JP2014512923A - オーバーラップする送信ビームにおける適格と評価された領域を使用する増強された超音波画像形成 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2011年5月2日に出願した米国特許仮出願第61/481,476号の利益を、米国特許法第119条(e)に従って主張するものであり、この仮出願は、参照により全体として本明細書に組み込まれる。
a.画像フレームを収集するために使用される送信ビームの集合内のそれぞれの送信ビームに対する送信開口及び個別の素子送信特性を指定するステップであって、前記送信ビームの集合は、所望の視野の少なくとも一部に高周波音波を当てる少なくとも一つの送信ビームを含む、ステップと、
b.測定又はシミュレーションを通じて、視野を覆う複数のフィールド点で前記送信ビームの集合内のそれぞれの送信ビームのさまざまな属性を決定するステップと、
c.それぞれの新しい画像フレームを処理する際の繰り返し使用に対するそれぞれのフィールド点の前記属性を格納するステップと、
d.前記送信ビームの集合を使用してエコー信号を送受信し、前記エコー信号をメモリに格納するステップと、
e.前記格納されている送信ビーム属性のうちの1つ以上を使用して、前記格納されているエコー信号を処理し、画像形成で使用するため与えられた送信ビームが寄与するフィールド点から受信された超音波エコー信号の適格性評価(qualify)を行い、信号がどのように処理されるべきかを指定するステップと、
f.フィールド点に対してオーバーラップする、適格と評価された送信ビーム(qualified transmit beam)の集合から複数の画像パラメータを生成して組み合わせて、前記画像フレームに対するフィールド点の値を構成する最終画像パラメータを生成するステップとを含む。
a.送信イベントの持続時間にわたる送信ビームのピーク強度、
b.送信ビームのピーク強度がフィールド点で生じた時間、
c.パルス強度がパルスピークの典型的には−20dB未満である閾値を超える時間によって決定される送信パルス持続時間、
d.前記ピーク強度と、フィールド点で送信イベントの発生中に生じるビーム強度の他のピークとの比、
e.フィールド点の位置を指定するために使用される選択された軸を持つ送信ビームパルスの波面の入射角、
のうちの少なくとも一つからなる。
I(Tn)−Pにおけるピーク音響強度。
tp(Tn)−Pにおける送信開始からピーク音響強度の発生までの時間。
tb(Tn)−tp(Tn)の指定された数分の一よりも大きい音響強度の持続時間。
r(Tn)−二次強度ピークの強度とI(Tn)との比。
θ(Tn)−トランスデューサの軸に関する音波の波面の入射角。
ただしN1〜8は、ピーク音響強度値I(T1〜8)の逆数を計算することによって得られる正規化定数である。例えば、送信ビームT1のPにおける強度が0.5(任意の何らかの単位)であり、送信ビームT4のPにおける強度が1.0である場合、N1=2及びN4=1と計算することが可能である。この場合、信号値S1は信号値S4の強度の半分であると予想し、信号値S1に2を乗算して、これに信号値S4と同等の総和への寄与を与える。
前記の方法は、本開示の一実施形態によるソフトウェアベースの方法及びシステムアーキテクチャを利用するコンピューティングシステムで実装されうる。このシステムでは、すべてのリアルタイム処理機能をソフトウェアで実行する。提案されているアーキテクチャは、図5に概略として示されている。
Claims (14)
- 多素子トランスデューサから得られた超音波画像フレームの分解能及びフレームレートを改善する方法であって、
a.画像フレームを収集するために使用される送信ビームの集合内のそれぞれの送信ビームに対する送信開口及び個別の素子送信特性を指定するステップであって、前記送信ビームの集合が、所望の視野の少なくとも一部に高周波音波を当てる少なくとも一つの送信ビームを含む、ステップと、
b.測定又はシミュレーションを通じて、前記視野を覆う複数のフィールド点で前記送信ビームの集合内のそれぞれの送信ビームのさまざまな属性を決定するステップと、
c.それぞれの新しい画像フレームを処理する際の繰り返し使用に対するそれぞれのフィールド点の前記属性を格納するステップと、
d.前記送信ビームの集合を使用してエコー信号を送受信し、前記エコー信号をメモリに格納するステップと、
e.前記格納されている送信ビームの属性のうちの1つ以上を使用して前記格納されているエコー信号を処理し、画像形成で使用するため与えられた送信ビームが寄与するフィールド点から受信された前記超音波エコー信号の適格性評価を行い、前記信号がどのように処理されるべきかを指定するステップと、
f.フィールド点に対してオーバーラップする、適格と評価された前記送信ビームの集合から複数の画像パラメータを生成して組み合わせ、前記画像フレームに対するフィールド点の値を構成する最終画像パラメータを生成するステップと
を含む方法。 - フィールド点における前記送信ビームの前記測定された、又はシミュレートされた属性は、
a.送信イベントの持続時間にわたる前記送信ビームのピーク強度、
b.前記送信ビームの前記ピーク強度が前記フィールド点で生じた時刻、
c.パルス強度が前記パルスピークの典型的には−20dB未満である閾値を超える時間によって決定される送信パルス持続時間、
d.前記ピーク強度と、前記フィールド点で送信イベントの発生中に生じるビーム強度の他のピークとの比、
e.前記フィールド点の位置を指定するために使用される選択された軸を持つ前記送信ビームパルスの波面の入射角
のうちの少なくとも一つを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記格納されているエコー信号に対する前記処理は、前記フィールド点におけるそれぞれの送信ビームのピーク送信強度を使用することによってそれぞれの格納されているエコー信号の利得を補償することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記フィールド点は、表示される画像フレーム内のピクセルの対応する位置における矩形配列で配置される、請求項1に記載の方法。
- 前記送信ビームの集合は、集束しない送信ビームを使用して送受信収集が64未満である視野に高周波音波を当てることによってフレームレートを最大化するように構成される、請求項1に記載の方法。
- 前記送信ビームの集合は、前記集合内の前記送信ビームのオーバーラップの量を制御することによって最適な空間及びコントラスト分解能をもたらすように構成される、請求項1に記載の方法。
- 組織又は血流速度に対する受信したエコー信号の処理では、入射送信ビーム属性の格納されている角度を使用して、ドップラー周波数偏移に基づき速度計算を補正し、それぞれのフィールド点における運動の大きさと運動の方向を求めるように構成される、請求項1に記載の方法。
- 多素子トランスデューサから得られた超音波画像の分解能及びフレームレートを改善するためのコンピュータで実装されるシステムであって、
プロセッサ及びメモリを備え、前記プロセッサ及び前記メモリは、
a.画像フレームを収集するために使用される送信ビームの集合内のそれぞれの送信ビームに対する送信開口及び個別の素子送信特性を指定する処理であって、前記送信ビームの集合が、所望の視野の少なくとも一部に高周波音波を当てる少なくとも一つの送信ビームを含む、処理と、
b.測定又はシミュレーションを通じて、前記視野を覆う複数のフィールド点で前記送信ビームの集合内のそれぞれの送信ビームのさまざまな属性を決定する処理と、
c.それぞれの新しい画像フレームを処理する際の繰り返し使用に対するそれぞれのフィールド点の前記属性を格納する処理と、
d.前記送信ビームの集合を使用してエコー信号を送受信し、前記エコー信号をメモリに格納する処理と、
e.前記格納されている送信ビーム属性のうちの1つ以上を使用して前記格納されているエコー信号を処理し、画像形成で使用するため与えられた送信ビームが寄与するフィールド点から受信された前記超音波エコー信号の適格性評価を行い、前記信号がどのように処理されるべきかを指定する処理と、
f.フィールド点に対してオーバーラップする、適格と評価された前記送信ビームの集合から複数の画像パラメータを生成して組み合わせ、前記画像フレームに対するフィールド点の値を構成する最終画像パラメータを生成する処理と
を実行するように構成されている、システム。 - 前記送信ビームの前記測定された、又はシミュレートされた属性は、
a.送信イベントの持続時間にわたる前記送信ビームのピーク強度、
b.前記送信ビームの前記ピーク強度が前記フィールド点で生じた時刻、
c.パルス強度が前記パルスピークの典型的には−20dB未満である閾値を超える時間によって決定される送信パルス持続時間、
d.前記ピーク強度と、前記フィールド点で送信イベントの発生中に生じるビーム強度の他のピークとの比、
e.前記フィールド点の位置を指定するために使用される選択された軸を持つ前記送信ビームパルスの波面の入射角
のうちの少なくとも一つを含む、請求項8に記載のシステム。 - 前記格納されているエコー信号に対する前記処理は、前記フィールド点におけるそれぞれの送信ビームのピーク送信強度を使用することによってそれぞれの格納されているエコー信号の利得を補償することを含む、請求項8に記載のシステム。
- 前記フィールド点は、表示される画像フレーム内のピクセルの対応する位置における矩形配列で配置される、請求項8に記載のシステム。
- 前記送信ビームの集合は、集束しない送信ビームを使用して送受信収集が64未満である視野に高周波音波を当てることによってフレームレートを最大化するように構成される、請求項8に記載のシステム。
- 前記送信ビームの集合は、前記集合内の前記送信ビームのオーバーラップの量を制御することによって最適な空間及びコントラスト分解能をもたらすように構成される、請求項8に記載のシステム。
- 組織又は血流速度に対する受信したエコー信号の処理では、入射送信ビーム属性の格納されている角度を使用して、ドップラー周波数偏移に基づき速度計算を補正し、それぞれのフィールド点における運動の大きさと運動の方向を求めるように構成される、請求項8に記載のシステム。
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