CN104125804A - 超声波观测装置、超声波观测装置的动作方法以及超声波观测装置的动作程序 - Google Patents

超声波观测装置、超声波观测装置的动作方法以及超声波观测装置的动作程序 Download PDF

Info

Publication number
CN104125804A
CN104125804A CN201380010051.6A CN201380010051A CN104125804A CN 104125804 A CN104125804 A CN 104125804A CN 201380010051 A CN201380010051 A CN 201380010051A CN 104125804 A CN104125804 A CN 104125804A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
focus point
interest
region
observation apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380010051.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104125804B (zh
Inventor
江田弘孝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Medical Systems Corp filed Critical Olympus Medical Systems Corp
Publication of CN104125804A publication Critical patent/CN104125804A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104125804B publication Critical patent/CN104125804B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/13—Tomography
    • A61B8/14—Echo-tomography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/46—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B8/467—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient characterised by special input means
    • A61B8/469—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient characterised by special input means for selection of a region of interest
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/48—Diagnostic techniques
    • A61B8/485—Diagnostic techniques involving measuring strain or elastic properties
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5207—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of raw data to produce diagnostic data, e.g. for generating an image
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5215—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data
    • A61B8/5238—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for combining image data of patient, e.g. merging several images from different acquisition modes into one image
    • A61B8/5246—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for combining image data of patient, e.g. merging several images from different acquisition modes into one image combining images from the same or different imaging techniques, e.g. color Doppler and B-mode
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/54—Control of the diagnostic device
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52019—Details of transmitters
    • G01S7/5202—Details of transmitters for pulse systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52023—Details of receivers
    • G01S7/52033—Gain control of receivers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52023—Details of receivers
    • G01S7/52036—Details of receivers using analysis of echo signal for target characterisation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0858—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving measuring tissue layers, e.g. skin, interfaces
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4444—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
    • A61B8/4461—Features of the scanning mechanism, e.g. for moving the transducer within the housing of the probe
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/46—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B8/461—Displaying means of special interest
    • A61B8/463—Displaying means of special interest characterised by displaying multiple images or images and diagnostic data on one display
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5269—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving detection or reduction of artifacts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52053—Display arrangements
    • G01S7/52057—Cathode ray tube displays
    • G01S7/52073—Production of cursor lines, markers or indicia by electronic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52053—Display arrangements
    • G01S7/52057—Cathode ray tube displays
    • G01S7/52074—Composite displays, e.g. split-screen displays; Combination of multiple images or of images and alphanumeric tabular information

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

超声波观测装置具备：关注区域设定部，其能够设定与检体内的关注区域的位置和大小有关的信息；聚焦点计算部，其根据由关注区域设定部设定的关注区域的大小信息，计算出该关注区域内的多个聚焦点；发送和接收部，其将超声波聚焦于由聚焦点计算部计算出的聚焦点并进行超声波的发送和接收；频率分析部，其以聚焦点为基准对由发送和接收部接收到的超声波进行分析，由此计算出多个频谱；特征量提取部，其对由频率分析部计算出的频谱进行近似，由此提取该频谱的特征量；以及图像处理部，其生成超声波图像数据，该超声波图像数据具有与由特征量提取部提取出的特征量对应的显示方式。

Description

超声波观测装置、超声波观测装置的动作方法以及超声波观测装置的动作程序
技术领域
本发明涉及一种使用超声波来观测检体的组织的超声波观测装置、超声波观测装置的动作方法以及超声波观测装置的动作程序。
背景技术
以往，作为使用超声波进行的乳腺癌等的检查技术，已知一种超声波弹性成像技术(例如参照专利文献1)。超声波弹性成像是利用生物体内的癌、肿瘤组织的硬度由于疾病的发展状况、生物体不同而不同的技术。在该技术中，在从外部挤压检查位置的状态下，使用超声波对该检查位置的生物体组织的应变量、弹性率进行测量，将该测量结果变换为断层图像来进行图像显示。
专利文献1：国际公开第2005/122906号
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述超声波弹性成像中，存在按压的压力难以传递到血管、淋巴管等脉管的下部这种问题。因此，在脉管附近形成了肿瘤的情况下，肿瘤的边界不清楚，从而也难以对肿瘤向脉管内的浸润进行鉴别。这样，在超声波弹性成像中，有时无法高精度地进行组织性状的鉴别等检体的观测。
另外，在超声波弹性成像中，检查者挤压检查位置时的压力、挤压速度容易产生个体差，因此还存在测量结果的可靠性低这种问题。
本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供一种能够高精度地鉴别组织性状并且能够提高观测结果的可靠性的超声波观测装置、超声波观测装置的动作方法以及超声波观测装置的动作程序。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题而达到目的，本发明所涉及的超声波观测装置对检体发送超声波并且接收由上述检体反射的超声波，其特征在于，具备：关注区域设定部，其能够设定与上述检体内的关注区域的位置和大小有关的信息；聚焦点计算部，其根据由上述关注区域设定部设定的关注区域的大小信息，计算出该关注区域内的多个聚焦点；发送和接收部，其将超声波聚焦于由上述聚焦点计算部计算出的聚焦点并进行超声波的发送和接收；频率分析部，其以上述聚焦点为基准对由上述发送和接收部接收到的超声波进行分析，由此计算出多个频谱；特征量提取部，其对由上述频率分析部计算出的频谱进行近似，由此提取该频谱的特征量；以及图像处理部，其生成超声波图像数据，该超声波图像数据具有与由上述特征量提取部提取出的特征量对应的显示方式。
本发明所涉及的超声波观测装置的特征在于，在上述发明中，还具备存储部，该存储部存储与上述关注区域的大小信息相关联的参数，上述聚焦点计算部根据上述参数来计算出上述聚焦点。
本发明所涉及的超声波观测装置的特征在于，在上述发明中，上述关注区域的大小信息为该关注区域的深度方向的大小，上述参数为上述关注区域内的聚焦点数量。
本发明所涉及的超声波观测装置的特征在于，在上述发明中，上述聚焦点计算部根据上述聚焦点数量将上述关注区域分割为多个局部关注区域，计算出各局部关注区域内的聚焦点，根据计算出的聚焦点来决定发送定时，上述发送和接收部针对上述关注区域内的声线，仅进行与该声线上的聚焦点数量相当的次数的超声波的发送和接收。
本发明所涉及的超声波观测装置的特征在于，在上述发明中，上述频率分析部获取由上述发送和接收部接收到的形成超声波的数据排列的一部分的数据群，对该数据群实施高速傅里叶变换，由此计算出频谱。
本发明所涉及的超声波观测装置的特征在于，在上述发明中，上述频率分析部使用针对一个声线进行发送和接收的多个超声波中的在该声线上存在最近的聚焦点的超声波来获取上述数据群。
本发明所涉及的超声波观测装置的特征在于，在上述发明中，上述聚焦点计算部计算出上述局部关注区域的深度方向的中心位置作为聚焦点。
本发明所涉及的超声波观测装置的特征在于，在上述发明中，上述聚焦点计算部计算出上述局部关注区域内的深度方向的数据排列的中心作为聚焦点。
本发明所涉及的超声波观测装置的特征在于，在上述发明中，上述聚焦点计算部计算出上述数据群中的规定的数据位置作为聚焦点。
本发明所涉及的超声波观测装置的特征在于，在上述发明中，还具备B模式图像数据生成部，该B模式图像数据生成部生成B模式图像数据，该B模式图像数据是将由上述检体反射的超声波的振幅变换为亮度来进行显示的图像数据，上述发送和接收部还进行聚焦于设定为B模式图像用的聚焦点的超声波的发送和接收，上述聚焦点计算部在包含上述B模式图像用的聚焦点的上述局部关注区域内不设定与上述聚焦点数量相应的聚焦点。
本发明所涉及的超声波观测装置的特征在于，在上述发明中，还具备显示部，该显示部能够显示与由上述图像处理部生成的超声波图像数据对应的图像。
在本发明所涉及的超声波观测装置的动作方法中，超声波观测装置对检体发送超声波并且接收由上述检体反射的超声波，该动作方法的特征在于，具备以下步骤：关注区域设定步骤，设定上述检体内的关注区域的位置和大小；聚焦点计算步骤，根据在上述关注区域设定步骤中设定的关注区域的大小信息，计算出该关注区域内的多个聚焦点；发送和接收步骤，将超声波聚焦于在上述聚焦点计算步骤中计算出的聚焦点并进行超声波的发送和接收；频率分析步骤，以上述聚焦点为基准对在上述发送和接收步骤中接收到的超声波进行分析，由此计算出多个频谱；特征量提取步骤，对在上述频率分析步骤中计算出的频谱进行近似，由此提取该频谱的特征量；以及图像处理步骤，生成超声波图像数据，该超声波图像数据具有与在上述特征量提取步骤中提取出的特征量对应的显示方式。
在本发明所涉及的超声波观测装置的动作程序中，超声波观测装置对检体发送超声波并且接收由上述检体反射的超声波，该动作程序的特征在于，使超声波观测装置执行以下步骤：关注区域设定步骤，设定上述检体内的关注区域的位置和大小；聚焦点计算步骤，根据在上述关注区域设定步骤中设定的关注区域的大小信息，计算出该关注区域内的多个聚焦点；发送和接收步骤，将超声波聚焦于在上述聚焦点计算步骤中计算出的聚焦点并进行超声波的发送和接收；频率分析步骤，以上述聚焦点为基准对在上述发送和接收步骤中接收到的超声波进行分析，由此计算出多个频谱；特征量提取步骤，对在上述频率分析步骤中计算出的频谱进行近似，由此提取该频谱的特征量；以及图像处理步骤，生成超声波图像数据，该超声波图像数据具有与在上述特征量提取步骤中提取出的特征量对应的显示方式。
发明的效果
根据本发明，在设定于超声波图像的关注区域内，计算出基于关注区域的大小的多个聚焦点，针对各聚焦点对发送和接收到的超声波进行频率分析来提取特征量，因此能够高精度地鉴别组织性状，并且能够提高观测结果的可靠性。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的超声波观测装置的结构的框图。
图2是表示回波信号的接收深度与放大率的关系的图。
图3是表示放大校正部所进行的放大处理中的接收深度与放大率的关系的图。
图4是表示由聚焦点信息存储部存储的聚焦点信息表的图。
图5是表示本发明的实施方式1所涉及的超声波观测装置的处理的概要的流程图。
图6是表示显示部中的B模式图像的显示例的图。
图7是表示聚焦点计算部所进行的处理的概要的流程图。
图8是示意性地表示超声波探头所进行的超声波发送处理的概要的图。
图9是示意性地表示发送和接收部从超声波探头接收的每个声线的运算用回波信号的结构的图。
图10是表示频率分析部所进行的处理的概要的流程图。
图11是示意性地表示声线的数据排列的图。
图12是具体地说明频率分析部所进行的FFT数据群获取处理的图。
图13是表示由频率分析部计算出的频谱的例子(第一例)的图。
图14是表示由频率分析部计算出的频谱的例子(第二例)的图。
图15是表示根据对与图13示出的直线相关联的特征量进行衰减校正之后的特征量而决定的直线的图。
图16是表示显示部中的显示图像的显示例(第一例)的图。
图17是表示显示部中的显示图像的显示例(第二例)的图。
图18是示意性地表示本发明的实施方式2所涉及的超声波观测装置所进行的聚焦点计算处理的概要的图。
图19是示意性地表示本发明的实施方式3所涉及的超声波观测装置所进行的聚焦点计算处理的概要的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明用于实施本发明的方式(以下称为“实施方式”)。
(实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的超声波观测装置的结构的框图。该图示出的超声波观测装置1是使用超声波来观测作为诊断对象的检体的装置。
超声波观测装置1具备：超声波探头2，其向外部输出超声波脉冲，并且接收在外部反射的超声波回波；发送和接收部3，其与超声波探头2之间进行电信号的发送和接收；运算部4，其对变换超声波回波而得到的电回波信号实施规定的运算；图像处理部5，其生成与变换超声波回波而得到的电回波信号对应的图像数据；输入部6，其使用键盘、鼠标、触摸面板等接口来实现，接受各种信息的输入；显示部7，其使用由液晶或者有机EL等构成的显示面板来实现，显示包括由图像处理部5生成的图像的各种信息；存储部8，其存储包含与已知检体的组织性状有关的信息的各种信息；以及控制部9，其对超声波观测装置1进行动作控制。
超声波探头2具有信号变换部21，该信号变换部21将从发送和接收部3接收到的电脉冲信号变换为超声波脉冲(声脉冲信号)，并且将由外部的检体反射而得到的超声波回波变换为电回波信号。超声波探头2可以是以机械方式使超声波振子进行扫描的探头，也可以是以电子方式使多个超声波振子进行扫描的探头。
发送和接收部3与超声波探头2电连接，将脉冲信号发送给超声波探头2，并且从超声波探头2接收作为接收信号的回波信号。对于接收到的回波信号，对用于图像处理部5将回波信号的振幅变换为亮度来生成B模式图像数据的回波信号(以下称为“B模式图像用回波信号”)以及用于运算部4实施运算的回波信号(以下称为“运算用回波信号”)进行切换。B模式图像用回波信号与运算用回波信号的切换在控制部9的控制下以帧单位或者声线(行数据)单位进行。
发送和接收部3根据由后述的聚焦点计算部42设定的聚焦点、发送定时以及预先设定的波形来生成脉冲信号，将所生成的该脉冲信号发送到超声波探头2，并且对由超声波探头2接收到的回波信号在进行放大、滤波等处理之后进行A/D变换，由此生成B模式图像用回波信号和运算用回波信号的数字RF信号。此外，在超声波探头2是以电子方式使多个超声波振子进行扫描的探头的情况下，发送和接收部3具有与多个超声波振子对应的束合成用的多通道电路。
发送和接收部3具有对回波信号进行放大的信号放大部31。具体地说，信号放大部31进行STC(Sensitivity Time Control：灵敏度时间控制)校正，回波信号的接收深度越大，以越高的放大率进行放大。图2是表示回波信号的接收深度与放大率之间的关系的图。图2示出的接收深度z是根据从开始接收超声波的时刻起的经过时间而计算出的量。如图2所示，在接收深度z小于阈值zth的情况下，放大率β(dB)随着接收深度z的增加而从β0向βth(>β0)线性增加。另外，在接收深度z为阈值zth以上的情况下，将放大率β设为固定值βth。阈值zth的值是从检体接收到的超声波信号大部分衰减而噪声处于支配地位的值。更通常地，在接收深度z小于阈值zth的情况下，放大率β随着接收深度z的增加而单调增加即可。
运算部4具有：关注区域设定部41，其根据输入部6的输入来设定与关注区域(ROI)的位置和大小有关的信息；聚焦点计算部42，其设定发送定时；放大校正部43，其对由发送和接收部3输出的数字RF信号进行与接收深度无关地使放大率固定的放大校正；频率分析部44，其对由发送和接收部3输出的运算用回波信号的数字RF信号实施高速傅里叶变换(FFT)，由此进行回波信号的频率分析；以及特征量提取部45，其对由频率分析部44进行频率分析所得到的频谱(功率谱)进行近似，由此提取频谱的特征量。
关注区域设定部41根据由输入部6指定输入的关注区域的深度方向的大小以及与关注区域的位置和声线数有关的信息来设定关注区域。
聚焦点计算部42根据与由关注区域设定部41设定的关注区域的大小有关的信息以及由存储部8所具有的聚焦点信息存储部81(后述)存储的聚焦点数的表，对关注区域内的多个聚焦点进行计算(位置设定)，决定运算用回波信号的每个声线的发送次数和发送定时。另外，聚焦点计算部42决定B模式图像用回波信号的聚焦点、发送次数以及发送定时。
图3是表示由放大校正部43进行的放大处理中的接收深度与放大率之间的关系的图。如图3所示，由放大校正部43进行的放大处理中的放大率β(dB)在接收深度z为零时取最大值βth-β0，接收深度z从零到达阈值zth为止放大率线性减少，在接收深度z为阈值zth以上时放大率为零。通过这样决定的放大率，放大校正部43对数字RF信号进行放大校正，由此抵消信号放大部31中的STC校正的影响，能够输出放大率βth固定的信号。此外，放大校正部43的接收深度z与放大率β的关系根据信号放大部31中的接收深度与放大率之间的关系而不同，这是不言而喻的。
频率分析部44针对各声线，对由规定的数据量构成的FFT数据群进行高速傅里叶变换，由此计算声线上的多个位置(数据位置)处的频谱。频谱示出根据检体的组织性状不同而不同的趋势。这是由于，频谱与作为使超声波散射的散射体的检体的大小、密度、声阻抗等具有相关性。在此，“组织性状”例如是指癌症、内分泌肿瘤、粘液性肿瘤、胰腺炎、脉管等中的任一个。
特征量提取部45对由频率分析部44计算出的各数据位置的频谱进行近似，由此提取该频谱的特征量。特征量提取部45具有：近似部451，其对由频率分析部44计算出的频谱进行近似处理，由此计算出进行衰减校正处理之前的校正前特征量；以及衰减校正部452，其对由近似部451进行近似得到的校正前特征量进行衰减校正处理，由此提取特征量。
近似部451通过回归分析以一次式对频谱进行近似，提取使近似得到的该一次式具有特征的校正前特征量。具体地说，近似部451通过回归分析来计算出一次式的斜率a0和截距b0，并且计算出频谱中的频带内的特定频率处的强度作为校正前特征量。在本实施方式1中，近似部451采用中心频率fMID＝(fLOW+fHIGH)/2作为特定频率，计算出该中心频率fMID处的强度(Mid-bandfit)c0＝a0fMID+b0，但是这始终是一例。在此所指的“强度”是指电压、电力、声压、声能等参数中的任一个。
三个特征量中斜率a0与超声波的散射体的大小具有相关性，通常考虑具有散射体越大则斜率越小的值。另外，截距b0与散射体的大小、声阻抗的差、散射体的密度(浓度)等具有相关性。具体地说，关于截距b0，认为散射体越大则值越大，声阻抗越大则值越大，散射体的密度(浓度)越大则值越大。中心频率fMID处的强度(以下简单称为“强度”)c0为从斜率a0和截距b0导出的间接性参数，提供有效频带内的中心的谱强度。因此，认为强度c0除了散射体的大小、声阻抗的差、散射体的密度以外，与B模式图像的亮度具有某种程度的相关性。此外，由近似部451计算出的近似式并不限定于一次式，也可以是二次以上的多项式。
接着，说明衰减校正部452所进行的校正。通常，超声波的衰减量A能够表示为如下
A＝2αzf  …(1)。
在此，α为衰减率，z为超声波的接收深度，f为频率。根据式(1)还可知，衰减量A与频率f成比例。衰减率α的具体的值在生物体的情况下为0.0～1.0(dB/cm/MHz)，更优选为0.3～0.7(dB/cm/MHz)，根据观察对象的脏器种类来决定。此外，在本实施方式1中，还能够设为以下结构：能够根据来自输入部6的输入来变更衰减率α的值。
衰减校正部452对由近似部451提取出的校正前特征量(斜率a0、截距b0、强度c0)进行如下校正
a＝a0+2αz  …(2)
b＝b0  …(3)
c＝c0+2αzfMID(＝afMID+b)  …(4)。
根据式(2)、(4)还可知，衰减校正部452进行超声波的接收深度z越大则校正量越大的校正。另外，根据式(3)，与截距有关的校正为恒等变换。这是由于，截距是与频率0(Hz)对应的频率成分而不会衰减。
图像处理部5生成超声波图像数据，该超声波图像数据具有与由特征量提取部45提取出的特征量对应的显示方式。图像处理部5具有：B模式图像数据生成部51，其生成将B模式图像用回波信号的振幅变换为亮度来显示的B模式图像数据；以及显示图像数据生成部52，其使用由B模式图像数据生成部51和运算部4分别输出的数据来生成显示图像数据。
B模式图像数据生成部51对数字信号进行带通滤波、对数变换、增益处理、对比度处理等使用公知技术的信号处理，并且进行数据的间隔剔除等，由此生成B模式图像数据，其中，与根据显示部7中的图像的显示范围而决定的数据步长相应地进行数据的间隔剔除。
显示图像数据生成部52使用由B模式图像数据生成部51生成的B模式图像数据以及由特征量提取部45计算出的特征量，来生成显示图像数据，该显示图像数据包含对被检体的组织性状进行强调的组织性状强调图像。
输入部6使用键盘、鼠标、触摸面板等接口来实现。输入部6接受信息的输入，该信息是观察由图像处理部5生成的图像的超声波观测装置1的用户指定关注区域的信息。
存储部8具有：聚焦点信息存储部81，其将关注区域的深度方向的大小和聚焦点数相关联地存储；放大率信息存储部82，其存储信号放大部31和放大校正部43进行放大处理时参照的放大率的信息；窗函数存储部83，其存储频率分析部44进行频率分析处理时使用的窗函数；以及校正信息存储部84，其存储衰减校正部452进行处理时参照的校正信息。
聚焦点信息存储部81将作为关注区域的大小信息的关注区域的深度方向的大小和聚焦点数相关联地存储。图4是表示由聚焦点信息存储部81存储的聚焦点信息表的图。在该图示出的聚焦点信息表Tb中，随着关注区域的深度方向的大小w变大而聚焦点数逐步地变大。具体地说，在w＝1或者2(cm)的情况下聚焦点数为1，在w＝3(cm)的情况下聚焦点数为2，在w＝4或者5(cm)的情况下聚焦点数为3。该聚焦点数相当于关注区域内的区域分割数，并且相当于一个声线中的超声波的发送次数。
放大率信息存储部82存储图2和图3示出的放大率与接收深度之间的关系。
窗函数存储部83存储Hamming、Hanning、Blackman等窗函数中的至少一个或者多个窗函数。
校正信息存储部84存储包含式(2)～(4)的与衰减校正相关联的信息。
存储部8使用预先存储了超声波观测装置1的动作程序、启动规定的OS的程序等的ROM以及用于存储各处理的运算参数、数据等的RAM等来实现。
控制部9使用具有运算和控制功能的CPU来实现。控制部9从存储部8读出由存储部8存储、保存的信息以及包括超声波观测装置1的动作程序的各种程序，由此执行与超声波观测装置1的动作方法相关联的各种运算处理，从而统一控制超声波观测装置1。
具有上述功能结构的超声波观测装置1的超声波探头2以外的结构要素使用一个或者多个计算机来实现。
此外，也能够将超声波观测装置1的动作程序记录到硬盘、快闪存储器、CD-ROM、DVD-ROM、软盘等计算机可读取的记录介质而广泛流通。
图5是表示具有上述结构的超声波观测装置1的处理的概要的流程图。在图5中，首先，超声波观测装置1通过超声波探头2来进行新检体的测量(步骤S1)。
接着，从超声波探头2接收到回波信号的信号放大部31对该回波信号进行放大(步骤S2)。在此，信号放大部31根据图2示出的放大率与接收深度之间的关系来进行放大。
之后，B模式图像数据生成部51使用从发送和接收部3输出的B模式图像用回波信号来生成B模式图像数据(步骤S3)。
接着，控制部9进行控制，使显示部7显示与由B模式图像数据生成部51生成的B模式图像数据对应的B模式图像(步骤S4)。图6是表示显示部7中的B模式图像的显示例的图。该图示出的B模式图像100是使作为颜色空间采用RGB表色系的情况下的变量即R(红)、G(绿)、B(蓝)的值一致的灰度等级图像。
之后，在关注区域设定部41与输入部6的输入相应地设定了关注区域的情况下(步骤S5：“是”)，放大校正部43对从发送和接收部3输出的信号进行校正，使放大率与接收深度无关地成为固定(步骤S6)。在此，放大校正部43根据图3示出的放大率与接收深度之间的关系来进行放大处理。此外，用户经由输入部6能够任意地设定B模式图像中的关注区域。
在步骤S5中关注区域设定部41没有进行关注区域的设定的情况下(步骤S5：“否”)，在通过输入部6输入了结束处理的指示时(步骤S7：“是”)，超声波观测装置1结束处理。与此相对，在没有进行关注区域的设定的情况下(步骤S5：“否”)，在没有通过输入部6输入结束处理的指示时(步骤S7：“否”)，超声波观测装置1返回到步骤S5。
接着，聚焦点计算部42决定用于获取运算用回波信号的发送次数和发送定时(步骤S8)。图7是表示聚焦点计算部42所进行的发送次数与发送定时的决定处理的概要的流程图。首先，聚焦点计算部42获取在步骤S5中指定的关注区域的深度方向的大小(步骤S21)。
之后，聚焦点计算部42参照存储在存储部8中的聚焦点数表，决定与获取到的关注区域的深度方向的大小相应的聚焦点数(发送次数)(步骤S22)。
接着，聚焦点计算部42将关注区域在深度方向上仅分割与所决定的聚焦点数相应的量，设定分割得到的各局部关注区域内的深度方向的中心位置作为聚焦点(步骤S23)。此外，在步骤S23中，聚焦点计算部42也可以计算出各局部关注区域内的深度方向的数据排列的中心数据位置作为聚焦点。
最后，聚焦点计算部42决定发送定时使得超声波聚焦于所设定的各聚焦点的位置(步骤S24)。
这样，聚焦点计算部42决定用于获取回波信号的发送次数与发送定时。之后，超声波观测装置1返回到图5示出的主例程。
接在上述说明的步骤S8之后，发送和接收部3将预先设定的脉冲信号以已决定的发送定时发送到超声波探头2，并且从超声波探头2接收作为接收信号的运算用回波信号(步骤S9)。
图8是示意性地表示超声波探头2所进行的超声波发送处理的概要的图。在图8中，示出关注区域的深度方向的大小w为4cm的情况。在该情况下，在w与聚焦点数的关系按照图4示出的聚焦点信息表Tb时，聚焦点数为3。因而，关注区域RA被分割为三个局部关注区域RA(1)、RA(2)、RA(3)，在局部关注区域RA(j)(j＝1，2，3)中设定有聚焦点FP(j)(参照上述步骤S23)。
在图8示出的情况下，针对一个声线，超声波探头2所具有的超声波振子22以规定的发送定时依次发送三个超声波来形成以针对每个局部关注区域设定的三个聚焦点为中心的声场，接收运算用回波信号。具体地说，超声波振子22在第一次发送和接收(第一发送和接收)时，形成以聚焦点FP(1)为中心在超声波的前进方向大致对称的声场SF1。另外，超声波振子22在第二次发送和接收(第二发送和接收)时，形成以聚焦点FP(2)为中心在超声波的前进方向大致对称的声场SF2。并且，超声波振子22在第三次发送和接收(第三发送和接收)时，形成以聚焦点FP(3)为中心在超声波的前进方向大致对称的声场SF3。此外，在图8中，例示了关注区域RA的中央的一个声线，但是，实际上当然对关注区域RA内所包含的所有声线进行上述相同的处理(超声波的发送和接收)。
图9示意性地表示在步骤S9中发送和接收部3从超声波探头2接收的每个声线的运算用回波信号的结构的图。该图示出的声线LD(1)～LD(3)为发送和接收部3在第一发送和接收时～第三发送和接收时分别接收到的运算用回波信号，各信号中的白色或者黑色的长方形意味着一个数据。另外，以与发送和接收部3进行的A/D变换中的采样频率(例如50MHz)对应的时间间隔使声线LD(1)～LD(3)离散化。此外，图9示出的黑色的长方形意味着代表由频率分析部44获取的FFT数据群的数据位置。在后述的步骤S11中详细说明这一点。
之后，在对全部声线完成了规定的发送次数的超声波发送和接收的情况下(步骤S10：“是”)，频率分析部44进行运算用回波信号的频率分析(步骤S11)。另一方面，在没有对全部声线完成规定的发送次数的超声波发送和接收的情况下(步骤S10：“否”)，超声波观测装置1返回到步骤S9。
在此，参照图10示出的流程图来详细说明频率分析部44所进行的处理(步骤S11)。首先，频率分析部44将最初成为分析对象的声线的声线编号L设为初始值L0(步骤S31)。例如可以对发送和接收部3最初接收到的声线附加初始值L0，也可以对与通过输入部6设定的关注区域的左右一侧的边界位置对应的声线附加初始值L0。
接着，频率分析部44计算在步骤S10中接收到的运算用回波信号的声线上的全部频谱。首先，频率分析部44设定代表为了进行FFT运算而获取的一系列数据群(FFT数据群)的数据位置Z(相当于接收深度)的初始值Z0(步骤S32)。
图11是示意性地表示声线的数据排列的图。在图11中，示出将一个声线中的发送次数设定为imax、将与第一发送和接收～第imax发送和接收对应的运算用回波信号LD(1)～LD(imax)的第一个数据设定为数据位置Z的初始值Z0并且以步长D设定数据位置的情况。因此，图11示出的各运算用回波信号的黑色区域表示数据位置，步长D为15。此外，能够任意地设定初始值Z0的位置。例如，也可以将与关注区域的上端位置对应的数据位置Z设定为初始值Z0。
之后，频率分析部44获取数据位置Z的FFT数据群(步骤S33)。频率分析部44将获取对象的数据位置Z与各运算用回波信号的聚焦点FP(i)的位置进行比较，使用到聚焦点的距离最小的运算用回波信号来获取该数据位置Z的FFT数据群。在此，FFT数据群需要具有2的乘方个数据数。以下，将FFT数据群的数据数设为2n(n为正整数)。FFT数据群的数据数为2n是指在数据位置Z的前方存在2n-1-1(设为＝N)个数据而在数据位置Z的后方存在2n-1(设为＝M)个数据。
图12是具体地说明步骤S33的处理的图。在图12中，示出一个声线中的发送次数imax为3的情况。另外，在图12中，将一个FFT数据群的数据数设为15。因而，为n＝4、N＝7、M＝8。并且，关注区域RA与参照图8说明的关注区域相同。在该情况下，频率分析部44将获取对象的数据位置Z与各运算用回波信号的聚焦点的位置进行比较，在第一发送和接收时的声线LD(1)中，获取从初始值Z0至局部关注区域RA(1)内包含的数据位置的FFT数据群F1、…、Fi、Fi+1(i为正整数)。另外，频率分析部44在第二发送和接收时的声线LD(2)中获取局部关注区域RA(2)内包含的数据位置的FFT数据群Fi+2、Fi+3。另外，频率分析部44在第三发送和接收时的声线LD(3)中获取从局部关注区域RA(3)起至声线LD(3)的最后数据位置所包含的FFT数据群Fi+4、…、FK-1、FK。
接着，频率分析部44使由窗函数存储部83存储的窗函数作用于获取到的FFT数据群(步骤S34)。这样，频率分析部44使窗函数作用于获取到的FFT数据群，由此避免FFT数据群在边界处不连续，从而能够防止产生伪像。
之后，频率分析部44判断数据位置Z的FFT数据群是否为正常的数据群(步骤S35)。FFT数据群正常是指在数据位置Z的前方存在N个数据、在数据位置Z的后方存在M个数据。在图12示出的情况下，除了FFT数据群F1、FK以外的FFT数据群全部正常。
在步骤S35中的判断结果是数据位置Z的FFT数据群正常的情况下(步骤S35：“是”)，频率分析部44过渡到后述的步骤S37。
在步骤S35中的判断结果是数据位置Z的FFT数据群不正常的情况下(步骤S35：“否”)，频率分析部44对不足部分插入零数据，由此来生成正常的FFT数据群(步骤S36)。在追加零数据之前使窗函数作用于在步骤S35中判断为不正常的FFT数据群。因此，即使对FFT数据群插入零数据也不产生数据的不连续。在步骤S36之后，频率分析部44转移到后述的步骤S37。
在步骤S37中，频率分析部44使用FFT数据群来进行FFT运算，由此得到频谱(步骤S37)。图13和图14是表示由频率分析部44计算出的频谱的例子的图。在图13和图14中，横轴f为频率，纵轴I为强度。在图13和图14中分别示出的频谱曲线C1和C2中，频谱的下限频率fLOW和上限频率fHIGH为根据超声波探头2的频带、由发送和接收部3发送的脉冲信号的频带等而决定的参数，例如fLOW＝3MHz、fHIGH＝10MHz。在本实施方式1中，曲线和直线由离散的点的集合构成。此外，通过后述的校正前特征量提取处理(步骤S12)来说明图13示出的直线L1和图14示出的直线L2。
接着，频率分析部44对数据位置Z加上规定的数据步长D而计算下一个分析对象的FFT数据群的数据位置Z(步骤S38)。期望在此的数据步长D与B模式图像数据生成部51生成B模式图像数据时利用的数据步长一致，但是在想要削减频率分析部44中的运算量的情况下，也可以设定比B模式图像数据生成部51所利用的数据步长大的值。
之后，频率分析部44判断数据位置Z是否大于最终数据位置Zmax(步骤S39)。在此，最终数据位置Zmax可以是运算用回波信号LD(1)～LD(n)的数据长度，也可以是与关注区域的下端对应的数据位置。在判断的结果是数据位置Z大于最终数据位置Zmax的情况下(步骤S39：“是”)，频率分析部44使声线编号L仅增加1(步骤S40)。另一方面，在数据位置Z为最终数据位置Zmax以下的情况下(步骤S39：“否”)，频率分析部44返回到步骤S33。这样，频率分析部44针对运算用回波信号LD(1)～LD(imax)，对合计[{(Zmax-Z0)/D}+1](＝K)个FFT数据群进行FFT运算。在此，[X]表示不超过X的最大整数。
在步骤S40中递增之后的声线编号L大于最终声线编号Lmax的情况下(步骤S41：“是”)，频率分析部44结束频率分析处理。之后，超声波观测装置1返回到图5示出的主例程。另一方面，在步骤S41中增加之后的声线编号L为最终声线编号Lmax以下的情况下(步骤S41：“否”)，频率分析部44返回到步骤S32。
这样，频率分析部44对(Lmax-L0+1)个声线分别进行K次的FFT运算。此外，例如可以对由发送和接收部3接收到的最终的声线附加最终声线编号Lmax，也可以对与关注区域左右的任一个边界对应的声线附加最终声线编号Lmax。以下，将频率分析部44对全部声线进行的FFT运算的总数(Lmax-L0+1)×K设为P。
接在上述说明的步骤S11的频率分析处理之后，特征量提取部45通过对由频率分析部44计算出的频谱进行近似来提取频谱的特征量(步骤S12、S13)。
首先，在步骤S12中，作为近似处理，近似部451对由频率分析部44计算出的P个频谱进行回归分析，由此提取校正前特征量。具体地说，近似部451通过回归分析来计算出对频带fLOW<f<fHIGH的频谱进行近似的一次式，由此作为校正前特征量而提取使该一次式具有特征的斜率a0、截距b0、强度c0。图13示出的直线L1和图14示出的直线L2为在该步骤S12中对频谱曲线C1和C2分别进行回归分析而得到的回归直线。
之后，在步骤S13中，衰减校正部452通过对由近似部451提取出的校正前特征量进行衰减校正处理来计算特征量。例如，在数据的采样频率为50MHz的情况下，数据的采样周期为20(nsec)。在此，当将声速设为1530(m/sec)时，数据的采样距离间隔为1530(m/sec)×20(nsec)/2＝0.0153(mm)。当将从运算用回波信号LD(j)的第一个数据起到处理对象的FFT数据群的数据位置为止的数据步数设为k时，该数据位置Z为0.0153k(mm)。衰减校正部452通过将这样求出的数据位置Z的值代入到上述式(2)～(4)的接收深度z来计算出作为频谱的特征量的斜率a、截距b、强度c。图15是表示根据对与图13示出的直线L1相关联的特征量进行衰减校正之后的特征量而决定的直线的图。表示图15示出的直线L1’的式如下
I＝af+b＝(a0+2αZ)f+b0…(5)。
根据该式(5)还可知，直线L1’与直线L1相比，斜率大且截距的值相同。
如上所述，由衰减校正部452进行衰减校正，由此抑制在接收深度大的区域内由于衰减的影响而信号强度下降、图像变暗，能够得到画面整体亮度均匀的图像。
接在步骤S13之后，显示图像数据生成部52使用由B模式图像数据生成部51生成的B模式图像数据、由特征量提取部45计算出的特征量来生成显示图像数据(步骤S14)。
之后，显示部7显示由显示图像数据生成部52生成的显示图像(步骤S15)。图16是表示显示部7中的显示图像的显示例的图。该图示出的显示图像200具有用于显示与检体有关的各种信息的信息显示部201以及用于显示对组织性状进行强调的组织性状强调图像的图像显示部202。
在信息显示部201中例如显示检体的识别信息(ID编号、姓名、性别等)、特征量信息、增益、对比度等超声波画质信息。在此，作为特征量信息，能够利用位于关注区域的内部的Q组FFT数据群的频谱特征量的平均、标准偏差进行显示。具体地说，在信息显示部201中例如能够显示“a＝1.5±0.3(dB/MHz)、b＝-60±2(dB/MHz)、c＝-50±1.5(dB/MHz)”。
显示在图像显示部202中的组织性状强调图像300相对于图6示出的B模式图像100为将特征量b均等地分配给R(红)、G(绿)、B(蓝)的灰度等级图像。
显示部7对显示图像200进行显示，由此超声波观测装置1的用户能够更正确地掌握关注区域的组织性状。
如上所述，超声波观测装置1结束一系列处理。此外，超声波观测装置1也可以周期地反复步骤S1～S15的处理。
此外，图16示出的组织性状强调图像300始终是一例。除此以外，例如还能够将三个特征量a、b、c分别分配到R(红)、G(绿)、B(蓝)，使用彩色图像来显示组织性状强调图像。在该情况下，以固有的颜色对组织性状进行表现，因此用户能够根据图像的颜色分布来掌握关注区域的组织性状。另外，代替以RGB表色系构成颜色空间，也可以使用青色、品红色、黄色那样的补色系的变量构成颜色空间，对各变量分配特征量。另外，也可以通过以规定的比率混合B模式图像数据与彩色图像数据来生成组织性状强调图像数据。另外，也可以仅在关注区域替换为彩色图像数据来生成组织性状强调图像数据。
根据上述说明的本发明的实施方式1，计算出基于关注区域的大小的多个聚焦点，对针对各聚焦点发送和接收的超声波进行频率分析来提取特征量，因此能够高精度地鉴别组织性状，并且能够提高观测结果的可靠性。
另外，根据本实施方式1，按照分割得到的每个区域进行聚焦点的定位，因此能够抑制由于发送延迟的影响而聚焦点以外的频谱失真这一现象。因而，根据本实施方式1，能够高精度地计算出频率的特征量。
另外，根据本实施方式1，根据施加了以与接收深度相应的放大率进行放大的STC校正所得到的信号来生成B模式图像数据，另一方面，进行抵消STC校正的影响而使放大率与接收深度无关地成为固定的放大校正，之后计算出频谱，通过回归分析对该频谱进行线性近似之后实施衰减校正，因此正确地排除随着超声波传播而产生的衰减的影响并且防止根据接收到的超声波生成的图像数据的帧频下降。
图17是表示显示部7中的显示图像的另一显示例的图。该图示出的显示图像400具有信息显示部401、用于显示B模式图像的第一图像显示部402以及用于显示组织性状强调图像的第二图像显示部403。在显示图像400中，在第一图像显示部402中显示B模式图像100，在第二图像显示部403中显示组织性状强调图像300。这样，通过排列显示B模式图像和组织性状强调图像，能够在一个画面上识别两个图像的区别。
此外，在显示图像400中，也可以切换在第一信息显示部401中显示的图像以及在第二图像显示部403中显示的图像。
另外，也能够通过来自输入部6的输入在显示图像200与显示图像400之间切换显示。
(实施方式2)
本发明的实施方式2的聚焦点计算部中的聚焦点计算处理与实施方式1不同。本实施方式2所涉及的超声波观测装置的结构与在实施方式1中说明的超声波观测装置1的结构相同。因此，在以下说明中，对与超声波观测装置1的结构要素对应的结构要素附加相同的附图标记。
图18是示意性地表示本实施方式2中的聚焦点计算处理的概要的图。在图18中，对于一个声线的发送次数为imax。另外，图18示出的关注区域RB被分割为imax个局部关注区域RB(1)、…、RB(imax)。
聚焦点计算部42计算出分别代表频率分析部44在声线上获取到的多个FFT数据群的规定的数据位置Z作为对应的局部关注区域的聚焦点FP(j)(j＝1，2，…，imax)，决定运算用回波信号的每个声线的发送次数和发送定时。
根据上述说明的本发明的实施方式2，与上述实施方式1同样地，能够高精度地鉴别组织性状，并且能够提高测量结果的可靠性。
另外，根据本实施方式2，与上述实施方式1同样地，抑制由于发送延迟的影响而聚焦点以外的频谱失真这一现象，由此能够高精度地计算出频率的特征量。
(实施方式3)
本发明的实施方式3的聚焦点计算部中的聚焦点计算处理与实施方式1不同。本实施方式3所涉及的超声波观测装置的结构与在实施方式1中说明的超声波观测装置1的结构相同。因此，在以下说明中，对与超声波观测装置1的结构要素对应的结构要素附加相同的附图标记。
图19是示意性地表示本实施方式3中的聚焦点计算处理的概要的图。在图19中，对于一个声线的发送次数为imax。另外，图19示出的关注区域RC被分割为imax个局部关注区域RC(1)、…、RC(imax)。
在本实施方式3中，在B模式图像用回波信号的聚焦点被包含在关注区域内的情况下，聚焦点计算部42不对包含B模式图像用回波信号的聚焦点的局部关注区域进行运算用回波信号的聚焦点的设定。频率分析部44使用B模式图像用回波信号来获取没有设定运算用回波信号的聚焦点的局部关注区域内的FFT数据群。
例如在图19示出的情况下，局部关注区域RC(2)设定有B模式图像用回波信号LD(B)的聚焦点FP(B)。因此，发送和接收部3对局部关注区域RC(2)，在所有运算用回波信号LD(1)～LD(imax)中不设定聚焦点。频率分析部44从B模式图像用回波信号LD(B)中获取局部关注区域RC(2)内的FFT数据群。
根据上述说明的本发明的实施方式3，与上述实施方式1同样地，能够高精度地鉴别组织性状，并且能够提高测量结果的可靠性。
另外，根据本实施方式3，与上述实施方式1同样地，抑制由于发送延迟的影响而聚焦点以外的频谱失真这一现象，由此能够高精度地计算出频率的特征量。
目前，说明了用于实施本发明的方式，但是本发明并不仅限定于上述实施方式1～3。例如在本发明中，每个声线的超声波的发送次数也可以与运算负荷的状况相应地减少。
另外，在本发明中，在提取频谱的特征量时，也可以在对由频率分析部计算出的频谱施加衰减校正之后，通过回归分析对校正后的频谱进行近似。
另外，在本发明中，控制部9也可以统一进行放大校正部43的放大校正处理和衰减校正部452中的衰减校正处理。该处理等效于不进行图5的步骤S6中的放大校正处理而如下式(6)那样对图5的步骤S13中的衰减校正处理的衰减量A的定义进行变更。
A’＝2αzf+γ(z)  …(6)
在此，右边的γ(z)为接收深度z处的放大率β与β0的差，表示为：
γ(z)＝-{(βth-β0)/zth}z+βth-β0(z≤zth)  …(7)
γ(z)＝0(z>zth)  …(8)
这样，本发明在不脱离记载于权利要求的技术思想的范围内能够包括各种实施方式。
附图标记说明
1：超声波观测装置；2：超声波探头；3：发送和接收部；4：运算部；5：图像处理部；6：输入部；7：显示部；8：存储部；9：控制部；21：信号变换部；22：超声波振子；31：信号放大部；41：关注区域设定部；42：聚焦点计算部；43：放大校正部；44：频率分析部；45：特征量提取部；51：B模式图像数据生成部；52：显示图像数据生成部；81：聚焦点信息存储部；82：放大率信息存储部；83：窗函数存储部；84：校正信息存储部；100：B模式图像；200、400：显示图像；201、401：信息显示部；202：图像显示部；300：组织性状强调图像；402：第一图像显示部；403：第二图像显示部；451：近似部；452：衰减校正部；FP(j)(j＝1，…，imax)、FP(B)：聚焦点；RA、RB、RC：关注区域；RA(j)、RB(j)、RC(j)(j＝1，…，imax)：局部关注区域；SF1、SF2、SF3：声场；Tb：聚焦点信息表。

Claims (13)

1.一种超声波观测装置，对检体发送超声波并且接收由上述检体反射的超声波，其特征在于，具备：
关注区域设定部，其能够设定与上述检体内的关注区域的位置和大小有关的信息；
聚焦点计算部，其根据由上述关注区域设定部设定的关注区域的大小信息，计算出该关注区域内的多个聚焦点；
发送和接收部，其将超声波聚焦于由上述聚焦点计算部计算出的聚焦点并进行超声波的发送和接收；
频率分析部，其以上述聚焦点为基准对由上述发送和接收部接收到的超声波进行分析，由此计算出多个频谱；
特征量提取部，其对由上述频率分析部计算出的频谱进行近似，由此提取该频谱的特征量；以及
图像处理部，其生成超声波图像数据，该超声波图像数据具有与由上述特征量提取部提取出的特征量对应的显示方式。
2.根据权利要求1所述的超声波观测装置，其特征在于，
还具备存储部，该存储部存储与上述关注区域的大小信息相关联的参数，
上述聚焦点计算部根据上述参数来计算出上述聚焦点。
3.根据权利要求2所述的超声波观测装置，其特征在于，
上述关注区域的大小信息为该关注区域的深度方向的大小，
上述参数为上述关注区域内的聚焦点数量。
4.根据权利要求3所述的超声波观测装置，其特征在于，
上述聚焦点计算部根据上述聚焦点数量将上述关注区域分割为多个局部关注区域，计算出各局部关注区域内的聚焦点，根据计算出的聚焦点来决定发送时机，
上述发送和接收部针对上述关注区域内的声线，仅进行与该声线上的聚焦点数量相当的次数的超声波的发送和接收。
5.根据权利要求4所述的超声波观测装置，其特征在于，
上述频率分析部获取由上述发送和接收部接收到的形成超声波的数据排列的一部分的数据群，对该数据群实施高速傅里叶变换，由此计算出频谱。
6.根据权利要求5所述的超声波观测装置，其特征在于，
上述频率分析部使用针对一个声线进行发送和接收的多个超声波中的在该声线上存在最近的聚焦点的超声波来获取上述数据群。
7.根据权利要求4～6中的任一项所述的超声波观测装置，其特征在于，
上述聚焦点计算部计算出上述局部关注区域的深度方向的中心位置作为聚焦点。
8.根据权利要求4～6中的任一项所述的超声波观测装置，其特征在于，
上述聚焦点计算部计算出上述局部关注区域内的深度方向的数据排列的中心作为聚焦点。
9.根据权利要求5或者6所述的超声波观测装置，其特征在于，
上述聚焦点计算部计算出上述数据群中的规定的数据位置作为聚焦点。
10.根据权利要求4～8中的任一项所述的超声波观测装置，其特征在于，
还具备B模式图像数据生成部，该B模式图像数据生成部生成B模式图像数据，该B模式图像数据是将由上述检体反射的超声波的振幅变换为亮度来进行显示的图像数据，
上述发送和接收部还进行聚焦于设定为B模式图像用的聚焦点的超声波的发送和接收，
上述聚焦点计算部在包含上述B模式图像用的聚焦点的上述局部关注区域内不设定与上述聚焦点数量相应的聚焦点。
11.根据权利要求1～10中的任一项所述的超声波观测装置，其特征在于，
还具备显示部，该显示部能够显示与由上述图像处理部生成的超声波图像数据对应的图像。
12.一种超声波观测装置的动作方法，超声波观测装置对检体发送超声波并且接收由上述检体反射的超声波，该动作方法的特征在于，具备以下步骤：
关注区域设定步骤，设定上述检体内的关注区域的位置和大小；
聚焦点计算步骤，根据在上述关注区域设定步骤中设定的关注区域的大小信息，计算出该关注区域内的多个聚焦点；
发送和接收步骤，将超声波聚焦于在上述聚焦点计算步骤中计算出的聚焦点并进行超声波的发送和接收；
频率分析步骤，以上述聚焦点为基准对在上述发送和接收步骤中接收到的超声波进行分析，由此计算出多个频谱；
特征量提取步骤，对在上述频率分析步骤中计算出的频谱进行近似，由此提取该频谱的特征量；以及
图像处理步骤，生成超声波图像数据，该超声波图像数据具有与在上述特征量提取步骤中提取出的特征量对应的显示方式。
13.一种超声波观测装置的动作程序，超声波观测装置对检体发送超声波并且接收由上述检体反射的超声波，该动作程序的特征在于，使超声波观测装置执行以下步骤：
关注区域设定步骤，设定上述检体内的关注区域的位置和大小；
聚焦点计算步骤，根据在上述关注区域设定步骤中设定的关注区域的大小信息，计算出该关注区域内的多个聚焦点；
发送和接收步骤，将超声波聚焦于在上述聚焦点计算步骤中计算出的聚焦点并进行超声波的发送和接收；
频率分析步骤，以上述聚焦点为基准对在上述发送和接收步骤中接收到的超声波进行分析，由此计算出多个频谱；
特征量提取步骤，对在上述频率分析步骤中计算出的频谱进行近似，由此提取该频谱的特征量；以及
图像处理步骤，生成超声波图像数据，该超声波图像数据具有与在上述特征量提取步骤中提取出的特征量对应的显示方式。
CN201380010051.6A 2012-10-01 2013-09-24 超声波观测装置与超声波观测装置的动作方法 Active CN104125804B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012219764 2012-10-01
JP2012-219764 2012-10-01
PCT/JP2013/075765 WO2014054469A1 (ja) 2012-10-01 2013-09-24 超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法および超音波観測装置の作動プログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104125804A true CN104125804A (zh) 2014-10-29
CN104125804B CN104125804B (zh) 2015-11-25

Family

ID=50434798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380010051.6A Active CN104125804B (zh) 2012-10-01 2013-09-24 超声波观测装置与超声波观测装置的动作方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9427208B2 (zh)
EP (1) EP2904975B1 (zh)
JP (1) JP5568199B1 (zh)
CN (1) CN104125804B (zh)
WO (1) WO2014054469A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105916448A (zh) * 2014-12-22 2016-08-31 奥林巴斯株式会社 超声波观测装置、超声波观测装置的工作方法以及超声波观测装置的工作程序
CN105939672A (zh) * 2014-12-22 2016-09-14 奥林巴斯株式会社 超声波观测装置、超声波观测装置的工作方法以及超声波观测装置的工作程序
CN106170253A (zh) * 2015-03-23 2016-11-30 奥林巴斯株式会社 超声波观测装置、超声波观测装置的工作方法以及超声波观测装置的工作程序
CN107847222A (zh) * 2015-07-09 2018-03-27 株式会社索思未来 超声波图像生成系统以及超声波无线探测器
CN108186045A (zh) * 2017-12-28 2018-06-22 深圳开立生物医疗科技股份有限公司 一种剪切波的激励方法及装置
CN108472018A (zh) * 2015-12-24 2018-08-31 奥林巴斯株式会社 超声波观测装置、超声波观测装置的工作方法以及超声波观测装置的工作程序

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6285241B2 (ja) * 2014-03-26 2018-02-28 富士フイルム株式会社 音響波処理装置、音響波処理装置の信号処理方法およびプログラム
JP5927367B1 (ja) * 2014-12-22 2016-06-01 オリンパス株式会社 超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法および超音波観測装置の作動プログラム
EP3238630A4 (en) 2014-12-22 2018-09-05 Olympus Corporation Ultrasound observation apparatus, ultrasound observation apparatus operation method, and ultrasound observation apparatus operation program
WO2016103884A1 (ja) 2014-12-25 2016-06-30 オリンパス株式会社 超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法および超音波観測装置の作動プログラム
JP5953457B1 (ja) * 2015-03-23 2016-07-20 オリンパス株式会社 超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法および超音波観測装置の作動プログラム
JP7033430B2 (ja) * 2017-10-19 2022-03-10 富士フイルムヘルスケア株式会社 超音波撮像装置、および、超音波撮像方法
US11275159B2 (en) 2019-01-08 2022-03-15 Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd. Attenuation estimation using ultrasound
JP7100160B2 (ja) * 2019-01-30 2022-07-12 オリンパス株式会社 超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法および超音波観測装置の作動プログラム
CN112674799B (zh) * 2021-01-05 2022-11-25 青岛海信医疗设备股份有限公司 超声弹性成像方法、电子设备及存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1242079A (zh) * 1996-12-24 2000-01-19 垓技术公司 带空间抖颤的超声扫描变换
US20040087856A1 (en) * 2002-11-01 2004-05-06 Satchi Panda Method and apparatus for B-mode image banding suppression
US20050154306A1 (en) * 2004-01-14 2005-07-14 Michael Burcher Dort process-based method and system for adaptive beamforming in estimating the aberration in a medium
CN101991461A (zh) * 2010-10-22 2011-03-30 无锡海鹰电子医疗系统有限公司 Hifu系统聚焦组织的方法
WO2012063977A1 (ja) * 2010-11-11 2012-05-18 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法および超音波観測装置の作動プログラム
CN102688066A (zh) * 2011-03-22 2012-09-26 富士胶片株式会社 超声波诊断装置和产生超声波图像方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2815622B2 (ja) * 1989-08-11 1998-10-27 富士通株式会社 超音波診断装置
US5301674A (en) * 1992-03-27 1994-04-12 Diasonics, Inc. Method and apparatus for focusing transmission and reception of ultrasonic beams
JPH07323029A (ja) * 1994-05-31 1995-12-12 Shimadzu Corp 超音波診断装置
US6217516B1 (en) * 1999-11-09 2001-04-17 Agilent Technologies, Inc. System and method for configuring the locus of focal points of ultrasound beams
JP4373698B2 (ja) * 2003-04-25 2009-11-25 株式会社東芝 超音波診断装置及び超音波診断支援プログラム
JP2005245788A (ja) * 2004-03-04 2005-09-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波ドプラ血流計
WO2005122906A1 (ja) 2004-06-18 2005-12-29 Hitachi Medical Corporation 超音波診断装置
WO2007063425A2 (en) * 2005-06-16 2007-06-07 University Health Network Methods of monitoring cellular death using low frequency ultrasound
US8002705B1 (en) * 2005-07-22 2011-08-23 Zonaire Medical Systems, Inc. Continuous transmit focusing method and apparatus for ultrasound imaging system
JP4730125B2 (ja) * 2006-02-22 2011-07-20 株式会社日立製作所 血流画像表示装置
JPWO2012063928A1 (ja) * 2010-11-11 2014-05-12 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法および超音波観測装置の作動プログラム
JP5637880B2 (ja) * 2011-01-28 2014-12-10 株式会社東芝 超音波診断装置及び画像生成制御プログラム
US9398898B2 (en) * 2011-02-23 2016-07-26 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Multiple beam spectral doppler in medical diagnostic ultrasound imaging

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1242079A (zh) * 1996-12-24 2000-01-19 垓技术公司 带空间抖颤的超声扫描变换
US20040087856A1 (en) * 2002-11-01 2004-05-06 Satchi Panda Method and apparatus for B-mode image banding suppression
US20050154306A1 (en) * 2004-01-14 2005-07-14 Michael Burcher Dort process-based method and system for adaptive beamforming in estimating the aberration in a medium
CN101991461A (zh) * 2010-10-22 2011-03-30 无锡海鹰电子医疗系统有限公司 Hifu系统聚焦组织的方法
WO2012063977A1 (ja) * 2010-11-11 2012-05-18 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法および超音波観測装置の作動プログラム
CN102688066A (zh) * 2011-03-22 2012-09-26 富士胶片株式会社 超声波诊断装置和产生超声波图像方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105916448A (zh) * 2014-12-22 2016-08-31 奥林巴斯株式会社 超声波观测装置、超声波观测装置的工作方法以及超声波观测装置的工作程序
CN105939672A (zh) * 2014-12-22 2016-09-14 奥林巴斯株式会社 超声波观测装置、超声波观测装置的工作方法以及超声波观测装置的工作程序
CN105916448B (zh) * 2014-12-22 2019-03-01 奥林巴斯株式会社 超声波观测装置以及超声波观测装置的工作方法
CN106170253A (zh) * 2015-03-23 2016-11-30 奥林巴斯株式会社 超声波观测装置、超声波观测装置的工作方法以及超声波观测装置的工作程序
CN106170253B (zh) * 2015-03-23 2019-03-01 奥林巴斯株式会社 超声波观测装置以及超声波观测装置的工作方法
CN107847222A (zh) * 2015-07-09 2018-03-27 株式会社索思未来 超声波图像生成系统以及超声波无线探测器
CN108472018A (zh) * 2015-12-24 2018-08-31 奥林巴斯株式会社 超声波观测装置、超声波观测装置的工作方法以及超声波观测装置的工作程序
CN108472018B (zh) * 2015-12-24 2021-01-05 奥林巴斯株式会社 超声波观测装置、超声波观测装置的工作方法以及超声波观测装置的工作程序
CN108186045A (zh) * 2017-12-28 2018-06-22 深圳开立生物医疗科技股份有限公司 一种剪切波的激励方法及装置
CN108186045B (zh) * 2017-12-28 2021-01-19 深圳开立生物医疗科技股份有限公司 一种剪切波的激励方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2904975A4 (en) 2016-05-18
US9427208B2 (en) 2016-08-30
EP2904975B1 (en) 2018-03-21
JP5568199B1 (ja) 2014-08-06
WO2014054469A1 (ja) 2014-04-10
EP2904975A1 (en) 2015-08-12
US20140309531A1 (en) 2014-10-16
CN104125804B (zh) 2015-11-25
JPWO2014054469A1 (ja) 2016-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104125804B (zh) 超声波观测装置与超声波观测装置的动作方法
CN102802536B (zh) 超声波诊断装置、超声波诊断装置的动作方法以及超声波诊断装置的动作程序
CN103153195B (zh) 超声波观测装置、超声波观测装置的动作方法
CN102958447B (zh) 超声波观测装置、超声波观测装置的动作方法
CN103200876B (zh) 超声波观测装置、超声波观测装置的动作方法
CN103717146B (zh) 超声波观测装置、超声波观测装置的动作方法
CN104582584B (zh) 超声波观测装置以及超声波观测装置的动作方法
JP5897227B1 (ja) 医用診断装置、医用診断装置の作動方法および医用診断装置の作動プログラム
CN102905624A (zh) 超声波观测装置、超声波观测装置的动作方法以及超声波观测装置的动作程序
CN102858251B (zh) 超声波观测装置及超声波观测方法
CN102834059B (zh) 超声波观测装置、超声波观测装置的动作方法以及超声波观测装置的动作程序
CN104411250B (zh) 超声波观测装置、超声波观测装置的动作方法
CN105392427B (zh) 超声波观测装置以及超声波观测装置的动作方法
WO2012063930A1 (ja) 超音波診断装置、超音波診断装置の作動方法および超音波診断装置の作動プログラム
CN105792756A (zh) 超声波观测装置、超声波观测装置的动作方法以及超声波观测装置的动作程序
JPWO2012011414A1 (ja) 超音波診断装置
CN103945773A (zh) 超声波观测装置、超声波观测装置的动作方法以及超声波观测装置的动作程序
CN108366784A (zh) 超声波观测装置、超声波观测装置的工作方法以及超声波观测装置的工作程序

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20151026

Address after: Tokyo, Japan, Japan

Applicant after: Olympus Corporation

Address before: Tokyo, Japan, Japan

Applicant before: Olympus Medical Systems Corp.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant