血管搜索装置、超声波测量装置以及血管搜索方法_3

文档序号:9512234阅读:来源:国知局
的超声波振子12相比,通过血管的超声波振子12为更大的值。并且,越是发送方向通过血管5的中心的超声波振子12越示出了较大的值。因此,将信号强度差的累计值成为波峰的超声波振子12判定为超声波束的发送方向通过血管的中心的超声波振子12,即中心扫描线。此外,中心扫描线的判定方法是一个例子,并不限定于此。
[0064](E)血管直径的测量
[0065]若判定出中心扫描线,则通过该中心扫描线的超声波测定来测量血管直径。首先,判定血管壁。图7是用于说明血管壁的判定的图。图7(1)是中心扫描线的反射波的接收信号的信号强度曲线图,图7(2)是对于图7(1)的曲线图,使信号强度的变化更容易理解而进行了平滑的曲线图。根据接收信号,将是规定的信号强度以上的两个波峰,并且,该波峰间的信号强度在表示血液的规定的低强度以下的两个波峰判定为血管壁。
[0066]然后,将判定为该血管壁的两个波峰所涉及的信号部分设定为跟踪区域,并使用中心扫描线的反射波的接收信号,遍及连续的多个帧跟踪该跟踪区域的位置,并追踪沿血管壁的中心扫描线的方向的位移,从而计算血管直径。
[0067]功能构成
[0068]图8是表示超声波测量装置1的功能构成的框图。根据图8,超声波测量装置1具备超声波发送接收部110、操作输入部120、显示部130、处理部200、以及存储部300而构成。
[0069]超声波发送接收部110具有排列为列状的发送以及接收超声波的多个超声波振子。各超声波振子发送与从处理部200输入的脉冲电压对应的超声波,并且接收超声波的反射波转换为电信号亦即反射波信号并输出给处理部200。图1的超声波探头10相当于此。
[0070]操作输入部120接受操作人员的各种操作输入,并将与操作输入对应的操作信号输出给处理部200。该功能例如,能够通过按钮开关、杠杆开关、拨号开关、触控板、鼠标等实现。在图1中,键盘40相当于此。
[0071]显示部130进行基于来自处理部200的显示信号的各种显示。该功能例如,能够通过IXD(Liquid Crystal Display:液晶显示器)、触摸面板实现。在图1中,视频监视器30相当于此。
[0072]处理部200在与各功能部之间进行数据的输入输出控制,基于规定的程序、数据、来自操作输入部120的操作信号、来自超声波发送接收部110的反射波信号等来执行各种运算处理,计算被检者的生物体信息。该功能例如,能够通过CPU(Central ProcessingUnit:中央处理器)、GPU (Graphics Processing Unit:图形处理器)等微处理器、ASIC、FPGA(Field Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)、IC存储器等电子部件实现。在图1中,主体装置20相当于此。另外,在本实施方式中,处理部200具有超声波测定控制部210、血管辨别部220、发送方向设定部230、中心扫描线判定部240、血管直径测量部250、以及血管系统功能信息计算部260。
[0073]超声波测定控制部210具有驱动控制部211、发送接收控制部212、接收合成部213、以及跟踪部214,进行超声波发送接收部110的超声波测定所涉及的控制。
[0074]驱动控制部211生成规定频率的脉冲信号,进行与来自处理部200的发送方向Θ对应的发送聚焦控制,并生成针对各超声波振子的驱动信号输出给发送接收控制部212。
[0075]发送接收控制部212根据来自驱动控制部211的驱动信号使针对各超声波振子的脉冲电压产生并输出给超声波发送接收部110。另外,进行对来自超声波发送接收部110的各超声波振子的超声波的反射波信号的放大、滤波处理,进行转换为数字信号的A/D转换,并输出给接收合成部213。
[0076]跟踪部214进行基于反射波数据在超声波测定的帧间追踪跟踪区域的位置的跟踪所涉及的处理。例如,进行在成为基准的反射波数据(例如,A模式数据)设定跟踪区域的处理、在帧间追踪各跟踪区域的处理、计算各跟踪区域的位移的处理等。
[0077]接收合成部213进行根据需要使来自发送接收控制部212的反射波信号延迟的接收聚焦控制,并生成接收数据320。
[0078]接收数据320在每一帧生成,与作为帧的识别编号的帧ID321相对应地,储存有超声波的发送方向322、扫描线区别数据323、以及B模式数据327。扫描线区别数据323对于各扫描线,与作为扫描线的识别编号的扫描线ID324相对应地,储存接收信号数据325、以及根据该接收信号数据325得到的A模式数据326。
[0079]根据各扫描线的A模式数据326能够得到B模式数据327。
[0080]血管辨别部220进行超声波测定来辨别血管的位置。即,进行将超声波束的发送方向分别设为“0”、最大发送方向Θ max、以及最小发送方向Θ min的三次线性扫描,合成在各扫描中生成的总共三个B模式图像,并生成能够通过超声波发送接收部110观察的最大区域亦即最大观察区域的B模式图像。然后,在该B模式图像中,提取特征点,将相当于血管的短轴方向的剖面形状的大致圆形形状的特征点的分布判定为血管壁的位置,并将该大致圆形形状的中心0作为血管的位置(参照图3、图4)。
[0081]生成的最大观察区域的B模式图像作为合成B模式数据330存储。辨别出的血管的位置作为血管位置数据340存储。另外,最大发送方向Θ max、以及最小发送方向Θ min作为可发送范围数据390存储。
[0082]发送方向设定部230设定用于血管直径的测量的超声波束的发送方向0a。gp,求出从超声波发送接收部110具有的配置为列状的多个超声波振子中,中央的超声波振子(换句话说,超声波的发送部中央)发送的超声波束通过被血管辨别部220辨别出的血管的中心0的方向Θ。而且,在该发送方向Θ在超声波发送接收部110所决定的最小发送方向θ min以上,并且,在最大发送方向θ max以下的情况下,将其设定为发送方向Θ。另一方面,在发送方向Θ在最小发送方向Θ min以下的情况下,将发送方向Θ a设定为最小发送方向Θ min,在超过最大发送方向Θ max的情况下,将发送方向Θ a设定为最大发送方向θ max ο设定的发送方向Θ a作为设定发送方向数据350存储。
[0083]中心扫描线判定部240判定在为由发送方向设定部230设定的发送方向Θ a时,发送的超声波束通过血管的中心0的超声波振子(扫描线)亦即中心扫描线(中心振子)。即,对于超声波发送接收部110具有的超声波振子12的各个,将针对全部的深度方向合计了帧间的信号强度差的值进一步遍及规定时间累计,并将该信号强度差的累计值成为最大的超声波振子12判定为中心扫描线(参照图5、图6)。判定出的中心扫描线作为中心扫描线数据360存储。
[0084]血管直径测量部250使用由中心扫描线判定部240设定的中心扫描线所涉及的接收数据测量血管直径。测量结果作为血管直径数据370存储。
[0085]血管系统功能信息计算部260使用由血管直径测量部250测量出的血管直径来进行所给与的血管系统功能信息的测定。测定结果作为血管系统功能信息数据380存储。
[0086]存储部300通过1C存储器、硬盘、光盘等存储介质实现,存储各种程序、处理部的运算过程的数据等各种数据。
[0087]此外,处理部200与存储部300的连接并不限定于通过装置内的内部总线电路的连接,也可以利用LAN ((Local Area Network:局域网)、因特网等通信线路实现。该情况下,存储部300也可以通过与超声波测量装置1不同的外部存储装置实现。
[0088]在本实施方式中,在存储部300存储有超声波测量程序310、接收数据320、合成B模式数据330、血管位置数据340、设定发送方向数据350、中心扫描线数据360、血管直径数据370、血管系统功能信息数据380、以及可发送范围数据390。
[0089]超声波测量程序310是用于实现本实施方式的功能的程序,通过在执行了系统程序的状态下执行该超声波测量程序310,实现了主体装置20具有的各功能部。系统程序是用于使主体装置20作为计算机发挥作用的基本程序。
[0090]处理的流程
[0091]图9是对超声波测量处理的流程进行说明的流程图。首先,血管辨别部220生成超声波发送接收部110的可观察区域的B模式图像(步骤S1)。例如,通过合成将发送方向分别设为最小发送方向Θ min、0 (零)、以及最大发送方向Θ max时的总共三个B模式图像来生成。然后,基于生成的B模式图像,辨别血管位置(步骤S3)。
[0092]接下来,发送方向设定部230基于辨别出的血管位置,以来自
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