超声波诊断装置的制作方法

专利名称：超声波诊断装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用超声波对被检体内的摄影对象部位取得断层图像的 超声波摄影装置及其超声波探头，特别涉及根据时间上连续的帧的超声波 接收信号数据，计算被检体内的各点的变形及弹性率，显示表示组织的硬 度的弹性图像的超声波弹性图像摄影装置及其超声波探头。
背景技术：
在超声波摄影装置中，有的采用通过超声波探头的超声波收发面给被 检体施加外力，利用时间上相邻的一对帧的超声波接收信号数据的相关运 算，求出被检体内各点的变位，再通过对该变位的空间微分，计测变形， 将该变形数据图像化的手法。还有根据外力造成的应力分布及变形数据， 将组织的杨氏模量等典型的弹性率数据图像化的手法(例如参照JP特开平 5 — 317313号及JP特开2000 — 60853号)。向被检体施加的外力，包含加压 及减压。以下，简单地记作"压迫"。任意时刻的超声波接收信号帧数据， 作为信息，反映了该时刻的被检体内的组织的结构及配置。作为利用超声 波取得组织弹性信息的方法，首先，使用只隔一定时间间隔取得的一对帧 的超声波接收信号数据，计算在该一定时间中施加的压迫所产生的组织各 部的变位。再将变位的信息空间微分，从而对关心区域(ROI)内的所有的 点计算变形的值，构成弹性图像后显示。如果根据这种变形及弹性率数据 (以下称作"弹性帧数据")产生的弹性图像，就可以计测组织的硬度后显
不o
为了获得图像质量高的弹性图像数据，最好施加使关心组织产生0.5% 1%左右的变形的压迫，在没有给予这种适当范围内的变形的时相中，描绘出来的弹性图像数据成为紊乱的数据。在一定时间间隔中取得一对帧的超 声波接收信号数据之际，在某时刻中的压迫速度较快时，该时刻中给予组 织的变形就大，相反，在某时刻中的压迫速度较慢时，该时刻中给予组织 的变形就小。这样，在一连串的压迫过程中取得的多个弹性图像数据(特 别是变形图像数据)的各自的图像质量，就取决于为了构成各自的弹性图 像数据而取得一对帧的超声波接收信号数据的时刻中的压迫速度。在现有技术的超声波摄影装置产生的弹性图像数据中，由于采用靠手 通过超声波探头压迫关心组织的方法，所以难以在一连串的压迫过程中的 所有的时刻都在符合高图像质量化的压迫速度范围内持续压迫，另外，由 于在各自的时刻中的压迫速度不能恒定，所以作为结果输出的多个弹性图 像数据，在时间上就不连续，在帧间弹性图像出现不连续性。并且，在压 迫过程中，不可避免地要出现手抖，压迫方向在各自的时刻中要产生变动， 这也是上述连续性地取得的弹性图像数据出现不连续性的原因。所以弹性 图像的图像质量，依赖于操作者的技术水平。另外，在超声波接收信号帧数据的取得时间间隔中，关心组织受压迫 后，往往向探头短轴方向躲避，离开计测断面，或者以很大的速度向探头 长轴方向或压迫方向变位，脱离摄影装置设定的ROI。这样，由于压迫方向不适当或压迫速度过剩，在摄影装置设定的ROI内，往往存在不能正确计算变位的出错(相关计算出错)区域。另外，对于发射超声波由于衰减 而未到达的深部的区域及超声波反射体较少的区域(例如囊胞等内部液态 的病变部)等，由于无法获得足以反映关心组织的性状的强度的接收信号，所以在摄影装置设定的ROI内，往往存在不能正确计算变位的出错(相关 计算出错)区域。并且，超声波探头没有与被检体接触的区域等，由于超 声波探头的形状及关心组织的形态，在摄影装置设定的ROI内，往往存在 计算变位无意义的出错区域。这些时候，对于出错区域，不能正确显示变 形图像。还有，在超声波接收信号帧数据的取得时间间隔中，由于没有对关心 组织进行压迫，或对关心组织的压迫速度过小，压迫速度为零或不够，所 以在摄影装置设定的ROI内，变位接近于零的区域还往往遍布整个区域。 这时，将使用该变位值运算的变形值作为图像显示的失形图像，在遍及ROI的整个区域中就成为对比度低的图像。
在采用现有技术的超声波摄影装置进行的弹性图像摄影中，不评价作 为运算结果输出的数据(变形或弹性率)的显示价值(数据的可靠性及图 像质量)，对设定的ROI的所有的计测点都构成图像后显示。这样，在不适 当的状态下运算的区域的图像信息，尽管是没有显示价值的信息，却不能 与有显示价值的信息区别。其结果，由于形成1帧有显示价值的区域和没 有显示价值的区域混在一起的弹性图像，所以弹性图像的可靠性低。
另外，在采用现有技术的超声波摄影装置中，由于没有考虑从被检体 的体表面向活体组织施加外力的压迫操作是否妥当，所以往往未必能获得 适当的弹性图像。
就是说，弹性图像是根据向活体组织施加外力后拍摄的时间系列不同 的二个断层像的帧数据，由活体组织的各部位的变位(变形)及压力等求 出弹性率，将变形本身的样态定性或将弹性率定量后图像化的产物。活体 组织的各部位的变形，随着加压的大小、加压的速度、加压的时间及加压 的方向等加压操作而变，而且如果相邻的2帧间的变形之差达不到某种程 度，就不能编制出适当的弹性图像。
特别是虽然有时也利用机械手段施加外力，但从简便性出发，却大多 采用通过将超声波探头压住被检体的体表面的方法施加，由于操作者的手 ^的变化，加压状态产生很大的变动，所以往往未必能获得适当的弹性图 攀。同样，由于被检体还存在个体差异，所以即使用一定的加压状态操作， 也往往未必能获得适当的弹性图像。
' 另外，因加压方向及按压方法的不同，活体组织往往产生横向错位， 这样的加压操作时，也在弹性图像中包含横向错位导致的干扰(噪声)，往 往不能获得适当的弹性图像。

发明内容
本发明就是针对上述情况研制的，其目的在于提供在弹性图像摄影中， 在任意的时候都能够将图像质量高的弹性图像稳定地图像化的超声波摄影 装置。另外，本发明的目的还在于提供在弹性图像摄影中，在难以取得典 型的理想的数据的状况下，将计算没有显示价值的弹性的值的图像信息的区域，例如作为噪声识别，通过形成反映该信息的弹性图像，从而可以进 行高质量的弹性图像摄影的超声波摄影装置。进而，本发明的目的还在于 向操作者提供旨在获得适当的弹性图像而加压的操作信息。为了达到所述目的，本发明涉及的超声波探头，其特征在于，具备 与被检体的接触面接触的超声波收发面；介有所述超声波收发面及所述接 触面，在向所述被检体发射超声波的同时，还接收所述被检体的内部反射 的超声波的超声波收发部；介有所述超声波收发面，对所述接触面向垂直 于所述超声波收发面的方向进行压迫动作的压迫机构。所述压迫机构，最好具有被操作者把持的把持部；使所述超声波收 发面和所述把持部的距离变化，从而进行所述压迫动作的执行元件。所述执行元件，最好具备与所述超声波收发面和所述把持部中的一 Y连接的齿条；与所述超声波收发面和所述把持部中的另一个连接，与所 述齿条啮合的齿轮；驱动所述齿轮的电动机。所述执行元件，最好具备与所述超声波收发面和所述把持部中的一 个连接的气缸；与所述超声波收发面和所述把持部中的另一个连接，插入 所述气缸的活塞；向所述气缸供送流体的泵。所述接触面在所述被检体内；所述超声波收发面，最好插入所述被检 体内；所述压迫机构，最好在所述被检体内进行所述压迫动作。所述压迫机构，最好具有与所述被检体内的所述接触面相对的所述 被检体的相对接触面接触的支持面；使所述超声波收发面和所述支持面的 距离变化，从而进行所述压迫动作的执行元件。所述执行元件，最好具备与所述超声波收发面和所述支持面中的一 个连接的齿条；与所述超声波收发面和所述支持面中的另一个连接，与所 述齿条啮合的齿轮；驱动所述齿轮的电动机。所述执行元件，最好具备使所述超声波收发面和所述超声波收发部的表面之间介有液体的袋部，使所述袋部内的所述液体的量变化的泵；所述超声波收发面，包含所述袋部的表面。所述袋部，最好由成为所述超声波收发面的第1部分和所述第1部分以外的第2部分构成；所述第2部分，具有伸縮性比所述第1部分低、限如j所述第1部分的移动方向的薄壳。所述执行元件，最好具备使所述超声波收发面和所述支持面之间介 有流体的袋部，使所述袋部内的所述液体的量变化的泵。所述执行元件，最好具备使所述超声波收发面和所述支持面之间介 有流体的多个袋部，使所述多个袋部的各自内的所述流体的量变化的泵； 选用所述多个袋部的至少一个，从而从多个方向中选择所述压迫动作的方 向所述超声波探头，最好还具有收纳所述超声波收发部的筒状外壳，所 述执行元件，具备使所述超声波收发面和所述超声波收发部的表面之间 介有液体、安装在所述外壳的外周的环状的袋部，使所述袋部内的所述液 体的量变化的泵；所述超声波收发面，包含所述袋部的表面。所述超声波探头，最好还具有安装在所述袋部的外周，成为所述支持 fe的挡块。所述超声波探头，最好还具有计测外加给所述接触面的压力的压力 计测部；按照所述压力计测部计测的压力，控制所述压迫机构的压力控制部。所述压迫机构，最好具有内包流体的袋部，通过使所述袋部内的所述流体的量变化，从而进行所述压迫动作；所述压力计测部，通过计测所述 袋部内的所述流体的压力，从而计测外加给所述接触面的压力。所述超声波探头，最好还具有收纳所述超声波收发部的第1外壳，和 fe纳所述压迫机构的第2外壳；所述第1外壳，具有供操作者把持的第1 把持部；所述第2外壳，具有供操作者把持的第2把持部，与所述第l把 梧部相对安装；所述压迫机构，具有使所述超声波收发面和所述第2把持 部的距离变化，从而进行所述压迫动作的执行元件。所述压迫机构，最好具有供操作者把持的把持部；配置在操作者可 以用把持所述把持部的手指进行操作的位置，控制所述压迫机构的所述压 迫动作的控制开关。另外，本发明涉及的超声波弹性图像摄影装置，其特征在于，具有所述的超声波探头；输出驱动所述超声波探头的超声波信号的超声波发射 部；根据所述超声波探头接收的反射回波信号，取得在时间上不同的二个 断层像数据，根据该二个断层像数据，计测所述被检体内的各部的变位的变位计测部；根据所述变位计测部计测的所述被检体内的各部的变位数据， 求出所述被检体内的各部的组织的弹性率的弹性率运算部；根据所述弹性 率运算部求出的弹性率，编制弹性图像的图像生成部；显示所述生成的弹 性图像的显示部。
所述的超声波弹性图像摄影装置，最好还具有按照所述二个断层像数 据的时间间隔，控制所述压迫机构的压迫周期的压迫周期控制部。
另外，本发明涉及的超声波弹性图像摄影装置，其特征在于，具有 处理由与被检体组织接触的超声波探头检出的信号，生成断层像及变形弹 性图像的信号处理部；根据在所述变形弹性图像的生成过程中利用的各种 数据，评价生成的变形弹性图像的显示价值的显示价值评价部；按照所述
显示价值评价部的评价结果，赋予所述变形弹性图像色彩信息或黑白亮度
插息的信息赋予部；显示所述断层图像和由所述信息赋予部赋予了信息的
所述变形弹性图像的显示部。
另外，本发明涉及的超声波弹性图像摄影装置，其特征在于，具有 对被检体发射及接收超声波，输出反射回波信号的超声波收发部；利用来
自所述超声波收发部的反射回波信号，以所定的周期反复取得包含运动组
织在内的被检体内的超声波接收信号帧数据的断层扫描部；对由所述断层 扫描部取得的时间序列的超声波接收信号帧数据，进行所定的信号处理的 信号处理部；将来自所述信号处理部的时间序列的断层帧数据，变换成黑 白断层像数据的黑白数据变换部；根据所述断层扫描部取得的时间序列的 超声波接收信号帧数据，生成表示所述断层像上的各点的移动量或变位的 变位帧数据的变位计测部；计测或推定所述被检体的诊断部位的体腔内压 力，生成压力数据的压力计测部；根据所述变位帧数据及所述压力数据， 生成表示所述断层像上的各点的变形及弹性率的弹性帧数据的变形及弹性 率运算部；根据在所述弹性帧数据的生成过程中利用的各种数据，评价所 述弹性帧数据的显示价值的显示价值评价部；按照所述显示价值评价部的 评价结果，赋予所述弹性帧数据色彩信息或黑白亮度信息的信息赋予部； 显示所述黑白断层像收据和由所述信息赋予部赋予了信息的所述弹性帧数 据的显示部。
所述信息赋予部，最好赋予有显示价值的区域阶差化的图像信息，赋予没有显示价值的区域和有显示价值的区域的阶差化的图像信息不相容的 单一的图像信息，构筑弹性帧数据，从而可以在图像上识别两区域。所述信息赋予部，最好赋予有显示价值的帧阶差化的图像信息，赋予 没有显示价值的帧和有显示价值的区域的阶差化的图像信息不相容的单一 的图像信息，构筑弹性帧数据，从而可以在图像上识别两区域。所述显示价值评价部，最好实施将在所述弹性帧数据的生成过程中利 用的各种数据的要素数据作为母集团的统计处理，根据其统计性的特征， 评价所述弹性帧数据的显示价值。所述显示价值评价部，最好根据由所述变位计测部输出的所述变位帧 数据，评价所述弹性帧数据的显示价值。所述显示价值评价部，最好根据由所述压力计测部输出的所述压力数 据，评价所述弹性帧数据的显示价值。所述显示价值评价部，最好根据由所述变形及弹性率运算部输出的所 述弹性帧数据，评价所述弹性帧数据的显示价值。所述显示价值评价部，最好按照所述弹性帧数据的显示价值的结果， 自动设定表示弹性帧数据的关心区域的位置及在范围中的至少一方。所述显示部，最好按照所述显示价值评价部的评价结果，只显示所述 黑白断层像数据，不显示所述弹性帧数据。另外，本发明涉及的超声波弹性图像摄影装置，其特征在于，具有 处理由与被检体组织接触的超声波探头检出的信号，生成断层图像及变形 弹性图像的信号处理部；根据在所述变形弹性图像的生成过程中利用的各种数据，评价生成的变形弹性图像的显示价值的显示价值评价部；按照所述显示价值评价部的评价结果，只显示所述断层像，不显示所述变形弹性 图像的显示部。另外，本发明的特征在于在具有在和被检体之间收发超声波的超声 波探头；输出驱动该超声波探头的超声波信号的超声波发送单元；赋予所 述被检体压力的加压单元；从所述超声波探头接收的反射回波信号中取得 在时间上不同的二个断层像数据，根据这二个断层像数据，计测各部的变 位的变位计测单元；根据该变位计测单元计测的各部的变位数据，求出各 部的组织的弹性的弹性率运算单元；根据该弹性率运算单元求出各的弹性率，编制弹性图像的图像生成单元；显示该生成的弹性图像的显示单元的 超声波弹性图像摄影装置中，设置解析所述变位数据，判定所述加压单 元的加压操作是否适当的加压判定单元；在所述显示单元上显示该加压判 定单元的判定结果的判定输出单元。
这样，由于显示单元立即显示加压操作是否适当，所以操作者可以按 照显示的加压状态是否适当，调整加压单元(例如探头)的加压操作，从 而获得适当的弹性图像。另外，由于解析变位数据，判定加压操作是否适 当，所以包含被检体的个人差异在内，能够判定加压操作是否适当。其结 果对操作者来说，可以实现优异的弹性图像摄影。
在这里，加压判定单元能够根据变位数据，求出所述断层像中的变形 率分布，根据该变形率分布是否在适当的范围内，判定加压单元的加压是 否适当。在此基础上，或者取代它，加压判定单元能够根据变位数据，求 出所述断层像中的横向错位的程度，根据该横向错位的程度是否在适当的 范围内，判定加压单元的加压是否适当。进而，判定输出单元能够根据判 定结果，通过显示或/及声音，输出修正加压操作的引导。


图1是表示本发明的超声波摄影装置的实施方式的方框图。 图2是一维线性阵列超声波探头的外形图。 图3是安装了压迫板的超声波探头的外形图。
图4是表示内置采用电动机机构的自动压迫机构的超声波探头的图形。 图5是表示内置采用泵机构的自动压迫机构的超声波探头的图形。
图6是表示安装了自动压迫组件的超声波探头的图形。 图7是表示安装了压力传感器的超声波探头的图形。 图8是讲述按照压力计测部得到的压力信息控制自动压迫机构的情况 的图形。
图9是采用本发明的实施方式的经直肠型超声波探头的外形图。 图10 (a)及10 (b)是表示经直肠型超声波探头具有自动压迫机构的 实施方式的图形。
图ll (a)及ll (b)是表示经直肠型超声波探头具有自动压迫机构的
ii其它实施方式的图形。图12 (a)及12 (b)是表示经直肠型超声波探头具有自动压迫机构的其它实施方式的图形。图13 (a)及13 (b)是表示经直肠型超声波探头具有自动压迫机构的 其它实施方式的图形。图14 (a)及14 (b)是表示经直肠型超声波探头具有自动压迫机构的 其它实施方式的图形。图15 (a)及15 (b)是表示经直肠型超声波探头具有自动压迫机构的 其它实施方式的图形。图16 (a)、 16 (b)及16 (c)是表示经直肠型超声波探头具有自动压 迫机构的其它实施方式的图形。图17是表示图15 (a)的袋囊的动作一个示例的图形。图18是表示袋囊的其它实施方式的图形。图19是表示图1的显示价值评价部的实施方式的方框图。图20是表示图19的帧存储器电路内存放的计测结果帧数据的一个示 例的图形。图21是表示由图19的计测质量评价电路构筑的计测质量帧数据的一 个示例的图形。图22是表示图1的显示价值评价部的其它实施方式的方框图。 图23是表示由图22的显示判定电路构筑的判定结果帧数据的一个示 例的图形。图24是表示图23的判定结果帧数据的具体的数值的一个示例的图形。 图25是表示图1的彩色扫描转换器的实施方式的方框图。 图26是表示由图25的色彩信息赋予电路构筑的弹性色彩帧数据的一 个示例的图形。图27是表示自动控制ROI的位置及范围时的处理前的弹性色彩帧数据的一个示例的图形。图28是表示自动控制ROI的位置及范围时的处理后的弹性色彩帧数据的一个示例的图形。图29是表示所有的要素数据都用相同的单一色构成，帧的弹性图像数据未被阶差化地显示的弹性色彩帧数据的一个示例的图形。图30是本发明的超声波摄影装置的其它实施方式的结构的方框图。图31是图30的实施方式的超声波摄影装置涉及的弹性图像取得的处理步骤的流程图。图32 (a) 32 (e)是表示图31的实施方式的显示图像的一个示例的图形。 —图33是表示判定加压操作是否适当使用的变形率分布的示例的图形。图34是利用声音输出加压操作是否适当时的流程图。图35 (a) 35 (e)是表示图34的实施方式的显示图像的示例的图形。图36是再生显示电影存储器保存的弹性图像时的流程图。图37是表示本发明的实施方式涉及的横向错位判定单元的周围的结构的方框图。图38是横向错位判定单元中的以处理步骤为中心的流程图。 图39是表示图37的实施方式的显示图像的状态的图形。 图40是讲述检出横向错位的块匹配法的图形。
具体实施方式
下面，参照附图，详细讲述本发明的实施方式。图1是表示采用本发 明的超声波摄影装置的实施方式的方框图。该超声波摄影装置，是在利用 超声波对被检体1的摄影对象部位获得断层像的同时，还显示表示活体组 织的硬度的弹性图像的装置。该超声波摄影装置，如图1所示，具备.*具 有自动压迫机构20的超声波探头10，超声波收发控制电路201，发射电路 202，接收电路203，整相加法电路204，信号处理部205，黑白扫描转换器 206，图像显示器207，超声波接收信号帧数据选择部208，变位计测部209， 压力计测部210，变形及弹性率运算部211，弹性数据处理部212，彩色扫 描转换器213，切换加法器214，显示价值评价部215，装置控制接口部216。超声波探头10，将许多振动器排列成长方形后形成，机械性或电子性 地进行射束扫描，在向被检体1发射超声波的同时，还接收被检体1的内 争反射的超声波。超声波收发控制电路201,控制发射及接收超声波的时刻。 发射电路202，在生成旨在驱动超声波探头10、使其产生超声波的发射波脉冲的同时，还利用内置的发射波整相加法电路将发射的超声波的接束点 设定为某个深度。接收电路203，用所定的增益，将超声波探头10接收的 反射回波信号放大。被放大的与各振动器的数量对应的数量的接收波信号，
作为各自独立的接收波信号，被输入整相加法电路204。整相加法电路204， 输入用接收电路203放大的接收波信号，控制它们的相位，对一点或多个 收束点形成超声波束。信号处理部205，输入来自的整相加法电路204接收 波信号后，进行增益修正、对数压縮、检波、轮廓强调、滤波处理等各种 信号处理。
这些超声波探头10、超声波收发控制电路201、发射电路202、接收电 路203、整相加法电路204及信号处理部205，构成超声波收发单元，利用 超声波探头IO，使超声波束在被检体1的体内向一定方向扫描，从而获得 一枚断层像。
黑白扫描转换器206，具有使用由上述超声波收发单元的信号处理部 205输出的反射回波信号、以超声波频率取得包含运动组织在内的被检体1 内的超声波接收信号帧数据、为了显示该超声波接收信号帧数据而以电视 方式的周期读出的断层扫描单元及旨在进行系统控制的单元，例如将来 自信号处理部205的反射回波信号变换成数字信号的A/D变换器，时间系 列地记忆被该A/D变换器数字化的断层像数据的多枚的帧存储器，控制它 们的动作的控制器等。
图像显示器207，是显示黑白扫描转换器206获得的时间系列的断层像 数据即B模式断层像的部件，由通过切换加法器214将黑白扫描转换器206 输出的图像数据变换成模拟信号的D/A变换器，和输入来自该D/A变换器 的模拟电视信号后作为图像显示的彩色监视器构成。
在本实施方式中，从整相加法电路204的输出侧分岔后，在设置着超 声波接收信号帧数据选择部208和变位计测部209的同时，还设置着与其 并联的压力计测部210，在该压力计测部210和变位计测部209的后级，设 置着变形及弹性率运算部211，从变位计测部209的输出侧分岔后，设置着 显示价值评价部215，在变形及弹性率运算部2U的后级，设置着弹性数据 处理部212和彩色扫描转换器213，在黑白扫描转换器206和彩色扫描转换 森213的输出侧，设置着切换加法器214。显示价值评价部215和彩色扫描转换器213，通过装置控制接口部216做媒介，操作者等可以自由控制。
超声波接收信号帧数据选择部208,在超声波接收信号帧数据选择部 208具备的帧存储器内依次确保由整相加法电路204以超声波摄影装置的帧 速率经时性地一个接一个地输出的超声波接收信号帧数据(将现在确保的 超声波接收信号帧数据作为超声波接收信号帧数据N)，按照超声波摄影装 置的控制命令，时间性地从过去的超声波接收信号帧数据N—l、 N—2、 N 一3、…、N—M中选择一个超声波接收信号帧数据(将它们作为超声波接收 信号帧数据X)，向变位计测部209输出一对超声波接收信号帧数据N和超 声波接收信号帧数据X。由整相加法电路204输出的信号，不限于超声波接 收信号帧数据，例如还可以是成为复合解调超声波接收信号的I、 Q信号的 形式的信号。
超声波接收信号帧数据选择部208，取得选择的一对超声波接收信号帧 数据N、 X之间的周期，按照该周期控制自动压迫机构20的压迫动作。下 面，讲述该动作的一个示例。
超声波接收信号帧数据选择部208选择的一对超声波接收信号帧数据 N、 X之间的周期，取决于由整相加法电路204输出的、输入超声波接收信 号帧数据选择部208的超声波接收信号帧数据的周期，和在构成该一对超 声波接收信号帧数据的过去的超声波接收信号帧数据X和现在的超声波接 收信号帧数据N之间去掉的超声波接收信号帧数据的数量。例如整相加 法电路204的输出——超声波接收信号帧数据是每秒40帧的周期，而且一 对超声波接收信号帧数据N、 X之间去掉的帧数是l帧时， 一对超声波接收 信号帧数据之间的周期，就成为每秒20帧。自动压迫机构20取得该一对 超声波接收信号帧数据N、 X之间的周期信息，根据取得的周期信息，控制 压迫动作的压迫速度。
例如上述的条件时，在来自整相加法电路204的输出——超声波接 收信号帧数据的周期是每秒40帧、而且一对超声波接收信号帧数据N、 X 之间的周期是每秒20帧的状况中，假设作为适合于高图像质量化的变形量， 以给予0.7。/。的变形的压迫速率V0连续压迫关心组织。在该状况下，通过变 更超声波摄影装置的摄影条件，使整相加法电路204的输出——超声波接 收信号帧数据的周期变更成每秒20帧后， 一对超声波接收信号帧数据N、X之间的周期就成为每秒10帧，减少了一半。这时，依然用压迫速率VO压 迫时，由于超声波接收信号帧数据之间的间歇时间成为2倍的长度，所以
给予关心组织的变形就增大到1.4%，超出了适合于高图像质量化的变形量
的范围。其结果，输出的连续的弹性图像数据就成为散乱的图像。因此，
在本实施方式涉及的自动压迫机构20中，取得超声波接收信号帧数据的周 期信息，例如，在上述状况中，将压迫速度变更成减半的V0/2的压迫速度。 这样，变更超声波摄影装置的摄影条件后，在超声波收发周期变化的状况 下，也能够自动控制压迫动作，从而成为取得高图像质量的弹性图像的最 适当的压迫速度。
另外，自动压迫机构20还可以任意切换压迫速度及连续性的加压 减 压过程中的累计的压缩量(振幅)及压迫动作停止的压力临界值等压迫动 作的设定。
变位计测部209，根据超声波接收信号帧数据选择部208选择的一对超 声波接收信号帧数据，进行一维或二维相关处理，计测断层像上的各计测 点的变位或移动矢量(变位的方向和大小)，生成变位帧数据。作为该移动 矢量的检出法，例如有特开平5 — 317313号记述的那种块匹配法和压差法。 在块匹配法中，将图像例如分成由NXN个像素构成的块，从以前的帧中寻
找与现在的帧中注目的块最接近的块，参照它进行预测代码化。
压力计测部210，计测或推算外加给被检体l的摄影对象部位的压力。 压力计测部210，是计测超声波探头10的探头和被检体1之间被外加多大 压力的部件，例如可以采用将检出施加给棒状部件的压力的压力传感器安 装到探头的侧面，在任意时间计测探头和被检体1之间的压力，并且将测 到的压力发送给变形及弹性率运算部211的结构。对压力传感器的种类没 有特别的限定，例如可以使用静电电容型及电阻线型的压力传感器。
变形及弹性率运算部211,根据由变位计测部209及压力计测部210分 别输出的变位帧数据(移动量)及压力，求出断层像上各计测点的变形及 弹性率，生成变形或弹性率的数值数据(弹性帧数据)，将它向弹性数据处 理部212输出。关于变形及弹性率运算部211进行的变形的运算，例如， 可以不需要压力的数据，将其变位空间微分后计算求出。另外，关于弹性 率内的一个、例如杨氏模量Ym的计算，可以如下列公式所示，用各计算点中的变形量除各计算点中的应力(压力)后求出。Ymi.尸压力(应力)i.」/ (变形量i, j)(i， j=l， 2， 3，…) 式中i， j的指标，表示帧数据的坐标。弹性数据处理部212，对来自变形及弹性率运算部211的弹性帧数据实k坐标平面内尚平滑处理、对比度最佳化处理、帧间时间轴方向的平滑处主里等各种图像处理，将处理后的弹性帧数据向彩色扫描转换器213输出。彩色扫描转换器213，具有色彩信息变换单元，该色彩信息变换单元输 入由弹性数据处理部212输出的弹性帧数据，和作为来自装置控制接口部 216的指令或由弹性数据处理部212输出的弹性帧数据中的作为阶差化选择 范围的上限值及下限值，根据该弹性帧数据，作为弹性图像数据赋予红、 l录、蓝等色彩信息。色彩信息变换单元，例如在弹性数据处理部212输出 的弹性帧数据中，对于变形被较大地计测出来的区域，将弹性图像数据内 的该区域变换成红色代码，相反，对于变形被较小地计测出来的区域，将 弹性图像数据内的该区域变换成蓝色代码。另外，彩色扫描转换器213也 可以是黑白扫描转换器，变形被较大地计测出来的区域，使弹性图像数据 内的该区域的亮度较明亮，相反，对于变形被较小地计测出来的区域，使 扭性图像数据内的该区域的亮度较暗淡。切换加法器214，输入来自黑白扫描转换器206的黑白断层像数据和来 自彩色扫描转换器213的彩色弹性图像数据，将两图像相加或切换，切换 成只输出黑白断层像数据或只输出彩色弹性图像数据，或者将两图像数据 相加合成后输出地。另外，例如还可以如特开2000—60853号所述，在两 画面显示中，同时显示黑白断层像和彩色或由上述黑白扫描转换器产生的 黑白弹性图像。另外，例如，还可以在黑白断层像上半透明地重叠显示彩 色弹性图像。由该切换加法器214输出的图像数据，向图像显示器207输 出。图2是表示通常使用的一维线性阵列超声波探头的外形的图形。在超 声波探头10的超声波收发面101上，排列配置着既是超声波的发生源又接 吹反射回波的振射的超声波后将其变换成电信号的接收信号输出的功能。图3是使用超声波旨在取得弹性图像的超声波探头10的外形图。超声波探头10，具备与超声波收发面101的面贴合安装的压迫板31。在取得弹 性图像之际，通过超声波收发面IOI， 一边进行超声波的收发， 一边为了给 予被检体1的摄影对象部位应力分布而使由超声波收发面101和压迫板31 构成的压迫面接触被检体l，使压迫面上下移动，压迫被检体l。该压迫面 上下移动，既可以由操作者用手动方式进行，也可以使用后文讲述的那种 自动压迫机构20进行。图4是表示作为进行超声波探头的压迫动作的自动压迫机构20的实施方式，使用包含电动机机构在内的执行元件产生的驱动力的示例的图形。 在图4中，自动压迫机构20，使独立于由超声波收发面101和压迫板31构 成的压迫面的压迫载物台102上下移动。自动压迫机构20，由齿轮42和齿 条43构成的齿轮齿条副构成。齿轮42安装在被操作者把持的探头把持部 103保持的电动机机构41的旋转轴上。齿条则安装在压迫载物台102的支 持部件104上。电动机机构41，按照外部的电动机控制部44控制指令，通 过齿轮齿条副，使压迫载物台102相对探头把持部103上下移动，就是说， 操作者把持探头把持部103，使压迫载物台102与被检体1接触时，执行元 件使压迫载物台102与探头把持部103之间的距离变化后，通过压迫载物 台102，压迫被检体l。开关105，是供操作者操作自动压迫机构20 (电动 机控制部44)的接口，配置在操作者可以用把持探头把持部103的手指进 行操作的位置。操作者可以通过开关105,调整自动压迫机构20的通/断、 动作压力、动作周期等。电动机机构41，可以由使用电磁电动机、超声波 电动机等的机构构成。由电动机机构41向压迫载物台102的动力传递机构， 不限于齿条齿轮副，例如，还可以在电动机机构41中设置凸轮，按照凸轮 的形状，使支持部件104向上下方向驱动，另外，还可以不介有齿条齿轮 副等，将直动式电动机等与压迫载物台102直接连接进行驱动。图5是表示作为自动压迫机构20的实施方式，使用泵机构产生的驱动 力的示例的图形。在图5中，自动压迫机构20由被操作者把持的超声波探 头10的探头把持部103保持的复动型的汽缸51构成。该汽缸51的活塞511 与压迫载物台102的支持部件104结合。该汽缸51通过管子52与泵53结合，在泵53的压力控制下，汽缸51内部的活塞511上下移动，具有与活 塞连动机构后，就自动地使压迫载物台102上下移动。开关105，是供操作 者操作自动压迫机构20 (泵53)的接口，配置在操作者可以用把持探头把 持部103的手指进行操作的位置。对泵机构的动作流体没有特别的限定， 水、油、空气等都行。此外，在上述实施方式中，示出了在探头把持部103的一侧具有驱动 压迫载物台102的电动机机构及泵机构等驱动机构的例子。但也可以相反， 在压迫载物台102的一侧具有驱动机构。另外，以上讲述了在超声波探头 10的内部内置自动压迫机构20时的情况，但也可以将自动压迫机构20安装在现有的超声波探头的外部。图6是表示作为自动压迫机构20的其它实施方式，通过将自动压迫组 件60安装在现有的超声波探头的外部，从而能够进行和驱动压迫载物台同 等的动作的实施方式的图形。自动压迫组件60具备固定保持现有的超声 波探头10的超声波探头固定机构61，将该超声波探头固定机构61向直线 方向(上下方向)驱动的驱动机构62。开关105，是供操作者操作自动压 迫组件60的接口，配置在操作者可以用把持自动压迫组件60的手指进行 操作的位置。超声波探头固定机构61，压接在超声波探头10的探头把持部 103的前端，固定保持超声波探头10。这样被超声波探头固定机构61固定 的超声波探头IO，成为和图4所示的那种压迫载物台同等的部件。使用由 设置在超声波探头固定机构61的支持部件62上的齿条63和设置在驱动机 构(电动机机构)64的旋转轴上的齿轮65构成的齿轮齿条副，使探头把持 部103即超声波探头IO上下移动。此外，在图6中，在齿条63和齿轮65 之间，设置着传递动力用的2个齿轮66、 67。将包含这种自动压迫组件60 的外壳，可拆卸地安装在现有的超声波探头10的外壳的外侧。然后，操作 者如果把持自动压迫组件60，就可以将超声波探头IO作为压迫载物台，使 其上下移动。下面，讲述由压力计测部210从压迫面计测被检体1的表皮承受的压 力，利用该压力数据控制自动压迫机构20的动作的实施方式。图7是表示 具有计测在超声波探头10的超声波收发面101和被检体1的表皮之间外加 了多大的压力的压力计测部210的超声波探头IO的实施方式的图形。该超声波探头10，如图7所示，具备在压迫板31的周边部位配置的由压力传感 器71 76构成的压力计测部210。使用这种超声波探头10，如图1所示， 在任意的时候，计测压迫板31和被检体1的表皮之间的压力，将该压力数 据向自动压迫机构20及变形及弹性率运算部211输出。就是说，本实施方 式涉及的自动压迫机构20，取得压力计测部210计测的压力数据，按照压 力数据控制自动压迫机构20的压迫动作。压力计测部210还可以计测施加 给自动压迫机构20的驱动机构的负荷，根据该负荷求出被检体1的表皮从 压迫面接受的压力，从而获得压力数据。下面，讲述如图l所示，将自动压迫机构20和压力计测部210连接后 控制其动作的情况。图8是表示作为自动压迫机构20的一个示例，使用图 4所示的利用电动机机构41的驱动力的情况的图形。如图8所示，安装在 ik迫板31的周边的压力传感器71 76的压力数据，被输入自动压迫机构 20的电动机控制部44。该电动机控制部44将与压力数据对应的电动机控 制信号，向电动机机构41输出，使电动机机构41进行所需的压迫动作。像本实施方式这样，使用自动压迫机构20，在压力计测部210计测到 某基准以上的较大的压力的时刻，可以停止自动压迫机构20的动作，不会 过大地压迫被检体。另外，在弹性图像的摄影中，众所周知存在可以获 得高图像质量的弹性图像的压力范围，用超过上限值的压力或低于下限值 的压力压迫时，弹性图像就出现紊乱。采用本实施方式的自动压迫机构20 后，在某个连续性的加压过程中，在压力计测部210计测到某个临界值以 上的较大的压力的时刻，就控制自动压迫机构20的动作，使其从加压过程 切换成连续性的减压过程；反之，在某个连续性的减压过程中，在压力计 测部210计测到某个临界值以下的较小的压力的时刻，就控制自动压迫机 构20的动作，使其从加压过程切换成连续性的加压过程。反复进行该动作， 可以经常维持适当的压迫状态。这样，就可以在有限的摄影时间中，有效 地取得高质量的弹性图像。下面，讲述为了使用超声波取得被检体的弹性图像而采用本发明的实 施方式的插入体内型超声波探头。按照超声波探头插入的被检体的部位， 有经口型、经肛门型、经阴道型、血管内型等形态的超声波探头，本发明 与超声波探头的形态无关，都能应用。下面，以经过被检体的肛门、插入直肠内的经直肠型探头为例进行讲述。图9是采用本发明的实施方式的经直肠型超声波探头80的外形图。操作者把持探头把持部81,将插入体内部82插入被检体的直肠内后，超声波 收发面101就与被检体的直肠内壁相接。具备由超声波收发面101和压迫 板31构成的压迫面的压迫载物台102，可以相对插入体内部82移动，在自 动压迫机构20的作用下按压在被检体的直肠内壁。开关105，是供操作者 操作自动压迫机构的接口，配置在操作者可以用把持探头把持部81的手指 进行操作的位置。图10 (a)是表示经直肠型超声波探头80具有自动压迫机构20的实施 方式的图形，图10 (b)是向箭头10 (b)的方向观察图10 (a)的超声波 探头80的图形。在该实施方式中，和用图4讲述的实施方式一样，电动机 机构41，在包含齿轮42及齿条43的执行元件的作用下，使压迫载物台102 对插入体内部82而言，向图中的上下方向移动。这时，由于插入体内部82 的和压迫载物台102相反一侧的表面，作为支持面，与被检体的直肠内壁 中的和摄影对象相对的相反一侧的面相接，所以压迫载物台102和支持面 的距离被执行元件改变后，就压迫与压迫载物台102相接的被检体的直肠 内壁。图11 (a)是表示经直肠型超声波探头80具有自动压迫机构20的其它 实施方式的图形，图11 (b)是向箭头11 (b)的方向观察图11 (a)的超 声波探头80的图形。在该实施方式中，和用图5讲述的实施方式一样，利 用泵53及管子52将流体供给袋囊83及从袋囊83中排出，使袋囊83膨胀 及收縮，从而使压迫载物台102对插入体内部82而言，向图中的上下方向 移动，压迫与压迫载物台102相接的被检体的直肠内壁。图12 (a)是表示经直肠型超声波探头80具有自动压迫机构20的其它 实施方式的图形，图12 (b)是向箭头12 (b)的方向观察图12 (a)的超 声波探头80的图形。在该实施方式中，和用图11 (a)及11 (b)讲述的 实施方式一样，设置五套泵、管子及袋囊系统，通过泵53A、 53B、 53C、 53D、 53E及管子52A、 52B、 52C、 52D、 52E，分别使袋囊83A、 83B、 83C、 83D、 83E膨胀及收缩。这样可以有选择地使袋囊83A、 83B、 83C、 83D、 83E膨胀 及收縮，从而使压迫载物台102对插入体内部82而言，在图12 (b)中分别向箭头A、 B、 C、 D、 E的方向移动。这样，就能够向操作者希望的方向压迫被检体的直肠内壁。图13 (a)是表示经直肠型超声波探头具有自动压迫机构20的其它实 施方式的图形，图13 (b)是向箭头13 (b)的方向观察图13 (a)的超声 波探头的图形。在该实施方式中，将和图12 (a)及12 (b)讲述的实施方 式一样袋囊83A、 83B、 83C、 83D、 83E安装在现有的经直肠型超声波探头 的外侧，在通过管子52A、 52B、 52C、 52D、 52E做媒介而连接的五台泵(未 图示)的作用下，分别使它们膨胀及收縮。袋囊83A、 83B、 83C、 83D、 83E 的表面，成为与被检体的直肠内壁中的和摄影对象相对的相反一侧的面相 接的支持面，有选择地使袋囊83A、 83B、 83C、 83D、 83E膨胀及收縮后， 能够使插入体内部82对整个对被检体的直肠而言，在图13 (b)中分别向 箭头A、 B、 C、 D、 E的方向移动。这样，即使是不具备可移动的压迫载物 台的经直肠型超声波探头，也能够向操作者希望的方向压迫被检体的直肠 内壁。 '图14 (a)是表示经直肠型超声波探头具有自动压迫机构20的其它实 施方式的图形，图14 (b)是向箭头14 (b)的方向观察图14 (a)的超声 波探头的图形。在该实施方式中，将环状的袋囊55安装在现有的经直肠型 超声波探头的外侧，在通过开口部84及管子52做媒介而连接的泵(未图 示)的作用下，将液体(例如水及生理盐水等)供给袋囊55及从袋囊55 中排出，使袋囊55膨胀及收縮。由于袋囊55与被检体的直肠内壁中相接， 所以使袋囊55膨胀及收縮后，可以不使超声波收发面101对被检体的直肠 而言移动地压迫被检体的直肠内壁。虽然在超声波收发面101和被检体的 直肠内壁之间介有袋囊55，但由于袋囊55充满液体，所以不妨碍超声波的 收发，袋囊55与被检体的拍摄对象方向的直肠内壁中相接的面，作为超声 波的收发面发挥作用。另外，袋囊55与被检体的直肠内壁中与拍摄对象相 对的相反一侧的面相接的面，作为支持面发挥作用。图15 (a)是表示经直肠型超声波探头具有自动压迫机构20的其它实 施方式的图形，图15 (b)是向箭头15 (b)的方向观察图15 (a)的超声 波探头的图形。在该实施方式中，在图14 (a)及14 (b)讲述的环状的袋 囊55的外侧，安装挡块85。这样就能够限制袋囊55的膨胀方向，有效地压迫被检体的直肠内壁。这时，挡块85的表面，成为与被检体的直肠内壁 中与拍摄对象相对的相反一侧的面相接的支持面。图16 (a)是表示经直肠型超声波探头具有自动压迫机构20的其它实 施方式的图形，图16 (b)是向箭头16 (b)的方向观察图16 (a)的超声 波探头的图形，图16 (c)是袋囊55及管子52的立体图。在该实施方式中， 利用固定皮带86将袋囊55安装到现有的经直肠型超声波探头的外侧，在 通过管子52做媒介而连接的泵(未图示)的作用下，将液体(例如水及生 理盐水等)供给袋囊55及从袋囊55中排出，使袋囊55膨胀及收縮。由于 袋囊55与被检体的直肠内壁中相接，所以使袋囊55膨胀及收缩后，可以 直接压迫被检体的直肠内壁。这样，能够将自动压迫机构20安装到不具备 开口部84 (参照图15 (a))及管子52的经直肠型超声波探头上。图17是表示用图15 (a)讲述的袋囊55的动作的一个示例的图形，图 18是表示袋囊的其它实施方式的图形。在被袋囊55压迫的对象——组织的 形状及弹性的反作用下，如图17所示，袋囊55向图中横向扩散变形，不 能有效地压迫对象组织。因此，图18所示的袋囊56具有限制袋囊56的膨 胀方向的薄壳57。薄壳57的伸縮性，必须比袋囊56的其他部分低。例如 可以采用使薄壳57比袋囊56的其他部分厚、给袋囊56的相当于薄壳57 的部分粘贴网等、用伸縮性比袋囊56的其他部分低的不同材料形成薄壳57 等方法，形成薄壳57。这样，可以有效地压迫对象组织。在上述插入体内型的超声波探头中，还可以在超声波收发面101的周 围设置用图7讲述的那种压力传感器，构成计测被检体从压迫面接受的压 力后输出压力数据的压力计测部210 (参照图1)。压力计测部210，还可以 计测施加给自动压迫机构20的驱动机构的负荷，根据该负荷求出被检体从 压迫面接受的压力，从而得到压力数据。另外，自动压迫机构20具备袋囊 及管子时，压力计测部210还可以计测袋囊及管子的内压后，得到压力数 据。另外，在插入体内型的超声波探头中，执行元件使探头把持部81和超 声波收发面101的距离变化时，即使支持面不与和被检体的摄影对象相对 的相反一侧的面相接，也能压迫被检体。使用上述实施方式那样的自动压迫机构20，可以自动地以所希望的一定速度向一定方向压迫被检体，可以在任意的时刻取得高图像质量的弹性 图像数据。进而，能够保持压迫动作的再现性。下面，讲述采用本实施方式的显示价值评价部215。显示价值评价部215，利用变位计测部209输出的变位帧数据，对ROI内所有的计测点的每 一个，评价其图像显示的价值，识别无益信息和有益信息，作为图像最终 淘汰(遮蔽隐藏)无益信息。图19是表示本发明涉及的显示价值评价部215中输出入数据的流程的 一个示例的图形。显示价值评价部215，具有帧存储器电路2151、计测质 量评价电路2152和显示判定电路2153。帧存储器电路2151，将变位计测部209输出的变位帧数据，作为计测 结果帧数据确保，向输出计测质量评价电路2152。计测质量评价电路2152 输入由帧存储器电路2151输出的计测结果帧数据，对于ROI内所有的计测 点的每一个，构筑将计测结果帧数据的可靠性、即计测的结果是不是正常 计测结果作为数值反映的计测质量帧数据。下面，讲述计测质量评价电路2152的动作的一个示例。计测质量评价 电路2152，进行将计测结果帧数据的要素数据作为母集团的统计处理，将 该统计性的特征量作为要素数据，构筑计测质量帧数据。图20是表示根据 统计性的特征量，构筑计测质量帧数据时的一个示例的图形。首先，如图20所示，将计测结果帧数据的要素数据用Xi、j (i二l， 2， 3，…，N、 j二l， 2， 3，…，M)表示。在这里，指标i相当于弹性图像的 横轴方向的坐标，j相当于纵轴方向的坐标。用超声波装置设定的ROI包含 的所有的要素数据，都被该指标参照。将现在注目的要素数据，例如作为X^，设定将Xu的坐标作为中心的 3 (要素)X5 (要素)的尺寸的核心2001，作为将该核心2001内分布的共 计15个要素数据组作为母集团的统计性的特征量，例如采用下述方法计算平均及标准偏差。(平均)4、4二 {2 (计测结果帧数据Xi、j)) 715 ((标准偏差)4、4} 2=2 (平均)4、4一 (计测结果帧数据Xi、j)) 2/15 (3Si^5， 2^j^6) 按照上述步骤，对各注目的要素数据Xi、 j，也同样计算(标准偏差)i、j，使其与计测质量帧数据的要素数据Yi、j对应，按照下述方法进入输入设 定，编制图21所示的计测质量帧数据。(计测质量帧数据Yi、j)=(标准偏差)i、j(i二l， 2， 3，…，N、 j二l， 2， 3，…，M)作为计测结果帧数据，输入变位帧数据，所以进行运算后构成计测质 量帧数据时，给构成计测质量帧数据的各要素数据Yi、 j ，输入反映在变位 帧数据中，将同一坐标的要素数据Yi、j作为中心，将设定的核心尺寸部分 的区域分布的要素数据组作为母集团的变位(移动量)的值的离差程度的 值，上述那种计测质量帧数据被向显示判定电路2153输出。在上述实施示例在，在显示价值评价部215中，将变位帧数据作为计 测结果帧数据输入，评价有显示价值的区域和没有显示价值的区域。但例 如也可像图22所示，在变形及弹性率运算部211中，将空间微分变位帧数 据后生成的弹性帧数据，作为显示价值评价部215中的计测结果帧数据输 入。这是因为弹性帧数据也反映变位帧数据的局部性的离散性，利用它也 能实现同样的动作。此外，上述核心201的尺寸，可以任意设定。另外， 在ROI的周边，核心201的尺寸可以变小。对于计测质量帧数据，也可以 进行空间性的平滑处理、时间轴方向的帧间平滑处理等处理。显示判定电路2153，输入由计测质量评价电路2152输出的计测质量帧 数据，通过装置控制接口部216做媒介，输入由超声波装置的控制部输出 的临界值控制信号2161，按照该临界值控制信号2161进行临界值处理，从而构筑表示是否显示与计测点对应的图像的判定结果帧数据，向彩色扫描 转换器213输出。下面，讲述显示判定电路2153的动作的一个示例。由于在计测质量帧 数据的要素数据中，反映在计测质量评价电路2152的动作说明中表示的变 位(移动量)的标准偏差的值，所以对计测质量帧数据的各要素数据实施 临界值判定后，可以构成判定结果帧数据。由计测质量评价电路2152生成的上述计测质量帧数据的要素数据，越 是具有较大值的计测质量帧数据的要素数据，就意味着将该要素数据的坐 标作为中心，在一定区域内分布的变位值的离差越较大。因此，显示判定 电路2153将由超声波装置控制部输入的临界值控制信号2161作为临界值Th，对构成计测质量帧数据的所有的要素数据，判定与临界值Th的大小关 系。例如计测质量帧数据的要素数据Yi、 j大于临界值Th时，给判定结果 帧数据的同一坐标的要素数据Zi、 j设定"0";要素数据Yi、 j小于临界值Th
时，给Zi、j设定"1"，进行如下的输入设定。
(计测质量帧数据Yi、 j) > (临界值Th)
^ (判定结果帧数据Zi、j) =0 (计测质量帧数据Yi、j) ^ (临界值Th)
々(判定结果帧数据Zi.j) 二l (i二l， 2， 3，…，N、 j=l， 2， 3，…，M) 作为结果生成的判定结果帧数据Zi、 j，例如成为如图23所示的结构。 经过这种临界值处理后，构筑给所有的要素数据Z,、 j的值输入"0"或 "1"的判定结果帧数据，将它向彩色扫描转换器213输出。图24是表示 给各要素数据Zi、j输入"0"、 "1"的结果的判定帧数据Zi、 j的一个示例的 图形。
在上述的实施方式中，在显示价值评价部215中，生成将有显示价值 的区域的值设定成"0"、将没有显示价值的区域的值设定成"1"的判定结 果帧数据。但本发明不局限于该例，只要设定成能够识别有无显示价值的 值即可。
下面，讲述采用本发明的彩色扫描转换器213的动作示例。图25是表 示在本发明涉及的彩色扫描转换器213中输出入数据的流程的一个示例的 图形。彩色扫描转换器213具有帧存储电路2131、阶差化处理电路2132、 色彩信息赋予电路2133和图像构筑电路2134。阶差化处理电路2132，具 有抑制处理电路。
帧存储电路2131，在确保由弹性数据处理部212输出的弹性帧数据的 同时，还确保由显示价值评价部215输出的判定结果帧数据，向阶差化处 理电路2132内的抑制处理电路输出。
阶差化处理电路2132，是将由帧存储电路2131输出的、具有连续性的 值的弹性帧数据，变换成具有离散性的值(例如8比特、256阶差)的弹性 阶差化帧数据的部件，抑制处理电路进行该处理。抑制处理电路输入由帧 存储电路2131输出的弹性帧数据和判定结果帧数据，按照判定结果帧数据的各要素的信息，设定与弹性阶差化帧数据对应的要素的信息。
下面，讲述阶差化处理电路2132内的抑制处理电路的动作的一个示例。 给判定结果帧数据的要素数据，作为在显示价值评价部215的动作说明中 表示的判定结果的值，在如图24所示的显示价值低时输入"0"的值、显 示价值高时输入"l"的值时，抑制处理电路按照该判定结果帧数据的要素 数据的值，将该坐标的弹性阶差化帧数据的要素数据设定成8比特的256 阶差的值。
该设定状况时，作为判定结果帧数据的要素数据，相当于具有"0"的 值的坐标的弹性帧数据的要素数据，是无益的信息；相当于具有"l"的值 的坐标的弹性帧数据的要素数据，是有益的信息。因此，按照该判定结果， 作为判定结果帧数据的要素数据，相当于具有"0"的值的坐标的弹性阶差 化帧数据的要素数据，与该坐标的弹性帧数据的要素数据的值的大小无关， 作为其值设定"0";作为判定结果帧数据的要素数据，相当于具有"1"的 值的坐标的弹性阶差化帧数据的要素数据，按照该坐标的弹性帧数据的要 素数据的值的大小，设定被255阶差阶差化的值。就是说，如果将由帧存 储电路输入抑制处理电路的弹性帧数据的要素数据记作Si、j，将判定结果 帧数据记作Zkj，将抑制处理电路中生成的弹性阶差化帧数据的要素数据 记作Ti、j，那么就可以进行下述运算。 (判定结果帧数据Zi、j) =0
^ (弹性阶差化帧数据Ti、j) =0 (判定结果帧数据Zi、j) 二l
(弹性阶差化帧数据Ti、j)
二 (与Si,j的大小对应的"1" "255"的值) (i二l， 2， 3，…，N、 j=l， 2， 3，…，M) 经过这种阶差化处理，构成给所有的要素数据Ti、 j输入"0" "255" 阶差的值的弹性阶差化帧数据。由阶差化处理电路2132获得的弹性阶差化 帧数据Tk j被输入色彩信息赋予电路2133。
色彩信息赋予电路2133，输入由阶差化处理电路输出的弹性阶差化帧 数据，按照弹性阶差化帧数据的各要素的信息，生成弹性色彩帧数据。下 面，讲述色彩信息赋予电路2133的动作的一个示例。给弹性阶差化帧数据的要素数据，作为在显示价值评价部215和阶差化处理电路2132的动作说 明中表示出的结果，例如在显示价值低的坐标时，输入"O"的值，在显示 价值高的坐标时，输入"0" "255"的被255阶段阶差化的值。在色彩 信息赋予电路2133中，按照弹性阶差化帧数据的要素数据的值，进行给该 坐标的弹性色彩帧数据的要素数据设定色彩信息这一示例的处理。
在该设定状况时，作为弹性阶差化帧数据的要素数据，相当于具有"O" 的值的坐标的弹性阶差化帧数据的要素数据，是无益的信息；相当于具有 "1" "255"的值的坐标的弹性阶差化帧数据的要素数据，是有益的信 息。因此，按照该判定结果，作为弹性阶差化帧数据的要素数据，相当于
具有"0"的值的坐标的弹性阶差化帧数据的要素数据(R:红、G:绿、B:
蓝)，作为该色彩信息，例如设定黑色(R=0、 G=0、 B=0);作为弹性阶差 化帧数据的要素数据，相当于具有"1" "255"的值的坐标的弹性阶差 化帧数据的要素数据，按照该坐标的弹性阶差化帧数据的要素数据的值的 大小，例如从蓝色到红色设定被255阶段化的阶差化色彩信息。
就是说，如果将由阶差化处理电路2132输入色彩信息赋予电路2133 的弹性阶差化帧数据的要素数据记作Ti、 j，将在色彩信息赋予电路2133中 生成的弹性色彩帧数据的要素数据的R (红)成分、G (绿)成分、B (蓝) 成分分别记作URi,j、 Uci,j、 UBi,j，就可以进行如下运算。 (弹性阶差化帧数据Ti、j) =0
^ (弹性色彩帧数据URi,j) 二0 (弹性色彩帧数据Uci,j) =0
(弹性色彩帧数据UBi.j) =0
(弹性阶差化帧数据Ti、j) = 1 255
力(弹性色彩帧数据URi,j) 二 (Ti、厂l) (弹性色彩帧数据Uci,j) =0 (弹性色彩帧数据UBi,j) 二254- (Ti、厂l) (i二l， 2， 3，…，N、 j=l， 2， 3，…，M) 例如与图23的判定结果帧数据Zi、 j对应实施了上述处理的弹性色彩 帧数据Uai,j，例如如图26所示。此外，在图26中，由于不能图示色彩信 息，所以将与弹性阶差化帧数据TV产0对应的区域显示成白色，将与弹性阶差化帧数据Ti、尸l 255对应的区域，按照其大小，使灰色的程度阶差化 和显示。经过该色彩信息赋予处理后，能够构筑向所有的要素数据Uai,j输
入R、 G、 B的色彩信息的值的弹性色彩帧数据。由色彩信息赋予电路2133 赋予色彩信息的弹性色彩帧数据，被向下级的图像构筑电路2134输出。
在本实施方式中，示出显示价值高的区域，从蓝色阶差化成红色，显 示价值低的区域，则用黑色的单一颜色显示的例子。但本发明并不局限于 该示例，例如，也可以将显示价值高的区域，从黄色阶差化成绿色，显示 价值低的区域，则用蓝色的单一颜色显示等，使用与上述的讲述不同的色 彩分配方法，只要能够将显示价值低的区域作为图像识别即可。另外，在 本实施方式中，作为弹性色彩帧数据的成分，使用RGB信号形成进行了讲 述。但本发明并不局限于该示例，也可以使其它信号形成(例如YUV等) 赋予色彩信息的方法实现。进而，在本实施方式中，示出在ROI内，用不 相容的色彩信息将没有显示价值的区域和有显示价值的区域加以识别的示 例。但本发明并不局限于该示例，例如如图27所示，在弹性色彩帧数据 Ubi.j的要素数据中，没有显示价值的区域在左侧的2列连接存在时，将该 部分作为除去区域后评价。这样作为除去区域后评价时，如图28所示，除 去该部分，縮小ROI。这样，通过縮小、扩大或移动用超声波装置设定、 显示的ROI，从而也能够自动排除除去区域本身成为用装置设定的ROI的 范围外的情况。在图28的情况下，示出除去图27的成为没有显示价值的 区域的左侧2列后，縮小ROI时的一个例子。
图像构筑电路2134，输入由色彩信息赋予电路2133输出的弹性色彩帧 数据，通过装置控制接口部216做媒介输入由超声波装置的控制部输出的 控制信号2164，按照它，将弹性色彩帧数据作为原来的数据，进行包含极 坐标变换、图像扩大縮小、图像上下左右反转旋转等的插补处理在内的图 像处理，生成由像素数据构成的弹性图像数据。此外，图像构筑电路2134、 阶差化处理电路2132及色彩信息赋予电路2133，可以采用通过装置控制接 口部216做媒介，分别输入控制信号2162 2164，按照它进行是否采用各 功能、动作设定的切换及变更的结构。
可是，在任意时刻中的超声波接收信号帧数据，作为信息，反映该时 刻中的活体组织的构造及配置，作为利用超声波取得组织弹性信息的方法，
29首先使用只隔一定的时间间隔取得的一对超声波接收信号帧数据，计算该 一定时间中压迫(加压、减压)活体组织而产生的活体组织各部的变位。 再空间微分变位的信息，从而对超声波装置中设定的ROI内所有的点，计 算变形的值，构筑、显示图像。
可是，在实际的摄影现场，在一对超声波接收信号帧数据的取得时间 间隔中，诸如关心组织受压迫后，向探头短轴、方向躲避，离开计测断面的 第1局面，关心组织受压迫后以很大速度向探头长轴方向或压迫方向变位， 脱离摄影装置设定的所定的变位运算范围的第2局面等那样，由于压迫方
向不适当或压迫速度过大，在摄影装置设定的ROI内，有时存在不能计算
正确的变位的出错(相关运算出错)区域。
另外，诸如将由于发射的超声波衰减而未能达到的深部区域作为关心
区域的第3局面，将超声波发射体较少的区域(囊胞等、内部液态病变部 等)作为关心区域的第4局面等，由于未能获得具有足以反映关心组织的 性状的接收信号，在摄影装置设定的ROI内，还有时存在不能计算正确的 变位的出错(相关运算出错)区域。
在这种第1 第4各局面中，在作为关心区域设定的区域(ROI)内， 存在具有没有正确运算的变位的值的区域的可能性很大、将使用该变位的 值运算的变形的值作为图像显示时，在其变形图像的关心区域中，就包含 着不正确的信息。
另外，就像没有将超声波探头接触被检体的区域作为关心区域的第5 局面等那样，由于超声波探头的形状及关心组织的形态，在摄影装置设定 的区域(ROI)内，还有时存在计算变位无意义的区域。在这种第5局面中， 作为关心区域设定的区域(ROI)内，就存在具有没有意义的变位的值的区 域，将使用该变位的值运算的变形的值作为图像显示时，在其变形图像的 关心区域中，同样包含着不正确的信息。
在这种第1 第5局面所代表的各局面中，作为压迫导致的组织变位的 结果，可以观察到下述第1及第2区域。第1区域是计测点群具有向同一 方向性的相同程度的大小的变位的计测点群的区域(组织彼此局部性地结 合，集团性地向同一方向变位的区域)；第2区域是计测点群的相邻的计测 点间在变位的值和方向上形成离差的计测点群的区域(局部性的组织彼此不结合，在相邻的组织间也具有各种各样的方向离散性地变位的区域)。在 一个变位帧数据内，可以观察到如此大致划分的第1及第2两个区域。
在上述那种第1 第5局面中，将未能求出正确变位的区域及变位运算 无意义的区域，作为变位的运算结果，该区域的变位值和方向分别离散， 成为上述第2区域那样的样态；给予了适当的压迫的区域，作为变位的运 算结果，成为上述第1区域那样的样态。
在上述的实施方式中，讲述了通过显示价值评价部215和彩色扫描转 换器213利用变位帧数据时的情况。这种动作，实行下列一系列的处理 利用变位帧数据，求出局部性的变位离差，将该离差较大的计测点，评价 为显示价值低，给相当于评价为显示价值低的计测点的坐标的弹性图像数 据的像素，赋予黑色的色彩信息，给相当于评价为显示价值高的计测点的 坐标的弹性图像数据的像素，按照计测的弹性帧数据的该坐标的要素的值 的大小，赋予使色调从蓝色向红色连续变化的色彩信息，除去显示价值低 的计测点的弹性图像信息，在超声波摄影装置的画面上显示只赋予显示价 值高的计测点色彩的弹性图像。这样，就能够只对给予适当压迫的区域， 在按照其弹性值，用色彩阶差化显示的同时，还对没能给予适当压迫的区 域，除去阶差，用与阶差化的色彩不相容的单一的色彩，加以图像识别地 显示。
采用本实施方式的显示价值评价部215和彩色扫描转换器213后，可 以不被未除去的残留的无意义的弹性图像区域的信息迷惑，能够稳定地迸 行高质量的具有很高的可靠性的弹性图像摄影，与此同时，由于可以通过 弹性图像向操作者反馈不适当的操作方法(压迫方法等)及装置设定，所 以可以在摄影现场中当即提供能够获得质量更好的图像的操作方法(压迫 方法等)。
此外，在上述实施方式中，在显示价值评价部215中，生成将有显示 价值的计测点的值设定成"0"、将没有显示价值的计测点的值设定成"1" 的判定结果帧数据。但也可以在此基础上，通过下述运算求出判定结果帧 数据的所有的要素(NXM个)内，判定结果帧数据的要素成为"1"的计测
点所占的比率R。
(比率R) =[2 ((判定结果帧数据Zi、j) =1} ]/ (NXM)然后，求出的比率R小于某个基准比率Rstd (例如0. 5)时，判断帧
内有显示价值的计测点较少，采用下面所示的方法，再度生成将判定结果
帧数据的所有的要素数据再次设定为"0"的判定结果帧数据。 (比率R) < (基准比率Rstd)
力(判定结果帧数据Zi、j) =0 (i:l， 2， 3，…，N、 j=l， 2， 3，…，M) 这样一来，由彩色扫描转换器213生成的弹性阶差帧数据Ti、j，由于所 有的要素数据Ti.j与判定结果帧数据Zi、j对应，设定成"0"，所以弹性色 彩帧数据Uci、j，例如如图29所示，所有的要素数据都用相同的单一色构成， 帧的弹性图像数据，未被阶差化地显示。就是说，成为进行弹性图像数据 的显示。这样，在将上述那种超声波探头不接触被检体的区域作为关心区 域的第5局，再加上操作者使超声波探头接触被检体， 一边沿体侧移动， 一边探索患部的局面中，不显示弹性图像数据。
另外，在上述实施方式中，讲述了在显示价值评价部215中，评价将 变位帧数据或弹性帧数据的局部性的核心尺寸内包含的要素作为母集团的 离差，生成将有显示价值的计测点的值作为"0"、没有显示价值的计测点 的值作为"1"的判定结果帧数据的情况。但作为和它不同的方法，还可以 进行如下处理。即进行将计测结果帧数据的要素数据X,、j的所有的要素作 为母集团的统计处理，通过下述运算，求出作为统计性的特征量的平均值M。 (平均值M) = {2 (计测结果帧数据Xi、j)) / (NXM)
(i二l， 2， 3，…，N、 j:l， 2， 3，…，M) 该平均值M小于某个基准平均Mstd时，判断帧内有显示价值的计测点 较少，采用下面所示的方法，再度生成将判定结果帧数据的所有的要素数 据再次设定为"0"的判定结果帧数据。 (平均值M) < (基准平均Mstd)
^ (判定结果帧数据Zi、j) 二0 (i二l， 2， 3,…，N、 j二l， 2， 3，…，M) 这样一来，与判定结果帧数据Zi、j对应，由彩色扫描转换器213生成 的弹性阶差化帧数据Ti、 j，由于所有的要素数据Ti、j设定成"0"，所以弹性 色彩帧数据Ui、j，例如如图29所示，所有的要素数据都用相同的单一色构成，帧的弹性图像数据，未被阶差化地显示。就是说，成为进行弹性图像 数据的显示。
另外，在上述实施方式中，讲述了在显示价值评价部215中，进行将
变位帧数据或弹性帧数据的要素作为母集团的评价，生成将有显示价值的
计测点的值作为"0"、没有显示价值的计测点的值作为"1"的判定结果帧
数据的情况。但作为和它不同的方法，还可以进行如下处理。
作为计测结果帧数据，输入由压力计测部210输出的压力数据P，该压 力P小于某个基准压力Pstd时，判断帧内有显示价值的计测点较少，采用 下面所示的方法，再度生成将判定结果帧数据的所有的要素数据再次设定 为"0"的判定结果帧数据。
(压力P) < (基准压力Pstd)
々(判定结果帧数据Zi、 j) =0 (i=l， 2， 3，…，N、 j=l， 2， 3，…，M) 这样一来，与判定结果帧数据Z i、 j对应，由彩色扫描转换器213生成 的弹性阶差化帧数据Ti、j，由于所有的要素数据Ti、 j设定成"0"，所以弹性 色彩帧数据Ui、j，例如如图29所示，所有的要素数据都用相同的单一色构 成，帧的弹性图像数据，未被阶差化地显示。
另外，上述的压力数据P，作为向弹性横轴方向的一维分布，作为Pi (i=l， 2， 3，， N)获得时，按照各自的坐标i，和基准压力Pstd进行 比例，在小于基准压力Pstd的坐标中，将对应的坐标的判定结果帧数据Zi、 j设定为"0"。
此外，在实际的摄影现场中，在一对超声波接收信号帧数据的取得时 间间隔中，未对关心组织进行压迫动作的第6局面，及对关心组织的压迫 速度过小的第7局面等，由于压迫速度为零或不够，有时在摄影装置设定 的区域(ROI)内，具有接近于零的变位的区域遍及整个区域。具体地说， 如前所述，操作者使超声波探头接触被检体， 一边沿体侧移动， 一边探索 患部时，就相当于这些局面。在诸如第6及第7那样的局面中，由于在作 为关心区域设定的区域(ROI)内，具有接近于零的变位的区域遍及整个区 域，所以将使用该变位的值后求出的变形的值，作为图像显示的变形图像， 也在遍及设定的ROI的整个区域成为没有反差、或反差很低的图像。进而，在被第6及第7之类的局面所代表的那种局面中，作为被压迫的组织变位 的结果，可以观察到下述那样的第1及第2帧。
第1帧，是计测点群在整个区域不变位、不受压迫(变位或弹性的值 的平均值是O)的帧；第2帧，是计测点群的整个区域变位较小、只稍微受 点压迫(变位或弹性的值的平均值小)的帧。在一连串的压迫过程中的多
个弹性图像帧数据内，有时可以观察到这样大致划分的第1及第2帧。
在上述实施方式中，讲述了在显示价值评价部215和彩色扫描转换器
213中，利用变位帧数据或弹性帧数据时的情况。该动作可以归纳为将变
位帧数据或弹性帧数据的整个区域性的要素，作为母集团，求出变位或弹 性的值的平均值，求出的平均值比所定的基准值小的帧，评价为整个区域 性地显示价值低，判定整个区域性地显示价值低时，除去该帧的所有的弹 性图像信息，在超声波摄影装置的画面上显示未阶差化地赋予单一的色彩 的弹性图像。显示只将给予了适当的压迫时的帧用与其弹性的值相应的色 彩阶差化的弹性图像，没有给予适当的压迫时的帧，则除去阶差，用与阶 差化的色彩不相容的单一的色彩进行图像显示，能够图像识别地显示没有 给予适当的压迫时的帧。
在采用超声波摄影装置的弹性图像化的方法中，由于不评价作为运算 结果输出的弹性(变形到或弹性率)的值的显示价值(质量、图像质量)， 对任何时候的所有的帧都构筑、显示图像，所以在实际的摄影现场中，在 不适当的状况下计算出来的帧的图像信息，尽管是没有显示价值的帧，也 不与有显示价值的帧加以区别，构筑将两帧混在一起的一连串的连续帧的 弹性图像，其结果，导致损坏弹性图像摄影的可靠性。而采用本发明后， 可以不被未除去的残留的无意义的弹性图像区域的信息迷惑，能够稳定地 进行高质量的具有很高的可靠性的弹性图像摄影，与此同时，由于可以通 过弹性图像向操作者反馈不适当的操作方法(压迫方法等)，所以可以在摄 影现场中当即提供能够获得质量更好的图像的压迫方法等。
进而，在黑白断层像上半透明地重叠彩色的弹性图像后显示的结构中， 采用本发明后，只在正在进行压迫动作时，重叠显示弹性图像，在操作者 使超声波探头接触被检体、 一边沿检体移动、 一边探索患部等停止压迫的 时候，由于弹性图像被除去，所以只透过显示黑白断层像。这样，在弹性图像摄影之外的时候，易于图像确认计测断面的断层像，能够大幅度提高 观看图像的效率。
在上述实施方式中，单独详述了在1帧内的区域性的除去处理(区域 除去功能)和整个l帧的除去处理(帧除去功能)。但并不局限于此，可以 采用将这两个动作组合起来，同时进行的结构。
另外，在上述实施方式中，讲述了在帧除去功能中，根据现在时刻的 显示价值的评价，判定帧除去时，将现在时刻的帧的图像信息设定成单一 的色彩后显示的情况。但并不局限于此。也可以设定成在现在时刻中判定 帧除去时，不除去地保持显示的最近的过去的帧，继续显示。另外，该动 作不限于帧除去功能，作为区域除去功能的动作，也可以设定同样的功能。
另外，在上述实施方式中，将显示价值评价部215作为独立电路进行
了讲述。但并不局限于此，还可以采用在彩色扫描转换器213或弹性数据 处理部212中具有显示价值评价部215的动作的结构，还可以采用切换各 电路的处理顺序的结构。
另外，在上述实施方式中，操作者可以通过超声波装置具备的装置控 制接口部216做媒介，自由控制是否采用区域除去功能和帧除去功能以及 设定除去处理功能中的临界值处理所需的临界值、基准比率、基准平均值 等，赋予除去的区域及除去的帧的色彩的分配、切换等。
采用上述实施方式后，在弹性图像摄影中，在难以取得理想的数据的 状况下，也能够通过将没有显示价值的弹性的值被运算的图像信息的区域， 以及如果是整个区域就将整个帧(作为噪声)识别，构筑反映该信息的弹 性图像，从而能够提供可以进行高质量的弹性图像摄影的超声波摄影装置。
下面，讲述这种结构的超声波摄影装置的动作。首先，按照超声波收 发控制，通过发射电路202，给与被检体l接触的超声波探头IO外加高电 压电脉冲，发出超声波，用超声波探头IO接收来自摄影对象部位的反射回 波。接收的接收波信号，输入接收电路203，在那里被前置放大后，输入整 相加法电路204。使用具有自动压迫机构20的超声波探头10，为了对被检 体组织内部中的关心部位进行弹性评价，用自动压迫机构20自动设定的适 当的压迫方法， 一边压迫被检体1， 一边使超声波探头10接触被检体1， 从而由整相加法电路204输出连续性的超声波接收信号帧数据。由该整相加法电路204汇齐相位的接收波信号，在下一个信号处理部
205中经过压縮、检波等信号处理后，输入黑白扫描转换器206。该黑白扫 描转换器206，在对接收波信号进行A/D变换的同时，还将其作为时间序列 性地连续的多个断层像数据，存入内部的多枚帧存储器。由整相加法电路 204连续性地输出超声波接收信号帧数据，向超声波接收信号帧数据选择部 208输入超声波接收信号帧数据。
选择超声波接收信号帧数据选择部208记忆的超声波接收信号帧数据 内的时间序列性地连续的多枚超声波接收信号帧数据，向变位计测部209 输出，在那里求出一维或二维变化分布(ALi、j)。变位分布的计算，作为 上述的移动矢量的检出法，例如采用块匹配法进行。但也可以不采用这种 方法，计算通常使用的2图像数据在同一区域中的自我相关后，求出变位 也行。
另外，在超声波接收信号帧数据选择部208中，将选择的一对超声波 接收信号帧数据间的周期信息，向自动压迫机构20输出，按照该周期信息， 使自动压迫机构20的压迫动作最佳化。另一方面，在压力计测部210中， 计测外加给被检体1的压力，该压力信息由压力计测部210向变形及弹性 率运算部211及自动压迫机构20发出，按照该压力信息，控制自动压迫机 构20的压迫动作，使其最佳化，从而能够有效地迸行被检体的弹性图像摄 影。
由变位计测部209及压力计测部210输出的变位(△ U j)及压力(△ Pi、」)的各自的计测信号，被输入变形及弹性率运算部211。对变位分布(A Li、 j)进行空间微分(△ Lu j/A X)后，求出变形量分布(e " j)。另夕卜，特 别是弹性率内的杨氏模量Ymi、j，采用下式求出。
Ymi、尸(△ Pi、 j) / (△ UX)
利用这样求出的弹性率Ymi、j，求出各计测点的弹性率，生成弹性帧数据。
这样生成弹性帧数据，输入弹性数据处理部212，实施坐标平面内的平 滑处理、对比度最佳化处理以及帧间的时间轴方向的平滑处理等各种图像 处理。
在这里，显示价值评价部215输入由变位计测部209输出的变位帧数据或由变形及弹性率运算部211输出的弹性帧数据，对各计测点或各帧进 行有无作为弹性图像显示的价值的评价，生成与其评价结果相应的评价结
果帧数据，将评价结果帧数据向彩色扫描转换器213或黑白扫描转换器206 输出。
由弹性数据处理部212输出的弹性帧数据和由显示价值评价部215输 出的评价结果帧数据，被输入彩色扫描转换器213或黑白扫描转换器206， 按照评价结果帧数据的信息，在对无益的弹性信息实施除去处理的同时， 还对有益的信息实施阶差化处理，将其变换成色彩信息或黑白亮度信息。
然后，通过切换加法器214，将黑白的断层像和彩色的弹性图像相加合 成，或不将黑白的断层像和彩色的弹性图像相加地发送给图像显示器207， 在1个画面上重叠显示实施了半透明处理的黑白的断层像和彩色的弹性图 像，或者利用2个画面显示，在同一画面上同时显示黑白断层像和彩色弹 性图像。另外，黑白断层像并不局限于一般的B模式图像，也可以使用选 择接收信号的高频成分后，图像化的细胞组织谐波断层像。另外，同样还 可以取代黑白断层像，显示细胞组织多普勒像，此外，还可以通过各种组 合，选择2画面显示的图像。
此外，关于以上的弹性图像的形成，以求出上述活体组织的变形或杨 氏模量Ym后生成弹性图像数据为例进行了讲述。但并不局限于此，例如还 可以使用刚性参数e、压弹性系数Ep、增量弹性系数Einc等其它参数计算 弹性率(例如参照特开平5 — 317313号)。
采用这种结构后，在采用本发明的超声波摄影装置的弹性图像摄影中， 即使难以取得理想的数据，也能将计算出没有显示价值的弹性值的图像信 息的区域以及如果是整个区域性的就将整个帧作为噪声识别，构筑反映该 信息的弹性图像，从而能够实现可以进行高质量的弹性图像摄影的超声波 摄影装置。
此外，还可以不抑制弹性图像地保持。另外，在上述实施方式中，在 帧除去功能中，讲述了根据现在时刻的显示价值的评价，判定帧除去时， 将现在时刻的帧的图像信息设定成单一的色彩后显示的情况。但并不局限 于此，还可以设定成在现在时刻中判定帧除去时，保持未除去地显示的最 近的过去的帧，继续显示。进而，该动作并不局限于帧除去功能，作为区域除去功能的动作，也能设定同样的功能。
下面，讲述本发明的其它实施方式。图30是本实施方式的超声波摄影 装置的方框结构图，图31是本实施方式的超声波摄影装置涉及的弹性图像
取得的处理步骤的流程图，图32 (a) 32 (e)是表示本实施方式的显示 图像的一个示例的图形。
如图30所示，本实施方式的超声波摄影装置，由在装置与被检体之间 收发超声波的探头301、接收该探头301输出的反射回波信号后再构筑断层 像的断层像构筑部302、显示再构筑的断层像的显示部303构成。输出驱动 探头301的超声波信号的超声波发射单元，在图中省略。弹性运算部304， 包含下述单元，依次输入由断层像构筑部302输出的反射回波信号的帧数 据，根据时间序列性地相邻的2个断层像数据，计测断层像各部的组织的 变位的变位计测单元；根据该变位计测单元计测的各部的变位数据，求出 各部的组织的弹性率的弹性率运算单元。另外，弹性运算部304还具有解 析变位数据，判定加压操作是否适当的加压判定单元。
弹性图像构筑部305，根据弹性运算部304求出的弹性率，编制弹性图 像，在将编制的弹性图像向显示部303输出的同时，还将其存入电影存储 器312。另外，由弹性运算部304判定的加压操作的判定结果，在与各自的 弹性图像对应地存入加压状态存储器306的同时，还向操作信息输出部307 输出。操作信息输出部307在将加压操作的判定结果向显示部307输出的 同时，还可以通过声音输出部308做媒介，利用声音输出加压操作的判定 结果。
另一方面，由操作输入部309输入的各种操作指令及设定信息，被输 入中央处理部310,中央处理部310按照输入的指令等，控制电影存储器图 像再生部311等。
下面，参照图31的流程图和图32 (a) 32 (e)的显示图像例，讲述 利用这种结构的超声波摄影装置取得弹性图像的动作。首先，如图32 (a) 所示，在开始计测弹性图像时，在由断层像构筑部302向显示部303输出 显示断层像321的同时，还由操作信息输出部307向显示部303输出显示 表示加压状态的对话322 (Sl)。对话322具有线条状的横长显示区域，沿 该显示区域，显示2个三角形的记号323a、 323b，记号323a与加压操作的适当范围的下限值对应，323b与加压操作的适当范围的下限值对应。弹性
图像构筑部305加压状态存储器306
接着，操作者利用探头301在被检体的体表上加压，向活体组织加压
(S2)。在这种加压状态中，断层像构筑部302依次输入反射回波信号，更 新显示部303的断层像(S3)。弹性运算部304依次从断层像构筑部302获 得断层像的帧数据，根据时间序列性地相邻的2个帧数据，计测各部的组 织变位，根据计测的各部的变位数据，计算各部的组织的弹性率(S4)，将 计算出来的弹性率的数据向弹性图像构筑部305输出(S5)。另外，在步骤 S4中，弹性运算部304解析变位数据，判定加压操作是否适当，将判定结 果的加压状态向加压状态存储器306输出(S7)。该判定，例如如图33所 示，根据变位数据，将断层像中的变形率e的分布331、即各像素单位的变 形率作为横轴，将相同的变形率的像素数作为纵轴，求出变形率e的分布。 根据该变形率分布331的平均值e m是否在适当范围的上下限值(e H、 e L) 的范围内，判定加压单元的加压操作是否适当。例如，在图33中，用虚线 表示的变形率分布332、 333，由于平均值超出上下限值(eH、 e L),所以 是不适当的示例。顺便指出变形率分布332是加压速度太慢时的示例， 变形率分布333是加压速度太快时的示例。另外，加压状态，例如采用8 个阶段的评价等级判定，在存入加压状态存储器306的同时，还向操作信 息输出部307输出。
弹性图像构筑部305，根据弹性运算部304输出的弹性率数据，通过彩 色匹配，构筑弹性图像，如图32 (b)所示，在显示部303的断层像321上， 重叠显示弹性图像324 (S7)。另外，还将该弹性图像数据存入电影存储器 312 (S8)。接着，操作信息输出部307取得由弹性运算部304输出的加压 状态的评价等级(S9)，根据它决定对话322的状态后，向显示部303输出
(SIO)，例如，如图32(c)所示，显示部303更新对话322的显示。此夕卜， 图32 (c)的示例，示出加压状态的评价等级超过适当范围、太快时的情况。 看到该对话322的显示后，操作者将加压速度调慢，从而在返回图31的步 骤S2后实行的下一个弹性图像编制处理中，可以获得图32 (d)所示的根 据经过调整的加压速度的适当的弹性图像。这样，如图32 (e)所示，可知 对话322的状态显示，成为在记号323a、 323b的适当的范围内，能够取得适当的弹性图像。此外，图32 (a) 图32 (e)的对话322的记号323a、 323b，与适当范围的上下限值(eH、 Le )对应。
这样，采用本实施方式后，由于能够在对话322中立即显示加压操作 是否适当，所以操作者可以根据对话322中显示的加压状态是否适当，调 整探头301的操作，从而易于进行旨在获得适当的弹性图像的加压操作。 而且，采用本实施方式后，包含被检体的个人差异在内，也能够判定加压 操作是否适当，所以能够使操作者极其简单地进行适当的加压操作。
在上述实施方式中，示出在显示部303上利用对话显示加压操作是否 适当的示例，但本发明并不局限于此。可以利用声音输出加压操作是否适 当。图34是利用声音输出加压操作是否适当时的流程图。这时的显示图像 的示例，见图35 (a) 35 (e)。在图34中，步骤S21和图31的步骤S2 S8相同。操作信息输出部307，取得由弹性运算部304输出的加压状态的 评价等级(S22)，判定评价等级是否妥当(适当)(S23)。评价等级适当时， 结束处理。评价等级不适当时，判定评价等级超过适当范围后是"快"还 是"慢"，将评价结果分别设定成"快"、"慢"的声音(S25、 S26)。这样， 由操作信息输出部307输出"快"、"慢"的声音输出指令(S27)，禾拥由 声音输出部308指令的声音，输出评价结果、即操作信息。这时的显示图 像的示例，见图35 (a) 35 (e)。
这样，采用本实施方式后，操作者即使不看显示图像，也能通过声音 获得操作信息，所以易于进行旨在获得适当的弹性图像的加压操作。
图36是表示再生显示图30的电影存储器312保存的弹性图像时的流 程图。操作输入部309指令中央处理装置310电影存储器再生后(S31)， 中央处理装置310向电影存储器图像再生部311输出再生电影存储器的指 令(S32)。这样，电影存储器图像再生部311从电影存储器312中取得弹 性图像(S33)，而且从加压状态存储器306取得与读出的弹性图像同步的 加压状态的评价结果(S34)。接着，判定读出的加压状态是否妥当(S35)， 不妥当时结束处理。妥当时，中央处理装置310输出使显示部303显示由 电影存储器图像再生部311再生的弹性图像的指令(S36)。这样，被电影 存储器312保存的弹性图像就在显示部303上显示(S37)。就是说，只再 生显示电影存储器312保存的适当的弹性图像。在上述的实施方式中，提供加压操作的速度是否适当的操作信息。但 本发明并不局限于此，在活体组织出现横向错位之类的加压时，能够提供 操作信息。就是说，在加压操作的过程中，即使加压速度在时间上横定， 也未必都是能够均等地向垂直方向给被检体加压的时间带(以下称作"时 相")。例如出现向斜方向或不均匀地给被检体加压的时相后，施加给活体 组织的应力分布就产生不连续的时相。在这种时相中，由于出现在时间变 化上不连续地跳跃的坐标区域，所以在得到的弹性图像中，作为干扰(噪 声)包含着时间性地跳跃的区域，存在不能适当地进行弹性图像摄影的问 题。就是说，由于不能够均等地向垂直方向加压等，活体组织横向移动产 生横向错位后，就存在不能适当地进行弹性图像摄影的问题。
本发明的实施方式，检知到这种加压操作使活体组织产生横向错位时， 提供操作信息。本实施方式，可以通过将图30的实施方式中的构成弹性运
算部304的加压判定单元置换成横向错位判定单元338来实现。就是说， 如图37所示，从断层像构筑部302调出超声波接收信号数据的帧数据、从 计测变位的变位计测单元339调出变位数据后，判定横向错位的程度，将 判定结果存入加压状态存储器306。在图37中，弹性率运算单元340，是 根据变位数据计算组织各部的弹性率的元件，是图30的弹性运算部304所 包含的功能。
图38是本实施方式涉及的横向错位判定单元338中的以处理步骤为中 心的流程图。由操作输入部309向中央处理部310使弹性图像摄影模式接 通后，如图39所示，显示部303显示断层像335中求出弹性图像的R01336 和表示弹性率的彩色图像337 (S41)。接着，变位计测单元339从断层像构 筑部302中调出时间序列性地相邻的1组帧数据(S42)，经过相关处理后， 在计测断层像上的各像素的变位或移动矢量(变位方向和大小)的同时， 还检出横向错位(S43 S45)。
在变位计测单元339中的相关处理中，例如，可以采用众所周知的块 匹配法。块匹配法是将图像分成由NXN像素(N是自然数)构成的块，从
前一个帧中寻找图像与现在的帧中注目的块最近似的块，参照它预测代码 化的手法。如图40所示，将由NXN像素构成的块作为相关窗341，将包含 多个由NXN像素构成的块构成的区域，作为寻找范围342。另外，在前一个帧中参照的块，对于现在的帧的块而言，作为相关性最大的部位。在这
里，为了简化说明，如图40所示，将寻找范围342的大小，作为9个相关 窗341的大小。就是说，以相关窗341为中心，朝上下左右及斜方向，配 置和相关窗341相同大小的块。此外，相关窗341及寻找范围342可以任 意设定。现在，假设由探头施加的应力，向垂直于被检体的方向均等施加， 现在的帧和前一个帧的相关性最大的块，就成为对图40的中心的相关窗341 对言，位于上下方向的块2及8。另一方面，在来自探头的应力的作用下， 被检体的组织横向移动时，相关性最大的块，就成为位于相关窗341的左 右的块4及6 (但也可以包含块l、 3、 7、 9)。然后，为了在一个寻找范围 342中寻找相关性成为最大的块的位置，对9个块进行相关运算，求出相关 性最大的块的位置。在该相关运算中，例如，在位于旁边的块2或8中， 相关成为最大时，判定横向错位，将横向错位计数器计数完了。这样，对 ROI内的成为对象的数据，实施相关处理，求出ROI内中的变化量和横向错 位计数器的计数器数C。另外，由于ROI内的数据被寻找范围342分割，所 以还求该分割的寻找范围342的个数A。 ROI内中的变化量发送给弹性率运 算单元340，横向错位计数器的计数器数C和分割的寻找范围342的个数A， 发送给横向错位判定单元338。
横向错位判定单元338根据输入的A、 C，判定横向错位(S46)。该判 定根据A/X<C是否成立来决定。式中，X是根据经验确定的临界值。A/X 〈C成立时，可以判断向垂直于被检体的方向均匀加力。这时，将横向错位 产生曲线作为"0"存入加压状态存储器306 (S47)。 A/X〈C不成立时，可
以判断没有向垂直于被检体的方向均匀加力。这时，将横向错位产生曲线 作为"1"存入加压状态存储器306 (S47)。该加压状态存储器306的内容， 例如如图39所示，在断层像335的下边部位，通过显示"横向错位"报警 (S56)0
另一方面，弹性率运算单元340根据变位计测单元339计测的变位量B， 求出变形数据S (S48、 S53)，图30的弹性图像构筑部305，实施变形数据 S的阶差化处理，构筑弹性图像，在显示部303中显示。
这样，采用本实施方式后，操作者能够实时确认探头的力如何施加给 被检体，出现横向错位时，能够调整探头操作，调整成不容易出现横向错位的按压方法，所以可以迅速获得适当的弹性图像。
综上所述，采用本发明后，在弹性图像诊断中，在任何时候都能够使 高质量的弹性图像稳定地图像化。另外，采用本发明后，能够不被未被除 去的剩余的没有意义的弹性图像的信息迷惑，稳定地进行高质量的具有很 高的可靠性的弹性图形摄影。与此同时，由于通过弹性图像向操作者反馈 不适当的操作方法(压迫方法等)，所以可以在摄影现场立即摸索出能够取 得更高质量的图像的压迫手法等，能够提供保持超声波摄影的实时性、简 便性的、在临床上有用的超声波装置。进而，采用本发明后，能够向操作 者提供旨在获得适当的弹性图像的加压的操作信息，所以能够有效地得到 弹性图像。
权利要求
1、一种超声波诊断装置，具有超声波探头，该超声波探头与被检体之间进行超声波收发；超声波发射单元，该超声波发射单元输出用于驱动所述超声波探头的超声波信号；加压单元，该加压单元向所述被检体施加外力；变位计测单元，该变位计测单元由所述超声波探头接收的反射回波信号，取得在时间上不同的二个断层像数据，并根据该二个断层像数据，计测各部的变位；图像生成单元，该图像生成单元根据由所述变位计测单元计测的各部的变位数据确定的弹性信息，编制弹性图像；以及显示单元，该显示单元显示所生成的弹性图像，所述超声波诊断装置还包括加压判断单元，该加压判断单元根据分析所述变位数据后得到的弹性信息的分布，判断所述加压单元的加压操作是否适当；和判断输出单元，该判断输出单元使所述显示单元显示所述加压判断单元的判断结果。
2、 如权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于所述加压判 断单元，作为分析所述变位数据后得到的弹性信息的分布，求得所述断层 像中的失真率分布，并根据该失真率分布是否处于适当范围内来判断所述 加压单元的加压是否适当。
3、 如权利要求1或2所述的超声波诊断装置，其特征在于所述判断输出单元，根据所述判断结果以显示和/或声音来输出修正加压操作的引 导。
4、 如权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于还具有加压状态存储单元，该加压状态存储单元将所述加压判断单元判断的加压操作 的判断结果，分别与各所述弹性图像对应关联存储。
5、 如权利要求4所述的超声波诊断装置，其特征在于还具有再现单元，该再现单元仅在所述加压操作适当时，使所述显示单元显示来自所述加压状态存储单元的所述弹性图像。
6、 如权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在于所述加压判 断单元，将各象素单位的所述失真率作为横轴，将所述失真率的象素数作 为纵轴，求出所述失真率的分布。
7、 一种超声波诊断装置，具有超声波探头，该超声波探头与被检体之间进行超声波收发； 超声波发射单元，该超声波发射单元输出用于驱动所述超声波探头的超声波信号；加压单元，该加压单元向所述被检体施加外力；变位计测单元，该变位计测单元由所述超声波探头接收的反射回波信 号，取得在时间上不同的二个断层像数据，并根据该二个断层像数据，计 测各部的变位；图像生成单元，该图像生成单元根据由所述变位计测单元计测的各部 的变位数据确定的弹性信息，编制弹性图像；以及 显示单元，该显示单元显示所生成的弹性图像， 所述超声波诊断装置还包括-加压判断单元，该加压判断单元根据所述变位数据求得所述断层像中 横向位移的程度，并根据该横向位移的程度是否处于适当范围内来判断所 述加压单元的加压操作是否适当；和判断输出单元，该判断输出单元使所述显示单元显示所述加压判断单 元的判断结果。
8、 如权利要求7所述的超声波诊断装置，其特征在于所述判断输 出单元，根据所述判断结果以显示和/或声音来输出修正加压操作的引导。
全文摘要
一种超声波诊断装置，具有超声波探头，其与被检体之间进行超声波收发；超声波发射单元，其输出用于驱动超声波探头的超声波信号；加压单元，其向被检体施加外力；变位计测单元，其由超声波探头接收的反射回波信号，取得在时间上不同的二个断层像数据，并根据该二个断层像数据，计测各部的变位；图像生成单元，其根据由变位计测单元计测的各部的变位数据确定的弹性信息，编制弹性图像；显示单元，其显示所生成的弹性图像；加压判断单元，其根据分析变位数据后得到的弹性信息的分布，判断加压单元的加压操作是否适当；和判断输出单元，其使显示单元显示加压判断单元的判断结果。
文档编号A61B8/08GK101317774SQ20081013615
公开日2008年12月10日 申请日期2004年5月31日 优先权日2003年5月30日
发明者三竹毅, 大坂卓司, 押木光博, 村山直之, 松村刚, 林哲矢, 椎名毅, 汤浅超识, 玉野聪 申请人:株式会社日立医药