專利名稱：超聲波診斷裝置和超聲波圖像產(chǎn)生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波診斷裝置和超聲波圖像產(chǎn)生方法，且具體地涉及通過超聲波探頭的換能器陣列發(fā)送和接收超聲波來同時(shí)產(chǎn)生B模式圖像和聲速圖的超聲波診斷裝置。
背景技術(shù)：
常規(guī)上，在醫(yī)療領(lǐng)域中采用使用超聲波圖像的超聲波診斷裝置。大體上，該類型的超聲波診斷裝置包括具有內(nèi)置換能器陣列的超聲波探頭和連接到超聲波探頭的裝置本體。超聲波探頭向?qū)ο篌w內(nèi)部發(fā)送超聲波束，接收來自對象的超聲回波，以及裝置本體電子處理接收信號，以產(chǎn)生超聲波圖像。近些年來，測量位于被檢查區(qū)域中的聲速，以實(shí)現(xiàn)對對 象體內(nèi)的區(qū)域的更準(zhǔn)確的診斷。例如，JP 2010-99452A提出了一種超聲波診斷裝置，其中，在被檢查部位周圍設(shè)置多個(gè)格點(diǎn)，且向格點(diǎn)發(fā)送超聲波束并從格點(diǎn)接收超聲波束，以獲得接收數(shù)據(jù)，并基于該接收數(shù)據(jù)來計(jì)算局部聲速。JP 2010-99452A描述了一種具有超聲波探頭的設(shè)備，超聲波探頭向?qū)ο篌w內(nèi)部發(fā)送超聲波束并從對象體內(nèi)部接收超聲波束，以獲得在被檢查部位處的局部聲速，從而使得能夠顯示例如在其上疊加了局部聲速的B模式圖像。此外，產(chǎn)生表示局部聲速在給定區(qū)域中相應(yīng)點(diǎn)處的分布的聲速圖，并將其與B模式圖像一起顯示，有效地支持了對被檢查部位處的診斷。根據(jù)掃描方法，已知的超聲波探頭包括凸面型、扇面型以及線性類型之一。在篩查(screening)中，一般使用例如凸面型超聲波探頭，其使得能夠容易獲得寬角度的觀察區(qū)域。凸面型超聲波束具有多個(gè)超聲波換能器，該多個(gè)超聲波換能器構(gòu)成了以扇形形式排列的換能器陣列，使得通過凸面掃面從換能器陣列放射狀發(fā)送多個(gè)超聲波束。然而，由于脂肪等的存在而導(dǎo)致在覆蓋器官的腹壁附近點(diǎn)處的聲速與在其它點(diǎn)的聲速不同，在嘗試獲得被檢查部位的局部聲速中，從凸面型超聲波探頭的換能器陣列放射狀發(fā)送的超聲波束增加了在超聲波束通過腹壁時(shí)由腹壁引起的折射效果，有可能不能產(chǎn)生準(zhǔn)確的聲速圖。此外，出現(xiàn)的另一問題是超聲波束的放射狀發(fā)送引起了隨著測量深度的增加而導(dǎo)致的測量準(zhǔn)確度的下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是消除與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)聯(lián)的這種問題，并提供一種能夠用凸面型超聲波探頭來產(chǎn)生B模式圖像和產(chǎn)生準(zhǔn)確的聲速的超聲波診斷裝置和超聲波圖像產(chǎn)生方法，且減少由腹壁引起的超聲波束的折射的效果。根據(jù)本發(fā)明的一種超聲波診斷裝置，包括凸面型超聲波探頭，包括具有曲率的換能器陣列；
發(fā)送電路，用于從所述換能器陣列向?qū)ο蟀l(fā)送超聲波束；接收電路，用于處理從所述換能器陣列輸出的接收信號，以獲得接收數(shù)據(jù)，所述換能器陣列已接收到來自所述對象的超聲回波；圖像產(chǎn)生器，用于基于由所述接收電路獲得的接收數(shù)據(jù)，產(chǎn)生B模式圖像；腹壁檢測器，用于在由所述圖像產(chǎn)生器產(chǎn)生的B模式圖像上，檢測所述對象的腹壁；控制器，用于控制所述發(fā)送電路和所述接收電路，以獲得用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)，所述發(fā)送電路和所述接收電路在所述腹壁檢測器檢測到的腹壁的形狀實(shí)質(zhì)上對應(yīng)于所述換能器陣列的曲率時(shí)，利用凸面掃描，通過所述換能器陣 列發(fā)送和接收用于聲速圖的超聲波束，來獲得用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)，以及所述發(fā)送電路和所述接收電路在所述腹壁檢測器檢測到的腹壁的形狀實(shí)質(zhì)上是線性時(shí)，利用線性掃描，通過所述換能器陣列發(fā)送和接收用于聲速圖的超聲波束，來獲得用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)；以及聲速圖產(chǎn)生器，用于基于所獲得的用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)，產(chǎn)生聲速圖。根據(jù)本發(fā)明的一種產(chǎn)生超聲波圖像的方法，包括以下步驟基于接收數(shù)據(jù)產(chǎn)生B模式圖像，所述接收數(shù)據(jù)是通過以下方式獲得的通過凸面型超聲波探頭的具有曲率的換能器陣列向?qū)ο蟀l(fā)送超聲波束和接收來自所述對象的超聲波束，并對從所述換能器陣列輸出的接收信號進(jìn)行處理，所述換能器陣列已接收到來自所述對象的超聲回波；在所述B模式圖像上檢測所述對象的腹壁；當(dāng)檢測到的腹壁的形狀實(shí)質(zhì)上對應(yīng)于所述換能器陣列的曲率時(shí)，利用凸面掃描，通過所述換能器陣列發(fā)送和接收用于聲速圖的超聲波束，來獲得用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)，以及當(dāng)檢測到的腹壁的形狀實(shí)質(zhì)上是線性時(shí)，利用線性掃描，通過從所述換能器陣列發(fā)送和接收用于聲速圖的超聲波束，來獲得用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)；以及基于所獲得的用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)，產(chǎn)生聲速圖。


圖I是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的超聲波診斷裝置的配置的框圖。圖2示意性地示出了 B模式圖像。圖3A和3B示意性地示出了根據(jù)實(shí)施例的聲速計(jì)算的原理。圖4是示出了實(shí)施例的操作的流程圖。圖5示出了在凸面掃描中的用于聲速圖的超聲波束。圖6示出了在線性掃描中的用于聲速圖的超聲波束。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在，下面將基于附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的超聲波診斷裝置的配置。超聲波診斷裝置包括超聲波探頭I和連接到超聲波探頭I的診斷裝置本體2。超聲波探頭I是所謂的凸面型探頭，其中，換能器陣列3連接到發(fā)送電路4和接收電路5，發(fā)送電路4和接收電路5進(jìn)而連接到探頭控制器6。
診斷裝置本體2包括連接到超聲波探頭I的接收電路5的信號處理器11。信號處理器11順序連接到DSC (數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器)12、圖像處理器13、顯示控制器14以及監(jiān)視器
15。圖像處理器13連接到圖像存儲器16和腹壁檢測器17。診斷裝置本體2還包括連接到超聲波探頭I的接收電路5的存儲器18和聲速圖產(chǎn)生器19。信號處理器11、DSC 12、顯示控制器14、腹壁檢測器17、存儲器18和聲速圖產(chǎn)生器19連接到裝置本體控制器20。裝置本體控制器20連接到操作單元21和存儲單元22。超聲波探頭I的探頭控制器6和診斷裝置本體2的裝置本體控制器20彼此相連。超聲波探頭I的換能器陣列3包括以扇形形式排列的多個(gè)超聲波換能器，且具有向外彎曲的形狀，該形狀具有給定曲率。換能器陣列3的超聲波換能器均根據(jù)從發(fā)送電路4供應(yīng)的致動(dòng)信號來發(fā)送超聲波，且接收來自對象的超聲回波，以輸出接收信號。每個(gè)超聲波換能器包括振蕩器，該振蕩器由壓電體和在壓電體的兩端上 分別提供的電極構(gòu)成。壓電體由例如以下各項(xiàng)構(gòu)成以PZT (鋯鈦酸鉛)為代表的壓電陶瓷、以PVDF (聚偏二氟乙烯)為代表的聚合壓電器件、或以PMN-PT(銀鎂酸鉛鈦酸鉛固溶，lead magnesium niobate leadtitanate solid solution)為代表的壓電單晶。當(dāng)向每個(gè)振蕩器的電極供應(yīng)脈沖電壓或連續(xù)波電壓時(shí)，壓電體膨脹并收縮以引起振蕩器產(chǎn)生脈沖或連續(xù)超聲波。將這些超聲波合并以形成超聲波束。當(dāng)接收到傳播的超聲波時(shí)，每個(gè)振蕩器膨脹并收縮以產(chǎn)生電信號，然后將電信號作為超聲波接收信號加以輸出。發(fā)送電路4包括例如多個(gè)脈沖器，并基于根據(jù)由探頭控制器6發(fā)送的控制信號所選擇的發(fā)送延遲模式來調(diào)整致動(dòng)信號的延遲量，使得從換能器陣列3的多個(gè)超聲波換能器發(fā)送的超聲波形成超聲波束，并向超聲波換能器供應(yīng)已調(diào)整過延遲的致動(dòng)信號。接收電路5對從換能器陣列3的超聲波換能器發(fā)送的接收信號進(jìn)行放大和A/D轉(zhuǎn)換，然后通過根據(jù)基于接收延遲模式所設(shè)置的聲速或聲速分布，向接收信號提供相應(yīng)的延遲，并將這些接收信號求和，來執(zhí)行接收定焦處理，其中，該接收延遲模式是根據(jù)從探頭控制器6發(fā)送的控制信號所選擇的。該接收定焦處理得到了具有良好定焦的超聲回波的接收數(shù)據(jù)(聲線信號)。探頭控制器6根據(jù)從診斷裝置本體2的裝置本體控制器20發(fā)送的控制信號來控制超聲波探頭I的各種組件。診斷裝置本體2的信號處理器11對超聲波探頭I的接收電路6產(chǎn)生的接收數(shù)據(jù)的衰減進(jìn)行校正，該衰減取決于隨著反射超聲波的深度而變化的距離，然后執(zhí)行包絡(luò)檢測處理，以產(chǎn)生作為與對象體內(nèi)的組織相關(guān)的斷層成像圖像信息的B模式圖像信號。DSC 12將信號處理器11產(chǎn)生的B模式圖像信號轉(zhuǎn)換為與普通電視信號掃描模式兼容的圖像信號(光柵轉(zhuǎn)換)。圖像處理器13在向顯示控制器14輸出B模式圖像信號或?qū)模式圖像信號存儲在圖像存儲器16之前，對從DSC 12輸入的B模式圖像信號執(zhí)行所需的包括漸變處理在內(nèi)的各種處理。信號處理器11、DSC 12、圖像處理器13以及圖像存儲器16構(gòu)成了圖像產(chǎn)生器23。顯示控制器14基于已經(jīng)過圖像處理器13的圖像處理的B模式圖像信號，讓監(jiān)視器15顯示超聲波診斷圖像。監(jiān)視器15包括顯示設(shè)備(比如，IXD)，并例如在顯示控制器14的控制下顯示超聲波診斷圖像。根據(jù)由圖像處理器13進(jìn)行過圖像處理的B模式圖像信號，腹壁檢測器17檢測位于在B模式圖像中設(shè)置的關(guān)注區(qū)域ROI之上的對象的腹壁P。存儲器18順序地存儲從超聲波探頭I的接收電路5輸出的接收數(shù)據(jù)。存儲器18將與從裝置本體控制器20輸入的幀速率相關(guān)的信息與上述接收數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)存儲。這種信息包括例如反射超聲波的位置的深度、掃描線的密度以及表示視野范圍的參數(shù)。在裝置本體控制器20的控制下，聲速圖產(chǎn)生器19基于在存儲器18中存儲的接收數(shù)據(jù)，計(jì)算被檢查的對象體內(nèi)的組織中的局部聲速，以產(chǎn)生聲速圖。裝置本體控制器20根據(jù)操作者使用操作單元21 輸入的指令，控制超聲波診斷裝置中的組件。為了讓操作者執(zhí)行輸入操作而提供的操作單元21構(gòu)成了關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元，且其可以由例如鍵盤、鼠標(biāo)、軌跡球和/或觸摸板構(gòu)成。存儲單元22存儲例如操作程序，且可以由例如記錄介質(zhì)構(gòu)成，比如MO、MT、RAM、CD-ROM、DVD-ROM、SD卡、CF卡、或USB存儲器、或服務(wù)器。盡管信號處理器11、DSC 12、圖像處理器13、顯示控制器14和聲速圖產(chǎn)生器19均由CPU和用于引起CPU執(zhí)行各種類型處理的操作程序構(gòu)成，但是它們也可以均由數(shù)字電路構(gòu)成。操作者可以使用操作單元21來選擇以下三種顯示模式之一。它們是用于單獨(dú)顯示B模式圖像的模式；用于顯示B模式圖像，同時(shí)在其上疊加聲速圖的模式(例如，以顏色區(qū)分來顯示或通過根據(jù)局部聲速來改變亮度，或通過將具有相等局部聲速的點(diǎn)連成線來顯示)；以及用于并列顯示B模式圖像和聲速像的模式?？梢杂脧倪@些模式中選擇的所需模式來顯示B模式圖像。當(dāng)顯示B模式圖像時(shí)，首先換能器陣列3的多個(gè)超聲波換能器根據(jù)從超聲波探頭I的發(fā)送電路4供應(yīng)的致動(dòng)信號來發(fā)送超聲波，且已接收到來自對象的超聲回波的超聲波換能器向接收電路5輸出接收信號，接收電路5產(chǎn)生接收數(shù)據(jù)。已接收到接收數(shù)據(jù)的診斷裝置本體2的信號處理器11產(chǎn)生B模式圖像信號，且DSC 12執(zhí)行B模式圖像信號的光柵轉(zhuǎn)換，同時(shí)圖像處理器13對B模式圖像信號執(zhí)行各種圖像處理，因此，基于該B模式圖像信號，顯示控制器14讓監(jiān)視器15顯示超聲波診斷圖像?？梢酝ㄟ^在本申請的申請人提交的JP 2010-99452A中所描述的方法來計(jì)算局部聲速。如圖3A所示，假定當(dāng)向?qū)ο髢?nèi)部發(fā)送超聲波時(shí)，接收波Wx從格點(diǎn)X (對象中的反射點(diǎn))到達(dá)換能器陣列3，且假定多個(gè)格點(diǎn)Al、A2、...以相等間隔排列在比格點(diǎn)X更淺的位置處，即，更接近換能器陣列3的位置處，如圖3B所示。則，根據(jù)惠更斯原理獲得格點(diǎn)X處的局部聲速，從而，通過將已從格點(diǎn)X接收到接收信號的格點(diǎn)A1、A2、...所發(fā)送的單個(gè)接收波Wl、W2、...合并而產(chǎn)生的合成波Wsum與來自格點(diǎn)X的接收波Wx —致。首先，獲得所有格點(diǎn)X、Al、A2、...的最優(yōu)聲速。本文中的最優(yōu)聲速意味著隨著所設(shè)置的聲速的改變，在基于設(shè)置的聲速對格點(diǎn)執(zhí)行定焦計(jì)算并成像以產(chǎn)生超聲波圖像之后，允許獲得最高圖像對比度和銳度(sharpness)的聲速。如JP 08-317926A中描述的，可以基于例如圖像對比度、掃描方向上的空間頻率、以及分散(dispersion)來判斷最優(yōu)聲速。接下來，使用格點(diǎn)X的最優(yōu)聲速來計(jì)算從格點(diǎn)X發(fā)射的虛接收波Wx的波形。此外，將格點(diǎn)X處的虛局部聲速V改變?yōu)楦鞣N值，以計(jì)算來自格點(diǎn)A1、A2、...的接收波W1、W2、...的虛合成波Wsum。此時(shí)假定聲速在格點(diǎn)X和格點(diǎn)Al、A2、...之間的區(qū)域Rxa中是一致的，且等價(jià)于在格點(diǎn)X處的局部聲速V。超聲波從格點(diǎn)X傳播到格點(diǎn)A1、A2、...的時(shí)間分別是XA1/V、XA2/V、 ，其中，XA1、XA2、 是在格點(diǎn)X和格點(diǎn)Al、A2、 之間的距離。將從格點(diǎn)Al、A2、...發(fā)射的反射波與對應(yīng)于時(shí)間XA1/V、XA2/V、...的相應(yīng)延遲相結(jié)合，得到了虛合成波Wsum。接下來，計(jì)算通過將格點(diǎn)X處的虛局部聲速V改變?yōu)楦鞣N值所計(jì)算出的多個(gè)虛合成波Wsum與來自格點(diǎn)X的虛接收波Wx之間的相應(yīng)差，以將使該差變?yōu)樽钚≈档奶摼植柯曀賄確定為局部聲速?？梢酝ㄟ^任意恰當(dāng)方法來計(jì)算在虛合成波Wsum 和來自格點(diǎn)X的虛接收波Wx之間的差，這些恰當(dāng)方法包括使用互相關(guān)的方法、通過將接收波Wx與從合成波Wsum獲得的延遲相乘而使用相位匹配求和的方法、以及通過將合成波Wsum與從接收信號Wx獲得的延遲相乘而使用相位匹配求和的方法。從而，可以基于超聲波探頭I的接收電路5產(chǎn)生的接收數(shù)據(jù)來準(zhǔn)確地計(jì)算對象內(nèi)的局部聲速?？梢灶愃频禺a(chǎn)生表示局部聲速在所設(shè)置的關(guān)注區(qū)域中的分布的聲速圖。接下來，將參照圖4的流程圖來描述實(shí)施例的操作。首先在步驟SI中，根據(jù)來自超聲波探頭I的發(fā)送電路4的致動(dòng)信號，換能器陣列3的多個(gè)超聲波換能器發(fā)送用于B模式圖像的超聲波束，且已接收到來自對象的超聲回波的超聲波換能器向接收電路5輸出接收信號，以產(chǎn)生用于B模式圖像的接收數(shù)據(jù)，從而顯示控制器14基于診斷裝置本體2的圖像產(chǎn)生器23產(chǎn)生的B模式圖像信號，讓監(jiān)視器15顯示B模式圖像。在步驟S2中操作者操作操作單元21以在監(jiān)視器15上顯示的B模式圖像中設(shè)置關(guān)注區(qū)域ROI之后，在步驟S3中腹壁檢測器17檢測位于關(guān)注區(qū)域ROI之上的對象的腹壁P，如圖2所示。之后在步驟S4中，裝置本體控制器20比較腹壁檢測器17檢測到的對象的腹壁P的形狀和超聲波探頭I的換能器陣列3的曲率。當(dāng)判斷腹壁P的形狀在給定容限內(nèi)實(shí)質(zhì)上對應(yīng)于換能器陣列3的曲率，則過程進(jìn)行至步驟5，在步驟5中，在超聲波束凸面掃描關(guān)注區(qū)域ROI時(shí)，發(fā)送和接收從換能器陣列發(fā)射的用于聲速圖的超聲波束，以產(chǎn)生關(guān)注區(qū)域ROI內(nèi)的聲速圖。具體地，由裝置本體控制器20在關(guān)注區(qū)域ROI中設(shè)置多個(gè)格點(diǎn)，且在這些格點(diǎn)處形成發(fā)送焦點(diǎn)，使得在超聲波束凸面掃描關(guān)注區(qū)域時(shí)順序發(fā)送和接收用于聲速圖的超聲波束。由于腹壁P的形狀實(shí)質(zhì)上對應(yīng)于換能器陣列3的曲率，則從換能器陣列3放射狀發(fā)送的用于聲速圖的超聲波束B實(shí)質(zhì)上以圖5所示的直角進(jìn)入腹壁P，且虛擬地減輕了由于它們通過腹壁P時(shí)由腹壁P引起的折射效果，在關(guān)注區(qū)域ROI內(nèi)的格點(diǎn)處形成了發(fā)送焦點(diǎn)。然后，由換能器陣列3的超聲波換能器接收來自對象的超聲回波。每次接收到用于聲速圖的超聲波束時(shí)，將接收電路5產(chǎn)生的用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)順序存儲在存儲器18中。當(dāng)已獲得了關(guān)注區(qū)域ROI中所有格點(diǎn)的用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)時(shí)，裝置本體控制器20向聲速圖產(chǎn)生器19輸出用于產(chǎn)生聲速圖的指令，然后聲速圖產(chǎn)生器19使用在存儲器18中存儲的用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)，以計(jì)算在格點(diǎn)處的局部聲速，并產(chǎn)生在關(guān)注區(qū)域ROI內(nèi)的聲速圖。聲速圖產(chǎn)生器19獲得的與聲速圖相關(guān)的數(shù)據(jù)經(jīng)過DSC 12的光柵轉(zhuǎn)換和圖像處理器13的各種圖像處理。另一方面，當(dāng)步驟S4中做出的比較示出了腹壁P的形狀在給定容限內(nèi)實(shí)質(zhì)上不對應(yīng)于換能器陣列3的曲率時(shí)，則過程進(jìn)行至步驟8以判斷腹壁P的形狀是否實(shí)質(zhì)上是線性的。當(dāng)判斷腹壁P的形狀實(shí)質(zhì)上是線性時(shí)，過程進(jìn)行至步驟9，在步驟9中，在超聲波束線性掃描關(guān)注區(qū)域ROI時(shí)發(fā)送和接收從換能器陣列發(fā)射的用于聲速圖的超聲波束，以產(chǎn)生關(guān)注區(qū)域ROI內(nèi)的聲速圖。具體地，由裝置本體控制器20在關(guān)注區(qū)域ROI中設(shè)置多個(gè)格點(diǎn)，且在這些格點(diǎn)處形成發(fā)送焦點(diǎn)，使得在超聲波束線性掃描關(guān)注區(qū)域時(shí)順序發(fā)送和接收用于聲速圖的超聲波束。由于腹壁P的形狀實(shí)質(zhì)上是線性的，則從換能器陣列3平行發(fā)送的用于聲速圖的超聲波束B實(shí)質(zhì)上以圖6所示的直角進(jìn)入腹壁P，且虛擬地減輕了由于它們通過腹壁P時(shí)由腹壁P引起的折射效果，在關(guān)注區(qū)域ROI內(nèi)的格點(diǎn)處形成了發(fā)送焦 點(diǎn)。然后，由換能器陣列3的超聲波換能器接收來自對象的超聲回波。每次接收到用于聲速圖的超聲波束時(shí)，將用于聲速的接收數(shù)據(jù)順序存儲在存儲器18中，使得聲速圖產(chǎn)生器19以與上述步驟S5中凸面掃描相同的方式，產(chǎn)生在關(guān)注區(qū)域ROI內(nèi)的聲速圖。聲速圖產(chǎn)生器19獲得的與聲速圖相關(guān)的數(shù)據(jù)經(jīng)過DSC 12的光柵轉(zhuǎn)換和圖像處理器13的各種圖像處理。當(dāng)如上所述在步驟S5或步驟S9中產(chǎn)生了關(guān)注區(qū)域ROI的聲速圖時(shí)，在步驟S6中，在超聲波束凸面掃描整個(gè)成像區(qū)域時(shí)，發(fā)送和接收從換能器陣列3發(fā)射的用于B模式圖像的超聲波束，以在步驟S6中產(chǎn)生B模式圖像。具體地，已接收到從換能器陣列3發(fā)送的用于B模式圖像的超聲波束的超聲回波的超聲波換能器向接收電路5輸出接收信號，以產(chǎn)生用于B模式圖像的接收數(shù)據(jù)，且在診斷裝置本體2的存儲器18中存儲用于B模式圖像的接收數(shù)據(jù)，且將其輸入信號處理器11以產(chǎn)生B模式圖像信號，因此，B模式圖像信號經(jīng)過DSC 12的光柵轉(zhuǎn)換和圖像處理器13的各種圖像處理。在步驟S7中，將與已經(jīng)過圖像處理器13的各種圖像處理的關(guān)注區(qū)域ROI內(nèi)部的聲速圖和B模式圖像相關(guān)的數(shù)據(jù)發(fā)送至顯示控制器14，并取決于操作者使用操作單元21輸入的顯示模式，在監(jiān)視器15上將聲速圖疊加在B模式圖像上顯示，或在監(jiān)視器15上將B模式圖像和聲速圖彼此并列顯示。在步驟SlO中，確定是否終止檢查。當(dāng)檢查要繼續(xù)時(shí)，過程返回步驟S 1，而當(dāng)檢查要終止時(shí)，終止順序處理。當(dāng)在步驟S8中判斷腹壁P的形狀不是實(shí)質(zhì)上線性時(shí)，腹壁P的形狀實(shí)質(zhì)上不對應(yīng)于換能器陣列3的曲率且實(shí)質(zhì)上不是線性的。因此，用于聲速圖的超聲波束B進(jìn)入腹壁P的入射角度增加，且因此不管發(fā)送和接收波束的凸面型超聲波探頭I的換能器陣列3發(fā)射的用于聲速圖的超聲波束B的掃描是凸面掃描還是線性掃描，都極大地受到腹壁P引起的折射的影響。相應(yīng)地，由于不能產(chǎn)生關(guān)注區(qū)域ROI內(nèi)部的準(zhǔn)確的聲速圖，控制發(fā)送電路4和接收電路5，以不發(fā)送或接收用于聲速圖的超聲波束B，使得在例如進(jìn)行至步驟SlO以確定是否要終止檢查之前，在監(jiān)視器15上給出警告?？梢岳绨慈缦路绞皆诓襟ES4中判斷與腹壁P的形狀是否在給定容限內(nèi)實(shí)質(zhì)上對應(yīng)于換能器陣列3的曲率。首先，在腹壁檢測器17檢測到的腹壁P上設(shè)置多個(gè)測量點(diǎn)Qi (i = I至n)。通過最小二乘法(least square)，使用這些測量點(diǎn)Qi在圖像上的坐標(biāo)(Xi，Yi)，獲得具有與換能器陣列3相同曲率的近似曲線，并計(jì)算測量點(diǎn)Qi的殘差dYi的變分系數(shù)CV。令測量點(diǎn)Qi的殘差dYi的平均值為dYm。貝U，將殘差dYi的變分系數(shù)CV表達(dá)為CV= [(1/n) E (dYi2-dYm2) ] 1/2/dYm (I)其中，E代表求和，i = I至n。則，在將閾值CVl設(shè)置為例如0. 1，用于確定容限的情況下，當(dāng)使用上述表達(dá)式(I)計(jì)算的殘差dYi的變分系數(shù)CV不大于閾值CVl時(shí)，可以判斷 腹壁P的形狀實(shí)質(zhì)上對應(yīng)于換能器陣列3的曲率，反之當(dāng)變分系數(shù)CV大于設(shè)置值CVl時(shí)，可以判斷腹壁P的形狀實(shí)質(zhì)上不對應(yīng)于換能器陣列3的曲率?？梢岳绨慈缦路绞皆诓襟ES8中判斷腹壁P的形狀是否實(shí)質(zhì)上是線性的。在腹壁檢測器17檢測到的腹壁P上設(shè)置多個(gè)測量點(diǎn)Qi (i = I至n)。通過最小二乘法(least square)，使用這些測量點(diǎn)Qi在圖像上的坐標(biāo)(Xi，Yi)獲得近似線，并使用上述表達(dá)式(I)來計(jì)算測量點(diǎn)Qi的殘差dYi的變分系數(shù)CV的。當(dāng)計(jì)算出的殘差dYi的變分系數(shù)CV不大于閾值CVl = 0. I時(shí)，判斷腹壁P的形狀實(shí)質(zhì)上是線性的，反之當(dāng)變分系數(shù)CV大于設(shè)置值CVl時(shí)，判斷腹壁P的形狀實(shí)質(zhì)上不是線性的。上述閾值CVl不限于“0. I”。優(yōu)選地獲得閾值CV1，其使得通過凸面掃描實(shí)際發(fā)送和接收用于圖的超聲波束，在波陣面前上的擾動(dòng)不負(fù)面地影響利用凸面掃描實(shí)際發(fā)送和接收用于聲速圖的超聲波束來對聲速的進(jìn)行測量。也可以使用相關(guān)系數(shù)在步驟S8中判斷腹壁P的形狀是否實(shí)質(zhì)上是線性。S卩，在腹壁檢測器17檢測到的腹壁P上設(shè)置多個(gè)測量點(diǎn)Qi (i = I至n)，且計(jì)算這些測量點(diǎn)Qi在圖像上的坐標(biāo)(Xi，Yi)的相關(guān)系數(shù)r。令Xm為Xi的平均值，且Ym為Yi的平均值。貝U，將相關(guān)系數(shù)r表達(dá)為r=E [(Xi-Xm) (Yi-Ym) ]/[ E (Xi-Xm)2E (Yi-Ym)2]172 (2)其中，E代表求和，i = I至n。貝U，在將閾值rl設(shè)置為例如0.7，用于確定容限的情況下，當(dāng)使用上述表達(dá)式(2)計(jì)算的相關(guān)系數(shù)r的絕對值不小于閾值rl時(shí)，判斷腹壁P的形狀實(shí)質(zhì)上是線性的，反之當(dāng)相關(guān)系數(shù)r的絕對值小于閾值rl時(shí)，判斷腹壁P的形狀實(shí)質(zhì)上不是線性的。此外，在該情況下，閾值rl不限于“0. 7”，且優(yōu)選地設(shè)置為適合實(shí)際測量的值。從而，判斷腹壁檢測器17檢測到的腹壁P的形狀是實(shí)質(zhì)上對應(yīng)于換能器陣列3的曲率還是實(shí)質(zhì)上是線性的，且取決于做出的判斷，通過凸面掃描來發(fā)送和接收用于聲速圖的超聲波束B。因此，即使通過使用凸面型超聲波探頭1，也可以減少由腹壁P引起的折射效果，且產(chǎn)生B模式圖像和準(zhǔn)確的聲速圖是可能的。盡管在上述實(shí)施例中，當(dāng)腹壁P的形狀既不實(shí)質(zhì)上對應(yīng)于換能器陣列3的曲率也不實(shí)質(zhì)上是線性時(shí)，控制發(fā)送電路4和接收電路5，以不允許用于聲速圖的超聲波束B的發(fā)送和接收，然而當(dāng)腹壁P的形狀實(shí)質(zhì)上具有介于換能器陣列3的曲率和實(shí)質(zhì)直線之間的中間曲率時(shí)，可以備選地按如下方式產(chǎn)生聲速圖。
裝置本體控制器20計(jì)算與腹壁檢測器17檢測到的腹壁P的曲率相對應(yīng)的延遲，經(jīng)由探頭控制器6向發(fā)送電路4和接收電路5發(fā)送計(jì)算出的延遲，從而控制發(fā)送電路4和接收電路5，確保以計(jì)算出的延遲利用凸面掃描來發(fā)送用于聲速圖的超聲波束B，從而獲得用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)。從而，可以通過曲面掃描來發(fā)送和接收適合腹壁P的曲率的用于聲速圖的超聲波束B，且因此即使在腹壁P具有與換能器陣列3的曲率不同的曲率時(shí)，也可以減小由腹壁P引起的折射效果，并可以產(chǎn)生準(zhǔn)確的聲速圖。盡管在上述實(shí)施例中，將從接收電路5輸出的接收數(shù)據(jù)首先存儲在存儲器18中，使得聲速圖產(chǎn)生器19使用在存儲器18中存儲的接收數(shù)據(jù)來計(jì)算關(guān)注區(qū)域ROI中的格點(diǎn)處的局部聲速，并產(chǎn)生關(guān)注區(qū)域ROI內(nèi)部的聲速圖，聲速圖產(chǎn)生器19還可以直接接收從接收電路5輸出的接收數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生聲速圖。
由于存儲器18不僅存儲用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)，還存儲用于產(chǎn)生B模式圖像的接收數(shù)據(jù)。，因此可以在裝置本體控制器20給出的控制下，根據(jù)按照需要從存儲器18中讀取用于產(chǎn)生B模式圖像的接收數(shù)據(jù)，用于由圖像產(chǎn)生器23來產(chǎn)生B模式圖像。超聲波探頭I與診斷裝置本體2之間的連接可以通過有線通信或無線通信來實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種超聲波診斷裝置，包括 凸面型超聲波探頭，包括具有曲率的換能器陣列； 發(fā)送電路，用于從所述換能器陣列向?qū)ο蟀l(fā)送超聲波束； 接收電路，用于處理從所述換能器陣列輸出的接收信號，以獲得接收數(shù)據(jù)，所述換能器陣列已接收到來自所述對象的超聲回波； 圖像產(chǎn)生器，用于基于由所述接收電路獲得的接收數(shù)據(jù)，產(chǎn)生B模式圖像； 腹壁檢測器，用于在由所述圖像產(chǎn)生器產(chǎn)生的B模式圖像上，檢測所述對象的腹壁；控制器，用于控制所述發(fā)送電路和所述接收電路，以獲得用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)，所述發(fā)送電路和所述接收電路在所述腹壁檢測器檢測到的腹壁的形狀實(shí)質(zhì)上對應(yīng)于所述換能器陣列的曲率時(shí)，利用凸面掃描，通過所述換能器陣列發(fā)送和接收用于聲速圖的超聲波束，來獲得用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)，以及所述發(fā)送電路和所述接收電路在所述腹壁檢測器檢測到的腹壁的形狀實(shí)質(zhì)上是線性時(shí)，利用線性掃描，通過所述換能器陣列發(fā)送和接收用于聲速圖的超聲波束，來獲得用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)；以及 聲速圖產(chǎn)生器，用于基于所獲得的用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)，產(chǎn)生聲速圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲波診斷裝置， 還包括關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元，用于在所述圖像產(chǎn)生器產(chǎn)生的B模式圖像中設(shè)置關(guān)注區(qū)域， 所述腹壁檢測器檢測所述對象的、位于由所述關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元設(shè)置的關(guān)注區(qū)域之上的腹壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的超聲波診斷裝置， 其中，所述控制器控制所述發(fā)送電路和所述接收電路，使得所述發(fā)送電路和所述接收電路不在由所述腹壁檢測器檢測到的腹壁的形狀并非對應(yīng)于所述換能器陣列的曲率且實(shí)質(zhì)上并非線性時(shí)，執(zhí)行用于聲速圖的超聲波束的發(fā)送和接收。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的超聲波診斷裝置， 其中，當(dāng)由所述腹壁檢測器檢測到的腹壁的形狀具有介于所述換能器陣列的曲率和實(shí)質(zhì)線性之間的中間曲率時(shí)，所述控制器計(jì)算與所述腹壁的曲率相對應(yīng)的延遲，并控制所述發(fā)送電路和所述接收電路，以計(jì)算出的延遲，利用凸面掃描，通過所述換能器陣列發(fā)送和接收用于聲速圖的超聲波束，來獲得用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)。
5.一種產(chǎn)生超聲波圖像的方法，包括以下步驟 基于接收數(shù)據(jù)產(chǎn)生B模式圖像，所述接收數(shù)據(jù)是通過以下方式獲得的通過凸面型超聲波探頭的具有曲率的換能器陣列向?qū)ο蟀l(fā)送超聲波束和接收來自所述對象的超聲波束，并對從所述換能器陣列輸出的接收信號進(jìn)行處理，所述換能器陣列已接收到來自所述對象的超聲回波； 在所述B模式圖像上檢測所述對象的腹壁； 當(dāng)檢測到的腹壁的形狀實(shí)質(zhì)上對應(yīng)于所述換能器陣列的曲率時(shí)，利用凸面掃描，通過所述換能器陣列發(fā)送和接收用于聲速圖的超聲波束，來獲得用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)，以及當(dāng)檢測到的腹壁的形狀實(shí)質(zhì)上是線性時(shí)，利用線性掃描，通過從所述換能器陣列發(fā)送和接收用于聲速圖的超聲波束，來獲得用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)；以及基于所獲得的用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)，產(chǎn)生聲速圖。
全文摘要
一種超聲波診斷裝置和超聲波圖像產(chǎn)生方法。所述超聲波診斷裝置包括凸面型超聲波探頭，包括具有曲率的換能器陣列；圖像產(chǎn)生器，用于基于接收數(shù)據(jù)產(chǎn)生B模式圖像；腹壁檢測器，用于在B模式圖像上檢測所述對象的腹壁；控制器，用于在所述腹壁檢測器檢測到的腹壁的形狀實(shí)質(zhì)上對應(yīng)于所述換能器陣列的曲率時(shí)，利用凸面掃描，通過所述換能器陣列發(fā)送和接收用于聲速圖的超聲波束，來獲得用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)，以及在所述腹壁的形狀實(shí)質(zhì)上是線性時(shí)，利用線性掃描，通過所述換能器陣列發(fā)送和接收用于聲速圖的超聲波束，來獲得用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)；以及聲速圖產(chǎn)生器，用于基于所獲得的用于聲速圖的接收數(shù)據(jù)，產(chǎn)生聲速圖。
文檔編號A61B8/00GK102670249SQ201210052888
公開日2012年9月19日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
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