專利名稱：超聲波成象方法與超聲波診斷設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波成象方法與超聲波診斷設(shè)備，更具體地說，本發(fā)明涉及用來顯示三維超聲波目標(biāo)物體圖像，允許操作者掌握超聲波探頭與成象物體之間距離的超聲波成象方法和超聲波診斷設(shè)備，該超聲波診斷設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，但能在短的操作時間內(nèi)顯示實(shí)用的三維超聲波圖像。
為了提供超聲波圖象的三維顯示，涉及使用超聲波探頭對目標(biāo)物體內(nèi)平面(用幀表現(xiàn))的掃描。超聲波探頭沿著基本上與該平面垂直的方向移動，以積累表現(xiàn)多個幀的超聲波束數(shù)據(jù)。


圖1是體數(shù)據(jù)Vol的概念視圖。數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器(DSC)將每幀的超聲波束數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成關(guān)于每幀的二維正交坐標(biāo)數(shù)據(jù)。給定正交坐標(biāo)數(shù)據(jù)，體數(shù)據(jù)保持裝置以三維正交坐標(biāo)數(shù)據(jù)形式產(chǎn)生體數(shù)據(jù)Vol。
圖2是三維超聲波圖象數(shù)據(jù)P(T)的概念視圖。地址控制裝置和三維操作裝置對一組代表在視線方向?qū)τ谒綵方向的水平視角T的穿過體數(shù)據(jù)Vol一個位置的數(shù)據(jù)完成三維操作，以此產(chǎn)生三維超聲波圖象數(shù)據(jù)P(T)。視角指的是代表視線方向的角度。
傳統(tǒng)的超聲波診斷系統(tǒng)操作時首先準(zhǔn)備體數(shù)據(jù)Vol，亦即三維正交坐標(biāo)數(shù)據(jù)。然后，對體數(shù)據(jù)進(jìn)行三維操作，以便變成可以顯示的三維超聲波圖象數(shù)據(jù)P(T)。
傳統(tǒng)超聲波診斷系統(tǒng)的一個缺點(diǎn)是所顯示的三維超聲波圖象不能反映超聲波探頭1與目標(biāo)物體之間的距離。操作這樣的系統(tǒng)時，操作者難以確定目標(biāo)物體離超聲波探頭1有多遠(yuǎn)。
另一個缺點(diǎn)是因?yàn)樾枰獪?zhǔn)備三維正交坐標(biāo)數(shù)據(jù)形式的體數(shù)據(jù)Vol，所以傳統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且完成所涉及的操作很費(fèi)時間。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠允許操作者掌握目標(biāo)物體與超聲波探頭之間距離的顯示三維超聲波圖象的超聲波診斷設(shè)備。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單但能夠顯示實(shí)用的三維超聲波圖象的超聲波診斷設(shè)備，而且完成所需的操作只需有限的時間。
為了完成本發(fā)明，按其第一個方面，提供一種超聲波成象方法，它包括下列步驟通過沿著基本上與目標(biāo)物體內(nèi)的平面垂直的方向移動超聲波探頭掃描該平面，取得三維數(shù)據(jù)；以及根據(jù)所取得的三維數(shù)據(jù)產(chǎn)生和顯示從要求的視線看去的目標(biāo)物體的組織或其他細(xì)節(jié)的三維超聲波圖象，所顯示的圖象按照目標(biāo)物體與超聲波探頭之間的距離而變形。
按照本發(fā)明的第二個方面，提供一種超聲波診斷設(shè)備，它包括用來掃描目標(biāo)物體內(nèi)部的平面的超聲波探頭；數(shù)據(jù)獲取裝置，用來通過在與該平面基本上垂直的方向移動超聲波探頭，獲取目標(biāo)物體的三維數(shù)據(jù)；圖象產(chǎn)生-顯示裝置，用來根據(jù)所獲取的三維數(shù)據(jù)產(chǎn)生和顯示從要求的視線看去的目標(biāo)物體的組織或其他細(xì)節(jié)的三維超聲波圖象；以及變形控制裝置，用來使所顯示的圖象按照目標(biāo)物體與超聲波探頭的距離而變形。
按照本發(fā)明的第一個方面的超聲波成象方法和按照其第二個方面的超聲波診斷設(shè)備，其特征均在于，所顯示的圖象按照目標(biāo)物體與超聲波探頭的距離而發(fā)生變形。隨著距離的變化，三維超聲波圖象顯得略有不同，使它反映變化了的距離。這使操作者能夠掌握目標(biāo)物體與超聲波探頭的距離。
按照本發(fā)明的第三個方面，提供一種超聲波診斷設(shè)備，它包括超聲波探頭，用來掃描目標(biāo)物體內(nèi)部的平面；數(shù)據(jù)獲取裝置，用來通過在與該平面基本上垂直的方向上移動超聲波探頭，獲取目標(biāo)物體的三維數(shù)據(jù)；圖象產(chǎn)生-顯示裝置，用來根據(jù)所獲取的三維數(shù)據(jù)產(chǎn)生和顯示從要求的視線看去的目標(biāo)物體的組織或其他細(xì)節(jié)的三維超聲波圖象；超聲波束數(shù)據(jù)存儲器，用來存儲多個幀的超聲波束數(shù)據(jù)；地址控制裝置，用來沿著深度方向依次將超聲波束數(shù)據(jù)寫入超聲波束數(shù)據(jù)存儲器或從其中讀出；三維操作電路，用來利用由地址控制裝置從超聲波束數(shù)據(jù)存儲器讀出的超聲波束數(shù)據(jù)產(chǎn)生三維數(shù)據(jù)；三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器或線路存儲器，用來存儲所產(chǎn)生的三維超聲波束數(shù)據(jù)；數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器，用來將存儲在三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器或線路存儲器內(nèi)的三維超聲波束數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成屏幕格式。
與傳統(tǒng)的系統(tǒng)不同，按照本發(fā)明第三個方面的超聲波診斷設(shè)備是通過對超聲波束數(shù)據(jù)完成三維操作而產(chǎn)生三維超聲波束數(shù)據(jù)的。也就是說，本發(fā)明的設(shè)備并不產(chǎn)生體數(shù)據(jù)Vol來對其進(jìn)行三維操作。如圖1所示，體數(shù)據(jù)Vol一般由XYZ空間內(nèi)的大約500×500×50個數(shù)據(jù)項(xiàng)組成，而超聲波束數(shù)據(jù)由地址空間(超聲波束數(shù))、回聲時間(深度)和Z坐標(biāo)中的約100×500×50個數(shù)據(jù)項(xiàng)組成。于是數(shù)據(jù)量減少了，使之有可能用結(jié)構(gòu)簡單的設(shè)備在短的操作時間內(nèi)產(chǎn)生實(shí)用的三維超聲波圖象。
三維超聲波束數(shù)據(jù)是通過對超聲波束數(shù)據(jù)完成三維操作而產(chǎn)生的。三維超聲波束數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以顯示的格式。這提供了適當(dāng)?shù)姆从衬繕?biāo)物體離超聲波探頭的距離的顯示變形，使操作者能夠知道該距離。
在本發(fā)明的第一最佳結(jié)構(gòu)中，提供按照本發(fā)明第三個方面的超聲波診斷設(shè)備，其中實(shí)際上同一個存儲器用作超聲波束數(shù)據(jù)存儲器、三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器和線路存儲器中的任何一個。
在其第一最佳結(jié)構(gòu)中，該超聲波診斷設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，因?yàn)樗脤?shí)際上同一個存儲器作為超聲波束數(shù)據(jù)存儲器、三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器和線路存儲器。
在本發(fā)明的第二最佳結(jié)構(gòu)中，提供一種按照第三個方面或其第一最佳結(jié)構(gòu)的超聲波診斷設(shè)備，其中地址控制裝置同時從超聲波束數(shù)據(jù)存儲器讀出超聲波束數(shù)據(jù)和從三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器或線路存儲器讀出三維超聲波束數(shù)據(jù)，而且其中的三維操作電路根據(jù)同時讀出的超聲波束數(shù)據(jù)和三維超聲波束數(shù)據(jù)產(chǎn)生三維超聲波束數(shù)據(jù)。
在其第二最佳結(jié)構(gòu)中，超聲波診斷設(shè)備依次產(chǎn)生幾組超聲波束數(shù)據(jù)和三維超聲波束數(shù)據(jù)。這個特點(diǎn)使處理速度得以提高。
在本發(fā)明的第三最佳結(jié)構(gòu)中，提供一種按照其第二個方面的超聲波診斷設(shè)備，它還包括臨時存儲三維操作電路所產(chǎn)生的三維超聲波束數(shù)據(jù)用的線路存儲器；以及地址控制裝置，用來在下一個時序?qū)⑷S超聲波束數(shù)據(jù)從線路存儲器轉(zhuǎn)移到三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器。
在其第三最佳結(jié)構(gòu)中，超聲波診斷設(shè)備利用線路存儲器來進(jìn)行所謂快速緩存的回寫操作。這個特點(diǎn)也使處理速度得以提高。
在本發(fā)明的第四最佳結(jié)構(gòu)中，提供一種按照其第三個方面至其第三最佳結(jié)構(gòu)中的任何一個的超聲波診斷設(shè)備，它還包括B方式和CFM(彩色流映象)方式的數(shù)據(jù)傳輸總線，該總線用來進(jìn)行超聲波束數(shù)據(jù)和三維超聲波束數(shù)據(jù)傳輸中的至少一部分。
在其第四最佳結(jié)構(gòu)中，超聲波診斷設(shè)備由于采用所述總線而使結(jié)構(gòu)得以簡化。
在本發(fā)明的第五最佳結(jié)構(gòu)中，提供一種按照其第二至第四最佳結(jié)構(gòu)中的任何一個的超聲波診斷設(shè)備，其中三維操作電路是或者由隨機(jī)存儲器(RAM)或者由只讀存儲器(ROM)構(gòu)成的查詢表(LUT)、存儲與從三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器或從線路存儲器輸入的三維超聲波束數(shù)據(jù)對應(yīng)的查詢表信息，以及與三維超聲波束數(shù)據(jù)無關(guān)的查詢表(LUT)信息，并且其中地址控制裝置選擇所用的LUT信息的類型。
在其第五最佳結(jié)構(gòu)中，所述超聲波診斷設(shè)備由于采用查詢表而使處理速度得以提高。因?yàn)榕c三維超聲波束數(shù)據(jù)無關(guān)的查詢表信息存儲在查詢表中，所以查詢表可以用在初始的、不存在有效的三維超聲波束數(shù)據(jù)三維操作中。這簡化了該設(shè)備的控制程序。
在本發(fā)明的第六最佳結(jié)構(gòu)中，提供一種按照第三個方面至其第五最佳結(jié)構(gòu)中的任何一個的超聲波診斷設(shè)備，其中地址控制裝置在根據(jù)超聲波束數(shù)據(jù)產(chǎn)生三維超聲波束數(shù)據(jù)的過程中，按下式計(jì)算準(zhǔn)備從三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器或線路存儲器讀出的三維超聲波束數(shù)據(jù)的超聲波束地址N+F*D*tan{T}+Toffset式中，F(xiàn)代表超聲波束數(shù)據(jù)的幀數(shù)，N代表超聲波束地址，D代表幀至幀的距離，T代表水平視角，Toffset代表水平偏移量。
在其第六最佳結(jié)構(gòu)中，當(dāng)提供每一個水平視角T時，超聲波診斷設(shè)備很容易計(jì)算與此時有效的超聲波束數(shù)據(jù)配對的三維超聲波束數(shù)據(jù)的超聲波束地址。
在本發(fā)明的第七最佳結(jié)構(gòu)中，提供一種按照其第三個方面至其第六最佳結(jié)構(gòu)中的任何一個的超聲波診斷設(shè)備，其中地址控制裝置在根據(jù)超聲波束數(shù)據(jù)產(chǎn)生三維超聲波束數(shù)據(jù)的過程中，用下式計(jì)算準(zhǔn)備從三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器或線路存儲器讀出的三維超聲波束數(shù)據(jù)的深度地址M+F*D*tan{U}+Uoffset式中，F(xiàn)代表超聲波束數(shù)據(jù)的幀數(shù)，M代表深度地址，D代表幀至幀的距離，U代表垂直視角，Uoffset代表垂直偏移量。
在其第七最佳結(jié)構(gòu)中，當(dāng)提供每一個垂直視角U時，超聲波診斷設(shè)備很容易計(jì)算與此時有效的超聲波束數(shù)據(jù)配對的三維超聲波束數(shù)據(jù)的深度地址。
在本發(fā)明的第八最佳結(jié)構(gòu)中，提供一種按照其第二個方面至其第七最佳結(jié)構(gòu)中的任何一個的超聲波診斷設(shè)備，其中超聲波束數(shù)據(jù)是以下各量中的一個或者它們的組合，這些量是B方式下或彩色流映射方式下獲得的流速、從功率或者從二次諧波獲得的流速、以及功率。
在其第八最佳結(jié)構(gòu)中，超聲波診斷設(shè)備顯示三維超聲波圖象，該圖象代表以下各量中的一個或者它們的組合，這些量是B方式下或彩色流映射方式下獲得的流速、從功率或者從二次諧波獲得的流速、以及功率。
對于按照本發(fā)明第三方面或第一最佳結(jié)構(gòu)的超聲波診斷設(shè)備，數(shù)據(jù)傳輸不必沿深度方向按順序進(jìn)行。
另一方面，對于按照其第二至第七最佳結(jié)構(gòu)中任何一個的超聲波診斷設(shè)備，數(shù)據(jù)傳輸最好應(yīng)沿深度方向按順序進(jìn)行。在這種情況下，數(shù)據(jù)將與深度方向的時鐘脈沖同步傳輸，使得地址控制裝置只須傳輸超聲波束地址一種數(shù)據(jù)，或者傳輸超聲波束地址和深度起始地址的組合。
根據(jù)以下對附圖中舉例說明的本發(fā)明的最佳實(shí)施例的描述，將明白本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)。
圖1是體數(shù)據(jù)的概念視圖；圖2是對體數(shù)據(jù)進(jìn)行三維操作及所得三維超聲波圖象數(shù)據(jù)的概念視圖；圖3是按本發(fā)明第一實(shí)施例實(shí)施的超聲波診斷設(shè)備方框圖；圖4是表示如何為三維顯示而進(jìn)行掃描的示意圖；圖5是在空間定位的多個幀的概念視圖；圖6是當(dāng)某些超聲波束在空間定位時有效的超聲波束數(shù)據(jù)的概念視圖；圖7是超聲波束數(shù)據(jù)存儲器的示意的概念視圖；圖8是表示準(zhǔn)備進(jìn)行三維操作的超聲波束數(shù)據(jù)與三維超聲波束數(shù)據(jù)及地址的對應(yīng)關(guān)系的示意圖；圖9是代表單獨(dú)一個幀的三維超聲波束數(shù)據(jù)的示意圖；圖10是通過將一幀三維超聲波束數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換而獲得的三維超聲波圖象數(shù)據(jù)的示意圖。
圖11是按本發(fā)明第二實(shí)施例實(shí)施的超聲波診斷設(shè)備的方框圖；圖12是按本發(fā)明第三實(shí)施例實(shí)施的超聲波診斷設(shè)備的方框圖。
第一實(shí)施例圖3勾畫了按本發(fā)明第一實(shí)施例實(shí)施的超聲波診斷設(shè)備。在圖3中，超聲波診斷設(shè)備100包括超聲波探頭1和超聲波束形成器2。超聲波探頭1將超聲波脈沖發(fā)射到目標(biāo)物體，并接收從目標(biāo)物體反射回來的超聲波回波。超聲波束形成器2改變超聲波束的方向，以便掃描目標(biāo)物體內(nèi)的平面，并產(chǎn)生每一個波束方向上的超聲波束的信號。此外，在超聲波診斷設(shè)備100中，B方式處理裝置3根據(jù)超聲波束信號的強(qiáng)度產(chǎn)生B方式超聲波束數(shù)據(jù)；CFM方式處理裝置4根據(jù)超聲波束信號中的多普勒分量產(chǎn)生CFM方式超聲波束數(shù)據(jù)；超聲波束數(shù)據(jù)存儲器(電影存儲器)5儲存超聲波束數(shù)據(jù)(亦即，B方式超聲波束數(shù)據(jù)和CFM方式超聲波束數(shù)據(jù))；地址控制裝置6沿深度方向順序地將超聲波束數(shù)據(jù)寫入超聲波束數(shù)據(jù)存儲器5并從其中讀出；三維操作裝置7利用地址控制裝置5從超聲波束數(shù)據(jù)存儲器5讀出的超聲波束數(shù)據(jù)產(chǎn)生三維超聲波束數(shù)據(jù)；三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器8儲存這樣產(chǎn)生的三維超聲波束數(shù)據(jù)；以及DSC(數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器)9將超聲波束數(shù)據(jù)或三維超聲波束數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以顯示的格式。超聲波診斷設(shè)備100還具有圖象顯示用的CRT(陰極射線管顯示器)。
圖4示意地表示如何為三維顯示而進(jìn)行掃描。超聲波探頭1用來掃描目標(biāo)物體K內(nèi)的平面。在掃描過程中，超聲波探頭1沿著基本上與這些平面垂直的方向Zs移動。這樣就可以積累幀F(xiàn)0至Ff上的超聲波束數(shù)據(jù)。
圖5在概念上舉例說明在空間定位的幀F(xiàn)0至Ff。參考字符F代表幀號，而D代表相鄰兩幀的距離。掃描平面是各個XY平面，與每一個平面垂直的方向是沿著Z軸的。
圖6在概念上表示當(dāng)某些超聲波束在空間定位時有效的超聲波束數(shù)據(jù)。超聲波束數(shù)據(jù)d0至dn代表大量的沿著徑向排列的超聲波束(N＝0至N＝n)，以形成扇形掃描平面。
圖7示意地表示超聲波束數(shù)據(jù)存儲器5的概念。關(guān)于每一幀的超聲波數(shù)據(jù)dN存儲在用超聲波束號碼N表示的地址上。在同時為正常的顯示和三維顯示積累超聲波束數(shù)據(jù)的過程中(見圖4)，B方式處理裝置3和CFM方式處理裝置4輸出的超聲波束數(shù)據(jù)都傳輸?shù)匠暡ㄊ鴶?shù)據(jù)存儲器5儲存起來，或傳輸?shù)紻SC9。DSC9將超聲波束數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以顯示的格式。轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)作為超聲波圖象顯示在CRT10上。
當(dāng)獲得三維顯示時，操作者停止超聲波探頭1的掃描，以凍結(jié)當(dāng)前顯示的圖象，并命令形成三維超聲波圖象。給出命令之后，該設(shè)備便開始按照操作者指定的參數(shù)或預(yù)定的參數(shù)形成三維超聲波圖象。舉例來說，這些參數(shù)包括超聲波束數(shù)據(jù)幀數(shù)目(f)、三維操作方法、開始視角、視角范圍或結(jié)束視角，以及三維超聲波圖象數(shù)目。
在操作中，地址控制裝置6首先向超聲波束數(shù)據(jù)存儲器5提供第一幀(F＝0)超聲波束數(shù)據(jù)d的地址。這使超聲波束數(shù)據(jù)存儲器5輸出第一幀(F＝0)超聲波束數(shù)據(jù)d。這樣輸出的數(shù)據(jù)d保持在三維操作裝置7中。
然后，地址控制裝置6向超聲波束數(shù)據(jù)存儲器5提供第二幀(F＝1)超聲波束數(shù)據(jù)的地址。接著，超聲波束數(shù)據(jù)存儲器5輸出關(guān)于第二幀(F＝1)的超聲波束數(shù)據(jù)。三維操作裝置7在所保持的第一幀超聲波束數(shù)據(jù)d與新輸入的第二幀超聲波束數(shù)據(jù)之間進(jìn)行三維操作，以產(chǎn)生三維超聲波束數(shù)據(jù)q。這樣產(chǎn)生的三維超聲波束數(shù)據(jù)q保持在三維操作裝置7中。
接著，地址控制裝置6向超聲波束數(shù)據(jù)存儲器5提供關(guān)于第三幀(F＝2)的超聲波束數(shù)據(jù)d的地址。這使超聲波束數(shù)據(jù)存儲器5輸出關(guān)于第三幀(F＝2)的超聲波束數(shù)據(jù)d。三維操作裝置7在保持在三維超聲波束數(shù)據(jù)q與新輸入的第三幀超聲波束數(shù)據(jù)d之間進(jìn)行三維操作，以產(chǎn)生(亦即，更新)三維超聲波束數(shù)據(jù)。經(jīng)過這樣更新的三維超聲波束數(shù)據(jù)保持在三維操作裝置7中。
用類似的方法，一個接一個地輸入下一幀的超聲波束數(shù)據(jù)d，并進(jìn)行處理，以產(chǎn)生(亦即，更新)三維超聲波束數(shù)據(jù)q。所有各幀的超聲波束數(shù)據(jù)都經(jīng)過處理時，所得到的三維超聲波束數(shù)據(jù)q從三維操作裝置5傳輸?shù)饺S超聲波束數(shù)據(jù)存儲器8。
在一個實(shí)例中，如圖8所示，可以在關(guān)于幀F(xiàn)的具有束編號N的超聲波束數(shù)據(jù)dN與具有用下式定義的束地址(亦即，束編號)的三維超聲波束數(shù)據(jù)之間進(jìn)行三維操作N+F*D*tan{T}+Toffset式中D代表幀到幀的距離，T代表水平視角，而Toffset代表水平偏移量(在圖8中為0)。
在一個類似的實(shí)例中，可以在關(guān)于幀F(xiàn)的具有深度地址M的超聲波束數(shù)據(jù)dN與具有用下式定義的深度地址的三維超聲波束數(shù)據(jù)之間進(jìn)行三維操作M+F*D*tan{U}+Uoffset式中D代表幀到幀的距離，U代表垂直視角，而Uoffset代表垂直偏移量。
如圖9舉例表示的，在給定的角度T處產(chǎn)生一幀的三維超聲波束數(shù)據(jù)Q(T)之后，用不同的視角依次重復(fù)該產(chǎn)生過程，以建立幾幀到許多幀的三維超聲波束數(shù)據(jù)Q。這樣獲得的三維超聲波束數(shù)據(jù)Q儲存在三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器8中。
如圖10所示，DSC9一次一幀地從三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器8讀出三維超聲波束數(shù)據(jù)Q。取出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以顯示的格式，以提供三維超聲波圖象數(shù)據(jù)P(T)。顯示時，圖象以動畫的方式出現(xiàn)。
如上所述，按照本發(fā)明第一個實(shí)施例實(shí)施的超聲波診斷設(shè)備對超聲波束數(shù)據(jù)d進(jìn)行三維操作，產(chǎn)生三維超聲波束數(shù)據(jù)q。與傳統(tǒng)的系統(tǒng)不同，本實(shí)施例不建立用來進(jìn)行三維操作的體數(shù)據(jù)Vol。因?yàn)橐幚淼臄?shù)據(jù)量減小了，所以，在結(jié)構(gòu)方面簡化了的該超聲波診斷設(shè)備，可以在短的操作時間內(nèi)顯示實(shí)用的三維超聲波圖象。
三維超聲波圖象數(shù)據(jù)P(T)是通過將三維超聲波束數(shù)據(jù)Q轉(zhuǎn)換成可以顯示的格式而建立的。如圖10所示，顯示是經(jīng)過變形的，使之反映目標(biāo)物體在深度方向上的距離，亦即離開超聲波探頭1的距離(以這樣的方式產(chǎn)生變形，使得距離越大，視角就越大)。這使操作者在注視顯示時，能夠掌握目標(biāo)到超聲波探頭1的距離。
第二實(shí)施例圖11是按本發(fā)明第二實(shí)施例實(shí)施的超聲波診斷設(shè)備200的方框圖。在操作中，超聲波診斷設(shè)備200從超聲波束數(shù)據(jù)存儲器5讀出超聲波束數(shù)據(jù)，以便輸入到三維操作裝置21中，而同時從三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器8讀出三維超聲波束數(shù)據(jù)，與讀出的超聲波束數(shù)據(jù)一起進(jìn)行三維操作，也輸入到三維操作裝置21中。三維操作裝置21是一個建立在RAM或ROM中的查詢表(LUT)。
在超聲波束數(shù)據(jù)存儲器5中積累了超聲波束數(shù)據(jù)之后，便可以發(fā)出三維顯示命令。這使第二實(shí)施例，如同第一實(shí)施例，產(chǎn)生關(guān)于一個超聲波束的三維超聲波束數(shù)據(jù)q。重復(fù)該產(chǎn)生過程，以便就各個視角提供三維超聲波束數(shù)據(jù)Q。三維超聲波束數(shù)據(jù)Q是針對多個不同視角中的每一個產(chǎn)生的。這樣取得的三維超聲波束數(shù)據(jù)Q，在顯示時，將會以動畫的方式出現(xiàn)。
對于第一輪三維超聲波束數(shù)據(jù)q的產(chǎn)生過程，地址控制裝置6向三維操作裝置21提供與來自三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器8的三維超聲波束數(shù)據(jù)q無關(guān)的LUT信息的地址。地址控制裝置6向超聲波束數(shù)據(jù)存儲器5提供進(jìn)行三維操作的超聲波束數(shù)據(jù)d的地址。三維操作裝置21的輸出，在總線變得空閑時傳輸?shù)饺S超聲波束數(shù)據(jù)存儲器8之前，臨時保持在線路存儲器22中。從第二輪及隨后幾輪數(shù)據(jù)產(chǎn)生過程開始，地址控制裝置6向三維操作裝置21提供對應(yīng)于來自三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器8的三維超聲波束數(shù)據(jù)q的查詢表信息的地址。向超聲波束數(shù)據(jù)存儲器5提供準(zhǔn)備進(jìn)行三維操作的超聲波束數(shù)據(jù)d的地址，而向三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器8提供三維超聲波束數(shù)據(jù)q的地址。三維操作裝置21的輸出在總線變得空閑時傳輸?shù)饺S超聲波束數(shù)據(jù)存儲器8之前臨時保持在線路存儲器22中。全部操作都已結(jié)束之后，即進(jìn)行三維顯示。
如上所述，如本發(fā)明第二實(shí)施例那樣實(shí)施的超聲波診斷設(shè)備200通過對超聲波束數(shù)據(jù)d進(jìn)行三維操作而產(chǎn)生三維超聲波束數(shù)據(jù)q。因?yàn)橐幚淼臄?shù)據(jù)量減小了，所以，在結(jié)構(gòu)方面簡化了的該超聲波診斷設(shè)備能夠在短的操作時間里顯示實(shí)用的三維超聲波圖象。利用經(jīng)過適當(dāng)變形以反映目標(biāo)物體離開超聲波探頭1的距離的顯示，使操作者在注視顯示時就能夠知道所述距離。另外，本發(fā)明的設(shè)備通過簡單地傳輸必要的數(shù)據(jù)，即可繼續(xù)進(jìn)行三維操作。
第三實(shí)施例圖12是按照本發(fā)明第三實(shí)施例實(shí)施的超聲波診斷設(shè)備300的方框圖。該超聲波診斷設(shè)備300有一個裝在三維操作裝置21內(nèi)的局部線路存儲器32。利用局部線路存儲器32，三維操作裝置21即以比以前更高的速度進(jìn)行三維操作。
在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以構(gòu)造出許許多多各種各樣的本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)該明白，除了像后附的權(quán)利要求書中所定義的之外，本發(fā)明并不限于本說明書所描述的特定的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種超聲波成象方法，其特征在于包括下列步驟通過沿著基本上與目標(biāo)物體內(nèi)的平面垂直的方向移動超聲波探頭、掃描該平面，從而取得三維數(shù)據(jù)；以及根據(jù)所述取得的三維數(shù)據(jù)產(chǎn)生和顯示從要求的視線看去的所述目標(biāo)物體的組織或其他細(xì)節(jié)的三維超聲波圖象，所述顯示的圖象按照目標(biāo)物體與超聲波探頭之間的距離而變形。
2.一種超聲波診斷設(shè)備，其特征在于包括掃描目標(biāo)物體內(nèi)平面的超聲波探頭；數(shù)據(jù)獲取裝置，用來通過沿著與所述平面基本上垂直的方向移動所述超聲波探頭，獲取關(guān)于所述目標(biāo)物體的三維數(shù)據(jù)；圖象產(chǎn)生-顯示裝置，用來根據(jù)所述獲取的三維數(shù)據(jù)產(chǎn)生和顯示從要求的視線看去的所述目標(biāo)物體的組織或其他細(xì)節(jié)的三維超聲波圖象；以及變形控制裝置，用來使所顯示的圖象按照所述目標(biāo)物體與所述超聲波探頭的距離而變形。
3.一種超聲波診斷設(shè)備，其特征在于包括超聲波探頭，用來掃描目標(biāo)物體內(nèi)的平面；數(shù)據(jù)獲取裝置，用來通過沿著與所述平面基本上垂直的方向移動所述超聲波探頭，獲取所述目標(biāo)物體的三維數(shù)據(jù)；圖象產(chǎn)生-顯示裝置，用來根據(jù)所述獲取的三維數(shù)據(jù)產(chǎn)生和顯示從要求的視線看去的所述目標(biāo)物體的組織或其他細(xì)節(jié)的三維超聲波圖象；超聲波束數(shù)據(jù)存儲器，用來存儲多個幀的超聲波束數(shù)據(jù)；地址控制裝置，用來沿著深度方向依次將超聲波束數(shù)據(jù)寫入所述超聲波束數(shù)據(jù)存儲器或從其中讀出；三維操作電路，用來利用由所述地址控制裝置從所述超聲波束數(shù)據(jù)存儲器讀出的所述超聲波束數(shù)據(jù)產(chǎn)生三維數(shù)據(jù)；三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器或線路存儲器，用來存儲所述產(chǎn)生的三維超聲波束數(shù)據(jù)；數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器，用來將存儲在所述三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器或所述線路存儲器內(nèi)的所述三維超聲波束數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成屏幕格式。
4.權(quán)利要求3的超聲波診斷設(shè)備，其特征在于實(shí)際上同一個存儲器用作所述超聲波束數(shù)據(jù)存儲器、三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器和線路存儲器。
5.權(quán)利要求3或4的超聲波診斷設(shè)備，其特征在于所述地址控制裝置同時從所述超聲波束數(shù)據(jù)存儲器和所述三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器或線路存儲器讀出所述超聲波束數(shù)據(jù)和三維超聲波束數(shù)據(jù)，而其中的所述三維操作電路根據(jù)同時讀出的所述超聲波束數(shù)據(jù)和三維超聲波束數(shù)據(jù)產(chǎn)生所述三維超聲波束數(shù)據(jù)。
6.權(quán)利要求5的超聲波診斷設(shè)備，其特征在于還包括線路存儲器，用來臨時存儲三維操作電路所產(chǎn)生的三維超聲波束數(shù)據(jù)；以及地址控制裝置，用來在下一個時序?qū)⑺鋈S超聲波束數(shù)據(jù)從所述線路存儲器轉(zhuǎn)移到所述三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器。
7.權(quán)利要求3至6中任何一個的超聲波診斷設(shè)備，其特征在于還包括B方式和CFM(彩色流映象)方式的數(shù)據(jù)傳輸總線，所述總線用來至少進(jìn)行所述超聲波束數(shù)據(jù)和所述三維超聲波束數(shù)據(jù)的所述傳輸中的一部分。
8.權(quán)利要求5至7中任何一個的超聲波診斷設(shè)備，其特征在于所述三維操作電路是或者在隨機(jī)存儲器(RAM)或者在只讀存儲器(ROM)中準(zhǔn)備的查詢表(LUT)、存儲與從所述三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器或從所述線路存儲器輸入的所述三維超聲波束數(shù)據(jù)對應(yīng)的查詢表信息，以及與所述三維超聲波束數(shù)據(jù)的無關(guān)的查詢表(LUT)信息，并且，所述地址控制裝置選擇所用的LUT信息的類型。
9.權(quán)利要求3至8中任何一個的超聲波診斷設(shè)備，其特征在于所述地址控制裝置在根據(jù)所述超聲波束數(shù)據(jù)產(chǎn)生三維超聲波束數(shù)據(jù)的過程中，利用下式計(jì)算準(zhǔn)備從所述三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器或所述線路存儲器讀出所述三維超聲波束數(shù)據(jù)的超聲波束地址N+F*D*tan{T}+Toffset式中，F(xiàn)代表超聲波束數(shù)據(jù)的幀數(shù)，N代表超聲波束地址，D代表幀至幀的距離，T代表水平視角，Toffset代表水平偏移量
10.權(quán)利要求3至9中任何一個的超聲波診斷設(shè)備，其特征在于所述地址控制裝置在根據(jù)所述超聲波束數(shù)據(jù)產(chǎn)生三維超聲波束數(shù)據(jù)的過程中，用下式計(jì)算準(zhǔn)備從所述三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器或所述線路存儲器讀出的所述三維超聲波束數(shù)據(jù)的深度地址M+F*D*tan{U}+Uoffset式中，F(xiàn)代表超聲波束數(shù)據(jù)的幀數(shù)，M代表深度地址，D代表幀至幀的距離，U代表垂直視角，Uoffset代表垂直偏移量。
11.權(quán)利要求2至10中任何一個的超聲波診斷設(shè)備，其特征在于所述超聲波束數(shù)據(jù)是以下各量中的一個或者它們的組合，這些量是B方式下或彩色流映射方式下獲得的流速、從功率或者從二次諧波獲得的流速，以及功率。
全文摘要
用來顯示三維超聲波圖象、使操作者能夠知道目標(biāo)物體離超聲波探頭的距離，或者用來顯示實(shí)用的三維超聲波圖象、同時結(jié)構(gòu)簡單而且完成所需操作消耗時間短的超聲波診斷設(shè)備。該設(shè)備包括超聲波束數(shù)據(jù)存儲器；地址控制裝置，用來沿著深度方向依次將超聲波束數(shù)據(jù)寫入所述超聲波束數(shù)據(jù)存儲器或從其中讀出；三維操作裝置，用來利用由地址控制裝置從超聲波束數(shù)據(jù)存儲器讀出的超聲波束數(shù)據(jù)產(chǎn)生三維超聲波束數(shù)據(jù)；三維超聲波束數(shù)據(jù)存儲器；數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器；以及CRT。
文檔編號G01S15/89GK1168262SQ97111168
公開日1997年12月24日 申請日期1997年5月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月10日
發(fā)明者雨宮慎一, 橋本浩, 見山廣二, 加藤生 申請人:通用電器橫河醫(yī)療系統(tǒng)株式會社