超声波诊断装置、图像处理装置以及图像处理方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请享受2014年2月10日提出的日本专利申请第2014 - 023624号的优先权 利益,该日本专利申请的全部内容援用于本申请中。
技术领域
[0003] 实施方式涉及超声波诊断装置、图像处理装置以及图像处理方法。
【背景技术】
[0004] 以往,为了降低成为诊断的障碍的超声波图像(B模式(mode)图像)的多重反射, 进行了各种方法。作为该方法的一例,已知有使用将改变了超声波收发的偏转角的多个B 模式图像通过加法平均进行合成(compound:复合)的空间复合的方法。此外,还已知利用 该方法根据偏转角不同的多个B模式图像,对多重反射回波(echo)成分的程度和位置进行 推定,并根据推定结果对加法平均时的权重进行自适应控制的方法。
[0005] 但是,对偏转角不同的多个图像进行复合的上述方法中,由于基本因子(element factor)的制约,无法避免增大偏转角时的振幅降低的影响。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的课题是提供能够降低多重反射的超声波诊断装置、图像处理装置 以及图像处理方法。
[0007] 实施方式的超声波诊断装置具备控制部、处理部以及图像生成部。控制部将由在 规定的一个方向上排列的振子群构成的接收开口的至少一个振子基于向被检体发送的超 声波的偏转角、所述规定的一个方向与表示所述被检体内中的构造物的边界的方向所成的 角、以及相对于与所述振子群的中央相交的所述规定的一个方向的法线方向垂直的方向与 表示所述边界的方向所成的角的至少一个来选择。处理部对由所述接收开口产生的多个接 收信号之中的至少一个接收信号执行处理,以便成为通过所述控制部选择的所述至少一个 振子所产生的接收信号的信号强度降低为比构成所述接收开口的多个振子之中的所述至 少一个振子以外的振子所产生的接收信号的信号强度更低的状态,并输出所述接收开口的 接收信号。图像生成部基于由所述处理部输出的所述接收开口的接收信号,生成超声波图 像数据。
[0008] 效果
[0009] 根据实施方式的超声波诊断装置,能够降低多重反射。
【附图说明】
[0010] 图1是用于说明第1实施方式的超声波诊断装置的结构例的图。
[0011] 图2是用于说明第1实施方式的接收部的结构例的图。
[0012] 图3是用于说明前提方法的图(1)。
[0013] 图4是用于说明前提方法的图(2)。
[0014] 图5是用于说明前提方法的课题的图(1)。
[0015] 图6是用于说明前提方法的课题的图(2)。
[0016] 图7是用于说明前提方法的课题的图(3)。
[0017] 图8是用于说明前提方法的课题的图(4)。
[0018] 图9是表示第1实施方式的概要的图。
[0019] 图IOA是用于说明第1实施方式中使用的参数(parameter)的图(1)。
[0020] 图IOB是用于说明第1实施方式中使用的参数的图(2)。
[0021] 图IOC是用于说明第1实施方式中使用的参数的图(3)。
[0022] 图IOD是用于说明第1实施方式中使用的参数的图(4)。
[0023] 图11是用于说明第1实施方式的控制部所进行的处理的图(1)。
[0024] 图12是用于说明第1实施方式的控制部所进行的处理的图(2)。
[0025] 图13是用于说明第1实施方式的控制部所进行的处理的图(3)。
[0026] 图14是用于说明第1实施方式的控制部所进行的处理的图(4)。
[0027] 图15是用于说明第1实施方式的控制部所进行的处理图(5)。
[0028] 图16是用于说明第1实施方式的控制部所进行的处理的图(6)。
[0029] 图17是用于说明第1实施方式的效果的图(1)。
[0030] 图18是用于说明第1实施方式的效果的图(2)。
[0031] 图19是表示第1实施方式的超声波诊断装置的处理的一例的流程图 (flowchart) 〇
[0032] 图20是用于说明第2实施方式的图(1)。
[0033] 图21是用于说明第2实施方式的图(2)。
[0034] 图22是用于说明第2实施方式的图(3)。
[0035] 图23是表示第2实施方式的超声波诊断装置的处理的一例的流程图。
[0036] 图24是用于说明第3实施方式的图(1)。
[0037] 图25是用于说明变形例的图(1)。
[0038] 图26是用于说明变形例的图(2)。
【具体实施方式】
[0039] 以下,参照附图对超声波诊断装置的实施方式进行详细说明。
[0040](第1实施方式)
[0041] 首先,对第1实施方式的超声波诊断装置的结构进行说明。图1是用于说明第1 实施方式的超声波诊断装置的结构例的图。如图1所示,第1实施方式的超声波诊断装置 具有超声波探头(probe) 1、监视器(monitor) 2、输入装置3以及装置主体10。
[0042] 超声波探头1具有由在规定的一个方向上排列的多个振子(例如压电振子)构成 的振子群。这些多个振子基于从后述的装置主体10所具有的发送部11供给的驱动信号产 生超声波。此外,超声波探头1所具有的多个振子接收来自被检体P的反射波并变换为电 信号。此外,超声波探头1具有设置于振子的整合层、以及防止从振子向后方传播超声波的 背衬(backing)材等。
[0043] 若从超声波探头1向被检体P发送超声波,则所发送的超声波在被检体P的体内 组织中的声阻抗(impedance)的不连续面上依次被反射,作为反射波被超声波探头1所具 有的多个振子接收。反射波由接收到该反射波的振子变换为作为电信号的反射波信号(接 收信号)。各振子所产生的反射波信号的振幅依赖于超声波被反射的不连续面的声阻抗之 差。另外,所发送的超声波脉冲(pulse)被移动中的血流或心脏壁等的表面反射时的反射 波信号通过多普勒(Doppler)效应,依赖于移动体的超声波发送方向的速度成分而受到频 移。
[0044] 在此,超声波探头1装卸自由地与装置主体10连接。与装置主体10连接的超 声波探头1是具有在规定的一个方向上排列的振子群例如配置成一列的振子列、并对被 检体P进行二维扫描的ID阵列(array)探头。或者,与装置主体10连接的超声波探头 1例如是使振子列以规定的角度(摇动角度)摇动从而对被检体P进行三维扫描的机械 (mechanicalMD探头。或者,与装置主体10连接的超声波探头1例如是为了对被检体P进 行三维扫描而将多个振子以二维配置的、即配置有多列振子列的2D阵列探头。
[0045] 以下,说明作为超声波探头1而使用ID阵列探头的情况。另外,作为ID阵列探 头,可举出在振子列内将开口(发送开口以及接收开口)移动而进行超声波扫描的线性 (linear)型超声波探头或凸面(convex)型超声波探头。或者,作为ID阵列探头,可举出在 振子列内使开口(发送开口以及接收开口)的位置一定、将扫描方向偏转而进行超声波扫 描的扇型超声波探头。振子群所排列的规定的一个方向按超声波探头1的种类而不同。例 如,线性型超声波探头中,振子群以直线状排列。此外,例如,凸面型超声波探头中,振子群 排列为规定的曲率的圆弧状。
[0046] 输入装置3具有鼠标(mouse)、键盘(keyboard)、按钮(button)、面板开关(panel switch)、触摸指令屏幕(touchcommandscreen)、脚踏开关(footswitch)、跟踪球 (trackball)、操纵杆(joystick)等。输入装置3接受来自超声波诊断装置的操作者的各 种设定请求,对装置主体10转发接受到的各种设定请求。
[0047] 监视器2是显示用于超声波诊断装置的操作者使用输入装置3输入各种设定请 求的⑶I(GraphicalUserInterface),或者显示在装置主体10中生成的超声波图像数据 (data)等。
[0048] 装置主体10是基于超声波探头1所具有的各振子产生的接收信号即反射波信号 而生成超声波图像数据的装置,如图1所示,具有发送部11、接收部12、B模式处理部13、多 普勒处理部14、图像生成部15、图像存储器(memory) 16、内部存储部17以及控制部18。
[0049] 发送部11基于后述的控制部18的指示,对超声波发送中的发送指向性进行控制。 艮P,发送部11是发送波束形成器(beam-former)。具体而言,发送部11具有速率脉冲器 (ratepulsar)产生器、发送延迟部、发送脉冲器(pulsar)等,对超声波探头1供给驱动信 号。速率脉冲器产生器以规定的速率(rate)频率(PRF:PulseRepetitionFrequency)重 复产生用于形成发送超声波的速率脉冲(ratepulse)。在速率脉冲经过发送延迟部被赋予 不同的发送延迟时间的状态下对发送脉冲器施加电压。即,发送延迟部对由速率脉冲器产 生器产生的各速率脉冲赋予为了将从超声波探头1产生的超声波集束为波束(beam)状并 决定发送指向性而所需的每个振子的发送延迟时间。发送脉冲器以基于该速率脉冲的定时 (timing),对超声波探头1施加驱动信号(驱动脉冲)。
[0050] 驱动脉冲从发送脉冲器经由线缆(cable)传递到超声波探头1内的振子之后,在 振子中从电信号变换为机械振动。该机械振动在生物体内部作为超声波而被发送。每个振 子具有不同的发送延迟时间的超声波收敛而向规定方向传播。发送延迟部通过改变对各速 率脉冲赋予的发送延迟时间,将来自振子面的发送方向任意地调整。发送部11对在超声波 波束的发送中使用的振子的数量及位置(发送开口)、和与构成发送开口的各振子的位置 相应的发送延迟时间进行控制,从而赋予发送指向性。
[0051] 另外,发送部11为了基于后述的控制部18的指示而执行规定的扫描序列(scan sequence),具有能够将发送频率、发送驱动电压等瞬时变更的功能。特别是,发送驱动电压 的变更通过能够瞬间切换其值的线性放大器(linearamplifier)型的发送电路、或将多个 电源单元(unit)电切换的机构来实现。
[0052] 超声波探头1所发送的超声波的反射波到达超声波探头1内部的振子之后,在振 子中从机械振动变换为电信号(反射波信号),输入到接收部12。
[0053] 接收部12基于后述的控制部18的指示,对超声波接收中的接收指向性进行控制。 即,接收部12是接收波束形成器。图2是用于说明第1实施方式的接收部的结构例的图。 例如,如图2所示,接收部12具有前置放大器(pre-amplifier) 121、A/D(Analog/Digital) 变换部122、接收延迟部123、制作部124、整相加法(phasingaddition)部125等,对超声 波探头1所具有的各振子产生的反射波信号进行各种处理,生成每个接收扫描线的反射波 数据(接收信号)。例如如图2所示,反射波数据通过后述的B模式处理部13、图像生成部 15的处理,变换为超声波图像数据(B模式图像