專利名稱：超聲波診斷裝置及超聲波診斷裝置控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在此描述的實(shí)施例涉及超聲波診斷裝置及超聲波診斷裝置控制方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及能夠在循環(huán)器官診斷中執(zhí)行對(duì)連續(xù)波多譜勒(Continuous Wave Dopplar :CWD)下的多譜勒頻譜的攝像和B模式下的斷層圖像的攝像進(jìn)行同時(shí)顯示的CWD/ B同時(shí)模式的超聲波診斷裝置。在超聲波圖像診斷中，通過(guò)僅從體表接觸超聲波探頭的簡(jiǎn)單操作就能夠以實(shí)時(shí)顯示獲得心臟的跳動(dòng)或胎兒的運(yùn)動(dòng)形態(tài)，并且由于安全性高而能夠反復(fù)進(jìn)行檢查，除此之外， 系統(tǒng)的規(guī)模與X射線裝置、CT裝置、MRI裝置等其他診斷設(shè)備相比較小，能夠容易地移向床側(cè)進(jìn)行檢查等等，非常簡(jiǎn)便。此外，超聲波診斷不會(huì)如X射線裝置等那樣受到輻射的影響， 在婦產(chǎn)科、住宅醫(yī)療等中也能夠得以利用。近年來(lái)，在循環(huán)器官診斷中，采用這樣的超聲波診斷裝置，進(jìn)行被稱為PWD (脈沖波多譜勒)/B同時(shí)模式的圖像診斷。該P(yáng)WD/B同時(shí)模式中，在規(guī)定的定時(shí)進(jìn)行連續(xù)波多譜勒下的多譜勒頻譜的攝像和B模式下的斷層圖像的攝像，并同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。在該P(yáng)WD/B同時(shí)模式中，具有被稱為隔行掃描(interleave scan)的攝像法和被稱為分段掃描(segment scan)的攝像法。所謂隔行掃描是指，例如相對(duì)于執(zhí)行4次多譜勒掃描，執(zhí)行1次B模式掃描，反復(fù)進(jìn)行該動(dòng)作。另一方面，所謂分段掃描是指，交替地反復(fù)執(zhí)行在多譜勒模式下以規(guī)定次數(shù)反復(fù)進(jìn)行信號(hào)收發(fā)的期間(多譜勒分段期間)和在B模式下以規(guī)定次數(shù)反復(fù)進(jìn)行信號(hào)收發(fā)的期間(非多譜勒分段期間)。但是，在CWD/B同時(shí)模式中，不同于采用PWD的情況，由于需要進(jìn)行連續(xù)波的切換， 因此例如在按照多譜勒模式進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示的期間，B模式圖像成為凍結(jié)顯示。因此，現(xiàn)實(shí)之中，盡管臨床上希望能夠同時(shí)獲得CWD/B同時(shí)模式下的多譜勒頻譜與B模式圖像的實(shí)時(shí)性， 但是很難實(shí)現(xiàn)。為了提高該CWD/B同時(shí)模式的實(shí)時(shí)性，例如具有以下的2個(gè)應(yīng)解決的問(wèn)題。一個(gè)問(wèn)題是斷續(xù)地進(jìn)行連續(xù)STFT解析時(shí)的欠缺問(wèn)題。例如，在B模式圖像中，1幀產(chǎn)生50ms程度的較大欠缺。即使對(duì)該欠缺進(jìn)行了例如最大16ms程度的欠缺插補(bǔ)的情況下，仍會(huì)產(chǎn)生圖像變差的問(wèn)題。另一個(gè)問(wèn)題是因需要瞬時(shí)切換B模式掃描和多譜勒掃描而引起的、較強(qiáng)的瞬態(tài)響應(yīng)(30ms 100ms)問(wèn)題。該瞬態(tài)響應(yīng)例如使得在多譜勒頻譜中產(chǎn)生尖峰狀噪音等， 導(dǎo)致畫(huà)質(zhì)的降低。對(duì)于作為一個(gè)問(wèn)題的斷續(xù)地進(jìn)行連續(xù)STFT解析時(shí)的欠缺問(wèn)題，例如能夠通過(guò)專利文獻(xiàn)1中記載的由將ECG波形作為外部確定輸入的ARX模型進(jìn)行的頻譜欠缺插補(bǔ)技術(shù)來(lái)進(jìn)行應(yīng)對(duì)。但是，對(duì)于另一個(gè)瞬態(tài)響應(yīng)問(wèn)題，不存在任何的應(yīng)對(duì)單元。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2001-149370號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 美國(guó)專利4559952號(hào)本發(fā)明是針對(duì)上述情況而提出的，其目的在于提供通過(guò)減少瞬態(tài)響應(yīng)而能夠?qū)崿F(xiàn)與以往相比實(shí)時(shí)性高、噪音發(fā)生少的CWD/B同時(shí)模式的超聲波診斷裝置。技術(shù)方案1所述的發(fā)明涉及下述的超聲波診斷裝置，能夠?qū)嵤┙惶娴貓?zhí)行連續(xù)波多譜勒模式和B模式的攝像模式，該連續(xù)波多譜勒模式中，對(duì)被檢體收發(fā)連續(xù)波而收集時(shí)序的多譜勒數(shù)據(jù)；該B模式中，對(duì)上述被檢體收發(fā)脈沖波而收集基于亮度的斷層圖像數(shù)據(jù)， 其特征在于，具備數(shù)據(jù)取得單元，一邊對(duì)上述連續(xù)波多譜勒模式和上述B模式進(jìn)行切換一邊交替地執(zhí)行上述連續(xù)波多譜勒模式和上述B模式，取得連續(xù)波多譜勒數(shù)據(jù)和上述斷層圖像數(shù)據(jù)；計(jì)算單元，計(jì)算因上述連續(xù)波多譜勒模式與上述B模式之間的切換產(chǎn)生的瞬態(tài)響應(yīng)成分；減法單元，將計(jì)算出的上述瞬態(tài)響應(yīng)成分從上述連續(xù)波多譜勒數(shù)據(jù)中減去；生成單元，利用進(jìn)行了減法后的上述連續(xù)波多譜勒數(shù)據(jù)，生成上述多譜勒頻譜信息；以及顯示單元，以規(guī)定的方式顯示所生成的上述多譜勒頻譜信息。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供通過(guò)減少瞬態(tài)響應(yīng)而能夠?qū)崿F(xiàn)與以往相比實(shí)時(shí)性高、噪音發(fā)生少的CWD/B同時(shí)模式的超聲波診斷裝置及超聲波診斷裝置控制方法。


圖1為表示本實(shí)施方式的超聲波診斷裝置10的方框結(jié)構(gòu)圖。圖2為表示在多譜勒模式處理單元M中設(shè)置的、用于實(shí)現(xiàn)欠缺插補(bǔ)功能和瞬態(tài)響應(yīng)降低功能的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。圖3為用于說(shuō)明瞬態(tài)響應(yīng)降低處理中的多譜勒處理單元M的動(dòng)作的圖。圖4為用于說(shuō)明瞬態(tài)響應(yīng)降低處理的執(zhí)行定時(shí)的圖。圖5為用于說(shuō)明與瞬態(tài)響應(yīng)降低處理等效的濾波處理的圖。圖6為用于說(shuō)明瞬態(tài)響應(yīng)的圖。圖7為表示壁濾波器作用時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)頻譜的一個(gè)例子的圖。圖8為表示壁濾波器未作用時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)頻譜的一個(gè)例子的圖。圖9為用于說(shuō)明在插補(bǔ)處理單元2 !中執(zhí)行的欠缺插補(bǔ)處理的概念的圖。圖10A、B、C為用于說(shuō)明欠缺插補(bǔ)處理的效果的圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明10…超聲波診斷裝置；11…裝置主體；12…超聲波探頭；13…輸入裝置；14···監(jiān)視器；21…超聲波發(fā)送單元；22…超聲波接收單元；23…B模式處理單元；對(duì)…多譜勒處理單元；25···圖像生成單元；26···圖像存儲(chǔ)器；27···圖像合成單元；沘…控制處理器(CPU)； 29…存儲(chǔ)單元；30…接口單元。
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。另外，在下面的說(shuō)明中，針對(duì)具有基本相同的功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要素，標(biāo)注同一附圖標(biāo)記，僅在必要的情況進(jìn)行重復(fù)的說(shuō)明。(第一實(shí)施方式)圖1表示本實(shí)施方式的超聲波診斷裝置10的方框結(jié)構(gòu)圖。如該圖所示，超聲波診斷裝置10具備超聲波探頭12、輸入裝置13、監(jiān)視器14、超聲波發(fā)送單元21、超聲波接收單元22、B模式處理單元23、多譜勒處理單元24、圖像生成單元25、圖像存儲(chǔ)器26、圖像合成單元27、控制處理器(CPU08、存儲(chǔ)單元四、接口單元30以及軟件存儲(chǔ)單元31。內(nèi)置在裝置主體11中的超聲波發(fā)送單元21、接收單元22等，有時(shí)通過(guò)集成電路等硬件構(gòu)成，但是也存在是以軟件方式進(jìn)行模塊化的軟件程序的情況。下面對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)要素的功能進(jìn)行說(shuō)明。超聲波探頭12具有基于來(lái)自超聲波發(fā)送單元21的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生超聲波，將來(lái)自被檢體的反射波變換為電信號(hào)的多個(gè)壓電振子；設(shè)置于該壓電振子中的匹配層；防止從該壓電振子向后方傳播超聲波的背襯構(gòu)件等。若從該超聲波探頭12向被檢體P發(fā)送超聲波， 則該發(fā)送超聲波在體內(nèi)組織的聲阻抗的不連續(xù)面上接連被反射，作為回波信號(hào)而被超聲波探頭12接收。該回波信號(hào)的振幅依賴于進(jìn)行反射的不連續(xù)面的聲阻抗的差。另外，被發(fā)送的超聲波脈沖在移動(dòng)的血流或心臟壁等表面上反射的情況下的回波，根據(jù)多譜勒效應(yīng)依賴于移動(dòng)體的超聲波發(fā)送方向的速度成分，是產(chǎn)生了頻率偏移的回波。輸入裝置13與裝置主體11連接，具有用于將來(lái)自操作人員的各種指示、條件和關(guān)心區(qū)域(ROI)的設(shè)定指示、各種畫(huà)質(zhì)條件設(shè)定指示等取入到裝置主體11中的軌跡球、各種開(kāi)關(guān)、按鈕、鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等。監(jiān)視器14基于來(lái)自圖像合成單元27的視頻信號(hào)，將生物體內(nèi)的形態(tài)學(xué)信息、血流信息顯示為圖像。超聲波發(fā)送單元21具有圖中未示出的觸發(fā)發(fā)生電路、延遲電路和脈沖電路等。在脈沖電路中，以規(guī)定的速頻fr Hz (周期l/fr秒)反復(fù)產(chǎn)生用于形成發(fā)送超聲波的速率脈沖(rate pulse)。此外，在延遲電路中，對(duì)各速率脈沖賦予將按照每個(gè)信道將超聲波集束成束狀并且決定發(fā)送指向性所需的延遲時(shí)間。通過(guò)改變?cè)撗舆t信息，能夠任意地調(diào)整從探頭振子面進(jìn)行發(fā)送的發(fā)送方向。觸發(fā)發(fā)生電路在基于該速率脈沖的定時(shí)，對(duì)探頭12施加驅(qū)動(dòng)脈沖。超聲波接收單元22具有圖中未示出的放大電路、A/D變換器、加法器等。在放大電路中，按照每個(gè)信道，對(duì)經(jīng)由探頭12取入的回波信號(hào)進(jìn)行放大。在A/D變換器中，對(duì)放大后的回波信號(hào)賦予決定接收指向性所需的延遲時(shí)間，在加法器中進(jìn)行加法處理。通過(guò)該加法， 回波信號(hào)中的來(lái)自與接收指向性相對(duì)應(yīng)的方向的反射成分被強(qiáng)調(diào)，通過(guò)接收指向性和發(fā)送指向性形成超聲波收發(fā)的總波束。B模式處理單元23從超聲波接收單元22接收回波信號(hào)，實(shí)施對(duì)數(shù)放大、包絡(luò)線檢波處理等處理，形成用亮度表現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度的數(shù)據(jù)。此時(shí)，通過(guò)改變檢波頻率，能夠改變影像化的頻帶。此外，是還能夠?qū)?個(gè)接收信號(hào)數(shù)據(jù)并列地進(jìn)行基于2個(gè)檢波頻率的檢波處理的結(jié)構(gòu)。若使用該結(jié)構(gòu)，則還能夠由1個(gè)接收信號(hào)形成氣泡像和組織像。本B模式處理單元23中接受處理后的數(shù)據(jù)被輸出給圖像生成單元25，重構(gòu)為用亮度表示反射波強(qiáng)度的B模式圖像。多譜勒處理單元M根據(jù)從超聲波接收單元22接收的回波信號(hào)，對(duì)速度信息進(jìn)行頻率解析，抽取多譜勒效應(yīng)中的血流或組織、造影劑回波成分，針對(duì)多個(gè)點(diǎn)求出平均速度、離散、功率(power)等血流信息。將得到的血流信息發(fā)送給圖像生成單元25，能夠作為平均速度圖像、離散圖像、功率圖像、組合這些圖像而成的圖像，彩色顯示于監(jiān)視器14。此外，多譜勒處理單元M為用于實(shí)現(xiàn)后述的欠缺插補(bǔ)功能和瞬態(tài)響應(yīng)減少功能的結(jié)構(gòu)，如圖2所示，其具有壁濾波器Mb、窗函數(shù)處理單元Mc、傅利葉變換單元Md、帶通濾波器Mf、功率推定單元Mg、偏置圖案值計(jì)算單元Mh、動(dòng)態(tài)后濾波2D表格Mi、時(shí)間讀出單元Mj、積分器Mk、差分處理單元Ml、插補(bǔ)處理單元2 !以及對(duì)數(shù)壓縮單元Mn。各結(jié)構(gòu)要素中進(jìn)行的處理的具體情況將在后面具體描述。圖像生成單元25將超聲波掃描的掃描線信號(hào)串變換為以電視等為代表的一般視頻格式的掃描線信號(hào)串，生成作為顯示圖像的超聲波診斷圖像。圖像生成單元M搭載有對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的存儲(chǔ)器，例如在診斷之后，操作員能夠調(diào)出檢查過(guò)程中記錄的圖像。此外，圖像生成單元25具有圖像處理裝置的功能，例如，在構(gòu)建體數(shù)據(jù)的情況，空間地配置通過(guò)對(duì)三維區(qū)域或連續(xù)的二維區(qū)域進(jìn)行超聲波掃描而獲得的掃描線信號(hào)串，根據(jù)需要進(jìn)行坐標(biāo)變換、插補(bǔ)處理等，構(gòu)建體數(shù)據(jù)。圖像生成單元25利用所獲得的體數(shù)據(jù)，執(zhí)行體繪制、通過(guò)切取體數(shù)據(jù)內(nèi)的任意斷層圖像而進(jìn)行的Mra處理等，形成規(guī)定的三維圖像。另外，本圖像生成單元25的各種圖像處理法等既可以是軟件的方式，也可以是硬件的方式。圖像存儲(chǔ)器沈暫時(shí)存儲(chǔ)有多幀或多個(gè)體所對(duì)應(yīng)量的超聲波數(shù)據(jù)。圖像合成單元27將從圖像生成單元25接收的圖像與各種參數(shù)的文字信息、刻度等一起合成，作為視頻信號(hào)輸出給監(jiān)視器14?？刂铺幚砥?CPU) 28具有信息處理器(計(jì)算機(jī))的功能，控制本超聲波診斷裝置主體的動(dòng)作?？刂铺幚砥饔^從存儲(chǔ)單元四讀出用于實(shí)現(xiàn)各種圖像處理法的程序以及用于實(shí)現(xiàn)后述的瞬態(tài)響應(yīng)降低功能和欠缺插補(bǔ)功能的程序，將所述程序在圖中未示出的存儲(chǔ)器中展開(kāi)，執(zhí)行各種處理所相關(guān)的運(yùn)算、控制等。存儲(chǔ)單元四存儲(chǔ)有用于執(zhí)行各種掃描次序的程序、用于實(shí)現(xiàn)后述的瞬態(tài)響應(yīng)降低功能和欠缺插補(bǔ)功能的專用程序、用于執(zhí)行圖像生成、顯示處理的控制程序、以及診斷信息(患者ID，醫(yī)生的觀點(diǎn)等)、診斷協(xié)議、收發(fā)條件、人體標(biāo)記(body mark)生成程序等其他數(shù)據(jù)群。此外，根據(jù)需要，還能夠用于圖像存儲(chǔ)器沈中的圖像的存儲(chǔ)等。存儲(chǔ)單元四的數(shù)據(jù)也能夠經(jīng)由接口單元30發(fā)送給外部周邊裝置。接口單元30為與輸入裝置13、網(wǎng)絡(luò)、另外的外部存儲(chǔ)器(圖中未示出)相關(guān)的接口。通過(guò)該裝置獲得的超聲波圖像等的數(shù)據(jù)或解析結(jié)果等，能夠通過(guò)接口單元30經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸給其他裝置。(瞬態(tài)響應(yīng)降低功能和欠缺插補(bǔ)功能)接著，對(duì)本超聲波診斷裝置1所具有的、在基于CWD/B同時(shí)模式的攝像中利用的瞬態(tài)響應(yīng)降低功能和欠缺插補(bǔ)功能進(jìn)行說(shuō)明。所謂瞬態(tài)響應(yīng)降低功能是指，在基于CWD/ B同時(shí)模式的攝像中，推定計(jì)算因多譜勒模式和B模式之間的切換引起的斷續(xù)的信號(hào)收發(fā)而混入的噪音(例如，模擬開(kāi)關(guān)引起的直流成分(DC)變動(dòng)等)所激勵(lì)產(chǎn)生的瞬態(tài)響應(yīng)的響應(yīng)頻譜(時(shí)域和頻域的二維)，將其從頻率解析結(jié)果中減去，由此，減少起因于瞬態(tài)響應(yīng)的噪音的功能。此外，所謂欠缺插補(bǔ)功能是指，在基于CWD/B同時(shí)模式的攝像中，通過(guò)以 ECG(electrocardiogram)波形所代表的生物體信號(hào)為外部確定輸入的參數(shù)化模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行辨識(shí)，利用該辨識(shí)出的系統(tǒng)預(yù)測(cè)斷續(xù)地進(jìn)行連續(xù)STFT分析時(shí)的欠缺頻譜，對(duì)插補(bǔ)該欠缺頻譜的功能。另外，在進(jìn)行CWD/B同時(shí)模式的超聲波診斷裝置中，顯然優(yōu)選的是，安裝有這樣的欠缺插補(bǔ)功能和瞬態(tài)響應(yīng)降低功能的雙方。但是，當(dāng)然也可以根據(jù)需要，有選擇地安裝欠缺插補(bǔ)功能或瞬態(tài)響應(yīng)降低功能，或者有選擇地使欠缺插補(bǔ)功能或瞬態(tài)響應(yīng)降低功能動(dòng)作。 此外，適用了欠缺插補(bǔ)功能和瞬態(tài)響應(yīng)降低功能的CWD/B同時(shí)模式可以是隔行掃描和分段掃描中的任意一個(gè)。(瞬態(tài)響應(yīng)降低處理)圖3為用于說(shuō)明基于瞬態(tài)響應(yīng)降低功能的處理(瞬態(tài)響應(yīng)降低處理)中的多譜勒處理單元M的動(dòng)作的圖。如圖2、圖3所示，壁濾波器24f若從前級(jí)末尾的處理單元接收I 信號(hào)、Q信號(hào)，則對(duì)各信號(hào)執(zhí)行僅使規(guī)定的頻帶通過(guò)的濾波處理。功率推定單元24g基于濾波處理后的I信號(hào)、Q信號(hào)，推定多譜勒信號(hào)的功率。偏置圖案值計(jì)算單元24h基于推定出的功率，計(jì)算從B分段切換到多譜勒分段時(shí)的偏置圖案(瞬態(tài)響應(yīng)中產(chǎn)生的STFT的響應(yīng))。 另外，此時(shí)的計(jì)算方法沒(méi)有特別的限定。此外，動(dòng)態(tài)后濾波二維表格24i與來(lái)自控制處理器28的B模式/CWD模式切換定時(shí)信號(hào)響應(yīng)，動(dòng)態(tài)地選擇正負(fù)對(duì)稱形狀的具有功率維度(power dimension)的簡(jiǎn)易濾波。時(shí)間讀出單元24j對(duì)所選擇的簡(jiǎn)易濾波賦予與B模式/CWD模式切換定時(shí)相對(duì)應(yīng)的規(guī)定的時(shí)間延遲。積分器Mk通過(guò)對(duì)在偏置圖案值計(jì)算單元24h中計(jì)算出的偏置圖案積算從時(shí)間讀出單元24j輸出的后濾波，由此，推定瞬態(tài)響應(yīng)的響應(yīng)頻譜成分。差分處理單元241從自傅利葉變換單元24d輸出的頻譜成分中減去推定出的瞬態(tài)響應(yīng)的響應(yīng)頻譜成分，由此降低因瞬態(tài)響應(yīng)造成的噪音成分(偏置值)。以上這樣的瞬態(tài)響應(yīng)降低處理在CWD/B同時(shí)模式攝像中，如圖4所示，與每當(dāng)從B 分段切換到多譜勒分段時(shí)產(chǎn)生的固有的瞬態(tài)響應(yīng)成分相應(yīng)地進(jìn)行。因此，如圖5所示，差分處理單元Ml中的從由CWD模式檢測(cè)出的(原始(bare)的)頻譜成分中減去推定出的瞬態(tài)響應(yīng)的響應(yīng)頻譜成分的減法處理，實(shí)質(zhì)上等效于進(jìn)行自適應(yīng)濾波處理。通過(guò)上述的瞬態(tài)響應(yīng)降低處理，在因接收的多譜勒信號(hào)的直流成分的變動(dòng)而產(chǎn)生例如圖6所示的瞬態(tài)響應(yīng)的情況下，也能夠降低因從B模式切換到CWD模式造成的瞬態(tài)響應(yīng)的影響。圖7所示的對(duì)頻譜的時(shí)間變化進(jìn)行重疊顯示的圖表示壁濾波處理后的響應(yīng)。另一方面，圖8所示的對(duì)頻譜的時(shí)間變化進(jìn)行重疊顯示的圖表示沒(méi)有進(jìn)行壁濾波處理的響應(yīng)。如圖7所示，通過(guò)后級(jí)的差分處理單元能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)瞬態(tài)響應(yīng)推定壁濾波器的影響的校正。(欠缺插補(bǔ)處理)圖9為用于說(shuō)明在插補(bǔ)處理單元2 !中執(zhí)行的基于欠缺插補(bǔ)功能的處理(欠缺插補(bǔ)處理)的概念的圖。如該圖所示，插補(bǔ)處理單元2細(xì)將作為外部輸入的ECG波形、以及與減去推定出的瞬態(tài)響應(yīng)的響應(yīng)頻譜成分之后的頻譜成分作為輸入，利用規(guī)定的數(shù)學(xué)模型 (參數(shù)化模型)，辨識(shí)表征系統(tǒng)的參數(shù)群和信號(hào)預(yù)測(cè)計(jì)算式EVPsi (η)。接著，利用辨識(shí)出的信號(hào)預(yù)測(cè)計(jì)算式EVPsi (η)，推定(計(jì)算)并插補(bǔ)所欠缺的信號(hào)。圖10Α、圖10Β、圖IOC為用于說(shuō)明欠缺插補(bǔ)處理的效果的圖。通過(guò)上述的欠缺插補(bǔ)處理，對(duì)例如圖IOA所示那樣的有欠缺的頻譜插補(bǔ)圖IOB所示的那樣的推定出的欠缺信號(hào)，由此，能夠獲得圖IOC所示那樣的插補(bǔ)了欠缺部分后的多譜勒頻譜。此外，這樣的欠缺插補(bǔ)處理例如在日本特開(kāi)2001-149370號(hào)公報(bào)具有詳細(xì)記載。 此外，作為參數(shù)化模型例如能夠使用AR(Auto Regressive)模型、ARX(Auto Regressive Exogeneous)模型、ARMAX(Auto Regressive Moving Average Exogenous)模型、 FIR(Finite Impulse Response)模型、ARARX模型、ARARMAX模型以及BJ(Box and Jenkins) 模型等。此外，插補(bǔ)處理單元2 !具有暫時(shí)按照時(shí)序存儲(chǔ)與從差分處理單元241接收的多個(gè)分段相對(duì)應(yīng)的頻譜成分的存儲(chǔ)器。插補(bǔ)處理單元2細(xì)利用暫時(shí)存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)器中的頻譜成分，執(zhí)行將與欠缺部的前方(時(shí)間上的過(guò)去)相對(duì)應(yīng)的頻譜成分和與欠缺部的后方(時(shí)間上的未來(lái))相對(duì)應(yīng)的頻譜成分與隨時(shí)間變化的權(quán)重函數(shù)相乘之后相加的混合(blend)欠缺插補(bǔ)處理。通過(guò)該混合欠缺插補(bǔ)處理，能夠獲得具有更平滑的時(shí)間連續(xù)性的多譜勒信號(hào)。 特別是，通過(guò)將隨時(shí)間變化的權(quán)重函數(shù)設(shè)為余弦函數(shù)，能夠有效地降低在二維的頻譜響應(yīng)中產(chǎn)生的尖峰狀噪音。(效果)根據(jù)本超聲波診斷裝置，在進(jìn)行CWD/B同時(shí)模式攝像的情況下，推定因多譜勒模式和B模式的切換引起的斷續(xù)的信號(hào)收發(fā)而混入的噪音所激勵(lì)產(chǎn)生的瞬態(tài)響應(yīng)的響應(yīng)頻譜，將其從頻率解析結(jié)果中減去。由此，能夠減少起因于瞬態(tài)響應(yīng)的噪音成分(偏置值)，結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)CWD/B同時(shí)模式攝像中的畫(huà)質(zhì)的提高。此外，根據(jù)本超聲波診斷裝置，對(duì)因多譜勒模式和B模式的切換引起的斷續(xù)的信號(hào)收發(fā)而欠缺的B模式1幀程度的多譜勒信號(hào)，將ECG波形、減去了推定出的瞬態(tài)響應(yīng)的響應(yīng)頻譜成分后的頻譜成分作為輸入，利用參數(shù)化模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行辨識(shí)，插補(bǔ)所欠缺的信號(hào)。 于是，即使在CWD/B同時(shí)模式攝像的情況下，也能夠插補(bǔ)所欠缺的多譜勒信號(hào)，能夠減少因欠缺引起的圖像劣化。(第二實(shí)施方式)在上述的第一實(shí)施方式中，說(shuō)明了使得在壁濾波器24b的前級(jí)部分(FE)產(chǎn)生的瞬態(tài)響應(yīng)降低的功能。但是，現(xiàn)實(shí)當(dāng)中，會(huì)產(chǎn)生因壁濾波器24b中的取樣處理(例如，在CWD模式中以傅利葉變換單元24d的2倍進(jìn)行取樣)、窗函數(shù)處理單元2 和傅利葉變換單元24d 中的用于頻率解析的取樣引起的微弱的瞬態(tài)響應(yīng)。因此，優(yōu)選的是，在第一實(shí)施方式所述的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，或獨(dú)立于第一實(shí)施方式所述結(jié)構(gòu)，具備用于降低在壁濾波器Mb、窗函數(shù)處理單元2 和傅里葉變換單元Md中產(chǎn)生的瞬態(tài)響應(yīng)的結(jié)構(gòu)。另外，用于降低在壁濾波器Mb、窗函數(shù)處理單元Mc、傅利葉變換單元 24d中產(chǎn)生的瞬態(tài)響應(yīng)的結(jié)構(gòu)，能夠通過(guò)按照濾波功能分別設(shè)置與第一實(shí)施方式所述的瞬態(tài)響應(yīng)降低功能實(shí)質(zhì)相同的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。(第三實(shí)施方式)在上述的第一實(shí)施方式中，在差分處理單元241中，從自傅利葉變換單元24d輸出的頻譜成分中減去推定出的瞬態(tài)響應(yīng)的響應(yīng)頻譜成分，由此，降低起因于瞬態(tài)響應(yīng)的偏置值。也可相對(duì)該情況，利用頻率解析前的I信號(hào)和Q信號(hào)O信道(ch))的階梯響應(yīng)的波形表格，使偏置成分的大小(階梯輸入的增益)，并從頻率解析前的時(shí)間軸波形中減去，由此， 在時(shí)間軸上降低起因于瞬態(tài)響應(yīng)的偏置值。
(第四實(shí)施方式)一般認(rèn)為，壁濾波器24b的前級(jí)部分(FE)的現(xiàn)階段的動(dòng)態(tài)范圍依賴于A/D變換器的字長(zhǎng)(比特)。今后，在可實(shí)現(xiàn)混合器和抗混疊濾波器(anti-aliasing filter)之后的 I信號(hào)和Q信號(hào)、或后級(jí)部分(BF)的輸出(正交取樣處理)化的高速高動(dòng)態(tài)范圍的A/D變換器出現(xiàn)的情況下，能夠直接計(jì)算該輸出的響應(yīng)，利用與第一實(shí)施方式實(shí)質(zhì)上相同的方式， 降低瞬態(tài)響應(yīng)成分。以上說(shuō)明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式，這些實(shí)施方式只是作為例子進(jìn)行提示，并不意欲限定發(fā)明的范圍。這些新穎的實(shí)施方式也能夠采用其他各種方式實(shí)施，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種省略、替換、變更。這些實(shí)施方式及其變形包含在發(fā)明的范圍和主旨內(nèi)，并且也包含在權(quán)利要求書(shū)中記載的發(fā)明及其等同的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種超聲波診斷裝置，能夠?qū)嵤┙惶娴貓?zhí)行連續(xù)波多譜勒模式和B模式的攝像模式，該連續(xù)波多譜勒模式中，對(duì)被檢體收發(fā)連續(xù)波而收集時(shí)序的多譜勒數(shù)據(jù)；該B模式中， 對(duì)上述被檢體收發(fā)脈沖波而收集基于亮度的斷層圖像數(shù)據(jù)，其中，具備數(shù)據(jù)取得單元，一邊對(duì)上述連續(xù)波多譜勒模式和上述B模式進(jìn)行切換一邊交替地執(zhí)行上述連續(xù)波多譜勒模式和上述B模式，取得連續(xù)波多譜勒數(shù)據(jù)和上述斷層圖像數(shù)據(jù)；以及顯示單元，同時(shí)顯示基于上述連續(xù)波多譜勒數(shù)據(jù)生成的多譜勒頻譜信息和基于上述斷層圖像數(shù)據(jù)生成的斷層圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其中，還具備計(jì)算單元，計(jì)算因上述連續(xù)波多譜勒模式與上述B模式之間的切換產(chǎn)生的瞬態(tài)響應(yīng)成分；減法單元，將計(jì)算出的上述瞬態(tài)響應(yīng)成分從上述連續(xù)波多譜勒數(shù)據(jù)中減去；以及生成單元，利用進(jìn)行了減法后的上述連續(xù)波多譜勒數(shù)據(jù)，生成上述多譜勒頻譜信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其中， 上述計(jì)算單元，將上述被檢體的生物體信號(hào)作為外部輸入，通過(guò)參數(shù)化模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行辨識(shí)，利用辨識(shí)出的上述系統(tǒng)，推定因上述連續(xù)波多譜勒模式與上述B模式之間的切換而欠缺的多譜勒數(shù)據(jù)；利用推定出的上述多譜勒數(shù)據(jù)，對(duì)上述連續(xù)波多譜勒數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波診斷裝置，其中，上述計(jì)算單元將根據(jù)欠缺的上述多譜勒數(shù)據(jù)的過(guò)去時(shí)間預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)頻譜和根據(jù)欠缺的上述多譜勒數(shù)據(jù)的未來(lái)時(shí)間預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)頻譜，與隨時(shí)間變化的權(quán)重函數(shù)相乘后進(jìn)行相加，來(lái)推定欠缺的上述多譜勒數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波診斷裝置，其中， 隨時(shí)間變化的上述權(quán)重函數(shù)為余弦函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其中，上述計(jì)算單元計(jì)算在數(shù)據(jù)取得單元所具有的壁濾波器的前級(jí)部分產(chǎn)生的瞬態(tài)響應(yīng)成分。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其中，上述計(jì)算單元計(jì)算在數(shù)據(jù)取得單元所具有的壁濾波器和頻率解析單元中產(chǎn)生的瞬態(tài)響應(yīng)成分。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其中，上述計(jì)算單元根據(jù)具有功率維度的頻譜執(zhí)行正負(fù)對(duì)稱形狀的后濾波處理，來(lái)計(jì)算上述瞬態(tài)響應(yīng)成分；上述減法單元從具有功率維度的上述連續(xù)波多譜勒數(shù)據(jù)中減去上述后濾波處理后的上述瞬態(tài)響應(yīng)成分。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其中，上述計(jì)算單元基于預(yù)先設(shè)定的階梯響應(yīng)的波形表格，使上述瞬態(tài)響應(yīng)成分的大小變化，來(lái)計(jì)算作為時(shí)間軸波形的上述瞬態(tài)響應(yīng)成分；上述減法單元從時(shí)間軸波形的上述連續(xù)波多譜勒數(shù)據(jù)中減去作為上述時(shí)間軸波形的上述瞬態(tài)響應(yīng)成分。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其中，上述計(jì)算單元利用數(shù)據(jù)取得單元所具有的A/D變換器的輸出，計(jì)算上述瞬態(tài)響應(yīng)成分。
11.一種超聲波診斷裝置的控制方法，該超聲波診斷裝置能夠?qū)嵤┙惶娴貓?zhí)行連續(xù)波多譜勒模式和B模式的攝像模式，該連續(xù)波多譜勒模式中，對(duì)被檢體收發(fā)連續(xù)波而收集時(shí)序的多譜勒數(shù)據(jù)；該B模式中，對(duì)上述被檢體收發(fā)脈沖波而收集基于亮度的斷層圖像數(shù)據(jù)， 其中，該超聲波診斷裝置的控制方法中，一邊對(duì)上述連續(xù)波多譜勒模式和上述B模式進(jìn)行切換一邊交替地執(zhí)行上述連續(xù)波多譜勒模式和上述B模式，取得連續(xù)波多譜勒數(shù)據(jù)和上述斷層圖像數(shù)據(jù)；同時(shí)顯示基于上述連續(xù)波多譜勒數(shù)據(jù)生成的多譜勒頻譜信息和基于上述斷層圖像數(shù)據(jù)生成的斷層圖像。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的超聲波診斷裝置的控制方法，其中，計(jì)算因上述連續(xù)波多譜勒模式與上述B模式之間的切換產(chǎn)生的瞬態(tài)響應(yīng)成分； 減法單元將計(jì)算出的上述瞬態(tài)響應(yīng)成分從上述連續(xù)波多譜勒數(shù)據(jù)中減去； 利用進(jìn)行了減法后的上述連續(xù)波多譜勒數(shù)據(jù)，生成上述多譜勒頻譜信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波診斷裝置控制方法，其中， 在上述計(jì)算中，將上述被檢體的生物體信號(hào)作為外部輸入，通過(guò)參數(shù)化模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行辨識(shí)，利用辨識(shí)出的上述系統(tǒng)，推定因上述連續(xù)波多譜勒模式與上述B模式之間的切換而欠缺的多譜勒數(shù)據(jù)；利用推定出的上述多譜勒數(shù)據(jù)，對(duì)上述連續(xù)波多譜勒數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的超聲波診斷裝置控制方法，其中，在上述計(jì)算中，將根據(jù)欠缺的上述多譜勒數(shù)據(jù)的過(guò)去時(shí)間預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)頻譜和根據(jù)欠缺的上述多譜勒數(shù)據(jù)的未來(lái)時(shí)間預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)頻譜，與隨時(shí)間變化的權(quán)重函數(shù)相乘后進(jìn)行相加，來(lái)推定欠缺的上述多譜勒數(shù)據(jù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的超聲波診斷裝置控制方法，其中， 隨時(shí)間變化的上述權(quán)重函數(shù)為余弦函數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波診斷裝置控制方法，其中，在上述計(jì)算中，計(jì)算在數(shù)據(jù)取得單元所具有的壁濾波器的前級(jí)部分產(chǎn)生的瞬態(tài)響應(yīng)成分。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波診斷裝置控制方法，其中，在上述計(jì)算中，計(jì)算在數(shù)據(jù)取得單元所具有的壁濾波器和頻率解析單元中產(chǎn)生的瞬態(tài)響應(yīng)成分。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波診斷裝置控制方法，其中，在上述計(jì)算中，根據(jù)具有功率維度的頻譜執(zhí)行正負(fù)對(duì)稱形狀的后濾波處理，來(lái)計(jì)算上述瞬態(tài)響應(yīng)成分；上述減法單元從具有功率維度的上述連續(xù)波多譜勒數(shù)據(jù)中減去上述后濾波處理后的上述瞬態(tài)響應(yīng)成分。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波診斷裝置控制方法，其中，在上述計(jì)算中，基于預(yù)先設(shè)定的階梯響應(yīng)的波形表格，使上述瞬態(tài)響應(yīng)成分的大小變化，來(lái)計(jì)算作為時(shí)間軸波形的上述瞬態(tài)響應(yīng)成分；上述減法單元從時(shí)間軸波形的上述連續(xù)波多譜勒數(shù)據(jù)中減去作為上述時(shí)間軸波形的上述瞬態(tài)響應(yīng)成分。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波診斷裝置控制方法，其中，在上述計(jì)算中，利用數(shù)據(jù)取得單元所具有的A/D變換器的輸出，計(jì)算上述瞬態(tài)響應(yīng)成
全文摘要
提供通過(guò)減少瞬態(tài)響應(yīng)而能夠?qū)崿F(xiàn)與以往相比實(shí)時(shí)性高且噪音發(fā)生少的CWD/B同時(shí)模式的超聲波診斷裝置。超聲波診斷裝置能夠?qū)嵤┙惶娴貓?zhí)行進(jìn)行連續(xù)波收發(fā)而收集時(shí)序多譜勒數(shù)據(jù)的連續(xù)波多譜勒模式和進(jìn)行脈沖波收發(fā)而收集基于亮度的斷層圖像數(shù)據(jù)的B模式的攝像模式，具備數(shù)據(jù)取得單元，一邊切換一邊交替地執(zhí)行連續(xù)波多譜勒模式和B模式，取得連續(xù)波多譜勒數(shù)據(jù)和斷層圖像數(shù)據(jù)；計(jì)算單元，計(jì)算因連續(xù)波多譜勒模式與B模式間的切換產(chǎn)生的瞬態(tài)響應(yīng)成分；減法單元，將計(jì)算出的瞬態(tài)響應(yīng)成分從連續(xù)波多譜勒數(shù)據(jù)中減去；生成單元，利用進(jìn)行了減法后的上述連續(xù)波多譜勒數(shù)據(jù)，生成多譜勒頻譜信息；顯示單元，以規(guī)定的方式顯示所生成的上述多譜勒頻譜信息。
文檔編號(hào)A61B8/14GK102283681SQ20111016934
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
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