超聲波診斷裝置以及超聲波圖像生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超聲波診斷裝置以及超聲波圖像生成方法，特別是關(guān)于將超聲波束的偏轉(zhuǎn)角度相互不同的多個幀圖像合成而進行更新圖像(空間合成圖像)的生成的超聲波診斷裝置以及超聲波圖像生成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往以來，醫(yī)療領(lǐng)域中，利用超聲波圖像的超聲波診斷裝置被實用化。通常，這種超聲波診斷裝置從排列有多個換能器的陣列換能器向被檢體發(fā)送超聲波束，并由陣列換能器對來自被檢體的超聲波回波進行接收，對該接收信號電氣地進行處理從而生成超聲波圖像。
[0003]這種超聲波診斷裝置中，通過對超聲波束進行掃描，而能夠?qū)崟r地取得被檢體內(nèi)的二維斷層圖像，但是來自被檢體內(nèi)部的微細構(gòu)造的多個反射波相互干渉而產(chǎn)生斑點噪聲，成為使超聲波圖像的畫質(zhì)變差的要因之一。
[0004]作為降低該斑點噪聲的手法，例如，如專利文獻I所公開的那樣公知有所謂的空間合成法。空間合成法中，從相互不同的方向朝著被檢體內(nèi)的相同部位發(fā)送超聲波束從而生成多個幀圖像，通過對這些多個幀圖像進行合成而生成I張的空間合成圖像。斑點噪聲的圖案對應(yīng)于超聲波束的發(fā)送方向而變動，因此通過對從相互不同的方向發(fā)送超聲波束而生成的多個幀圖像進行合成，從而能夠降低斑點噪聲。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:特開2013 - 141519號公報
[0008]例如，如圖12所示的那樣，以3幀周期且相同的順序重復(fù)生成:基于沿相對于陣列換能器垂直的方向即偏轉(zhuǎn)角度O度的方向發(fā)送接收超聲波束而取得的接收數(shù)據(jù)的幀圖像A、基于沿偏轉(zhuǎn)角度一 a的方向發(fā)送接收超聲波束而取得的接收數(shù)據(jù)的幀圖像B、基于沿偏轉(zhuǎn)角度+a的方向發(fā)送接收超聲波束而取得的接收數(shù)據(jù)的幀圖像C，每取得I幀的接收數(shù)據(jù)，對將之前的兩個幀圖像合并后的3幀量的幀圖像進行合成而生成空間合成圖像。由此，能夠始終對合成與3種偏轉(zhuǎn)角度對應(yīng)的幀圖像A、B以及C的空間合成圖像進行更新。
[0009]然而，在超聲波圖像中不僅產(chǎn)生上述的斑點噪聲，而且也產(chǎn)生聲影等與實際的構(gòu)造物不同的圖案，這些的圖案與所發(fā)送接收的超聲波束的偏轉(zhuǎn)角度對應(yīng)而以不同的形狀以及不同的角度發(fā)生。為此，若一邊使陣列換能器沿被檢體的表面移動一邊通過順次更新后的空間合成圖像對被檢體內(nèi)部進行觀察，則每幀中斑點噪聲以及聲影等的圖案形狀以及角度變動，其結(jié)果為存在如下問題:即產(chǎn)生了圖像以波狀起伏的方式振動的偽影。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明為了消除這種以往的問題點而提出，目的在于提供一種能夠生成降低了偽影后的空間合成圖像診斷裝置以及超聲波圖像生成方法。
[0011]本發(fā)明者使多個幀圖像的合成條件進行各種變化，而進行多個空間合成圖像(動圖像)的生成，并分別針對所產(chǎn)生的偽影不斷進行銳意研究，發(fā)現(xiàn)相互合成的多個幀圖像間的陣列換能器的移動距離越大，并且相互合成的多個幀圖像間的偏轉(zhuǎn)角度的角度差越大，偽影越劣化。
[0012]圖12所示的以往的合成方法中，在取得一個幀圖像的接收數(shù)據(jù)的每次，進行三個幀圖像的合成，因此在對空間合成圖像進行更新的每次，相互合成的三個幀圖像的順序變化。例如，若假設(shè)一個空間合成圖像的生成中所使用的三個幀圖像中，幀圖像A的接收數(shù)據(jù)作為第一個幀F(xiàn)l而取得，幀圖像B的接收數(shù)據(jù)作為第二個幀F(xiàn)2而取得，幀圖像C的接收數(shù)據(jù)作為第三個幀F(xiàn)3而取得，則所更新的下一個空間合成圖像的生成中，作為第一個幀F(xiàn)l分配幀圖像A，作為第二個幀F(xiàn)2分配幀圖像B，作為第三個幀F(xiàn)3分配幀圖像C而取得接收數(shù)據(jù)。
[0013]為此，如圖13所示的那樣，在相互合成的三個幀圖像中，作為在最早的時刻tl取得接收數(shù)據(jù)的第一個幀F(xiàn)l被分配偏轉(zhuǎn)角度+a的幀圖像C，作為在最晚的時刻t3取得接收數(shù)據(jù)的第三個幀F(xiàn)3被分配偏轉(zhuǎn)角度一 a的幀圖像C的組合周期性地發(fā)生，此時，幀F(xiàn)l和幀F(xiàn)3之間的偏轉(zhuǎn)角度的角度差Λ Θ成為最大值2.a。如此，一邊使陣列換能器移動一邊進行3幀量的超聲波圖像的合成時，陣列換能器的移動距離變?yōu)樽钭畲蟮牡谝粋€幀F(xiàn)l以及第三個幀F(xiàn)3中，成為空間合成圖像的生成中所使用的三個幀圖像A?C中的兩個幀圖像間的偏轉(zhuǎn)角度的角度差中的最大角度差的狀態(tài)會發(fā)生，這被認為是導(dǎo)致偽影的劣化的因素。
[0014]另外，可知:由于越加快幀速，一個幀圖像的接收數(shù)據(jù)取得期間中的超聲波探頭的移動距離越變短，因此偽影變得難于視覺認知。其中，為了加快幀速，需要削減超聲波圖像的掃描線密度以及聚焦點數(shù)。另外，在使用反向脈沖法的諧波圖像的情況下，需要將反向脈沖掃描停止而使用基于基本波的圖像等的措置，引起畫質(zhì)的降低。
[0015]另外，如果如圖14所示的那樣在一邊以3幀周期重復(fù)取得各自的幀圖像的接收數(shù)據(jù)一邊按每次取得三個幀圖像的接收數(shù)據(jù)，對三個幀圖像進行合成而進行空間合成圖像的更新，則空間合成圖像的生成中所使用的三個幀圖像的次序始終成為一定，因此觀察到:斑點噪聲以及聲影等圖案的時間序列性的重疊穩(wěn)定且難于產(chǎn)生偽影。但是，由于按每次取得三個幀圖像的接收數(shù)據(jù)而進行合成，因此空間合成圖像的更新率成為1/3，作為超聲波診斷裝置的操作性會降低。
[0016]因此，本發(fā)明中設(shè)計為，一邊抑制畫質(zhì)的降低以及操作性的降低一邊進行偽影的降低。
[0017]本發(fā)明所涉及的超聲波診斷裝置具備:陣列換能器；發(fā)送部，向陣列換能器供給驅(qū)動信號而從陣列換能器向被檢體發(fā)送超聲波束；接收部，處理接收信號而取得接收數(shù)據(jù)，該接收信號從對基于被檢體的超聲波回波進行接收的所述陣列換能器輸出；發(fā)送接收控制部，對所述發(fā)送部以及所述接收部進行控制，使得為了將超聲波束的偏轉(zhuǎn)角度相互不同的η (η為3以上的整數(shù))個幀圖像合成并生成更新圖像而順次重復(fù)取得η個幀圖像的接收數(shù)據(jù)，且各自的更新圖像的生成中所使用的η個幀圖像中接收數(shù)據(jù)的取得在時間上為最遠離的兩個幀圖像的偏轉(zhuǎn)角度的角度差相比于η個幀圖像中的兩個幀圖像間的偏轉(zhuǎn)角度的角度差中的最大角度差變小；以及更新圖像生成部，基于由接收部取得的接收數(shù)據(jù)，生成各自的更新圖像。
[0018]這里，所謂偏轉(zhuǎn)角度是指所發(fā)送接收的超聲波束的方向相對于與構(gòu)成陣列換能器的多個超聲波換能器的排列方向垂直的方向所成的角度。另外，所謂幀圖像，是指將超聲波束的偏轉(zhuǎn)角度相互不同的多個超聲波圖像合成而生成一個更新圖像時的各個超聲波圖像。
[0019]優(yōu)選為，發(fā)送接收控制部對發(fā)送部以及接收部進行控制，使得各自的更新圖像的生成中所使用的η個幀圖像中接收數(shù)據(jù)的取得在時間上為最遠離的兩個幀圖像的偏轉(zhuǎn)角度的角度差成為η個幀圖像中的兩個幀圖像間的偏轉(zhuǎn)角度的角度差中的最小角度差。
[0020]也可以是，更新圖像生成部在每次由接收部取得m(m為滿足I彡m < η的整數(shù))個幀圖像的接收數(shù)據(jù)時，將至此為止所順次取得接收數(shù)據(jù)之前的η個量的幀圖像相互合成而生成更新圖像。
[0021]另外，也可以是，發(fā)送接收控制部對發(fā)送部以及接收部進行控制，使得在η為奇數(shù)的情況下，順次重復(fù)取得第η+1個幀圖像加上所述η個幀圖像的η+1個幀圖像的接收數(shù)據(jù)，將所述η個幀圖像中的第k個(k= (η+1)/2)特定的幀圖像與超聲波束的偏轉(zhuǎn)角度相等的新的幀圖像作為所述第η+1個幀圖像，其中k = (η+1)/2，更新圖像生成部在每次由接收部取得k個幀圖像的接收數(shù)據(jù)時，將至此為止順次取得了接收數(shù)據(jù)之前的η個量的幀圖像相互合成而生成更新圖像。
[0022]該情況下，優(yōu)選為，特定的幀圖像是在各自的更新圖像的生成中所使用的η個幀圖像中具有最大的偏轉(zhuǎn)角度的幀圖像。
[0023]本發(fā)明所涉及的超聲波圖像生成方法是如下那樣的方法:即進行基于陣列換能器的超聲波束的發(fā)送接收，使得為了將超聲波束的偏轉(zhuǎn)角度相互不同的η個(η為3以上的整數(shù))幀圖像合成并生成更新圖像而順次重復(fù)取得η個幀圖像的接收數(shù)據(jù)，且各自的更新圖像的生成中所使用的η個幀圖像中接收數(shù)據(jù)的取得在時間上為最遠離的兩個幀圖像的偏轉(zhuǎn)角度的角度差相比于η個幀圖像中的兩個幀圖像間的偏轉(zhuǎn)角度的最大角度差變小，基于所取得的接收數(shù)據(jù)生成各自的更新圖像。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，為了將超聲波束的偏轉(zhuǎn)角度相互不同的η個(η是3以上的整數(shù))的幀圖像合成而生成更新圖像，進行基于陣列換能器的超聲波束的發(fā)送接收，使得順次重復(fù)取得η個幀圖像的接收數(shù)據(jù)，且各個更新圖像的生成中所使用的η個幀圖像中接收數(shù)據(jù)的取得在時間上為最遠離的兩個幀圖像的偏轉(zhuǎn)角度的角度差相比于η個幀圖像中的兩個幀圖像間的偏轉(zhuǎn)角度的角度差中的最大角度差變小，因此能夠生成降低了偽影后的更新圖像(空間合成圖像)。
【附圖說明】
[0025]圖1是表示本發(fā)明的實施方式I所涉及的超聲波診斷裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0026]圖2是表示實施方式I中的3種幀圖像的偏轉(zhuǎn)角度的圖。
[0027]圖3是對實施方式I中的數(shù)據(jù)取得周期和幀圖像合成的關(guān)系進行表示的圖。
[0028]圖4是對實施方式I中空間合成圖像的生成中所使用的三個幀圖像中第一個幀和第三個幀之間的偏轉(zhuǎn)角度的角度差進行表示的圖。
[0029]圖5是對實施方式2中的5種幀圖像的偏轉(zhuǎn)角度進行表示的圖。
[0030]圖6是對實施方式2中的數(shù)據(jù)取得周期和幀圖像合成的關(guān)系進行表示的圖。
[0031]圖7是對實施方式2中空間合成圖像的生成中所使用的五個幀圖像中第一個幀和第五個幀之間的偏轉(zhuǎn)角度的角度差以及第二個幀和第四個幀之間的偏轉(zhuǎn)角度的角度差進行表示的圖。
[0032]圖8是對實施方式2的變形例中的數(shù)據(jù)取得周期和幀圖像合成的關(guān)系進行表示的圖。
[0033]圖9是對實施方式3中的數(shù)據(jù)取得周期和幀圖像合成的關(guān)系進行表示的圖。
[0034]圖10是對實施方式3中空間合成圖像的生成中所使用的四個幀圖像中第一個幀和第四個幀之間的偏轉(zhuǎn)角度的角度差進行表示的圖。
[0035]圖11是對實施方式3的變形例中的數(shù)據(jù)取得周期和幀圖像合成的關(guān)系進行表示的圖。
[0036]圖12是對現(xiàn)有例中的數(shù)據(jù)取得周期和幀圖像合成的關(guān)系進行表示的圖。
[0037]圖13是對現(xiàn)有例中空間合成圖像的生成中所使用的三個幀圖像中第一個幀和第三個幀之間的偏轉(zhuǎn)角度的角度差進行表示的圖。
[0038]圖14是對另一現(xiàn)有例中的數(shù)據(jù)取得周期和幀圖像合成的關(guān)系進行表示的圖。
【具體實施方式】
[0039]以下，基于附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0040]實施方式I
[0041]圖1示出了本發(fā)明的實施方式I所涉及的超聲波診斷裝置的結(jié)構(gòu)。超聲波診斷裝置具有陣列換能器1，在該陣列換能器I連接發(fā)送部2以及接收部3，在接收部3連接更新圖像生成部4。在更新圖像生成部4連接顯示控制部5，在顯示控制部5連接顯示部6。另夕卜，在發(fā)送部2以及接收部3連接發(fā)送接收控