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超聲波診斷設備.pdf

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超聲波 診斷 設備
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摘要
申請專利號:

CN201280026478.0

申請日:

20120530

公開號:

CN103582458A

公開日:

20140212

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A61B8/00 主分類號: A61B8/00
申請人: 富士膠片株式會社
發明人: 野口雅史,宮地幸哉
地址: 日本東京
優先權: 2011-125233
專利代理機構: 中原信達知識產權代理有限責任公司 代理人: 夏東棟;陸錦華
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201280026478.0

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

提供的是一種測量血管壁的彈性的模量的超聲波診斷設備,所述設備允許適于所述測量的心拍的選擇。所述問題被解決如下:在B模式圖像的方位方向上以規定間隔存儲M模式圖像,并且依照沿著所述方位方向的選擇位置,在所述位置處的所述M模式圖像連同所述B模式圖像一起被顯示。

權利要求書

1.一種超聲波診斷設備,所述超聲波診斷設備包括:超聲波探測器,所述超聲波探測器具有發射超聲波、接收被受檢者反射的超聲波回聲并且根據所接收到的超聲波回聲輸出接收信號的超聲波換能器;圖像產生部件,所述圖像產生部件適于根據從所述超聲波換能器輸出的所述接收信號,來產生B模式圖像以及所述B模式圖像中的沿著方位方向的整個區域之上的M模式圖像;存儲部件,所述存儲部件適于存儲由所述圖像產生部件所產生的所述M模式圖像;顯示部件;顯示處理部件,所述顯示處理部件適于將由所述圖像產生部件所產生的所述B模式圖像和在所述存儲部件中存儲的M模式圖像中的至少一個顯示在所述顯示部件上;以及位置選擇部件,所述位置選擇部件適于選擇在所述顯示部件上顯示的所述B模式圖像中的所述方位方向上的位置,其中,當利用所述位置選擇部件選擇在所述顯示部件上顯示的所述B模式圖像中的所述方位方向上的位置時,所述顯示處理部件從所述存儲部件讀出與所選位置相對應的M模式圖像并且將所述M模式圖像連同所述B模式圖像一起顯示在所述顯示部件上。2.根據權利要求1所述的超聲波診斷設備,還包括:心拍檢測部件,所述心拍檢測部件適于檢測所述M模式圖像中的心拍,其中,所述顯示處理部件在顯示的M模式圖像中顯示由所述心拍檢測部件檢測到的全部心拍。3.根據權利要求2所述的超聲波診斷設備,還包括:心拍選擇部件,所述心拍選擇部件適于選擇在所述M模式圖像中顯示的心拍。4.根據權利要求3所述的超聲波診斷設備,其中,所述位置選擇部件兼當所述心拍選擇部件。5.根據權利要求3或4所述的超聲波診斷設備,還包括:位置調整部件,所述位置調整部件適于調整由所述心拍選擇部件所選擇的所述心拍的位置。6.根據權利要求5所述的超聲波診斷設備,其中,所述位置選擇部件兼當所述位置調整部件。7.根據權利要求3至6中任何一項所述的超聲波診斷設備,還包括:心拍提取部件,所述心拍提取部件適于響應于通過所述心拍選擇部件對心拍的選擇,從存儲在所述存儲部件中的全部M模式圖像中提取與在所述顯示的M模式圖像中選擇的心拍相對應的心拍。8.根據權利要求1至7中任何一項所述的超聲波診斷設備,還包括:感興趣區域設定部件,所述感興趣區域設定部件適于在所述顯示部件上顯示的B模式圖像中設置感興趣區域。9.根據權利要求8所述的超聲波診斷設備,其中,當利用所述感興趣區域設定部件設置感興趣區域時,所述圖像產生部件產生所述感興趣區域的B模式圖像和所述感興趣區域沿著所述方位方向的整個區域之上的M模式圖像;以及其中當利用所述感興趣區域設定部件設置感興趣區域時,所述顯示處理部件將所述感興趣區域的所述B模式圖像和所述B模式圖像中的所述方位方向上的預定位置的M模式圖像顯示在所述顯示部件上。10.根據權利要求8或9所述的超聲波診斷設備,其中,由所述超聲波換能器所發射的超聲波的幀率響應于設置所述感興趣區域的指令而被增加到比在設置所述感興趣區域的所述指令之前要高。

說明書

技術領域

本發明涉及一種適于測量血管壁的彈性模量的超聲波診斷設備。特別地,本發明涉及一種允許選擇使得能實現血管壁的彈性模量的準確測量的良好心拍的超聲波診斷設備。

背景技術

在醫療領域中使用超聲波圖像的超聲波診斷設備被付諸實用。

一般而言,這種類型的超聲波診斷設備具有超聲波探測器(在下文中被稱為探測器)和診斷設備主體。超聲波診斷設備將超聲波從探測器發射到受檢者的身體中,用探測器接收來自受檢者的身體的超聲波回聲,并且在診斷設備主體中電氣地處理結果得到的接收信號以產生超聲波圖像。

并且,超聲波被朝血管、心臟壁等發射,超聲波回聲從那里被接收,接收信號被分析以獲得血管壁的位移的量等,并且基于該位移量,血管壁、心臟壁(心肌)等的彈性模量被測量。

例如,專利文獻1描述了超聲波向和從與心拍(心臟搏動)同步移動的對象被發射和接收以獲得超聲波回聲的接收信號,對象的即時位置基于所述接收信號的幅度和相位而被確定,并且血管壁基于心拍的大幅度位移運動被跟蹤,從而獲得血管的彈性模量。

具體地,血管壁的微小振動的運動速度波形基于血管壁的順次位置被獲得,在血管壁中的深度方向上以預定間隔給出的各段的跟蹤軌跡被獲得,并且每段的厚度的時間改變被計算以獲得血管的彈性模量。

專利文獻2還描述了一種根據通過向和從與心拍同步移動的對象發射和接收超聲波所獲得的超聲波回聲的接收信號來獲得血管等的位移的量、并且根據該位移量來獲得彈性模量的超聲波診斷設備。

在這個超聲波診斷設備中,B模式圖像和M模式圖像使用從諸如血管的對象獲得的接收信號來產生,由于手或身體移動而導致的模糊從M模式圖像的接收信號中被檢測到,探測器和受檢者的位置變化使用檢測出模糊的M模式圖像的接收信號來檢測,接收信號的準確度根據檢測結果被確定,對象的位移的量使用其準確度被確定為高的M模式圖像的接收信號來獲得,并且血管壁等的彈性模量根據該位移量被測量。

[引用列表]

[專利文獻]

專利文獻1:JP10-5226A

專利文獻2:JP2010-233956A

發明內容

[技術問題]

為了基于與心拍同步移動的對象的這樣的位移量來準確地測量血管等的彈性模量,需要用M模式圖像執行分析,所述M模式圖像具有適于分析的心拍并且不太受到由于測試者的手移動或被檢者的身體移動、不規則心拍、散斑(散斑噪聲或散斑圖案)等而導致的模糊影響。

因此,例如,在專利文獻2中陳述的超聲波診斷設備檢測由于測試者的手移動或受檢者的身體移動而導致的模糊,并且使用不受由于手移動而導致的模糊影響而且具有高準確度的心拍的接收信號根據血管壁等的位移量來測量彈性模量。

然而,在能夠執行所謂的B/M模式顯示的常規超聲波診斷設備中,僅在B模式圖像中設置的預定線(在方位方向上的預定位置處)的M模式圖像被顯示。

因此,所顯示的M模式圖像未必包括不受到由于手移動、散斑等而導致的模糊影響以及因此適于分析的心拍的M模式圖像。

本發明的目的是解決現有技術的問題并且提供能夠從M模式圖像中的心拍中選擇最適于分析的心拍,從而使用M模式圖像中的血管壁等的位移的量來執行血管壁的彈性模量的準確測量以及其它操作的超聲波診斷設備。

[問題的解決方案]

為了達到前述目的,根據本發明的超聲波診斷設備包括:超聲波探測器,所述超聲波探測器具有發射超聲波、接收被受檢者反射的超聲波回聲并且根據所接收到的超聲波回聲輸出接收信號的超聲波換能器;圖像產生部件,所述圖像產生部件適于根據從超聲波換能器輸出的接收信號來產生B模式圖像以及在沿著所述B模式圖像中的方位方向的整個區域之上產生M模式圖像;存儲部件,所述存儲部件適于存儲由所述圖像產生部件所產生的M模式圖像;顯示部件;顯示處理部件,所述顯示處理部件適于將由所述圖像產生部件所產生的B模式圖像和在所述存儲部件中存儲的M模式圖像中的至少一個顯示在所述顯示部件上;以及位置選擇部件,所述位置選擇部件適于選擇顯示在所述顯示部件上的B模式圖像中的方位方向上的位置,其中當利用所述位置選擇部件選擇顯示在所述顯示部件上的B模式圖像中的方位方向上的位置時,所述顯示處理部件從所述存儲部件讀出與所選位置相對應的M模式圖像并且將所述M模式圖像連同所述B模式圖像一起顯示在所述顯示部件上。

在如上所述的超聲波診斷設備中,優選具有適于檢測M模式圖像中的心拍的心拍檢測部件,其中所述顯示處理部件在顯示的M模式圖像中顯示由所述心拍檢測部件檢測到的全部心拍。

優選具有適于選擇在M模式圖像中顯示的心拍的心拍選擇部件。優選地,所述位置選擇部件兼當所述心拍選擇部件。

優選具有適于調整由心拍選擇部件所選擇的心拍的位置的位置調整部件。優選地,所述位置選擇部件兼當所述位置調整部件。

優選具有心拍提取部件,所述心拍提取部件適于響應于通過所述心拍選擇部件對心拍的選擇,從在所述存儲部件中存儲的全部M模式圖像,提取與在所顯示的M模式圖像中選擇的心拍相對應的心拍。

優選具有適于在所述顯示部件上顯示的B模式圖像中設置感興趣區域的感興趣區域設定部件。

優選地,當利用所述感興趣區域設定部件設置感興趣區域時,所述圖像產生部件產生所述感興趣區域的B模式圖像和在所述感興趣區域沿著方位方向的整個區域之上的M模式圖像;并且當利用所述感興趣區域設定部件設置所述感興趣區域時,所述顯示處理部件將所述感興趣區域的B模式圖像和在所述B模式圖像中的方位方向上的預定位置的M模式圖像顯示在所述顯示部件上。

優選地,由所述超聲波換能器所發射的超聲波的幀率響應于設置感興趣區域的指令而被增加到比在設置感興趣區域的指令之前要高。

[發明的有益效果]

具有前述配置的本發明的超聲波診斷設備不僅存儲在B模式圖像中的方位方向上的預定位置的M模式圖像,而且存儲在沿著B模式圖像中的方位方向的整個區域之上的M模式圖像,并且選擇B模式圖像中的位置,借此從存儲部件讀出在方位方向上的任意位置的M模式圖像并且顯示它成為可能。

因此,根據本發明的超聲波診斷設備,從所存儲的M模式圖像中,能夠選擇最適于分析的心拍的M模式圖像。因此,根據本發明,在所述超聲波診斷設備中,最適于分析的心拍能夠被選擇來執行血管壁的彈性模量的測量等,從而使得能夠穩定地執行準確測量。

附圖說明

圖1是概念性地示出本發明的超聲波診斷設備的示例的圖。

圖2是概念性地示出圖1中所示出的超聲波診斷設備的配置的框圖。

圖3是用于說明圖1中所示出的超聲波診斷設備中的血管壁的彈性測量的示例的流程圖。

圖4是用于說明針對血管壁的彈性測量的超聲波診斷的概念圖。

圖5(A)和5(B)是各示出圖1中所示出的超聲波診斷設備中的圖像顯示的示例的概念圖。

圖6(A)和6(B)是各示出圖1中所示出的超聲波診斷設備中的圖像顯示的示例的概念圖。

圖7(A)至7(C)是各示出圖1中所示出的超聲波診斷設備中的圖像顯示的示例的概念圖。

圖8(A)和8(B)是各示出圖1中所示出的超聲波診斷設備中的圖像顯示的示例的概念圖。

圖9是示出圖1中所示出的超聲波診斷設備中的圖像顯示的示例的概念圖。

圖10(A)至10(G)是各示出圖1中所示出的超聲波診斷設備中的圖像顯示的示例的概念圖。

圖11(A)和11(B)是各示出圖1中所示出的超聲波診斷設備中的圖像顯示的示例的概念圖。

圖12是示出圖1中所示出的超聲波診斷設備中的圖像顯示的示例的概念圖。

圖13是用于說明圖1中所示出的超聲波診斷設備中的圖像顯示的另一示例的概念圖。

具體實施方式

在下面參考附圖中所示出的優選實施例來詳細地描述本發明的超聲波診斷設備。

圖1概念性地示出本發明的超聲波診斷設備的示例的外觀。

如圖1中所示,超聲波診斷設備10基本上具有診斷設備主體12、超聲波探測器14、操作面板16以及顯示器18。腳輪24被布置在超聲波診斷設備10的底部以便該設備能夠被人力容易地移動。

超聲波探測器14(在下文中被稱為探測器14)執行超聲波的發射和接收,并且根據接收的超聲波回聲將接收信號提供給診斷設備主體12。

作為在各種超聲波診斷設備中使用的已知超聲波探測器的探測器14,具有以一維或二維陣列布置的所謂的超聲波換能器(超聲波壓電元件),所述超聲波換能器朝受檢者發射超聲波、接收被受檢者反射的超聲波回聲、并且根據所接收的超聲波回聲輸出電信號(接收信號)。

在本發明中,探測器14的類型未被特別限制,并且可以使用諸如凸型、直線型、扇型的各種類型。可以使用用于超聲波內窺鏡的外部探測器或徑向掃描型探測器。此外,探測器14可以具有與用于接收發射超聲波的二次或高次諧波的諧波成像相容的超聲波振動器。

在圖示的示例中,探測器14和診斷設備主體12利用電纜20互連。然而,本發明不限于此。在下面描述的發射電路28、接收電路30、發射/接收控制單元32等等可以被布置在探測器14中,并且探測器14和診斷設備主體12可以通過無線通信來互連。

顯示器18是已知顯示器(顯示裝置)。

在超聲波診斷設備10中,如在各種超聲波診斷設備中一樣,顯示器18顯示根據從探測器14輸出的接收信號的超聲波圖像、受檢者的信息、用于通過GUI(圖形用戶界面)操作的選擇部件和指示部件、感興趣區域(在下文中被縮寫為ROI)、待在下面描述的血管壁的彈性測量結果等等。

操作面板16被提供來操作超聲波診斷設備10。

盡管未圖示,但是在超聲波診斷設備10中,操作面板16中布置有用于選擇諸如B模式和M模式的各種模式的選擇部件、用于移動在顯示器18上顯示的光標、線等的軌跡球(跟蹤板/觸摸板)、用于確定(確認)選擇或操作的設置按鈕、用于在運動圖像顯示與靜止圖像顯示之間切換的凍結按鈕、用于改變超聲波圖像的視野深度的改變部件、增益調整部件、用于擴大超聲波圖像的縮放按鈕等等。

在超聲波診斷設備10中,還設置用于測量血管壁的彈性模量的VE模式(血管彈性模式),作為除諸如B模式和M模式的常見超聲波診斷設備的模式之外的模式。

盡管未再次圖示,但是操作面板16中還布置了作為用于通過GUI操作的顯示裝置的觸摸板16a(見圖6(B))。

診斷設備主體12控制超聲波診斷設備10的整體操作并且根據從探測器14輸出的接收信號來產生待顯示在顯示器18上的超聲波圖像,以及執行用于測量血管彈性模量的各種處理。診斷設備主體12使用例如計算機等來構成。

圖2是概念性地示出超聲波診斷設備10的配置的框圖。

如圖2中所示,診斷設備主體12具有發射電路28、接收電路30、發射/接收控制單元32、圖像產生單元34、存儲單元36、邊界檢測單元40、跟蹤單元42、心拍檢測單元46、彈性模量計算單元50以及顯示處理單元52。

圖像產生單元34具有B模式圖像產生單元56和M模式圖像產生單元58。

上述的探測器14被連接到發射電路28和接收電路30。發射/接收控制單元32被連接到發射電路28和接收單元30。接收電路30被連接到圖像產生單元34。

圖像產生單元34被連接到顯示處理單元52。圖像產生單元34的B模式圖像產生單元56和M模式圖像產生單元58被連接到存儲單元36。B模式圖像產生單元58還被連接到邊界檢測單元40。

存儲單元36被連接到跟蹤單元42、心拍檢測單元46以及顯示處理單元52。心拍檢測單元46和邊界檢測單元40被連接到跟蹤單元42和顯示處理單元52。跟蹤單元42被連接到顯示處理單元52和彈性模量計算單元50。彈性模量計算單元50被連接到顯示處理單元52。

發射/接收控制單元32通過發射電路28和接收電路30順序地設置探測器14的超聲波束的發射方向和超聲波回聲的接收方向。

發射/接收控制單元32還具有依照所設置的發射方向來選擇發射延遲模式的發射控制功能和依照所設置的接收方向來選擇接收延遲模式的接收控制功能。

發射延遲模式是被給予各個超聲波換能器的驅動信號以便通過使用從探測器14的超聲波換能器發射的超聲波在期望方向上產生超聲波束的延遲時間的模式。接收延遲模式是被給予接收信號以便通過使用由超聲波換能器所接收的超聲波提取來自期望方向的超聲回聲的延遲時間的模式。

多個發射延遲模式和多個接收延遲模式被存儲在內部存儲器(未圖示)中,并且取決于情形而被適當地選擇和使用。

發射電路28具有多個通道并且產生多個驅動信號以供分別地施加到探測器14的各個超聲波換能器。這時,能夠基于由發射/接收控制單元32所選擇的發射延遲模式將延遲時間給予各個驅動信號。

發射電路28可以調整驅動信號的延遲量并且然后將經調整的驅動信號提供給探測器14的相應超聲波換能器以便從超聲波換能器發射的超聲波形成超聲波束,或者可以將被配置以便從超聲波換能器一次發射的超聲波到達受檢者的整個成像區域的驅動信號提供給探測器14。

類似于發射電路28具有多個通道的接收電路30,放大通過超聲波換能器接收的多個模擬信號并且將放大后的模擬信號轉換為數字接收信號。

此外,通過基于由發射/接收控制單元32所選擇的接收延遲模式將延遲時間給予各個接收信號并且加上那些接收信號,來執行接收聚焦處理。采用這個接收聚焦處理,超聲波回聲被很好地聚焦以便產生聲線信號(聲線數據)。

所產生的聲線數據被提供給圖像產生單元34。

圖像產生單元34對所提供的聲線數據執行諸如Log(對數)壓縮和增益調整的預處理以產生超聲波圖像的圖像數據,根據正常的電視信號掃描系統將該圖像數據轉換(柵格轉換)為圖像數據,對所述圖像數據執行諸如層次(gradation)處理的必要圖像處理,并且將圖像數據輸出到顯示處理單元52。

圖像產生單元34具有產生B模式圖像的B模式圖像產生單元56和產生M模式圖像的M模式圖像產生單元58。B模式圖像和M模式圖像可以通過已知方法來產生。

顯示處理單元52依照從圖像產生單元34所提供的超聲波圖像的圖像數據、從存儲單元36讀出的超聲波圖像的圖像數據、通過操作面板16進行的操作(輸入指令)、在下面描述的血管壁彈性模量的測量結果(分析結果)等等來產生用于在顯示器18上顯示的顯示數據,并且將它們顯示在顯示器18上。

在圖示示例的超聲波診斷設備10中,診斷設備主體12的存儲單元36、邊界檢測單元40、跟蹤單元42、心拍檢測單元46以及彈性模量計算單元50被主要用在VE模式下,在所述VE模式下血管壁的彈性模量被測量。

在下文中,將通過參考圖3的流程圖和圖5至12說明超聲波診斷設備10在VE模式下的功能,來更詳細地說明諸如存儲單元36和邊界檢測單元40的各個單元以及本發明的超聲波診斷設備10。

在以下說明中,即使未特別描述,針對顯示器18上的顯示,顯示處理單元52執行諸如線的產生的必要處理。

當開始通過超聲波診斷設備10的超聲波診斷時,在發射/接收控制單元32的控制下,發射電路28使探測器14的超聲波換能器發射超聲波,而接收電路30處理從探測器14輸出的接收信號以產生聲線信號并且將該聲線信號輸出到圖像產生單元34。

作為示例,假定B模式被選擇,受檢者的勁動脈c被視為測量目標,并且使得探測器14像在圖4中概念性地示出的那樣與頸n接觸,由圖像產生單元34(B模式圖像產生單元56)所產生的B模式圖像利用顯示處理單元52進行處理并且顯示在顯示器18上。

當目標勁動脈c能夠被適當地觀察到并且VE模式被用操作面板16的模式選擇部件(在以下描述中,“操作面板16的”被省略)選擇時,顯示處理單元52像在圖5(A)中概念性地示出的那樣在B模式圖像中顯示表示感興趣區域的ROI60。

在這種條件下,ROI60在B模式圖像中的位置能夠通過軌跡球的操作來移動。當設置按鈕被按下時,ROI60的位置被固定并且ROI60的尺寸能夠通過軌跡球的操作來改變。

每當設置按鈕被按下,可實現的操作在ROI60的位置改變與ROI60的尺寸調整之間被交替地切換。

當縮放按鈕在這種條件下被按下(壓下)時,確定的是ROI60的位置和尺寸的調整已結束并且ROI60的設定已被指示。作為響應,發射/接收控制單元32將幀率增加到高于在ROI60的設定被指示之前的幀率(例如,到等于或高于200Hz或在ROI設定被指示之前的值的至少五倍)。此外,響應于縮放按鈕的壓下,M模式圖像產生單元58開始產生ROI60的M模式圖像,并且如圖5(B)中所示,其中ROI60的部分被擴大的B模式圖像64和ROI60(在其選擇線62處)的M模式圖像65被同時地顯示。

可以以與已知超聲波診斷設備中所謂的B/M模式顯示相同的方式執行B模式圖像64和M模式圖像65的同時顯示(雙模式顯示)。

在圖5(B)中,上側是B模式圖像64,而下側是M模式圖像65。

在B模式圖像64中,繪圖中的水平方向是方位方向(沿著超聲波換能器的陣列的方向(在二維陣列的情況下,縱向方向)),垂直方向是深度方向(超聲波的發射/接收方向),并且上側是在其上深度較淺的側(探測器14側)。

在深度方向上延伸并且用來選擇在B模式圖像中的方位方向上的M模式圖像顯示位置的選擇線62(M模式圖像的顯示線)被顯示在B模式圖像中。選擇線62通過軌跡球可在方位方向(左右方向)上移動。

在M模式圖像65中,水平方向表示時間軸,時間從左向右流動,并且在間隙65a左側的幀是當前幀(也就是說,在間隙65右側的幀是過去的幀)。類似于B模式圖像64,垂直方向是深度方向并且上側是在其上深度是較淺的側。

在圖5(B)中,在顯示器18上顯示的M模式圖像65是其位置被提前設置的選擇線62的位置的M模式圖像65。

M模式圖像產生單元58不僅產生在方位方向上的預定位置(提前設置的預定位置或選擇位置)或在方位方向上的選擇位置的M模式圖像,而且在B模式圖像64中沿著方位方向的整個區域之上產生M模式圖像。

由B模式圖像產生單元56所產生的ROI60的B模式圖像(B模式圖像數據)和由M模式圖像產生單元58所產生的M模式圖像(M模式圖像數據)都被存儲在存儲單元36中。

雖然在存儲單元36中存儲的圖像在時間方面的量未被特別限制,但是與常見水平的兩個或更多個心拍相對應的時間長度是優選的。因此,存儲單元36優選存儲各與三秒或更長時間相對應的最新的B模式圖像和M模式圖像。

如上所述,選擇線62通過軌跡球可在方位方向上移動。

選擇線62的位置和M模式圖像是聯動的。具體地,當選擇線62通過軌跡球在左右方向上移動時,顯示處理單元52將移動后的選擇線62的位置的M模式圖像顯示在顯示器18上。

在確定適當的圖像已被獲得時,操作員按下凍結按鈕。

當凍結按鈕被按下時,顯示處理單元52從存儲單元36讀出必要的圖像數據,并且如圖6(A)中所示,在重新布置圖像之后將選擇線62的位置的M模式圖像65顯示在顯示器18上,以便凍結按鈕被按下所在的時間位于在最右邊的位置處(作為最新的時間),以及顯示B模式圖像64的靜止圖像。同時地,選擇線62改變為虛線并且變得不可移動(變得非激活)。

如圖6(B)中所示,用于指示待在下面描述的血管壁的邊界的設定的“AW?Det”按鈕、用于指示血管壁彈性模量的分析開始的“彈性分析(Elasticity?Ana)”按鈕、用于輸入受檢者的血壓的“Ps”按鈕和“Pd”按鈕以及用于輸入可靠性閾值的“質量因數閾”按鈕被顯示在操作面板16的觸摸板16a中。注意,這時,“彈性分析”按鈕處于不可選擇狀態。

當凍結按鈕被按下時,心拍檢測單元46針對在存儲單元36中存儲的所有M模式圖像來檢測心拍(執行心拍的自動檢測)。心拍的檢測結果被發送到存儲單元36以被作為信息添加到對應的M模式圖像。

心拍的檢測結果還被發送到顯示處理單元52,以便心拍的檢測結果被顯示在當前顯示的M模式圖像65中。

雖然檢測心拍的方法未被特別限制,但是作為示例,心拍可以通過分析M模式圖像并且使用在水平方向上延伸的白線(亮線)的深度方向上的移動速度(速度開始增加的時間點)、白線在深度方向上的運動的脈動等等來檢測。替換地,心電圖描記器(心電圖)可以被用來檢測心拍。

如圖6中所示,顯示處理單元52用三角形標記和直線將心拍的檢測結果顯示在M模式圖像65中。在圖示的示例中,最新的心拍開始于的時間點由實線指示,同一心拍結束的時間點由虛線指示,而與其它心拍相關的位置由虛線指示。那些線可以通過代替或除線類型之外改變線顏色來區別。

當存在未能被檢測到的心拍時,該心拍依照在所述心拍周圍的各心拍的間隔等而被顯示在適當的位置處。

當凍結按鈕被按下時的B模式圖像64是在當最新的心拍開始時的時間處的B模式圖像,所述時間在M模式圖像65中由實線指示。

當心拍的線被顯示在M模式圖像65中時,B模式圖像中的選擇線62改變為實線并且變得借助于軌跡球可在左右方向上移動。也就是說,選擇線62成為激活的。線是否是激活的可以通過以與上文相似的方式代替或除線類型之外改變線顏色而被區別。

在這種條件下,當選擇線62通過軌跡球在左右方向上移動時,顯示處理單元52從存儲單元36讀出與選擇線62的位置相對應的M模式圖像,并且將該圖像連同心拍的檢測結果一起顯示在顯示器18上。具體地,甚至在凍結之后,M模式圖像65在B模式圖像64中的顯示位置(顯示線)也能夠通過經由軌跡球移動選擇線62從B模式圖像64中沿著方位方向的整個區域中選擇。

因此,根據本發明,在所設置ROI60中的方位方向上的任意位置的M模式圖像65被顯示,以便M模式圖像65和與該M模式圖像中的各心拍相對應的圖像能夠被觀察和檢查。

當設置按鈕在其中B模式圖像64中的選擇線62是可移動的條件下被按下時,確定了M模式圖像的顯示位置(顯示線)的選擇已結束,并且如圖7(A)中所示,B模式圖像64中的選擇線62改變為虛線并且通過軌跡球的移動變得不可能。同時地,指示最新的心拍的線在M模式圖像65中都改變為實線。

當指示最新的心拍的線在M模式圖像65中都改變為實線時,借助于軌跡球的心拍的選擇變得可用。

作為示例,當設置按鈕被按下時,如圖7(A)和7(B)中所示,指示最新的心拍的線改變為實線,即,被選擇。在這種條件下,例如,當軌跡球向左旋轉時,如圖7(C)中所示,與最新的心拍的結束相對應的線改變為虛線,而與次新的心拍相對應的線改變為實線,以便這個心拍被選擇。當軌跡球被進一步向左旋轉時,與次新的心拍相對應的線改變為虛線,而與再次新的心拍相對應的線改變為實線,以便這個心拍被選擇。

當軌跡球向右旋轉時,以相同的方式,與更遲的心拍相對應的線被順序地選擇。

此外,響應于心拍的選擇,顯示處理單元52從存儲單元36讀出所選心拍的開始位置的B模式圖像,也就是說,在與所選心拍的開始位置相對應的時間(時間相位)處被捕獲的B模式圖像,并且將在顯示器18上顯示的B模式圖像64改變為這個圖像。

當設置按鈕在心拍選擇可用的條件下被按下時,確定該心拍選擇已結束,所選心拍被確認,并且所選心拍的微調變得可執行。

當在顯示器18上顯示的M模式圖像65中的心拍被選擇和確認時,相同心拍在存儲在存儲單元36中的所有M模式圖像(也就是說,B模式圖像64中沿著方位方向的整個區域之上的M模式圖像)中被選擇。

作為示例,在其中最新的心拍被選擇的情況下,當設置按鈕被按下時,如圖8(A)中所示,與所選心拍的結束相對應的線改變為虛線,而與所選心拍的開始相對應的線的位置(時間)如由箭頭t所指示的那樣變得借助于軌跡球可在左右方向(時間方向)上移動,以便心拍的開始位置的微調能夠被執行。

在心拍的開始位置通過軌跡球根據需要而被調整之后,當設置按鈕被再次按下時,如圖8(B)中所示,與所選心拍的結束相對應的線改變為正常實線同時與所選心拍的開始相對應的線改變為虛線,并且與所選心拍的結束相對應的線的位置如由箭頭t所指示的那樣變得借助于軌跡球可在左右方向上移動,以便心拍的結束位置的微調能夠被執行。

雖然心拍的微調結果可能被僅反映在經歷微調的M模式圖像65中,但是結果優選還被反映在存儲在存儲單元36中的所有M模式圖像中。

在其中心拍的開始位置被調整的情況下,顯示處理單元52從存儲單元36讀出經調整的心拍開始位置的B模式圖像,并且在顯示器18上顯示的B模式圖像64被改變為這個圖像。

心拍選擇和可能的微調的結果還被提供給跟蹤單元42。

當設置按鈕在其中與所選心拍的結束相對應的位置是可調整的條件下被按下時,選擇線62在上面提到的圖6中所示出的B模式圖像64中的狀態返回到為可移動的。也就是說,狀態返回到其中M模式圖像65在B模式圖像64中的顯示線是可選擇的條件。

具體地,在圖示示例的超聲波診斷設備10中,“顯示線選擇”→“心拍選擇”→“心拍微調”的處理能夠被重復地執行。換句話說,“顯示線選擇”→“心拍選擇”→“心拍微調”的處理能夠被以環回的方式執行。

因此,以進一步優選的方式從所有存儲的M模式圖像中選擇對于待在下面描述的血管壁彈性的測量的分析最佳的心拍成為可能。

當不是設置按鈕而是觸摸板的“AW?Det”按鈕在與所選心拍的結束相對應的位置是可調整的條件下被按下時,如圖9中所示,B模式圖像64中的選擇線62和M模式圖像65中表示心拍的線全部成為虛線和不可操作的,并且血管壁檢測模式被建立。

當血管壁檢測模式被建立時,如圖10(A)中所示,與血管前壁的外膜中膜邊界相對應的線68被顯示在B模式圖像64中。

線68通過軌跡球可在上下方向(深度方向)上平行移動。如圖10(B)中所示,當線68被軌跡球移動到血管前壁的外膜中膜邊界的位置時,設置按鈕被按下。

當設置按鈕被按下時,如圖10(C)中所示,與血管前壁的外膜中膜邊界相對應的線68在B模式圖像64中改變為虛線并且因此被確認,而與血管前壁的內膜內腔邊界相對應的線70被顯示。

類似地,線70通過軌跡球也可在上下方向上移動,并且當線70被移動到血管前壁的內膜內腔邊界的位置時,設置按鈕被按下。

當設置按鈕在線70是可移動的情況下被按下時,如圖10(D)中所示,與血管前壁的內膜內腔邊界相對應的線70在B模式圖像64中改變為虛線并且因此被確認,而與血管后壁的內膜內腔邊界相對應的線72被顯示。類似地,當線72被軌跡球移動到血管后壁的內膜內腔邊界的位置時,設置按鈕被按下。

然后,當設置按鈕在線72是可移動的情況下被按下時,如圖10(E)中所示,與血管后壁的內膜內腔邊界相對應的線72在B模式圖像64中改變為虛線并且因此被確認,而與血管后壁的外膜中膜邊界相對應的線74被顯示。類似地,當線74被軌跡球移動到血管后壁的外膜中膜邊界的位置時,設置按鈕被按下。

關于血管壁的每個邊界的信息被提供給邊界檢測單元40。

當設置按鈕在線74是可移動的情況下被按下時,與所有邊界相對應的線的設定結束,并且邊界檢測單元40使用用于內膜內腔邊界的設置線72和用于外膜中膜邊界的設置線74來執行血管后壁的內膜內腔邊界和外膜中膜邊界的自動檢測。兩個邊界的自動檢測的結果被發送到顯示處理單元52和跟蹤單元42,并且如圖10(F)中所示,檢測結果被顯示。

那些邊界的自動檢測的方法未被特別限制并且若干方法可以被使用。作為示例,其中B模式圖像被分析并且線72和線74上的連續高亮度部分被跟蹤從而檢測內膜內腔邊界和外膜中膜邊界的方法被提到。

當血管后壁的內膜內腔邊界和外膜中膜邊界通過邊界檢測單元40的自動檢測結束時,如圖10(F)中所示,光標78被顯示在B模式圖像64中(這個光標78在血管后壁的自動檢測結束之前未被顯示)。

光標78可由軌跡球移動。當光標78朝指示自動檢測的內膜內腔邊界和外膜中膜邊界的各線中的任一條移動并且設置按鈕被按下時,較靠近光標78的線改變為實線。已改變為實線的線是可校正的。

作為示例,如圖10(G)中所示,假定指示外膜內膜邊界的線74被選擇并且改變為實線。當光標78通過軌跡球沿著線74移動并且設置按鈕被再次按下時,被該光標跟蹤的區域的線74再次被邊界檢測單元40檢測出并且重寫,而且結果被發送到跟蹤單元42。

當后壁的內膜內腔邊界和外膜中膜邊界的自動檢測結束并且血管后壁根據需要而被校正時,如圖11(A)中所示,所有線都成為虛線并且如圖11(B)中所示,觸摸板16a的“彈性分析”按鈕成為可選擇的。

在“彈性分析”按鈕成為可選擇的之后,受檢者的收縮血壓使用“Ps”按鈕來輸入同時受檢者的舒張末期血壓使用“Pd”按鈕來輸入,而可靠性閾值使用“質量因數閾”按鈕來輸入。那些數值可以通過已知方法來輸入。

受檢者的血壓和可靠性閾值的輸入不限于在血管壁邊界的檢測結束之后輸入,并且可以被以任何定時執行,只要它是在下面描述的分析開始之前(在下面描述的“彈性分析”按鈕的壓下之前)。

在超聲波診斷設備10中,受檢者信息通常在診斷被執行之前被獲取和輸入,并且從而,當受檢者信息包含關于血壓的信息時,可以使用該信息。

當受檢者的血壓和可靠性閾值被輸入并且“彈性分析”按鈕被按下時,B模式圖像的分析開始并且血管壁的彈性模量被計算。

當“彈性分析”按鈕被按下時,首先,跟蹤單元42在M模式圖像65中的所選心拍中執行血管前壁(外膜中膜邊界和內膜內腔邊界)和血管后壁(內膜內腔邊界和外膜中膜邊界)的運動的跟蹤。也就是說,血管前壁和后壁被跟蹤。

M模式圖像65中血管壁的跟蹤在如在B模式圖像64中預先檢測(設置)的血管前壁的外膜中膜邊界、血管前壁的內膜內腔邊界、血管后壁的內膜內腔邊界以及血管后壁的外膜中膜邊界被定義為位置起始點(在深度方向上的起始點)情況下被執行。

在M模式圖像65中血管壁的跟蹤中,時間起始點(在M模式圖像的時間軸上的起始點)是B模式圖像64的時間相位,也就是說,B模式圖像64被捕獲的時間。具體地,在圖示的示例中,根據需要在位置上被選擇和調整的心拍的開始位置將是用于血管壁的跟蹤的時間起始點。

在超聲波診斷設備10中,作為優選實施例,除血管壁的已檢測(設置)的邊界之外,可以在血管后壁中的深度方向上設置一個或多個測量點。在其中一個或多個測量點被如此設置在血管后壁中的情況下,血管壁的跟蹤在各個測量點處被執行。

血管壁中的測量點可以被提前設置,可以基于特定算法被自動地設置,可以由超聲波診斷設備10的操作員在查看圖像時設置,或者可以通過那些方法的組合來設置。

跟蹤M模式圖像65中的血管壁的方法未被特別限制,并且示例性方法包括使用圖像(亮度)自跟蹤的起始點起的連續性的方法、模式匹配方法、過零方法、組織多普勒(Doppler)方法以及相位差跟蹤,其中的任一個可以被使用。

M模式圖像中的血管壁通過跟蹤單元42的跟蹤結果被提供給彈性模量計算單元50和顯示處理單元52。

彈性模量計算單元50首先基于血管壁的跟蹤結果來產生血管壁(內膜中膜)的厚度的改變波形和血管直徑(內徑)的改變波形。當一個或多個測量點像上面所描述的那樣被設置在血管壁中時,針對各測量點之間的各個部分產生血管壁的改變波形。

血管壁的厚度的改變波形和血管直徑的改變波形被發送到顯示處理單元52。

彈性模量計算單元50使用等式(1)計算血管在徑向方向上的應變。

εi=Δhi/hdi…???(1)

在等式(1)中,εi表示各測量點之間的血管在徑向方向上的應變,Δhi表示在一次心拍期間血管壁最薄的收縮期中在各測量點之間的血管壁厚度的改變的最大值,而hdi表示在血管壁是最厚的舒張末期中的各測量點之間的厚度。

另外,彈性模量計算單元50使用提前輸入的血壓的最大值和最小值通過等式(2)來計算血管壁在周向上的彈性模量Eθi。

Eθi=1/2*[1+(rd/hd)]*[Δp/(Δhi/hdi)]…(2)

替換地,血管壁在徑向方向上的彈性模量Eri可以通過等式(3)來計算。

Eri=Δp/(Δhi/hdi)…(3)

在等式(2)和(3)中,Δhi和hdi如上文一樣是相同的,Δp表示收縮期與舒張末期之間的血壓差,rd表示血管內腔在舒張末期時的半徑,而hd表示血管壁在舒張末期時的厚度。

在計算了彈性模量之后,彈性模量計算單元50計算彈性模量的可靠性。

計算彈性模量的可靠性的方法未被特別限制,并且可以使用各種已知方法。作為示例,提到的是一種方法,其中,產生由于諸如1000個人的許多人的心拍而導致的血管直徑改變的波形;基于那許多波形產生血管直徑改變的模型波形;并且使用相對于模型波形的偏移量來計算所計算的彈性模量的可靠性。

如上所述,當心拍在顯示在顯示器18上的M模式圖像65中被選擇和確認時,相同心拍在存儲在存儲單元36中的所有M模式圖像中被選擇。

因此,針對不僅在顯示在顯示器18上的M模式圖像65中而且在存儲在存儲單元36中的所有M模式圖像中的所選心拍,執行諸如血管壁的跟蹤、血管壁的厚度和血管直徑的改變波形的產生、血管壁的應變的計算以及血管壁的彈性模量和所述彈性模量的可靠性的計算的處理。具體地,使用對應的M模式圖像針對在顯示器18上顯示的B模式圖像64的沿著方位方向的整個區域,執行諸如所選心拍中的血管壁的彈性模量的計算的處理。

那些的結果被作為信息添加到在存儲單元36中存儲的M模式圖像。

在沿著方位方向的整個區域上的計算結束之后,彈性模量計算單元50計算血管壁的彈性模量的平均值(Eθave)、血管壁的應變的平均值(Strave)以及彈性模量的可靠性的平均值(QFave)。

當計算結束時,結果被顯示在顯示器18上。

其示例在圖12中被示出。在圖示的示例中,在繪圖中原先顯示的B模式圖像64的右側,在這個B模式圖像64中示出的血管后壁的彈性模量被顯示在B模式圖像64e中。另外,在顯示血管后壁的彈性模量的B模式圖像64e的繪圖中的右側,所計算的血管壁的彈性模量的可靠性被以相似的方式顯示在B模式圖像64q中。

在繪圖中的B模式圖像64的左側,血管壁的彈性模量的平均值(Eθave)、血管壁的應變的平均值(Strave)以及彈性模量的可靠性的平均值(QFave)被顯示。

血管壁的彈性模量被以條形狀顯示在B模式圖像64e中以便與B模式圖像64中自動檢測(并且根據需要校正)的血管后壁重疊。在B模式圖像64e的右上側,彈性模量的指標被顯示。在圖示的示例中,圖像密度越高,彈性模量越高。

具體地,在B模式圖像64e中,與血管后壁重疊的條的密度表示在血管的那個位置處的血管壁的彈性模量。

類似地,彈性模量的可靠性被以條形狀顯示在B模式圖像64q中以便與B模式圖像64中自動檢測的血管后壁重疊。在B模式圖像64q的右上側,彈性模量的可靠性的指標被顯示。在圖示的示例中,圖像密度越高,彈性模量的可靠性越高。

具體地,在B模式圖像64q中,與血管后壁重疊的條的密度表示在血管的那個位置處的血管壁的彈性模量的可靠性。

彈性模量或彈性模量的可靠性的幅度可以代替或除圖像的密度以外通過改變圖像的顏色來表示。

在圖12中所示出的結果的顯示中,在其中可靠性低于提前輸入的閾值的方位方向上的位置處的結果被自動地省略。

在結果被省略所在的位置處,如在B模式圖像64e中的彈性模量的結果顯示的右拐角部分和B模式圖像64q中的可靠性的結果顯示的右拐角部分中所指示的,條的顯示成為淡色的。

在下側的M模式圖像65中,M模式圖像中的血管前壁的跟蹤結果80和血管后壁的跟蹤結果82以及血管直徑的改變波形84和血管壁的厚度的改變波形86被顯示在所選心拍中。

如上所述,當在深度方向上在血管壁中設置一個或多個測量點時,可以針對各測量點之間的各個部分輸出血管厚度的改變波形。

當血管壁的彈性模量的測量結果等等被顯示在顯示器18上時,B模式圖像64中的選擇線62改變為實線并且變得通過軌跡球可在方位方向上移動。

當選擇線62在B模式圖像64中移動時,顯示處理單元52從存儲單元36讀出與選擇線62的位置相對應的M模式圖像并且將該M模式圖像顯示在顯示器18上。具體地,當選擇線62被軌跡球移動時,M模式圖像65被改變為選擇線62的位置的M模式圖像,并且M模式圖像中的血管前壁的跟蹤結果80和血管后壁的跟蹤結果82以及血管直徑的改變波形84和血管壁的厚度的改變波形86被改變為在B模式圖像64的選擇線62的位置處的數據。

因此,可以選擇用于在B模式圖像的沿著方位方向的整個區域中顯示M模式圖像65和分析結果的顯示線。

與選擇線62在B模式圖像64中的移動同步,B模式圖像64e中的選擇線62e和B模式圖像64q中的選擇線62q也被移動。

當在設置按鈕被按下之后,選擇線62e和選擇線62q被軌跡球移動以選擇B模式圖像64e和B模式圖像64q中沿著方位方向的任意區域,并且其后,設置按鈕被再次按下時,所選區域被與其中可靠性小于閾值的上述區域類似地處理,以便數據被刪除。

具體地,當測試者查看結果并且找到其中波形等看起來奇怪的位置時,對應數據能夠被刪除,從而使得有可能執行更準確的分析。

在刪除數據的這個操作中,前一個條件可以通過壓下刪除按鈕等來恢復。

如上所述,為了在通過分析M模式圖像來測量血管壁的彈性模量時執行準確測量,重要的是選擇這樣的心拍,利用該心拍再現不太受到由于手移動或身體移動、不規則心拍、散斑等而導致的模糊影響以及因此適于分析的圖像。

然而,在能夠執行B/M模式顯示的常規超聲波診斷設備中,僅B模式圖像中的預定位置的M模式圖像被顯示并且從而,所顯示的M模式圖像未必包括不受由于手移動、散斑等而導致的模糊影響的適合心拍。

相比之下,在本發明的超聲波診斷設備中,通過不僅具有在B模式圖像64中的方位方向上的預定位置的M模式圖像而且具有在B模式圖像64中的沿著方位方向的整個區域之上的M模式圖像,并且在B模式圖像64中選擇選擇線62的位置(選擇顯示線),顯示在方位方向上的任意位置的M模式圖像成為可能。

因此,根據本發明的超聲波診斷設備,從M模式圖像中,最適于分析的心拍的M模式圖像能夠被選擇。此外,心拍被自動地檢測并且自動檢測到的心拍的微調能夠被執行,這使得有可能使用更適合的心拍來執行分析,以及改進可操作性。此外,如上所述的適合的心拍的選擇和其它操作能夠僅通過諸如軌跡球和設置按鈕的位置選擇部件和確定部件來執行。

在M模式圖像中,可能出現其中相同心拍在方位方向上的一個位置處是適合的而在另一位置處不適當的情形。至于這一點,根據本發明,因為相同心拍能夠在方位方向上的多個位置處被檢查,所以適合的心拍能夠被以更有利的方式選擇。特別地,因為響應于所顯示的M模式圖像65中的心拍的選擇,所以其中對應心拍在所有其它M模式圖像中處于所選狀態的條件被建立,相同心拍在方位方向上的多個位置處的檢查能夠被以更有利的方式執行。

另外,因為響應于所顯示的M模式圖像65中的心拍的選擇,所以對應心拍在所有M模式圖像中被選擇,B模式圖像中的沿著方位方向的整個區域之上的彈性模量的測量和其它操作也能夠使用適合的心拍來準確地執行。

在前述示例中,B模式圖像64被顯示在顯示器18的上側同時M模式圖像65被顯示在下側,但是本發明不限于此。

例如,如圖13中所示,B模式圖像90和M模式圖像92可以被橫向地布置在顯示器18上。替換地,B模式圖像和M模式圖像分別顯示在上側和下側的顯示形式,或者圖13中所示出的橫向布置的顯示形式可能是可選擇的。

借助于在其中B模式圖像90和M模式圖像92被橫向地布置的這樣的顯示方法,B模式圖像和M模式圖像能夠被進一步擴大,這使得有可能進一步準確地執行例如血管壁邊界的設定。

然而,在橫向布置的這個顯示方法中,僅一個心拍或大約一個心拍能夠被顯示在M模式圖像92中。

因此,當采用橫向布置顯示時,優選的是M模式圖像92能夠被橫向地(在時間過程的方向上)滾動以便過去的心拍能夠被顯示,并且顯示能夠從過去的心拍返回到新的心拍。雖然滾動方法未被特別限制,但是作為示例,一個方法能夠通過在使用軌跡球來選擇心拍的前述操作中自動地將所選心拍顯示在M模式圖像中間來實現。

雖然已經在上面詳細地描述了本發明的超聲波診斷設備,但是本發明絕不限于上述示例,并且在不背離本發明的范圍和精神的情況下可以作出各種修改和改進。

工業適用性

本發明的超聲波診斷設備能夠適用于引起心肌梗死、狹窄癥、腦疾病等的動脈硬化的診斷的醫療實踐中。

[參考符號列表]

10??超聲波診斷設備

12??診斷設備主體

14??(超聲波)探測器

16??操作面板

18??顯示器

20??電纜

24??腳輪

28??發射電路

30??接收電路

32??發射/接收控制單元

34??圖像產生單元

36??存儲單元

40??邊界檢測單元

42??跟蹤單元

46??心拍檢測單元

50??彈性模量計算單元

52??顯示處理單元

56??B模式圖像產生單元

58??M模式圖像產生單元

60??ROI

62??選擇線

64,64e,64q,90??B模式圖像

65,92??M模式圖像

68,70,72,74??線

80,82??跟蹤結果

84??血管直徑改變波形

86??血管壁厚度改變波形

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