CN104955401B - 超声诊断设备及其控制程序 - Google Patents

超声诊断设备及其控制程序 Download PDF

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Abstract

为了提供能够识别接收超声波束相对活检针的预定活检路径的角度的超声诊断设备。超声诊断设备的特征在于包括：接收波束形成单元，其基于传送到受检者体内的超声波的回波信号来形成接收超声波束；以及显示控制单元，其在基于接收超声波束所形成的超声图像BI中按照与接收超声波束的波束方向与插入受检者体内的活检针11的预定活检路径之间的角度对应的显示模式来显示活检引导路线GL。活检引导路线GL作为例如具有与角度对应的宽度的虚线来显示。

Description

超声诊断设备及其控制程序
技术领域
本发明涉及按照与接收超声波束的波束方向与将要插入受检者的活检针的预定插入路径之间的角度对应的显示模式来显示图像的超声诊断设备及其控制程序。
背景技术
超声诊断设备能够实时地显示受检者的超声图像。实时得到的超声图像允许确认插入受检者的活检针的位置。
例如，专利文献1描述一种超声诊断设备，其设计成易于区分插入受检者的活检针与人体组织。在这种超声诊断设备中，超声波束与活检针的插入路径基本上垂直地偏转。
专利文献1：日本专利申请No. 2004-208859。
发明内容
要通过本发明解决的问题
专利文献1中所述的超声诊断设备显示基于与插入路径基本上垂直偏转的超声波束所得到的超声图像以及基于普通超声波束所得到的超声图像的合成图像。在合成图像中，包含与基于所偏转超声波束所得到的超声图像的一部分清楚地显示活检针，而与包含基于所偏转超声波束所得到的超声图像的部分相比，活检针在仅包含通过普通超声波束所得到的超声图像的一部分、即没有包含基于所偏转超声波束所得到的超声图像的一部分中不太清楚地显示。因此，难以识别活检针是否已经到达仅包含通过普通超声波束所得到的超声的部分。
因此，超声图像中的活检针以根据超声波束的波束方向与活检针之间的角度的各种方式来查看。如果超声图像包含清楚地显示活检针的一部分以及不清楚显示活检针的一部分的，则操作员可识别不清楚部分中的活检针仅到达清楚部分。这导致需要识别超声波束相对活检针的角度。
如果超声波束仅沿一个方向来形成，则要求在插入活检针之前选择在超声图像中清楚显示活检针的波束方向。
解决问题的方式
设计成解决此问题的本发明的一个方面是一种超声诊断设备，其特征在于包括：接收波束形成单元，其基于传送到受检者体内的超声波的回波信号来形成接收超声波束；以及显示控制单元，其在基于接收超声波束所形成的超声图像中按照与接收超声波束的波束方向与插入受检者体内的活检针的预定活检路径之间的角度对应的显示模式来显示图像。
发明优点
按照本发明的此方面，在超声图像中按照与接收超声波束的波束方向与插入受检者体内的活检针的预定活检路径之间的角度对应的显示模式来显示图像。因此，参照图像能够易于相对活检针的预定活检路径来识别接收超声波束的角度。
附图说明
图1是示意示出按照本发明的超声诊断设备的一实施例的配置示例的框图。
图2是示出显示B超图像和活检引导路线的显示单元的简图。
图3是预定活检路径与所传送/接收超声波束之间的角度的说明图。
图4是活检引导路线的放大视图。
图5是活检引导路线的另一个示例的放大视图。
图6是活检引导路线的又一示例的放大视图。
图7是示出按照第二实施例的所传送/接收超声波束的波束方向的简图。
图8是示出按照第二实施例的其他所传送/接收超声波束的波束方向的简图。
图9是示出按照第二实施例的其他所传送/接收超声波束的波束方向的简图。
图10是显示合成图像的显示单元的简图。
图11是按照第二实施例的第一修改的显示单元的简图。
图12是按照第二实施例的第二修改的显示单元的简图。
图13是按照第二实施例的第三修改的显示单元的简图。
图14是按照第三实施例、显示B超图像的显示单元的简图。
图15是按照第三实施例、显示另一个B超图像的显示单元的简图。
图16是按照第三实施例、显示又一B超图像的显示单元的简图。
图17是按照第三实施例的修改、显示B超图像的显示单元的简图。
图18是按照第三实施例、显示又一B超图像的显示单元的简图。
图19是按照第三实施例、显示又一B超图像的显示单元的简图。
具体实施方式
下面将描述本发明的实施例。
第一实施例
参照图1至6，下面首先将描述第一实施例。图1所示的超声诊断设备1包括超声探头2、传送/接收波束形成器3、回波数据处理单元4、显示控制单元5、显示单元6、操作单元7、控制单元8和存储装置9。
超声探头2包括以阵列设置的多个超声换能器。超声换能器向受检者传送超声波，剖腹藏珠接收超声波的回声信号。在本实施例中，超声探头2是凸超声探头2。超声探头2可以是扇形超声探头。
活检引导附件10可分离地附连在超声探头2的超声照射表面2a附近。活检针11附连到活检引导附件10，以便前后移动。将活检针11插入设置在活检引导附件10上的引导孔(未示出)中，使得活检针11附连到活检引导附件10。可提供多个引导孔。活检针11可相对受检者以不同角度插入引导孔中。
附连到活检引导附件10的活检针11沿方位方向(图1中的x轴方向)位于超声探头2的一端；同时活检引导附件10安装在超声探头2上。
经由活检引导附件10附连到超声探头2的活检针11能够沿超声波的传送/接收表面(扫描表面)前后移动。
传送/接收波束形成器3形成所传送/接收超声波束(波束形成功能)。所传送/接收超声波束是包括所传送超声波束和接收超声波束的概念。
传送/接收波束形成器3基于来自控制单元8的控制信号向超声探头2馈送用于传送来自超声探头2的预定传输参数的所传送超声波束的信号。
传送/接收波束形成器3对超声探头2所接收的回波信号执行诸如A/D转换和延迟加法之类的信号处理以及用于以预定增益进行放大的信号处理，从而形成接收超声波束。传送/接收波束形成器3是按照本发明的接收波束形成单元的一示范实施例。波束形成功能是按照本发明的接收波束形成功能的一示范实施例。
传送/接收波束形成器3在信号处理之后向回波数据处理单元4输出回波数据。
回波数据处理单元4对于从传送/接收波束形成器3所输出的回波数据执行用于创建超声图像的处理。例如，回波数据处理单元4通过执行包括对数压缩和包络解调的B超处理，来生成B超数据。
显示控制单元5执行显示控制功能。具体来说，显示控制单元5通过采用扫描转换器对B超数据执行扫描转换，来创建B超图像数据。显示控制单元5基于B超图像数据在显示单元6上显示B超图像。B超图像是按照本发明的超声图像的一示范实施例。
如图2所示，显示控制单元5在显示单元6上显示的B超图像BI中显示活检引导路线GL，其指示活检针11的预定插入路径。活检引导路线GL在活检针11通过活检引导附件10来插入受检者体内时指示插入路径。
存储装置9按照活检引导附件10的类型以及活检引导附件10上用于插入活检针11的引导孔的位置来存储B超图像BI中的活检引导路线GL的位置。
按照与活检引导路线GL与所传送/接收超声波束之间的角度对应的显示模式来显示活检引导路线GL，其稍后将具体描述。显示控制单元5是按照本发明的显示控制单元的一示范实施例。活检引导路线GL是具有与接收超声波束的波束方向与插入受检者体内的活检针的预定插入路径之间的角度对应的显示模式的图像的一示范实施例。
显示单元6例如是LCD(液晶显示器)或CRT(阴极射线管)。操作单元7包括键盘和指针装置(未示出)，其允许操作员输入指令和信息。
控制单元8是CPU(中央处理器)，其读取存储装置9中存储的控制程序，并且执行超声诊断设备1的单元的功能，例如波束形成功能和显示控制功能。
存储装置9例如是HDD(硬盘驱动器)或半导体存储器。
下面将描述按照本实施例的超声诊断设备1的操作。操作员通过超声探头2来传送和接收超声波，以在显示单元6上显示B超图像BI。操作员通过操作单元7来输入选择活检引导附件10的类型以及用于插入活检针11的引导孔的输入。这个输入指定活检引导路线GL，并且使显示控制单元5在B超图像BI上显示活检引导路线GL。
参照图3，下面将描述通过活检引导路线GL所指示的预定活检路径与所传送/接收超声波束之间的角度。图3中，参考标号表示预定活检路径，以及参考标号BM表示所传送/接收超声波束。超声探头2按照声线依次传送和接收超声波，从而依次形成所传送/接收超声波束BM。所传送/接收超声波束BM和预定活检路径gl形成不同角度θ(省略符号)。该角度定义为θ ≤ 90°。
图3仅示出所传送/接收超声波束BM的一部分。
按照与角度θ对应的显示模式来显示活检引导路线GL。显示控制单元5基于B超图像BI中的接收超声波束BM的位置以及活检针11的预定活检路径的位置来确定角度θ。
在本实施例中，活检引导路线GL通过虚线来指示。如图4的放大视图所示，活检引导路线GL的宽度随角度θ而增加。活检引导路线GL包括第一部分P1、第二部分P2、第三部分P3、第四部分P4和第五部分P5。第一部分P1具有最大宽度，而第二部分P2和第三部分P3相等地具有第二最大宽度。此外，第四部分P4具有第三最大宽度，而第五部分P5具有最小宽度。
角度θ在第一部分P1上为大约90°。具体来说，第一部分P1上的角度θ表达为90 – α≤ θ ≤ 90。例如，α设置成使得角度θ允许操作员清楚地识别B超图像BI中的活检针11(例如，α < 0.5°)。第二部分P2和第三部分P3上的角度θ表达为90 – β ≤ θ < 90 - α(α <β)。第四部分P4上的角度θ表达为90 - γ ≤ θ < 90 - β (β < γ)。第五部分P5上的角度θ表达为90 - δ ≤ θ < 90 - γ (γ < δ)。
如果角度θ为大约90°，则活检针11在B超图像BI中清楚地显示。随着角度θ从90°减小，则活检针11在B超图像BI中变得更不清楚。参照活检引导路线GL的宽度，所传送/接收超声波束BM的角度相对于活检针11的预定活检路径gl易于识别。活检引导路线GL上的精细图案允许操作员考虑B超图像BI中的不清楚显示的活检针11来观察B超图像BI。能够考虑如何按照角度θ显示活检针11来观察活检针11，从而允许操作员易于确认活检针11是否已经到达某个点。
在第一实施例中，活检引导路线GL的显示模式并不局限于图4所示，只要活检引导路线GL根据角度θ而显示模式部分改变。例如，如图5所示，活检引导路线GL可表示为实线和多种虚线。图5中，第一部分P1表达为实线，而第二部分P2、第三部分P3、第四部分P4和第五部分P5表达为取决于角度θ的不同类型的虚线。
如图6所示，活检引导路线GL的第一部分和其他部分(第二部分P2至第五部分P5)可按照不同显示模式来显示。图6中，第一部分P1的宽度与第二部分P2至第五部分P5是不同的。由于活检引导路线GL的第一部分P1和其他部分按照不同显示模式来显示，所以角度θ为大约90°的部分能够与其他部分加以区分。因此，操作员能够考虑B超图像BI中的不清楚显示的活检针11来观察B超图像BI。
在本说明中，活检引导路线GL在90 - α ≤ θ ≤ 90、90 - β ≤ θ < 90 - α、90– γ ≤ θ < 90 - β和90 - δ ≤ θ < 90 - γ的四个范围中按照不同显示模式来显示。不同显示模式中的角度θ并不局限于这些范围。例如，活检引导路线GL可对于角度θ的相应度数按照不同显示模式来显示。
第二实施例
下面将描述第二实施例。下面将仅论述与第一实施例不同的内容。
本实施例的超声诊断设备1的配置与第一实施例相同。本实施例的超声探头2是线性超声探头。
在本实施例中，形成沿多个方向的所传送/接收超声波束，并且然后基于所传送/接收超声波束来得到合成超声图像。在本实施例中，如图7至9所示，所传送/接收超声波束BM1至MB3沿三个方向形成。具体来说，图7中的所传送/接收超声波束BM1与超声探头2的照射表面2a垂直。图8中的所传送/接收超声波束BM2以及图9中的所传送/接收超声波束BM3沿不同方向相对所传送/接收超声波束BM1倾斜相等角度。所传送/接收超声波束BM2与活检针11的预定活检路径gl之间的角度θ为大约90°，而所传送/接收超声波束BM1和BM3与预定活检路径gl之间的角度θ小于90°。
例如，超声探头2传送和接收用于形成所传送/接收超声波束BM1的超声波，并且然后传送和接收用于形成所传送/接收超声波束BM2的超声波。此后，超声探头2传送和接收用于形成所传送/接收超声波束BM3的超声波。显示控制单元5相加基于所传送/接收超声波束BM1的B超图像BI1、基于所传送/接收超声波束BM2的B超图像BI2以及基于所传送/接收超声波束BM3的B超图像BI3，以得到合成图像BIadd，其如图10所示在显示单元6上显示。图10中，B超图像BI1至BI3的边缘为了便于说明而示出，而不是按照实际合成图像BIadd来显示。
如图10所示，显示控制单元5在显示单元6上显示的合成图像BIadd中显示活检引导路线GL。又在本实施例中，操作员通过操作单元7的输入显示活检引导路线GL。
又在本实施例中，活检引导路线GL按照与所传送/接收超声波束MB与预定活检路径gl(活检引导路线GL)之间的角度θ对应的显示模式来显示。在本实施例中，活检引导路线GL在包含所形成的所传送/接收超声波束BM2的区域Ra以及除了区域Ra之外的区域Rb中表达为不同虚线。
包含所传送/接收超声波束BM2的区域Ra包括B超图像BI2的一部分和B超图像BI1的一部分以及仅包含B超图像BI2的区域(平行四边形区域)的合成区域。在区域Ra中，所传送/接收超声波束BM2与活检引导路线GL之间的角度θ为大约90°，其清楚地显示合成图像BIadd中的活检针11。
除了包含所形成的所传送/接收超声波束BM2的区域之外的区域Rb、即仅包含所传送/接收超声波束BM1的区域、包含所传送/接收超声波束BM1和BM3的区域以及包含超声波束BM3的区域是仅包含B超图像BI1的区域、B超图像BI1和B超图像BI3的合成区域以及仅包含B超图像BI3的区域(三角区域)。
例如，对于包含所传送/接收超声波束BM的部分，较大角度用作角度θ。例如，在包括包含所传送/接收超声波束BM1的部分的区域Ra中，所传送/接收超声波束BM2与预定活检路径gl之间的角度比所传送/接收超声波束BM1与预定活检路径gl之间的角度要大。因此，区域Ra中的活检引导路线GL的显示模式通过角度θ(其是所传送/接收超声波束BM2与预定活检路径gl之间的角度)来确定。
按照本实施例，具有大约90°的角度θ的区域中的活检引导路线GL按照与其他区域不同的显示模式来显示。因此，如同第一实施例中一样，能够考虑其中活检针11在B超图像BI中不清楚地显示的部分来观察B超图像BI。
下面将描述第二实施例的修改。下面首先将论述第一修改。在第一修改中，如图11所示，显示控制单元5在显示单元6上显示边缘OL，其限定包含接收超声波束BM2的区域Ra。边缘OL是限定指示沿相同方向所形成的接收超声波束的区域的图像的区域的一示范实施例。
又在第一修改中，包含与B超图像BI中的活检针11的预定活检路径gl垂直的所传送/接收超声波束BM的区域能够通过边缘OL与其他区域加以区分。这允许操作员考虑清楚地显示活检针11的部分以及不清楚显示活检针11的部分来观察B超图像BI。
在第一修改中，边缘OL可在区域Rb而不是区域Ra上显示。没有具体示出区域Rb上的边缘OL。区域Rb上显示的边缘OL允许操作员将包含与活检针11的预定活检路径gl垂直的所传送/接收超声波束BM的区域与其他区域加以区分。
下面将描述第二修改。在这个修改中，如图12所示，包含所传送/接收超声波束BM2的区域Ra中的活检引导路线GL按照与其他区域Rb不同的显示模式来显示。在区域Rb中，区域Rb1中的活检引导路线GL按照与区域Rb2不同的显示模式来显示。图12中，活检引导路线GL在区域Ra、区域Rb1和区域Rb2中通过不同种类的虚线来指示。
区域Rb中的区域Rb1包含所传送/接收超声波束BM1。区域Rb1包括仅包含B超图像BI1的区域以及B超图像BI1和B超图像BI3的合成区域。区域Rb中的区域Rb2仅包含所传送/接收超声波束BM3。区域Rb2仅包括B超图像BI3。
在这个修改中，活检引导路线GL通过三种虚线来指示，并且根据角度θ而显示模式部分改变。这允许操作员考虑如何按照角度θ显示活检针来观察活检针11。
下面将描述第三修改。在这个修改中，如图13所示，显示区域Ra上的边缘OLa、区域Rb1上的边缘OLb1和区域Rb2上的边缘OLb2。边缘OLa、OLb1和OLb2按照不同显示模式来显示。边缘OLa在图13中通过实线来指示。边缘OLb1和OLb2是不同种类的虚线。
B超图像BI1和B超图像BI3的边缘为了便于说明而在其他附图中示出，但是在图13中未示出。
在这个修改中，边缘OLa、OLb1和OLb2以根据角度θ的不同显示模式来显示，从而允许操作员考虑如何按照角度θ显示活检针11来观察活检针11。
第三实施例
下面将描述第三实施例。下面将仅论述与第一和第二实施例不同的内容。
又在本实施例中，如同第二实施例中一样，超声波由线性超声探头来传送和接收，以形成所传送/接收超声波束BM1至BM3。与第二实施例中不同，没有创建B超图像BI1至BI3的合成图像BIadd。在本实施例中，在用于形成所传送/接收超声波束BM1的超声波、用于形成所传送/接收超声波束BM2的超声波以及用于形成所传送/接收超声波束BM3的超声波之间，来切换传输和接收。因此，B超BI基于所传送/接收超声波束BM1至BM1其中之一来显示。所传送/接收超声波束BM1至BM3基于操作员在操作单元7上的输入来切换。
如图14至16所示，活检引导路线GL在B超图像BI1至BI3中按照与角度θ对应的显示模式来显示。在本实施例中，活检引导路线GL通过按照角度θ的不同种类的虚线来指示。
按照本实施例，操作员在插入活检针11之前切换所传送/接收超声波束BM的波束方向，以显示B超图像BI1至BI3其中之一。活检引导路线GL在B超图像BI1至BI3中按照角度θ对应的显示模式来显示，从而允许操作员易于识别最清楚显示活检针11的波束方向。因此，在插入活检针11之前，操作员能够易于选择最清楚显示活检针11的波束方向。
在本实施例中，所传送/接收超声波束BM2的波束方向允许活检针11最清楚地显示。因此，操作员选择所传送/接收超声波束BM2的波束方向，以显示B超图像BI2，并且然后插入活检针11。
下面将描述第三实施例的修改。在这个修改中，如图17至图19所示，B超图像BI1至BI3具有边缘OL1、OL2和OL3，其以根据角度θ的显示模式来显示。在这个修改中，边缘OL1、OL2和OL3是不同种类的虚线。
参照以上实施例描述了本发明。不用说，本发明能够在本发明的范围之内来改变。例如，活检引导路线GL的显示模式并不局限于上述实施例，而是可按照角度θ来改变颜色。边缘OL的颜色也按照角度θ来改变。
区域Ra以及区域Rb、Rb1和Rb2的图像并不局限于边缘OL、OLa、OLb1和OLb2。例如，区域Ra以及区域Rb、Rb1和Rb2可以着色。在这种情况下，区域的颜色按照角度θ来改变。如果对区域着色，则使区域对背景上的B超图像BI是透明的。
例如，如果没有形成所传送超声波束的焦点，则角度θ在接收超声波束的波束方向与预定活检跑到gl之间形成。
参考标号描述
1　超声诊断设备
3　传送/接收波束形成器
5　显示控制单元
11 活检针
GL 活检引导路线
g1 预定活检路径
OL 边缘。

Claims (17)

1.一种超声诊断设备，其特征在于包括：
接收波束形成单元，其基于传送到受检者体内的超声波的回波信号来形成接收超声波束；以及
显示控制单元，其在基于所述接收超声波束所形成的超声图像中，按照与所述接收超声波束的波束方向与插入所述受检者体内的活检针的预定活检路径之间的角度对应的显示模式来显示图像。
2.如权利要求1所述的超声诊断设备，其特征在于，所述图像是指示所述活检针的预定活检路径的活检引导路线，所述活检引导路线以根据所述角度的不同显示模式来显示。
3.如权利要求2所述的超声诊断设备，其特征在于，所述活检引导路线根据所述角度而显示模式部分改变。
4.如权利要求1所述的超声诊断设备，其特征在于，所述图像是限定指示沿相同方向所形成的所述接收超声波束的区域的图像的区域，所述区域限定以根据所述角度的不同显示模块所显示的图像。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的超声诊断设备，其特征在于，所述图像能够在所述接收超声波束的波束方向与所述活检针的所述预定活检路径基本上垂直的部分和所述超声图像中的其他部分之间进行区分。
6.如权利要求1或2所述的超声诊断设备，其特征在于，所述图像是指示所述活检针的所述预定活检路径的活检引导路线，所述活检引导路线在所述接收超声波束的波束方向与所述活检针的所述预定活检路径基本上垂直的部分中按照一显示模式来显示，以及所述活检引导路线在其他部分中按照不同显示模式来显示。
7.如权利要求1或4所述的超声诊断设备，其特征在于，所述图像是限定指示沿相同方向所形成的所述接收超声波束的区域的图像的区域，以及所述图像能够在所述接收超声波束的波束方向与所述活检针的所述预定活检路径基本上垂直的部分和所述超声图像中的其他部分之间进行区分。
8.如权利要求1至4中的任一项所述的超声诊断设备，其特征在于，所述接收超声波束的波束方向与所述预定活检路径之间的所述角度基于所述接收超声波束的位置以及所述超声图像中的所述预定活检路径的位置来指定。
9.如权利要求5所述的超声诊断设备，其特征在于，所述接收超声波束的波束方向与所述预定活检路径之间的所述角度基于所述接收超声波束的位置以及所述超声图像中的所述预定活检路径的位置来指定。
10.如权利要求6所述的超声诊断设备，其特征在于，所述接收超声波束的波束方向与所述预定活检路径之间的所述角度基于所述接收超声波束的位置以及所述超声图像中的所述预定活检路径的位置来指定。
11.如权利要求7所述的超声诊断设备，其特征在于，所述接收超声波束的波束方向与所述预定活检路径之间的所述角度基于所述接收超声波束的位置以及所述超声图像中的所述预定活检路径的位置来指定。
12.如权利要求1至4中的任一项所述的超声诊断设备，其特征在于，所述接收波束形成单元沿不同波束方向来形成多个接收超声波束，所述接收超声波束包括与所述预定活检路径基本上垂直的接收超声波束。
13.如权利要求5所述的超声诊断设备，其特征在于，所述接收波束形成单元沿不同波束方向来形成多个接收超声波束，所述接收超声波束包括与所述预定活检路径基本上垂直的接收超声波束。
14.如权利要求6所述的超声诊断设备，其特征在于，所述接收波束形成单元沿不同波束方向来形成多个接收超声波束，所述接收超声波束包括与所述预定活检路径基本上垂直的接收超声波束。
15.如权利要求7所述的超声诊断设备，其特征在于，所述接收波束形成单元沿不同波束方向来形成多个接收超声波束，所述接收超声波束包括与所述预定活检路径基本上垂直的接收超声波束。
16.如权利要求8所述的超声诊断设备，其特征在于，所述接收波束形成单元沿不同波束方向来形成多个接收超声波束，所述接收超声波束包括与所述预定活检路径基本上垂直的接收超声波束。
17.一种超声诊断设备的控制方法，其特征在于，使所述超声诊断设备执行：
基于传送到受检者体内的超声波的回波信号来形成接收超声波束的接收波束形成功能；以及
在基于所述接收超声波束所形成的超声图像中，按照与所述接收超声波束的波束方向与插入所述受检者体内的活检针的预定活检路径之间的角度对应的显示模式来显示图像的显示控制功能。
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