專利名稱：超聲波觀測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲波觀測裝置，特別是涉及一種能夠生 成被檢體的血流圖像的超聲波觀測裝置。
背景技術(shù)：
以往，廣泛使用著如下的超聲波觀測裝置向作為被檢體 的生物體內(nèi)發(fā)送超聲波，接收超聲波在作為該生物體內(nèi)的被4企 查部位的生物體組織反射的反射波，由此能夠得到該生物體的 斷層圖像以及該斷層圖像的關(guān)心區(qū)域內(nèi)的血流圖像。另外，例 如在手術(shù)操作者等進(jìn)行病變的深達(dá)度的觀測或臟器內(nèi)部的狀態(tài) 的觀察等時(shí)使用由上述超聲波觀測裝置得到的生物體的斷層圖 像和血流圖像。并且，作為具有這種功能的裝置，例如提出了 美國專利第6419632號的超聲波診斷裝置。
根據(jù)美國專利第6419632號，公開了如下結(jié)構(gòu)在超聲波診 斷裝置中，向被檢體發(fā)送具有寬頻帶頻率特性的超聲波脈沖， 對該超聲波脈沖在該被檢體反射的回波信號進(jìn)行規(guī)定的信號處 理，由此能夠獲取在該被檢體內(nèi)存在的微小血管的血流圖像。
但是，在美國專利第6419632號的超聲波診斷裝置中，有時(shí) 由于在將所獲取的微小血管的血流圖像可視化時(shí)(對回波信號) 進(jìn)行的信號處理，會(huì)導(dǎo)致在實(shí)際可視化得到的血流圖像中發(fā)生 滲色(滲^)。其結(jié)果，根據(jù)美國專利第6419632號的超聲波診斷 裝置，產(chǎn)生如下問題在可視化得到的血流圖像中難以辨別微 小血管的分支狀態(tài)。
另 一方面，作為根據(jù)微小血管中的血流速度以及微小血管 的結(jié)構(gòu)來提高血流圖像的描繪能力的方法，例如考慮將該血流圖像的顯示色彩調(diào)整為最佳色彩的方法。但是，在以手動(dòng)的方 式進(jìn)行這種顯示色彩的調(diào)整的情況下，需要對向被檢體發(fā)送的 超聲波脈沖的頻率特性進(jìn)行調(diào)整使得該顯示色彩成為合適的色 彩，因此其結(jié)果導(dǎo)致對操作者施加了過度的負(fù)擔(dān)。
本發(fā)明是鑒于上述情形而完成的，其目的在于提供一種與 以往相比能夠提高微小血管的檢測能力以及描繪能力的超聲波 觀測裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的超聲波觀測裝置將向被檢體發(fā)送的聲波輸出信號 的反射信號作為電信號進(jìn)行接收，并且對該電信號實(shí)施各種信 號處理，由此能夠生成上述被檢體的血流圖像，該超聲波觀測
裝置的特征在于具備發(fā)送頻率切換部，其將向上述被檢體發(fā) 送的上述聲波輸出信號的頻帶切換為與從操作指示部輸出的指 示信號相應(yīng)的頻帶；以及血流色彩生成部，其與由上述發(fā)送頻 率切換部進(jìn)行的頻帶的切換連動(dòng)地變更描繪上述血流圖像時(shí)的 色彩。
本發(fā)明的超聲波觀測裝置將向被檢體發(fā)送的聲波輸出信號 的反射信號作為電信號進(jìn)行接收，并且對該電信號實(shí)施各種信 號處理，由此能夠生成上述被檢體的血流圖像，該超聲波觀測 裝置的特征在于具備發(fā)送頻率切換部，其將向上述被檢體發(fā) 送的上述聲波輸出信號的頻帶切換為與從操作指示部輸出的指 示信號相應(yīng)的頻帶；以及濾波處理部，其在生成上述血流圖像 時(shí)進(jìn)行空間濾波處理，并且與由上述發(fā)送頻率切換部進(jìn)行的頻 帶的切換連動(dòng)地變更該空間濾波處理的處理內(nèi)容。
本發(fā)明的超聲波觀測裝置將向被檢體發(fā)送的聲波輸出信號 的反射信號作為電信號進(jìn)行接收，并且對該電信號實(shí)施各種信號處理，由此能夠生成上述被檢體的血流圖像，該超聲波觀測
裝置的特征在于具備發(fā)送頻率切換部，其將向上述被檢體發(fā) 送的上述聲波輸出信號的頻帶切換為與從操作指示部輸出的指 示信號相應(yīng)的頻帶；血流色彩生成部，其與由上述發(fā)送頻率切 換部進(jìn)行的頻帶的切換連動(dòng)地變更描繪上述血流圖像時(shí)的色 彩；以及濾波處理部，其在生成上述血流圖像時(shí)進(jìn)行空間濾波 處理，并且與由上述發(fā)送頻率切換部進(jìn)行的頻帶的切換連動(dòng)地 變更該空間濾波處理的處理內(nèi)容。


圖l是表示具備本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的超聲波觀測裝 置的超聲波觀測系統(tǒng)的主要部分的結(jié)構(gòu)的一例的圖。
圖2是表示圖l的超聲波觀測裝置所具備的B模式圖像運(yùn)算 部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的一例的框圖。
圖3是表示圖l的超聲波觀測裝置所具備的血流圖像運(yùn)算部 的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的一例的框圖。
圖4是表示在圖3的血流圖像運(yùn)算部所具備的空間濾波器中 設(shè)定的濾波器系數(shù)的 一例的圖。
圖5是表示在圖3的血流圖像運(yùn)算部所具備的空間濾波器中 設(shè)定的濾波器系數(shù)的、與圖4不同的例子的圖。
圖6是表示在設(shè)置于圖1的血流圖像運(yùn)算部的后級的空間濾 波器中設(shè)定的濾波器系數(shù)的 一例的圖。
圖7是表示在設(shè)置于圖1的血流圖像運(yùn)算部的后級的空間濾 波器中設(shè)定的濾波器系數(shù)的、與圖6不同的例子的圖。
圖8A是表示圖1的彩色數(shù)據(jù)(color data)生成部所具備的調(diào) 色—反(color palette)的 一例的圖。
圖8B是表示圖l的彩色數(shù)據(jù)生成部所具備的調(diào)色板的、與圖8A不同的例子的圖。
圖9A是表示圖1的彩色數(shù)據(jù)生成部所具備的調(diào)色板的、與 圖8A和圖8B不同的例子的圖。
圖9B是表示圖l的彩色數(shù)據(jù)生成部所具備的調(diào)色板的、與 圖8A、圖8B以及圖9A不同的例子的圖。
圖IO是表示從圖l的超聲波觀測裝置向監(jiān)視器輸出的圖像 的一例的圖。
圖ll是用于說明血流圖像的顯示模式間的轉(zhuǎn)換的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖l至圖ll是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的圖。圖l是表示具 備本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的超聲波觀測裝置的超聲波觀測系 統(tǒng)的主要部分的結(jié)構(gòu)的一例的圖。圖2是表示圖l的超聲波觀測 裝置所具備的B模式圖像運(yùn)算部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的 一例的框圖。圖3 是表示圖l的超聲波觀測裝置所具備的血流圖像運(yùn)算部的詳細(xì) 結(jié)構(gòu)的一例的框圖。圖4是表示在圖3的血流圖像運(yùn)算部所具備 的空間濾波器中設(shè)定的濾波器系數(shù)的 一例的圖。圖5是表示在圖 3的血流圖像運(yùn)算部所具備的空間濾波器中設(shè)定的濾波器系數(shù) 的、與圖4不同的例子的圖。圖6是表示在設(shè)置于圖l的血流圖像 運(yùn)算部的后級的空間濾波器中設(shè)定的濾波器系數(shù)的 一例的圖。 圖7是表示在設(shè)置于圖1的血流圖像運(yùn)算部的后級的空間濾波器 中設(shè)定的濾波器系數(shù)的、與圖6不同的例子的圖。
圖8A是表示圖l的彩色數(shù)據(jù)生成部所具備的調(diào)色板的一例 的圖。圖8B是表示圖l的彩色數(shù)據(jù)生成部所具備的調(diào)色板的、 與圖8 A不同的例子的圖。圖9 A是表示圖1的彩色數(shù)據(jù)生成部所 具備的調(diào)色板的、與圖8A和圖8B不同的例子的圖。圖9B是表示圖l的彩色數(shù)據(jù)生成部所具備的調(diào)色板的、與圖8A、圖8B以及 圖9A不同的例子的圖。圖IO是表示從圖l的超聲波觀測裝置向 監(jiān)視器輸出的圖像的一例的圖。圖ll是用于說明血流圖像的顯 示模式間的轉(zhuǎn)換的圖。
如圖l所示，超聲波觀測系統(tǒng)100具有以下部分來構(gòu)成主要 部分超聲波振子l;超聲波觀測裝置2，其對來自超聲波振子l 的電脈沖信號實(shí)施處理，將該處理后的電脈沖信號作為影像信 號進(jìn)行輸出；監(jiān)視器3，其根據(jù)從超聲波觀測裝置2輸出的影像 信號進(jìn)行圖像顯示；以及操作指示部4，其能夠輸出用于對超聲 波觀測系統(tǒng)100的各部分進(jìn)行指示的指示信號。
由多個(gè)陣列振子構(gòu)成的超聲波振子l將從超聲波觀測裝置2 輸出的電脈沖信號變換為聲波脈沖信號，并將該聲波脈沖信號 發(fā)送到被檢體(未圖示)。另外，超聲波振子l接收對被檢體發(fā)送 的聲波脈沖信號在該被檢體進(jìn)行反射而產(chǎn)生的聲波反射信號， 將基于該聲波反射信號的各聲線的掃描信息變換為電脈沖信號 并輸出到超聲波觀測裝置2。
此外，本實(shí)施方式的超聲波振子l也可以是由多個(gè)陣列振子
以外的其它要素構(gòu)成的超聲波振子。(在這種情況下，后述的發(fā) 送接收電路ll為不具備波束形成電路的結(jié)構(gòu)。)
如圖l所示，超聲波觀測裝置2具有發(fā)送接收電路ll,其 具備作為發(fā)送頻率切換部的功能；B模式圖像運(yùn)算部12;黑白 數(shù)據(jù)生成部13;血流圖像運(yùn)算部14;空間濾波器15,其構(gòu)成濾 波處理部的一部分；彩色數(shù)據(jù)生成部16,其具備作為血流色彩 生成部的功能；圖像合成部17,其與監(jiān)視器3相連接；以及CPU 18，其與操作指示部4相連接。
發(fā)送接收電路1 l具備前置放大器、A/D變換電路以及波束 形成電路。發(fā)送接收電路11生成與CPU 18的控制相應(yīng)的中心頻率以及脈沖波數(shù)的電脈沖并輸出到超聲波振子l。另外，發(fā)送接 收電路ll通過對來自超聲波振子l的電脈沖信號實(shí)施放大以及
A/D變換處理來生成數(shù)字RF數(shù)據(jù)。然后，發(fā)送接收電路ll將所 生成的數(shù)字RF數(shù)據(jù)中的B模式圖像生成用的數(shù)據(jù)輸出到B模式 圖像運(yùn)算部12,將血流圖像生成用的數(shù)據(jù)輸出到血流圖像運(yùn)算 部14。
例如如圖2所示，B模式圖像運(yùn)算部12具有使用公知技術(shù)分 別構(gòu)成的帶通濾波器121、 Log壓縮處理部122、增益/STC處理 部123、對比度處理部124、低通濾波器125以及B才莫式坐標(biāo)變換 處理部126。并且，輸出到B模式圖像運(yùn)算部12的數(shù)字RF數(shù)據(jù)被 依次實(shí)施上述各部分的處理，從而以被變換為B模式圖像數(shù)據(jù) 的狀態(tài)輸出到黑白數(shù)據(jù)生成部13。此外，由B模式圖像運(yùn)算部 12算出的B模式圖像數(shù)據(jù)既可以是二維的數(shù)據(jù)，另外，也可以 是三維的數(shù)據(jù)。
B模式圖像數(shù)據(jù)的值與由紅、綠以及藍(lán)構(gòu)成的三個(gè)色彩數(shù)據(jù)之 間的對應(yīng)的查詢表(以后稱為LUT)。并且，來自B模式圖像運(yùn)算 部12的B模式圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過上述結(jié)構(gòu)的黑白數(shù)據(jù)生成部13 ,以 被變換為規(guī)定灰度的黑白數(shù)據(jù)的狀態(tài)輸出到圖像合成部17。
血流圖像運(yùn)算部14具有能夠根據(jù)血流的速度值或能量 (power)值來生成圖像數(shù)據(jù)的功能。(此外，本實(shí)施方式的說明 中的血流作為包含例如超聲波造影劑那樣被注入到血管中的人 工反射體的流動(dòng)的廣義的血流來使用。)具體地說，如圖3所示， 血流圖像運(yùn)算部14具有復(fù)信號化處理部141 、 MTI濾波器142、 自相關(guān)運(yùn)算部14 3 、構(gòu)成濾波處理部的 一 部分的空間濾波器14 4 、 速度/能量運(yùn)算部145、閾值處理部146以及血流圖像坐標(biāo)變換處 理部147。即，本實(shí)施方式的濾波處理部具備空間濾波器144以及空間 濾波器15。
復(fù)信號化處理部141具有如下結(jié)構(gòu)能夠?qū)陌l(fā)送接收電路 ll輸出的數(shù)字RF數(shù)據(jù)變換為復(fù)信號并進(jìn)行輸出。具體地說，復(fù) 信號化處理部141具備所謂的正交檢波器，該正交檢波器通過對 數(shù)字RF數(shù)據(jù)依次實(shí)施將相位相差90度的正弦波信號相乘而通 過低通濾波器的處理，從而能夠得到復(fù)信號。
此外，復(fù)信號化處理部141并不限于具備正交檢波器的結(jié) 構(gòu)，例如，也可以具備所謂的正交采樣器，該正交采樣器通過 在數(shù)字RF數(shù)據(jù)的中心頻率進(jìn)行將具有相位相差90度的關(guān)系的 時(shí)刻的數(shù)據(jù)分別作為實(shí)數(shù)信號和虛數(shù)信號而采樣的處理，從而 能夠得到復(fù)信號。另外，復(fù)信號化處理部141并不限于具備正交 檢波器的結(jié)構(gòu)，例如也可以具備如下結(jié)構(gòu)通過進(jìn)行使用了希 爾伯特(Hilbert)變換濾波器的信號處理，能夠根據(jù)數(shù)字RF數(shù)據(jù) 得到復(fù)信號。并且，用于在復(fù)信號化處理部141中得到復(fù)信號的 處理既可以是使用FPGA等硬件來實(shí)現(xiàn)的處理，另外，也可以是 使用被寫入到DSP或CPU的軟件(程序)來實(shí)現(xiàn)的處理。
另夕卜，超聲波觀測裝置2在作為顯示血流的速度值或能量值 的模式進(jìn)行動(dòng)作的情況下，在沿成為血流檢測對象的 一 個(gè)聲線 方向以規(guī)定的次數(shù)(例如8次)發(fā)送了規(guī)定頻率的聲脈沖信號之 后，接收在該一個(gè)聲線方向反射的與該規(guī)定次數(shù)相當(dāng)?shù)臄?shù)量的 聲波反射信號。此時(shí)，沿上述一個(gè)聲線方向，在同一深度的點(diǎn) 上能夠得到與上述規(guī)定次數(shù)相等數(shù)量(例如8個(gè))的復(fù)信號群。并 且，通過一邊依次變更成為血流^r測對象的聲線方向一邊進(jìn)行 同樣的處理，能夠在二維的局部平面上、或三維的局部空間內(nèi) 的各點(diǎn)上分別得到與上述規(guī)定次數(shù)相等數(shù)量的復(fù)信號群。這樣 得到的復(fù)信號群被暫時(shí)保存到設(shè)置在超聲波觀測裝置2中的未圖示的存儲(chǔ)器中。
MTI濾波器142具備使用DSP 、 CPU或FPGA構(gòu)成的數(shù)字FIR 濾波器或IIR濾波器。此外，在由DSP構(gòu)成MTI濾波器142的情況 下，也可以設(shè)為進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算處理。
MTI濾波器142在從上述未圖示的存儲(chǔ)器中讀取在一個(gè)聲 線上的規(guī)定的空間位置獲取到的 一 個(gè)或多個(gè)復(fù)信號群之后，分 別對構(gòu)成該一個(gè)或多個(gè)復(fù)信號群的實(shí)數(shù)信號群和虛數(shù)信號群進(jìn) 行用于除去低頻成分(變動(dòng)較少的成分)的濾波處理。(這種濾波 處理相當(dāng)于用于從聲波反射信號中除去運(yùn)動(dòng)速度較慢的成分的 處理。)
并且，MTI濾波器142向自相關(guān)運(yùn)算部143輸出將實(shí)施了上 述濾波處理之后的實(shí)數(shù)信號群和虛數(shù)信號群組合而生成的、從 輸入時(shí)的信號個(gè)數(shù)中除去與濾波器的瞬態(tài)響應(yīng)相當(dāng)?shù)牟糠值玫?的數(shù)量的復(fù)信號群。
自相關(guān)運(yùn)算部143根據(jù)從MTI濾波器142輸出的復(fù)信號群， 計(jì)算該復(fù)信號群的復(fù)自相關(guān)值。此外，自相關(guān)運(yùn)算部143既可以 通過FPGA等硬件來計(jì)算上述復(fù)自相關(guān)值，另外，也可以使用被 寫入到DSP或CPU的軟件(程序)來計(jì)算上述復(fù)自相關(guān)值。
在此，如下式(1)那樣定義從MTI濾波器142輸出的復(fù)信號群 Zj(其中，設(shè)i二l N)。
<formula>formula see original document page 12</formula>(1)
在這種情況下，如下式(2)表示復(fù)自相關(guān)值R。
<formula>formula see original document page 12</formula> (2)
此外，在上式(2)中，設(shè)*表示復(fù)共軛。
即，自相關(guān)運(yùn)算部143根據(jù)從MTI濾波器142輸出的復(fù)信號 群，計(jì)算并輸出表示為上述的式(2)的復(fù)自相關(guān)值R?？臻g濾波器144使用由CPU 18指定的濾波器形式、濾波器 抽頭(tap)數(shù)以及濾波器系數(shù)，并對復(fù)自相關(guān)值R進(jìn)行空間濾波 處理。另外，空間濾波器144也能夠根據(jù)來自CPU 18的指示來 不實(shí)施上述空間濾波處理，而按原樣輸出凈皮輸入的復(fù)自相關(guān)值 R。
間濾波處理，另外，也可以^使用^皮寫入到DSP或CPU的軟件(程 序)進(jìn)行上述空間濾波處理。
在由空間濾波器14 4進(jìn)行的上述空間濾波處理中例如使用 如圖4和圖5那樣的空間濾波器。具體地說，圖4表示線性平滑濾 波器且濾波器抽頭數(shù)是2 x 3的情況下的濾波器系數(shù)的 一 例。另 外，圖5表示線性平滑濾波并且濾波器抽頭數(shù)是2 x 2的情況下的 濾波器系數(shù)的一例。此外，在由空間濾波器144進(jìn)行上述空間濾 波器處理時(shí)，也可以選擇具備除了圖4和圖5中作為一例而示出 的濾波器形式、濾波器抽頭數(shù)以及濾波器系數(shù)以外的濾波器形 式、濾波器抽頭數(shù)以及濾波器系數(shù)的濾波器。
通過在空間濾波器144中進(jìn)行如上所述的空間濾波處理，能 夠抑制復(fù)自相關(guān)值R中作為空間上隨機(jī)的值而出現(xiàn)的電噪聲成 分。
速度/能量運(yùn)算部145由FPGA、 DSP或CPU等構(gòu)成，根據(jù)從 空間濾波器144輸出的復(fù)自相關(guān)值R，計(jì)算血流的速度值或能量 值。具體地說，速度/能量運(yùn)算部145根據(jù)從空間濾波器144輸出 的復(fù)自相關(guān)值R以及下式(3)，計(jì)算血流的速度值v。<formula>formula see original document page 13</formula>此外，在上述的式(3)中，設(shè)c表示聲速，f。表示發(fā)送和接收的電脈沖的中心頻率，T表示在同 一聲線方向上重復(fù)進(jìn)行發(fā)送 和接收時(shí)的時(shí)間周期，Rx表示復(fù)自相關(guān)值R的實(shí)數(shù)成分，Ry表 示復(fù)自相關(guān)值R的虛數(shù)成分。
另 一 方面，速度/能量運(yùn)算部145根據(jù)從空間濾波器144輸出 的復(fù)自相關(guān)值R以及下式(4),作為復(fù)自相關(guān)值R的絕對值來算出 血流的能量值I。
/=|及|…(4)
閾值處理部146由FPGA、 DSP或CPU等構(gòu)成，判別在監(jiān)視 器3中是否對 一 個(gè)空間位置的血流的速度值或能量值進(jìn)行彩色 顯示。具體地說，閾值處理部146例如4企測一個(gè)空間位置的速度 值v和能量值I是否滿足下式(5) 、 (6)以及(7)的所有條件。
M>)^… (5)
/>/wl…(6) (7)
此外，設(shè)上述的式(5)中的vth表示與速度值有關(guān)的閾值，
上述的式(6)中的It^表示與包含在所接收到的電脈沖中的噪聲 的能量相當(dāng)?shù)拈撝?，上述的?7)中的Ith2表示與包含在所接收 到的電脈沖中的生物體組織的能量相當(dāng)?shù)拈撝?。另外，能夠?據(jù)超聲波振子l的發(fā)送接收靈敏度以及超聲波觀測裝置2的內(nèi)部 電路的噪聲電平等適當(dāng)決定各閾值中的最佳值。
并且，在 一個(gè)空間位置的速度值v和能量值I滿足上述的式 (5)、 (6)以及(7)的所有條件的情況下，閾值處理部146對該一個(gè) 空間位置的速度值v或能量值I進(jìn)行彩色顯示。另外，在一個(gè)空 間位置的速度值v和能量值I不滿足上述的式(5) 、 (6)以及(7)中的 至少 一 個(gè)條件的情況下，閾值處理部14 6進(jìn)行將值置換為0的處理使得不對該 一 個(gè)空間位置的速度值V或能量值I進(jìn)行彩色顯 示。
的速度值V或能量值I實(shí)施坐標(biāo)變換處理，由此生成二維或三維 的圖像。
一般，從閾值處理部146輸出的速度值v或能量值I為極坐標(biāo) 形式的圖像數(shù)據(jù)。即，血流圖像坐標(biāo)變換處理部147通過進(jìn)行上 述坐標(biāo)變換處理，將從閾值處理部146輸出的極坐標(biāo)形式的圖像 數(shù)據(jù)變換為適于顯示在監(jiān)視器3中的正交坐標(biāo)形式的圖像數(shù)據(jù)。
空間濾波器15使用由CPU 18指定的濾波器形式、濾波器抽 頭數(shù)以及濾波器系數(shù)，并對從血流圖像坐標(biāo)變換處理部14 7輸出 的血流圖像的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行空間濾波處理。
在空間濾波器15中處理的數(shù)據(jù)與在空間濾波器14 4中處理 的數(shù)據(jù)不同，在空間濾波器15中處理的數(shù)據(jù)是標(biāo)量。另外，空 間濾波器15與配置在血流圖像坐標(biāo)變換處理部147的前級的空 間濾波器14 4不同地被配置在血流圖像坐標(biāo)變換處理部14 7的后 級。
在由空間濾波器15進(jìn)行的上述空間濾波處理中例如使用如 圖6和圖7那樣的空間濾波器。具體地說，圖6表示線性平滑濾波 器且濾波器抽頭數(shù)是5x5的情況下的濾波器系數(shù)的 一例。另夕卜， 圖7表示線性平滑濾波器且濾波器抽頭數(shù)是3 x 3的情況下的濾 波器系數(shù)的一例。此外，在由空間濾波器15進(jìn)行上述空間濾波 處理時(shí)，既可以使用中值濾波器等其它形式的平滑濾波器，也 可以選擇具備除了圖6和圖7中作為一例而示出的濾波器抽頭數(shù) 和濾波器系數(shù)以外的濾波器抽頭數(shù)和濾波器系數(shù)的濾波器。
通過在空間濾波器15中進(jìn)行如上所述的空間濾波處理，從 而將變換為正交坐標(biāo)形式之后的血流圖像的邊緣圓滑化，平滑地連接該血流圖像中的像素。
彩色l史據(jù)生成部16構(gòu)成為在RAM或ROM中保存多個(gè)LUT, 該多個(gè)LUT相當(dāng)于由能夠使用紅、綠以及藍(lán)中至少 一個(gè)色彩來 表現(xiàn)的色彩的組合構(gòu)成的多個(gè)調(diào)色板。并且，彩色數(shù)據(jù)生成部 16在根據(jù)CPU 18的指示從上述多個(gè)調(diào)色板中選擇一個(gè)調(diào)色板 之后， 一邊參照該一個(gè)調(diào)色板， 一邊將從空間濾波器15輸出的 血流圖像的圖像數(shù)據(jù)變換為顯示用的彩色數(shù)據(jù)并進(jìn)行輸出。
作為具體例，彩色數(shù)據(jù)生成部16在根據(jù)CPU 18的指示將血 流的速度值主要分配在色相的變化中的情況下使用圖8A所示 的調(diào)色板生成彩色數(shù)據(jù)，另外，在將血流的速度值主要分配在 色飽和度(色度)的變化中的情況下使用圖8B所示的調(diào)色板生成 彩色數(shù)據(jù)。另外，彩色數(shù)據(jù)生成部16在根據(jù)CPU 18的指示將血 流的能量值主要分配在色相的變化中的情況下使用圖9A所示 的調(diào)色板生成彩色數(shù)據(jù)，在將血流的能量值主要分配在色飽和 度(色度)的變化中的情況下使用圖9B所示的調(diào)色板生成彩色數(shù) 據(jù)。
圖像合成部17通過將從黑白數(shù)據(jù)生成部13輸出的黑白數(shù)據(jù) 與從彩色數(shù)據(jù)生成部16輸出的彩色數(shù)據(jù)進(jìn)行合成來生成顯示用 圖像數(shù)據(jù)。
具體地說，圖像合成部17在從彩色數(shù)據(jù)生成部16輸出的彩 色數(shù)據(jù)之中速度值或能量值具備相當(dāng)于0的數(shù)據(jù)值以外的其它 數(shù)據(jù)值的各位置上，將該彩色數(shù)據(jù)覆蓋在黑白數(shù)據(jù)上，由此生 成顯示用圖像數(shù)據(jù)。
此外，圖像合成部17也可以根據(jù)將彩色數(shù)據(jù)與黑白數(shù)據(jù)之 間的大小關(guān)系進(jìn)行比較的比較結(jié)果、或者將彩色數(shù)據(jù)和黑白數(shù) 據(jù)分別與各自的閾值進(jìn)行比較的比較結(jié)果，在滿足規(guī)定的條件
的情況下，禁止將彩色數(shù)據(jù)覆蓋在黑白數(shù)據(jù)上。另外，在超聲波觀測裝置2的顯示模式?jīng)]有被設(shè)定為血流的速度值或能量值
的模式的情況下，圖像合成部17不進(jìn)行黑白數(shù)據(jù)與彩色數(shù)據(jù)的 合成，而生成黑白數(shù)據(jù)作為顯示用圖像數(shù)據(jù)。
監(jiān)視器3將與從圖像合成部17輸出的顯示用圖像數(shù)據(jù)相應(yīng) 的例如圖IO所示的圖像顯示在畫面上。
如圖10所示，顯示在監(jiān)視器3上的顯示用圖像50至少具備超 聲波圖像顯示部51、灰度等級顯示部52以及彩色等級顯示部53。
在超聲波圖像顯示部51上同時(shí)顯示從圖像合成部17輸出的 顯示用圖像數(shù)據(jù)和未圖示的文字信息等。
在灰度等級顯示部52上顯示由黑白數(shù)據(jù)生成部13將B模式 圖像數(shù)據(jù)變換為監(jiān)視顯示用的黑白數(shù)據(jù)時(shí)使用的灰度等級。
在彩色等級顯示部53上顯示由彩色數(shù)據(jù)生成部16將血流的 速度值或能量值變換為監(jiān)視顯示用的彩色數(shù)據(jù)時(shí)使用的 一 個(gè)調(diào) 色板。
操作指示部4具備能夠向CPU 18輸出用于對超聲波觀測系 統(tǒng)100的各部分進(jìn)行指示的指示信號的鍵盤、按鈕開關(guān)、跟蹤球 以及觸摸面板等。
接著，說明具備本實(shí)施方式的超聲波觀測裝置2的超聲波觀 測系統(tǒng)100的作用。
首先，操作者通過對操作指示部4的操作，選擇彩色流模式 (color flow mode)以及育^量；充沖莫式(power flow mode)中的4壬一 個(gè)作為血流信息的顯示模式，并且選擇血流圖像的分辨率。
下面，作為血流圖像的分辨率，主要說明能夠?qū)ι钸_(dá)度優(yōu)
先模式和高分辨率模式的兩個(gè)模式進(jìn)行切換的例子。換句話說， 在本實(shí)施方式中，主要說明能夠從圖ll所示的四個(gè)組合中選擇 并切換血流信息的顯示模式與分辨率的組合的例子。
此外，在本實(shí)施方式中，作為血流圖像的分辨率，除了深達(dá)度優(yōu)先模式和高分辨率模式的兩個(gè)模式之外，例如還可以設(shè)
置作為該兩個(gè)模式的中間模式的正常(normal)模式。
CPU 18根據(jù)與血流信息的顯示模式以及血流圖像的分辨 率的選擇相應(yīng)地從操作指示部4輸出的指示信號，對發(fā)送接收電 路ll進(jìn)行與作為血流圖像獲取用而向超聲波振子l輸出的電脈 沖的中心頻率以及脈沖波數(shù)的設(shè)定有關(guān)的控制。
具體地說，CPU 18例如在彩色流模式與深達(dá)度優(yōu)先模式的 組合被選擇的情況下，設(shè)定成進(jìn)行中心頻率5MHz以及脈沖波數(shù) 為3波的發(fā)送，另外，在彩色流模式與高分辨率模式的組合被選 擇的情況下，設(shè)定成進(jìn)行中心頻率7.5 M H z以及脈沖波數(shù)為2波 的發(fā)送。
并且，通過進(jìn)行如上所述的中心頻率以及脈沖波數(shù)的切換， 在高分辨率模式的情況下，從超聲波振子l向被檢體發(fā)送的聲波 脈沖信號的頻帶變寬，并且移動(dòng)到高頻側(cè)，因此對于該聲波脈 沖的傳輸方向的分辨率提高。即，在超聲波觀測裝置2被切換為 高分辨率模式的情況下，在被檢體內(nèi)存在的微小血管的檢測能 力提高。另外，通過將彩色流模式與能量流模式中的中心頻率 以及脈沖波數(shù)分別設(shè)定為不同，也能夠改變兩個(gè)模式間的微小 血管的檢測能力。
此外，在本實(shí)施方式的超聲波觀測裝置2中，能夠?qū)模式 圖像的分辨率切換為與血流圖像的分辨率不同的分辨率。具體 地說，CPU 18根據(jù)與B模式圖像的分辨率的選擇相應(yīng)地從操作 指示部4輸出的指示信號，為了獲取B模式圖像而對發(fā)送接收電 路11進(jìn)行設(shè)定使得向超聲波振子1輸出例如中心頻率7.5MHz以 及脈沖波數(shù)為1波的電脈沖。
接著，CPU 18對血流圖像運(yùn)算部14內(nèi)的速度/能量運(yùn)算部 145設(shè)定在運(yùn)算上述的式(3)時(shí)使用的fo的值。說明書第15/17頁
具體地說，CPU 18在深達(dá)度優(yōu)先模式纟皮選擇的情況下設(shè)定 為f^5MHz,另外，在高分辨率模式被選擇的情況下設(shè)定為 f0=7.5MHz。
之后，CPU 18對空間濾波器144進(jìn)行與血流圖像的分辨率 相應(yīng)的濾波器形式、濾波器抽頭數(shù)以及濾波器系數(shù)的設(shè)定所相 關(guān)的指示。
具體地說，CPU 18在彩色流模式與深達(dá)度優(yōu)先模式的組合 被選擇的情況下，進(jìn)行指示以使用具備圖4所示的系數(shù)的2x3的 線性平滑濾波器，另外，在彩色流模式與高分辨率模式的組合 被選擇的情況下，進(jìn)行指示使得不進(jìn)行空間濾波處理而按原樣 輸出被輸入的數(shù)據(jù)。
并且，CPU 18在能量流模式與深達(dá)度優(yōu)先模式的組合被選 擇的情況下，進(jìn)行指示以使用具備圖5所示的系數(shù)的2x2的線性 平滑濾波器，另外，在能量流模式與高分辨率模式的組合被選 擇的情況下，進(jìn)行指示使得不進(jìn)行空間濾波處理而按原樣輸出 被輸入的數(shù)據(jù)。
并且，通過在空間濾波器14 4中進(jìn)行如上所述的濾波器的切 換，在深達(dá)度優(yōu)先模式的情況下，能夠減少包含在所接收到的 電脈沖中的噪聲。另外，通過在空間濾波器144中進(jìn)行如上所述 的空間濾波器的切換，在高分辨率模式的情況下，不產(chǎn)生空間 分辨率的劣化，其結(jié)果，能夠提高在被檢體中存在的微小血管 的檢測能力。
另一方面，CPU 18對空間濾波器15進(jìn)行與血流圖像的分辨 率相應(yīng)的濾波器形式、濾波器抽頭數(shù)以及濾波器系數(shù)的設(shè)定所 相關(guān)的指示。
具體地說，CPU 18在彩色流模式與深達(dá)度優(yōu)先模式的組合 被選擇的情況下，進(jìn)行指示以使用具備圖6所示的系數(shù)的5x5的線性平滑濾波器，另外，在彩色流模式與高分辨率模式的組合
被選擇的情況下，進(jìn)行指示以使用3x3的中值濾波器。
并且，CPU 18在能量流模式與深達(dá)度優(yōu)先模式的組合被選 擇的情況下，進(jìn)行指示以使用具備圖7所示的系數(shù)的3x3的線性 平滑濾波器，另外，在能量流模式與高分辨率模式的組合被選 擇的情況下，進(jìn)行指示以使用3x3的中值濾波器。
并且，通過在空間濾波器15中進(jìn)行如上所述的濾波器的切 換，在高分辨率模式的情況下，顯示在監(jiān)視器3的畫面上的血流 圖像的邊緣不容易滲色，微小血管的描繪能力提高，因此能夠 如實(shí)地表現(xiàn)出微小血管的分支狀態(tài)。
CPU 18對彩色數(shù)據(jù)生成部16進(jìn)行與血流圖像的分辨率相 應(yīng)的調(diào)色板的切換所相關(guān)的指示。
具體地說，CPU 18在彩色流模式與深達(dá)度優(yōu)先模式的組合 被選擇的情況下，進(jìn)行指示以使用圖8A的調(diào)色板，另外，在彩 色流模式與高分辨率模式的組合被選擇的情況下，進(jìn)行指示以 使用圖8B的調(diào)色^1。
并且，CPU 18在能量流模式與深達(dá)度優(yōu)先模式的組合被選 擇的情況下，進(jìn)行指示以使用圖9A的調(diào)色板，另外，在能量流
模式與高分辨率模式的組合被選擇的情況下，進(jìn)行指示以使用 圖9B的調(diào)色^1。此外，在本實(shí)施方式中，隨著由CPU18指示切 換調(diào)色板，連動(dòng)地變更彩色等級顯示部53的顯示狀態(tài)。
并且，通過在彩色數(shù)據(jù)生成部16中進(jìn)行如上所述的調(diào)色板 的切換，能夠提高高分辨率模式的情況下的微小血管的描繪能 力。另外，在本實(shí)施方式中，由于與分辨率的選擇連動(dòng)地切換 彩色等級顯示部53的顯示狀態(tài)，因此操作者能夠容易地識別當(dāng) 前選擇的分辨率的設(shè)定。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的超聲波觀測裝置2，與血流圖像的分辨率的切換操作連動(dòng)地分別切換發(fā)送脈沖的頻 帶、兩個(gè)空間濾波器各自的處理內(nèi)容以及彩色數(shù)據(jù)的上色狀態(tài)
的各要素。其結(jié)果，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的超聲波觀測裝置2， 通過簡單的操作，與以往相比能夠提高微小血管的檢測能力以 及描繪能力。
此外，本發(fā)明并不限定于上述的各實(shí)施方式，在不脫離發(fā) 明要旨的范圍內(nèi)當(dāng)然能夠進(jìn)行各種變更、應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種超聲波觀測裝置，將向被檢體發(fā)送的聲波輸出信號的反射信號作為電信號進(jìn)行接收，并且對該電信號實(shí)施各種信號處理，由此能夠生成上述被檢體的血流圖像，該超聲波觀測裝置具備發(fā)送頻率切換部，其將向上述被檢體發(fā)送的上述聲波輸出信號的頻帶切換為與從操作指示部輸出的指示信號相應(yīng)的頻帶；以及血流色彩生成部，其與由上述發(fā)送頻率切換部進(jìn)行的頻帶的切換連動(dòng)地變更描繪上述血流圖像時(shí)的色彩。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的超聲波觀測裝置，其特征在于， 上述血流色彩生成部與由上述發(fā)送頻率切換部進(jìn)行的頻帶的切換連動(dòng)地變更描繪上述血流圖像時(shí)的色相或色度。
3. —種超聲波觀測裝置，將向被檢體發(fā)送的聲波輸出信號 的反射信號作為電信號進(jìn)行接收，并且對該電信號實(shí)施各種信 號處理，由此能夠生成上述被檢體的血流圖像，該超聲波觀測 裝置具備發(fā)送頻率切換部，其將向上述被檢體發(fā)送的上述聲波輸出 信號的頻帶切換為與從操作指示部輸出的指示信號相應(yīng)的頻 帶；以及濾波處理部，其在生成上述血流圖像時(shí)進(jìn)行空間濾波處理， 并且與由上述發(fā)送頻率切換部進(jìn)行的頻帶的切換連動(dòng)地變更該 空間濾波處理的處理內(nèi)容。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波觀測裝置，其特征在于， 上述濾波處理部具有第 一 空間濾波器和第二空間濾波器，與由上述發(fā)送頻率切換部進(jìn)行的頻帶的切換連動(dòng)地變更該第一 空間濾波器或該第二空間濾波器中的處理內(nèi)容，其中，上述第 一空間濾波器被設(shè)置在將上述血流圖像的坐標(biāo)形式從極坐標(biāo)變換為正交坐標(biāo)的坐標(biāo)變換處理部的前級側(cè)，上述第二空間濾波 器被設(shè)置在該坐標(biāo)變換處理部的后級側(cè)，具備與該第 一 空間濾 波器不同的功能。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波觀測裝置，其特征在于， 上述濾波處理部具有第 一 空間濾波器和第二空間濾波器，與由上述發(fā)送頻率切換部進(jìn)行的頻帶的切換連動(dòng)地變更該第一 空間濾波器和該第二空間濾波器中的處理內(nèi)容，其中，上述第 一空間濾波器被設(shè)置在將上述血流圖像的坐標(biāo)形式從極坐標(biāo)變 換為正交坐標(biāo)的坐標(biāo)變換處理部的前級側(cè)，上述第二空間濾波 器被設(shè)置在該坐標(biāo)變換處理部的后級側(cè)，具備與該第 一 空間濾 波器不同的功能。
6. —種超聲波觀測裝置，將向被檢體發(fā)送的聲波輸出信號 的反射信號作為電信號進(jìn)行接收，并且對該電信號實(shí)施各種信 號處理，由此能夠生成上述被檢體的血流圖像，該超聲波觀測 裝置具備發(fā)送頻率切換部，其將向上述被檢體發(fā)送的上述聲波輸出 信號的頻帶切換為與從操作指示部輸出的指示信號相應(yīng)的頻帶；血流色彩生成部，其與由上述發(fā)送頻率切換部進(jìn)行的頻帶 的切換連動(dòng)地變更描繪上述血流圖像時(shí)的色彩；以及濾波處理部，其在生成上述血流圖像時(shí)進(jìn)行空間濾波處理， 并且與由上述發(fā)送頻率切換部進(jìn)行的頻帶的切換連動(dòng)地變更該 空間濾波處理的處理內(nèi)容。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲波觀測裝置，其特征在于， 上述血流色彩生成部與由上述發(fā)送頻率切換部進(jìn)行的頻帶的切換連動(dòng)地變更描繪上述血流圖像時(shí)的色相或色度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的超聲波觀測裝置，其特征在于，上述濾波處理部具有第 一 空間濾波器和第二空間濾波器， 與由上述發(fā)送頻率切換部進(jìn)行的頻帶的切換連動(dòng)地變更該第一 空間濾波器或該第二空間濾波器中的處理內(nèi)容，其中，上述第 一空間濾波器被設(shè)置在將上述血流圖像的坐標(biāo)形式從極坐標(biāo)變 換為正交坐標(biāo)的坐標(biāo)變換處理部的前級側(cè)，上述第二空間濾波 器被設(shè)置在該坐標(biāo)變換處理部的后級側(cè)，具備與該第 一 空間濾 波器不同的功能。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7的超聲波觀測裝置，其特征在于，上述濾波處理部具有第 一 空間濾波器和第二空間濾波器， 與由上述發(fā)送頻率切換部進(jìn)行的頻帶的切換連動(dòng)地變更該第一 空間濾波器和該第二空間濾波器中的處理內(nèi)容，其中，上述第 一空間濾波器被設(shè)置在將上述血流圖像的坐標(biāo)形式從極坐標(biāo)變 換為正交坐標(biāo)的坐標(biāo)變換處理部的前級側(cè)，上述第二空間濾波 器被設(shè)置在該坐標(biāo)變換處理部的后級側(cè)，具備與該第 一 空間濾 波器不同的功能。
全文摘要
本發(fā)明的超聲波觀測裝置將向被檢體發(fā)送的聲波輸出信號的反射信號作為電信號進(jìn)行接收，并且對該電信號實(shí)施各種信號處理，由此能夠生成上述被檢體的血流圖像，該超聲波觀測裝置具備發(fā)送頻率切換部，其將向上述被檢體發(fā)送的上述聲波輸出信號的頻帶切換為與從操作指示部輸出的指示信號相應(yīng)的頻帶；以及血流色彩生成部，其與由上述發(fā)送頻率切換部進(jìn)行的頻帶的切換連動(dòng)地變更描繪上述血流圖像時(shí)的色彩。
文檔編號A61B8/06GK101574269SQ20091013664
公開日2009年11月11日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月8日
發(fā)明者宮木浩仲 申請人:奧林巴斯醫(yī)療株式會(huì)社