專(zhuān)利名稱(chēng)：超聲波診斷裝置及超聲波圖像處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波診斷裝置及超聲波圖像處理裝置。
技術(shù)背景
超聲波診斷具有如下的簡(jiǎn)便性?xún)H通過(guò)從體表接觸超聲波探頭的簡(jiǎn)單操作就能夠 實(shí)時(shí)地顯示心臟的跳動(dòng)或胎兒運(yùn)動(dòng)的樣子，并且由于安全性高，所以能夠重復(fù)進(jìn)行檢測(cè)，此 外，與X射線、CT、MRI等其他診斷設(shè)備相比，系統(tǒng)規(guī)模較小，還能夠容易進(jìn)行在床邊移動(dòng)狀 態(tài)下的檢查。此外，超聲波診斷不像X射線等那樣有放射線輻射影響，能夠用于婦產(chǎn)科或家 庭醫(yī)療等中。
在這樣的超聲波診斷裝置中，近年來(lái)實(shí)現(xiàn)了能夠生成并顯示三維圖像數(shù)據(jù)的超聲 波診斷裝置。這樣的超聲波診斷裝置與以往的超聲波診斷裝置以二維的方式掃描超聲波、 生成并顯示與二維區(qū)域(截面)對(duì)應(yīng)的圖像的技術(shù)相比，能夠通過(guò)以三維的方式掃描超聲 波束來(lái)收集并顯示三維的超聲波圖像。此外，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了根據(jù)所收集的三維圖像數(shù)據(jù)來(lái)制 作顯示任意的截面圖像(MRI像)的技術(shù)，以及根據(jù)所收集的心臟的三維圖像數(shù)據(jù)自動(dòng)地檢 測(cè)并顯示任意的截面的技術(shù)。
此外，近年來(lái)，還開(kāi)發(fā)了被稱(chēng)作三維跟蹤的技術(shù)。在該技術(shù)中，首先，針對(duì)多個(gè)MPR 截面(典型的為“通過(guò)心內(nèi)腔中心軸的2個(gè)以上的截面”)，對(duì)左室的內(nèi)外膜輸入初始輪廓 (初始時(shí)間相位時(shí))，由該輸入的初始輪廓來(lái)構(gòu)成初始時(shí)間相位時(shí)的三維輪廓，利用圖案匹 配等技術(shù)處理，相對(duì)經(jīng)過(guò)時(shí)間地對(duì)該三維輪廓進(jìn)行心肌的局部部位的跟蹤，根據(jù)跟蹤結(jié)果 來(lái)計(jì)算出心肌的移動(dòng)向量或應(yīng)變等的壁運(yùn)動(dòng)信息，定量地評(píng)價(jià)心肌的壁運(yùn)動(dòng)。
在此，三維跟蹤技術(shù)中的內(nèi)外膜的初始輪廓的輸入如下執(zhí)行。即，首先，設(shè)定通過(guò) 左室心尖部的左室中心軸。接著，針對(duì)作為Mra圖像而顯示的一個(gè)截面(下面稱(chēng)作截面A)， 例如調(diào)節(jié)相對(duì)于左室中心軸的截面A的角度，以便顯示例如四腔像。接著，針對(duì)MPR圖像的 另一個(gè)截面(下面稱(chēng)作截面B)，例如調(diào)節(jié)相對(duì)于左室中心軸的截面B的角度，以便顯示例如 二腔像。通過(guò)以上操作，在截面A顯示四腔像，在截面B顯示二腔像。此外，通過(guò)將截面A 和截面B設(shè)置成與作為詞典數(shù)據(jù)而具有的截面相同的截面，由此能夠半自動(dòng)地設(shè)定初始輪 廓。此外，通過(guò)使用由用戶(hù)輸入的Mra截面的左右閥環(huán)位置和心尖位置的三點(diǎn)，能夠自動(dòng)設(shè) 定初始輪廓。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2003-175041號(hào)公報(bào)
非專(zhuān)利文獻(xiàn) 1 :IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition vol. 2，ppl559-1565
但是，在現(xiàn)有技術(shù)的超聲波診斷裝置中，在為了輸入三維跟蹤的初始輪廓而同時(shí) 顯示“通過(guò)心內(nèi)腔中心軸的兩個(gè)以上的截面”時(shí)，存在有如下的問(wèn)題。
即，每次必須要進(jìn)行如下的各處理設(shè)定通過(guò)左室心尖部的左室中心軸，調(diào)節(jié)作為 四腔像的截面A和作為二腔像的截面B相對(duì)左室中心軸的角度，提取采用了四腔像和二腔 像的初始輪廓。因此，存在有用于初始輪廓設(shè)定的操作繁雜的問(wèn)題。
此外，若例如要利用截面自動(dòng)檢測(cè)功能來(lái)檢測(cè)和顯示四腔像和二腔像，則例如有 可能會(huì)錯(cuò)誤地檢測(cè)四腔像和二腔像，或者檢測(cè)到的截面不符合的情形。在該情況下，用戶(hù)必 需手動(dòng)進(jìn)行截面位置的修正操作，結(jié)果操作變繁雜。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠根據(jù)三維圖像數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單且正確地顯示通過(guò)心內(nèi) 腔中心軸的所希望的多個(gè)截面并能夠容易地進(jìn)行用于三維跟蹤的初始輪廓輸入的多個(gè)截 面同時(shí)顯示操作的超聲波診斷裝置和超聲波圖像處理裝置。
本發(fā)明的超聲波診斷裝置，具備數(shù)據(jù)取得單元，通過(guò)在整個(gè)規(guī)定期間對(duì)包括被檢 體的心臟的至少一部分在內(nèi)的三維區(qū)域執(zhí)行超聲波掃描，取得在整個(gè)上述規(guī)定期間的多個(gè) 體數(shù)據(jù)；檢測(cè)條件設(shè)定單元，設(shè)定檢測(cè)條件，該檢測(cè)條件是為了根據(jù)至少一個(gè)上述體數(shù)據(jù)檢 測(cè)多個(gè)截面而使用的條件，該檢測(cè)條件至少包括與至少一個(gè)截面有關(guān)的檢測(cè)準(zhǔn)確度以及截 面之間所成的角度；截面檢測(cè)單元，按照設(shè)定的上述檢測(cè)條件，根據(jù)至少一個(gè)上述體數(shù)據(jù)檢 測(cè)上述多個(gè)截面；圖像生成單元，生成與檢測(cè)到的上述多個(gè)截面的各個(gè)截面相對(duì)應(yīng)的MPR 圖像；以及顯示單元，顯示上述MPR圖像。
發(fā)明效果
根據(jù)以上發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)能夠根據(jù)三維圖像數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單且正確地顯示通過(guò)心內(nèi)腔中 心軸的所希望的多個(gè)截面并能夠容易地進(jìn)行用于三維跟蹤的初始輪廓輸入的多個(gè)截面同 時(shí)顯示操作的超聲波診斷裝置、超聲波圖像處理裝置以及超聲波圖像處理程序。


圖1示出本實(shí)施方式的超聲波診斷裝置1的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是示出基于本基準(zhǔn)截面設(shè)定輔助功能的處理(基準(zhǔn)截面設(shè)定輔助處理)的流 程的流程圖。
圖3是示出截面A的檢測(cè)準(zhǔn)確度a、截面B的檢測(cè)準(zhǔn)確度b、截面A和截面B所成 的角度c的顯示例的圖。
符號(hào)說(shuō)明
1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；2 模式處理單元；對(duì)多普勒處理單元J6截面自動(dòng)檢測(cè)單元；觀圖像 生成單元；29圖像合成單元；30控制處理器(CPU) ；33存儲(chǔ)單元；35接口單元具體實(shí)施方式
一實(shí)施方式的超聲波診斷裝置，具備數(shù)據(jù)取得單元，通過(guò)在整個(gè)規(guī)定期間對(duì)包括 被檢體的心臟的至少一部分在內(nèi)的三維區(qū)域執(zhí)行超聲波掃描，取得在整個(gè)上述規(guī)定期間的 多個(gè)體數(shù)據(jù)；檢測(cè)條件設(shè)定單元，設(shè)定檢測(cè)條件，該檢測(cè)條件是為了根據(jù)至少一個(gè)上述體數(shù) 據(jù)檢測(cè)多個(gè)截面而使用的條件，該檢測(cè)條件至少包括與至少一個(gè)截面有關(guān)的檢測(cè)準(zhǔn)確度以及截面之間所成的角度；截面檢測(cè)單元，按照設(shè)定的上述檢測(cè)條件，根據(jù)至少一個(gè)上述體數(shù) 據(jù)檢測(cè)上述多個(gè)截面；圖像生成單元，生成與檢測(cè)到的上述多個(gè)截面的各個(gè)截面相對(duì)應(yīng)的 MPR圖像；以及顯示單元，顯示上述MPR圖像。
下面，按照附圖，說(shuō)明實(shí)施方式。此外，在下面的說(shuō)明中，對(duì)具有大致相同的功能和 結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素附加相同標(biāo)記，只在必要的情況下進(jìn)行重復(fù)說(shuō)明。
圖1示出本實(shí)施方式的超聲波診斷裝置1的結(jié)構(gòu)框圖。如該圖所示，本超聲波診 斷裝置1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、B模式處理單元23、多普勒處理單元M、截面自動(dòng)檢測(cè)單元26、圖像生成單元28、圖 像合成單元四、控制處理器(CPU)30、存儲(chǔ)單元33和接口單元35。下面，對(duì)各個(gè)構(gòu)成要素的 功能進(jìn)行說(shuō)明。
超聲波探頭12具有多個(gè)壓電振子，根據(jù)來(lái)自超聲波發(fā)送單元21的驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成 超聲波，并將來(lái)自被檢體的反射波變換為電信號(hào)；設(shè)在該壓電振子上的整合層；以及背襯 件，防止從該壓電振子向后方傳播超聲波。若從該超聲波探頭12向被檢體P發(fā)送超聲波， 則該發(fā)送超聲波在體內(nèi)組織的聲阻抗的非連續(xù)面接連不斷地被反射，作為回波信號(hào)而被超 聲波探頭12所接收。該回波信號(hào)的振幅取決于反射的非連續(xù)面中的聲阻抗之差。此外，所 發(fā)送的超聲波脈沖在移動(dòng)中的血流或心臟壁等的表面上被反射時(shí)的回波，根據(jù)多普勒效應(yīng) 而取決于移動(dòng)體的超聲波發(fā)送方向的速度成分，被進(jìn)行頻率偏移。
輸入裝置13與裝置主體11連接，具有用于向裝置主體11輸入來(lái)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(huà)質(zhì)條件設(shè)定指示等的各種開(kāi)關(guān)、按鈕、跟蹤 球、鼠標(biāo)13、鍵盤(pán)等。例如，若操作者操作輸入裝置13的結(jié)束按鈕或FREE觀按鈕，則超聲波 的收發(fā)結(jié)束，該超聲波診斷裝置成為暫時(shí)停止?fàn)顟B(tài)。
監(jiān)視器14根據(jù)來(lái)自圖像生成單元觀的視頻信號(hào)，作為圖像而顯示生物體內(nèi)的形 態(tài)學(xué)信息或血流信息。
超聲波發(fā)送單元21具有未圖示的觸發(fā)生成電路、延遲電路和脈沖發(fā)生電路等。在 脈沖發(fā)生電路中以規(guī)定的額定頻率fr Hz(周期；Ι/fr秒)重復(fù)生成用于形成發(fā)送超聲波 的額定脈沖。此外，在延遲電路中，對(duì)各額定脈沖賦予延遲時(shí)間，該延遲時(shí)間是在按照每個(gè) 信道波束狀地集中超聲波束且決定發(fā)送指向性時(shí)必需的延遲時(shí)間。觸發(fā)生成電路按照基于 該額定脈沖的定時(shí)，對(duì)探頭12施加驅(qū)動(dòng)脈沖。
此外，超聲波發(fā)送單元21具有如下功能為了按照控制處理器30的指示執(zhí)行規(guī) 定的掃描順序，能夠瞬時(shí)變更發(fā)送頻率、發(fā)送驅(qū)動(dòng)電壓等。特別是通過(guò)能夠瞬時(shí)切換其值的 線性放大器型的發(fā)送電路或?qū)Χ鄠€(gè)電源單元進(jìn)行電切換的機(jī)構(gòu)，來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)送驅(qū)動(dòng)電壓的變更。
超聲波接收單元22具有未圖示的放大器電路、A/D變換器、加法運(yùn)算器等。在放 大器電路中，按照每個(gè)信道放大經(jīng)由探頭12取入的回波信號(hào)。在A/D變換器中，對(duì)被放大 的回波信號(hào)賦予為決定接收指向性所必需的延遲時(shí)間，其后在加法運(yùn)算器中進(jìn)行加法運(yùn)算 處理。通過(guò)該加法運(yùn)算，來(lái)自與回波信號(hào)的接收指向性對(duì)應(yīng)的方向的反射成分被增強(qiáng)，根據(jù) 接收指向性和發(fā)送指向性而形成超聲波收發(fā)的綜合性波束。
B模式處理單元23從接收單元22接收回波信號(hào)，并施加對(duì)數(shù)放大、包絡(luò)線檢波處 理等，生成使信號(hào)強(qiáng)度以亮度的明亮度表現(xiàn)的數(shù)據(jù)。圖像生成單元觀將來(lái)自B模式處理單元23的信號(hào)，作為用亮度表現(xiàn)反射波的強(qiáng)度的B模式圖像，顯示在監(jiān)視器14上。此時(shí)，還實(shí) 施邊緣增強(qiáng)、時(shí)間平滑化、空間平滑化等各種圖像濾波，能夠提供對(duì)應(yīng)于用戶(hù)興趣的畫(huà)質(zhì)。
多普勒處理單元M根據(jù)從收發(fā)單元21接收的回波信號(hào)來(lái)對(duì)速度信息進(jìn)行頻率分 析，并提取基于多普勒效應(yīng)的血流或組織、造影劑回波成分，對(duì)多點(diǎn)求出平均速度、方差、功 率等血流信息。將所得到的血流信息發(fā)送到圖像生成單元觀，作為平均速度圖像、方差圖 像、功率圖像以及它們的組合圖像來(lái)彩色顯示在監(jiān)視器14上。
截面自動(dòng)檢測(cè)單元沈在基于控制處理器30的控制的、按照后述的基準(zhǔn)截面設(shè)定 輔助功能的處理中，按照被設(shè)定的檢測(cè)條件，檢測(cè)體數(shù)據(jù)上的截面。此外，在本截面自動(dòng)檢 測(cè)單元沈的截面檢測(cè)中所使用的體數(shù)據(jù)也可以是圖像生成單元觀的輸入前的數(shù)據(jù)(即 “原始數(shù)據(jù)”)，也可以是輸入后的數(shù)據(jù)(即“體素體數(shù)據(jù)”)。
圖像生成單元觀除上述之外，還將超聲波掃描的掃描線信號(hào)列變換為以電視機(jī) 等為代表的一般的視頻格式的掃描線信號(hào)列，生成作為顯示圖像的超聲波診斷圖像。圖像 生成單元觀搭載用于保存圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，能夠進(jìn)行三維圖像的重構(gòu)處理等。此外，例 如在診斷之后，操作者能夠調(diào)出在檢查中記錄的圖像。此外，在進(jìn)入該圖像生成單元觀之 前的數(shù)據(jù)有時(shí)被叫做“原始數(shù)據(jù)”。
圖像合成單元四將從圖像合成單元觀接收的圖像與各種參數(shù)的字符信息和刻度 等一起合成，并作為視頻信號(hào)輸出到監(jiān)視器14。三維重構(gòu)程序或本實(shí)施方式的圖像處理程 序等也被保存到此處，通過(guò)操作者的指示等，啟動(dòng)這些程序。
控制處理器30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(dòng)作。特別是，控制處理器30從存儲(chǔ)單元33讀出用于實(shí)現(xiàn)后述的基準(zhǔn)截面設(shè)定輔 助功能的專(zhuān)用程序、用于執(zhí)行三維跟蹤處理的專(zhuān)用程序并在自身所具有的存儲(chǔ)器上展開(kāi)， 執(zhí)行與各種處理有關(guān)的運(yùn)算、控制等。
存儲(chǔ)單元33中保管收發(fā)條件、用于執(zhí)行圖像生成、顯示處理的控制程序、用于實(shí) 現(xiàn)后述的基準(zhǔn)截面設(shè)定輔助功能的專(zhuān)用程序、用于執(zhí)行三維跟蹤處理的專(zhuān)用程序、診斷信 息(患者ID、醫(yī)師的意見(jiàn)等)、診斷協(xié)議、體位標(biāo)志生成程序及其他數(shù)據(jù)群。存儲(chǔ)單元33的 數(shù)據(jù)還能夠經(jīng)由接口單元35向外部周邊裝置傳送。
接口單元35是與網(wǎng)絡(luò)、新的外部存儲(chǔ)裝置(未圖示)有關(guān)的接口。由該裝置得到 的超聲波圖像等的數(shù)據(jù)或解析結(jié)果等能夠通過(guò)接口單元35，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳送到其他裝置。
(基準(zhǔn)截面設(shè)定輔助功能)
接著，對(duì)本超聲波診斷裝置1所具有的基準(zhǔn)截面設(shè)定輔助功能進(jìn)行說(shuō)明。該功能 為，在使用了超聲波診斷裝置的心臟檢查中，在對(duì)由三維超聲波掃描得到的體數(shù)據(jù)設(shè)定多 個(gè)成為基準(zhǔn)的Mra截面(基準(zhǔn)Mra截面)的情況下，設(shè)定所希望的檢測(cè)條件，并從體數(shù)據(jù)中 自動(dòng)檢測(cè)出遵照被設(shè)定的檢測(cè)條件的截面，通過(guò)利用該自動(dòng)檢測(cè)到的截面，輔助上述多個(gè) 基準(zhǔn)截面的設(shè)定。
在此，所謂心臟檢測(cè)中的多個(gè)基準(zhǔn)Mra截面是按照所希望的規(guī)格或基準(zhǔn)的截面， 例如是通過(guò)心內(nèi)腔中心軸的長(zhǎng)軸截面(長(zhǎng)軸四腔截面(A4C)、長(zhǎng)軸二腔截面(A2C)、長(zhǎng)軸三 腔截面(A3C)等)、與該長(zhǎng)軸截面正交的短軸截面(SAXA、SAXM、SAXB)以及利用這些截面和 規(guī)定的位置關(guān)系定義的截面。此外，心內(nèi)腔中心軸例如能夠由如下的各種線來(lái)定義，該各種 線可以是將連接長(zhǎng)軸截面的左右閥環(huán)位置的線的中點(diǎn)和心尖位置連接的線，將長(zhǎng)軸截面上的心內(nèi)腔的面積重心位置和心尖位置連接的線，通過(guò)多個(gè)短軸像的心腔面積重心位置的線等。
此外，在本實(shí)施方式中，為了進(jìn)行具體說(shuō)明，作為心臟檢查中的多個(gè)基準(zhǔn)截面，采 用長(zhǎng)軸四腔截面(下面，稱(chēng)作“截面A”)、與該長(zhǎng)軸四腔截面正交并通過(guò)心內(nèi)腔的截面(例 如長(zhǎng)軸二腔截面等。下面稱(chēng)作“截面B”)。采用這樣的截面是因?yàn)?，由于兩截面是包含心?位置的截面，能夠根據(jù)由Mra截面設(shè)定的初始輪廓不矛盾地定義三維空間上的心尖位置， 并且，由于兩截面正交，能夠利用由Mra截面設(shè)定的初始輪廓來(lái)最穩(wěn)定地進(jìn)行三維輔助處 理，能夠根據(jù)在MPR截面上設(shè)定的初始輪廓適當(dāng)構(gòu)成三維輪廓。但是，不限定于該例子，作 為心臟檢查中的多個(gè)基準(zhǔn)截面，例如能夠采用通過(guò)心內(nèi)腔而不與長(zhǎng)軸四腔截面正交的截面 等其他截面。
此外，所謂檢測(cè)條件是對(duì)于使用截面自動(dòng)檢測(cè)功能檢測(cè)到的規(guī)定截面(可以是一 個(gè)截面，也可以是多個(gè)截面)至少包含例如以“80%”等數(shù)值表現(xiàn)的檢測(cè)準(zhǔn)確度以及應(yīng)該檢 測(cè)的截面之間所成的角度的條件。
圖2是示出遵照本基準(zhǔn)截面設(shè)定輔助功能的處理(基準(zhǔn)截面設(shè)定輔助處理)的流 程的流程圖。下面，對(duì)在該流程圖所示的各步驟中執(zhí)行的處理的內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。
[患者信息的輸入、收發(fā)條件、掃描順序等的選擇步驟Si]
通過(guò)輸入裝置13，執(zhí)行患者信息的輸入、收發(fā)條件(視場(chǎng)角、焦點(diǎn)位置、發(fā)送電壓 等)、用于在整個(gè)規(guī)定期間內(nèi)對(duì)被檢體的三維區(qū)域進(jìn)行超聲波掃描的掃描順序等的選擇 (步驟Si)。被輸入、選擇的各種信息、條件等，被自動(dòng)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元四中。
[在整個(gè)規(guī)定期間的體數(shù)據(jù)的收集步驟S2]
接著，控制處理器30將包含被檢體的心臟的三維區(qū)域作為被掃描區(qū)域，對(duì)該被掃 描區(qū)域?qū)崟r(shí)地執(zhí)行三維超聲波掃描(四維掃描)(步驟S2)。具體而言，例如以某個(gè)時(shí)刻ti 作為基準(zhǔn)(初始時(shí)間相位)，利用二維陣列探頭，對(duì)與被檢體有關(guān)的心臟的所希望的觀察部 位，從心尖附近開(kāi)始收集時(shí)間序列(至少1個(gè)心搏的量)的體數(shù)據(jù)。
[檢測(cè)條件的設(shè)定步驟S3]
接著，通過(guò)輸入裝置13來(lái)設(shè)定檢測(cè)條件(步驟S3)。用戶(hù)能夠根據(jù)需要，將各種內(nèi) 容設(shè)定為檢測(cè)條件。被設(shè)定的檢測(cè)條件與預(yù)置的檢測(cè)條件一起自動(dòng)被存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元33 中。下面，設(shè)a為截面A的檢測(cè)準(zhǔn)確度，b為截面B的檢測(cè)準(zhǔn)確度，c為截面A和截面B所成 的角度，示出某幾個(gè)檢測(cè)條件的例子。
檢測(cè)條件A :a最大，且c = 90°的截面A和截面B的位置
檢測(cè)條件B :b最大，且c = 90°的截面A和截面B的位置
檢測(cè)條件C (a+b)最大，且c = 90°的截面A和截面B的位置
檢測(cè)條件D (k · a+1 · b+m( (90° _c)的絕對(duì)值))為最大的截面A和截面B的位 置(其中，用戶(hù)能夠任意設(shè)定k、1、m的各值)
檢測(cè)條件E :a最大且(90° -a) <c< (90° + α )的截面A和截面B的位置(其 中，用戶(hù)能夠任意設(shè)定α的值)
檢測(cè)條件F :b最大且(90° - α ) < c < (90° +α)的截面A和截面B的位置
檢測(cè)條件G (a+b)最大且(90° - α ) < c < (90° + α )的截面A和截面B的位置
此外，當(dāng)然，上述的檢測(cè)條件僅僅是例示，本實(shí)施方式不限定于此。例如，在上述檢 測(cè)條件中，c為“c = 90° ”或者“(90° -a) <c< (90° +α)”。這是因?yàn)?，在本?shí)施方 式中，將基準(zhǔn)MPR截面設(shè)定為截面A和截面B這兩個(gè)截面。假如將基準(zhǔn)MPR截面設(shè)為三個(gè) 截面的情況下，例如也可以是將c設(shè)定為“C = 60° ”或者“(60° -a)<c<(60° +α)” 的構(gòu)成(即，c最好為180°除以基準(zhǔn)Mra截面的數(shù)量之后的值或與此接近的值)。
這樣的檢測(cè)條件也可以每次由用戶(hù)利用輸入裝置13進(jìn)行設(shè)定，也可以從預(yù)先預(yù) 置的多個(gè)檢測(cè)條件中選擇。
[與檢測(cè)條件一致的MPR截面的檢測(cè)步驟S4]
截面自動(dòng)檢測(cè)單元沈利用規(guī)定的截面自動(dòng)檢測(cè)方法，自動(dòng)檢測(cè)與在步驟S3中 設(shè)定的檢測(cè)條件一致的截面A和截面B (步驟S4)。作為截面自動(dòng)檢測(cè)方法，例如能夠利 用特定截面(在該情況下，是長(zhǎng)軸四腔截面)的圖像圖案識(shí)別和圖案匹配的方法及“IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition，vol. 2, ppl559_1565，，等中 記載的方法。
[與被檢測(cè)到的MPR截面對(duì)應(yīng)的MPR圖像的生成步驟S5]
圖像生成單元觀利用體數(shù)據(jù)，生成與在步驟S4檢測(cè)到的截面A、截面B的各個(gè)對(duì) 應(yīng)的MPR圖像(步驟S5)。
[MPR圖像的顯示步驟S6]
所生成的各Mra圖像在圖像合成單元四中與各種信息合成之后，以規(guī)定的方式顯 示到監(jiān)視器14中(步驟S6)。用戶(hù)一邊觀察所顯示的各MPR圖像，一邊判斷截面A、截面B 是否與基準(zhǔn)Mra截面一致。在判斷為不一致的情況下，根據(jù)來(lái)自輸入裝置13的輸入，調(diào)整截 面A和截面B的位置，并在成為截面A、截面B所希望的位置(即，判斷為截面A、截面B與 基準(zhǔn)MI5R截面一致的位置)的定時(shí)，按壓確定按鈕。控制處理器30響應(yīng)確定按鈕的操作， 在監(jiān)視器14上顯示與確定按鈕被按壓的定時(shí)下的截面A、截面B的位置相對(duì)應(yīng)的各MPR圖 像。
此外，在與所顯示的MPR圖像對(duì)應(yīng)的檢測(cè)條件中所包含的a(截面A的檢測(cè)準(zhǔn)確 度)、b (截面B的檢測(cè)準(zhǔn)確度)、c (截面A和截面B所成的角度)的數(shù)值，與該MPR圖像一 起例如以圖3所示的方式顯示。由此，在例如a的值極度小的情況下，用戶(hù)手動(dòng)調(diào)節(jié)截面A 的位置，能夠設(shè)定對(duì)截面進(jìn)行位置調(diào)整時(shí)的指標(biāo)，例如變更為被認(rèn)為是四腔截面的位置等。
此外，在即使利用所顯示的各Mra圖像也不能設(shè)定基準(zhǔn)Mra截面等的情況下，能夠 變更檢測(cè)條件。例如，用戶(hù)在希望變更為其他檢測(cè)條件的任意定時(shí)，執(zhí)行指示向其他檢測(cè)條 件變更(選擇)的操作。控制處理器30響應(yīng)該變更指示，利用新選擇的檢測(cè)條件，重復(fù)執(zhí) 行步驟S3 步驟S6的處理。
此外，在本實(shí)施方式中，將截面A設(shè)為長(zhǎng)軸四腔截面，將截面B設(shè)為與長(zhǎng)軸四腔截 面正交且通過(guò)心內(nèi)腔的截面(例如長(zhǎng)軸二腔截面)。但是，在步驟S4的截面的自動(dòng)檢測(cè)處 理中，有時(shí)截面A和截面B交換的狀態(tài)下(即，將截面B設(shè)為長(zhǎng)軸四腔截面，將截面A設(shè)為 與長(zhǎng)軸四腔截面正交并通過(guò)心內(nèi)腔的截面)進(jìn)行檢測(cè)。此外，切換這樣的長(zhǎng)軸四腔截面和 長(zhǎng)軸二腔截面也能夠在人為識(shí)別的情況下發(fā)生。
因此，在本超聲波診斷裝置中具有截面交換功能。該功能為，通過(guò)操作規(guī)定的接口 (例如，設(shè)在輸入裝置13上的“AB反轉(zhuǎn)”按鈕等)，能夠瞬間交換截面A的位置和截面B的位置。控制處理器30響應(yīng)來(lái)自被用戶(hù)按下的AB反轉(zhuǎn)按鈕的指示，交換體數(shù)據(jù)上的截面A 的位置和截面B的位置。圖像生成單元觀生成與各截面對(duì)應(yīng)的MPR圖像。所生成的各MPR 圖像以規(guī)定的方式被顯示于監(jiān)視器14上。此外，例如通過(guò)兩次按下AB反轉(zhuǎn)按鈕，能夠使截 面A和截面B返回原來(lái)的各自位置。在與各截面對(duì)應(yīng)的MPR圖像被顯示時(shí)，任何時(shí)候都能 夠使用基于這樣的AB反轉(zhuǎn)按鈕的截面位置的切換。
[初始輪廓的設(shè)定/三維跟蹤處理步驟S7]
使用確定的MPR圖像，執(zhí)行初始輪廓的設(shè)定和三維跟蹤處理。即，控制處理器30 使用所確定的各MPR圖像和詞典數(shù)據(jù)半自動(dòng)地設(shè)定初始輪廓，或者通過(guò)使用由用戶(hù)在確定 的各MPR圖像上指定的左右閥環(huán)位置及心尖位置這三點(diǎn)來(lái)自動(dòng)設(shè)定初始輪廓。接著，控制 處理器30利用被設(shè)定的初始輪廓，按時(shí)間序列且三維地追蹤三維圖像的斑點(diǎn)圖案，由此計(jì) 算移動(dòng)向量，并利用移動(dòng)向量移動(dòng)初始輪廓，根據(jù)各幀的輪廓數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算位移或應(yīng)變等的 定量值。
(變形例)
在本超聲波診斷裝置中，同時(shí)設(shè)定多個(gè)檢測(cè)條件，并以預(yù)先設(shè)定的順序顯示與遵 照被設(shè)定的各檢測(cè)條件檢測(cè)到的截面相對(duì)應(yīng)的MPR圖像。
例如，假定在步驟S3選擇(設(shè)定)多個(gè)檢測(cè)條件的情況。在該情況下，控制處理 器例如按照設(shè)為“a從大到小的順序”的顯示順序整理各檢測(cè)條件，并執(zhí)行遵照各檢測(cè)條件 的截面檢測(cè)，將對(duì)應(yīng)的各MPR圖像作為基準(zhǔn)Mra截面設(shè)定的候補(bǔ)圖像進(jìn)行顯示。每個(gè)檢測(cè) 條件的各MPR圖像的顯示切換最好基于輸入裝置13的切換按鈕的指示，或者按照規(guī)定的時(shí) 間間隔自動(dòng)執(zhí)行。
此外，設(shè)為“a從大到小的順序”的顯示順序只是一例，本實(shí)施方式不限定于該例。 作為其他例子，能夠列舉例如“(90° -c)的絕對(duì)值從小到大的順序”、“b從大到小的順序”、 “(a+b)從大到小的順序”等。此外，也可以由用戶(hù)預(yù)先設(shè)定要顯示的檢測(cè)條件的優(yōu)先順序。
并且，也可以根據(jù)需要來(lái)同時(shí)顯示與所選擇的多個(gè)檢測(cè)條件中的至少兩個(gè)對(duì)應(yīng)的 MPR圖像。
根據(jù)本超聲波診斷裝置，在采用了超聲波診斷裝置的心臟檢查中，在對(duì)通過(guò)三維 超聲波掃描得到的體數(shù)據(jù)設(shè)定成為多個(gè)基準(zhǔn)的基準(zhǔn)MPR截面的情況下，設(shè)定至少包含各截 面的檢測(cè)準(zhǔn)確度和截面間角度差的所希望的檢測(cè)條件，并根據(jù)體數(shù)據(jù)自動(dòng)檢測(cè)遵循被設(shè)定 的檢測(cè)條件的截面，顯示與該自動(dòng)檢測(cè)的截面對(duì)應(yīng)的MPR圖像。用戶(hù)利用所顯示的MPR圖 像進(jìn)行位置調(diào)整，由此迅速且簡(jiǎn)單地設(shè)定多個(gè)基準(zhǔn)MI3R截面，能夠同時(shí)顯示與該基準(zhǔn)MI3R截 面對(duì)應(yīng)的多個(gè)MPR圖像。
此外，根據(jù)本超聲波診斷裝置，能夠同時(shí)設(shè)定多個(gè)檢測(cè)條件，以預(yù)先設(shè)定的順序， 顯示與按照設(shè)定的各檢測(cè)條件檢測(cè)的截面相對(duì)應(yīng)的MPR圖像。用戶(hù)能夠在依次觀察作為候 補(bǔ)圖像顯示的MPR圖像的同時(shí)，利用遵循所希望的檢測(cè)條件的截面，迅速且簡(jiǎn)單地設(shè)定基 準(zhǔn)MPR截面。
此外，根據(jù)本超聲波診斷裝置，利用截面交換功能，能夠在希望的定時(shí)交換截面A 的位置和截面B的位置。因此，例如，能夠瞬時(shí)且正確地顯示四腔像和二腔像等在截面自動(dòng) 檢測(cè)中容易出錯(cuò)的截面。
上面描述了特定的實(shí)施例，上述的這些實(shí)施例僅僅作為例子進(jìn)行了呈現(xiàn)，并不試圖用于限定本發(fā)明的范圍。實(shí)際上，能夠通過(guò)其他多種方式來(lái)實(shí)施在此舉例說(shuō)明的新方法 和系統(tǒng)。進(jìn)而，能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的情況下，省略、替代和變更在此說(shuō)明的方法和 系統(tǒng)。所附的權(quán)利要求及其等同的技術(shù)方案應(yīng)落入本發(fā)明的范圍和主旨內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種超聲波診斷裝置，具備數(shù)據(jù)取得單元，通過(guò)在整個(gè)規(guī)定期間對(duì)包括被檢體的心臟的至少一部分在內(nèi)的三維區(qū) 域執(zhí)行超聲波掃描，取得在整個(gè)上述規(guī)定期間的多個(gè)體數(shù)據(jù)；檢測(cè)條件設(shè)定單元，設(shè)定檢測(cè)條件，該檢測(cè)條件是為了根據(jù)至少一個(gè)上述體數(shù)據(jù)檢測(cè) 多個(gè)截面而使用的條件，該檢測(cè)條件至少包括與至少一個(gè)截面有關(guān)的檢測(cè)準(zhǔn)確度以及截面 之間所成的角度；截面檢測(cè)單元，按照設(shè)定的上述檢測(cè)條件，根據(jù)至少一個(gè)上述體數(shù)據(jù)檢測(cè)上述多個(gè)截圖像生成單元，生成與檢測(cè)到的上述多個(gè)截面的各個(gè)截面相對(duì)應(yīng)的MPR圖像；以及 顯示單元，顯示上述MPR圖像。
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，上述多個(gè)截面是在利用上述多個(gè)體數(shù)據(jù)執(zhí)行的三維跟蹤中與心臟的初始輪廓設(shè)定中 使用的MPR圖像相對(duì)應(yīng)的截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，上述多個(gè)截面包括長(zhǎng)軸四腔像、長(zhǎng)軸二腔像、長(zhǎng)軸三腔像中的至少一個(gè)。
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，上述顯示單元同時(shí)顯示上述MPR圖像和被設(shè)定的上述檢測(cè)條件中包含的上述檢測(cè)準(zhǔn)確度。
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，上述顯示單元同時(shí)顯示上述MPR圖像和被設(shè)定的上述檢測(cè)條件中包含的上述截面之 間所成的角度。
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，還具備指示單元，該指示單元指示在檢測(cè)到的上述多個(gè)截面之間進(jìn)行截面位置的交換，上述檢測(cè)單元對(duì)上述指示單元的截面位置的交換指示進(jìn)行響應(yīng)，執(zhí)行至少一個(gè)上述體 數(shù)據(jù)上的截面位置的交換，上述圖像生成單元生成與被交換的上述多個(gè)截面的各個(gè)截面相對(duì)應(yīng)的MPR圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 還具備變更單元，該變更單元變更被設(shè)定的上述檢測(cè)條件，上述截面檢測(cè)單元按照被變更的上述檢測(cè)條件，根據(jù)至少一個(gè)上述體數(shù)據(jù)檢測(cè)上述多 個(gè)截面。
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， 上述設(shè)定單元能夠設(shè)定多個(gè)不同的上述檢測(cè)條件，上述截面檢測(cè)單元按照各上述檢測(cè)條件，根據(jù)至少一個(gè)上述體數(shù)據(jù)檢測(cè)上述多個(gè)截上述圖像生成單元生成與按照各上述檢測(cè)條件檢測(cè)到的上述多個(gè)截面的各個(gè)截面相 對(duì)應(yīng)的MPR圖像，上述顯示單元以規(guī)定的順序顯示所生成的各上述MPR圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，上述顯示單元以各上述檢測(cè)條件中所包含的上述檢測(cè)準(zhǔn)確度從大到小的順序，按照每 個(gè)上述檢測(cè)條件顯示上述MPR圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，上述顯示單元同時(shí)顯示與各上述檢測(cè)條件相對(duì)應(yīng)的多個(gè)上述MPR圖像。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，在從同時(shí)顯示的上述MPR圖像中選擇了某個(gè)MPR圖像時(shí)，上述顯示單元只顯示該被選 擇的MPR圖像。
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，上述多個(gè)截面以心內(nèi)腔中心軸為基準(zhǔn)，該心內(nèi)腔中心軸是將連接心臟的長(zhǎng)軸截面上的 左右閥環(huán)位置的線的中點(diǎn)和心尖位置相連接的線。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，上述多個(gè)截面以心內(nèi)腔中心軸為基準(zhǔn)，該心內(nèi)腔中心軸是將心臟的長(zhǎng)軸截面上的心內(nèi) 腔的面積重心位置和心尖位置相連接的線。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，上述多個(gè)截面以心內(nèi)腔中心軸為基準(zhǔn)，該心內(nèi)腔中心軸是通過(guò)心臟的多個(gè)短軸像的心 腔面積重心位置的線。
15.一種超聲波圖像處理裝置，其特征在于，具備存儲(chǔ)單元，通過(guò)在整個(gè)規(guī)定期間對(duì)包括被檢體的心臟的至少一部分在內(nèi)的三維區(qū)域執(zhí) 行超聲波掃描，存儲(chǔ)在整個(gè)上述規(guī)定期間的多個(gè)體數(shù)據(jù)；檢測(cè)條件設(shè)定單元，設(shè)定檢測(cè)條件，該檢測(cè)條件是為了根據(jù)至少一個(gè)上述體數(shù)據(jù)檢測(cè) 多個(gè)截面而使用的條件，該檢測(cè)條件至少包括與至少一個(gè)截面有關(guān)的檢測(cè)準(zhǔn)確度以及截面 之間所成的角度；截面檢測(cè)單元，按照設(shè)定的上述檢測(cè)條件，根據(jù)至少一個(gè)上述體數(shù)據(jù)檢測(cè)上述多個(gè)截圖像生成單元，生成與檢測(cè)到的上述多個(gè)截面的各個(gè)截面相對(duì)應(yīng)的MPR圖像；以及 顯示單元，顯示上述MPR圖像。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于，上述多個(gè)截面是在利用上述多個(gè)體數(shù)據(jù)執(zhí)行的三維跟蹤中與心臟的初始輪廓設(shè)定中 使用的MPR圖像相對(duì)應(yīng)的截面。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于，上述多個(gè)截面包括長(zhǎng)軸四腔像、長(zhǎng)軸二腔像、長(zhǎng)軸三腔像中的至少一個(gè)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于，上述顯示單元同時(shí)顯示上述MPR圖像和被設(shè)定的上述檢測(cè)條件中包含的上述檢測(cè)準(zhǔn) 確度。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于，上述顯示單元同時(shí)顯示上述MPR圖像和被設(shè)定的上述檢測(cè)條件中包含的上述截面之 間所成的角度。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于，還具備指示單元，該指示單元指示在檢測(cè)到的上述多個(gè)截面之間進(jìn)行截面位置的交換，上述檢測(cè)單元對(duì)上述指示單元的截面位置的交換指示進(jìn)行響應(yīng)，執(zhí)行至少一個(gè)上述體 數(shù)據(jù)上的截面位置的交換，上述圖像生成單元生成與被交換的上述多個(gè)截面的各個(gè)截面相對(duì)應(yīng)的MPR圖像。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于， 還具備變更單元，該變更單元變更被設(shè)定的上述檢測(cè)條件，上述截面檢測(cè)單元按照被變更的上述檢測(cè)條件，根據(jù)至少一個(gè)上述體數(shù)據(jù)檢測(cè)上述多 個(gè)截面。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于， 上述設(shè)定單元能夠設(shè)定多個(gè)不同的上述檢測(cè)條件，上述截面檢測(cè)單元按照各上述檢測(cè)條件，根據(jù)至少一個(gè)上述體數(shù)據(jù)檢測(cè)上述多個(gè)截上述圖像生成單元生成與按照各上述檢測(cè)條件檢測(cè)到的上述多個(gè)截面的各個(gè)截面相 對(duì)應(yīng)的MPR圖像，上述顯示單元以規(guī)定的順序顯示所生成的各上述MPR圖像。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于，上述顯示單元以各上述檢測(cè)條件中所包含的上述檢測(cè)準(zhǔn)確度從大到小的順序，按照每 個(gè)上述檢測(cè)條件顯示上述MPR圖像。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于，上述顯示單元同時(shí)顯示與各上述檢測(cè)條件相對(duì)應(yīng)的多個(gè)上述MPR圖像。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于，在從同時(shí)顯示的上述MPR圖像中選擇了某個(gè)MPR圖像時(shí)，上述顯示單元只顯示該被選 擇的MPR圖像。
26.根據(jù)權(quán)利要求15所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于，上述多個(gè)截面以心內(nèi)腔中心軸為基準(zhǔn)，該心內(nèi)腔中心軸是將連接心臟的長(zhǎng)軸截面上的 左右閥環(huán)位置的線的中點(diǎn)和心尖位置相連接的線。
27.根據(jù)權(quán)利要求15所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于，上述多個(gè)截面以心內(nèi)腔中心軸為基準(zhǔn)，該心內(nèi)腔中心軸是將心臟的長(zhǎng)軸截面上的心內(nèi) 腔的面積重心位置和心尖位置相連接的線。
28.根據(jù)權(quán)利要求15所述的超聲波圖像處理裝置，其特征在于，上述多個(gè)截面以心內(nèi)腔中心軸為基準(zhǔn)，該心內(nèi)腔中心軸是通過(guò)心臟的多個(gè)短軸像的心 腔面積重心位置的線。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠根據(jù)三維圖像數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單且正確地顯示通過(guò)心內(nèi)腔中心軸的所希望的多個(gè)截面并能夠容易地進(jìn)行用于三維跟蹤的初始輪廓輸入的多個(gè)截面同時(shí)顯示操作的超聲波診斷裝置。超聲波診斷裝置具備數(shù)據(jù)取得單元，在整個(gè)規(guī)定期間對(duì)包括被檢體的心臟的至少一部分在內(nèi)的三維區(qū)域執(zhí)行超聲波掃描，來(lái)取得多個(gè)體數(shù)據(jù)；檢測(cè)條件設(shè)定單元，設(shè)定檢測(cè)條件，該檢測(cè)條件是為了根據(jù)至少一個(gè)體數(shù)據(jù)檢測(cè)多個(gè)截面而使用的條件，至少包括與至少一個(gè)截面有關(guān)的檢測(cè)準(zhǔn)確度和截面之間所成的角度；截面檢測(cè)單元，按照設(shè)定的檢測(cè)條件，根據(jù)至少一個(gè)體數(shù)據(jù)檢測(cè)多個(gè)截面；圖像生成單元，生成與檢測(cè)到的多個(gè)截面的各個(gè)對(duì)應(yīng)的MPR圖像；以及顯示單元，顯示MPR圖像。
文檔編號(hào)A61B8/00GK102028498SQ201010510950
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月8日
發(fā)明者大內(nèi)啟之, 橋本新一, 西浦正英, 阿部康彥 申請(qǐng)人:東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社, 株式會(huì)社東芝