專(zhuān)利名稱(chēng)：超聲診斷設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于測(cè)量血管壁的彈性模量的超聲診斷設(shè)備，并且更具體地，涉及可以從B-模式圖像自動(dòng)檢測(cè)血管前壁邊界的超聲診斷設(shè)備。
背景技術(shù)：
利用超聲圖像的超聲診斷設(shè)備迄今已在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域被投入到實(shí)際應(yīng)用中。
一般地，這種類(lèi)型的超聲診斷設(shè)備具有超聲探頭(下文中，稱(chēng)為探頭)和診斷設(shè)備主體。超聲波朝向受試對(duì)象從探頭傳輸，來(lái)自受試對(duì)象的超聲回聲被探頭接收，并且接收信號(hào)由診斷設(shè)備主體進(jìn)行電處理而生成超聲圖像。超聲波朝向血管、心臟壁等傳輸，來(lái)自它們的超聲回聲被接收，并且接收信號(hào)被分析以獲得血管壁等的位移。血管壁、心臟壁(心肌)等的彈性模量由該位移進(jìn)行測(cè)量。例如，JP 10-5226A描述了這樣一種技術(shù)，其中對(duì)與心跳(心臟搏動(dòng))同步移動(dòng)的物體傳輸和接收超聲波以獲得超聲回聲的接收信號(hào)，該物體的瞬時(shí)位置利用接收信號(hào)的振幅和相位確定，并跟蹤基于心跳的血管壁的大振幅位移運(yùn)動(dòng)，由此獲得血管的彈性模量。具體地，血管壁的微小振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)速度波形基于該血管壁的連續(xù)位置獲得，獲得在血管壁的深度方向上的以預(yù)定間隔的各個(gè)節(jié)段的跟蹤軌跡，并計(jì)算各個(gè)節(jié)段的厚度的時(shí)間變化以獲得血管的彈性模量。類(lèi)似地，JP 2010-233956A描述了一種超聲診斷設(shè)備，其從在對(duì)與心跳同步移動(dòng)的物體傳輸和接收超聲波時(shí)獲得的超聲回聲的接收信號(hào)獲得血管等的位移，并且由該位移獲得彈性模量。在這種超聲診斷設(shè)備中，利用從物體如血管獲得的接收信號(hào)來(lái)生成B-模式圖像和M-模式圖像。由M-模式圖像的接收信號(hào)檢測(cè)由于手或身體移動(dòng)導(dǎo)致的模糊，并且探頭和受試對(duì)象的位置變化利用其中檢測(cè)到模糊的M-模式圖像的接收信號(hào)來(lái)檢測(cè)。由檢測(cè)結(jié)果確定接收信號(hào)的準(zhǔn)確性，并且利用其準(zhǔn)確性被確定為高的M-模式圖像的接收信號(hào)來(lái)獲得物體的位移，并且由該位移測(cè)量血管壁等的彈性模量。超聲診斷設(shè)備中對(duì)血管彈性模量等的這種測(cè)量通常通過(guò)選擇B-模式圖像上的方位方向上的位置(在此位置處顯示M-模式圖像)，利用顯示線(關(guān)心線)等，顯示并分析所選顯示線的M-模式圖像，并檢測(cè)血管壁的移位或移動(dòng)速度來(lái)進(jìn)行。如在JP 2010-233956A中描述的，在超聲診斷設(shè)備中，相比于血管的后壁(深的一側(cè))，血管的前壁更難以被檢測(cè)。由于這個(gè)原因，在許多情況下，利用血管后壁進(jìn)行分析。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到血管具有管狀形狀，為了進(jìn)行更準(zhǔn)確的分析，不容易被檢測(cè)的與血管前壁的位置或位移相關(guān)的信息在一些情況下是必要的。為了恰當(dāng)?shù)孬@得與血管前壁的位置或位移相關(guān)的信息，在一些情況下，有必要恰當(dāng)?shù)刈R(shí)別B-模式圖像(其是血管的斷層圖像)以及M-模式圖像中的血管前壁的位置。
然而，在現(xiàn)有的超聲診斷設(shè)備中，恰當(dāng)且自動(dòng)地從B-模式圖像檢測(cè)血管前壁是非常困難的。由于這個(gè)原因，當(dāng)與B-模式圖像中的血管前壁相關(guān)的信息在測(cè)量血管彈性模量等時(shí)是必要的時(shí)候，例如，對(duì)于操作者如醫(yī)師，有必要觀察圖像以及操作跟蹤球等來(lái)設(shè)定血管前壁的位置(血管前壁邊界)。同時(shí)，存在其中B-模式圖像中的血管前壁的邊界不清楚并且不容易肉眼識(shí)別的許多情形。因此，設(shè)定B-模式圖像中的血管前壁對(duì)操作者施加了重大的負(fù)擔(dān)。本發(fā)明的一個(gè)目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，以及提供一種進(jìn)行血管彈性模量等的測(cè)量的超聲診斷設(shè)備，其具有適合從B-模式圖像檢測(cè)血管前壁邊界的優(yōu)點(diǎn)，由此改善測(cè)量血管彈性模量等時(shí)的操作性并且能夠?qū)崿F(xiàn)更準(zhǔn)確的測(cè)量。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種超聲診斷設(shè)備，包括超聲探頭，所述超聲探頭具有傳輸超聲波、接收由受試對(duì)象反射的超聲回聲、并根據(jù)接收到的超聲回聲輸出接收信號(hào)的超聲換能器(ultrasound transducer);圖像生成裝置,其由從所述超聲換能器輸出 的所述接收信號(hào)生成B-模式圖像和M-模式圖像；以及邊界檢測(cè)裝置，其利用所述M-模式圖像的對(duì)應(yīng)于所述B-模式圖像的時(shí)間相位檢測(cè)所述B-模式圖像中的血管前壁邊界。在如上的本發(fā)明超聲診斷設(shè)備中，邊界檢測(cè)裝置優(yōu)選使M-模式圖像二值化以檢測(cè)臨時(shí)內(nèi)腔(temporary lumen),在與其中檢測(cè)到所述血管前壁邊界的B-模式圖像對(duì)應(yīng)的M-模式圖像的時(shí)間相位從所述臨時(shí)內(nèi)腔檢測(cè)在深度方向上3mm內(nèi)的最大亮度位置，并將所述最大亮度位置設(shè)定為所述B-模式圖像中的血管前壁邊界。優(yōu)選地，圖像生成裝置生成與B-模式圖像的方位方向上的多個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的M-模式圖像。還優(yōu)選地，圖像生成裝置生成與B-模式圖像的方位方向上的整個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的M-模式圖像。優(yōu)選邊界檢測(cè)裝置利用與所述B-模式圖像的所述方位方向上的多個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的M-模式圖像，在與其中檢測(cè)到所述血管前壁邊界的B-模式圖像對(duì)應(yīng)的時(shí)間相位檢測(cè)最大
亮度位置。還優(yōu)選邊界檢測(cè)裝置檢測(cè)包括對(duì)應(yīng)于其中檢測(cè)到所述血管前壁邊界的B-模式圖像的時(shí)間相位的所述M-模式圖像的預(yù)定區(qū)域中的所述最大亮度位置。還優(yōu)選邊界檢測(cè)裝置檢測(cè)M-模式圖像的整個(gè)區(qū)域上的最大亮度位置。優(yōu)選地，邊界檢測(cè)裝置連接所檢測(cè)到的最大亮度位置以進(jìn)行平滑化和異常成分去除中的至少一種，和然后在與其中檢測(cè)到所述血管前壁邊界的B-模式圖像對(duì)應(yīng)的時(shí)間相位檢測(cè)所述最大亮度位置優(yōu)選本發(fā)明的超聲診斷設(shè)備進(jìn)一步包括顯示裝置，以及在所述顯示裝置上顯示的B-模式圖像中設(shè)定關(guān)心區(qū)域的關(guān)心區(qū)域設(shè)定裝置。優(yōu)選地，所述圖像生成裝置首先生成將在所述顯示裝置上顯示的B-模式圖像，并且在通過(guò)所述關(guān)心區(qū)域設(shè)定裝置設(shè)定關(guān)心區(qū)域之后，生成所述關(guān)心區(qū)域的B-模式圖像和M-模式圖像。還優(yōu)選超聲換能器產(chǎn)生的超聲波的幀率響應(yīng)于設(shè)定關(guān)心區(qū)域的指令而增大至高于設(shè)定所述關(guān)心區(qū)域的指令之前的幀率。
如上構(gòu)造的本發(fā)明的超聲診斷設(shè)備可以利用M-模式圖像恰當(dāng)且自動(dòng)地檢測(cè)B-模式圖像中的血管前壁，尤其是，外膜-中膜邊界(adventitia-media boundary)。因此，根據(jù)本發(fā)明的超聲診斷設(shè)備，如果在測(cè)量血管彈性模量時(shí)B-模式圖像中的血管前壁等的位置是必需的，則能夠節(jié)省操作者設(shè)定血管前壁的勞力并進(jìn)行更準(zhǔn)確的測(cè)量。


圖I是示出本發(fā)明的超聲診斷設(shè)備的一個(gè)實(shí)例的概念圖。圖2是示出圖I所示的超聲診斷設(shè)備的構(gòu)造的概念方塊圖。圖3是用于解釋在圖I所示的超聲診斷設(shè)備中血管壁的彈性測(cè)量的一個(gè)實(shí)例的流程圖。 圖4是用于解釋對(duì)于血管壁的彈性測(cè)量的超聲診斷的示意圖。圖5A和5B是示出在圖I所示的超聲診斷設(shè)備中的圖像顯示的一個(gè)實(shí)例的概念圖。圖6A和6B是示出在圖I所示的超聲診斷設(shè)備中的圖像顯示的一個(gè)實(shí)例的概念圖。圖7A至7C是示出在圖I所示的超聲診斷設(shè)備中的圖像顯示的一個(gè)實(shí)例的概念圖。圖8A和8B是示出在圖I所示的超聲診斷設(shè)備中的圖像顯示的一個(gè)實(shí)例的概念圖。圖9是示出在圖I所示的超聲診斷設(shè)備中的圖像顯示的一個(gè)實(shí)例的概念圖。圖IOA和IOB是示出在本發(fā)明的超聲診斷設(shè)備中檢測(cè)血管前壁的外膜-中膜邊界的方法的概念圖。圖IlA至IlG是示出圖I中所示的超聲診斷設(shè)備中的圖像顯示的一個(gè)實(shí)例的概念圖。圖12A和12B是示出圖I中所示的超聲診斷設(shè)備中的圖像顯示的一個(gè)實(shí)例的概念圖。圖13是示出圖I中所示的超聲診斷設(shè)備中的圖像顯示的一個(gè)實(shí)例的概念圖。
具體實(shí)施例方式下文中，將基于在附圖中所示的優(yōu)選實(shí)例詳細(xì)描述本發(fā)明的超聲診斷設(shè)備。圖I概念性示出了本發(fā)明的超聲診斷設(shè)備的一個(gè)實(shí)例的外觀。如圖I所示，超聲診斷設(shè)備10主要具有診斷設(shè)備主體12、超聲探頭14、操作面板16、以及顯示器18。萬(wàn)向輪24被布置在超聲診斷設(shè)備10的下端，以便該設(shè)備可以通過(guò)人力容易地移動(dòng)。超聲探頭14(下文中，稱(chēng)為探頭14)進(jìn)行超聲波的傳輸/接收，并將依照接收到的超聲回聲的接收信號(hào)提供給診斷設(shè)備主體12。探頭14是一種被用于各種超聲診斷設(shè)備中的已知超聲探頭。探頭14具有以一維或二維陣列布置的所謂超聲換能器(超聲壓電換能器)，其朝向受試對(duì)象傳輸超聲波，接收由該受試對(duì)象反射的超聲回聲，并根據(jù)接收到的超聲回聲輸出電信號(hào)(接收信號(hào))。在本發(fā)明中，對(duì)探頭14的類(lèi)型沒(méi)有特別限制，并且可以使用各種類(lèi)型如凸起型、線型和扇型。可以使用外部探頭或用于超聲內(nèi)窺鏡的探頭如徑向掃描類(lèi)型。探頭14可以具有用于接收與諧波成像對(duì)應(yīng)的傳輸?shù)某暡ǖ亩我陨系闹C波的超聲換能器。在所示實(shí)例中，探頭14和診斷設(shè)備主體12通過(guò)纜線20連接在一起。然而，本發(fā)明不局限于此，以下描述的傳輸電路28、接收電路30、傳輸/接收控制器32等可以布置在探頭14中，并且探頭14和診斷設(shè)備主體12可以通過(guò)無(wú)線通信連接在一起。顯示器18是一種已知的顯示器(顯示裝置)。在超聲診斷設(shè)備10中，如同在各種超聲診斷設(shè)備中一樣，顯示器18顯示依照從探頭14輸出的接收信號(hào)的超聲圖像、受試對(duì)象的信息、用于通過(guò)GUI (圖形用戶界面)的操作的選擇裝置或指令裝置、關(guān)心區(qū)域(下文中，稱(chēng)為R0I)、以下描述的血管壁的彈性測(cè)量結(jié)果
坐寸ο設(shè)置操作面板16以操作超聲診斷設(shè)備10。盡管未示出，但在超聲診斷設(shè)備10中，操作面板16內(nèi)布置了用于選擇各種模式如B模式和M模式的選擇裝置、用于移動(dòng)在顯示器18上顯示的指針、線等的跟蹤球(跟蹤板/觸摸板)、用于確定(確認(rèn))選擇或操作的設(shè)定按鈕、用于在運(yùn)動(dòng)圖像顯示和靜止圖像顯示之間切換的凍結(jié)按鈕(freeze button)、用于改變超聲圖像的視野深度的改變裝置、增益調(diào)整裝置(gain adjusting means)、用于放大超聲圖像的放大按鈕等。作為超聲診斷設(shè)備10的模式，除了常規(guī)超聲診斷設(shè)備的模式如B模式和M模式之夕卜，設(shè)置用于測(cè)量血管壁的彈性模量的VE模式(血管彈性模式)。盡管未示出，但操作面板16內(nèi)還布置了作為用于通過(guò)⑶I操作的顯示裝置的觸摸面板16a (參見(jiàn)圖6B)。診斷設(shè)備主體12控制超聲診斷設(shè)備10的整個(gè)操作，并且還進(jìn)行用于根據(jù)從探頭14輸出的接收信號(hào)生成超聲圖像，在顯示器18上顯示超聲圖像，以及測(cè)量血管彈性模量的各種過(guò)程。利用例如計(jì)算機(jī)等組成診斷設(shè)備主體12。圖2是示出超聲診斷設(shè)備10的構(gòu)造的概念方塊圖。如圖2所示，診斷設(shè)備主體12具有傳輸電路28、接收電路30、傳輸/接收控制器32、圖像生成器34、存儲(chǔ)單元36、邊界檢測(cè)器40、跟蹤器42、心跳檢測(cè)器46、彈性模量計(jì)算器50、以及顯示處理器52。圖像生成器34具有B-模式圖像生成器56和M-模式圖像生成器58。以上提及的探頭14連接于傳輸電路28和接收電路30。傳輸/接收控制器32連接于傳輸電路28和接收電路30。接收電路30連接于圖像生成器34。圖像生成器34連接于顯示處理器52。圖像生成器34的B-模式圖像生成器56和M-模式圖像生成器58連接于存儲(chǔ)單元36。B-模式圖像生成器58還連接于邊界檢測(cè)器40存儲(chǔ)單元36連接于邊界檢測(cè)器40、跟蹤器42、心跳檢測(cè)器46、以及顯示處理器52。邊界檢測(cè)器40和心跳檢測(cè)器46—起連接于跟蹤器42和顯示處理器52。跟蹤器42還連接于彈性模量計(jì)算器50，并且彈性模量計(jì)算器50連接于顯示處理器52。傳輸/接收控制器32通過(guò)傳輸電路28和接收電路30相繼設(shè)定探頭14的超聲束的傳輸方向和超聲回聲的接收方向。傳輸/接收控制器32還具有依據(jù)所設(shè)定的傳輸方向選擇傳輸延遲方式(delay pattern)的傳輸控制功能以及依據(jù)所設(shè)定的接收方向選擇接收延遲方式的接收控制功能。傳輸延遲方式是向各個(gè)超聲換能器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加延遲時(shí)間從而通過(guò)從探頭14的多個(gè)超聲換能器傳輸?shù)某暡ㄏ蚱谕较虍a(chǎn)生超聲束的方式。接收延遲方式是向接收信號(hào)施加延遲時(shí)間從而通過(guò)由多個(gè)超聲換能器接收到的超聲波從期望方向提取超聲回聲的方式。多個(gè)傳輸延遲方式和多個(gè)接收延遲方式被存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器(未示出)中，并根據(jù)情形而被恰當(dāng)?shù)剡x擇和使用。傳輸電路28包括多個(gè)通道，并產(chǎn)生分別施加至探頭14的多個(gè)超聲換能器的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。這時(shí)，可以基于由傳輸/接收控制器32選擇的傳輸延遲方式向多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的每一個(gè)施加延遲時(shí)間。傳輸電路28可以調(diào)整多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)中每一個(gè)的延遲量以使從探頭14的多個(gè)超聲 換能器傳輸?shù)某暡óa(chǎn)生超聲束，并且可以分別將被調(diào)整的驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給超聲換能器。備選地，傳輸電路28可以向探頭14提供多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的構(gòu)成使得在一個(gè)時(shí)間從多個(gè)超聲換能器傳輸?shù)某暡ǜ采w受試對(duì)象的整個(gè)成像區(qū)域。類(lèi)似于傳輸電路28，接收電路30包括多個(gè)通道。接收電路30放大通過(guò)多個(gè)超聲換能器接收的多個(gè)模擬信號(hào)并將該放大的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字接收信號(hào)。通過(guò)基于由傳輸/接收控制器32選擇的接收延遲方式向多個(gè)接收信號(hào)中的每一個(gè)施加延遲時(shí)間并添加該接收信號(hào)來(lái)進(jìn)行接收聚焦處理。利用這種接收聚焦處理，超聲回聲的焦點(diǎn)變窄而產(chǎn)生聲線信號(hào)(聲線數(shù)據(jù))。所產(chǎn)生的聲線數(shù)據(jù)被提供給圖像生成器34。圖像生成器34對(duì)所提供的聲線數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，如Log (對(duì)數(shù))壓縮或增益調(diào)整，以產(chǎn)生超聲圖像的圖像數(shù)據(jù)，將該圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(光柵-轉(zhuǎn)換)成基于正常電視信號(hào)掃描系統(tǒng)的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)該圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的圖像處理如灰度處理并將該圖像數(shù)據(jù)輸出到顯不處理器52。圖像生成器34具有生成B-模式圖像的B-模式圖像生成器56，和生成M-模式圖像的M-模式圖像生成器58。B-模式圖像和M-模式圖像可以通過(guò)已知的方法生成。顯示處理器52依據(jù)從圖像生成器34提供的超聲圖像的圖像數(shù)據(jù)、從存儲(chǔ)單元36讀出的超聲圖像的圖像數(shù)據(jù)、操作面板16上的操作(輸入指令)、以下描述的血管壁彈性模量的測(cè)量結(jié)果(分析結(jié)果)等而產(chǎn)生用于在顯示器18上顯示的顯示數(shù)據(jù)，并將該顯示數(shù)據(jù)顯示在顯示器18上。在所示實(shí)例的超聲診斷設(shè)備10中，診斷設(shè)備主體12的存儲(chǔ)單元36、邊界檢測(cè)器40、跟蹤器42、心跳檢測(cè)器46、以及彈性模量計(jì)算器50主要用于其中測(cè)量血管壁的彈性模量的VE模式。下文中，將參考圖3的流程圖以及圖5至13，通過(guò)描述處于VE模式的超聲診斷設(shè)備10的作用而詳細(xì)地描述本發(fā)明的各個(gè)單元如存儲(chǔ)單元36和邊界檢測(cè)器40、以及超聲診斷設(shè)備10。在以下描述中，關(guān)于顯示器18的顯示，即使沒(méi)有具體描述，顯示處理器52也進(jìn)行必要的處理，如線形成。如果通過(guò)超聲診斷設(shè)備10的超聲診斷開(kāi)始，則在傳輸/接收控制器32的控制下，傳輸電路28使得探頭14的超聲換能器傳輸超聲波，并且接收電路30處理從探頭14輸出的接收信號(hào)而產(chǎn)生聲線信號(hào)并將該聲線信號(hào)輸出到圖像生成器34。作為一個(gè)實(shí)例，選擇B模式，如圖4概念性示出的，受試對(duì)象的頸動(dòng)脈竇c被用作測(cè)量靶標(biāo)，并且使探頭14接觸頸部η。在這種情況下，由圖像生成器34 (B-模式圖像生成器56)生成的B-模式圖像通過(guò)顯示處理器52處理并顯示在顯示器18上。如果需要的頸動(dòng)脈竇c可以以適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行觀察，并且通過(guò)操作面板16的模式選擇裝置(在以下描述中，“操作面板16的”被省略)選擇VE模式，如圖5Α概念性示出的，顯示處理器52顯示表示B-模式圖像中的關(guān)心區(qū)域的ROI 60。在這種狀態(tài)下，B-模式圖像中的ROI 60的位置可以通過(guò)操作跟蹤球而移動(dòng)。如果設(shè)定按鈕被按下，則ROI 60的位置被固定，并且ROI 60的尺寸可以通過(guò)操作跟蹤球來(lái)改 變。每次設(shè)定按鈕被按下，可以交替地完成ROI 60的位置變化和ROI 60的尺寸調(diào)整。如果在這種狀態(tài)下放大按鈕被按下，則ROI 60的位置或尺寸的調(diào)整結(jié)束，并且做出設(shè)定ROI 60的指令。響應(yīng)于這種情形，傳輸/接收控制器32將幀率增大為比設(shè)定ROI60的指令之前高(例如，為等于或高于200Hz，或?yàn)镽OI設(shè)定指令之前的5倍以上)。另外，M-模式圖像生成器58開(kāi)始生成ROI 60的M-模式圖像，并且如圖5B所示，其中ROI 60的部分被放大的B-模式圖像64和ROI 60的M-模式圖像65 (在選擇線62的位置處)被同時(shí)顯示。B-模式圖像64和M-模式圖像65的同時(shí)顯示(雙重模式顯示)可以以與已知的超聲診斷設(shè)備中的所謂B/M-模式顯示的相同方式進(jìn)行。在圖5B中，上側(cè)是B-模式圖像64，而下側(cè)是M-模式圖像65。在B-模式圖像64中，圖的水平方向是方位方向(超聲換能器的布置方向(以二維排列形式，縱向方向))，而垂直方向是深度方向(超聲波的傳輸/接收方向)。深度方向上的上側(cè)是深度較淺的一側(cè)(探頭14側(cè))。在深度方向上延伸以選擇B-模式圖像中的方位方向上的M-模式圖像的顯示位置(M-模式圖像的顯示線)的選擇線62顯示在B-模式圖像中?？赏ㄟ^(guò)跟蹤球在方位方向(左右方向)上移動(dòng)選擇線62。在M-模式圖像65中，水平方向是時(shí)間軸的方向。在M-模式圖像65中，時(shí)間從左至右流動(dòng)，并且間隙65a的左側(cè)變?yōu)楫?dāng)前幀(B卩，間隙65a的右側(cè)是前一幀)。類(lèi)似于B-模式圖像64，垂直方向是深度方向。在深度方向上的上側(cè)是深度較淺的一側(cè)。在圖5B中，顯示器18上顯示的M-模式圖像65是在預(yù)先設(shè)定的選擇線62的位置處的M-模式圖像。M-模式圖像生成器58在方位方向上的預(yù)定位置(預(yù)先設(shè)定的預(yù)定位置或所選擇的位置)處或在方位方向上的所選擇位置處以及在方位方向上的B-模式圖像64的整個(gè)區(qū)域上生成M-模式圖像。通過(guò)B-模式圖像生成器56生成的ROI 60的B-模式圖像(B-模式圖像數(shù)據(jù))和通過(guò)M-模式圖像生成器58生成的M-模式圖像(M-模式圖像數(shù)據(jù))一起被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元36中。對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元36中的圖像的時(shí)間量沒(méi)有特別限制，雖然優(yōu)選包括兩次或更多次普通心跳的持續(xù)時(shí)間。因此，優(yōu)選存儲(chǔ)單元36存儲(chǔ)最近的B-模式圖像和M-模式圖像的持續(xù)時(shí)間各自為三秒或更長(zhǎng)。如上所述，通過(guò)跟蹤球可以在方位方向上移動(dòng)選擇線62。選擇線62的位置和M-模式圖像一起移動(dòng)。即，如果通過(guò)跟蹤球在左右方向上移動(dòng)選擇線62，則顯示處理器52在顯示器18上顯示選擇線62的位置的M-模式圖像。如果確定獲得恰當(dāng)?shù)膱D像，則操作者按下凍結(jié)按鈕。如果凍結(jié)按鈕被按下，則顯示處理器52從存儲(chǔ)單元36讀出必要的圖像數(shù)據(jù)，并且如圖6A所示，顯示處理器52重置選擇線62的位置的M-模式圖像65以便在凍結(jié)按鈕被按 下的時(shí)間在最右側(cè)(最新位置)上并在顯示器18上顯示具有B-模式圖像64的靜止圖像的M-模式圖像65的靜止圖像。同時(shí)，選擇線62變?yōu)樘摼€并且是不可移動(dòng)的(不活動(dòng)狀態(tài))。如圖6B所示，用于指令設(shè)定以下描述的血管壁的邊界的“AW Det”按鈕、用于指令開(kāi)始血管壁彈性模量的分析的“彈性Ana”按鈕、用于輸入受試對(duì)象的血壓的“Ps”按鈕和“Pd”按鈕、以及用于輸入可靠性閾值的“質(zhì)量因子閾值(Quality Factor Threshold)”按鈕顯示在操作面板16的觸摸面板16a上。這時(shí)，“彈性Ana”按鈕是不可選擇的。如果凍結(jié)按鈕被按下，則心跳檢測(cè)器46對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元36中的所有M-模式圖像檢測(cè)心跳(自動(dòng)地檢測(cè)心跳)。心跳的檢測(cè)結(jié)果被發(fā)送至存儲(chǔ)單元36，并作為信息添加到對(duì)應(yīng)的M-模式圖像中。心跳的檢測(cè)結(jié)果也被發(fā)送至顯示處理器52，并且心跳的檢測(cè)結(jié)果被顯示在當(dāng)前顯示的M-模式圖像65中。對(duì)檢測(cè)心跳的方法沒(méi)有特別限制。作為一個(gè)實(shí)例，可以分析M-模式圖像，并且心跳可以利用在水平方向延伸的白線(亮線)的深度方向上的移動(dòng)速度(該速度開(kāi)始增大時(shí)的時(shí)間)、在白線的深度方向上的運(yùn)動(dòng)的搏動(dòng)等來(lái)檢測(cè)。備選地，可以利用心電圖儀(心電圖)來(lái)檢測(cè)心跳。如圖6A所示，顯示處理器52通過(guò)三角形標(biāo)記和線在M-模式圖像65中顯示心跳的檢測(cè)結(jié)果。在所示的實(shí)例中，最近一次心跳開(kāi)始的時(shí)間通過(guò)實(shí)線指示，該同一次心跳結(jié)束的時(shí)間通過(guò)細(xì)線指示，并且涉及其他次心跳的位置通過(guò)虛線指示。代替線類(lèi)型或除了線類(lèi)型之外，這些線可以通過(guò)改變線顏色進(jìn)行區(qū)分。當(dāng)存在沒(méi)有被檢測(cè)到的心跳時(shí)，依據(jù)正關(guān)注的心跳之前和之后的心跳的間隔等在恰當(dāng)位置處顯示該心跳。在凍結(jié)按鈕被按下時(shí)的B-模式圖像64是在最近一次心跳開(kāi)始時(shí)的時(shí)間點(diǎn)處的B-模式圖像，其中該時(shí)間點(diǎn)通過(guò)實(shí)線在M-模式圖像65中指示。如果心跳的線顯示在M-模式圖像65中，則B-模式圖像中的選擇線62變?yōu)閷?shí)線并且通過(guò)跟蹤器在左右方向上是可移動(dòng)的。即，選擇線62處于活動(dòng)狀態(tài)。以與上述類(lèi)似的方式，代替線類(lèi)型或除了線類(lèi)型之外，該線是否是活動(dòng)的可以通過(guò)改變線顏色進(jìn)行區(qū)分。在這種狀態(tài)下，如果選擇線62通過(guò)跟蹤器在左右方向上移動(dòng)，則顯示處理器52從存儲(chǔ)單元36讀出對(duì)應(yīng)于選擇線62的位置的M-模式圖像，并連同心跳的檢測(cè)結(jié)果將該圖像顯示在顯示器18上。即，即使在凍結(jié)后也通過(guò)跟蹤球移動(dòng)選擇線62，由此在B-模式圖像64中的方位方向上的整個(gè)區(qū)域上，選擇B-模式圖像64中的M-模式圖像65的顯示位置(顯示線)。因此，根據(jù)這個(gè)實(shí)例，在所設(shè)定的ROI 60的方位方向上的任意位置的M-模式圖像65被顯示，使得可以觀察和確認(rèn)M-模式圖像65和對(duì)應(yīng)于該M-模式圖像中的每次心跳的圖像。如果在其中B-模式圖像64的選擇線62是可移動(dòng)的狀態(tài)下按下設(shè)定按鈕，則確定M-模式圖像的顯示位置(顯示線)被選擇。如圖7A所示，B-模式圖像64的選擇線62變?yōu)樘摼€，使得通過(guò)跟蹤球的移動(dòng)是不可能的。同時(shí)，指示最近一次心跳的線在M-模式圖像65中變?yōu)閷?shí)線。 如果指示最近一次心跳的線在M-模式圖像65中變?yōu)閷?shí)線，則心跳可通過(guò)跟蹤球進(jìn)行選擇。作為一個(gè)實(shí)例，當(dāng)設(shè)定按鈕被按下時(shí)，如圖7A和7B所示，指示最近一次心跳的線變?yōu)閷?shí)線，并且該心跳被選擇。在這種狀態(tài)下，例如，如果跟蹤球轉(zhuǎn)向左，如圖7C所示，對(duì)應(yīng)于最近一次心跳結(jié)束的線變?yōu)樘摼€，對(duì)應(yīng)于第二近的心跳的線變?yōu)閷?shí)線，并且該心跳被選擇。如果跟蹤球進(jìn)一步轉(zhuǎn)向左，則對(duì)應(yīng)于第二近的心跳的線變?yōu)樘摼€，對(duì)應(yīng)于第三近的心跳的線變?yōu)閷?shí)線，并且該心跳被選擇。如果跟蹤球轉(zhuǎn)向右，則類(lèi)似地，對(duì)應(yīng)于后一次心跳的線相繼被選擇。響應(yīng)于M-模式圖像65中的心跳的選擇，顯示處理器52從存儲(chǔ)單元36讀出在所選心跳的開(kāi)始位置處的B-模式圖像，即，在對(duì)應(yīng)于所選心跳的開(kāi)始位置的時(shí)間點(diǎn)(時(shí)間相位)處捕獲的B-模式圖像，并將顯示器18上顯示的B-模式圖像64改變?yōu)檫@個(gè)圖像。如果在其中心跳是可選的狀態(tài)下按下設(shè)定按鈕，則確定心跳的選擇結(jié)束，所選心跳被確認(rèn)，并且可以進(jìn)行所選心跳的微調(diào)。如果在顯示器18上顯示的M-模式圖像65中的心跳被選擇和確認(rèn)，則在存儲(chǔ)單元36中存儲(chǔ)的所有M-模式圖像(即，在B-模式圖像64的方位方向上的整個(gè)區(qū)域上的M-模式圖像)中選擇該同一次心跳。作為一個(gè)實(shí)例，如果確定最近一次心跳被選擇并且設(shè)定按鈕被按下，則如圖8A所示，首先，對(duì)應(yīng)于所選心跳的結(jié)束的線變?yōu)榧?xì)線，并且對(duì)應(yīng)于所選心跳的開(kāi)始的線的位置(時(shí)間)通過(guò)跟蹤球在如通過(guò)箭頭t指示的左右方向(時(shí)間方向)上是可移動(dòng)的，使得可以進(jìn)行心跳的開(kāi)始位置的微調(diào)。如果在心跳的開(kāi)始位置根據(jù)需要通過(guò)跟蹤球調(diào)整之后按下設(shè)定按鈕，則如圖SB所示，對(duì)應(yīng)于所選心跳的結(jié)束的線變?yōu)檎?shí)線，而對(duì)應(yīng)于所選心跳的開(kāi)始的線變?yōu)榧?xì)線。因此，對(duì)應(yīng)于所選心跳的結(jié)束的線的位置通過(guò)跟蹤球在如箭頭t指示的左右方向上是可移動(dòng)的，使得可以進(jìn)行心跳的結(jié)束位置的微調(diào)。盡管心跳的微調(diào)的結(jié)果可以僅在經(jīng)過(guò)微調(diào)的M-模式圖像65中反映，但是優(yōu)選該結(jié)果也反映在存儲(chǔ)單元36中存儲(chǔ)的所有M-模式圖像中。當(dāng)在所選心跳中調(diào)整心跳的開(kāi)始位置時(shí)，顯示處理器52從存儲(chǔ)單元36讀出在所調(diào)整的心跳開(kāi)始位置處的B-模式圖像，并且將顯示器18上顯示的B-模式圖像64改變?yōu)檫@個(gè)圖像。心跳選擇和可能的微調(diào)的結(jié)果也提供給跟蹤器42。
如果在其中對(duì)應(yīng)于所選心跳的結(jié)束的位置是可調(diào)整的狀態(tài)下按下設(shè)定按鈕，則返回到其中圖6A所示的B-模式圖像64的選擇線62是可移動(dòng)的狀態(tài)，即其中M-模式圖像65的顯示線在B-模式圖像64中是可選擇的狀態(tài)。S卩，在所示實(shí)例的超聲診斷設(shè)備10中，可以重復(fù)進(jìn)行過(guò)程“顯示線選擇”一“心跳選擇”一“心跳微調(diào)”。換句話說(shuō)，可以以環(huán)形方式進(jìn)行過(guò)程“顯示線選擇”一“心跳選擇”一“心跳微調(diào)”。因此，更合適地選擇最適合用于分析的心跳以從所有存儲(chǔ)的M-模式圖像測(cè)量以下描述的血管壁彈性成為可能。如果在其中對(duì)應(yīng)于所選心跳的結(jié)束的位置是可調(diào)整的狀態(tài)下按下觸摸面板的“AWDet”按鈕(不是設(shè)定按鈕)，則如圖9所示，B-模式圖像64的選擇線62和表示M-模式圖像65中的心跳的線都變?yōu)樘摼€并且是不可操作的，并且達(dá)到血管壁檢測(cè)模式。
在血管壁檢測(cè)模式中，血管前壁的外膜-中膜邊界、血管前壁的內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界、血管后壁的內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界、以及血管后壁的外膜-中膜邊界由邊界檢測(cè)器40檢測(cè)。邊界檢測(cè)器40最初設(shè)定血管的臨時(shí)內(nèi)腔以便檢測(cè)血管前壁的外膜-中膜邊界。在血管中，在內(nèi)腔中基本上沒(méi)有反射超聲波的組織。因此，在M-模式圖像中，內(nèi)腔被視為在時(shí)間軸方向上延伸的低亮度帶。利用這樣的現(xiàn)象，邊界檢測(cè)器40首先基于亮度(密度)使M-模式圖像65 二值化以檢測(cè)帶狀低亮度區(qū)域，并將這個(gè)區(qū)域設(shè)定為臨時(shí)內(nèi)腔。接著，如圖IOA示意性示出的，邊界檢測(cè)器40檢測(cè)從M-模式圖像65中臨時(shí)設(shè)定的內(nèi)腔100的邊界在深度方向上(箭頭e方向)3mm內(nèi)的區(qū)域中的最大亮度點(diǎn)(最小密度點(diǎn))X。一般地，前壁的外膜-中膜邊界和內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界之間的間隙通常等于或小于1_，并且?guī)缀醪淮嬖谄渲性撻g隙超過(guò)3_的情況。在超聲圖像中，存在其中B-模式圖像中的前壁非常不清楚的許多情形，并且存在其中M-模式圖像中的前壁的外膜-中膜邊界可以作為高亮度點(diǎn)(線)被檢測(cè)到的許多情形。因此，在M-模式圖像65中，從臨時(shí)內(nèi)腔100在深度方向上3mm內(nèi)的區(qū)域中檢測(cè)最大亮度點(diǎn)X，由此在B-模式圖像64中的選擇線62的每個(gè)時(shí)間相位檢測(cè)外膜-中膜邊界。如圖IOA所示，邊界檢測(cè)器40對(duì)以B-模式圖像64的時(shí)間相位T為中心的M-模式圖像65的預(yù)定區(qū)域t (預(yù)定時(shí)期)內(nèi)的所有幀(所有時(shí)間采樣點(diǎn))檢測(cè)最大亮度點(diǎn)X。在所示實(shí)例中，由于所選心跳的起始點(diǎn)處的B-模式圖像64被顯示，所以對(duì)以該心跳的起始點(diǎn)為中心的預(yù)定區(qū)域t內(nèi)的所有幀檢測(cè)最大亮度點(diǎn)X。對(duì)預(yù)定區(qū)域t沒(méi)有特別限制，但可以依據(jù)所需精度恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定。一般地，應(yīng)當(dāng)滿足該預(yù)定區(qū)域具有對(duì)應(yīng)于大約一次心跳的長(zhǎng)度。具體地，可以使用大約一次心跳(約I秒)的時(shí)期、大約20個(gè)幀的時(shí)期、大約1/10幀率的時(shí)期、或在所選心跳的長(zhǎng)度為h (約O. 2秒)時(shí)的時(shí)間相位T之前和之后的大約O. 2t0的時(shí)期。備選地，操作者可以從這些實(shí)例等的選項(xiàng)中選擇預(yù)定區(qū)域t，操作者可以任意地設(shè)定預(yù)定區(qū)域t，或者可以使預(yù)定區(qū)域t的任選選擇及其任意設(shè)定成為可選擇的。接著，如圖IOB示意性示出的，連接所檢測(cè)到的最大亮度點(diǎn)X，并進(jìn)行平滑化和異常樣本去除中的至少一種。獲得的線被視為M-模式圖像65中前壁的外膜-中膜邊界的檢測(cè)結(jié)果。
所檢測(cè)到的最大亮度點(diǎn)X可以包括由于斑點(diǎn)等導(dǎo)致的異常成分或噪聲等。因此，進(jìn)行上述處理以除去由于斑點(diǎn)導(dǎo)致的異常成分或噪聲等，使得可以更準(zhǔn)確地檢測(cè)前壁的外膜-中膜邊界。平滑化或異常成分去除可以通過(guò)在各種圖像處理器等中執(zhí)行的已知方法進(jìn)行。為了以較高精度檢測(cè)前壁的外膜-中膜邊界，可以在時(shí)間軸方向上的M-模式圖像的整個(gè)區(qū)域上(不是僅在預(yù)定區(qū)域t中)進(jìn)行M-模式圖像65中的外膜-中膜邊界的檢測(cè)，即最大亮度點(diǎn)X的檢測(cè)，并且可以進(jìn)行所述處理，如平滑化。相反，可以僅在M-模式圖像的對(duì)應(yīng)于B-模式圖像64的時(shí)間相位T的一個(gè)點(diǎn)處進(jìn)行最大売度點(diǎn)X的檢測(cè)。另外，在最大亮度點(diǎn)X的檢測(cè)區(qū)域中，最大亮度點(diǎn)X的檢測(cè)可以每隔一幀、每三幀等進(jìn)行，并且可以進(jìn)行所述處理，如平滑化。
備選地，操作者可以選擇這些中的任一種。在處理如平滑化結(jié)束之后，邊界檢測(cè)器40檢測(cè)M-模式圖像65中檢測(cè)到的外膜-中膜邊界(它們的線)和對(duì)應(yīng)于B-模式圖像64的時(shí)間相位T的交點(diǎn)在深度方向上的位置。即，該交點(diǎn)是在用于顯示被顯示的B-模式圖像64中的M-模式圖像65的選擇線62上的外膜-中膜邊界的位置。如上所述，存儲(chǔ)單元36存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于在方位方向上B-模式圖像64的整個(gè)區(qū)域的M-模式圖像、以及對(duì)應(yīng)于選擇線62的M-模式圖像。邊界檢測(cè)器40同樣在存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元36中的所有M-模式圖像中進(jìn)行最大亮度點(diǎn)X的檢測(cè)、通過(guò)平滑化等對(duì)外膜-中膜邊界的檢測(cè)、以及對(duì)所檢測(cè)到的外膜-中膜邊界和對(duì)應(yīng)于B-模式圖像64的時(shí)間相位T的交點(diǎn)的檢測(cè)。S卩，所檢測(cè)到的交點(diǎn)顯示在被顯示的B-模式圖像64中的方位方向上的位置(對(duì)應(yīng)于各個(gè)M-模式圖像)處的外膜-中膜邊界。在所有M-模式圖像中檢測(cè)交點(diǎn)，即外膜-中膜邊界之后，邊界檢測(cè)器40在將深度方向上的外膜-中膜邊界的位置擬合為被顯示的B-模式圖像64的同時(shí)，依據(jù)方位方向上各個(gè)M-模式圖像的位置連接各個(gè)M-模式圖像中檢測(cè)到的外膜-中膜邊界，并將結(jié)果作為B-模式圖像64中的前壁的外膜-中膜邊界的檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至顯示處理器52。如圖IlA所示，顯示處理器52將提供的B-模式圖像64中的前壁的外膜-中膜邊界的檢測(cè)結(jié)果顯示為線68。如上所述，存在其中血管前壁在B-模式圖像中不清楚，并且很難從B-模式圖像自動(dòng)地檢測(cè)到前壁邊界的許多情形。當(dāng)B-模式圖像中的前壁的位置信息是必需時(shí)，對(duì)于操作者必需在觀察不清楚的B-模式圖像的同時(shí)手動(dòng)地設(shè)定血管前壁，造成了對(duì)操作者施加的重大負(fù)擔(dān)。相反，在本發(fā)明中，利用對(duì)應(yīng)于B-模式圖像的M-模式圖像，能夠檢測(cè)B-模式圖像中的血管前壁邊界(外膜-中膜邊界)。由于這個(gè)原因，根據(jù)本發(fā)明，能夠避免通過(guò)操作者來(lái)設(shè)定血管前壁等的勞動(dòng)或者顯著地減輕負(fù)擔(dān)，并且還能夠進(jìn)行更準(zhǔn)確的測(cè)量。盡管在這個(gè)實(shí)例中，B-模式圖像64中的前壁的外膜-中膜邊界利用方位方向上的所有M-模式圖像進(jìn)行檢測(cè)，但是本發(fā)明并不局限于此。
例如，代替方位方向上的所有M-模式圖像，B-模式圖像64中的前壁的外膜-中膜邊界可以利用在方位方向上以預(yù)定間隔(如每隔一個(gè)圖像或每四個(gè)圖像)抽取的M-模式圖像以類(lèi)似方式進(jìn)行檢測(cè)。備選地，前壁的外膜-中膜邊界的檢測(cè)可以利用對(duì)應(yīng)于B-模式圖像的方位方向上的一個(gè)點(diǎn)或多個(gè)點(diǎn)的一個(gè)M-模式圖像或多個(gè)M-模式圖像以類(lèi)似方式進(jìn)行，檢測(cè)結(jié)果可以依據(jù)所使用的方位方向上的一個(gè)或多個(gè)M-模式圖像在B-模式圖像64中顯示，并且利用這種顯示，操作者可以以類(lèi)似于以下描述的設(shè)定后壁邊界的方式利用跟蹤球等設(shè)定前壁的外膜-中膜邊界。備選地，操作者選擇這些中的一種。在前壁的外膜-中膜邊界的檢測(cè)結(jié)束之后，接著,邊界檢測(cè)器40檢測(cè)前壁的內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界。在M-模式圖像中，外膜-中膜邊界和內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界應(yīng)基本上進(jìn)行相同運(yùn)動(dòng)。同 時(shí)，在M-模式圖像中，由于斑點(diǎn)等導(dǎo)致的噪聲形成與外膜-中膜邊界的運(yùn)動(dòng)不相關(guān)的運(yùn)動(dòng)，或者它們?cè)谏疃确较蛏系奈恢帽还潭?。利用此，邊界檢測(cè)器40利用之前檢測(cè)到的臨時(shí)內(nèi)腔100的信息和在相關(guān)M-模式圖像中檢測(cè)到的外膜-中膜邊界的信息，以類(lèi)似于各個(gè)M-模式圖像中的外膜-中膜邊界的方式檢測(cè)邊界移動(dòng)，并將由此檢測(cè)到的邊界視為相關(guān)M-模式圖像中的內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界。與以上類(lèi)似，可以僅在以B-模式圖像的時(shí)間相位T為中心的預(yù)定區(qū)域中或沿著M-模式圖像的時(shí)間軸的整個(gè)區(qū)域上進(jìn)行檢測(cè)。之后，類(lèi)似于外膜-中膜邊界的檢測(cè)，檢測(cè)各個(gè)M-模式圖像中檢測(cè)到的內(nèi)膜-內(nèi)腔的線和B-模式圖像的時(shí)間相位T的交點(diǎn)。依據(jù)方位方向上的M-模式圖像的位置布置交點(diǎn)，然后作為B-模式圖像64中的前壁的內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界的檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至顯示處理器52。如圖IlB所示，顯示處理器52將所提供的B-模式圖像64中前壁的內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界的檢測(cè)結(jié)果顯示為線70。如果顯示了前壁的內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界的檢測(cè)結(jié)果，則接著，如圖IlC所示，對(duì)應(yīng)于血管后壁的內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界且在方位方向上延伸的直線72在B-模式圖像64中顯示。通過(guò)跟蹤球可以在上下方向(深度方向)上平行移動(dòng)線72。在顯示線72之后，如圖IlC和IlD所示，通過(guò)跟蹤球?qū)⒕€72移動(dòng)至血管后壁的內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界的位置，然后，按下設(shè)定按鈕。如從圖IlA至IlG或其他附圖將顯而易見(jiàn)的，在B-模式圖像中，非常清楚地顯示血管后壁邊界。因此，當(dāng)通過(guò)跟蹤球等設(shè)定血管后壁時(shí)，對(duì)操作者的負(fù)擔(dān)極小。如果設(shè)定按鈕被按下，則如圖IlE所示，對(duì)應(yīng)于血管后壁的內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界的線72在B-模式圖像64中變?yōu)樘摼€并被確認(rèn)，并且顯示對(duì)應(yīng)于血管后壁的外膜-中膜邊界的線74。類(lèi)似地，通過(guò)跟蹤球也可以在上下方向上移動(dòng)線74。在線74移動(dòng)到血管后壁的外膜-中膜邊界的位置之后，按下設(shè)定按鈕。血管壁的每個(gè)邊界的信息被提供給邊界檢測(cè)器40。如果在其中線74是可移動(dòng)的狀態(tài)下按下設(shè)定按鈕，則對(duì)應(yīng)于所有邊界的線的設(shè)定結(jié)束，并且邊界檢測(cè)器40利用內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界的設(shè)定線72和外膜-中膜邊界的設(shè)定線74自動(dòng)地檢測(cè)后壁的內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界和外膜-中膜邊界。兩種邊界的自動(dòng)檢測(cè)的結(jié)果被發(fā)送至顯示處理器52和跟蹤器42，并且如圖IlF所示，檢測(cè)結(jié)果被顯示。對(duì)自動(dòng)檢測(cè)這些邊界的方法沒(méi)有特別限制，并且可以使用各種方法。作為一個(gè)實(shí)例，使用這樣的方法，其中分析B-模式圖像，跟蹤在線72和線74的位置處的連續(xù)高亮度部分以檢測(cè)內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界和外膜-中膜邊界。如果通過(guò)邊界檢測(cè)器40對(duì)血管后壁的內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界和外膜-中膜邊界的自動(dòng)檢測(cè)結(jié)束，則如圖IlF所示，在B-模式圖像64中顯示指針78 (指針78直到血管后壁的自動(dòng)檢測(cè)結(jié)束才顯示)。指針78可通過(guò)跟蹤球移動(dòng)。如果指針78移動(dòng)至表示自動(dòng)檢測(cè)到的內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界或外膜-中膜邊界的線，并且設(shè)定按鈕被按下，則較靠近指針78的線變?yōu)閷?shí)線。已變?yōu)閷?shí)線的線是可校正的。
例如，如圖IlG所示，假設(shè)表示外膜-中膜邊界的線74被選擇并變?yōu)閷?shí)線。如果指針78通過(guò)跟蹤球沿著線74移動(dòng)，并且設(shè)定按鈕被再次按下，則通過(guò)指針跟蹤的區(qū)域的線74再次被邊界檢測(cè)器40檢測(cè)到并重寫(xiě)，并且該結(jié)果被發(fā)送至跟蹤器42。如果后壁的內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界和外膜-中膜邊界的自動(dòng)檢測(cè)結(jié)束，并且如果必要，血管后壁被校正，則如圖12A所示，所有的線變?yōu)樘摼€，并且如圖12B所示，觸摸面板16a的“彈性Ana”按鈕是可選擇的。在“彈性Ana”按鈕是可選擇的之后，將受試對(duì)象的心縮期中的血壓通過(guò)“Ps”按鈕輸入，受試對(duì)象的心臟舒張末期中的血壓利用“Pd”按鈕輸入，并且可靠性閾值利用“質(zhì)量因子閾值”按鈕輸入。這些數(shù)值可以通過(guò)已知方法輸入。受試對(duì)象的血壓和可靠性閾值的輸入不限于在血管壁邊界的檢測(cè)已經(jīng)結(jié)束之后的輸入。該輸入可以在以下描述的分析開(kāi)始之前(在按下以下描述的“彈性Ana”按鈕之前)的任何時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行。在超聲診斷設(shè)備10中，通常在進(jìn)行診斷之前，獲取或輸入受試對(duì)象信息。因此，當(dāng)受試對(duì)象信息包括血壓的信息時(shí)，可以使用該血壓的信息。如果受試對(duì)象的血壓以及可靠性閾值被輸入，并且“彈性Ana”按鈕被按下，則開(kāi)始B-模式圖像的分析，并且計(jì)算血管的彈性模量。如果“彈性Ana”按鈕被按下，則首先，跟蹤器42跟蹤M-模式圖像65中的所選心跳下的血管前壁(外膜-中膜邊界和內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界)和血管后壁(內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界和外膜-中膜邊界)的運(yùn)動(dòng)。即，血管前壁和后壁被跟蹤。M-模式圖像65中的血管壁的跟蹤利用在B-模式圖像64中之前檢測(cè)到(設(shè)定的)的血管前壁的外膜-中膜邊界、血管前壁的內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界、血管后壁的內(nèi)膜-內(nèi)腔邊界、以及血管后壁的外膜-中膜邊界作為位置起始點(diǎn)(深度方向上的起始點(diǎn))來(lái)進(jìn)行。關(guān)于M-模式圖像65中的血管壁的跟蹤，時(shí)間起始點(diǎn)(在M-模式圖像的時(shí)間軸上的起始點(diǎn))是B-模式圖像64的時(shí)間相位，即捕獲B-模式圖像64的時(shí)間點(diǎn)。S卩，在所示的實(shí)例中，被選擇并且如果需要位置被調(diào)整的心跳的開(kāi)始位置變?yōu)橛糜诟櫻鼙诘臅r(shí)間起始點(diǎn)。在超聲診斷設(shè)備10中，作為優(yōu)選形式，不僅所檢測(cè)到(設(shè)定)的血管壁的邊界而且在血管后壁中可以設(shè)定深度方向上的一個(gè)或多個(gè)測(cè)量點(diǎn)。以這種方式，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)測(cè)量點(diǎn)設(shè)定在血管后壁中時(shí)，在各個(gè)測(cè)量點(diǎn)處進(jìn)行血管壁的跟蹤。血管壁中的測(cè)量點(diǎn)可以預(yù)先設(shè)定，可以基于特定算法自動(dòng)進(jìn)行設(shè)定，或可以在觀察圖像的同時(shí)由超聲診斷設(shè)備10的操作者設(shè)定。這些可以組合使用。對(duì)跟蹤M-模式圖像65中的血管壁的方法沒(méi)有特別限制，并且存在利用從跟蹤的起始點(diǎn)的圖像(亮度)的連續(xù)性的方法、圖案匹配方法、零交叉方法、組織多普勒方法、相差跟蹤等?？梢允褂眠@些中的任何方法。關(guān)于血管前壁，當(dāng)在心跳的整個(gè)區(qū)域上進(jìn)行M-模式圖像中的最大亮度點(diǎn)的檢測(cè)時(shí)，通過(guò)最大亮度點(diǎn)的檢測(cè)獲得的外膜-中膜邊界等的檢測(cè)結(jié)果可以用作血管前壁的跟蹤結(jié)果。備選地，可以利用(參考)基于M-模式圖像的外膜-中膜邊界等的檢測(cè)結(jié)果(對(duì)于一部分或整個(gè)心跳獲得的結(jié)果)來(lái)進(jìn)行血管前壁的跟蹤。 通過(guò)跟蹤器42對(duì)M-模式圖像中的血管壁的跟蹤結(jié)果被提供給彈性模量計(jì)算器50和顯不處理器52。彈性模量計(jì)算器50首先從血管壁的跟蹤結(jié)果產(chǎn)生血管壁(內(nèi)膜-中膜)的厚度的變化波形和血管直徑(內(nèi)徑)的變化波形。如上所述，當(dāng)在血管壁中設(shè)定一個(gè)或多個(gè)測(cè)量點(diǎn)時(shí)，在測(cè)量點(diǎn)之間產(chǎn)生血管壁的變化波形。血管壁的厚度的變化波形和血管直徑的變化波形被發(fā)送至顯示處理器52。彈性模量計(jì)算器50利用公式(I)計(jì)算血管的徑向方向上的應(yīng)變。ε j = AhiAdi. · · (I)在公式(I)中，ε 表在測(cè)量點(diǎn)之間的血管壁的徑向方向上的應(yīng)變，Ahi代表在一次心跳中在心縮期中(其中血管壁的厚度為最小)的測(cè)量點(diǎn)之間的血管壁的厚度變化的最大值，以及hdi代表其中血管壁的厚度為最大的心臟舒張末期中的測(cè)量點(diǎn)之間的厚度。利用預(yù)先輸入的血壓的最大值和最小值，彈性模量計(jì)算器50通過(guò)公式(2)計(jì)算血管壁的周向上的彈性模量Eei。E0i = l/2*[l+(rd/hd)]*[Ap/(AhiAdi)]. · ·⑵血管壁的徑向方向上的彈性模量Eh可以通過(guò)公式(3)計(jì)算。Eri = Δρ/ (AhiAdi). · ·⑶在公式⑵和(3)中，Ahi和hdi與上述相同，Λ P代表心縮期和心臟舒張末期之間的血壓差，rd代表心臟舒張末期中血管腔的半徑，而hd代表心臟舒張末期中血管壁的厚度。在計(jì)算彈性模量之后，彈性模量計(jì)算器50計(jì)算彈性模量的可靠性。對(duì)計(jì)算彈性模量的可靠性的方法沒(méi)有特別限制，并且可以使用各種已知方法。作為一個(gè)實(shí)例，存在這樣的一種方法，其中制備許多人如1000個(gè)人的心跳的血管直徑的變化的波形，從許多波形建立血管直徑變化的模型波形，并且經(jīng)計(jì)算的彈性模量的可靠性利用與該模型波形的偏移量進(jìn)行計(jì)算。如上所述，如果在顯示器18上顯示的M-模式圖像中選擇了心跳并確認(rèn)，則在存儲(chǔ)單元36中存儲(chǔ)的所有M-模式圖像中都選擇該相同心跳。因此，不僅對(duì)顯示器18上顯示的M-模式圖像而且對(duì)于存儲(chǔ)單元36中存儲(chǔ)的所有M-模式圖像，在所選擇的心跳下進(jìn)行這些過(guò)程，如血管壁的跟蹤、血管壁厚度和血管直徑的變化波形的產(chǎn)生、血管壁的應(yīng)變的計(jì)算、以及血管壁的彈性模量和彈性模量的可靠性的計(jì)算。即，利用對(duì)應(yīng)的M-模式圖像，在顯示器18上顯示的B-模式圖像64的方位方向上的整個(gè)區(qū)域上，在所選擇的心跳下進(jìn)行這些過(guò)程，如血管壁的彈性模量的計(jì)算。將這些結(jié)果作為信息添加到存儲(chǔ)單元36中存儲(chǔ)的M-模式圖像中。在方位方向上的整個(gè)區(qū)域上的計(jì)算結(jié)束之后，彈性模量計(jì)算器50計(jì)算血管壁的彈性模量的平均值(Eeave)、血管壁的應(yīng)變的平均值(Strave)、以及彈性模量的可靠性的平均值帆J。如果計(jì)算結(jié)束，則將結(jié)果顯示在顯示器18上。圖13示出了一個(gè)實(shí)例。在所示實(shí)例中，在所顯示的B-模式圖像64的右側(cè)，B-模式圖像64中表示的血管后壁的彈性模量通過(guò)B-模式圖像64e顯示。在顯示血管后壁的彈性模量的B-模式圖像64e的右側(cè)，血管壁的彈性模量的可靠性以類(lèi)似方式通過(guò)B-模式圖像64q顯示。
在B-模式圖像64的左側(cè)，分別顯示血管壁的彈性模量的平均值(Eeave)、血管壁的應(yīng)變的平均值(StraJ、以及彈性模量的可靠性的平均值(QFaJ。血管壁的彈性模量在B-模式圖像64e中以條形顯示以重疊在B-模式圖像64中已自動(dòng)檢測(cè)到(以及根據(jù)需要被校正)的血管后壁。在B-模式圖像64e的右上側(cè)，顯示了彈性模量的指標(biāo)。在所示實(shí)例中，圖像密度越高，彈性模量越高。S卩，在B-模式圖像64e中，與血管后壁重疊的條的密度表示在血管的對(duì)應(yīng)位置處的血管壁的彈性模量。類(lèi)似地，彈性模量的可靠性在B-模式圖像64q中以條形顯示以重疊在B-模式圖像64中自動(dòng)檢測(cè)到的血管后壁。在B-模式圖像64q的右上側(cè)，顯示了彈性模量的可靠性的指標(biāo)。在所示實(shí)例中，圖像密度越高，彈性模量的可靠性越高。S卩，在B-模式圖像64q中，與血管后壁重疊的條的密度代表在血管的對(duì)應(yīng)位置處的血管壁彈性模量的可靠性。代替圖像密度或除了圖像密度之外，彈性模量或彈性模量的可靠性的高低可以通過(guò)改變圖像顏色而實(shí)現(xiàn)。在圖13所示的結(jié)果的顯示中，在其中結(jié)果的可靠性低于預(yù)先輸入的閾值的方位方向上的位置處，結(jié)果被自動(dòng)省略。關(guān)于其中結(jié)果被省略的位置，如在B-模式圖像64e中的彈性模量的結(jié)果顯示的右邊角部分或在B-模式圖像64q中的可靠性的結(jié)果顯示的右邊角部分中表示的，條形的顯示被變淡。在下部M-模式圖像65中，M-模式圖像中的血管前壁的跟蹤結(jié)果80、血管后壁的跟蹤結(jié)果82、血管直徑的變化波形84、以及血管壁的厚度的變化波形86在所選心跳下被顯
/Jn ο如上所述，當(dāng)在血管壁中在深度方向上設(shè)定一個(gè)或多個(gè)測(cè)量點(diǎn)時(shí)，在測(cè)量點(diǎn)之間可以輸出血管厚度的變化波形。如果血管壁的彈性模量的測(cè)量結(jié)果等顯示在顯示器18上，則選擇線62在B-模式圖像64中變?yōu)閷?shí)線，并且在方位方向上可通過(guò)跟蹤球移動(dòng)。如果選擇線62在B-模式圖像64中移動(dòng)，則顯示處理器52從存儲(chǔ)單元36讀出對(duì)應(yīng)于選擇線62的位置的M-模式圖像并在顯示器18上顯示該M-模式圖像。即，如果通過(guò)跟蹤球移動(dòng)選擇線62，則M-模式圖像65改變?yōu)樵谶x擇線62的位置處的M-模式圖像，并且該M-模式圖像中的血管前壁和血管后壁的跟蹤結(jié)果80和82、血管直徑的變化波形84以及血管壁厚度的變化波形86改變?yōu)樵贐-模式圖像64的選擇線62的位置處的數(shù)據(jù)。因此，能夠選擇用于顯示在B-模式圖像的方位方向上的整個(gè)區(qū)域上的M-模式圖像65和分析結(jié)果的顯示線。在按下設(shè)定按鈕之后，在B-模式圖像64e和B-模式圖像64q中，如果選擇線62e和選擇線62q通過(guò)跟蹤球移動(dòng)以在方位方向上選擇任意區(qū)域，并且之后，再次按下設(shè)定按鈕，所選擇的區(qū)域以與上面提及的其中可靠性低于閾值的區(qū)域的類(lèi)似方式進(jìn)行處理，并刪除該數(shù)據(jù)。S卩，該測(cè)試者觀看結(jié)果，并且當(dāng)存在其中波形等看起來(lái)反常的位置時(shí)，可以刪除數(shù)據(jù)，由此使得有可能進(jìn)行更準(zhǔn)確的分析。數(shù)據(jù)刪除之后的狀態(tài)可以通過(guò)按下刪除按鈕等而返回到之前的狀態(tài)。 盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的超聲診斷設(shè)備，但是本發(fā)明并不局限于前述的實(shí)例，并且在不偏離本發(fā)明的范圍的前提下當(dāng)然可以作出各種更改或改進(jìn)。本發(fā)明的超聲診斷設(shè)備可以合適地用于診斷引起心肌梗死、心絞痛、腦疾病等的動(dòng)脈硬化的醫(yī)療實(shí)踐中。
權(quán)利要求
1.一種超聲診斷設(shè)備，包括 超聲探頭，所述超聲探頭具有傳輸超聲波、接收由受試對(duì)象反射的超聲回聲、并根據(jù)接收到的超聲回聲輸出接收信號(hào)的超聲換能器； 圖像生成裝置，所述圖像生成裝置由從所述超聲換能器輸出的所述接收信號(hào)生成B-模式圖像和M-模式圖像；以及 邊界檢測(cè)裝置，所述邊界檢測(cè)裝置利用所述M-模式圖像的對(duì)應(yīng)于所述B-模式圖像的時(shí)間相位檢測(cè)所述B-模式圖像中的血管前壁邊界。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲診斷設(shè)備， 其中所述邊界檢測(cè)裝置使所述M-模式圖像二值化以檢測(cè)臨時(shí)內(nèi)腔，在對(duì)應(yīng)于其中檢測(cè)到所述血管前壁邊界的B-模式圖像的M-模式圖像的時(shí)間相位從所述臨時(shí)內(nèi)腔檢測(cè)在深度方向上3mm內(nèi)的最大亮度位置，并將所述最大亮度位置設(shè)定為所述B-模式圖像中的血管前壁邊界。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的超聲診斷設(shè)備， 其中所述圖像生成裝置生成對(duì)應(yīng)于所述B-模式圖像的方位方向上的多個(gè)點(diǎn)的M-模式圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲診斷設(shè)備， 其中所述圖像生成裝置生成對(duì)應(yīng)于所述B-模式圖像的所述方位方向上的整個(gè)區(qū)域的M-模式圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的超聲診斷設(shè)備， 其中所述邊界檢測(cè)裝置利用對(duì)應(yīng)于所述B-模式圖像的方位方向上的多個(gè)點(diǎn)的M-模式圖像，在對(duì)應(yīng)于其中檢測(cè)到所述血管前壁邊界的B-模式圖像的時(shí)間相位檢測(cè)最大亮度位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的超聲診斷設(shè)備， 其中所述邊界檢測(cè)裝置檢測(cè)包括對(duì)應(yīng)于其中檢測(cè)到所述血管前壁邊界的B-模式圖像的時(shí)間相位的所述M-模式圖像的預(yù)定區(qū)域中的所述最大亮度位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲診斷設(shè)備， 其中所述邊界檢測(cè)裝置檢測(cè)所述M-模式的整個(gè)區(qū)域上的所述最大亮度位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的超聲診斷設(shè)備， 其中所述邊界檢測(cè)裝置連接所檢測(cè)到的最大亮度位置以進(jìn)行平滑化和異常成分去除中的至少一種，和 然后在對(duì)應(yīng)于其中檢測(cè)到所述血管前壁邊界的B-模式圖像的時(shí)間相位檢測(cè)所述最大亮度位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)所述的超聲診斷設(shè)備，進(jìn)一步包括 顯示裝置；和 關(guān)心區(qū)域設(shè)定裝置，所述關(guān)心區(qū)域設(shè)定裝置在所述顯示裝置上顯示的B-模式圖像中設(shè)定關(guān)心區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲診斷設(shè)備， 其中所述圖像生成裝置首先生成將在所述顯示裝置上顯示的B-模式圖像，并且在通過(guò)所述關(guān)心區(qū)域設(shè)定裝置設(shè)定關(guān)心區(qū)域之后，生成所述關(guān)心區(qū)域的B-模式圖像和M-模式圖像。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的超聲診斷設(shè)備， 其中響應(yīng)于設(shè)定所述關(guān)心區(qū)域的指令，所述超聲換能器產(chǎn)生的超聲波的幀率被增大至高于設(shè)定所述關(guān)心區(qū)域的指令之前的幀率。
全文摘要
一種超聲診斷設(shè)備包括超聲探頭，該超聲探頭具有傳輸超聲波、接收由受試對(duì)象反射的超聲回聲、并根據(jù)接收到的超聲回聲輸出接收信號(hào)的超聲換能器；圖像生成器，其由從超聲換能器輸出的接收信號(hào)生成B-模式圖像和M-模式圖像；以及邊界檢測(cè)器，其利用對(duì)應(yīng)于B-模式圖像的M-模式圖像的時(shí)間相位來(lái)檢測(cè)B-模式圖像中的血管前壁邊界。
文檔編號(hào)A61B8/08GK102805651SQ20121017132
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者宮地幸哉, 野口雅史 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社