(57)【要約】  パワードップラー・イメージングの方法は、ウォール・フィルタ処理されたパワードップラー信号の時間的に連続する複数のフレームを受信するステップを含むことができ、時間的に連続する複数のフレームには、以前に調整された少なくとも１つの出力フレームが含まれる。この方法は、時間的に連続する複数のフレームのうちの少なくとも１つを調整して、調整された出力フレームを生成するステップと、調整された出力フレームに少なくとも部分的に基づいてパワードップラー画像を生成するステップとをさらに含むことができる。調整するステップは、時間的に連続する複数のフレームをフィルタ処理して、低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを抑制し、調整された出力フレームを生成するステップを含むことができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワードップラー・イメージングの方法であって、当該方法は、
ウォール・フィルタ処理されたパワードップラー信号の時間的に連続する複数のフレームを受信するステップであって、前記時間的に連続する複数のフレームには、以前に調整された少なくとも１つの出力フレームが含まれる、受信するステップと、
前記時間的に連続する複数のフレームのうちの少なくとも１つを調整するステップであって、
前記時間的に連続する複数のフレームをフィルタ処理して、低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを識別するステップと、
該低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを抑制して、調整された出力フレームを生成するステップと、を含む、調整するステップと、
該調整された出力フレームに少なくとも部分的に基づいてパワードップラー画像を生成するステップと、を含む、
方法。
【請求項２】
前記時間的に連続する複数のフレームのうちの少なくとも１つを調整するステップは、
前記時間的に連続するフレームのそれぞれをフィルタ処理して、前記時間的に連続する複数のフレームのそれぞれから高い空間周波数のコンテンツを除去し、且つ比較的低い空間周波数のコンテンツを有するフィルタ処理されたフレームを生成するステップと、
前記フレーム内の全ての空間位置について、前記フィルタ処理されたフレーム同士の間の時間応答性を決定するステップと、
該フィルタ処理されたフレーム同士の間の前記時間応答性に基づいて、前記時間的に連続する複数のフレームのうちの前記少なくとも１つを調整するステップと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記時間的に連続する複数のフレームのそれぞれをフィルタ処理するステップは、前記時間的に連続する複数のフレームのそれぞれを空間ローパスフィルタに通すステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記空間ローパスフィルタは、ボックスカー・フィルタである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記フィルタ処理されたフレーム同士の間の前記時間応答性を決定するステップは、
前記フレーム内の全てのピクセル又はボクセルについて、前記フィルタ処理されたフレーム同士の間の信号強度の変化を計算するステップと、
該計算された信号強度の変化に基づいてブレンド係数を生成するステップと、を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記ブレンド係数を生成するステップは、伝達関数を使用して、各ピクセル又はボクセルについて計算された前記変化をそれぞれのブレンド係数にマッピングするステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記伝達関数には、減衰成分と成長成分とが含まれる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ブレンド係数は、信号強度の分数変化に基づいて計算された第１のブレンド係数を含み、当該方法は、
前記フレーム内の全てのピクセル又はボクセルにおける前記フィルタ処理されたフレーム同士の間の前記信号強度の差に基づいて、第２のブレンド係数を生成するステップと、
該第２のブレンド係数を前記時間的に連続する複数のフレームのうちの前記少なくとも１つに適用して、前記時間的に連続する複数のフレームのうちの前記少なくとも１つを調整するステップと、をさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記時間的に連続する複数のフレームを受信するステップ、前記時間的に連続する複数のフレームのうちの少なくとも１つを調整するステップ、及び前記調整された出力フレームに少なくとも部分的に基づいてパワードップラー画像を生成するステップを繰り返すステップは、前記時間的に連続するフレームの１つ又は複数を取得しながらリアルタイムで発生するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記調整された出力フレームを対応するエコーフレームとブレンドして、前記パワードップラー画像を生成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記調整された出力フレームには信号パワー情報が含まれ、前記対応するエコーフレームにはエコー強度情報が含まれ、前記調整された出力フレームを前記対応するエコーフレームとブレンドするステップは、それぞれの前記フレームからの前記信号パワー情報及び前記エコー強度情報の少なくとも一方に基づいて、少なくとも１つのブレンド係数を計算するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
実行されると、超音波イメージング・システムのプロセッサに請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の方法を実行させる実行可能命令を含む非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項１３】
超音波エコー源に通信可能に結合された超音波イメージング・システムであって、当該超音波イメージング・システムは、
前記超音波エコーに応答してウォール・フィルタ処理されたドップラー信号を生成するように構成されたウォール・フィルタと、
少なくとも１つのプロセッサと、を有しており、
該少なくとも１つのプロセッサは、
前記ウォール・フィルタ処理されたドップラー信号の時間的に連続したフレームを受信することであって、時間的に連続した２つのフレームには、以前に調整された少なくとも１つの出力フレームが含まれる、受信すること、
前記時間的に連続したフレームをフィルタ処理して、低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを識別すること、
該低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを抑制して、調整された出力フレームを生成すること、
該調整された出力フレームに少なくとも部分的に基づいて、パワードップラー画像データを生成すること、を行うように構成される、
超音波イメージング・システム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記時間的に連続するフレームから高い空間周波数情報を除去してぼやけたフレームを生成するように構成された少なくとも１つの空間ローパスフィルタを含み、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記ぼやけたフレームの時間応答性に少なくとも部分的に基づいて、１つ又は複数の調整パラメータを生成するように構成される、請求項１３に記載の超音波イメージング・システム。
【請求項１５】
前記プロセッサは、それぞれの前記フレーム内の全てのピクセル又はボクセルについて、前記時間的に連続するフレーム同士の間の信号強度の変化を計算するように構成され、前記１つ又は複数の調整パラメータには、前記計算された信号強度の変化に少なくとも部分的に基づくブレンド係数が含まれる、請求項１４に記載の超音波イメージング・システム。
【請求項１６】
前記空間ローパスフィルタは、ボックスカー・フィルタである、請求項１４に記載の超音波イメージング・システム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのプロセッサは、計算された信号強度の変化を伝達関数に通してブレンド係数を生成するように構成され、前記伝達関数には、減衰成分及び成長成分が含まれる、請求項１４に記載の超音波イメージング・システム。
【請求項１８】
ブレンド係数は、信号強度の分数変化に基づいて生成される第１のブレンド係数であり、前記少なくとも１つのプロセッサは、
時間的に連続する２つのフレーム同士の間の前記信号強度の差に基づいて、第２のブレンド係数を生成し、
該第２のブレンド係数にさらに基づいて現在の入力フレームを調整する、ようにさらに構成される、請求項１４に記載の超音波イメージング・システム。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記調整された出力フレームを対応するエコーフレームとブレンドして、前記パワードップラー画像データを生成するようにさらに構成される、請求項１３に記載の超音波イメージング・システム。
【請求項２０】
ディスプレイをさらに有しており、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記ディスプレイに、前記パワードップラー画像データが重ねられたＢモード画像を含む超音波画像を表示させるようにさらに構成される、請求項１３に記載の超音波イメージング・システム。
【請求項２１】
前記超音波エコーを取得するように構成されたトランスデューサ・アレイをさらに有しており、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記超音波エコーを取得しながら前記パワードップラー画像データをリアルタイムで生成するように構成される、請求項１３に記載の超音波イメージング・システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、超音波イメージングに関し、具体的には、強化されたクラッタ抑制（enhanced clutter suppression）を装備し得るドップラー・イメージング・システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存の超音波イメージング・システムは、Ｂモードで撮像し、撮像した解剖学的構造の組織又は構造のグレースケール画像を生成するように動作可能であり、典型的に、１つ又は複数のドップラーモードで撮像して移動粒子（例えば、血流）に関する情報を提供する。従来のカラードップラー・イメージングでは、システムは、超音波パルスを組織に送信し、ドップラー効果に基づいて位相及び速度情報やパワー情報等の血流情報を抽出する。典型的に、ドップラー信号は、ウォール・フィルタ（wall filter）に通され、運動する組織からの信号（クラッタとも呼ばれる）を抑制する。しかしながら、従来のウォール・フィルタは、特に低速度の血流状態を画像化する場合に、組織のクラッタを適切に抑制することができないことがあり、こうしてクラッタ抑制のための改善された技術が望まれ得る。
【発明の概要】
【０００３】
パワードップラー・イメージング（power Doppler imaging）の方法は、ウォール・フィルタ処理された（wall-filtered）パワードップラー信号の時間的に連続する複数のフレームを受信するステップを含むことができ、時間的に連続する複数のフレームには、以前に調整された少なくとも１つの出力フレームが含まれる。この方法は、時間的に連続する複数のフレームのうちの少なくとも１つを調整して、調整された出力フレームを生成するステップと、調整された出力フレームに少なくとも部分的に基づいてパワードップラー画像を生成するステップとをさらに含むことができる。調整するステップは、時間的に連続する複数のフレームをフィルタ処理して、低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを識別するステップと、低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを抑制して、調整された出力フレームを生成するステップとを含むことができる。いくつかの実施形態では、時間的に連続する複数のフレームをフィルタ処理して、低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを識別するステップは、時間的に連続する複数のフレームのそれぞれを、空間ローパスフィルタ（例えば、ボックスカー・フィルタ又は別の空間フィルタ）に及び時間ハイパスフィルタに通すステップを含むことができる。時間ハイパスフィルタは、フレームからフレームへの変化に応答する伝達関数を使用する等、任意の既知の技術に従って実装してもよい。それにより、フィルタ処理動作の出力において、低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツが識別され、時間的に連続するフレームのうちの少なくとも１つ（例えば、現在の入力フレーム）からの低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを抑制するための調整パラメータ（例えば、ゲイン調整、ブレンド係数、又はその他）が計算され得る。調整パラメータを時間的に連続するフレームのうちの少なくとも１つ（例えば、現在の入力フレーム）に適用して、１つ又は複数の調整されたフレームを生成し、その後、調整されたフレームに基づいてパワードップラー画像を生成することができる。
【０００４】
いくつかの実施形態では、時間的に連続する複数のフレームのうちの少なくとも１つを調整するステップは、時間的に連続する複数のフレームのそれぞれをフィルタ処理して、時間的に連続するフレームのそれぞれから高い空間周波数のコンテンツを除去し、且つ比較的低い空間周波数のコンテンツを有するフィルタ処理されたフレームを生成するステップと、フレーム内の全ての空間位置について、フィルタ処理されたフレーム同士の間の時間応答性を決定するステップと、フィルタ処理されたフレーム同士の間の時間応答性に基づいて、時間的に連続する複数のフレームのうちの少なくとも１つを調整するステップと、を含むことができる。いくつかの実施形態では、時間的に連続する複数のフレームのそれぞれをフィルタ処理するステップは、時間的に連続する複数のフレームのそれぞれを空間ローパスフィルタに通すステップを含む。いくつかの実施形態では、空間ローパスフィルタは、ボックスカー・フィルタであってもよい。
【０００５】
いくつかの実施形態では、フィルタ処理されたフレーム同士の間の時間応答性を決定するステップは、フレーム内の全てのピクセル又はボクセルについて、フィルタ処理されたフレーム同士の間の信号強度の変化（例えば、パーセント変化又は分数変化、又は単に信号強度差）を計算するステップと、計算された信号強度の変化に基づいてブレンド係数を生成するステップとを含むことができる。いくつかの例では、ブレンド係数を使用する代わりに、計算された変化に基づいて信号強度を直接的に調整して、調整された出力フレームを生成することができる。すなわち、本開示の文脈における入力フレームの調整は、以下でさらに説明するように、ゲインの調整、重み付け、又は１つ又は複数のブレンド操作によって達成することができる。調整の目的は、一般に、入力フレームからの低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを抑制することであり、適切な調整を使用してその効果を得ることができる。
【０００６】
ブレンドが使用されるいくつかの実施形態では、ブレンド係数を生成するステップは、伝達関数を使用して、各ピクセル又はボクセルについて計算された変化（例えば、信号強度のパーセント、分数、又は単純な差）をそれぞれのブレンド係数にマッピングするステップを含むことができる。いくつかの実施形態では、使用される伝達関数は、減衰成分と成長成分とを有し得る。いくつかの実施形態では、方法は、例えば、フレーム内の全てのピクセル又はボクセルにおけるフィルタ処理されたフレーム同士の間の信号強度の差に基づいて、第２のブレンド係数を生成するステップをさらに含むことができ、入力フレームの調整は、第２のブレンド係数を使用してさらに実行され得る。暗示されるように、本明細書で説明する技術は、２次元（２Ｄ）データセット、例えば２Ｄ画像フレームのピクセル毎の処理に等しく適用可能であるか、又は３Ｄデータフレームに対してクラッタ抑制を行うこと等により、３次元（３Ｄ）データセットに適用することができる。いくつかの実施形態では、プロセスのステップは、リアルタイムで、すなわち、時間的に連続するフレームの１つ又は複数の取得中に実行され得る。
【０００７】
更なる実施形態では、方法は、調整された出力フレームを対応するエコーフレームとブレンドして、パワードップラー画像を生成するステップを含むことができる。調整された出力フレームには信号パワー情報が含まれ得、対応するエコーフレームにはエコー強度情報が含まれ得る。そして、いくつかの実施形態では、調整された出力フレームを対応するエコーフレームとブレンドするステップは、それぞれのフレームからの信号パワー情報及びエコー強度情報の少なくとも一方を使用して少なくとも１つのブレンド係数を計算するステップを含むことができる。本明細書で説明する方法はいずれも、実行可能な命令を含む非一時的なコンピュータ可読媒体で具現化され、実行されると、プロセッサ（例えば、超音波イメージング・システムのプロセッサ）にその媒体で具現化される方法を実行させることができる。
【０００８】
本明細書のいくつかの実施形態による超音波イメージング・システムは、パワードップラー画像を生成するために超音波エコー源に通信可能に結合され得る。システムは、超音波エコーに応答してウォール・フィルタ処理されたドップラー信号を生成するように構成されたウォール・フィルタと、ウォール・フィルタ処理されたドップラー信号を処理してパワードップラー画像データを生成するように構成された少なくとも１つのプロセッサとを含むことができる。プロセッサは、ウォール・フィルタ処理されたドップラー信号の時間的に連続したフレームを受信することであって、時間的に連続した２つのフレームには、以前に調整された少なくとも１つの出力フレームが含まれる、受信すること；時間的に連続したフレームをフィルタ処理して、低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを識別すること；低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを抑制して、調整された出力フレームを生成すること；及び調整された出力フレームに少なくとも部分的に基づいて、パワードップラー画像データを生成すること；を行うように構成され得る。
【０００９】
システムのいくつかの実施形態では、プロセッサは、時間的に連続するフレームから高い空間周波数情報を除去してぼやけた（blurred）フレームを生成するように構成された少なくとも１つの空間ローパスフィルタを含み得、プロセッサは、ぼやけたフレームの時間応答性に少なくとも部分的に基づいて、１つ又は複数の調整パラメータを生成するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、調整パラメータは、単にゲインの調整であってもよく、又はブレンドパラメータ（例えば、以下でさらに説明するようなブレンド係数）であってもよい。いくつかの実施形態では、プロセッサは、それぞれのフレーム内の全てのピクセル又はボクセルについて、時間的に連続するフレーム同士の間の信号強度の変化を計算するように構成され得、１つ又は複数の調整パラメータには、計算された信号強度の変化に少なくとも部分的に基づくブレンド係数が含まれる。いくつかの実施形態では、空間ローパスフィルタは、ボックスカー・フィルタ又は別の適切なローパスフィルタであってもよい。いくつかの実施形態では、プロセッサは、計算された信号強度の変化を伝達関数に通してブレンド係数を生成するように構成され得、伝達関数には、減衰成分及び成長成分が含まれる。システムのいくつかの実施形態では、ブレンド係数は、信号強度の分数変化に基づいて生成される第１のブレンド係数であり、プロセッサは、時間的に連続する２つのフレーム同士の間の信号強度の差に基づいて第２のブレンド係数を生成し、第２のブレンド係数にさらに基づいて現在の入力フレームを調整するようにさらに構成され得る。
【００１０】
システムのいくつかの実施形態では、プロセッサは、調整された出力フレームを対応するエコーフレームとブレンドして、パワードップラー画像データを生成するように構成され得る。いくつかの実施形態では、プロセッサは、ディスプレイに、パワードップラー画像データが重ねられたＢモード画像を含む超音波画像を表示させるようにさらに構成され得る。更なる実施形態では、超音波システムは、超音波エコーを取得するように構成されたトランスデューサ・アレイを含んでもよく、プロセッサは、超音波エコーを取得しながらパワードップラー画像データをリアルタイムで生成するように動作可能であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示のいくつかの実施形態に従って配置された超音波イメージング・システムのブロック図である。
【図２】本開示のいくつかの実施形態に従って配置された超音波イメージング・システムの信号処理コンポーネントのブロック図である。
【図３Ａ】本開示のいくつかの実施形態によるフラッシュ抑制プロセッサの例である。
【図３Ｂ】本開示のいくつかの実施形態によるフラッシュ抑制プロセッサの別の例である。
【図４】本開示のいくつかの実施形態による、ブレンド係数を生成するためにフラッシュ抑制プロセッサによって使用され得る例示的な伝達関数のプロットである。
【図５Ａ】本開示のいくつかの実施形態によるブレンドプロセスの絵図表示である。
【図５Ｂ】本開示のいくつかの実施形態によるブレンドプロセスの絵図表示である。
【図６】本開示のいくつかの実施形態によるフラッシュ抑制プロセスに関連する入力及び出力画像のシーケンスである。
【図７】本開示のいくつかの実施形態によるパワードップラー・イメージングのプロセスのフロー図である。
【図８Ａ】本開示のいくつかの実施形態による、表示ブレンドプロセスの様々なブレンド段階のブレンド係数及びルックアップテーブルの例示的なプロットである。
【図８Ｂ】本開示のいくつかの実施形態による、表示ブレンドプロセスの様々なブレンド段階のブレンド係数及びルックアップテーブルの例示的なプロットである。
【図８Ｃ】本開示のいくつかの実施形態による、表示ブレンドプロセスの様々なブレンド段階のブレンド係数及びルックアップテーブルの例示的なプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
特定の例示的な実施形態の以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明又はその用途又は使用を限定することを決して意図するものではない。本システム及び方法の実施形態の以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成し、且つ説明するシステム及び方法を実施できる特定の実施形態を例示として示す添付図面について参照を行う。これらの実施形態は、当業者が間もなく開示されるシステム及び方法を実施できるように十分詳細に説明しており、他の実施形態を利用することができ、本システムの精神及び範囲から逸脱することなく、構造的及び論理的な変更を行うことができることを理解されたい。さらに、明確にするために、特定の特徴の詳細な説明は、本システムの説明を不明瞭にしないように当業者に明らかな場合には説明しない。従って、以下の詳細な説明は限定的な意味で解釈すべきではなく、本システムの範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ規定される。
【００１３】
ドップラー・イメージングを行うことができる従来の超音波イメージング・システムには、典型的には、ドップラー信号経路にウォール・フィルタが含まれる。ウォール・フィルタは、血管壁からの高振幅、低速度のエコー（大抵の場合、ウォール・サンプ（wall thump）と呼ばれる）を低減又は除去するために使用されるハイパスフィルタである。フィルタのカットオフ周波数は設定可能であり、多くの場合５０〜１６００Ｈｚの範囲に設定される。多くの超音波イメージング・システムは、パワードップラー・イメージングを行うように構成することもできる。特定のカラー（color）の位置での平均ドップラー周波数シフトの推定値をエンコード化するカラー（又は、カラーフロー）ドップラー・イメージングとは対照的に、パワードップラー・イメージングは、カラーのドップラー信号のパワーをエンコード化する手法である。このパラメータは、平均周波数シフトとは根本的に異なる。信号の周波数は、追跡される粒子（つまり、赤血球）の速度によって決定されるが、ドップラー信号のパワーは、存在する血液の量に依存する。パワードップラー・イメージングは、血流の異なる特性の画像を提供するために使用され得るため、パワードップラーは、カラードップラーに対していくつかの重要な利点を示しており、流れに対してより高い感度、連続した流れのより良いエッジ規定及び描写を含んでいる。従って、パワードップラーは、表面構造や小さな低流量血管（例えば、毛細管流動）の画像化に特に役立つ。
【００１４】
ドップラー・イメージングでは、フラッシュアーチファクトは、大抵の場合、時間的次元で急速に現れ、低い空間周波数を有する高強度信号として現れる。従来のドップラー・イメージングは、フラッシュアーチファクト抑制のためにウォール・フィルタをドップラー信号経路に設定することに依存している。すなわち、組織運動から生じるフラッシュアーチファクトを除去するために、従来のシステムは、ウォール・フィルタを積極的に低く設定し、及び／又はウォール・フィルタを通過するドップラー信号のパワーを制限する。この理由は、組織に関連する信号の強度が、典型的に、血流に関連する信号の強度よりもはるかに強いためである。具体的には、従来のシステムで低速度の血流状態を画像化する場合に、典型的に、ウォール・フィルタを低く設定し、小さいドップラーシフト周波数と、低速度の血流によって生じる対応する速度とを見える且つ表示できるようにする。しかしながら、低流量状態（例えば、細動脈、静脈、細静脈、又は毛細血管を通る比較的遅い流量）での解剖学的構造の画像化に適した低ウォール・フィルタ設定では、トランスデューサに対する組織の運動によるドップラーシフトは、大抵の場合、容易にフィルタ処理されず、こうしてフラッシュアーチファクトとして現れる。パワードップラー・イメージング用のフラッシュアーチファクト抑制のための改善されたシステム及び方法が望ましい場合がある。
【００１５】
本開示は、パワードップラー・イメージングにおけるフラッシュ抑制に対する改善された解決策を提供し得る。本明細書のいくつかの例によれば、追加のフラッシュ抑制処理回路がパワードップラー信号経路に含められ、低流量状態の解剖学的構造を画像化するときに生じるフラッシュアーチファクトをさらに低減させる。フラッシュ抑制処理回路（又は、単にフラッシュ抑制プロセッサ）は、ドップラープロセッサ内の位相及び速度の推定に影響を与えることなく、パワードップラー信号経路に沿って追加のフラッシュ抑制（クラッタ抑制とも呼ばれる）を行うように構成され得る。本発明者らは、低流量状態（例えば、静脈流量又は末梢流量）の流れを画像化するときに、そのような低流量状態に関連する血管は、比較的低い抵抗指数を有し、こうして、高流量状態（例えば、動脈流量）に典型的な拍動信号とは反対に、一定の信号として現れる。さらに、低流量状態の血流から生成される信号は、典型的に、比較的高い空間周波数にも関連付けられる。そのために、本開示によるシステムは、空間領域ベースで、時間的に連続する２つのフレームにおける信号の強度の変化を識別する時空間処理回路を含むことができる。信号強度の変化が時間的に連続する２つのフレーム同士の間で増大すると、信号はフラッシュとして分類され、現在のフレームからの領域信号を抑制し、従ってフラッシュアーチファクトを抑制するように、持続係数が適応的に変更される。時間的に連続する（sequential）フレームは、時間的に間を置かずに連続する（consecutive）フレームであってもよく、又は時間的に連続しているが１つ又は複数の中間フレームによって間隔が空いているフレームであってもよい。本発明による実施例は、以下の表１に示されるような空間及び時間特性の違いを利用する。
【００１６】
フロー（flow）情報が長く、薄い構造の形で高い空間周波数になる傾向がある一方で、組織クラッタがＲＯＩのほぼ全体を埋める低い空間周波数になる傾向があるという点で、フロー情報は、組織クラッタとは異なる。フロー情報及び組織クラッタは、時間的次元で異なる挙動をすることも観察された。特に低流量の小血管（特に関心のある血管）の流れは、抵抗指数が低い傾向があった。これは、静脈の流れのように、流れが一般的に心周期全体で一定のままであることを意味する。対照的に、心周期から生じる組織運動による「フラッシュ」アーチファクトは、血管が有する程度まで減衰されていない。組織の心運動も小さな個々の血管に退けられるのではなく、代わりに組織器官全体を満たす。そのため、表１に示される特性を用いて、低流量の血管と組織クラッタとを大まかに分類することができる。
【表１】
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表１：血管と組織との間の空間的及び時間特性の違い。
【００１７】
本発明の原理によれば、空間的及び時間的な適応持続性（persistence）が、フラッシュアーチファクトを抑制するために使用される。持続性とは、一般に、現在及び以前のフレームからのドップラーシフト推定値の平均化を指し、フレーム平均化と交換可能に呼ばれ得る。持続性コントロールは、表示画像の平滑化又はフレーム平均化のレベルを選択するために使用される。低い持続性は、心臓や胎児の心臓等の高速で動く関心領域に必要であるのに対し、高い持続性は、低速で動く関心のある器官又は対象物に使用される。本明細書で説明するフラッシュ抑制プロセスは、フィードバックループを含む（例えば、現在のフレームを処理するときに、フィルタから出力された以前処理されたフレームを入力として使用する）無限インパルス応答（ＩＩＲ）スタイルフィルタを使用することができる。このようにして、説明するフラッシュ処理回路は、２つのフレームからの領域を適応的にブレンドして、フロー情報を含むが組織フラッシュ成分が最小化された出力フレームを生成する。そのため、１つの入力フレームを超える組織フラッシュは、既存のパワードップラー・イメージング・システムで使用され得る従来の時間的なメディアンフィルタ（この従来のメディアンフィルタは、典型的に、そのようなシナリオで無効にされる）と比較して、抑制プロセスを無効にしない。本明細書で説明するＩＩＲフィルタは、２つのフレームからの寄与、ブレンドするピクセル、ブレンドする量を適応的に決定する。
【００１８】
図２は、本開示によるフラッシュ抑制プロセッサのブロック図を示す。フラッシュ抑制プロセッサは、ドップラー信号経路に配置され、ドップラー信号ポストウォール・フィルタの時空間特性に基づいて動作し、フラッシュが補正されたパワー信号を含み得る追加のデクラッタ（de-clutter）出力（調整された出力とも呼ばれる）を生成する。この出力は、Ｂモード信号経路からのエコー信号（例えば、ＩＱ復調信号等）とオプションでさらにブレンドされ、さらに説明するような、強化されたパワードップラー画像を生成することができる。例示的なフラッシュ抑制プロセッサの構成要素について説明する前に、本発明の実施形態によるフラッシュ抑制プロセッサを含み得る超音波イメージング・システムについて、図１を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本開示の原理に従って構築された超音波イメージング・システム１００のブロック図を示す。本開示による超音波イメージング・システム１００は、超音波プローブ１１２、例えば外部プローブ又は内部プローブ（血管内超音波（ＩＶＵＳ）カテーテルプローブ等）に含まれ得るトランスデューサ・アレイ１１４を含み得る。他の実施形態では、トランスデューサ・アレイ１１４は、画像化される被検体（例えば、患者）の表面にコンフォーマルに適用されるように構成された可撓性アレイの形態であってもよい。トランスデューサ・アレイ１１４は、超音波を送信し、超音波に応答するエコーを受信するように構成される。様々なトランスデューサ・アレイ、例えば線形アレイ、湾曲アレイ、又はフェーズドアレイを使用してもよい。トランスデューサ・アレイ１１４は、例えば、２Ｄ及び／又は３Ｄイメージングのために仰角及び方位角の両方の次元でスキャンすることができるトランスデューサ素子の２次元アレイ（図示のように）を含むことができる。一般的に知られているように、軸線方向はアレイの面に垂直な方向であり（湾曲アレイの場合に、軸線方向は扇状に広がる）、方位角方向は一般にアレイの長手方向の寸法によって規定され、仰角方向は、方位角方向を横切る方向である。トランスデューサ・アレイ１１４は、超音波プローブ１１２に配置され、且つアレイ１１４内のトランスデューサ素子による信号の送信及び受信を制御し得るマイクロビームフォーマ１１６に結合され得る。いくつかの実施形態では、マイクロビームフォーマ１１６は、アレイ１１４内のアクティブな素子（例えば、所与の時間にアクティブな開口を規定するアレイの素子のアクティブなサブセット）による信号の送信及び受信を制御することができる。
【００２０】
いくつかの実施形態では、マイクロビームフォーマ１１６は、例えばプローブケーブルによって又は無線で送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ１１８に結合され得、このスイッチ１１８は、送信及び受信を切り替え、高エネルギー送信信号からメインビームフォーマ１２２を保護する。いくつかの実施形態では、例えば携帯型超音波システムでは、システムのＴ／Ｒスイッチ１１８及び他の要素は、画像処理電子機器を収容できる超音波システムベースではなく、超音波プローブ１１２内に含めることができる。超音波システムベースには、典型的に、信号処理及び画像データ生成のための回路、並びにユーザインターフェイスを提供する実行可能な命令を含むソフトウェア及びハードウェアコンポーネントが含まれる。
【００２１】
マイクロビームフォーマ１１６の制御下でのトランスデューサ・アレイ１１４からの超音波パルスの送信は、Ｔ／Ｒスイッチ１１８及びビームフォーマ１２２に結合され得る送信コントローラ１２０によって指示される。いくつかの実施形態では、プローブ１１２及びビームフォーマは、並列データリンクを使用して結合され、アレイとベースとの間の同時並列データ転送を可能にして、信号処理コンポーネントが、超高速イメージング中に、視野内の複数又は全ての画像ラインのデータを同時に受信できるようにする。送信コントローラ１２０は、ユーザインターフェイス１２４にも結合され、ユーザ制御のユーザの操作から入力を受け取ることができる。ユーザインターフェイス１２４は、制御パネル１５２等の１つ又は複数の入力装置を含むことができ、制御パネル１５２には、１つ又は複数の機械的制御（例えば、ボタン、エンコーダ等）、タッチセンシティブ制御（例えば、トラックパッド、タッチスクリーン等）、及び他の既知の入力装置が含まれ得る。
【００２２】
送信コントローラ１２０により制御され得る別の機能は、ビームが操向される方向である。ビームは、トランスデューサ・アレイ１１４から（に直交して）真っ直ぐ前方に、又はより広い視野のために異なる角度で操向させることができる。いくつかの実施形態では、マイクロビームフォーマ１１６によって生成される部分的にビーム形成された信号は、トランスデューサ素子の個々のパッチからの部分的にビーム形成された信号が完全にビーム形成された信号に結合されるメインビームフォーマ１２２に結合され得る。ビーム形成された信号は、ビーム形成された信号（すなわち、ビーム形成されたＲＦデータ）から超音波画像を生成するように構成される１つ又は複数のプロセッサ（例えば、信号プロセッサ１２６、Ｂモードプロセッサ１２８、ドップラープロセッサ１６０、ベクトルフロープロセッサ、及び１つ又は複数の画像生成及び処理コンポーネント１６８）を含み得る処理回路１５０に結合される。
【００２３】
信号プロセッサ１２６は、受信した、ビーム形成されたＲＦデータを様々な方法（帯域通過フィルタ処理、デシメーション（decimation）、Ｉ及びＱ成分分離、並びに高調波信号分離等）で処理するように構成され得る。信号プロセッサ１２６は、スペックル低減、信号合成、及びノイズ除去等の追加の信号強調も行うことができる。処理された信号（Ｉ及びＱ成分又はＩＱ信号とも呼ばれる）は、画像生成のために下流の追加の信号処理回路に結合され得る。ＩＱ信号は、システム内の複数の信号経路に結合され得、その各信号経路は、異なるタイプの画像データ（例えば、Ｂモード画像データ、ドップラー画像データ、ベクトルフロー画像データ）を生成するのに適した信号処理コンポーネントの特定の構成に関連付けられ得る。例えば、システムは、Ｂモード画像データを生成するために、信号プロセッサ１２６からの信号をＢモードプロセッサ１２８に結合するＢモード信号経路１５８を含み得る。Ｂモードプロセッサは、体内の構造の画像化のために振幅検出を使用することができる。
【００２４】
Ｂモードプロセッサ１２８によって生成された信号は、スキャンコンバータ１３０及び／又は多断面リフォーマッタ（multiplanar reformatter）１３２に結合され得る。スキャンコンバータ１３０は、空間的関係からの受信したエコー信号を所望の画像フォーマットに配列させるように構成され得る。例えば、スキャンコンバータ１３０は、エコー信号を２次元（２Ｄ）扇形のフォーマット、或いはピラミッド形又は他の形状の３次元（３Ｄ）フォーマットに配列させることができる。多断面リフォーマッタ１３２は、例えば米国特許第６，４４３，８９６号（Detmer）に記載されるように、身体のボリューム領域の共通平面のポイントから受信されるエコーをその平面の超音波画像（例えば、Ｂモード画像）に変換することができる。ボリュームレンダラ１３４は、例えば米国特許第６，５３０，８８５号（Entrekinら）に記載されるように、所与の基準点から見た３Ｄデータセットの画像を生成することができる。
【００２５】
いくつかの実施形態では、システムは、信号プロセッサ１２６からの出力をドップラープロセッサ１６０に結合するドップラー信号経路１６２を含み得る。ドップラープロセッサ１６０は、ドップラーシフトを推定し、且つドップラー画像データを生成するように構成され得る。ドップラー画像データは、カラーデータを含み得、カラーデータは、表示のためにＢモード（すなわち、グレースケール）画像データとオーバーレイされる。ドップラープロセッサ１６０は、例えばウォール・フィルタを使用して、不要な信号（すなわち、動かない組織に関連するノイズ又はクラッタ）を除去するように構成され得る。ドップラープロセッサ１６０は、既知の技術に従って速度及びパワーを推定するようにさらに構成され得る。例えば、ドップラープロセッサは、自己相関器等のドップラー推定器を含むことができ、自己相関器において、速度（ドップラー周波数）推定がラグ１の自己相関関数の引数に基づいており、ドップラーパワー推定がラグ・ゼロの自己相関関数の大きさに基づいている。動きは、既知の位相ドメイン（例えば、ＭＵＳＩＣ、ＥＳＰＲＩＴ等のパラメトリック周波数推定器）又は時間ドメイン（例えば、相互相関）信号処理技術によっても推定することができる。速度推定器の代わりに、或いは速度推定器に加えて、加速度の推定器又は時間及び／又は空間速度微分等の、速度の時間又は空間分布に関連する他の推定器を使用することができる。いくつかの例では、速度及びパワーの推定値は、ノイズをさらに低減するために、更なるしきい値検出を受けるだけでなく、セグメンテーションや、塗りつぶし（filling）及び平滑化等の後処理を受ける。次に、速度及びパワーの推定値は、カラーマップに従って望ましい表示色の範囲にマッピングされ得る。次に、ドップラー画像データとも呼ばれるカラーデータは、スキャンコンバータ１３０に結合され、ドップラー画像データは、所望の画像フォーマットに変換され、組織構造のＢモード画像に重ねられて、カラードップラー又はパワードップラー画像を形成する。
【００２６】
さらに他の例では、システムは、ベクトルフロー処理経路等の追加の信号処理経路を含むことができ、ベクトルフロー処理経路は、信号プロセッサ１２６からのデータをベクトルフロープロセッサ１５４に結合する。ベクトルフロープロセッサは、画像化されたボリュームを通る流れの速度の角度に依存しない推定値を抽出し、且つ速度情報を速度ベクトル場のグラフィカル表現（例えば、ストリームライン又はパスレットベース（pathlet-based）の視覚化）にマッピングするように構成され得る。いくつかの例では、ベクトルフロープロセッサは、流速の軸線方向及び横方向の成分を推定するように構成され、そして、システムが３次元（３Ｄ）関心領域（ＲＯＩ）を画像化するように動作可能な例では、２Ｄ又は３Ｄの速度ベクトル場又はマップを生成するために流速の仰角成分も推定するように構成され得る。Ｂモード及びドップラープロセッサと同様に、ベクトルフロー・イメージングデータは、ベクトルフロー・イメージングデータを例えばＢモード画像データと組み合わせる（例えば、重ね合わせる）ために、スキャンコンバータ、多断面リフォーマッタ、及び／又はボリュームレンダラに結合され、関連する組織構造と同時に角度に依存しない速度情報を表示するオーバーレイ超音波画像を生成することができる。
【００２７】
スキャンコンバータ１３０、多断面リフォーマッタ１３２、及び／又はボリュームレンダラ１３４からの出力（例えば、Ｂモード画像、ドップラー画像、ベクトルフロー画像）は、画像ディスプレイ１３８に表示する前の更なる強化、バッファリング、及び一時的な格納のために画像プロセッサ１３６に結合され得る。グラフィックスプロセッサ１４０が、複数の画像とともに表示するためのグラフィック・オーバーレイを生成することができる。これらのグラフィック・オーバーレイは、例えば、患者名、画像の日付及び時刻、イメージングパラメータ等の標準的な識別情報を含むことができる。これらの目的のために、グラフィックスプロセッサは、入力された患者名又は他の注釈等の入力をユーザインターフェイス１２４から受信するように構成され得る。いくつかの実施形態では、グラフィックスプロセッサ、画像プロセッサ、ボリュームレンダラ、及び多断面リフォーマッタのうちの少なくとも１つの１つ又は複数の機能を、個別の処理ユニットによって実行されるこれらの各コンポーネントを参照して説明されている特定の機能以外の、統合画像処理回路に組み合わせることができる（その動作は、並列に動作する複数のプロセッサに分割できる）。さらに、例えば、Ｂモード画像又はドップラー画像を生成する目的のためのエコー信号の処理が、Ｂモードプロセッサ及びドップラープロセッサを参照して説明されるが、これらのプロセッサの機能は、単一のプロセッサに統合され得ることが理解される。ここで図２の本開示のいくつかの実施形態によるフラッシュ抑制プロセッサ２１０も参照する。
【００２８】
図２は、処理回路の少なくとも一部のブロック図をドップラー信号経路１６２及びＢモード信号経路１５８それぞれに沿って示す。ドップラー信号経路１６２に沿って、信号（例えば、信号プロセッサ１２６から受信したＩＱ信号）は、ドップラープロセッサ２６０に結合され、ドップラープロセッサ２６０は、最初に、受信した信号をウォール・フィルタ（例えば、ハイパスフィルタ）に通して、心周期の組織運動等の強くゆっくりした運動に関連する信号を除去することができる。次に、ウォール・フィルタ処理された信号は、例えば、並列信号経路（例えば、２６３及び２６４）に沿って、位相／速度推定器２３０に及びパワー推定器２３２に供給され得、これら推定器は、ドップラー信号からフロー情報及びパワー情報をそれぞれ取得するように構成される。位相／速度推定値及びパワー推定値は、図１を参照して上述した手法又は他の既知の手法のいずれかに従って取得され得る。
【００２９】
図２に示されるように、ドップラープロセッサ２６０は、フラッシュ抑制プロセッサ２１０を含むことができ、フラッシュ抑制プロセッサ２１０は、例えば位相／速度推定に使用されるドップラー信号に影響を与えることなく、ポストウォール・フィルタ処理されたパワードップラー信号に対して追加のクラッタ抑制を行うように構成される。例示的なフラッシュ抑制プロセッサ２１０は、１つ又は複数のバッファと、空間特性処理ユニット、時間特性処理ユニット、及びフレーム調整ユニットを含む１つ又は複数の信号処理コンポーネントとを含むことができ、いくつかの実施形態では、これらユニットは、ブレンドマップ生成ユニット及びブレンドユニットにより実装され得る。フラッシュ抑制ユニット２１０は、ウォール・フィルタ処理されたドップラー信号のフレーム、具体的にはドップラー信号のパワー成分を受信する。フレームは、フラッシュ抑制プロセッサ２１０の信号処理コンポーネントによって使用されるまで、バッファ（例えば、フレームバッファ２１２）に一時的に格納してもよい。フレームは、低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを識別するように時間的及び空間的に処理され、そして、入力フレームの１つ又は複数が調整され（例えば、低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを抑制するようにブレンド又は他の方法で調整され）、調整された出力フレームを生成し、その後、調整された出力フレームは、強化されたパワードップラー画像を生成するために使用され得る。この例では、空間的及び時間的フィルタリングについて所定の順序で説明しているが、処理ステップの順序が変更される（例えば、空間フィルタ処理の前に時間フィルタ処理が行われるように逆にされる）可能性があることは理解されよう。
【００３０】
空間特性処理ユニットは、ウォール・フィルタ処理されたドップラーフレームを受信し、各フレームを空間的にフィルタ処理して低い空間周波数情報を特定する一方で、高い空間周波数のコンテンツを除去するように構成され得る。表１に示されるように組織を示し得る低い空間周波数のコンテンツは、さらにフィルタ処理されて、その後の抑制ために組織の動きを識別するために、時間次元において変化するコンテンツを含む領域（ピクセル又はボクセル等）を識別する。いくつかの例では、空間特性処理ユニットは、いくつかの例ではボックスカー・フィルタであり得る空間ローパスフィルタ２１４（クラッタフィルタとも呼ばれる）を使用して実装され得る。例えば、２Ｄｓｉｎｃフーリエ変換を使用する２Ｄボックスカー・フィルタを使用して、高い空間周波数情報をフィルタ除去し、更なる処理のために低い空間周波数情報を信号経路に沿って渡すことができる。各フレームが空間フィルタ２１４によって処理されると、ぼやけたフレームが生成され、入力フレームのセットが更なる処理のために時間特性処理ユニットに結合され得る。他の例では、他の平滑化フィルタ又はぼかしフィルタを使用してもよい。
【００３１】
時間特性処理ユニットは、時間的に連続する（例えば、時間的に間を置かずに連続する）２つ以上のフレームを受信し、フラッシュを示し得る高い時間周波数情報を含む領域（すなわち、時間ドメインで急速に変化する領域又はピクセル）を識別するように構成され得る。時間特性処理ユニットは、例えば、フレーム毎に変化するフレームコンテンツを識別するように構成された時間ハイパスフィルタによって提供され得る。以下でさらに説明する特定の実施形態では、フレーム同士の間の時間応答性は、信号強度の変化を計算することによって（例えば、２つ以上のぼやけたフレームのパーセント変化、分数変化、又は信号強度間の差を計算することにより）特徴付けられ得る。低い空間周波数及び高い時間周波数のフレームコンテンツが識別されると、入力フレームのうちの少なくとも１つを調整することにより（例えば、ブレンド、ゲイン調整、又はその他により）、このコンテンツをさらに抑制して、調整された出力フレームを生成することができる。いくつかの実施形態において、フレーム調整（例えば、低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツの抑制）は、以下でさらに詳細に説明するように、ブレンド操作によって行われ得る。そのような実施形態では、フレーム調整ユニット２１７は、ブレンドマップ生成ユニット２１８及びブレンドプロセッサ２２０を使用して実装され得る。フィルタ処理ステップからの出力は、マップ生成器２１８とも呼ばれるブレンドマップ生成ユニットに結合され得る。
【００３２】
ブレンドマップ生成ユニット（すなわち、マップ生成器２１８）は、ブレンド係数値又は持続係数値のピクセル毎のマップ（例えば、α（alpha）ブレンドマップ及び／又はβ（beta）ブレンドマップ）を生成するように構成され得る。ブレンドマップ生成ユニット２１８は、時間特性処理ユニットから受け取った信号強度変化値を伝達関数に通して、フレームのピクセル毎に信号強度変化値をブレンド係数値又は持続係数値（例えば、０〜１の範囲）にマッピングすることができる。係数マップの生成には、様々な伝達関数、例えばリニアパラボリック（linear parabolic）伝達関数を使用してもよい。次に、係数値をブレンドユニットに渡して、補正出力又はフラッシュ抑制出力を生成することができる。いくつかの実施形態では、例えば図３Ｂを参照して説明するように、複数のブレンドマップを作成して、ブレンドプロセスをさらに強化することができる。ブレンドマップ生成ユニット（すなわち、マップ生成器２１８）によって生成されたブレンドマップは、調整された（つまり、フラッシュ抑制された）出力データを提供するように構成されたブレンドユニットに結合される。プロセッサ２１０からの出力において、低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツ（例えば、表１による組織運動と一致する）がさらに抑制されているため、調整された出力データを使用して生成されるパワードップラー画像は、以前可能であった画像（例えば、従来のウォール・フィルタでフィルタ処理されたデータを単に使用するだけの画像）よりも高い品質となり得る。
【００３３】
フラッシュ抑制プロセッサ２１０からの調整された出力は、パワードップラー画像を生成するために下流の更なる画像処理（例えば、スキャンコンバータ、画像及び／又はグラフィックプロセッサ、更なるブレンドプロセッサ等）に結合され得る。いくつかの実施形態では、フラッシュ抑制プロセッサ２１０から出力されるパワードップラーデータは、表示のために、下流のブレンドプロセッサ（表示ブレンドプロセッサ２４２と呼ばれる）の対応するエコー情報（例えば、Ｂモード信号経路１５８から受信したＢモード画像フレーム）とブレンドされ得、その表示ブレンドプロセッサ２４２の機能は、例えば、図８Ａ〜図８Ｃを参照してさらに説明する。表示ブレンドプロセッサ２４２の機能は、スキャンコンバータ２４０、或いは超音波システムの画像生成及び処理コンポーネントの別の１つ（例えば、システム１００のプロセッサ１６８）に組み込むことができる。
【００３４】
図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の実施形態によるフラッシュ抑制ユニット３００及び３００’の例を示す。本明細書で説明するように、フラッシュ抑制ユニット３００及び３００’は、空間特性処理段階３０１、時間特性処理段階３０３、及びブレンド段階３０５を含む。空間特性処理段階３０１では、空間ローパスフィルタ３１４を使用して、時間的に連続するフレーム３１３−１及び３１３−２（例えば、図示の例ではそれぞれ出力ｔ−１及び入力ｔとしてラベル付けされる）のそれぞれの低い空間周波数のコンテンツを保存しながら、高い空間周波数のコンテンツを削除する。時間特性処理段階３０３では、高い時間周波数のコンテンツを含む１つ又は複数の領域（例えば、フレーム内の１つ又は複数のピクセル）が識別され、信号の時間的変化を捕捉する少なくとも１つのマップが生成される。
【００３５】
ここで、フラッシュ抑制ユニット３００及び３００’の動作についてさらに詳細に説明する。例示的な時間ｔにおいて、空間ローパスフィルタは、入力ｔによって示される現在のフレーム３１３−２と、出力ｔ−１によって示される以前の出力フレーム３１３−１とを入力として受け取る。各フレームは、低い空間周波数のコンテンツを保存しながら、高い空間周波数のコンテンツを除去するようにローパスフィルタ３１４によってフィルタ処理される。このようにして、表１の知見に従って、低流量血管に関連する高い空間周波数のコンテンツが抑制される。ローパスフィルタ３１４は、ぼやけたフレームＢｌｕｒ  ｔ（３１５−２としてラベル付けされる）及びＢｌｕｒ  ｔ−１（３１５−１としてラベル付けされる）を出力する。いくつかの実施形態では、ローパスフィルタ３１４は、２Ｄボックスカー・フィルタを使用して実装してもよい。最適化によってフィルタサイズを決定し得る２Ｄボックスカー・フィルタは、ぼかしカーネルを実装するのが比較的簡単であるため、使用できるフィルタの一例である。他の実施形態では、他の空間ローパスフィルタを使用してもよい。
【００３６】
次に、ブロック３１６に示されるように、ぼやけたフレームＢｌｕｒ  ｔ及びＢｌｕｒ  ｔ−１の全ての空間的位置について信号強度の変化が計算される。計算された変化は、各空間位置での信号の時間特性に関する情報（例えば、時間応答性）を提供するために使用される。信号強度の変化は、分数変化（ＦｒａｃｔｉｏｎａｌＣｈａｎｇｅ）＝（Ｎｅｗ−Ｏｌｄ）／（Ｎｅｗ＋Ｏｌｄ）で計算することができ、ここで、Ｎｅｗは現在の入力（例えば、入力t）の信号強度に対応し、Ｏｌｄは以前の入力（例えば、出力ｔ−１）の信号強度に対応する。ＮｅｗとＯｌｄとの両方が大きい場合に、分母項のために分数変化は小さくなる傾向がある。それに比べて、Ｎｅｗ及びＯｌｄが小さい場合に、分数変化は、ＮｅｗとＯｌｄとの間の同じ絶対差に対して大きくなる傾向がある。例えば、Ｎｅｗ＝１０でＯｌｄ＝５の場合に、分数変化＝０．３３３である。いくつかの例では、分数変化の規定は分数変化×１００であり得るが、この特定の例では１００による乗算は除かれる。同じ分子について、Ｎｅｗ＝６でＯｌｄ＝１の場合に、分数変化＝０．７１４である。ポストウォール・フィルタ処理されたフロー信号は大きく一定になりがちである一方、組織フラッシュはあるフレームでは強く、別のフレームでは弱く、全体的により小さな値になりがちであるため、このＮｅｗ及びＯｌｄの絶対値のバイアスは、フローと組織との間の区別のためにうまく機能する。分数変化は、ＮｅｗとＯｌｄとの間の同じ絶対差のフローと比較して、組織フラッシュの方が大きくなる傾向がある。
【００３７】
次に、計算された信号強度の変化を伝達関数に供給して、第１のブレンドマップ（例えば、αマップ３１８−１）を生成することができ、ブレンドプロセッサ３２０がαマップ３１８−１を使用して出力３１３−３を生成することができる。このように、信号強度の大きな変化は、αマップ３１８−１で大幅にペナルティを科される可能性があり、αマップ３１８−１は、表１に従って組織情報とフロー情報との間をさらに区別するのに役立ち得る。心臓の動きから生じる組織フラッシュは低い空間周波数で構成されるため、信号強度の低い空間周波数の変化を除去すると、出力画像のフラッシュがさらに抑制される。
【００３８】
一例では、αマップは、図４に示されるような伝達関数によって生成され得る。図４の伝達関数４００は、それぞれ指数関数的な減衰曲線部分４１０と指数関数的な成長曲線部分４２０とを含む区分的指数関数である。この例の関数の減衰部分は、組織フラッシュを拒否（不合格に）する部分として設計される。フラッシュ抑制プロセッサの性能を向上させるために、成長部分を伝達関数に含めることができる。実験的テストにより、トランスデューサの動きによって生じる大きな連続的なフラッシュアーチファクトは、フラッシュ抑制プロセッサによって心臓フラッシュとして扱われ得、こうして連続的に抑制され得、トランスデューサが連続的に移動されると画像が「フリーズ」する可能性があることを明らかになった。画像の「フリーズ」を避けるため、指数関数的な成長曲線を追加して、トランスデューサの動きによる抑制効果を緩和することができる。伝達関数（ここではα伝達関数とも呼ばれる）は、以下の式で規定され得る。
【００３９】
Ｄｅｃａｙ＝ｅｘｐ（−１×ｃｏｅｆ１×ｘ）                        （式１）
Ｇｒｏｗｔｈ＝ｐｏｗ（ｘ＋ｃｏｅｆ３，ｃｏｅｆ２）                （式２）
α＝ｍｉｎ（ｍａｘ（Ｄｅｃａｙ，Ｇｒｏｗｔｈ），１．０）          （式３）
ここで、ｘは分数変化である。この規定によれば、Ｄｅｃａｙ（減衰）は、関数の減衰部分４１０（つまり、下降傾向の曲線）を表し、且つ指数関数的な減衰率を決定するｃｏｅｆ１によって決定される。Ｇｒｏｗｔｈ（成長）は、成長部分４２０（つまり、曲線の上昇傾向部分）であり、曲線を左右にシフトするｃｏｅｆ３と指数関数的な成長率を制御するｃｏｅｆ２によって決定される。図示される例の係数ｃｏｅｆ３は０．４に設定され、ｃｏｅｆ２は５に設定されるが、ｃｏｅｆ１は、例えば、ｃｏｅｆ１が高いほど、組織フラッシュにペナルティがより早く科されるという原則に従って、最適化によって決定され得る。ｃｏｅｆ２及びｃｏｅｆ３は、本開示の異なる実施形態において他の値に設定され得る。また、信号強度の変化値をα値にマッピングするために、リニアパラボリック伝達関数等の様々な他の伝達関数を使用してもよい。α値は、補償された出力フレーム３１３−３（例えば、この例では出力ｔ）を生成するブレンドプロセッサ３２０に提供される。出力フレームは、以下の式に従って生成され得る。
【００４０】
出力（t）＝α×（入力（t））＋（１−α）×出力（ｔ−１）          （式４）
これは、α値に基づいて現在のフレームを以前のフレームとブレンドするαブレンド式とも呼ばれ得る。αブレンド式も図５Ａに絵図で表されている。各フレームに関連付けられたピラミッド構造は、任意の画像フレームを構成し得る異なる空間周波数を表す。小さな血管からの血流は、高い空間周波数の領域に（つまり、ピラミッド構造の上部に向けて）配置される一方、組織フラッシュは、低い空間周波数の領域に（すなわち、ピラミッド構造の下部に向けて）配置される。こうして、ここで行われる仮定は、心臓であろうとなかろうと、不要なフラッシュ（つまり、組織クラッタ）が低い空間周波数で構成されるため、フレーム同士の間の低い空間周波数の変化を差し引くことにより、フラッシュアーチファクトが抑制されることである。α値は画像の低い空間周波数部分から計算されるが、ブレンドは画像内の全ての空間周波数に均等に適用される。いくつかの実施形態では、閾値処理ステップにより性能が改善され得る。いくつかの実施形態では、フラッシュ抑制ユニット３００は、オプションで、入力ｔの平均パワーをパワー閾値と比較する比較器ブロックをさらに含むことができる。平均パワーがしきい値よりも高い場合に、その差に相当するグローバルゲイン減算が導入される。
【００４１】
上述したように、αブレンド式は、単一の持続係数を適用して２つのフレームをブレンドし、ブレンド又は補償されたフレームを生成する。フラッシュ抑制ユニットの性能は、例えば図３Ｂに示されるように、２つのブレンドマップを使用することによりさらに強化され得る。図３Ｂのフラッシュ抑制プロセッサ３００’は、フラッシュ抑制ユニット３００の同じコンポーネントの一部又は全てを含むことができ、例えば、さらに説明するようにフラッシュ抑制ユニットの性能をさらに向上させるために、βブレンドマップ３１８−２を生成するβブレンドコンポーネント３１９をさらに含むことができる。ライブスキャンを含む実験的テストにより、単一の持続性係数（例えば、αブレンド式）を使用するブレンドステップでは、ラグ感（laggy feeling:反応が遅い）や血流のぼやけた斑点等の副作用が生じる可能性があり、これは望ましくない場合があることが明らかになった。さらに、αブレンドマップとαブレンド式では、トランスデューサの動きによって生じるフラッシュに十分に対処できない場合がある。これらの問題の１つ又は複数に対処するために、追加の持続性係数が計算され、ブレンドプロセスで使用され得る。
【００４２】
図３Ｂに示されるように、βブレンドマップは、以下の式に従って生成され得る：
β＝スケールファクタ×（Σ入力（ｔ）Ｌ−Σ出力（ｔ−１）Ｌ）        （式５）
ここで、入力（ｔ）Ｌは入力フレームの低周波成分であり、出力（ｔ−１）Ｌは以前のフレームの低周波成分である。こうして、組織フラッシュは低い空間周波数から構成されるという仮定に基づいて、βマップは画像の低周波成分のみに影響を及ぼす可能性がある。これは図５Ｂに絵図で表されている。図５Ｂの例では、ピラミッド構造を使用して、異なる空間周波数が絵図で示されている。ここでは、β値は低い空間周波数のサブバンドから計算される。出力（ｔ）は、低周波数を除いた入力（ｔ）から取得され、スケーリング係数でスケーリングされた入力（ｔ）と出力（ｔ−１）との間の低周波数の差から計算される。
【００４３】
図３Ｂを再び参照すると、ブレンドユニット３２０’は、以下のブレンド式に従って、α及びβブレンド値を使用して出力を生成することができる：
出力（ｔ）＝α×（入力（ｔ）−β）＋（１−α）×出力（ｔ−１）      （式６）
ここで、α値及びβ値は、それぞれｂｌｏｃ３１８−１及び３１８−２から取得される。従って、（信号強度の変化で重み付けされた）ぼやけたフレームＢｌｕｒ  ｔとＢｌｕｒ  ｔ−１との間の差を計算すると、βマップがブレンドに渡され、組織フラッシュ抑制が強化される。いくつかの実施形態では、システムは、フラッシュ抑制のためにβ値のみを使用してもよい。また、図３Ｂには示されていないが、フラッシュ抑制ユニット３００’は、追加的に、前述したようにパワー閾値処理を行うための比較器ブロック３２２をオプションで含むことができる。
【００４４】
図６は、本明細書の例に従ってフラッシュ抑制を受けた後の入力画像の例のセット及び結果として生じる出力画像を示す。図示された例では、フレーム４１３−１及び４１３−２はフラッシュ抑制ユニット３００’への入力フレームであり、それにより、強度の大きな正の変化を経験する画像の領域は、以前の画像からのデータを保持することにより抑制される一方、低い又は負の強度の変化は抑制されない。次に、調整された出力フレーム４１３−３及び次のフレーム４１３−４は、フラッシュ抑制ユニット３３０’を介して入力され、次の調整されたフレーム４１４−５を生成等する。このプロセスは、後続のフレーム毎に繰り返され、これは、リアルタイムで、例えばリアルタイムの画像データ取得中に発生し得る。こうして、図示されるように、本明細書の例のいずれかによるフラッシュ抑制ユニットを含むシステムは、フロー情報を保存しながら画像内のフラッシュ成分が抑制された出力画像を生成することができる。
【００４５】
図２の例を再び参照すると、システムは、追加及びオプションとして、以下でさらに説明する例に従って計算される１つ又は複数のαブレンド値に基づいて、Ｂモード（又はエコー）データ及びドップラー（例えば、パワー）データを滑らかにブレンドするように動作可能な、ディスプレイ生成段階のブレンドプロセッサ（表示ブレンドプロセッサ２４２とも呼ばれる）を含むことができる。さらに、ディスプレイ生成段階のブレンドプロセッサは、フラッシュアーチファクトをさらに抑制する。例えば、Ｂモードで見られる明るいエコーは大抵の場合組織フラッシュが原因であるため、エコーデータとフローデータのスムーズなブレンドに加えて、このブレンドプロセッサは追加のアーチファクト除去も提供し得る。この段階でのブレンドは、これらの明るい領域からのフラッシュをさらに抑制するように機能し得る。いくつかの実施形態では、表示ブレンドプロセッサは、差分ブレンド及び対数パワー（log power）ブレンドを含む２つのブレンド段階を含むことができる。これらの２つのブレンド段階を組み合わせることで、より自然に見えるブレンド画像を生成することができる。他の実施形態では、ブレンドプロセッサ２４２は、本明細書で説明するように、１つのブレンド段階（例えば、差分ブレンド又は対数パワーブレンド段階）のみを含み得る。
【００４６】
差分ブレンド
差分ブレンド中に、表示ブレンドプロセッサ２４２は、色又はパワー信号の対数パワーとエコー信号の対数パワーとの間の差を評価し、次に、その差に基づいて、例えば以下の式に従って、ブレンドレベルを計算する：
α＝ｍｉｎ［ｍａｘ［ＣｏｌｏｒＰｏｗｅｒＶｅｌ−Ｅｃｈｏ＋Ｏｆｆｓｅｔ）×Ｓｌｏｐｅ，０］，２５５］                                                （式７）
ここで、ＣｏｌｏｒＰｏｗｅｒＶｅｌ（色パワー速度）はパワー／速度データの値（対数単位）であり、Ｅｃｈｏ（エコー）はエコーデータの値（対数単位）である。Ｏｆｆｓｅｔ（オフセット）は、ブレンドが発生する（フロー／パワーとエコーとの間の信号強度の差に関して）ヒンジポイントを制御し、Ｓｌｏｐｅ（スロープ）は、ブレンドが発生する迅速性と、ブレンドが発生する範囲（差の値）を決定する。好ましい実施形態では、書き込み優先度が適用され得る。つまり、エコー信号値がパワー／フロー信号と比較して大きい場合に、表示されるエコーデータが優先される。逆に、パワー／フロー信号がエコー信号値と比較して大きい場合に、ブレンドはフロー信号データによって支配される。さらに、このブレンド方法を使用すると、それは典型的にカラーアーチファクトを引き起こすエコー源性の高いリフレクタであるため、明るいターゲットのアーチファクトの色を抑制するのに役立つ。従って、強力なエコーリフレクタは、ブレンドをプッシュして（push：押し進めて）フロー信号を隠す。図８Ａは、差分ブレンド成分を使用するためのα１値の例と結果として得られた２Ｄルックアップテーブル（ＬＵＴ）とを示している。特に、低い対数血液値では、α値は必ずしもゼロに近くないため、非常に低い流量値でも血流の色がブレンドされる結果をもたらす。
【００４７】
対数パワーブレンド
ブレンドの第２の成分は、フロー信号強度に基づく対数パワーブレンドである：
α２＝ｍｉｎ［ｍａｘ［（ＣｏｌｏｒＰｏｗｅｒＶｅｌ−Ｏｆｆｓｅｔ２）×Ｓｌｏｐｅ２，０］，２５５］                                                  （式８）
ここで、ＣｏｌｏｒＰｏｗｅｒＶｅｌ（色パワー速度）は、再び、パワー／速度データの値（対数単位）である。Ｏｆｆｓｅｔ２（オフセット２）は、本質的に、ブレンドが発生するときのヒンジポイントを制御し、Ｓｌｏｐｅ２（スロープ２）は、ブレンドが発生する迅速性と、ブレンドが発生する範囲（差の値）を決定する。すなわち、対数パワーブレンド中に、表示ブレンドプロセッサ２４２は、エコー信号を有効にすることなく、色又はパワー信号成分のみを見る。図８Ｂは、対数パワーブレンド成分を使用するためのα２値の例と結果として得られた２Ｄルックアップテーブル（ＬＵＴ）とを示している。特に、血液の対数値が低い場合でも、ブレンドにはエコー値が示される。
【００４８】
α及びブレンドプロセスの組合せ
説明したように、いくつかの実施形態では、表示ブレンドプロセッサ２４２は両方のブレンド段階を含むことができ、そのような場合に、表示ブレンドプロセッサ２４２は、例えば以下の式に従って、組み合わされたα値を取得することができる：
α＝（α１／２５５）×（α２／２５５）                              （式８）
【００４９】
第２のブレンド段階及びその結果として得られるαブレンド値の使用により、２段階ブレンドプロセスは、低いフロー／パワー値での改善されたブレンド制御を提供することができる。つまり、小さい色パワー速度では、α２は非常に小さいため、組み合わされたブレンド値αはグレースケールに大きく影響する。より大きな色パワー速度では、αは主にα１によって決定される。他の実施形態では、２つのブレンド段階からのα値を組み合わせる際に重み係数を適用することができる。
【００５０】
次に、以下の式に従って、アンチ対数エコー及びカラーパワーデータに対して、表示ブレンドプロセッサ２４２により、組合せブレンドを行うことができる。
最終出力＝ｌｏｇ２（ａｎｔｉｌｏｇ２（ＣｏｌｏｒＰｏｗｅｒＶｅｌ）×α＋ａｎｔｉｌｏｇ２（ｅｃｈｏ）×（１−α））
【００５１】
上記の式を使用したブレンドは、２つの成分のうちの１つのみを使用するブレンド又は従来の技術と比較して、一般的により自然なブレンド出力を提供することができる。ただし、簡単にするために、一部のシステムには両方のブレンド成分が含まれない場合がある。図８Ｃは、組み合わせたブレンドプロセスを使用するためのα値の例と結果として得られる２Ｄルックアップテーブル（ＬＵＴ）とを示している。示されるように、組み合わされたブレンドプロセスは、非常に低い流量値でエコーデータを書き込む一方で、より大きな血液値での差分ブレンドの比較アプローチを保持するという利点を提供し得る。この２段階ブレンドプロセスはいくつかの実施形態で使用され得るが、本開示による他の実施形態では、システムは、２段階ブレンドプロセスを使用せずに（例えば、従来の表示ブレンド技術を使用して）フラッシュ抑制を改善するためのコンポーネントを使用してもよい。一般に、本明細書の例のいずれかは、特定の組み合わせが明示的に例示又は議論されたかどうかに関係なく、本開示の他の例と組み合わせて使用することができる。
【００５２】
図７は、本開示によるパワードップラー・イメージングのための例示的なプロセスのフロー図を示す。プロセス７００は、ブロック７１０に示されるように、ウォール・フィルタ処理されたドップラー信号の時間的に連続するフレーム（例えば、２つ以上のフレーム）を受信するステップを含み得る。いくつかの実施形態では、追加のクラッタ抑制は、時間的に連続する２つのフレーム（例えば、時間的に間を置かずに連続する、又は時間的に連続しているが、１つ又は複数のフレームを介在させることによって間隔が空いている）を入力として使用して行うことができる。他の実施形態では、追加のクラッタ抑制は、３つ以上の連続フレームを入力として使用して行ってもよい。好ましい実施形態では、入力フレームのうちの少なくとも１つは、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタを提供するように事前に調整されたフレームであり得る。信号がドップラープロセッサの一部として通常使用される通常のウォール・フィルタでフィルタ処理された（つまり、組織から血流を分離する）後に、各入力フレームには、ドップラー信号が含まれる。ただし、説明したように、特に低流量用途では、ウォール・フィルタは、全ての組織クラッタを除去するのに十分ではない可能性がある。イメージングモードに応じて、ドップラー信号は、カラーフロードップラー画像の生成用のフロー情報を抽出するために構成された経路と、パワードップラー画像を生成するためのパワー情報の抽出に関連付けられた経路との２つの経路のいずれかに沿って、ドップラープロセッサ内でさらに処理され得る。こうして、さらに、ウォール・フィルタ処理されたドップラー信号をクラッタ又はフラッシュ抑制プロセッサに提供する前に、ドップラー信号を処理して信号のパワー又は強度を推定することができ、そのドップラー信号は（速度／フロー情報ではなく）パワー信号であり、次に、パワー信号は、ブロック７１２に示されるように、クラッタ又はフラッシュ抑制プロセッサに結合される。
【００５３】
次に、ドップラー信号の時間的に連続するフレームは、本開示の実施形態のいずれかに従って処理されて、ブロック７１４に示されるように、（例えば、表１に示されるように）組織クラッタを示し得る低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを識別する。ブロック７１６にさらに示されるように、低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツが抑制されて、調整された出力フレームが生成される。次に、例えばブロック７１８に示されるように、少なくとも調整された出力フレームを含むパワードップラーフレームからパワードップラー画像フレームを生成することができる。
【００５４】
いくつかの実施形態では、時間的に連続するフレームを処理して、低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを識別するステップは、時間的に連続するフレームのそれぞれを空間ローパスフィルタ（例えば、ボックスカー・フィルタ又は他のタイプの空間ローパスフィルタ）に通し、次に、空間的にフィルタ処理されたフレーム（ぼやけたフレームとも呼ばれる）を時間ハイパスフィルタに通して、フレーム同士の間で急速に変化するコンテンツを識別するステップを含むことができる。いくつかの実施形態では、時間ハイパスフィルタ処理は、フレームからフレームへの変化に応答する伝達関数を使用する等、様々な手法に従って達成することができる。例えば、フレームの加重和を使用して、ぼやけたフレームから高い時間周波数のコンテンツを識別し、これを使用して（例えば、ゲインの調整、ブレンド係数の生成、又は識別された低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを抑制するための他の調整方法により）出力フレームを調整することができる。それにより、本明細書の実施形態では、フィルタ処理動作の出力において、低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツが識別され、時間的に連続するフレームのうちの少なくとも１つ（例えば、現在の入力フレーム）から低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを消去するための調整パラメータ（例えば、ゲイン調整、ブレンド係数、又はその他）を計算することができる。調整パラメータを時間的に連続するフレームのうちの少なくとも１つ（例えば、現在の入力フレーム）に適用して、１つ又は複数の調整されたフレームを生成し、その後、調整されたフレームに基づいてパワードップラー画像を生成することができる。
【００５５】
いくつかの実施形態では、フィルタ処理されたフレーム同士の間の時間応答性（例えば、連続するぼやけたフレーム同士の間の急速な時間的変動）は、フィルタ処理されたフレーム同士の間の信号強度の変化（例えば、パーセンテージ変化又は分数変化、又は単に信号強度差）を計算することにより決定され得る。この計算は、フレーム内の全てのピクセル（２Ｄフレームの場合）又はボクセル（３Ｄフレームの場合）で行われ得る。計算された信号強度の変化に基づくブレンド係数を生成してもよい。ブレンド係数又は他の調整パラメータは、例えば、信号強度の計算されたパーセント変化、分数変化、又は差の変化に基づいて取得でき、これはいくつかの実施形態では様々な伝達関数を使用して達成され得る。説明する特定の例では、減衰成分と成長成分とを有する伝達関数が使用される。しかしながら、本開示の実施形態は、その例示された特定の例に限定されるものではない。いくつかの実施形態では、方法は、例えば、フレーム内の全てのピクセル又はボクセルにおけるフィルタ処理されたフレーム同士の間の信号強度の差に基づいて、第２のブレンド係数を生成するステップをさらに含むことができ、第２のブレンド係数を使用して、入力フレームを調整するステップをさらに行うことができる。暗示されるように、本明細書で説明する技術は、２Ｄ画像フレームのピクセル毎の処理等の２次元（２Ｄ）データセットに等しく適用可能であり、又は３Ｄデータフレームに対してクラッタ抑制を行う等により、３次元（３Ｄ）データセットに適用してもよい。いくつかの実施形態では、プロセスのステップは、リアルタイムで、すなわち、時間的に連続するフレームのうちの１つ又は複数の取得中に実行してもよい。
【００５６】
いくつかの実施形態では、ブレンド係数を使用する代わりに、計算された変化に基づいて、例えば、ゲインを調整することにより、又は重み付けにより、又は他の適切な調整により、信号強度を直接的に調整して、入力フレームからの低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを抑制し、且つ調整された出力フレームを生成することができる。次に、例えばブロック７１８に示されるように、少なくとも１つの調整された出力フレームを使用して、パワードップラー画像フレームを生成することができる。
【００５７】
プロセス７００は、調整された出力フレーム（例えば、調整されたＣＰＡフレーム）からのパワードップラー情報及び対応するエコー情報を含む超音波画像を生成及び表示するステップをさらに含むことができる。表示用の画像を生成する場合に、プロセスは、調整された出力フレームを対応するエコーフレームとブレンドして、パワードップラー画像を生成するブレンドステップをオプションで含むことができる。こうして、いくつかの実施形態では、方法は、さらに、ブロック７２０及び７２２に示されるように、調整された出力フレームを対応するエコーフレームとブレンドして、パワードップラー画像（例えば、パワードップラーフレームがエコーフレームにオーバーレイされる複合画像又はオーバーレイ画像）を生成するステップを含むことができる。調整された出力フレームには信号パワー情報が含まれ、対応するエコーフレームにはエコー強度情報が含まれ得る。そして、いくつかの実施形態では、調整された出力フレームを対応するエコーフレームとブレンドするステップは、それぞれのフレームからの信号パワー情報及びエコー強度情報のうちの少なくとも一方を使用して少なくとも１つのブレンド係数を計算するステップを含むことができる。本明細書で説明する方法はいずれも、実行可能な命令を含む非一時的なコンピュータ可読媒体で具現化することができ、命令が実行されると、プロセッサ（例えば、超音波イメージング・システムのプロセッサ）にその媒体で具現化される方法を実行させる。
【００５８】
方法のステップは、医療用イメージング・システムのディスプレイにリアルタイムのパワードップラー画像を提供するために、超音波信号を取得しながらリアルタイムで繰り返すことができる。その順序の各繰り返しに関して、調整された出力フレームは、本明細書で説明するフラッシュ抑制プロセスへの入力として新しい入力フレームと一緒に使用され、それにより、フィードバックとして以前の出力を利用するＩＩＲタイプのフィルタ処理プロセスが提供され、こうして既存のフラッシュ抑制技術に対して向上した性能を提供することができる。
【００５９】
コンポーネント、システム、及び／又は方法が、コンピュータベースのシステム又はプログラマブル・ロジック等のプログラマブル装置を使用して実装される様々な実施形態では、上述したシステム及び方法は、「Ｃ」、「Ｃ＋＋」、「ＦＯＲＴＲＡＮ」、「Ｐａｓｃａｌ」、「ＶＨＤＬ」等の様々な既知の或いは今後開発されるプログラミング言語のいずれかを使用して実装できることを理解されたい。従って、上述したシステム及び／又は方法を実施するために、コンピュータ等の装置に指示し得る情報を含むことができる、磁気コンピュータディスク、光ディスク、電子メモリ等の様々な記憶媒体を準備してもよい。適切な装置がストレージメディアに含まれる情報及びプログラムにアクセスすると、ストレージメディアは情報及びプログラムを装置に提供できるため、装置は本明細書で説明するシステム及び／又は方法の機能を実行することができる。例えば、ソースファイル、オブジェクトファイル、実行可能ファイル等の適切なデータを含むコンピュータディスクがコンピュータに設けられた場合に、コンピュータは情報を受け取り、それ自体を適切に設定して、上記の図とフローチャートで概説した様々なシステム及び方法が様々な機能を実施する。すなわち、コンピュータは、上述したシステム及び／又は方法の異なる要素に関する情報の様々な部分をディスクから受信し、個々のシステム及び／又は方法を実装し、上述した個々のシステム及び／又は方法の機能を調整することができる。
【００６０】
本開示を考慮して、本明細書で説明する様々な方法及び装置は、ハードウェア、ソフトウェア、及びファームウェアで実装できることに留意されたい。さらに、様々な方法及びパラメータは、例としてのみ含まれ、限定的な意味では含まれない。本開示を考慮して、当業者は、本発明の範囲内にありながら、自身の技術及びこれらの技術に用いるために必要な機器を決定する際に本教示を実施することができる。本明細書で説明する１つ又は複数のプロセッサの機能は、少数又は単一の処理ユニット（例えば、ＣＰＵ）に組み込んでもよく、本明細書に記載の機能を実行するための実行可能な命令に応答するようにプログラムされる特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又は汎用処理回路を使用して実装してもよい。
【００６１】
本システムは、超音波イメージング・システムを特に参照して説明しているが、本システムは、１つ又は複数の画像が体系的に取得される他の医療用イメージング・システムに拡張できることも想定される。従って、本システムは、腎臓、精巣、乳房、卵巣、子宮、甲状腺、肝臓、肺、筋骨格、脾臓、心臓、動脈及び血管系に関連するがこれらに限定されない画像情報を取得及び／又は記録し、超音波ガイド下介入に関連する他のイメージング用途にも同様に使用され得る。さらに、本システムは、本システムの特徴及び利点を提供できるような、従来のイメージング・システムで使用され得る１つ又は複数のプログラムを含むこともできる。本開示の特定の追加の利点及び特徴は、本開示を検討する際に当業者に明らかになり得るか、又は本開示の新規のシステム及び方法を使用する人によって経験され得る。本システム及び方法の別の利点は、従来の医両用イメージング・システムを容易にアップグレードして、本システム、装置、及び方法の特徴及び利点を組み込むことができることであり得る。
【００６２】
当然のことながら、本明細書に記載の例、実施形態又はプロセスのいずれか１つは、１つ又は複数の他の例、実施形態、及び／又はプロセスと組み合わせることができ、或いは本システム、装置、及び方法に従って、別個の装置又は装置部分の間で分離及び／又は実行できることを理解されたい。
【００６３】
最後に、上記の議論は、本システムを単に例示することを意図しており、添付の特許請求の範囲を特定の実施形態又は実施形態のグループに限定するものと解釈すべきではない。こうして、例示的な実施形態を参照して本システムについて特に詳細に説明したが、以下の特許請求の範囲に記載されるように、本システムのより広く意図された精神及び範囲から逸脱することなく、多数の修正及び代替実施形態が当業者によって考案され得ることも理解されたい。従って、明細書及び図面は、例示的な方法であるとみなすべきであり、添付の特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。
【図１】
2020517363.tif 000003
【図２】
2020517363.tif 000004
【図３Ａ】
2020517363.tif 000005
【図３Ｂ】
2020517363.tif 000006
【図４】
2020517363.tif 000007
【図５Ａ】
2020517363.tif 000008
【図５Ｂ】
2020517363.tif 000009
【図６】
2020517363.tif 000010
【図７】
2020517363.tif 000011
【図８Ａ】
2020517363.tif 000012
【図８Ｂ】
2020517363.tif 000013
【図８Ｃ】
2020517363.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月29日(2019.10.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワードップラー・イメージングの方法であって、当該方法は、
ウォール・フィルタ処理されたパワードップラー信号の時間的に連続する複数のフレームを受信するステップであって、前記時間的に連続する複数のフレームには、以前に調整された少なくとも１つの出力フレームが含まれる、受信するステップと、
前記時間的に連続する複数のフレームのうちの少なくとも１つを調整するステップであって、
前記時間的に連続する複数のフレームをフィルタ処理して、低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを識別するステップと、
該低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを抑制して、調整された出力フレームを生成するステップと、を含む、調整するステップと、
該調整された出力フレームに少なくとも部分的に基づいてパワードップラー画像を生成するステップと、を含む、
方法。
【請求項２】
前記時間的に連続する複数のフレームのうちの少なくとも１つを調整するステップは、
前記時間的に連続するフレームのそれぞれをフィルタ処理して、前記時間的に連続する複数のフレームのそれぞれから高い空間周波数のコンテンツを除去し、且つ比較的低い空間周波数のコンテンツを有するフィルタ処理されたフレームを生成するステップと、
前記フレーム内の全ての空間位置について、前記フィルタ処理されたフレーム同士の間の時間応答性を決定するステップと、
該フィルタ処理されたフレーム同士の間の前記時間応答性に基づいて、前記時間的に連続する複数のフレームのうちの前記少なくとも１つを調整するステップと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記時間的に連続する複数のフレームのそれぞれをフィルタ処理するステップは、前記時間的に連続する複数のフレームのそれぞれを空間ローパスフィルタに通すステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記空間ローパスフィルタは、ボックスカー・フィルタである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記フィルタ処理されたフレーム同士の間の前記時間応答性を決定するステップは、
前記フレーム内の全てのピクセル又はボクセルについて、前記フィルタ処理されたフレーム同士の間の信号強度の変化を計算するステップと、
該計算された信号強度の変化に基づいてブレンド係数を生成するステップと、を含む、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ブレンド係数を生成するステップは、伝達関数を使用して、各ピクセル又はボクセルについて計算された前記変化をそれぞれのブレンド係数にマッピングするステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ブレンド係数は、信号強度の分数変化に基づいて計算された第１のブレンド係数を含み、当該方法は、
前記フレーム内の全てのピクセル又はボクセルにおける前記フィルタ処理されたフレーム同士の間の前記信号強度の差に基づいて、第２のブレンド係数を生成するステップと、
該第２のブレンド係数を前記時間的に連続する複数のフレームのうちの前記少なくとも１つに適用して、前記時間的に連続する複数のフレームのうちの前記少なくとも１つを調整するステップと、をさらに含む、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
前記調整された出力フレームを対応するエコーフレームとブレンドして、前記パワードップラー画像を生成するステップをさらに含む、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記調整された出力フレームには信号パワー情報が含まれ、前記対応するエコーフレームにはエコー強度情報が含まれ、前記調整された出力フレームを前記対応するエコーフレームとブレンドするステップは、それぞれの前記フレームからの前記信号パワー情報及び前記エコー強度情報の少なくとも一方に基づいて、少なくとも１つのブレンド係数を計算するステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
超音波エコー源に通信可能に結合された超音波イメージング・システムであって、当該超音波イメージング・システムは、
前記超音波エコーに応答してウォール・フィルタ処理されたドップラー信号を生成するように構成されたウォール・フィルタと、
少なくとも１つのプロセッサと、を有しており、
該少なくとも１つのプロセッサは、
前記ウォール・フィルタ処理されたドップラー信号の時間的に連続したフレームを受信することであって、時間的に連続した２つのフレームには、以前に調整された少なくとも１つの出力フレームが含まれる、受信すること、
前記時間的に連続したフレームをフィルタ処理して、低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを識別すること、
該低い空間周波数及び高い時間周波数のコンテンツを抑制して、調整された出力フレームを生成すること、
該調整された出力フレームに少なくとも部分的に基づいて、パワードップラー画像データを生成すること、を行うように構成される、
超音波イメージング・システム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記時間的に連続するフレームから高い空間周波数情報を除去してぼやけたフレームを生成するように構成された少なくとも１つの空間ローパスフィルタを含み、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記ぼやけたフレームの時間応答性に少なくとも部分的に基づいて、１つ又は複数の調整パラメータを生成するように構成される、請求項１０に記載の超音波イメージング・システム。
【請求項１２】
前記プロセッサは、それぞれの前記フレーム内の全てのピクセル又はボクセルについて、前記時間的に連続するフレーム同士の間の信号強度の変化を計算するように構成され、前記１つ又は複数の調整パラメータには、前記計算された信号強度の変化に少なくとも部分的に基づくブレンド係数が含まれる、請求項１１に記載の超音波イメージング・システム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのプロセッサは、計算された信号強度の変化を伝達関数に通してブレンド係数を生成するように構成され、前記伝達関数には、減衰成分及び成長成分が含まれる、請求項１１に記載の超音波イメージング・システム。
【請求項１４】
ブレンド係数は、信号強度の分数変化に基づいて生成される第１のブレンド係数であり、前記少なくとも１つのプロセッサは、
時間的に連続する２つのフレーム同士の間の前記信号強度の差に基づいて、第２のブレンド係数を生成し、
該第２のブレンド係数にさらに基づいて現在の入力フレームを調整する、ようにさらに構成される、請求項１１に記載の超音波イメージング・システム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記調整された出力フレームを対応するエコーフレームとブレンドして、前記パワードップラー画像データを生成するようにさらに構成される、請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の超音波イメージング・システム。
【国際調査報告】
2020517363.tif 000015
2020517363.tif 000016