超聲波診斷裝置、圖像處理裝置以及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及超聲波診斷裝置、圖像處理裝置以及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，在超聲波診斷裝置中，顯示使用2D陣列探頭(two dimens1nal arrayprobe)、機(jī)械 4D 探頭(mechanical four dimens1nal probe)收集三維數(shù)據(jù)(體數(shù)據(jù):Volume data)，并對(duì)收集到的體數(shù)據(jù)進(jìn)行體繪制而得到的超聲波圖像。當(dāng)顯示該超聲波圖像時(shí)，超聲波診斷裝置能夠顯示對(duì)將體數(shù)據(jù)坐標(biāo)變換為由XYZ坐標(biāo)構(gòu)成的三維的笛卡爾(cartesina)坐標(biāo)系后的體素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行體繪制而得到的超聲波圖像。
[0003]在此，近年來，作為用于高速地進(jìn)行體繪制的方法，知道有錯(cuò)切變換(Shear Warp)法。錯(cuò)切變換法是使用上述的體素?cái)?shù)據(jù)的繪制方法，通過將切片狀的體素?cái)?shù)據(jù)根據(jù)視線方向的變化(旋轉(zhuǎn))進(jìn)行重新配置，來高速地進(jìn)行體繪制。然而，在上述的以往技術(shù)中，有時(shí)難以有效地抑制畫質(zhì)的降低。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:特表2003-530176號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的問題在于，提供一種能夠有效地抑制畫質(zhì)的降低的超聲波診斷裝置、圖像處理裝置以及方法。
[0008]實(shí)施方式的超聲波診斷裝置具備繪制部、檢測部、以及體素?cái)?shù)據(jù)生成部。繪制部將由體素?cái)?shù)據(jù)構(gòu)成的三維數(shù)據(jù)分割成多個(gè)切片區(qū)域，對(duì)上述多個(gè)切片區(qū)域根據(jù)觀察上述體素?cái)?shù)據(jù)的視線方向進(jìn)行重新配置，通過對(duì)上述切片區(qū)域被重新繪制后的上述體素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行體繪制來生成圖像數(shù)據(jù)。檢測部檢測表示由上述繪制部生成的圖像數(shù)據(jù)的畫質(zhì)的畫質(zhì)信息。體素?cái)?shù)據(jù)生成部根據(jù)由上述檢測部檢測到的上述畫質(zhì)信息，并根據(jù)上述視線方向，重新配置構(gòu)成上述三維數(shù)據(jù)的上述體素?cái)?shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0009]圖1是用于說明第I實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置的整體構(gòu)成的圖。
[0010]圖2是用于說明以往技術(shù)所涉及的問題的一個(gè)例子的圖。
[0011]圖3是表示第I實(shí)施方式所涉及的控制部的構(gòu)成的一個(gè)例子的圖。
[0012]圖4是用于說明基于第I實(shí)施方式所涉及的體素?cái)?shù)據(jù)生成部的體素?cái)?shù)據(jù)生成的一個(gè)例子的圖。
[0013]圖5A是用于說明基于第I實(shí)施方式所涉及的檢測部的處理的一個(gè)例子的圖。
[0014]圖5B是用于說明基于第I實(shí)施方式所涉及的檢測部的處理的一個(gè)例子的圖。
[0015]圖5C是用于說明基于第I實(shí)施方式所涉及的檢測部的處理的一個(gè)例子的圖。
[0016]圖6是用于說明基于第I實(shí)施方式所涉及的體素?cái)?shù)據(jù)生成部的體素?cái)?shù)據(jù)重新生成的一個(gè)例子的圖。
[0017]圖7是表示基于第I實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置的處理的步驟的流程圖。
[0018]圖8是表示基于第2實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置的處理的步驟的流程圖。
[0019]圖9是表示第3實(shí)施方式所涉及的控制部的構(gòu)成的一個(gè)例子的圖。
[0020]圖10是表示由第3實(shí)施方式所涉及的內(nèi)部存儲(chǔ)部存儲(chǔ)的預(yù)測信息的一個(gè)例子的圖。
[0021]圖11是表示基于第3實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置的處理的步驟的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022](第I實(shí)施方式)
[0023]首先，針對(duì)本實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明。圖1是用于說明第I實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置100的構(gòu)成的圖。如圖1所示，第I實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置100具有超聲波探頭1、顯示器2、輸入裝置3、以及裝置主體10。
[0024]超聲波探頭I具有多個(gè)壓電振子，這些多個(gè)壓電振子根據(jù)從后述的裝置主體10所具有的發(fā)送接收部11供給的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生超聲波。另外，超聲波探頭I接收來自被檢體P的反射波變換成電氣信號(hào)。另外，超聲波探頭I具有設(shè)置于壓電振子的匹配層和防止超聲波從壓電振子向后方傳播的背襯材料等。另外，超聲波探頭I可自由裝卸地連接于裝置主體10。
[0025]當(dāng)從超聲波探頭I向被檢體P發(fā)送超聲波時(shí)，所發(fā)送的超聲波被被檢體P的體內(nèi)組織中的聲阻抗的不連續(xù)面依次反射，反射波信號(hào)由超聲波探頭I所具有的多個(gè)壓電振子接收。接收的反射波信號(hào)的振幅取決于反射超聲波的不連續(xù)面中的聲阻抗的差。另外，被發(fā)送的超聲波脈沖被移動(dòng)的血流或心臟壁等表面反射時(shí)的反射波信號(hào)由于多普勒效應(yīng)，取決于相對(duì)于移動(dòng)體的超聲波發(fā)送方向的速度分量，并接受頻移。
[0026]在此，本實(shí)施方式所涉及的超聲波探頭I是通過超聲波二維地對(duì)被檢體P進(jìn)行掃描，并且能夠三維地對(duì)被檢體P進(jìn)行掃描的超聲波探頭。具體而言，本實(shí)施方式所涉及的超聲波探頭I是通過使二維地對(duì)被檢體P進(jìn)行掃描的多個(gè)壓電振子以規(guī)定的角度(擺動(dòng)角度)擺動(dòng)，從而三維地對(duì)被檢體P進(jìn)行掃描的機(jī)械掃描探頭?；蛘?，本實(shí)施方式所涉及的超聲波探頭I是通過將多個(gè)壓電振子配置成矩陣狀，從而能夠三維地對(duì)被檢體P進(jìn)行超聲波掃描的二維超聲波探頭。另外，二維超聲波探頭通過會(huì)聚超聲波并發(fā)送，從而能夠二維地對(duì)被檢體P進(jìn)行掃描。
[0027]顯示器2顯示用于超聲波診斷裝置100的操作者使用輸入裝置3輸入各種設(shè)定要求的⑶I (Graphical User Interface)，或者顯示在裝置主體10中生成的超聲波圖像等。例如，顯示器2顯示在后述的控制部17的控制下生成的繪制圖像。
[0028]輸入裝置3具有軌跡球、開關(guān)、標(biāo)度盤、觸摸指令屏等。輸入裝置3接受來自超聲波診斷裝置100的操作者的各種設(shè)定要求，對(duì)裝置主體10轉(zhuǎn)送所接受的各種設(shè)定要求。例如，輸入裝置3接受用于變更顯示于顯示器2的體繪制圖像的朝向的旋轉(zhuǎn)操作，將所接受的旋轉(zhuǎn)操作的信息(例如，向右方旋轉(zhuǎn)45度等)向控制部17轉(zhuǎn)送。
[0029]裝置主體10是根據(jù)超聲波探頭I接收到的反射波來生成超聲波圖像的裝置。具體而言，本實(shí)施方式所涉及的裝置主體10是能夠根據(jù)超聲波探頭I接收到的三維的反射波數(shù)據(jù)來生成三維超聲波圖像(體數(shù)據(jù))的裝置。如圖1所示，裝置主體10具有發(fā)送接收部11、B模式處理部12、多普勒處理部13、圖像生成部14、圖像存儲(chǔ)器15、內(nèi)部存儲(chǔ)部16、以及控制部17。
[0030]發(fā)送接收部11具有觸發(fā)發(fā)生電路、延遲電路以及脈沖發(fā)生器電路等，向超聲波探頭I供給驅(qū)動(dòng)信號(hào)。脈沖發(fā)生器電路以規(guī)定的速率頻率反復(fù)產(chǎn)生用于形成發(fā)送超聲波的速率脈沖。另外，延遲電路對(duì)脈沖發(fā)生器電路所產(chǎn)生的各速率脈沖賦予將從超聲波探頭I產(chǎn)生的超聲波會(huì)聚成束狀并確定發(fā)送指向性所需的每個(gè)壓電振子的延遲時(shí)間。另外，觸發(fā)發(fā)生電路根據(jù)基于速率脈沖的定時(shí)，對(duì)超聲波探頭I施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)(驅(qū)動(dòng)脈沖)。即，延遲電路通過使對(duì)各速率脈沖賦予的延遲時(shí)間發(fā)生變化，來任意地調(diào)整來自壓電振子面的發(fā)送方向。
[0031]另外，發(fā)送接收部11具有為了根據(jù)后述的控制部17的指示，執(zhí)行規(guī)定的掃描序列，而能夠瞬間變更發(fā)送頻率、發(fā)送驅(qū)動(dòng)電壓等的功能。特別地，發(fā)送驅(qū)動(dòng)電壓的變更通過能夠瞬間切換其值的線性放大器型的發(fā)送電路或者能夠電氣地切換多個(gè)電源單元的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
[0032]另外，發(fā)送接收部11具有放大器電路、A/D變換器、加法器等，對(duì)超聲波探頭I接收到的反射波信號(hào)進(jìn)行各種處理生成反射波數(shù)據(jù)。放大器電路將反射波信號(hào)按每個(gè)通道進(jìn)行放大，來進(jìn)行增益校正處理。A/D變換器對(duì)增益校正后的反射波信號(hào)進(jìn)行A/D變換，對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)賦予確定接收指向性所需的延遲時(shí)間。加法器對(duì)由A/D變換器處理后的反射波信號(hào)進(jìn)行加法處理來生成反射波數(shù)據(jù)。通過加法器的加法處理，來增強(qiáng)來自與反射波信號(hào)的接收指向性對(duì)應(yīng)的方向的反射成分。
[0033]這樣，發(fā)送接收部11控制超聲波的發(fā)送接收中的發(fā)送指向性和接收指向性。在此，本實(shí)施方式所涉及的發(fā)送接收部11從超聲波探頭I對(duì)被檢體P發(fā)送三維的超聲波束，根據(jù)超聲波探頭I接收到的三維的反射波信號(hào)生成三維的反射波數(shù)據(jù)。
[0034]B模式處理部12從發(fā)送接收部11接收反射波數(shù)據(jù)，進(jìn)行對(duì)數(shù)放大、包絡(luò)線檢波處理等，來生成信號(hào)強(qiáng)度由亮度的明暗表現(xiàn)的數(shù)據(jù)(B模式數(shù)據(jù))。在此，B模式處理部12能夠通過使檢波頻率變化來改變映像化的頻帶。另外，B模式處理部12對(duì)一個(gè)反射波數(shù)據(jù)，能夠并行地進(jìn)行基于兩個(gè)檢波頻率的檢波處理。
[0035]多普勒處理部13根據(jù)從發(fā)送接收部11接收到的反射波數(shù)據(jù)對(duì)速度信息進(jìn)行頻率解析，提取基于多普勒效應(yīng)的血流、組織、或造影劑回波成分，生成針對(duì)多點(diǎn)提取出平均速度、方差、能量等移動(dòng)體信息的數(shù)據(jù)(多普勒數(shù)據(jù))。
[0036]另外，本實(shí)施方式所涉及的B模式處理部12以及多普勒處理部13能夠針對(duì)二維的反射波數(shù)據(jù)以及三維的反射波數(shù)據(jù)這雙方進(jìn)行處理。即，本實(shí)施方式所涉及的B模式處理部12能夠根據(jù)三維的反射波數(shù)據(jù)生成三維的B模式數(shù)據(jù)。另外，本實(shí)施方式所涉及的多普勒處理部13能夠根據(jù)三維的反射波數(shù)據(jù)生成三維的多普勒數(shù)據(jù)。
[0037]圖像生成部14根據(jù)B模式處理部12以及多普勒處理部13生成的數(shù)據(jù)來生成超聲波圖像。即，圖像生成部14根據(jù)B模式處理部12生成的B模式數(shù)據(jù)來生成由亮度顯示反射波的強(qiáng)度的B模式圖像。具體而言，圖像生成部14根據(jù)B模式處理部12生成的三維的B模式數(shù)據(jù)，生成三維的B模式圖像。
[0038]另外，圖像生成部14根據(jù)多普勒處理部13生成的多普勒數(shù)據(jù)來生成表示移動(dòng)體信息的平均速度圖像、方差圖像、能量圖像、或者作為它們的組合圖像的彩色多普勒圖像。具體而言，圖像生成部14根據(jù)多普勒處理部13生成的三維的多普勒數(shù)據(jù)，生成三維的彩色多普勒圖像。另外，以下，將圖像生成部14生成的三維的B模式圖像以及三維的彩色多普勒圖像統(tǒng)稱為“體數(shù)據(jù)”。
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