CN101427932B - 超声波诊断装置 - Google Patents

Abstract

一种超声波诊断装置，包括：通过探头做媒介，向被检体发送、接收超声波的超声波收发电路；控制接收的超声波的相位，生成RF信号帧数据的整相加法电路；按照施加给被检体的压力的变化程度，能够可变地构成输出的RF信号帧数据的帧间隔的RF信号帧数据选择部；给根据RF信号帧数据生成的弹性帧数据的每一个，设定最佳的图像化范围，生成弹性图像的弹性图像生成部的超声波诊断装置。

Description

超声波诊断装置

本申请是申请日为2004年1月14日、申请号为200480002280.4、发明名称为“超声波诊断装置”的分案申请。

技术领域

本发明涉及利用超声波对被检体内的诊断位置得到断层像后显示的超声波诊断装置，特别涉及能够根据在时间序列上并列的一组RF信号帧数据，计算该图像上各点的变形或弹性率，作为定量性地表示活体组织的硬度或柔度的弹性图像显示的超声波诊断装置。

背景技术

现有技术的一般的超声波诊断装置，由下列部件构成：向被检体发送及接收超声波的超声波收发部；使用来自该超声波收发部的反射回波信号，以所定的周期反复获得包含运动组织在内的被检体内的断层像数据的断层扫描部；显示该断层扫描部获得的时间序列断层像数据的图像显示部。然后，将被检体内部的活体组织的结构，例如作为B模式像显示。

与此不同，最近开始使用该超声波装置，用加压装置或超声波探头从被检体的体表面人为地施加外力后，计测诊断部位的活体组织的变形及/或弹性率，根据变形或弹性率的数值数据(弹性帧数据)，作为弹性图像，显示组织的硬度的程度。作为这种超声波装置，在特开平5-317313公报或特开2000-60853公报等中有着记述。

可是，采用上述示例的超声波诊断装置进行的弹性帧数据的图像化处理，在利用一系列的加压或减压操作的过程中取得的时间序列性地邻接的2个RF信号帧数据之间的相关运算的关系方面，在构成这些多个RF信号帧数据的组的RF信号帧数据之间的时间间隔中被给予的加压量或减压量，没有完全达到适合于描绘弹性图像数据的加压量或减压量(通常为1％左右)时，存在着难以正确描绘出由弹性帧数据产生的弹性图像的问题。

另外，在一系列的加压或减压操作的过程中，朝着倾斜方向及/或不均匀地给对象加压或减压后，对象物内的应力分布的时间性的变化和出现不连续的情况。在这种情况下，时间轴方向的一系列的弹性帧数据(变形数据)中，由于应力分布的时间性变化出现不连续的跳跃的座标区域，因此，即使是弹性图像，也成为将包含时间性不连续的跳跃的区域作为杂波的图像，存在难以进行图像诊断的问题。

发明内容

本发明就是针对上述问题研制的，其目的在于，提供在弹性图像诊断中，将弹性的差异作为图像，有效地而且具有高S/N比地、在任意的情况下也能用所定的显示梯度、稳定地图像化的超声波诊断装置。

本发明的超声波诊断装置，包括：包含产生超声波的振子的超声波探头；与所述探头连接，向被检体发送、接收超声波的超声波收发电路；控制接收的超声波的相位，生成RF信号帧数据的整(调)相加法电路；与所述整相加法电路连接，按照施加给被检体的压力的变化程度，能够可变地构成输出的RF信号帧数据的帧间隔的RF信号帧数据选择部；与所述RF信号帧数据选择部连接，根据输入的一组RF信号帧数据，时间序列性地生成表示断层像上的各点的变形或弹性率的弹性帧数据的弹性帧数据运算部；与所述弹性帧数据运算部连接，根据由所述运算部输入的弹性帧数据，生成弹性图像的弹性图像生成部。

并且，在采用本发明的超声波诊断装置中，所述弹性图像生成部，包括：进行与作为对象的处理区域对应的多个弹性帧数据的统计处理，求出统计性特征量的统计处理电路；根据统计的特征量，给每个弹性帧数据设定将所述弹性帧数据图像化的范围的上限值和下限值的电路；使所述上限值和下限值与所定的显示梯度的范围对应，根据所述弹性帧数据生成弹性图像数据的电路。

本发明的其它特征及优点，将在以下的参阅附图讲述本发明的实施示例中得到阐述。

附图说明

图1是表示采用本发明的超声波诊断装置的实施方式的方框图。

图2是表示图1的RF信号帧数据选择部的一种实施示例的图形。

图3是表示图1的RF信号帧数据选择部的另一种实施示例的图形。

图4是表示在超声波探头上安装压力计测部(压力传感器，计测探头的头部和被检体之间的压力的方法的一种示例的图形。

图5是表示图1的弹性数据处理部的动作的一个实施示例的图形。

图6是表示图1的弹性数据处理部的动作的其它实施示例的图形。

图7是表示在图6的弹性数据处理部中，对弹性帧数据进行对数变换的前后的关系的图形。

图8是表示在图6的弹性数据处理部中，组合多个函数后对弹性帧数据进行变换的的一个示例的图形。

图9是表示图1的弹性数据处理部的动作的又一个其它实施示例的图形。

图10是表示加压·减压速度的时间性的变化和RF信号的取得时刻之间的关系的一个示例的图形。

图11A、11B是表示固定、设定弹性帧数据的上限值及下限值时的弹性图像亮度分布的时间性变动的图形。

图12A、12B是在图9的弹性数据处理部中，用统计学上的共同条件适当设定弹性帧数据的上限值及下限值时的弹性图像亮度分布的时间性变动的图形。

图13是表示RF信号帧数据选择部和弹性数据处理部一起动作的一个示例的图形。

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诊断装置的实施方式的方框图。该超声波诊断装置，在利用超声波对被检体100的诊断部位获得断层像的同时，还能够显示表示活体组织的硬度或柔度的弹性图像。该超声波诊断装置，如图1所示，具有：超声波探头101，发送电路102，接收电路103，整相加法电路104，信号处理部105，黑白扫描变换器106，图像显示器107，RF信号帧数据选择部108，变位计测器109，压力计测器110，变形及弹性率运算部11，弹性数据处理部112，彩色扫描变换器113，切换加法器114。

由超声波探头101、发送电路102、接收电路103、整相加法电路104及信号处理部105构成超声波收发部。该超声波收发部，使用超声波探头101，使超声波波束在被检体的体内以一定方向扫描，从而获得一枚断层像。超声波探头101是将多个振子矩形状地排列而成，机械式或电子式地进行射束扫描，向被检体发送及接收超声波的装置，虽然图中未示出，但其中内置着和超声波的发生源一起接收反射回波的振子。各振子通常具有下述功能：将输入的脉冲波或连续波的发送信号变换成超声波后发射的功能，以及接收从被检体的内部反射的超声波后，变换成电气信号的接收信号后输出的功能。

发射电路102，在生成用于驱动超声波探头101使其产生超声波的发射脉冲的同时，将由内置的发射整相加法电路所发射的超声波的收敛点设定成某个深度。接收电路103，用所定的增益将用超声波探头101接收的反射回波信号放大。数量与被放大的各振子的数量对应的接收信号，分别作为独立的接收信号输入整相加法电路104。整相加法电路104输入用接收电路103放大的接收信号，控制它们的相位，对一个或多个收敛点形成超声波束。信号处理部105输入来自整相加法电路104的接收信号，进行增益修正、记录压缩、检波、轮廓强调、滤波处理等各种信号处理。

黑白扫描变换器106，使用所述超声波收发部的信号处理部105输出的反射回波信号，以超声波周期取得包含运动组织的被检体100内的RF信号帧数据，切换该RF信号帧数据，通过加法器114做媒介，在图像显示器107上显示。由1个RF信号帧数据构成1枚图像。这样，黑白扫描变换器106由下列部件构成：旨在以电视方式的周期依次读出RF信号帧数据的断层扫描部，以及旨在进行系统控制的各种控制电路，例如将来自信号处理部105的反射回波信号变换成数字信号的A/D变换器，时间系列地记忆用该A/D变换器数字化的断层像数据的多枚帧存储器，控制这些动作的控制器等。

图像显示器107显示黑白扫描变换器106获得的时间系列的断层像数据，由通过切换加法器114做媒介将黑白扫描变换器106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变换器的模拟视频信号后作为图像显示的彩色电视监视器构成。

在本实施方式中，在从整相加法电路104的输出侧分岔后，设置RF信号帧数据选择部108和变位计测部109的同时，还与其并列设置压力计测部110。在变位计测部109及压力计测部110的后级，设置变形及弹性率运算部111、弹性数据处理部112和彩色扫描变换器113，在该彩色扫描变换器113和黑白扫描变换器106的输出侧，设置切换加法器114。

关于该实施方式涉及的RF信号帧数据选择部108的动作，使用图2进行讲述。图2是表示图1的RF信号帧数据选择部的一种实施示例的图形。RF信号帧数据选择部108，作为成为变位计测的基准之一的RF信号帧数据，任意选择追溯到过去的帧数(与现在的帧数据的帧间隔数)。就是说，RF信号帧数据选择部108以超声波诊断装置的帧速率，将整相加法电路104时间系列地一个接一个地输出的RF信号帧数据，依次在帧存储器1081内确保。RF信号帧数据选择部108将帧存储器1081内现在时刻确保的最新的数据，作为RF信号帧数据Q。RF信号帧数据选择部108按照来自超声波诊断装置的控制部200的控制命令，时间性地从过去的RF信号帧数据Q-1、Q-2、Q-3、…、Q-M中选择1个RF信号帧数据，将它作为RF信号帧数据R，暂时存入RF信号帧数据选择电路1082中。RF信号帧数据选择部108将存入帧存储器1081的最新的RF信号帧数据Q和存入RF信号帧数据选择电路1082的RF信号帧数据R，并列地向变位计测部109输出。

就是说，RF信号帧数据选择部108，首先作为构成向变位计测部109发送的1组RF信号帧数据的过去的RF信号帧数据R，不仅可以选择与现在的RF信号帧数据Q时间性地邻接的RF信号帧数据Q-1，而且可以任意选择作为过去的RF信号帧数据R，去掉M帧(M＝1、2、3、…)后的RF信号帧数据Q-M。此外，帧间隔数M(M＝1、2、3、…)，在通过超声波收发部做媒介给予被检者的压力变化不能太大时，可以通过超声波诊断装置的用户接口任意设定·变更。

图3是表示图1的RF信号帧数据选择部的另一种实施示例的图形。图3的RF信号帧数据选择部108，按照来自超声波诊断装置的控制部200的控制指令，将在过去某个情况P中取得的RF信号帧数据P在帧存储器1081中确保。RF信号帧数据选择电路1082不更新帧存储器1081中确保的RF信号帧数据P，而是作为过去的在任意情况下的RF信号帧数据，经常参照。这样，由现在确保的RF信号帧数据Q和RF信号帧数据P构成的1组RF信号帧数据，就被输入变位计测部109。是否采用图3所示的功能？采用时，何时取得RF信号帧数据P等的设定，在通过超声波收发部做媒介给予被检者的压力变化不能太大时，可以通过超声波诊断装置的用户接口任意切换·设定·变更。

将构成1组RF信号帧数据的过去和现在的RF信号帧数据的间隔限定成为邻接帧时，在构成在一系列的加压或减压操作的过程中取得的多个RF信号帧数据组的RF信号帧数据之间的时间间隔中被给予的加压量或减压量，有时没有完全达到适合于描绘弹性图像数据的加压量或减压量(通常为1％左右)。与此不同，如图2及图3所示，构成RF信号帧数据选择部后，可以将过去和现在的RF信号帧数据之间的间隔设定得很大。这在超声波检查中，由于受到被检者的体格方面的物理性的制约，一系列的加压或减压的速度不能太大的情况下，非常有用。用户可以观看弹性图像的变化状况，任意设定·变更帧间隔。

变位计测部109根据RF信号帧数据选择部108选择的1组RF信号帧数据，实施1维或2维相关处理，计测断层像上的各点的变位或移动矢量(变位的方向和大小)。作为该移动矢量的检出方法，例如，有特开平5-317313号公报记述的那种块匹配法和倾斜法。块匹配法是将图像划分成例如由N×N像素构成的块，从上一帧开始寻找与现在的帧中着眼的块最近似的块，参照它进行预测代码化。

断层像上的各点的变位或移动矢量，还可以根据来自被检体表面的探头的移动量求出。

探头的移动量，可以使用特开平10-151131号公报记述的、分别具有固有的3轴正交系的座标空间的发射机和接收后求出。如果将接收机设置在探头内，而将发射机不动地设置在被检体的附近，就能够知道接收机在用发射机设定的座标空间中的位置。这样，可以求出随着将压力施加给被检体后移动的探头的移动量。例如，发射机用产生3轴正交系的磁场的磁场发生线圈构成，接收机用能够检出3轴正交系的磁场的线圈构成。将发射机和接收机配置成各自的3轴正交系的磁场的磁场发生线圈和磁场检出线圈的线圈面相互正交。交流电流流入发射机的各线圈后，使其产生交流磁场。产生的交流磁场用接收机的检出线圈检出。利用未图示的运算装置计算检出磁场的各方向成分及其磁场强度，可以知道发射机和接收机的位置关系。使RF信号帧数据反映由计算出来的位置关系求出的探头的移动量。或者根据算出的移动量本身，求出弹性帧数据。

压力计测部110计测或推定被检体100的诊断部位的活体内压力。该超声波诊断装置，采用使用设置在探头部1011上的超声波探头101，在控制部200的控制下，一边进行超声波收发，一边利用设置在探头部1011上的压力器115加压或减压，将应力分布给予被检体100的诊断部位的体腔内的方法。该方法，为了计测在探头部1011和被检体100之间外加着多大程度的压力，例如如图4所示，在探头部1011的侧面安装能够检出向棒状部件施加的压力的压力传感器1012，在任意的情况下测量探头部1011和被检体100之间的压力，将测到的压力值发送给变形及弹性率运算部111。此外，在图4中，还可以安装被安装到探头部1011上后自动给活体加压·减压的加压器115。

变形及弹性率运算部111，根据分别由变位计测部109及压力计测部110输出的移动量(变位ΔL)及压力的变化(ΔP)，计算断层像上各点的变形及弹性率，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112输出。关于变形及弹性率运算部111进行的变形运算，例如，可以不需要压力的数据，而将其变位ΔL空间微分(ΔL/ΔX)后求出。ΔX表示座标的变位。另外，关于弹性率之一的杨氏模量Ym的运算，可以通过用移动量的变化除压力的变化的下列公式求出。

Ym＝(ΔP)/(ΔL/L)    式中：L是原来的长度。

图5是表示图1的弹性数据处理部的动作的一个实施示例的图形。弹性数据处理部112将从变形及弹性率运算部111时间序列地一个个输入的弹性帧数据X依次在帧存储器1121内确保。弹性数据处理部112将在帧存储器1121内现在确保的弹性帧数据作为弹性帧数据N。然后，在帧存储器1121内，按照N、N-1、N-2、…、N-M的顺序，时间序列性地记忆弹性帧数据。加法平均处理电路1122，按照来自超声波诊断装置的控制部200的控制指令，从帧存储器1121确保的弹性帧数据中，从最接近现在的数据起，依次选择M帧弹性帧数据。加法平均处理电路1122根据从帧存储器1121中选择的现在的弹性帧数据N及过去的M帧弹性帧数据N-1、N-2、…、N-M，进行相同的座标数据点彼此的加法平均处理。将由该加法平均处理获得的弹性帧数据，作为现在的弹性帧数据Y发送给彩色扫描变换器113。此外，在弹性帧数据的加法平均处理中选择的过去的弹性帧数据的帧数M，和是否采用弹性帧数据的加法平均处理功能，可以在超声波诊断装置的用户接口中任意地设定·变更。

用公式表示上述动作，就成为如下所示。

(弹性帧数据Y)i，j

＝{(弹性帧数据N)i，j

+(弹性帧数据N-1)i，j

+(弹性帧数据N-2)i，j

+…+(弹性帧数据N-M)i，j}÷(M+1)

式中，指标i，j表示各帧数据的座标。

采用该实施方式的弹性数据处理部中的加法平均处理部1122，通过进行在时间轴方向的弹性帧数据之间的加法平均处理，可以缓和朝着倾斜方向不均匀地给对象加压或减压后对象物内的应力分布具有的在时间上不连续的跳跃的区域，使之变成连续性的，从而能够减少杂波。

图6是表示图1的弹性数据处理部的动作的另一个实施示例的图形。该实施示例的弹性数据处理部112，对输入的弹性帧数据进行对数变换。弹性数据处理部112在帧存储器1123内确保从变形及弹性率运算部111时间序列地一个个输出的弹性帧数据X，由压缩处理电路1124根据反映来自超声波诊断装置的控制部200的控制指令的指令的弹性帧数据和弹性图像数据之间的对应关系，进行数据的对数变换，将变换后弹性帧数据的作为弹性帧数据Y，发送给彩色扫描变换器113。图6的弹性数据处理部112进行的对数处理，如果将输入的弹性帧数据用[(弹性帧数据X)i，j]表示，输出的弹性帧数据用[(弹性帧数据Y)i，j]表示，就可以用下述公式表示。

(弹性帧数据Y)i，j

＝A×Log10[B×{(弹性帧数据X)i，j+C}+1]

式中，指标i，j表示各帧数据的座标，另外，上述A、B、C分别表示某个常数。特别是上式中的常数A、B、C的值的组合，和是否采用压缩处理功能，可以在超声波诊断装置的用户接口中任意地设定·变更。

特别是在采用弹性图像的图像诊断中，在明确地检出怀疑是癌组织的硬化部位时具有非常大的意义，能够醒目地描绘出坚硬区域是十分重要的。作为活体组织的性状，例如有报告说在乳腺区域中，脂肪组织和癌组织的硬度差异高达数十倍(T.A.Krouskopet al，Ultrasonic Imaging，1998)。可是，采用现有的超声波诊断装置的旨在用彩色显示的色调信息变换单元或旨在用黑白浓度显示的黑白亮度变换单元中的弹性帧数据的弹性图像化，由于弹性帧数据的各值和弹性图像数据的各值具有图7的虚线所示的线性关系，所以要在同一个弹性图像中描绘这些组织的硬度的差异时，无论将弹性帧数据的哪个区域作为图像化范围选择，柔软的区域和坚硬的区域这两个区域之间的硬度的空间性的变化过程也只能用线性关系描绘，难以使坚硬区域突出，作为硬化部位的轮廓掌握。就是说，只有极端柔软的区域和极端坚硬的区域这两个区域被突出描绘，成为将它2值化的图像，难以将硬度由柔软的区域向坚硬的区域变化的很大的硬度变化过程作为色调信息或黑白亮度信息适当地表现。所以，作为弹性图像诊断，有时很难判定硬化的癌组织的大小。但像上述实施方式那样，在弹性数据处理部112中使用压缩处理电路1124后，就能够如图7的实线所示，在输入的弹性帧数据中，在具有较小的值的区域(坚硬部分的区域)，成为座标空间性的值的变化敏感的弹性帧数据；而在具有较大的值的区域(柔软部分的区域)，则成为座标空间性的值的变化迟钝的弹性帧数据。在根据弹性数据处理部112输出的弹性帧数据生成弹性图像数据时，由于能够醒目地显示坚硬区域，所以易于掌握硬化部位的轮廓。

作为图6的弹性数据处理部112的压缩处理电路1124进行的数据变换处理，以对数变换为例进行了讲述。但是也可以使用具有达到上述目的的特性的其它变换函数进行压缩处理。例如，可以将A、B作为常数，使用Y＝A×(1-Exp(-B×X))等。另外，还可以准备多种变换函数，用超声波诊断装置的用户接口任意地设定·变更。进而，例如还可以用图8所示的那种多条曲线构成一个变换函数。在图8的函数中，可以将交点G上下左任意设定·变更。这样，可以自由设定坚硬部分和柔软部分的灵敏度。

图9是表示图1的弹性数据处理部112的动作的又一个实施示例的图形。图9的弹性数据处理部112，对输入的弹性帧数据进行统计处理。就是说，图9的弹性数据处理部112在弹性数据处理部112的帧存储器1123内确保从变形及弹性率运算部111时间序列地一个个输出的弹性帧数据X。弹性数据处理部112的统计处理电路1125，在反映来自超声波诊断装置的控制部200的控制指令(统计处理区域信息)的指令的弹性帧数据的坐标区域中，进行弹性帧数据的统计处理，将其结果——统计性特征量作为基准，决定作为在生成弹性图像数据之际图像数据化的范围而选择的弹性帧数据的上限值及下限值，将弹性帧数据Y和上限值及下限值发送给彩色扫描变换器113。弹性帧数据Y，既可以是处理区域的任意的弹性帧数据X，也可以是平均值。

作为图9的统计处理电路1125中的统计性特征量，例如，可以求出平均值、离散值，再将输入的弹性帧数据表示为[(弹性帧数据X)i，j]后，用下式表示平均值及离散值。

(平均值)＝[∑(弹性帧数据X)i，j]÷(处理区域数据数)(离散值)²

＝[∑{(弹性帧数据X)i，j-(平均值)}²]

÷(处理区域数据数)

其中，上式中的∑，表示反映来自超声波诊断装置的控制部200的控制指令——统计处理区域信息1126的弹性帧数据的坐标区域中的要素的和。

此外，作为生成弹性图像数据之际图像数据化的范围而选择的弹性帧数据的上限值及下限值，可以作为

(上限值)＝(平均值)+(常数D)×(离散值)

{或(上限值)＝(常数D’)×(平均值)}

(下限值)＝(平均值)-(常数E)×(离散值)

{或(下限值)＝(常数E’)×(平均值)}求出，将求出的上限值及下限值发送给彩色扫描变换器113。另外，在超声波诊断装置的用户接口中，可以任意设定·变更常数D或D’以及E或E’。进而，还可以用上式只设定上限值及下限值内的一个，将另一个设定成不反映弹性帧数据的统计性的特征的固定值。例如，可以将下限值固定成变形量0％，将上限值设定成平均值+2×离散值。

图10是表示加压·减压速度的时间性的变化和RF信号的取得时刻之间的关系的一个示例。由图10可知：在一系列的加压或减压的操作过程中，加压或减压的速度V变动时，将用RF信号帧数据S1和RF信号帧数据S2的组求出的弹性帧数据，作为E1；将用RF信号帧数据S2和RF信号帧数据S3的组求出的弹性帧数据，作为E2；将用RF信号帧数据S3和RF信号帧数据S4的组求出的弹性帧数据，作为E3；将用RF信号帧数据S4和RF信号帧数据S5的组求出的弹性帧数据，作为E4。将纵轴作为数据要素的个数，横轴作为变形量，用相同的刻度示意性描绘各弹性帧数据E1～E4的同一座标区域的统计分布(直方图)后，就成为图11A、11B所示。

如图11A所示，时间序列地取得的一系列弹性帧数据中的同一区域的弹性帧数据E1～E4，随着时间而变动。就是说，意味着在一系列的加压或减压的操作过程中，在加压或减压的速度变动时，时间序列地取得的一系列弹性帧数据中的同一区域的弹性帧数据就按照加压或减压的速度的变动而变动。在采用现有技术的超声波诊断装置的色调信息变换单元或黑白亮度信息变换单元中的弹性帧数据的弹性图像化中，弹性帧数据的各值和弹性图像化的各值被一对一地固定、对应。例如，在图11A、11B所示的那种弹性帧数据E2中，将最佳化时的上限值及下限值，作为在任意的情况中的弹性帧数据E1～E4的上限值及下限值，生成弹性图像数据EP1～EP4。这时，在弹性帧数据E3的情况下，计算出变形比较大的区域成为不能图像化的弹性图像数据EP3，反之，在弹性帧数据E1的情况下，计算出变形比较小的区域成为不能图像化的弹性图像数据EP1。在取得弹性帧数据E2的情况下的那种梯度性最佳化的弹性图像数据EP2的那种弹性图像数据，不一定能够在任意的情况下生成。

这样，在采用现有技术的超声波诊断装置的彩色扫描变换器中的弹性帧数据的弹性图像化，在加压或减压速度变动时，与之相应，时间序列地取得的一系列的弹性图像数据中的同一区域的黑白亮度或色调变动了的图像(参照图11B)，成为难以进行图像诊断的图像。就是说不一定在所有的情况下，该固定的对应关系能够使弹性图像的对比度最佳化。与此不同，在图9的弹性数据处理部中的统计处理电路中，在图10所示的那种一系列的加压或减压操作过程中，加压或减压速度V变动时，在任意的情况下，实施弹性帧数据的统计处理，将该统计性特征量作为基准，设定图像化范围的上限值及下限值。例如，如图12A所示，将(平均值)±(常数D)×(离散值)作为图像范围，对任意情况的弹性帧数据进行计算。在这里，将常数D作为任意情况下的共同值。这样，对弹性帧数据的每一个，设定最佳的图像化范围。

将如此求出的任意情况下的弹性帧数据的统计学上的共同的上限值及下限值，发送给彩色扫描变换器，在该上限值及下限值的范围内生成弹性图像数据，从而可以生成图12B所示的那种在任意的情况下将弹性帧数据要素有效地梯度化的弹性图像数据EP11～EP14。采用该实施方式涉及的弹性数据处理部中的统计处理电路后，即使加压或减压速度变动时，也能够抑制时间序列性地取得的一系列的弹性图像数据中的同一区域的黑白亮度或色调的变动，用在时间上稳定的所定的显示质量提供图像，从而有易于进行图像诊断。就是说，可以在任何情况下，都能够使超过弹性图像数据内的显示梯度的上限值的像素数的比率和未达到下限值的像素数的比率标准化为一定的分布曲线，能够获得抑制黑白亮度或色调的变动的图像。

在图12A、12B中，生成各弹性帧数据具有的变形的平均值与所定的显示梯度范围的中央部位对应的弹性图像数据。

在上述的实施方式中，作为RF信号帧数据选择部的动作之一，讲述了选择1组RF信号帧数据，将这1组RF信号帧数据之间的帧间隔数作为可变的情况。另外，作为弹性数据处理部中的动作的一个示例，讲述了在弹性数据处理部具有的统计处理电路中，进行弹性帧数据的统计处理的情况。下面，讲述RF信号帧数据选择部和弹性数据处理部一起动作的情况。

图13是表示RF信号帧数据选择部和弹性数据处理部一起动作的一个示例的图形。首先，在RF信号帧数据选择部108中，将生成本次的弹性帧数据之际采用的1组RF信号帧数据之间的帧间隔数的信息(本次的帧间隔数信息131)发送给弹性数据处理部112的帧间隔最佳化电路1127。进而，由弹性数据处理部112的统计处理电路1125对本次的弹性帧数据进行统计处理，将其结果——统计性特征量，发送给帧间隔最佳化电路1127。帧间隔最佳化电路1127根据RF信号帧数据选择电路1082输出的本次的帧间隔数信息131和统计处理电路1125输出的本次的弹性帧数据的统计性特征量的信息，作为生成下次的弹性帧数据之际采用的1组RF信号帧数据之间的帧间隔数，计算最佳的帧间隔数，将该最佳的帧间隔数的信息，作为下次的帧间隔数信息131反馈给RF信号帧数据选择电路1082。RF信号帧数据选择电路1082根据帧间隔最佳化电路1127输出的最佳的帧间隔数(下次的帧间隔数信息131)，设定生成下次的弹性帧数据之际采用的1组RF信号帧数据之间的帧间隔数。

下面，讲述帧间隔最佳化电路1127的动作的一个示例。作为生成本次的弹性帧数据的1组RF信号帧数据的帧间隔数的信息(本次的帧间隔数)的和本次的弹性帧数据的统计处理结果，将变形量的平均值输入帧间隔最佳化电路1127，将常数H作为0.5～2.5的范围时求出的最佳的帧间隔数，可以通过下式求出。

(最佳的帧间隔数)

＝(常数H)×(本次的帧间隔数)÷(变形量的平均值)

这样求出的最接近最佳的帧间隔数的自然数，作为生成下次的弹性帧数据的1组RF信号帧数据的帧间隔数的信息(下次的帧间隔数信息132)，发送给RF信号帧数据选择电路1082。例如：作为常数H，设定为“1”时，作为下次的弹性帧数据中的变形量，预测可以获得约1％左右的数值的帧间隔数，就被发送给RF信号帧数据选择部。

根据弹性图像进行的图像诊断中的坚硬的区域和柔软的区域的分辩能，在取得1组RF信号帧数据之间的时间间隔中，对被物理性地给予的加压或减压量具有很大的依赖性，据说通常作为结果，在给予0.5％～2.5％左右的变形量的加压量或减压量的范围中，可以获得对比分辩度最高的弹性像。如图13所示的实施方式那样，构成RF信号帧数据选择部108和弹性数据处理部112的帧间隔最佳化电路1127一起动作时，作为弹性像，即使在大大超出变形量的最佳范围的那种瞬时变大或瞬时变小地加压或减压的过程中，通过将1组RF信号帧数据之间的帧间隔数最佳化，也能够与那种事态瞬时对应，在时间上稳定地描绘出对比分辩度很高的弹性像。

彩色扫描变换器113，具有输入规定由弹性数据处理部112输出的弹性帧数据和由超声波诊断装置的控制部200输出的命令或弹性数据处理部112输出的弹性帧数据中的梯度化选择范围的上限值及下限值，在根据该弹性帧数据生成弹性图像数据之际赋予红、绿、蓝等色调信息的色调信息变换部。该色调信息变换部进行动作：例如，将在弹性数据处理部112输出的弹性帧数据中计测到的很大的变形的区域，在弹性图像数据内变换成红色代码；反之，将计测到的很小的变形的区域，在弹性图像数据内变换成蓝色代码。另外，彩色扫描变换器113也可以用上述的黑白扫描变换器106构成。这时，可以将计测到的很大的变形的区域，在弹性图像数据内用明亮的亮度显示；将计测到的很小的变形的区域，在弹性图像数据内用暗淡的亮度显示。另外，还可以使用通过将图2、图3的RF信号帧数据选择部108和图5、图6、图9或图13所示的那种发挥不同作用的弹性数据处理部组合后构成的弹性数据处理部和彩色扫描变换器113，生成弹性图像数据。

进而，由于切换加法器114成为输入来自黑白扫描变换器106的黑白断层像数据和来自彩色扫描变换器113的彩色弹性图像数据，将两图像相加或切换的单元，所以可以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，或者将两图像相加合成后输出。另外，例如，还可以如特开2000-60853所记述的那样，在两个画面中同时显时黑白断层像和由彩色或黑白扫描变换器产生的黑白弹性图像。由切换加法器114输出的图像数据，被图像显示器107输出。

作为图像的其它显示示例，还可以将黑白断层像和黑白弹性图像不相加地发送给图像显示器107，在一个显示画面中将黑白断层像和彩色弹性图像重叠地显示。另外，还可以将黑白断层像和黑白弹性图像在同一个显示画面上同时显示两个画面。另外，黑白断层像并不局限于一般的B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，同样取代黑白断层像，也可以显示细胞组织多普勒像。另外，还可以通过各种组合选择2个画面上显示的图像。

此外，关于上述的弹性图像的形成，讲述了求出活体组织的变形或杨氏模量Ym后，生成弹性图像数据的情况。但在本发明中，并不局限于此。例如，可以使用刚性参数β、压弹性系数Ep、增量弹性系数Einc等其它参数后，计算弹性率(可参阅特开平5-317313号)。

另外，在图1所示的中，讲述了使超声波探头接触被检体的体表面的情况。但本发明并不局限于此。使用食道内窥镜或血管内窥镜时，也同样能够适用。采用本实施方式后，可以实现超声波诊断装置的高可靠性和稳定性。

采用本发明后，可以在任意时刻中高分辩度地而且稳定地描绘弹性图像，另外同时，通过实现现有技术的用动画图像视觉性表现医生触诊时的反映的单元，从而能够提供保持超声波诊断的实时性、简便性、在临床上有有用处的超声波装置。

上述记述主要讲述了实施示例。但本发明并不局限于此，可以在本发明的精神及添附的权利要求书的范围内，进行各种变更及修正。这在本领域技术人员中是不言而喻的。

Claims (9)

1.一种超声波诊断装置，包括：

包含产生超声波的振子的超声波探头；

与所述探头连接，向被检体发送、接收超声波的超声波收发单元；

控制所接收的超声波的相位，生成RF信号帧数据的整相加法单元；

选择一组所述RF信号帧数据的RF信号帧数据选择部；

根据被选择的一组的RF信号帧数据，时间序列性地生成表示断层像上的各点的变形或弹性率的弹性帧数据的弹性帧数据运算部；以及

弹性图像生成部，其包括：进行所述弹性帧数据的统计处理来求出统计性特征量的单元；根据所述统计性特征量来决定作为图像化的范围而选择的弹性帧数据的上限值及下限值的单元；以及通过使所述上限值和下限值对应于所定的显示梯度的范围来从所述弹性帧数据中生成弹性图像的单元。

2.如权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，特征量是弹性帧数据的平均值和离散值。

3.如权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于：上限值和下限值由下式决定：

上限值＝平均值+常数D×离散值

下限值＝平均值-常数E×离散值。

4.如权利要求3所述的超声波诊断装置，其特征在于：上述常数能够变更。

5.如权利要求3所述的超声波诊断装置，其特征在于：上述常数在任意情况下是共同的。

6.如权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于：按照各弹性帧数据具有的变形的平均值与所定的显示梯度范围的中央部位对应的方式生成弹性图像数据。

7.如权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，所述弹性图像生成部，包括：求出多个所述弹性帧数据的平均值和离散值，并根据所述平均值和离散值，决定所述上限值和下限值中的至少一个的单元。

8.如权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，所述弹性图像生成部，包括：接收在生成由所述RF信号帧数据选择部构成本次的图像而使用的弹性帧数据之际所采用的一组的RF信号帧数据之间的帧间隔数，根据所输入的所述帧间隔数和所述统计性特征量，计算出在生成构成下一个图像而使用的弹性帧数据之际所应该采用的一组的RF信号帧数据的最佳的帧间隔数的帧间隔最佳化单元，

所述RF信号帧数据选择部，包括：与所述帧间隔最佳化单元连接，根据由该帧间隔最佳化单元所输入的所述最佳的帧间隔数，决定在生成构成下一个图像而使用的弹性帧数据之际所应该采用的一组的RF信号帧数据的帧间隔数的单元。

9.如权利要求8所述的超声波诊断装置，其特征在于：所述帧间隔最佳化单元，包括：根据所述输入的帧间隔数和所述变形的量的平均值，计算所述最佳帧间隔数的单元。

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