專利名稱：超聲波診斷裝置、超聲波診斷方法和控制處理程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波診斷裝置、超聲波診斷方法和超聲波診斷裝置的控制處理程序，尤其涉及可與血管的移動相配合來跟蹤頻譜多普勒的取樣標志的超聲波診斷裝置、超聲波診斷方法和超聲波診斷裝置的控制處理程序。
背景技術(shù)：
近年來，提出了兼用超聲波多普勒法和超聲波脈沖反射法等，可實時顯示斷層圖像(B模式斷層圖像)和血流信息的超聲波診斷裝置。
與超聲波脈沖反射法兼用的超聲波多普率法大致可分為，顯示與血流的速度對應的多普勒頻率的時間變化的頻譜多普勒法、和彩色顯示血流的速度及方差(variance)等的信息的彩色多普勒法兩種。
在使用頻譜多普勒法來觀察血管內(nèi)的血流信息等的情況下，為了觀察所希望的血管的血流信息，需要與希望的血管的移動相配合地，使檢測出規(guī)定位置的血流信息用的取樣標志進行跟蹤。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，作為取樣標志的跟蹤方法之一，醫(yī)生及技師(下面稱作“操作者”)手動調(diào)整取樣標志的位置，而使得取樣標志的位置與希望觀察的血管的移動位置相匹配。
但是，在使用操作者進行的手動跟蹤方法來觀察例如在心臟的附近存在的冠狀動脈(血管)的情況下，由于冠狀動脈隨心臟的搏動移動較大，所以有操作者與冠狀動脈(血管)的移動相配合來調(diào)整取樣標志的位置，使取樣標志跟蹤冠狀動脈(血管)很困難的問題。
另外，由于血管的位置還根據(jù)患者(下面稱作“被檢體”)的呼吸或身體移動等移動，所以有操作者必須頻繁進行取樣標志的位置調(diào)整，調(diào)整的操作麻煩的問題。
因此，提出了可使取樣標志自動跟蹤觀察位置，減輕操作者的操作上的負擔，實現(xiàn)診斷時間的縮短的超聲波診斷裝置。
根據(jù)日本特開6-217975號公報提出的超聲波診斷裝置，可以使用二維的斷層內(nèi)的彩色多普勒的血流信息，來使取樣標志自動跟蹤，即使血管移動也可取得希望觀察的血管的血流信息。
除了取樣標志的自動跟蹤之外，還提出了自動檢測出血流的方向，根據(jù)所檢測出的血流的方向來計算多普勒角度，可以將由超聲波波束和血流方向的不一致造成的誤差抑制到最小的超聲波診斷裝置。
根據(jù)日本特表2003-523250號公報提出的超聲波診斷裝置，可以提高血流速度的測量精度。
但是，在特開平6-217975號公報和特表2003-523250號公報提出的超聲波診斷裝置中，由于是使用了一維陣列排列的多個超聲波振動器在二維斷層面內(nèi)的自動跟蹤，所以盡管可以對二維斷層面內(nèi)的血管的移動來進行跟蹤，但是由于被檢體內(nèi)的血管是包含對斷層面的縱深方向進行三維的移動，所以有在希望觀察的血管相對斷層面來向縱深方向移動的情況下，與血管的移動配合來使取樣標志加以跟蹤很困難的問題。
尤其，在對被檢體給藥后進行診斷的情況下，由于被檢體內(nèi)的血管還包含對斷層面的縱深方向、三維地且還比通常情況下更大地移動，所以與希望觀察的血管移動相配合來使取樣標志進行跟蹤更加困難了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于這種狀況而做出，其目的是提供一種可與希望的血管的三維移動相配合，來使頻譜多普勒的取樣標志簡單且正確加以跟蹤的超聲波診斷裝置、超聲波診斷方法和超聲波診斷裝置的控制處理程序。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面的超聲波診斷裝置，為了解決上述問題，其特征在于，包括體數(shù)據(jù)生成單元，使多個超聲波振動器振動而發(fā)送超聲波，根據(jù)由接收從被檢體反射的反射波的所述超聲波振動器變換后的接收信號，生成與所述被檢體內(nèi)的流體有關(guān)的體數(shù)據(jù)；流體區(qū)域計算單元，計算所述被檢體的流體中、所述體數(shù)據(jù)滿足規(guī)定的條件的流體區(qū)域；位置計算單元，計算所述流體區(qū)域中的規(guī)定的位置；取樣標志位置設置單元，將取樣標志的位置設置在由所述位置計算單元計算的所述規(guī)定的位置上；取樣標志移動控制單元，根據(jù)由所述取樣標志位置設置單元設置的取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，控制所述取樣標志的位置的移動；以及發(fā)送接收控制單元，進行控制，以便在由所述取樣標志移動控制單元控制了移動的所述取樣標志的位置上，發(fā)送接收超聲波。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面的超聲波診斷方法，為了解決上述問題，其特征在于，包括體數(shù)據(jù)生成步驟，使多個超聲波振動器振動而發(fā)送超聲波，根據(jù)由接收從被檢體反射的反射波的所述超聲波振動器變換后的接收信號，生成與所述被檢體內(nèi)的流體有關(guān)的體數(shù)據(jù)；流體區(qū)域計算步驟，計算所述被檢體的流體中、所述體數(shù)據(jù)滿足規(guī)定的條件的流體區(qū)域；位置計算步驟，計算所述流體區(qū)域中的規(guī)定的位置；取樣標志位置設置步驟，將取樣標志的位置設置在由所述位置計算步驟的處理計算的所述規(guī)定的位置上；取樣標志移動控制步驟，根據(jù)由所述取樣標志位置設置步驟的處理設置的取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，控制所述取樣標志的位置的移動；以及發(fā)送接收控制步驟，進行控制，以便在由所述取樣標志移動控制步驟的處理控制了移動的所述取樣標志的位置上，發(fā)送接收超聲波。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面的超聲波診斷裝置的控制處理程序，為了解決上述問題，其特征在于，使計算機執(zhí)行下列步驟體數(shù)據(jù)生成步驟，使多個超聲波振動器振動而發(fā)送超聲波，根據(jù)由接收從被檢體反射的反射波的所述超聲波振動器變換后的接收信號，生成與所述被檢體內(nèi)的流體有關(guān)的體數(shù)據(jù)；流體區(qū)域計算步驟，計算所述被檢體的流體中、所述體數(shù)據(jù)滿足規(guī)定的條件的流體區(qū)域；位置計算步驟，計算所述流體區(qū)域中的規(guī)定的位置；取樣標志位置設置步驟，將取樣標志的位置設置在由所述位置計算步驟的處理計算的所述規(guī)定的位置上；取樣標志移動控制步驟，根據(jù)由所述取樣標志位置設置步驟的處理設置的取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，控制所述取樣標志的位置的移動；以及發(fā)送接收控制步驟，進行控制，以便在由所述取樣標志移動控制步驟的處理控制了移動的所述取樣標志的位置上，發(fā)送接收超聲波。
本發(fā)明的超聲波診斷裝置中，使多個超聲波振動器振動來發(fā)送超聲波，根據(jù)由接收從被檢體反射后的反射波的所述超聲波振動器變換后的接收信號，來生成與所述被檢體內(nèi)的流體有關(guān)的體數(shù)據(jù)，計算所述被檢體的流體中、所述體數(shù)據(jù)滿足規(guī)定的條件的流體區(qū)域，計算所述流體區(qū)域中的規(guī)定位置，將取樣標志的位置設置在所計算的所述規(guī)定的位置上，根據(jù)所設置的取樣標志位置設定數(shù)據(jù)，來控制所述取樣標志的位置移動，控制為在被控制移動的所述取樣標志的位置來發(fā)送接收超聲波。
本發(fā)明的超聲波診斷方法中，使多個超聲波振動器振動來發(fā)送超聲波，根據(jù)由接收從被檢體反射后的反射波的所述超聲波振動器變換后的接收信號，來生成與所述被檢體內(nèi)的流體有關(guān)的體數(shù)據(jù)，計算所述被檢體的流體中、所述體數(shù)據(jù)滿足規(guī)定的條件的流體區(qū)域，計算所述流體區(qū)域中的規(guī)定位置，將取樣標志的位置設置在所計算的所述規(guī)定的位置上，根據(jù)所設置的取樣標志位置設定數(shù)據(jù)，來控制所述取樣標志的位置移動，控制為在被控制移動的所述取樣標志的位置來發(fā)送接收超聲波。
本發(fā)明的超聲波診斷裝置的控制處理程序中，使多個超聲波振動器振動來發(fā)送超聲波，根據(jù)由接收從被檢體反射后的反射波的所述超聲波振動器變換后的接收信號，來生成與所述被檢體內(nèi)的流體有關(guān)的體數(shù)據(jù)，計算所述被檢體的流體中、所述體數(shù)據(jù)滿足規(guī)定的條件的流體區(qū)域，計算所述流體區(qū)域中的規(guī)定位置，將取樣標志的位置設置在所計算的所述規(guī)定的位置上，根據(jù)所設置的取樣標志位置設定數(shù)據(jù)，來控制所述取樣標志的位置移動，控制為在被控制移動的所述取樣標志的位置來發(fā)送接收超聲波。


附圖中，
圖1是表示適用了本發(fā)明的超聲波診斷裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是表示圖1的超聲波診斷裝置可執(zhí)行的功能的第一實施方式中的結(jié)構(gòu)的框圖；圖3是說明圖2的超聲波診斷裝置中的多普勒取樣標志跟蹤控制處理的流程圖；圖4是說明圖2的超聲波診斷裝置中的多普勒取樣標志跟蹤控制處理的流程圖；圖5(A)和(B)是說明與希望跟蹤多普勒取樣標志的三維控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)的輸入方法的說明圖；圖6是說明圖4的步驟S15中的多普勒取樣標志位置設置處理的細節(jié)的流程圖；圖7是說明圖2的多值化部的多值化方法的說明圖；圖8是說明圖2的多值化部的多值化方法的說明圖；圖9是說明圖2的表面提取部的表面提取方法的說明圖；圖10是說明圖2的表面提取部的表面提取方法的說明圖；圖11是表示在圖6的步驟S43的表面提取處理中提取的血流區(qū)域的例子的圖；圖12是表示圖1的顯示部上顯示的多普勒取樣標志的顯示例的圖；圖13是說明圖1的顯示部上顯示的多普勒取樣標志的顯示例的圖；圖14是說明圖2的多普勒角度校正系數(shù)計算部中的多普勒角度校正系數(shù)計算方法的說明圖；圖15是說明在圖1的顯示部上顯示的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域內(nèi)存在多個血管的情況的說明圖；圖16(A)和(B)是說明與多普勒取樣標志移動范圍有關(guān)的數(shù)據(jù)的輸入方法的說明圖；圖17是說明與心臟的搏動配合來變化的冠狀動脈的移動速度的說明圖；圖18是說明多普勒取樣標志寬度的設置方法的說明圖；
圖19是表示圖1的超聲波診斷裝置可執(zhí)行的功能的第二實施方式中的結(jié)構(gòu)的框圖；圖20是說明圖19的超聲波診斷裝置中的多普勒取樣標志跟蹤控制處理的流程圖；圖21是說明圖19的超聲波診斷裝置中的多普勒取樣標志跟蹤控制處理的流程圖；圖22是說明圖21的步驟S99的統(tǒng)計運算處理的細節(jié)的流程圖；圖23是說明超聲波的多斷面掃描方法的說明圖。
具體實施例方式
下面，參考附圖來說明本發(fā)明的實施方式。
第一實施方式圖1表示適用本發(fā)明的超聲波診斷裝置1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
超聲波診斷裝置1由本體11、經(jīng)電纜與該本體11相連的超聲波探頭12、輸入部13和顯示部14構(gòu)成。
如圖1所示，超聲波診斷裝置1的本體11由控制部21、發(fā)送部22、接收部23、圖像數(shù)據(jù)生成部24、HDD(硬盤驅(qū)動器)25、ECG(心電圖)信號檢測部26、頻譜多普勒描繪處理部27和DSC(數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器)28構(gòu)成。
控制部21、發(fā)送部22、接收部23、圖像數(shù)據(jù)生成部4、HDD(硬盤驅(qū)動器)25、ECG信號檢測部26、頻譜多普勒描繪處理部27和DSC28在超聲波診斷裝置1的本體11內(nèi)通過總線來彼此相連。
控制部21由CPU(中央處理單元)29、ROM(只讀存儲器)30、RAM(隨機存取存儲器)31和圖像存儲器32等構(gòu)成，CPU29根據(jù)從ROM30中存儲的程序或從HDD25向RAM31裝載的各種應用程序來執(zhí)行各種處理，并且，生成各種控制信號，并向各部分供給，從而，總體控制超聲波診斷裝置1的驅(qū)動。
RAM31適當存儲CPU29執(zhí)行各種處理所需的數(shù)據(jù)等。圖像存儲器32取得從圖像數(shù)據(jù)生成部24供給的B模式圖像數(shù)據(jù)、頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)和彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)，并存儲所取得的B模式圖像數(shù)據(jù)、頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)和彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)。由此，操作者例如可以在診斷后，讀出診斷中存儲的圖像數(shù)據(jù)，并經(jīng)DSC28在顯示部14上作為靜止圖像或動態(tài)圖像加以顯示。
圖像存儲器32適當存儲從接收部23中供給的輸出信號(RF信號)等的原始數(shù)據(jù)等各種圖像數(shù)據(jù)、及經(jīng)網(wǎng)絡(圖中未示)取得的圖像數(shù)據(jù)等，并根據(jù)需要供給各部分。
另外，也可代替CPU29，使用MPU(微處理單元)等。
發(fā)送部22由速率脈沖發(fā)生器、發(fā)送延遲電路和脈沖發(fā)生器(均未圖示)構(gòu)成，速率脈沖發(fā)生器根據(jù)從控制部21供給的控制信號，來生成決定向被檢體的內(nèi)部入射的超聲波脈沖的脈沖重復頻率的速率脈沖，并供給發(fā)送延遲電路。發(fā)送延遲電路是設置發(fā)送時超聲波波束的焦點位置及偏轉(zhuǎn)角度用的延遲電路，根據(jù)從控制部21供給的控制信號，使得發(fā)送時超聲波波束的焦點位置及偏轉(zhuǎn)角度成為規(guī)定的焦點位置和偏轉(zhuǎn)角度，并對從速率脈沖發(fā)生器供給的速率脈沖施加延遲時間，供給脈沖發(fā)生器。進一步，脈沖發(fā)生器是生成驅(qū)動超聲波振動器用的高壓脈沖的驅(qū)動電路，根據(jù)從發(fā)送延遲電路供給的速率脈沖，生成驅(qū)動超聲波振動器用的高壓脈沖，并將所生成的高壓脈沖輸出到超聲波探頭12。
發(fā)送部22可以根據(jù)控制部21的指示，瞬時改變向速率脈沖施加的延遲時間及發(fā)送頻率、發(fā)送驅(qū)動電壓等。尤其，在發(fā)送部22上設置例如線性放大型的發(fā)送電路或可電切換多個電源單元的電路等，以便可以瞬時改變發(fā)送驅(qū)動電壓。
接收部23由前置放大器、A/D變換器、接收延遲電路和加法器(均未圖示)等構(gòu)成，前置放大器取得基于從超聲波探頭12向被檢體入射的超聲波脈沖的反射波的接收信號，將所取得的接收信號放大到規(guī)定的電平，并將放大后的接收信號供給A/D變換器。A/D變換器將從前置放大器供給的接收信號從模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，供給接收延遲電路。
接收延遲電路根據(jù)從控制部21供給的控制信號，對從A/D變換器提供的A/D變換后的接收信號施加決定接收定向性所需的延遲時間(與超聲波從各超聲波振動器的聚焦位置的傳播時間的差對應的延遲時間)，并提供給加法器。加法器對從接收延遲電路提供的來自各超聲波振動器的接收信號進行相加，并將相加后的接收信號提供給圖像數(shù)據(jù)生成部24。通過加法器的相加強調(diào)了接收信號的來自與接收定向性對應的方向的反射成分。
圖像數(shù)據(jù)生成部24由B模式處理部33、頻譜多普勒模式處理部34和彩色多普勒模式處理部35構(gòu)成。B模式處理部33由對數(shù)放大器、包絡線檢波電路和TGC(時間增益控制)電路(均未圖示)等構(gòu)成，根據(jù)從控制部21供給的控制信號，來進行下面的處理。
即，B模式處理部33的對數(shù)放大器對從接收部23供給的接收信號進行對數(shù)放大，并將對數(shù)放大后的接收信號供給包絡線檢波電路。包絡線檢波電路是去除超聲波頻率成分后僅檢測出振幅用的電路，對從對數(shù)放大器供給的接收信號進行包絡線檢波，并將檢波出的接收信號供給TGC電路。TGC電路調(diào)整從包絡線檢波電路供給的接收信號的強度，使得最終的圖像亮度統(tǒng)一，將調(diào)整后的B模式圖像數(shù)據(jù)供給控制部21的圖像存儲器32或HDD25。控制部21的圖像存儲器32或HDD25中存儲的B模式圖像數(shù)據(jù)經(jīng)DSC28供給顯示部14，之后，將接收信號的強度作為通過亮度表示的B模式圖像來加以顯示。
頻譜多普勒模式處理部34由檢測出從接收部23供給的接收信號彩色多普勒偏移信號的多普勒偏移信號檢測器(圖中未示)和分析在多普勒偏移信號檢測器中檢測出的多普勒偏移信號的頻譜成分的分析部(圖中未示)構(gòu)成。
多普勒偏移信號檢測部由基準信號發(fā)生器、π/2時相器、混合器和LPF(低通濾波器)(均未圖示)等構(gòu)成，對于從接收部23供給的接收信號主要進行正交時相檢波等，將檢測出的多普勒偏移信號供給分析部。
分析部由FFT(快速傅立葉變換)分析器和運算器等構(gòu)成，F(xiàn)FT分析器以與多普勒取樣標志的位置對應的規(guī)定深度為中心，以規(guī)定的寬度，對從多普勒偏移信號檢測部供給的多普勒偏移信號來進行FFT分析，運算器對來自FFT分析器的頻率頻譜來運算中心頻率及擴散(dispersion)等，并將通過運算生成的頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)供給控制部21的圖像存儲器32或HDD25?？刂撇?1的圖像存儲器32或HDD25中存儲的頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)經(jīng)頻譜多普勒描繪處理部27供給顯示部14，之后，作為表示出接收信號中包含的頻率頻譜的分布的頻譜多普勒模式圖像來加以顯示。
彩色多普勒模式處理部35由檢測出從接收部23供給的接收信號彩色多普勒偏移信號的多普勒偏移信號檢測器(圖中未示)、和從多普勒偏移信號檢測器中檢測出的多普勒偏移信號中提取血流的平均速度、方差和功率等的血流信息的提取運算部(圖中未示)構(gòu)成。另外，對于彩色多普勒模式處理部35的圖中未示的多普勒偏移信號檢測部，與頻譜多普勒模式處理部34的圖中未示的多普勒偏移信號檢測部的結(jié)構(gòu)相同，由于其說明重復，所以加以省略。
提取運算部由MTI濾波器(移動目標指示濾波器)、自相關(guān)器、平均速度運算器、方差運算器、功率運算器(均未圖示)等構(gòu)成，MTI濾波器對從多普勒偏移信號處理部供給的多普勒偏移信號去除來自固定反射體(例如血管壁及心臟壁等)的不需要的固定反射波，并將除去了固定反射波后的多普勒偏移信號供給自相關(guān)器。自相關(guān)器對從MTI濾波器供給的去除固定反射波后的多普勒偏移信號實時進行多點上的頻率分析，并供給平均速度運算器、方差運算器和功率運算器。
平均速度運算器、方差運算器和功率運算器分別運算血流的平均速度、方差和功率，并將通過運算生成的彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)供給控制部21的圖像存儲器32或HDD25?？刂撇?1的圖像存儲器32或HDD25中存儲的彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)經(jīng)DSC28供給顯示部14，之后，表示血流的平均速度、方差、功率等的血流信息后作為彩色多普勒模式圖像加以顯示。
HDD25存儲執(zhí)行掃描時序、圖像生成/顯示處理、差分圖像生成處理、亮度值保持運算處理和疊加顯示等的控制程序和與診斷信息(患者ID、醫(yī)生的意見等)、診斷方案(protocol)、超聲波的發(fā)送接收條件、運算處理的運算條件等有關(guān)的各種數(shù)據(jù)群。HDD25根據(jù)需要，保存從控制部21的圖像存儲器32供給的各種圖像數(shù)據(jù)。HDD25根據(jù)需要，可以經(jīng)接口部(圖中未示)向外部裝置(圖中未示)傳送各種數(shù)據(jù)。
ECG信號檢測部26由根據(jù)控制部21的控制、裝載在被檢體的體表上檢測出ECG信號的傳感器、和將通過傳感器檢測出的ECG信號從模擬信號變換為數(shù)字信號的A/D變換器構(gòu)成，將變換后的ECG信號供給控制部21的圖像存儲器32或HDD25。該ECG信號作為B模式圖像數(shù)據(jù)和彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)等的附加信息存儲在控制部21的圖像存儲器32或HDD25中。
頻譜多普勒描繪處理部27取得從控制部21的圖像存儲器32供給的頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)，對所取得的頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)實施描繪處理，以便可以作為多普勒偏移頻率(速度)的時間變化頻譜顯示在顯示部14上，并供給顯示部14。
DSC28讀出從控制部2 1的圖像存儲器32供給的B模式圖像數(shù)據(jù)和彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)及ECG信號等，并將所讀出的B模式圖像數(shù)據(jù)和彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)及ECG信號等從超聲波掃描的掃描線信號串變換為視頻格式的掃描線信號串，實施規(guī)定的圖像處理及運算處理后，供給顯示部14。
另外，超聲波探頭12經(jīng)電纜與本體11相連，是使其前面接觸被檢體的表面來進行超聲波的發(fā)送接收的超聲波換能器，其前端部分具有一維陣列排列或二維陣列排列的微小超聲波振動器。該超聲波振動器是作為壓電振動器的電聲變換元件。在超聲波振動器的前方設置使超聲波高效傳播用的匹配層，在超聲波振動器的后方設置防止超聲波向后方傳播的包裝材料。
超聲波探頭12在發(fā)送時將從本體11的發(fā)送部22入射的電脈沖變換為超聲波脈沖(發(fā)送超聲波)，在接收時將通過被檢體反射的反射波變換為電信號，而輸出到本體11。發(fā)送至被檢體內(nèi)的超聲波的一部分通過聲阻抗不同的被檢體內(nèi)的臟器間的邊界面或組織來進行反射。若所發(fā)送的超聲波通過移動的血流或心臟壁等的表面反射，則因多普勒效應受到頻率偏移。
輸入部13經(jīng)電纜與本體11相連，在操作面板上具有輸入操作者的各種指示用的顯示面板(圖中未示)、跟蹤球、各種操作開關(guān)、各種按鈕、鼠標和鍵盤等的輸入設備，用于操作者輸入患者信息、測量參數(shù)、物理參數(shù)等的各種數(shù)據(jù)。
顯示部14經(jīng)電纜與本體11的頻譜多普勒描繪處理部27和DSC28相連，設置圖中未示的LCD(液晶顯示器)或圖中未示的CRT(陰極射線管)，從頻譜多普勒描繪處理部27中取得描繪處理后的頻譜多普勒圖像數(shù)據(jù)，并且，取得從超聲波掃描的掃描線信號串變換為視頻格式的掃描線信號串的來自DSC28的B模式圖像數(shù)據(jù)和彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)及ECG信號等，并將基于所取得的頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)的頻譜多普勒圖像、基于B模式圖像數(shù)據(jù)的B模式圖像和基于彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)的彩色多普勒模式圖像等顯示在圖中未示的LCD或CRT上，并且，將ECG信號作為附加信息顯示在圖中未示的LCD或CRT上。
圖2表示圖1的超聲波診斷裝置1可執(zhí)行的功能結(jié)構(gòu)。
主存儲部41通過圖1的RAM31及圖像存儲器32等來實現(xiàn)，取得從圖像數(shù)據(jù)生成部24供給的B模式圖像數(shù)據(jù)、頻譜多普勒圖像數(shù)據(jù)和彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)，并存儲所取得的B模式圖像數(shù)據(jù)、頻譜多普勒圖像數(shù)據(jù)和彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)。主存儲部41取得從ECG信號取得部44供給的ECG信號，并存儲所取得的ECG信號。主存儲部41適當存儲CPU29執(zhí)行各種處理所需的數(shù)據(jù)等，并將所存儲的數(shù)據(jù)供給各部分。
數(shù)據(jù)取得部42取得通過操作者操作輸入部13而輸入的各種數(shù)據(jù)，并將所取得的各種數(shù)據(jù)適當提供給各部分。尤其，數(shù)據(jù)取得部42在通過操作者操作輸入部13的圖中未示的多普勒取樣標志跟蹤開始按鈕，取得與開始多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示有關(guān)的數(shù)據(jù)后，根據(jù)所取得的與開始多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示有關(guān)的數(shù)據(jù)，來生成開始多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示信號，并供給多普勒取樣標志跟蹤控制部45。
數(shù)據(jù)取得部42在通過操作者操作輸入部13的圖中未示的多普勒取樣標志跟蹤結(jié)束按鈕，取得與結(jié)束多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示有關(guān)的數(shù)據(jù)后，根據(jù)與結(jié)束所取得的多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示有關(guān)的數(shù)據(jù)，來生成結(jié)束多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示信號，供給多普勒取樣標志跟蹤控制部45。
跟蹤控制關(guān)心區(qū)域設置部43取得與從數(shù)據(jù)取得部42提供的頻譜多普勒的多普勒取樣標志的跟蹤所希望的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)，并根據(jù)所取得的與跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)來設置跟蹤控制關(guān)心區(qū)域，將作為與所設置的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域設置數(shù)據(jù)，供給圖像重建部47。
ECG信號取得部44取得從ECG信號檢測部26供給的ECG信號，并將所取得的ECG信號供給主存儲部41和多普勒取樣標志跟蹤控制部45。
多普勒取樣標志跟蹤控制部45判斷是否取得了從數(shù)據(jù)取得部42提供的開始多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示信號，在判斷為取得了開始多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示信號的情況下，開始多普勒取樣標志跟蹤控制處理。
多普勒取樣標志跟蹤控制部45取得從ECG信號取得部44供給的ECG信號，并根據(jù)所取得的ECG信號來判斷是否是被檢體的心臟舒張期。在判斷為是被檢體的心臟舒張期的情況下，多普勒取樣標志跟蹤控制部45執(zhí)行心臟的舒張期用的多普勒取樣標志跟蹤控制處理。另一方面，在判斷為是被檢體的心臟的收縮期的情況下，執(zhí)行心臟的收縮期用的多普勒取樣標志跟蹤控制處理。
多普勒取樣標志跟蹤控制部45判斷是否取得了從數(shù)據(jù)取得部42提供的結(jié)束多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示信號，在判斷為取得了結(jié)束多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示信號的情況下，結(jié)束多普勒取樣標志跟蹤控制處理。
多普勒取樣標志移動范圍設置部46取得與從數(shù)據(jù)取得部42供給的頻譜多普勒的多普勒取樣標志移動范圍有關(guān)的數(shù)據(jù)(即，與操作者希望限制多普勒取樣標志的移動的范圍有關(guān)的數(shù)據(jù))，并根據(jù)與所取得的多普勒取樣標志移動范圍有關(guān)的數(shù)據(jù)，來設置多普勒取樣標志的移動范圍，并將所設置的作為與多普勒取樣標志的移動范圍有關(guān)的數(shù)據(jù)的多普勒取樣標志移動范圍設置數(shù)據(jù)供給圖像重建部47。
圖像重建部47讀出從主存儲部41供給的多個二維彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)，并將所讀出的多個二維彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)變換為具有共用的坐標軸的體數(shù)據(jù)(volume data)，并將變換后的體數(shù)據(jù)供給主存儲部41。變換后的體數(shù)據(jù)包含血流的平均速度(下面稱作“血流速度”)的體數(shù)據(jù)和功率(信號強度)的體數(shù)據(jù)等。
圖像重建部47根據(jù)變換后的體數(shù)據(jù)，通過使用規(guī)定的運算處理來重建，而生成三維的彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)，并將所生成的三維彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)供給主存儲部41。
圖像重建部47根據(jù)多普勒取樣標志跟蹤控制部45的控制，讀出主存儲部41中存儲的血流速度的體數(shù)據(jù)，并將所讀出的血流速度的體數(shù)據(jù)供給流體區(qū)域計算部的多值化部48。另外，流體區(qū)域計算部由多值化部48、表面提取部50和加權(quán)部51等構(gòu)成。
多值化部48取得從圖像重建部47供給的血流速度的體數(shù)據(jù)，并且，讀出由HDD25等構(gòu)成的輔助存儲部49中預先存儲的進行多值化處理用的與血流速度有關(guān)的基準值，并根據(jù)與所讀出的血流速度有關(guān)的基準值，來多值化所取得的血流速度的體數(shù)據(jù)，將作為多值化后的體數(shù)據(jù)的多值化體數(shù)據(jù)供給表面提取部50和加權(quán)部51。
表面提取部50取得從多值化部48供給的多值化體數(shù)據(jù)，根據(jù)所取得的多值化體數(shù)據(jù)提取血流的表面，將作為與所提取的血流表面有關(guān)的數(shù)據(jù)的血流表面提取數(shù)據(jù)供給重心位置計算部52。
加權(quán)部51取得從多值化部48供給的多值化體數(shù)據(jù)，并根據(jù)所取得的多值化體數(shù)據(jù)，來進行在重心位置計算部52中計算由血流表面形成的血流區(qū)域(被檢體的流體中，多值化體數(shù)據(jù)滿足規(guī)定的條件的流體區(qū)域)的重心位置時的加權(quán)，并將該加權(quán)結(jié)果供給重心位置計算部52。
重心位置計算部52取得從表面提取部50中供給的多值化體數(shù)據(jù)，許且，取得從加權(quán)部51供給的加權(quán)結(jié)果，并根據(jù)所取得的多值化體數(shù)據(jù)和加權(quán)結(jié)果，來計算由血流表面形成的血流區(qū)域的重心位置，并將作為計算結(jié)果的重心位置計算數(shù)據(jù)供給主存儲部41和多普勒取樣標志位置設置部53。
多普勒取樣標志位置設置部53取得從重心位置計算部52供給的重心位置計算數(shù)據(jù)，并根據(jù)所取得的重心位置計算數(shù)據(jù)，將多普勒取樣標志的位置設置在所計算的血流區(qū)域的重心位置上，并將作為與所設置的多普勒取樣標志的位置有關(guān)的數(shù)據(jù)的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)供給頻譜多普勒模式處理部34、多普勒取樣標志生成部54、多普勒取樣標志移動控制部55和發(fā)送接收控制部56。
多普勒取樣標志生成部54取得從多普勒取樣標志位置設置部53供給的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，并根據(jù)所取得的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，在預先設置的規(guī)定位置上生成具有規(guī)定的寬度的多普勒取樣標志，將作為與所生成的多普勒取樣標志有關(guān)的數(shù)據(jù)的多普勒取樣標志生成數(shù)據(jù)供給顯示部14。
多普勒取樣標志移動控制部55取得從多普勒取樣標志位置設置部53供給的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，并根據(jù)所取得的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，生成控制已經(jīng)在顯示部14上顯示的多普勒取樣標志的移動的多普勒取樣標志移動控制信號，供給顯示部14。
發(fā)送接收控制部56讀出在輔助存儲部49中預先存儲的掃描時序及發(fā)送接收超聲波的條件等，并根據(jù)所讀出的掃描時序及發(fā)送接收超聲波的條件等，來生成在生成B模式圖像數(shù)據(jù)及彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)的情況下控制超聲波的發(fā)送接收的發(fā)送控制信號和接收控制信號，并將所生成的發(fā)送控制信號和接收控制信號分別供給發(fā)送部22和接收部23。
發(fā)送接收控制部56取得從多普勒取樣標志位置設置部53提供的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，并在根據(jù)所取得的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)生成頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)的情況下，生成在包含所設置的多普勒取樣標志的位置的掃描線上發(fā)送接收超聲波的發(fā)送控制信號和接收控制信號，并將所生成的發(fā)送控制信號和接收控制信號分別供給發(fā)送部22和接收部23。
發(fā)送接收控制部56將超聲波波束方向數(shù)據(jù)供給多普勒角度校正系數(shù)計算部57，該超聲波波束方向數(shù)據(jù)是與在包含所設置的多普勒取樣標志的位置的掃描線上發(fā)送接收超聲波時的超聲波的波束法方向有關(guān)的數(shù)據(jù)。
多普勒角度校正系數(shù)計算部57取得從表面提取部50供給的血流表面提取數(shù)據(jù)，并且，取得從發(fā)送接收控制部56供給的超聲波波束方向數(shù)據(jù)，并根據(jù)所取得的血流表面提取數(shù)據(jù)和超聲波波束方向數(shù)據(jù)，來計算血流區(qū)域中的長度方向和超聲波的波束方向所成的角度。多普勒角度校正系數(shù)計算部57使用所計算的角度，來計算用于得到正確的血流速度的與頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)相乘的角度校正系數(shù)，并將作為與所計算的角度校正系數(shù)有關(guān)的數(shù)據(jù)的角度校正系數(shù)數(shù)據(jù)供給比例(scale)校正部58。
比例校正部58讀出主存儲器41中存儲的頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)，并且，取得從多普勒角度校正系數(shù)計算部57供給的角度校正系數(shù)數(shù)據(jù)，并將所取得的角度校正系數(shù)乘以所讀出的頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)而校正比例，從而將校正后的頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)供給頻譜多普勒描繪處理部27。
參考圖3和圖4的流程圖，來說明圖2的超聲波診斷裝置1中的多普勒取樣標志跟蹤控制處理。
步驟S1中，多普勒取樣標志跟蹤控制部45判斷是否取得了從數(shù)據(jù)取得部42供給的開始多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示信號，并待機直到判斷為取得了開始多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示信號。
即，數(shù)據(jù)取得部42通過操作者操作輸入部13的圖中未示的多普勒取樣標志跟蹤開始按鈕，而取得與開始多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示有關(guān)的數(shù)據(jù)后，根據(jù)所取得的與開始多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示有關(guān)的數(shù)據(jù)，生成開始多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示信號，供給多普勒取樣標志跟蹤控制部45。
多普勒取樣標志跟蹤控制部45判斷是否取得了從數(shù)據(jù)取得部42提供的開始多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示信號，待機，直到取得了開始多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示信號。
步驟S1中，在判斷為取得了開始多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示信號的情況下，多普勒取樣標志跟蹤控制部45在步驟S2中，開始多普勒取樣標志跟蹤控制處理。即，多普勒取樣標志跟蹤控制部45控制發(fā)送接收控制部56，生成使二維的B模式圖像數(shù)據(jù)和多個二維彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)生成的發(fā)送控制信號和接收控制信號。
發(fā)送接收控制部56根據(jù)多普勒取樣標志跟蹤控制部45的控制，生成使二維的B模式圖像數(shù)據(jù)和多個二維彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)生成的發(fā)送控制信號和接收控制信號，并分別供給發(fā)送部22和接收部23。
步驟S3中，圖像數(shù)據(jù)生成部24的B模式處理部33生成二維的B模式圖像數(shù)據(jù)。即，進行如下這種處理。
發(fā)送部22根據(jù)從發(fā)送接收控制部56供給的發(fā)送控制信號，來將生成B模式圖像數(shù)據(jù)用的超聲波波束發(fā)送到被檢體。即，發(fā)送部22的速率脈沖器根據(jù)從發(fā)送接收控制部56供給的發(fā)送控制信號，來產(chǎn)生決定為使得入射到被檢體內(nèi)部的超聲波脈沖的脈沖重復頻率為規(guī)定的脈沖重復頻率的速率脈沖，并供給發(fā)送延遲電路。另外，發(fā)送延遲電路根據(jù)從發(fā)送接收控制部56供給的發(fā)送控制信號，對從速率脈沖發(fā)生器供給的速率脈沖施加延遲時間，使得發(fā)送時的超聲波波束的焦點位置和偏轉(zhuǎn)角度為規(guī)定的焦點位置和偏轉(zhuǎn)角度(θ)，而供給脈沖發(fā)生器。進一步，脈沖發(fā)生器根據(jù)從發(fā)送延遲電路供給的速率脈沖，生成驅(qū)動超聲波振動器用的高壓脈沖，并將所生成的高壓脈沖輸出到超聲波探頭12。超聲波探頭12將從發(fā)送部22輸入的高壓脈沖(電脈沖)變換為超聲波脈沖，并將變換后的超聲波脈沖發(fā)送到被檢體。發(fā)送到被檢體內(nèi)的超聲波的一部分通過聲阻抗不同的被檢體內(nèi)的臟器之間的邊界面或組織而被反射。
超聲波探頭12將通過被檢體反射的反射波變換為電信號后，輸出到本體11。接收部23根據(jù)從發(fā)送接收控制部56供給的接收控制信號，放大從超聲波探頭12輸入的接收信號，施加規(guī)定的延遲時間后，供給圖像數(shù)據(jù)生成部24的B模式處理部33。即，接收部23的前置放大器取得基于從超聲波探頭12向被檢體輸入的超聲波的反射波的接收信號，并將所取得的接收信號放大到規(guī)定的電平后，將放大后的接收信號供給A/D變換器。A/D變換器將從前置放大器供給的接收信號從模擬信號變換為數(shù)字信號后，供給接收延遲電路。
接收延遲電路根據(jù)從發(fā)送接收控制部56提供的接收控制信號，對從A/D變換器供給的A/D變換后的接收信號施加決定接收定向性所需的延遲時間(與超聲波從各超聲波振動器的聚焦位置的傳播時間的差相對應的延遲時間)，供給加法器。加法器對從接收延遲電路供給的來自各超聲波振動器的接收信號進行相加，并將相加后的接收信號供給B模式處理部33。
B模式處理部33對從接收部23供給的接收信號施加各種處理，分別生成θ1方向的B模式圖像數(shù)據(jù)，而供給主存儲部41。主存儲部41取得從B模式處理部33供給的θ1方向的B模式圖像數(shù)據(jù)，并存儲所取得的θ1方向的B模式圖像數(shù)據(jù)。
接著，按每Δθ來依次更新超聲波的發(fā)送接收方向的同時，改變到[θ1+(N-1)Δθ]為止，通過N方向的掃描，而以與上述相同的步驟來進行超聲波的發(fā)送接收，來實時在被檢體內(nèi)掃描。這時，發(fā)送接收控制部56通過該控制信號，對應于規(guī)定的超聲波發(fā)送接收方向來依次切換發(fā)送部22和接收部23的發(fā)送延遲電路和接收延遲電路的延遲時間的同時，生成[θ1+Δθ]到[θ1+(N-1)Δθ]方向的B模式圖像數(shù)據(jù)的每個。
另外，主存儲部41將所生成的成[θ1+Δθ]到[θ1+(N-1)Δθ]方向的B模式圖像數(shù)據(jù)與已經(jīng)存儲的成θ1方向的B模式圖像數(shù)據(jù)一起來作為規(guī)定時相的二維B模式圖像數(shù)據(jù)加以存儲。
步驟S4中，圖像數(shù)據(jù)生成部24的彩色多普勒模式處理部34生成多個二維的彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)。即，進行如下的處理。
發(fā)送部22根據(jù)從發(fā)送接收控制部56供給的發(fā)送控制信號，將生成彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)用的超聲波波束發(fā)送到被檢體。即，發(fā)送部22的速率脈沖發(fā)生器根據(jù)從發(fā)送接收控制部56供給的發(fā)送控制信號，來產(chǎn)生決定為使得入射到被檢體內(nèi)部的超聲波脈沖的脈沖重復頻率為規(guī)定的脈沖重復頻率的速率脈沖，并供給發(fā)送延遲電路。另外，發(fā)送延遲電路根據(jù)從發(fā)送接收控制部56供給的發(fā)送控制信號，對從速率脈沖發(fā)生器供給的速率脈沖施加延遲時間，使得發(fā)送時的超聲波波束的焦點位置和偏轉(zhuǎn)角度為規(guī)定的焦點位置和偏轉(zhuǎn)角度(θ1)，并供給脈沖發(fā)生器。進一步，脈沖發(fā)生器根據(jù)從發(fā)送延遲電路供給的速率脈沖，生成驅(qū)動超聲波振動器用的高壓脈沖，并將所生成的高壓脈沖輸出到超聲波探頭12。超聲波探頭12將從發(fā)送部22輸入的高壓脈沖(電脈沖)變換為超聲波脈沖，并將變換后的超聲波脈沖發(fā)送到被檢體。發(fā)送到被檢體內(nèi)的超聲波的一部分通過聲阻抗不同的被檢體內(nèi)的臟器之間的邊界面或組織而被反射。
超聲波探頭12將通過被檢體反射的反射波變換為電信號后，輸出到本體11。接收部23根據(jù)從發(fā)送接收控制部56供給的接收控制信號，放大從超聲波探頭12輸入的接收信號，施加規(guī)定的延遲時間后，供給圖像數(shù)據(jù)生成部24的彩色多普勒模式處理部35。即，接收部23的前置放大器取得基于從超聲波探頭12向被檢體輸入的超聲波的反射波的接收信號，并將所取得的接收信號放大到規(guī)定的電平后，將放大后的接收信號供給A/D變換器。A/D變換器將從前置放大器供給的接收信號從模擬信號變換為數(shù)字信號后，供給接收延遲電路。
接收延遲電路根據(jù)從發(fā)送接收控制部56供給的接收控制信號，對從A/D變換器供給的A/D變換后的接收信號施加決定接收定向性所需的延遲時間(與超聲波從各超聲波振動器的聚焦位置的傳播時間的差相對應的延遲時間)，供給加法器。加法器對從接收延遲電路供給的來自各超聲波振動器的接收信號進行相加，并將相加后的接收信號供給彩色多普勒模式處理部35。
之后，為了生成彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)，使對同一掃描線上的超聲波的發(fā)送接收重復規(guī)定次數(shù)。
彩色多普勒模式處理部35的多普勒偏移信號檢測部對于從接收部23供給的接收信號主要進行正交時相檢波等，并將所檢測出的多普勒偏移信號供給提取運算部。
提取運算部的MTI濾波器對從多普勒偏移信號檢測部供給的多普勒偏移信號去除來自固定反射體的不需要的固定反射波，并將去除了固定反射波后的多普勒偏移信號供給自相關(guān)器。自相關(guān)器對從MTI濾波器供給的去除固定反射波后的多普勒偏移信號，實時進行多點的頻率分析，而供給平均速度運算器、方差運算器和功率運算器。
平均速度運算器、方差運算器和功率運算器分別運算血流的平均速度、方差和功率，并將通過運算生成的θ1方向的彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)供給主存儲部41。主存儲部41取得從彩色多普勒模式處理部35供給的θ1方向的彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)，并存儲所取得的θ1方向的彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)。
接著，按每Δθ來依次更新超聲波的發(fā)送接收方向的同時，改變到[θ1+(N-1)Δθ]為止，而通過N方向的掃描，以與上述相同的步驟來進行超聲波的發(fā)送接收，來實時在被檢體內(nèi)掃描。這時，發(fā)送接收控制部56通過該控制信號，對應于規(guī)定的超聲波發(fā)送接收方向來依次切換發(fā)送部22和接收部23的發(fā)送延遲電路和接收延遲電路的延遲時間的同時，分別生成[θ1+Δθ]到[θ1+(N-1)Δθ]方向的彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)。
另外，主存儲部41將所生成的[θ1+Δθ]到[θ1+(N-1)Δθ]方向的彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)與已經(jīng)存儲的θ1方向的彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)一起，來作為規(guī)定時相的二維彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)加以存儲。
這樣，可以生成規(guī)定時相的一幅二維彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)，來加以存儲。
本發(fā)明的實施方式中，在對同一掃描線多次發(fā)送接收超聲波后，依次向另一掃描線多次發(fā)送接收超聲波而生成彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)，但是并不限于這種情況，也可通過其他的掃描方法來生成彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)。
接著，通過以空間上不同的條件來進行同樣的操作，而在三維區(qū)域上，生成多個二維彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)。
具體的，在使用具有一維陣列排列的多個超聲波振動器的超聲波探頭12來進行操作者的手動掃描的情況下，例如，通過手動以一定速度進行機械掃描或平行移動掃描等，從而收集在由多個二維斷層圖像數(shù)據(jù)構(gòu)成的三維區(qū)域上的斷層圖像。當然，也可使用具有一維陣列排列的多個超聲波振動器的超聲波探頭12來進行機械的掃描。
另外，也可通過使用具有二維矩陣排列的多個超聲波振動器的超聲波探頭12來直接進行三維掃描，從而收集三維區(qū)域上的斷層圖像數(shù)據(jù)。本發(fā)明中，只要可收集三維區(qū)域上的斷層圖像數(shù)據(jù)就可以了，通過任意一種掃描方式來收集三維的斷層圖像數(shù)據(jù)的情況都可適用本發(fā)明。
將這樣生成的多個二維彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)依次存儲在主存儲部41中。
在通過步驟S3和步驟S4的處理來生成二維B模式圖像數(shù)據(jù)和多個二維彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)時，ECG信號檢測部26從被檢體檢測出ECG信號，并將所檢測出的ECG信號提供給ECG信號取得部44。ECG信號取得部44取得從ECG信號檢測部26供給的ECG信號，并將所取得的ECG信號提供給主存儲部41和多普勒取樣標志跟蹤控制部45。
主存儲部41取得從ECG信號取得部44供給的ECG信號，并將所取得的ECG信號作為已經(jīng)存儲的B模式圖像數(shù)據(jù)和彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)等的附加信息來加以存儲。
步驟S5中，圖像重建部47讀出主存儲部41中存儲的多個二維彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)，并將所讀出的多個二維彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)變換為具有共用的坐標軸的體數(shù)據(jù)，并且，供給主存儲部41。主存儲部41取得從圖像重建部47供給的體數(shù)據(jù)，存儲所取得的體數(shù)據(jù)。變換后的體數(shù)據(jù)包含血流速度的體數(shù)據(jù)和功率(信號強度)的體數(shù)據(jù)等。
步驟S6中，圖像重建部47根據(jù)變換后的體數(shù)據(jù)，使用規(guī)定的運算處理來重建，從而生成三維的彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)，并將所生成的三維彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)供給主存儲部41。
主存儲部41取得從圖像重建部47供給的三維彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)，并存儲所取得的三維彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)。
DSC28從主存儲部41中讀出二維的B模式圖像數(shù)據(jù)、三維的彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)和ECG信號，并將所讀出的二維B模式圖像數(shù)據(jù)、三維的彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)和ECG信號從超聲波掃描的掃描線信號串變換為視頻格式的掃描線信號串，實施規(guī)定的圖像處理和運算處理后，供給顯示部14。
步驟S7中，顯示部14取得從超聲波掃描的掃描線信號串變換為視頻格式的掃描線信號串的來自DSC28的二維B模式圖像數(shù)據(jù)、三維彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)和ECG信號，并將基于所取得的二維B模式圖像數(shù)據(jù)的二維B模式圖像和基于三維彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)的三維多普勒圖像疊加顯示到圖中未示的CRT或LCD上，并且，將ECG信號作為附加信息顯示在圖中未示的CRT或LCD上。
本發(fā)明的實施方式中，疊加基于二維B模式圖像數(shù)據(jù)的二維B模式圖像和基于三維彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)的三維彩色多普勒圖像來加以顯示，但是例如也可疊加顯示三維B模式圖像和三維彩色多普勒模式圖像。
接著，操作者參照在顯示部14上顯示的基于二維B模式圖像數(shù)據(jù)的二維B模式圖像和基于三維彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)的三維彩色多普勒圖像的同時，通過操作輸入部13，輸入與希望頻譜多普勒的多普勒取樣標志的跟蹤的三維的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)。
例如，如圖5(A)和(B)所示，操作者輸入希望跟蹤頻譜多普勒的多普勒取樣標志的與三維的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域(下面，僅稱作“跟蹤控制關(guān)心區(qū)域”)有關(guān)的數(shù)據(jù)，使其包含血管BL。
在圖5(A)的情況下，在顯示部14上顯示的基于二維的B模式圖像數(shù)據(jù)的二維B模式圖像和基于三維的彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)的三維彩色多普勒圖像是簡略的圖像。
操作者通過操作輸入部13，可多次輸入與希望跟蹤頻譜多普勒的多普勒取樣標志的三維的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)。
步驟S8中，數(shù)據(jù)取得部42判斷是否取得了與新的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)。即，在開始多普勒取樣標志跟蹤控制處理后，在通過操作者操作輸入部13最初輸入了與跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)的情況下，判斷為取得了與新的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)。另外，在操作者通過操作輸入部13最初輸入了與跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)后，在操作者進一步操作輸入部13，從而輸入了與新的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)的情況下，也判斷為取得了與新的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)。
在步驟S8中判斷為取得了與新的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)的情況下，數(shù)據(jù)取得部42在步驟S9中，取得操作者通過操作輸入部13而輸入的與跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)，并將所取得的與跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)供給跟蹤控制關(guān)心區(qū)域設置部43。
步驟S10中，跟蹤控制關(guān)心區(qū)域設置部43取得從數(shù)據(jù)取得部42提供的與跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)，并根據(jù)與所取得的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)，設置希望跟蹤頻譜多普勒的多普勒取樣標志的三維跟蹤控制關(guān)心區(qū)域，將作為與所設置的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域設置數(shù)據(jù)供給圖像重建部47。
由此，可以設置使多普勒取樣標志跟蹤心臟的冠狀動脈等的血管的三維跟蹤控制關(guān)心區(qū)域。
這里，心臟的搏動有舒張期和收縮期，由于在心臟的舒張期中，心臟附近的冠狀動脈等的血管緩慢移動，所以即使不那么頻繁地執(zhí)行多普勒取樣標志跟蹤控制處理，操作者希望觀察的血管的實際位置和多普勒取樣標志的位置也不會產(chǎn)生很大的差異。但是，在心臟的收縮期中，由于心臟附近的冠狀動脈等的血管移動較大，所以若不頻繁進行多普勒取樣標志跟蹤控制處理，則操作者希望觀察的血管的實際位置和多普勒取樣標志的位置會產(chǎn)生很大的差異。
因此，首先，使用通過ECG信號檢測部26檢測出的ECG信號，來判斷現(xiàn)在的心臟搏動是舒張期還是收縮期，在判斷為現(xiàn)在的心臟搏動是舒張期的情況下，執(zhí)行舒張期用的多普勒取樣標志跟蹤控制處理(即，不怎么頻繁進行多普勒取樣標志跟蹤控制處理)。另一方面，在判斷為現(xiàn)在的心臟搏動是收縮期的情況下，執(zhí)行收縮期用的多普勒取樣標志跟蹤控制處理(即，頻繁進行多普勒取樣標志跟蹤控制處理)。由此，可以執(zhí)行適合于現(xiàn)在的心臟搏動的多普勒取樣標志跟蹤控制處理。下面，說明使用了ECG信號的多普勒取樣標志跟蹤控制處理。
步驟S11中，多普勒取樣標志跟蹤控制部45取得從ECG信號取得部44供給的ECG信號。
步驟S12中，多普勒取樣標志跟蹤控制部45根據(jù)所取得的ECG信號來判斷是否是被檢體的心臟的舒張期。
步驟S12中在判斷為在被檢體的心臟的舒張期的情況下，多普勒取樣標志跟蹤控制部45在步驟S13中，執(zhí)行心臟的舒張期用的多普勒取樣標志跟蹤控制處理。即，在心臟的舒張期中，心臟附近的冠狀動脈等的血管緩慢移動，所以不頻繁進行多普勒取樣標志跟蹤控制處理，在一次心跳的舒張期中，例如執(zhí)行三次多普勒取樣標志跟蹤控制處理。當然，并不限于這種情況，也可與操作者的喜好相配合，來設置一次心跳中的最佳次數(shù)。
另一方面，在步驟S12中，在判斷為在被檢體的心臟收縮期的情況下，多普勒取樣標志跟蹤控制部45在步驟S14中，執(zhí)行心臟的收縮期用的多普勒取樣標志跟蹤控制處理。即，在心臟的收縮期中，由于心臟附近的冠狀動脈等的血管移動較大，所以頻繁進行多普勒取樣標志跟蹤控制處理，在一次心跳的收縮期中執(zhí)行例如10次多普勒取樣標志跟蹤控制處理。
由此，可以執(zhí)行適合于現(xiàn)在的心臟搏動的多普勒取樣標志跟蹤控制處理。因此，可以抑制不需要的多普勒取樣標志跟蹤控制處理，可以提高控制處理的效果。
圖4的步驟S15中，超聲波診斷裝置1執(zhí)行多普勒取樣標志位置設置處理。該多普勒取樣標志位置設置處理的細節(jié)表示在圖6的流程圖中。
參考圖6的流程圖，來說明圖2的超聲波診斷裝置1中的多普勒取樣標志位置設置處理的細節(jié)。
步驟S41中，圖像重建部47取得從跟蹤控制關(guān)心區(qū)域設置部43供給的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域設置數(shù)據(jù)，并按照多普勒取樣標志跟蹤控制部45的控制，來根據(jù)所取得的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域設置數(shù)據(jù)，讀出主存儲部41中存儲的血流速度的體數(shù)據(jù)中、所設置的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域內(nèi)的血流速度的體數(shù)據(jù)，并將所讀出的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域內(nèi)的血流速度的體數(shù)據(jù)供給多值化部48。
步驟S42中，多值化部48取得從圖像重建部47提供的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域內(nèi)的血流速度的體數(shù)據(jù)，并且，讀出在輔助存儲部49上預先存儲的進行多值化處理用的與血流速度有關(guān)的基準值，并根據(jù)與所讀出的血流速度有關(guān)的基準值，來多值化所取得的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域內(nèi)的血流速度的體數(shù)據(jù)。
例如，作為與進行多值化處理用的血流速度有關(guān)的基準值，在將一個基準值A(chǔ)1預先存儲在輔助存儲部49中的情況下，多值化部48根據(jù)與所讀出的血流速度有關(guān)的基準值A(chǔ)1，來二值化所取得的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域內(nèi)的血流速度的體數(shù)據(jù)。
具體的，首先，依次判斷所取得的血流速度的體數(shù)據(jù)是否比基準值A(chǔ)1大。接著，將血流速度的體數(shù)據(jù)中，判斷為比基準值A(chǔ)1小的部分設作“0”，將判斷為比基準值A(chǔ)1大的部分設作“1”。
在由例如27個微小部分來構(gòu)成與血流速度有關(guān)的體數(shù)據(jù)的情況下，若如圖7所示，在位于坐標(X1、Y2、Z1)、坐標(X1、Y3、Z1)、坐標(X1、Y2、Z2)、坐標(X1、Y3、Z2)、坐標(X1、Y2、Z3)和坐標(X1、Y3、Z3)的部分中判斷為比基準值A(chǔ)1小，則將位于坐標(X1、Y2、Z1)到坐標(X1、Y3、Z3)的6個部分設作“0”，將除此之外的2 1個部分設作“1”。
另外，作為與進行多值化處理用的血流速度有關(guān)的基準值，在將三個基準值A(chǔ)1、A2和A3(基準值A(chǔ)1＜基準值A(chǔ)2＜基準值A(chǔ)3)預先存儲到輔助存儲部49中的情況下，多值化部48根據(jù)所讀出的與血流速度有關(guān)的基準值A(chǔ)1到A3，來四值化所取得的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域內(nèi)的血流速度的體數(shù)據(jù)。
具體的，首先，依次判斷所取得的血流速度的體數(shù)據(jù)是否比基準值A(chǔ)1大。將血流速度的體數(shù)據(jù)中，判斷為比基準值A(chǔ)1小的部分設作“00”。接著，判斷所取得的血流速度的體數(shù)據(jù)是否比基準值A(chǔ)2大。將血流速度的體數(shù)據(jù)中，判斷為比基準值A(chǔ)1大但比基準值A(chǔ)2小的部分設作“01”。
進一步，判斷所取得的血流速度的體數(shù)據(jù)是否比基準值A(chǔ)3大。將血流速度的體數(shù)據(jù)中，判斷為比基準值A(chǔ)2大但是比基準值A(chǔ)3小的部分設作“10”，將判斷為比基準值A(chǔ)3大的部分設作“11”。
在例如由27個的微小部分構(gòu)成與血流速度有關(guān)的體數(shù)據(jù)的情況下，例如如圖8所示，將位于坐標(X1、Y1、Z1)到坐標(X3、Y3、Z3)的27個部分設作“00”到“11”的其中之一。
當然，也可將1個到3個之外的基準值(例如7個基準值等)預先存儲到輔助存儲部49中，來進行多值化處理。
本發(fā)明的實施方式中，使用輔助存儲部49中預先存儲的三個基準值A(chǔ)1到A3，來多值化所取得的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域內(nèi)的血流速度的體數(shù)據(jù)。
多值化部48將作為多值化后的血流速度的體數(shù)據(jù)的多值化體數(shù)據(jù)提供給表面提取部50和加權(quán)部51。
步驟S43中，表面提取部50取得從多值化部48供給的多值化體數(shù)據(jù)，并根據(jù)所取得的多值化體數(shù)據(jù)，來提取血流的表面。
這里，說明根據(jù)多值化體數(shù)據(jù)，來提取血流的表面的提取方法的概念。
一般，由于被檢體的血流部分中，有血流的移動(流動)，所以多值化處理前的體數(shù)據(jù)中包含的血流速度比較大，但是在不是血流的部分(例如血管壁及心臟壁等)中，移動與血流的部分相比少，所以血流速度不那么大。
因此，在進行血流速度的體數(shù)據(jù)的多值化處理時，將判斷為比三個基準值A(chǔ)1到A3中最小的基準值A(chǔ)1小的部分(通過多值化處理設作“00”的部分)連續(xù)的區(qū)域定義為不是血流的部分的表面(下面稱作“非血流表面”)。在圖8的例子的情況下，如圖9所示，可以將左側(cè)面的區(qū)域定義為非血流表面。由此，可以根據(jù)多值化體數(shù)據(jù)，來提取非血流表面。
另外，在將通過多值化處理設作“00”的部分定義為非血流表面的情況下，例如如圖9所示，將至少設作例如9個“00”的部分連續(xù)的區(qū)域定義為非血流表面。由此，在進行血流速度的體數(shù)據(jù)的多值化處理時，如圖10所示，可以防止特別將“00”存在的區(qū)域(稱為填黑的區(qū)域)作為非血流表面提取。當然，對于作為“00”的部分的連續(xù)數(shù)，可以適當增減。
若連續(xù)重復進行這種非血流表面提取處理，則例如可以提取出圖11所示的由非血流表面形成的空間。該空間內(nèi)部被認作是通過血流速度的體數(shù)據(jù)的多值化處理設作“00”之外的部分(設作“01”、“10”或“11”的部分)的集合，若考慮血流的物理的連續(xù)性，則認為空間內(nèi)部是通過血流的表面形成的血流區(qū)域。
因此，可以根據(jù)多值化體數(shù)據(jù)來連續(xù)提取血流表面，從而間接提取血流的表面，提取通過所提取的血流的表面形成的血流區(qū)域。
表面提取部48將作為與所提取的血流表面有關(guān)的數(shù)據(jù)的血流表面提取數(shù)據(jù)供給重心位置運算部52。
由于一般血管是管狀，所以若使用血流速度的體數(shù)據(jù)來進行表面提取處理，則認為提取了管狀的血流區(qū)域，但是設想在心臟附近的冠狀動脈中因各種原因，提取了如圖11所示的閉合的血流區(qū)域。因此，本發(fā)明的實施方式中，為了簡單進行說明，說明提取如圖11所示的閉合的血流區(qū)域的情況。當然本發(fā)明不僅可適用于提取閉合的血流區(qū)域，還可適用于提取了管狀的不閉合的血流區(qū)域的情況。
步驟S44中，加權(quán)部51取得從多值化部48供給的多值化體數(shù)據(jù)，并根據(jù)所取得的多值化體數(shù)據(jù)，進行在重心位置計算部52中計算通過血流表面形成的血流區(qū)域(流體區(qū)域)的重心位置時的加權(quán)。
例如，在圖9的情況下，在實施了多值化處理后的結(jié)果，在區(qū)域α的各部分中，判斷為比與血流速度有關(guān)的基準值A(chǔ)3大，而設作“11”。這表示在由27個微小的部分形成的三維空間內(nèi)的區(qū)域α中，血流速度為高速。
在區(qū)域β中的各部分中，判斷為比與血流速度有關(guān)的基準值A(chǔ)2大，但是比A3小，而設作“10”。這表示在由27個微小部分形成的三維空間內(nèi)的區(qū)域β中，血流速度是中速。
進一步，在區(qū)域γ中的各部分中，判斷為比與血流速度有關(guān)的基準值A(chǔ)1大，但是比A2小，而設作“01”。這表示在由27個微小部分形成的三維空間內(nèi)的區(qū)域γ中血流速度是低速。
因此，通過使用多值化體數(shù)據(jù)，可以判別在通過血流表面形成的血流區(qū)域(例如圖11的血流區(qū)域)內(nèi)，血流速度的高速區(qū)域、中速速度和低速區(qū)域。
另外，若步驟S42的多值化處理中使用更多的基準值，則可以在通過血流表面形成的血流區(qū)域內(nèi)判別高精細的速度區(qū)域。
并且，對于通過使用多值化體數(shù)據(jù)判斷出的血流速度的高速區(qū)域、中速區(qū)域和低速區(qū)域，作為在重心位置計算部52中計算通過血流表面形成的血流區(qū)域的重心位置時的加權(quán)系數(shù)，分別添加例如“3”、“2”和“1”。
由此，在重心位置計算部52中計算通過血流表面形成的血流區(qū)域的重心位置時，可以將血流速度的高速區(qū)域算作血流區(qū)域的重心位置。當然，為了將血流速度的中速區(qū)域算作血流區(qū)域的重心位置，也可對血流速度的高速區(qū)域、中速區(qū)域和低速區(qū)域，分別添加例如“2”、“3”和“1”來作為加權(quán)系數(shù)，也可與操作者的喜好相配合，通過操作者操作輸入部13，來改變預先設置的加權(quán)系數(shù)。
說明本發(fā)明的實施方式中，通過操作者預先設置，而使得將血流速度的高速區(qū)域計算為血流區(qū)域的重心位置的情況。
加權(quán)部51將該加權(quán)結(jié)果供給重心位置計算部52。
步驟S45中，重心位置計算部52取得從表面提取部50供給的血流表面提取數(shù)據(jù)，并且，取得從加權(quán)部51供給的加權(quán)結(jié)果，并根據(jù)所取得的多值化體數(shù)據(jù)和加權(quán)結(jié)果，計算通過血流表明形成的血流區(qū)域的重心位置。
圖11的例子的情況下，若不進行步驟S44的加權(quán)處理，則計算位置G的坐標來作為血流區(qū)域的重心位置，但是若進行加權(quán)處理，則例如計算位置G’的坐標來作為血流區(qū)域的重心位置。
步驟S46中，重心位置計算部52判斷是否已計算出重心位置。即，在由于沒有通過步驟S43的表面提取處理提取血流區(qū)域，所以不能計算重心位置的情況下，在步驟S46中，判斷為沒有計算重心位置。另一方面，在通過步驟S43的表面提取處理來提取血流區(qū)域，可以計算重心位置的情況下，在步驟S46中判斷為計算了重心位置。
在步驟S46中判斷為計算了重心位置的情況下，重心位置計算部52將作為計算結(jié)果的重心位置計算數(shù)據(jù)供給主存儲部41和多普勒取樣標志位置設置部53。
步驟S47中，主存儲部41取得從重心位置計算部52提供的重心位置計算數(shù)據(jù)，并存儲所取得的重心位置計算數(shù)據(jù)。
在步驟S46中判斷為沒有計算重心位置的情況下(即，在不能通過表面提取處理提取血流區(qū)域，不能計算重心位置的情況下)，重心位置計算部52在步驟S48中，讀出主存儲部41中存儲的重心位置計算數(shù)據(jù)中、緊挨著的前方的重心位置計算數(shù)據(jù)，并將所讀出的緊挨著的前方的重心位置計算數(shù)據(jù)供給多普勒取樣標志位置設置部53。
若判斷為在最先執(zhí)行的多普勒取樣標志跟蹤控制處理中沒有計算出重心位置，由于沒有將緊挨著的前方的重心位置計算數(shù)據(jù)存儲到主存儲部41中，所以不能從主存儲部41中讀出。因此，在這種情況下，將與操作者手動輸入的最后的多普勒取樣標志位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)供給多普勒取樣標志位置設置部53。由此，可以將多普勒取樣標志設置在手動輸入的最后的多普勒取樣標志位置。
步驟S49中，多普勒取樣標志位置設置部53取得從重心位置計算部52供給的重心位置計算數(shù)據(jù)，并根據(jù)所取得的重心位置計算數(shù)據(jù)，將多普勒取樣標志的位置設置在所計算的血流區(qū)域的重心位置上，并將作為與所設置的多普勒取樣標志的位置有關(guān)的數(shù)據(jù)的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，供給頻譜多普勒模式處理部34、多普勒取樣標志生成部54、多普勒取樣標志移動控制部55和發(fā)送接收控制部56。
本發(fā)明的實施方式中，根據(jù)體數(shù)據(jù)(例如，血流速度的體數(shù)據(jù))，提取通過血流表面形成的血流區(qū)域，計算所提取的血流區(qū)域的希望的重心位置，并將多普勒取樣標志位置設置在所計算的血流區(qū)域的希望的重心位置上，所以可以將多普勒取樣標志設置在血管內(nèi)的希望位置上。
在步驟S43的表面提取處理中認為提取了多個血流區(qū)域，但是，這種情況下，可以預先設置為使用所提取的血流區(qū)域中、體積更大的血流區(qū)域來進行多普勒取樣標志位置設置處理，也可與操作者的喜好相配合，選擇使用任一個血流區(qū)域，來進行多普勒取樣標志位置設置處理。
另外，在提取了多個血流區(qū)域的情況下，存儲通過已經(jīng)執(zhí)行的多普勒取樣標志跟蹤控制處理提取的血流區(qū)域的形狀(例如，S字形狀或管狀等)，計算所存儲的血流區(qū)域的形狀和新提取的血流區(qū)域的形狀之間的相關(guān)系數(shù)(類似程度)，并使用所計算的彼此相關(guān)系數(shù)，來判斷是否是大致相同的血流區(qū)域，可以僅在判斷為是大致相同的血流區(qū)域的情況下，進行后述的多普勒取樣標志的移動控制處理。
回到圖4，在步驟S16中，發(fā)送接收控制部56取得從多普勒取樣標志位置設置部53供給的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，在根據(jù)所取得的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，來生成頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)的情況下，生成在包含所設置的多普勒取樣標志的位置的掃描線上發(fā)送接收超聲波的發(fā)送控制信號和接收控制信號，并將所生成的發(fā)送控制信號和接收控制信號分別供給發(fā)送部22和接收部23。
發(fā)送接收控制部56將在包含所設置的多普勒取樣標志的位置的掃描線上發(fā)送接收超聲波時的作為與超聲波的波束方向有關(guān)的數(shù)據(jù)的超聲波波束方向數(shù)據(jù)，供給多普勒角度校正系數(shù)計算部57。
步驟S17中，多普勒取樣標志生成部54判斷是否已經(jīng)生成了多普勒取樣標志(即，判斷是否已執(zhí)行最先的多普勒取樣標志跟蹤控制處理)。
步驟S17中，在判斷為還沒有生成多普勒取樣標志的情況下，多普勒取樣標志生成部54在步驟S18中，取得從多普勒取樣標志位置設置部53供給的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，并根據(jù)所取得的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，來生成以多普勒取樣標志的位置為中心、具有預先設置的規(guī)定寬度的多普勒取樣標志，并將作為與所生成的多普勒取樣標志有關(guān)的數(shù)據(jù)的多普勒取樣標志生成數(shù)據(jù)供給顯示部14。
在步驟S18中，顯示部14取得從多普勒取樣標志生成部54提供的多普勒取樣標志生成數(shù)據(jù)，并根據(jù)所取得的多普勒取樣標志生成數(shù)據(jù)，在所設置的規(guī)定位置上，如圖12(A)和(B)所示，將多普勒取樣標志疊加顯示在已經(jīng)顯示的基于二維B模式圖像數(shù)據(jù)的B模式圖像和基于三維的彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)的三位彩色多普勒模式圖像上。
由此，可以在通過多普勒取樣標志位置設置處理設置的規(guī)定位置(即，血流的重心位置)上顯示多普勒取樣標志。因此，可以與希望的血管的三維移動相配合，簡便且正確地使頻譜多普勒取樣標志加以跟蹤。
另一方面，在步驟S17中，在判斷為已經(jīng)生成了多普勒取樣標志的情況下(即，已經(jīng)執(zhí)行了一次多普勒取樣標志跟蹤控制處理，生成了多普勒取樣標志，并已經(jīng)顯示在顯示部14上)，多普勒取樣標志生成部54不新生成多普勒取樣標志，而生成表示已經(jīng)生成了多普勒取樣標志的指示信號，并供給多普勒取樣標志移動控制部55。
步驟S20中，多普勒取樣標志移動控制部55根據(jù)從多普勒取樣標志生成部54提供的指示信號，識別為已經(jīng)生成了多普勒取樣標志，并且，取得從多普勒取樣標志位置設置部53供給的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，并根據(jù)所取得的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，生成控制在顯示部14上已經(jīng)顯示的多普勒取樣標志的移動的多普勒取樣標志移動控制信號。多普勒取樣標志移動控制部55將所生成的多普勒取樣標志移動控制信號供給顯示部14。
顯示部14根據(jù)從多普勒取樣標志移動控制部55供給的多普勒取樣標志移動控制信號，如圖13(A)和(B)所示，移動已經(jīng)顯示的多普勒取樣標志來加以顯示。
由此，可以將多普勒取樣標志，移動至通過多普勒取樣標志位置設置處理新設置的多普勒取樣標志的位置。因此，可以與希望的血管的三維移動相配合，簡單且正確地使頻譜多普勒取樣標志加以跟蹤。
步驟S21中，頻譜多普勒模式處理部34生成頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)。即，進行如下的處理。
發(fā)送部22根據(jù)從發(fā)送接收控制部56供給的發(fā)送控制信號，將生成頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)用的超聲波波束發(fā)送到被檢體。即，在包含所設置的多普勒取樣標志的位置的掃描線上發(fā)送接收超聲波。
具體的，發(fā)送部22的速率脈沖器根據(jù)從發(fā)送接收控制部56供給的發(fā)送控制信號，生成決定為使入射到被檢體內(nèi)部的超聲波脈沖的脈沖重復頻率為規(guī)定的脈沖重復頻率的速率脈沖，而供給發(fā)送延遲電路。發(fā)送延遲電路根據(jù)從發(fā)送接收控制部56供給的發(fā)送控制信號，對從速率脈沖發(fā)生器供給的速率脈沖施加延遲時間，使得發(fā)送時的超聲波波束的焦點位置和偏轉(zhuǎn)角度為規(guī)定的焦點位置和偏轉(zhuǎn)角度(θα)，而供給脈沖發(fā)生器。進一步，脈沖發(fā)生器根據(jù)從發(fā)送延遲電路供給的速率脈沖，生成驅(qū)動超聲波振動器用的高壓脈沖，并將所生成的高壓脈沖輸出到超聲波探頭12。超聲波探頭12將從發(fā)送部22輸入的高壓脈沖(電脈沖)變換為超聲波脈沖后，將變換后的超聲波脈沖發(fā)送到被檢體。發(fā)送到被檢體內(nèi)的超聲波的一部分通過聲阻抗不同的被檢體內(nèi)的臟器間的邊界面或組織及血流來反射。
超聲波探頭12將通過被檢體反射后的反射波變換為電信號，而輸出到本體11。接收部23根據(jù)從發(fā)送接收控制部56供給的接收控制信號，放大從超聲波探頭12輸入的接收信號，施加規(guī)定的延遲時間，而供給圖像數(shù)據(jù)生成部24的頻譜多普勒模式處理部34。即，接收部23的前置放大器取得基于從超聲波探頭12輸入到被檢體的超聲波的反射波的接收信號，并將所取得的接收信號放大到規(guī)定的電平，將放大后的接收信號供給A/D變換器。A/D變換器將從前置放大器供給的接收信號從模擬信號變換為數(shù)字信號，而供給接收延遲電路。
接收延遲電路根據(jù)從發(fā)送接收控制部56供給的接收控制信號，對從A/D變換器供給的A/D變換后的接收信號施加決定接收定向性所需的延遲時間(與超聲波從各超聲波振動器的聚焦位置的傳播時間的差相對應的延遲時間)，并供給加法器。加法器對從接收延遲電路供給的來自各超聲波振動器的接收信號進行相加，并將相加后的接收信號供給頻譜多普勒模式處理部34。
之后，為了生成頻譜多普勒圖像數(shù)據(jù)，將向包含所設置的多普勒取樣標志的位置的同一掃描線上的超聲波的發(fā)送接收重復規(guī)定次數(shù)。
頻譜多普勒模式處理部34的多普勒偏移信號檢測部根據(jù)從接收部23供給的接收信號主要進行正交時相檢波等，并將檢測出的多普勒偏移信號供給分析部。
頻譜多普勒模式處理部34的FFT分析器取得從多普勒取樣標志位置設置部53供給的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，并根據(jù)所取得的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，通過以所設置的多普勒取樣標志位置為中心的規(guī)定的寬度，對從多普勒偏移信號檢測部供給的多普勒偏移信號來進行FFT分析，運算器對來自FFT分析器的頻率頻譜來運算中心頻率及擴散等，并將通過運算生成的頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)供給主存儲部41。
由此，可以生成以通過多普勒取樣標志位置設置處理設置的多普勒取樣標志位置為中心的規(guī)定寬度的頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)。因此，可以生成操作者希望觀察的血管的頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)，結(jié)果，可以提高使用了超聲波診斷裝置1的心臟的冠狀動脈診斷上的可靠性和穩(wěn)定性。
主存儲器41取得從頻譜多普勒模式處理部34供給的頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)，并存儲所取得的頻譜多普勒圖像數(shù)據(jù)。
但是，頻譜多普勒模式處理部34中檢測出的血流速度是實際從被檢體的血流接受的多普勒偏移中、僅通過超聲波波束方向的成分檢測出的血流速度。因此，顯示正確的血流速度需要計算血流的流向方向和超聲波波束方向所成的角度，并使用所計算的角度，來校正檢測出的血流速度使其成為正確的血流速度。下面，說明多普勒角度校正處理。
步驟S22中，多普勒角度校正系數(shù)計算部57取得從表面提取部50供給的血流表面提取數(shù)據(jù)，并且，取得從發(fā)送接收控制部56供給的超聲波波束方向數(shù)據(jù)，并根據(jù)所取得的血流表面提取數(shù)據(jù)和超聲波波束方向數(shù)據(jù)，來計算血流速度中的長度方向和超聲波的波束方向所成的角度β。
具體的，血流根據(jù)流向的方向，具有大的連續(xù)性，認為通過血流的表面形成的血流區(qū)域中的長度方向的某一方向是血流的移動方向。例如在圖11的情況下，認為血流方向中的長度方向的某一方向是與直線L平行的某一方向。
由此，由于血流區(qū)域中的長度方向和從發(fā)送接收控制部56供給的超聲波波束方向數(shù)據(jù)中包含的超聲波波束方向已知，所以可以計算血流區(qū)域中的長度方向和超聲波的波束方向所成的角度β。
接著，使用所計算的角度β，計算乘以所生成的頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)的角度校正系數(shù)，使其為正確的血流速度。如圖14所示，計算將頻譜多普勒模式處理部34中檢測出的血流速度v校正為正確的血流速度V的角度校正系數(shù)(1/cosβ)。多普勒角度校正系數(shù)計算部57將作為與所計算的角度校正系數(shù)有關(guān)的數(shù)據(jù)的角度校正系數(shù)數(shù)據(jù)供給比例校正部58。
步驟S23中，比例校正部58讀出主存儲部41中存儲的頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)，并且，取得從多普勒角度校正系數(shù)計算部57供給的角度校正系數(shù)數(shù)據(jù)，將所取得的角度校正系數(shù)乘以所讀出的頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)后來校正比例，從而將校正后的頻譜多普勒圖像數(shù)據(jù)供給頻譜多普勒描繪處理部27。
多普勒角度校正處理可以常時下進行，但是也可按彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)的每個幀速率來進行，也可通過操作者按預先設置的規(guī)定時間間隔來進行。當然，也可適當與操作者的喜好相配合，在多普勒采樣標記跟蹤控制處理中加以改變。
本發(fā)明的實施方式中，根據(jù)所提取的血流區(qū)域中的長度方向正確估計實際的血流流向方向，并使用所估計出的血流的流向方向和超聲波的波束方向來計算角度校正系數(shù)，所以可以更高精度計算實際的血流速度。
頻譜多普勒描繪處理部27取得從比例校正部58供給的比例校正后的頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)，并將所取得的比例校正后的頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)作為多普勒偏移頻率(與速度對應的值)的時間變化的頻譜顯示在顯示部14上，實施描繪處理，而供給顯示部14。
步驟S24中，顯示部14取得從頻譜多普勒描繪處理部27供給的校正后的頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)，而顯示基于所取得的校正后的頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)的頻譜多普勒模式圖像。
由此，操作者可以邊看希望觀察的血管的頻譜多普勒模式圖像，邊對希望觀察的血管進行診斷。因此，可以提高使用了超聲波診斷裝置1后的心臟的冠狀動脈診斷中的可靠性和穩(wěn)定性。
步驟S25中，多普勒取樣標志跟蹤控制部45判斷是否執(zhí)行了在舒張期或收縮期的情況下預先設置的規(guī)定次數(shù)的多普勒取樣標志跟蹤控制處理。即，現(xiàn)在，在執(zhí)行舒張期用的多普勒取樣標志跟蹤控制處理的情況下，即在預先設置為在一次心跳的舒張期中例如執(zhí)行三次多普勒取樣標志跟蹤控制處理時，判斷是否在一次心跳的舒張期中執(zhí)行了三次多普勒取樣標志跟蹤控制處理。
現(xiàn)在，在執(zhí)行收縮期用的多普勒取樣標志跟蹤控制處理的情況下，即在預先設置為在一次心跳的收縮期中執(zhí)行例如10次多普勒取樣標志跟蹤控制處理時，判斷是否在一次心跳的收縮期中執(zhí)行了10次多普勒取樣標志跟蹤控制處理。
在步驟S25中，判斷為沒有執(zhí)行在舒張期或收縮期的情況下預先設置次數(shù)的多普勒取樣標志跟蹤控制處理的情況下，多普勒取樣標志跟蹤控制部45控制圖像重建部47，使其執(zhí)行預先設置的規(guī)定次數(shù)中、剩余次數(shù)的多普勒取樣標志跟蹤控制處理，處理回到步驟S15，之后，重復步驟S15之后的處理。由此，可以將多普勒取樣標志跟蹤控制處理重復進行一次心跳的舒張期中或收縮期中預先設置的規(guī)定次數(shù)。
在步驟S25中，在判斷為執(zhí)行了在舒張期或收縮期的情況下預先設置的規(guī)定次數(shù)的多普勒取樣標志跟蹤控制處理的情況下，多普勒取樣標志跟蹤控制部45在步驟S26中，判斷是否取得了從數(shù)據(jù)取得部42提供的結(jié)束多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示信號。
即，數(shù)據(jù)取得部42在通過操作者操作輸入部13的圖中未示的多普勒取樣標志跟蹤結(jié)束按鈕，從而取得與結(jié)束多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示有關(guān)的數(shù)據(jù)后，根據(jù)所取得的與結(jié)束多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示有關(guān)的數(shù)據(jù)，生成結(jié)束多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示信號，而供給多普勒取樣標志跟蹤控制部45。
多普勒取樣標志跟蹤控制部45判斷是否取得了從數(shù)據(jù)取得部42提供的結(jié)束多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示信號。
在步驟S26中判斷為沒有取得結(jié)束多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示信號的情況下，處理回到圖3的步驟S3，之后，同樣重復進行步驟S3之后的處理。
由此，在現(xiàn)在執(zhí)行了舒張期用的多普勒取樣標志跟蹤控制處理的情況下，即，根據(jù)所取得的ECG信號判斷為是心臟的收縮期時，之后，執(zhí)行收縮期用的多普勒取樣標志跟蹤控制處理。之后重復同樣的處理，重復執(zhí)行多普勒取樣標志跟蹤控制處理，直到通過操作者操作輸入部13的圖中未示的多普勒取樣標志跟蹤結(jié)束按鈕，來指示多普勒取樣標志跟蹤結(jié)束為止。
但是，本發(fā)明的實施方式中，每次開始多普勒取樣標志跟蹤控制處理時，與操作者的喜好相匹配，預先設置希望多普勒取樣標志的跟蹤控制的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域。但是，認為在如圖15(A)和(B)所示，在跟蹤控制關(guān)心區(qū)域內(nèi)存在例如血管BL-1和血管BL-2的情況下，重復多普勒取樣標志跟蹤控制處理時，則多普勒取樣標志位置移動到血管BL-1和血管BL-2的其中之一。若多普勒取樣標志位置頻繁移動到血管BL-1和血管BL-2等的多個血管，則不僅在操作者用于診斷的情況下不實用，而且多普勒取樣標志跟蹤控制處理時的CPU29的負擔變大，因多普勒取樣標志跟蹤控制處理，花費了很多時間。
因此，在重復執(zhí)行多普勒取樣標志跟蹤控制處理過程中，在操作者希望限制多普勒取樣標志的移動范圍(跟蹤控制范圍)的情況下(即，操作者限定希望觀察的血管的情況下)，可以通過操作者操作輸入部13，輸入與更窄范圍的新的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)，來限制多普勒取樣標志的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域。
這時，在圖3的步驟S8中判斷為取得了與新的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)，通過步驟S9到S10的處理，根據(jù)與取得的新的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)，來設置新的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域。之后，在新的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域內(nèi)，重復執(zhí)行多普勒取樣標志跟蹤控制處理。
由此，即使在跟蹤控制關(guān)心區(qū)域內(nèi)存在多個血管的情況下，通過新限制多普勒取樣標志的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域，可以使多普勒取樣標志僅移動至操作者希望觀察的血管(例如圖15(A)的情況下，血管BL-1等)附近。
因此，可以減少多普勒取樣標志跟蹤控制處理時的CPU29的負擔，可以減少多普勒取樣標志跟蹤控制處理所花費的時間。另外，可以僅對操作者希望觀察的血管跟蹤多普勒取樣標志。結(jié)果，可以提高使用了超聲波診斷裝置1的心臟的冠狀動脈診斷中的可靠性和穩(wěn)定性。
另外，也可通過操作者操作輸入部13，幾次輸入與新的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)，使超聲波診斷裝置1設置執(zhí)行多普勒取樣標志跟蹤控制處理的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域設置。
另外，通過操作者操作輸入部13，使超聲波診斷裝置1設置新的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域，但是并不限于這種情況，可以通過重復執(zhí)行的多普勒取樣標志跟蹤控制處理得到的血管的移動距離等，來自動設置多普勒取樣標志的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域。
在沒有通過操作者操作輸入部13，輸入與新的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)的情況下，在步驟S8中判斷為沒有取得與新的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)，跳過步驟S9到S10的處理，在所設置的最新的跟蹤控制關(guān)心區(qū)域中，重復執(zhí)行多普勒取樣標志跟蹤控制處理。
另一方面，在步驟S33中判斷為取得了結(jié)束多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示信號的情況下，多普勒取樣標志跟蹤控制部45結(jié)束多普勒取樣標志跟蹤控制處理。
本發(fā)明的實施方式中，通過操作者操作在輸入部13上設置的多普勒取樣標志跟蹤控制開始按鈕或結(jié)束按鈕(均未圖示)，開始或結(jié)束多普勒取樣標志跟蹤控制處理，但是也可一直執(zhí)行多普勒取樣標志跟蹤控制處理。
本發(fā)明的第一實施方式中，使用體數(shù)據(jù)(例如，血流速度的體數(shù)據(jù))，來提取通過血流表面形成的血流區(qū)域，在所提取的血流區(qū)域的所希望的重心位置上設置多普勒取樣標志位置，并將多普勒取樣標志顯示/移動到所設置的多普勒取樣標志位置上，并且，使用所設置的多普勒取樣標志位置來生成頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)，所以，可以與希望的血管的三維移動相配合來簡單且正確地使頻譜多普勒取樣標志加以跟蹤。由此，操作者可以邊看希望觀察的血管的頻譜多普勒模式圖像，邊對希望觀察的血管進行診斷。因此，可以提高使用了超聲波診斷裝置1的心臟的冠狀動脈診斷中的可靠性和穩(wěn)定性。
但是，在觀察心臟的附近存在的冠狀動脈的情況下，這些冠狀動脈與心臟的搏動相匹配地周期性移動，但是，如圖17所示，一次心跳的規(guī)定時相(例如，被檢體的呼吸時等)中，冠狀動脈的移動速度比較慢，但是另一方面在一次心跳的規(guī)定的時相中冠狀動脈的移動速度最快。
觀察冠狀動脈的移動速度最快的時相在臨床上很重要，尤其，在臨床上非常希望可正確比較用藥前后的最高速度來進行觀察。因此，為了至少可觀察冠狀動脈的移動速度最快的時相，也可僅在冠狀動脈的移動速度最快的時相執(zhí)行多普勒取樣標志跟蹤控制處理。
具體的，多普勒取樣標志跟蹤控制部45可以根據(jù)從ECG信號取得部44供給的ECG信號，來判斷是否是冠狀動脈的移動速度最快的時相，在判斷為是冠狀動脈的移動速度最快的時相的情況下，執(zhí)行多普勒取樣標志跟蹤控制處理。
當然，也可不限于每一次心跳，進一步，也可隔開間隔，按每多個心跳，僅在冠狀動脈的移動速度最快的時相，進行多普勒取樣標志跟蹤控制處理。另外，在與這種心跳同步的情況下，也可與操作者的喜好或血管的種類相配合，在一次心跳中多次進行多普勒取樣標志跟蹤控制處理。
由此，至少可以觀察冠狀動脈的移動速度最快的時相，同時，可以提高多普勒取樣標志跟蹤控制處理的處理效率。
本發(fā)明的第一實施方式中，如圖18(A)所示，以預先設置的規(guī)定的寬度(固定的寬度)來生成多普勒取樣標志的寬度，與血管BL的移動(向箭頭方向的移動)相配合來使具有規(guī)定寬度的多普勒取樣標志的位置進行跟蹤，但是，在如圖18(B)所示，在對重復執(zhí)行的多普勒取樣標志跟蹤控制處理的跟蹤結(jié)果進行了統(tǒng)計運算處理后的結(jié)果是，血管BL僅在寬度Q的范圍內(nèi)移動的情況下，可以根據(jù)該統(tǒng)計運算處理結(jié)果，來改變多普勒取樣標志的寬度(在頻譜多普勒模式處理部34中設置進行多普勒運算的窗函數(shù)的長度)，并且，設置多普勒取樣標志位置。下面，說明使用了該處理后的本發(fā)明的第二實施方式。
第二實施方式圖19表示圖1的超聲波診斷裝置1可執(zhí)行的功能的第二實施方式中的結(jié)構(gòu)。對于圖1的超聲波診斷裝置1的結(jié)構(gòu)也相同，由于該說明重復，所以加以省略。對于和圖2的超聲波診斷裝置1的結(jié)構(gòu)對應的部分添加同一符號，由于該說明重復，所以加以省略。
統(tǒng)計運算部59根據(jù)多普勒取樣標志跟蹤控制部45的控制，讀出在主存儲部41上存儲的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，并根據(jù)所讀出的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，來實施統(tǒng)計運算處理。
具體的，通過執(zhí)行20次多普勒取樣標志跟蹤控制處理，例如在設置20個多普勒取樣標志位置，在控制了多普勒取樣標志的移動的情況下，統(tǒng)計運算部59根據(jù)20個多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，來實施統(tǒng)計運算處理，并運算20個多普勒取樣標志位置的平均位置或標準偏差等。
統(tǒng)計運算部59將該統(tǒng)計運算結(jié)果供給多普勒取樣標志位置設置部53和多普勒取樣標志寬度設置部60。
多普勒取樣標志寬度設置部60取得從統(tǒng)計運算部59供給的統(tǒng)計運算結(jié)果，并根據(jù)所取得的統(tǒng)計運算結(jié)果，來設置多普勒取樣標志的寬度，并將作為與所設置的多普勒取樣標志寬度有關(guān)的數(shù)據(jù)的多普勒取樣標志寬度設置數(shù)據(jù)供給多普勒取樣標志生成部53。
接著，參考圖20和圖21的流程圖，來說明圖19的超聲波診斷裝置1中的多普勒取樣標志跟蹤控制處理。對于圖20和圖21的步驟S71到S96的處理，與圖3和圖4的步驟S1到S26的處理相同，由于該說明重復，所以加以省略。
在步驟S96中，在判斷為沒有取得結(jié)束多普勒取樣標志跟蹤控制處理的指示信號的情況下，多普勒取樣標志跟蹤控制部45在步驟S97中，判斷在統(tǒng)計運算部59中是否已經(jīng)實施了統(tǒng)計運算。
步驟S97中判斷為在統(tǒng)計運算部59中還沒有實施統(tǒng)計運算的情況下，多普勒取樣標志跟蹤控制部45在步驟S98中，判斷是否已經(jīng)執(zhí)行了可進行統(tǒng)計運算處理的規(guī)定次數(shù)以上的多普勒取樣標志跟蹤控制處理。
在步驟S98中判斷為多普勒取樣標志跟蹤控制處理還沒有執(zhí)行可進行統(tǒng)計運算處理的規(guī)定次數(shù)以上的情況下，處理回到步驟S73，之后，重復S73之后的處理。由此，可以將多普勒取樣標志跟蹤控制處理執(zhí)行到可進行統(tǒng)計運算處理的規(guī)定次數(shù)。
在步驟S98中判斷為已經(jīng)執(zhí)行了可進行統(tǒng)計運算處理的規(guī)定次數(shù)以上的多普勒取樣標志跟蹤控制處理的情況下，多普勒取樣標志跟蹤控制部45控制超聲波診斷裝置1的各部分，來執(zhí)行統(tǒng)計運算處理。
步驟S99中，超聲波診斷裝置1根據(jù)多普勒取樣標志跟蹤控制部45的控制，來執(zhí)行統(tǒng)計運算處理。該統(tǒng)計運算處理的細節(jié)表示在圖22的流程圖中。
參考圖22的流程圖，來說明圖19的超聲波診斷裝置1中的統(tǒng)計運算處理。
步驟S111中，統(tǒng)計運算部59根據(jù)多普勒取樣標志跟蹤控制部45的控制，讀出在主存儲部41上存儲的多個多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，并根據(jù)所讀出的多個多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)來實施統(tǒng)計運算處理，運算多個多普勒取樣標志位置的平均位置(空間上平均的位置)和標準偏差等。
統(tǒng)計運算部59將實施了統(tǒng)計運算處理后的結(jié)果，作為與多個多普勒取樣標志位置的平均位置有關(guān)的數(shù)據(jù)的平均位置數(shù)據(jù)，供給多普勒取樣標志位置設置部53，并且，將作為與多個多普勒取樣標志位置的標準偏差有關(guān)的標準偏差數(shù)據(jù)，供給多普勒取樣標志寬度設置部60。
步驟S112中，多普勒取樣標志位置設置部53取得從統(tǒng)計運算部59供給的平均位置數(shù)據(jù)，根據(jù)所取得的平均位置數(shù)據(jù)，將多普勒取樣標志位置設置在所計算的平均位置上，將作為與所設置的多普勒取樣標志位置有關(guān)的數(shù)據(jù)的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，供給頻譜多普勒模式處理部34和多普勒取樣標志生成部54。
步驟S113中，多普勒取樣標志寬度設置部60取得從統(tǒng)計運算部59供給的標準偏差數(shù)據(jù)，并根據(jù)所取得的標準偏差數(shù)據(jù)，來設置多普勒取樣標志的寬度。即，如圖18(B)所示，在根據(jù)所取得的標準偏差判斷為血管BL僅在寬度Q的范圍內(nèi)移動的情況下，將多普勒取樣標志的寬度設置為例如寬度R。
多普勒取樣標志寬度設置部60將作為與所設置的多普勒取樣標志的寬度有關(guān)的數(shù)據(jù)的多普勒取樣標志寬度設置數(shù)據(jù)，供給多普勒取樣標志生成部54。
步驟S114中，多普勒取樣標志生成部5取得從多普勒取樣標志位置設置部53提供的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，并且，取得從多普勒取樣標志寬度設置部60提供的多普勒取樣標志寬度設置數(shù)據(jù)，并根據(jù)所取得的多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)和多普勒取樣標志寬度設置數(shù)據(jù)，來生成新的多普勒取樣標志，并經(jīng)DSC28將所生成的新的多普勒取樣標志生成數(shù)據(jù)供給顯示部14。
步驟S115中，顯示部14根據(jù)所生成的新的多普勒取樣標志生成數(shù)據(jù)，將新生成的多普勒取樣標志疊加在已經(jīng)顯示的基于二維B模式圖像數(shù)據(jù)的B模式圖像和基于三位彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)的三維彩色多普勒模式圖像上，來加以顯示。
之后，處理進入到圖21的步驟S91，重復進行步驟S91之后的處理。
由此，若執(zhí)行統(tǒng)計運算處理，則將顯示的多普勒取樣標志的位置固定在平均位置，并且，將多普勒取樣標志的寬度固定為所設置的規(guī)定寬度，另外，在頻譜多普勒模式處理部34中，通過以平均位置為中心設置的規(guī)定寬度R來對多普勒偏移信號進行FFT分析等，而生成頻譜多普勒圖像數(shù)據(jù)。
另一方面，在步驟S97中，判斷為在統(tǒng)計運算部59中已經(jīng)實施了統(tǒng)計運算的情況下，處理進入到步驟S91，之后，重復步驟S91之后的處理。即，在統(tǒng)計運算處理后，仍以所固定的多普勒取樣標志位置和寬度，重復生成B模式圖像數(shù)據(jù)、彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)和頻譜多普勒模式圖像數(shù)據(jù)等來加以顯示。
本發(fā)明的第二實施方式中，根據(jù)通過重復執(zhí)行的多普勒取樣標志跟蹤控制處理得到的多個多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，來執(zhí)行統(tǒng)計運算處理，所以可以最佳化多普勒取樣標志的位置和寬度。由此，可以更容易觀察操作者希望觀察的血管。因此，可以提高使用了超聲波診斷裝置1的心臟的冠狀動脈診斷中的可靠性和穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的第二實施方式中，根據(jù)統(tǒng)計運算處理的結(jié)果，來固定多普勒取樣標志的位置及寬度，但是并不限于這種情況，可以使用統(tǒng)計運算處理的結(jié)果來用于多普勒取樣標志跟蹤控制處理中的各種處理。
例如，可以根據(jù)統(tǒng)計運算處理的結(jié)果，僅在血管的移動劇烈的規(guī)定時相，執(zhí)行多普勒取樣標志跟蹤控制處理，在血管的移動緩慢的規(guī)定時相中，不執(zhí)行多普勒取樣標志跟蹤控制處理。由此，可以提高多普勒取樣標志跟蹤控制處理的處理效率。
另外，也可以在執(zhí)行了統(tǒng)計運算處理后，并行進行多普勒取樣標志位置設置處理等，在執(zhí)行了最先的統(tǒng)計運算處理后，按每規(guī)定的次數(shù)來重復執(zhí)行統(tǒng)計運算處理，根據(jù)每次得到的統(tǒng)計運算結(jié)果來設置多普勒取樣標志的位置及寬度。由此，越執(zhí)行多普勒取樣標志跟蹤控制處理，越可提高多普勒取樣標志跟蹤控制處理的精度。
進一步，根據(jù)統(tǒng)計運算部59中的統(tǒng)計運算處理的結(jié)果，不僅可設置多普勒取樣標志的寬度，還可改變在多普勒取樣標志的位置上設置的平均位置中的最佳發(fā)送接收條件(例如發(fā)送脈沖波長、發(fā)送開口、發(fā)送焦點、發(fā)送頻率、接收濾波器頻帶、接收中心頻率等)等的超聲波診斷裝置1中的各種控制信息。
本發(fā)明的第一和第二實施方式中，在三維區(qū)域中，收集多個彩色多普勒模式圖像數(shù)據(jù)，并使用變換后的體數(shù)據(jù)來進行多普勒取樣標志跟蹤控制處理，但是并不限于這種情況，也可如圖23所示，使用例如離散發(fā)送接收超聲波波束的多斷面掃描來進行多普勒取樣標志跟蹤控制處理。
本發(fā)明的第一和第二實施方式中，計算通過血流表面形成的血流區(qū)域內(nèi)的重心位置，但是并不限于這種情況，也可計算所提取的血流區(qū)域內(nèi)的其中一個位置。例如，也可計算重心以外的如數(shù)學上稱作“OO心”等這種的位置。
本發(fā)明的第一和第二實施方式中，使用血流速度的體數(shù)據(jù)來執(zhí)行多普勒取樣標志跟蹤控制處理，但是并不限于這種情況，也可使用例如與血流信息有關(guān)的體數(shù)據(jù)中，功率(信號強度)的體數(shù)據(jù)來執(zhí)行多普勒取樣標志跟蹤控制處理。
本發(fā)明的第一和第二實施方式中，適用于操作者診斷心臟的冠狀動脈的情況，但是并不限于這種情況，還可適用于診斷被檢體的所有部位的血管的情況。
在本發(fā)明的第一和第二實施方式中說明的一系列處理可以通過軟件來執(zhí)行，但是也可通過硬件來執(zhí)行。
本發(fā)明的第一和第二實施方式中，表示了流程圖的步驟按所記載的順序沿時間序列進行的處理的例子，但是也可不必必須按時間序列進行處理，還包含并行或單獨執(zhí)行的處理。
權(quán)利要求
1.一種超聲波診斷裝置，其特征在于，包括體數(shù)據(jù)生成單元，使多個超聲波振動器振動而發(fā)送超聲波，根據(jù)由接收從被檢體反射的反射波的所述超聲波振動器變換后的接收信號，生成與所述被檢體內(nèi)的流體有關(guān)的體數(shù)據(jù)；流體區(qū)域計算單元，計算所述被檢體的流體中、所述體數(shù)據(jù)滿足規(guī)定的條件的流體區(qū)域；位置計算單元，計算所述流體區(qū)域中的規(guī)定的位置；取樣標志位置設置單元，將取樣標志的位置設置在由所述位置計算單元計算的所述規(guī)定的位置上；取樣標志移動控制單元，根據(jù)由所述取樣標志位置設置單元設置的取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，控制所述取樣標志的位置的移動；以及發(fā)送接收控制單元，進行控制，以便在由所述取樣標志移動控制單元控制了移動的所述取樣標志的位置上，發(fā)送接收超聲波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，還包括頻譜圖像數(shù)據(jù)生成單元，從基于由所述發(fā)送接收控制單元控制的超聲波的發(fā)送接收的接收信號，根據(jù)所述取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，檢測出與所設置的所述取樣標志的位置對應的所述被檢體內(nèi)的流體的觀測位置上的多普勒信號，并通過對所檢測出的所述多普勒信號實施規(guī)定的運算，生成頻譜圖像數(shù)據(jù)；以及顯示單元，顯示基于所述頻譜圖像數(shù)據(jù)的頻譜圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，還包括校正系數(shù)計算單元，使用所述流體區(qū)域中的長度方向和超聲波的波束方向所成的角度，計算角度校正系數(shù)；以及比例校正單元，將所述角度校正系數(shù)乘以所述頻譜圖像數(shù)據(jù)，校正所述頻譜圖像數(shù)據(jù)的比例；所述顯示單元顯示基于由所述比例校正單元校正了比例后的所述頻譜圖像數(shù)據(jù)的頻譜圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，還包括顯示單元，在基于使用所述體數(shù)據(jù)生成的與所述被檢體的流體有關(guān)的圖像數(shù)據(jù)的圖像上，疊加顯示所述取樣標志。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，由所述位置計算單元計算的所述規(guī)定的位置，是所述流體區(qū)域中的重心。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，還包括二值化單元，將所述體數(shù)據(jù)二值化；以及表面提取單元，根據(jù)所述二值化單元得到的所述體數(shù)據(jù)的二值化數(shù)據(jù)，提取所述流體區(qū)域；所述流體區(qū)域計算單元計算由所述表面提取單元提取的所述流體區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，還包括加權(quán)單元，根據(jù)所述二值化單元得到的所述體數(shù)據(jù)的二值化數(shù)據(jù)，進行由所述位置計算單元計算所述規(guī)定的位置時的加權(quán)；所述位置計算單元使用所述加權(quán)單元的加權(quán)結(jié)果，計算所述流體區(qū)域中的規(guī)定位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述流體區(qū)域計算單元，根據(jù)與所述被檢體內(nèi)的流體有關(guān)的所述體數(shù)據(jù)中的、與速度信息或信號強度有關(guān)的信息，計算所述流體區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，還包括流體區(qū)域形狀判斷單元，計算所述流體區(qū)域的形狀和已經(jīng)計算的所述流體區(qū)域的形狀之間的相互相關(guān)系數(shù)，并根據(jù)所計算的相互相關(guān)系數(shù)來判斷流體區(qū)域的形狀是否大致相同；所述位置計算單元計算由所述流體區(qū)域形狀判斷單元判斷為流體區(qū)域的形狀大致相同的所述流體區(qū)域中的規(guī)定的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)取得單元，取得與執(zhí)行所述取樣標志的跟蹤控制處理的關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)；以及關(guān)心區(qū)域設置單元，根據(jù)由所述數(shù)據(jù)取得單元取得的與所述關(guān)心區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)，設置執(zhí)行所述取樣標志的跟蹤控制處理的關(guān)心區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，在基于從所述被檢體檢測出的ECG信號的規(guī)定的定時，使所述體數(shù)據(jù)生成單元、所述流體區(qū)域計算單元、所述位置計算單元、所述取樣標志位置設置單元中的至少任意一個驅(qū)動。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，還包括統(tǒng)計運算單元，根據(jù)多個取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，實施統(tǒng)計運算；以及取樣標志寬度設置單元，根據(jù)所述統(tǒng)計運算單元的所述統(tǒng)計運算結(jié)果，將所述取樣標志的寬度設置為規(guī)定的寬度；所述取樣標志位置設置單元，根據(jù)所述統(tǒng)計運算單元的所述統(tǒng)計運算結(jié)果，設置所述取樣標志的位置；所述取樣標志移動控制單元，根據(jù)由所述取樣標志位置設置單元設置的取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，控制具有由所述取樣標志寬度設置單元設置的所述規(guī)定的寬度的所述取樣標志的位置移動。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述發(fā)送接收控制單元，根據(jù)所述統(tǒng)計運算單元的所述統(tǒng)計運算結(jié)果，控制超聲波的發(fā)送接收條件。
14.一種超聲波診斷方法，其特征在于，包括體數(shù)據(jù)生成步驟，使多個超聲波振動器振動而發(fā)送超聲波，根據(jù)由接收從被檢體反射的反射波的所述超聲波振動器變換后的接收信號，生成與所述被檢體內(nèi)的流體有關(guān)的體數(shù)據(jù)；流體區(qū)域計算步驟，計算所述被檢體的流體中、所述體數(shù)據(jù)滿足規(guī)定的條件的流體區(qū)域；位置計算步驟，計算所述流體區(qū)域中的規(guī)定的位置；取樣標志位置設置步驟，將取樣標志的位置設置在由所述位置計算步驟的處理計算的所述規(guī)定的位置上；取樣標志移動控制步驟，根據(jù)由所述取樣標志位置設置步驟的處理設置的取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，控制所述取樣標志的位置的移動；以及發(fā)送接收控制步驟，進行控制，以便在由所述取樣標志移動控制步驟的處理控制了移動的所述取樣標志的位置上，發(fā)送接收超聲波。
15.一種超聲波診斷裝置的控制處理程序，其特征在于，使計算機執(zhí)行下列步驟體數(shù)據(jù)生成步驟，使多個超聲波振動器振動而發(fā)送超聲波，根據(jù)由接收從被檢體反射的反射波的所述超聲波振動器變換后的接收信號，生成與所述被檢體內(nèi)的流體有關(guān)的體數(shù)據(jù)；流體區(qū)域計算步驟，計算所述被檢體的流體中、所述體數(shù)據(jù)滿足規(guī)定的條件的流體區(qū)域；位置計算步驟，計算所述流體區(qū)域中的規(guī)定的位置；取樣標志位置設置步驟，將取樣標志的位置設置在由所述位置計算步驟的處理計算的所述規(guī)定的位置上；取樣標志移動控制步驟，根據(jù)由所述取樣標志位置設置步驟的處理設置的取樣標志位置設置數(shù)據(jù)，控制所述取樣標志的位置的移動；以及發(fā)送接收控制步驟，進行控制，以便在由所述取樣標志移動控制步驟的處理控制了移動的所述取樣標志的位置上，發(fā)送接收超聲波。
全文摘要
本發(fā)明的超聲波診斷裝置、超聲波診斷方法和超聲波診斷裝置的控制處理程序中，圖像重建部讀出血流速度的體數(shù)據(jù)，多值化部根據(jù)與血流速度有關(guān)的基準值來多值化血流速度的體數(shù)據(jù)，表面提取部根據(jù)多值化體數(shù)據(jù)提取血流的表面，加權(quán)部進行計算由血流表面形成的血流區(qū)域的重心位置時的加權(quán)，重心位置計算部計算血流區(qū)域的重心位置，多普勒取樣標志位置設置部將多普勒取樣標志的位置設置在血流區(qū)域的重心位置，多普勒取樣標志移動控制部根據(jù)多普勒取樣標志位置設置數(shù)據(jù)控制多普勒取樣標志的移動。根據(jù)本發(fā)明的超聲波診斷裝置、方法和程序，可以與希望的血管的三維移動相配合來簡單且準確地使頻譜多普勒的取樣標志加以跟蹤。
文檔編號G06T5/00GK101081171SQ20071010814
公開日2007年12月5日 申請日期2007年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月30日
發(fā)明者瀉口宗基 申請人:株式會社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社