專利名稱：超聲波診斷裝置以及超聲波診斷裝置控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及當(dāng)實(shí)施使用連續(xù)超聲波(CW:cont inuous wave)的連續(xù)波多普勒(CWD:cont inuous wave Doppler)測量時(shí),能夠同時(shí)對方位方向進(jìn)行測量的超聲波診斷裝置以及其控制方法。
背景技術(shù)：
超聲波診斷裝置是對被檢體內(nèi)放射從設(shè)置在超聲波探頭上的振子產(chǎn)生的超聲波脈沖，由上述振子接收由于被檢體組織的聲阻抗的差異而生成的超聲波反射波，來收集生物體信息的裝置。僅僅通過使超聲波探頭與體表相接觸這樣的簡單操作，就能夠?qū)崟r(shí)顯示圖像數(shù)據(jù)，例如，由于能夠觀察心臟等具有活動的對象物，因此可廣泛地應(yīng)用于循環(huán)器官領(lǐng)域、各種臟器的形態(tài)診斷或功能診斷。在使用了這樣的 超聲波診斷裝置的超聲波診斷中，存在被稱為“CWD法”的血流速度的測量方法。該方法是通過使用連續(xù)波的超聲波進(jìn)行多普勒成像，來測量血流速度的方法，一般地用于深部的高速血流的測量。專利文獻(xiàn)1:日本特開2008-63829號公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2005-23391號公報(bào)發(fā)明要解決的問題以往的CWD法與PWD法不同，沒有距離分辨率。另外，也不能同時(shí)收集多個(gè)波束。對于前者最近正在研究FMCW技術(shù)，能夠?qū)?yīng)的可能性較大，但對于后者存在一邊發(fā)送連續(xù)波一邊波束發(fā)生擺動這樣的原理性問題，難以解決。本發(fā)明鑒于上述問題而完成，其目的在于，提供一種當(dāng)在超聲波診斷中進(jìn)行使用了 CWD法的測量時(shí)，能夠同時(shí)對方位方向進(jìn)行測量的超聲波診斷裝置或者其控制方法、或者能夠進(jìn)行具有針對方位方向以及深度方向(距離方向)的分辨率的同時(shí)測量的超聲波診斷裝置或者其控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
一個(gè)實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置具備:發(fā)送單元，其通過在將對多個(gè)方位方向分別分配的具有多個(gè)中心頻率的多個(gè)波形進(jìn)行調(diào)頻之后進(jìn)行多路復(fù)用，來連續(xù)地產(chǎn)生驅(qū)動信號，通過以不同的延遲時(shí)間對超聲波探頭的各超聲波振子供給上述驅(qū)動信號，來經(jīng)由上述超聲波探頭發(fā)送自振子排列面的垂直方向偏轉(zhuǎn)的連續(xù)波；接收單元，其以按上述各超聲波振子而不同的延遲時(shí)間來對上述各超聲波振子接收到的上述各回波信號進(jìn)行相加，按上述各中心頻率進(jìn)行分離，從而產(chǎn)生與上述各方位方向?qū)?yīng)的多個(gè)波束信號，對與上述各方位方向?qū)?yīng)的多個(gè)波束信號進(jìn)行解調(diào)，對上述解調(diào)后的多個(gè)波束信號進(jìn)行頻率解析，計(jì)算具有與各方位方向的深度方向相關(guān)的距離信息的多個(gè)波束信號；多普勒處理單元，其使用具有與各方位方向的深度方向相關(guān)的距離信息的多個(gè)波束信號，來檢測各方位方向的各深度的多普勒偏移頻率；以及圖像生成單元，其根據(jù)上述各方位方向的各深度的多普勒偏移頻率來生成超聲波圖像。根據(jù)以上的本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)一種當(dāng)在超聲波診斷中進(jìn)行利用了 CWD法的測量時(shí)，能夠?qū)Ψ轿环较蛲瑫r(shí)進(jìn)行測量的超聲波診斷裝置。


圖1是實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置I的框結(jié)構(gòu)圖。圖2是用于說 明同時(shí)多方向CWD功能的圖。圖3是表示對不同的3個(gè)方位方向分配的電壓波形的一個(gè)例子的圖。圖4是表示圖3所示的3個(gè)電壓波形的多重波的圖。圖5是表示發(fā)送圖4所示的多重波而得到的接收波束的頻譜分布的圖。圖6是由帶通濾波器對由多重波發(fā)送得到的接收波束進(jìn)行分離后的頻譜分布的圖。圖7是表示針對不同的13個(gè)各方位方向，設(shè)方位方向O度為頻率2.0MHz，以
0.05MHz的間隔分配不同的頻率時(shí)的一個(gè)例子的圖。圖8是用于說明以往的CDW法的圖。圖9是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例I的圖。圖10是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例I的圖。圖11是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例2的圖。圖12是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例2的圖。圖13是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例2的圖。圖14是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例3的圖。圖15是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例3的圖。圖16是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例3的圖。圖17是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例3的圖。圖18是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例4的圖。圖19是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例4的圖。圖20是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例5的圖。圖21是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例5的圖。圖23是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例5的圖。圖23是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例6的圖。圖24是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例6的圖。圖25是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例6的圖。圖26A是用于說明第2實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置I的結(jié)構(gòu)的圖。圖26B是表示實(shí)現(xiàn)分頻出的FMCWD功能的超聲波發(fā)送單元21的結(jié)構(gòu)的圖。圖27是用于說明按照分頻出的FMCWD功能的發(fā)送處理的圖。
圖28是用于說明按照分頻出的FMCWD功能的發(fā)送處理的圖。圖29是用于說明按照分頻出的FMCWD功能的發(fā)送波束的圖。圖30是表示實(shí)現(xiàn)本分頻出的FMCWD功能的超聲波接收單元22的結(jié)構(gòu)的圖。圖31是用于說明按照分頻出的FMCWD功能的接收處理的圖。圖32是用于說明本應(yīng)用例所涉及的解調(diào)處理的概念圖。圖33A是用于說明應(yīng)用例所涉及的解調(diào)處理的效果的圖。圖33B是用于說明應(yīng)用例所涉及的解調(diào)處理的效果的圖。圖34是用于說明應(yīng)用例所涉及的解調(diào)處理的效果的圖。附圖標(biāo)記說明I…超聲波診斷裝置、12...超聲波探頭、13...輸入裝置、14...監(jiān)視器、21...超聲波發(fā)送單元、22...超聲波接收單元、23...Β模式處理單元、24...多普勒/血流檢測單元、25…圖像生成單元、26...圖像存儲器、27...顯示處理單元、28...控制處理器、29...存儲單元 、30...接口單元。
具體實(shí)施例方式一般而言，根據(jù)本實(shí)施方式，超聲波診斷裝置具備:發(fā)送單元、接收單元、以及多普勒處理單元C。發(fā)送單元通過將對多個(gè)方位方向分別分配的具有多個(gè)中心頻率的多個(gè)波形進(jìn)行多路復(fù)用來連續(xù)地產(chǎn)生驅(qū)動信號，通過以不同的延遲時(shí)間對超聲波探頭的各超聲波振子供給上述驅(qū)動信號，來經(jīng)由上述超聲波探頭發(fā)送連續(xù)波。接收單元按上述各超聲波振子而不同的延遲時(shí)間對上述各超聲波振子接收到的上述各回波信號進(jìn)行相加，按上述各中心頻率進(jìn)行分離，來產(chǎn)生與上述各方位方向?qū)?yīng)的多個(gè)波束信號。多普勒處理單元使用與上述各方位方向?qū)?yīng)的多個(gè)波束信號，來檢測上述各方位方向各自的多普勒偏移頻率。以下，按照

實(shí)施方式。另外，在以下的說明中，針對具有大致相同的功能以及結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素，標(biāo)注同一附圖標(biāo)記，只在必要時(shí)進(jìn)行重復(fù)說明。圖1是表示本實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置I的框結(jié)構(gòu)圖。如該圖所示，本超聲波診斷裝置I具備:超聲波探頭12、輸入裝置13、監(jiān)視器14、超聲波發(fā)送單元21、超聲波接收單元22、Β模式處理單元23、多普勒/血流檢測單元24、圖像生成單元25、圖像存儲器26、顯示處理單元27、控制處理器(CPU) 28、存儲單元29、接口單元30。以下，針對各個(gè)構(gòu)成要素的功能進(jìn)行說明。超聲波探頭12是對被檢體發(fā)送超聲波，接收基于該發(fā)送的超聲波的來自被檢體的反射波的設(shè)備(接觸元件)，在其前端具有多個(gè)超聲波振子、匹配層、背襯材料等。超聲波振子根據(jù)來自超聲波發(fā)送單元21的驅(qū)動信號對掃描區(qū)域內(nèi)的所希望的方向發(fā)送超聲波，將來自該被檢體的反射波轉(zhuǎn)換成電信號。匹配層是設(shè)置在該超聲波振子上，用于使超聲波能量有效地傳播的中間層。背襯材料防止超聲波從該超聲波振子向后方傳播。如果從該超聲波探頭12對被檢體P發(fā)送超聲波，則該發(fā)送超聲波被體內(nèi)組織的聲阻抗的不連續(xù)面依次反射，作為回波信號被超聲波探頭12接收。該回波信號的振幅依存于反射的不連續(xù)面的聲阻抗的差。另外，所發(fā)送的超聲波脈沖被正在移動的血流反射時(shí)的回波會由于多普勒效應(yīng)，而依存于移動體的超聲波發(fā)送接收方向的速度分量，受到頻移。另外，本超聲波探頭12是具有能夠進(jìn)行CWD發(fā)送接收的帶寬的探頭。另外，也可以是多個(gè)超聲波振子被一維地排列而成的一維陣列探頭、多個(gè)超聲波振子被二維地排列而成的二維陣列探頭中的任一方。輸入裝置13與裝置主體11連接，具有用于將來自操作者的各種指示、條件、關(guān)心區(qū)域(ROI)的設(shè)定指示、各種畫質(zhì)條件設(shè)定指示等取入裝置主體11的各種開關(guān)、按鈕、軌跡球、鼠標(biāo)、鍵盤等。監(jiān)視器14根據(jù)來自顯示處理單元27的視頻信號，顯示生物體內(nèi)的形態(tài)學(xué)信息、血流信息、或各方位方向各自的多普勒波形等。超聲波發(fā)送單元21具有未圖示的振動(oscil41ation)產(chǎn)生部、發(fā)送分頻部、發(fā)送驅(qū)動器等。振動產(chǎn)生部反復(fù)產(chǎn)生具有規(guī)定的頻率frHz(周期:l/fr秒)的振動波形。發(fā)送分頻部對振動產(chǎn)生部進(jìn)行分頻，生成具有所希望的頻率的波形。發(fā)送驅(qū)動器以規(guī)定的延遲時(shí)間，對各超聲波振子供給合成了由分頻處理生成的與不同頻率對應(yīng)的多個(gè)波形的多重波。超聲波接收單元22具有未圖示的放大電路、A/D轉(zhuǎn)換器、接收延遲部、加法器。在放大電路中，將經(jīng)由探頭12取入的回波信號在每個(gè)信道中進(jìn)行放大。在A/D轉(zhuǎn)換器中，將放大后的模擬的回波信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字回波信號。在延遲電路中，對數(shù)字轉(zhuǎn)換出的回波信號確定接收指向性，賦予進(jìn) 行接收動態(tài)聚焦所需的延遲時(shí)間，之后在加法器中進(jìn)行加法處理。通過該加法，強(qiáng)調(diào)來自與回波信號的接收指向性對應(yīng)的方向的反射分量，根據(jù)接收指向性和發(fā)送指向性來形成超聲波發(fā)送接收的綜合性的波束。B模式處理單元23從接收單元22接收回波信號，實(shí)施對數(shù)放大、包絡(luò)線檢波處理等，生成信號強(qiáng)度由亮度的明暗來加以表現(xiàn)的數(shù)據(jù)。多普勒/血流檢測單元24從由接收單元22接收到的回波信號中提取/解析血流信號，求得作為多普勒波形/血流數(shù)據(jù)的平均速度、方差、功率(power)等血流信息。另外，多普勒/血流檢測單元24按照后述的同時(shí)多方向CWD功能對各方位方向各自的多普勒偏移頻率進(jìn)行檢測，求得各方位方向各自的作為多普勒波形、血流數(shù)據(jù)的平均速度、方差、功率等血流信息。圖像生成單元25通過對從B模式處理單元23、圖像存儲器26接收到的二維的或者三維的RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行RAW-像素轉(zhuǎn)換(或者體素轉(zhuǎn)換)，來生成二維或者三維圖像數(shù)據(jù)。另夕卜，圖像生成單元25對所生成的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行體繪制、多截面轉(zhuǎn)換顯示(MPR:multi planarreconstruction)、最大值投影顯不 CMIP:maximum intensity projection)等規(guī)定的圖像處理。另外，以使噪音降低或圖像的拼接優(yōu)良為目的，也可以在圖像生成單元25之后插入二維的濾波器，進(jìn)行空間平滑化處理。圖像存儲器26例如使用從B模式處理單元23接收到的多個(gè)B模式數(shù)據(jù)，生成二維的或者三維的B模式RAW數(shù)據(jù)。顯示處理單元27對在圖像生成單元25中生成/處理后的各種圖像數(shù)據(jù)，執(zhí)行各種動態(tài)范圍、亮度(明亮度)、對比度、Y曲線校正、RGB轉(zhuǎn)換等?？刂铺幚砥?8具有作為信息處理裝置(計(jì)算機(jī))的功能，控制本超聲波診斷裝置主體的動作?？刂铺幚砥?9從存儲單元31中讀出用于實(shí)現(xiàn)后述的同時(shí)多方向CWD功能的控制程序，在自身所具有的存儲器上展開，執(zhí)行與同時(shí)多方向CWD相關(guān)的控制、使用了由該功能得到的與各方位方向相關(guān)的多普勒信號的計(jì)算(復(fù)合、信號強(qiáng)度的空間分布、自動角度校正、血流速度的血管內(nèi)分布、診斷指標(biāo)值等的計(jì)算)。
存儲單元29保管有用于實(shí)現(xiàn)后述的同時(shí)多方向CWD功能的控制程序、診斷信息(患者ID、醫(yī)師的意見等)、診斷協(xié)議、發(fā)送接收條件、用于實(shí)現(xiàn)散斑除去功能的程序、體部標(biāo)記生成程序、按每個(gè)診斷部位預(yù)先設(shè)定映像化所使用的彩色數(shù)據(jù)的范圍的轉(zhuǎn)換表、或其他的數(shù)據(jù)組。另外，根據(jù)需要，還能夠用于未圖示的圖像存儲器中的圖像的保管等。存儲單元29的數(shù)據(jù)還能夠經(jīng)由接口單元30向外部外圍裝置轉(zhuǎn)送。接口單元30是與輸入裝置13、網(wǎng)絡(luò)、新的外部存儲裝置(未圖示)相關(guān)的接口。由該裝置得到的超聲波圖像等數(shù)據(jù)或解析結(jié)果等能夠由接口單元30，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與其他的裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)送。(同時(shí)多方向CWD功能)接著，針對本超聲波診斷裝置所具備的同時(shí)多方向CWD功能進(jìn)行說明。該功能是當(dāng)通過CWD法進(jìn)行血流測量時(shí)，從各超聲波振子發(fā)送對超聲波波束的每個(gè)方位方向分配了不同的頻率的多重波，根據(jù)由該多重波得到的反射波來檢測各頻率的多普勒偏移頻率，來同時(shí)執(zhí)行針對各方位方向的CDW。圖2是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的圖。另外，以下為了簡化說明，將針對三方向同時(shí)進(jìn)行CWD測量 的情況作為例子。在圖2中，例如對方位方向Θ分配頻率F，對方位方向Θ ’分配頻率F’，對方位方向Θ ”分配頻率F”。此時(shí),發(fā)送單元21對振動波形進(jìn)行分頻,如圖3所示,生成對方位方向Θ分配的驅(qū)動電壓波形V (F)、對方位方向Θ’分配的驅(qū)動波形V’(F’)、對方位方向Θ”分配的波形驅(qū)動電壓V”(F”)。發(fā)送單元21通過將所生成的波形V (F)、波形V’(F’)、波形V”(F”)進(jìn)行合成(多路復(fù)用)，來產(chǎn)生圖4所示的那樣的多重波VM，作為具有各超聲波振子各自的相位延遲(Φρ Φ2、Φ3...ΦΝ)的驅(qū)動信號，如圖2所示那樣供給至對應(yīng)的各超聲波振子。其結(jié)果，將從超聲波探頭12發(fā)送與方位方向Θ對應(yīng)的波束Μ、與方位方向Θ’對應(yīng)的波束Μ’、與方位方向Θ ”對應(yīng)的波束Μ”的多重波。另外，在圖2的例子中，只示例出與方位方向Θ對應(yīng)的發(fā)送波束M的等相位面。對各超聲波振子分別發(fā)送分別具有規(guī)定的相位延遲的多重波。該發(fā)送多重波在被檢體的體內(nèi)被反射，作為反射波被各超聲波振子接收。接收單元22通過將每個(gè)該超聲波振子接收到的各反射波放大，延遲相加，來生成接收波束。由于該接收波束是由將頻帶不同的3個(gè)波形進(jìn)行多路復(fù)用后的發(fā)送多重波而造成的，因此，例如具有圖5所示的那樣的頻譜波形。多普勒測量單元24通過各帶寬的帶通濾波器，分離成具有圖6所示的那樣的與各方位方向?qū)?yīng)的頻譜的回波信號，對各回波信號執(zhí)行多普勒測量處理。在以上所述的例子中，示例出針對方位方向θ、Θ ’、Θ ”這三方向同時(shí)分配彼此不同的頻率進(jìn)行CWD測量的情況。然而，并不拘泥于該例子，通過針對η個(gè)方位方向(其中，η為2以上的任意數(shù))，分配不同的頻率進(jìn)行同樣的處理，從而能夠同時(shí)進(jìn)行CWD測量。另外，在圖7中，示例出針對不同的13個(gè)的各方位方向，設(shè)方位方向O度為頻率2.0MHz,以0.05MHz間隔分配不同的頻率時(shí)的一個(gè)例子。以上所示的同時(shí)多方向CWD功能以往不存在。即，在以往，例如如圖8所示，通過對各超聲波振子供給基于使每個(gè)超聲波振子相位延遲的規(guī)定頻率F的驅(qū)動電壓，來進(jìn)行使方位方向Θ為一個(gè)的波束形成。對此，在本同時(shí)多方向CWD功能中，如圖2所不的那樣,使將對超聲波波束的每個(gè)方位方向分配了不同的頻率的多重波按各超聲波振子相位來發(fā)生延遲從而供給至各超聲波振子，根據(jù)由該多重波得到的反射波來檢測各頻率的多普勒偏移頻率。從而，能夠同時(shí)執(zhí)行針對各方位方向的CDW。(應(yīng)用例I)當(dāng)是以往的CWD時(shí)，對單一頻率賦予相位延遲，在圖9所示的以往的轉(zhuǎn)向區(qū)域Rl中如圖10所示的那樣使波束BI偏轉(zhuǎn)。這是由于與PWD不同，沒有使用時(shí)間延遲，因此針對偏轉(zhuǎn)角度在偏轉(zhuǎn)范圍產(chǎn)生制約，必須使用非常狹窄的發(fā)送接收開口。因此，在超過2 π的范圍中偏轉(zhuǎn)中產(chǎn)生走樣(aliasing)，將限定波束BI的偏轉(zhuǎn)范圍。另外，當(dāng)擴(kuò)大開口時(shí)，存在與偽影(artifact)的平衡(tradeoff),但需要進(jìn)行等待等開口控制。本應(yīng)用例I是通過本同時(shí)多方向CWD功能解除上述制約，擴(kuò)大波束的轉(zhuǎn)向角的例子。即，在本應(yīng)用例所涉及的同時(shí)多方向CWD功能中，在圖9的擴(kuò)張區(qū)域R2a、R2b中，對具有與圖10的波束BI不同的頻率的波束B2賦予相位延遲。由此，在該擴(kuò)張區(qū)域R2a、R2b中能夠進(jìn)一步產(chǎn)生2 31的相位相應(yīng)的余量。更具體而言，假定設(shè)以往的轉(zhuǎn)向范圍為2MHz驅(qū)動，在該以往轉(zhuǎn)向范圍的外側(cè)，進(jìn)一步擴(kuò)張轉(zhuǎn)向范圍的情況。此時(shí)，以往轉(zhuǎn)向范圍的2MHz的偏轉(zhuǎn)延遲數(shù)據(jù)保持固定，將對擴(kuò)張的轉(zhuǎn)向范圍內(nèi)的各方位方 向分配的驅(qū)動頻率例如提高到2MHz 2.4MHz。由此，當(dāng)設(shè)以往的一側(cè)偏轉(zhuǎn)上限為10°時(shí)，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)向范圍擴(kuò)張到14°左右。即使在接收中，也同樣進(jìn)行頻率聯(lián)動的接收延遲。由此，根據(jù)本同時(shí)多方向CWD功能，與以往相比，能夠確保更廣域的轉(zhuǎn)向范圍。另外,在強(qiáng)偏轉(zhuǎn)時(shí),與以往相同，需要進(jìn)行基于切趾法(apodization)的開口縮小，但被認(rèn)為其影響較小，能夠在端部靈敏度降低的緩和中利用。另外，在以上的說明中，如圖9、圖10等所示，說明了通過按照本同時(shí)多方向CWD功能的波束轉(zhuǎn)向，對以往的轉(zhuǎn)向范圍Rl進(jìn)一步擴(kuò)張擴(kuò)張區(qū)域R2a、R2b相應(yīng)的偏光范圍的例子。然而，擴(kuò)張范圍并不只限定于擴(kuò)張區(qū)域R2a、R2b，例如能夠通過依次對更大范圍的擴(kuò)張區(qū)域分配降低的頻率，來進(jìn)一步擴(kuò)張偏轉(zhuǎn)界限。(應(yīng)用例2)應(yīng)用例2是通過由本同時(shí)多方向CWD功能擴(kuò)大同時(shí)測量范圍，來提高血流測量制度的例子。圖11、12、13是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例2的圖。如圖11所示，在以往以主波束軸Al為中心形成聲場。此時(shí)，同時(shí)測量范圍依存于基于開口控制(例如，通過使開口變小，在遠(yuǎn)方聚焦來擴(kuò)大波束等)的波束形狀(聲場)的擴(kuò)大量控制。對此，在本同時(shí)多方向CWD功能中，如圖12所示的那樣以中心波束的軸BI為中心使多個(gè)波束聲場(N根波束聲場)重疊。對從N根波束聲場得到的各回波信號如圖13所示的那樣，利用法按各波束而不同的帶通濾波器進(jìn)行檢波取出信號，對所得到的波束信息進(jìn)行復(fù)合(取得整體(ensemble)平均)。這樣，增加通過使波束的根數(shù)為N根而得到的信息，能夠使S/N比為(I/N172)倍。(應(yīng)用例3)應(yīng)用例3是通過同時(shí)多方向CWD功能例如能夠把握心腔內(nèi)的回流噴射的形狀的例子。圖14、15、16、17是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例3的圖。如圖14所示，在以往的CWD測量中，只能夠得到依存于波束輪廓的血流信息，只能夠捕捉作為容積總數(shù)的偏移分量。對此，在本同時(shí)多方向CWD功能中，如圖15所示，使N根波束重疊，按各頻帶進(jìn)行分離，例如如圖16所示，將各頻帶中的多普勒偏移頻率的頻譜檢測為波束排列方向(方位方向)的分布。由此，能夠測量各波束的血流信息(最大值、功率值等)，另外，通過根據(jù)這些結(jié)果生成例如根據(jù)分布值分配了顏色的色表(圖17)，從而能夠在視覺上推定最大值、功率值的波束排列方向(方位方向)的分布。另外，能夠根據(jù)這樣的最大值等分布，例如把握圖15所示的那樣的回流噴射對哪一方位方向產(chǎn)生了影響(B卩，回流噴射形狀的定量的分布)。(應(yīng)用例4)應(yīng)用例4是通過同時(shí)多方向CWD功能自動校正發(fā)送角度的例子。另外，以往的角度校正的算法詳細(xì)內(nèi)容例如記載在日本特開2008-301892號公報(bào)中。圖18、19是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例4的圖。首先，使用圖18說明二維截面中的發(fā)送角度校正的例子。如該圖所示，能夠測量二維截面上的同時(shí)來自2個(gè)方向的血流速度(在此，來自點(diǎn)Pl的速度或者頻率、和來自點(diǎn)P2的速度或者頻率)，如果已知波束角Φ和波束間的角2Φ，則 如以下那樣，能夠計(jì)算實(shí)際的血流速度fO。首先，來自點(diǎn)Pl的頻率fl、來自點(diǎn)P2的頻率f2以Θ為目標(biāo)的血流向量的方向角，能夠使用《K Φ、Θ分別如以下那樣來表示。f2=f0.sin { π /2- θ - φ ) (I)fl=f0.sin{ π/2—θ + φ ) (2)上述(I)、(2)能夠如以下那樣變形。f2=f0.cos (θ+φ) (3)f l=f0.cos ( θ - φ ) (4)如果已知fl、f2、Θ，則θ能夠由以下的式(5)、(6)求得。tan Θ = { (f l+f2) / (f2-fl) }.tan Φ (5)Θ =tan_1 { (f l+f2) / (f2-fl) }.tan Φ (6)另外，角度校正后的fO能夠由以下的式(7)求得。f0=l/2{ (fl+f2) Vcos2 Φ+ (f2-fl)2/s η2Φ}2 (7)從而，當(dāng)實(shí)際上在二維截面上應(yīng)用同時(shí)多方向CWD功能時(shí)，對相對中心波束方位方向(方位角)對稱的2組的偏轉(zhuǎn)波束對，例如設(shè)中心波束為2MHz，當(dāng)對的一方為1.8MHz，另一方為2.2MHz時(shí)分配頻率執(zhí)行發(fā)送接收。由此，能夠基于從各個(gè)方位方向得到的多普勒偏移速度，來推定實(shí)際的血流方向和血流大小，使角度校正(手動)自動化。另外，通過利用多個(gè)2組的對，還能夠提高推定精度。例如，使用1.9MHz和2.1MHzU.8MHz和2.2MHz、1.7HMz和2.3MHz、1.6MHz和2.4MHz這多個(gè)對來執(zhí)行上述計(jì)算進(jìn)行平均化。由此，能夠以高精度進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)角度校正。三維地展開上述角度校正。如圖19所示，例如，設(shè)來自點(diǎn)P1、P2、P3、P4的頻率分別為fl、f2、f3、f4，分別使用二維的方法來計(jì)算從點(diǎn)P1、P2到方位方向的截面(X-Z平面)、從點(diǎn)P3、P4到的上升方向的截面(Y-Z平面)的投影向量。其結(jié)果，能夠分別如以下的式(8)、
(9)、(10)、(11)那樣取得方位方向的截面的校正角Ga、校正速度fa、上升方向的截面的校正角96、校正速度作。
fa=l/2{ (fl+f2) Vcos2 Φ+ (f2-fl) 2/sin2 Φ }2 (8)Θ a=tan_1 { (f l+f2) / (f2-fl) }.tan Φ(9)fe=l/2{ (f4+f3) 2/cos2 Φ+ (f4-f3) 2/sin2 Φ }2(10)Θ e=tan_1 { (f4+f3) / (f4-f3) }.tan Φ(11)三維的角度校正fO (的絕對值)能夠由以下的式(12)、(13)求得。I fO I = {fe2+ (fa.cos Θ a) 2}1/2 (12)= {fa2+ (fe.cos Θ e) 2}1/2(13)當(dāng)實(shí)際上在三維截面中應(yīng)用同時(shí)多方向CWD功能時(shí)，與二維的情況相同，也可以相對中心波束方位方向(方位角)對稱的2組的偏轉(zhuǎn)波束對分配不同的頻率執(zhí)行發(fā)送接收。另外，通過利用多個(gè)2組的對，也同樣能夠提高推定精度。(應(yīng)用例5)應(yīng)用例5是由使用二維超聲波探頭的同時(shí)多方向CWD功能，取得血流速度的血管內(nèi)分布的例子。圖20、21、22是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例5的圖。如圖20所示，由二維超聲波探頭，執(zhí)行將同一頻率的波束被同心圓狀地分段后的三維區(qū)域(如竹筍皮那樣分段的三維區(qū)域)的超聲波掃描。例如，如圖21所示，分別對包含中心軸A的同心圓狀 的段1、2、3、4分別分配2.0MHzU.9MHz、l.8MHz、l.6MHz，執(zhí)行同時(shí)多方向CWD。其結(jié)果能夠根據(jù)得到的每段的頻率分布取得各段中的血流速度和功率，通過使其與各段的空間位置對應(yīng)地進(jìn)行映射，從而能夠推定血流速度等三維的血管內(nèi)分布。特別地，如圖22所示，如果向端射型(end-fire type )的血管內(nèi)視鏡探頭應(yīng)用，則能夠取得血管內(nèi)的簡易的血流速度輪廓。(應(yīng)用例6)應(yīng)用例6是使用同時(shí)多方向CWD功能，高精度地測量脈搏波速度等規(guī)定的診斷指標(biāo)值的例子。圖23、24、25是用于說明本同時(shí)多方向CWD功能的應(yīng)用例6的圖。例如，對二個(gè)方位方向分配不同的頻率執(zhí)行同時(shí)多方向CWD功能，如圖23所示，根據(jù)針對各方位方向得到的多普勒圖像，能夠計(jì)算內(nèi)膜間的內(nèi)徑變化、外膜間的內(nèi)徑變化，并根據(jù)其結(jié)果計(jì)算血管內(nèi)徑。另外，如圖24所示，測量由一個(gè)方位方向的多普勒波形得到的最高速度(CCA)、和由另一個(gè)方位方向的多普勒波形得到的最高速度(ICA)，根據(jù)所得到的CCA和ICA之間的差值求得峰值時(shí)間差，還能夠根據(jù)兩者的距離計(jì)算脈搏波速度C。另外，能夠根據(jù)脈搏波速度、血管內(nèi)徑等，由規(guī)定的公式計(jì)算動脈硬化度。另外，如圖25所示，設(shè)中心波束與血管(血流)所成的角度為Θ、距離2組的對的接收波束的中心波束的角度為Φ。在該情況下，能夠根據(jù)波束的幾何形狀和被觀測的波束的多普勒分量(速度)fl、f2，推定實(shí)際的血管內(nèi)的速度V1、V2。另外，能夠根據(jù)推定出的V1、V2,計(jì)算脈搏波的傳播速度、和基于壓力梯度(pressure gradient)的壓力損失。(效果)根據(jù)本超聲波診斷裝置，當(dāng)由CWD法進(jìn)行血流測量時(shí)，從各超聲波振子發(fā)送對超聲波波束的每個(gè)方位方向分配了不同的頻率的多重波，通過根據(jù)由該多重波得到的反射波來檢測各頻率的多普勒偏移頻率，從而能夠同時(shí)執(zhí)行針對各方位方向的CDW。從而，即使在CDff法中，也能夠?qū)崿F(xiàn)通常的相位延遲以上的波束偏光，與以往相比能夠?qū)崿F(xiàn)廣域范圍內(nèi)的血流測量。另外,通過使方位方向波束聲場重復(fù)而得到的回波信號進(jìn)行復(fù)合(compounding),從而能夠提聞S/N比。另外，能夠根據(jù)對方位方向分配的各頻率各自的最大值、功率值、其波束排列方向(方位方向)的分布狀況，例如把握回流噴射對哪一方位方向產(chǎn)生了影響(回流噴射形狀的定量的分布)等。另外，對相對于方位角Θ的中心波束方位方向(方位角)對稱的2組的偏轉(zhuǎn)波束對分配不同的頻率來執(zhí)行同時(shí)多方向CWD功能。作為其結(jié)果，能夠基于從各方位方向得到的多普勒偏移速度，來推定實(shí)際的血流方向和血流大小，使角度校正(手動)自動化。另外，由二維超聲波探頭，分別對將同一頻率的波束聲場被同心圓狀地分段后的三維區(qū)域分別分配不同的頻率，執(zhí)行同時(shí)多方向CWD。其結(jié)果，根據(jù)所得到的每段的頻率分布來取得各段中的血流速度和功率，使其與各段的空間位置對應(yīng)地進(jìn)行映射，來推定血流速度等三維血管內(nèi)分布。另外，對二個(gè)方位方向分配不同的頻率執(zhí)行同時(shí)多方向CWD功能，根據(jù)針對各方位方向得到的多普勒圖像，能夠計(jì)算內(nèi)膜間的內(nèi)徑變化、外膜間的內(nèi)徑變化，并根據(jù)該結(jié)果計(jì)算血管內(nèi)徑。另外，例如測量由一個(gè)方位方向的多普勒波形得到的最高速度(CCA)、和由另一個(gè)方位方向的多普勒波形得到的最高速度(ICA)，根據(jù)得到的CCA和ICA之間的差值求得峰值時(shí)間差，根據(jù)兩者的距離， 計(jì)算脈搏波速度、血管內(nèi)徑、動脈硬化度等。(第2實(shí)施方式)接著，針對第2實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置進(jìn)行說明。本第2實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置是具備后述的分頻后的FMCWD功能的裝置。本第2實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置的框結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上與圖1所示的結(jié)構(gòu)相同，但在超聲波發(fā)送單元21以及超聲波接收單元22、控制處理器28的功能、存儲單元31所保存的程序等中存在不同。S卩，如圖26A所示，超聲波發(fā)送單元21以及超聲波接收單元22執(zhí)行用于實(shí)現(xiàn)后述的分頻出的FMCWD功能的發(fā)送、接收。針對超聲波發(fā)送單元21以及超聲波接收單元22各自的功能，之后詳細(xì)地進(jìn)行說明?？刂铺幚砥?8從存儲單元31讀出用于實(shí)現(xiàn)后述的分頻出的FMCWD功能的控制程序并在自身所具有的存儲器上展開，執(zhí)行與同時(shí)多方向CWD相關(guān)的控制、使用了由該功能得到的與各方位方向相關(guān)的信號的計(jì)算(復(fù)合、信號強(qiáng)度的空間分布、自動角度校正、血流速度的血管內(nèi)分布、診斷指標(biāo)值等的計(jì)算)。存儲單元29保管有用于實(shí)現(xiàn)后述的分頻出的FMCWD功能的控制程序。(分頻出的FMCWD功能)接著，針對本超聲波診斷裝置I所具備的分頻出的FMCWD功能進(jìn)行說明。該功能是實(shí)現(xiàn)在方位方向以及距離方向(深度方向)這雙方具有分辨率的CWD的技術(shù)。即，當(dāng)由CffD法進(jìn)行血流測量時(shí)，對各超聲波波束的的每個(gè)方位方向分配了不同的基本頻率的多重波(多頻率發(fā)送波)，一邊從各超聲波振子以每個(gè)帶寬進(jìn)行調(diào)頻一邊發(fā)送。另外，通過根據(jù)由該調(diào)頻后的多重波得到的反射波來檢測各基本頻率的偏移頻率，從而識別來自各方位方向的反射波，同時(shí)通過對識別出的每個(gè)方位方向的反射波進(jìn)行解調(diào)，來實(shí)現(xiàn)針對距離方向的分辨率。
圖26B是表示實(shí)現(xiàn)本分頻出的FMCWD功能的超聲波發(fā)送單元21的結(jié)構(gòu)的圖。超聲波發(fā)送單元21具有振動產(chǎn)生部21a、發(fā)送分頻部21b、線性調(diào)頻波產(chǎn)生部21c、波形合成部21d 等。振動產(chǎn)生部21a反復(fù)產(chǎn)生具有規(guī)定的頻率frHz (周期；l/fr秒)的振動波形。發(fā)送分頻部21b對振動波形進(jìn)行分頻，產(chǎn)生根據(jù)方位方向分配了不同的基本頻率H、f2、…fN的基本波形。線性(chirp)調(diào)頻波產(chǎn)生部21c具有與各基本頻率對應(yīng)的線性調(diào)頻產(chǎn)生器21c-l 21c-N。對各線性調(diào)頻產(chǎn)生器21c-l 21c_N，分別從發(fā)送分頻部21b依次輸入具有對應(yīng)的基本頻率的基本波形。各線性調(diào)頻產(chǎn)生器21c-l 21c-N根據(jù)輸入的基本波形，設(shè)各基本頻率fl、f2、…fN為中心頻率，分別產(chǎn)生設(shè)帶寬寬度為Λ fl Λ fN的線性調(diào)頻波。由此，如圖27、圖28所示，分別由具有fi土 Afi(其中，i是滿足I彡i彡N的2以上的自然數(shù))的帶寬的線性調(diào)頻波i進(jìn)行帶寬分割，確保與N方位方向?qū)?yīng)的N個(gè)波束。波形合成部21d如圖28所示，通過從各線性調(diào)頻產(chǎn)生器21c-l 21c_N接收線性調(diào)頻波并進(jìn)行相加來進(jìn)行發(fā)送波束成形，產(chǎn)生將各線性調(diào)頻波進(jìn)行多路復(fù)用后的發(fā)送波形VM。波形合成部21d對所 產(chǎn)生的發(fā)送波形VM賦予按每個(gè)超聲波振子而不同的相位延遲(Φ1、Φ2、Φ3...、ΦΝ)，并供給至各超聲波振子。其結(jié)果，如圖29所示，將從超聲波探頭12連續(xù)地發(fā)送將與方位方向Θ I對應(yīng)的線性調(diào)頻波1、與方位方向Θ 2對應(yīng)的線性調(diào)頻波2、...、與方位方向Θ N對應(yīng)的線性調(diào)頻波N進(jìn)行多路復(fù)用后的發(fā)送波束。另外，在圖29的例子中，示出了設(shè)中心偏轉(zhuǎn)角為Θ的發(fā)送波束的例子。所發(fā)送的發(fā)送波束在被檢體的體內(nèi)被反射，作為反射波被各超聲波振子接收。接收單元22對被每個(gè)該超聲波振子接收的各反射波，執(zhí)行按照以下所述的分頻出的FMCWD功能的接收處理。圖30是表示實(shí)現(xiàn)本分頻出的FMCWD功能的超聲波接收單元22的結(jié)構(gòu)的圖。超聲波接收單元22具有帶通濾波器陣列22a、解調(diào)部22b、頻率解析部22c等。帶通濾波器陣列22a具有與各頻帶fl土 Λ fl fN土 AfN對應(yīng)的帶通濾波器22a-l 22a-N。各帶通濾波器22a_l 22a_N從經(jīng)由超聲波探頭12接收到的接收信號中，提取出分別對應(yīng)的頻帶的信號。由此，與N個(gè)方位方向?qū)?yīng)的N個(gè)線性調(diào)頻波I N分離。解調(diào)部22b具有與各頻帶對應(yīng)的多個(gè)解調(diào)器22b_l 22b_N。各解調(diào)器22b_l 22b-N對具有對應(yīng)的頻帶的線性調(diào)頻波I N執(zhí)行解調(diào)處理。由此，如圖31所示，檢測與對Π土 Λ fl fN土 Λ fN進(jìn)行帶寬分割的N個(gè)方位方向?qū)?yīng)的N個(gè)接收波束的功率頻譜。頻率解析部22c具有與頻帶fl土 Λ fl fN土 Λ fN對應(yīng)的N個(gè)頻率解析器22c-l 22c-N。各頻率解析器22c-l 22c_N通過將從各解調(diào)器22b_l 22b_N輸出的解調(diào)信號進(jìn)行離散傅里葉轉(zhuǎn)換，來將頻率信息轉(zhuǎn)換成距離信息。由此，針對各方位方向(即，每個(gè)發(fā)送接收波束I N)檢測距離信息。圖像生成單元25針對各方位方向使用距離信息，生成映射有針對各方位方向的各深度的位移頻率信息的超聲波圖像。所生成的超聲波圖像在顯示處理單元27中接受了規(guī)定的顯示處理之后，在監(jiān)視器14上以規(guī)定的方式進(jìn)行顯示。(應(yīng)用例)在各解調(diào)器22b_l 22b_N中執(zhí)行的解調(diào)處理也可以是任何處理。在本應(yīng)用例中，說明了對作為來自各帶通濾波器22a-l 22a-N的輸出的線性調(diào)頻波I N，累計(jì)在發(fā)送時(shí)生成的與各頻帶對應(yīng)的線性調(diào)頻波的復(fù)共軛波形的解調(diào)處理。圖32是用于說明本應(yīng)用例所涉及的解調(diào)處理的概念圖。如該圖所示，在本應(yīng)用例所涉及的解調(diào)處理中，通過在與解調(diào)部22b的各頻帶對應(yīng)的各解調(diào)器22b-l 22b-N中，根據(jù)在波形合成部21d中合成前的各線性調(diào)頻波60的上升(或者下降)的調(diào)制區(qū)間，對根據(jù)超聲波傳播速度換算出的與距離方向觀測區(qū)間對應(yīng)的逆向(即，合成前的線性調(diào)頻波上升時(shí)下降，合成前的線性調(diào)頻波下降時(shí)上升)的接收參照線性調(diào)頻波63 (即，線性調(diào)頻波60的復(fù)共軛波形)進(jìn)行累計(jì)來進(jìn)行解調(diào)。一般而言，I次的線性調(diào)頻發(fā)送60 (上升或者下降)和單一接收檢波器(τ=0)的檢波輸出中，包含有所有對應(yīng)的距離方向觀測區(qū)間的反射體強(qiáng)度信息61。通過對全部觀測區(qū)間進(jìn)行使用該檢測輸出的I次頻率解析(離散傅里葉轉(zhuǎn)換:DFT)等，從而能夠?qū)⒕嚯x方向反射強(qiáng)度分布作為頻譜來檢測。通過該信號處理，能夠大幅度地減少硬件/軟件。同時(shí)，由于能夠得到脈沖壓縮的效果，因此，與脈沖法相比較，波形的拖尾等較少，能夠得到良好的距離分辨率。圖33A是表示固定了方位方向的距離方向的處理，將多相位解調(diào)的范圍規(guī)定為0mm，對來自30mm位置和60mm位置的引腳目標(biāo)的反射信號進(jìn)行解調(diào)得到的波形的圖，橫軸(時(shí)間軸)的單位是I μ s,縱軸在振幅中(the fullswing)為0.1Vpp0另外，由于接收波進(jìn)行復(fù)合解調(diào)，因此，波形A是1-phase /[目號,波形B是Q-phase /[目號。另外，圖33B是對圖33A的波形進(jìn)行頻率解析后的結(jié)果，開設(shè)Hamming窗口，128點(diǎn)FFT后計(jì)算功率頻譜并進(jìn)行對數(shù)壓縮得到的±500kHz范圍中的深度不同的頻譜。即，頻譜C是來自探頭表面(體表Omm)中的反射的分量，頻譜D是來自30mm位置的引腳目標(biāo)的反射分量，頻譜E是來自60mm位置的引腳目標(biāo)的反射分量。另外，縱軸與功率dB本身對應(yīng)，橫軸沒有進(jìn)行FFT輸出的排列校正，因此，左端是OHz隨著向中央前進(jìn)頻率變高，中央部是500kHz，右半部分從中央開始變?yōu)?500kHz，負(fù)的絕對值減少在右端為0Hz。圖34是根據(jù)按照圖33A所示的頻譜的B模式像制成比較輪廓，在FMCW的A模式(FFT點(diǎn)數(shù)保持原樣，使帶寬為1/2由3章解析提高靈敏度)中，與峰值位置基準(zhǔn)一致的圖。水中30mm和40mm的引腳目標(biāo)的圖像信號P是將基于通常的脈沖法的反射回波功率進(jìn)行STC校正(與距離對應(yīng)的增益校正)為了顯示用進(jìn)行對數(shù)壓縮的信號。另一方面，在基于FMCW法的將反射回波功率進(jìn)行對數(shù)壓縮后的頻譜F中，沒有進(jìn)行STC校正，但能夠使30mm位置的引腳目標(biāo)和40mm位置的引腳目標(biāo)良好地分離。根據(jù)該圖，在FMCW法中，能夠確認(rèn)沒有由于脈沖壓縮效果而在固定體后方產(chǎn)生拖尾、盡管由于是連續(xù)波筆式探頭(2MHz)，因此距離分辨率良好。另外，在本實(shí)施例中，在圖26、圖28、圖29、圖30等中使用模擬電路(BPF等)進(jìn)行說明，但如果對模擬信號和數(shù)字信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換的DA轉(zhuǎn)換器或AD轉(zhuǎn)換器的采樣頻率足夠高，則還能夠進(jìn)行數(shù)字處理或基于軟件的波形的合成分離。(效果)根據(jù)本超聲波診斷裝置，當(dāng)由CWD法進(jìn)行血流測量時(shí)，對于對超聲波波束的每個(gè)方位方向分配了不同的基本頻率的多頻率發(fā)送波，能夠一邊由各超聲波振子按各帶寬進(jìn)行調(diào)頻一邊發(fā)送。另外，通過根據(jù)由該調(diào)頻后的多頻率發(fā)送波得到的反射波對各基本頻率的多普勒偏移頻率進(jìn)行檢測，來辨別來自各方位方向的反射波，同時(shí)通過對辨別出的每個(gè)方位方向的反射波進(jìn)行解調(diào)，來將頻率信息轉(zhuǎn)換成距離信息。由此，即使在CDW法中，針對各方位方向(即，每個(gè)發(fā)送接收波束I N)都能夠取得每個(gè)深度的位移頻率信息。另外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式本身，在實(shí)施階段中，在不脫離其要旨的范圍內(nèi)能夠?qū)?gòu)成要素進(jìn)行變形來具體化。例如，本實(shí)施方式所涉及的功能還能夠通過將執(zhí)行該功能的控制的程序安裝在工作站等計(jì)算機(jī)上，并將其在存儲器上展開來實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，能夠使計(jì)算機(jī)執(zhí)行該方法的程序還能夠存儲在磁盤(軟盤(注冊商標(biāo))、硬盤等)、光盤(CD-ROM、DVD等)、半導(dǎo)體存儲器等存儲介質(zhì)上并發(fā)布。雖然說明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式，但這些實(shí)施方式是作為例子而提示的，并不意圖限定本發(fā)明的范圍。這些實(shí)施方式能夠以其他的各種方式進(jìn)行實(shí)施，在不脫離發(fā)明要旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種省略、置換 、變更。這些實(shí)施方式或其變形與包含于發(fā)明的范圍或要旨中一樣，包含于權(quán)利要求書記載的發(fā)明及其均等的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種超聲波診斷裝置，其中，具備: 發(fā)送單元，其通過在將對多個(gè)方位方向分別分配的具有多個(gè)中心頻率的多個(gè)波形進(jìn)行調(diào)頻之后進(jìn)行多路復(fù)用，來連續(xù)地產(chǎn)生驅(qū)動信號，通過以不同的延遲時(shí)間對超聲波探頭的各超聲波振子供給上述驅(qū)動信號，來經(jīng)由上述超聲波探頭發(fā)送自振子排列面的垂直方向偏轉(zhuǎn)的連續(xù)波； 接收單元，其以按上述各超聲波振子而不同的延遲時(shí)間來對上述各超聲波振子接收到的上述各回波信號進(jìn)行相加，按上述各中心頻率進(jìn)行分離，來產(chǎn)生與上述各方位方向?qū)?yīng)的多個(gè)波束信號，對與上述各方位方向?qū)?yīng)的多個(gè)波束信號進(jìn)行解調(diào)，對上述解調(diào)后的多個(gè)波束信號進(jìn)行頻率解析，計(jì)算具有與各方位方向的深度方向相關(guān)的距離信息的多個(gè)波束信號; 頻率解析單元，其使用具有與各方位方向的深度方向相關(guān)的距離信息的多個(gè)波束信號，來檢測各方位方向的各深度的偏移頻率頻譜；以及 圖像生成單元，其根據(jù)上述各方位方向的各深度的偏移頻率頻譜來生成超聲波圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其中， 上述接收單元使用與和上述調(diào)頻相關(guān)的帶寬寬度對應(yīng)并按上述中心頻率而設(shè)置的帶通濾波器，來提取與上述多個(gè)方位方向?qū)?yīng)的多個(gè)波束信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其中， 上述接收單元使用上述多個(gè)波形的復(fù)共軛波形來對上述多個(gè)波束信號進(jìn)行解調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其中， 上述接收單元根據(jù)多個(gè)波形的調(diào)制區(qū)間，對與根據(jù)超聲波傳播速度換算出的距離方向觀測區(qū)間對應(yīng)的發(fā)送波形進(jìn)行復(fù)`共軛的解調(diào)， 上述圖像生成單元生成由相當(dāng)于全部觀測區(qū)間的頻率解析得到的頻譜的頻率分布與距離方向反射強(qiáng)度分布對應(yīng)的上述超聲波圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其中， 上述發(fā)送單元通過使對上述多個(gè)超聲波振子供給的上述各驅(qū)動信號相位延遲，來執(zhí)行與上述各方位方向相關(guān)的波束轉(zhuǎn)向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其中， 上述發(fā)送單元響應(yīng)于上述驅(qū)動信號使上述各超聲波振子發(fā)送的具有多個(gè)中心頻率的超聲波重復(fù)， 上述接收單元通過區(qū)別由于具有上述多個(gè)中心頻率的超聲波而得到的回波信號的頻帶，來產(chǎn)生上述方位方向的多個(gè)超聲波波束。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其中， 上述多普勒處理單元根據(jù)上述各方位方向各自的多普勒偏移頻率，來計(jì)算與上述各方位方向相關(guān)的多普勒測量值的分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其中， 上述發(fā)送單元對相對于任意方位角Θ的中心波束對稱的二個(gè)方位方向分配不同的頻率， 上述多普勒處理單元根據(jù)從上述對稱的二個(gè)方位方向得到的多普勒偏移速度，來推定上述被檢體的血流方向以及血流大小中的至少一個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其中， 上述發(fā)送單元對相對于任意方位角Θ的中心波束對稱的二個(gè)方位方向分配不同的頻率， 上述多普勒處理單元根據(jù)從上述對稱的二個(gè)方位方向得到的多普勒偏移速度，來校正上述中心波束的角度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其中， 上述超聲波探頭是上述多個(gè)超聲波振子被二維狀地排列而成的二維探頭， 上述發(fā)送單元對上述多個(gè)超聲波振子分別供給與規(guī)定的頻率對應(yīng)的上述驅(qū)動信號，以使得形成將同一頻率的發(fā)送超聲波聲場被同心圓狀地分段而成的三維聲場。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其中， 上述超聲波診斷裝置還具備計(jì)算單元，該計(jì)算單元使用上述各方位方向各自的多普勒偏移頻率來計(jì)算規(guī)定的診斷指標(biāo)。
12.—種超聲波診斷裝置，其中，具備: 發(fā)送單元，其通過將對多個(gè)方位方向分別分配的具有多個(gè)中心頻率的多個(gè)波形進(jìn)行多路復(fù)用，來連續(xù)地產(chǎn)生驅(qū)動信號，通過以不同的延遲時(shí)間對超聲波探頭的各超聲波振子供給上述驅(qū)動信號，來經(jīng)由上述超聲波探頭發(fā)送自振子排列面的垂直方向偏轉(zhuǎn)的連續(xù)波； 接收單元，其通過以按上述各超聲波振子而不同的延遲時(shí)間來對上述各超聲波振子接收到的上述各回波信號進(jìn)行相加，按上述各中心頻率進(jìn)行分離，來產(chǎn)生與上述各方位方向?qū)?yīng)的多個(gè)波束信號；以及 多普勒處理單元，其使用與上述各方位方向?qū)?yīng)的多個(gè)波束信號，來檢測上述各方位方向各自的多普勒偏移頻率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波診斷裝置，其中， 上述發(fā)送單元通過使對上述多個(gè)超聲波振子供給的上述各驅(qū)動信號相位延遲，來執(zhí)行與上述各方位方向相關(guān)的波束轉(zhuǎn)向。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波診斷裝置，其中， 上述發(fā)送單元響應(yīng)于上述驅(qū)動信號使上述各超聲波振子發(fā)送的具有多個(gè)中心頻率的超聲波重復(fù)， 上述接收單元通過區(qū)別由于具有上述多個(gè)中心頻率的超聲波而得到的回波信號的頻帶，來產(chǎn)生上述方位方向的多個(gè)超聲波波束。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波診斷裝置，其中， 上述多普勒處理單元根據(jù)上述各方位方向各自的多普勒偏移頻率，來計(jì)算與上述各方位方向相關(guān)的多普勒測量值的分布。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波診斷裝置，其中， 上述發(fā)送單元對相對于任意方位角Θ的中心波束對稱的二個(gè)方位方向分配不同的頻率， 上述多普勒處理單元根據(jù)從上述對稱的二個(gè)方位方向得到的多普勒偏移速度，來推定上述被檢體的血流方向以及血流大小中的至少一個(gè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波診斷裝置，其中， 上述發(fā)送單元對相對于任意方位角Θ的中心波束對稱的二個(gè)方位方向分配不同的頻率， 上述多普勒處理單元根據(jù)從上述對稱的二個(gè)方位方向得到的多普勒偏移速度，來校正上述中心波束的角度。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波診斷裝置，其中， 上述超聲波探頭是上述多個(gè)超聲波振子被二維狀地排列而成的二維探頭， 上述發(fā)送單元對上述多個(gè)超聲波振子分別供給與規(guī)定的頻率對應(yīng)的上述驅(qū)動信號，以使得形成將同一頻率的發(fā)送超聲波聲場被同心圓狀地分段而成的三維聲場。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波診斷裝置，其中， 上述超聲波診斷裝置還具備計(jì)算單元，該計(jì)算單元使用上述各方位方向各自的多普勒偏移頻率來計(jì)算規(guī)定的診斷指標(biāo)。
20.一種超聲波診斷裝置控制方法，其中，具備: 通過在將對多個(gè)方位方向分別分配的具有多個(gè)中心頻率的多個(gè)波形進(jìn)行調(diào)頻之后進(jìn)行多路復(fù)用，來連續(xù)地產(chǎn)生驅(qū)動信號； 通過以不同的延遲時(shí)間對超聲波探頭的各超聲波振子供給上述驅(qū)動信號，來經(jīng)由上述超聲波探頭發(fā)送自振子排列面的垂直方向偏轉(zhuǎn)的連續(xù)波； 以按上述各超聲波振子而不同的延遲時(shí)間對上述各超聲波振子接收到的上述各回波信號進(jìn)行相加； 通過按上述各中心頻率進(jìn)行分離，來產(chǎn)生與上述各方位方向?qū)?yīng)的多個(gè)波束信號； 對與上述各方位方向?qū)?yīng)的多個(gè)波束信號進(jìn)行解調(diào)； 對上述解調(diào)后的多個(gè)波束信號進(jìn)行頻率解析； 計(jì)算具有與各方位方向的深度方向相關(guān)的距離信息的多個(gè)波束信號， 使用具有與各方位方向的深度方向相關(guān)的距離信息的多個(gè)波束信號，來檢測各方位方向的各深度的偏移頻率頻譜，以及 根據(jù)上述各方位方向的各深度的偏移頻率頻譜來生成超聲波圖像。
21.—種超聲波診斷裝置控制方法，其中，具備: 通過將對多個(gè)方位方向分別分配的具有多個(gè)中心頻率的多個(gè)波形進(jìn)行多路復(fù)用，來連續(xù)地產(chǎn)生驅(qū)動信號， 通過以不同的延遲時(shí)間對超聲波探頭的各超聲波振子供給上述驅(qū)動信號，來經(jīng)由上述超聲波探頭發(fā)送自振子排列面的垂直方向偏轉(zhuǎn)的連續(xù)波， 以按上述各超聲波振子而不同的延遲時(shí)間對上述各超聲波振子接收到的上述各回波信號進(jìn)行相加， 通過按上述各中心頻率進(jìn)行分離，來產(chǎn)生與上述各方位方向?qū)?yīng)的多個(gè)波束信號， 使用與上述各方位方向?qū)?yīng)的多個(gè)波束信號，來檢測上述各方位方向各自的偏移頻率頻譜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超聲波診斷裝置以及超聲波診斷裝置控制方法。通過在將對多個(gè)方位方向分別分配的具有多個(gè)中心頻率的多個(gè)波形進(jìn)行調(diào)頻之后進(jìn)行多路復(fù)用來連續(xù)地產(chǎn)生驅(qū)動信號，通過以不同的延遲時(shí)間對超聲波探頭的各超聲波振子供給驅(qū)動信號，來經(jīng)由超聲波探頭發(fā)送自振子排列面的垂直方向偏轉(zhuǎn)的連續(xù)波。通過以按各超聲波振子而不同的延遲時(shí)間將各超聲波振子接收到的各回波信號相加，按各中心頻率來進(jìn)行分離，產(chǎn)生與各方位方向?qū)?yīng)的多個(gè)波束信號，對該多個(gè)波束信號進(jìn)行解調(diào)，對解調(diào)后的多個(gè)波束信號進(jìn)行頻率解析，計(jì)算具有與各方位方向的深度方向相關(guān)的距離信息的多個(gè)波束信號。使用該多個(gè)波束信號，檢測各方位方向的各深度中的多普勒偏移頻率。
文檔編號A61B8/06GK103222883SQ20131003957
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月31日
發(fā)明者馬場達(dá)朗 申請人:株式會社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社