(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非血液（組織）と血液とを識別するために、空間的且つ時間的に結合された、リアルタイムに近い様態で、超音波画像データを含まれる区域内でフィルタリングする方法であって、
該方法は、
（ａ）特定の時間ウィンドウ内の連続フレームのシーケンスの時に、中央フレーム内に血液領域と非血液領域との両方を示すバイナリ２次元マスクを発生するステップであって、該フレームの各々が、２つの空間次元において輝度データを含み、該バイナリ２次元マスクを発生するステップが、
（ｉ）該連続フレームのシーケンスについて輝度データの２次元アレイを２次元周波数領域に変換するステップであって、該２次元アレイが、該２次元アレイの第１の次元に沿って配列される同じ時間フレーム内の隣接するピクセルの輝度値と、該２次元アレイの第２の次元に沿って配列される該連続フレームのシーケンスについての同じ位置でのピクセルの輝度値とを含む、ステップと、
（ｉｉ）得られた２次元周波数変換を解析して、特定のピクセルを血液領域として指定するステップと
を包含する、ステップと、
（ｂ）新たな出力フレームを得るために、該バイナリマスクを、２次元ブロックに適用することによって、該中央フレームをフィルタリングするステップであって、該２次元ブロックは、前の出力フレームのフィルタリングされたフレームデータと該連続フレームのシーケンスについてのフィルタリングされていないフレームデータとの両方を含む、ステップと
を包含する、方法。
【請求項２】
前記解析するステップが、
前記得られた２次元周波数変換の高周波数成分のパワーを、低周波数成分のパワーと比較して、高周波数パワー対低周波数パワーの比が所定の値を超える場合に、ピクセルを血液領域として指定するステップを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フィルタリングするステップが、
血液領域ピクセルの輝度値を抑制するステップと、
非血液領域ピクセルの輝度値を時間および空間で平均するステップと
を包含する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記フィルタリングするステップが、
血液領域ピクセルの輝度値を抑制するステップと、
非血液領域ピクセルの輝度値を時間および空間で平均するステップと
を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記解析するステップが、非血液領域内の仮の血液領域の全てのピクセルについて行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記フィルタリングするステップが、
非血液領域の半径方向に沿って、最大輝度の点を識別するステップと、
該最大輝度の点より向こうの該半径方向に沿った点を非血液領域として指定するステップと
をさらに包含する、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記フレームの各々が、平面極座標（ｒ，θ）における輝度データを含み、前記連続フレームのシーケンスについての輝度データの前記２次元アレイが、時間次元および角度次元θを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記輝度データの２次元アレイを変換するステップが、高速フーリエ変換を行うステップを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記バイナリ２次元マスクを発生するステップが、輝度データの前記２次元アレイを周波数領域に変換する前に、前記中央フレーム内の仮の血液領域および非血液領域を識別するステップをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記中央フレーム内の仮の血液領域および非血液領域を識別するステップが、該中央フレームの各ピクセルの輝度を所定の値と比較するステップと、自身の輝度が該所定の値を超える場合にはそのピクセルを非血液領域として識別し、そうでない場合にはそのピクセルを血液領域として識別するステップとを包含する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記低周波数成分が、第３高調波およびその下の高調波を含むが、ＤＣ成分を含まず、前記高周波数成分が、該第３高調波より上の高調波を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
非血液（組織）と血液とを識別するために、空間的且つ時間的に結合された、リアルタイムに近い様態で、超音波画像データを含まれる区域内でフィルタリングする方法であって、
該方法は、
（ａ）特定の時間ウィンドウ内の連続フレームのシーケンスの時に、中央フレーム内に血液領域と非血液領域との両方を示すバイナリマスクを発生するステップであって、該フレームの各々が、２つの空間次元において輝度データを含み、該バイナリマスクを発生するステップが、
（ｉ）該中央フレームの各ピクセルの輝度を所定の値と比較し、自身の輝度が該所定の値を超える場合にはそのピクセルを非血液領域として仮に識別し、そうでない場合にはそのピクセルを血液領域として仮に識別するステップと、
（ｉｉ）該連続フレームのシーケンスについて輝度データの２次元アレイを２次元周波数領域に変換するステップであって、該２次元アレイが、該２次元アレイの第１の次元に沿って配列される同じ時間フレーム内の隣接するピクセルの輝度値と、該２次元アレイの第２の次元に沿って配列される該連続フレームのシーケンスについての同じ位置でのピクセルの輝度値とを含む、ステップと、
（ｉｉｉ）得られた２次元周波数変換の高周波数成分を、低周波数成分と比較して、より高い周波数成分を有するピクセルを血液領域として指定するステップと
を包含する、ステップと、
（ｂ）新たな出力フレームを得るために、該バイナリマスクを、２次元ブロックに適用することによって、該中央フレームをフィルタリングするステップであって、該２次元ブロックは、前の出力フレームのフィルタリングされたフレームデータと該連続フレームのシーケンスについてのフィルタリングされていないフレームデータとの両方を含み、該フィルタリングするステップは、
（ｉ）血液領域ピクセルの輝度値を抑制するステップと、
（ｉｉ）非血液領域ピクセルの輝度値を時間および空間で平均するステップと、
（ｉｉｉ）非血液領域の半径方向に沿って、最大輝度の点を識別するステップと、
（ｉｖ）該最大輝度の点より向こうの該半径方向に沿った点を非血液領域として指定するステップと
を包含する、ステップと
を包含する、方法。
【請求項１３】
非血液（組織）と血液とを識別するために、空間的且つ時間的に結合された、リアルタイムに近い様態で、含まれる区域の超音波画像データをフィルタリングする装置であって、
該装置は、
（ａ）特定の時間ウィンドウ内の連続フレームのシーケンスの時に、中央画像フレーム内に血液領域と非血液領域との両方を示すバイナリ２次元マスク発生器であって、該フレームの各々が、２つの空間次元において輝度データを含み、該発生器が、
（ｉ）該連続フレームのシーケンスについて輝度データの２次元アレイを２次元周波数領域に変換する信号変換器であって、該２次元アレイが、該２次元アレイの第１の次元に沿って配列される同じ時間フレーム内の隣接するピクセルの輝度値と、該２次元アレイの第２の次元に沿って配列される該連続フレームのシーケンスについての同じ位置でのピクセルの輝度値とを含む、信号変換器と、
（ｉｉ）得られた２次元周波数変換によって、特定のピクセルを血液領域として指定するアナライザと
を備える、発生器と、
（ｂ）血液領域および非血液領域を識別する新たな出力フレームを得るために、該バイナリマスクを、フレームデータのブロックに適用する血液／非血液フィルタであって、該ブロックは、前の出力フレームのフィルタリングされたフレームデータと該連続フレームのシーケンスについてのフィルタリングされていないフレームデータとの両方を含む、血液／非血液フィルタと
を備える、装置。
【請求項１４】
前記アナライザが、
前記得られた２次元周波数変換の高周波数成分パワー対低周波数成分パワーの比を計算する手段と、
前記２次元周波数領域において、スペクトルに基づいて、血液領域と非血液領域とを区別するために、該比を閾値比と比較する比較器手段と
を含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記血液／非血液フィルタが、
ピクセルの位置および輝度に応答して、前記非血液領域の各半径方向に沿って、最大輝度の点を位置付ける手段と、
該最大輝度の各点より向こうの各半径方向に沿った長さを非血液領域として指定する手段と
をさらに含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記血液／非血液フィルタが、
血液領域ピクセルの輝度値を抑制する手段と、
非血液領域ピクセルの輝度値を時間および空間で平均する手段と、
該非血液領域ピクセルの該平均された輝度値から、且つ該抑制された輝度値を有する該血液領域ピクセルから出力フレームを発生する手段であって、該出力フレームは、血液領域を識別し、非血液領域の該平均された輝度値を示す、手段と
を含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記アナライザが、
前記得られた２次元周波数変換の高周波数成分パワー対低周波数成分パワーの比を計算する比計算モジュールと、
前記２次元周波数領域において、スペクトルに基づいて、血液領域と非血液領域とを区別するために、該比を閾値比と比較する比較器と
を含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記低周波数成分が、第３高調波およびその下の高調波を含むが、ＤＣ成分を含まず、前記高周波数成分が、該第３高調波より上の高調波を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記血液／非血液フィルタが、
血液領域ピクセルの輝度値を抑制する輝度抑制モジュールと、
非血液領域ピクセルの輝度値を時間および空間で平均する平均化モジュールと、
該非血液領域ピクセルの該平均された輝度値から、且つ該抑制された輝度値を有する該血液領域ピクセルから出力フレームを発生する出力発生モジュールであって、該出力フレームは、血液領域を識別し、非血液領域の該平均された輝度値を示す、出力発生モジュールと
を含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項２０】
前記血液／非血液フィルタが、
ピクセルの位置および輝度に応答して、前記非血液領域の各半径方向に沿って、最大輝度の点を位置付ける輝度識別モジュールと、
該最大輝度の各点より向こうの各半径方向に沿った長さを非血液領域として指定する長さ指定モジュールと
をさらに含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記フレームの各々が、平面極座標（ｒ，θ）における輝度データを含み、前記連続フレームのシーケンスについての輝度データの前記２次元アレイが、時間次元および角度次元θを含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項２２】
前記輝度データの２次元アレイを変換する信号変換器が、高速フーリエ変換を用いる、請求項１３に記載の装置。
【請求項２３】
前記発生器が、前記信号変換器が輝度データの前記２次元アレイを変換する前に、前記中央フレーム内の血液領域および非血液領域を仮に割り当てる識別ユニットをさらに含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項２４】
前記識別ユニットが、前記中央フレームの各ピクセルの輝度を所定の値と比較することによって、前記血液領域および非血液領域を仮に割り当て、自身の輝度が該所定の値を超える場合にはそのピクセルを非血液領域として割り当て、そうでない場合にはそのピクセルを血液領域として割り当てる、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
非血液（組織）と血液とを識別するために、空間的且つ時間的に結合された、リアルタイムに近い様態で、超音波画像データを含まれる区域内でフィルタリングする装置であって、
該装置は、
（ａ）特定の時間ウィンドウ内の連続フレームのシーケンスの時に、中央画像フレーム内に血液領域と非血液領域との両方を示すバイナリ２次元マスク発生器であって、該フレームの各々が、２つの空間次元において輝度データを含む、バイナリ２次元マスク発生器と、
（ｂ）血液領域と非血液領域とを識別する新たな中央出力フレームを得るために、該バイナリマスクを、フレームデータのブロックに適用する血液／非血液フィルタであって、該ブロックは、前の出力フレームのフィルタリングされたフレームデータと該連続フレームのシーケンスについてのフィルタリングされていないフレームデータとの両方を含む、血液／非血液フィルタと
を備え、
該バイナリ２次元マスク発生器が、
（ｉ）該連続フレームのシーケンスについて輝度データの２次元アレイを２次元周波数領域に変換する信号変換器であって、該２次元アレイが、該２次元アレイの第１の次元に沿って配列される同じ時間フレーム内の隣接するピクセルの輝度値と、該２次元アレイの第２の次元に沿って配列される該連続フレームについての同じ位置でのピクセルの輝度値とを含む、信号変換器と、
（ｉｉ）得られた２次元周波数変換の高周波数成分パワー対低周波数成分パワーの比を計算する手段と、
（ｉｉｉ）該２次元周波数領域において、スペクトルに基づいて、血液領域と非血液領域とを区別するために、該比を閾値比と比較する比較器手段と
を含み、
該血液／非血液フィルタが、
（ｉ）血液領域ピクセルの輝度値を抑制する手段と、
（ｉｉ）非血液領域ピクセルの輝度値を時間および空間で平均する手段と、
（ｉｉｉ）該非血液領域ピクセルの該平均された輝度値から、且つ該抑制された輝度値を有する該血液領域ピクセルから出力フレームを発生する手段であって、該出力フレームは、血液領域を識別し、該非血液領域の該平均された輝度値を示す、手段と
を含む、装置。
【請求項２６】
非血液（組織）と血液とを識別するために、空間的且つ時間的に結合された、リアルタイムに近い様態で、含まれる区域の超音波画像データをフィルタリングする装置であって、
該装置は、
（ａ）特定の時間ウィンドウ内の連続フレームのシーケンスの時に、中央画像フレーム内に血液領域と非血液領域との両方を示すバイナリ２次元マスク発生器であって、該フレームの各々が、２つの空間次元において輝度データを含む、バイナリ２次元マスク発生器と、
（ｂ）血液領域と非血液領域とを識別する新たな出力フレームを得るために、該バイナリマスクを、フレームデータのブロックに適用する血液／非血液フィルタであって、該ブロックは、前の出力フレームのフィルタリングされたフレームデータと該連続フレームのシーケンスについてのフィルタリングされていないフレームデータとの両方を含む、血液／非血液フィルタと
を備え、
該バイナリ２次元マスク発生器が、
（ｉ）該連続フレームのシーケンスについて輝度データの２次元アレイを２次元周波数領域に変換する信号変換器であって、該２次元アレイが、該２次元アレイの第１の次元に沿って配列される同じ時間フレーム内の隣接するピクセルの輝度値と、該２次元アレイの第２の次元に沿って配列される該連続フレームのシーケンスについての同じ位置でのピクセルの輝度値とを含む、信号変換器と、
（ｉｉ）得られた２次元周波数変換の高周波数成分パワー対低周波数成分パワーの比を計算する比計算モジュールと、
（ｉｉｉ）該２次元周波数領域において、スペクトルに基づいて、血液領域と非血液領域とを区別するために、該比を閾値比と比較する比較器と
を含み、
該血液／非血液フィルタが、
（ｉ）血液領域ピクセルの輝度値を抑制する輝度抑制モジュールと、
（ｉｉ）非血液領域ピクセルの輝度値を時間および空間で平均する平均化モジュールと、
（ｉｉｉ）該非血液領域ピクセルの該平均された輝度値から、且つ該抑制された輝度値を有する該血液領域ピクセルから出力フレームを発生する出力発生モジュールであって、該出力フレームは、血液領域を識別し、該非血液領域の該平均された輝度値を示す、出力発生モジュールと
を含む、装置。
【請求項２７】
非血液（組織）と血液とを識別するための、空間的且つ時間的に結合された、リアルタイムに近い様態の、超音波画像データの含まれる区域内でのフィルタリングにおいて用いられる、バイナリ２次元マスクを発生する方法であって、
該方法は、
（ａ）特定の時間ウィンドウ内の連続フレームのシーケンスについて輝度データの２次元アレイを２次元周波数領域に変換するステップであって、該フレームの各々が２つの空間次元において輝度データを含み、該２次元アレイが、該２次元アレイの第１の次元に沿って配列される同じ時間フレーム内の隣接するピクセルの輝度値と、該２次元アレイの第２の次元に沿って配列される該連続フレームのシーケンスについての同じ位置でのピクセルの輝度値とを含む、ステップと、
（ｂ）得られた２次元周波数変換を解析して、特定のピクセルを血液領域として指示するステップと
を包含する、方法。
【請求項２８】
非血液（組織）と血液とを識別するために、空間的且つ時間的に結合された、リアルタイムに近い様態の、含まれる区域の超音波画像データのフィルタリングにおいて用いられるバイナリ２次元マスク発生器であって、
該発生器は、
（ａ）特定の時間ウィンドウ内の連続フレームのシーケンスについて輝度データの２次元アレイを２次元周波数領域に変換する信号変換器であって、該フレームの各々が２つの空間次元において輝度データを含み、該２次元アレイが、該２次元アレイの第１の次元に沿って配列される同じ時間フレーム内の隣接するピクセルの輝度値と、該２次元アレイの第２の次元に沿って配列される該連続フレームのシーケンスについての同じ位置でのピクセルの輝度値とを含む、信号変換器と、
（ｂ）得られた２次元周波数変換によって、特定のピクセルを血液領域として指定するアナライザと
を備える、発生器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、血管内の超音波画像処理、具体的には、画像認識を改善するデータ処理技術に関する。
【０００２】
超音波信号の周波数が増大するにつれて（４０ＭＨｚを越える）、血液スペックルが、超音波血管内画像において顕著に現れる。スペックルが明る過ぎるので、血液と組織との間のコントラストが下がり、医者が１つのフレーム画像に基づいて本物の境界を判定することが困難になる。
【０００３】
血液スペックルを減少させるほとんどのアルゴリズムは、空間的情報または時間的情報のいずれかのみを用いるが、これらの情報は、特徴を判定するためには不十分である。例えば、Ｂ．  Ｏｌｓｔａｄによる「Ｎｏｉｓｅ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｉｎ  ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  ｉｍａｇｅｓ  ｕｓｉｎｇ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｌｉｎｅａｒ  ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ  ｉｎ  ａ  ｔｅｍｐｏｒａｌ  ｃｏｎｔｅｘｔ」、ＳＰＩＥ、ｖｏｌ．  １４５１、２６９〜２８１頁、１９９１年；Ｏｌｓｔａｄらによる「Ａｎａｌｙｓｉｓ  ａｎｄ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｔｅｍｐｏｒａｌ  ｔｉｓｓｕｅ  ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ」、米国特許第５４７６０９６号、１９９５年；Ｋａｒａｍａｎらによる「Ａｎ  ａｄａｐｔｉｖｅ  ｓｐｅｃｋｌｅ  ｓｕｐｐｒｅｓｉｏｎ  ｆｉｌｔｅｒ  ｆｏｒ  ｍｅｄｉｃａｌ  ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  ｉｍａｇｉｎｇ」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｍｅｄ．  Ｉｍａｇ．、ｖｏｌ．  １４、２８３〜２９２頁、１９９５年を参照されたい。
【０００４】
いくつかのアルゴリズムは、空間的フィルタリングと時間的フィルタリングを結合しようと試みた。しかし、これらのアルゴリズムは、極めて複雑且つ取り扱いにくいので、公知の技術では、処理がリアルタイムで実現され得ない。例えば、Ｅｖａｎｓらによる「Ｂｉａｓｅｄ  Ｍｏｔｉｏｎ−Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｏｒａｌ  Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｓｐｅｃｋｌｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｅｃｈｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｙ」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｍｅｄ．  Ｉｍａｇ．、ｖｏｌ．  １５、３９〜５０頁、１９９６年を参照されたい。
【０００５】
組織は、短時間の間静的である傾向がある。血球は、素早く移動するので、血液スペックルは、ランダムに散乱される。しかし、速い心臓の動きおよび高周波数超音波信号のスペックル性質があるので、空間特性のようなさらなる情報を考慮しなければ、血液と組織との区別をすることは困難である。疑似動的アーチファクトを抑制する、リアルタイムに近い技術が必要とされている。
【０００６】
（発明の要旨）
本発明によると、高周波数超音波画像において血液スペックルを減少する空間的フィルタリングと時間的フィルタリングを結合するための方法および装置が提供される。この方法および装置において、画像フレームのシーケンスが処理されて、バイナリマスク、好適には２次元のバイナリマスクを生成する。このマスクにおいて、第１の値は、識別された血液スペックルの領域に割り当てられ、第２の値は、残りの領域に割り当てられる。画像は、その後、異なるフィルタリング技術が、割り当てられた血液領域および割り当てられた非血液（すなわち、組織）領域に適用されて、マスクを用いて復調される。フィルタリング技術は、強調表示される特徴のタイプについて画像を最適化するように選択されてきた。好適なフィルタリング技術は、変換されたデータのスペクトル解析であり、高周波数で変化する特徴のエネルギー容量は、低周波数で変化する特徴と比較考量され得る。画像は、好適には、極座標の形式である。血液スペックル抑制の程度は、所与のフレーム内の同じ空間的位置で、ピクセルの実際の値に基づいて、決定され得る。
【０００７】
特定の実施形態において、マスクを発生する処理には、同じ空間的位置で所与のフレームについて各フレーム内のベクトルを入手するステップであって、２次元マトリックスが生成され、その後、マトリックスが周波数領域に変換され、その特徴が判定されるステップが含まれる。バイナリラベルを得て、それを現在のフレーム内のベクトルの中心に位置するピクセルに与えて、血液スペックルかどうかを示す。血液の散乱および組織が孤立していないと仮定して、形態学的オペレータが第１のマスクに適用され、その後、孤立したラベルが取り除かれる。
【０００８】
マスクが発生された後、元の入力フレームに対して異なる演算が行われ得る。これは、ピクセルごとの基準で行われる。組織としてラベル付けされたピクセルに対して、前の出力の値の平均が用いられる。血液スペックルとしてラベル付けされたピクセルに対して、最小値が所与の画像フレーム内のこのピクセルの値から得られる。
【０００９】
本発明は、添付の図面と共に以下の詳細な説明を参照することによって、より良く理解される。
【００１０】
（特定の実施形態の説明）
空間的フィルタリングおよび時間的フィルタリングを効率的に結合するために、時間の次元および空間の次元の両方によって生成される、対象の領域においてパターンが識別される必要がある。例えば、ベクトルは、θ時間フィルタリング時間ウィンドウと呼ばれる特定の時間ウィンドウ内の各画像フレームからθ次元に沿って得られる。θ次元において、隣接するピクセルは組織内では同様の輝度を有しているが、血液領域ではより多く散乱されるように見えることが発見された。組織領域および血液領域は、スペクトルの感受性を時間次元と角度（θ）次元の両方において、違ったようにであるけれでも、示すことが観察された。血液は、高周波数になるにつれてより大きな反射率を示す。これらの特徴は、画像において血液と組織とを区別する際に有用である。
【００１１】
本発明において、特定の数の連続フレームが、デジタル解析について利用可能にされる。図１は、実施例を示す、本発明による装置１０のブロック図である。この例においては、入力は、１５個の画像フレーム（Ｆ１，．．．，Ｆ１５）を含むスライド式ウィンドウ１２である。この１５個の画像フレームは、共に処理されて１つの出力フレーム（Ｆｏ）１４を生成する。
【００１２】
全ての画像は、ピクセル値がｒおよびθ座標ごとの値を表す、生画像データフォーマットの画像である。
【００１３】
図１に関連して、図２Ａのフローチャートを参照すると、血液スペックルの減少したフレームを発生させる処理には、２つの主なステップが含まれる：
Ａ．各フレームについて、前のフレームとの関連、および隣接するピクセルとの関連で、選択された閾値の輝度値と、各ピクセルでの解析された輝度値を比較することによって、血液領域（値１）および非血液領域（値０）を示すバイナリマスクを発生する。
【００１４】
Ｂ．ステップＡで得たマスクを生（元の）フレームデータ（Ｆ１〜Ｆ１５）のブロックおよび前の出力フレーム（Ｆｏ  ＠ｔ−１）に適用して、新たな出力フレーム（Ｆｏ）を発生する。
【００１５】
動作中、１５個の連続フレームおよび出力フレームを含む入力バッファ１２が、格納用に設けられる。
【００１６】
第１の主なステップにおいて、ｒおよびθにおける各ピクセルは、その特徴的な輝度について検討される（ステップＣ）。現在のフレーム（この例では、中央フレーム、すなわちフレーム８）の各ピクセル輝度Ｉ（ｒ，θ）について、ピクセル輝度がプリセット値Ｔ１よりも大きい場合、そのピクセルは血液ではない（組織である）と仮定され、値０が対応するピクセルに割り当てられる。これにより、さらなるグレースケール解析が必要ないということが示される。そうでない場合には、血液であると仮定されて、値１が割り当てられ、ピクセルが血液のピクセルなのか、または血液でないピクセルなのかをさらに正確にすることが以下で説明されるように、１５×１５の画像輝度マトリックスＭ（ｒ，θ）が形成される（ステップＤ）。特に、同じ時間フレームの中の角度（θ）方向の、このマトリックスの各列は、１５個の隣接するピクセルのブロックからなる。各行は、連続した時間フレームの同じ位置のピクセルからなる。このようにして、空間および時間のマトリックスが形成される。
【００１７】
図１に示す例において、暫定的な１５×１５マトリックスが以下の形式で構成される。
Ｍ（ｒ，θ）＝［ｖ１  ｖ２．．．ｖ１４  ｖ１５］
但し、
ｖｔ＝［Ｉ（ｒ，θ−７）．．．Ｉ（ｒ，θ）．．．Ｉ（ｒ，θ＋７）］T、ｔ＝１，２，．．．，１５
その後、マトリックスＭ（ｒ，θ）に関して信号処理演算が行われて、組織を含む領域において組織と血液とを区別し得る。まず、１５×１５マトリックスの最後の行および列についてゼロパディングを行って１６×１６マトリックスにして、そのマトリックスの２次元の１６×１６ＦＦＴが計算される（ステップＥ）。その後、ＦＦＴのスペクトルの結果から、高周波数成分のトータルパワーと低周波数成分（ＤＣ成分は除く）のトータルパワーとの間の比が計算されるスペクトル解析が行われる（ステップＦ）。図３を参照すると、高速フーリエ変換のスペクトル図である。低周波数成分と高周波数成分との間の変わり目は正確でないが、例えば、変わり目が第３高調波と第５高調波との間になるように選択され得、高周波数成分対低周波数成分の比は、組織領域と比較すると、血液領域において十分高くなる傾向があるので、この比が測定基準として用いられ得る。比Ｒが無次元の閾値Ｔｒよりも大きい場合（ステップＧ）、マトリックスＭ内の位置は１に設定され、血液として識別される（ステップＨ）。比Ｒが無次元の閾値Ｔｒよりも小さい場合、マトリックスＭ内の位置は０に設定され、さらなる処理のために識別される（ステップＩ）。各ピクセル位置｛ｉ，ｊ｝について、その処理が繰り返される（ステップＪ）。領域の中心から離れている組織は、スペクトル領域において血液領域に近い反応をするので、この方法は、血液プールを囲む組織リングを検出するのに有用である。
【００１８】
さらなる処理が、組織（血液でない）と血液を分離する、信頼できるバイナリマスクの生成に必要とされる。まず、近くの血液であると指定されたピクセルの数に基づいて、仮に間違って血液として識別されたピクセルを、除去する技術が用いられる。この技術は、血液領域が比較的大きく、孤立している点ではあり得ないことが知られているという知識に基づく。次に図２Ｂを参照すると、各ピクセルについて、血液としてラベルを有する隣接するピクセルの数が数えられ（ステップＫ）、その数が実質的に少ない場合（ステップＬ）、このピクセルは組織としてラベル付けされる（ステップＭ）。そうでない場合には、血液としてラベル付けされる（ステップＮ）。この処理は、各ピクセル｛ｉ，ｊ｝について繰り返される（ステップＯ）。
【００１９】
次に、各半径方向が、この半径方向の組織の点（ｒｍまたはＭＩＴＰ）の最高の輝度についてスキャンされる（ステップＰ）。血液プールが組織によって囲まれているとの仮定に基づいて、ＭＩＴＰの後、またはＭＩＴＰより遠い全てのピクセルは、組織としてラベル付けされる（ゼロに設定）（ステップＱ）。これは、半径方向ｊの全ての座標について繰り返される（ステップＲ）。このようにして、マスクが作られる（ステップＡ）。
【００２０】
次のステップ（ステップＢを含む）は、いわゆるフィルタリングされたフレームを生じる。このステップにおいて、出力における各ピクセル値は、以下のように得られる。Ｍ内の各点Ｍ（ｒ，θ）について、その値が１である場合（ステップＳ）、この点は、血液として特徴付けられ、抑制される必要がある。例えば、出力における対応する点は、全てのフレームまたはフレームの部分集合（例えば、５個のフレーム）内で、Ｉ（ｒ，θ）の最小値に設定される（ステップＴ）。そうでない場合には、値が０である組織の点について、元の輝度値の平均、および前の出力フレーム内の同じ点の輝度が、出力値として用いられ得る（ステップＵ）。これらの割り当てまたは計算は、各ピクセル位置｛ｉ，ｊ｝について実行される（ステップＶ）。
【００２１】
本発明は、数多くの利点を有する。このアプローチは、管腔（血液）と血管壁（組織）との間の境目（ｅｄｇｅ）の画質を高めることができ、血管内の超音波画像処理システムにおいてよりはっきりした境界を規定する。信号処理技術を用いる血管領域の内部の空間的および時間的解析は、血液と組織との間の識別可能な画像の区別を強化する。このアプローチは、時間次元を１つの空間次元とのみ結合し、より高次の解析を必要としないという点で、より効率的である。
【００２２】
本発明は、特定の実施形態を参照しながら説明されてきた。当業者にとって、他の実施形態は明らかである。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲以外によって限定されるように意図されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明による装置のブロック図である。
【図２Ａ】  図２Ａは、本発明による処理の第１の部分のフローチャートである。
【図２Ｂ】  図２Ｂは、本発明による処理の第２の部分のフローチャートである。
【図３】  図３は、画像データの高速フーリエ変換のスペクトル図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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