CN103654845A - 被检体信息获取设备和显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及被检体信息获取设备和显示方法。包括在被检体信息获取设备中的显示控制单元接收用户输入的关于经受与声学特性有关的分布的显示的深度范围的信息，并且当深度范围比预定范围更窄时，显示控制单元输出用于显示在对应于深度范围的区域中的经过了自适应信号处理的第二分布信息的图像、或者通过合成经过了具有预定权重的相加处理的第一分布信息和第二分布信息而获得的合成图像的图像信息。

Description

被检体信息获取设备和显示方法

技术领域

本发明涉及被检体信息获取设备、显示方法和存储程序的计算机可读介质。特别地，本发明涉及用于显示通过将弹性波发送到被检体并接收来自被检体的反射波而获取的分布信息的技术。

背景技术

在作为用于被检体信息获取的基于超声的成像技术的超声波检查法（ultrasonography）的领域中，已知超声波检查装置（ultrasonograph）将超声波（弹性波）发送到被检体。响应于其，超声波检查装置接收在被检体内部反射的反射波，并且基于脉冲回波法获取超声回波图像。日本专利申请公开No.2012-24133讨论了一种用于通过对通过接收超声波而获取的多个接收到的信号应用延迟求和（delay and sum）、包络检测等来产生超声图像（尤其是运动图像）的设备。采用日本专利申请公开No.2012-24133中讨论的设备，当用户指定要被放大为关注区（ROI）的区域时，在显示单元上显示指定的区域的放大图像。为了优化图像质量，用户可以指定是否对放大图像的数据应用滤波。

采用日本专利申请公开No.2012-24133中讨论的设备，与放大之前的图像一样，通过对经过了延迟求和的扫描线信号（回波数据）应用包络检测来获取显示的放大图像。但是，通过这样的处理获取的图像被认为即使在放大之后也提供有限的可视性。

用户可以指定深度方向（在超声波束的发送方向上的距离）上的被检体内的观察范围作为与放大操作类似的操作。如果用户以这样的方式指定深度范围，那么图像显示的放大率根据指定的深度范围和显示单元的屏幕中的显示区域而改变。具体地，当显示区域的大小是预定的时，与指定直到深位置相比，指定直到浅位置作为深度方向上的观察范围提供了被放大到更大程度的被检体内的图像。在这种情况下，出现与放大操作中的问题类似的问题，并且获取的图像被认为提供取决于指定的深度范围的有限的可视性。

发明内容

本发明针对用于当用户指定深度方向上的观察范围时在显示单元上显示具有比传统技术更高的分辨率的图像的技术。

根据本发明的一个方面，一种被检体信息获取设备包括：多个转换元件，被配置为向被检体发送弹性波，接收在被检体内的各个位置处反射的反射波，并且将反射波转换为多个接收信号；固定信号处理部件，用于以固定权重对多个接收信号应用相加，并且获取与来自被检体内的各个位置的反射波对应的多个信号作为扫描线信号，以获取第一分布信息；自适应信号处理部件，用于以根据接收信号自适应地改变的权重对多个接收信号应用自适应信号处理，以获取第二分布信息；以及显示控制部件，用于输入第一分布信息和第二分布信息，并且输出用于在显示部件上显示指示与被检体内的声学特性有关的分布的图像的图像信息，其中，显示控制部件接收用户输入的关于经受与声学特性有关的分布的显示的被检体内的深度范围的信息，并且当深度范围比预定范围更窄时，显示控制部件输出图像信息，该图像信息用于在显示部件上显示在对应于深度范围的区域中的第二分布信息的图像、或者通过合成第一分布信息和第二分布信息而获得的合成图像，作为指示与声学特性有关的分布的图像。

根据本发明的另一方面，一种显示方法通过使用由被检体信息获取设备获取的分布信息来显示指示与被检体内的声学特性有关的分布的图像，其中，获取的分布信息包括：通过以固定权重对接收信号应用相加而获取的第一分布信息，其中接收信号是通过向被检体发送弹性波并接收在被检体内反射的反射波、以及获取与来自被检体内的各个位置的反射波对应的多个扫描线信号而获取的；以及通过以根据接收信号自适应地改变的权重对多个接收信号应用自适应信号处理而获取的第二分布信息，其中，显示方法包括：接收用户输入的关于经受与声学特性有关的分布的显示的被检体内的深度范围的信息；以及当深度范围比预定范围更窄时，显示在对应于深度范围的区域中的第二分布信息的图像、或者通过合成第一分布信息和第二分布信息而获得的合成图像，作为指示与声学特性有关的分布的图像。

根据下面参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1示意性地图示根据本发明的第一示例性实施例的被检体信息获取设备的概要。

图2示意性地图示固定信号处理块的配置。

图3A、图3B和图3C示意性地图示自适应信号处理块的不同配置。

图4是图示根据第一示例性实施例的显示方法的处理的流程图。

图5示意性地图示根据第一示例性实施例的示例性深度指定。

图6A、图6B和图6C图示根据第一示例性实施例的示例图像显示。

图7A和图7B图示根据第一示例性实施例的为了比较而显示的第一分布信息的图像和第二分布信息的图像。

图8示意性地图示根据第一示例性实施例的在显示单元上显示的示例屏幕。

图9图示根据本发明的第二示例性实施例的深度和合成率之间的关系。

具体实施方式

下面将参考附图详细地描述本发明的各种示例性实施例、特征和方面。

在下文中，相同的元件被赋予相同的附图标记，并且将省略重复描述。

在本发明中，弹性波通常是指超声波，并且包括所谓的音波、超声波或声波。根据本发明的被检体信息获取设备包括向被检体发送弹性波、接收在被检体内部反射的反射波（反射的弹性波）并获取被检体内的分布信息作为图像数据的设备。获取的与被检体内的声学特性有关的分布信息是反映被检体内的组织之间的声阻抗差异的信息。在本发明中，扫描线指示在从探头（probe）发送的弹性波的行进方向上形成的虚拟线。

下面将集中于基本设备配置和处理流程来描述本发明的第一示例性实施例。

（被检体信息获取设备的基本配置）

下面将参照图1描述根据第一示例性实施例的被检体信息获取设备的配置。图1示意性地图示根据第一示例性实施例的被检体信息获取设备的概要。根据本示例性实施例的被检体信息获取设备（例如，超声波检查装置）包括具有多个转换元件002的探头001、接收电路系统005、发送电路系统003、固定信号处理块006、自适应信号处理块007和显示控制单元008。根据本示例性实施例的被检体信息获取设备还包括显示单元009、输入单元010和系统控制单元004。

探头001是用于向被检体内的多个位置发送超声波（弹性波）的发送器/接收器装置，并且响应于超声波，探头001接收反射波。探头001包括用于将弹性波转换为电信号的多个转换元件002（传感器）。

发送电路系统003是用于基于来自系统控制单元004的控制信号产生针对每个目标位置和每个目标方向具有延迟时间和振幅的多个发送信号的发送信号产生单元。多个转换元件002将发送信号转换为弹性波。探头001将弹性波作为弹性波束发送到未图示的被检体。多个转换元件002还接收由被检体内的对象（反射界面和反射体）反射的弹性波（反射波），并且将弹性波转换为多个接收信号。接收电路系统005输入接收信号。

接收电路系统005是用于放大多个接收信号并将接收信号转换为多个数字信号（数字化的接收信号）的接收信号处理单元。在本示例性实施例中，不仅由转换元件002输出的模拟接收信号被称为接收信号，而且放大并数字化转换后的信号也被称为接收信号。固定信号处理块006和自适应信号处理块007输入从接收电路系统005输出的多个数字信号。

固定信号处理块006等同于根据本示例性实施例的固定信号处理单元。图2图示固定信号处理块006的配置。在固定信号处理块006中，延迟求和电路011（延迟求和单元）根据弹性波的发送方向和位置对多个数字信号应用延迟处理，然后对经过了延迟处理的多个数字信号应用求和处理。因此，对多个数字信号执行延迟求和处理。通过延迟求和处理获取多个扫描线信号。固定信号处理块006可以在对数字信号应用延迟求和之前将多个数字信号中的每个乘以权重。虽然权重根据观察位置以及发送和接收条件而改变，但是在很多情况下使用预定（固定）权重。延迟求和产生与在被检体内的各个位置处反射的反射波的声压对应的信号，作为扫描线信号。然后，包络检测电路012（包络检测单元）对多个扫描线信号应用包络检测，以获取第一分布信息。固定信号处理块006将获取的第一分布信息输出到显示控制单元008。

自适应信号处理块007等同于根据本示例性实施例的自适应信号处理单元。自适应信号处理根据接收信号自适应地改变相关的处理参数。特别地，对多个输入信号应用Capon方法（也被称为约束功率最小化（CMP）），即自适应信号处理方法之一，从而在对于目标方向和目标位置的灵敏度固定的情况下使电功率最小化。这样的自适应信号处理具有提高空间分辨率的效果。自适应信号处理块007输出在深度方向和垂直于深度方向的方向中的至少一个方向上具有提高的分辨率的功率分布，作为第二分布信息。深度方向是指从探头001发送的弹性波（超声波束）的行进方向，并且等同于扫描线方向。下面将参照图3A、图3B和图3C详细地描述自适应信号处理。

在本示例性实施例中，固定信号处理块006、自适应信号处理块007、显示控制单元008和系统控制单元004中的每一个由诸如中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）或现场可编程门阵列（FPGA）芯片之类的处理装置构成。显示控制单元008输入来自固定信号处理块006的第一分布信息和来自自适应信号处理块007的第二分布信息。显示控制单元008输出用于在显示单元009上显示分布信息的图像信息。基于从显示控制单元008输出的图像信息，显示单元009显示指示与被检体内的声学特性有关的分布的图像。下面将参照图4详细地描述由显示控制单元008执行的处理。显示控制单元008对第一分布信息的图像信息、第二分布信息的图像信息、以及第一和第二分布信息的合成的图像信息应用诸如边缘强调和对比度调整之类的各种图像处理，并且输出亮度数据的图像信息。

显示单元009基于从显示控制单元008输入的图像信息来显示图像。显示单元009是液晶显示器（LCD）、阴极射线管（CRT）或有机电致发光（EL）显示器。

输入单元010被用户用来指定深度方向上的范围（在下文中被称为深度范围）。输入单元010是诸如鼠标和键盘的定点装置、手写板（pen tablet）、或附接到显示单元009的表面的触摸板。输入单元010还可以是设置在设备上的转盘（dial）或按钮。参考在显示单元009上显示的第一分布信息的图像，用户可以通过使用输入单元010来指定深度范围。显示单元009和输入单元010可以连接到根据本示例性实施例的被检体信息获取设备，而不是包括在根据本示例性实施例的被检体信息获取设备中。在根据本示例性实施例的深度范围指定中，用户可以指定与被检体表面（零距离）的距离，以指定距被检体表面的预定的深度范围。此外，代替指定与被检体表面的深度，用户可以指定从被检体中的第一预定深度到第二预定深度的深度范围。

（自适应信号处理的细节）

下面将描述由根据本示例性实施例的自适应信号处理块007执行的处理。图3A、图3B和图3C图示自适应信号处理块007的三种不同的配置。下面将参照图3A、图3B和图3C描述根据本示例性实施例的自适应信号处理块007的示例配置。

图3A图示用于提高在垂直于深度方向（即，从探头001发送的弹性波（超声波束）的行进方向）的方向上的分辨率的自适应信号处理块007的配置。M.SASSO等人的Medical Ultrasound Imaging UsingThe Fully Adaptive Beamformer,Proc.Acoustics,Speech SignalProcess.volume.2,pp.489-492（2005年3月）讨论了这样的用于提高在垂直于深度方向的方向上的分辨率的自适应信号处理的技术。

下面将基于Capon方法描述在对多个接收信号应用自适应信号处理时执行的处理。

下面将描述用于基于多个接收信号计算相关矩阵的处理。首先，延迟处理电路201对从多个转换元件002输出的多个接收信号应用针对各个目标位置的延迟处理（定相（phasing）处理）和希尔伯特变换。以这样的方式计算用复数符号表示的接收信号。当通过对来自第k个元件的接收信号进行处理而获得的信号的第s个样本是xk[s]时，第s个样本的输入向量X[s]由下式定义：

X[s]＝[x₁[s]，x₂[s]，…，x_M[s]]^T    式(１)

其中，M指示元件的数量。

然后，Capon电路202（自适应信号处理单元）基于输入向量X[s]计算相关矩阵R_xx。

式(2)

上标H指示复共轭转置，而上标*指示复共轭。E[·]指示用于计算时间平均的处理，即，用于改变样本号（在这种情况下为s）并计算平均的处理。

然后，为了抑制从除目标方向以外到达探头001的相关干涉波的影响，Capon电路202对相关矩阵R_xx应用空间平均方法，以获得平均相关矩阵R'_xx。

$R_{\mathrm{xx}}^{\′}=\underset{n=1}{\overset{M-K+1}{\mathrm{\Σ}}}{z}_n{R}_{\mathrm{xx}}^n$ 式(3)

Rⁿ _xx指示沿着R_xx的对角元素移动的相关矩阵R_xx中的部分矩阵。具体地，Rⁿ _xx是具有K x K的大小的矩阵，其被定位为使得R_xx的元素(n,n)等于Rⁿ _xx的第一对角元素。Z_n指示在将各个部分矩阵相加时使用的系数，并且被调整为使得Z_n的总和等于1。

Capon方法获得用于在某些约束条件下使输出功率最小化的复数权重。复数权重是指由复数向量表示的权重。采用Capon方法，可以通过下式计算用于在来自目标方向的弹性波的接收信号的灵敏度被约束为1的情况下使输出功率最小化的最佳复数权重W_opt：

$W_{\mathrm{opt}}={{\mathrm{\γR}}_{\mathrm{xx}}^{\′}}^{-1}C,$ $\mathrm{\γ}=\frac{1}{C^H{R_{\mathrm{xx}}^{\′}}^{-1}C}$ 式(4)

C指示根据元件位置和目标方向而改变的约束向量。但是，当对接收信号应用了定相延迟处理时，相对于平均相关矩阵的大小（在这种情况下为K），C可以是全部值为1的向量。

可以基于复数权重W_opt如下地计算电功率P_min。计算出的电功率P_min指示根据本示例性实施例的反映被检体内的组织之间的声阻抗差异的分布信息（关于与声学特性有关的分布的信息）。

$P_{\min }=\frac{1}{2}\frac{1}{C^H{R_{\mathrm{xx}}^{\′}}^{-1}C}$ 式(5)

Capon电路202可以基于接收信号来获取相关矩阵并进一步获取平均相关矩阵，并且可以通过使用逆矩阵来获取复数权重并通过使用该复数权重来获取功率分布。复数权重和通过使用该复数权重得到的电功率是当针对来自目标方向的弹性波的信号将灵敏度设置为1并且抑制从其它方向到达的弹性波的信号时的复数权重和电功率。换言之，Capon方法使得能够选择性地提取来自目标方向的弹性波的信号，从而得到在垂直于深度方向的方向上的提高的空间分辨率。

在没有直接获得逆矩阵的情况下，也可以通过对平均相关矩阵应用QR分解和后退代入来计算电功率。自适应信号处理块007以这样的方式以根据接收信号自适应地改变的权重对多个接收信号应用自适应信号处理（使用Capon方法）。结果，自适应信号处理块007输出在垂直于深度方向的方向上具有提高的空间分辨率的功率分布（等同于第二分布信息）。

下面将参照图3B描述自适应信号处理块007的第二示例性配置。

图3B图示用于提高在深度方向（即，从探头001发送的弹性波（超声波束）的行进方向）上的分辨率的自适应信号处理块007的配置。作为用于提高在深度方向上的空间分辨率的技术，将自适应信号处理与频域干涉测量法（FDI）方法组合。Hirofumi Taki,Kousuke Taki,Takuya Sakamoto,Makoto Yamakawa,Tsuyoshi Shiina和Toru Sato:Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc.2010；1:5298-5301讨论了一种应用FDI方法和Capon方法（自适应信号处理）的技术。

FDI方法将接收信号分解为频率分量，并且根据目标位置改变分解后的信号的相位，以推测在目标位置处的接收电功率。相位变化可以基于从某一参考位置到目标位置的距离与对应于该频率的波数之积而被预先确定。

具体地，将FDI方法和自适应信号处理组合的方法将通过下述方式来推测在目标位置处的接收电功率：对被分解为频率分量的接收信号应用通过自适应信号处理针对每个信号计算的相位变化和权重，而不是预定的固定的相位变化和权重。

当对与脉冲波一样具有宽频带的弹性波的接收信号应用频率平均技术时，期望基于参考信号对接收信号应用信号白化。

参照图3B，延迟求和电路301（延迟求和单元）根据弹性波的发送方向和位置对多个数字信号应用延迟处理，并且对经过了延迟处理的多个数字信号应用延迟求和。类似于固定信号处理块006中的延迟求和，自适应信号处理块007中的延迟求和产生与在被检体内的各个位置处反射的反射波的声压相对应的信号作为扫描线信号。

然后，FDI-Capon电路302（FDI自适应处理单元）接收从延迟求和电路301输出的多个扫描线信号作为输入信号。然后，FDI-Capon电路302基于多个扫描线信号提取对于一个处理单位的时间间隔（即，处理范围）的信号。

然后，FDI-Capon电路302对提取的信号应用傅立叶变换，以将这些信号分解为频率分量（X_s1，X_s2，X_s3，......，和X_sN）。同时，FDI-Capon电路302从参考信号存储单元（未示出）输入至少一个参考信号。然后，FDI-Capon电路302对参考信号应用傅立叶变换，以将参考信号分解为频率分量（X_r1，X_r2，X_r3，......，X_rN）。

然后，FDI-Capon电路302执行由下式表示的白化：

$X_{\mathrm{wk}}=\frac{X_{\mathrm{sk}}{X_{\mathrm{rk}}}^{*}}{{\left|X_{\mathrm{rk}}\right|}^2+\mathrm{\η}}$ 式(6)

X_wk(k=1,2,...,N)指示白化之后的频率分量，η指示用于稳定计算的微小量，而*指示复共轭。然后，FDI-Capon电路302通过使用具有经过了白化的频率分量的向量Xf来计算相关矩阵R。

Xf=[X_W1,X_W2,...,X_WN]^T

R=XfXf^T*   式(7)和(8)

其中，T指示转置。相关矩阵R是具有N x N的大小的矩阵。

然后，FDI-Capon电路302从相关矩阵R提取部分矩阵，并且对部分矩阵应用频率平均技术以进行平均。

$R^{\′}=\frac{1}{M}{\mathrm{\Σ}}_{m=1}^M{R}_m$

R_mij=X_W(i+m-1)X_W(j+m-1) ^*   式(9)和(10)

R'指示频率平均相关矩阵，R_m指示相关矩阵R的部分矩阵，而R_mij指示R_m的元素。因此，FDI-Capon电路302计算频率平均相关矩阵R'。

然后，FDI-Capon电路302输入约束向量C。约束向量C根据处理范围内的位置r而改变，并且由下式定义。

C=[exp(jk₁r),exp(jk₂r),...,exp(jk_(N-M+1)r)]

FDI-Capon电路302基于频率平均相关矩阵R'和约束向量C来计算处理范围中的功率分布P(r)。计算出的功率分布P(r)指示根据本示例性实施例的反映被检体内的组织之间的声阻抗差异的分布信息（关于与声学特性有关的分布的信息）。

$P\left(r\right)=\frac{1}{C^{T*}{(R^{\′}+{\mathrm{\η}}^{\′}E)}^{-1}C}$ 式(11)

η'E指示被添加以稳定逆矩阵计算的对角矩阵。

在本示例性实施例中，自适应信号处理块007以此方式对多个接收信号应用FDI方法和自适应信号处理（基于Capon方法）。结果，自适应信号处理块007输出在深度方向上具有提高的分辨率的功率分布（等同于第二分布信息）。

下面将参照图3C描述自适应信号处理块007的第三示例性配置。延迟处理电路401对从多个转换元件002输出的多个接收信号应用针对各个目标位置的延迟处理和希尔伯特变换，并且输出数字信号。Capon电路402输入经过了延迟处理的数字信号，并且对数字信号应用Capon处理。Capon电路402执行与上述处理类似的处理（将省略重复描述），并且最终输出由下式计算出的信号Y[s]。X'[s]指示适合复数权重W_opt的大小的、从第s个样本的输入向量X[s]提取的向量。

Y[s]=W_opt ^HX'[s]   式(12)

输出Y[s]保持对于各个目标位置的反射波形的相位信息，使得能够执行随后的FDI-Capon处理。FDI-Capon电路302对输入信号Y[s]应用FDI-Capon处理，并且输出功率分布。

执行这样的处理使得能够获取在深度方向和垂直于深度方向的方向上具有提高的分辨率的功率分布。

虽然已经具体地描述了Capon方法的处理作为自适应信号处理的例子，但是也可以通过应用诸如MUSIC方法和ESPRIT方法之类的其它自适应信号处理来获得本发明的类似效果。

（显示方法）

下面将参照图4描述由根据本示例性实施例的显示方法执行的处理。图4是图示根据本示例性实施例的显示方法的流程图。

在步骤S101中，显示控制单元008确定用户是否输入了深度范围指定（深度范围信息）。用户可以通过使用诸如鼠标之类的输入单元010来指定要观察的深度范围。系统控制单元004从输入单元010输入指定的深度范围信息，并且将指定的深度范围信息输出给显示控制单元008，作为来自用户的深度范围信息。如上所述，深度范围可以是从被检体的表面（零距离）到预定深度的范围，或者是从被检体中的第一预定深度到第二预定深度的范围。显示控制单元008基于在用户输入的深度范围和用于在显示单元009的屏幕中显示被检体信息的显示区域的大小之间的关系来确定显示放大率。显示放大率是指观察范围中显示的超声图像的大小与被检体内的观察范围的实际大小之比。

当输入深度范围信息时（步骤S101中的“是”），则在步骤S102中，显示控制单元008确定输入深度范围是否比预定范围更窄。用于比较的预定范围可以针对每个设备被预先确定或者由用户任意设定。

当输入深度范围比预定深度更窄（更浅）时（步骤S102中的“是”），则在步骤S103中，显示控制单元008向显示单元009输出用于显示在对应于输入深度范围的区域中的第二分布信息的图像、或通过合成第一分布信息和第二分布信息而获得的合成图像的图像信息，并且显示单元009基于输入的图像信息来显示图像。

当输入深度范围比预定深度更宽（更深）时（步骤S102中的“否”），则在步骤S104中，显示控制单元008向显示单元009输出用于显示在对应于输入深度范围的区域中的第一分布信息的图像的图像信息，并且显示单元009基于输入的图像信息来显示图像。

下面详细地描述根据本示例性实施例的由用户输入的深度范围和显示区域的大小之间的关系。以下将集中于这样的情况描述本示例性实施例：在步骤S103中，将第二分布信息的图像显示为在对应于输入的深度范围的区域中的图像。

图5图示指定的深度范围的例子。参照图5，左手侧图图示在被检体100中的深度方向上的三个示例范围A、B和C，而右手侧图像是被检体100中的第一分布信息的对应图像。图6A、图6B和图6C图示这样的示例情况：在显示区域中显示对应于深度范围A、B和C的区域的图像。图6A图示在对应于深度范围A的区域中的图像。图6B图示在对应于深度范围B的区域中的图像。图6C图示在对应于深度范围C的区域中的图像。作为要被用作深度范围的阈值的预定范围（参照图4中的步骤S102），假设在该设备中预设图5中图示的被检体100的深度范围的一半（假设为X mm）。

下面将描述用户指定图5中图示的深度范围A的情况。由于深度范围A比预定范围Xmm更宽（更深），所以处理前进到步骤S104。于是，如图6A所示，显示第一分布信息的图像，作为指示与被检体内的声学特性有关的分布的图像。由于深度范围A比Xmm更大，所以当在显示区域中显示深度方向上的深度范围A中的整个图像时，显示放大率不大。因此，当显示深度范围A时，由于第一分布信息的图像（正常B模式图像）的分辨率是可接受的，所以显示对应于深度范围A的区域中的第一分布信息的图像是有用的。

下面将描述用户指定深度范围B的情况。由于深度范围B比预定范围Xmm更窄（更浅），所以处理前进到步骤S103。于是，如图6B所示，显示对应于深度范围B的区域中的第二分布信息的图像，作为指示与被检体内的声学特性有关的分布的图像。由于深度范围B比Xmm更窄，所以由于与显示区域的大小的关系，显示放大率大。因此，当显示深度范围B时，显示具有高分辨率的第二分布信息的图像以提高可视性是有用的。通过执行作为自适应信号处理的Capon方法（图3A中的例子）来获取图6B中图示的第二分布信息的图像。

深度范围B中的根据本示例性实施例的图像将与不根据本示例性实施例的图像进行比较。图7A图示通过执行Capon方法获取的第二分布信息的图像。图7B图示作为正常B模式图像的第一分布信息的图像。这两个图像都指示对应于深度范围B的同一区域。如图7A所示，取决于显示放大率，简单地显示第一分布信息的图像由于低分辨率而使可视性劣化。但是，通过自适应信号处理获取的第二分布信息的图像的放大版本提供了提高的分辨率。

下面将描述用户指定深度范围C的情况。由于深度范围C比预定范围Xmm更窄，所以与深度范围B的情况一样，处理前进到步骤S103。具体地，如图6C所示，显示对应于深度范围C的区域中的第二分布信息的图像，作为指示与被检体内的声学特性有关的分布的图像。

在本示例性实施例中，如上所述，显示控制单元008基于用户输入的深度范围和显示单元009的屏幕中的显示区域的大小之间的关系来确定显示放大率。取决于显示放大率，显示控制单元008确定第一分布信息的图像、第二分布信息的图像、以及通过合成第一分布信息和第二分布信息而获得的合成图像之中的一个图像作为要显示的图像。

在本示例性实施例中，当显示对应于深度范围的区域中的图像时，期望在同一屏中显示第一分布信息的图像的缩略图。在这种情况下，第一分布信息的图像显示包括对应于深度范围的区域的宽范围中的区域。

图8图示根据本示例性实施例的示例显示。参照图8中图示的显示屏幕，右手侧图像是对应于深度范围的区域中的图像（在该例子中为对应于图5中图示的深度范围B的区域中的第二分布信息的图像），而左上方图像是缩略图图像111。

作为缩略图图像111显示的第一分布信息的图像至少包括对应于由用户指定的深度范围的区域，并且可以显示通过超声波发送和接收而可获取的范围中的区域（图示为图5中的右手侧图像的范围的图像）。

当显示缩略图时，期望在缩略图图像111中显示用于指示对应于用户指定的深度范围的区域的向导（guide）。在图8中的缩略图图像111中，显示虚线作为用于指示对应于深度范围的区域的向导112。与该虚线一样，期望显示用于指示缩略图图像中的指定的深度范围的向导，这是因为该向导使得用户更容易掌握与所显示的图像对应的深度范围。

在本示例性实施例中，在接收到关于用户输入的深度范围的信息时，显示控制单元008也可以关掉图4中图示的显示处理流程的上述模式。具体地，期望显示控制单元008能够选择性地执行：用于当深度范围比预定范围更窄时显示对应于深度范围的第二分布信息的图像或者合成图像的模式（第一模式）；以及用于显示与深度范围无关的第一分布信息的图像的模式（第二模式）。在第二模式中，在接收到关于用户输入的深度范围的信息时，显示控制单元008显示对应于深度范围的区域中的第一分布信息的图像。

期望的是，第一模式和第二模式是可基于由用户经由诸如选择器按钮或开关之类的输入单元010进行的输入来进行选择的。以此方式的模式选择使得用户能够根据用户偏好来改变要显示的图像，进一步提高了用户友好性。

本发明的第二示例性实施例的特征在于，当用户输入的深度范围比预定范围更窄时，显示通过合成对应于上述深度范围的区域中的第一分布信息和第二分布信息而获得的合成图像。其它的处理类似于根据第一示例性实施例的处理。根据本示例性实施例的被检体信息获取设备具有与图1中图示的被检体信息获取设备的配置类似的配置。由于显示方法的概要基本上与参照图4描述的处理流程相同，所以下面仅描述与根据第一示例性实施例的显示处理不同的显示处理。

在本示例性实施例中，在接收到关于用户输入的深度范围的信息时，显示控制单元008在步骤S103（图4）中显示通过合成对应于上述深度范围的区域中的第一分布信息和第二分布信息而获得的合成图像。第一分布信息的图像和第二分布信息的图像的合成率可以是预先确定的，例如50:50，或者可以由用户任意设定。合成率可以随着深度范围而改变。

图9图示深度范围和合成率之间的示例关系。参照图9，当深度范围低于第一预定值时，显示控制单元008将第一和第二分布信息的合成率保持恒定不变。在这种情况下，由于窄的深度范围，第二分布信息的图像的合成率高（即，在合成图像中，第一分布信息的图像的比率低，而第二分布信息的图像的比率高）。然后，当深度范围高于第一预定值且低于第二预定值时，显示控制单元008随着深度范围增大而降低第二分布信息的图像的合成率（在合成图像中，增加第一分布信息的图像的比率，并且降低第二分布信息的图像的比率）。当深度范围等于或高于第二预定值时，显示控制单元008将第一和第二分布信息的合成率保持恒定不变。在这种情况下，由于宽的深度范围，显示控制单元008降低第二分布信息的图像的合成率。

以此方式根据深度范围改变合成率允许用户在不感觉奇怪的情况下在第一和第二分布信息之间更平滑地切换，从而可提高用户操作性。

根据本发明的示例性实施例，显示通过自适应信号处理获取的图像使得能够显示具有更高分辨率的图像，作为对应于指定的深度范围的区域中的图像。

本发明的实施例还可以通过系统或设备的计算机、以及通过由该系统或设备的计算机执行的方法来实现，该系统或设备的计算机读出并执行记录在存储介质（例如，非暂态计算机可读存储介质）上的计算机可执行指令，以执行本发明的上述实施例中的一个或更多个的功能，并且，该方法是由该系统或设备的计算机例如通过读出并执行来自存储介质的计算机可执行指令以执行上述实施例中的一个或更多个的功能来执行的。计算机可以包括中央处理单元（CPU）、微处理单元（MPU）或其它电路中的一个或更多个，并且可以包括分离的计算机或分离的计算机处理器的网络。例如，可以从网络或存储介质向计算机提供计算机可执行指令。存储介质例如可以包括硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、分布式计算系统的存储器、光盘（例如，紧凑盘（CD）、数字多功能盘（DVD）或蓝光盘（BD）^TM）、闪存装置、存储卡等中的一个或更多个。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于公开的示例性实施例。下面的权利要求的范围应该被给予最广义的解释，以涵盖所有这样的修改以及等同结构和功能。

Claims (16)

1.一种被检体信息获取设备，包括：

多个转换元件，被配置为向被检体发送弹性波，接收在所述被检体内的各个位置处反射的反射波，并且将所述反射波转换为多个接收信号；

固定信号处理部件，用于以预定权重来对所述多个接收信号应用相加，以获取第一分布信息；

自适应信号处理部件，用于以根据所述接收信号自适应地改变的权重来对所述多个接收信号应用自适应信号处理，以获取第二分布信息；以及

显示控制部件，用于输入所述第一分布信息和所述第二分布信息，并且输出用于在显示部件上显示指示与被检体内的声学特性有关的分布的图像的图像信息，

其中，所述显示控制部件接收用户输入的关于经受与所述声学特性有关的分布的显示的被检体内的深度范围的信息，并且当所述深度范围比预定范围更窄时，所述显示控制部件输出用于在所述显示部件上显示在对应于所述深度范围的区域中的所述第二分布信息的图像、或者通过合成所述第一分布信息和所述第二分布信息而获得的合成图像的图像信息。

2.根据权利要求1所述的被检体信息获取设备，其中，所述显示控制部件能够选择性地执行：

第一模式，在第一模式中，在接收到关于所述深度范围的信息时，当所述深度范围比所述预定范围更窄时，输出用于显示对应于所述深度范围的所述第二分布信息的图像或者所述合成图像的图像信息；以及

第二模式，在第二模式中，在接收到关于所述深度范围的信息时，输出用于显示对应于所述深度范围的区域中的所述第一分布信息的图像的图像信息。

3.根据权利要求1或2所述的被检体信息获取设备，其中，在接收到关于所述深度范围的信息时，当所述深度范围等于或宽于所述预定范围时，所述显示控制部件输出用于显示对应于所述深度范围的所述第一分布信息的图像的图像信息。

4.根据权利要求1所述的被检体信息获取设备，其中，所述显示控制部件基于所述用户输入的所述深度范围和用于显示与所述声学特性有关的分布的所述显示部件的屏幕中的显示区域之间的关系，确定对于与所述声学特性有关的分布的显示放大率。

5.根据权利要求1所述的被检体信息获取设备，其中，当显示对应于所述深度范围的区域中的所述第二分布信息的图像或者所述合成图像时，所述显示控制部件显示在至少包括对应于所述深度范围的区域的范围中的所述第一分布信息的图像、以及用于指示在该范围中的所述第一分布信息的图像中的对应于所述深度范围的区域的向导。

6.根据权利要求1所述的被检体信息获取设备，其中，所述自适应信号处理部件对所述多个接收信号应用处理，使得在对于目标方向的灵敏度固定的情况下使电功率最小化。

7.根据权利要求1所述的被检体信息获取设备，其中，所述自适应信号处理部件对所述多个接收信号应用处理，使得在对于深度方向上的目标位置的灵敏度固定的情况下使电功率最小化。

8.根据权利要求1所述的被检体信息获取设备，其中，当所述深度范围比所述预定范围更窄时，所述显示控制部件输出用于在所述显示部件上显示作为与所述声学特性有关的分布的所述合成图像的图像信息，并且根据所述深度范围改变所述第一分布信息和所述第二分布信息的合成率。

9.一种用于通过使用由被检体信息获取设备获取的分布信息在显示部件上显示指示与被检体内的声学特性有关的分布的图像的显示方法，其中，获取的分布信息包括：

通过以预定权重对多个接收信号应用相加而获取的第一分布信息，其中所述多个接收信号是通过向被检体发送弹性波并接收在所述被检体中反射的反射波而获取的；以及

通过以根据所述接收信号自适应地改变的权重对所述多个接收信号应用自适应信号处理而获取的第二分布信息，

其中，所述显示方法包括：

接收用户输入的关于经受与所述声学特性有关的分布的显示的被检体内的深度范围的信息；以及

当所述深度范围比预定范围更窄时，显示在对应于所述深度范围的区域中的所述第二分布信息的图像、或者通过合成所述第一分布信息和所述第二分布信息而获得的合成图像。

10.根据权利要求9所述的显示方法，还包括：

选择性地执行下面的模式：

第一模式，在第一模式中，在接收到关于所述深度范围的信息时，当所述深度范围比所述预定范围更窄时，显示对应于深度范围的区域中的第二分布信息的图像或者合成图像；以及

第二模式，在第二模式中，在接收到关于所述深度范围的信息时，显示对应于所述深度范围的区域中的所述第一分布信息的图像。

11.根据权利要求9或10所述的显示方法，还包括：

当所述深度范围等于或宽于所述预定范围时，显示对应于所述深度范围的区域中的所述第一分布信息的图像。

12.根据权利要求9所述的显示方法，还包括：

基于所述用户输入的所述深度范围和用于显示与所述声学特性有关的分布的所述显示部件的屏幕中的显示区域之间的关系，确定对于与所述声学特性有关的分布的显示放大率。

13.根据权利要求9所述的显示方法，还包括：

当显示对应于所述深度范围的区域中的所述第二分布信息的图像或者所述合成图像时，显示在至少包括对应于所述深度范围的区域的范围中的所述第一分布信息的图像、以及用于指示所述第一分布信息的图像中的对应于所述深度范围的区域的向导。

14.根据权利要求9所述的显示方法，其中，所述第二分布信息是通过对所述多个接收信号应用自适应信号处理以使得在对于目标方向的灵敏度固定的情况下使电功率最小化而获取的分布信息。

15.根据权利要求9所述的显示方法，其中，所述第二分布信息是通过对所述多个接收信号应用自适应信号处理以使得在对于深度方向上的目标位置的灵敏度固定的情况下使电功率最小化而获取的分布信息。

16.根据权利要求9所述的显示方法，还包括：

当所述深度范围比所述预定范围更窄时，显示作为与所述声学特性有关的分布的所述合成图像；以及

根据所述深度范围改变对于所述第一和第二分布信息的所述合成图像的合成率。

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