生物組織彈性測量方法和超聲波診斷設備的製作方法
2023-05-30 06:02:11
專利名稱:生物組織彈性測量方法和超聲波診斷設備的製作方法
技術領域:
本發明涉及一種生物組織彈性測量方法和超聲波診斷設備,並且 尤其涉及一種用於獲取病人生物組織的諸如彈性比和彈性變形的高質 量彈性圖像、以及生物組織的高質量形態圖像(form image)的測量 方法和超聲波診斷設備。
背景技術:
超聲波診斷設備利用超聲波探頭向病人照射超聲波,利用反射回 波信號來測量病人體內生物組織的聲學特性,例如基於病人任意部位 的聲學特性差異或變化來重構生物組織的形態圖像(如B模式圖像和 M模式圖像),並將形態圖像顯示在屏幕上以便診斷。
近來,已提出了利用超聲波診斷設備來測量包括例如要診斷部位 的生物組織的彈性比或彈性變形的彈性信息,並將彈性信息顯示為彈 性比圖像或彈性變形圖像(以下,它們每一個一般都將被稱為彈性圖 像)(例如,日本待審專利申請公開No. JP/P2000-60853A)。據此,例
如同時或交替地獲取病人生物組織的形態圖像以及諸如彈性比和彈性 變形的彈性圖像,並且將形態圖像和彈性圖像成直線排列或相互疊加 地顯示在一個屏幕上。
然而,該公幵中披露的超聲波診斷設備沒有考慮用於同時獲取高 質量形態圖像和彈性圖像的測量方法。
發明內容
本發明的超聲波診斷設備包括超聲波探頭,用於向病人發送超 聲波/從病人接收超聲波;用於產生超聲波發送信號並將超聲波發送信 號發送給超聲波探頭的單元;用於對通過超聲波探頭收到的反射回波 信號執行接收處理的單元;用於根據被接收處理單元處理的接收信號 來重構形態圖像的單元;用於根據被接收處理單元處理的接收信號來 重構彈性圖像的單元;用於顯示形態圖像和彈性圖像的單元;用於在 形態圖像模式和彈性圖像模式之間切換的單元;以及用於執行控制, 以便在通過模式切換單元切換的彈性圖像模式測量周期中選擇性地獲 取形態圖像和彈性圖像的單元。
本發明的超聲波診斷設備,包括超聲波探頭,用於向病人發送 超聲波/從病人接收超聲波;用於產生超聲波發送信號並將超聲波發送 信號發送給所述超聲波探頭的裝置;用於對通過所述超聲波探頭收到 的反射回波信號執行接收處理的裝置;用於根據被所述接收處理裝置 處理的接收信號來重構形態圖像的裝置;用於根據被所述接收處理裝 置處理的接收信號來重構彈性圖像的裝置;用於顯示所述形態圖像和 所述彈性圖像的裝置;以及用於在形態圖像模式和彈性圖像模式之間 切換的裝置;所述接收處理裝置,具有用於所述形態圖像的第一接收 處理裝置,和用於所述彈性圖像的第二接收處理裝置,控制裝置根據 所述形態圖像或所述彈性圖像的選擇,來在所述第一接收處理裝置和 所述第二接收處理裝置之間切換。
因而,因為根據本發明提供了用於執行控制,以便在通過模式切 換單元切換的彈性圖像模式測量周期即彈性診斷模式測量周期中選擇 性地獲取形態圖像和彈性圖像的單元的單元,因此可以同時獲取高質 量的形態圖像和彈性圖像。
在該情況下,把具有更適於形態圖像測量和彈性圖像測量中每一 測量的幅度、波數或頻率的超聲波發送信號,用作每一測量的超聲波 發送信號。更具體地說,可以提供第一發送信號產生單元,用於產 生用於形態圖像的超聲波發送信號;以及第二發送信號產生單元,用 於產生用於彈性圖像的超聲波發送信號,該用於彈性圖像的超聲波發
送信號包括具有比用於形態圖像的超聲波發送信號更大的幅度、更高 的波數和更低的頻率的超聲波中的至少一個超聲波。結果,可以提高 諸如B模式圖像的形態圖像的圖像質量以及諸如彈性比和彈性變形的 彈性圖像的圖像質量,並且可以提供適於形態圖像診斷和彈性圖像診 斷兩者的圖像。
控制單元可以根據形態圖像或彈性圖像的選擇,來在形態圖像重 構單元和彈性圖像重構單元之間切換。此外,控制單元可以在第一發 送信號產生單元和第二發送信號產生單元之間切換。
接收處理單元可以具有用於形態圖像的第一接收處理單元,用 於利用具有取決於反射回波信號深度的濾波器特性的動態濾波器來執 行處理;以及用於彈性圖像的第二接收處理單元,用於利用具有與反 射回波信號深度無關的恆定濾波器特性的濾波器來執行處理。在該情 況下,控制單元可以根據形態圖像或彈性圖像的選擇,來在第一接收 處理單元和第二接收處理單元之間切換。
控制單元可以根據形態圖像或彈性圖像的選擇,相對於每一圖像 的每一幀、或相對於要被照射到病人上的每一超聲波束來執行切換。 例如,當彈性圖像測量的聚焦區被定義時,控制單元可以相對於要被 照射到病人上的每一超聲波束來切換控制,並使超聲波束掃描。在該 情況下,彈性圖像重構單元可以重構聚焦區的彈性圖像,並將該彈性 圖像覆在形態圖像上,顯示在顯示單元上。顯示單元可以被配置成, 選擇性地顯示形態圖像和彈性圖像中的一幅圖像、包括相互疊加的形 態圖像和彈性圖像兩者的圖像、以及包括成直線排列的形態圖像和彈 性圖像兩者的圖像。
本發明的生物組織彈性測量方法包括以下步驟產生超聲波發送 信號,並將產生的超聲波發送信號發送給超聲波探頭;對通過超聲波 探頭收到的反射回波信號執行接收處理;根據已經歷了接收處理的接 收信號,來重構形態圖像和彈性圖像至少之一;顯示形態圖像和彈性 圖像至少之一;在形態圖像模式和彈性圖像模式之間切換;以及執行 控制,以便在通過切換步驟切換的彈性圖像模式測量周期中選擇性地 獲取形態圖像和彈性圖像。
本發明的測量生物組織彈性的方法,包括產生超聲波發送信號, 並將產生的超聲波發送信號發送給超聲波探頭的步驟;對通過所述超 聲波探頭收到的反射回波信號執行接收處理的步驟;基於已經歷了接 收處理的接收信號,來重構形態圖像和彈性圖像至少之一的步驟;顯 示所述形態圖像和所述彈性圖像至少之一的步驟;以及在形態圖像模 式和彈性圖像模式之間切換的步驟;所述接收處理步驟,根據所述形 態圖像或所述彈性圖像的選擇,來在用於所述形態圖像的第一接收處 理和用於所述彈性圖像的第二接收處理之間切換。
圖1是本發明的超聲波診斷設備的實施例的結構框圖。 圖2顯示了本發明的超聲波診斷設備與病人之間的關係。 圖3至圖5顯示了本發明第一實施例的操作。 圖6至圖9是用於說明本發明第二實施例的操作的圖。
具體實施例方式
以下將參考附圖來描述本發明的實施例。圖1是本發明的超聲波 診斷設備的一個實施例的結構框圖。在圖1中,粗線指示超聲波發送/ 接收信號的流動,並且細線指示控制信號的流動。圖2顯示了根據該 實施例的超聲波診斷設備與病人之間的關係。如圖2所示,病人20 躺在床21上,並且通過利用超聲波探頭1和病人20的體表接觸來對 病人20執行測量。為了測量彈性圖像,例如可以用超聲波探頭1壓按 病人20的器官。超聲波探頭1和超聲波診斷設備10通過探頭電纜連 接。形態圖像7a和彈性圖像7b例如同時被顯示在超聲波診斷設備10 的圖像顯示器7上。
超聲波診斷設備10包括連接到超聲波探頭1的發送電路系統2 和接收電路系統3,以及從接收電路系統3輸出的接收信號被發往的 形態圖像重構部分4和彈性圖像重構部分5。由形態圖像重構部分4 和彈性圖像重構部分5重構的形態圖像和彈性圖像的數據被輸入到顯 示疊加部分6。由顯示疊加部分6形成的圖像數據被輸入到圖像顯示
器7,並被顯示在顯示屏幕上。測量控制部分9被配置成,根據從超 聲波探頭1中設置的開關8輸入的命令來控制發送電路系統2、接收 電路系統3、形態圖像重構部分4、彈性圖像重構部分5以及顯示疊加 部分6。
超聲波探頭1向病人20的測量目標部位發送超聲波/從病人20的 測量目標部位接收超聲波。換句話說,超聲波探頭1具有一維或二維 地對準的多個換能器,並具有向病人20的體內發送超聲波以及接收來 自病人20體內的超聲反射回波的功能。
發送電路系統2是這樣一種發送單元,該發送單元用於發送經歷 了用於在驅動超聲波探頭1中包括的多個換能器過程中給予每個信道 不同延遲時間的發送聚焦處理(transmission focus processing)的超聲 波信號,並向多個信道發送超聲波。在發送電路系統2中,可以按照 由將在後面描述的測量控制部分9定義的定時,來切換根據形態圖像 或彈性圖像的每一信道最佳發送聚焦處理。尤其是,發送電路系統2 具有用於產生用於形態圖像的超聲波發送信號的發送信號產生單元; 以及用於產生用於彈性圖像的超聲波發送信號的發送信號產生單元, 該用於彈性圖像的超聲波發送信號包括具有比用於形態圖像的超聲波 發送信號更大的幅度、更高的波數和更低的頻率的超聲波中的至少一 個超聲波。基於來自測量控制部分9的命令,來切換使用用於形態圖 像和彈性圖像的發送信號產生單元。
接收電路系統3是用於執行用於接收從超聲波探頭1輸出的反射
回波信號的處理的接收處理單元,並且執行放大處理和濾波處理,並 包括用於執行接收聚焦處理的調相單元。眾所周知,接收聚焦處理捕 獲通過超聲波探頭1的多個換能器收到的多個信道的反射回波信號, 並給予每個信道不同的延遲時間,以便執行接收聚焦處理,即調相處 理。特別是,在根據該實施例的接收電路系統3中,可以按照由將在 後面描述的測量控制部分9定義的定時,來切換到根據形態圖像或彈 性圖像的每一信道最佳發送聚焦處理。尤其是,接收電路系統3具有 用於利用具有取決於反射回波信號深度的濾波器特性的動態濾波器來 執行處理的形態圖像接收處理單元;以及用於利用具有與反射回波信
號深度無關的恆定濾波器特性的濾波器來執行處理的彈性圖像接收處 理單元。基於來自測量控制部分9的命令,來切換使用形態圖像接收 處理單元和彈性圖像接收處理單元。
形態圖像重構部分4對從接收電路系統3輸出的接收信號執行各 種計算處理,並生成和輸出形態圖像到顯示疊加部分6。換句話說, 形態圖像重構部分4基於從接收電路系統3輸出的接收信號,來重構 諸如B模式圖像的形態圖像。根據該實施例,在由將在後面描述的測 量控制部分9定義的形態圖像獲取周期中,利用來自接收電路系統3 的輸出來重構形態圖像。
彈性圖像重構部分5對從接收電路系統3輸出的接收信號執行各 種計算處理,並生成和輸出彈性圖像到顯示疊加部分6。換句話說, 彈性圖像重構部分5把從接收電路系統3輸出的接收信號存儲在幀存 儲器中,例如對在某一時間間隔之後收到的兩個接收信號執行相關處 理,並獲得生物組織的位移量。通過對所獲得位移量執行微分來獲得 每一部位的彈性比或彈性變形,並重構每一部位的彈性圖像。通過顯 示疊加部分6將所獲得的彈性圖像顯示在圖像顯示器7上。在該實施 例中,在由將在後面描述的測量控制部分9定義的彈性圖像獲取周期 中,利用來自接收電路系統3的輸出來重構彈性圖像。
顯示疊加部分6這樣處理圖像,以致來自形態圖像重構部分4和 彈性圖像重構部分5的輸出可以相互疊加、或選擇性地、或分開地被 顯示,並且可以被輸出到圖像顯示器7,以便顯示。尤其是,在該實 施例中,基於來自測量控制部分9的命令來切換在圖像顯示器7上的 顯示方法。例如,圖像顯示器7包括一般的陰極射線管(CRT)監視 器。
測量控制部分9被配置成,控制用於獲取彈性圖像的彈性圖像測 量的實施和用於獲取形態圖像的形態圖像測量的實施的每一個。換句 話說,測量控制部分9基於從和超聲波探頭1關聯的開關8輸入的彈 性診斷模式開始和結束命令,來在彈性圖像測量和形態圖像測量之間 進行切換。通過控制發送電路系統2、接收電路系統3、形態圖像重構 部分4、彈性圖像重構部分5及顯示疊加部分6的操作,來執行切換。
可以用諸如圖2的超聲波診斷設備10中設置的開關、未顯示的腳踏開 關及鍵盤的人類接口設備來代替開關8,或者和開關8 —起使用。
在此,將參考圖3至5來描述關於將由測量控制部分9執行的彈 性診斷模式的控制的第一實施例。當操作者壓按並接通與超聲波探頭 1關聯的開關8,以便開始彈性診斷時,這被輸入到測量控制部分9 作為彈性診斷模式開始命令。當釋放並斷開開關8時,這被輸入到測 量控制部分9作為彈性診斷模式結束命令。瑪此,測量控制部分9控 制用於執行彈性圖像測量和形態圖像測量的複合測量的彈性診斷模式 的開始和結束。另一方面,在彈性診斷模式下,當與超聲波探頭l關 聯的開關8被接通時,操作者必須執行對著病人壓按超聲波探頭1的 操作。相反,當預先對著病人壓按超聲波探頭1時,當開關8被接通 時、操作者必須執行提起超聲波探頭1的操作。雖然在此將描述操作 者直接執行壓按超聲波探頭1的情況,但是可以機械地壓按或提起超 聲波探頭1。在該情況下,可以通過另外配備的諸如開關8的人類接 口設備,利用用於壓下超聲波探頭1的機器,對著病人壓按超聲波探 頭1、或者提起預先對著病人壓按的超聲波探頭1。此外,可以控制彈 性診斷模式的開始和結束
當彈性診斷模式開始命令被輸入時,在結束命令被輸入以前,即 在彈性診斷模式的周期內,測量控制部分9控制各部件的切換,以便 選擇性地測量形態圖像和彈性圖像,例如,如圖3所示,在此在形態 圖像32的扇區測量區中定義了彈性圖像33的扇區測量區(感興趣區 域)。在圖3中,B-start禾B B-end分別指示形態圖像測量的掃描幵始位 置和形態圖像測量的掃描結束位置。在由所示的箭頭31指示的方向 上,執行超聲波束掃描。S-start和S-end分別指示彈性圖像測量的掃 描開始位置和彈性圖像測量的掃描結束位置。在圖3中,B對應於形 態圖像測量,並且S對應於彈性圖像測量。
圖4中顯示了用於獲取如圖3所示的圖像的測量控制部分9的操 作時間圖。在圖4中,從圖的頂部按順序顯示了 "開關(8)"、"超聲 波掃描位置"、"發送/接收序列"、"超聲波發送波數"和"超聲波接收" 的操作狀態變化。水平軸指示掃描次數;B對應於形態圖像測量;S
對應彈性圖像測量;以及下標S和e分別指示開始和結束。
當操作者壓按並接通超聲波探頭I的開關8時,測量控制部分9 基於圖4中的時間圖和圖5所示的流程圖開始對彈性診斷模式執行測 量控制。在該實施例中,當開關8被保持為通態時,在彈性診斷模式 的周期中,例如通過以下用於每一圖像幀的預定義步驟來切換和實施 形態圖像測量的發送/接收序列B和彈性圖像測量的發送/接收序列S。 換句話說,從B-start到B-end的掃描和從S-start到S-end的掃描的每 一個都被處理為用於切換和實施的單位。在所示的例子中,在執行一 幀形態圖像測量B之後,執行一幀彈性圖像測量S。然後,在執行兩 幀形態圖像測量B之後,執行一幀彈性圖像測量S。然而,本發明不 限於圖4中的重複比。
測量控制部分9基於該時間圖,來切換和控制發送電路系統2、 接收電路系統3、形態圖像重構部分4、彈性圖像重構部分5和顯示疊 加部分6。首先,當開始彈性診斷模式時,捕獲用於測量彈性圖像33 的預定義聚焦區的位置。然後,為該聚焦區定義彈性圖像測量的開始 位置(S-start)和結束位置(S-end)。接下來,基於圖4中的時間圖, 來開始形態圖像測量的掃描。那時,用於切換到適於形態圖像測量的 超聲波發送信號(在圖4的例子中為一波(one-wave)發送)的命令 被輸出到發送電路系統2。而且,用於切換到利用動態濾波器的接收 處理的命令被輸出到接收電路系統3,並且用於基於輸入接收信號來 重構形態圖像的命令被輸出到形態圖像重構部分4。從而,當形態圖 像測量的掃描完成一次時,處理被切換到彈性圖像測量。該切換把用 於切換到適於彈性圖像測量的超聲波發送信號(在圖4的例子中為二 波(two-wave)發送)的命令輸出到發送電路系統2。此外,用於切 換到利用固定濾波器的接收處理的命令被輸出到接收電路系統3,並 且用於基於輸入接收信號來重構彈性圖像的命令被輸出到彈性圖像重 構部分5。然而,實際的彈性圖像測量掃描是在從圖3中的S-start到 S-end的周期期間被執行的。因而,如圖4所示,按B-S-B-B-S-B-B… 的順序來選擇和實施發送/接收序列。彈性圖像重構部分5通過對具有 利用圖4中第二和第五掃描獲得的時間間隔的兩個接收信號執行相關
處理,來獲得生物組織的位移量,基於所獲得的位移量來獲得彈性比 或彈性變形,並重構彈性圖像。這樣,因為在彈性圖像測量所需的兩 個測量掃描期間、形態圖像測量的掃描被執行了兩次,因此在此期間 生物組織的位移量增加了。因此,可以提高彈性比等的測量精度。
另一方面,測量控制部分9控制顯示疊加電路6,以使圖像顯示 器7選擇性地顯示由形態圖像重構部分4和彈性圖像重構部分5新生 成的形態圖像和彈性圖像。用於存儲重構的圖像的幀存儲器被提供在 形態圖像重構部分4和彈性圖像重構部分5的每一個中。為了執行對 形態圖像和彈性圖像的顯示控制,在用於獲取彈性圖像數據的周期期 間、測量控制部分9不把已經在接收電路系統3中經歷了調相處理的 彈性圖像接收信號輸入到形態圖像重構部分4,而是在此期間控制輸 出,以使圖像顯示器7利用先前獲取並存儲在幀存儲器中的形態圖像 數據來顯示形態圖像。彈性圖像重構部分5被命令,在用於獲取形態 圖像數據的周期期間,不捕獲已在接收電路系統3中經歷了調相處理 的形態圖像接收信號,並且在此期間輸出被控制,以使圖像顯示器7 利用先前獲得並存儲在幀存儲器中的彈性圖像數據來顯示彈性圖像。 從而,在形態圖像測量和彈性圖像測量中,對形態圖像測量和彈性圖 像測量的每一個執行最佳的發送和接收處理。然後,當開關8被斷開 時,彈性診斷模式的測量結束。注意,在開關8被再次接通以前,可 以執行控制,以重複形態圖像測量並將最新的形態圖像顯示在圖像顯 示器7上,以及將先前獲取的彈性圖像顯示在圖像顯示器7上作為彈 性圖像。.
將利用圖5所示的流程圖,來描述由測量控制部分9實施圖4時 間圖所示的測量控制的控制操作。首先,在步驟S51,確定超聲波掃 描是否要結束。如果不是(否),則處理移到步驟S52。如果是這樣的 話(是),則超聲波掃描處理立即結束。
在步驟S52,確定當前周期是否為用於彈性圖像測量,即彈性圖 像測量S的周期。如果是,則處理移到步驟S58。如果不是,則處理 移到步驟S53。在步驟S53中,因為在前面的步驟S52中確定當前周 期不是用於彈性圖像測量S的周期,因此將B-start存儲在形態圖像獲
取位置寄存器中,以便開始獲取形態圖像。在步驟S54,確定形態圖 像獲取位置寄存器的值是否為B-end,即最後的形態圖像獲取位置。 如果確定結果為是,則處理移到步驟S57,在步驟S57中結束形態圖 像數據的獲取。然後,處理返回到步驟S51。如果確定結果為否,則 處理移到步驟S55。在步驟S55,使形態圖像獲取位置寄存器的值遞 增1。換句話說,使超聲波束行地址在掃描方向上偏移1。在步驟S56, 例如隨即利用用於形態圖像測量的超聲波發送信號來執行一波發送。 此外,隨即利用動態濾波器執行接收信號處理,並且實施形態圖像測 量。然後,處理返回到步驟S54。這樣,通過利用動態濾波器執行接 收信號處理,可以這樣根據接收深度來調節接收頻率,使得能夠執行 適於形態圖像獲取的超聲波發送/接收。步驟S54至S56中的處理能夠 在掃描方向31上從B-start位置掃描形態圖像32,並且能夠獲取直到 B-end位置的形態圖像32。
在步驟S58中,因為在前面的步驟S52中確定當前時間在彈性圖 像獲取時間的周期中,因此將S-start存儲在彈性圖像獲取位置寄存器 中,以便開始彈性圖像測量。在步驟S59,確定彈性圖像獲取位置寄 存器的值是否為S-end,即確定彈性圖像獲取位置寄存器的值是否指 示彈性圖像的最後獲取位置。如果確定結果為是,則處理移到步驟 S5C,在步驟S5C中結束彈性圖像數據的獲取。然後,處理返回到步 驟S51。如果確定結果為否,則處理移到步驟S5A。在步驟S5A,使 彈性圖像獲取位置寄存器的值遞增1。目卩,使超聲波束行地址在掃描 方向上偏移1。在步驟S5B,例如利用用於彈性圖像測量的超聲波發 送信號來執行二波發送及使用固定濾波器的接收信號處理,使得能夠 通過彈性圖像測量來實施彈性圖像獲取處理。然後處理返回到步驟 S59。通過執行二波發送,來執行適於彈性圖像測量的超聲波發送。 通過利用固定濾波器執行超聲波接收,能夠以恆定接收頻率來執行適 於彈性圖像獲取的超聲波發送/接收。步驟S59至S5B中的處理在掃 描方向31上從S-start位置掃描彈性圖像33,並且能夠獲取直到S-end 位置的彈性圖像33。在圖3的例子中,受作用的部位34被顯示在彈 性圖像33中。 一旦完成彈性圖像33的獲取,就再次執行步驟S51中
的確定,並且根據該結果來執行用於獲取形態圖像32或彈性圖像33 的處理。當操作者釋放(切斷)開關8時,處理轉移到在用於獲取形 態圖像的獨立測量模式下的處理操作,直到開關8再次被壓按為止。
可以在每個獨立且適當的超聲波發送要求下執行形態圖像測量和 彈性圖像測量,這是因為如同上述實施例、發送電路系統2包括用
於產生用於形態圖像的超聲波發送信號的發送信號產生單元;以及用
於產生用於彈性圖像的超聲波發送信號的發送信號產生單元,該用於 彈性圖像的超聲波發送信號具有比用於形態圖像的超聲波發送信號大
的波數(wave number)。結果,能夠重構和顯示關於形態圖像和彈性 圖像都是最佳的超聲圖像,並且能夠將適於診斷的圖像提供給操作者。 通過在彈性診斷模式的周期中選擇性地控制形態圖像測量和彈性圖像 測量,能夠提高圖像質量。
可以進一步提高形態圖像的質量,這是因為接收電路系統3包括 用於利用具有取決於反射回波信號深度的濾波器特性(頻率特性)的 動態濾波器來執行處理的形態圖像接收處理單元以及用於利用具有與 反射回波信號深度無關的恆定濾波器特性的濾波器來執行處理的彈性 圖像接收處理單元,並在該形態圖像接收處理單元和該彈性圖像接收 處理單元之間切換。
雖然在上述第一實施例中描述了,在獲取彈性圖像數據過程中利 用具有更高波數的超聲波發送信號來增加關於彈性圖像的接收信號強 度的情況,但是可以改為使用具有大幅度的超聲波發送信號。作為選 擇,可以使用具有低頻(對於形態圖像測量為10MHz,對於彈性圖像 測量為7.5MHz)的超聲波發送信號。作為選擇,如果需要,可以使 用具有大波數的超聲波、具有大幅度的超聲波、以及具有低頻的超聲 波的組合。即,因為生物組織的位移量一般都小,因此希望使用具有 比用於獲取形態圖像的超聲波更大的幅度、或更大的波數、或更低的 頻率的超聲波,以便提高特別堅硬部位的檢測精度。相反,利用具有 大幅度的超聲波執行獲取形態圖像的測量導致了過大的超聲波接收信 號,或者利用具有大波數的超聲波進行測量導致了距離解析度的降低。
接下來,將參考圖6至圖9來描述關於將由測量控制部分9執行
的彈性診斷模式的控制的第二實施例。圖6是操作時間圖。圖7至圖 9是顯示操作細節的流程圖。如同圖4,圖6從圖的頂部按順序顯示了 "開關(8)"、"超聲波掃描位置"、"發送/接收序列"、"超聲波發送波 數"和"超聲波接收"的狀態變化。水平軸指示掃描次數,並且DF 和FF分別指示動態濾波器和固定濾波器。其它符號的意義與圖4中 一樣。該實施例與圖4的不同之處在於,不是相對於每一圖像幀、而 是相對於每一超聲波束,來選擇性地切換形態圖像測量和彈性圖像測
如圖6所示,在形態圖像測量B期間,從發送電路系統2輸出具 有一波數的超聲波發送信號,並且在接收電路系統3中利用動態濾波 器(DF)來實施接收處理。另一方面,在彈性圖像測量S期間,從發 送電路系統2輸出具有二波數的超聲波發送信號,並且在接收電路系 統3中利用固定濾波器(FF)來實施接收處理。因而,對於形態圖像 測量和彈性圖像測量,能夠實施關於其圖像處理的最佳發送和接收處 理。
測量控制部分9在彈性圖像測量S和形態圖像測量B中利用不同 的超聲波束掃描位置來重複執行彈性圖像測量和形態圖像測量。彈性 圖像重構部分5通過對具有利用圖6中的第一和第n掃描獲得的時間
間隔的兩個接收信號執行相關處理來獲得生物組織的位移量,基於所 獲得的位移量來獲得彈性比和彈性變形,並重構彈性圖像。當基於來 自開關8的命令而結束彈性診斷模式下的測量時,測量控制部分9控 制獲取形態圖像數據,並將先前獲得和顯示的彈性圖像以及最新的形 態圖像顯示在圖像顯示器7上。
此外,將參考圖7至圖9所示的流程圖來描述細節。當操作者壓 按並接通超聲波探頭1的開關8時,圖7中的超聲波掃描開始處理就 開始了。然後,在步驟S71,確定超聲波掃描是否結束。如果沒有結 束(否),則處理移到步驟S72。如果結束了 (是),則超聲波掃描處 理立即結束。
在步驟S72,確定當前掃描位置寄存器的值是否為等於或高於 B-start、且低於S-start的位置。如果是,則處理移到步驟S73。如果
不是,則處理移到下一步驟S74。在步驟S73,執行圖8中的形態圖 像獲取例程。形態圖像獲取例程例如利用適於形態圖像測量模式的超 聲波發送信號來執行一波發送,利用動態濾波器來執行接收信號處理, 實施形態圖像測量模式下的形態圖像獲取處理,使掃描位置寄存器的 值僅僅遞增1,並返回到圖7中的步驟S71。此後,執行步驟S73中 的形態圖像獲取例程以獲取形態圖像數據,直到掃描位置寄存器的值 從B-start到達S-start為止。
在步驟S74,確定當前掃描位置寄存器的值是否為等於或高於 S-start、且等於或低於S-end的位置。如果是,則處理移到步驟S75。 如果不是,則處理移到下一步S76。在步驟S75,執行圖9中的彈性 圖像/形態圖像獲取例程。彈性圖像/形態圖像獲取例程重複地執行包 括獲取彈性數據、在獲取彈性數據之後獲取形態圖像數據的操作,在 預定時間間隔之後再次執行彈性圖像掃描。即,通過相對於每一超聲 波束行地址在形態圖像測量模式和彈性圖像測量模式之間切換,對與 聚焦區相對應的形態圖像33的區實施複合測量。在彈性圖像/形態圖 像獲取例程中,例如利用適於彈性圖像測量的超聲波發送信號來執行 二波發送,並且利用固定濾波器來執行接收信號處理。例如利用適於 形態圖像測量的超聲波發送信號來執行一波發送,並且利用動態濾波 器來執行接收信號處理。接下來,使掃描位置寄存器的值僅僅遞增1, 並且處理返回到圖7中的步驟S71。此後,執行步驟S75中的彈性圖
像/形態圖像獲取例程,並且交替地重複形態圖像掃描和彈性圖像掃 描、以獲取圖像,直到掃描位置寄存器的值從S-start到達S-end為止。 在步驟S76,確定當前掃描位置寄存器的值是否為高於S-end、且 等於或低於B-end的位置。如果是,則處理移到步驟S77。如果不是, 則處理返回到步驟S71。即,在直到S-end位置的彈性圖像掃描結束 之後,重複形態圖像數據獲取、直到B-end位置。在步驟S77,執行 圖8中的形態圖像獲取例程。形態圖像獲取例程例如利用適於形態圖 像測量的超聲波發送信號來執行一波發送,利用動態濾波器來執行接 收處理,使掃描位置寄存器的值僅僅遞增1,並返回到圖7中的步驟 S71。此後,執行步驟S77中的形態圖像獲取例程以獲取形態圖像32,
直到掃描位置寄存器的值從S-end到達S-start為止。
然後,從B-start到B-end,執行形態圖像數據獲取,直到操作者 再次壓按開關8為止。當操作者再次壓按幵關8時,處理回到開始, 並且重複從起於B-start位置的形態圖像掃描起的一系列操作。
如上所述,根據第二實施例,可以獲得與第一實施例相同的優點。
權利要求
1、一種超聲波診斷設備,包括超聲波探頭,用於向病人發送超聲波/從病人接收超聲波;用於產生超聲波發送信號並將超聲波發送信號發送給所述超聲波探頭的裝置;用於對通過所述超聲波探頭收到的反射回波信號執行接收處理的裝置;用於根據被所述接收處理裝置處理的接收信號來重構形態圖像的裝置;用於根據被所述接收處理裝置處理的接收信號來重構彈性圖像的裝置;用於顯示所述形態圖像和所述彈性圖像的裝置;以及用於在形態圖像模式和彈性圖像模式之間切換的裝置;所述接收處理裝置,具有用於所述形態圖像的第一接收處理裝置,和用於所述彈性圖像的第二接收處理裝置,控制裝置根據所述形態圖像或所述彈性圖像的選擇,來在所述第一接收處理裝置和所述第二接收處理裝置之間切換。
2、 根據權利要求1所述的超聲波診斷設備,其中,所述控制裝置 根據所述形態圖像或所述彈性圖像的選擇,來在所述形態圖像重構裝 置和所述彈性圖像重構裝置之間切換。
3、 根據權利要求1所述的超聲波診斷設備,其中,所述發送裝置 具有第一發送信號產生裝置,用於產生用於所述形態圖像的超聲波發 送信號;以及第二發送信號產生裝置,用於產生用於所述彈性圖像的超聲波發 送信號,該用於所述彈性圖像的超聲波發送信號包括具有比所述用於 形態圖像的超聲波發送信號更大的幅度、更高的波數和更低的頻率的 超聲波中的至少一個超聲波。
4、 根據權利要求3所述的超聲波診斷設備,其中,所述控制裝置 根據所述形態圖像或所述彈性圖像的選擇,來在所述第一發送信號產 生裝置和所述第二發送信號產生裝置之間切換。
5、 根據權利要求1所述的超聲波診斷設備,其中, 所述第一接收處理裝置,利用具有取決於所述反射回波信號深度的濾波器特性的動態濾波器來接收處理反射回波信號;所述第二接收處理裝置,利用具有與反射回波信號深度無關的恆 定濾波器特性的濾波器來接收處理反射回波信號。
6、 根據權利要求1所述的超聲波診斷設備,其中,所述控制裝置以各個圖像的幀為單位,來執行選擇性地獲取所述形態圖像和所述彈 性圖像的控制。
7、 根據權利要求1所述的超聲波診斷設備,其中,所述控制裝置 以要被照射到所述病人上的超聲波束為單位,來執行選擇性地獲取所 述形狀圖像和所述彈性圖像的控制。
8、 根據權利要求1所述的超聲波診斷設備,其中,所述控制裝置 以要被照射到所述病人上的超聲波束為單位,來切換用於對已設定的 聚焦區選擇性地獲取形態圖像和彈性圖像的控制,並促使所述超聲波 束掃描;所述彈性圖像重構裝置重構所述聚焦區的所述彈性圖像,並將該 彈性圖像覆在所述形態圖像上,顯示在所述顯示裝置上。
9、 根據權利要求1所述的超聲波診斷設備,其中,在從通過所述 模式切換裝置輸入所述彈性圖像模式的測量開始命令的時間到通過所 述模式切換裝置輸入測量結束命令的時間的周期期間,所述控制裝置 以各個圖像的幀為單位或者以要被照射到所述病人上的超聲波束為單 位,來切換用於選擇性地獲取所述形態圖像和所述彈性圖像的控制。
10、 根據權利要求1所述的超聲波診斷設備,其中,所述顯示裝 置選擇性地顯示所述形態圖像和所述彈性圖像中的一幅圖像、包括相 互疊加的所述形態圖像和所述彈性圖像兩者的圖像、以及包括成直線 排列的所述形態圖像和所述彈性圖像兩者的圖像。
11、 根據權利要求1所述的超聲波診斷設備,其中,所述模式切換裝置是諸如所述超聲波探頭中設置的開關、設備主體中設置的開關、 腳踏開關及鍵盤之類的人類接口設備中至少之一。
12、 一種用於測量生物組織彈性的方法,包括產生超聲波發送信號,並將產生的超聲波發送信號發送給超聲波 探頭的步驟;對通過所述超聲波探頭收到的反射回波信號執行接收處理的步驟;基於已經歷了接收處理的接收信號,來重構形態圖像和彈性圖像至少之一的步驟;顯示所述形態圖像和所述彈性圖像至少之一的步驟;以及 在形態圖像模式和彈性圖像模式之間切換的步驟; 所述接收處理步驟,根據所述形態圖像或所述彈性圖像的選擇,來在用於所述形態圖像的第一接收處理和用於所述彈性圖像的第二接收處理之間切換。
13、 根據權利要求12所述的生物組織彈性測量方法,其中,通過 所述發送步驟產生的用於所述彈性圖像的所述超聲波發送信號包括具 有比用於所述形態圖像的超聲波發送信號更大的幅度、更高的波數和 更低的頻率的超聲波中的至少一個超聲波。
14、 根據權利要求12或13所述的生物組織彈性測量方法,其中, 所述第一接收處理,利用具有取決於所述反射回波信號深度的濾波器特性的動態濾波器來接收處理反射回波信號;所述第二接收處理,利用具有與所述反射回波信號深度無關的恆 定濾波器特性的濾波器來接收處理反射回波信號。
15、 根據權利要求12所述的生物組織彈性測量方法,其中,所述 控制步驟以各個圖像的幀為單位,來在用於所述形態圖像測量的所述 超聲波發送信號和用於所述彈性圖像測量的所述超聲波發送信號之間 切換。
16、 根據權利要求12所述的生物組織彈性測量方法,其中,所述 控制步驟以要被照射到所述病人上的超聲波束為單位,來在用於所述 形態圖像測量的所述超聲波發送信號和用於所述彈性圖像測量的所述超聲波發送信號之間切換。
17、 根據權利要求12所述的生物組織彈性測量方法,其中,所述 控制步驟通過用於所述彈性圖像測量的所述超聲波發送信號,來對己 設定的聚焦區掃描超聲波束;所述圖像重構步驟重構所述聚焦區的所述彈性圖像,並將該彈性 圖像覆在所述形態圖像上,顯示在所述顯示裝置上。
18、 根據權利要求12所述的生物組織彈性測量方法,其中,在輸 入彈性圖像模式的測量開始命令的時間到輸入測量結束命令的時間的 周期期間,所述控制步驟以各個圖像的幀為單位或以要被照射到所述 病人上的超聲波束為單位,來切換用於選擇性地獲取所述形態圖像和 所述彈性圖像的控制。
19、 根據權利要求12所述的生物組織彈性測量方法,其中,所述彈性圖像模式的測量開始命令和測量結束命令是從諸如所述超聲波探 頭中設置的開關、設備主體中設置的幵關、腳踏開關及鍵盤之類的人 類接口設備中至少之一輸入的。
全文摘要
本發明涉及一種生物組織彈性測量方法和超聲波診斷設備。超聲波診斷設備包括向測試體發送超聲波/從測試體接收超聲波的超聲波探頭;產生超聲波發送信號並將其發送給超聲波探頭的裝置;接收通過超聲波探頭收到的反射回波信號的裝置;根據被接收處理裝置處理的接收信號來重構形態圖像的裝置;根據被接收處理裝置處理的接收信號來重構彈性圖像的裝置;顯示形態圖像和彈性圖像的裝置;以及在形態圖像模式和彈性圖像模式之間切換的裝置。所述接收處理裝置,具有用於所述形態圖像的第一接收處理裝置,和用於所述彈性圖像的第二接收處理裝置,控制裝置根據所述形態圖像或所述彈性圖像的選擇,來在所述第一接收處理裝置和所述第二接收處理裝置之間切換。
文檔編號A61B8/00GK101390758SQ20081012980
公開日2009年3月25日 申請日期2003年10月28日 優先權日2002年10月28日
發明者大坂卓司, 押木光博, 松村剛, 椎名毅, 玉野聰 申請人:株式會社日立醫藥