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专利名称：超声波观测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种超声波观测装置，特别是涉及一种能够生成被检体的血流图像的 超声波观测装置。
背景技术：
以往，广泛使用着如下的超声波观测装置向作为被检体的生物体内发送超声波， 接收超声波在作为该生物体内的被检查部位的生物体组织反射的反射波，由此能够得到该 生物体的断层图像以及该断层图像的关心区域内的血流图像。另外，例如在手术操作者等 进行病变的深达度的观测或脏器内部的状态的观察等时使用由上述超声波观测装置得到 的生物体的断层图像和血流图像。并且，作为具有这种功能的装置，例如提出了美国专利第 6419632号的超声波诊断装置。根据美国专利第6419632号，公开了如下结构在超声波诊断装置中，向被检体发 送具有宽频带频率特性的超声波脉冲，对该超声波脉冲在该被检体反射的回波信号进行规 定的信号处理，由此能够获取在该被检体内存在的微小血管的血流图像。但是，在美国专利第6419632号的超声波诊断装置中，有时由于在将所获取的微 小血管的血流图像可视化时(对回波信号)进行的信号处理，会导致在实际可视化得到的 血流图像中发生渗色(滲^ )。其结果，根据美国专利第6419632号的超声波诊断装置，产 生如下问题在可视化得到的血流图像中难以辨别微小血管的分支状态。另一方面，作为根据微小血管中的血流速度以及微小血管的结构来提高血流图像 的描绘能力的方法，例如考虑将该血流图像的显示色彩调整为最佳色彩的方法。但是，在以 手动的方式进行这种显示色彩的调整的情况下，需要对向被检体发送的超声波脉冲的频率 特性进行调整使得该显示色彩成为合适的色彩，因此其结果导致对操作者施加了过度的负 担。本发明是鉴于上述情形而完成的，其目的在于提供一种与以往相比能够提高微小 血管的检测能力以及描绘能力的超声波观测装置。

发明内容
一种超声波观测装置，将向被检体发送的声波输出信号的反射信号作为电信号进 行接收，并且对该电信号实施各种信号处理，由此能够生成上述被检体的血流图像，该超声 波观测装置具备发送频率切换部，其将向上述被检体发送的上述声波输出信号的频带切 换为与在操作指示部中所选择的上述血流图像的显示模式与分辨率的组合相应的频带；第 一空间滤波器，其与由上述发送频率切换部进行的频带的切换连动地进行用于抑制上述电 信号中包含的噪声成分的第一滤波处理；以及第二空间滤波器，其被设置在上述第一空间滤波器的后级侧，与由上述发送频率切换部进行的频带的切换连动地进行用于使上述血流 图像的边缘平滑化的第二滤波处理。本发明的超声波观测装置将向被检体发送的声波输出信号的反射信号作为电信 号进行接收，并且对该电信号实施各种信号处理，由此能够生成上述被检体的血流图像，该 超声波观测装置的特征在于具备发送频率切换部，其将向上述被检体发送的上述声波输 出信号的频带切换为与从操作指示部输出的指示信号相应的频带；以及血流色彩生成部， 其与由上述发送频率切换部进行的频带的切换连动地变更描绘上述血流图像时的色彩。本发明的超声波观测装置将向被检体发送的声波输出信号的反射信号作为电信 号进行接收，并且对该电信号实施各种信号处理，由此能够生成上述被检体的血流图像，该 超声波观测装置的特征在于具备发送频率切换部，其将向上述被检体发送的上述声波输 出信号的频带切换为与从操作指示部输出的指示信号相应的频带；以及滤波处理部，其在 生成上述血流图像时进行空间滤波处理，并且与由上述发送频率切换部进行的频带的切换 连动地变更该空间滤波处理的处理内容。本发明的超声波观测装置将向被检体发送的声波输出信号的反射信号作为电信 号进行接收，并且对该电信号实施各种信号处理，由此能够生成上述被检体的血流图像，该 超声波观测装置的特征在于具备发送频率切换部，其将向上述被检体发送的上述声波输 出信号的频带切换为与从操作指示部输出的指示信号相应的频带；血流色彩生成部，其与 由上述发送频率切换部进行的频带的切换连动地变更描绘上述血流图像时的色彩；以及滤 波处理部，其在生成上述血流图像时进行空间滤波处理，并且与由上述发送频率切换部进 行的频带的切换连动地变更该空间滤波处理的处理内容。


图1是表示具备本发明的实施方式所涉及的超声波观测装置的超声波观测系统 的主要部分的结构的一例的图。图2是表示图1的超声波观测装置所具备的B模式图像运算部的详细结构的一例 的框图。图3是表示图1的超声波观测装置所具备的血流图像运算部的详细结构的一例的 框图。图4是表示在图3的血流图像运算部所具备的空间滤波器中设定的滤波器系数的 一例的图。图5是表示在图3的血流图像运算部所具备的空间滤波器中设定的滤波器系数 的、与图4不同的例子的图。图6是表示在设置于图1的血流图像运算部的后级的空间滤波器中设定的滤波器 系数的一例的图。图7是表示在设置于图1的血流图像运算部的后级的空间滤波器中设定的滤波器 系数的、与图6不同的例子的图。图8A是表示图1的彩色数据(color data)生成部所具备的调色板(color palette)的一例的图。图8B是表示图1的彩色数据生成部所具备的调色板的、与图8A不同的例子的图。
图9A是表示图1的彩色数据生成部所具备的调色板的、与图8A和图8B不同的例 子的图。图9B是表示图1的彩色数据生成部所具备的调色板的、与图8A、图8B以及图9A 不同的例子的图。图10是表示从图1的超声波观测装置向监视器输出的图像的一例的图。图11是用于说明血流图像的显示模式间的转换的图。
具体实施例方式下面，参照

本发明的实施方式。图1至图11是本发明的实施方式所涉及的图。图1是表示具备本发明的实施方 式所涉及的超声波观测装置的超声波观测系统的主要部分的结构的一例的图。图2是表示 图1的超声波观测装置所具备的B模式图像运算部的详细结构的一例的框图。图3是表示 图1的超声波观测装置所具备的血流图像运算部的详细结构的一例的框图。图4是表示在 图3的血流图像运算部所具备的空间滤波器中设定的滤波器系数的一例的图。图5是表示 在图3的血流图像运算部所具备的空间滤波器中设定的滤波器系数的、与图4不同的例子 的图。图6是表示在设置于图1的血流图像运算部的后级的空间滤波器中设定的滤波器系 数的一例的图。图7是表示在设置于图1的血流图像运算部的后级的空间滤波器中设定的 滤波器系数的、与图6不同的例子的图。图8A是表示图1的彩色数据生成部所具备的调色板的一例的图。图8B是表示图 1的彩色数据生成部所具备的调色板的、与图8A不同的例子的图。图9A是表示图1的彩色 数据生成部所具备的调色板的、与图8A和图8B不同的例子的图。图9B是表示图1的彩色 数据生成部所具备的调色板的、与图8A、图8B以及图9A不同的例子的图。图10是表示从 图1的超声波观测装置向监视器输出的图像的一例的图。图11是用于说明血流图像的显 示模式间的转换的图。如图1所示，超声波观测系统100具有以下部分来构成主要部分超声波振子1 ； 超声波观测装置2，其对来自超声波振子1的电脉冲信号实施处理，将该处理后的电脉冲信 号作为影像信号进行输出；监视器3，其根据从超声波观测装置2输出的影像信号进行图像 显示；以及操作指示部4，其能够输出用于对超声波观测系统100的各部分进行指示的指示信号。由多个阵列振子构成的超声波振子1将从超声波观测装置2输出的电脉冲信号变 换为声波脉冲信号，并将该声波脉冲信号发送到被检体(未图示)。另外，超声波振子1接 收对被检体发送的声波脉冲信号在该被检体进行反射而产生的声波反射信号，将基于该声 波反射信号的各声线的扫描信息变换为电脉冲信号并输出到超声波观测装置2。此外，本实施方式的超声波振子1也可以是由多个阵列振子以外的其它要素构成 的超声波振子。(在这种情况下，后述的发送接收电路11为不具备波束形成电路的结构。)如图1所示，超声波观测装置2具有发送接收电路11，其具备作为发送频率切换 部的功能；B模式图像运算部12 ；黑白数据生成部13 ；血流图像运算部14 ；空间滤波器15， 其构成滤波处理部的一部分；彩色数据生成部16，其具备作为血流色彩生成部的功能；图 像合成部17，其与监视器3相连接；以及CPU18，其与操作指示部4相连接。
发送接收电路11具备前置放大器、A/D变换电路以及波束形成电路。发送接收电 路11生成与CPU 18的控制相应的中心频率以及脉冲波数的电脉冲并输出到超声波振子 1。另外，发送接收电路11通过对来自超声波振子1的电脉冲信号实施放大以及A/D变换 处理来生成数字RF数据。然后，发送接收电路11将所生成的数字RF数据中的B模式图像 生成用的数据输出到B模式图像运算部12，将血流图像生成用的数据输出到血流图像运算 部14。例如如图2所示，B模式图像运算部12具有使用公知技术分别构成的带通滤波器 121、Log压缩处理部122、增益/STC处理部123、对比度处理部124、低通滤波器125以及B 模式坐标变换处理部126。并且，输出到B模式图像运算部12的数字RF数据被依次实施 上述各部分的处理，从而以被变换为B模式图像数据的状态输出到黑白数据生成部13。此 外，由B模式图像运算部12算出的B模式图像数据既可以是二维的数据，另外，也可以是三 维的数据。黑白数据生成部13构成为在RAM或ROM中保存用于表示B模式图像数据的值与 由红、绿以及蓝构成的三个色彩数据之间的对应的查询表(以后称为LUT)。并且，来自B模 式图像运算部12的B模式图像数据经过上述结构的黑白数据生成部13，以被变换为规定灰 度的黑白数据的状态输出到图像合成部17。血流图像运算部14具有能够根据血流的速度值或能量(power)值来生成图像数 据的功能。(此外，本实施方式的说明中的血流作为包含例如超声波造影剂那样被注入到血 管中的人工反射体的流动的广义的血流来使用。)具体地说，如图3所示，血流图像运算部 14具有复信号化处理部141、MTI滤波器142、自相关运算部143、构成滤波处理部的一部分 的空间滤波器144、速度/能量运算部145、阈值处理部146以及血流图像坐标变换处理部 147。S卩，本实施方式的滤波处理部具备空间滤波器144以及空间滤波器15。复信号化处理部141具有如下结构能够将从发送接收电路11输出的数字RF数 据变换为复信号并进行输出。具体地说，复信号化处理部141具备所谓的正交检波器，该正 交检波器通过对数字RF数据依次实施将相位相差90度的正弦波信号相乘而通过低通滤波 器的处理，从而能够得到复信号。此外，复信号化处理部141并不限于具备正交检波器的结构，例如，也可以具备所 谓的正交采样器，该正交采样器通过在数字RF数据的中心频率进行将具有相位相差90度 的关系的时刻的数据分别作为实数信号和虚数信号而采样的处理，从而能够得到复信号。 另外，复信号化处理部141并不限于具备正交检波器的结构，例如也可以具备如下结构通 过进行使用了希尔伯特(Hilbert)变换滤波器的信号处理，能够根据数字RF数据得到复信 号。并且，用于在复信号化处理部141中得到复信号的处理既可以是使用FPGA等硬件来实 现的处理，另外，也可以是使用被写入到DSP或CPU的软件(程序)来实现的处理。另外，超声波观测装置2在作为显示血流的速度值或能量值的模式进行动作的情 况下，在沿成为血流检测对象的一个声线方向以规定的次数(例如8次)发送了规定频率 的声脉冲信号之后，接收在该一个声线方向反射的与该规定次数相当的数量的声波反射信 号。此时，沿上述一个声线方向，在同一深度的点上能够得到与上述规定次数相等数量(例 如8个)的复信号群。并且，通过一边依次变更成为血流检测对象的声线方向一边进行同样的处理，能够在二维的局部平面上、或三维的局部空间内的各点上分别得到与上述规定 次数相等数量的复信号群。这样得到的复信号群被暂时保存到设置在超声波观测装置2中 的未图示的存储器中。MTI滤波器142具备使用DSP、CPU或FPGA构成的数字FIR滤波器或IIR滤波器。 此外，在由DSP构成MTI滤波器142的情况下，也可以设为进行浮点运算处理。MTI滤波器142在从上述未图示的存储器中读取在一个声线上的规定的空间位置 获取到的一个或多个复信号群之后，分别对构成该一个或多个复信号群的实数信号群和虚 数信号群进行用于除去低频成分(变动较少的成分)的滤波处理。(这种滤波处理相当于 用于从声波反射信号中除去运动速度较慢的成分的处理。)并且，MTI滤波器142向自相关运算部143输出将实施了上述滤波处理之后的实 数信号群和虚数信号群组合而生成的、从输入时的信号个数中除去与滤波器的瞬态响应相 当的部分得到的数量的复信号群。自相关运算部143根据从MTI滤波器142输出的复信号群，计算该复信号群的复 自相关值。此外，自相关运算部143既可以通过FPGA等硬件来计算上述复自相关值，另外， 也可以使用被写入到DSP或CPU的软件(程序)来计算上述复自相关值。在此，如下式(1)那样定义从MTI滤波器142输出的复信号群Zi(其中，设i =
1 N)。Zi = Xjjyi ... (1)在这种情况下，如下式(2)表示复自相关值R。
N-I
权利要求
一种超声波观测装置，将向被检体发送的声波输出信号的反射信号作为电信号进行接收，并且对该电信号实施各种信号处理，由此能够生成上述被检体的血流图像，该超声波观测装置具备发送频率切换部，其将向上述被检体发送的上述声波输出信号的频带切换为与在操作指示部中所选择的上述血流图像的显示模式与分辨率的组合相应的频带；第一空间滤波器，其与由上述发送频率切换部进行的频带的切换连动地进行用于抑制上述电信号中有可能包含的噪声成分的第一滤波处理；以及第二空间滤波器，其被设置在上述第一空间滤波器的后级侧，与由上述发送频率切换部进行的频带的切换连动地进行用于使上述血流图像的边缘平滑化的第二滤波处理。
2.根据权利要求1所述的超声波观测装置，其特征在于，与由上述发送频率切换部进行的频带的切换连动地变更在上述第一空间滤波处理或 上述第二空间滤波处理中进行滤波处理时使用的滤波形式、滤波抽头数及滤波系数中的至 少一个。
3.根据权利要求1所述的超声波观测装置，其特征在于，与由上述发送频率切换部进行的频带的切换连动地变更在上述第一滤波处理和上述 第二滤波处理中进行滤波处理时使用的滤波形式、滤波抽头数及滤波系数中的至少一个。
全文摘要
本发明的超声波观测装置将向被检体发送的声波输出信号的反射信号作为电信号进行接收，并且对该电信号实施各种信号处理，由此能够生成上述被检体的血流图像，该超声波观测装置具备发送频率切换部，其将向上述被检体发送的上述声波输出信号的频带切换为与从操作指示部输出的指示信号相应的频带；以及血流色彩生成部，其与由上述发送频率切换部进行的频带的切换连动地变更描绘上述血流图像时的色彩。
文档编号G01S15/89GK101978932SQ20101054786
公开日2011年2月23日 申请日期2009年5月8日 优先权日2008年5月8日
发明者宫木浩仲 申请人:奥林巴斯医疗株式会社