【手続補正書】
【提出日】平成16年11月4日(2004.11.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  超音波情報の基準化方法および該方法による医療用超音波診断画像処理装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なるノイズレベルを有する超音波エコーの受信に応答して身体領域の二次元画像を作成する超音波診断画像処理装置であって：受信された超音波エコー信号に応答して、該画像の範囲に渡って該エコー信号の、表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルを変化させるダイナミックレンジプロセッサ；および、該ダイナミックレンジプロセッサに応答して、該ノイズ排除レベルを超える該エコー信号を表示する表示装置からなる超音波診断画像処理装置。
【請求項２】
該ダイナミックレンジプロセッサが、該受信超音波エコー信号の空間情報に応答する請求項１の超音波診断画像処理装置。
【請求項３】
該ダイナミックレンジプロセッサが、該エコー信号が受信された深さに応答して、該エコー信号が受信された深さの関数として、該エコー信号の表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルを変化させる請求項２の超音波診断画像処理装置。
【請求項４】
該ダイナミックレンジプロセッサが、さらに該エコー信号が受信された走査線に応答して、該エコー信号が受信された走査線の関数として、該エコー信号の表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルを変化させる請求項３の超音波診断画像処理装置。
【請求項５】
該走査線が、平行に配置されている請求項４の超音波診断画像処理装置。
【請求項６】
該走査線が、放射状に配置されている請求項４の超音波診断画像処理装置。
【請求項７】
該受信エコー信号が、径方向及び角方向の座標を有し；そしてここに、該ダイナミックレンジプロセッサが、それらの径方向及び角方向の座標に応答して該エコー信号の表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルを変化させる請求項１の超音波診断画像処理装置。
【請求項８】
該受信エコー信号が、径方向及び横方向の座標を有し；そしてここに、該ダイナミックレンジプロセッサが、それら径方向及び横方向の座標に応答して、該エコー信号の表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルを変化させる請求項１の超音波診断画像処理装置。
【請求項９】
該ダイナミックレンジプロセッサが、値の対数範囲で該エコー信号の表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルを変化させる請求項１の超音波診断画像処理装置。
【請求項１０】
該ダイナミックレンジプロセッサが、複数の圧縮マップを利用して該超音波エコー信号を基準化する手段からなる請求項９の超音波診断画像処理装置。
【請求項１１】
該ダイナミックレンジプロセッサが、エコー座標情報に応答したアルゴリズムを利用して、該超音波エコー信号を基準化する手段からなる請求項９の超音波診断画像処理装置。
【請求項１２】
画像の位置により変化するノイズレベルを示す超音波エコーのアレーから、身体領域の画像を作成する超音波診断画像処理装置であって：受信超音波エコー信号に応答して、該画像のノイズレベル変化と対応させて、該エコー信号の表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルを変化させる対数圧縮回路；および、該対数圧縮回路に応答して、前記変化させられた表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルでエコー信号を表示するための表示装置からなる超音波診断画像処理装置。
【請求項１３】
該対数圧縮回路が、前記エコー信号が受信された深さの関数として、該エコー信号の表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルを変化させる請求項１２の超音波診断画像処理装置。
【請求項１４】
該対数圧縮回路がさらに、前記エコー信号が受信された横方向長さの関数として、該エコー信号の表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルを変化させる請求項１３の超音波診断画像処理装置。
【請求項１５】
該対数圧縮回路が、前記エコー信号が受信される深さの関数として変化する、表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルに該エコー信号をマッピングする手段からなる請求項１２の超音波診断画像処理装置。
【請求項１６】
該対数圧縮回路がさらに、前記エコー信号が受信される横方向長さの関数として変化する表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルに、該エコー信号をマッピングする手段からなる請求項１５の超音波診断画像処理装置。
【請求項１７】
超音波診断画像処理装置により受信された超音波エコー情報の表示値を基準化する方法であって：二次元超音波画像領域の範囲に渡って変化するノイズレベルを有する超音波エコー情報を受信し；そして、該二次元超音波領域について、該ノイズレベルと共に変化する表示ダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルに、超音波エコー情報をマッピングすることからなる該方法。
【請求項１８】
該マッピング段階が、対数圧縮されたダイナミックレンジに該超音波エコー情報をマッピングすることからなる請求項１７の方法。
【請求項１９】
該マッピング段階が、複数の相違する圧縮マップを有する対数圧縮された表示されるダイナミックレンジに該超音波エコー情報をマッピングすることからなる請求項１８の方法。
【請求項２０】
該マッピング段階が、該ノイズレベルと共に変化する極小値および実質的に等しい極大値を有する表示されるダイナミックレンジに、該超音波エコー情報をマッピングすることからなる請求項１７の方法。
【請求項２１】
該マッピング段階が、複数の予め定められたフル実装圧縮マップにより該超音波エコー情報をマッピングすることからなる請求項１７の方法。
【請求項２２】
該マッピング段階が、可変ダイナミックレンジ変換アルゴリズムにより該超音波エコー情報をマッピングすることからなる請求項１７の方法。
【請求項２３】
該マッピング段階が、可変対数圧縮アルゴリズムにより該超音波エコー情報をマッピングすることからなる請求項２２の方法。
【請求項２４】
超音波診断画像処理装置が受信した超音波エコー情報の値をマッピングする方法であって：二次元超音波画像領域の範囲に渡って値の領域に存在する値を有する超音波エコー信号を受信し；そして、該画像領域の深さについて変化する値の対数圧縮された領域に、該超音波エコー信号値をマッピングすることからなる該方法。
【請求項２５】
該対数圧縮された値の範囲がさらに、該画像領域の横方向の範囲に渡って変化する請求項２４の方法。
【請求項２６】
超音波診断画像処理装置が受信した超音波エコー情報の値をマッピングする方法であって：ある信号ダイナミックレンジに存在する値を有する超音波エコー信号を受信し；そして該エコー信号が受信されるにつれて、該受信超音波エコー信号からの圧縮ダイナミックレンジの表示値を数値的に計算することからなる該方法。
【請求項２７】
前記表示値を数値的に計算する段階が、圧縮マップアルゴリズムを利用する請求項２６の方法。
【請求項２８】
前記表示値を数値的に計算する段階が、複数の異なる圧縮マップアルゴリズムを利用する請求項２７の方法。
【請求項２９】
前記表示値を数値的に計算する段階に、超音波エコー信号の空間起源に従って圧縮マップアルゴリズムを選択する段階が含まれる請求項２８の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波画像データの深さおよび横方向走査次元の可変圧縮方法に関し、また本発明は、医療用超音波画像データの取得および表示に関し、特に走査深さおよび横方向次元の関数としてかかる画像データのダイナミックレンジを変更する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表示しようとする身体の画像領域から超音波エコーが受信されるとき、その信号ダイナミックレンジに関して雑音レベルを上回る可能性ある値が、受信信号の実際のデータとして定量化される。通常定量化の単位はデシベル（ｄＢ）であり、例えば、６０デシベルの信号とは、最高レベルから６０ｄＢ下がった範囲までのエコーは信頼性良く受信することができ、それ以下の低レベルは、雑音にすぎないと識別されることを意味する。この特性への超音波装置の共通の処理応答は、６０デシベル以上の範囲内にある信号を使用し、そのレベル以下の信号を捨て去ることである。従って、６０ｄＢの範囲内の実際の超音波エコーが表示され、６０ｄＢ以下の雑音レベルの信号は切り取られそして無視される。
【０００３】
超音波受信器技術が進歩するにつれて、エコーが信頼性良く感知される信号ダイナミックレンジの幅は向上した。本出願人の製造したＨＤＩ(登録商標)５０００装置により使用された超音波受信器などは、例えば１５０ｄＢの信号ダイナミックレンジ以上の真正なエコー信号を識別することができる。しかし、これらの装置の信号ダイナミックレンジは、より低感度のものと同様に、今日の表示モニターの表示能力を大きく越えている。従って、表示用のより低いダイナミックレンジに、受信エコーの信号ダイナミックレンジを圧縮することが簡便であり、それは通常より強い信号に比較して低レベル信号を大きく強める対数圧縮により実施される。１６ビット受信エコー信号の２16の可能なレベルが、例えば、２8の対数的に応答するレベルの表示信号に圧縮されまたはマッピングされる。深さ依存減衰（ＴＧＣ増幅により相殺される）および動的開口変化（それは正規化利得あるいは減衰により相殺される）などの、種々の自然的に発生し、そして組織的に誘発された効果が削除された後に、超音波信号処理過程の最後で、対数圧縮は通常実施される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の超音波装置において、上記の例における６０デシベルなど、画像領域に一定のノイズしきい値を適用する画像処理用に、対数圧縮範囲が選択される。しかし、一部は上記自然的、組織的効果およびそれらが相殺される態様などの特性のため、超音波画像領域は均一なノイズレベルを示さない。超音波画像中のいかなる点の適用可能な信号ダイナミックレンジも、いくつかのパラメータの関数である。これらには、受信ビーム形成の間に使用されたチャネル数、超音波ビームが受けた減衰、および深さの関数としてのビーム輪郭(profile)が含まれる。従って、画像領域中の全ての点で、真正な信号の全ての信号ダイナミックレンジを使用し、ノイズレベル信号を正確に除去した表示信号を作成することが望ましい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、表示されるダイナミックレンジと表示信号用のノイズ排除レベルが、画像全体で自動的に変化し、各次元において、ダイナミックレンジとノイズしきい値を制御する。好適例において、表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルが、超音波画像の範囲(深さ)および横方向(走査線から走査線へ)の両次元について変化する。
【０００６】
図１は、セクター画像領域を説明する。図２は、超音波画像の信号ダイナミックレンジの、深さによる変化例の説明である。図３は、超音波画像の信号ダイナミックレンジの横方向位置の変化例を説明する。図４は、リニア走査超音波画像の定数信号ダイナミックレンジの境界を説明する。図５は、放射状に走査された超音波画像の定数信号ダイナミックレンジの境界を説明する。図６は本発明により構成された超音波診断画像処理装置のブロックダイヤグラムによる説明である。図７は、横方向と深さの両方が変化する、リニア走査画像領域の圧縮マップの分布を説明する。図８は、本発明の一例のいくつかの圧縮マップを説明する。そして図９は、本発明の第二の例の、いくつかの圧縮マップを説明する。
【０００７】
【発明の実施の態様】
本明細書において、圧縮マップあるいは圧縮マッピングなる用語は、受信された信号へのダイナミックレンジ圧縮および排除レベルの適用を意味している。信号ダイナミックレンジなる用語は、２０掛ける(最大信号レベル/ノイズレベル)の対数、であるデシベルなる単位で一般に表される、ノイズに対する信号の比を意味している。ノイズレベルなる用語は、そこで希望する信号が望まれない信号を越えるレベルである。まず図１を参照すると、アレー変換器１２から発散するセクター画像領域３０が、図式的に示されている。セクター画像領域を走査するアレー変換器が、変換器表面の平面に対して種々の角θを持つ走査線３２などの走査線に沿って超音波エネルギーを発信し、受信する。各走査線が、画像領域に放射状に拡散し、そして走査線に沿った画像領域の種々の深さｚからエコーが戻る。
【０００８】
多くの異なる要因が、走査線に沿って戻るエコー信号のノイズレベルに悪影響を及ぼす場合がある。これらの要因の１つが、変換器開口の変化である。エコーがより深くから受信されるに従って、変換器アレーの有効開口を増加させるのが通常であり、エコーが浅い位置から受信されるときは、比較的少数の素子で始まり、エコーがより大きな深さｚから受信されるに従って多数の素子となる。別の要因は深さ依存減衰である。より深い部位から受信されるエコーは、浅い位置ｚから受信されるエコーよりも、低振幅で、低信号対雑音比である。これら要因の影響が複合された曲線４０が図２に示されている。曲線４０は、近接領域で急速に開口が拡大するので、信号ダイナミックレンジは最初に、７０デシベルから９０デシベルまでの増加を示している。曲線は９０デシベルで頂点に達し、そこから、それらが同じ開口で次第に大きな深さから受信されるに従って、エコーは深さ依存減衰を経験するので低下してゆく。
【０００９】
深さ依存効果は図２で示されるようにして生じるのであるが、他の効果は、異なる走査線の横方向位置の関数として生じる。セクター走査画像領域３０において、該領域の中心走査線３２は、変換器表面に直角に配置されていることが分かり、最大量のエコーエネルギーが変換器により受信されることを可能とする。エコーが直角から傾いた角度、本例においては±４５゜までの走査線から受信されるに従って、超音波の入射角および変換器アレーは斜めになり、より横方向の走査線では、エコーエネルギー量は減少して受信される。この走査線傾斜によるエコーエネルギー量の減少は、図３の曲線４２により表わされ、画像領域の一定深さｚにおける微分下降線ΔｄＢとして示されている。従って、画像領域３０中のいずれの点の信号ダイナミックレンジも、領域のすべての点で４０および４２などの空間依存曲線の結合した効果の関数である。
【００１０】
これらの効果は、画像領域がセクターによりまたはリニアに走査されたかどうかにより相違する。例えば図４は、リニアに走査された画像領域５０における定数信号ダイナミックレンジのラインを描写している。リニア走査においては一連の平行な走査線が発信され、そして中心走査線５２などの走査線のレチリニア(retilinear)パターンからのエコーが受信される。深さ( z )方向における信号ダイナミックレンジは、ちょうどセクター走査の場合のように、開口が拡張し、深さ依存減衰が生じるにつれて、図２の曲線４０に従う。これが、定数信号ダイナミックレンジラインのダイナミックレンジ数により示され、６５デシベルで始まり、７０デシベルに増加し、そして深さ依存減衰により６５および６０デシベルに低下する。しかし、各走査線は、変換器の面に直角に発信され受信され、即ち変換器に対し走査線の角度に変化はないので、信号ダイナミックレンジの横方向の変化は、図３の曲線４２のようにならないであろう。むしろ、横方向の信号ダイナミックレンジの変化は、ラインの直線部分により示されるように、ほとんどの画像領域５０について実質的に定数である。ラインの曲がった末端により示されるように、ノイズレベルは、画像領域５０の横方向側で上昇する。これは最も横方向の走査線の発信および受信までにアレーの横方向端に到達してしまうので、それ以上の変換器素子がないことにより開口が限られることによる。
【００１１】
セクター走査画像領域３０の場合において、曲線４０および４２により示された効果の結果として、図５で示されるように同一信号ダイナミックレンジのラインが現れる。この例において、信号ダイナミックレンジは、９０デシベルで示された点で最大となるのが分る。信号ダイナミックレンジが、変換器から図５に示すこの距離でこのレベルまで増加し、次いで再び深さと共に減少し、そして定数信号ダイナミックレンジのラインが示すように、画像領域の中心から角度のある走査線への移動と共に減少するのが分る。
【００１２】
これらの特性に応答する超音波画像処理装置が、図６にブロックダイヤグラムにより示されている。変換器アレー１２を含む走査ヘッド１０は、ビーム形成器１４に接続され、アレーの個々の変換器素子からの信号を遅延させ結合させ、各受信された走査線に沿ってコヒーレントエコー信号を形成する。ビーム形成されたエコー信号は次いで、正規化回路１６により開口変化の効果のために正規化される。正規化回路は、エコー信号に利得あるいは減衰の要素を適用し、米国特許出願ＳＮ０８／８９３，４２６に、より詳細に記載されているように、開口拡大効果を除去する。エコー信号が開口変化について等化され、エコー信号は検知回路１８により検知され、次いで可変圧縮回路２０により、本発明の原則に従ってマッピングされる。好適例において、実施される圧縮は対数圧縮であり、これによりエコー信号の信号ダイナミックレンジが、表示に、より適当な対数範囲にマッピングされる。実施された圧縮および形成された表示ダイナミックレンジおよびノイズしきい値は、圧縮マップ選択プロセッサ２２により可変化される。プロセッサ２２は、空間依存変数に従って加工するアルゴリズムのための適当な圧縮マップあるいは定数を選択する。エコー信号の深さまたは範囲ｚ、処理される走査線の角度または横方向の位置θ、時間利得補償(ＴＧＣ)曲線、あるいは横方向利得補償(ＬＧＣ)曲線を含む四つのこのような変数を図７に示す。これらのいずれかあるいはその他の変数が、エコー信号の表示されるダイナミックレンジおよびノイズしきい値が空間可変性を持つように採用される。再マッピングされたエコー信号は次いで、走査変換器２４によって希望する画像方式に変換され、表示装置２６上に表示される。
【００１３】
可変圧縮回路２０が受信エコー信号を希望する表示ダイナミックレンジおよびノイズしきい値マップに再マッピングするのには、いくつかの方法がある。１つは、プロセッサ２２によるものであり、その入力信号に応答して、希望する可変圧縮を受信画像データに適用する予め保存された圧縮マップを選択することである。例えば、プロセッサ２２は、複数のフル実装ディジタルルックアップテーブル(fully populated digital look-up table)の１つを保存し、選択する。各圧縮マップにおいて、テーブルは入力語の幅により決められた大きさである。図７は、この例では５デシベル増分に量子化されたこのようなテーブルを図示している。このテーブルは、リニア走査画像領域５０用に利用される。深さ( z )方向で、このマップは６５デシベル帯域から始まり、７５デシベル帯域に増加し、次いで２．５cｍを越える最大深さで６０デシベル帯域に低下する圧縮マップの不連続帯域からなっていることが観察される。画像領域の横方向端で、信号ダイナミックレンジが低下し、従ってより制限された圧縮マップの使用となる。例えば７５デシベル圧縮マップは、各横方向端で７０デシベル圧縮マップになり、図４に示される定数信号ダイナミックレンジのラインと一致したものとなる。
【００１４】
ルックアップテーブル形式で全圧縮マップを記憶しない、他の技術は、各エコー値が受信されるに従って出力値を計算することであり、これにより出力値ｆ(ｘ)が受信されたエコー値ｘからプロセッサ２２により与えられ、空間に依存する係数ａおよびｂの関数として計算される。例えば、計算に使用することができるアルゴリズムは下式となる。
【００１５】
ｆ(x)＝ａ(log(x)−ｂ) [ １ ]
【００１６】
最上位の「１」ビットが小数点の左に置かれ、そして残りのディジタル語が小数点の右に置かれるまで、予め圧縮されたディジタルエコー値ｘが右桁送りされる。この表示法が十進法で１と２の間の値を示し、下式で表示時することができる。
ｗ＝１＋ｙ [ ２ ]１と２の間の数の対数は、下式の多項式近似により表示することができる。
【００１７】
log(１＋ｙ)＝ａ1ｙ＋ａ2ｙ2＋ａ3ｙ3＋ａ4ｙ4＋ａ5ｙ5＋ε(ｙ) [ ３ ] 
【００１８】
ここにａ1−ａnは不変の係数であり、｜ε(ｙ)｜＝１ｘ１０-5である。希望により、より高次の多項式により、より高精度を得ることができる。このようにして得られたlog(ｗ)項が、次いで下式を用いてlog(ｘ)を計算するのに用いられる。
【００１９】
log(ｘ)＝ｍlog(２)＋log(ｗ) [ ４ ]
【００２０】
ここにｍは、１と２の間にエコー値ｘを移動させるための、上式に使用される右桁送り操作の数である。式[４]のlog(ｘ)項は次いで、f(ｘ)を計算するために、プロセッサ２２により選択されるａおよびｂの値と共に式[１]に使用される。画像領域中のそれぞれ異なる空間位置は、それ自身特有のａ，ｂ値の対を持つことができ、もしくはこの値は、１つの圧縮マップから次へと希望する変更頻度で定期的に更新することができる。
【００２１】
ａ，ｂ表記法により表記された典型的な圧縮マップが図８に示されている。大きな表示ダイナミックレンジ用、中間の表示ダイナミックレンジ用、および減縮されたダイナミックレンジ用の３個の圧縮マップ６２，６４，６６が図に示されている。この例において、圧縮マップ６２が８５ｄＢの表示ダイナミックレンジを有するのが分り、圧縮マップ６６が、５０デシベルの表示ダイナミックレンジを持っており、そして圧縮マップ６４がその中間の範囲を有するのが分る。各圧縮マップは、それ以下でノイズが削除される異なる排除レベル７０、７２、７４から、飽和レベル６８まで延びている。この例の全ての圧縮マップは異なる傾きを持ち、そして共通の点６０で全て交差する。共通の点は、この例で示されているように中央に置かれるか、またはノイズフロア(noise floor)あるいは飽和(saturation)レベルを含むどこか他の領域にある。入力値である横座標は対数スケールで表され、他方出力値である縦軸はリニアスケールであるので、圧縮マップは直線で示される。この例では２５６の不連続な出力値があり、即ち８ビット言語として出力信号を表すことができることを意味している。各不連続なａ，ｂ値の対が、特有の圧縮曲線を決定する、ここに下式の関係がある。
【００２２】
ａ＝Outputmax／(log{Inputmax}−ｂ) [ ５ ]およびｂ＝log(Inputmax／１０(DynamicRange/20)) [ ６ ]
【００２３】
ここに、Outputmaxは、最大圧縮出力値であり、Inputmaxは、そこで圧縮マップが飽和レベル６８と交差する点であり、そしてDynamicRangeは、ｄＢによる表示ダイナミックレンジである。従って、エコーが領域のより深くからの走査線に沿って受信されるにつれて、希望する割合でａおよびｂは変化し、表示ダイナミックレンジは最初増加し始め、次いで開口変化および深さ依存減衰により減少する。それに応答して排除レベルが低下し、次いで開口変化と深さ依存減衰により増加する。このような変化が、ＴＧＣあるいは深さあるいは時間の関数により誘起される。そして、走査線が変換器平面に対して傾斜が増し、あるいはリニア走査画像領域の端部に向かって受信されるにつれて、ａおよびｂは角θあるいはＬＧＣの関数に応答して変化し、より横方向の走査線のために徐々に表示ダイナミックレンジを減少させ、排除レベルを増加させる。全画像領域にわたって一定の排除レベルを維持するのではなく、排除レベルは常に画像領域の各点あるいは各部分の実際のノイズレベルに合わせられる。
【００２４】
図９は、図８の圧縮マップの変形を説明しており、そこでは圧縮マップは屈折点が与えられ、共通の入力信号レベルで飽和レベル６８に収束する。米国特許出願ＳＮ ０８／８９３，４２６に説明されるように、この特性は最高明度で自然に表示される超音波画像中の対象物の明度を下げ、この状況はより低い明度あるいは鮮明度で表示されている隣接構造の識別能力を限定する場合がある。この特性は、飽和出力信号(レベル６８の大きさ)の範囲を限定することによりこれを実施する。曲線６６のように、(対数スケール上で)直線的に飽和レベルに続くのではなく、圧縮マップ６６'は屈曲点６７を表示し、入力信号範囲のより高いレベルで飽和レベル６８に接近し到達する。この例において、表示ダイナミックレンジが飽和レベルに達する点は、圧縮マップの変化によって変化しない；即ち、圧縮マップ６２，６４'、６６'の全てが同じ点で飽和レベルに収束する。従って、圧縮回路２０への入力信号が飽和レベルでの表示信号を作成する点は、画像領域中の異なる点で異なる圧縮マップが使用されても変化しない。
【００２５】
２つの異なる傾きを有する圧縮マップが使用されると、ａ，ｂのパラメータに加えて、圧縮マップ中の屈曲点６７用の他のパラメータを採用する必要がある。本発明の構成例において、ダイナミックレンジアルゴリズムは５つのパラメータ(ａ、ｂ、ａ１，ｂ１、および屈曲点)を使用し、深さおよび横方向に変化する圧縮マップ用に動的に受信エコー信号を処理する。エコー値は「屈曲点」と比較され、比較の結果はａ，ｂ，またはａ１，ｂ１のパラメータの組のいずれかを使用し、これにより各エコー値用の適切な圧縮マップを決定する。
【００２６】
本発明例が示すように、入力として時間利得補償、深さおよびラインポジションを使用するプロセッサの使用は、画像領域の幅と深さについて、信号ダイナミックレンジあるいは他の音響あるいは装置上の特性の変化に従って圧縮マップの自動的な選択を可能とする。ルックアップテーブルの使用は、画像データのマッピングにいかなる単調増加関数の使用をも可能とする。変化する圧縮マップの使用は、軸外探索(off-axis steering)の効果およびアレー末端効果を検討するための横方向利得増幅の使用を減少させまたは排除することができる。本発明は、二以上の次元の超音波画像データの組に適用することができ、例えば、三次元画像データのダイナミックレンジおよびノイズフロアを適正に調整することができる。
【００２７】
本発明は深さおよび横走査次元の超音波画像データの可変圧縮方法に関し、その概要は、本超音波診断画像処理装置は、画像領域中のされるミックレンジおよびノイズ排除レベルを制御する、画像全体にわたって自動的に変化する表示された信号用ダイナミックレンジマップによりエコー情報信号を処理する。好適例では、されるミックレンジおよびノイズ排除レベルは範囲(深さ)および横方向(走査線から走査線へ)の両方について変化する。
【００２８】
本発明の態様を説明すると、１．異なるノイズレベルを有する超音波エコーの受信に応答して身体領域の二次元画像を作成する超音波診断画像処理装置であって：受信された超音波エコー信号に応答して、該画像の次元について該エコー信号の、表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルを変化させるダイナミックレンジプロセッサ；および、該ダイナミックレンジプロセッサに応答して、該ノイズ排除レベル以上の該エコー信号を表示する表示装置からなる超音波診断画像処理装置、２．該ダイナミックレンジプロセッサが、該受信超音波エコー信号の空間情報に応答する上記１の超音波診断画像処理装置、３．該ダイナミックレンジプロセッサが、該エコー信号が受信された深さに応答して、該エコー信号が受信された深さの関数として、該エコー信号の表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルを変化させる上記２の超音波診断画像処理装置、４．該ダイナミックレンジプロセッサが、さらに該エコー信号が受信された走査線に応答して、該エコー信号が受信された走査線の関数として、該エコー信号の表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルを変化させる上記３の超音波診断画像処理装置、５．該走査線が、平行に配置されている上記４の超音波診断画像処理装置、６．該走査線が、放射状に配置されている上記４の超音波診断画像処理装置、７．該受信エコー信号が、放射状そして角座標を有し；そしてここに、該ダイナミックレンジプロセッサが、それらの放射状そして角座標に応答して該エコー信号の表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルを変化させる上記１の超音波診断画像処理装置、８．該受信エコー信号が、放射状そして横方向座標を有し；そしてここに、該ダイナミックレンジプロセッサが、それら放射状そして横方向座標に応答して、該エコー信号の表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルを変化させる上記１の超音波診断画像処理装置、９ 該ダイナミックレンジプロセッサが、値の対数範囲で該エコー信号の表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルを変化させる上記１の超音波診断画像処理装置、１０．該ダイナミックレンジプロセッサが、複数の圧縮マップを利用して該超音波エコー信号を基準化する手段からなる上記９の超音波診断画像処理装置、１１．該ダイナミックレンジプロセッサが、エコー座標情報に応答したアルゴリズムを利用して、該超音波エコー信号を基準化する手段からなる上記９の超音波診断画像処理装置、１２．画像の位置により変化するノイズレベルを示す超音波エコーのアレーから、身体領域の画像を作成する超音波診断画像処理装置であって：受信超音波エコー信号に応答して、該画像のノイズレベル変化と対応させて、該エコー信号の表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルを変化させる対数圧縮回路；および、該対数圧縮回路に応答して、変化する表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルでエコー信号を表示するための表示装置からなる超音波診断画像処理装置、１３．該対数圧縮回路が、エコー信号が受信された深さの関数として、該エコー信号の表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルを変化させる請求項１２の超音波診断��像処理装置、１４．該対数圧縮回路がさらに、それらが受信された横方向長さの関数として、該エコー信号の表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルを変化させる上記１３の超音波診断画像処理装置、１５．該対数圧縮回路が、それらが受信される深さの関数として変化する、表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルに該エコー信号をマッピングする手段からなる上記１２の超音波診断画像処理装置、１６．該対数圧縮回路がさらに、それらが受信される横方向次元の関数として変化する表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルに、該エコー信号をマッピングする手段からなる上記１５の超音波診断画像処理装置、１７．超音波診断画像処理装置により受信された超音波エコー情報の表示値を基準化する方法であって：二次元超音波画像領域の次元に関して変化するノイズレベルを有する超音波エコー情報を受信し；そして、該二次元超音波領域について、該ノイズレベルと共に変化する表示ダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルに、超音波エコー情報をマッピングすることからなる該方法、１８．該マッピング段階が、対数圧縮されたダイナミックレンジに該超音波エコー情報をマッピングすることからなる上記１７の方法、１９．該マッピング段階が、複数の相違する圧縮マップを有する対数圧縮された表示されるダイナミックレンジに該超音波エコー情報をマッピングすることからなる上記１８の方法、２０．該マッピング段階が、該ノイズレベルと共に変化する極小値および実質的に等しい極大値を有する表示されるダイナミックレンジに、該超音波エコー情報をマッピングすることからなる上記１７の方法、２１．該マッピング段階が、複数の予め定められたフル実装圧縮マップにより該超音波エコー情報をマッピングすることからなる上記１７の方法、２２．該マッピング段階が、可変ダイナミックレンジ変換アルゴリズムにより該超音波エコー情報をマッピングすることからなる上記１７の方法、２３．該マッピング段階が、可変対数圧縮アルゴリズムにより該超音波エコー情報をマッピングすることからなる上記２２の方法、２４．超音波診断画像処理装置が受信した超音波エコー情報の値をマッピングする方法であって：二次元超音波画像領域の次元の値の領域に存在する値を有する超音波エコー信号を受信し；そして、該画像領域の深さについて変化する値の対数圧縮された領域に、該超音波エコー信号値をマッピングすることからなる該方法、２５．該対数圧縮された値の範囲がさらに、該画像領域の横方向次元について変化する上記２４の方法、２６．超音波診断画像処理装置が受信した超音波エコー情報の値をマッピングする方法であって：ある信号ダイナミックレンジに存在する値を有する超音波エコー信号を受信し；そして該エコー信号が受信されるにつれて、該受信超音波エコー信号からの圧縮ダイナミックレンジの表示値を数値的に計算することからなる該方法、２７．数値的に表示値を計算する段階が、圧縮マップアルゴリズムを利用する上記２６の方法、２８．数値的に表示値を計算する段階が、複数の異なる圧縮マップアルゴリズムを利用する上記２７の方法、２９．数値的に表示値を計算する段階に、超音波エコー信号の空間起源に��って圧縮マップアルゴリズムを選択する段階が含まれる上記２８の方法、などがある。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によると、表示されるダイナミックレンジと表示信号用のノイズ排除レベルが画像中で自動的に変化し、各次元においてダイナミックレンジとノイズしきい値が制御される。好適例において、表示されるダイナミックレンジおよびノイズ排除レベルが、超音波画像の範囲(深さ)および横方向(走査線から走査線へ)の両次元について変化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 セクター画像領域を説明する。
【図２】 超音波画像の信号ダイナミックレンジの深さによる変化例の説明である。
【図３】 超音波画像の信号ダイナミックレンジの横方向位置の変化例を説明する。
【図４】 リニア走査超音波画像の定数信号ダイナミックレンジの境界を説明する。
【図５】 放射状に走査された超音波画像の定数信号ダイナミックレンジの境界を説明する。
【図６】 本発明により構成された超音波診断画像処理装置のブロックダイヤグラムによる説明である。
【図７】 横方向と深さの両方が変化する、リニア走査画像領域の圧縮マップの分布を説明する。
【図８】 本発明の一例のいくつかの圧縮マップを説明する。
【図９】 本発明の第二の例の、いくつかの圧縮マップを説明する。
【符号の説明】
１０・・・走査ヘッド、１２・・・アレー変換器、１４・・・ビーム形成器、１６・・・正規化回路、１８・・・検知回路、２０・・・可変圧縮回路、２２・・・圧縮マップ選択プロセッサ、２４・・・走査変換器、３０・・・セクタ画像領域。