超聲波診斷裝置和超聲波圖像處理方法

專利名稱：超聲波診斷裝置和超聲波圖像處理方法
技術領域：
本發明涉及從組織的超聲波的回波信號積極地抽取并顯示生物體器官等中的微小構造物的超聲波診斷裝置及超聲波圖像處理程序。
背景技術：
超聲波診斷利用僅僅從體表碰撞超聲波探頭的簡單操作，通過實時顯示得到心臟跳動和胎兒動作的狀態，而且在因為安全性高所以能夠反復進行檢查之外，系統的規模比X射線、CT、MRI等其它診斷儀器小，向頭部側移動的檢查也容易進行，因而是簡便的。另外，超聲波診斷裝置根據其具備的功能種類而各不相同，開發了能用手移動這樣的小型超聲波診斷裝置，超聲波診斷沒有象X射線那樣的照射影響，在產科和在家醫療等中也能夠使用。
乳腺癌的早期診斷是這樣的超聲波診斷的一種。乳房組織中，作為乳腺癌的癥狀，已知多為產生微小石灰化的情況。微小石灰化病變是1個或者數個在局部分散開來。因為石灰比生物組織硬，為了很好地反射超聲波，希望圖像為高亮度，但即使為數百微米左右，可以說從圖像中通過目視抽出仍然是困難的。
但是，在超聲波圖像上，存在下述情形，即產生由超聲波的隨機干涉引起的被稱為斑紋圖案的干涉條紋。該斑紋圖案被用于肝硬化的診斷等，另一方面，在上述乳腺癌檢查時其酷似沒有注意到的微小石灰化等微小結構物，此時成為混淆的圖像信息。因此，在不需要斑紋圖案的上述乳腺癌診斷等中，通過例如特昭61-189476號公報、特開2001-238884號公報、特開2003-61964號公報、特開2004-321582號公報等中公開的空間合成、CFAR(Contrast False AlarmRate一定誤警報率)處理、類似度過濾器及其它的斑紋縮小處理、MIP(Maximun Intensity Projection)處理、圖像條件調整等將其除去。另外，盡管不是超聲波領域，但例如專利第3596792號公報中公開的那樣，存在嘗試自動識別微小石灰化主要作為X射線診斷圖像的應用的各種報告。
但是，在用于除去斑紋圖案、良好地觀察微小結構物的上述現有各種方法中，存在例如下述問題。
在利用CFAR處理的斑紋縮小中，即使能夠相對地提高微小結構物的對比率，在3維地掃描生物、探索微小結構物的情況下，依然會產生疏忽。例如即使在某個幀中顯示微小的結構物，與到發現(識別)為止所需要的時間相比，一般掃描截面的移動時間要短些。
而且，在MIP處理中，適合觀察器官的外形，但如果斑紋圖案和微小結構物混合并重疊，則相反微小結構物的對比率降低。因此，在MIP處理的圖像中，不能說微小結構物的觀察是充分的。
而且，在畫質條件的調整中，如果操作者手動調整則能夠得到某種程度合適的圖像，但如果設定錯誤，則會引起微小結構物沒有顯示的情況和斑紋依然殘存的情況。而且，因為最佳設定值根據被檢查者的狀態(由于皮下脂肪而衰減)而不同，所以記錄最佳值沒有意義。另外，利用上述那樣的設定值的圖像大多不能看到以前的器官外形等，在該單幅圖像中存在截面的特定化等變得困難的情況。

發明內容
鑒于上述情況而提出本發明，目的在于，提拱在例如乳腺癌診斷中適合觀察往往被疏忽的微小石灰化等微小結構物的超聲波診斷裝置和超聲波圖像處理方法。
根據本發明的一個方面，提供一種用超聲波掃描被檢查體、獲取超聲波圖像的超聲波診斷裝置，具有對上述被檢查體發送超聲波，從該超聲波接收與多個幀相關的回波信號的超聲波探頭；通過執行減輕與接收到的上述多幀相關的回波信號的各個信號中包含的斑紋圖案的信號處理，生成與上述多幀相關的第一圖像，通過利用與上述多幀相關的第一圖像執行最大值投影運算或者最大值保持運算，生成第二圖像的圖像生成單元；顯示生成的上述第二圖像的顯示單元。
根據本發明的又一方面，提供一種用超聲波掃描被檢查體、獲取超聲波圖像的超聲波診斷裝置，具有對上述被檢查體發送超聲波，從該超聲波接收與多個幀相關的回波信號的超聲波探頭；通過利用與接收到的上述多幀相關的回波信號執行最大值投影運算或者最大值保持運算，生成第一圖像，通過執行減輕上述第一圖像中包含的斑紋圖案成分的信號處理，生成第二圖像的圖像生成單元；顯示生成的上述第二圖像的顯示單元。
根據本發明的又一方面，提供一種用超聲波掃描被檢查體所得到的超聲波圖像的處理方法，具備由圖像生成單元通過執行減輕與超聲波診斷裝置取得的多幀相關的回波信號的各個信號中包含的斑紋圖案成分的信號處理，生成與上述多幀相關的第一圖像，通過利用與上述多幀相關的第一圖像執行最大值投影運算或者最大值保持運算，生成第二圖像，由顯示單元顯示生成的上述第二圖像。
根據本發明的又一方面，提供一種用超聲波掃描被檢查體所得到的超聲波圖像的處理方法，具備由圖像生成單元通過執行減輕與超聲波診斷裝置取得的多幀相關的回波信號的各個信號中包含的斑紋圖案成分的信號處理，生成與上述多幀相關的第一圖像，通過執行減輕與上述第一圖像中包含的斑紋圖案成分的信號處理，生成第二圖像，由顯示單元顯示生成的上述第二圖像。


圖1是第一實施方式的超聲波診斷裝置1的方塊結構圖。
圖2是用于說明CFAR處理的概念的圖形。
圖3是用于說明CFAR處理的概念的圖形。
圖4A是常見的B模式圖像，圖4B是對B模式圖像實施CFAR處理得到的圖像，圖4C是對B模式圖像實施MIP處理得到的圖像，圖4D是對B模式圖像實施CEAR處理和MIP處理所生成的各個微小結構物抽出圖像的示意圖。圖4E常見的B模式圖像，圖4F是對B模式圖像實施CFAR處理得到的圖像，圖4G是對B模式圖像實施MIP處理得到的圖像，圖4H是示出對B模式圖像執行CFAR處理和MIP處理所生成的微小結構物抽出圖像的像片。
圖5是表示上述B模式圖像幀的特定處理的流程的流程圖。
圖6是表示由本超聲波診斷裝置1實現的超聲波圖像顯示的一種形態的圖。
圖7是表示由本超聲波診斷裝置1實現的超聲波圖像顯示的其它形態的圖。
圖8是表示由本超聲波診斷裝置1實現的超聲波圖像顯示的其它形態的圖。
圖9是表示在實施例1的顯示模式中執行的處理流程的流程圖。
圖10是表示在實施例2的顯示模式中執行的處理流程的流程圖。
圖11是表示在實施例3的顯示模式中執行的處理流程的流程圖。
圖12是表示本實施方式的超聲波診斷裝置的微小結構物抽出圖像生成的處理流程的流程圖。
圖13是第三實施方式的超聲波診斷裝置1的模塊結構圖。
圖14是第4實施方式的超聲波診斷裝置1的模塊結構圖。
圖15A、B、C是第5實施方式的超聲波診斷裝置執行的CFAR處理中使用的核心的例子。
圖16是表示使第一實施方式的超聲波診斷裝置1具有主掃描范圍判斷功能時的模塊結構的圖。
圖17A、B是用于說明超聲波診斷中使用的身體標記的圖。
圖18A、B是表示利用身體標記的被掃描區域為顏色區別表示的一個例子的圖。
圖19A、B是表示利用身體標記的被掃描區域為顏色區別表示的其它例子的圖。
具體實施例方式
以下，根據附圖對本發明的第一實施方式至第6實施方式進行說明。另外，在以下的說明中，對于具有基本相同的功能和結構的結構部件，采用同一符號，僅僅在需要的場合進行重復說明。而且，在各實施方式中，為了具體說明，將乳房作為診斷對象。但是，并不局限于此，本發明的技術方法對乳房之外的肝臟、胰腺等規定的其它器官也有效。
(第一實施方式)圖1是本實施方式的超聲波診斷裝置1的模塊結構圖。如該圖所示，本超聲波診斷裝置10具有超聲波探頭12、輸入裝置13、監視器14、超聲波發送單元21、超聲波接單元22、B模式處單元23、多普勒處理單元24、掃描轉換器25、電影存儲器(cine memory)26、圖像合成部27、控制處理器(CPU)28、內部存儲部29、接口部30、圖像處理部31。以下，對各個構成部件的功能進行說明。
超聲波探頭12具有基于來自超聲波發送接收單元21的驅動信號產生超聲波，將來自被檢查體的反射波變換成電信號的多個壓電振子；設置在該壓電振子上的整合層；防止超聲波從該壓電振子向后方傳播的襯板等。如果超聲波從該超聲波探頭12發送到被檢查體P，則該發送的超聲波在體內組織的聲阻抗不連續面接連不斷地被反射，作為回波信號被超聲波探頭12接收。該回波信號的振幅取決于反射的不連續面的聲阻抗的差。而且，被發送的超聲波脈沖被移動的血流和心臟壁等的表面反射時的回波由于多普勒效應而依存于移動體的超聲波發送方向的速度成分，受到頻率偏移。
輸入裝置13與裝置本體11連接，具有用于將來自操作員的各種指示、條件、關心區域(ROI)的設定指示、各種圖像質量設定指示等輸入裝置本體11的各種開關、按鈕、跟蹤球13s、鼠標13c、鍵盤13d等。例如，操作者一旦對輸入裝置13的結束按鈕和FREEZE按鈕進行了操作，則超聲波的發送接收就結束，該超聲波診斷裝置成為暫停狀態。
監視器14基于來自掃描轉換器25的視頻信號，作為圖像顯示生物體內的形態學信息和血流信息。
超聲波發送單元21具有未圖示的觸發發生電路、延遲電路和脈沖發生器電路等。在脈沖發生器電路中，以規定的速度頻率fr Hz(周期1/fr秒)反復產生用于形成發送超聲波的速度脈沖。而且，在延遲電路中，向各速度脈沖賦予在每個頻道使超聲波會聚為波束狀而且確定信號發送方向性所需要的延遲時間。觸發發生電路在基于該速度脈沖的定時下，將驅動脈沖施加給探頭12。
而且，為了根據控制處理器28的指示執行規定的掃描時序，超聲波發送單元21具有可以瞬時改變發送頻率、發送驅動電壓等的功能。特別是對于發送驅動電壓的改變，由可以瞬間切換其值的線性放大器型發送電路、或者電切換多個電源單元的機構來實現。
超聲波接收單元22具有未圖示的放大器電路、A/D變換器、加法器等。在放大器電路中，在每個頻道放大經由探頭12取入的回波信號。在A/D變換器中，對于放大的回波信號賦予確定接收方向性所需的延遲時間，之后在加法器中執行加法處理。利用該加法，強調來自與回波信號的接收方向性對應的方向的反射成分，根據接收方向性和發送方向性形成超聲波發送接收的綜合波束。
B模式處理單元23從發送接收單元21接收回波信號，執行對數放大、包絡線檢波處理等，生成由亮度的明亮表示信號強度的數據。該數據被發送給掃描轉換器25，作為用亮度表示反射波的強度的B模式圖像顯示在監視器14上。
多普勒處理單元24根據從發送接收單元21接收到的回波信號對速度信息進行頻率分析，利用多普勒效應抽取血流、組織、造影劑回波成分，對多點求出平均速度、分散、功率等血流信息。得到的血流信息被發送給掃描轉換器25，作為平均速度圖像、分散圖像、功率圖像、這些的組合圖像在監視器14上彩色顯示出來。
掃描轉換器25將超聲波掃描的掃描線信號列變換成以視頻等為代表的一般的視頻格式的掃描線信號列，生成作為顯示圖像的超聲波診斷圖像。掃描轉換器25載置了存儲圖像數據的存儲器，例如在診斷之后可以調出操作者在檢查中記錄的圖像。而且，將進入掃描轉換器25之前的數據稱為“原始數據”。
電影存儲器26是保存與例如暫停之前的多個幀對應的超聲波圖像的存儲器。也可以通過連續顯示(電影顯示)存儲在電影存儲器26中的圖像，來顯示超聲波運動圖像。
圖像合成部27將從掃描轉換器25或者圖像處理部31接收到的圖像和各種參數的文字信息與標度等一起合成，作為視頻信號輸出到監視器14中。特別是圖像合成部27合成從掃描轉換器25接收的斑紋縮小之前的B模式圖像、從圖像處理部31接收的斑紋縮小之前的B模式圖像、和MIP處理之后的圖像，生成合成圖像。
控制處理器28具有作為信息處理裝置(計算機)的功能，是控制本超聲波診斷裝置本體的動作的控制裝置。控制處理器28從內部存儲部29讀出用于執行圖像生成、顯示等的控制程序，在自身具有的存儲器上展開，執行與各種處理有關的運算、控制等。
內部存儲部29保存用于執行后述的掃描時序、圖像生成、顯示處理的控制程序、診斷信息(患者ID、醫生的意見等)、診斷方案、發送接收條件、CFAR處理控制程序、身體標記生成程序及其它的數據組。而且，根據需要也用于圖像存儲器26中的圖像保存等。內部存儲部29的數據也可以經由接口電路30向外圍裝置轉送。
接口部30是與輸入裝置13、網絡、新的外部存儲裝置(未圖示)有關的接口。由該裝置得到的超聲波圖像等的數據和分析結果等可由接口部30經由網絡向其它的裝置轉送。
圖像處理部31基于來自控制處理器28的控制，對從掃描變換器25或者內部存儲29接收到的B模式圖像等執行CFAR處理等頻譜縮小處理、利用多幀圖像的MIP處理等各種圖像處理。
(微小結構物抽出功能)接下來，對本超聲波診斷裝置1具有的微小結構物抽出功能進行說明。該功能是，在例如乳房、肝臟、胰腺等的診斷中，通過在從B模式圖像(組織像)除去斑紋圖案的同時執行MIP處理，生成積極地抽出微小結構物后的生成圖像(微小結構物抽出圖像)。
在本實施方式中，為了具體進行說明，采用CFAR處理，作為從B模式圖像除去斑紋圖案的方法。但是，并不局限于此，例如能夠采用重疊來自不同方向的發送接收信號，使斑紋圖案平滑化后，降低顯示亮度的空間合成法；利用統計性質除去斑紋圖案的類似度過濾器法等各種方法。這里，以前的空間合成法的幾種采用的是僅僅使斑紋平滑化，來保持整體的亮度的顯示形態，但從本實施方式的宗旨來看，理想的是空間合成在斑紋平滑化的同時降低斑紋部分的亮度。
而且，CFAR處理這樣的用語用在雷達領域，在本實施方式中為了利用其關聯性進行具體說明，出于方便，采用“CFAR”這樣的語句。但是，并不局限于嚴格使用雷達領域中使用的方法或者統計量。
圖2、圖3是用于說明CFAR處理的概念的圖。在圖2A中，白色的矩形表示構成超聲波圖像的一般像素，黑色的矩形表示構成超聲波圖像的像素中關心的注目像素Pi，白色和黑色的中間色的矩陣表示位于注目像素Pi附近、后述(1)的平均處理中使用的像素(鄰近像素)。
CFAR處理按照例如下面的(1)～(3)的順序進行。
(1)首先，對于每個注目像素Pi，求出該像素Pi附近的像素的亮度平均值。此時，為了使自身的亮度不影響平均值，注目像素Pi自身也可以不包含在鄰近像素的亮度平均計算中。
(2)接下來，將從注目像素Pi的像素值減去了得到的平均值的值定義為對于該注目像素Pi的位置的計算結果Ki，存儲在內部存儲部29中。對全部的注目像素Pi執行該運算處理。
(3)下面，如果將預先確定的閾值記為T，在Ki≥T時，利用原來的亮度顯示該注目像素Pi(微小結構物的抽出)。另一方面，在Ki＜T時，該注目像素Pi的亮度值為0，不進行顯示(除去)。通過對全部的注目像素Pi執行這些處理，能夠執行與該圖像有關的CFAR處理。
而且，在上述(3)的判斷中，也可以在Ki≥T時，設亮度為Ki，顯示該注目像素Pi，在Ki＜T時，該注目像素Pi的亮度值為0，不進行顯示。
而且，在圖2A所示的例子中，為了縮短運算處理時間，將鄰近像素設為十字形。但是，鄰近像素的排列并不局限于此，在例如運算處理需要的時間不成問題時，也可如圖2B所示利用在更廣范圍內排列的鄰近像素求出平均值。
該CFAR處理對具有從斑紋變動偏離的亮度的信號的抽出是有效的。作為具有類似效果的演算方法，存在高通過濾器(僅僅抽出高頻成分的信號處理)。也可代替本CFAR處理，利用高通過濾器，但在斑紋圖案縮小時，存在CFAR處理要好些的場合。
接下來，對MIP處理進行說明。設幀Fi(i＝1，2，3，...，N)中的位置(x，y)的亮度值為Ki(x，y)。對N個幀F1、F2、...、FN計算MIP圖像就是對坐標(x，y)得到全部的幀的亮度最大值。其能象下面那樣公式化。
Mi(x，y)＝max[Ki(x，y)，(i＝1，2，3，…，N)]這里，max[]表示選擇[]內的最大值的計算。利用該計算結果Mi(x，y)生成新的圖像幀后的圖像成為MIP圖像。上述計算是N張圖像幀全部收集之后執行MIP處理的例子。與此相時，即使作為對象的N張沒有全部被收集，也可以比較新收集的1張圖像和在其之前收集的1張圖像之間對應的像素的大小，始終跟蹤多的一方的像素值，執行MIP處理(峰值跟蹤處理或者最大值保持運算)。即最初保持不變地向M1輸入第一幀的亮度K1。接下來，將第二幀的亮度值K2和M1比較，將高的一方代入M2。反復執行這一運算，第N次的MN成為全部的N張幀的MIP。以上的處理能夠象下面那樣公式化。
M1＝Ki(x，y)Mi(x，y)＝max[Ki(x，y)，Mi(x，y)]其中，(i＝1，2，3，...，N)下面，說明對B模式圖像(組織像)執行上述CFAR處理和MIP處理所生成的微小結構物抽出圖像。
圖4A是通常的B模式圖像，圖43、圖4C是對B模式圖像執行CFAR處理得到的圖像，圖4D是對B模式圖像執行CFAR處理和MIP處理所生成的微小結構物抽出圖像的示意圖。圖4E是通常的B模式圖像，圖4F是對B模式圖像執行CFAR處理得到的圖像，圖4G是對B模式圖像執行MIP處理得到的圖像，圖4H是對B模式圖像執行CFAR處理和MIP處理所生成的微小結構物抽出圖像的照片。
如圖4A或者圖4E所示，在掃描實際的生物體得到的B模式圖像中，斑紋圖案SP被重疊顯示，難以瞬時識別同一圖像上的微小結構物。而且，在圖4B或者圖4F所示的實施CFAR處理后的圖像中，除去了圖4A或者圖4E所示的斑紋圖案SP，僅僅殘存微小結構物(圖中箭頭)和組織邊緣，提高了視認性。但是，因為實際上對生物體進行三維掃描，所以得到圖4B或者圖4F所示的圖像是瞬間的。因此，4B或者圖4F所示的圖像上的微小結構物如4C或者圖4G那樣從圖像上無法看到，診斷時不能以足夠的時間顯示微小結構物。
另一方面，利用微小結構物抽出圖像，如果通過CFAR處理除去了斑紋圖案后的圖像中的任何一個捕捉到微小結構物，則如圖4D或者圖4H所示，該微小結構物通過MIP處理一定會在微小結構物抽出圖像中得到反映。而且，該微小結構物抽出圖像作為靜止圖像在診斷中能夠以足夠的時間顯示。
而且，利用微小結構物抽出功能，能夠確定獲取微小結構物抽出圖像上的微小結構物后的B模式圖像的幀。
圖5是表示上述B模式圖像幀的確定處理的流程的流程圖。圖6是在該B模式圖像幀的確定處理中使用的顯示形態(Dual顯示)的一個例子。如圖5、圖6所示，這里，微小結構物抽出圖像125由第i個B模式圖像到第i+N個B模式圖像構成。
首先，顯示第i幅B模式圖像(步驟S51)，獲取MIP圖像上的由光標123B指示的位置的亮度值B1(步驟S52)。
接下來，在第i幅B模式圖像中，獲取在空間上與由上述光標123B指示的位置對應的位置的亮度值B2后(步驟S53)，比較B1和B2(步驟S54)。如果在該比較時B2＜B1，則判斷結果是該B模式圖像不是期望的圖像，顯示下面的第i+1幅B模式圖像(步驟S55)，反復執行步驟S53的處理。另一方面，如果在步驟S54的比較中B2≥B1，則判斷結果為是該B模式圖像，算法結束。
而且，本例是按照特定處理依次顯示B模式圖像，但也可以省略至查找結束的顯示，僅僅最后顯示作為確定結果的B模式圖像。
由本微小結構物抽出功能生成的圖像在例如監視器14上以例如將該圖像單獨顯示在監視器14的畫面上的單獨顯示、Dual顯示、Triplex顯示這樣的規定形態被顯示。
這里，單獨顯示是指將該圖像單獨顯示在監視器14的畫面上。
另外，Dual顯示是指將監視器14的畫面一分為二，同時顯示不同種類的圖像。一般來說，一邊顯示過去攝制的靜止圖像，另一邊顯示現在正在掃描的當前圖像，但作為現有技術，也存在一邊為B模式當前圖像、另一邊為多普勒圖像這樣的兩幅當前圖像的場合。在本實施方式中，能夠利用該Dual顯示，以任意的組合顯示CFAR處理前的B模式圖像、CFAR處理后的B模式圖像、微小結構物抽出圖像。也可以例如如圖6所示那樣同時顯示微小結構物抽出圖像125和獲取該微小結構物抽出圖像上的微小結構物123b(123a)后的B模式圖像121。而且，也能夠在生成微小結構物抽出圖像之前，如圖7所示，同時顯示CFAR處理前的B模式圖像121和CFAR處理后的B模式圖像122。另外，還可以顯示使CFAR處理前的B模式圖像121與CFAR處理后的B模式圖像122重疊后的重疊圖像，和微小結構物抽出圖像。
另外，Triplex顯示是指，將監視器14的畫面一分為三，同時顯示不同種類的圖像。利用該Triplex顯示，如例如圖8所示，可以同時顯示微小結構物抽出圖像124、獲取該微小結構物抽出圖像上的微小結構物后的B模式圖像121、以及對該B模式圖像執行CFAR處理后的圖像122。
(動作)下面，對利用上述微小結構物抽出功能的圖像處理/顯示處理的動作進行說明。根據本實施方式，能夠在生成微小結構物抽出圖像之后，單獨顯示CFAR處理前的B模式圖像、CFAR處理后的B模式圖像、微小結構物抽出圖像中的任何一幅圖像，而且，能夠Dual顯示或者Triplex顯示任何組合。但是，根據圖像處理的順序，在能夠實時提示的圖像中會產生差異。以下，在基于該差異分類的每個實施例中，對利用本微小結構物抽出功能的圖像處理/顯示處理的動作進行說明。
實施例1是Dual顯示B模式圖像和利用該B模式圖像進行CFAR處理后的圖像，獲取規定幀數的B模式圖像后生成微小結構物抽出圖像并顯示的實施例。
圖9是表示在實施例1的顯示模式下執行的處理流程的流程圖。在該圖中，一旦通過由操作者輸入裝置面板的按鈕等，指示本實施例的顯示模式，則通過按照規定的順序執行超聲波發送接收，生成圖像幀(步驟S91)。而且，由該超聲波發送接收收集的圖像是指所謂的通常B模式圖像收集。
接下來，圖像處理部31將掃描轉換后的B模式圖像放到圖像處理部31中，執行CFAR處理(步驟S92)。執行CFAR處理后的圖像自動存儲在內部存儲部29中，同時發送給圖像合成部27。圖像合成部27生成由同一幀的CFAR處理后的圖像和CFAR處理前的圖像構成的合成圖像，發送給監視器14。監視器14同時Dual顯示CFAR處理前后的B模式圖像(步驟S93)。
對收集的B模式圖像反復執行上述步驟S91～S93的處理，CFAR處理前后的B模式圖像以例如圖7所示的形態實時動畫顯示(步驟S94)。
接下來，如果操作者通過結束按鈕等的操作輸入“FREEZE”指示，則超聲波的發送接收結束。圖像處理部31從內部存儲部29再次調出執行CFAR處理后的圖像組，對從開始到結束的CFAR圖像執行MIP處理(步驟S95)。以規定的形態顯示由該MIP處理得到的微小結構物抽出圖像(步驟S96)。
而且，在步驟S95的MIP處理中，也可以采用在再啟動電影存儲器26中記錄的數據的同時，指定MIP處理的開始幀和結束幀的方法。
實施例2是對規定幀數的B模式圖像執行CFAR處理后生成微小結構物抽出圖像，實現該微小結構物抽出圖像和CFAR處理前的B模式圖像或者CFAR處理后的B模式圖像的Dual顯示，或者微小結構物抽出圖像、CFAR處理前的B模式圖像以及CFAR處理后的B模式圖像的Triplex顯示。
圖10是表示在實施例2的顯示模式下執行的處理流程的流程圖。在該圖中，一旦通過由操作者輸入裝置面板的按鈕等，指示本實施例的顯示模式，則通過按照規定的順序執行超聲波發送接收，生成圖像幀(步驟S101)。
接下來，圖像處理部31對收集的幀的B模式圖像執行CFAR處理(步驟S102)。執行CFAR處理后的圖像自動存儲在內部存儲部29中。圖像處理部31從內部存儲部29再次調出執行CFAR處理后的圖像或者圖像組，執行MIP處理(步驟S103)。由該MIP處理得到的微小結構物抽出圖像根據需要與內部存儲部29內的(CFAR處理前的)B模式圖像、CFAR處理后的B模式圖像合成，利用Dual顯示或者Triplex顯示進行顯示(步驟S104)。而且，根據需要反復執行步驟S101～S104的處理(步驟S105)。
實施例3是生成CFAR處理前的B模式圖像和CFAR處理后的B模式圖像的重疊圖像，并顯示該重疊圖像和微小結構物抽出圖像的實施例。
圖11是顯示在實施例3的顯示模式下執行的處理流程的流程圖。在該圖中，一旦通過由操作者輸入裝置面板的按鈕等，指示本實施例的顯示模式，則按照規定的時序執行超聲波發送接收，生成圖像幀(步驟S111)。
接下來，圖像處理部31對收集的幀的B模式圖像執行CFAR處理(步驟S112)。執行CFAR處理后的圖像自動存儲在內部存儲部29中。圖像處理部31從內部存儲部29再次調出執行CFAR處理后的圖像或者圖像組，執行MIP處理(步驟S113)。
圖像合成部27生成將CFAR處理前的圖像和CFAR處理后的圖像重疊(合成)后的重疊圖像(步驟S114)。適合的是，該圖像是改變B模式圖像的色調和CFAR處理后的圖像的色調中任何一個或者兩個(例如，將B模式圖像改為藍色，CFAR處理后的圖像不變，為灰色)并重疊(合成)。
以規定的形態顯示該重疊圖像和微小結構物抽出圖像(步驟S115)，根據需要反復執行步驟S111～S115的處理(步驟S116)。另外，也可以通過從內部存儲部29內讀出并合成CFAR處理前的B模式圖像等，進行與重疊圖像及微小結構物抽出圖像的Triplex顯示。
(效果)利用上述結構，能夠得到以下效果。
利用本超聲波診斷裝置，在例如乳房、肝臟、胰腺等的診斷中，通過在從B模式圖像除去斑紋圖案的同時，執行MIP處理，能夠生成微小結構物抽出圖像。醫生等通過觀察該微小結構物抽出圖像，可以在短時間內發現用眼睛難以識別與斑紋圖案的區別、而且僅僅在特定的截面圖像中出現的微小結構物。另外，即使在3維地掃描生物體的場合，也能夠減輕微小結構物的疏忽，實現診斷方式的改善和診斷時間的縮短。
而且，利用本超聲波診斷裝置，能夠讀出存儲部中存儲的斑紋圖案除去之前的B模式圖像、斑紋圖案除去之后的B模式圖像、微小結構物抽出圖像中的期望的圖像，以例如Dual顯示、Triplex顯示等規定的形態進行顯示。另外，在不同種類同時顯示的各顯示形態中，在各圖像中以與同一位置對應的方式配置光標。因此，醫生等觀察者能夠根據目的以規定的顯示形態在規定的定時下顯示微小結構物抽出圖像的同時，利用多種圖像迅速且簡單地指示并觀察微小構造物。
而且，利用本超聲波診斷裝置，能夠自動確定獲取微小結構物抽出圖像上的微小結構物后的B模式圖像的幀。因此，醫生等觀察者能夠利用微小結構物抽出圖像確定微小絡構物，利用取得該微小結構物后的B模式圖像觀察更詳細的組織圖像，能夠有助于醫療行為的質的提高。
而且，在本超聲波診斷裝置中，用于除去斑紋圖案的信號處理能夠利用每一幀的圖像來執行，而且，MIP處理能夠利用至少兩張圖像執行。因此，為了實現本實施方式的微小結構物抽出處理，不一定需要三維圖像處理系統。其結果是，能夠實現較便宜的、可以實現本微小結構物抽出處理的超聲波診斷裝置。
(第二實施方式)下面，對第二實施方式的超聲波診斷裝置1進行說明。第一實施方式的超聲波診斷裝置1是利用多幀CFAR處理后的B模式圖像執行MIP處理，來生成微小結構物抽出圖像。與此相對的是，本實施方式的超聲波診斷裝置1利用多幀(CFAR處理前的)B模式圖像執行MIP處理，之后執行CFAR處理，來生成微小結構物抽出圖像。
圖12是表示本實施方式的超聲波診斷裝置的微小結構物抽出圖像生成處理的流程的流程圖。在該圖中，一旦通過由操作者輸入裝置面板的按鈕等，指示規定的顯示模式，則按照規定的時序執行超聲波發送接收，生成圖像幀(步驟S121)。
接下來，圖像處理部31利用從掃描轉換器25依次輸入的B模式圖像執行峰值跟蹤處理，從而執行MIP處理(步驟S122)。進行了MIP處理的圖像與B模式圖像一起在監視器14上Dual顯示(步驟S123)。而且，步驟S121～S123的處理一直進行到執行了希望范圍的超聲波掃描為止(步驟S124)。
然后，通過時在步驟S122中得到的MIP圖像執行CFAR處理，圖像處理部31生成微小結構物抽出圖像(步驟S125)。圖像合成部27生成用于單獨或者根據需要與其它圖像等一起顯示該微小結構物抽出圖像的合成圖像數據，將其發送給監視器14。監視器14顯示微小結構物抽出圖像(或者包含它的合成圖像)(步驟S126)。
利用上述結構，也能夠生成并顯示微小結構物抽出圖像。而且，根據本發明者的研究，將本實施方式的方法和第一實施方式的方法進行比較，認為第一實施方式的方法(即在CFAR處理后執行MIP處理的方法)能夠得到更有效的效果的情況要多些。
(第三實施方式)下面，對本發明的第三實施方式進行說明。本實施方式對實現與第一和第二實施方式相同的作用效果的超聲波診斷裝置1的其它結構例進行說明。
圖13示出了第三實施方式的超聲波診斷裝置1的模塊結構圖。對該圖和圖1進行比較，電影存儲器26、內部存儲部29、圖像處理部31之間的數據流動不同。在本實施方式的超聲波裝置中，電影存儲器26中記錄的圖像數據向圖像處理部31發送，執行CFAR處理、MIP處理。因為該圖像數據是掃描變換前的原始數據，所以圖像處理部31必須構成為也可以執行掃描變換處理。
采用上述結構也可以實現與第一及第二實施方式相同的作用效果。
(第4實施方式)下面，對本發明的第4實施方式進行說明。本實施方式時實現與第一和第二實施方式相同的作用效果的超聲波診斷裝置1的其它結構例進行說明。
圖14示出了第4實施方式的超聲波診斷裝置1的模塊結構圖。對該圖和圖1進行比較，在具有取代B模式處理單元23的B模式處理、圖像處理部40這一點上和沒有圖像處理部31這一點上存在差別。
B模式處理·圖像處理部40在B模式處理·圖像處理部23的功能之外，還具有圖像處理部31的功能。換言之，B模式處理·圖像處理部23在生成B模式圖像的同時，還生成執行了CFAR(或者空間的高通過濾器處理)的其它圖像(CFAR處理后的圖像)，并向掃描轉換器25轉送。掃描變換之后，上述2種圖像由圖像合成部以并列顯示的方式合成，顯示在監視器上。
采用上述結構也可以實現與第一及第二實施方式相同的作用效果。
(第5實施方式)下面，對本發明的第5實施方式進行說明。本實施方式中，對應于診斷對象和由其產生的斑紋圖案、運算時間的縮短等各種目的，任意改變用于減輕斑紋圖案成分的過濾器類型。而且，本實施方式的結構對于第一至第4實施方式中任何一個的超聲波診斷裝置也可以適用。
圖15A、B、C示出了本實施方式的超聲波診斷裝置執行的CFAR處理中使用的內核的例子。中央的黑色像素是對象像素，使用從周圍的黑色和白色的中間色像素得到的亮度值的平均值，執行上述CFAR處理。這里，內核的大小是21×21＝441個像素，但為了縮短運算時間，能夠如圖所示精選適當的像素使用。
一旦操作者輸入了輸入裝置13的內核設定按鈕，則讀出內部存儲部29中存儲的CFAR處理控制程序，在控制處理器28的存儲區域中展開，同時顯示例如圖15A所示的窗口。如果操作者通過該窗口點擊例如非選擇狀態(白色)的像素，則成為選擇狀態(黑色和白色的中間色)，相反如果點擊選擇狀態的像素，則成為非選擇狀態，從而能夠自由改變運算中使用的像素位置和數量。
而且，操作者也可以設定圖15B、C所示那樣的任意的內核圖案。即，與圖15A所示的比較等方向地配置的圖案相比，為了減輕規則配置的干涉，能夠設定圖15B所示的比較隨機地配置的內核圖案。而且，圖15C所示的內核圖案是用于更多地獲取橫向像素的配置例，對于從例如肌肉組織橫向顯著這樣的圖像中刪除這樣的肌肉組織的圖案而言是有效的。而且，也可以構成為預先準備多個內核圖案，操作者通過選擇畫面從其中選擇期望的圖案。
而且，在上述說明中，將操作者自身設定希望的內核圖案的場合作為例子，但并不局限于此，也可以構成為例如禁止用戶側的變更，在工廠出庫時和維護時僅僅在制造者側可以設定、改變內核圖案。
利用上述結構，能夠迅速和簡便地實現符合診斷對象和由其產生的斑紋圖案、計算時間的縮短等各種目的、狀況的CFAR處理。其結果是，可以生成、提供更合適的微小結構物抽出圖像。
(第6實施方式)下面，對本發明的第6實施方式進行說明。本實施方式具有自動判斷是否對診斷對象的整個區域進行超聲波掃描并將其結果提示給操作者的功能(掃描范圍判斷功能)。而且，對于第一至第5實施方式中任何一個的超聲波診斷裝置，也可以具有本掃描范圍判斷功能。
圖16是表示使第一實施方式的超聲波診斷裝置1具有本掃描范圍判斷功能時的模塊結構的圖。將該圖與圖1進行比較，不同點在于還具有位置傳感器31、磁發生器32、位置檢測單元33。
磁發生器32在包含診斷對象及超聲波探頭12的空間中產生磁場的同時，將與該產生的磁場有關的數據發送給位置檢測單元33。
位置傳感器31通過在上述磁場中移動來檢測磁場的變化。
位置檢測單元33基于從磁發生器32接收到的數據和由位置傳感器檢測到的磁場變化，檢測超聲波探頭12的3維的移動量。
但是，在第一至第5實施方式中執行的MIP處理是利用對空間進行3維掃描得到的多幅圖像進行的。此時，理想的當然是對作為診斷對象的器官等的整個區域進行掃描。控制處理器28基于由位置檢測單元33檢測出的超聲波探頭12的3維移動量，利用圖17A、B所示的身體標記，生成可以判斷是否掃描診斷對象的整個區域的信息(即診斷對象的被掃描區域)。
身體標記是指用于指示超聲波掃描部位和方向的模式圖，與文字信息相同，可以在圖像合成部27中與超聲波圖像一起顯示在監視器14上。而且，一般也使用圖17A的探頭標記52，為了指示探頭相對于乳房的接觸方向，操作者對身體標記進行添加。
在本掃描范圍判斷功能中，首先，響應于來自輸入裝置13的規定指示，啟動內部存儲器29中存儲的身體標記生成程序，在控制處理器28的存儲器上展開。控制處理器28基于該身體標記生成程序和來自位置檢測單元33的超聲波探頭12的3維移動量，生成例如圖18A、B所示那樣的用不同顏色表示被掃描區域的新的身體標記。生成的該身體標記在圖像合成部27中與超聲波圖像合成，顯示在監視器14上。醫生等操作者通過觀察該身體標記，能夠判斷是否掃描診斷對象的整個區域，掌握未掃描區域等。
而且，根據需要，存在對同一診斷對象執行多次超聲波掃描的場合。在該場合，可以在每次作為一次MIP處理的對象的超聲波掃描中，生成圖18A、B所示的身體標記并顯示，也可以對同一身體標記根據超聲波掃描次數分配顏色并顯示。
圖19A、B是示出利用身體標記的被掃描區域用不同顏色表示的其它例子的圖。在該圖中，通過1次3維掃描而生成1張MIP圖像，用斜線54表示該區域。在再次通過其它3維掃描生成第二張MIP圖像的情況下，用不同的斜線55表示該區域。利用這樣的顯示方式，不僅能夠確認掃描區域的遺漏，在MIP圖像中觀察到異常的發現時，還能夠很容易地判斷它是哪一個局部區域。而且，可以在圖像上存儲被掃描區域而作為身體標記，能夠提高檢查效率。
利用上述結構，能夠自動判斷是否對診斷對象的整個區域進行超聲波掃描，將其結果提示給操作者。因此，操作者能夠容易地識別已經進行了超聲波掃描的診斷對象區域和還沒有進行超聲波掃描的診斷對象區域，同時對檢查的遺忘等有幫助。而且，操作者能夠掌握由微小結構物抽出圖像等指示的微小結構物存在于實際診斷對象的哪一個區域。其結果有助于醫療行為的質的提高。
本發明不局限于上述實施方式，在實施階段，能夠在不脫離其要點的范圍內改變構成部件并實施。作為具體的變形例，例如，各實施方式的各功能也能夠通過在工作站等的計算機上安裝執行該處理的程序，將其在存儲器上展開來實現。此時，能夠使計算機執行該方法的程序也可以存儲在磁盤(軟(注冊商標)盤、硬盤等)、光盤(CD-ROM、DVD等)、半導體存儲器等記錄介質上而發行。
而且，利用上述實施方式中公開的多個構成部件的適當組合，能夠形成各種發明。例如，也可以從實施方式中示出的全部構成要素中去掉幾個構成要素。還可以適當組合不同的實施方式中的構成要素。
權利要求
1.一種對被檢查體進行超聲波掃描而獲取超聲波圖像的超聲波診斷裝置，具有超聲波探頭，對上述被檢查體發送超聲波，從該超聲波接收與多幀相關的回波信號；圖像生成單元，通過執行減輕與接收到的上述多幀相關的各個回波信號中包含的斑紋圖案成分的信號處理，生成與上述多幀相關的第一圖像，通過利用與上述多幀相關的第一圖像執行最大值投影運算或者最大值保持運算，生成第二圖像；顯示單元，顯示所生成的上述第二圖像。
2.權利要求1記載的超聲波診斷裝置，減輕斑紋圖案成分的上述信號處理是CFAR(Contrast False Alarm Rate)處理。
3.權利要求1記載的超聲波診斷裝置，減輕斑紋圖案成分的上述信號處理是利用空間高通濾波器的處理。
4.權利要求1記載的超聲波診斷裝置，在基于與上述接收到的上述多幀相關的回波信號生成的第三圖像、上述第一圖像、上述第二圖像中，上述顯示單元至少同時顯示2個。
5.權利要求1記載的超聲波診斷裝置，上述顯示單元將基于與上述接收到的上述多幀相關的回波信號生成的第三圖像和上述第一圖像重疊后的重疊圖像與上述第二圖像同時顯示。
6.權利要求1記載的超聲波診斷裝置，還具有用于在減輕斑紋圖案成分的上述信號處理中利用濾波器的情況下，改變該濾波器形式的變更單元。
7.權利要求1記載的超聲波診斷裝置，還具有檢測上述超聲波探頭的移動范圍的檢測單元，和基于檢測出的上述超聲波探頭的移動范圍，計算該被檢查體的超聲波掃描區域的計算單元，其中上述顯示單元以規定的形態顯示所計算出的上述超聲波掃描區域。
8.權利要求1記載的超聲波診斷裝置，上述顯示單元顯示利用身體標記計算出的上述超聲波掃描區域。
9.權利要求1記載的超聲波診斷裝置，上述圖像生成單元通過利用至少上述第一圖像執行最大值投影運算或者最大值保持運算，生成上述第二圖像。
10.一種用超聲波對被檢查體進行掃描而獲取超聲波圖像的超聲波診斷裝置，具有超聲波探頭，向上述被檢查體發送超聲波，從該超聲波接收與多幀相關的回波信號；圖像生成單元，通過利用與接收到的上述多幀相關的回波信號執行最大值投影運算或者最大值保持運算，生成第一圖像，通過執行減輕上述第一圖像中包含的斑紋圖案成分的信號處理，生成第二圖像；和顯示單元，顯示所生成的上述第二圖像。
11.權利要求10記載的超聲波診斷裝置，減輕上述斑紋圖案成分的上述信號處理是CFAR(Contrast False Alarm Rate)處理。
12.權利要求10記載的超聲波診斷裝置，減輕斑紋圖案成分的上述信號處理是利用空間高通濾波器的處理。
13.權利要求10記載的超聲波診斷裝置，在基于與上述接收到的上述多幀相關的回波信號生成的第三圖像、上述第一圖像、上述第二圖像中，上述顯示單元至少同時顯示2個。
14.權利要求10記載的超聲波診斷裝置，上述顯示單元將基于與上述接收到的上述多幀相關的回波信號生成的第三圖像和上述第一圖像重疊后的重疊圖像與上述第二圖像同時顯示。
15.權利要求10記載的超聲波診斷裝置，還具有用于在減輕斑紋圖案成分的上述信號處理中利用濾波器的情況下，改變該濾波器形式的變更單元。
16.權利要求10記載的超聲波診斷裝置，還具有檢測單元，檢測上述超聲波探頭的移動范圍，和計算單元，基于檢測出的上述超聲波探頭的移動范圍，計算該被檢查體的超聲波掃描區域，其中上述顯示單元以規定的形態顯示所計算出的上述超聲波掃描區域。
17.權利要求10記載的超聲波診斷裝置，上述顯示單元顯示利用身體標記計算出的上述超聲波掃描區域。
18.權利要求10記載的超聲波診斷裝置，上述圖像生成單元通過利用至少上述第一圖像執行最大值投影運算或者最大值保持運算，生成上述第二圖像。
19.一種用超聲波掃描被檢查體而得到的超聲波圖像的處理方法，具備下述步驟利用圖像生成單元，通過執行減輕與超聲波診斷裝置取得的多幀相關的各個回波信號中包含的斑紋圖案成分的信號處理，生成與上述多幀相關的第一圖像，通過利用與上述多幀相關的第一圖像執行最大值投影運算或者最大值保持運算，生成第二圖像，由顯示單元顯示所生成的上述第二圖像。
20.一種用超聲波掃描被檢查體而得到的超聲波圖像的處理方法，具備下述步驟利用圖像生成單元，通過執行減輕與超聲波診斷裝置取得的多幀相關的回波信號的各個信號中包含的斑紋圖案成分的信號處理，生成與上述多幀相關的第一圖像，通過執行減輕上述第一圖像中包含的斑紋圖案成分的信號處理，生成第二圖像，由顯示單元顯示所生成的上述第二圖像。
全文摘要
在例如乳房的超聲波診斷中，在執行從B模式圖像(組織圖像)除去斑紋圖案的CFAR處理的同時執行MIP處理，生成積極地抽出微小結構物后的微小結構物抽出圖像。生成的微小結構物抽出圖像與例如CFAR處理前的B模式圖像及CFAR處理后的B模式圖像一起被Dual顯示或者Triplex顯示。
文檔編號A61B8/14GK1915178SQ200610106100
公開日2007年2月21日 申請日期2006年3月31日 優先權日2005年3月31日
發明者神山直久 申請人:株式會社東芝, 東芝醫療系統株式會社