專利名稱：超聲波診斷裝置和圖像數(shù)據(jù)生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波診斷裝置和圖像數(shù)據(jù)生成方法，特別是涉及可以通過檢測(cè)從被檢測(cè)體得到的超聲波反射波的高次諧波部分來得到高分辨率超聲波圖像數(shù)據(jù)的超聲波診斷裝置和圖像數(shù)據(jù)生成方法。
背景技術(shù)：
超聲波診斷裝置將由設(shè)置在超聲波探頭中的超聲波振蕩器產(chǎn)生的超聲波放射到被檢測(cè)體上，由上述超聲波探頭接收由于被檢測(cè)體組織的聲阻抗的差異而產(chǎn)生的反射波，并顯示在監(jiān)視器上。
超聲波診斷法因?yàn)椴捎脙H僅使超聲波探頭接觸體表的簡(jiǎn)單操作就能夠很容易地觀察到實(shí)時(shí)的2維圖像，所以廣泛地用在心臟等機(jī)理檢查和各種器官的形態(tài)診斷中。而且，因?yàn)闆]有象在利用X射線診斷裝置和X射線CT裝置那樣的診斷法中所看見的光放射，所以不僅用在對(duì)心臟、腹部、乳腺、泌尿器官的診斷中，在產(chǎn)科領(lǐng)域的胎兒診斷中也能夠反復(fù)使用，而且，因?yàn)檠b置小型化，所以具有可以在病床尺寸下應(yīng)用等很多優(yōu)點(diǎn)。
在現(xiàn)有的超聲波診斷法中，向被檢測(cè)體內(nèi)放射將對(duì)應(yīng)于診斷部位所選擇的規(guī)定頻率作為中心頻率的超聲波脈沖，通過接收具有和該超聲波脈沖大體相等頻率的超聲波反射波來生成圖像數(shù)據(jù)。
對(duì)此，近年來，發(fā)展出了由組織高次諧波成像(Tissue-Harmonic-Imaging)法(下面稱為THI)構(gòu)成的新的圖象化技術(shù)，并在臨床中開始廣泛普及。該成像法是有效利用了在被檢測(cè)體組織中產(chǎn)生的超聲波非線性現(xiàn)象的方法，例如，在向被檢測(cè)體內(nèi)放射中心頻率為fo的超聲波脈沖時(shí)，有選擇地接收由于被檢測(cè)體組織的非線性現(xiàn)象而重新產(chǎn)生的兩倍高次諧波成分2fo，并進(jìn)行圖象化。
該高次諧波成分是相對(duì)于向被檢測(cè)體中放射的基本基頻的超聲波脈沖(以下，稱為基波成分)重新產(chǎn)生的成分，取決于被檢測(cè)體組織的特性和到反射部位的傳播距離，或者反射部位的超聲波強(qiáng)度。因此，能夠相對(duì)于基波成分相對(duì)地降低現(xiàn)有超聲波圖像假象的主要因素即超聲波探頭和器官界面之間產(chǎn)生的多重反射波和側(cè)瓣的接收靈敏度，從而，通過利用該高次諧波的THI，可以得到假象少的清楚的圖像數(shù)據(jù)(例如，參考日本特開平10-179589號(hào)公報(bào))。
但是，在THI中，從基波成分和高次諧波成份混合的超聲波反射波中抽出高次諧波成分的一般方法是過濾法，在基波成分和高次諧波成分為寬頻帶時(shí)，因?yàn)楦鱾€(gè)頻率成分的一部分重合，所以采用過濾法很難僅僅高精度地抽出高次諧波部分。
作為對(duì)這種寬頻帶超聲波反射波的高次諧波成分的抽出法，發(fā)展出了脈沖反相法。該方法是，在對(duì)規(guī)定方向進(jìn)行超聲波的發(fā)送接收時(shí)，通過依次發(fā)送極性不同的兩種超聲波脈沖，并加上此時(shí)得到的接收信號(hào)，來抵消基波成分，從而僅僅抽出高次諧波成分的方法。該脈沖反相法目的在于與基波成分波形振幅的2次方成比例地形成高次諧波成分的波形，所基于的是在使超聲波脈沖的極性反轉(zhuǎn)時(shí)，超聲波反射波中的基本波成分也同樣被反轉(zhuǎn)，但高次諧波成分沒有被反轉(zhuǎn)的性質(zhì)(例如，參考日本特開平9-164138號(hào)公報(bào))。
但是，在被檢測(cè)體的組織中，規(guī)定頻率的發(fā)送超聲波被反射時(shí)產(chǎn)生的高次諧波成分相對(duì)于基波成分顯著變小，例如，為兩倍高次諧波成分時(shí)，可以確定取決于發(fā)送超聲波強(qiáng)度的高次諧波部分在通常20dB以上、靈敏度很低。
而且，在由被檢測(cè)體組織反射的高次諧波成分由超聲波探頭接收的過程中，由組織內(nèi)的吸收引起的超聲波衰減量取決于超聲波頻率，例如，已知上述兩倍高次諧波成分中的超聲波衰減量和基波成分相比在分貝單位下為約兩倍。
由于這樣的理由，由高次諧波成分生成的THI圖像數(shù)據(jù)和將現(xiàn)有的基波成分作為主要成分(即，基本波成分和高次諧波成分)的圖象數(shù)據(jù)相比，S/N差，特別是對(duì)于遠(yuǎn)離超聲波探頭的深部器官來說，很難得到高分辨率的圖像數(shù)據(jù)。
以改善接收上述高次諧波成分時(shí)的S/N作為目的，雖然有降低接收電路的噪音(N)和改善信號(hào)成分(S)的接收靈敏度的方法，但是前者早已達(dá)到極限，因此不得不依靠后一種方法。
另外，作為改善高次諧波成分的接收靈敏度的方法，雖然可以考慮提高裝置的發(fā)送聲輸出的方法，但在和現(xiàn)有技術(shù)相同的驅(qū)動(dòng)方法中增大發(fā)送聲輸出時(shí)，很難遵守考慮對(duì)被檢測(cè)體的安全性而設(shè)立的超聲波探頭的發(fā)熱控制和聲輸出控制。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題而提出本發(fā)明，其目的是提供一種超聲波診斷裝置和圖像數(shù)據(jù)生成方法，其通過不偏離發(fā)熱控制和聲輸出控制范圍地提高THI中的接收靈敏度，可以生成假象減少了的分辨率良好的超聲波圖像數(shù)據(jù)。
為了解決上述問題，本發(fā)明的超聲波診斷裝置具有通過驅(qū)動(dòng)超聲波振蕩器，對(duì)被檢測(cè)體發(fā)送超聲波的驅(qū)動(dòng)單元，從由上述超聲波振蕩器接收的接收信號(hào)中抽出對(duì)應(yīng)于上述超聲波的非線性成分的非線性成分抽出單元，生成基于上述非線性成分的第1圖像數(shù)據(jù)的第1圖像數(shù)據(jù)生成單元，生成基于上述接收信號(hào)的第2圖像數(shù)據(jù)的第2圖像數(shù)據(jù)生成單元，以及對(duì)于以生成上述第1圖像數(shù)據(jù)為目的的第1超聲波發(fā)送和以生成上述第2圖像數(shù)據(jù)為目的的第2超聲波發(fā)送，任意分配一定時(shí)間的發(fā)送聲輸出的控制單元。
而且，本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)生成方法具備下述步驟，通過驅(qū)動(dòng)超聲波振蕩器，對(duì)被檢測(cè)體發(fā)送超聲波的步驟，從由上述超聲波振蕩器接收的接收信號(hào)中抽出對(duì)應(yīng)于上述超聲波的非線性成分的步驟，生成基于上述非線性成分的第1圖像數(shù)據(jù)的步驟，生成基于上述接收信號(hào)的第2圖像數(shù)據(jù)的步驟，以及對(duì)于以生成上述第1圖像數(shù)據(jù)為目的的第1超聲波發(fā)送和以生成上述第2圖像數(shù)據(jù)為目的的第2超聲波發(fā)送，任意分配一定時(shí)間的發(fā)送聲輸出的步驟。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)槟軌虿黄x發(fā)熱控制和聲輸出控制范圍地提高THI中的接收靈敏度，所以可以生成假象減少了的分辨率良好的超聲波圖像數(shù)據(jù)。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例的超聲波診斷裝置整體結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是表示同一實(shí)施例的低聲壓發(fā)送、高聲壓發(fā)送和零聲壓發(fā)送中的驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)期間的圖形。
圖3是表示同一實(shí)施例的圖像數(shù)據(jù)的生成步驟的流程圖。
圖4是表示同一實(shí)施例的保存在聲輸出控制部中的低聲壓發(fā)送和高聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)電壓以及驅(qū)動(dòng)期間和零聲壓發(fā)送期間的圖。
圖5是表示在同一實(shí)施例中放射至被檢測(cè)體的超聲波脈沖的頻譜的一個(gè)例子的圖。
圖6是表示在同一實(shí)施例中伴隨著圖5所示的超聲波脈沖的放射所得到的超聲波反射波的頻譜的一個(gè)例子的圖。
圖7是表示在同一實(shí)施例的高次諧波成分抽出部中從圖6所示的超聲波反射波中抽出的高次諧波成分的頻譜的一個(gè)例子的圖。
圖8是表示同一實(shí)施例的脈沖反相法中的基波成分極性的圖。
圖9是表示同一實(shí)施例的脈沖反相法中的高次諧波成分極性的圖。
圖10是表示同一實(shí)施例的由溫度測(cè)量計(jì)測(cè)量的超聲波探頭的溫度變化曲線的圖形。
圖11是表示同一實(shí)施例的命令輸入等待時(shí)間的表示例的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
本實(shí)施例的特征在于，通過重復(fù)進(jìn)行的以裝置動(dòng)作和攝影位置(圖像數(shù)據(jù)生成位置)等的監(jiān)測(cè)為目的的規(guī)定期間的B模式圖像用低聲壓發(fā)送、以診斷用圖像數(shù)據(jù)的生成為目的的規(guī)定期間的THI圖像用高聲壓發(fā)送、以及停止超聲波發(fā)送的規(guī)定期間的零聲壓發(fā)送，將單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)送聲輸出和超聲波探頭中的發(fā)熱抑制在聲輸出控制和發(fā)熱控制的允許范圍內(nèi)。
而且，如后所述，本實(shí)施例THI圖像數(shù)據(jù)是由對(duì)后述接收信號(hào)的高次諧波成分的包絡(luò)線進(jìn)行檢測(cè)生成的數(shù)據(jù)，本來屬于B模式圖像數(shù)據(jù)，但在以下內(nèi)容中，將利用高次諧波成分生成的B模式圖像數(shù)據(jù)稱為“THI圖像數(shù)據(jù)”，和將基波成分作為主要成分生成的現(xiàn)有B模式圖像數(shù)據(jù)區(qū)別開來。
1.裝置的結(jié)構(gòu)利用圖1的方框圖說明本實(shí)施例的超聲波診斷裝置整體的結(jié)構(gòu)。
圖1示出的本實(shí)施例的超聲波診斷裝置100具有對(duì)被檢測(cè)體發(fā)送超聲波脈沖(發(fā)送超聲波)的同時(shí)，將超聲波反射波(接收超聲波)變換為電信號(hào)(接收信號(hào))的超聲波探頭1，和在對(duì)超聲波探頭1提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)的同時(shí)，基于從該超聲波探頭1得到的接收信號(hào)生成圖像數(shù)據(jù)的超聲波診斷裝置本體50。
超聲波探頭1在前端部分具有未圖示的1維排列的多個(gè)(M個(gè))超聲波振蕩器，使該前端部分和被檢測(cè)體接觸，進(jìn)行超聲波的發(fā)送和接收。而且，超聲波探頭1的各個(gè)超聲波振蕩器通過未圖示的M信道的多芯電纜連接到后述的超聲波診斷裝置本體50的超聲波發(fā)送部2和超聲波接收部3上。超聲波振蕩器是電子音響變換元件，具有在發(fā)送信號(hào)時(shí)將電脈沖(驅(qū)動(dòng)信號(hào))變換為超聲波脈沖(發(fā)送超聲波)，在接收信號(hào)時(shí)將超聲波反射波(接收超聲波)變換為電接收信號(hào)的功能。
雖然在該超聲波探頭1中，存在扇形掃描對(duì)應(yīng)，線性掃描對(duì)應(yīng)，凸面掃描對(duì)應(yīng)等方式，操作者可以對(duì)應(yīng)于診斷部位進(jìn)行任意選擇，但在本實(shí)施例中，則是對(duì)利用具有M個(gè)超聲波振蕩器的扇形掃描用超聲波探頭1進(jìn)行描述。
另一方面，超聲波診斷裝置本體50具有生成用于向被檢測(cè)體的規(guī)定方向上放射超聲波脈沖的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的超聲波發(fā)送部2，接收來自被檢測(cè)體的規(guī)定方向的超聲波反射波的超聲波接收部3，從該接收信號(hào)中抽出高次諧波成分的高次諧波成分抽出部4，進(jìn)行用于對(duì)從超聲波接收部3或者高次諧波成分抽出部4輸出的接收信號(hào)或者該接收信號(hào)的高次諧波成分中生成B模式數(shù)據(jù)和THI數(shù)據(jù)的信號(hào)處理的信號(hào)處理部5，依次保存在掃描方向?qū)嶓w上得到的B模式數(shù)據(jù)和THI數(shù)據(jù)、并生成B模式圖像數(shù)據(jù)和THI圖像數(shù)據(jù)的同時(shí)，根據(jù)需要對(duì)得到的這些圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行希望的圖像處理的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)·處理部6。
另外，超聲波診斷裝置本體50具有對(duì)上述超聲波發(fā)送部2進(jìn)行B模式圖像用低聲壓發(fā)送、THI圖像用高聲壓發(fā)送以及零聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅和驅(qū)動(dòng)期間的設(shè)定或者更新、控制從超聲波探頭1放射的發(fā)送超聲波的發(fā)送聲輸出或者超聲波探頭1中的發(fā)熱量的聲輸出控制部7，和進(jìn)行驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅或者驅(qū)動(dòng)期間的計(jì)算的聲輸出參數(shù)計(jì)算部8。
而且，超聲波診斷裝置本體50具有對(duì)由圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)·處理部6生成的B模式圖像數(shù)據(jù)和THI圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描變換和電視格式變換、進(jìn)行超聲波圖像數(shù)據(jù)顯示的圖像顯示部9，由操作者進(jìn)行指令信號(hào)的輸入和超聲波發(fā)送條件的設(shè)定等的輸入部10，進(jìn)行超聲波探頭1的溫度計(jì)測(cè)的溫度計(jì)測(cè)部11，和對(duì)上述各單元進(jìn)行總的控制的系統(tǒng)控制部12。
下面，超聲波診斷裝置本體50的超聲波發(fā)送部2具有比率脈沖發(fā)生器21、發(fā)送延遲回路22、和驅(qū)動(dòng)回路23。
比率脈沖發(fā)生器21生成決定放射到被檢測(cè)體內(nèi)的超聲波脈沖的重復(fù)周期(比率周期)的比率脈沖并提供給發(fā)送延遲回路22。發(fā)送延遲回路22由和發(fā)送時(shí)使用的超聲波振蕩器個(gè)數(shù)相同的M信道的獨(dú)立延遲回路構(gòu)成，將用于將超聲波脈沖會(huì)聚到規(guī)定縱幅的會(huì)聚用延遲時(shí)間、和用于將超聲波脈沖發(fā)送到規(guī)定方向的偏向用延遲時(shí)間給予上述比率脈沖，將該比率脈沖提供給驅(qū)動(dòng)電路23。
另一方面，驅(qū)動(dòng)電路23具有和發(fā)送延遲回路22個(gè)數(shù)相同的M信道的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)回路，驅(qū)動(dòng)超聲波探頭1中內(nèi)置的超聲波振蕩器，將超聲波放射到被檢測(cè)體上。為了執(zhí)行脈沖反相法，在該各個(gè)M信道的驅(qū)動(dòng)回路23中，產(chǎn)生正極性驅(qū)動(dòng)信號(hào)的未圖示的正極性驅(qū)動(dòng)回路和產(chǎn)生負(fù)極性驅(qū)動(dòng)信號(hào)的未圖示的負(fù)極性驅(qū)動(dòng)回路相對(duì)地構(gòu)成，負(fù)極性驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有使正極性驅(qū)動(dòng)信號(hào)反轉(zhuǎn)的波形特性。
超聲波接收部3具有M信道的前置放大器31、A/D變換器32和波束生成器33、以及加法器34。前置放大器31按照使由超聲波振蕩器變換為電接收信號(hào)的微小信號(hào)增幅，以確保足夠的S/N的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，在該前置放大器31中，被增幅到規(guī)定大小的M信道的接收信號(hào)由A/D變換器32變換為數(shù)字信號(hào)，發(fā)送到波束生成器33中。
波束生成器33將用于會(huì)聚來自規(guī)定縱幅的超聲波反射波的會(huì)聚用延遲時(shí)間、和用于對(duì)規(guī)定方向設(shè)定接收指向性的偏向用延遲時(shí)間給予從A/D變換器32輸出的各個(gè)M信道的接收信號(hào)，加法器34定相相加來自這些波束生成器33的接收信號(hào)(調(diào)整從規(guī)定方向得到的接收信號(hào)的相位并相加)。
高次諧波成分抽出部4具有波形存儲(chǔ)器41、加法器42和濾波器電路43，在脈沖反相法中由正極性驅(qū)動(dòng)信號(hào)和負(fù)極性驅(qū)動(dòng)信號(hào)得到的來自規(guī)定方向的2個(gè)接收信號(hào)暫時(shí)保存在上述波形存儲(chǔ)器41中后，加法器42中通過相加抵消基波成分，抽出高次諧波成分。
另一方面，濾波器電路43是降低由于器官的運(yùn)動(dòng)和身體的運(yùn)動(dòng)等原因、在脈沖反相法中不能消去的基波成分的濾波器，一般來說，由帶通濾波器(BPF)或高通濾波器(HPF)構(gòu)成。
信號(hào)處理部5具有選擇從超聲波接收部3的加法器34直接供給的接收信號(hào)和從高次諧波成分抽出部4的濾波器電路43供給的上述接收信號(hào)的高次諧波成分的選擇電路51、包絡(luò)線檢波器52以及對(duì)數(shù)變換器53，進(jìn)行用于生成B模式圖像數(shù)據(jù)和THI數(shù)據(jù)的信號(hào)處理。
即，選擇回路51選擇生成B模式圖像數(shù)據(jù)時(shí)從加法器34供給的接收信號(hào)，選擇生成THI圖像數(shù)據(jù)時(shí)從高次諧波成分抽出部4的濾波器電路43供給的上述接收信號(hào)的高次諧波成分。而且，包絡(luò)線檢波器52對(duì)在選擇回路51中選擇的接收信號(hào)或接收信號(hào)的高次諧波成分進(jìn)行包絡(luò)線檢波的運(yùn)算，檢測(cè)其包絡(luò)線。而且，對(duì)數(shù)變換器53具有將輸入值進(jìn)行對(duì)數(shù)變換并輸出的查詢表，在該對(duì)數(shù)變換器53中，通過將接收信號(hào)的振幅進(jìn)行對(duì)數(shù)變換由此相對(duì)強(qiáng)調(diào)弱信號(hào)。
一般來說，來自被檢測(cè)體內(nèi)的接收信號(hào)具有80dB以上的寬動(dòng)態(tài)范圍的振幅，在將其顯示在具有30dB大小動(dòng)態(tài)范圍的常用電視監(jiān)視器上時(shí)，強(qiáng)調(diào)弱信號(hào)的振幅壓縮是必要的。
而且，圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)·處理部6具有未圖示的計(jì)算回路和存儲(chǔ)回路，將在信號(hào)處理部5中生成的多個(gè)超聲波發(fā)送接收波方向的B模式數(shù)據(jù)和THI數(shù)據(jù)依次保存在上述存儲(chǔ)回路中，并生成B模式圖像數(shù)據(jù)和THI圖像數(shù)據(jù)。而且，上述計(jì)算回路根據(jù)需要對(duì)這些圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行輪廓強(qiáng)調(diào)等圖像處理。再將處理后的圖像數(shù)據(jù)再次保存在上述存儲(chǔ)回路中。
另一方面，聲輸出控制部7具有未圖示的CPU、存儲(chǔ)回路、經(jīng)過時(shí)間計(jì)測(cè)回路、驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定回路，上述CPU設(shè)定超聲波發(fā)送部2的驅(qū)動(dòng)回路23生成B模式圖像數(shù)據(jù)時(shí)的驅(qū)動(dòng)電源VL和驅(qū)動(dòng)期間τL以及生成THI圖像數(shù)據(jù)時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓VH和驅(qū)動(dòng)期間τH，而且，設(shè)定未進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的期間(以下，稱為零聲壓發(fā)送期間)τX。
在上述驅(qū)動(dòng)電壓VL和VH、驅(qū)動(dòng)期間τL、τH、以及τX這5個(gè)聲輸出參數(shù)中，有4個(gè)參數(shù)是操作者利用輸入部10輸入的，剩余的聲輸出參數(shù)由后述的聲輸出參數(shù)計(jì)算部8基于輸入的4個(gè)聲輸出參數(shù)計(jì)算出來。
而且，聲輸出控制部7的驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定電路基于上述存儲(chǔ)回路中保存的驅(qū)動(dòng)電壓VL和驅(qū)動(dòng)電壓VH控制驅(qū)動(dòng)回路23的驅(qū)動(dòng)電壓，同樣，上述經(jīng)過時(shí)間計(jì)測(cè)回路基于保存在上述存儲(chǔ)回路中的驅(qū)動(dòng)期間τL、驅(qū)動(dòng)期間τH、以及期間τX進(jìn)行驅(qū)動(dòng)期間的控制。
而且，聲輸出控制部7的上述CPU基于生成THI圖像數(shù)據(jù)時(shí)從溫度計(jì)測(cè)部11供給的超聲波探頭1的溫度信息，將THI圖像用高聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)期間τH更新為τHa(τHa＜τH)。
圖2是顯示對(duì)驅(qū)動(dòng)回路23設(shè)定的B模式圖像用低聲壓發(fā)送、THI圖像用高聲壓發(fā)送以及零聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)期間的圖形。首先，用于在時(shí)刻t1至?xí)r刻t2的期間τ0設(shè)定攝影位置的B模式圖像用低聲壓發(fā)送被執(zhí)行后，在時(shí)刻t2至?xí)r刻t3的期間τL和時(shí)刻t3至?xí)r刻t4的期間τH，執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電壓VL的B模式圖像用低聲壓發(fā)送以及驅(qū)動(dòng)電壓VH的THI圖像用高聲壓發(fā)送。
接著，在時(shí)刻t4至?xí)r刻t5的期間τX，停止供給驅(qū)動(dòng)信號(hào)(即零聲壓發(fā)送)后，在時(shí)刻t5至?xí)r刻t6期間τL和時(shí)刻t6至?xí)r刻t7期間τH，執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電壓VL的B模式圖像用低聲壓發(fā)送以及驅(qū)動(dòng)電壓VH的THI圖像用高聲壓發(fā)送，同樣，重復(fù)零聲壓發(fā)送、B模式圖像用低聲壓發(fā)送以及THI圖像用高聲壓發(fā)送。而且，如果使現(xiàn)有B模式法中的驅(qū)動(dòng)電壓為Vm，則上述驅(qū)動(dòng)電壓VL和驅(qū)動(dòng)電壓VH存在VH＞Vm＞VL的關(guān)系。
聲輸出參數(shù)計(jì)算部8具有未圖示的計(jì)算回路和存儲(chǔ)回路，基于從輸入部10輸入的4個(gè)聲輸出參數(shù)的值，算出剩余的聲輸出參數(shù)的值。此時(shí)，上述計(jì)算回路啟動(dòng)保存在上述存儲(chǔ)回路中的基于后述的式(1)預(yù)先制作的聲輸出參數(shù)計(jì)算程序，在該程序中輸入4個(gè)聲輸出參數(shù)的值，算出剩余的聲輸出參數(shù)。
而且，由聲輸出參數(shù)計(jì)算部8算出的聲輸出參數(shù)的值，計(jì)算出來之后，使得圖2示出的一系列的B模式圖像用低聲壓發(fā)送、THI圖像用高聲壓發(fā)送以及零聲壓發(fā)送中每單位時(shí)間的聲輸出都在聲輸出控制的允許范圍內(nèi)。
此時(shí)，操作者利用輸入部10輸入上述驅(qū)動(dòng)電壓VL和VH、驅(qū)動(dòng)期間τL以及τH的值，雖然聲輸出參數(shù)計(jì)算部8適于采用基于輸入的這些值和下述式(1)計(jì)算零聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)期間τX的方法，但不限于此。
W=K{(VL2·τL)+(VH2·τH)}τL+τH+τX≤W0≈KVm2---(1)]]>但是，上述式(1)中的W表示本實(shí)施例中的每單位時(shí)間的發(fā)送聲輸出，另外W0表示聲輸出控制中允許的每單位時(shí)間的發(fā)送聲輸出，K是比例常數(shù)。而且，發(fā)送聲輸出W0略等于現(xiàn)有的B模式法中的每單位時(shí)間的發(fā)送聲輸出KVm2。
退回到圖1，超聲波診斷裝置本體50中的圖像顯示部9具有顯示用圖像數(shù)據(jù)生成回路91、變換回路92和監(jiān)視器93，在顯示用圖像數(shù)據(jù)生成回路91中，對(duì)在圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)·處理部6中生成的B模式圖像數(shù)據(jù)和THI圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行對(duì)應(yīng)于規(guī)定顯示形態(tài)的掃描變換等處理，生成顯示用圖像數(shù)據(jù)，在變換回路92中，對(duì)該顯示用圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行D/A變換和電視格式變換，并顯示在監(jiān)視器93上。
而且，輸入部10在操作面板上具有液晶顯示面板和鍵盤、軌跡球、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備，操作者進(jìn)行利用該輸入部10的患者信息輸入、圖像顯示模式的選擇、聲輸出參數(shù)的輸入、B模式圖像數(shù)據(jù)和THI圖像數(shù)據(jù)的生成開始命令等輸入。
另一方面，溫度計(jì)測(cè)部11具有未圖示的熱敏電阻和A/D變換器，熱敏電阻安裝在超聲波探頭1的內(nèi)部或前端部，而且，由熱敏電阻計(jì)測(cè)的超聲波探頭1的溫度信息在由上述A/D變換器變換為數(shù)字信號(hào)后，通過系統(tǒng)控制部12提供給聲輸出控制部7。
系統(tǒng)控制部12具有未圖示的CPU和存儲(chǔ)回路，執(zhí)行用于依次更新超聲波的發(fā)送接收波方向、得到規(guī)定截面的圖像數(shù)據(jù)的控制。而且，基于來自輸入部10的指示信號(hào)，對(duì)超聲波發(fā)送部2、超聲波接收部3、高次諧波成分抽出部4、圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理部6、聲輸出控制部7、聲輸出參數(shù)計(jì)算部8、圖像顯示部9各單元和系統(tǒng)整體進(jìn)行總的控制。
2.圖像數(shù)據(jù)的生成步驟利用圖1至圖11對(duì)本實(shí)施例的B模式圖像數(shù)據(jù)和THI圖像數(shù)據(jù)的生成步驟進(jìn)行說明。另外，圖3是表示上述圖像數(shù)據(jù)生成步驟的流程圖。
在生成圖像數(shù)據(jù)之前，超聲波診斷裝置100的操作者在輸入部10中輸入被檢測(cè)體信息的同時(shí)，利用扇形掃描法選擇B模式圖像數(shù)據(jù)的顯示模式和THI圖像數(shù)據(jù)的顯示模式，而且作為該THI圖像數(shù)據(jù)生成中的高次諧波成分抽出法，適于選擇脈沖反相法。接下來操作者設(shè)定以生成B模式圖像數(shù)據(jù)為目的的低聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)電壓VL和驅(qū)動(dòng)期間τL、以生成THI圖像數(shù)據(jù)為目的的高聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)電壓VH和驅(qū)動(dòng)期間τH(圖3的步驟S1)。
上述輸入信息、選擇信息和設(shè)定條件被保存在系統(tǒng)控制部12的存儲(chǔ)回路中的同時(shí)，低聲壓發(fā)送和高聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)期間被保存在聲輸出控制部7的存儲(chǔ)回路中。而且，在聲輸出控制部7的存儲(chǔ)回路中，預(yù)先保存由發(fā)熱控制確定的允許溫度Φ0值。
另一方面，在聲輸出參數(shù)計(jì)算部8的存儲(chǔ)回路中，預(yù)先保存由聲輸出控制確定的每單位時(shí)間允許發(fā)送聲輸出W0，讀出保存在聲輸出控制部7的存儲(chǔ)回路中的低聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)電壓VL和驅(qū)動(dòng)期間τL以及高聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)電壓VH和驅(qū)動(dòng)期間τH，通過將上述聲輸出參數(shù)的值和允許發(fā)送聲輸出W0輸入到預(yù)先保存在存儲(chǔ)回路中的聲輸出參數(shù)計(jì)算程序中，算出零聲壓發(fā)送的期間τX，將得到的期間τX的值保存在聲輸出控制部7的存儲(chǔ)回路中(圖3的步驟S2)。此時(shí)，在上述存儲(chǔ)回路中，如圖4所示，保存低聲壓發(fā)送和高聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)期間以及零聲壓發(fā)送的期間。
如果上述初期設(shè)定結(jié)束了，操作者由輸入部10輸入圖像數(shù)據(jù)的生成開始命令，通過在系統(tǒng)控制部12中接收輸入的命令信號(hào)，進(jìn)行用于使圖像數(shù)據(jù)的收集位置最佳化的B模式圖像數(shù)據(jù)的生成和顯示(圖3的步驟S3)。
由低聲壓發(fā)送生成B模式圖像數(shù)據(jù)時(shí)，比率脈沖發(fā)生器21根據(jù)來自系統(tǒng)控制部12的控制信號(hào)將確定向被檢測(cè)體內(nèi)放射的超聲波脈沖的重復(fù)周期(比率周期)的比率脈沖提供給發(fā)送延遲回路22。在發(fā)送時(shí)為了得到細(xì)的光束寬度，發(fā)送延遲回路22將用于把超聲波會(huì)聚到規(guī)定縱幅的延遲時(shí)間、和用于在最初的掃描方向θ1上放射超聲波的延遲時(shí)間提供給比率脈沖，將該比率脈沖提供給驅(qū)動(dòng)回路23。
然后，驅(qū)動(dòng)回路23由基于所供給的比率脈沖生成的例如正極性驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)超聲波探頭1的超聲波振蕩器，將中心頻率f0的超聲波脈沖放射到被檢測(cè)體上。
放射到被檢測(cè)體內(nèi)的超聲波脈沖的一部分被聲阻抗不同的被檢測(cè)體的器官接觸面或者組織反射。此時(shí)，被反射的超聲波由于被檢測(cè)體組織的非線性特性而重新產(chǎn)生例如中心頻率為2f0的超聲波反射波。即，由被檢測(cè)體組織反射并退回到超聲波探頭1的超聲波反射波是由和發(fā)送時(shí)相同的中心頻率為f0的基波成分以及中心頻率為2f0的高次諧波成分混合而成的。
由被檢測(cè)體內(nèi)反射的超聲波反射波被和發(fā)送時(shí)相同的超聲波探頭1接收，并被變換為電接收信號(hào)，由超聲波接收部3的前置放大器31增幅到規(guī)定大小后，由A/D變換器32變換為數(shù)字信號(hào)。而且，被變換為數(shù)字信號(hào)的接收信號(hào)由波束生成器33基于來自系統(tǒng)控制部12的控制信號(hào)給予規(guī)定的延遲時(shí)間后，在加法器34中被相加合成，提供給信號(hào)處理部5。
此時(shí)，在波束生成器33中，由來自系統(tǒng)控制部12的控制信號(hào)設(shè)定用于會(huì)聚來自規(guī)定縱幅的超聲波反射波的延遲時(shí)間，和對(duì)超聲波反射波而言用于使其在掃描方向θ1上維持很強(qiáng)的接收指向性的延遲時(shí)間。
接著，信號(hào)處理部5的選擇回路51選擇從超聲波接收部3的加法器34提供的接收信號(hào)，包絡(luò)線檢波器52和對(duì)數(shù)變換器53對(duì)上述接收信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)線檢波和對(duì)數(shù)變換，生成B模式數(shù)據(jù)，保存在圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)·處理部6的存儲(chǔ)回路中。
利用上述步驟，如果掃描方向θ1上的B模式數(shù)據(jù)的生成和保存已經(jīng)結(jié)束，使超聲波的發(fā)送接收方向依次更新Δθ，則偏向θp＝θ1+(p-1)Δθ(p＝2～P)，采用同樣的步驟進(jìn)行超聲波的發(fā)送接收。此時(shí)，系統(tǒng)控制部12利用該控制信號(hào)使發(fā)送延遲回路22和波束生成器33的延遲時(shí)間對(duì)應(yīng)于超聲波發(fā)送接收方向依次切換，生成B模式數(shù)據(jù)。
這樣，對(duì)掃描方向θ1至θP進(jìn)行利用超聲波的扇形掃描，將得到的掃描方向?qū)嶓w的B模式數(shù)據(jù)依次保存在圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)·處理部6中，生成B模式圖像數(shù)據(jù)之后，圖像顯示部9的顯示用圖像數(shù)據(jù)生成部91對(duì)從圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)·處理部6的存儲(chǔ)回路中讀出的B模式圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行掃描變換等處理，生成顯示用圖像數(shù)據(jù)，變換回路92對(duì)顯示用圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行D/A變換和電視格式變換，顯示在監(jiān)視器93上(圖3的步驟S4)。
然后，通過對(duì)掃描方向θ1至θP重復(fù)超聲波的發(fā)送接收，在圖像顯示部9的監(jiān)視器93上，執(zhí)行利用低聲壓發(fā)送的B模式圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示，操作者通過監(jiān)視該B模式圖像數(shù)據(jù)來執(zhí)行裝置動(dòng)作的確認(rèn)、對(duì)被檢測(cè)體的攝影位置的最佳化、以及裝置增益和動(dòng)態(tài)范圍的設(shè)定等。
然后，如果根據(jù)對(duì)期間τ0的低聲壓發(fā)送的B模式圖像數(shù)據(jù)的觀察，上述監(jiān)視已結(jié)束，則操作者利用輸入部10輸入THI圖像數(shù)據(jù)的生成開始命令(圖3的步驟S5)。
接收該命令信號(hào)的系統(tǒng)控制部12首先根據(jù)和上述相同的步驟執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電壓VL的低聲壓發(fā)送，將B模式圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在圖像顯示部9的監(jiān)視器93上(圖3的步驟S6)。然后，如果低聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)期間τL的B模式圖像數(shù)據(jù)的生成和顯示已經(jīng)結(jié)束，則聲輸出控制部7為了生成THI圖像數(shù)據(jù)，將驅(qū)動(dòng)回路23的驅(qū)動(dòng)電壓更新為高聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)電壓VH。
利用高聲壓發(fā)送生成THI圖像數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送延遲回路22將用于把超聲波束會(huì)聚到規(guī)定縱幅的延遲時(shí)間、和用于在掃描方向θ1上放射的延遲時(shí)間提供給從比率脈沖發(fā)生器21供給的比率脈沖，將該比率脈沖提供給驅(qū)動(dòng)回路23。
然后，驅(qū)動(dòng)回路23根據(jù)該比率脈沖的時(shí)間生成正極性的驅(qū)動(dòng)脈沖，驅(qū)動(dòng)超聲波探頭1的超聲波振蕩器，將中心頻率f0的超聲波脈沖放射到被檢測(cè)體上。
放射到被檢測(cè)體內(nèi)的超聲波脈沖的一部分被聲阻抗不同的被檢測(cè)體的器官接觸面或者組織反射。此時(shí)，在被反射的超聲波中，和上述B模式圖像數(shù)據(jù)的情況相同，由于被檢測(cè)體組織的非線性特性，重新產(chǎn)生例如中心頻率為2f0的高次諧波成分。而且，高聲壓發(fā)送時(shí)的高次諧波成分的發(fā)生比低聲壓發(fā)送的情況下更加顯著。已知該高次諧波成分的產(chǎn)生原因是，因?yàn)槌暡}沖的被檢測(cè)體組織內(nèi)的傳播速度取決于超聲波的聲壓，由于這一性質(zhì)，接收信號(hào)中產(chǎn)生波形信號(hào)的歪斜，產(chǎn)生高次諧波成分。
圖5、圖6和圖7是用于說明上述高次諧波成分的圖，圖5示出的是向被檢測(cè)體內(nèi)放射的中心頻率f0的超聲波脈沖的頻譜，圖6表示的從被檢測(cè)體內(nèi)得到的超聲波反射波的頻譜。即，超聲波反射波的頻譜具有以f0為中心分布的基波成分和以2f0為中心分布的高次諧波成分，一般來說，高次諧波成分相對(duì)于基波成分小到20dB以上。
但是，在超聲波診斷中，因?yàn)闉榱说玫礁叻直媛实膱D像而采用具有寬頻帶頻譜的超聲波脈沖，超聲波反射波的基波成分和高次諧波成分也是寬頻帶的，如圖6所示，基波成分的高通部分和高次諧波成分的低通部分在頻率區(qū)域中不分離的情況居多。作為這種情況下的高次諧波成分的抽出方法，在本實(shí)施例中適于采用脈沖反相法。
由被檢測(cè)體內(nèi)反射的超聲波反射波被超聲波探頭1變換為電接收信號(hào)，經(jīng)前置放大器31和A/D變換器32變換為數(shù)字信號(hào)后，由波束生成器33和加法器34整相相加。此時(shí)，在波束生成器33中，設(shè)定用于會(huì)聚規(guī)定縱幅的超聲波反射波的延遲時(shí)間，和對(duì)超聲波反射波而言用于在掃描方向θ1的方向上維持很強(qiáng)的接收指向性的延遲時(shí)間。然后，從超聲波接收部3的加法器34輸出的整相相加后的接收信號(hào)被暫時(shí)保存到高次諧波成分抽出部4的波形存儲(chǔ)器41中。
接著，系統(tǒng)控制部12將控制信號(hào)發(fā)送到超聲波發(fā)送部2中，將驅(qū)動(dòng)回路23從正極性驅(qū)動(dòng)回路切換到負(fù)極性驅(qū)動(dòng)回路，對(duì)掃描方向θ1采用負(fù)極性的驅(qū)動(dòng)脈沖，執(zhí)行超聲波的發(fā)送接收。然后，由超聲波接收部3的波束生成器33和加法器34整相相加的接收信號(hào)通過高次諧波成分抽出部4的波形存儲(chǔ)器41提供給加法器42，和通過已經(jīng)被保存在波形存儲(chǔ)器41中的正極性驅(qū)動(dòng)信號(hào)所得到的接受信號(hào)進(jìn)行相加合成。
圖8和圖9是表示脈沖反相法中的基波成分和高次諧波成分的極性、和各成分的相加結(jié)果的圖，圖8所示的接收信號(hào)的基波成分因?yàn)樵谡龢O性驅(qū)動(dòng)信號(hào)的情況(a-1)和負(fù)極性驅(qū)動(dòng)信號(hào)的情況(a-2)極性反轉(zhuǎn)，所以通過使二者相加，能夠相抵消(a圖9-3)。
另一方面，圖9所示接收信號(hào)的高次諧波成分因?yàn)樵谡龢O性驅(qū)動(dòng)脈沖的情況(b-1)和負(fù)極性驅(qū)動(dòng)脈沖的情況(b-2)極性不變，所以通過使其相加，振幅增大到2倍(b-3)。
因此，通過在加法器42中使由正極性驅(qū)動(dòng)信號(hào)得到的接收信號(hào)和由負(fù)極性驅(qū)動(dòng)信號(hào)得到的接收信號(hào)相加合成，如圖7所示，抽出高次諧波成分，該高次諧波成分被發(fā)送到濾波器回路43中。
然后，由于器官的運(yùn)動(dòng)和身體的運(yùn)動(dòng)等原因，在脈沖反相法中不能消去的基波成分混合在上述高次諧波成分中的情況下，高次諧波成分抽出部4的濾波器回路43除去該基波成分，僅僅將高次諧波成分提供給信號(hào)處理部5。
然后，信號(hào)處理部5的選擇回路51選擇從濾波器回路43提供的上述高次諧波成分，在包絡(luò)線檢波器52和對(duì)數(shù)變換器53中進(jìn)行包絡(luò)線檢波和對(duì)數(shù)變換，生成THI數(shù)據(jù)后，暫時(shí)保存在圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)·處理部6中。
利用上述步驟，如果掃描方向θ1上的THI數(shù)據(jù)的生成和保存已經(jīng)結(jié)束，則使超聲波的發(fā)送接收方向依次更新Δθ，偏向至θp＝θ1+(p-1)Δθ(p＝2～P)，采用同樣的步驟進(jìn)行超聲波的發(fā)送接收。此時(shí)，系統(tǒng)控制部12利用該控制信號(hào)使發(fā)送延遲回路22和波束生成器33的延遲時(shí)間對(duì)應(yīng)于超聲波發(fā)送接收方向依次切換，生成THI數(shù)據(jù)。
這樣，對(duì)掃描方向θ1至θP進(jìn)行利用超聲波的扇形掃描，將得到的掃描方向?qū)嶓w的THI數(shù)據(jù)依次保存在圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理部6中，生成THI圖像數(shù)據(jù)之后，圖像顯示部9的顯示用圖像數(shù)據(jù)生成部91讀出上述THI圖像數(shù)據(jù)，執(zhí)行掃描變換等處理，通過變換回路92顯示在監(jiān)視器93上。
通過對(duì)上述掃描方向θ1至θP重復(fù)超聲波的發(fā)送接收，在圖像顯示部9的監(jiān)視器93上，實(shí)時(shí)顯示高聲壓發(fā)送的THI圖像數(shù)據(jù)，操作者利用該THI圖像數(shù)據(jù)對(duì)被檢測(cè)體進(jìn)行診斷，根據(jù)需要對(duì)未圖示的記錄裝置執(zhí)行THI圖像數(shù)據(jù)的保存(圖3的步驟S7)。
在預(yù)先設(shè)定THI圖像數(shù)據(jù)的生成和顯示的驅(qū)動(dòng)期間τH執(zhí)行完畢之后，切換到?jīng)]有執(zhí)行超聲波發(fā)送接收的所謂零聲壓發(fā)送(圖3的步驟S8)。但是，在上述高聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)期間τH，在由溫度計(jì)測(cè)器11計(jì)測(cè)的超聲波探頭1的溫度Φ相對(duì)于發(fā)熱控制的允許溫度Φ0超過了考慮到規(guī)定余量ΔΦ的控制溫度Φ0X(Φ0X＝Φ0-ΔΦ)的情況下，基于聲輸出控制部7發(fā)送的高聲壓發(fā)送停止信號(hào)來結(jié)束利用高聲壓發(fā)送的THI圖像數(shù)據(jù)的生成，切換到零聲壓發(fā)送(圖3的步驟S9)。
圖10是表示例如圖2的時(shí)刻t2至t6的低聲壓發(fā)送、高聲壓發(fā)送和零聲壓發(fā)送中由溫度計(jì)測(cè)部11計(jì)測(cè)的超聲波探頭1的溫度變化曲線的圖形，表示了超聲波探頭1的溫度Φ在高聲壓發(fā)送中上升、在零聲壓發(fā)送中下降、并且在低聲壓發(fā)送中保持不變的情形。
換言之，在圖10示出的超聲波探頭1的溫度變化曲線中，在時(shí)刻t2至t3的低聲壓發(fā)送時(shí)，維持規(guī)定的初期溫度Φ1，由于從時(shí)刻t3開始的高聲壓發(fā)送而慢慢上升。此時(shí)，如實(shí)線的溫度變化曲線所示，在探頭溫度Φ直至初期設(shè)定的時(shí)刻t4都還沒有達(dá)到上述規(guī)定溫度Φ0X時(shí)，在時(shí)刻t4停止高聲壓發(fā)送，切換到零聲壓發(fā)送。
另一方面，如虛線的溫度變化曲線所示，在探頭溫度Φ到達(dá)初期設(shè)定的時(shí)刻t4之前的時(shí)刻t4a(t4a＜t4)就到達(dá)了規(guī)定溫度Φ0X時(shí)，在該時(shí)刻t4a停止高聲壓發(fā)送，開始零聲壓發(fā)送。
即，聲輸出控制部7基于由操作者設(shè)定的低聲壓發(fā)送和高聲壓發(fā)送中的驅(qū)動(dòng)電壓VL和VH以及驅(qū)動(dòng)期間τL和τH、和利用聲輸出控制的每單位時(shí)間的允許發(fā)送發(fā)送聲輸出，計(jì)算零聲壓發(fā)送的期間τX，而且，通過超聲波探頭1的溫度Φ和基于發(fā)熱控制的規(guī)定溫度Φ0X的比較，進(jìn)行高聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)期間τH的更新。
而且，如上所述，探頭溫度Φ在時(shí)刻t4a到達(dá)規(guī)定溫度Φ0X時(shí)的零聲壓發(fā)送的結(jié)束時(shí)刻如圖10所示，可以是從時(shí)刻t4a向τXa后的時(shí)刻t5，也可以是從時(shí)刻t4a向τX后的時(shí)刻。
通過上述步驟，THI圖像數(shù)據(jù)的生成和顯示結(jié)束，零聲壓發(fā)送開始后(圖3的步驟S10)，聲輸出控制部7的未圖示的經(jīng)過時(shí)間計(jì)測(cè)回路，計(jì)測(cè)零聲壓發(fā)送的經(jīng)過時(shí)間τY，而且，通過和已經(jīng)由聲輸出參數(shù)計(jì)算部8計(jì)算或者更新過的零聲壓發(fā)送的期間τX或者τXa的減法運(yùn)算，相對(duì)THI圖像數(shù)據(jù)的生成開始來計(jì)算命令輸入等待時(shí)間τZ。然后，關(guān)于該命令輸入等待時(shí)間τZ的信息通過系統(tǒng)控制部12顯示在圖像顯示部9中所提供的監(jiān)視器93上(圖3的步驟S11)。
圖11是顯示命令輸入等待時(shí)間的顯示例子的圖，在圖像顯示部9的監(jiān)視器93上，設(shè)定顯示圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)顯示區(qū)域901和顯示命令輸入等待時(shí)間信息的輸入等待時(shí)間顯示區(qū)域902，而且，在上述輸入等待時(shí)間顯示區(qū)域902上，設(shè)置經(jīng)過時(shí)間顯示欄903、等待時(shí)間顯示欄904和命令輸入許可通知欄905。
然后，將相對(duì)零聲壓發(fā)送的期間τX(或者τXa)的零聲壓發(fā)送經(jīng)過時(shí)間τY顯示在經(jīng)過時(shí)間顯示欄903中，將由零聲壓發(fā)送的期間τX(τXa)和經(jīng)過時(shí)間τY的差得到的用于THI圖像數(shù)據(jù)的命令輸入等待時(shí)間τZ(τZ＝τX(τXa)-τY)顯示在等待時(shí)間顯示欄904中，而且，命令輸入等待時(shí)間τZ為0秒以下時(shí)(圖3的步驟S12)，表示開始生成THI圖像數(shù)據(jù)的命令輸入被許可的輸入許可信息被顯示在命令輸入許可通知欄905中(圖3的步驟S13)。
觀察到該輸入許可信息的操作者由輸入部10再次輸入THI圖像數(shù)據(jù)的生成開始命令(圖3的步驟S5)，接收該命令信號(hào)的系統(tǒng)控制部12控制聲輸出控制部7，通過和上述相同的步驟在驅(qū)動(dòng)期間τL期間進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電壓VL的低聲壓發(fā)送，然后，由圖像顯示部9實(shí)時(shí)顯示得到的監(jiān)視用B模式圖像數(shù)據(jù)(圖3的步驟S6)。
然后，為了生成THI圖像數(shù)據(jù)，將驅(qū)動(dòng)回路23的驅(qū)動(dòng)電壓更新為高聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)電壓VH，在驅(qū)動(dòng)期間τH之間或者直至發(fā)送高聲壓發(fā)送停止信號(hào)的驅(qū)動(dòng)期間τHa之間，執(zhí)行THI圖像數(shù)據(jù)的生成和保存(圖3的步驟S7至S9)，然后，在驅(qū)動(dòng)期間τX(或者τXa)之間執(zhí)行零聲壓發(fā)送(圖3的步驟S10至S12)。
如上所述，通過反復(fù)執(zhí)行步驟S5至S13，反復(fù)執(zhí)行以監(jiān)測(cè)為目的的低聲壓發(fā)送的B模式圖像數(shù)據(jù)的生成和顯示，利用高聲壓發(fā)送的高靈敏度THI圖像數(shù)據(jù)的生成和顯示，以及用于降低超聲波探頭1的發(fā)熱和聲輸出的零聲壓發(fā)送。
根據(jù)上述的本實(shí)施例，通過反復(fù)執(zhí)行利用高聲壓發(fā)送的THI圖像數(shù)據(jù)的生成和零聲壓發(fā)送，可以在不超過基于聲輸出控制的允許發(fā)送聲輸出的情況下得到高靈敏度的THI圖像數(shù)據(jù)。
因?yàn)樵谄陂gτH的各個(gè)THI圖像數(shù)據(jù)的生成之前執(zhí)行期間τL的利用低聲壓發(fā)送的B模式圖像數(shù)據(jù)的生成和顯示，可以事先確定攝影位置和裝置動(dòng)作，能夠總是在適合的條件下生成THI圖像數(shù)據(jù)。
而且，因?yàn)榛陬A(yù)先設(shè)定的高聲壓發(fā)送和低聲壓發(fā)送時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)期間以及上述允許發(fā)送聲輸出來計(jì)算零聲壓發(fā)送的期間，故發(fā)送聲輸出的控制變得容易了。
而且，上述超聲波診斷裝置具有超聲波探頭的溫度計(jì)測(cè)功能，因?yàn)榛谠摐囟扔?jì)測(cè)值來執(zhí)行上述高聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)期間的更新，能夠在遵守聲輸出控制和超聲波探頭的發(fā)熱控制的狀態(tài)下，執(zhí)行高靈敏度和高分辨率的THI圖像數(shù)據(jù)的生成，裝置的診斷能力提高了。
另一方面，在上述實(shí)施例中，因?yàn)橄鄬?duì)基于零聲壓發(fā)送的經(jīng)過時(shí)間和上述驅(qū)動(dòng)期間計(jì)算出的THI圖像數(shù)據(jù)的生成開始命令的輸入等待時(shí)間被顯示在顯示部上，操作者能夠容易而且正確地把握上述生成開始命令的輸入時(shí)間，能夠在希望的時(shí)間得到高分辨率的THI圖像數(shù)據(jù)，從而大幅度地提高診斷效率。
上面，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了敘述，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，可以進(jìn)行變形來實(shí)施。例如，在上述實(shí)施例中，在各高聲壓發(fā)送之前，設(shè)定期間τL的低聲壓發(fā)送，但該低聲壓發(fā)送不是必不可少的。例如，如果在圖2的時(shí)刻t1至t2的低聲壓發(fā)送中，可以有足夠地監(jiān)視，也可以沒有在上述各次高聲壓發(fā)送前執(zhí)行的期間τL的低聲壓發(fā)送。此時(shí)，基于預(yù)先設(shè)定的高聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)電壓VH和驅(qū)動(dòng)期間τH以及允許發(fā)送聲輸出W0來計(jì)算零聲壓發(fā)送的期間τX，然后，基于利用溫度計(jì)測(cè)部11的超聲波探頭1的溫度信息執(zhí)行上述驅(qū)動(dòng)期間τH的更新的這一方法也可以采用。
而且，也可以是將上述零聲壓發(fā)送置換為低聲壓發(fā)送。即，也可基于預(yù)先設(shè)定的高聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)電壓VH和驅(qū)動(dòng)期間τH以及允許發(fā)送聲輸出W0來計(jì)算低聲壓發(fā)送的期間τL，然后，基于利用溫度計(jì)測(cè)部11的超聲波探頭1的溫度信息執(zhí)行上述驅(qū)動(dòng)期間τH的更新。
另一方面，在上述實(shí)施例中，首先，基于聲輸出控制設(shè)定高聲壓發(fā)送以及低聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)期間以及零聲壓發(fā)送的期間，然后，基于超聲波探頭1的溫度計(jì)測(cè)值執(zhí)行高聲壓發(fā)送的驅(qū)動(dòng)期間的變更，但特別是在遵守對(duì)超聲波探頭1的發(fā)熱控制的很重要的情況下，也可基于超聲波探頭1的溫度計(jì)測(cè)值設(shè)定高聲壓發(fā)送和零聲壓發(fā)送的期間，或者低聲壓發(fā)送、高聲壓發(fā)送和零聲壓發(fā)送的期間。
而且，在上述實(shí)施例中，雖然示出了在圖像顯示部9中顯示關(guān)于用于THI圖像數(shù)據(jù)的命令輸入等待時(shí)間的信息，但也可以是輸入部10的顯示面板，而且，命令輸入許可通知可以是例如輸入部10中具有的LED等的點(diǎn)亮熄滅，也可以是利用聲音系統(tǒng)的方法。
而且，上述實(shí)施例的高聲壓發(fā)送雖然是利用2倍高次諧波成分的THI圖像數(shù)據(jù)的生成作為目的，但也可以是利用3倍以上的高次諧波成分和1.5倍成分等非線性成分的THI圖像數(shù)據(jù)的生成。而且，上述實(shí)施例的超聲波探頭1中，雖然對(duì)一維排列超聲波振蕩器的超聲波探頭進(jìn)行了敘述，但也可是2維排列的超聲波探頭。
權(quán)利要求
1.一種超聲波診斷裝置，其特征在于，具有通過驅(qū)動(dòng)超聲波振蕩器，對(duì)被檢測(cè)體發(fā)送超聲波的驅(qū)動(dòng)單元；從由上述超聲波振蕩器接收的接收信號(hào)中抽出對(duì)應(yīng)于上述超聲波的非線性成分的非線性成分抽出單元；生成基于上述非線性成分的第1圖像數(shù)據(jù)的第1圖像數(shù)據(jù)生成單元；生成基于上述接收信號(hào)的第2圖像數(shù)據(jù)的第2圖像數(shù)據(jù)生成單元；以及對(duì)以生成上述第1圖像數(shù)據(jù)為目的的第1超聲波發(fā)送和以生成上述第2圖像數(shù)據(jù)為目的的第2超聲波發(fā)送，任意分配一定時(shí)間的發(fā)送聲輸出的控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，構(gòu)成上述控制單元以控制上述驅(qū)動(dòng)單元，使得以上述第1超聲波發(fā)送中的上述超聲波振蕩器的聲輸出和具有上述超聲波振蕩器的超聲波探頭的溫度中的至少一方滿足規(guī)定條件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，具有根據(jù)上述控制單元的控制來通知是否可以執(zhí)行上述第1超聲波發(fā)送的通知單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，構(gòu)成上述控制單元，該控制單元控制上述驅(qū)動(dòng)單元，使得在以比上述第2超聲波發(fā)送的聲壓高的聲壓在規(guī)定時(shí)間繼續(xù)進(jìn)行上述第1超聲波發(fā)送的情況下，停止基于上述高聲壓的上述第1超聲波發(fā)送，在基于上述高聲壓的上述第1超聲波發(fā)送停止之后的規(guī)定停止期間，停止基于上述高聲壓的上述第1超聲波發(fā)送。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，具備計(jì)測(cè)具有上述超聲波振蕩器的超聲波探頭溫度的溫度計(jì)測(cè)單元，構(gòu)成上述控制單元，使得在上述第1超聲波發(fā)送中利用上述溫度計(jì)測(cè)單元所計(jì)測(cè)的溫度計(jì)測(cè)值超過了預(yù)先設(shè)定的規(guī)定溫度值的情況下，停止上述第1超聲波發(fā)送。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，具有輸入用于使基于高聲壓的上述第1超聲波發(fā)送開始的指示信號(hào)的輸入單元，構(gòu)成上述控制單元以控制上述驅(qū)動(dòng)單元，使得以上述規(guī)定的停止期間經(jīng)過之后，在上述指示信號(hào)輸入上述輸入單元時(shí)，開始基于上述高聲壓的上述第1超聲波發(fā)送。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，具有輸入用于使基于高聲壓的上述第1超聲波發(fā)送開始的指示信號(hào)的輸入單元，構(gòu)成上述控制單元以控制上述驅(qū)動(dòng)單元，使得以上述規(guī)定的停止期間經(jīng)過之后，直至上述指示信號(hào)輸入上述輸入單元，執(zhí)行上述第2超聲波發(fā)送。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，構(gòu)成上述控制單元以控制上述驅(qū)動(dòng)單元，使得以在上述規(guī)定的停止期間執(zhí)行上述第2超聲波發(fā)送。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，具有通知上述規(guī)定停止時(shí)間的經(jīng)過的時(shí)間顯示單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，具有計(jì)算單元，該計(jì)算單元基于上述第1超聲波發(fā)送的驅(qū)動(dòng)電壓和繼續(xù)的發(fā)送期間來計(jì)算出上述規(guī)定的停止時(shí)間，構(gòu)成上述控制單元，使其按照上述計(jì)算單元算出的上述規(guī)定停止期間來控制上述驅(qū)動(dòng)單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，構(gòu)成上述控制單元，使其基于考慮到對(duì)上述被檢測(cè)體的安全性而設(shè)定的發(fā)熱控制的允許溫度，來設(shè)定上述規(guī)定溫度值。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，構(gòu)成上述時(shí)間顯示單元，使其通過用于顯示至上述規(guī)定停止時(shí)間結(jié)束的剩余時(shí)間和從上述第1超聲波發(fā)送開始的經(jīng)過時(shí)間中的至少一方的文字和模式圖中的至少一種，來通知上述經(jīng)過時(shí)間。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，構(gòu)成上述計(jì)算單元，使其基于上述聲輸出控制的允許發(fā)送聲輸出，計(jì)算上述規(guī)定的停止時(shí)間。
14.一種圖像數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于，具備下述步驟通過驅(qū)動(dòng)超聲波振蕩器，對(duì)被檢測(cè)體發(fā)送超聲波的步驟；從由上述超聲波振蕩器接收的接收信號(hào)中，抽出對(duì)應(yīng)于上述超聲波的非線性成分的步驟；生成基于上述非線性成分的第1圖像數(shù)據(jù)的步驟；生成基于上述接收信號(hào)的第2圖像數(shù)據(jù)的步驟；以及對(duì)以生成上述第1圖像數(shù)據(jù)為目的的第1超聲波發(fā)送和以生成上述第2圖像數(shù)據(jù)為目的的第2超聲波發(fā)送，任意分配一定時(shí)間的發(fā)送聲輸出的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的圖像數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于，具有以下步驟控制驅(qū)動(dòng)超聲波振蕩器的驅(qū)動(dòng)單元，使上述第1超聲波發(fā)送時(shí)的上述超聲波振蕩器的聲輸出和具有上述超聲波振蕩器的超聲波探頭溫度中的至少一方滿足規(guī)定條件。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的圖像數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于，具有通知是否可以執(zhí)行上述第1超聲波發(fā)送的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的圖像數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于，驅(qū)動(dòng)上述超聲波振蕩器，使得在以比上述第2超聲波發(fā)送的聲壓高的聲壓在規(guī)定時(shí)間繼續(xù)進(jìn)行上述第1超聲波發(fā)送時(shí)，停止基于上述高聲壓的上述第1超聲波發(fā)送，在基于上述高聲壓的上述第1超聲波發(fā)送停止之后的規(guī)定停止期間，停止基于上述高聲壓的上述第1超聲波發(fā)送。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的圖像數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于，具有計(jì)測(cè)設(shè)置有上述起聲波振蕩器的超聲波探頭溫度的步驟，在上述第1超聲波發(fā)送中，計(jì)測(cè)的溫度計(jì)測(cè)值超過了預(yù)先設(shè)定的規(guī)定溫度值的情況下，停止上述第1超聲波發(fā)送。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的圖像數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于，具有輸入用于使基于高聲壓的上述第1超聲波發(fā)送開始的指示信號(hào)的步驟，在上述規(guī)定停止期間經(jīng)過之后，在上述指示信號(hào)輸入時(shí)開始基于上述高聲壓的上述第1超聲波發(fā)送。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的圖像數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于，具有輸入用于使基于高聲壓的上述第1超聲波發(fā)送開始的指示信號(hào)的步驟，上述規(guī)定停止期間經(jīng)過之后，直至上述指示信號(hào)輸入，執(zhí)行上述第2超聲波發(fā)送。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的圖像數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于，在上述規(guī)定停止期間執(zhí)行上述第2超聲波發(fā)送。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的圖像數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于，具有通知上述規(guī)定停止期間的經(jīng)過的步驟。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的圖像數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于，具有根據(jù)上述第1超聲波發(fā)送的驅(qū)動(dòng)電壓和繼續(xù)的發(fā)送期間來計(jì)算出上述規(guī)定停止時(shí)間的步驟，按照算出的上述規(guī)定停止期間來控制驅(qū)動(dòng)上述超聲波振蕩器的驅(qū)動(dòng)單元。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的圖像數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于，基于考慮到對(duì)上述被檢測(cè)體的安全生而設(shè)定的發(fā)熱控制的允許溫度，來設(shè)定上述規(guī)定溫度值。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的圖像數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于，通過用于顯示至上述規(guī)定停止期間結(jié)束的剩余時(shí)間和從上述第1超聲波發(fā)送開始的經(jīng)過時(shí)間中的至少一方的文字和模式圖中的至少一種，來通知上述經(jīng)過時(shí)間。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的圖像數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于，根據(jù)上述預(yù)定聲輸出控制的允許發(fā)送聲輸出來計(jì)算上述規(guī)定停止期間。
全文摘要
一種超聲波診斷裝置，具有驅(qū)動(dòng)單元、非線性成分抽出單元、第1圖像數(shù)據(jù)生成單元、第2圖像數(shù)據(jù)生成單元和控制單元。驅(qū)動(dòng)單元通過驅(qū)動(dòng)超聲波振蕩器，對(duì)被檢測(cè)體發(fā)送超聲波。非線性成分抽出單元從由上述超聲波振蕩器接收的接收信號(hào)中抽出對(duì)應(yīng)于上述超聲波的非線性成分。第1圖像數(shù)據(jù)生成單元生成基于上述非線性成分的第1圖像數(shù)據(jù)。第2圖像數(shù)據(jù)生成單元生成基于上述接收信號(hào)的第2圖像數(shù)據(jù)。控制單元對(duì)以生成上述第1圖像數(shù)據(jù)為目的的第1超聲波發(fā)送和以生成上述第2圖像數(shù)據(jù)為目的的第2超聲波發(fā)送，任意分配一定時(shí)間的發(fā)送聲輸出。
文檔編號(hào)A61B8/14GK1788687SQ20051013155
公開日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2005年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
發(fā)明者滝本雅夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社