专利名称：参考变形体、超声波诊断装置及超声波诊断方法
技术领域：
本发明涉及利用超声波探头的超声波收发面所安装的参考变形体和超声波，关 于被检体内的摄像对象部位而显示表示断层图像或生物体组织的硬度或柔软度的弹性图 像的超声波诊断装置及超声波诊断方法。
背景技术：
超声波诊断装置通过超声波探头向被检体内部发送超声波，从被检体内部接收 与生物体组织的构造相对应的超声波的反射回波信号，例如构成B模式像等的断层图像 而在诊断用时进行显示。近年的超声波诊断装置，通过手动或机械的方法，以超声波探头压迫被检体， 计测超声波接收信号，求出组织的位移，并基于该位移数据来显示表示生物体组织的弹 性的弹性图像。此时，公开了如下内容经由固定器具将参考变形体安装于超声波探 头，从由超声波收发所得到的RF信号帧数据中检测被检体和参考变形体的边界，根据该 边界的位置信息计测对被检体进行压迫的压力(例如，专利文献1)。专利文献1国际公开W02005/120358号公报安装于超声波探头的参考变形体有多种多样的种类。例如，如果超声波探头的 大小或形状不同，则该超声波探头最合适的参考变形体的大小或形状也不同。在线型的 超声波探头，安装有直线状的参考变形体。在凸型的超声波探头，安装有曲线状的参考 变形体。另外，如果计测部位的深度或大小、被检体的体型不同，则参考变形体的硬度 或厚度也不同。由此，需要根据计测状况切换为具有最合适的特性的参考变形体。可是，当没有确定参考变形体的种类时，就不能适当地进行弹性模量运算或超 声波收发的设定等。
发明内容
在本发明中，其目的在于对安装于超声波探头的参考变形体的种类进行确定。为了解决本发明的课题，一种超声波诊断装置，具备参考变形体被安装在超 声波收发面的超声波探头；断层图像构成部，经由所述参考变形体对被检体收发超声 波，基于所述被检体的断层部位的RF信号帧数据生成断层图像；显示部，显示所述断层 图像；存储部，存储赋予给所述参考变形体的ID和所述参考变形体的种类的关系；以及 种类确定部，从所述存储部中读取与被安装在所述超声波探头的所述参考变形体的ID对 应的所述参考变形体的种类，确定所述参考变形体的种类。因此，能够确定参考变形体 的种类。另外，具备对所述断层图像中的所述参考变形体的特征量进行解析的图像解析 部；所述存储部存储所解析的所述参考变形体的特征量和所述参考变形体的种类之间的 关系；所述种类确定部从所述存储部中读取重新得到的所述断层图像中的所述参考变形 体的特征量所对应的所述参考变形体的种类，确定所述参考变形体的种类。因此，能够确定参考变形体的种类。此外，具备图像处理部，该图像处理部按照由所述种类确定单元所确定的所述 参考变形体的厚度，将断层图像或弹性图像移位至所述超声波探头侧。而且，具备超声 波收发控制部，该超声波收发控制部按照由所述种类确定单元所确定的所述参考变形体 的厚度来控制所述超声波的聚集，以使所述参考变形体不聚集超声波。发明效果在本发明中，能够识别参考变形体的种类，将该信息反映于弹性运算或者进行显不。
图1是表示本发明的整体构成的图。图2是表示本发明的参考变形体的安装方式的图。图3是表示本发明的ID的显示方式的图。图4是表示本发明的第1实施方式的图。图5是表示本发明的压力计测的实施方式的图。图6是表示本发明的第2实施方式的图。图7是表示本发明的含有散射体的参考变形体的断层图像的图。图8是表示本发明的由不同的多个层构成的参考变形体的断层图像的图。图9是表示本发明的具有条形码的参考变形体的断层图像的图。图10是表示本发明的第3实施方式的图。图11是表示本发明的修正前、修正后的断层图像的图。符号说明1-超声波收发控制电路、2-发送电路、3-超声波探头、4-接收电路、5-整相 加法电路、6-信号处理部、7-黑白扫描变换器、8-RF信号帧数据选择部、9-位移·畸 变运算部、10-弹性模量运算部、11-弹性数据处理部、12-彩色扫描变换器、13-切换加 法部、14-图像显示器、15-压力运算部、16-参考变形体、30-参考变形体信息取得部、 32-控制部、34-输入部、36-电影存储器(cine memory)。
具体实施例方式基于附图，对本发明的实施方式进行说明。图1示表示本发明的超声波诊断装 置的框图。超声波诊断装置利用超声波针对被检体的计测部位取得断层图像，并且显示 表示生物体组织的硬度或柔软度的弹性图像。如图1所示，超声波诊断装置具备超声波收发控制电路1、发送电路2、超声 波探头3、接收电路4、整相加法电路5、信号处理部6、黑白扫描变换器7、RF信号帧 数据选择部8、位移·畸变运算部9、弹性模量运算部10、弹性数据处理部11、彩色扫 描变换器12、切换加法部13、图像显示器14、压力运算部15、参考变形体16、参考变形 体信息取得部30、控制部32、输入部34、电影存储器36。超声波探头3是将多个振荡器排列成长方形状而形成的，进行机械式或电子式 的波束扫描，对被检体发送及接收超声波。各振荡器一般具有将所输入的脉冲波或连续波的送波信号变换成超声波之后进行发射的功能；以及将从被检体内部发射的反射回 波变换成电信号(反射回波信号)之后进行输出的功能。在超声波探头3的超声波收发面安装有参考变形体16。使参考变形体16与被检 体的体表进行接触，来压迫被检体。压迫动作是由超声波探头3进行超声波收发，并且 压迫被检体向体腔内的计测部位给予应力分布。超声波收发控制电路1控制对超声波进行发送及接收的定时或聚集(focus)。发 送电路2驱动超声波探头3、生成用于发生超声波的送波脉冲，并且将由所内置的送波整 相加法电路所发送的超声波的收束点(焦点)设定成某一深度。接收电路4以规定的增 益放大由超声波探头3接收到的反射回波信号。与所放大的各振荡器的数目相对应的数 目的反射回波信号，被输入至整相加法电路5。整相加法电路5控制由接收电路4所放大 的反射回波信号的相位，形成RF信号帧数据。在整相加法电路5的一方的输出侧具备有信号处理部6和黑白扫描变换器7。 信号处理部6输入来自整相加法电路5的RF信号帧数据，进行增益修正、对数修正、检 波、边缘补偿、滤波处理等的各种信号处理。黑白扫描变换器7以规定周期取得由信号处理部6信号处理过的RF信号帧数 据。并且，黑白扫描变换器7以电视方式的周期读取基于RF信号帧数据的断层图像数 据。另外，在整相加法电路5的另一方的输出侧具备有RF信号帧数据选择部8、位 移·畸变运算部9、压力运算部15、弹性模量运算部10。另外，在弹性模量运算部10 的后段具备有弹性数据处理部11和彩色扫描变换器12。并且，在黑白扫描变换器7和彩色扫描变换器12的输出侧具备有切换加法部 13。图像显示器14是显示基于由黑白扫描变换器7所得到的断层图像数据的断层图像和 基于由彩色扫描变换器所得到的弹性图像数据的弹性图像的监控器。处于切换加法部13 的输出侧的电影存储器36将断层图像数据和弹性图像数据与时间信息一起存储。电影存 储器36所存储的断层图像数据和弹性图像数据，通过来自输入部34的指示被图像显示器 14显示。RF信号帧数据选择部8起到如下作用将从整相加法电路5输出的RF信号帧数 据依次确保在RF信号帧数据选择部8内所具备的帧存储器内(将当前所确保的RF信号帧 数据设为RF信号帧数据N)，从在时间上已经过去的RF信号帧数据N-l、N-2、N-3…… N-M之中选择一个RF信号帧数据(设为RF信号帧数据X)，向位移·畸变运算部9输 出1组的RF信号帧数据N和RF信号帧数据X。虽然将从整相加法电路5输出的信号记 述为RF信号帧数据，但也可将RF信号设为被多次解调后的I、Q信号的形式的信号。位移·畸变运算部9基于由RF信号帧数据选择部8所选择的1组的RF信号帧 数据来执行1维或2维的相关处理，计测断层图像上的各计测点的位移或运动向量(位移 的方向和大小)，生成位移帧数据，并根据位移帧数据运算畸变。关于畸变的运算，例如 通过将该位移进行空间微分，从而通过计算求出。作为该运动向量的检测法，例如有块 匹配法或梯度法。关于块匹配法，将图像例如划分成由NXN像素构成的块，从前帧中 探索与当前帧中关注的块最接近的块，并参考该块进行编码。弹性模量运算部10根据从位移·畸变运算部9输出的畸变信息和从压力运算部15输出的压力信息来运算弹性模量，并生成弹性模量的数值数据(弹性帧数据)，输出至 弹性数据处理部11和彩色扫描变换器12。关于作为弹性模量中之一的例如杨氏模量Ym 的运算，如下式，通过用各运算点中的应力(压力)除以各运算点中的畸变而求出。在 下述数学式中，i，j的指标表示帧数据的坐标。数学式1Ymi, j =压力(应力)i，j/(畸变 i，j) (i，j = 1，2，3，......)这里，给予被检体的压力是由压力运算部15计测的。压力运算部15通过运算求 出给予参考变形体16的压力，并作为给予被检体的压力进行输出。详细的内容见后述。弹性数据处理部11对计算出的弹性帧数据进行坐标变换面内的平滑处理、对比 度最优化处理、或帧间的时间轴方向的平滑处理等各种各样的图像处理。彩色扫描变换器12对从弹性数据处理部11输出的弹性帧数据赋予光的3原色、 红(R)、绿(G)、蓝(B)的色相信息。例如，大的弹性模量被变换成红色代码，小的弹 性模量被变换成蓝色代码。另外，被检体压迫机构18通过电动机或电线等，使超声波探头3在上下方向上 移动，对被检体加压。此外，操作者也可手动地将超声波探头3在上下方向上移动。(第1实施方式ID手输入)这里，利用图1 5对第1实施方式进行说明。第1实施方式是如下的方式 操作者输入ID，使超声波诊断装置识别参考变形体的种类，将该种类反映于弹性运算， 或者进行显示。该ID是参考变形体的种类能够同定的指标。在第1实施方式中，主要具备输入部34，输入参考变形体16的ID ；控制部 32，将由输入部34输入的ID输出至参考变形体信息取得部30;以及参考变形体信息取 得部30，取得与所输出的ID相对应的参考变形体16的种类，使压力运算部15或弹性模 量运算部10的运算反映参考变形体16的种类。首先，利用图2对参考变形体16的安装方式进行说明。如图2(a)所示，固定 器具17由在中央有空隙的框体20和从框体20的下表面向下方向延伸的一对把持部21构 成。框体20和把持部21被压制成形为一体。在把持部21设置有突起部(未图示)，以 使嵌入到超声波探头3的侧部的槽。因此，一次操作就能够将固定器具17嵌入到超声波 探头3。另外，在框体20的空隙的内周面设置有用于保持参考变形体16的槽部22。槽 部22的宽度为3mm左右，槽部22的深度为5mm左右。如图2(b)所示，参考变形体16是在四角形状的平板体25上表面的中央部设置 有长方体26的形状。参考变形体16的长方体26的尺寸是能够从固定器具17的空隙突出 的尺寸。另外，平板体25的厚度是收纳在固定器具17的槽部22的3mm左右的厚度。参考变形体16是以油系的凝胶原料或丙烯酰胺等的水作为基础的凝胶原料、以 硅等作为基础而生成的。丙烯酰胺是在触媒的存在下重合交联键(BIS)时作为丙烯酰胺 凝胶而生成的。其是具有三维的网状构造的高分子凝胶，具有琼脂或明胶那样的触感。 由此，虽然凝固前是溶液，但在混入凝固剂并经过时间之后，固定成凝胶状的材料作为 参考变形体16是合适的。如果通过粘性低的丙烯酰胺等的原料构成，因为迅速地响应压 迫操作，所以适用于压力计测。另外，参考变形体16例如也可以是用作以水性树脂凝胶 化物为基础那样的超声波诊断的仿真的材料。
图2(c)示出使固定器具17安装了参考变形体16的形态。平板体25的端部被 插入到框体20的内周面所形成的槽部22，参考变形体16被安装在固定器具17。因为作 为参考变形体16的平板体25是弹性体，所以通过该弹性力能够使平板体25嵌入到槽部 22。由此，当使固定器具17安装参考变形体16时，参考变形体16的长方体26处于从 固定器具17的框体20突出的状态。图2(d)示出参考变形体16和固定器具17被固定在超声波探头3的状态的长边 方向的断面图。如图2(c)所示，在使固定器具17安装了参考变形体16的状态下，固定 器具17经由把持部21而被固定在超声波探头3。当固定器具17被固定在超声波探头3 时，处于参考变形体16与设置在超声波探头3的上部的振荡器19连接的状态。在该状 态下，使参考变形体16的上表面接触被检体，从振荡器19进行超声波的收发。另外，如图3所示，参考变形体16或参考变形体16的封装40具有ID40。(1-1 给参考变形体ID)具体而言，如图3(a)所示，给参考变形体16的侧面赋予由文字组成的ID40。 ID40例如是由4个拉丁字母组成的“BBAC”这样的ID。给参考变形体16的侧面(除与 被检体接触的接触面以外)赋予了 ID40，是因为不会对被检体收发的超声波产生影响。 操作者通过观看参考变形体16的侧面的ID40，从而能够识别拉丁字母的排列、即ID40。 此外，ID40可以是数字、记号、图形、颜色等。另外，如图3(b)所示，通过设置有用于对参考变形体16压制成形的模具预先刻 印ID40的凹凸，将参考变形体16的凝胶材料流入模具，从而能够在参考变形体16的侧 面形成由凹凸组成的ID40。操作者通过观看或触摸形成在参考变形体16的侧面的ID40 的凹凸，从而能够识别ID40。此外，在参考变形体16的侧面例如可以实施对锯齿形状 或波形状等进行加工等的表面加工。另外，也可以通过染色参考变形体16，能够用颜色识别ID40。例如，如果 参考变形体16为白色，则ID40为“BBAC”，如果参考变形体16为黄色，则ID40为
"AAAA"。(1-2 给封装 ID)另外，如图3(c)所示，也可以给对参考变形体16进行封装的壳体42赋予 ID40。壳体42具有在内部有空隙的器部46和盖部44，参考变形体16被密封收纳在器 部46与盖部44之间。由于通过将参考变形体16密封收纳在壳体42内能够防止灰尘或 空气等的进入，所以能够将参考变形体16的劣化限制在最小限度内。操作者通过观看对参考变形体16进行封装的壳体42的ID40，能够识别拉丁字 母的排列、即参考变形体16的ID40。(1-3 ID 手输入)接着，如图4所示，操作者将参考变形体16的ID40、或者对参考变形体16进 行封装的壳体42所记载的ID40输入至输入部34。控制部32给予指令，以使参考变形 体信息取得部30输出由输入部34输入的ID40，确定参考变形体16的种类。然后，参 考变形体信息取得部30根据所输出的ID40来确定参考变形体16的种类，将参考变形体 16的种类反映于压力运算部15和弹性模量运算部10的运算。另外，参考变形体信息取 得部30将参考变形体16的种类显示在图像显示器14。
具体而言，参考变形体信息取得部30由以下部件构成接收所输入的参考变形 体16的ID40的ID信息接收部50 ；预先存储多个参考变形体16的ID40和参考变形体 16的种类之间的关系的存储器52 ；基于存储器52所存储的信息来确定与所输入的ID40 相对应的参考变形体16的种类的种类确定部54。另外，在存储器52中，如下述表1所 示，相对于1个ID40，对应存储了 1个参考变形体16的种类(厚度、弹性特性、声学特 性、探头的种类等)。表1
权利要求
1.一种超声波诊断装置，具备参考变形体被安装在超声波收发面的超声波探头；断层图像构成部，经由所述参考变形体对被检体收发超声波，基于所述被检体的断 层部位的RF信号帧数据生成断层图像；和 显示部，显示所述断层图像， 所述超声波诊断装置的特征在于，具备存储部，存储赋予给所述参考变形体的ID与所述参考变形体的种类之间的关系；和 种类确定部，从所述存储部中读取与被安装在所述超声波探头的所述参考变形体的 ID相对应的所述参考变形体的种类，确定所述参考变形体的种类。
2.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，所述参考变形体的种类包括所述参考变形体的厚度、包括弹性模量的弹性特性、声 学特性、散射体浓度、所安装的所述超声波探头中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，所述显示部显示由所述种类确定部所确定的所述参考变形体的ID或所述参考变形体 的种类中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于， 对所述参考变形体或其封装的至少一个赋予所述ID。
5.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于， 具备压力运算部，从所述种类确定部中读取所述参考变形体的种类中的厚度和弹性模量 的信息，运算对所述参考变形体施加的压力；畸变运算部，基于所述RF信号帧数据，运算所述断层部位中的组织的畸变；以及 弹性模量运算部，基于所运算的压力及畸变，运算所述组织的弹性模量。
6.根据权利要求所述的超声波诊断装置，其特征在于，所述压力运算部基于由所述参考变形体的所述厚度及其位移求出的畸变及所述弹性 模量，运算对所述参考变形体施加的压力。
7.根据权利要求5所述的超声波诊断装置，其特征在于，具备弹性图像构成部，该弹性图像构成部基于由所述弹性模量运算部所运算的所述 组织的弹性模量，生成弹性图像。
8.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，具备对所述断层图像中的所述参考变形体的特征量进行解析的图像解析部， 所述存储部存储所解析的所述参考变形体的特征量和所述参考变形体的种类之间的 关系，所述种类确定部从所述存储部中读取与重新得到的所述断层图像中的所述参考变形 体的特征量相对应的所述参考变形体的种类，确定所述参考变形体的种类。
9.根据权利要求8所述的超声波诊断装置，其特征在于， 所述特征量是所述断层图像的回波亮度的平均值，所述种类确定部基于重新得到的所述断层图像的回波亮度的平均值，确定所述参考 变形体的种类。
10.根据权利要求8所述的超声波诊断装置，其特征在于，所述特征量是所述参考变形体中包括的散射体的回波亮度，所述种类确定部基于重新得到的所述断层图像中的所述散射体的图案或大小或形 状，确定所述参考变形体的种类。
11.根据权利要求8所述的超声波诊断装置，其特征在于，所述特征量是所述参考变形体的形状或所述参考变形体中包括的特征物，所述种类确定部基于重新得到的所述断层图像中的所述参考变形体的形状或特征 物，确定所述参考变形体的种类。
12.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，具备图像处理部，该图像处理部按照由所述种类确定部所确定的所述参考变形体的 厚度，将断层图像或弹性图像移位至所述超声波探头侧。
13.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，具备超声波收发控制部，该超声波收发控制部按照由所述种类确定部所确定的所述 参考变形体的厚度来控制所述超声波的聚集，以使超声波不聚集于所述参考变形体。
14.一种超声波诊断方法，利用了超声波诊断装置，该超声波诊断装置具备参考变 形体被安装在超声波收发面的超声波探头；断层图像构成部，经由所述参考变形体对被 检体收发超声波，基于所述被检体的断层部位的RF信号帧数据生成断层图像；以及显示 部，显示所述断层图像，该超声波诊断方法的特征在于，包括存储赋予给所述参考变形体的ID和所述参考变形体的种类之间的关系的步骤；从所述存储部中读取与被安装在所述超声波探头的所述参考变形体的ID相对应的所 述参考变形体的种类的步骤；以及确定所述参考变形体的种类的步骤。
15.—种参考变形体，其特征在于，被安装在超声波探头的超声波收发面，并且被赋予了与厚度、包括弹性模量的弹性 特性、声学特性、散射体特性中的至少一个相对应的ID。
全文摘要
本发明提供一种能确定种类的参考变形体、确定参考变形体的种类的超声波诊断装置及超声波诊断方法。该超声波诊断装置特征在于具备参考变形体(16)被安装在超声波收发面的超声波探头(3)、经由参考变形体(16)对被检体收发超声波、并基于被检体的断层部位的RF信号帧数据生成断层图像的断层图像构成部(6，7)、显示断层图像的显示部(14)、存储赋予给参考变形体(16)的ID和参考变形体(16)的种类之间的关系的存储部(52)、从存储部(52)中读取与安装在超声波探头(3)的参考变形体(16)的ID对应的参考变形体(16)的种类并确定参考变形体的种类的种类确定部(54)。
文档编号A61B8/08GK102014758SQ20098011461
公开日2011年4月13日 申请日期2009年4月14日 优先权日2008年4月25日
发明者松村刚 申请人:株式会社日立医疗器械