超聲波診斷裝置制造方法
【專利摘要】在超聲波圖像中，在淺表區(qū)域到包含心臟的深區(qū)域有很多靜止回聲。本發(fā)明中，HPF處理部(20)通過將已經(jīng)根據(jù)幀內(nèi)的深度而設定其特性的高通濾波器而應用在所述深度處的幀數(shù)據(jù)上來對幀數(shù)據(jù)濾波。例如，可以用數(shù)字濾波器實現(xiàn)高通濾波器，并且通過濾波設定部(22)來調(diào)整高通濾波器的特性，所述濾波設定部設定所述數(shù)字濾波器的濾波系數(shù)。也就是說，HPF處理部(20)中的濾波系數(shù)是由該濾波設定部(22)控制以使得區(qū)域越深，設定越高的偏移級。
【專利說明】超聲波診斷裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種超聲波診斷裝置，更具體地涉及提高超聲波圖像的圖像質(zhì)量的技 術。

【背景技術】
[0002] 通常廣泛用于器官、血管和胎兒的診斷的超聲波診斷裝置已經(jīng)在例如在心臟狀況 的診斷中發(fā)揮了重要的作用。使用超聲波診斷裝置，例如使得能夠在超聲波運動圖像上觀 察跳動的心臟。
[0003] 在心臟狀況的超聲波診斷期間，由于胸壁、肋骨、心包等相對于心臟存在于淺表側(cè) (朝向探頭），在超聲波圖像中生成固定回聲（靜止回聲）。這些靜止回聲導致針對心臟的 超聲波診斷中的超聲波圖像的質(zhì)量下降。因此，通常已經(jīng)提出了減少這些靜止回聲的方法。
[0004] 例如，專利文件1提出的技術是對通過發(fā)射和接收超聲波而獲得的幀數(shù)據(jù)，沿多 個幀的排列方向應用高通濾波器（a high-pass filter，HPF)，也就是在幀之間應用HPF處 理（巾貞間HPF處理，inter-frame HPF processing)，由此來減少其關于多個巾貞的排列方向 (時間方向）的波動小于心臟波動的靜止回聲。
[0005] 然而，通過簡單的幀間HPF處理，由于僅通過完全地移除靜止回聲難以完全地維 持來自心臟的回聲，所以部分地生成殘留的靜止回聲，或發(fā)生來自心臟的回聲的損失，結果 在運動圖像中產(chǎn)生閃爍。進一步地，相應于在幀間HPF處理中的多個幀之間的加權求和的 處理所導致的問題是高速運動的心瓣等在運動圖像中雙重或三重地出現(xiàn)，并且還導致的問 題是心臟（心?。┑慕缦拮兊媚：?br> [0006] 例如，專利文件2提出的技術是，為了減少上述的閃爍，在幀間HPF處理后進一步 進行幀間LPF(l 〇W-paSS filter，低通濾波）處理。也就是，通過LPF處理執(zhí)行幀之間的平滑 化（平整化），由此減少閃爍。然而，該技術遭受的問題是，當對整個圖像簡單地進行幀間 LPF處理時，使整個圖像模糊。
[0007] 例如，專利文件3提出的技術是，增加在存在大量靜止回聲的淺表區(qū)域里的HPF處 理后的幀數(shù)據(jù)的權重并增加在心臟存在的深區(qū)域里的HPF處理前的幀數(shù)據(jù)的權重，以使加 權求和被應用到HPF之前和之后的幀數(shù)據(jù)，來抑制上述的閃爍和模糊。通過該技術，減少淺 表區(qū)域中的靜止回聲，同時在深區(qū)域中抑制與心臟有關的閃爍和模糊。然而，該技術還導致 有關電路規(guī)模的問題，例如需要應用加權求和的電路結構的問題。
[0008] 現(xiàn)有技術文件
[0009] 專利文件
[0010] 專利文件 1 :JP Η8_1〇7896Α
[0011] 專利文件 2 :JP 2〇0〇-l3"〇9A
[0012] 專利文件 3 :JP 2〇〇5_288〇 21Α


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 技術問題
[0014] 檢視前述的【背景技術】，本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過多年研究開發(fā)了提高包含諸如心臟的 待診斷的運動對象的超聲波圖像的質(zhì)量的技術，并特別關注于沿著多個幀的排列方向的濾 波處理。
[0015] 本發(fā)明產(chǎn)生于這樣的研發(fā)過程并且目的在于實現(xiàn)關于沿著多個幀的排列方向的 濾波處理的改進技術。
[0016] 解決問題的方案
[0017] 為了實現(xiàn)上述目標，提供了 一種超聲波診斷裝置，包括：探頭，其發(fā)射和接收超聲 波；發(fā)射器/接收器部，其控制所述探頭從而獲得超聲波接收信號；濾波處理部，其沿著多 個幀的排列方向?qū)谒龀暡ń邮招盘柖@得的幀數(shù)據(jù)應用濾波處理；以及圖像形成 部，其基于已經(jīng)受到所述濾波處理的幀數(shù)據(jù)而形成超聲波圖像，其中所述濾波處理部將具 有依照幀內(nèi)的深度設定的偏移級的高通濾波器應用至處于該深度的幀數(shù)據(jù)，從而執(zhí)行所述 濾波處理。
[0018] 在上述的超聲波診斷裝置中，將具有依照幀內(nèi)的深度而設定的偏移級的高通濾波 器應用至處于對應的深度的幀數(shù)據(jù)。高通濾波器的偏移涉及提高高通濾波器的增益特性， 并且偏移級是由在作為高通濾波器的處理目標的頻帶下限（例如0Hz)的濾波器的增益值 定義的。
[0019] 在數(shù)字濾波器中偏移級可相對容易地被調(diào)整到期望的級別，例如，通過改變?yōu)V波 系數(shù)等等。因此，根據(jù)上述的超聲波診斷裝置，為了通過沿著多個幀的排列方向的濾波處理 來提高超聲波圖像的質(zhì)量，能夠依照深度來相對容易地調(diào)整高通濾波器的特性。
[0020] 在一個優(yōu)選的具體實例里，濾波處理部使包括待診斷的運動對象的深區(qū)域的幀數(shù) 據(jù)經(jīng)過具有與淺表區(qū)域的幀數(shù)據(jù)的偏移級相比設定為更高級的偏移級的高通濾波器。在一 個優(yōu)選的具體實例里，濾波處理部應用具有隨幀內(nèi)的深度增加而設定為更高級的偏移級并 且具有隨幀內(nèi)的深度增加而更接近全通濾波器特性的特性的高通濾波器。
[0021] 在一個優(yōu)選的具體實例里，超聲波診斷裝置還包括：后處理部，其沿著所述多個幀 的的排列方向?qū)⒌屯V波器或中值濾波器應用至被所述濾波處理部處理過的幀數(shù)據(jù)。
[0022] 在一個優(yōu)選的具體實例里，在應用低通濾波器的情況下，所述后處理部將具有依 照幀內(nèi)的深度而設定的偏移級的低通濾波器應用至處于該深度的幀數(shù)據(jù)。
[0023] 在一個優(yōu)選的具體實例里，在應用中值濾波器的情況下，所述后處理部將中值濾 波器唯一地應用至與包括待診斷的運動目標的深區(qū)域不同的淺表區(qū)域的幀數(shù)據(jù)。
[0024] 在一個優(yōu)選的具體實例里，超聲波診斷裝置還包括判定部，其確認沿著所述多個 幀的排列方向在幀內(nèi)的各個位置上的被所述濾波處理部處理的幀數(shù)據(jù)的變化，從而判定在 相應位置處是否需要由所述后處理部執(zhí)行的處理。
[0025] 在一個優(yōu)選的具體實例里，所述濾波處理部對幀數(shù)據(jù)應用具有依照幀數(shù)據(jù)的幀率 和幀數(shù)據(jù)在幀內(nèi)的深度而設定的濾波系數(shù)的數(shù)字高通濾波器。
[0026] 本發(fā)明的有益效果
[0027] 根據(jù)本發(fā)明，實現(xiàn)與沿著多個幀的排列方向的濾波處理相關的改進技術。例如，依 照本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，能夠依照該深度相對簡單的調(diào)整高通濾波器的特性。進一步，根 據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選方案，具有依照幀率而設定濾波系數(shù)的數(shù)字高通濾波器的應用能夠 抑制該數(shù)字高通濾波器依照幀率的處理結果的波動。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1是示出本發(fā)明的實施例中優(yōu)選的超聲波診斷裝置的整體結構的示意圖。
[0029] 圖2是示出數(shù)字濾波器的具體實例的示意圖。
[0030] 圖3是示出由3分接頭的FIR濾波器形成的HPF的頻率特性的示意圖。
[0031] 圖4是示出依照深度的濾波系數(shù)1?的設定實例的圖。
[0032] 圖5是示出由2分接頭FIR濾波器形成的HPF的頻率特性的示意圖。
[0033] 圖6是示出由2分接頭FIR濾波器形成的LPF的頻率特性的示意圖。
[0034] 圖7是示出中值濾波器的具體實例的示意圖。
[0035] 圖8是示出判定部的具體實例的示意圖。
[0036] 圖9是示出依照幀率的HPF的頻率特性的變化的示意圖。
[0037] 圖10是示出依照幀率的LPF的頻率特性的變化的示意圖。
[0038] 圖11是示出依照幀率和深度的濾波系數(shù)1?的設定實例（HPF)的圖。
[0039] 圖12是示出依照幀率和深度的濾波系數(shù)1?的設定實例（LPF)的圖。

【具體實施方式】
[0040] 圖1是示出本發(fā)明的實施例中優(yōu)選的超聲波診斷裝置的整體結構的示意圖（之后 稱為本超聲波診斷裝置）。探頭10將超聲波發(fā)射至包括待診斷的組織的診斷區(qū)域，并接收 從該診斷區(qū)域反射的超聲波。探頭10包括多個用于發(fā)射和接收超聲波的換能器元件，多個 換能器元件通過形成發(fā)射波束的發(fā)射器/接收器部12進行發(fā)射控制。多個換能器元件還 接收從該診斷區(qū)域反射的超聲波。將通過接收超聲波所獲得的信號輸出到發(fā)射器/接收器 部12,發(fā)射器/接收器部12隨后形成接收波束。
[0041] 發(fā)射器/接收器部12分別輸出與探頭10的多個換能器元件對應的發(fā)射信號，從 而形成超聲波的發(fā)射波束并且掃描該發(fā)射波束。進一步，發(fā)射器/接收器部12將整相求和 處理（phase alignment and summation processing)以及其他處理應用至從探頭10的相 應的多個換能器元件獲得的接收信號，由此形成與被掃描的發(fā)射波束對應的接收波束，并 且輸出沿著接收波束獲得的回聲數(shù)據(jù)（接收信號）。
[0042] 發(fā)射器/接收器部12在二維平面內(nèi)掃描超聲波束（發(fā)射波束和對應的接收波束） 并且收集回聲數(shù)據(jù)，從而獲得形成對應于該二維平面的幀的幀數(shù)據(jù)。發(fā)射器/接收器部12 在該二維平面內(nèi)重復掃描超聲波束從而獲得多個幀的幀數(shù)據(jù)。將如此獲得的幀數(shù)據(jù)存儲在 例如存儲器中，并且將其從存儲器讀出以例如用于下游側(cè)的HPF處理部20的處理。
[0043] 本超聲波診斷裝置適合診斷諸如心臟的運動組織，并且提供有提高包括諸如心臟 的待診斷的對象的超聲波圖像的質(zhì)量的功能。更具體地，本超聲波診斷裝置減少與相對于 心臟存在于淺表側(cè)（朝向探頭10)的胸壁、肋骨、心包等關聯(lián)的固定回聲（靜止回聲），從而 提1?超聲波圖像的質(zhì)量。
[0044] HPF(高通濾波器）處理部20為了減少靜止回聲而執(zhí)行對于多個幀所獲得的幀數(shù) 據(jù)的濾波處理。HPF處理部20沿著多個幀的排列方向?qū)⒏咄V波器應用至幀數(shù)據(jù)，也就是 應用幀間HPF處理，從而減少在多個幀的排列方向（時間方向）上的波動小于心臟的波動 的靜止回聲。
[0045] 在超聲波圖像上，淺表區(qū)域中存在的靜止回聲多于包含心臟的深區(qū)域中存在的靜 止回聲。因此，HPF處理部20通過將具有依照幀內(nèi)的深度而設定的特性的高通濾波器應用 至處于相應深度的幀數(shù)據(jù)。例如，高通濾波器能夠通過數(shù)字濾波器來實施，濾波設定部22 設定數(shù)字濾波器的濾波參數(shù)等，從而調(diào)整高通濾波器的特性。
[0046] 圖2是示出數(shù)字濾波器的具體實例的示意圖。幀數(shù)據(jù)受到沿著多個幀的排列方向 的濾波處理。更具體地，關于在幀內(nèi)某位置（坐標）處的幀數(shù)據(jù)，在相同位置的幀數(shù)據(jù)通過 多個幀依次受到濾波處理。
[0047] 圖2〈A>示出了具有3分接頭的FIR濾波器（3分接頭FIR濾波器）。多個幀的幀數(shù) 據(jù)被依次輸入到該3分接頭FIR濾波器。在圖2〈A>中，能夠從三個連續(xù)的幀獲得的 Xlri，xn 和xn+1表示在該幀內(nèi)相同位置（坐標）處的幀數(shù)據(jù)。
[0048] 將輸入到該3分接頭FIR濾波器的一個幀的幀數(shù)據(jù)存儲在幀存儲器1中。之后， 當輸入一個新幀的幀數(shù)據(jù)時，存儲在幀存儲器1中的幀數(shù)據(jù)現(xiàn)在將存儲在下一級的幀存儲 器2中，并將一個巾貞的新輸入的巾貞數(shù)據(jù)存儲在前一級的巾貞存儲器1中。以此種方式，每次輸 入一個新幀的幀數(shù)據(jù)，存儲在前一級的幀存儲器1中的幀數(shù)據(jù)被依次地轉(zhuǎn)移到下一級的幀 存儲器2中。在圖2〈A>中，x n表示被關注的幀的幀數(shù)據(jù)；Xlri表示從幀數(shù)據(jù)xn的幀的前一 幀獲得的幀數(shù)據(jù)，并且x n+1表示從幀數(shù)據(jù)xn的幀的后一幀獲得的幀數(shù)據(jù)。
[0049] 3分接頭FIR濾波器將從三個連續(xù)幀獲得的三幀數(shù)據(jù)中的每一個幀數(shù)據(jù)與濾波系 數(shù)相乘，并進一步將一起相乘后的三數(shù)據(jù)項相加。更具體地，在圖2〈A>中，幀數(shù)據(jù)Xm, xn, 和xn+1中的每個分別乘以濾波系數(shù)h，1?，和&，相乘后作為結果的三數(shù)據(jù)項被進一步地相 加以為被關注的巾貞輸出濾波處理的結果y n =
[0050] 圖2〈B>示出具有2個分接頭的FIR濾波器（2分接頭FIR濾波器）。在2分接頭 FIR濾波器的情況下，與3分接頭FIR濾波器的情況類似，關于多個幀的幀數(shù)據(jù)被依次地輸 入并且將一個幀的幀數(shù)據(jù)存儲在幀存儲器中。在圖2〈B>中，x n表示被關注的幀的幀數(shù)據(jù)， 1"和xn+1表示在該幀中相同位置的幀數(shù)據(jù)，其能夠從兩個連續(xù)的幀獲得。
[0051] 在2分接頭FIR濾波器的情況下，如3分接頭FIR濾波器的情況，將幀數(shù)據(jù)xn和 χη+1中的每個與每個濾波系數(shù)h和ki相乘并且在相乘之后作為結果的兩數(shù)據(jù)項被進一步相 加以輸出關于被關注的幀的濾波處理的結果y n = kc^+kiXg。
[0052] 例如，通過本超聲波診斷裝置，用圖2中示出的3分接頭FIR濾波器或2分接頭 FIR濾波器實現(xiàn)高通濾波器，并且通過調(diào)整該濾波系數(shù)來調(diào)整該高通濾波器的特性。同時 圖2示出作為具體的數(shù)字濾波器的實例的2分接頭FIR濾波器和3分接頭FIR濾波器，還 可以使用具有4個或更多分接頭的濾波器。還可以使用IIR濾波器代替FIR濾波器。
[0053] 關于圖2中示出的3分接頭FIR濾波器，如果所述濾波系數(shù)被設定以滿足濾波系 數(shù)是對稱的（k_i = 1〇,增益特性關于頻率單調(diào)增加，并且在最高頻率處的增益是0[dB]的 以下的條件（1-1)和（1-2)，則獲得展示在圖3中示出的特性的高通濾波器（HPF)。
[0054] [表達式1]
[0055] -0. 25 ^ ki ^ 0,0. 5 ^ k〇 ^ 1 (1-1)
[0056] | +1 k〇 | +1 ki | = 1 (1-2)
[0057] 圖3示出由3分接頭FIR濾波器（圖2)形成的HPF的頻率特性。在圖3中，橫軸 顯示頻率，其中Fs表示幀率，即幀數(shù)據(jù)的采樣頻率。縱軸顯示濾波器的增益。在圖3中， 1?和匕是3分接頭FIR濾波器（圖2)的濾波系數(shù)。
[0058] 根據(jù)在圖3中示出的頻率特性，HPF的偏移級依照濾波系數(shù)而變化。HPF的偏移涉 及提高HPF的增益特性。在圖3中，將作為待通過HPF處理的頻帶的下限的0Hz處的濾波 器的增益值定義為偏移級。
[0059] 在圖3中，當中心分接頭的濾波系數(shù)1?是0. 5時，偏移級是0且最小，并且在低頻 側(cè)的抑制效率，即，抑制靜止回聲的效果為最大。隨著濾波系數(shù)h從0. 5增加，偏移級也增 加并且靜止回聲的抑制效果逐漸地降低。然后，當濾波系數(shù)1?是1. 0時，偏移級是1且最 大，并且在較低頻率側(cè)不能夠獲得抑制效果，即，不能夠獲得靜止回聲的抑制效果，這顯示 輸入信號原樣被輸出的全通濾波器的濾波特性。
[0060] 根據(jù)本超聲波診斷裝置，HPF的偏移級依照幀內(nèi)的幀數(shù)據(jù)的深度而被設定。特別 地，圖1中的濾波設定部22控制HPF處理部20中的濾波系數(shù)1?，使得深度越深設定的偏移 級越1?。
[0061] 圖4示出依照深度的濾波系數(shù)1?的設定的實例。在圖4中，橫軸顯示深度并且縱 軸顯示濾波系數(shù)1?的值。所述深度涉及幀內(nèi)的將要被該濾波器處理的幀數(shù)據(jù)的深度。
[0062] 在圖4示出的設定實例中，在從深度0(接近探頭10)到深度dl的淺表部分中，濾 波系數(shù)1?的值被設定為p (0. 5 < p〈l. 0)。隨著深度從dl增加到d2,濾波系數(shù)1?的值被增 力口，并且在深度d2或更深深度的深部分中，濾波系數(shù)1?的值被設定為q(p〈q < 1. 0)。濾波 系數(shù)1?的值可能在深度dl及其附近和在深度d2及其附近平滑地變化。進一步，濾波系數(shù) kQ的值可以依需要而在從深度0到深度dl的淺表部分還有在深度d2和更深深度的深部分 被改變。還可能適當?shù)恼{(diào)整深度dl和深度d2的位置，以依照過陡的或適中的深度改變?yōu)V 波系數(shù)k Q。
[0063] 進一步地，如果期望將重點放在減少淺表區(qū)域中的靜止回聲的效果上，在圖4中 示出的濾波系數(shù)h的特性能夠被轉(zhuǎn)移到整體上更深深度的方向或整體上在更小1?值的方 向上。當然，在兩個方向的轉(zhuǎn)移能夠被一起執(zhí)行。而且，如果期望將重點放在抑制閃爍和模 糊的效果上，在圖4中示出的濾波系數(shù)1?的特性能夠被轉(zhuǎn)移到整體上更淺深度的方向或整 體上在更大1?值的方向上。當然，在兩個方向上的轉(zhuǎn)移能夠被一起執(zhí)行。
[0064] 如果2分接頭FIR濾波器代替3分接頭FIR濾波器使用，則電路結構等能夠被進 一步簡化。例如，關于在圖2中示出的2分接頭FIR濾波器，如果該濾波系數(shù)被設定以滿 足增益特性關于頻率單調(diào)增加，并且在最高頻率處的增益是0[dB]的以下的條件（2-1)和 (2-2)，則獲得展示在圖5中示出的特性的高通濾波器（HPF)。
[0065] [表達式2]
[0066] 0· 5 彡 k0 彡 1，-0· 5 彡 k!彡 0 (2-1)
[0067] k〇 | +1 ki I = 1 (2-2)
[0068] 圖5示出由2分接頭FIR濾波器（圖2)形成的HPF的頻率特性。如在圖3中示 出的的情況下，在圖5中，橫軸類似地顯示頻率，其中Fs表示幀率，S卩，幀數(shù)據(jù)的采樣頻率。 縱軸類似地顯示濾波器的增益。在圖5中，1?和&是2分接頭FIR濾波器（圖2)的濾波 系數(shù)。在圖5中示出的頻率特性中，如在圖3的情況下，所述HPF的偏移級依照濾波系數(shù)而 改變。
[0069] 更具體地，在圖5中，假設將在作為要通過HPF處理的頻帶的下限的0Hz的濾波器 的增益值定義為偏移級，如圖4,當該濾波系數(shù)1?是0. 5時，偏移級是0且最小，并且在低頻 率側(cè)的抑制效果，即，抑制靜止回聲的效果最大。隨著該濾波系數(shù)1?從0. 5增加，偏移級也 增加并且靜止回聲的抑制效果逐漸降低。然后，當濾波系數(shù)1?是1. 0,偏移級是1且最大， 并且在較低頻率側(cè)不能夠獲得抑制效果，即，不能夠獲得靜止回聲的抑制效果，這顯示全通 濾波器的濾波特性。
[0070] 在2分接頭FIR濾波器的情況下，如在3分接頭FIR濾波器的情況下，HPF的偏移 級依照在幀內(nèi)的幀數(shù)據(jù)的深度而被設定。特別地，圖1中的濾波設定部22控制濾波系數(shù)h， 以使深度越深設定的偏移級越高。對該控制，能夠應用用圖4描述的濾波系數(shù)1?的設定實 例。
[0071] 使用已經(jīng)參照圖2至圖5描述的高通濾波器，有可能用相對簡單的結構，也就是不 需要為例如加權求和處理提供復雜的電路結構（例如，見專利文件3)，同時達到靜止回聲 的減少和閃爍及模糊的抑制。
[0072] 回頭參照圖1，已經(jīng)受到HPF處理部20中的幀間HPF處理的多個幀的幀數(shù)據(jù)首先 受到檢波處理部30中的檢波處理，并且之后被發(fā)送到后處理部40。在檢波處理部30,執(zhí)行 已知的檢波處理。
[0073] 已經(jīng)通過本超聲波診斷裝置，憑借HPF處理部20中的處理而實現(xiàn)了減少靜止回聲 和抑制圖像中的閃爍及模糊，有可能通過后處理部40進一步抑制圖形中的閃爍。后處理部 40沿著多個幀的排列方向?qū)⒌屯V波器或中值濾波器應用至幀數(shù)據(jù)。
[0074] 如果該后處理部40使用低通濾波器（LPF)，則能夠通過在圖2中示出的3分接頭 FIR濾波器或2分接頭FIR濾波器實現(xiàn)所述低通濾波器。當然，可以使用具有4個或更多分 接頭的濾波器或者使用IIR濾波器代替FIR濾波器。
[0075] 例如，關于在圖2中示出的該2分接頭FIR濾波器，如果濾波系數(shù)被設定以滿足增 益特性關于頻率單調(diào)下降，并且DC分量（頻率0Hz分量）的增益是0[dB]的以下條件（3-1) 和（3-2)，獲得展示在圖6中示出的特性的低通濾波器（LPF)。
[0076] [表達式3]
[0077] 0· 5 彡 k0 彡 1 (3-1)
[0078] ko+ki = 1 (3-2)
[0079] 圖6示出由2分接頭FIR濾波器（圖2)形成的LPF的頻率特性。在圖6中，橫軸 顯示頻率，其中Fs表示幀率，S卩，幀數(shù)據(jù)的采樣頻率。縱軸顯示濾波器的增益。在圖6中， 1?和&是2分接頭FIR濾波器（圖2)的濾波系數(shù)。
[0080] 在圖6示出的頻率特性里，偏移級依照濾波系數(shù)而變化。LPF的偏移涉及提高LPF 的增益特性。在圖6中，將在作為要被LPF處理的頻帶的上限的Fs/2 Hz的濾波器的增益 值定義為偏移級，也就是，將在采樣頻率一半的頻率的濾波器的增益值定義為偏移級。
[0081] 在圖6中，當該濾波系數(shù)1?是0. 5時，該偏移級是0且最小，并且在高頻率側(cè)的抑 制效率，即，平滑效果為最大。隨著在多個幀的排列方向上的平滑效果的增加，閃爍的抑制 效果也增加。然后，隨著濾波系數(shù)1?從0.5增加，偏移級增加和平滑效果逐漸下降。然后， 當濾波系數(shù)1?是1. 0,偏移級是1且最大，并且在更高頻側(cè)不能夠獲得抑制效果時，S卩，不能 夠獲得平滑效果，這顯示輸入信號被原樣輸出的全通濾波器的濾波特性。
[0082] 在本超聲波診斷裝置，LPF的偏移級依照在幀內(nèi)的幀數(shù)據(jù)的深度而設定。具體地， 圖1中的濾波設定部42控制后處理部40中的濾波系數(shù)1?，以使深度越深，設定的偏移級越 高。對此控制，能夠應用已經(jīng)使用圖4描述的濾波系數(shù)1?的設定實例。
[0083] 如果后處理部40使用中值濾波器，則使用具有在例如圖7中示出的結構的中值濾 波器。圖7示出具體實例的中值濾波器。將多個幀的幀數(shù)據(jù)依次輸入到該中值濾波器。在 圖7中，χη是被關注的巾貞數(shù)據(jù)。進一步，能夠從三個連續(xù)的巾貞獲得的Xu, χη和χη+1表示在該 幀內(nèi)的相同位置（坐標）處的幀數(shù)據(jù)。
[0084] 將輸入到中值濾波器的一個幀的幀數(shù)據(jù)存儲在幀存儲器1中。然后，當輸入一個 新幀的幀數(shù)據(jù)時，存儲在該幀存儲器1中的幀數(shù)據(jù)在現(xiàn)在將存儲在下一級的幀存儲器2中， 并且將一個幀的新輸入的幀數(shù)據(jù)存儲在前一級的幀存儲器1中。以此種方式，每次輸入一 個新幀的幀數(shù)據(jù)，存儲在前一級的幀存儲器1中的幀數(shù)據(jù)被依次地轉(zhuǎn)移到下一級的幀存儲 器2中。在圖7中， Xlri表示從幀數(shù)據(jù)xn的幀的前一幀獲得的幀數(shù)據(jù)，并且xn+1表示從幀數(shù) 據(jù)χ η的幀的后一幀獲得的幀數(shù)據(jù)。
[0085] 中值濾波器選擇并輸出從三個連續(xù)的幀獲得的該三個幀數(shù)據(jù)的中間值。更具體 地，在圖7中，中值濾波器選擇對應于 Xlri，xn和xn+1的中間值的數(shù)據(jù)，并將所選擇的數(shù)據(jù)作 為被關注的幀中的處理結果7"而輸出。
[0086] 通過中值濾波器，能夠在抑制閃爍的同時抑制圖像中的模糊。這里，比將中值濾波 器應用至整個圖像更期望的是將中值濾波器局部地應用至幀中的淺表部分。更具體地，可 期望是通過不將中值濾波器應用至心臟存在的深區(qū)域而給出防止在心瓣等的η圖像中模 糊的產(chǎn)生的考慮。例如，有可能設定深度的閾值并防止將中值濾波器應用至比閾值更深的 位置處的幀數(shù)據(jù)。
[0087] 進一步，圖1中的判定部50可以判定后處理部40中的處理是否必要。在此情況 下，關于在HPF處理部20中已經(jīng)被處理后通過檢波處理部30獲得的幀數(shù)據(jù)，判定部50確 認在該幀內(nèi)在每個位置上在多個幀的排列方向上的幀數(shù)據(jù)的變化，由此判定在后處理部40 的處理在該位置上是否必要。
[0088] 圖8示出判定部50的具體實例。多個幀的幀數(shù)據(jù)被依次輸入到判定部50。在圖 8中， Xlri，χη和χη+1表示能夠從三個連續(xù)的幀獲得的在幀內(nèi)相同位置（坐標）處的幀數(shù)據(jù)。
[0089] 將輸入到判定部50的一個幀的幀數(shù)據(jù)存儲在幀存儲器1中。然后，當輸入一個新 幀的幀數(shù)據(jù)時，存儲在幀存儲器1的幀數(shù)據(jù)現(xiàn)在將存儲在下一級的幀存儲器2中，并且將新 輸入的一個幀的幀數(shù)據(jù)存儲在前一級的幀存儲器1中。以此種方式，每次輸入一個新幀的 幀數(shù)據(jù)，存儲在前一級的幀存儲器1中的幀數(shù)據(jù)在被依次地轉(zhuǎn)移到下一級的幀存儲器2中。 在圖8中，1"是一個被關注的幀的幀數(shù)據(jù)，x n_i表示從幀數(shù)據(jù)χη的幀的前一幀獲得的幀數(shù) 據(jù)，并且xn+1表示從幀數(shù)據(jù)x n的幀的后一幀獲得的幀數(shù)據(jù)。
[0090] 平均值計算部使用下面的等式計算被關注的幀的之前和之后的幀數(shù)據(jù)的絕對值 的平均值八"，等式中Μ表示被關注的幀之前和之后的幀的數(shù)量，在圖8的具體實例里Μ = 1。
[0091] [表達式4]

【權利要求】
1. 一種超聲波診斷裝置，包括： 探頭，其發(fā)射和接收超聲波； 發(fā)射器/接收器部，其控制所述探頭從而獲得超聲波接收信號； 濾波處理部，其沿著多個幀的排列方向?qū)谒龀暡ń邮招盘柖@得的幀數(shù)據(jù)應 用濾波處理；以及 圖像形成部，其基于已經(jīng)受到所述濾波處理的幀數(shù)據(jù)而形成超聲波圖像， 其中所述濾波處理部將具有依照幀內(nèi)的深度設定的偏移級的高通濾波器應用至處于 該深度的幀數(shù)據(jù)，從而執(zhí)行所述濾波處理。
2. 根據(jù)權利要求1所述的超聲波診斷裝置，其中 所述濾波處理部應用具有與淺表區(qū)域的幀數(shù)據(jù)的偏移級相比，將包括待診斷的運動對 象的深區(qū)域的幀數(shù)據(jù)設定為更高級的偏移級的高通濾波器。
3. 根據(jù)權利要求1所述的超聲波診斷裝置，其中 所述濾波處理部應用具有隨幀內(nèi)的深度增加而設定為更高級的偏移級并且具有隨幀 內(nèi)的深度增加而更接近全通濾波器特性的特性的高通濾波器。
4. 根據(jù)權利要求2所述的超聲波診斷裝置，其中 所述濾波處理部應用具有隨幀內(nèi)的深度增加而被設定為更高級的偏移級并且具有隨 幀內(nèi)的深度增加而更接近全通濾波器特性的特性的高通濾波器。
5. 根據(jù)權利要求1所述的超聲波診斷裝置，還包括： 后處理部，其沿著所述多個幀的的排列方向?qū)⒌屯V波器或中值濾波器應用至被所述 濾波處理部處理過的幀數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權利要求5所述的超聲波診斷裝置，其中 在應用低通濾波器的情況下，所述后處理部將具有依照幀內(nèi)的深度而設定的偏移級的 低通濾波器應用至處于該深度的幀數(shù)據(jù)。
7. 根據(jù)權利要求5所述的超聲波診斷裝置，其中 在應用中值濾波器的情況下，所述后處理部將中值濾波器唯一地應用至與包括待診斷 的運動目標的深區(qū)域不同的淺表區(qū)域的幀數(shù)據(jù)。
8. 根據(jù)權利要求5所述的超聲波診斷裝置，還包括： 判定部，其確認沿著所述多個幀的排列方向在幀內(nèi)的各個位置上的被所述濾波處理部 處理的幀數(shù)據(jù)的變化，從而判定在相應位置處是否需要由所述后處理部執(zhí)行的處理。
9. 根據(jù)權利要求1所述的超聲波診斷裝置，其中 所述濾波處理部對幀數(shù)據(jù)應用具有依照在該幀數(shù)據(jù)的幀率和幀數(shù)據(jù)在幀內(nèi)的深度而 設定的濾波系數(shù)的數(shù)字高通濾波器。
10. 根據(jù)權利要求9所述的超聲波診斷裝置，其中 所述濾波處理部應用具有被設定以使偏移級隨幀率更高而更高的濾波系數(shù)的數(shù)字高 通濾波器。
11. 根據(jù)權利要求9所述的超聲波診斷裝置，其中 所述濾波處理部應用具有隨幀率更高而分接頭數(shù)量就更多的數(shù)字高通濾波器。
12. 根據(jù)權利要求10所述的超聲波診斷裝置，其中 所述濾波處理部應用具有隨幀率更高而分接頭數(shù)量就更多的數(shù)字高通濾波器。
13. 根據(jù)權利要求5所述的超聲波診斷裝置，其中 在應用低通濾波器的情況下，所述后處理部將具有依照幀數(shù)據(jù)的幀率和幀數(shù)據(jù)在幀內(nèi) 的深度而設定的濾波系數(shù)的數(shù)字低通濾波器應用至該幀數(shù)據(jù)。
14. 根據(jù)權利要求13所述的超聲波診斷裝置，其中 所述后處理部應用具有被設定以使隨幀率更低而偏移級就更高的濾波系數(shù)的數(shù)字低 通濾波器。
15. 根據(jù)權利要求13所述的超聲波診斷裝置，其中 所述后處理部應用具有隨幀率更高而分接頭數(shù)量就更多的數(shù)字低通濾波器。
【文檔編號】A61B8/00GK104159520SQ201380012073
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年2月19日 優(yōu)先權日:2012年3月1日
【發(fā)明者】曹景文, 吉澤慎吾 申請人:日立阿洛卡醫(yī)療株式會社