專利名稱：使用造影劑的超聲成像診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲診斷裝置和使用造影劑的超聲診斷成像方法，用于獲得增強反差的影像。
背景技術(shù)：
本領(lǐng)域的技術(shù)人員十分明了，用于超聲診斷的、包括微泡的造影劑可能會被聲照射的超聲波損壞，并且聲照射的壓力越高，造影劑越容易損壞。造影劑對聲照射的響應(yīng)顯示出非線性的特征。所以，產(chǎn)生了一種二次諧波分量。使用這種二次諧波分量，能夠?qū)崿F(xiàn)使來自造影劑的回波分量(下文中稱為反差回波分量)成像。這種技術(shù)可以稱為二次諧波成像技術(shù)。


圖1是一個頻譜圖的實例，顯示了從某個物體收到信號的分量，這是依據(jù)本發(fā)明中的現(xiàn)有技術(shù)，將超聲波照射到該物體的結(jié)果。收到的信號包括反差回波分量、基頻回波分量和細(xì)胞組織諧波成像回波分量(下文中稱為THI回波分量)。在使用造影劑的檢查中，可能主要強調(diào)反差回波分量的成像，二次諧波成像技術(shù)通常需要提取的頻帶，其中心位于大約兩倍基頻f0的頻率處。
不過，除了反差回波分量之外，該頻帶也可能以較高的比例包括細(xì)胞組織中非線性傳播產(chǎn)生的THI回波分量以及基頻回波分量泄漏到二次諧波頻帶的泄漏分量。因此，反差回波分量可能埋沒在THI回波分量和基頻回波分量中。結(jié)果，可能會降低反差回波分量的可見度，并且可能難以有效地增強影像中的反差回波分量。

發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種使用造影劑的超聲成像診斷裝置，它包括一個發(fā)射/接收單元、一個加法處理器、一個濾波器和一個成像處理器。發(fā)射/接收單元配置為，以至少兩種傳導(dǎo)率在基頻f0向注入了造影劑的某個物體照射其極性交替反轉(zhuǎn)的超聲傳輸信號，并且根據(jù)來自該物體的超聲傳輸信號，接收超聲回波信號。加法處理器配置為，把發(fā)射/接收單元以至少兩種傳導(dǎo)率中第一種傳導(dǎo)率接收的超聲回波信號的第一分量和發(fā)射/接收單元以至少兩種傳導(dǎo)率中第二種傳導(dǎo)率接收的超聲回波信號的第二分量相加，并輸出相加的結(jié)果。濾波器配置為，對加法處理器輸出的結(jié)果，抑制至少以大約頻率2·f0為中心的第一頻帶，并輸出抑制的結(jié)果。成像處理器配置為，根據(jù)濾波器輸出的結(jié)果產(chǎn)生成像數(shù)據(jù)。
依據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種利用超聲診斷裝置中造影劑的成像方法，它包括以下步驟以至少兩種傳導(dǎo)率在基頻f0向注入了造影劑的某個物體照射其極性交替反轉(zhuǎn)的超聲傳輸信號；根據(jù)來自該物體的超聲傳輸信號，接收超聲回波信號；把接收步驟中以至少兩種傳導(dǎo)率中第一種傳導(dǎo)率接收的超聲回波信號的第一分量和接收步驟中以至少兩種傳導(dǎo)率中第二種傳導(dǎo)率接收的超聲回波信號的第二分量相加，并輸出相加的結(jié)果；對加法步驟輸出的結(jié)果，抑制至少以大約頻率2·f0為中心的第一頻帶，并輸出抑制的結(jié)果；根據(jù)抑制步驟輸出的結(jié)果產(chǎn)生成像數(shù)據(jù)。
依據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種使用造影劑的超聲成像診斷裝置，它包括一個發(fā)射/接收單元、一個減法處理器、一個濾波器和一個成像處理器。發(fā)射/接收單元配置為，以至少兩種傳導(dǎo)率在基頻f0向注入了造影劑的某個物體照射其極性相同的超聲傳輸信號，并且根據(jù)來自該物體的超聲傳輸信號，接收超聲回波信號。減法處理器配置為，從發(fā)射/接收單元以至少兩種傳導(dǎo)率中第二種傳導(dǎo)率接收的超聲回波信號的第二分量減去發(fā)射/接收單元以至少兩種傳導(dǎo)率中第一種傳導(dǎo)率接收的超聲回波信號的第一分量，并輸出相減的結(jié)果。濾波器配置為，對減法處理器輸出的結(jié)果，抑制以大約頻率n·f0為中心的某個頻帶，其中n為某個正整數(shù)，并輸出抑制的結(jié)果。成像處理器配置為，根據(jù)濾波器輸出的結(jié)果產(chǎn)生成像數(shù)據(jù)。
依據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種利用超聲診斷裝置中造影劑的成像方法，它包括以下步驟以至少兩種傳導(dǎo)率在基頻f0向注入了造影劑的某個物體照射其極性相同的超聲傳輸信號；根據(jù)來自該物體的超聲傳輸信號，接收超聲回波信號；從接收步驟中以至少兩種傳導(dǎo)率中第二種傳導(dǎo)率接收的超聲回波信號的第二分量減去接收步驟中以至少兩種傳導(dǎo)率中第一種傳導(dǎo)率接收的超聲回波信號的第一分量，并輸出相減的結(jié)果；對減法步驟輸出的結(jié)果，抑制以大約頻率n·f0為中心的某個頻帶，其中n為某個正整數(shù)，并輸出抑制的結(jié)果；根據(jù)抑制步驟輸出的結(jié)果產(chǎn)生成像數(shù)據(jù)。
依據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種使用造影劑的超聲成像診斷裝置，它包括一個發(fā)射/接收單元、一個移動目標(biāo)指示處理器、一個濾波器和一個成像處理器。發(fā)射/接收單元配置為，以基頻f0向注入了造影劑的某個物體照射超聲傳輸信號，并且根據(jù)來自該物體的超聲傳輸信號，接收超聲回波信號。移動目標(biāo)指示處理器配置為，根據(jù)發(fā)射/接收單元收到的、來自物體移動目標(biāo)的傳輸信號，提取超聲回波信號的分量，并輸出提取的結(jié)果。濾波器配置為，對移動目標(biāo)指示處理器輸出的結(jié)果，抑制以大約頻率n·f0為中心的某個頻帶，其中n為某個正整數(shù)，并輸出抑制的結(jié)果。成像處理器配置為，根據(jù)濾波器輸出的結(jié)果產(chǎn)生成像數(shù)據(jù)。
依據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了一種利用超聲診斷裝置中造影劑的成像方法，它包括以下步驟以基頻f0向注入了造影劑的某個物體照射超聲傳輸信號；根據(jù)來自該物體的超聲傳輸信號，接收超聲回波信號；根據(jù)接收步驟中收到的、來自物體移動目標(biāo)的傳輸信號，提取超聲回波信號的分量，并輸出提取的結(jié)果；對提取步驟輸出的結(jié)果，抑制以大約頻率n·f0為中心的某個頻帶，其中n為某個正整數(shù)，并輸出抑制的結(jié)果；根據(jù)抑制步驟輸出的結(jié)果產(chǎn)生成像數(shù)據(jù)。
依據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供了一種使用造影劑的超聲成像診斷裝置，它包括一個發(fā)射/接收單元、一個縮減處理器、一個濾波器和一個成像處理器。發(fā)射/接收單元配置為，以基頻f0向注入了造影劑的某個物體照射超聲傳輸信號，并且根據(jù)來自該物體的超聲傳輸信號，接收超聲回波信號。縮減處理器配置為，至少縮減發(fā)射/接收單元收到的超聲回波信號中的基頻回波分量，并輸出縮減的結(jié)果。濾波器配置為，對縮減處理器輸出的結(jié)果，抑制以大約頻率n·f0為中心的某個頻帶，其中n為某個正整數(shù)，并輸出抑制的結(jié)果。成像處理器配置為，根據(jù)濾波器輸出的結(jié)果產(chǎn)生成像數(shù)據(jù)。
附圖簡要說明連同附圖參考以下精心準(zhǔn)備的詳細(xì)說明，將易于獲得對本發(fā)明之若干實施例及其附帶優(yōu)點更完全的評價，其中圖1是一個頻譜圖的實例，顯示了依據(jù)本發(fā)明中的現(xiàn)有技術(shù)接收的信號分量；圖2是一個框圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明之若干實施例的超聲診斷裝置；圖3(a)是一個實例，顯示了能率比調(diào)制法調(diào)制的傳輸信號，依據(jù)本發(fā)明的第一個實施例；圖3(b)是一個實例，顯示了圖3(a)中傳輸信號的頻譜，依據(jù)本發(fā)明的第一個實施例；圖4(a)是簡化譜圖的一個實例，顯示了以正極性的傳導(dǎo)率發(fā)送傳輸信號時，接收信號的分量，依據(jù)本發(fā)明的第一個實施例；圖4(b)是簡化譜圖的一個實例，顯示了以負(fù)極性的傳導(dǎo)率發(fā)送傳輸信號時，接收信號的分量，依據(jù)本發(fā)明的第一個實施例；圖5是一個框圖，顯示了用于相位反轉(zhuǎn)技術(shù)的一個提取單元，依據(jù)本發(fā)明的第一個實施例；
圖6是一個頻譜圖的實例，顯示了要用第一種濾波器特征進(jìn)行濾波的接收信號分量，依據(jù)本發(fā)明的第一個實施例；圖7是一個頻譜圖的實例，顯示了要用第二種濾波器特征進(jìn)行濾波的接收信號分量，依據(jù)本發(fā)明的第一個實施例；圖8是一個頻譜圖的實例，顯示了要用第二種濾波器特征進(jìn)行濾波的接收信號分量，依據(jù)本發(fā)明的第一個實施例；圖9(a)是簡化譜圖的一個實例，顯示了以正極性的第一傳導(dǎo)率發(fā)送傳輸信號時，接收信號的分量，依據(jù)本發(fā)明的第二個實施例；圖9(b)是簡化譜圖的一個實例，顯示了以正極性的第二傳導(dǎo)率發(fā)送傳輸信號時，接收信號的分量，依據(jù)本發(fā)明的第二個實施例；圖10是一個框圖，顯示了用于相減技術(shù)的一個提取單元，依據(jù)本發(fā)明的第二個實施例；圖11是一個頻譜圖的實例，顯示了要用第二種濾波器特征進(jìn)行濾波的接收信號分量，依據(jù)本發(fā)明的第二個實施例；圖12是一個頻譜圖的實例，顯示了要用第三種濾波器特征進(jìn)行濾波的接收信號分量，依據(jù)本發(fā)明的第二個實施例；圖13是一個框圖，顯示了用于多普勒技術(shù)的一個提取單元，依據(jù)本發(fā)明的第三個實施例；圖14(a)是簡化譜圖的一個實例，顯示了接收信號的分量，依據(jù)本發(fā)明的第三個實施例；圖14(b)是簡化譜圖的一個實例，顯示了以MTI(移動目標(biāo)指示器)濾波器對傳輸信號進(jìn)行濾波時，接收信號的分量，依據(jù)本發(fā)明的第三個實施例；圖15(a)是第一個實例，顯示了一種影像顯示圖，依據(jù)本發(fā)明的若干實施例；圖15(b)是第二個實例，顯示了一種影像顯示圖，依據(jù)本發(fā)明的若干實施例；以及圖15(c)是第三個實例，顯示了一種影像顯示圖，依據(jù)本發(fā)明的若干實施例。
具體實施例方式
本發(fā)明的實施例就參考附圖進(jìn)行介紹。本發(fā)明的實施例是用于使用造影劑的檢查。在這樣的檢查中，造影劑注入檢查對象——比如病人——的血液中。造影劑可能包括微泡作為主要成分。作為造影劑，最好使用那些能夠在相對較寬的頻帶上產(chǎn)生反差回波信號的產(chǎn)品。造影劑的某些實例為Schering公司的Levovist’、BRACO公司的Sonoview’和NYCOMRD公司的Sonazoid’。在本發(fā)明的若干實施例中，可能利用一種B模式系統(tǒng)處理技術(shù)來進(jìn)行成像處理。
圖2是一個框圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明之若干實施例的超聲診斷裝置。該超聲診斷裝置包括超聲探測器11、主體12和監(jiān)視器13。超聲探測器11包括多個振蕩元件，比如在電信號和聲信號之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換元件。這些振蕩元件以一維或二維排列，典型情況下具有壓電效應(yīng)。超聲探測器11可以通過一個或多個連接器(未顯示)連接到主體12。
主體12可能包括主機(jī)CPU(中央處理器)14、脈沖發(fā)生器/前置放大器單元15、接收延遲電路16、提取造影劑回波信號的提取單元17、顯示單元18和解調(diào)單元19。在實際的條件下，一個或多個相鄰的振蕩元件可以形成一個信道。不過，本文中講解實施例時使用的實例是單一的振蕩元件對應(yīng)于一個信道。脈沖發(fā)生器/前置放大器單元15將相對窄頻帶(例如大約500kHz或者大約600kHz)的、以大約基頻f0(例如頻帶大約為500kHz時大約為1.8MHz，頻帶大約為600kHz時大約為2.0MHz)為中心的傳輸信號(電壓脈沖)施加到超聲探測器11的每個振蕩元件上。振蕩元件將其電振蕩轉(zhuǎn)換為機(jī)械振蕩。所以，能夠從振蕩元件產(chǎn)生以大約基頻f0為中心的超聲波。脈沖發(fā)生器/前置放大器單元15在信道之間產(chǎn)生相對于施加傳輸信號計時的一種時間差異。設(shè)置這種時間差異(延遲時間)是為了使多個振蕩元件產(chǎn)生的超聲波聚焦，也是為了使聚焦的超聲波發(fā)生偏轉(zhuǎn)。通過改變延遲時間，就能夠按照需要變換聚焦超聲波的焦距和偏轉(zhuǎn)角(傳輸方向)。
發(fā)射的超聲波返回到超聲探測器11，被它收集作為回波信號，并在每個振蕩元件中轉(zhuǎn)換為電信號?；夭ㄐ盘柨赡馨ɑl回波分量、THI回波分量和反差回波分量?；l回波分量可能主要源自照射到細(xì)胞組織邊界之基頻波的散射結(jié)果。THI回波分量可能源自基頻波在細(xì)胞組織中的非線性傳播。反差回波分量可能源自注入檢查對象血液中的造影劑。造影劑可能主要包括微泡。
振蕩元件轉(zhuǎn)換的電信號通過脈沖發(fā)生器/前置放大器單元15和接收延遲電路16傳送到解調(diào)單元19。在解調(diào)單元19中，對電信號進(jìn)行正交解調(diào)。解調(diào)后的信號傳送到提取單元17。另外，也可以在提取單元17中的處理之后進(jìn)行解調(diào)單元19中的處理。
接收延遲電路16對來自脈沖發(fā)生器/前置放大器單元15的電信號執(zhí)行波束形成(相位調(diào)整以及求和處理)，并且對形成的超聲波束控制焦距和偏轉(zhuǎn)角。接收延遲電路可能包括多組電路，以便同時并行地接收電信號并產(chǎn)生多個波束。接收延遲電路16中接收的電信號可以利用一種適于以上的信號處理的采樣頻率進(jìn)行采樣，并可以轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。根據(jù)數(shù)字信號形成波束。
解調(diào)單元19執(zhí)行正交解調(diào)時，是將接收延遲電路16接收的信號乘以參考頻率的信號，參考頻率的相位與接收信號的相位具有90度的差異。所以，解調(diào)單元19獲得了I信號和Q信號作為正交解調(diào)的結(jié)果。參考頻率一般可以設(shè)置為以包括超聲影像的某個頻帶為中心的一個頻率。
提取單元17提取某個頻帶的頻率分量，使用以I信號和Q信號表示的接收信號，與接收信號中基頻回波分量和THI回波分量相比，該頻帶中反差回波分量是占優(yōu)勢的。在顯示單元18中，根據(jù)提取單元17中提取的頻率分量，準(zhǔn)備超聲診斷影像數(shù)據(jù)。
依據(jù)本發(fā)明的若干實施例，提取反差回波分量占優(yōu)勢的某個頻帶的頻率分量，可能是一種特性。它可以用于改善反差回波分量的可見度，并且有效地增強反差回波分量，使它不至于被基頻回波分量和THI回波分量埋沒。下面還將詳細(xì)介紹這種特性。依據(jù)本發(fā)明的若干實施例，為了提取反差回波分量占優(yōu)勢的某個頻帶的頻率分量，提供了三種處理。這三種處理中的每一種，在主機(jī)CPU的控制下，都可以切換到它們中的另一種，以響應(yīng)操作員的指示。
(第一個實施例)[相位反轉(zhuǎn)技術(shù)]將要照射到檢查對象上的傳輸信號，可能是以基頻f0為中心相對較窄的頻帶中分布的頻率信號。該傳輸信號也可能是沒有實質(zhì)傳輸泄漏的信號(即該信號中不包括許多非基頻分量的頻率分量)。為了獲得這種傳輸信號，由線性放大器驅(qū)動傳輸信號，并且產(chǎn)生被驅(qū)動的傳輸信號，可能是一個優(yōu)越的實例。另一個實例可能是使用能率比調(diào)制技術(shù)，即使是在脈沖發(fā)生器/前置放大器單元15中使用常規(guī)的開關(guān)脈沖發(fā)生器。
圖3(a)是一個實例，顯示了時間上帶有六個爆炸波的能率比調(diào)制法調(diào)制的傳輸信號，依據(jù)本發(fā)明的第一個實施例。圖3(b)是一個實例，顯示了圖3(a)中傳輸信號的頻譜，依據(jù)本發(fā)明的第一個實施例?？紤]窄頻帶中的傳輸，爆炸波的數(shù)目可能在4到8之間分布。在本發(fā)明的第一個實施例中，采取六個爆炸波作為實例。當(dāng)超聲波在這樣一種相對較窄的頻帶中發(fā)射而沒有實質(zhì)的傳輸泄漏時，在超聲回波信號中既包括基頻回波分量，又包括THI回波分量，它們可以相互重疊不多。所以，當(dāng)注入了造影劑之后，在既產(chǎn)生了基頻回波分量，又產(chǎn)生了THI回波分量的情況下，有可能在它們之間很好地提取某個頻率分量。
在相位反轉(zhuǎn)技術(shù)中，能夠以至少兩種傳導(dǎo)率產(chǎn)生頻帶有限的傳輸信號。另外，在每種傳導(dǎo)率中傳輸信號的極性相互反轉(zhuǎn)(相互有180度的相位差)?；l回波分量可以在傳輸信號的相同極性中產(chǎn)生。THI回波分量可以在正極性中產(chǎn)生，而不論傳輸信號的極性。這是因為在非線性現(xiàn)象中，THI回波分量可以近似為基頻回波分量的平方值，這一點可能眾所周知。當(dāng)基頻回波分量表示為‘a(chǎn)(t)sinωt’時，其非線性特征可能近似為(‘a(chǎn)(t)sinωt)2’。所以，THI回波分量在正極性中顯現(xiàn)，不論傳輸信號是在正極性中還是在負(fù)極性中。與之相反，基頻回波分量既在正極性中顯現(xiàn)，又在負(fù)極性中顯現(xiàn)，跟隨傳輸信號的極性。圖4(a)是簡化譜圖的一個實例，顯示了以正極性的傳導(dǎo)率發(fā)送傳輸信號時，接收信號的分量，依據(jù)本發(fā)明的第一個實施例。另外，圖4(b)也是簡化譜圖的一個實例，顯示了以負(fù)極性的傳導(dǎo)率發(fā)送傳輸信號時，接收信號的分量，依據(jù)本發(fā)明的第一個實施例。按照正極性的傳導(dǎo)率(第一種傳導(dǎo)率)和負(fù)極性的傳導(dǎo)率(第二種傳導(dǎo)率)兩種情況，反差回波分量和THI回波分量都是在正極性中顯現(xiàn)。與之相反，按照正極性的傳導(dǎo)率(第一種傳導(dǎo)率)，基頻回波分量在正極性中顯現(xiàn)，而按照負(fù)極性的傳導(dǎo)率(第二種傳導(dǎo)率)，又在負(fù)極性中顯現(xiàn)。
圖5是一個框圖，顯示了用于相位反轉(zhuǎn)技術(shù)的提取單元17，依據(jù)本發(fā)明的第一個實施例。正如上面的解釋，按照第一種傳導(dǎo)率，基頻回波分量在接收信號中的正極性中顯現(xiàn)，按照第二種傳導(dǎo)率，在接收信號中的負(fù)極性中顯現(xiàn)。所以，在加法電路21中把第一種傳導(dǎo)率中傳輸信號造成的收到信號中的回波分量與第二種傳導(dǎo)率中傳輸信號造成的收到信號中的回波分量相加，在理論上就能消除基頻回波分量，反差回波分量和THI回波分量可以保留在接收信號中。
圖6是一個頻譜圖的實例，顯示了從加法電路21獲得的接收信號分量，依據(jù)本發(fā)明的第一個實施例。如上所述，按照理論，能夠消除基頻回波分量。不過實際上，由于細(xì)胞組織的移動，一部分基頻回波分量可能會保留在相加的信號中。當(dāng)然，與圖1所示的同樣分量，保留的基頻回波分量可能是小得多了。
從加法電路21輸出的相加信號，可以提供給圖5中的回波濾波器22?；夭V波器22可能在主機(jī)CPU的控制之下。響應(yīng)操作員的指示，主機(jī)CPU發(fā)出的濾波器特征控制信號，可以改變回波濾波器22的濾波器特征。例如實際上，對于超聲診斷裝置的每種成像模式，都可以預(yù)先確定和設(shè)置濾波器的系數(shù)，響應(yīng)操作員對成像模式的選擇，對于回波濾波器22，能夠確定對應(yīng)于選定模式的濾波器系數(shù)。在本發(fā)明的第一個實施例中，將講解三種示范的濾波器特征。如圖6所示，回波濾波器22的第一種濾波器特征是用于抑制以大約2·f0為中心的頻帶，兩倍于基頻f0。這種以大約2·f0為中心的頻帶——其中THI回波分量占優(yōu)勢——可以稱為THI頻帶。在低于THI頻帶的某個頻帶和高于THI頻帶的某個頻帶中，接收信號中所有分量都能保留，而不受到回波濾波器22的抑制。
必須注意，在正交解調(diào)處理之后，接收信號可能是按參考頻率位移后的頻率信號。所以實際上，在正交解調(diào)處理之后對于接收信號使用回波濾波器22時，可能需要準(zhǔn)備按照正交解調(diào)處理之后的接收信號頻率特征調(diào)整的濾波器特征。為了更易于講解，按照正交解調(diào)處理之前的接收信號頻率特征來講解本發(fā)明的實施例。
上述第一種濾波器特征，主要是在腹部檢查中有優(yōu)越之處。這是因為與其它器官相比，腹部通常移動較少，所以在濾波后的信號中，可能僅僅保留著不多的基頻回波分量。
如上所述，回波濾波器22利用第一種濾波器特征，抑制接收信號的THI頻帶。在濾波后的信號中，反差回波分量可能占優(yōu)勢。所以，當(dāng)根據(jù)這種濾波后的信號準(zhǔn)備影像數(shù)據(jù)時，就可能改善反差回波分量的可見度，并且有效地增強反差回波分量，使它不至于被基頻回波分量和THI回波分量埋沒。
與腹部相比，循環(huán)器官通常移動得相對較寬。在這樣一種移動的情況下，帶有第一種濾波器特征的回波濾波器22，或許不能消除或者說有效地降低基頻回波分量，結(jié)果使濾波后的信號中呈現(xiàn)出相當(dāng)多的殘留基頻回波分量。所以在這種情況下，可以對回波濾波器22應(yīng)用第二種濾波器特征。
圖7是一個頻譜圖的實例，顯示了利用第二種濾波器特征濾波時，從加法電路21獲得的接收信號分量，依據(jù)本發(fā)明的第一個實施例。如圖7所示，回波濾波器22的第二種濾波器特征，是用于抑制以大約2·f0為中心的THI頻帶和以大約f0為中心的頻帶，后者可以稱為基頻帶。在THI頻帶和基頻帶之間以大約頻率1.5·f0為中心的頻帶#1中，接收信號的所有分量都能夠保留而不受到回波濾波器22的抑制。另外，在低于基頻帶的頻帶#2中，接收信號的所有分量也都能夠保留而不受到回波濾波器22的抑制。再有，在高于THI頻帶的頻帶#3中，接收信號的所有分量也都能夠保留而不受到回波濾波器22的抑制。
在這種條件下，回波濾波器22利用第二種濾波器特征，抑制接收信號的THI頻帶和基頻帶。在濾波后的信號中，反差回波分量可能更占優(yōu)勢。所以，即使是在循環(huán)器官的檢查中，根據(jù)這種濾波后的信號準(zhǔn)備成像數(shù)據(jù)時，就可能改善反差回波分量的可見度，并且有效地增強反差回波分量，使它不至于被基頻回波分量和THI回波分量埋沒。
按照第二種濾波器特征，接收信號保留在離散的頻帶#1、#2和#3中。在#1、#2和#3三個頻帶之中，反差回波分量可能在THI頻帶和基頻帶之間的頻帶#1中最占優(yōu)勢。在某些情況下，最好可能僅僅使頻帶#1中的接收信號可視化，而不包括頻帶#2和#3。在這種情況下，對回波濾波器22可以應(yīng)用第三種濾波器特征。
一般說來，從濾波器設(shè)計和濾波器設(shè)置方便的觀點來考慮，使單一頻帶中的成像信號可視化是切合實際的。參考圖8作為其實例，將講解使頻帶#1中的接收信號可視化。圖8是一個頻譜圖的實例，顯示了利用第三種濾波器特征濾波時，從加法電路21獲得的接收信號分量，依據(jù)本發(fā)明的第一個實施例。如圖8所示，回波濾波器22的第三種濾波器特征，是用于抑制THI頻帶、基頻帶以及頻帶#2和#3。僅僅在頻帶#1中，接收信號的所有分量都能夠保留而不受到回波濾波器22的抑制。
在這種條件下，回波濾波器22利用第三種濾波器特征，抑制接收信號的THI頻帶、基頻帶以及頻帶#2和#3。濾波后的信號包括高于頻帶#2的頻率，所以具有更高的橫向分辨率。濾波后的信號還包括低于頻帶#3的頻率，所以具有更好的穿透性。因此，根據(jù)這種濾波后的信號準(zhǔn)備成像數(shù)據(jù)時，就可能改善反差回波分量的可見度，并且有效地增強反差回波分量，使它不至于被基頻回波分量和THI回波分量埋沒。
(第二個實施例)[相減技術(shù)]
類似于相位反轉(zhuǎn)技術(shù)，照射到檢查對象的傳輸信號，可能是以基頻f0為中心的、相對較窄的頻帶中分布的頻率信號。為了獲得這種傳輸信號，能率比調(diào)制技術(shù)——例如，它能夠以線性放大器驅(qū)動或者轉(zhuǎn)換脈沖發(fā)生器來實現(xiàn)——可能具有優(yōu)越性。
同樣類似于相位反轉(zhuǎn)技術(shù)，在相減技術(shù)中，其頻帶有限的傳輸信號能夠以至少兩種傳導(dǎo)率產(chǎn)生。不過與相位反轉(zhuǎn)技術(shù)不同，在每種傳導(dǎo)率中傳輸信號的極性相互相同。圖9(a)是簡化譜圖的一個實例，顯示了以正極性的第一傳導(dǎo)率發(fā)送傳輸信號時，接收信號的分量，依據(jù)本發(fā)明的第二個實施例。另外，圖9(b)是簡化譜圖的一個實例，顯示了以正極性的第二傳導(dǎo)率發(fā)送傳輸信號時，接收信號的分量，依據(jù)本發(fā)明的第二個實施例。所以，如圖9(a)和圖9(b)所示，在每種傳導(dǎo)率中，基頻回波分量、THI回波分量和反差回波分量，都可以在相同的傳輸信號極性(即正極性)中顯現(xiàn)。
圖10是一個框圖，顯示了用于相減技術(shù)的提取單元17，依據(jù)本發(fā)明的第二個實施例。正如上面的講解，基頻回波分量、THI回波分量和反差回波分量，都顯現(xiàn)在按照第一種和第二種傳導(dǎo)率接收的信號的正極性中?；l回波分量和THI回波分量可能是從照射了傳輸信號的細(xì)胞組織處得到。這兩種分量都可能被每種傳導(dǎo)率之間的時間差異所改變，符合檢查對象身體的移動。反差回波分量可能是從造影劑得到。由于造影劑隨著血流移動，每種傳導(dǎo)率之間的信號差異可能大于基頻回波分量的差異和THI回波分量的差異。
所以，在減法電路25中，將以第一種傳導(dǎo)率傳輸信號時接收信號的回波分量與以第二種傳導(dǎo)率傳輸信號時接收信號的回波分量之間相減，基頻回波分量和THI回波分量能夠大幅度減少(盡管有某些殘留)。殘留的基頻回波分量和THI回波分量可能比殘留的反差回波分量要少。所以，(殘留的)反差回波分量能夠相對增強。
圖11是一個頻譜圖的實例，顯示了從減法電路25獲得的接收信號分量，依據(jù)本發(fā)明的第二個實施例。
從減法電路25輸出的相減信號，可以提供給圖10中的回波濾波器26。回波濾波器26可能在主機(jī)CPU的控制之下。響應(yīng)操作員的指示，主機(jī)CPU發(fā)出的濾波器特征控制信號，可以改變回波濾波器26的濾波器特征。例如實際上，對于超聲診斷裝置的每種成像模式，都可以預(yù)先確定和設(shè)置濾波器的系數(shù)，響應(yīng)操作員對成像模式的選擇，對于回波濾波器26，能夠確定對應(yīng)于選定模式的濾波器系數(shù)。在本發(fā)明的第二個實施例中，將講解兩種示范的濾波器特征。這兩種示范的濾波器特征對應(yīng)于本發(fā)明第一個實施例中的第二種濾波器特征和第三種濾波器特征——它們已經(jīng)介紹過了。
如圖11所示，當(dāng)?shù)诙N濾波器特征應(yīng)用于回波濾波器26時，回波濾波器26的第二種濾波器特征是用于抑制以大約2·f0為中心的THI頻帶，以及以大約f0為中心的基頻帶。在THI頻帶和基頻帶之間的頻帶#1中，接收信號的所有分量都能夠保留而不受到回波濾波器26的抑制。另外，在低于基頻帶的頻帶#2中，接收信號的所有分量也都能夠保留而不受到回波濾波器26的抑制。再有，在高于THI頻帶的頻帶#3中，接收信號的所有分量也都能夠保留而不受到回波濾波器26的抑制。
另外，圖12是一個頻譜圖的實例，顯示了利用第三種濾波器特征濾波時，從減法電路25獲得的接收信號分量，依據(jù)本發(fā)明的第二個實施例。如圖12所示，回波濾波器26的第三種濾波器特征，是用于抑制THI頻帶、基頻帶以及頻帶#2和#3。僅僅在頻帶#1中，接收信號的所有分量都能夠保留而不受到回波濾波器26的抑制。
所以，按照檢查對象的檢查部位，選擇性地使用第二種濾波器特征和第三種濾波器特征，利用選定的濾波器特征濾波后，根據(jù)這種接收信號準(zhǔn)備成像數(shù)據(jù)時，就可能改善反差回波分量的可見度，并且有效地增強反差回波分量，使它不至于被基頻回波分量和THI回波分量埋沒。
(第三個實施例)[多普勒技術(shù)]圖13一個框圖，顯示了用于多普勒技術(shù)的一個提取單元17，依據(jù)本發(fā)明的第三個實施例。在消除和減少基頻回波分量和THI回波分量方面，多普勒技術(shù)的能力比相位反轉(zhuǎn)技術(shù)和相減技術(shù)更強。多普勒技術(shù)可能在冠狀動脈的檢查中尤其有效。
類似于相位反轉(zhuǎn)技術(shù)，照射到檢查對象的傳輸信號，可能是以基頻f0為中心的、相對較窄的頻帶中分布的頻率信號。為了獲得這種傳輸信號，能率比調(diào)制技術(shù)——例如，它能夠以線性放大器驅(qū)動或者轉(zhuǎn)換脈沖發(fā)生器來實現(xiàn)——可能具有優(yōu)越性。同樣類似于相位反轉(zhuǎn)技術(shù)，在多普勒技術(shù)中，其頻帶有限的傳輸信號能夠以至少兩種傳導(dǎo)率產(chǎn)生。在每種傳導(dǎo)率中傳輸信號的極性可能相互相同。另外，傳輸信號也可能既包括正極性，也包括負(fù)極性，每一種極性都取決于傳導(dǎo)率中的每一種。再者，發(fā)射傳輸信號可能以四種傳導(dǎo)率或者其整數(shù)倍數(shù)目的傳導(dǎo)率。
圖14(a)是簡化譜圖的一個實例，顯示了接收信號的分量，依據(jù)本發(fā)明的第三個實施例。另外，圖14(b)是簡化譜圖的一個實例，顯示了以MTI(移動目標(biāo)指示器)濾波器對傳輸信號進(jìn)行濾波時，接收信號的分量，依據(jù)本發(fā)明的第三個實施例。
在每種傳導(dǎo)率中以相同的極性(以單一極性)發(fā)射傳輸信號時，大部分反差回波分量能夠由MTI濾波器28提取，因為造影劑隨著血流移動。與之相反，基頻回波分量和THI回波分量的主要部分能夠被MTI濾波器28消除或抑制——盡管可能會有少量殘留——因為在各傳導(dǎo)率之間，這兩種分量都被時間差異改變，以符合檢查對象身體的移動。
另外，在各傳導(dǎo)率之間，以初始極性及其相位反轉(zhuǎn)極性(以正極性和負(fù)極性)發(fā)射傳輸信號時，大部分反差回波分量能夠由MTI濾波器28提取，因為造影劑隨著血流移動。與之相反，基頻回波分量和THI回波分量的主要部分能夠被MTI濾波器28消除或抑制——盡管可能會有少量殘留——因為在各傳導(dǎo)率之間，這兩種分量都被時間差異改變，以符合檢查對象身體的移動。
從MTI濾波器28輸出的濾波后信號，可以提供給圖13中的回波濾波器29?；夭V波器29可能在主機(jī)CPU的控制之下。響應(yīng)操作員的指示，主機(jī)CPU發(fā)出的濾波器特征控制信號，可以改變回波濾波器29的濾波器特征。例如實際上，對于超聲診斷裝置的每種成像模式，都可以預(yù)先確定和設(shè)置濾波器的系數(shù)，響應(yīng)操作員對成像模式的選擇，對于回波濾波器29，能夠確定對應(yīng)于選定模式的濾波器系數(shù)。在本發(fā)明的第三個實施例中，可能有三種示范的濾波器特征，比如第一種濾波器特征、第二種濾波器特征和第三種濾波器特征，類似于本發(fā)明的第一個實施例。
所以，按照檢查對象的檢查部位，選擇性地使用三種濾波器特征，利用選定的濾波器特征濾波后，根據(jù)這種接收信號準(zhǔn)備成像數(shù)據(jù)時，就可能改善反差回波分量的可見度，并且有效地增強反差回波分量，使它不至于被基頻回波分量和THI回波分量埋沒。
此外，可能以四種傳導(dǎo)率或者其整數(shù)倍數(shù)目的傳導(dǎo)率——相互有90度的差異——發(fā)射傳輸信號時，對這些傳導(dǎo)率的分量增加處理，基頻回波分量和THI回波分量都可能消除或減少。
下一步，參考圖15(a)至圖15(c)，介紹影像顯示圖。圖15(a)至圖15(c)為顯示影像的顯示實例，這些影像包括增強反差的影像，依據(jù)本發(fā)明的第一個至第三個實施例中的技術(shù)之一。
顯示單元18依據(jù)本發(fā)明的第一個至第三個實施例中的技術(shù)之一提取的或增強的反差回波分量，準(zhǔn)備影像數(shù)據(jù)(增強反差的影像數(shù)據(jù))。另外，在顯示單元18中，準(zhǔn)備的影像數(shù)據(jù)可能是灰度級別的影像數(shù)據(jù)或者彩色的影像數(shù)據(jù)，在顯示單元18中存放著查找表。形成的影像數(shù)據(jù)(增強反差的影像數(shù)據(jù))能夠顯示在監(jiān)視器13上，如圖15(a)所示。這是一個在監(jiān)視器13上僅僅顯示增強反差影像的實例。
此外，另一個實例可能是在監(jiān)視器13上并排顯示彩色增強反差影像和另一幅灰度級別影像，如圖15(b)所示。獲得彩色增強反差影像的方式，可能與圖15(a)的介紹相同。與增強反差影像一起顯示的另一幅影像，可能是以下列示范方式獲得的。可以采用獲得增強反差影像所用的接收信號。另外，也可以采用不同于增強反差影像所用的傳導(dǎo)率的接收信號。利用這種接收信號，至少可以提取基頻帶分量和THI頻帶分量之中的一種。顯示單元18可以根據(jù)提取的分量，準(zhǔn)備影像數(shù)據(jù)(即上述的與增強反差影像一起顯示的另一幅影像)。這另一幅影像可能是基頻影像、THI影像或者是包括基頻帶分量和THI頻帶分量的基頻和THI影像。
再者，如圖15(c)所示，獲得方式與上面類似的增強反差影像和獲得方式與上面類似的另一幅影像，可能在監(jiān)視器13上顯示為一幅合成的影像。增強反差影像部分可以由彩色或灰度顯示。另一幅影像部分可以由灰度顯示。
按照圖6、圖7、圖11和圖14(b)中顯示的實例，由于濾波后的信號包括基頻帶和頻帶#1至#3中的至少兩個頻帶，在每種情況下，它都可能改善接收信號的信號強度。
上面介紹的本發(fā)明的實施例僅僅是為了使本發(fā)明易于理解而介紹的實例，而不是介紹來限制本發(fā)明。因此，本發(fā)明實施例中公開的每個分量和元件，在本發(fā)明的范疇之內(nèi)，都可以重新設(shè)計或者修改為其等效者。不僅如此，這種分量和元件的任何可能的組合，只要獲得的優(yōu)點類似于依據(jù)本發(fā)明實施例以上公開的材料獲得的優(yōu)點，都可能包括在本發(fā)明的范疇中。
權(quán)利要求
1.一種使用造影劑的超聲成像診斷裝置，包括一個收發(fā)信機(jī)單元，用于以至少兩種傳導(dǎo)率通過在基頻f0傳輸?shù)钠錁O性交替反轉(zhuǎn)的超聲傳輸信號向注入了造影劑的某個物體照射，并且根據(jù)超聲傳輸信號，從該物體接收超聲回波信號；一個加法處理器，用于把超聲回波信號的第一分量和第二分量相加，其中第一分量是收發(fā)信機(jī)單元以至少兩種傳導(dǎo)率中第一種傳導(dǎo)率接收的，第二分量是收發(fā)信機(jī)單元以至少兩種傳導(dǎo)率中第二種傳導(dǎo)率接收的；一個濾波器，用于抑制至少以大約頻率2·f0為中心的加法結(jié)果的第一頻帶；以及一個成像處理器，用于根據(jù)抑制結(jié)果產(chǎn)生第一成像數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該濾波器抑制以大約基頻f0為中心的第二頻帶。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于，該濾波器抑制低于第二頻帶的第三頻帶和高于第一頻帶的第四頻帶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該濾波器進(jìn)一步抑制以大約頻率n·f0為中心的另一個頻帶，其中n為正整數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該濾波器抑制不同于以大約頻率1.5·f0為中心之頻帶的另一個頻帶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，超聲回波信號的第一分量包括第一基頻回波分量、第一細(xì)胞組織諧波成像回波分量和第一造影劑回波分量，其特征還在于，超聲回波信號的第二分量包括第二基頻回波分量、第二細(xì)胞組織諧波成像回波分量和第二造影劑回波分量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，進(jìn)一步包括一種顯示器，用于顯示影像處理器產(chǎn)生的影像數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，進(jìn)一步包括一種提取處理器，用于從超聲回波信號中提取以大約基頻f0為中心的第二頻帶分量和以大約頻率2·f0為中心的第三頻帶分量中的至少一種，其特征在于，該影像處理器根據(jù)提取處理器提取的分量中的至少一種，產(chǎn)生第二影像數(shù)據(jù)，該顯示器與第一影像數(shù)據(jù)一起顯示第二影像數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其特征在于，提取處理器提取第二頻帶分量和第三頻帶分量時，影像處理器產(chǎn)生第二影像數(shù)據(jù)，它合成了第二頻帶分量和第三頻帶分量。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，進(jìn)一步包括一種提取處理器，用于從超聲回波信號中提取以大約基頻f0為中心的第二頻帶分量和以大約頻率2·f0為中心的第三頻帶分量中的至少一種，其特征在于，該影像處理器將提取處理器提取的分量中的至少一種與第一影像數(shù)據(jù)合成，該顯示器顯示合成的影像數(shù)據(jù)。
11.一種利用超聲診斷裝置中造影劑的成像方法，包括以至少兩種傳導(dǎo)率通過在基頻f0傳輸?shù)钠錁O性交替反轉(zhuǎn)的超聲傳輸信號向注入了造影劑的某個物體照射；根據(jù)超聲傳輸信號，從該物體接收超聲回波信號；把接收的超聲回波信號的第一分量和第二分量相加，其中第一分量以至少兩種傳導(dǎo)率中第一種傳導(dǎo)率接收，第二分量以至少兩種傳導(dǎo)率中第二種傳導(dǎo)率接收；抑制以大約頻率2·f0為中心的加法結(jié)果的至少第一頻帶；以及根據(jù)抑制結(jié)果產(chǎn)生成像數(shù)據(jù)。
12.一種使用造影劑的超聲成像診斷裝置，包括一個收發(fā)信機(jī)單元，用于以至少兩種傳導(dǎo)率通過在基頻f0傳輸?shù)钠錁O性相同的超聲傳輸信號向注入了造影劑的某個物體照射，并且根據(jù)超聲傳輸信號，從該物體接收超聲回波信號，其中該超聲傳輸信號在至少兩種傳導(dǎo)率中具有相似的波形曲線；一個減法處理器，用于從超聲回波信號的第二分量減去超聲回波信號的第一分量，其中第一分量以至少兩種傳導(dǎo)率中第一種傳導(dǎo)率接收，第二分量以至少兩種傳導(dǎo)率中第二種傳導(dǎo)率接收；一個濾波器，用于抑制以大約頻率n·f0為中心的減法結(jié)果的某個頻帶，其中n為某個正整數(shù)；以及一個成像處理器，用于根據(jù)抑制結(jié)果產(chǎn)生成像數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其特征在于，該濾波器進(jìn)一步抑制低于以大約基頻f0為中心之頻帶的第二頻帶和高于以大約頻率2·f0為中心之頻帶的第三頻帶。
14.一種利用超聲診斷裝置中造影劑的成像方法，包括以至少兩種傳導(dǎo)率通過在基頻f0傳輸?shù)钠錁O性相同的超聲傳輸信號向注入了造影劑的某個物體照射，其中超聲傳輸信號在至少兩種傳導(dǎo)率之間具有相似的波形曲線；根據(jù)超聲傳輸信號，從該物體接收超聲回波信號；從超聲回波信號的第二分量減去超聲回波信號的第一分量，其中第一分量以至少兩種傳導(dǎo)率中第一種傳導(dǎo)率接收，第二分量以至少兩種傳導(dǎo)率中第二種傳導(dǎo)率接收；抑制以大約頻率n·f0為中心的減法結(jié)果的某個頻帶，其中n為某個正整數(shù)；以及根據(jù)抑制步驟輸出的結(jié)果產(chǎn)生成像數(shù)據(jù)。
15.一種使用造影劑的超聲成像診斷裝置，包括一個收發(fā)信機(jī)單元，用于通過以基頻f0傳輸?shù)某晜鬏斝盘栂蜃⑷肓嗽煊皠┑哪硞€物體照射，并且根據(jù)超聲傳輸信號，從該物體接收超聲回波信號；一個移動目標(biāo)指示處理器，用于根據(jù)收發(fā)信機(jī)單元收到的傳輸信號，從物體移動目標(biāo)提取超聲回波信號的分量；一個濾波器，用于抑制以大約頻率n·f0為中心的從移動目標(biāo)指示處理器獲得的超聲波信號的某個頻帶，其中n為某個正整數(shù)；以及一個成像處理器，用于根據(jù)抑制結(jié)果產(chǎn)生成像數(shù)據(jù)。
16.一種利用超聲診斷裝置中造影劑的成像方法，包括通過以基頻f0傳輸?shù)某晜鬏斝盘栂蜃⑷肓嗽煊皠┑哪硞€物體照射；根據(jù)超聲傳輸信號，從該物體接收超聲回波信號；從物體移動目標(biāo)提取所接收的超聲回波信號的分量，并輸出提取的結(jié)果；抑制以大約頻率n·f0為中心的提取結(jié)果的某個頻帶，其中n為某個正整數(shù)；以及根據(jù)抑制結(jié)果產(chǎn)生成像數(shù)據(jù)。
17.一種使用造影劑的超聲成像診斷裝置，包括一個收發(fā)信機(jī)單元，用于通過以基頻f0傳輸?shù)某晜鬏斝盘栂蜃⑷肓嗽煊皠┑哪硞€物體照射，并且根據(jù)超聲傳輸信號，從該物體接收超聲回波信號；一個縮減處理器，用于至少縮減超聲回波信號中的基頻回波分量；一個濾波器，用于抑制以大約頻率n·f0為中心的縮減結(jié)果的某個頻帶，其中n為某個正整數(shù)；以及一個成像處理器，用于根據(jù)抑制結(jié)果產(chǎn)生成像數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種使用造影劑的超聲成像診斷裝置，包括一個發(fā)射/接收單元、一個加法處理器、一個濾波器和一個成像處理器。發(fā)射/接收單元配置為，以至少兩種傳導(dǎo)率在基頻f0向注入了造影劑的某個物體照射其極性交替反轉(zhuǎn)的超聲傳輸信號，并且根據(jù)來自該物體的超聲傳輸信號，接收超聲回波信號。加法處理器配置為，把發(fā)射/接收單元以至少兩種傳導(dǎo)率中第一種傳導(dǎo)率接收的超聲回波信號的第一分量和發(fā)射/接收單元以至少兩種傳導(dǎo)率中第二種傳導(dǎo)率接收的超聲回波信號的第二分量相加，并輸出相加的結(jié)果。濾波器配置為，對加法處理器輸出的結(jié)果，抑制至少以大約頻率2·f0為中心的第一頻帶，并輸出抑制的結(jié)果。成像處理器配置為，根據(jù)濾波器輸出的結(jié)果產(chǎn)生成像數(shù)據(jù)。
文檔編號A61B8/06GK1416782SQ0214995
公開日2003年5月14日 申請日期2002年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月8日
發(fā)明者川岸哲也 申請人:株式會社東芝