专利名称：超声波诊断装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种超声波诊断装置，特别是一种适于以良好的浓度分辨率的图像来观察诊断部位的细微结构的超声波诊断装置。
背景技术：
超声波诊断装置，从探头向被检测体照射超声波，对被检测体内所反射的回声进行电信号处理，根据所处理的回声信号形成超声波像(例如B模式像、M模式像、D模式像、CFM模式像等)，将这些超声波像显示在监视器中。
这样的超声波诊断装置中，一般来说，作为监视器所能够显示的灵敏度范围的动态范围例如为0dB～40dB，与此相对，回声信号的动态范围有时例如为0dB～96dB。这种情况下，在将超声波图像显示在监视器中时，压缩回收信号的动态范围来进行显示。
肝肿瘤、胆囊、横膈膜等人体脏器组织内各部所产生的回声信号的信号强度差比较小，医师在通过超声波图像诊断这样的部位的情况下，由于形成上述脏器的超声波像的像素间亮度差较小，因此很难识别诊断部位的细微构造。
因此，以前有人提出一边变化从诊断部位所取得的回声信号的灵敏度，一边多次重复超声波像的获得操作，通过所获得的灵敏度不同的多个超声波像来对比观察诊断部位的细微构造的灵敏度断层法(Sensitivitygraded tomography)，并已在临床中进行。该灵敏度断层法例如记录在[非专利文献1]中。
非专利文献1日本超声波医学会“超声波诊断”医学书院发行，1994年7月15日第2版第1次印刷，p.398、p.887。
但是，如以前的超声波诊断装置那样，在压缩回声信号的动态范围并将超声波像显示在监视器中的情况下，产生灵敏度接近的回声信号的组织，在图像上灵敏度变成同一等级，因此存在医师很难诊断以细微亮度等级差进行图像显示的病变部这一问题。
另外，上述以前的灵敏度断层法中，从检查部位取得超声波像，将所取得的图像冻结在监视器画面上进行照片拍摄这种操作，需要一边变更回声信号的全灵敏度范围，一边重复多次，因此在取得灵敏度不同的多个超声波像之前需要花费时间与功夫，存在无法高效进行诊断的问题。另外，该以前的灵敏度断层法中，将所取得的回声信号的全灵敏度范围压缩到监视器的显示动态范围(显示灰度)中进行显示，因此在识别灵敏度接近的回声信号中伴有困难。
另外，医师在实施上述灵敏度断层法时，需要变更所取得的回声信号的灵敏度，让旁瓣或栅瓣等所引起的伪像在超声波图像上不明显。所以，上述灵敏度断层法中，存在要求医师具有高度的装置调整技术这样的问题。
发明内容
本发明的第1目的在于提供一种能够通过良好的图像来观察回声信号的等级处于狭窄的范围内的生体组织的超声波诊断装置。
本发明的第2目的在于提供一种能够高效观察回声信号的等级处于狭窄的范围内的生体组织的超声波诊断装置。
本发明的第3目的在于提供一种不需要高超的装置调整技术就能够观察回声信号的等级处于狭窄的范围内的生体组织的超声波诊断装置。
为解决上述问题，本发明的超声波诊断装置具有探头，其向被检测体发送超声波束，同时接收来自被检测体的回声信号；接收来自探头的回声信号的接收部；存储至少1图像量的所接收到的回声信号的存储器；从该存储器中所存储的回声信号中，将多个具有不同灵敏度范围的信号在每一灵敏度范围读出1图像量的机构；以及将上述所读出的信号在每一个灵敏度范围变换成显示监视器的动态范围并输出的机构。
本发明着眼于如果变换成数字信号并将回声信号存储在存储器中，便能够在读出回声信号时读出任意位数的数据。也即，通过将读出回声信号的位范围(灵敏度范围)任意可变设定，能够使用必要灵敏度范围的反射回声信号来再构成超声波像。所以，通过从存储器中所保存的回声信号中，读出多个灵敏度范围的数据，能够在监视器中显示根据不同灵敏度范围的数据的多个图像。通过这样，不但能够改善在监视器中显示超声波像的情况下的压缩率，如果让读出范围与监视器的动态范围相一致，还能够将图像数据与监视器的动态范围一对一对应显示，因此能够提高监视器中所显示的超声波像的像质。
例如，在来自AD变换部的反射回声信号为16位长，存储器中所保存的反射回声信号的动态范围为0dB～96dB的情况下，如果将从存储器中读出的反射回声信号的灵敏度范围例如设为40dB～80dB、20dB～60dB、0dB～40dB，便不需要压缩从存储器所读出的反射回声信号的动态范围，将动态范围0dB～40dB显示在监视器中。
这种情况下，在监视器的超声波像中设定了关心区域，作为想观察的区域时，能够从存储器中读出与该关心区域相对应的反射回声信号，在监视器中显示超声波像。通过这样，只需要读出对应于关心区域的反射回声信号就可以，因此能够提高超声波像的显示帧率。
本发明中，只要只取得1帧(1图像)的超声波图像，并将回声信号存储在存储器中，便能够再构成灵敏度范围不同的多个超声波像。所以，与超声波的取得操作及反复进行照片拍摄的以前的灵敏度断层法相比，能够缩短超声波像的取得时间。另外，能够容易地调整从存储器中读出的反射回声信号的灵敏度范围，让伪像等在超声波像中不明显，因此能够简化适于诊断的超声波像的取得操作。
这种情况下，为了取得灵敏度范围等级不同的超声波像，最好让灵敏度范围可变，使得范围的宽度一定，而平均灵敏度不同。通过这样，能够取得灵敏度范围不同的多个超声波像，该多个超声波像徐徐描绘出诊断部位的细微构造。
另外，为了让多个超声波像的对比观察更加容易，还能够将灵敏度范围不同的多个超声波像同时显示在同一画面中。例如，将灵敏度范围不同的多个超声波像排列起来，同时显示在监视器中，或将变更了色调信息的半透明的超声波像，与其他超声波像重叠显示在监视器中。通过这样，检查者不需要移动视线就能够进行对比观察，从而能够进行更加准确的诊断。
另外，为了显示关于关心区域的灵敏度范围不同的多个超声波像，可以具有在所显示的超声波像中设定关心区域的输入机构，在通过输入机构设定了关心区域时，从存储器中读出关于该关心区域的多个不同灵敏度范围的反射回声信号，将灵敏度范围不同的超声波像显示在监视器中。通过这样，能够明确识别出关心区域的细微构造，同时还能够提高超声波像的显示帧率。
另外，不但能够显示B模式像，还能够显示灵敏度范围不同的M模式像。通过这样，即使例如在M模式像中，存在于左室的内壁的血栓被心膜脂肪所覆盖，而很难识别的情况下，如果监视器中所显示的M模式像的灵敏度范围对应于计测时间而阶段性变化，便能够慢慢描绘出血栓，能够能够识别该血栓。
另外，本发明还能够将灵敏度范围不同的B模式像与灵敏度范围不同的M模式像同时排列显示出来。通过这样，在能够通过B模式像来识别诊断部位(例如横膈膜)的细微构造的同时，能够通过M模式像来测定该诊断部位的对应于超声波束的方向的形态的时间变化。
图1为说明本发明的超声波诊断装置的概要构成的方框图。
图2为说明形成并显示灵敏度范围不同的多个图像的主要部的构成的方框图。
图3为按照灵敏度不同来存储回声信号的存储器的示意图。
图4为说明在图3中所示的存储器中的1接收束的存储状态的图。
图5为说明用来将存储在存储器中的回声信号显示在监视器中的数据变换的第1方式的示意图。
图6为说明用来将存储在存储器中的回声信号显示在监视器中的数据变换的第2方式的示意图。
图7为说明将动态范围不同的B模式像顺次显示在监视器中的显示方式的图。
图8为说明将动态范围不同的多个B模式像同时显示在监视器画面中的显示方式的图。
图9为说明将关心区域(RO)的动态范围不同的B模式像显示在监视器中的方式的图。
图10为说明同时显示原图像与动态范围不同的图像的1显示方式的图。
图11为说明将心跳周期分成多个，在每一个期间变更动态范围并显示的M模式像的图。
图12为说明将动态范围不同的多个M模式像同时显示在监视器画面中的显示方式的图。
图13为说明存储在存储器中的回声信号的读出范围设定机构的其他
具体实施例方式
(实施方式1)对照图1至图8对使用本发明的超声波诊断装置的第1实施方式进行说明，首先使用图1以及图2对本发明的超声波诊断装置的构成进行说明。
图1中所示的超声波诊断装置1，由探头10、具有发送部与接收部的发送接收部12、AD变换部14、整相相加部16、存储器18、信号处理部20、图像构成部22、具有监视器的显示部24、控制部(CPU)26、以及操作台28等构成。
接下来对该超声波诊断装置1的动作进行说明。首先医师将探头接触被检测体的体表。接下来，医师从操作台28输入超声波检查的开始指令。对应于检查开始指令，输出让CPU26向发送接收部12的发送部输出驱动脉冲的指令。所输出的驱动脉冲，供给设置在探头10中的排列振子，从探头10向被检测体发送超声波。另外，使用公知的发送聚焦技术，让从探头10的排列振子向被检测体发送的超声波，聚焦在被检测体内的给定深度中。
之后，被检测体内所产生的反射波(回声)，由探头10的排列振子来接收。以上的超声波发送接收动作，变更发送接收方向，以给定周期反复进行。通过探头10所接收的回声，被各个振子从声音信号变换成电气信号(回声信号)。来自各个排列振子的回声信号由AD变换部14变换成数字信号(例如16位长的数字信号)。
变换成了数字信号的各个回声信号，输入给由有助于回声的接收的排列振子的数目的两倍的信道数所构成的数字整相电路，以及两个加法电路所构成的数字整相加法部16。通过该数字整相加法部16来实施接收聚焦处理。通过该接收聚焦处理从数字整相加法部16输出多个信号的接收束信号。另外，将数字回声信号群整相相加的数字整相加法部16的构成，作为数字整相技术在各种文献中是公知的，因此这里省略其说明。
通过数字整相加法部16将各个回声信号的相位整相之后，将从数字整相加法部16所输出的多个接收束信号的实部(Q部)与虚部(部)存储到存储器18中。存储器18由保存多个接收束信号的实部的Q存储器与存储虚部的存储器构成，将构成接收束信号的实部与虚部分离存储在这些存储器中。存储在存储器18中的回声信号，根据来自CPU26的指令读出之后，由信号处理部20实施检波以及对数压缩等。之后，从信号处理部20所输出的回声信号，在图像构成部22的帧存储器中形成为超声波图像数据，例如B模式像数据，该B模式像通过扫描变换方法读出，在显示部24的监视器中作为B模式像显示出来。
接下来，对用来解决上述问题的本发明的特征部分进行详细说明。图2为说明图1中所示的装置结构中，进行存储器18以后的信号处理的电路结构的图。下面使用图2对电路结构及其动作进行说明。图2中，存储器18如前所述，由存储回声信号的实部的存储器18a以及存储虚部的存储器18b构成。指定对这些存储器18a、18b的回声信号的写入以及读出地址的地址信号，从通过CPU26所控制的地址发生器30输出给存储器18a、18b。存储器18a、18b的后段，连接着包括正交检波电路20a、压缩电路20b的信号处理部20，存储在存储器18中的实部与虚部的两个信号在正交检波电路20e中合成，变换成1个图像形成用回声信号并输出。
信号处理部20的后段，连接有将信号处理部20所输出的回声信号的动态范围，数据变换成显示部24的监视器的显示动态范围的数字增益调整电路31。数字增益调整电路31，设有在监视器中显示的图像的数目个的数字增益调整电路，例如在显示动态范围不同的4个图像的情况下，设有4个数字增益调整电路。各个数字增益调整电路，由进行信号输入的ON/OFF的开关与数字增益调整器构成。也即，设有由开关31a与数字增益调整器31f、开关31b与数字增益调整器31g、开关31c与数字增益调整器31h、开关31d与数字增益调整器31j所构成的4个数字增益调整电路。
数字增益调整电路31的输出信号，经信号切换器32输出给图像构成部22。信号切换器32在数字增益调整器31f、31g、31h、31j的输出线与信号切换器32的输出线之间，分别具有切换开关(图示省略)。各个开关的ON/OFF时序由CPU26的指令进行控制。这样，通过适当的程序来进行根据CPU26的这些切换开关的ON/OFF控制，能够在显示部24的监视器中切换设定所显示的图像数。
图像构成部22，在超声波诊断装置的领域中称作数字扫描转换器(Digital Scan ConverterDSC)，变换超声波的扫描与图像显示的扫描。所以图像构成部22具有帧存储器22a。输入到图像构成部22中的回声信号，顺次写入到从CPU26所控制的地址发生器33向帧存储器22a输出的写入地址中，通过这样，在帧存储器22a形成超声波像。帧存储器22a内所形成的超声波像数据，与监视器的显示扫描同步，作为与回声信号的写入方向相交叉的方向的线数据读出。该读出时的读出地址从上述地址发生器33输出。
至少1超声波扫描完成之后，从图像构成部22输出存储在存储器18中的图像数据，图像数据被A/D变换器22b变换成亮度信号，输入给显示部24的监视器24a，作为超声波图像进行显示。
存储器18中所保存的图像数据，用于形成之后的灵敏度范围不同的多个图像，因此希望能够最佳描绘出检查对象部位。所以，操作者最好一边观察实时显示在监视器24a中的超声波图像，一边进行探测，将最佳描绘出检查对象部位的图像冻结起来。
接下来，对从存储器18读出具有给定灵敏度范围(动态范围)的任意张数(1以上的张数)的图像的回声信号，在显示部24的监视器24a中，通过监视器24a所具有的显示动态范围来显示这些图像的方式进行说明。图3中概念地示出了存储器18以及存储在其中的回声信号。另外，存储器18实际上如图2所示，由实部用存储器18a与虚部用存储器18b构成，但这里进行简化，通过1个存储器来代表进行说明。
数字整相加法部16所输出的回声信号(接收束信号)，存储在存储器18的存储空间中。该存储空间如图3所示，例如为对应于超声波束的扫描方向的x方向、对应于超声波束的深度方向的y方向、以及对应于回声信号的灰度方向(灵敏度方向)的z方向所构成的3维存储空间。z方向的存储区域具有16位的大小，从而能够存储接收束信号的全灰度，例如0dB～96dB的动态范围。
另外，存储器18如果只显示通过超声波束扫描所得到的实时图像，则在x方向只要具有与通过1次超声波束发送所获得的接收束数相对应数目的地址排列数就可以。但是，由于超声波诊断装置中需要图像的冻结功能，因此本实施方式中，存储器18在x方向具有形成1个超声波图像的接收束的数目个的地址排列数。通过这样，即使在停止了超声波发送接收的状态下，也即即使图像的更新停止，也能够变更所显示的图像的动态范围。
图3中，n表示超声波图像由n根接收束信号形成，表示从1到n顺次进行接收束信号的取得，现在表示在存储器18中存储有1个接收束信号(组合的信号)的状态。图4中显示了在该x方向的组合接收束信号在存储器中的存储状态。也即，组合接收束信号，在扫描方向上被赋予地址，在被检测体的深度方向上被赋予1至m的m个地址，在信号强度方向(灵敏度方向)上，被赋予对于深度方向的各个地址对应于信号强度的以1至p为最大值的柱图状地址。该以1至p为最大值的信号强度，例如对应于0dB至96dB的动态范围进行量化。
通过超声波束扫描而存储到存储器18的x方向、y方向、z方向中的数据，通过由操作者在操作盘28a中所输入的读出范围设定指令读出。为了由操作者输入读出范围设定指令，在操作盘28a中设有多个读出范围设定器34，例如4个(34a、34b、34c、34d)(参照图2)。读出范围设定器34a、34b、34c例如与CPU26相连接，由包括可变电阻器的电路与设置在操作盘28a的盘面上的把手构成。操作者通过给把手施加给定的旋转量，而能够可变设置可变电阻器的输出信号，将该输出信号输入给CPU26。CPU26设定对应于该输入信号的设定在存储器18的z方向的读出范围的中心部地址，输出给地址发生器30。这种情况下，由于可变电阻器的输出信号决定z方向的读出地址范围的中心部地址，因此，将用来对中心地址设定上下范围的读出范围设定器34d设置在操作盘28a上。该读出范围设定器34d也与其他读出范围设定器34a、34b、34c一样构成，被输入了该读出范围设定器34d的输出信号的CPU26，通过软件处理，对中心部地址设定上下范围。
这里，例如假定在读出范围设定器34中，将中心部地址60dB、40dB、20dB设定为地址范围40dB(对中心部地址的上下范围为20dB)的情况。像这样进行设定之后，存储在存储器18中的回声信号，作为1显示形态如图5所示，将40dB～80dB的回声信号，20dB～60dB的回声信号以及0dB～40dB的回声信号，分别变换成监视器24a的显示动态范围0dB～40dB并显示。也即，将存储器18中所存储的回声信号中，80dB的在监视器24a中以40dB显示，60dB的在监视器24a中以20dB显示，40dB的在监视器24a中以0dB显示。
另外，假设在读出范围设定器34中将中心部地址50dB、30dB、10dB设为地址范围20dB的情况。像这样进行设定之后，存储在存储器18中的回声信号，作为另一显示形态如图6所示，将40dB～60dB的回声信号，20dB～40dB的回声信号以及0dB～20dB的回声信号，分别变换成监视器24a的显示动态范围0dB～40dB并显示。
这样，通过本实施方式，能够从存储在存储器18中的回声信号中，读出具有任意动态范围的回声信号，进行图像显示。所读出的回声信号中，可以任意设定为1部分动态范围重复，也可以设为不重复。
读出范围设定器34a、34b、34c中的60dB、40dB、20dB的至少1个中心部地址，另外在读出范围设定器34d中设定40dB的方式，在本实施方式中，至少有以下几种可能情况。
(1)在读出范围设定器34中之一，例如读出范围设定器34a中设定60dB的中心部地址，其他读出范围设定器34b、34c停止的情况。
(2)在读出范围设定器34中之一，例如读出范围设定器34a中顺次切换设定60dB、40dB、20dB的中心部地址，其他读出范围设定器34b、34c中未设定中心部地址的情况。
(3)在读出范围设定器34a中设定60dB，34b中设定40dB，34c中设定20dB，剩下的读出范围设定器34d中未设定中心部地址的情况。
这些情况中，使用图7对(1)、(2)的情况进行说明。图7的左侧显示了显示在监视器中的图像，右侧显示了各个图像的回声信号的多台范围(横轴)与监视器的动态范围(纵轴)的关系的曲线图。另外，曲线图的实线部分表示从存储器18所读出的数据的范围。
情况(1)中，从存储器18读出所测定的超声波图像数据中的40～80dB(中心G60dB)动态范围(读出范围)的超声波图像数据。该所读出的数据的40dB的数据在监视器中显示为0dB，所读出的80dB的数据在监视器中显示为40dB，80dB～40dB的中间值的数据被分别变换成与其相对应的监视器显示动态范围并显示。因此，开关31a与数字增益调整器31e由CPU26驱动。通过这样，读出范围I的超声波图像数据被调整为监视器的0～40dB的动态范围并显示(参照图7(a))。
情况(2)中，接着上述情况(1)的动作，将20～60dB(中心G140dB)的动态范围(读出范围II)的超声波图像数据，同样由数字增益调整器31f进行数据变换并输出，调整为监视器的0～40dB的动态范围并显示(参照图7(b))，接下来，将0～40dB(读出范围III)的超声波图像数据，同样由数字增益调整器31g进行数据变换并输出，通过监视器的0～40dB(中心G220dB)的动态范围来显示(参照图7(c))。也即，该情况(2)中，所测定的超声波图像数据的动态范围不同的单一超声波像，顺次经帧存储器22a输出，顺次在监视器的全画面中显示。
所以，这些情况(1)、(2)中，能够通过高精细的图像来观察病变部。另外，情况(2)中，读出范围I、II、III的设定，可以由操作者在开始检查之前通过操作读出范围设定器34来进行，或一边观察显示在监视器画面中的超声波图像，一边操作读出范围设定器34来进行。另外，还可以将用来将同一动态范围的图像数据每给定时间或每给定张数顺次自动显示在监视器24a中的软件，安装到CPU26中来进行。
这里，关于图7(a)～(c)的B模式像，对其与通常的B模式像之间的对比进行说明。首先，通常的B模式像，是根据作为灵敏度范围所取得的回声信号的全范围的信号的，因此，显示像素间的亮度差减小，肝肿瘤的细微构造很难识别。与此相对，图7(a)的B模式像是根据读出范围I的回声信号的，因此与通常的B模式像相比，能够稍稍描绘出肝肿瘤的细微构造。另外，图7(b)的B模式像是根据读出范围II的回声信号的，因此与图7(a)的情况相比，能够稍稍鲜明地描绘出肝肿瘤的细微构造。另外，图7(c)的B模式像是根据读出范围III的回声信号的，因此与图7(b)的情况相比，能够更加鲜明地描绘出肝肿瘤的细微构造。这样，如果根据所设定的多个不同读出范围I～III的回声信号，对比观察灵敏度范围不同的B模式像，就能够可靠地分辨例如肝肿瘤的细微构造。
另外，情况(2)中，如图8所示，40～80dB的动态范围(读出范围I)的超声波图像数据，与20～60dB的动态范围(读出范围II)的超声波图像数据，以及0～40dB的动态范围(读出范围III)的超声波图像数据，同时显示在监视器的分割画面中。
该情况(2)中，各个图像的精细度不如上述情况(1)、(2)，但能够同时观察动态范围不同的图像数据，能够一边比较图像一边观察病变部。
另外，该情况(2)中，由于在监视器的4个分割区域中产生了1个空出来的区域，因此能够在该空出来的区域中显示所测定的全部动态范围的超声波图像。这种情况下，在操作盘28a中设置用来输入显示图像数的操作器，通过在该操作器中输入“4”，在图2的结构中，可以将存储器18中所保存的0dB～96dB的全灵敏度范围的超声波图像数据全部读出，接通开关31，将该输出信号输入给数字增益调整器31，变换成0dB～40dB的动态范围的数据，并输出给信号切换器32，由CPU按照给定的顺序操作信号切换器32，通过这样，在空出来的区域中填充图像。其结果如图8所示，图8中，在分割之后的监视器画面的左上区域中显示根据全动态范围的超声波图像数据的B模式像，在右上区域中显示根据40～80dB超声波图像数据的B模式像，在左下区域中显示根据20～60dB超声波图像数据的B模式像，在右下区域中显示根据0～40dB超声波图像数据的B模式像。另外，这些图像的显示位置，并不限于图8所示。
这里，对照图9对上述(2)情况的灵敏度范围不同的多个B模式像显示在监视器中的例子的变形例进行说明。图8中，显示了将灵敏度范围不同的多个B模式像同时排列在同一画面中进行显示的显示例，而图9中显示了再构成灵敏度范围不同的多个B模式像，将再构成之后的各个B模式像缩小与原来的B模式像重叠显示的显示例。由于这样的图像显示可以通过公知的图像合成技术来进行，因此省略详细说明。
如果像这样，将灵敏度不同的多个B模式像同时显示在同一个画面中，检查者便不怎么移动视线，就能够容易地对比观察多个图像。另外，同时显示的B模式像的数目可以适当变更设定。
上述(1)～(3)的情况，通过只有操作者想观察的区域(关心区域RO)40不同的动态范围的图像数据来进行图像化，将该所生成的多个图像显示在监视器者的方式中还可以变形。该方式中，可以使用与CPU26相连接的位置信息输入装置，例如鼠标35，在监视器中所显示的B模式像中设定关心区域40(参照图10(a))，在设定了关心区域40时，将指定了与该关心区域40相对应的回声信号的1个或多个动态范围从存储器18中读出，并显示在监视器中。另外，关心区域的图像，除了与去除了关心区域的原图像合成并显示在监视器画面中的方式之外，还有只将关心区域显示在监视器画面中的方式(参照图10(b))，可以指定其中的任一种。上述方式的后者，由于只高精度显示关心区域，因此能够进行高精度检查。
这些方式中，从存储器18读出数据的地址发生器30、读出范围设定器34、数字增益调整器31、信号切换器32可以由CPU26来进行控制。
以上，通过本实施方式，如果只取得最佳描绘出检查部位的B模式像这一个图像，并存储到存储器18中，便能够简单显示出灵敏度范围不同的多个超声波像。所以，与重复B模式像的取得操作的以前的灵敏度断层法相比，能够缩短图像取得时间以及检查时间。
另外，本发明除了能够通过以上所说明的B模式像的冻结状态来实施之外，在实时更新B模式像同时检查病变部的情况下，也能够实施，这一点对于熟知本技术领域的人员应该很容易理解。
另外，为了让监视器中所显示的B模式像的伪像不明显，能够容易地调整从存储器18中所读出的反射回声信号的灵敏度范围，因此能够简化适当的B模式像的取得操作。
另外，本实施方式中，也可以自动变更灵敏度范围。这只要准备能够例如图7所示，将读出范围的平均灵敏度设为基准增益设定值(例如60dB)，对该增益设定值G，准备例如每20dB段自动错开，自动设定增益值G1(例如40dB)、增益值G2(例如20dB)的软件，就能够实施。此时，设定对基准增益设定值G的其他增益设定值G1、G2的增益阶梯，可以实验或经验设定。
另外，用来让灵敏度范围阶梯地错开的基准位置，并不限于平均灵敏度G，可以将任意位置设定为基准。另外，还能够通过手动旋转增益把手，让增益设定值G连续可变，来连续变更读出反射回声信号的灵敏度范围。(实施方式2)对照图11、图12对使用本发明的第2实施方式进行说明。本实施方式与第1以及第2实施方式的不同点在于，作为对象的超声波图像不是B模式像，而是M模式像。另外，本实施方式中，给具有与第1实施方式相同功能以及构成者标注相同符号，省略其说明。图11中示出了显示心脏壁的1心跳中的形态变化的M模式像。图12中显示了将灵敏度范围不同的多个M模式像同时排列显示在同一画面中的显示例。
如图11所示，M模式像，例如显示出形成左心室52的心壁50、51的超声波束方向的时间变化形态，该M模式像中，在时间上与M模式像同步显示了通过心电计(图示省略)所测定的心电(ECG)波形53。另外，本实施方式中，将ECG波形53的R波到R波之间的1心跳周期设为基准时间，在该1心跳周期内，作为分割成多个时间的计测时间，顺次设定有计测时间A、计测时间B、计测时间C以及计测时间D。为了这样的计测时间A、B、C、D的设定，预先测定例如多个ECG波形。之后，通过CPU26计算出该心跳周期的平均值，求出1心跳周期Th。以该所求出的1心跳周期为基准，从R波的检测开始设定计测时间A、B、C、D(这里D＝Th-A+B+C)。
读出范围设定器34a、34b、34c、34d中，由安装在CPU中的软件来指定这些设定器与哪个计测时间相对应，操作者能够根据它来设定各个计测时间的读出范围。
以上设定完成之后，操作者将探头触碰被检测体的胸部，执行B模式计测。之后，如果得到了包括心脏的检查对象的剖面显示得最好的图像，便在该B模式像中设定M模式测定方向。之后执行1心跳的M模式计测。
图11中所示的例子中，计测时间A中，作为灵敏度范围根据存储器18内的所有动态范围的信号，显示出M模式像。该显示形态与上述实施方式1中的B模式像的原图像显示一样。该显示即使通过软件处理来执行，也可以通过只将开关34h接通来读出全动态范围的数据。
另外，计测时间B中，根据读出范围(40dB～80dB)的回声信号显示出M模式像，同样，计测时间C中，根据读出范围II(20dB～60dB)的回声信号显示出M模式像，计测时间D中，根据读出范围III(0dB～40dB)的回声信号显示出M模式像。这样，每计测时间A～D自动切换从存储器18所读出的回声信号的灵敏度范围(动态范围)。
但是，有时会像计测时间A的M模式像那样，例如心壁50的内壁中所产生的血栓55被心膜脂肪所覆盖，很难识别该血栓55的存在。通过本实施方式，由于根据灵敏度范围随着时间的经过而不同的回声信号，来显示M模式像，因此能够在该M模式像中显示血栓55。例如，与计测时间A的M模式像相比，随着计测时间的经过，例如计测时间D的M模式像变得容易识别血栓55的存在。另外，本实施方式中，M模式的显示方式，采用让重写线54从显示画面的左侧向右侧移动，顺次显示测定结果的纵览显示模式，但也可以使用在右侧常时显示最新测定结果的卷动显示模式。
图11所示的方式中，1心跳的期间通过多个灵敏度范围来表示，但也可以如图12所示，将灵敏度范围不同的多个M模式像同时排列显示在同一个画面中。通过这样，检查者不需要移动视线就能够容易地对比观察各个M模式像，因此容易识别血栓55等的存在。另外，该显示例中各个M模式像显示了2心跳量，但该显示期间只与存储器18中存储有几个心周期的M模式像有关，可以任意设定。
以上根据第1实施方式(B模式的适用方式)以及第2实施方式(M模式的适用方式)对本发明的超声波诊断装置进行了说明，但本发明还能够适用于多普勒模式(D模式)，以及彩色流程映射图模式(CFM模式)。
本发明还能够进一步进行变形。例如，上述实施方式中，列举出了在操作盘28a中设有多个读出范围设定器34的例子，但读出范围设定机构也可以如图13所示，由显示在监视器24a中的读出范围设定窗口36与鼠标35等输入装置构成。这种情况下，监视器的画面中所显示的读出范围设定窗口中，设有可变读出范围的下限值与上限值的箭头标记36a、36b以及数值显示它们的数值显示部36c、36d。箭头标记36a、36b如果通过鼠标35点击向上的箭头，便升高设定值，如果点击向下的箭头便降低设定值。之后，在此时的数值显示部36c、36d中变更显示数值。该显示利用显示部的字符存储器就能够容易实现。另外，图13中列举了1图像显示的例子，但在显示多个图像的情况下，需要在各个图像的显示区域中设置读出范围设定窗口。
另外，作为本发明的变形例，还可以显示出灵敏度范围不同的B模式像，在该B模式像中重叠显示彩色弹性图像。也即，对诊断部位取得灵敏度范围不同的B模式像，同时，还取得表示该振荡部位的生体组织的硬度以及柔软度等的彩色弹性图像。之后，可以只变更彩色弹性图像的YUV信息中的色调信息，作为半透明彩色弹性图像，将该彩色弹性图像重叠显示在灵敏度范围不同的各个B模式像中。通过这样，在能够识别出生体组织的细微构造的同时，还能够把握肿瘤等硬化区域。
另外，在显示灵敏度范围不同的B模式像时，最好将表示所设定的灵敏度范围的数值(例如表示读出范围I、读出范围II、读出范围III的数值)与B模式像同时显示。通过这样，根据所显示的B模式像与表示灵敏度范围的数值，能够容易地决定接下来应当设定的灵敏度范围。这是由于，超声波诊断装置中具有显示被检测体的D信息以及检查信息等的字符存储器或图像存储器，因此可以利用这些存储器。
另外，本发明还能够将灵敏度范围不同的B模式像与灵敏度范围不同的M模式像同时显示在同一画面中。这种情况下，最好在B模式像中写入M模式的测定线，通过这样，能够通过B模式像来识别诊断部位(例如横膈膜)的细微构造，同时还能够通过M模式像来测定该诊断部位的形态的时间变化。
另外，本发明还可以具有生成存储器18中所保存的回声信号的插补数据的机构。通过这样，即使在超声波的扫描线较少的情况下，也能够通过插补处理在监视器中显示分辨率较高的超声波像。
另外，本发明还可以设置用来存储回声信号的外部主存储装置。通过这样，在再次诊断同一个诊断部位时，只通过从外部主存储装置读出回声信号，就能够再次开始超声波诊断。
如上所述，通过本发明，能够通过良好的图像来观察回声信号的等级存在于狭窄的范围内的生体组织。
另外，通过本发明，能够高效地观察回声信号的等级存在于狭窄的范围内的生体组织。
另外，通过本发明不需要高度的装置调整技术，就能够容易地观察回声信号的等级存在于狭窄的范围内的生体组织。
权利要求
1.一种超声波诊断装置，其特征在于，具有探头，其向被检测体发送超声波束，同时接收来自上述被检测体的回声信号；接收部，其接收来自上述探头的回声信号；存储机构，其存储所接收到的回声信号；读出范围设定机构，其对上述存储机构中所保存的全灵敏度范围的回声信号，至少设定1个给定部分的读出灵敏度范围；数据变换机构，其从上述存储机构读出由上述读出范围设定机构所设定的灵敏度范围的回声信号，数据变换成显示监视器的显示动态范围；以及显示机构，其将上述数据变换机构所变换的数据，作为图像显示在监视器画面中。
2.如权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于上述存储机构，为将对应于上述超声波束的1次发送的接收回声信号存储的存储器，上述存储器的内容在每次超声波的发送接收时被更新。
3.如权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于上述存储机构，为存储通过上述超声波束对上述被检测体剖面进行1次扫描所得到的回声信号的存储器。
4.一种超声波诊断装置，其特征在于，具有探头，其向被检测体发送超声波，同时接收来自上述被检测体的回声信号；接收部，其接收来自上述探头的回声信号；存储机构，其存储所接收到的回声信号；读出范围设定机构，其对上述存储机构中所保存的全灵敏度范围的回声信号，设定多个不同的部分的读出灵敏度范围；数据变换机构，其从上述存储机构读出由上述读出范围设定机构所设定的多个不同的读出灵敏度范围的回声信号，数据变换成显示监视器的显示动态范围；以及显示机构，其将从上述数据变换机构所变换的数据中所读出的每个相同读出灵敏度范围的数据分别图像数据化，显示在监视器画面中。
5.如权利要求4所述的超声波诊断装置，其特征在于上述多个不同读出范围，在上述读出范围设定机构中顺次切换设定，每次变化上述读出范围时，更新在上述监视器中所显示的图像。
6.如权利要求5所述的超声波诊断装置，其特征在于上述多个读出范围，一部分重复。
7.如权利要求5所述的超声波诊断装置，其特征在于上述多个读出范围，为互相独立的范围。
8.如权利要求4所述的超声波诊断装置，其特征在于上述多个不同读出范围，在上述读出范围设定机构中同时设定，在上述监视器中同时显示多个图像。
9.如权利要求8所述的超声波诊断装置，其特征在于上述多个读出范围，一部分重复。
10.如权利要求8所述的超声波诊断装置，其特征在于上述多个读出范围，为互相独立的范围。
11.如权利要求5所述的超声波诊断装置，其特征在于上述读出范围设定机构，包括读出上述存储器中所保存的全灵敏度范围的数据的机构，上述数据变换机构包括将全灵敏度范围的数据变换成上述监视器的显示动态范围的机构。
12.如权利要求4所述的超声波诊断装置，其特征在于上述监视器画面中所显示的图像，为B模式像、M模式像、D模式像、以及CFM模式像中的任一个。
13.一种超声波诊断装置，其特征在于，具有探头，其向被检测体发送超声波束，同时接收来自上述被检测体的回声信号；接收部，其接收来自上述探头的回声信号；存储机构，其存储至少1图像量的所接收到的回声信号；图像显示机构，其显示出使用上述存储器中所存储的1图像量的回声信号所形成的B模式像；在上述图像显示机构中所显示的B模式像中设定关心区域的机构；读出机构，其从上述存储器的多个对应于上述关心区域的存储区域中，读出至少具有1个部分灵敏度范围的回声信号；变换输出机构，其将从上述存储机构所读出的具有部分灵敏度范围的回声信号，变换成显示监视器的动态范围并输出；以及显示机构，其将上述变换输出机构所变换的数据图像数据化，显示在上述显示机构的监视器画面中。
14.如权利要求13所述的超声波诊断装置，其特征在于将根据上述部分灵敏度范围的数据所形成的图像单独显示。
15.如权利要求13所述的超声波诊断装置，其特征在于将根据上述部分灵敏度范围的数据所形成的图像，与上述B模式像合成起来显示。
16.如权利要求15所述的超声波诊断装置，其特征在于将根据上述部分灵敏度范围的数据所形成的图像，与上述B模式像位置关系相一致合成起来显示。
17.一种超声波诊断装置，其特征在于，具有探头，其向被检测体发送超声波束，同时接收来自上述被检测体的回声信号；接收部，其接收来自上述探头的回声信号；A/D变换部，其将从上述接收部所输出的回声信号变换成数字信号；数字整相部，其对上述A/D变换部的输出信号进行数字整相处理，形成接收束信号；第1存储器，其存储上述数字整相部的输出信号；读出范围设定器，其对上述第1存储器中所保存的全灵敏度范围的回声信号，至少设定1个给定部分的读出灵敏度范围；数字增益调整电路，其从上述第1存储器中读出由上述读出范围设定器所设定的灵敏度范围的回声信号，数据变换成显示监视器的显示动态范围，第2存储器，其使用通过上述数字增益调整电路所变换的数据，形成图像数据；以及监视器，其将上述第2存储器内所形成的图像数据作为图像显示在画面中。
18.如权利要求17所述的超声波诊断装置，其特征在于上述第1存储器，具有超声波束的扫描方向、超声波束在被检测体内的深度方向、以及回声信号的灵敏度方向的三维存储区域。
19.如权利要求17所述的超声波诊断装置，其特征在于上述读出范围设定器，由设置在操作盘上的操作器，以及输出与通过该操作器所付与的操作量相对应的信号的电气电路构成。
20.如权利要求17所述的超声波诊断装置，其特征在于上述读出范围设定器，由显示在上述监视器画面中，通过从输入装置所输入的指令来可变设定读出范围的窗口，以及输入从上述窗口可变设定上述读出范围的指令的操作器而构成。
全文摘要
通过探头(10)所接收到的回声信号，存储在存储器(18)中。操作盘(28a)中至少设有1个用来设定存储器(18)中所保存的回声信号的读出灵敏度范围的读出范围设定器(34)，将在存储器(18)中所保存的全灵敏度范围的回声信号中由读出范围设定器(34)所设定的灵敏度范围的回声信号，从存储器(18)中读出。从存储器(18)所读出的回声信号，被数字增益调整电路(31)变换成对应于监视器(24a)的显示动态范围的数据。数据变换之后的数据输入给图像构成部(22)，形成图像数据，将该图像数据显示在监视器(24a)的画面中。
文档编号G01S7/52GK1798523SQ20048001544
公开日2006年7月5日 申请日期2004年6月1日 优先权日2003年6月3日
发明者佐佐木明 申请人:株式会社日立医药