彩色都卜勒超聲波診斷裝置的製作方法
2023-05-30 14:24:31 3
專利名稱：彩色都卜勒超聲波診斷裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種彩色都卜勒超聲波診斷裝置。
背景技術：
超聲波診斷中的彩色都卜勒法為，在同一方向上對生物體多次照射超聲波，通過 基於都卜勒效應的偏移頻率來提取血流成分信息。血流成分信息包含血流速度、功率和方 差。例如，如
圖11所示，在同一方向(同一光柵)上以1/PRF(PRF:重複頻率)的周期照射 N次超聲波。在同一方向上將與同一深度相對應的N個回波成分沿時間軸排列的數據列被 稱作整體(ensemble)方向或都卜勒方向。深度方向也被稱作距離方向。整體數據被進行 傅立葉變換。由此求出都卜勒頻率。組織信號(雜波成分信號)的強度比血流成分的信號強度大40 IOOdB左右。為 了描繪在組織中流動的血流成分，必須抑制組織信號。被稱作壁濾波器的高通濾波器抑制 雜波成分。裝置要求IOOdB以上的S/N(信噪比)。生物體存在頻率依存衰減。即使通過寬頻帶來發送超聲波，回波信號的中心也成 為低波頻帶。即使通過寬頻帶進行發送，在接收時也難以S/N(信噪比)良好地利用其能量。 因此，在要求較高的S/N的彩色都卜勒中，通過窄頻帶來發送超聲波。近年的裝置實現了較高的S/N。即使是彩色都卜勒，即使通過相當於B模式的寬頻 帶來發送超聲波，也能夠微細地表現血流成分。寬頻帶化的距離解析度優良。但是，在彩色都卜勒模式中通過寬頻帶發送超聲波時，發生如下問題。在設超聲波的頻率為fKF、音速為C，反射體以一定速度ν在朝向探頭的方向上移動 的情況下，所得到的都卜勒位移的頻率fD。p由公式(1)表示。
2vfDop = —fRF(1)
OS卩，都卜勒頻率與超聲波的發送頻率成正比例，例如通過2MHz的超聲波所得到的 都卜勒頻率與通過4MHz的超聲波所得到的都卜勒頻率差兩倍。圖12上的圖表示超聲波頻 率和都卜勒頻率的關係。橫軸是都卜勒頻率，縱軸是超聲波發送頻率。在某個都卜勒頻率、 超聲波頻率下的都卜勒信號的振幅，用未圖示的與上述2個軸正交的第三軸來表現。血流 成分的都卜勒頻率和雜波成分的都卜勒頻率均與超聲波頻率成正比例。在現有技術中，僅對都卜勒頻率進行信號處理。因此，成為對於如下信號的處理， 該信號為圖12上方的頻率軸被積分為一個而血流成分和雜波成分部分地重疊的信號。圖 12下方的圖表的橫軸是都卜勒頻率、縱軸是都卜勒信號的振幅。即，即使血流成分和雜波成 分被分離，在頻率軸上血流成分和雜波成分的都卜勒頻率也重疊，並成為幾乎不能分離。在一直使用的窄頻帶的收發的情況下，僅存在於發送超聲波的中心頻率&的頻率附近，所以血流成分和雜波成分的都卜勒頻率不重疊。但是，當進行寬頻帶的收發時，有時 血流成分和都卜勒頻率重疊。於是，產生的問題為，通過壁濾波器不能夠分離雜波成分和血 流成分，成為雜波成分較多的圖像。並且，在通過中心頻率f^寬頻帶地進行了發送的情況下，實際的接收信號受到生 物體中的頻率依存衰減的影響，而如圖13所示那樣以比&低的頻率&接收，但是一般不能 夠得知f\。因此，將公式(1)變形，
權利要求
1.一種彩色都卜勒超聲波診斷裝置，其特徵在於，具備 超聲波探頭；收發部，經由上述超聲波探頭在與被檢體之間收發超聲波； 正交檢波部，對上述收發部的輸出進行正交檢波；濾波單元，實施二維濾波，該二維濾波用於在深度方向上對上述正交檢波部的輸出進 行第一正交變換，在整體方向上對上述第一正交變換的結果進行第二正交變換，從所得到 的頻率數據中提取血流成分，並且該濾波單元對上述二維濾波的輸出依次進行上述第二正 交變換的逆變換和上述第一正交變換的逆變換；以及血流成分信息計算部，根據上述濾波單元的輸出計算血流成分信息。
2.根據權利要求1所述的彩色都卜勒超聲波診斷裝置，其特徵在於， 上述第一正交變換和上述第二正交變換是離散傅立葉變換。
3.根據權利要求1所述的彩色都卜勒超聲波診斷裝置，其特徵在於，通過離散二維傅立葉變換和離散二維逆傅立葉變換，一次性地進行上述第一、第二正 交變換和逆變換。
4.根據權利要求1所述的彩色都卜勒超聲波診斷裝置，其特徵在於，上述第一正交變換採用離散傅立葉變換，上述第二正交變換採用正交多項式。
5.根據權利要求1所述的彩色都卜勒超聲波診斷裝置，其特徵在於，上述第一正交變換採用離散傅立葉變換，上述第二正交變換採用離散餘弦變換。
6.根據權利要求1所述的彩色都卜勒超聲波診斷裝置，其特徵在於， 上述第一正交變換採用離散傅立葉變換，上述第二正交變換採用卡洛變換。
7.一種彩色都卜勒超聲波診斷裝置，其特徵在於，具備 超聲波探頭；收發部，經由上述超聲波探頭在與被檢體之間收發超聲波； 正交檢波部，對上述收發部的輸出進行正交檢波；濾波單元，在深度方向上對上述正交檢波部的輸出進行正交變換，為了提取血流成分， 在整體方向上按照每個距離對上述正交變換的結果實施濾波特性不同的時間軸上的濾波， 對上述濾波器的輸出進行上述正交變換的逆變換；以及血流成分信息計算部，根據上述濾波單元的輸出計算血流成分信息。
8.一種彩色都卜勒超聲波診斷裝置，其特徵在於，具備 超聲波探頭；收發部，經由上述超聲波探頭在與被檢體之間收發超聲波； 正交檢波部，對上述收發部的輸出進行正交檢波；濾波單元，在深度方向上對上述正交檢波部的輸出實施帶通濾波，為了從上述帶通濾 波的結果提取血流成分，在整體方向上按照每個距離實施濾波特性不同的時間軸上的濾 波；以及血流成分信息計算部，根據上述濾波單元的輸出計算血流成分信息。
9.一種彩色都卜勒超聲波診斷裝置，其特徵在於，具備 超聲波探頭；收發部，經由上述超聲波探頭在與被檢體之間收發超聲波；正交檢波部，對上述收發部的輸出進行正交檢波；濾波單元，實施二維濾波，該二維濾波用於在深度方向上對上述正交檢波部的輸出進 行第一正交變換，在整體方向上對上述第一正交變換的結果進行第二正交變換，從所得到 的頻率數據中提取血流成分，並且該濾波單元對上述二維濾波的輸出進行上述第二正交變 換的逆變換；以及血流成分信息計算部，根據從上述濾波單元輸出的基於上述第一正交變換的頻率成分 計算血流成分信息。
10.一種彩色都卜勒超聲波診斷裝置，其特徵在於，具備超聲波探頭；收發部，經由上述超聲波探頭在與被檢體之間收發超聲波；正交檢波部，對上述收發部的輸出進行正交檢波；濾波單元，實施二維濾波，該二維濾波用於在深度方向上對上述正交檢波部的輸出進 行第一正交變換，在整體方向上對上述第一正交變換的結果進行第二正交變換，從所得到 的頻率數據中提取血流成分，並且該濾波單元對上述二維濾波的輸出進行上述第二正交變 換的逆變換；以及血流成分信息計算部，根據上述濾波單元的輸出，對上述第一正交變換的成分推斷包 含速度、方差、功率在內的血流成分信息，並根據這些信息來推斷最終的速度、方差、功率。
11.根據權利要求10所述的彩色都卜勒超聲波診斷裝置，其特徵在於，上述血流成分信息包含血流速度，上述血流速度為，通過最小二乘法根據每個傅立葉 頻率的速度值求出直線的斜度，並根據該斜度求出最終的速度。
12.一種彩色都卜勒超聲波診斷裝置，其特徵在於，具備超聲波探頭；收發部，經由上述超聲波探頭在與被檢體之間收發超聲波；正交檢波部，對上述收發部的輸出進行正交檢波；濾波單元，在深度方向上對上述正交檢波部的輸出實施帶通濾波，為了從上述帶通濾 波的結果提取血流成分，在整體方向上按照每個距離實施濾波特性不同的時間軸上的濾 波；以及血流成分信息計算部，根據上述濾波單元的輸出，對各頻帶推斷速度、方差、功率等的 血流成分信息，並根據這些信息來推斷最終的速度、方差、功率。
全文摘要
一種彩色都卜勒超聲波診斷裝置。要解決的問題收發寬頻帶超聲波時雜波成分和血流成分的都卜勒頻帶擴展而重疊，難以從血流成分中分離雜波成分，成為雜波成分多的血流圖像。彩色都卜勒超聲波診斷裝置具備超聲波探頭；收發部，經由上述超聲波探頭在與被檢體之間收發超聲波；正交檢波部，對收發部的輸出進行正交檢波；濾波單元，實施二維濾波，該二維濾波用於在深度方向上對正交檢波部的輸出進行第一正交變換，在整體方向上對第一正交變換的結果進行第二正交變換，從所得到的頻率數據中提取血流成分，對二維濾波的輸出進行第二正交變換的逆變換和第一正交變換的逆變換；及血流成分信息計算部，根據上述濾波單元的輸出計算血流成分信息。
文檔編號A61B8/06GK102100567SQ20101059854
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月21日 優先權日2009年12月21日
發明者佐藤武史 申請人:東芝醫療系統株式會社, 株式會社東芝