超聲波診斷裝置以及圖像處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及超聲波診斷裝置以及圖像處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，靜脈投放型的超聲波造影劑被產(chǎn)品化，進(jìn)行“造影回波法”。以下，有時(shí)省略超聲波造影劑記作造影劑。造影回波法的目的在于，例如在心臟或肝臟等的檢查中，從靜脈注入造影劑來增強(qiáng)血流信號(hào)，進(jìn)行血流動(dòng)態(tài)的評(píng)估。大多數(shù)造影劑以微小氣泡(微泡)為反射源來發(fā)揮作用。例如，近年來，在日本出售的被稱為Sonazoid(注冊商標(biāo))的第二代的超聲波造影劑是通過磷脂內(nèi)含十氟丁燒(perfluorobutane)氣體的微小氣泡。在造影回波法中，通過使用不會(huì)破壞微小氣泡的程度的中低聲壓的發(fā)送超聲波，從而能夠穩(wěn)定地觀察造影劑環(huán)流的樣子。
[0003]如果對(duì)被投放了上述造影劑的診斷部位(例如，肝癌)進(jìn)行超聲波掃描，則醫(yī)師等操作者能夠觀察通過血流環(huán)流的造影劑的流入到流出的信號(hào)強(qiáng)度的上升和降低。另外，根據(jù)該信號(hào)強(qiáng)度的隨時(shí)間的變化的不同，還在研究腫瘤性病變的良性/惡性的鑒別診斷、或“擴(kuò)散性”疾病等的診斷。
[0004]表示造影劑的環(huán)流動(dòng)態(tài)的信號(hào)強(qiáng)度的隨時(shí)間的變化與單純的形態(tài)信息不同，通常需要實(shí)時(shí)或者在記錄后對(duì)動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行讀影。從而，用于造影劑的環(huán)流動(dòng)態(tài)的讀影的所需時(shí)間一般變長。因此，提出了通常將在動(dòng)態(tài)圖像中觀察到的造影劑的流入時(shí)刻信息向一個(gè)靜態(tài)圖像上映射的方法。該方法生成并顯示將以不同的色相來表現(xiàn)造影劑的信號(hào)的峰時(shí)間的不同的靜態(tài)圖像。通過參照該靜態(tài)圖像，從而讀影者能夠容易地掌握在診斷部位的斷層面內(nèi)的各處的流入時(shí)刻。另外，還提出了生成并顯示以不同的色相來表現(xiàn)在特定區(qū)域中造影劑停滯的時(shí)間(從流入開始到流出結(jié)束的時(shí)間)的不同的靜態(tài)圖像的方法。
[0005]然而，腫瘤血管的走行比正常的血管復(fù)雜，因此，觀察到迷失方向的微泡停滯在腫瘤中，另外，停滯的微泡發(fā)生逆流的現(xiàn)象。這樣的腫瘤血管內(nèi)的微泡的行為實(shí)際上在通過對(duì)患有腫瘤的老鼠進(jìn)行造影超聲波攝影中觀察到。即，如果能夠通過能夠進(jìn)行生物體成像的造影超聲波攝影來評(píng)估微泡的行為，則造影回波法可能還能夠應(yīng)用于腫瘤血管的異常的評(píng)估。
[0006]另外，近年來，作為正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)的抗癌劑的抗血管新生的藥物破壞對(duì)腫瘤供給營養(yǎng)的血管，造成腫瘤血管的破碎或狹窄化的情況在病理組織學(xué)觀察中得到確認(rèn)。如果能夠通過造影超聲波攝影對(duì)造影超聲波觀察停滯在由于抗血管新生的藥物而破碎的血管內(nèi)的樣子進(jìn)行映像化或者定量化，則造影回波法還期待應(yīng)用于判定治療效果。然而，在上述的以往技術(shù)中，基于造影回波法的定量分析的精度存在一定的界限。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-330764號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明要解決的問題在于，提供一種能夠提高基于造影回波法的定量分析的精度的超聲波診斷裝置以及圖像處理裝置。
[0011]實(shí)施方式的超聲波診斷裝置具備第I提取部、第2提取部、以及位置設(shè)定部。第I提取部通過比較對(duì)被投放了造影劑的被檢體進(jìn)行超聲波掃描而收集到的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)間的基本波分量來提取第I位置。第2提取部通過比較上述多個(gè)圖像數(shù)據(jù)間的諧波分量來提取第2位置。位置設(shè)定部將上述第I位置或上述第2位置設(shè)定為上述多個(gè)圖像數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)圖像數(shù)據(jù)中的進(jìn)行規(guī)定的分析的關(guān)心區(qū)域的位置。
【附圖說明】
[0012]圖1是表示第I實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0013]圖2是用于說明第I實(shí)施方式所涉及的候補(bǔ)位置提取部的處理對(duì)象的例子的圖。
[0014]圖3A是用于說明基于第I實(shí)施方式所涉及的候補(bǔ)位置提取部的基本圖像中的關(guān)心區(qū)域的提取例的圖。
[0015]圖3B是用于說明基于第I實(shí)施方式所涉及的候補(bǔ)位置提取部的諧波圖像中的關(guān)心區(qū)域的提取例的圖。
[0016]圖4A是用于說明基于第I實(shí)施方式所涉及的位置設(shè)定部的處理的一個(gè)例子的圖。
[0017]圖4B是表示由第I實(shí)施方式所涉及的位置設(shè)定部保存的關(guān)心區(qū)域的信息的一個(gè)例子的圖。
[0018]圖5是表示由第I實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置設(shè)定的關(guān)心區(qū)域的一個(gè)例子的圖。
[0019]圖6是表示基于第I實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置的處理的步驟的流程圖⑴。
[0020]圖7是表示基于第I實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置的處理的步驟的流程圖⑵。
[0021]圖8是表示基于第I實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置的處理的步驟的流程圖⑶。
[0022]圖9是用于說明使用基于第2實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置的三維的時(shí)間序列數(shù)據(jù)時(shí)的一個(gè)例子的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下，參照附圖，詳細(xì)地說明超聲波診斷裝置的實(shí)施方式。
[0024](第I實(shí)施方式)
[0025]首先，針對(duì)第I實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖1是表示第I實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置100的結(jié)構(gòu)例的框圖。如圖1所示例的那樣，第I實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置具有超聲波探頭1、顯示器2、輸入裝置3、以及裝置主體10。
[0026]超聲波探頭I具有多個(gè)壓電振子，這些多個(gè)壓電振子根據(jù)從后述的裝置主體10所具有的發(fā)送接收部11供給的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生超聲波。另外，超聲波探頭I接收來自被檢體P的反射波并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。另外，超聲波探頭I具有設(shè)置于壓電振子的匹配層和防止超聲波從壓電振子向后方傳播的背襯材料等。另外，超聲波探頭I自由拆卸地與裝置主體10連接。
[0027]當(dāng)從超聲波探頭I向被檢體P發(fā)送超聲波時(shí)，所發(fā)送的超聲波被被檢體P的體內(nèi)組織中的聲阻抗的不連續(xù)面依次反射，反射波信號(hào)由超聲波探頭I所具有的多個(gè)壓電振子接收。所接收的反射波信號(hào)的振幅依存于反射超聲波的不連續(xù)面中的聲阻抗的差。另外，所發(fā)送的超聲波脈沖被正在移動(dòng)的血流或心臟壁等表面反射時(shí)的反射波信號(hào)由于多普勒效應(yīng)，依存于相對(duì)于移動(dòng)體的超聲波發(fā)送方向的速度分量，并接受頻移。
[0028]例如，作為用于二維掃描的超聲波探頭1，裝置主體10與將多個(gè)壓電振子配置成一列的ID陣列探頭連接?；蛘?，例如，作為用于三維掃描的超聲波探頭1，裝置主體10與機(jī)械4D探頭或2D探頭連接。機(jī)械4D探頭如ID陣列探頭那樣能夠使用以一列排列的多個(gè)壓電振子進(jìn)行二維掃描，同時(shí)能使多個(gè)壓電振子以規(guī)定的角度(擺動(dòng)角度)擺動(dòng)來進(jìn)行三維掃描。另外，2D陣列探頭能夠通過矩陣狀地配置的多個(gè)壓電振子進(jìn)行三維掃描，同時(shí)能夠通過會(huì)聚超聲波并發(fā)送來進(jìn)行二維掃描。
[0029]本實(shí)施方式在通過超聲波探頭I對(duì)被檢體P進(jìn)行二維掃描的情況下，進(jìn)行三維掃描的情況下都能夠應(yīng)用。
[0030]輸入裝置3具有鼠標(biāo)、鍵盤、按鈕、面板開關(guān)、觸摸指令屏、腳踏開關(guān)、軌跡球、操縱桿等，接受來自超聲波診斷裝置的操作者的各種設(shè)定要求，并對(duì)裝置主體10轉(zhuǎn)送所接受的各種設(shè)定要求。例如，輸入裝置3接受操作者進(jìn)行的用于執(zhí)行基于造影回波法的定量分析的各種操作。
[0031]顯示器2顯示用于超聲波診斷裝置的操作者使用輸入裝置3輸入各種設(shè)定要求的⑶I (Graphical User Interface)，或者顯示在裝置主體10中生成的超聲波圖像、或超聲波圖像中的關(guān)心部位的位置等。
[0032]裝置主體10是根據(jù)超聲波探頭I接收到的反射波信號(hào)生成超聲波圖像數(shù)據(jù)的裝置。圖1所示的裝置主體10是能夠根據(jù)超聲波探頭I接收到的二維的反射波數(shù)據(jù)生成二維的超聲波圖像數(shù)據(jù)的裝置。另外，圖1所示的裝置主體10是能夠根據(jù)超聲波探頭I接收到的三維的反射波數(shù)據(jù)生成三維的超聲波圖像數(shù)據(jù)的裝置。以下，有時(shí)將三維的超聲波圖像數(shù)據(jù)記作“體數(shù)據(jù)”。
[0033]如圖1所述，裝置主體10具有發(fā)送接收部11、B模式處理部12、多普勒處理部13、圖像生成部14、圖像處理部15、圖像存儲(chǔ)器16、內(nèi)部存儲(chǔ)部17、以及控制部18。
[0034]發(fā)送接收部11具有脈沖發(fā)生器、發(fā)送延遲部、以及觸發(fā)發(fā)生器等，向超聲波探頭I供給驅(qū)動(dòng)信號(hào)。脈沖發(fā)生器以規(guī)定的速率頻率，重復(fù)產(chǎn)生用于形成發(fā)送超聲波的速率脈沖。另外，發(fā)送延遲部對(duì)脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的各速率脈沖賦予將從超聲波探頭I產(chǎn)生的超聲波會(huì)聚成束狀，并確定發(fā)送指向性所需的每個(gè)壓電振子的延遲時(shí)間。另外，觸發(fā)發(fā)生器以基于速率脈沖的定時(shí)，向超聲波探頭I施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)(驅(qū)動(dòng)脈沖)。S卩，發(fā)送延遲部通過使對(duì)各速率脈沖賦予的延遲時(shí)間變化，來任意地調(diào)整從壓電振子面發(fā)送的超聲波的發(fā)送方向。
[0035]另外，發(fā)送接收部11為了根據(jù)后述的控制部180的指示，執(zhí)行規(guī)定的掃描序列，具有能夠瞬間變更發(fā)送頻率、發(fā)送驅(qū)動(dòng)電壓等的功能。特別地，發(fā)送驅(qū)動(dòng)電壓的變更通過能夠瞬間切換其值的線性放大器型的發(fā)送電路、或電氣地切換多個(gè)電源單元的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
[0036]另外，發(fā)送接收部11具有前置放大器、A/D (Analog/Digital)轉(zhuǎn)換器、接收延遲部、以及加法器等，對(duì)超聲波探頭I接收到的反射波信號(hào)進(jìn)行各種處理生成反射波數(shù)據(jù)。前置放大器將反射波信號(hào)在每個(gè)通道中放大。A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)放大后的反射波信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。接收延遲部賦予確定接收指向性所需的延遲時(shí)間。加法器對(duì)由接收延遲部處理后的反射波信號(hào)進(jìn)行加法處理生成反射波數(shù)據(jù)。通過加法器的加法處理，強(qiáng)調(diào)來自與反射波信號(hào)的接收指向性對(duì)應(yīng)的方向的反射分量，根據(jù)接收指向性和發(fā)送指向性形成超聲波發(fā)送接收的綜合的束。
[0037]當(dāng)對(duì)被檢體P進(jìn)行二維掃描時(shí)，發(fā)送接收部11從超聲波探頭I發(fā)送二維的超聲波束。并且，發(fā)送接收部11根據(jù)超聲波探頭I接收到的二維的反射波信號(hào)生成二維的反射波數(shù)據(jù)。另外，當(dāng)對(duì)被檢體P進(jìn)行三維掃描時(shí)，發(fā)送接收部11從超聲波探頭I發(fā)送三維的超聲波束。并且，發(fā)送接收部11根據(jù)超聲波探頭I接收到的三維的反射波信號(hào)生成三維的反射波數(shù)據(jù)。
[0038]另外，來自發(fā)送接收部11的輸出信號(hào)的形態(tài)能夠選擇包含被稱為RF(Radi0Frequency)信號(hào)的相位信息的信號(hào)、或包絡(luò)線檢波處理后的振幅信息等各種形態(tài)。
[0039]B模式處理部12從發(fā)送接收部11接收反射波數(shù)據(jù)，進(jìn)行對(duì)數(shù)放大、包絡(luò)線檢波處理等，生成信號(hào)強(qiáng)度由亮度的明暗表現(xiàn)的數(shù)據(jù)(B模式數(shù)據(jù))。
[0040]另外，B模式處理部12通過改變檢波頻率，從而能夠改變映像化的頻帶。通過使用該B模式處理部12的功能，從而能夠執(zhí)行造影回波法，例如，能夠執(zhí)行對(duì)比諧波成像(CHI:Contrast Harmonic Imaging)。即，B模式處理部12能夠從被注入了超聲波造影劑的被檢體P的反射波數(shù)據(jù)，分離以微小氣泡(微泡)為反射源的反射波數(shù)據(jù)(高次諧波數(shù)據(jù)或分頻諧波數(shù)據(jù))和以被檢體P內(nèi)的組織為反射源的反射波數(shù)據(jù)(基本波數(shù)據(jù))。由此，B模式處理部12能夠從被檢體P的反射波數(shù)據(jù)中提取高次諧波數(shù)據(jù)或分頻諧波數(shù)據(jù)，生成用于生成造影圖像數(shù)據(jù)的B模式數(shù)據(jù)。另外，B模式處理部12能夠從被檢體P的反射波數(shù)據(jù)提取基本波數(shù)