專利名稱：彩色多普勒超聲波診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彩色多普勒超聲波診斷裝置。
背景技術(shù)：
超聲波診斷中的彩色多普勒法為，在同一方向上對(duì)生物體多次照射超聲波，通過 基于多普勒效應(yīng)的偏移頻率來提取血流成分信息。血流成分信息包含血流速度、功率和方 差。例如，如

圖11所示，在同一方向(同一光柵)上以1/PRF(PRF:重復(fù)頻率)的周期照射 N次超聲波。在同一方向上將與同一深度相對(duì)應(yīng)的N個(gè)回波成分沿時(shí)間軸排列的數(shù)據(jù)列被 稱作整體(ensemble)方向或多普勒方向。深度方向也被稱作距離方向。整體數(shù)據(jù)被進(jìn)行 傅立葉變換。由此求出多普勒頻率。組織信號(hào)(雜波成分信號(hào))的強(qiáng)度比血流成分的信號(hào)強(qiáng)度大40 IOOdB左右。為 了描繪在組織中流動(dòng)的血流成分，必須抑制組織信號(hào)。被稱作壁濾波器的高通濾波器抑制 雜波成分。裝置要求IOOdB以上的S/N(信噪比)。生物體存在頻率依存衰減。即使通過寬頻帶來發(fā)送超聲波，回波信號(hào)的中心也成 為低波頻帶。即使通過寬頻帶進(jìn)行發(fā)送，在接收時(shí)也難以S/N(信噪比)良好地利用其能量。 因此，在要求較高的S/N的彩色多普勒中，通過窄頻帶來發(fā)送超聲波。近年的裝置實(shí)現(xiàn)了較高的S/N。即使是彩色多普勒，即使通過相當(dāng)于B模式的寬頻 帶來發(fā)送超聲波，也能夠微細(xì)地表現(xiàn)血流成分。寬頻帶化的距離分辨率優(yōu)良。但是，在彩色多普勒模式中通過寬頻帶發(fā)送超聲波時(shí)，發(fā)生如下問題。在設(shè)超聲波的頻率為fKF、音速為C，反射體以一定速度ν在朝向探頭的方向上移動(dòng) 的情況下，所得到的多普勒位移的頻率fD。p由公式(1)表示。
2vfDop = —fRF(1)
OS卩，多普勒頻率與超聲波的發(fā)送頻率成正比例，例如通過2MHz的超聲波所得到的 多普勒頻率與通過4MHz的超聲波所得到的多普勒頻率差兩倍。圖12上的圖表示超聲波頻 率和多普勒頻率的關(guān)系。橫軸是多普勒頻率，縱軸是超聲波發(fā)送頻率。在某個(gè)多普勒頻率、 超聲波頻率下的多普勒信號(hào)的振幅，用未圖示的與上述2個(gè)軸正交的第三軸來表現(xiàn)。血流 成分的多普勒頻率和雜波成分的多普勒頻率均與超聲波頻率成正比例。在現(xiàn)有技術(shù)中，僅對(duì)多普勒頻率進(jìn)行信號(hào)處理。因此，成為對(duì)于如下信號(hào)的處理， 該信號(hào)為圖12上方的頻率軸被積分為一個(gè)而血流成分和雜波成分部分地重疊的信號(hào)。圖 12下方的圖表的橫軸是多普勒頻率、縱軸是多普勒信號(hào)的振幅。即，即使血流成分和雜波成 分被分離，在頻率軸上血流成分和雜波成分的多普勒頻率也重疊，并成為幾乎不能分離。在一直使用的窄頻帶的收發(fā)的情況下，僅存在于發(fā)送超聲波的中心頻率&的頻率附近，所以血流成分和雜波成分的多普勒頻率不重疊。但是，當(dāng)進(jìn)行寬頻帶的收發(fā)時(shí)，有時(shí) 血流成分和多普勒頻率重疊。于是，產(chǎn)生的問題為，通過壁濾波器不能夠分離雜波成分和血 流成分，成為雜波成分較多的圖像。并且，在通過中心頻率f^寬頻帶地進(jìn)行了發(fā)送的情況下，實(shí)際的接收信號(hào)受到生 物體中的頻率依存衰減的影響，而如圖13所示那樣以比&低的頻率&接收，但是一般不能 夠得知f\。因此，將公式(1)變形，
權(quán)利要求
1.一種彩色多普勒超聲波診斷裝置，其特征在于，具備 超聲波探頭；收發(fā)部，經(jīng)由上述超聲波探頭在與被檢體之間收發(fā)超聲波； 正交檢波部，對(duì)上述收發(fā)部的輸出進(jìn)行正交檢波；濾波單元，實(shí)施二維濾波，該二維濾波用于在深度方向上對(duì)上述正交檢波部的輸出進(jìn) 行第一正交變換，在整體方向上對(duì)上述第一正交變換的結(jié)果進(jìn)行第二正交變換，從所得到 的頻率數(shù)據(jù)中提取血流成分，并且該濾波單元對(duì)上述二維濾波的輸出依次進(jìn)行上述第二正 交變換的逆變換和上述第一正交變換的逆變換；以及血流成分信息計(jì)算部，根據(jù)上述濾波單元的輸出計(jì)算血流成分信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色多普勒超聲波診斷裝置，其特征在于， 上述第一正交變換和上述第二正交變換是離散傅立葉變換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色多普勒超聲波診斷裝置，其特征在于，通過離散二維傅立葉變換和離散二維逆傅立葉變換，一次性地進(jìn)行上述第一、第二正 交變換和逆變換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色多普勒超聲波診斷裝置，其特征在于，上述第一正交變換采用離散傅立葉變換，上述第二正交變換采用正交多項(xiàng)式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色多普勒超聲波診斷裝置，其特征在于，上述第一正交變換采用離散傅立葉變換，上述第二正交變換采用離散余弦變換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色多普勒超聲波診斷裝置，其特征在于， 上述第一正交變換采用離散傅立葉變換，上述第二正交變換采用卡洛變換。
7.一種彩色多普勒超聲波診斷裝置，其特征在于，具備 超聲波探頭；收發(fā)部，經(jīng)由上述超聲波探頭在與被檢體之間收發(fā)超聲波； 正交檢波部，對(duì)上述收發(fā)部的輸出進(jìn)行正交檢波；濾波單元，在深度方向上對(duì)上述正交檢波部的輸出進(jìn)行正交變換，為了提取血流成分， 在整體方向上按照每個(gè)距離對(duì)上述正交變換的結(jié)果實(shí)施濾波特性不同的時(shí)間軸上的濾波， 對(duì)上述濾波器的輸出進(jìn)行上述正交變換的逆變換；以及血流成分信息計(jì)算部，根據(jù)上述濾波單元的輸出計(jì)算血流成分信息。
8.一種彩色多普勒超聲波診斷裝置，其特征在于，具備 超聲波探頭；收發(fā)部，經(jīng)由上述超聲波探頭在與被檢體之間收發(fā)超聲波； 正交檢波部，對(duì)上述收發(fā)部的輸出進(jìn)行正交檢波；濾波單元，在深度方向上對(duì)上述正交檢波部的輸出實(shí)施帶通濾波，為了從上述帶通濾 波的結(jié)果提取血流成分，在整體方向上按照每個(gè)距離實(shí)施濾波特性不同的時(shí)間軸上的濾 波；以及血流成分信息計(jì)算部，根據(jù)上述濾波單元的輸出計(jì)算血流成分信息。
9.一種彩色多普勒超聲波診斷裝置，其特征在于，具備 超聲波探頭；收發(fā)部，經(jīng)由上述超聲波探頭在與被檢體之間收發(fā)超聲波；正交檢波部，對(duì)上述收發(fā)部的輸出進(jìn)行正交檢波；濾波單元，實(shí)施二維濾波，該二維濾波用于在深度方向上對(duì)上述正交檢波部的輸出進(jìn) 行第一正交變換，在整體方向上對(duì)上述第一正交變換的結(jié)果進(jìn)行第二正交變換，從所得到 的頻率數(shù)據(jù)中提取血流成分，并且該濾波單元對(duì)上述二維濾波的輸出進(jìn)行上述第二正交變 換的逆變換；以及血流成分信息計(jì)算部，根據(jù)從上述濾波單元輸出的基于上述第一正交變換的頻率成分 計(jì)算血流成分信息。
10.一種彩色多普勒超聲波診斷裝置，其特征在于，具備超聲波探頭；收發(fā)部，經(jīng)由上述超聲波探頭在與被檢體之間收發(fā)超聲波；正交檢波部，對(duì)上述收發(fā)部的輸出進(jìn)行正交檢波；濾波單元，實(shí)施二維濾波，該二維濾波用于在深度方向上對(duì)上述正交檢波部的輸出進(jìn) 行第一正交變換，在整體方向上對(duì)上述第一正交變換的結(jié)果進(jìn)行第二正交變換，從所得到 的頻率數(shù)據(jù)中提取血流成分，并且該濾波單元對(duì)上述二維濾波的輸出進(jìn)行上述第二正交變 換的逆變換；以及血流成分信息計(jì)算部，根據(jù)上述濾波單元的輸出，對(duì)上述第一正交變換的成分推斷包 含速度、方差、功率在內(nèi)的血流成分信息，并根據(jù)這些信息來推斷最終的速度、方差、功率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的彩色多普勒超聲波診斷裝置，其特征在于，上述血流成分信息包含血流速度，上述血流速度為，通過最小二乘法根據(jù)每個(gè)傅立葉 頻率的速度值求出直線的斜度，并根據(jù)該斜度求出最終的速度。
12.一種彩色多普勒超聲波診斷裝置，其特征在于，具備超聲波探頭；收發(fā)部，經(jīng)由上述超聲波探頭在與被檢體之間收發(fā)超聲波；正交檢波部，對(duì)上述收發(fā)部的輸出進(jìn)行正交檢波；濾波單元，在深度方向上對(duì)上述正交檢波部的輸出實(shí)施帶通濾波，為了從上述帶通濾 波的結(jié)果提取血流成分，在整體方向上按照每個(gè)距離實(shí)施濾波特性不同的時(shí)間軸上的濾 波；以及血流成分信息計(jì)算部，根據(jù)上述濾波單元的輸出，對(duì)各頻帶推斷速度、方差、功率等的 血流成分信息，并根據(jù)這些信息來推斷最終的速度、方差、功率。
全文摘要
一種彩色多普勒超聲波診斷裝置。要解決的問題收發(fā)寬頻帶超聲波時(shí)雜波成分和血流成分的多普勒頻帶擴(kuò)展而重疊，難以從血流成分中分離雜波成分，成為雜波成分多的血流圖像。彩色多普勒超聲波診斷裝置具備超聲波探頭；收發(fā)部，經(jīng)由上述超聲波探頭在與被檢體之間收發(fā)超聲波；正交檢波部，對(duì)收發(fā)部的輸出進(jìn)行正交檢波；濾波單元，實(shí)施二維濾波，該二維濾波用于在深度方向上對(duì)正交檢波部的輸出進(jìn)行第一正交變換，在整體方向上對(duì)第一正交變換的結(jié)果進(jìn)行第二正交變換，從所得到的頻率數(shù)據(jù)中提取血流成分，對(duì)二維濾波的輸出進(jìn)行第二正交變換的逆變換和第一正交變換的逆變換；及血流成分信息計(jì)算部，根據(jù)上述濾波單元的輸出計(jì)算血流成分信息。
文檔編號(hào)A61B8/06GK102100567SQ20101059854
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者佐藤武史 申請(qǐng)人:東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社, 株式會(huì)社東芝