クラッタフィルタリングのための超音波映像装置およびその方法
【課題】周波数領域におけるＩ／Ｑ信号に対する歪度を調査し、その歪度を用いてクラッタフィルタリングの決定ロジックを提供すること。本発明の実施形態は、Ｉ／Ｑ信号の歪度に応じてＩ／Ｑ信号のクラッタ信号をフィルタリングすることによって、クラッタ成分がフィルタリングされた信号および／またはドップラー成分が優勢なサブ行列を用いて超音波映像を形成してユーザに提供する。
【解決手段】本発明の超音波映像装置は、超音波信号を対象体に送出して前記対象体から反射される超音波信号を受信し、前記受信した超音波信号を超音波映像内の各ピクセルに対応するＩ／Ｑ信号に変換する信号変換部と、前記Ｉ／Ｑ信号を周波数領域に変換して歪度を算出し、前記算出された歪度に応じて前記Ｉ／Ｑ信号にクラッタフィルタリングを適用する制御部とを備える。
【解決手段】本発明の超音波映像装置は、超音波信号を対象体に送出して前記対象体から反射される超音波信号を受信し、前記受信した超音波信号を超音波映像内の各ピクセルに対応するＩ／Ｑ信号に変換する信号変換部と、前記Ｉ／Ｑ信号を周波数領域に変換して歪度を算出し、前記算出された歪度に応じて前記Ｉ／Ｑ信号にクラッタフィルタリングを適用する制御部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態はクラッタフィルタリングを提供する超音波映像装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波映像装置は、人体に超音波を発射し、血流から反射される超音波のドップラーシフト（ｄｏｐｐｌｅｒ ｓｈｉｆｔ）周波数を測定することによって血流の分布をリアルタイムに検出して表示する。
【０００３】
発射された超音波を血流にフォーカシングして集中させたとしても、一部は望まない方向に伝播して、結局、血流からの反射信号だけでなく血流以外の望まない信号も混合して戻ってくるようになる。このとき、一般的に血流からの信号をドップラー信号、その他の組織からくる望まない信号をクラッタ信号（ｃｌｕｔｔｅｒ ｓｉｇｎａｌ）という。
【０００４】
一般に、超音波をフォーカシングすれば、焦点（ｆｏｃａｌ ｐｏｉｎｔ）に大部分のエネルギーが伝達され、その外側に一部の超音波が漏れることから、大部分が希望する焦点からの信号が戻ってくるようになる。しかし、血流の反射率が周辺組織（血管壁、筋肉など）に比べて極めて小さいため、一般的に微小な超音波は漏れるものの、血流からのドップラー信号よりもクラッタ信号がより大きくなる場合がほとんどである。
【０００５】
したがって、従来の超音波システムでは、カラードップラーモードを実現するとき、クラッタ信号を効果的に除去するための複数のクラッタフィルタリング方法がある。
【０００６】
このようなクラッタフィルタリング方法には、カットオフ（ｃｕｔｏｆｆ）の特性が予め設定されたＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）タイプのハイパスフィルタを用いる方法、ＤＭＤおよび各ピクセルの信号特性に応じて最適のカットオフを選択する適応的フィルタリング方法、各ピクセル当たりのアンサンブルデータ（ｅｎｓｅｍｂｌｅ ｄａｔａ）自体の成分を分解してクラッタ信号を除去する方法などがある。
【０００７】
しかし、上記のような方法では、大部分は、クラッタフィルタリングの適用前の信号の分散（ｖａｒｉａｎｃｅ）、平均周波数（ｍｅａｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、およびパワーまたは、分解された信号の分散、平均周波数、およびパワーが用いられる。
【０００８】
本発明では、周波数領域におけるＩ／Ｑ信号に対する歪度を調査し、その歪度を用いてクラッタフィルタリングの決定ロジックを実現する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、Ｉ／Ｑ信号の歪度を算出し、算出された歪度に応じてクラッタフィルタリングを適応的に行う超音波映像装置および方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の課題は、Ｉ／Ｑ信号の歪度に基づいてＩ／Ｑ信号内のクラッタ成分、またはドップラー成分が優勢であるか否かを判断してクラッタフィルタリングを行う超音波映像装置および方法を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の課題は、Ｉ／Ｑ信号で特異値分解された複数のサブ行列を各サブ行列の歪度を用いてドップラー成分が優勢なサブ行列を選択し、超音波映像のカラーフロー映像に形成させる超音波映像装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一側面によれば、複数のピクセルを有する超音波映像を提供する超音波映像装置であって、超音波信号を対象体に送出して前記対象体から反射される超音波信号を受信し、前記受信した超音波信号を前記超音波映像内の各前記複数のピクセルに対応するＩ／Ｑ信号に変換する信号変換部と、前記Ｉ／Ｑ信号を周波数領域に変換して歪度を算出し、前記算出された歪度に応じて前記Ｉ／Ｑ信号にクラッタフィルタリングを適用する制御部とを含む超音波映像装置を提供する。
【００１３】
本発明の他の側面によれば、複数のピクセルを有する超音波映像を提供する超音波映像装置であって、超音波信号を対象体に送出して前記対象体から反射される超音波信号を受信し、前記受信した超音波信号を前記超音波映像内の各前記複数のピクセルに対応し、ドップラー成分とクラッタ成分とを含むＩ／Ｑ信号に変換する信号変換部と、前記Ｉ／Ｑ信号を特異値分解して複数のサブ行列を生成し、前記複数のサブ行列のうち前記ドップラー成分が優勢なサブ行列を用いて前記超音波映像のカラーフロー映像を形成する制御部とを含む超音波映像装置を提供する。
【００１４】
本発明の更なる側面によれば、超音波信号を対象体に送出して前記対象体から反射される超音波信号をドップラー成分とクラッタ成分とを含むＩ／Ｑ信号に変換するステップと、前記Ｉ／Ｑ信号を周波数領域に変換して歪度を算出するステップと、前記算出された歪度に基づいて前記Ｉ／Ｑ信号内の前記クラッタ成分が優勢であるか否かを判断するステップと、前記判断の結果、前記クラッタ成分が優勢であると判断された場合、前記Ｉ／Ｑ信号にクラッタフィルタリングを適用するステップとを含む超音波映像処理方法を提供する。
【００１５】
本発明の更なる側面によれば、超音波信号を対象体に送出して前記対象体から反射される超音波信号をドップラー成分とクラッタ成分とを含むＩ／Ｑ信号に変換するステップと、前記Ｉ／Ｑ信号を特異値分解して複数のサブ行列を生成するステップと、前記複数の各サブ行列を周波数領域に変換して前記各サブ行列の歪度を算出するステップと、前記算出された歪度に基づいて前記複数のサブ行列のうち前記ドップラー成分が優勢なサブ行列を選択するステップと、前記選択されたドップラー成分が優勢なサブ行列を用いて超音波映像のカラーフロー映像を形成するステップとを含む超音波映像処理方法を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、対象体から反射した超音波信号のＩ／Ｑ信号の歪度に応じてクラッタ信号をフィルタリングすることによって、クラッタ成分がフィルタリングされた信号またはドップラー成分が優勢なサブ行列を用いて超音波映像を画面に表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波映像装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す制御部の構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る超音波映像装置で用いられる歪度を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る超音波映像装置で用いられる歪度を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る超音波映像装置で用いられる歪度を説明するための図である。
【図６】図１に示す制御部の他の実施形態の構成を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る超音波映像方法を説明するための図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る超音波映像方法を説明するための図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る超音波映像方法を説明するための図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る超音波映像方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を添付された図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る超音波映像装置の構成を示す図である。
【００２０】
図１を参照すれば、超音波映像装置は、信号変換部１００、メモリ１１０、制御部１２０、ユーザ入力部１３０、表示部１４０を含む。
【００２１】
信号変換部１００は、超音波信号を対象体に送出し、対象体から反射される超音波信号（すなわち、超音波エコー信号）を受信し、受信した超音波信号を超音波映像内の各ピクセルに対応するＩ／Ｑ信号に変換して出力する。このとき、Ｉ／Ｑ信号にはドップラー成分だけでなくクラッタ成分も含まれている。
【００２２】
また、信号変換部１００は、アンサンブルナンバー（ｅｎｓｅｍｂｌｅ ｎｕｍｂｅｒ）に応じて送信信号の形成を順番におよび繰り返し行って複数の送信信号を生成する。また、信号変換部１００は、生成された送信信号を超音波信号に変換して対象体に送信した後、対象体から反射した超音波エコー信号が受信されれば、超音波エコー信号をデジタル信号に変換して、変換された超音波エコー信号を超音波映像の映像内の各ピクセルに対応するＩ／Ｑ信号に変換する。
【００２３】
メモリ１１０は、本発明の一実施形態に係る超音波映像システムの遂行手続きを格納する。メモリ１１０は、通常のハードディスク、ＲＡＭ、またはＲＯＭのうち１つ以上によって実現してもよい。
【００２４】
制御部１２０は、信号変換部１００によって変換および出力されたＩ／Ｑ信号を周波数領域に変換して歪度を算出し、算出された歪度に応じてＩ／Ｑ信号にクラッタフィルタリングを適用する。
【００２５】
このとき、制御部１２０は、レガシークラッタフィルタリング（Ｌｅｇａｃｙ Ｃｌｕｔｔｅｒ Ｆｉｌｔｅｒ）を用いてＩ／Ｑ信号をフィルタリングしてもよい。この場合、メモリ１１０は複数のクラッタフィルタリングの手続きを格納し、各複数のクラッタフィルタリングに対応するインデックスおよびカットオフをさらに格納する。
【００２６】
また、制御部１２０は、図２に示すように、周波数領域変換部１２１ａ、歪度算出部１２１ｂ、フィルタリング処理部１２１ｃ、映像形成部１２１ｄを含んでもよい。
【００２７】
周波数領域変換部１２１ａは、信号変換部１００によって出力されたＩ／Ｑ信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ、Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）して周波数領域に変換させる。詳細には、周波数領域変換部１２１ａは、Ｉ／Ｑ信号内で任意のアンサンブルデータに対するＩ／Ｑ信号に対して高速フーリエ変換を行い、周波数領域のＩ／Ｑ信号を出力する。
【００２８】
歪度算出部１２１ｂは、周波数領域に変換されたＩ／Ｑ信号に基づいて歪度（ｓｋｅｗｎｅｓｓ）を算出する。このとき、歪度はＩ／Ｑ信号の自己相関を用いて算出された平均周波数および分散、基準パルス反復頻度（Ｎｏｒｍ．ＰＲＦ．ｆｒｅｑ、Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ＰＲＦ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、フーリエ変換次数（ＦＦＴ ｏｒｄｅｒ）のうち１つ以上を用いて算出してもよい。
【００２９】
特に、歪度は下の数式（１）によって算出することができる。
【００３０】
【数１】
【００３１】
ここで、ｉは下の数式（２）と定義することができ、ｘ［ｉ］は下の数式（３）と定義することができる。また、ＦＦＴｏｒｄｅｒはフーリエ変換次数、Ｎｏｒｍ．ＰＲＦ ｆｒｅｑは基準パルス反復頻度、ｉはｘバッファデータのインデックス値、ｘは離散フーリエ変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ、ＤＦＴ）のｘ軸（周波数ドメイン）値である。また、μは平均周波数であり、σは分散の標準偏差（下の数式（４））である。
【００３２】
【数２】
【００３３】
【数３】
【００３４】
【数４】
【００３５】
また、歪度は図３〜図５のグラフによって説明することができる。
【００３６】
図３を参照すれば、周波数領域に変換されたＩ／Ｑ信号（ＡおよびＢ）が確認できる。
【００３７】
Ａの場合、ドップラー成分が優勢であるため曲線が右側に偏るように表れている。この場合、歪度は負数の値として算出される（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｓｋｅｗ）。また、Ｂの場合、クラッタ成分が優勢であるため曲線が左側に偏るよう表れている。この場合、歪度は正数の値として算出される（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｓｋｅｗ）。
【００３８】
図４を参照すれば、Ａの場合に該当されるＩ／Ｑ信号の周波数領域内の曲線Ｃを示す。この場合、歪度算出部１２１ｂは、自己相関関数を用いて平均周波数を０．０１７７と算出し、分散を０．３９６８と算出する。また、歪度算出部１２１ｂは、それぞれ算出された平均周波数、分散、および数１を用いて歪度を０．４１５８と算出する。
【００３９】
このとき、算出された歪度（０．４１５８）は正数の値であるため、Ｉ／Ｑ信号にクラッタ成分が優勢であり、曲線Ｃが右側に偏っている（すなわち、右側に下がっている）ことが分かる。
【００４０】
図５を参照すれば、Ｂの場合に該当されるＩ／Ｑ信号の周波数領域内の曲線Ｄを示す。この場合、歪度算出部１２１ｂは、自己相関関数を用いて平均周波数を０．３３６４と算出し、分散を０．４７３０と算出する。また、歪度算出部１２１ｂは、それぞれ算出された平均周波数、分散、および数１を用いて歪度を−０．０２７８と算出する。
【００４１】
このとき、算出された歪度（−０．０２７８）は負数の値であるため、Ｉ／Ｑ信号にドップラー成分が優勢であり、曲線Ｄが左側に偏っている（すなわち、左側に下がっている）ことが分かる。
【００４２】
一方、フィルタリング処理部１２１ｃは、歪度算出部１２１ｂによって算出された歪度に基づいてＩ／Ｑ信号内のクラッタ成分が優勢であるか否かを判断し、クラッタ成分が優勢であると判断された場合、クラッタフィルタリングを適用する。
【００４３】
このとき、フィルタリング処理部１２１ｃは、算出された歪度を用いて歪度が正数であるか、または予め設定された基準値以上である場合、Ｉ／Ｑ信号内のクラッタ成分が優勢であることを認知することができる。一方、フィルタリング処理部１２１ｃは、歪度が負数であるか、または予め設定された基準値以下である場合、Ｉ／Ｑ信号内のクラッタ成分が優勢でないこと、およびドップラー成分が優勢であることを認知することができる。
【００４４】
また、フィルタリング処理部１２１ｃは、Ｉ／Ｑ信号内のクラッタ成分が優勢であると判断されれば、予め設定されたインデックスまたは予め設定されたカットオフのクラッタフィルタリングをＩ／Ｑ信号に適用してもよい。
【００４５】
その後、周波数領域変換部１２１ａは、フィルタリングされたＩ／Ｑ信号を高速フーリエ変換して周波数領域に変換させ、歪度算出部１２１ｂは、フィルタリングされたＩ／Ｑ信号が周波数領域に変換されたデータに基づいて歪度を再び算出する。また、フィルタリング処理部１２１ｃは、再び算出された歪度に基づいて変換されたデータ内のクラッタ成分が優勢であるかを判断し、クラッタ成分が優勢である場合、次のインデックスのクラッタフィルタリングをＩ／Ｑ信号に適用する。
【００４６】
もし、Ｉ／Ｑ信号内のクラッタ成分が優勢ではないと判断されれば、メモリ１１０に格納された複数のクラッタフィルタリングのうち最も低いカットオフに対応するクラッタフィルタリングをフィルタリングされたＩ／Ｑ信号またはフィルタリングされないＩ／Ｑ信号に適用する。
【００４７】
また、フィルタリング処理部１２１ｃは、歪度に基づいてＩ／Ｑ信号内のクラッタ成分の優勢程度を判断し、クラッタ成分が優勢であるほどカットオフの高いクラッタフィルタリングをメモリ１１０から読み出してＩ／Ｑ信号に適用してもよい。一方、フィルタリング処理部１２１ｃは、ドップラー成分が優勢であるほどカットオフの低いクラッタフィルタリングをＩ／Ｑ信号に適用してもよい。
【００４８】
映像形成部１２１ｄは、フィルタリング処理部１２１ｃによって最終フィルタリングされたＩ／Ｑ信号を用いて超音波映像のカラーフロー映像を形成し、形成されたカラーフロー映像を表示部１４０に伝達する。
【００４９】
一方、制御部１２０は、ハンケル特異値分解（Ｈａｎｋｅｌ Ｓｉｎｇｕｌａｒ Ｖａｌｕｅ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ、Ｈａｎｋｅｌ ＳＶＤ）を用いてＩ／Ｑ信号内のクラッタ成分をフィルタリングしてもよい。
【００５０】
この場合、制御部１２０は、信号変換部１００によって変換されたＩ／Ｑ信号を特異値分解して複数のサブ行列を生成し、複数のサブ行列のうちドップラー成分が優勢なサブ行列を用いて超音波映像のカラーフロー映像を形成する。
【００５１】
制御部１２０は、図６に示すように、特異値分解処理部１２２ａ、歪度処理部１２２ｂ、行列選択部１２２ｃ、映像形成部１２２ｄを含んでもよい（制御部１２０の他の実施形態）。
【００５２】
特異値分解処理部１２２ａは、信号変換部１００によって変換されたＩ／Ｑ信号を特異値分解して複数のサブ行列を生成する。
【００５３】
歪度処理部１２２ｂは、複数の各サブ行列を高速フーリエ変換し、それぞれ変換されたデータを用いて各サブ行列に対応する歪度を算出する。
【００５４】
行列選択部１２２ｃは、歪度処理部１２２ｂによって算出された歪度に基づいて各サブ行列にドップラー成分が優勢であるかを判断し、ドップラー成分が優勢であると判断されたサブ行列を選択する。
【００５５】
このとき、行列選択部１２２ｃは、歪度が負数であるか、または予め設定された基準値に達しない値である場合、ドップラー成分が優勢であることを認知することができる。
【００５６】
映像形成部１２２ｄは、行列選択部１２２ｃによって選択されるサブ行列を用いて超音波映像のカラーフロー映像を形成し、形成されたカラーフロー映像を表示部１４０に伝達する。
【００５７】
その結果、クラッタ成分が優勢なサブ行列が行列選択部１２２ｃによって選択されなかったため、超音波映像のカラーフロー映像はクラッタ成分が優勢ではないサブ行列（すなわち、ドップラー成分が優勢であるサブ行列）によって形成される。
【００５８】
一方、ユーザ入力部１３０は、ユーザの入力情報を受信するインタフェースを提供する。本実施形態において、インタフェースは対象体のＢモード（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｍｏｄｅ）の映像に設定される関心領域（すなわち、カラーボックス）の大きさおよび位置情報に対してユーザが選択できるようにする。ユーザ入力部１３０は、コントロールパネル、マウス、キーボードなどを含んでもよい。
【００５９】
表示部１４０は、制御部１２０によって形成されたカラーフローの形状をユーザのための画面に表示する。
【００６０】
図７は、本発明の一実施形態に係る超音波映像方法を示す図である。
【００６１】
図７を参照すれば、ステップＳ７００は、超音波信号を対象体に送出して対象体から反射される超音波信号をＩ／Ｑ信号に変換する。また、ステップＳ７００は、変換されたＩ／Ｑ信号に任意のアンサンブルデータに対するＩ／Ｑ信号に対して高速フーリエ変換を行って周波数領域のＩ／Ｑ信号に変換する。
【００６２】
ステップＳ７１０は、ステップＳ７００によって変換されたＩ／Ｑ信号から歪度を算出する。すなわち、ステップＳ７１０は、変換されたＩ／Ｑ信号から平均周波数、分散、基準パルス反復頻度、フーリエ変換次数を算出し、それぞれ算出された値を用いて歪度を算出してもよい。
【００６３】
ステップＳ７２０は、ステップＳ７１０によって算出された歪度に基づいてＩ／Ｑ信号内のクラッタ成分が優勢であるかに応じてＩ／Ｑ信号にクラッタフィルタリングを行う。
【００６４】
このとき、ステップＳ７２０は、図８に示す複数のステップを含んでもよい。
【００６５】
図８は、本発明の一実施形態に係る超音波映像方法を行う装置が複数のクラッタフィルタリングと複数のクラッタフィルタリングのインデックスおよびカットオフ値をメモリ１１０に格納した場合を示す図である。また、装置はＩ／Ｑ信号の歪度が予め設定された基準値以上であるかに応じてクラッタ成分が優勢であるかを認知することによって実現される。
【００６６】
図８を参照すれば、ステップＳ７２１は、ステップＳ７１０によって算出された歪度が基準値以上であるかを判断する。
【００６７】
ステップＳ７２１によって歪度が基準値以上でないと判断されれば、ステップＳ７２２は、Ｉ／Ｑ信号に複数のクラッタフィルタリングのうち最も低いカットオフ値のクラッタフィルタリングを行う。そして、ステップＳ７３０が実行される。
【００６８】
一方、ステップＳ７２１によって歪度が基準値以上であると判断されれば、ステップＳ７２３は、Ｉ／Ｑ信号に複数のクラッタフィルタリングのうち予め指定されたインデックスのクラッタフィルタリングを行う。
【００６９】
ステップＳ７２４は、ステップＳ７２３によってフィルタリングされたＩ／Ｑ信号を高速フーリエ変換によって周波数領域に変換する。
【００７０】
ステップＳ７２５は、ステップＳ７２４によって変換されたＩ／Ｑ信号を用いて歪度を算出する。
【００７１】
ステップＳ７２６は、ステップＳ７２５によって算出された歪度が基準値以上であるかを判断する。その判断の結果、歪度が基準値以上である場合、ステップＳ７２７は、フィルタリングされたＩ／Ｑ信号に次のインデックスのクラッタフィルタリングを行う。
【００７２】
その結果、ステップＳ７２４〜ステップＳ７２７はステップＳ７００によって変換されたＩ／Ｑ信号の歪度が基準値以下になるまでクラッタフィルタリングを繰り返し行なうことができる。
【００７３】
一方、歪度が基準値以上でないと判断されれば、ステップＳ７３０が実行される。
【００７４】
一方、ステップＳ７３０は、ステップＳ７２０によって最終フィルタリングされたＩ／Ｑ信号を用いて超音波映像のカラーフロー映像を形成し、形成されたカラーフロー映像を表示する。
【００７５】
これによって、ステップＳ７３０によって表示されたカラーフロー映像は、Ｉ／Ｑ信号の歪度が基準値以下になるまでクラッタフィルタリングが繰り返して行われた信号によって形成されることによって、より正確な超音波映像をユーザに提供することができる。
【００７６】
図９は、本発明の他の実施形態に係る超音波映像処理方法を示す図である。この場合、超音波映像処理方法は、ハンケル特異値分解を用いてＩ／Ｑ信号内のクラッタ成分をフィルタリングする。
【００７７】
図９を参照すれば、ステップＳ９００は、超音波信号を対象体に送出して対象体から反射される超音波信号をＩ／Ｑ信号に変換する。また、ステップＳ９００は変換されたＩ／Ｑ信号を特異値分解する。
【００７８】
また、ステップＳ９１０は、特異値分解されたＩ／Ｑ信号から複数のサブ行列を生成する。
【００７９】
ステップＳ９２０は、ステップＳ９１０によって生成された複数の各サブ行列の歪度に基づいてドップラー成分が優勢なサブ行列を選択する。
【００８０】
ステップＳ９２０は、図１０に示された複数のステップを含んでもよい。
【００８１】
図１０を参照すれば、ステップＳ９２１は、複数の各サブ行列を高速フーリエ変換によって周波数領域に変換する。
【００８２】
ステップＳ９２２は、ステップＳ９２１によって変換された各サブ行列から歪度を算出する。
【００８３】
ステップＳ９２３は、ステップＳ９２２によって算出された歪度が基準値以下であるかを判断する。
【００８４】
ステップＳ９２３の判断の結果、歪度が基準値以下であると判断されれば、ステップＳ９２４は、基準値以下の歪度のサブ行列をドップラー成分が優勢であるサブ行列と見なして選択する。なお、歪度が基準値以下でないと判断されれば、ステップは終了する。
【００８５】
ステップＳ９２５は、複数のサブ行列がステップＳ９２３によって全て処理されたか否かを判断し、全て処理されなかった場合、ステップＳ９２３が次のサブ行列の歪度が基準値以下であるかを判断する。
【００８６】
もし、ステップＳ９２２が複数の各サブ行列の歪度を一度に算出せず、それぞれの歪度を１つずつ算出して実現した場合において、ステップＳ９２５によって複数のサブ行列が全て処理されなかったと判断されれば、ステップＳ９２２が次のサブ行列の歪度を算出して実現することができる。
【００８７】
その結果、ステップＳ９２１〜ステップＳ９２５は、複数のサブ行列の歪度を用いて、複数のサブ行列のうちドップラー成分が優勢なサブ行列を選別して選択することができる。
【００８８】
一方、サブ行列がすべて処理されたと判断された場合、ステップ９３０が実行される。
【００８９】
一方、ステップＳ９３０は、ステップＳ９２０によって選択されたサブ行列を用いて超音波映像のカラーフロー映像を形成して表示する。
【００９０】
これによって、ステップＳ９３０によって表示されたカラーフロー映像は、Ｉ／Ｑ信号の複数のサブ行列のうちドップラー成分が優勢な（すなわち、クラッタ成分が優勢ではない）サブ行列によって形成されることによって、より正確な超音波映像をユーザに提供することができる。
【００９１】
なお、本発明の実施形態は、多様なコンピュータ手段によって実現することのできるプログラム命令形態によって実現され、コンピュータ読み出し可能媒体に記録される。コンピュータ読み出し可能媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独でまたは組み合わせて備えることもできる。媒体に記録されるプログラム命令は本発明のために特別に設計して構成されてもよく、あるいはコンピュータソフトウェアの当業者に公知されて使用可能なものであってもよい。
【００９２】
上述したように、本発明では具体的な構成要素などの特定事項と限定される実施形態および図面によって説明したが、これは本発明のより全般的な理解を助けるために提供したものに過ぎず、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明が属する分野で通常の知識を有する者であれば、この概念に基づいて多様な修正および変形が可能である。したがって、本発明の思想は説明した実施形態に限定して決定されてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなくこの特許請求の範囲と均等または等価的変形のある全てのものは本発明の思想の範疇に属するといえる。
【符号の説明】
【００９３】
１００ 信号変換部
１１０ メモリ
１２０ 制御部
１３０ ユーザ入力部
１４０ 表示部
１２１ａ 周波数領域変換部
１２１ｂ 歪度算出部
１２１ｃ フィルタリング処理部
１２１ｄ 映像形成部
１２２ａ 特異値分解処理部
１２２ｂ 歪度処理部
１２２ｃ 行列選択部
１２２ｄ 映像形成部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態はクラッタフィルタリングを提供する超音波映像装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波映像装置は、人体に超音波を発射し、血流から反射される超音波のドップラーシフト（ｄｏｐｐｌｅｒ ｓｈｉｆｔ）周波数を測定することによって血流の分布をリアルタイムに検出して表示する。
【０００３】
発射された超音波を血流にフォーカシングして集中させたとしても、一部は望まない方向に伝播して、結局、血流からの反射信号だけでなく血流以外の望まない信号も混合して戻ってくるようになる。このとき、一般的に血流からの信号をドップラー信号、その他の組織からくる望まない信号をクラッタ信号（ｃｌｕｔｔｅｒ ｓｉｇｎａｌ）という。
【０００４】
一般に、超音波をフォーカシングすれば、焦点（ｆｏｃａｌ ｐｏｉｎｔ）に大部分のエネルギーが伝達され、その外側に一部の超音波が漏れることから、大部分が希望する焦点からの信号が戻ってくるようになる。しかし、血流の反射率が周辺組織（血管壁、筋肉など）に比べて極めて小さいため、一般的に微小な超音波は漏れるものの、血流からのドップラー信号よりもクラッタ信号がより大きくなる場合がほとんどである。
【０００５】
したがって、従来の超音波システムでは、カラードップラーモードを実現するとき、クラッタ信号を効果的に除去するための複数のクラッタフィルタリング方法がある。
【０００６】
このようなクラッタフィルタリング方法には、カットオフ（ｃｕｔｏｆｆ）の特性が予め設定されたＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）タイプのハイパスフィルタを用いる方法、ＤＭＤおよび各ピクセルの信号特性に応じて最適のカットオフを選択する適応的フィルタリング方法、各ピクセル当たりのアンサンブルデータ（ｅｎｓｅｍｂｌｅ ｄａｔａ）自体の成分を分解してクラッタ信号を除去する方法などがある。
【０００７】
しかし、上記のような方法では、大部分は、クラッタフィルタリングの適用前の信号の分散（ｖａｒｉａｎｃｅ）、平均周波数（ｍｅａｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、およびパワーまたは、分解された信号の分散、平均周波数、およびパワーが用いられる。
【０００８】
本発明では、周波数領域におけるＩ／Ｑ信号に対する歪度を調査し、その歪度を用いてクラッタフィルタリングの決定ロジックを実現する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、Ｉ／Ｑ信号の歪度を算出し、算出された歪度に応じてクラッタフィルタリングを適応的に行う超音波映像装置および方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の課題は、Ｉ／Ｑ信号の歪度に基づいてＩ／Ｑ信号内のクラッタ成分、またはドップラー成分が優勢であるか否かを判断してクラッタフィルタリングを行う超音波映像装置および方法を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の課題は、Ｉ／Ｑ信号で特異値分解された複数のサブ行列を各サブ行列の歪度を用いてドップラー成分が優勢なサブ行列を選択し、超音波映像のカラーフロー映像に形成させる超音波映像装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一側面によれば、複数のピクセルを有する超音波映像を提供する超音波映像装置であって、超音波信号を対象体に送出して前記対象体から反射される超音波信号を受信し、前記受信した超音波信号を前記超音波映像内の各前記複数のピクセルに対応するＩ／Ｑ信号に変換する信号変換部と、前記Ｉ／Ｑ信号を周波数領域に変換して歪度を算出し、前記算出された歪度に応じて前記Ｉ／Ｑ信号にクラッタフィルタリングを適用する制御部とを含む超音波映像装置を提供する。
【００１３】
本発明の他の側面によれば、複数のピクセルを有する超音波映像を提供する超音波映像装置であって、超音波信号を対象体に送出して前記対象体から反射される超音波信号を受信し、前記受信した超音波信号を前記超音波映像内の各前記複数のピクセルに対応し、ドップラー成分とクラッタ成分とを含むＩ／Ｑ信号に変換する信号変換部と、前記Ｉ／Ｑ信号を特異値分解して複数のサブ行列を生成し、前記複数のサブ行列のうち前記ドップラー成分が優勢なサブ行列を用いて前記超音波映像のカラーフロー映像を形成する制御部とを含む超音波映像装置を提供する。
【００１４】
本発明の更なる側面によれば、超音波信号を対象体に送出して前記対象体から反射される超音波信号をドップラー成分とクラッタ成分とを含むＩ／Ｑ信号に変換するステップと、前記Ｉ／Ｑ信号を周波数領域に変換して歪度を算出するステップと、前記算出された歪度に基づいて前記Ｉ／Ｑ信号内の前記クラッタ成分が優勢であるか否かを判断するステップと、前記判断の結果、前記クラッタ成分が優勢であると判断された場合、前記Ｉ／Ｑ信号にクラッタフィルタリングを適用するステップとを含む超音波映像処理方法を提供する。
【００１５】
本発明の更なる側面によれば、超音波信号を対象体に送出して前記対象体から反射される超音波信号をドップラー成分とクラッタ成分とを含むＩ／Ｑ信号に変換するステップと、前記Ｉ／Ｑ信号を特異値分解して複数のサブ行列を生成するステップと、前記複数の各サブ行列を周波数領域に変換して前記各サブ行列の歪度を算出するステップと、前記算出された歪度に基づいて前記複数のサブ行列のうち前記ドップラー成分が優勢なサブ行列を選択するステップと、前記選択されたドップラー成分が優勢なサブ行列を用いて超音波映像のカラーフロー映像を形成するステップとを含む超音波映像処理方法を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、対象体から反射した超音波信号のＩ／Ｑ信号の歪度に応じてクラッタ信号をフィルタリングすることによって、クラッタ成分がフィルタリングされた信号またはドップラー成分が優勢なサブ行列を用いて超音波映像を画面に表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波映像装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す制御部の構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る超音波映像装置で用いられる歪度を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る超音波映像装置で用いられる歪度を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る超音波映像装置で用いられる歪度を説明するための図である。
【図６】図１に示す制御部の他の実施形態の構成を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る超音波映像方法を説明するための図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る超音波映像方法を説明するための図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る超音波映像方法を説明するための図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る超音波映像方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を添付された図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る超音波映像装置の構成を示す図である。
【００２０】
図１を参照すれば、超音波映像装置は、信号変換部１００、メモリ１１０、制御部１２０、ユーザ入力部１３０、表示部１４０を含む。
【００２１】
信号変換部１００は、超音波信号を対象体に送出し、対象体から反射される超音波信号（すなわち、超音波エコー信号）を受信し、受信した超音波信号を超音波映像内の各ピクセルに対応するＩ／Ｑ信号に変換して出力する。このとき、Ｉ／Ｑ信号にはドップラー成分だけでなくクラッタ成分も含まれている。
【００２２】
また、信号変換部１００は、アンサンブルナンバー（ｅｎｓｅｍｂｌｅ ｎｕｍｂｅｒ）に応じて送信信号の形成を順番におよび繰り返し行って複数の送信信号を生成する。また、信号変換部１００は、生成された送信信号を超音波信号に変換して対象体に送信した後、対象体から反射した超音波エコー信号が受信されれば、超音波エコー信号をデジタル信号に変換して、変換された超音波エコー信号を超音波映像の映像内の各ピクセルに対応するＩ／Ｑ信号に変換する。
【００２３】
メモリ１１０は、本発明の一実施形態に係る超音波映像システムの遂行手続きを格納する。メモリ１１０は、通常のハードディスク、ＲＡＭ、またはＲＯＭのうち１つ以上によって実現してもよい。
【００２４】
制御部１２０は、信号変換部１００によって変換および出力されたＩ／Ｑ信号を周波数領域に変換して歪度を算出し、算出された歪度に応じてＩ／Ｑ信号にクラッタフィルタリングを適用する。
【００２５】
このとき、制御部１２０は、レガシークラッタフィルタリング（Ｌｅｇａｃｙ Ｃｌｕｔｔｅｒ Ｆｉｌｔｅｒ）を用いてＩ／Ｑ信号をフィルタリングしてもよい。この場合、メモリ１１０は複数のクラッタフィルタリングの手続きを格納し、各複数のクラッタフィルタリングに対応するインデックスおよびカットオフをさらに格納する。
【００２６】
また、制御部１２０は、図２に示すように、周波数領域変換部１２１ａ、歪度算出部１２１ｂ、フィルタリング処理部１２１ｃ、映像形成部１２１ｄを含んでもよい。
【００２７】
周波数領域変換部１２１ａは、信号変換部１００によって出力されたＩ／Ｑ信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ、Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）して周波数領域に変換させる。詳細には、周波数領域変換部１２１ａは、Ｉ／Ｑ信号内で任意のアンサンブルデータに対するＩ／Ｑ信号に対して高速フーリエ変換を行い、周波数領域のＩ／Ｑ信号を出力する。
【００２８】
歪度算出部１２１ｂは、周波数領域に変換されたＩ／Ｑ信号に基づいて歪度（ｓｋｅｗｎｅｓｓ）を算出する。このとき、歪度はＩ／Ｑ信号の自己相関を用いて算出された平均周波数および分散、基準パルス反復頻度（Ｎｏｒｍ．ＰＲＦ．ｆｒｅｑ、Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ＰＲＦ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、フーリエ変換次数（ＦＦＴ ｏｒｄｅｒ）のうち１つ以上を用いて算出してもよい。
【００２９】
特に、歪度は下の数式（１）によって算出することができる。
【００３０】
【数１】
【００３１】
ここで、ｉは下の数式（２）と定義することができ、ｘ［ｉ］は下の数式（３）と定義することができる。また、ＦＦＴｏｒｄｅｒはフーリエ変換次数、Ｎｏｒｍ．ＰＲＦ ｆｒｅｑは基準パルス反復頻度、ｉはｘバッファデータのインデックス値、ｘは離散フーリエ変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ、ＤＦＴ）のｘ軸（周波数ドメイン）値である。また、μは平均周波数であり、σは分散の標準偏差（下の数式（４））である。
【００３２】
【数２】
【００３３】
【数３】
【００３４】
【数４】
【００３５】
また、歪度は図３〜図５のグラフによって説明することができる。
【００３６】
図３を参照すれば、周波数領域に変換されたＩ／Ｑ信号（ＡおよびＢ）が確認できる。
【００３７】
Ａの場合、ドップラー成分が優勢であるため曲線が右側に偏るように表れている。この場合、歪度は負数の値として算出される（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｓｋｅｗ）。また、Ｂの場合、クラッタ成分が優勢であるため曲線が左側に偏るよう表れている。この場合、歪度は正数の値として算出される（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｓｋｅｗ）。
【００３８】
図４を参照すれば、Ａの場合に該当されるＩ／Ｑ信号の周波数領域内の曲線Ｃを示す。この場合、歪度算出部１２１ｂは、自己相関関数を用いて平均周波数を０．０１７７と算出し、分散を０．３９６８と算出する。また、歪度算出部１２１ｂは、それぞれ算出された平均周波数、分散、および数１を用いて歪度を０．４１５８と算出する。
【００３９】
このとき、算出された歪度（０．４１５８）は正数の値であるため、Ｉ／Ｑ信号にクラッタ成分が優勢であり、曲線Ｃが右側に偏っている（すなわち、右側に下がっている）ことが分かる。
【００４０】
図５を参照すれば、Ｂの場合に該当されるＩ／Ｑ信号の周波数領域内の曲線Ｄを示す。この場合、歪度算出部１２１ｂは、自己相関関数を用いて平均周波数を０．３３６４と算出し、分散を０．４７３０と算出する。また、歪度算出部１２１ｂは、それぞれ算出された平均周波数、分散、および数１を用いて歪度を−０．０２７８と算出する。
【００４１】
このとき、算出された歪度（−０．０２７８）は負数の値であるため、Ｉ／Ｑ信号にドップラー成分が優勢であり、曲線Ｄが左側に偏っている（すなわち、左側に下がっている）ことが分かる。
【００４２】
一方、フィルタリング処理部１２１ｃは、歪度算出部１２１ｂによって算出された歪度に基づいてＩ／Ｑ信号内のクラッタ成分が優勢であるか否かを判断し、クラッタ成分が優勢であると判断された場合、クラッタフィルタリングを適用する。
【００４３】
このとき、フィルタリング処理部１２１ｃは、算出された歪度を用いて歪度が正数であるか、または予め設定された基準値以上である場合、Ｉ／Ｑ信号内のクラッタ成分が優勢であることを認知することができる。一方、フィルタリング処理部１２１ｃは、歪度が負数であるか、または予め設定された基準値以下である場合、Ｉ／Ｑ信号内のクラッタ成分が優勢でないこと、およびドップラー成分が優勢であることを認知することができる。
【００４４】
また、フィルタリング処理部１２１ｃは、Ｉ／Ｑ信号内のクラッタ成分が優勢であると判断されれば、予め設定されたインデックスまたは予め設定されたカットオフのクラッタフィルタリングをＩ／Ｑ信号に適用してもよい。
【００４５】
その後、周波数領域変換部１２１ａは、フィルタリングされたＩ／Ｑ信号を高速フーリエ変換して周波数領域に変換させ、歪度算出部１２１ｂは、フィルタリングされたＩ／Ｑ信号が周波数領域に変換されたデータに基づいて歪度を再び算出する。また、フィルタリング処理部１２１ｃは、再び算出された歪度に基づいて変換されたデータ内のクラッタ成分が優勢であるかを判断し、クラッタ成分が優勢である場合、次のインデックスのクラッタフィルタリングをＩ／Ｑ信号に適用する。
【００４６】
もし、Ｉ／Ｑ信号内のクラッタ成分が優勢ではないと判断されれば、メモリ１１０に格納された複数のクラッタフィルタリングのうち最も低いカットオフに対応するクラッタフィルタリングをフィルタリングされたＩ／Ｑ信号またはフィルタリングされないＩ／Ｑ信号に適用する。
【００４７】
また、フィルタリング処理部１２１ｃは、歪度に基づいてＩ／Ｑ信号内のクラッタ成分の優勢程度を判断し、クラッタ成分が優勢であるほどカットオフの高いクラッタフィルタリングをメモリ１１０から読み出してＩ／Ｑ信号に適用してもよい。一方、フィルタリング処理部１２１ｃは、ドップラー成分が優勢であるほどカットオフの低いクラッタフィルタリングをＩ／Ｑ信号に適用してもよい。
【００４８】
映像形成部１２１ｄは、フィルタリング処理部１２１ｃによって最終フィルタリングされたＩ／Ｑ信号を用いて超音波映像のカラーフロー映像を形成し、形成されたカラーフロー映像を表示部１４０に伝達する。
【００４９】
一方、制御部１２０は、ハンケル特異値分解（Ｈａｎｋｅｌ Ｓｉｎｇｕｌａｒ Ｖａｌｕｅ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ、Ｈａｎｋｅｌ ＳＶＤ）を用いてＩ／Ｑ信号内のクラッタ成分をフィルタリングしてもよい。
【００５０】
この場合、制御部１２０は、信号変換部１００によって変換されたＩ／Ｑ信号を特異値分解して複数のサブ行列を生成し、複数のサブ行列のうちドップラー成分が優勢なサブ行列を用いて超音波映像のカラーフロー映像を形成する。
【００５１】
制御部１２０は、図６に示すように、特異値分解処理部１２２ａ、歪度処理部１２２ｂ、行列選択部１２２ｃ、映像形成部１２２ｄを含んでもよい（制御部１２０の他の実施形態）。
【００５２】
特異値分解処理部１２２ａは、信号変換部１００によって変換されたＩ／Ｑ信号を特異値分解して複数のサブ行列を生成する。
【００５３】
歪度処理部１２２ｂは、複数の各サブ行列を高速フーリエ変換し、それぞれ変換されたデータを用いて各サブ行列に対応する歪度を算出する。
【００５４】
行列選択部１２２ｃは、歪度処理部１２２ｂによって算出された歪度に基づいて各サブ行列にドップラー成分が優勢であるかを判断し、ドップラー成分が優勢であると判断されたサブ行列を選択する。
【００５５】
このとき、行列選択部１２２ｃは、歪度が負数であるか、または予め設定された基準値に達しない値である場合、ドップラー成分が優勢であることを認知することができる。
【００５６】
映像形成部１２２ｄは、行列選択部１２２ｃによって選択されるサブ行列を用いて超音波映像のカラーフロー映像を形成し、形成されたカラーフロー映像を表示部１４０に伝達する。
【００５７】
その結果、クラッタ成分が優勢なサブ行列が行列選択部１２２ｃによって選択されなかったため、超音波映像のカラーフロー映像はクラッタ成分が優勢ではないサブ行列（すなわち、ドップラー成分が優勢であるサブ行列）によって形成される。
【００５８】
一方、ユーザ入力部１３０は、ユーザの入力情報を受信するインタフェースを提供する。本実施形態において、インタフェースは対象体のＢモード（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｍｏｄｅ）の映像に設定される関心領域（すなわち、カラーボックス）の大きさおよび位置情報に対してユーザが選択できるようにする。ユーザ入力部１３０は、コントロールパネル、マウス、キーボードなどを含んでもよい。
【００５９】
表示部１４０は、制御部１２０によって形成されたカラーフローの形状をユーザのための画面に表示する。
【００６０】
図７は、本発明の一実施形態に係る超音波映像方法を示す図である。
【００６１】
図７を参照すれば、ステップＳ７００は、超音波信号を対象体に送出して対象体から反射される超音波信号をＩ／Ｑ信号に変換する。また、ステップＳ７００は、変換されたＩ／Ｑ信号に任意のアンサンブルデータに対するＩ／Ｑ信号に対して高速フーリエ変換を行って周波数領域のＩ／Ｑ信号に変換する。
【００６２】
ステップＳ７１０は、ステップＳ７００によって変換されたＩ／Ｑ信号から歪度を算出する。すなわち、ステップＳ７１０は、変換されたＩ／Ｑ信号から平均周波数、分散、基準パルス反復頻度、フーリエ変換次数を算出し、それぞれ算出された値を用いて歪度を算出してもよい。
【００６３】
ステップＳ７２０は、ステップＳ７１０によって算出された歪度に基づいてＩ／Ｑ信号内のクラッタ成分が優勢であるかに応じてＩ／Ｑ信号にクラッタフィルタリングを行う。
【００６４】
このとき、ステップＳ７２０は、図８に示す複数のステップを含んでもよい。
【００６５】
図８は、本発明の一実施形態に係る超音波映像方法を行う装置が複数のクラッタフィルタリングと複数のクラッタフィルタリングのインデックスおよびカットオフ値をメモリ１１０に格納した場合を示す図である。また、装置はＩ／Ｑ信号の歪度が予め設定された基準値以上であるかに応じてクラッタ成分が優勢であるかを認知することによって実現される。
【００６６】
図８を参照すれば、ステップＳ７２１は、ステップＳ７１０によって算出された歪度が基準値以上であるかを判断する。
【００６７】
ステップＳ７２１によって歪度が基準値以上でないと判断されれば、ステップＳ７２２は、Ｉ／Ｑ信号に複数のクラッタフィルタリングのうち最も低いカットオフ値のクラッタフィルタリングを行う。そして、ステップＳ７３０が実行される。
【００６８】
一方、ステップＳ７２１によって歪度が基準値以上であると判断されれば、ステップＳ７２３は、Ｉ／Ｑ信号に複数のクラッタフィルタリングのうち予め指定されたインデックスのクラッタフィルタリングを行う。
【００６９】
ステップＳ７２４は、ステップＳ７２３によってフィルタリングされたＩ／Ｑ信号を高速フーリエ変換によって周波数領域に変換する。
【００７０】
ステップＳ７２５は、ステップＳ７２４によって変換されたＩ／Ｑ信号を用いて歪度を算出する。
【００７１】
ステップＳ７２６は、ステップＳ７２５によって算出された歪度が基準値以上であるかを判断する。その判断の結果、歪度が基準値以上である場合、ステップＳ７２７は、フィルタリングされたＩ／Ｑ信号に次のインデックスのクラッタフィルタリングを行う。
【００７２】
その結果、ステップＳ７２４〜ステップＳ７２７はステップＳ７００によって変換されたＩ／Ｑ信号の歪度が基準値以下になるまでクラッタフィルタリングを繰り返し行なうことができる。
【００７３】
一方、歪度が基準値以上でないと判断されれば、ステップＳ７３０が実行される。
【００７４】
一方、ステップＳ７３０は、ステップＳ７２０によって最終フィルタリングされたＩ／Ｑ信号を用いて超音波映像のカラーフロー映像を形成し、形成されたカラーフロー映像を表示する。
【００７５】
これによって、ステップＳ７３０によって表示されたカラーフロー映像は、Ｉ／Ｑ信号の歪度が基準値以下になるまでクラッタフィルタリングが繰り返して行われた信号によって形成されることによって、より正確な超音波映像をユーザに提供することができる。
【００７６】
図９は、本発明の他の実施形態に係る超音波映像処理方法を示す図である。この場合、超音波映像処理方法は、ハンケル特異値分解を用いてＩ／Ｑ信号内のクラッタ成分をフィルタリングする。
【００７７】
図９を参照すれば、ステップＳ９００は、超音波信号を対象体に送出して対象体から反射される超音波信号をＩ／Ｑ信号に変換する。また、ステップＳ９００は変換されたＩ／Ｑ信号を特異値分解する。
【００７８】
また、ステップＳ９１０は、特異値分解されたＩ／Ｑ信号から複数のサブ行列を生成する。
【００７９】
ステップＳ９２０は、ステップＳ９１０によって生成された複数の各サブ行列の歪度に基づいてドップラー成分が優勢なサブ行列を選択する。
【００８０】
ステップＳ９２０は、図１０に示された複数のステップを含んでもよい。
【００８１】
図１０を参照すれば、ステップＳ９２１は、複数の各サブ行列を高速フーリエ変換によって周波数領域に変換する。
【００８２】
ステップＳ９２２は、ステップＳ９２１によって変換された各サブ行列から歪度を算出する。
【００８３】
ステップＳ９２３は、ステップＳ９２２によって算出された歪度が基準値以下であるかを判断する。
【００８４】
ステップＳ９２３の判断の結果、歪度が基準値以下であると判断されれば、ステップＳ９２４は、基準値以下の歪度のサブ行列をドップラー成分が優勢であるサブ行列と見なして選択する。なお、歪度が基準値以下でないと判断されれば、ステップは終了する。
【００８５】
ステップＳ９２５は、複数のサブ行列がステップＳ９２３によって全て処理されたか否かを判断し、全て処理されなかった場合、ステップＳ９２３が次のサブ行列の歪度が基準値以下であるかを判断する。
【００８６】
もし、ステップＳ９２２が複数の各サブ行列の歪度を一度に算出せず、それぞれの歪度を１つずつ算出して実現した場合において、ステップＳ９２５によって複数のサブ行列が全て処理されなかったと判断されれば、ステップＳ９２２が次のサブ行列の歪度を算出して実現することができる。
【００８７】
その結果、ステップＳ９２１〜ステップＳ９２５は、複数のサブ行列の歪度を用いて、複数のサブ行列のうちドップラー成分が優勢なサブ行列を選別して選択することができる。
【００８８】
一方、サブ行列がすべて処理されたと判断された場合、ステップ９３０が実行される。
【００８９】
一方、ステップＳ９３０は、ステップＳ９２０によって選択されたサブ行列を用いて超音波映像のカラーフロー映像を形成して表示する。
【００９０】
これによって、ステップＳ９３０によって表示されたカラーフロー映像は、Ｉ／Ｑ信号の複数のサブ行列のうちドップラー成分が優勢な（すなわち、クラッタ成分が優勢ではない）サブ行列によって形成されることによって、より正確な超音波映像をユーザに提供することができる。
【００９１】
なお、本発明の実施形態は、多様なコンピュータ手段によって実現することのできるプログラム命令形態によって実現され、コンピュータ読み出し可能媒体に記録される。コンピュータ読み出し可能媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独でまたは組み合わせて備えることもできる。媒体に記録されるプログラム命令は本発明のために特別に設計して構成されてもよく、あるいはコンピュータソフトウェアの当業者に公知されて使用可能なものであってもよい。
【００９２】
上述したように、本発明では具体的な構成要素などの特定事項と限定される実施形態および図面によって説明したが、これは本発明のより全般的な理解を助けるために提供したものに過ぎず、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明が属する分野で通常の知識を有する者であれば、この概念に基づいて多様な修正および変形が可能である。したがって、本発明の思想は説明した実施形態に限定して決定されてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなくこの特許請求の範囲と均等または等価的変形のある全てのものは本発明の思想の範疇に属するといえる。
【符号の説明】
【００９３】
１００ 信号変換部
１１０ メモリ
１２０ 制御部
１３０ ユーザ入力部
１４０ 表示部
１２１ａ 周波数領域変換部
１２１ｂ 歪度算出部
１２１ｃ フィルタリング処理部
１２１ｄ 映像形成部
１２２ａ 特異値分解処理部
１２２ｂ 歪度処理部
１２２ｃ 行列選択部
１２２ｄ 映像形成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のピクセルを有する超音波映像を提供する超音波映像装置であって、
超音波信号を対象体に送出して前記対象体から反射される超音波信号を受信し、前記受信した超音波信号を前記超音波映像内の各前記複数のピクセルに対応するＩ／Ｑ信号に変換する信号変換部と、
前記Ｉ／Ｑ信号を周波数領域に変換して歪度を算出し、前記算出された歪度に応じて前記Ｉ／Ｑ信号にクラッタフィルタリングを適用する制御部と、
を備える超音波映像装置。
【請求項２】
前記Ｉ／Ｑ信号は、クラッタ成分とドップラー成分とを含み、
前記制御部は、前記歪度に基づいて前記Ｉ／Ｑ信号内の前記クラッタ成分が優勢であるか否かを判断し、前記クラッタ成分が優勢であると判断された場合、前記クラッタフィルタリングを適用する請求項１に記載の超音波映像装置。
【請求項３】
前記歪度は、前記Ｉ／Ｑ信号の平均周波数、分散、基準パルス反復頻度、フーリエ変換次数のうち１つ以上を用いて算出される請求項１または２に記載の超音波映像装置。
【請求項４】
複数のクラッタフィルタリングおよび各前記複数のクラッタフィルタリングのカットオフを格納するメモリをさらに備え、
前記制御部は、前記歪度に基づいて前記Ｉ／Ｑ信号内の前記クラッタ成分の優勢程度を判断し、前記クラッタ成分が優勢であるほど前記カットオフの高い前記クラッタフィルタリングを前記Ｉ／Ｑ信号に適用する請求項２または３に記載の超音波映像装置。
【請求項５】
複数のクラッタフィルタリングおよび各前記複数のクラッタフィルタリングの順番のインデックスを格納するメモリをさらに備え、
前記制御部は、前記複数のクラッタフィルタリングのうちいずれか１つによってＩ／Ｑ信号がフィルタリングされれば、前記フィルタリングされたＩ／Ｑ信号の歪度に応じて前記複数のクラッタフィルタリングのうち次の順番のインデックスに該当するクラッタフィルタリングを前記フィルタリングされたＩ／Ｑ信号に適用する請求項１ないし３のいずれかに記載の超音波映像装置。
【請求項６】
複数のピクセルを有する超音波映像を提供する超音波映像装置であって、
超音波信号を対象体に送出して前記対象体から反射される超音波信号を受信し、前記受信した超音波信号を前記超音波映像内の各前記複数のピクセルに対応し、ドップラー成分とクラッタ成分とを含むＩ／Ｑ信号に変換する信号変換部と、
前記Ｉ／Ｑ信号を特異値分解して複数のサブ行列を生成し、前記複数のサブ行列のうち前記ドップラー成分が優勢なサブ行列を用いて前記超音波映像のカラーフロー映像を形成する制御部と、
を備える超音波映像装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記複数の各サブ行列を周波数領域に変換して前記各サブ行列の歪度を算出し、前記算出された歪度に基づいて前記各サブ行列のうち前記ドップラー成分が優勢なサブ行列を選択する請求項６に記載の超音波映像装置。
【請求項８】
前記歪度は、前記Ｉ／Ｑ信号の平均周波数、分散、基準パルス反復頻度、フーリエ変換次数のうち１つ以上を用いて算出される請求項７に記載の超音波映像装置。
【請求項９】
超音波信号を対象体に送出して前記対象体から反射される超音波信号をドップラー成分とクラッタ成分とを含むＩ／Ｑ信号に変換するステップと、
前記Ｉ／Ｑ信号を周波数領域に変換して歪度を算出するステップと、
前記算出された歪度に基づいて前記Ｉ／Ｑ信号内の前記クラッタ成分が優勢であるか否かを判断するステップと、
前記判断の結果、前記クラッタ成分が優勢であると判断された場合、前記Ｉ／Ｑ信号にクラッタフィルタリングを適用するステップと、
を含む超音波映像処理方法。
【請求項１０】
前記歪度は、前記周波数領域の曲線の形状に応じて、前記ドップラー成分または前記クラッタ成分の優勢有無を表す値を有する請求項９に記載の超音波映像処理方法。
【請求項１１】
超音波信号を対象体に送出して前記対象体から反射される超音波信号をドップラー成分とクラッタ成分とを含むＩ／Ｑ信号に変換するステップと、
前記Ｉ／Ｑ信号を特異値分解して複数のサブ行列を生成するステップと、
前記複数の各サブ行列を周波数領域に変換して前記各サブ行列の歪度を算出するステップと、
前記算出された歪度に基づいて前記複数のサブ行列のうち前記ドップラー成分が優勢なサブ行列を選択するステップと、
前記選択されたドップラー成分が優勢なサブ行列を用いて超音波映像のカラーフロー映像を形成するステップと、
を含む超音波映像処理方法。
【請求項１】
複数のピクセルを有する超音波映像を提供する超音波映像装置であって、
超音波信号を対象体に送出して前記対象体から反射される超音波信号を受信し、前記受信した超音波信号を前記超音波映像内の各前記複数のピクセルに対応するＩ／Ｑ信号に変換する信号変換部と、
前記Ｉ／Ｑ信号を周波数領域に変換して歪度を算出し、前記算出された歪度に応じて前記Ｉ／Ｑ信号にクラッタフィルタリングを適用する制御部と、
を備える超音波映像装置。
【請求項２】
前記Ｉ／Ｑ信号は、クラッタ成分とドップラー成分とを含み、
前記制御部は、前記歪度に基づいて前記Ｉ／Ｑ信号内の前記クラッタ成分が優勢であるか否かを判断し、前記クラッタ成分が優勢であると判断された場合、前記クラッタフィルタリングを適用する請求項１に記載の超音波映像装置。
【請求項３】
前記歪度は、前記Ｉ／Ｑ信号の平均周波数、分散、基準パルス反復頻度、フーリエ変換次数のうち１つ以上を用いて算出される請求項１または２に記載の超音波映像装置。
【請求項４】
複数のクラッタフィルタリングおよび各前記複数のクラッタフィルタリングのカットオフを格納するメモリをさらに備え、
前記制御部は、前記歪度に基づいて前記Ｉ／Ｑ信号内の前記クラッタ成分の優勢程度を判断し、前記クラッタ成分が優勢であるほど前記カットオフの高い前記クラッタフィルタリングを前記Ｉ／Ｑ信号に適用する請求項２または３に記載の超音波映像装置。
【請求項５】
複数のクラッタフィルタリングおよび各前記複数のクラッタフィルタリングの順番のインデックスを格納するメモリをさらに備え、
前記制御部は、前記複数のクラッタフィルタリングのうちいずれか１つによってＩ／Ｑ信号がフィルタリングされれば、前記フィルタリングされたＩ／Ｑ信号の歪度に応じて前記複数のクラッタフィルタリングのうち次の順番のインデックスに該当するクラッタフィルタリングを前記フィルタリングされたＩ／Ｑ信号に適用する請求項１ないし３のいずれかに記載の超音波映像装置。
【請求項６】
複数のピクセルを有する超音波映像を提供する超音波映像装置であって、
超音波信号を対象体に送出して前記対象体から反射される超音波信号を受信し、前記受信した超音波信号を前記超音波映像内の各前記複数のピクセルに対応し、ドップラー成分とクラッタ成分とを含むＩ／Ｑ信号に変換する信号変換部と、
前記Ｉ／Ｑ信号を特異値分解して複数のサブ行列を生成し、前記複数のサブ行列のうち前記ドップラー成分が優勢なサブ行列を用いて前記超音波映像のカラーフロー映像を形成する制御部と、
を備える超音波映像装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記複数の各サブ行列を周波数領域に変換して前記各サブ行列の歪度を算出し、前記算出された歪度に基づいて前記各サブ行列のうち前記ドップラー成分が優勢なサブ行列を選択する請求項６に記載の超音波映像装置。
【請求項８】
前記歪度は、前記Ｉ／Ｑ信号の平均周波数、分散、基準パルス反復頻度、フーリエ変換次数のうち１つ以上を用いて算出される請求項７に記載の超音波映像装置。
【請求項９】
超音波信号を対象体に送出して前記対象体から反射される超音波信号をドップラー成分とクラッタ成分とを含むＩ／Ｑ信号に変換するステップと、
前記Ｉ／Ｑ信号を周波数領域に変換して歪度を算出するステップと、
前記算出された歪度に基づいて前記Ｉ／Ｑ信号内の前記クラッタ成分が優勢であるか否かを判断するステップと、
前記判断の結果、前記クラッタ成分が優勢であると判断された場合、前記Ｉ／Ｑ信号にクラッタフィルタリングを適用するステップと、
を含む超音波映像処理方法。
【請求項１０】
前記歪度は、前記周波数領域の曲線の形状に応じて、前記ドップラー成分または前記クラッタ成分の優勢有無を表す値を有する請求項９に記載の超音波映像処理方法。
【請求項１１】
超音波信号を対象体に送出して前記対象体から反射される超音波信号をドップラー成分とクラッタ成分とを含むＩ／Ｑ信号に変換するステップと、
前記Ｉ／Ｑ信号を特異値分解して複数のサブ行列を生成するステップと、
前記複数の各サブ行列を周波数領域に変換して前記各サブ行列の歪度を算出するステップと、
前記算出された歪度に基づいて前記複数のサブ行列のうち前記ドップラー成分が優勢なサブ行列を選択するステップと、
前記選択されたドップラー成分が優勢なサブ行列を用いて超音波映像のカラーフロー映像を形成するステップと、
を含む超音波映像処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２３５０８７（Ｐ２０１１−２３５０８７Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９３５２８（Ｐ２０１１−９３５２８）
【出願日】平成２３年４月１９日（２０１１．４．１９）
【出願人】（５９７０９６９０９）三星メディソン株式会社 (269)
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＭＥＤＩＳＯＮ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】１１４ Ｙａｎｇｄｕｋｗｏｎ−ｒｉ，Ｎａｍ−ｍｙｕｎ，Ｈｏｎｇｃｈｕｎ−ｇｕｎ，Ｋａｎｇｗｏｎ−ｄｏ ２５０−８７０，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１９日（２０１１．４．１９）
【出願人】（５９７０９６９０９）三星メディソン株式会社 (269)
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＭＥＤＩＳＯＮ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】１１４ Ｙａｎｇｄｕｋｗｏｎ−ｒｉ，Ｎａｍ−ｍｙｕｎ，Ｈｏｎｇｃｈｕｎ−ｇｕｎ，Ｋａｎｇｗｏｎ−ｄｏ ２５０−８７０，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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