專利名稱：超聲波診斷裝置以及超聲波收發(fā)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用超聲波生成并顯示被檢測(cè)體內(nèi)的關(guān)心部位的生物體組織的硬度或者軟度的分布的彈性像的超聲波診斷裝置，尤其涉及適合生成高清晰的三維彈性像的超聲波診斷裝置和超聲波收發(fā)方法。
背景技術(shù)：
在超聲波診斷裝置中，通過(guò)超聲波探頭對(duì)被檢測(cè)體內(nèi)部的斷層面(掃描面)掃描超聲波，通過(guò)對(duì)從斷層面的生物體組織的各部位返回來(lái)的反射回聲信號(hào)進(jìn)行接收處理來(lái)取得RF信號(hào)的幀數(shù)據(jù)。并且，基于取得的RF信號(hào)幀數(shù)據(jù)來(lái)生成二維或三維的斷層像、或是二維或三維的彈性像并在監(jiān)視器畫面顯示，進(jìn)而用于診斷。
一般情況下，彈性像基于在施加到生物體組織的力(壓迫)的不同的狀態(tài)而取得的兩個(gè)RF信號(hào)幀數(shù)據(jù)來(lái)生成。即，基于2個(gè)RF信號(hào)幀數(shù)據(jù)，利用因施加的力使生物體組織相應(yīng)于硬度而位移的情況，求出表示關(guān)心部位的位移或者位移矢量的分布的位移幀數(shù)據(jù)。并且，基于求得的位移幀數(shù)據(jù)或者位移幀數(shù)據(jù)來(lái)生成在關(guān)心部位的各部的測(cè)量點(diǎn)的彈性值，生成二維彈性幀數(shù)據(jù)，并對(duì)此進(jìn)行圖像化而得到二維彈性像。并且，向與斷層面交叉的方向(例如，正交方向)移動(dòng)探頭，來(lái)取得由多個(gè)二維彈性幀數(shù)據(jù)構(gòu)成的彈性體數(shù)據(jù)。并且，使用彈性體數(shù)據(jù)通過(guò)繪制來(lái)生成三維彈性像，并在監(jiān)視器畫面進(jìn)行顯示。
在此，制作出在生物體組織上施加的力為不同的狀態(tài)的方法，公知有各種各樣的方法。例如已知有利用手動(dòng)或機(jī)器的方法通過(guò)超聲波探頭(以下，適宜地簡(jiǎn)稱為探頭)對(duì)生物體組織施加壓力乃至壓迫的方法、利用隨著內(nèi)臟器官等的搏動(dòng)來(lái)對(duì)生物體組織施加壓力的方法、通過(guò)從探頭照射的超聲波來(lái)對(duì)生物體組織施加壓力的方法等。
在專利文獻(xiàn)I中提出有如下內(nèi)容使探頭與對(duì)被檢測(cè)體進(jìn)行推拉操作所致的壓迫狀態(tài)的變動(dòng)建立對(duì)應(yīng)，并連續(xù)地收集多個(gè)二維彈性幀數(shù)據(jù)，從收集的多個(gè)二維彈性幀數(shù)據(jù)中提取壓迫相同的幀數(shù)據(jù)塊，生成高精度的彈性體數(shù)據(jù)。由此，即使壓迫狀態(tài)變動(dòng)，因?yàn)槟軌蛏稍谕鹊膲浩葼顟B(tài)下的彈性體數(shù)據(jù)，所以能夠取得精度高的三維彈性像。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)I :日本專利特開2008-259555號(hào)公報(bào)
但是，在超聲波診斷中要求生成更加高清晰的三維彈性像。在此，在本說(shuō)明書中， 所謂的高清晰的三維彈性像是指分辨率高并且彈性分布的顯示灰度等級(jí)極細(xì)的圖像。為了生成這樣的高清晰的三維彈性像，要求構(gòu)成彈性體數(shù)據(jù)的多個(gè)二維彈性幀數(shù)據(jù)的分辨率高，并且?guī)俾矢??？墒?，為了取得這樣的高清晰的二維彈性幀數(shù)據(jù)，要求探頭的推拉操作穩(wěn)定或者均勻。另外，要求除了提高幀速率之外還要使探頭盡量低速且勻速地向與斷層面 (掃描面)交叉的方向進(jìn)行移動(dòng)，來(lái)收集幀間隔較密的彈性幀數(shù)據(jù)。另一方面，一邊觀看高清晰的二維彈性像、一邊搜索作為目標(biāo)的關(guān)心部位(診斷對(duì)象部位)時(shí)，存在以下問(wèn)題搜索需要時(shí)間，收集期望的關(guān)心部位的高清晰的彈性體數(shù)據(jù)的時(shí)間變長(zhǎng)，超聲波診斷裝置的操作性變差。
因此，搜索關(guān)心部位時(shí)，以分辨率較低，且?guī)俾瘦^低的搜索模式來(lái)取得二維斷層像(或二維彈性像)，在圖像內(nèi)捕捉關(guān)心部位時(shí)，優(yōu)選以分辨率高且?guī)俾矢叩母咔逦Ｊ絹?lái)取得二維斷層像(或二維彈性像)。
在專利文獻(xiàn)I記載的現(xiàn)有技術(shù)中，沒(méi)有考慮到以下情況對(duì)關(guān)心部位的搜索模式和高清晰模式進(jìn)行切換，來(lái)快速地尋找關(guān)心部位，并且收集高清晰的彈性體數(shù)據(jù)來(lái)生成高清晰的三維彈性像。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明將要解決的問(wèn)題是能夠取得高清晰的三維彈性像、并且實(shí)現(xiàn)操作性優(yōu)良的超聲波診斷裝置和超聲波收發(fā)方法。
解決課題的手段
為了解決上述課題，本發(fā)明的超聲波診斷裝置，具有收發(fā)處理部，其通過(guò)探頭對(duì)被檢測(cè)體掃描超聲波波束，并接收來(lái)自該被檢測(cè)體的超聲波信號(hào)；二維彈性像構(gòu)成部，其基于所述超聲波信號(hào)求出表示彈性值的分布的彈性幀數(shù)據(jù)來(lái)生成二維彈性像；三維彈性像構(gòu)成部，其基于多個(gè)所述彈性幀數(shù)據(jù)來(lái)生成三維彈性像；以及顯示部，其顯示所述二維彈性像和所述三維彈性像的至少一者，該超聲波診斷裝置的特征在于，設(shè)置有切換部，該切換部檢測(cè)在多個(gè)所述彈性幀數(shù)據(jù)的彈性值的變動(dòng)，并基于該彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性，切換所述收發(fā)處理部的收發(fā)條件。
即，多個(gè)彈性幀數(shù)據(jù)的彈性值的變動(dòng)如果穩(wěn)定，即使在通過(guò)手動(dòng)或機(jī)械的方法，根據(jù)搏動(dòng)或是超聲波等，對(duì)生物體組織施加壓力的某一種方法的情況下，都能取得適當(dāng)?shù)膹椥詭瑪?shù)據(jù)。在這里，在檢測(cè)到彈性值的變動(dòng)穩(wěn)定的情況下，通過(guò)將收發(fā)處理部的收發(fā)條件切換為例如能夠取得高清晰的三維彈性圖像的收發(fā)條件，從而能夠自動(dòng)地取得高清晰的三維彈性像，因此能夠?qū)崿F(xiàn)操作性優(yōu)良的超聲波診斷裝置。
在這種情況下，所述收發(fā)處理部的收發(fā)條件優(yōu)選設(shè)定為以設(shè)定的第一清晰度來(lái)取得的所述彈性幀數(shù)據(jù)的第一收發(fā)條件、和以高于所述第一清晰度的第二清晰度來(lái)取得所述彈性幀數(shù)據(jù)的第二收發(fā)條件。并且，所述切換部構(gòu)成為從所述2維彈性像構(gòu)成部取得由所述第I收發(fā)條件取得的連續(xù)的多個(gè)所述彈性幀數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)價(jià)所述彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性。
S卩，檢測(cè)者將收發(fā)處理部設(shè)定低的第一清晰度的第I收發(fā)條件，使探頭與被檢測(cè)體的體表抵接來(lái)收發(fā)超聲波并使顯示部顯示第一清晰度的二維彈性像(和/或二維斷層像)。此時(shí)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)將探頭在與斷層面交叉的方向(例如，大體上正交的方向)上移動(dòng)，從而能夠在顯示部依次顯示不同斷層面的二維彈性像，因此檢測(cè)者觀察二維彈性像而能夠搜索期望的關(guān)心部位。在這里，通過(guò)較低地設(shè)定第一清晰度，能夠縮短二維彈性幀數(shù)據(jù)的測(cè)量時(shí)間。另外，因?yàn)閹俾瘦^低所以能夠快速地移動(dòng)探頭，并能夠快速地搜索到期望的關(guān)心部位。另外，關(guān)心部位的搜索可通過(guò)二維斷層像進(jìn)行，但如后述，基于彈性值的變動(dòng)自動(dòng)地檢測(cè)彈性體數(shù)據(jù)的取得開始，因此在搜索模式的情況下，也可生成并顯示二維彈性像。
在這里，在與斷層面交叉的方向上移動(dòng)探頭的操作可通過(guò)手動(dòng)來(lái)進(jìn)行。在機(jī)械地進(jìn)行的情況下，例如，可通過(guò)將探頭安裝在與斷層面交叉的方向上使其搖動(dòng)(擺動(dòng))的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的夾具上來(lái)實(shí)現(xiàn)。進(jìn)而，使用將振子二維配置而構(gòu)成的電子掃描式的二維陣列型的探頭，能夠通過(guò)電子掃描使超聲波波束在與斷層面交叉的方向上搖動(dòng)。
這樣在搜索到關(guān)心部位的位置，在檢測(cè)者開始取得三維彈性像的情況下，例如，使與被檢測(cè)體的體表抵接的探頭進(jìn)行推拉操作時(shí)，在顯示部可顯示關(guān)心部位的第一清晰度的二維彈性像。在該二維彈性像所表征的彈性值根據(jù)探頭的推拉操作而變動(dòng)。在此，切換部求出第一清晰度的二維彈性像的彈性值的變動(dòng)圖形，如果該變動(dòng)圖形穩(wěn)定，則可判斷檢測(cè)者開始了高清晰的三維彈性像的取得。基于該判斷，通過(guò)向收發(fā)處理部輸出用于變換為第二精細(xì)度的第二收發(fā)條件的指令，從而因?yàn)槿〉昧烁咔逦膹椥泽w數(shù)據(jù)所以可取得高清晰的三維彈性像。
換言之，從切換部輸出的切換指令可以說(shuō)是開始取得高清晰彈性像的觸發(fā)信號(hào)。 這樣做，根據(jù)本發(fā)明，能夠通過(guò)利用清晰度低的超聲波像(二維彈性像及/或二維斷層像) 來(lái)快速地搜索關(guān)心部位。并且，在捕捉到關(guān)心部位的位置，檢測(cè)者開始彈性體數(shù)據(jù)的取得時(shí)，由二維彈性幀數(shù)據(jù)的彈性值的變動(dòng)顯現(xiàn)。在此，通過(guò)切換部，基于彈性值的變動(dòng)自動(dòng)地切換為高清晰的彈性體數(shù)據(jù)的取得，從而可實(shí)現(xiàn)操作性優(yōu)良的超聲波診斷裝置?？傊?，根據(jù)從超聲波像中檢測(cè)出的位移等彈性值的變動(dòng)，能夠得到用于自動(dòng)地取得高清晰的彈性幀數(shù)據(jù)的切換定時(shí)，并在增加簡(jiǎn)便性的同時(shí)可取得品質(zhì)高的三維彈性像。
在上述說(shuō)明中，對(duì)通過(guò)手動(dòng)進(jìn)行為了取得彈性像而對(duì)被檢測(cè)體的生物體組織施加壓迫的操作的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于此。例如，在機(jī)械地推拉操作與被檢測(cè)體的體表抵接的探頭的情況下，在操作安裝了探頭的搖動(dòng)夾具的身邊開關(guān)時(shí)，機(jī)械的推拉操作在彈性值的變動(dòng)中顯現(xiàn)。在此，基于彈性值的變動(dòng)圖形可檢測(cè)出機(jī)械的推拉操作開始，并可自動(dòng)地切換為高清晰模式。另外，同樣地在利用伴隨搏動(dòng)對(duì)生物體組織施加壓力的情況下， 或者，通過(guò)從探頭照射的超聲波對(duì)生物體組織施加壓力的情況下，因?yàn)樗阉髂Ｊ降乃阉魉俣炔灰?guī)則地變動(dòng)，所以兩個(gè)RF幀數(shù)據(jù)的間隔(間距)不規(guī)則地變動(dòng)。因此，因?yàn)閺椥灾档淖儎?dòng)圖形不規(guī)則地變動(dòng)，所以可檢測(cè)變化為規(guī)則的穩(wěn)定的變動(dòng)，能夠自動(dòng)地切換為高清晰模式。這樣，無(wú)論是何種的壓迫方法，都在彈性值的變動(dòng)圖形已穩(wěn)定時(shí)檢測(cè)到彈性體數(shù)據(jù)的開始取得，可自動(dòng)地切換為高清晰模式。
另外，所述彈性幀數(shù)據(jù)可基于由第一或第二清晰度取得的所述RF信號(hào)幀數(shù)據(jù)，分別進(jìn)行運(yùn)算。另外，第一或第二清晰度可通過(guò)收發(fā)波束的密度及幀速率的至少一者來(lái)進(jìn)行設(shè)定。另外，所述彈性值可使用所述生物體組織的位移、形變、彈性率、粘性、相對(duì)于參考區(qū)域的形變比、以及與彈性相關(guān)的其他物理量(參數(shù))的某一個(gè)。
在所述超聲波診斷設(shè)備中，所述彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性可基于檢測(cè)的所述彈性值的變動(dòng)圖形來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。彈性值的變動(dòng)圖形的穩(wěn)定性在所述變動(dòng)圖形具有反復(fù)地增減的變動(dòng)周期的情況下，可基于所述變動(dòng)周期的連續(xù)的兩個(gè)1/2周期或I周期的變動(dòng)圖形特征量來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。例如，求出在時(shí)間上連續(xù)的兩個(gè)變動(dòng)圖形的特征量的差，該差在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，評(píng)價(jià)為有穩(wěn)定性。另外，所述切換部除了所述變動(dòng)周期的穩(wěn)定性之外，還可基于該穩(wěn)定性以設(shè)定周期數(shù)進(jìn)行連續(xù)的連續(xù)性，將所述收發(fā)條件從所述第一清晰度切換為所述第二清晰度。
進(jìn)而，在上述的某個(gè)超聲診斷裝置中，在所述第一清晰度時(shí)，可在所述顯示部顯示所述二維彈性像或所述三維彈性像。
進(jìn)而另外在上述的某個(gè)超聲診斷裝置中，三維彈性像構(gòu)成部能把多個(gè)彈性體數(shù)據(jù)6分別分成多個(gè)幀塊，將彈性值在一定容許范圍內(nèi)的幀塊進(jìn)行結(jié)合而制成一個(gè)彈性體數(shù)據(jù)， 并繪制該彈性體數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)成三維彈性像。由此，能夠通過(guò)具有適當(dāng)?shù)膹椥灾档膹椥泽w數(shù)據(jù) 的塊來(lái)構(gòu)成三維彈性像，并可構(gòu)成更加高清晰的三維彈性像。上述某個(gè)切換部，在切換為所述第二收發(fā)條件之后，能在所述變動(dòng)圖形的穩(wěn)定性 破壞時(shí)，對(duì)所述第一發(fā)送條件進(jìn)行復(fù)位，并再次基于所述變動(dòng)圖形的穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)，切換為 所述第二發(fā)送條件。上述某個(gè)二維彈性像構(gòu)成部求出彈性幀數(shù)據(jù)，該彈性幀數(shù)據(jù)表示接受伴隨搏動(dòng)的 壓迫而位移的生物體組織的彈性值的分布，所述切換部取得連續(xù)的多個(gè)所述彈性幀數(shù)據(jù)， 檢測(cè)伴隨所述搏動(dòng)的所述彈性值的變動(dòng)圖形的峰值，基于所述峰值周期的穩(wěn)定性來(lái)切換所 述收發(fā)處理部的收發(fā)條件。在這種情況下，所述探頭被安裝到由電動(dòng)機(jī)在所述斷層面交叉 的方向上搖動(dòng)的夾具上時(shí)，所述切換部在檢測(cè)到所述峰值時(shí)輸出使所述電動(dòng)機(jī)停止設(shè)定時(shí) 間的信號(hào)，在該設(shè)定時(shí)間經(jīng)過(guò)后，按照與所述峰值的周期一致地使所述探頭的斷層面位置 搖動(dòng)設(shè)定角度的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)。另外，在上述任一個(gè)超聲波診斷裝置中，所述三維彈性像構(gòu)成部能夠?qū)⒍鄠€(gè)彈性 體數(shù)據(jù)分別分為多個(gè)幀塊，結(jié)合彈性值在一定的允許范圍的幀塊來(lái)制作一個(gè)彈性體數(shù)據(jù)， 并繪制該彈性體數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)成三維彈性像。所述彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性可將構(gòu)成以所述第一收發(fā)條件取得的所述彈性體數(shù) 據(jù)的鄰接的兩個(gè)彈性幀數(shù)據(jù)間的相關(guān)值或噪聲比與它們的設(shè)定值進(jìn)行比較來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。這 種情況下，優(yōu)選基于鄰接的兩個(gè)彈性幀數(shù)據(jù)的相關(guān)值或噪聲比的體數(shù)據(jù)全體的平均值進(jìn)行 評(píng)價(jià)。進(jìn)而，取得以所述第一收發(fā)條件取得的多個(gè)所述彈性體數(shù)據(jù)，并可通過(guò)連續(xù)的兩組彈 性體數(shù)據(jù)的類似度來(lái)評(píng)價(jià)所述彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可實(shí)現(xiàn)能夠取得高清晰的三維彈性像、并且操作性優(yōu)良的超聲波診 斷裝置。


圖1是表示本發(fā)明的超聲波診斷裝置的一個(gè)實(shí)施方式的全體結(jié)構(gòu)的框結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖1的切換部的詳細(xì)框結(jié)構(gòu)圖。圖3是對(duì)切換部的實(shí)施例1的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖4是對(duì)圖1的超聲波診斷裝置的一個(gè)實(shí)施方式的全體的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的流程 圖。圖5是對(duì)切換部的實(shí)施例1的變形例的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖6是對(duì)切換部的實(shí)施例2的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖7是對(duì)切換部的實(shí)施例3的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖8是對(duì)切換部的實(shí)施例4的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖9是對(duì)切換部的實(shí)施例5的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖10是對(duì)切換部的實(shí)施例6的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖11是對(duì)切換部的實(shí)施例7的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖12是說(shuō)明實(shí)施例7的進(jìn)度條的一個(gè)例子的圖。
具體實(shí)施方式
圖I示出本發(fā)明涉及的超聲波診斷裝置的一個(gè)實(shí)施方式的全體的框結(jié)構(gòu)圖。如圖所示，超聲波診斷裝置具有主體部100、與被檢測(cè)體101體表抵接來(lái)使用的超聲波探頭(以下，略稱為探頭)102、控制主體部100的各結(jié)構(gòu)要素的控制部103、以及對(duì)控制部103進(jìn)行各種指令輸入的操作部104。操作部104具有鍵盤或軌跡球等的定位設(shè)備。探頭102是將多個(gè)振子呈矩形或扇形地排列而形成，具有通過(guò)振子對(duì)被檢測(cè)體101發(fā)送且從被檢測(cè)體101 接收超聲波的功能。在本實(shí)施方式中，使探頭102在與振子的排列方向正交的方向(短軸方向)上機(jī)械地?fù)u動(dòng)，能夠在三維區(qū)域接收和發(fā)送超聲波。例如，將探頭102安裝到在斷層面交叉(例如，正交)的方向使其搖動(dòng)(擺動(dòng))的夾具上，并通過(guò)安裝在夾具上的電動(dòng)機(jī)使探頭102擺動(dòng)。是被稱為所謂的機(jī)械三維探針的結(jié)構(gòu)。另外，本發(fā)明中，代替機(jī)械地?cái)[動(dòng)探頭102而能夠通過(guò)手動(dòng)使探頭102擺動(dòng)。另外，也可以使用將多個(gè)振子二維排列而成的探頭102，電子化地控制超聲波的收發(fā)來(lái)在三維區(qū)域中進(jìn)行收發(fā)。
超聲波診斷裝置的主體部100具有隔開規(guī)定的時(shí)間間隔通過(guò)探頭102對(duì)被檢測(cè)體101的斷層面反復(fù)發(fā)送超聲波的發(fā)送部105 ;通過(guò)探頭102接收與被發(fā)送到被檢測(cè)體101 的超聲波對(duì)應(yīng)的、來(lái)自生物體組織的反射回聲信號(hào)的接收部106 ;以及對(duì)發(fā)送部105和接收部106進(jìn)行控制的收發(fā)控制部107。
發(fā)送部105生成用于驅(qū)動(dòng)探頭102的振子來(lái)產(chǎn)生超聲波的發(fā)送波脈沖。發(fā)送部 105具有將被發(fā)送的超聲波的會(huì)聚點(diǎn)設(shè)定在某一深度的功能。另外，接收部106對(duì)于由探頭102接收的反射回聲信號(hào)以規(guī)定的增益進(jìn)行放大來(lái)生成RF信號(hào)即接收波信號(hào)。收發(fā)控制部107是用于控制發(fā)送部105和接收部106的部件。整相加法部108控制由接收部106 放大后的RF信號(hào)的相位，對(duì)于一點(diǎn)或多點(diǎn)的會(huì)聚點(diǎn)，生成超聲波的接收波波束。從整相加法部108輸出的接收波波束的RF信號(hào)作為與斷層面對(duì)應(yīng)的RF信號(hào)幀數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部109。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部109中所存儲(chǔ)的RF信號(hào)幀數(shù)據(jù)被依次取入到二維斷層像構(gòu)成部113， 生成二維斷層幀數(shù)據(jù)。二維斷層圖像構(gòu)成部113基于由控制部103所設(shè)定的條件，輸入由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部109所輸出的RF信號(hào)幀數(shù)據(jù)，進(jìn)行增益校正、對(duì)數(shù)壓縮、檢波、輪廓強(qiáng)調(diào)、過(guò)濾處理等的信號(hào)處理，生成二維斷層幀數(shù)據(jù)。由二維斷層像構(gòu)成部113所生成的二維斷層幀數(shù)據(jù)被輸出到斷層體數(shù)據(jù)生成部114。斷層體數(shù)據(jù)生成部114對(duì)依次被輸入的多個(gè)二維斷層幀數(shù)據(jù)賦予三維空間坐標(biāo)來(lái)生成三維斷層體數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器。對(duì)二維斷層幀數(shù)據(jù)賦予三維空間坐標(biāo)的方法可適用周知的方法。例如，探頭102進(jìn)行超聲波的收發(fā)的同時(shí)，能夠測(cè)量收發(fā)方向(θ，Φ)。在此，Θ是沿著斷層面呈扇形地掃描的超聲波波束的掃描角度， Φ是能夠在與斷層面交叉的方向上擺動(dòng)的RF信號(hào)幀的搖動(dòng)角度。斷層體數(shù)據(jù)生成部114 基于與二維斷層幀數(shù)據(jù)的取得位置相當(dāng)?shù)氖瞻l(fā)方向(θ，Φ)，對(duì)多個(gè)二維斷層幀數(shù)據(jù)進(jìn)行三維坐標(biāo)變換,生成斷層體數(shù)據(jù)。
三維斷層像構(gòu)成部115基于由斷層體數(shù)據(jù)生成部114所生成的三維斷層體數(shù)據(jù)的亮度和不透明度，通過(guò)如下所述的周知的繪制，生成三維斷層幀數(shù)據(jù)。即，繪制使用下面式 ⑴ (3)來(lái)進(jìn)行。
Cout (i) = Cout (i-1) + (I-Aout (i-Ι)) · A(i) · C(i) *S(i) (I)
Aout (i) = Aout (i_l) + (1-Aout (i_l)) · A (i) (2)
A (i) = Opacity [C (i) ] (3)
C(i)是在從所制作的二維投影面上的某點(diǎn)觀看三維斷層圖像的情況下，視線上第 i個(gè)存在的體素(voxel)的亮度值。Cout(i)是所輸出的像素值。例如，在視線上N個(gè)體素的亮度值進(jìn)行排列時(shí)，對(duì)i = O (N-I)累積了的亮度值Cout(N-I)成為最終地輸出的像素值。Cout (i-Ι)表示到第(i-Ι)個(gè)為止的累計(jì)值。
另外，A(i)是視線上第i個(gè)存在的亮度值的不透明度，如式(3)所示那樣，采用 O I. O的值的斷層不透明度表(斷層不透明度表)。斷層不透明度表通過(guò)根據(jù)亮度值來(lái)參照不透明度，從而決定對(duì)輸出的二維投影面(三維斷層像)的貢獻(xiàn)率。
S(i)通過(guò)亮度C(i)與其周邊的像素值求出的梯度所計(jì)算出的用于附加陰影的權(quán)重成分，指出例如如下等的強(qiáng)調(diào)效果在光源和將體素i作為中心的面的法線一致的情況下，因?yàn)槭亲顝?qiáng)的反射所以賦予I. 0，在光源和法線正交的情況下賦予O. O。
Cout (i)、Aout (i)均將O作為初始值。如式(2)所示,Aout (i)每當(dāng)通過(guò)體素時(shí)被累積，收斂在I. O。因而，如式(I)所示，到第(i-Ι)個(gè)為止的不透明度的累計(jì)值A(chǔ)out (i-1) 如果成為了約1.0的情況下，第i個(gè)以后的亮度值C(i)不被反映到輸出圖像。
另一方面，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部109中所存儲(chǔ)的RF信號(hào)幀數(shù)據(jù)被二維彈性像構(gòu)成部116依次取得，生成二維彈性幀數(shù)據(jù)?？傊S彈性像構(gòu)成部116，基于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部109所存儲(chǔ)的取得時(shí)間不同的、即壓迫狀態(tài)不同的多個(gè)RF信號(hào)幀數(shù)據(jù)，求出關(guān)心部位的各部分的位移。
并且，基于求出的位移來(lái)計(jì)算彈性值，并生成二維彈性幀數(shù)據(jù)。在此，所謂彈性值， 可以使用與位移、形變、彈性率、粘性、相對(duì)于所設(shè)定的參照區(qū)域的形變比、與彈性相關(guān)的其他的物理量(參數(shù))中的任意一個(gè)。由二維彈性像構(gòu)成部116依次生成的多個(gè)二維彈性幀數(shù)據(jù)被輸出到彈性體數(shù)據(jù)生成部117。彈性體數(shù)據(jù)生成部117對(duì)依次所輸入的多個(gè)二維彈性幀數(shù)據(jù)賦予三維空間坐標(biāo)來(lái)生成三維彈性體數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器。對(duì)二維彈性幀數(shù)據(jù)賦予三維空間坐標(biāo)的方法與上述的二維斷層幀數(shù)據(jù)的情況相同。
三維彈性像構(gòu)成部118基于由彈性體數(shù)據(jù)生成部117生成的三維彈性體數(shù)據(jù)，與上述的三維斷層像的情況相同，通過(guò)周知的繪制來(lái)生成三維彈性像。此時(shí)，三維彈性像構(gòu)成部118如專利文獻(xiàn)I所記載的那樣，可將拍攝關(guān)心部位得到的多個(gè)彈性體數(shù)據(jù)的每一個(gè)分為多個(gè)幀，結(jié)合彈性值在一定容許范圍的幀塊來(lái)制作一個(gè)彈性體數(shù)據(jù)，繪制這個(gè)彈性體數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)成三維彈性像。由此，因?yàn)槟軌蛲ㄟ^(guò)具有適當(dāng)彈性值的彈性體數(shù)據(jù)的塊來(lái)構(gòu)成三維彈性像，所以可構(gòu)成更加高清晰的三維彈性像。
根據(jù)通過(guò)控制部103或經(jīng)由控制部103由操作部104所輸入的指令，由三維斷層像構(gòu)成部115所生成的三維斷層幀數(shù)據(jù)、和由三維彈性像構(gòu)成部118所生成的三維彈性幀數(shù)據(jù)被適宜地取入到合成處理部119。合成處理部119根據(jù)從控制部103等所輸入的指令， 排列三維斷層像和三維彈性圖像，或生成加法運(yùn)算等的合成圖像并在顯示部120顯示。
在這里，對(duì)本實(shí)施方式的特征部進(jìn)行說(shuō)明。第I特征為由發(fā)送部105和接收部106 和收發(fā)控制部107所構(gòu)成的收發(fā)處理部。收發(fā)處理部形成為能夠?qū)σ灶A(yù)先設(shè)定的第一清晰度來(lái)取得二維斷層幀數(shù)據(jù)以及二維彈性幀數(shù)據(jù)的第一收發(fā)條件、和以高于第一清晰度的第二清晰度來(lái)取得二維斷層幀數(shù)據(jù)以及二維彈性幀數(shù)據(jù)的第二收發(fā)條件進(jìn)行切換。另外，第 2特征在于設(shè)置了切換部121。
切換部121取得以二維彈性像構(gòu)成部116依次生成的以第一收發(fā)條件所取得的多個(gè)二維彈性幀數(shù)據(jù)，檢測(cè)二維彈性幀數(shù)據(jù)的彈性值的變動(dòng)。并且，基于彈性值的變動(dòng)圖形， 即檢測(cè)到可推測(cè)檢測(cè)者開始取得高清晰模式的彈性體數(shù)據(jù)的變動(dòng)圖形時(shí)，向控制部103發(fā)送將收發(fā)處理部切換為第二收發(fā)條件的高清晰模式切換指令?？刂撇?03基于高清晰模式切換指令，控制收發(fā)控制部107而將收發(fā)處理部的收發(fā)條件從第一切換到第二收發(fā)條件。 以下，關(guān)于切換部121的詳細(xì)構(gòu)成及動(dòng)作，基于實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。收發(fā)處理部至少由發(fā)送部 105和接收部106構(gòu)成。
[實(shí)施例I]
在圖2中示出了切換部121的一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)組成。切換部121基于彈性值的變動(dòng)對(duì)高清晰的彈性體數(shù)據(jù)的取得開始進(jìn)行自動(dòng)地檢測(cè)，并輸出作為高清晰模式的觸發(fā)信號(hào)的切換指令。即，切換部121由時(shí)間經(jīng)過(guò)圖表作成部122、區(qū)間檢測(cè)部124、變動(dòng)圖形特征量取得部126、變動(dòng)圖形特征量比較部128、以及高清晰模式觸發(fā)發(fā)生部130構(gòu)成。
時(shí)間經(jīng)過(guò)圖表作成部122隨著時(shí)間變化地保持由二維彈性像構(gòu)成部116取得的、 彈性值(形變、彈性率、位移、粘性、形變比)、壓力等的信息，并進(jìn)行顯示。在本實(shí)施例中，固定搖動(dòng)角度Φ而以任意的搜索速度移動(dòng)探頭102，并以第I清晰度的幀速率來(lái)取得兩個(gè)RF 信號(hào)幀數(shù)據(jù)Fr. O、Fr. 1，同時(shí)觀察在顯示部120所顯示的二維彈性像來(lái)搜索關(guān)心部位。此時(shí)，通過(guò)手動(dòng)對(duì)被檢測(cè)體101推拉操作探頭102 (以下適宜地稱為壓迫操作)，而取得二維彈性像。由此，與被施加到生物體組織的壓迫強(qiáng)度和周期相應(yīng)的生物體組織的彈性值被反映到時(shí)間經(jīng)過(guò)圖表。在圖3(c)示出時(shí)間經(jīng)過(guò)圖表的一個(gè)例子。
同圖是作為彈性值的一個(gè)例子而使用了位移的例子。如圖3(a)所示，位移的檢測(cè)能夠基于測(cè)量時(shí)間不同的一對(duì)的RF幀數(shù)據(jù)Fr. O、Fr. 1，如周知那樣，由局部的跟蹤的位移檢測(cè)或者兩個(gè)幀間的自相關(guān)的位移檢測(cè)來(lái)進(jìn)行。
另外，時(shí)間經(jīng)過(guò)圖表也可以基于二維彈性幀數(shù)據(jù)全部區(qū)域的位移的平均值等來(lái)制作，代替這種方式，例如優(yōu)選制作脂肪層等的特定區(qū)域的局部2點(diǎn)間的位移或者脂肪層等的特定區(qū)域的位移圖像的平均值的時(shí)間經(jīng)過(guò)圖表。由此，不但可縮短圖表制作時(shí)間而且可穩(wěn)定地得到位移的時(shí)間經(jīng)過(guò)圖表。
在搜索關(guān)心部位的搜索方式的時(shí)間帶Tl中，收發(fā)控制部107以根據(jù)搜索模式設(shè)定的低清晰度的第一收發(fā)條件來(lái)控制發(fā)送部105和接收部106。例如，第一收發(fā)條件將在斷層面掃描的超聲波波束的條數(shù)的密度設(shè)定較疏，并且將幀速率設(shè)定為低的值(即體速率低的值)。并且，如圖3(a)所示，檢測(cè)者在固定探頭102的搖動(dòng)角度Φ不變的狀態(tài)下，一邊觀察在顯示部120所顯示的二維斷層像或二維彈性像一邊搜索關(guān)心部位。在該搜索模式期間因?yàn)椴贿M(jìn)行有意識(shí)的壓迫操作，所以如圖3(c)的時(shí)間帶Tl所示，可檢測(cè)出比較小的位移。在捕捉到關(guān)心部位時(shí)，在時(shí)間帶T2中，檢測(cè)者有意識(shí)地進(jìn)行壓迫操作而將要開始取得彈性體數(shù)據(jù)。由此，在圖3(c)的時(shí)間帶T2中，周期地出現(xiàn)與探頭102的推拉操作對(duì)應(yīng)的大的位移的變動(dòng)。
區(qū)間檢測(cè)部124取得由時(shí)間經(jīng)過(guò)圖表作成部122制作的位移的圖表，按照每半周期分割位移的變動(dòng)周期。該區(qū)間分割可將推拉操作的位移幅度的中間位置作為基準(zhǔn)(零)， 將變動(dòng)周期的零交叉點(diǎn)作為區(qū)間的折返。另外，也可以按照每個(gè)在作為推拉操作的切換點(diǎn)的位移的最大點(diǎn)和最小點(diǎn)所夾持的每半個(gè)周期進(jìn)行分割。變動(dòng)圖形特征量取得部126計(jì)算按照每個(gè)在區(qū)間檢測(cè)部124被分割的半周期的位移的變動(dòng)圖形特征量，并輸出到變動(dòng)圖形特征量比較部128。在這里，變動(dòng)圖形特征量是能表現(xiàn)變動(dòng)周期的圖形(形狀)的特征的量。是能判斷將變動(dòng)周期按照每半周期分開后的2個(gè)變動(dòng)圖形彼此的近似度、均等度等的圖形特征量，例如，平均值、平均偏差等能夠適用。在這里，所謂平均偏差是測(cè)量值的偏差的程度，是將時(shí)間軸的各測(cè)量點(diǎn)的位移的絕對(duì)值除以該平均值X測(cè)量點(diǎn)數(shù)而得到的值的平方根。
變動(dòng)圖形特征量比較部128將連續(xù)的兩個(gè)區(qū)間的變動(dòng)圖形特征量的差作為評(píng)價(jià)參數(shù)來(lái)依次求出。并且，將評(píng)價(jià)參數(shù)與預(yù)先決定了的評(píng)價(jià)范圍進(jìn)行比較，如果在評(píng)價(jià)范圍內(nèi)，則評(píng)價(jià)為“具有穩(wěn)定性”，并通過(guò)高清晰模式觸發(fā)發(fā)生部130輸出高清晰模式的切換指令(觸發(fā)信號(hào))。這種情況下，變動(dòng)圖形特征量比較部128進(jìn)一步在檢測(cè)到評(píng)價(jià)參數(shù)被評(píng)價(jià)為“具有穩(wěn)定性”的變動(dòng)圖形以預(yù)先規(guī)定的多個(gè)區(qū)間進(jìn)行連續(xù)的情況，則評(píng)價(jià)為“具有連續(xù)性”，在穩(wěn)定性上還具有變動(dòng)圖像特征量的連續(xù)性，可作為輸出高清晰模式切換指令的加重要件。
從高清晰模式觸發(fā)發(fā)生部130發(fā)出高清晰模式變換指令時(shí)，通過(guò)控制部103向收發(fā)控制部107輸出收發(fā)條件的變換指令。收發(fā)收控制部107對(duì)發(fā)送部105和收信部106進(jìn)行從搜索模式的第一收發(fā)條件向高清晰模式的第二收發(fā)條件的變換控制。由此，能夠切換為以比搜索模式高的清晰度來(lái)取得二維彈性幀數(shù)據(jù)的高清晰模式。另外，控制部103與高清晰模式切換指令一起對(duì)探頭102的未圖示的搖動(dòng)夾具的電動(dòng)機(jī)輸出搖動(dòng)指令。由此，如圖3(b)所示，對(duì)搖動(dòng)夾具的例如被安裝到搖動(dòng)臂的探頭102的超聲波掃描面進(jìn)行搖動(dòng)，并控制該搖動(dòng)角度Φ。
這樣做，如圖3(c)的時(shí)間帶T3所示，壓迫操作穩(wěn)定進(jìn)行，并且連續(xù)地被重復(fù)的同時(shí)，在設(shè)定范圍內(nèi)可改變超聲波掃描面的搖動(dòng)角度Φ。由此，通過(guò)二維彈性像構(gòu)成部116以高清晰模式能夠連續(xù)地取得以關(guān)心部位作為中心的一定的三維區(qū)域的二維彈性幀數(shù)據(jù)，并由彈性體數(shù)據(jù)生成部117生成高清晰的彈性體數(shù)據(jù)。搖動(dòng)角度Φ在設(shè)定范圍內(nèi)往返的情況下，生成多個(gè)包含關(guān)心部位的三維區(qū)域的高清晰的彈性體數(shù)據(jù)。另外，在圖3(b)中，前幀 (Pre-frame)和后巾貞(Post-frame)是彈性巾貞數(shù)據(jù)的運(yùn)算所涉及的取得時(shí)間不同的、換句話說(shuō)是壓迫量不相同的一對(duì)的RF中貞數(shù)據(jù)(Fr. 0,Fr. I),. . . , (Fr. n_l,Fr. η),并能按照每一對(duì)的RF幀數(shù)據(jù)求出二維彈性幀數(shù)據(jù)。這樣做來(lái)取得高清晰模式的彈性體數(shù)據(jù)。
基于取得的高清晰彈性體數(shù)據(jù)，能夠通過(guò)繪制來(lái)生成更高清晰的三維彈性像。在圖4中將從本實(shí)施例的搜索模式向高清晰模式的切換以及在制作高清晰三維彈性像之前的超聲波診斷裝置的處理流程分為步驟SI S7來(lái)表示。
圖5示出圖3的變形例。圖5的實(shí)施例與圖3的實(shí)施例的不同點(diǎn)為在搜索模式的時(shí)間帶Tl及時(shí)間帶Τ2中，使探頭102搖動(dòng)以及使時(shí)間帶Τ2延長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行穩(wěn)定性以及連續(xù)性的評(píng)價(jià)。根據(jù)本實(shí)施例，因?yàn)槭固筋^102搖動(dòng)而取得彈性體數(shù)據(jù)，所以能夠?qū)崟r(shí)地觀察繪制而制作得到的三維彈性像，并能搜索關(guān)心部位。此時(shí)的三維彈性像的清晰度是第一收發(fā)條件下的清晰度低的模式。另外，檢測(cè)者也能通過(guò)操作部104來(lái)設(shè)定使切換部121進(jìn)行評(píng)價(jià)的時(shí)間帶的長(zhǎng)度。切換部121在所設(shè)定的時(shí)間帶中進(jìn)行穩(wěn)定性或連續(xù)性的評(píng)價(jià)。
S卩，如圖5 (a)所示，實(shí)時(shí)地進(jìn)行三維的掃描，并在顯示部120顯示三維彈性像來(lái)搜索關(guān)心部位。此時(shí)，取得在取得了二維彈性像時(shí)的彈性值的變動(dòng)圖形，如圖5(c)所示，能夠評(píng)價(jià)在彈性體數(shù)據(jù)中的彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性及連續(xù)性。如果確保彈性值變動(dòng)的穩(wěn)定性及連續(xù)性，則判斷捕捉到關(guān)心部位而可開始穩(wěn)定的壓迫操作?；谠撆袛啵c圖3相同地切換為高清晰模式并取得高清晰的彈性體數(shù)據(jù)。由此，能夠取得適用于診斷用的高清晰三維彈性像。
根據(jù)本實(shí)施例，在超聲波診斷裝置中設(shè)置有切換部121，該切換部121檢測(cè)多個(gè)彈性幀數(shù)據(jù)的彈性值的變動(dòng)，并基于該彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性來(lái)切換收發(fā)處理部105、106的收發(fā)條件，其中，該超聲波診斷裝置具有通過(guò)探頭102向被檢測(cè)體101發(fā)送且從被檢測(cè)體 101接收超聲波信號(hào)的收發(fā)處理部105、106 ;基于接收的超聲波信號(hào)求出表示彈性值分布的彈性幀數(shù)據(jù)并生成二維彈性像的二維彈性像構(gòu)成部116 ;基于多個(gè)彈性幀數(shù)據(jù)來(lái)生成三維彈性像的三維彈性像構(gòu)成部118 ；以及顯示二維彈性像以及三維彈性像的至少一者的顯示部120。收發(fā)處理部105、106的收發(fā)條件存在以設(shè)定的第一清晰度來(lái)取得彈性幀數(shù)據(jù)的第一收發(fā)條件以及以高于第一清晰度的第二清晰度來(lái)取得彈性幀數(shù)據(jù)的第二收發(fā)條件。切換部121從二維彈性像構(gòu)成部中取得以第一收發(fā)條件取得的連續(xù)的多個(gè)彈性幀數(shù)據(jù)，來(lái)評(píng)價(jià)彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性。在超聲波收發(fā)方法中，具有通過(guò)探頭102收發(fā)超聲波信號(hào)的步驟；基于接收的超聲波信號(hào)來(lái)檢測(cè)表示彈性值分布的多個(gè)彈性幀中的彈性值變動(dòng)的步驟； 以及基于該彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性來(lái)切換收發(fā)條件的步驟。
另外，顯示部120可將在多個(gè)彈性幀數(shù)據(jù)中的彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性與三維彈性像一起顯示。因而，檢測(cè)者基于彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性，能夠確認(rèn)當(dāng)前所顯示的三維彈性像是否在穩(wěn)定的狀態(tài)下生成或是以第一清晰度和第二清晰度的哪種模式生成的。
[實(shí)施例2]
使用圖6，對(duì)本發(fā)明的切換部121涉及的其他的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施例與實(shí)施例I的不同的點(diǎn)是代替探頭102的推拉操作，利用伴隨搏動(dòng)對(duì)生物體組織施加的壓力來(lái)生成彈性體數(shù)據(jù)及三維彈性像的實(shí)施例。圖6 (a)與實(shí)施例I相同，是搜索關(guān)心部位的操作模式，固定搖動(dòng)角度Φ以任意的搜索速度移動(dòng)探頭102，并以第一清晰度的幀速率取得兩個(gè)射頻信號(hào)幀速率Fr. 0、Fr. 1，同時(shí)觀察顯示部120所顯示的二維彈性像來(lái)搜索關(guān)心部位。 由此，能得到根據(jù)伴隨搏動(dòng)的壓迫的強(qiáng)度和周期的生物體組織的彈性值的時(shí)間經(jīng)過(guò)圖表。
在此，在利用搏動(dòng)的壓力的情況下，彈性值的變動(dòng)圖形例如成為相當(dāng)于心電波形的圖形。可是，在搜索模式中存在搜索速度不規(guī)則地變動(dòng)，用于求出彈性幀速率的兩個(gè)RF 幀數(shù)據(jù)的間隔(間距)不規(guī)則地變動(dòng)。這種情況下，因?yàn)閺椥灾档淖儎?dòng)圖形不規(guī)則地變動(dòng)， 所以在檢測(cè)到變化為規(guī)則地穩(wěn)定的變動(dòng)情況后，能夠自動(dòng)地變換為高清晰模式。總之，檢測(cè)者開始取得高清晰的三維彈性像時(shí)，如圖6(c)所示，彈性值的變動(dòng)圖形與搏動(dòng)的峰值一致地成為位移周期的穩(wěn)定地較大振動(dòng)的圖表。在此，本實(shí)施例的切換部121與實(shí)施例I相同， 檢測(cè)彈性值的變動(dòng)圖形，并進(jìn)行該變動(dòng)圖形的穩(wěn)定性以及連續(xù)性的評(píng)價(jià)。并且，通過(guò)基于該評(píng)價(jià)結(jié)果，輸出高清晰模式切換指令，從而能夠自動(dòng)地切換為高清晰的彈性體數(shù)據(jù)的取得。
特別是本實(shí)施例的切換部121檢測(cè)出彈性值的峰值，并在彈性值的峰值的定時(shí)， 輸出高清晰模式切換指令的同時(shí)，對(duì)探頭102的搖動(dòng)電動(dòng)機(jī)發(fā)送指令，至少以取得2個(gè)二維彈性幀數(shù)據(jù)所需的期間AT使其停止搖動(dòng)。并且，切換部121檢測(cè)峰值的周期，按照每I周期預(yù)先規(guī)定了的搖動(dòng)角度的地址位置(Φ0 ΦΝ)使探頭102間歇搖動(dòng)。地址位置的間隔與高清晰模式的幀速率相匹配地設(shè)定為固定的搖動(dòng)角度Λ φ。由此，因?yàn)槟芾冒殡S搏動(dòng)12的壓迫，收集在適當(dāng)?shù)膲浩葼顟B(tài)下的高清晰模式的彈性體數(shù)據(jù)，所以能生成高清晰的三維彈性像。
[實(shí)施例3]
使用圖7，對(duì)切換部121的實(shí)施例3進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施例中，切換為高清晰模式，并在取得高清晰的二維彈性幀速率的途中而發(fā)生壓迫操作的穩(wěn)定性下降的情況下，自動(dòng)地重新取得高清晰的彈性體數(shù)據(jù)?？傊鐖D7(a)所示，對(duì)于一對(duì)的高清晰模式的二維斷層幀數(shù)據(jù)(Fr. O, Fr. I)，一邊使探頭102搖動(dòng)，一邊對(duì)包含關(guān)心區(qū)域的體積區(qū)域連續(xù)地取得多個(gè)二維彈性幀數(shù)據(jù)。
在該過(guò)程中，如圖7(d)的左側(cè)所示，隨著時(shí)間經(jīng)過(guò)，計(jì)算在高清晰模式的彈性值的變動(dòng)。
此時(shí)，在數(shù)據(jù)取得的途中，彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性破壞的情況下，本實(shí)施例的切換部121輸出用于復(fù)位高清晰模式切換指令的復(fù)位指令。由此，控制部103向收發(fā)控制部107 輸出用于向搜索模式的收發(fā)條件進(jìn)行切換的復(fù)位指令。收發(fā)控制部107輸入復(fù)位指令時(shí)， 使探頭102返回到取得最初的二維斷層幀數(shù)據(jù)(Fr. 0，F(xiàn)r. I)的開始位置，并切換為搜索模式的收發(fā)條件。并且，與實(shí)施例I相同，切換部121在檢測(cè)到壓迫操作的穩(wěn)定性和連續(xù)性時(shí)， 如圖7(c)所示，再次切換為高清晰模式的二維彈性幀數(shù)據(jù)的取得。由此，如圖7(d)所示， 因?yàn)槟苋〉酶咔逦Ｊ降膹椥泽w數(shù)據(jù)，所以能生成高清晰的三維彈性像。
例如，在取得了關(guān)心部位區(qū)域的彈性體數(shù)據(jù)之后，在判明該彈性體數(shù)據(jù)的取得時(shí)的壓迫操作的穩(wěn)定性發(fā)生破壞的情況下，取得了的彈性體數(shù)據(jù)的全部放棄。并且，在結(jié)果上，為了再次取得全體的彈性體數(shù)據(jù)，需要時(shí)間上的成本。與此相對(duì)，根據(jù)本實(shí)施例，在檢測(cè)到彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性途中被破壞，因?yàn)樽詣?dòng)地再取得彈性體數(shù)據(jù)，所以能抑制彈性體數(shù)據(jù)的取得時(shí)間的增大。
[實(shí)施例4]
使用圖8對(duì)切換部121的實(shí)施例4進(jìn)行說(shuō)明。在實(shí)施例I中，基于在搜索模式連續(xù)地取得的多個(gè)幀的二維彈性幀數(shù)據(jù)的特定區(qū)域的彈性值的變動(dòng)圖形，評(píng)價(jià)壓迫操作的穩(wěn)定性以及連續(xù)性。并且，基于該評(píng)價(jià)，判斷彈性體數(shù)據(jù)的取得開始，輸出高清晰度模式切換指令，取得高清晰的彈性體數(shù)據(jù)。與此相對(duì)，在本實(shí)施例中存在以下不同基于在搜索模式中取得的多個(gè)幀的二維彈性幀數(shù)據(jù)構(gòu)成的粗的搜索模式的彈性體數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)壓迫操作的穩(wěn)定性以及連續(xù)性,并判斷彈性體數(shù)據(jù)的取得開始?？傊?本實(shí)施例的特征如下對(duì)構(gòu)成彈性體數(shù)據(jù)的相鄰的兩個(gè)二維彈性幀數(shù)據(jù)間的相關(guān)值或者噪音比與它們的設(shè)定值進(jìn)行比較來(lái)評(píng)價(jià)彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性。
在此，以下情況是有效的體積全體地求出鄰接的2個(gè)二維彈性幀數(shù)據(jù)間的相關(guān)值或噪音比，并算出它們的體積平均值，將這些體積平均值與該閾值(設(shè)定值)比較進(jìn)行評(píng)價(jià)。即，構(gòu)成彈性體數(shù)據(jù)的鄰接的2個(gè)二維彈性幀數(shù)據(jù)間的相關(guān)值的體積平均值與預(yù)先設(shè)定的閾值相比較大的情況下，評(píng)價(jià)為壓迫操作穩(wěn)定。另外，鄰接的2個(gè)二維彈性幀數(shù)據(jù)間的噪音比的體積平均值與預(yù)先設(shè)定的閾值相比較小的情況下，能夠判斷為壓迫操作穩(wěn)定。
在此，如圖8(c)所示，實(shí)時(shí)求出如圖8 (a)所示使探頭102在關(guān)心區(qū)域的范圍往返地?fù)u動(dòng)而得到的彈性體數(shù)據(jù)VO V4的相關(guān)值或噪音比的體積均值VQ。并且，該體積平均值VQ比閾值大(或小)時(shí)，判斷檢測(cè)者開始了高清晰的彈性體數(shù)據(jù)的取得，而輸出高清晰模式的切換指令。由此，如圖8(b)所示，收發(fā)條件被切換為高清晰模式，如圖8(c)所示，能取得高清晰的彈性體數(shù)據(jù)。
[實(shí)施例5]
使用圖9，對(duì)切換部121的實(shí)施例5進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施例是實(shí)施例4的變形例。如圖9(a)、圖9(b)所示，連續(xù)地取得由搜索模式中取得的多個(gè)幀的二維彈性幀數(shù)據(jù)組成的、 清晰度低的搜索模式的多個(gè)彈性體數(shù)據(jù)VO V4。此時(shí)，基于取得的多個(gè)彈性體數(shù)據(jù)VO V4繪制三維彈性像，并在顯示部120上顯示。并且，依次求出其取得時(shí)間相鄰的2組彈性體數(shù)據(jù)(例如，VO和V1，V1和V2)的類似度(例如，相關(guān)系數(shù)C)。依次求得的類似度(例如， V3和V4類似度)超過(guò)了預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，評(píng)價(jià)為具有壓迫操作的穩(wěn)定性，判斷為檢測(cè)者開始高清晰的彈性體數(shù)據(jù)的取得，而輸出高清晰模式切換指令。由此，如圖9(c)所示，收發(fā)條件切換為高清晰模式，如圖9(b)所示，能取得高清晰彈性體數(shù)據(jù)。即，本實(shí)施例中存在以下不同代替實(shí)施例4的相關(guān)值或噪聲比，使用鄰接的2組彈性體數(shù)據(jù)的類似度。
[實(shí)施例6]
使用圖10對(duì)切換部121的實(shí)施例6進(jìn)行說(shuō)明。在實(shí)施例I 5中，在檢測(cè)到彈性值的變動(dòng)具有穩(wěn)定性時(shí)，或是彈性體數(shù)據(jù)的品質(zhì)在閾值以上(或者以下)時(shí)，使彈性體數(shù)據(jù)自動(dòng)地切換為基于高清晰模式的取得。與此相對(duì)，在本實(shí)施例6中，與實(shí)施例5相同，通過(guò)搜索模式進(jìn)行二維斷層像或壓迫操作而在顯示部120顯示并搜索三維彈性像。在本實(shí)施例中，由搜索模式捕獲了關(guān)心部位時(shí)，從操作部104等將高清晰模式切換指令以手動(dòng)模式輸入到切換部121。由此，切換部121在顯示部120顯示預(yù)先規(guī)定了的等待時(shí)間Tw (例如，10 秒)的同時(shí)進(jìn)行計(jì)時(shí)，在Tw屆滿時(shí)通過(guò)控制部103對(duì)收發(fā)控制部107輸出高清晰模式切換指令而切換到高清晰模式。即，在本實(shí)施例中，檢測(cè)者在捕獲到關(guān)心部位時(shí)，從操作部104 等手動(dòng)地輸入高清晰模式切換指令。此時(shí)，即使探頭102的掃描位置從關(guān)心部位偏離，或者即使壓迫操作成為不穩(wěn)定，通過(guò)在等待時(shí)間Tw期間捕獲關(guān)心區(qū)域并且進(jìn)行穩(wěn)定的壓迫操作從而能夠取得高清晰的彈性體數(shù)據(jù)。其結(jié)果，與其他的實(shí)施例相同，能生成高清晰的三維彈性圖像。
[實(shí)施例7]
使用圖11對(duì)切換部121的實(shí)施例7進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施例的特征為按照每一定時(shí)間交互地取得低清晰度的三維彈性像和高清晰度的三維彈性像而在顯示部120進(jìn)行顯示。 即，切換部121按照每一定時(shí)間(例如60秒)輸出了高清晰模式切換指令之后，進(jìn)行復(fù)位。 由此，收發(fā)控制部107交替切換第一收發(fā)條件和第二收發(fā)條件來(lái)控制發(fā)送部105和接收部 106。其結(jié)果，以搜索模式進(jìn)行壓迫操作來(lái)取得低清晰度的彈性體數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)地在顯示部 120顯示低清晰度的三維彈性像。另外，以高清晰模式進(jìn)行壓迫操作來(lái)取得高清晰的彈性體數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)地在顯示部120顯示高清晰度的三維彈性像?？傊?，交替取得實(shí)時(shí)的搜索模式的三維彈性像和高清晰模式的三維彈性像并進(jìn)行顯示。因此，根據(jù)本實(shí)施例，通過(guò)搜索模式的三維彈性像來(lái)搜索關(guān)心部位，并能在下一個(gè)周期觀察高清晰模式的高清晰度的三維彈性像。
在本實(shí)施例中，搜索模式和高清晰模式的彈性體數(shù)據(jù)的取得數(shù)量也可以不同，例如，在搜索模式取得10個(gè)彈性體數(shù)據(jù)，在高清晰模式取得一個(gè)彈性體數(shù)據(jù)。另外，例如， 也可以在搜索方式30秒后切換為取得一個(gè)體積的高清晰模式的彈性體數(shù)據(jù)。另外，如圖11(c)所示，通過(guò)在顯示部120顯示進(jìn)度條(進(jìn)展?fàn)顩r條)等的指示器，從而易于識(shí)別至下一個(gè)高清晰模式前的時(shí)間。另外，在取得了高清晰的彈性體數(shù)據(jù)時(shí)，優(yōu)選自動(dòng)地保存為整理后文件數(shù)據(jù)和未整理(RAW)數(shù)據(jù)。
在圖12中示出本實(shí)施例的取得基于等待時(shí)間Tw、時(shí)間調(diào)度表Ts的高清晰三維彈性像時(shí)顯示的進(jìn)度條的例子。圖12(a)示出的進(jìn)度條，在不顯示陰影部分的定時(shí)，示出高清晰三維彈性像的取得開始。因此，隨著時(shí)間經(jīng)過(guò)，同圖下層的進(jìn)度條變化，在陰影部分的占有比例成為了零的定時(shí)，開始高清晰三維彈性像的取得。另外，進(jìn)度條可表現(xiàn)將彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性、或者穩(wěn)定性的連續(xù)性、或彈性體數(shù)據(jù)的品質(zhì)等的評(píng)價(jià)值與閾值進(jìn)行比較。
符號(hào)說(shuō)明
100超聲波診斷裝置、102超聲波探頭、103控制部、104操作部、105發(fā)送部、106接收部、107收發(fā)控制部、108整相加法部、109數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部、113 二維斷層像構(gòu)成部、114斷層體數(shù)據(jù)生成部、115三維斷層像構(gòu)成部、116 二維彈性像構(gòu)成部、117彈性體數(shù)據(jù)生成部、118三維彈性像構(gòu)成部、119合成處理部、120顯示部、121切換部
權(quán)利要求
1.一種超聲波診斷裝置，具有收發(fā)處理部，其通過(guò)探頭向被檢測(cè)體發(fā)送且從被檢測(cè)體接收超聲波信號(hào)；二維彈性像構(gòu)成部，其基于接收的所述超聲波信號(hào)求出表示彈性值的分布的彈性幀數(shù)據(jù)來(lái)生成二維彈性像；三維彈性像構(gòu)成部，其基于多個(gè)所述彈性幀數(shù)據(jù)來(lái)生成三維彈性像；以及顯示部，其顯示所述二維彈性像和所述三維彈性像的至少一者，該超聲波診斷裝置的特征在于，設(shè)置有切換部，該切換部檢測(cè)在多個(gè)所述彈性幀數(shù)據(jù)中的彈性值的變動(dòng)，并基于該彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性，切換所述收發(fā)處理部的收發(fā)條件。
2.如權(quán)利要求I所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述收發(fā)處理部的收發(fā)條件具有以設(shè)定的第一清晰度來(lái)取得所述彈性幀數(shù)據(jù)的第一收發(fā)條件、以及以高于所述第一清晰度的第二清晰度來(lái)取得所述彈性幀數(shù)據(jù)的第二收發(fā)條件，所述切換部從所述二維彈性像構(gòu)成部中取得以所述第一收發(fā)條件取得的連續(xù)的多個(gè)所述彈性幀數(shù)據(jù)，來(lái)評(píng)價(jià)所述彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性。
3.如權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述切換部基于檢測(cè)出的所述彈性值的變動(dòng)圖形來(lái)評(píng)價(jià)所述彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性。
4.如權(quán)利要求3所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述切換部在所述變動(dòng)圖形的彈性值具有反復(fù)地增減的變動(dòng)周期的情況下，求出所述變動(dòng)周期的連續(xù)的兩個(gè)1/2周期或I周期的變動(dòng)圖形特征量的差，該差在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，判斷為所述變動(dòng)圖形具有穩(wěn)定性。
5.如權(quán)利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述切換部基于所述變動(dòng)圖形的穩(wěn)定性以設(shè)定的周期數(shù)進(jìn)行連續(xù)的連續(xù)性，將所述收發(fā)條件從第一收發(fā)條件切換為第二收發(fā)條件。
6.如權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，根據(jù)所述超聲波信號(hào)的收發(fā)波束的密度以及幀速率的至少一者來(lái)設(shè)定所述第一清晰度或所述第二清晰度。
7.如權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述彈性值是所述生物體組織的位移、形變、彈性率、粘性、相對(duì)于參考區(qū)域的形變比、 以及與彈性相關(guān)的其他物理量的某一個(gè)。
8.如權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，還具備彈性體數(shù)據(jù)生成部，該彈性體數(shù)據(jù)生成部收集由所述二維彈性像構(gòu)成部以第二清晰度取得的多個(gè)所述彈性幀數(shù)據(jù)，來(lái)生成高清晰的彈性體數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求3所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述切換部在切換為所述第二收發(fā)條件之后，所述變動(dòng)圖形的穩(wěn)定性破壞時(shí)，復(fù)位到所述第一發(fā)送條件，再次基于所述變動(dòng)圖形的穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)，切換為所述第二發(fā)送條件。
10.如權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述二維彈性像構(gòu)成部求出表示接受伴隨搏動(dòng)的壓迫而發(fā)生位移的生物體組織的彈性值的分布的所述彈性幀數(shù)據(jù)，所述切換部取得連續(xù)的多個(gè)所述彈性幀數(shù)據(jù)，并檢測(cè)伴隨所述搏動(dòng)的所述彈性值的變動(dòng)圖形的峰值，基于所述峰值周期的穩(wěn)定性來(lái)切換所述收發(fā)處理部的收發(fā)條件。
11.如權(quán)利要求10所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述探頭被安裝在夾具上，該夾具通過(guò)電動(dòng)機(jī)而在與所述斷層面交叉的方向上搖動(dòng)， 所述切換部在檢測(cè)到所述峰值時(shí)，輸出使所述電動(dòng)機(jī)停止設(shè)定時(shí)間的信號(hào)，在該設(shè)定時(shí)間經(jīng)過(guò)后，按照與所述峰值的周期一致地使所述探頭的斷層面位置搖動(dòng)設(shè)定角度的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)。
12.如權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述三維彈性像構(gòu)成部將多個(gè)彈性體數(shù)據(jù)分別分成多個(gè)幀塊，結(jié)合彈性值在一定的允許范圍的幀塊來(lái)制作一個(gè)彈性體數(shù)據(jù)，并繪制該彈性體數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)成三維彈性像。
13.如權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，還具備彈性體數(shù)據(jù)生成部，其收集由所述二維彈性像構(gòu)成部所取得的多個(gè)所述彈性幀數(shù)據(jù)來(lái)生成彈性體數(shù)據(jù)，所述切換部從所述彈性體數(shù)據(jù)生成部中取得以所述第一收發(fā)條件取得的所述彈性體數(shù)據(jù)，將構(gòu)成該彈性體數(shù)據(jù)的相鄰的兩個(gè)彈性幀數(shù)據(jù)間的相關(guān)值或噪聲比與它們的設(shè)定值進(jìn)行比較，來(lái)評(píng)價(jià)所述彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性。
14.一種超聲波診斷裝置，具有收發(fā)處理部，其通過(guò)探頭對(duì)被檢測(cè)體的斷層面掃描超聲波波束，接收來(lái)自該斷層面的超聲波信號(hào)來(lái)生成接收波波束信號(hào)；二維彈性像構(gòu)成部，其基于所述接收波波束信號(hào)，求出表示在所述斷層面的生物體組織的彈性值的分布的彈性幀數(shù)據(jù)，來(lái)生成二維彈性像；彈性體數(shù)據(jù)生成部，其對(duì)于與所述斷層面進(jìn)行交叉的方向上的位置不同的多個(gè)斷層面,收集所述彈性幀數(shù)據(jù)來(lái)生成彈性體數(shù)據(jù)；三維彈性像構(gòu)成部，其繪制所述彈性體數(shù)據(jù)來(lái)生成三維彈性像；以及顯示部，至少顯示所述三維彈性像，該超聲波診斷裝置的特征在于，所述收發(fā)處理部形成為可切換第一收發(fā)條件和第二收發(fā)條件，其中，所述第一收發(fā)條件為以設(shè)定的第一清晰度來(lái)取得所述彈性幀數(shù)據(jù)，所述第二收發(fā)條件為以高于所述第一清晰度的第二清晰度來(lái)取得所述彈性幀數(shù)據(jù)，所述超聲波診斷裝置還具有切換部，該切換部按照分別設(shè)定的時(shí)間交互地切換所述收發(fā)處理部的第一收發(fā)條件和第二收發(fā)條件。
15.一種超聲波收發(fā)方法，其特征在于，具有通過(guò)探頭收發(fā)超聲波信號(hào)的步驟；基于接收的超聲波信號(hào)來(lái)檢測(cè)表示彈性值的分布的多個(gè)彈性幀數(shù)據(jù)中的彈性值的變動(dòng)的步驟；以及基于該彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性來(lái)切換收發(fā)條件的步驟。
全文摘要
為了能取得高清晰的三維彈性像、并且實(shí)現(xiàn)操作性優(yōu)良的超聲波診斷裝置和超聲波收發(fā)方法，超聲波診斷裝置的收發(fā)處理部(105、106、107、108)向被檢測(cè)體發(fā)送且從被檢測(cè)體接收超聲波來(lái)輸出RF信號(hào)，所述超聲波診斷裝置取得基于壓迫量不同的一對(duì)的RF信號(hào)幀數(shù)據(jù)而求出的生物體組織的彈性幀數(shù)據(jù)來(lái)生成彈性體數(shù)據(jù)(116、117)，繪制該彈性體數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)成三維彈性像(118)，并在顯示部(120)中顯示，所述收發(fā)處理部形成為可切換第一收發(fā)條件和第二收發(fā)條件，其中，所述第一收發(fā)條件為以第一清晰度來(lái)取得彈性幀數(shù)據(jù)，所述第二收發(fā)條件為以高于第一清晰度的第二清晰度來(lái)取得彈性幀數(shù)據(jù)。切換部(121)檢測(cè)所述彈性幀數(shù)據(jù)的彈性值的變動(dòng)，并基于該彈性值的變動(dòng)的穩(wěn)定性，將所述收發(fā)條件從第一收發(fā)條件切換到第二收發(fā)條件。
文檔編號(hào)A61B8/08GK102939050SQ20118002746
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者脅康治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立醫(yī)療器械