverse tecniche di elaborazione dei segnali di eco che tentano di limitare od escludere il rumore e/o gli artefatti nel cosiddetto Imaging con mezzi di contrasto, cioè nel rilevamento d'immagini ecografiche in presenza di mezzi di contrasto nel corpo in esame. Tali tecniche prevedono elaborate procedure di filtratura e/o di autocorrelazione dei segnali di eco per il riconoscimento delle componenti di segnale scorrelate (come è in effetti il rumore) e quindi per l'eliminazione o la limitazione di queste componenti. Tali procedure attualmente in uso, non solo appesantiscono la struttura della macchina che le deve implementare, ma richiedono spesso anche tempi di esecuzione relativamente elevati.
Quest'ultimo inconveniente si contrappone alle esigenze di ottenere immagini visibili in tempo più veloce possibile cioè in tempo reale e queste esigenze diventano quasi obbligatorie nel rilevamento di immàgini ecografiche in combinazione con mezzi di contrasto .
Anche nel campo del rilevamento di immagini in risonanza magnetica nucleare sono note diverse tecniche di riduzione del rumore termico e di eliminazione di artefatti che sono anch'esse notevolmente complesse e richiedono tempi lunghi di elaborazione e/o un appesantimento della struttura hardware dei sistemi di acquisizione.
L'invenzione ha pertanto lo scopo di realizzare un metodo del tipo descritto all'inizio che consenta di ovviare agli inconvenienti su esposti in modo rapido, economico e senza gravare sulla complessità costruttiva della macchina.
L'invenzione consegue gli scopi su esposti con un metodo del tipo descritto all'inizio, in cui sono previsti i seguenti passi:
la combinazione dei segnali di risposta e cioè di eco relativi ai due successivi impulsi ad ultrasuoni od elettromagnetici relativi a sequenza di eccitazione di impulsi elettromagnetici con una funzione di pesatura che, confrontando corrispondenti campioni dei due segnali di risposta, assume valori compresi fra un valore massimo ed un valore minimo a seconda della misura di correlazione reciproca fra i detti, campioni corrispondenti dei due segnali risposta
La combinazione della funzione di peso così ottenuta con la combinazione dei due segnali di risposta e la trasformazione del segnale risultante in dati immagine, cioè punti immagine (pixel, voxel).
Secondo una ulteriore caratteristica, la funzione di peso ha due valori prestabiliti massimo e minimo che assume quando le corrispondenti componenti dei due successivi segnali di risposta sono rispettivamente in fase e di fase opposta, mentre in presenza di componenti di segnale parzialmente scorrelate fra loro la funzione assume valori intermedi.
E' possibile utilizzare una funzione di pesatura della correlazione che abbia un andamento continuo oppure una funzione che presenti valori discreti.
Vantaggiosamente il metodo secondo l'invenzione prevede che i segnali di risposta vengano campionati prima dell'elaborazione.
Inoltre il metodo secondo l'invenzione può prevedere che gli almeno due successivi segnali di risposta relativi ai due successivi identici impulsi vengano assoggettati a filtratura prima della combinazione fra loro e/o con la funzione di peso e/o dopo la combinazione fra loro e/o con la funzione di peso.
Una funzione di determinazione della correlazione vantaggiosa per l'attuazione del metodo è costituita dalla funzione EXNOR applicata ai segni dei campioni dei due successivi segnali di risposta.
La combinazione dei due segnali di risposta relativi ai due successivi identici impulsi ultrasonici od elettromagnetici trasmessi al corpo in esame può essere una funzione gualsivoglia, ad esempio una funzione di sottrazione od addizione dei segnali oppure una funzione di moltiplicazione o divisione.
La funzione di peso può venire ulteriormente mediata ad esempio mediante integrazione o filtraggio passa-basso .
Il metodo secondo l'invenzione può essere attuato anche con funzioni diverse dalla funzione EXNOR del segno e che forniscono valori compresi fra un valore minimo ed un valore massimo a seconda del verificarsi di prestabilite condizioni di confronto fra gli almeno due segnali di risposta dei due successivi identici impulsi trasmessi al corpo in esame.
Secondo una ulteriore variante che è particolarmente rilevante nel rilevamento ecografico ma che può essere applicata anche al rilevamento mediante risonanza magnetica, è possibile combinare la funzione di peso di correlazione eventualmente mediata, ovvero integrata, ovvero filtrata, con una funzione di determinazione di soglie e che attribuisce valore 0 se i segnali di risposta superano una determinata soglia ed 1 se questi sono al di sotto di una determinata soglia, o viceversa. I due valori di soglia possono, in generale, essere diversi tra i due vettori Pi e P2 rappresentanti i due segnali di risposta ricevuti e campionati. Due valori di soglia diversi forniranno un intervento della soglia piu' progressivo.
Una funzione adatta a questo scopo è la funzione logica NOR degli N bit piu' significativi del valore del segnale. Infatti il segnale e' rappresentato in una scala di K bit piu' un bit di segno. Nell'Imaging ecografico ad esempio, a causa della grande differenza di riflettivita' tra gli echi del sangue (o mezzo di contrasto) con le strutture riflettenti che generano il fenomeno del "CLUTTER" differenza che e' dell'ordine di 1:100 e' facilmente individuabile un livello di soglia. Possiamo dividere i K bit totaliin Kl+N dove K1+N=K. Se il segnale e' compreso nei primi Kl bit e' da conservare, se raggiunge il bit Kl+1 deve essere attenuato o azzerato. Nel caso di soglie diverse si considereranno gli N bit piu' significativi per il segnale PI e gli M bit piu' significativi per il segnale P2.
La determinazione delle soglie viene eseguita con rifferimento al numero (N,M) di bit piu' significativi considerati dalla funzione NOR. I due segnali PI e P2 possono essere valutati anche considerando i loro valori assoluti.
La determinazione delle soglie piu' essere eseguita anche facendo riferimento agli N bit piu' significativi di uno solo dei due vettori considerato in valore assoluto
Le tecniche di focalizzazione dei raggi ultrasonici emessi, di ricostruzione dei vettori relativi ai segnali di eco e di elaborazione/ricostruzione dell'immagine dai segnali di eco sono quelle tradizionalmente note. In questo caso, è possibile utilizzare sia tecniche di scansione e ricostruzione bidimensionale che tridimensionale. Quanto sopra vale anche per l'applicazione del metodo secondo l'invenzione alle tecniche di rilevamento d'immagine in risonanza magnetica nucleare.
L'invenzione ha per oggetto anche un sistema di rilevamento di immagini ecografiche per l'attuazione del metodo su indicato e che comprende:
almeno una trasduttore per la trasformazione di segnali elettrici in un impulso ad ultrasuoni, preferibilmente un insieme numericamente e geometricamente prestabilito di trasduttori;
almeno un trasduttore di ricezione, diverso o costituito dal trasduttore di trasmissione stesso, preferibilmente un insieme di trasduttori di ricezione numericamente e geometricamente prestabilito, che può essere diverso o costituito dall'insieme di trasduttori di trasmissione stesso;
mezzi di comando dei trasduttori di trasmissione e di ricezione per l'attivazione alternata in trasmissione ed in ricezione;
mezzi di focalizzazione dei raggi ultrasonici in una determinata direzione di propagazione, cioè lungo una prestabilita linea di vista mediante attivazione sincronizzata relativamente fra loro dei trasduttori di trasmissione, quando è previsto un insieme di trasduttori di trasmissione;
mezzi di ricostruzione della focalizzazione relativamente ai segnali di eco ricevuti, quando è previsto un insieme di trasduttori di ricezione, mediante ristabilimento della sincronizzazione relativa dei segnali ricevuti dai singoli trasduttori, con riferimento alla sincronizzazione di trasmissione;
mezzi di campionamento dei segnali di eco ricevuti;
mezzi di combinazione di due successivi segnali dì eco ricevuti fra loro;
mezzi di elaborazione dei segnali di eco ricevuti per l'eliminazione di componenti di segnale indesiderate;
mezzi di trasformazione dei segnali di eco elaborati in segnali di immagine relativi ad almeno un punto od una linea di una immagine tridimensionale o bidimensionale formata da un insieme di punti (pixel o voxel) o da un insieme di linee.
Con riferimento alla presente invenzione, nella sua forma più generalizzata, il sistema di cui sopra prevede che i mezzi di elaborazione dei segnali di eco ricevuti che consentano l'eliminazione di componenti di segnale indesiderate comprendono mezzi di pesatura dei segnali ricevuti in base alla correlazione reciproca di identici o corrispondenti campioni di due segnali di eco relativi a due impulsi di trasmissione emessi in successione fra loro ed identici od opposti in fase fra loro.
Un criterio di correlazione preferito è costituito dal confronto della condizione relativa di fase fra i campioni corrispondenti dei due segnali di eco, venendo il peso determinato fra un valore massimo ed un valore minimo a seconda della coincidenza di fase o della condizione di fase opposta. La fase (come noto dalla letteratura) può essere valutata tramite la funzione EXNOR applicata al segno di due corrispondenti campioni dei due vettori PI e P2
Il Metodo ed il sistema secondo l'invenzione consentono di eseguire una semplice compressione del rumore e di limitare, cioè comprimere il rumore. I-noltre, l'utilizzo della funzione peso consente anche, nella condizione di funzionamento con segnali in trasmissione di fase opposta di eliminare o comunque limitare la generazione degli artefatti, i cosiddetti "clutter" che si generano ad esempio nel rilevamento d'immagini mediante ecografia in seconda armonica col metodo della cosi' detta "pulse inversion". In questo caso, infatti, le diverse metodologie di elaborazione fino ad oggi utilizzate prevedono l'eliminazione nei segnali di eco ricevuti e causati da due successivi impulsi con fase opposta l'uno rispetto all'altro (metodo cosiddetto della "Pulse Inversion"). Tale eliminazione avviene sulla base della somma dei campioni dei due segnali di eco ricevuti, portando ad una reiezione solo parziale dei segnali indesiderati in presenza di movimento (Clutter). La funzione di peso in questo caso diminuisce drasticamente il clutter (i segnali a frequenza fondamentale essendo emessi con fase opposta vengono interpretati come "scorrelati",- alimentando la reiezione e nello stesso tempo diminuisce il rumore termico scorrelato fra le due acquisizioni .
Il metodo ed il sistema secondo l'invenzione quindi, non solo forniscono la possibilità economica e rapida di eliminare od almeno comprimere il rumore, ma implementano allo stesso tempo i passi basilari, od almeno alcuni passi di elaborazione basilari per alcune tecniche di rilevamento di immagini ecografiche in seconda armonica.
Dal punto di vista attuativo, il metodo secondo l'invenzione può venire implementato in una sistema di rilevamento o in una macchina ecografia oppure in un sistema di rilevamento od in una macchina in risonanza magnetica nucleare in modo economico e la sua esecuzione è rapida.
Il metodo, cioè i passi relativi al confronto dei campioni e l'interpretazione o la pesatura degli stessi possono essere facilmente implementati in un apposito hardware dedicato od in un hardware programmabile. Il tecnico del ramo è in grado sia di realizzare un circuito logico che operi secondo la funzione logica prescelta per definire la funzione peso, ad esempio la funzione EXNOR, sia di programmare opportunamente una hardware programmabile. La scelta fra queste due vie è una scelta di opportunità che dipende anche dalla struttura generale del sistema o della macchina con riferimento anche ad altre funzionalità non oggetto della presente invenzione.
E' importante notare, come il metodo secondo l'invenzione e quindi anche il sistema o la macchina per l'attuazione dello stesso possano essere previsti in combinazione con diverse tecniche di rilevamento d'immagine. In particolare ad esempio il metodo secondo l'invenzione può venire utilizzato per il rilevamento d'immagine secondo la tecnica cosiddetta di "Imaging", in cui i segnali di eco ricevuti vengono elaborati e valutati con riferimento alla componente di frequenza fondamentale. In questo caso il metodo secondo l'invenzione consente di comprimere il rumore e quindi di fornire in uscita segnali di immagine con un ottimo rapporto segnale/rumore.
Una ulteriore applicazione è nel campo del cosiddetto "harmonic imaging", sia in presenza che in assenza di mezzi di contrasto. In questa tecnica di rilevamento, i segnali di eco vengono elaborati con riferimento ad una componente armonica della frequenza fondamentale, generalmente con riferimento alla seconda armonica. E' quindi necessario generalmente eliminare la componente fondamentale dai segnali di eco ed in questo caso, il metodo secondo l'invenzione consente di eliminare in modo semplice, rapido e poco costoso l'effetto della generazione di indesiderati artefatti da movimento, cosiddetti "clutter", dovuti al fatto che in presenza di tessuti o parti di corpo in movimento si hanno sfasamenti di segnale incontrollati e che danno contributi non nulli al momento dell'elaborazione per l'eliminazione della componente a frequenza fondamentale dei segnali di eco ricevuti.
L'invenzione prevede diversi ulteriori perfezionamenti che sono oggetto delle sottorivendicazioni.
Le caratteristiche ed i vantaggi dell'invenzione risulteranno più chiaramente dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi, non limitativi con riferimento ai disegni allegati in cui:
La fig.1 illustra uno schema a blocchi della catena di elaborazione con riferimento al metodo secondo l'invenzione e che si applica genericamente a diverse tipologie di metodi di elaborazione dei segnali.
La fig. 2 è uno schema a blocchi più dettagliato della catena di elaborazione secondo l'invenzione nel caso di imaging ecografico tradizionale (cosiddetto B-Mode) e di elaborazione in seconda armonica con il metodo della Pulse Inversion.
La fig. 3 è uno schema a blocchi dettagliato della catena di elaborazione secondo l'invenzione nel caso di imaging ecografico in seconda armonica con sottrazione diretta dei segnali di eco.
La fig. 4 illustra un confronto fra il segnale di ricezione ed il segnale di peso elaborato col metodo secondo l'invenzione.
Le figg. 5a e 5b illustrano un segnale elaborato con il metodo secondo l'invenzione (fig. 5a) e la semplice media fra i due segnali (Fig. 5b).
La fig. 6 illustra un esempio di elaborazione di immagini in risonanza magnetica nucleare.
Con riferimento alla fig. 1, un sistema od una macchina per il rilevamento d'immagini ad ultrasuoni comprende una sonda 1 formata da una pluralità di trasduttori che trasformano segnali elettrici in onde acustiche ad ultrasuoni e viceversa. La sonda 1 è comandata alternativamente in trasmissione e ricezione da un circuito di attivazione alternativa della trasmissione e della ricezione indicato con 2. Un formatore di raggi cosiddetto "beamformer" o focalizzatore 3 fornisce i segnali elettrici di attivazione dei trasduttori per l'emissione del raggio ad ultrasuoni desiderato e per l'attivazione sincronizzata dei singoli trasduttori fra loro in modo da focalizzare il raggio derivante dagli stessi in una prestabilita direzione di propagazione e/o di vista (con riferimento all 'immagine rilevata). La sezione 3 (beam former) comprende anche la sezione di formazione del raggio di riflessione ricevuto applicando gli opportuni ritardi ai segnali dei vari trasduttori in modo da focalizzare il raggio derivante nella direzione voluta. La sezione 3 comprende inoltre anche mezzi di campionamento dei segnali di eco ricevuti per una successiva elaborazione digitale dei segnali di eco.
Con riferimento al metodo secondo l'invenzione, per ogni linea di vista vengono emessi due successivi impulsi i quali sono strutturalmente identici ,nel caso di imaging in frequenza fondamentale o nel caso di rilevazione del mezzo di contrasto col metodo della sottrazione o di fase opposta nel metodo della "pulse inversion" e vengono ricevuti gli echi di riflessione dei detti impulsi. I segnali corrispondenti agli echi riflessi vengono trattati come su descritto fino ad essere memorizzati sotto forma di vettori che sono denominati Pi e P2 nella fig. 1 in una corrispondente memoria dedicata 5, 5' del tipo FIFO (first in e first out).
I segnali vengono poi filtrati con un filtro passa banda 6, 6' che, a seconda della modalità di rilevamento d'immagine, B-mode per il rilevamento d'immagine alla frequenza fondamentale di trasmissione o "harmonic imaging per il rilevamento in seconda armonica oppure in una armonica di grado superiore, ha la funzione di selezionare in funzione della profondità (ad esempio sotto forma di filtro adattivo) la banda di segnale ottimale oppure, nel caso di imaging armonico, di estrarre la componente dei segnali di eco alla frequenza della seconda armonica o di un'armonica di grado superiore (ad esempio sotto forma di filtro di estrazione). In uscita dal filtro i due segnali PI e P2 vengono sottoposti ad una elaborazione che comprende due catene parallele. Le due catene parallele sono rappresentate per chiarezza di esemplificazione. In realtà' e' possibile usare una sola catena in cui transitano alternativamente i due vettori PI e P2 e memorizzarne le uscite per le elaborazioni successive. Le successive operazioni e cioè la combinazione dei due segnali e la determinazione di una funzione di pesatura (in questo caso la funzione EXNOR del segno) che può eventualmente essere sottoposto ad una operazione di media, ottenuta ad esempio mediante integrazione o filtraggio dello stesso segnale di peso. La funzione peso viene successivamente moltiplicata con il segnale di combinazione P dei due segnali combinati fra loro. Tali funzioni sono eseguite da circuiti logici 7 opportunamente realizzati e/o programmati. Il segnale di uscita viene sottoposto a compressione logaritmica in 8 e quindi trasformati in dati immagine in una unità 9 di per se nota. I dati immagine possono venire visualizzati sotto forma di pixel su un monitor 10 e/o anche memorizzati in una memoria 11.
La funzione EXNOR del segno ha la caratteristica di assumere un valore zero quando i due segni sono diversi ed il valore 1 quando i segni sono eguali. In presenza di segnali scorrelati o parzialmete sfasati la funzione assumerà' valori 0 ed 1. La media ottenuta con l'integrazione o filtraggio passa basso fara' si che la funzione risultante assuma valore 0 in corrispondenza di segnali opposti in fase, valore 1 per segnali identici e valori intermedi per segnali scorrelati o solo parzialmente correlati. D'ora in poi per comodità' di descrizione definiremo questa funzione come funzione PESO.
Il metodo su indicato si presta ad essere applicato a diverse tecniche di rilevamento di immagine ecografia di cui a seguito verranno illustrati a titolo d'esempio tre casi:
Il primo caso è costituito dal rilevamento di immagini ecografiche tradizionali secondo il cosiddetto B-Mode e cioè i segnali di eco vengono elaborati relativamente alla sola componente a frequenza fondamentale, venendo definita la posizione del punto di riflessione in base al tempo di ricezione, mentre l'ampiezza del segnale influenza la luminosità del corrispondente pixel o voxel o della corrispondente zona unitaria d'immagine.
Nel caso di questa tipologia di rilevamento d'immagine la tecnica permette di migliorare il rapporto segnale/rumore rispetto alla semplice media. Il rumore è essenzialmente causato dal rumore termico in ingresso .
Essendo il rumore termico fortemente scorrelato dal segnale di eco, la funzione PESO assumerà valori intermedi fra il minimo 0 ed il massimo 1.
Ricevendo i segnali con le usuali tecniche e combinandoli fra loro e quindi moltiplicandoli per la funzione PESO si ottiene una attenuazione delle componenti di segnale dovute al rumore, migliorando il rapporto segnale rumore.
Con riferimento all'esempio citato ed in particolare con riferimento alla fig. 2, essa rappresenta in dettaglio il circuito logico illustrato grossolanamente nella fig. 1 ed indicato con 7 in quest’ultima. I dati relativi ai due vettori che rappresentano segnali di eco campionati P1 e P2 vengono forniti in entrata a due diverse catene di elaborazione. Una prima catena presenta un circuito 12 sommatore e divisore che somma i due vettori dividendo la somma per due. I dati relativi ai due vettori vendono quindi forniti ad un circuito 13 che esegue sul segno degli stessi la funzione EXNOR. In sostanza si tratta di un comparatore di fase che fornisce in uscita valore 1 se i segni dei segnali sono coincidenti e valore 0 se sono opposti. La successiva logica di integrazione fornisce in uscita valore 1 in caso di coincidenza dei segnali, valore 0 nel caso di opposizione di fase e valori intermedi nel caso di parziale sfasamento o presenza si rumore termico. L'uscita della logica di integrazione (FILTRO) 14 e' la funzione PESO.
Il segnale in uscita dal sommatore 12 viene sottoposto a ritardo in 15 per ripristinare la coincidenza temporale con il segnale in uscita dalla parallela catena di calcolo della funzione PESO. La funzione PESO e l'uscita del sommatore 12 vengono fornite ad un moltiplicatore. Il segnale PESO in uscita dal circuito 14 ha la funzione di peso statistico della correlazione fra identiche componenti dei due segnali PI e P2 e nel moltiplicatore 16 detto PESO viene moltiplicato le corrispondenti componenti del segnale di somma dei due segnali PI e P2. Prima dell'elaborazione finale, il segnale può eventualmente essere ulteriormente filtrato.
L'operazione svolta dalla funzione PESO sulla somma dei segnali PI e P2 nel moltiplicatore 16 equivale ad una compressione della componente di segnale dovuta al rumore termico che come già specificato precedentemente è fortemente scorrelato con la componete d'informazione dei segnali di eco.
Il circuito di figura 2 può essere utilizzato con opportune lievi modifiche per l'elaborazione di segnali di eco relativi ad una modalità di rilevamento cosiddetta della Pulse Inversion. Il suddetto metodo consente di eseguire rilevamenti d'immagine sfruttando la componente dei segnali di eco relativa alla seconda armonica della frequenza fondamentale di trasmissione degli impulsi ultrasonici. Questa tecnica viene denominata Pulse inversion e trova una importante applicazione in particolare per studiare la perfusione del corpo in esame con i cosiddetti mezzi di contrasto. Questi mezzi di contrasto hanno un comportamento di riflessione non lineare e riflettono segnali alla frequenza della seconda armonica o di armoniche superiori della frequenza fondamentale del segnale incidente
iché il contributo in ampiezza fornito dalla componente dei segnali di eco alla frequenza fondamentale è relativamente elevato rispetto a quello alla frequenza della seconda armonica, in fase di elaborazione è necessario ottenere una elevata reiezione della componente del segnale di eco alla detta frequenza fondamentale. In questo secondo caso di esempio di attuazione del metodo secondo l'invenzione, uno dei due segnali di trasmissione viene invertito di polarità. Mentre le componenti dei segnali di eco a frequenze pari al doppio della frequenza fondamentale (seconda armonica) restano in fase fra loro, le componenti dei segnali di eco alla frequenza fondamentale invertono la fase e pertanto quando i due segnali sono sottoposti ad una operazione di sommatoria come nel sommatore/divisore 12, dette componenti alla frequenza fondamentale si elidono reciprocamente. Ciò purtroppo è vero solamente in presenza di superfici o corpi di riflessione stazionari. Quando però le superfici od i corpi di riflessione sono in movimento non vi è perfetta inversione di fase e ciò da luogo alla formazione di segnali indesiderati, cosiddetti clutter che generano artefatti sull'immagine rilevata, cioè' non si ha una completa reiezione delle zone non interessate dal mezzo di contrasto. Con riferimento a questo secondo esempio restano valide le figure 1 e 2. Tuttavia nella figura 1 i filtri 6 e 6' sono filtri di estrazione delle componenti di segnale alla frequenza della seconda armonica o di armoniche superiori .
I passi di procedura sono gli stessi di quelli indicati per l'esempio precedente. In questo caso, la funzione PESO, ovvero il segnale di uscita del circuito 14 esegue non solo la compressione del rumore ma fornisce anche una ulteriore attenuazione del clutter. Infatti EXNOR di Pie P2 fornisce un valore pari a 0 quando vi è opposizione di fase e cioè nell'ambito delle componenti dei due segnali alla frequenza fondamentale ed un valore pari a 1 quando vi è concordanza di fase e cioè' nel caso di segnali a frequenza della seconda armonica e prossimo a 0 in presenza di movimento e cioè nel caso delle componenti dei segnali alla frequenza fondamentale leggermente sfasati dal movimento..
La funzione di somma eseguita nel sommatore 12 ha anch'essa come scopo l'eliminazione o la drastica riduzione delle componenti alla frequenza fondamentale e la moltiplicazione di questo segnale di somma con il segnale di PESO consente di limitare o comprimere ultériormente eventuali segnali indesiderati dovuti a levi sfasamenti derivanti dal movimento delle superfici di riflessione. Infatti il segnale peso assume per le componenti di segnale indesiderate (clutter) valori minori di 1 e generalmente molto prossimi allo zero. Oltre alla eliminazione o forte limitazione dei segnali di clutter, viene fortemente limitato e ridotto anche il contributo indesiderato dovuto al rumore termico analogamente a quanto descritto nell'esempio precedente.
Le figure 4, 5a e 5b chiariscono l'effetto del metodo secondo l'invenzione.
Nella figura 4, la curva B indica uno dei due segnali in ingresso. Il segnale Δ è la rappresentazione della funzione PESO corrispondente. La fig. 5a illustra il segnale elaborato secondo il metodo della invenzione. La fig. 5b illustra il segnale sottoposto alla sola media.
In presenza di mezzi di contrasto è possibile utilizzare una ulteriore tecnica di rilevamento d'immagine di presenza di mezzo di contrasto (perfusione) che consente una elevata reiezione delle componenti di segnale di eco delle strutture non in movimento rispetto a componenti dei segnali di eco relativi alle strutture in movimento ed alla distruzione delle microbolle dei mezz i di contrasto. Tale tecnica di rilevamento consiste nel eseguire la sottrazione diretta dei segnali di eco ricevuti e relativi a due successivi identici impulsi di trasmissione lungo la medesima linea di vista.
In sostanza la stessa acquisizione viene ripetuta due volte come nel caso precedente, mentre invece di eseguire una inversione d'impulso si provvede alla sottrazione diretta dei due segnali di eco ricevuti.
Anche in questo caso però, lievi movimenti relativi fra corpo in esame o parti di esso e sonda 1 provocano segnali di clutter che limitano la reiezione della componente di segnale di eco alla frequenza fondamentale, cioè alla frequenza degli impulsi ultrasonici emessi dalla sonda.
La tecnica di rilevamento di immagine di cui sopra è oggetto di una domanda di brevetto della stessa titolare avente il numero di deposito SV2000A00018.
A1 metodo di cui sopra è applicabile analogamente a quanto descritto in precedenza il metodo secondo la presente invenzione ed in una forma esecutiva più generica trova applicazione il circuito logico di figura 2 con la sola differenza che in luogo di un sommatore/divisore viene utilizzato un circuito di sottrazione/divisione indicato con 12' nella fig. 3.
I passi di metodo sono identici e forniscono i medesimi risultati relativamente alla compressione di rumore
Tuttavia, secondo un perfezionamento del metodo può essere previsto ulteriormente il passo di definire determinate soglie di ampiezza del segnale di eco oltre cui il segnale viene annullato se viene superata la soglia, mentre viene mantenuto se la soglia non viene superata.
Tali soglie sono necessarie per tenere conto dell'elevata differenza di riflettività dei mezzi di contrasto, del flusso del sangue o di altri fluidi nel corpo in esame ed i tessuti ipercogeni soggetti a micromovimenti che generano picchi di segnale di elevata intensità.
In questo caso, l'invenzione prevede quale ulteriore perfezionamento l'utilizzo di una ulteriore catena di elaborazione parallela alle due precedenti di sottrazione e divisione e di esecuzione della funzione EXNOR per la determinazione del segnale PESO. Nella ulteriore catena di elaborazione vengono determinate una o più soglie a seconda del livello di precisione desiderato. La determinazione delle soglie viene seguita con una ulteriore funzione logica di pesatura che assume valore pari a 0 quando il segnale di eco superarla soglia ed un valore pari ad 1 quando il segnale di eco resta sotto la soglia. La soglia viene determinata considerando un numero N di bit più significativi ed il valore N determina il valore della soglia. Definiamo PI" e P2" i vettori contenenti solo gli N bit piu' significativi di PI e P2. Un esempio di funzione logica adatta allo scopo è la funzione NOR applicata sui detti N bit più significativi del modulo del segnale di eco. Più in dettaglio nella ulteriore catena di elaborazione viene eseguita la funzione PES01=N0R [abs (Pi"; P2")] considerando solamente gli N bit più significativi dei vettori corrispondenti ai segnali PI e P2. PESOl sara' un vettore contenente 0 ed 1, 0 se tra gli N bit piu' significativi si ha almeno un 1, 0 in tutti gli altri casi. In questo caso la funzione PESOl assumerà i seguenti valori :
1: quando PI (n) e P2 (n) sono inferiori alla soglia .
0: quando Pi 0 P2 superano la soglia
La funzione NOR su indicata viene seguita dal circuito logico indicato con 18. Eventualmente il segnale in uscita dal circuito 18 viene integrato o filtrato passa basso nel filtro 19 che genera anche valori intermedi tra 0 ed 1 e fornito al moltiplicatore 20 in cui il segnale relativo al segnale PESO1 su definito viene moltiplicato al segnale in uscita dal blocco 16. Nello schema di figura 3 si e' assunto che i ritardi introdotti dal filtro 14 e dal filtro 19 siano eguali. In questo caso e' necessario un solo elemento di delay.
L'applicazione del metodo secondo l'invenzione anche in questo caso fornisce sia una migliore reiezione delle componenti dei segnali di eco alla frequenza fondamentale sopprimendo o comprimendo drasticamente i segnali indesiderati di clutter, sia una efficace riduzione del rumore termico ed una ulteriore discriminazione dei segnali in base a soglie dì intensità, il tutto in modo rapido e semplice sia dal punto di vista dell'esecuzione dell'elaborazione che dal punto di vista dell'hardware necessario per l'attuazione del metodo stesso.
Nel caso di immagini a risonanza magnetica la parte di elaborazione e' completamente sviluppata via software dal sistema dedicato. La procedura e' comunque analoga a quanto descritto precedentemente per la parte di riduzione del rumore nel caso di immagini ad ultrasuoni. I due o più vettori contenenti i dati dell'immagine acquisiti nel modo tradizionale e che comprendono i dati come parte reale e parte immaginaria vengono scomposti in vettori separati contenenti solo parte reale e vettori contenenti solo parte immaginaria. Ad esempio il vettore della prima immagine che definiamo Mi viene scomposto nei due vettori MRl (contenente la parte reale) ed MI1 (contenente la parte immaginaria), il vettore della seconda immagine che definiamo M2 viene scomposto nei due vettori MR2 ed MI2 e cosi' via.
Tra vettori omologhi , ad esempio MR1 ed MR2 e tra MI1 ed MI2 viene calcolata la correlazione (nel caso in esame eseguendo EXNOR del segno dei dati). Il risultato di questa operazione ( che nel caso in esame e' implementata in software) e' successivamente integrato tramite un filtro passa basso che fornisce in uscita i valori intermedi.
Si ottengono in questo modo due copie di vettori PESO che chiameremo PESOR (relativo alla parte reale) e PESOI (relativo alla parte immaginaria) Queste coppie di vettori possono essere combinate in diversi modi, senza per questo inficiare la funzionalità' dell'invenzione. Nell'implementazione scelta e' stata realizzata la media tra i due vettori e cioè':
PESO= (PESOR+PESOI)/2.
Il vettore PESO risultante viene quindi spostato, cioè shiftato per tenere conto del ritardo introdotto dalla operazione di filtro. Il risultato e' quindi combinato (moltiplicato nel caso particolare in esame) con la media delle due vettori iniziali Mi ed M2 calcolata nel modo tradizionale . Si ottengono in questo modo due nuovi vettori MI' ed M2' che costituiscono l'ingresso alla parte di elaborazione finale. Il risultato e' rappresentato in Fig.6 dove la parte di sinistra rappresenta il risultato sull'immagine di questa nuova elaborazione mentre la parte di destra rappresenta il risultato della semplice media dei dati delle due immagini. E' da notare che le due immagini sono state rappresentate in scala logaritmica anziché' in scala lineare, come tradizionalmente fatto nelle immagini NMR. Si e' usata questa visualizzazione per rendere visibile piu' facilmente il livello di rumore.
Naturalmente l'invenzione non è limitata a quanto descritto ed illustrato ma può essere ampiamente variata soprattutto costruttivamente senza per questo abbandonare il principio informatore sopra esposto ed a seguito rivendicato.

Claims (42)

  1. RIVENDICAZIONI 1 mètodo per il rilevamento di immagini comprendente i seguenti passi: l'emissione lungo una medesima linea di vista di almeno due successivi impulsi in un corpo in esame; la ricezione dei segnali di risposta del corpo in esame che sono generati per riflessione (P1, P2) od eccitazione della materia (MRl, MR2) dai detti due impulsi ; la combinazione dei detti due segnali di risposta (PI, P2; MRl, MR2) fra loro e la trasformazione del segnale combinato in dati immagine riferiti alla linea di vista di trasmissione degli impulsi emessi nel corpo in esame, caratterizzato dal fatto che sono previsti i seguenti passi: la combinazione dei segnali di risposta relativi ai due successivi impulsi con una funzione di pesatura (PESO) che, confrontando corrispondenti campioni dei due segnali di eco (PI, P2, MRl, MR2), assume valori compresi fra un valore massimo ed un valore minimo a seconda della misura di correlazione reciproca fra i detti campioni corrispondenti dei due segnali; La combinazione della funzione di peso così ottenuta con la combinazione dei due segnali di eco (PI, P2; MRl, MR2) e la trasformazione del segnale risultante in dati immagine, cioè punti immagine (pixel, voxel).
  2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la funzione di peso ha due valori prestabiliti massimo e minimo che assume quando i corrispondenti campioni dei due successivi segnali di risposta (PI, P2; MR1, MR2) sono rispettivamente con segni uguali od opposti (in fase e di fase opposta), mentre in presenza di campioni di segnale scorrelati fra loro la funzione assume valori intermedi.
  3. 3. Metodo secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la funzione di pesatura della correlazione presenta un andamento continuo oppure è costituita da una funzione che presenta valori discreti a seconda del verificarsi di determinate condizioni di fase.
  4. 4. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che i segnali di risposta (PI, P2; MR1, MR2) vengono campionati prima dell'elaborazione.
  5. 5. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che gli almeno due successivi segnali di risposta (Pi, P2; MR1, MR2) relativi ai due successivi identici impulsi vengano assoggettati a filtratura prima della combinazione fra loro e/o con la funzione di peso e/o dopo la com binazione fra loro e/o con la ffunzione di peso.
  6. 6. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che vengono determinate una o più soglie (A, B) di ampiezza di segnale con cui vengono confrontati i due segnali di risposta (Pi, P2; MRl, MR2), venendo definita una funzione di soglia che assume prestabiliti valori a seconda del superamento o meno da parte dei segnali di risposta (P1, P2; MRl, MR2) delle dette una o più soglie, venendo detta funzione combinata con il segnale definito dalla combinazione della funzione di pesatura e dalla combinazione dei segnali di risposta (P1, P2; MRl, MR2).
  7. 7. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la funzione di pesatura è costituita dalla funzione EXNOR applicata ai segni due successivi segnali di risposta (PI, P2; MRl, MR2) e che assume valore pari a zero guando i due segnali di eco (P1, P2; MRl, MR2) sono di fase opposta e valore pari ad 1 quando i due segnali di eco (PI, P2; MRl, MR2) sono in fase, mentre detta funzione assume valori intermedi per sfasamenti intermedi fra lo sfasamento di 180° e la fase di 0°.
  8. 8. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicàzioni, caratterizzato dal fatto che la funzione di pesatura viene ulteriormente mediata su una pluralità di successive coppie di segnali di risposta (PI, P2; MR1, MR2) dovute a più successive coppie di segnali di trasmissione fra loro successivi.
  9. 9. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la funzione di pesatura viene mediata mediante filtratura passa basso.
  10. 10. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la funzione di pesatura viene mediata mediante integrazione.
  11. 11. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la funzione di soglia viene applicata tenendo conto di N bit più significativi dei vettori di campionamento dei due segnali di risposta ricevuti (PI, P2;MR1,MR2) .
  12. 12. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la funzione di soglia è una funzione logica NOR ed assume valori discreti pari a 0 e 1.
  13. 13. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che le una o più soglie Vengono determinate sulla base degli N, M bit più significativi dei due segnali di risposta P1 P2; MR1,MR2 di cui si tiene conto per l'applicazione della funzione di soglia.
  14. 14. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la funzione di soglia viene applicata su due vettori P1", P2";MR1",MR2" che rappresentano il valore assoluto (funzione abs)di PI.P2;MR1,MR2 . La funzione di soglia presenta componenti 1 quando i vettori di campionamento dei segnali di risposta (P1, P2;MR1,MR2) presentano, nell'ambito degli N bit più significativi considerati nella determinazione delle soglie, almeno un bit pari a 1 e componenti pari a 0 in tutti gli altri casi.
  15. 15. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che i due segnali di risposta (Pi, P2; MRl, MR2) relativi ai due successivi identici impulsi vengono combinati fra loro mediante addizione o sottrazione o moltiplicazione o divisione oppure mediante una funzione di combinazione .
  16. 16. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che nel calcolo della funzione di soglia venga considerato il valore assoluto di uno solo dei due segnali di risposta .
  17. 17. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che gli impulsi trasmessi al corpo in esame sono impulsi ad ultrasuoni essendo detto metodo previsto in combinazione con una tecnica di rilevamento dell'immagine cosiddetta B-Mode ed in cui viene utilizzata l'informazione di ampiezza dei segnali di eco (PI, P2) alla frequenza base di trasmissione degli impulsi ultrasonici per determinare la luminosità di un corrispondente pixel ed i tempi di ricezione per definire la posizione spaziale dei pixel nell'ambito dell'immagine corrispondente alla line di vista.
  18. 18. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 1 a 16, caratterizzato dal fatto che gli impulsi trasmessi al corpo in esame sono impulsi ad ultrasuoni essendo detto metodo previsto in combinazione con metodi di rilevamento di immagini ecografiche che utilizzano componenti dei segnali di eco alla frequenza della seconda armonica o di armoniche superiori della frequenza fondamentale di trasmissione (cosiddetto harmonic imaging).
  19. 19. Metodo secondo la rivendicazione 18, caratterizzato dal fatto che è previsto in combinazione con un metodo di rilevamento d ' immagini cosiddetto della "Pulse Inversion", in cui uno dei due segnali di trasmissione successivi (Pi, P2) viene invertito di fase o di segno.
  20. 20. Metodo secondo la rivendicazione 18 caratterizzato dal fatto che è previsto in combinazione con un metodo di rilevamento d'immagini in cui i due echi di ricezione (PI, P2) vengono sottratti fra loro .
  21. 21. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 17 a 20, caratterizzato dal fatto che comprende i seguenti passi: l'emissione lungo una medesima linea di vista di almeno due successivi impulsi ad ultrasuoni; la ricezione dei segnali di riflessione (VI, V2) relativi ai detti due impulsi; il campionamento dei suddetti segnali che fornisce due vettori di ricezione (PI e P2); la combinazione dei detti due segnali (vettori) (PI, P2) fra loro e la trasformazione del segnale combinato in dati immagine riferiti alla linea di vista di trasmissione degli impulsi emessi in un corpo in esame; la combinazione dei segnali di eco relativi ai due successivi impulsi ad ultrasuoni con una funzione di pesatura che, confrontando corrispondenti campioni dei due segnali di eco (Pi, P2), assume valori compresi fra un valore massimo ed un valore minimo a seconda della misura di correlazione reciproca fra i detti campioni corrispondenti dei due segnali. La combinazione della funzione di peso così ottenuta con la combinazione dei due segnali di eco (PI, P2) e la trasformazione del segnale risultante in dati immagine, cioè punti immagine (pixel, voxel).
  22. 22. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 1 a 16, caratterizzato dal fatto che gli impulsi emessi sono impulsi di eccitazione elettromagnetiche per il rilevamento d'immagini in risonanza magnetica nucleare, essendo i segnali ricevuti costituti dagli impulsi elettromagnetici emessi dalla materia in seguito al rilassamento dallo stato eccitato mediante i suddetti impulsi di eccitazione.
  23. 23. Metodo secondo la rivendicazione 21, caratterizzato dal fatto che comprende i seguenti passi: acquisizione secondo la normale procedura dei dati per la formazione di almeno due immagini della stessa sezione; separazione dei dati in parte reale e parte immaginaria; la combinazione di detti dati con una funzione di pesatura che confrontando i rispettivi campioni delle parti reali ed immaginarie assume valori compresi tra un valore massimo ed un valore minimo a seconda della correlazione reciproca tra i detti campioni corrispondenti dei due segnali di risposta (MR1, MR2); la combinazione dei dati di parte reale ed immaginaria con la funzione peso la ricomposizione dei segnali in parte reale ed immaginaria; la ricostruzione dell'immagine.
  24. 24. Sistema per il rilevamento d'immagini e per l'attuazione del metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, comprendente: mezzi per la generazione di una successione di impulsi e mezzi per l'emissione di detti impulsi verso un corpo in esame; mezzi per la ricezione di segnali di risposta derivanti dagli impulsi emessi; mezzi di elaborazione dei segnali di risposta e per la trasformazione degli stessi in punti immagine correlati con le informazioni contenute nei segnali di risposta relativamente alla loro posizione ed all'intensità luminosa od al colore in un insieme di punti formanti una immagine lineare, bidimensionale o tridimensionale; caratterizzato dal fatto che comprende ulteriormente: mezzi per la ripetizione in successione almeno una volta dell'emissione di un identico impulso per la generazione di almeno due successivi segnali di risposta fra loro correlati e teoricamente identici; mezzi di pesatura (7, 13, 18) dei segnali ricevuti in base alla correlazione reciproca di identiche o corrispondenti componenti degli almeno due segnali di risposta (Pi, P2; MR1, MR2) relativi agli almeno due impulsi di trasmissione emessi in successione fra loro lungo la medesima linea di vista ed identici fra loro .
  25. 25 Sistema per il rilevamento d'immagini secondo la rivendicazione 24, caratterizzato dal fatto che è un sistema di rilevamento d'immagini in risonanza magnetica nucleare;
  26. 26. Sistema per il rilevamento d'immagini secondo la rivendicazione 24, caratterizzato dal fatto che è un sistema per il rilevamento d'immagini ecografiche.
  27. 27. Sistema di rilevamento di immagini ecografiche secondo la rivendicazione 26, che comprende: almeno una trasduttore per la trasformazione di segnali elettrici in impulsi ad ultrasuoni, preferibìlmente un insieme numericamente e geometricamente prestabilito di trasduttori (1); almeno un trasduttore di ricezione, diverso od costituito dal trasduttore di trasmissione stesso, preferibilmente un insieme di trasduttori di ricezione numericamente e geometricamente prestabilito, che può essere diverso o costituito dall'insieme di trasduttori di trasmissione stesso (1); mezzi di comando (2) dei trasduttori di trasmissione e di ricezione (1) per l'attivazione alternata in trasmissione ed in ricezione; mezzi di focalizzazione (3) dei raggi ultrasonici in una determinata direzione di propagazione, cioè lungo una prestabilita linea di vista mediante attivazione sincronizzata relativamente fra loro dei trasduttori di trasmissione, guando è previsto un insieme di trasduttori di trasmissione (1); mezzi di ricostruzione della focalizzazione (3) relativamente ai segnali di eco ricevuti, quando è previsto un insieme di trasduttori di ricezione (1), mediante ristabilimento della sincronizzazione relativa dei segnali ricevuti dai singoli trasduttori mezzi di campionamento dei segnali di eco ricevuti; mezzi di combinazione (12,) di due successivi segnali dieco (P1, P2) ricevuti fra loro; mezzodi elaborazione dei segnali di eco ricevuti (P1, P2) per l'eliminazione di componenti di segnale indesiderate; mezzi (9) di trasformazione dei segnali di eco elaborati in segnali di immagine relativi ad almeno un punto od una linea di una immagine tridimensionale o bidimensionale formata da un insieme di punti (pixel o voxel) o da un insieme di linee; i mezzi di elaborazione dei segnali di eco ricevuti per l'eliminazione di componenti di segnale indesiderate comprendendo mezzi di pesatura (7, 13, 18) dei segnali ricevuti in base alla correlazione reciproca di identiche o corrispondenti componenti di due segnali di eco (PI, P2) relativi a due impulsi di trasmissione emessi in successione fra loro lungo la medesima linea di vista ed identici fra loro.
  28. 28. Sistema secondo la rivendicazione 27, caratterizzato dal fatto che i mezzi per l'eliminazione di componenti di segnale indesiderate sono previsti in una catena di elaborazione parallela alla catena (12) di elaborazione per la combinazione dei due successivi segnali di eco (PI, P2).
  29. 29. Sistema secondo le rivendicazioni 27 o 28, caratterizzato dal fatto che sono previsti mezzi di combinazione (16) dei segnali di uscita dalle due catene parallele di elaborazione (12, , 13,14).
  30. 30. Sistema secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 24 a 29, caratterizzato dal fatto che i mezzi per l'eliminazione di componenti di segnale indesiderate (13) comprendono in forma prefissata nell 'hardware od sotto forma di elementi programmabili un comparatore di fase ed un circuito logico atto ad eseguire funzioni logiche di interpretazione dell'uscita del comparatore di fase che fornisce un segnale con prestabiliti livelli in dipendenza di determinate condizioni di fase fra due segnali di eco (P1, P2) forniti al comparatore di fase.
  31. 31. Sistema secondo la rivendicazione 30, caratterizzato dal fatto che il circuito logico comprende mezzi per l'esecuzione di una funzione logica di comparazione di fase, ad esempio EXNOR.
  32. 32. Sistema secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 24 a 31, caratterizzato dal fatto che i mezzi (12) per la combinazione di segnali di eco (P1, P2) sono costituiti da un circuito sommatore o differenza, e/o moltiplicatore e/o divisore.
  33. 33. Sistema secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 24 a 32 caratterizzato dal fatto che l'uscita dei mezzi (12) per la combinazione di segnali di eco (PI, P2) e l'uscita dei mezzi per l'eliminazione di componenti di segnale indesiderate (13), sono collegate alle entrate di un circuito di combinazione (16).
  34. 34 . Sistema secondo la rivendicazione 33 , caratterizzato dal fatto che il circuito di combinazione è un moltiplicatore (16) .
  35. 35. Sistema secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 24 a 34, caratterizzato dal fatto che prevede filtri passa banda sotto forma di filtri adattivi in profondità o di filtri di estrazione.
  36. 36 . Sistema secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 24 a 35 , caratterizzato dal fatto che almeno una delle catene di elaborazione è provvista di un circuito di ritardo (15) per la sincronizzazione temporale delle uscite delle singole catene di elaborazione fra loro.
  37. 37. Sistema secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 24 a36, caratterizzato dal fatto che comprende una ulteriore terza catena di elaborazione in parallelo provvista di un circuito logico (18) per la determinazione di soglie, il confronto delle stesse con ciascuna coppia di segnali di eco (PI, P2) e la determinazione di un segnale di uscita con livelli di segnale corrispondenti a prestabilite condizioni di relazione fra la o le soglie ed i segnali di eco (P1, P2).
  38. 38 .sistema secondo la rivendicazione 37, caratterizzato che il circuito (18) della terza catena di elaborazione comprende un circuito logico di esecuzione di una funzione di soglia ad esempio un NOR.
  39. 39.Sistema secondo le rivendicazioni 37 o 38, caratterizzato dal fatto che presenta mezzi di combinazione (20) dell'uscita della terza catena di elaborazione (18) con le due ulteriori catene comprendenti rispettivamente i mezzi di combinazione (12,) dei due segnali di eco (P1, P2), ed i mezzi (13) per l'eliminazione delle parti in desiderate dei segnali di eco (PI, P2).
  40. 40. Sistema secondo una o più delle rivendicazioni 37 a 39 , caratterizzato dal fatto che i mezzi di combinazione (20) della terza catena di elaborazione (18) sono costituiti da un moltiplicatore di segnale .
  41. 41 . Sistema secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 37 a 40 , caratterizzato dal fatto che i mezzi di combinazione (20) della terza catena di elaborazione (18) con le due precedenti (12, , 13) sono previsti a valle dei mezzi di combinazione (16) delle due catene di elaborazioni (12, 12') per la combinazione dei segnali di eco (P1, P2) fra loro e (13) per l'eliminazione di componenti di segnale indesiderate .
  42. 42. Sistema e metodo per il rilevamento di immagini, in tutto od in parte, come descritto, illustrato e per gli scopi su esposti.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2841342B1 (fr) * 2002-06-21 2004-10-29 Thales Ultrasonics Sas Structure d'entree pour echographie a ultrasons
US8620821B1 (en) * 2002-08-27 2013-12-31 Pitney Bowes Inc. Systems and methods for secure parcel delivery
US7545967B1 (en) * 2002-09-18 2009-06-09 Cornell Research Foundation Inc. System and method for generating composite subtraction images for magnetic resonance imaging
US7466846B2 (en) * 2002-09-25 2008-12-16 The Hong Kong Polytechnic University Method for analyzing a palm print for the identification of an individual using gabor analysis
JP2004215987A (ja) * 2003-01-16 2004-08-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波診断装置および超音波診断方法
EP1713400B1 (en) * 2004-01-16 2012-12-26 Boston Scientific Scimed, Inc. Apparatus for medical imaging
JP4648652B2 (ja) * 2004-06-24 2011-03-09 テルモ株式会社 超音波診断装置および超音波診断装置の作動方法
JP4250583B2 (ja) * 2004-09-30 2009-04-08 三菱電機株式会社 画像撮像装置及び画像復元方法
US7623731B2 (en) * 2005-06-20 2009-11-24 Honda Motor Co., Ltd. Direct method for modeling non-rigid motion with thin plate spline transformation
US7967753B2 (en) * 2006-08-01 2011-06-28 Stichting Voor de Technische Wetenschappen of Van Vollenhovenlaan Pulse inversion sequences for nonlinear imaging
WO2008107836A2 (en) * 2007-03-06 2008-09-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Filtering of image sequences
WO2009064891A2 (en) * 2007-11-13 2009-05-22 Wisconsin Alumni Research Foundation A method for producing highly constrained ultrasound images
KR101888649B1 (ko) * 2011-11-17 2018-08-16 삼성전자주식회사 빔포밍 방법, 이를 수행하는 장치 및 의료영상시스템
KR102185415B1 (ko) * 2013-01-11 2020-12-02 삼성전자주식회사 빔 포밍 모듈, 상기 빔 포밍 모듈을 이용하는 초음파 이미징 장치, 상기 빔 포밍 모듈을 이용한 빔 포밍 방법 및 상기 빔 포밍 모듈을 이용한 초음파 이미징 장치의 제어 방법
CN109823306A (zh) * 2019-02-22 2019-05-31 广东远峰汽车电子有限公司 车门解锁方法、装置、***及可读存储介质

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5065763A (en) * 1990-02-21 1991-11-19 Sri International Combined reflection and transmssion untrasonic imaging method and apparatus
US5522391A (en) * 1994-08-09 1996-06-04 Hewlett-Packard Company Delay generator for phased array ultrasound beamformer
US5808962A (en) * 1996-06-03 1998-09-15 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Ultrasparse, ultrawideband arrays
JP4127889B2 (ja) * 1998-03-04 2008-07-30 株式会社日立メディコ 磁気共鳴イメージング装置
US6731413B1 (en) * 1999-07-23 2004-05-04 Konica Corporation Ink jet recording method and apparatus for monochromatic medical image
WO2002035250A1 (en) * 2000-10-20 2002-05-02 Duke University Single-shot epi with signal recovery from susceptibility-induced losses

Also Published As

Publication number Publication date
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