專利名稱：超聲波診斷裝置及超聲波診斷裝置的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波診斷裝置，特別涉及進(jìn)行活體內(nèi)的組織的性狀診斷的超聲波診斷裝置及超聲波診斷裝置的控制方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，心肌梗塞及腦梗塞等血液循環(huán)系統(tǒng)疾病的患者日益增多，對(duì)這種疾病進(jìn)行預(yù)防及治療，成為一個(gè)重大課題。
心肌梗塞及腦梗塞的出現(xiàn)，與動(dòng)脈硬化密切相關(guān)。具體地說(shuō)，在動(dòng)脈壁上形成粥腫，或者由于高血壓等各種原因，不能形成動(dòng)脈的新細(xì)胞時(shí)，動(dòng)脈就會(huì)失去彈性，變硬變脆。而且，在形成粥腫的部位中，血管被堵塞，或者覆蓋粥腫的血管組織破裂后，粥腫向血管內(nèi)流出，在別的部位堵塞動(dòng)脈，或者導(dǎo)致動(dòng)脈硬化的部位破裂，從而引起這些疾病。因此，早期診斷動(dòng)脈硬化，至關(guān)重要。
在現(xiàn)有技術(shù)中，診斷動(dòng)脈硬化病變時(shí)，使用血管內(nèi)窺鏡，直接觀察血管內(nèi)部的狀況?？墒?，在這種診斷中，需要將血管內(nèi)窺鏡插入被檢查者的血管，所以存在著給被檢查者增加痛苦的問(wèn)題。因此，利用血管內(nèi)窺鏡進(jìn)行的觀察，被用于對(duì)于的確存在動(dòng)脈硬化病變的被檢查者，以便確定其動(dòng)脈硬化病變的區(qū)域，例如，作為健康管理等的檢查，還不曾采用該方法。
測(cè)量動(dòng)脈硬化的一個(gè)重要因素——膽固醇值，或者測(cè)量血壓值，是能夠減少被檢查者的痛苦而且容易進(jìn)行的檢查。可是，這些值不能直接反映動(dòng)脈硬化的程度。
另外，如果能夠早期診斷出動(dòng)脈硬化，使被檢查者服用治療動(dòng)脈硬化的藥物，就能夠產(chǎn)生治療動(dòng)脈硬化的效果?？墒?，人們認(rèn)為動(dòng)脈硬化達(dá)到一定的程度后，即使能夠利用治療藥物抑制動(dòng)脈硬化的發(fā)展，也難以使硬化的動(dòng)脈完全恢復(fù)。
基于這些理由，迫切需要能夠減少被檢查者的痛苦、在動(dòng)脈硬化達(dá)到一定的程度之前的早期階段進(jìn)行診斷的診斷方法或診斷裝置。
另一方面，作為能夠減少被檢查者的痛苦的非侵入的醫(yī)療診斷裝置，在現(xiàn)有技術(shù)中使用超聲波診斷裝置及X射線診斷裝置。從體外照射超聲波及X射線，能夠不給被檢查者增加痛苦，獲得體內(nèi)的形狀信息或形狀的時(shí)間變化信息。獲得體內(nèi)的測(cè)定對(duì)象物的形狀的時(shí)間變化信息(運(yùn)動(dòng)信息)后，就能夠求出測(cè)定對(duì)象物的性狀信息。就是說(shuō)，能夠求出活體內(nèi)的血管的彈性特性，能夠直接知道動(dòng)脈硬化的程度。
尤其是超聲波診斷裝置，與X射線診斷裝置相比，由于只要將超聲波探頭貼住被檢查者就能夠測(cè)量，所以在不需要使被檢查者服用造影劑的這一點(diǎn)上，以及在不存在被X射線輻射的危險(xiǎn)的這一點(diǎn)上，十分優(yōu)越。
另外，伴隨著近年來(lái)的電子學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，已經(jīng)可以使超聲波診斷裝置的測(cè)定精度迅猛提高。這樣，計(jì)測(cè)活體組織的微小運(yùn)動(dòng)的超聲波診斷裝置的開發(fā)，碩果累累。例如有報(bào)告說(shuō)，使用專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)后，由于能夠高精度地計(jì)測(cè)到血管運(yùn)動(dòng)的以振幅幾微米、幾百Hz為止的快速振動(dòng)成分，所以可以在幾微米的等級(jí)上高精度地計(jì)測(cè)血管壁的厚度變化及畸變。
使用這種高精度的計(jì)測(cè)手法后，可以詳細(xì)地測(cè)定動(dòng)脈壁的彈性特性的二維分布。例如在非專利文獻(xiàn)1中，列舉了一個(gè)將頸動(dòng)脈血管壁的彈性率的二維分布狀況與B模式斷層像重疊顯示的例子。動(dòng)脈壁的軟硬程度不一樣，具有某種分布地存在，在動(dòng)脈硬化癥的診斷中，準(zhǔn)確把握表示動(dòng)脈的硬化程度的特征量——彈性率的局部分布，非常重要。
專利文獻(xiàn)1日本國(guó)特開平10-5226號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)1Hiroshi Kanai et al，《Elasticity Imaging of Atheroma WithTranscutaneous Ultrasound Preliminary Study》，Circulation，Vol.107，p.3018-3021，2003. 動(dòng)脈等血液循環(huán)器官組織，伴隨著心臟的跳動(dòng)，反復(fù)變位及伸縮。這樣，使用超聲波診斷裝置，求出血液循環(huán)器官組織的畸變及彈性特性時(shí)，宜于按照心臟的一個(gè)心跳周期測(cè)量一次，從而獲得每個(gè)心跳周期的畸變分布及彈性特性?？墒?，獲得的彈性特性，往往在各個(gè)心跳周期中不同。其理由可以列舉出嚴(yán)密地說(shuō)，心跳周期并不是恒定的周期；在測(cè)定時(shí)，操作超聲波探頭的人及被檢查者進(jìn)行了不需要的活動(dòng)；相應(yīng)測(cè)量環(huán)境，受到各種噪聲的影響等。在這些原因的作用下，獲得的彈性特性有可能變動(dòng)，難以判斷測(cè)定結(jié)果是不是正確的數(shù)值。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述情況，本發(fā)明的目的在于提供能夠評(píng)價(jià)計(jì)測(cè)值是否在上述那些原因的作用下發(fā)生變動(dòng)的超聲波診斷裝置及超聲波診斷裝置的控制方法。
本發(fā)明的超聲波診斷裝置，具備發(fā)送部，該發(fā)送部驅(qū)動(dòng)旨在向活體的體組織發(fā)送超聲波發(fā)送波的超聲波探頭；接收部，該接收部將所述超聲波發(fā)送波在所述活體組織中反射后獲得的、被所述超聲波探頭接收的超聲波反射波放大，生成接收信號(hào)；幀運(yùn)算部，該幀運(yùn)算部根據(jù)所述接收信號(hào)，求出所述組織的形狀測(cè)定值，根據(jù)所述組織的形狀測(cè)定值，計(jì)算表示所述活體組織的每個(gè)心動(dòng)周期的形狀測(cè)定值及性狀測(cè)定值中至少一個(gè)的空間分布的空間分布幀；差異運(yùn)算部，該差異運(yùn)算部在從所述每個(gè)心動(dòng)周期獲得的多個(gè)所述空間分布幀中選擇的2個(gè)空間分布幀之間，求出構(gòu)成所述空間分布幀的形狀測(cè)定值或性狀測(cè)定值的差異；存儲(chǔ)部，該存儲(chǔ)部存儲(chǔ)所述形狀測(cè)定值、性狀測(cè)定值及差異中的至少一個(gè)；顯示部，該顯示部顯示所述空間分布幀。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述差異運(yùn)算部，求出最新的空間分布幀與其前緊接的空間分布幀的差異。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述差異運(yùn)算部，根據(jù)最新的空間分布幀及其前緊接的連續(xù)的N-1個(gè)空間分布幀，求出N-1個(gè)差異，進(jìn)而根據(jù)N-1個(gè)差異，計(jì)算一個(gè)表示N個(gè)空間分布幀的變化的程度的特征量。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述差異運(yùn)算部，求出在時(shí)間軸上連續(xù)的2個(gè)空間分布幀之間的差異。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述差異運(yùn)算部，按照每個(gè)心動(dòng)周期，更新所述特征量。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述顯示部，顯示所述差異。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述顯示部，至少顯示所述差異及所述特征量中的一個(gè)。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述差異運(yùn)算部，根據(jù)所述差異，生成圖象信息；所述顯示部，顯示所述圖象信息。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，還具備音響變換器；所述差異運(yùn)算部，根據(jù)所述差異，生成聲音信息；所述音響變換器，輸出所述聲音信息。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述差異運(yùn)算部，至少根據(jù)所述差異及所述特征量中的一個(gè)，分別生成圖象信息；所述顯示部，顯示所述圖象信息。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，超聲波診斷裝置還具備音響變換器；所述差異運(yùn)算部，至少根據(jù)所述差異及所述特征量中的一個(gè)，分別生成聲音信息；所述音響變換器，輸出所述聲音信息。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述差異運(yùn)算部，將所述差異或所述特征量和規(guī)定的值進(jìn)行比較；根據(jù)比較結(jié)果，所述幀運(yùn)算部，更新所述顯示部顯示的空間分布幀。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述差異運(yùn)算部，特定表示空間分布幀的變化最小的差異或特征量；所述顯示部，顯示獲得特定的差異或特征量時(shí)的空間分布幀。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述差異，至少是從多個(gè)所述空間分布幀中選擇的2個(gè)空間分布幀之間的、構(gòu)成所述空間分布幀的形狀測(cè)定值或性狀測(cè)定值的平均值、絕對(duì)值的平均值、和、絕對(duì)值的和、方差、標(biāo)準(zhǔn)偏差、平方平均平方根及最大值與最小值之差中的某一個(gè)。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述特征量，至少是N-1個(gè)的差異的平均值、和、方差、標(biāo)準(zhǔn)偏差、平方平均平方根及最大值與最小值之差中的某一個(gè)。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述性狀測(cè)定值，是活體組織的最大厚度變化量。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述性狀測(cè)定值，至少是活體組織的畸變及彈性特性中的一個(gè)。
本發(fā)明的超聲波診斷裝置的控制方法，是利用超聲波診斷裝置的控制部進(jìn)行的超聲波診斷裝置的控制方法，包含使用超聲波探頭，發(fā)送超聲波發(fā)送波，接收所述超聲波發(fā)送波在活體組織中反射后獲得的超聲波反射波，生成接收信號(hào)的步驟(a)；根據(jù)所述接收信號(hào)，求出所述組織的形狀測(cè)定值，再根據(jù)所述組織的形狀測(cè)定值，計(jì)算表示所述活體組織的每個(gè)心動(dòng)周期的形狀測(cè)定值及性狀測(cè)定值中至少一個(gè)的空間分布的空間分布幀的步驟(b)；在從所述每個(gè)心動(dòng)周期獲得的多個(gè)所述空間分布幀中選擇的2個(gè)空間分布幀之間，求出構(gòu)成所述空間分布幀的形狀測(cè)定值或性狀測(cè)定值的差異的步驟(c)；顯示所述空間分布幀的步驟(d)。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述步驟(c)，求出最新的空間分布幀與其前緊接的空間分布幀的差異。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述步驟(c)，根據(jù)最新的空間分布幀及其前緊接的連續(xù)的N-1個(gè)空間分布幀，求出N-1個(gè)差異，進(jìn)而根據(jù)N-1個(gè)差異，計(jì)算一個(gè)表示N個(gè)空間分布幀的變化的程度的特征量。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述步驟(c)，求出在時(shí)間軸上連續(xù)的2個(gè)空間分布幀之間的差異。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述步驟(c)，按照每個(gè)心動(dòng)周期，更新所述特征量。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，超聲波診斷裝置的控制方法，進(jìn)而包含顯示所述差異的步驟(e1)。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，超聲波診斷裝置的控制方法，進(jìn)而包含至少顯示所述差異及所述特征量中的一個(gè)的步驟(e2)。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述步驟(e1)，根據(jù)所述差異，生成圖象信息，顯示所述圖象信息。

在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，超聲波診斷裝置的控制方法，還具備根據(jù)所述差異，生成聲音信息；從音響變換器輸出所述聲音信息的步驟(e3)。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述步驟(e2)，至少根據(jù)所述差異及所述特征量中的一個(gè)，分別生成圖象信息，顯示所述圖象信息。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，超聲波診斷裝置的控制方法，還具備至少根據(jù)所述差異及所述特征量中的一個(gè)，分別生成聲音信息，從音響變換器輸出所述聲音信息的步驟(e4)。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述步驟(c)，將所述差異或所述特征量和規(guī)定的值進(jìn)行比較；所述步驟(d)，根據(jù)所述比較結(jié)果，更新顯示的空間分布幀。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述步驟(c)，特定表示空間分布幀的變化最小的差異或特征量；所述步驟(d)，顯示獲得所述特定的差異或特征量時(shí)的空間分布幀。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述差異，至少是從多個(gè)所述空間分布幀中選擇的2個(gè)空間分布幀之間的、構(gòu)成所述空間分布幀的形狀測(cè)定值或性狀測(cè)定值的平均值、絕對(duì)值的平均值、和、絕對(duì)值的和、方差、標(biāo)準(zhǔn)偏差、平方平均平方根及最大值與最小值之差中的某一個(gè)。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述特征量，至少是N-1個(gè)的差異的平均值、和、方差、標(biāo)準(zhǔn)偏差、平方平均平方根及最大值與最小值之差中的某一個(gè)。
在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述性狀測(cè)定值，是活體組織的最大厚度變化量。

在某種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述性狀測(cè)定值，至少是活體組織的畸變及彈性特性中的一個(gè)。
采用本發(fā)明后，算出由使用超聲波獲得的活體組織內(nèi)的任意區(qū)域中的位置信息及運(yùn)動(dòng)信息求出的最大厚度變化量、畸變或彈性特性等的幀間的差異。該差異，表示構(gòu)成幀的數(shù)據(jù)的變化的程度?；蛘?，求出多個(gè)差異，進(jìn)而生成表示幀的變化程度的特征量。這樣，能夠判斷根據(jù)差異或特征量計(jì)測(cè)的穩(wěn)定性，能夠測(cè)定正確的活體組織的形狀或性狀特性。另外，通過(guò)利用差異或特征量來(lái)顯示形狀或性狀特性，能夠提高測(cè)定結(jié)果的可靠性，另外能夠容易觀看地顯示。


圖1是表示使用本發(fā)明的超聲波診斷裝置，診斷血管壁的組織性狀的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是表示采用本發(fā)明的超聲波診斷裝置的第1實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖3是詳細(xì)示出圖2所示的超聲波診斷裝置的運(yùn)算部的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖4是在血管壁中傳播的超聲波束和測(cè)量對(duì)象位置的示意圖。
圖5是表示測(cè)量對(duì)象位置Pn和求出彈性率的對(duì)象組織的關(guān)系的圖形。
圖6(a)是示意性地示出給血管壁40設(shè)定的ROI的圖形，(b)是示意性地示出顯示部顯示的空間分布幀的圖形。
圖7是示意性地講述空間分布幀和空間分布幀之間的差異及差異的特征量的關(guān)系的圖形。
圖8是講述采用本發(fā)明的超聲波診斷裝置的第2實(shí)施方式中的動(dòng)作的流程圖。
圖9是示意性地表示在第2實(shí)施方式中，計(jì)測(cè)期間求出的差異的曲線圖。
圖10是講述采用本發(fā)明的超聲波診斷裝置的第3實(shí)施方式中的動(dòng)作的流程圖。
圖11是示意性地表示在第3實(shí)施方式中，計(jì)測(cè)期間求出的差異的曲線圖。
圖中 1血管外組織2體表3血管4血管前壁5血液11超聲波診斷裝置12血壓計(jì)13超聲波探頭14發(fā)送部15接收部16延遲時(shí)間控制部17相位檢波部18濾波器部19運(yùn)算部20運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部21顯示部22心電圖儀31形狀測(cè)定值運(yùn)算部32性狀測(cè)定值運(yùn)算部33差異運(yùn)算部34幀運(yùn)算部
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的超聲波診斷裝置，計(jì)算測(cè)量對(duì)象物——活體的組織的各部的形狀測(cè)定值(最大厚度及變化量)及性狀測(cè)定值(畸變及彈性特性)，作為每個(gè)心跳周期的幀，求出其二維分布。下面，以求出血管壁的彈性特性的二維分布的情況為例，講述本發(fā)明的超聲波診斷裝置。
(第1實(shí)施方式)下面，講述采用本發(fā)明的超聲波診斷裝置的第1實(shí)施方式。
圖1是表示使用本發(fā)明的超聲波診斷裝置11，進(jìn)行血管壁組織的性狀診斷時(shí)的結(jié)構(gòu)的方框圖。將與超聲波診斷裝置11連接的超聲波探頭13，貼緊受檢者的體表2地設(shè)置，向血管外組織1的內(nèi)部發(fā)送超聲波。被發(fā)送的超聲波，在血管3及血液5中反射、散射，其中的一部分返回超聲波探頭13，被作為回波(超聲波反射波)接收。超聲波診斷裝置11，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解析及運(yùn)算，求出血管前壁4的形狀信息及運(yùn)動(dòng)信息。另外，將血壓計(jì)12與超聲波診斷裝置11連接，血壓計(jì)12測(cè)量的受檢者的血壓數(shù)據(jù)，被輸入超聲波診斷裝置11。超聲波診斷裝置11，采用專利文獻(xiàn)1公布的方法，使用檢波信號(hào)的振幅及相位的兩者，采用帶制約的最小平方法決定對(duì)象的瞬時(shí)位置，實(shí)現(xiàn)高精度的(位置變位量的測(cè)定精度在±0.2微米)相位跟蹤，從而能夠以很高的精度測(cè)量血管前壁4中的微小部位的厚度及厚度變化量的時(shí)間變化的情況。進(jìn)而，使用血壓計(jì)12獲得的血壓數(shù)據(jù)，可以求出血管前壁4中的微小部位的彈性特性。另外，心電圖儀22與超聲波診斷裝置11連接，心電圖儀22測(cè)量的心電波形，被輸入超聲波診斷裝置11，作為決定取得數(shù)據(jù)及清除數(shù)據(jù)的時(shí)刻的觸發(fā)信號(hào)使用。心電圖儀22還可以用其它的活體信號(hào)檢出單元——心音計(jì)及脈搏計(jì)置換，取代心電波形，將心音波形及脈搏波形作為觸發(fā)器信號(hào)使用。
下面，詳細(xì)講述超聲波診斷裝置11的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作。圖2是表示超聲波診斷裝置11的結(jié)構(gòu)的方框圖。超聲波診斷裝置11，具有發(fā)送部14、接收部15、延遲時(shí)間控制部16、相位檢波部17、濾波器部18、運(yùn)算部19、運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20及顯示部21。另外，為了控制上述各部，還具有包含微機(jī)的控制部30。

發(fā)送部14生成規(guī)定的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，向超聲波探頭13輸出。在驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的作用下，由超聲波探頭13發(fā)送的超聲波發(fā)送波，在血管3等活體組織中反射、漫射，產(chǎn)生的超聲波反射波由超聲波探頭13接收。使其發(fā)生超聲波的驅(qū)動(dòng)脈沖的頻率，根據(jù)測(cè)定對(duì)象的深度及音速?zèng)Q定，以便使在時(shí)間軸上鄰接的前后的超聲波脈沖不互相重疊。
接收部15使用超聲波探頭13，接收超聲波反射波。接收部15包含A/D變換部，將超聲波反射波放大，生成接收信號(hào)，再變換成數(shù)字信號(hào)。發(fā)送部14及接收部15，使用電子部件等構(gòu)成。
延遲時(shí)間控制部16，與發(fā)送部14及接收部15連接，控制發(fā)送部14給予超聲波探頭13的超聲波振動(dòng)器組的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的延遲時(shí)間。從而使由超聲波探頭13發(fā)送的超聲波發(fā)送波的超聲波束的音響線的方向及焦點(diǎn)深度變化。另外，還通過(guò)控制被超聲波探頭13接收、被接收部15放大的接收信號(hào)的延遲時(shí)間，從而能夠使開口直徑變化，或者使焦點(diǎn)位置變化。延遲時(shí)間控制部16的輸出，被輸入相位檢波部17。
相位檢波部17，對(duì)用延遲時(shí)間控制部16進(jìn)行了延遲控制的接收信號(hào)，進(jìn)行相位檢波，分離成實(shí)部信號(hào)和虛部信號(hào)。分離的實(shí)部信號(hào)和虛部信號(hào)，被輸入濾波器部18。濾波器部18除去來(lái)自測(cè)量對(duì)象以外的反射成分及噪聲成分等。相位檢波部17及濾波器部18，既可以由軟件構(gòu)成，也可以由硬件構(gòu)成。
經(jīng)過(guò)相位檢波的接收信號(hào)的實(shí)部信號(hào)及虛部信號(hào)，被輸入運(yùn)算部19。圖3是詳細(xì)示出運(yùn)算部19的結(jié)構(gòu)的方框圖。運(yùn)算部19，包含形狀測(cè)定值運(yùn)算部31、性狀測(cè)定值運(yùn)算部32及差異運(yùn)算部33。形狀測(cè)定值運(yùn)算部31及性狀測(cè)定值運(yùn)算部32，構(gòu)成幀運(yùn)算部34。運(yùn)算部19，既可以由軟件構(gòu)成，也可以由硬件構(gòu)成。
形狀測(cè)定值運(yùn)算部31，根據(jù)接收信號(hào)的實(shí)部信號(hào)及虛部信號(hào)，求出多個(gè)測(cè)定對(duì)象位置中的活體組織的運(yùn)動(dòng)速度，對(duì)該運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行積分后，求出位置變位量(位置的時(shí)間變位量)。然后，根據(jù)求出的位置變位量，求出各測(cè)定對(duì)象位置中的活體組織的厚度變化量(伸縮量)。另外，從心電圖儀22接收有關(guān)一個(gè)心動(dòng)周期的信息，求出一個(gè)心動(dòng)周期中的厚度變化量的最大值與最小值之差分——最大厚度變化量和厚度的最大值。
性狀測(cè)定值運(yùn)算部32，接收最大厚度變化量和厚度的最大值，求出活體組織的畸變。進(jìn)而，使用由血壓計(jì)12得到的血壓數(shù)據(jù)，求出各測(cè)定對(duì)象位置之間的組織的彈性特性。
這樣求出的活體組織的最大厚度變化量、畸變或彈性特性，被與計(jì)測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)地描繪，作為表示形狀測(cè)定值或性狀測(cè)定值的空間分布的每個(gè)心動(dòng)周期的空間分布幀，向顯示部21輸出。
接著，使用圖4及圖5，詳細(xì)講述幀運(yùn)算部34中的這些體計(jì)算。圖4是表示在活體60中傳播的超聲波束67的示意圖，圖中示出血管壁64及血管以外的活體組織62。由配置在活體60的表面的超聲波探頭13發(fā)送的超聲波發(fā)送波，在活體60中行進(jìn)。超聲波發(fā)送波，作為具有某種有限的寬度的超聲波束67，在活體60中傳播，在該過(guò)程中，被血管以外的活體組織62及血管壁64反射或漫射的一部分超聲波，返回超聲波探頭13，被作為超聲波反射波接收。超聲波反射波，被作為時(shí)間序列信號(hào)r(t)檢出，越是由最接近超聲波探頭13的組織獲得的反射的時(shí)間序列信號(hào)，在時(shí)間軸上越位于原點(diǎn)附近。超聲波束67的寬度(射束直徑)，可通過(guò)改變延遲時(shí)間加以控制。
位于超聲波束的中心軸——音響線66上的血管壁62中的多個(gè)測(cè)量對(duì)象位置Pn(P1、P2、P3、Pk、…Pn，n為3以上的自然數(shù))，以某種一定的間隔，從接近超聲波探頭13的位置依照P1、P2、P3、Pk、…Pn的順序排列。如果將以活體60的表面為原點(diǎn)的深度方向的坐標(biāo)，作為Z1、Z2、Z3、Zk、…Zn，那么來(lái)自測(cè)量對(duì)象位置Pk的反射，在時(shí)間軸上就成為位于tk＝2Zk/c的位置。式中，c表示超聲波在活體內(nèi)的音速。在相位檢波部17中，對(duì)反射波信號(hào)r(t)進(jìn)行相位檢波，將檢波后的信號(hào)分離成實(shí)部信號(hào)及虛部信號(hào)后，使其通過(guò)濾波器部18。在運(yùn)算部10的形狀測(cè)定值運(yùn)算部31中，在反射波信號(hào)r(t)和微小時(shí)間Δt后的反射波信號(hào)r(t+Δt)中，在振幅不變化，只相位及反射位置變化的制約下，通過(guò)最小平方法求出使反射波信號(hào)r(t)和r(t+Δt)的波形的匹配誤差成為最小的相位差。根據(jù)該相位差，求出測(cè)量對(duì)象位置Pn的運(yùn)動(dòng)速度Vn(t)，再將其積分后，就能求出位置變化量dn(t)。
圖6是表示測(cè)量對(duì)象位置Pn和彈性率運(yùn)算的對(duì)象組織Tn的關(guān)系的圖形。對(duì)象組織Tk，位于被相鄰的測(cè)量對(duì)象位置Pk和Pk+1夾持的范圍內(nèi)，具有厚度L?？梢愿鶕?jù)n個(gè)測(cè)量對(duì)象位置P1…Pn，設(shè)置(n-1)個(gè)對(duì)象組織T1…TN-1。
對(duì)象組織Tk的伸縮量——厚度變化量Hk(t)，根據(jù)測(cè)量對(duì)象位置Pk和Pk+1的位置變化量hk(t)和hk+1(t)，作為Hk(t)＝hk+1(t)-hk(t)求出。
血管壁64的組織Tk的厚度變化，隨著心跳引起的血壓的變化而產(chǎn)生，大致與心率周期同步地反復(fù)。因此，彈性特性也宜于與心率周期同步地求出每個(gè)心動(dòng)周期的數(shù)值。從1個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)的厚度變化量Hk(t)中，抽出最大值和最小值，將最大值和最小值之差，作為最大厚度變化量Δhk。另外，將血壓的最大值和最小值之差，作為脈壓Δp。設(shè)對(duì)象組織的厚度的最大值為Hm時(shí)，可以通過(guò)下列公式，分別求出畸變Sk及彈性特性xk。
Sk＝Δhk/Hmxk＝Δp/Sk＝Δp·Hm/Δhk 測(cè)量對(duì)象位置Pn的數(shù)量及其間隔，可以按照測(cè)量的目的及測(cè)量對(duì)象物——活體組織的特性任意設(shè)定。另外，在以上的講述中，列舉了求出鄰接的測(cè)量對(duì)象位置間的厚度變化量及彈性特性的例子。但厚度變化量及彈性特性，也可以求出隔著一個(gè)以上的測(cè)量對(duì)象位置的兩點(diǎn)間的值。這時(shí)，該兩點(diǎn)間的位置變位量，最好使用該兩點(diǎn)及其之間的測(cè)量對(duì)象位置的位置變位量的平均值。
求出厚度變化量及彈性特性的范圍，也可以是有任意的2點(diǎn)夾持的1處。但在實(shí)施方式中，使用的超聲波探頭13，具有陣列狀地排列的多個(gè)超聲波振蕩器，能夠求出斷層面內(nèi)任意領(lǐng)域內(nèi)所有部位的彈性特性。任意領(lǐng)域可由操作者利用ROI(Region Of Interest)規(guī)定。ROI是旨在使操作者指定希望求出彈性特性的領(lǐng)域而進(jìn)行的顯示，操作者可以一邊在顯示部21上確認(rèn)其大小及位置，一邊通過(guò)超聲波診斷裝置11的接口部(未圖示)做媒介，自由設(shè)定。
幀運(yùn)算部描繪這樣求出的活體組織的最大厚度變化量、畸變或彈性特性，作為表示形狀測(cè)定值或性狀測(cè)定值的空間分布的每個(gè)心動(dòng)周期的空間分布幀，向顯示部21輸出?？臻g分布幀，既可以是一維，也可以是二維或三維。圖6(a)示意性地示出顯示部21顯示的血管壁40和ROI41。血管壁40的圖象，例如可以用與振幅強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的亮度，調(diào)制和上述的運(yùn)算不同的接收信號(hào)后獲得。圖6(b)示出血管壁40的用ROI41規(guī)定的區(qū)域中的彈性特性。在用ROI41規(guī)定的區(qū)域中，配置著6行×5列描繪的幀數(shù)據(jù)f(k)11～f(k)65，幀數(shù)據(jù)f(k)11～f(k)65，構(gòu)成空間分布幀F(xiàn)k。如上所述，幀數(shù)據(jù)f(k)11～f(k)65是活體組織的最大厚度變化量等形狀測(cè)定值或畸變及彈性特性等性狀測(cè)定值。
幀運(yùn)算部34，將空間分布幀F(xiàn)k向運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20輸出，并使其存儲(chǔ)。還向顯示部21輸出。顯示部21顯示接收的空間分布幀F(xiàn)k。在圖6(b)中，例如用與其值對(duì)應(yīng)的濃淡，顯示彈性特性。也可以使用與幀中的彈性特性的值對(duì)應(yīng)的配色，將彈性特性分布作為二維彩色圖象。
如前所述，由于按照每個(gè)心動(dòng)周期，求出活體組織的最大厚度變化量、畸變或彈性特性，所以幀數(shù)據(jù)f(k)11～f(k)65及空間分布幀F(xiàn)k也被按照每個(gè)心動(dòng)周期更新。
幀運(yùn)算部34計(jì)算的最大厚度變化量、畸變、彈性特性等數(shù)據(jù)，在存儲(chǔ)容量允許的范圍內(nèi)，被運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20存儲(chǔ)，可以隨時(shí)讀出。運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20，例如如果使用環(huán)形存儲(chǔ)器等元件，就能夠始終更新存儲(chǔ)最新的數(shù)據(jù)。這樣，運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20存儲(chǔ)的各種數(shù)據(jù)，還能夠隨時(shí)在顯示部21上顯示。
差異運(yùn)算部33，在從每個(gè)心動(dòng)周期的多個(gè)空間分布幀中選擇的2個(gè)空間分布幀之間，求出構(gòu)成空間分布幀的形狀測(cè)定值或性狀測(cè)定值的差異。具體地說(shuō)，從幀運(yùn)算部34或運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20中接收最新的空間分布幀F(xiàn)k，在被運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20存儲(chǔ)的(最新的空間分布幀F(xiàn)k)之前緊接的空間分布幀F(xiàn)k-1中，求出對(duì)應(yīng)的幀數(shù)據(jù)之間的差分的平方平均平方根(RMS)，將它作為差異dk。就是說(shuō)，進(jìn)行用下列公式表示的運(yùn)算。
[數(shù)學(xué)式1]dk=Σi=0,j=0i=m-1,j=n-1(f(k)ij-f(k-1)ij2m×n]]> 將求出的差異dk，向運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20輸出，并使其存儲(chǔ)。還向顯示部21輸出。經(jīng)過(guò)一個(gè)心動(dòng)周期后，幀運(yùn)算部34計(jì)算最新的空間分布幀F(xiàn)k+1，差異運(yùn)算部33在最新的空間分布幀F(xiàn)k+1與其前緊接的空間分布幀F(xiàn)k之間，求出差異dk+1，向運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20輸出。還在顯示部21上顯示差異dk+1。這樣，求出新的空間分布幀F(xiàn)n后，在與其前緊接的空間分布幀F(xiàn)n-1之間，求出差異dn。差異dn的值，和空間分布幀F(xiàn)n一起，與心動(dòng)周期同步，被更新后在顯示部21上顯示。
差異dn，是連續(xù)的2枚幀之間的差分的RMS，測(cè)定越穩(wěn)定，它就越小。就是說(shuō)，差異dn是表示計(jì)測(cè)的穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)值。因此，超聲波診斷裝置11的操作者，可以一邊操作超聲波探頭13，一邊確認(rèn)顯示的差異dn的值，作為測(cè)量穩(wěn)定化的參考。
還可以采用數(shù)值以外的顯示方法，在顯示部21上顯示差異dn。例如在差異運(yùn)算部33中，進(jìn)而根據(jù)差異dn的值的大小，生成圖象信息，顯示該圖象信息。更具體地說(shuō)，差異dn較大時(shí)，編制振幅及頻率較大的波形或具有任意的形狀的較大的圖形的動(dòng)畫；差異dn較小時(shí)，則編制振幅及頻率較小的波形或具有任意的形狀的較小的圖形的動(dòng)畫。使顯示部21顯示這種動(dòng)畫時(shí)，隨著差異dn的變小，用動(dòng)畫表示的圖象或波形的振幅及頻率就變小后顯示。這樣，與顯示數(shù)值時(shí)相比，操作者能夠直觀地理解差異dn的變化。
此外，還可以使圖形及線條、文字等的亮度、色調(diào)、長(zhǎng)度、大小、個(gè)數(shù)、角度、形狀等，按照差異dn的大小變化。另外，不局限于動(dòng)畫，還可以按照差異dn生成靜止畫面。
另外，還可以在差異運(yùn)算部33中，根據(jù)差異dn的大小，生成聲音信息，并且從超聲波診斷裝置11設(shè)置的揚(yáng)聲器等將電信號(hào)變換成聲音的音響變換器31，輸出生成的聲音信息。例如可以在差異dn的值較大時(shí)，生成頻率高的聲音；差異dn的值較小時(shí)，生成頻率低的聲音。從音響變換器31輸出這種聲音信息時(shí)，隨著差異dn的變小，從音響變換器31輸出的聲音的頻率變低?；蛘撸鳛橐繇懽儞Q器31，還可以使用壓電蜂鳴器等，按照差異dn的值，使斷續(xù)輸出的蜂鳴音的周期變化。
將差異dn的值的變化，作為容易直觀地理解的圖象信息顯示，或者作為能夠利用聽覺(jué)識(shí)別的聲音信息輸出后，在使用超聲波診斷裝置11進(jìn)行的測(cè)量中，操作者能夠集中注意力地掌握其它許多的信息，例如探頭的位置及顯示部顯示的彈性特性等其它的計(jì)測(cè)信息、被檢查者的狀態(tài)等許多的狀態(tài)。
此外，在顯示部21顯示的空間分布幀內(nèi)，包含不需要求出形狀測(cè)定值或性狀測(cè)定值的區(qū)域時(shí)，差異運(yùn)算部33可以只抽出希望求出空間分布幀內(nèi)的形狀測(cè)定值或性狀測(cè)定值的區(qū)域，求出差異。例如如圖6(a)所示的那樣，在ROI 41中，包含血管壁40以外的活體組織的區(qū)域，只希望求出血管壁40的形狀測(cè)定值或性狀測(cè)定值時(shí)，可以從空間分布幀中只抽出相當(dāng)于血管壁40的區(qū)域的幀數(shù)據(jù)，求出血管壁組織中的差異。從空間分布幀中抽出相當(dāng)于血管壁的區(qū)域時(shí)，例如可以利用音響阻抗的差異。另外，反之，如圖6(a)所示的那樣，在ROI 41中，包含血管壁40以外的活體組織的區(qū)域，只希望求出血管壁40的形狀測(cè)定值或性狀測(cè)定值時(shí)，還可以修正ROI 41，以便只包含血管壁40。
另外，除了RMS以外，可以使用差分的平均值、差分的絕對(duì)值的平均值、差分的和、差分的絕對(duì)值的和、差分的方差、差分的標(biāo)準(zhǔn)偏差、差分的最大值與最小值之差等，計(jì)算差異dn。通過(guò)這些計(jì)算求出的差異dn，其值越小，越表示空間分布幀的形狀測(cè)定值或性狀測(cè)定值的變化小，測(cè)量穩(wěn)定?？墒?，也可以采用其值越大，越表示空間分布幀的形狀測(cè)定值或性狀測(cè)定值的變化小的運(yùn)算方法。例如可以將這些運(yùn)算的結(jié)果獲得的值的倒數(shù)，作為差異dn。
另外，還可以使用多個(gè)差異dn，評(píng)價(jià)測(cè)量的穩(wěn)定性。幀運(yùn)算部34運(yùn)算了最新的空間分布幀F(xiàn)k后，差異運(yùn)算部33從運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20中，讀出由1個(gè)心動(dòng)周期前的幀F(xiàn)k-1起，到N-1個(gè)心動(dòng)周期前的幀F(xiàn)k-(N-1)為止的連續(xù)的N-1個(gè)數(shù)據(jù)。接著，差異運(yùn)算部33，在從最新的幀F(xiàn)k起，到幀F(xiàn)k-(N-1)為止的連續(xù)的N個(gè)數(shù)據(jù)中，求出鄰接的幀之間的幀數(shù)據(jù)的差分的RMS，將它們作為差異dk、dk-1、dk-2、…dk-(N-2)。然后，差異運(yùn)算部33求出這些N-1個(gè)差異的平均值，將它作為差異的特征量Dk。使運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20存儲(chǔ)差異的特征量Dk，并且使顯示部21顯示。差異運(yùn)算部33在每個(gè)心動(dòng)周期即每當(dāng)最新的空間分布幀被更新時(shí)，反復(fù)進(jìn)行這些動(dòng)作。

如上所述，特征量Dk，既可以作為數(shù)值原封不動(dòng)地在顯示部21上顯示，也可以作為由與特征量Dk的值的大小對(duì)應(yīng)的圖形及線條等構(gòu)成的動(dòng)畫及靜止畫面表示的圖象信息在顯示部21上顯示。另外，還可以生成與特征量Dk的值的大小對(duì)應(yīng)的聲音信息，從音響變換器31輸出。
為了求出特征量Dk而使用的差異dn的個(gè)數(shù)N的理想范圍，取決于操作者及被檢查者能夠在多長(zhǎng)的期間中維持穩(wěn)定的姿勢(shì)。例如測(cè)量人體的頸動(dòng)脈時(shí)，N為2～6的范圍最理想。
參照?qǐng)D7，講述N＝5時(shí)的情況。幀運(yùn)算部34運(yùn)算最新的空間分布幀F(xiàn)k后，差異運(yùn)算部33從運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20中，讀出從1個(gè)心動(dòng)周期前的幀F(xiàn)k起，到4個(gè)心動(dòng)周期前的幀F(xiàn)k-4為止的連續(xù)的4個(gè)數(shù)據(jù)。接著，差異運(yùn)算部33求出鄰接的幀之間的幀數(shù)據(jù)的差分的RMS，將它們作為差異dk、dk-1、dk-2、dk-3。然后，差異運(yùn)算部33求出這4個(gè)差異的平均值，將它作為差異的特征量Dk。如圖所示，根據(jù)差異dk-1、dk-2、dk-3、dk-4，可以求出獲得1個(gè)心動(dòng)周期前的空間分布幀F(xiàn)k-1時(shí)的特征量Dk-1。這樣，每當(dāng)最新的空間分布幀被更新時(shí)，特征量Dk也被更新。
這樣求出的差異的特征量Dn，測(cè)定越穩(wěn)定就越小。就是說(shuō)，差異的特征量Dn也表示測(cè)量的穩(wěn)定性，采用本發(fā)明的超聲波診斷裝置11的操作者，可以一邊操作超聲波探頭13，一邊確認(rèn)差異的特征量Dn的值，作為使測(cè)量穩(wěn)定化的參考。這時(shí)，也可以和差異dn一起在顯示部21上顯示。
差異的特征量Dn，除了作為多個(gè)差異dn的平均值求出以外，還可以作為差異的和、差異的方差、差異的標(biāo)準(zhǔn)偏差、差異的RMS及差異的最大值與最小值之差等求出。就象關(guān)于差異dn的講述那樣，這些值也是通常較小的表示變化少?？墒?，也可以選擇使其值大的表示變化小的運(yùn)算。
為了求出特征量而使用的差異，也可以不從鄰接的或連續(xù)的2個(gè)空間分布幀之間求出。例如使用5個(gè)連續(xù)的空間分布幀F(xiàn)k-4～Fk，求出特征量時(shí)，可以求出Fk與Fk-1的差異d’k、Fk與Fk-2的差異d’k-1、Fk與Fk-3的差異d’k-2及Fk與Fk-4的差異d’k-3，再求出這4個(gè)差異d’k～d’k-3的平均值D’k。
此外，在本實(shí)施方式中，例示了求出血管壁的彈性特性的二維分布的情況。但是本發(fā)明的超聲波診斷裝置，也能適當(dāng)測(cè)定心臟等血管壁以外的血液循環(huán)器官組織及肝臟、乳房等體組織。
另外，在本實(shí)施方式中，講述了測(cè)定形狀測(cè)定值及性狀測(cè)定值的二維分布，作為每個(gè)心動(dòng)周期的幀顯示的超聲波診斷裝置。但是也可以使用3D機(jī)械探頭等，測(cè)定形狀測(cè)定值及性狀測(cè)定值的三維分布，作為每個(gè)心動(dòng)周期的幀顯示。
(第2實(shí)施方式)在本實(shí)施方式中，講述使用在第1實(shí)施方式中詳細(xì)講述的差異dn或差異的特征量Dn，進(jìn)行空間分布幀的顯示的超聲波診斷裝置及其控制方法。差異dn或差異的特征量Dn的運(yùn)算方法，和在第1實(shí)施方式中講述的一樣。另外，以下沒(méi)有特別言及的超聲波診斷裝置的結(jié)構(gòu)，和第1實(shí)施方式一樣。
圖8是表示使用差異dn控制超聲波診斷裝置的一個(gè)例子的流程圖。表示根據(jù)差異運(yùn)算部33求出的差異dn和超聲波診斷裝置11的操作者預(yù)先設(shè)定的差異的閾值ds的比較結(jié)果，控制空間分布幀的顯示的方法。在以下講述的步驟，例如作為計(jì)算機(jī)可實(shí)行的程序或固件等，被超聲波診斷裝置11設(shè)置的ROM等記錄介質(zhì)記錄。
首先，在進(jìn)行測(cè)定前，操作者決定的差異的閾值ds，在超聲波診斷裝置11中設(shè)定(步驟S1)。具體地說(shuō)，ds是連續(xù)的2枚空間分布幀之間的差分的RMS的閾值。
接著，操作者操作超聲波診斷裝置11，如在第1實(shí)施方式中詳細(xì)講述的那樣，使幀運(yùn)算部34運(yùn)算所需部位的形狀測(cè)定值及性狀測(cè)定值例如彈性特性的空間分布——空間分布幀F(xiàn)，使運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20存儲(chǔ)該運(yùn)算的結(jié)果(步驟S2)。在這里，測(cè)定的空間分布幀F(xiàn)，用測(cè)定開始后、最初的幀的意思，顯示F0。接著，幀運(yùn)算部34在顯示部21上顯示幀F(xiàn)0(步驟S3)。
在下一個(gè)心動(dòng)周期中，幀運(yùn)算部34運(yùn)算幀F(xiàn)1，使運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20存儲(chǔ)該運(yùn)算的結(jié)果(步驟S4)。進(jìn)而，根據(jù)運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20存儲(chǔ)的幀F(xiàn)0和運(yùn)算的F1，運(yùn)算差異d1，并且在顯示部21上顯示它(步驟S5)。
差異運(yùn)算部33比較差異d1和閾值ds(步驟S6)，判斷與閾值ds相比，運(yùn)算出來(lái)的差異d1是否表示計(jì)測(cè)的穩(wěn)定性高。具體地說(shuō)，判斷RMS是否小于閾值ds(步驟S7)。在這里，差異d1小于閾值ds時(shí)，差異運(yùn)算部33使顯示部19顯示幀F(xiàn)1(步驟S8)，完成該心動(dòng)周期中的動(dòng)作。然后，返回步驟S4，反復(fù)實(shí)行步驟S4～步驟S7。
此外，步驟S7中的和閾值ds的比較，隨著怎樣定義差異dn，判斷計(jì)測(cè)的穩(wěn)定性高的基準(zhǔn)不同。就是說(shuō)，隨著差異dn的定義的不同，有時(shí)差異d1大于閾值ds時(shí)計(jì)測(cè)的穩(wěn)定性高。
差異d1大于閾值ds時(shí)，運(yùn)算部19完成該心動(dòng)周期中的動(dòng)作，不顯示最新的空間分布幀地返回步驟S4，反復(fù)實(shí)行步驟S4～步驟S7。
操作者想中斷或結(jié)束測(cè)定時(shí)，可以向超聲波診斷裝置11輸入凍結(jié)信號(hào)。凍結(jié)信號(hào)可以在圖8所示的任何一個(gè)步驟中輸入，超聲波診斷裝置11確認(rèn)輸入凍結(jié)信號(hào)后，就中止所有的測(cè)定。在顯示部21上顯示在與閾值ds相比，差異d表示穩(wěn)定的幀中最后獲得的幀F(xiàn)和這時(shí)的差異d。為了進(jìn)行這種動(dòng)作，需要在步驟S8中顯示幀F(xiàn)，而且使運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20存儲(chǔ)幀F(xiàn)和這時(shí)的差異d。
圖9是表示在本實(shí)施方式的超聲波診斷裝置中，各心動(dòng)周期求出的差異dn的曲線圖。橫軸表示計(jì)測(cè)開始后獲得的空間分布幀的次數(shù)、即計(jì)測(cè)開始后的心動(dòng)周期的次數(shù)。計(jì)測(cè)剛開始后，由于被檢查者或把持超聲波探頭13的操作者的姿勢(shì)及呼吸狀態(tài)不穩(wěn)定等理由，差異dn較大，然后逐漸變小。在圖9中，如給橫軸上的數(shù)字帶圈后所示的那樣，第5～8及10心動(dòng)周期獲得的差異dn，小于閾值ds。超聲波診斷裝置11在顯示部21中顯示獲得小于閾值ds的差異時(shí)的空間分布幀。具體地說(shuō)，開始計(jì)測(cè)后，到4心動(dòng)周期為止，不在顯示部21中顯示空間分布幀。然后，在第5心動(dòng)周期才顯示空間分布幀。以后，到8心動(dòng)周期為止，在每個(gè)心動(dòng)周期中，空間分布幀都被更新。第9心動(dòng)周期獲得的差異dn，大于閾值ds。因此，在第9心動(dòng)周期不更新空間分布幀，維持空間分布幀F(xiàn)8的顯示。然后，在第10心動(dòng)周期，更新顯示，顯示空間分布幀F(xiàn)10。
這樣，采用本實(shí)施方式后，比較差異運(yùn)算部33求出的差異d和操作者預(yù)先設(shè)定的差異的閾值ds，只在與閾值ds相比，差異d優(yōu)秀時(shí)，顯示幀F(xiàn)。因此，操作者能夠有選擇地只看具有某種程度的穩(wěn)定性的測(cè)量結(jié)果，能夠進(jìn)行更正確的診斷。
在本實(shí)施方式中，詳細(xì)講述了使用差異dn的控制方法。但是，能夠?qū)崿F(xiàn)使用差異的特征量Dn，和設(shè)定的閾值Ds進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，控制空間分布幀的顯示的超聲波診斷裝置。使用差異的特征量Dn，控制空間分布幀的顯示時(shí)，在圖8的流程圖中，為了求出最初的差異的特征量D4，而將步驟2反復(fù)進(jìn)行5次，求出5個(gè)差異，再將d0～d4平均后，求出D4的點(diǎn)，和使用差異dn的控制方法不同。這時(shí)，在到獲得D4為止的5個(gè)心動(dòng)周期中，每當(dāng)實(shí)行步驟3時(shí)，既可以顯示幀F(xiàn)n，也可以不顯示。為了向正在實(shí)施的測(cè)定的操作者顯示，最好顯示。
另外，也可以利用差異dn或差異的特征量Dn，控制測(cè)定的結(jié)束。例如作為閾值d’s或D’s，設(shè)定表示計(jì)測(cè)非常穩(wěn)定的情況的值，判斷與閾值d’s或D’s相比，差異dn或差異的特征量Dn是否表示計(jì)測(cè)的穩(wěn)定性高。差異dn或差異的特征量Dn，達(dá)到與閾值d’s或D’s相比，表示計(jì)測(cè)穩(wěn)定的值時(shí)，結(jié)束計(jì)測(cè)，打印輸出最后獲得的空間分布幀，或者將其記錄到記錄介質(zhì)中。該控制，也可以和上述空間分布幀的顯示的控制組合。還顯示空間分布幀時(shí)，為了顯示空間分布幀，在測(cè)定結(jié)束的控制中使用的閾值d’s或D’s，最好是與閾值ds或Ds相比，表示計(jì)測(cè)的穩(wěn)定性高的數(shù)值。這樣，計(jì)測(cè)開始后空間分布幀就被顯示，能夠在穩(wěn)定性很高時(shí)自動(dòng)結(jié)束測(cè)定。
(第3實(shí)施方式)在本實(shí)施方式中，和第2實(shí)施方式一樣，講述使用在第1實(shí)施方式中詳細(xì)講述的差異dn或差異的特征量Dn，進(jìn)行空間分布幀的顯示的超聲波診斷裝置及其控制方法。差異dn或差異的特征量Dn的運(yùn)算方法，和在第1實(shí)施方式中講述的一樣。另外，以下沒(méi)有特別言及的超聲波診斷裝置的結(jié)構(gòu)，和第1實(shí)施方式一樣。
圖10是表示使用差異dn控制超聲波診斷裝置的一個(gè)例子的流程圖。表示根據(jù)差異運(yùn)算部33求出的差異dn和超聲波診斷裝置11的操作者預(yù)先設(shè)定的差異的閾值ds的比較結(jié)果，控制空間分布幀的顯示的方法。
首先，操作者操作超聲波診斷裝置11，如在第1實(shí)施方式中詳細(xì)講述的那樣，使幀運(yùn)算部34運(yùn)算所需部位的形狀測(cè)定值及性狀測(cè)定值例如彈性特性的空間分布——空間分布幀F(xiàn)，使運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20存儲(chǔ)該運(yùn)算的結(jié)果，并且在顯示部21上顯示幀(步驟S21)。在這里，測(cè)定的幀F(xiàn)，用測(cè)定開始后最初的空間分布幀的意思，顯示F0。
在下一個(gè)心動(dòng)周期中，幀運(yùn)算部34運(yùn)算空間分布幀F(xiàn)1，使運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20存儲(chǔ)該運(yùn)算的結(jié)果，并且在顯示部21上顯示(步驟S22)。幀運(yùn)算部34，根據(jù)運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20存儲(chǔ)的空間分布幀F(xiàn)0和運(yùn)算的空間分布幀F(xiàn)1，運(yùn)算差異d1，并且在顯示部21上顯示它(步驟S23)。
作為該時(shí)刻的最佳值Fbest和dbest，差異運(yùn)算部33分別存儲(chǔ)幀F(xiàn)1和差異d1(步驟S24)。
在下一個(gè)心動(dòng)周期中，幀運(yùn)算部34運(yùn)算幀F(xiàn)2，使運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20存儲(chǔ)該運(yùn)算的結(jié)果(步驟S25)。進(jìn)而，根據(jù)運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部20存儲(chǔ)的幀F(xiàn)1和運(yùn)算的F2，運(yùn)算差異d2，并且在顯示部21上顯示它(步驟S26)。
差異運(yùn)算部33比較差異d2和差異的最佳值dbest(步驟S27)，判斷與最佳值dbest相比，運(yùn)算出來(lái)的差異d2是否表示計(jì)測(cè)的穩(wěn)定性高。具體地說(shuō)，判斷RMS是否小于dbest(步驟S28)。在這里，差異d2比值dbest計(jì)測(cè)的穩(wěn)定性高(小)時(shí)，作為新的最佳值Fbest和dbest，差異運(yùn)算部33分別存儲(chǔ)幀F(xiàn)2和差異d2(步驟S29)。并且使顯示部19顯示幀F(xiàn)best(步驟S30)，完成該心動(dòng)周期中的動(dòng)作。然后，返回步驟S25，反復(fù)實(shí)行步驟S25～28。
差異d2大于dbest時(shí)，差異運(yùn)算部33完成該心動(dòng)周期中的動(dòng)作，不顯示最新的空間分布幀地返回步驟S25，反復(fù)實(shí)行步驟S25～28。
圖11是表示在本實(shí)施方式的超聲波診斷裝置中，各心動(dòng)周期求出的差異dn的曲線圖。和圖9一樣，橫軸表示計(jì)測(cè)開始后獲得的空間分布幀的次數(shù)、即計(jì)測(cè)開始后的心動(dòng)周期的次數(shù)。計(jì)測(cè)剛開始后，由于被檢查者或把持超聲波探頭13的操作者的姿勢(shì)及呼吸狀態(tài)不穩(wěn)定等理由，差異dn較大，然后逐漸變小。在圖11中，在給橫軸上的數(shù)字帶圈后所示的周期，最佳值Fbest和dbest被更新。因此，空間分布幀被更新。就是說(shuō)，剛開始后，在每個(gè)心動(dòng)周期，差異dn變小，所以在每個(gè)心動(dòng)周期，空間分布幀都被更新。不久，計(jì)測(cè)穩(wěn)定，差異dn大致成為恒定的值后，只在差異dn進(jìn)而表示計(jì)測(cè)的穩(wěn)定性高的值時(shí)，更新空間分布幀。
這樣，采用本實(shí)施方式后，雖然測(cè)定剛開始時(shí)，頻繁更新空間分布幀地顯示，但是計(jì)測(cè)穩(wěn)定后，就維持最穩(wěn)定時(shí)的空間分布幀。因此，隨著計(jì)測(cè)的穩(wěn)定，顯示部顯示的圖象就容易觀看，另外，還能夠有選擇地觀看穩(wěn)定性高的測(cè)量結(jié)果。這樣，操作者能夠進(jìn)行更正確的診斷。
在本實(shí)施方式中，取代差異dn，使用差異的特征量Dn，也能夠進(jìn)行同樣的控制。使用差異的特征量Dn，控制空間分布幀的顯示時(shí)，在圖10的流程圖中，為了求出最初的差異的特征量D4，而將步驟23反復(fù)進(jìn)行5次，求出5個(gè)差異，再將d0～d4平均后，求出D4的點(diǎn)，和使用差異dn的控制不同。這時(shí)，在到獲得D4為止的5個(gè)心動(dòng)周期中，每當(dāng)實(shí)行步驟3時(shí)，既可以顯示幀F(xiàn)n，也可以不顯示。為了向正在實(shí)施的測(cè)定的操作者顯示，最好顯示。
本發(fā)明的超聲波診斷裝置，能夠適當(dāng)測(cè)定血管壁、心臟等血管壁以外的血液循環(huán)器官組織及肝臟、乳房等體組織的形狀及性狀特性。另外，作為醫(yī)生能夠正確診斷活體組織的形狀及性狀特性的超聲波診斷裝置，其用途廣泛。
權(quán)利要求
1.一種超聲波診斷裝置，具備發(fā)送部，該發(fā)送部驅(qū)動(dòng)旨在向活體的組織發(fā)送超聲波發(fā)送波的超聲波探頭；接收部，該接收部將所述超聲波發(fā)送波在所述活體組織中反射后獲得的、被所述超聲波探頭接收的超聲波反射波放大，生成接收信號(hào)；幀運(yùn)算部，該幀運(yùn)算部根據(jù)所述接收信號(hào)，求出所述組織的形狀測(cè)定值，再根據(jù)所述組織的形狀測(cè)定值，計(jì)算表示所述活體的每個(gè)心動(dòng)周期的形狀測(cè)定值及性狀測(cè)定值中至少一方的空間分布的空間分布幀；差異運(yùn)算部，該差異運(yùn)算部在從所述每個(gè)心動(dòng)周期獲得的多個(gè)所述空間分布幀中選擇的2個(gè)空間分布幀之間，求出構(gòu)成所述空間分布幀的形狀測(cè)定值或性狀測(cè)定值的差異；存儲(chǔ)部，該存儲(chǔ)部存儲(chǔ)所述形狀測(cè)定值、性狀測(cè)定值及差異中的至少一個(gè)；以及顯示部，該顯示部顯示所述空間分布幀。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于所述差異運(yùn)算部，求出最新的空間分布幀與其前緊接的空間分布幀之間的差異。
3.如權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于所述差異運(yùn)算部，根據(jù)最新的空間分布幀及其前緊接的連續(xù)的N-1個(gè)空間分布幀，求出N-1個(gè)的差異，進(jìn)而根據(jù)N-1個(gè)的差異，計(jì)算一個(gè)表示N個(gè)空間分布幀的變化的程度的特征量。
4.如權(quán)利要求3所述的超聲波診斷裝置，其特征在于所述差異運(yùn)算部，求出在時(shí)間軸上連續(xù)的2個(gè)空間分布幀之間的差異。
5.如權(quán)利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特征在于所述差異運(yùn)算部，按照所述每個(gè)心動(dòng)周期，更新所述特征量。
6.如權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于所述顯示部，顯示所述差異。
7.如權(quán)利要求3所述的超聲波診斷裝置，其特征在于所述顯示部，至少顯示所述差異及所述特征量中的一方。
8.如權(quán)利要求6所述的超聲波診斷裝置，其特征在于所述差異運(yùn)算部，根據(jù)所述差異，生成圖象信息；所述顯示部，顯示所述圖象信息。
9.如權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于還具備音響變換器；所述差異運(yùn)算部，根據(jù)所述差異，生成聲音信息；所述音響變換器，輸出所述聲音信息。
10.如權(quán)利要求6所述的超聲波診斷裝置，其特征在于所述差異運(yùn)算部，根據(jù)所述差異及所述特征量中的至少一方，分別生成圖象信息；所述顯示部，顯示所述圖象信息。
11.如權(quán)利要求3所述的超聲波診斷裝置，其特征在于還具備音響變換器；所述差異運(yùn)算部，根據(jù)所述差異及所述特征量中的至少一方，分別生成聲音信息；所述音響變換器，輸出所述聲音信息。
12.如權(quán)利要求5所述的超聲波診斷裝置，其特征在于所述差異運(yùn)算部，對(duì)所述差異或所述特征量與規(guī)定的值進(jìn)行比較；根據(jù)比較結(jié)果，所述幀運(yùn)算部，更新所述顯示部顯示的空間分布幀。
13.如權(quán)利要求5所述的超聲波診斷裝置，其特征在于所述差異運(yùn)算部，確定表示空間分布幀的變化為最小的差異或特征量；所述顯示部，顯示在取得所確定的差異或特征量時(shí)的空間分布幀。
14.如權(quán)利要求1～13任一項(xiàng)所述的超聲波診斷裝置，其特征在于所述差異，是從多個(gè)所述空間分布幀中選擇的2個(gè)空間分布幀之間的、構(gòu)成所述空間分布幀的形狀測(cè)定值或性狀測(cè)定值的平均值、絕對(duì)值的平均值、和、絕對(duì)值的和、方差、標(biāo)準(zhǔn)偏差、平方平均平方根及最大值與最小值之差中的至少某一個(gè)。
15.如權(quán)利要求3～5任一項(xiàng)所述的超聲波診斷裝置，其特征在于所述特征量，是N-1個(gè)的差異的平均值、和、方差、標(biāo)準(zhǔn)偏差、平方平均平方根及最大值與最小值之差中的至少某一個(gè)。
16.如權(quán)利要求1～15任一項(xiàng)所述的超聲波診斷裝置，其特征在于所述形狀測(cè)定值，是活體組織的最大厚度變化量。
17.如權(quán)利要求1～15任一項(xiàng)所述的超聲波診斷裝置，其特征在于所述性狀測(cè)定值，是活體組織的畸變及彈性特性中的至少一方。
18.一種超聲波診斷裝置的控制方法，是利用超聲波診斷裝置的控制部進(jìn)行的超聲波診斷裝置的控制方法，包含步驟a，使用超聲波探頭，發(fā)送超聲波發(fā)送波，接收由所述超聲波發(fā)送波在活體組織中反射后獲得的超聲波反射波，生成接收信號(hào)；步驟b，根據(jù)所述接收信號(hào)，求出所述組織的形狀測(cè)定值，再根據(jù)所述組織的形狀測(cè)定值，計(jì)算表示所述活體的每個(gè)心動(dòng)周期的形狀測(cè)定值及性狀測(cè)定值中至少一方的空間分布的空間分布幀；步驟c，在從所述每個(gè)心動(dòng)周期獲得的多個(gè)所述空間分布幀中選擇的2個(gè)空間分布幀之間，求出構(gòu)成所述空間分布幀的形狀測(cè)定值或性狀測(cè)定值的差異；以及步驟d，顯示所述空間分布幀。
19.如權(quán)利要求18所述的超聲波診斷裝置的控制方法，其特征在于所述步驟c，求出最新的空間分布幀與其前緊接的空間分布幀之間的差異。
20.如權(quán)利要求18所述的超聲波診斷裝置的控制方法，其特征在于所述步驟c，根據(jù)最新的空間分布幀及其前緊接的連續(xù)的N-1個(gè)空間分布幀，求出N-1個(gè)的差異，進(jìn)而根據(jù)N-1個(gè)的差異，計(jì)算一個(gè)表示N個(gè)空間分布幀的變化的程度的特征量。
21.如權(quán)利要求20所述的超聲波診斷裝置的控制方法，其特征在于所述步驟c，求出在時(shí)間軸上連續(xù)的2個(gè)空間分布幀之間的差異。
22.如權(quán)利要求17所述的超聲波診斷裝置的控制方法，其特征在于所述步驟c，按照所述每個(gè)心動(dòng)周期，更新所述特征量。
23.如權(quán)利要求18所述的超聲波診斷裝置的控制方法，其特征在于進(jìn)而包含顯示所述差異的步驟e1。
24.如權(quán)利要求20所述的超聲波診斷裝置的控制方法，其特征在于進(jìn)而包含步驟e2，顯示所述差異及所述特征量中的至少一方。
25.如權(quán)利要求23所述的超聲波診斷裝置的控制方法，其特征在于所述步驟e1，根據(jù)所述差異，生成圖象信息，顯示所述圖象信息。
26.如權(quán)利要求18所述的超聲波診斷裝置的控制方法，其特征在于還具備步驟e3，根據(jù)所述差異，生成聲音信息；從音響變換器輸出所述聲音信息。
27.如權(quán)利要求24所述的超聲波診斷裝置的控制方法，其特征在于所述步驟e2，根據(jù)所述差異及所述特征量中的至少一方，分別生成圖象信息，顯示所述圖象信息。
28.如權(quán)利要求18所述的超聲波診斷裝置的控制方法，其特征在于還具備步驟e4，根據(jù)所述差異及所述特征量中的至少一方，分別生成聲音信息，從音響變換器輸出所述聲音信息。
29.如權(quán)利要求22所述的超聲波診斷裝置的控制方法，其特征在于所述步驟c，對(duì)所述差異或所述特征量與規(guī)定的值進(jìn)行比較；所述步驟d，根據(jù)所述比較結(jié)果，更新顯示的空間分布幀。
30.如權(quán)利要求22所述的超聲波診斷裝置的控制方法，其特征在于所述步驟c，確定表示空間分布幀的變化為最小的差異或特征量；所述步驟d，顯示取得所述確定的差異或特征量時(shí)的空間分布幀。
31.如權(quán)利要求18～30任一項(xiàng)所述的超聲波診斷裝置的控制方法，其特征在于所述差異，是從多個(gè)所述空間分布幀中選擇的2個(gè)空間分布幀之間的、構(gòu)成所述空間分布幀的形狀測(cè)定值或性狀測(cè)定值的平均值、絕對(duì)值的平均值、和、絕對(duì)值的和、方差、標(biāo)準(zhǔn)偏差、平方平均平方根及最大值與最小值之差中的至少某一個(gè)。
32.如權(quán)利要求20～26任一項(xiàng)所述的超聲波診斷裝置的控制方法，其特征在于所述特征量，是N-1個(gè)的差異的平均值、和、方差、標(biāo)準(zhǔn)偏差、平方平均平方根及最大值與最小值之差中的至少某一個(gè)。
33.如權(quán)利要求18～32任一項(xiàng)所述的超聲波診斷裝置的控制方法，其特征在于所述形狀測(cè)定值，是活體組織的最大厚度變化量。
34.如權(quán)利要求18～32任一項(xiàng)所述的超聲波診斷裝置的控制方法，其特征在于所述性狀測(cè)定值，是活體組織的畸變及彈性特性中的至少一方。
全文摘要
超聲波診斷裝置，具備發(fā)送部(14)，該部驅(qū)動(dòng)旨在向活體的組織發(fā)送超聲波發(fā)送波的超聲波探頭(13)；接收部(15)，該部將超聲波發(fā)送波在活體組織中反射后獲得的、被超聲波探頭接收的超聲波反射波放大，生成接收信號(hào)；幀運(yùn)算部(19)，該部根據(jù)接收信號(hào)，求出組織的形狀測(cè)定值，再根據(jù)組織的形狀測(cè)定值，計(jì)算表示活體組織的每個(gè)心動(dòng)周期的形狀測(cè)定值及性狀測(cè)定值中至少一個(gè)的空間分布的空間分布幀；差異運(yùn)算部(19)，該部在從每個(gè)心動(dòng)周期獲得的多個(gè)空間分布幀中選擇的2個(gè)空間分布幀之間，求出構(gòu)成空間分布幀的形狀測(cè)定值或性狀測(cè)定值的差異；存儲(chǔ)部，該部存儲(chǔ)所述形狀測(cè)定值、性狀測(cè)定值及差異中的至少一個(gè)；顯示部(21)，該部顯示空間分布幀。
文檔編號(hào)A61B8/08GK101039627SQ20058003458
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2005年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月19日
發(fā)明者加藤真, 萩原尚, 反中由直 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社