DE112007002742T5

DE112007002742T5 - Sonographische Vorrichtung

Info

Publication number: DE112007002742T5
Application number: DE112007002742T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Toon Fukukita; Hisashi Toon Akiyama
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2009-10-08
Also published as: WO2008069021A1; JPWO2008069021A1; US8834373B2; US20100022890A1; CN101547649A; JP5186389B2; CN101547649B

Abstract

Sonographische Vorrichtung mit:
einer Matrixanordnung, in der Ultraschallwandler zumindest zweidimensional angeordnet sind,
einem Transmissionsstrahlformer zum Treiben der Matrixanordnung, so dass ein Ultraschallstrahl zum Abtasten einer Mehrzahl von interessierenden Bereichen eines vorgegebenen 3D-Raums erzeugt wird,
einem Empfangsstrahlformer zur Erzeugung einer Mehrzahl von Strahlformungssignalen entsprechend den jeweiligen interessierenden Bereichen in Übereinstimmung mit dem Empfangssignal der Matrixanordnung durch die Reflexionswellen von der Mehrzahl von interessierenden Bereichen,
einer Signalverarbeitungseinheit zur Verarbeitung der von dem Empfangsstrahlformer erzeugten Strahlformungssignale und folglich zum Erzeugen von jedem der aufbereiteten Bilder der Mehrzahl von interessierenden Bereichen, wobei ein Betrachtungspunkt für jeden der interessierenden Bereiche als Standard festgelegt ist,
einer Anzeigeeinheit zur parallelen Darstellung der Mehrzahl von aufbereiteten Bildern, die durch die Signalverarbeitungseinheit erzeugt wurden,
Mitteln zum Festlegen der Mehrzahl von interessierenden Bereichen, die von dem Transmissionsstrahlformer abgetastet werden, durch eine Betätigung von außen und
Mitteln zum Festlegen des Betrachtungspunkts, an dem die...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine sonographische oder Ultraschallvorrichtung zur Darstellung von 3D-Daten (dreidimensionalen Daten).
STAND DER TECHNIK
Die Ultraschalldaten in der sonographischen Vorrichtung werden gewöhnlich als ein Rahmen erhalten, und jeder Rahmen entspricht der Scannbewegung des von einer Wandleroberfläche ausgesendeten Ultraschallstrahls. Die Scannbewegung des Ultraschallstrahls wird typischerweise erhalten, indem eine Mehrzahl von Abtastlinien entlang einer Abtastfläche erzeugt wird. Die Gruppe der Abtastlinien bildet typischerweise eine sogenannte ”Schicht”. Die Schicht entspricht typischerweise einem Rahmen. Beispielsweise konfigurieren bei einer 3D-Abtastung (Volumenabtastung) die vielen Schichten den Rahmen.
Bei einer zweidimensionalen (2D) Matrixsonde wird eine 3D-Form als die Gruppe der vielen Schichten (Rahmen) gebildet. Diese vielen Schichten erzeugen die Ultraschalldaten für ein von den Schichten eingenommenes Volumen. Wenn alle für ein gegebenes Volumen gesammelten Daten verarbeitet werden, wird die Rechenbelastung groß, wodurch die Rahmenrate der gesammelten Daten verringert wird. Demgemäß bestand ein dringender Bedarf an der Verwirklichung eines Systems, das 3D-Daten darstellt, ohne dass die Verarbeitung aller Daten erforderlich wäre.
Eine Vorrichtung, die diesen Bedarf erfüllt, ist eine sonographische Vorrichtung, die folgendes aufweist: eine 2D-Matrixsonde, eine Systemsteuervorrichtung zum Bestimmen von mindestens zwei Ultraschallschichten, die einem gewünschten Ultraschallbild entsprechen, einen Abtastwandler zum Erhalten des gewünschten Ultraschallbilds anhand der von mindestens zwei Ultraschallschichten erhaltenen Daten und eine Anzeige zur Darstellung des gewünschten Ultraschallbilds (siehe beispielsweise das folgende Patentdokument 1).

Patentdokument 1: PCT-basierte japanische Patentanmeldung 2004-530502 (Absätze 0016 bis 0032).

Bei der vorstehend erwähnten herkömmlichen sonographischen Vorrichtung trat jedoch das Problem auf, dass das gewünschte Ultraschallbild nur als Schicht erhalten werden konnte.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Zum Lösen der voranstehend erwähnten Probleme wird die vorliegende Erfindung vorgeschlagen, und ihre Aufgabe besteht darin, eine sonographische Vorrichtung bereitzustellen, die ein aufbereitetes Bild für jeden von einer Mehrzahl von interessierenden Bereichen eines 3D-Raums erhalten kann.
Zum Lösen der voranstehend erwähnten Aufgabe weist die sonographische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung folgendes auf: eine Matrixanordnung, in der Ultraschallwandler zumindest zweidimensional angeordnet sind, einen Transmissionsstrahlformer zum Treiben der Matrixanordnung, so dass ein Ultraschallstrahl zum Abtasten einer Mehrzahl von interessierenden Bereichen eines vorgegebenen 3D-Raums erzeugt wird, einen Empfangsstrahlformer zur Erzeugung einer Mehrzahl von Strahlformungssignalen, die den jeweiligen interessierenden Bereichen entsprechen, in Übereinstimmung mit dem Empfangssignal der Matrixanordnung durch die Reflexionswellen von der Mehrzahl von interessierenden Bereichen, eine Signalverarbeitungseinheit zur Verarbeitung der von dem Empfangsstrahlformer erzeugten Strahlformungssignale und folglich zum Erzeugen von jedem der aufbereiteten Bilder der Mehrzahl von interessierenden Bereichen, wobei ein Betrachtungspunkt für jeden der interessierenden Bereiche als Standard festgelegt ist, eine Anzeigeeinheit zur parallelen Darstellung der Mehrzahl von aufbereiteten Bildern, die durch die Signalverarbeitungseinheit erzeugt wurden, Mittel zum Festlegen der Mehrzahl von interessierenden Bereichen, die von dem Transmissionsstrahlformer abzutasten sind, durch eine Betätigung von außen und Mittel zum Festlegen des Betrachtungspunkts, an dem die Signalverarbeitungseinheit das aufbereitete Bild für jeden der interessierenden Bereiche erzeugt, wobei es mit dem Transmissionsstrahlformer möglich ist, eine schnellere Abtastung auszuführen als in einem Fall, in dem der gesamte 3D-Raum abgetastet wird.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich, das aufbereitete Bild des Volumens für jeden der Mehrzahl von interessierenden Bereichen des 3D-Raums zu erhalten.
Überdies weist bei der sonographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Steuereinheit Mittel auf, um einen Längsschnitt für jeden der interessierenden Bereiche durch Betätigung von außen auszuwählen und mindestens einen Betrachtungspunkt auf einer Normalen von jedem der ausgewählten Längsschnitte festzulegen.
Mit dieser Konfiguration wird es einfach, die Betrachtungspunkte festzulegen, wenn die aufbereiteten Bilder der Volumina für die Mehrzahl von interessierenden Bereichen des 3D-Raums erhalten werden.
Überdies weist bei der sonographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Steuereinheit Mittel zum unabhängig voneinander erfolgenden Festlegen von Testtiefen der Mehrzahl von interessierenden Bereichen durch Betätigung von außen auf.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Abtastgeschwindigkeit des Ultraschallstrahls auf der Grundlage von jeder der Testtiefen für die Mehrzahl von interessierenden Bereichen des 3D-Raums festzulegen. Auf diese Weise ist es möglich, die schnelle Abtastung auszuführen.
Überdies weist bei der sonographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Steuereinheit Mittel zum unabhängig voneinander erfolgenden Festlegen der Volumenraten, bei denen die Mehrzahl von interessierenden Bereichen abgetastet wird, durch Betätigung von außen auf.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich, aus der Mehrzahl von interessierenden Bereichen für den interessierenden Bereich, dessen Zielgrad höher ist, oder den interessierenden Bereich, dessen Bewegung schneller ist, die Volumenrate der Abtastung auf einen höheren Wert zu legen als für die anderen interessierenden Bereiche. Auf diese Weise werden die vorteilhaften diagnostischen Informationen erhalten.
Überdies weist bei der sonographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Steuereinheit Mittel auf, welche jede der Abtastgeschwindigkeiten der Mehrzahl von interessierenden Bereichen innerhalb eines Herzschlags durch Betätigung von außen ändern können.
Mit dieser Konfiguration wird innerhalb eines Herzschlags, wenn in der Mehrzahl von interessierenden Bereichen der Spitzenwert der Verschiebungsgeschwindigkeiten in ihren Organisationen für jeden der interessierenden Bereiche verschieden ist, die Abtastgeschwindigkeit des Ultraschallstrahls so gesteuert, dass sie auf der Grundlage des Spitzenwerts von jeder der Verschiebungsgeschwindigkeiten hoch wird. Auf diese Weise werden die vorteilhaften diagnostischen Informationen erhalten.
Überdies weist bei der sonographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Steuereinheit Mittel zum Unterteilen der Mehrzahl von interessierenden Bereichen in jeweilige Teilbereiche durch Betätigung von außen und zum Festlegen einer Abtastreihenfolge der Teilbereiche in dem interessierenden Bereich, so dass die verschiedenen Teilabschnitte in den verschiedenen interessierenden Bereichen sequenziell abgetastet werden, wobei mindestens einer der Teilbereiche eine Abtasteinheit bildet, auf.
Mit dieser Konfiguration wird die Mehrzahl von interessierenden Bereichen parallel abgetastet, wodurch die vorteilhaften diagnostischen Informationen erhalten werden.
Auch erfolgt bei der sonographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Abtastung der Mehrzahl von interessierenden Bereichen synchron mit dem Herzschlag.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Volumenraten der Mehrzahl von interessierenden Bereichen zu dem für den Herzschlag spezifizierten Zeitpunkt zu ändern.
Die vorliegende Erfindung kann eine sonographische Vorrichtung bereitstellen, die bewirkt, dass die Mehrzahl von interessierenden Bereichen des 3D-Raums durch den Ultraschallstrahl abgetastet wird und der Betrachtungspunkt für jeden Abtastbereich unabhängig festgelegt wird und die Mehrzahl von durch die Aufbereitung erhaltenen Bildern parallel dargestellt wird und folglich die aufbereiteten Bilder der Volumina für die Mehrzahl von interessierenden Bereichen des 3D-Raums erhalten werden können, wodurch eine schnellere Abtastung ermöglicht wird als in dem Fall, in dem das Bild des gesamten 3D-Raums erhalten wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1A zeigt einen Zustand der Abtastung durch einen Ultraschallstrahl zusammen mit einem Blockdiagramm einer Konfiguration einer ersten Ausführungsform der sonographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
1B zeigt eine Situation, in der eine Bodenfläche eines Abtastbereichs gemäß der ersten Ausführungsform den Ultraschallstrahl schneidet.
1C zeigt ein Darstellungsbeispiel eines Bilds gemäß der ersten Ausführungsform.
2A zeigt einen Zustand der Abtastung durch einen Ultraschallstrahl gemäß einer zweiten Ausführungsform der sonographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
2B zeigt Zeiten, zu denen eine Mehrzahl von Bereichen abgetastet wird, gemäß der zweiten Ausführungsform.
3A zeigt einen Zustand der Abtastung durch einen Ultraschallstrahl gemäß einer dritten Ausführungsform der sonographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
3B zeigt Zeiten, zu denen eine Mehrzahl von Bereichen abgetastet wird, gemäß der dritten Ausführungsform.
4A zeigt einen Zustand der Abtastung durch einen Ultraschallstrahl gemäß einer vierten Ausführungsform der sonographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
4B zeigt Zeiten, zu denen eine Mehrzahl von Bereichen abgetastet wird, gemäß der vierten Ausführungsform.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend detailliert anhand in der Zeichnung dargestellter bevorzugter Ausführungsformen beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
1A zeigt den Zustand der Abtastung durch den Ultraschallstrahl zusammen mit dem Blockdiagramm der Konfiguration der ersten Ausführungsform der sonographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, 1B zeigt die Situation, in der die Bodenfläche des Abtastbereichs gemäß der ersten Ausführungsform und der Ultraschallstrahl einander schneiden, und 1C zeigt das Darstellungsbeispiel des Bilds gemäß der ersten Ausführungsform.
In 1A besteht eine Matrixanordnung 1 aus vielen Ultraschallwandlern, die zweidimensional angeordnet sind, und sie sind jeweils mit akustischen Teilen (nicht dargestellt) kombiniert und in einem Gehäuse montiert, so dass die Ultraschallsonde gebildet ist. Ein Transmissionsstrahlformer 2 treibt die Matrixanordnung 1 derart, dass der Ultraschallstrahl für das Abtasten der interessierenden Bereiche des vorgegebenen 3D-Raums erzeugt wird. Der ausgesendete Ultraschallstrahl wird innerhalb des Testkörpers reflektiert, und seine Reflexionswelle wird von der Matrixanordnung 1 empfangen. Ein Empfangsstrahlformer 3 führt einen Prozess zum Verstärken und Verzögern des von der Matrixanordnung 1 empfangenen Signals aus und erzeugt die Mehrzahl von Strahlformungssignalen entsprechend den interessierenden Bereichen. Eine Signalverarbeitungseinheit 4 verarbeitet das von dem Empfangsstrahlformer 3 erzeugte Strahlformungssignal und erzeugt folglich das aufbereitete Bild des interessierenden Bereichs mit dem vorgegebenen Betrachtungspunkt als Standard. Eine Anzeigeeinheit 5 stellt das von der Signalverarbeitungseinheit 4 erzeugte aufbereitete Bild dar. Eine Steuereinheit 20 korreliert und steuert den Transmissionsstrahlformer 2, den Empfangsstrahlformer 3 und die Signalverarbeitungseinheit 4 entsprechend der Betätigung von außen.
Die Steuereinheit 20 hat unter anderem folgende Funktionen: eine Funktion zum Einstellen der Mehrzahl von interessierenden Bereichen, die durch den Transmissionsstrahlformer 2 abgetastet werden, durch die Verwendung bekannter Eingabevorrichtungen in der Art einer Tastatur, eines Berührungsfelds und dergleichen, eine Funktion zum Einstellen des Betrachtungspunkts, an dem die Signalverarbeitungseinheit 4 das aufbereitete Bild erzeugt, für jeden der interessierenden Bereiche, und eine Funktion zur parallelen Darstellung der Mehrzahl von durch die Signalverarbeitungseinheit 4 erzeugten aufbereiteten Bildern auf der Anzeigeeinheit 5.
Der Betrieb der wie voranstehend konfigurierten ersten Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben. Durch die in der Steuereinheit 20 enthaltene Eingabevorrichtung (nicht dargestellt) legt ein Benutzer die Mehrzahl von interessierenden Bereichen und den Betrachtungspunkt für jeden der interessierenden Bereiche fest. Die Einstellung dieses Betrachtungspunkts erfolgt durch Auswählen des Längsschnitts, in dem der interessierende Bereich abgetastet wird, und anschließendes Festlegen mindestens eines Betrachtungspunkts auf der Normalen des ausgewählten Längsschnitts. In Reaktion auf die Einstellung der Steuereinheit 20 wird der Ultraschallstrahl in der in 1A dargestellten Matrixanordnung 1 verwendet, um einen Bereich V1 und einen Bereich V2 dreidimensional abzutasten, wobei es sich um die interessierenden Bereiche des 3D-Raums handelt. Der Bereich V1 weist eine Pyramidenform auf, die einen Scheitelpunkt (nicht dargestellt) innerhalb der Matrixanordnung 1 aufweist und repräsentiert ist durch eine rechteckige Bodenfläche 6, die durch schräge Linien angegeben ist, zwei Seiten 11, die durch die langen Seiten und den Scheitelpunkt der Bodenfläche 6 hindurchtreten, und zwei Seiten 12, die durch die kurzen Seiten und den Scheitelpunkt der Bodenfläche 6 hindurchtreten, wobei die Länge der langen Seite der Bodenfläche 6 W1 ist. Dann wird ein Betrachtungspunkt P1 auf der Verlängerungslinie einer Normalen L1 für den später beschriebenen Längsschnitt in der Mitte zwischen den beiden Seiten 11 festgelegt. Ähnlich erzeugt der Bereich V2 eine Pyramidenform, die einen Scheitelpunkt (nicht dargestellt) innerhalb der Matrixanordnung 1 aufweist und repräsentiert ist durch eine rechteckige Bodenfläche 7, die durch schräge Linien angegeben ist, zwei Seiten 13, die durch die langen Seiten und den Scheitelpunkt der Bodenfläche 7 hindurchtreten, und zwei Seiten 14, die durch die kurzen Seiten und den Scheitelpunkt der Bodenfläche 7 hindurchtreten, wobei die Länge der langen Seite der Bodenfläche 7 W2 ist. Dann wird ein Betrachtungspunkt P2 auf der Verlängerungslinie einer Normalen L2 für den später beschriebenen Längsschnitt in der Mitte zwischen den beiden Seiten 13 festgelegt.
In 1B ist auf einer Fläche 8, die von einer gestrichelten Linie auf der Bodenfläche 6 des Bereichs V1 umgeben ist, eine Schnittposition zwischen der Bodenfläche 6 und einem Transmissionsstrahl durch einen schwarzen Kreis angegeben, und Schnittpositionen zwischen der Bodenfläche 6 und 16 (= 4 × 4) von dem Ultraschallstrahl einer Transmission erhaltenen parallelen Empfangsstrahlen sind durch weiße Kreise angegeben. Ähnlich sind bei der Aussendung der Mehrzahl von Transmissionsstrahlen die Positionen, an denen sich die zweidimensional angeordneten parallelen Empfangsstrahlen schneiden, auf der Bodenfläche 6 angegeben. Auch schneiden die jeweiligen Empfangsstrahlen einander an einem Scheitelpunkt A1, und die Empfangsstrahlen, die durch den Scheitelpunkt A1 und die entsprechenden Seiten der Bodenfläche 6 hindurchtreten, bilden den Bereich V1. In diesem Beispiel besteht der Bereich V1 aus vier Schichten. Der Längsschnitt (nicht dargestellt) der Mitten eines Paars der Seiten 11 in dem Bereich V1 schneidet die Bodenfläche 6 auf einer abwechselnd lang und kurz gestrichelten Linie X und schneidet die Normale L1 senkrecht. Die abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie X ist so ausgewählt, dass sie in etwa parallel zur Längsrichtung der Bodenfläche 6 verläuft.
Hier führt die Signalverarbeitungseinheit 4 den folgenden Prozess aus. Wenn der Betrachtungspunkt P1 auf der in 1 dargestellten Normalen L1 unendlich weit entfernt ist, wird für alle Bilddaten D1, D2, D3 und D4, die sich bei Betrachtung von dem Betrachtungspunkt P1 auf derselben Linie befinden, von den Bilddaten, die durch die Empfangsstrahlen entsprechend den Positionen R1, R2, R3 und R4 erhalten werden, an denen die Bodenfläche 6 und die Empfangsstrahlen einander schneiden, eine gewichtete Addition (einschließlich der Addition eines Voxelwerts und der Definition einer Opazität) ausgeführt. Die gewichtete Addition wird an den verschiedenen Tiefen der Empfangsstrahlen ausgeführt. Weil eine ähnliche Operation an jedem der Empfangsstrahlen ausgeführt wird, wird die Aufbereitung des Volumens für den Bereich V1 abgeschlossen und folglich das 3D-Bild erhalten. Ähnlich wird das 3D-Bild für den Bereich V2 erhalten. Auf diese Weise werden auf der Anzeigeeinheit 5, wie in 1C dargestellt ist, ein 3D-Bild 9 des Bereichs V1 und ein 3D-Bild 10 des Bereichs V2 parallel dargestellt.
Auf diese Weise wird gemäß der ersten Ausführungsform der sonographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Mehrzahl von Bereichen des 3D-Raums durch den Ultraschallstrahl abgetastet, und der Betrachtungspunkt wird für jeden der Abtastbereiche unabhängig festgelegt, und die Mehrzahl von Bildern, die durch die Aufbereitung erhalten werden, wird parallel dargestellt. Demgemäß ist es möglich, die aufbereiteten Bilder der Volumina für die Mehrzahl von interessierenden Bereichen des 3D-Raums zu erhalten und auch, verglichen mit dem Fall des Erhaltens des Bilds des gesamten 3D-Raums, eine schnelle Abtastung auszuführen. Weil sich der Betrachtungspunkt von jedem der Abtastbereiche auf der Normalen des Längsschnitts in jedem der Abtastbereiche befindet, ist auch die Positionseinstellung des Betrachtungspunkts einfach.
Es sei nebenbei bemerkt, dass 1B den Fall zeigt, in dem die Anzahl der Transmissionsultraschallstrahlen zu der Bodenfläche 6 in der orthogonalen Richtung 1 ist. Ähnliche Wirkungen können jedoch selbst dann erreicht werden, wenn die Anzahl 2 oder größer ist.
<Zweite Ausführungsform>
2A zeigt den Zustand der Abtastung durch den Ultraschallstrahl gemäß der zweiten Ausführungsform der sonographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und 2B zeigt die Zeiten, zu denen die Mehrzahl von Bereichen gemäß der zweiten Ausführungsform abgetastet wird. Es sei bemerkt, dass die Hardwarekonfigurationen der Matrixanordnung 1, des Transmissionsstrahlformers 2, des Empfangsstrahlformers 3, der Signalverarbeitungseinheit 4, der Anzeigeeinheit 5 und der Steuereinheit 20 jenen gemäß der in 1A dargestellten ersten Ausführungsform gleichen. Demgemäß wird auf ihre Erläuterung und Beschreibung verzichtet.
Gemäß der zweiten Ausführungsform ist das Mittel zum voneinander unabhängig erfolgten Festlegen der Testtiefen der Mehrzahl von interessierenden Bereichen durch die Betätigung von außen in der Steuereinheit 20 installiert. Wenn daher, wie in 2A dargestellt ist, in der Matrixanordnung 1 der Bereich V1 und der Bereich V2 dreidimensional abgetastet werden, wobei die Testtiefe des Bereichs V1 von der Testtiefe des Bereichs V2 verschieden ist, können sie unabhängig voneinander festgelegt werden.
Als nächstes wird hinsichtlich des Betriebs der zweiten Ausführungsform der Abschnitt beschrieben, dessen Konfiguration sich von jener der ersten Ausführungsform unterscheidet. Zuerst wird der Bereich V1 zu einer Abtastzeit TV1 abgetastet. Als nächstes wird der Bereich V2 zu einer Abtastzeit TV2 (< TV1) abgetastet. Diese Abtastungen werden abwechselnd ausgeführt, wie in 2B dargestellt ist.
Weil zu dieser Zeit die Testtiefe des Bereichs V2 geringer ist als jene des Bereichs V1, ist die Empfangszeit kurz. Daher wird die gesamte Abtastzeit kurz, und die Abtastgeschwindigkeit wird hoch. Daher ist dies für die 3D-Darstellung der sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Organisation geeignet.
Auf diese Weise können gemäß der zweiten Ausführungsform der sonographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Testtiefen der Mehrzahl von Bereichen unabhängig festgelegt werden. Demgemäß ist es möglich, die Abtastgeschwindigkeiten der Ultraschallstrahlen auf der Grundlage der jeweiligen Testtiefen für die Mehrzahl von interessierenden Bereichen des 3D-Raums festzulegen und die schnelle Abtastung auszuführen.
<Dritte Ausführungsform>
3A zeigt den Zustand der Abtastung durch den Ultraschallstrahl gemäß der dritten Ausführungsform der sonographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und 3B zeigt die Zeiten, zu denen die Mehrzahl von Bereichen gemäß der dritten Ausführungsform abgetastet wird. Es sei bemerkt, dass die Hardwarekonfigurationen der Matrixanordnung 1, des Transmissionsstrahlformers 2, des Empfangsstrahlformers 3, der Signalverarbeitungseinheit 4, der Anzeigeeinheit 5 und der Steuereinheit 20 jenen gemäß der in 1A dargestellten ersten Ausführungsform gleichen. Demgemäß wird auf ihre Erläuterung und Beschreibung verzichtet.
Gemäß der dritten Ausführungsform sind das Mittel zum voneinander unabhängig erfolgten Festlegen der Volumen raten, bei denen die Mehrzahl von interessierenden Bereichen abgetastet wird, durch die Betätigung von außen und das Mittel zum Ermöglichen, dass die Abtastgeschwindigkeiten der Mehrzahl von interessierenden Bereichen innerhalb eines Herzschlags geändert werden, in der Steuereinheit 20 installiert.
Als nächstes wird hinsichtlich des Betriebs der dritten Ausführungsform der Abschnitt beschrieben, dessen Konfiguration sich von jener der ersten Ausführungsform unterscheidet. Wie in 3A dargestellt ist, werden in der Matrixanordnung 1 der Bereich V1 und der Bereich V2 dreidimensional abgetastet. Bei dieser 3D-Abtastung kann eine Mehrzahl von Pulsen R11, R12 synchron mit dem Herzschlag von einem lebenden Körper erhalten werden. Als die Pulse R11, R12 kann beispielsweise ein von einer Herzwellenform erhaltener R-Wellen-Trigger verwendet werden. Dann wird der Bereich V1 zur Abtastzeit TV1 unmittelbar nach dem Puls R11 zwei Mal abgetastet. Anschließend wird der Bereich V2 zur Abtastzeit TV2 (< TV1) einmal abgetastet. Demgemäß kann die Volumenrate des Bereichs V1 unmittelbar nach dem Puls R11 höher gemacht werden als die Volumenrate des Bereichs V2. Andererseits wird der Bereich V1 unmittelbar vor dem Puls R12 einmal zur Abtastzeit TV1 abgetastet. Als nächstes wird der Bereich V2 zwei Mal zur Abtastzeit TV2 abgetastet. Daher kann die Volumenrate, bei der der Bereich V2 abgetastet wird, unmittelbar vor dem Puls R12 höher gemacht werden als die Volumenrate, bei der der Bereich V1 abgetastet wird.
Auf diese Weise können gemäß der dritten Ausführungsform der sonographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Volumenraten, bei denen die Mehrzahl von Bereichen durch den Ultraschallstrahl abgetastet wird, unabhängig festgelegt werden, wodurch ermöglicht wird, dass die Volumenraten der Mehrzahl von Bereichen zu dem jeweiligen Zeitpunkt des Herzschlags geändert werden. Wenn beispielsweise bei einer Mitralklappe eines Herzens und einer Aortenklappe die Abschnitte beobachtet werden, deren Schließzeiten verschieden sind, ist es möglich, die Volumenraten, bei denen die jeweiligen Bereiche abgetastet werden, zu den Zeiten zu erhöhen, zu denen die jeweiligen Klappen geschlossen sind.
<Vierte Ausführungsform>
4A zeigt den Zustand der Abtastung durch den Ultraschallstrahl gemäß der vierten Ausführungsform der sonographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und 4B zeigt die Zeiten, zu denen die Mehrzahl von Bereichen gemäß der dritten Ausführungsform abgetastet wird. Es sei bemerkt, dass die Hardwarekonfigurationen der Matrixanordnung 1, des Transmissionsstrahlformers 2, des Empfangsstrahlformers 3, der Signalverarbeitungseinheit 4, der Anzeigeeinheit 5 und der Steuereinheit 20 jenen gemäß der in 1A dargestellten ersten Ausführungsform gleichen. Demgemäß wird auf ihre Erläuterung und Beschreibung verzichtet.
Gemäß der vierten Ausführungsform sind das Mittel zum Unterteilen der Mehrzahl von interessierenden Bereichen in die Teilbereiche durch Betätigung von außen und das Mittel, in dem mit mindestens einem Teilbereich als eine Abtasteinheit die Abtastreihenfolge der Teilbereiche in dem interessierenden Bereich festgelegt wird, so dass die verschiedenen Teilbereiche in den verschiedenen interessie renden Bereichen sequenziell abgetastet werden, in der Steuereinheit 20 installiert.
Der detaillierte Betrieb gemäß der vierten Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. Wie in 4A dargestellt ist, werden in der Matrixanordnung 1 der Bereich V1 und der Bereich V2 dreidimensional abgetastet. Der Bereich V1 ist in Teilbereiche a1, a2, a3 und a4 unterteilt. Der Bereich V2 ist in Teilbereiche b1, b2, b3 und b4 unterteilt. Wenn diese Teilbereiche dreidimensional abgetastet werden, werden Pulse R11, R12 synchron mit dem Herzschlag von dem lebenden Körper erhalten. Als die Pulse R11, R12 kann beispielsweise ein von der Herzwellenform erhaltener R-Wellen-Trigger verwendet werden.
Auf diese Weise wird unmittelbar nach dem Puls R11 der Teilbereich b1 zur Abtastzeit Tb1 abgetastet, und der Teilbereich b2 wird zur Abtastzeit Tb2 (= Tb1) abgetastet. Als nächstes wird der Teilbereich a1 zur Abtastzeit Ta1 (> Tb1) abgetastet. Überdies werden der Teilbereich b3 zur Abtastzeit Tb3 (= Tb1) abgetastet und der Teilbereich b4 zur Abtastzeit Tb4 (= Tb1) abgetastet. Als nächstes wird der Teilbereich a2 zur Abtastzeit Ta2 (= Ta1) abgetastet. Auf diese Weise wird die Abtastung des Volumens des Bereichs V2 abgeschlossen. Überdies werden der Teilbereich b1 zur Abtastzeit Tb1 und der Teilbereich b2 zur Abtastzeit Tb2 abgetastet. Als nächstes wird der Teilbereich a3 zur Abtastzeit Ta3 (= Ta1) abgetastet. Überdies werden der Teilbereich b3 zur Abtastzeit Tb3 und der Teilbereich b4 zur Abtastzeit Tb4 abgetastet. Als nächstes wird der Teilbereich a4 zur Abtastzeit Ta4 (= Ta1) abgetastet. Auf diese Weise werden die Abtastungen der Volumina des Bereichs V1 und des Bereichs V2 abgeschlossen. Wie vorstehend erwähnt wurde, kann unmittelbar nach dem Puls R11 die Volumenrate der Abtastung des Bereichs V2 höher gemacht werden als die Volumenrate der Abtastung des Bereichs V1.
Andererseits wird unmittelbar vor dem Puls R12 der Teilbereich b1 zur Abtastzeit Tb1 abgetastet. Anschließend werden der Teilbereich a1 zur Abtastzeit Ta1 und der Teilbereich a2 zur Abtastzeit Ta2 abgetastet. Als nächstes wird der Teilbereich b2 zur Abtastzeit Tb2 abgetastet. Überdies werden der Teilbereich a3 zur Abtastzeit Ta3 und der Teilbereich a4 zur Abtastzeit Ta4 abgetastet. Als nächstes wird der Teilbereich b3 zur Abtastzeit Tb3 abgetastet. Überdies werden der Teilbereich a1 zur Abtastzeit Ta1 und der Teilbereich a2 zur Abtastzeit Ta2 abgetastet. Als nächstes wird der Teilbereich b4 zur Abtastzeit Tb4 abgetastet. Überdies werden der Teilbereich a3 zur Abtastzeit Ta3 und der Teilbereich a4 zur Abtastzeit Ta4 abgetastet. Auf diese Weise werden die Abtastungen der Volumina des Bereichs V1 und des Bereichs V2 abgeschlossen. Wie vorstehend erwähnt wurde, kann unmittelbar vor dem Puls R12 die Volumenrate der Abtastung des Bereichs V1 höher gemacht werden als die Volumenrate der Abtastung des Bereichs V2.
Wie voranstehend erwähnt wurde, ist die vierte Ausführungsform der sonographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung so ausgelegt, dass die Mehrzahl von Bereichen in Teilbereiche zerlegt wird und die Mehrzahl von Bereichen abwechselnd abgetastet wird und die Abtastgeschwindigkeiten der unterteilten Teilbereiche geändert werden und die Volumenraten, bei denen die Mehrzahl von Bereichen durch die Ultraschallstrahlen abgetastet wird, unabhängig festgelegt werden können, wodurch ermöglicht wird, dass die Mehrzahl von Bereichen parallel abgetastet wird und dass die Volumenraten der Mehrzahl von Abtastbereichen zum jeweiligen Zeitpunkt des Herzschlags geändert werden.
Es sei bemerkt, dass in den voranstehend erwähnten jeweiligen Ausführungsformen der Fall beschrieben ist, in dem die als Matrixanordnung konfigurierte Ultraschallsonde verwendet wird, wobei die Ultraschallwandler zweidimensional angeordnet sind. In einem Fall, in dem die 3D-Abtastung möglich ist, kann jedoch selbst dann, wenn eine andere Ultraschallsonde verwendet wird, ein Betrieb ausgeführt werden, der jenem der vorstehend erwähnten Beschreibung ähnelt.
Auch ist in den voranstehend erwähnten jeweiligen Ausführungsformen der Fall beschrieben, in dem die Anzahl der interessierenden Bereiche 2 ist. Es kann jedoch selbst in einem Fall, in dem die Anzahl der interessierenden Bereiche 3 oder größer ist, ein Betrieb ausgeführt werden, der jenem der vorstehend erwähnten Beschreibung ähnelt.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie voranstehend erwähnt wurde, bewirkt die sonographische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, dass das aufbereitete Bild des Volumens für jeden von der Mehrzahl von interessierenden Bereichen des 3D-Raums erhalten werden kann und die schnelle Abtastung, verglichen mit dem Fall, in dem das Bild des gesamten 3D-Raums erhalten wird, möglich wird, weil die Mehrzahl von Bereichen des 3D-Raums durch den Ultraschallstrahl abgetastet wird und die Betrachtungspunkte für die jeweiligen Abtastbereiche unabhängig festgelegt werden und die Mehrzahl von Bildern, die durch die Aufbereitung erhalten werden, parallel dargestellt wird, wobei dies für sonographische Vorrichtungen und dergleichen nützlich ist, bei denen das aufbereitete Bild für jeden von der Mehrzahl von Bereichen des 3D-Raums erhalten wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Sonographische Vorrichtung
Es ist eine Technik zum Verwirklichen einer sonographischen Vorrichtung offenbart, die jeweilige aufbereitete Bilder für eine Mehrzahl von Bereichen eines 3D-Raums erhalten kann. Gemäß der Technik wird eine Matrixanordnung 1 getrieben, so dass ein Transmissionsstrahlformer 2 einen Ultraschallstrahl zur Abtastung einer Mehrzahl von interessierenden Bereichen erzeugt und, wenn ein Empfangsstrahlformer 3 eine Mehrzahl von Strahlformungssignalen, entsprechend den jeweiligen interessierenden Bereichen, erzeugt, eine Signalverarbeitungseinheit 4 in Übereinstimmung mit dem Empfangssignal der Matrixanordnung infolge der Reflexionswelle von den jeweiligen interessierenden Bereichen die Strahlformungssignale verarbeitet und mit einem für jeden der interessierenden Bereiche als Standard festgelegten Betrachtungspunkt jeweilige aufbereitete Bilder der Mehrzahl von interessierenden Bereichen erzeugt und eine Anzeigeeinheit 5 die Mehrzahl von aufbereiteten Bildern parallel darstellt. Zu dieser Zeit führt eine Steuereinheit 20 die Festlegung der Mehrzahl von interessierenden Bereichen und die Festlegung der Betrachtungspunkte der aufbereiteten Bilder durch Betätigung von außen aus.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2004-530502 [0004]

Claims

Sonographische Vorrichtung mit: einer Matrixanordnung, in der Ultraschallwandler zumindest zweidimensional angeordnet sind, einem Transmissionsstrahlformer zum Treiben der Matrixanordnung, so dass ein Ultraschallstrahl zum Abtasten einer Mehrzahl von interessierenden Bereichen eines vorgegebenen 3D-Raums erzeugt wird, einem Empfangsstrahlformer zur Erzeugung einer Mehrzahl von Strahlformungssignalen entsprechend den jeweiligen interessierenden Bereichen in Übereinstimmung mit dem Empfangssignal der Matrixanordnung durch die Reflexionswellen von der Mehrzahl von interessierenden Bereichen, einer Signalverarbeitungseinheit zur Verarbeitung der von dem Empfangsstrahlformer erzeugten Strahlformungssignale und folglich zum Erzeugen von jedem der aufbereiteten Bilder der Mehrzahl von interessierenden Bereichen, wobei ein Betrachtungspunkt für jeden der interessierenden Bereiche als Standard festgelegt ist, einer Anzeigeeinheit zur parallelen Darstellung der Mehrzahl von aufbereiteten Bildern, die durch die Signalverarbeitungseinheit erzeugt wurden, Mitteln zum Festlegen der Mehrzahl von interessierenden Bereichen, die von dem Transmissionsstrahlformer abgetastet werden, durch eine Betätigung von außen und Mitteln zum Festlegen des Betrachtungspunkts, an dem die Signalverarbeitungseinheit das aufbereitete Bild für jeden der interessierenden Bereiche erzeugt, wobei es mit dem Transmissionsstrahlformer möglich ist, eine schnellere Abtastung auszuführen als in einem Fall, in dem der gesamte 3D-Raum abgetastet wird.
Sonographische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit Mittel aufweist, um einen Längsschnitt für jeden der interessierenden Bereiche durch Betätigung von außen auszuwählen und mindestens einen Betrachtungspunkt auf einer Normalen von jedem gewählten Längsschnitt festzulegen.
Sonographische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit Mittel zum unabhängig voneinander erfolgenden Festlegen von Testtiefen der Mehrzahl von interessierenden Bereichen durch Betätigung von außen aufweist.
Sonographische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit Mittel zum unabhängig voneinander erfolgenden Festlegen von Volumenraten, bei denen die Mehrzahl von interessierenden Bereichen abgetastet wird, durch Betätigung von außen aufweist.
Sonographische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit Mittel aufweist, welche die jeweiligen Abtastgeschwindigkeiten der Mehrzahl von interessierenden Bereichen innerhalb eines Herzschlags durch Betätigung von außen ändern können.
Sonographische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit aufweist: Mittel zum Unterteilen der Mehrzahl von interessierenden Bereichen in jeweilige Teilbereiche durch Betätigung von außen und Mittel zum Definieren von mindestens einem der Teilbereiche als eine Abtasteinheit, so dass verschiedene der Teilbereiche in verschiedenen der interessierenden Bereiche sequenziell abgetastet werden, wobei die Abtastreihenfolge der Teilbereiche in den interessierenden Bereichen festgelegt wird.
Sonographische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Abtastung der Mehrzahl von interessierenden Bereichen mit einem Herzschlag synchronisiert ist.