CN104995530B - 被检体信息获取装置和被检体信息获取方法 - Google Patents

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Abstract

由于存在不希望的反射波，在测量对象的移动速度检测中可能产生误差。提供一种被检体信息获取装置，包括：被配置为向被检体发送声波脉冲、接收从被检体中的多个位置反射的反射波并且将反射波分别转换成时序接收信号的多个换能器以及被配置为通过使用从所述多个换能器输出的多个接收信号获取对象的移动信息的处理单元。处理单元通过使用所述多个接收信号提取分别表示移动分量的多个信号，通过使用分别表示移动分量的所述多个信号执行自适应信号处理并且通过使用由自适应信号处理获得的多个输出信号获取对象的移动信息。

Description

被检体信息获取装置和被检体信息获取方法
技术领域
本发明涉及被检体信息获取装置、被检体信息获取方法和程序，并具体涉及向被检体发送声波、接收在被检体中反射的反射波并因此获取被检体中的对象的移动信息的技术。
背景技术
作为被检体信息获取装置的超声波诊断仪被广泛用于医疗领域等中。超声波诊断仪不仅可获取反映活体中声学阻抗的差异的形态信息，还可获取对象的诸如血液流速信息的移动信息。在脉冲多普勒方法中，通过检测来自对象的反射波形的相移来计算移动速度。例如，通过检测基于从血管中的血液细胞反射的反射波的接收信号的相移，测量作为对象的移动信息的血液流速。此时，来自血液细胞的反射波需要与来自除测量对象之外的、诸如周围血管壁的反射体的反射波(杂波分量)区分开。
PTL 1讨论了当使用脉冲多普勒方法来计算血液流速时，使用移动目标指示器(MTI)滤波器以将血流与作为杂波分量的诸如血管壁和心脏壁的壁的移动区分开的技术。设定了三种类型的超声脉冲发送间隔。获得了第三脉冲的接收信号与第一脉冲的接收信号之间的差值(第一差分信号)、第四脉冲的接收信号与第二脉冲的接收信号之间的差值(第二差分信号)以及第五脉冲的接收信号与第三脉冲的接收信号之间的差值(第三差分信号)。然后，获得第一差分信号与第二差分信号之间的相位差以及第二差分信号与第三差分信号之间的相位差。然后，进一步获得这些相位差之间的差值。
引文列表
专利文献
PTL 1：日本专利申请公开No.1-153144
发明内容
技术问题
如上所述，在测量血液流速时，检测基于来自血液细胞的反射波的信号的相移。但是，来自血液细胞的反射波比来自周围血液细胞壁等的反射波弱。当来自测量对象以外的反射体的不希望的信号(杂波信号)被包含时，接收信号的相移的检测容易产生误差。如PTL1中那样使用MTI滤波器的方法可能看起来是解决方案，但这种滤波器可能无法充分地消除某些类型的杂波信号。特别是当杂波信号较大时以及当测量目标对象以外的反射体由于血管周围组织的跳动、操作员的手的抖动等而波动(移动)时，难以精确地计算血液流速。
鉴于上述的问题，本发明的目的是，即便在除了来自目标对象的反射波以外还存在不希望的反射波情况下，也以更高的精度获取对象的移动信息。
问题的解决方案
根据本发明的一个方面，一种被配置为获取被检体中的对象的移动信息的被检体信息获取装置，包括：被配置为向被检体发送声波脉冲、接收从被检体中的多个位置反射的反射波并将反射波分别转换成时序接收信号的多个换能器；和被配置为通过使用从多个换能器输出的多个接收信号来获取对象的移动信息的处理单元，其中，处理单元通过使用多个接收信号来提取分别表示移动分量的多个信号，通过使用分别表示移动分量的多个信号来执行自适应信号处理，并且通过使用由自适应信号处理获得的多个输出信号来获取对象的移动信息。
根据本发明的一个方面，一种通过使用从向被检体发送声波脉冲并接收从被检体中的多个位置反射的反射波的多个换能器输出的多个时序接收信号来获取被检体中的对象的移动信息的被检体信息获取方法，包括：通过使用多个接收信号来提取分别表示移动分量的多个信号；通过使用分别表示移动分量的多个信号来执行自适应信号处理； 以及通过使用由自适应信号处理获得的多个输出信号来获取对象的移动信息。
参照附图阅读示例性实施例的以下说明，本发明的其它特征将变得清晰。
附图说明
图1是示出示例1的被检体信息获取装置的概览的示意图。
图2是示出示例1中的处理流程的流程图。
图3A和图3B分别是示出示例1的被检体信息获取装置的滤波器的示例的示意图。
图4是示出示例1的被检体信息获取装置的显示器的示例的示意图。
图5是示出用于验证示例1的效果的模型的示意图。
图6是示出示例1的效果的示图。
图7是示出示例2的被检体信息获取装置的概览的示意图。
图8是示出用于差分滤波器的补偿的示图。
具体实施方式
将参照附图描述本发明的实施例。作为一般规则，在实施例之中共用的部件由相同的附图标记表示，并且将不被重复描述。
在本发明中，声波一般是超声波，并且包含已知为音波和超声波的弹性波。根据本发明的被检体信息获取装置包括向被检体发送声波、接收在被检体中反射的反射波(反射声波)并获取被检体内部的信息作为数值和图像数据的装置。由此获取的被检体内部的信息包括对象的移动信息和反映组织的声学阻抗的差异的信息等。被检体中的对象的“移动信息”是关于“速度”和“位移”的信息。具体而言，这种信息包含血液流速(包含血液红细胞等的散射体组的移动信息)和组织的位移等。速度和位移可被获取为速度分布和位移分布。
示例1
以下将描述示例1的装置结构和处理流程。
(被检体信息获取装置的结构)
图1是示出示例1的被检体信息获取装置的结构的示意图。本实施例的被检体信息获取装置包括包含多个换能器002的探测器001、接收电路系统005、发送电路系统003、差分处理块006、自适应信号处理块007和流速计算块008。被检体信息获取装置还包括系统控制单元004、显示处理块009和显示系统010。
探测器001是向被检体000发送声波并接收从被检体中的多个位置反射的反射波的发送器接收器。探测器001包含将声波转换成电信号(时序接收信号)的多个换能器002。尽管在被检体000中没有示出，但被检体包含移动信息测量目标对象(例如，血液中的血液细胞和移动组织)。换能器002接收来自目标对象的反射波。换能器002可以是诸如利用压电现象的压电元件、利用光学共振的换能器、诸如电容微加工超声换能器(CMUT)的利用电容变化的换能器、或可接收声波并将接收的声波转换成电信号的任何其它换能器的换能器。换能器被优选布置为诸如一维(1D)阵列和二维(2D)阵列的阵列的形式。
发送电路系统003是根据来自系统控制单元004的控制信号产生发送信号(脉冲信号)的发送信号发生器。发送信号的电压波形具有与目标位置和目标方向相对应的延时时间和振幅。发送信号被输入到换能器002中的每一个以被转换成声波，并且作为声波脉冲(脉冲波)被发送。换能器002接收来自被检体的反射波，并向接收电路系统005输出多个接收信号。
接收电路系统005包含放大器和模数(A/D)转换器等。从各换能器时序输出的接收信号由接收电路系统005放大并转换成数字信号(数字化的接收信号)。接收电路系统005将通过单次声波发送从单个换能器输出的时序接收信号处理为单个接收信号。当换能器的输出信道的数量为M时，通过单次声波脉冲发送获得与输出信道的数量相对应的M个接收信号。考虑单个换能器，当执行N次声波脉冲发送 时，从各换能器获得与N次(即，N个时序接收信号)相对应的接收信号。N和M中的每一个都是正整数。
在本发明中，不仅从换能器002输出的模拟接收信号，而且通过对接收信号进行放大、数字转换等获得的信号，都被称为接收信号。从接收电路系统005的输出信道中的每一个输出的接收信号被输入到差分处理块006。接收电路系统005的输出信道与换能器的输出信道相对应。但是，换能器的数量可能未必与输出信道的数量相同。换能器的数量可能比输出信道的数量少。
差分处理块006是获取差分信号的差分处理单元，并且包含诸如MTI滤波器的差分滤波器。差分处理块006使用通过多次发送声波脉冲而获得的多个接收信号，以对各输出信道计算表示接收信号之间的差值的差分信号。将在后面参照图2和图4中的步骤S102详细描述由差分处理块006执行的处理。
自适应信号处理块007是使用从差分处理块006输出的差分信号来执行自适应信号处理的自适应信号处理单元。自适应信号处理与自适应波束形成相对应。更具体而言，自适应信号处理指的是根据接收信号自适应地改变诸如相位和权重的处理参数，以选择性地提取基于沿目标方向或来自目标位置的作为目标的希望的波的接收信号且减少基于不希望的波的其它接收信号的处理。一般地，作为一种类型的自适应信号处理的CAPON方法是在与目标方向和目标位置有关的灵敏度固定的情况下对多个输入信号使输出(功率强度)最小化的方法。CAPON方法也被称为方向约束功率最小化(DCMP)和最小变化方法。这种自适应信号处理具有提高空间分辨率的效果。将详细描述使用CAPON方法作为图2中的步骤S103中的自适应信号处理的示例。作为在本实施例中使用的CAPON方法的替代，可以使用另一自适应信号处理(MUSIC方法和ESPRIT方法)。
流速计算块008使用从自适应信号处理块007输出的输出信号，以计算诸如血液流速的关于对象的移动信息。例如，对象中的单个点(单个位置)处的速度，或深度方向上的多个位置处的速度可以作为 流速而被获得。作为替代方案，可以获得预定深度范围内的平均速度或最大速度。作为又一替代方案，可以获得多个时序点处的速度，以便可以显示速度可如何随时间变化。
在本实施例中，处理单元至少包括接收电路系统005、差分处理块006、自适应信号处理块007和流速计算块008。本实施例的处理单元还可包括延时叠加块以及包络检测处理块(在图1中这二者均未示出)。通过延时叠加块和包络检测处理块，可以获取除了移动信息以外的诸如B模式图像的反映声学阻抗的差异的分布(声学特性分布)。
显示处理块009使用输入移动信息以产生显示数据，并向显示系统010输出显示数据。更具体而言，显示处理块009处理输入移动信息，以产生用于显示速度值、示出速度如何随时间变化的图示和指示多个位置处的速度的速度分布等的图像数据。当处理单元还能够获取声学特性分布时，显示处理块009可产生用于在单个显示屏幕上并排显示移动信息和声学特性分布的图像数据以及产生用于以重叠的方式显示作为移动信息而被获得的速度分布和声学特性分布的图像数据。系统控制单元004从作为操作员的用户接收输入后，可以通过来自该系统控制单元004的指令改变显示模式。
在本实施例中，通过诸如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)和现场可编程门阵列(FPGA)芯片的处理设备实现差分处理块006、自适应信号处理块007、流速计算块008、显示处理块009和系统控制单元004。
显示系统010是显示基于从显示处理块009输出的显示数据的图像的显示设备，并且为液晶显示器(LCD)、阴极射线管(CRT)或有机发光显示器等。显示系统010可以不被设置在本发明的被检体信息获取装置中。取而代之的是，显示系统010可被单独设置并且连接到被检体信息获取装置。
(处理单元的处理流程)
下面，参照图2描述处理单元的处理流程。图2是示出示例1的处理流程的流程图。
首先，在步骤S101中，来自接收电路系统005的各输出信道的时序接收信号被输入到差分处理块006。信号xk,l[s]表示通过第l次声波发送获得并从接收电路系统005的第k(k＝1、2、…、M)个输出信道输出的第l个接收信号。符号“s”意味着信号是单个时序接收信号的第s个采样(即，时序中的一个点)。
然后，在步骤S103中，差分处理块006使用下式(1)对各输出信道计算两个输入接收信号之间的差值(例如，分别由第一声波脉冲和第二声波脉冲获得的接收信号之间的差值)，并且输出差分信号dk,l[s]：
dk,l[s]＝xk,l+1[s]-xk,l[s] 式(1)
图3A是示出对使用差分滤波器的差分处理使用的示例差分滤波器的示意图。与声波脉冲之间的发送间隔(第(l+1)次发送和第l次发送之间的时间间隔)相对应的时间段被设定为延时T。因此，xk,l+1[s]与xk,l[s]之间的差值被输出。差分处理块006对各输出信道通过上述的处理提取多个差分信号，并将这些差分信号输入到自适应信号处理块007。在图3A所示的结构中，对各输出信道需要至少两个差分信号。在本实施例中使用的差分滤波器不限于图3A所示的计算两个接收信号之间的差值的差分滤波器，并且还可以使用具有图3B所示的结构的差分滤波器。
在步骤S104中，自适应信号处理块007使用多个输入差分信号来执行自适应信号处理。差分信号的数量与输出信道的数量相同。在示例1中，描述使用CAPON方法的处理作为自适应信号处理。
自适应信号处理块007首先使用从系统控制单元004指示的目标位置(被检体中的预定位置)的信息以执行所谓的整相处理。具体而言，执行延时处理，以使与目标位置相对应的接收信号的相位同步。对这样通过整相处理获得的信号执行Hilbert变换。这样获得的信号的复数表示被定义为x′k,l[s′]。第s′个采样的输入矢量Xl[s′]通过该信号被定义如下。
Xl′[s′]＝[x′1，l[s′]，x′2，l[s′]，…，x′M，l[s′]]T [式1]
自适应信号处理块007使用输入矢量Xl[s′]以计算相关矩阵Rxx，l。
[式2]
在图2中，上标H表示复共轭转置，上标*表示复共轭。E[·]表示计算时间平均的处理。具体而言，采样序号(这里为s′)是变动的，并且计算平均值。因此，这是沿深度方向将通过使用输入矢量计算的相关矩阵平均化的处理。深度方向与从探测器发送的声波(超声波束)的行进方向相对应。时间平均范围优选不超过预定深度中的分辨率，并且在各种观察的深度之间改变。作为在本实施例中使用的不包含空间平均化的CAPON方法的替代，可以使用包含空间平均化的CAPON方法。
下面，自适应信号处理块007在下式3的条件下获得权重矢量：
受约束于WHa＝1 [式3]
这些条件意味着，在希望的方向(目标方向)的灵敏度被固定为1的情况下输出(功率强度)被最小化。式中，“a”表示限定希望的方向(即观察方向)的转向矢量。在以下的条件下计算最佳权重Wopt：
式中，添加ηE以使逆矩阵计算稳定化，η是常数或者根据Rxx,l等的值改变的值，而“E”是单位矩阵。通过最佳权重，功率输出可在希望方向的灵敏度被设定为1的状态下被最小化。通过最佳权重，可以获得具有希望方向上的灵敏度为1而噪声分量的到达方向上的灵敏度较低的这种指向性的接收模式。自适应信号处理块007将最佳权重Wopt乘以输入矢量Xl[s′]以获得输出信号yl[s′]。
yl[s′]＝WHopt Xl′[s′] [式5]
在步骤S104中，流速计算块008使用从自适应信号处理块007 输出的yl[s′]以通过式6计算作为移动信息的流速vc：
式中，Sobs表示与观察深度(深度方向上的预定位置)相对应的采样序号，Save表示时间平均范围，T表示声波脉冲发送的重复周期(第(l+1)次发送和第l次发送之间的时间间隔)，λc表示发送频率的波长，θc表示yl和yl+1之间的相位差。因此，通过重复发送和接收获得的差分信号之间的相位差(相移)被计算出并被用于获得测量对象的移动速度。可通过将移动速度乘以重复周期来计算位移。
这样计算出的流速vc被输入到显示处理块009。显示处理块009使用输入的流速以产生上述图像数据，并向显示系统010输出该图像数据。
现在，将描述差分滤波器的补偿处理。图8是示出差分滤波器的补偿的示图。差分滤波器减少低速信号以减少低频率分量。例如，曲线801示意性地示出差分滤波器对速度的影响的示例。图中的虚线803示意性地示出通过经由上述的处理多次计算速度而获得的速度分布，并从该速度分布计算出平均速度Vo。但是，速度分布803受差分滤波器801影响，并且实际的速度分布是由实线802示意性表示的那一个。因此，由于差分滤波器的影响，平均速度(Vo)会被计算为比实际平均速度Vt高的值。
在本实施例中，对通过多次测量获得的速度分布使用用于消除差分滤波器的影响的逆滤波器，以重新计算速度分布。速度分布的平均值或中间值可被用于估计修正的流速。修正流速的值可作为计算出的流速vc被输入到显示处理块009。
因此，可提供执行用于差分滤波器的补偿的装置，并因此该装置能够更精确地估计流速。
现在，参照图4描述在显示系统010上显示的图像的示例。图4示出在三种类型的深度范围(5～15mm、15～25mm和25～35mm)上流 速如何随时间变化。各深度范围中的平均流速和最大流速被显示为数值。
(本实施例的效果)
下面，将参照图5和图6描述本实施例的效果。图5是活体的简单模型。在该模型中，血液在区域401中沿箭头的方向流动，并且，在区域401周围具有包围组织402。在通过其发送和接收作为声波的超声波的路径中放置有强反射体403。强反射体403被假定为头盖骨等。在该模拟中，从四个换能器404发送超声波，并获取来自区域401周围的部分的反射波。对通过向获取的接收信号提供时变波动而获得的输入信号执行本实施例的处理。波动被假定为诸如跳动和操作探测器的用户的手的抖动的身体运动。在图6中示出本模拟的结果。
图6中的横轴表示具有不同的波动的情况下的处理结果，纵轴表示计算出的流速。在该模型中，血液向探测器的接近速度被设定为0.5m/sec，因此+0.5m/sec是真实值。在图6中，点线表示仅通过差分处理块006中的差分处理计算流速的结果。换句话说，点线表示当通过差分处理块006获得的差分信号被直接输入到流速计算块008时获得的流速。从结果可以看出，血液流动的方向和血液流动速度的绝对值与真实值明显不同。
图6中的实线表示由本实施例获得的结果。具体而言，实线表示由流速计算块008使用来自自适应信号处理块007的输出计算流速而获得的结果。在图中可以看出，实线所示的结果与真实流速0.5m/sec之间的差值较小。因此，以更高精度获得血液流速。因此，在本实施例中，即便在存在大的杂波分量的情况下，以及即便在作为杂波分量的反射体波动(移动)时，也可精确地获得速度。
下面，将描述获得本实施例的效果的原因。差分处理是这样的处理：使用多个时序接收信号，以提取表示接收信号之间的时变分量的信号作为表示基于来自在被检体中移动的反射体的反射波的分量(移动分量)的信号。换句话说，差分处理的功能是减少(在理想情况下，消除)基于来自反射体的反射波的接收信号，该反射体在作为脉冲发 送间隔的重复周期T期间保持静止。而且，消除来自在重复周期T期间保持静止的反射体的信号的差分处理可能不能完全消除来自移动反射体的杂波分量的信号(杂波)。图6中的点线所示的结果表示不能消除的这种杂波信号保留并影响流速估计的情况。
在本实施例中，即使当包含不能通过差分处理消除的这种杂波信号时，也可进一步减少来自除目标方向(希望方向)以外的方向的杂波分量。因此，可通过减少来自除对象以外的移动反射体的反射波的杂波信号来选择性地获取基于来自对象的反射波的信号。因此，可以更精确地估计流速。
在本实施例中，在理想情况下，在各接收信号之间不随时间变化的所有分量(时不变分量)被消除，并主要获取在各接收信号之间随时间变化的分量(时变分量)。但是，实际上，诸如用作差分处理块006的MTI滤波器的差分滤波器可能不能完全消除时不变分量。并且，差分滤波器甚至会部分地消除具有较小的时间变化的时变分量(即，具有慢速移动的低频分量)。
在本发明中，术语“提取表示时变分量的信号”不仅包含提取所有时变分量的情况，而且包含至少部分地提取时变分量的情况。并且，除了时变分量以外，可能部分地包含时不变分量。即便在没有消除所有的时不变分量时，只要与不执行差分处理的情况相比时不变分量减少了，差分处理就是有效的。
类似地，在本发明中，“提取表示移动分量的信号”不仅包含提取基于来自移动反射体的反射波的所有信号的情况，而且包含至少部分地提取基于来自移动反射体的反射波的信号的情况。并且，除了表示移动分量的信号以外，可部分地包含基于来自不移动反射体的反射波的信号。只要减少了基于来自不移动反射体的反射波的信号，第一示例性实施例到第三示例性实施例中的每一个的处理就是有效的。
这样提取的“表示时变分量的信号”是适于自适应信号处理的信号。自适应信号处理中的基本操作是减少从预定方向到达的杂波分量。在本实施例中，提取的“表示各接收信号之间的时变分量的信号”中 的时不变分量减少。因此，提前减少了杂波分量的功率。因此，自适应信号处理通过使用“表示时变分量的信号”来有效地操作。换句话说，可以计算对象的时变分量，而同时减少由不能通过自适应信号处理消除的各方向上的杂波分量导致的电功率(即，可减少杂波信号的时变分量)。
示例2
下面，将描述示例2。示例2的特征在于，对接收信号执行正交检测和低通滤波处理，并对得到的信号应用高通滤波处理，以提取表示时变分量的信号。在本实施例中，除了移动信息以外，还可以获取诸如B模式图像的反映声学阻抗的差异的分布(声学特性分布)。以下将描述与示例1不同的点。
(被检体信息获取装置的结构)
图7是示出根据本实施例的被检体信息获取装置的结构的示意图。根据本实施例的被检体信息获取装置包括包含多个换能器002的探测器001、接收电路系统005、发送电路系统003、正交检测块606、壁滤波器块611、自适应信号处理块607和流速计算块608。被检体信息获取装置还包括系统控制单元004、显示处理块609、延时叠加块612、包络检测块613和显示系统610。
包含换能器002的探测器001、发送电路系统003和接收电路系统005与在示例1中描述的探测器相同，并因此不被描述。
正交检测块606是对从接收电路系统005的各输出信道输入的时序接收信号执行正交检测处理的正交检测单元。更具体而言，正交检测块606使用具有发送或接收的声波的中心频率的波形的信号和通过使信号的相位偏移90°获得的波形的信号作为基准信号，并且将各接收信号乘以这两个基准信号。因此，执行正交检测，并且获得复数表示的正交检测信号。然后，向计算出的正交检测信号应用具有与发送或接收声波的中心频率大致相同的截止频率的低通滤波器。因此，获得从中消除不希望的谐波分量的正交检测信号。这样对各输出信道获得的正交检测信号被输入到壁滤波器块611。
壁滤波器块611是具有通过来自系统控制单元004的指令设定的高通特性的高通滤波器。壁滤波器块611处理通过多次发送和接收获得的正交检测信号。高通滤波器可减少来自不移动或慢速移动对象的反射波分量。
自适应信号处理块607接收从壁滤波器块611的输出信道中的每一个输出的多个信号，并执行自适应信号处理。从自适应信号处理块607输出的信号被输入到流速计算块608，并且流速计算块608计算对象的诸如血液流速的移动信息。除了省略Hilbert变换以外，自适应信号处理块607中的处理与示例1中的自适应信号处理块007中的处理相同。流速计算块608中的处理与示例1中的流速计算块008中的处理相同，因此不进行描述。
从正交检测块606输出的正交检测信号还被输入到延时叠加块612。延时叠加块612使用各输出信道的接收正交检测信号，以根据目标位置执行延时叠加处理。延时叠加处理是根据各元件与目标位置之间的距离执行延时处理(整相处理)并然后执行相加处理的处理。通过延时叠加处理获得的结果信号如果需要的话则经受滤波处理，并然后被输入到包络检测块613。包络检测块613获取与这样接收的通过延时叠加处理获得的结果信号相对应的包络，并获得诸如B模式图像的反映声学阻抗的差异的分布(声学特性分布)。
显示处理块609使用从流速计算块608接收的移动信息和从包络检测块613接收的声学特性分布以产生显示数据。更具体而言，可以产生用于在同一显示屏幕上并排显示如图4所示的示出各深度的移动信息的图像和示出声学特性分布的B模式图像的显示数据。作为替代方案，可以产生用于以重叠的方式显示示出诸如指示各位置处的速度的速度分布的移动信息分布的图像和指示声学特性分布的B模式图像的显示数据。可通过来自从作为操作员的用户接收输入的系统控制单元004的指令改变显示模式。显示单元610显示基于从显示处理块609输出的显示数据的图像。
除了步骤S102以外，本实施例中的处理单元中的从输入接收信号 到流速计算的处理流程与在示例1中描述的图2相同。在本实施例中，作为差分处理的替代，执行正交检测、低通滤波处理和高通滤波处理作为步骤S102中的处理。
更具体而言，在正交检测之后通过低通滤波处理消除不希望的谐波分量。然后，通过高通滤波减少(在理想情况下，消除)基于来自具有较小的移动量的反射体的反射波的频率分量。因此，基于来自具有较大的移动量(以比预定速度高的速度移动)的反射体的反射波的频率分量被提取。应当注意，此时的提取频率分量包含基于来自对象以外的实体的杂波分量的频率分量。
因此，通过自适应信号处理减少作为不能通过高通滤波处理消除的杂波分量的信号。因此，同样在本实施例中，可通过自适应信号处理之前的处理提取表示各接收信号之间的时变分量的信号，并可减少作为不能通过自适应信号处理消除的杂波分量的信号。因此，在本实施例中也可实现更精确并因此有利的速度估计。
系统控制单元004设定正交检测块606中的低通滤波器的高频率侧截止频率和壁滤波器块611的低频率侧截止频率。正交检测块606中的低通滤波器的截止频率优选等于或低于发送或接收的声波的中心频率。优选地，根据测量对象的移动速度适当地设定壁滤波器块611的截止频率。
在本实施例中，除了移动信息以外，还可以获得诸如B模式图像的反映声学阻抗的差异的分布(声学特性分布)。通过这样获取声学特性分布，可并排或者以重叠的方式显示移动信息和声学特性分布。因此，用户可更容易地识别被检体中的位置与血液流速之间的相关性，由此提高可用性。当然，在示例1中也可获取和显示声学特性分布。
示例3
在示例1和示例2中，在提取表示时变分量的信号之后执行自适应信号处理。在示例3中，在执行自适应信号处理之后提取表示时变分量的信号。
装置结构与图1和图7所示的被检体信息获取装置的结构的不同 点在于自适应信号处理块007的位置。具体而言，图1中，自适应信号处理块007被设置在接收电路系统005与差分处理块006之间。在图7中，自适应信号处理块607被设置在正交检测块606与壁滤波器块611之间。
在本实施例中，使用从多个输出信道输入的多个接收信号以执行自适应信号处理。然后，从通过自适应信号处理获得的输出信号提取表示时变分量的信号。以与在示例1和示例2中描述的方式相同的方式提取该表示时变分量的信号。然后，使用表示时变分量的多个信号以获取对象的移动信息。
通过使用根据本实施例在自适应信号处理之后通过差分滤波器和壁滤波器的信号，与常规的情况相比，可以以更高的精度估计流速。自适应信号处理的基本功能仍然是从如示例1描述的输入信号中减少从某个方向到达的杂波分量。这意味着，来自在重复周期T期间保持静止的反射体的信号难以完全消除。因此，如示例1和示例2那样，本发明在减少来自不移动的反射体的信号之后应用自适应信号处理时更为有效。
其它实施例
可通过以下的处理实现本发明的实施例。具体而言，示例性实施例可通过以下的处理来实现：通过网络或各种存储介质向系统或装置供给用于实现上述示例性实施例的功能的软件(程序)，并且通过该系统或装置的计算机(或CPU、MPU等)读取和执行该程序。
本发明的实施例也可通过以下的系统或装置的计算机和以下的方法来实现：所述系统或装置的计算机读出并执行记录于存储介质(例如，非瞬时性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多个的功能，所述方法由系统或装置的计算机通过例如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多个的功能而执行。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多个，并且可包含单独的计算机或单独的计算机处理器的网络。计算机可执行指 令可例如从网络或存储介质被提供给计算机。存储介质可包含例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算系统的存储装置、光盘(诸如紧致盘(CD)、数字通用盘(DVD)或蓝光盘(BD)TM)、闪存存储器设备和存储卡等中的一个或多个。
根据本发明，即便在存在不希望的反射波的情况下，也可以以更高的精度获取对象的移动信息。
虽然已参照示例性实施例说明了本发明，但应理解，本发明不限于所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便包含所有这样的变更方式和等同的结构和功能。
本申请要求在2013年2月13日提交的日本专利申请No.2013-025728和在2013年11月18日提交的日本专利申请No.2013-238314的权益，在此通过参照方式将其全部内容并入本文。

Claims (16)

1.一种被配置为获取被检体中的对象的移动信息的被检体信息获取装置，所述被检体信息获取装置包括：
多个换能器(002)，被配置为向被检体发送声波脉冲、接收从被检体中的多个位置反射的反射波，并且将反射波分别转换成时序接收信号，所述多个换能器中的每一个耦合到相应的输出信道；以及
处理单元(006，007，008)，被配置为通过使用从所述多个换能器经由相应的输出信道输出的多个接收信号来获取对象的移动信息，
其中，处理单元通过使用所述多个接收信号对输出信道中的每一个提取分别表示移动分量的多个信号，通过使用分别表示移动分量的所述多个信号执行自适应信号处理并且减少基于来自不移动反射体的反射波的信号，且通过使用由自适应信号处理获得的多个输出信号获取对象的移动信息，
进一步其中，处理单元被配置为执行用于减少提取的影响的补偿处理。
2.根据权利要求1所述的被检体信息获取装置，其中，
处理单元对输出信道中的每一个提取分别表示移动分量的所述多个信号，并且通过使用从多个输出信道中的每一个输出的分别表示移动分量的所述多个信号执行自适应信号处理。
3.根据权利要求2所述的被检体信息获取装置，其中，处理单元对输出信道中的每一个提取分别表示通过多次发送声波脉冲获得的接收信号之间的时变分量的多个信号作为分别表示移动分量的信号。
4.根据权利要求3所述的被检体信息获取装置，其中，处理单元通过对输出信道中的每一个获得通过多次发送声波脉冲发送获得的多个接收信号之间的差值，提取分别表示所述多个接收信号之间的时变分量的多个信号。
5.根据权利要求3所述的被检体信息获取装置，其中，处理单元通过在对通过多次发送声波脉冲获得的所述多个接收信号执行正交检测之后对输出信道中的每一个执行低通滤波处理和高通滤波处理，提取分别表示移动分量的所述多个信号。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的被检体信息获取装置，其中，处理单元提取基于来自在被检体中以比预定速度高的速度移动的反射体的反射波的信号作为表示移动分量的信号。
7.根据权利要求1～5中的任一项所述的被检体信息获取装置，其中，处理单元通过使用分别表示移动分量的所述多个信号执行在固定与目标方向有关的灵敏度的情况下使电功率最小化的处理作为自适应信号处理。
8.根据权利要求1～5中的任一项所述的被检体信息获取装置，其中，处理单元进一步获取反映被检体中的声学阻抗的差异的声学特性分布，并且通过使用移动信息和声学特性分布产生显示数据。
9.一种通过使用从向被检体发送声波脉冲并且接收从被检体中的多个位置反射的反射波的多个换能器输出的多个时序接收信号获取被检体中的对象的移动信息的被检体信息获取方法，所述多个换能器中的每一个耦合到相应的输出信道，所述被检体信息获取方法包括：
通过使用所述多个接收信号对输出信道中的每一个提取(S102)分别表示移动分量的多个信号；
通过使用分别表示移动分量的所述多个信号执行自适应信号处理(S103)并且减少基于来自不移动反射体的反射波的信号；和
通过使用由自适应信号处理获得的多个输出信号获取对象的移动信息(S104)；并且
所述被检体信息获取方法还包括：执行用于减少提取的影响的补偿处理。
10.根据权利要求9所述的被检体信息获取方法，还包括：
在提取分别表示移动分量的所述多个信号时，对输出信道中的每一个提取分别表示移动分量的所述多个信号；和
在执行自适应信号处理时，通过使用从所述多个输出信道中的每一个输出的分别表示移动分量的所述多个信号执行自适应信号处理。
11.根据权利要求10所述的被检体信息获取方法，还包括：在提取分别表示移动分量的所述多个信号时，对输出信道中的每一个提取分别表示通过多次发送声波脉冲获得的接收信号之间的时变分量的多个信号作为分别表示移动分量的信号。
12.根据权利要求11所述的被检体信息获取方法，还包括：在提取分别表示移动分量的所述多个信号时，通过对输出信道中的每一个获得通过多次发送声波脉冲获得的所述多个接收信号之间的差值，提取分别表示所述多个接收信号之间的时变分量的所述多个信号。
13.根据权利要求11所述的被检体信息获取方法，还包括：在提取分别表示移动分量的所述多个信号时，通过对输出信道中的每一个对通过多次发送声波脉冲获得的所述多个接收信号执行正交检测并且执行低通滤波处理和高通滤波处理，提取分别表示接收信号中的移动分量的所述多个信号。
14.根据权利要求9～13中的任一项所述的被检体信息获取方法，还包括：在提取分别表示移动分量的所述多个信号时，提取基于来自在被检体中以比预定速度高的速度移动的反射体的反射波的信号作为表示移动分量的信号。
15.根据权利要求9～13中的任一项所述的被检体信息获取方法，还包括，通过使用分别表示移动分量的所述多个信号执行在固定与目标方向有关的灵敏度的情况下使功率最小化的处理作为自适应信号处理。
16.根据权利要求9～13中的任一项所述的被检体信息获取方法，还包括：
获取反映被检体中的声学阻抗的差异的声学特性分布；和
通过使用移动信息和声学特性分布产生显示数据。
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