(57)【要約】  組織内の実際の超音波減衰を使用して、均一画像を作成するために使用される利得補償プロファイルを計算する。軸方向、ラテラル方向、エレベーション方向の利得プロファイルを使用して、各方向の減衰と超音波の差を修正する。更に、自動利得補償の自動活動化が説明される。
2009531107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波画像データから利得補償データを導き出す方法であって、
画像スキャンに対応する超音波画像データを受け取るステップと、
超音波画像データから、列と行の画像データ値を有し、列がラテラル方向位置を表わし行が軸方向位置を表す画像フレームを収集するステップと、
画像データフレームを複数のセクションに分割するステップと、
各セクションごとの代表信号値を計算するステップと、
隣接セクション代表信号値間の利得差を計算するステップと、
セクション間の利得差から利得差分布を計算するステップと、
利得差分布から利得差曲線を計算するステップと、
利得差曲線から利得補償曲線を計算し、補償利得値が位置に対応するようにするステップと、
を含む方法。
【請求項２】
フレーム内の各画像データ値が、事前に定義された下限と上限から外れた値であるかを調べるステップと、
事前に定義された限度から外れた画像データ値に使用不能のフラグを立てるステップと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
超音波画像診断データが、ＲＦデータ、ＩＦデータ、ベースバンド信号データ、検出されたベースバンド信号データ、検出されたベースバンド信号の対数圧縮されたデータ、ラインデータ、または画像データによって構成される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
各セクションの代表信号値が、ヒストグラム、百分位数値、平均、中心値およびモードを使用して計算される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
各セクションは、同じ数の画像データ値、異なる数の画像データ値、または隣接セクションと共用される画像データ値を有することができる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
デシベルで表された画像データまたは対数スケールもしくは対数圧縮された画像データの隣接セクション代表信号値間の利得差を計算するステップが、更に、
基準位置として１つのセクションを選択するステップと、
分布方向を選択するステップとを含み、
分布方向に進む利得差計算では、セクション代表信号値、又は隣接セクションが基準セクションの隣りにある場合には基準位置代表信号値が、基準位置から更に遠い隣接セクション代表信号値から減算され、
分布方向に進まない利得差計算では、セクション代表信号値が、基準位置に近い隣接セクション代表信号値から減算されるか、隣接セクションが基準セクションの隣りにある場合は基準位置代表信号値から減算される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
利得差分布を計算するステップは、整列された一連の分布級数値であり、更に、
１つの利得差分布級数値として基準位置代表信号値を使用するステップと、
分布方向の場合に前の利得差分布級数値に利得差を加算し、または分布方向でない場合に前の利得差分布級数値から利得差を減算することによって、新しい利得差分布級数値を作成するステップとを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
利得差曲線は、整列された利得差分布級数値の曲線フィットまたは補間によって計算される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
利得補償曲線は、利得差曲線の極性を変更することにより計算される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
各利得差値の絶対値を所定の限度と比較し、絶対利得差値が所定の限度より大きい場合に、その利得差値の代わりにゼロを使用するステップを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
各利得差値の絶対値を所定の限度と比較し、絶対利得差値が所定の限度より大きい場合に、その利得差値の代わりに所定値を使用するステップを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
複数のセクションは、軸方向セクションである、請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
複数のセクションは、ラテラル方向セクションである、請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
画像データの隣接セクション代表信号値間の利得差を線形スケールで計算するステップが、更に、
基準位置として１つのセクションを選択するステップと、
分布方向を選択するステップとを含み、
分布方向に進む利得差計算では、セクション代表信号値、又は隣接セクションが基準セクションの隣りにある場合は基準位置代表信号値が、基準位置から更に離れた隣接セクション代表信号値に分割され、
分布方向に進まない利得差計算では、セクション代表信号値が、基準位置に近い隣接セクション代表信号値に分割されるか、又は隣接セクションが基準セクションの隣りにある場合には基準位置代表信号値に分割される、請求項５に記載の方法。
【請求項１５】
利得差分布の計算は、整列された一連の分布値であり、更に、
基準位置代表信号値を１つの利得差分布級数値として使用するステップと、
新しい利得差分布級数値を、分布方向の場合には利得差に前の利得差分布級数値を乗算することによって作成し、分布方向でない場合には利得差を前の利得差分布級数値に分割することによって作成するステップとを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
利得差曲線は、整列された利得差分布値の曲線フィットまたは補間によって計算される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
利得補償曲線は、利得差曲線の逆数から計算される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
各利得差値の絶対値を２つの所定の限度と比較し、絶対利得差値が、小さい方の所定の限度より小さいかまたは大きい方の所定の限度より大きい場合に、その利得差値の代わりに１を使用するステップを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
各利得差値の絶対値を２つの所定の限度を比較し、絶対利得差値が、小さい方の所定の限度より小さいかまたは大きい方の限度より大きい場合に、その利得差値の代わりに所定値を使用するステップを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
複数のセクションは、軸方向セクションである、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
複数のセクションは、ラテラル方向セクションである、請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
超音波画像ボリュームの利得補償データを導き出す方法であって、
複数の連続する画像スキャンに対応する超音波画像データを受け取るステップと、
複数の画像スキャンから、三次元の画像データ値を有し、列がラテラル方向位置を表わし、行が軸方向位置を表わし、フレームがエレベーション方向位置を表わす画像ボリュームを収集するステップと、
ボリュームを複数のボリュームセクションに分割するステップと、
各ボリュームセクションの代表信号値を計算するステップと、
隣接ボリュームセクション代表信号値間の利得差を計算するステップと、
ボリュームセクション間の利得差からの利得差分布を計算するステップと、
利得差分布から利得差曲線を計算するステップと、
利得差曲線から利得補償曲線を計算し、補償利得値が位置に対応するようにするステップとを含む方法。
【請求項２３】
ボリューム画像内の各画像データ値が、事前に定義された下限と上限から外れた値であるかを調べるステップと、
事前に定義された限度から外れた画像データ値に使用不能のフラグを立てるステップとを更に含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
超音波画像診断データは、ＲＦデータ、ＩＦデータ、ベースバンド信号、検出されたベースバンド信号、ラインデータ、または画像データにより構成される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
各ボリュームセクションの代表信号値は、ヒストグラム、百分位数値、平均、中心値およびモードを使用して計算される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
各ボリュームセクションは、同じ数の画像データ値、異なる数の画像データ値、または隣接ボリュームセクションと共用される画像データ値を有することができる、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
デシベルまたは対数圧縮された画像データの隣接ボリュームセクション代表信号値間の利得差を計算するステップが、
１つのボリュームセクションを基準位置として選択するステップと、
分布方向を選択するステップとを含み、
分布方向に進む利得差計算では、ボリュームセクション代表信号値、または隣接セクションが基準セクションの隣りにある場合には基準位置代表信号値が、基準位置から更に離れた隣接ボリュームセクション代表信号値から減算され、
分布方向に進まない利得差計算では、ボリュームセクション代表信号値が、基準値に近い隣接ボリュームセクション代表信号値から減算されるか、または隣接セクションが基準セクションの隣りにある場合は基準位置代表信号値から減算される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
利得差分布の計算は、整列された一連の分布級数値であり、更に、
１つの利得差分布級数値として基準位置代表信号値を使用するステップと、
新しい利得差分布級数値を、分布方向の場合には前の利得差分布級数値に利得差を追加することによって作成し、分布方向でない場合は前の利得差分布級数値から利得差を減算することによって作成するステップとを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
利得差曲線は、整列された利得差分布級数値の曲線フィットによって計算される、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
利得補償曲線は、利得差曲線の極性を変更することによって計算される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
各利得差値の絶対値を所定の限度と比較し、絶対利得差値が所定の限度より大きい場合に、その利得差値の代わりにゼロを使用するステップを更に含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
各利得差値の絶対値を所定の限度と比較し、絶対利得差値が所定の限度より大きい場合に、その利得差値に所定値を代用するステップを更に含む、請求項２７に記載の方法。代用のない別の請求項は有効ではない。
【請求項３３】
複数のボリュームセクションが、エレベーション方向ボリュームセクションである、請求項２７に記載の方法。
【請求項３４】
複数のボリュームセクションが、軸方向ボリュームセクションである、請求項２７に記載の方法。
【請求項３５】
複数のボリュームセクションは、ラテラル方向ボリュームセクションである、請求項２７に記載の方法。
【請求項３６】
画像データの隣接ボリュームセクション代表信号値間の利得差を線形スケールで計算するステップが、更に、
１つのボリュームセクションを基準位置に選択するステップと、
分布方向を選択するステップと、
分布方向に進む利得差計算では、ボリュームセクション代表信号値、または隣接セクションが基準セクションの隣りにある場合には基準位置代表信号値が、基準位置から更に離れた隣接ボリュームセクション代表信号値に分割され、
分布方向に進まない利得差計算では、ボリュームセクション代表信号値が、基準位置の近くの隣接ボリュームセクション代表信号値に分割されるか、または隣接セクションが基準セクションの隣りにある場合は基準位置代表信号値に分割される、請求項２６に記載の方法。
【請求項３７】
利得差分布の計算が、整列された一連の分布級数値であり、更に、
基準位置代表信号値を１つの利得差分布級数値として使用するステップと、
新しい利得差分布級数値を、分布方向の場合には利得差を前の利得差分布級数値と乗算することによって作成し、分布方向でない場合には利得差を前の利得差分布級数値に分割することによって作成するステップとを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
利得差曲線は、整列された利得差分布値の曲線フィットまたは補間によって計算される、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
利得補償曲線は、利得差曲線の逆数によって計算される、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
各利得差値の絶対値を２つの所定の限度と比較し、絶対利得差値が、小さい方の所定の限度より小さいかまたは大きい方の所定の限度より大きい場合に、その利得差値の代わりに１を使用するステップを更に含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４１】
各利得差値の絶対値を２つの所定の限度と比較し、絶対利得差値が小さい方の所定の限度より小さいかまたは大きい方の所定値より大きい場合に、その利得差値の代わりに所定値を使用するステップを更に含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４２】
複数のボリュームセクションは、エレベーション方向ボリュームセクションである、請求項３６に記載の方法。
【請求項４３】
複数のボリュームセクションは、軸方向ボリュームセクションである、請求項３６に記載の方法。
【請求項４４】
複数のボリュームセクションが、ラテラル方向ボリュームセクションである、請求項３６に記載の方法。
【請求項４５】
超音波システム用の自動利得補償データシステムを稼動させる方法であって、
連続する画像スキャンに対応する超音波画像データを受け取るステップと、
それぞれの受け取ったスキャンの画像データ間の相関分析を実行するステップとを含み、相関分析は、プローブの動きを表す値を返し、検出された変化が所定値より大きい場合に、プローブは動いたと見なされ、新しい利得補償計算が開始される方法。
【請求項４６】
相関分析は、相関、絶対差Ｄの和（ＳＡＤ）、二乗差の和（ＳＳＤ）、三乗差の和、およびべき乗差Ｄqの和である、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
超音波システム用の自動利得補償データシステムを稼動させる方法であって、
連続する画像スキャンに対応する超音波画像データを受け取るステップと、
軸方向、ラテラル方向またはエレベーション方向のセクション間の利得差を測定し、検出した変化が所定値より大きい場合に、プローブは動いたと見なされ、新しい利得補償計算が開始されるステップとを含む方法。
【請求項４８】
超音波システム用の自動利得補償データシステムを稼動させる方法であって、
連続する画像スキャンに対応する超音波画像データを受け取るステップと、
相関、ＳＡＤまたはＳＳＤ、ＳＣＤ、またはべき乗差の和によって動きを検出し、検出した変化が所定値より大きい場合に、プローブが動いたと見なされ新しい利得差を補償する新しい利得補償計算を開始するステップとを含む方法。
【請求項４９】
超音波システム用の自動利得補償データシステムを稼動させる方法であって、
超音波プローブに取り付けられた動きセンサを使用して動きを検出し、動きが所定値より大きい場合に、プローブが動いたと見なされ、新しい利得補償計算を開始するステップとを含む方法。
【請求項５０】
動きセンサが、速度計、加速度計、ジャイロスコープ、動き追跡装置およびフロックオブバーズ位置センサである、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
超音波画像データを取得しながらＴＧＣ増幅器と、超音波システムの軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の可変利得増幅器の利得を制御する方法であって、
超音波画像から軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の利得補償データを受け取るステップと、
超音波システムから超音波信号を受け取るステップと、
受け取った超音波信号から総利得値を計算するステップと、
前の軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の複合利得データと、受け取った軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の利得補償データと、総利得データから、ＴＧＣ、軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の増幅器利得データを計算するステップと、
ＴＧＣ、軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の増幅器利得データをそれぞれの増幅器に分配するステップとを含む方法。
【請求項５２】
ＴＧＣ増幅器が、固定利得部分と可変利得部分を有する、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前の軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の複合利得データと、受け取った軸方向、ラテラル方向、およびエレベーション方向の利得補償データから、新しい軸方向、ラテラル方向、エレベーション方向の複合利得データを計算するステップを更に含む、請求項５１に記載の方法。
【請求項５４】
新しい軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の複合利得データに第１の重みと第２の重みを印加するステップを更に含み、第１の重みは、新しい軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の複合利得データからのＴＧＣ増幅器利得成分を示し、第２の重みは、それぞれの軸方向、ラテラル方向、およびエレベーション方向の増幅器利得成分を示す、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の増幅器利得データとして、軸方向、ラテラル方向、およびエレベーション方向の増幅器利得成分を出力するステップを更に含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
ＴＧＣ増幅器固定利得成分と同期させるために、第１の重み付けされたラテラル方向とエレベーション方向の新しい複合利得データを遅延させるステップを更に含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項５７】
第１の重み付けされた軸方向の新しい複合利得データの平均を計算するステップを更に含む、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
軸方向の平均と、遅延されたラテラル方向とエレベーション方向の新しい複合利得データとから第１の和を作成するステップを更に含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
第１の和と総利得値から第２の和を作成するステップを更に含む、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
固定ＴＧＣ増幅器利得データとして第２の和を出力するステップを更に含む、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
第１の重み付けされた軸方向の新しい複合利得データと軸方向平均の差を、可変ＴＧＣ増幅器利得データとして出力するステップを更に含む、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
第１の重みは、優先的に決定される、請求項５４に記載の方法。
【請求項６３】
第１の重みは、第１の軸方向、第１のラテラル方向、および第１のエレベーション方向の重みである、請求項５４に記載の方法。
【請求項６４】
第２の重みは、第２の軸方向、第２のラテラル方向、および第２のエレベーション方向の重みである、請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
総利得値は、ヒストグラム、百分位数値、平均、中心値およびモードを使用して計算される、請求項５１に記載の方法。
【請求項６６】
総利得値は、画像輝度を設定する、請求項５１に記載の方法。
【請求項６７】
第１の重みと第２の重みの和が１である、請求項５４に記載の方法。
【請求項６８】
超音波画像データを取得しながら受信信号の利得を調整するように構成された増幅器を有する超音波システムの利得補償データを導き出すための自動利得補償システムにおいて、
画像スキャンに対応する超音波画像データを受け取り、
超音波画像データから、列と行の画像データ値を有し列がラテラル方向位置を表し行が軸方向位置を表す画像フレームを収集し、
画像データフレームを複数のセクションに分割し、
各セクションの代表信号値を計算し、
隣接セクション代表信号値間の利得差を計算し、
セクション間の利得差から利得差分布を計算し、
利得差分布から利得差曲線を計算し、
利得差曲線から利得補償曲線を計算して、補償利得値が位置に対応するように構成された自動利得プロセッサを含むシステム。
【請求項６９】
超音波画像データを取得しながら受信信号の利得を調整するように構成された増幅器を有する超音波システム用の利得補償データを導き出す自動利得補償システムにおいて、
複数の連続画像スキャンに対応する超音波画像データを受け取り、
複数の画像スキャンから、三次元の画像データ値を有し、列がラテラル方向位置を表わし、行が軸方向位置を表わし、フレームがエレベーション方向位置を表わす画像ボリュームを収集し、
ボリュームを複数のボリュームセクションに分割し、
各ボリュームセクションの代表信号値を計算し、
隣接ボリュームセクション代表信号値間の利得差を計算し、
ボリュームセクション間の利得差から利得差分布を計算し、
利得差分布から利得差曲線を計算し、
利得差曲線から利得補償曲線を計算し、補償利得値が位置と一致するように構成された自動利得プロセッサを含むシステム。
【請求項７０】
超音波システム用の自動利得補償データシステムを稼動させるシステムであって、
連続する画像スキャンに対応する超音波画像データを受け取る手段と、
受け取った各スキャンの画像データ間の相関分析を実行し、相関分析は、プローブの動きを表す値を返し、検出された変化が所定値より大きい場合に、プローブが動いたと見なされ、新しい利得補償計算を開始する手段とを含むシステム。
【請求項７１】
相関分析は、相関、絶対差Ｄの和（ＳＡＤ）、二乗差の和（ＳＳＤ）、三乗差の和、およびべき乗差Ｄqの和である、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７２】
超音波システム用の自動利得補償データシステムを稼動させるシステムであって、
連続する画像スキャンに対応する超音波画像データを受け取る手段を有し、
軸方向、ラテラル方向またはエレベーション方向のセクション間の利得差を測定し、検出された変化が所定値より大きい場合にプローブは動いたと見なされ、新しい利得補償計算が開始されるシステム。
【請求項７３】
超音波システム用の自動利得補償データシステムを稼動させるシステムであって、
連続する画像スキャンに対応する超音波画像データを受け取る手段を有し、
相関、ＳＡＤまたはＳＳＤ、ＳＣＤ、またはべき乗差の和によって動きを検出し、検出した変化が所定値より大きい場合に、プローブは動いたと見なされ、新しい利得差を補償するために新しい利得補償計算を開始する手段を含むシステム。
【請求項７４】
超音波システム用の自動利得補償データシステムを稼動させるシステムであって、
超音波プローブに取り付けられた動きセンサを使って動きを検出し、動きが所定値より大きい場合にプローブが動いたと見なし、新しい利得補償計算を開始する手段を含むシステム。
【請求項７５】
動きセンサは、速度計、加速度計、ジャイロスコープ、動き追跡装置、および位置センサである、請求項７４に記載のシステム。
【請求項７６】
超音波画像データを取得しながらＴＧＣ増幅器と、超音波システムの軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の可変利得増幅器の利得を制御するシステムであって、
超音波画像から軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の利得補償データを受け取るステップと、
超音波システムから超音波信号を受け取るステップと、
受け取った超音波信号から総利得値を計算するステップと、
前の軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の複合利得データと、受け取った軸方向、ラテラル方向、およびエレベーション方向の利得補償データおよび総利得データから、ＴＧＣ、軸方向、ラテラル方向、およびエレベーション方向の増幅器利得データを計算するステップと、
ＴＧＣ、軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の増幅器利得データをそれぞれの増幅器に分配するステップとを含むシステム。
【請求項７７】
ＴＧＣ増幅器は、固定利得部分と可変利得部分を有する、請求項７６に記載のシステム。
【請求項７８】
プロセッサは、更に、前の軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の複合利得データと、受け取った軸方向、ラテラル方向、およびエレベーション方向の利得補償データから、新しい軸方向、ラテラル方向、エレベーション方向の複合利得データを計算するように構成された、請求項７６に記載のシステム。
【請求項７９】
プロセッサは、更に、新しい軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の複合利得データに第１の重みと第２の重みを印加するように構成され、第１の重みは、新しい軸方向、ラテラル方向、およびエレベーション方向の複合利得データからのＴＧＣ増幅器利得成分を示し、第２の重みは、それぞれの軸方向、ラテラル方向、およびエレベーション方向の増幅器利得成分を示す、請求項７８に記載のシステム。
【請求項８０】
プロセッサは、更に、軸方向、ラテラル方向、およびエレベーション方向の増幅器利得データとして、軸方向、ラテラル方向、およびエレベーション方向の増幅器利得成分を出力するように構成された、請求項７９に記載のシステム。
【請求項８１】
プロセッサは、更に、ＴＧＣ増幅器固定利得成分と同期するために第１の重み付けされたラテラル方向とエレベーション方向の新しい複合利得データを遅延させるように構成された、請求項７９に記載のシステム。
【請求項８２】
プロセッサは、更に、第１の重み付けされたラテラル方向の新しい複合利得データの平均を計算するように構成された、請求項８１に記載のシステム。
【請求項８３】
プロセッサは、更に、軸方向の平均と遅延されたラテラル方向とエレベーション方向の複合利得データから第１の和を作成するように構成された、請求項８２に記載のシステム。
【請求項８４】
プロセッサは、更に、第１の和と総利得値から第２の和を作成すように構成された、請求項８３に記載のシステム。
【請求項８５】
プロセッサは、更に、固定ＴＧＣ増幅器利得データとして第２の和を出力するように構成された、請求項８４に記載のシステム。
【請求項８６】
プロセッサは、更に、可変ＴＧＣ増幅器利得データとして第１の重み付けされたラテラル方向の新しい複合利得データと軸方向の平均の差を出力するように構成された、請求項８５に記載のシステム。
【請求項８７】
第１の重みは、優先的に決定される、請求項７９に記載のシステム。
【請求項８８】
第１の重みは、第１の軸方向、第１のラテラル方向、および第１のエレベーション方向の重みである、請求項７９に記載のシステム。
【請求項８９】
第２の重みは、第２の軸方向、第２のラテラル方向、および第２のエレベーション方向の重みである、請求項８８に記載のシステム。
【請求項９０】
総利得値は、ヒストグラム、百分位数値、平均、中心値およびモードを使用して計算される、請求項７６に記載のシステム。
【請求項９１】
総利得値は、画像輝度を設定する、請求項７６に記載のシステム。
【請求項９２】
第１の重みと第２の重みの和が１である、請求項７９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波画像診断に関する。より具体的には、本発明は、超音波画像診断を行うときの受信した超音波信号の利得の自動調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願の相互参照
本願は、２００６年３月３１日に出願された米国仮出願第６０／７４４，０１９号および２００６年３月３１日に出願された米国仮出願第６０／７４４，０２０号の利益を主張し、これらの出願は、参照により全体が本明細書に組み込まれる。
【０００３】
超音波は、例えば胎児、心臓、肝臓、腎臓、他の器官などの様々な医学的状態を診断するために人体を画像化するために使用される。超音波は、超音波振動子（ultrasound transducer）によって皮膚を通して人体内の組織に送られる。超音波は、超音波散乱体によって散乱され、超音波振動子によって受け取られる。受け取った超音波は、超音波振動子によって電気信号に変換され処理されて組織の画像が作成される。
【０００４】
超音波は、ヒト組織内では約０．５ｄＢ／ＭＨｚ／ｃｍの割合で減衰する。超音波ビームの強度は、組織に浸透するほど低下する。従って、異なる深度にある２つの同一の標的は異なるエコーを生成し、近い方の標的によって生成されるエコーは、他方よりも大きい。この問題は、受信信号増幅器の利得を深度（時間）の関数として大きくして減衰によるエネルギーの損失を補償する時間利得補償（ＴＧＣ：time-gain compensation）を使用することにより回避されることがある。これまで様々な形の時間利得補償が使用されてきた。現代のスキャナでは、画像またはアプリケーションを最適にするためにＴＧＣ形状を都合良く調整することができる。
【０００５】
従来の超音波画像診断システムは、通常、このタイプの減衰を補償するためにＴＧＣを備えている。一方、ほとんどのシステムは、固定ＴＧＣかオペレータが調整可能なＴＧＣのいずれかを使用する。受け取った超音波信号が補償されないと、得られる超音波画像は、浅い深度で明るくなり深い深度で暗くなり、その結果画像が不均一になる。
【０００６】
患者の身体内での減衰は患者により異なるので、固定ＴＧＣは、すべての画像化に、最適でないあらかじめ決められた減衰曲線を使用する。調整可能なＴＧＣは、制御コンソールのポテンショメータをスライドさせることによりオペレータによって制御される。代表的な超音波システムには、均一な画像を提供する減衰補償曲線を作成するためにオペレータが調節するいくつかのポテンショメータがある。オペレータは、すべての患者ごとに、画像化する人体のすべての場所に関して、ＴＧＣポテンショメータを設定しなければならない。ＴＧＣ設定が適正に設定されていないと、診断品質が低下することがある。
【０００７】
オペレータが調整可能なＴＧＣは、時間がかかり、患者の診断に悪影響を及ぼすことがある。患者からの信号を使用して各超音波画像ごとにＴＧＣを自動的に調整することが必要である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者は、次に、実際の超音波組織減衰を使用して、表示用の均一な画像を修正し作成するために補償として用いられる利得補償プロファイルを計算するシステムおよび方法を有することが望ましいことを発見した。利得を修正し且つ画像全体にわたるむらを減らすために、軸方向利得プロファイル、ラテラル（lateral）方向利得プロファイル、エレベーション（elevation）方向利得プロファイル（ボリューム画像化のため）、および複合利得プロファイルが使用される。
【０００９】
利得補償を提供する他に、利得補償の自動的な稼動を提示する。一実施形態では、プローブの動きを検出しかつ利得補償システムを稼動するために動きセンサが使用される。別の実施形態では、動きは、超音波画像によって検出される。
【００１０】
本発明の１つの態様は、超音波画像データから利得補償データを導き出す方法を提供する。本発明のこの態様による方法は、画像スキャンに対応する超音波画像データを受け取るステップと、超音波画像データから、列がラテラル方向位置を表し行が軸方向位置を表す画像データ値の列と行を有する画像フレームを収集するステップと、画像データフレームを複数のセクションに分割するステップと、各セクションの代表信号値を計算するステップと、隣接セクション代表信号値の間の利得差を計算するステップと、セクション間の利得差から利得差分布を計算するステップと、利得差分布から利得差曲線を計算するステップと、利得差曲線から利得補償曲線を計算するステップとを含み、ここで補償利得値は位置に対応する。
【００１１】
別の態様は、超音波画像診断データが、ＲＦデータ、ＩＦデータ、ベースバンド信号データ、検出したベースバンド信号データ、検出されたベースバンド信号の対数圧縮されたデータ、ラインデータまたは画像データにより構成されることである。
【００１２】
本発明の別の態様は、超音波画像ボリュームのための利得補償データを得る方法を提供する。本発明のこの態様による方法は、複数の連続する画像スキャンに対応する超音波画像データを受け取るステップと、複数の画像スキャンから、列がラテラル方向位置を表わし行が軸方向位置を表し、フレームがエレベーション方向位置を表す三次元画像データ値を有する画像ボリュームを収集するステップと、ボリュームを複数のボリュームセクションに分割するステップと、各ボリュームセクションの代表信号値を計算するステップと、隣接ボリュームセクション代表信号値の間の利得差を計算するステップと、ボリュームセクション間の利得差から利得差分布を計算するステップと、利得差分布から利得差曲線を計算するステップと、利得差曲線からの利得補償曲線を計算するステップとを含み、ここで補償利得値は位置に対応する。
【００１３】
本発明の別の態様は、超音波システムのための自動利得補償データシステムを稼動させる方法を提供する。この態様による方法は、連続する画像スキャンに対応する超音波画像データを受け取るステップと、それぞれの受け取ったスキャンの画像データ間の相関分析を実行するステップとを含み、相関分析は、プローブ運動を表す値を返し、検出した変化が所定値より大きい場合に、プローブは動いたと見なされ、新しい利得補償計算が開始される。
【００１４】
別の態様は、相関分析が、相関、絶対差Ｄの和（ＳＡＤ）、二乗差の和（ＳＳＤ）、三乗差の和、およびべき乗差Ｄqの和であることである。
【００１５】
本発明の別の態様は、超音波システム用の自動利得補償データシステムを稼動させる方法を提供する。この態様による方法は、連続する画像スキャンに対応する超音波画像データを受け取るステップと、軸方向セクション、ラテラル方向セクションまたはエレベーション方向セクション間の利得差を測定するステップとを含み、検出した変化が所定値より大きい場合に、プローブは動いたと見なされ、新しい利得補償計算が開始される。
【００１６】
本発明の別の態様は、超音波システム用の自動利得補償データシステムを稼動させる方法を提供する。この態様による方法は、連続画像スキャンに対応する超音波画像データを受け取るステップと、相関、ＳＡＤもしくはＳＳＤ、ＳＣＤまたはべき乗差の和によって動きを検出するステップとを含み、検出した変化が所定値より大きい場合に、プローブは動いたと見なされ、新しい利得差を補償するために新しい利得補償計算が開始される。
【００１７】
本発明の別の態様は、超音波システム用の自動利得補償データシステムを稼動させる方法を提供する。この態様による方法は、超音波プローブに取り付けられた動きセンサを使用して動きを検出するステップを含み、動きが所定値より大きい場合に、プローブは動いたと見なされ、新しい利得補償計算が開始される。
【００１８】
本発明の別の態様は、超音波画像データを取得しながら超音波システムのＴＧＣ増幅器と、軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の可変利得増幅器の利得を制御する方法を提供する。この態様による方法は、超音波画像から軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の利得補償データを受け取るステップと、超音波システムから超音波信号を受け取るステップと、受け取った超音波信号から総利得値を計算するステップと、以前の軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の複合利得データと、受け取った軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の利得補償データ、ならびに総利得データから、ＴＧＣ、軸方向、ラテラル方向、およびエレベーション方向の増幅器利得データを計算するステップと、ＴＧＣ、軸方向、ラテラル方向、およびエレベーション方向の増幅器利得データをそれぞれの増幅器に分配するステップとを含む。
【００１９】
本発明の別の態様は、超音波画像データを取得しながら受信信号の利得を調整するように構成された増幅器を有する、超音波システム用の利得補償データを導き出すための自動利得補償システムである。この態様によるシステムは、画像スキャンに対応する超音波画像データを受け取り、超音波画像データから、列と行の画像データ値を有し列がラテラル方向位置を表し行が軸方向位置を表す画像フレームを収集し、画像データフレームを複数のセクションに分割し、各セクションの代表信号値を計算し、隣接セクション代表信号値の間の利得差を計算し、セクション間の利得差から利得差分布を計算し、利得差分布から利得差曲線を計算し、利得差曲線から利得補償曲線を計算し、補償利得値が位置に対応するように構成された自動利得プロセッサを含む。
【００２０】
本発明の別の態様は、超音波画像データを取得しながら受信信号の利得を調整するように構成された増幅器を有する、超音波システム用の利得補償データを導き出すための自動利得補償システムである。この態様によるシステムは、複数の連続する画像スキャンに対応する超音波画像データを受け取り、複数の画像スキャンから、列がラテラル方向位置を表し行が軸方向位置を表しフレームがエレベーション方向位置を表す三次元の画像データ値を有する画像ボリュームを収集し、ボリュームを複数のボリュームセクションに分割し、各ボリュームセクションの代表信号値を計算し、隣接ボリュームセクション代表信号値の間の利得差を計算し、ボリュームセクション間の利得差から利得差分布を計算し、利得差分布から利得差曲線を計算し、利得差曲線から利得補償曲線を計算し、補償利得値が位置に対応するように構成された自動利得プロセッサを含む。
【００２１】
本発明の別の態様は、超音波システム用の自動利得補償データシステムを稼動させるシステムである。この態様によるシステムは、連続する画像スキャンに対応する超音波画像データを受け取る手段と、それぞれの受け取ったスキャンの画像データ間の相関分析を実行する手段とを含み、相関分析は、プローブの動きを表す値を返し、検出した変化が所定値より大きい場合に、プローブは動いたと見なされ、新しい利得補償計算が開始される。
【００２２】
システムの別の態様は、相関分析が、相関、絶対差Ｄの和（ＳＡＤ）、二乗差の和（ＳＳＤ）、三乗差の和、およびべき乗差Ｄqの和であることである。
【００２３】
本発明の別の態様は、超音波システム用の自動利得補償データシステムを稼動させるシステムである。この態様によるシステムは、連続する画像スキャンに対応する超音波画像データを受け取る手段と、軸方向セクション、ラテラル方向セクションまたはエレベーション方向セクション間の利得差を測定する手段とを含み、検出した変化が所定値より大きい場合に、プローブが動いたと見なされ、新しい利得補償計算が開始される。
【００２４】
本発明の別の態様は、超音波システム用の自動利得補償データシステムを稼動させるシステムである。この態様によるシステムは、連続する画像スキャンに対応する超音波画像データを受け取る手段と、相関、ＳＡＤまたはＳＳＤ、ＳＣＤまたはべき乗差の和によって動きを検出する手段とを含み、検出した変化が所定値より大きい場合に、プローブは動いたと見なされ、新しい利得差を補償するために新しい利得補償計算が開始される。
【００２５】
本発明の別の態様は、超音波システム用の自動利得補償データシステムを稼動させるシステムである。この態様によるシステムは、超音波プローブに取り付けられた動きセンサを使用して動きを検出する手段を有し、動きが所定値より大きい場合に、プローブは動いたと見なされ、新しい利得補償計算が開始される。
【００２６】
システムの別の態様において、運動センサは、速度計、加速度計、ジャイロスコープ、動き追跡装置、および位置センサである。
【００２７】
本発明の別の態様は、超音波画像データを取得しながら超音波システムのＴＧＣ増幅器、軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の可変利得増幅器の利得を制御するシステムである。この態様によるシステムは、超音波画像から軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の利得補償データを受け取り、超音波システムから超音波信号を受け取り、受け取った超音波信号から総利得値を計算し、前の軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の複合利得データ、受け取った軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の利得補償データ、ならびに総利得データから、ＴＧＣ、軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の増幅器利得データを計算し、ＴＧＣ、軸方向、ラテラル方向データおよびエレベーション方向の増幅器利得データをそれぞれの増幅器に分配するように構成されたプロセッサを含む。
【００２８】
本発明の１つまたは複数の実施形態の詳細は、添付の図面と以下の説明で示される。本発明の他の特徴、目的および利点は、説明と図面および特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施形態は、全体にわたって類似の番号が類似の要素を示す添付図面を参照して説明される。本発明の実施形態を詳細に説明する前に、本発明の適用が、以下の説明で述べまたは図に示した例の詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、また様々な用途と様々な方法で実施し又は実行することができる。また、本明細書で使用される語法と用語は、説明のためのものであり、限定として解釈されるべきでないことを理解されたい。本明細書において「含む（including，comprising）」若しくは「有する（having）」またはその変形は、その後に列挙される要素及びその等価物並びに追加の要素を含むように意図される。用語「取り付ける（mounted）」「接続する（connected）」および「結合する（coupled）」は、広義に使用され、直接的、間接的な両方の取り付け、接続および結合を含む。さらに、「接続（connected）」と「結合（coupled）」は、物理的または機械的な接続または結合に制限されない。
【００３０】
本発明が、説明し又は図に暗示した如何なる特定のソフトウェア言語にも限定されないことに注意されたい。当業者は、本発明を実施するために様々な代替のソフトウェア言語を使用することができることを理解するであろう。また、構成要素と要素のいくつかは、当該技術分野内の慣例のように、ハードウェア要素であるかのように示し説明することを理解されたい。しかしながら、当業者は、この詳細な説明の解釈に基づいて、少なくとも一実施形態では、方法およびシステムの構成要素が、ソフトウェアで実施されてもよくハードウェアで実施されてもよいことを理解するであろう。
【００３１】
本発明の実施形態は、リアルタイムの画像診断用途のために超音波画像データを軸方向、ラテラル（lateral）方向およびエレベーション（elevation）方向の利得補償曲線に効率的に変換する、コンピュータが読み取り可能な命令を記憶する方法、システムおよびコンピュータが利用できる媒体を提供する。本発明は、１つの超音波画像データフレームからのデータ、あるいはボリュームの場合は複数の画像データフレームを効率的に分析し、各画像次元ごとの利得補償プロファイルまたは曲線を導き出す。本発明は、モジュール型フレームワークであり、搭載電源を備えた筐体内にあるハードウェアとして、またはプロセッサで実行するためにプログラム記憶装置上に有形に実装されたアプリケーションプログラムとして実施されてもよい。実行用のアプリケーションコードは、複数の異なるタイプのコンピュータが読み取り可能な媒体上にあってもよい。
【００３２】
背景として、超音波検査法（sonography）は、１つまたは複数の音響的な変換器を内蔵するプローブを使用して音響的なパルスを物質に送り込む。音波は、一般に、プローブ内に収容された圧電振動子のアレイから短く強力な音響パルスを作成することによって生成される。医療用画像化に使用される周波数は、一般に、中域から高域の超音波周波数である１〜２０ＭＨｚの範囲であり、振動子（transducer）によって放射されるすべての個別パルスの合計から単一の集束音波を生成することができる。周波数が高いほど波長は短くなり、画像の空間分解能が高くなる。超音波診断法は、基本周波数を利用するシステムも基本周波数の高調波を利用するシステムも使用することがある。
【００３３】
音波が、異なる音響インピーダンスを有する物質に遭遇したとき、音波の一部が反射され、振動子はそれをエコーとして検出する。戻された音波は、複数の振動素子（transducer's elements）を振動させ、その振動を電気パルスに変換し、この電気パルスがプローブからプロセッサに送られ、そこで処理されて画像に変換される。エコーがプローブまで戻るのにかかる時間が測定され、その時間が、エコーを発生させる組織界面の深さを計算するために使用される。
【００３４】
二次元画像を生成するために、超音波ビームは、アレイ振動子（例えば、フェイズドアレイ、リニアアレイ、コンベックスアレイ等）を使用して電子的に走査される。代替として、単一素子の振動子または環状アレイ振動子を使用し機械的にスキャンして二次元画像を作成することもできる。受け取ったＲＦデータが更に処理され、超音波画像を構成するために使用される。アレイ振動子は、三次元画像化のボリュームデータを得ることができるように、アレイの電子的走査の他に振動子の機械的走査を可能にする機械式スキャン装置を備える場合がある。
【００３５】
超音波システムは、約１５４０ｍ／秒の一定の音速の場合、超音波の測定した移動時間に基づいて器官または標的組織の位置を決定することができる。画像内で大きいエコー信号は明るく見え、小さなエコー信号は暗く見えることになる。
【００３６】
受信データは、ＲＦデータ値と呼ばれ、その表現は、マトリクスと類似している。例えば、ｉが軸方向の行を示し、ｊがラテラル方向の列を示し、ｉ＝１，２，３，...，Ｍ、ｊ＝１，２，３，...，Ｎとする。ＲＦデータ値ａi,jは、一般に、両極性（±）のマルチビット値である。例えば、２０４８×１２８のＲＦデータフレームは、２６２，１４４個の画像データ値ａi,jを有する。
【００３７】
図１に、代表的な超音波システム１０１と、自動利得補償システム１０３の例示的実施形態を示す。自動利得補償システム１０３は、任意の超音波画像診断システム１０１と共に使用することができる。
【００３８】
超音波システム１０１は、複数の振動素子１０７x〜１０７Xを含む振動子アレイを有するプローブ１０５を含み、ここで、Ｘは、リニアアレイとして１列に配列された長方形素子の数、二次元配列として行と列で配列された正方形素子の数、または環状アレイとして同心的に配列された環状素子の数である。プローブ１０５は、一般にＸ本の同軸ケーブルを有する微小同軸ケーブル１０９に結合される。
【００３９】
ケーブル１０９は、ハードウェアの複雑さを軽減するために高電圧マルチプレクサ１１１に結合されてもよく、高伝送電圧パルス１１５を阻止する送信／受信スイッチ１１３に直接結合されてもよい。送信／受信スイッチ１１３の出力は、複数のチャネルＹに結合される。各チャネルは、時間利得補償（ＴＧＣ）増幅器１１９yに結合された低雑音前置増幅器１１７yを含んでもよい。各ＴＧＣ増幅器１１９yは、軸方向の固定利得を生成することができる可変利得増幅器セクションとプログラム可能利得増幅器セクションを含む。
【００４０】
すべてのチャネルＹ（１１９y−１１９Y）の出力は、複数の個別のチャネルyの出力を導き１本のビームに集束するデジタルビームフォーマ１２１に結合される。ビームフォーマ１２１は、ＦＩＦＯや位相回転器などの可変遅延機構１２５y〜１２５Yにそれぞれ結合された複数のＡ／Ｄコンバータ１２３y〜１２３Yを含んでもよい。遅延されたチャネルは、デジタル加算器１２７で結合されて出力される。
【００４１】
ビームフォーマ１２１からの出力は、カスケード型増幅器セクション１２９に結合され、この増幅器セクション１２９は、後段の利得および画像処理の前に検波およびダイナミックレンジを圧縮する対数増幅器１３１を含んでもよい。検波および対数増幅器１３１は、可変利得ラテラル方向増幅器１３５に結合された可変利得軸方向増幅器１３３に結合される。増幅器セクション１２９は、Ｂモード画像化処理のための画像プロセッサ１３７と、可変利得エレベーション方向増幅器１４３と三次元スキャンコンバータ１４５を含むボリュームプロセッサ１４２とに結合される。プロセッサ１３７，１３９とコンバータ１４５の出力は、表示装置１４１に結合される。プロセッサ１３７，１３９とコンバータ１４５は、画像フレーム値と組み立てられた画像フレームを記憶する。
【００４２】
前述のように、アレイプローブ１０５は、送信用の素子に進む信号を適切に遅延させ且つ受信後に信号を遅延させる（１２５y）ことによってフォーカスされステアリングされる３２〜３００個の振動素子１０７xを含むことができる。フォーカスの目的は、ラテラル方向の画像解像度を改善することである。プローブ１０５の中心素子を励起するパルス１１５は、すべての振動素子１０７xのパルスが、組織内の合焦ポイントＰに同時に到達するように、プローブ１０５の周囲の素子を刺激するパルス１１５よりもある期間遅延される。受信中、振動素子１０７xは、浅い領域から深い領域まで連続的にフォーカスされてもよい。
【００４３】
受信する際、プローブ１０５の複数の振動素子１０７xからの超音波信号が、ビームフォーマ１２１によって１つのビームに収束され導かれる。このプロセスは繰り返され、最終位置に達するまで前のビームの隣りに別のビームが形成される。３２〜３００個の振動素子１０７xから、フォーカスとステアリングによって５０〜５００本のラテラル方向ビームが作成され、各ビームは、軸方向に約１００〜１，０００個の画像データ値ａi,jを含む。複数のビームおよび画像データ値は、スキャンコンバート後に１つの二次元画像データフレームを形成する。
【００４４】
例示的な超音波システム１０１は、デジタルビームフォーマ１２１を使用する。しかしながら、他の実施形態では、アナログ遅延構成要素を使用するアナログビームフォーマが使用されてもよい。更に、フォーカスのために音響レンズを使用し、機械式スキャンされる単一素子の振動子１０７を使用する超音波システムを使用してもよい。
【００４５】
自動利得補償システム１０３は、入力として、ビームフォーマ１２１からの画像データ１４７出力、可変利得ラテラル方向増幅器１２９からの画像データ１４８出力、および可変利得エレベーション方向増幅器１４３からの画像データ１４９出力を受け取る。自動利得補償システム１０３は、制御信号を、可変利得ＴＧＣ増幅器１１９y、可変利得軸方向増幅器１３３、可変利得ラテラル方向増幅器１３５および可変利得エレベーション方向増幅器１４３に出力する。
【００４６】
自動利得補償システム１０３は、ビームフォーマ１２１から出力されたＲＦ信号を圧縮し処理するためにフレームアセンブラ１５３に結合された検出器／対数増幅器１５１を含んでもよい。可変利得ラテラル方向増幅器１３５と可変利得エレベーション方向増幅器１４３からの画像データ１４８，１４９出力は、フレームアセンブラ１５３に結合される。画像データは、振幅（ｐ）、電力（ｐ2）、（ｐ3）、（ｐ4）、（ｐq）、または振幅または電力から導き出された任意の信号を含み、ここで、ｑは実数である。一実施形態では、フレームアセンブラ１５３には、並列処理をするように構成された軸方向利得差エンジン１５５、ラテラル方向利得差エンジン１５７、およびエレベーション方向利得差エンジン１５９が結合される。代替として、軸方向エンジン、ラテラル方向エンジンおよびエレベーション方向エンジンの機能が、１つのエンジンに統合され、直列に処理されてもよい。３つのエンジン１５５、１５７および１５９は、可変利得ＴＧＣ増幅器１１９y、可変利得軸方向増幅器１３３、可変利得ラテラル方向増幅器１３５および可変利得エレベーション方向増幅器１４３に補償データを配分するディレクタ（director）１６１に結合された補償データを出力して、１つまたは複数の方向の信号利得差を補償する。
【００４７】
利得補償データ計算を行うために、自動利得補償システム１０３は、動き検出によってユーザによって起動されてもよい。動きの検出のために、プロセッサ１６５は、検出器１５１とフレームアセンブラ１５３に結合される。動きプロセッサ１６５は、ビームフォーマ１２１から出力されたＲＦ信号を使用するか、フレームアセンブラ１５３からのベースバンド、ラインデータまたは画像データを使用して、超音波プローブ１０５がある位置から別の位置に何時移動したかを感知する。フレーム間または動きの前後で相関付けが行われてもよい。
【００４８】
【数１】
2009531107.tif 000003
【００４９】
代替として、プロセッサ１６５は、次のような絶対差の和（ＳＡＤ：sum of absolute differences）
【００５０】
【数２】
2009531107.tif 000004
【００５１】
または、次のような二乗差の和（ＳＳＤ：sum of square differences）
【００５２】
【数３】
2009531107.tif 000005
【００５３】
または、次のような三乗差の和（ＳＣＤ：sum of cubic differences）を使用してもよい。
【００５４】
【数４】
2009531107.tif 000006
【００５５】
更に、次のようなべき乗差の和（ＳＰＤ：sum of powered differences）を使用してもよく、
【００５６】
【数５】
2009531107.tif 000007
【００５７】
ここで、Ｓ1x,yは、第１フレームのｘ，ｙにおける超音波信号であり、Ｓ2x+X,y+Yは、第２のフレームのｘ＋Ｘ，ｙ＋Ｙにおける超音波信号であり、ｑは実数であり、ｍとｎは、相関ウィンドサイズを定義し、Ｓ￣1とＳ￣２は、第１と第２のフレームのウィンドウの平均である。一実施形態では、これらの式は、動き（Ｘ，Ｙ）を得るために超音波信号を追跡する最小値を求めるために使用されてもよい。相関の場合は、動きを得るために最大値の相関性が求められる。動きが所定値より大きい場合、プローブは動いたと見なされ、自動利得補償システム１０３が起動される。代替として、これらの式をＸ＝０，Ｙ＝０で使用して、２つのフレーム間の全体の相関性を計算して静止画像の品質を示すことができる。相関性（１）以外のこれらの値が既定値より大きい場合に、プローブは動いたと見なされ、自動利得補償システム１０３が起動される。（１）の相関の場合には、相関性が既定値より小さい場合に、プローブは動いたと見なされ、自動利得補償システム１０３が起動される。
【００５８】
ＴＧＣ増幅器１１９y、軸方向増幅器１３３、ラテラル方向増幅器１３５、およびエレベーション方向増幅器１４３の起動は、利得補償データが変化したときに実行されてもよい。軸方向エンジン１５５、ラテラル方向エンジン１５７またはエレベーション方向エンジン１５９からの利得差データは、動きプロセッサ１６５によって監視されてもよい。第１の組織領域は、別の組織領域と比べて、超音波信号を大きく変化させてプローブの動きを示し、それにより新しい利得差データが必要とされる。検出した動きが事前に定義された値よりも大きい場合、プローブ１０５は動いたと見なされ、新しい利得補償曲線を使って増幅器の利得を設定することを含む利得補償が開始される。代替の実施形態では、利得の変化と補償の計算は、動きが検出されたときだけ開始される。新しい利得補償によって、増幅器に適用された以前の利得が修正される。
【００５９】
また、動きは、プローブ１０５に取り付けられた動きセンサ１６７を使用することによって検出されてもよい。速度計、加速度計、ジャイロスコープ若しくは動き追跡デバイスなどの動きセンサ、またはアセンションテクノロジー（Ascension Technology）社のフロックオブバーズ（flock of birds）センサなどの位置センサが、動きセンサシステム１６６を介して動き検出プロセッサ１６５に結合されてもよい。動き、速度または加速度が、事前定義された値より大きい場合、プローブは動いたと見なされ、利得補償計算が実行される。別の実施形態では、自動利得補償システム１０３は、例えば所定の時間間隔で定期的に作動されてもよい。
【００６０】
軸方向エンジン１５５、ラテラル方向エンジン１５７およびエレベーション方向エンジン１５９は、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、汎用プロセッサ、メモリ、加算器、乗算器、除算器および他のデバイス等の個別デバイス、あるいはコンポーネントタイプの組み合わせでよい。自動利得補償システム１０３は、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、汎用プロセッサまたは、個別デバイス、またはコンポーネントタイプの組み合わせで構成されてもよい。自動利得補償システム１０３は、入力画像データとしてラインデータ、ベースバンドデータまたはＲＦ信号データを受け入れることができる。代替の実施形態では、システム１０３は、通常の超音波Ｂモード（グレイスケール）ラインデータなど、プロセッサ１３７から出力される超音波画像データを使用してもよい。ラインデータは、利得補償曲線を計算するために使用されてもよい。ビーム成形されたＲＦデータ１４７が使用される場合、システム１０３は、検出器１５１を実行して信号の振幅を得る。検出器１５１は、直交検波器、混合器（乗算器）、ローパスフィルタリング、ヒルベルト変換（Hilbert transform）、または振幅検出を使用して実行されてもよい。
【００６１】
自動利得補償システム１０３は、画像データ値のいくつかの異なる分析を実行してもよい。その分析は、１つの画像フレームに関する軸方向利得分析および／またはラテラル方向利得分析を含むことができる。一方または両方の利得補償が、後の画像スキャンから受け取ったデータ信号に適用されてもよい。三次元またはボリューム画像化には、事前に定義された一連の画像フレームが必要である。ボリューム画像化は、フレーム間またはフレーム群間で利得を決定するエレベーション方向ボリューム利得分析、軸方向ボリューム分析および／またはラテラル方向ボリューム分析を含んでもよい。３つの分析のうちのどの組み合わせを次の受け取ったボリュームに適用してもよい。
【００６２】
本発明の利得補償方法を含むソフトウェアは、データ記憶装置１６３にロードされ、利得差および利得補償曲線の計算を実行するために様々なエンジン１５５，１５７，１５９で実行されてもよい。利得差曲線は、実際の患者の超音波データに基づいて計算されるので、チャネルＴＧＣ増幅器１１９yは、一般に、補償後に次の画像スキャンを実行するのが最良であり、最良のダイナミックレンジと信号対雑音比（ＳＮＲ）が得られる。
【００６３】
軸方向またはラテラル方向の利得補償曲線を導出するには、所望の分析に従ってフレーム画像データ値ａi,jを分割しなければならない。
【００６４】
図２に、例示的な画像データフレーム２０１を示す。図３は、本発明の方法を示す。簡単にするために、例示的なフレームは、それぞれ１５個の画像値Ｍ＝１５を有する１５本のビームＮ＝１５から組み立てられ、画像値ａi,jの合計は２２５個である（ステップ３０５，３１０）。各画像データ値αi,jは、例えば２５５（２n−１。ここでｎ＝８）の画像レベルを表わす８ビットを含むマルチビット値でよい。
【００６５】
下限ｌｉｍｉｔlowerと上限ｌｉｍｉｔupperが決定され、フレーム内の各画像データａi,j値に適用されてもよい。血液や他の流体から返された超音波信号は、健康な軟組織からの超音波信号より低い信号振幅を示す。これにより、下限より低い振幅を有する信号（ａi,j≦ｌｉｍｉｔlowew）は、識別されフラグが立てられる。これと対照的に、器官境界または骨から返された超音波は、極めて高い信号振幅を示す。上限より大きい振幅を有する信号（ａi,j≧ｌｉｍｉｔupper）は、そのような信号が軟組織を表わさないので、不使用として識別されフラグが立てられる。フラグが立てられた画像データ値は、有効な値（ｌｉｍｉｔlower＜ａi,j＜ｌｉｍｉｔupper）と見なされず、利得差曲線計算には含まれない（ステップ３１５）。従って、例示的な画像データフレーム２０１には、２２５個より少ない有効画像値がある可能性がある。
【００６６】
この方法は、二次元の軸方向および／またはラテラル方向分析が必要かどうかに応じて、または三次元のエレベーション方向、軸方向および／またはラテラル方向分析が必要な場合に、画像データフレームをセクションに分割する。
【００６７】
図４は、図２の例示的な画像データフレームの軸方向分割を示す。簡単にするために、フレームは、５つの等しい軸方向セクション（ＡＳ）Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥに分割され、それぞれの軸方向セクションは、二次元分析のために３つの固有の行を有する（ステップ３２５）。各セクションは、最大４５個の有効画像データ値ａi,jを含むことができる。しかしながら、フレームは、１セクション当たり同じ数または異なる数の有効画像データ値を有する任意数のセクションに分割されてもよい。他の変形例では、いくつかのセクションは、有効画像データ値ａi,jを共用する他のセクションと重なってもよい。すべての有効画像データ値が使用されるとは限らないので、セクションは、別々の円または楕円や、交差する円または楕円など、任意の別々の形状として表わされてもよい。定義された軸方向セクション内の有効画像データ値ａi,jが使用される。
【００６８】
軸方向エンジン１５５は、各セクション内の有効画像データ値ａi,jを使用して、それぞれ画定された軸方向セクションＡＳＡ、ＡＳＢ、ＡＳＣ、ＡＳＤおよびＡＳＥの代表信号値（Ｉ）を計算する。セクション信号分析は、ヒストグラム、百分位数値（percentile value）、平均、中心値、モードなどの方法を使用して実行されてもよい。この例では、セクション代表信号値を導き出すためにヒストグラムと百分位数値が使用される。
【００６９】
各ヒストグラムごとに、セクションの有効画像データａi,j値（ｌｉｍｉｔlower＜ａi,j＜ｌｉｍｉｔupper）がその値に対応してマップされる。ヒストグラムは、単に、ビンとして知られる様々な値（または、ばらばらのカテゴリ）に分類される測定値または出現値の数（この場合は、画像データ値ａi,j）をカウントするマッピングである。
【００７０】
画像データ値ａi,jが８ビットの２進数の場合、それぞれの値は、０から２５５の数をとることがある。ヒストグラムは、強度分布を形成する。得られたヒストグラム分布の百分位数が得られ、その数がそのセクションの代表信号値になる。ヒストグラムから百分位数値（例えば、７０％）を得ることができる。７０％の百分位数値は、そのセクションに使用される画像データ値ａi,jの７０％パーセントが入るしきい値である。百分位数５０％は中心値である。
【００７１】
各軸方向セクション（ステップ３３０）ＡＳＡ、ＡＳＢ、ＡＳＣ、ＡＳＤおよびＡＳＥごとに計算された代表信号値が、隣りの軸方向セクション代表信号値と比較される。ＡＳＡ、ＡＳＢ、ＡＳＣ、ＡＳＤおよびＡＳＥの軸方向セクション代表信号値は、デシベル（ｄＢ）でない場合にはデシベルに変換され、対数圧縮されていない場合は対数圧縮信号に変換されてもよい。
【００７２】
線形スケールの電力利得係数を処理するとき、総利得は、個々の利得の積であり、量と量を乗算する必要がある。総利得を計算するとき、一部分で総利得が減少する場合には、乗算だけでなく除算も必要になり、厄介なことがある。デジタル形式で実行される乗算は、一般に、加算器などの他の算術演算と比べて非能率的で高価である。
【００７３】
数を乗算せずに、それらの対数を加算してもよく、２つの数を乗算する場合の積を求めるには和の逆対数がとられる。数学的には、ｌｏｇ（ＡｘＢ）＝ｌｏｇＡ＋ｌｏｇＢ。ある数を別の数に割るときは、除数の対数が被除数の対数から減算される。ｌｏｇ（Ａ／Ｂ）＝ｌｏｇＡ−ｌｏｇＢ
【００７４】
本発明を教示するために使用される計算は、単純と効率のために、デシベル、対数圧縮または対数スケールで表された信号である。代替として、前述の数学演算を使用する線形スケールの電力利得係数が使用されてもよい。
【００７５】
軸方向セクションの代表信号値の間の利得差Δが計算される。利得差Δを計算するために、複数のセクションからの１つのセクションが基準位置として選択され、分布方向が選択される。選択された分布方向に進む利得差計算では、セクション代表信号値が、基準位置から更に遠くにある隣接セクション代表信号値から減算される。選択された分布方向に進まない利得差計算では、セクション代表信号値が、基準位置により近い隣接セクション代表信号値から減算される。これらの計算は、基準位置用の代表信号値を含む（ステップ３３５）。
【００７６】
利得差Δと共に、各軸方向セクションＡＳＡ、ＡＳＢ、ＡＳＣ、ＡＳＤおよびＡＳＥの代表信号値が、隣接軸方向セクション代表信号値と比較され、事前に定義されたｌｉｍｉｔ１と比較される（ステップ３４０）。
【００７７】
｜ΔASB-ASA|＞ｌｉｍｉｔ１の場合は、ゼロまたは事前定義された値を代用する
｜ΔASC-ASB|＞ｌｉｍｉｔ１の場合は、ゼロまたは事前定義された値を代用する
｜ΔASD-ASC|＞ｌｉｍｉｔ１の場合は、ゼロまたは事前定義された値を代用する
｜ΔASE-ASD|＞ｌｉｍｉｔ１の場合は、ゼロまたは事前定義された値を代用する
【００７８】
あるセクション代表信号値とその隣りのセクション代表信号値の絶対差が、事前に定義されたｌｉｍｉｔ１より大きい場合は、その利得差Δの値（ΔASB-ASA，ΔASC-ASB，ΔASD-ASCおよびΔASE-ASD，またはΔASD-ASE，ΔASC-ASD，ΔASB-ASCおよびΔASB-ASA）を使用する代わりに、その利得差Δ値にゼロまたは事前に定義された値を使用する。この代用は、分布の全体のゆがみを防ぐ。代替の実施形態では、比較および代用プロセスが行われない場合がある。
【００７９】
利得差Ａからいくつかの利得差分布級数値（distribution series value）が計算される。基準位置セクション代表信号値は、分布級数値の１つとして使用される。新しい分布級数値は、分布方向の場合は前の利得差分布級数値に利得差Δを加算することによって計算され、分布方向でない場合は前の利得差分布級数値から利得差Δを減算することにより計算される。一連の分布級数値全体が順序正しく配列される（ステップ３４５）。
【００８０】
上から下の分布方向の場合の基準位置として最も浅い軸方向セクションＡＳＡを使用する。
【００８１】
ＩASA＝軸方向利得差距離１
ＩASA＋ΔASB-ASA＝軸方向利得差距離２
ＩASA＋ΔASB-ASA＋ΔASC-ASB＝軸方向利得差距離３
ＩASA＋ΔASB-ASA＋ΔASC-ASB＋ΔASD-ASC＝軸方向利得差距離４
ＩASA＋ΔASB-ASA＋ΔASC-ASB＋ΔASD-ASC＋ΔASE-ASD＝軸方向利得差距離５
【００８２】
上から下の分布方向の場合の基準位置として最も深い軸方向セクションＡＳＥを使用する。
【００８３】
ＩASE＝軸方向利得差距離５
ＩASE＋ΔASD-ASE＝軸方向利得差距離４
ＩASE＋ΔASD-ASE＋ΔASC-ASD＝軸方向利得差距離３
ＩASE＋ΔASD-ASE＋ΔASC-ASD＋ΔASB-ASC＝軸方向利得差距離２
ＩASE＋ΔASD-ASE＋ΔASC-ASD＋ΔASB-ASC＋ΔASA-ASB＝軸方向利得差距離１
【００８４】
上から下の分布方向の場合の基準位置として中間の深さの軸方向セクションＡＳＣを使用する。
【００８５】
ＩASC−ΔASC-ASB−ΔASB-ASA＝軸方向利得差距離１
ＩASC−ΔASC-ASB＝軸方向利得差距離２
ＩASC＝軸方向利得差距離３
ＩASC＋ΔASD-ASC＝軸方向利得差距離４
ＩASC＋ΔASD-ASC＋ΔASE-ASD＝軸方向利得差距離５
【００８６】
順序１、２、３、４および５の一連の分布級数値全体は、線形や三次スプラインなどの補間関数を使用することによって、連続利得差曲線（ステップ３５０）として組み立てられる。軸方向利得補償曲線は、利得差曲線の極性（即ち、プラスまたはマイナス）を変更することによって利得差曲線から導き出される。値が線形スケールで表される場合、利得補償曲線は、利得差曲線の逆数である（ステップ３５５）。図５に、軸方向に２０個のセクションに分割された画像データフレームからの例示的な軸方向利得補償曲線を示す。
【００８７】
軸方向エンジン１５５によって出力されディレクタ（director）１６１によって配分される利得補償曲線データを用いて可変利得ＴＧＣ増幅器１１９yと可変利得軸方向増幅器１３３を介した到着信号を補償するために、軸方向利得補償曲線が使用される。位置（軸方向深度）に対する軸方向補償曲線からの利得の大きさが配分されてもよい。可変利得ＴＧＣ増幅器１１９yの利得に負荷をかけ過ぎる可能性ないように、利得を可変利得ＴＧＣ増幅器１１９yと可変利得軸方向増幅器１３３に配分してもよい。軸方向利得補償は、次の受け取った画像データフレームに適用されてもよい（ステップ３６０）。
【００８８】
図６は、１０個の軸方向セクションに分割された実際の超音波画像を示す。各セクションの横にそれぞれのヒストグラムが示されている。図７は、軸方向利得補償後の同じ超音波画像を示す。軸方向利得補償後に、同じセクションを分析し、示したヒストグラムを得た。補償後の画像が垂直方向に均一な強度を有することが分かる。同様に、補償後のヒストグラムは、各セクションの均一な強度分布を示す。
【００８９】
同じプロセスは、ラテラル方向利得補償曲線を得るために使用される。ラテラル方向利得補償曲線を導出するために、画像データフレームがラテラル方向に分割される。図８には、図２に示した画像フレームの例示的なラテラル方向分割を示す。この例では、フレームは、二次元分析のために３つの固有の列をそれぞれ有する５つの等しいラテラル方向セクション（ＬＳ）Ｆ、Ｇ、Ｈ、ＩおよびＪに分割される（ステップ３２５）。各ラテラル方向セクションは、最大４５個の有効画像データ値ａi,jを含むことができる。しかしながら、軸方向分析に関して前に述べたように、フレームは、任意の数の有効画像データ値ａi,jを有し且つ様々な形状の任意の数のラテラル方向セクションに分割されてもよい。いくつかのセクションは、有効画像データ値を共用する他のセクションと重なってもよい。
【００９０】
ラテラル方向エンジン１５７は、各セクション内の有効画像データ値ａi,jを使用して、それぞれの定義されたラテラル方向セクションＬＳＦ、ＬＳＧ、ＬＳＨ、ＬＳＩおよびＬＳＪの代表信号値（Ｉ）を計算する。各ラテラル方向セクションごとに計算された代表信号値は、隣りのラテラル方向セクションと比較される。ラテラル方向セクションＬＳＦ、ＬＳＧ、ＬＳＨ、ＬＳＩおよびＬＳＪの代表信号値は、デシベルでない場合にはデシベルに変換され、前に対数圧縮されていない場合は対数圧縮されてもよい。代表信号値計算は、前に列挙した方法のうちのいずれを使用して実行されてもよい。
【００９１】
ラテラル方向セクション代表信号値の間の利得差Δは、所望の分布方向に基づいて計算される（ステップ３３５）。
【００９２】
利得差Δと共に、各ラテラル方向セクションＬＳＦ、ＬＳＧ、ＬＳＨ、ＬＳＩおよびＬＳＪの代表信号値が、隣りのラテラル方向セクション代表信号値と比較され、また事前に定義されたｌｉｍｉｔ２と比較される（ステップ３４０）。
【００９３】
｜ΔLSF-LSG|＞ｌｉｍｉｔ２の場合は、ゼロまたは事前定義された値を代用する
｜ΔLSG-LSH|＞ｌｉｍｉｔ２の場合は、ゼロまたは事前定義された値を代用する
｜ΔLSH-LSI|＞ｌｉｍｉｔ２の場合は、ゼロまたは事前定義された値を代用する
｜ΔLSI-LSJ|＞ｌｉｍｉｔ２の場合は、ゼロまたは事前定義された値を代用する
【００９４】
あるセクションの代表信号値とその隣りのセクション代表信号値との絶対差が、事前に定義されたｌｉｍｉｔ２より大きい場合は、その利得差Δ値（ΔLSG-LSF，ΔLSH-LSG，ΔLSI-LSH，およびΔLSJ-LSI，またはΔLSI-LSJ，ΔLSH-LSI，ΔLSG-LSH，ΔLSF-LSG）の代わりに、ゼロまたは事前に定義された値がその利得差Δ値に代用される。この代用は、分布の全体的なゆがみを防ぐ。代替の実施形態では、比較および代用プロセスは実行されないことがある。
【００９５】
ラテラル方向セクションの利得差分布は、ラテラル方向の累積級数である。この級数は、すべてのラテラル方向利得差Δ値の検討が完了するまで続く（ステップ３４５）。
【００９６】
右から左の分布方向の場合の基準位置として右端ラテラル方向セクションＬＳＦを使用する。
【００９７】
ＩLSF＝ラテラル方向利得差距離１
ＩLSF＋ΔLSG-LSF＝ラテラル方向利得差距離２
ＩLSF＋ΔLSG-LSF＋ΔLSH-LSG＝ラテラル方向利得差距離３
ＩLSF＋ΔLSG-LSF＋ΔLSH-LSG＋ΔLSI-LSH＝ラテラル方向利得差距離４
ＩLSF＋ΔLSG-LSF＋ΔLSH-LSG＋ΔLSI-LSH＋ΔLSJ-LSI＝ラテラル方向利得差距離５
【００９８】
左から右の分布方向の場合の基準位置として左端ラテラル方向セクションＬＳＪを使用する。
【００９９】
ＩLSJ＝ラテラル方向利得差距離５
ＩLSJ＋ΔLSI-LSJ＝ラテラル方向利得差距離４
ＩLSJ＋ΔLSI-LSJ＋ΔLSH-LSI＝ラテラル方向利得差距離３
ＩLSJ＋ΔLSI-LSJ＋ΔLSH-LSI＋ΔLSG-LSH＝ラテラル方向利得差距離２
ＩLSJ＋ΔLSI-LSJ＋ΔLSH-LSI＋ΔLSG-LSH＋ΔLSF-LSG＝ラテラル方向利得差距離１
【０１００】
順序１、２、３、４および５の一連の分布級数値全体は、補間関数を使用して連続利得差曲線（ステップ３５０）として組み立てられる。ラテラル方向利得補償曲線は、利得差曲線の極性（即ち、プラスまたはマイナス）を変更することにより利得差曲線から導き出される。値が線形スケールで表される場合、利得補償曲線は、利得差曲線の逆数である（ステップ３５５）。図９に、１２個のセクションにラテラル方向に分割された画像データフレームからの例示的なラテラル方向利得補償曲線が示されている。
【０１０１】
ラテラル方向エンジン１５７およびディレクタ（director）１６１から出力されたラテラル方向利得補償曲線データを用いて可変利得ＴＧＣ増幅器１１９yと可変利得ラテラル方向増幅器１３５を介して到着する信号を補償するために、ラテラル方向利得補償曲線が使用される。ラテラル方向補償曲線からの利得の大きさは、増幅器間で配分されてもよい。高速のＴＧＣ増幅器を使用することにより、ラテラル方向利得補償曲線は、すべての受け取った超音波信号に関してＴＧＣ増幅器に適用され、ラテラル方向利得補償が達成される。一般に、可変利得ラテラル方向利得増幅器１３５は、ラテラル方向利得差を補償するために使用される。可変利得ＴＧＣ増幅器１１９yの利得に負担をかけすぎないように、利得は、可変利得ＴＧＣ増幅器１１９yと可変利得ラテラル方向増幅器１３５の間に配分されてもよい。ラテラル方向補償は、１つまたは複数の入って来る画像データフレームに適用されてもよい（ステップ３６０）。
【０１０２】
図１０は、４つのラテラル方向セクションに分割された実際の超音波画像を示し、それぞれのセクションごとに得られたヒストグラムを横に示す。図１１は、ラテラル方向利得補償の後の同じ超音波画像を示す。ラテラル方向利得補償後に、同じセクションを分析し、示したヒストグラムを得た。処理後の画像が均一な水平強度を有することが分かる。ヒストグラムは、同様に、セクションごとに均一の強度分布を示す。
【０１０３】
ボリュームの画像化にエレベーション方向利得補償曲線の計算が使用されるので、一連のフレームが必要である（ステップ３２０，３６５）。図１２に、一連の５つの連続する超音波画像フレームａ、ｂ、ｃ、ｄおよびｅの例示的なエレベーション計算を示す。一般に、５０〜１００個以上のフレームがボリュームを構成することがある。下限ｌｉｍｉｔlowerと上限ｌｉｍｉｔupperが、各画像データ値ｌｉｍｉｔlower＜ａi,j＜ｌｉｍｉｔupper、ｌｉｍｉｔlower＜ｂi,j＜ｌｉｍｉｔupper、ｌｉｍｉｔlower＜ｃi,j＜ｌｉｍｉｔupper、ｌｉｍｉｔlower＜ｄi,j＜ｌｉｍｉｔupper、およびｌｉｍｉｔlower＜ｅi,j＜ｌｉｍｉｔupperに適用されて、有効なフレーム画像データ値が決定される（ステップ３１５）。
【０１０４】
エレベーション方向エンジン１５９は、個別のフレーム（ＥＳａ，ＥＳｂ，ＥＳｃ，ＥＳｄおよびＥＳｅ）または一組のフレーム（ＥＳ１＝フレームａ＋フレームｂ，ＥＳ２＝フレームｃ、およびＥＳ３＝フレームｄ＋フレームｅ）のそれぞれ定義されたエレベーション方向セクション（ＥＳ）ごとの代表信号値（Ｉ）を計算する（ステップ３７５）。フレームの組は、５０〜１００個のフレームからなるボリュームを検討するときの計算費用を削減する。各エレベーション方向セクションごとに計算された代表信号値が、隣りのエレベーション方向セクション代表信号値と比較される。エレベーション方向セクション代表信号値は、デシベルまたは対数圧縮信号に変換されてもよい。
【０１０５】
前のセクション化方法と同じように、すべての有効画像データ値が必要とは限らない。例えば、１つのフレームまたは１組のフレーム全体にわたるサンプリングが実行されてもよく、各フレームまたは１組のフレーム内の画像データ値を捕捉する事前に定義されたパターンが使用されてもよい。エレベーション方向セクションは、互いに有効画像データ値（重複）を共用してもよくしなくてもよい。定義されたエレベーション方向セクション内の有効画像データ値が使用される。代表信号値の計算は、前に列挙した方法のどれを使用して実行されてもよい。
【０１０６】
隣り合ったエレベーション方向セクション代表信号値間の利得差Δが、所望の分布方向に基づいて計算される（ステップ３８０）。
【０１０７】
エレベーション方向利得差Δと共に、各エレベーション方向セクション代表信号値は、隣りのエレベーション方向セクション代表信号値と比較され、また事前に定義されたｌｉｍｉｔ３と比較される（ステップ３８５）。
【０１０８】
｜ΔES1-ES2|＞ｌｉｍｉｔ３の場合は、ゼロまたは事前定義された値を代用する
｜ΔES2-ES3|＞ｌｉｍｉｔ３の場合は、ゼロまたは事前定義された値を代用する
【０１０９】
あるエレベーション方向セクション代表信号値とその隣りのエレベーション方向セクション代表信号値との絶対差が、事前に定義された値ｌｉｍｉｔ３より大きい場合は、その利得差Δ値（ΔES1-ES2とΔES2-ES3、またはΔES3-ES2とΔES2-ES1）の代わりに、その利得差Δ値にゼロまたは事前に定義された値が代用される。代替の実施形態では、比較および代用プロセスは実行されなくてもよい。
【０１１０】
エレベーション方向セクションの利得差分布は、エレベーション方向の累積級数である。この級数は、すべてのエレベーション方向セクション利得差Δ値の検討が完了するまで続く（ステップ３９０）。
【０１１１】
前から後ろの分布方向の場合の基準位置として前面エレベーション方向セクションＥＳ１を使用する。
【０１１２】
ＩES1＝エレベーション方向利得差距離１
ＩES1＋ΔES2-ES1＝エレベーション方向利得差距離２
ＩES1＋ΔES2-ES1＋ΔES3-ES2＝エレベーション方向利得差距離３
【０１１３】
後ろから前の分布方向の場合の基準位置として後面エレベーション方向セクションＥＳ３を使用する。
【０１１４】
ＩES3＝エレベーション方向利得差距離３
ＩES3＋ΔES2-ES3＝エレベーション方向利得差距離２
ＩES3＋ΔES2-ES3＋ΔES1-ES2＝エレベーション方向利得差距離１
【０１１５】
順序１、２および３の一連の分布級数値全体は、補間関数を使用して連続利得差曲線（ステップ３９５）として組み立てられる。エレベーション方向利得補償曲線は、利得差曲線の極性（即ちマイナスのプラス）を変更することによって利得差曲線から得られる。値が線形スケールで表された場合、利得補償曲線は、利得差曲線の逆数である（ステップ３９７）。図１３に、例示的なエレベーション方向補償曲線を示す。
【０１１６】
エレベーション方向エンジン１５９とディレクタ（director）１６１によって出力されたエレベーション方向利得補償曲線データを用いて、可変利得ＴＧＣ増幅器１１９yと可変利得エレベーション方向増幅器１４３を使用して到着信号を補償するために、エレベーション方向利得補償曲線が使用される。エレベーション方向補償は、ボリューム内の次の級数のフレームに適用されてもよい（ステップ３６０）。
【０１１７】
図１４に、５つの画像フレームの例示的な軸方向セクション化を示す。軸方向ボリューム利得補償のために、軸方向エンジン１５５は、ボリューム全体にわたって同じ軸方向セクションの代表信号値を計算する（ステップ３６５，３７０）。
【０１１８】
軸方向ボリュームセクション（ＡＶＳ）は、フレームｂ、ｃ、ｄおよびｅ全体にわたって、フレームａ内の画像データ値の同じ領域でもよい。ボリュームは、同じ数または異なる数の画像データ値を有する任意数の軸方向セクションに分割されてもよい。前述のように、セクションとしてボリュームの全体にわたって、円筒、楕円円筒または他の形状のサンプリングが使用されてもよい。更に、いくつかのセクションが、他のセクションと重なってもよい。定義されたセクション内の有効画像データ値が使用される。
【０１１９】
軸方向エンジン１５５は、それぞれ定義された軸方向ボリュームセクション（ステップ３７０）ＡＶＳＡ、ＡＶＳＢ、ＡＶＳＣ、ＡＶＳＤおよびＡＶＳＥの代表信号値（Ｉ）を計算し、この値が、隣りの軸方向ボリュームセクション代表信号値と比較される。軸方向ボリュームセクションＡＶＳＡ、ＡＶＳＢ、ＡＶＳＣ、ＡＶＳＤおよびＡＶＳＥ代表信号値は、デシベルでない場合はデシベルに変換されてもよく、対数圧縮信号に変換されてもよい。前述のように、代表信号価値分析は、いくつかの異なる方法を使用して実行することができる。
【０１２０】
隣り合った軸方向ボリュームセクション間の利得差Δは、望みの分布方向に基づいて計算される（ステップ３７５）。
【０１２１】
利得差Δと共に、各軸方向ボリュームセクションＡＶＳＡ、ＡＶＳＢ、ＡＶＳＣ、ＡＶＳＤおよびＡＶＳＥの代表信号値は、隣りの軸方向ボリュームセクション代表信号値と比較され、また事前に定義されたｌｉｍｉｔ４と比較される（ステップ３８５）。
【０１２２】
｜ΔAVSA-AVSB|＞ｌｉｍｉｔ４の場合は、ゼロまたは事前定義された値を代用する
｜ΔAVSB-AVSC|＞ｌｉｍｉｔ４の場合は、ゼロまたは事前定義された値を代用する
｜ΔAVSC-AVSD|＞ｌｉｍｉｔ４の場合は、ゼロまたは事前定義された値を代用する
｜ΔAVSD-AVSE|＞ｌｉｍｉｔ４の場合は、ゼロまたは事前定義された値を代用する
【０１２３】
ある軸方向ボリュームセクション代表信号値とその隣りの軸方向ボリュームセクション代表信号値との絶対差が、事前に定義されたｌｉｍｉｔ４より大きい場合は、その利得差Δ値（ΔAVSB-AVSA，ΔAVSC-AVSB，ΔAVSD-AVSC，およびΔAVSE-AVSD，あるいはΔAVSA-AVSB，ΔAVSB-AVSC，ΔAVSC-AVSD，およびΔAVSD-AVSE）を使用する代わりに、その利得差Δ値にゼロまたは事前に定義された値が代用される。この代用により分布の全体的なゆがみが防止される。代替の実施形態では、比較および置換プロセスは実行されなくてもよい。
【０１２４】
軸方向ボリュームセクションの利得差分布は、軸方向の累積級数である。この級数は、すべての軸方向ボリューム利得差Δ値が検討されるまで続く（ステップ３９０）。
【０１２５】
上から下の分布方向の場合の基準位置として最も浅い軸方向ボリュームセクションＡＶＳＡを使用する。
【０１２６】
ＩAVSA＝軸方向ボリューム利得差距離１
ＩAVSA＋ΔAVSB-AVSA＝軸方向ボリューム利得差距離２
ＩAVSA＋ΔAVSB-AVSA＋ΔAVSC-AVSB＝軸方向ボリューム利得差距離３
ＩAVSA＋ΔAVSB-AVSA＋ΔAVSC-AVSB＋ΔAVSD-AVSC＝軸方向ボリューム利得差距離４
ＩAVSA＋ΔAVSB-AVSA＋ΔAVSC-AVSB＋ΔAVSD-AVSC＋ΔAVSE-AVSD＝軸方向ボリューム利得差距離５
【０１２７】
下から上の分布方向の場合の基準位置として最も深い軸方向ボリュームセクションＡＶＳＥを使用する。
【０１２８】
ＩAVSE＝軸方向ボリューム利得差距離５
ＩAVSE＋ΔAVSD-AVSE＝軸方向ボリューム利得差距離４
ＩAVSE＋ΔAVSD-AVSE＋ΔAVSC-AVSD＝軸方向ボリューム利得差距離３
ＩAVSE＋ΔAVSD-AVSE＋ΔAVSC-AVSD＋ΔAVSB-AVSC＝軸方向ボリューム利得差距離２
ＩAVSE＋ΔAVSD-AVSE＋ΔAVSC-AVSD＋ΔAVSB-AVSC＋ΔAVSA-AVSB＝軸方向ボリューム利得差距離１
【０１２９】
順序１、２、３、４および５の一連の分布級数値全体は、補間を使用して連続的な軸方向ボリューム利得差曲線（ステップ３９５）として組み立てられる。軸方向ボリューム利得補償曲線は、軸方向ボリューム利得差の極性（即ち、プラスまたはマイナス）を変更することによって、軸方向ボリューム利得差曲線から計算される（ステップ３９７）。値が線形スケールで表される場合は、利得補償曲線は、利得差曲線の逆数である。図１５に例示的な軸方向ボリューム補償曲線を示す。
【０１３０】
軸方向エンジン１５５によって出力されディレクタ（director）１６１によって配分される軸方向ボリューム利得補償曲線データを用いて、可変利得ＴＧＣ増幅器１１９yと可変利得軸方向増幅器１３３を介した到着信号を補償するために軸方向ボリューム利得補償曲線が使用される。軸方向ボリューム補償は、次のボリュームに適用されてもよい（ステップ３６０）。
【０１３１】
図１６に、５画像データフレームボリュームの例示的なラテラル方向ボリュームセクション化を示す。ラテラル方向ボリューム利得補償のために、ラテラル方向エンジン１５７は、ボリューム全体にわたって同じラテラル方向ボリュームセクションの代表信号値を計算する（ステップ３６５）。
【０１３２】
ラテラル方向ボリュームセクション（ＬＶＳ）は、フレームｂ、ｃ、ｄおよびｅ全体にわたって、フレームａ内の画像データ値の同じ領域でよい。ボリュームは、同じ数または異なる数の画像データ値を有する任意数のラテラル方向セクションに分割されてもよい。軸方向ボリューム分析と同じように、ボリューム全体にわたってセクションとして円筒や他の形状のサンプリングを使用することができる。いくつかのセクションは、他のセクションと重なってもよい。定義されたたセクション内の有効画像データ値が使用される。
【０１３３】
ラテラル方向エンジン１５７は、各定義されたラテラル方向ボリュームセクションＬＶＳＦ、ＬＶＳＧ、ＬＶＳＨ、ＬＶＳＩおよびＬＶＳＪの代表信号値（Ｉ）を計算し、次に、これらのセクションが、隣りのラテラル方向ボリュームセクションと比較される。ラテラル方向ボリュームセクションＬＶＳＦ、ＬＶＳＧ、ＬＶＳＨ、ＬＶＳＩおよびＬＶＳＪの代表信号値は、デシベルでない場合はデシベルに変換されてもよく、対数圧縮信号に変換されてもよい。代表信号値の計算は、前に列挙した方法のどれを使用して実行されてもよい。
【０１３４】
隣り合ったラテラル方向ボリュームセクション間の利得差Δは、所望の方向に基づいて計算される（ステップ３８０）。
【０１３５】
利得差Δと共に、各ラテラル方向ボリュームセクションＬＶＳＦ、ＬＶＳＧ、ＬＶＳＨ、ＬＶＳ１およびＬＶＳＪの代表信号値は、隣りのラテラル方向ボリュームセクション代表信号値と比較され、事前に定義されたｌｉｍｉｔ５と比較される（ステップ３８５）。
【０１３６】
｜ΔLVSF-LVSG|＞ｌｉｍｉｔ５の場合は、ゼロまたは事前定義された値を代用する
｜ΔLVSG-LVSH|＞ｌｉｍｉｔ５の場合は、ゼロまたは事前定義された値を代用する
｜ΔLVSH-LVSI|＞ｌｉｍｉｔ５の場合は、ゼロまたは事前定義された値を代用する
｜ΔLVSI-LVSJ|＞ｌｉｍｉｔ５の場合は、ゼロまたは事前定義された値を代用する
【０１３７】
あるラテラル方向ボリュームセクション代表信号値とその隣のラテラル方向ボリュームセクション代表信号値との絶対差が、事前に定義されたｌｉｍｉｔ５より大きい場合は、その利得差Δ値（ΔLVSF-LVSG，ΔLVSG-LVSH，ΔLVSH-LVSI，およびΔLVSI-LVSJ，あるいはΔLVSG-LVSF，ΔLVSH-LVSG，ΔLVSI-LVSH，およびΔLVSI-LVSH）を使用する代わりに、その利得差Δ値の代わりにゼロまたは事前に定義された値が代用される。この代用は、分布における全体のゆがみを防ぐ。代替の実施形態では、比較および代用プロセスは実行されなくてもよい。
【０１３８】
ラテラル方向ボリュームセクションの利得差分布は、ラテラル方向の累積級数である。この級数は、すべてのラテラル方向ボリューム利得差Δ値の検討が完了するまで続く（ステップ３９７）。
【０１３９】
右から左の分布方向の場合の基準位置として右端ラテラル方向ボリュームセクションＬＶＳＦを使用する。
【０１４０】
ＩLVSF＝ラテラル方向ボリューム利得差距離１
ＩLVSF＋ΔLVSG-LVSF＝ラテラル方向ボリューム利得差距離２
ＩLVSF＋ΔLVSG-LVSF＋ΔLVSH-LVSG＝ラテラル方向ボリューム利得差距離３
ＩLVSF＋ΔLVSG-LVSF＋ΔLVSH-LVSG＋ΔLVSI-LVSH＝ラテラル方向ボリューム利得差距離４
ＩLVSF＋ΔLVSG-LVSF＋ΔLVSH-LVSG＋ΔLVSI-LVSH＋ΔLVSJ-LVSI＝ラテラル方向ボリューム利得差距離５
【０１４１】
右から左の分布方向の場合の基準位置として左端ラテラル方向ボリュームセクションＬＶＳＪを使用する。
【０１４２】
ＩLVSJ＝ラテラル方向ボリューム利得差距離５
ＩLVSJ＋ΔLVSI-LVSJ＝ラテラル方向ボリューム利得差距離４
ＩLVSJ＋ΔLVSI-LVSJ＋ΔLVSH-LVSI＝ラテラル方向ボリューム利得差距離３
ＩLVSJ＋ΔLVSI-LVSJ＋ΔLVSH-LVSI＋ΔLVSG-LVSH＝ラテラル方向ボリューム利得差距離２
ＩLVSJ＋ΔLVSI-LVSJ＋ΔLVSH-LVSI＋ΔLVSG-LVSH＋ΔLVSF-LVSG＝ラテラル方向ボリューム利得差距離１
【０１４３】
順序１、２、３、４および５の一連の分布級数値全体は、補間関数を使用して連続的なラテラル方向ボリューム利得差曲線（ステップ３９５）として組み立てられる。利得差曲線の極性（即ちプラスまたはマイナス）を変更することにより、利得差曲線からラテラル方向ボリューム利得差曲線が導き出される。値が線形スケールで表される場合、利得補償曲線は、利得差曲線の逆数である（ステップ３９７）。図１７に、例示的なラテラル方向ボリューム利得差補償曲線を示す。
【０１４４】
ラテラル方向エンジン１５７によって出力されディレクタ（director）１６１によって配分されたラテラル方向ボリューム利得補償曲線データを用いて可変利得ＴＧＣ増幅器１１９yと可変利得ラテラル方向増幅器１３５を介した到着信号を補償するために、ラテラル方向ボリューム利得補償曲線が使用される。ラテラル方向補償は、次のボリュームに適用されてもよい（ステップ３５５）。
【０１４５】
二次元の軸方向および／またはラテラル方向利得補償曲線の場合と同じように、エレベーション方向および軸方向および／またはラテラル方向のボリューム分割を組み合わせることによって、３つのボリューム利得補償曲線が得られる。各曲線は、次のボリュームに適用されてもよい。
【０１４６】
エレベーション方向、軸方向およびラテラル方向の利得補償の任意の組み合わせは、次の入って来る画像フレームに適用されてもよい。新しく計算された利得補償曲線は、各増幅器１１９y、１３３、１３５、１４３の利得を制御するために出力を提供した前の増幅器利得曲線との差を示す。導き出された利得補償曲線は、既存の利得曲線を修正する。
【０１４７】
図１に戻ると、軸方向エンジン１５５、ラテラル方向エンジン１５７およびエレベーション方向エンジン１５９からの出力はディレクタ（director）１６１に入力され、そこで利得補償曲線が処理される。
【０１４８】
新しい利得補償曲線は、前に計算された利得補償曲線を更新または修正するので、各ディレクタ１６１の軸方向、ラテラル方向およびエレベーション方向の入力は、対応する利得加算器１６９ａ、ｂ、ｃに結合される。各加算器１６９ａ、ｂ、ｃの出力は、メモリ１７０ａ、ｂ、ｃに結合された対応する遅延１７１ａ、ｂ、ｃに結合される。メモリ１７０ａ、ｂ、ｃは、初期化時に前の利得補償曲線を記憶し、その後で、更新された利得の組み合わせを記憶する。利得加算器１６９ａ、ｂ、ｃは、新しく計算された利得補償曲線と前の利得または更新された利得の組み合わせである利得を出力する。
【０１４９】
軸方向遅延機構１７１ａは、ＴＧＣ増幅器利得曲線と軸方向増幅器利得曲線を加えたものを（即ち、ＴＧＣ増幅器利得と軸方向増幅利得の組み合わせは、軸方向複合利得（axial combination gain）と呼ばれる）を１フレーム遅延させるために使用され、その結果、前のフレームの軸方向複合利得曲線は、メモリ１７０ａに記憶され、新しい軸方向補償曲線に追加されて新しい軸方向複合利得曲線が得られる。
【０１５０】
同様に、ラテラル方向遅延１７１ｂは、ＴＧＣ増幅器利得曲線とラテラル方向増幅器利得曲線を加えたものを（即ち、ＴＧＣ増幅器利得とラテラル方向増幅器利得の組み合わせは、ラテラル方向複合利得と呼ばれる）１フレーム遅延させるために使用され、その結果、前のフレームのラテラル方向複合利得曲線が、メモリ１７０ｂに記憶され、新しいラテラル方向補償曲線に追加されて新しいラテラル方向複合利得曲線が得られる。
【０１５１】
エレベーション方向遅延１７１ｃは、ＴＧＣ増幅器利得曲線とエレベーション方向増幅器利得曲線の合わせたものを（即ち、ＴＧＣ増幅器利得とエレベーション方向増幅器利得の組み合わせは、エレベーション方向複合利得（elevation combination gain）と呼ばれる）１ボリューム遅延させるために使用され、その結果、前のボリュームのラテラル方向複合利得曲線が、メモリ１７０ｃに記憶され、新しいエレベーション方向補償曲線に追加されて新しいエレベーション方向複合利得曲線が得られる。
【０１５２】
利得加算器１６９ａ、ｂ、ｃの出力は、第１の重み乗算器１７３ａ、ｂ、ｃと第２の重み乗算器１７５ａ、ｂ、ｃに結合される。第１の重み乗算器１７３ａ、ｂ、ｃは、配分重みα（軸方向）、β（ラテラル方向）およびγ（エレベーション方向）に結合され、第２の重み乗算器１７５ａ、ｂ、ｃは、配分重み１−α  １７７ａ、１−β  １７７ｂおよび１−γ  １７７ｃに結合される。
【０１５３】
重みα、β、およびγは、時間ｔにおけるそれぞれの利得補償値が、それぞれの軸方向可変利得増幅器１３３、ラテラル方向可変利得増幅器１３５、エレベーション方向可変利得増幅器１４３、およびＴＧＣ増幅器１１９yの可変利得セクションの間でどのように配分されるかを決定する。重みα、β、およびγは、それぞれの重みα、β、およびγを最適化する配分プロセッサ１７９を使用して導き出される。重みα、β、およびγを決定する最適化プロセスの考察は、この開示の範囲に含まれない。
【０１５４】
第２の重み乗算器１７５ａ、ｂ、ｃからの出力は、対応する軸方向可変利得増幅器１３３、ラテラル方向可変利得増幅器１３５およびエレベーション方向可変利得増幅器１４３に出力される。
【０１５５】
軸方向重み乗算器１７３ａからの出力は、加算器１７９と平均計算器１８１に結合される。平均計算器１８１は、軸方向重み乗算器１７３ａの出力から減算され共通加算器１８３に結合された軸方向乗算器１７３ａからに出力の平均を求める。加算器１７９は、ＴＧＣ利得曲線からＴＧＣ利得曲線平均を減算し、その結果、ＴＧＣ増幅器１１９yの固定利得セクションに一定の利得が適用され、ＴＧＣ増幅器１１９yの可変利得セクションに曲線利得だけが適用される。この操作は、ＴＧＣ増幅器のダイナミックレンジを維持する。代替の実施形態では、平均と減算が使用されないことがある。
【０１５６】
軸方向複合利得曲線は、利得曲線の一部分がＴＧＣ増幅器１１９yの可変利得セクションに適用されるように、αが乗算される。加算器１７９の出力は、必要に応じてＤＡＣ（デジタルアナログ変換器）１８５に結合され、ＴＧＣ増幅器１１９yの可変利得セクションに出力される。
【０１５７】
メモリ１７０ｂからのラテラル方向複合利得は、ラテラル方向利得曲線の作用を達成するためにビームごとに更新され、且つ利得曲線の一部がＴＧＣ増幅器１１９yの可変利得に適用されるようにβが掛けられる。すべての利得曲線を同期させるためにラテラル方向遅延１８７が使用される。
【０１５８】
メモリ１７０ｃからのエレベーション方向複合利得は、エレベーション方向利得曲線の作用を達成するようにフレームごとに更新され、利得曲線の一部がＴＧＣ増幅器１１９y可変利得に適用されるようにγが掛けられる。全ての利得曲線を同期させるためにエレベーション方向遅延１８９が使用される。
【０１５９】
遅延１８７，１８９の出力と平均計算器１８１の出力は、共通加算器１８３に結合される。加算器１８３は、すべてのＴＧＣ増幅器１１９yの固定利得部分を組み合わせる。組み合わされた利得は、別の加算器１９１に出力され、利得計算器１９３によって出力された総利得と組み合わされる。
【０１６０】
三次元画像化の場合のラテラル方向増幅器１３５またはエレベーション方向増幅器１４３の出力は、ヒストグラム、百分位数、平均、モード、中間を使用して総利得を得るために総利得計算器１９３に結合される。ｄＢまたは対数スケールで表された総利得は、極性（マイナスまたはプラス）が変更され、既定値に加えられて最終的な画像輝度がその既定値に設定される。この操作によって、全体的な画像輝度が、ほとんどのユーザが好む事前に設定された輝度値に設定される。
【０１６１】
加算器１９１からの組み合わせ出力は、ＴＧＣ増幅器１１９yの固定利得部分である。ＴＧＣ増幅器１１９yの固定利得部分は、ＴＧＣ増幅器１１９yチップ内の固定されているかまたはプログラム可能な利得増幅器に結合される。
【０１６２】
以上のオペレーションによって、軸方向、ラテラル方向、およびエレベーション方向の利得差は補償され、画像利得全体が、ユーザが好む事前に設定された画像輝度に設定される。本発明は、すべての画像寸法全体に均一性を提供する。
【０１６３】
本発明の１つまたは複数の実施形態を説明した。しかしながら、本発明の精神および範囲から逸脱することなく様々な修正を行うことができることを理解されたい。従って、他の実施形態は、添付の特許請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】自動利得補償システムを有する代表的な超音波システムの例示的実施形態の図である。
【図１Ａ】自動利得補償システムを有する代表的な超音波システムの例示的実施形態の図である。
【図１Ｂ】自動利得補償システムを有する代表的な超音波システムの例示的実施形態の図である。
【図１Ｃ】自動利得補償システムを有する代表的な超音波システムの例示的実施形態の図である。
【図２】例示的な画像データフレームの図である。
【図３】例示的な方法の図である。
【図３Ａ】例示的な方法の図である。
【図３Ｂ】例示的な方法の図である。
【図４】図２に示した画像データフレームの例示的な軸方向セクション化を示す図である。
【図５】例示的な軸方向利得補償曲線の図である。
【図６】１０個の軸方向セクションヒストグラムを含む、軸方向利得補償前の超音波画像の図である。
【図７】より均一な垂直強度分布を示す１０個の軸方向ヒストグラムを含む軸方向利得補償後の図６に示した超音波画像の図である。
【図８】図２に示した画像データフレームの例示的なラテラル方向セクション化の図である。
【図９】例示的なラテラル方向利得補償曲線の図である。
【図１０】４つのラテラル方向セクションヒストグラムを含むラテラル方向利得補償前の超音波画像の図である。
【図１１】より均一な水平強度分布を示す４つのラテラル方向ヒストグラムを含むラテラル方向利得補償後の図１０に示した超音波画像である。
【図１２】５画像データフレームボリュームの例示的なエレベーションセクション化の図である。
【図１３】例示的なエレベーション方向利得補償曲線の図である。
【図１４】５画像データフレームボリュームの例示的な軸方向セクション化の図である。
【図１５】例示的な軸方向ボリューム利得補償曲線の図である。
【図１６】５画像データフレームボリュームの例示的なラテラル方向セクション化の図である。
【図１７】例示的なラテラル方向ボリューム利得補償曲線の図である。
【符号の説明】
【０１６５】
１１１  高電圧マルチプレクサ、１１３  送信／受信スイッチ、１１５  パルス発生器、１２５1  遅延機構、１２５y  遅延機構、１２７  加算器、１５１  検出機構、１５３  フレームアセンブラ、１５８  エレベーション方向エンジン、１６４  ラテラル方向エンジン、１６５  軸方向エンジン、１６６  センサシステム、１６６  動き検出プロセッサ、１６８  データ記憶機構。
【図１】
2009531107.tif 000008
【図１Ａ】
2009531107.tif 000009
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
2009531107.tif 000012
【図３】
2009531107.tif 000013
【図３Ａ】
2009531107.tif 000014
【図３Ｂ】
2009531107.tif 000015
【図４】
2009531107.tif 000016
【図５】
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【図６】
2009531107.tif 000018
【図７】
2009531107.tif 000019
【図８】
2009531107.tif 000020
【図９】
2009531107.tif 000021
【図１０】
2009531107.tif 000022
【図１１】
2009531107.tif 000023
【図１２】
2009531107.tif 000024
【図１３】
2009531107.tif 000025
【図１４】
2009531107.tif 000026
【図１５】
2009531107.tif 000027
【図１６】
2009531107.tif 000028
【図１７】
2009531107.tif 000029
【国際調査報告】
2009531107.tif 000030
2009531107.tif 000031
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