專利名稱：超聲波診斷裝置及超聲波診斷裝置控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在使用超聲波造影劑進(jìn)行的造影回波法中，能將毛細(xì)血管程度的微小血流環(huán)流和比毛細(xì)血管較快的血管血流的微細(xì)構(gòu)造作為診斷信息進(jìn)行提示的超聲波診斷裝置及超聲波圖像攝影方法。
背景技術(shù)：
超聲波診斷是簡便的，通過只把超聲波探針放在身體表面上的簡單操作，以實時顯示得到心臟的跳動和胎動的情況，而且由于安全性高，因此能反復(fù)進(jìn)行檢查，除此之外，與X射線、CT、MRI等其它的診斷設(shè)備比較，系統(tǒng)的規(guī)模小，向床邊移動的檢查也容易進(jìn)行等等。
另外，超聲波診斷裝置隨著它具備的功能的種類不同而千差萬別，但小型的用一只手就能搬運的程度的超聲波診斷裝置正在被開發(fā)，超聲波診斷與X射線診斷等不同，沒有被放射線照射的影響，在產(chǎn)科和家庭醫(yī)療等中也能夠使用。
近幾年來，靜脈注入型的超聲波造影劑正在被產(chǎn)品化，并能進(jìn)行造影回波法。該方法，例如，在心臟和肝臟等的檢查中從靜脈注入超聲波造影劑，增強(qiáng)血流信號，進(jìn)行血流動態(tài)的評價，以此作為目的。造影劑的大多數(shù)的微小氣泡(微氣泡)應(yīng)作為反射源起作用。在叫做氣泡的精細(xì)的基體材料的性質(zhì)方面，即使是通常的診斷程度的超聲波照射，由于其機(jī)械作用，氣泡也被破壞，結(jié)果，來自掃描面上的信號強(qiáng)度降低。因此，為了實時觀察環(huán)流的流動狀態(tài)，有必要通過低聲壓的超聲波發(fā)送而進(jìn)行圖像化等、將由于掃描引起的氣泡的破壞相對地降低。由于這樣的低聲壓的超聲波發(fā)送的圖像化的信/噪比(S/N比)也下降，因此人們也設(shè)計出用于補(bǔ)充它的各種信號處理。
另外，為有效利用如上述那樣破壞造影劑氣泡的特征，例如在特開平11-155858號公報中，人們設(shè)計出以下那樣的手法。即，是這樣的手法(A)在低聲壓照射下，觀察充滿掃描截面的氣泡的動態(tài)，(B)將照射聲壓轉(zhuǎn)換成高聲壓，使截面內(nèi)(嚴(yán)格地說在照射體內(nèi))的氣泡破壞，(C)再次觀察流入截面內(nèi)的氣泡的狀態(tài)。該手法叫做repleinshment(再環(huán)流)法。
可是，一般地說，若在生物體內(nèi)被構(gòu)成的血管是比較粗的血管，那么其構(gòu)造容易掌握，但在通過造影回波描繪到更細(xì)的分枝的場合，血管的復(fù)雜地相互纏繞的狀態(tài)被描繪出。由于當(dāng)前的造影劑是侵襲性低的靜脈投入型，因此成為在周身循環(huán)的造影劑。為此，人們認(rèn)為在超聲波診斷中，不能得到使用探針的X射線的血管的選擇造影那樣的圖像。
但是，若利用上述的氣泡的性質(zhì)，那么人們認(rèn)為有選擇地使氣泡消失是可能的。另外，可以說確立這樣的手法，在超聲波圖像診斷中使提供X射線造影那樣的診斷變?yōu)榭赡埽@一點在臨床上具有很大的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而形成的，其目的在于提供能夠有選擇地描繪出微細(xì)血管分枝程度的診斷信息的超聲波診斷裝置及超聲波診斷裝置控制方法。
根據(jù)本發(fā)明的一種形態(tài)，超聲波診斷裝置用超聲波對已注入造影劑氣泡的被檢體的規(guī)定部位進(jìn)行掃描，取得超聲波圖像，它具備對所述被檢體發(fā)送超聲波，接收來自該被檢體的回波信號的超聲波探針；產(chǎn)生用于驅(qū)動所述超聲波探針的驅(qū)動信號的驅(qū)動信號發(fā)生單元；以及控制所述驅(qū)動信號發(fā)生單元，以便多次執(zhí)行從具有實質(zhì)上不破壞所述造影劑氣泡程度的聲壓并用于取得與規(guī)定截面有關(guān)的血流的環(huán)流圖像的超聲波、和具有破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓并使存在于所述規(guī)定截面中的所述造影劑氣泡中的至少一部分消失從而阻止向希望的血管的造影劑的流入的超聲波構(gòu)成一幀量的超聲波的第1超聲波發(fā)送的控制單元。
根據(jù)本發(fā)明的另一種形態(tài)，超聲波診斷裝置用超聲波對已注入造影劑氣泡的被檢體的規(guī)定部位進(jìn)行掃描，取得超聲波圖像，它具備對所述被檢體發(fā)送超聲波，接收來自該被檢體的回波信號的超聲波探針；產(chǎn)生用于驅(qū)動所述超聲波探針的驅(qū)動信號的信號發(fā)生單元；以及控制所述信號發(fā)生單元，以便重復(fù)執(zhí)行具有實質(zhì)上不破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓并取得與所述被發(fā)送區(qū)域有關(guān)的血流的環(huán)流圖像的超聲波發(fā)送、和為了阻止向希望的血管的造影劑的流入而用于用破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓使存在于所述被發(fā)送區(qū)域的至少一部分中的所述造影劑氣泡消失的超聲波發(fā)送的控制單元。
根據(jù)本發(fā)明的一種形態(tài)，超聲波診斷裝置的控制方法，用超聲波對已注入造影劑氣泡的被檢體的規(guī)定部位進(jìn)行掃描，取得超聲波圖像，其中，產(chǎn)生用于驅(qū)動對所述被檢體發(fā)送超聲波，接收來自該被檢體的回波信號的超聲波探針的驅(qū)動信號；控制所述驅(qū)動信號的發(fā)生，以便多次執(zhí)行從具有實質(zhì)上不破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓并用于取得與規(guī)定截面有關(guān)的血流的環(huán)流圖像的超聲波、和具有破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓并使存在于所述規(guī)定截面中的所述造影劑氣泡中的至少一部分消失從而阻止向希望的血管的造影劑的流入的超聲波構(gòu)成一幀部分的超聲波的第1超聲波發(fā)送。
根據(jù)本發(fā)明的另一種形態(tài)，超聲波診斷裝置的控制方法，用超聲波對已注入造影劑氣泡的被檢體的規(guī)定部位進(jìn)行掃描，取得超聲波圖像，其中，產(chǎn)生用于驅(qū)動對所述被檢體的被發(fā)送區(qū)域發(fā)送超聲波，接收來自該被檢體的回波信號的超聲波探針的驅(qū)動信號；控制所述驅(qū)動信號的發(fā)生，以便重復(fù)執(zhí)行具有實質(zhì)上不破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓并用于取得與規(guī)定截面有關(guān)的血流的環(huán)流圖像的超聲波發(fā)送、和為了阻止向希望的血管的造影劑的流入而用于用具有破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓使存在于所述被發(fā)送區(qū)域的至少一部分中的所述造影劑氣泡消失的超聲波發(fā)送。


圖1是表示涉及本實施形態(tài)的超聲波診斷裝置的方框構(gòu)成的圖。
圖2是表示圖像生成電路的構(gòu)成的圖。
圖3A～3C是表示作為第3發(fā)送對象的區(qū)域及其區(qū)域的顯示例的圖。
圖4是表示按照涉及第1實施形態(tài)的掃描順序，超聲波診斷裝置執(zhí)行的各處理流的流程圖。
圖5A～5D是模式地表示通過按照涉及第1實施形態(tài)的掃描順序的超聲波發(fā)送接收所得到的圖像的圖。
圖6是表示按照涉及第2實施形態(tài)的掃描順序，本超聲波診斷裝置執(zhí)行的各處理流圖。
圖7A～7C是模式地表示通過按照涉及第2實施形態(tài)的掃描順序的超聲波發(fā)送接收所得到的圖像的圖。
圖8A是表示概念地表示時序地被記錄在圖像存儲器內(nèi)的圖像的圖。圖8B是根據(jù)時序地被記錄在圖像存儲器內(nèi)的圖像，被2分割顯示的超聲波圖像的圖。
圖9A、B、C是按照涉及第2實施形態(tài)的掃描順序，本超聲波診斷裝置取得的超聲波圖像的照片。
圖10示出了表示流入豐富的造影劑的血管的圖像的模式圖。
圖11示出了用現(xiàn)有的手法描繪出造影劑的流動少的微細(xì)血管的多個圖像的模式圖。
圖12示出了用現(xiàn)有的手法描繪出甚至微小血流的血流圖像的模式圖。
圖13示出了用涉及第3實施形態(tài)的手法所得到的血流圖像的模式圖。
具體實施例方式
以下，按照

本發(fā)明的第1～第3的實施形態(tài)。此外，在以下的說明中，關(guān)于具有大致相同的功能及構(gòu)成的構(gòu)成要素，附加相同符號，重復(fù)說明只在必要的場合進(jìn)行。
(第1實施形態(tài))圖1是表示涉及本實施形態(tài)的超聲波診斷裝置(裝置主體)10的方框構(gòu)成的圖。如該圖所示那樣，本超聲波診斷裝置10具備超聲波探針12，輸入裝置13，監(jiān)視器14，發(fā)送接收單元21，B模式處理單元22，多普勒處理單元23，圖像生成電路24，控制處理器25，內(nèi)部存儲裝置26，接口部分29，以及具有圖像存儲器30a和軟件存儲部分30b的存儲部分30。被內(nèi)裝在裝置主體中的發(fā)送接收單元21等有時候用集成電路等硬件構(gòu)成，但有時候是軟件地被模塊化的軟件程序。以下，說明關(guān)于各個構(gòu)成要素的功能。
超聲波探針12具有根據(jù)來自發(fā)送接收單元21的驅(qū)動信號產(chǎn)生超聲波，并將來自被檢體的反射波變換成電信號的多個壓電振子；被設(shè)置在該壓電振子中的整合層；以及防止從該壓電振子向后方的超聲波的傳播的襯墊材料等。在從該超聲波探針12向被檢體P發(fā)送超聲波時，該發(fā)送超聲波在體內(nèi)組織的聲阻抗的不連續(xù)面上一個接一個地被反射，作為回波信號被超聲波探針12接收。該回波信號的振幅依賴于已變成反射的信號的不連續(xù)面的聲阻抗之差。另外，當(dāng)被發(fā)送的超聲波脈沖在正在移動的血流和心臟壁等的表面被反射的場合的回波由于多普勒效應(yīng)依賴于移動體的超聲波發(fā)送方向的速度成分，并接受頻率偏移。
輸入裝置13被連接到裝置主體10，具有用于將來自操作員的各種指示、條件、關(guān)心區(qū)域(ROI)的設(shè)定指示、各種圖像質(zhì)量條件設(shè)定指示等取入到裝置主體10的跟蹤球13a，各種開關(guān)13b，按鈕13c，鼠標(biāo)器13d，鍵盤13e等。此外，輸入裝置13是“指定單元”的一例。
監(jiān)視器14根據(jù)來自圖像生成電路24的視頻信號，將生物體內(nèi)的形態(tài)學(xué)信息和血流信息作為圖像進(jìn)行顯示。此外，監(jiān)視器14是“顯示單元”的一例。
發(fā)送接收單元21具有未圖示的觸發(fā)器發(fā)生電路，延遲電路和脈沖發(fā)生器電路等。在脈沖發(fā)生器電路中，用規(guī)定的速率頻率fr Hz(周期1/fr秒)，重復(fù)產(chǎn)生用于形成發(fā)送超聲波的速率脈沖。另外，在延遲電路中，對于在每個信道中將超聲波聚焦成波束形狀并且決定發(fā)送指向性所需要的延遲時間被給與各速率脈沖。觸發(fā)器發(fā)生電路以基于該速率脈沖的定時給探針12施加驅(qū)動脈沖。此外，發(fā)送接收單元21是“驅(qū)動信號發(fā)生單元”的一例。
此外，發(fā)送接收單元21為了按照控制處理器25的指示執(zhí)行后述的掃描順序，具有能瞬時變更發(fā)送頻率、發(fā)送驅(qū)動電壓等的功能。尤其關(guān)于發(fā)送驅(qū)動電壓的變更通過瞬間能轉(zhuǎn)換該值的線性放大器型的發(fā)信電路，或在電路上能轉(zhuǎn)換多個電源單元的機(jī)構(gòu)而被實現(xiàn)。
另外，發(fā)送接收單元21具有未圖示的放大器電路，A/D變換器，加法器等。對于放大電路，在每個信道中將經(jīng)由探針12被取入的回波信號進(jìn)行放大。在A/D變換器中，對于被放大的回波信號，給予決定接收指向性所必要的延遲時間，之后在加法器中進(jìn)行加法處理。通過該加法，強(qiáng)調(diào)來自與回波信號的接收指向性相應(yīng)的方向的反射成分，由接收指向性和發(fā)送指向性形成超聲波發(fā)送接收的綜合波束。
B模式處理單元22從發(fā)送接收單元21接收回波信號，施行對數(shù)放大、包絡(luò)線檢波處理等，生成信號強(qiáng)度用輝度的亮度被表現(xiàn)的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)被送到圖像生成電路24，并作為用輝度表示反射波的強(qiáng)度的B模式圖像在監(jiān)視器14中被顯示。
多普勒處理單元23從發(fā)送接收單元21接收回波信號，從該回波信號對速度信息進(jìn)行頻率解析，抽出多普勒效應(yīng)的血流和組織、造影劑回波成分，關(guān)于多點求出平均速度、分散、功率等的血流信息。所得到的血流信息被送到圖像生成電路24，作為平均速度圖像、分散圖像、功率圖像、它們的組合圖像在監(jiān)視器14中被彩色顯示。
圖像生成電路24將超聲波掃描的掃描線信號列變換成用電視等所代表的一般的視頻格式的掃描線信號列，生成作為顯示圖像的超聲波診斷圖像。圖像生成電路24搭載存儲圖像數(shù)據(jù)的存儲器，例如在診斷后操作者能調(diào)出在檢查中被記錄的圖像。此外，在進(jìn)入該圖像生成電路24以前的數(shù)據(jù)往往叫做“原數(shù)據(jù)”。此外，圖像生成電路24是“圖像生成單元”的一例。
在圖2中表示圖像生成電路24的詳細(xì)情況。首先，信號處理電路24a進(jìn)行像用超聲波掃描的掃描線信號列的電平?jīng)Q定圖像質(zhì)量那樣的濾波。信號處理電路24a的輸出在被送到掃描變換器24b的同時，被保存在圖像存儲器30a中。掃描變換器24b從超聲波掃描的掃描線信號列變換成用電視等所代表的一般的視頻格式的掃描線信號列。該輸出被送到圖像處理電路24c，在這里，與輝度和對比度的調(diào)整、空間濾波器等的圖像處理、或者各種設(shè)定參數(shù)的文字信息和刻度等一起被合成，作為視頻信號輸出到監(jiān)視器14。這樣一來表示被檢體組織形狀的斷層圖像被顯示。
控制處理器(CPU)25是具有作為信息處理裝置(計算機(jī))的功能，并控制本超聲波診斷裝置主體的動作的控制裝置?？刂铺幚砥?5從內(nèi)部存儲裝置26讀出用于執(zhí)行后述的超聲波發(fā)送接收、圖像生成、顯示等的控制程序，并在軟件存儲部分30b上展開，執(zhí)行涉及各種處理的演算、控制等。此外，控制處理器25是“控制器”的一例。
內(nèi)部存儲裝置26存儲用于執(zhí)行后述的掃描順序、圖像生成、顯示處理的控制程序，診斷信息(患者ID、醫(yī)生的意見等)，診斷協(xié)議，發(fā)送接收條件，以及其它的數(shù)據(jù)群。尤其是內(nèi)部存儲裝置26保管用于執(zhí)行為進(jìn)行后述的超聲波發(fā)送接收的掃描順序、差分圖像生成處理、輝度值保持演算處理、重疊顯示、第3發(fā)送對象區(qū)域顯示等的控制程序。另外，按照需要，也在圖像存儲器30a中的圖像保管等中被使用。內(nèi)部存儲裝置26的數(shù)據(jù)也能夠經(jīng)由接口部分29向外部周邊裝置傳送。
接口部分29是涉及輸入裝置13、網(wǎng)絡(luò)、新的外部存儲裝置(未圖示)的接口。由該裝置所得到的超聲波圖像等的數(shù)據(jù)和解析結(jié)果等通過接口部分29，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)能傳送到其它的裝置。另外，在接口部分29設(shè)置了用于對后述的第1發(fā)送進(jìn)行ON/OFF的專用按鈕。通過操作該專用按鈕能夠用任意的定時對第1發(fā)送進(jìn)行ON/OFF。通過該專用按鈕的ON/OFF，能夠顯示轉(zhuǎn)換阻止造影劑的流入的圖像和讓流入的圖像。此外，專用按鈕是“指示單元”的一例。
圖像存儲器30a由存儲從信號處理電路24a接收的圖像數(shù)據(jù)的存儲器構(gòu)成。該圖像數(shù)據(jù)，例如在診斷后操作者能調(diào)出，能靜態(tài)地或使用多張動態(tài)地進(jìn)行再生。另外，圖像存儲器30a按照需要存儲緊接著發(fā)送接收單元21后的輸出信號(叫做radio frequency(RF)信號)、通過發(fā)送接收單元21后的圖像輝度信號、其它的原數(shù)據(jù)、以及經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)已取得的圖像數(shù)據(jù)等。此外，圖像存儲器30a是“存儲單元”的一例。
(各超聲波發(fā)送的特性)本超聲波診斷裝置10在控制處理器25的控制下，執(zhí)行第1發(fā)送、第2發(fā)送、第3發(fā)送的三種超聲波發(fā)送。以下，說明關(guān)于每種超聲波發(fā)送的性質(zhì)。
第2發(fā)送是在利用了造影劑的對比度回波中具有使掃描面內(nèi)的造影劑氣泡破壞的程度的高聲壓的超聲波發(fā)送。第3發(fā)送是具有盡量不使掃描面內(nèi)的氣泡破壞能取得診斷圖像的程度的低聲壓的超聲波發(fā)送。第1發(fā)送是在掃描面內(nèi)的至少一部分中將氣泡的破壞(或者阻止造影劑的流入)作為目的所進(jìn)行的發(fā)送，例如是從具有盡量不使掃描面內(nèi)的氣泡破壞能取得診斷圖像的程度的低聲壓的超聲波和具有使掃描面內(nèi)的造影劑氣泡破壞的程度的高聲壓的超聲波構(gòu)成一幀(frame)量的超聲波的發(fā)送。在第1發(fā)送中，成為具有使造影劑氣泡破壞的程度的高聲壓的超聲波的照射對象的區(qū)域可以是圓形等的區(qū)域，也可以是一個掃描線的區(qū)域。
上述第1發(fā)送被執(zhí)行的區(qū)域用規(guī)定的形態(tài)在監(jiān)視器14中被顯示。圖3A～圖3C是示出了成為第1發(fā)送的高聲壓超聲波的照射對象的區(qū)域(第1發(fā)送的高壓超聲波照射區(qū)域)、及其區(qū)域的顯示例的圖。圖3A用線表示照射方向，用圓表示收斂超聲波聲場的最高聲壓的區(qū)域。圖3B都用線表示照射方向和最高聲壓的區(qū)域。對于成為該高聲壓超聲波的照射對象的區(qū)域，操作者通過操作輸入裝置13能夠設(shè)定在任意的位置。
可是，由于超聲波脈沖從有限大小的探針振子面被照射，嚴(yán)格地說，只對非常小的區(qū)域施加高聲壓是困難的。因此，實際上，也有如圖3那樣，只用線表示進(jìn)行高聲壓照射的掃描線的方法。
(掃描順序)接著，說明關(guān)于本超聲波診斷裝置10執(zhí)行的基本的掃描順序。此外，適合于在按照本發(fā)明的攝影中使用的造影劑，當(dāng)然被稱作即使發(fā)送低聲壓的超聲波也不被破壞，并發(fā)射諧波信號，能長時間映像化的所謂“下一代造影劑”。另外，若使用持續(xù)注入泵等，微量而且恒量地投入造影劑，那么能夠比較長時間將體內(nèi)的造影劑濃度保持為恒定，并對于涉及本發(fā)明的手法是合適的。
圖4是示出了按照本掃描順序本超聲波診斷裝置10執(zhí)行的各處理流的流程圖。
首先，通過操作者執(zhí)行在本診斷順序中必要的參數(shù)設(shè)定，并使順序開始(步驟S1)。所謂在本診斷順序中必要的參數(shù)，例如，是第1發(fā)送的高壓超聲波照射區(qū)域、第1發(fā)送的發(fā)送時間(第1發(fā)送時間)、第2發(fā)送的發(fā)送時間(第2發(fā)送時間)、第3發(fā)送的發(fā)送時間(第3發(fā)送時間)等。此處，假定將第1發(fā)送時間設(shè)定為5秒，將第2發(fā)送時間設(shè)定為0.5秒，將第3發(fā)送時間設(shè)定為5秒，將第1發(fā)送的高壓超聲波照射區(qū)域設(shè)定在規(guī)定的血管的基干部分。
此外，在設(shè)定第1發(fā)送的高壓超聲波照射區(qū)域時，造影劑的血管描繪已經(jīng)被執(zhí)行。因此，如圖5A所示那樣，能著眼于所描繪出的血管圖像上的一個血管，通過規(guī)定的輸入裝置將照射區(qū)域設(shè)定在該圖像上的血管的基干部分。
接著，轉(zhuǎn)換成使造影劑氣泡破壞的程度的高聲壓超聲波的第2發(fā)送(步驟S2)，根據(jù)在步驟S1中所設(shè)定的發(fā)送時間，在0.5秒期間執(zhí)行第2發(fā)送(步驟S3)。
接著，在執(zhí)行0.5秒期間的第2發(fā)送后，轉(zhuǎn)換成第1發(fā)送(步驟S4)。此外，通過該第2發(fā)送，使掃描面內(nèi)的造影劑氣泡大部分被破壞。因此，在該發(fā)送的轉(zhuǎn)換之后不久，如圖5B所示那樣，幾乎看不見造影劑氣泡的流入，造影劑氣泡被一掃而光，在監(jiān)視器14中顯示血管等沒有被染影的圖像。
接著，在5秒期間(由操作者設(shè)定的在步驟S1中的設(shè)定值)第1發(fā)送被執(zhí)行，并實時地顯示由此所得到的診斷圖像(步驟S5)。在該階段中，在第1發(fā)送的高壓超聲波收斂的區(qū)域(用第1發(fā)送的高壓超聲波照射區(qū)域)中停止造影劑氣泡的供給。因此，所顯示的診斷圖像就會如圖5C那樣在用第1發(fā)送的高壓超聲波照射區(qū)域外存在的血流信息就會被描繪出。
接著，盡可能不使氣泡破壞，只轉(zhuǎn)換成能取得診斷圖像的程度的低聲壓超聲波的第3發(fā)送(步驟S6)。該第3發(fā)送在5秒期間(由操作者設(shè)定的步驟S1的設(shè)定值)被執(zhí)行，并實時地顯示由此所得到的診斷圖像(步驟S7)。該階段的診斷圖像如圖5D那樣就會在斷層面全部區(qū)域描繪出血流信息。
此外，步驟S5、S7的時間間隔，操作者事前不設(shè)定，而通過輸入轉(zhuǎn)換按鈕，也有可能在任意的定時進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
接著，操作者根據(jù)需要通過進(jìn)行規(guī)定的操作等，并通過來自步驟S2(分支B1)或步驟S4(分支B2)的處理，結(jié)束一連串的順序。
對于上述的順序，在步驟S7中，就會增大在此以前停止供給的血管的信號。因此，通過從圖5C到D的活動圖像，能夠有選擇地觀察該信號增大的血管的描繪，能容易知道來自注目的血管的血流呈現(xiàn)怎樣血液循環(huán)動態(tài)。
另外，根據(jù)需要，通過重復(fù)第1發(fā)送，能夠有選擇地只消除圖像中的注目的血管，之后，通過轉(zhuǎn)換成第3發(fā)送，能夠在任意的定時確認(rèn)與注目的血管有關(guān)的血液循環(huán)動態(tài)。
而且，根據(jù)需要，通過進(jìn)行第2發(fā)送，能夠在任意的定時消除在圖像內(nèi)存在的血管圖像，之后，通過轉(zhuǎn)換成第1發(fā)送、或第3發(fā)送，能夠在任意的定時確認(rèn)與希望的血管有關(guān)的血液循環(huán)動態(tài)。
(第2實施形態(tài))接著，說明關(guān)于本發(fā)明的第2實施形態(tài)。第2實施形態(tài)應(yīng)通過進(jìn)行規(guī)定的圖像處理，只取出與注目的血管有關(guān)的圖像。
圖6是示出了按照涉及本實施形態(tài)的掃描順序本超聲波診斷裝置10執(zhí)行的各處理流的流程圖。
首先，如圖6所示那樣，通過操作者執(zhí)行在本診斷順序的執(zhí)行中必要的參數(shù)設(shè)定，并使順序開始(步驟S11)。本診斷順序中必要的參數(shù)，例如，第1發(fā)送時間、第1發(fā)送的高壓超聲波照射區(qū)域、第3發(fā)送時間等。此處，假定將第3發(fā)送時間設(shè)定為5秒，將第1發(fā)送時間設(shè)定為5秒，如圖7A所示那樣將第1發(fā)送的高壓超聲波照射區(qū)域設(shè)定在規(guī)定的血管基干部分。
接著，在5秒期間(由操作者設(shè)定的步驟S11中的設(shè)定值)執(zhí)行第3發(fā)送，并實時地顯示由此所得到的診斷圖像(步驟S12)。
接著，轉(zhuǎn)換成第1發(fā)送(步驟S13)，執(zhí)行5秒期間(由操作者設(shè)定的步驟S1之中的設(shè)定值)的超聲波照射，并實時地顯示由此所得到的診斷圖像(步驟S14)。在該階段中的診斷圖像在第1發(fā)送的高壓超聲波照射區(qū)域中停止造影劑氣泡的供給。因此，所顯示的診斷圖像就會如圖7B那樣描繪出在該照射區(qū)域以外存在的血管信息。
此外，在步驟S14的處理已結(jié)束的階段，操作者能夠根據(jù)需要，如分支B11那樣返回到步驟S11，并再取得第3發(fā)送的圖像。
像以上那樣，若取得第3發(fā)送的診斷圖像，以及第1發(fā)送的診斷圖像，那么操作者例如操作“掃描保持按鈕”并停止掃描(步驟S15)。
此外，這時，識別被記錄在圖像存儲器30a中的圖像是第3發(fā)送的圖像還是第1發(fā)送的圖像的識別代碼被記錄在圖像的標(biāo)題信息等中。由此，例如，如圖8A所示模式圖那樣，通常對于時序地被記錄的圖像群，在顯示部分，如圖8B那樣，采取2分割顯示形態(tài)，例如，能有選擇地在畫面左側(cè)顯示第3發(fā)送的圖像群G1，在畫面右側(cè)顯示第1發(fā)送的圖像群G2。
接著，若利用上述的顯示形態(tài)等，從G1、G2的圖像群分別選擇適當(dāng)?shù)膱D像，那么與空間對應(yīng)的圖像G2的輝度值從圖像G1的象素輝度值被差分，并生成差分圖像(步驟S16)。
即構(gòu)成圖7B所示的圖像的各象素的輝度值從構(gòu)成圖7A所示的圖像的各象素的輝度值被差分，生成與圖7C所示的引人注目的血管有關(guān)的血液循環(huán)動態(tài)被描繪出的差分圖像。所得到的差分圖像在監(jiān)視器14中被顯示(步驟S17)。
此外，在圖9A、B、C(分別與圖7A、B、C對應(yīng))中表示根據(jù)涉及本實施形態(tài)的掃描順序本超聲波診斷裝置10已取得的超聲波圖像的照片。
在以上所述的順序中，通過將用第1發(fā)送的高壓超聲波照射區(qū)域設(shè)定在希望的位置，能夠只抽出與在該區(qū)域中存在的血管有關(guān)的血液循環(huán)動態(tài)。另外，根據(jù)需要，也能夠抽出在用第1發(fā)送的高壓超聲波照射區(qū)域以外存在的血管等。因此，觀察者能夠消除作為診斷對象的血管以外的信息并進(jìn)行觀察，并能夠容易知道來自引人注目的血管的血流呈現(xiàn)怎樣的血液循環(huán)動態(tài)。
此外，上述的演算作為一例已采納輝度的差分演算，但若是明示圖像G1和G2的差的手法，那么能采用不受差分限定的手法。例如若用RGB值表示圖像G1的灰度色標(biāo)輝度值，那么能表現(xiàn)為(RGB)＝(g1、g2、g3)(但g1是任意的值)。此處若將該圖像G1色變更為(RGB)＝(g1、g2、0)，那么灰度色標(biāo)變成將黃色作為基調(diào)的輝度顯示。同樣，對于G2的初期輝度值(RGB)＝(g2、g2、g2)，若色變更為(RGB)＝(0、0、g2)，那么就變成將紅色作為基調(diào)的輝度顯示。之后，圖像G1和G2若進(jìn)行加法演算，那么能得到作為(RGB)＝(g1、g1、g2)的加法圖像。對于該加法圖像，通過在高壓超聲波照射區(qū)域中存在的血管(即，通過第1發(fā)送已阻止造影劑供給的血管)與其它部分不同的色調(diào)能進(jìn)行識別。
(第3實施形態(tài))如上述那樣，本發(fā)明的目的之一是有選擇地將某條比較大的血管所支配的區(qū)域映像化。因此，所提示的超聲波診斷圖像，例如，如7C所示那樣，希望血流路徑從血管的上游向下游連續(xù)地連接并被描繪出。
為實現(xiàn)這一點，在本實施形態(tài)中，使用通過涉及第1或第2實施形態(tài)的手法所得到的圖像數(shù)據(jù)，執(zhí)行輝度保持演算。在說明該手法之前，說明關(guān)于技術(shù)背景。
在使用下一代型造影劑的場合，能取得造影劑氣泡流入到微細(xì)血管分枝的信息的時間，若依據(jù)發(fā)明者的研究，那么從再環(huán)流開始是1秒～2秒的左右。在此以后，不能析像的毛細(xì)血管程度的信號將變成支配地位。但是，如果從該再循環(huán)開始在從1秒到2秒期間只顯示現(xiàn)有的超聲波圖像，那么就不能描繪出良好的微細(xì)血管分枝。該理由將根據(jù)圖10～圖13進(jìn)行說明。
圖10示出了表示豐富的造影劑流入的血管的圖像的模式圖。這樣流入豐富的造影劑的血管是比較粗的血管，若是這樣的血管的構(gòu)造，那么只在圖10那樣的圖像中就能夠掌握連續(xù)的血流路徑。即，對于比較粗的血管，通過現(xiàn)有的手法，能夠掌握連續(xù)的血流路徑。但是，對于造影劑的流量少的微細(xì)血管將產(chǎn)生以下那樣的故障。
圖11示出了用現(xiàn)有的手法描繪出造影劑流量少的微細(xì)血管的多個圖像的模式圖。如圖11所示那樣，在造影劑流量少的微細(xì)血管的場合，如果是某瞬間的1張圖像，那么氣泡只稀疏地存在，血管構(gòu)造不能掌握。另外即使凝視在時間上連續(xù)的診斷圖像，有時候也不能觀察連續(xù)的流。
另外，在圖12中示出用現(xiàn)有的手法描繪出微小血流為止的血流圖像的模式圖。圖12那樣的圖像，如上述那樣，用空間分辨率的界限，沒有描繪出血管分枝，只確認(rèn)作為“區(qū)域”的輝度上升，不能識別微細(xì)血管分枝。
本裝置實施的輝度保持演算能解決這些問題，并應(yīng)有可能作為診斷信息之一提供適當(dāng)?shù)爻尸F(xiàn)在圖13中象征性地所示那樣的構(gòu)造物(此處是血管行經(jīng))的信息的圖像。
(輝度保持演算處理)以下，說明關(guān)于本超聲波診斷裝置10具有的輝度保持演算處理。通過該處理被抽出的診斷信息應(yīng)包含通過本掃描順序所得到的血流圖像(包含毛細(xì)血管程度)，尤其對于再環(huán)流圖像的描繪等有實際利益。
輝度保持演算大致能分類為最大保持處理和加權(quán)更新處理。最初，說明關(guān)于對于在同一期間TL中所包含的從幀F(xiàn)1到Fn的n張再環(huán)流圖像執(zhí)行的最大值保持處理。
所謂從幀F(xiàn)1到Fn的圖像的最大值保持處理是在從F1到Fn的各幀中，在空間對應(yīng)的輝度值中選擇最大值Pmax(x，y)并生成新的圖像的演算。
即，某幀F(xiàn)i(i是滿足1≤i≤n的整數(shù))的再環(huán)流圖像由在空間上被排列的輝度值Pi(x，y)的集合，或只一維的輝度值的排列數(shù)據(jù)Pi(x)的集合組成。Pi(x，y)或Pi(x)的值除輝度外可以是“信號強(qiáng)度”、“信號振幅”、“RF數(shù)據(jù)等的原數(shù)據(jù)值”等，但此處假定采用輝度值。這些各數(shù)據(jù)值一般來說數(shù)值大的一方意味著回波信號電平高。利用這樣的各數(shù)據(jù)值，在從幀F(xiàn)1到Fn在空間上對應(yīng)的各幀的各象素中，選擇輝度值中最大值進(jìn)行生成新的圖像的演算。該演算能夠通過下式(1)表達(dá)。
Pmax(x，y)＝max[Pi(x，y)，…，Pn(x，y)]......(1)當(dāng)在再環(huán)流圖像中利用該最大值保持處理的場合，每當(dāng)收集屬于相同的低聲壓期間TL的新的幀時，執(zhí)行式(1)的處理，并將所得到的圖像作為再環(huán)流圖像顯示就可以。這樣，所得到的圖像，若從操作者(觀察者)一側(cè)看，隨著時間的流逝，毛細(xì)血管作為順次被造影的狀態(tài)而被映出那樣能看見。
此外，為實現(xiàn)最大值保持處理的算法不受上述內(nèi)容限定。例如，通過以下敘述的算法也能夠得到同樣的結(jié)果。
即，將現(xiàn)行斷層圖像幀F(xiàn)i的各坐標(biāo)的象素輝度設(shè)定為Pi(x，y)，將前一個圖像幀象素輝度設(shè)定為Pi-1(x，y)，對于相對的2幀，將通過下式被表達(dá)的圖像演算處理逐次執(zhí)行到i＝2～n。
If Pi(x，y)＞Pi-1(x，y)then Pi(x，y)＝Pi-1(x，y)Else Pi(x，y)＝Pi-1(x，y)該算法就是只對與前段的幀有關(guān)的圖像比較，具有大的輝度值的象素，將其值更新。通過這樣所得到的再環(huán)流圖像，隨著時間的流逝，操作者也能夠觀察毛細(xì)血管順次被造影的狀態(tài)。
接著，說明關(guān)于加權(quán)更新處理。所謂對于從F1到Fn的圖像的加權(quán)更新處理，就是對于在同一期間TL中所包含的從F1到Fn的n張再環(huán)流圖像通過施行加權(quán)更新處理也能生成，并是用下式所表達(dá)的演算。
If Pi(x，y)＞Pi-1(x，y)then Pi(x，y)＝A*Pi(x，y)+(1-A)*Pi-1(x，y)Else Pi(x，y)＝(A-1)*Pi(x，y)+A*Pi-1(x，y)若將上述A的值用小于等于1(包含1)設(shè)定為接近1的值(例如0.99)等，那么在短時間(在當(dāng)前的場合，是與前段幀之間)能進(jìn)行最大值保持，在長時間能期待所述被保持的輝度衰減的作用。通過用這樣的手法所得到的再環(huán)流圖像等，操作者隨著時間的流逝，也能夠觀察毛細(xì)血管順次被造影的狀態(tài)。
若依據(jù)以上敘述的構(gòu)成，那么通過對于由第1實施形態(tài)所取得的有選擇的血管顯示圖像數(shù)據(jù)以及由第2實施形態(tài)所取得的差分圖像數(shù)據(jù)施行輝度保持演算，能夠用高分辨率描繪出各圖像的微細(xì)血管，并能夠容易而且迅速地掌握詳細(xì)的血管構(gòu)造。
此外，本發(fā)明不應(yīng)原封不動地限定于上述實施形態(tài)，在實施階段，在沒有脫離其要旨的范圍內(nèi)能使構(gòu)成要素變形并具體化。
例如，在上述各實施形態(tài)中，將第1發(fā)送作為“是在掃描面內(nèi)的至少一部分中將氣泡的破壞作為目的被進(jìn)行的發(fā)送，例如從具有盡可能不使掃描面內(nèi)的氣泡破壞并能取得診斷圖像的程度的低聲壓的超聲波以及具有使掃描面內(nèi)的造影劑氣泡破壞的程度的高聲壓的超聲波構(gòu)成1幀量的超聲波的發(fā)送”進(jìn)行了定義。與此相對，也可以是將第1發(fā)送定義為“將具有使造影劑氣泡破壞的程度的高聲壓的超聲波只對阻止造影劑的流入的區(qū)域進(jìn)行的發(fā)送”的構(gòu)成。在該場合，例如為了在圖4所示的步驟S4中實現(xiàn)相同的效果(即，取得同樣的圖像)，像交替地重復(fù)該第1發(fā)送和第3發(fā)送那樣就可以。
另外，通過在上述實施形態(tài)中所公開的多個構(gòu)成要素的適當(dāng)組合，能形成各種發(fā)明。例如，可以從在實施形態(tài)中所示的全部構(gòu)成要素刪除幾個構(gòu)成要素。還可以適當(dāng)組合在不同的實施形態(tài)范圍中的構(gòu)成要素。
權(quán)利要求
1.一種超聲波診斷裝置，用超聲波掃描注入了造影劑氣泡的被檢體的預(yù)定部位，取得超聲波圖像，其特征在于具備對所述被檢體發(fā)送超聲波、接收來自該被檢體的回波信號的超聲波探針；產(chǎn)生用于驅(qū)動所述超聲波探針的驅(qū)動信號的驅(qū)動信號發(fā)生單元；以及控制所述驅(qū)動信號發(fā)生單元，以便多次執(zhí)行從具有實質(zhì)上不破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓并用于取得與預(yù)定截面有關(guān)的血流的環(huán)流圖像的超聲波、以及具有破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓并使在所述預(yù)定截面內(nèi)存在的所述造影劑氣泡中至少一部分消失從而阻止向所希望的血管的造影劑的流入的超聲波構(gòu)成一幀量的超聲波的第1超聲波發(fā)送的控制單元。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述控制單元控制所述驅(qū)動信號發(fā)生單元，以便轉(zhuǎn)換并執(zhí)行第2超聲波發(fā)送和所述第1超聲波發(fā)送，其中該第2超聲波發(fā)送從具有破壞在所述預(yù)定截面內(nèi)存在的所述造影劑氣泡的程度的聲壓并用于使在所述預(yù)定截面內(nèi)存在的所述造影劑氣泡消失的超聲波構(gòu)成一幀量的超聲波。
3.如權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述控制單元控制所述驅(qū)動信號發(fā)生單元，以便多次執(zhí)行從具有實質(zhì)上不破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓并用于取得與預(yù)定截面有關(guān)的血流的環(huán)流圖像的超聲波構(gòu)成一幀量的超聲波的第3超聲波發(fā)送，并還具備顯示由所述第1超聲波發(fā)送所得到的第1超聲波圖像和由所述第3超聲波發(fā)送所得到的第3超聲波圖像的差分圖像或重疊圖像的顯示單元。
4.如權(quán)利要求3所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述顯示單元還具備用使用了所述第1超聲波圖像和所述第3超聲波圖像的多幀量的差分圖像，逐次執(zhí)行輝度值保持演算，從而生成多幀超聲波圖像的顯示單元。
5.如權(quán)利要求3所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，還具備對由所述第1超聲波發(fā)送所得到的第1超聲波圖像和由所述第3超聲波發(fā)送所得到的第3超聲波圖像分別附加能識別的識別符并存儲的存儲單元。
6.如權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，還具備根據(jù)由所述多次第1超聲波發(fā)送所得到的多幀量的回波信號，逐次執(zhí)行輝度值保持演算，從而生成多幀超聲波圖像的圖像生成單元。
7.如權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，還具備根據(jù)由所述多次第1超聲波發(fā)送所得到的多幀量的回波信號，逐次執(zhí)行輝度值保持演算，從而生成多幀超聲波圖像的圖像生成單元，所述圖像生成單元在所述第2超聲波發(fā)送被執(zhí)行的場合，將所述輝度值保持演算初始化。
8.如權(quán)利要求6所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述輝度值保持演算是在所述多幀中在空間上對應(yīng)的位置的所述回波信號中選擇最大值并生成所述圖像的最大值保持演算。
9.如權(quán)利要求7所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述輝度值保持演算是在所述多幀中在空間上對應(yīng)的位置的所述回波信號中選擇最大值并生成所述圖像的最大值保持演算。
10.如權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，還具備在進(jìn)行所述第1超聲波發(fā)送的場合，在由所述第1超聲波發(fā)送所得到的第1超聲波圖像中顯示由具有破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓并用于使在所述預(yù)定截面內(nèi)存在的所述造影劑氣泡中至少一部分消失的超聲波所照射的區(qū)域的顯示單元。
11.如權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于還具備生成根據(jù)由所述第1超聲波發(fā)送所得到的回波信號而阻止了向所述所希望的血管的造影劑的流入的第1圖像和根據(jù)由所述第3超聲波發(fā)送所得到的回波信號而未阻止向所述所希望的血管的造影劑的流入的第3圖像的圖像生成單元；以及通過換算至少一方的RGB值被變更了的所述第1圖像和所述第3圖像，顯示所述所希望的血管在色調(diào)上被變更了的超聲波圖像的顯示單元。
12.如權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，還具備用于指示所述第1超聲波發(fā)送的ON/OFF的指示單元，所述控制單元響應(yīng)來自所述指示單元的指示，控制所述第1超聲波發(fā)送的ON/OFF。
13.如權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，還具備用于指定在所述第1發(fā)送中阻止造影劑的流入的被發(fā)送區(qū)域的至少一部分的指定單元。
14.一種超聲波診斷裝置，用超聲波掃描注入了造影劑氣泡的被檢體的預(yù)定部位，取得超聲波圖像，其特征在于具備對所述被檢體的被發(fā)送區(qū)域發(fā)送超聲波、接收來自該被檢體的回波信號的超聲波探針；產(chǎn)生用于驅(qū)動所述超聲波探針的驅(qū)動信號的信號發(fā)生單元；以及控制所述信號發(fā)生單元，以便反復(fù)執(zhí)行具有實質(zhì)上不破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓并取得與預(yù)定截面有關(guān)的血流的環(huán)流圖像的超聲波發(fā)送、和為了阻止向所希望的血管的造影劑的流入而用于用破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓使在所述被發(fā)送區(qū)域的至少一部分中存在的所述造影劑氣泡消失的超聲波發(fā)送的控制單元。
15.一種超聲波診斷裝置的控制方法，用超聲波掃描注入了造影劑氣泡的被檢體的預(yù)定部位，取得超聲波圖像，其特征在于，產(chǎn)生用于驅(qū)動對所述被檢體發(fā)送超聲波、接收來自該被檢體的回波信號的超聲波探針的驅(qū)動信號；控制所述驅(qū)動信號的發(fā)生，以便多次執(zhí)行從具有實質(zhì)上不破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓并用于取得與預(yù)定截面有關(guān)的血流的環(huán)流圖像的超聲波、以及具有破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓并使在所述預(yù)定截面內(nèi)存在的所述造影劑氣泡中至少一部分消失從而阻止向所希望的血管的造影劑的流入的超聲波構(gòu)成一幀量的超聲波的第1超聲波發(fā)送。
16.一種超聲波診斷裝置的控制方法，用超聲波掃描注入了造影劑氣泡的被檢體的預(yù)定部位，取得超聲波圖像，其特征在于，產(chǎn)生用于驅(qū)動對所述被檢體發(fā)送超聲波、接收來自該被檢體的回波信號的超聲波探針的驅(qū)動信號；控制所述驅(qū)動信號的發(fā)生，以便反復(fù)執(zhí)行具有實質(zhì)上不破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓并用于取得與預(yù)定截面有關(guān)的血流的環(huán)流圖像的超聲波發(fā)送、和為了阻止向所希望的血管的造影劑的流入而用于用破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓使在所述被發(fā)送區(qū)域的至少一部分中存在的所述造影劑氣泡消失的超聲波發(fā)送。
全文摘要
本發(fā)明提供超聲波診斷裝置及超聲波診斷裝置控制方法。在執(zhí)行了從具有破壞在規(guī)定截面內(nèi)存在的造影劑氣泡的高聲壓并使在規(guī)定截面內(nèi)存在的所述造影劑氣泡消失從而使血流的環(huán)流圖像內(nèi)的血流影像或組織影像消滅的超聲波構(gòu)成一幀的超聲波的第2超聲波發(fā)送后，進(jìn)行具有實質(zhì)上不破壞造影劑氣泡的低聲壓并用于取得與規(guī)定截面有關(guān)的血流的環(huán)流圖像的第3超聲波發(fā)送。在執(zhí)行該第3發(fā)送后，根據(jù)需要，執(zhí)行具有破壞造影劑氣泡的高聲壓并通過使在規(guī)定截面內(nèi)存在的規(guī)定區(qū)域的造影劑氣泡消失從而使環(huán)流圖像內(nèi)的血流影像的一部分消滅的第1超聲波發(fā)送。
文檔編號A61B8/06GK1660016SQ20051005243
公開日2005年8月31日 申請日期2005年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月27日
發(fā)明者神川直久 申請人:株式會社東芝