超聲波診斷裝置及超聲波診斷裝置控制方法
2023-05-15 06:51:41 1
專利名稱：超聲波診斷裝置及超聲波診斷裝置控制方法
技術領域：
本發明涉及在使用超聲波造影劑進行的造影回波法中，能將毛細血管程度的微小血流環流和比毛細血管較快的血管血流的微細構造作為診斷信息進行提示的超聲波診斷裝置及超聲波圖像攝影方法。
背景技術：
超聲波診斷是簡便的，通過只把超聲波探針放在身體表面上的簡單操作，以實時顯示得到心臟的跳動和胎動的情況，而且由於安全性高，因此能反覆進行檢查，除此之外，與X射線、CT、MRI等其它的診斷設備比較，系統的規模小，向床邊移動的檢查也容易進行等等。
另外，超聲波診斷裝置隨著它具備的功能的種類不同而千差萬別，但小型的用一隻手就能搬運的程度的超聲波診斷裝置正在被開發，超聲波診斷與X射線診斷等不同，沒有被放射線照射的影響，在產科和家庭醫療等中也能夠使用。
近幾年來，靜脈注入型的超聲波造影劑正在被產品化，並能進行造影回波法。該方法，例如，在心臟和肝臟等的檢查中從靜脈注入超聲波造影劑，增強血流信號，進行血流動態的評價，以此作為目的。造影劑的大多數的微小氣泡(微氣泡)應作為反射源起作用。在叫做氣泡的精細的基體材料的性質方面，即使是通常的診斷程度的超聲波照射，由於其機械作用，氣泡也被破壞，結果，來自掃描面上的信號強度降低。因此，為了實時觀察環流的流動狀態，有必要通過低聲壓的超聲波發送而進行圖像化等、將由於掃描引起的氣泡的破壞相對地降低。由於這樣的低聲壓的超聲波發送的圖像化的信/噪比(S/N比)也下降，因此人們也設計出用於補充它的各種信號處理。
另外，為有效利用如上述那樣破壞造影劑氣泡的特徵，例如在特開平11-155858號公報中，人們設計出以下那樣的手法。即，是這樣的手法(A)在低聲壓照射下，觀察充滿掃描截面的氣泡的動態，(B)將照射聲壓轉換成高聲壓，使截面內(嚴格地說在照射體內)的氣泡破壞，(C)再次觀察流入截面內的氣泡的狀態。該手法叫做repleinshment(再環流)法。
可是，一般地說，若在生物體內被構成的血管是比較粗的血管，那麼其構造容易掌握，但在通過造影回波描繪到更細的分枝的場合，血管的複雜地相互纏繞的狀態被描繪出。由於當前的造影劑是侵襲性低的靜脈投入型，因此成為在周身循環的造影劑。為此，人們認為在超聲波診斷中，不能得到使用探針的X射線的血管的選擇造影那樣的圖像。
但是，若利用上述的氣泡的性質，那麼人們認為有選擇地使氣泡消失是可能的。另外，可以說確立這樣的手法，在超聲波圖像診斷中使提供X射線造影那樣的診斷變為可能，這一點在臨床上具有很大的意義。
發明內容
本發明是鑑於上述情況而形成的，其目的在於提供能夠有選擇地描繪出微細血管分枝程度的診斷信息的超聲波診斷裝置及超聲波診斷裝置控制方法。
根據本發明的一種形態，超聲波診斷裝置用超聲波對已注入造影劑氣泡的被檢體的規定部位進行掃描，取得超聲波圖像，它具備對所述被檢體發送超聲波，接收來自該被檢體的回波信號的超聲波探針；產生用於驅動所述超聲波探針的驅動信號的驅動信號發生單元；以及控制所述驅動信號發生單元，以便多次執行從具有實質上不破壞所述造影劑氣泡程度的聲壓並用於取得與規定截面有關的血流的環流圖像的超聲波、和具有破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓並使存在於所述規定截面中的所述造影劑氣泡中的至少一部分消失從而阻止向希望的血管的造影劑的流入的超聲波構成一幀量的超聲波的第1超聲波發送的控制單元。
根據本發明的另一種形態，超聲波診斷裝置用超聲波對已注入造影劑氣泡的被檢體的規定部位進行掃描，取得超聲波圖像，它具備對所述被檢體發送超聲波，接收來自該被檢體的回波信號的超聲波探針；產生用於驅動所述超聲波探針的驅動信號的信號發生單元；以及控制所述信號發生單元，以便重複執行具有實質上不破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓並取得與所述被發送區域有關的血流的環流圖像的超聲波發送、和為了阻止向希望的血管的造影劑的流入而用於用破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓使存在於所述被發送區域的至少一部分中的所述造影劑氣泡消失的超聲波發送的控制單元。
根據本發明的一種形態，超聲波診斷裝置的控制方法，用超聲波對已注入造影劑氣泡的被檢體的規定部位進行掃描，取得超聲波圖像，其中，產生用於驅動對所述被檢體發送超聲波，接收來自該被檢體的回波信號的超聲波探針的驅動信號；控制所述驅動信號的發生，以便多次執行從具有實質上不破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓並用於取得與規定截面有關的血流的環流圖像的超聲波、和具有破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓並使存在於所述規定截面中的所述造影劑氣泡中的至少一部分消失從而阻止向希望的血管的造影劑的流入的超聲波構成一幀部分的超聲波的第1超聲波發送。
根據本發明的另一種形態，超聲波診斷裝置的控制方法，用超聲波對已注入造影劑氣泡的被檢體的規定部位進行掃描，取得超聲波圖像，其中，產生用於驅動對所述被檢體的被發送區域發送超聲波，接收來自該被檢體的回波信號的超聲波探針的驅動信號；控制所述驅動信號的發生，以便重複執行具有實質上不破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓並用於取得與規定截面有關的血流的環流圖像的超聲波發送、和為了阻止向希望的血管的造影劑的流入而用於用具有破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓使存在於所述被發送區域的至少一部分中的所述造影劑氣泡消失的超聲波發送。
圖1是表示涉及本實施形態的超聲波診斷裝置的方框構成的圖。
圖2是表示圖像生成電路的構成的圖。
圖3A～3C是表示作為第3發送對象的區域及其區域的顯示例的圖。
圖4是表示按照涉及第1實施形態的掃描順序，超聲波診斷裝置執行的各處理流的流程圖。
圖5A～5D是模式地表示通過按照涉及第1實施形態的掃描順序的超聲波發送接收所得到的圖像的圖。
圖6是表示按照涉及第2實施形態的掃描順序，本超聲波診斷裝置執行的各處理流圖。
圖7A～7C是模式地表示通過按照涉及第2實施形態的掃描順序的超聲波發送接收所得到的圖像的圖。
圖8A是表示概念地表示時序地被記錄在圖像存儲器內的圖像的圖。圖8B是根據時序地被記錄在圖像存儲器內的圖像，被2分割顯示的超聲波圖像的圖。
圖9A、B、C是按照涉及第2實施形態的掃描順序，本超聲波診斷裝置取得的超聲波圖像的照片。
圖10示出了表示流入豐富的造影劑的血管的圖像的模式圖。
圖11示出了用現有的手法描繪出造影劑的流動少的微細血管的多個圖像的模式圖。
圖12示出了用現有的手法描繪出甚至微小血流的血流圖像的模式圖。
圖13示出了用涉及第3實施形態的手法所得到的血流圖像的模式圖。
具體實施例方式
以下，按照
本發明的第1～第3的實施形態。此外，在以下的說明中，關於具有大致相同的功能及構成的構成要素，附加相同符號，重複說明只在必要的場合進行。
(第1實施形態)圖1是表示涉及本實施形態的超聲波診斷裝置(裝置主體)10的方框構成的圖。如該圖所示那樣，本超聲波診斷裝置10具備超聲波探針12，輸入裝置13，監視器14，發送接收單元21，B模式處理單元22，都卜勒處理單元23，圖像生成電路24，控制處理器25，內部存儲裝置26，接口部分29，以及具有圖像存儲器30a和軟體存儲部分30b的存儲部分30。被內裝在裝置主體中的發送接收單元21等有時候用集成電路等硬體構成，但有時候是軟體地被模塊化的軟體程序。以下，說明關於各個構成要素的功能。
超聲波探針12具有根據來自發送接收單元21的驅動信號產生超聲波，並將來自被檢體的反射波變換成電信號的多個壓電振子；被設置在該壓電振子中的整合層；以及防止從該壓電振子向後方的超聲波的傳播的襯墊材料等。在從該超聲波探針12向被檢體P發送超聲波時，該發送超聲波在體內組織的聲阻抗的不連續面上一個接一個地被反射，作為回波信號被超聲波探針12接收。該回波信號的振幅依賴於已變成反射的信號的不連續面的聲阻抗之差。另外，當被發送的超聲波脈衝在正在移動的血流和心臟壁等的表面被反射的場合的回波由於都卜勒效應依賴於移動體的超聲波發送方向的速度成分，並接受頻率偏移。
輸入裝置13被連接到裝置主體10，具有用於將來自操作員的各種指示、條件、關心區域(ROI)的設定指示、各種圖像質量條件設定指示等取入到裝置主體10的跟蹤球13a，各種開關13b，按鈕13c，滑鼠器13d，鍵盤13e等。此外，輸入裝置13是「指定單元」的一例。
監視器14根據來自圖像生成電路24的視頻信號，將生物體內的形態學信息和血流信息作為圖像進行顯示。此外，監視器14是「顯示單元」的一例。
發送接收單元21具有未圖示的觸發器發生電路，延遲電路和脈衝發生器電路等。在脈衝發生器電路中，用規定的速率頻率fr Hz(周期1/fr秒)，重複產生用於形成發送超聲波的速率脈衝。另外，在延遲電路中，對於在每個信道中將超聲波聚焦成波束形狀並且決定發送指向性所需要的延遲時間被給與各速率脈衝。觸發器發生電路以基於該速率脈衝的定時給探針12施加驅動脈衝。此外，發送接收單元21是「驅動信號發生單元」的一例。
此外，發送接收單元21為了按照控制處理器25的指示執行後述的掃描順序，具有能瞬時變更發送頻率、發送驅動電壓等的功能。尤其關於發送驅動電壓的變更通過瞬間能轉換該值的線性放大器型的發信電路，或在電路上能轉換多個電源單元的機構而被實現。
另外，發送接收單元21具有未圖示的放大器電路，A/D變換器，加法器等。對於放大電路，在每個信道中將經由探針12被取入的回波信號進行放大。在A/D變換器中，對於被放大的回波信號，給予決定接收指向性所必要的延遲時間，之後在加法器中進行加法處理。通過該加法，強調來自與回波信號的接收指向性相應的方向的反射成分，由接收指向性和發送指向性形成超聲波發送接收的綜合波束。
B模式處理單元22從發送接收單元21接收回波信號，施行對數放大、包絡線檢波處理等，生成信號強度用輝度的亮度被表現的數據。該數據被送到圖像生成電路24，並作為用輝度表示反射波的強度的B模式圖像在監視器14中被顯示。
都卜勒處理單元23從發送接收單元21接收回波信號，從該回波信號對速度信息進行頻率解析，抽出都卜勒效應的血流和組織、造影劑回波成分，關於多點求出平均速度、分散、功率等的血流信息。所得到的血流信息被送到圖像生成電路24，作為平均速度圖像、分散圖像、功率圖像、它們的組合圖像在監視器14中被彩色顯示。
圖像生成電路24將超聲波掃描的掃描線信號列變換成用電視等所代表的一般的視頻格式的掃描線信號列，生成作為顯示圖像的超聲波診斷圖像。圖像生成電路24搭載存儲圖像數據的存儲器，例如在診斷後操作者能調出在檢查中被記錄的圖像。此外，在進入該圖像生成電路24以前的數據往往叫做「原數據」。此外，圖像生成電路24是「圖像生成單元」的一例。
在圖2中表示圖像生成電路24的詳細情況。首先，信號處理電路24a進行像用超聲波掃描的掃描線信號列的電平決定圖像質量那樣的濾波。信號處理電路24a的輸出在被送到掃描變換器24b的同時，被保存在圖像存儲器30a中。掃描變換器24b從超聲波掃描的掃描線信號列變換成用電視等所代表的一般的視頻格式的掃描線信號列。該輸出被送到圖像處理電路24c，在這裡，與輝度和對比度的調整、空間濾波器等的圖像處理、或者各種設定參數的文字信息和刻度等一起被合成，作為視頻信號輸出到監視器14。這樣一來表示被檢體組織形狀的斷層圖像被顯示。
控制處理器(CPU)25是具有作為信息處理裝置(計算機)的功能，並控制本超聲波診斷裝置主體的動作的控制裝置。控制處理器25從內部存儲裝置26讀出用於執行後述的超聲波發送接收、圖像生成、顯示等的控制程序，並在軟體存儲部分30b上展開，執行涉及各種處理的演算、控制等。此外，控制處理器25是「控制器」的一例。
內部存儲裝置26存儲用於執行後述的掃描順序、圖像生成、顯示處理的控制程序，診斷信息(患者ID、醫生的意見等)，診斷協議，發送接收條件，以及其它的數據群。尤其是內部存儲裝置26保管用於執行為進行後述的超聲波發送接收的掃描順序、差分圖像生成處理、輝度值保持演算處理、重疊顯示、第3發送對象區域顯示等的控制程序。另外，按照需要，也在圖像存儲器30a中的圖像保管等中被使用。內部存儲裝置26的數據也能夠經由接口部分29向外部周邊裝置傳送。
接口部分29是涉及輸入裝置13、網絡、新的外部存儲裝置(未圖示)的接口。由該裝置所得到的超聲波圖像等的數據和解析結果等通過接口部分29，經由網絡能傳送到其它的裝置。另外，在接口部分29設置了用於對後述的第1發送進行ON/OFF的專用按鈕。通過操作該專用按鈕能夠用任意的定時對第1發送進行ON/OFF。通過該專用按鈕的ON/OFF，能夠顯示轉換阻止造影劑的流入的圖像和讓流入的圖像。此外，專用按鈕是「指示單元」的一例。
圖像存儲器30a由存儲從信號處理電路24a接收的圖像數據的存儲器構成。該圖像數據，例如在診斷後操作者能調出，能靜態地或使用多張動態地進行再生。另外，圖像存儲器30a按照需要存儲緊接著發送接收單元21後的輸出信號(叫做radio frequency(RF)信號)、通過發送接收單元21後的圖像輝度信號、其它的原數據、以及經由網絡已取得的圖像數據等。此外，圖像存儲器30a是「存儲單元」的一例。
(各超聲波發送的特性)本超聲波診斷裝置10在控制處理器25的控制下，執行第1發送、第2發送、第3發送的三種超聲波發送。以下，說明關於每種超聲波發送的性質。
第2發送是在利用了造影劑的對比度回波中具有使掃描面內的造影劑氣泡破壞的程度的高聲壓的超聲波發送。第3發送是具有儘量不使掃描面內的氣泡破壞能取得診斷圖像的程度的低聲壓的超聲波發送。第1發送是在掃描面內的至少一部分中將氣泡的破壞(或者阻止造影劑的流入)作為目的所進行的發送，例如是從具有儘量不使掃描面內的氣泡破壞能取得診斷圖像的程度的低聲壓的超聲波和具有使掃描面內的造影劑氣泡破壞的程度的高聲壓的超聲波構成一幀(frame)量的超聲波的發送。在第1發送中，成為具有使造影劑氣泡破壞的程度的高聲壓的超聲波的照射對象的區域可以是圓形等的區域，也可以是一個掃描線的區域。
上述第1發送被執行的區域用規定的形態在監視器14中被顯示。圖3A～圖3C是示出了成為第1發送的高聲壓超聲波的照射對象的區域(第1發送的高壓超聲波照射區域)、及其區域的顯示例的圖。圖3A用線表示照射方向，用圓表示收斂超聲波聲場的最高聲壓的區域。圖3B都用線表示照射方向和最高聲壓的區域。對於成為該高聲壓超聲波的照射對象的區域，操作者通過操作輸入裝置13能夠設定在任意的位置。
可是，由於超聲波脈衝從有限大小的探針振子面被照射，嚴格地說，只對非常小的區域施加高聲壓是困難的。因此，實際上，也有如圖3那樣，只用線表示進行高聲壓照射的掃描線的方法。
(掃描順序)接著，說明關於本超聲波診斷裝置10執行的基本的掃描順序。此外，適合於在按照本發明的攝影中使用的造影劑，當然被稱作即使發送低聲壓的超聲波也不被破壞，並發射諧波信號，能長時間映像化的所謂「下一代造影劑」。另外，若使用持續注入泵等，微量而且恆量地投入造影劑，那麼能夠比較長時間將體內的造影劑濃度保持為恆定，並對於涉及本發明的手法是合適的。
圖4是示出了按照本掃描順序本超聲波診斷裝置10執行的各處理流的流程圖。
首先，通過操作者執行在本診斷順序中必要的參數設定，並使順序開始(步驟S1)。所謂在本診斷順序中必要的參數，例如，是第1發送的高壓超聲波照射區域、第1發送的發送時間(第1發送時間)、第2發送的發送時間(第2發送時間)、第3發送的發送時間(第3發送時間)等。此處，假定將第1發送時間設定為5秒，將第2發送時間設定為0.5秒，將第3發送時間設定為5秒，將第1發送的高壓超聲波照射區域設定在規定的血管的基幹部分。
此外，在設定第1發送的高壓超聲波照射區域時，造影劑的血管描繪已經被執行。因此，如圖5A所示那樣，能著眼於所描繪出的血管圖像上的一個血管，通過規定的輸入裝置將照射區域設定在該圖像上的血管的基幹部分。
接著，轉換成使造影劑氣泡破壞的程度的高聲壓超聲波的第2發送(步驟S2)，根據在步驟S1中所設定的發送時間，在0.5秒期間執行第2發送(步驟S3)。
接著，在執行0.5秒期間的第2發送後，轉換成第1發送(步驟S4)。此外，通過該第2發送，使掃描面內的造影劑氣泡大部分被破壞。因此，在該發送的轉換之後不久，如圖5B所示那樣，幾乎看不見造影劑氣泡的流入，造影劑氣泡被一掃而光，在監視器14中顯示血管等沒有被染影的圖像。
接著，在5秒期間(由操作者設定的在步驟S1中的設定值)第1發送被執行，並實時地顯示由此所得到的診斷圖像(步驟S5)。在該階段中，在第1發送的高壓超聲波收斂的區域(用第1發送的高壓超聲波照射區域)中停止造影劑氣泡的供給。因此，所顯示的診斷圖像就會如圖5C那樣在用第1發送的高壓超聲波照射區域外存在的血流信息就會被描繪出。
接著，儘可能不使氣泡破壞，只轉換成能取得診斷圖像的程度的低聲壓超聲波的第3發送(步驟S6)。該第3發送在5秒期間(由操作者設定的步驟S1的設定值)被執行，並實時地顯示由此所得到的診斷圖像(步驟S7)。該階段的診斷圖像如圖5D那樣就會在斷層面全部區域描繪出血流信息。
此外，步驟S5、S7的時間間隔，操作者事前不設定，而通過輸入轉換按鈕，也有可能在任意的定時進行轉換。
接著，操作者根據需要通過進行規定的操作等，並通過來自步驟S2(分支B1)或步驟S4(分支B2)的處理，結束一連串的順序。
對於上述的順序，在步驟S7中，就會增大在此以前停止供給的血管的信號。因此，通過從圖5C到D的活動圖像，能夠有選擇地觀察該信號增大的血管的描繪，能容易知道來自注目的血管的血流呈現怎樣血液循環動態。
另外，根據需要，通過重複第1發送，能夠有選擇地只消除圖像中的注目的血管，之後，通過轉換成第3發送，能夠在任意的定時確認與注目的血管有關的血液循環動態。
而且，根據需要，通過進行第2發送，能夠在任意的定時消除在圖像內存在的血管圖像，之後，通過轉換成第1發送、或第3發送，能夠在任意的定時確認與希望的血管有關的血液循環動態。
(第2實施形態)接著，說明關於本發明的第2實施形態。第2實施形態應通過進行規定的圖像處理，只取出與注目的血管有關的圖像。
圖6是示出了按照涉及本實施形態的掃描順序本超聲波診斷裝置10執行的各處理流的流程圖。
首先，如圖6所示那樣，通過操作者執行在本診斷順序的執行中必要的參數設定，並使順序開始(步驟S11)。本診斷順序中必要的參數，例如，第1發送時間、第1發送的高壓超聲波照射區域、第3發送時間等。此處，假定將第3發送時間設定為5秒，將第1發送時間設定為5秒，如圖7A所示那樣將第1發送的高壓超聲波照射區域設定在規定的血管基幹部分。
接著，在5秒期間(由操作者設定的步驟S11中的設定值)執行第3發送，並實時地顯示由此所得到的診斷圖像(步驟S12)。
接著，轉換成第1發送(步驟S13)，執行5秒期間(由操作者設定的步驟S1之中的設定值)的超聲波照射，並實時地顯示由此所得到的診斷圖像(步驟S14)。在該階段中的診斷圖像在第1發送的高壓超聲波照射區域中停止造影劑氣泡的供給。因此，所顯示的診斷圖像就會如圖7B那樣描繪出在該照射區域以外存在的血管信息。
此外，在步驟S14的處理已結束的階段，操作者能夠根據需要，如分支B11那樣返回到步驟S11，並再取得第3發送的圖像。
像以上那樣，若取得第3發送的診斷圖像，以及第1發送的診斷圖像，那麼操作者例如操作「掃描保持按鈕」並停止掃描(步驟S15)。
此外，這時，識別被記錄在圖像存儲器30a中的圖像是第3發送的圖像還是第1發送的圖像的識別代碼被記錄在圖像的標題信息等中。由此，例如，如圖8A所示模式圖那樣，通常對於時序地被記錄的圖像群，在顯示部分，如圖8B那樣，採取2分割顯示形態，例如，能有選擇地在畫面左側顯示第3發送的圖像群G1，在畫面右側顯示第1發送的圖像群G2。
接著，若利用上述的顯示形態等，從G1、G2的圖像群分別選擇適當的圖像，那麼與空間對應的圖像G2的輝度值從圖像G1的象素輝度值被差分，並生成差分圖像(步驟S16)。
即構成圖7B所示的圖像的各象素的輝度值從構成圖7A所示的圖像的各象素的輝度值被差分，生成與圖7C所示的引人注目的血管有關的血液循環動態被描繪出的差分圖像。所得到的差分圖像在監視器14中被顯示(步驟S17)。
此外，在圖9A、B、C(分別與圖7A、B、C對應)中表示根據涉及本實施形態的掃描順序本超聲波診斷裝置10已取得的超聲波圖像的照片。
在以上所述的順序中，通過將用第1發送的高壓超聲波照射區域設定在希望的位置，能夠只抽出與在該區域中存在的血管有關的血液循環動態。另外，根據需要，也能夠抽出在用第1發送的高壓超聲波照射區域以外存在的血管等。因此，觀察者能夠消除作為診斷對象的血管以外的信息並進行觀察，並能夠容易知道來自引人注目的血管的血流呈現怎樣的血液循環動態。
此外，上述的演算作為一例已採納輝度的差分演算，但若是明示圖像G1和G2的差的手法，那麼能採用不受差分限定的手法。例如若用RGB值表示圖像G1的灰度色標輝度值，那麼能表現為(RGB)＝(g1、g2、g3)(但g1是任意的值)。此處若將該圖像G1色變更為(RGB)＝(g1、g2、0)，那麼灰度色標變成將黃色作為基調的輝度顯示。同樣，對於G2的初期輝度值(RGB)＝(g2、g2、g2)，若色變更為(RGB)＝(0、0、g2)，那麼就變成將紅色作為基調的輝度顯示。之後，圖像G1和G2若進行加法演算，那麼能得到作為(RGB)＝(g1、g1、g2)的加法圖像。對於該加法圖像，通過在高壓超聲波照射區域中存在的血管(即，通過第1發送已阻止造影劑供給的血管)與其它部分不同的色調能進行識別。
(第3實施形態)如上述那樣，本發明的目的之一是有選擇地將某條比較大的血管所支配的區域映像化。因此，所提示的超聲波診斷圖像，例如，如7C所示那樣，希望血流路徑從血管的上遊向下遊連續地連接並被描繪出。
為實現這一點，在本實施形態中，使用通過涉及第1或第2實施形態的手法所得到的圖像數據，執行輝度保持演算。在說明該手法之前，說明關於技術背景。
在使用下一代型造影劑的場合，能取得造影劑氣泡流入到微細血管分枝的信息的時間，若依據發明者的研究，那麼從再環流開始是1秒～2秒的左右。在此以後，不能析像的毛細血管程度的信號將變成支配地位。但是，如果從該再循環開始在從1秒到2秒期間只顯示現有的超聲波圖像，那麼就不能描繪出良好的微細血管分枝。該理由將根據圖10～圖13進行說明。
圖10示出了表示豐富的造影劑流入的血管的圖像的模式圖。這樣流入豐富的造影劑的血管是比較粗的血管，若是這樣的血管的構造，那麼只在圖10那樣的圖像中就能夠掌握連續的血流路徑。即，對於比較粗的血管，通過現有的手法，能夠掌握連續的血流路徑。但是，對於造影劑的流量少的微細血管將產生以下那樣的故障。
圖11示出了用現有的手法描繪出造影劑流量少的微細血管的多個圖像的模式圖。如圖11所示那樣，在造影劑流量少的微細血管的場合，如果是某瞬間的1張圖像，那麼氣泡只稀疏地存在，血管構造不能掌握。另外即使凝視在時間上連續的診斷圖像，有時候也不能觀察連續的流。
另外，在圖12中示出用現有的手法描繪出微小血流為止的血流圖像的模式圖。圖12那樣的圖像，如上述那樣，用空間解析度的界限，沒有描繪出血管分枝，只確認作為「區域」的輝度上升，不能識別微細血管分枝。
本裝置實施的輝度保持演算能解決這些問題，並應有可能作為診斷信息之一提供適當地呈現在圖13中象徵性地所示那樣的構造物(此處是血管行經)的信息的圖像。
(輝度保持演算處理)以下，說明關於本超聲波診斷裝置10具有的輝度保持演算處理。通過該處理被抽出的診斷信息應包含通過本掃描順序所得到的血流圖像(包含毛細血管程度)，尤其對於再環流圖像的描繪等有實際利益。
輝度保持演算大致能分類為最大保持處理和加權更新處理。最初，說明關於對於在同一期間TL中所包含的從幀F1到Fn的n張再環流圖像執行的最大值保持處理。
所謂從幀F1到Fn的圖像的最大值保持處理是在從F1到Fn的各幀中，在空間對應的輝度值中選擇最大值Pmax(x，y)並生成新的圖像的演算。
即，某幀Fi(i是滿足1≤i≤n的整數)的再環流圖像由在空間上被排列的輝度值Pi(x，y)的集合，或只一維的輝度值的排列數據Pi(x)的集合組成。Pi(x，y)或Pi(x)的值除輝度外可以是「信號強度」、「信號振幅」、「RF數據等的原數據值」等，但此處假定採用輝度值。這些各數據值一般來說數值大的一方意味著回波信號電平高。利用這樣的各數據值，在從幀F1到Fn在空間上對應的各幀的各象素中，選擇輝度值中最大值進行生成新的圖像的演算。該演算能夠通過下式(1)表達。
Pmax(x，y)＝max[Pi(x，y)，…，Pn(x，y)]......(1)當在再環流圖像中利用該最大值保持處理的場合，每當收集屬於相同的低聲壓期間TL的新的幀時，執行式(1)的處理，並將所得到的圖像作為再環流圖像顯示就可以。這樣，所得到的圖像，若從操作者(觀察者)一側看，隨著時間的流逝，毛細血管作為順次被造影的狀態而被映出那樣能看見。
此外，為實現最大值保持處理的算法不受上述內容限定。例如，通過以下敘述的算法也能夠得到同樣的結果。
即，將現行斷層圖像幀Fi的各坐標的象素輝度設定為Pi(x，y)，將前一個圖像幀象素輝度設定為Pi-1(x，y)，對於相對的2幀，將通過下式被表達的圖像演算處理逐次執行到i＝2～n。
If Pi(x，y)＞Pi-1(x，y)then Pi(x，y)＝Pi-1(x，y)Else Pi(x，y)＝Pi-1(x，y)該算法就是只對與前段的幀有關的圖像比較，具有大的輝度值的象素，將其值更新。通過這樣所得到的再環流圖像，隨著時間的流逝，操作者也能夠觀察毛細血管順次被造影的狀態。
接著，說明關於加權更新處理。所謂對於從F1到Fn的圖像的加權更新處理，就是對於在同一期間TL中所包含的從F1到Fn的n張再環流圖像通過施行加權更新處理也能生成，並是用下式所表達的演算。
If Pi(x，y)＞Pi-1(x，y)then Pi(x，y)＝A*Pi(x，y)+(1-A)*Pi-1(x，y)Else Pi(x，y)＝(A-1)*Pi(x，y)+A*Pi-1(x，y)若將上述A的值用小於等於1(包含1)設定為接近1的值(例如0.99)等，那麼在短時間(在當前的場合，是與前段幀之間)能進行最大值保持，在長時間能期待所述被保持的輝度衰減的作用。通過用這樣的手法所得到的再環流圖像等，操作者隨著時間的流逝，也能夠觀察毛細血管順次被造影的狀態。
若依據以上敘述的構成，那麼通過對於由第1實施形態所取得的有選擇的血管顯示圖像數據以及由第2實施形態所取得的差分圖像數據施行輝度保持演算，能夠用高解析度描繪出各圖像的微細血管，並能夠容易而且迅速地掌握詳細的血管構造。
此外，本發明不應原封不動地限定於上述實施形態，在實施階段，在沒有脫離其要旨的範圍內能使構成要素變形並具體化。
例如，在上述各實施形態中，將第1發送作為「是在掃描面內的至少一部分中將氣泡的破壞作為目的被進行的發送，例如從具有儘可能不使掃描面內的氣泡破壞並能取得診斷圖像的程度的低聲壓的超聲波以及具有使掃描面內的造影劑氣泡破壞的程度的高聲壓的超聲波構成1幀量的超聲波的發送」進行了定義。與此相對，也可以是將第1發送定義為「將具有使造影劑氣泡破壞的程度的高聲壓的超聲波只對阻止造影劑的流入的區域進行的發送」的構成。在該場合，例如為了在圖4所示的步驟S4中實現相同的效果(即，取得同樣的圖像)，像交替地重複該第1發送和第3發送那樣就可以。
另外，通過在上述實施形態中所公開的多個構成要素的適當組合，能形成各種發明。例如，可以從在實施形態中所示的全部構成要素刪除幾個構成要素。還可以適當組合在不同的實施形態範圍中的構成要素。
權利要求
1.一種超聲波診斷裝置，用超聲波掃描注入了造影劑氣泡的被檢體的預定部位，取得超聲波圖像，其特徵在於具備對所述被檢體發送超聲波、接收來自該被檢體的回波信號的超聲波探針；產生用於驅動所述超聲波探針的驅動信號的驅動信號發生單元；以及控制所述驅動信號發生單元，以便多次執行從具有實質上不破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓並用於取得與預定截面有關的血流的環流圖像的超聲波、以及具有破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓並使在所述預定截面內存在的所述造影劑氣泡中至少一部分消失從而阻止向所希望的血管的造影劑的流入的超聲波構成一幀量的超聲波的第1超聲波發送的控制單元。
2.如權利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於，所述控制單元控制所述驅動信號發生單元，以便轉換並執行第2超聲波發送和所述第1超聲波發送，其中該第2超聲波發送從具有破壞在所述預定截面內存在的所述造影劑氣泡的程度的聲壓並用於使在所述預定截面內存在的所述造影劑氣泡消失的超聲波構成一幀量的超聲波。
3.如權利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於，所述控制單元控制所述驅動信號發生單元，以便多次執行從具有實質上不破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓並用於取得與預定截面有關的血流的環流圖像的超聲波構成一幀量的超聲波的第3超聲波發送，並還具備顯示由所述第1超聲波發送所得到的第1超聲波圖像和由所述第3超聲波發送所得到的第3超聲波圖像的差分圖像或重疊圖像的顯示單元。
4.如權利要求3所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於，所述顯示單元還具備用使用了所述第1超聲波圖像和所述第3超聲波圖像的多幀量的差分圖像，逐次執行輝度值保持演算，從而生成多幀超聲波圖像的顯示單元。
5.如權利要求3所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於，還具備對由所述第1超聲波發送所得到的第1超聲波圖像和由所述第3超聲波發送所得到的第3超聲波圖像分別附加能識別的識別符並存儲的存儲單元。
6.如權利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於，還具備根據由所述多次第1超聲波發送所得到的多幀量的回波信號，逐次執行輝度值保持演算，從而生成多幀超聲波圖像的圖像生成單元。
7.如權利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於，還具備根據由所述多次第1超聲波發送所得到的多幀量的回波信號，逐次執行輝度值保持演算，從而生成多幀超聲波圖像的圖像生成單元，所述圖像生成單元在所述第2超聲波發送被執行的場合，將所述輝度值保持演算初始化。
8.如權利要求6所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於，所述輝度值保持演算是在所述多幀中在空間上對應的位置的所述回波信號中選擇最大值並生成所述圖像的最大值保持演算。
9.如權利要求7所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於，所述輝度值保持演算是在所述多幀中在空間上對應的位置的所述回波信號中選擇最大值並生成所述圖像的最大值保持演算。
10.如權利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於，還具備在進行所述第1超聲波發送的場合，在由所述第1超聲波發送所得到的第1超聲波圖像中顯示由具有破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓並用於使在所述預定截面內存在的所述造影劑氣泡中至少一部分消失的超聲波所照射的區域的顯示單元。
11.如權利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於還具備生成根據由所述第1超聲波發送所得到的回波信號而阻止了向所述所希望的血管的造影劑的流入的第1圖像和根據由所述第3超聲波發送所得到的回波信號而未阻止向所述所希望的血管的造影劑的流入的第3圖像的圖像生成單元；以及通過換算至少一方的RGB值被變更了的所述第1圖像和所述第3圖像，顯示所述所希望的血管在色調上被變更了的超聲波圖像的顯示單元。
12.如權利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於，還具備用於指示所述第1超聲波發送的ON/OFF的指示單元，所述控制單元響應來自所述指示單元的指示，控制所述第1超聲波發送的ON/OFF。
13.如權利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特徵在於，還具備用於指定在所述第1發送中阻止造影劑的流入的被發送區域的至少一部分的指定單元。
14.一種超聲波診斷裝置，用超聲波掃描注入了造影劑氣泡的被檢體的預定部位，取得超聲波圖像，其特徵在於具備對所述被檢體的被發送區域發送超聲波、接收來自該被檢體的回波信號的超聲波探針；產生用於驅動所述超聲波探針的驅動信號的信號發生單元；以及控制所述信號發生單元，以便反覆執行具有實質上不破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓並取得與預定截面有關的血流的環流圖像的超聲波發送、和為了阻止向所希望的血管的造影劑的流入而用於用破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓使在所述被發送區域的至少一部分中存在的所述造影劑氣泡消失的超聲波發送的控制單元。
15.一種超聲波診斷裝置的控制方法，用超聲波掃描注入了造影劑氣泡的被檢體的預定部位，取得超聲波圖像，其特徵在於，產生用於驅動對所述被檢體發送超聲波、接收來自該被檢體的回波信號的超聲波探針的驅動信號；控制所述驅動信號的發生，以便多次執行從具有實質上不破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓並用於取得與預定截面有關的血流的環流圖像的超聲波、以及具有破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓並使在所述預定截面內存在的所述造影劑氣泡中至少一部分消失從而阻止向所希望的血管的造影劑的流入的超聲波構成一幀量的超聲波的第1超聲波發送。
16.一種超聲波診斷裝置的控制方法，用超聲波掃描注入了造影劑氣泡的被檢體的預定部位，取得超聲波圖像，其特徵在於，產生用於驅動對所述被檢體發送超聲波、接收來自該被檢體的回波信號的超聲波探針的驅動信號；控制所述驅動信號的發生，以便反覆執行具有實質上不破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓並用於取得與預定截面有關的血流的環流圖像的超聲波發送、和為了阻止向所希望的血管的造影劑的流入而用於用破壞所述造影劑氣泡的程度的聲壓使在所述被發送區域的至少一部分中存在的所述造影劑氣泡消失的超聲波發送。
全文摘要
本發明提供超聲波診斷裝置及超聲波診斷裝置控制方法。在執行了從具有破壞在規定截面內存在的造影劑氣泡的高聲壓並使在規定截面內存在的所述造影劑氣泡消失從而使血流的環流圖像內的血流影像或組織影像消滅的超聲波構成一幀的超聲波的第2超聲波發送後，進行具有實質上不破壞造影劑氣泡的低聲壓並用於取得與規定截面有關的血流的環流圖像的第3超聲波發送。在執行該第3發送後，根據需要，執行具有破壞造影劑氣泡的高聲壓並通過使在規定截面內存在的規定區域的造影劑氣泡消失從而使環流圖像內的血流影像的一部分消滅的第1超聲波發送。
文檔編號A61B8/06GK1660016SQ20051005243
公開日2005年8月31日 申請日期2005年2月25日 優先權日2004年2月27日
發明者神川直久 申請人:株式會社東芝