超声波观测装置、超声波观测装置的动作方法以及超声波观测装置的动作程序的制作方法_2

文档序号:9634427阅读:来源:国知局
部8,其对超声波观测装置1进行动作控制。超声波观测装置1包括观测器和处理装置(处理器),其中,在观测器的前端部设置有超声波探头2,观测器的基端能够装卸地连接于处理装置,在处理装置中设置有除超声波探头2以外的上述部位。
[0044]超声波探头2具有信号变换部21,该信号变换部21将从发送和接收部3接收到的作为电脉冲信号的发送驱动波变换为作为声脉冲信号的发送回波,并且将由外部的检体反射回来的接收回波变换为电接收信号。在从发送驱动波向发送回波进行变换和从接收回波向接收信号进行变换时,信号变换部21发挥过滤器的功能。
[0045]图2是表示信号变换部21将发送驱动波变换为发送回波的情况下的频谱的变化的图。在图2的(a)中,横轴f表示频率,纵轴I表示强度。发送驱动波的谱(频谱曲线)(^呈在规定的频带F = {f I f f ^ f H}取非零的固定值的矩形。当该发送驱动波被信号变换部21变换为发送回波时,谱的形状也发生变化。图2的(b)和图2的(c)是表示由种类互不相同的超声波探头2的信号变换部21分别生成的发送回波的谱的图。图2的(b)所示的谱C2与图2的(c)所示的谱C 3相比衰减大。
[0046]在谱C2中频带F内的任意的频率€ 彡f f H)处的相当于谱Q与谱C2之差的衰减量A ^ (A)与超声波探头2的种类相关联地存储于存储部7所具有的超声波探头信息存储部71。同样地,在谱C3中频带F内的任意的频率f:处的相当于谱C:与谱C3之差的衰减量AI2(fi)也与超声波探头2的种类相关联地存储于超声波探头信息存储部71。此夕卜,在此,以两个超声波探头2为例进行了说明,但对于其它种类的超声波探头2,也能够同样地在超声波探头信息存储部71中进行存储。
[0047]以下,为了便于说明,将针对具有图2的(a)所示的谱(;的发送驱动波输出图2的(b)所示的谱C2作为发送回波的超声波探头2称为超声波探头2A,将针对具有图2的(a)所示的谱(;的发送驱动波输出图2的(c)所示的谱(:3作为发送回波的超声波探头2称为超声波探头2B。另外,将超声波探头2A的信号变换部21称为信号变换部21A,将超声波探头2B的信号变换部21称为信号变换部21B。
[0048]超声波探头2可以是以机械方式使超声波振子进行扫描的探头,也可以是以电子方式使多个超声波振子进行扫描的探头。在本实施方式1中,作为超声波探头2,能够选择种类互不相同的多种超声波探头中的任一种超声波探头2来使用。
[0049]发送和接收部3与超声波探头2电连接。发送和接收部3具有:发送驱动波生成部31,其基于预先设定的波形和发送定时来生成发送驱动波,并向超声波探头2发送所生成的该发送驱动波;接收信号校正部32,其对从超声波探头2接收到的接收信号进行用于排除由于与超声波探头2的种类相应的特性不同而产生的影响的校正;以及STC校正部33,其对由接收信号校正部32进行校正后的接收信号进行接收深度越大则以越高的放大率进行校正的STC(Sensitivity Time Control:灵敏度时间控制)校正。
[0050]发送驱动波生成部31基于后述的存储部7的超声波探头信息存储部71所存储的信息生成基于超声波探头2的特性的波形来作为发送驱动波。图3是表示由发送驱动波生成部31生成的发送驱动波和由超声波探头2的信号变换部21将发送驱动波变换为发送回波的情况的图。发送驱动波生成部31按超声波探头2的每个种类生成不同的发送驱动波。具体地说,发送驱动波生成部31从超声波探头信息存储部71读出与超声波探头2的种类相应的特性,来生成具有如图3的(c)所示那样的矩形的谱(:6的发送驱动波。在此所说的超声波探头2的特性是指图2的(b)、(c)中分别示出的衰减量Aljf)、AI2(f)(其中f e F)和包含超声波探头2的种类的每个超声波探头2所固有的信息。此外,在本实施方式1和后续的实施方式2中,曲线和直线包括分离的点的集合。
[0051]发送驱动波生成部31基于所生成的发送回波的谱和超声波探头2的特性生成与超声波探头2的种类相应的发送驱动波。在此,发送驱动波生成部31生成发送回波的规定的频带的频谱按上述超声波探头的每个种类不同的发送驱动波。图3的(a)所示的发送驱动波的谱C4对应于超声波探头2A,图3的(b)所示的发送驱动波的谱C 5对应于超声波探头2B。谱C4呈对发送回波的谱C 6加上超声波探头2A进行变换时的衰减量Δ I i (f) (f e F)而得到的形状。同样地,谱C5呈对发送回波的谱C 6加上超声波探头2B进行变换时的衰减量AI2(f) (f e F)而得到的形状。
[0052]接收信号校正部32对由发送和接收部3从超声波探头2接收到的接收信号施加与超声波探头的种类相应的校正。图4是表示由接收信号校正部32进行的校正处理的概要的图,具体地说,是表示针对从超声波探头2A发送来的接收信号的校正处理的概要的图。图4的(a)所示的谱(:7是由超声波探头2A的信号变换部21A对接收回波进行变换而生成的接收信号的频谱。接收信号校正部32通过对谱(:7加上超声波探头2A进行变换时的衰减量△ L (f) (f e F)来校正接收信号。由此,能够获得图4的(b)所示的谱Cs。该谱仏是排除了超声波探头2A的影响的谱。
[0053]图5是表示由接收信号校正部32进行的校正处理的概要的图,具体地说,是表示针对从超声波探头2B发送来的接收信号的校正处理的概要的图。图5的(a)所示的谱C9是由超声波探头2B的信号变换部21B对接收回波进行变换而生成的接收信号的频谱。接收信号校正部32通过对谱(:9加上超声波探头2B进行变换时的衰减量△ 12(f) (f e F)来校正接收信号。由此,能够获得图5的(b)所示的谱Cs。该谱Cs是排除了超声波探头2B的影响的谱,与对由超声波探头2A进行变换而得到的接收信号进行校正而得到的谱相同(参照图4的(b))。换句话说,谱Cs就是接收回波的谱。
[0054]图6是表示STC校正部33对由接收信号校正部32进行校正后的接收信号进行的放大处理中的接收深度与放大率之间的关系的图。图6所示的接收深度z是根据从开始接收超声波的时刻起的经过时间计算出的量。如图6所示,在接收深度z小于阈值zth的情况下,放大率β (dB)随着接收深度z的增加而从β。向β ?Η(>β0)线性增加。另外,在接收深度ζ为阈值zth以上的情况下,放大率β取固定值β tho阈值zth的值是从检体接收到的超声波信号大部分衰减而噪声处于支配地位的值。更通常地,在接收深度Z小于阈值zth的情况下,放大率β随着接收深度Ζ的增加而单调增加即可。
[0055]发送和接收部3在对由STC校正部33进行放大得到的回波信号实施滤波等处理之后,通过进行A/D变换来生成时域数字RF信号并输出。此外,在超声波探头2是以电子方式使多个超声波振子进行扫描的探头的情况下,发送和接收部3具有与多个超声波振子对应的束合成用的多通道电路。
[0056]图像处理部4具有根据接收信号生成Β模式图像数据的Β模式图像数据生成部41ο
[0057]Β模式图像数据生成部41对数字信号进行带通滤波、对数转换、增益处理、对比度处理等使用了公知技术的信号处理,并且进行与根据显示部6中的图像的显示范围决定的数据步长相应的数据的间隔剔除等,由此生成Β模式图像数据。
[0058]存储部7具有超声波探头信息存储部71、放大率信息存储部72以及窗函数存储部73。
[0059]超声波探头信息存储部71如上所述那样将超声波探头2的种类与衰减量相关联地作为参数来储存,该衰减量是在该超声波探头2将发送驱动波变换为发送回波或者将接收回波变换为接收信号时在谱中产生的衰减量。
[0060]放大率信息存储部72将STC校正部33进行放大处理时参照的放大率与接收深度之间的关系(例如,图2所示的关系)作为放大率信息来存储。
[0061]窗函数存储部73存储Hamming、Hanning、Blackman等窗函数中的至少任一个窗函数。
[0062]使用预先存储有超声波观测装置1的动作程序、用于启动规定的0S的程序等的ROM以及用于存储各处理的运算参数、数据等的RAM等来实现存储部7。
[0063]控制部8具有判定所连接的超声波探头2的种类的超声波探头判定部81。超声波探头判定部81的判定结果存储于超声波探头信息存储部71,供信号变换部21、发送驱动波生成部31以及接收信号校正部32进行处理时参照。为了供超声波探头判定部81进行判定,在具备超声波探头2的观测器中,在与后级的处理装置的连接部分预先设置用于使处理装置判别超声波探头2的种类的连接销即可。由此,设置于处理装置侧的超声波探头判定部81能够根据所连接的观测器的连接销的形状来判定超声波探头2的种类。
[0064]使用具有运算和控制功能的CPU来实现控制部8。控制部8从存储部7读出存储部7所存储、保存的信息以及包含超声波观测装置1的动作程序的各种程序,由此通过执行与超声波观测装置1的动作方法相关联的各种运算处理来统一控制超声波观测装置1。
[0065]此外,也能够将超声波观测装置1的动作程序记录于硬盘、快闪存储器、⑶-R0M、DVD-ROM、软盘等计算机可读取的记录介质而广泛流通。既可以在将计算机或者记录介质作为产品出厂时对记录介质等进行各种程序的记录,也可以通过经由通信网络进行下载来对记录介质等进行各种程序的记录。
[0066]图7是表示具有以上结构的超声波观测装置1的处理的概要的流程图。此外,设由超声波探头判定部81预先判定超声波观测装置1所具备的超声波探头2的种类。
[0067]在图7中,发送驱动波生成部31生成发送驱动波并向超声波探头2输出(步骤S1)。例如,在超声波探头2A的情况下,该发送驱动波的谱是图3的(a)所示的谱C4。另外,在超声波探头2B的情况下,发送驱动波的谱是图
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