被檢體信息獲取裝置、顯示方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及被檢體信息獲取裝置、顯示方法。根據(jù)本發(fā)明的被檢體信息獲取裝置包括被配置為對(duì)多個(gè)接收信號(hào)以預(yù)先確定的權(quán)重執(zhí)行相加處理以獲取第一分布信息的固定信號(hào)處理單元和被配置為以根據(jù)接收信號(hào)自適應(yīng)地改變的權(quán)重對(duì)多個(gè)接收信號(hào)執(zhí)行自適應(yīng)信號(hào)處理以獲取第二分布信息的自適應(yīng)信號(hào)處理單元，其中，顯示控制單元接收在顯示第一分布信息的圖像的狀態(tài)下由用戶輸入的用于第一分布信息的圖像的放大指令信息，并且輸出用于在顯示單元上顯示第二分布信息的圖像的放大的圖像或者第一和第二分布信息的組合圖像的放大的圖像的圖像信息。
【專利說(shuō)明】被檢體信息獲取裝置、顯示方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及被檢體信息獲取裝置、顯示方法。特別地，本公開(kāi)涉及用于向被檢體傳送彈性波并顯示通過(guò)接收來(lái)自被檢體的反射波獲取的分布信息的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在作為被檢體信息獲取裝置的超聲記錄儀的領(lǐng)域中，基于脈沖回聲方法向被檢體傳送超聲波(彈性波)、接收在被檢體內(nèi)反射的反射波并且獲取超聲回聲圖像的超聲記錄儀是已知的。日本專利申請(qǐng)公開(kāi)N0.2012-24133討論了用于通過(guò)向通過(guò)接收超聲波獲取的多個(gè)接收信號(hào)施加延遲和加算處理、包絡(luò)檢測(cè)等產(chǎn)生超聲圖像(特別是移動(dòng)圖像)的裝置。通過(guò)在日本專利申請(qǐng)公開(kāi)N0.2012-24133中討論的裝置，當(dāng)用戶將要被放大的區(qū)域規(guī)定為關(guān)注區(qū)域(ROI)時(shí)，在顯示單元上顯示規(guī)定區(qū)域的放大圖像。用戶可規(guī)定是否向放大圖像的數(shù)據(jù)施加濾波。
[0003]通過(guò)在日本專利申請(qǐng)公開(kāi)N0.2012-24133中討論的裝置，與放大之前的圖像同樣，通過(guò)向經(jīng)受了延遲和加算處理的掃描線信號(hào)(回聲數(shù)據(jù))施加包絡(luò)檢測(cè)，獲取顯示的放大圖像。但是，通過(guò)這種處理獲取的圖像被認(rèn)為即使在放大之后也提供有限的可視性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的實(shí)施例針對(duì)用于當(dāng)顯示放大圖像時(shí)在顯示單元上顯示具有較高的分辨率的放大圖像的技術(shù)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種被檢體信息獲取裝置，該被檢體信息獲取裝置包括:被配置為向被檢體傳送彈性波、接收在各被檢體內(nèi)位置處反射的反射波，并且將反射波轉(zhuǎn)換成多個(gè)接收信號(hào)的多個(gè)轉(zhuǎn)換元件；被配置為以預(yù)先確定的權(quán)重向多個(gè)接收信號(hào)施加相加以獲取第一分布信息的固定信號(hào)處理單元；被配置為以根據(jù)接收信號(hào)自適應(yīng)地改變的權(quán)重向多個(gè)接收信號(hào)施加自適應(yīng)信號(hào)處理以獲取第二分布信息的自適應(yīng)信號(hào)處理單元；和被配置為接收第一分布信息和第二分布信息并且輸出用于在顯示單元上顯示分布信息的圖像信息的顯示控制單元，其中，顯示控制單元接收在顯示第一分布信息的圖像的狀態(tài)下由用戶輸入的用于第一分布信息的圖像的放大指令信息，并且輸出用于在顯示單元上顯示第二分布信息的放大圖像或者第一和第二分布信息的組合圖像的放大圖像的圖像信息。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于通過(guò)使用由被檢體信息獲取裝置獲取的分布信息在顯示單元上顯示圖像的顯示方法，其中，獲取的分布信息包含通過(guò)對(duì)通過(guò)向被檢體傳送彈性波并接收被被檢體反射的反射波獲取的多個(gè)接收信號(hào)以預(yù)先確定的權(quán)重執(zhí)行相加獲取的第一分布信息和通過(guò)以根據(jù)接收信號(hào)自適應(yīng)地改變的權(quán)重對(duì)多個(gè)接收信號(hào)執(zhí)行自適應(yīng)信號(hào)處理獲取的第二分布信息，顯示方法包括:顯示第一分布信息的圖像；接收由用戶輸入的用于第一分布信息的圖像的放大指令信息，并且顯示第二分布信息的圖像的放大圖像或者第一和第二分布信息的組合圖像的放大圖像。
[0007]從參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的以下的詳細(xì)的描述，本發(fā)明的其它特征和方面將變得清晰。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的被檢體信息獲取裝置的概要的框圖。
[0009]圖2是示出固定信號(hào)處理塊的構(gòu)成的框圖。
[0010]圖3A、圖3B和圖3C是示出自適應(yīng)信號(hào)處理塊的不同的構(gòu)成的框圖。
[0011]圖4是示出根據(jù)第一示例性實(shí)施例的顯示方法的處理的流程圖。
[0012]圖5示出根據(jù)第一示例性實(shí)施例在顯示單元上顯示的示例性畫(huà)面。
[0013]圖6示出根據(jù)第一示例性實(shí)施例在顯示單元上顯示的示例性圖像，并且作為比較示出在包絡(luò)檢測(cè)之后顯示的圖像。
[0014]圖7示出根據(jù)第二示例性實(shí)施例在顯示單元上顯示的示例性畫(huà)面。
[0015]圖8示出根據(jù)第二示例性實(shí)施例在顯示單元上顯示的示例性畫(huà)面。
[0016]圖9是示出根據(jù)第三示例性實(shí)施例的放大率與組合率之間的關(guān)系的示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例?；旧?，相同的要素被賦予相同的附圖標(biāo)記，并且，將省略重復(fù)的描述。
[0018]在本示例性實(shí)施例中，彈性波一般指的是超聲波，并且包含所謂的聲波、超聲波或音波。根據(jù)本示例性實(shí)施例的被檢體信息獲取裝置包括向被檢體傳送彈性波、接收在被檢體內(nèi)反射的反射波(反射彈性波)并且獲取被檢體內(nèi)分布信息作為圖像數(shù)據(jù)的裝置。獲取的被檢體內(nèi)分布信息是反映被檢體內(nèi)組織之間的聲學(xué)阻抗差異的信息。在本示例性實(shí)施例中，掃描線表示沿從探頭傳送的彈性波的行進(jìn)方向形成的虛線。
[0019]以下將描述根據(jù)本示例性實(shí)施例的基本的裝置構(gòu)成和處理流程。
[0020]<被檢體信息獲取裝置的基本構(gòu)成>
[0021]以下，將參照?qǐng)D1描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的被檢體信息獲取裝置的構(gòu)成。圖1是示出根據(jù)本示例性實(shí)施例的被檢體信息獲取裝置的概要的框圖。根據(jù)本示例性實(shí)施例的被檢體信息獲取裝置包括具有多個(gè)轉(zhuǎn)換元件002的探頭001、接收電路系統(tǒng)005、傳送電路系統(tǒng)003、固定信號(hào)處理塊006、自適應(yīng)信號(hào)處理塊007和顯示控制單元008。根據(jù)本示例性實(shí)施例的被檢體信息獲取裝置還包括顯示單元009、輸入單元010和系統(tǒng)控制單元 004。
[0022]探頭001是用于向多個(gè)被檢體內(nèi)位置傳送彈性波并且接收反射的波的接收器傳送器。探頭001包含用于將彈性波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的多個(gè)轉(zhuǎn)換元件002。
[0023]傳送電路系統(tǒng)003是用于基于來(lái)自系統(tǒng)控制單元004的控制信號(hào)產(chǎn)生具有針對(duì)各目標(biāo)位置和各目標(biāo)方向的延遲時(shí)間和振幅的多個(gè)傳送信號(hào)的傳送信號(hào)產(chǎn)生單元。多個(gè)轉(zhuǎn)換元件002將傳送信號(hào)轉(zhuǎn)換成彈性波，并且探頭001將彈性波作為彈性波束傳送到被檢體。多個(gè)轉(zhuǎn)換元件002還接收由被檢體內(nèi)的對(duì)象物(反射界面和反射體)反射的彈性波(反射波)，并且將彈性波轉(zhuǎn)換成多個(gè)接收信號(hào)。接收信號(hào)被輸入到接收電路系統(tǒng)005。
[0024]接收電路系統(tǒng)005是用于放大多個(gè)接收信號(hào)并將接收信號(hào)轉(zhuǎn)換成多個(gè)數(shù)字信號(hào)(數(shù)字化的接收信號(hào))的接收信號(hào)處理單元。在本示例性實(shí)施例中，不僅由轉(zhuǎn)換元件002輸出的模擬接收信號(hào)，而且放大和數(shù)字轉(zhuǎn)換的信號(hào)也被稱為接收信號(hào)。從接收電路系統(tǒng)005輸出的多個(gè)數(shù)字信號(hào)被輸入固定信號(hào)處理塊006和自適應(yīng)信號(hào)處理塊007。
[0025]固定信號(hào)處理塊006與根據(jù)本示例性實(shí)施例的固定信號(hào)處理單元相當(dāng)。圖2示出固定信號(hào)處理塊006的構(gòu)成。在固定信號(hào)處理塊006中，延遲和加算電路011 (B卩，延遲和加算單元)根據(jù)彈性波的傳送方向和位置向多個(gè)數(shù)字信號(hào)施加延遲處理，并然后向多個(gè)數(shù)字信號(hào)應(yīng)用相加。換句話說(shuō)，執(zhí)行延遲和加算處理。通過(guò)延遲和加算處理獲取多個(gè)掃描線信號(hào)。在向數(shù)字信號(hào)施加延遲和加算處理之前，固定信號(hào)處理塊006可將多個(gè)數(shù)字信號(hào)中的每一個(gè)乘以權(quán)重。雖然權(quán)重根據(jù)觀察位置與傳送和接收條件改變，但是，在許多情況下使用預(yù)先確定的(固定的)權(quán)重。延遲和加算處理產(chǎn)生與在各被檢體內(nèi)位置處反射的反射波的聲壓對(duì)應(yīng)的信號(hào)作為掃描線信號(hào)。然后，包絡(luò)檢測(cè)電路012 (包絡(luò)檢測(cè)單元)向多個(gè)掃描線信號(hào)施加包絡(luò)檢測(cè)，以獲取第一分布信息。固定信號(hào)處理塊006將獲取的第一分布信息輸出到顯示控制單元008。
[0026]自適應(yīng)信號(hào)處理塊007與根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的自適應(yīng)信號(hào)處理單元相當(dāng)。自適應(yīng)信號(hào)處理自適應(yīng)地根據(jù)接收信號(hào)改變相關(guān)的處理參數(shù)。特別地，作為自適應(yīng)信號(hào)處理方法中的一種的Capon方法(也稱為約束電功率最小化(CMP))被應(yīng)用于多個(gè)輸入信號(hào)，使得對(duì)于目標(biāo)方向和目標(biāo)位置以固定的靈敏度使電功率最小化。這種自適應(yīng)信號(hào)處理具有提高空間分辨率的效果。自適應(yīng)信號(hào)處理塊007輸出在深度方向和與深度方向垂直的方向中的至少一個(gè)上具有改善的分辨率的功率強(qiáng)度分布作為第二分布信息。深度方向指的是從探頭001傳送的彈性波(超聲束)的行進(jìn)方向，并且與掃描線方向相同。在后面將參照?qǐng)D3A、圖3B和圖3C詳細(xì)描述自適應(yīng)信號(hào)處理。
[0027]顯示控制單元008從固定信號(hào)處理塊006輸入第一分布信息，并從自適應(yīng)信號(hào)處理塊007輸入第二分布信息。顯示控制單元008輸出用于在顯示單元009上顯示分布信息的圖像信息。顯示單元009基 于從顯示控制單元008輸出的圖像信息顯示指示被檢體內(nèi)分布信息的圖像。在后面將參照?qǐng)D4詳細(xì)描述通過(guò)顯示控制單元008執(zhí)行的處理。顯示控制單元008向第一分布信息的圖像信息、第二分布信息的圖像信息、以及第一和第二分布信息的組合的圖像信息施加各種類型的圖像處理，諸如邊緣強(qiáng)調(diào)和對(duì)比度調(diào)整，并且輸出亮度數(shù)據(jù)的圖像信息。
[0028]在本示例性實(shí)施例中，固定信號(hào)處理塊006、自適應(yīng)信號(hào)處理塊007、顯示控制單元008和系統(tǒng)控制單元004由諸如中央處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)和場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)芯片的處理器件構(gòu)成。顯示單元009基于從顯示控制單元008輸入的圖像信息顯示圖像。顯示單元009是液晶顯示器(IXD)、陰極射線管(CRT)或有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示器。
[0029]輸入單元010被用戶用于輸入放大指令。用戶參照在顯示單元009上顯示的第一分布信息的圖像通過(guò)使用輸入單元010輸入放大指令。輸入單元010是諸如鼠標(biāo)和鍵盤的指示裝置、手寫板或附接于顯示單元009的表面的觸摸板。輸入單元010也可是設(shè)置在裝置上的用于規(guī)定放大比的撥盤或按鈕。顯示單元009和輸入單元010可與根據(jù)本示例性實(shí)施例的被檢體信息獲取裝置連接，而不是包含于根據(jù)本示例性實(shí)施例的被檢體信息獲取裝置中。
[0030]〈自適應(yīng)信號(hào)處理的細(xì)節(jié)〉[0031]以下將描述由本示例性實(shí)施例的自適應(yīng)信號(hào)處理塊007執(zhí)行的處理。圖3A、圖3B和圖3C示出自適應(yīng)信號(hào)處理塊007的三種不同的構(gòu)成。以下將參照?qǐng)D3A、圖3B和圖3C描述根據(jù)本示例性實(shí)施例的自適應(yīng)信號(hào)處理塊007的示例性構(gòu)成。
[0032]圖3A示出用于提高與深度方向(從探頭001傳送的彈性波(超聲束)的行進(jìn)方向)垂直的方向上的分辨率的自適應(yīng)信號(hào)處理塊007的構(gòu)成。M.SASSO et al.,MedicalUltrasound Imaging Using The Fully Adaptive Beamformer, Proc.Acoustics, SpeechSignal Process, volume.2, pp.489-492 (Mar.2005)討論了用于提高與深度方向垂直的方向上的分辨率的這種自適應(yīng)信號(hào)處理的技術(shù)。
[0033]以下，作為例子，將基于Capon方法描述在將自適應(yīng)信號(hào)處理應(yīng)用于多個(gè)接收信號(hào)時(shí)執(zhí)行的處理。
[0034]以下將描述用于基于多個(gè)接收信號(hào)計(jì)算相關(guān)矩陣的處理。首先，延遲處理電路201向從多個(gè)轉(zhuǎn)換元件002輸出的多個(gè)接收信號(hào)施加Hilbert變換和根據(jù)目標(biāo)位置的延遲處理(整相處理)。以這種方式計(jì)算復(fù)數(shù)表示(complex representation)中的接收信號(hào)。當(dāng)通過(guò)處理來(lái)自第k個(gè)元件的接收信號(hào)獲得的信號(hào)的第s個(gè)采樣是xk[s]時(shí)，第s個(gè)采樣的輸入矢量X[s]由下式定義。
【權(quán)利要求】
1.一種被檢體信息獲取裝置，包括: 多個(gè)轉(zhuǎn)換元件，所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件被配置為向被檢體傳送彈性波、接收在各被檢體內(nèi)位置處反射的反射波、并且將反射波轉(zhuǎn)換成多個(gè)接收信號(hào)； 固定信號(hào)處理單元，所述固定信號(hào)處理單元被配置為以預(yù)先確定的權(quán)重向所述多個(gè)接收信號(hào)施加相加以獲取第一分布信息； 自適應(yīng)信號(hào)處理單元，所述自適應(yīng)信號(hào)處理單元被配置為以根據(jù)接收信號(hào)自適應(yīng)地改變的權(quán)重向所述多個(gè)接收信號(hào)施加自適應(yīng)信號(hào)處理以獲取第二分布信息；和 顯示控制單元，所述顯示控制單元被配置為接收第一分布信息和第二分布信息，并且輸出用于在顯示單元上顯示分布信息的圖像信息， 其中，所述顯示控制單元接收在顯示第一分布信息的圖像的狀態(tài)下由用戶輸入的用于第一分布信息的圖像的放大指令信息，并且輸出用于在顯示單元上顯示第二分布信息的放大的圖像、或者第一和第二分布信息的組合圖像的放大的圖像的圖像信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被檢體信息獲取裝置，其中，所述顯示控制單元被配置為使得能夠選擇性地執(zhí)行在接收到放大指令信息后在顯示單元上顯示第二分布信息的圖像的放大的圖像或組合圖像的放大版本 的第一模式和在接收到放大指令信息后在顯示單元上顯示第一分布信息的圖像的放大的圖像的第二模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的被檢體信息獲取裝置，其中，所述顯示控制單元被配置為:當(dāng)?shù)谝环植夹畔⒌姆糯蟊鹊扔诨虼笥陬A(yù)先確定的值時(shí)顯示第二分布信息的圖像的放大的圖像或組合圖像的放大的圖像，并且當(dāng)所述放大比小于所述預(yù)先確定的值時(shí)顯示第一分布信息的圖像的放大的圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被檢體信息獲取裝置，其中，作為放大指令信息的關(guān)于第一分布信息的圖像中的預(yù)先確定的區(qū)域的信息被輸入到所述顯示控制單元，并且，所述顯示控制單元基于由用戶規(guī)定的區(qū)域的尺寸和在顯示單元上顯示的顯示區(qū)域的尺寸之間的關(guān)系確定放大的圖像的放大比，并且顯示所規(guī)定的區(qū)域中的圖像的放大的圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被檢體信息獲取裝置，其中，作為放大指令信息的放大比信息被輸入到所述顯示控制單元，并且，所述顯示控制單元在顯示單元上顯示以第一分布信息的圖像中的預(yù)先確定的位置為中心按放大比放大的第一分布信息的圖像的放大的圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被檢體信息獲取裝置，其中，所述顯示控制單元在與顯示第一分布信息的圖像的畫(huà)面相同的畫(huà)面中的另一顯示區(qū)域中顯示放大的圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被檢體信息獲取裝置，其中，所述顯示控制單元在顯示單元上顯示放大的圖像，使得第一分布信息的圖像的至少一部分與所述放大的圖像重疊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被檢體信息獲取裝置，其中，當(dāng)放大的圖像被顯示時(shí)，顯示控制單元顯示用于指示第一分布信息的圖像中的放大的圖像的位置的導(dǎo)引器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的被檢體信息獲取裝置，其中，移動(dòng)所述導(dǎo)引器使得能夠移動(dòng)第一分布信息的圖像中的放大區(qū)域的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的被檢體信息獲取裝置，其中，改變導(dǎo)引器的尺寸使得能夠改變第一分布信息的圖像中的放大區(qū)域的尺寸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被檢體信息獲取裝置，其中，所述顯示控制單元根據(jù)放大的圖像的放大比改變第一和第二分布信息的組合圖像的組合比。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被檢體信息獲取裝置，其中，所述自適應(yīng)信號(hào)處理單元對(duì)所述多個(gè)接收信號(hào)執(zhí)行處理，使得電功率在對(duì)于目標(biāo)方向的靈敏度固定的狀態(tài)下被最小化。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被檢體信息獲取裝置，其中，所述自適應(yīng)信號(hào)處理單元對(duì)所述多個(gè)接收信號(hào)執(zhí)行處理，使得電功率在對(duì)于深度方向上的目標(biāo)位置的靈敏度固定的狀態(tài)下被最小化。
14.一種用于通過(guò)使用由被檢體信息獲取裝置獲取的分布信息在顯示單元上顯示圖像的顯示方法，其中，所獲取的分布信息包含通過(guò)對(duì)通過(guò)向被檢體傳送彈性波并接收被被檢體反射的反射波獲取的多個(gè)接收信號(hào)以預(yù)先確定的權(quán)重執(zhí)行相加處理獲取的第一分布信息和通過(guò)以根據(jù)接收信號(hào)自適應(yīng)地改變的權(quán)重對(duì)所述多個(gè)接收信號(hào)執(zhí)行自適應(yīng)信號(hào)處理獲取的第二分布信息，所述顯示方法包括: 顯示第一分布信息的圖像；和 接收由用戶輸入的第一分布信息的圖像的放大指令信息，并且顯示第二分布信息的圖像的放大的圖像、或者第一和第二分布信息的組合圖像的放大的圖像。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的顯示方法，還包括選擇性地執(zhí)行在接收到放大指令信息后在顯示單元上顯示第二分布信息的圖像的放大的圖像或所述組合圖像的放大的圖像的第一模式和在接收到放大指令信息后在顯示單元上顯示第一分布信息的圖像的放大的圖像的第二模式。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的顯示方法，其中，在顯示放大的圖像時(shí)， 當(dāng)?shù)谝环植夹畔⒌姆糯蟊鹊扔诨虼笥陬A(yù)先確定的值時(shí)，顯示第二分布信息的圖像的放大的圖像或組合圖像的放大的圖像；和 當(dāng)所述放大比小于所述預(yù)先確定的值時(shí)，顯示第一分布信息的圖像的放大的圖像。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的顯示方法，還包括: 在顯示第一分布信息之后，接收作為放大指令信息的關(guān)于由用戶規(guī)定的第一分布信息的圖像中的預(yù)先確定的區(qū)域的信息，并且顯示所述預(yù)先確定的區(qū)域中的圖像的放大的圖像。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的顯示方法，還包括: 在顯示第一分布信息之后，接收作為放大指令信息的由用戶輸入的關(guān)于放大比的信息，并且顯示放大的圖像。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的顯示方法，其中，在顯示放大的圖像時(shí)， 在與顯示第一分布信息的圖像的畫(huà)面相同的畫(huà)面中的另一顯示區(qū)域中顯示放大的圖像。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的顯示方法，其中，在顯示放大的圖像時(shí)， 所述放大的圖像被顯示為使得第一分布信息的圖像的至少一部分與所述放大的圖像重疊。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的顯示方法，其中，在顯示放大的圖像時(shí)， 顯示用于指示第一分布信息的圖像中的放大的圖像的位置的導(dǎo)引器。
【文檔編號(hào)】A61B8/00GK103654847SQ201310377439
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月28日
【發(fā)明者】長(zhǎng)永兼一 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社