医疗诊断装置及其测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有显示受检者的诊断图像的图像显示功能的诸如超声诊断装置的医疗诊断装置，及其控制方法。
【背景技术】
[0002]具有显示受检者的诊断图像的图像显示功能的医疗诊断装置，例如超声诊断装置、X射线设备，和核磁共振成像(MRI)设备，不仅生成和显示目标部位的图像，而且基于图像进一步测量该部位的状态以获取对诊断有用的信息。例如，超声诊断装置测量受检者的一部位的状态，例如，诸如心脏的组织；例如，心室的容积，以获取对于诊断有用的信息。
[0003]显示受检者的诊断图像的医疗诊断装置基于所生成的受检者的部位的图像来计算和设定待测量的组织的测量位置，例如心室的轮廓，并基于所设定的测量位置进行测量以获取用于诊断的关于该部位的组织的信息。在专利文献I中已经公开了这种技术。
[0004]专利文献1:国际公开号W02008/044441
【发明内容】
[0005]在专利文献I中描述的技术是用于测量受检者的部位或该部位的组织的状态的非常有用的技术，并在医疗实践中被认为是非常重要的。因为该技术用来提供在医疗实践中非常有用的重要信息，所以对于提高该技术的精度存在日益增加的需要。为了进行关于受检者的部位或该部位的组织的准确测量，重要的是更准确地获取部位或其组织的测量位置，例如，轮廓。
[0006]在一些待由医疗诊断装置检查的受检者中，具有临床病史的目标部位或构成目标部位的组织可能具有与健康人的目标部位或组织不同的形状。期望地是，甚至对于这样的具有与健康人的目标部位或组织不同形状的目标部位或组织的受检者，都能够获取更准确的测量位置，且因此，进一步提高了基于受检者的图像的测量结果的可靠性。
[0007]本发明的有益效果是提供了一种基于受检者的图像进一步增加测量结果的可靠性的医疗诊断装置，或及其控制方法。
[0008]用于实现上述目的的根据本发明的医疗诊断装置包括:图像生成单元，其生成受检者的图像；辅助信息生成单元，其依据输入生成辅助信息；测量计算单元，其利用由图像生成单元生成的图像、辅助信息，以及测量条件来计算测量位置，并利用图像和计算出的测量位置来计算测量值；以及显示单元，其显示由图像生成单元生成的图像，和由测量计算单元计算出的测量值。在本发明中，测量位置是用于计算测量值的概念。测量位置可以表示为诸如点或线的形状。例如，测量位置可以是受检者内目标部位或组织的轮廓线。该轮廓线可以表示受检者内的部位或组织的一部分，或可以表示整个目标部位或组织。在受检者的心脏是测量目标的情况下，测量位置是，例如，心室的轮廓线。此外，在本发明中，辅助信息是利于获取测量位置的计算的信息。辅助信息是，例如，给出了通过计算确定测量位置的细化条件，且可以是图像上表示为点、线、区域等的信息。
[0009]本发明能够提供一种基于受检者的图像进一步增加测量结果的可靠性的医疗诊断装置，或及其控制方法。
【附图说明】
[0010]图1是应用了本发明的超声诊断装置的配置图。
[0011]图2是示出存储在记录单元中的存储内容的示意图。
[0012]图3是示出超声诊断装置的操作的概述的流程图。
[0013]图4是示出显示单元上显示的图像的示意图。
[0014]图5是示出在其中依据位置输入来显示作为辅助信息的测量位置候选区域的图像的不意图。
[0015]图6是示出不同于图3中示出的方案的另一方案的流程图。
[0016]图7是示出如图3或图6中所示的流程图的步骤S220的细节的示意图。
[0017]图8是同图7 —样示出如图3或图6中所示的流程图的步骤S220的细节的示意图。
[0018]图9是示出由不同于图3的方案的另一方案所显示的图像的示意图。
[0019]图10是示出由不同于图3的方案的又一方案所显示的图像的示意图。
[0020]图11是示出由不同于图3的方案的又一方案所显示的图像的示意图。
[0021]图12是示出图11中所示方案的流程图。
[0022]图13是示出由不同于图3的方案的又一方案所显示的图像的示意图。
[0023]图14是示出图13中所示方案的流程图。
[0024]图15是示出由不同于图3的方案的又一方案所显示的图像的示意图。
[0025]图16是示出图15中所示方案的流程图。
[0026]图17是示出由不同于图3的方案的又一方案所显示的图像的示意图。
[0027]图18是示出图17中所示方案的流程图。
[0028]图19是示出步骤S220的详细的处理操作的流程图。
[0029]图20是示出由不同于图3的方案的又一方案所显示的图像的示意图。
[0030]图21是示出图20中所示方案的流程图。
[0031]图22是示出由不同于图3的方案的又一方案所显示的图像的示意图。
[0032]图23是示出图22中所示方案的流程图。
[0033]图24是示出作为又一方案的在采用M模式图像的方案中显示图像的示意图。
[0034]图25是示出图24中所示方案的流程图。
[0035]图26是示出作为又一方案的在采用焦点位置的方案中显示图像的示意图。
[0036]图27是示出图26中所示方案的配置图。
[0037]图28是示出图26中所示方案的流程图。
[0038]图29是示出在本发明适用于乳腺肿瘤的测量的情况下的显示图像的示意图。
[0039]图30是示出测量条件数据库的一个示例的示意图。
【具体实施方式】
[0040]将参照附图描述用于实施本发明的实施例(下文中称为实施例)。在下面的附图中，基本上相同的操作、功能，和步骤给予相同的附图标记，且为了避免复杂性，省略了重复的描述。此外，在本申请中，术语“计算”用于意指不仅是代数计算，还意指如下过程:预先确定被定义为一参数的函数的值并存储在存储装置中，以及基于该参数通过搜索确定该函数的该值。此外，术语“设定”意指建立由检查者输入信息、条件，或方法的状态，或建立由不同的配置、系统，或装置获取信息、条件，或方法的状态。例如，作为建立的方法，检查者输入指令以进行建立，或达到预定时间。
[0041]图1是代表应用本发明的一个实施例的超声诊断装置100的结构图。另外，图2是示出存储在图1中所示的记录单元140中的存储内容、存储区域，以及数据库部件的示意图。在下面的实施例中，举出超声诊断装置为具有图像显示单元的医疗诊断装置的有代表性的示例，且在下面将利用超声诊断装置作为有代表性的示例来描述本发明的一个实施例。
[0042]图1中所示的超声诊断装置100包括超声信号生成单元102、超声图像生成单元106、测量计算单元120、输出图像生成单元130、显示单元132、测量设定单元150、操作单元108、记录单元140，以及控制单元170。测量计算单元120包括测量位置计算单元110和测量值计算单元122。测量位置计算单元110和测量值计算单元122可以以不同硬件或同一个硬件来构造。例如，能够进行高速计算处理的计算单元可以用于在适当时机执行由测量位置计算单元110进行的处理和由测量值计算单元122进行的处理。
[0043]测量位置计算单元110包括测量位置计算单元Al 12和测量位置计算单元BI 14。如上所述的相同，这些单元可以以不同硬件或同一个硬件来构造。即使所述单元以同一个硬件来构造，在测量位置计算单元A112需要进行处理时，上述硬件作为测量位置计算单元A112来操作，而在测量位置计算单元B114需要进行处理时，上述硬件作为测量位置计算单元BI 14来操作。以这种操作方式，测量位置计算单元Al 12和测量位置计算单元BI 14能够以同一个硬件来构造。这同样也适用于辅助信息设定单元160和测量设定单元150。
[0044]测量设定单元150包括测量条件设定单元152和辅助信息设定单元160。此外，辅助信息设定单元160包括位置设定单元162和辅助信息生成单元164。尽管这些部件是依据其各自的功能来表示的，但每个功能可以被实施为硬件、软件，或硬件和软件的组合。尽管各部件是通过连接线20来连接的，但连接线20并不限于硬件，其意味着每个部件都具有与其他部件交换信息的功能。这同样也适用于下面描述的每个部件。
[0045]超声信号生成单元102包括具有换能器的探头103，和超声信号发送/接收单元104。探头103是将来自换能器的超声波施加至受检者2的目标组织并从受检者2的目标组织接收超声波的反射波的装置。探头103根据目的、目标部位等可以是线型、凸型，或扇型。超声信号发送/接收单元104发送电转换的超声信号至探头103并从探头103接收电转换的超声信号。它从控制单元170接收关于发送/接收的功率和时间的信息以控制发送/接收，从而实现期望的超声信号。然后，来自超声信号发送/接收单元104的信号根据成像设定内容受到通过调相电路或放大电路(未显示)的信号处理，且被发送至超声图像生成单元106。
[0046]超声图像生成单元106依据诸如超声波束的扫描范围或增益设定值的成像设定内容，由来自超声信号发送/接收单元104并通过调相电路或放大电路发送的超声信号来生成超声图像。除了对信号幅度信息进行成像以外，超声图像生成单元106还具有通过未示出的多普勒测量单元对从超声信号测量的速度信息进行成像的功能。这样的超声图像是根据由成像设定确定的帧速来经常更新，且通过输出图像生成单元130存储进记录单元140的存储区域1462中，并通过显示单元142显示为图像。
[0047]尽管很明显从超声信号生成单元102通过超声图像生成单元106和输出图像生成单元130至显示单元142和记录单元140的信息流动可以被认为是经由连接线20进行的，但这些信息流动仍被表示为与连接线20分开的箭头以便于易于识别。
[0048]测量计算单元120包括:测量位置计算单元110，其计算测量位置；和测量值计算单元122，其从计算出的测量位置来计算测量值。尽管测量位置计算单元110和测量值计算单元122是依据处理功能显示在方框图中，但测量位置计算单元110和测量值计算单元122可以利用同一计算单元来进行处理，或可以具有其各自的处理单元。然而，利用同一处理单元的处理作为系统具有多种不同的优势。在共同的计算单元进行两个单元的处理的情况下，共同的计算单元在应该作为测量位置计算单元110操作时进行测量位置计算单元110的处理，且共同的计算单元在应该作为测量值计算单元122操作时操作为测量值计算单元122。这种控制可以通过系统的OS程序或通过控制单元170来进行。
[0049]测量位置计算单元110包括测量位置计算单元Al 12和测量位置计算单元BI 14。测量位置计算单元Al 12和测量位置计算单元BI 14均具有基于由超声图像生成单元106生成的组织图像1062依据保存在记录单元140中的数据库141的图像来计算指示测量位置的测量位置信息1102的功能。测量位置计算单元A112基于由超声图像生成单元106生成的组织图像1062利用保存在记录单元140中的数据库141来计算测量位置并发送作为测量位置信息1102来被获取的测量位置至测量值计算单元122。如果由测量位置计算单元A112计算出的测量位置信息1102不适当，那么，根据检查者的指令，测量位置计算单元B114进一步利用来自测量设定单元150的辅助信息1642来计算测量位置，并发送计算出的测量位置作为测量位置信息1102至测量值计算单元122。测量位置计算单元A112和测量位置计算单元B114不要求是完全独立的部件，而可以共用进行共同处理的部分。不论测量位置计算单元A112和测量位置计算单元B114被构造为硬件还是软件都可以这样。已经描述了计算并发送测量位置至测量值计算单元122，但实际上，先存储计算出的测量位置，然后当在处理操作中需要计算出的测量位置时，测量值计算单元122从存储装置中读出并利用所存储的测量位置。这还适用于在其他方框中操作的描述。
[0050]测量位置计算单元B114基于由测量设定单元150设定的辅助信息1642计算最佳测量位置。例如，测量位置计算单元B114将基于由超声图像生成单元106生成的组织图像1062内的辅助信息1642的图像区域和保存在记录单元140中的数据库141中的特别与图像内的辅助信息1642有关的部位做比较，以选择出具有较高相似性的图像，且基于选择出的图像来计算最佳测量位置。
[0051]作为由测量位置计算单元110的测量位置计算单元A112和测量位置计算单元B114进行以获取测量位置的计算方案，采用利用图像识别计算的测量位置检测的方法。图像识别计算的示例包括统计估计方法、图像边缘检测处理，以及模式匹配方法。
[0052]这里，如上所述的辅助信息1642用作通过测量位置计算单元B114在指示测量位置的粗略位置的区域中指示测量位置候选区域的信息。相应地，进行处理以在由超声图像生成单元106生成的超声图像上搜索该测量位置候选区域，来检测具有最接近目标测量位置特征的位置作为测量位置。将该特征量化为测量位置的可能性的指标。由测量位置计算单元I1的测量位置计算单元A112和测量位置计算单元B114进行测量位置计算的时间可以是，例如，在心脏运动图像情况下诸如舒张末期或收缩末期的特征时间相位。在针对静止图像的测量的情况下，该时间可以在使得图像静止之后。当由测量位置计算单元110确定测量位置时，所确定的测量位置信息1102被发送至输出图像生成单元130，然后由输出图像生成单元130创建将测量位置信息1102叠加在来自超声图像生成单元106的组织图像1062上的图像1302并在显示单元132上显示图像1302。此外，从测量位置计算单元110发送测量位置信息1102至测量值计算单元122。如果由测量位置计算单元A112计算出的测量位置不适当，检查者输入其不适当的指示，以及用作提示的辅助位置(在下文中称为辅助位置)。依据这些输入，测量位置计算单元110的测量位置计算单元BI 14进行操作。
[0053]测量值计算单元122依据由测量位置计算单元110计算出的测量位置进行测量计算。通过测量条件设定单元152预先设定由测量值计算单元122进行的测量计算的类型，并将其保存在记录单元140的存储区域1472中。上述测量计算的类型可以是，例如，测量位置的速度、多个测量位置之间的距离、由多个测量位置所包围的面积或容积、在测量位置处的血流速、在测量位置下的变形等，且都是由超声诊断装置100进行的测量项目。依据测量位置信息1102，在上述测量计算类型之中，测量值计算单元122根据已由测量条件设定单元152设定且保存在记录单元140的存储区域1472中的测量条件1522进行测量计算。然后，将测量计算的结果发送至输出图像生成单元130且显示在显示单元132上。
[0054]如上所述，输出图像生成单元130以易于检查者理解的方式，按要求根据例如由超声图像生成单元106生成的组织图像1062、由测量位置计算单元110的测量位置计算单元A112或测量位置计算单元B114计算出的测量位置信息1102、由测量值计算单元122计算出的测量值1202以及在位置设定单元162中输入的位置输入362中的单个或组合生成图像1302，并在显示单元132上显示图像1302。另外，可以按要求通过打印机打印出图像1302ο
[0055]测量设定单元150包括测量条件设定单元152和辅助信息设定单元160，所述辅助信息设定单元160生成并输出用作通过计算确定测量位置的细化条件的诸如测量位置候选区域的辅助信息1642。例如包括测量位置的区域的候选的辅助信息1642是适用于或协助测量位置计算单元110的测量位置计算单元Β114以进行确定测量位置的计算的提示。由检查者通过操作单元108输入的测量条件通过测量条件设定单元152来设定，且存储在记录单元140的存储区域1472中。另外地，位置设定单元162接收并设定由检查者通过操作单元108输入的位置信息(其是适用于或协助测量位置计算单元Β114以进行确定测量位置的计算的提示)作为位置信息1622，然后位置设定单元162存储该位置信息在记录单元140的存储区域1474中。辅助信息生成单元164依据存储在存储区域1472中的测量条件1522和存储在存储区域1474中的位置信息1622来生成辅助信息1642，并存储辅助信息1642在存储区域1476中。
[0056]测量位置计算单元110的测量位置计算单元BI 14接收由超声图像生成单元106生成的组织图像1062、从存储区域1472中读出测量条件1522、从存储区域1476中读出辅助信息1642，并基于这些信息将图像和图