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_3

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3的(b)所示的谱C5。
[0068]接着,在接收到发送驱动波的超声波探头2中,信号变换部21将发送驱动波变换为发送回波,生成并输出变换而得到的发送回波(步骤S2)。该发送回波的谱例如是图3的(c)的谱C6。如参照图3所说明那样,发送回波与超声波探头2的种类无关而具有相同的
4並L曰。
[0069]之后,超声波探头2接收由生物体对发送回波进行反射而返回的接收回波(步骤S3) ο
[0070]接收到接收回波的信号变换部21将接收回波变换为接收信号并输出到发送和接收部3 (步骤S4)。例如,在超声波探头2Α的情况下,该接收信号的谱是图4的(a)所示的谱C7。另外,在超声波探头2B的情况下,接收信号的谱是图5的(a)所示的谱C9。
[0071]从超声波探头2接收到接收信号的接收信号校正部32进行频谱的校正(步骤S5)。该接收信号的谱与超声波探头2的种类无关而为相同的谱(参照图4的(b)和图5的(b)的谱Cs)。
[0072]接着,STC校正部33对由接收信号校正部32校正了谱后的接收信号进行STC校正(步骤S6)。在此,STC校正部33例如基于图6所示的放大率与接收深度之间的关系来进行STC校正。
[0073]之后,B模式图像数据生成部41使用由STC校正部33进行放大后的回波信号来生成B模式图像数据(步骤S7)。显示部6显示与由B模式图像数据生成部41生成的B模式图像数据对应的B模式图像(步骤S8)。
[0074]在步骤S8之后,超声波观测装置1结束一系列处理。此外,超声波观测装置1也可以周期性地反复进行步骤S1?S8的处理。
[0075]根据以上说明的本发明的实施方式1,对发送驱动波和接收信号双方进行了用于排除与超声波探头的种类相应的影响的处理,因此能够实现排除了由于超声波探头的种类不同而产生的影响的超声波图像的观察。
[0076]另外,根据本实施方式1,生成具有利用超声波探头变换为发送回波时的衰减量越大的频率则值越大的频谱的上述发送驱动波,按每个频率根据其衰减量来对接收信号进行校正,因此能够可靠地排除由于与超声波探头的种类相应的特性不同而产生的影响。
[0077](实施方式2)
[0078]图8是表示本发明的实施方式2所涉及的超声波观测装置的结构的框图。该图所示的超声波观测装置11具备超声波探头2、发送和接收部3、输入部5、显示部6、控制部8、对电接收信号实施规定的运算的运算部12、生成与电回波信号对应的图像数据的图像处理部13以及存储部14。此外,对具有与上述超声波观测装置1所具有的结构要素相同功能的结构要素附加与超声波观测装置1相同的附图标记。
[0079]运算部12具有:放大校正部121,其对由发送和接收部3输出的数字RF信号进行放大校正,该放大校正用于使放大率与接收深度无关而为固定;频率分析部122,其对进行放大校正后的数字RF信号实施高速傅里叶变换(FFT)来进行频率分析,由此计算出频谱;以及特征量提取部123,其对由频率分析部122计算出的各处的频谱进行基于回归分析的近似处理以及衰减校正处理,由此提取出检体的特征量,该衰减校正处理是用于削减在超声波传播时与该超声波的接收深度及频率相应地产生的衰减的贡献的处理。
[0080]图9是表示由放大校正部121进行的放大处理中的接收深度与放大率之间的关系的图。如图9所示,由放大校正部121进行的放大处理中的放大率β (dB)在接收深度ζ为零时取最大值接收深度ζ从零开始直到达到阈值zth为止放大率β (dB)线性减少,在接收深度ζ为阈值zth以上时放大率β (dB)为零。放大校正部121根据这样决定的放大率来对数字RF信号进行放大校正,由此能够抵消STC校正部33中的STC校正的影响,输出固定放大率β &的信号。此外,放大校正部121进行的放大处理中的接收深度ζ与放大率β之间的关系根据STC校正部33中的接收深度与放大率之间的关系不同而不同,这是不目而喻的。
[0081]说明进行这种放大校正的理由。STC校正是对模拟信号波形的振幅遍及整个频带地均匀地进行放大的校正。因此,在生成利用超声波的振幅B的模式图像时,通过进行STC校正能够得到充分的效果,另一方面,在计算超声波的频谱的情况下,不能够准确地排除伴随着超声波的传播的衰减的影响。为了解决该问题,考虑在生成B模式图像时输出实施了STC校正的接收信号,另一方面,在根据频谱生成图像时,进行与用于生成B模式图像的发送不同的新的发送,输出未实施STC校正的接收信号。然而,在该情况下,存在基于接收信号生成的图像数据的帧频降低的问题。因此,在本实施方式2中,为了维持所生成的图像数据的帧频并且对在用于B模式图像时实施了 STC校正的信号排除一次STC校正的影响,而通过放大校正部121进行放大率的校正。
[0082]频率分析部122针对各声线(行数据),对由规定的数据量构成的FFT数据群进行高速傅里叶变换,由此计算声线上的多处(数据位置)的频谱。以复数得到频率分析部122的计算结果,并存储于存储部14。
[0083]通常,频谱根据检体的组织性状不同而示出不同的倾向。这是由于,频谱与作为使超声波散射的散射体的检体的大小、密度、声阻抗等具有相关性。此外,在本实施方式2中,“组织性状”是指例如癌、内分泌肿瘤、粘液性肿瘤、正常组织、血管等中的任一方。
[0084]图10是表示由频率分析部122计算出的频谱的例子的图。具体地说,示出了利用作为频率f与接收深度ζ的函数的强度I (f,ζ)和相位Φ (f,ζ)来表现通过对FFT数据群进行高速傅里叶变换而得到的频谱时的强度I(f,ζ)的谱。在此所指的“强度”是电压、电力、声压、声能等参数中的任一参数。在图10中,横轴f表示频率,纵轴I表示强度,接收深度ζ是固定的。在图10示出的谱Cn中,频谱的下限频率和上限频率fH是根据超声波探头2的频带、发送和接收部3发送的脉冲信号的频带等决定的参数,例如是4= 3MHz、f H =ΙΟΜΗζο
[0085]特征量提取部123具有:近似部124,其通过回归分析来计算由频率分析部122计算出的频谱的近似式;以及衰减校正部125,其对由近似部124计算出的近似式实施用于削减依赖于超声波的接收深度和频率的超声波的衰减的贡献的衰减校正处理,由此提取出频谱的特征量。
[0086]近似部124通过回归分析使用一次式(回归直线)对频谱进行近似,由此提取出使该近似的一次式具有特征的衰减校正前的特征量(以下称为校正前特征量)。具体地说,近似部124将一次式的斜率a。和截距b。作为校正前特征量提取出来。图10示出的直线Q。是相当于近似部124进行近似得到的一次式的直线。此外,近似部124也可以计算频带(fL<f<fH)的中心频率 fM= (f L+fH)/2 处的强度(也称为 Mid-band fit) c0= a 0fM+b0,来作为除斜率a。和截距b。以外的校正前特征量。
[0087]三个特征量中的斜率a。与超声波的散射体的大小具有相关性,通常认为,散射体越大则斜率具有越小的值。另外,截距b。与散射体的大小、声阻抗的差、散射体的密度(浓度)等具有相关性。具体地说,认为散射体越大则截距b。具有越大的值,声阻抗越大则截距b。具有越大的值,散射体的密度(浓度)越大则截距b。具有越大的值。中心频率f M的强度(以下简称为“强度”)c。是根据斜率a。和截距b。导出的间接参数,被赋予有效频带内的中心的谱强度。因此,认为强度cj余了与散射体的大小、声阻抗的差、散射体的密度具有相关性以外,还与B模式图像的亮度具有某种程度的相关性。此外,由特征量提取部123计算出的近似多项式并不限定于一次式,还能够使用二次以上的近似多项式。
[0088]在此,参照图11?图13来说明校正前特征量的值与超声波探头2的种类无关而相同的情况。此外,在图11?图13中,对使用两个不同种类的超声波探头2A、2B的情况进行说明,因此使用在实施方式1中参照的频谱。另外,在此,使用截距b。和强度c。作为校正前特征量来进行说明。
[0089]图11是表示使用超声波探头2A的情况下的接收信号校正部32进行校正前的频谱和进行校正后的频谱的图。具体地说,谱(:7是接收信号校正前的谱,谱Cs是接收信号校正后的谱。在图11中,谱c7的校正前特征量是b。= b i (直线Li的截距)、c。= c i (直线Li的强度)。另外,谱Cs的校正前特征量是b。= b 3 (直线L3的截距)、c。= c 3(直线L3的强度)。
[0090]图12是表示使用超声波探头2B的情况下的接收信号校正部32进行校正前的频谱和进行校正后的频谱的图。具体地说,谱(:9是接收信号校正前的谱,谱Cs是接收信号校正后的谱。在图12中,谱C9的校正前特征量是b 0= b 2(直线L2的截距)、c。= c 2(直线L2的强度)ο在此,一般地,b2乒b pbp并且c2乒c !、c3o
[0091]图13是在特征量空间(b。,c0)中分别绘制图11和图12所示的谱C7?C 9的特征量的组而得到的图。如图13所示,作为接收信号校正前的谱C7的校正前特征量的组的点AOv Cl)和作为接收信号校正前的谱C9的校正前特征量的组的点B(b2,c2)通常是特征量空间上的不同的点。另外,由接收信号校正部32进行校正后的谱与进行校正前的谱无关而为相同的谱Cs,因此校正后的特征量的组(b。,c0)与校正前的谱无关而为点C(b3,c3)。
[0092]这样,接收信号的频谱的校正前特征量之所以一致,是由于在发送驱动波生成部31生成发送驱动波时排除了依赖于超声波探头2的类型的频谱的影响,并且接收信号校正部32对接收信号排除了依赖于超声波探头2的类型的频谱的影响。关于该点,在如现有技术那样仅对发送驱动波或接收信号中的某一方进行校正的情况下,无法在不进行校正的另一方中排除超声波探头2的种类
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