超音波カラードップラー映像システムおよび前記超音波カラードップラー映像システムのクラッタ信号フィルタリング方法
【課題】本発明は、超音波カラードップラー映像システムに関する。
【解決手段】複数のピクセルを含む超音波カラードップラー映像の前記各ピクセルにおいて、ＩＱ信号に関連する平均値を算出し、前記算出された平均値を用いて乗算演算値を生成する演算部と、前記生成された乗算演算値を前記平均値と比較する比較部と、前記比較結果に基づいて前記ピクセルをマスキングするマスキング部とを備え、前記演算部は前記複数のピクセルにおいて前記算出された平均値のスケールを考慮して基準平均値を選別し、前記選別された基準平均値に予め設定されたスケールファクタを乗算して前記乗算演算値を生成する。
【解決手段】複数のピクセルを含む超音波カラードップラー映像の前記各ピクセルにおいて、ＩＱ信号に関連する平均値を算出し、前記算出された平均値を用いて乗算演算値を生成する演算部と、前記生成された乗算演算値を前記平均値と比較する比較部と、前記比較結果に基づいて前記ピクセルをマスキングするマスキング部とを備え、前記演算部は前記複数のピクセルにおいて前記算出された平均値のスケールを考慮して基準平均値を選別し、前記選別された基準平均値に予め設定されたスケールファクタを乗算して前記乗算演算値を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一実施形態は、超音波カラードップラー映像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波カラードップラー映像システムは、人体に超音波を発射し、血流から反射してく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で検出することができる。
【０００３】
このとき、発射される超音波は、適切にフォーカシング（ｆｏｃｕｓｉｎｇ）して血流に集中させているが、それでも一部の超音波は所望しない方向に伝達される。この結果、反射信号には、血流からの信号だけでなく血流以外の所望しない信号も共に混ざって戻ってくる。このとき、一般的に、血流からの信号をドップラー信号（ｄｏｐｐｌｅｒ ｓｉｇｎａｌ）といい、その他の組織から戻ってくる所望しない信号をクラッタ信号（ｃｌｕｔｔｅｒ ｓｉｇｎａｌ）という。
【０００４】
通常、超音波が適切にフォーカシングされていれば、焦点に大部分のエネルギーが伝達され、その外部には僅かの超音波が漏れるため、大部分は所望する焦点から信号が戻ってくる。しかしながら、血流の反射率（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）は、周辺組織（血管壁、筋肉など）に比べて極めて小さいため、一般には、クラッタ信号の方が血流からのドップラー信号よりも大きい。
【０００５】
クラッタ信号は、周辺組織の動きが殆どない場合にはドップラーシフト周波数がほぼ０に近くなるため、容易に高域クラッタフィルタ（ｈｉｇｈ−ｐａｓｓ ｃｌｕｔｔｅｒ ｆｉｌｔｅｒ）によって除去できることは良く知られている。しかし、組織の動きが速くなると、クラッタ信号のドップラーシフト周波数が高くなるため、一般的なクラッタフィルタではクラッタ信号が完全に除去されず、その結果、画面に色相が現われるようになる。このように、組織の速い動きがあたかも血流であるかのように色相として画面上に現われるアーチファクト（ａｒｔｉｆａｃｔ）は、通常は画面で瞬間的に光る様相を示すため、フラッシュアーチファクト（ｆｌａｓｈ ａｒｔｉｆａｃｔ）と呼ばれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−８０７９１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述したような課題を改善するために案出されたものであって、クラッタ信号をフィルタリングすることにより、カラードップラー映像からフラッシュアーチファクト成分を除去できるようにすることを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、狭帯域のクラッタ信号のみならず、広帯域のクラッタ信号からもクラッタ信号を除去できるようにすることを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した目的を達成して従来技術の問題点を解決するために、本発明の実施形態に係る超音波カラードップラー映像システムは、複数のピクセルを含む超音波カラードップラー映像の前記各ピクセルにおいて、ＩＱ（In-phase/Quadrature-phase）信号の平均値を算出し、前記算出された平均値を用いて乗算演算値を生成する演算部と、前記生成された乗算演算値を前記平均値と比較する比較部と、前記比較部での比較結果に基づいて前記ピクセルをマスキングするマスキング部とを備えている。
【００１０】
ここで、前記演算部は、前記複数のピクセルにおいて前記算出された平均値の大きさを考慮して基準平均値を選別し、前記選別された基準平均値に予め設定されたスケールファクタを乗算して前記乗算演算値を生成する。
【００１１】
本発明の実施形態に係る超音波カラードップラー映像システムのクラッタ信号フィルタリング方法は、複数のピクセルを含む超音波カラードップラー映像の前記各ピクセルにおいてＩＱ信号の平均値を算出するステップと、前記算出された平均値を用いて乗算演算値を生成するステップと、前記生成された乗算演算値を前記平均値と比較するステップと、前記比較結果に基づいて前記ピクセルをマスキングするステップとを含む。
【００１２】
ここで、前記平均値を算出するステップでは、前記ピクセル毎に前記ＩＱ信号の平均値を算出する。また、前記乗算演算値を生成するステップでは、前記算出された平均値の大きさを考慮して基準平均値を選別し、前記選別された基準平均値にスケールファクタを乗算して前記乗算演算値を生成する。
【００１３】
本発明の利点および特徴、またはこれらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に記載される実施形態により明確になるであろう。しかしながら、本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、他の異なる多様な形態で実現することが可能である。即ち、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば他の実施形態を考案することが可能であり、それは本発明の請求範囲により規定される。なお、明細書全体に渡って同一の参照符号は同一の構成要素を表す。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施形態によれば、クラッタ信号をフィルタリングすることにより、カラードップラー映像からフラッシュアーチファクト成分を除去することができる。
【００１５】
また、本発明の実施形態によれば、狭帯域のクラッタ信号のみならず、広帯域のクラッタ信号からもクラッタ信号を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る超音波カラードップラー映像システムのブロック図である。
【図２】本発明の実施形態によってアンサンブルＩ／Ｑ信号で互いに隣り合う２つの信号の偏角と大きさ（振幅）を求める例示図である。
【図３】本発明の実施形態によってアンサンブルＩ／Ｑ信号で互いに隣り合う２つの信号の偏角と大きさ（振幅）を求める例示図である。
【図４】本発明の実施形態によってアンサンブルＩ／Ｑ信号で互いに隣り合う２つの信号の偏角と大きさ（振幅）を求める例示図である。
【図５】本発明の実施形態によってカラー映像内のピクセルにマスキング処理をする例示図である。
【図６】本発明の実施形態によってカラードップラー映像からフラッシュアーチファクトを除去する前と除去した後を示す例示図である。
【図７】本発明の実施形態に係る超音波カラードップラー映像システムのクラッタ信号フィルタリング方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳しく説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る超音波カラードップラー映像システムのブロック図である。
【００１９】
図１を参照すれば、超音波カラードップラー映像システム１００は、演算部１１０と、比較部１２０と、マスキング部１３０と、制御部１４０とを備えている。また、超音波カラードップラー映像システム１００は、図示しない、超音波データ取得部と、超音波映像形成部と、ディスプレイ部とをさらに備える。
【００２０】
超音波データ取得部は、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。該超音波データは、Ｉ／Ｑ（ｉｎ−ｐｈａｓｅ／ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）データを含んでいる。
【００２１】
超音波映像形成部は、超音波データ取得部から超音波データが提供されると、超音波データを用いて超音波カラードップラー映像を形成する。超音波映像形成部は、超音波データを用いて、クラッタ信号を含む超音波カラードップラー映像を形成する。なお、該超音波カラードップラー映像は、複数のピクセルで構成されている。
【００２２】
演算部１１０は、超音波映像内のカラー映像（ｃｏｌｏｒ ｉｍａｇｅ）（フレーム）の各ピクセル（ｐｉｘｅｌ）に対応する第１信号（超音波信号）の平均偏角（ｍｅａｎ ｐｈａｓｅ：偏角値の平均値）および平均振幅（ｍｅａｎ ｍａｇｎｉｔｕｄｅ：振幅の平均値）を算出して、それに予め設定されたスケールファクタ（ｓｃａｌｅ ｆａｃｔｏｒ）を乗算する。ここで、前記のカラー映像は、クラッタ信号が除去される前の映像であって、そこには、血流と周辺組織（血管壁、筋肉など）からの信号が混在している。また、前記第１信号は、フレーム単位で得られたＩ／Ｑ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ／Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ）信号のうちの１ピクセル毎のＩ／Ｑ信号である。
【００２３】
このとき、演算部１１０は、前記第１信号（ＩＱ信号）とその信号に時間上で隣り合う第２信号（他のＩＱ信号）を用いて前記第１信号に対する第２信号の平均偏角および平均振幅を算出する。例えば、演算部１１０は、下記の数式（１）を用いて前記第１信号に対する第２信号の平均偏角および平均振幅を算出する。このようにして、各ピクセル毎に第１信号に対する第２信号の平均偏角および平均振幅を算出する。
【００２４】
【数１】
【００２５】
ここで、ＭｅａｎＰｈａｓｅは平均偏角、ＭｅａｎＭａｇｎは平均振幅、uはスキャンラインナンバー（ｓｃａｎｌｉｎｅ ｎｕｍｂｅｒ）、ｖはサンプル（ピクセル）ナンバー（ｓａｍｐｌｅ ｎｕｍｂｅｒ）、ｋはアンサンブルナンバー（ｅｎｓｅｍｂｌｅ ｎｕｍｂｅｒ）、ＥＬはアンサンブルの長さ（ｅｎｓｅｍｂｌｅ ｌｅｎｇｔｈ：平均化回数）、＊は共役複素数、Ｅ（ｋ、ｕ、ｖ）は変調されたＩ／Ｑ信号を複素数形態で表現（Ｉ＋ｊＱ）したものをそれぞれ表す。
【００２６】
演算部１１０は、前記で算出された平均偏角および平均振幅のそれぞれの最大値に予め設定されたスケールファクタ（ｓｃａｌｅ ｆａｃｔｏｒ）を乗算演算して第１乗算演算値および第２乗算演算値を生成する。ここで、前記スケールファクタは、ユーザまたはシステム環境に応じて予め設定（ｓｅｔｔｉｎｇ）される。
【００２７】
すなわち、演算部１１０は、前記で算出された平均偏角の最大値（最大平均偏角）にスケールファクタを乗算して第１乗算演算値（スケールファクタ×最大平均偏角）を生成する。同様に、演算部１１０は、前記で算出された平均振幅の最大値（最大平均振幅）にスケールファクタを乗算して第２乗算演算値（スケールファクタ×最大平均振幅）を生成する。
【００２８】
このために、演算部１１０は、下記の数式（２）を用いて、前記で算出された平均偏角の最大値と前記で算出された平均振幅の最大値を求める。すなわち、演算部１１０は、前記平均偏角のそれぞれを互いに比較して前記平均偏角に対する最大値を求め、また、前記平均振幅のそれぞれを互いに比較して前記平均振幅に対する最大値を求める。
【００２９】
【数２】
【００３０】
ここで、ＭａｘＰｈａｓｅは平均偏角に対する最大値を、ＭａｘＭａｇｎは平均振幅に対する最大値を表す。そして演算式の中の記号は、ｕはスキャンラインナンバー（ｓｃａｎｌｉｎｅ ｎｕｍｂｅｒ）を、ｖはサンプル（ピクセル）ナンバー（ｓａｍｐｌｅ ｎｕｍｂｅｒ）を、Ｕはスキャンラインナンバーの最大値を、Ｖはサンプル（ピクセル）ナンバーの最大値を、ＭｅａｎＰｈａｓｅは平均偏角を、また、ＭｅａｎＭａｇｎは平均振幅をそれぞれ表す。
【００３１】
参考までに、超音波カラードップラー映像システム１００は、演算部１１０による演算を実行する前に、アンサンブル（ｅｎｓｅｍｂｌｅ）単位のＩ／Ｑ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ／Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ）信号内のすべてのピクセルに対して１つのピクセル単位で変調（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を実行してもよい。したがって、前記第１信号は変調された信号であってもよい。
【００３２】
比較部１２０は、前記で生成された第１乗算演算値および前記で生成された第２乗算演算値を前記平均偏角および前記平均振幅のそれぞれと比較する。すなわち、比較部１２０は、前記第１乗算演算値と前記平均偏角を比較し、前記第２乗算演算値と前記平均振幅を比較する。
【００３３】
マスキング部１３０は、前記での比較結果に基づいて前記カラー映像の各ピクセルをマスキング（ｍａｓｋｉｎｇ）する。
【００３４】
例えば、前記による比較の結果、前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも小さく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも大きい場合（第１乗算演算値＜平均偏角＆第２乗算演算値＞平均振幅）、マスキング部１３０は前記カラー映像の該条件に該当するピクセルをマスキングする。
【００３５】
同様にして前記による比較の結果、前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも大きく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも大きい場合（第１乗算演算値＞平均偏角＆第２乗算演算値＞平均振幅）、マスキング部１３０は前記カラーイ映像の該条件に該当するピクセルをマスキングする。
【００３６】
さらにまた、前記での比較の結果、前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも小さく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも小さい場合（第１乗算演算値＜平均偏角＆第２乗算演算値＜平均振幅）、マスキング部１３０は前記カラー映像の該条件に該当するピクセルをマスキングする。
【００３７】
一方、前記での比較の結果、前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも大きく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも小さい場合には（第１乗算演算値＞平均偏角＆第２乗算演算値＜平均振幅）、マスキング部１３０は前記カラー映像の該条件に該当するピクセルをマスキングしない。
【００３８】
これを簡単に示せば、下記の表１の如くなる。
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１に示すように、超音波カラードップラー映像システム１００は、前記第１乗算演算値と前記平均偏角および前記第２乗算演算値と前記平均振幅をそれぞれ比較し、その結果に従って、マスキング値を０または１に設定する。このようにして、マスキング部１３０は、前記のマスキング値が０である場合には前記カラー映像の該当するピクセルをマスキング処理する一方、前記のマスキング値が１である場合には前記カラー映像の該当するピクセルをマスキング処理しない。
【００４１】
制御部１４０は、超音波カラードップラー映像システム１００、すなわち、演算部１１０、比較部１２０、マスキング部１３０などの動作を全般的に制御する。また、制御部１４０は、超音波カラードップラー映像システム１００の超音波データ取得部、超音波映像形成部およびディスプレイ部の動作を制御する。
【００４２】
ディスプレイ部は、超音波映像形成部で形成された超音波カラードップラー映像を表示する。また、ディスプレイ部は、マスキング部１３０によりマスキング処理された超音波カラードップラー映像を表示する。
【００４３】
図２〜図４は、本発明の実施形態によってアンサンブルＩ／Ｑ信号で互いに隣り合う２つの信号の偏角と振幅を求める例示図である。以下、演算部１１０が算出する平均偏角と平均振幅の求め方を説明する。
【００４４】
図２〜図４には、ＥＬ（Ｅｎｓｅｍｂｌｅ Ｌｅｎｇｔｈ：１ピクセルのカラー映像を演算するのに必要な超音波ビームの数）だけ変調（ｍｏｄｕｌａｔｅ）されたＩ／Ｑ信号、すなわち、Ｅ（０）、Ｅ（１）、Ｅ（２）、Ｅ（３）、・・・、Ｅ（ＥＬ−２）、Ｅ（ＥＬ−１）に対するグラフが示されている。同図で、時間的に隣り合う２つのＩ／Ｑ信号を用いてその２つの信号の偏角と振幅を求める。
【００４５】
まず、図２に示すように、本発明の実施形態に係る超音波カラードップラー映像システムは、時間的に隣り合う２つの信号、すなわち、Ｅ（０）とＥ（１）を用いてそれぞれの信号の偏角と振幅を求める。
【００４６】
すなわち、前記超音波カラードップラー映像システムは、時間的に隣り合う２つの信号、すなわち、Ｅ（０）とＥ（１）を乗算し（Ｅ（０）×Ｅ（１）＊）、その結果（式３）から２つの信号（Ｅ（０）、Ｅ（１））の偏角（式４）と振幅（式５）を求める。
【００４７】
【数３】
【００４８】
【数４】
【００４９】
【数５】
【００５０】
また、図３に示すように、前記超音波カラードップラー映像システムは、時間的に隣り合う２つの信号、すなわち、Ｅ（１）とＥ（２）を用いてＥ（１）とＥ（２）に対し偏角と振幅を求める。
【００５１】
すなわち、前記超音波カラードップラー映像システムは、時間的に隣り合う２つの信号、すなわち、Ｅ（１）とＥ（２）を乗算し（（Ｅ（１）×Ｅ（２）＊）、その結果（式６）から２つの信号（Ｅ（１）、Ｅ（２））に対する偏角（式７）と振幅（式８）を求める。
【００５２】
【数６】
【００５３】
【数７】
【００５４】
【数８】
【００５５】
前記超音波カラードップラー映像システムは、図２および図３のような方法によって他の２つの信号、すなわち、Ｅ（２）とＥ（３）、Ｅ（３）とＥ（４）、・・・、Ｅ（ＥＬ−３）とＥ（ＥＬ−２）のそれぞれに対する偏角および振幅を継続して求めた後、最後に図４のような方法によって２つの信号Ｅ（ＥＬ−２）とＥ（ＥＬ−１）に対する偏角および振幅を求めれば、カラー映像の演算に必要なアンサンブルＩ／Ｑ信号の各ピクセル（またはサンプル）に対する偏角および振幅がすべて求まる。
【００５６】
図４に示すように、前記超音波カラードップラー映像システムは、時間的に隣り合う２つの信号、すなわち、Ｅ（ＥＬ−２）とＥ（ＥＬ−１）を乗算し（（Ｅ（ＥＬ−２）×Ｅ（ＥＬ−１）＊）、その結果（式９）から信号（Ｅ（ＥＬ−２）、Ｅ（ＥＬ−１））に対する偏角（式１０）と振幅（式１１）を求める。
【００５７】
【数９】
【００５８】
【数１０】
【００５９】
【数１１】
【００６０】
このように、前記超音波カラードップラー映像システムは、時間上で隣り合う２つの信号を用いて、アンサンブルＩ／Ｑ信号の各ピクセル（サンプル点）に対する偏角および振幅をすべて求める。これにより、前記超音波カラードップラー映像システムは、図２〜図４で求めた偏角および振幅を用いて、下記の（式１２）のように平均偏角（偏角の平均値）および平均振幅（振幅の平均値）を求めることができる。
【００６１】
【数１２】
【００６２】
ここで、ＭｅａｎＰｈａｓｅは平均偏角、ＭｅａｎＭａｇｎｉｔｕｄｅは平均振幅、ｎは偏角および振幅の演算に用いたデータ数、（式１３）は偏角の総合加算値、（式１４）は振幅の総合加算値をそれぞれ示す。
【００６３】
【数１３】
【００６４】
【数１４】
【００６５】
図５は、本発明の実施形態に従ってカラー映像内のピクセルにマスキング処理をする場合の一例を示す図である。参考までに、図５において、四角いブロックのそれぞれはピクセルを示し、四角ブロック内の数字はピクセル番号を示す。また、図５の右図において、斜線（黒色）のブロックは、マスキング値（masking value）が０を、また、白色のブロックはマスキング値が１であることを表す。
【００６６】
図５に示すように、ピクセル番号１、２、４、５、９、１１、１２、１３、１４に該当するピクセルのマスキング値は０であり、ピクセル番号３、６、７、８、１０、１５、１６に該当するピクセルのマスキング値は１である。
【００６７】
したがって、本発明の実施形態に係る超音波カラードップラー映像システムは、マスキング値が０であるピクセル、すなわち、ピクセル番号１、２、４、５、９、１１、１２、１３、１４に相当するピクセルをマスキング処理する。（ここでは斜線で示しているが、実際の実現時には黒色で表示される）。
【００６８】
一方、前記超音波カラードップラー映像システムは、マスキング値が１であるピクセル、すなわち、ピクセル番号３、６、７、８、１０、１５、１６に該当するピクセルをマスキング処理しない。
【００６９】
このように、前記超音波カラードップラー映像システムは、カラー映像内の各ピクセルに対して演算、比較などの過程を経てマスキング値を設定し、前記で設定されたマスキング値を用いて該当するピクセルをマスキング処理する。したがって、本発明の実施形態によれば、クラッタ信号をフィルタリングできるので、カラードップラー映像からフラッシュアーチファクト成分を効果的に除去することができる。
【００７０】
このように、前記超音波カラードップラー映像システムは、カラードップラー映像からフラッシュアーチファクト成分を効果的に除去することにより、図６のようにより正確なカラードップラー映像を提供することができる。参考までに、図６は、本発明の実施形態によってカラードップラー映像からフラッシュアーチファクトを除去する前（左側映像）と除去した後（右側映像）の映像の一例を示す。
【００７１】
図７は、本発明の実施形態に係る超音波カラードップラー映像システムのクラッタ信号フィルタリング方法を説明するフローチャートである。
【００７２】
図７を参照すれば、ステップ（Ｓ７１０）において、前記超音波カラードップラー映像システムは、超音波映像内のカラー映像（ｃｏｌｏｒ ｉｍａｇｅ）の各ピクセル（ｐｉｘｅｌ）に対応する第１信号に対する平均偏角（ｍｅａｎ ｐｈａｓｅ）および平均振幅（ｍｅａｎ ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）を算出する。ここで、前記カラー映像は、クラッタ信号が除去される前の映像、すなわち、血流と周辺組織（血管壁、筋肉など）が混合した映像である。また、前記第１信号は、１ピクセル毎に演算したＩ／Ｑ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ／Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ）信号のアンサンブル（ｅｎｓｅｍｂｌｅ：平均値）を表す。
【００７３】
このとき、前記超音波カラードップラー映像システムは、前記第１信号および前記第１信号と時間上で隣り合う第２信号を用いて前記第１信号に対する第２信号の平均偏角および平均振幅を算出する。
【００７４】
次に、ステップ（Ｓ７２０）において、前記超音波カラードップラー映像システムは、算出された前記平均偏角および前記平均振幅のそれぞれに対する最大値に予め設定されたスケールファクタ（ｓｃａｌｅ ｆａｃｔｏｒ）を乗算して第１乗算演算値および第２乗算演算値を生成する。ここで、前記スケールファクタは、ユーザによって予め設定（ｓｅｔｔｉｎｇ）され、スケーリング（ｓｃａｌｉｎｇ）をするための係数は、１、１．５、２、２．５などのような正の実数である。
【００７５】
すなわち、前記超音波カラードップラー映像システムは、前記で算出された平均偏角の最大値（最大平均偏角）にスケールファクタを乗算して第１乗算演算値（スケールファクタ×最大平均偏角）を生成する。また、前記超音波カラードップラー映像システムは、前記で算出された平均振幅の最大値（最大平均振幅）にスケールファクタを乗算して第２乗算演算値（スケールファクタ×最大平均振幅）を生成する。
【００７６】
次に、ステップ（Ｓ７３０）において、前記超音波カラードップラー映像システムは、前記で生成された第１乗算演算値および前記で生成された第２乗算演算値を前記平均偏角および前記平均振幅のそれぞれと比較する。すなわち、前記超音波カラードップラー映像システムは、前記第１乗算演算値と前記平均偏角を比較し、前記第２乗算演算値と前記平均振幅を比較する。
【００７７】
次に、ステップ（Ｓ７４０）において、前記超音波カラードップラー映像システムは、前記での比較結果に従って前記カラー映像の各ピクセルをマスキング（ｍａｓｋｉｎｇ）する。
【００７８】
例えば、前記における比較の結果、前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも小さく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも大きい場合（第１乗算演算値＜平均偏角＆第２乗算演算値＞平均振幅）は、前記超音波カラードップラー映像システムは前記カラー映像の該条件に該当するピクセルをマスキングする。
【００７９】
また同様に、前記での比較の結果、前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも大きく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも大きい場合（第１乗算演算値＞平均偏角＆第２乗算演算値＞平均振幅）は、前記超音波カラードップラー映像システムは前記カラー映像の該条件に該当するピクセルをマスキングする。
【００８０】
さらにまた、前記での比較の結果、前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも小さく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも小さい場合（第１乗算演算値＜平均偏角＆第２乗算演算値＜平均振幅）は、前記超音波カラードップラー映像システムは前記カラー映像の該条件に該当するピクセルをマスキングする。
【００８１】
一方、前記での比較の結果、前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも大きく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも小さい場合（第１乗算演算値＞平均偏角＆第２乗算演算値＜平均振幅）には、前記超音波カラードップラー映像システムは前記カラー映像の該条件に該当するピクセルをマスキングしない。
【００８２】
このように、前記超音波カラードップラー映像システムは、カラー映像内の各ピクセルに対して演算、比較などの過程を経てマスキングするか否かを決定し、前記での決定に従って該当するピクセルをマスキング処理する。したがって、本発明の実施形態によれば、ドップラー信号からクラッタ信号をフィルタリングすることにより、カラードップラー映像からフラッシュアーチファクト成分を効果的に除去することができる。
【００８３】
なお、本発明に係る実施形態は、コンピュータにより実現される多様な動作を実行するためのプログラム命令を含むコンピュータで読取可能な記録媒体を含む。当該記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独または組み合わせて含むこともでき、記録媒体およびプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知であり使用可能なものであってもよい。コンピュータで読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、オプティカルディスクのような磁気−光媒体、およびＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。また、記録媒体は、プログラム命令、データ構造などを保存する信号を送信する搬送波を含む光または金属線、導波管などの送信媒体であってもよい。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コードを含む。
【００８４】
上述したように、本発明に係る実施形態に関して説明したが、本発明の請求範囲を逸脱しない限度内で多様な変形が可能であることはもちろんである。そのため、本発明の請求範囲は上述した実施形態に限定されて定められてはならず、添付の特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものによって定められなければならない。
【００８５】
以上のように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、これは本発明が属する分野において通常の知識を有する者であれば、このような記載から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、添付の特許請求の範囲によってのみ把握されなければならず、この均等または等価的な変形の全ては本発明の思想の範疇に属する。
【符号の説明】
【００８６】
１００：超音波カラードップラー映像システム
１１０：演算部
１２０：比較部
１３０：マスキング部
１４０：制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明の一実施形態は、超音波カラードップラー映像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波カラードップラー映像システムは、人体に超音波を発射し、血流から反射してく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で検出することができる。
【０００３】
このとき、発射される超音波は、適切にフォーカシング（ｆｏｃｕｓｉｎｇ）して血流に集中させているが、それでも一部の超音波は所望しない方向に伝達される。この結果、反射信号には、血流からの信号だけでなく血流以外の所望しない信号も共に混ざって戻ってくる。このとき、一般的に、血流からの信号をドップラー信号（ｄｏｐｐｌｅｒ ｓｉｇｎａｌ）といい、その他の組織から戻ってくる所望しない信号をクラッタ信号（ｃｌｕｔｔｅｒ ｓｉｇｎａｌ）という。
【０００４】
通常、超音波が適切にフォーカシングされていれば、焦点に大部分のエネルギーが伝達され、その外部には僅かの超音波が漏れるため、大部分は所望する焦点から信号が戻ってくる。しかしながら、血流の反射率（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）は、周辺組織（血管壁、筋肉など）に比べて極めて小さいため、一般には、クラッタ信号の方が血流からのドップラー信号よりも大きい。
【０００５】
クラッタ信号は、周辺組織の動きが殆どない場合にはドップラーシフト周波数がほぼ０に近くなるため、容易に高域クラッタフィルタ（ｈｉｇｈ−ｐａｓｓ ｃｌｕｔｔｅｒ ｆｉｌｔｅｒ）によって除去できることは良く知られている。しかし、組織の動きが速くなると、クラッタ信号のドップラーシフト周波数が高くなるため、一般的なクラッタフィルタではクラッタ信号が完全に除去されず、その結果、画面に色相が現われるようになる。このように、組織の速い動きがあたかも血流であるかのように色相として画面上に現われるアーチファクト（ａｒｔｉｆａｃｔ）は、通常は画面で瞬間的に光る様相を示すため、フラッシュアーチファクト（ｆｌａｓｈ ａｒｔｉｆａｃｔ）と呼ばれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−８０７９１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述したような課題を改善するために案出されたものであって、クラッタ信号をフィルタリングすることにより、カラードップラー映像からフラッシュアーチファクト成分を除去できるようにすることを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、狭帯域のクラッタ信号のみならず、広帯域のクラッタ信号からもクラッタ信号を除去できるようにすることを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した目的を達成して従来技術の問題点を解決するために、本発明の実施形態に係る超音波カラードップラー映像システムは、複数のピクセルを含む超音波カラードップラー映像の前記各ピクセルにおいて、ＩＱ（In-phase/Quadrature-phase）信号の平均値を算出し、前記算出された平均値を用いて乗算演算値を生成する演算部と、前記生成された乗算演算値を前記平均値と比較する比較部と、前記比較部での比較結果に基づいて前記ピクセルをマスキングするマスキング部とを備えている。
【００１０】
ここで、前記演算部は、前記複数のピクセルにおいて前記算出された平均値の大きさを考慮して基準平均値を選別し、前記選別された基準平均値に予め設定されたスケールファクタを乗算して前記乗算演算値を生成する。
【００１１】
本発明の実施形態に係る超音波カラードップラー映像システムのクラッタ信号フィルタリング方法は、複数のピクセルを含む超音波カラードップラー映像の前記各ピクセルにおいてＩＱ信号の平均値を算出するステップと、前記算出された平均値を用いて乗算演算値を生成するステップと、前記生成された乗算演算値を前記平均値と比較するステップと、前記比較結果に基づいて前記ピクセルをマスキングするステップとを含む。
【００１２】
ここで、前記平均値を算出するステップでは、前記ピクセル毎に前記ＩＱ信号の平均値を算出する。また、前記乗算演算値を生成するステップでは、前記算出された平均値の大きさを考慮して基準平均値を選別し、前記選別された基準平均値にスケールファクタを乗算して前記乗算演算値を生成する。
【００１３】
本発明の利点および特徴、またはこれらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に記載される実施形態により明確になるであろう。しかしながら、本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、他の異なる多様な形態で実現することが可能である。即ち、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば他の実施形態を考案することが可能であり、それは本発明の請求範囲により規定される。なお、明細書全体に渡って同一の参照符号は同一の構成要素を表す。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施形態によれば、クラッタ信号をフィルタリングすることにより、カラードップラー映像からフラッシュアーチファクト成分を除去することができる。
【００１５】
また、本発明の実施形態によれば、狭帯域のクラッタ信号のみならず、広帯域のクラッタ信号からもクラッタ信号を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る超音波カラードップラー映像システムのブロック図である。
【図２】本発明の実施形態によってアンサンブルＩ／Ｑ信号で互いに隣り合う２つの信号の偏角と大きさ（振幅）を求める例示図である。
【図３】本発明の実施形態によってアンサンブルＩ／Ｑ信号で互いに隣り合う２つの信号の偏角と大きさ（振幅）を求める例示図である。
【図４】本発明の実施形態によってアンサンブルＩ／Ｑ信号で互いに隣り合う２つの信号の偏角と大きさ（振幅）を求める例示図である。
【図５】本発明の実施形態によってカラー映像内のピクセルにマスキング処理をする例示図である。
【図６】本発明の実施形態によってカラードップラー映像からフラッシュアーチファクトを除去する前と除去した後を示す例示図である。
【図７】本発明の実施形態に係る超音波カラードップラー映像システムのクラッタ信号フィルタリング方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳しく説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る超音波カラードップラー映像システムのブロック図である。
【００１９】
図１を参照すれば、超音波カラードップラー映像システム１００は、演算部１１０と、比較部１２０と、マスキング部１３０と、制御部１４０とを備えている。また、超音波カラードップラー映像システム１００は、図示しない、超音波データ取得部と、超音波映像形成部と、ディスプレイ部とをさらに備える。
【００２０】
超音波データ取得部は、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。該超音波データは、Ｉ／Ｑ（ｉｎ−ｐｈａｓｅ／ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）データを含んでいる。
【００２１】
超音波映像形成部は、超音波データ取得部から超音波データが提供されると、超音波データを用いて超音波カラードップラー映像を形成する。超音波映像形成部は、超音波データを用いて、クラッタ信号を含む超音波カラードップラー映像を形成する。なお、該超音波カラードップラー映像は、複数のピクセルで構成されている。
【００２２】
演算部１１０は、超音波映像内のカラー映像（ｃｏｌｏｒ ｉｍａｇｅ）（フレーム）の各ピクセル（ｐｉｘｅｌ）に対応する第１信号（超音波信号）の平均偏角（ｍｅａｎ ｐｈａｓｅ：偏角値の平均値）および平均振幅（ｍｅａｎ ｍａｇｎｉｔｕｄｅ：振幅の平均値）を算出して、それに予め設定されたスケールファクタ（ｓｃａｌｅ ｆａｃｔｏｒ）を乗算する。ここで、前記のカラー映像は、クラッタ信号が除去される前の映像であって、そこには、血流と周辺組織（血管壁、筋肉など）からの信号が混在している。また、前記第１信号は、フレーム単位で得られたＩ／Ｑ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ／Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ）信号のうちの１ピクセル毎のＩ／Ｑ信号である。
【００２３】
このとき、演算部１１０は、前記第１信号（ＩＱ信号）とその信号に時間上で隣り合う第２信号（他のＩＱ信号）を用いて前記第１信号に対する第２信号の平均偏角および平均振幅を算出する。例えば、演算部１１０は、下記の数式（１）を用いて前記第１信号に対する第２信号の平均偏角および平均振幅を算出する。このようにして、各ピクセル毎に第１信号に対する第２信号の平均偏角および平均振幅を算出する。
【００２４】
【数１】
【００２５】
ここで、ＭｅａｎＰｈａｓｅは平均偏角、ＭｅａｎＭａｇｎは平均振幅、uはスキャンラインナンバー（ｓｃａｎｌｉｎｅ ｎｕｍｂｅｒ）、ｖはサンプル（ピクセル）ナンバー（ｓａｍｐｌｅ ｎｕｍｂｅｒ）、ｋはアンサンブルナンバー（ｅｎｓｅｍｂｌｅ ｎｕｍｂｅｒ）、ＥＬはアンサンブルの長さ（ｅｎｓｅｍｂｌｅ ｌｅｎｇｔｈ：平均化回数）、＊は共役複素数、Ｅ（ｋ、ｕ、ｖ）は変調されたＩ／Ｑ信号を複素数形態で表現（Ｉ＋ｊＱ）したものをそれぞれ表す。
【００２６】
演算部１１０は、前記で算出された平均偏角および平均振幅のそれぞれの最大値に予め設定されたスケールファクタ（ｓｃａｌｅ ｆａｃｔｏｒ）を乗算演算して第１乗算演算値および第２乗算演算値を生成する。ここで、前記スケールファクタは、ユーザまたはシステム環境に応じて予め設定（ｓｅｔｔｉｎｇ）される。
【００２７】
すなわち、演算部１１０は、前記で算出された平均偏角の最大値（最大平均偏角）にスケールファクタを乗算して第１乗算演算値（スケールファクタ×最大平均偏角）を生成する。同様に、演算部１１０は、前記で算出された平均振幅の最大値（最大平均振幅）にスケールファクタを乗算して第２乗算演算値（スケールファクタ×最大平均振幅）を生成する。
【００２８】
このために、演算部１１０は、下記の数式（２）を用いて、前記で算出された平均偏角の最大値と前記で算出された平均振幅の最大値を求める。すなわち、演算部１１０は、前記平均偏角のそれぞれを互いに比較して前記平均偏角に対する最大値を求め、また、前記平均振幅のそれぞれを互いに比較して前記平均振幅に対する最大値を求める。
【００２９】
【数２】
【００３０】
ここで、ＭａｘＰｈａｓｅは平均偏角に対する最大値を、ＭａｘＭａｇｎは平均振幅に対する最大値を表す。そして演算式の中の記号は、ｕはスキャンラインナンバー（ｓｃａｎｌｉｎｅ ｎｕｍｂｅｒ）を、ｖはサンプル（ピクセル）ナンバー（ｓａｍｐｌｅ ｎｕｍｂｅｒ）を、Ｕはスキャンラインナンバーの最大値を、Ｖはサンプル（ピクセル）ナンバーの最大値を、ＭｅａｎＰｈａｓｅは平均偏角を、また、ＭｅａｎＭａｇｎは平均振幅をそれぞれ表す。
【００３１】
参考までに、超音波カラードップラー映像システム１００は、演算部１１０による演算を実行する前に、アンサンブル（ｅｎｓｅｍｂｌｅ）単位のＩ／Ｑ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ／Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ）信号内のすべてのピクセルに対して１つのピクセル単位で変調（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を実行してもよい。したがって、前記第１信号は変調された信号であってもよい。
【００３２】
比較部１２０は、前記で生成された第１乗算演算値および前記で生成された第２乗算演算値を前記平均偏角および前記平均振幅のそれぞれと比較する。すなわち、比較部１２０は、前記第１乗算演算値と前記平均偏角を比較し、前記第２乗算演算値と前記平均振幅を比較する。
【００３３】
マスキング部１３０は、前記での比較結果に基づいて前記カラー映像の各ピクセルをマスキング（ｍａｓｋｉｎｇ）する。
【００３４】
例えば、前記による比較の結果、前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも小さく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも大きい場合（第１乗算演算値＜平均偏角＆第２乗算演算値＞平均振幅）、マスキング部１３０は前記カラー映像の該条件に該当するピクセルをマスキングする。
【００３５】
同様にして前記による比較の結果、前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも大きく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも大きい場合（第１乗算演算値＞平均偏角＆第２乗算演算値＞平均振幅）、マスキング部１３０は前記カラーイ映像の該条件に該当するピクセルをマスキングする。
【００３６】
さらにまた、前記での比較の結果、前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも小さく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも小さい場合（第１乗算演算値＜平均偏角＆第２乗算演算値＜平均振幅）、マスキング部１３０は前記カラー映像の該条件に該当するピクセルをマスキングする。
【００３７】
一方、前記での比較の結果、前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも大きく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも小さい場合には（第１乗算演算値＞平均偏角＆第２乗算演算値＜平均振幅）、マスキング部１３０は前記カラー映像の該条件に該当するピクセルをマスキングしない。
【００３８】
これを簡単に示せば、下記の表１の如くなる。
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１に示すように、超音波カラードップラー映像システム１００は、前記第１乗算演算値と前記平均偏角および前記第２乗算演算値と前記平均振幅をそれぞれ比較し、その結果に従って、マスキング値を０または１に設定する。このようにして、マスキング部１３０は、前記のマスキング値が０である場合には前記カラー映像の該当するピクセルをマスキング処理する一方、前記のマスキング値が１である場合には前記カラー映像の該当するピクセルをマスキング処理しない。
【００４１】
制御部１４０は、超音波カラードップラー映像システム１００、すなわち、演算部１１０、比較部１２０、マスキング部１３０などの動作を全般的に制御する。また、制御部１４０は、超音波カラードップラー映像システム１００の超音波データ取得部、超音波映像形成部およびディスプレイ部の動作を制御する。
【００４２】
ディスプレイ部は、超音波映像形成部で形成された超音波カラードップラー映像を表示する。また、ディスプレイ部は、マスキング部１３０によりマスキング処理された超音波カラードップラー映像を表示する。
【００４３】
図２〜図４は、本発明の実施形態によってアンサンブルＩ／Ｑ信号で互いに隣り合う２つの信号の偏角と振幅を求める例示図である。以下、演算部１１０が算出する平均偏角と平均振幅の求め方を説明する。
【００４４】
図２〜図４には、ＥＬ（Ｅｎｓｅｍｂｌｅ Ｌｅｎｇｔｈ：１ピクセルのカラー映像を演算するのに必要な超音波ビームの数）だけ変調（ｍｏｄｕｌａｔｅ）されたＩ／Ｑ信号、すなわち、Ｅ（０）、Ｅ（１）、Ｅ（２）、Ｅ（３）、・・・、Ｅ（ＥＬ−２）、Ｅ（ＥＬ−１）に対するグラフが示されている。同図で、時間的に隣り合う２つのＩ／Ｑ信号を用いてその２つの信号の偏角と振幅を求める。
【００４５】
まず、図２に示すように、本発明の実施形態に係る超音波カラードップラー映像システムは、時間的に隣り合う２つの信号、すなわち、Ｅ（０）とＥ（１）を用いてそれぞれの信号の偏角と振幅を求める。
【００４６】
すなわち、前記超音波カラードップラー映像システムは、時間的に隣り合う２つの信号、すなわち、Ｅ（０）とＥ（１）を乗算し（Ｅ（０）×Ｅ（１）＊）、その結果（式３）から２つの信号（Ｅ（０）、Ｅ（１））の偏角（式４）と振幅（式５）を求める。
【００４７】
【数３】
【００４８】
【数４】
【００４９】
【数５】
【００５０】
また、図３に示すように、前記超音波カラードップラー映像システムは、時間的に隣り合う２つの信号、すなわち、Ｅ（１）とＥ（２）を用いてＥ（１）とＥ（２）に対し偏角と振幅を求める。
【００５１】
すなわち、前記超音波カラードップラー映像システムは、時間的に隣り合う２つの信号、すなわち、Ｅ（１）とＥ（２）を乗算し（（Ｅ（１）×Ｅ（２）＊）、その結果（式６）から２つの信号（Ｅ（１）、Ｅ（２））に対する偏角（式７）と振幅（式８）を求める。
【００５２】
【数６】
【００５３】
【数７】
【００５４】
【数８】
【００５５】
前記超音波カラードップラー映像システムは、図２および図３のような方法によって他の２つの信号、すなわち、Ｅ（２）とＥ（３）、Ｅ（３）とＥ（４）、・・・、Ｅ（ＥＬ−３）とＥ（ＥＬ−２）のそれぞれに対する偏角および振幅を継続して求めた後、最後に図４のような方法によって２つの信号Ｅ（ＥＬ−２）とＥ（ＥＬ−１）に対する偏角および振幅を求めれば、カラー映像の演算に必要なアンサンブルＩ／Ｑ信号の各ピクセル（またはサンプル）に対する偏角および振幅がすべて求まる。
【００５６】
図４に示すように、前記超音波カラードップラー映像システムは、時間的に隣り合う２つの信号、すなわち、Ｅ（ＥＬ−２）とＥ（ＥＬ−１）を乗算し（（Ｅ（ＥＬ−２）×Ｅ（ＥＬ−１）＊）、その結果（式９）から信号（Ｅ（ＥＬ−２）、Ｅ（ＥＬ−１））に対する偏角（式１０）と振幅（式１１）を求める。
【００５７】
【数９】
【００５８】
【数１０】
【００５９】
【数１１】
【００６０】
このように、前記超音波カラードップラー映像システムは、時間上で隣り合う２つの信号を用いて、アンサンブルＩ／Ｑ信号の各ピクセル（サンプル点）に対する偏角および振幅をすべて求める。これにより、前記超音波カラードップラー映像システムは、図２〜図４で求めた偏角および振幅を用いて、下記の（式１２）のように平均偏角（偏角の平均値）および平均振幅（振幅の平均値）を求めることができる。
【００６１】
【数１２】
【００６２】
ここで、ＭｅａｎＰｈａｓｅは平均偏角、ＭｅａｎＭａｇｎｉｔｕｄｅは平均振幅、ｎは偏角および振幅の演算に用いたデータ数、（式１３）は偏角の総合加算値、（式１４）は振幅の総合加算値をそれぞれ示す。
【００６３】
【数１３】
【００６４】
【数１４】
【００６５】
図５は、本発明の実施形態に従ってカラー映像内のピクセルにマスキング処理をする場合の一例を示す図である。参考までに、図５において、四角いブロックのそれぞれはピクセルを示し、四角ブロック内の数字はピクセル番号を示す。また、図５の右図において、斜線（黒色）のブロックは、マスキング値（masking value）が０を、また、白色のブロックはマスキング値が１であることを表す。
【００６６】
図５に示すように、ピクセル番号１、２、４、５、９、１１、１２、１３、１４に該当するピクセルのマスキング値は０であり、ピクセル番号３、６、７、８、１０、１５、１６に該当するピクセルのマスキング値は１である。
【００６７】
したがって、本発明の実施形態に係る超音波カラードップラー映像システムは、マスキング値が０であるピクセル、すなわち、ピクセル番号１、２、４、５、９、１１、１２、１３、１４に相当するピクセルをマスキング処理する。（ここでは斜線で示しているが、実際の実現時には黒色で表示される）。
【００６８】
一方、前記超音波カラードップラー映像システムは、マスキング値が１であるピクセル、すなわち、ピクセル番号３、６、７、８、１０、１５、１６に該当するピクセルをマスキング処理しない。
【００６９】
このように、前記超音波カラードップラー映像システムは、カラー映像内の各ピクセルに対して演算、比較などの過程を経てマスキング値を設定し、前記で設定されたマスキング値を用いて該当するピクセルをマスキング処理する。したがって、本発明の実施形態によれば、クラッタ信号をフィルタリングできるので、カラードップラー映像からフラッシュアーチファクト成分を効果的に除去することができる。
【００７０】
このように、前記超音波カラードップラー映像システムは、カラードップラー映像からフラッシュアーチファクト成分を効果的に除去することにより、図６のようにより正確なカラードップラー映像を提供することができる。参考までに、図６は、本発明の実施形態によってカラードップラー映像からフラッシュアーチファクトを除去する前（左側映像）と除去した後（右側映像）の映像の一例を示す。
【００７１】
図７は、本発明の実施形態に係る超音波カラードップラー映像システムのクラッタ信号フィルタリング方法を説明するフローチャートである。
【００７２】
図７を参照すれば、ステップ（Ｓ７１０）において、前記超音波カラードップラー映像システムは、超音波映像内のカラー映像（ｃｏｌｏｒ ｉｍａｇｅ）の各ピクセル（ｐｉｘｅｌ）に対応する第１信号に対する平均偏角（ｍｅａｎ ｐｈａｓｅ）および平均振幅（ｍｅａｎ ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）を算出する。ここで、前記カラー映像は、クラッタ信号が除去される前の映像、すなわち、血流と周辺組織（血管壁、筋肉など）が混合した映像である。また、前記第１信号は、１ピクセル毎に演算したＩ／Ｑ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ／Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ）信号のアンサンブル（ｅｎｓｅｍｂｌｅ：平均値）を表す。
【００７３】
このとき、前記超音波カラードップラー映像システムは、前記第１信号および前記第１信号と時間上で隣り合う第２信号を用いて前記第１信号に対する第２信号の平均偏角および平均振幅を算出する。
【００７４】
次に、ステップ（Ｓ７２０）において、前記超音波カラードップラー映像システムは、算出された前記平均偏角および前記平均振幅のそれぞれに対する最大値に予め設定されたスケールファクタ（ｓｃａｌｅ ｆａｃｔｏｒ）を乗算して第１乗算演算値および第２乗算演算値を生成する。ここで、前記スケールファクタは、ユーザによって予め設定（ｓｅｔｔｉｎｇ）され、スケーリング（ｓｃａｌｉｎｇ）をするための係数は、１、１．５、２、２．５などのような正の実数である。
【００７５】
すなわち、前記超音波カラードップラー映像システムは、前記で算出された平均偏角の最大値（最大平均偏角）にスケールファクタを乗算して第１乗算演算値（スケールファクタ×最大平均偏角）を生成する。また、前記超音波カラードップラー映像システムは、前記で算出された平均振幅の最大値（最大平均振幅）にスケールファクタを乗算して第２乗算演算値（スケールファクタ×最大平均振幅）を生成する。
【００７６】
次に、ステップ（Ｓ７３０）において、前記超音波カラードップラー映像システムは、前記で生成された第１乗算演算値および前記で生成された第２乗算演算値を前記平均偏角および前記平均振幅のそれぞれと比較する。すなわち、前記超音波カラードップラー映像システムは、前記第１乗算演算値と前記平均偏角を比較し、前記第２乗算演算値と前記平均振幅を比較する。
【００７７】
次に、ステップ（Ｓ７４０）において、前記超音波カラードップラー映像システムは、前記での比較結果に従って前記カラー映像の各ピクセルをマスキング（ｍａｓｋｉｎｇ）する。
【００７８】
例えば、前記における比較の結果、前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも小さく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも大きい場合（第１乗算演算値＜平均偏角＆第２乗算演算値＞平均振幅）は、前記超音波カラードップラー映像システムは前記カラー映像の該条件に該当するピクセルをマスキングする。
【００７９】
また同様に、前記での比較の結果、前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも大きく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも大きい場合（第１乗算演算値＞平均偏角＆第２乗算演算値＞平均振幅）は、前記超音波カラードップラー映像システムは前記カラー映像の該条件に該当するピクセルをマスキングする。
【００８０】
さらにまた、前記での比較の結果、前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも小さく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも小さい場合（第１乗算演算値＜平均偏角＆第２乗算演算値＜平均振幅）は、前記超音波カラードップラー映像システムは前記カラー映像の該条件に該当するピクセルをマスキングする。
【００８１】
一方、前記での比較の結果、前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも大きく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも小さい場合（第１乗算演算値＞平均偏角＆第２乗算演算値＜平均振幅）には、前記超音波カラードップラー映像システムは前記カラー映像の該条件に該当するピクセルをマスキングしない。
【００８２】
このように、前記超音波カラードップラー映像システムは、カラー映像内の各ピクセルに対して演算、比較などの過程を経てマスキングするか否かを決定し、前記での決定に従って該当するピクセルをマスキング処理する。したがって、本発明の実施形態によれば、ドップラー信号からクラッタ信号をフィルタリングすることにより、カラードップラー映像からフラッシュアーチファクト成分を効果的に除去することができる。
【００８３】
なお、本発明に係る実施形態は、コンピュータにより実現される多様な動作を実行するためのプログラム命令を含むコンピュータで読取可能な記録媒体を含む。当該記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独または組み合わせて含むこともでき、記録媒体およびプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知であり使用可能なものであってもよい。コンピュータで読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、オプティカルディスクのような磁気−光媒体、およびＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。また、記録媒体は、プログラム命令、データ構造などを保存する信号を送信する搬送波を含む光または金属線、導波管などの送信媒体であってもよい。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コードを含む。
【００８４】
上述したように、本発明に係る実施形態に関して説明したが、本発明の請求範囲を逸脱しない限度内で多様な変形が可能であることはもちろんである。そのため、本発明の請求範囲は上述した実施形態に限定されて定められてはならず、添付の特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものによって定められなければならない。
【００８５】
以上のように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、これは本発明が属する分野において通常の知識を有する者であれば、このような記載から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、添付の特許請求の範囲によってのみ把握されなければならず、この均等または等価的な変形の全ては本発明の思想の範疇に属する。
【符号の説明】
【００８６】
１００：超音波カラードップラー映像システム
１１０：演算部
１２０：比較部
１３０：マスキング部
１４０：制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のピクセルを含む超音波カラードップラー映像を表示する超音波カラードップラー映像システムであって、
前記超音波カラードップラー映像の前記各ピクセルにおいて、ＩＱ信号の平均値を算出し、前記算出された平均値を用いて乗算演算値を生成する演算部と、
前記生成された乗算演算値を前記平均値と比較する比較部と、
前記比較結果に基づいて前記ピクセルをマスキングするマスキング部と、
を備え、
前記演算部は、
前記複数のピクセルにおいて前記算出された平均値のスケールを考慮して基準平均値を選別し、前記選別された基準平均値に予め設定されたスケールファクタを乗算して前記乗算演算値を生成する超音波カラードップラー映像システム。
【請求項２】
前記演算部は、前記平均値として平均偏角および平均振幅を算出し、前記乗算演算値は、前記平均偏角に関連する第１乗算演算値と、前記平均振幅に関連する第２乗算演算値とを含む請求項１に記載の超音波カラードップラー映像システム。
【請求項３】
前記比較部は、前記マスキングの対象となる前記ピクセルに対して算出された前記平均偏角と前記第１乗算演算値を比較し、前記マスキングの対象となる前記ピクセルに対して算出された前記平均振幅と前記第２乗算演算値を比較する請求項２に記載の超音波カラードップラー映像システム。
【請求項４】
前記マスキングの対象となる前記ピクセルに対し、前記マスキング部は、（１）前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも小さく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも大きい場合、（２）前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも大きく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも大きい場合、または（３）前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも小さく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも小さい場合のうちのいずれか１つである場合、前記ピクセルをマスキングする請求項２または３に記載の超音波カラードップラー映像システム。
【請求項５】
前記演算部は、前記ＩＱ信号および前記ＩＱ信号と時間上で隣り合う他のＩＱ信号を用いて前記平均偏角および前記平均振幅を算出する請求項２ないし４のいずれかに記載の超音波カラードップラー映像システム。
【請求項６】
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を受信して、複数の超音波データを取得する超音波データ取得部と、
前記超音波データを用いて前記超音波カラードップラー映像を形成する超音波映像形成部と、
前記超音波カラードップラー映像を表示するディスプレイ部と、
をさらに備える請求項１ないし５のいずれかに記載の超音波カラードップラー映像システム。
【請求項７】
複数のピクセルを含む超音波カラードップラー映像の前記各ピクセルにおいて、ＩＱ信号の平均値を算出するステップと、
前記算出された平均値を用いて乗算演算値を生成するステップと、
前記生成された乗算演算値を前記平均値と比較するステップと、
前記比較結果に基づいて前記ピクセルをマスキングするステップと、
を含み、
前記乗算演算値を生成するステップは、
前記複数のピクセルにおいて前記算出された平均値のスケールを考慮して基準平均値を選別するステップと、
前記選別された基準平均値に予め設定されたスケールファクタを乗算して前記乗算演算値を生成するステップと、
を含む超音波カラードップラー映像システムのクラッタ信号フィルタリング方法。
【請求項８】
前記平均値は、平均偏角および平均振幅を含み、
前記乗算演算値を生成するステップは、前記平均偏角に関連する第１乗算演算値と、前記平均振幅に関連する第２乗算演算値とを生成するステップをさらに含む請求項７に記載の超音波カラードップラー映像システムのクラッタ信号フィルタリング方法。
【請求項９】
前記乗算演算値を前記平均値と比較するステップは、前記マスキングの対象となる前記ピクセルに対して算出された前記平均偏角と前記第１乗算演算値を比較するステップと、
前記マスキングの対象となる前記ピクセルに対して算出された前記平均振幅と前記第２乗算演算値を比較するステップと、
を含む請求項８に記載の超音波カラードップラー映像システムのクラッタ信号フィルタリング方法。
【請求項１０】
前記マスキングの対象となる前記ピクセルに対し、前記ピクセルをマスキングするステップは、（１）前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも小さく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも大きい場合、（２）前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも大きく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも大きい場合、または（３）前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも小さく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも小さい場合のうちのいずれか１つである場合、前記ピクセルをマスキングするステップを含む請求項８または９に記載の超音波カラードップラー映像システムのクラッタ信号フィルタリング方法。
【請求項１１】
前記平均値を算出するステップは、前記ＩＱ信号および前記ＩＱ信号と時間上で隣り合う他のＩＱ信号を用いて前記平均偏角および前記平均振幅を算出するステップを含む請求項８ないし１０のいずれかに記載の超音波カラードップラー映像システムのクラッタ信号フィルタリング方法。
【請求項１２】
請求項７〜１１のうちのいずれか一項の方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１】
複数のピクセルを含む超音波カラードップラー映像を表示する超音波カラードップラー映像システムであって、
前記超音波カラードップラー映像の前記各ピクセルにおいて、ＩＱ信号の平均値を算出し、前記算出された平均値を用いて乗算演算値を生成する演算部と、
前記生成された乗算演算値を前記平均値と比較する比較部と、
前記比較結果に基づいて前記ピクセルをマスキングするマスキング部と、
を備え、
前記演算部は、
前記複数のピクセルにおいて前記算出された平均値のスケールを考慮して基準平均値を選別し、前記選別された基準平均値に予め設定されたスケールファクタを乗算して前記乗算演算値を生成する超音波カラードップラー映像システム。
【請求項２】
前記演算部は、前記平均値として平均偏角および平均振幅を算出し、前記乗算演算値は、前記平均偏角に関連する第１乗算演算値と、前記平均振幅に関連する第２乗算演算値とを含む請求項１に記載の超音波カラードップラー映像システム。
【請求項３】
前記比較部は、前記マスキングの対象となる前記ピクセルに対して算出された前記平均偏角と前記第１乗算演算値を比較し、前記マスキングの対象となる前記ピクセルに対して算出された前記平均振幅と前記第２乗算演算値を比較する請求項２に記載の超音波カラードップラー映像システム。
【請求項４】
前記マスキングの対象となる前記ピクセルに対し、前記マスキング部は、（１）前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも小さく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも大きい場合、（２）前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも大きく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも大きい場合、または（３）前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも小さく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも小さい場合のうちのいずれか１つである場合、前記ピクセルをマスキングする請求項２または３に記載の超音波カラードップラー映像システム。
【請求項５】
前記演算部は、前記ＩＱ信号および前記ＩＱ信号と時間上で隣り合う他のＩＱ信号を用いて前記平均偏角および前記平均振幅を算出する請求項２ないし４のいずれかに記載の超音波カラードップラー映像システム。
【請求項６】
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を受信して、複数の超音波データを取得する超音波データ取得部と、
前記超音波データを用いて前記超音波カラードップラー映像を形成する超音波映像形成部と、
前記超音波カラードップラー映像を表示するディスプレイ部と、
をさらに備える請求項１ないし５のいずれかに記載の超音波カラードップラー映像システム。
【請求項７】
複数のピクセルを含む超音波カラードップラー映像の前記各ピクセルにおいて、ＩＱ信号の平均値を算出するステップと、
前記算出された平均値を用いて乗算演算値を生成するステップと、
前記生成された乗算演算値を前記平均値と比較するステップと、
前記比較結果に基づいて前記ピクセルをマスキングするステップと、
を含み、
前記乗算演算値を生成するステップは、
前記複数のピクセルにおいて前記算出された平均値のスケールを考慮して基準平均値を選別するステップと、
前記選別された基準平均値に予め設定されたスケールファクタを乗算して前記乗算演算値を生成するステップと、
を含む超音波カラードップラー映像システムのクラッタ信号フィルタリング方法。
【請求項８】
前記平均値は、平均偏角および平均振幅を含み、
前記乗算演算値を生成するステップは、前記平均偏角に関連する第１乗算演算値と、前記平均振幅に関連する第２乗算演算値とを生成するステップをさらに含む請求項７に記載の超音波カラードップラー映像システムのクラッタ信号フィルタリング方法。
【請求項９】
前記乗算演算値を前記平均値と比較するステップは、前記マスキングの対象となる前記ピクセルに対して算出された前記平均偏角と前記第１乗算演算値を比較するステップと、
前記マスキングの対象となる前記ピクセルに対して算出された前記平均振幅と前記第２乗算演算値を比較するステップと、
を含む請求項８に記載の超音波カラードップラー映像システムのクラッタ信号フィルタリング方法。
【請求項１０】
前記マスキングの対象となる前記ピクセルに対し、前記ピクセルをマスキングするステップは、（１）前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも小さく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも大きい場合、（２）前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも大きく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも大きい場合、または（３）前記第１乗算演算値が前記平均偏角よりも小さく、前記第２乗算演算値が前記平均振幅よりも小さい場合のうちのいずれか１つである場合、前記ピクセルをマスキングするステップを含む請求項８または９に記載の超音波カラードップラー映像システムのクラッタ信号フィルタリング方法。
【請求項１１】
前記平均値を算出するステップは、前記ＩＱ信号および前記ＩＱ信号と時間上で隣り合う他のＩＱ信号を用いて前記平均偏角および前記平均振幅を算出するステップを含む請求項８ないし１０のいずれかに記載の超音波カラードップラー映像システムのクラッタ信号フィルタリング方法。
【請求項１２】
請求項７〜１１のうちのいずれか一項の方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１１５５８７（Ｐ２０１１−１１５５８７Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６７２０３（Ｐ２０１０−２６７２０３）
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（５９７０９６９０９）株式会社 メディソン (269)
【氏名又は名称原語表記】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６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（５９７０９６９０９）株式会社 メディソン (269)
【氏名又は名称原語表記】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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