超聲波診斷儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及超聲波診斷儀，且更具體地，本發(fā)明涉及增大超聲波圖像的密度的技 術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 使用超聲波診斷儀能夠?qū)崟r(shí)捕獲運(yùn)動中組織的活動圖像，例如，以供診斷。近年 來，超聲波診斷儀是非常重要的醫(yī)療設(shè)備，尤其是在心臟和其他器官的診斷和治療中更是 如此。
[0003] 期望的是不但為了診斷心臟，而且為了其他用途，由超聲波診斷儀所獲得的超聲 波圖像都具有杰出的圖像質(zhì)量。目前正提出的是作為用來提高超聲波圖像質(zhì)量的具體對策 的增大超聲波圖像的密度的技術(shù)。
[0004] 例如，專利文獻(xiàn)1描述了在前一幀和當(dāng)前幀之間，對在前一幀上的每一個(gè)關(guān)注像 素實(shí)行模式匹配處理，并且基于形成當(dāng)前幀的原始像素組和所限定的附加像素組，對于每 一個(gè)關(guān)注像素，通過模式匹配處理，增大當(dāng)前幀的密度的技術(shù)。
[0005] 專利文獻(xiàn)2描述了限定了幀中的第一像素陣列、第二像素陣列，和第三像素陣列， 在第一像素陣列和第二像素陣列之間，對第一像素陣列上的每一個(gè)關(guān)注像素執(zhí)行模式匹配 處理以計(jì)算出對于關(guān)注像素在第二像素陣列上的映射地址，進(jìn)一步地，在第三像素陣列和 第二像素陣列之間，對第三像素陣列上的每一個(gè)關(guān)注像素執(zhí)行模式匹配處理以計(jì)算出對于 關(guān)注像素在第二像素陣列上的映射地址，且利用像素值和多個(gè)關(guān)注像素的映射地址，增大 第二像素陣列的密度的技術(shù)。
[0006] 能夠利用在專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2中所描述的技術(shù)增大以高幀速獲得的低密度 圖像的密度。
[0007] 在扇形掃描和凸?fàn)顠呙璧膾呙璩暡ㄊ姆椒ㄖ?，圍繞位于探頭側(cè)上的中心徑向 地或以扇形掃描超聲波束。于是，超聲波束的間距在遠(yuǎn)離探頭的深部比在接近探頭的淺部 更大。因此，期望的是即使超聲波束的間距如上所述那樣寬，也能夠增大密度從而填充間 距。
[0008] 引用列表
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] [專利文獻(xiàn) 1] JP-2〇l2_l〇575〇 A
[0011] [專利文獻(xiàn) 2]JP-2012-105751 A

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 技術(shù)問題
[0013] 考慮到上述【背景技術(shù)】，本發(fā)明的發(fā)明者曾重復(fù)關(guān)于增大超聲波圖像的密度的改進(jìn) 技術(shù)的研宄和開發(fā)。特別地，本發(fā)明者已經(jīng)基于不同于在專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2中所描 述的劃時(shí)代技術(shù)的原理的原理提出一種增大超聲波圖像的密度的技術(shù)。
[0014] 本發(fā)明在上述研宄和開發(fā)過程中已被構(gòu)想出且旨在通過利用在超聲波束的掃描 方向和深度方向之間的基于密度的關(guān)系來提供增大超聲波圖像的密度的改進(jìn)技術(shù)。
[0015] 為了達(dá)到上述目的，依照更可取方案的超聲波診斷儀包括：探頭，其被配置為發(fā)射 和接收超聲波；發(fā)射器/接收器單元，其被配置為控制探頭掃描超聲波束；密度增大處理單 元，其被配置為增大通過掃描超聲波束所獲得的成像數(shù)據(jù)的密度；以及顯示處理單元，其被 配置為基于具有已增大的密度的成像數(shù)據(jù)形成顯示圖像；并且所述密度增大處理單元基于 在成像數(shù)據(jù)內(nèi)沿超聲波束的深度方向以高密度布置的深度方向數(shù)據(jù)，增加沿超聲波束的掃 描方向以低密度布置的掃描方向數(shù)據(jù)的密度，從而增大成像數(shù)據(jù)的密度。
[0016] 在上述結(jié)構(gòu)中，可以根據(jù)診斷使用的類型來使用發(fā)射和接收超聲波的，包括例如 凸?fàn)顠呙鑳x類型、扇形掃描儀類型，以及線性掃描儀類型的各種類型的探頭。通過上述結(jié)構(gòu) 來實(shí)施的密度增大特別優(yōu)選地由凸?fàn)顠呙鑳x和扇形掃描儀的組合來實(shí)現(xiàn)。另外，可以使用 用于二維層析圖像的探頭或者用于三維圖像的探頭。盡管二維層析圖像（B模式圖像）是 要進(jìn)行密度增大的優(yōu)選示例圖像，但還可以采用三維圖像、多普勒圖像或彈性圖像。成像數(shù) 據(jù)指的是用于形成圖像的數(shù)據(jù)，且該數(shù)據(jù)例如為沿被掃描的超聲波束所獲得的行數(shù)據(jù)。
[0017] 沿超聲波束的深度方向，由于能夠順序地獲得從淺部（在接近于探頭的一側(cè)）穿 過深部（在遠(yuǎn)離探頭的一側(cè)）所接收到的超聲波信號，因此可以獲得以相對高密度布置的 深度方向數(shù)據(jù)。例如，能夠沿單一超聲波束獲得幾千個(gè)行數(shù)據(jù)單元，且這幾千個(gè)行數(shù)據(jù)單元 可以就這樣使用或也可以使用通過重新采樣（抽取）這幾千個(gè)行數(shù)據(jù)單元所獲得的幾百 個(gè)行數(shù)據(jù)單元。通過掃描超聲波束，同時(shí)，例如，沿掃描方向逐步移動超聲波束的位置（角 度），順序地形成多個(gè)超聲波束。在一般的二維B模式圖像的情況下，例如，用于獲得一幅圖 像（一個(gè)幀）的超聲波束的數(shù)量大約為100。為了增大幀速，例如，有必要進(jìn)一步減少超聲 波束的數(shù)量。于是，以相對低密度沿超聲波束的掃描方向來布置掃描方向數(shù)據(jù)。如上所述， 在超聲波束的掃描方向和深度方向所獲得數(shù)據(jù)的密度不同。
[0018] 上述儀器通過利用超聲波束掃描方向和深度方向之間基于密度的關(guān)系能夠?qū)崿F(xiàn) 超聲波圖像的密度增大。更具體地，通過基于沿超聲波束的深度方向以高密度布置的深度 方向數(shù)據(jù)來增加沿超聲波束的掃描方向以低密度布置的掃描方向數(shù)據(jù)的密度，成像數(shù)據(jù)的 密度增大。
[0019] 在優(yōu)選的具體示例中，密度增大處理單元將對應(yīng)于超聲波束的掃描方向的模板放 置在成像數(shù)據(jù)中，且移動對應(yīng)于超聲波束的深度方向的內(nèi)核用來搜索匹配于模板的內(nèi)核， 由此通過利用屬于已經(jīng)找到的內(nèi)核的深度方向數(shù)據(jù)來增加屬于模板的掃描方向數(shù)據(jù)的密 度。
[0020] 在上述結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選地設(shè)定模板以便于例如圍住掃描方向數(shù)據(jù)，且可以具有一維 形狀或二維形狀。如果成像數(shù)據(jù)是三維數(shù)據(jù)，可以使用具有三維形狀的模板。優(yōu)選地設(shè)定 內(nèi)核以便于例如圍住深度方向數(shù)據(jù)，且可以具有一維形狀或二維形狀。如果成像數(shù)據(jù)是三 維數(shù)據(jù)，可以使用具有三維形狀的內(nèi)核。優(yōu)選地模板和內(nèi)核具有完全相同的形狀。
[0021] 在優(yōu)選的具體示例中，密度增大處理單元通過在屬于模板的掃描方向數(shù)據(jù)和屬于 內(nèi)核的深度方向數(shù)據(jù)之間進(jìn)行模式匹配來搜索匹配于模板的內(nèi)核。
[0022] 在優(yōu)選的具體示例中，密度增大處理單元基于模板內(nèi)的掃描方向數(shù)據(jù)和將從內(nèi)核 中以掃描方向數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)間隔選擇出的深度方向數(shù)據(jù)之間的相似程度，通過模式匹配來搜 索匹配于模板的內(nèi)核。
[0023] 在上述結(jié)構(gòu)中，相似程度指的是用來評價(jià)相似水平的指標(biāo)，且可以是當(dāng)相似度越 高（越相似）而表示為越小的值，或者當(dāng)相似度越高而表示為越大的值。盡管作為用于評價(jià) 相似水平的指標(biāo)，例如，關(guān)于彼此將進(jìn)行比較的數(shù)據(jù)項(xiàng)之間的差的平方和與關(guān)于彼此將進(jìn) 行比較的數(shù)據(jù)項(xiàng)之間的差的絕對值和是優(yōu)選的，但還可以使用各種其他已知的運(yùn)算方法。
[0024] 在優(yōu)選的具體示例中，密度增大處理單元將基于匹配于模板的內(nèi)核中的深度方向 數(shù)據(jù)所獲得的密度增大數(shù)據(jù)插入模板內(nèi)掃描方向數(shù)據(jù)的間隙中，由此增大成像數(shù)據(jù)的密 度。
[0025] 在優(yōu)選的具體示例中，密度增大處理單元基于為搜索匹配于模板的內(nèi)核所獲得的 相似程度的空間分布來假定在模板內(nèi)的掃描方向數(shù)據(jù)的間隙中相似程度為最佳的位置，并 將密度增大數(shù)據(jù)插入所假定的位置。
[0026] 在優(yōu)選的具體示例中，密度增大處理單元通過模式匹配搜索匹配于模板的多個(gè)候 選內(nèi)核，并基于每一個(gè)候選內(nèi)核和模板之間的距離，從多個(gè)候選內(nèi)核中選擇出匹配于模板 的內(nèi)核。
[0027] 在優(yōu)選的具體示例中，密度增大處理單元選擇出匹配于模板的多個(gè)內(nèi)核，并基于 從多個(gè)內(nèi)核中所獲得的深度方向數(shù)據(jù)，獲得將插入模板內(nèi)的掃描方向數(shù)據(jù)的間隙中的密度 增大數(shù)據(jù)。
[0028] 在優(yōu)選的具體示例中，密度增大處理單元基于從匹配于模板的多個(gè)內(nèi)核中所獲得 的深度方向數(shù)據(jù)和每一個(gè)內(nèi)核與模板之間的距離，獲得密度增大數(shù)據(jù)。
[0029] 在優(yōu)選的具體示例中，密度增大處理單元設(shè)定模板和內(nèi)核以便于在實(shí)空間中具有 相同的大小。
[0030] 在優(yōu)選的具體示例中，為了增大通過徑向地或以扇形掃描超聲波束所獲得的成像 數(shù)據(jù)的密度，密度增大處理單元隨著將模板放置在成像數(shù)據(jù)中的位置越深而越增大模板在 實(shí)空間中的大小。
[0031] 在優(yōu)選的具體示例中，為了基于模板內(nèi)的掃描方向數(shù)據(jù)與將從內(nèi)核中以掃描方向 數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)間隔選擇出的深度方向數(shù)據(jù)之間的相似程度、通過模式匹配搜索匹配于模板的 內(nèi)核，密度增大處理單元隨著模板的位置越深而越增大將從內(nèi)核中選擇出的深度方向數(shù)據(jù) 的數(shù)據(jù)間隔。
[0032] 在優(yōu)選的具體示例中，密度