專利名稱：超聲波診斷裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用超聲波對生物體內(nèi)實施圖像化來進(jìn)行診斷的超 聲波診斷裝置及其控制方法，特別涉及立體地顯示超聲波圖像的超聲 波診斷裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
近年來，超聲波診斷裝置已經(jīng)可以進(jìn)行基于三維掃描的圖像的收 集、顯示。另外，使用了一邊對被檢體內(nèi)的三維區(qū)域(例如包括心臟 的區(qū)域)進(jìn)行掃描一邊實時地顯示與該區(qū)域相關(guān)的二維圖像或三維圖 像的三維實時成像法的診斷也正在普及。
在該三維實時成像法中，為了確保更廣域的體(volume)掃描 區(qū)域(三維區(qū)域的掃描區(qū)域)，通過根據(jù)對應(yīng)的觸發(fā)而對與預(yù)定的觸 發(fā)對應(yīng)地(例如與ECG同步地)收集到的小區(qū)域相關(guān)的體(子體 sub volume)數(shù)據(jù)進(jìn)行組合來生成與希望的范圍相關(guān)的體數(shù)據(jù)，并且 通過按照時間信息逐次更新子體數(shù)據(jù)來維持實時性的方法也已開發(fā) 出來(以下將該方法稱為"三維觸發(fā)掃描模式")。
另外，作為與本申請相關(guān)聯(lián)的公知文獻(xiàn)，例如有美國專利第6， 544， 175號i兌明書。
在進(jìn)行基于三維觸發(fā)掃描模式的圖像收集的情況下，存在用戶的 作業(yè)負(fù)擔(dān)多的問題。在通過三維觸發(fā)掃描模式來觀察心臟的情況下， 一般顯示與ASE分割對應(yīng)的Basal/Mid/Apical這3個剖面所對應(yīng)的超聲波圖像。但是，在以往的超聲波診斷裝置中，必須一邊觀察通過三
維觸發(fā)掃描模式實際取得的圖像一邊進(jìn)行Basal/Mid/Apical這3個剖 面的對位、用于對體速率(volume rate)進(jìn)行最佳化的掃描范圍(即 視角)的調(diào)整等。因此，造成攝影時的作業(yè)量變得龐大，增加了用戶 的負(fù)擔(dān)。另外，如果圖像收集沒能熟練地進(jìn)行而攝影時間變長，則除 了用戶還對患者帶來負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種在進(jìn)行 基于三維掃描模式的圖像收集的情況下與以往相比可以減輕用戶的
作業(yè)負(fù)擔(dān)的超聲波診斷裝置及其控制方法。
本發(fā)明的第 一方面的超聲波診斷裝置通過使用超聲波對三維區(qū) 域進(jìn)行三維掃描來生成體數(shù)據(jù)，具備輸入單元，設(shè)定或變更用于上 述三維掃描的相互相關(guān)的多個掃描條件中的至少一個掃描條件；決定 單元，根據(jù)上述設(shè)定或變更了的至少一個掃描條件，決定上述多個掃 描條件中的其他掃描條件；以及顯示單元，顯示上述設(shè)定或變更了的 掃描條件和上述決定的掃描條件的至少一個。
本發(fā)明的第二方面的超聲波診斷裝置通過使用超聲波對三維區(qū) 域進(jìn)行三維掃描來生成體數(shù)據(jù)，具備圖像取得單元，在上述三維掃 描前的階段中執(zhí)行預(yù)掃描(prescan)，取得與上述三維區(qū)域相交的至 少一個剖面相關(guān)的預(yù)掃描圖像；剖面設(shè)定單元，在上述預(yù)掃描圖像上， 設(shè)定至少一個剖面；以及顯示單元，在上述預(yù)掃描圖像上顯示上述設(shè) 定的至少一個剖面的位置。
本發(fā)明的第3方面的超聲波診斷裝置的控制方法通過使用超聲 波對三維區(qū)域進(jìn)行三維掃描來生成體數(shù)據(jù)，其中，設(shè)定或變更用于上 述三維掃描的相互相關(guān)的多個掃描條件中的至少一個掃描條件，根據(jù) 上述設(shè)定或變更了的至少一個掃描條件，決定上述多個掃描條件中的 其他掃描條件，顯示上述設(shè)定或變更了的掃描條件和上述決定的掃描 條件的至少一個。本發(fā)明的第4方面的超聲波診斷裝置的控制方法通過使用超聲 波對三維區(qū)域進(jìn)行三維掃描來生成體數(shù)據(jù)，其中，在上述三維掃描前
的階段中執(zhí)行預(yù)掃描，取得與上述三維區(qū)域相交的至少一個剖面相關(guān) 的預(yù)掃描圖像，在上述預(yù)掃描圖像上，設(shè)定至少一個剖面，在上述預(yù) 掃描圖像上顯示上述設(shè)定的至少一個剖面的位置。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將在下面的說明中闡明，部分地將從所 述說明而顯而易見，或可以通過本發(fā)明的實施而得到。可尤其通過下 面所指出的手段和組合而實現(xiàn)并獲得本發(fā)明的目的和優(yōu)點。


圖1是表示本發(fā)明的實施例的超聲波診斷裝置的模塊結(jié)構(gòu)圖的圖。
圖2是表示顯示在圖1的監(jiān)視器上的用于選擇成為設(shè)定.變更對 象的掃描條件和C面位置等的畫面的一個例子的圖。
圖3是用于說明圖1的處理器單元的用于對掃描條件進(jìn)行模擬的 功能的圖，是表示顯示通過預(yù)掃描取得的雙面(biplane)圖像、以及 在三維觸發(fā)掃描中使用的多個掃描條件的畫面的一個例子的圖。
圖4是用于說明圖1的處理器單元的用于調(diào)整剖面位置的功能的 圖，是表示顯示通過預(yù)掃描取得的雙面圖像中所設(shè)定的Basal面、Mid 面、Apical面的畫面的一個例子的圖。
圖5是表示與使用圖1的處理器單元的用于調(diào)整剖面位置的功能 來i殳定、并在三維觸發(fā)掃描中自動地顯示的與Basal面、Mid面、Apical 面的各面對應(yīng)的C模式圖像、以及雙面圖像的圖。
圖6是用于說明圖1的處理器單元的用于對掃描范圍進(jìn)行視覺化 的功能的圖，是表示顯示出在圖4所示的畫面上示意地表示三維觸發(fā)
掃描模式中的掃描范圍的模型的畫面的一個例子的圖。
圖7是表示使用圖1的處理器單元的用于對掃描條件進(jìn)行模擬的 功能而設(shè)定的掃描范圍內(nèi)顯示的、通過模擬觸發(fā)掃描取得的圖像的一 個例子的圖。圖8是根據(jù)圖1的處理器單元的控制而進(jìn)行的三維觸發(fā)掃描模式 的各處理的流程圖。
具體實施例方式
以下，按照附圖來說明本發(fā)明的實施例的超聲波診斷裝置及其控 制方法。
圖l是表示本實施例的超聲波診斷裝置1的模塊結(jié)構(gòu)圖的圖。如 圖1所示，超聲波診斷裝置1具備探頭A、裝置主體B、以及接口部 C。
探頭A具有根據(jù)來自裝置主體B的驅(qū)動信號發(fā)生超聲波并將來 自被檢體的反射波轉(zhuǎn)換為電信號的多個振子、安裝在振子上的匹配 層、以及防止從振子向后方傳播超聲波的抵消(bucking)構(gòu)件等。 如果從探頭A向被檢體P發(fā)送了超聲波，則被發(fā)送的超聲波在體內(nèi)組 織的音響阻抗不連續(xù)面上依次反射。被反射的超聲波由探頭A接收而 作為回波信號?；夭ㄐ盘柕恼穹来嬗谝员环瓷涞牟贿B續(xù)面為邊界的 2種體內(nèi)組織的音響阻抗之差。另外，發(fā)送的超聲波在移動的血流或 心臟壁等被發(fā)射時的回波信號通過多普勒效應(yīng)而產(chǎn)生頻率偏移。
另外，探頭A為了可以進(jìn)行被檢體的三維區(qū)域的超聲波掃描， 具有用于一邊使振子沿著其排列方向的正交方向機械地?fù)u動一邊對 三維區(qū)域進(jìn)行超聲波掃描的結(jié)構(gòu)、或用于使用二維排列的振子通過電 控制而對三維區(qū)域進(jìn)行超聲波掃描的結(jié)構(gòu)等。在采用前者的結(jié)構(gòu)的情 況下，通過搖動電路來進(jìn)行三維掃描。因此，檢查者僅通過使探頭A 接觸到被檢體，就可以自動地取得多個二維斷層像。由于搖動速度被 控制，所以可以檢測到剖面間的正確的距離。在采用后者的結(jié)構(gòu)的情 況下，原理上通過電信號的延遲處理，可以與二維掃描同樣地進(jìn)行基 于電子三維掃描的超聲波掃描。
接口部C具備監(jiān)視器11和輸入裝置13。
監(jiān)視器11根據(jù)來自裝置主體B的視頻信號，作為圖像顯示生物 體內(nèi)的形態(tài)學(xué)信息(B模式圖像)、血流信息(平均速度圖像、分散圖像、能量圖像等)、以及它們的組合。
另外，監(jiān)視器11在基于用于支持三維觸發(fā)掃描的功能(后述) 的處理(用于支持三維觸發(fā)掃描的處理)中，顯示各種掃描條件、任 意剖面的位置、表示掃描范圍的模型、以及用于設(shè)定.變更它們的畫面。
輸入裝置13與裝置主體B連接，具有用于向裝置主體B取入來 自操作者的各種指示、條件和關(guān)心區(qū)域(ROI)的設(shè)定指示、各種畫 質(zhì)條件的設(shè)定指示等的各種開關(guān)、按鈕、控制球、鼠標(biāo)、以及鍵盤等。 例如，如果用戶對輸入裝置13的結(jié)束按鈕或FREEZE按鈕進(jìn)行操作， 則超聲波的發(fā)送接收結(jié)束，超聲波診斷裝置成為臨時停止?fàn)顟B(tài)。
另外，輸入裝置13具有在用于支持三維觸發(fā)掃描的處理中，設(shè) 定.變更各種掃描條件、任意剖面的位置和傾斜、表示掃描范圍的模型 的方向等的開關(guān)等。
裝置主體B具備發(fā)送單元21、接收單元23、 B模式處理單元25、 多普勒處理單元27、圖像生成單元28、第一存儲器29、體素(voxel) 轉(zhuǎn)換單元31、第二存儲器33、圖像合成單元35、存儲單元37、處理 器單元(CPU) 39、接口單元41。
發(fā)送單元21具有未圖示的觸發(fā)發(fā)生電路、延遲電路、以及脈沖 產(chǎn)生電路等。脈沖產(chǎn)生電路以預(yù)定的速率頻率frHz (周期；1/fr秒) 重復(fù)發(fā)生用于形成發(fā)送超聲波的速率脈沖(rate pulse)。延遲電路向 各速率脈沖賦予針對每個信道將超聲波集束成波束狀且決定發(fā)送指 向性所需的延遲時間。觸發(fā)發(fā)生電路在基于該速率脈沖的定時下，對 探頭A施加驅(qū)動脈沖。
接收單元23具有未圖示的放大器電路、A/D轉(zhuǎn)換器、以及加法 器等。放大器電路針對每個信道對經(jīng)由探頭A取入的回波信號進(jìn)行放 大。A/D轉(zhuǎn)換器對放大了的各回波信號，賦予決定接收指向性所需的 延遲時間。加法器對賦予了延遲時間的回波信號進(jìn)行相加。通過該相 加，來自與回波信號的接收指向性對應(yīng)的方向的反射成分被強調(diào)，利 用接收指向性和發(fā)送指向性，形成超聲波發(fā)送接收的綜合的波束。
B模式處理單元25從接收單元23接收回波信號，對接收到的回波信號進(jìn)行對數(shù)放大，進(jìn)行包絡(luò)線檢波等，生成用亮度的明亮度來表
現(xiàn)信號強度的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)被發(fā)送到圖像生成單元28，作為以亮度來 表現(xiàn)反射波的強度的B模式圖像顯示在監(jiān)視器11上。
多普勒處理單元27從接收單元23接收回波信號，對接收到的回 波信號進(jìn)行頻率分析，提取基于多普勒效應(yīng)的血流、組織、造影劑回 波成分，針對多點計算出平均速度、分散、能量等血流信息。
圖像生成單元28根據(jù)從B模式處理單元25、多普勒處理單元 27、以及第二存儲器33接收到的各種數(shù)據(jù)來生成圖像。另外，輸入 到圖像生成單元28前的數(shù)據(jù)有時稱為原始數(shù)據(jù)。
第一存儲器29存儲來自B模式處理單元25或多普勒處理單元 27的原始數(shù)據(jù)。
體素轉(zhuǎn)換單元31使用記錄在第一存儲器29中的原始數(shù)據(jù)，生成 與希望的范圍對應(yīng)的體數(shù)據(jù)(或者子體數(shù)據(jù))。
第二存儲器33存儲在體素轉(zhuǎn)換單元31中生成的體數(shù)據(jù)(或者子 體數(shù)據(jù))。另外，第二存儲器33按照來自處理器單元39的指示，根 據(jù)預(yù)定的觸發(fā)來組合連接多個子體數(shù)據(jù)，存儲為與希望的范圍相關(guān)的 體數(shù)據(jù)。進(jìn)而，第二存儲器33按照來自處理器單元39的指示，按照 時間信息更新構(gòu)成與希望的范圍相關(guān)的體數(shù)據(jù)的一部分的子體數(shù)據(jù)。
圖像合成單元35將從圖像生成單元28接收到的圖像與各種參數(shù) 的文字信息和刻度、后述的掃描條件、表示掃描范圍的模型、ECG信 號圖像等一起合成，作為視頻信號輸出到監(jiān)視器ll。
存儲單元37是磁盤(軟盤(注冊商標(biāo))、硬盤等)、光盤(CD -ROM、 DVD等)、半導(dǎo)體存儲器等記錄介質(zhì)、以及讀出記錄在這 些介質(zhì)中的信息的裝置。存儲單元37保存發(fā)送接收條件、預(yù)定的掃 描時序、用于實現(xiàn)用于支持三維觸發(fā)掃描的功能的程序、用于執(zhí)行圖 像生成、顯示處理的控制程序、診斷信息(患者ID、醫(yī)生的意見等)、 診斷協(xié)議、身體標(biāo)記(Body Mark)生成程序、其他數(shù)據(jù)組。存儲部 件37內(nèi)的數(shù)據(jù)還可以經(jīng)由接口單元41傳送到外部周邊裝置。
處理器單元39具有作為信息處理裝置(計算機)的功能，對超聲波診斷裝置1的動作進(jìn)行控制。處理器單元39從存儲單元37讀出 用于實現(xiàn)用于支持三維觸發(fā)掃描的功能的程序、預(yù)定的掃描時序、用 于執(zhí)行圖像生成.顯示等的控制程序并在本身具有的存儲器上展開，執(zhí) 行與各種處理相關(guān)的運算.控制等。
接口單元41是與輸入裝置13、網(wǎng)絡(luò)、新的外部存儲裝置(未圖 示)相關(guān)的接口。由該裝置取得的超聲波圖像等數(shù)據(jù)和分析結(jié)果等通 過接口單元41，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)可以傳送到其他裝置。
(用于支持三維觸發(fā)掃描的功能)
接著，對超聲波診斷裝置1具有的用于支持三維觸發(fā)掃描的功能 進(jìn)行說明。該功能可以大致分類成用于對掃描條件進(jìn)行模擬的功能、 用于調(diào)整剖面位置的功能、用于對掃描范圍進(jìn)行視覺化的功能、以及 用于進(jìn)行模擬三維掃描的功能。以下，對各功能進(jìn)行說明。另外，三 維觸發(fā)掃描是與預(yù)定的觸發(fā)對應(yīng)地，根據(jù)對應(yīng)的預(yù)定的觸發(fā)來連接通 過對構(gòu)成三維區(qū)域的多個子區(qū)域分別進(jìn)行三維掃描而收集到的多個 子體數(shù)據(jù)，從而生成與該三維區(qū)域相關(guān)的體數(shù)據(jù)的掃描方式。
為了具體地說明，在本實施例中，設(shè)為圖像診斷的對象部位是心 臟。另外，為了具體地說明，對通過三維觸發(fā)掃描取得的體數(shù)據(jù)設(shè)定 的任意剖面是從體數(shù)據(jù)切出的多個MPR剖面。例如，設(shè)為多個MPR 剖面是與ASE分割對應(yīng)的Basal/Mid/Apical這3個C面(即，與超 聲波的發(fā)送接收方向不平行的面)。另外，設(shè)為三維觸發(fā)掃描模式前 的階段中實施的預(yù)掃描是雙面掃描。但是，本發(fā)明的技術(shù)思想不拘泥 于診斷對象部位、對通過三維觸發(fā)掃描取得的體數(shù)據(jù)設(shè)定的任意剖 面、預(yù)掃描的種類。例如，作為對體數(shù)據(jù)設(shè)定的任意剖面，還可以采 用MPR剖面。
(用于對掃描條件進(jìn)行模擬的功能)
用于對掃描條件進(jìn)行模擬的功能是指在三維觸發(fā)掃描模式的前 階段中，當(dāng)輸入了三維觸發(fā)掃描中使用的相互相關(guān)的多個掃描條件的 至少一部分，則對剩余的掃描條件進(jìn)行計算，并以預(yù)定的布局顯示所 輸入的掃描條件和計算出的掃描條件。另外，三維觸發(fā)掃描中使用的相互相關(guān)的掃描條件是掃描范圍、 掃描線密度、幀速率、增益、頻率、動態(tài)范圍、濾波設(shè)定、視野深度、 聚焦位置、子體數(shù)、體速率等。
圖2是表示顯示在監(jiān)視器11上的、成為設(shè)定.變更的對象的掃描 條件、C面位置等選擇畫面(用戶接口 )的一個例子的圖。圖3是用 于說明對掃描條件進(jìn)行模擬的功能的圖。圖3表示顯示通過預(yù)掃描取 得的雙面圖像BP、以及三維觸發(fā)掃描中使用的多個掃描條件CD的 監(jiān)視器11的畫面的一個例子。
例如，如果在圖2所示的畫面上選擇了"掃描范圍(Scan Range)"，則成為可以設(shè)定'變更掃描范圍(即視角)的狀態(tài)。在該 狀態(tài)下，如果利用鼠標(biāo)或?qū)Ｓ瞄_關(guān)等而調(diào)整了例如圖3的雙面圖像 BP(的任意一方)中所示的表示三維掃描范圍的線LR所成的角，則 處理器單元39根據(jù)調(diào)整后的表示三維掃描范圍的線LR所成的角，對 與三維觸發(fā)掃描相關(guān)的掃描范圍進(jìn)行設(shè)定或變更。
另外，如果在例如圖2所示的畫面上選擇了 "子體數(shù)(Sub Volume Number)",則成為可以設(shè)定.變更子體數(shù)的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，例如 在從輸入裝置13輸入了"子體數(shù)4"的情況下，處理器單元39如圖3 所示那樣自動地在監(jiān)視器11上顯示在雙面像BP上表示子體數(shù)據(jù)的邊 界的邊界線LB。
進(jìn)而，如果在例如圖2所示的畫面上選擇了"掃描線密度(Density of Scan Lines)",則成為可以設(shè)定.變更掃描線密度的狀態(tài)，處理器 單元39利用來自輸入裝置13的數(shù)值輸入等，設(shè)定或變更與三維觸發(fā) 掃描相關(guān)的掃描線密度。所輸入的各種掃描條件以例如圖3所示的布 局自動地顯示在監(jiān)視器11上。
另外，處理器單元39在存在根據(jù)輸入的幾個掃描條件可以計算 或決定的其他掃描條件的情況下，對這些其他掃描條件的值進(jìn)行計算 或決定。換言之，在用于對掃描條件進(jìn)行模擬的功能中，處理器單元 39根據(jù)輸入的幾個掃描條件對其他掃描條件進(jìn)行模擬，將其結(jié)果取得 的值、條件等與輸入的掃描條件一起顯示。例如，在如上述那樣對掃描范圍、掃描線密度、子體數(shù)這3個掃 描條件的值進(jìn)行了設(shè)定或變更的情況下，處理器單元39根據(jù)至少這3 個掃描條件的值計算體速率的值。典型地，根據(jù)掃描范圍、掃描線密 度、子體數(shù)、以及視野深度來計算出體速率。計算出的體速率的值通 過處理器單元39自動地顯示在監(jiān)視器11的畫面上。
另外，對于并非由用戶直接輸入且無法根據(jù)輸入的其他掃描條件 計算出的掃描條件，自動地輸入預(yù)定的值。另外，處理器單元39也 可以例如在圖2的畫面上對與未輸入的掃描條件對應(yīng)的按鈕進(jìn)行反轉(zhuǎn) 顯示等，而向用戶積極地催促未輸入的掃描條件的輸入。另外，如果 采樣所輸入的幾個掃描條件，則在無法設(shè)定其他掃描條件的情況下 (即并不并存相關(guān)的掃描條件的情況下)，處理器單元39將掃描條件 的輸入值等是錯誤的信息顯示在監(jiān)視器11的畫面上。
(用于調(diào)整剖面位置的功能)
用于調(diào)整剖面位置的功能是指在三維觸發(fā)掃描模式的前階段 中，可以將對通過三維觸發(fā)掃描取得的體數(shù)據(jù)設(shè)定的任意剖面設(shè)定/ 變更為任意的值和位置。在三維觸發(fā)掃描模式時，顯示與取得的體數(shù) 據(jù)的設(shè)定/變更后的剖面相關(guān)的圖像。
圖4是用于說明用于調(diào)整剖面位置的功能的圖。圖4表示顯示出 在通過預(yù)掃描取得的雙面圖像BP中設(shè)定的Basal面CB、Mid面CM、 Apical面CP的監(jiān)視器11的畫面的一個例子。
例如，如果在圖2所示的畫面上選擇了"C Plane Shift",則成為 可以i殳定/變更Basal面CB、 Mid面CM、 Apical面CP的位置的狀 態(tài)。在該狀態(tài)下，如果利用鼠標(biāo)或?qū)Ｓ瞄_關(guān)等調(diào)整(平行移動)了例 如在圖4的雙面圖像BP(中的任意一方)中表示的Basal面CB、 Mid 面CM、 Apical面CP的位置，則處理器單元39將通過三維觸發(fā)掃描 取得的體數(shù)據(jù)的各剖面位置設(shè)定或變更為調(diào)整后的Basal面CB、 Mid 面CM、 Apical面CP的各位置。
另外，如果在例如圖2所示的畫面上選擇了"C Plane Rotation (A)，，，則成為可以i殳定/變更Basal面CB、 Mid面CM、 Apical面CP的傾斜的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，如果利用鼠標(biāo)或?qū)Ｓ瞄_關(guān)等調(diào)整了 例如在圖4的雙面圖像BP上表示的Basal面CB、Mid面CM、Apical 面CP的傾斜，則處理器單元39對通過三維觸發(fā)掃描取得的體數(shù)據(jù)設(shè) 定或變更Basal面CB、 Mid面CM、 Apical面CP, 4吏得對應(yīng)于調(diào)整 后的Basal面CB、 Mid面CM、 Apical面CP的各傾斜。
另外，對于Basal面CB、 Mid面CM、 Apical面CP的位置和 傾斜的調(diào)整，可以是如果調(diào)整任意一個面則也聯(lián)動而調(diào)整其他面，也 可以獨立地調(diào)整各面。
這樣，如果在三維觸發(fā)掃描的前階段中將Basal面CB、 Mid面 CM、 Apical面CP的各面設(shè)定為希望的位置、傾斜，則處理器單元 39在三維體掃描時，將與所設(shè)定的Basal面CB、 Mid面CM、 Apical 面CP的各面對應(yīng)的各剖面設(shè)定到體數(shù)據(jù)上，生成與各面對應(yīng)的C模 式圖像以及雙面圖像。例如以圖5所示那樣的形態(tài)自動地顯示生成的 C模式圖像以及雙面圖像。因此，用戶無需在三維觸發(fā)掃描時進(jìn)行 Basal面CB、 Mid面CM、 Apical面CP的各面的位置以及傾斜的調(diào) 整作業(yè)。
(用于對掃描范圍進(jìn)行視覺化的功能)
用于對掃描范圍進(jìn)行視覺化的功能是指使三維觸發(fā)掃描模式中 的掃描范圍在三維觸發(fā)掃描模式的前階段中成為可以視認(rèn)。
圖6是用于說明用于對掃描范圍進(jìn)行視覺化的功能的圖。圖6 表示在圖4所示的畫面上顯示示意地表示出三維觸發(fā)掃描模式中的掃 描范圍的模型M的一個例子。處理器單元39根據(jù)使用用于進(jìn)行初始 設(shè)定或掃描條件的模擬的功能而設(shè)定/變更了的掃描范圍，生成與該設(shè) 定的掃描范圍對應(yīng)的模型M并顯示在監(jiān)視器11的畫面上。
處理器單元39根據(jù)該畫面上的位置和存儲器上的位置的對應(yīng)關(guān) 聯(lián)，使模型M和雙面圖像BP的空間位置對應(yīng)起來。因此，如果例如 經(jīng)由輸入裝置13使畫面上的模型M旋轉(zhuǎn)，則處理器單元39與該旋 轉(zhuǎn)聯(lián)動地使雙向圖像BP旋轉(zhuǎn)。另外，例如在通過由檢查醫(yī)生等旋轉(zhuǎn) 了探頭A而雙向圖像BP被旋轉(zhuǎn)的情況下，處理器單元39與該旋轉(zhuǎn)聯(lián)動地使掃描范圍模型M旋轉(zhuǎn)到預(yù)定的朝向。
另外，模型M的顯示形態(tài)不拘泥于上述例子。例如，處理器單 元39也可以與幀速率的數(shù)值對應(yīng)地改變模型M的色彩和樣子。
(用于模擬三維掃描的功能)
用于模擬三維掃描的功能是指根據(jù)使用用于對掃描條件進(jìn)行模 擬的功能而設(shè)定的各種掃描條件，模擬地進(jìn)行模擬三維掃描。為了對 使用用于對掃描條件進(jìn)行模擬的功能而設(shè)定的主要與三維掃描相關(guān) 的掃描條件進(jìn)行模擬，而進(jìn)行模擬三維掃描。對于模擬三維掃描，只 要是使用用于對掃描條件進(jìn)行模擬的功能而設(shè)定的利用各種掃描條 件的掃描，則可以是任意的三維掃描。例如，模擬三維掃描是間隔提 取掃描線或幀的雙向掃描。另外，預(yù)掃描并非模擬三維掃描而是通常 的二維掃描，所以與通過模擬三維掃描取得的圖像相比可以取得具有 更高掃描線密度的圖像。另外，也可以以二維掃描時的高密度的掃描 進(jìn)行三維掃描范圍外的掃描，另外，對于幀速率，也可以在三維掃描 時不模擬幀速率。另外，也可以利用信號處理等對通過這些模擬三維 掃描取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插。
如圖7所示那樣，在使用用于對掃描條件進(jìn)行模擬的功能而設(shè)定 的掃描范圍內(nèi)以預(yù)定的形態(tài)顯示通過模擬三維掃描取得的圖像SI。用 戶通過對顯示的圖像進(jìn)行觀察，可以在三維觸發(fā)掃描的前階段中，迅 速且簡便地對通過三維觸發(fā)掃描取得的圖像進(jìn)行預(yù)測。
(動作)
接著，對包括用于支持三維觸發(fā)掃描的處理的三維觸發(fā)掃描模式 下的超聲波診斷裝置1的動作進(jìn)行說明。
圖8是表示在三維觸發(fā)掃描模式中執(zhí)行的各處理的流程的流程 圖。如圖8所示，首先，處理器單元39在三維觸發(fā)掃描模式的前階 段中，執(zhí)行基于使用了初始設(shè)定的雙面的預(yù)掃描(步驟S1)。
接著，使用前述的用于對掃描條件進(jìn)行模擬的功能，執(zhí)行掃描條 件的設(shè)定/變更(步驟S2)。處理器單元39在監(jiān)視器11上顯示表示 所設(shè)定的各種掃描條件、以及所設(shè)定的掃描范圍的模型(步驟S3)。接著，使用前述的用于調(diào)整剖面位置的功能來執(zhí)行c面的位置、
傾斜的調(diào)整(步驟S4)。然后，執(zhí)行使用了所設(shè)定的各種掃描條件的 模擬三維掃描(步驟S5)。在監(jiān)視器11的畫面上以預(yù)定的形態(tài)顯示 通過模擬三維掃描取得的圖像(步驟S6)。
在對以上那樣設(shè)定的各種設(shè)定條件、C面位置等進(jìn)行修正的情況 下，重復(fù)步驟S1~S6的處理。另一方面，在不對所設(shè)定的各種掃描 條件、C面位置等進(jìn)行修正的情況下，使用該掃描條件等來執(zhí)行三維 觸發(fā)掃描。如果執(zhí)行了三維觸發(fā)掃描，則例如以圖5所示的布局顯示 與所設(shè)定的各C面對應(yīng)的C模式圖像以及雙面圖像(步驟S7)。
(效果)
根據(jù)以上所述的結(jié)構(gòu)，可以取得以下的效果。
根據(jù)超聲波診斷裝置l，在三維觸發(fā)掃描的前階段中，可以利用 用于對掃描條件進(jìn)行模擬的功能來對各種掃描條件進(jìn)行模擬?？梢耘c 該模擬的結(jié)果對應(yīng)地，變更希望的掃描條件。因此，在三維觸發(fā)掃描 的前階段中，可以確認(rèn)所有掃描條件，所以可以減輕三維觸發(fā)掃描中 的用戶的作業(yè)負(fù)擔(dān)。
另外，根據(jù)超聲波診斷裝置l，在三維觸發(fā)掃描的前階段中，利 用用于調(diào)整剖面位置的功能，可以將用于對通過三維觸發(fā)掃描取得的 體數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察的剖面設(shè)定/變更為任意的位置和傾斜。因此，無需在 三維觸發(fā)掃描的階段中調(diào)整C模式圖像等的位置等，所以可以減輕三 維觸發(fā)掃描中的用戶的作業(yè)負(fù)擔(dān)。
另外，根據(jù)超聲波診斷裝置l，在三維觸發(fā)掃描的前階段中，利 用用于對掃描范圍進(jìn)行視覺化的功能，可以對三維觸發(fā)掃描模式中的 掃描范圍進(jìn)行視認(rèn)。因此，無需在實際的三維觸發(fā)掃描的階段中調(diào)整 掃描范圍，其結(jié)果是可以減輕三維觸發(fā)掃描中的用戶的作業(yè)負(fù)擔(dān)。
另外，根據(jù)超聲波診斷裝置l，在三維觸發(fā)掃描的前階段中，利 用模擬三維掃描功能，可以視認(rèn)對在實際的三維觸發(fā)掃描中收集的圖 像進(jìn)行了模擬的圖像。因此，可以迅速且簡便地對通過三維觸發(fā)掃描 取得的圖像進(jìn)行預(yù)測，可以防止攝影的返工等。其結(jié)果是可以減輕三維觸發(fā)掃描中的用戶以及患者的作業(yè)負(fù)擔(dān)。
另外，本發(fā)明并不限于上述實施例本身，可以在實施階段在不脫 離其宗旨的范圍內(nèi)對結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行變形而具體化。作為具體的變形 例，例如存在如下那樣的變形例。
(變形例1)
在本實施例中，作為三維掃描，以在掃描的準(zhǔn)備階段和掃描時用 戶的作業(yè)負(fù)擔(dān)特別大的三維觸發(fā)掃描為例子進(jìn)行了說明。但是，本實 施例無需將三維掃描限定為三維觸發(fā)掃描，而可以利用于所有的三維 掃描方式。例如，本實施例的三維掃描的方式也可以是通常的三維掃 描，即通過對希望的三維區(qū)域的全體直接進(jìn)行三維掃描(即不將希望 的三維區(qū)域分割成多個子區(qū)域而進(jìn)行掃描)來取得與該三維區(qū)域相關(guān) 的體數(shù)據(jù)的方式。在上述的用于對掃描條件進(jìn)行模擬的功能中由處理
器單元39至少根據(jù)掃描線密度和掃描范圍，來計算出該通常的三維 掃描中的體速率。 (變形例2)
另外，裝置主體B的結(jié)構(gòu)不限于圖1所示的結(jié)構(gòu)。例如，變形 例2的裝置主體以控制單元為中心，具備發(fā)送單元21、接收單元23、 B模式處理單元25、多普勒處理單元27、以及圖像處理單元?？刂?單元是具備處理器單元(CPU) 39、第3存儲器、以及存儲單元37 的硬件。處理器單元39從存儲單元37讀出用于實現(xiàn)三維觸發(fā)掃描功 能的程序、用于執(zhí)行預(yù)定的掃描時序以及圖像生成/顯示等的操作系 統(tǒng)，展開到第3存儲器，進(jìn)行各種處理、運算、控制。第3存儲器針 對每個掃描線、每個掃描剖面、每個掃描體、每個時間序列的體數(shù)據(jù) 等，存儲由B模式處理單元25或多普勒處理單元27生成的RAW數(shù) 據(jù)。另外，控制單元根據(jù)觸發(fā)信息、位置信息、時間序列信息等將子 體數(shù)據(jù)連接起來，生成希望范圍的體數(shù)據(jù)。對于該連接處理，可以在 RAW數(shù)據(jù)的階段進(jìn)行，也可以使用后述的體素轉(zhuǎn)換處理后的體數(shù)據(jù)。
圖像處理單元是具備進(jìn)行二維圖像處理或三維圖像處理的例如 GPU (Graphics Processing Unit，圖形處理器)等的硬件。圖像處理單元根據(jù)由B模式處理單元25或多普勒處理單元27生成的數(shù)據(jù)、存 儲在存儲器中的數(shù)據(jù)，生成上述實施例的各種體數(shù)據(jù)和圖像。例如， 在三維觸發(fā)掃描模式中，圖像處理單元使用GPU的并行運算功能， 高速地進(jìn)行對存儲在控制單元中的RAW數(shù)據(jù)的體素轉(zhuǎn)換處理等。另 外，圖像處理單元根據(jù)所生成的希望范圍的體數(shù)據(jù)來生成與B面或C 面相關(guān)的圖像。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可以將各功能作為使用了 CPU或GPU的信 息處理來實現(xiàn)，所以可以進(jìn)行高速的處理，同時可以使用通用性高的 硬件。變形例2的裝置主體由于使用通用硬件，所以可以低成本地制 造。
另夕卜，通過上述實施例中公開的多個結(jié)構(gòu)要素的適當(dāng)?shù)慕M合，可 以形成各種發(fā)明。例如，也可以從實施例中所示的所有結(jié)構(gòu)要素中刪 除幾個結(jié)構(gòu)要素。進(jìn)而，也可以適當(dāng)組合不同的實施例的結(jié)構(gòu)要素。
這樣根據(jù)本實施例，在進(jìn)行三維掃描模式的圖像收集的情況下，
能夠提供一種與以往相比可以減輕用戶的作業(yè)負(fù)擔(dān)的超聲波診斷裝 置及其控制方法。
本發(fā)明在其更廣的方面并不限于在此表示及描述的特定細(xì)節(jié)和 代表性實施例。因此，在不背離所附權(quán)利要求及其等同物所限定的一 般發(fā)明概念的精神或范圍內(nèi)，可以作出各種修改。
權(quán)利要求
1.一種超聲波診斷裝置，通過使用超聲波對三維區(qū)域進(jìn)行三維掃描來生成體數(shù)據(jù)，其特征在于包括輸入單元，設(shè)定或變更用于上述三維掃描的相互相關(guān)的多個掃描條件中的至少一個掃描條件；決定單元，根據(jù)上述設(shè)定或變更了的至少一個掃描條件，決定上述多個掃描條件中的其他掃描條件；以及顯示單元，顯示上述設(shè)定或變更了的掃描條件和上述決定的掃描條件的至少一個。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的超聲波診斷裝置，其特征在于還包括 圖像取得單元，在上述三維掃描的前階段中進(jìn)行預(yù)掃描，取得與上述三維區(qū)域相交的至少一個剖面相關(guān)的預(yù)掃描圖像，其中上述顯示單元顯示上述取得的預(yù)掃描圖像，上述輸入單元在上述顯示的預(yù)掃描圖像上設(shè)定或變更作為上述 多個掃描條件中的一個的掃描范圍，設(shè)定或變更作為上述多個掃描條 件中的一個的掃描線密度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于 上述決定單元至少根據(jù)上述設(shè)定或變更了的掃描范圍和掃描線密度，決定作為上述多個掃描條件中的一個的體速率，上述顯示單元將上述決定的體速率、上述設(shè)定或變更了的掃描范 圍和上述設(shè)定或變更了的掃描線密度中的至少一個與上述預(yù)掃描圖像一起顯示o
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的超聲波診斷裝置，其特征在于 上述多個掃描條件包括掃描范圍、掃描線密度、體速率、幀速率、增益、頻率、動態(tài)范圍、濾波器設(shè)定、視野深度、以及聚焦位置中的 至少一個。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于 上述圖像取得單元取得雙面圖像作為上述預(yù)掃描圖像。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于還包括 剖面設(shè)定單元，在上述預(yù)掃描圖像上設(shè)定至少一個剖面，其中 上述顯示單元在上述預(yù)掃描圖像上顯示上述設(shè)定的至少一個剖面的位置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲波診斷裝置，其特征在于 上述剖面設(shè)定單元設(shè)定與超聲波的發(fā)送接收方向不平行的面作為上述至少一個剖面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲波診斷裝置，其特征在于 上述圖像取得單元通過上述三維掃描，取得與上述設(shè)定的至少一個剖面相關(guān)的剖面圖像，上述顯示單元顯示上述取得的至少一個剖面圖像。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲波診斷裝置，其特征在于還包括 變更單元，在上述預(yù)掃描圖像上變更上述剖面的位置以及傾斜中的至少一方，其中上述圖像取得單元通過上述三維掃描，取得與變更后的上述剖面 相關(guān)的變更后的剖面圖像，上述顯示單元顯示上述取得的變更后的剖面圖像。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于 上述顯示單元將示意地表示上述掃描范圍的模型與上述預(yù)掃描圖像一起顯示。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的超聲波診斷裝置，其特征在于還包括對應(yīng)關(guān)聯(lián)單元，使上述模型和上述預(yù)掃描圖像之間的空間位置對 應(yīng)起來，其中上述顯示單元在進(jìn)行了上述模型的移動指示的情況下，根據(jù)上述 空間的對應(yīng)而與上述模型聯(lián)動地使上述預(yù)掃描圖像移動。
12. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于 作為上述三維掃描，上述圖像取得單元進(jìn)行三維觸發(fā)掃描，即根據(jù)預(yù)定的觸發(fā)將與上述預(yù)定的觸發(fā)對應(yīng)地通過對構(gòu)成上述三維區(qū)域的多個子區(qū)域分別進(jìn)行三維掃描而收集到的多個子體數(shù)據(jù)連接起來， 從而生成與上述三維區(qū)域相關(guān)的體數(shù)據(jù)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波診斷裝置，其特征在于 上述圖像取得單元在上述三維觸發(fā)掃描的前階段中進(jìn)行上述預(yù)掃描，取得與上述三維區(qū)域相交的至少一個剖面相關(guān)的預(yù)掃描圖像，上述顯示單元顯示上述取得的預(yù)掃描圖像，上述輸入單元在上述顯示的預(yù)掃描圖像上設(shè)定或變更作為上述 多個掃描條件中的一個的掃描范圍，設(shè)定或變更作為上述多個掃描條 件中的一個的掃描線密度和子體數(shù)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的超聲波診斷裝置，其特征在于 上述決定單元至少根據(jù)上述設(shè)定或變更了的掃描范圍、掃描線密度、子體數(shù)，決定作為上述多個掃描條件中的一個的體速率，上述顯示單元將上述決定的體速率、上述設(shè)定或變更了的掃描線 密度、子體數(shù)、和掃描范圍中的至少一個與上述預(yù)掃描圖像一起顯示。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波診斷裝置，其特征在于 上述多個掃描條件包括掃描范圍、掃描線密度、體速率、幀速率、增益、頻率、動態(tài)范圍、濾波器設(shè)定、視野深度、聚焦位置、子掃描 的范圍、以及子體數(shù)中的至少一個。
16. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于 上述圖像取得單元為了對上述設(shè)定或變更了的掃描條件和上述決定的掃描條件進(jìn)行模擬，而取得上述預(yù)掃描圖像。
17. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于 上述圖像取得單元根據(jù)上述設(shè)定或變更了的掃描條件和上述決定的掃描條件來進(jìn)行上迷預(yù)掃描，取得上述預(yù)掃描圖像。
18. —種超聲波診斷裝置，通過使用超聲波對三維區(qū)域進(jìn)行三維 掃描來生成體數(shù)據(jù)，其特征在于包括圖像取得單元，在上述三維掃描的前階段中執(zhí)行預(yù)掃描，取得與 上述三維區(qū)域相交的至少 一個剖面相關(guān)的預(yù)掃描圖像；剖面設(shè)定單元，在上述預(yù)掃描圖像上，設(shè)定至少一個剖面；以及顯示單元，在上述預(yù)掃描圖像上顯示上述設(shè)定的至少一個剖面的位置。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的超聲波診斷裝置，其特征在于 上述圖像取得單元通過上述三維掃描，取得與上述設(shè)定的至少一個剖面相關(guān)的剖面圖像，上述顯示單元顯示上述取得的至少一個剖面圖像。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的超聲波診斷裝置，其特征在于還包括剖面變更單元，在上述預(yù)掃描圖像上，變更上述至少一個剖面的 位置和傾斜的至少一方，其中上述圖像取得單元通過上述三維掃描，取得與變更后的上述至少 一個剖面相關(guān)的剖面圖像，上述顯示單元顯示上述取得的變更后的至少一個剖面圖像。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的超聲波診斷裝置，其特征在于 上述圖像取得單元取得雙面圖像作為上述預(yù)掃描圖像。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的超聲波診斷裝置，其特征在于 作為上述三維掃描，上述圖像取得單元進(jìn)行三維觸發(fā)掃描，即根據(jù)預(yù)定的觸發(fā)將與上述預(yù)定的觸發(fā)對應(yīng)地通過對構(gòu)成上述三維區(qū)域的多個子區(qū)域分別進(jìn)行三維掃描而收集到的多個子體數(shù)據(jù)連接起來，從而生成與上述三維區(qū)域相關(guān)的體數(shù)據(jù)。
23. —種超聲波診斷裝置的控制方法，對通過使用超聲波對三維 區(qū)域進(jìn)行三維掃描來生成體數(shù)據(jù)的超聲波診斷裝置進(jìn)行控制，其特征 在于設(shè)定或變更用于上述三維掃描的相互相關(guān)的多個掃描條件中的 至少一個掃描條件，根據(jù)上述設(shè)定或變更了的至少一個掃描條件，決定上述多個掃描 條件中的其他掃描條件，顯示上述設(shè)定或變更了的掃描條件和上述決定的掃描條件的至
24. —種超聲波診斷裝置的控制方法，對通過使用超聲波對三維 區(qū)域進(jìn)行三維掃描來生成體數(shù)據(jù)的超聲波診斷裝置進(jìn)行控制，其特征在于在上述三維掃描的前階段中執(zhí)行預(yù)掃描，取得與上述三維區(qū)域相 交的至少一個剖面相關(guān)的預(yù)掃描圖像，在上述預(yù)掃描圖像上，設(shè)定至少一個剖面， 在上述預(yù)掃描圖像上顯示上述設(shè)定的至少一個剖面的位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超聲波診斷裝置及其控制方法，通過使用超聲波對三維區(qū)域進(jìn)行三維掃描來生成體數(shù)據(jù)。輸入單元設(shè)定或變更用于三維掃描的相互相關(guān)的多個掃描條件中的至少一個掃描條件。決定單元根據(jù)設(shè)定或變更了的至少一個掃描條件，決定多個掃描條件中的其他掃描條件。顯示單元顯示設(shè)定或變更了的掃描條件和所決定的掃描條件的至少一個。
文檔編號G01S7/52GK101292879SQ20081009547
公開日2008年10月29日 申請日期2008年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月23日
發(fā)明者佐佐木琢也, 川岸哲也, 橋本新一 申請人:株式會社東芝;東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社