超聲波攝像裝置以及方法
【專利摘要】在超聲波攝像中，作為生物體組織附近的血流速度，對在物理上具有一致性的值進(jìn)行測定。超聲波攝像裝置具備：形狀提取部，其使用從照射了超聲波的檢查對象反射的回聲信號，對生物體組織的形狀數(shù)據(jù)進(jìn)行識別；流速分布取得部，其根據(jù)回聲信號對組織附近的血流速度進(jìn)行檢測；和速度決定部，其提取檢查者所期望的速度信息(目標(biāo)速度信息)。速度決定部設(shè)定作為目標(biāo)的血流的模型，并決定與根據(jù)該模型而推定的速度分布相匹配的速度分布實際測量值的速度。
【專利說明】超聲波攝像裝置以及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療用的超聲波攝像裝置以及方法，特別是涉及一種高精度地測量檢查者所期望的血流速度的超聲波攝像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在使血液在體內(nèi)循環(huán)的循環(huán)系統(tǒng)中，血液循環(huán)的效率、形態(tài)與循環(huán)器官疾患具有密切的關(guān)聯(lián)。例如，低效率的循環(huán)系統(tǒng)對心臟造成負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致心力衰竭的風(fēng)險增加。為了調(diào)查該血流動態(tài)，需要正確求取心臟內(nèi)的血流速度。特別是作為對于診斷來說重要的信息的生物體內(nèi)的二點(diǎn)間的壓力差，使用瓣逆流速度來求取，因而需要瓣逆流中心的正確的流速信息。
[0003]在利用超聲波求取血流速度的方法中存在利用了多普勒效應(yīng)的多普勒測量法。在多普勒測量法中由于照射了超聲波的所有區(qū)域中的血流速度都被檢測出來，因而所得到的速度信息(血流速度分布、血流速度)會具有寬度。因此，需要從所得到的分布中，提取檢查者認(rèn)為適當(dāng)?shù)乃俣刃畔?，但在速度的提取上存有含糊性。該含糊性?dǎo)致診斷的含糊性。
[0004]在專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2中，公開了一種在基于多普勒波形來決定速度時，防止噪聲、信號混疊所引起的誤差進(jìn)入到多普勒波形的跡線(trace line)中的技術(shù)。此外在專利文獻(xiàn)3中，公開了一種作為多普勒波形的跟蹤的基準(zhǔn)，將相對于最大亮度級而言低規(guī)定量的多個亮度級作為跟蹤級(trace level)來自動跟蹤的技術(shù)。
[0005]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)I JP特開平7-241289號公報
[0008]專利文獻(xiàn)2 JP特開平7-241291號公報
[0009]專利文獻(xiàn)3 JP特開平7-303641號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的課題
[0011]在這些技術(shù)中，雖然速度決定的再現(xiàn)性得到改善，但由于決定速度的跡線的跟蹤級任意地決定，因而無法保證作為速度而被算出的值在物理上是適當(dāng)?shù)摹Ｒ虼?，使用血流速度而求取的壓力差等的高次的各?shù)據(jù)成為更加不確定的數(shù)據(jù)。
[0012]因此，本發(fā)明的目的在于排除通過多普勒測量而得到的速度分布信息所具有的含糊性，高精度地決定檢查者所期望的流速值。
[0013]解決課題的手段
[0014]解決上述課題的本發(fā)明的超聲波攝像裝置，對于作為檢查者所期望的速度信息的對象的血流，對記述包含速度在內(nèi)的物理現(xiàn)象的模型進(jìn)行推定，并根據(jù)實際測量的測量區(qū)域的速度分布信息來決定與所推定的血流的模型相匹配的速度信息。
[0015]即，本發(fā)明的超聲波攝像裝置具備:超聲波探頭，其對檢查對象發(fā)送超聲波并且接收從所述檢查對象反射的回聲信號；信號處理部，其對由所述超聲波探頭接收到的回聲信號進(jìn)行處理；和顯示部，其對所述信號處理部的處理結(jié)果進(jìn)行顯示，所述信號處理部具備:速度分布取得部，其根據(jù)所述回聲信號來取得在所述檢查對象中包含的流體的速度分布；和速度決定部，其根據(jù)由所述速度分布取得部取得的速度分布來決定速度信息，所述速度決定部設(shè)定所述速度信息的模型，并決定所述速度信息使得所述模型與所述速度分布取得部所取得的速度分布相匹配。
[0016]在本發(fā)明的超聲波攝像裝置中，例如，所述速度決定部，作為所述模型對流體的速度的空間分布進(jìn)行推定，決定所推定的速度的空間分布使其與所述速度分布取得部所取得的速度分布相匹配，并根據(jù)所決定的速度的空間分布來算出所述速度信息。或者，所述速度決定部，設(shè)定用階躍函數(shù)與δ函數(shù)的和來表示的模型作為流體的速度信息的模型，并使用所述速度分布取得部所取得的速度分布的特殊點(diǎn)的值來算出所述速度信息。
[0017]此外，本發(fā)明的超聲波攝像方法，使用從照射了超聲波的檢查對象反射的回聲信號來取得所述檢查對象的診斷信息，所述超聲波攝像方法具有:使用回聲信號取得在所述檢查對象中包含的流體的速度分布的步驟；和根據(jù)所述流體的速度分布來決定速度信息的步驟，所述速度信息決定步驟包括:設(shè)定所述速度信息的模型的步驟；根據(jù)所述流體的速度分布，檢索并決定與所述模型相匹配的速度的步驟；和對所決定的速度以及/或者根據(jù)該速度算出的診斷信息進(jìn)行顯示的步驟。
[0018]在本發(fā)明的超聲波攝像方法中，根據(jù)所述速度而算出的診斷信息，例如，包含壓力差、絕對壓、壓力的時間微分值、時間常數(shù)、以及壓力-容積關(guān)系圖中的任意一者。
[0019]發(fā)明效果
[0020]根據(jù)本發(fā)明，多普勒測量的精度提高，隨之，以往精度不高的與壓力相關(guān)的計算精度提聞。
【專利附圖】

【附圖說明】
`[0021]圖1是表示本發(fā)明的實施方式的超聲波攝像裝置的裝置構(gòu)成的框圖，(a)是整體的框圖，(b)是診斷信息計算部的框圖。
[0022]圖2是表示第一實施方式的信號處理部的動作的流程圖。
[0023]圖3是對攝像對象進(jìn)行說明的圖。
[0024]圖4的(a)以及(b)是分別對攝像區(qū)域進(jìn)行說明的圖。
[0025]圖5是對速度測量的概念進(jìn)行說明的圖，(a)表示區(qū)域內(nèi)的速度恒定的情況，(b)表示在區(qū)域內(nèi)包含各種速度的情況。
[0026]圖6是對速度分布取得部所取得的攝像圖像進(jìn)行說明的圖，(a)表示多普勒波形圖，(b)表示亮度值速度分布圖，(C)表示超聲波照射區(qū)域。
[0027]圖7是對同步攝像的情況下的同步信號進(jìn)行說明的圖。
[0028]圖8是表示圖2的步驟S5的詳情的流程圖。
[0029]圖9是對作為攝像對象的噴流進(jìn)行說明的圖。
[0030]圖10是對第一實施方式中的擬合進(jìn)行說明的圖，(a)表示亮度值速度分布的計算值，(b)表示實際測量值。
[0031]圖11是表示信號處理部的運(yùn)算結(jié)果的一個示例的圖。[0032]圖12是表示第二實施方式的信號處理部的動作的流程圖。
[0033]圖13是對第二實施方式的概念進(jìn)行說明的圖，(a)表示存在多個速度的情況，(b)表示速度恒定的情況。
[0034]圖14的(a)~(d)是分別表示顯示的示例的圖。
[0035]圖15是表示使用第二實施方式的方法對壓力差進(jìn)行測定后的結(jié)果的圖。
【具體實施方式】
[0036]本發(fā)明的超聲波攝像裝置具備:超聲波探頭，其對檢查對象發(fā)送超聲波并且接收從檢查對象反射的回聲信號；信號處理部，其對由超聲波探頭接收的回聲信號進(jìn)行處理；和顯示部，其對信號處理部的處理結(jié)果進(jìn)行顯示。信號處理部具備:速度分布取得部，其根據(jù)回聲信號取得在檢查對象中包含的流體的速度分布；和速度決定部，其根據(jù)由速度分布取得部取得的速度分布來決定速度信息。速度決定部設(shè)定速度信息的模型，并決定速度信息使得模型與所述速度分布取得部所取得的速度分布相匹配。
[0037]具體來說,速度決定部,作為模型對流體的速度的空間分布進(jìn)行推定,決定所推定的速度的空間分布以使其與速度分布取得部所取得的速度分布相匹配，并根據(jù)所決定的速度的空間分布來算出速度信息?；蛘?，速度決定部，作為流體的速度信息的模型而設(shè)定用階躍函數(shù)與S函數(shù)的和表示的模型，并使用流體速度分布取得部所取得的速度分布的特殊點(diǎn)的值來算出速度信息。
[0038]以下，基于附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。
[0039]圖1是表示本發(fā)明的超聲波攝像裝置的裝置構(gòu)成例的框圖，圖1 (a)是表示裝置整體的圖，(b)是表示作為信號處理部的一部分的診斷信息計算部的詳情的圖。如圖1(a)所示，本實施方式的超聲波攝像裝置具有裝置主體I和超聲波探頭2。
[0040]裝置主體I對超聲波探頭2進(jìn)行控制，同時用于超聲波圖像的生成，具備輸入部
10、控制部11、超聲波信號發(fā)生器12、超聲波接收電路13、顯示部14以及信號處理部15。
[0041]超聲波探頭2與生物體(被檢查者)3相接觸，按照由超聲波信號發(fā)生器12生成的信號對照射區(qū)域30照射超聲波，同時接收照射區(qū)域30的反射波回聲信號。超聲波探頭2根據(jù)掃描方式產(chǎn)生連續(xù)波或者脈沖波。
[0042]對裝置主體I的各構(gòu)成要素進(jìn)行說明。輸入部10具備操縱超聲波攝像裝置的檢查者對控制部11設(shè)定超聲波攝像裝置的動作條件的鍵盤、指向裝置(pointing device),并且在使用心電圖的情況下，也作為心電圖信號輸入部而發(fā)揮作用。
[0043]控制部11基于通過輸入部10設(shè)定的超聲波攝像裝置的動作條件對超聲波信號發(fā)生器12、超聲波接收電路13、顯示部14以及信號處理部15進(jìn)行控制，例如是計算機(jī)系統(tǒng)的CPU。
[0044]超聲波信號發(fā)生器12具備產(chǎn)生規(guī)定頻率的信號的振蕩器，并將驅(qū)動信號發(fā)送給超聲波探頭2。超聲波接收電路13對由超聲波探頭2接收到的反射回聲信號進(jìn)行放大或相位調(diào)整等信號處理。超聲波接收電路13包含接收電路、包絡(luò)線檢波單元、進(jìn)行Log壓縮的單元。顯示部14對由信號處理部15得到的信息進(jìn)行輸出。信號處理部15具有根據(jù)來自超聲波探頭2的反射回聲信號生成超聲波圖像的功能。詳情后面敘述。
[0045]雖然并未圖示，但是裝置主體I具備掃描轉(zhuǎn)換器、A / D轉(zhuǎn)換器。掃描轉(zhuǎn)換器既可以包含在超聲波接收電路13中，也可以設(shè)置于信號處理部15的后級。在超聲波接收電路13包含掃描轉(zhuǎn)換器的情況下，具有信號處理部15所處理的數(shù)據(jù)量減少這樣的優(yōu)點(diǎn)。此外，在超聲波接收電路13中未包含掃描轉(zhuǎn)換器的情況下，能夠通過信號處理部15來處理大量的數(shù)據(jù)，并能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的測量裝置。A / D轉(zhuǎn)換器設(shè)置于信號處理部15的前級。其采樣頻率通常設(shè)為20MHz至50MHz之間。
[0046]接著，對信號處理部15的詳細(xì)構(gòu)成要素進(jìn)行說明。作為與本發(fā)明相關(guān)的主要要素，信號處理部15具有形狀提取部151、流速分布取得部152、進(jìn)行速度信息的計算的診斷信息計算部153、存儲器154、加法部155。診斷信息計算部153如圖1(b)所示，具備:速度決定部156，其進(jìn)行速度決定；精度計算部157，其對診斷信息計算部153的處理結(jié)果的精度進(jìn)行計算；和計算部158~160，其基于速度算出壓力差、絕對壓、壓力-容積曲線等的各種診斷信息。
[0047]形狀提取部151根據(jù)從超聲波接收電路13輸出的反射回聲信號，例如形成B模式像、即超聲波照射對象的利用了平面攝像法的二維組織形狀圖像或者利用了立體攝像法的三維組織形狀圖像。此外，形狀提取部151根據(jù)組織形狀圖像，提取組織位置信息。流速分布取得部152對從組織形狀信息得到的規(guī)定位置的血流信息進(jìn)行提取。速度決定部156根據(jù)所述血流信息來決定檢查者所期望的速度信息。存儲器154對反射回聲信號、以及由形狀提取部151、流速分布取得部152、診斷信息計算部153保持的信息進(jìn)行存儲。
[0048]此外本實施方式的超聲波攝像裝置具備取得檢查對象的心動周期信息(心電圖、心音圖)的周期信息取得部(輸入部10)，速度分布取得部152基于周期信息取得部所取得的心動周期信息，按照每個心動周期取得速度分布。加法部155對速度分布取得部152按照每個心動周期取得的速度分布進(jìn)行加法運(yùn)算。速度決定部156能夠使用加法運(yùn)算后的速度分布來決定速度信息。
[0049]精度計算部157對速度決定部156所算出的速度信息以及/或者根據(jù)該速度信息算出的診斷信息的精度進(jìn)行計算。精度計算部157例如使用速度分布取得部所取得的速度分布的極大值和極小值的差來算出精度(指標(biāo))。壓力差計算部158使用速度決定部156所決定的瓣逆流的速度信息，來算出瓣內(nèi)外的壓力差。絕對壓計算部159根據(jù)壓力差計算部158所算出的所述壓力差和預(yù)先設(shè)定或外部輸入的基準(zhǔn)壓，算出絕對壓。容積計算部160例如根據(jù)形狀圖像形成部151所形成的形狀圖像在多個時刻對期望臟器例如左心室的容積進(jìn)行計算。信號處理部15還可以具備根據(jù)絕對壓計算部159所算出的左心室的絕對壓，來算出時間微分值(dP / dt)以及/或者用指數(shù)函數(shù)近似了左心室的舒張狀態(tài)時的時間常數(shù)τ的單元。
[0050]根據(jù)以上說明的裝置構(gòu)成，對超聲波攝像裝置的動作的實施方式進(jìn)行說明。在以下的實施方式中，速度信息是心臟的瓣逆流的速度信息，速度決定部利用噴流模型來作為速度信息的模型。速度決定部通過噴流的擴(kuò)展(発達(dá))區(qū)域的模型和噴流的未擴(kuò)展區(qū)域的模型的卷積運(yùn)算來作成該噴流模型。
[0051]本實施方式的處理流程如圖2所示。在圖2中，作為具體的示例，對將包含主動脈瓣和左心室在內(nèi)的部位作為圖1中的照射區(qū)域30的情況進(jìn)行說明，但照射區(qū)域30也可以是檢查者所期望的血管或其他的心腔。 [0052]<第一實施方式>[0053]< 步驟 SI〉
[0054]首先，為了得到照射區(qū)域的形態(tài)信息(B模式圖像)而進(jìn)行攝像。B模式像的超聲波頻率設(shè)為能攝像的IMHz至20MHz的范圍。此外，隨著心跳而變動的組織攝像時的幀速率設(shè)為能夠捕捉心臟的活動的范圍、即20Hz以上。形狀提取部151根據(jù)從超聲波接收電路13輸出的反射回聲，例如形成B模式像、即超聲波照射對象的利用了平面攝像法的二維超聲波生物體圖像或者利用了立體攝像法的三維超聲波生物體圖像。此時，按時間序列取得超聲波生物體圖像用的數(shù)據(jù)。
[0055]通過步驟SI得到的形狀信息的一個示例如圖3所示。圖3示出了通過二維的B模式進(jìn)行攝像而得到的心臟的左心室31、左心房32、右心室33、二尖瓣34、左心室后壁35、心尖部36、主動脈瓣37。
[0056]< 步驟 S2>
[0057]在形狀提取部151中，根據(jù)在步驟SI形成的超聲波生物體圖像取得組織位置信息。組織位置的決定既可以通過圖像處理對組織內(nèi)壁進(jìn)行檢測，也可以通過檢查者經(jīng)由輸入部10對組織內(nèi)壁進(jìn)行指定來取得位置信息。具體來說由于在超聲波圖像中組織被識別為高亮度值，因此將高亮度值部作為心臟組織來取得二維或者三維的心臟組織位置。或者，也可以通過檢查者經(jīng)由輸入部10所具備的指向裝置對血液和組織的邊界面即組織內(nèi)壁進(jìn)行指定，來給出位置。
[0058]< 步驟 S3〉
[0059]接著，流速分布取得部152關(guān)注由形狀提取部151取得的超聲波生物體圖像中的血流部分，并取得血流部位(超聲波照射部分內(nèi)的全部或者一部分)的速度分布信息(多普勒波形)。
[0060]血流部分只要是血管流經(jīng)的部`位即可，可以根據(jù)診斷目的進(jìn)行選擇。作為血流部分，例如在經(jīng)過左心室的路徑中，可以舉出從肺靜脈向左心房流入的血流、從左心房向左心室的流入血流、或者二尖瓣中的逆流、從左心室向主動脈的噴射流、或主動脈瓣逆流等，同樣在經(jīng)過右心室的路徑中，可以舉出從大靜脈向右心房的流入、從右心房向右心室的流入、三尖瓣逆流、從右心室向肺動脈的噴射流、肺動脈瓣逆流等。在本實施方式中，作為血流部分，選擇血流信息顯著的主動脈瓣逆流。血流部分的位置能夠基于在步驟S2得到的組織圖像，通過圖像處理來檢測，并設(shè)定上述所期望的血流部位。
[0061]設(shè)定部位后，對于所設(shè)定的測量對象部位，通過連續(xù)多普勒法或者脈沖多普勒法來進(jìn)行測量。雖然測量能夠采用連續(xù)多普勒以及脈沖多普勒中的任意一者，但是由于在本實施方式中將二尖瓣作為對象，因而采用了速度范圍廣的連續(xù)多普勒法。如圖4(a)所示，連續(xù)波多普勒法的測量區(qū)域41為整個波束，圖4(b)所示的脈沖多普勒法的測量區(qū)域42為更小的區(qū)域。
[0062]由于無論哪種情況，在測量區(qū)域41、42內(nèi)流動的血流也都不一樣而具有各種流速，因而超聲波探頭2所照射的超聲波根據(jù)血流速度而超聲波頻率發(fā)生變化，超聲探頭2所檢測的超聲波頻率根據(jù)測量區(qū)域內(nèi)的血流速度而混合了各種調(diào)制。流速分布取得部152基于超聲探頭2所檢測出的超聲波頻率的變化量來算出血流速度。血流速度算出的概要如圖5所示。圖5(a)表示了在測量區(qū)域41中血流以均勻的速度流動的情況。在該情況下，通過對超聲波探頭2所接收到的調(diào)制信號50進(jìn)行傅里葉變換等的頻率解析來求取速度。圖5(b)是在測量區(qū)域41中存在各種速度的血流的情況，超聲波探頭2所接收到的調(diào)制信號50為反映了每個血中散射體速度的調(diào)制信號51的總和。若對調(diào)制信號50進(jìn)行頻率解析，則可以取得表示速度與信號強(qiáng)度的關(guān)系的速度分布53。在此信號強(qiáng)度與具有相同速度的散射體的量相對應(yīng)。
[0063]由流速分布取得部152生成的實際的速度分布信息的示例如圖6所示。圖6 (a)是利用連續(xù)波多普勒取得的瓣逆流波形(多普勒波形)，是實際使用電動機(jī)來驅(qū)動食用豬的主動脈瓣進(jìn)行了開閉時取得的實驗結(jié)果?？v軸表示瓣逆流的速度，橫軸表示時相。圖6(b)是對表示多普勒波形61的規(guī)定時刻T的速度與亮度值的關(guān)系的曲線圖(亮度值速度分布)62進(jìn)行表示的圖，縱軸為亮度值而橫軸與速度相對應(yīng)。該曲線圖62相當(dāng)于圖5(b)所示的速度的信號強(qiáng)度分布53的實際數(shù)據(jù)。圖6(c)對將主動脈瓣37的瓣流作為對象的超聲波照射區(qū)域41進(jìn)行了表示。
[0064]< 步驟 S4>
[0065]優(yōu)選流速分布取得部152在取得速度分布信息時，進(jìn)行多普勒波形的算術(shù)平均。由此，能夠進(jìn)行精度的提高。算術(shù)平均既可以從輸入部10輸入心電圖、心音圖的時刻，也可以通過圖像處理對多普勒波形進(jìn)行互相關(guān)。為了心時相的檢測，能夠使用圖7所示的那樣的各種物理量。圖7從上面起按順序?qū)π碾妶D信號波形71、二尖瓣流入速度波形72、肺動脈瓣逆流波形73、心壁速度波形74、心壁運(yùn)動波形75的變化進(jìn)行了表示。在利用了心電圖信號的情況下，能夠識別從輸入部10取入的心電圖信號波形71的心律時相。對于其他的波形72~75，能夠從多普勒測量或經(jīng)時性地測量出的M模式圖像而得到，通過使用波形的極大值、極小值、最 大值、最小值、傾斜度、過零點(diǎn)(zero cross)等,能夠檢測特定的時相76。
[0066]< 步驟 S5>
[0067]速度決定部156基于在步驟S2中形狀提取部151所取得的組織位置信息和在步驟S3中流速分布取得部152所取得的速度分布信息，考慮物理一致性地決定檢查者所期望的血流速度(S5)。
[0068]具體來說，圖6(b)所示的亮度值和速度分布的關(guān)系對具有某速度的血液在測量區(qū)域中存在多少進(jìn)行了表示，所以首先，針對瓣逆流設(shè)想速度的空間分布模型，根據(jù)該速度空間分布對具有某速度u的流速的體積進(jìn)行推定，并推定速度u與該體積V(U)的關(guān)系即速度體積關(guān)系。接著，利用信號強(qiáng)度與體積相關(guān)這一情況，根據(jù)速度體積關(guān)系對亮度值速度關(guān)系進(jìn)行推定。最后，使實際測量的亮度值速度關(guān)系與推定的亮度值速度關(guān)系相匹配，實際求取所期望的速度U。
[0069]以下，參照圖8所示的流程對步驟S5的詳情進(jìn)行說明。
[0070]《步驟S501》
[0071]首先，對于作為目標(biāo)的血流，根據(jù)速度的空間分布的模型，對具有某速度u的流速的體積進(jìn)行推定，并對速度u與該體積V(U)的關(guān)系進(jìn)行推定。在此因為將主動脈瓣逆流作為了對象，所以將主動脈瓣逆流視為噴流，對速度分布進(jìn)行預(yù)測。主動脈瓣噴流的速度分布如圖9所示，在主動脈瓣37的附近，中心部分(芯(core))的速度突出，在與其周邊的邊界具有不連續(xù)的變化，但在遠(yuǎn)離主動脈瓣37的地方，芯的周圍變得平滑且與周邊連續(xù)地連接。將芯區(qū)域(平坦的部分)變得平滑的區(qū)域稱為噴流擴(kuò)展的區(qū)域。在本實施方式中，將芯擴(kuò)展的區(qū)域與未擴(kuò)展的區(qū)域劃分開，分別建立不同的模型公式，對它們進(jìn)行累計。[0072]噴流的擴(kuò)展區(qū)域例如能夠用作為Goretler式而被熟知的下式(I)來表示(非專利文獻(xiàn)I)。
[0073]【式I】
【權(quán)利要求】
1.一種超聲波攝像裝置，具備: 超聲波探頭，其對檢查對象發(fā)送超聲波并且接收從所述檢查對象反射的回聲信號； 信號處理部，其對由所述超聲波探頭接收到的回聲信號進(jìn)行處理；和 顯示部，其對所述信號處理部的處理結(jié)果進(jìn)行顯示， 所述超聲波攝像裝置的特征在于， 所述信號處理部具備:速度分布取得部，其根據(jù)所述回聲信號來取得在所述檢查對象中包含的流體的速度分布；和速度決定部，其根據(jù)由所述速度分布取得部取得的速度分布來決定速度信息， 所述速度決定部設(shè)定所述速度信息的模型，并決定所述速度信息使得所述模型與所述速度分布取得部所取得的速度分布相匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波攝像裝置，其特征在于， 所述速度決定部，作為所述模型對流體的速度的空間分布進(jìn)行推定，決定所推定的速度的空間分布使其與所述速度分布取得部所取得的速度分布相匹配，并根據(jù)所決定的速度的空間分布來算出所述速度信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波攝像裝置，其特征在于， 所述速度信息是心臟的瓣逆流的速度信息，所述速度決定部使用噴流模型來作為所述模型。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波攝像裝置，其特征在于，` 所述速度決定部通過噴流的擴(kuò)展區(qū)域的模型與噴流的未擴(kuò)展區(qū)域的模型的卷積運(yùn)算，來作成所述噴流模型。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波攝像裝置，其特征在于， 所述速度決定部使用Goretler式、Schilichting式、Tollmien式中的任意一者來作為所述噴流的擴(kuò)展區(qū)域的模型。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波攝像裝置，其特征在于， 所述速度決定部使用指數(shù)函數(shù)、階躍函數(shù)、誤差函數(shù)、δ函數(shù)中的任意一者、或者對它們進(jìn)行了組合的函數(shù)來作為所述噴流的未擴(kuò)展區(qū)域的模型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波攝像裝置，其特征在于， 所述速度決定部，設(shè)定用階躍函數(shù)與S函數(shù)的和來表示的模型作為所述速度信息的模型，并使用所述速度分布取得部所取得的速度分布的特殊點(diǎn)的值來算出所述速度信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲波攝像裝置，其特征在于， 所述速度決定部所使用的所述特殊點(diǎn)包含所述速度分布取得部所取得的速度分布的極小值、極大值、拐點(diǎn)中的任意一者。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波攝像裝置，其特征在于， 具備周期信息取得部，所述周期信息取得部取得所述檢查對象的心動周期信息， 所述速度分布取得部基于所述周期信息取得部所取得的心動周期信息，按照每個心動周期來取得所述速度分布。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲波攝像裝置，其特征在于， 所述信號處理部具備加法部，所述加法部對所述速度分布取得部按照每個心動周期而取得的速度分布進(jìn)行加法運(yùn)算，所述速度決定部使用加法運(yùn)算后的所述速度分布來決定所述速度信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波攝像裝置，其特征在于， 所述信號處理部具備壓力差計算部，該壓力差計算部使用所述速度決定部所決定的瓣逆流的速度信息來算出瓣內(nèi)外的壓力差。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的超聲波攝像裝置，其特征在于， 所述信號處理部具備絕對壓計算部，該絕對壓計算部根據(jù)所述壓力差計算部所算出的所述壓力差和預(yù)先設(shè)定或外部輸入的基準(zhǔn)壓來算出絕對壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波攝像裝置，其特征在于， 所述信號處理部具備根據(jù)所述絕對壓計算部所算出的左心室的絕對壓來算出時間微分值以及/或者將左心室的舒張狀態(tài)用指數(shù)函數(shù)近似時的時間常數(shù)τ的單元，其中所述時間微分值是dP / dt。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波攝像裝置，其特征在于， 所述信號處理部具備精度計算部，該精度計算部對所述速度決定部所算出的速度信息以及/或者根據(jù)該速度信息而算出的診斷信息的精度進(jìn)行計算。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的超聲波攝像裝置，其特征在于， 所述精度計算部使用所述速度分布取得部所取得的速度分布的極大值與極小值的差來算出所述精度。
16.根據(jù)權(quán)利要求12`所述的超聲波攝像裝置，其特征在于， 所述信號處理部具備根據(jù)所述形狀提取部所提取的左心室形狀來算出該左心室的容積的容積計算部，使用所述容積計算部所算出的左心室容積和所述絕對壓計算部所算出的所述左心室的絕對壓來作成壓力-容積關(guān)系圖并使其顯示于所述顯示部。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的超聲波攝像裝置，其特征在于， 所述容積計算部作成多個不同條件下的所述壓力-容積關(guān)系圖，使用多個所述壓力-容積關(guān)系圖來作成收縮期末期的壓力-容積關(guān)系圖的傾斜度Emax以及/或者舒張末期壓-容積變化曲線并使其顯示于所述顯示部。
18.—種超聲波攝像方法，使用從照射了超聲波的檢查對象反射的回聲信號，取得所述檢查對象的診斷信息， 所述超聲波攝像方法的特征在于，具有: 使用回聲信號取得在所述檢查對象中包含的流體的速度分布的步驟；和 根據(jù)所述流體的速度分布來決定作為目標(biāo)的速度信息的步驟， 所述速度信息決定步驟包括: 設(shè)定所述作為目標(biāo)的速度信息的模型的步驟； 根據(jù)所述流體的速度分布，檢索并決定與所述模型相匹配的速度的步驟；和 對所決定的速度以及/或者根據(jù)該速度算出的診斷信息進(jìn)行顯示的步驟。
【文檔編號】A61B8/06GK103781425SQ201280043377
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月20日
【發(fā)明者】田中智彥, 橋場邦夫 申請人:日立阿洛卡醫(yī)療株式會社