CN103654846A - 被检体信息获取装置、显示方法和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了被检体信息获取装置、显示方法和存储介质。根据本发明的被检体信息获取装置包括：被配置为接收在被检体内的各位置处反射的波并且将反射波转换成多个接收信号的多个转换元件；被配置为用预定的权重向多个接收信号应用加法以获取第一分布信息的固定信号处理单元；被配置为向多个接收信号应用自适应信号处理以获取第二分布信息的自适应信号处理单元；和被配置为输入第一分布信息和第二分布信息并且向显示单元输出图像信息的显示控制单元，其中，显示控制单元输出用于在同一画面中并行显示第一分布信息的图像、第二分布信息的图像或第一和第二分布信息的组合图像的图像信息。

Description

被检体信息获取装置、显示方法和存储介质

技术领域

本公开涉及被检体信息获取装置、显示方法和存储介质。特别地，本公开涉及用于向被检体发射弹性波并且显示通过从被检体接收反射波而获取的分布信息的技术。

背景技术

在作为被检体信息获取装置的超声图记录仪中，基于脉冲回声方法的图像数据形成中的深度方向上的空间分辨率一般可由（nλ）/2表示，这里，λ表示超声波的波长，n表示发射波数。例如，当超声图记录仪对于2个波长发射具有12MHz的中心频率的超声波时，空间分辨率为约0.13mm。

以下将描述脉冲回声方法。当超声图记录仪向被检体发射超声脉冲（弹性波）时，超声波根据被检体内的组织之间的声学阻抗差异被被检体反射，并返回超声图记录仪。然后，超声图记录仪接收反射波并且通过使用反射波的接收信号产生图像数据。典型地，超声图记录仪对接收信号应用延迟和求和，获取包络，并且将包络转换成亮度值，以产生图像数据。在被检体内的多个方向上或位置重复超声波发射和接收使得能够获取在进行超声波发射和接收的方向上的多个扫描线上的亮度信息。在多个扫描线上布置亮度信息使得能够将被检体内部成像。

通常，为了对于发射和接收两者在被检体内聚焦，超声图记录仪通过使用用于将超声波转换成电信号的多个转换元件向元件之间的接收信号波形添加时间偏差。

另一方面，与超声波一起应用在雷达领域中开发的自适应信号处理使得能够提高空间分辨率。M.SASSO et al.,Medical UltrasoundImaging Using The Fully Adaptive Beamformer,Proc.Acoustics and SpeechSignal Process.volume.2,pp.489-492（Mar.2005）讨论了使用Capon方法（自适应信号处理）以提高与深度方向垂直的方向（与扫描线方向垂直的方向）上的空间分辨率的技术。

作为用于提高深度方向（扫描线方向）上的空间分辨率的技术，Hirofumi Taki,Kousuke Taki,Takuya Sakamoto,Makoto Yamakawa,Tsuyoshi Shiina and Toru Sato:Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc.2010;1:5298-5301讨论了通过应用频域干涉计（FDI）方法和Capon方法（自适应信号处理）将血管壁的层结构成像的结果。对于接收信号应用FDI方法和Capon方法使得能够提高深度方向上的空间分辨率。但是，假定在对于FDI处理剪切的深度方向上的信号范围（处理范围内）存在多个反射层。来自相近的反射层的多个反射波非常可能具有高的互相关性。已知对于具有这种高相关性的多个反射波的接收信号应用诸如Capon方法的自适应信号处理将导致诸如抵消希望的信号的不希望的操作。通过使用频率平均化技术以减少（抑制）由具有这种相关性的信号（相关干涉波）导致的影响，FDI方法和Capon方法可应用于反射波的接收信号。

应用诸如组合FDI方法和Capon方法的方法的自适应信号处理使得能够提高图像的空间分辨率。但是，如果显示通过这种新的技术产生的图像，那么，由于用户（特别是医生）熟悉常规的B模式（B-mode）图像（通过向多个接收信号应用延迟和求和以获取包络并且将包络转换成亮度值而产生的图像），因此，用户会感觉奇怪。特别地，如果只显示通过自适应信号处理产生的图像，那么奇怪的感觉会增加。

发明内容

本发明的实施例针对提供在显示通过自适应信号处理产生的图像时使用的用户友好的显示方法和被检体信息获取装置。

根据本发明的一个方面，一种被检体信息获取装置包括：多个转换元件，被配置为向被检体发射弹性波、接收在被检体内的各位置处反射的波并且将反射波转换成多个接收信号；固定信号处理单元，被配置为以预定的权重向多个接收信号应用加法以获取第一分布信息；自适应信号处理单元，被配置为以根据接收信号自适应地改变的权重向多个接收信号应用自适应信号处理以获取第二分布信息；和显示控制单元，被配置为输入第一分布信息和第二分布信息并且向显示单元输出图像信息，其中，显示控制单元输出用于在同一画面中并行显示第一分布信息的图像、和第二分布信息的图像或第一和第二分布信息的组合图像的图像信息。

根据本发明的另一方面，一种显示方法通过使用通过被检体信息获取装置获取的分布信息在显示单元上显示图像，其中，获取的分布信息包含：通过以预定的权重向通过向被检体发射弹性波并接收被被检体反射的反射波获得的多个接收信号应用加法获取的第一分布信息；和通过以根据接收信号自适应地改变的权重向多个接收信号应用自适应信号处理获取的第二分布信息，其中，第一分布信息的图像和第二分布信息的图像或第一和第二分布信息的组合图像在同一画面中被并行显示。

参照附图阅读示例性实施例的以下的详细的描述，本发明的其它特征和方面将变得清晰。

附图说明

包含于说明书中并构成其一部分的附图示出本发明的示例性实施例、特征和方面，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1示意性地示出根据本发明的被检体信息获取装置的概观。

图2示意性地示出固定信号处理块的配置。

图3A、图3B和图3C示意性地示出自适应信号处理块的不同的配置。

图4是示出根据第一示例性实施例的显示方法的处理的流程图。

图5A和图5B示出根据第一示例性实施例在显示单元上显示的示例性画面。

图6示出根据第二示例性实施例在显示单元上显示的示例性画面。

图7是示出根据第三示例性实施例的显示方法的处理的流程图。

图8示出根据第三示例性实施例在显示单元上显示的示例性画面。

图9示出根据第四示例性实施例的放大率与组合率之间的关系。

具体实施方式

以下将参照附图详细描述本发明的各种示例性实施例、特征和方面。

以下，将参照附图描述本发明的示例性实施例。基本上，相同的要素被赋予相同的附图标记，并且，重复的描述被省略。

在本发明的实施例中，弹性波典型地指的是超声波，并且包含所谓的声波、超声波或音波。根据本发明的实施例的被检体信息获取装置包括如下这样的装置，该装置向被检体发射弹性波、接收在被检体内反射的反射波（反射弹性波）并且获取被检体内部分布信息作为图像数据。所获取的被检体内部分布信息是反映被检体内的组织之间的声学阻抗差异的信息。在本发明的实施例中，扫描线表示在从探测器001发射的弹性波的行进方向上形成的虚拟线。

以下，第一示例性实施例的描述将集中于根据本发明的实施例的基本的装置配置和处理流程。

被检体信息获取装置的基本配置

以下，将参照图1描述根据本发明的示例性实施例的被检体信息获取装置的配置。图1示意性地示出根据本发明的示例性实施例的被检体信息获取装置的概观。根据本示例性实施例的被检体信息获取装置包括具有多个转换元件002的探测器001、接收电路系统005、发射电路系统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装置还包括显示单元009、输入单元010和系统控制单元004。

探测器001是用于向被检体内的多个位置发射弹性波并且接收反射的波的接收器发射器。探测器001包含用于将弹性波转换成电信号的多个转换元件002。

发射电路系统003是用于基于来自系统控制单元004的控制信号产生对于各目标位置和各目标方向具有延迟时间和振幅的多个发射信号的发射信号产生单元。多个转换元件002将发射信号转换成弹性波，并且探测器001将弹性波作为弹性波束发射到被检体。多个转换元件002还接收被被检体内的对象（反射界面和反射体）反射的弹性波（反射波），并且将弹性波转换成多个接收信号。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成多个数字信号（数字化的接收信号）的接收信号处理单元。在本发明的实施例中，不仅通过转换元件002输出的被接收的模拟信号被称为接收信号，而且经过放大和数字转换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与根据本发明的实施例的固定信号处理单元相当。图2示出固定信号处理块006的配置。在固定信号处理块006中，延迟和求和电路011（延迟和求和单元）根据弹性波的发射方向和位置向多个数字信号应用延迟处理，并向多个应用了延迟的数字信号应用加法。即，实施延迟和求和处理。通过延迟和求和处理获取多个扫描线信号。在向数字信号应用加法之前，固定信号处理块006可将多个数字信号中的每一个乘以权重。虽然权重根据观察位置以及发射和接收条件改变，但是，在许多情况下使用预定的（固定的）权重。整相加法（phasing addition）产生与在被检体内各位置处反射的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）通过使用多个扫描线信号执行包络检测，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与根据本发明的实施例的自适应信号处理单元相当。自适应信号处理自适应地根据接收信号改变处理参数。特别地，作为一种自适应信号处理方法的Capon方法（也称为约束功率最小化（Constrained Minimization of Power，CMP））被应用于多个输入信号，使得在对于目标方向和目标位置敏感度固定的情况下使电功率最小化。这种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输出在深度方向和与深度方向垂直的方向中的至少一个上具有提高的分辨率的功率分布作为第二分布信息。深度方向指的是从探测器001发射的弹性波（超声束）的行进方向，并且是扫描线方向。在后面将参照图3A、图3B和图3C详细描述自适应信号处理。

显示控制单元008从固定信号处理块006输入第一分布信息，并从自适应信号处理块007输入第二分布信息。显示控制单元008输出要在显示单元009上显示的图像信息。显示单元009基于从显示控制单元008输出的图像信息显示指示被检体内分布信息的图像。在后面将参照图4详细描述通过显示控制单元008执行的处理。显示控制单元008向第一分布信息的图像信息、第二分布信息的图像信息和第一和第二分布信息的组合的图像信息应用各种图像处理，诸如边缘强调和衬度调整，并且输出亮度数据的图像信息。

根据本发明，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由诸如中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）或场可编程门阵列（FPGA）芯片的处理器件配置。显示单元009基于从显示控制单元008输入的图像信息显示图像。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被用户用于输入指定的区域。用户参照在显示单元009上显示的第一分布信息的图像通过使用输入单元010指定预定的区域。输入单元010是诸如鼠标和键盘的指示设备、手写板或附接于显示单元009的表面的触摸板。显示单元009和输入单元010可被单独地制备并与根据本发明的实施例的被检体信息获取装置连接，而不是包含于根据本发明的实施例的被检体信息获取装置中。

（自适应信号处理的细节）

以下将描述由本发明的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示出自适应信号处理块007的三种不同的配置。以下将参照图3A、图3B和图3C描述根据本发明的实施例的自适应信号处理块007的示例性配置。

图3A示出用于提高与深度方向（从探测器001发射的弹性波（超声束）的行进方向）垂直的方向上的分辨率的自适应信号处理块007的配置。Proc.Acoustics,Speech Signal Process.pp.489-492(Mar.2005)讨论了用于提高与深度方向垂直的方向上的分辨率的这种自适应信号处理的技术。

以下，将基于Capon方法描述在将自适应信号处理应用于多个接收信号时执行的处理。

以下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向从多个转换元件002输出的多个接收信号应用Hilbert变换和根据目标位置的延迟处理（整相）。以这种方式以复数记数来计算接收信号。当通过处理来自第k个元件的接收信号获得的信号的第s个采样是xk[s]时，第s个采样的输入矢量X[s]由下式定义。

X[s]=[x₁[s]，x₂[s]，…，x_M[s]]^T   .....(1)

这里，M表示元件的数量。

然后，Capon电路202（自适应信号处理单元）通过使用输入矢量X[s]计算相关矩阵R_xx。

式（2）中的上标H表示复共轭转置，上标*表示复共轭。E[·]表示用于计算时间平均的处理，用于改变采样编号（在这种情况下为s）并计算平均的处理。

然后，为了抑制从目标方向以外的方向到达探测器001的相关干涉波的影响，Capon电路202向相关矩阵R_xx应用空间平均方法，以获得平均相关矩阵R′_xx。

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

Rⁿ _xx表示沿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是被定位为使得R_xx的（n,n）元素变为Rⁿ _xx的第一对角元素的K×K尺寸的矩阵。Z_n表示在将各部分矩阵相加时使用的系数，并被调整为使得Z_n的总和等于1。

Capon方法获得用于在某些限制条件下使输出功率最小化的复权重（complex weight）。复权重指的是由复矢量表达的权重。通过Capon方法，可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敏感度被约束为1的状态下使输出功率最小化的复权重W_opt。

$W_{\mathrm{opt}}=\mathrm{\γ}{R_{\mathrm{xx}}^{\′}}^{-1}C,\mathrm{\γ}=\frac{1}{C^H{R_{\mathrm{xx}}^{\′}}^{-1}C}...\left(4\right)$

C表示约束矢量并且根据元件位置和目标方向改变。但是，当已向接收信号应用整相延迟处理时，C可以是关于平均相关矩阵的尺寸（在这种情况下为K）所有的值是1的矢量。

可通过使用复权重W_opt如下地获得计算的电功率P_min。计算的电功率P_min表示根据本示例性实施例的反映被检体内组织之间的声学阻抗差异的分布信息（关于与声学特性有关的分布的信息）。

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

Capon电路202可基于接收信号获取相关矩阵和进一步获取平均相关矩阵，并且，通过使用逆矩阵获取复权重和使用复权重时的功率分布。复权重和通过使用复权重获得的电功率是对于来自目标方向的弹性波的信号的敏感度被设为1并且从其它方向到达的弹性波的信号被抑制时的复权重和电功率。换句话说，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，作为结果，提高与深度方向垂直的方向上的空间分辨率。也可在不直接获得逆矩阵的情况下通过向平均相关矩阵应用QR分解和后退代入，计算电功率。

自适应信号处理块007以这种方式通过对应于接收信号自适应改变的权重向多个接收信号应用自适应信号处理（使用Capon方法）。作为结果，自适应信号处理块007输出在与深度方向垂直的方向上具有提高的分辨率的功率分布（与第二分布信息相当）。

以下，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示出用于提高深度方向（从探测器001发射的弹性波（超声束）的行进方向）上的分辨率的自适应信号处理块007的配置。作为用于提高深度方向上的空间分辨率的技术，自适应信号处理与频域干涉计（FDI）方法组合。Hirofumi Taki,Kousuke Taki,Takuya Sakamoto,Makoto Yamakawa,Tsuyoshi Shiina and Toru Sato:Conf Proc IEEE EngMed Biol Soc.2010;1:5298-5301讨论了应用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成频率成分，并且对应于目标位置改变分解的信号的相位，以推定目标位置处的接收电功率。可基于从某基准位置到目标位置的距离和与频率对应的波数的积，预先确定相位变化。

具体地，组合FDI方法和自适应信号处理的方法将通过关于分解成频率成分的各接收信号使用通过自适应信号处理根据各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，推定目标位置处的接收电功率。

当向诸如脉冲波那样的具有宽的频带的弹性波的接收信号应用频率平均化技术时，优选基于基准信号向接收信号应用白化处理。

参照图3B，延迟和求和电路301（延迟和求和单元）根据弹性波的发射方向和位置向多个数字信号应用延迟处理，并且向延迟处理之后的多个数字信号应用求和。与固定信号处理块006中的延迟和求和类似，延迟和求和产生与在被检体内的各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，FDI-Capon电路302（FDI自适应处理单元）接收从延迟和求和电路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处理的一个单位的时间间隔（即，处理范围）的信号。

然后，FDI-Capon电路302向提取的信号应用傅立叶变换，以将信号分解成频率成分(X_s1,X_s2,X_s3,...,X_sN)。同时，FDI-Capon电路302从基准信号存储单元（未示出）输入至少一个基准信号。然后，FDI-Capon电路302向基准信号应用傅立叶变换，以将基准信号分解成频率成分(X_r1,X_r2,X_r3,...,X_rN)。

然后，FDI-Capon电路302执行由下式表达的白化处理。

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

X_wk(k=1,2,...,N)表示白化处理之后的频率成分，η表示用于计算的稳定化的微小量，*表示复共轭。然后，FDI-Capon电路302通过使用具有已经过白化处理的频率成分的矢量X_f计算相关矩阵R。

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

R=X_f X_f ^T*

T表示转置。相关矩阵R是具有N×N的尺寸的矩阵。然后，FDI-Capon电路302从相关矩阵R提取部分矩阵，并且向各部分矩阵应用频率平均化技术以进行平均化。

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

R_mij=X_w(i+m-1)X_w(j+m-1) ^*   ……(7)

R′表示频率平均相关矩阵，R_m表示相关矩阵R的部分矩阵，并且具有元素R_mij。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输入约束矢量C。约束矢量C根据处理范围内的位置r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通过使用频率平均相关矩阵R′和约束矢量C计算处理范围内的功率分布P（r）。计算的功率分布P（r）表示根据本示例性实施例的反映被检体内组织之间的声学阻抗差异的分布信息（关于与声学特性有关的分布的信息）。

$P\left(r\right)=\frac{1}{C^{T*}{(R^{\′}+{\mathrm{\η}}^{\′}E)}^{-1}C}...\left(8\right)$

η′E表示被添加以使逆矩阵计算稳定化的对角矩阵。

在本示例性实施例中，自适应信号处理块007以这种方式向多个接收信号应用FDI方法和自适应信号处理（在这种情况下，通过使用Capon方法）。作为结果，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（与第二分布信息相当）。

以下将参照图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向从多个转换元件002输出的多个接收信号应用Hilbert变换和根据目标位置的延迟处理，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，并且执行Capon处理。Capon电路402执行与上述处理类似的处理（重复的描述将被省略），并最终输出由下式计算的信号Y[s]。X′[s]表示从第s采样的输入矢量X[s]提取的矢量，该矢量适合复权重W_opt的尺寸。

Y[s]=W_opt ^HX′[s]   .....(9)

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

执行这种处理使得能够获取在深度方向上和与深度方向垂直的方向上具有提高的分辨率的功率分布。

虽然已经作为自适应信号处理的例子具体描述了Capon方法的处理，但是，通过使用诸如MUSIC方法和ESPRIT方法的其它自适应信号处理，也可获得本发明的实施例的类似的效果。

（显示方法）

以下，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是示出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确定是否从用户输入用于并行显示示出被检体内分布信息的图像的指令（并行显示指令信息）。例如，优选当用户点击在显示单元009中的画面中显示的“并行显示”按钮（参见图5A和图5B）时输入并行显示指令。

当并行显示指令被输入（在步骤S101中为“是”）时，在步骤S102中，显示控制单元008输出用于在同一画面中并行显示第一分布信息的图像、第二分布信息的图像以及组合第一和第二分布信息的图像（以下，称为第一和第二分布信息的组合图像）的图像信息。显示单元009基于该图像信息并行显示这些图像。以下，将关于并行显示第一分布信息的图像和第二分布信息的图像的情况描述本示例性实施例。将在第四示例性实施例（后面描述）中描述第一和第二分布信息的组合图像的显示。

图5A和图5B示出根据本示例性实施例在显示单元009上显示的示例性画面（即，血管壁的层结构）。在图5A和图5B所示的例子中，自适应信号处理块007执行组合FDI方法和Capon方法的处理（图3B所示的例子）作为自适应信号处理，以获取第二分布信息的图像。

在图5A和图5B所示的例子中，画面显示“并行显示”按钮。当用户点击“并行显示”按钮以开启并行显示模式时，显示控制单元008输入用于并行显示第一分布信息的图像和第二分布信息的图像的指令。当用户在第一和第二分布信息被输入到显示控制单元008的状态下点击“并行显示”按钮时，并行显示模式可被开启。用户可在输入第一和第二分布信息之前点击“并行显示”按钮。

如图5A和图5B所示，与左手侧的第一分布信息的图像（通常的B模式）相比，右手侧的第二分布信息的图像（FDI+Capon）在深度方向上具有更高的分辨率。具体地，与通常的B模式相比，FDI+Capon提供血管壁的更鲜锐的图像。

如本示例性实施例那样，并行显示第二分布信息的图像和第一分布信息的图像可减少用户的奇怪的感觉。

在本示例性实施例中，显示单元009显示用于使第一分布信息的图像内的位置与第二分布信息的图像内的位置相关联的引导（guide）。换句话说，显示单元009显示用于在第二分布信息的图像内以及在第一分布信息的图像内显示被检体内的相同位置的引导。具体地，参照图5A，显示单元009显示十字形标记作为用于使第一分布信息的图像内的预定位置与第二分布信息的图像内的与预定位置对应的位置相关联的引导，由此指示被检体内的相同位置。图5B通过使用点线引导示出各图像内的被检体内的相同位置。

但是，在本示例性实施例中，由于隐藏使位置相关联的引导会改善图像可视性，因此优选用户可选择显示位置关联引导的模式和不显示位置关联引导的模式中的任一个。例如，优选在画面上显示用于接通和关闭引导显示的按钮。

优选地，除了上述的并行显示图像的并行显示模式以外，显示控制单元008还提供单一显示模式和重叠显示模式中的任一个。换句话说，显示控制单元008能够将并行显示模式变为单一显示模式或重叠显示模式。用户可从这些模式选择要首先执行的显示模式。单一显示模式单一地显示第一分布信息的图像、第二分布信息的图像以及第一和第二分布信息的组合图像中的任一个。重叠显示模式以重叠的方式在同一显示区域中显示第一分布信息的图像和第二分布信息的图像（或第一和第二分布信息的组合图像）。通过以这种方式除了并行显示模式以外还提供不同的显示模式，增加了用户友好性。当改变显示模式时，例如，用户点击在显示单元009的画面上显示的模式改变按钮以选择希望的显示模式。显示控制单元008接收来自用户的模式选择，并且输出用于选择的显示模式的图像信息。

虽然在本示例性实施例中与第一分布信息的图像并行地显示第二分布信息的图像，但是，通过与第一分布信息的图像并行地显示第一和第二分布信息的组合图像，也可获得本发明的实施例的效果。

第二示例性实施例与第一示例性实施例的不同在于，以根据自适应信号处理确定的布置在显示单元009中显示图像。根据本示例性实施例的被检体信息获取装置具有与图1所示的被检体信息获取装置类似的配置。由于显示方法的概要与参照图4描述的处理基本上相同，因此，以下参照图6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，显示控制单元008根据用于产生第二分布信息的自适应信号处理是用于提高深度方向上的分辨率的处理还是用于提高与深度方向垂直的方向上的分辨率的处理，改变并行显示中的图像的布置。换句话说，显示控制单元008根据应用于多个接收信号的自适应信号处理是用于通过固定对于目标方向的敏感度使电功率最小化的处理（Capon方法）还是用于通过固定对于深度方向上的目标位置的敏感度使电功率最小化的处理（组合Capon方法和FDI方法的方法），改变并行显示中的图像的布置。

图6示出根据本示例性实施例在显示单元009上显示的示例性画面。参照图6，为了提高与深度方向垂直的方向上的分辨率，显示单元009在第一分布信息的图像下面显示通过使用Capon方法作为自适应信号处理获取的第二分布信息的图像。换句话说，显示单元009并行显示第一分布信息的图像和第二分布信息的图像，使得，当从用户观察时，在画面上垂直布置这两个图像。在本示例性实施例中，垂直方向指的是与第二分布信息的图像（或组合图像）中的深度方向相同的方向。由于用于提高与深度方向垂直的方向上的分辨率的Capon方法被用作自适应信号处理，因此，如果垂直布置图像，那么可向用户进一步提高图像可视性。例如，当比较同一位置的第一和第二分布信息的图像时，以及，当与深度方向垂直的方向上的分辨率比深度方向上的分辨率高时，与水平布置相比，两个分布信息的垂直布置使得更容易比较与深度方向垂直的方向上的位置。

如图5A和图5B所示，当使用组合Capon方法和FDI方法的方法作为自适应信号处理时，优选在第一分布信息的图像的旁边显示获取的第二分布信息的图像。在本示例性实施例中，水平方向指的是与第二分布信息的图像中（或组合图像中）的深度方向相交（典型地与其垂直相交）的方向。换句话说，优选当从用户观察时并行地水平显示第一和第二分布信息的图像。由于使用组合Capon方法和FDI方法以提高深度方向上的分辨率的方法作为自适应信号处理，因此，水平布置图像使得能够进一步提高用户的图像可视性。例如，当比较同一位置处的第一和第二分布信息的图像时，以及当深度方向上的分辨率比与深度方向垂直的方向上的分辨率高时，与垂直布置相比，两个分布信息的水平布置使得更容易比较深度方向上的位置。

以这种方式根据自适应信号处理改变并行显示的图像的布置方向使得能够进一步提高用户的图像可视性。

并且，在本示例性实施例中，如图6所示，显示点线作为用于使第一分布信息的图像中的位置与第二分布信息的图像中的位置相关联的引导。与第一示例性实施例类似，优选用户可选择显示位置关联引导的模式和不显示位置关联引导的模式中的任一种。

并且，在本示例性实施例中，优选地，除了上述的并行显示图像的并行显示模式以外，显示控制单元008还具有单一显示模式和重叠显示模式中的任一种。

通过与第一分布信息的图像并行显示第一和第二分布信息的组合图像，也可获得本发明的实施例的效果。

在第三示例性实施例中，显示控制单元008首先显示第一分布信息的图像。然后，在接收关于第一分布信息的图像中的指定区域的信息时，显示控制单元008放大指定区域的位置处的第一分布信息的图像和与指定区域对应的位置处的第二分布信息的图像或第一和第二分布信息的组合图像，以并行显示这些放大的图像。其它的处理与根据第一和第二示例性实施例的处理类似。根据本示例性实施例的被检体信息获取装置具有与图1所示的装置类似的配置。

以下将参照图7描述由根据本示例性实施例的显示方法执行的处理。图7是示出根据本示例性实施例的显示方法的流程图。根据以下描述的本示例性实施例，第一分布信息的图像和第二分布信息的图像被放大并被并行显示。

在步骤S301中，显示控制单元008确定是否从用户输入并行显示指令（并行显示指令信息）。与第一示例性实施例类似，当并行显示指令被输入（在步骤S301中为“是”）时，在步骤S304中，显示控制单元008输出用于在同一画面内并行显示第一分布信息的图像和第二分布信息的图像的图像信息。

当并行显示指令不被输入（在步骤S301中为“否”）时，在步骤S302中，显示控制单元008向显示单元009输出用于单一显示第一分布信息的图像的图像信息。基于该图像信息，显示单元009显示第一分布信息的图像。

在步骤S303中，显示控制单元008确定是否从用户输入指定区域的指示（关于指定区域的信息）。用户在监视在显示单元009上显示的第一分布信息的图像的同时通过使用诸如鼠标的输入单元010输入指定区域作为要被放大的区域（以下，称为放大区域）。系统控制单元004从输入单元010输入关于指定区域的信息，并且向显示控制单元008输出关于指定区域的信息作为关于来自用户的放大指令的信息。因此，为了指定放大区域，用户通过指定第一分布信息的图像中的希望区域来输入放大指令。然后，显示控制单元008基于由用户指定的区域的尺寸和显示单元009的显示区域的尺寸之间的关系确定放大图像的放大率。还优选在用户指定放大区域并然后点击在显示单元009的画面上显示的“放大”按钮（参照图8）之后输入放大开始指令。

当指定区域的指令被输入（在步骤S303中为“是”）时，在步骤S304中，显示控制单元008并行显示指定区域的位置处的第一分布信息的图像的放大版本和与指定区域对应的位置处的第二分布信息的图像的放大版本。图8示出根据本示例性实施例在显示单元009上显示的示例性画面。

图8示出血管壁的层结构。在示例性画面中，上图是放大之前的图像（第一分布信息的图像），左下图是指定区域中的第一分布信息的图像的放大版本（通常的B模式），并且，右下图是指定区域中的第二分布信息的图像的放大版本（FDI+Capon）。在图8所示的例子中，显示控制单元008执行组合FDI方法和Capon方法的处理作为自适应信号处理（图3B所示的例子），以获取第二分布信息的图像。该处理使得能够通过放大第一分布信息的图像和第二分布信息的图像提供更用户友好的显示，并且并行显示两个图像。根据放大率，即使第一分布信息的图像被简单地放大，由于分辨率较差，因此，图像可视性也可能没有得到提高。在这种情况下，如果显示通过自适应信号处理获取的具有足够的分辨率的第二分布信息的图像的放大版本，那么可以提高图像可视性。并且，通过与第一分布信息的图像的放大版本并行显示第二分布信息的图像的放大版本，有利于两个放大图像之间的比较。

参照图8，画面显示上述的“放大”按钮。当用户在放大区域被指定的情况下（在关于放大指令的信息已被输入显示控制单元008的状态下）点击“放大”按钮时，放大开始指令被输入到显示控制单元008。在接收放大开始指令时，显示控制单元008向显示单元009输出用于并行显示第一分布信息的图像的放大版本和第二分布信息的图像的放大版本的图像信息。优选基于图像信息切换显示单元009的画面。

在本示例性实施例中，显示控制单元008还在显示这些放大图像的画面的另一显示区域（图8所示的顶部区域）中显示放大之前的第一分布信息的图像的缩略图。由点线包围的矩形表示与放大图像对应的第一分布信息的图像上的位置（第一分布信息的图像上的放大区域的位置）。通过如该矩形那样显示用于指示放大区域的位置的引导，用户变得更容易掌握放大图像的位置。

还可在用户移动指示放大区域的位置的引导时改变放大区域的位置。当引导移动指令通过输入单元010从用户被输入到系统控制单元004时，系统控制单元004向显示控制单元008输出引导移动信息。在接收到引导移动信息时，显示控制单元008在画面上移动引导并且在显示单元009上显示移动到改变的放大区域的图像的放大版本。

还可在用户改变引导的尺寸时改变放大区域的尺寸（即，放大率）。当引导尺寸改变指令通过输入单元010从用户被输入到系统控制单元004时，系统控制单元004向显示控制单元008输出尺寸改变信息。在接收到引导尺寸改变信息时，显示控制单元008改变画面上的引导的尺寸，并且在显示单元009上显示移动到改变的放大区域的图像的放大版本。由于可以以这种方式改变引导的位置和尺寸，因此，用户可很容易地改变用户希望放大和观察的被检体内的区域的位置和尺寸，由此提高可操作性。

并且，在本示例性实施例中，还可显示用于使第一分布信息的图像中的位置与第二分布信息的图像中的位置关联的引导。当然，与第一示例性实施例类似，优选用户可选择显示位置关联引导的模式和不显示位置关联引导的模式中的任一个。

并且，在本示例性实施例中，优选地，除了上述的并行显示图像的并行显示模式以外，显示控制单元008还具有单一显示模式和重叠显示模式中的任一种。

通过与第一分布信息的图像并行显示第一和第二分布信息的组合图像，也可获得本发明的实施例的效果。

在第四示例性实施例中，当输入并行显示指令信息时，显示控制单元008并行显示第一分布信息的图像以及第一和第二分布信息的组合图像。其它的处理与根据第一到第三示例性实施例的处理类似。根据本示例性实施例的被检体信息获取装置具有与图1所示的装置类似的配置。显示方法的概要与参照图4描述的处理基本上相同。

在本示例性实施例中，在从用户接收到并行显示指令信息时，显示控制单元008在步骤S102中显示第一分布信息的图像以及第一和第二分布信息的组合图像。可如50:50那样预先确定或者由用户任意地设定第一分布信息的图像与第二分布信息的图像的组合率。

此外，与第三示例性实施例类似，当放大指定区域中的图像时，组合率可根据放大率改变。图9示出放大率与组合率之间的示例性关系。参照图9，当放大率低于第一预定值时，显示控制单元008使得第一和第二分布信息的组合率保持恒定。在这种情况下，由于放大率低，因此，第二分布信息的图像的组合率低（即，在组合图像中，第一分布信息的图像的比率高，并且，第二分布信息的图像的比率低）。当放大率比第一预定值高且比第二预定值低时，当放大率增加时，显示控制单元008增加第二分布信息的图像的组合率（组合图像中的第二分布信息的图像与第一分布信息的图像的比率）。当放大率等于或高于第二预定值时，显示控制单元008使得第一和第二分布信息的组合率保持恒定。在这种情况下，由于放大率高，因此，显示控制单元008增加第二分布信息的图像的组合率。

根据本发明的实施例，能够提供在显示通过自适应信号处理产生的图像时用户友好的显示方法和被检体信息获取装置。

其它实施例

也可通过读出并执行记录于存储介质（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上述的本发明的实施例中的一个或更多个的功能的系统或装置的计算机以及通过由系统或装置的计算机通过例如从存储介质读出并执行计算机可执行指令以执行上述的实施例中的一个或更多个的功能而执行的方法，实现本发明的实施例。计算机可包括中央处理单元（CPU）、微处理单元（MPU）或其它电路中的一个或更多个，并且可包括单独的计算机或单独的计算机处理器的网络。可例如从网络或存储介质向计算机提供计算机可执行指令。存储介质可包括例如硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、分布计算系统的存储器、光盘（诸如紧致盘（CD）、数字万用盘（DVD）或蓝光盘（BD）^TM））、闪存设备和存储卡等中的一个或更多个。

虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有的变更方式、等同的结构和功能。

Claims (17)

1.一种被检体信息获取装置，包括：

多个转换元件，被配置为向被检体发射弹性波、接收在被检体内的各位置处反射的波并且将反射波转换成多个接收信号；

固定信号处理单元，被配置为以预定的权重向多个接收信号应用加法以获取第一分布信息；

自适应信号处理单元，被配置为以根据接收信号自适应地改变的权重向多个接收信号应用自适应信号处理以获取第二分布信息；和

显示控制单元，被配置为输入第一分布信息和第二分布信息并且向显示单元输出图像信息，

其中，显示控制单元输出用于在同一画面中并行显示第一分布信息的图像、和第二分布信息的图像或第一和第二分布信息的组合图像的图像信息。

2.根据权利要求1的被检体信息获取装置，其中，显示控制单元显示用于使第一分布信息的图像中的预定位置与第二分布信息的图像中或所述组合图像中的与所述预定位置对应的位置相关联的引导。

3.根据权利要求1或2的被检体信息获取装置，其中，显示控制单元被配置为选择性地执行以下的模式：

用于并行显示第一分布信息的图像、和第二分布信息的图像或所述组合图像的模式；和

用于单一地显示第一分布信息的图像、第二分布信息的图像和所述组合图像中的任一个的模式和用于使第一分布信息的图像与第二分布信息的图像或所述组合图像重叠的模式中的至少任一种。

4.根据权利要求1的被检体信息获取装置，其中，根据自适应信号处理方法，显示控制单元改变第一分布信息的图像和第二分布信息的图像被并行显示时的布置方式。

5.根据权利要求1的被检体信息获取装置，其中，自适应信号处理单元向多个接收信号应用处理，使得电功率在对于目标方向的敏感度被固定的状态下被最小化，并且，

其中，显示控制单元并行显示第一分布信息的图像、和第二分布信息的图像或所述组合图像，使得在与第二分布信息的图像或所述组合图像中的深度方向相同的方向上布置图像。

6.根据权利要求1的被检体信息获取装置，其中，自适应信号处理单元向多个接收信号应用处理，使得电功率在对于目标位置的敏感度在深度方向上被固定的状态下被最小化，并且，

其中，显示控制单元并行显示第一分布信息的图像和第二分布信息的图像或所述组合图像，使得在与第二分布信息的图像或所述组合图像内的深度方向垂直的方向上布置图像。

7.根据权利要求1的被检体信息获取装置，其中，在只显示第一分布信息的图像和第二分布信息的图像中的第一分布信息的状态下，显示控制单元接收由用户输入的第一分布信息的图像中的指定区域的信息，并且，

其中，显示控制单元并行显示指定区域的位置处的第一分布信息的图像的放大版本和与指定区域对应的位置处的第二分布信息的图像或所述组合图像的放大版本。

8.根据权利要求7的被检体信息获取装置，其中，显示控制单元接收由用户输入的第一分布信息的图像中的指定区域的信息，并且显示用于指示第一分布信息的图像中的指定区域的引导。

9.一种用于通过使用通过被检体信息获取装置获取的分布信息在显示单元上显示图像的显示方法，其中，获取的分布信息包含：

通过以预定的权重向通过向被检体发射弹性波并接收被被检体反射的反射波获得的多个接收信号应用加法获取的第一分布信息；和

通过以根据接收信号自适应地改变的权重向多个接收信号应用自适应信号处理获取的第二分布信息，

其中，第一分布信息的图像、和第二分布信息的图像或第一和第二分布信息的组合图像在同一画面中被并行显示。

10.根据权利要求9的显示方法，还包括：

显示用于使第一分布信息的图像中的预定位置与第二分布信息的图像或所述组合图像中的与所述预定位置对应的位置相关联的引导。

11.根据权利要求9或10的显示方法，其中，能够选择性地执行以下的模式：

用于并行显示第一分布信息的图像、和第二分布信息的图像或组合图像的模式；和

用于单一地显示第一分布信息的图像、第二分布信息的图像和所述组合图像中的任一个的模式和用于使第一分布信息的图像与第二分布信息的图像或所述组合图像重叠的模式中的至少任一种。

12.根据权利要求9的显示方法，其中，在并行显示中，根据自适应信号处理方法改变第一分布信息的图像和第二分布信息的图像在并行显示时的布置方式。

13.根据权利要求9的显示方法，其中，通过向多个接收信号应用自适应信号处理以使得电功率在对于目标方向的敏感度被固定的状态下被最小化，获取第二分布信息，并且，

其中，在并行显示中，在与第二分布信息的图像或组合图像中的深度方向相同的方向上布置第一分布信息的图像、第二分布信息的图像或所述组合图像。

14.根据权利要求9的显示方法，其中，通过向多个接收信号应用自适应信号处理以使得电功率在对于目标位置的敏感度在深度方向上被固定的状态下被最小化，获取第二分布信息，并且，

其中，在并行显示中，第一分布信息的图像、和第二分布信息的图像或所述组合图像被并行显示为使得该图像在与第二分布信息的图像或所述组合图像内的深度方向垂直的方向上布置。

15.根据权利要求9的显示方法，还包括：

在进行并行显示之前，仅显示第一分布信息的图像和第二分布信息的图像中的第一分布信息的图像，

其中，并行显示并行地显示以下方面：

由用户输入的第一分布信息的图像内的指定区域的位置处的第一分布信息的图像的放大版本；和

与所述指定区域对应的位置处的第二分布信息的图像或所述组合图像的放大版本。

16.根据权利要求15的显示方法，还包括：

显示指示由用户输入的第一分布信息的图像内的指定区域的引导。

17.一种计算机可读存储介质，存储用于导致计算机执行根据权利要求9-16中任一项的显示方法的程序。

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