本發(fā)明涉及超聲波診斷裝置，尤其涉及形成表示流體的流動(dòng)的流線的技術(shù)。

背景技術(shù)：

已知一種從對(duì)血流等流體收發(fā)超聲波而得到的接收信號(hào)獲得與流體相關(guān)的診斷信息的技術(shù)。例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載了如下技術(shù)：基于對(duì)生物體內(nèi)的流體收發(fā)超聲波而得到的接收信號(hào)(回波數(shù)據(jù))，關(guān)于觀測(cè)面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)獲得與流體相關(guān)的二維的速度矢量。根據(jù)觀測(cè)面內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)處的二維的速度矢量的分布，能夠獲得表示流體的流動(dòng)的流線等診斷信息，例如，可以期待對(duì)心臟等的診斷的應(yīng)用。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：JP特開(kāi)2013-192643號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

鑒于上述的背景技術(shù)，本申請(qǐng)的發(fā)明人對(duì)于利用超聲波來(lái)獲得與血流等流體相關(guān)的診斷信息的技術(shù)反復(fù)進(jìn)行了研究開(kāi)發(fā)。尤其關(guān)注了形成表示流體的流動(dòng)的流線的技術(shù)。

本發(fā)明是在該研究開(kāi)發(fā)的過(guò)程中形成的發(fā)明，其目的在于提供一種對(duì)于利用超聲波形成表示流體的流動(dòng)的流線的改良技術(shù)。

用于解決課題的手段

實(shí)現(xiàn)上述目的的優(yōu)選的超聲波診斷裝置的特征在于具有：探頭，其收發(fā)超聲波；收發(fā)部，其控制探頭而從生物體內(nèi)得到超聲波的接收信號(hào)；多普勒處理部，其基于超聲波的接收信號(hào)，得到生物體內(nèi)的多普勒信息；矢量運(yùn)算部，其基于生物體內(nèi)的多普勒信息，得到生物體內(nèi)的流體的運(yùn)動(dòng)矢量的分布；和流線形成部，其在基于運(yùn)動(dòng)矢量的分布來(lái)形成表示流體的流動(dòng)的流線時(shí)，從初始開(kāi)始點(diǎn)向運(yùn)動(dòng)矢量的反方向?qū)α黧w的流動(dòng)進(jìn)行反向追蹤來(lái)搜索適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)，形成從適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)延伸的流線。

在上述裝置中，所謂運(yùn)動(dòng)矢量，是與流體的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的矢量信息，具體而言，包括表示流體內(nèi)的各部分的速度和方向的速度矢量、表示各部分的移動(dòng)量和方向的移動(dòng)矢量等。運(yùn)動(dòng)矢量的分布，例如，能夠利用專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)(二維的速度矢量的分布)來(lái)獲得，但也可以利用其它公知技術(shù)來(lái)獲得運(yùn)動(dòng)矢量的分布。

上述裝置從初始開(kāi)始點(diǎn)向運(yùn)動(dòng)矢量的反方向?qū)α黧w的流動(dòng)進(jìn)行反向追蹤來(lái)搜索適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)，形成從適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)延伸的流線。也就是說(shuō)，從初始開(kāi)始點(diǎn)向運(yùn)動(dòng)矢量的反方向，即向流動(dòng)的上流側(cè)搜索適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)，例如，形成以適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)為起點(diǎn)的流線。與上述裝置不同，若從初始開(kāi)始點(diǎn)僅在下流側(cè)形成流線并進(jìn)行顯示，則由于從初始開(kāi)始點(diǎn)在上流側(cè)沒(méi)有流線，所顯示為流線在初始開(kāi)始點(diǎn)中斷。與此相對(duì)，根據(jù)上述裝置，由于從初始開(kāi)始點(diǎn)在上流側(cè)也搜索適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)，形成從適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)延伸的流線，因此能夠從初始開(kāi)始點(diǎn)的上流側(cè)形成連續(xù)且自然的流線。

在優(yōu)選的具體例中，特征在于，所述流線形成部從初始開(kāi)始點(diǎn)一個(gè)接一個(gè)地追溯位于運(yùn)動(dòng)矢量的反方向上的追蹤點(diǎn)來(lái)對(duì)流體的流動(dòng)進(jìn)行反向追蹤。

在優(yōu)選的具體例中，特征在于，所述流線形成部將滿足了反向追蹤的結(jié)束條件的追蹤點(diǎn)設(shè)為適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)。

在優(yōu)選的具體例中，特征在于，所述流線形成部通過(guò)從適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)向運(yùn)動(dòng)矢量的方向追蹤流體的流動(dòng)，從而形成從適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)延伸的流線。

在優(yōu)選的具體例中，特征在于，所述流線形成部通過(guò)從初始開(kāi)始點(diǎn)向運(yùn)動(dòng)矢量的反方向?qū)α黧w的流動(dòng)進(jìn)行反向追蹤而形成從初始開(kāi)始點(diǎn)起到適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)為止的上流側(cè)的流線，通過(guò)從初始開(kāi)始點(diǎn)向運(yùn)動(dòng)矢量的方向追蹤流體的流動(dòng)而從初始開(kāi)始點(diǎn)起形成下流側(cè)的流線，通過(guò)連接上流側(cè)的流線和下流側(cè)的流線，從而形成從適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)通過(guò)初始開(kāi)始點(diǎn)朝向下流側(cè)延伸的流線。

在優(yōu)選的具體例中，特征在于，通過(guò)針對(duì)由所述流線形成部形成的流線實(shí)施與該流線上的流動(dòng)方向?qū)?yīng)的顯示處理，從而形成流線的顯示圖像。

在優(yōu)選的具體例中，其特征在于，通過(guò)針對(duì)由所述流線形成部形成的流線實(shí)施與該流線上的流速對(duì)應(yīng)的顯示處理，從而形成流線的顯示圖像。

此外，實(shí)現(xiàn)上述目的的適當(dāng)?shù)牧黧w信息處理裝置的特征在于具有：矢量運(yùn)算部，其基于利用超聲波而得到的生物體內(nèi)的多普勒信息，獲得生物體內(nèi)的流體的運(yùn)動(dòng)矢量的分布；和流線形成部，其在基于運(yùn)動(dòng)矢量的分布來(lái)形成表示流體的流動(dòng)的流線時(shí)，從初始開(kāi)始點(diǎn)向運(yùn)動(dòng)矢量的反方向?qū)α黧w的流動(dòng)進(jìn)行反向追蹤來(lái)搜索適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)，形成從適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)延伸的流線。

上述流體信息處理裝置例如能夠由計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。也就是說(shuō)，能夠通過(guò)使計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)矢量運(yùn)算功能和流線形成功能的程序，使計(jì)算機(jī)作為上述流體信息處理裝置發(fā)揮功能，所述矢量運(yùn)算功能是如下功能：基于利用超聲波而得到的生物體內(nèi)的多普勒信息，獲得生物體內(nèi)的流體的運(yùn)動(dòng)矢量的分布，所述流線形成功能是如下功能：在基于運(yùn)動(dòng)矢量的分布來(lái)形成表示流體的流動(dòng)的流線時(shí)，從初始開(kāi)始點(diǎn)向運(yùn)動(dòng)矢量的反方向?qū)α黧w的流動(dòng)進(jìn)行反向追蹤來(lái)搜索適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)，形成從適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)延伸的流線。另外，該程序既可以例如存儲(chǔ)在盤(pán)、存儲(chǔ)器等計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)中，通過(guò)該存儲(chǔ)介質(zhì)來(lái)提供給計(jì)算機(jī)，也可以通過(guò)因特網(wǎng)等電信線路來(lái)提供給計(jì)算機(jī)。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種關(guān)于利用超聲波來(lái)形成表示流體的流動(dòng)的流線的改良技術(shù)。例如，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的方式，在初始開(kāi)始點(diǎn)的上流側(cè)也搜索適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)，并形成從適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)延伸的流線，因此能夠從初始開(kāi)始點(diǎn)的上流側(cè)形成連續(xù)且自然的流線。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施中優(yōu)選的超聲波診斷裝置的整體構(gòu)成圖。

圖2是用于說(shuō)明對(duì)流體的流動(dòng)進(jìn)行追蹤的處理的具體例的圖。

圖3是用于說(shuō)明對(duì)流體的流動(dòng)進(jìn)行反向追蹤的處理的具體例的圖。

圖4是用于說(shuō)明通過(guò)反向追蹤來(lái)決定追蹤點(diǎn)的具體例的圖。

圖5是表示從適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)延伸的流線的具體例的圖。

圖6是表示流線的顯示圖像的具體例的圖。

圖7是表示與流動(dòng)方向相應(yīng)的顯示處理的具體例的圖。

圖8是表示示出了流線上的流動(dòng)方向的顯示圖像的具體例的圖。

具體實(shí)施方式

圖1是本發(fā)明的實(shí)施中優(yōu)選的超聲波診斷裝置的整體構(gòu)成圖。圖1的超聲波診斷裝置具備形成表示生物體內(nèi)的流體的流動(dòng)的流線的功能，能夠形成在血管內(nèi)或者其他臟器內(nèi)流動(dòng)的血流等的流線。作為診斷對(duì)象，心臟內(nèi)的血流特別適宜。因此，在以下的說(shuō)明中，將作為生物體內(nèi)的流體的適當(dāng)?shù)囊焕男呐K內(nèi)的血流作為診斷對(duì)象。

探頭10是對(duì)包括生物體內(nèi)的心臟在內(nèi)的區(qū)域收發(fā)超聲波的超聲波探測(cè)器。探頭10具備多個(gè)振動(dòng)元件，多個(gè)振動(dòng)元件被電子地掃描控制，在包括心臟的空間內(nèi)掃描超聲波波束。探頭10，例如由醫(yī)生等用戶(檢查者)把持并抵接于被檢者的體表面上來(lái)使用。另外，探頭10也可以是插入被檢者的體腔內(nèi)來(lái)使用的探測(cè)器，還可以是組合了電子式掃描和機(jī)械式掃描的探測(cè)器。

收發(fā)部12具備作為發(fā)送波束形成器以及接收波束形成器的功能。也就是說(shuō)，收發(fā)部12通過(guò)對(duì)探頭10具備的多個(gè)振動(dòng)元件的每一個(gè)輸出發(fā)送信號(hào)從而形成發(fā)送波束，進(jìn)而對(duì)從多個(gè)振動(dòng)元件得到的多個(gè)接收波信號(hào)實(shí)施整相加法處理等來(lái)形成接收波束。據(jù)此，超聲波波束(發(fā)送波束和接收波束)在掃描面內(nèi)被掃描，按照超聲波波束形成接收信號(hào)。另外，在獲得超聲波的接收信號(hào)時(shí)，既可以在三維空間內(nèi)立體地掃描超聲波波束，也可以利用發(fā)送孔徑合成等技術(shù)。

圖像形成處理部20基于從掃描面內(nèi)得到的超聲波的接收信號(hào)來(lái)形成超聲波圖像用的數(shù)據(jù)(圖像數(shù)據(jù))。圖像形成處理部20例如通過(guò)對(duì)超聲波的接收信號(hào)實(shí)施檢波處理、濾波處理、AD變換處理等，從而形成B模式圖像用的幀數(shù)據(jù)。當(dāng)然，也可以形成B模式圖像以外的公知的超聲波圖像所涉及的圖像數(shù)據(jù)。

圖像形成處理部20在與超聲波的掃描對(duì)應(yīng)的掃描坐標(biāo)系中，例如在基于與波束的深度方向?qū)?yīng)的r方向和與波束的掃描方向?qū)?yīng)的θ方向的rθ坐標(biāo)系中，形成圖像數(shù)據(jù)。在掃描坐標(biāo)系(例如rθ坐標(biāo)系)中所得到的圖像數(shù)據(jù)例如通過(guò)數(shù)字掃描變換器來(lái)實(shí)施坐標(biāo)變換處理等，從而變換為顯示坐標(biāo)系(例如xy正交坐標(biāo)系)的圖像數(shù)據(jù)。例如圖像形成處理部20或者顯示處理部60具備數(shù)字掃描變換器的功能。

多普勒處理部30測(cè)量按照超聲波波束得到的接收信號(hào)中包含的多普勒偏移量。多普勒處理部30例如通過(guò)公知的多普勒處理，對(duì)因血流而在超聲波的接收信號(hào)內(nèi)產(chǎn)生的多普勒偏移量(多普勒移頻)進(jìn)行測(cè)量，得到關(guān)于血流的超聲波波束方向的速度信息。

速度矢量運(yùn)算部40根據(jù)關(guān)于血流的超聲波波束方向的速度信息，形成掃描面內(nèi)的二維的速度矢量的分布。速度矢量運(yùn)算部40，例如像專(zhuān)利文獻(xiàn)1(日本特開(kāi)2013-192643號(hào)公報(bào))所說(shuō)明的那樣，利用關(guān)于血流的超聲波波束方向的速度信息和心臟壁的運(yùn)動(dòng)信息，得到掃描面內(nèi)的各位置處的血流的二維速度矢量。

另外，在根據(jù)沿著超聲波波束方向的一維的速度信息來(lái)形成掃描面內(nèi)的二維的速度矢量的分布時(shí)，能夠利用公知的各種方法。當(dāng)然，也可以形成方向相互不同的2個(gè)超聲波波束，從2個(gè)超聲波波束的每一個(gè)獲得速度信息，來(lái)形成二維的速度矢量。

速度矢量運(yùn)算部40在與超聲波的掃描對(duì)應(yīng)的掃描坐標(biāo)系(例如rθ坐標(biāo)系)中針對(duì)多個(gè)采樣點(diǎn)按各采樣點(diǎn)得到速度矢量從而形成二維的速度矢量的分布。此外，速度矢量運(yùn)算部40根據(jù)在掃描坐標(biāo)系(例如rθ坐標(biāo)系)中所得到的二維的速度矢量的分布，通過(guò)坐標(biāo)變換處理、插值處理，得到顯示坐標(biāo)系(例如xy正交坐標(biāo)系)中的二維的速度矢量的分布。另外，與二維的速度矢量的分布相關(guān)的坐標(biāo)變換處理、插值處理，也可以由流線形成部50進(jìn)行。

流線形成部50基于在速度矢量運(yùn)算部40中得到的二維的速度矢量的分布，形成對(duì)作為流體的具體例的心臟內(nèi)的血流的流動(dòng)進(jìn)行表示的流線。對(duì)于流線形成部50中的具體的處理，在后面詳細(xì)敘述。

顯示處理部60基于由圖像形成處理部20形成的超聲波圖像的圖像數(shù)據(jù)、在速度矢量運(yùn)算部40中得到的速度矢量的分布、和在流線形成部50中形成的流線，形成顯示圖像。在顯示處理部60中形成的顯示圖像顯示于顯示部62。

控制部70對(duì)圖1所示的超聲波診斷裝置內(nèi)進(jìn)行整體控制。另外，優(yōu)選圖1的超聲波診斷裝置期望具備例如鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、跟蹤球、觸摸面板、操縱桿等操作設(shè)備。而且，在控制部70所進(jìn)行的整體控制中，還反映通過(guò)操作設(shè)備等從用戶受理的指示。

圖1所示的構(gòu)成(賦予了符號(hào)的各部分)中的收發(fā)部12、圖像形成處理部20、多普勒處理部30、速度矢量運(yùn)算部40、流線形成部50、顯示處理部60的各部分，例如能夠利用電氣電子電路、處理器等硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，在該實(shí)現(xiàn)中根據(jù)需要也可以利用存儲(chǔ)器等設(shè)備。此外，與上述各部分對(duì)應(yīng)的功能，可以通過(guò)CPU、處理器、存儲(chǔ)器等硬件與規(guī)定CPU、處理器的動(dòng)作的軟件(程序)的協(xié)作來(lái)實(shí)現(xiàn)。顯示部62的優(yōu)選的具體例是液晶顯示器等?？刂撇?0例如能夠通過(guò)CPU、處理器、存儲(chǔ)器等硬件和規(guī)定CPU、處理器的動(dòng)作的軟件(程序)的協(xié)作來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖1的超聲波診斷裝置的概要如上所述。接下來(lái)，詳細(xì)敘述由圖1的超聲波診斷裝置實(shí)現(xiàn)的功能的具體例。另外，對(duì)于圖1所示的構(gòu)成(賦予了符號(hào)的各部分)，在以下的說(shuō)明中利用圖1的符號(hào)。

圖2是用于說(shuō)明對(duì)流體的流動(dòng)進(jìn)行追蹤的處理的具體例的圖。流線形成部50在得到與血流相關(guān)的二維的速度矢量的分布的平面內(nèi)，對(duì)血流的流動(dòng)進(jìn)行追蹤。流線形成部50針對(duì)多個(gè)開(kāi)始點(diǎn)SP，按各開(kāi)始點(diǎn)SP，以該開(kāi)始點(diǎn)SP(優(yōu)選后面說(shuō)明的適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn))為起點(diǎn)，按照二維的速度矢量的分布來(lái)追蹤流體的流動(dòng)。圖2中，作為代表例，僅圖示了一個(gè)開(kāi)始點(diǎn)SP。

流線形成部50從開(kāi)始點(diǎn)SP向該開(kāi)始點(diǎn)SP的位置處的速度矢量(圖2中的箭頭)的方向前進(jìn)搜索追蹤點(diǎn)TP。追蹤點(diǎn)TP例如在由虛線所示的格子狀的運(yùn)算網(wǎng)格上進(jìn)行搜索。若搜索到運(yùn)算網(wǎng)格上的追蹤點(diǎn)TP，則參考該追蹤點(diǎn)TP的位置處的速度矢量，向該速度矢量的方向前進(jìn)搜索下一追蹤點(diǎn)TP。

另外，在追蹤點(diǎn)TP的位置處沒(méi)有速度矢量的情況下，例如，基于在該追蹤點(diǎn)TP的附近已經(jīng)計(jì)算出的多個(gè)速度矢量，通過(guò)例如插值處理等而得到的插值矢量，作為該追蹤點(diǎn)TP處的速度矢量。

如此，如圖2所示，將以一個(gè)開(kāi)始點(diǎn)SP為起點(diǎn)來(lái)按照速度矢量的分布一個(gè)接一個(gè)地搜索追蹤點(diǎn)TP，追蹤血流的流動(dòng)。流線形成部50例如在對(duì)心臟的心腔所設(shè)定的關(guān)心區(qū)域內(nèi)，執(zhí)行追蹤處理直到追蹤的結(jié)果到達(dá)關(guān)心區(qū)域的邊界為止。另外，流線形成部50也可以在追蹤的過(guò)程中在速度矢量成為下限基準(zhǔn)值以下的時(shí)點(diǎn)結(jié)束追蹤，還可以在追蹤的長(zhǎng)度(距離)達(dá)到上限值的時(shí)點(diǎn)結(jié)束追蹤。

若追蹤結(jié)束，則流線形成部50針對(duì)各開(kāi)始點(diǎn)SP和由該開(kāi)始點(diǎn)SP得到的多個(gè)追蹤點(diǎn)TP，將相鄰的點(diǎn)彼此用直線或曲線連接，由此形成折線狀或者曲線狀的流線。

若以各開(kāi)始點(diǎn)SP為起點(diǎn)僅通過(guò)向速度矢量的方向的追蹤(正向追蹤)來(lái)形成流線，則從該開(kāi)始點(diǎn)SP(后面進(jìn)行說(shuō)明的初始開(kāi)始點(diǎn))向下流側(cè)形成流線，而從該開(kāi)始點(diǎn)SP向上流側(cè)不形成流線。因此，顯示為流線在該開(kāi)始點(diǎn)SP中斷。例如，若在心腔內(nèi)未形成流線的上流側(cè)，則形成不連續(xù)且不自然的流線。

因此，流線形成部50在當(dāng)初的開(kāi)始點(diǎn)SP(初始開(kāi)始點(diǎn))的上流側(cè)搜索適當(dāng)?shù)拈_(kāi)始點(diǎn)(適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn))，形成以適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)為起點(diǎn)的流線。在搜索適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)時(shí)，流線形成部50對(duì)血流的流動(dòng)進(jìn)行反向追蹤(Backtrace，回溯)。

圖3是用于說(shuō)明對(duì)流體的流動(dòng)進(jìn)行反向追蹤的處理的具體例的圖。流線形成部50在成為診斷對(duì)象的關(guān)心區(qū)域內(nèi)例如心臟的心腔內(nèi)的整個(gè)區(qū)域，離散地配置多個(gè)初始開(kāi)始點(diǎn)SP，針對(duì)所配置的各初始開(kāi)始點(diǎn)SP，以該初始開(kāi)始點(diǎn)SP為起點(diǎn)按照二維的速度矢量的分布對(duì)流體的流動(dòng)進(jìn)行反向追蹤。圖3中，作為代表例，僅圖示了一個(gè)初始開(kāi)始點(diǎn)SP。

流線形成部50從初始開(kāi)始點(diǎn)SP向該初始開(kāi)始點(diǎn)SP的位置處的速度矢量(實(shí)線箭頭)的反方向(虛線箭頭)前進(jìn)搜索追蹤點(diǎn)TP。追蹤點(diǎn)TP，例如在格子狀的運(yùn)算網(wǎng)格上進(jìn)行搜索。若搜索到運(yùn)算網(wǎng)格上的追蹤點(diǎn)TP，則參考該追蹤點(diǎn)TP的位置處的速度矢量，向該速度矢量的反方向(虛線箭頭)前進(jìn)搜索下一追蹤點(diǎn)TP。

另外，在追蹤點(diǎn)TP的位置處沒(méi)有速度矢量的情況下，例如基于在該追蹤點(diǎn)TP的附近已經(jīng)計(jì)算出的多個(gè)速度矢量，通過(guò)例如插值處理等而得到的插值矢量，被作為該追蹤點(diǎn)TP處的速度矢量，對(duì)該速度矢量的反方向加以利用。

如此，如圖3所示，以一個(gè)初始開(kāi)始點(diǎn)SP為起點(diǎn)一個(gè)接一個(gè)地搜索位于速度矢量的反方向的追蹤點(diǎn)TP，相繼地追溯(原文：辿つて)多個(gè)追蹤點(diǎn)TP從而反向追蹤流體的流動(dòng)。而且，流線形成部50將滿足了反向追蹤的結(jié)束條件的時(shí)點(diǎn)的追蹤點(diǎn)TP作為適當(dāng)?shù)拈_(kāi)始點(diǎn)(適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn))。

流線形成部50例如在對(duì)心臟的心腔所設(shè)定的關(guān)心區(qū)域內(nèi)執(zhí)行反向追蹤的處理，將反向追蹤的結(jié)果到達(dá)關(guān)心區(qū)域的邊界的時(shí)點(diǎn)的追蹤點(diǎn)TP作為適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)。另外，流線形成部50也可以將在反向追蹤的過(guò)程中速度矢量成為下限基準(zhǔn)值以下的時(shí)點(diǎn)的追蹤點(diǎn)TP作為適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)，還可以將反向追蹤的長(zhǎng)度(距離)達(dá)到上限值的時(shí)點(diǎn)的追蹤點(diǎn)TP作為適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)。而且，也可以通過(guò)對(duì)多個(gè)結(jié)束條件進(jìn)行了組合的復(fù)合的結(jié)束條件來(lái)決定適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)。

流線形成部50在成為診斷對(duì)象的關(guān)心區(qū)域內(nèi)例如心臟的心腔內(nèi)的整個(gè)區(qū)域，例如在格子狀的運(yùn)算網(wǎng)格的交點(diǎn)處配置多個(gè)初始開(kāi)始點(diǎn)SP，按各初始開(kāi)始點(diǎn)SP通過(guò)反向追蹤來(lái)搜索各適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)。

圖4是用于說(shuō)明通過(guò)反向追蹤來(lái)決定追蹤點(diǎn)的具體例的圖。流線形成部50從初始開(kāi)始點(diǎn)SP一個(gè)接一個(gè)地追溯位于運(yùn)動(dòng)矢量(速度矢量)的反方向的追蹤點(diǎn)TP來(lái)對(duì)流體的流動(dòng)進(jìn)行反向追蹤，而在該反向追蹤中，能夠利用反轉(zhuǎn)方式(A)和選擇方式(B)。

在反轉(zhuǎn)方式(A)中，參考初始開(kāi)始點(diǎn)SP(或者已經(jīng)得到的追蹤點(diǎn)TP)處的速度矢量(實(shí)線箭頭)，從該初始開(kāi)始點(diǎn)SP(或者追蹤點(diǎn)TP)向速度矢量的反轉(zhuǎn)矢量(虛線箭頭)的方向前進(jìn)，例如在格子狀的運(yùn)算網(wǎng)格上搜索追蹤點(diǎn)TP。流線形成部50也可以取代反轉(zhuǎn)方式(A)或者與反轉(zhuǎn)方式(A)組合，來(lái)利用選擇方式(B)。

在選擇方式(B)中，例如，在初始開(kāi)始點(diǎn)SP(或者已經(jīng)得到的追蹤點(diǎn)TP)的附近，參考運(yùn)算網(wǎng)格上的多個(gè)速度矢量(實(shí)線箭頭)，選擇這多個(gè)速度矢量當(dāng)中的朝向初始開(kāi)始點(diǎn)SP(或者已經(jīng)得到的最后的追蹤點(diǎn)TP)的一個(gè)速度矢量，將該速度矢量的起點(diǎn)(運(yùn)算網(wǎng)格上的點(diǎn))作為追蹤點(diǎn)TP。

若通過(guò)反向追蹤搜索到適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)，則流線形成部50形成從適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)延伸的流線。

圖5是表示從適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)延伸的流線的具體例的圖。流線形成部50將初始開(kāi)始點(diǎn)設(shè)為虛擬開(kāi)始點(diǎn)，從虛擬開(kāi)始點(diǎn)通過(guò)回溯運(yùn)算，即，通過(guò)利用圖3說(shuō)明的反向追蹤的處理，來(lái)搜索適當(dāng)?shù)拈_(kāi)始點(diǎn)(適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn))。

若搜索到適當(dāng)?shù)拈_(kāi)始點(diǎn)(適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn))，則流線形成部50通過(guò)使用了本來(lái)的矢量分量的正向追蹤運(yùn)算，即，通過(guò)利用圖2說(shuō)明的追蹤的處理，從適當(dāng)?shù)拈_(kāi)始點(diǎn)一個(gè)接一個(gè)地追蹤多個(gè)追蹤點(diǎn)，針對(duì)適當(dāng)?shù)拈_(kāi)始點(diǎn)和多個(gè)追蹤點(diǎn)將相鄰的點(diǎn)彼此用直線或者曲線進(jìn)行連接，由此形成折線狀或者曲線狀的流線。

另外，流線形成部50也可以從初始開(kāi)始點(diǎn)(虛擬開(kāi)始點(diǎn))，通過(guò)使用了本來(lái)的矢量分量的正向追蹤運(yùn)算來(lái)追蹤多個(gè)追蹤點(diǎn)，針對(duì)初始開(kāi)始點(diǎn)和多個(gè)追蹤點(diǎn)，將相鄰的點(diǎn)彼此用直線或者曲線進(jìn)行連接，由此從初始開(kāi)始點(diǎn)起形成下流側(cè)的流線，進(jìn)而，針對(duì)從初始開(kāi)始點(diǎn)通過(guò)反向追蹤而得到的多個(gè)追蹤點(diǎn)和適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)，將相鄰的點(diǎn)彼此用直線或者曲線進(jìn)行連接，由此形成從初始開(kāi)始點(diǎn)起到適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)為止的上流側(cè)的流線，通過(guò)連接上流側(cè)的流線和下流側(cè)的流線，從而形成從適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)通過(guò)初始開(kāi)始點(diǎn)朝向下流側(cè)延伸的流線。

若在流線形成部50中形成流線，則顯示處理部60形成流線的顯示圖像。

圖6是表示流線的顯示圖像的具體例的圖。顯示處理部60基于由圖像形成處理部20形成的超聲波圖像的圖像數(shù)據(jù)和在流線形成部50中形成的流線，形成例如在映出了心臟內(nèi)腔的B模式圖像內(nèi)示出了多個(gè)流線的顯示圖像。

圖6的比較例是示出了從多個(gè)初始開(kāi)始點(diǎn)延伸的多個(gè)流線的顯示圖像的具體例。也就是說(shuō)，在比較例中，未搜索到適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)，并未從初始開(kāi)始點(diǎn)起形成上流側(cè)的流線。因此，存在從在關(guān)心區(qū)域內(nèi)即在心臟內(nèi)腔的內(nèi)部所設(shè)定的初始開(kāi)始點(diǎn)延伸的流線，流線在初始開(kāi)始點(diǎn)處中斷，看起來(lái)流線在初始開(kāi)始點(diǎn)處涌出。此外，越向下流側(cè)，流線的數(shù)量越增加，越向下流側(cè)，流線的密度越增加。

對(duì)此，圖6的顯示例是示出了從多個(gè)適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)延伸的多個(gè)流線的顯示圖像的具體例。在圖6的顯示例中，例如，將到達(dá)對(duì)心臟內(nèi)腔所設(shè)定的關(guān)心區(qū)域的邊界作為結(jié)束條件來(lái)搜索多個(gè)適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)，形成了從多個(gè)適當(dāng)開(kāi)始點(diǎn)延伸的多個(gè)流線。因此，在關(guān)心區(qū)域內(nèi)即在心臟內(nèi)腔的內(nèi)部，幾乎沒(méi)有流線中斷(理想的是完全沒(méi)有)，而且，幾乎沒(méi)有越向下流側(cè)流線的密度越增加的現(xiàn)象(理想的是完全沒(méi)有)，能夠形成連續(xù)的且自然的流線。

此外，顯示處理部60也可以針對(duì)由流線形成部50形成的流線，實(shí)施與該流線上的流動(dòng)方向?qū)?yīng)的顯示處理來(lái)形成流線的顯示圖像。作為該顯示處理，優(yōu)選表示流動(dòng)方向的圖形(三角形等)、記號(hào)(箭頭等)。

圖7是表示與流動(dòng)方向?qū)?yīng)的顯示處理的具體例的圖。具體例(A)是根據(jù)流線上彼此相鄰的2個(gè)追蹤點(diǎn)形成三角形的具體例。例如沿著通過(guò)彼此相鄰的2個(gè)追蹤點(diǎn)的直線，形成沿從上流側(cè)的追蹤點(diǎn)朝向下流側(cè)的追蹤點(diǎn)的方向延伸的等腰三角形。當(dāng)然，也可以形成從上流側(cè)的追蹤點(diǎn)朝向下流側(cè)的追蹤點(diǎn)的箭頭等。據(jù)此，能夠顯示彼此相鄰的2個(gè)追蹤點(diǎn)間的局部的流動(dòng)方向。

另一方面，具體例(B)是在流線上從成為等腰三角形的頂端的追蹤點(diǎn)朝向上流側(cè)追溯幾個(gè)追蹤點(diǎn)，將相距數(shù)點(diǎn)的追蹤點(diǎn)的位置作為底邊的等腰三角形的具體例。據(jù)此，能夠顯示彼此分離的2個(gè)追蹤點(diǎn)間的平均的流動(dòng)方向。當(dāng)然，也可以形成從與底邊對(duì)應(yīng)的追蹤點(diǎn)朝向成為頂端的追蹤點(diǎn)的箭頭等。

顯示處理部60例如通過(guò)具體例(A)或者具體例(B)，從而在各流線上的多個(gè)位置形成與流動(dòng)方向?qū)?yīng)的顯示。當(dāng)然，也可以構(gòu)成為醫(yī)生等用戶能夠選擇具體例(A)或者具體例(B)。

圖8是表示示出了流線上的流動(dòng)方向的顯示圖像的具體例的圖。顯示處理部60針對(duì)多個(gè)流線，在各流線上的多個(gè)位置形成與流動(dòng)方向?qū)?yīng)的三角形(或者箭頭)。例如，既可以在各流線上按一定間隔形成三角形(或者箭頭)，也可以在流動(dòng)方向發(fā)生了較大變化的位置形成三角形(或者箭頭)。當(dāng)然，還可以在醫(yī)生等用戶指定的位置形成三角形等。

此外，顯示處理部60也可以針對(duì)各流線實(shí)施與該流線上的流速對(duì)應(yīng)的顯示處理來(lái)形成流線的顯示圖像。例如，可以在各流線上的多個(gè)位置，實(shí)施與各位置處的速度矢量的大小對(duì)應(yīng)的著色處理，形成顏色根據(jù)流速而局部不同的流線的顯示圖像。

進(jìn)而，顯示處理部60也可以與流線一起或者取代流線，用箭頭等來(lái)表示各速度矢量，由此來(lái)顯示速度矢量的分布圖像。

以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施中優(yōu)選的超聲波診斷裝置進(jìn)行了說(shuō)明，但是例如，也可以通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)圖1所示的速度矢量運(yùn)算部40、流線形成部50和顯示處理部60中的至少一個(gè)，使該計(jì)算機(jī)作為流體信息處理裝置發(fā)揮功能。

另外，上述的實(shí)施方式在所有方面都僅是例示，不限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明在不脫離其本質(zhì)的范圍內(nèi)包含各種變形方式。

符號(hào)說(shuō)明

10 探頭、12 收發(fā)部、20 圖像形成處理部、30 多普勒處理部、40 速度矢量運(yùn)算部、50 流線形成部、60 顯示處理部、70 控制部。