專利名稱：超聲波診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波診斷裝置，特別涉及對(duì)對(duì)象組織的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行測定·診斷用的三維超聲波診斷裝置。
背景技術(shù)：
為了對(duì)對(duì)象組織的異常運(yùn)動(dòng)，例如，為了對(duì)心臟的擴(kuò)張·收縮運(yùn)動(dòng)中的異常運(yùn)動(dòng)進(jìn)行診斷采用超聲波診斷裝置。為了對(duì)對(duì)象組織的異常運(yùn)動(dòng)進(jìn)行診斷希望采用能夠精確地診斷對(duì)象組織的運(yùn)動(dòng)的超聲波診斷裝置。為了達(dá)成該目的，現(xiàn)有的超聲波診斷裝置針在每幀中獲得，在二維超聲波圖像中對(duì)象組織的輪廓清楚的圖像，顯示伴隨時(shí)間而依次對(duì)與過去的幀的圖像和最新幀的圖像的差異相對(duì)應(yīng)的位移圖像進(jìn)行合成處理而形成的位移歷史圖像(例如，參照專利3045642號(hào)公報(bào))。通過包含該功能的二維超聲波診斷裝置，能夠以極高的靈敏度檢測對(duì)對(duì)象組織的異常運(yùn)動(dòng)和異常發(fā)生的位置。
伴隨超聲波技術(shù)的進(jìn)步，采用能夠立體地顯示三維空間內(nèi)的對(duì)象組織的三維超聲波診斷裝置的診斷成為現(xiàn)實(shí)。該三維超聲波診斷裝置的優(yōu)越性在心臟等的超聲波診斷中比較顯著。例如，利用三維超聲波診斷裝置，通過觀察心臟的擴(kuò)張收縮運(yùn)動(dòng)，可進(jìn)行基于在二維超聲波診斷裝置中困難的立體形狀的掌握的診斷。立體形狀掌握的優(yōu)越性也是針對(duì)所述現(xiàn)有的超聲波診斷裝置中的位移歷史圖像而言的。即，通過視覺方式掌握對(duì)象組織的位移的顯示手法可在三維超聲波診斷裝置中實(shí)現(xiàn)，由此可以更高的精度地對(duì)心臟的異常運(yùn)動(dòng)進(jìn)行診斷。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種可以高精度地診斷對(duì)象組織的異常運(yùn)動(dòng)的三維超聲波診斷裝置。
為了達(dá)成所述目的，作為本發(fā)明的優(yōu)選的方式的超聲波診斷裝置包含回波數(shù)據(jù)獲得部，對(duì)包含對(duì)象組織的三維空間發(fā)送接收超聲波，獲得每個(gè)時(shí)間相位中的三維回波數(shù)據(jù)；位移量信息形成部，根據(jù)所述每個(gè)時(shí)間相位的三維回波數(shù)據(jù)，通過演算所述對(duì)象組織表面上的每個(gè)部位的位移量，生成位移量信息；位移顯現(xiàn)圖像形成部，根據(jù)所述三維回波數(shù)據(jù)和所述位移量信息，在立體地顯示所述對(duì)象組織的組織圖像上，形成顯示所述對(duì)象組織表面上的各部位的位移量的三維位移顯現(xiàn)圖像；二維顯示圖像形成部，將所述三維位移顯現(xiàn)圖像投影于平面上，形成二維顯示圖像；顯示部，顯示所述二維顯示圖像。
根據(jù)所述構(gòu)成，由于三維位移顯現(xiàn)圖像顯示組織表面上的位移量，所以，例如通過形成以心臟左室內(nèi)壁為組織表面的三維位移顯現(xiàn)圖像進(jìn)行心肌梗塞的診斷極容易確定梗塞部位。
希望還包含從作為所述對(duì)象組織的重心點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定呈放射狀延伸的多根直行的直行設(shè)定部，所述位移量信息形成部，根據(jù)所述每個(gè)時(shí)間相位的三維回波數(shù)據(jù)，演算所述各直行和所述對(duì)象組織表面的交點(diǎn)位置，根據(jù)同一直行上的交點(diǎn)位置的時(shí)間相位間的變化演算所述位移量。
根據(jù)所述構(gòu)成，由于觀測從重心點(diǎn)呈放射狀延伸的直行上的位移，所以，例如，適用于進(jìn)行對(duì)如心臟那樣向中心收縮·擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)的臟器的異常運(yùn)動(dòng)的診斷。
希望能夠進(jìn)行相對(duì)各部位的位移量完全確定的顏色的著色處理。根據(jù)所述構(gòu)成，可進(jìn)行能夠辨別位移量極小的部位的著色處理，例如，極適合于心肌梗塞部位等的診斷。
另外，為了達(dá)成所述目的，作為本發(fā)明的其他的優(yōu)選的方式的超聲波診斷裝置包含基準(zhǔn)點(diǎn)指定部，指定基于所述對(duì)象組織的結(jié)構(gòu)的基準(zhǔn)點(diǎn)；移動(dòng)量演算部，根據(jù)所述已指定的基準(zhǔn)點(diǎn)，演算對(duì)所述對(duì)象組織的時(shí)間相位間的移動(dòng)量。
根據(jù)所述構(gòu)成，因?yàn)閷?duì)對(duì)象組織的整體移動(dòng)量進(jìn)行補(bǔ)償處理，優(yōu)選是完全消除的基礎(chǔ)上求出各部位的位移量，故例如，對(duì)伴隨發(fā)送接收超聲波的探頭的晃動(dòng)的對(duì)象組織的整體的移動(dòng)，和不包含由其它的組織的運(yùn)動(dòng)引起的對(duì)象組織的整體移動(dòng)的對(duì)象組織的自身的運(yùn)動(dòng)的確認(rèn)來說是極為有效的。


圖1為表示本發(fā)明所涉及的超聲波診斷裝置的優(yōu)選的實(shí)施方式的方框圖。
圖2為表示邊緣檢測機(jī)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖3為用于說明的位移量的檢測方法的圖；圖4為表示相對(duì)位移量絕對(duì)確定的顏色的例子的圖；圖5為表示包含通過圖1的超聲波診斷裝置獲得的位移顯現(xiàn)圖像的顯示圖像的圖。
圖6為顏色確定機(jī)構(gòu)的其他的方式的圖。
圖7為通過顏色對(duì)照表制作部制作的顏色對(duì)照表的制作例子的圖。
圖8為表示并行旋轉(zhuǎn)移動(dòng)消除處理部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實(shí)施例方式
下面，根據(jù)

本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式。
圖1表示本發(fā)明所涉及的超聲波診斷裝置的優(yōu)選的實(shí)施方式，圖1為表示其整體結(jié)構(gòu)的方框圖。信號(hào)發(fā)送接收部12通過探頭10在包含作為對(duì)象組織的心臟左室的空間內(nèi)發(fā)送接收超聲波。另外，針對(duì)各時(shí)間相位的每個(gè)體積(volume)中獲得的包含心臟左室的三維空間內(nèi)的回波數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在三維數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器14中。反轉(zhuǎn)二值化處理部16對(duì)收納于三維數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器14中的各對(duì)象體素的回波數(shù)據(jù)的回波值，進(jìn)行反轉(zhuǎn)處理和二值化處理。即，將相當(dāng)于回波值較小的左室內(nèi)的心腔部的對(duì)象體素作為高輝度值的對(duì)象體素，將相當(dāng)于回波值較大的其它部位的對(duì)象體素作為低輝度值的對(duì)象體素。經(jīng)過反轉(zhuǎn)二值化處理的包含高低二種輝度值的各對(duì)象體素，在雜波去除部18、平滑處理部20、行相關(guān)部22和幀相關(guān)部24，進(jìn)行主要以高頻雜波成分的去除為目的的圖像處理。
雜波去除部18將從空間上孤立地存在的對(duì)象體素的周圍的、與其輝度值不同的對(duì)象體素判斷為雜波，轉(zhuǎn)換其輝度值。例如，在對(duì)象體素的輝度值，與從空間上與該對(duì)象體素鄰接的周圍全部的26個(gè)對(duì)象體素的輝度值不同的情況，將單獨(dú)的不同的輝度值的對(duì)象體素轉(zhuǎn)換為與周圍對(duì)象體素相同的輝度值。平滑處理部20對(duì)于從雜波去除部18輸出的各對(duì)象體素的輝度值，計(jì)算出對(duì)象體素和與該對(duì)象體素鄰接的周圍26個(gè)的所有的對(duì)象體素的輝度值的平均值，將計(jì)算結(jié)果作為新的對(duì)象體素的輝度值。行相關(guān)部22，對(duì)從平滑處理部20輸出的各體素的輝度值，在構(gòu)成某時(shí)間相位的體素的二維幀內(nèi)，進(jìn)行行之間的平均處理。另外，幀相關(guān)部24對(duì)各對(duì)象體素的輝度值，在構(gòu)成某時(shí)間相位的體積的二維幀之間實(shí)施平均化處理。在平滑處理部20、行相關(guān)部22和幀相關(guān)部24中，轉(zhuǎn)換為各種輝度值的各對(duì)象體素的輝度值輸出給坐標(biāo)變換部26。該坐標(biāo)變換部26將各體素的坐標(biāo)值，從以探頭為基準(zhǔn)的R、θ、φ坐標(biāo)系變換為以立方體為基準(zhǔn)的X、Y、Z坐標(biāo)系。
二值化電路30由比較器等構(gòu)成，以規(guī)定的閾值為基礎(chǔ)，將從坐標(biāo)變換部26輸出的各種各樣的輝度值的對(duì)象體素構(gòu)成的超聲波圖像進(jìn)行二值化處理，形成由與左室內(nèi)的心腔部相對(duì)應(yīng)的對(duì)象體素，和與其它的部位相對(duì)應(yīng)的對(duì)象體素的二類的對(duì)象體素構(gòu)成的二值化圖像，將其輸出給邊緣檢測機(jī)構(gòu)34和重心檢測部36。另外，二值化電路30的輸出也可通過并行旋轉(zhuǎn)移動(dòng)消除處理部32，輸入到邊緣檢測機(jī)構(gòu)34和重心檢測部36中。利用圖8對(duì)并行旋轉(zhuǎn)移動(dòng)消除處理部32的細(xì)節(jié)進(jìn)行說明。
邊緣檢測機(jī)構(gòu)34根據(jù)從二值化電路30輸出的二值化圖像，進(jìn)行左室內(nèi)壁的表面抽取處理。在此，通過圖2，對(duì)該邊緣檢測機(jī)構(gòu)34進(jìn)行說明。
圖2為表示邊緣檢測機(jī)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。該邊緣檢測機(jī)構(gòu)34由2個(gè)幀存儲(chǔ)器(1)、(2)，6個(gè)行存儲(chǔ)器(1)～(6)，體素?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器70和表面抽取處理部72構(gòu)成。二值化電路30的輸出，以構(gòu)成各時(shí)間相位的體素的體素的回波值(體素?cái)?shù)據(jù))單位，按照?qǐng)D像上鄰接的順序，作為體素?cái)?shù)據(jù)列而輸出。即，在形成某體積的體素?cái)?shù)據(jù)列，按照從構(gòu)成該體積的第一幀到最后一幀的順序，并且在各幀內(nèi)，體素?cái)?shù)據(jù)按照從構(gòu)成該幀的第一行到最后一行的順序而并列。
幀存儲(chǔ)器，為按照幀單位對(duì)體素?cái)?shù)據(jù)列進(jìn)行存儲(chǔ)后將其輸出的存儲(chǔ)器，作為1幀的延遲緩存器發(fā)揮作用。行存儲(chǔ)器為按照行單位對(duì)體素?cái)?shù)據(jù)列進(jìn)行存儲(chǔ)后將其輸出的存儲(chǔ)器，作為1行的延遲緩存器發(fā)揮作用。即，幀存儲(chǔ)器(1)的輸出為從二值化電路30輸出的體素?cái)?shù)據(jù)的1幀前的體素?cái)?shù)據(jù)，另外，幀存儲(chǔ)器(2)的輸出為從二值化電路30輸出的體素?cái)?shù)據(jù)的2幀前的體素?cái)?shù)據(jù)。由此，在體素?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器70中輸入當(dāng)前的幀、1幀前、2幀前的各體素?cái)?shù)據(jù)。
另外，行存儲(chǔ)器(1)的輸出為從二值化電路30輸出的體素?cái)?shù)據(jù)的1行前的體素?cái)?shù)據(jù)，此外，行存儲(chǔ)器(2)的輸出為從二值化電路30輸出的體素?cái)?shù)據(jù)的2行前的體素?cái)?shù)據(jù)。還有，行存儲(chǔ)器(3)的輸出為從幀存儲(chǔ)器(1)輸出的體素?cái)?shù)據(jù)的1行前的體素?cái)?shù)據(jù)，行存儲(chǔ)器(4)的輸出為從幀存儲(chǔ)器(1)輸出的體素?cái)?shù)據(jù)的2行前的體素?cái)?shù)據(jù)。另外，行存儲(chǔ)器(5)的輸出為從幀存儲(chǔ)器(2)輸出的體素?cái)?shù)據(jù)的1行前的體素?cái)?shù)據(jù)，行存儲(chǔ)器(6)的輸出為從幀存儲(chǔ)器(2)輸出的體素?cái)?shù)據(jù)的2行前的體素?cái)?shù)據(jù)。由此，在體素?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器70中，輸入當(dāng)前的幀內(nèi)的鄰接的3行、1幀前的該3行，以及2幀前的該3行的，共計(jì)9行的體素?cái)?shù)據(jù)。
體素?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器70針對(duì)所述9行的各行包含3個(gè)鎖存器，共計(jì)27個(gè)鎖存器。與各行相對(duì)應(yīng)的3個(gè)鎖存器，抽取行上的連續(xù)的3個(gè)體素?cái)?shù)據(jù)。
如上所述，將從鎖存器(14)輸出的體素?cái)?shù)據(jù)作為對(duì)象體素，加上在其周圍鄰接的26個(gè)體素?cái)?shù)據(jù)的27個(gè)體素?cái)?shù)據(jù)群，輸出給表面抽取處理部72。
表面抽取處理部72在下述情況下，將對(duì)象體素的數(shù)據(jù)判定為心腔部的表面體素，該情況指對(duì)象體素的數(shù)據(jù)為與心腔部相對(duì)應(yīng)的體素?cái)?shù)據(jù)，并且與其周圍鄰接的26個(gè)體素?cái)?shù)據(jù)中，存在即使1個(gè)仍與其它的部位相對(duì)應(yīng)的體素?cái)?shù)據(jù)。將各時(shí)間相位的體積內(nèi)的全部的體素作為對(duì)象體素，進(jìn)行表面體素的檢測，在各體素中，獲得形成心腔部的表面的體素群，即，心腔部表面圖像(心室內(nèi)壁的輪廓圖像)。針對(duì)每個(gè)體積而形成的心腔部表面圖像輸出給擴(kuò)張末期邊緣存儲(chǔ)器(圖1中的符號(hào)38)等。
返回到圖1，擴(kuò)張末期邊緣存儲(chǔ)器38，從由邊緣檢測機(jī)構(gòu)34輸出的各時(shí)間相位的心腔部表面圖像中，存儲(chǔ)心室的擴(kuò)張末期時(shí)刻的心腔部表面圖像。在擴(kuò)張末期邊緣存儲(chǔ)器38中，輸入心電波形的R波，根據(jù)心室的擴(kuò)張末期時(shí)刻所產(chǎn)生R波，判斷擴(kuò)張末期的時(shí)刻。前邊緣存儲(chǔ)器40，為針對(duì)各時(shí)間相位，臨時(shí)地存儲(chǔ)從邊緣檢測機(jī)構(gòu)34輸出的各時(shí)間相位的心腔部表面圖像的存儲(chǔ)器。選擇器42選擇從擴(kuò)張末期邊緣存儲(chǔ)器38輸出的擴(kuò)張末期時(shí)刻的心腔部表面圖像，與從前邊緣存儲(chǔ)器40輸出的過去的時(shí)間相位的心腔部表面圖像中的任何一個(gè)，將其輸出給位移量檢測部50。選擇器42的選擇動(dòng)作根據(jù)來自用戶的指示而進(jìn)行。
從二值化電路30輸出的二值化圖像也輸入到重心檢測部36中，重心檢測部36根據(jù)二值化圖像，對(duì)心腔部的重心點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行演算。該心腔部的圖像還包含不形成其外表面完全封閉的形狀的情況。在該情況下，重心點(diǎn)的演算可以將預(yù)定的關(guān)心區(qū)域內(nèi)設(shè)為對(duì)象使得圍繞心腔部。擴(kuò)張末期重心點(diǎn)存儲(chǔ)器44，存儲(chǔ)心室的擴(kuò)張末期時(shí)刻的心腔部的重心點(diǎn)坐標(biāo)。在該擴(kuò)張末期重心點(diǎn)存儲(chǔ)器44中，輸入心電波形的R波，根據(jù)在心室的擴(kuò)張末期時(shí)刻產(chǎn)生的R波判斷擴(kuò)張末期時(shí)刻。
位移量檢測部50針對(duì)心腔部表面內(nèi)的各部分，檢測時(shí)間相位間的位移量。在該位移量檢測部50中，通過選擇器42，輸入從擴(kuò)張末期邊緣存儲(chǔ)器38輸出的擴(kuò)張末期時(shí)刻的心腔部表面圖像，和從前邊緣存儲(chǔ)器40輸出的過去的時(shí)間相位的心腔部表面圖像中的任何一個(gè)。另外，在位移量檢測部50中，還輸入從邊緣檢測機(jī)構(gòu)34輸出的目前的心腔部表面圖像，另外還輸入存儲(chǔ)于擴(kuò)張末期重心點(diǎn)存儲(chǔ)器44中的擴(kuò)張末期時(shí)刻的心腔部的重心點(diǎn)坐標(biāo)。該位移量檢測部50根據(jù)這些輸入信息檢測位移量。在此，通過圖3，對(duì)位移量檢測部50的位移量的檢測方式進(jìn)行說明。
圖3為用于說明位移量檢測部(圖1中的符號(hào)50)的位移量檢測方法的圖，其表示擴(kuò)張末期時(shí)刻的心腔部表面圖像80和當(dāng)前的心腔部表面圖像82。坐標(biāo)值A(chǔ)(X1，Y1，Z1)為擴(kuò)張末期時(shí)刻的心腔部的重心點(diǎn)坐標(biāo)。
首先，位移量檢測部在當(dāng)前的心腔部表面圖像內(nèi)指定檢測位移量的表面部位。該表面部位的指定考慮各種方法。例如，既可從原點(diǎn)(0，0，0)，沿X方向、Y方向、Z方向依次移動(dòng)關(guān)注點(diǎn)而檢測表面部位，由此，可以全部的表面部位作為對(duì)象，或者也可從全部的表面部位中設(shè)定取樣點(diǎn)。顯然，用戶還可在觀看顯示于顯示器中的超聲波圖像的同時(shí)指定表面部位，通過任何一種方式確定的表面部位形成坐標(biāo)值B(X2，Y2，Z2)。
接著，通過A點(diǎn)(坐標(biāo)值A(chǔ)的點(diǎn))及B點(diǎn)(坐標(biāo)值B的點(diǎn))形成直行84，計(jì)算出該直行84和擴(kuò)張末期時(shí)刻的心腔部表面圖像80的交點(diǎn)的坐標(biāo)值C(X3、Y3、Z3)。通過求出由此確定的B點(diǎn)和C點(diǎn)(坐標(biāo)值C的點(diǎn))的二點(diǎn)間距離，由此計(jì)算出表面部位B點(diǎn)的從擴(kuò)張末期時(shí)刻的位移量。另外，由于還包含心腔部的圖像為其外表面未完全封閉的形狀的情況，故還存在有無法計(jì)算出直行84與擴(kuò)張末期時(shí)刻的心腔部表面圖像80的交點(diǎn)的坐標(biāo)值C的情況。在該情況下判定為不可能計(jì)算位移量，設(shè)定另外的A點(diǎn)、B點(diǎn)繼續(xù)進(jìn)行位移量的計(jì)算。另外，在通過選擇器(圖1中的符號(hào)42)選擇前邊緣存儲(chǔ)器(圖1中的符號(hào)40)的輸出的情況，將由在圖3中的符號(hào)80表示的表面圖像置換為過去的時(shí)間相位的心腔部表面圖像，由此，如上所述利用所述的位移量的檢測方法。
返回到圖1，通過位移量檢測部50檢測的心腔部表面內(nèi)的各部分的位移量存儲(chǔ)于位移量存儲(chǔ)器52中。顏色確定機(jī)構(gòu)54針對(duì)心腔部表面內(nèi)的各部分確定基于該位移量的顏色。即，從位移量存儲(chǔ)器52中讀取構(gòu)成著色對(duì)象的表面部位的位移量，將針對(duì)每個(gè)位移量而完全確定的顏色設(shè)定為該部位的顏色。在此，通過圖4對(duì)顏色確定機(jī)構(gòu)54的顏色的確定方式進(jìn)行說明。
圖4為表示對(duì)于位移量完全確定的顏色的例子的圖。如圖4所示，在各部位的位移量在30mm～31mm的范圍內(nèi)的情況下設(shè)定為“紅”，在該位移量在29mm～30mm的范圍內(nèi)的情況下設(shè)定“淺紅”。另外，在位移量為負(fù)值的情況下分派基于“藍(lán)”的顏色。在位移量為負(fù)值的情況，表明在心室進(jìn)行收縮運(yùn)動(dòng)的期間沿?cái)U(kuò)張方向發(fā)生位移，或在心室進(jìn)行擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)的期間向收縮方向發(fā)生位移。另外，位移量與顏色的對(duì)應(yīng)關(guān)系也可根據(jù)來自外部的用戶設(shè)定來確定。例如，將與“紅”相對(duì)應(yīng)的位移量設(shè)定在40mm～41mm的范圍內(nèi)，或位移量在30mm～31mm的范圍內(nèi)的情況下設(shè)定為“黃”等。由此，心腔部表面各部分確定的顏色輸出給著色處理部(圖1中的符號(hào)56)。
返回到圖1，著色處理部56對(duì)從邊緣檢測機(jī)構(gòu)34輸出的目前的心腔部表面圖像，進(jìn)行由顏色確定機(jī)構(gòu)54確定的表面各部分的顏色的著色處理，將其輸出給圖像合成部58。該圖像合成部58，將從坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部26輸出的包含心腔部的三維圖像，與從著色處理部56輸出的經(jīng)著色處理的心腔部表面圖像合成而形成三維圖像。顯示圖像形成部60形成將三維圖像投影在平面上的二維顯示圖像。也可在顯示圖像形成部60將三維圖像投影于平面上時(shí)，根據(jù)體積顯示(volumn rendering)法，進(jìn)行顯示(rendering)演算可形成以透射方式顯示對(duì)象組織內(nèi)部的二維顯示圖像?；隗w積顯示法的顯示演算優(yōu)選為例如特開平10-33538號(hào)公報(bào)中公開的方法。所述公報(bào)中所述的方法如下所述。針對(duì)三維空間，設(shè)定多個(gè)射行(例如與超聲波束一致)。針對(duì)各射行，依次參照回波值，針對(duì)各回波值逐次地進(jìn)行顯示演算。與其并行進(jìn)行各不透明性(非透明度)的累積，在該值為1以上的情況下結(jié)束針對(duì)該射行的顯示演算。將此刻的顯示演算結(jié)果確定為與該射行相對(duì)應(yīng)的二維顯示像素值。通過針對(duì)每個(gè)射行確定各像素形成作為其集合體的通過透射方式顯示對(duì)象組織內(nèi)部的二維顯示圖像。
通過顯示圖像形成部60形成的二維顯示圖像顯示于顯示器62中。
圖5為表示包含通過圖1的超聲波診斷裝置獲得的位移顯現(xiàn)圖像的顯示圖像的圖，其表示心臟左室的心腔部。(A)、(B)為根據(jù)相同三維圖像變換視點(diǎn)而獲得的顯示圖像，(A)、(B)中的任何一個(gè)，或兩者顯示于顯示器中。在圖5中，對(duì)心腔部表面基于每個(gè)部位的位移量的顏色(參照?qǐng)D4)進(jìn)行著色處理。部位86通過“黑”色表示為-1mm～1mm的范圍內(nèi)的位移量。即，可推斷部位86為運(yùn)動(dòng)非常遲緩、梗塞等的疾患部位。
圖6表示圖1中的顏色確定機(jī)構(gòu)54的另外的方式。圖6所示的顏色確定機(jī)構(gòu)54為針對(duì)心腔部表面內(nèi)的各部分，基于多個(gè)部位的位移量的各部位的位移量的相對(duì)大小來確定顏色的機(jī)構(gòu)，由最大絕對(duì)值檢測部88和顏色對(duì)照表制作部89構(gòu)成。最大絕對(duì)值檢測部88從存儲(chǔ)于位移量存儲(chǔ)器(圖1中的符號(hào)52)的位移量中檢測絕對(duì)值最大的位移量。例如，在該位移量分布在-5mm～18mm的范圍內(nèi)的情況，根據(jù)絕對(duì)值“18(mm)”與“5(mm)”的比較，將“18(mm)”檢測為最大的絕對(duì)值。
顏色對(duì)照表制作部89根據(jù)通過最大絕對(duì)值檢測部88檢測的絕對(duì)值，設(shè)定以“(最大的絕對(duì)值)×(-1)”為最小值，以“最大的絕對(duì)值”為最大值的相對(duì)位移量區(qū)域。即，在最大的絕對(duì)值為“18(mm)”的情況下，相對(duì)位移量區(qū)域在-18mm～+18mm的范圍內(nèi)。另外，顏色對(duì)照表制作部89制作顏色對(duì)照表，在該表中，可顯示的顏色諧調(diào)(gradation)分布在相對(duì)位移量區(qū)域的最大值到最小值之間。圖7表示該顏色對(duì)照表的作成的例子。
在圖7(A)的例子，位移量ΔL分布在-5mm～18mm之間，可顯示的顏色諧調(diào)的最大值為“紅(+32)”，可顯示的顏色諧調(diào)的最小值為“藍(lán)(-31)”。在此情況，在諧調(diào)+32到諧調(diào)-31的范圍內(nèi)的各諧調(diào)被分配到+18mm到-18mm的位移量的范圍內(nèi)。在圖7(B)的例子中，位移量ΔL分布在-10mm～+3mm的范圍內(nèi)，可顯示的顏色諧調(diào)的最大值為“紅(+32)”，可顯示的顏色諧調(diào)的最小值為“藍(lán)(-31)”。在此情況，將諧調(diào)+32～諧調(diào)-31的范圍內(nèi)的各諧調(diào)分配到+10mm～-10mm的位移量的范圍內(nèi)。由此，根據(jù)全部部位的位移量確定各部位的顏色，可最大限度地利用可顯示的顏色諧調(diào)。已制作的顏色對(duì)照表輸出給著色處理部(圖1中的符號(hào)56)，在此，針對(duì)從邊緣檢測機(jī)構(gòu)(圖1中的符號(hào)34)輸出的當(dāng)前的心腔部表面圖像，根據(jù)顏色對(duì)照表，進(jìn)行與各部位的位移量相對(duì)應(yīng)的顏色的著色處理。
圖8為表示圖1所示的并行旋轉(zhuǎn)移動(dòng)消除處理部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。心室用ROI(關(guān)心區(qū)域)發(fā)生器90產(chǎn)生形成對(duì)象組織的心臟心室的外緣的ROI的坐標(biāo)。該心室用ROI，例如為橢圓形狀，用戶在觀看超聲波圖像的同時(shí)按照心室的圖像收斂于ROI中的方式設(shè)定橢圓的長軸和短軸的長度，中心點(diǎn)的位置，橢圓的斜率等的初始值。此時(shí)，用戶在觀看超聲波圖像的同時(shí)觀察一次心跳的運(yùn)動(dòng)，并且按照在全部的幀中，ROI包含心臟左室的方式，對(duì)光標(biāo)等進(jìn)行操作確定初始值。ROI的設(shè)定不限于用戶的手動(dòng)設(shè)定，也可對(duì)應(yīng)心室的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行裝置設(shè)定。
心室用門電路92為僅僅使心室用ROI內(nèi)的回波數(shù)據(jù)通過的電路。即，在心室用門電路92中的其中一個(gè)輸入端子中輸入從心室用ROI發(fā)生器90輸出的ROI的坐標(biāo)，在輸入到另一輸入端子中的二值化圖像中，僅僅抽取屬于心室用ROI內(nèi)的坐標(biāo)的回波數(shù)據(jù)，將其輸出給心腔抽取部94。心腔抽取部94從ROI內(nèi)的二值化圖像抽取心室內(nèi)部的心腔圖像。心室重心演算部96針對(duì)每一楨計(jì)算出從心腔抽取部94輸出的心室內(nèi)部圖像的重心點(diǎn)的坐標(biāo)。將已計(jì)算的心室重心點(diǎn)的坐標(biāo)輸出給讀取地址發(fā)生器112和心室重心點(diǎn)存儲(chǔ)器98。
瓣膜環(huán)部用ROI(關(guān)心區(qū)域(region of interest))發(fā)生器100生成形成位于心室端的瓣膜環(huán)部的外緣的ROI的坐標(biāo)。瓣膜環(huán)部用ROI，例如為橢圓形狀，用戶在觀看超聲波圖像的同時(shí)按照瓣膜環(huán)部的圖像收斂于ROI中的方式設(shè)定橢圓的長軸和短軸的長度，中心點(diǎn)的位置，橢圓的斜率等的初始值。此時(shí)，用戶在觀看超聲波圖像的同時(shí)觀察一次心跳的運(yùn)動(dòng)，并且按照在整個(gè)的幀中ROI包含瓣膜環(huán)部的方式對(duì)光標(biāo)等進(jìn)行操作確定初始值。ROI的設(shè)定不限于用戶的手動(dòng)設(shè)定，也可對(duì)應(yīng)心室的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行裝置設(shè)定。
瓣膜環(huán)部門電路102為僅僅使瓣膜環(huán)部用ROI內(nèi)的回波數(shù)據(jù)通過的電路。即，在該瓣膜環(huán)部門電路102中的一個(gè)輸入端子中輸入從瓣膜環(huán)部用ROI發(fā)生器100輸出的ROI的坐標(biāo)，在輸入到另一輸入端子中的二值化圖像中僅僅抽取屬于瓣膜環(huán)部用ROI內(nèi)的坐標(biāo)的回波數(shù)據(jù)，將其輸出給瓣膜環(huán)部抽取部104。瓣膜環(huán)部抽取部104，從ROI內(nèi)的二值化圖像抽取瓣膜環(huán)部圖像。瓣膜環(huán)部重心演算部96針對(duì)每一楨，計(jì)算從瓣膜環(huán)抽取部104輸出的瓣膜環(huán)部圖像的重心點(diǎn)的坐標(biāo)。將已計(jì)算的瓣膜環(huán)部重心點(diǎn)的坐標(biāo)輸出給讀取地址發(fā)生器112和瓣膜環(huán)部重心點(diǎn)存儲(chǔ)器108。
瓣膜環(huán)部用ROI(關(guān)心區(qū)域)發(fā)生器100生成形成位于心室端的瓣膜環(huán)部的外緣的ROI的坐標(biāo)。該瓣膜環(huán)部用ROI例如，為橢圓狀，用戶在觀看超聲波圖像的同時(shí)按照瓣膜環(huán)部的圖像收斂于ROI中的方式設(shè)定橢圓的長軸、短軸的長度、中心點(diǎn)的位置、橢圓的斜率等的初始值。此時(shí)，用戶在觀看超聲波圖像的同時(shí)觀察一次心跳的運(yùn)動(dòng)，并且按照在全部的幀中ROI包含瓣膜環(huán)的方式對(duì)光標(biāo)等進(jìn)行操作確定初始值。ROI的設(shè)定不限于用戶的手動(dòng)設(shè)定，也可根據(jù)心室的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行裝置設(shè)定。
瓣膜環(huán)部門電路102為僅僅使用瓣膜環(huán)部用ROI內(nèi)的回波數(shù)據(jù)通過的電路。即，在瓣膜環(huán)部用門電102中的其中一個(gè)輸入端子中，輸入從瓣膜環(huán)部用ROI發(fā)生器100輸出的ROI的坐標(biāo)，在輸入到另一輸入端子中的二值化圖像中，僅僅抽取屬于瓣膜環(huán)部用ROI內(nèi)的坐標(biāo)的回波數(shù)據(jù)，將其輸出給瓣膜環(huán)部抽取部104。瓣膜環(huán)部抽取部104從ROI內(nèi)的二值化圖像，抽取心室內(nèi)部的瓣膜環(huán)部圖像。瓣膜環(huán)部重心演算部106針對(duì)每一楨計(jì)算出從瓣膜環(huán)部抽取部104輸出的相對(duì)瓣膜環(huán)部圖像的瓣膜環(huán)部的重心點(diǎn)的坐標(biāo)。將已計(jì)算的瓣膜環(huán)部重心點(diǎn)的坐標(biāo)輸出給讀取地址發(fā)生器112和瓣膜環(huán)部重心點(diǎn)存儲(chǔ)器108。
在心室重心點(diǎn)存儲(chǔ)器98中存儲(chǔ)心室的擴(kuò)張末期時(shí)的心室重心點(diǎn)的坐標(biāo)。作為了解擴(kuò)張末期的觸發(fā)器利用心電波形的R波。即，將在擴(kuò)張末期時(shí)獲得的R波作為觸發(fā)器，將根據(jù)心室重心演算部96輸出的心室重心點(diǎn)的坐標(biāo)作為擴(kuò)張末期時(shí)的心室重心點(diǎn)的坐標(biāo)而存儲(chǔ)。同樣地將R波作為觸發(fā)器，擴(kuò)張末期時(shí)的瓣膜環(huán)部重心點(diǎn)的坐標(biāo)從瓣膜環(huán)部重心演算部106存儲(chǔ)于瓣膜環(huán)部重心點(diǎn)存儲(chǔ)器108中。
讀取控制部110由讀取地址發(fā)生器112和存儲(chǔ)控制部114構(gòu)成，從二值化電路(圖1中的符號(hào)30)中讀取回波數(shù)據(jù)以便形成體積之間的心室的并行移動(dòng)量和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)量。即，讀取地址發(fā)生器112從心室重心點(diǎn)存儲(chǔ)器98中獲得擴(kuò)張末期時(shí)的心室重心點(diǎn)的坐標(biāo)，另外，從瓣膜環(huán)部重心點(diǎn)存儲(chǔ)器108中獲得擴(kuò)張末期時(shí)的瓣膜環(huán)部重心點(diǎn)的坐標(biāo)。此外，從心室重心點(diǎn)演算部96獲得目前的體積中的心室重心點(diǎn)的坐標(biāo)，另外，從瓣膜環(huán)部重心演算部106獲得目前的體積中的瓣膜環(huán)部重心點(diǎn)的坐標(biāo)。
該讀取地址發(fā)生器112對(duì)讀取地址進(jìn)行演算，以便使目前的體積的心室重心點(diǎn)與擴(kuò)張末期時(shí)的心室重心點(diǎn)重合，并且通過目前的體積中的心室重心點(diǎn)和瓣膜環(huán)部重心點(diǎn)的直行，與通過擴(kuò)張末期時(shí)中的心室重心點(diǎn)和瓣膜環(huán)部重心點(diǎn)的直行重合。
在體積存儲(chǔ)器116中，在每個(gè)體素中，針對(duì)原始圖像的地址，對(duì)從二值化電路30輸出的回波數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制，存儲(chǔ)器控制部114按照讀取地址發(fā)生器112計(jì)算的讀取地址從體素存儲(chǔ)器116讀取回波數(shù)據(jù)，將其輸出給邊緣檢測機(jī)構(gòu)(圖1中的符號(hào)34)和重心檢測部(圖1中的符號(hào)36)。其結(jié)果是，從體素存儲(chǔ)器116輸出的回波數(shù)據(jù)是作為消除并行移動(dòng)量和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)量的圖像而輸出的。
以上雖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是所述的實(shí)施方式在各個(gè)方面不過是單純的舉例，其不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的范圍的限定。
權(quán)利要求
1.一種超聲波診斷裝置，其特征在于，該超聲波診斷裝置包含回波數(shù)據(jù)獲得部，對(duì)包含對(duì)象組織的三維空間發(fā)送接收超聲波，針對(duì)每個(gè)時(shí)間相位獲得三維回波數(shù)據(jù)；位移量信息形成部，根據(jù)所述每個(gè)時(shí)間相位的三維回波數(shù)據(jù)，通過演算所述對(duì)象組織表面上的每個(gè)部位的位移量，生成位移量信息；位移顯現(xiàn)圖像形成部，根據(jù)所述三維回波數(shù)據(jù)和所述位移量信息，在所述對(duì)象組織的組織圖像上，形成顯示所述對(duì)象組織表面上的各部位的位移量的三維位移顯現(xiàn)圖像；二維顯示圖像形成部，將所述三維位移顯現(xiàn)圖像投影于平面上，形成二維顯示圖像；顯示部，顯示所述二維顯示圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，其還具有基準(zhǔn)點(diǎn)指定部，根據(jù)所述每個(gè)時(shí)間相位的三維回波數(shù)據(jù)，指定基于所述對(duì)象組織的結(jié)構(gòu)的基準(zhǔn)點(diǎn)；所述位移量信息形成部根據(jù)所述每個(gè)時(shí)間相位的三維回波數(shù)據(jù)，對(duì)所述對(duì)象組織表面上的各部位與所述基準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離進(jìn)行演算，根據(jù)所述距離的時(shí)間相位間的變化對(duì)所述位移量進(jìn)行演算。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，其還包含直行設(shè)定部，設(shè)定從作為所述對(duì)象組織的重心點(diǎn)的所述基準(zhǔn)點(diǎn)呈放射狀延伸的多根直行；所述位移量信息形成部根據(jù)所述每個(gè)時(shí)間相位的三維回波數(shù)據(jù)，對(duì)所述各直行和所述對(duì)象組織表面的交點(diǎn)位置進(jìn)行演算，根據(jù)同一直行上的所述交點(diǎn)的位置的時(shí)間相位間的變化演算所述位移量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述位移顯現(xiàn)圖像形成部對(duì)所述組織圖像上的所述各部位，進(jìn)行基于該部位的位移量的著色處理，形成所述三維位移顯現(xiàn)圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述著色處理為相對(duì)所述各部位的位移量完全確定的顏色的著色處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述著色處理為對(duì)于所述多個(gè)的部位的位移量的根據(jù)各部位的位移量的相對(duì)的大小而確定的顏色的著色處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述二維顯示圖像是通過利用體積顯示法將所述三維位移顯現(xiàn)圖像投影于平面上形成的。
8.一種超聲波診斷裝置，其特征在于，該超聲波診斷裝置包含回波數(shù)據(jù)獲得部，對(duì)包含對(duì)象組織的三維空間發(fā)送接收超聲波，針對(duì)每個(gè)時(shí)間相位獲得三維回波數(shù)據(jù)；基準(zhǔn)點(diǎn)指定部，根據(jù)所述每個(gè)時(shí)間相位的三維回波數(shù)據(jù)，指定基于所述對(duì)象組織的結(jié)構(gòu)的基準(zhǔn)點(diǎn)；移動(dòng)量演算部，根據(jù)所述已指定的基準(zhǔn)點(diǎn)，對(duì)所述對(duì)象組織的時(shí)間相位間的移動(dòng)量進(jìn)行演算；位移量信息形成部，根據(jù)所述每個(gè)時(shí)間相位的三維回波數(shù)據(jù)，補(bǔ)償所述位移量，同時(shí)通過演算所述對(duì)象組織表面上的每個(gè)部位的位移量，生成位移量信息；位移顯現(xiàn)圖像形成部，根據(jù)所述三維回波數(shù)據(jù)和所述位移量信息，在立體地顯示所述對(duì)象組織的組織圖像上，形成顯示所述對(duì)象組織表面上的各部位的位移量的三維位移顯現(xiàn)圖像；二維顯示圖像形成部，將所述三維位移顯現(xiàn)圖像投影于平面上形成二維顯示圖像；顯示部，顯示所述二維顯示圖像。
9.一種超聲波診斷裝置，其特征在于，通過對(duì)包含對(duì)象組織的三維空間發(fā)送接收超聲波，獲得針對(duì)每個(gè)時(shí)間相位的三維回波數(shù)據(jù)；根據(jù)所述每個(gè)時(shí)間相位的三維回波數(shù)據(jù)，通過對(duì)所述對(duì)象組織表面上的每個(gè)部位的移量進(jìn)行演算，生成移量信息；根據(jù)所述三維回波數(shù)據(jù)和所述位移量信息，在立體地顯示所述對(duì)象組織的組織圖像上，形成表示所述對(duì)象組織表面上的各部位的位移量的三維位移顯現(xiàn)圖像；將所述三維位移顯現(xiàn)圖像投影于平面上，形成二維顯示圖像，顯示已形成的二維顯示圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，根據(jù)所述每個(gè)時(shí)間相位的三維回波數(shù)據(jù)，指定基于所述對(duì)象組織的結(jié)構(gòu)的基準(zhǔn)點(diǎn)；根據(jù)所述每個(gè)時(shí)間相位的三維回波數(shù)據(jù)，對(duì)所述對(duì)象組織表面上的各部位與所述基準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離進(jìn)行演算，根據(jù)所述距離的時(shí)間相位間的變化，對(duì)所述位移量進(jìn)行演算。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，設(shè)定從作為所述對(duì)象組織的重心點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)呈放射狀延伸的多根直行；根據(jù)所述每個(gè)時(shí)間相位的三維回波數(shù)據(jù)，對(duì)所述各直行和所述對(duì)象組織表面的交點(diǎn)位置進(jìn)行演算，根據(jù)同一直行上的交點(diǎn)位置的時(shí)間相位間的變化對(duì)所述位移量進(jìn)行演算。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，對(duì)所述組織圖像上的所述各部位，進(jìn)行基于該部位的位移量的著色處理形成所述三維位移顯現(xiàn)圖像。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述著色處理為相對(duì)所述各部位的位移量完全確定的顏色的著色處理。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述著色處理為對(duì)于所述多個(gè)部位的位移量的根據(jù)各部位的位移量的相對(duì)的大小而確定的顏色的著色處理。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述二維顯示圖像是利用體積表現(xiàn)法將所述三維位移顯現(xiàn)圖像投影在平面上形成的。
全文摘要
邊緣檢測機(jī)構(gòu)(34)根據(jù)由二值化電路(30)輸出的二值化圖像，進(jìn)行左室內(nèi)壁的表面抽取處理。擴(kuò)張末期邊緣存儲(chǔ)器(38)從由邊緣檢測機(jī)構(gòu)(34)輸出的各時(shí)間相位的心腔部表面圖像中，存儲(chǔ)心室的擴(kuò)張末期時(shí)刻的心腔部表面圖像。位移量檢測部(50)根據(jù)由擴(kuò)張末期邊緣存儲(chǔ)器(38)輸出的擴(kuò)張末期時(shí)刻的心腔部表面圖像，和由邊緣檢測機(jī)構(gòu)(34)輸出的當(dāng)前的心腔部表面圖像，和存儲(chǔ)于擴(kuò)張末期重心點(diǎn)存儲(chǔ)器(44)中的擴(kuò)張末期時(shí)刻的心腔部的重心點(diǎn)坐標(biāo)，檢測心腔部表面內(nèi)的各部分的時(shí)間相位間的位移量。
文檔編號(hào)G06T19/00GK1509691SQ200310121850
公開日2004年7月7日 申請(qǐng)日期2003年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
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