(57)【要約】  超音波画像システム（３００）は、超音波信号を送信し、エコーを受信するように構成されるトランスデューサー素子の２次元アレイを備えるトランスデューサーアレイ（３０２）と、視野を通過するように超音波信号を送信するためにトランスデューサーアレイを制御するように構成される送信回路（３０４）と、視野内の構造体を通過する超音波信号に応答して作り出される２次元の一連のエコーを受信するように構成される受信回路（３０６）と、を含み、この構造体は流動する構造体を含む。ビームフォーマ（３１２）は、エコーをビーム形成するように構成され、速度プロセッサ（３１４）は、奥行方向速度成分と、横断方向速度成分と、高さ方向速度成分とを別々に決定するように構成され、速度成分が、同一の送信した超音波信号と同一の受信した一連の２次元のエコーとに基づいて決定される。  【選択図】  第３図
2014528339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波画像システム（３００）であって、
超音波信号を送信し、かつエコーを受信するように構成されるトランスデューサー素子の２次元アレイを含むトランスデューサーアレイ（３０２）と、
前記超音波信号を、視野を通過するように送信するために、前記トランスデューサーアレイを制御するように構成された送信回路（３０４）と、
前記視野内の構造体を通過する前記超音波信号に応答して生成された、一連の２次元のエコーを受信するように構成された受信回路（３０６）であって、前記構造体が流動する構造体を含むものである、受信回路と、
前記エコーをビーム形成するように構成されるビームフォーマ（３１２）と、
奥行方向速度成分と、横断方向速度成分と、高さ方向速度成分とを別々に決定するように構成される速度プロセッサ（３１４）であって、前記送信した超音波信号と同一の送信した超音波信号と、前記受信した一連の２次元のエコーと同一の受信した一連の２次元のエコーとに基づいて前記速度成分が決定される、速度プロセッサと、
を有するシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記ビームフォーマは、前記奥行方向速度成分と、前記横断方向速度成分と、前記高さ方向速度成分とを決定するために、前記エコーを同時にビーム形成し、前記速度プロセッサによって処理されたデータを生成するものである、システム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムにおいて、前記ビームフォーマは、奥行方向／横断方向平面内の一対のデータの線をビーム形成し、さらに前記速度プロセッサは、
前記奥行方向／横断方向平面上の、前記一対のデータの線に基づいて前記横断方向速度成分を決定する横断方向速度プロセッサ（４１４）を含むものである、システム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムにおいて、前記横断方向速度プロセッサは、第１の横断方向振動に基づいて、前記横断方向速度成分を決定するものである、システム。
【請求項５】
請求項２〜３のいずれか一項に記載のシステムにおいて、前記ビームフォーマは、奥行方向／高さ方向平面内で一対のデータの線をビーム形成し、前記速度プロセッサはさらに、  前記奥行方向／高さ方向平面内の前記一対のデータの線に基づいて、前記高さ方向速度成分を決定する高さ方向速度プロセッサ（４１６）を含むものである、システム。
【請求項６】
請求項５に記載のシステムにおいて、前記高さ方向速度プロセッサは、第２の横断方向振動に基づいて前記高さ方向速度成分を決定するものである、システム。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか一項に記載のシステムにおいて、前記ビームフォーマによってビーム形成された２本の線の対は、固定された受信角度によって分離された線を含むものである、システム。
【請求項８】
請求項３〜７に記載のシステムにおいて、前記ビームフォーマによってビーム形成された２本の線の組は、１／４波長によって分離されるものである、システム。
【請求項９】
請求項７〜８のいずれか一項に記載のシステムにおいて、前記角度は増加する側方の波長に対応するものである、システム。
【請求項１０】
請求項５〜９のいずれか一項に記載のシステムにおいて、前速度プロセッサは、さらに、
前記奥行方向／横断方向平面内の前記一対のデータの線、または前記奥行方向／高さ方向平面内の前記一対のデータの線のうちの少なくとも１つに基づいて前記奥行方向速度成分を推定する、奥行方向速度推定器（７０２）を含むものである、システム。
【請求項１１】
請求項２〜９のいずれか一項に記載のシステムにおいて、
前記ビームフォーマは、前記送信した超音波信号の奥行方向に沿ってデータの線をビーム形成するものであり、前記速度プロセッサは、さらに、前記線に基づいて前記奥行方向速度成分を決定する、奥行方向速度プロセッサ（４１２）を含むものである、システム。
【請求項１２】
請求項１０に記載のシステムにおいて、前記奥行方向速度プロセッサは、自己相関に基づいて前記奥行方向速度成分を決定するものである、システム。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載のシステムにおいて、前記奥行方向速度成分、前記横断方向速度成分、および前記高さ方向速度成分は、相互に垂直である、システム。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載のシステムにおいて、前記奥行方向速度成分は、前記送信した超音波信号の方向に沿った速度を表し、前記横断方向速度成分は、前記奥行方向速度成分の前記方向に垂直な方向に沿った速度を表し、前記高さ方向速度成分は、前記奥行方向速度成分の前記方向および前記横断方向速度成分の前記方向の両方に垂直な方向に沿った速度を表すものである、システム。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載のシステムにおいて、前記ビームフォーマは、前記奥行方向速度成分、前記横断方向速度成分、および前記高さ方向速度成分を決定するために使用される前記データを作り出すために５つ以下の走査線をビーム形成するものである、システム。
【請求項１６】
方法であって、
同一の送信する超音波信号に対応する２次元の一連のエコーを受信する工程と、
前記受信した２次元の一連のエコーに基づいて、前記送信した超音波信号が通過するｚ方向に沿ったデータの線と、ｚ−ｘ平面内の一対のデータの線と、前記ｚ−ｘ平面に垂直な、ｚ−ｙ平面内の一対のデータの線と、を同時に生成する工程と、
前記データの線と、ｚ−ｘ平面内の前記一対のデータの線に基づいた横断方向速度成分と、ｚ−ｙ平面内の一対のデータの線高さ方向速度成分と、に基づいて奥行方向速度成分を推定する工程と、
を含む、
方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法において、さらに、
前記３つの速度成分を、個別にかつ相互とは別々に推定する工程を含む、方法。
【請求項１８】
請求項１６〜１７のいずれか一項に記載の方法において、さらに、
自己相関に基づいて前記奥行方向速度成分を推定する工程を含む、方法。
【請求項１９】
請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の方法において、さらに、
第１の横断方向振動に基づいて前記横断方向速度成分を推定する工程を含む、方法。
【請求項２０】
請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の方法において、さらに、
第２の横断方向振動に基づいて前記高さ方向速度成分を推定する工程を含む、方法。
【請求項２１】
請求項１９〜２０のいずれか一項に記載の方法において、さらに、
前記横断方向速度成分または前記高さ方向速度成分のうち少なくとも１つを推定するために使用される走査線に基づいて前記奥行方向速度成分を推定する工程を含む、方法。
【請求項２２】
請求項１６〜２１のいずれか一項に記載の方法において、前記奥行方向速度成分、前記横断方向速度成分、および前記高さ方向速度成分は、相互に対して垂直である、方法。
【請求項２３】
請求項１６〜２２のいずれか一項に記載の方法において、前記奥行方向速度成分は、前記送信した超音波信号の方向に沿った速度を表し、前記横断方向速度成分が前記奥行方向速度成分の前記方向と垂直な方向に沿った速度を表し、前記高さ方向速度成分が前記奥行方向速度成分の方向と前記横断方向速度成分の前記方向との両方に垂直な方向に沿った速度を表すものである、方法。
【請求項２４】
請求項１６〜２３のいずれか一項に記載の方法において、５本を超えない数の線が生成される、方法。
【請求項２５】
請求項１６〜２４のいずれか一項に記載の方法において、前記３つの速度成分は、三角法に基づいて推定されないものである、方法。
【請求項２６】
請求項１６〜２５のいずれか一項に記載の方法において、前記３つの速度成分は、３次元データに基づいて推定されないものである、方法。
【請求項２７】
速度プロセッサ（３１４）であって、
横断方向速度プロセッサ（４１４）と、
高さ方向速度プロセッサ（４１６）と、を有し、
前記横断方向プロセッサおよび高さ方向速度プロセッサは、前記同一の送信する超音波信号に応答して受信した２次元の一連のエコーに基づいて、ｚ−ｘ平面を通過する横断方向速度成分と、ｚ−ｙ平面を通過する高さ方向速度成分と、を示す信号をそれぞれ生成するものである、速度プロセッサ。
【請求項２８】
請求項２７のいずれか一項に記載の速度プロセッサにおいて、前記横断方向速度プロセッサおよび前記高さ方向速度プロセッサは、横断方向振動アルゴリズムに基づいて、前記横断方向速度成分および高さ方向速度成分をそれぞれ生成するものである、速度プロセッサ。
【請求項２９】
請求項２７〜２８のいずれか一項に記載の速度プロセッサにおいて、前記横断方向速度プロセッサおよび高さ方向速度プロセッサは、前記２次元の一連のエコーからビーム形成された前記ｚ−ｘ平面内の、第１の角度で分離される第１の一対の線、および前記ｚ−ｙ平面内の第２の角度で分離される第２の一対の線を含む正確に４本の線に基づいて前記信号をそれぞれ生成するものである、速度プロセッサ。
【請求項３０】
請求項２７〜２９のいずれか一項に記載の速度プロセッサは、さらに、
奥行方向速度成分（４１２または７０２）を有し、
前記奥行方向速度成分は、ｚ方向内に奥行方向速度成分を示す信号を生成し、この生成された信号に沿って送信する超音波信号が通過するものである、速度プロセッサ。
【請求項３１】
請求項３０の速度プロセッサにおいて、前記奥行方向速度成分は、前記ｚ−ｘ平面内の前記第１の１対の線および前記ｚ−ｙ平面内の前記第２の１対の線のうち少なくとも１つに基づいて前記信号を生成するものである、速度プロセッサ。
【請求項３２】
請求項３０に記載の速度プロセッサにおいて、前記奥行方向速度成分は前記ｚ方向に沿った単一の線に基づいて信号を生成するものである、速度プロセッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
下記は、超音波画像法に関し、より具体的には、血流速度および／または移動する組織構造体の空間速度成分（奥行方向、横断方向、および高さ方向）を見積もるために使用することができる３次元（３Ｄ）横断方向振動ベクトル速度超音波画像に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波画像は、人または動物の患者などの対象物の内部特性に関する有用な情報を提供する。１つの場合では、血流速度を推定し、推定した血液速度をその上に重ねて、内部特性の１若しくはそれ以上の画像を生成するために、超音波スキャナーが使用されてきた。
【０００３】
従来の超音波画像の血流速度の推定では、パルスエコー場は、軸超音波ビームの軸に沿った方向にのみ振動する。これは図１に図示され、ここで超音波ビーム１０２は、ｚ軸１０４に沿って伝播し、ｚ軸、すなわち奥行方向に沿った軸方向速度成分（ｖｚ）１０６のみを推定することができ、横断方向速度成分ｖｘ１０８およびｖｙ１１０は、推定することができない。対象場を通過する血液散乱体は、軸方向速度に比例する周波数成分を有する信号を作り出す。軸方向速度の従来の推定を可能にする基本的な機構は、送信したパルスの振動である。
【０００４】
ｖｚおよびｖｘを推定するために、横断方向振動（ＴＯ）血液速度推定アプローチが使用されてきている。上記のものと同一の基本機構を使用して、横断方向振動が超音波場内に導入され、この振動が横断方向振動による受信信号を生成する。基本的な発想は、一次元（１Ｄ）トランスデューサーアレイを使用して二重パルスエコー場を生成することである。これは、従来の速度推定と同じ送信ビーム、および受信内に特に予め決定されたアポディゼーションプロファイルを使用して達成される。適切なアポディゼーション関数は、Ｊ．Ａ．Ｊｅｎｓｅｎ  ａｎｄ  Ｐ．Ｍｕｎｋ，"Ａ  Ｎｅｗ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ  Ｖｅｃｔｏｒｓ，"ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｕｌｔｒａｓｏｎ．，Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃ．，Ｆｒｅｑ．Ｃｏｎｔｒ．，ｖｏｌ．４５，ｐｐ．８３７-８５１，１９９８、およびＪ．Ｕｄｅｓｅｎ  ａｎｄ  Ｊ．Ａ．Ｊｅｎｓｅｎ，"Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄ，"ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｕｌｔｒａｓｏｎ．，Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃ．，Ｆｒｅｑ．Ｃｏｎｔｒ．，ｖｏｌ．５３，ｐｐ．９５９-９７１，２００６で考察される。
【０００５】
図２は、ｖｚおよびｖｘの推定のためのＴＯアプローチの例を示す。この例では、横断方向振動は、受信内に作製され、空間的に横の同位相（Ｉ）および直角位相（Ｑ）成分を得るために、２本の線が平行にビーム形成される。空間的なＩＱサンプル、ｒＩＱは、ｒＩＱ（ｔ）＝ｒＩ（ｔ）＋ｊｒＱ（ｔ）によって得られ、式中ｒＩおよびｒＱは、それぞれ左ビームと右ビームからの時間ｔにおけるサンプルである。２つのＴＯ線に沿って、中央線は、従来の軸方向、すなわち奥行方向速度推定のためにビーム形成することができる。フラウンホーファー近似を使用して、側方の空間的な波長とアポディゼーション関数との間の関係は、λｘ＝２λｚｚ０／ｄであり、式中ｄは、アポディゼーション関数での２つのピークの間の距離、ｚ０は、奥行方向、そしてλｚは、軸方向波長である。
【０００６】
上記のアポディゼーション関数から、アポディゼーション関数（ｄ）が一定に保たれる場合、奥行（ｚ０）が増加すると側方波長（λｘ）が増加する。一定の側方波長（λｘ）を保つためには、開口部を奥行方向（ｚ０）に延長する必要がある。位相付きのアレイを使用すると、幅がしばしば制限されるので、その代わりに２つのビーム形成された線の間の間隔を、奥行方向を通して増加することができる。アポディゼーション関数を固定したままにすると、２本の線を固定した角度でビーム形成することができる。接線関係を使用すると、２本の線の間の角度θ、は、θ／２＝ａｒｃｔａｎ（（λｘ／８）／ｚ０）＝ａｒｃｔａｎ（λｚ／４ｄ）から誘導することができる。
【０００７】
ｒＩＱが空間的なＩＱ信号である場合、対応する時間的なＩＱ信号は、ｒＩＱ，ｈと表すことができ、そして２つの新しい信号ｒ１とｒ２とは、ｒ１（ｋ）＝ｒＩＱ（ｋ）＋ｊｒＩＱ，ｈ（ｋ）とｒ２（ｋ）＝ｒＩＱ（ｋ）−ｊｒＩＱ，ｈ（ｋ）を生成することができ、式中ｋは、別個のサンプルを表示する。次いで、横断方向速度（ｖｘ）は、
【数１】
2014528339.tif 000003
【０００８】
によって計算することができ、式中Ｔｐｒｆは、２つのパルスの間の時間であり、Ｒ１（ｋ）は、ｒ１（ｋ）に対する複合遅れｋ自己相関値、そしてＲ２（ｋ）は、ｒ２（ｋ）に対する複合遅れｋ自己相関値である。複合自己相関は、Ｎショットを通して推定され、典型的にはパルス長さにわたって空間的に平均される。
【０００９】
ｖｚ、ｖｘ、およびｖｙを推定するための３次元（３Ｄ）速度アプローチは、Ｍ．Ｄ．Ｆｏｘ，"Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｃｒｏｓｓｅｄ−ｂｅａｍ  ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ，"ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｓｏｎ．Ｕｌｔｒａｓｏｎ．，ｖｏｌ．ＳＵ−２５，ｐｐ．２８１−２８６，１９７８、およびＧ．Ｅ．Ｔｒａｈｅｙ，Ｊ．Ｗ．Ａｌｌｉｓｏｎ，ａｎｄ  Ｏ．Ｔ．ｖｏｎ  Ｒａｍｍ，"Ａｎｇｌｅ  ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｂｌｏｏｄ  ｆｌｏｗ，"ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｂｉｏｍｅｄ．Ｅｎｇ．，ｖｏｌ．ＢＭＥ−３４，ｐｐ．９６５−９６７，１９８７で考察される。残念ながら、Ｆｏｘは、速度を決定するために三角法を必要とするマルチビームアプローチを使用し、Ｔｒａｈｅｙは、獲得したデータの３Ｄボリューム全体から３次元（３Ｄ）速度ベクトルを決定するために、スペックルトラッキング（正規化した相互相関）を使用している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本願の態様は、上記の問題および他の問題に対処する。  
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一態様では、超音波画像システムは、超音波信号を送信し、エコーを受信するように構成されるトランスデューサー素子の２次元アレイを備えるトランスデューサーアレイと、視野を通過するように超音波信号を送信するためにトランスデューサーアレイを制御するように構成される送信回路と、視野内の構造体を通過する超音波信号に応答して作り出される２次元の一連のエコーを受信するように構成される受信回路と、を含み、この構造体は流動する構造体を含む。ビームフォーマは、エコーをビーム形成するように構成され、速度プロセッサは、奥行方向速度成分と、横断方向速度成分と、高さ方向速度成分とを別々に決定するように構成され、速度成分が、同一の送信した超音波信号と同一の受信した一連の２次元のエコーとに基づいて決定される。
【００１２】
別の態様では、方法は、同一の送信する超音波信号に対応する２次元の一連のエコーを受信することを含む。方法は、受信した２次元の一連のエコーに基づいて、送信した超音波信号がｚ−ｘ平面内の一対のデータの線、およびｚ−ｘ平面に垂直なｚ−ｙ平面内の一対のデータの線を通過する、ｚ方向に沿ってデータの線を同時に生成することをさらに含む。方法は、データの線に基づく奥行方向速度成分、ｚ−ｘ平面内の一対のデータの線に基づく横断方向速度成分、および高さ方向速度成分ｚ−ｙ平面内の一対のデータの線を推定することをさらに含む。
【００１３】
別の態様では、速度プロセッサは、奥行方向速度プロセッサ、横断方向速度プロセッサ、および高さ方向速度プロセッを含む。同一の送信する超音波信号に応答して受信した２次元の一連のエコーに基づいて、奥行方向、横断方向速度、および高さ方向速度プロセッサはそれぞれ、送信する超音波信号がこれに沿って通過するｚ方向の奥行方向速度成分、ｚ−ｘ平面を通過する横断方向速度成分、およびｚ−ｙ平面を通過する高さ方向速度成分を示す信号を生成する。
【００１４】
当業者は、添付の明細書を読んで理解すると、本願のさらに他の態様を認識するであろう。
【００１５】
本願は、例として図示され、添付図面の図によって限定されず、同様の参照番号は、類似の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、送信した超音波信号の奥行方向に沿った流れおよび／または組織速度を推定するための先行技術のアプローチを示すものである。
【図２】図２は、送信した超音波信号の奥行方向に沿い、かつ横断方向に沿った流れおよび／または組織速度を推定するための先行技術のアプローチを示すものである。
【図３】図３は、奥行方向、横断方向、および高さ方向の速度を決定するためのビームフォーマおよび速度プロセッサに関連して、例示的な超音波画像システムを概略的に示すものである。
【図４】図４は、図３のビームフォーマおよび速度プロセッサの例を概略的に示すものである。
【図５】図５は、奥行方向、横断方向、および高さ方向で、速度を決定するためのデータを作り出すためにビーム形成した線を示すものである。
【図６】図６は、方法を示すものである。
【図７】図７は、図４の実施形態の変形を概略的に示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
最初に図３を参照すると、例示的な超音波画像システム３００が図示される。
【００１８】
トランスデューサーアレイ３０２は、超音波信号を送信し、エコー信号を受信するように構成された２次元の（２Ｄ）トランスデューサー素子のアレイを含む。適切な２Ｄアレイの例としては、３２×３２、６４×６４、ならびに／または正方形アレイおよび／若しくは矩形アレイを含む他の寸法のアレイが挙げられる。アレイは、直線状、曲線状、および／または他の方法で形作ることができる。アレイは、隙間無く並べることも、まばらにすることも、および／またはこれらの組合せとすることもできる。
【００１９】
送信回路３０４は、トランスデューサーアレイ３０２に搬送される一連のパルスを生成する。一連のパルスは、トランスデューサーアレイ３０４の対応する一連のトランスデューサー素子を作動させ、素子に、試験または視覚の走査野内へと超音波信号を送信させる。図示する実施形態では、送信回路３０４は、少なくとも速度画像化に適切な送信信号を作り出す一連のパルスを生成する。
【００２０】
受信回路３０６は、トランスデューサー３０２から送信した超音波信号に応答して生成されたエコーを受信する。エコーは一般に、放射した超音波信号と、視覚の走査野内の構造体（例えば、流動する血液組織、臓器細胞、等々）との間の相互作用の結果である。
【００２１】
コントローラー３０８は、１若しくはそれ以上の送信回路３０４または受信回路３０６を制御する。かかる制御は、使用可能な運転モード（例えば、システム３００の速度流、Ａ−モード、Ｂ−モード、等々）に基づくことができる。加えて、かかる制御は、ユーザーインターフェイス（ＵＩ）３１０を介したユーザーからの入力を示す１若しくはそれ以上の信号に基づくことができる。ＵＩ３１０は、１若しくはそれ以上の入力デバイス（例えば、ボタン、ノブ、スライダー、タッチパッド、等々）および／または１若しくはそれ以上の出力デバイス（例えば、ディスプレイ画面、光線、スピーカー、等々）を含んでもよい。
【００２２】
ビームフォーマ３１２は、例えば、時間遅滞を適用する、チャンネルに重み付けする、加算する、および／または受信したエコーを他の方法でビーム形成することによって、エコーを処理する。以下により詳細に記載されるように、１つの場合には、ビームフォマー３１２は、３次元（３Ｄ）速度成分、ｖｚ（奥行方向速度）、ｖｘ（横断方向速度）、およびｖｙ（高さ方向速度）を決定するために、エコーを処理し同時にデータを作り出す複数のビームフォーマを含む。図示するビームフォーマ３１２は、Ａ−モード、Ｂ−モード、および／または他のモードで画像を生成するためのデータも作り出す。
【００２３】
速度プロセッサ３１４は、ビームフォーマ３１２出力によって、ビーム形成したデータ出力を処理する。これは、３Ｄ速度成分、ｖｚ、ｖｘ、またはｖｙのうちの１つ以上を決定するために、ビーム形成したデータを処理することを含む。以下により詳細に記載するように、ある場合には、速度プロセッサ３１４は、同一の送信超音波信号および対応する２次元の（２Ｄ）獲得されたデータに基づいて、個別かつ別々にｖｚ、ｖｘ、またはｖｙを推定する。
【００２４】
画像処理装置３１６は、ビームフォーマ３１２からビーム形成したデータも受信する。Ｂ−モードでは、画像処理装置３１６は、データを処理し、焦点の合ったコヒーレントなエコーサンプルの配列を、走査平面の焦点の合っている走査線に沿って生成する。画像処理装置３１６は、空間的に混ぜ合わせ、かつ／またはＦＩＲフィルタリング、ＩＩＲフィルタリング、等々などの他の処理を実行することを介して、スペックルを低減し、かつ／または鏡面反射描写を改善するように走査線を処理するようにも構成されてもよい。
【００２５】
走査変換器３１８は、例えば、データをディスプレイの座標系に変換することによって、画像処理装置３１６の出力を、表示するためのデータを生成するように走査変換する。走査変換器３１８は、アナログおよび／またはデジタル走査変換技法を採用するように構成することができる。
【００２６】
レンダリングエンジン３２０は、１若しくはそれ以上の画像および／または速度情報を、表示モニター３２２を介して視覚的に提示する。かかる提示は、ユーザーが、表示されたデータを選択的に回転、スケーリング、および／または操作することができる相互作用的なグラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）とすることができる。かかる相互作用は、ＧＵＩと相互作用するための、マウス若しくは類似品、および／またはキーボード若しくは類似品、タッチスクリーン制御および／または類似品を通した、および／または他の既知のおよび／またはアプローチとすることができる。
【００２７】
ビームフォーマ３１２および／または速度プロセッサ３１４は、コード化または物理的メモリーなどのコンピューター可読保存媒体上に埋め込まれて、１若しくはそれ以上のコンピューター可読命令を実行するプロセッサを介して実施することができることが理解されるべきである。かかるプロセッサは、システム３００および／またはシステム３００から遠隔のコンピューティングデバイスの一部とすることができる。追加的にまたは代替的に、プロセッサは、搬送波、信号、または他の一過性媒体などのコンピューター不可読の記憶媒体によって搬送された少なくとも１つのコンピューター可読命令を実行することができる。
【００２８】
図４および図５は、非限定的な例を図示する。図４は、ビームフォーマ３１２および速度プロセッサ３１４の例を示し、図５は、速度ｖｚ、ｖｘおよび／またはｖｙを決定するために使用されるビーム形成したデータを示す。この例に対して、送信回路３０４（図３）は、送信したパルスの側方の幅がビーム形成された受信線をカバーするだけ十分広いようにトランスデューサーアレイ３０２（図３）を制御する。これは、高いＦ番号、すなわち焦点奥行長さが対象となる奥行方向よりはるかに遠い、平面波を使用して、または他のアプローチで行われる。横断方向振動は、受信内で発生する。
【００２９】
ビームフォーマ３１２は、５つのビームフォーマ４０２、４０４、４０６、４０８、および４１０を含む。ビームフォーマ４０２は、ｖｚを決定するためのデータを作り出すように構成され、ビームフォーマ４０４および４０６はｖｘを決定するためのデータを作り出すように構成され、かつビームフォーマ４０８および４１０は、ｖｙを決定するためのデータを作り出すように構成される。ビームフォーマ４０４および４０６は、予め決定される距離だけ分離または離間し、かつｚ−ｘ平面内に線ＩｘおよびＱｘを同時に作製するアポディゼーションピークを有する。ビームフォーマ４０８および４１０は、予め決定される距離だけ分離または離間し、かつｚ−ｙ平面内に線ＩｙおよびＱｙを同時に作製するアポディゼーションピークを有する。ｖｘおよびｖｙのアポディゼーションは、９０°離れている。
【００３０】
この例では、線Ｉｘ、Ｑｘ、ＩｙおよびＱｙは、増加した側方の波長に対応する、同一の固定角度θに基づいてビーム形成される。別の実施形態では、線ＩｘおよびＱｘ並びに線ＩｙおよびＱｙは、異なる固定した角度、若しくはこれらの間の固定した距離に基づいてビーム形成することができる。この例では、ｚ、Ｉｘ、Ｑｘ、Ｉｙ、およびＱｙの５本の線すべてが同時にビーム形成される。別の実施形態では、ｚ、Ｉｘ、Ｑｘ、Ｉｙ、およびＱｙの５本の線すべてが同時にビーム形成されはしない。さらに別の実施形態では、ビームフォーマ３１２は、いくつかの速度画像線が平行にビーム形成される、６本以上のビームフォーマを含む。
【００３１】
速度プロセッサ３１４は、ビームフォーマ４０２によって生成されるデータを処理し、かつｖｚを推定する奥行方向プロセッサ４１２と、ビームフォーマ４０４および４０６によって生成されるデータを処理し、かつｖｘを推定する横断方向プロセッサ４１４と、ビームフォーマ４０８および４１０によって生成されるデータを処理し、かつ推定ｖｙを推定する、高さ方向プロセッサ４１６と、を含む。奥行方向プロセッサ４１２は、ｖｚを推定するために、従来の自己相関および／または他のアプローチを使用することができる。横断方向プロセッサ４１４および高さ方向プロセッサ４１６は、ｖｘおよびｖｙを決定するために横断方向振動（ＴＯ）アプローチを使用することができる。
【００３２】
例えば、上記から、ｖｘに対して、λｘ＝２λｚｚ０／ｄを決定するために、フラウンホーファー近似を使用することができ、式中ｄは、アポディゼーション関数の２つのピーク間の距離であり、ｚ０は、奥行距離であり、λｚは、軸方向波長である。代替的には、λｘは、シミュレーションした、または測定したパルスエコー場に基づいて決定することができる。フラウンホーファー近似は、ｖｙに対して同様に使用することができ、ここで関係は、λｙ＝２λｚｚ０／ｄである。接線関係を使用すると、２本の線の間の角度は、θ／２＝ａｒｃｔａｎ（（λｙ／８）／ｚ０）＝ａｒｃｔａｎ（λｙ／４ｄ）である。次いで、ｖｘに対するのと同じ制約を使用すると、高さ方向速度（ｖｙ）は、以下のように計算することができる。
【００３３】
【数２】
2014528339.tif 000004
【００３４】
式中、Ｔｐｒｆは、２つのパルスの間の時間であり、Ｒ１（ｋ）は、ｒ１（ｋ）に対する複合遅れｋ自己相関値であり、Ｒ２（ｋ）は、ｒ２（ｋ）に対する複合遅れｋ値である。上記より、
【数３】
2014528339.tif 000005
【００３５】
である。
【００３６】
図６は、超音波画像システムの使用に対する例示的な方法を図示する。
【００３７】
以下の行為は、例示的な目的でのみ提供され、限定的ではないことが理解されるべきである。よって、１若しくはそれ以上の行為は省略されてもよく、１若しくはそれ以上の行為が追加されてもよく、１若しくはそれ以上の行為は、異なる順番（別の行為と同時であることを含む）で生じる場合があり、等々である。
【００３８】
６００で、超音波信号が、視野内に送信される。
【００３９】
６０２で、超音波信号に応答して、エコーが、２次元のトランスデューサーアレイによって受信される。
【００４０】
６０４で、エコーは、奥行方向ｚに沿った線を作り出すようにビーム形成される。
【００４１】
６０６で、エコーは、ｚ−ｘ平面内で、固定した角度で分離される２本の線を作り出すようにビーム形成される。
【００４２】
６０８で、エコーは、ｚ−ｙ平面内で、固定した角度で分離される２本の線を作り出すようにビーム形成される。
【００４３】
この実施形態では、行為６０４〜６０８は、同時に、または独立して実施される。しかしながら、行為６０４〜６０８が同時に、そして独立して実施される必要はないことが理解されるべきである。
【００４４】
６１０で、ｖｚは、例えば、自己相関を使用して、奥行方向ｚの線に基づいて決定される。
【００４５】
６１２で、ｖｘは、横断方向振動アプローチを使用して、ｚ−ｘ平面内の２本の線に基づいて決定される。
【００４６】
６１４で、ｖｚは、横断方向振動アプローチを使用して、ｚ−ｙ平面内の２本の線に基づいて決定される。
【００４７】
６１６で、速度ｖｚ、ｖｘ、およびｖｙは、視覚的に提示される。１つの場合では、これは、速度ｖｚ、ｖｘ、およびｖｙに対応して、Ｂ−モードまたは他の画像の上にデータを重ねることを含む。
【００４８】
本明細書に記載される方法は、１若しくはそれ以上のプロセッサに様々な行為および／または他の機能および／または行為を実施させる物理的記憶などの、コンピューター可読の記憶媒体上で、コード化または具体化される１若しくはそれ以上のコンピューター可読の命令を実行する１若しくはそれ以上のプロセッサを介して実施されてもよい。追加的にまたは代替的に、１若しくはそれ以上のプロセッサは、信号または搬送波などの一過性媒体によって実施される命令を実行することができる。
【００４９】
図７は、図４の実施形態の変形を概略的に示すものである。この変形では、５本ではなく４本の線のみがビーム形成される。より具体的には、ビームフォーマ４０４および４０６はそれぞれ、ｖｘを推定するためにＴＯアプローチを使用して、横断方向速度プロセッサ４１４が処理する線をビーム形成し、ビームフォーマ４０８および４１０はそれぞれ、ｖｙを推定するためにＴＯアプローチを使用して、高さ方向速度プロセッサ４１６が処理する線をビーム形成する。この変形では、速度プロセッサ３１４は、ｖｘを決定するために使用される２本の線、および／またはｖｙを決定するために使用される２本の線に基づいてｖｚを推定する奥行方向速度推定器７０２を含む。ビームフォーマ４０２および／または奥行方向速度プロセッサ４１２は省略することができる。別の変形では、奥行方向速度プロセッサ４１２および奥行方向速度推定器７０２は、同一の奥行方向速度成分の一部である。
【００５０】
本出願を、様々な実施形態を参照して記載してきた。本出願を他者が読むと、修正および変更が生じるであろう。本発明は、添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内に入る程度に含む、すべてのかかる修正および変更を含むように解釈されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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