(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の診断モードの超音波映像を提供する超音波システムであって、
第１の診断モードの超音波映像を得るための第１の超音波ビームを第１の時間の間送受信して第１の受信信号を形成し、第２の診断モードの超音波映像を得るための第２の超音波ビームを第２の時間の間送受信して第２の受信信号を形成するように作動する送受信部と、
前記第１の受信信号に基づいて前記第１の診断モードの前記超音波映像を形成するように作動する第１の映像処理部と、
前記第２の受信信号に基づいて前記第２の診断モードの前記超音波映像を形成し、前記第２の診断モードの前記超音波映像で境界点を抽出し、前記第１の時間の間前記第２の診断モードの前記超音波映像に発生したギャップ区間以前の境界点を用いて１次多項曲線を求め、前記ギャップ区間以後の境界点を用いて１次多項曲線を求め、前記１次多項曲線同士が交差するかを判断し、前記１次多項曲線同士が交差すると判断されれば、前記ギャップ区間以前の前記境界点の分散と前記ギャップ区間以後の前記境界点の分散とを算出し、前記算出された分散と２つの前記１次多項曲線とに基づいて前記ギャップ区間の前記境界点を推定し、前記推定された境界点に基づいて前記ギャップ区間のギャップフィリングを行うように作動する第２の映像処理部と
を備えることを特徴とする超音波システム。
【請求項２】
前記第２の映像処理部は、
前記第２の受信信号に基づいて前記第２の診断モードの前記超音波映像を形成するように作動するＤモード映像形成部と、
前記第２の診断モードの前記超音波映像で前記境界点を抽出するように作動する境界点抽出部と、
前記抽出された境界点の多項曲線を求めて前記ギャップ区間の前記境界点を推定するように作動する境界点推定部と、
前記推定された境界点と前記ギャップ区間に隣接したドップラースペクトルに基づいて前記ギャップフィリングを行うように作動するギャップフィリング部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波システム。
【請求項３】
前記境界点推定部は、前記１次多項曲線同士が交差しないと判断されれば、前記ギャップ区間以前の前記境界点と前記ギャップ区間以後の前記境界点とを用いて２次多項曲線を求め、前記ギャップ区間以前の前記境界点の分散と前記ギャップ区間以後の前記境界点の分散を算出し、前記算出された分散と前記２次多項曲線とに基づいて前記ギャップ区間の前記境界点を推定するように作動することを特徴とする請求項２に記載の超音波システム。
【請求項４】
前記ギャップフィリング部は、前記ギャップ区間以前の前記超音波映像から前記推定された境界点により形成されるギャップ領域の順方向ギャップフィリングを行って、前記ギャップが除去された前記第２の診断モードの前記超音波映像を形成し、前記ギャップ区間以後の前記超音波映像から前記ギャップ領域の逆方向ギャップフィリングを行って、前記ギャップが除去された前記第２の診断モードの前記超音波映像を形成し、前記順方向ギャップフィリングにより前記ギャップが除去された前記第２の診断モードの前記超音波映像と前記逆方向ギャップフィリングにより前記ギャップが除去された前記第２の診断モードの前記超音波映像とを合成するように作動することを特徴とする請求項２または３に記載の超音波システム。
【請求項５】
前記ギャップフィリング部は、線形補間法を用いてギャップフィリングを行うように作動することを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の超音波システム。
【請求項６】
前記第１の診断モードはＢモード（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｍｏｄｅ）、Ｍモード（Ｍｏｔｉｏｎ ｍｏｄｅ）及びカラーモード（Ｃｏｌｏｒ ｍｏｄｅ）の中の少なくとも一つを備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の超音波システム。
【請求項７】
前記第２の診断モードはＤモード（Ｄｏｐｐｌｅｒ ｍｏｄｅ）を備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の超音波システム。
【請求項８】
複数の診断モードの超音波映像を提供する方法であって、
ａ）第１の診断モードの超音波映像を得るための第１の超音波ビームを第１の時間の間送受信して、第１の受信信号を形成する段階と、
ｂ）前記第１の受信信号に基づいて前記第１の診断モードの前記超音波映像を形成する段階と、
ｃ）第２の診断モードの超音波映像を得るための第２の超音波ビームを第２の時間の間送受信して、第２の受信信号を形成する段階と、
ｄ）前記第２の受信信号に基づいて前記第２の診断モードの前記超音波映像を形成する段階と、
ｅ）前記第２の診断モードの前記超音波映像で境界点を抽出し、前記第１の時間の間前記第２の診断モードの前記超音波映像に発生したギャップ区間以前の境界点を用いて１次多項曲線を求め、前記ギャップ区間以後の境界点を用いて１次多項曲線を求め、前記１次多項曲線同士が交差するかを判断し、前記１次多項曲線同士が交差すると判断されれば、前記ギャップ区間以前の前記境界点の分散と前記ギャップ区間以後の前記境界点の分散とを算出し、前記算出された分散と２つの前記１次多項曲線とに基づいて前記ギャップ区間の前記境界点を推定する段階と、
ｆ）前記推定された境界点に基づいて前記ギャップ区間のギャップフィリングを行う段階と
を備えることを特徴とする超音波映像提供方法。
【請求項９】
前記段階ｅ）は、
前記抽出された境界点の多項曲線を求めて前記ギャップ区間の前記境界点を推定する段階
を備えることを特徴とする請求項８に記載の超音波映像提供方法。
【請求項１０】
前記段階ｅ）は、
前記１次多項曲線同士が交差しないと判断されれば、前記ギャップ区間以前の前記境界点と前記ギャップ区間以後の前記境界点とを用いて２次多項曲線を求める段階と、
前記ギャップ区間以前の前記境界点の分散と前記ギャップ区間以後の前記境界点の分散とを算出する段階と、
前記算出された分散と前記２次多項曲線とに基づいて前記ギャップ区間の前記境界点を推定する段階と
を備えることを特徴とする請求項８に記載の超音波映像提供方法。
【請求項１１】
前記段階ｆ）は、
前記ギャップ区間以前の前記超音波映像から前記推定された境界点により形成されるギャップ領域の順方向ギャップフィリングを行って、前記ギャップが除去された前記第２の診断モードの前記超音波映像を形成する段階と、
前記ギャップ区間以後の前記超音波映像から前記ギャップ領域の逆方向ギャップフィリングを行って、前記ギャップが除去された前記第２の診断モードの前記超音波映像を形成する段階と、
前記順方向ギャップフィリングにより前記ギャップが除去された前記第２の診断モードの前記超音波映像と前記逆方向ギャップフィリングにより前記ギャップが除去された前記第２の診断モードの前記超音波映像とを合成する段階と
を備えることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれかに記載の超音波映像提供方法。
【請求項１２】
前記段階ｆ）は、線形補間法を用いてギャップフィリングを行うことを特徴とする請求項８ないし１１のいずれかに記載の超音波映像提供方法。
【請求項１３】
前記第１の診断モードは、Ｂモード（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｍｏｄｅ）、Ｍモード（Ｍｏｔｉｏｎ ｍｏｄｅ）及びカラーモード（Ｃｏｌｏｒ ｍｏｄｅ）の中の少なくとも一つを備え、前記第２の診断モードはＤモード（Ｄｏｐｐｌｅｒ ｍｏｄｅ）を備えることを特徴とする請求項８ないし１２のいずれかに記載の超音波映像提供方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波分野に関し、特に超音波映像を提供する超音波システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波システムは、多様に応用されている重要な診断システムの中の一つである。特に、超音波システムは対象体に無侵襲及び非破壊特性を有しているため、医療分野に広く用いられている。近来の高性能超音波システムは対象体内部の２次元または３次元映像を形成するのに用いられる。
【０００３】
超音波システムは、複数の診断モードの超音波映像を同時に提供する多重モードを提供している。一例として、超音波システムはドップラー効果（ｄｏｐｐｌｅｒ  ｅｆｆｅｃｔ）を用いて血流の流れや対象体の動きを表示するＢＤモード映像（ＢＤ  ｍｏｄｅ  ｉｍａｇｅ）を提供している。ＢＤモードは、グレースケール（ｇｒａｙ  ｓｃａｌｅ）のＢモード映像と、Ｂモード映像に設定されたサンプルボリューム（ｓａｍｐｌｅ  ｖｏｌｕｍｅ）に該当するスペクトルドップラー（ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｄｏｐｐｌｅｒ）、即ちＤモード映像を同時に提供するモードである。Ｄモード映像は、血管または動く物体の動き方向及び速度などの情報を示し、スペクトルドップラーの横軸は時間を、縦軸は速度（または周波数）を示す。
【０００４】
超音波システムは、このようなＢＤモード映像を形成するために、Ｂモード映像を獲得するための超音波ビーム（以下、第１の超音波ビームという）とＤモード映像を獲得するための超音波ビーム（以下、第２の超音波ビームという）を交互に送受信する。しかし、超音波システムは第１の超音波ビームを送受信する時間の間第２の超音波ビームを送受信することができず、パルス反復周波数（Ｐｕｌｓｅ  Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，  ＰＲＦ）が増加するようになり、これによって検出可能な最大血流速度が落ちるようになる問題がある。このような問題を解決するために、超音波システムは第１の超音波ビームを一定時間の間送受信した後、第２の超音波ビームを一定時間の間送受信する。しかし、超音波システムは第１の超音波ビームを送受信する時間の間第２の超音波ビームを送受信することができず、これによってＤモード映像にギャップが発生する問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
第１の診断モードの超音波映像と第２の診断モードの超音波映像を同時に提供する多重モードで、第１の診断モードの超音波映像を獲得する時間の間第２の診断モードの超音波映像（特に、Ｄモード映像）に発生するギャップを除去する超音波システム及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による超音波システムは、第１の診断モードの超音波映像を得るための第１の超音波ビームを第１の時間の間送受信して第１の受信信号を形成し、第２の診断モードの超音波映像を得るための第２の超音波ビームを第２の時間の間送受信して第２の受信信号を形成するように作動する送受信部と、前記第１の受信信号に基づいて前記第１の診断モードの超音波映像を形成するように作動する第１の映像処理部と、前記第２の受信信号に基づいて前記第２の診断モードの超音波映像を形成し、前記第２の診断モードの超音波映像で境界点を抽出して前記第１の時間の間前記第２の診断モードの超音波映像に発生したギャップ区間の境界点を推定し、前記推定された境界点に基づいて前記ギャップ区間のギャップフィリングを行うように作動する第２の映像処理部とを備える。
【０００７】
また、本発明による複数の診断モードの超音波映像提供方法は、ａ）第１の診断モードの超音波映像を得るための第１の超音波ビームを第１の時間の間送受信して第１の受信信号を形成する段階と、ｂ）前記第１の受信信号に基づいて前記第１の診断モードの超音波映像を形成する段階と、ｃ）第２の診断モードの超音波映像を得るための第２の超音波ビームを第２の時間の間送受信して第２の受信信号を形成する段階と、ｄ）前記第２の受信信号に基づいて前記第２の診断モードの超音波映像を形成する段階と、ｅ）前記第２の診断モードの超音波映像で境界点を抽出し、前記第１の時間の間前記第２の診断モードの超音波映像に発生したギャップ区間の境界点を推定する段階と、ｆ）前記推定された境界点に基づいて前記ギャップ区間のギャップフィリングを行う段階とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の診断モードの超音波映像を同時に提供する多重モードで第１の診断モードの超音波映像を獲得する時間の間、第２の診断モード（特に、Ｄモード）の超音波映像に発生するギャップを除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。本実施例では説明の便宜のために複数の診断モードの超音波映像を同時に提供する多重モードにおいて第１の診断モードをＢモード（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  ｍｏｄｅ）とし、第２の診断モードをＤモード（Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｍｏｄｅ）とするが、それだけに極めて限定されず、第１の診断モードはＢモード、Ｍモード（Ｍｏｔｉｏｎ  ｍｏｄｅ）及びカラーモード（Ｃｏｌｏｒ  ｍｏｄｅ）の中の少なくとも一つを備えることができるということを当業者であれば十分に理解するはずである。
【００１０】
図１は、本発明の実施例による超音波システム１００の構成を示すブロック図である。図１に示してはいないが、超音波システム１００は使用者のインストラクション（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）の入力を受けるための入力部をさらに備えることができる。本実施例で使用者インストラクションはＢモード映像にサンプルボリュームを設定するための設定情報、即ちサンプルボリュームの位置及び大きさ情報を備える。
【００１１】
制御部１１０は、Ｂモード映像を獲得するための超音波ビーム（以下、第１の超音波ビームという）の送受信を制御し、使用者インストラクションに基づいてＤモード映像を獲得するための超音波ビーム（以下、第２の超音波ビームという）の送受信を制御する。本実施例で制御部１１０は、図２に示された通り、Ｂモード映像を獲得するための第１の超音波ビームが予め定められた時間（以下、第１の時間という）の間送受信されることを制御するための第１の制御信号と、Ｄモード映像を獲得するための第２の超音波ビームが予め定められた時間（以下、第２の時間という）の間送受信されることを制御するための第２の制御信号を形成する。図２において、Ｇは第１の時間（ｔ１〜ｔ２）の間Ｄモード映像に発生するギャップを示す。また、制御部１１０はＢモード映像及びＤモード映像の形成及びディスプレイを制御する。
【００１２】
送受信部１２０は、制御部１１０の制御によって超音波ビームを送受信する。本実施例で送受信部１２０は、制御部１１０からの第１の制御信号に基づいて第１の超音波ビームを第１の時間対象体に送信して対象体から反射される第１の超音波ビームを受信して受信信号を形成する。また、送受信部１２０は制御部１１０からの第２の制御信号に基づいて第２の超音波ビームを第２の時間の間対象体に送信して対象体から反射される第２の超音波ビームを受信してドップラー信号を形成する。
【００１３】
映像処理部１３０は、Ｂモード映像処理部１３２及びＤモード映像処理部１３４を備える。Ｂモード映像処理部１３２は、送受信部１２０からの受信信号に基づいてＢモード映像を形成する。Ｄモード映像処理部１３４は送受信部１２０からのドップラー信号に基づいてＤモード映像（即ち、スペクトルドップラー）を形成し、形成されたＤモード映像で境界点を抽出して第１の時間の間Ｄモード映像に発生したギャップ区間の境界点を推定し、推定された境界点に基づいてギャップ区間のギャップフィリングを行う。
【００１４】
図３は、本発明の実施例によるＤモード映像処理部１３４の構成を示すブロック図である。Ｄモード映像形成部１３４ａはドップラー信号に基づいて図４に示された通り第１の時間の間第１の超音波ビームの送受信により発生するギャップ（Ｇ）を含むＤモード映像２００を形成する。図４において、Ｄモード映像２００の横軸は時間を示し、縦軸は速度（または周波数）を示す。
【００１５】
境界点抽出部１３４ｂはＤモード映像２００の境界点を抽出する。境界点は微分演算子による明るさ値の変化を用いて検出することができる。一例として、ソベル（Ｓｏｂｅｌ）、プルーウィット（Ｐｒｅｗｉｔｔ）、ロバート（Ｒｏｂｅｒｔ）、ラプラシアン（Ｔｈｅ  Ｌａｐｌａｃｉａｎ  ｏｆ  Ｇｕｓｓｉａｎ）、カニー（Ｃａｎｎｙ）マスクなどのような境界マスク（ｅｄｇｅ  ｍａｓｋ）を用いて境界点を検出することができる。本実施例で境界点抽出部１３４ｂは、Ｄモード映像２００からベースラインを基準にベースラインより大きいスケール（速度）を有するドップラースペクトル（以下、上側ドップラースペクトル２１０という）の境界点（以下、第１の境界点という）を抽出し、ベースラインより小さなスケール（速度）を有するドップラースペクトル（以下、下側ドップラースペクトル２２０という）の境界点（以下、第２の境界点という）を抽出する。この時、第１及び第２の境界点はベースラインと垂直な同一の直線上に存在することができる。
【００１６】
境界点推定部１３４ｃは、境界点抽出部１３４ｂで抽出された境界点の多項曲線（ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ  ｃｕｒｖｅ）を求めてギャップ区間の境界点を推定する。本実施例で境界点推定部１３４ｃは図５ａに示された通り、ギャップ区間以前、即ちギャップ（Ｇ）の左側に位置する第１の境界点（○表示）を用いて１次多項曲線３１０を求め、ギャップ区間以後、即ちギャップ（Ｇ）の右側に位置する第１の境界点（△表示）を用いて１次多項曲線３２０を求め、２つの１次多項曲線３１０、３２０が交差するか判断する。２つの多項曲線３１０、３２０が交差すると判断されれば、境界点推定部１３４ｃはギャップ区間以前の第１の境界点（○表示）の分散（ｖａｒｉａｎｃｅ）とギャップ区間以後の第１の境界点（△表示）の分散（ｖａｒｉａｎｃｅ）を算出し、算出された分散と１次多項曲線３１０、３２０に基づいてギャップ区間の第１の境界点（□表示）を推定する。
【００１７】
一方、２つの多項曲線３１０、３２０が交差しないと判断されれば、境界点推定部１３４ｃは、図５ｂに示された通りギャップ区間以前の第１の境界点（○表示）とギャップ区間以後の第１の境界点（図５ａで△で表示）を用いて２次多項曲線３３０を求め、第１の境界点の分散を算出し、算出された分散と２次多項曲線３３０に基づいてギャップ区間の第１の境界点（□表示））を推定（以下、第１の推定境界点という）する。境界点推定部１３４ｃは、下側ドップラースペクトル２２０も前述した過程を通じてギャップ領域の第２の境界点を推定（以下、第２の推定境界点という）する。
【００１８】
ギャップフィリング部１３４ｄは、ギャップ区間の推定境界点とギャップ区間に隣接したドップラースペクトルに基づいてギャップフィリングを行う。この時、ギャップフィリング部１３４ｄはギャップフィリングを行うために線形補間法を用いることができる。
【００１９】
本実施例でギャップフィリング部１３４ｄは、図６に示された通り、線形補間法を用いてギャップ区間以前のドップラースペクトル２１０、２２０から第１の推定境界点及び第２の推定境界点により形成される領域（以下、ギャップ領域という）４００のギャップフィリング（以下、順方向ギャップフィリングという）を行ってギャップが除去されたＤモード映像を形成する。ギャップフィリング部１３４ｄは、線形補間法を用いてギャップ区間以後のドップラースペクトル２１０、２２０からギャップ領域４００のギャップフィリング（以下、逆方向ギャップフィリングという）を行ってギャップが除去されたＤモード映像を形成する。ギャップフィリング部１３４ｄは、順方向ギャップフィリングによりギャップが除去されたＤモード映像と逆方向ギャップフィリングによりギャップが除去されたＤモード映像を合成して１つのＤモード映像を形成する。
【００２０】
前述した実施例では順方向ギャップフィリング及び逆方向ギャップフィリングそれぞれを行ってギャップが除去されたＤモード映像を形成すると説明したが、それだけに極めて限定されず、順方向ギャップフィリング及び逆方向ギャップフィリングのうちのいずれか一つのギャップフィリングを行ってギャップが除去されたＤモード映像を形成することもできる。
【００２１】
ディスプレイ部１４０は、映像処理部１３０により処理されたＢモード映像及びＤモード映像をディスプレイする。
【００２２】
本発明が望ましい実施例を通じて説明され例示されたが、当業者であれば添付した特許請求の範囲の事項及び範疇を逸脱せず、様々な変形及び変更がなされることが分かる。
【００２３】
一例として、前述した実施例では上側ドップラースペクトルと下側ドップラースペクトルをいずれも含むＤモード映像から境界点を抽出して多項曲線を求めると説明したが、それだけに極めて限定されず、上側及び下側ドップラースペクトルの中のいずれか一つのドップラースペクトルを含むＤモード映像から境界点を抽出して多項曲線を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例による超音波システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例による第１の超音波ビーム及び第２の超音波ビームの送受信タイミング図である。
【図３】本発明の実施例によるＤモード映像処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例によるギャップを含むＤモード映像を示す例示図である。
【図５ａ】本発明の実施例による１次多項曲線を示す例示図である。
【図５ｂ】本発明の実施例による２次多項曲線を示す例示図である。
【図６】本発明の実施例によるギャップフィリングを示す説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１１０制御部
１２０送受信部
１３０映像処理部
１３２  Ｂモード映像処理部
１３４  Ｄモード映像処理部
１４０ディスプレイ部
【図１】
0005555421.tif 000002
【図２】
0005555421.tif 000003
【図３】
0005555421.tif 000004
【図４】
0005555421.tif 000005
【図５ａ】
0005555421.tif 000006
【図５ｂ】
0005555421.tif 000007
【図６】
0005555421.tif 000008