超聲波診斷裝置、超聲波圖像生成方法及程序的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及通過發送接收超聲波束從而對生物體內的內臟器官等檢查對象物進行攝像，而生成用于檢查對象物的檢查或診斷的超聲波圖像的超聲波診斷裝置、超聲波圖像生成方法及程序，尤其是涉及基于以前求出的聲速的值而設定最佳聲速的搜索范圍，縮短聲速計算時間，提高幀率的超聲波診斷裝置、超聲波圖像生成方法及程序。
【背景技術】
[0002]以往，在醫療領域中，已經實際使用了利用了超聲波圖像的超聲波圖像診斷裝置等超聲波檢查裝置。一般，這種超聲波檢查裝置具有內置有多個元件(超聲波轉換器)的超聲波探子(超聲波探頭)和連接于該超聲波探子的裝置主體，從超聲波探子的多個元件向檢查對象物(被檢體)發送超聲波束，由超聲波探子接收來自被檢體的超聲波回聲，并在裝置主體中對該接收到的超聲波回聲信號進行電處理，由此生成超聲波圖像。
[0003]在超聲波檢查裝置中，在生成超聲波圖像時，從探子的多個元件對焦于被檢體的檢查對象區域，例如生物體內的內臟器官或該內臟器官內的病灶等，而發送超聲波束，并經由多個元件接收來自檢查對象區域的反射體，例如內臟器官或病灶等的表面或界面的超聲波回聲。但是，由于利用多個元件接收由同一反射體反射的超聲波回聲，因此相對于由位于從發送元件發送的超聲波束的焦點位置的反射體反射且由發送元件接收到的超聲波回聲信號，由同一反射體反射且由與發送元件不同的其他元件接收到的超聲波回聲信號會發生延遲。因此，在對由多個元件接收到的超聲波回聲信號進行A/D (模擬/數字)轉換而形成為元件數據之后，對元件數據進行接收聚焦處理，即，進行延遲校正而對相位進行對合并調相加法運算來生成聲線信號，并基于這樣得到的聲線信號生成超聲波圖像。
[0004]在以往的超聲波診斷裝置中，假定被檢體內的超聲波的聲速為恒定時，將超聲波的聲速固定為預先設定的某值而進行接收聚焦處理。
[0005]但是，由于生物體內的脂肪層或肌肉層等的組織的差異而聲速不同，因此被檢體內的超聲波的聲速不是均勻的。另外，較胖的被檢者和較瘦的被檢者的脂肪層或肌肉層的厚度不同。即，超聲波的聲速存在個人差異。
[0006]因此，在將超聲波的聲速設為固定的以往的超聲波診斷裝置中，當被檢體內的實際的聲速與所設定的聲速不同時，在被檢體內反射而到達元件的超聲波回聲的到達時間與設定的延遲時間會產生偏差。
[0007]其結果是，存在如下問題:無法進行適當的相位匹配，接收聚焦變得不適當，得到的超聲波圖像的畫質下降。另外，也存在得到的超聲波圖像相對于實際的被檢體變形的問題。
[0008]對于這種問題，在超聲波診斷裝置中決定(計算出)被檢體內的聲速，并使用該聲速進行接收聚焦處理。
[0009]例如，專利文獻I中記載了如下的超聲波診斷裝置:設定對診斷區域(超聲波圖像上)進行分割而成的關注區域，進行超聲波的發送接收，并使用適當設定的多個聲速(設定聲速)對得到的元件數據進行接收聚焦處理，在各關注區域中對預先設定的多個聲速(設定聲速)中的每一個計算出聚焦指標，并使用所算出的聚焦指標決定關注區域的聲速。
[0010]作為聚焦指標，可例示對比度及亮度等，例如，將作為聚焦指標的亮度為最高的設定聲速決定作為關注區域的聲速。
[0011]在專利文獻I中，記載了如下情況:基于使用聚焦指標而決定的聲速對延遲時間進行校正，并進行調相加法運算，而進行接收聚焦處理。此外，在對衰減進行了校正之后實施包絡檢波處理，從而生成亮度圖像(B模式圖像)。
[0012]專利文獻
[0013]專利文獻1:日本特開2011-92686號公報
【發明內容】
[0014]發明要解決的課題
[0015]在上述的專利文獻I中，為了決定關注區域的聲速，而詳盡地搜索聲速值。因此，存在決定關注區域的聲速值花費時間這樣的問題。另外，由于聲速值的決定花費時間，從而幀率也變低。
[0016]本發明的目的在于提供一種消除上述現有技術的問題點并能夠縮短聲速值的計算時間的超聲波診斷裝置、超聲波圖像生成方法及程序。
[0017]用于解決課題的方案
[0018]為了實現上述目的，本發明的第一技術方案提供一種超聲波診斷裝置，使用超聲波束取得用于對檢查對象物進行檢查的超聲波圖像，其特征在于，具有:聲速決定部，決定檢查對象物內的聲速；及聲速搜索范圍設定部，設定由聲速決定部搜索聲速的范圍，聲速搜索范圍設定部使用在空間和時間的至少一方上的預定的范圍內求出的聲速，來設定聲速搜索范圍。
[0019]例如，設定聲速搜索范圍所使用的聲速是超聲波圖像中與由聲速決定部決定聲速的區域接近的區域的聲速。
[0020]例如，在超聲波圖像中以包含由聲速決定部決定聲速的區域的方式將超聲波圖像分割成多個區域時，設定聲速搜索范圍所使用的聲速是多個區域中的與由聲速決定部決定聲速的區域不同的區域的聲速。
[0021]例如，超聲波診斷裝置還具有存儲部，將存儲有超聲波圖像的各區域的聲速的超聲波圖像每一幀存儲至少一個以上的預定的前幀量，設定聲速搜索范圍所使用的聲速是由聲速決定部決定聲速的區域和存儲于存儲部的至少一個的預定的前幀的超聲波圖像所對應的區域的聲速或者對存儲于存儲部的至少一個以上的預定的前幀的超聲波圖像的各區域的聲速進行預定的處理而得到的至少一個超聲波圖像的各區域的聲速所對應的區域的聲速中的任一個。在此，預定的處理是算出存儲于存儲部的至少一個以上的預定的前幀的超聲波圖像的各區域的聲速的平均值或聲速的中央值。
[0022]本發明的第二技術方案提供一種超聲波圖像生成方法，使用超聲波束取得用于對檢查對象物進行檢查的超聲波圖像，其特征在于，具有以下工序:對于檢查對象物內的至少一個區域決定聲速；及在決定其他的區域的聲速時，使用在空間和時間的至少一方上的預定的范圍內求出的聲速來設定聲速搜索范圍。
[0023]本發明的第三技術方案提供一種程序，用于使計算機執行本發明的第二技術方案的超聲波圖像生成方法的各工序作為步驟。
[0024]發明效果
[0025]根據本發明的超聲波診斷裝置及超聲波診斷方法，基于以前求出的聲速值來設定最佳的聲速搜索范圍，由此能夠縮短聲速計算時間，進而提高幀率。
【附圖說明】
[0026]圖1是概念性地表示本發明的超聲波診斷裝置的結構的一例的框圖。
[0027]圖2是概念性地表示圖1所示的超聲波診斷裝置的數據解析部的結構的一例的框圖。
[0028]圖3(a)是用于對聲速搜索范圍的再次設定的一例進行說明的示意圖，圖3(b)是用于對聲速搜索范圍的再次設定的另一例的示意圖。
[0029]圖4是用于對圖1所示的超聲波診斷裝置的數據解析部的聲速決定方法進行說明的流程圖。
[0030]圖5是用于對超聲波診斷裝置的聲速決定方法進行說明的流程圖。
【具體實施方式】
[0031]以下，基于附圖所示的優選實施方式，詳細地對本發明的超聲波診斷裝置、超聲波圖像生成方法及程序進行說明。
[0032]圖1是概念性地表示本發明的超聲波診斷裝置的結構的一例的框圖。
[0033]如圖1所示，超聲波診斷裝置10具有:超聲波探頭12、連接于超聲波探頭12的發送部14及接收部16、A/D轉換部18、元件數據存儲部20、數據解析部23、圖像生成部24、顯示控制部26、顯示部28、控制部30、操作部32、存儲部34。
[0034]在圖示例子中，發送部14、接收部16、A/D轉換部18、元件數據存儲部20、數據解析部23、圖像生成部24、顯示控制部26、顯示部28、控制部30、操作部32及存儲部34構成超聲波診斷裝置10的裝置主體。
[0035]超聲波探頭12 (以下，稱為探頭12)具有用于普通的超聲波檢查裝置的振子陣列36 ο
[0036]振子陣列36具有排列成一維或二維陣列狀的多個元件即超聲波轉換器。這些超聲波轉換器在拍攝檢查對象物(以下，稱為被檢體)的超聲波圖像時，分別根據從發送部14供給的驅動信號而將超聲波束發送至被檢體，并接收來自被檢體的超聲波回聲而輸出接收信號。在本例子中，振子陣列36的多個超聲波轉換器的內的構成一組預定數量的超聲波轉換器的各個超聲波轉換器產生一個超聲波束的各成分，一組預定數量的超聲波轉換器產生發送至被檢體的一個超聲波束。
[0037]各超聲波轉換器由在壓電體的兩端形成有電極的振子構成，壓電體由例如以PZT(鋯鈦酸鉛)為代表的壓電陶瓷、以PVDF(聚偏氟乙烯)為代表的高分子壓電元件、或以ΡΜΝ-ΡΤ(鈮鎂酸.鈦酸鉛固溶體)為代表的壓電單結晶等構成。
[0038]當對這種振子的電極施加脈沖狀或連續波狀的電壓時，壓電體對應于施加的電壓而伸縮，從各個振子產生脈沖狀或連續波的超聲波。另外，從各振子產生的超聲波對應于各振子的驅動的延遲，以設定的區域為焦點，收束于該焦點而進行合成(即進行發送聚焦)，從而形成超聲波束。
[0039]另外，振子由于在被檢體內被反射的超聲波回聲的入射而伸縮，并產生與該伸縮的大小對應的電信號。該電信號作為接收信號而輸出至接收部16。
[0040]發送部14例如具有多個脈沖發生器，對探頭12的各超聲波轉換器(振子)供給驅動信號，例如，施加驅動電壓。
[0041]例如，驅動信號按照聲速或聲速的分布，以使從振子陣列36的一組的預定數量的超聲波轉換器(以下，稱為超聲波元件)發送的超聲波束成分形成一個超聲波束的方式對各個驅動信號的延遲量進行調節而供給至構成組的多個超聲波元件，該聲速或聲速的分布是基于根據來自控制部30的控制信號而選擇的發送延遲圖案來設定的。
[0042]此外，以使多個超聲波轉換器發送的超聲波形成收束于設定的焦點的目標超聲波束的方式，進