專利名稱：超聲波診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于形成周期性運動的目標物的顯示圖像的超聲波診斷裝置。
背景技術(shù)：
已知用于形成例如心臟的運動組織的三維超聲波圖像的超聲波診斷裝置。例如， 在已知技術(shù)中，超聲波束在三維區(qū)域中掃描以獲取回波數(shù)據(jù)，并且基于所獲取的回波數(shù)據(jù)， 形成將實時顯示的三維超聲波圖像。然而，實時顯示的基本限制在于在掃描速度、波束密 度和波束范圍之間存在權(quán)衡關(guān)系。還提出了一種用于防止三維超聲波圖像的實時顯示的基本限制的技術(shù)。例如，JP 3537594B(專利文獻1)公開了一種與心電信號等同步地在三維區(qū)域內(nèi)逐步移動掃描平面 的技術(shù)；在掃描平面的各個位置處，在多個時間相位上獲取多組斷層圖像數(shù)據(jù)；并將獲取 的斷層圖像數(shù)據(jù)進行重建以形成三維圖像數(shù)據(jù)(重構(gòu)處理或者重建處理)。然而，在將該技 術(shù)應(yīng)用于例如無法直接從其獲取心電信號的胎兒時遇到了困難。JP 2005-74225 A(專利文獻2)公開了一種用于通過以特定的時間間隔執(zhí)行掃描 而非利用心電信號來重建的技術(shù)。然而，在該技術(shù)中，假定在數(shù)據(jù)獲取過程中心臟的運動周 期為固定的。如果心臟的運動周期不是固定的，則在重建后的圖像中，心臟的形態(tài)可能相對 于實際的心臟發(fā)生畸變，從而降低可靠性。鑒于上述背景技術(shù)，本發(fā)明的發(fā)明人對借助于重構(gòu)處理來形成超聲波圖像的技術(shù) 進行了研究和開發(fā)。特別是，發(fā)明人將注意力集中在形成例如胎兒心臟的運動周期不穩(wěn)定 的目標物的超聲波圖像的技術(shù)上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是通過上述研究和開發(fā)而構(gòu)思的，而且本發(fā)明的目的在于提高運動周期不 穩(wěn)定的目標物的顯示圖像的可靠性。為了達到該目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方案的超聲波診斷裝置包括探頭，其向包含 周期性運動的目標物的三維區(qū)域發(fā)射超聲波并從所述三維區(qū)域接收超聲波；發(fā)射和接收控 制單元，其控制探頭以使掃描平面在多個運動周期內(nèi)移動，以便在三維區(qū)域內(nèi)形成多個掃 描平面；基本圖像搜索單元，其根據(jù)與運動周期相關(guān)的特征量，從由與多個掃描平面相對應(yīng) 的多個圖像構(gòu)成的圖像串中搜索多個基本圖像；圖像重構(gòu)單元，其利用各個基本圖像作為 分割單元，將圖像串分割為多個圖像組，并從各個圖像組中提取周期性相互對應(yīng)的多個圖 像；以及顯示圖像形成單元，其基于周期性相互對應(yīng)的多個圖像來形成目標物的顯示圖像。根據(jù)該方案，可以提高運動周期不穩(wěn)定的目標物的顯示圖像的可靠性。


圖1是示出作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的超聲波診斷裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖；圖2是說明三維掃描的圖示；
圖3是示出橫截面差值的變化的曲線圖；圖4是示出相互差值的變化的曲線圖；圖5是用于說明基本圖像的搜索的曲線圖；圖6是用于說明由重構(gòu)處理單元20執(zhí)行的一組處理的圖；圖7是用于說明相隔指定間隔的分割基準的設(shè)定的圖；圖8是用于說明由重構(gòu)處理單元20執(zhí)行的另外一組處理的圖；圖9是用于說明形成為參考圖像的目標物的斷層圖像的圖示；圖10是用于說明參考圖像中的目標物的顯示模式的圖示；圖11是用于說明用以減小畸變的重構(gòu)處理的流程圖；圖12是用于說明包含多普勒圖像時的三維掃描的圖示；圖13示出了用于說明基本圖像的設(shè)定的曲線圖；以及圖14是用于說明示出在多個時間相位上的多組流速信息的圖像的圖示。
具體實施例方式在下文中，將描述本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例。圖1是圖示作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的超聲波診斷裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖。探 頭10在包含目標物的三維區(qū)域內(nèi)發(fā)射并接收超聲波。探頭10具有發(fā)射和接收超聲波的多 個振動元件，并受波束形成器12控制，以便形成發(fā)射波束。振動元件還接收從目標物反射 回的超聲波，并將從目標物獲得的信號輸出到波束形成器12，由此波束形成器12形成接收 波束。本實施例的探頭10是3D探頭，其在三維區(qū)域內(nèi)掃描超聲波束(發(fā)射波束和接收 波束)，并獲取三維的回波數(shù)據(jù)。例如，通過機械地移動由一維布置的振動元件(1D陣列振 動器)電子形成的掃描平面，進行超聲波束的三維掃描?？蛇x地，還允許電子控制二維布置 的振動元件(2D陣列振動器)，以便進行超聲波束的三維掃描。波束形成器12通過提供與探頭10的各個振動元件相對應(yīng)的傳輸信號來形成超聲 波的發(fā)射波束。此外，波束形成器12通過對從探頭10的各個振動元件獲得的接收信號應(yīng) 用相位加法處理來形成超聲波的接收波束，并輸出基于接收波束而獲取的回波數(shù)據(jù)。在本實施例中，目標物是周期性運動的組織或者周期性變化的流動體，例如胎兒 心臟或者流過胎兒血管的血液。因而，在下面的描述中，將描述作為優(yōu)選實施例的目標物是 胎兒心臟的情形。在本實施例中，使掃描平面在目標物(胎兒心臟)的多個運動周期內(nèi)移 動，從而在三維區(qū)域內(nèi)形成多個掃描平面。斷層圖像形成單元13基于從波束形成器12獲得的回波數(shù)據(jù)，形成與相應(yīng)的掃描 平面相對應(yīng)的斷層圖像。斷層圖像形成單元13例如基于從回波數(shù)據(jù)獲得的回波強度(回 波的大小)來形成類似于B模式圖像的組織圖像。圖2是說明本實施例中的三維掃描的圖示。在圖2中，以X-Y-Z直角坐標系來表 示包含目標物的三維區(qū)域。在本實施例中，掃描平面S形成為幾乎平行于X-Y平面，并且使 掃描平面S在Z軸方向上逐步移動，從而沿Z軸方向形成多個掃描平面S。使掃描平面S在 胎兒心臟周期性運動的多個周期內(nèi)；即，例如在大約八秒中包含大約20次心跳的時間段內(nèi) 在Z軸方向上逐步移動。
回到圖1，當在胎兒心跳的多個周期內(nèi)沿Z軸方向形成了多個掃描平面時，斷層圖 像形成單元13形成相應(yīng)的掃描平面的斷層圖像，并且將與掃描平面相對應(yīng)的斷層圖像的 數(shù)據(jù)按順序存儲在前存儲器14中。誤差判定單元16基于從存儲在前存儲器14中的斷層圖像數(shù)據(jù)獲得的差量，來判 定多組斷層圖像數(shù)據(jù)是否良好。例如，由于由胎兒的運動、母體的運動或者探頭的運動引起 的胎兒心臟在圖像內(nèi)的大幅運動，存在無法獲得良好圖像的可能性。因而，誤差判定單元16 判定是否獲得了診斷良好的圖像。在判定時，誤差判定單元16利用由下列等式1定義的橫 截面差值。橫截面差值
m η X=O V,=0在等式1中，x、y和ζ表示X-Y-Z直角坐標系中沿相應(yīng)軸的坐標值，而ρ表示與斷 層圖像數(shù)據(jù)內(nèi)的各個坐標相對應(yīng)的像素值。通過等式1，計算Z軸方向上的相鄰兩組斷層圖 像數(shù)據(jù)之間的差值。圖3是示出斷層差值的變化的曲線圖，其中圖3中的橫軸示出了各組斷層圖像數(shù) 據(jù)的位置。換句話說，圖3的橫軸表示各個掃描平面的位置以及獲得各個掃描平面的時間， 圖3的橫軸與圖2中的Z軸(隨著時間推移，位置的移動方向)相對應(yīng)。在胎兒心臟未大幅運動的情形下，相鄰組的斷層圖像數(shù)據(jù)會是彼此近似的，并且 通過等式1獲得的差值會較小。另一方面，在胎兒運動、母體呼吸、探頭的位置移動長距離 等的情形下，胎兒心臟在斷層圖像內(nèi)移動了長距離，使得相鄰組的斷層圖像數(shù)據(jù)之間的差 值會較大。因而，如果斷層差值超過了預(yù)定閾值(SL)，則誤差判定單元16判定出目標物例 如心臟移動了長距離。回到圖1，當誤差判定單元16判定出目標物移動了長距離時，控制單元40控制例 如波束形成器12以停止斷層圖像數(shù)據(jù)的獲取。應(yīng)當注意到的是，控制單元40控制圖1所 示的各個單元，并且例如當誤差判定單元16判定出存在誤差時，控制單元40可以允許顯示 單元36顯示該誤差或者警告操作者存在誤差。當誤差判定單元16未判定出存在誤差時， 將基于存儲在前存儲器14中的多組斷層圖像數(shù)據(jù)來執(zhí)行下文描述的處理。虛擬周期設(shè)定單元22基于存儲在前存儲器14中的斷層圖像數(shù)據(jù)，來計算用作與 胎兒心臟相關(guān)的臨時周期(temporary period)的虛擬周期。當計算虛擬周期時，虛擬周期 設(shè)定單元22利用由下列等式2定義的相互差值。相互差值
/ η ι η = Σ Σ Σ \p{x,y,z + w)x{p(x,y,z+w)-p(x,y,z+w+\)}\...(2)
η’ = 0 γ — Ο >· = 0在等式2中，x、y和ζ表示X-Y-Z直角坐標系中沿相應(yīng)軸的坐標值，而ρ表示與斷 層圖像數(shù)據(jù)內(nèi)的各個坐標相對應(yīng)的像素值。在等式2中，用Z軸方向上的相鄰兩組斷層圖 像數(shù)據(jù)的兩個像素值之間的差乘以其中一個像素值。因此，與心臟收縮的情形相比，當心臟 擴張時，相互差值變大。因而，不太可能通過單純的差值來區(qū)分的擴張和收縮可以通過相互 差值來區(qū)分。例如，在斷層圖像數(shù)據(jù)組ζ中，假定像素p(x，y，ζ)表示心臟內(nèi)壁附近的心肌，而P(x，y，z)的像素值=100。當心臟擴張而且心腔變大時，在斷層圖像數(shù)據(jù)組Z之后獲得的斷 層圖像數(shù)據(jù)組Z+1中，像素p(x，y，z+l)表示心腔。由于心腔的像素值比心肌的像素值小，因 此假定P(x，y，z+1)的像素值=10。在該示例中，等式2右側(cè)的絕對值為ΙΟΟΧ(ΙΟΟ-ΙΟ) =9000。當心臟擴張時，由于在心臟內(nèi)壁附近的大比例的表示心肌的像素變?yōu)楸硎拘那坏?像素，因此通過等式2計算出的相互差值變得較大。相反地，當心臟收縮時，會發(fā)生與上述示例的現(xiàn)象相反的現(xiàn)象。這意味著，當心臟 收縮時心腔變小，與心腔相對應(yīng)的像素P (X，1，z) = 10變成與心肌相對應(yīng)的像素ρ (X，y， z+1) = 100。在該示例中，等式2右側(cè)的絕對值為IlOX (10-100) I = 900，該絕對值比擴張 情形下的值9000小。因而，可以通過相互差值來區(qū)分擴張和收縮。圖4是示出相互差值的變化的曲線圖。在圖4中，橫軸表示各組斷層圖像數(shù)據(jù)的 位置(各個掃描平面的位置和時間)，并對應(yīng)于圖2中的Z軸(隨著時間推移，位置的移動 方向)。當通過等式2計算出Z軸上各個位置(ζ)處的相互差值時，當心臟收縮時，相互差 值變得較大。因而，虛擬周期設(shè)定單元22檢測相互差值的峰值(局部最大值)，并將相鄰峰 值之間的間隔(HB)判定為心臟的周期(心跳的周期)。圖4還示出了與胎兒心臟的內(nèi)壁的 運動(HM)相對應(yīng)的波形。例如，存在胎兒心臟的心跳周期可能變化的情形。當心跳周期變化時，峰值之間的 間隔也會變化。因而，例如，虛擬周期設(shè)定單元22將峰值間隔中的第二大間隔設(shè)定為虛擬 周期。應(yīng)當注意到的是，可以將能夠從峰值之間的間隔的直方圖中獲得的最大頻率值或重 心值設(shè)定為虛擬周期。此外，用戶或裝置可以從多個預(yù)設(shè)值中選擇虛擬周期，或者用戶可以借助于例如 操作設(shè)備21來輸入虛擬周期的值。可選地，通?？梢詫⒐潭ㄖ涤米魈摂M周期?；氐綀D1，除了上述三維回波數(shù)據(jù)(接收信號)的獲取以外，在本實施例中，還在 與目標物的運動相關(guān)的多個周期內(nèi)，從目標物的典型部分獲取回波數(shù)據(jù)。例如，掃描平面固 定地形成在胎兒心臟(目標物)的中心附近，并且在包含多次心跳的時間段(例如，1到2 秒)內(nèi)，通過掃描平面來獲取多個時間相位的多組回波數(shù)據(jù)(接收信號)。將從典型部分獲 取的多組回波數(shù)據(jù)存儲在典型部分存儲器15中。例如，在獲取待存儲在前存儲器14中的 三維回波數(shù)據(jù)之后，將獲取來自典型部分的待存儲在典型部分存儲器15中的回波數(shù)據(jù)。當 然，可以在獲取待存儲在典型部分存儲器15中的回波數(shù)據(jù)之后獲取待存儲在前存儲器14 中的回波數(shù)據(jù)。虛擬周期設(shè)定單元22可以基于存儲在典型部分存儲器15中的多個時間相位的回 波數(shù)據(jù)來計算虛擬周期。即使在這種情形下，虛擬周期設(shè)定單元22也利用由上述等式2定 義的相互差值。應(yīng)當注意到的是，當利用存儲在典型部分存儲器15中的多個時間相位的回波數(shù) 據(jù)時，等式2中的χ和y表示沿圖2的X-Y直角坐標系的相應(yīng)軸的坐標值，而P表示與固定 地設(shè)定在典型部分中掃描平面內(nèi)(斷層圖像內(nèi))的各個坐標相對應(yīng)的像素值。此外，等式2 中的ζ表示時間。這意味著在等式2中，用與相鄰兩個時間點相對應(yīng)的兩組斷層圖像數(shù)據(jù)的 兩個像素值之間的差乘以其中一個像素值。因此，與心臟收縮的情形相比，當心臟擴張時， 相互差值變得較大，因此可以區(qū)分利用單純的差值難以區(qū)分的心臟的擴張和收縮。因而，可 以獲得與圖4中相互差值的變化類似的相互差值的變化。
即使在利用存儲在典型部分存儲器15中的多個時間相位的回波數(shù)據(jù)的情形下， 虛擬周期設(shè)定單元22也將在相互差值的變化中峰值之間的間隔中的典型(例如，第二大) 間隔設(shè)定為虛擬周期。應(yīng)當注意到的是，可以將峰值之間的間隔的平均值或者從峰值間隔 的直方圖獲得的最大頻率值或重心值設(shè)定為虛擬周期。此外，當設(shè)定虛擬周期時，可以利用M模式測量。例如，如果目標物是胎兒心臟，則 將超聲波束固定地設(shè)定在胎兒心臟的中心附近，并且通過超聲波束，在包含多次心跳的時 間段內(nèi)獲取多個時間相位的回波數(shù)據(jù)(波束數(shù)據(jù))。即使在這種情形下，也將獲取的回波數(shù) 據(jù)存儲在典型部分存儲器15中。在波束數(shù)據(jù)的情形下，根據(jù)超聲波束的位置，等式2中的χ 變?yōu)橐粋€固定值。通過在多個時間點(ζ)基于等式2來計算相互差值，即使在波束數(shù)據(jù)的 情形下，也會形成類似于圖4的周期性波形的周期性波形，并且如同斷層圖像數(shù)據(jù)的情形， 將峰值間隔中的典型間隔或者峰值間隔的平均值設(shè)定為虛擬周期。當設(shè)定了虛擬周期時，基本圖像搜索單元24利用虛擬周期從多組斷層圖像數(shù)據(jù) 中搜索多個基本圖像。該搜索是利用通過將等式2應(yīng)用于存儲在前存儲器14中的多組斷 層圖像數(shù)據(jù)所獲得的相互差值來執(zhí)行的。圖5示出了用于說明基本圖像的搜索的曲線圖。圖5(A)到圖5(C)分別示出了參 照圖4描述的相互差值的變化?；緢D像搜索單元24首先從多個斷層圖像中搜索用作典 型(典型基本圖像)的基本圖像。如圖5(A)所示，基本圖像搜索單元24將與相互差值變 得最大的位置相對應(yīng)的斷層圖像數(shù)據(jù)設(shè)定為典型基本圖像(典型基本橫截面)。然后，基本 圖像搜索單元24利用典型基本圖像作為起點，從與局部最大相互差值相對應(yīng)的多個斷層 圖像中，按順序搜索距相隔虛擬周期的位置最近的斷層圖像。首先，如圖5(A)所示，基本圖像搜索單元24在Z軸方向的正方向和負方向上搜索 距相隔典型基本圖像達虛擬周期(VHR)的位置最近的斷層圖像，并將所述斷層圖像設(shè)定為 基本圖像。然后，如圖5(B)所示，基本圖像搜索單元24搜索距相隔搜索出的基本圖像達虛 擬周期(VHR)的位置最近的斷層圖像，并將所述斷層圖像設(shè)定為新的基本圖像。在圖5(B) 中，虛線的箭頭示出了多個基本圖像(基本橫截面)的位置?；緢D像搜索單元24利用典型基本圖像作為起點，并且按順序搜索多個基本圖 像。這樣，如圖5(C)所示，從與局部最大相互差值相對應(yīng)的多個斷層圖像中搜索出多個基 本圖像。在圖5(C)中，虛線的箭頭示出了多個基本圖像(基本橫截面)的位置?；氐綀D1，當已經(jīng)搜索出基本圖像時，在由多個斷層圖像(數(shù)據(jù))構(gòu)成的圖像串內(nèi)， 分割基準設(shè)定單元26根據(jù)基本圖像來設(shè)定多個分割基準。例如，分割基準設(shè)定單元26可 以將各個基本圖像設(shè)定為分割基準。當設(shè)定了多個分割基準時，重構(gòu)處理單元20利用用作分割邊界的各個分割基準， 將圖像串分割為多個圖像組。然后，重構(gòu)處理單元20從各個圖像組中提取周期性相互對應(yīng) 的多個斷層圖像，從而實現(xiàn)重構(gòu)處理(重建處理)。重構(gòu)處理單元20對存儲在前存儲器14 中的斷層圖像數(shù)據(jù)進行重構(gòu)，并將重構(gòu)后的斷層圖像數(shù)據(jù)存儲在后存儲器28中。圖6是用于說明由重構(gòu)處理單元20執(zhí)行的處理的圖。圖6示出了待存儲在前存 儲器14中的數(shù)據(jù)和待存儲在后存儲器28中的數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系。在圖6中，“斷層圖像 211(11 = 1，2，3，...，60)”表示沿2軸(見圖2)的坐標Zn的位置處的斷層圖像數(shù)據(jù)。在前存儲器14中，按信息的順序存儲與沿Z軸方向按順序形成的多個掃描平面相對應(yīng)的多組斷層圖像數(shù)據(jù)。這意味著在前存儲器14中，在某些斷層圖像之后，按照斷層圖 像Z1，斷層圖像Z2，...斷層圖像Z60，...的順序存儲多個斷層圖像數(shù)據(jù)。重構(gòu)處理單元20將各個基本圖像設(shè)定為分割邊界，以將存儲在前存儲器14中的 斷層圖像(數(shù)據(jù))分割為多個圖像組。然后，從圖像組中提取周期性相互對應(yīng)的多個斷層 圖像。在圖6中，斷層圖像Z1，斷層圖像Z15，...，和斷層圖像Z51是由基本圖像搜索單 元24搜索出的多個基本圖像。重構(gòu)處理單元20首先提取作為基本圖像的斷層圖像Z1，斷 層圖像Z15，...和斷層圖像Z51，作為周期性相互對應(yīng)的多組斷層圖像數(shù)據(jù)。然后，將提取 出的斷層圖像Z1，斷層圖像Z15，...和斷層圖像Z51作為一個數(shù)據(jù)塊存儲在后存儲器28 中。接下來，重構(gòu)處理單元20提取在Z軸的正方向上鄰近各個基本圖像的多個斷層圖 像，作為周期性相互對應(yīng)的多組斷層圖像數(shù)據(jù)。因而，斷層圖像Z2，斷層圖像Z16，...和斷 層圖像Z52被提取出并作為一個數(shù)據(jù)塊存儲在后存儲器28中。此外，重構(gòu)處理單元20提取在Z軸的正方向上分別鄰近斷層圖像Z2，斷層圖像 Z16，...和斷層圖像Z52的多個斷層圖像。這樣，利用各個基本圖像作為起點 ，周期性相互 對應(yīng)的多個斷層圖像的數(shù)據(jù)塊被按順序提取出并存儲在后存儲器28中。應(yīng)當注意到的是，根據(jù)上述重構(gòu)處理，存儲在前存儲器14中的斷層圖像中的某些 斷層圖像未被用于重構(gòu)處理。例如，前存儲器14中的斷層圖像ZlO和斷層圖像Z15之間的 斷層圖像(Zll到Z14)未被用于重構(gòu)處理。此外，在上述重構(gòu)處理中，在重構(gòu)處理之后，在后存儲器28中形成多個數(shù)據(jù)塊。例 如，斷層圖像Z1，斷層圖像Z15，...和斷層圖像Z51構(gòu)成一個數(shù)據(jù)塊，而斷層圖像Z2，斷層 圖像Z16，...和斷層圖像Z52構(gòu)成下一個數(shù)據(jù)塊。通過重構(gòu)處理在后存儲器28中形成的 數(shù)據(jù)塊的數(shù)量對應(yīng)于在根據(jù)基本圖像而分割形成的多個圖像組中，包含最小數(shù)量的斷層 圖像的圖像組中的斷層圖像的數(shù)量。例如，如果如圖5(c)所示搜索出多個基本圖像，則與 在相鄰兩個基本圖像之間具有最短間隔的區(qū)間相對應(yīng)的圖像組中的斷層圖像的數(shù)量和圖6 所示的后存儲器28中的數(shù)據(jù)塊的數(shù)量彼此一致。因而，例如，在如如圖5(C)所示搜索出多個基本圖像之后，通過檢查與在相鄰兩 個基本圖像之間具有最短間隔的區(qū)間相對應(yīng)的圖像組中的斷層圖像的數(shù)量“e”，將該數(shù)量 設(shè)定為數(shù)據(jù)塊的數(shù)量“e”，并且作為重構(gòu)處理的結(jié)果，在數(shù)據(jù)塊的數(shù)量達到“e”時結(jié)束重構(gòu) 處理，可以減少(理想的是可以完全消除)重構(gòu)處理中不必要的步驟。此外，如果分割基準設(shè)定單元26在距各個基本圖像達指定間隔的位置處設(shè)定多 個分割基準，則可以在與基本圖像相對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊的周圍形成多個數(shù)據(jù)塊。圖7是用于說明相隔指定間隔的分割基準的設(shè)定的圖示。圖7(A)和圖7(B)中的 每一個示出了由存儲在前存儲器14中的多個斷層圖像構(gòu)成的圖像串。這意味著在各個附 圖中，橫軸示出了斷層圖像的位置(掃描平面的位置和時間)，并且多個斷層圖像通過沿橫 軸的脈沖狀的實線示出。在圖7(A)中，在圖像串內(nèi)搜索出的多個基本圖像F通過粗長實線示出?；緢D像 F是根據(jù)虛擬周期和相互差值的變化而搜索的(見圖5)。因而，相鄰基本圖像F之間的間 隔根據(jù)目標物運動的周期性變化而變化。
因此，分割基準設(shè)定單元26基于多個基本圖像F之間的間隔來設(shè)定指定間隔。例 如，可以基于各個相鄰基本圖像F之間的間隔中的最小間隔來設(shè)定指定間隔。在圖7㈧中， 最小間隔為時間段Tmin，而分割基準設(shè)定單元26將指定間隔設(shè)定為Tmin/2，即最小時間段
的一半。然后，分割基準設(shè)定單元26在圖像串內(nèi)從各個基本圖像F在時間上回退指定間隔 的位置處設(shè)定多個分割基準DF。圖7(B)以粗長實線示出了在與圖7(A)的圖像串相同的圖 像串內(nèi)設(shè)定的多個分割基準DF。這樣，當在圖像串內(nèi)設(shè)定了分割基準DF時，利用用作分割邊界的各個分割基準 DF，將圖像串分割為多個圖像組。在圖7(B)中，一個圖像組由從各個分割基準DF開始的時 間段Tmin中包含的多個斷層圖像構(gòu)成。然后，如下所述，通過從各個圖像組中提取周期性 相互對應(yīng)的多個斷層圖像，實現(xiàn)了圖像的重構(gòu)(重建)。應(yīng)當注意到的是，在上述通過分割來執(zhí)行的重構(gòu)處理中，僅將屬于圖7(B)所示的 時間段Tmin內(nèi)的圖像組的斷層圖像用于重構(gòu)處理。因而，存在于相鄰兩個圖像組之間的斷 層圖像未被用于重構(gòu)處理。圖8是用于說明由重構(gòu)處理單元20執(zhí)行的另外一組處理的圖。類似于圖6，圖8 示出了待存儲在前存儲器14中的數(shù)據(jù)和待存儲在后存儲器28中的數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系。在圖8所示的示例中，利用分割基準作為各個分割邊界，重構(gòu)處理單元20將存儲 在前存儲器14中的斷層圖像(數(shù)據(jù))分割為多個圖像組。然后，從各個圖像組中提取周期 性相互對應(yīng)的多個斷層圖像。在圖8中，斷層圖像Z5、斷層圖像Z35和斷層圖像Z65是由基本圖像搜索單元24 搜索出的基本圖像，而斷層圖像Z1、斷層圖像Z31和斷層圖像Z61是由分割基準設(shè)定單元 26設(shè)定的分割基準。重構(gòu)處理單元20首先提取作為分割基準的斷層圖像Z1，...，斷層圖像Z31，...， 和斷層圖像Z61，作為周期性相互對應(yīng)的斷層圖像，并將所述斷層圖像作為一個數(shù)據(jù)塊存儲 在后存儲器28中。接下來，重構(gòu)處理單元20提取在Z軸方向上鄰近于各個分割基準的多個斷層圖 像，作為周期性相互對應(yīng)的斷層圖像，并將提取出的斷層圖像作為一個數(shù)據(jù)塊存儲在后存 儲器28中。此外，重構(gòu)處理單元20按順序形成由周期性相互對應(yīng)的多個斷層圖像構(gòu)成的 數(shù)據(jù)塊，并將數(shù)據(jù)塊存儲在后存儲器28中。在按順序形成多個數(shù)據(jù)塊的過程中，將作為基本圖像的斷層圖像Z5，...，斷層圖 像Z35，...，和斷層圖像Z65作為一個數(shù)據(jù)塊存儲在后存儲器28中，而將作為各個圖像組 中最后的圖像的斷層圖像Z9，...，斷層圖像Z39，...，和斷層圖像Z69作為一個數(shù)據(jù)塊存儲 在后存儲器28中，由此數(shù)據(jù)塊的形成結(jié)束。這意味著重構(gòu)處理已經(jīng)結(jié)束。如參照圖7所描 述的，在該重構(gòu)處理中，全部斷層圖像中的某些斷層圖像未被用于重構(gòu)處理中。根據(jù)參照圖8所描述的重構(gòu)處理，基于存儲在后存儲器28中的斷層圖像Z1，...， 斷層圖像Z31，...，和斷層圖像Z61來形成一組前部時間相位的三維圖像數(shù)據(jù)，并且基于斷 層圖像Z5，...，斷層圖像Z35，...，和斷層圖像Z65來形成另一組中部時間相位的三維圖像 數(shù)據(jù)。因而，可以將由相互之間可能具有最接近一致的時間相位關(guān)系的基本圖像構(gòu)成的三 維圖像數(shù)據(jù)布置在時間相位的中部。此外，由于基本圖像是與例如心臟擴張的晚期相對應(yīng)
10的時間相位的圖像，因此可以將與擴張的晚期相對應(yīng)的時間相位布置在時間相位的中部， 從而不會無法觀察。應(yīng)當注意到的是，通過適當?shù)馗淖儏⒄請D7所描述的指定間隔，可以將與基本圖 像相對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊從所有數(shù)據(jù)塊的中部移走。因而，用戶可以適當?shù)卦O(shè)定指定間隔(例如， 時間和幀數(shù))，從而允許將與基本圖像相對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊從中部移走。回到圖1，基于在重構(gòu)處理之后存儲在后存儲器28中的圖像串，參考圖像形成單 元30形成指示由運動引起的目標物形態(tài)的暫時變化的參考圖像。參考圖像形成單元30通 過與掃描平面正交的平面來形成目標物的斷層圖像，并且還在斷層圖像內(nèi)以不同的顯示模 式來顯示目標物的擴張部分和收縮部分。圖9是用于說明形成為參考圖像的目標物的斷層圖像的圖示。圖9(1)示出了在 重構(gòu)處理之后圖像串中包含的多個斷層圖像Sr。圖9(1)中的X-Y-Z坐標系對應(yīng)于圖2中 重構(gòu)處理之前的X-Y-Z坐標系。從與圖2中的掃描平面S相對應(yīng)的斷層圖像中，通過重構(gòu) 處理來提取在圖9中周期性相互對應(yīng)的多個斷層圖像Sr。這些斷層圖像Sr可以是例如存 儲在圖6所示的后存儲器28中的斷層圖像Z1，斷層圖像Z15，...，和斷層圖像Z51，而這些 斷層圖像Sr構(gòu)成了時間相位(例如，相位Tl)的重構(gòu)圖像。參考圖像形成單元30設(shè)定關(guān)于由斷層圖像Sr構(gòu)成的重構(gòu)圖像的平面Rl或者平 面R2。平面Rl平行于Y-Z平面，并與斷層圖像Sr (掃描平面)正交。平面R2平行于Z-X 平面，并與斷層圖像Sr (掃描平面)正交。理想的是將平面Rl和平面R2設(shè)定為包含目標 物的中部。例如，用戶在重構(gòu)之后觀察顯示圖像時，可以指定平面Rl或者平面R2在顯示圖 像內(nèi)的位置?？蛇x地，參考圖像形成單元30可以借助于二值化處理等來識別重構(gòu)圖像內(nèi)的 目標物部分，并設(shè)定平面Rl或者平面R2以便穿過目標物部分的重心。當設(shè)定了平面Rl或者平面R2時，如圖9 (II)所示，參考圖像形成單元30借助于 平面Rl或者平面R2來形成斷層圖像50。參考圖像形成單元30還在斷層圖像50內(nèi)以不同 的顯示模式來顯示目標物的擴張部分和收縮部分。圖10是用于說明參考圖像內(nèi)的目標物的顯示模式的圖示。參考圖像形成單元30 在目標物的斷層圖像50內(nèi)以不同的顯示模式來顯示目標物的擴張部分和收縮部分。參考 圖像形成單元30在多個時間相位借助于平面Rl (或者平面R2)來形成目標物的斷層圖像 50。然后，對于各個時間相位，參考圖像形成單元30借助于二值化處理等來提取目標物，并 將目標物和其他組織區(qū)別開。例如，如果目標物是心臟，則由于心臟內(nèi)部(心腔)的回波值 小于其它組織，因此通過二值化處理等來提取回波值較小的部分，從而將心臟內(nèi)部(心腔) 和其它組織區(qū)別開。當然，除了二值化處理以外，還可以利用諸如噪聲降低處理或者標記處 理的公知處理，以便提高提取的精度。當在各個時間相位提取出目標物的斷層圖像50時，參考圖像形成單元30通過時 間相位之間的斷層圖像50的變化來識別擴張部分和收縮部分。例如，如果與時間相位Tl 處的另一組織相對應(yīng)的圖像部分變化為與下一個時間相位T2處的目標物相對應(yīng)的圖像部 分，則將該圖像部分判定為擴張部分。另一方面，如果與時間相位Tl處的目標物相對應(yīng)的 圖像部分變化為與時間相位T2處的另一組織相對應(yīng)的圖像部分，則將該圖像部分判定為 收縮部分。圖10㈧和圖10⑶示出了顯示形式的示例。例如，參考圖像形成單元30以例如藍色或綠色的冷色來顯示斷層圖像50的擴張部分，并以例如紅色或黃色的暖色來顯示收 縮部分。例如，如圖10㈧所示，當斷層圖像50已經(jīng)從之前由虛線表示的一個時間相位的 狀態(tài)變化為由實線表示的狀態(tài)時，將由虛線和實線所圍成的區(qū)域54判定為擴張部分，并以 冷色來表示該區(qū)域。此外，將由虛線和實線所圍成的區(qū)域52判定為收縮部分，以暖色來表 示該區(qū)域。圖10(A)所示的狀態(tài)包含與擴張部分相對應(yīng)的區(qū)域54和與收縮部分相對應(yīng)的 區(qū)域52，而該狀態(tài)對應(yīng)于畸變的運動圖像，在畸變的運動圖像中，目標物(例如，心臟)局部 地擴張和局部地收縮。相比之下，在圖10⑶所示的狀態(tài)下，將由虛線和實線所圍成的區(qū)域54判定為擴 張部分，并且目標物(例如，心臟)作為整體一致地擴張。這對應(yīng)于較小畸變(理想的是完 全未畸變)的運動圖像。應(yīng)當注意到的是，擴張部分可以以暖色來表示而收縮部分可以以冷色來表示，或 者可以以其他顏色來表示。此外，除了顏色以外，還可以利用不同的填充模式等?；氐綀D1，當參考圖像形成單元30形成了參考圖像時，將參考圖像顯示在顯示單 元36上。圖1的超聲波診斷裝置的用戶(檢查者)查看顯示在顯示單元36上的參考圖像， 并評價例如心臟的目標物的運動圖像的畸變。如果畸變?yōu)榇?例如，圖10(A)的圖像)，則 用戶借助于操作設(shè)備21來修改虛擬周期。虛擬周期設(shè)定單元22根據(jù)來自用戶的指示來修改虛擬周期。然后，基于修改后 的虛擬周期，基本圖像搜索單元24搜索多個基本圖像，并且基于這些基本圖像，分割基準 設(shè)定單元26設(shè)定多個分割基準，并且重構(gòu)處理單元20執(zhí)行重構(gòu)處理。根據(jù)以該方式獲得 的重構(gòu)后的圖像串，參考圖像形成單元30形成參考圖像，并且用戶觀察參考圖像以評價畸 變。重復(fù)對虛擬周期的修改和對畸變的評價，從而調(diào)節(jié)虛擬周期以減小畸變。圖像評價單元32計算用作用戶在評價畸變時將要使用的指數(shù)的評價值。圖像評 價單元32從存儲在后存儲器28中的不同時間相位的圖像串中提取與目標物的同一位置相 對應(yīng)的多個圖像，并計算提取出的圖像之間的差值。圖像評價單元32通過下列等式3來計 算作為差值的體素間(inter-volume)差值。
m η
體素間差值=ΣΣ Ρ(υ’ζ/2,ν)-;;(χ,;ΛΖ/2,ν-1)|... (3)
.V = O ν = 0在等式3中，χ、y和ζ表示圖9(1)中X_Y_Z直角坐標系中沿相應(yīng)軸的坐標值，而 P表示與斷層圖像數(shù)據(jù)內(nèi)的各個坐標相對應(yīng)的像素值。此外，ν表示體素號(時間相位)， 而坐標Ζ/2表示Z軸方向上的中心位置；S卩，例如，目標物的中心位置。通過等式3，計算在 Z軸方向上的中心位置處的兩組斷層圖像數(shù)據(jù)之間的差值，該差值是從體素ν和體素(ν-1) 的重構(gòu)圖像獲得的。例如，將通過圖像評價單元32計算出的差值與通過參考圖像形成單元30形成的 參考圖像一起顯示在顯示單元36上。例如，鄰近于如圖10(A)或者圖10(B)所示所顯示的 斷層圖像50，顯示了與差值的大小相對應(yīng)的一段長度。當然，可以借助于數(shù)值來顯示差值的 大小。當根據(jù)來自用戶的指令來修改虛擬周期并且設(shè)定了用于減小畸變的虛擬周期時，基于在重構(gòu)(重構(gòu)之后的圖像串)之后存儲在后存儲器28中的多組斷層圖像數(shù)據(jù)，三維圖 像形成單元34形成對例如胎兒心臟等目標物進行三維投影的三維圖像數(shù)據(jù)。三維圖像形成單元34基于存儲在后存儲器28中的一個數(shù)據(jù)塊來形成各個時間相 位的三維圖像數(shù)據(jù)。例如，三維圖像形成單元34基于存儲在圖8所示的后存儲器28中的 一個數(shù)據(jù)塊來形成各個時間相位的三維圖像數(shù)據(jù)。三維圖像形成單元34通過應(yīng)用諸如體素繪制法(volume renderingmethod)、積 分法或者投影法的各種方法，在各個時間相位形成三維圖像數(shù)據(jù)。將與在各個時間相位 以該方式形成的三維圖像數(shù)據(jù)相對應(yīng)的圖像顯示在顯示單元36上，并以偽方式(pseudo manner)實時顯示三維運動圖像。例如，可以重復(fù)顯示與多個時間相位的三維圖像數(shù)據(jù)相對 應(yīng)的圖像，從而執(zhí)行循環(huán)再生。根據(jù)上述實施例，即使在診斷的目標物是例如心跳周期不穩(wěn)定的胎兒心臟的情形 下，也根據(jù)周期的變化來搜索適當?shù)幕緢D像，從而重構(gòu)數(shù)據(jù)塊。因而，降低了由周期變化 引起的圖像的干擾(理想的是完全去除)，可以獲取可靠性高的顯示圖像。此外，在上述實施例中，在利用從目標物的典型部分即從目標物的固定位置獲取 的回波數(shù)據(jù)來設(shè)定虛擬周期的情形下，與通過以移動的方式獲取的回波數(shù)據(jù)來設(shè)定虛擬周 期的情形相比，設(shè)定虛擬周期的精度得到了提高。圖11是用于說明減小畸變的重構(gòu)處理的流程圖。將對圖1所示的部件(組件) 使用與圖1中的附圖標記相同的附圖標記來描述圖11所示的各個步驟的處理。首先，如參照圖2所描述的，在與目標物的運動相關(guān)的多個周期內(nèi)，沿Z軸方向形 成多個掃描平面，并獲取各個掃描平面的一組斷層圖像數(shù)據(jù)，并將斷層圖像數(shù)據(jù)存儲在前 存儲器14中(SllOl)。應(yīng)當注意到的是，誤差判定單元16可以基于從存儲在前存儲器14 中的斷層圖像數(shù)據(jù)獲得的圖像之間的差量，來判定多組斷層圖像數(shù)據(jù)是否良好。接下來，設(shè)定用于提取多個基本圖像的虛擬周期(S1102)。例如，可以將虛擬周期 設(shè)定為預(yù)定的初始值。然后，基于設(shè)定的虛擬周期，基本圖像搜索單元24從存儲在前存儲 器14中的多組斷層圖像數(shù)據(jù)中搜索多個基本圖像。然后，基于基本圖像，分割基準設(shè)定單 元26設(shè)定多個分割基準，并如參照圖6和圖8所描述的，執(zhí)行重構(gòu)處理，并將重構(gòu)后的圖像 串存儲在后存儲器28中(Si 103)。應(yīng)當注意到的是，從S1102到S1103，基本圖像搜索單元24可以通過參照圖5所描 述的處理來搜索基本圖像，或者僅僅以虛擬周期的間隔從多個斷層圖像數(shù)據(jù)中搜索基本圖像。當已經(jīng)執(zhí)行了重構(gòu)處理時，通過參考圖像形成單元30形成了圖10所示的參考圖 像(S1104)，并且用戶查看參考圖像以評價畸變(S1105)。如果用戶判定出畸變?yōu)榇?NG)， 則用戶利用操作設(shè)備21來修改虛擬周期，并且虛擬周期設(shè)定單元22設(shè)定修改后的虛擬周 期(S1102)。然后，再次重復(fù)從S1102到S1104的處理，并且用戶查看參考圖像以評價畸變 (S1105)。當重復(fù)了從S1102到S1105的處理并且如果用戶在S1105處判定出畸變?yōu)樾?(OK)，則基本圖像搜索單元24利用修改后的虛擬周期來搜索多個基本圖像(改正后的基本 圖像)(S1106)。在S1106處，理想的是基本圖像搜索單元24通過參照圖5所描述的處理來
搜索基本圖像。
13
當改正了基本圖像的位置時，分割基準設(shè)定單元26基于改正后的基本圖像來設(shè) 定多個分割基準，并且如參照圖6和圖8所描述的執(zhí)行重構(gòu)處理(S1107)，并且三維圖像 形成單元34基于重構(gòu)后的圖像串來形成重構(gòu)圖像，并將重構(gòu)圖像顯示在顯示單元36上 (S1108)。這樣，顯示了畸變被減小或者畸變被完全去除的重構(gòu)圖像。回到圖1，本實施例中的目標物是周期性運動的組織或者周期性變化的流動體，例 如胎兒心臟或者流過胎兒的血管的血液。如果目標物是血液等流動體，則斷層圖像形成單 元13基于從回波數(shù)據(jù)獲得的回波強度(回波的大小)來形成等同于B模式圖像的組織圖 像，并且基于從回波數(shù)據(jù)獲得的多普勒信息來形成例如彩色多普勒的多普勒圖像。圖12是用于說明在包含多普勒圖像的情形下的三維掃描的圖示。在圖12中，以 X-Y-Z直角坐標系來表示包含目標物的三維區(qū)域。即使在包含多普勒圖像的情形下，掃描平 面S也形成為幾乎平行于X-Y平面，并且通過使掃描平面在Z軸方向上逐步移動，沿Z軸方 向形成多個掃描平面。例如，如果目標物是胎兒的血液，則使掃描平面在胎兒心臟周期性運 動的多個周期內(nèi)例如在大約八秒中包含大約20次心跳的時間段內(nèi)在Z軸方向上逐步移動。然后，在圖12中，與組織圖像相對應(yīng)的掃描平面B和與多普勒圖像相對應(yīng)的掃描 平面D沿Z軸交替地形成。應(yīng)當注意到的是，可以適當?shù)馗淖儝呙杵矫鍮和掃描平面D的 順序，例如使得多個掃描平面B和一個掃描平面D交替地形成。回到圖1，當在胎兒心跳的多個周期內(nèi)沿Z軸方向形成了多個掃描平面時，如上所 述，斷層圖像形成單元13形成了各個掃描平面的斷層圖像，并且將根據(jù)掃描平面的多組斷 層圖像數(shù)據(jù)按順序存儲在前存儲器14中。因而，包含組織圖像和多普勒圖像的斷層圖像的 數(shù)據(jù)被存儲在前存儲器14中。即使在包含多普勒圖像的情形下，誤差判定單元16也可以利用等式1，基于從多 組斷層圖像數(shù)據(jù)獲得的圖像之間的差量來判定多組斷層圖像數(shù)據(jù)是否良好(上述)。虛擬周期設(shè)定單元22基于存儲在前存儲器14中的多組斷層圖像數(shù)據(jù)來計算虛擬 周期。虛擬周期設(shè)定單元22通過與組織圖像相關(guān)的斷層圖像數(shù)據(jù)來計算組織圖像的虛擬 周期，并通過與多普勒圖像相關(guān)的斷層圖像數(shù)據(jù)來計算多普勒圖像的虛擬周期。當計算各 個虛擬周期時，虛擬周期設(shè)定單元22利用由等式2定義的相互差值(上述)。因而，虛擬周期設(shè)定單元22利用等式2來計算關(guān)于與組織圖像相關(guān)的多組斷層圖 像數(shù)據(jù)的相互差值，并通過計算出的相互差值的變化(見圖4)來獲得組織圖像的虛擬周 期。而且，虛擬周期設(shè)定單元22利用等式2來計算關(guān)于與多普勒圖像相關(guān)的多組斷層圖像 數(shù)據(jù)的相互差值，并通過計算出的相互差值的變化來獲得多普勒圖像的虛擬周期。在組織 圖像的情形下，等式2中的像素值ρ表示例如回波數(shù)據(jù)的大小(強度)，而在多普勒圖像的 情形下，等式2中的像素值ρ例如表示多普勒頻移量(速度值)。此外，對于組織圖像和多普勒圖像，虛擬周期設(shè)定單元22可以設(shè)定同一虛擬周期 (共享虛擬周期)。例如，虛擬周期設(shè)定單元22可以僅計算通過組織圖像的相互差值獲得 的組織圖像的虛擬周期，并將組織圖像的虛擬周期設(shè)定為共享虛擬周期。當然，虛擬周期設(shè) 定單元22可以僅計算通過多普勒圖像的相互差值的變化獲得的多普勒圖像的虛擬周期， 并將多普勒圖像的虛擬周期設(shè)定為共享虛擬周期?？蛇x地，用戶可以輸入共享虛擬周期的 值。當設(shè)定了虛擬周期時，基本圖像搜索單元24利用虛擬周期從斷層圖像數(shù)據(jù)中搜索基本圖像?；緢D像搜索單元24從與組織圖像相關(guān)的斷層圖像數(shù)據(jù)中搜索組織基本圖 像，并從與多普勒圖像相關(guān)的斷層圖像數(shù)據(jù)中搜索多普勒基本圖像。因而，基本圖像搜索單元24利用組織虛擬周期，通過對與組織圖像相關(guān)的斷層圖 像執(zhí)行圖5所示的處理來搜索組織基本圖像?；緢D像搜索單元24也利用多普勒圖像的 虛擬周期，通過對與多普勒圖像相關(guān)的斷層圖像執(zhí)行圖5所示的處理來搜索多普勒基本圖 像。如果設(shè)定了共享虛擬周期，則基本圖像搜索單元24利用共享虛擬周期來搜索組織基本 圖像，并利用同一共享虛擬周期來搜索多普勒基本圖像。此外，基本圖像搜索單元24基于組織基本圖像和多普勒基本圖像來設(shè)定多個基 本圖像。圖13示出了用于說明基本圖像的設(shè)定的曲線圖。圖13(A)到圖13(C)分別示出 了組織圖像的相互差值的變化(實線波形)和多普勒圖像的相互差值的變化(虛線波形)。 此外，圖13(A)到圖13(C)分別示出了多個組織基本圖像(實線)和多個多普勒基本圖像 (虛線)?；緢D像搜索單元24首先從相鄰的組織基本圖像和多普勒基本圖像中檢測由最 靠近彼此的組織基本圖像和多普勒基本圖像構(gòu)成的一對組織基本圖像和多普勒基本圖像。 因此，在圖13(A)的示例中，檢測出位置P處的組織基本圖像和多普勒基本圖像。然后，基本圖像搜索單元24使所有的多普勒基本圖像沿Z軸方向移動，同時保持 彼此之間的距離，以使檢測出的位置P處的組織基本圖像和多普勒基本圖像相互重疊。圖 13(B)示出了所有的多普勒基本圖像已經(jīng)被移動的狀態(tài)，其中位置P處的組織基本圖像(實 直線)和多普勒基本圖像(虛直線)相互重疊。除了移動所有的多普勒基本圖像以外，還 可以移動所有的組織基本圖像，或者可以移動所有的組織基本圖像和所有的多普勒基本圖 像，以使位置P處的組織基本圖像和多普勒基本圖像相互重疊。然后，基本圖像搜索單元24將移動后彼此相鄰的各個組織基本圖像和各個多普 勒基本圖像之間的中間位置設(shè)定為基本圖像。這意味著在圖13(B)中，彼此相鄰的組織基 本圖像(實直線)和多普勒基本圖像(虛直線)之間的中間位置設(shè)定為基本圖像。因此， 確定了圖13(C)所示的多個基本圖像(點劃直線)。應(yīng)當注意到的是，在圖13⑶中的位置 P處，由于組織基本圖像和多普勒基本圖像相互重疊，因此在重疊位置處設(shè)定基本圖像?；氐綀D1，當搜索出基本圖像時，在由多個斷層圖像(數(shù)據(jù))構(gòu)成的圖像串內(nèi)，分割 基準設(shè)定單元26根據(jù)基本圖像來設(shè)定多個分割基準。如上所述，例如，分割基準設(shè)定單元 26利用各個基本圖像作為分割基準?？蛇x地，如參照圖7所描述的，分割基準設(shè)定單元26 在距各個基本圖像達指定間隔的位置處設(shè)定多個分割基準。當已經(jīng)設(shè)定了分割基準時，重構(gòu)處理單元20利用各個分割基準作為分割邊界，將 圖像串分割為多個圖像組。然后，重構(gòu)處理單元20從圖像組中提取周期性相互對應(yīng)的多個 斷層圖像，從而實現(xiàn)重構(gòu)處理(重建處理)。如參照圖6和圖8所描述的，重構(gòu)處理單元20 對存儲在前存儲器14中的斷層圖像數(shù)據(jù)進行重構(gòu)，并將重構(gòu)后的斷層圖像數(shù)據(jù)存儲在后 存儲器28中。如參照圖12所描述的，在與組織圖像相對應(yīng)的掃描平面B和與多普勒圖像相對應(yīng) 的掃描平面D沿Z軸交替地形成的情形下，在圖6和圖8所示的存儲在前存儲器14中的斷 層圖像Zn中，η為奇數(shù)的斷層圖像是組織圖像，而η為偶數(shù)的斷層圖像是多普勒圖像。這
15意味著在前存儲器14中，組織圖像和多普勒圖像被混合，例如，各個組織圖像和各個多普 勒圖像被交替地存儲。應(yīng)當注意到的是，在參照圖13(B)所描述的處理中，雖然多普勒基本 圖像已經(jīng)被移動，但是存儲在前存儲器14中的斷層圖像的布置是移動前的布置。當重構(gòu)處理單元20執(zhí)行處理以對其中組織圖像和多普勒圖像被混合的圖像串進 行重構(gòu)并將重構(gòu)后的圖像串存儲在后存儲器28中時，將重構(gòu)處理后的圖像串用于后存儲 器28之后的各個單元中。例如，三維圖像形成單元34通過應(yīng)用諸如體素繪制法、積分法或 者投影法的各種方法，形成各個時間相位的三維圖像數(shù)據(jù)。在體素繪制法中，對于由構(gòu)成一 個數(shù)據(jù)塊的多組斷層圖像數(shù)據(jù)構(gòu)成的三維數(shù)據(jù)區(qū)域設(shè)定多束射線，并對各束射線執(zhí)行體素 繪制操作。此時，在各束射線上，對組織圖像的數(shù)據(jù)執(zhí)行的操作和對多普勒圖像的數(shù)據(jù)執(zhí)行 的操作是分別執(zhí)行的。然后，基于在各束射線上關(guān)于組織圖像的操作結(jié)果和關(guān)于多普勒圖 像的操作結(jié)果，計算射線的最終操作結(jié)果。這樣，三維圖像形成單元34形成這樣的圖像數(shù)據(jù)(三維圖像數(shù)據(jù))該圖像數(shù)據(jù) 示出了基于三維地表示組織的圖像內(nèi)的多普勒圖像而獲得的流動體的流速信息。然后，將 在多個時間相位形成的與三維圖像數(shù)據(jù)相對應(yīng)的圖像顯示在顯示單元36上，并且實時地 顯示偽三維運動圖像。例如，可以重復(fù)地顯示與多個時間相位中的三維圖像數(shù)據(jù)相對應(yīng)的 圖像，從而執(zhí)行循環(huán)再生。根據(jù)上述實施例，由于多個基本圖像是基于組織基本圖像和多普勒基本圖像而設(shè) 定的，并且數(shù)據(jù)塊是基于基本圖像來重構(gòu)的，因此即使在診斷例如心跳周期不穩(wěn)定的胎兒 心臟的情形下，也降低了由周期變化引起的圖像的干擾(理想的是完全去除)，由此可以獲 得可靠性高的顯示圖像。還允許僅利用多普勒基本圖像而不利用組織基本圖像來設(shè)定多個基本圖像。例 如，可以直接利用多普勒基本圖像作為基本圖像。此外，當在多個時間相位形成顯示圖像時，三維圖像形成單元34可以形成其中同 時顯示了可以在各個時間相位獲得的流速信息的圖像。圖14是用于說明示出在多個時間相位的多個流速信息的圖像的圖示。圖14中的 (Al)到(A3)示出了與在多個時間相位形成的三維圖像數(shù)據(jù)相對應(yīng)的圖像。例如，(Al)示 出了與時間相位1處的三維圖像數(shù)據(jù)相對應(yīng)的圖像，而圖(A2)示出了與時間相位2處的三 維圖像數(shù)據(jù)相對應(yīng)的圖像。在(Al)到(A3)所示的各個圖像中，將流動體的流速信息60顯 示在三維地示出組織的圖像上。流速信息60是基于多普勒圖像而形成的圖像部分，并且例 如是根據(jù)流動體在該位置處的流速而被著色的圖像部分。因而，以不同的顏色來表示具有 不同流速的部分。在圖14中，關(guān)于流速信息60，不同填充模式而非不同顏色表示不同的流 速。當然，在實際的超聲波圖像中，可以利用如圖14所示的不同模式來代替不同顏色。作為多個時間相位的顯示圖像，雖然可以提供按照(Al)到(A3)的順序示出各個 時間相位中的各個圖像的運動圖片，但是也允許形成其中在各個時間相位中獲得的多組流 速信息60被共同示出的顯示圖像。圖14中的圖示(B)示出了同時(一起)顯示各個時間相位中的多組流速信息60 的顯示圖像。因而，在圖示⑶中，與(Al)到(A3)相對應(yīng)的多組流速信息60和隨后的時 間相位被一起共同示出。例如，根據(jù)邏輯OR條件，可以以重疊的方式來顯示整個時間相位 中的流速信息60。理想的是為各個時間相位顯示基于組織圖像而非流速信息60的部分。例如，基于組織圖像而非流速信息60的部分可以形成為按照(Al)到(A3)的順序示出各個 相位的圖像的運動圖像，并且在該運動圖像中，可以如圖示(B)所示顯示各個時間相位的 流速信息60。此外，可以共同顯示所有時間相位的流速信息60，或者可以選擇和共同顯示 某些特征時間相位的流速信息60。 雖然以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是上述實施例僅是任一方案中的一 個示例，并不限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
一種超聲波診斷裝置，包括探頭，其向包含周期性運動的目標物的三維區(qū)域發(fā)射超聲波并從所述三維區(qū)域接收超聲波；發(fā)射和接收控制單元，其控制探頭以使掃描平面在多個運動周期內(nèi)移動，從而在三維區(qū)域內(nèi)形成多個掃描平面；基本圖像搜索單元，其基于與運動周期相關(guān)的特征量，從由與多個掃描平面相對應(yīng)的多個圖像構(gòu)成的圖像串中搜索多個基本圖像；圖像重構(gòu)單元，其利用各個基本圖像作為分割單元，將圖像串分割為多個圖像組，并從各個圖像組中提取周期性相互對應(yīng)的多個圖像；以及顯示圖像形成單元，其基于周期性相互對應(yīng)的多個圖像來形成目標物的顯示圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其中基本圖像搜索單元以與目標物運動的虛擬周期相對應(yīng)的間隔從構(gòu)成圖像串的多個圖 像中搜索多個基本圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其中基本圖像搜索單元基于特征量來設(shè)定多個圖像中的典型基本圖像，并利用典型基本圖 像作為起點來搜索多個基本圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波診斷裝置，其中基本圖像搜索單元將與構(gòu)成圖像串的各個圖像的相互差值中的最大相互差值相對應(yīng) 的圖像設(shè)定為典型基本圖像，并且利用典型基本圖像作為起點，從與局部最大相互差值相 對應(yīng)的多個圖像中，按順序搜索距相隔虛擬周期的位置最近的圖像，并且將圖像設(shè)定為多 個基本圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其中發(fā)射和接收控制單元控制所述探頭，從而在多個運動周期內(nèi)從目標物的典型部分獲取 接受信號；并且超聲波診斷裝置進一步包括虛擬周期設(shè)定單元，虛擬周期設(shè)定單元基于從典型部分獲 取的接受信號來設(shè)定目標物運動的虛擬周期。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波診斷裝置，其中虛擬周期設(shè)定單元基于從典型部分獲取的多個時間相位處的接收信號來計算反映時 間相位之間的接收信號的變化的特征量，并根據(jù)特征量來確定虛擬周期。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其中圖像重構(gòu)單元從各個圖像組中提取周期性相互對應(yīng)的圖像，以改變圖像串中圖像的順 序，從而形成重構(gòu)后的圖像串，并且 超聲波診斷裝置進一步包括參考圖像形成單元，其基于重構(gòu)后的圖像串，形成指示由運動引起的目標物形態(tài)的暫 時變化的參考圖像，以及虛擬周期設(shè)定單元，其根據(jù)來自參照參考圖像的用戶的指令來修改虛擬周期。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲波診斷裝置，其中參考圖像形成單元形成與和掃描平面相交的平面相對應(yīng)的斷層參考圖像，作為參考圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超聲波診斷裝置，其中參考圖像形成單元形成其中以不同的顯示模式示出目標物的擴張部分和收縮部分的 斷層參考圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其中圖像重構(gòu)單元從各個圖像組中提取周期性相互對應(yīng)的圖像，以改變圖像串中圖像的順 序，從而形成重構(gòu)后的圖像串，并且超聲波診斷裝置進一步包括圖像評價單元，圖像評價單元從不同時間相位的重構(gòu)后的 圖像串中提取與同一位置相對應(yīng)的多個圖像，并計算提取出的圖像之間的差值。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，進一步包括分割基準設(shè)定單元，其在圖像串內(nèi)在距多個基本圖像達指定間隔的位置處設(shè)定多個分 割基準，其中圖像重構(gòu)單元利用用作分割邊界的各個分割基準，將圖像串分割為多個圖像組。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的超聲波診斷裝置，其中分割基準設(shè)定單元根據(jù)多個基本圖像之間的間隔來設(shè)定指定間隔。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其中基本圖像搜索單元以與虛擬周期相對應(yīng)的間隔，基于構(gòu)成圖像串的多個圖像中的回波 強度，從多個組織圖像中搜索多個組織基本圖像，并基于構(gòu)成圖像串的多個圖像中的多普 勒信息，從多個多普勒圖像中搜索多個多普勒基本圖像，并且基本圖像搜索單元根據(jù)多個 組織基本圖像和多普勒基本圖像來設(shè)定多個基本圖像。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的超聲波診斷裝置，其中基本圖像搜索單元設(shè)定彼此相鄰的各個組織基本圖像和各個多普勒基本圖像之間的 各個基本圖像。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的超聲波診斷裝置，其中在移動組織基本圖像和多普勒基本圖像中的至少一個以后，基本圖像搜索單元設(shè)定彼 此相鄰的各個組織基本圖像和多普勒基本圖像之間的各個基本圖像，以使彼此最靠近的組 織基本圖像和多普勒基本圖像重疊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超聲波診斷裝置。前存儲器14以時序順序存儲多組斷層圖像數(shù)據(jù)。虛擬周期設(shè)定單元22基于存儲在前存儲器14中的斷層圖像數(shù)據(jù)，計算與目標物相關(guān)的虛擬周期?；緢D像搜索單元24利用虛擬周期從斷層圖像數(shù)據(jù)中搜索基本圖像。分割基準設(shè)定單元26在由斷層圖像數(shù)據(jù)構(gòu)成的圖像串內(nèi)根據(jù)基本圖像來設(shè)定分割基準。重構(gòu)處理單元20利用各個基本圖像作為分割邊界，以將存儲在前存儲器14中的斷層圖像數(shù)據(jù)分割為多個圖像組。然后，按順序從各個圖像組中提取周期性相互對應(yīng)的斷層圖像的數(shù)據(jù)塊，并將數(shù)據(jù)塊存儲在后存儲器28中。
文檔編號A61B8/08GK101897601SQ20101014845
公開日2010年12月1日 申請日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月13日
發(fā)明者村下賢, 笠原英司 申請人:阿洛卡株式會社