專利名稱：超聲波診斷裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及采用脈沖反相技術生成超聲波圖像數(shù)據(jù)的超聲波診斷裝 置，特別涉及基于因?qū)Ρ粰z體投放的造影劑的非線性特性而發(fā)生的接收反 射信號的高次諧波成分來生成超聲波圖像數(shù)據(jù)的超聲波診斷裝置。
背景技術：
超聲波診斷裝置使用排列在超聲波探頭的前端部的多個超聲波振動元 件(以下稱作"振動元件")依次進行對被檢體的多個方向的超聲波收發(fā)， 并基于從振動元件得到的反射超聲波生成圖像數(shù)據(jù)及時間序列數(shù)據(jù)，顯示 在監(jiān)視器上。超聲波診斷裝置僅通過使超聲波探頭接觸在體表上的簡單的 操作就能夠?qū)崟r地觀測體內(nèi)的2維圖像數(shù)據(jù)及3維圖像數(shù)據(jù)，所以廣泛地 用于各種內(nèi)臟器官的形態(tài)診斷及功能診斷。
近年來，開發(fā)出了對于被檢體侵襲度較低的具有微小氣泡的超聲波造 影劑(以下單稱作"造影劑")。在將該造影劑注入到被檢體的心臟內(nèi)或血
管內(nèi)的狀態(tài)下，能夠進行循環(huán)器官區(qū)域或腹部區(qū)域的超聲波診斷(將該診 斷方法稱作對比回波(contrast echo)法)。由于血流速度很慢，所以對比 回波法能夠正確地觀察不能使用以往的彩色多普勒法的腹部內(nèi)臟器官的血 流狀態(tài)。因此，可以期待血流量較少的腫瘤等的鑒別診斷的精度提高。
在使用造影劑的超聲波檢查中，注入到血管內(nèi)等的造影劑的微小的氣 泡(微泡)成為較強的超聲波反射源。因此，通過檢測來自與血流一起移 動的造影劑的反射波，能夠感度良好地觀察微弱的組織血流的信息。但是， 如果為了收集具有良好的S/N比的超聲波圖像數(shù)據(jù)而對造影劑的微小氣泡 照射較強的超聲波，則有隨著微小氣泡的破碎而導致造影劑的反射強度顯著地降低的問題。
為了應對該問題，提出了減影法(例如日本特開平8-336527號公報)， 該減影法中使用較強的超聲波以規(guī)定的時間間隔對被投放了造影劑的被檢 體的同一部位進行兩次超聲波收發(fā)、通過第1接收信號與第2接收信號的 減法處理提取來自造影劑的反射波，上述第1接收信號是通過第1次超聲 波收發(fā)而得到的，上述第2接收信號是通過對因該第1次超聲波收發(fā)而微 小氣泡被破碎的同一部位進行第2次超聲波收發(fā)而得到的。
一般，在對微小氣泡照射發(fā)送超聲波的情況下，因該微小氣泡所具有 的音響非線性特性而發(fā)生高次諧波成分。已知該高次諧波成分的偶數(shù)倍(通 常2倍)的波形極性不依存于發(fā)送超聲波的極性。利用該性質(zhì)，提出了如 下技術(稱作"脈沖反相法(PI法)")(例如美國專利第6,095,980)，即利 用具有不發(fā)生微小氣泡的破碎的小振幅、并且相位相差180度的兩個發(fā)送 超聲波，對被檢體的同一部位進行兩次超聲波收發(fā)，通過由第1超聲波收 發(fā)得到的第1接收信號與由第2超聲波收發(fā)得到的第2接收信號的加法處 理，提取由造影劑的微小氣泡引起的接收信號的高次諧波成分。
還提出了使用最大值保持運算法對基于由PI法得到的接收信號的高次 諧波成分的圖像數(shù)據(jù)和基于基波成分的圖像數(shù)據(jù)進行合成而同時觀測血流 信息和內(nèi)臟器官信息的方法(例如日本特開2007-236738號公報)。
通過上述提出的方法提取包含在接收信號中的高次諧波成分，觀測作 為高次諧波成分的主要的發(fā)生源的造影劑的動態(tài)，從而能夠掌握被投放了 造影劑的血管內(nèi)的血流信息。例如，通過提取分別從虛血狀態(tài)的腫瘤組織 和存在于該腫瘤組織的周圍的富有血流的正常組織得到的接收信號的高次 諧波成分，能夠鑒別與血液同時大量存在造影劑的正常組織和造影劑的存 在較少的腫瘤組織。
但是，由于被照射發(fā)送超聲波的生物體組織與造影劑同樣，也具有音 響非線性特性，所以在從生物體組織得到的接收信號中也包含有高次諧波 成分。特別是，在從腫瘤組織得到的接收信號中包含較多的高次諧波成分 的情況較多。因此，在通過提取從被檢體的生物體組織得到的接收信號的 高次諧波成分來鑒別造影劑大量存在的組織和造影劑的存在較少的組織的 情況下，因生物體組織的非線性特性而發(fā)生的高次諧波成分會混入到因造影劑的非線性特性而發(fā)生的高次諧波成分中，在從腫瘤組織得到的高次諧 波成分與從正常組織得到的高次諧波成分的差異很少的情況下，難以進行 腫瘤組織的鑒別診斷。即，存在難以正確地捕捉流入到組織內(nèi)的造影劑的 信息的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而做出的，提供一種在通過提取從被投放 了造影劑的被檢體的生物體組織得到的接收信號的高次諧波成分來觀察血 流信息時，利用上述接收信號的基波成分等抑制因生物體組織的非線性特 性而發(fā)生的高頻率成分，從而能夠正確地捕捉造影劑的信息的超聲波診斷 裝置。
為了解決上述問題，本發(fā)明的超聲波診斷裝置的一技術方案，在基于 利用脈沖反相法提取的接收信號的高次諧波成分生成圖像數(shù)據(jù)的超聲波診 斷裝置中，其特征在于，具備收發(fā)控制單元，對被檢體設定由多個構(gòu)成 的超聲波的收發(fā)方向；超聲波探頭，具有多個振動元件；收發(fā)單元，對上 述收發(fā)方向分別以規(guī)定時間間隔進行使用極性不同的多個驅(qū)動信號的超聲 波收發(fā)；高次諧波成分提取單元，將通過上述各個驅(qū)動信號的上述振動元 件的驅(qū)動而由上述收發(fā)單元依次接收的多個接收信號加法處理，提取上述 接收信號的高次諧波成分；接收信號處理單元，將上述接收信號或包含在 上述接收信號中的基波成分對數(shù)變換處理而生成第1超聲波數(shù)據(jù)，將上述 高次諧波成分對數(shù)變換處理而生成第2超聲波數(shù)據(jù)；減法處理單元，將上 述第1超聲波數(shù)據(jù)與上述第2超聲波數(shù)據(jù)減法處理；圖像數(shù)據(jù)生成單元， 基于通過上述減法處理單元的減法處理得到的第3超聲波數(shù)據(jù)生成圖像數(shù) 據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明，在通過提取從被投放了造影劑的對應被檢體的生物體組 織得到的接收信號的高次諧波成分觀察血流信息時，利用上述接收信號的 基波成分等抑制因生物體組織的非線性特性而發(fā)生的高次諧波成分，從而 能夠正確地捕捉造影劑的信息。因此，能夠大幅提高診斷精度。
構(gòu)成說明書的一部分的附圖用來說明本發(fā)明的各種實施方式及/或特 征，并且與文字描述一起解釋本發(fā)明的實施方式。如果可能，則在各圖中 使用相同的標號描述相同或相似的部分。
圖1是表示本發(fā)明的實施例的超聲波診斷裝置的整體結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示圖1的實施例的超聲波診斷裝置具備的收發(fā)部的具體的結(jié) 構(gòu)的框圖。
圖3A說明2維排列在超聲波探頭上的振動元件進行的3維掃描的超聲 波的收發(fā)方向。
圖3B表示圖3A的3維掃描的投影在x-z平面上的收發(fā)方向。 圖3C表示圖3A的3維掃描的投影在y-z平面上的收發(fā)方向。 圖4是表示該實施例的超聲波診斷裝置具備的高次諧波成分提取部及
接收信號處理部的具體結(jié)構(gòu)的框圖。
圖5A是該實施例的第1或第2發(fā)送超聲波的頻率波譜。
圖5B是通過第1或第2發(fā)送超聲波得到的第1或第2接收超聲波的基
波成分及高次諧波成分的頻率波譜。
圖6A表示通過采用脈沖反相法的超聲波收發(fā)得到的接收信號的基波
成分及高次諧波成分的加法合成。
圖6B表示通過高次諧波成分提取部的釆用脈沖反相法的超聲波收發(fā)
而得到的接收信號的基波成分及高次諧波成分的加法合成。
圖7A表示通過向正常組織和腫瘤組織的超聲波收發(fā)得到的接收信號
的高次諧波成分的差異。
圖7B表示用基波成分對圖7A的高次諧波成分進行了標準化的狀態(tài)。 圖8是表示在超聲波數(shù)據(jù)的減法處理中使用的權(quán)重系數(shù)的具體例的圖。 圖9是表示本實施例的超聲波診斷裝置所具備的體數(shù)據(jù)生成部的具體
的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖10是表示本實施例的采用PI法的圖像數(shù)據(jù)的生成順序的流程圖。 圖11A至圖11C表示在本實施例的變形例中使用的第1驅(qū)動信號至第 3驅(qū)動信號。
圖12是表示本實施例的采用PI法的圖像數(shù)據(jù)的生成順序的流程圖。
具體實施例方式
在以下所述的本發(fā)明的實施例中，為了對被檢體的同一部位放射第1
發(fā)送超聲波及第2發(fā)送超聲波，利用第1驅(qū)動信號及第2驅(qū)動信號以規(guī)定 的速率(rate)間隔將設在超聲波探頭2中的振動元件驅(qū)動兩次。第1驅(qū)動 信號及第2驅(qū)動信號分別具有相等的振幅，相位相差180度。
通過對應于第1發(fā)送超聲波及第2發(fā)送超聲波而從收發(fā)部3得到的第1 接收信號及第2接收信號的加法處理，生成提取了高次諧波成分的第3接 收信號，并且，通過對第1接收信號的基波成分進行對數(shù)變換而生成的第1 超聲波數(shù)據(jù)與對上述第3接收信號的高次諧波成分進行對數(shù)變換而生成的 第2超聲波數(shù)據(jù)的減法處理，生成第3超聲波數(shù)據(jù)。接著，生成3維圖像 數(shù)據(jù)，并將得到的3維圖像數(shù)據(jù)顯示在顯示部上，該3維圖像數(shù)據(jù)是將對 該被檢體進行3維掃描而收集到的、由多個構(gòu)成的第3超聲波數(shù)據(jù)進行處 理而生成的。
圖1是表示本發(fā)明的實施例的超聲波診斷裝置的整體結(jié)構(gòu)的框圖。超 聲波診斷裝置100具備超聲波探頭2、收發(fā)部3、高次諧波成分提取部4、 接收信號處理部5、和減法處理部6。
超聲波探頭2在前端部具有多個振動元件，對包括被投放了造影劑的 被檢體的診斷對象部位在內(nèi)的3維區(qū)域的規(guī)定方向發(fā)送第1發(fā)送超聲波(第 1超聲波脈沖)和相對于該第1發(fā)送超聲波相位相差180度的第2發(fā)送超聲 波(第2超聲波脈沖)，將從上述診斷對象部位得到的第1接收超聲波(第 1超聲波反射波)及第2接收超聲波(第2超聲波反射波)變換為第1接收 信號組及第2接收信號組。
收發(fā)部3將用于對上述3維區(qū)域的規(guī)定方向發(fā)送第1發(fā)送超聲波及第2 發(fā)送超聲波的第1驅(qū)動信號及第2驅(qū)動信號供給到超聲波探頭2的上述振 動元件。收發(fā)部3還將從振動元件得到的多個信道的第1接收信號組及第2 接收信號組調(diào)相相加，從而生成第1接收信號及第2接收信號。
高次諧波成分提取部4通過對調(diào)相相加得到的第1接收信號和第2接 收信號進行加法處理，提取包含在這些接收信號中的高次諧波成分，生成 第3接收信號。
接收信號處理部5對調(diào)相相加后的第1接收信號或第2接收信號進行
9后述的信號處理而生成第1超聲波數(shù)據(jù)，還對由高次諧波成分提取部4生 成的第3接收信號進行同樣的信號處理而生成第2超聲波數(shù)據(jù)。
減法處理部6將上述第1超聲波數(shù)據(jù)與第2超聲波數(shù)據(jù)進行相減處理， 生成第3超聲波數(shù)據(jù)。
超聲波診斷裝置100還具備體數(shù)據(jù)生成部7、生成3維圖像數(shù)據(jù)的圖像 數(shù)據(jù)生成部8、顯示部9、輸入部10和系統(tǒng)控制部12。
體數(shù)據(jù)生成部7基于通過對該被檢體的3維區(qū)域進行3維掃描而收集 的、由多個構(gòu)成的第3超聲波數(shù)據(jù)，生成體數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)生成部8對該 體數(shù)據(jù)進行繪制(rendering)處理而生成3維圖像數(shù)據(jù)。顯示部9顯示生 成的3維數(shù)據(jù)。輸入部10進行被檢體信息的輸入及圖像數(shù)據(jù)生成條件的設 定等。收發(fā)控制部11控制對被檢體的超聲波的收發(fā)方向及驅(qū)動信號的極性 等。系統(tǒng)控制部12綜合地控制超聲波診斷裝置100具備的上述各單元。
圖1的超聲波探頭2在其前端部具有2維排列的多個N個振動元件(未 圖示)。這些振動元件分別經(jīng)由N信道的多芯線纜連接在收發(fā)部3的輸入輸 出端子上。振動元件是電氣音響變換元件，在發(fā)送時將電脈沖(驅(qū)動信號) 變換為超聲波脈沖(發(fā)送超聲波)，在接收時將超聲波反射波(接收超聲波) 變換為電接收信號。
另外，在超聲波探頭2，有扇區(qū)(sector)掃描對應、線性(linear)掃 描對應、凸面(convex)掃描對應等，操作者能夠根據(jù)診斷部位任意地選 擇。在本實施例中，對利用2維排列了N個振動元件的扇區(qū)掃描用的超聲 波探頭2收集3維圖像數(shù)據(jù)的情況進行說明。
在圖2中表示收發(fā)部3的結(jié)構(gòu)。收發(fā)部3具備發(fā)送部31和接收部32。 發(fā)送部31對設置于超聲波探頭2的N個振動元件供給用來對被檢體放射第 1發(fā)送超聲波的第1驅(qū)動信號、和用來放射相對于該第1發(fā)送超聲波相位相 差180度的第2發(fā)送超聲波的第2驅(qū)動信號。
接收部32將分別對應于第1發(fā)送超聲波及第2發(fā)送超聲波而從上述振 動元件得到的由N信道構(gòu)成的第1接收信號組及第2接收信號組，分別進 行調(diào)相相加(相位匹配相加)而生成第1接收信號及第2接收信號。
發(fā)送部31具備速率脈沖發(fā)生器311、發(fā)送延遲電路312及N信道的獨 立的驅(qū)動電路313。速率脈沖發(fā)生器311基于從系統(tǒng)控制部12供給的控制信號，生成決定第1發(fā)送超聲波及第2發(fā)送超聲波的重復周期的速率脈沖。 發(fā)送延遲電路312由N信道的獨立的延遲電路構(gòu)成。發(fā)送延遲電路312 根據(jù)從收發(fā)控制部11供給的控制信號，對上述速率脈沖賦予用來為了得到 較細的束寬而將發(fā)送超聲波聚束到規(guī)定的深度的延遲時間(聚束用延遲時 間)和用來將發(fā)送超聲波向規(guī)定的收發(fā)方向(0p、 -q)放射的延遲時間(偏 向用延遲時間)。
N信道的獨立的驅(qū)動電路313基于上述速率脈沖和從收發(fā)控制部11供 給的控制信號，生成用來放射第1發(fā)送超聲波的第1驅(qū)動信號和用來放射 第2發(fā)送超聲波的第2驅(qū)動信號，并供給到設置于超聲波探頭2的N個振 動元件。
具體而言，同步于上述速率脈沖而生成由N信道構(gòu)成的第1驅(qū)動信號、 和相對于該第1驅(qū)動信號相位相差180度(即波形的極性反轉(zhuǎn))的由N信 道構(gòu)成的第2驅(qū)動信號。
接收部32具備由N信道構(gòu)成的A/D變換器321、接收延遲電路322 和加法器323。A/D變換器321分別基于與第1發(fā)送超聲波及第2發(fā)送超聲 波對應的第1接收超聲波及第2接收超聲波，將從超聲波探頭2的振動元 件供給的N信道的第1接收信號組及第2接收信號組變換為數(shù)字信號。
接收延遲電路322分別對從A/D變換器321輸出的N信道的接收信號 組賦予用來對來自規(guī)定的深度的超聲波反射波進行聚束的聚束用延遲時 間、和用來沿P (azimuth)方向及- (elevation)方向?qū)τ谝?guī)定的收發(fā)方向 (6>p、 -q)設定較強的接收指向性的偏向用延遲時間。
加法器323對從這些接收延遲電路322供給的各個接收信號組進行加 法合成，生成第1接收信號及第2接收信號。
即，通過接收延遲電路322和加法器323，將對應于從規(guī)定方向(0p、 -q)得到的接收超聲波的第1接收信號組及第2接收信號組調(diào)相相加。
圖3A以超聲波探頭3的中心軸為z軸，表示相對于在x軸(azimuth) 方向及y軸(elevation)方向上2維排列的振動元件Trs的距離r的位置P 的超聲波的收發(fā)P (r，印，-q)。
圖3B表示從z軸的角度為0p的、投影到x軸(azimuth)方向的x-z 平面上的收發(fā)位置P，圖3C表示從z軸的角度為-q的、投影到y(tǒng)軸(elevation)方向的y-z平面上的收發(fā)位置P。
發(fā)送部31的發(fā)送延遲電路312及接收部32的接收延遲電路322的延 遲時間由按照從收發(fā)控制部11供給的掃描控制信號控制，對該被檢體的診 斷對象部位進行第1發(fā)送超聲波及第1接收超聲波和第2發(fā)送超聲波及第2 接收超聲波的3維掃描。
如圖4所示，高次諧波成分提取部4具備接收信號存儲部41和運算部 42。高次諧波成分提取部4提取從被投放了造影劑的該被檢體的診斷對象 部位得到的接收信號中包含的高次諧波成分。
例如，在對收發(fā)方向(0p、 -q)以規(guī)定的速率間隔進行了使用第1驅(qū) 動信號的超聲波收發(fā)和使用第2驅(qū)動信號的超聲波收發(fā)的情況下，高次諧 波成分提取部4的接收信號存儲部41保存在使用了領先的第1驅(qū)動信號的 超聲波收發(fā)中由接收部32的加法器323生成的第1接收信號。
高次諧波成分提取部4的運算部42通過對第2接收信號與保存在接收 信號存儲部41中的第1接收信號進行加法合成，提取包含在各個接收信號 中的高次諧波成分而生成第3接收信號，所述第2接收信號是在后續(xù)于使 用了第1驅(qū)動信號的超聲波收發(fā)的、使用了第2驅(qū)動信號的超聲波收發(fā)中 由加法器323生成的。
參照圖5A、圖5B及圖6A、圖6B，說明因被投放到被檢體中的造影 劑及生物體組織的非線性特征而發(fā)生的接收信號的高次諧波成分及其提取 方法。
圖5A是上述第1發(fā)送超聲波或第2發(fā)送超聲波的頻率波譜。圖5B是 通過上述第1或第2發(fā)送超聲波得到的第1接收超聲波或第2接收超聲波 的頻率波譜。例如，如圖5A所示，在被發(fā)送到被檢體的體內(nèi)的發(fā)送超聲波 的頻率波譜以頻率fo為中心分布的情況下，接收超聲波的頻率波譜如圖5B 所示，具有與發(fā)送超聲波同樣以頻率fo為中心分布的基波成分、和以頻率 2fo為中心分布且比基波成分小的高次諧波成分。
圖6A是表示通過使用脈沖反相法(PI法)的超聲波收發(fā)而得到的接 收信號的基波成分、和高次諧波成分提取部4的加法合成的圖。圖6A所示 的接收信號的基波成分在驅(qū)動信號為正極性(a-l)的情況和負極性(a-2) 的情況下其極性反轉(zhuǎn)，所以通過將它們加法合成就能夠抵消(a-3)。圖6B是表示通過使用脈沖反相法(PI法)的超聲波收發(fā)而得到的接 收信號的高次諧波成分、和高次諧波成分提取部4的加法合成的圖。如圖 6B所示，此時得到的接收信號的高次諧波成分在驅(qū)動信號為正極性(b-l) 的情況及負極性(b-2)的情況下其極性沒有變化。因此，通過將它們加法 合成，接收信號的高次諧波成分增大到2倍(b-3)。
艮P，通過將采用使用了相位相差180度的第1驅(qū)動信號和第2驅(qū)動信 號的脈沖反相法而得到的第1接收信號和第2接收信號加法合成，能夠僅 提取高次諧波成分。
超聲波診斷裝置100的接收信號處理部5對從高次諧波成分提取部4 及收發(fā)部3供給的接收信號進行處理而生成超聲波數(shù)據(jù)(B模式數(shù)據(jù))。接 收信號處理部5如圖4所示，具備由2信道構(gòu)成的濾波器部51、檢波部52 及對數(shù)變換部53。
艮P，將在收發(fā)部3的接收部32中生成的第1接收信號或第2接收信號 提供給接收信號處理部5的濾波器部51a，通過濾波處理將在這些接收信號 中包含的高次諧波成分除去。除去了高次諧波成分的第1接收信號或第2 接收信號在檢波部52a及對數(shù)變換部53a中被進行包絡線檢波和對數(shù)變換， 生成第l超聲波數(shù)據(jù)。
另一方面，將在高次諧波成分提取部4中生成的第3接收信號提供給 濾波器部51b,通過濾波處理將在第1接收信號和第2接收信號的加法處理 中殘留的基波成分除去?；ǔ煞直淮笾峦耆サ牡?接收信號在檢波 部52b及對數(shù)變換部53b中被進行包絡線檢波和對數(shù)變換，生成第2超聲 波數(shù)據(jù)。
超聲波診斷裝置100的減法處理部6 (圖1)具備系數(shù)數(shù)據(jù)保管部、存 儲部和運算部(都未圖示)。在系數(shù)數(shù)據(jù)保管部中，預先保管著在上述第l 超聲波數(shù)據(jù)與第2超聲波數(shù)據(jù)的減法處理中使用的各種權(quán)重系數(shù)數(shù)據(jù)。在 存儲部中，保存有在接收信號處理部5中生成的第1超聲波數(shù)據(jù)。
減法處理部6的運算部基于由輸入部IO設定的權(quán)重系數(shù)數(shù)據(jù)或從輸入 部IO供給的選擇信息，通過使用了從保管在上述系數(shù)數(shù)據(jù)保管部中的各種 權(quán)重系數(shù)數(shù)據(jù)中選擇的權(quán)重系數(shù)數(shù)據(jù)的第1超聲波數(shù)據(jù)與第2超聲波數(shù)據(jù) 的減法處理，生成第3超聲波數(shù)據(jù)。對上述減法處理進一步說明。例如，如果將在通過脈沖反相法的超聲
波收發(fā)得到的第1接收信號Srl及第2接收信號Sr2中包含的基波成分及 高次諧波成分分別設為Srf、 Srii,則通過式(1)表示在高次諧波成分提取 部4中生成的第3接收信號Sr3，此外，通過式(2)表示在接收信號處理 部5中生成的第1超聲波數(shù)據(jù)Dl及第2超聲波數(shù)據(jù)D2。
(4)
/>1 = 1og[Sr/]，Z)2 - 1og[Sr3] = 1og[25Wi]' '(2)
因而，可以用下式(3)表示在減法處理部6中生成的第3超聲波數(shù)據(jù)D3。
Z>3 = W2Z)2-fn￡)l-mog[25Wz]-『llogLS;/-(3)
其中，上式中的Wl及W2是對于第1超聲波數(shù)據(jù)及第2超聲波數(shù)據(jù)的 權(quán)重系數(shù)，[Srf]及[Srh]表示被包絡線檢波的基波成分及高次諧波成分。這 里，為了使說明變得簡單，在設權(quán)重系數(shù)Wl及W2為W1=W2=1的情況 下，式(3)可以變形為如下式(4)。
= D2 - Z)l = 1og[2洲-log, = log
艮P，如上述式(4)所示，通過第1超聲波數(shù)據(jù)Dl與第2超聲波數(shù)據(jù) D2的減法處理得到的第3超聲波數(shù)據(jù)D3等價于將第3接收信號Sr3的高 次諧波成分的絕對值[2Srti]用第1接收信號Srl或第2接收信號Sr2的基波 成分的絕對值[Srf]除(標準化)后進行對數(shù)變換的值。
下面說明釆用了上述的第1超聲波數(shù)據(jù)Dl與第2超聲波數(shù)據(jù)D2的減 法處理的本實施例的效果。圖7A是示意地表示例如對被具有豐富的組織血 流的正常組織包圍的虛血狀態(tài)的腫瘤組織，從箭頭的方向收發(fā)超聲波而得 到的接收信號的高次諧波成分的圖。在該情況下，從正常組織得到的高次 諧波成分El的大部分是因與血液一起流入到該正常組織內(nèi)的造影劑的非 線性特性而引起的。從腫瘤組織得到的高次諧波成分E2是因腫瘤組織的非 線性特性而引起的。如上所述，在從腫瘤組織得到的高次諧波成分E2與從 正常組織得到的高次諧波成分E1的差異SE很小的情況下，難以進行腫瘤
14組織的鑒別診斷。
本發(fā)明著眼于因腫瘤組織的非線性特性而發(fā)生的高次諧波成分的大小 較大地依存于從腫瘤組織得到的接收信號的基波成分的大小的特性，通過 考慮該基波成分來進行腫瘤組織與正常組織的鑒別。
艮P，在從腫瘤組織得到的接收信號的基波成分A2相對于從正常組織得 到的接收信號的基波成分A1處于A2>A1的關系的情況下，將從正常組織 得到的高次諧波成分El及從腫瘤組織得到的高次諧波成分E2分別除以基 波成分A1及A2。由此，腫瘤組織與正常組織的鑒別變得容易。
另外，在從腫瘤組織得到的接收信號的基波成分A2相對于從正常組織 得到的接收信號的基波成分Al處于A1>A2的關系的情況下，也如圖7B 中用虛線表示那樣，用基波成分標準化的正常組織的高次諧波成分Fl (F1=E1/A1)與腫瘤組織的高次諧波成分F2 (F2-E2/A2)的差異S F比正 常組織的高次諧波成分E、1與腫瘤組織的高次諧波成分E2的差異SE (圖 7A)大，鑒別變得容易。
接收信號的高次諧波成分與基波成分相比更容易受到生物體組織的超 聲波衰減的影響。在這樣的情況下，通過在上述減法處理中使用權(quán)重系數(shù), 能夠得到適合于鑒別診斷的差異5 F。
特別是，如圖8所示，將對于第1超聲波數(shù)據(jù)Dl的權(quán)重系數(shù)Wl及對 第2超聲波數(shù)據(jù)D2的權(quán)重系數(shù)W2設定為，使其相對于深度方向可變，并 使來自深部的高次諧波成分相對地放大，從而能夠得到S/N良好的第3超 聲波數(shù)據(jù)。此時，根據(jù)發(fā)送超聲波的中心頻率及觀測深度等，設定或選擇 上述權(quán)重系數(shù)Wl及W2。
在本實施例的超聲波診斷裝置100中，如式(4)所示，通過對數(shù)變換 后的高次諧波成分(第2超聲波數(shù)據(jù))與對數(shù)變換后的基波成分(第1超 聲波數(shù)據(jù))的減法處理，進行基于基本成分的標準化。
圖9是表示超聲波診斷裝置100的體數(shù)據(jù)生成部7的結(jié)構(gòu)的框圖。體 數(shù)據(jù)生成部7具備超聲波數(shù)據(jù)存儲部71、插值處理部72及體數(shù)據(jù)存儲部 73。在超聲波數(shù)據(jù)存儲部71中，將收發(fā)方向(ep、 -q)作為附帶信息而 依次保存有通過對被檢體的診斷對象部位進行3維掃描而得到的第3超聲 波數(shù)據(jù)。插值處理部72使從超聲波數(shù)據(jù)存儲部71讀出的由多個構(gòu)成的超聲波 數(shù)據(jù)對應于收發(fā)方向(ep、 -q)而排列，從而形成時間序列的3維超聲波 數(shù)據(jù)。進而，對構(gòu)成該3維超聲波數(shù)據(jù)的不等間隔的體素進行插值處理， 生成由相對于圖3的x方向、y方向及z方向各向同性的體素構(gòu)成的體數(shù)據(jù)。 得到的時間序列的體數(shù)據(jù)被保存到體數(shù)據(jù)存儲部73中。
超聲波診斷裝置100的圖像數(shù)據(jù)生成部8對從體數(shù)據(jù)生成部7依次供 給的體數(shù)據(jù)進行繪制處理，生成體繪制圖像數(shù)據(jù)及表面繪制圖像數(shù)據(jù)等的3 維圖像數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)生成部8具備不透明度和色調(diào)設定部以及繪制處理 部(未圖示)。不透明度和色調(diào)設定部根據(jù)體數(shù)據(jù)的體素值等設定各體素的 不透明度及色調(diào)。繪制處理部使用規(guī)定的處理程序?qū)哂杏缮鲜霾煌该鞫?和色調(diào)設定部設定的不透明度及色調(diào)的體數(shù)據(jù)進行繪制處理，生成時間序 列的3維圖像數(shù)據(jù)。
超聲波診斷裝置100的顯示部9具備顯示數(shù)據(jù)生成部、變換部及監(jiān)視 器(都未圖示)。顯示數(shù)據(jù)生成部對由圖像數(shù)據(jù)生成部8生成的3維圖像數(shù) 據(jù)進行基于規(guī)定的顯示格式的坐標變換，再疊加被檢體信息等的附帶信息, 生成顯示用數(shù)據(jù)。變換部對由上述顯示數(shù)據(jù)生成部生成的顯示用數(shù)據(jù)進行 D/A變換和電視格式變換，顯示在上述監(jiān)視器上。
超聲波診斷裝置100的輸入部10是具備顯示面板及鍵盤、各種開關、 選擇按鈕、鼠標等的輸入設備的交互型接口，具備PI法選擇功能lOl， 進行脈沖反相法的選擇；及權(quán)重系數(shù)設定功能102，進行第1超聲波數(shù)據(jù)與 第2超聲波數(shù)據(jù)的減法處理中的權(quán)重系數(shù)的選擇及設定。進而，利用上述
顯示面板及輸入設備進行被檢體信息的輸入、體數(shù)據(jù)生成條件的設定、圖 像數(shù)據(jù)生成條件及圖像數(shù)據(jù)顯示條件的設定、各種命令信號的輸入等。
超聲波診斷裝置100的收發(fā)控制部11根據(jù)從輸入部10供給的體數(shù)據(jù) 生成條件，控制能夠?qū)Πū粰z體的診斷對象部位在內(nèi)的3維區(qū)域的希望 方向進行超聲波的收發(fā)的收發(fā)部3的發(fā)送延遲電路312及接收延遲電路322 的延遲時間。并且，根據(jù)從輸入部10供給的PI法選擇信息，控制由收發(fā) 部3的驅(qū)動電路313生成的第1驅(qū)動信號及第2驅(qū)動信號的極性及振幅等。
超聲波診斷裝置100的系統(tǒng)控制部12具備CPU和存儲電路。在存儲 電路中保存有由輸入部10選擇/設定的上述各種信息。CPU根據(jù)上述選擇信息及設定信息控制超聲波診斷裝置100的各單元，對被投放了造影劑的 該被檢體的診斷對象部位進行采用PI法的3維掃描。
圖10是表示本實施例的釆用PI法的圖像數(shù)據(jù)的生成順序的流程圖。 超聲波診斷裝置的操作者首先在輸入部10中進行被檢體信息的輸入、體數(shù) 據(jù)生成條件的設定、圖像數(shù)據(jù)生成條件及圖像數(shù)據(jù)顯示條件的設定、PI法 的選擇等的初始設定之后，將超聲波探頭2的前端部配置在被投放了造影 劑的該被檢體的體表面上，輸入圖像數(shù)據(jù)的生成開始指令(圖10，步驟Sl)。
系統(tǒng)控制部12如果從輸入部10接收到圖像數(shù)據(jù)的生成開始指令，則 對收發(fā)控制部11供給用來對收發(fā)部3的發(fā)送延遲電路312及接收延遲電路 322的延遲時間和驅(qū)動電路313的驅(qū)動信號的極性進行控制的指示信號。系 統(tǒng)控制部12還對收發(fā)部3的速率脈沖發(fā)生器311供給指示信號，接收到該 指示信號的速率脈沖發(fā)生器311生成具有規(guī)定的重復周期的速率脈沖，向 發(fā)送延遲電路312供給。
發(fā)送延遲電路312根據(jù)從收發(fā)控制部11供給的控制信號，對上述速率 脈沖賦予用來將超聲波聚束到規(guī)定的深度的聚束用延遲時間和用來向最初 的收發(fā)方向(01、 -1)發(fā)送超聲波的偏向用延遲時間，從而生成N信道的 速率脈沖，將這些速率脈沖向N信道的驅(qū)動電路313供給。
驅(qū)動電路313根據(jù)從收發(fā)控制部11供給的控制信號和從發(fā)送延遲電路 312供給的速率脈沖，同步于從發(fā)送延遲電路312供給的速率脈沖而生成例 如具有正極性的由N信道構(gòu)成的第1驅(qū)動信號，并將該第1驅(qū)動信號向設 置于超聲波探頭2的N個振動元件供給，對被檢體內(nèi)放射第1發(fā)送超聲波。
放射的第1發(fā)送超聲波的一部分被音響阻抗不同的被檢體的內(nèi)臟器官 邊界面及組織反射，由設置于超聲波探頭2的N個振動元件接收，被變換 為由N信道構(gòu)成的電氣的第1接收信號組。
該第1接收信號組由接收部32的A/D變換器321變換為數(shù)字信號。進 而，在接收延遲電路322中根據(jù)從收發(fā)控制部11供給的控制信號，而被賦 予用來將接收超聲波聚束到規(guī)定的深度的聚束用延遲時間和用來對來自最 初的收發(fā)方向(W、 <H)的接收超聲波設定較強的接收指向性的偏向用延 遲時間。
然后，在加法器323中調(diào)相相加而生成第1接收信號。得到的第1接
17收信號被臨時保存在高次諧波成分提取部4中設置的接收信號存儲部41 中，并被供給到接收信號處理部5 (圖IO，步驟S2)。
被供給了第1接收信號的接收信號處理部5的濾波器部51a通過濾波 處理將包含在第1接收信號中的高次諧波成分除去。檢波部52a及對數(shù)變 換部53a對濾波處理后的第1接收信號進行包絡線檢波和對數(shù)變換，生成 第1超聲波數(shù)據(jù)。將得到的第1超聲波數(shù)據(jù)臨時保存在設在減法處理部6 中的存儲部中(圖IO，步驟S3)。
如果高次諧波成分提取部4的接收信號存儲部41中的第1接收信號的 保存和減法處理部6的存儲部中的第1超聲波數(shù)據(jù)的保存結(jié)束，則通過同 樣的順序?qū)ο嗤氖瞻l(fā)方向(01、 ^1)放射具有負極性的第2發(fā)送超聲波， 收發(fā)部3的接收部32將通過放射該第2發(fā)送超聲波而得到的由N信道構(gòu)成 的第2接收信號組的整相相加生成的第2接收信號向高次諧波成分提取部4 供給(圖10，步驟S4)。
高次諧波成分提取部4的運算部42將保存在自己的接收信號存儲部41 中的第1接收信號讀出，通過該第1接收信號與從收發(fā)部3的接收部32新 供給的第2接收信號的加法處理，生成被提取了高次諧波成分的第3接收 信號(圖10，步驟S5)。將得到的第3接收信號向接收信號處理部5供給。
被供給了第3接收信號的接收信號處理部5的濾波器部51b通過濾波 處理將殘留在第3接收信號中的基波成分除去。檢波部52b及對數(shù)變換部 53b對濾波處理后的第3接收信號進行包絡線檢波和對數(shù)變換，生成第2 超聲波數(shù)據(jù)(圖10，步驟S6)。將得到的第2超聲波數(shù)據(jù)向減法處理部6 供給。
減法處理部6的運算部根據(jù)從輸入部10供給的選擇信息，從保管在自 己的系數(shù)數(shù)據(jù)保管部中的各種權(quán)重系數(shù)數(shù)據(jù)之中讀出希望的權(quán)重系數(shù)數(shù) 據(jù)。對從自己的存儲部讀出的第1超聲波數(shù)據(jù)和從接收信號處理部5新供 給的第2超聲波數(shù)據(jù)使用上述權(quán)重系數(shù)進行減法處理，生成第3超聲波數(shù) 據(jù)。對得到的第3超聲波數(shù)據(jù)附加最初的收發(fā)方向(01、 -1)的信息，保 存在體數(shù)據(jù)生成部7的超聲波數(shù)據(jù)存儲部71中(圖IO，步驟S7)。
如果最初的收發(fā)方向(01、 -1)的第3超聲波數(shù)據(jù)的生成和保存結(jié)束， 則收發(fā)控制部11控制收發(fā)部3的發(fā)送延遲電路312及接收延遲電路322的延遲時間，對依次向e方向每次更新A0、向-方向每次更新A-的3維區(qū) 域的收發(fā)方向(0p， ^q) (ep=6>l+ (p國l) (p=l~P)， -q=-l+ (q-l)
A ^ (q=l Q)，其中超聲波收發(fā)方向(01， (H)除外)分別以同樣的順 序反復進行超聲波的收發(fā)而進行3維掃描。在各個收發(fā)方向上得到的第3 超聲波數(shù)據(jù)也以上述收發(fā)方向為附帶信息而保存在體數(shù)據(jù)生成部7的超聲 波數(shù)據(jù)存儲部71中(圖IO，步驟S2至S7)。
體數(shù)據(jù)生成部7的插值處理部72將從自己的超聲波數(shù)據(jù)存儲部71讀 出的由多個構(gòu)成的第3超聲波數(shù)據(jù)與收發(fā)方向(ep， -q)對應地排列，從 而形成時間序列的3維超聲波數(shù)據(jù)。進而，對構(gòu)成該3維超聲波數(shù)據(jù)的不
等間隔的體素進行插值處理而生成體數(shù)據(jù)。將得到的時間序列的體數(shù)據(jù)保 存在體數(shù)據(jù)存儲部73中(圖IO，步驟S8)。
圖像數(shù)據(jù)生成部8的不透明度和色調(diào)設定部根據(jù)體數(shù)據(jù)的體素值等， 設定各體素的不透明度及色調(diào)。另一方面，圖像數(shù)據(jù)生成部8的繪制處理 部對具有上述不透明度及色調(diào)的體數(shù)據(jù)進行使用了規(guī)定的處理程序的繪制 處理，生成3維圖像數(shù)據(jù)，將得到的時間序列的3維圖像數(shù)據(jù)顯示在顯示 部9上(圖10，步驟S9)。
上述實施例說明了如下情況，即利用具有相等的振幅且相位相差180 度的第1驅(qū)動信號及第2驅(qū)動信號，驅(qū)動設置于超聲波探頭2的N信道的 振動元件，將通過此時得到的第1接收信號及第2接收信號的加法處理而 提取的接收信號的高次諧波成分用第1接收信號或第2接收信號的基波成 分進行標準化。
圖11A 圖11C對本實施例的變形例進行說明。圖11A是具有振幅Bo 的驅(qū)動波形的第1驅(qū)動信號，圖11B是具有相對于第1驅(qū)動信號的驅(qū)動波 形具有2倍的振幅且相位相差180度的驅(qū)動波形的第2驅(qū)動信號。圖11C 是具有與第1驅(qū)動信號的驅(qū)動波形同樣的驅(qū)動波形的第3驅(qū)動信號。以下 說明利用這些驅(qū)動信號以規(guī)定的速率間隔依次驅(qū)動N信道的振動元件、并 將通過此時得到的第1接收信號至第3接收信號的加法處理而提取的接收 信號的高次諧波成分用第2接收信號的基波成分進行標準化的情況。
圖12是表示本實施例的采用PI法的圖像數(shù)據(jù)的生成順序的流程圖。 超聲波診斷裝置的操作者首先在輸入部10中進行被檢體信息的輸入、體數(shù)據(jù)生成條件的設定、圖像數(shù)據(jù)生成條件及圖像數(shù)據(jù)顯示條件的設定、PI法
的選擇等之后，將超聲波探頭2的前端部配置在被投放了造影劑的該被檢 體的體表面上，輸入圖像數(shù)據(jù)的生成開始指令(圖12，步驟Sll)。
從輸入部IO接收到圖像數(shù)據(jù)的生成開始指令的系統(tǒng)控制部12對收發(fā) 控制部11供給用來對收發(fā)部3的發(fā)送延遲電路312及接收延遲電路322的 延遲時間和驅(qū)動電路313的驅(qū)動信號的極性及振幅進行控制的指示信號。 進而，系統(tǒng)控制部12對收發(fā)部31的速率脈沖發(fā)生器311供給指示信號。
發(fā)送部31將根據(jù)從收發(fā)控制部11供給的控制信號生成的、例如具有 正極性的振幅Bo的第1驅(qū)動信號(圖11A)向超聲波探頭2的振動元件供 給，對被檢體內(nèi)的最初的收發(fā)方向(01， -1)放射第l發(fā)送超聲波。
接收部32的接收延遲電路322及加法器323將隨著第1發(fā)送超聲波的 放射而上述振動元件檢測到的第1接收信號組調(diào)相相加而生成第1接收信 號，保存到高次諧波成分提取部4的接收信號存儲部41中(圖12，步驟 S12)。
如果第1接收信號的生成和保存結(jié)束，則發(fā)送部31同樣根據(jù)從收發(fā)控 制部11供給的控制信號，將具有負極性的振幅2Bo的第2驅(qū)動信號(圖 11B)向超聲波探頭2的振動元件供給，對相同的收發(fā)方向(01,")放 射第2發(fā)送超聲波。此時在接收部32中生成的第2接收信號被保存到高次 諧波成分提取部4的接收信號存儲部41中，進而被供給到接收信號處理部 5 (圖12,步驟S13)。
另一方面，被供給了第2接收信號的接收信號處理部5的濾波器部51a 通過濾波處理將包含在該接收信號中的高次諧波成分除去，檢波部52b及 對數(shù)變換部53b對濾波處理后的第2接收信號進行包絡線檢波和對數(shù)變換， 生成第1超聲波數(shù)據(jù)。將得到的第1超聲波數(shù)據(jù)保存到設在減法處理部6 中的存儲部中(圖12，步驟S14)。
發(fā)送部31將根據(jù)從收發(fā)控制部11供給的控制信號生成的具有與第1 驅(qū)動信號同樣的正極性和振幅Bo的第3驅(qū)動信號(圖11C)向超聲波探頭 2的振動元件供給，對收發(fā)方向(el， -1)放射第3發(fā)送超聲波，將此時 接收部32生成的第3接收信號向高次諧波成分提取部4供給(圖12，步驟 S15)。高次諧波成分提取部4的運算部42將保存在自己的接收信號存儲部41 中的第1接收信號及第2接收信號讀出，并通過該第1接收信號及第2接 收信號與從收發(fā)部3的接收部32新供給的第3接收信號的加法處理，生成 被提取了高次諧波成分的第4接收信號(圖12，步驟S16)。將得到的第4 接收信號向接收信號處理部5供給。
被供給了第4接收信號的接收信號處理部5的濾波器部51b通過濾波 處理將殘留在第4接收信號中的基波成分除去，檢波部52b及對數(shù)變換部 53b對濾波處理后的第4接收信號進行包絡線檢波和對數(shù)變換而生成第2 超聲波數(shù)據(jù)(圖12，步驟S17)。將得到的第2超聲波數(shù)據(jù)向減法處理部6 供給。
減法處理部6的運算部根據(jù)從輸入部10供給的選擇信息，從保管在自 己的系數(shù)數(shù)據(jù)保管部中的各種權(quán)重系數(shù)數(shù)據(jù)之中讀出希望的權(quán)重系數(shù)數(shù) 據(jù)。接著，對從自己的存儲部讀出的第1超聲波數(shù)據(jù)和從接收信號處理部5 新供給的第2超聲波數(shù)據(jù)使用上述權(quán)重系數(shù)進行減法處理，生成第3超聲 波數(shù)據(jù)(圖12，步驟S18)。對得到的第3超聲波數(shù)據(jù)附加收發(fā)方向(01， - 1)的信息，并保存到體數(shù)據(jù)生成部7的超聲波數(shù)據(jù)存儲部71中。
如果最初的收發(fā)方向(01， -1)的第3超聲波數(shù)據(jù)的生成和保存結(jié)束， 則收發(fā)控制部11控制收發(fā)部3的發(fā)送延遲電路312及接收延遲電路322的 延遲時間，對依次向0方向每次更新Ae、向-方向每次更新A-的3維區(qū) 域的收發(fā)方向分別以同樣的順序反復進行超聲波的收發(fā)。在各個收發(fā)方向 上得到的第3超聲波數(shù)據(jù)也以上述收發(fā)方向為附帶信息而保存在體數(shù)據(jù)生 成部7的超聲波數(shù)據(jù)存儲部71中(圖12,步驟S12至S18)。
體數(shù)據(jù)生成部7的插值處理部72通過將從自己的超聲波數(shù)據(jù)存儲部71 讀出的由多個構(gòu)成的第3超聲波數(shù)據(jù)與收發(fā)方向(0p， -q)對應地排列， 從而形成時間序列的3維超聲波數(shù)據(jù)。進而，插值處理部72對構(gòu)成該3維 超聲波數(shù)據(jù)的不等間隔的體素進行插值處理而生成體數(shù)據(jù)。將得到的時間 序列的體數(shù)據(jù)保存在體數(shù)據(jù)存儲部73中(圖12，步驟S19)。
圖像數(shù)據(jù)生成部8的不透明度和色調(diào)設定部根據(jù)體數(shù)據(jù)的體素值等， 設定各體素的不透明度及色調(diào)。另一方面，繪制處理部對具有上述不透明 度及色調(diào)的體數(shù)據(jù)進行使用了規(guī)定的處理程序的繪制處理，生成3維圖像數(shù)據(jù)，將得到的時間序列的3維圖像數(shù)據(jù)顯示在顯示部9上(圖12，步驟 S20)。
根據(jù)以上敘述的本發(fā)明的實施例及其變形例，在通過提取從被投放了 造影劑的該被檢體的生物體組織得到的接收信號的高次諧波成分而觀察血 流信息時，利用上述接收信號的基波成分抑制混入到因造影劑的非線性特 性而發(fā)生的高次諧波成分中的因生物體組織的非線性特性而發(fā)生的高次諧 波成分，從而能夠正確地捕捉造影劑的信息。因此，能夠使診斷精度大幅 地提高。
特別是，在上述實施例及其變形例中，由于通過基波成分將利用PI法 提取的接收信號的高次諧波成分標準化，所以能夠有效地抑制較大地依存 于基波成分的生物體組織的高次諧波成分。此外，由于通過對數(shù)變換后的 接收信號的高次諧波成分與基波成分的減法處理來進行基于基波成分的標 準化，所以能夠進行容易且正確的標準化。
此外，通過將在該減法處理中使用的權(quán)重系數(shù)更新，能夠得到適合于 正常組織與腫瘤組織的鑒別等的對比度。進而，通過設定可沿深度方向變 化的權(quán)重系數(shù)，能夠補償容易受超聲波衰減的影響的高次諧波成分，所以 能夠得到S/N優(yōu)良的良好的圖像數(shù)據(jù)。
另一方面，根據(jù)上述實施例，由于能夠根據(jù)利用振幅不同的驅(qū)動信號 收集到的第1接收信號至第3接收信號,進行利用PI法的圖像數(shù)據(jù)的收集， 所以通過考慮高次諧波成分對驅(qū)動信號振幅的依存性，能夠進行診斷能力 更好的圖像數(shù)據(jù)的收集。
本發(fā)明并不限于上述實施例，能夠變形而實施。例如，已敘述了上述 實施例的超聲波數(shù)據(jù)的減法處理中使用的權(quán)重數(shù)據(jù)是根據(jù)從輸入部10供給 的權(quán)重系數(shù)選擇信息、從預先保管在減法處理部6的系數(shù)數(shù)據(jù)保管部中的 各種權(quán)重系數(shù)數(shù)據(jù)之中選擇的數(shù)據(jù)的情況，但也可以由操作者在輸入部10 中任意地設定。
此外，敘述了分別獨立地設定或選擇對第1超聲波數(shù)據(jù)的權(quán)重系數(shù)Wl 和對第2超聲波數(shù)據(jù)的權(quán)重系數(shù)W2的情況，但例如如果預先設定如 Wl-1-W2這樣的關系，則只要在檢查時設定權(quán)重系數(shù)Wl或權(quán)重系數(shù)W2 的任一個就可以，因而，能夠縮短設定權(quán)重系數(shù)所需要的時間而減輕操作者的負擔。
已敘述了根據(jù)基波成分對接收信號的高次諧波成分進行標準化的情 況，但是在高次諧波成分明顯少于基波成分的情況下，也可以利用包含基 波成分和高次諧波成分的接收信號進行標準化。
在上述實施例及變形例中，敘述了基于通過第1超聲波數(shù)據(jù)與第2超 聲波數(shù)據(jù)的減法處理得到的第3超聲波數(shù)據(jù)生成的圖像數(shù)據(jù)的生成和其顯 示，但根據(jù)需要也可以進行基于第1超聲波數(shù)據(jù)和/或第2超聲波數(shù)據(jù)生成 的圖像數(shù)據(jù)的顯示。特別是，通過將這些圖像數(shù)據(jù)并列顯示或重疊顯示在 同一監(jiān)視器上，能夠得到更多的有益的診斷信息。
也可以變更順序來進行上述實施例中的基于第1驅(qū)動信號及第2驅(qū)動 信號的振動元件的驅(qū)動或基于上述變形例中的第1驅(qū)動信號至第3驅(qū)動信 號的振動元件的驅(qū)動。
在上述實施例的高次諧波成分提取部4中的第1接收信號及第2接收 信號的加法處理或變形例的高次諧波成分提取部4中的第1接收信號至第3 接收信號的加法處理中，也可以使用適當?shù)臋?quán)重系數(shù)進行這些接收信號的 加法合成。通過使用了該權(quán)重系數(shù)的接收信號的加法處理，也能夠任意地 設定驅(qū)動信號的振幅。
例如，通過在上述變形例的加法處理中使用權(quán)重系數(shù)，不需要將第2 驅(qū)動信號與第1驅(qū)動信號的振幅比設定為已經(jīng)敘述那樣的整數(shù)倍(2倍)， 而能夠任意地設定。此外，通過具有適當?shù)臋?quán)重系數(shù)的第1接收信號與第2 接收信號的加法合成，不再需要使用了第3驅(qū)動信號的超聲波收發(fā)，能夠 縮短生成圖像數(shù)據(jù)所需要的時間。
在上述變形例中，使用第2接收信號的基本成分進行了高次諧波成分 的標準化，但并不限于此，也可以是使用第1接收信號或第3接收信號的 標準化。
另外，在上述實施例及其變形例中，對根據(jù)通過使用了PI法的該被檢 體的3維掃描收集到的體數(shù)據(jù)生成3維圖像數(shù)據(jù)的情況進行了敘述，但也 可以根據(jù)上述體數(shù)據(jù)而生成MIP (Maximum Intensity Projection:最大密度 投影)圖像數(shù)據(jù)或MPR (MultiplanarReconstruction:多平面重建)圖像數(shù) 據(jù)，此外也可以通過2維掃描而生成2維圖像數(shù)據(jù)。
23對于上述3維掃描，敘述了使用2維排列了多個振動元件的所謂2維 陣列超聲波探頭進行的情況，但也可以使1維排列了多個振動元件的超聲 波探頭向規(guī)定方向機械移動或人工移動來進行。
本發(fā)明的其他實施方式對于本領域的技術人員而言，通過閱讀說明書 并實踐這里說明的本發(fā)明能夠容易地得出。需要注意的是說明書和實施例 只是例示，本發(fā)明的主旨和技術范圍由權(quán)利要求書給出。。
權(quán)利要求
1、一種超聲波診斷裝置，根據(jù)利用脈沖反相法提取的接收信號的高次諧波成分生成圖像數(shù)據(jù)，其特征在于，具備收發(fā)控制單元，對被檢體設定由多個構(gòu)成的超聲波的收發(fā)方向；超聲波探頭，具有多個振動元件；收發(fā)單元，對各個上述收發(fā)方向，以規(guī)定時間間隔進行使用了極性不同的多個驅(qū)動信號的超聲波收發(fā)；高次諧波成分提取單元，對多個接收信號進行加法處理而提取上述接收信號的高次諧波成分，該多個接收信號是通過上述振動元件根據(jù)各個上述驅(qū)動信號而進行的驅(qū)動，由上述收發(fā)單元依次接收的；接收信號處理單元，對上述接收信號或包含在上述接收信號中的基波成分進行對數(shù)變換處理而生成第1超聲波數(shù)據(jù)，對上述高次諧波成分進行對數(shù)變換處理而生成第2超聲波數(shù)據(jù)；減法處理單元，對上述第1超聲波數(shù)據(jù)與上述第2超聲波數(shù)據(jù)進行減法處理；圖像數(shù)據(jù)生成單元，基于通過上述減法處理單元的減法處理得到的第3超聲波數(shù)據(jù)，生成圖像數(shù)據(jù)。
2、 如權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 上述收發(fā)單元使用第1驅(qū)動信號和第2驅(qū)動信號驅(qū)動上述振動元件，該第1驅(qū)動信號和第2驅(qū)動信號具有相等的驅(qū)動振幅且相位相差180度；上述高次諧波成分提取單元通過根據(jù)上述第1驅(qū)動信號得到的第1接 收信號和根據(jù)上述第2驅(qū)動信號得到的第2接收信號的加法處理，提取上 述高次諧波成分。
3、 如權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 上述收發(fā)單元使用具有不同的驅(qū)動振幅且相位相差180度的多個驅(qū)動信號驅(qū)動上述振動元件；上述高次諧波成分提取單元對根據(jù)各個上述驅(qū)動信號得到的上述多個 接收信號進行加法處理來提取上述高次諧波成分。
4、 如權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 上述高次諧波成分提取單元對由多個構(gòu)成的上述接收信號的至少任一個設定權(quán)重系數(shù)，并進行上述加法處理。
5、 如權(quán)利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 上述收發(fā)單元使用第1驅(qū)動信號、第2驅(qū)動信號以及第3驅(qū)動信號驅(qū)動上述振動元件，上述第1驅(qū)動信號具有規(guī)定的驅(qū)動波形，上述第2驅(qū)動 信號具有如下的驅(qū)動波形，即相對于上述第1驅(qū)動信號的驅(qū)動波形具有2 倍的振動振幅，并且相位相差180度，上述第3驅(qū)動信號具有與上述第1 驅(qū)動信號的驅(qū)動波形相同的驅(qū)動波形。
6、 如權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 上述減法處理單元對上述第1超聲波數(shù)據(jù)或上述第2超聲波數(shù)據(jù)的至少任一種數(shù)據(jù)設定權(quán)重系數(shù)，并進行上述減法處理。
7、 如權(quán)利要求6所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 上述減法處理單元對上述超聲波數(shù)據(jù)設定在深度方向上不同的上述權(quán)重系數(shù)，并迸行上述減法處理。
8、 如權(quán)利要求7所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 上述減法處理單元使用基于發(fā)送超聲波的中心頻率及觀測深度而設定或選擇的上述權(quán)重系數(shù)進行上述減法處理。
9、 如權(quán)利要求6所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 還具備權(quán)重系數(shù)設定單元，上述減法處理單元基于上述權(quán)重系數(shù)設定單元設定的權(quán)重系數(shù)進行上 述減法處理。
10、 如權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 還具備顯示單元，上述顯示單元將上述圖像數(shù)據(jù)生成單元基于上述減法處理后的超聲波 數(shù)據(jù)生成的圖像數(shù)據(jù)、以及基于上述第1超聲波數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)或基于上述第2超聲波的圖像數(shù)據(jù)的至少任一種重疊顯示或并列顯示。
11、如權(quán)利要求6所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 上述收發(fā)控制單元對上述被檢體的3維區(qū)域設定上述超聲波的收發(fā)方向；上述圖像數(shù)據(jù)生成單元根據(jù)對于各個上述收發(fā)方向得到的減法處理后 的超聲波數(shù)據(jù)，生成3維圖像數(shù)據(jù)、MIP圖像數(shù)據(jù)或MPR圖像數(shù)據(jù)的至少 任一種。
全文摘要
一種超聲波診斷裝置，利用接收信號的基波成分抑制因生物體組織的非線性特性而發(fā)生的高次諧波成分，從而正確地捕捉造影劑信息。通過具有相等的振幅且相位相差180度的第1及第2驅(qū)動信號驅(qū)動振動元件，對被檢體的同一部位放射第1發(fā)送超聲波及第2發(fā)送超聲波。通過對應于各發(fā)送超聲波得到的第1接收信號及第2接收信號的加法處理，生成被提取了高次諧波成分的第3接收信號。通過對第1接收信號的基波成分進行對數(shù)變換而生成的第1超聲波數(shù)據(jù)與對第3接收信號的高次諧波成分進行對數(shù)變換而生成的第2超聲波數(shù)據(jù)的減法處理生成第3超聲波數(shù)據(jù)。對通過3維掃描收集到的多個第3超聲波數(shù)據(jù)進行處理而生成3維圖像數(shù)據(jù)并顯示。
文檔編號A61B8/00GK101623204SQ20091014006
公開日2010年1月13日 申請日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月11日
發(fā)明者今村智久, 吉新寬樹, 吉田哲也, 神山直久 申請人:株式會社東芝;東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社