超声波诊断装置以及超声波图像生成方法_2

文档序号:8462698阅读:来源:国知局
制部7,在更新图像合成部4、显示控制部5以及发送接收控制部7连接装置控制部8。此外,在装置控制部8分别连接操作部9和存储部10。
[0042]更新图像生成部4用于生成更新图像(被顺次更新的空间合成图像),且具有与接收部3连接的信号处理部21,在该信号处理部21顺次连接图像合成部22、图像处理部23、以及DSC(Digital Scan Converter:数字扫描转换器)24,在信号处理部21连接数据存储器25,并且在DSC24连接图像存储器26。
[0043]阵列换能器I具有以一维或者二维排列的多个超声波换能器。各个超声波换能器根据从发送部2供给的驱动信号发送超声波,且对来自被检体的超声波回波进行接收并输出接收信号。超声波换能器由振子构成,所述振子在例如由以PZT(锆钛酸铅)为代表的压电陶瓷、以PVDF (聚偏氟乙烯)为代表的高分子压电元件、以PMN - PT (镁铌酸/钛酸铅固溶体)为代表的压电单结晶等构成的压电体的两端形成有电极。
[0044]如果在那样的振子的电极上施加脉冲状或者连续波的电压,则压电体伸缩,从各自的振子产生脉冲状或者连续波的超声波,通过这些超声波的合成而形成超声波束。另外,各自的振子对所传播的超声波进行接收而发生伸缩从而产生电信号,这些电信号作为超声波的接收信号而被输出。
[0045]发送部2例如包含多个脉冲发生器,基于对应于从发送接收控制部7供给的控制信号而选择的发送延迟图案(pattern),对各个驱动信号的延迟量进行调节并供给到多个超声波换能器,使得从形成阵列换能器I的发送开口的多个超声波换能器发出的超声波形成超声波束。
[0046]另外,接收部3对从阵列换能器I的各自的超声波换能器输出的接收信号进行放大并进行A/D转换,生成数字化后的接收数据。
[0047]更新图像生成部4基于由接收部3所取得的接收数据,以预定的更新率对将多张的帧图像合成后的空间合成图像进行更新从而作为动态图像而生成。
[0048]信号处理部21基于来自装置控制部8的指令信号,针对对应于阵列换能器I的多个超声波换能器而由接收部3生成的接收数据,执行接收聚焦处理和检波处理,而生成B模式图像信号。即,分别针对由接收部3生成的接收数据实施延迟校正,从而生成延迟校正数据,并将这些延迟校正数据加算而生成超声波回波的焦点收缩(絞>9込tr )后的音线信号,且针对所生成的音线信号,实施与超声波的反射位置的深度相对应的衰减校正后,实施包络线检波处理,此外进行log压缩而生成B模式图像信号,并输出到数据存储器25。
[0049]图像合成部22在基于装置控制部8的控制下,将存储于数据存储器25的多帧的B模式图像信号相互合成而生成空间合成图像信号,并输出到图像处理部23。这里,所谓‘合成’,例如,是指针对每个像素对多帧的B模式图像信号的平均值进行运算。能够使用相加平均、相乘平均等各种平均运算。
[0050]图像处理部23对由图像合成部22生成的空间合成图像信号实施灰度处理等各种必要的图像处理,并输出到DSC24。
[0051]DSC24将由图像处理部23实施了图像处理后的空间合成图像信号转换为基于电视信号的扫描方式的图像信号(光栅(raster)转换),并存储到图像存储器26,且输出到显示控制部5。
[0052]显示控制部5基于由DSC24转换后的图像信号或存储于图像存储器26的图像信号,在显示部6上显示作为更新图像的空间合成图像。
[0053]显示部6例如包含IXD等显示装置,在基于显示控制部5的控制下显示空间合成图像。
[0054]发送接收控制部7基于来自装置控制部8的指令信号对发送部2以及接收部3的动作进行控制。
[0055]装置控制部8基于由操作者从操作部9输入的指令而进行超声波诊断装置各部的控制。
[0056]操作部9是操作者用于进行输入操作的器件,能够由键盘、鼠标、控制球、触摸面板等形成。
[0057]存储部10对动作程序等进行存储,能够使用硬盘、软盘、MO盘(Magnetic Opticaldisk:磁光盘)、MT (masking tape:遮蔽带)、RAM (Random Access Memory:随机访问存储器)、CD — ROM (Compact Disk-Read Only Memory ;只读光盘)、DVD — ROM (DigitalVersatile Disc-Read Only Memory:数字多功能盘一只读存储器)、SD卡(Secure Digitalcard:安全数码卡)、CF 卡(Compact Flash card:紧凑型闪存卡)、USB (Universal SerialBus:通用串行总线)存储器等记录介质或者服务器等。
[0058]另外,更新图像生成部4的信号处理部21、图像合成部22、图像处理部23和DSC24、显示控制部5和发送接收控制部7,由CPU和用于使CPU执行各种的处理的动作程序构成,但是也可以由数字电路构成这些。
[0059]这里,针对该实施方式I中的超声波的发送接收的方法以及接收数据的合成的方法进行说明。
[0060]实施方式I中,如图2所示的那样,分别生成包括以下图像的、与3种偏转角度对应的帧图像:即基于沿相对于构成阵列换能器I的多个超声波换能器Ia的排列方向垂直的方向即偏转角度O度的方向发送接收超声波束而取得的接收数据的帧图像A、基于沿偏转角度一 a的方向发送接收超声波束而取得的接收数据的帧图像B、基于沿偏转角度+a的方向发送接收超声波束而取得的接收数据的帧图像C。
[0061]即,帧图像A和帧图像B之间以及帧图像A和帧图像C之间的偏转角度的角度差分别是‘a’,但是在帧图像B和帧图像C之间,形成了 3种帧图像A?C中二个帧图像间的偏转角度的角度差中最大的角度差2.a。
[0062]为此,若如图12所示的现有例的那样以3帧周期且相同的顺序重复取得与帧图像A?C对应的接收数据,并在每次取得I帧的接收数据时对与之前的2帧的图像合并后的3帧量的超声波图像进行合成而生成空间合成图像,则空间合成图像的生成中所使用的三帧图像中,作为接收数据的取得时刻为最远离的第一个帧Fl以及第三个帧F3,分别分配偏转角度+a的帧图像C和偏转角度一 a的帧图像B,在这些帧Fl和F3之间周期性地产生形成了偏转角度的最大角度差2.a的组合,导致伪影的劣化。
[0063]因此,该实施方式I中,如图3所示的那样,发送接收控制部7对发送部2以及接收部3的动作进行控制,使得顺次取得与偏转角度O度的第一个帧图像A对应的接收数据、与偏转角度一 a的第二个帧图像B对应的接收数据、和与偏转角度+a的第三个帧图像C对应的接收数据后,以与排序在这些第一个?第三个帧图像A?C的中央的第二个帧图像B相同的偏转角度一 a再次取得接收数据而形成新的第四个帧图像B,并顺次重复取得这四个帧图像的接收数据。即,以4帧的数据取得周期重复而取得与帧图像A、B、C以及B对应的接收数据。
[0064]并且,装置控制部8对图像合成部22的动作进行控制,使得在每次取得两个帧图像B以及C的接收数据或两个帧图像B以及A的接收数据时,基于至此为止所顺次取得之前的3帧量的接收数据将由更新图像生成部4所顺次生成的三个帧图像相互合成而生成空间合成图像。例如,若在顺次取得四个帧的接收数据的一个数据取得周期中取得第三个帧图像C的接收数据,则对在基于该接收数据而生成的帧图像C上合并了之前的两个帧图像A和B后的三个帧图像进行合成而生成空间合成图像,其后,在取得第四个帧图像B的接收数据时不进行图像的合成,在取得下一个数据取得周期中的第一个帧图像A的接收数据时,对在基于该接收数据而生成的帧图像A上合并了之前的两个帧图像即之前的数据取得周期中的第三个帧图像C以及第四个帧图像B后的三个帧图像进行合成而生成空间合成图像。
[0065]如此,在每次取得两个帧图像的接收数据时,将基于至此为止所顺次取得的3帧量的接收数据的三个帧图像相互合成而生成空间合成图像,从而在用于空间合成图像的生成的三个帧图像中,作为时间序列上位于中间的第二个帧F2而始终分配帧图像B,在第一个帧Fl以及第三个帧F3的一方分配帧图像A,在另一方分配帧图像C。
[0066]S卩,图4所示的那样,在相互合成的三个帧图像中,在最早的时刻tl取得的第一个帧Fl和在最晚的时刻t3取得的第三个帧F3的组合,始终成为偏转角度O度的帧图像A和偏转角度+a的帧图像C,帧Fl和帧F3之间的偏转角度的角度差Λ Θ成为‘a’。
[0067]为此,即使一边使阵列换能器I沿被检体的表面移动一边每3个地对帧图像进行合成而执行空间合成,空间合成图像的生成中所使用的三个帧图像中,也不产生阵列换能器I的移动距离变大的第一个帧Fl和第三个帧F3之间的偏转角度的角度差Λ Θ成为最大值2.a的状态,与图12所示的现有例相比,能够降低伪影。
[0068]另外,与在每次取得两个帧的接收数据时,为了进行超声波图像的合成而在每次取得I帧的接收数据对帧图像进行合成的图12所示的现有例相比,合成图像的更新率成为1/2,但是能够在不像在每次取得成为合成的对象的3帧的接收数据时对超声波图像进行合成的图14所示的现有例那样将图像更新率降低到1/3的情况下,抑制操作性的降低并降低伪影。
[0069]接下来,针对实施方式I的动作进行说明。
[0070]首先,若由操作者从操作部9输入了执行空间合成的内容的指令,则如图3所示的那样,从装置控制部8向发送接收控制部7输出指令信号,使得在顺次取得与第一个帧图像A对应的接收数据、与第二个帧图像B对应的接收数据、和与第三个帧图像C对应的接收数据后,进而在以与第二个帧图像B相同偏转角度取得与第四个帧图像B对应的接收数据,并以该顺序顺次重复取得这些四个帧图像的接收数据。
[0071]由此,首先,由发送部2从阵列换能器I沿偏转角度O度的方向发送超声波束,从接收了基于被检体的超声波回波后的阵列换能器I输出的接收信号在接收部3被处理,从而取得第一个帧图像的接收数据。该接收数据被传送到更新图像生成部4的信号处理部21,并以沿偏转角度O度的方向进行接收聚焦的方式,分别对接收数据实施延迟校正从而生成延迟校正数据,通过对这些延迟校正数据进行加算而生成音线信号。此外,针对该音线信号施加了与超声波的反射位置的深度对应的衰减的校正后,进行包络线检波处理以及log压缩而生成帧图像A的B模式图像信号,并存储于数据存储器25。
[0072]另外,紧接着第一个帧图像的接收数据的取得,利用发送部2从阵列换能器I沿偏转角度一 a的方向发送超声波束并由接收部3取得第二个帧图像的接收数据,同样,由更新图像生成部4的信号处理部21生成超声波图像B的B模式图像信号,并存储在数据存储器25。
[0073]此外,紧接着第二个帧图像的接收数据的
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