JP2008534106A - 適応性の並列アーチファクト低減 - Google Patents

Abstract

超音波撮像システムは、スキャン中のマルチラインアーチファクト低減を適用し、スキャン対象と超音波撮像システムの変換器アレイ12との間の相対運動を測定する。相対運動が過剰運動限界を上回る場合にのみ、更なるジェイルバーアーチファクト低減が適用される。

Description

本発明は、超音波プローブと撮像される物体との間の相対運動における超音波撮像中のマルチラインアーチファクトの低減に関する。

超音波撮像システムは、例えば人体内部のリアルタイム画像を生成するものとして知られている。変換器のアレイは、当該アレイから予め定められた方向に伝搬する送信（TX）ビームを発生するように制御される。送信変換器のサブセット又はスーパーセットとすることができる受信変換器によって、反射された圧力パルスが受信される。反射された圧力パルスの焦点を受信（RX）ビームに合わせることができる。第１近似として、往復（RT）ビームはTX及びRXビームの乗算である。遅延を補償する変換器並びに送信及び受信及び往復ビームを形成する信号加算回路の集合はビーム成形器と呼ばれ、例えば、特許文献１中に説明される。特許文献１は本願明細書に参照として組み込まれる。ビーム成形器は、受信された圧力パルスの振幅を表す無線周波数（RF）信号を出力する。スキャンコンバータは、ビーム成形器により出力されるRF信号をモニタ画面上に画像を表示するために使用されるX-Y座標における情報に変換するものとして、例えば特許文献２及び特許文献３中に開示される。特許文献２及び特許文献３の全ての内容は本明細書中に参照として組み込まれる。

スキャンコンバータに送信されるデータのラインの数は、受信ビームのビーム幅で決定される。ラインがあまりに少ないと、２次元スキャンに対しては単一の横方向のディメンションにおいて、又は３次元スキャンに対しては仰角及び方位角ディメンションにおいて、シンチレーションアーチファクトとして表われる空間エリアジングが生じる。物体に対して変換器アレイが移動するときにシンチレーションアーチファクトが生じる。検出及び圧縮は、横方向の空間周波数帯域幅を増加させる非線形操作である。したがって、たとえ検出器に入るビームに空間エリアジングが生じていなくても、それらは検出器の出力において空間エリアジングを示す可能性がある。

特許文献４及び特許文献５は、ビーム成形器により出力されるRF信号をフィルタリングするための補間フィルタを使用した横方向のアップサンプリングによる空間エリアジングの課題を解決するための方法を開示する。この方法では、TX、RX及びRTビームが一緒に配置され、アップサンプリングがRTビームに実行される。図1は、超音波スキャンの一つの横方向のディメンションに対する（横方向の）TX及びRX座標空間を表す。図1中の「+」記号は、ビーム位置を表す。この場合、RTビームは、TX及びRXビームと一緒に配置される。上で述べたような横方向のRF補間が図2に示される。RTビーム3及び4は、TX及びRXビーム位置1及び2において得られるRTデータを補間することによって合成される。

受信マルチライン撮像技術によれば、１つ以上のRXビームが各々のTXビームに対して得られる。したがって、より多くのRTビームが検出器で得られる（各々のTX/RXビーム対に対して1つ）。RXビームがTXビームにまたがるように、RXビームはTXビームから変位している。図3は、各々の送信ビームに対して2つの受信ビームを有する従来の２倍マルチライン撮像を示す（RTビームの正確な位置は図3中に示されない）。マルチライン撮像において、送信ビームに関連する複数のRTビームの各々は、異なるタイプのライン（すなわちタイプA、タイプB、等）として参照される。一般に、全てのタイプAビームは、例えば振幅応答、位相応答及びビームパターンにおける非対称性のような共通の特性を有する。

マルチライン撮像において、各々のRTビームの位置は、構成要素であるTX及びRXビームから変位している。RTビームは非対称であり、RTビームの振幅はTX及びRXビームが一緒に配置される場合よりも小さい。RTビームに関する変位、非対称性及び振幅損失は、ジェイルバー(jail-bar)アーチファクト（交互集団、すなわち軸方向のスキャン方向に配列されるストライプ）を引き起こす。運動がない場合でもジェイルバーアーチファクトは発生するという点で、ジェイルバーアーチファクトはシンチレーションアーチファクトと異なる。TX焦点は固定され、RX焦点は動的である。したがって、RTビームに関する変位、非対称性及び振幅、ひいてはジェイルバーアーチファクトは、深さに依存する。ジェイルバーアーチファクトは、特許文献６及び特許文献７に説明されるようにTXビームを広げ若しくは平らにすることによって、又は検出器若しくはコンプレッサー後の横方向のフィルタリングによって低減されることができる。しかし、これらのアプローチは横方向の分解能を低下させる傾向がある。

マルチラインアーチファクト低減（Multi-line Artifact Mitigation：MAM）（並列アーチファクト低減（Parallel Artifact Mitigation：PAM）とも呼ばれる）は、空間的分解能を保持しつつ、ジェイルバーアーチファクトを除去又は少なくとも低減するための技術であり、特許文献４中に説明されている。さまざまなスキームが存在するが、全てのMAMスキームにおいて共通の要素は、受信されたマルチラインデータに対して検出の前にフィルタが適用されることである（シンチレーション削減のためのRF補間の標準形式は、一緒に配置されたTX、RX及びRTデータ上で、即ち換言すればマルチラインでない場合に動作する）。フィルタリングされる2つ以上のRTビームは、共通のTXビームから生じる異なるRXビーム位置のいずれかから、又は異なるTXビームから生じる同一の位置におけるRXビームから（すなわち、それぞれ共通のTX及び共通のRXから）典型的に生じる。MAMは、全ての合成されたRTビーム間の相互の類似点を改善する。

しかしMAMは、組織が超音波プローブに対して静止していると仮定する。MAMにおいて使用されるRFデータの位相が仮定された位相と異なり、相殺的な干渉の量が変動するので、過剰な運動はジェイルバーアーチファクトを再導入する。過剰運動は、データを合成するのに用いられる連続する送信イベント間の期間の間に超音波信号のおおよそ1/5波長の変位を引き起こす運動として定義される。２次元スキャンにおいては、この期間は典型的に約200μsである。3MHz及び0.5mmの波長において、おおよそ25cm/sの軸速度で過剰運動に到達する。３次元スキャンにおいては、典型的に速いスキャン及び遅いスキャンディメンションがある。速いスキャンディメンションにおける送信イベント間の期間は、２次元スキャンと大体同じである。しかし、遅いスキャンディメンションにおける送信イベント間の期間は25倍大きい程度となる場合があり、過剰運動の軸速度の閾値がおおよそ1 cm/sまで低下する。

本出願の図4及び5は、4X-2Xと呼ばれるMAMの例示的な実現例を示し、4本のRXラインが各々のTXラインに対して発生する。そしてRXラインは各々のTXラインに対して2つのラインを形成するように組み合わせられる。MAMのこの実現例もまた、特許文献４中に開示される。本出願の図4において、合成されたビーム21は、RTビーム11と12との間の補間の結果である。同様に、合成されたビーム22は、RTビーム13と14との間の補間の結果である。取得されるビーム対、すなわち11, 12及び13, 14は受信位置が共通なので、補間はTX空間だけにおいて行われる。

図5は、4x-2x MAMを使用した送信ビーム情報に対する合成された往復ビーム情報、及び4つの並列ビームからの受信情報の空間関係を示す概略の平面表示である。4つの並列のビーム成形器を4つの並列の出力を発生させるために用いることが可能である。上記したライン合成技術のように、各々のビーム成形器の出力は、メモリー中に記憶される。次に、記憶された出力は、以降の検出、圧縮、スキャン変換及び表示のための往復ラインを合成するために互いに線形結合で結合される。この結合は、図5中の合成されたビームになる。実際の送信ビームは、実線として図示される。図5中の点線は、合成された往復ビーム及び受信ビームの位置を表す。図5の例において、全てのRTビームは、2つのTXビームから合成される。例えば、RTビーム2304及び2306は、TXビーム2300及び2302から受信されるデータから合成される。ブラケット2308及び2310は、それぞれTXビーム2300及び2302に対応する並列のRXビームのグループを識別する。この「4つのビームから2つのビーム」MAM方法は、全ての合成されたビームが、全ての往復の角度に対して実質的に同一のビームプロファイルを有し、スキャンされる対象が超音波プローブに対して静止又はほとんど静止している場合、ジェイルバー（又は「チェッカーボード」）ラインアーチファクトが除去される、という点で有利である。それでも、MAMは物体の運動及び超音波プローブの運動に対して好ましくない感受性がある。
米国特許第4,140,022号 米国特許第4,468,747号 米国特許第4,471,449号 米国特許第5,318,033号 米国特許第5,390,674号 米国特許第4,644,795号 米国特許第6,585,648号 米国特許第4,852,577号 米国特許第5,980,458号

本発明の目的は、超音波プローブと撮像される被験者との間の相対運動によって引き起こされる超音波撮像中のジェイルバーアーチファクトを除去又は少なくとも低減することである。

本発明の目的は、超音波プローブを用いて患者又は物体をスキャンし、撮像される物体と超音波プローブとの間の過剰な相対運動をモニタし、過剰な相対運動が検出された場合にジェイルバー低減処理を実行することを含む超音波撮像方法によって満たされる。

運動を検出する方法は、画像分析、ドップラー分析、ジェイルバー検出又は超音波プローブ内の運動検出器の使用を含む。相対運動は、超音波プローブの運動、物体若しくは物体の部分（すなわち、鼓動する心臓若しくは心臓値）の運動、又はそれらの組み合わせによって引き起こされる場合がある。過剰運動は、ジェイルバーアーチファクトを引き起こす運動として広く定義される。過剰運動の閾値は、それぞれのスキャン方法に対して異なる。３次元撮像では過剰速度が小さく、したがってより容易に超えられてしまうが、本発明の技術は、心臓値のような急速に動く構造の２次元撮像に適用することができる。

送信発射ごとに単一の送信ビームを発生する２次元アレイによって３次元ボリュームを撮像する場合、送信ビームが急速に１つのロウ（速いスキャンディメンション）を横断してスキャンされるTVラスタースキャンと同様に、スキャンは遂行されることができる。一旦１つのロウが完全にスキャンされると、次の下のロウがスキャンされ、垂直のディメンションが遅いスキャンディメンションである。本発明の技術は、特に上記のTVラスタースキャン方法の「遅いスキャン」ディメンションにおけるジェイルバーアーチファクトを除去することに適している。

ジェイルバーを低減するために用いられることができる方法は、MAMを低減し又は止めて、例えば、空間フィルタリング、時間的フィルタリング、マルチラインオーダーの低減、ビームブロードニング、及びライン間の平均Aライン振幅の正規化などの、更なるジェイルバー低減技術を実行することを含む。

あるいは、MAMは継続されることができ、超音波プローブと撮像される物体との間の相対運動によって引き起こされる不整合に対抗するためにRFデータを予め並べることができる。

本発明の他の目的及び特徴は、添付の図面とともに考慮される以下の詳細な説明から明らかになる。しかし、図面は単に説明のみを目的とするものであって本発明の範囲を規定するものでは無く、本発明の範囲については特許請求の範囲を参照すべきであることが理解されるべきである。図面は必ずしも縮尺通りに描画されておらず、特に明記しない限り、それらは単に本願明細書に述べられる構造及び手順を概念的に示すことを意図しているに過ぎないことが、さらに理解されなければならない。

図6Aは、本発明を実行することもできる従来技術の超音波撮像システムの主要な構成要素を示す概略図である。複数の変換器12を有する超音波プローブ10は、ビーム成形器30、Multi-line Artifact Mitigation（MAM）ユニット32、検出器34、エコープロセッサ36、ドップラープロセッサ38及びスキャンコンバータ40を備えるコントローラ20に接続される。既に知られているように、ビーム成形器30は、TXビームを送信して撮像される物体からRXビームを受信するために変換器12を制御する。ビーム成形器30は、RXビームに応答してRFデータを発生させる。MAMユニット32は、検出器34によるエコー包絡線の測定の前に、マルチラインアーチファクトを低減し又は除去するために受信マルチラインRFデータを組み合わせる。ビーム成形器30から出力されるRFデータは、ビーム成形器30と検出器34との間の任意の位置に配置されるバンドパスフィルタ及び追加のライン補間器（図示せず）を通ることもできる。それから信号はエコープロセッサ36における圧縮並びに軸方向及び横方向のフィルタリングを含む更なる信号処理を受けることができる。スキャンコンバータ40は、処理されたエコーデータを、被験者の輝度モード（Ｂモード）画像を観察者が調べることができるように、モニタ50上に再生することができるX-Y座標に相関する画像データに変換する。ドップラープロセッサ38は、連続する送信イベントに対する受信信号の位相中の変化を検出することによって運動情報を抽出する。カラードップラー画像を生成するためにスキャンコンバータ40内でＢモード情報に運動情報を重ね合わせることができる。

図6Bは、本発明を実行することができる超音波撮像システムの主要な構成要素を示す概略図である。プローブ運動検出器15、信号配列器31及び適応コントローラ300が、図6Aに表される従来技術システムに追加される。適応コントローラ300は、プローブ運動検出器15、ドップラープロセッサ38、信号配列器31又はエコープロセッサ36内の画像分析ブロックのうちの少なくとも1つから、それぞれ信号線100、120、130、110によって運動情報を受信する。あるいは、又は加えて、適応コントローラ300は信号線110によってエコープロセッサ36内のジェイルバー検出器からジェイルバーレベルに関する情報を受信する。適応コントローラ300は運動又はジェイルバーレベルの量を予め定められた閾値と比較し、制御線230を使用してMAMユニット32で適用されるマルチラインアーチファクト低減の量を適宜調整する。同時に、適応コントローラ300は、ビーム成形器30、信号配列器31及び／又はエコープロセッサ36に、これらのブロックにおいて実行されるジェイルバー低減の量を調整するために、制御情報をそれぞれ制御線200、240及び210を使用して送信する。

図7は、超音波プローブ10と撮像される被験者との間の相対運動によって引き起こされるジェイルバーアーチファクト（すなわち運動誘起ジェイルバー（motion-induced jail-bars: MIJ）アーチファクト）を除去し又は低減するためのステップを示すフローチャートである。ステップ701において、被験者の超音波撮像がマルチラインアーチファクト低減を用いて実行される。超音波プローブと撮像される物体との間の相対運動がモニタされ、相対運動が過剰運動値を上回るかどうかが決定される（ステップ703）。過剰運動値は、好ましくは、予め定められた閾値であり、その値においてMIJアーチファクトが発生する。過剰運動値は、使用される超音波撮像の種類に依存する。例えば、ジェイルバーアーチファクトが生じる前に、２次元撮像は３次元撮像よりもより大きな運動速度を許容する（すなわち、３次元撮像は相対運動に対して耐性が低い）。さらに、相対運動は、プローブ10の運動及び／又はスキャンされている画像内の生理的運動（例えば運動する心臓弁）によって引き起こされる場合がある。過剰運動は、マルチラインアーチファクト低減のために用いられる送信ビームの連続する送信間における1/3波長から1/16波長の範囲とすることができる。例えば、過剰運動は、マルチラインアーチファクト低減のために使用される送信ビームの連続する送信の間における1/5波長であることができる。

相対運動の測定は、画像分析、ドップラー分析、ジェイルバー検出、又は超音波プローブ10若しくは他の任意の既知の若しくは今後開発される装置若しくは技術に配置され若しくは関連付けられる運動センサによって達成されることができる。画像分析は、何かが動いたかどうかを決定するために連続する画像データ間の相関を比較する。これは典型的に、ビーム成形器RF出力データが検出され図6Bに図示するようにフィードバック経路110を有するエコープロセッサ36内で対数圧縮された後に、実行される。ドップラー分析は画像分析と同様であるが、例えば図6Bに示されるドップラープロセッサ38において、ビーム成形器30から出力されるRFデータ又は変調された（直角位相）データについて実行される。

ジェイルバー検出は、画像すなわちジェイルバー関心領域を分析する。これは、タイプA合成ラインの輝度をタイプB合成ラインと比較することを含むことができる。あるいは、位置PにおけるタイプAラインは、位置PにおけるタイプBラインと後で比較される。ジェイルバー検出アプローチの不利な点は、運動がおさまったかどうかを見るために周期的に標準的なMAMに戻る必要があることである。

運動センサは、超音波プローブ中に配置される位置、速度又は加速度検出器を含むことができる。この種の運動センサの例は、特許文献８中に開示される。運動検出器の他の例は、Ascension Technologies（バーリントン、ヴァーモント）によって製造される"Flock of Birds（登録商標）"センサ、又はPolhemus（コルチェスター、ヴァーモント）による"FASTRAK（登録商標）"のような磁気位置デバイス、及びプローブ運動の検出に用いられるプローブ上のマーカーのビデオ撮像を含む。

過剰運動が検出された場合にジェイルバー低減が実行される（ステップ705）。ステップ705において実行されるジェイルバー低減は、過剰運動がもはや検出されなくなるまで継続される（ステップ707）。

図8は、本発明によるジェイルバー低減のための１つの技術を示す。ステップ805でMAMは無効にされ又は縮小され、ステップ807において代替的なアーチファクト低減手順が実行される。ステップ807におけるアーチファクトを低減するための代替的な方法は、空間フィルタリング、インターリーブされたラインの取得と組み合わせられる時間的フィルタリング、マルチラインオーダーの低減、ビームブロードニング（RX及びTX送信のアパーチャサイズの縮小）、全てのラインタイプの平均振幅の正規化、又は任意の他の既知の若しくは今後開発される技術のうちの少なくとも１つを含む。

空間フィルタリング方法は、横方向のローパスフィルタを過剰運動が検出された領域に適用する。これは各々のビームの応答を均一にするが代償として画像がぼやける。

ラインインターリービングを伴う時間的フィルタリングは、フレーム（すなわち３次元撮像におけるボリューム）間のタイプA及びタイプBライン位置を反転させ、大きな時間平均を適用する。時間的フィルタリングの例は特許文献９中に開示され、その全ての内容を本願明細書に参照として組み込む。

マルチラインオーダーの低減は、例えば４倍のような高いオーダーのマルチラインから、例えば２倍のようなより低いオーダーのマルチライン（すなわちTXビームごとに２つのRXビーム）に低減することを含む。検出後の横方向のフィルタ（すなわち図6Bのエコープロセッサ36内のフィルタ）によってより低いオーダーのマルチライン中のジェイルバーを制御することはより容易である。低いライン密度において、マルチラインオーダーを低減すると、シンチレーションアーチファクトが増加する可能性がある。マルチラインオーダーは、図6B中の制御パス200上の適応コントローラ300からのフィードバックによって図6Bのビーム成形器30中に設定される。

TX及びRXアパーチャの縮小は、ビームサイズを増加させる。これは、画像をぼやけさせるが、特定のタイプのジェイルバーを低減する。アパーチャサイズは、図6B中の制御パス200上の適応コントローラ300からのフィードバックによって図6Bのビーム成形器30中に設定される。

正規化は、さまざまなラインタイプ（すなわちA、B、C、Dなど）の平均振幅の差を決定し、平均輝度が異なるタイプのラインの間で等しくなるように利得を適用する。正規化は、エコープロセッサ36において実行され、図6B中の制御パス210を介して適応コントローラ300によって制御される。

図9は、本発明によるジェイルバー低減のための他の実施の形態を示す。図9によれば、ビーム成形器30から出力されるRFデータは、超音波プローブと撮像される被験者との間の相対運動によって引き起こされる不整合に対処するために信号配列器31中で予め並べられ（ステップ905）、MAMは継続される（ステップ907）。図10及び図11は、信号配列器31及び関連する運動推定器の一実施例を示す。図11のシステムは特許文献５中にさらに述べられ、その全ての内容を本願明細書に引用として組み込む。

図10中にラインl₁及びl₂として示されるサンプル系列で、サンプルS_a1が遅延線の出力に発生すると同時に、ラインl₂のサンプルS_b2が遅延線80の入力に適用される。遅延線はそれぞれ１サンプル周期及び２サンプル周期ごとに出力から切り離される2つのタップを有し、このタップにおいて、サンプルS_a1が遅延線の出力に現れる時刻に、サンプルS_b1及びS_c1が発生する。

2つのラインl₁及びl₂からの多くのサンプル（それぞれ遅延線の入力及び第１タップからとられる）は、相関器82に適用される。相関器は、2つのライン間の相対運動の状態を検出するために2つのラインl₁及びl₂に並んで配置されたデータサンプルの相互相関を実行する。この相互相関は、互いに関連する2つのラインからのサンプル系列を連続してシフトし、各々のシフト後に配置されたサンプルを乗算し、相関係数を生成するために積を合計することによる従来の方法で実行される。相関係数が最大となる値及びシフトの方向は、ラインl₁とl₂を取得する間の期間中に発生した運動の量及び方向を示す。相関係数のピークは、セレクタの入力におけるサンプルを、運動がない場合に遅延線80の入力におけるサンプルに一致するよう並んで配置されるように選択するために、セレクタ即ちマルチプレクサ84の制御入力として用いられる。

したがって、ラインl₂のサンプルS_b2が遅延線の入力であり、ラインサンプルが取得されたときに運動がない場合、相対的シフトが起こらなかったならば２つのラインの間に高度の相関があり、運動を示さない。そしてセレクタ84は加算器36の出力においてサンプルS_b2との補間値X_bを計算することに使用されるサンプルS_b1を選択する。図10に示すように、これらの２つのサンプルは、この例では同じ列r₄にある。

しかし受信機から離れる（図10中の鏃の方向に対向する方向の）運動がある場合、相関器82は当該運動及びその方向を検出する。この例において、セレクタ84はサンプルS_b2との補間に使用されるサンプルS_a1を選択する。そして補間された値X_aは、これらの２つのサンプル値を使用して加算器36の出力において計算される。運動によって、値X_aは図10において列r₃とr₄との間の半列増加したところにあるものとみなされる。

同様に、受信機の方向への運動が相関器82によって検出されて、運動に起因して再び半列増加した値X_cを補間するためにサンプルS_b2と共に用いられるべく、サンプルS_c1が選択される。

前述の例が示すように、補間された値は部分的な列増加であることができる。受信されたラインと同じ列の配置にサンプルを戻すために、補間されたライン値は、補間されたラインに沿った全ての列増加の各々において補間された値を計算するために選ばれた係数を有する軸方向の横フィルタを通して処理されることができる。更なるラインフィルタリングが例えばマルチタップフィルタを使用して行われることになっている場合、又はスキャンコンバータが均一なグリッド若しくはパターン中に空間的に構成されるサンプルデータ点を必要とする場合、このアラインメントは有用だろう。

図11の実施の形態は軸方向の運動を説明するために補間器を適用したが、適応技術を横方向の運動を説明するために使用できることも明らかである。相関は、2つの隣接したrの間隔における信号値を使用してアパーチャにわたって横方向に実行されることができる。横方向の運動が検出される場合、影響を受ける信号サンプルの値は、隣接した信号サンプルの値を考慮して、重みづけ又は補間技術によって調整されることができる。

上記の実施の形態は、ジェイルバーアーチファクト低減がオン又はオフのいずれかである単一閾値制御を説明する。しかし、相対運動のレベルに応じてジェイルバーアーチファクト低減の複数のレベルのうちの１つが実行される段階的制御を実施することもできる。段階的制御の代わりに、連続制御（すなわちスライディングスケール）アプローチを実施することもでき、このアプローチでは、過剰運動が検出された場合にジェイルバーアーチファクト低減が開始され、相対運動が増加するにつれてジェイルバー低減の程度が増加する。

本発明の好ましい実施の形態に適用されるものとして本発明の基本的な新規な特徴が示され、説明され、指摘されたが、示された装置の形態及び詳細において並びにその動作において、様々な省略、置き換え及び変更が本発明の精神から逸脱することがなく当業者によってなされることができることが理解される。

例えば、同一の結果を達成するために実質的に同一の機能を実質的に同一の態様で実行する要素及び／又は方法ステップの全ての組み合わせが本発明の範囲内であることが、明白に意図されている。さらに、本発明の任意の開示された形態若しくは実施の形態に関して示され及び／又は説明されている構造及び／又は素子及び／又は方法ステップは、設計上の選択の一般的な事項として、任意の他の開示された、説明された又は示唆された形態又は実施の形態に組み込まれることができることが認識されなければならない。したがって、本願の特許請求の範囲で示されるようにのみ制限されることが意図される。

ビームが一緒に配置される標準的な撮像によるTXビーム及びRXビームを表すグラフ。 RTビームを得るためのTX及びRXビームの横方向のRF補間を表すグラフ。 ２倍マルチライン撮像によるTX及びRXビーム位置を表すグラフ。 ４つのRXビームが各々のTXビームに対して発生するマルチラインアーチファクト低減を表すグラフ。 図4に記載されるような１つのTXビームによって発生するRXビームの他の図。 従来技術のマルチラインアーチファクト低減が実行される超音波撮像システムの主な構成要素を示す概略図。 本発明が実行される超音波撮像システムの主な構成要素を示す概略図。 本発明によるステップを示すフローチャート。 ジェイルバーアーチファクト低減の実施の形態によるステップを示すフローチャート。 ジェイルバーアーチファクト低減の他の実施の形態のステップを示すフローチャート。 セクタースキャン画像の２つの受信されたスキャンライン間のスキャンラインの軸方向適応性補間を示す概略図。 本発明の適応性ライン補間器を示すブロック図。

Claims (38)

1. 変換器アレイ、前記変換器アレイにより受信される圧力パルスからＲＦデータを生成するビーム成形器、前記ビーム成形器により出力される前記ＲＦデータを処理する検出器、処理された前記ＲＦデータを画像データフォーマットの画像データに変換するスキャンコンバータ、及び前記画像データに基づいてスキャン対象の画像を表示するディスプレイを含む超音波撮像システムにおいて運動により引き起こされるジェイルバーアーチファクトを低減し又は除去する方法であって、
   （ａ）前記変換器アレイにより撮像対象をスキャンし、スキャンデータにマルチラインアーチファクト低減を適用するステップ、
   （ｂ）前記変換器アレイと前記撮像対象との間の相対運動が過剰運動限界を上回るかを決定するステップ、
   （ｃ）前記過剰運動限界を上回った場合に、ジェイルバーアーチファクト低減を開始するステップ、
   を有する方法。
2. 前記相対運動が前記過剰運動限界を下回るまでジェイルバーアーチファクト低減の実行を継続するステップをさらに有する請求項１に記載の方法。
3. 前記ジェイルバーアーチファクト低減を開始するステップが代替的なアーチファクト低減技術を適用するステップを有する請求項１に記載の方法。
4. 前記決定するステップが前記画像データの画像分析の使用を含む請求項１に記載の方法。
5. 前記決定するステップが前記ＲＦデータのドップラー分析の使用を含む請求項１に記載の方法。
6. 前記決定するステップが前記マルチラインアーチファクト低減により生成される異なるラインタイプのデータ間の輝度の違いを測定するジェイルバー検出を含む請求項１に記載の方法。
7. 前記決定するステップが、前記変換器アレイ中の又は前記変換器アレイに関連付けられる運動センサの使用を含む請求項１に記載の方法。
8. 前記代替的なアーチファクト低減技術が横方向のローパスフィルタを受信されたデータに適用することによる空間フィルタリングを含む請求項３に記載の方法。
9. 前記代替的なアーチファクト低減技術がインターリーブされたラインの取得と組み合わせられる時間的フィルタリングを含む請求項３に記載の方法。
10. 前記代替的なアーチファクト低減技術がマルチラインアーチファクト低減手順のオーダーの低減を含む請求項３に記載の方法。
11. 前記代替的なアーチファクト低減技術がマルチラインアーチファクト低減手順のオーダーを２倍以下のオーダーに低減することを含む請求項１０に記載の方法。
12. 前記ジェイルバーアーチファクト低減を開始するステップが、マルチラインアーチファクト低減手順の実行を継続し、前記ビーム成形器により出力される前記ＲＦデータを前記相対運動により引き起こされる不整合に対処するように予め並べるステップを有する請求項１に記載の方法。
13. 前記スキャンするステップが３次元スキャンを有する請求項１に記載の方法。
14. 前記スキャンするステップが２次元スキャンを有する請求項１に記載の方法。
15. スキャンされる領域又はボリュームの一部分のみにおいて前記相対運動が前記過剰運動限界を上回り、前記過剰運動限界を上回った当該一部分のみに前記ステップ（ｃ）が適用される請求項１に記載の方法。
16. 前記過剰運動限界が前記ステップ（ａ）において実行されるスキャンの種類に依存する請求項１に記載の方法。
17. 前記過剰運動限界が、マルチラインアーチファクト低減に用いられる送信ビームの連続する送信間における1/3波長から1/16波長の範囲内である請求項１に記載の方法。
18. 前記相対運動のレベルに基づいてジェイルバーアーチファクト低減の複数のレベルの内の１つが実行される請求項１に記載の方法。
19. 前記ジェイルバーアーチファクト低減を開始するステップが、マルチラインアーチファクト低減を縮小し又は無効にするステップをさらに有する請求項３に記載の方法。
20. 運動により引き起こされるジェイルバーアーチファクトを低減又は除去する超音波撮像システムであって、
    画像データを収集する変換器アレイ、並びに
    前記変換器アレイから圧力パルスを受信しＲＦデータを生成するビーム成形器、及び前記ＲＦデータを画像データフォーマットの画像データに変換するスキャンコンバータを含む画像処理メカニズムを有し、
    前記画像処理メカニズムが、
    マルチラインアーチファクト低減を超音波画像に適用し、前記変換器アレイと撮像対象との間の相対運動が過剰運動限界を上回るかを決定し、及び前記相対運動が前記過剰運動限界を上回る場合に更なるジェイルバーアーチファクト低減を開始するように配され及び形成されるシステム。
21. 前記画像処理メカニズムがさらに、前記相対運動が前記過剰運動限界を下回るまで前記更なるジェイルバーアーチファクト低減の実行を継続するように配され及び形成される請求項２０に記載の超音波撮像システム。
22. 前記ジェイルバーアーチファクト低減が代替的なアーチファクト低減技術の適用を有する請求項２０に記載の超音波撮像システム。
23. 前記画像処理メカニズムが前記画像データの画像分析を用いて相対運動を測定するように配され及び形成される請求項２０に記載の超音波撮像システム。
24. 前記画像処理メカニズムが前記ＲＦデータのドップラー分析を用いて相対運動を測定するように配され及び形成される請求項２０に記載の超音波撮像システム。
25. 前記画像処理メカニズムが前記マルチラインアーチファクト低減により生成される異なるラインタイプのデータ間の輝度の違いを測定するジェイルバー検出を用いて相対運動を測定するように配され及び形成される請求項２０に記載の超音波撮像システム。
26. 前記変換器アレイ中の又は前記変換器アレイに関連付けられる運動センサをさらに有し、前記画像処理メカニズムが前記運動センサを用いて相対運動を測定するように配され及び形成される請求項２０に記載の超音波撮像システム。
27. 前記代替的なアーチファクト低減技術が横方向のローパスフィルタを受信されたデータに適用することによる空間フィルタリングを含む請求項２２に記載の超音波撮像システム。
28. 前記代替的なアーチファクト低減技術がインターリーブされたラインの取得と組み合わせられる時間的フィルタリングを含む請求項２２に記載の超音波撮像システム。
29. 前記代替的なアーチファクト低減技術がマルチラインアーチファクト低減手順のオーダーの低減を含む請求項２２に記載の超音波撮像システム。
30. 前記代替的なアーチファクト低減技術がマルチラインアーチファクト低減手順のオーダーを２倍以下のオーダーに低減することを含む請求項２９に記載の超音波撮像システム。
31. 前記更なるジェイルバーアーチファクト低減が、マルチラインアーチファクト低減手順の実行を継続し、前記ビーム成形器により出力される前記ＲＦデータを前記相対運動により引き起こされる不整合に対処するように予め並べることを含む請求項２０に記載の超音波撮像システム。
32. 前記変換器アレイ及び画像処理メカニズムが３次元スキャンのために配され及び形成される請求項２０に記載の超音波撮像システム。
33. 前記変換器アレイ及び画像処理メカニズムが２次元スキャンのために配され及び形成される請求項２０に記載の超音波撮像システム。
34. 前記相対運動がスキャンされる領域又はボリュームの一部分のみにおいて前記過剰運動限界を上回るかを決定し、前記更なるジェイルバーアーチファクト低減を、前記過剰運動限界を上回る前記一部分のみに適用するように前記画像処理メカニズムが配され及び形成される請求項２０に記載の超音波撮像システム。
35. 前記過剰運動限界が実行されるスキャンの種類に依存する請求項２０に記載の超音波撮像システム。
36. 前記過剰運動限界が、マルチラインアーチファクト低減に用いられる送信ビームの連続する送信間における1/3波長から1/16波長の範囲内である請求項２０に記載の超音波撮像システム。
37. 前記相対運動のレベルに基づいてジェイルバーアーチファクト低減の複数のレベルの内の１つが実行される請求項２０に記載の超音波撮像システム。
38. 前記ジェイルバーアーチファクト低減が前記マルチラインアーチファクト低減を縮小し又は無効にすることをさらに含む請求項２２に記載の超音波撮像システム。

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