(57)【要約】【課題】組織を検出し表示するボリュームデータとサブボリュームデータの様々な組み合わせが、好適なイメージングを提供し同時に組織の定期的検出を可能にする。【解決手段】サブボリュームの強化超音波イメージング方法であって、超音波イメージングシステムによって、患者のボリュームを、前記ボリュームの他の部分と異なる前記ボリュームのサブボリュームの走査設定の様々な値で走査する段階（３６）と、プロセッサによって、組織のボリューム内の位置を、前記走査する段階（３６）により得られたデータを使用してトラッキングする段階（４０）と、前記プロセッサによって、前記ボリューム内の前記サブボリュームの位置を、前記トラッキングする段階（４０）に基づいて、前記組織が前記サブボリューム内になるように変更する段階（３４）と、前記走査する段階（３６）を、前記変更された位置で繰り返す段階と、前記走査する段階（３６）の前記データと前記走査する段階（３６）の繰り返しからそれぞれ第１と第２の画像を順次生成する段階（４２）とを含む。【選択図】図１
2016168332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サブボリュームの強化超音波イメージング方法であって、
超音波イメージングシステムによって、患者のボリュームを、前記ボリュームの他の部分と異なる前記ボリュームの前記サブボリュームの走査設定の様々な値で走査する段階（３６）と、
プロセッサによって、組織のボリューム内の位置を、前記走査する段階（３６）により得られたデータを使用してトラッキングする段階（４０）と、
前記プロセッサによって、前記ボリューム内の前記サブボリュームの位置を、前記トラッキングする段階（４０）に基づいて、前記組織が前記サブボリューム内になるように変更する段階（３４）と、
前記走査する段階（３６）を、前記変更された位置で繰り返す段階と、
前記走査する段階（３６）の前記データと前記走査する段階（３６）の繰り返しからそれぞれ第１と第２の画像を順次生成する段階（４２）とを含む方法。
【請求項２】
前記走査する段階（３６）が、前記ボリュームを第１の線密度で走査する段階（３６）と、前記ボリュームの前記サブボリュームを前記第１の線密度より高い第２の線密度で走査する段階（３６）とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記走査する段階（３６）が、線密度、送信出力、フレームレート、焦点深度、線方向、周波数、軸方向応答及び送信焦点のうちの２つ以上を含む前記様々な値を有する前記走査設定で前記ボリュームを走査する段階（３６）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記走査する段階（３６）が、前記ボリュームの前記他の部分を、前記患者に対して第１の向きの走査線で走査する段階（３６）と、前記サブボリュームを、前記患者に対して第２の向きの走査線で走査する段階（３６）とを含み、前記第１の向きが、前記走査線の半分以上にわたって前記第２の向きと少なくとも１０度異なる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記走査する段階（３６）が、前記ボリュームの前記他の部分を平面スライスで走査する段階（３６）と、前記サブボリュームを平面スライスで走査する段階（３６）とを含み、前記走査する段階（３６）が、更に、前記他の部分を平面スライスによって走査する段階（３６）と前記サブボリュームを前記平面スライスによって走査する段階（３６）の間を、前記平面スライスの取得間の設定可能な相対周波数でインターリービングする段階を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ボリュームを走査する段階（３６）が、前記ボリューム全体の走査の一部として他の部分を走査する段階（３０）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記トラッキングする段階（４０）が、前記組織を組織クラシファイヤで検出する段階（３２）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記トラッキングする段階（４０）が、前記組織の前記位置を示すユーザ入力なしにトラッキングする段階（４０）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記サブボリュームの前記走査する段階（３０）からのサンプルを、前記ボリュームの前記他の部分の前記走査する段階（３６）からのサンプルと結合する段階（３８）を更に含み、前記トラッキングする段階（４０）の前記データが、前記結合されたサンプルを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記走査する段階（３６）の前記繰り返しが、ある期間にわたって続き、更に、前記ある期間にわたって前記トラッキングする段階（４０）と前記変更する段階（３４）を繰り返す段階を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記変更する段階（３４）が、前記走査する段階（３６）の繰り返しが行われるときに将来時間における前記位置を予測する段階を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記生成する段階（４２）が、前記サブボリュームと前記他の部分からのサンプルを時間的かつ空間的に混合して、それにより、前記第１と第２の画像が、前記ボリューム全体を、前記第１と第２の画像の前記全体の同じフレームレートと分解能で表わすようにする段階を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ボリューム全体を最初に走査する段階（３０）と、
前記プロセッサによって、前記最初に走査する段階（３０）の結果から前記組織を検出する段階（３２）と、
前記プロセッサによって、前記検出組織を含むように前記サブボリュームの位置を最初に割り当てる段階（３４）とを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記サブボリュームの前記走査する段階（３６）からのサンプルを、前記ボリュームの前記他の部分の前記走査する段階（３６）からのサンプルと結合する第１の段階（３８）であって、前記トラッキングする段階（４０）の前記データが、前記第１のサンプル組み合わせを含む段階と、
前記サブボリュームの前記走査する段階（３６）からの前記サンプルを、前記ボリュームの前記他の部分の前記走査する段階（３６）からのサンプルと結合する第２の段階（３８）であって、前記第１と第２の画像を生成する段階（４２）が、前記第２の組み合わせのサンプルによって生成する段階（４２）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記サブボリュームの強化超音波イメージングシステムであって、
送信ビームフォーマ（１２）と、
受信ビームフォーマ（１６）と、
前記送信及び受信ビームフォーマ（１２，１６）と接続可能なトランスデューサ（１４）と、
前記送信及び受信ビームフォーマ（１２，１６）に、
患者のボリュームを走査させ、前記ボリュームが、前記ボリュームの走査中に順次走査される複数のボリューム領域を含み、
前記ボリュームのサブボリュームを走査させ、前記サブボリュームが、前記サブボリュームの走査中に順次走査される複数のサブボリューム領域を含み、
前記ボリューム領域の前記走査を前記サブボリューム領域の前記走査とインターリーブさせて、前記ボリューム領域の少なくとも１つが、前記サブボリューム領域の全てを走査する段階（３０）の前に走査され、前記サブボリューム領域の少なくとも１つが、前記ボリューム領域の全てを走査する段階（３０）の前に走査され、前記サブボリューム領域が、前記サブボリューム全体より小さく、前記ボリューム領域が、前記ボリューム全体より小さくなるように構成されたビームフォーマコントローラ（２４）と、
前記ボリュームの前記走査からのデータと前記サブボリュームの前記走査からのデータとを使用して前記患者の画像を生成するように構成されたレンダラ（２１）と、
前記画像を表示するように構成されたディスプレイ（２２）とを含むシステム。
【請求項１６】
前記ビームフォーマコントローラ（２４）が、前記送信及び受信ビームフォーマ（１２，１６）に、前記ボリュームを第１の向きで走査させ、前記サブボリュームを前記第１の向きと異なる第２の向きで走査させるように構成された、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ビームフォーマコントローラ（２４）が、前記送信及び受信ビームフォーマ（１２，１６）に、前記ボリューム領域のうちのＭ個の走査ごとに前記サブボリューム領域のうちのＮ個の走査をインターリーブさせ、ここで、ＮとＭは１以上の整数である、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ビームフォーマコントローラ（２４）が、Ｎ＊Ｍの最小積を見つけるように構成され、標的フレームレートが行われる場合にＭ＞Ｎである、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記サブボリュームの前記走査が、前記ボリュームの前記走査より大きい分解能、コントラスト、又は分解能とコントラストを有する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ボリュームと前記サブボリュームの前記走査による前記データから、ある期間にわたって組織を検出するように構成されたプロセッサ（１８）を更に含み、
前記ビームフォーマコントローラ（２４）は、前記送信及び受信ビームフォーマ（１２，１６）に、前記ボリューム内の前記サブボリュームのある期間にわたる位置を、前記検出された組織のある期間にわたる位置に基づいてトラッキングさせるように構成された、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２１】
前記サブボリュームの前記走査による前記データを、前記ボリュームの前記走査による前記データと、定量化のために前記画像と違うように混合するように構成されたプロセッサ（２０）を更に含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２２】
サブボリュームの強化超音波イメージング方法であって、
ボリュームを走査する段階（３６）と、
前記ボリュームのサブボリュームを、より大きいフレームレート、分解能、コントラスト又はこれらの組み合わせで走査する段階（３６）と、
前記ボリュームの前記走査する段階（３６）からのデータを、前記サブボリュームの前記走査する段階（３６）からのデータと結合する段階（３８）と、
前記結合されたデータから測定する段階（６４）と、
前記ボリュームの前記走査する段階（３６）からの前記データと、前記サブボリュームの前記走査する段階（３６）からのデータを三次元レンダラ（２１）に渡す段階と、
前記三次元レンダラ（２１）によって、前記データから画像を生成し、前記メインボリュームの前記データが、前記サブボリュームの前記データと異なるようにレンダリングされる段階（４２）とを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、超音波のボリュームイメージングに関する。詳細には、関心領域のボリュームイメージングが提供される。
【背景技術】
【０００２】
超音波イメージングでは、フレームレートと分解能と浸透率とコントラストの間にトレードオフがあることが知られている。例えば、実時間ボリューム画像を適切な視野で心臓病学に許容されるレートで取得すると、必然的に、それより低いレートで達成された最良品質に対して画像品質（例えば、分解能及び／又はコントラスト）が著しく犠牲になる。幾つかの例では、弁などの心臓内の組織の特定部分に主な関心があるときは、心臓などのより大きい組織の全視野を維持することが望ましいか又は必要になる。この結果、特に関心のある組織の画像品質が低下する。
【０００３】
組織の特定部分の画像品質を改善するために、ユーザは、標的特徴形状のまわりの関心領域を手動で位置変更し、走査領域のサイズを区切られた関心領域だけを含むように縮小し、次に更にイメージングパラメータを調整して画像品質を強化する。そのようなプロセスは厄介である。このプロセスは、また、特にボリュームイメージングコンテキストで、ユーザの側に専門知識と注意を必要とする。更に、このプロセスは、視野の縮小により、コンテキストを失う原因となる。
【０００４】
視野の縮小は、組織に対するプローブの動きのために失敗することが多い。プローブと組織のどちらかが動き、それにより、関心特徴が小さいボリュームから出て見えなくなることがある。これが起こる可能性は、関心領域を関心組織より控え目に大きくし、視野を動きの最大範囲より大きく維持することによってのみ低下する。但し、視野のサイズを大きくすると、必然的に、小さいボリューム内のフレームレート及び／又は画像品質が犠牲になる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前置きとして、後述する好ましい実施形態が、サブボリュームの強化超音波イメージング方法及びシステムを含む。ボリューム全体が走査される。サブボリュームは、ビーム成形パラメータの様々な設定で別々に走査され、サブボリュームの画像品質を高めると同時にボリュームからのコンテキストを提供することができる。関心組織は、定期的に検出され、サブボリュームが、関心組織をカバーする位置にシフトされ、サブボリュームの高品質イメージングによる比較的連続したボリュームイメージングが可能になる。ボリュームスライスとサブボリュームスライスによるインターリービングは、相対フレームレートと画像品質のきめ細かい最適化を可能にすることがある。OLE_LINK1OLE_LINK2組織を検出し表示するためのボリュームデータとサブボリュームデータの様々な組み合わせは、望ましいイメージングを提供すると同時に組織の定期的検出を可能にする。OLE_LINK1OLE_LINK2これらの特徴の任意の１つ以上が、単独又は組み合わせで使用されうる。
【０００６】
第１の態様では、サブボリュームの強化超音波イメージング方法が提供される。超音波イメージングシステムは、患者のボリュームを、ボリュームの他の部分と異なるボリュームのサブボリュームの走査設定の値で走査する。プロセッサは、組織のボリューム内の位置をトラッキングする。トラッキングは、走査によって得られたデータを使用する。プロセッサは、トラッキングに基づいて、組織がサブボリューム内にあるようにボリューム内のサブボリュームの位置を変更する。走査は、変更された位置で繰り返される。第１と第２の画像がそれぞれ、走査のデータから順次生成され、走査の繰り返しで生成される。
【０００７】
第２の態様では、サブボリュームの強化超音波イメージングシステムが提供される。トランスデューサが、送信及び受信ビームフォーマと接続可能である。ビームフォーマコントローラは、送信及び受信ビームフォーマに、患者のボリュームを走査させ、ボリュームが、ボリュームの走査中に順次走査された複数のボリューム領域を含み、ボリュームのサブボリュームを走査させ、サブボリュームが、サブボリュームの走査中に順次走査された複数のサブボリューム領域を含み、ボリューム領域の走査をサブボリューム領域の走査とインターリーブさせ、それにより、ボリューム領域の少なくとも１つが、サブボリューム領域を全て走査する前に走査され、サブボリューム領域の少なくとも１つが、ボリューム領域を全て走査する前に走査されるように構成される。画像プロセッサは、ボリュームの走査からのデータとサブボリュームの走査からのデータを使用して患者の画像を生成するように構成される。ディスプレイは、画像を表示するように構成される。
【０００８】
第３の態様では、サブボリュームの強化超音波イメージング方法が提供される。ボリュームが走査される。ボリュームのサブボリュームが、より大きいフレームレート、分解能、コントラスト又はこれらの組み合わせで走査される。ボリュームの走査によるデータは、サブボリュームの走査からのデータと結合される。結合データから測定が行なわれる。ボリュームの走査によるデータとサブボリュームの走査によるデータが、三次元レンダラに渡される。三次元レンダラが画像を生成し、メインボリュームのデータが、サブボリュームのデータと違うようにレンダリングされる。
【０００９】
本発明は、特許請求の範囲によって規定され、本欄のいかなる記載も特許請求の範囲を限定するものではない。本発明の更に他の態様及び利点は、好ましい実施形態と関連して以下に開示され、後で独立して又は組み合わせて請求されることがある。
【００１０】
構成要素と図は、必ずしも一律の倍率ではなく、むしろ本発明の原理を示すために強調されている。更に、類似の参照数字は、様々な図全体を通して対応する部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】サブボリュームの強化超音波イメージング方法の一実施形態のフローチャートである。
【図２】ボリュームとサブボリュームのインターリーブされた走査の一実施形態を示す図である。
【図３】サブボリュームデータをボリュームデータと混合するための例示的な重み付けを示す図である。
【図４】ボリュームとサブボリュームからのデータの様々な経路と使用の一実施形態を示す図である。
【図５】サブボリュームの強化超音波イメージングシステムの一実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
サブボリュームの自動化された連続適応拡張イメージングが提供される。組織の標的部分の画像品質の強化は、組織のまわりのより大きい領域のイメージングとも適合するように提供される。強化サブボリュームイメージングを全ボリュームイメージングと組み合わせて提供すると、ワークフローが実際的でほとんど透明になる。ユーザは、単に特定の組織用のボリュームイメージングシステムを構成し、このイメージングシステムは、コンテキスト（例えば、フルボリューム）と高品質情報（例えば、サブボリューム）の両方をエンドユーザに提供する。自動化された連続組織検出と強化されたライブボリュームイメージングの組み合わせが提供される。組織のイメージングが改善されること以外、通常のユーザエクスペアリエンスや測定ワークフローが損なわれることはほとんどない。
【００１３】
サブボリュームは、ライブ走査中に自動検出された組織特徴のまわりで連続的に適応され、サブボリューム内の走査が強化され、特徴の優れたイメージングが達成される。サブボリュームの適応は、事前設定されて実行される自動バックグラウンドプロセスであり、特別なユーザ対話を必要としない。ライブ走査中のサブボリューム位置を設定するために、組織の動きの検出を使用して組織の将来位置を予測することができる。
【００１４】
ボリュームとサブボリュームの走査は、スライスごとにインターリーブされてもよく、全ボリューム走査を全サブボリューム走査とインターリーブするよりも画像品質とフレームレートのトレードオフを改善することができる。サブボリューム走査とメインボリューム走査のインターリーブは、方位角掃引に基づいて行われてもよい。サブボリュームとメインボリュームの間に、ある範囲の非整数相対ボリュームレートが提供されてもよく、横方向分析処理を支援するために時間的コヒーレンスが各掃引で最大化される。
【００１５】
組織検出又は他の測定に使用される望ましい情報が、ライブイメージング用のと異なることがあるので、複数のデータ経路が使用されることがある。サブボリュームデータとボリュームデータは、測定のために混合されるが、イメージング用にレンダリングするまで分離されたままである。例えば、１つ経路が、測定による消費のためのプレ・シネ（pre-CINE)を混合し、別の経路が、ユーザが見るサブボリュームの表示を強化するためにポスト・シネ（post-CINE）を混合する。
【００１６】
図１は、サブボリュームの強化超音波イメージング方法の一実施形態を示す。一般に、三次元超音波イメージング中の関心組織は、ボリューム走査から自動的に検出される。検出組織のまわりのサブボリュームとして関心領域が定義される。サブボリュームは、ボリュームの走査とインターリーブ走査され、ボリュームの残りの部分とは異なる走査設定でサブボリューム情報を提供する。走査の繰り返しで組織の検出を繰り返すことによって、組織位置が更新され、関心組織で適応された強化イメージングで自動ボリュームイメージングが提供される。
【００１７】
方法は、図５に示されたシステム又は異なるシステムによって実行される。例えば、動作３０及び３６で、医療診断超音波イメージングシステムが走査し、動作３２及び４０で、プロセッサが検出し、動作３４で、ビームフォーマコントローラがボリューム内のサブボリュームを位置決めし、動作３８で、プロセッサがデータを組み合わせ、動作４２で、イメージングシステムが表示画像を生成する。他の装置が、動作のいずれを実行してもよく、例えば、プロセッサが、全ての非走査動作を実行してもよい。
【００１８】
動作は、示された順序又は別の順序で実行される。例えば、動作４２は、動作３８と４０及び／又は動作３４又は３６の繰り返しの前、後又はそれと同時に行なわれる。
【００１９】
追加の動作、異なる動作、又はより少数の動作が使用されてもよい。例えば、動作４２が実行されなくてもよい。別の例として、動作３８は、実行されなくてもよく、組織は、サブボリュームデータとの結合なしにボリュームデータを使用して検出される。更に別の例では、動作４０から動作３２までの繰り返しループと動作４０のトラッキングが実行されず、例えばその場合、動作３８及び４２が、単一画像のために２つの経路で結合データ又は非結合データで実行される。
【００２０】
動作３０で、患者のボリュームが走査される。この走査は、第１走査などの初期走査である。初期走査は、最初に行われる走査でもよく、初期走査の前に他の走査が行われる場合でも、動作３２で組織が検出される前に行われる走査でもよい。
【００２１】
初期走査は、ボリューム全体のものである。ボリューム全体は、走査によって確立された視野である。横方向範囲と深さは、走査されたボリュームの範囲を規定する。様々な設定に基づいて、様々なサイズのボリュームが、走査ボリューム全体を構成してもよい。ユーザ又はシステムは、視野とその結果生じる走査ボリューム全体を決定する。
【００２２】
視野を超音波で走査するために、超音波システムによって送信及び受信ビームが構成される。セクタ、リニア、Ｖｅｃｔｏｒ（登録商標）及び対応する視野などの任意の走査形式が使用されうる。走査は、三次元領域又はボリュームである。走査線は、電気的及び／又は機械的操縦によって三次元で分散され、ボリューム（例えば、Ｎ×Ｍ×Ｒのボリューム、ここで、Ｎ、Ｍ及びＲは、１より大きい整数）を表わすデータを提供する。走査平面が一緒にボリュームを表わすように実質的に平面に沿った走査など、任意の三次元形式が使用されうる。
【００２３】
送信及び／又は受信ビーム特性は、設定されてもよく、パラメータの値に応じてもよい。視野の深さ及び／又は横方向範囲が設定される。同様に、送信ビーム焦点深度、送信周波数、受信周波数、線密度、サンプリング密度、送信波形（例えば、サイクル数及び／又はエンベロープ形状）、フレームレート、アパーチャ、及び／又は他の走査特性が設定される。走査線１本当たりの送信焦点位置の数（例えば、１又は２）が設定されてもよい。異なる走査、追加の走査又は少ない走査（例えば、送信及び／又は受信）パラメータが使用されてもよい。
【００２４】
受信ビーム成形によって、応答データが、視野内にサンプルを表わす。走査から受け取ったデータが検出される。Ｂモード検出器が、受信データによって表わされた音響エコーの強度を決定する。例えば、受信データは、同相及び直角位相データとしてフォーマットされる。同相及び直角位相項の二乗の和の平方根が、強度として求められる。音響エコーの大きさの他の尺度が、Ｂモード検出に使用されてもよい。
【００２５】
他のＢモード処理は、パラメータの値に基づいて行なわれてもよい。例えば、検出されたＢモードデータが、空間フィルタリングされる。別の例として、視野全体の対応する走査シーケンスからフレームシーケンスが収集される。得られたＢモードフレームのデータの様々な対又は他のサイズグループが、時間的にフィルタリングされる。無限インパルス又は有限インパルス応答フィルタリングが使用されてもよい。別の例では、一般又は全体利得が適用される。１つ以上のパラメータが、全体利得を確立してもよい。追加又は代替として、深さ依存利得が適用されてもよい。異なるＢモード処理パラメータ、追加のＢモード処理パラメータ、又はより少数のＢモード処理パラメータが使用されてもよい。
【００２６】
他の実施形態では、他のタイプの検出及び対応する走査が行なわれる。例えば、カラーフロー（例えば、ドップラ）評価が使用される。速度、出力及び／又は分散が評価される。別の例として、基本送信周波数の第二調波でのイメージングなど、高調波モードが使用される。モードの組み合わせが使用されてもよい。
【００２７】
処理の後、必要に応じて、検出データが走査変換される。二次元画像が生成されてもよい。例えば、Ｂモード画像は、Ｂモード視野内での音響エコーの戻りの強度を表わす。強度又はＢモードデータは、ディスプレイのダイナミックレンジの範囲内でグレースケールにマッピングされる。グレースケールは、画素を制御するためにディスプレイによって使用される等しいか又は類似の赤、緑、青（ＲＧＢ）値でよい。任意の色又はグレースケールマッピングが使用されうる。
【００２８】
他の動作に使用されるデータは、処理経路内の任意のポイントからのものである。一実施形態では、検出され走査変換されたスカラ値が、任意のカラー又は表示マッピングの前に使用される。他の実施形態では、検出前のビーム成形サンプル、走査変換前の検出データ又は表示マッピング後の表示値が使用される。
【００２９】
最初に、走査のパラメータの値が、任意のプロセスを使用して設定される。一実施形態では、パラメータの１つ以上が、ユーザによる入力、所定の値、及び／又はアプリケーション若しくは構成の選択に基づいて設定される。例えば、ユーザは、心臓弁などの特定の組織のボリューム又は三次元イメージングを選択する。代替又は追加の実施形態では、パラメータの１つ以上が、走査により受け取ったデータに対するフィードバック又は適合に基づいて設定される。パラメータの値の自動設定が行なわれる。例えば、Ｂモードデータの全体利得及び／又はダイナミックレンジは、視野内の組織と関連した位置のＢモードデータの識別に基づいて、また利得及び／又はダイナミックレンジを設定するために組織位置の平均、中間又は他のＢモード強度を使用して設定される。
【００３０】
パラメータの値は、所望のイメージング品質強化のために最初に設定されてもよい。別々に走査されるサブボリュームの値が、事前設定により設定される。様々な試験タイプのために、複数タイプの組織と画像強化が選択されてもよい。ユーザは、特定組織のボリュームイメージングアプリケーションを選択する。ボリュームとサブボリュームの走査設定の値は、事前決定され、アプリケーションの選択に基づいて使用される。ユーザは、ボリューム及び／又はサブボリューム走査のどの値も変更又は変化させることができる。
【００３１】
追加又は代替の実施形態では、パラメータの１つ以上が、ユーザ入力又は調整に基づいて設定されてもよい。例えば、ユーザは、マルチヘルツ／空間時間選択又は他の入力を使用して、周波数又はフレームレート及び／又は線密度を選択する。別の例として、ユーザは、メインボリューム（例えば、ボリューム全体）とサブボリューム間の相対フレームレートを選択する。別の例では、ユーザは、サブボリュームの所望の最小フレームレートを入力する。更に別の例では、出力管理トレードオフのために、メインボリュームとサブボリュームの相対的重みが入力される。ユーザは、ボリュームとサブボリュームのフレームレート及び／又は送信出力設定を確立する相対温度負担を示す。あるいは、これらの相対設定の１つ以上の相対設定の値が、アプリケーションのプリセット又はユーザ選択を使用して確立される。
【００３２】
ライブ又は実時間イメージング中（患者がトランスデューサを付けるのと同時又はその間に画像を走査し出力する）、一般に、標的サブボリュームのためのユーザの特別な対話は必要とされず期待されない。ユーザは、アプリケーション（例えば、弁の三次元イメージング）だけを選択してもよく、残りの構成は自動的に行われる。ユーザは、設定の１つ以上を事前設定してもよく、その場合、イメージングは、ユーザによる更なる変更なしに行われる。他の実施形態では、サブボリューム及び／又はボリュームイメージングの設定は、更に、ライブイメージング中に可能である。ユーザは、走査パラメータの１つ以上の値を、通常ワークフローの一部として変更することを必要とされず期待されることなく変更してもよい。
【００３３】
動作３２で、プロセッサは、初期走査のデータから組織を検出する。関心組織を検出するために、患者のボリュームを表わすデータが処理される。例えば、ユーザは、組織を見つけるために患者に対する視野を並進及び／又は回転させる（即ち、トランスデューサを移動させる）。組織が視野内にあったとき、プロセッサは、組織を検出する。例えば、心臓の少なくとも一部分を含むボリュームを表わすＢモードデータから、弁が自動的に検出される。
【００３４】
検出は、ライブイメージング中に自動的に行われる。組織の位置のユーザ入力を必要とせずに、プロセッサは、フィルタリング、エッジ検出、パターンマッチング、モデルマッチング又は他のコンピュータ支援分類を適用してデータの組織を検出する。一実施形態では、機械学習クラシファイアが適用される。ボリュームデータから、ハール（Haar）、勾配、方向又は他の特徴が計算され、機械学習クラシファイヤに入力される。機械学習クラシファイヤは、関心組織を他の組織又は流体から区別する既知の事実によってデータをトレーニングすることによる学習に基づいて、組織がボリュームのデータによって表わされているかどうかを示す。確率的ブースティングツリー、ベイズネットワーク、ニューラルネットワーク、サポートベクタマシンなどの任意の機械学習が使用されうる。任意の特徴又は特徴セットが使用されうる。
【００３５】
代替実施形態では、組織の代わりに、外科用器具やインプラントなどの装置が検出される。組織と付加装置が両方とも所定のボリューム内で検出されることがある。異なるか又は同じ検出器が、様々な組織及び／又は装置を検出する。
【００３６】
更に他の実施形態では、ユーザは、大きいボリューム内の任意の組織特徴を識別する。ユーザは、組織の位置（例えば、トレーシング）を入力する。ユーザがシードポイントを入力するような半自動化手法が使用されてもよく、この手法は、組織を見つけるために使用される。
【００３７】
検出された組織又は装置は、任意の空間範囲を有する。例えば、組織は、複数のボクセルによって１つ以上の次元で拡張する。
【００３８】
動作３４で、プロセッサは、検出組織のまわり又は検出組織に基づいてサブボリュームを割り当てる。検出組織が関心組織である場合、サブボリュームは、０．５ｃｍなどの最小マージンで関心組織を包含するように位置決めされる。検出されたとき、プロセッサは、特徴又は組織のまわりのサブボリュームを規定する。サブボリュームは、立方体、球体、他の形状などの任意の形状を有する。サブボリュームは、全ての関心組織を含むと同時にマージンに適合するようにサイズ決めされる。サブボリュームは、マージンがないか所定のマージンを有する関心組織としてサイズ決めされ形成されてもよい。他の実施形態では、サブボリュームは、左心室の検出に基づく弁のサブボリュームの位置決めなど、関心組織以外の組織に基づいて位置決めされる。
【００３９】
サブボリュームは、三次元に拡張する。サブボリュームは、ボリューム内にあり、例えば、完全にボリューム内にあるか、ボリューム内にあるが共通の縁を有する。サブボリュームは、ボリュームの２分の１未満、３分の１未満、又は４分の１未満でもよく、別のサイズ比を有してもよい。
【００４０】
サブボリュームは、初期割り当てとして組織のまわりに位置決めされる。トランスデューサ及び／又は関心組織が、患者に対して動くことがあるので、サブボリュームは、任意の動きをカバーするようにサイズ決めされ、かつ／又は動きを考慮するように位置（動作４０を参照）が変更されてもよい。サブボリュームのフレームレート及び／又は画像品質強化を最適化するために、サイズは、起こりうる動きを考慮するため小さい。初期割り当ての後、サブボリュームを再位置決めするために他の割り当てが行われてもよい。
【００４１】
動作３６で、患者のボリュームが、ボリュームの他の部分とは異なるボリュームのサブボリュームの走査設定の様々な値で走査される。超音波イメージングシステムが、ボリュームを走査する。サブボリュームの超音波イメージングシステムによって別の走査が行なわれる。ボリューム走査は、サブボリュームの一部分又は全てを含むボリューム全体のものである。ボリュームは、少ないサンプル及び／又は走査線密度で走査されてもよいが、ボリューム走査によって、患者の同じ部分をサブボリュームボクセルとして表わすボスセルが生じることがある。あるいは、ボリューム走査は、サブボリュームに含まれないボリュームの部分だけを対象とする。
【００４２】
ボリューム全体又は全視野を走査するためのパラメータの値は、動作３０の初期走査を行なう値と同じである。超音波イメージングシステムは、連続的に全視野を撮像する。全視野の走査によって、標的組織に対する外科装置の向きを表示し、又は周囲の組織の文脈で関心組織を表示することができる。サブボリューム外のボリュームの他の部分が引き続き走査される。
【００４３】
サブボリュームと重なるボリューム走査からのデータが、サブボリュームの一部として使用されてもよく、別のサブボリューム走査からのデータだけが使用されてもよい。１つ以上の送信とその結果得られる受信データだけが、サブボリュームに使用される。
【００４４】
サブボリュームとボリュームに別の走査が行なわれる。異なる送信とそれに応答する受信イベントは、ボリューム走査ではなくサブボリューム走査のために行われる。ボリュームは、サブボリュームとは異なる値を有する走査設定で走査される。任意の１つ以上（例えば、複数）のパラメータが、様々な値を有する。例えば、線密度、送信出力、フレームレート、線（走査）方向、走査形式、軸方向応答（例えば、異なるパルス波形、又はサブボリューム内の高調波イメージングの導入）及び／又は送信焦点は、ボリューム走査とサブボリューム走査とで異なる。一実施形態では、サブボリュームは、それより大きいボリュームと比較して、より大きいフレームレート、分解能、コントラスト又はこれらの組み合わせで走査される。例えば、線密度は、ボリュームよりサブボリュームの方が大きい。
【００４５】
弁の例では、サブボリュームの走査設定は、ボリュームより大きいフレームレートを有するように弁イメージングに最適化される。フレームレートは、分解能やコントラストより重要なことがあり、分解能及び／又はコントラストを犠牲して高く設定されてもよい。サブボリュームの分解能及び／又はコントラストは、ボリュームと同じでもよく、ボリュームより高くても低くてもよい。焦点は、ボリューム走査を使用するよりも集束を良くするために、サブボリュームの中心にあってもよい。サブボリュームの送信エネルギーは、ボリュームの送信エネルギーより高くてもよい。値は、関心組織に関して設定され、したがって、サブボリュームでは互いに対して設定され、ボリュームに対して設定されてもよい。他の組織の走査は、同じか又は異なるトレードオフを使用することができる。
【００４６】
サブボリュームの走査の向きは、ボリュームで同じでもよく異なってもよい。図２は、ボリューム５０が、スライス５４に沿って走査され、サブボリューム５２がスライス５６に沿って走査された例を示す。走査線は、スライス５４，５６に沿っており、例えば、走査線は、スライス５４では垂直（即ち、トランスデューサアレイに対して直角）、スライス５６では垂直以外である。２つの線形走査を比較するために、少なくとも１０度異なる任意の角度差が使用されてもよい。セクタ又はベクトル走査が提供される場合、この差は、中心線から少なくとも１０度又は走査線の半分以上による。走査線を様々に操縦することによって、組織の様々な態様をイメージングで強調することができる。心臓に対するエネルギーの角度と異なる入射音響エネルギー角度から弁が最もよく見える。別の走査を使用することによって、ボリュームとサブボリュームを、組織に適切な設定で走査することができる。メインボリュームは、特定の試験又は介入のための標準規則である組織特徴の投射を示すために、必要に応じて、徐々に展開する形で１度又は連続的に向きが変更されることがある。
【００４７】
ボリュームの走査モードなどの走査タイプは、サブボリュームと同じでもよく異なってもよい。例えば、サブボリュームには高調波イメージングが使用されるが、サブボリュームには基本Ｂモードが使用される。サブボリューム又は他の関心領域の非Ｂモード走査（例えば、ボリュームカラードップラ、スペクトルドップラ又はエラストグラフィ）も、サブボリュームと共に適応されることがある。
【００４８】
ボリューム及びサブボリュームは、インターリーブ式に走査される。サブボリュームは、ボリュームの走査ごとに１回、２回又はそれを超える回数走査される。完全サブボリュームを完全ボリューム走査とインターリーブすることによって、限られた数のフレームレート比が提供される。
【００４９】
別の実施形態では、インターリービングは、ボリュームの領域又は準部分とサブボリュームの完全又は準部分のものである。このインターリービングは、フレームレート比でより大きい範囲又は分解能を提供することがある。ボリューム及び／又はサブボリュームの任意の領域分割が使用されてもよい。図２は、スライスによってインターリーブする例を示す。各スライス５４及び５６は、平面走査領域である。ボリューム５０の１つ以上の平面走査領域が、サブボリューム５２の平面走査領域ごとに走査されるか、又はその逆に走査される。ボリューム５０の任意数のスライス５４の走査が、サブボリューム５２の任意数のスライス５６の走査とインターリーブされてもよい。サブボリューム５２の走査は、より大きいボリューム５０の走査とインターリーブされる。
【００５０】
走査は、掃引間でインターリーブされる（即ち、１つ以上のスライス５４及び５６）。掃引は、同じ平面内で進行する時間的に連続した送信／受信イベントの集合である。イメージングボリューム５０及び５２は、一般に、走査の複数の掃引から構成される。この粒度は、連続的に収集されたビーム間の横方向コヒーレント処理を改善するために、走査インターリービングで維持される。サブボリュームのＮ回の掃引は、メインボリュームのＭ回の掃引ごとに走査され、ここで、ＮとＭは、１以上の整数である。図２では、ボリューム５０は、８つのスライス５４に分割される。サブボリューム５２は、５つのスライス５６に分割される。これにより、サブボリュームフレームレートとメインボリュームフレームレートの有効比率（Ｎ＊ＮｕｍＭａｉｎｖｏｌｕｍｅＳｗｅｅｐｓ）／（Ｍ＊ＮｕｍＳｕｂｖｏｌｕｍｅＳｗｅｅｐｓ）（例えば、Ｎ＊８／Ｍ＊５）が得られる。
【００５１】
ボリュームスライス５４の各掃引は、８ｍｓなどの所定の時間を必要とする。これは、サブボリュームの取得なしに、６４ｍｓの周期（１５．５２５Ｈｚ）を有する。関心特徴を識別した後で、サブボリュームは、より高いビーム密度と独立した向きを有する５つの方位角掃引で取得され、その結果、サブボリュームの各掃引には２ｍｓが必要となる。他のタイミングが提供されてもよい。
【００５２】
図２では、数字は、メインボリュームとサブボリュームの間のインターリーブされた掃引取得順序を示す。例えば、番号０及び３が付けられたスライス５４は、サブボリューム内の２つのスライスの走査によって分離される。 サブボリュームスライスは、（上から下に）１、８、１６、・・・；２、１０、１７・・・；４、１１、１９、・・・；５、１３、２０、・・・；及び７、１４、２２、…として示されることがある。ラベル番号は、１から２２まで連続的に掃引又はスライスによる走査順序を示す。
【００５３】
ＮとＭを比率Ｎ／ｍ＝ＮｕｍＳｕｂｖｏｌｕｍｅＳｗｅｅｐｓ／ＮｕｍＭａｉｎｖｏｌｕｍｅＳｗｅｅｐｓとなるように選択することによって、サブボリュームとメインボリューム間で同一フレームレートが達成されうる。サブボリュームのフレームレートを高めるには、メインボリューム５０の掃引ごとにサブボリューム５２の複数の掃引が行なわれる。例えば、サブボリューム周期は５＊２＋２．５＊８＝３０ｍｓであり（３３．３３Ｈｚ）、メインボリュームの周期は８＊（４＋８）＝９６ｍｓ（１０．４２Ｈｚ）である。サブボリュームフレームレートの１１３％の相対的増大と分解能向上は、メインボリュームフレームレートの３３％の低下とトレードオフされる。図２の例では、サブボリュームとメインボリュームレートの他の可能な関係には、１．０、１．６、２．０、２．４、３．０．３．２、４．０、・・・がある。
【００５４】
１つの手法では、プロセッサは、最小積Ｍ＊Ｎを見つけ（ここで、Ｍ＞Ｎ）、それにより、サブボリュームの最小標的フレームレートが達成される。事前設定又は他の選択手法が使用されてもよい。標的フレームレートは、関心組織などに基づいて提供される。この開始基準を考慮して他の走査パラメータが設定される。
【００５５】
提案されたインターリービングは、二次元イメージングにも有効であり、二次元フレームは、フレームが単一掃引だけを含むボリュームイメージングの劣化版として表示される。この場合、メイン関心領域に対するサブ関心領域のフレームレートの大きさは整数倍である。
【００５６】
図１を再び参照すると、動作３８で、サブボリュームを表わすデータが、ボリュームを表わすデータと結合される。サブボリュームとボリュームの別々の走査によって取得されたサンプルは、フィルタ又はプロセッサによって結合される。ボリューム走査が、サブボリューム以外の部分のものである場合、この結合により、ボリューム全体を重なりなく表わすデータセットが提供される。ボリューム走査がサブボリュームを含む場合、両方のデータセットで表された任意の位置に関して、重なりのデータが平均化され、最大値が選択されるか、最小値が選択されるか、又は他の方法で結合される。結合後に得られたデータはボリュームを表わすが、サブボリュームの強化された情報を有する。
【００５７】
ボリュームのデータは、サブボリュームとは異なる空間分解能及び／又は時間分解能で取得されることがある。例えば、サブボリュームデータは、サブボリュームを１．５倍の空間分解能（例えば、１．５ラインとサンプル密度）と２倍のフレームレートで表わす。測定に使用されたイメージング又はデータ内のアーティファクトを回避又は制限するために、空間的及び／又は時間的混合方式によって、サブボリュームとそれより大きいメインボリュームとの間のフレームレート、幾何学形状及び表示差が調和される。
【００５８】
時間的補間が使用されてもよい。高いフレームレートに等しいフレームレートを提供するために、低いフレームレートデータセットが時間的に補間されて介在データセットが作成される。例えば、ボリュームのフレームレートは、各隣接対のデータセットの中間でデータフレームを時間的に補間することによって２倍にされる。補間は、様々な時間による同じ位置のデータ間のものである。補間は、サブボリュームのフレームレートで混合フレームを提供し、このフレームレートは、メインボリュームのフレームレートより大きいか又は等しい。
【００５９】
一実施形態では、ｍｋは、検出後でかつ走査変換前又は後の各メインボリュームフレームｋに対応するサンプル強度のベクトルである。ｓｌは、検出後のフレームｌ後でかつ走査変換前又は後の各サブボリュームに対応するサンプル強度のベクトルである。ｔｋは、各メインボリュームフレームｋの取得が完了した時間である。ｔｌは、各サブボリュームフレームｋの取得が完了した時間である。各サブボリュームｓｌに関して、サンプルの混合出力フレームは、次のように計算される。ｏｌ＝Ｗ［αｍｎ−βｍｎ−１］＋ｓｌ、ここで、フレームｎ及びｎ−１は、時間ｔｎ≧ｔｌ≧ｔｎ−１に取得された最も時間的に近いメインボリュームフレームであり、α＝（ｔｎ−ｔｌ）／Ｔｍ、ここで、Ｔｍはメインボリュームフレーム周期であり、β＝１−α、Ｗ［］は、サブボリュームの境界内にある全てのメインボリュームサンプルをゼロに設定するマスキング関数である。したがって、出力フレームレートは、サブボリュームフレームレートに等しく、サブボリュームの外の出力フレームサンプルは、サブボリュームフレームのすぐ前と後のメインボリュームフレーム間で線形補間され、サブボリューム内にあるサンプルは、サブボリュームから無修正で取得される。動き補償を使用する他の手法が使用されてもよい。
【００６０】
代替又は追加として、データは、同じ有効空間分解能を有するように結合される。例えば、サブボリュームは、より大きいサンプル及び／又は線密度を有する。ボリュームのデータは、一致するサンプル及び／又は線密度を有するように空間的に補間される。同じ時間からのデータの空間的補間が使用される。混合フレームは、サブボリュームの分解能と一致する稠密な音響グリッドを有する。
【００６１】
結合のため、ボリュームデータからのボクセルが、サブボリュームデータからのボクセルと重なることがある。ボリュームとのサブボリューム境界の境界アーティファクトを制限又は回避するために空間的混合が使用される。混合は、より高い空間分解能からのより段階的な遷移及び／又はボリュームとサブボリュームのコントラストを提供し、急な遷移による目障りな画像アーティファクトを回避する。
【００６２】
サブボリューム内の重複ボクセルの境界領域が規定される。この境界領域内で、加重結合が行なわれる。ボリュームの近くでは、ボリュームからのデータ又はボクセルが、加重平均で重く加重される。サブボリューム内の位置では、サブボリュームからのデータ又はボクセルが、加重平均で重く加重される。重みを移行する任意のマッピング関数が使用されてもよい。図３は、サブボリュームの境界が明らかでなくなる平滑加重方式を示す。図３で、サブボリュームデータに加えられた重みはＷ（ｘ）であり、ボリュームデータに加えられた重みは１−Ｗ（ｘ）である。サブボリューム外でのボリュームの位置では、ボリュームデータに加えられた重みは１である。寸法(dimension)に沿ってサブボリューム内のサブボリュームデータに適用された加重プロファイルは、寸法に沿ったサブボリューム内のメインボリュームデータに適用されたプロファイルと反対である。同じ又は異なる加重プロファイルが、他の寸法に適用される。
【００６３】
他の加重プロファイルが使用されてもよい。一実施形態では、球対称の重み付けが使用される。サブボリュームの中心からの距離は、相対的な重みを示す。中心から離れたボクセル位置ほど、ボリュームデータが重く加重される。
【００６４】
図１を再び参照すると、２つの経路をたどるボリューム及びサブボリューム走査からのデータが示される。１つの経路は、組織位置をトラッキングする動作３８及び４０を含む。例えば、シネ（CINE）又は測定プロセスに送られたデータストリームは、既に混合されたボリュームとサブボリュームデータを含む。サブボリューム取得は、動作３２での組織の検出を含む、既存の測定又は他のアプリケーションに対して透明である。別の経路は、映像後にデータを混合又は組み合わせ、サブボリュームに対する視覚的強調を有するボリュームのイメージングを可能にする。異なるレンダリング、伝達関数、シェーディング又は他のイメージングプロセスが、ボリュームではなくサブボリュームに適用される。この個別の処理のため、ボリュームとサブボリュームからのデータが、後映像又はレンダリング混合のために別々に渡される。
【００６５】
図４は、この分割の例を示す。ビームフォーミング及び検出６０が行なわれ、データが、シネ(CINE)６２に２つの経路（即ち、前映像混合６６を通る経路と、前映像混合がない経路）で渡される。混合データは、特徴検出及び／又は測定６４（例えば、既存のボリューム、領域、ボリュームフロー、又は他の診断若しくはプロセス測定）に使用される。測定は、サブボリュームの位置を設定するためのものでよく、サブボリューム配置とその結果得られる走査順序７０を規定するために動き予測６８が使用される。非結合データが、サブボリュームとボリュームの強化されたレンダリング又は異なるレンダリングと混合するためにレンダラ７２に提供される。
【００６６】
図１を再び参照すると、動作４０で、混合データが、測定に使用される。この測定は、ボリューム内の組織の位置をトラッキングすることである。プロセッサは、走査から得られたデータを組み合わせとして使用してトラッキングする。例えば、プロセッサは、動作３２の検出を行なって、組織の現在位置を決定する。組織と組織の位置を検出するために、組み合わせデータにクラシファイヤが適用される。検出は、サブボリュームデータをボリュームデータと組み合わせることによって作成されたデータセットを使用して行なわれる。代替実施形態では、トラッキングは、空間オフセット及び／又は回転を類似性又は相関性により決定する。組織は、データのカレントボリューム内で最も高い相関性を有する以前のデータボリュームからのデータを使用して組織の位置を見つけることによってトラッキングされる。
【００６７】
トラッキングは、組織の位置を示すユーザ入力なしに行なわれる。プロセッサは、組織の位置のユーザ識別なしに検出を行なう。あるいは、ユーザは、組織位置を入力する。
【００６８】
組織の現在位置を検出することによって、サブボリュームの位置及び／又は範囲が、連続的に再定義される。組織の検出は、できるだけ連続的であり、サブボリューム走査シーケンスに対応する更新が定期的に行われる。連続検出は、少なくとも５秒ごとでもよい。より頻繁な検出（例えば、ボリュームデータセットごとに１回）が使用されてもよい。サブボリュームのビームは、サブボリュームの更新１回当たりの計算を最小にするために、あらかじめ計算された稠密格子から選択されてもよい。
【００６９】
トラッキングは、組織とそれに対応するサブボリュームの位置の変更を示す。動作３４で、組織の最も最近の検出に基づいて、サブボリュームが位置決めされる。動作３４が、繰り返される。プロセッサは、組織の最も最近の検出に基づいて、サブボリュームの位置及び／又は範囲を設定する。組織がボリュームに対して動くとき（例えば、トランスデューサ及び／又は患者の動きにより）、ボリューム視野の組織に従うようにサブボリューム位置が更新される。
【００７０】
変更は、予測可能でもよい。動きが連続的なことがあるので、組織の位置は、サブボリュームが走査される時間だけシフトすることがある。動作３６で走査を完了し動作３６で走査を再び開始するまでの遅延によって、組織が、前の走査で検出された位置と異なる位置になることがある。この不正確さは、サブボリュームのマージンを考慮して許容可能なことがある。あるいは、プロセッサは、次の位置を予測する。１つ以上の以前の取得データセット対からの動きは、次の走査が行われる次の位置を予測するために使用される。組織が所定の速さと方向で動く場合、その速さと方向は、サブボリュームの次の走査が行われるまでの位置を予測するために使用される。例えば周期的動きと関連した動きの履歴が、予測に使用されてもよい。現在の位相は、後の走査の予想速さと方向を決定するために使用される。予測は、特徴検出と実時間取得の間の遅れを補償する。
【００７１】
動作４０から３２へのフィードバック矢印は、進行中又は連続的な走査を表わす。走査が繰り返され、組織の繰り返し検出に基づいてサブボリュームの位置が変更される。ライブ又は実時間イメージングではこのプロセスがある期間にわたって継続し、ボリューム内の組織をトラッキングする。関心組織は、動きに関係なく、より大きいフレームレート、分解能、及び／又はコントラスト（即ち、画像品質）から、ある期間にわたって利益を得続ける。自動的にトラッキングすることによって、サブボリュームが小さくされ、組織の最適化されたイメージングを可能にすると同時に大きいボリュームからのコンテキストを提供する。
【００７２】
動作４２で、動作３６の走査からのデータを使用して画像を生成する。プロセッサ、レンダラ又は他の装置が、ボリュームとサブボリュームデータからの画像を生成する。例えば、ボリュームの走査からのデータとサブボリュームの走査からのデータが、三次元レンダラに渡される。
【００７３】
データは、非結合データとして渡される。例えば、データは、シネメモリや他のメモリに混合なしに記憶される。レンダラは、非結合データを取得し、画像を生成する。この経路では、ボリュームとサブボリュームに別個の画像データストリームがイメージングに使用される。これにより、様々なテクスチャ、透明度、カラーマッピング、シェーディング、レンダリング又は他のイメージングなどによって、サブボリュームの強化度レンダリングを表示することができる。他の画像プロセス（ボリュームなしにイメージングするサブボリュームのズームなど）は、混合による変更なしにサブボリュームデータを使用することがある。結合による平滑加重によって、表示画像内のサブボリューム境界が隠れることがある。データを変更せずに、様々なレンダリング設定を使用して、強化された分解能やコントラストなどによってサブボリュームを最良表示することができる。
【００７４】
サブボリュームとボリュームは、別々にレンダリングされてもよい。２つの異なる画像が、互いに隣接して表示される。別の実施形態では、サブボリュームがレンダリングされ、得られた画像は、ボリュームからのレンダリングの上に重ねられる。両方のレンダリングに、同じ透視法であるが異なるレンダリング（例えば、伝達関数、レンダリングのタイプ、カラーマッピング、透明度又はシェーディング）が使用される。組織は、表示内で、明るさ、色、グラフィックフレーム、又は他の可視インジケータによって特別にマークされてもよい。
【００７５】
更に別の実施形態では、サブボリュームデータは、異なる伝達関数などによって違うように処理されるが、ボリュームデータと結合される。得られた混合データが、画像としてレンダリングされる。組み合わせは、動作３８と同じか又は異なる。サブボリュームと他の部分からのサンプルは、画像がボリューム全体を表わすように時間的かつ空間的に混合される。
【００７６】
１連の画像が生成される。走査が繰り返されるとき、対応する画像生成も繰り返される。サブボリューム及び／又はボリュームを表わすそれぞれ新しく取得されたデータセットが使用されて、画像が生成される。データが利用可能になるときに更新されるライブイメージングが行なわれる。画像は、サブボリューム及び／又はボリュームが走査するのと同じフレームレートで生成される。例えば、ボリューム及びサブボリューム走査の最高フレームレートで画像を提供するために、空間的及び時間的混合が行なわれる。別の例として、最も最近獲得されたデータと関連した画像の部分が、更新されるか置き換えられる。
【００７７】
画像は、Ｂモード画像であるが、他のモードでもよい。画像は、サブボリュームを示すグラフィックなしに生成される。サブボリュームは、ボリュームと混合されるが、大きい実際の分解能、コントラスト及び／又はフレームレートを有する。ボリュームは、補間で作成されたフレームレート及び／又は分解能を有する。あるいは、グラフィック又は他の差異が、サブボリュームを示す。
【００７８】
イメージングは、診断及び／又は治療ガイダンスに使用される。弁の強化イメージングは、心臓病学的介入と構造的心臓病を支援することができる。システムは、全視野をイメージングし続け、標的組織に対する外科装置の向きが主な関心事である介入用途も支援する。他の組織の強化イメージングは、他の処置に有益なことがある。
【００７９】
一実施形態では、イメージングは、既存のユーザワークフローに対する妨害が最小限である。ユーザは、気が散ったり必要以上に苦労したりすることなく、標的組織特徴の著しく改善された画像品質を単純に見る。ボリュームとサブボリュームを示す一連の画像には、サブボリュームの位置以外の様々な設定の同じ値が使用される。送信焦点の値、線方向及び／又はアパーチャは、ある画像から別の画像へのサブボリュームの変化に基づいて変化することがある。
【００８０】
フレームレートが可能な場合、同じ大きいボリューム内で複数の特徴が強化されることがある。トラッキングは、同じボリューム内の様々な組織から行なわれる。両方のトラッキングされた組織をカバーする様々なサブボリューム又はより大きいサブボリュームが使用される。
【００８１】
三次元画像は、レンダリングによって生成される。投射や表面レンダリングなどの任意のレンダリングが使用されうる。シェーディングが追加されてもよい。
【００８２】
図５は、サブボリュームの強化超音波イメージングシステム１０の一実施形態を示す。ユーザは、ボリュームイメージング固有の組織のアプリケーションの選択など、ボリューム又は三次元イメージングシステム１０を構成する。ユーザは、必要に応じて、１つ以上のプリセットの値を変更してもよい。走査が開始した後で、システム１０は、組織を自動的に検出し、組織を視野内の残りのボリュームと違うように走査し、ボリュームとサブボリュームの両方を示す画像を生成するが、サブボリュームではイメージング品質が強化される。組織を継続的にトラッキング又は検出することによって、システム１０は、強化イメージングのためにボリュームに対するサブボリュームの向きを変更し、全視野のボリュームイメージングを関心組織に適した画像品質で自動的に提供する。スライスでインターリーブすることによって、サブボリュームのフレームレートが、ボリュームのフレームレートに対して粒状に強化されることがある。システム１０における様々なデータ経路は、結合ボリューム、非結合ボリューム及びサブボリュームデータに使用されてもよい。
【００８３】
システム１０は、超音波イメージャである。一実施形態では、超音波イメージャは、医療診断用超音波イメージングシステムである。代替実施形態では、超音波イメージャは、同じ場所にあるか又は実時間若しくは取得後イメージングのためのネットワーク上に分散されたパーソナルコンピュータ、ワークステーション、ＰＡＣＳステーション若しくは他の機構である。
【００８４】
システム１０は、図１の方法又は他の方法を実施する。システム１０は、送信ビームフォーマ１２、トランスデューサ１４、受信ビームフォーマ１６、画像プロセッサ１８、混合プロセッサ２０、レンダラ２１、ディスプレイ２２、ビームフォーマコントローラ２４、及びメモリ２６を含む。追加の構成要素、異なる構成要素、又はより少数の構成要素が提供されてもよい。例えば、受信ビームフォーマ１６からディスプレイ２２までは、超音波イメージャのＢモード処理経路を表わす。この経路には、空間フィルタ、走査変換器、ダイナミックレンジを設定するためのマッピングプロセッサ、利得を適用するための増幅器などの他の構成要素が提供されてもよい。別の例として、ユーザ入力が提供される。
【００８５】
送信ビームフォーマ１２は、超音波トランスミッタ、メモリ、パルサ、アナログ回路、デジタル回路、又はこれらの組み合わせである。送信ビームフォーマ１２は、異なるか又は相対的な振幅、遅延及び／又は整相の複数のチャネルの波形を生成して、得られたビームを１つ以上の深さで合焦させるように構成される。波形は、任意のタイミング又はパルス繰返周波数で生成されトランスデューサアレイに印加される。例えば、送信ビームフォーマ１２は、様々な横方向及び／又はレンジ領域のための一連のパルスを生成する。パルスは、中心周波数を有する。
【００８６】
送信ビームフォーマ１２は、伝送／受信スイッチなどを介してトランスデューサ１４に接続する。トランスデューサ１４から音波を送信すると、生成された音波に応じて、所定の送信イベント中に１つ以上のビームが形成される。ビームは、Ｂモード又は他のモードのイメージング用のものである。セクタ、Ｖｅｃｔｏｒ（登録商標）、線形又は他の走査フォーマットが使用されうる。一連の画像を生成するために同じ領域が複数回走査される。形成されたビームは、アパーチャ、トランスデューサ１４上の発生源、及びトランスデューサ１４に対する角度を有する。視野内のビームは、所望の線密度と形式を有する。
【００８７】
トランスデューサ１４は、圧電素子又は容量型の薄膜素子の１、１．２５、１．５、１．７５又は２次元アレイである。トランスデューサ１４は、音響エネルギーと電気エネルギー間の変換のために複数の素子を有する。例えば、トランスデューサ１４は、約６４〜２５６個の素子を有する一次元ＰＺＴアレイである。
【００８８】
トランスデューサ１４は、電気波形を音響波形に変換するために送信ビームフォーマ１２に接続し、音響エコーを電気信号に変換するために受信ビームフォーマ１６に接続する。トランスデューサ１４は、送信ビームを送信し、その波形は、周波数を有し、患者内の対象組織領域又は位置で集束される。音響波形は、電気波形のトランスデューサ素子への印加に応じて生成される。トランスデューサ１４は、音響エネルギーを送信し、エコーを受信する。受信信号は、トランスデューサ１４の素子に当たる超音波エネルギー（エコー）に応じて生成される。
【００８９】
受信ビームフォーマ１６は、増幅器、遅延及び／又は位相回転子を有する複数のチャネルと、１つ以上の加算器とを含む。各チャネルは、１個以上のトランスデューサ素子に接続する。受信ビームフォーマ１６は、相対遅延、位相、及び／又はアポダイゼイションを適用して、検出のために各送信に応じて１つ以上の受信ビームを形成する。受信時に動的集束が提供されてもよい。受信ビームフォーマ１６は、受信音響信号を使用して空間位置を表わすデータを出力する。様々な要素からの信号の相対遅延及び／又は整相及び加算が、ビーム形成を提供する。代替実施形態では、受信ビームフォーマ１６は、フーリエ又は他の変換を使用してサンプルを生成するプロセッサである。受信ビームフォーマ１６によるサンプリング密度は、一連の深さに関するものである。タイミングは、サンプリングが行われる深さの範囲を選択するために使用される。受信ビームは、アパーチャを使用する向きで所望の走査線密度を有する。
【００９０】
受信ビームフォーマ１６は、フィルタ（例えば、送信周波数帯に対する第二調波や他の周波数帯で情報を分離するためのフィルタ）を含んでもよい。そのような情報は、所望の組織、造影剤及び／又はフロー情報を含むことが多い。別の実施形態では、受信ビームフォーマ１６は、メモリ又はバッファと、フィルタ又は加算器とを含む。第二調波、立方基本波、他の周波数帯などの所望の周波数帯域で情報を分離するために、２つ以上の受信ビームが結合される。あるいは、基本周波数帯域が使用されてもよい。
【００９１】
受信ビームフォーマ１６は、空間位置を表わすビーム加算データを出力する。ボリューム及び／又はサブボリュームのための位置のデータが出力される。
【００９２】
ビームフォーマコントローラ２４及び／又は別のプロセッサが、ビームフォーマ１２，１６を構成する。ビームフォーマコントローラ２４は、プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、デジタル回路、アナログ回路、これらの組み合わせ、又は送信及び受信ビームフォーマ１２，１６を構成する他の装置である。
【００９３】
ビームフォーマコントローラ２４は、メモリ２６を使用して、様々なビームフォーマパラメータの値を取得しかつ／又はバッファリングしてもよい。値は、ビームフォーマ１２，１６によってアクセスされ、かつ／又はビームフォーマ１２，１６を構成するためにメモリ２６からビームフォーマ１２，１６のバッファにロードされる。操作に使用されるレジスタ又はテーブルに値をロードすることによって、三次元イメージングのためにビームフォーマ１２，１６によって使用される取得パラメータの値が設定される。イメージングシーケンスを確立するために、任意の制御構造又は形式が使用されうる。ビームフォーマ１２，１６は、三次元イメージング用のデータをフレームレート、送信焦点、イメージング周波数帯、深度、線密度、サンプル密度、及び／又は線方向で収集するように操作される。１つ以上の取得又は走査パラメータの様々な値により、様々なフレームレート、信号対雑音比、浸透率、コントラスト及び／又は分解能が得られる。
【００９４】
ビームフォーマコントローラ２４は、ビームフォーマ１２，１６に患者のボリュームを走査させる。任意の三次元走査形式が使用されてもよい。同様に、ビームフォーマコントローラ２４は、ビームフォーマ１２，１６にボリュームのサブボリュームを走査させる。サブボリュームを走査するために、任意の三次元走査形式が使用されうる。
【００９５】
サブボリューム走査は、ボリュームの残りの部分と別でありかつ／又はボリュームの残りの部分に取得されない追加データを取得する。例えば、サブボリュームは、ボリュームの残り部分と異なる角度の走査線で走査される。組織及び／又はトランスデューサに対する角度が異なる。ボリュームとサブボリュームは、様々な向きで走査される。他のパラメータは、ボリュームの残りの部分と比較して大きい分解能、コントラスト及び／又はフレームレートでサブボリュームを走査するように設定されてもよい。
【００９６】
ビームフォーマコントローラ２４は、ボリュームとサブボリュームの走査をインターリーブするようにビームフォーマ１２，１６を構成する。走査は、完全ボリューム／サブボリューム走査又は部分によってインターリーブされてもよい。部分によってインターリーブする一実施形態では、走査ボリュームは、ボリュームの走査中に連続的に走査される複数のボリューム領域を含む。ボリューム領域は、平面スライスでもよいが、他の走査線グループが使用されてもよい。ボリュームは、順次走査（例えば、様々な平面を順次走査する）のために様々な領域に分割される。走査されたサブボリュームは、サブボリュームの走査中に順次走査された複数のサブボリューム領域を含む。サブボリューム領域は、平面スライスでもよいが、他の走査線グループが使用されてもよい。サブボリュームは、順次走査（例えば、様々な平面を順次走査する）ために様々な領域に分割される。ボリューム領域の走査は、サブボリューム領域の走査とインターリーブされ、したがって、ボリューム領域の少なくとも１つが、サブボリューム領域を全て走査する前に走査され、サブボリューム領域の少なくとも１つが、ボリューム領域を全て走査する前に走査される。例えば、サブボリューム領域のうちのＮ個の走査は、ボリューム領域のうちのＭ個の各走査とインターリーブされ、ここで、ＮとＭは１以上の整数である。ビームフォーマコントローラ２４は、相対フレームレートを設定するように構成される（例えば、Ｎ＊Ｍの最小積を見つける。標的フレームレートが行われる場合にＭ＞Ｎ）。
【００９７】
画像プロセッサ１８は、ビーム成形されたサンプルから検出（例えば、強度の検出）を行う。Ｂモード及び／又はカラーフロー検出などの任意の検出が使用されてもよい。一実施形態では、Ｂモード検出器は、汎用プロセッサ、特定用途向け集積回路、又はフィールドプログラマブルゲートアレイである。ログ圧縮は、Ｂモードデータのダイナミックレンジがディスプレイのダイナミックレンジに対応するように、Ｂモード検出器によって提供されてもよい。画像プロセッサ１８は、走査変換器を含んでもよい。
【００９８】
画像プロセッサ１８によって出力されたボリューム及びサブボリュームデータ用の１つのデータ経路では、ボリューム及びサブボリュームデータが、別々に又は様々なデータセットとしてレンダラ２１に出力される。レンダラ２１は、三次元レンダリング用のグラフィック処理ユニット、グラフィックカード、別個コンピュータ、プロセッサ又は他の装置である。レンダラ２１は、ボリューム及びサブボリュームデータから患者の画像を生成するソフトウェア、ハードウェア及び／又はファームウェアによって構成される。ボリュームとサブボリュームに別個の画像が生成されてもよい。代替又は追加として、ボリュームとサブボリュームの両方を単一表現で表わす画像が生成される。ボリューム及びサブボリュームデータは、別々に処理され（例えば、色又は輝度にマッピングされる）、次にレンダリング用に結合されてもよい。あるいは、ボリューム及びサブボリュームデータが別々にレンダリングされ、次に、得られた描画データが、画像に結合される。１連のそのような画像が生成されてもよい。
【００９９】
ディスプレイ２２は、１つの画像又は１連の画像を表示するためのＣＲＴ、ＬＣＤ、モニタ、プラズマ、プロジェクタ、プリンタ、又は他の装置である。任意の現在既知の、又は将来高度に発達したディスプレイ２２が使用されてもよい。ディスプレイ２２は、三次元表現を表示する。ディスプレイ２２は、ボリュームとサブボリュームを表わす１つ以上の画像を表示する。
【０１００】
空間分解能及び／又は画像品質は、取得又は走査パラメータに部分的に基づく。様々な取得パラメータを使用する超音波イメージャによって、様々な空間分解能、時間分解能、又は画像品質の表示画像が得られる。画像のサブボリューム部分は、ボリューム部分より高い画像品質を有するが、コンテキストのためにボリューム部分も提供される。サブボリュームは、トラッキングにより位置がシフトし、ユーザは、ボリュームの残りの部分より高い品質を有する関心組織を、ユーザ入力を必要とせずシームレスに見続けることができる。
【０１０１】
混合プロセッサ２０は、データを処理するための汎用プロセッサ、コントローラ、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、グラフィック処理装置、デジタル回路、アナログ回路、これらの組み合わせ又は他の装置である。混合プロセッサ２０は、サブボリュームの走査によるデータをボリュームの走査によるデータと混合するハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアによって構成される。ボリューム走査データだけを使用するのではなく、サブボリュームデータがボリュームデータに混合されて、サブボリュームより高い品質を有するボリュームの表現を提供することができる。
【０１０２】
混合プロセッサ２０は、ボリュームとサブボリュームからのデータを結合するように構成される。空間的、時間的、又は空間的時間的ハーモナイゼーションが適用されてもよい。混合に任意の重み付けが使用されてもよい。混合は、イメージングに使用されるものと同じか又は異なる。代替又は追加の実施形態では、混合プロセッサ２０は、レンダリングのために結合データをレンダラ２１に出力する。
【０１０３】
システム１０によって実施される１つ以上のプロセスは、ボリューム全体を表わすデータを処理するように要求又は設計されてもよい。プロセスは、混合情報でよりよく動作することがある。例えば、混合データは、定量化に使用される。測定がサブボリュームからの情報を使用する限り、測定は、時間又は空間分解能の向上により正確になることがある。また、測定がボリュームからの情報を含む限り、組み合わせによってそのような測定が可能になる。ボリューム及びサブボリュームデータは、定量化のためにイメージングと違うふうに処理されてもよい。
【０１０４】
一実施形態では、混合データは、組織を検出するために使用される。サブボリューム情報は、高い品質によって信頼性の高い検出を可能にすることがある。ボリューム情報は、組織がサブボリュームから部分的に又は完全に出た場合の検出を可能にすることがある。データを結合したことにより、組織のより正確で一貫した検出が提供される。
【０１０５】
混合プロセッサ２０、ビームフォーマコントローラ２４、画像プロセッサ１８、レンダラ２１又は他のプロセッサが、組織を検出するように構成される。ボリューム内の組織の位置を検出するために、混合データにクラシファイヤが適用される。組織の位置を様々な時間にトラッキングするために、ある期間にわたって検出が繰り返される。将来の組織の位置が、組織の動きの過去の検出及び／又はモデリングから予測されうる。ビームフォーマコントローラ２４は、送信及び受信ビームフォーマ１２，１６が、ある期間にわたる検出組織の位置に基づいて、ある期間にわたるボリューム内のサブボリュームの組織の位置をトラッキングするように構成される。
【０１０６】
ビームフォーマコントローラ２４、画像プロセッサ１８、混合プロセッサ２０、レンダラ２１、及び／又は超音波イメージャは、メモリ２６又は別のメモリに記憶された命令にしたがって動作する。命令は、図１の動作を行うようにシステムを構成する。命令は、コントローラにロードされ、値のテーブル（例えば、弾性イメージングシーケンス）をロードさせ、かつ／又は実行されることにより動作するように構成される。メモリ２６は、非一時的コンピュータ可読記憶媒体である。本明細書で述べるプロセス、方法及び／又は技術を実施するための命令は、キャッシュ、バッファ、ＲＡＭ、着脱可能媒体、ハードディスク又は他のコンピュータ可読記憶媒体などのコンピュータ可読記憶媒体又はメモリ上に提供される。コンピュータ可読記憶媒体は、様々なタイプの揮発性媒体及び持久記憶媒体を含む。図に示されたか本明細書で述べられた機能、動作又はタスクは、コンピュータ可読記憶媒体に記憶された１組以上の命令に応じて実行される。機能、動作又はタスクは、特定タイプの命令セット、記憶媒体、プロセッサ又は処理方式に依存せず、単独又は組み合わせで動作するソフトウェア、ハードウェア、集積回路、ファームウェア、マイクロコードなどによって実行されてもよい。同様に、処理方式は、多重処理、マルチタスキング、平行処理などを含んでもよい。一実施形態では、命令は、ローカル又はリモートシステムによって読み取るための取り外し式媒体装置に記憶される。他の実施形態では、命令は、コンピュータネットワーク又は電話線による転送のために遠隔地に記憶される。更に他の実施形態では、命令は、所定のコンピュータ、ＣＰＵ、ＧＰＵ又はシステム内に記憶される。
【０１０７】
本発明が様々な実施形態と関連して前述されたが、本発明の範囲から逸脱しない限り多くの変更及び修正を行なうことができることを理解されたい。したがって、以上の詳細な説明は、限定ではなく例示と見なされ、均等物を含む以下の特許請求の範囲が、本発明の趣旨と範囲を規定するものであることを理解されたい。
【符号の説明】
【０１０８】
１２  送信ビームフォーマ
１６  受信ビームフォーマ
１８  画像プロセッサ
２０  混合プロセッサ
２１  レンダラ
２２  ディスプレイ
２４  ビームフォーマコントローラ
２６  メモリ
【図１】
2016168332.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2016168332.tif 000007
【外国語明細書】
[TITLE OF INVENTION]
CONTINUOUSLY ORIENTED ENHANCED ULTRASOUND IMAGING OF A SUB-VOLUME
[BACKGROUND]
[0001]
The present embodiments relate to volume imaging in ultrasound.  In particular, volume imaging with a region of interest is provided.
[0002]
In ultrasound imaging, there are well-known trade-offs between frame-rate, resolution, penetration, and contrast.  For example, acquisition of real-time volume images with a reasonable field-of-view and at a rate acceptable for cardiology inevitably involves significant sacrifice of image quality (e.g., resolution and/or contrast) relative to the best possible quality achieved at a lower rate.  In some cases, it will be desirable or necessary to maintain a full field of view of larger anatomy, such as the heart, when a particular part of anatomy within the heart, such as a valve, is of prime interest.  This results in a lesser quality view of the anatomy of particular interest.
[0003]
To improve image quality of a particular part of the anatomy, the user manually repositions a region of interest around the targeted feature, decreases the size of the region being scanned to only encompass the delimited region-of-interest, and then further adjusts imaging parameters to enhance the image quality.  Such a process is cumbersome.  The process also requires expertise and attention on the part of the user, especially in a volume imaging context.  The process further results in a loss of context due to the reduced field of view.
[0004]
The reduced field of view is prone to failure due to probe movement relative to the anatomy.  Either the probe or anatomy may move and cause the feature of interest to move out the smaller volume and be lost.  The likelihood of this outcome is only reduced by making the region of interest conservatively larger than the anatomy of interest to keep the field of view over some full possible range of motion.  But the field of view increase in size necessarily comes through a sacrifice of frame-rate and/or image quality within the smaller volume.
[BRIEF SUMMARY]
[0005]
By way of introduction, the preferred embodiments described below include methods and systems for enhanced ultrasound imaging of a sub-volume.  An entire volume is scanned.  A sub-volume is separately scanned with different settings for beamforming parameters, allowing greater image quality for the sub-volume while providing context from the volume.  The anatomy of interest is periodically detected, and the sub-volume shifted in position to cover the anatomy of interest, allowing for relatively continuous volume imaging with enhanced quality imaging of the sub-volume.  Interleaving by volume and sub-volume slices may allow for fine-grained optimization of relative frame rate and image quality.  Different combinations between volume and sub-volume data for anatomy detection and display may provide for desired imaging while allowing the regular detection of the anatomy.  Any one or more of these features may be used independently or in combination.
[0006]
In a first aspect, a method of enhanced ultrasound imaging of a sub-volume is provided.  An ultrasound imaging system scans a volume of a patient with different values for scan settings for the sub-volume of the volume than for other parts of the volume.  A processor tracks a position within the volume of anatomy.  The tracking uses data resulting from the scanning.  The processor alters a location of the sub-volume within the volume based on the tracking so that the anatomy is in the sub-volume.  The scanning is repeated with the altered location.  First and second images are generated in sequence from the data of the scanning and repetition of the scanning, respectively.
[0007]
In a second aspect, a system is provided for enhanced ultrasound imaging of a sub-volume.  A transducer is connectable with the transmit and receive beamformers.  A beamformer controller is configured to cause the transmit and receive beamformers to: scan a volume of a patient, the volume including a plurality of volume regions sequentially scanned during the scan of the volume; scan a sub-volume of the volume, the sub-volume including a plurality of sub-volume regions sequentially scanned during the scan of the sub-volume; and interleave the scan of the volume regions with the scan of the sub-volume regions so that at least one of the volume regions is scanned before scanning all of the sub-volume regions and at least one of the sub-volume regions is scanned before scanning all of the volume regions.  An image processor is configured to generate an image of the patient using data from the scan of the volume and data from the scan of the sub-volume.  A display is configured to display the image.
[0008]
In a third aspect, a method of enhanced ultrasound imaging of a sub-volume is provided.  A volume is scanned.  A sub-volume of the volume is scanned with a greater frame rate, resolution, contrast, or combinations thereof.  Data from the scanning of the volume is combined with data from the scanning of the sub-volume.  A measurement is performed from the combined data.  The data from the scanning of the volume and the data from the scanning of the sub-volume are passed to a three-dimensional renderer.  The three-dimensional renderer generates an image where the data of the main volume is rendered differently than the data of the sub-volume.
[0009]
The present invention is defined by the following claims, and nothing in this section should be taken as limitations on those claims.  Further aspects and advantages of the invention are disclosed below in conjunction with the preferred embodiments and may be later claimed independently or in combination.
[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS]
[0010]
The components and the figures are not necessarily to scale, emphasis instead being placed upon illustrating the principles of the invention.  Moreover, in the figures, like reference numerals designate corresponding parts throughout the different views.
[0011]
Figure 1 is a flow chart diagram of one embodiment of a method for enhanced ultrasound imaging of a sub-volume;
[0012]
Figure 2 illustrates one embodiment of interleaved scanning of a volume and sub-volume;
[0013]
Figure 3 illustrates example weighting for blending sub-volume data with volume data;
[0014]
Figure 4 shows one embodiment of different paths and uses for data from a volume and sub-volume; and
[0015]
Figure 5 is a block diagram of one embodiment of a system for enhanced ultrasound imaging of a sub-volume.
[DETAILED DESCRIPTION AND PRESENTLY PREFERRED EMBODIMENTS]
[0016]
Automated, continuously oriented enhanced imaging of a sub-volume is provided.  Enhanced image quality of a targeted part of the anatomy is provided in a way still compatible with imaging of the larger region around the anatomy.  While providing enhanced sub-volume imaging in combination with full volume imaging, a practical and largely transparent workflow results.  The user merely configures the system for volume imaging for a particular anatomy, and the imaging system provides both context (e.g., full volume) and high quality information (e.g., sub-volume) to the end user.  A combination of automated continuous anatomical detection with the enhanced live volume imaging is provided.  There is little or no disruption from a normal user experience or measurement workflow, other than improved imaging of the anatomy.
[0017]
The sub-volume is continuously oriented around an automatically detected anatomical feature during live scanning, with enhanced scanning in the sub-volume to achieve superior imaging of the feature.  Orientation of the sub-volume is an automatic background process by being preset driven and not requiring extra user interactions.  The detection of the movement of anatomy may be used to predict the future location of anatomy for setting the sub-volume location during live scanning.
[0018]
The volume and sub-volume scanning may be interleaved slice-by-slice, allowing more refined trade-off of frame rate with image quality than by interleaving full volume scan with full sub-volume scan.  Interleaving of sub-volume and main-volume scanning may be performed on the basis of azimuth sweeps.  A range of non-integer relative volume rates may be provided between the sub-volume and main volume, with temporal coherence maximized in each sweep to support lateral analytic processing.
[0019]
Since the desired information used for anatomy detection or other measurements may be different than for live imaging, multiple data paths may be used.  The sub-volume and volume data are blended for measurements, but remain separated until rendering for imaging.  For example, one path blends pre-CINE for consumption by measurements, another path blends post-cine for display enhancements of the sub-volume seen by user.
[0020]
Figure 1 shows one embodiment of a method of enhanced ultrasound imaging of a sub-volume.  In general, anatomy of interest during three-dimensional ultrasound imaging is detected automatically from a volume scan.  A region of interest is defined as a sub-volume around the detected anatomy.  The sub-volume is scanned interleaved with scans of the volume, providing sub-volume information with different scan settings than the rest of the volume.  By repeating the detection of the anatomy with repetitions of the scanning, the anatomy location is updated, providing automatic volume imaging with enhanced imaging oriented at the anatomy of interest.
[0021]
The method is performed by the system shown in Figure 5 or a different system.  For example, a medical diagnostic ultrasound imaging system scans in acts 30 and 36, a processor detects in acts 32 and 40, a beamformer controller positions the sub-volume within the volume in act 34, the processor combines data in act 38, and the imaging system generates the displayed image in act 42.  Other devices may perform any of the acts, such as the processor performing all of the non-scan acts.  
[0022]
The acts are performed in the order shown or another order.  For example, act 42 is performed before, after, or simultaneously with acts 38 and 40 and/or repetition of acts 34 or 36.
[0023]
Additional, different or fewer acts may be used.  For example, act 42 may not be performed.  As another example, act 38 may not be performed and the anatomy is detected using volume data without combination with sub-volume data.  In yet another example, the repetition loop from act 40 to act 32 and the tracking of act 40 are not performed, such as where acts 38 and 42 are performed with combined and uncombined data in two paths for a single image.
[0024]
In act 30, a volume of a patient is scanned.  This scan is an initial scan, such as a first scan.  The initial scan may be the one occurring initially or before anatomy is detected in act 32, even if other previous scans occur before the initial scan.
[0025]
The initial scan is of an entire volume.  The entire volume is a field of view established by the scanning.  The lateral extent and depth define the extent of the scanned volume.  Based on different settings, different size volumes may make up the entire scan volume.  The user or the system determines the field of view and resulting entire scan volume.
[0026]
To scan a field of view with ultrasound, transmit and receive beams are formed by an ultrasound system.  Any scan format, such as sector, linear, or VectorR, and corresponding field of view may be used.  The scanning is of a three-dimensional region or a volume.  The scan lines are distributed by electric and/or mechanical steering in three-dimensions, providing data representing a volume (e.g., volume of NxMxR, where N, M, and R are integers greater than 1).  Any three-dimensional format may be used, such as scanning sequentially along planes such that the scan planes together represent the volume.
[0027]
The transmit and/or receive beam characteristics may be set or responsive to values of parameters.  The depth and/or lateral extent of the field of view is set.  Similarly, the transmit beam focal depth, transmit frequency, receive frequency, line density, sampling density, transmit waveform (e.g., number of cycles and/or envelope shape), frame rate, aperture, and/or other scanning characteristics are set.  The number of transmit focal positions per scan line (e.g., one or two) may be set.  Different, additional, or fewer scan (e.g., transmit and/or receive) parameters may be used.
[0028]
Through receive beamformation, the responsive data represents samples in the field of view.  Data received from the scanning is detected.  A B-mode detector determines the intensity of acoustic echoes represented by the received data.  For example, the receive data is formatted as in-phase and quadrature data.  A square root of a sum of the squares of the in-phase and quadrature terms is calculated as the intensity.  Other measures of the magnitude of the acoustic echo may be used for B-mode detection. 
[0029]
Other B-mode processing may be performed based on values for parameters.  For example, the detected B-mode data is spatially filtered.  As another example, a sequence of frames from a corresponding sequence of scans of the entire field of view is acquired.  Different pairs or other sized groupings of the resulting B-mode frames of data are temporally filtered.  Infinite impulse or finite impulse response filtering may be used.  In another example, a general or overall gain is applied.  One or more parameters may establish the overall gain.  Additionally or alternatively, depth dependent gains may be applied.  Different, additional, or fewer B-mode processing parameters may be used.
[0030]
In other embodiments, other types of detection and corresponding scans are performed.  For example, color flow (e.g., Doppler) estimation is used.  Velocity, power, and/or variance are estimated.  As another example, harmonic mode is used, such as imaging at a second harmonic of a fundamental transmit frequency.  Combinations of modes may be used.
[0031]
After processing, the detected data is scan converted, if needed.  A two-dimensional image may be generated.  For example, a B-mode image represents the intensity or strength of return of acoustic echoes in the B-mode field of view.  The intensities or B-mode data is mapped to gray scale within the dynamic range of the display.  The gray scale may be equal or similar red, green, blue (RGB) values used by the display to control pixels.  Any color or gray scale mapping may be used.
[0032]
Data used for other acts is from any point in the processing path.  In one embodiment, detected and scan converted scalar values are used prior to any color or display mapping.  In other embodiments, beamformed samples prior to detection, detected data before scan conversion, or display values after display mapping are used.
[0033]
The values of the parameters for scanning are initially set using any process.  In one embodiment, one or more of the parameters are set based on input by the user, predetermined values, and/or selection of an application or configuration.  For example, the user selects volume or three-dimensional imaging of a particular anatomy, such as a heart valve.  In alternative or additional embodiments, one or more of the parameters are set based on feedback or adapting to the data received from the scanning.  Automatic setting of the value or values of the parameter or parameters is performed.  For example, the overall gain and/or dynamic range of B-mode data is set based on identifying B-mode data for locations associated with tissue in the field of view and using an average, median or other B-mode intensity for the tissue locations to set the gain and/or dynamic range.
[0034]
The values of the parameters may also be initially set for desired imaging quality enhancements.  The values for the sub-volume to be separately scanned are set through presets.  Multiple types of anatomy and image enhancements may be selected for different exam types.  The user selects the volume imaging application for specific anatomy.  The values for the scan settings for the volume and for the sub-volume are pre-determined and used based on the selection of the application.  The user may alter or change any of the values for the volume and/or sub-volume scan.
[0035]
In additional or alternative embodiments, one or more of the parameters may be set based on user input or adjustment.  For example, the user selects a frequency or frame rate and/or line density using a multi-hz/space time selection or other input.  As another example, the user selects a relative frame-rate between the main-volume (e.g., entire volume) and the sub-volume.  In another example, the user inputs a minimum desired frame rate of the sub-volume).  In yet another example, a relative weight of the main volume and the sub-volume is input for power management trade-offs.  The user indicates the relative thermal burden, which then establishes frame rate and/or transmit power settings for the volume and sub-volume.  Alternatively, values for one or more of these relative settings are established using presets or user selection of an application.
[0036]
During live or real-time imaging (scanning and outputting images at the same time or while the patient has a transducer placed against them), no special interaction is generally required or expected of the user for the targeted sub-volume.  The user may select only an application (e.g., three-dimensional imaging of a valve) and the remaining configuration automatically occurs.  The user may pre-configure any one or more of the settings and then the imaging occurs without further change by the user.  In other embodiments, configurability of the sub-volume and/or volume imaging is still available during the live imaging.  The user may alter one or more values of scan parameters without being required or expected to alter as part of the normal workflow.
[0037]
In act 32, a processor detects anatomy from the data of the initial scan.  The data representing the volume of the patient is processed to detect the anatomy of interest.  For example, the user translates and/or rotates the field of view (i.e., moves the transducer) relative to the patient to locate the anatomy.  Once the anatomy is in the field of view, the processor detects the anatomy.  For example, a valve is automatically detected from B-mode data representing a volume including at least a portion of a heart.
[0038]
The detection is automatic during the live imaging.  Rather than requiring user input of a location or locations for the anatomy, the processor applies filtering, edge detection, pattern matching, model matching, or other computer assisted classification to detect the anatomy in the data.  In one embodiment, a machine-learnt classifier is applied.  Haar, gradient, directional, or other features are calculated from the volume data and input to the machine-learnt classifier.  The machine-learnt classifier, based on learning from training data with known truth distinguishing anatomy of interest from other tissue or fluid, indicates whether the anatomy is represented by the data for the volume and where.  Any machine learning may be used, such as a probabilistic boosting tree, Bayesian network, neural network, or support vector machine.  Any feature or feature set may be used.
[0039]
In alternative embodiments, devices, such as surgical instruments or implants, are detected instead of anatomy.  Anatomy and added devices may both be detected in a given volume.  Different or the same detector detects the different anatomy and/or devices.
[0040]
In yet other embodiments, the user manually identifies an arbitrary anatomical feature in the larger volume.  The user inputs the location (e.g., tracing) of the anatomy.  Semi-automated approaches may be used, such as the user inputting a seed point, which is then used to locate the anatomy.
[0041]
The detected anatomy or device has any spatial extent.  For example, the anatomy extends by multiple voxels in one or more dimensions.
[0042]
In act 34, the processor assigns a sub-volume around or based on the detected anatomy.  Where the detected anatomy is the anatomy of interest, the sub-volume is positioned to encompass the anatomy of interest with a minimum margin, such as 0.5 cm.  When detected, the processor defines a sub-volume around the feature or anatomy.  The sub-volume has any shape, such as a cube, sphere, or other shape.  The sub-volume is sized to meet the margin while including all of the anatomy of interest.  The sub-volume may be sized and shaped as the anatomy of interest with no or a given margin.  In other embodiments, the sub-volume is positioned based on anatomy other than the anatomy of interest, such as positioning the sub-volume for a valve based on detection of a left ventricle.
[0043]
The sub-volume extends over three dimensions.  The sub-volume is within the volume, such as being entirely within or being within but having a common edge.  The sub-volume may be less than 1/2, less than 1/3, less than 1/4, or have another size ratio relative to the volume.
[0044]
The sub-volume is positioned around the anatomy as an initial assignment.  Since the transducer and/or the anatomy of interest may move relative to the patient, the sub-volume may be sized to cover any movement and/or may be altered in position (see act 40) to account for motion.  To optimize frame rate and/or image quality enhancement for the sub-volume, the size is smaller than to account for likely movement.  After the initial assignment, other assignments may occur to reposition the sub-volume.
[0045]
In act 36, the volume of the patient is scanned with different values for scan settings for the sub-volume of the volume than for other parts of the volume.   An ultrasound imaging system scans the volume.  A separate scan is performed by the ultrasound imaging system for the sub-volume.  The volume scan is for the entire volume including portions or all of the sub-volume.  While the volume may be scanned with a lesser sample and/or scan line density, the volume scan may result in voxels representing the same parts of the patient as sub-volume voxels.  Alternatively, the volume scan is just for parts of the volume not included in the sub-volume.
[0046]
The values for the parameters for scanning the entire volume or full field of view are the same as for performing the initial scan of act 30.  The ultrasound imaging system continues to image the full field of view.  The scanning of the full field of view may allow for viewing the orientation of a surgical device relative to the targeted anatomy or viewing of the anatomy of interest in the context of surrounding anatomy.  The other parts of the volume outside of the sub-volume continue to be scanned.
[0047]
Data from the volume scan overlapping with the sub-volume may be used as part of the sub-volume or only data from a separate sub-volume scan is used.  One or more transmissions and resulting receive data are used just for the sub-volume.
[0048]
Separate scans are performed for the sub-volume and volume.  Different transmission and responsive receive events occur for the sub-volume scan than for the volume scan.  The volume is scanned with scan settings having the different values than for the sub-volume.  Any one or more (e.g., two or more) parameters have different values.  For example, the line density, transmit power, frame-rate, line (scan) orientation, scan format, axial response (e.g., a different pulse shape or introduce harmonic imaging within the sub-volume) and/or transmit focus are different for the sub-volume scan than for the volume scan.  In one embodiment, the sub-volume is scanned with a greater frame rate, resolution, contrast, or combinations thereof as compared to the larger volume.  For example, the line density is greater for the sub-volume than for the volume.
[0049]
In the valve example, the scan settings for the sub-volume scan are optimized for valve imaging, such as having a greater frame rate than the volume.  The frame rate may be more important than resolution or contrast, so may be set higher with a sacrifice in resolution and/or contrast.  The resolution and/or contrast for the sub-volume may be the same, better, or worse than for the volume.  The focus points may be centered in the sub-volume for better focus as compared to using the volume scan.  The transmit energy for the sub-volume may be higher than for the volume.  The values are set for the anatomy of interest, so may be set relative to each other for the sub-volume and relative to the volume.  Scanning other anatomy may use the same or different tradeoffs.
[0050]
The orientation of the scan for the sub-volume may be the same or different than for the volume.  Figure 2 shows an example where the volume 50 is scanned along slices 54, and the sub-volume 52 is scanned along slices 56.  The scan lines are along the slices 54, 56, such as scan lines being vertical for the slices 54 (i.e., orthogonal to the transducer array) and other than vertical for the slices 56.  Any angular difference may be used, such as different by at least 10 degrees for comparing two linear scans.  Where sector or vector scanning is provided, the difference is by at least 10 degrees from a center line or over half of the scan lines.  By steering the scan lines differently, different aspects of the anatomy may be highlighted in the imaging.  A valve may be best viewed from an angle of incident acoustic energy different than the angle of the energy to the heart.  By using separate scans, the volume and sub-volumes may be scanned with appropriate settings for the anatomy.  The main volume might be optionally reoriented either once or continuously on a slowly evolving basis to show a projection of the anatomical feature that is the standardized convention for certain exams or interventions.
[0051]
The type of scan, such as the mode of scanning, is the same or different for the volume than the sub-volume.  For example, harmonic imaging is used for the sub-volume but fundamental B-mode is used for the sub-volume.  Non B-mode scanning (e.g., volume color Doppler, spectral Doppler, or elastography) of the sub-volume or other region of interest may also be oriented with the sub-volume.
[0052]
The volume and sub-volume are scanned in an interleaved manner.  The sub-volume is scanned once, twice, or more for every scan of the volume.  By interleaving complete volume with complete sub-volume scans, a limited number of frame rate ratios are provided.
[0053]
In another embodiment, the interleaving is of regions or sub-parts of the volume with the complete or sub-parts of the sub-volume.  This interleaving may provide for a greater range or resolution in the frame rate ratio.  Any region division of the volume and/or the sub-volume may be used.  Figure 2 shows an example with interleaving by slices.  Each slice 54, 56 is a planar scan region.  One or more planar scan regions of the volume 50 are scanned for each planar scan region of the sub-volume 52, or vice versa.  Scanning of any number of slices 54 of the volume 50 may be interleaved with scanning any number of the slices 56 of the sub-volume 52. Scanning of the sub-volume 52 is interleaved with scanning of the larger volume 50.
[0054]
Scanning is interleaved between sweeps (i.e., one or more slices 54, 56).  A sweep is a collection of temporally consecutive transmit/receive events that progress in the same plane or planes.  An imaging volume 50, 52 is generally constructed from multiple sweeps of scanning.  This granularity is maintained in scan interleaving to improve lateral coherent processing between beams that are collected consecutively.  N sweeps of the sub-volume are scanned for each M sweeps of the main volume, where N and M are integers ≧ 1.  In Figure 2, the volume 50 is divided into eight slices 54.  The sub-volume 52 is divided into five slices 56.  This yields an effective ratio of (N*NumMainvolumeSweeps) / (M * NumSubvolumeSweeps) (e.g., N*8/M*5) between the sub-volume frame-rate and the main-volume frame rate.
[0055]
Each sweep of the volume slices 54 requires a given time, such as 8 mS.  Without sub-volume acquisition, this has a period of 64 mS, (15.525 Hz.).  After identifying a feature of interest, the sub-volume is acquired in 5 azimuthal sweeps with higher beam density and independent orientation, for example, resulting in each sweep of the sub-volume requiring 2 mS.  Other timing may be provided.
[0056]
In Figure 2, the numbers indicate interleaved acquisition order of sweeps between the main volume and the sub-volume.  For example, the slices 54 labeled with numbers 0 and 3 are separated by scans of two of the slices in the sub-volume.  The sub-volume slices may be labeled as (top to bottom): 1, 8, 16, ...; 2, 10, 17, ...; 4, 11, 19, ...; 5, 13, 20, ...; and 7, 14, 22, ....  The label numbers indicate the sequence of scanning by sweep or slice consecutively 1-22.
[0057] 
An identical frame-rate may be achieved between the sub-volume and the main volume by choosing N and M so the ratio N/M = NumSubvolumeSweeps/NumMainvolumeSweeps.  To increase frame-rate for the sub-volume, two or more sweeps of the sub-volume 52 for each sweep of main volume 50 are performed.  For example, the sub-volume period of 5 * 2 + 2.5*8 = 30 mS, (33.33 Hz), and the main-volume period of 8 *(4+8) =96 mS (10.42 Hz).  A 33% reduction in main volume frame rate is traded for 113% relative increase of sub-volume frame rate and increased resolution.  Other possible sub-volume to main-volume rate relationships include: 1.0, 1.6, 2.0, 2.4, 3.0., 3.2, 4.0, ... in the example of Figure 2.
[0058]
In one approach, the processor finds a minimum product M*N, with M>N, such that minimum target frame rate of sub-volume is achieved.  Presets or other selection approaches may be used.  The target frame rate is provided, such as based on the anatomy of interest.  Other scan parameters are set given this starting criteria.
[0059]
The proposed interleaving also works for two-dimensional imaging, with a two-dimensional frame being viewed as a degenerate version of volume imaging where the frames comprise only a single sweep.  In this case, any increase in the sub-ROI frame rate relative to the main ROI is in terms of integer multiples.
[0060]
Referring again to Figure 1, in act 38, the data representing the sub-volume is combined with the data representing the volume.  The samples acquired by separate scanning of the sub-volume and volume are combined by a filter or processor.  Where the volume scan is of parts other than the sub-volume, the combination provides a data set representing the entire volume without overlap.  Where the volume scan includes the sub-volume, the data for the overlap is averaged, a maximum selected, a minimum selected, or otherwise combined for any locations represented in both data sets.  The resulting data after combination represents the volume, but with enhanced information in the sub-volume.
[0061]
The data for the volume may be acquired at a different spatial resolution and/or temporal resolution than for the sub-volume.  For example, the sub-volume data represents the sub-volume at 1.5 times the spatial resolution (e.g., 1.5 line and sample density) and twice the frame rate.  To avoid or limit artifacts in imaging or data used for measuring, a spatial and/or temporal blending scheme harmonizes frame-rate, geometry, and display differences between the sub-volume and the larger main volume.
[0062]
Temporal interpolation may be used.  The lower frame rate data sets are temporally interpolated to create intervening data sets to provide a frame rate equal to the higher frame rate.  For example, the frame rate of the volume is doubled by interpolating a frame of data temporally in-between each adjacent pairs of data sets.  The interpolation is between data for the same location from different times.  The interpolation provides blended frames at the frame rate of the sub-volume, which is greater than or equal to that of the main volume.
[0063]
In one embodiment, mk is a vector of sample intensities corresponding to each main volume frame k after detection and before or after scan conversion.  sl is a vector of sample intensities corresponding to each sub-volume after frame l after detection and before or after scan conversion.  tk is the time that acquisition of each main volume frame k completes.  tl is the time that acquisition of each sub-volume frame k completes.  For each sub-volume sl, a blended output frame of samples is computed as: ol=W[αmn-βmn-1]+sl  where frames n and n-1 are the most temporally proximate main volume frames acquired at times tn≧tl＞tn-1, and with α=(tn-tl)/Tm where Tm is the main volume frame period and β=1-α, and W[] is a masking function setting all main volume samples falling within the bounds of the sub-volume to zero.  Thus, the output frame rate is equal to the sub-volume frame rate, with output frame samples outside the sub-volume being linearly interpolated between the main volume frames immediately preceding and following the sub-volume frame, and with samples falling within the sub-volume taken unmodified from the sub-volume.  Other approaches may be used, such as employing motion compensation.
[0064]
Alternatively or additionally, the data is combined to have a same effective spatial resolution.  For example, the sub-volume has a greater sample and/or line density.  The data of the volume is interpolated spatially to have a matching sample and/or line density.  Spatial interpolation of data from the same time is used.  The blended frames have a dense acoustic grid that matches the resolution of the sub-volume.
[0065]
For combining, voxels from the volume data may overlap with voxels from the sub-volume data.  Spatial blending is used to limit or avoid boundary artifacts of the sub-volume boundary with the volume.  The blending provides a more gradual transition from the higher spatial resolution and/or contrast of the sub-volume with the volume, avoiding a distracting image artifact from a sudden transition.
[0066]
A boundary region of overlapping voxels in the sub-volume is defined.  Within this boundary region a weighted combination is performed.  Near the volume, the data or voxels from the volume are more heavily weighted in a weighted average.  For locations more in the sub-volume, the data or voxels from the sub-volume are more heavily weighted in the weighted average.  Any mapping function transitioning weights may be used.  Figure 3 shows a smooth weighting scheme such that the borders of the sub-volume are not obvious.  In Figure 3, the weight applied to the sub-volume data is W(x) and the weight applied to the volume data is 1-W(x).  For locations of the volume outside the sub-volume, the weight applied to the volume data is 1.  The weighting profile applied to the sub-volume data within the sub-volume along a dimension is an inverse of the profile applied to main volume data within sub-volume along the dimension.  The same or different weighting profiles are applied across other dimensions.
[0067]
Other weighting profiles may be used.  In one embodiment, a spherical symmetry weighting is used.  The distance from a center of the sub-volume indicates the relative weight.  For voxel locations spaced further from the center, the volume data is more heavily weighted.
[0068]
Referring again to Figure 1, the data from the volume and sub-volume scans is shown following two paths.  One path includes acts 38 and 40 for tracking the anatomy position.  For example, a data stream forwarded to CINE or measurement process includes the volume and sub-volume data already blended.  The sub-volume acquisition is transparent to existing measurement or other applications, including the detection of the anatomy in act 32.  Another path blends or combines the data after CINE, allowing imaging of the volume with visual enhancements to the sub-volume.  Different rendering, transfer functions, shading, or other imaging process is applied to the sub-volume than to the volume.  For this separate processing, the data from the volume and sub-volume is passed separately for post-CINE or rendering blending.
[0069]
Figure 4 shows an example of this division.  The beamforming and detection 60 are performed and data is passed in two paths to CINE 62 - through a pre-CINE blending 66 and without pre-CINE blending.  The blended data is used for feature detection and/or measurements 64 (e.g., existing volume, area, volume flow, or other diagnostic or process measurements).  The measurements may be for setting the location of the sub-volume, so movement prediction 68 is used to define the sub-volume placement and resulting scan sequence 70.  The un-combined data is provided to the renderer 72 for blending with enhanced or different rendering for the sub-volume and volume.
[0070]
Referring again to Figure 1, the blended data is used for measurement in act 40.  The measurement is to track a position of the anatomy within the volume.  The processor tracks using the data resulting from the scanning and as combined.  For example, the processor performs the detection of act 32 to determine a current position of the anatomy.  A classifier is applied to the combined data to detect the anatomy and the location of the anatomy.  The detection is performed using the data set created by combining the sub-volume data with the volume data.  In alternative embodiments, the tracking relies on similarity or correlation to determine a spatial offset and/or rotation.  The anatomy is tracked by finding a position of the anatomy using data from a previous volume of data having a highest correlation in a current volume of data.
[0071]
The tracking is performed without user input of an indication of the position of the anatomy.  The processor performs the detection without user identification of a location of the anatomy.  Alternatively, the user inputs an anatomy location.
[0072]
By detecting a current position of the anatomy, the position and/or extent of the sub-volume are continuously redefined.  The detection of the anatomy is as continuous as possible, with corresponding updates made periodically to the sub-volume scan-sequence.  Continuous detection may be at least once every five seconds.  More frequent detection, such as once for every volume data set, may be used.  The beams of the sub-volume may be selected from a pre-computed dense grid to minimize computation per update of the sub-volume.
[0073]
The tracking indicates an alteration in the location of the anatomy and corresponding sub-volume.  Based on the most recent detection of the anatomy, the sub-volume is positioned in act 34.  Act 34 is repeated.  The processor sets the location and/or extent of the sub-volume based on a most recent detection of the anatomy.  As the anatomy moves relative to the volume, such as due to transducer and/or patient movement, the sub-volume location is updated to follow the anatomy in the volume field of view.
[0074]
The alteration may be predictive.  Since the motion may be continuous, the location of the anatomy may shift by the time the sub-volume is scanned.  The delay from completing a scan in act 36 to starting the scan again in act 36 may result in the anatomy being at a different location from the detected location in the previous scan.  This inaccuracy may be acceptable given a margin in the sub-volume.  Alternatively, the processor predicts the next location.  The motion from one or more previous pairs of acquired data sets is used to predict the next location for when the next scan is to occur.  If the anatomy is moving at a given rate and direction, the rate and direction are used to predict the location by the time the next scan of the sub-volume is to occur.  A history of motion, such as associated with cyclical motion, may be used in the prediction.  The current phase is used to determine an expected rate and direction for the subsequent scan.  The prediction compensates for the lag between feature detection and the real-time acquisition.
[0075]
The feedback arrow from act 40 to act 32 represents on-going or continuous scanning.  The scanning is repeated with the altered location of the sub-volume based on repeated detection of the anatomy.  This process continues over time in the live or real-time imaging, tracking the anatomy in the volume.  The anatomy of interest continues to benefit from greater frame rate, resolution, and/or contrast (i.e., image quality) over time despite movement.  By tracking automatically, the sub-volume may be made smaller, allowing for more optimized imaging of the anatomy while providing the context from the larger volume.
[0076]
In act 42, the data from the scanning of act 36 is used to generate an image.  The processor, renderer, or other device generates an image from the volume and sub-volume data.  For example, the data from the scanning of the volume and the data from the scanning of the sub-volume are passed to a three-dimensional renderer.
[0077]
The data is passed as uncombined data.  For example, the data is stored without blending in CINE memory or other memory.  The renderer obtains the uncombined data and generates an image or images.  In this path, separate image data streams for the volume and sub-volume are used for imaging.  This allows display of an enhanced depiction of the sub-volume, such as with different textures, transparency, color mapping, shading, rendering, or other imaging.  Other image processes, such as zooming to the sub-volume to image without the volume, may use the sub-volume data without any alteration due to blending.  The smooth weighting from the combination may hide the sub-volume boundaries in the displayed image.  Rather than alter the data, different rendering settings may be used to best display the sub-volume, such as with heightened resolution and contrast.
[0078]
The sub-volume and volume may be rendered separately.  Two different images are displayed adjacent to each other.  In another embodiment, the sub-volume is rendered and a resulting image is overlaid on a rendering from the volume.  The same viewing perspective, but different rendering (e.g., transfer function, type of rendering, color mapping, transparency, or shading) is used for both renderings.  The anatomy may be specially marked in the display through luminosity, color, graphic frames, or other visible indicators.  
[0079]
In yet another embodiment, the sub-volume data is processed differently, such as by a different transfer function, but then combined with the volume data.  The resulting blended data is rendered as an image.  The combination is the same or different than in act 38.  Samples from the sub-volume and the other parts are temporally and spatially blended so that the image represents the entire volume.
[0080]
A sequence of images is generated.  As the scanning is repeated, corresponding image generation is also repeated.  Each newly acquired set of data representing the sub-volume and/or volume is used to generate an image.  Live imaging updated as the data becomes available is performed.  The images are generated at the same frame rate as the sub-volume and/or volume scan.  For example, spatial and temporal blending is performed to provide images at the highest frame rate of the volume and sub-volume scanning.  As another example, the portion of the image associated with the most recently acquired data is updated or replaced.
[0081]
The images are B-mode images, but may be other modes.  The image is generated without a graphic showing the sub-volume.  The sub-volume is blended with the volume, but has a greater actual resolution, contrast, and/or frame rate.  The volume has an interpolation created frame rate and/or resolution.  Alternatively, a graphic or other difference indicates the sub-volume.
[0082]
The imaging is used for diagnosis and/or treatment guidance.  Enhanced imaging of valves may assist in interventional cardiology and structural heart diseases.  The system continues to image the full field of view, which also assists in interventional applications where the orientation of a surgical device relative to the targeted anatomy is of prime interest.  Enhanced imaging of other anatomy may be beneficial for other procedures.   
[0083]
In one embodiment, the imaging is minimally disruptive to existing user workflows.  The user simply sees significantly improved image quality of the targeted anatomical feature without distraction or extra effort.  The same values of the different settings other than the position of the sub-volume are used for a sequence of images showing the volume and the sub-volume.  The value of the transmit focus, line direction, and/or aperture may or may not change based on any alteration of the sub-volume from one image to another.
[0084]
If frame rates permit, more than one feature may be enhanced within the same large volume.  The tracking is performed from different anatomy in the same volume.  Different sub-volumes or a larger sub-volume covering both tracked anatomy are used.
[0085]
The three-dimensional images are generated with rendering.  Any rendering may be used, such as projection or surface rendering.  Shading may or may not be added.
[0086]
Figure 5 shows one embodiment of a system 10 for enhanced ultrasound imaging of a sub-volume.  The user configures the system 10 for volume or three-dimensional imaging, such as selecting an application for volume imaging specific anatomy.  The user may alter values of one or more presets as desired.  Once scanning starts, the system 10 automatically detects anatomy, scans the anatomy differently than the remaining volume in the field of view, and generates an image or images showing both the volume and sub-volume, but with enhanced imaging quality for the sub-volume.  By tracking or detecting the anatomy in an on-going basis, the system 10 re-orients the sub-volume for enhanced imaging relative to the volume, providing volume imaging for a full field of view with better image quality for the anatomy of interest automatically.  The frame rate for the sub-volume may be enhanced relative to the frame rate for the volume in a granular manner by interleaving by slices.  Different data paths in the system 10 may be used for combined and uncombined volume and sub-volume data.
[0087]
The system 10 is an ultrasound imager.  In one embodiment, the ultrasound imager is a medical diagnostic ultrasound imaging system.  In alternative embodiments, the ultrasound imager is a personal computer, workstation, PACS station, or other arrangement at a same location or distributed over a network for real-time or post acquisition imaging.
[0088]
The system 10 implements the method of Figure 1 or other methods.  The system 10 includes a transmit beamformer 12, a transducer 14, a receive beamformer 16, an image processor 18, a blending processor 20, a renderer 21, a display 22, a beamformer controller 24, and a memory 26.  Additional, different or fewer components may be provided.  For example, the receive beamformer 16 through the display 22 represents a B-mode processing path of an ultrasound imager.  Other components may be provided in the path, such as a spatial filter, a scan converter, a mapping processor for setting dynamic range, or an amplifier for application of gain.  As another example, a user input is provided.
[0089]
The transmit beamformer 12 is an ultrasound transmitter, memory, pulser, analog circuit, digital circuit, or combinations thereof.  The transmit beamformer 12 is configured to generate waveforms for a plurality of channels with different or relative amplitudes, delays, and/or phasing to focus a resulting beam at one or more depths.  The waveforms are generated and applied to a transducer array with any timing or pulse repetition frequency.  For example, the transmit beamformer 12 generates a sequence of pulses for different laterally and/or range regions.  The pulses have a center frequency.  
[0090]
The transmit beamformer 12 connects with the transducer 14, such as through a transmit/receive switch.  Upon transmission of acoustic waves from the transducer 14 in response to the generated waves, one or more beams are formed during a given transmit event.  The beams are for B-mode or other mode of imaging.  Sector, VectorR, linear, or other scan formats may be used.  The same region is scanned multiple times for generating a sequence of images.  The formed beams have an aperture, origin on the transducer 14, and angle relative to the transducer 14.  The beams in the field of view have a desired line density and format.
[0091]
The transducer 14 is a 1-, 1.25-, 1.5-, 1.75- or 2-dimensional array of piezoelectric or capacitive membrane elements.  The transducer 14 includes a plurality of elements for transducing between acoustic and electrical energies.  For example, the transducer 14 is a one-dimensional PZT array with about 64-256 elements.
[0092]
The transducer 14 connects with the transmit beamformer 12 for converting electrical waveforms into acoustic waveforms, and connects with the receive beamformer 16 for converting acoustic echoes into electrical signals.  The transducer 14 transmits the transmit beams where the waveforms have a frequency and are focused at a tissue region or location of interest in the patient.  The acoustic waveforms are generated in response to applying the electrical waveforms to the transducer elements.  The transducer 14 transmits acoustic energy and receives echoes.  The receive signals are generated in response to ultrasound energy (echoes) impinging on the elements of the transducer 14.
[0093]
The receive beamformer 16 includes a plurality of channels with amplifiers, delays, and/or phase rotators, and one or more summers.  Each channel connects with one or more transducer elements.  The receive beamformer 16 applies relative delays, phases, and/or apodization to form one or more receive beams in response to each transmission for detection.  Dynamic focusing on receive may be provided.  The receive beamformer 16 outputs data representing spatial locations using the received acoustic signals.  Relative delays and/or phasing and summation of signals from different elements provide beamformation. In alternative embodiments, the receive beamformer 16 is a processor for generating samples using Fourier or other transforms. The sampling density by the receive beamformer 16 is for a range of depths.  Timing is used to select the range of depths over which the sampling occurs.  The receive beams have a desired scan line density at an orientation or orientations using an aperture.
[0094]
The receive beamformer 16 may include a filter, such as a filter for isolating information at a second harmonic or other frequency band relative to the transmit frequency band.  Such information may more likely include desired tissue, contrast agent, and/or flow information.  In another embodiment, the receive beamformer 16 includes a memory or buffer and a filter or adder.  Two or more receive beams are combined to isolate information at a desired frequency band, such as a second harmonic, cubic fundamental, or other band.  The fundamental frequency band may alternatively be used.
[0095]
The receive beamformer 16 outputs beam summed data representing spatial locations.  Data for locations for a volume and/or sub-volume are output.
[0096]
The beamformer controller 24 and/or another processor configure the beamformers 12, 16.  The beamformer controller 24 is a processor, application specific integrated circuit, field programmable gate array, digital circuit, analogy circuit, combinations thereof, or other device for configuring the transmit and receive beamformers 12, 16.  
[0097]
The beamformer controller 24 may use the memory 26 to acquire and/or buffer values for different beamformer parameters.  The values may be accessed by the beamformers 12, 16 and/or loaded from the memory 26 into buffers of the beamformers 12, 16 to configure the beamformers 12, 16.  By loading values into registers or a table used for operation, the values of acquisition parameters used by the beamformers 12, 16 for three-dimensional imaging are set.  Any control structure or format may be used to establish the imaging sequence.  The beamformers 12, 16 are caused to acquire data for three-dimensional imaging at a frame rate, with a transmit focus, at an imaging frequency band, over a depth, with a line density, at a sample density, and/or line orientation.  Different values of one or more acquisition or scanning parameters may result in a different frame rate, signal-to-noise ratio, penetration, contrast and/or resolution.
[0098]
The beamformer controller 24 causes the beamformers 12, 16 to scan a volume of a patient.  Any three-dimensional scan format may be used.  Similarly, the beamformer controller 24 causes the beamformers 12, 16 to scan a sub-volume of the volume.  Any three-dimensional scan format may be used to scan the sub-volume.
[0099]
The sub-volume scan is separate from and/or acquires additional data not acquired for the rest of the volume.  For example, the sub-volume is scanned with scan lines at a different angle or angles than the rest of the volume.  The angle relative to the tissue and/or the transducer is different.  The volume and sub-volume are scanned at different orientations.  Other parameters may be set to scan the sub-volume at a greater resolution, contrast, and/or frame rate as compared to the rest of the volume.
[0100]
The beamformer controller 24 configures the beamformers 12, 16 to interleave scanning of the volume with the sub-volume.  The scanning may be interleaved by complete volume/sub-volume scans or by parts.  In one embodiment for interleaving by parts, the scanned volume includes a plurality of volume regions sequentially scanned during the scan of the volume.  The volume regions may be planar slices, but other scan line groupings may be used.  The volume is divided into different regions for sequential scanning, such as scanning different planes sequentially.  The scanned sub-volume also includes a plurality of sub-volume regions sequentially scanned during the scan of the sub-volume.  The sub-volume regions may be planar slices, but other scan line groupings may be used.  The sub-volume is divided into different regions for sequential scanning, such as scanning different planes sequentially.  The scan of the volume regions is interleaved with the scan of the sub-volume regions so that at least one of the volume regions is scanned before scanning all of the sub-volume regions and at least one of the sub-volume regions is scanned before scanning all of the volume regions.  For example, the scan of N of the sub-volume regions is interleaved with each scan of M of the volume regions where N and M are integers greater than or equal to one.  The beamformer controller 24 is configured to set the relative frame rates, such as finding a minimum product of N*M with M>N where a target frame rate occurs.
[0101]
The image processor 18 detects, such as detecting intensity, from the beamformed samples.  Any detection may be used, such as B-mode and/or color flow detection.  In one embodiment, a B-mode detector is a general processor, application specific integrated circuit, or field programmable gate array.  Log compression may be provided by the B-mode detector so that the dynamic range of the B-mode data corresponds to the dynamic range of the display.  The image processor 18 may or may not include a scan converter.
[0102]
In one data path for the volume and sub-volume data output by the image processor 18, the volume and sub-volume data are output separately or as different data sets to the renderer 21.  The renderer 21 is a graphics processing unit, graphics card, separate computer, processor, or other device for three-dimensional rendering.  The renderer 21 is configured by software, hardware, and/or firmware to generate an image or images of the patient from the volume and sub-volume data.  Separate images for the volume and sub-volume may be generated.  Alternatively or additionally, an image is generated to represent both the volume and the sub-volume in a single representation.  The volume and sub-volume data may be separately processed (e.g., mapped to color or intensity) and then combined for rendering.  Alternatively, the volume and sub-volume data are separately rendered and then the resulting rendered data is combined into the image.  A sequence of such images may be generated.
[0103]
The display 20 is a CRT, LCD, monitor, plasma, projector, printer or other device for displaying an image or sequence of images.  Any now known or later developed display 20 may be used.  The display 20 displays three-dimensional representations.  The display 20 displays one or more images representing the volume and the sub-volume.
[0104]
The spatial resolution and/or image quality is based, in part, on the acquisition or scan parameters.  The ultrasound imager using different acquisition parameters may result in different spatial resolutions, temporal resolution, or image quality for the displayed image.  The sub-volume part of the images has a greater image quality than the volume part, but the volume part is still provided for context.  The sub-volume may shift in location due to tracking, allowing the user to continue to view the anatomy of interest with higher quality compared to the rest of the volume in a seamless way not requiring user input.
[0105]
The blending processor 20 is a general processor, controller, digital signal processor, application specific integrated circuit, field programmable gate array, graphics processing unit, digital circuit, analog circuit, combinations thereof, or other device for processing data.  The blending processor 20 is configured by hardware, software, and/or firmware to blend the data from the scan of the sub-volume with the data from the scan of the volume.  Rather than just using the volume scan data, the sub-volume data may be blended with the volume data to provide a representation of the volume with greater quality for the sub-volume.  
[0106]
The blending processor 20 is configured to combine the data from the volume and sub-volumes.  Spatial, temporal, or spatial and temporal harmonization may be applied.  Any weighting may be used for blending.  The blending is the same or different than used for imaging.  In alternative or additional embodiments, the blending processor 20 outputs combined data to the renderer 21 for rendering.
[0107]
One or more processes implemented by the system 10 may expect or be designed to operate on data representing the full volume.  The process may perform better with the blended information.  For example, the blended data is used for quantification.  To the extent that the measure uses information from the sub-volume, the measure may be more accurate due to increased temporal or spatial resolution.  To the extent the measure also includes information from the volume, the combination allows for such measures.  The volume and sub-volume data may be treated differently for quantification than for the imaging.
[0108]
In one embodiment, the blended data is used for detecting anatomy.  The sub-volume information may allow for more reliable detection due to increased quality.  The volume information may allow for detection where the anatomy moves partially or entirely out of the sub-volume.  Having combined data may provide for more accurate or consistent detection of the anatomy.
[0109]
The blending processor 20, beamformer controller 24, image processor 18, renderer 21, or other processor is configured to detect the anatomy.  A classifier is applied to the blended data to detect the position of anatomy in the volume.  The detection is repeated over time to track the position of the anatomy at different times.  The position of the anatomy at a future time may be predicted from past detection and/or modeling of motion of the anatomy.  The beamformer controller 24 is configured to cause the transmit and receive beamformers 12, 16 to track a location of the anatomy over time of the sub-volume within the volume based on a position over time the detected anatomy.
[0110]
The beamformer controller 24, image processor 18, blending processor 20, renderer 21, and/or the ultrasound imager operate pursuant to instructions stored in the memory 26 or another memory.  The instructions configure the system for performance of the acts of Figure 1.  The instructions configure for operation by being loaded into a controller, by causing loading of a table of values (e.g., elasticity imaging sequence), and/or by being executed.  The memory 26 is a non-transitory computer readable storage media.  The instructions for implementing the processes, methods and/or techniques discussed herein are provided on the computer-readable storage media or memories, such as a cache, buffer, RAM, removable media, hard drive or other computer readable storage media.  Computer readable storage media include various types of volatile and nonvolatile storage media.  The functions, acts, or tasks illustrated in the figures or described herein are executed in response to one or more sets of instructions stored in or on computer readable storage media.  The functions, acts or tasks are independent of the particular type of instructions set, storage media, processor or processing strategy and may be performed by software, hardware, integrated circuits, firmware, micro code and the like, operating alone or in combination.  Likewise, processing strategies may include multiprocessing, multitasking, parallel processing, and the like.  In one embodiment, the instructions are stored on a removable media device for reading by local or remote systems.  In other embodiments, the instructions are stored in a remote location for transfer through a computer network or over telephone lines.  In yet other embodiments, the instructions are stored within a given computer, CPU, GPU or system.
[0111]
While the invention has been described above by reference to various embodiments, it should be understood that many changes and modifications can be made without departing from the scope of the invention.  It is therefore intended that the foregoing detailed description be regarded as illustrative rather than limiting, and that it be understood that it is the following claims, including all equivalents, that are intended to define the spirit and scope of this invention.
CLAIMS
1.  A method of enhanced ultrasound imaging of a sub-volume, the method comprising:
scanning (36), with an ultrasound imaging system, a volume of a patient with different values for scan settings for the sub-volume of the volume than for other parts of the volume;
tracking (40), by a processor, a position within the volume of anatomy, the tracking (40) using data resulting from the scanning (36);
altering (34), by the processor, a location of the sub-volume within the volume based on the tracking (40) so that the anatomy is in the sub-volume;
repeating the scanning (36) with the altered location; and
generating (42) first and second images in sequence from the data of the scanning (36) and repetition of the scanning (36), respectively.
2.  The method of claim 1, wherein scanning (36) comprises scanning (36) the volume with a first line density and scanning (36) the sub-volume of the volume with a second line density greater than the first line density.
3.  The method of claim 1, wherein scanning (36) comprises scanning (36) the volume with the scan settings having the different values comprising two or more of line density, transmit power, frame-rate, focus depth, line orientation, frequency, axial response, and transmit focus.
4.  The method of claim 1, wherein scanning (36) comprises scanning (36) the other parts of the volume with a first orientation of scan lines relative to the patient and scanning (36) the sub-volume with a second orientation of scan lines relative to the patient, the first orientation different by at least 10 degrees for over half of the scan lines than the second orientation.
5.  The method of claim 1, wherein scanning (36) comprises scanning (36) the other parts of the volume in planar slices and scanning (36) the sub-volume in planar slices, wherein the scanning (36) further comprises interleaving between scanning (36) the other parts and scanning (36) the sub-volume by planar slice, with a configurable relative frequency between acquisition of the planar slices.
6.  The method of claim 1, wherein scanning (36) the volume comprises scanning (30) the other parts as part of a scan of the entire volume.
7.  The method of claim 1, wherein tracking (40) comprises detecting (32) the anatomy with an anatomy classifier.
8.  The method of claim 1, wherein tracking (40) comprises tracking (40) without user input of an indication of the position of the anatomy.
9.  The method of claim 1, further comprising combining (38) samples from the scanning (30) of the sub-volume with samples from the scanning (36) of the other parts of the volume, and wherein the data for the tracking (40) comprises the combined samples.
10.  The method of claim 1, wherein the repeating of the scanning (36) continues over time, further comprising repeating the tracking (40) and altering (34) over the time.
11.  The method of claim 1, wherein altering (34) comprises predicting the location at a future time when the repetition of the scanning (36) is to occur.
12.  The method of claim 1, wherein generating (42) comprises blending samples from the sub-volume and the other parts temporally and spatially so that the first and second images represent the entire volume at a same frame rate and resolution for the entirety of the first and second images.
13.  The method of claim 1, further comprising:
initially scanning (30) the entire volume;
detecting (32), by the processor, the anatomy from results of the initial scanning (30); and
initially assigning (34), by the processor, the location of the sub-volume as including the detected anatomy.
14.  The method of claim 1 further comprising:
first combining (38) samples from the scanning (36) of the sub-volume with samples from the scanning (36) of the other parts of the volume, and wherein the data for the tracking (40) comprises the first combination of samples; and
second combining (38) the samples from the scanning (36) of the sub-volume with samples from the scanning (36) of the other parts of the volume, and wherein generating (42) the first and second images comprises generating (42) with the second combination of samples.
15.  A system for enhanced ultrasound imaging of a sub-volume, the system comprising:
a transmit beamformer (12);
a receive beamformer (16);
a transducer (14) connectable with the transmit and receive beamformers (12, 16);
a beamformer controller (24) configured to cause the transmit and receive beamformers (12, 16) to:
scan a volume of a patient, the volume including a plurality of volume regions sequentially scanned during the scan of the volume;
scan a sub-volume of the volume, the sub-volume including a plurality of sub-volume regions sequentially scanned during the scan of the sub-volume;
interleave the scan of the volume regions with the scan of the sub-volume regions so that at least one of the volume regions is scanned before scanning (30) all of the sub-volume regions and at least one of the sub-volume regions is scanned before scanning (30) all of the volume regions, the sub-volume regions being less than the entire sub-volume and the volume regions being less than the entire volume;
a renderer (21) configured to generate an image of the patient using data from the scan of the volume and data from the scan of the sub-volume; and
a display (22) configured to display the image.
16.  The system of claim 15, wherein the beamformer controller (24) is configured to cause the transmit and receive beamformers (12, 16) to scan the volume at a first orientation and scan the sub-volume at a second orientation different than the first orientation.
17.  The system of claim 15, wherein the beamformer controller (24) is configured to cause the transmit and receive beamformers (12, 16) to interleave scan of N of the sub-volume regions for each scan of M of the volume regions where N and M are integers greater than or equal to one.
18.  The system of claim 17, wherein the beamformer controller (24) is configured to find a minimum product of N*M with M>N where a target frame rate occurs.
19.  The system of claim 15, wherein the scan of the sub-volume has a greater resolution, contrast, or resolution and contrast than the scan of the volume.
20.  The system of claim 15, further comprising:
a processor (18) configured to detect anatomy over time from the data from the scans of the volume and sub-volume,
wherein the beamformer controller (24) is configured to cause the transmit and receive beamformers (12, 16) to track a location over time of the sub-volume within the volume based on a position over time the detected anatomy.
21.  The system of claim 15, further comprising:
a processor (20) configured to blend the data from the scan of the sub-volume with the data from the scan of the volume differently for quantification than for the image.
22.  A method of enhanced ultrasound imaging of a sub-volume, the method comprising:
scanning (36) a volume;
scanning (36) a sub-volume of the volume with a greater frame rate, resolution, contrast, or combinations thereof;
combining (38) data from the scanning (36) of the volume with data from the scanning (36) of the sub-volume;
measuring (64) from the combined data;
passing the data from the scanning (36) of the volume and the data from the scanning (36) of the sub-volume to a three-dimensional renderer (21); and
generating (42), by the three-dimensional renderer (21), an image from the data, where the data of the main volume is rendered differently than the data of the sub-volume.
ABSTRACT
An entire volume is scanned (30).  A sub-volume is separately scanned (30) with different settings for beamforming parameters, allowing greater image quality for the sub-volume while providing context from the volume.  The anatomy of interest is periodically detected (32), and the sub-volume shifted (34) in position to cover the anatomy of interest, allowing for relatively continuous volume imaging with enhanced quality imaging of the sub-volume.  Interleaving by volume and sub-volume slices may allow for optimization of relative frame rate and image quality.  Different combinations (38) between volume and sub-volume data for anatomy detection and display may provide for desired imaging while allowing the regular detection of the anatomy.
【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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