超声波检查装置、超声波检查方法、程序及记录介质的制作方法_2

文档序号:8366578阅读:来源:国知局
元件数据的说明图。
[0037] 图6 (a)以及图6(b)分别是说明在真正的反射超声波回波和重影的反射信号的情 况下的超声波束的发送路径以及接收路径的距离的说明图,图6(c)以及图6(d)分别是示 出由多个元件得到的元件数据以及这些元件数据的延迟时间的说明图。
[0038] 图7(a)、图7(b)和图7(c)以及图7(d)、图7(e)和图7(f)分别是示出在真正的 信号的情况下以及在重影的情况下的由多个元件得到的元件数据、这些元件数据的延迟时 间以及元件数据的叠合状态的说明图,图7(g)以及图7(h)分别是示出与多个元件对应的 元件数据的叠合状态以及其结果的说明图。
[0039] 图8是说明现有技术的超声波诊断装置中的超声波的收发的说明图。
[0040] 图9是示意性地示出本发明的超声波检查装置的实施例2的结构的一例的框图。
[0041] 图10是按照处理流程示出图9所示的本发明的超声波检查装置的包括声速校正 部在内的主要部分的框图,示出声速校正部的一例的详细内容。
【具体实施方式】
[0042] 基于附图所示的优选实施方式,下面详细说明本发明的超声波检查装置、超声波 检查方法、程序及记录介质。
[0043] 图1是示意性地示出本发明的超声波检查装置的结构的一实施例的框图。
[0044] 如该图所示,超声波检查装置10具有超声波探头12、与超声波探头12连接的发送 部14和接收部16、A/D转换部18、元件数据保持部20、具备元件数据处理部22的声速校正 部24、图像生成部26、显示控制部27、显示部28、控制部30、操作部32以及存储部34。
[0045] 超声波探头12具有用于通常的超声波检查装置的探子36。
[0046] 探子36具有呈一维或者二维阵列状地排列的多个元件、即超声波换能器。这些超 声波换能器在拍摄检查对象物(下面,称为被检体)的超声波图像时,分别根据从发送部14 供给的驱动信号来向被检体发送超声波束,并且,接收来自被检体的超声波回波而输出接 收信号。在本实施方式中,探子36的多个超声波换能器中的构成一组的预定数量的超声波 换能器分别产生一个超声波束的各分量,一组预定数量的超声波换能器产生向被检体发送 的一个超声波束。
[0047] 各超声波换能器由在压电体的两端形成有电极的元件、即振子构成,该压电体例 如由以PZT(锆钛酸铅)为代表的压电陶瓷、以PVDF(聚偏氟乙烯)为代表的高分子压电元 件、以PMN-PT(铌镁酸/铅钛酸固体溶液)为代表的压电单晶等构成。即,探子36能够称 为使多个振子作为多个超声波元件而呈一维或者二维阵列状地排列而成的振子阵列。
[0048] 当对这样的振子的电极施加脉冲状或者连续波状的电压时,压电体伸缩,从各个 振子产生脉冲状或者连续波状的超声波,通过合成这些超声波而形成超声波束。另外,各个 振子通过接收所传播的超声波而伸缩,产生电信号,这些电信号被作为超声波的接收信号 而输出。
[0049] 发送部14例如包括多个脉冲发生器,按照声速或者声速的分布,以使从探子36的 一组预定数量的超声波换能器(下面,称为超声波元件)发送的超声波束分量形成一个超 声波束的方式,调节各个驱动信号的延迟量并供给到构成组的多个超声波元件,上述声速 或者声速的分布是基于根据来自控制部30的控制信号所选择的发送延迟模式而设定的。
[0050] 接收部16根据来自控制部30的控制信号,通过探子36的各超声波元件,从被检 体接收通过超声波束与被检体之间的相互作用而产生的超声波回波,对接收信号、即每个 超声波元件的模拟元件信号进行放大并输出,将放大后的模拟元件信号供给到A/D转换部 18。
[0051] A/D转换部18与接收部16连接,将从接收部16供给的模拟元件信号转换成数字 元件数据。A/D转换部18将A/D转换后的数字元件数据供给到元件数据保持部20。
[0052] 元件数据保持部20依次存储从A/D转换部18输出的数字元件数据。另外,元件数 据保持部20将从控制部30输入的与帧率相关的信息(例如,表示超声波的反射位置的深 度、扫描线的密度以及视野宽度的参数)和上述的数字元件数据(下面,简称为元件数据) 建立关联而进彳丁存储。
[0053] 元件数据保持部20是对在根据来自控制部30的控制信号而在二维以上的位置坐 标上的对象区域中检查重合的至少两个以上的对象区域时根据对应该两个以上的对象区 域的每个对象区域由接收部16接收到的超声波回波而对应两个以上的对象区域的每个对 象区域所生成的两个以上的元件数据进行存储保持的部件,元件数据保持部20中存储保 持的元件数据是每个元件数据包括接收到超声波回波的各元件的每个接收时间的接收数 据的两个以上的元件数据。即,元件数据保持部20保持包括两个以上的元件数据的一部分 元件数据或者所有的第一元件数据。
[0054] 另外,元件数据处理部22设于声速校正部24内,根据控制部30的控制,对被检体 的检查对象区域内的预定的计算区域的计算坐标(预定区域内的采样点、观测点的集合), 使用该计算坐标的声速(下面,也称为环境声速)来进行多行处理,即,在接收时间上使时 间匹配而使由元件数据保持部20存储保持的对应两个以上的对象区域的每个对象区域所 生成的两个以上的元件数据(下面,称为未处理元件数据)叠合,来生成叠合处理后元件数 据(下面,称为已处理元件数据)。此外,在本发明中,计算坐标的声速或者环境声速是指, 从探子36的超声波元件发送的超声波束直到被检体的检查对象区域内的预定的计算坐标 为止的发送路径以及在计算坐标处反射的超声波回波直到返回到探子36的超声波元件为 止的接收路径中的平均声速、即探子36的超声波元件与计算坐标之间的平均声速。
[0055] 声速校正部24设于元件数据保持部20与图像生成部26的调相相加部38之间,在 内部具备进行多行处理的元件数据处理部22,基于控制部30的控制,对应被检体的检查对 象区域内的预定的计算区域的每个计算坐标,基于由元件数据处理部22进行多行处理后 的已处理数据,来求算由调相相加部38使用的收发的最佳的声速,求算被检体的检查对象 区域内的环境声速、进一步最适于被检体的检查对象区域的超声波图像的环境声速,并且, 得到由元件数据处理部22进行使用最佳的环境声速的多行处理后的已处理数据。
[0056] 此外,对于元件数据处理部22以及声速校正部24的详细内容,将在后面叙述。
[0057] 图像生成部26在控制部30的控制下,根据由元件数据处理部22生成并从声速校 正部24供给的已处理元件数据来生成声线信号(接收数据),并根据该声线信号来生成超 声波图像。
[0058] 图像生成部26具有调相相加部38、检波处理部40、DSC42、图像创建部44以及图 像存储器46。
[0059] 调相相加部38根据在控制部30中设定的接收方向,按照由声速校正部24求出的 最佳的环境声速或者其分布,对由元件数据处理部22生成的已处理元件数据施加各自的 延迟并进行相加,从而进行接收聚焦处理。通过该接收聚焦处理,生成超声波回波的焦点被 缩小的接收数据(声线信号)。此外,在声速校正部24中未求出最佳的环境声速或者其分 布的情况下,也可以从预先存储的多个接收延迟模式之中选择一个接收延迟模式,使用基 于所选择的接收延迟模式来设定的环境声速或者其分布。
[0060] 调相相加部38将接收数据供给到检波处理部40。
[0061] 检波处理部40对由调相相加部38生成的接收数据,根据超声波的反射位置的深 度而实施由距离引起的衰减的校正之后,实施包络线检波处理,从而生成作为与被检体内 的组织相关的断层图像信息的B型图像数据。
[0062] DSC(digital scan converter :数字扫描转换器)42将由检波处理部40生成的B 型图像数据转换(光栅转换)成按照通常的电视信号的扫描方式的图像数据。
[0063] 图像创建部44对从DSC42输入的B型图像数据实施灰度处理等各种需要的图像 处理来创建用于检查、显示的B型图像数据之后,为了显示而将所创建的检查用或者显示 用B型图像数据输出到显示控制部27,或者存储到图像存储器46中。
[0064] 图像存储器46临时存储由图像创建部44创建的检查用B型图像数据。图像存储 器46中存储的检查用B型图像数据根据需要,为了由显示部28显示而读出到显示控制部 27〇
[0065] 显示控制部27基于由图像创建部44实施了图像处理的检查用B型图像信号,来 使显示部28显示超声波图像。
[0066] 显示部28例如包括IXD等显示装置,在显示控制部27的控制下,显示超声波图 像。
[0067] 控制部30基于由操作者从操作部32输入的指令,来进行超声波检查装置10的各 部的控制。
[0068] 在此,在各种信息通过操作者经由操作部32而输入时和/或从存储部34读出时, 控制部30根据需要,将从操作部32输入和/或从存储部34读出的上述的各种信息供给到 发送部14、接收部16、元件数据保持部20、元件数据处理部22、声速校正部24、图像生成部 26以及显示控制部27等各部,其中,上述信息特别是算出由声速校正部24使用的最佳环境 声速所需的信息、由元件数据处理部22和图像生成部26的调相相加部38来与最佳环境声 速一起使用的延迟时间计算所需的信息以及元件数据处理部22中的元件数据处理所需的 信息。
[0069] 操作部32用于操作者进行输入操作,能够由键盘、鼠标、轨迹球、触摸面板等形 成。
[0070] 另外,操作部32具备用于操作者根据需要而对各种信息进行输入操作的输入装 置,上述信息特别是:用于上述延迟时间计算的与探头12的探子36的多个超声波元件、被 检体的检查对象区域、其计算区域(计算坐标Xl~Xend)、用于声速校正(最佳环境声速 确定)的声速探索范围(初始声速值Vst、最终声速值Vend、声速值变更幅度(声速间隔) Δν)、超声波束的焦点位置、探子36的发送开口和接收开口等相关的信息;及叠合元件数 据数量和叠合处理方法等与元件数据的多行处理相关的信息等。
[0071] 存储部34存储从操作部32输入的各种信息,能够使用硬盘、软盘、MO、MT、RAM、 CD-ROM、DVD-ROM等记录介质,上述信息特别是:上述的与探头12、计算区域、声速探索范 围、焦点位置、发送开口和接收开口等相关的信息;叠合元件数据数量和叠合处理方法等与 元件数据的多行处理相关的信息等;发送部14、接收部16、元件数据保持部20、元件数据处 理部22、声速校正部24、图像生成部26和显示控制部27等由控制部30控制的各部的处理、 动作所需的信息;及用于执行各部的处理、动作的动作程序、处理程序等。
[0072] 此外,元件数据处理部22、声速校正部24、图像生成部26的调相相加部38、检波处 理部40、DSC42和图像创建部44以及显示控制部27由CPU和用于使CPU进行各种处理的 动作程序构成,但也可以由数字电路来构成它们。
[0073] 接下来,说明图1所示的具备元件数据处理部22的声速校正部24。
[0074] 图2是按照处理流程来示出图1所示的本发明的超声波检查装置的包括声速校正 部的一例的详细情况在内的超声波检查装置的主要部分的框图。
[0075] 声速校正部24使将设定声速V推定为检查对象区域内的声速的预定声速范围整 个区域以预定声速值变更幅度(声速间隔)变化,例如在以人体等生物体为对象的情况下, 具体来说,从1400m/s到1650m/s或1700m/s,以lm/s~50m/s的预定间距(步长)、例如 以lOm/s的间距变化,基于检查对象区域内的图像的亮度值、锐度等画质指标(画质评价指 标)、声速的收敛程度等,来全面地求算最佳声速。
[0076] 这样的声速校正部24的声速校正方法例如能够使用日本特开2011-92686号公报 所公开的声速校正方法。此外,在该公报所公开的声速校正方法中,需要对应每个关注区域 而连接发送聚焦。然而,在本发明中,通过声速校正部24内的元件数据处理部22的叠合处 理部的叠合处理,得到在任何深度下都能够虚拟地连接发送聚焦的已处理元件数据,所以 不需要对应每个计算区域、关注区域而设定发送聚焦。因此,在本发明中,也可以按照该公 报所公开的声速校正方法,对应每个计算区域、关注区域而设定发送聚焦。
[0077] 在图2所示的实施方式中,声速校正部24具有计算区域设定部70、初始计算坐标 设定部72、最佳声速确定部23、最终计算坐标判定部88以及计算坐标更新部90,最佳声速 确定部23具有声速探索范围设定部74、初始声速值设定部76、调相相加部38a、检波处理部 40a、图像创建部44a、画质指标计算部78、最终声速值判定部80、声速值更新部82、最佳声 速判定部84以及声速设定部86。
[0078] 在声速校正部24中,如图2所示,使检查对象区域内的计算坐标Xl~Xend处的 设定声速V变化,在各个设定速度V下,基于设定速度V来对从元件数据保持部20供给的 未处理元件数据,使用由元件数据处理部22进行多行处理后的已处理元件数据,在调相相 加部38a中进行接收聚焦处理并进行调相相加,来生成声线信号,并根据该声线信号而在 图像创建部44a中形成超声波图像,算出在各个设定声速V下的检查对象区域内的超声波 图像的亮度值、锐度等画质指标。
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