超聲波診斷裝置以及彈性評價方法
2023-09-16 05:06:15 7
超聲波診斷裝置以及彈性評價方法
【專利摘要】本發明提供一種超聲波診斷裝置，具備減輕了組織構造所引起的誤差的彈性評價技術。該超聲波診斷裝置利用超聲波來測量在被檢體內傳播的剪切波的速度，並對所述被檢體的彈性進行評價，該超聲波診斷裝置針對被檢體發送接收第1超聲波，並檢測被檢體的組織構造的位置和大小，來自動地判定除了組織構造之外的測量區域，對測量區域發送第2超聲波，來產生剪切波，並針對測量區域發送接收第3超聲波，來測量伴隨剪切波的傳播的位移量，利用該位移量來算出剪切波速度。
【專利說明】超聲波診斷裝置以及彈性評價方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及超聲波診斷裝置。尤其涉及利用了聲輻射力的對生物體的彈性進行評價的技術。
【背景技術】
[0002]以超聲波、MRI (Magnetic Resonance Imaging,磁共振成像)、X 射線 CT (ComputedTomography，計算機斷層攝影)為代表的醫療用的圖像顯示裝置，作為以數值或圖像的形式來提示無法目視的生物體內的信息的裝置而被廣泛利用。其中利用了超聲波的圖像顯示裝置與其他裝置相比較具備高時間解析度，且具有能夠無模糊地將跳動下的心臟圖像化的性能。
[0003]在生物體內傳播的超聲波主要區分為縱波和橫波,搭載於產品的眾多的技術(將組織形態影像化的技術、測量血流速度的技術)，主要利用了縱波(聲速約1540m/s)的信肩、O
[0004]近年來，利用橫波(以後，稱為剪切波)來評價組織的彈性率的技術受到注目，對乳腺腫瘤、慢性肝疾病的臨床應用不斷進展。在該技術中，在作為測量對象的組織內部產生剪切波，並根據其傳播速度來評價彈性。產生剪切波的方法大致劃分為機械方式和輻射壓方式。機械方式是利用振動器等向身體表面施加IkHz程度的振動來產生剪切波的方式，需要作為振動源的驅動裝置。另一方面，輻射壓方式利用使超聲波向組織內的局部集中的聚焦超聲波來向生物體內施加聲輻射壓，通過伴隨於此的組織位移來產生剪切波。無論哪種方式都是利用超聲波來測量伴隨所產生的剪切波的傳播的組織位移，並評價與組織的硬度相關的信息的技術。
[0005]作為與這些關聯的在先技術文獻，例如有涉及利用了聲輻射壓的彈性評價方法的專利文獻I。
[0006]在先技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻I:US 8，118，744 B2
【發明內容】
[0009]發明要解決的課題
[0010]在專利文獻I所記載的方法中，利用聚焦超聲波在組織內產生輻射力，並在組織內使剪切波傳播。然後，在傳播方向上設置實施超聲波發送接收的多個測量地點，對組織位移的時間變化進行測量。然後，利用位移的測量結果來測量各測量地點處的剪切波的到來時間。然後，利用各測量地點處的到來時間，算出各測量地點間的剪切波的傳播時間，並測量速度。
[0011]但是，在上述專利文獻I所記載的方法中，在剪切波的傳播路徑上存在血管或纖維組織等組織構造的情況下，波面受到衍射或折射的影響而發生散射，波面形狀混亂。在利用伴隨傳播的組織位移量來推定剪切波速度的本方法中，波面的混亂成為使彈性評價的誤差增大的很大的主要原因。
[0012]本發明的目的在於，提供一種能夠減輕組織構造所引起的波面散射的影響，能夠實現可靠性高的彈性評價的超聲波診斷裝置以及方法。
[0013]解決課題的手段
[0014]為了達成上述目的，在本發明中，提供一種超聲波診斷裝置，其具備:發送接收超聲波的探頭、和從探頭針對檢查對象發送接收超聲波並對從檢查對象得到的接收數據進行處理的處理部，處理部根據從探頭針對檢查對象發送接收第I超聲波而得到的接收數據，來檢測檢查對象的組織構造，並基於檢測出的組織構造，來決定檢測剪切波速度的測量區域，對測量區域發送第2超聲波，來產生剪切波，並根據針對測量區域發送接收第3超聲波而得到的接收數據，來算出剪切波速度。
[0015]此外，為了達成上述目的，在本發明中，提供一種彈性評價方法，其根據從發送接收超聲波的探頭針對檢查對象發送接收第I超聲波而得到的接收數據，來檢測檢查對象的組織構造，並基於檢測出的組織構造，來決定檢測剪切波速度的測量區域，並對測量區域發送第2超聲波，來產生剪切波，根據針對測量區域發送接收第3超聲波而得到的接收數據，來算出剪切波速度。
[0016]發明效果
[0017]根據本發明，抑制組織構造所引起的波面混亂，實現可靠性高的組織彈性評價。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是表示實施例1的超聲波診斷裝置的一個構成例的框圖。
[0019]圖2是表示實施例1的超聲波診斷裝置的其他構成例的框圖。
[0020]圖3是表示實施例1的處理工序的整體的流程圖。
[0021]圖4是表示實施例1的彈性評價部的功能的圖。
[0022]圖5是說明實施例1的組織構造所引起的波面混亂的圖。
[0023]圖6是表示實施例1的處理方式所涉及的數學式的圖。
[0024]圖7是表示實施例1的構造圖的一例的圖。
[0025]圖8是表示實施例1的構造圖的其他例子的圖。
[0026]圖9是表示實施例1的構造圖的其他例子的圖。
[0027]圖10是表示實施例1的構造提取濾波器的一例的圖。
[0028]圖11是表示實施例1的組織構造的檢測的一例的圖。
[0029]圖12是表示實施例1的掩膜的一例的圖。
[0030]圖13是表示實施例1的構造圖的其他例子的圖。
[0031]圖14是表示實施例1的掩膜的其他例子的圖。
[0032]圖15是表示實施例1的構造圖的其他例子的圖。
[0033]圖16是用於說明實施例1的相關運算的一例的圖。
[0034]圖17是表示實施例1的測量區域設定的⑶I的一例的圖。
[0035]圖18是說明實施例1的測量區域的設定的圖。
[0036]圖19是說明實施例1的測量區域的調整的圖。
[0037]圖20是說明表示實施例1的測量區域的恰當程度的警報功能的圖。
【具體實施方式】
[0038]以下，按照附圖對本發明的實施方式進行說明。另外，在本說明書中，組織的彈性信息是指，形變、剪切波速度、縱波速度、楊氏模量、剛性率、體積彈性率、泊松比、粘性率等組織的全部物性值。此外，將由本發明所涉及的超聲波診斷裝置來測定剪切波速度的檢查對象，即、血管、局部纖維組織、膿胞等的構造物稱為組織構造或構造物。
[0039]【實施例1】
[0040]實施例1是超聲波診斷裝置的實施例，該超聲波診斷裝置具備:發送接收超聲波的探頭；和從探頭針對檢查對象發送接收超聲波，並對從檢查對象得到的接收數據進行處理的處理部，處理部根據從探頭針對檢查對象發送接收第I超聲波而得到的接收數據，對檢查對象的組織構造進行檢測，並基於檢測出的組織構造，來決定檢測剪切波速度的測量區域，並對測量區域發送第2超聲波，來產生剪切波，根據針對測量區域發送接收第3超聲波而得到的接收數據，來算出剪切波速度。
[0041]此外，實施例1是一種彈性評價方法，是如下彈性評價方法的實施例:根據從發送接收超聲波的探頭針對檢查對象發送接收第I超聲波而得到的接收數據，對檢查對象的組織構造進行檢測，並基於檢測出的組織構造，來決定檢測剪切波速度的測量區域，並對測量區域發送第2超聲波，來產生剪切波，根據針對測量區域發送接收第3超聲波而得到的接收數據，來算出剪切波速度。在此，基於檢測出的組織構造是指，例如，在除了檢測出的組織構造之外的區域中等。
[0042]關於作為第I實施例的剪切波速度的測量法、以及超聲波診斷裝置的構成例，利用圖1的框圖來說明。在本實施例的超聲波診斷裝置的構成中，上述的處理部如後面詳述的那樣是控制部15和信號處理部24的總稱。
[0043]首先對在本實施例中利用的RF數據以及圖像數據的生成相關的構成進行說明。對於圖1所記載的設置在檢查對象的身體表面的、發送接收超聲波的探頭11，從生成超聲波信號的發送波束形成器(發送BF) 13經由省略了圖示的數字模擬(D/A)變換器向探頭11發送發送脈衝用的電信號。向探頭11輸入的電信號由設置於內部的陶瓷元件從電信號變換為聲信號，並發送到被檢體內。發送由多個陶瓷元件來進行，且對各元件設置規定的時間延遲，使得在被檢體內的規定的深度聚焦。
[0044]在檢查對象的內部傳播的過程中發生了反射的聲信號再次被探頭11接收，並與發送時相反地被變換為電信號，經由省略了圖示的模擬數字(A/D)變換器，作為接收數據而被送往根據所接收的超聲波信號來生成復RF數據的接收波束形成器(接收BF) 14。發送接收的切換基於作為處理部的控制部15的控制，由發送接收切換SW12來進行。在接收BF14中，針對由多個元件接收到的信號，進行考慮了在發送時設置的時間延遲的相加處理(相位累加)，並進行衰減校正等處理之後，作為復RF數據，被送往作為處理部的信號處理部24的都卜勒圖像生成部16或者B圖像生成部17，該都卜勒圖像生成部16生成表示血流的速度、方向的都卜勒圖像，該B圖像生成部17根據RF數據來生成表示組織的形態信息的亮度模式⑶圖像。
[0045]信號處理部24所接收的接收數據即RF數據，成為最終顯示於顯示部20的圖像數據中、沿著超聲波的發送接收方向的特定的I行的要素數據。通過在構成探頭11的陶瓷元件的排列方向上依次切換來實施對檢查對象的超聲波的發送接收，從而作為成為圖像數據的構成要素的所有接收數據而取得RF數據。
[0046]所取得的接收數據即RF數據在信號處理部24的B圖像生成部17中，被實施增益控制、對數壓縮、包絡線檢波等在普及的超聲波診斷裝置中普遍使用的圖像生成處理，生成表示檢查對象的內部的形態信息的B圖像。
[0047]另一方面，在信號處理部24的都卜勒圖像生成部16中通過相關運算算出血流信息(速度、方向)，並生成都卜勒圖像。另外，關於都卜勒圖像的生成，雖然超聲波的發送接收順序與B圖像的方式不同，但技術內容為普遍公知的內容，因此省略詳細說明。B圖像以及都卜勒圖像被存儲在影像存儲器(cine memory) 18中。所生成的B圖像、都卜勒圖像由掃描轉換器19進行與探頭的種類相應的坐標變換和像素插值，這些圖像被顯示於顯示進行了評價的圖像、數值的顯示部20。
[0048]如圖1所示，信號處理部24具備:進一步檢測組織構造的構造檢測部21 ;調整測量區域的測量區域調整部22 ;和利用在測量區域中測量出的剪切波速度來評價測量區域的彈性的彈性評價部23。
[0049]在信號處理部24的構造檢測部21中利用來自接收BF14的接收數據，檢測對剪切波的散射產生影響的組織構造，並生成強調了組織構造的構造圖。即，信號處理部24的構造檢測部21製作表示組織構造的位置和大小的構造圖。所製作的構造圖被顯示於顯示部20，成為實施手術者對測量剪切波的區域進行指定時的支援信息。
[0050]另外，在圖1所示的超聲波診斷裝置的構成中，構造檢測部21利用FR數據生成了構造圖，但如同後面依次說明的那樣，也可以如圖2的超聲波診斷裝置的變形構成例所示那樣使用保存在影像存儲器18中的圖像數據。
[0051]信號處理部24的測量區域調整部22，利用所生成的構造圖的信息，自動地判定組織構造的影響少的區域。在測量區域包含組織構造的情況下，從測量區域中判別組織構造的影響少的區域，並對測量組織位移的範圍進行限定。
[0052]信號處理部24的彈性評價部23，在由測量區域調整部22判定出的測量區域進行脈衝波發送和追蹤脈衝(track pulse)的發送接收，並對關係到組織彈性的信息進行評價。
[0053]在圖1、2所示的本實施例的超聲波診斷裝置的構成中，對裝置主體內的數據流程、全部處理進行控制的控制部15和信號處理部24，能夠由具備中央處理部(CentralProcessing Unit:CPU)和存儲器的通常的計算機構成來實現。即，除了影像存儲器18和根據需要由硬體來實現的掃描轉換器19之外，能夠通過CPU的程序處理來實現。因此，在本說明書中，將控制部15與信號處理部24 —起稱為處理部。
[0054]接著，利用圖4的功能說明圖，對本實施例的構成中的信號處理部24的彈性評價部23的詳情進行說明。如上所述，本功能處理能夠通過CPU中的程序處理來實現。
[0055]如該圖所示，彈性評價部23具備--第2超聲波控制功能25，其確定為了在通過所述測量區域控制而確定的測量區域內產生輻射壓的超聲波脈衝波的送波條件，即聚焦位置、發送角度、脈衝長度、電壓、頻率、驅動元件數等送波所需的聲參數等;第3超聲波控制功能26，其確定為了基於坐標信息來測量組織的位移的超聲波脈衝波(追蹤脈衝)的送波條件，即聚焦位置、發送角度、波數、電壓、頻率、發送接收次數、驅動元件數等送波所需的聲參數等；位移測量功能27，其利用從超聲波發送接收部輸出的RF數據來測量組織的位移；速度測量功能28，其利用位移測量功能的結果來測量剪切波速度；和彈性評價功能29，其利用速度測量功能的結果來評價組織的彈性信息(在此是指，形變、剪切波速度、縱波速度、楊氏模量、剛性率、體積彈性率、泊松比、粘性率等與物質的變形或流動相關的全部物性值)。另外，剪切波的到來時間，可以根據在位移測量功能27中測量出的位移的時間變化，利用最大值、最小值、最大值與最小值的中間值等來算出。
[0056]在該圖中，首先通過第2超聲波控制功能25，基於所指定的測量區域的位置坐標來確定推脈衝(push pulse)的送波條件。關於對生物體無影響，且有效地產生剪切波的送波條件，大致F數=I?2( 口徑的寬度除以焦點深度而得到的值)的聚焦條件較為適合，作為強度以及脈衝長度，強度為0.1?lkW/cm2、脈衝長度為100?1000 μ s的範圍較為適八口 ο
[0057]在此口徑的寬度實際上是所驅動的陶瓷元件的範圍，取元件間隔的離散值。而且為了形成理想的焦點區域，在向各元件的施加電壓中設置口徑權重(變跡)。通過從口徑的中心向邊上減小權重，從而抑制衍射的影響所引起的焦點區域的混亂。但是，由於口徑權重也存在使強度降低的缺點，因此在評價位置為深部且衰減的影響大的情況下，也存在與區域形成相比使強度優先，並減輕口徑權重的情況。此外，發送頻率設為探頭11的靈敏度頻帶的中心頻率附近較為有效。推脈衝的送波條件直接經由控制部15被發送到發送BF13，並從探頭11向生物體內照射。
[0058]接下來，通過第3超聲波控制功能26，確定追蹤脈衝的送波條件。頻率、波數、F數等的聲參數與生成圖像數據時的條件大致相同。在檢查對象為腹部的情況下，利用頻率為I?5MHz、波數為I?3波、F數為I?2的條件。
[0059]通過追蹤脈衝的發送而取得的來自生物體的反射信號，經由探頭11被送往接收BF14,生成復RF數據。RF數據被輸入到位移測量功能27，測量伴隨剪切波的傳播的組織位移。位移測量功能27通過以脈衝反覆周期(Pulse Repetit1n Time:PRT)的時間間隔而取得的RF數據間的復相關運算來實施。在此情況下，在本實施例中，作為單位時間內的位移而算出粒子速度。雖然也存在以推脈衝的送波前的RF數據為基準來算出位移的絕對值的方式，但粒子速度具有除去伴隨探頭的抖動或生物體組織的自然活動的低頻分量，且高靈敏度地測量剪切波的效果。
[0060]對所取得的所有的RF信號進行位移測量功能27中的運算，並基於算出的位移信息，通過速度測量功能28來測量剪切波的速度。
[0061]最後通過彈性評價功能29，基於測量出的剪切波的速度，來評價組織的彈性信息(在此是指，形變、剪切波速度、縱波速度、楊氏模量、剛性率、體積彈性率、泊松比、粘性率等組織的全部物性值)。
[0062]接著，基於圖3的流程圖，說明在本實施例的裝置的信號處理部24的構造檢測部21和測量區域調整部22中，從構造圖的生成到測量區域的自動控制為止的詳細內容。
[0063]在該圖中，工序31通過第I超聲波(脈衝信號)的發送接收來取得B像，實施手術者進行適合檢查對象的整體像的觀察和彈性評價測量的攝像面的搜索，該攝像面為例如不包含Icm程度的大血管等給測量明顯造成影響的組織構造的面。
[0064]在工序32中檢測成為使剪切波的波面形狀混亂的原因的組織構造。
[0065]圖5示意性地表示通過組織構造的前後的波面。如該圖的左側所示，在檢查對象51的內部存在組織構造52，剪切波53向著該組織構造52前進。如該圖的右側所示，通過了組織構造52之後的剪切波54由於衍射或折射的作用而波面形狀發生了變化。
[0066]在算出剪切波的速度時，利用波面到達在空間上設置的測量點的時間。即，在波面形狀混亂的情況下，到達的時間根據波面的場所而改變，強烈地影響到速度測量的誤差。關於在組織構造檢測工序32中作為檢測的對象的組織構造，在剪切波的特性方面，波不透過的血管成為主要對象，但此外局部的纖維組織或膿胞也包含在對象中。在此為了簡便，作為組織構造以血管為例繼續說明。
[0067]以下，對組織構造的檢測的第I?第4方法和結果得到的構造圖進行說明。第I方法是利用人的視覺效應的方法，利用將B圖像的亮度(在灰色標度中為白黑的濃淡)逆轉而得到的逆轉圖像作為構造圖，其中該B圖像基於針對檢查對象發送接收第I超聲波而得到的接收數據，由B圖像生成部17生成。在圖像數據為8比特(bit)的情況下，通過圖6的數學式I的處理構成逆轉圖像。在數學式I中，R表示圖像數據。血管在B像上一般被配色為黑，但在逆轉圖像上被配色為白。白與黑相比為前進色或者膨脹色，因此在逆轉圖像上細的血管被強調或放大而能夠看見，因此血管的目識別變得容易。
[0068]圖7示出在第I方法中使用的B圖像和逆轉圖像的一例。該圖的左側所示的B圖像71中示出了白的檢查對象72和黑的血管73。另一方面，該圖的右側所示的逆轉圖像74中配色發生逆轉，檢查對象75和血管76分別被配色為黑和白。雖然通過附圖難以判斷，但在逆轉圖像74上，與B圖像71相比血管被強調而能夠看見。該效果，在超聲波診斷裝置通常被使用的暗室中進一步被強調。
[0069]此外，在該第I方法中，也可以取代逆轉圖像74，將對組織構造進行了配色的彩色圖像作為構造圖來使用。圖8是將該圖左側的B圖像81變更為該圖右側的彩色圖像84的圖，在B圖像81中示出了白的檢查對象82和黑的血管83，但例如通過將血管86配色為作為膨脹色的紅、將檢查對象85配色為作為縮小色的藍，能夠提高血管的目識別性。
[0070]以上說明的組織構造檢測的第I方法，由於利用存儲在影像存儲器18中的由B圖像生成部17生成的B圖像即掃描轉換前或後的信號，因此裝置構成利用之前說明了的圖2所對應的構成。
[0071]組織構造檢測的第2方法，利用由都卜勒圖像生成部16生成的都卜勒圖像作為構造圖。雖然在檢測血管方面是最直接的途徑，但存在對低速血流的靈敏度低、圖像的取得需要時間的問題。時間的問題很重要，若在構造圖的顯示中花費時間，則有可能在設定測量區域的階段已經移動到別的攝像面，無法達到避開血管來設定測量區域的目的。在通過攝像技術的進展來解決所述問題的情況下，作為構造圖而有用性提高。即，將圖9的左側的B圖像91變更為該圖右側的都卜勒圖像94，與血管93相對於檢查對象92的目識別性相比，能夠提高血管96相對於檢查對象95的目識別性。
[0072]該第2方法由於利用從都卜勒圖像生成部16輸出，且存儲在影像存儲器18中的都卜勒圖像，因此裝置構成與第I方法相同，成為與圖2對應的構成。
[0073]此外，在超聲波診斷裝置中具備許多表示組織構造的顯示形態，利用該顯示作為構造圖的方式也包含在本實施方式中。例如從外部對組織施加壓力，對作為其響應的形變進行測量並進行彩色圖顯示的功能(彈性成像)也被廣泛熟知。這樣，僅對與組織彈性關聯的顯示圖像、非線性信號進行提取而得到的高次諧波圖像也是在評價作為組織的均質性方面有用的信息，成為對測量區域的自動選定有用的構造圖。
[0074]組織構造檢測的第3方法利用濾波器處理。該方法，通過具有配合組織構造的形狀的掩膜的濾波器處理來製作構造圖。
[0075]圖10是用於說明該濾波器處理的圖。圖10上段的(a)表示B圖像101、圖10中段的(b)表示上段的(a)的A所示的線的亮度分布102、圖10下段的(c)表示在濾波器處理中利用的掩膜103。
[0076]該掩膜103具有將中心的I個像素和與其相距等距離(圖10中為D)的像素設為1，將其他的像素值設為O的環狀的形狀。作為本濾波器的特性，如圖10中段的(b)所示，在掩膜103的中心像素探測亮度分布102的峰值，在環狀地配置於其周圍的像素(環像素)探測亮度分布102的形狀。在亮度分布102不是圓形的情況、或具有比D更寬的半幅值的情況下，在中心像素和環像素所探測的亮度分布102的亮度值的差異變小。即，為圓形的形狀並且具有比D更窄的半幅值的組織構造，在中心像素和環像素所探測的像素的亮度差變大。通過利用該亮度差，構成僅探測了作為具有希望形狀的組織構造的組織構造物而得到的構造圖。
[0077]利用圖11，對第3方法的具體的處理流程進行說明。在該圖中，首先在利用於彈性評價的B圖像111上設置關心區域(Reg1n of Interest:R0I) 112,得到提取圖像113。按照圖6的數學式I使亮度逆轉來得到逆轉圖像114，並將此表示為矩陣R。接下來，準備與掩膜的中心像素相當的第I掩膜115 (Ml)和與掩膜的環像素相當的第2掩膜116 (M2)。兩掩膜尺寸設為與逆轉圖像114相同。
[0078]按照圖6的數學式2以及數學式3，實施逆轉圖像114與第I掩膜115、逆轉圖像114與第2掩膜116的分量之間的累計，算出其最大值(I。以及In)。接著通過圖6的數學式(4)算出I。以及In的差分值。將該差分值作為所設置的R0I112的代表值。
[0079]在B圖像111的所有像素實施以上的處理，並對所設置的ROI的代表值進行二維繪製，由此形成第3方法的構造圖。構造圖在半徑D的圓形形狀的血管具有強的亮度，與直接利用B圖像的情況相比能夠簡易地判定血管位置。
[0080]上述的說明是特定化為血管檢測的內容，但從利用亮度和形態的信息來提取作為特定的組織構造的組織構造物這一意義上來說，還能夠應用於腫瘤、纖維化、石灰化的檢測。另外，腫瘤、纖維化、石灰化，與血管相反地在圖像上成為高亮度，因此在圖11所示的處理流程中，不需要使亮度逆轉的逆轉處理。
[0081]在圖12左側，表示擴大了掩膜的中心像素的形態121。在此情況下，對亮度分布的峰值的位置具有冗餘性，能夠更加強調在構造圖中描畫出的血管。此外，圖12右側是簡化了掩膜的形態122，在此情況下實現處理時間的縮短。
[0082]圖13表示實施了第3方法的濾波器處理的結果的一例。在B圖像131中示意性地表示了檢查對象132和其構造物133、134。在設置了與構造物133對應的掩膜的情況下，具有與之不同的形狀或大小的構造、例如構造物134不被濾波器處理探測到，取得構造圖135。
[0083]另外，掩膜的形狀能夠任意變更，例如根據圖14左側的掩膜141、或圖14右側所示的掩膜142的形狀，能夠從圖15左側的B圖像151中，如該圖右側的構造圖152那樣檢測出線形狀的構造。以上說明的第3方法，還對應於緊隨接收B F14之後的RF數據、或掃描轉換器19的前後的視頻數據中的任意一種數據形式。因此，第3方法的裝置構成對應於圖1以及圖2的兩種構成。
[0084]組織構造檢測的第4方法利用相關運算。該方法利用在空間上不同的位置取得的多個所述接收數據、或在空間上相同的位置在不同時間取得的多個接收數據，通過相關運算來算出構造圖。
[0085]如圖16上左側所示，在檢查對象的特定的位置發送接收超聲波信號，接下來使位置稍微移動來再次發送接收超聲波信號。然後，對取得的各超聲波信號，實施圖6的數學式5的相關運算。血管內部等亮度低的構造物在空間上的亮度、形狀的相關性變低，因此運算結果的相關值變低。
[0086]作為另一方法,如圖16上右側所不那樣改變時間,在同一位置實施兩次超聲波的發送接收，並進行相關運算的方式也能夠得到同樣的結果。圖6的數學式5所記載的方法利用空間上的相關性，相對於此，圖6的數學式6所記載的方法利用時間軸上的相關性。
[0087]在該第4方法中，通過將強調了相關值低的位置的相關值圖與B圖像重疊顯示，從而形成表示血管位置的構造圖。第4方法與第3方法同樣地對應於RF數據以及視頻數據這兩者的數據形式。因此，裝置構成對應於圖1以及圖2。關於該第4方法，RF數據對信號亮度的靈敏度高，適合構造圖的構成。
[0088]然後，在圖3的流程圖的工序34中利用在工序33中製作的構造圖來決定測量區域的位置。圖17表示顯示於圖1的超聲波診斷裝置的顯示部20等的、B圖像和構造圖的顯示形態的一例。在顯示畫面171中，並列顯示有B圖像172和構造圖173。通過並列顯示，實施手術者能夠一邊利用B圖像172來把握檢查對象的整體像，一邊利用提取了有關係的構造物而得到的構造圖173來設定測量區域的位置。此外，在B圖像172上重疊顯示進行了半透明化的構造圖173的方式的情況下，由於視線移動較少因此是有用的方式的一例。另外，在該圖的顯示畫面171中，設置對實施手術者是手動進行區域設定還是進行自動設定進行選擇的區域設定按鈕174。
[0089]另外，所設定的測量區域，能夠由實施手術者通過指示器等普遍公知的外部輸入功能自由地進行微調整。進行了微調整的結果是，具有如下功能:在測量區域中包含了本來應避開的構造物的情況下，以測量區域的顏色、閃爍、聲音之類的能夠從感覺上判斷的方式來使實施手術者識別為警報。作為構造圖來利用的信息能夠由實施手術者自由選擇，例如在選擇了都卜勒圖像等的血管提取圖像和彈性圖像的情況下，被自動識別為均質區域的區域，選擇沒有血管構造且形變分布均質的區域。伴隨於此，通過微調整而產生的警報例如成為多級。例如在圖20中，圖示了將血管圖像201與形變圖像203重疊後的構造圖205。在該構造圖205中設定測量區域的情況下，區域206設為表示最恰當的粗框、區域207設為表示中間恰當的中粗框線、區域208設為表示不恰當的細框，來在畫面上顯示使實施手術者識別針對彈性評價的恰當程度的圖像。這種畫面顯示、聲音之類的警報功能，例如通過測量區域調整部22來實現，在不顯示構造圖、或者進行不重疊的並聯顯示時尤其有效。在使構造圖重疊於B像的情況下，有時信息過多，可能存在通過B像進行的整體識別變得困難的情況。在此情況下，需要不顯示構造圖，或使構造圖並列顯示，區域設定的恰當程度僅通過警報功能來有效地執行。
[0090]圖18表示通過本實施例的裝置來設定測量區域時的形態的一例。如該圖所示，將表示脈衝波發送以及發送接收追蹤脈衝的範圍的測量區域181設置在B圖像或構造圖上。實施彈性評價的位置，由實施手術者手動進行設置，或者，以避開在構造圖上顯示的構造物的形式自動地設置。為了表示以避開了構造物的形式設定了該測量區域181、換言之為了表示測量區域的妥當性，可以以顏色的差異、顏色的濃淡、顏色的透明度來在視覺上進行顯
/Jn ο
[0091]如上所述，在圖17的顯示畫面171上具備區域設定按鈕174，成為能夠任意地設定是手動還是自動的構造。與實施彈性評價的位置確定同時，測量剪切波的進行測量的測量區域175確定。
[0092]如圖18的(a)所示，使在該測量區域175內不包含構造物的情況下、和如圖18的(b)所示包含構造物的情況下分別顯示的測量區域181、182的配色、濃度、透明度等變化，由此能夠從視覺上識別測量區域的妥當性，實現更佳的定位。進而，構造物對剪切波的波面產生的影響，強烈地依賴於所傳播的剪切波的波長。因此，在測量區域182中包含構造物的情況下，根據該構造物的大小來使配色等變化的方法，在進行定位方面也成為重要的信息。
[0093]返回圖3的流程圖，在工序35中，進行測量區域的調整。通過在信號處理部24中，基於得到的構造圖，在避開組織構造的位置限定測量區域或者使測量區域移動，來進行該測量區域的調整。即，是在工序34中的定位時，測量區域包含構造物的情況下的處理工序。第I調整方法是限定測量區域的方法。在圖19左側示出虛線所示的調整前的測量區域191、調整後的測量區域192、構造物193。調整後的測量區域192，限定在除了包含構造物193的傳播路徑之外的範圍內而被設置。結果，雖然測量組織位移的範圍變窄，數據數也相應地降低，但能不變更預先確定的測量位置地實施測量。
[0094]第2調整方法是使測量區域移動的方法。在圖19右側，示出了虛線所示的調整前的測量區域191、構造物193、調整前的焦域194、以及調整後的測量區域196、調整後的焦域195。在此焦域是指產生聲輻射壓的區域。在該第2調整方法中，不改變測量區域的尺寸地使不包含構造物的位置移動。具體來說，算出測量區域的中心位置與構造物的中心位置之間的向量，即距離和方向的信息，並與該向量反方向地移動，由此能夠將移動量最小化。在第2調整方法中，由於也使焦域移動，因此向量信息被送往裝置主體的控制部15，作為探頭11的發送條件的驅動波道數、聚焦深度的控制被實施。
[0095]接下來，在圖3的工序36中進行用於產生聲輻射壓以及剪切波的第2超聲波(脈衝波)的發送，在工序37中實施用於測量伴隨剪切波傳播的組織位移量的第3超聲波發送接收。在工序38中基於剪切波的速度信息，實施檢查對象的彈性評價，並在顯示部20提示數值(工序39)。
[0096]以上，通過說明過的各種實施方式，抑制組織構造所引起的波面混亂，實現可靠性高的組織彈性評價。結果，能夠期待超聲波診斷裝置的檢查時間的縮短、實施手術者或患者負擔的減輕、診斷準確度的提高。
[0097]另外，本發明不限定於上述的實施方式，包含各種各樣的變形例。例如，上述的實施方式為了更好地理解本發明而進行了詳細說明，但不一定限定於具備說明的所有的構成。此外，能夠將某實施方式的構成的一部分置換為其他實施方式的構成，此外，能夠在某實施方式的構成中添加其他實施方式的構成。例如，能夠利用兼具圖1的構成和圖2的構成的信號處理部。此外，對於各實施方式的構成的一部分，能夠進行其他構成的追加/削除
/置換。
[0098]進而，關於上述的各構成、功能、處理部等，以製作實現它們的一部分或全部的程序的例子為中心進行了說明，但當然也可以通過例如用集成電路進行設計等來由硬體實現它們的一部分或全部，例如掃描轉換器等。
[0099]符號說明
[0100]11 探頭
[0101]12發送接收切換SW
[0102]13 發送 BF
[0103]14 接收 BF
[0104]15控制部
[0105]16都卜勒圖像生成部
[0106]17 B圖像生成部
[0107]18影像存儲器
[0108]19掃描轉換器
[0109]20顯示部
[0110]21構造檢測部
[0111]22測量區域調整部
[0112]23彈性評價部
[0113]24信號處理部
[0114]51,72,82,92,132,161 檢查對象
[0115]52，73，83，93，162，193 構造物
[0116]53通過前的剪切波的波面
[0117]54通過後的剪切波的波面
[0118]71,81,91,111,131,151,172 B 圖像
[0119]74，114逆轉圖像
[0120]75逆轉圖像的檢查對象
[0121]76逆轉圖像的構造物
[0122]84彩色圖像
[0123]85彩色圖像的檢查對象
[0124]86彩色圖像的構造物
[0125]94都卜勒圖像
[0126]95都卜勒圖像的檢查對象
[0127]96都卜勒圖像的構造物
[0128]112 ROI
[0129]113提取圖像
[0130]115 第 I 掩膜
[0131]116 第 2 掩膜
[0132]133檢測構造物
[0133]134非檢測對象物
[0134]135，152 構造圖
[0135]171顯示畫面
[0136]173構造圖
[0137]174區域設定按鈕
[0138]175測量區域
[0139]181不包含構造物的測量區域
[0140]182包含構造物的測量區域
[0141]191調整前的測量區域
[0142]192調整後的測量區域
[0143]194調整前的焦域
[0144]195調整後的焦域
[0145]196調整後的測量區域
[0146]201血管圖像
[0147]202血管
[0148]203形變圖像
[0149]204形變均質區域
[0150]205包含血管和形變的複合信息的構造圖
[0151]206最佳的測量區域
[0152]207中間恰當的測量區域
[0153]208不恰當的測量區域
【權利要求】
1.一種超聲波診斷裝置，其特徵在於，具備: 探頭，其發送接收超聲波；和 處理部，其從所述探頭針對檢查對象發送接收超聲波，並對從所述檢查對象得到的接收數據進行處理， 所述處理部， 根據從所述探頭針對檢查對象發送接收超聲波而得到的接收數據，對所述檢查對象的組織構造進行檢測， 基於檢測出的所述組織構造來決定測量區域， 基於通過針對所述測量區域發送接收超聲波而得到的接收數據來評價所述測量區域的彈性。
2.一種超聲波診斷裝置，其特徵在於，具備: 探頭，其發送接收超聲波；和 處理部，其從所述探頭針對檢查對象發送接收超聲波，並對從所述檢查對象得到的接收數據進行處理， 所述處理部， 根據從所述探頭針對檢查對象發送接收第I超聲波而得到的接收數據，對所述檢查對象的組織構造進行檢測， 基於檢測出的所述組織構造，來決定檢測剪切波速度的測量區域， 對所述測量區域發送第2超聲波來產生剪切波， 根據針對所述測量區域發送接收第3超聲波而得到的接收數據，算出剪切波速度。
3.根據權利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於， 所述處理部具備: 構造檢測部，其檢測所述組織構造； 測量區域調整部，其調整所述測量區域；和 彈性評價部，其利用在所述測量區域中測量出的所述剪切波速度來評價所述測量區域的彈性。
4.根據權利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於， 還具備顯示部， 所述處理部，製作表示所述組織構造的位置的構造圖，並將所述構造圖顯示於所述顯示部。
5.根據權利要求3所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於， 還具備顯示部， 所述構造檢測部，生成用於判別所述組織構造的位置和大小的構造圖，並將所述構造圖顯示於所述顯示部。
6.根據權利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於， 所述處理部，利用逆轉圖像、對所述組織構造進行了配色的彩色圖像或都卜勒圖像、表示組織彈性/形變的圖像中的至少一者作為所述構造圖，其中所述逆轉圖像對基於針對所述檢查對象發送接收所述第I超聲波而得到的所述接收數據而生成的亮度模式(B)圖像的亮度進行了逆轉。
7.根據權利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於， 所述處理部，通過具有配合所述組織構造的形狀的掩膜的濾波器處理來製作所述構造圖。
8.根據權利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於， 所述處理部，利用在空間上不同的位置取得的多個所述接收數據、或者在空間上相同的位置在不同時間取得的多個所述接收數據，通過相關運算來算出所述構造圖。
9.根據權利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於， 所述處理部，通過顏色的差異、顏色的濃淡、顏色的透明度，在視覺上顯示所述測量區域的妥當性。
10.根據權利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於， 所述處理部，在所述測量區域調整時，基於所述構造圖，將所述測量區域限定在避開所述組織構造的位置，或者使所述測量區域移動。
11.根據權利要求3所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於， 還具備顯示部， 能夠在所述顯示部顯示選擇自動或手動進行所述測量區域的設定的區域設定按鈕。
12.根據權利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於， 所述測量區域調整部，在所述測量區域相對於彈性評價而言不恰當的情況下，作為圖像或聲音來輸出警報信息。
13.一種彈性評價方法，其特徵在於， 根據從發送接收超聲波的探頭針對檢查對象發送接收第I超聲波而得到的接收數據，檢測所述檢查對象的組織構造， 基於檢測出的所述組織構造，決定檢測剪切波速度的測量區域， 對所述測量區域發送第2超聲波，來產生剪切波， 根據針對所述測量區域發送接收第3超聲波而得到的接收數據，算出剪切波速度， 基於所述剪切波速度來進行所述檢查對象的彈性評價。
14.根據權利要求13所述的彈性評價方法，其特徵在於， 製作用於判別所述組織構造的位置和大小的構造圖，並顯示所述構造圖。
15.根據權利要求14所述的彈性評價方法，其特徵在於， 利用逆轉圖像、對所述組織構造進行了配色的彩色圖像、或者都卜勒圖像作為所述構造圖，其中所述逆轉圖像對基於針對所述檢查對象發送接收所述第I超聲波而得到的所述接收數據而製作的B圖像的亮度進行了逆轉。
16.根據權利要求14所述的彈性評價方法，其特徵在於， 通過具有配合所述組織構造的形狀的掩膜的濾波處理來製作所述構造圖。
17.根據權利要求14所述的彈性評價方法，其特徵在於， 利用在空間上不同的位置取得的多個所述接收數據、或者在空間上相同的位置在不同時間取得的多個所述接收數據，通過相關運算來算出所述構造圖。
【文檔編號】A61B8/08GK104302232SQ201480000970
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年3月27日 優先權日:2013年4月3日
【發明者】吉川秀樹, 淺見玲衣, 田原麻梨江 申請人:日立阿洛卡醫療株式會社