DE10352912A1

DE10352912A1 - Ultraschalldiagnoseeinrichtung

Info

Publication number: DE10352912A1
Application number: DE10352912A
Authority: DE
Inventors: Sei Hino Kato; Hiroshi Hino Hashimoto
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2002-11-11
Filing date: 2003-11-11
Publication date: 2004-06-09
Also published as: JP3748848B2; US20040097809A1; CN1501311A; CN1324514C; JP2004159722A; KR20040041521A; US7727154B2; KR100987839B1

Abstract

Um dreidimensionale Daten für ein Bild mit verbessertem Kontrast bei einem geeigneten Scanebenenabstand auch für unterschiedliche Ultraschallsondenvortriebsgeschwindigkeiten, Objekte oder abzubildende Bereiche zu erlangen, gehört zu einer Ultraschalldiagnoseeinrichtung: ein Bilderzeugungsabschnitt 3, der dazu dient, auf der Grundlage entgegengenommener Daten, die aus einer Scanebene gewonnen wurden, ein Bild zu erzeugen; ein Korrelationswertberechnungsabschnitt 6C, um einen Korrelationswert zwischen Bildern zu berechnen; ein low-MI-Scansteuerabschnitt 6L, der dazu dient, einen Scanvorgang mit einem geeignet niedrigen MI-Wert, bei dem Kontrastmittel nicht zerfällt, wiederholt durchzuführen, bis ein Korrelationswert zwischen einem anfänglichen Bild und einem aktuellen Bild einen Schwellwert unterschreitet; und ein high-MI-Scansteuerabschnitt 6H, der dazu dient, ein Bild mit einem hohen MR-Wert einzufangen, wenn der Korrelationswert den Schwellwert unterschreitet, so dass Kontrastmittel zerstört wird, und die Steuerung an den low-MI-Scansteuerabschnitt 6L zurückzugeben.

Description

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Ultraschalldiagnoseeinrichtung und insbesondere eine Ultraschalldiagnoseeinrichtung, die in der Lage ist, dreidimensionale Daten für ein Bild mit verbessertem Kontrast in einem geeigneten Scanebenenabstand zu erlangen.
Eine herkömmliche Ultraschalldiagnoseeinrichtung erzeugt ein Bild mit verbessertem Kontrast, indem abwechselnd ein Scanvorgang mit einem Ultraschallstrahl, der einen Pegel aufweist, der ein Kontrastmittel nicht durchdringt, und ein Scanvorgang mit einem Ultraschallstrahl durchgeführt wird, der Pegel aufweist, der ein Kontrastmittel durchbricht (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
Eine andere herkömmliche Ultraschalldiagnoseeinrichtung gewinnt ferner dreidimensionale Daten, indem in hintereinander angrenzenden Scanebenen Bilder gewonnen werden, während ein Anwender eine Ultraschallsonde in einer zu der Scanebene senkrechten Richtung bewegt (siehe beispielsweise Patentdokument 2).
Noch eine andere herkömmliche Ultraschalldiagnoseeinrichtung verwendet außerdem einen Sensor zum Erkennen der Po sition einer Ultraschallsonde während der Gewinnung von dreidimensionalen Daten (siehe beispielsweise Patentdokument 3).
[Patentdokument 1]
Japanische Patentanmeldung, Offenlegungsnr. 2002-045360.
[Patentdokument 2]
Japanische Patentanmeldung, Offenlegungsnr. 2000-325348.
[Patentdokument 3]
Japanische Patentanmeldung, Offenlegungsnr. 2001-252268.
Wenn die herkömmlichen Techniken kombiniert werden, lassen sich dreidimensionale Daten für ein Bild mit verbessertem Kontrast gewinnen.
Da allerdings ein Ultraschallstrahl zum Erzeugen eines Bildes mit verbessertem Kontrast einen Kontrastmittel durchdringenden (schädigenden) Pegel aufweist, ist das Kontrastmittel, falls der Abstand zwischen benachbarten Scanebenen zum Erlangen von dreidimensionale Daten zu gering ist, auch in der aktuellen Scanebene durch einen vorhergehenden Scannvorgang geschädigt, und es lassen sich keine brauchbaren dreidimensionalen Daten für ein Bild mit verbessertem Kontrast gewinnen. Falls beim Gewinnen von dreidimensionalen Daten der Abstand zwischen benachbarten Scanebenen andererseits zu grob ist, wird zwar verhindert, dass Kontrastmittel in der aktuellen Scanebene durch eine vorhergehende Scanvorgang geschädigt wird, allerdings ist dann die Dichte der dreidimen sionalen Daten in einer zu der Scanebene senkrechten Richtung unzureichend.
Bei den herkömmlichen Techniken, bereitet es Schwierigkeiten, einen geeigneten Scanebenenabstand zum Gewinnen von dreidimensionalen Daten für ein Bild mit verbessertem Kontrast zu verwenden.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ultraschalldiagnoseeinrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, in einem geeigneten Scanebenenabstand dreidimensionale Daten für ein Bild mit verbessertem Kontrast zu gewinnen.
Nach ihrem ersten Aspekt schafft die Erfindung eine Ultraschalldiagnoseeinrichtung, die kennzeichnenderweise aufweist: eine Ultraschallsonde; ein Sende/Empfangsmittel, das dazu dient, die Ultraschallsonde zu veranlassen, das Innere eines Objekts in einer Ebene mit einem Ultraschallstrahl zu scannen; ein Bilderzeugungsmittel zum Erzeugen eines Bildes auf der Grundlage empfangener Daten, die aus einer Scanebene gewonnen worden sind; ein Korrelationswertberechnungsmittel, das dazu dient, einen Korrelationswert zwischen Bildern zu berechnen; ein erfassendes Scansteuermittel, um wiederholt mit einem für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel einen Scanvorgang mit einem Ultraschallstrahl durchzuführen, bis ein Korrelationswert zwischen einem anfänglichen Bild und ei nem aktuellen Bild einen Schwellwert unterschreitet; und ein bildgebendes Scansteuermittel, das, wenn der Korrelationswert den Schwellwert unterschreitet, mit einem Ultraschallstrahl, der einen Pegel aufweist, bei dem das Kontrastmittel zerfällt, ein Bild einfängt und die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückgibt.
In dieser Konfiguration ist das "anfängliche Bild" das erste Bild, das erfasst wird, nachdem die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel übergeben wurde. D. h., wenn die Steuerung von dem bildgebenden Scanststeuermittel wieder dem erfassenden Scansteuermittel übertragen ist, ist das anfängliche Bild das erste Bild, das danach erfasst wird.
In der erstgenannten Ultraschalldiagnoseeinrichtung wird ein Scanvorgang, wenn der Anwender eine Ultraschallsonde mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit in eine senkrecht zu der Scanebene verlaufende Richtung bewegt, mit einem Ultraschallstrahl durchgeführt, der einen für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel aufweist, da der Korrelationswert zwischen Bildern größer als ein Schwellwert ist, solange der Abstand zu der anfänglichen Scanebene zu gering ist. Dementsprechend wird verhindert, dass Kontrastmittel zerstört wird. Wenn der Abstand zu der anfänglichen Scanebene einen angemessenen Wert erreicht, und der Korrelationswert zwischen Bildern den Schwellwert unterschreitet, wird ein Scanvorgang mit einem Ultraschallstrahl durchgeführt, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist. Auf diese Weise lassen sich auch für unterschiedliche Ultraschallsonden-Fortbewegungsgeschwindigkeiten oder Objekte oder abgebildete Bereiche dreidimensionale Daten für ein Bild mit verbessertem Kontrast in einem geeigneten Scanebenenabstand erfassen.
Darüber hinaus ist es möglich, den Scanebenenabstand (d.h. die Dichte der dreidimensionalen Daten in einer senkrecht zu der Scanebene verlaufenden Richtung) durch Modifizierung des Schwellwerts einzustellen.
Nach ihrem zweiten Aspekt bildet die Erfindung die Ultraschalldiagnoseeinrichtung mit der oben erwähnten Konfiguration, durch ein Bildgebungsscanzeitintervallermittlungsmittel weiter, das ein Zeitintervall ermittelt, in dem das bildgebende Scansteuermittel ein Aufnehmen eines Bildes durchführt; wobei das bildgebende Scansteuermittel nach einem Ermitteln des Zeitintervalls, ohne die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückzugeben, ein Bild in diesem Zeitintervall mit einem Ultraschallstrahl aufnehmen lässt, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist.
In der zweitgenannten Ultraschalldiagnoseeinrichtung wird eine Bildaufnahme nach einem einmaligen Erfassen eines Zeitintervalls nicht mit einem Ultraschallstrahl, der einen für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel aufweist, sondern in dem erfassten Zeitintervall mit einem Ultraschallstrahl durchgeführt, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist; und es ist daher keine ständige Berechnung eines Korrelationswerts erforderlich, wodurch der Programmablauf vereinfacht wird.
Nach ihrem dritten Aspekt bildet die Erfindung die Ultraschalldiagnoseeinrichtung mit der oben erwähnten Konfiguration dadurch weiter, dass das bildgebende Scansteuermittel die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückgibt, nachdem sie M-mal (mit M ≥ 1) die Bildaufnahme mit einem Ultraschallstrahl, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist, in diesem Zeitintervall durchgeführt hat, ohne die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückzugeben.
In der drittgenannten Ultraschalldiagnoseeinrichtung kehrt das Programm zu der Verarbeitung zurück, um eine Bildaufnahme mit einem Ultraschallstrahl durchzuführen, der einen für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel aufweist, und um nach M-maliger Bildaufnahme mit einem Ultraschallstrahl, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist, einen Korrelationswert zu berechnen; wodurch sich das Zeitintervall im Verlauf des Erfassens von dreidimensionalen Daten geeignet korrigieren lässt.
Nach ihrem vierten Aspekt bildet die Erfindung die Ultraschalldiagnoseeinrichtung mit der oben erwähnten Konfiguration dadurch weiter, dass die Vorrichtung ein Bildgebungsscanzeitintervallermittlungsmittel umfasst, das dazu dient, ein Zeitintervall zu ermitteln, in dem die bildgebende Scansteuervorrichtung eine Bildaufnahme durchführt; und dass das bildgebende Scansteuermittel nach N-maligem (N ≥ 2) Ermitteln des Zeitintervalls, ohne die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückzugeben, mit einem Mittelwert oder Maximalwert des Zeitintervalls eine Bildaufnahme mit ei nem Ultraschallstrahl durchführt, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist.
In der viertens genannten Ultraschalldiagnoseeinrichtung wird eine Bildaufnahme nach N-maligem Erfassen eines Zeitintervalls nicht mit einem Ultraschallstrahl, der einen für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel aufweist, sondern mit dem Mittelwert oder Maximalwert des erfassten Zeitintervalls mit einem Ultraschallstrahl durchgeführt, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist; und es ist daher keine ständige Berechnung eines Korrelationswerts erforderlich, wodurch die Verarbeitung vereinfacht wird. Darüber hinaus ist die Zuverlässigkeit erhöht, da der Mittelwert oder Maximalwert des N-mal erfassten Zeitintervalls verwendet wird.
Nach ihrem fünften Aspekt bildet die Erfindung die Ultraschalldiagnoseeinrichtung mit der oben erwähnten Konfiguration dadurch weiter, dass das bildgebende Scansteuermittel eine Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückgibt, nach dem sie M-mal (mit M ≥ 1) mit dem Mittelwert oder Maximalwert des Zeitintervalls, ohne die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückzugeben, eine Bildaufnahme mit einem Ultraschallstrahl durchgeführt hat, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist.
In der fünftens genannten Ultraschalldiagnoseeinrichtung kehrt das Programm zu der Verarbeitung zurück, um eine Bildaufnahme mit einem Ultraschallstrahl durchzuführen, der einen für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel aufweist, und um nach M-maligem Durchführen einer Bildaufnahme mit einem Ult raschallstrahl, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist, einen Korrelationswert zu berechnen; wodurch sich das Zeitintervall im Verlauf des Erfassens von dreidimensionalen Daten geeignet korrigieren lässt.
Nach ihrem sechsten Aspekt schafft die Erfindung eine Ultraschalldiagnoseeinrichtung, zu der kennzeichnenderweise gehören: eine Ultraschallsonde; ein Ultraschallsondenpositionserfassungsmittel zum Erfassen einer Position der Ultraschallsonde; ein Sende/Empfangsmittel, das dazu dient, die Ultraschallsonde zu veranlassen, das Innere eines Objekts auf eine ebene weise wiederholt mit einem Ultraschallstrahl zu scannen; ein Bilderzeugungsmittel zum Erzeugen eines Bildes auf der Grundlage empfangener Daten; die aus einer Scanebene gewonnen wurden; ein Korrelationswertberechnungsmittel, das dazu dient, einen Korrelationswert zwischen Bildern zu berechnen; ein erfassendes Scansteuermittel, um wiederholt einen Scanvorgang mit einem Ultraschallstrahl mit einem für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel durchzuführen, bis ein Korrelationswert zwischen einem anfänglichen Bild und einem aktuellen Bild einen Schwellwert unterschreitet; ein bildgebendes Scansteuermittel, das, wenn der Korrelationswert den Schwellwert unterschreitet, mit einem Ultraschallstrahl, der einen Pegel aufweist, bei dem das Kontrastmittel zerfällt, ein Bild aufnimmt und die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückgibt; und ein Bildgebungsscanebenenabstandsermittlungsmittel, um einen Scanebenenabstand zu ermitteln, bei dem die bildgebende Scansteuervorrichtung eine Bildaufnahme mittels des Ultraschallsondenpositionserfassungsmittels durchführt; wobei die bildgebende Scansteuervor richtung nach einem einmaligem Ermitteln eines Scanebenenabstands, ohne die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückzugeben, eine Bildaufnahme in diesem Scanebenenabstand mit einem Ultraschallstrahl durchführt, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist.
In dieser Konfiguration ist das "anfängliche Bild" das erste Bild, das erfasst wird, nachdem die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel übergeben wurde. D.h. wenn die Steuerung von dem bildgebenden Scanststeuermittel an das erfassende Scansteuermittel zurückgegeben ist, ist das anfängliche Bild das erste Bild, das danach erfasst wird.
In der sechstens genannten Ultraschalldiagnoseeinrichtung wird ein Scanvorgang, wenn der Anwender die Ultraschallsonde mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit in eine senkrecht zu der Scanebene verlaufende Richtung bewegt, mit einem Ultraschallstrahl durchgeführt, der einen für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel aufweist, da der Korrelationswert zwischen Bildern größer als ein Schwellwert ist, solange der Abstand zu der anfänglichen Scanebene zu gering ist. Dementsprechend wird verhindert, dass Kontrastmittel zerstört wird. Wenn der Abstand zu der anfänglichen Scanebene einen angemessenen Wert erreicht, und der Korrelationswert zwischen Bildern den Schwellwert unterschreitet, wird ein Scanvorgang mit einem Ultraschallstrahl durchgeführt, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist. Auf diese Weise lassen sich auch für unterschiedliche Ultraschallsondenvortriebsgeschwindigkeiten oder Objekte oder abgebildete Bereiche dreidimensionale Daten für ein Bild mit verbessertem Kontrast in einem geeigneten Scanebenenabstand erfassen.
Nachdem der Scanebenenabstand einmal erfasst wurde, wird eine Bildaufnahme nicht mit einem Ultraschallstrahl durchgeführt, der einen für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel aufweist, sondern sie wird in dem erfassten Scanebenenabstand mit einem Ultraschallstrahl durchgeführt, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist; und es ist daher keine ständige Berechnung eines Korrelationswerts erforderlich, wodurch der Programmablauf vereinfacht wird.
Darüber hinaus ist es möglich, den Scanebenenabstand (d.h. die Dichte der dreidimensionalen Daten in einer senkrecht zu der Scanebene verlaufenden Richtung) durch Modifizierung des Schwellwerts einzustellen.
Nach ihrem siebten Aspekt bildet die Erfindung die Ultraschalldiagnoseeinrichtung mit der oben erwähnten Konfiguration, dadurch weiter, dass das bildgebende Scansteuermittel die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückgibt, nachdem sie M-mal (mit M ≥ 1) in diesem Scanebenenabstand eine Bildaufnahme mit einem Ultraschallstrahl durchführt, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist, durchgeführt hat, ohne die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückzugeben.
Bei der siebtens genannten Ultraschalldiagnoseeinrichtung kehrt das Programm zu der Verarbeitung zurück, um eine Bildaufnahme mit einem Ultraschallstrahl, der einen für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel aufweist, durchzuführen und nach M-maliger Bildaufnahme mit einem Ultraschallstrahl, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist, einen Korrelationswert zu berechnen; wodurch sich das Zeitintervall im Verlauf des Erfassens von dreidimensionalen Daten geeignet korrigieren lässt.
Nach ihrem achten Aspekt schafft die Erfindung eine Ultraschalldiagnoseeinrichtung, zu der gehören: eine Ultraschallsonde; ein Ultraschallsondenpositionserfassungsmittel zum Erfassen einer Position der Ultraschallsonde; ein Sende/Empfangsmittel, das dazu dient, die Ultraschallsonde zu veranlassen, das Innere eines Objekts auf eine ebene Weise wiederholt mit einem Ultraschallstrahl zu scannen; ein Bilderzeugungsmittel zum Erzeugen eines Bildes auf der Grundlage empfangener Daten, die aus einer Scanebene gewonnen werden; ein Korrelationswertberechnungsmittel, das dazu dient, einen Korrelationswert zwischen Bildern zu berechnen; ein erfassendes Scansteuermittel, um wiederholt einen Scanvorgang mit einem Ultraschallstrahl mit einem für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel durchzuführen, bis ein Korrelationswert zwischen einem anfänglichen Bild und einem aktuellen Bild einen Schwellwert unterschreitet; ein bildgebendes Scansteuermittel, das, wenn der Korrelationswert den Schwellwert unterschreitet, mit einem Ultraschallstrahl, der einen Pegel aufweist, bei dem das Kontrastmittel zerfällt, ein Bild einfängt und die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückgibt; und ein Bildgebungsscanebenenabstandsermittlungsmittel, um einen Scanebenenabstand zu ermitteln, bei dem die bildgebende Scansteuervorrichtung eine Bildaufnahme mittels des Ultraschallsondenpositionserfassungsmittels durchführt; wobei das bildgebende Scansteuermittel nach N-maligem (≥ 2) Ermitteln des Scanebenenabstands eine Bildaufnahme bei einem Mittelwert oder Maximalwert des Scanebenenabstands mit einem Ultraschallstrahl, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist, durchführt, ohne die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückzugeben.
In dieser Konfiguration ist das "anfängliche Bild" das erste Bild, das erfasst wird, nachdem die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel übergeben wurde. D.h., wenn die Steuerung von dem bildgebenden Scanststeuermittel an das erfassende Scansteuermittel zurückgegeben ist, ist das anfängliche Bild das erste Bild, das danach erfasst wird.
In der achtens genannten Ultraschalldiagnoseeinrichtung wird ein Scanvorgang, wenn der Anwender die Ultraschallsonde mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit in eine senkrecht zu der Scanebene verlaufende Richtung bewegt, mit einem Ultraschallstrahl durchgeführt, der einen für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel aufweist, da der Korrelationswert zwischen Bildern größer als ein Schwellwert ist, solange der Abstand zu der anfänglichen Scanebene zu gering ist. Dementsprechend wird verhindert, dass Kontrastmittel zerstört wird. Wenn der Abstand zu der anfänglichen Scanebene einen angemessenen Wert erreicht, und der Korrelationswert zwischen Bildern den Schwellwert unterschreitet, wird ein Scanvorgang mit einem Ultraschallstrahl durchgeführt, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist. Auf diese Weise lassen sich auch für unterschiedliche Ultraschallsondenvortriebsgeschwin digkeiten oder Objekte oder abgebildete Bereiche dreidimensionale Daten für ein Bild mit verbessertem Kontrast in einem geeigneten Scanebenenabstand erfassen.
Nachdem der Scanebenenabstand N-mal erfasst wurde, wird eine Bildaufnahme nicht mit einem Ultraschallstrahl durchgeführt, der einen für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel aufweist, sondern sie wird mit dem Mittelwert oder Maximalwert des erfassten Scanebenenabstands mit einem Ultraschallstrahl durchgeführt, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist; und es ist daher keine ständige Berechnung eines Korrelationswerts erforderlich, wodurch der Programmablauf vereinfacht wird. Darüber hinaus ist die Zuverlässigkeit erhöht, da der Mittelwert oder Maximalwert des N-mal erfassten Zeitintervalls verwendet wird.
Darüber hinaus ist es möglich, den Scanebenenabstand (d.h. die Dichte der dreidimensionalen Daten in einer senkrecht zu der Scanebene verlaufenden Richtung) durch Modifizierung des Schwellwerts einzustellen.
Nach ihrem neunten Aspekt bildet die Erfindung die Ultraschalldiagnoseeinrichtung mit der oben erwähnten Konfiguration, dadurch weiter, dass das bildgebende Scansteuermittel die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückgibt, nachdem sie mit dem Mittelwert oder Maximalwert des Scanebenenabstands M-mal (mit M ≥ 1) eine Bildaufnahme mit einem Ultraschallstrahl durchgeführt hat, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist, ohne die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückzugeben.
Bei der neuntens genannten Ultraschalldiagnoseeinrichtung kehrt das Programm zu der Durchführung einer Bildaufnahme mit einem Ultraschallstrahl zurück, der einen für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel aufweist, und es berechnet nach M-maligem Durchführen einer Bildaufnahme mit einem Ultraschallstrahl, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist, einen Korrelationswert; und deshalb lässt sich das Zeitintervall im Verlauf des Erfassens von dreidimensionalen Daten geeignet korrigieren.
Nach ihrem zehnten Aspekt bildet die Erfindung die Ultraschalldiagnoseeinrichtung mit der oben erwähnten Konfiguration, gekennzeichnet weiter, dass sie ein Ultraschallsondenvortriebsmittel umfasst, das dazu dient, die Ultraschallsonde mit konstanter Geschwindigkeit in einer zu einer Scanebene senkrechten Richtung zu bewegen.
Bei der zehntens genannten Ultraschalldiagnoseeinrichtung lässt sich die Ultraschallsonde automatisch in einer senkrecht zu der Scanebene verlaufende Richtung bewegen. Auf diese Weise lassen sich dreidimensionale Daten für ein Bild mit verbessertem Kontrast in einem geeigneten Scanebenenabstand unter Aufrechterhaltung einer konstanten Vortriebsgeschwindigkeit der Ultraschallsonde auch für unterschiedliche Objekte oder abgebildete Bereiche erfassen.
Nach ihrem elften Aspekt schafft die Erfindung eine Ultraschalldiagnoseeinrichtung, zu der gehören: eine Ultraschallsonde mit zweidimensionalem Feld; ein Sen de/Empfangsmittel, das dazu dient, die Ultraschallsonde mit zweidimensionalem Feld zu veranlassen, das Innerer eines Objekts in einer Ebene mit einem Ultraschallstrahl zu scannen und anschließend in einem vordefinierten Abstand einen Scanvorgang in einer zu der vorhergehenden Scanebene benachbarten Scanebene durchzuführen; ein Bilderzeugungsmittel zum Erzeugen eines Bildes auf der Grundlage empfangenen Daten, die aus einer Scanebene gewonnen werden; ein Korrelationswertberechnungsmittel, das dazu dient, einen Korrelationswert zwischen Bildern zu berechnen; ein erfassendes Scansteuermittel, um wiederholt mit einem für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel einen Scanvorgang mit einem Ultraschallstrahl durchzuführen, bis ein Korrelationswert zwischen einem anfänglichen Bild und einem aktuellen Bild einen Schwellwert unterschreitet; und ein bildgebendes Scansteuermittel, das, wenn der Korrelationswert den Schwellwert unterschreitet, mit einem Ultraschallstrahl, der einen Pegel aufweist, bei dem das Kontrastmittel zerfällt, ein Bild aufnimmt und die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückgibt.
In dieser Konfiguration ist das "anfängliche Bild" das erste Bild, das erfasst wird, nachdem die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel übergeben wurde. D.h. wenn die Steuerung von dem bildgebenden Scanststeuermittel an das erfassende Scansteuermittel zurückgegeben ist, ist das anfängliche Bild das erste Bild, das danach erfasst wird.
In der elftens genannten Ultraschalldiagnoseeinrichtung wird ein Scanvorgang, wenn eine Bildaufnahme mit einem verhältnismäßig geringen Abstand zwischen Scanebenen wiederholt wird, mit einem Ultraschallstrahl durchgeführt, der einen kontrastmittelunschädlichen Pegel aufweist, da der Korrelationswert zwischen Bildern größer als ein Schwellwert ist, solange der Abstand zu der anfänglichen Scanebene zu gering ist. Dementsprechend wird verhindert, dass Kontrastmittel zerstört wird. Wenn der Abstand zu der anfänglichen Scanebene einen angemessenen Wert erreicht, und der Korrelationswert zwischen Bildern den Schwellwert unterschreitet, wird ein Scanvorgang mit einem Ultraschallstrahl durchgeführt, der einen kontrastmittelschädlichen Pegel aufweist. Auf diese Weise lassen sich dreidimensionale Daten für ein Bild mit verbessertem Kontrast in einem geeigneten Scanebenenabstand während eines Aufrechterhaltens eines konstanten Scanebenenabstands auch für unterschiedliche Objekte oder abgebildete Bereiche erfassen.
Darüber hinaus lässt sich der Scanebenenabstand durch Modifizieren des Schwellwerts einstellen. D.h. die Dichte der dreidimensionalen Daten in einer senkrecht zu der Scanebene verlaufenden Richtung lässt sich einstellen.
Nach ihrem zwölften Aspekt bildet die Erfindung die Ultraschalldiagnoseeinrichtung mit der oben erwähnten Konfiguration, dadurch weiter, dass die Vorrichtung eine Bildgebungsscanebenenabstandsermittlungsvorrichtung umfasst, um einen Scanebenenabstand zu ermitteln, bei dem die bildgebende Scansteuervorrichtung eine Bildaufnahme durchführt; und dass die bildgebende Scansteuervorrichtung nach einem einmaligem Ermitteln eines Scanebenenabstands, ohne die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückzugeben, eine Bildaufnahme in diesem Scanebenenabstand mit einem Ultraschallstrahl durchführt, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist.
Bei der zwölftens genannten Ultraschalldiagnoseeinrichtung wird eine Bildaufnahme nach einem einmaligen Erfassen eines Zeitintervalls nicht mit einem Ultraschallstrahl, der einen für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel aufweist, sondern in dem erfassten Scanebenenabstand mit einem Ultraschallstrahl durchgeführt, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist; und es ist daher keine ständige Berechnung eines Korrelationswerts erforderlich, wodurch der Programmablauf vereinfacht wird.
Nach ihrem dreizehnten Aspekt bildet die Erfindung die Ultraschalldiagnoseeinrichtung mit der oben erwähnten Konfiguration, dadurch weiter, dass das bildgebende Scansteuermittel die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückgibt, nachdem sie M-mal (mit M ≥ 1), ohne die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückzugeben, eine Bildaufnahme mit einem Ultraschallstrahl, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist, in diesem Scanebenenabstand durchgeführt hat.
Bei der dreizehntens genannten Ultraschalldiagnoseeinrichtung führt das Programm eine Bildaufnahme mit einem Ultraschallstrahl mit einem kontrastmittelunschädlichen Pegel durch, und nach M-maligem Durchführen der Bildaufnahme mit einem kontrastmittelschädlichen Ultraschallstrahl wird ein Korrelationswert berechnet; wobei sich das Zeitintervall im Verlauf des Erfassens von dreidimensionalen Daten geeignet korrigieren lässt.
Nach ihrem vierzehnten Aspekt bildet die Erfindung die Ultraschalldiagnoseeinrichtung mit der oben erwähnten Konfiguration, dadurch weiter, dass die Einrichtung ein Bildgebungsscanebenenabstandsermittlungsmittel umfasst, das dazu dient, eine Scanebenenabstand zu ermitteln, in dem die bildgebende Scansteuervorrichtung eine Bildaufnahme durchführt; und dass das bildgebende Scansteuermittel nach N-maligem (N ≥ 2) Ermitteln des Scanebenenabstands, ohne die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückzugeben, bei einem Mittelwert oder Maximalwert des Scanebenenabstands eine Bildaufnahme mit einem Ultraschallstrahl durchführt, der einen kontrastmittelzerstörenden Pegel aufweist.
Bei der vierzehntens genannten Ultraschalldiagnoseeinrichtung wird eine Bildaufnahme nach N-maligem Erfassen eines Zeitintervalls nicht mit einem Ultraschallstrahl, der einen für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel aufweist, sondern mit dem Mittelwert oder Maximalwert des erfassten Zeitintervalls mit einem Ultraschallstrahl durchgeführt, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist; und es ist daher keine ständige Berechnung eines Korrelationswerts erforderlich, wodurch die Verarbeitung vereinfacht wird. Darüber hinaus ist die Zuverlässigkeit erhöht, da der Mittelwert oder Maximalwert des N-mal erfassten Zeitintervalls verwendet wird.
Nach ihrem fünfzehnten Aspekt die Erfindung die Ultraschalldiagnoseeinrichtung mit der oben erwähnten Konfiguration, dadurch weiter, dass das bildgebende Scansteuermittel eine Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückgibt, nach dem sie M-mal (mit M ≥ 1) mit dem Mittelwert oder Maximalwert des Scanebenenabstands, ohne die Steuerung an das erfassende Scansteuermittel zurückzugeben, eine Bildaufnahme mit einem Ultraschallstrahl durchgeführt hat, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist.
Bei der fünfzehntens genannten Ultraschalldiagnoseeinrichtung, kehrt das Programm zu der Durchführung einer Bildaufnahme mit einem Ultraschallstrahl zurück, der einen für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel aufweist, und nach M-maliger Bildaufnahme mit einem Ultraschallstrahl, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist, wird ein Korrelationswert zu berechnet, wobei sich das Zeitintervall im Verlauf des Erfassens von dreidimensionalen Daten geeignet korrigieren lässt.
Nach ihrem sechzehnten Aspekt bildet die Erfindung die Ultraschalldiagnoseeinrichtung mit der oben erwähnten Konfiguration, dadurch weiter, dass das erfassende Scansteuermittel und das bildgebende Scanststeuermittel ein B-Mode-Scannen durchführt.
Bei der Ultraschalldiagnoseeinrichtung des sechzehnten Aspekts lassen sich dreidimensionale Daten für ein B-Mode-Bild mit verbessertem Kontrast in einem geeigneten Scanebenenabstand erfassen.
Nach ihrem siebzehnten Aspekt bildet die Erfindung die Ultraschalldiagnoseeinrichtung mit der oben erwähnten Konfiguration, dadurch weiter, dass das erfassende Scansteuermittel ein B-Mode-Scannen durchführt; und dass das bildgebende Scanststeuermittel einen Scanvorgang basierend auf CFM (Farbflussmapping), PDI (Power-Doppler-Bildgebung), harmonischer Bildgebung oder Kontrastmittelanwendung durchführt.
Bei der siebzehntens genannten Ultraschalldiagnoseeinrichtung können dreidimensionale Daten für ein Bild mit verbessertem Kontrast mittels einer CFM-, PDI-, harmonischen Bildgebung z.B. Phasenumkehrung, oder Kontrastmittelanwendung in einem geeigneten Scanebenenabstand erfasst werden.
Mit der Ultraschalldiagnoseeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung lassen sich dreidimensionale Daten für ein Bild mit verbessertem Kontrast auch für unterschiedliche Ultraschallsondenfortbewegungsgeschwindigkeiten oder Objekte oder abgebildete Bereiche in einem geeigneten Scanebenenabstand erfassen.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, in den beigefügte Zeichnungen veranschaulichten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Strukturbild einer Ultraschalldiagnoseeinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
2 zeigt ein Flussdiagramm eines Programmablaufs zum Gewinnen von dreidimensionalen Daten mit verbessertem Kontrast, wie er durch die Ultraschalldiagnoseeinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird.
3 zeigt ein veranschaulichendes Diagramm, das die Position einer Scanebene veranschaulicht, die einem anfänglichen Bild entspricht.
4 zeigt in einem veranschaulichenden Diagramm die Position von Scanebenen, die dem anfänglichen Bild und einem aktuellen Bild entsprechen.
5 zeigt in einem veranschaulichenden Diagramm die Position einer Scanebene, die mit einem hohen MI-Wert gescannt wird.
6 zeigt in einem veranschaulichenden Diagramm die Position einer Scanebene, die einem neuen anfänglichen Bild entspricht.
7 zeigt in einem veranschaulichenden Diagramm den Abstand für Scanebenen, die mit einem hohen MI-Wert gescannt werden.
8 zeigt ein Vorstellungsmodell dreidimensionaler kontrastverbesserter Daten.
9 zeigt ein Flussdiagramm eines Programmablaufs zum Gewinnen dreidimensionaler Daten mit verbessertem Kontrast, wie er durch die Ultraschalldiagnoseeinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird.
10 zeigt ein Flussdiagramm eines Programmablaufs zum Gewinnen von dreidimensionalen Daten mit verbessertem Kontrast, wie er durch die Ultraschalldiagnoseeinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird.
11 zeigt ein Konfigurationsdiagramm einer Ultraschalldiagnoseeinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
12 zeigt ein Flussdiagramm eines Programmablaufs zum Gewinnen von dreidimensionalen Daten mit verbessertem Kontrast, wie er durch die Ultraschalldiagnoseeinrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird.
13 zeigt ein Strukturbild einer Ultraschalldiagnoseeinrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
14 zeigt ein Flussdiagramm eines Programmablaufs zum Gewinnen dreidimensionaler Daten mit verbessertem Kontrast, wie er durch die Ultraschalldiagnoseeinrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel durchgeführt wird.
15 zeigt ein veranschaulichendes Diagramm, das die Position einer Scanebene veranschaulicht, die einem anfänglichen Bild entspricht.
16 zeigt in einem veranschaulichenden Diagramm die Position von Scanebenen, die dem anfänglichen Bild und einem aktuellen Bild entsprechen.
17 zeigt in einem veranschaulichenden Diagramm die Position einer Scanebene, die mit einem hohen MI-Wert gescannt wird.
18 zeigt in einem veranschaulichenden Diagramm die Position einer Scanebene, die einem neuen anfänglichen Bild entspricht.
19 zeigt in einem veranschaulichenden Diagramm einen Abstand für Scanebenen, die mit einem hohen MI-Wert gescannt werden.
20 zeigt ein Vorstellungsmodell dreidimensionaler kontrastverbesserter Daten.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird nun im folgenden anhand von in den beigefügten Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 zeigt in einem Konfigurationsdiagramm eine Ultraschalldiagnoseeinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Zu der Ultraschalldiagnoseeinrichtung 100 gehören: eine Ultraschallsonde 1, ein Sende/Empfangsabschnitt 2, der dazu dient, die Ultraschallsonde 1 zu veranlassen, das Innere eines Objekts auf in einer Ebene mit einem Ultraschallstrahl zu scannen, ein Bilderzeugungsabschnitt zum Erzeugen eines Bildes auf der Grundlage empfangener Daten, die aus einer Scanebene gewonnen werden, ein Bildwiedergabeabschnitt 4 zum Wiedergeben eines Bildes, ein Datenspeicherungsabschnitt 5 zum Speichern von Bildern und dreidimensionalen Daten, ein Steuerabschnitt 6, der dazu dient, den gesamten Betrieb zu steuern, und einen Eingabeabschnitt 7, der es einem Anwender ermöglicht, einen Schwellwert festzulegen und Befehle einzugeben.
Der Steuerabschnitt 6 enthält einen low-MI-Scansteuerabschnitt 6L, der dafür zuständig ist, dass ein Scanvorgang mit einem ausreichend niedrigen MI-Wert (mechanischem Index) durchgeführt wird, bei dem Kontrastmittel nicht zerstört wird, einen high-MI-Scansteuerabschnitt 6H, der dafür zuständig ist, dass ein Scanvorgang mit einem ausreichend hohen MI-Wert durchgeführt wird, um Kontrastmittel zu zerstören, und einen Korrelationswertberechnungsabschnitt 6C zum Berechnen eines Korrelationswerts zwischen Bildern.
Der MI-Wert ist ein maximaler Spitzenschalldruck mit negativem Vorzeichen auf einer akustische Achse, der durch einen Referenzschalldruck 1 Mpa normiert ist.
2 zeigt in einem Flussdiagramm ein erstes Beispiel eines durch die Ultraschalldiagnoseeinrichtung 100 durchgeführten Programmablaufs zum Gewinnen von dreidimensionalen Daten mit verbessertem Kontrast.
Der Anwender injiziert Kontrastmittel in ein Objekt, legt die Ultraschallsonde 1 an das Objekt an, aktiviert den Programmablauf zum Gewinnen von dreidimensionalen Daten mit verbessertem Kontrast und bewegt anschließend langsam die Ultraschallsonde 1 in eine Richtung (z-Richtung), die senkrecht zu deren Scanebene (x-y-Ebene) verläuft.
In Schritt S1 führt der low-MI-Scansteuerabschnitt 6L ein B-Mode-Scannen mit einem ausreichend niedrigen MI-Wert durch, bei dem Kontrastmittel nicht zerstört wird, der Bilderzeugungsabschnitt 3 erzeugt ein B-Mode-Bild und der Datenspeicherungsabschnitt 5 speichert das B-Mode-Bild als ein anfängliches Bild.
3 zeigt die Position einer Scanebene p1, die dem anfänglichen Bild entspricht.
In Schritt S2 wartet der 1ow-MI-Scansteuerabschnitt 6L eine vorgegebene Zeitspanne, führt einen B-Mode-Scanvorgang mit einem ausreichend niedrigen MI-Wert durch, bei dem Kontrastmittel zerfällt, der Bilderzeugungsabschnitt 3 erzeugt ein B-Mode-Bild und der Datenspeicherungsabschnitt 5 speichert das B-Mode-Bild als ein aktuelles Bild.
In Schritt S3 berechnet der Korrelationswertberechnungsabschnitt 6C einen Korrelationswert zwischen dem anfänglichen Bild und dem aktuellen Bild.
In Schritt S4 kehrt der low-MI-Scansteuerabschnitt 6L zurück zu Schritt S2, falls der Korrelationswert nicht kleiner ist als ein Schwellwert, und geht zu Schritt S5, falls der Korrelationswert kleiner ist als der Schwellwert.
Wie in 4(a) gezeigt, ist der Korrelationswert, wenn die dem anfänglichen Bild entsprechende Position der Scanebene p1 und die dem aktuellen Bild entsprechende Position einer Scanebene p2 nahe beieinander liegen, nicht kleiner als der Schwellwert, und das Programm kehrt zu Schritt S2 zurück.
Wie in 4(b) gezeigt, ist der Korrelationswert, wenn die dem anfänglichen Bild entsprechende Position der Scanebene p1 und die dem aktuellen Bild entsprechende Position einer Scanebene pi geeignet voneinander getrennt liegen, kleiner als der Schwellwert, und das Programm geht zu Schritt S2.
In Schritt S5 führt der high-MI-Scansteuerabschnitt 6H einen auf B-Mode, CFM oder PDI basierenden Scannvorgang mit einem ausreichend hohen MI-Wert durch, so dass Kontrastmittel zerstört wird, der Bilderzeugungsabschnitt 3 erzeugt ein B-Mode-, CFM- oder PDI-Bild, und der Datenspeicherungsabschnitt 5 speichert das B-Mode-, CFM- oder PDI-Bild als Ausgangsdaten für dreidimensionale Daten mit verbessertem Kontrast.
5 zeigt die Position einer mit einem hohen MI-Wert gescannten Scanebene P1.
In Schritt S11 weist der Datenspeicherungsabschnitt 5, falls kein Befehl zum Beenden des Erfassens ausgegeben ist, die Steuerabschnitt 6 an, ein Bild, das durch einen nächsten Scanvorgang durch den low-MI-Scansteuerabschnitt 6L erzeugt wird, als ein aktuelles Bild zu speichern, und kehrt zu Schritt S1 zurück. Falls ein Befehl zum Beenden des Erfassens ausgegeben ist, wird das Programm beendet.
6 zeigt die Position einer Scanebene p1, die einem neuen anfänglichen Bild nach einer Rückkehr zu Schritt S1 entspricht.
Mittels des Programms ist es daher möglich, wie in 7 gezeigt, einen Scanvorgang mit hohem MI für Scanebenen P1, P2, P3, ... in geeigneten Abständen auch für eine andere Ultraschallsondenvortriebsgeschwindigkeit 1 oder für ein anderes Objekt oder einen anderen abzubildenden Bereich durchzuführen.
Der Datenspeicherungsabschnitt 5 ist daher in der Lage auf geeignete Weise dreidimensionale Daten TD, wie sie in 8 gezeigt sind, mit verbessertem Kontrast zu gewinnen.
Darüber hinaus lässt sich der Abstand zwischen den Scanebenen P1, P2, P3, ... (d. h. die Dichte der dreidimensionalen Daten TD mit verbessertem Kontrast in einer zu einer Scanebene senkrechten Richtung) durch Modifizierung des Schwellwerts einstellen.
Zweites Ausführungsbeispiel
9 zeigt in einem Flussdiagramm ein zweites Beispiel eines Programmablaufs zum Gewinnen von dreidimensionalen Daten mit verbessertem Kontrast durch die Ultraschalldiagnoseeinrichtung 100.
Die in diesem Programmablauf verwendete Anzahl von Wiederholungen n (≥ 1) wird im Voraus durch den Anwender spezifiziert.
In Schritt SO initialisiert der Steuerabschnitt 6 einen Wiederholungszähler k = 0.
Die Schritte S1–S5 ähneln den in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Schritten.
In Schritt S6 geht der Steuerabschnitt 6 zu Schritt S7, falls die Bedingung k ≥ n + 1 zutrifft, und zu Schritt S8 falls k ≥ n + 1 zutrifft.
In Schritt S7 inkrementiert der Steuerabschnitt 6 den Wiederholungszähler k. Das Programm kehrt anschließend zu Schritt S1 zurück.
In Schritt S8 gewinnt der Steuerabschnitt 6 einen Mittelwert (oder Maximalwert) der Zeitintervalle, bei denen Bilder mit einem hohen MI-Wert eingefangen werden. Falls n = 1 spezifiziert wurde, wird lediglich ein Zeitintervall erfasst, und dieses wird als der Mittelwert (und Maximalwert) verwendet.
In Schritt S10 führt der high-MI-Scansteuerabschnitt 6H einen auf B-Mode, CFM oder PDI basierenden Scanvorgang mit einem hohen MI-Wert mit dem in Schritt 58 erfassten Zeitintervall-Mittelwert (oder -Maximalwert) durch, der Bilderzeugungsabschnitt 3 erzeugt ein B-Mode-, CFM- oder PDI-Bild, und der Datenspeicherungsabschnitt 5 speichert das B-Mode-, CFModer PDI-Bild als Ausgangsdaten für dreidimensionale Daten mit verbessertem Kontrast.
In Schritt S11 kehrt der Steuerabschnitt 6, falls ein Befehl zum Beenden des Erfassens nicht ausgegeben ist, zu Schritt S10 zurück. Falls ein Befehl zum Beenden des Erfassens ausgegeben ist, wird das Programm beendet.
Mittels des Programms ist es daher möglich, dreidimensionale Daten mit verbessertem Kontrast auch für eine andere Ultraschallsondenvortriebsgeschwindigkeit 1 oder für ein anderes Objekt oder einen anderen abzubildenden Bereich auf geeignete Weise zu erfassen, da ein Scanvorgang mit hohem MI in einem angemessenen Scanebenenabstand durchgeführt wird. Darüber hinaus ist die Systembelastung minimiert, da die Korre lationswertberechnung lediglich für die ersten n Male durchgeführt wird.
Drittes Ausführungsbeispiel
10 zeigt in einem Flussdiagramm ein drittes Beispiel eines Programmablaufs zum Gewinnen dreidimensionaler Daten mit verbessertem Kontrast durch die Ultraschalldiagnoseeinrichtung 100.
Die in diesem Programmablauf verwendeten Anzahlen von Wiederholungen n (≥ 1) und M (≥ 1) werden im Voraus durch den Anwender spezifiziert.
Die Schritte S0–S8 ähneln den in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschriebenen Schritten.
In Schritt S9 initialisiert der Steuerabschnitt 6 einen Wiederholungszähler q = 1.
In Schritt S10 führt der high-MI-Scansteuerabschnitt 6H einen auf B-Mode, CFM oder PDI basierenden Scanvorgang mit einem hohen MI-Wert mit dem in Schritt S8 erfassten Zeitintervall-Mittelwert (oder -Maximalwert) durch, der Bilderzeugungsabschnitt 3 erzeugt ein B-Mode-, CFM- oder PDI-Bild, und der Datenspeicherungsabschnitt 5 speichert das 8-Mode-, CFM- oder PDI-Bild als Ausgangsdaten für dreidimensionale Daten mit verbessertem Kontrast.
In Schritt S11 geht der Steuerabschnitt 6, falls ein Befehl zum Beenden des Erfassens nicht ausgegeben ist, zu Schritt 512. Falls ein Befehl zum Beenden des Erfassens ausgegeben ist, wird das Programm beendet.
In Schritt S12 geht der Steuerabschnitt 6 zu Schritt 513, falls q ≥ M nicht zutrifft, und kehrt zu Schritt SO zurück, falls q ≥ M zutrifft.
In Schritt S13 inkrementiert der Steuerabschnitt 6 den Wiederholungszähler q. Das Programm kehrt anschließend zu Schritt S10 zurück.
Mittels des Programms ist es daher möglich, dreidimensionale Daten mit verbessertem Kontrast auch für eine andere Ultraschallsondenfortbewegungsgeschwindigkeit 1 oder für ein anderes Objekt oder einen anderen abzubildenden Bereich auf geeignete Weise zu erfassen, da ein Scanvorgang mit hohem MI in einem angemessenen Scanebenenabstand durchgeführt wird. Darüber hinaus ist die Systembelastung minimiert, da die Korrelationswertberechnung, während der Durchführung von M Scanvorgängen mit einem hohen MI-Wert nicht durchgeführt wird. Außerdem nimmt das Programm die Verarbeitung wieder auf, um eine Bildaufnahme mit einem niedrigen MI-Wert durchzuführen und nach den M Scanvorgängen mit einem hohen MI-Wert einen Korrelationswert zu berechnen, und das Zeitintervall lässt sich daher im Verlauf des Erfassens von dreidimensionalen Daten geeignet korrigieren.
Viertes Ausführungsbeispiel
11 zeigt in einem Konfigurationsdiagramm eine Ultraschalldiagnoseeinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
Die Ultraschalldiagnoseeinrichtung 400 ist im Wesentlichen identisch mit der Ultraschalldiagnoseeinrichtung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, mit dem Unterschied, dass die Ultraschallsonde 1 mit einem Positionssensor 8 ausgestattet ist.
12 zeigt in einem Flussdiagramm einen Programmablauf zum Gewinnen von dreidimensionalen Daten mit verbessertem Kontrast durch die Ultraschalldiagnoseeinrichtung 400.
In Schritt SO initialisiert der Steuerabschnitt 6 einen Wiederholungszähler k = 0.
In Schritt S1 führt der low-MI-Scansteuerabschnitt 6L ein B-Mode-Scannen mit einem niedrigen MI-Wert durch, der Bilderzeugungsabschnitt 3 erzeugt ein B-Mode-Bild und der Datenspeicherungsabschnitt 5 speichert das B-Mode-Bild als ein anfängliches Bild.
3 zeigt die Position einer dem anfänglichen Bild entsprechenden Scanebene p1.
In Schritt S2' wartet der low-MI-Scansteuerabschnitt 6L, bis der Positionssensor 8 einen vorgegebenen Abstand zu der vorhergehenden Scanebene erfasst, und führt einen B-Mode- Scanvorgang mit einem niedrigen MI-Wert durch, der Bilderzeugungsabschnitt 3 erzeugt ein B-Mode-Bild und der Datenspeicherungsabschnitt 5 speichert das B-Mode-Bild als ein aktuelles Bild.
In Schritt S3 berechnet der Korrelationswertberechnungsabschnitt 6C einen Korrelationswert zwischen dem anfänglichen Bild und dem aktuellen Bild.
In Schritt S4 kehrt der low-MI-Scansteuerabschnitt 6L zurück zu Schritt S2', falls der Korrelationswert nicht kleiner ist als ein Schwellwert, und geht zu Schritt S5, falls der Korrelationswert kleiner ist als der Schwellwert.
In Schritt S5 führt der high-MI-Scansteuerabschnitt 6H einen auf B-Mode, CFM oder PDI basierenden Scannvorgang mit einem hohen MI-Wert durch, der Bilderzeugungsabschnitt 3 erzeugt ein B-Mode-, CFM- oder PDI-Bild, und der Datenspeicherungsabschnitt 5 speichert das B-Mode-, CFM- oder PDI-Bild als Ausgangsdaten für dreidimensionale Daten mit verbessertem Kontrast.
In Schritt S6 geht der Steuerabschnitt 6 zu Schritt S7, falls die Bedingung k ≥ n + 1 zutrifft, und zu Schritt S8 falls k ≥ n + 1 zutrifft.
In Schritt S7 inkrementiert der Steuerabschnitt 6 einen Wiederholungszähler k. Das Programm kehrt anschließend zu Schritt S1 zurück.
In Schritt S8' gewinnt der Steuerabschnitt 6 einen Mittelwert (oder Maximalwert) der Scanebenenabstände, bei denen Bilder mit einem hohen MI-Wert eingefangen werden. Falls n = 1 spezifiziert wurde, wird lediglich ein Scanebenenabstand erfasst, und dieser wird als der Mittelwert (und Maximalwert) verwendet.
In Schritt S9 initialisiert der Steuerabschnitt 6 einen Wiederholungszähler mit dem Wert q = 1.
In Schritt S10' führt der high-MI-Scansteuerabschnitt 6H einen auf B-Mode, CFM oder PDI basierenden Scanvorgang mit einem hohen MI-Wert mit dem in Schritt S8' erfassten Zeitintervall-Mittelwert (oder -Maximalwert) durch, der Bilderzeugungsabschnitt 3 erzeugt ein B-Mode-, CFM- oder PDI-Bild, und der Datenspeicherungsabschnitt 5 speichert das B-Mode-, CFM- oder PDI-Bild als Ausgangsdaten für dreidimensionale Daten mit verbessertem Kontrast.
In Schritt S11 geht der Steuerabschnitt 6, falls ein Befehl zum Beenden des Erfassens nicht ausgegeben ist, zu Schritt S12. Falls ein Befehl zum Beenden des Erfassens ausgegeben ist, wird das Programm beendet.
In Schritt S12 geht der Steuerabschnitt 6 zu Schritt 513, falls q ≥ M nicht zutrifft, und kehrt zu Schritt SO zurück, falls q ≥ M zutrifft.
In Schritt S13 inkrementiert der Steuerabschnitt 6 den Wiederholungszähler q. Das Programm kehrt anschließend zu Schritt S10' zurück.
Mittels des Programms ist es daher möglich, dreidimensionale Daten mit verbessertem Kontrast auch für eine andere Ultraschallsondenvortriebsgeschwindigkeit 1 oder für ein anderes Objekt oder einen anderen abzubildenden Bereich auf geeignete Weise zu erfassen, da ein Scanvorgang mit hohem MI in einem angemessenen Scanebenenabstand durchgeführt wird.
Obwohl 12 entsprechend 10 dargestellt ist, kann diese ohne weiteres abgewandelt werden, um 2 oder 9 zu entsprechen.
Fünftes Ausführungsbeispiel
13 zeigt in einem Konfigurationsdiagramm eine Ultraschalldiagnoseeinrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
Die Ultraschalldiagnoseeinrichtung 500 ist im Wesentlichen identisch mit der Ultraschalldiagnoseeinrichtung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, mit dem Unterschied, dass sie eine Ultraschallsonde 10 mit einem zweidimensionalem Feld und einen Steuerabschnitt 6' umfasst, der in der Lage ist, die Position einer Scanebene zu ändern, indem er diese wie ein Klappe elektronisch in einer zu einer Scanebene senkrechten Richtung bewegt.
14 zeigt in einem Flussdiagramm einen Programmablauf zum Gewinnen von dreidimensionalen Daten mit verbessertem Kontrast durch die Ultraschalldiagnoseeinrichtung 500.
Der Anwender injiziert Kontrastmittel in ein Objekt, legt die Ultraschallsonde 10 an das Objekt an, aktiviert den Programmablauf zum Gewinnen von dreidimensionalen Daten mit verbessertem Kontrast und bewegt anschließend elektronisch eine Scanebene (x-y-Ebene) der Ultraschallsonde 10 um eine vorgegebene Winkeldistanz in einer senkrechten Richtung (z-Richtung).
In Schritt S1 führt der low-MI-Scansteuerabschnitt 6L ein B-Mode-Scannen mit einem niedrigen MI-Wert durch, der Bilderzeugungsabschnitt 3 erzeugt ein B-Mode-Bild und der Datenspeicherungsabschnitt 5 speichert das B-Mode-Bild als ein anfängliches Bild.
15 zeigt die Position einer dem anfänglichen Bild entsprechenden Scanebene p1.
In Schritt S2'' ändert der low-MI-Scansteuerabschnitt 6L die Scanebene in eine Scanebene, die in einem vorgegebenen Abstand zu der vorhergehenden angeordnet ist, und führt einen B-Mode-Scanvorgang mit einem niedrigen MI-Wert durch, der Bilderzeugungsabschnitt 3 erzeugt ein B-Mode-Bild und der Datenspeicherungsabschnitt 5 speichert das B-Mode-Bild als ein aktuelles Bild.
In Schritt S3 berechnet der Korrelationswertberechnungsabschnitt 6C einen Korrelationswert zwischen dem anfänglichen Bild und dem aktuellen Bild.
In Schritt S4 kehrt der low-MI-Scansteuerabschnitt 6L zurück zu Schritt S2'', falls der Korrelationswert nicht kleiner ist als ein Schwellwert, und geht zu Schritt 55, falls der Korrelationswert kleiner ist als der Schwellwert.
Wie in 16(a) gezeigt, ist der Korrelationswert, wenn die dem anfänglichen Bild entsprechende Position der Scanebene p1 und die dem aktuellen Bild entsprechende Position einer Scanebene p2 nahe beieinander liegen, nicht kleiner als der Schwellwert, und das Programm kehrt zu Schritt S2'' zurück.
Wie in 16(b) gezeigt, ist der Korrelationswert, wenn die dem anfänglichen Bild entsprechende Position der Scanebene p1 und die dem aktuellen Bild entsprechende Position einer Scanebene pi geeignet voneinander getrennt liegen, kleiner als der Schwellwert, und das Programm geht zu Schritt S2.
In Schritt S5 führt der high-MI-Scansteuerabschnitt 6H einen auf B-Mode, CFM oder PDI basierenden Scannvorgang mit einem hohen MI-Wert durch, der Bilderzeugungsabschnitt 3 erzeugt ein B-Mode-, CFM- oder PDI-Bild, und der Datenspeicherungsabschnitt 5 speichert das B-Mode-, CFM- oder PDI-Bild als Ausgangsdaten für dreidimensionale Daten mit verbessertem Kontrast.
17 zeigt die Position einer mit einem hohen MI-Wert gescannten Scanebene P1.
In Schritt S11 weist der Datenspeicherungsabschnitt 5, falls kein Befehl zum Beenden des Erfassens ausgegeben ist, den Steuerabschnitt 6 an, ein Bild, das durch einen nächsten Scanvorgang durch den low-MI-Scansteuerabschnitt 6L erzeugt wird, als ein aktuelles Bild zu speichern, und kehrt zu Schritt S1 zurück. Falls ein Befehl zum Beenden des Erfassens ausgegeben ist, wird das Programm beendet.
18 zeigt die Position einer Scanebene p1, die einem neuen anfänglichen Bild nach einer Rückkehr zu Schritt S1 entspricht.
Mittels des Programms ist es daher möglich, wie in 19 gezeigt, einen Scanvorgang mit hohem MI für Scanebenen P1, P2, ... in geeigneten Abständen auch für ein anderes Objekt oder einen anderen abzubildenden Bereich durchzuführen.
Der Datenspeicherungsabschnitt 5 ist daher in der Lage, wie in 20 gezeigt, auf geeignete Weise dreidimensionale Daten TD mit verbessertem Kontrast zu gewinnen.
Darüber hinaus lässt sich der Abstand zwischen den Scanebenen P1, P2, ... (d. h. die Dichte der dreidimensionalen Daten TD mit verbessertem Kontrast in einer zu der Scanebene senkrechten Richtung) durch Modifizierung des Schwellwerts einstellen.
Obwohl 14 entsprechend 2 dargestellt ist, kann diese ohne weiteres abgewandelt werden, um 9, 10 oder 12 zu entsprechen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel
Obwohl in dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel ein Fall angenommen ist, in dem die Ultraschallsonde 1 durch den Anwender in einer senkrecht zu der Scanebene verlaufenden Richtung bewegt wird, können auch Mittel zum Vortrieb der Ultraschallsonde verwendet werden, um die Ultraschallsonde 1 mit konstanter Geschwindigkeit mechanisch zu bewegen.
Um dreidimensionale Daten für ein Bild mit verbessertem Kontrast bei einem geeigneten Scanebenenabstand auch für unterschiedliche Ultraschallsondenvortriebsgeschwindigkeiten, Objekte oder abzubildende Bereiche zu erlangen, gehört zu einer Ultraschalldiagnoseeinrichtung: ein Bilderzeugungsabschnitt 3, der dazu dient, auf der Grundlage entgegen genommener Daten, die aus einer Scanebene gewonnen wurden, ein Bild zu erzeugen; ein Korrelationswertberechnungsabschnitt 6C, um einen Korrelationswert zwischen Bildern zu berechnen; einen low-MI-Scansteuerabschnitt 6L, der dazu dient, einen Scanvorgang mit einem geeignet niedrigen MI-Wert, bei dem Kontrastmittel nicht zerfällt, wiederholt durchzuführen, bis ein Korrelationswert zwischen einem anfänglichen Bild und einem aktuellen Bild einen Schwellwert unterschreitet; und ein high-MI-Scansteuerabschnitt 6H, der dazu dient, ein Bild mit einem hohen MR-Wert einzufangen, wenn der Korrelationswert den Schwellwert unterschreitet, so dass Kontrastmittel zerstört wird, und die Steuerung an den low-MI-Scansteuerabschnitt 6L zurückzugeben.
Es lassen sich viele sehr unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Erfindung konfigurieren, ohne von dem Schutzumfang und dem Ziel der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es ist selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung nicht durch die speziellen in der Beschreibung beschriebenen Ausführungsbeispiele, sondern nur durch ihre Definition in den beigefügten Patentansprüchen beschränkt ist.

Claims

Ultraschalldiagnoseeinrichtung, zu der gehören: eine Ultraschallsonde; eine Sende/Empfangseinrichtung, die dazu dient, die Ultraschallsonde zu veranlassen, das Innerer eines Objekts auf eine ebene Weise mit einem Ultraschallstrahl zu scannen; eine Bilderzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Bildes auf der Grundlage empfangener Daten, die aus einer Scanebene gewonnen werden; eine Korrelationswertberechnungsvorrichtung, die dazu dient, einen Korrelationswert zwischen Bildern zu berechnen; eine erfassende Scansteuervorrichtung, um wiederholt mit einem für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel einen Scanvorgang mit einem Ultraschallstrahl durchzuführen, bis ein Korrelationswert zwischen einem anfänglichen Bild und einem aktuellen Bild einen Schwellwert unterschreitet; und eine bildgebende Scansteuervorrichtung, die, wenn der Korrelationswert den Schwellwert unterschreitet, mit einem Ultraschallstrahl, der einen Pegel aufweist, bei dem das Kontrastmittel zerfällt, ein Bild einfängt und die Steuerung an die erfassende Scansteuervorrichtung zurückgibt.
Ultraschalldiagnoseeinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Vorrichtung eine Bildgebungsscanzeitintervallermittlungsvorrichtung umfasst, um ein Zeitintervall zu ermitteln, in dem die bildgebende Scansteuervorrichtung eine Bildaufnahme durchführt, und die bildgebende Scansteuervorrichtung nach einem Ermitteln des Zeitintervalls, ohne die Steuerung an die erfassende Scansteuervorrichtung zurückzugeben, eine Bildaufnahme in diesem Zeitintervall mit einem Ultraschallstrahl durchführt, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist.
Ultraschalldiagnoseeinrichtung nach Anspruch 2, bei dem die bildgebende Scansteuervorrichtung die Steuerung an die erfassende Scansteuervorrichtung zurückgibt, nachdem sie, ohne die Steuerung an die erfassende Scansteuervorrichtung zurückzugeben, M-mal (mit M ≥ 1) Bilder mit einem Ultraschallstrahl aufnimmt, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist, in diesem Zeitintervall durchgeführt hat.
Ultraschalldiagnoseeinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Vorrichtung eine Bildgebungsscanzeitintervallermittlungsvorrichtung umfasst, die dazu dient, ein Zeitintervall zu ermitteln, in dem die bildgebende Scansteuervorrichtung eine Bildaufnahme durchführt, und die bildgebende Scansteuervorrichtung nach N-maligem (N ≥ 2) Ermitteln des Zeitintervalls, ohne die Steuerung an die erfassende Scansteuervorrichtung zurückzugeben, bei einem Mittelwert oder Maximalwert des Zeitintervalls eine Bildaufnahme mit einem Ultraschall strahl durchführt, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist.
Ultraschalldiagnoseeinrichtung nach Anspruch 4, bei der die bildgebende Scansteuervorrichtung eine Steuerung an die erfassende Scansteuervorrichtung zurückgibt, nachdem sie M-mal (mit M ≥ 1) mit dem Mittelwert oder Maximalwert des Zeitintervalls eine Bildaufnahme mit einem Ultraschallstrahl, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist, durchgeführt hat, ohne die Steuerung an die erfassende Scansteuervorrichtung zurückzugeben.
Eine Ultraschalldiagnoseeinrichtung, zu der gehören: eine Ultraschallsonde; eine Ultraschallsondenpositionserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Position der Ultraschallsonde; eine Sende/Empfangseinrichtung, die dazu dient, die Ultraschallsonde zu veranlassen, das Innere eines Objekts auf eine ebene Weise wiederholt mit einem Ultraschallstrahl zu scannen; eine Bilderzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Bildes auf der Grundlage empfangener Daten, die aus einer Scanebene gewonnen werden; eine Korrelationswertberechnungsvorrichtung, die dazu dient, einen Korrelationswert zwischen Bildern zu berechnen; eine erfassende Scansteuervorrichtung, um wiederholt mit einem für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel einen Scanvorgang mit einem Ultraschallstrahl durchzuführen, bis ein Korrelationswert zwischen einem anfänglichen Bild und einem aktuellen Bild einen Schwellwert unterschreitet; eine bildgebende Scansteuervorrichtung, die, wenn der Korrelationswert den Schwellwert unterschreitet, mit einem Ultraschallstrahl, der einen Pegel aufweist, bei dem das Kontrastmittel zerfällt, ein Bild aufnimmt und die Steuerung an die erfassende Scansteuervorrichtung zurückgibt; und eine Bildgebungsscanebenenabstandsermittlungsvorrichtung, um einen Scanebenenabstand zu ermitteln, bei dem die bildgebende Scansteuervorrichtung eine Bildaufnahme mittels der Ultraschallsondenpositionserfassungseinrichtung durchführt; wobei die bildgebende Scansteuervorrichtung nach einem Ermitteln eines Scanebenenabstands eine Bildaufnahme in dem Scanebenenabstand mit einem Ultraschallstrahl durchführt, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist, ohne die Steuerung an die erfassende Scansteuervorrichtung zurückzugeben.
Ultraschalldiagnoseeinrichtung nach Anspruch 6, bei dem die bildgebende Scansteuervorrichtung die Steuerung an die erfassende Scansteuervorrichtung zurückgibt, nachdem sie in diesem Scanebenenabstand M-mal (mit M ≥ 1) eine Bildauf nahme mit einem Ultraschallstrahl, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist, durchgeführt hat, ohne die Steuerung an die erfassende Scansteuervorrichtung zurückzugeben.
Eine Ultraschalldiagnoseeinrichtung, zu der gehören: eine Ultraschallsonde; eine Ultraschallsondenpositionserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Position der Ultraschallsonde; eine Sende/Empfangseinrichtung, die dazu dient, die Ultraschallsonde zu veranlassen, das Innere eines Objekts auf eine ebene Weise wiederholt mit einem Ultraschallstrahl zu scannen; eine Bilderzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Bildes auf der Grundlage entgegen genommener Daten, die aus einer Scanebene gewonnen wurden; eine Korrelationswertberechnungsvorrichtung, die dazu dient, einen Korrelationswert zwischen Bildern zu berechnen; eine erfassende Scansteuervorrichtung, um wiederholt mit einem für das Kontrastmittel unschädlichen Pegel einen Scanvorgang mit einem Ultraschallstrahl durchzuführen, bis ein Korrelationswert zwischen einem anfänglichen Bild und einem aktuellen Bild einen Schwellwert unterschreitet; eine bildgebende Scansteuervorrichtung, die, wenn der Korrelationswert den Schwellwert unterschreitet, mit einem Ultraschallstrahl, der einen Pegel aufweist, bei dem das Kontrastmittel zerfällt, ein Bild aufnimmt und die Steuerung an die erfassende Scansteuervorrichtung zurückgibt; und eine Bildgebungsscanebenenabstandsermittlungsvorrichtung, um einen Scanebenenabstand zu ermitteln, bei dem die bildgebende Scansteuervorrichtung eine Bildaufnahme mittels der Ultraschallsondenpositionserfassungseinrichtung durchführt; wobei die bildgebende Scansteuervorrichtung nach N-maligem (≥ 2) Ermitteln des Scanebenenabstands, ohne die Steuerung an die erfassende Scansteuervorrichtung zurückzugeben, eine Bildaufnahme bei einem Mittelwert oder Maximalwert des Scanebenenabstands mit einem Ultraschallstrahl durchführt, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist.
Ultraschalldiagnoseeinrichtung nach Anspruch 8, bei dem die bildgebende Scansteuervorrichtung die Steuerung an die erfassende Scansteuervorrichtung zurückgibt, nachdem sie mit dem Mittelwert oder Maximalwert des Scanebenenabstands M-mal (mit M ≥ 1) eine Bildaufnahme mit einem Ultraschallstrahl durchführt, der einen Kontrastmittel zerstörenden Pegel aufweist, durchgeführt hat, ohne die Steuerung an die erfassende Scansteuervorrichtung zurückzugeben.
Ultraschalldiagnoseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 6 und 8, zu der ferner gehört: eine Ultraschall sondenfortbewegungsvorrichtung, die dazu dient, die Ultraschallsonde mit konstanter Geschwindigkeit in einer zu einer Scanebene senkrechten Richtung zu bewegen.
Ultraschalldiagnoseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 6 und 8, bei der die erfassende Scansteuervorrichtung und die bildgebende Scansteuervorrichtung ein B-Mode-Scannen durchführen.
Ultraschalldiagnoseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 6 und 8, bei der die erfassende Scansteuervorrichtung ein B-Mode-Scannen durchführt, und die bildgebende Scansteuervorrichtung eine auf CFM Farbflussmapping), PDI (Power-Doppler-Bildgebung), harmonischer Bildgebung oder Kontrastmittelanwendung basierendes Scannen durchführt.