(57)【要約】連続する超音波スキャンフレームに亘るシーン移動を視覚化するシステム及び方法が開示される。本発明の１つの実施例は、超音波スキャンにおけるシーン移動のリアルタイム視覚化のためのシステムであって、第１の超音波画像及び第２の超音波画像を生成する超音波受信器と、第１の超音波画像に対応する第１の境界及び第２の超音波画像に対応する第２の境界を決定する境界形成ソフトウエアと、第１の境界が第２の境界と整列するかどうかを判定するよう第１の境界を第２の境界に重ねる画像ずれ検出ソフトウエアとを有するシステムである。対応するシステム、方法、及びコンピュータ読み取り可能な媒体も開示されている。
2006501920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波スキャンにおけるシーン移動のリアルタイム視覚化のシステムであって、
第１の超音波画像を生成する手段と、
前記第１の超音波画像に対応する第１の境界を決定する手段と、
第２の超音波画像を生成する手段と、
前記第２の超音波画像に対応する第２の境界を決定する手段と、
前記第１の境界が前記第２の境界と整列するかどうかを判定するよう前記第１の境界を前記第２の境界に重ねる手段とを有する、システム。
【請求項２】
前記第１の境界を決定する手段は、前記第２の境界の色との色差で前記第１の境界を強調する手段を有する、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の境界及び前記第２の境界をユーザに表示する表示手段を更に有する、請求項２記載のシステム。
【請求項４】
時間サイクルに対応する複数の超音波画像を捕捉する手段と、
対応する複数の参照画像を生成する手段と、
前記複数の参照画像のうちの１つを続く画像上に重ねる手段とを更に有し、
前記参照画像はトリガ・イベントに基づいて選択される、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
超音波スキャンにおけるシーン移動のリアルタイム視覚化のシステムであって、
第１の超音波画像を生成する手段と、
第２の超音波画像を生成する手段と、
前記第１の超音波画像が前記第２の超音波画像と整列するかどうかを判定するよう前記第２の超音波画像から前記第１の超音波画像を差し引く手段とを有する、システム。
【請求項６】
前記差し引く手段は、前記第２の超音波画像に対してずれた前記第１の超音波画像の部分を示す手段を更に有する、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記差し引く手段は差分画像を生成する、請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記第１の超音波画像と前記第２の超音波画像の間の相対的なずれをユーザに表示するインジケータ手段を更に有する、請求項７記載のシステム。
【請求項９】
超音波スキャン中のシーン移動のリアルタイム視覚化の方法であって、
第１の超音波画像を生成する段階と、
前記第１の超音波画像に対応する第１の境界を決定する段階と、
第２の超音波画像を生成する段階と、
前記第２の超音波画像に対応する第２の境界を決定する段階と、
前記第１の境界が前記第２の境界と整列するかどうかを判定するよう前記第１の境界を前記第２の境界に重ねる段階とを有する、方法。
【請求項１０】
前記第１の境界を決定する手段は、前記第２の境界の色との色差で前記第１の境界を強調する段階を有する、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の境界及び前記第２の境界をユーザに表示する表示手段を更に有する、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
超音波スキャンにおけるシーン移動のリアルタイム視覚化の方法であって、
第１の超音波画像を生成する段階と、
第２の超音波画像を生成する段階と、
前記第１の超音波画像が前記第２の超音波画像と整列するかどうかを判定するよう前記第２の超音波画像から前記第１の超音波画像を差し引く段階とを有する、方法。
【請求項１３】
前記第２の超音波画像に対してずれた前記第１の超音波画像の部分を示す手段を更に有する、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
差分画像を生成する段階を更に有する、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の超音波画像と前記第２の超音波画像の間の相対的なずれをユーザに示す段階を更に有する、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
超音波スキャンにおけるシーン移動のリアルタイム視覚化のシステムであって、
第１の超音波画像及び第２の超音波画像を生成する超音波受信器と、
前記第１の超音波画像に対応する第１の境界及び前記第２の超音波画像に対応する第２の境界を決定する境界形成ソフトウエアと、
前記第１の境界が前記第２の境界と整列するかどうかを判定するよう前記第１の境界を前記第２の境界に重ねる画像ずれ検出ソフトウエアとを有する、システム。
【請求項１７】
前記第１の境界を決定する手段は、前記第２の境界の色との色差で前記第１の境界を強調する境界形成ソフトウエアを有する、請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１の境界及び前記第２の境界をユーザに表示するディスプレイを更に有する、請求項１７記載のシステム。
【請求項１９】
前記超音波受信器は、時間サイクルに対応する複数の超音波画像を捕捉し、対応する複数の参照画像を生成し、前記複数の参照画像のうちの１つを続く画像に重ね、前記参照画像はトリガ・イベントに基づいて選択される、請求項１６記載のシステム。
【請求項２０】
超音波スキャンにおけるシーン移動のリアルタイム視覚化のプログラムを有するコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記プログラムは、
第１の超音波画像を生成し、
前記第１の超音波画像に対応する第１の境界を決定し、
第２の超音波画像を生成し、
前記第２の超音波画像に対応する第２の境界を決定し、
前記第１の境界が前記第２の境界と整列するかどうかを判定するよう前記第１の境界を前記第２の境界に重ねるためのロジックを有する、コンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項２１】
前記第１の境界を決定する手段は、前記第２の境界の色との色差で前記第１の境界を強調する手段を有する、請求項２０記載のプログラム。
【請求項２２】
前記第１の境界及び前記第２の境界をユーザに表示するためのロジックを更に有する、請求項２１記載のプログラム。
【請求項２３】
超音波スキャンにおけるシーン移動のリアルタイム視覚化のためのプログラムを有するコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記プログラムは、
第１の超音波画像を生成し、
第２の超音波画像を生成し、
前記第１の超音波画像が前記第２の超音波画像と整列するかどうかを判定するよう前記第２の超音波画像から前記第１の超音波画像を差し引くためのロジックを有する、コンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項２４】
前記第２の超音波画像に対してずれた前記第１の超音波画像の部分を示すためのロジックを更に有する、請求項２３記載のプログラム。
【請求項２５】
差分画像を生成するためのロジックを更に有する、請求項２４記載のプログラム。
【請求項２６】
前記第１の超音波画像と前記第２の超音波画像の間の相対的なずれをユーザに示すためのロジックを更に有する、請求項２５記載のプログラム。
【請求項２７】
超音波スキャン・シーケンスにおける相対的なプローブ位置のリアルタイム視覚化のシステムであって、
第１の超音波参照画像を生成する手段と、
表示用に前記参照画像のグラフィック表現を生成する手段と、
第２の超音波画像を生成する手段と、
前記参照画像のグラフィック表現を前記第２に重ねる手段とを有する、システム。
【請求項２８】
前記参照画像を前記第２の超音波画像の色との色差で表示する手段を更に有する、請求項２７記載のシステム。
【請求項２９】
前記参照画像のグラフィック表現は、前記参照画像を取得するのに用いられたスキャン・シーケンスとは別のスキャン・シーケンスで取得された第２の超音波スキャンのための参照として使用されるよう前記システムに記憶される、請求項２７記載のシステム。
【請求項３０】
超音波スキャン・シーケンスにおける相対的なプローブ位置のリアルタイム視覚化の方法であって、
第１の超音波参照画像を生成する段階と、
表示用に前記参照画像のグラフィック表現を生成する段階と、
第２の超音波画像を生成する段階と、
前記参照画像のグラフィック表現を前記第２の超音波画像に重ねる段階とを有する、方法。
【請求項３１】
前記参照画像を前記第２の超音波画像の色との色差で表示する段階を更に有する、請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
前記参照画像のグラフィック表現を、前記参照画像を取得するのに用いられたスキャン・シーケンスとは別のスキャン・シーケンスで取得された第２の超音波スキャンのための参照として使用されるよう前記システムに記憶する段階を更に有する、請求項３０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して超音波診断システムに関連し、より特定的には、超音波スキャン・シーケンス中にシーン移動を視覚化するシステム及び方法に関連する。
【背景技術】
【０００２】
超音波トランスデューサ及び撮像システムは、かなり以前から入手可能であり、特に非侵襲的な医療診断撮像法に有用である。超音波トランスデューサは、一般的には、圧電素子又はミクロ機械加工された超音波トランスデューサ（ＭＵＴ）素子のいずれかから形成される。送信モードで使用されるとき、トランスデューサ素子は、電気パルスによって励起され、それに応じて超音波エネルギーを発する。受信モードで使用されるとき、トランスデューサ素子に当たる音響エネルギーは受信信号へ変換され、トランスデューサに関連する処理回路へ運ばれる。
【０００３】
トランスデューサは、一般的には、処理電子機器、１つ以上の入力装置、及びその上で超音波画像が見られる適切ディスプレイを含む超音波画像化システムに接続される。処理電子機器は、一般的には、各トランスデューサ素子用の適切な送信パルスを生成する役割を果たす送信ビームフォーマ、及び、各トランスデューサ素子から受信される受信信号を処理する役割を果たす受信ビームフォーマを含む。
【０００４】
超音波トランスデューサは、一般的には、筐体内の関連する電子機器と組み合わされる。組立体は、一般的には、超音波プローブと称される。一般的には、超音波プローブは、一素子の幅の素子配列を有する１次元（１Ｄ）プローブ又は多素子の幅の配列を有する２次元（２Ｄ）プローブのいずれかとして分類される。更に、「バイプレーン（bi-plane）」プローブと称されるプローブは、交差してもしなくともよい２つの直交に配置された１Ｄ配列を含む。「マトリックス・プローブ」と称される比較的新しい２Ｄプローブは、各素子が個々に制御可能な２次元へと配列されたトランスデューサ素子を含み、走査ラインが２次元で電気的にステア（steer）されうる超音波プローブを与える。マトリックス・プローブの各次元は、連続的な線形アレイとして考えられうる。
【０００５】
マトリックス・プローブは、「完全にサンプリングされた」又は「まばらにサンプリングされた」開口のいずれかを有しうる。完全にサンプリングされた開口では、各トランスデューサ素子は、個々にアドレス可能且つ制御可能であり、全素子は連続的である。まばらにサンプリングされた開口では、まばらにサンプリングされた開口では、トランスデューサ素子の物理的な集合の下位集合が個々にアドレス可能且つ制御可能であり、又は、等しく、幾つかの素子の間にはそれらが全て連続的でないような物理的な隙間のパターンがある。まばらにサンプリングされた２Ｄ配列は、２次元で音響素子の分布を達成しつつ、より少ないシステム接続（より少ない伝送路）を可能とする。しかしながら、まばらな２Ｄ配列の顕著な欠点は、スキャンビーム形状を制御する可能性が失われることである。
【０００６】
トランスデューサ・プローブの種類に関係なく、多くの医療超音波撮像技術は、時間期間に亘って解剖学的構造の選択された部分を見るのに解剖学的構造の同じ部分の連続的な画像、即ち連続的なフレーム、を取得することを必要とする。このような、時間期間に亘って連続的な超音波画像を生成する医療超音波画像化技術の１つの例は、心筋血流の測定である。
【０００７】
心筋血流測定では、例えば心臓の左心室の連続的な超音波スキャンは、患者の心電図（ＥＣＧ）信号によってトリガされる。１以上のスキャンは、複数の連続的な超音波スキャン、即ちフレーム中の心拍サイクルの同じ時点を捕捉するよう、夫々がＥＣＧ信号からの特定の遅延にある心拍毎に記録されうる。かかる測定では、心臓は、ガス入り微小球体の外にならない溶液等の超音波造影剤が患者の血流に静脈から導入されている間に画像化される。造影剤は、患者を通って、最終的には心臓を通って循環する。
【０００８】
ＥＣＧトリガされたスキャン画像のシーケンスに亘って、心筋に入る造影剤の体積は、超音波画像のシーケンス中の得られたエコー強度によって記録される。この画像のシーケンスは、１つの画像から次の画像へと心筋血流の流れを解析及び測定するのに使用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の超音波画像処理システムの１つの欠点は、１つの解剖学的構造（即ち、心筋血流測定における心臓）が、時間が経つにつれてトランスデューサ・プローブに対して動く傾向があることである。この条件は、連続的な超音波画像に亘る「シーン移動（scene  shift）」と称される。連続するフレーム中、心臓は異なる位置をとるため、得られる画像シーケンスは、心筋血流を正確に決定するのに使用されえない。これは、時間に亘る心臓の強度の変化の自動的な計算を容易にするためには、各フレームに対して超音波画像データを整列させる必要があるためである。このようにして、フィルタリング及び減算アルゴリズムは、例えば、シーン移動の悪影響なしに動作されえ、さもなければ造影剤の強度の明らかな変化を生じさせる。
【００１０】
シーン移動に対処するための１つの方法は、連続的な超音波フレーム中に患者が息を止めることを必要とすることである。これに対処するための他の方法は、超音波操作者が、連続的なフレーム中に超音波プローブの位置決め及び制御に非常に熟練していることである。残念ながら、いずれの方法も、反復的な結果を得ることが困難であるため、遺憾な点が多い。
【００１１】
シーン移動に対処するための他の方法は、画像整列アルゴリズムを使用することである。残念なことに、画像整列アルゴリズムは、実施に費用がかかり、貴重な処理資源を消費する。
【００１２】
時間期間に亘って連続的な超音波画像を生成する医療超音波撮像技術の他の例は、３次元（３Ｄ）超音波撮像である。近年の３Ｄ超音波撮像システムは、トランスデューサ・プローブに対して変化する角度でプレーナ・スキャンを生成する。多数の個々の走査ラインを含むスライスと称されるスキャン平面は、体積を調べる（interrogate）するために使用される。３Ｄ撮像はまた、連続的な画像を収集するのに有用であるが、体積を調べるために多数のスキャン平面が収集されねばならないため資源に関して非効率である。
【００１３】
３次元撮像におけるフレームのサイズは、一般的には、各走査ラインから超音波エコーを発生し収集するのに消費される時間の量によって制限される。全時間は、「フレーム時間」と称される。フレーム時間の反復は、「フレーム・レート」である。フレーム・レートは、一般的には、殆どの心臓スキャン用途で１５Ｈｚを上回るべきである。残念ながら、１５Ｈｚのフレーム・レートは、走査されうる体積の大きさを制限し、それにより心臓全体を撮像するのを困難とする。
【００１４】
この音響的な制限に対する１つの解決策は、多数の心拍に亘って「サブボリューム」を収集することである。各サブボリュームのスキャンは、上述のＥＣＧ信号によってトリガされえ、最善のフレーム・レートで取得されうるが、サブボリュームのエッジが隣接するよう順次の角度に配置される。超音波撮像システムに関連する画像処理システムは、サブボリュームスキャンをより大きい完全な体積スキャンへと連結する。
【００１５】
残念ながら、このスキャン方法もまた、シーン移動の悪影響を受ける。サブボリュームの相対的な位置は、超音波エネルギーが各連続するサブボリュームスキャンに対して順次の角度に移動されたときの位置に対して正確でなくてはならない。これについて補償するために、上述のように、患者はしばしば、連続するスキャン中に息を止めるように求められる。
【００１６】
従って、シーン移動を視覚化し、撮像対象が１つの画像から次の画像で変位しているかどうかを判定することが可能な超音波撮像システムを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の実施例は、超音波スキャンにおけるシーン移動を視覚化するシステム及び方法を含む。１つの実施例では、超音波スキャンにおけるシーン移動のリアルタイム視覚化のシステムであって、第１の超音波画像及び第２の超音波画像を生成する超音波受信器と、第１の超音波画像に対応する第１の境界及び第２の超音波画像に対応する第２の境界を決定する境界形成ソフトウエアと、第１の境界が第２の境界と整列するかどうかを判定するよう第１の境界を第２の境界に重ねる画像ずれ検出ソフトウエアとを有する。
【００１８】
本発明の他のシステム、方法、コンピュータ読み取り可能な媒体、特徴、及び利点は、当業者によれば、添付の図面及び以下の詳細な説明から明らかとなろう。この説明に含まれる全てのかかる追加的なシステム、方法、特徴及び利点は、本発明の範囲内にあり、添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図される。
【００１９】
本発明は、特許請求の範囲によって保護されるように、添付の図面を参照してより良く理解されうる。図中の構成要素は、必ずしも互いに対して正しい縮尺ではなく、本発明の原理を明確に示すために強調された部分もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下説明する本願発明は、時間期間に亘って超音波画像のシーケンスを捕捉することが望ましい任意の超音波撮像システムに適用可能である。更に、以下の説明は、メモリに関連するプロセッサ及び可能なネットワーク又はネットワーク接続された装置内のデータビットのルーチン及び象徴的な表現に関して表わされる。これらの説明及び表現は、当業者が自分の発明の本質を他の当業者に対して有効に伝えるために用いられる。ソフトウエアに具現化されるルーチンは、ここでは、また、一般的には、所望の結果をもたらす首尾一貫した一連の段階又はアクションであることが意図される。従って、「ルーチン」の語は、一般的には、メモリに記憶されプロセッサによって実行される一連の動作を指すのに用いられる。プロセッサは、超音波撮像システムの中央プロセッサであってもよく、又は、超音波撮像システムの二次プロセッサであってもよい。「ルーチン」の語はまた、「プログラム」、「オブジェクト」、「関数」、「サブルーチン」、及び「プロシジャ」等の語を包含する。
【００２１】
概して、ルーチン中のステップのシーケンスは、物理的な量の物理的な操作を必要とする。必ずしもそうではないが、通常は、これらの量は、記憶され、転送され、結合され、比較され、又は他の方法で操作されることが可能な電気的又は磁気的信号の形をとりうる。当業者は、これらの信号を「ビット」、「値」、「素子」、「文字」、「画像」、「項」、「数」等と称する。これらの語及び類似の語は、適切な物理的な量に関連付けられるべきであり、単にこれらの量に付された都合のよいラベルであることが理解されるべきである。
【００２２】
本願では、ルーチン、ソフトウエア、及び演算は、人間の操作者と共に行われる機械演算である。概して、本発明は、方法の段階、ソフトウエア、並びに、他の所望の物理的な信号を発生するよう電気的な又は他の物理的な信号を記憶し実行するよう構成されたコンピュータ読み取り可能な媒体を含む関連するハードウエアに関連する。
【００２３】
本発明の装置は、望ましくは超音波撮像のために構築される。しかしながら、汎用コンピュータが本発明の方法を実行することができ、又は、コンピュータに記憶されたルーチンによって他のネットワーク接続され、超音波撮像機器に結合された装置が選択的に作動され又は再構成されてもよい。ここに提示する手順は、任意の特定の超音波撮像システム、コンピュータ、又は装置に関連するものではない。特に、様々な機械が本発明の教示に従ってルーチンと共に使用されえ、または、方法段階を実行するためにより特化した装置を構築することが都合がよいことがわかることもある。いくつかの状況では、１つのハードウエアが或る特徴を有することが望ましいとき、これらの特徴について以下に詳述する。
【００２４】
以下説明するソフトウエア・ルーチンに関して、当業者は、以下のルーチンを実行するために命令セットを作成するために様々なプラットフォーム及び言語があることを認識するであろう。当業者は、正確なプラットフォーム及び言語の選択は、構築される実際のシステムの詳細によって決定され、ある種のシステムについてうまくいくものが他のシステムでは有効ではないことを認識するであろう。
【００２５】
図１は、超音波プローブが走査スライスを生成し、体積を調べるために走査スライスを使用する方法を概略的に示す図である。超音波データは、典型的にはフレーム単位で取得され、各フレームはプローブ１００のフェースから発せられる超音波ビームの１以上の掃引を表わす。プローブ１００は、トランスデューサ素子の２次元配列を含み、典型的なものを参照番号１０３で示す。かかる掃引は、一般的には、１つの走査平面に沿って多数の個々の走査ラインを発生することによって生成される。１つの走査平面、又は「スライス」の例は、参照番号１０２を用いて図示され、走査平面は個々の走査ライン１０８−１乃至１０８−ｎを含む。この場合、各スライスは扇形の形状であり、各走査ラインの「原点」１０１は、プローブ１００の物理的なフェースの表面の中心に位置する。
【００２６】
走査ラインは、一般的には、一組のラスタ化された走査スライスを作成するよう走査掃引中に２つの次元でステア（steer）され、典型的なものをスライス１０２、１０４、及び１０６として示し、各スライスは視野の２次元「扇形領域」を調べる。実際上、各スライス１０２、１０４、及び１０６は、典型的な２次元掃引を表わし、各掃引は、近傍の掃引から仰角方向に変位されている。当業者は、扇形の代わりに、各スライスから台形又は平行四辺形の形状が発生されうることを認識するであろう。更に、仰角方向上わずかに変位された多数の係るスライスは、体積を調べるのに使用されうる。
【００２７】
扇形のスライスからデータを組み立てることで、走査体積と称されるデータの３次元集合が生成される。全ての線は同じ点から発せられるため、描出された３次元体積は角錐又は円錐として現れ、体積の頂点は、患者の皮膚の表面に位置するトランスデューサ・プローブ・フェースにおける走査原点である。
【００２８】
超音波撮像システムは、この体積走査を、少なくとも２つの次元で多数のスライスを発生することによって生成する。これらの多数のスライスは、スライスによって占められる体積についての超音波データを発生する。３次元画像を生成するために、このデータの体積は、３次元であるという見掛けを有する２次元サーフェス（例えばＣＲＴタイプのディスプレイのサーフェス）上での表示用の画像を作成するよう超音波撮像システムによって処理される。かかる処理は、典型的には描出（レンダリング）と称される。
【００２９】
図２は、図１の超音波スライスのうちの１つのグラフィックな表現である。スライス１０２は、トランスデューサ・プローブ１００の原点１０１から発せられる走査ライン１０８−１乃至１０８−ｎを含む。
【００３０】
図３は、本発明の実施例による超音波撮像システム３００を示すブロック図である。当業者によれば、図３に示すような超音波撮像システム３００は、一般的に、かかるシステムを表わし、いかなる特定のシステムも図３に示すものとはかなり異なるものでありうることが理解されよう。超音波撮像システム３００は、送受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ３１２を通じてプローブ３５０に結合される送信ビームフォーマ３１０を含む。プローブ３５０は、いかなるトランスデューサ・プローブであってもよく、簡単にマトリックス・トランスデューサ・プローブについて説明する。マトリックス・プローブ３５０は、２つの次元に亘って配置された複数のトランスデューサ素子を有するマトリックス・トランスデューサを含む。システム３００は、マトリックス・プローブ３５０上の任意の点を、超音波エネルギーが発せられる点としてランダムに選択しうる。マトリックス・プローブ３５０は、完全にサンプリングされた配列と称されるが、まばらな配列の形態もまた可能である。上述のように、完全にサンプリングされた配列は、各素子が個々にアドレス指定可能なものである。完全にサンプリングされた形態又はまばらな配列の形態のいずれも、以下説明する本発明の様々な実施例による利点がある。
【００３１】
Ｔ／Ｒスイッチ３１２は、典型的には、各トランスデューサ素子に対して１つの切換素子を含む。あるいは、マトリックス・プローブ３５０は、Ｔ／Ｒスイッチ３１２とマトリックス・プローブ３５０の間の導線の本数を減少させ、それにより必要なスイッチ数を減少させるよう、多重化された回路等を有しうる。送信ビームフォーマ３１０は、パルス発生器３１６からパルス化されたシーケンスを受信する。送信ビームフォーマ３１０によって付勢されたマトリックス・プローブ３５０は、超音波エネルギーを患者の体の関心領域へと送信し、体の中の様々な構造及び器官から、一般的にはエコーと称される反射された超音波エネルギーを受信する。当業者によって知られているように、送信ビームフォーマ３１０によって各トランスデューサ素子に印加される波形を適切に遅延させることによって、集束された超音波ビームがマトリックス・プローブ３５０から送信されうる。
【００３２】
マトリックス・プローブ３５０はまた、Ｔ／Ｒスイッチ３１２を通じて、受信ビームフォーマ３１８に結合される、患者の体の中の所与の点からの超音波エネルギーは、異なる時間においてトランスデューサ素子によって受信される。トランスデューサ素子は、受信した超音波エネルギーを、ビームフォーマ３１８によって増幅され、個々に遅延され、加算されるトランスデューサ信号へ変換し、所望の受信ライン（「ビーム」）に沿って受信される超音波レベルを表わすビーム整形された信号を与える。受信ビームフォーマ３１８は、トランスデューサ信号をディジタル値へ変換するアナログ・ディジタル変換器を含むディジタル・ビームフォーマであってもよく、又は、アナログ・ビームフォーマであってもよい。当業者によって知られているように、トランスデューサ信号に印加される遅延は、ダイナミック・フォーカシングを行うよう超音波エネルギーの受信中に変化されうる。処理は、患者の体の関心領域の画像を発生するデータのフレームを作成するよう多数の走査ラインに対して繰り返される。
【００３３】
マトリックス・プローブを用いる公知のシステムは体積全体を走査することに集中するが、マトリックス・プローブ３５０は、走査ラインがマトリックス・プローブ３５０上の任意の点から発せられ、異なった角度に向けられるセクタスキャン、リニアスキャン、曲線スキャン及び他の走査パターン等の様々な走査パターンを与えることが可能である。
【００３４】
受信ビーム形成された信号は、信号プロセッサ３２４に与えられ、信号プロセッサは、各走査ラインに沿ったエコーの強さを表わすディジタルデータの検出されたフィルタリングされたストリームを作成するよう、ビーム形成された信号を処理する。受信ビームフォーマ３１８及び信号プロセッサ３２４は、超音波受信器３２６を有する。信号プロセッサ３２４の出力は、セクタスキャン及び他のスキャンパターン信号を従来のラスタ走査表示フォーマットへ変換するスキャンコンバータ３２８へ供給される。スキャンコンバータ３２８の出力は、患者の体の中の関心領域の画像を表示するディスプレイユニット３３０へ供給される。
【００３５】
システム制御器３３２は、システムの全体制御を与える。システム制御器３３２は、タイミング及び制御機能を実行し、一般的には、全てがメモリ３４０に含まれているグラフィック発生器３３６、制御ルーチン３４２、及びルックアップテーブル（ＬＵＴ）３８５の制御下で動作するマイクロプロセッサを含む。制御ルーチン３４２はまた、画像ずれ検出ソフトウエアとも称されうるシーン移動検出ソフトウエア３７０、画像境界形成ソフトウエア３７５、画像減算ソフトウエア３８０を含みうる。以下詳述するように、制御ルーチン３４２、シーン移動検出ソフトウエア３７０、画像境界形成ソフトウエア３７５、画像減算ソフトウエア３８０、及びグラフィックス発生器３３６は、システム制御器３３２と協働して、超音波撮像システム３００が、連続するフレーム中でシーン移動が生じたかどうかを判定するために、連続する超音波画像フレームを処理することを可能とする。
【００３６】
１つの典型的な実施例では、撮像されている解剖学的構造の特定の部分の境界は、各複数の連続する超音波画像フレームに対して発生されうる。境界は、例えば、区別色を用いて強調されえ、次に、連続する画像フレーム上に重ね合わせられる。多数の画像フレーム上に境界情報を累積することにより、超音波撮像システム３００は、重ねられた境界をシーケンスを通じて順次に表示しうる。このように、超音波撮像システム３００のユーザは、連続する画像中でシーン移動が生じたかどうかを判定しうる。
【００３７】
シーン移動が生じたかを判定する他の方法について、以下説明する。例えば、他の実施例では、第１の超音波画像は、連続するフレームが互いに対して移動されねばならないかどうかを判定するために第２の超音波画像から差し引かれうる。
【００３８】
システム制御器３３２はまた、超音波撮像システム３００の動作を記述するシステム変数を含む中間値を記憶するためにメモリ３４０を使用する。図示しないが、外部記憶装置は、データの永久的及び／又は可搬型の記憶装置のために使用されうる。外部記憶要素としての使用に適した装置の例は、フレキシブル・ディスク・ドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ビデオテープユニット等を含む。
【００３９】
本発明の１つの面によれば、連続する超音波画像の境界情報は、画像境界情報ソフトウエア３７５によって発生される。境界情報は、後続の画像フレーム上に先行の画像フレームからの境界情報を提示するためにシーン移動検出ソフトウエア３７０によって使用される。このようにして、システム３００のユーザは、画像が整列する（即ちシーン移動無し）か、画像が整列しない（即ちシーン移動が生じている）かを判定しうる。
【００４０】
本発明の他の実施例によれば、超音波画像は、画像減算ソフトウエア３８０によって続く超音波画像から減算される。結果として得られる画像又はその部分は、画像をユーザに提示するためにシーン移動検出ソフトウエア３７０によって使用される。画像、又は画像の部分は、画像が整列する（即ちシーン移動無し）か、画像が整列しない（即ちシーン移動が生じていない）かを判定するのに使用されうる。超音波システムは、特定の実施の詳細に依存して、境界検出ソフトウエア３７５及び画像減算ソフトウエア３８０の両方を含まなくともよいことに留意すべきである。
【００４１】
ユーザは、マウス、キーボード、スタイラスを含んでもよく、超音波撮像システム３００のユーザが超音波画像の所望の位置、形状、送信／受信周波数、増幅等をシステム制御器３３２へ通信することを可能とする、又は、キー、スライダ、スイッチ、タッチ画面、トラックボール等の他の入力装置の組合せを含みうる。所望の超音波画像パラメータがシステム制御器３３２へ通信されると、システム制御器３３２は、制御ルーチン３４２及びグラフィック発生器３３６と協働して、入力要素３３８を介してシステム制御器３３２へ通信される所望の超音波画像を達成するようマトリックス・プローブ３５０によって投射されるべき適切な走査ラインを決定する。システム制御器３３２は、かかる適切な走査ラインを発生するために、パルス発生器３１６及び送信ビームフォーマ３１０と通信する。
【００４２】
他のシステム形態では、送信と受信に異なったトランスデューサ素子が用いられる。このような形態では、Ｔ／Ｒスイッチ３１２は必要とされなくともよく、送信ビームフォーマ３１０及び受信ビームフォーマ３１８は、夫々の送信及び受信トランスデューサ素子に直接接続されうる。
【００４３】
図４Ａ乃至図４Ｄは、本発明の第１の実施例の動作をグラフィックに示す一連の図である。図４Ａ中、フレームと称されることもある走査スライス４０２は、第１の超音波画像４０５を表示する。第１の超音波画像４０５は、超音波撮像システム３００を用いて取得され表示される。医用用音波撮像用途では、第１の超音波画像４０５は、例えば人間の心臓の超音波画像でありうる。解剖学的構造の一部の多数の順次の超音波画像を取得することが望ましいとき、第１の超音波画像４０５は、心拍サイクルの特定の期間中の信号の描写を表わしうる。第１の超音波画像４０５は、例えば、ＥＣＧ信号によってトリガされうる。
【００４４】
本発明の第１の実施例によれば、第１の超音波画像４０５を表わすデータはメモリ（例えば図３の参照番号３４０）に記憶され、第１の超音波画像４０５の、参照番号４０６で示す境界の輪郭が発生されるよう、境界形成ソフトウエア３７５（図３）によって処理される。境界形成は、望ましくは、個々の音響ラインを処理することによって行われる。境界形成ソフトウエア３７５は、音響ライン中の領域のうち、短いライン距離に亘ってエコーの強度が急速に変化し、組織境界を越えるエコー強度の変化を示す領域を検出する。境界形成ソフトウエア３７５への入力は、一連のサンプルとしてのビーム整形され検出された音響走査ラインデータである。境界形成ソフトウエア３７５の出力は、走査ラインに沿って音響エコー強度がゆっくりと変化する低い（境界無し）値と走査ラインに沿って急速に変化する強度の領域に亘る高い（境界）値とを有する。境界値を得るために、サンプルは、まず低域限界インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを通され、次にｎ番目の差（現在のサンプルとｎ番目の以前のサンプルの間の数値差）を用いて区別される。差の段階の出力サンプルは、夫々所定の閾値と比較され、これはユーザによって境界検出の感度を制御することによって調整されうる。サンプルが境界閾値を越える数の量又は数値は、メモリ３４０内に置かれたルックアップテーブル（ＬＵＴ）３８５を通じて最終境界信号値へマップされる。
【００４５】
ＬＵＴの内容は、境界形成ソフトウエア３７５の挙動を調整するよう設定可能であるが、中位から高い入力値に対しては高い値の境界サンプルを生成し、低い入力値に対しては低い又は０の値の境界サンプルを生成する、簡単な単調入力関数が使用されうる。境界信号サンプルは、スキャンコンバータ３２８においてスキャンコンバートされ、望ましくは異なった表示色の境界に重ねられる画像データのように表示される。境界信号サンプルが低であるとき、重なりはなく、画像データは見えている。境界信号サンプルが高であるとき、境界の色は画像データを無効にする。境界の輪郭の形成は、第１の超音波画像４０５から形成される境界４０６の輪郭を用いて図４Ａ中に示される。
【００４６】
図４Ｂに示すように、また、本発明の本実施例によれば、続く（第２の）超音波画像４１５は、超音波撮像システム３００によって得られ、走査スライス４０４中に表示される。走査スライス４０４中の対象が走査スライス４０２中の対象と同じ相対的な位置にあるかどうかを決定するために（第１の超音波画像４０５と第２の超音波画像４１５の間にシーン移動が生じたかどうかを決定するために）、境界形成ソフトウエア３７５は、第２の超音波画像４１５の境界の輪郭１６を生成する。シーン移動検出ソフトウエア３７０（図３）は、走査スライス４０４中で第１の超音波画像４０５の、破線により示す境界４０６の上に第２の超音波画像４１５の輪郭４１６を重ねる。
【００４７】
例えば、輪郭４０６を第２の超音波画像４１５の輪郭４１６から容易に区別するために、輪郭４０６は、第２の超音波画像４１５の色とは異なった色で提示されうる。このようにして、ディスプレイ３３０（図１）を見ているユーザは、第１の超音波画像４０５と第２の超音波画像４１５の間でシーン移動が生じたかどうかを容易に決定しうる。図４Ａ及び図４Ｂに示す例では、シーン移動は、図４Ｂに示すように、第１の超音波画像４０５の輪郭４０６が第２の超音波画像４１５の輪郭４１６とは空間的に変位して示されているために生ずる。このようにして、超音波システム３００のユーザは、患者が去った後に、後のレビューにより画像が後処理に適していなかったことを見つけるのではなく、超音波スキャンを再び行うかどうかを直ぐに決定しうる。
【００４８】
図４Ｃは、他の続く（第３の）超音波スキャンを示す図である。走査スライス４０６は、第１の超音波画像４０５の輪郭４０６と、第２の超音波画像４１５の輪郭４１６とを含む。本発明のこの面によれば、走査スライス４０６は、第３の超音波画像４２５とその輪郭４２６とを含み、それを越えて輪郭４０６と輪郭４１６は重ねられる。この処理は、図４Ｄに示すような画像中に達せられる多くの連続的な超音波スキャンフレームに対して実行されうる。図４Ｄ中、第１の超音波画像４０５の輪郭４０６、第２の超音波画像４１５の輪郭４１６、及び第３の超音波画像４２５の輪郭４２６は、第４の超音波画像４３５及びその夫々の輪郭４３６上に重ねられ、それらは全て走査フレーム４０８中に提示される。このようにして、システムのユーザは、超音波対象解剖学的構造（本例では人間の心臓）が１つの画像フレームから他の画像フレームへ動いたかを判定するよう、多くの連続する超音波画像の位置を同時に観察する。
【００４９】
他の実施では、解剖学的構造の部分の輪郭は、多数の順次の走査フレームに対して発生及び記憶され、連続する画像上に選択的に重ねられ得るダイナミックな参照画像を形成する。ダイナミックな参照画像は、例えば、図４Ａ乃至図４Ｄの任意の画像でありえ、心臓サイクルに亘って変化しうるものであり、参照画像のシーケンスを生じさせ、そのうちのいずれも、続く心臓サイクルからの対応する画像との比較のために選択されうる。これらの多数の参照画像は、上述のように各参照画像の輪郭（即ち境界画像）を生成する境界形成ソフトウエア３７５によって操作されうる。
【００５０】
ダイナミック参照画像は、参照心臓サイクル中に捕捉及び発生されうる。超音波撮像システム３００は、続く画像を捕捉し、例えばＥＣＧ信号にトリガし、上述のような境界画像を形成しうる。システム３００は、適当な参照境界画像を選択し続く「生の」境界画像上に重ね、それにより超音波撮像システム３００の操作者に多数の心臓サイクルを通じてリアルタイムでプローブを正確に位置決めさせることを可能とする。参照画像境界を対応する「生の」画像境界と一致させるために、システム３００は、望ましくは、最後のＥＣＧトリガから経過した時間に基づいて、又は、現在表示されている画像としてのＥＣＧトリガからの同じ数の参照画像操作フレームを計数することによって、参照画像を選択する。
【００５１】
他の例は、ユーザに、どのダイナミック参照境界画像が重なるべきかを選択させることを許すことである。即ち、心臓サイクルのどのフレーム上で境界を比較し、それによりサイクルの選択された部分のみが整列を確認するのに使用され、その他のものが重なり無しに撮像されるかである。これは、ユーザが、整列を確認するために１以上を依然として用いている間に捕捉される画像の診断上の有用性を最大化することを可能とする。
【００５２】
図５Ａ乃至図５Ｇは、本発明の第２の実施例を示す一連のグラフィック表現である。図５Ａ中、走査スライス５０２は、第１の超音波画像５０５を示す。第１の超音波画像５０５は、上述の第１の超音波画像４０５に似ている。図５Ｂは、続く超音波画像５１５を有する続く超音波走査スライス５０３を示す。続く超音波画像５１５は、通常通りユーザに表示される。
【００５３】
図５Ｃ中、第１の超音波画像５０５は、続く超音波画像５１５とともに走査スライス５０４中に表示される。しかしながら、この実施例では、シーン移動が生じたかどうかを決定するために、画像減算ソフトウエア３８０（図１）は、第１及び第２の超音波画像５０５及び５１５を表わすデータに対して数学的に演算を行う。特に、画像減算ソフトウエア３８０（図１）は、続く超音波画像５１５から第１の超音波画像５０５を減算し、「差分」画像又は「差分」フレームとも称されることがある合成画像を生成する。図５Ｃ中、差分画像は、画像５２０として示される。この例では、画像５１５は、画像５０５に対して右下へ移動されている。図５Ｃ中、２つの画像が重なる重なり領域５２６中で、差分画像５２０は最小であり、画像５０５と５１５が重なる画像５２０中の欠徐のパッチ５２６を生成する。画像が重ならない領域は、２つの画像５０５と５１５の間のシーン移動を示す。これらの領域では、差分画像５２０は、相対的に強い。
【００５４】
走査スライス５０４は、望ましくはユーザに対して表示されない。むしろ、画像減算ソフトウエア３８０のメモリの内部に発生される。しかしながら、走査スライス５０４及び差分画像５２０は、図示の容易性のために図５Ｃ中に表示される。画像減算ソフトウエア３８０は、更に、差分画像５２０の平均強度を計算し、図５Ｂに示すように望ましくは棒グラフ５２１の形のシーン移動の数値的又は図式的な表現を発生するために平均強度を使用する。第１の超音波画像５０５と後続の超音波画像５１５の間にはかなりのシーン移動があるため、グラフィック・インジケータ５２１は比較的高い。他の形のグラフィック・インジケータもまた使用されうる。
【００５５】
図５Ｄは、他の後続の超音波画像５２５を有する走査スライス５０６を示す。後続の超音波画像５２５は、走査スライス５０６中で、走査スライス５０３中の先行する超音波画像５１５とは異なった相対位置にある。図５Ｅは、差分画像５３０を示す。図５Ｅ中、２つの画像５１５と５２５が重なる領域では、差分画像５３０は最小限であり、超音波画像５１５及び５２５が重なる画像５３０中の欠徐のパッチ５２６を生成する。画像５１５及び５２５が重ならない領域は、２つの画像５１５と５２５の間のシーン移動を示す。これらの領域では、差分画像５３０は比較的強い。
【００５６】
走査スライス５０４に関して上述したように、走査スライス５０７は、望ましくはユーザに対して表示されない。むしろ、画像減算ソフトウエア３８０のメモリの内部に発生される。画像減算ソフトウエア３８０は更に、差分画像５３０の平均強度を計算し、シーン移動の数値的又は図式的な表示を発生するために平均強度を使用する。上述のように、図５Ｄ中のグラフィック・インジケータ５２７は、画像５１５と５２５の間に比較的高い度合いのシーン移動を示す。
【００５７】
図５Ｆは、他の後続の超音波画像５３５を有する走査スライス５０８を示す。しかしながら、後続の超音波画像５３５は、図５Ｄの超音波画像５２５と略同じ相対位置にある。図５Ｇは、差分画像５４０を示す。図５Ｇ中、画像５３５は、画像５２５と略同じ相対位置にあるため、小さい度合いのシーン移動が生じている。従って、２つの画像５２５と５３５が重なる支配的な大きな領域があり、小さい差分画像５４０を生じさせる。これにより、図５Ｆ中にシーン移動の比較的低いインジケータを表示するグラフィック・インジケータ５４１が生ずる。
【００５８】
走査スライス５０４及び５０７に関して上述したように、走査スライス５１１は、望ましくはユーザに対して表示されない。むしろ、画像減算ソフトウエア３８０のメモリの内部に発生される。他の代替的な実施例では、システムは、相対的なプローブ位置のリアルタイム視覚化のために使用される。これに関して、第１の超音波参照画像が捕捉される。参照画像のグラフィックな表現は表示用に発生され、第２の超音波画像が捕捉される。参照画像のグラフィックな表現は、第２の超音波画像に重ねられ、それによりユーザが超音波プローブのリアルタイム位置を決定することを可能とする。プローブの位置決めを支援するために、参照画像は、第２の超音波画像の色とは異なった色で表示される。或いは、参照画像を第２の画像と区別するために他の区別パラメータが使用されうる。更に、参照画像のグラフィック表現は、参照画像を取得するのに使用されたスキャン・シーケンスとは別のスキャン・シーケンスで取得された第２の超音波走査に対する参照としてシステムに記憶されうる。
【００５９】
第１の超音波参照画像は、表示ユニット３３０上に表示されてもよく、又は例えばメモリ３４０の内部に記憶されてもよい。参照のグラフィックな表現は、上述のように、図４Ａに示す検出された境界４０６であってもよく、又は、図５Ｂ、図５Ｄ、及び図５Ｆに示すように第２の画像操作から減算されて生じた棒グラフ状の差分値であってもよい。或いは、参照画像は、グレースケール輝度ではなく色輝度で「色付け」されてもよく、また、第２の超音波画像に重ねられて表示されてもよい。或いは、第２の超音波画像に重ねられた参照超音波画像の小さい別の表示は、上述のグラフィック・インジケータと同様の、第２の超音波画像の横に表示されうる。
【００６０】
第２の超音波画像は、参照画像に対して時間的に変位され（即ち後に取得され）、参照画像のグラフィックな表現と同じディスプレイ上に表示される。第２の、及び任意の続く画像は、「生の」画像、又はリアルタイム画像と称されうる。参照画像及び生の画像を表示することにより、システムのユーザは、２つの画像間の相対プローブ位置を決定することができ、また、２つの画像間にシーン移動が生じたかどうかを決定することができる。これは、プローブの動きを決定するのに有用であり、従って、相対プローブ位置の変化の検出に有用である。
【００６１】
参照超音波画像は、第２の超音波画像のずっと前に（例えば、多くの週又は月）取得されえ、超音波視システム３００に記憶されうることに留意すべきである。第２の、続く超音波画像は、一般的には時間的に近接して取得される。これは、ある種の超音波調査では、同じ患者が以前に来たときに得られたスキャンを一致させることが重要であるためである。即ち、最近の画像シーケンス（第２の及び続く超音波画像）は、以前に得られた参照又は「ベースライン」画像と一致される。参照画像のグラフィック表現を表示することは、超音波診断技術者が、シーン移動なしに、現在のセッションにおいて臨床的に比較可能な画像を取得することを確認することを可能とする。実際に、この例は、超音波診断技術者が、再び走査を始める前に一分間に亘ってプローブを持ち上げる状況を含み、また、患者が１年後又はそれ以上経ってから再び来た場合を含む。
【００６２】
図面を参照するに、第１の超音波参照画像は第１の超音波画像４０５でありえ、当該画像のグラフィック表現は輪郭４０６でありうる。第２の超音波画像は、図４Ｂ中の後続の超音波画像４１５でありうる。後続の超音波画像４１５は、図４Ｂ中の第１の超音波画像のグラフィック表現（即ち輪郭４０６）で示される。
【００６３】
同様に、図５Ｂは、後続の超音波画像５１５を、棒グラフ５２１として表示される参照画像５０５のグラフィック表現と共に示す。この例では、参照画像（即ち、第１の超音波画像５０５）は後続の超音波画像５１５と共には表示されず、代わりに、上述のような画像減算の例に用いられるようメモリ３４０（図３）に記憶される。
【００６４】
簡単化のために省くが、参照画像のグラフィック表現は、第２の（後続の）超音波画像から区別する色を有しうる。このような「色付き」の参照画像は図５Ｈに示され、図５Ｈ中、第２の超音波画像５１５は太線を用いて示され、参照超音波画像５０５は細線を用いて示されている。実際は、「色付き」参照画像を、後続の画像と区別されうるよう十分に明るく、しかし後続の画像を詳細に見るときの妨げとならないよう十分に薄暗く現れるようにすることが望ましい。
【００６５】
図６は、シーン移動検出ソフトウエア３７０が適用可能な他の用途を示すグラフィックな表現である。図６は、複数のサブボリューム６０４ａ，６０４ｂ，６０４ｃ，及び６０４ｄへ分割される走査ボリューム６０２を含む。例えば走査ボリューム６０２等の体積を調べるのに３Ｄ超音波撮像を用いるとき、フレームレート及びフレーム時間は、上述のように、一般的には、従来の超音波処理装置で走査及び処理されうる全体体積を制限する。３Ｄ撮像を行うために超音波撮像システム３００の可能性を最大限とするために、走査ボリューム８０２は、幾つかのサブボリュームへ分割される。各サブボリュームは、望ましくは複数の平行なスライスを含み、各スライスは一次元に規則的なステップで互いに離れている。別々のステップの位置は、サブボリューム６０４ａ内で、参照番号６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ，６０５ｄを用いて図式的に示される。平行なスライス６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ，６０５ｄは、サブボリューム６０４ａの底面と交差する。各サブボリュームは、次のサブボリュームが走査される前に、互いに別々に、例えばトリガされた心臓サイクル等の所定の時間間隔を通じて連続的に多数回、走査される。連続するサブボリューム取得中、各サブボリュームと共に（しかし、かならずしもサブボリューム内に配置される必要はない）取得された単一の選択された画像スライスは、望ましくはディスプレイユニット３３０（図３）上でユーザに対して表示され、ユーザが体積取得全体の進行を視覚化できるようにされる。夫々が均等な長さの時間に亘る多数のスキャンを有する全てのサブボリュームが取得された後、夫々からの画像データは全体体積６０２へ連結され、各サブボリュームのループを組み合わせる画像表示ループ中でユーザに対して再生される。
【００６６】
サブボリュームが異なった時間に取得されたとしても、異なる位置での動く組織の相関は、ユーザに対して、全てのサブボリュームが同じ時間期間中に取得されたという錯覚を与え、全体体積は一般的には診断用に有用である。
【００６７】
残念ながら、サブボリュームを走査しているとき、サブボリュームがこのように連結されるときはシーン移動がサブボリュームの結果を不明瞭とし、結果として得られる全体体積はサブボリュームの間の継ぎ目における動く組織の位置の不整合によって歪まされうる。本発明のシステムは、ユーザに対して、このような歪みが取得中に生ずることを通知するのに役立つ。このようにして、ユーザは、取得サイクルの早い段階において、取得を終了するか否かを判断し、全てのデータを収集することなく再び開始し、結果として得られる全体体積表示を調べることができる。
【００６８】
各サブボリューム走査が例えばＥＣＧ信号の後の指定された遅延の後にトリガされるとき、一連のサブボリュームが調べられ得る。サブボリュームは、心拍中に多数回走査されえ、サブボリューム（６０４ａ乃至６０４ｄ）が連結されるとき、動く画像シーケンスを生じさせる。全体としての結果は、フルサイズの描出された体積として連続的に再生されうる単一の心拍表示である。しかしながら、上述のように、多数の心拍に亘るかかる３Ｄ取得はシーン移動に対して敏感であり、なぜならば描出されたサブボリュームの相対位置は、各連続するサブボリュームスキャンに対してビーム位置を移動させたときにシステムが取る目標の位置に対して正確でなくてはならないためである。走査ボリューム６０２内の任意の位置に出現しうる参照スライス６１０は、シーン移動が生じたかどうかを決定するときの参照として使用されうる。上述のように、システムは、各サブボリュームスキャンで取得される単一のスライスを、全体体積の連結及び表示の前に、取得自体中の走査取得進行のインジケータとして役立つよう表示しうる。参照スライスは、各サブボリュームで走査されうる。かかる参照スライスは、例えば参照番号６１０を用いて体積６０２について図示され、各サブボリュームの取得中の一定の画像位置を示し、従ってサブボリューム間のシーン移動を検出するのに使用されうる。境界形成ソフトウエア３７５又は画像減算ソフトウエア３８０又は参照スライス６１０のうちのいずれかを、シーン移動検出ソフトウエア３７０と共に用いることにより、１つのサブボリュームから後続のサブボリュームへとシーン移動が生じたかどうかを判定することが可能であり、それにより、超音波撮像システム３００のユーザが、追加的な超音波手順が行われるべきか否かを判定することを可能とする。
【００６９】
図７は、図３の境界形成ソフトウエア３７５の動作を示すフローチャート７００である。ブロック７０２において、第１の超音波画像が生成される。第１の超音波画像の境界は、以下のように生成される。ブロック７０４において、第１の超音波画像を発生するのに用いられるデータからの音響サンプルが、低域通過ＦＩＲフィルタへ渡される。ブロック７０６において、サンプルはｎ番目の差（現在のサンプルとｎ番目の先行するサンプルとの間の数の差）を用いて区別される。ブロック７０８において、差のステップ７０６の出力サンプルは、夫々所定の閾値と比較され、これは境界検出の感度を制御するためにユーザによって調整されうる。
【００７０】
ブロック７１２において、サンプルが境界閾値を超過する数量又は値は、メモリ３４０内に配置されたルックアップテーブル（ＬＵＴ）３８５を通じて最終的な境界信号値へマップされる。ブロック７１４において、境界信号サンプルはスキャンコンバータ３２８においてスキャンコンバートされ、望ましくは異なった表示色の境界に重なって、画像データのように表示される。ブロック７１６において、境界の輪郭がシステムのユーザに対して表示される。
【００７１】
ブロック７１８において、第２の（続く）超音波画像が生成される。ブロック７２２において、第２の超音波画像の境界輪郭は、ブロック７０４乃至７１６に示すように発生される。ブロック７２４において、第１の超音波画像の境界輪郭は、ブロック７１８で生成された第２の超音波画像の境界輪郭に重ねられる。ブロック７２６において、第２の境界輪郭に重ねられた第１の境界輪郭は、（ディスプレイユニット３３０を介して）超音波システム３００のユーザに表示される。このようにして、超音波システム３００のユーザは、シーン移動が多数の超音波フレームに亘って生じたか否か、また、他の超音波スキャンが実行されるべきかを否かをすぐに判定しうる。
【００７２】
図８は、画像減算ソフトウエア３８０の動作を示すフローチャート８００である。ブロック８０２において、第１の超音波画像が収集され生成される。ブロック８０４において、第２の超音波画像が収集され生成される。
【００７３】
ブロック８０６において、画像減算ソフトウエア３８０は、第１の超音波画像をメモリ３４０中の第２の超音波画像から減算する。ブロック８０８において、差分画像が生成され、ブロック８１２において、第１の超音波画像と第２の超音波画像の間の相対シーン移動のグラフィック・インジケータが、ディスプレイユニット３３０（図１）を介してユーザに表示される。このようにして、超音波画像撮像システム３００のユーザは、多数の画像フレーム中にシーン移動が生じたか否かを判定しうる。
【００７４】
当業者によれば、本発明の原理を実質的に逸脱することなく、上述のように多くの変更及び変形が本発明に対してなされることが明らかとなろう。例えば、本発明は、いかなる超音波画像撮像システムと共に使用されてもよい。マトリックス・プローブの代わりに、１Ｄ素子配列を使用する超音波プローブは、自動的に機械的に振動してもよく、又は、上述のようにシーン移動が検出されうる一組の３Ｄ画像を作成するよう手動で前後に掃引されてもよい。マトリックス配列の代わりに、例えば心筋血流測定のようなシーン移動の検出を必要とする２Ｄ画像を生成するために１Ｄプローブが使用されうる。更に、シーン移動が生じたか否かを判定するために強調された画像を発生する多の方法は、低グレースケール圧縮を用いて第１の超音波画像データ及び第２の超音波画像データを処理し、薄暗い構造を効果的に圧縮し、明るい構造を強調することである。境界情報を生成するのと同様に、これは、区別する色を用いて、元の超音波画像に重ねられ得る画像の縮小を生じさせる。強調された画像の重ね合わされたシーケンスは、明るい構造の相対的な平行移動を明らかとし、なぜならば明るい構造は、スキャン・シーケンス中の画像の動きがあれば不鮮明となるためである。更に、本発明は、様々な超音波撮像システム及び構成要素に対して適用可能である。全てのかかる変更及び変更は、本願に包含されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】超音波プローブが走査スライスを生成し、体積を調べるのに走査スライスを用いる方法を概略的に示す図である。
【図２】図１の超音波スライスのうちの１つを図式的に示す図である。
【図３】本発明の実施例による超音波撮像システムを示すブロック図である。
【図４Ａ】本発明の第１の実施例の動作を示す一連の図のうちの１つである。
【図４Ｂ】本発明の第１の実施例の動作を示す一連の図のうちの１つである。
【図４Ｃ】本発明の第１の実施例の動作を示す一連の図のうちの１つである。
【図４Ｄ】本発明の第１の実施例の動作を示す一連の図のうちの１つである。
【図５Ａ】本発明の第２の実施例の動作を示す一連の図のうちの１つである。
【図５Ｂ】本発明の第２の実施例の動作を示す一連の図のうちの１つである。
【図５Ｃ】本発明の第２の実施例の動作を示す一連の図のうちの１つである。
【図５Ｄ】本発明の第２の実施例の動作を示す一連の図のうちの１つである。
【図５Ｅ】本発明の第２の実施例の動作を示す一連の図のうちの１つである。
【図５Ｆ】本発明の第２の実施例の動作を示す一連の図のうちの１つである。
【図５Ｇ】本発明の第２の実施例の動作を示す一連の図のうちの１つである。
【図５Ｈ】本発明の第２の実施例の動作を示す一連の図のうちの１つである。
【図６】図３のシーン移動検出ソフトウエアの他の用途を示す図である。
【図７】図３の境界形成ソフトウエアの動作を示すフローチャートである。
【図８】図３の画像減算ソフトウエアの動作を示すフローチャートである。
【図１】
2006501920.tif 000003
【図２】
2006501920.tif 000004
【図３】
2006501920.tif 000005
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2006501920.tif 000007
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2006501920.tif 000010
2006501920.tif 000011
【図６】
2006501920.tif 000012
【図７】
2006501920.tif 000013
【図８】
2006501920.tif 000014
【国際調査報告】
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