專利名稱：超聲診斷裝置的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種超聲診斷裝置，尤其涉及一種利用超聲波的多普勒效應(yīng)診斷身體內(nèi)部中的移動(dòng)體比如血液的動(dòng)態(tài)(kineticism)和組織的動(dòng)態(tài)。
在循環(huán)器官常規(guī)身體檢查中，心臟的異常的收縮/舒張活動(dòng)的判定或異常的瓣膜障礙的判定通過利用血流信號來執(zhí)行，此外，左心室心肌的收縮/舒張活動(dòng)或異常的局部壁(wall)移動(dòng)的判定通過利用壁(組織)信號來執(zhí)行。通常，在實(shí)現(xiàn)前面的和后面的判定的情況中，通過在僅估計(jì)血流的血流分析模式(PWD模式)和僅估計(jì)壁(組織)信號的組織分析模式(TDI-PW模式)之間的轉(zhuǎn)換來執(zhí)行診斷。在這種情況下，當(dāng)檢測的頻率超過重復(fù)頻率(±1/2 PRF)時(shí)，獲得如圖1中所示的被回折(fold back)的波形。如上所述，需要檢查者響應(yīng)血液速度(組織速度)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置脈沖重復(fù)頻率(速率頻率)或基線位置，以便使具有如圖2B所示的較小振幅的或如圖2C所示的被回折的波形變成如圖2A所示的波形。因此，所需的調(diào)整占用了大量的操作時(shí)間，并且還成為檢查者的顯著負(fù)擔(dān)。
在這方面，最近在多普勒模式下已公開了一種技術(shù)，用于自動(dòng)地調(diào)整裝置側(cè)的速率范圍和基線位置，以便顯示具有各種速度和方向的血流信號和組織信號，使得始終便于可視化，而不會(huì)出現(xiàn)被回折的情況(參見日本專利申請KOKAI文獻(xiàn)No.8-308843)。在這種技術(shù)中，對其中存在可檢測頻率的范圍檢測信號存在區(qū)，由此，重復(fù)頻率和基線位置被自動(dòng)設(shè)定。因此，可減小檢查者的負(fù)擔(dān)，由此可顯著地縮短診斷所需的時(shí)間。盡管對于自動(dòng)調(diào)整存在多種算法，但當(dāng)利用其功能時(shí)，可顯著地在改善常規(guī)檢查期間操作的復(fù)雜性，由此提高檢查效率。在自動(dòng)調(diào)整方法中，當(dāng)用戶按壓一次設(shè)置在裝置面板上的按鈕時(shí)，通?？梢垣@取自動(dòng)調(diào)整的多普勒波形。
然而，現(xiàn)有的多普勒自動(dòng)調(diào)整功能僅為用于分析接收的信號以調(diào)整速度范圍(重復(fù)頻率)、基線位置等，以便排除接收的多普勒信號的回折現(xiàn)象的功能。因此，現(xiàn)有的多普勒自動(dòng)調(diào)整功能不包括改變發(fā)射/接收條件以對于接收的信號獲取更佳接收信號的功能。
而且，現(xiàn)有的多普勒自動(dòng)調(diào)整功能甚至不包括判定接收的信號是血流信號還是組織信號的功能。因此，既不具有當(dāng)判定接收的信號為血流信號時(shí)提供傳送/接收最佳血流信號的方法以及現(xiàn)有的自動(dòng)調(diào)整功能的功能，也不具有當(dāng)判定接收的信號為組織信號時(shí)提供傳送/接收最佳組織信號的方法以及現(xiàn)有的自動(dòng)調(diào)整功能的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種能夠在執(zhí)行血流信號分析和組織信號分析的情況下顯示適當(dāng)?shù)牟ㄐ味挥锰貏e考慮分析血流信號和組織信號的模式的超聲診斷裝置。
在本發(fā)明中，當(dāng)在接收的信號出現(xiàn)回折的情況下波形顯示不合適時(shí)，除調(diào)整速度范圍和基線位置之外，還執(zhí)行用于觀測更佳圖像的參數(shù)改變。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的超聲診斷裝置包括判斷單元，其根據(jù)在循環(huán)器官診斷區(qū)接收的信號中的多普勒頻譜的信號信息判斷速度的回折現(xiàn)象；判定單元，其判定接收的信號是血流信號還是組織信號；以及改變/調(diào)整單元，其改變或調(diào)整速度范圍、基線位置、發(fā)射/接收條件、增益分配、壁過濾器設(shè)定、滾動(dòng)速度和范圍門限大小中的至少一個(gè)。
在下面的說明中將描述本發(fā)明的另外的目的和優(yōu)點(diǎn)，并且部分將是說明中顯而易見的，或是可通過本發(fā)明的實(shí)踐了解的。通過下文中詳細(xì)示出的手段和組合，可實(shí)現(xiàn)并獲得本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。


參照結(jié)合在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖，并且連同上面給出的概要描述和下面給出的實(shí)施例的詳細(xì)描述，舉例說明了本發(fā)明的實(shí)施例，用以解釋本發(fā)明的原理。
圖1是示出其中波形為回折狀態(tài)的示圖；圖2A-2C是示出回折波形等被調(diào)整為適當(dāng)波形的方法的示圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的超聲診斷裝置的示意配置的方框圖；圖4A-4C是流程圖和示圖，其中圖4A是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的超聲診斷裝置的操作流程的流程圖，而圖4B和4C是各自示出最佳波形的顯示的示圖；圖5是示出血流信號和組織信號之間的相對關(guān)系的示圖；圖6是示出左心室流入血流信號和組織信號流信號之間的相對關(guān)系的示圖；圖7是示出在分析顏色信息的情況下使用的參數(shù)示例的特性圖；圖8是示出在分析B信息的情況下使用的參數(shù)示例的特性圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的超聲診斷裝置的示意配置的方框圖。
在圖3中，根據(jù)本實(shí)施例的超聲診斷裝置包括超聲探頭10、發(fā)射器/接收器20、信號處理單元30、系統(tǒng)控制器40、顯示控制器50和ECG(心電圖)單元60。超聲探頭10包括多個(gè)超聲換能器并且用作對于要被診斷的身體(未示出)發(fā)射/接收超聲波。發(fā)射器/接收器20控制超聲換能器。信號處理單元30對接收的超聲波執(zhí)行信號處理。系統(tǒng)控制器40控制整個(gè)系統(tǒng)。顯示控制器50執(zhí)行對于顯示單元55的顯示控制。輸入單元45對應(yīng)于例如本實(shí)施例中的設(shè)置在面板(未示出)上的自動(dòng)調(diào)整功能開關(guān)。
發(fā)射器/接收器20包括發(fā)射器21和接收器22。參考信號從參考信號產(chǎn)生器25被輸入到發(fā)射器21，以向超聲探頭10的超聲換能器輸出驅(qū)動(dòng)信號。接收器22輸入來自超聲探頭10的接收信號。在接收器22中執(zhí)行了接受處理的信號被輸入到信號處理單元30，信號處理單元30執(zhí)行指定的處理輸入。信號處理單元30的信號被輸入到B模式數(shù)據(jù)產(chǎn)生器31和多普勒信號檢測器32。B模式數(shù)據(jù)產(chǎn)生器31根據(jù)輸入的信號生成B模式數(shù)據(jù)。多普勒信號檢測器32在從接收器22輸出的接收信號中檢測多普勒信號。多普勒信號被輸出到用于產(chǎn)生彩色多普勒數(shù)據(jù)的彩色多普勒產(chǎn)生器33和用于產(chǎn)生多普勒光譜的多普勒光譜產(chǎn)生器34。因此，B模式數(shù)據(jù)、彩色多普勒數(shù)據(jù)和多普勒光譜從信號處理單元30被輸出到顯示控制器50。
顯示控制器50包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元51和數(shù)據(jù)處理單元52。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元51暫時(shí)存儲(chǔ)從信號處理單元30輸出的各數(shù)據(jù)。暫時(shí)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元51中的各數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)處理單元52中被進(jìn)行各種處理，比如圖像處理和疊加處理。暫時(shí)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元51中的各數(shù)據(jù)被進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成用于顯示的數(shù)據(jù)，然后，其被輸出到顯示單元55。
參照圖4A-4C，下面將描述具有如上所述配置的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的超聲診斷裝置的操作。圖4A是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的超聲診斷裝置的操作的流程的流程圖，圖4B和4C是各自示出最佳波形的顯示的示圖。這里應(yīng)當(dāng)注意，由于用于圖4A中所示操作的所有控制均由系統(tǒng)控制器40執(zhí)行，因此除非另外特別提及，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為所涉及的控制均由系統(tǒng)控制器40來執(zhí)行。
首先，檢查者根據(jù)監(jiān)視器上的信號波形識別多普勒波形(步驟S1)。然后，當(dāng)檢查者判定需要調(diào)整速度范圍和基線位置時(shí)，檢查者將設(shè)置在裝置的面板等上的自動(dòng)調(diào)整功能開關(guān)接通(“ON”)(步驟S2)。在這種情況下，自動(dòng)調(diào)整功能開關(guān)也可被設(shè)置在除面板之外的其它位置。此外，也可這樣設(shè)置，即，當(dāng)系統(tǒng)控制器40判定需要調(diào)整速度范圍和基線位置時(shí)，可執(zhí)行與上述自動(dòng)調(diào)整功能開關(guān)被接通的情況相同的動(dòng)作，而不用設(shè)置自動(dòng)調(diào)整功能開關(guān)。
當(dāng)自動(dòng)調(diào)整功能開關(guān)被接通時(shí)，用第一判定算法中的特性判定算法判定接收的信號是組織信號還是血流信號(步驟S3)。參照圖5和6，將描述判定算法。圖5是示出血流信號和組織信號之間的相對關(guān)系的示圖，而圖6是示出左心室流入血流信號和組織信號流信號之間的相對關(guān)系的示圖。根據(jù)圖5中的血流信號和組織信號的信號強(qiáng)度特性的圖示表示，可發(fā)現(xiàn)血流信號的信號強(qiáng)度弱于組織信號的信號強(qiáng)度通常大約30至40db，并且頻率特性(速度特性)被擴(kuò)展地分布。一方面，從圖6中的頻率特性(速度特性)的圖示表示可發(fā)現(xiàn)，組織信號的頻率特性非常低(速度較慢)，更具體地說，在超聲心動(dòng)描記術(shù)中通常認(rèn)為的組織移動(dòng)大約為10厘米/秒，而血流速度大約為70至100厘米/秒。利用這些特性，通過設(shè)置例如閾值，可以判定目前正被接收的信號是血流信號還是組織信號。作為這樣設(shè)置的結(jié)果，可以自動(dòng)判定接收的信號是血流信號還是組織信號。
在步驟S3中，當(dāng)判定接收的信號為血流信號時(shí)，還進(jìn)一步判定血流信號是否處于回折現(xiàn)象，以及血流信號是否被正常地顯示在顯示區(qū)中(步驟S4)。在該判定中，當(dāng)血流信號被正常地顯示時(shí)(步驟S4中的“否”)，完整的波形被原樣顯示，而不改變重復(fù)頻率和基線位置(步驟S5和步驟S8)。在這種情況下，即使波形顯示是正常的，在范圍門限(range gate)處于可更靈敏地接收信號的深度(depth)位置的情況下，發(fā)射/接收條件(condition)也可被改變。通常，如果探頭的頻帶不成問題，則可以以這樣一種方式，即在考慮活體中超聲波的衰減特性的同時(shí)，通過從當(dāng)前發(fā)射的/接收的頻率轉(zhuǎn)變?yōu)檩^低頻率，發(fā)射/接收被重復(fù)，以良好的靈敏度獲取完好的波形。
在步驟S4中，當(dāng)判定血流信號不正常時(shí)(步驟S4中的“是”)，開始血流波形顯示最佳化算法(步驟S6)以改變/調(diào)整下列項(xiàng)中的至少一項(xiàng)(步驟S7)。在改變下述參數(shù)中，可同時(shí)改變所有參數(shù)，也可按照檢查者的意圖選擇性地確定可改變的參數(shù)。
(1)調(diào)整速度范圍或基線位置。
(2)改變發(fā)射/接收條件以便以范圍門限位置的良好靈敏度接收信號。
(3)根據(jù)判定信號電路中飽和現(xiàn)象的存在與否的結(jié)果，使增益分配最優(yōu)化，以避免飽和狀態(tài)。
(4)根據(jù)速度范圍的變化改變設(shè)置壁過濾器(Wall Filter)。
(5)改變滾動(dòng)速度，其中，根據(jù)多普勒波形顯示法，在顯示區(qū)中可顯示適當(dāng)?shù)恼麛?shù)數(shù)目的心搏，例如兩個(gè)心搏或三個(gè)心搏。
(6)根據(jù)接收的信號的特性精細(xì)調(diào)整范圍門限寬度。
由此，如圖4B中所示的最佳血流波形被顯示(步驟S8)。
下面，當(dāng)在步驟S3中通過信號特性的判定算法判定信號為組織信號時(shí)(步驟S3中的“組織信號”)，還進(jìn)一步判定組織信號是否處于回折現(xiàn)象，并且組織信號是否被正常地顯示在顯示區(qū)中(步驟S9)。在判定中，當(dāng)組織信號被正常地顯示時(shí)，完整的波形被原樣顯示，而不改變重復(fù)頻率和基線位置(步驟S10和步驟S13)。在這種情況下，即使波形顯示作為選擇正常，根據(jù)判定信號電路中的飽和現(xiàn)象存在與否的結(jié)果，也可再次應(yīng)用增益分配以避免飽和。在這種設(shè)置中，可事先配置成按照檢查者的意圖可選擇哪個(gè)因素應(yīng)該被調(diào)整。
在步驟S9中，當(dāng)判定組織信號波形不正常時(shí)(步驟S9中的“是”)，開始組織波形顯示最佳化算法(步驟S11)以改變/調(diào)整可變化參數(shù)中的至少一個(gè)參數(shù)，與步驟S7的情況相同(步驟S12)。在這種情況下，發(fā)射/接收條件可被改變，以便在正確地調(diào)整速度范圍和基線位置的同時(shí)獲得清晰并且完好的組織信號波形。通常，由于來自組織的接收信號示出充分的靈敏度，因此最好選擇較高的頻率，這可以使波束變得更窄。由于組織信號通常具有大約10厘米/秒的速度，因此適于設(shè)置壁過濾器，以便去除在較低的電平形成觀看血流信號的障礙的雜波信號。此外，在觀測組織信號的情況下，由于希望清晰地顯示在心臟舒張和收縮期間的信號，因此，與觀測血流的滾動(dòng)速度相比，滾動(dòng)速度通常被設(shè)置在較高的級別。同時(shí)，與估計(jì)血流情況下的范圍門限寬度相比，最好通常設(shè)置較寬的范圍門限寬度。因此，最佳組織波形被顯示，如圖4C所示(步驟S13)。
傳統(tǒng)上，當(dāng)診斷血流信號時(shí)，血流分析模式如上述被選擇，并且各種設(shè)定操作被手動(dòng)調(diào)節(jié)或被自動(dòng)調(diào)節(jié)。在診斷組織信號的情況下，需要選擇組織信號分析模式。另一方面，可以在不考慮本實(shí)施例的這兩種模式的情況下向檢查者提供最佳診斷圖像。盡管對信號是血流信號還是組織信號的判定可通過分析速度、信號強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間中的至少一個(gè)僅利用多普勒信號波形的特性來執(zhí)行，但對信號的判定也可通過利用除多普勒信號波形的特性之外的彩色信息和B信息來進(jìn)行。圖7是在分析彩色信息情況下使用的參數(shù)示例的特性圖，而圖8是在分析B信息情況下使用的參數(shù)示例的特性圖。在圖7中，可以利用速度信息、功率信息和分布信息，而在圖8中，可以利用亮度(強(qiáng)度)信息。
如圖7和圖8中所示，當(dāng)多普勒信號被獲取時(shí)，除B模式或彩色模式的顯示之外，范圍門限被設(shè)定，使得可看到范圍門限設(shè)定被設(shè)置在組織上或心室中，即所謂的血流信號將出現(xiàn)的位置。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過通常利用血流和心壁(core wall)移動(dòng)的特性，可以始終一次提供最佳發(fā)射/接收條件、速度范圍和零偏移位置，而不用對相互完全不同的每個(gè)血流和心壁信號應(yīng)用模式轉(zhuǎn)換。因此，循環(huán)器官常規(guī)身體檢查的工作流程可變得簡單，從而導(dǎo)致身體檢查效率的提高。在本發(fā)明中，如上所述，當(dāng)使用血流和組織的信號特性時(shí)，提供了沒有回折的多普勒頻譜，而不用在血流分析模式和組織分析模式之間進(jìn)行特別專門的轉(zhuǎn)換，此外，易于檢查者觀測的多普勒頻譜被同時(shí)自動(dòng)提供。因此，對于檢查者來說減小了負(fù)擔(dān)，由此診斷的項(xiàng)目可被縮減。此外，循環(huán)器官常規(guī)身體檢查的工作流程也可被簡化，這導(dǎo)致診斷效率的提高。
對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，另外的優(yōu)點(diǎn)和修改將是顯而易見的。因此，就廣義而言，本發(fā)明不限于這里所示出和描述的特定細(xì)節(jié)、典型設(shè)備和說明的示例。因此，在不脫離如后附權(quán)利要求和其等同物所定義的一般發(fā)明原則的精神和范圍的情況下，可進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種超聲診斷裝置，其特征在于包括判斷單元，其根據(jù)在循環(huán)器官診斷區(qū)接收的信號中的多普勒頻譜的信號信息判斷速度的回折現(xiàn)象；判定單元，其判定接收的信號是血流信號還是組織信號；以及改變/調(diào)整單元，其改變或調(diào)整速度范圍、基線位置、發(fā)射/接收條件、增益分配、壁過濾器設(shè)定、滾動(dòng)速度和范圍門限大小中的至少一個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的超聲診斷裝置，其特征在于判定單元包括根據(jù)多普勒頻譜的信號信息分析速度、信號強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間中的至少一個(gè)的分析器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的超聲診斷裝置，其特征在于判定單元判定當(dāng)速度等于或小于預(yù)定速度時(shí)接收的信號為組織信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的超聲診斷裝置，其特征在于預(yù)定速度基本為10厘米/秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的超聲診斷裝置，其特征在于判定單元判定當(dāng)信號強(qiáng)度等于或小于預(yù)定強(qiáng)度時(shí)接收的信號為組織信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的超聲診斷裝置，其特征在于判定單元判定當(dāng)持續(xù)時(shí)間等于或小于預(yù)定持續(xù)時(shí)間時(shí)接收的信號為組織信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的超聲診斷裝置，其特征在于判定單元分析范圍門限位置的B模式信息以判定接收的信號是血流信號還是組織信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的超聲診斷裝置，其特征在于B模式信息以亮度信息的形式被給出。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的超聲診斷裝置，其特征在于判定單元分析范圍門限位置的彩色信息以判定接收的信號是血流信號還是組織信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的超聲診斷裝置，其特征在于彩色信息以速度信息、功率信息或分布信息的形式被給出。
全文摘要
提供了一種超聲診斷裝置，包括判斷單元(40)，其根據(jù)在循環(huán)器官診斷區(qū)接收的信號中的多普勒頻譜的信號信息判斷速度的回折現(xiàn)象；判定單元(40)，其判定接收的信號是血流信號還是組織信號；以及改變/調(diào)整單元(40)，其改變或調(diào)整速度范圍、基線位置、發(fā)射/接收條件、增益分配、壁過濾器設(shè)定、滾動(dòng)速度和范圍門限大小中的至少一個(gè)。
文檔編號A61B8/06GK1989911SQ20061015622
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月26日
發(fā)明者瀧本雅夫, 澙口宗基, 坂口文康, 掛江明弘 申請人:株式會(huì)社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社