サンプリングデータ基盤のビームフォーミング処理を行う超音波システムおよび方法
【課題】サンプリングデータ基盤ビームフォーミング処理を行う超音波システムおよび方法を提供すること。
【解決手段】本発明における超音波システムは、対象体に超音波信号を送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号に基づいて受信信号を形成し、前記受信信号にアナログデジタル変換処理を行って複数のサンプリングデータを形成し、前記複数のサンプリングデータのそれぞれが超音波映像を構成する複数のピクセルのピクセル値として用いられるピクセルを検出し、前記検出されたピクセルに該当サンプリングデータを累積割当し、前記ピクセルのそれぞれについて前記割り当てられたサンプリングデータにビームフォーミング処理を行って受信集束データを形成する超音波データ取得部を備える。
【解決手段】本発明における超音波システムは、対象体に超音波信号を送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号に基づいて受信信号を形成し、前記受信信号にアナログデジタル変換処理を行って複数のサンプリングデータを形成し、前記複数のサンプリングデータのそれぞれが超音波映像を構成する複数のピクセルのピクセル値として用いられるピクセルを検出し、前記検出されたピクセルに該当サンプリングデータを累積割当し、前記ピクセルのそれぞれについて前記割り当てられたサンプリングデータにビームフォーミング処理を行って受信集束データを形成する超音波データ取得部を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波システムに関し、特に、サンプリングデータ基盤のビームフォーミング処理を行う超音波システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波システムは、無侵襲および非破壊特性を有しており、対象体内部の情報を得るために医療分野で広く用いられている。超音波システムは、対象体を直接切開して観察する外科手術の必要がなく、対象体の内部組織を高解像度の映像で医師に提供することができるため、医療分野で非常に重要なものとして用いられている。
【０００３】
超音波システムは、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波信号（即ち、超音波エコー信号）を受信して受信信号を形成する。また、超音波システムは、受信信号にアナログデジタル変換処理を行ってサンプリングデータを形成し、そのサンプリングデータにビームフォーミング処理を行って受信集束データを形成する。また、超音波システムは、受信集束データを用いて超音波映像を形成する。
【０００４】
一方、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）の処理速度が高くなるに伴って、ビームフォーミング処理がＣＰＵでソフトウェア的に行われている。現在、ソフトウェアビームフォーミング処理技法の中で多く用いられている技法は、超音波映像のピクセル（ｐｉｘｅｌ）について、超音波プローブの変換素子ごとの経路長（ｐａｔｈ ｌｅｎｇｔｈ）によって該当するサンプリングデータを抽出し、そのサンプリングデータをビームフォーミング（即ち、加算（ｓｕｍｍｉｎｇ））処理するピクセル基盤（ｐｉｘｅｌ-ｏｒｉｅｎｔｅｄ）のビームフォーミング技法である。このようなピクセル基盤ビームフォーミング技法は、計算量が少なく具現しやすい長所がある。しかし、一部の場合においては、ピクセル基盤ビームフォーミング技法によるノイズパターン（ｎｏｉｓｅ ｐａｔｔｅｒｎ）のため、超音波映像の解像度に大きな影響を及ぼす問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０００３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、サンプリングデータ基盤のビームフォーミング（ｂｅａｍ ｆｏｒｍｉｎｇ）処理を行う超音波システム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】
【０００７】
本発明における超音波システムは、対象体に超音波信号を送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号に基づいて受信信号を形成し、前記受信信号にアナログデジタル変換処理を行って複数のサンプリングデータを形成し、前記複数のサンプリングデータのそれぞれが超音波映像を構成する複数のピクセルのピクセル値として用いられるピクセルを検出し、前記検出されたピクセルに該当サンプリングデータを累積割当し、前記ピクセルのそれぞれについて前記割り当てられたサンプリングデータにビームフォーミング処理を行って受信集束データを形成する超音波データ取得部を備える。
【０００８】
また、本発明におけるビームフォーミング方法は、ａ）変換素子を備える超音波プローブを用いて超音波信号を対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号に基づいて受信信号を形成する段階と、ｂ）前記受信信号にアナログデジタル変換処理を行って複数のサンプリングデータを形成する段階と、ｃ）超音波映像の複数のピクセルにおいて、前記複数のサンプリングデータのそれぞれがピクセル値として用いられるピクセルを検出し、前記検出されたピクセルに該当サンプリングデータを累積割当する段階と、ｄ）前記ピクセルのそれぞれについて前記割り当てられたサンプリングデータにビームフォーミング処理を行って受信集束データを形成する段階とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、サンプリングデータを基盤としてビームフォーミング処理を行うことができ、新たな形態の超音波映像を提供することができる。
【００１０】
また、本発明は、サンプリングデータ基盤のビームフォーミング処理を用いた超音波映像と従来のピクセル基盤のビームフォーミング処理を用いた超音波映像とを合成して解像度を向上させた超音波映像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例における超音波システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例における超音波データ取得部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例におけるサンプリングデータおよび超音波映像のピクセルを示す例示図である。
【図４】本発明の第１実施例によって、サンプリングデータ基盤のビームフォーミング処理を行う例を示す例示図である。
【図５】本発明の第１実施例によって、サンプリングデータ基盤のビームフォーミング処理を行う例を示す例示図である。
【図６】本発明の第１実施例によって、サンプリングデータ基盤のビームフォーミング処理を行う例を示す例示図である。
【図７】本発明の第１実施例によって、サンプリングデータ基盤のビームフォーミング処理を行う例を示す例示図である。
【図８】本発明の第２実施例によって加重値を設定する例を示す例示図である。
【図９】本発明の第３実施例によってサンプリングデータセットを設定する例を示す例示図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施例における超音波システムの構成を示すブロック図である。図１を参照すると、超音波システム１００は、超音波データ取得部１１０、プロセッサ１２０、格納部１３０およびディスプレイ部１４０を備える。
【００１４】
超音波データ取得部１１０は、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波信号（即ち、超音波エコー信号）を受信して超音波データを取得する。
【００１５】
図２は、本発明の実施例における超音波データ取得部の構成を示すブロック図である。図２を参照すると、超音波データ取得部１１０は、超音波プローブ２１０、送信信号形成部２２０、ビームフォーミング部２３０および超音波データ形成部２４０を備える。
【００１６】
超音波プローブ２１０は、電気的信号と超音波信号を相互変換する複数の電気音響変換素子（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ｅｌｅｍｅｎｔ：以下単に変換素子と呼ぶ）（図示せず）を備える。超音波プローブ２１０は、複数のスキャンライン（ｓｃａｎｌｉｎｅ）のそれぞれに沿って超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して受信信号を形成する。受信信号は、アナログ信号である。超音波プローブ２１０は、コンベックスプローブ（ｃｏｎｖｅｘ ｐｒｏｂｅ）、リニアプローブ（ｌｉｎｅａｒ ｐｒｏｂｅ）などを含む。
【００１７】
送信信号形成部２２０は、超音波信号の送信を制御する。また、送信信号形成部２２０は、変換素子および集束点を考慮して、超音波映像を得るための送信信号を形成する。従って、超音波プローブ２１０は、送信信号形成部２２０から送信信号が提供されると、送信信号を超音波信号に変換して対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して受信信号を形成する。
【００１８】
ビームフォーミング部２３０は、超音波プローブ２１０から提供される受信信号をアナログデジタル変換してサンプリングデータを形成する。また、ビームフォーミング部２３０は変換素子および集束点を考慮し、本発明によるソフトウェアビームフォーミング（ｓｏｆｔｗａｒｅ ｂｅａｍ ｆｏｒｍｉｎｇ）をサンプリングデータに行って受信集束データを形成する。
【００１９】
第１実施例において、ビームフォーミング部２３０は、図３に示すように、超音波プローブ２１０から複数のチャンネルＣＨｋ（１≦ｋ≦Ｐ）を通じて提供される受信信号をアナログデジタル変換してサンプリングデータＳｉ,ｊ（ｉおよびｊは、１以上の整数）を形成する。サンプリングデータＳｉ,ｊは、格納部１３０に格納される。ビームフォーミング部２３０は、変換素子の位置および変換素子から形成する超音波映像を構成する各ピクセルの方位（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）に基づいて、各サンプリングデータがピクセル値として用いられるピクセルを検出する。即ち、ビームフォーミング部２３０は、変換素子の位置および変換素子から超音波映像を構成する各ピクセルの方位に基づいて、ビームフォーミング時に各サンプリングデータが用いられるピクセルを検出する。ビームフォーミング部２３０は、検出されたピクセルに該当サンプリングデータを割り当てる。
【００２０】
一例として、ビームフォーミング部２３０は、変換素子の位置および変換素子から超音波映像を構成するピクセルの方位に基づいて、図４に示すように、サンプリングデータＳ６,３がピクセル値として用いられるピクセル、即ちビームフォーミング時にサンプリングデータＳ６,３がピクセル値として用いられるピクセルを検出するための曲線（以下、ビームフォーミング曲線という）ＣＶ６,３を超音波映像ＵＩに設定する。ビームフォーミング部２３０は、超音波映像ＵＩのピクセルＰａ,ｂ（１≦ａ≦Ｍ、１≦ｂ≦Ｎ）からビームフォーミング曲線ＣＶ６,３が通るピクセルＰ３,１、Ｐ３,２、Ｐ４,２、Ｐ４,３、Ｐ４,４、Ｐ４,５、Ｐ４,６、Ｐ４,７、Ｐ４,８、Ｐ４,９…Ｐ３,Ｎを検出する。ビームフォーミング部２３０は、図５に示しように、検出されたピクセルＰ３,１、Ｐ３,２、Ｐ４,２、Ｐ４,３、Ｐ４,４、Ｐ４,５、Ｐ４,６、Ｐ４,７、Ｐ４,８、Ｐ４,９…Ｐ３,ＮにサンプリングデータＳ６,３を割り当てる。
【００２１】
続いて、ビームフォーミング部２３０は、変換素子の位置および変換素子から超音波映像を構成するピクセルの方位に基づいて、図６に示すように、サンプリングデータＳ６,４がピクセル値として用いられるピクセル、即ちビームフォーミング時にサンプリングデータＳ６,４がピクセル値として用いられるピクセルを検出するためのビームフォーミング曲線ＣＶ６,４を設定する。ビームフォーミング部２３０は、超音波映像ＵＩのピクセルＰａ,ｂ（１≦ａ≦Ｍ、１≦ｂ≦Ｎ）からビームフォーミング曲線ＣＶ６,４が通るピクセルＰ２,１、Ｐ３,１、Ｐ３,２、Ｐ４,２、Ｐ４,３、Ｐ４,４、Ｐ５,４、Ｐ５,５、Ｐ５,６、Ｐ５,７、Ｐ５,８、Ｐ４,９、Ｐ５,９…Ｐ４,Ｎ、Ｐ３,Ｎを検出する。ビームフォーミング部２３０は、図７に示すように、ピクセルＰ２,１、Ｐ３,１、Ｐ３,２、Ｐ４,２、Ｐ４,３、Ｐ４,４、Ｐ５,４、Ｐ５,５、Ｐ５,６、Ｐ５,７、Ｐ５,８、Ｐ４,９、Ｐ５,９…Ｐ４,Ｎ、Ｐ３,ＮにサンプリングデータＳ６,４を割り当てる。
【００２２】
このような方法で、各サンプリングデータがピクセル値として用いられるピクセルについて、該当サンプリングデータを累積して割り当てる。
【００２３】
ビームフォーミング部２３０は、超音波映像ＵＩのピクセルＰａ,ｂのそれぞれに累積割当されたサンプリングデータにビームフォーミング処理（即ち、加算）を行って受信集束データを形成する。
【００２４】
第２実施例において、ビームフォーミング部２３０は、図３に示すように、超音波プローブ２１０から複数のチャンネルＣＨｋ（１≦ｋ≦Ｐ）を通じて提供される受信信号をアナログデジタル変換してサンプリングデータＳｉ,ｊを形成する。サンプリングデータＳｉ,ｊは、格納部１３０に格納される。ビームフォーミング部２３０は、変換素子の位置および変換素子から超音波映像を構成する各ピクセルの方位に基づいて、各サンプリングデータがピクセル値として用いられるピクセルを検出する。即ち、ビームフォーミング部２３０は、変換素子の位置および変換素子から超音波映像を構成するピクセルの方位に基づいて、ビームフォーミング時に各サンプリングデータがピクセル値として用いられるピクセルを検出する。ビームフォーミング部２３０は、検出されたピクセルに該当サンプリングデータを割り当てる。ビームフォーミング部２３０は、検出されたピクセルの中から同一の列（ｃｏｌｕｍｎ）に存在するピクセルを検出し、同一の列に存在するピクセルに対応する加重値を設定し、その加重値を該当ピクセルに割り当てられたサンプリングデータに加える。
【００２５】
一例として、ビームフォーミング部２３０は、変換素子の位置および変換素子から超音波映像のピクセルの方位に基づいて、図４に示すように、サンプリングデータＳ６,３がピクセル値として用いられるピクセル、即ちビームフォーミング時にサンプリングデータＳ６,３がピクセル値として用いられるピクセルを検出するためのビームフォーミング曲線ＣＶ６,３を超音波映像ＵＩに設定する。ビームフォーミング部２３０は、超音波映像ＵＩのピクセルＰａ,ｂ（１≦ａ≦Ｍ、１≦ｂ≦Ｎ）からビームフォーミング曲線ＣＶ６,３が通るピクセルＰ３,１、Ｐ３,２、Ｐ４,２、Ｐ４,３、Ｐ４,４、Ｐ４,５、Ｐ４,６、Ｐ４,７、Ｐ４,８、Ｐ４,９…Ｐ３,Ｎを検出する。ビームフォーミング部２３０は、図５に示すように、検出されたピクセルＰ３,１、Ｐ３,２、Ｐ４,２、Ｐ４,３、Ｐ４,４、Ｐ４,５、Ｐ４,６、Ｐ４,７、Ｐ４,８、Ｐ４,９…Ｐ３,ＮにサンプリングデータＳ６,３を割り当てる。ビームフォーミング部２３０は、検出されたピクセルＰ３,１、Ｐ３,２、Ｐ４,２、Ｐ４,３、Ｐ４,４、Ｐ４,５、Ｐ４,６、Ｐ４,７、Ｐ４,８、Ｐ４,９…Ｐ３,Ｎの中から同一の列に存在するピクセルＰ３,２、Ｐ４,２を検出する。
【００２６】
ビームフォーミング部２３０は、図８に示すように、同一の列に存在するピクセルＰ３,２、Ｐ４,２の中点を基準に、中点とビームフォーミング曲線ＣＶ６,３との間の距離ｗ１およびｗ２を算出し、その距離に基づいてピクセルＰ３,２に対する第１加重値α１およびピクセルＰ４,２に対する第２加重値α２を設定する。すなわち、ビームフォーミング部２３０は、図８に示すように、ピクセルＰ３,２の中点の水平線とビームフォーミング曲線ＣＶ６,３との間の距離ｗ１と、ピクセルＰ４,２の中点の水平線とビームフォーミング曲線ＣＶ６,３との間の距離ｗ２を算出する。
【００２７】
第１加重値α１および第２加重値α２は、算出された距離に比例または反比例するように設定される。ビームフォーミング部２３０は、第１加重値α１をピクセルＰ３,２に割り当てられたサンプリングデータＳ６,３に加え、第２加重値α２をピクセルＰ４,２に割り当てられたサンプリングデータＳ６,３に加える。ビームフォーミング部２３０は、残りのサンプリングデータについても前述と同様に行う。
【００２８】
ビームフォーミング部２３０は超音波映像ＵＩのピクセルＰａ,ｂのそれぞれに累積割当されたサンプリングデータにビームフォーミング処理を行って受信集束データを形成する。
【００２９】
第３実施例において、ビームフォーミング部２３０は、図３に示すように、超音波プローブ２１０から複数のチャンネルＣＨｋ（１≦ｋ≦Ｐ）を通じて提供される受信信号をアナログデジタル変換してサンプリングデータＳｉ,ｊを形成する。サンプリングデータＳｉ,ｊは、格納部１３０に格納される。ビームフォーミング部２３０は、サンプリングデータＳｉ,ｊの中からビームフォーミング処理に用いられるピクセルを検出するためのサンプリングデータセットを設定する。
【００３０】
一例として、ビームフォーミング部２３０は、図９に示すように、サンプリングデータＳｉ,ｊの中からビームフォーミングに関与するピクセルを検出するためのサンプリングデータセットＳ１,１、Ｓ１,４…Ｓ１,ｔ、Ｓ２,１、Ｓ２,４…Ｓ２,ｔ…Ｓｐ,ｔ（ボックス表示）を設定する。ビームフォーミング部２３０は、変換素子の位置および超音波映像の各ピクセルの方位に基づいて、サンプリングデータセットの各サンプリングデータに対応するピクセルを検出する。即ち、ビームフォーミング部２３０は、変換素子の位置および変換素子から超音波映像を構成するピクセルの方位に基づいて、サンプリングデータセットの各サンプリングデータがビームフォーミング処理に用いられるピクセルを検出する。ビームフォーミング部２３０は、検出されたピクセルに該当サンプリングデータを第１実施例または第２実施例のように割り当てる。ビームフォーミング部２３０は、超音波映像のピクセルのそれぞれに累積割当されたサンプリングデータにビームフォーミング処理を行って受信集束データを形成する。
【００３１】
第４実施例において、ビームフォーミング部２３０は、超音波プローブ２１０から複数のチャンネルを通じて提供される受信信号をダウンサンプリングし、ダウンサンプリングされたサンプリングデータを形成する。ビームフォーミング部２３０は、前述したように、変換素子の位置および超音波映像の各ピクセルの方位に基づいて、各サンプリングデータに対応するピクセルを前述したように検出する。即ち、ビームフォーミング部２３０は、変換素子の位置および変換素子から超音波映像を構成するピクセルの方位に基づいて、各サンプリングデータがビームフォーミング処理にピクセル値として用いられるピクセルを検出する。ビームフォーミング部２３０は、検出されたピクセルに該当サンプリングデータを第１実施例または第２実施例のように累積割当する。ビームフォーミング部２３０は、超音波映像のピクセルのそれぞれに累積割当されたサンプリングデータにビームフォーミング処理を行って受信集束データを形成する。
【００３２】
超音波データ形成部２４０は、ビームフォーミング部２３０から提供される受信集束データを用いて超音波映像に対応する超音波データを形成する。超音波データは、ＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）データを含む。しかし、超音波データは、必ずしもこれに限定されない。また、超音波データ形成部２４０は、超音波データを形成するのに必要な様々な信号処理（例えば、利得（ｇａｉｎ）調節等）を受信集束信号に行うこともできる。
【００３３】
再び図１を参照すると、プロセッサ１２０は、超音波データ取得部１１０に連結される。プロセッサ１２０は、超音波データ取得部１１０から提供される超音波データを用いて超音波映像を形成する。プロセッサ１２０は、ＣＰＵ、マイクロプロセッサ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（ｇｒａｐｈｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）などを含む。
【００３４】
格納部１３０は、超音波データ取得部１１０で形成されたサンプリングデータを格納する。また、格納部１３０は超音波データ取得部１１０で取得された超音波データを格納する。
【００３５】
ディスプレイ部１４０は、プロセッサ１２０で形成された超音波映像を表示する。ディスプレイ部１４０は、ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）、ＯＬＥＤ（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅｓ）などを含む。
【００３６】
本発明は、望ましい実施例によって説明および例示をしたが、当業者であれば添付した特許請求の範囲の事項および範疇を逸脱することなく、様々な変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１００ 超音波システム
１１０ 超音波データ取得部
１２０ プロセッサ
１３０ 格納部
１４０ ディスプレイ部
２１０ 超音波プローブ
２２０ 送信信号形成部
２３０ ビームフォーミング部
２４０ 超音波データ形成部
Ｓｉ,ｊ サンプリングデータ
ＵＩ 超音波映像
Ｐｉ,ｊ ピクセル
ＣＶ６、３、ＣＶ６、４ ビームフォーミング曲線
ＣＨＰ チャンネル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波システムに関し、特に、サンプリングデータ基盤のビームフォーミング処理を行う超音波システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波システムは、無侵襲および非破壊特性を有しており、対象体内部の情報を得るために医療分野で広く用いられている。超音波システムは、対象体を直接切開して観察する外科手術の必要がなく、対象体の内部組織を高解像度の映像で医師に提供することができるため、医療分野で非常に重要なものとして用いられている。
【０００３】
超音波システムは、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波信号（即ち、超音波エコー信号）を受信して受信信号を形成する。また、超音波システムは、受信信号にアナログデジタル変換処理を行ってサンプリングデータを形成し、そのサンプリングデータにビームフォーミング処理を行って受信集束データを形成する。また、超音波システムは、受信集束データを用いて超音波映像を形成する。
【０００４】
一方、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）の処理速度が高くなるに伴って、ビームフォーミング処理がＣＰＵでソフトウェア的に行われている。現在、ソフトウェアビームフォーミング処理技法の中で多く用いられている技法は、超音波映像のピクセル（ｐｉｘｅｌ）について、超音波プローブの変換素子ごとの経路長（ｐａｔｈ ｌｅｎｇｔｈ）によって該当するサンプリングデータを抽出し、そのサンプリングデータをビームフォーミング（即ち、加算（ｓｕｍｍｉｎｇ））処理するピクセル基盤（ｐｉｘｅｌ-ｏｒｉｅｎｔｅｄ）のビームフォーミング技法である。このようなピクセル基盤ビームフォーミング技法は、計算量が少なく具現しやすい長所がある。しかし、一部の場合においては、ピクセル基盤ビームフォーミング技法によるノイズパターン（ｎｏｉｓｅ ｐａｔｔｅｒｎ）のため、超音波映像の解像度に大きな影響を及ぼす問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０００３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、サンプリングデータ基盤のビームフォーミング（ｂｅａｍ ｆｏｒｍｉｎｇ）処理を行う超音波システム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】
【０００７】
本発明における超音波システムは、対象体に超音波信号を送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号に基づいて受信信号を形成し、前記受信信号にアナログデジタル変換処理を行って複数のサンプリングデータを形成し、前記複数のサンプリングデータのそれぞれが超音波映像を構成する複数のピクセルのピクセル値として用いられるピクセルを検出し、前記検出されたピクセルに該当サンプリングデータを累積割当し、前記ピクセルのそれぞれについて前記割り当てられたサンプリングデータにビームフォーミング処理を行って受信集束データを形成する超音波データ取得部を備える。
【０００８】
また、本発明におけるビームフォーミング方法は、ａ）変換素子を備える超音波プローブを用いて超音波信号を対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号に基づいて受信信号を形成する段階と、ｂ）前記受信信号にアナログデジタル変換処理を行って複数のサンプリングデータを形成する段階と、ｃ）超音波映像の複数のピクセルにおいて、前記複数のサンプリングデータのそれぞれがピクセル値として用いられるピクセルを検出し、前記検出されたピクセルに該当サンプリングデータを累積割当する段階と、ｄ）前記ピクセルのそれぞれについて前記割り当てられたサンプリングデータにビームフォーミング処理を行って受信集束データを形成する段階とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、サンプリングデータを基盤としてビームフォーミング処理を行うことができ、新たな形態の超音波映像を提供することができる。
【００１０】
また、本発明は、サンプリングデータ基盤のビームフォーミング処理を用いた超音波映像と従来のピクセル基盤のビームフォーミング処理を用いた超音波映像とを合成して解像度を向上させた超音波映像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例における超音波システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例における超音波データ取得部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例におけるサンプリングデータおよび超音波映像のピクセルを示す例示図である。
【図４】本発明の第１実施例によって、サンプリングデータ基盤のビームフォーミング処理を行う例を示す例示図である。
【図５】本発明の第１実施例によって、サンプリングデータ基盤のビームフォーミング処理を行う例を示す例示図である。
【図６】本発明の第１実施例によって、サンプリングデータ基盤のビームフォーミング処理を行う例を示す例示図である。
【図７】本発明の第１実施例によって、サンプリングデータ基盤のビームフォーミング処理を行う例を示す例示図である。
【図８】本発明の第２実施例によって加重値を設定する例を示す例示図である。
【図９】本発明の第３実施例によってサンプリングデータセットを設定する例を示す例示図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施例における超音波システムの構成を示すブロック図である。図１を参照すると、超音波システム１００は、超音波データ取得部１１０、プロセッサ１２０、格納部１３０およびディスプレイ部１４０を備える。
【００１４】
超音波データ取得部１１０は、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波信号（即ち、超音波エコー信号）を受信して超音波データを取得する。
【００１５】
図２は、本発明の実施例における超音波データ取得部の構成を示すブロック図である。図２を参照すると、超音波データ取得部１１０は、超音波プローブ２１０、送信信号形成部２２０、ビームフォーミング部２３０および超音波データ形成部２４０を備える。
【００１６】
超音波プローブ２１０は、電気的信号と超音波信号を相互変換する複数の電気音響変換素子（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ｅｌｅｍｅｎｔ：以下単に変換素子と呼ぶ）（図示せず）を備える。超音波プローブ２１０は、複数のスキャンライン（ｓｃａｎｌｉｎｅ）のそれぞれに沿って超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して受信信号を形成する。受信信号は、アナログ信号である。超音波プローブ２１０は、コンベックスプローブ（ｃｏｎｖｅｘ ｐｒｏｂｅ）、リニアプローブ（ｌｉｎｅａｒ ｐｒｏｂｅ）などを含む。
【００１７】
送信信号形成部２２０は、超音波信号の送信を制御する。また、送信信号形成部２２０は、変換素子および集束点を考慮して、超音波映像を得るための送信信号を形成する。従って、超音波プローブ２１０は、送信信号形成部２２０から送信信号が提供されると、送信信号を超音波信号に変換して対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して受信信号を形成する。
【００１８】
ビームフォーミング部２３０は、超音波プローブ２１０から提供される受信信号をアナログデジタル変換してサンプリングデータを形成する。また、ビームフォーミング部２３０は変換素子および集束点を考慮し、本発明によるソフトウェアビームフォーミング（ｓｏｆｔｗａｒｅ ｂｅａｍ ｆｏｒｍｉｎｇ）をサンプリングデータに行って受信集束データを形成する。
【００１９】
第１実施例において、ビームフォーミング部２３０は、図３に示すように、超音波プローブ２１０から複数のチャンネルＣＨｋ（１≦ｋ≦Ｐ）を通じて提供される受信信号をアナログデジタル変換してサンプリングデータＳｉ,ｊ（ｉおよびｊは、１以上の整数）を形成する。サンプリングデータＳｉ,ｊは、格納部１３０に格納される。ビームフォーミング部２３０は、変換素子の位置および変換素子から形成する超音波映像を構成する各ピクセルの方位（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）に基づいて、各サンプリングデータがピクセル値として用いられるピクセルを検出する。即ち、ビームフォーミング部２３０は、変換素子の位置および変換素子から超音波映像を構成する各ピクセルの方位に基づいて、ビームフォーミング時に各サンプリングデータが用いられるピクセルを検出する。ビームフォーミング部２３０は、検出されたピクセルに該当サンプリングデータを割り当てる。
【００２０】
一例として、ビームフォーミング部２３０は、変換素子の位置および変換素子から超音波映像を構成するピクセルの方位に基づいて、図４に示すように、サンプリングデータＳ６,３がピクセル値として用いられるピクセル、即ちビームフォーミング時にサンプリングデータＳ６,３がピクセル値として用いられるピクセルを検出するための曲線（以下、ビームフォーミング曲線という）ＣＶ６,３を超音波映像ＵＩに設定する。ビームフォーミング部２３０は、超音波映像ＵＩのピクセルＰａ,ｂ（１≦ａ≦Ｍ、１≦ｂ≦Ｎ）からビームフォーミング曲線ＣＶ６,３が通るピクセルＰ３,１、Ｐ３,２、Ｐ４,２、Ｐ４,３、Ｐ４,４、Ｐ４,５、Ｐ４,６、Ｐ４,７、Ｐ４,８、Ｐ４,９…Ｐ３,Ｎを検出する。ビームフォーミング部２３０は、図５に示しように、検出されたピクセルＰ３,１、Ｐ３,２、Ｐ４,２、Ｐ４,３、Ｐ４,４、Ｐ４,５、Ｐ４,６、Ｐ４,７、Ｐ４,８、Ｐ４,９…Ｐ３,ＮにサンプリングデータＳ６,３を割り当てる。
【００２１】
続いて、ビームフォーミング部２３０は、変換素子の位置および変換素子から超音波映像を構成するピクセルの方位に基づいて、図６に示すように、サンプリングデータＳ６,４がピクセル値として用いられるピクセル、即ちビームフォーミング時にサンプリングデータＳ６,４がピクセル値として用いられるピクセルを検出するためのビームフォーミング曲線ＣＶ６,４を設定する。ビームフォーミング部２３０は、超音波映像ＵＩのピクセルＰａ,ｂ（１≦ａ≦Ｍ、１≦ｂ≦Ｎ）からビームフォーミング曲線ＣＶ６,４が通るピクセルＰ２,１、Ｐ３,１、Ｐ３,２、Ｐ４,２、Ｐ４,３、Ｐ４,４、Ｐ５,４、Ｐ５,５、Ｐ５,６、Ｐ５,７、Ｐ５,８、Ｐ４,９、Ｐ５,９…Ｐ４,Ｎ、Ｐ３,Ｎを検出する。ビームフォーミング部２３０は、図７に示すように、ピクセルＰ２,１、Ｐ３,１、Ｐ３,２、Ｐ４,２、Ｐ４,３、Ｐ４,４、Ｐ５,４、Ｐ５,５、Ｐ５,６、Ｐ５,７、Ｐ５,８、Ｐ４,９、Ｐ５,９…Ｐ４,Ｎ、Ｐ３,ＮにサンプリングデータＳ６,４を割り当てる。
【００２２】
このような方法で、各サンプリングデータがピクセル値として用いられるピクセルについて、該当サンプリングデータを累積して割り当てる。
【００２３】
ビームフォーミング部２３０は、超音波映像ＵＩのピクセルＰａ,ｂのそれぞれに累積割当されたサンプリングデータにビームフォーミング処理（即ち、加算）を行って受信集束データを形成する。
【００２４】
第２実施例において、ビームフォーミング部２３０は、図３に示すように、超音波プローブ２１０から複数のチャンネルＣＨｋ（１≦ｋ≦Ｐ）を通じて提供される受信信号をアナログデジタル変換してサンプリングデータＳｉ,ｊを形成する。サンプリングデータＳｉ,ｊは、格納部１３０に格納される。ビームフォーミング部２３０は、変換素子の位置および変換素子から超音波映像を構成する各ピクセルの方位に基づいて、各サンプリングデータがピクセル値として用いられるピクセルを検出する。即ち、ビームフォーミング部２３０は、変換素子の位置および変換素子から超音波映像を構成するピクセルの方位に基づいて、ビームフォーミング時に各サンプリングデータがピクセル値として用いられるピクセルを検出する。ビームフォーミング部２３０は、検出されたピクセルに該当サンプリングデータを割り当てる。ビームフォーミング部２３０は、検出されたピクセルの中から同一の列（ｃｏｌｕｍｎ）に存在するピクセルを検出し、同一の列に存在するピクセルに対応する加重値を設定し、その加重値を該当ピクセルに割り当てられたサンプリングデータに加える。
【００２５】
一例として、ビームフォーミング部２３０は、変換素子の位置および変換素子から超音波映像のピクセルの方位に基づいて、図４に示すように、サンプリングデータＳ６,３がピクセル値として用いられるピクセル、即ちビームフォーミング時にサンプリングデータＳ６,３がピクセル値として用いられるピクセルを検出するためのビームフォーミング曲線ＣＶ６,３を超音波映像ＵＩに設定する。ビームフォーミング部２３０は、超音波映像ＵＩのピクセルＰａ,ｂ（１≦ａ≦Ｍ、１≦ｂ≦Ｎ）からビームフォーミング曲線ＣＶ６,３が通るピクセルＰ３,１、Ｐ３,２、Ｐ４,２、Ｐ４,３、Ｐ４,４、Ｐ４,５、Ｐ４,６、Ｐ４,７、Ｐ４,８、Ｐ４,９…Ｐ３,Ｎを検出する。ビームフォーミング部２３０は、図５に示すように、検出されたピクセルＰ３,１、Ｐ３,２、Ｐ４,２、Ｐ４,３、Ｐ４,４、Ｐ４,５、Ｐ４,６、Ｐ４,７、Ｐ４,８、Ｐ４,９…Ｐ３,ＮにサンプリングデータＳ６,３を割り当てる。ビームフォーミング部２３０は、検出されたピクセルＰ３,１、Ｐ３,２、Ｐ４,２、Ｐ４,３、Ｐ４,４、Ｐ４,５、Ｐ４,６、Ｐ４,７、Ｐ４,８、Ｐ４,９…Ｐ３,Ｎの中から同一の列に存在するピクセルＰ３,２、Ｐ４,２を検出する。
【００２６】
ビームフォーミング部２３０は、図８に示すように、同一の列に存在するピクセルＰ３,２、Ｐ４,２の中点を基準に、中点とビームフォーミング曲線ＣＶ６,３との間の距離ｗ１およびｗ２を算出し、その距離に基づいてピクセルＰ３,２に対する第１加重値α１およびピクセルＰ４,２に対する第２加重値α２を設定する。すなわち、ビームフォーミング部２３０は、図８に示すように、ピクセルＰ３,２の中点の水平線とビームフォーミング曲線ＣＶ６,３との間の距離ｗ１と、ピクセルＰ４,２の中点の水平線とビームフォーミング曲線ＣＶ６,３との間の距離ｗ２を算出する。
【００２７】
第１加重値α１および第２加重値α２は、算出された距離に比例または反比例するように設定される。ビームフォーミング部２３０は、第１加重値α１をピクセルＰ３,２に割り当てられたサンプリングデータＳ６,３に加え、第２加重値α２をピクセルＰ４,２に割り当てられたサンプリングデータＳ６,３に加える。ビームフォーミング部２３０は、残りのサンプリングデータについても前述と同様に行う。
【００２８】
ビームフォーミング部２３０は超音波映像ＵＩのピクセルＰａ,ｂのそれぞれに累積割当されたサンプリングデータにビームフォーミング処理を行って受信集束データを形成する。
【００２９】
第３実施例において、ビームフォーミング部２３０は、図３に示すように、超音波プローブ２１０から複数のチャンネルＣＨｋ（１≦ｋ≦Ｐ）を通じて提供される受信信号をアナログデジタル変換してサンプリングデータＳｉ,ｊを形成する。サンプリングデータＳｉ,ｊは、格納部１３０に格納される。ビームフォーミング部２３０は、サンプリングデータＳｉ,ｊの中からビームフォーミング処理に用いられるピクセルを検出するためのサンプリングデータセットを設定する。
【００３０】
一例として、ビームフォーミング部２３０は、図９に示すように、サンプリングデータＳｉ,ｊの中からビームフォーミングに関与するピクセルを検出するためのサンプリングデータセットＳ１,１、Ｓ１,４…Ｓ１,ｔ、Ｓ２,１、Ｓ２,４…Ｓ２,ｔ…Ｓｐ,ｔ（ボックス表示）を設定する。ビームフォーミング部２３０は、変換素子の位置および超音波映像の各ピクセルの方位に基づいて、サンプリングデータセットの各サンプリングデータに対応するピクセルを検出する。即ち、ビームフォーミング部２３０は、変換素子の位置および変換素子から超音波映像を構成するピクセルの方位に基づいて、サンプリングデータセットの各サンプリングデータがビームフォーミング処理に用いられるピクセルを検出する。ビームフォーミング部２３０は、検出されたピクセルに該当サンプリングデータを第１実施例または第２実施例のように割り当てる。ビームフォーミング部２３０は、超音波映像のピクセルのそれぞれに累積割当されたサンプリングデータにビームフォーミング処理を行って受信集束データを形成する。
【００３１】
第４実施例において、ビームフォーミング部２３０は、超音波プローブ２１０から複数のチャンネルを通じて提供される受信信号をダウンサンプリングし、ダウンサンプリングされたサンプリングデータを形成する。ビームフォーミング部２３０は、前述したように、変換素子の位置および超音波映像の各ピクセルの方位に基づいて、各サンプリングデータに対応するピクセルを前述したように検出する。即ち、ビームフォーミング部２３０は、変換素子の位置および変換素子から超音波映像を構成するピクセルの方位に基づいて、各サンプリングデータがビームフォーミング処理にピクセル値として用いられるピクセルを検出する。ビームフォーミング部２３０は、検出されたピクセルに該当サンプリングデータを第１実施例または第２実施例のように累積割当する。ビームフォーミング部２３０は、超音波映像のピクセルのそれぞれに累積割当されたサンプリングデータにビームフォーミング処理を行って受信集束データを形成する。
【００３２】
超音波データ形成部２４０は、ビームフォーミング部２３０から提供される受信集束データを用いて超音波映像に対応する超音波データを形成する。超音波データは、ＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）データを含む。しかし、超音波データは、必ずしもこれに限定されない。また、超音波データ形成部２４０は、超音波データを形成するのに必要な様々な信号処理（例えば、利得（ｇａｉｎ）調節等）を受信集束信号に行うこともできる。
【００３３】
再び図１を参照すると、プロセッサ１２０は、超音波データ取得部１１０に連結される。プロセッサ１２０は、超音波データ取得部１１０から提供される超音波データを用いて超音波映像を形成する。プロセッサ１２０は、ＣＰＵ、マイクロプロセッサ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（ｇｒａｐｈｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）などを含む。
【００３４】
格納部１３０は、超音波データ取得部１１０で形成されたサンプリングデータを格納する。また、格納部１３０は超音波データ取得部１１０で取得された超音波データを格納する。
【００３５】
ディスプレイ部１４０は、プロセッサ１２０で形成された超音波映像を表示する。ディスプレイ部１４０は、ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）、ＯＬＥＤ（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅｓ）などを含む。
【００３６】
本発明は、望ましい実施例によって説明および例示をしたが、当業者であれば添付した特許請求の範囲の事項および範疇を逸脱することなく、様々な変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１００ 超音波システム
１１０ 超音波データ取得部
１２０ プロセッサ
１３０ 格納部
１４０ ディスプレイ部
２１０ 超音波プローブ
２２０ 送信信号形成部
２３０ ビームフォーミング部
２４０ 超音波データ形成部
Ｓｉ,ｊ サンプリングデータ
ＵＩ 超音波映像
Ｐｉ,ｊ ピクセル
ＣＶ６、３、ＣＶ６、４ ビームフォーミング曲線
ＣＨＰ チャンネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象体に超音波信号を送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号に基づいて受信信号を形成し、前記受信信号にアナログデジタル変換処理を行って複数のサンプリングデータを形成し、前記複数のサンプリングデータのそれぞれが超音波映像を構成する複数のピクセルのピクセル値として用いられるピクセルを検出し、前記検出されたピクセルに該当サンプリングデータを累積割当し、前記ピクセルのそれぞれについて前記割り当てられたサンプリングデータにビームフォーミング処理を行って受信集束データを形成する超音波データ取得部
を備えることを特徴とする超音波システム。
【請求項２】
前記超音波データ取得部は、
前記超音波映像を得るための送信信号を形成する送信信号形成部と、
複数の変換素子を備え、前記送信信号を前記超音波信号に変換して前記対象体に送信し、前記対象体から反射される前記超音波エコー信号を受信して前記受信信号を形成する超音波プローブと、
前記受信信号に前記アナログデジタル変換処理を行って前記複数のサンプリングデータを形成し、前記複数の変換素子の位置および前記変換素子から前記超音波映像を構成する各前記複数のピクセルの方位に基づいて、前記複数のサンプリングデータのそれぞれが前記ビームフォーミング処理時に前記ピクセル値として用いられる前記ピクセルを検出し、前記検出されたピクセルに該当サンプリングデータを割り当て、前記ピクセルのそれぞれについて前記割り当てられたサンプリングデータに前記ビームフォーミング処理を行って前記受信集束データを形成するビームフォーミング部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波システム。
【請求項３】
前記ビームフォーミング部は、前記変換素子の位置および前記変換素子から前記超音波映像の前記ピクセルの方位に基づいて、前記複数のサンプリングデータのそれぞれが前記ビームフォーミング処理時に前記ピクセル値として用いられる前記ピクセルを検出するためのビームフォーミング曲線を前記超音波映像に設定し、前記ビームフォーミング曲線が通る前記ピクセルを検出することを特徴とする請求項２に記載の超音波システム。
【請求項４】
前記ビームフォーミング部は、前記変換素子の位置および前記変換素子から前記超音波映像の前記ピクセルの方位に基づいて、前記複数のサンプリングデータのそれぞれが前記ビームフォーミング処理時に前記ピクセル値として用いられる前記ピクセルを検出するためのビームフォーミング曲線を前記超音波映像に設定し、前記ビームフォーミング曲線が通る前記ピクセルを検出し、前記検出されたピクセルに該当サンプリングデータを割り当て、前記検出されたピクセルの中から前記超音波映像の前記複数のピクセルの同一の列に存在する前記ピクセルを検出し、前記同一の列に存在する前記ピクセルに対応する加重値を設定し、前記設定された加重値を該当ピクセルに割り当てられた前記サンプリングデータにさらに加えることを特徴とする請求項２または３に記載の超音波システム。
【請求項５】
前記ビームフォーミング部は、前記同一の列に存在する前記ピクセルの中点を基準に前記中点と前記ビームフォーミング曲線との間の距離を算出し、前記算出された距離に基づいて前記加重値を設定することを特徴とする請求項４に記載の超音波システム。
【請求項６】
前記ビームフォーミング部は、前記算出された距離に反比例または比例して前記加重値を設定することを特徴とする請求項５に記載の超音波システム。
【請求項７】
前記ビームフォーミング部は、前記複数のサンプリングデータの中から前記ビームフォーミング処理時に前記ピクセル値として用いられる前記ピクセルを検出するためのサンプリングデータセットを設定し、前記変換素子の位置および前記変換素子から前記超音波映像を構成する前記ピクセルの方位に基づいて、前記サンプリングデータセットの各サンプリングデータが前記ピクセル値として用いられる前記ピクセルをさらに検出することを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記載の超音波システム。
【請求項８】
前記ビームフォーミング部は、前記受信信号にダウンサンプリング（ｄｏｗｎ ｓａｍｐｌｉｎｇ）処理を行い、前記ダウンサンプリングされた前記複数のサンプリングデータをさらに形成することを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記載の超音波システム。
【請求項９】
ａ）変換素子を備える超音波プローブを用いて超音波信号を対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号に基づいて受信信号を形成する段階と、
ｂ）前記受信信号にアナログデジタル変換処理を行って複数のサンプリングデータを形成する段階と、
ｃ）超音波映像の複数のピクセルにおいて、前記複数のサンプリングデータのそれぞれがピクセル値として用いられるピクセルを検出し、前記検出されたピクセルに該当サンプリングデータを累積割当する段階と、
ｄ）前記ピクセルのそれぞれについて前記割り当てられたサンプリングデータにビームフォーミング処理を行って受信集束データを形成する段階と
を備えることを特徴とするビームフォーミング方法。
【請求項１０】
前記段階ｃ）は、
前記変換素子の位置および前記変換素子から前記超音波映像の各前記複数のピクセルの方位に基づいて、前記複数のサンプリングデータのそれぞれが前記ビームフォーミング処理時に前記ピクセル値として用いられる前記ピクセルを検出し、前記検出されたピクセルに該当サンプリングデータを割り当てる段階
を備えることを特徴とする請求項９に記載のビームフォーミング方法。
【請求項１１】
前記段階ｃ）は、
前記変換素子の位置および前記変換素子から前記超音波映像の前記ピクセルの方位に基づいて、前記複数のサンプリングデータのそれぞれが前記ビームフォーミング処理時に前記ピクセル値として用いられる前記ピクセルを検出するためのビームフォーミング曲線を前記超音波映像に設定する段階と、
前記ビームフォーミング曲線に該当する前記ピクセルを検出する段階と
を備える請求項１０に記載のビームフォーミング方法。
【請求項１２】
前記段階ｃ）は、
ｃ１）前記変換素子の位置および前記変換素子から前記超音波映像の前記ピクセルの方位に基づいて、前記複数のサンプリングデータのそれぞれが前記ビームフォーミング処理時に前記ピクセル値として用いられる前記ピクセルを検出するためのビームフォーミング曲線を前記超音波映像に設定する段階と、
ｃ２）前記ビームフォーミング曲線に該当する前記ピクセルを検出する段階と、
ｃ３）前記検出されたピクセルに該当サンプリングデータを累積割当する段階と、
ｃ４）前記検出されたピクセルの中から前記超音波映像の前記複数のピクセルの同一の列に存在する前記ピクセルを検出する段階と、
ｃ５）前記同一の列に存在する前記ピクセルに対応する加重値を設定する段階と、
ｃ６）前記設定された加重値を該当ピクセルに割り当てられた前記サンプリングデータに加える段階と
を備えることを特徴とする請求項１０または１１に記載のビームフォーミング方法。
【請求項１３】
前記段階ｃ５）は、
前記同一の列に存在する前記ピクセルの中点を基準に前記中点と前記ビームフォーミング曲線との間の距離を算出する段階と、
前記算出された距離に基づいて前記加重値を設定する段階と
を備えることを特徴とする請求項１２に記載のビームフォーミング方法。
【請求項１４】
前記加重値は、前記算出された距離に反比例または比例して設定されることを特徴とする請求項１３に記載のビームフォーミング方法。
【請求項１５】
前記段階ｃ）は、
前記複数のサンプリングデータの中から前記ビームフォーミング処理時に前記ピクセル値として用いられる前記ピクセルを検出するためのサンプリングデータセットを設定する段階と、
前記変換素子の位置および前記変換素子から前記超音波映像の前記ピクセルの方位に基づいて、前記サンプリングデータセットの各サンプリングデータが前記ピクセル値として用いられる前記ピクセルを検出する段階と
をさらに備えることを特徴とする請求項１０ないし１４のいずれかに記載のビームフォーミング方法。
【請求項１６】
前記段階ｂ）は、
前記受信信号にダウンサンプリング処理を行う段階と、
前記ダウンサンプリングされた前記複数のサンプリングデータを形成する段階と
をさらに備えることを特徴とする請求項１０ないし１４のいずれかに記載のビームフォーミング方法。
【請求項１】
対象体に超音波信号を送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号に基づいて受信信号を形成し、前記受信信号にアナログデジタル変換処理を行って複数のサンプリングデータを形成し、前記複数のサンプリングデータのそれぞれが超音波映像を構成する複数のピクセルのピクセル値として用いられるピクセルを検出し、前記検出されたピクセルに該当サンプリングデータを累積割当し、前記ピクセルのそれぞれについて前記割り当てられたサンプリングデータにビームフォーミング処理を行って受信集束データを形成する超音波データ取得部
を備えることを特徴とする超音波システム。
【請求項２】
前記超音波データ取得部は、
前記超音波映像を得るための送信信号を形成する送信信号形成部と、
複数の変換素子を備え、前記送信信号を前記超音波信号に変換して前記対象体に送信し、前記対象体から反射される前記超音波エコー信号を受信して前記受信信号を形成する超音波プローブと、
前記受信信号に前記アナログデジタル変換処理を行って前記複数のサンプリングデータを形成し、前記複数の変換素子の位置および前記変換素子から前記超音波映像を構成する各前記複数のピクセルの方位に基づいて、前記複数のサンプリングデータのそれぞれが前記ビームフォーミング処理時に前記ピクセル値として用いられる前記ピクセルを検出し、前記検出されたピクセルに該当サンプリングデータを割り当て、前記ピクセルのそれぞれについて前記割り当てられたサンプリングデータに前記ビームフォーミング処理を行って前記受信集束データを形成するビームフォーミング部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波システム。
【請求項３】
前記ビームフォーミング部は、前記変換素子の位置および前記変換素子から前記超音波映像の前記ピクセルの方位に基づいて、前記複数のサンプリングデータのそれぞれが前記ビームフォーミング処理時に前記ピクセル値として用いられる前記ピクセルを検出するためのビームフォーミング曲線を前記超音波映像に設定し、前記ビームフォーミング曲線が通る前記ピクセルを検出することを特徴とする請求項２に記載の超音波システム。
【請求項４】
前記ビームフォーミング部は、前記変換素子の位置および前記変換素子から前記超音波映像の前記ピクセルの方位に基づいて、前記複数のサンプリングデータのそれぞれが前記ビームフォーミング処理時に前記ピクセル値として用いられる前記ピクセルを検出するためのビームフォーミング曲線を前記超音波映像に設定し、前記ビームフォーミング曲線が通る前記ピクセルを検出し、前記検出されたピクセルに該当サンプリングデータを割り当て、前記検出されたピクセルの中から前記超音波映像の前記複数のピクセルの同一の列に存在する前記ピクセルを検出し、前記同一の列に存在する前記ピクセルに対応する加重値を設定し、前記設定された加重値を該当ピクセルに割り当てられた前記サンプリングデータにさらに加えることを特徴とする請求項２または３に記載の超音波システム。
【請求項５】
前記ビームフォーミング部は、前記同一の列に存在する前記ピクセルの中点を基準に前記中点と前記ビームフォーミング曲線との間の距離を算出し、前記算出された距離に基づいて前記加重値を設定することを特徴とする請求項４に記載の超音波システム。
【請求項６】
前記ビームフォーミング部は、前記算出された距離に反比例または比例して前記加重値を設定することを特徴とする請求項５に記載の超音波システム。
【請求項７】
前記ビームフォーミング部は、前記複数のサンプリングデータの中から前記ビームフォーミング処理時に前記ピクセル値として用いられる前記ピクセルを検出するためのサンプリングデータセットを設定し、前記変換素子の位置および前記変換素子から前記超音波映像を構成する前記ピクセルの方位に基づいて、前記サンプリングデータセットの各サンプリングデータが前記ピクセル値として用いられる前記ピクセルをさらに検出することを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記載の超音波システム。
【請求項８】
前記ビームフォーミング部は、前記受信信号にダウンサンプリング（ｄｏｗｎ ｓａｍｐｌｉｎｇ）処理を行い、前記ダウンサンプリングされた前記複数のサンプリングデータをさらに形成することを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記載の超音波システム。
【請求項９】
ａ）変換素子を備える超音波プローブを用いて超音波信号を対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号に基づいて受信信号を形成する段階と、
ｂ）前記受信信号にアナログデジタル変換処理を行って複数のサンプリングデータを形成する段階と、
ｃ）超音波映像の複数のピクセルにおいて、前記複数のサンプリングデータのそれぞれがピクセル値として用いられるピクセルを検出し、前記検出されたピクセルに該当サンプリングデータを累積割当する段階と、
ｄ）前記ピクセルのそれぞれについて前記割り当てられたサンプリングデータにビームフォーミング処理を行って受信集束データを形成する段階と
を備えることを特徴とするビームフォーミング方法。
【請求項１０】
前記段階ｃ）は、
前記変換素子の位置および前記変換素子から前記超音波映像の各前記複数のピクセルの方位に基づいて、前記複数のサンプリングデータのそれぞれが前記ビームフォーミング処理時に前記ピクセル値として用いられる前記ピクセルを検出し、前記検出されたピクセルに該当サンプリングデータを割り当てる段階
を備えることを特徴とする請求項９に記載のビームフォーミング方法。
【請求項１１】
前記段階ｃ）は、
前記変換素子の位置および前記変換素子から前記超音波映像の前記ピクセルの方位に基づいて、前記複数のサンプリングデータのそれぞれが前記ビームフォーミング処理時に前記ピクセル値として用いられる前記ピクセルを検出するためのビームフォーミング曲線を前記超音波映像に設定する段階と、
前記ビームフォーミング曲線に該当する前記ピクセルを検出する段階と
を備える請求項１０に記載のビームフォーミング方法。
【請求項１２】
前記段階ｃ）は、
ｃ１）前記変換素子の位置および前記変換素子から前記超音波映像の前記ピクセルの方位に基づいて、前記複数のサンプリングデータのそれぞれが前記ビームフォーミング処理時に前記ピクセル値として用いられる前記ピクセルを検出するためのビームフォーミング曲線を前記超音波映像に設定する段階と、
ｃ２）前記ビームフォーミング曲線に該当する前記ピクセルを検出する段階と、
ｃ３）前記検出されたピクセルに該当サンプリングデータを累積割当する段階と、
ｃ４）前記検出されたピクセルの中から前記超音波映像の前記複数のピクセルの同一の列に存在する前記ピクセルを検出する段階と、
ｃ５）前記同一の列に存在する前記ピクセルに対応する加重値を設定する段階と、
ｃ６）前記設定された加重値を該当ピクセルに割り当てられた前記サンプリングデータに加える段階と
を備えることを特徴とする請求項１０または１１に記載のビームフォーミング方法。
【請求項１３】
前記段階ｃ５）は、
前記同一の列に存在する前記ピクセルの中点を基準に前記中点と前記ビームフォーミング曲線との間の距離を算出する段階と、
前記算出された距離に基づいて前記加重値を設定する段階と
を備えることを特徴とする請求項１２に記載のビームフォーミング方法。
【請求項１４】
前記加重値は、前記算出された距離に反比例または比例して設定されることを特徴とする請求項１３に記載のビームフォーミング方法。
【請求項１５】
前記段階ｃ）は、
前記複数のサンプリングデータの中から前記ビームフォーミング処理時に前記ピクセル値として用いられる前記ピクセルを検出するためのサンプリングデータセットを設定する段階と、
前記変換素子の位置および前記変換素子から前記超音波映像の前記ピクセルの方位に基づいて、前記サンプリングデータセットの各サンプリングデータが前記ピクセル値として用いられる前記ピクセルを検出する段階と
をさらに備えることを特徴とする請求項１０ないし１４のいずれかに記載のビームフォーミング方法。
【請求項１６】
前記段階ｂ）は、
前記受信信号にダウンサンプリング処理を行う段階と、
前記ダウンサンプリングされた前記複数のサンプリングデータを形成する段階と
をさらに備えることを特徴とする請求項１０ないし１４のいずれかに記載のビームフォーミング方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１３０６８３（Ｐ２０１２−１３０６８３Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７４９４４（Ｐ２０１１−２７４９４４）
【出願日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【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２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【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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