超聲波診斷裝置、圖像處理裝置以及圖像處理方法
【技術領域】
[0001] 本發明的實施方式涉及超聲波診斷裝置、圖像處理裝置以及圖像處理方法。
【背景技術】
[0002] 目前，超聲波診斷裝置廣泛地用于進行生物體的血流的觀察、診斷。超聲波診斷裝 置通過基于多普勒（Doppler)效應的多普勒法，根據超聲波的反射波進行血流信息的生成 以及顯示。作為通過超聲波診斷裝置生成顯示的血流信息，存在彩色多普勒圖像、多普勒波 形（多普勒頻譜）等。
[0003] 彩色多普勒圖像是通過彩色血流映射（CFM :Color Flow Mapping)法進行攝像的 超聲波圖像。在CFM法中，在多條掃描線上進行多次超聲波的發送接收。并且，在CFM法中， 對同一位置的數據列應用MTI (Moving Target Indicator)濾波器，從而抑制來自靜止的組 織或者活動慢的組織的信號（雜波信號），提取來自血流的信號。并且，在CFM法中，根據該 血流信號推定血流的速度、血流的方差、血流的能量等血流信息，顯示例如將推定結果的分 布二維地彩色顯示的超聲波圖像（血流像、彩色多普勒圖像）。通常，血流信息重疊顯示于 B模式圖像（組織像）。例如，存在血流的部分顯示血流像，不存在血流的部分顯示B模式 圖像。因此，當顯示血流像時，需要判斷是存在血流還是不存在血流的處理。
[0004] 作為進行該判定處理的方法，最普通的方法是當血流信號的能量值為規定的常量 值以下時，判斷該血流信號為噪音，不進行顯示的方法。雜波信號通過MTI濾波器抑制成為 小的值，因此，通過使用能量值的判定處理，雜波信號不被顯示。但是，來自臟器的壁、骨骼 等、強反射體的組織的信號的振幅大，因此，盡管該組織的活動慢，也有在MTI濾波器通過 后殘留的情況。此時，來自強反射體的信號會如血流那樣被顯示。
[0005] 因此，還知道有調查輸出信號的速度，當速度慢時，判斷為該輸出信號不是來自血 流的信號不進行顯示的方法。當作為MTI濾波器，使用具有巴特沃斯型的HPF(High Pass Filter)特性的IIR(Infinite Impulse Response)濾波器時，由于以下的原因，該方法在某 種程度上有效。即，在需要瞬態響應對策的有限長的數據包大小的情況下，IIR濾波器的特 性不好，因此，殘留來自強反射體的信號。因此，數據包內的平均速度變慢，平均速度成為與 不顯示的速度對應的下限閾值以下。
[0006] 在此，近年來，作為MTI濾波器，使用多項式回歸濾波器（Polynomial Regression Filter)、作為自適應型MTI濾波器的"Eigenvector Regression Filter (特征向量回歸濾 波器）"。雖然與巴特沃斯型的IIR濾波器相比較，數據包大小較小，這些濾波器也能夠有效 地抑制雜波信號。即，這些濾波器能夠將來自強反射體的信號抑制在血流信號的等級。但 是，由于雜波抑制能力存在界限，因此，這些濾波器也不能將來自強反射體的信號抑制在噪 音的等級。相對于巴特沃斯型濾波器具有線性相位特性，多項式回歸濾波器、"Eigenvector Regression Filter(特征向量回歸濾波器）"的相位特性不是線性的。因此，當根據這些濾 波器的輸出信號來推定速度時，即使如雜波那樣是慢的信號，也存在推定出的速度達到比 較高的值的傾向，通過上述的方法，即使除去速度小的信號，有時也顯示殘留來自強反射體 的信號，在強反射體的組織中存在血流的那樣的圖像。
[0007] 現有技術文獻
[0008] 非專利文獻
[0009] 非專利文獻 I :Bjaerum, Torp, Kristoffersen, "Clutter Filters Adapted to Tissue Motion in Ultrasound Color Flow Imaging"，IEEE Transactions on Ultrasoni cs,Ferroelectricsj Frequency Control, vol. 49, pp. 693-704, June, 2002
【發明內容】
[0010] 本發明要解決的問題在于，提供一種能夠避免將來自強反射體的組織的信號被顯 示為血流的超聲波診斷裝置、圖像處理裝置以及圖像處理方法。
[0011] 實施方式的超聲波診斷裝置具備濾波處理部、設定部、推定部、圖像生成部、以及 控制部。濾波處理部將通過多次超聲波發送接收而收集到的同一位置的反射波數據的數據 列作為輸入數據，對該輸入數據進行濾波處理，輸出雜波分量被抑制了的輸出數據。設定部 根據上述輸入數據的能量值和上述輸出數據的能量值來設定校正值。推定部使用上述輸出 數據和上述校正值來求出校正后的血流信息。圖像生成部根據上述血流信息來生成超聲波 圖像數據。控制部使上述超聲波圖像數據顯示于顯示部。
【附圖說明】
[0012] 圖1是表示本實施方式所涉及的超聲波診斷裝置的結構例的框圖。
[0013] 圖2A是用于說明以往技術的圖（1)。
[0014] 圖2B是用于說明以往技術的圖（2)。
[0015] 圖3是用于說明以往技術的圖（3)。
[0016] 圖4是用于說明本實施方式所涉及的多普勒處理部的處理的圖。
[0017] 圖5是表示設定部所使用的最大值濾波器的一個例子的圖。
[0018] 圖6是表不校正值的一個例子的圖。
[0019] 圖7是用于說明本實施方式的效果的圖（1)。
[0020] 圖8是用于說明本實施方式的效果的圖（2)。
[0021] 圖9是用于說明本實施方式的效果的圖（3)。
[0022] 圖10是用于說明本實施方式的效果的圖（4)。
[0023] 圖11是用于說明本實施方式所涉及的超聲波診斷裝置進行的處理的一個例子的 流程圖。
【具體實施方式】
[0024] 以下，參照附圖，詳細地說明超聲波診斷裝置的實施方式。
[0025](實施方式）
[0026] 首先，針對本實施方式所涉及的超聲波診斷裝置的構成進行說明。圖1是表示本 實施方式所涉及的超聲波診斷裝置的構成例的框圖。如圖1所示例的那樣，本實施方式所 涉及的超聲波診斷裝置具有超聲波探頭1、顯示器2、輸入裝置3、以及裝置主體10。
[0027] 超聲波探頭1為了進行超聲波的發送接收而與裝置主體10連接。超聲波探頭1 例如具有多個壓電振子，這些多個壓電振子根據從后述的裝置主體10所具有的發送接收 部11供給的驅動信號產生超聲波。另外，超聲波探頭1所具有的多個壓電振子接收來自被 檢體P的反射波轉換成電信號。另外，超聲波探頭1具有設置于壓電振子的匹配層和防止 超聲波從壓電振子向后方傳播的背襯材料等。另外，超聲波探頭1自由裝卸地與裝置主體 10連接。
[0028] 當從超聲波探頭1向被檢體P發送超聲波時，所發送的超聲波被被檢體P的體內 組織中的聲阻抗的不連續面依次反射，反射波信號由超聲波探頭1所具有的多個壓電振子 接收。所接收的反射波信號的振幅取決于反射超聲波的不連續面的聲阻抗的差。另外，所發 送的超聲波脈沖被正在移動的血流、心臟壁等表面反射時的反射波信號由于多普勒效應， 取決于移動體相對于超聲波發送方向的速度分量，并接受頻移。
[0029] 另外，本實施方式還能夠適用于超聲波探頭1是二維地對被檢體P進行掃描的ID 陣列探頭、或是三維地對被檢體P進行掃描的機械4D探頭或2D陣列探頭的情況。
[0030] 輸入裝置3具有鼠標、鍵盤、按鈕、面板開關、觸摸指令屏、腳踏開關、軌跡球、操作 桿等。輸入裝置3接受來自超聲波診斷裝置的操作者的各種設定請求，對裝置主體10轉送 所接受的各種設定請求。
[0031] 顯示器2顯示用于超聲波診斷裝置的操作者使用輸入裝置3輸入各種設定請求的 ⑶I (Graphical User Interface)，或者顯示在裝置主體10中生成的超聲波圖像數據等。
[0032] 裝置主體10是根據超聲波探頭1接收到的反射波信號來生成超聲波圖像數據的 裝置。圖1所示的裝置主體10是能夠根據二維的反射波信號生成二維的超聲波圖像數據， 能夠根據三維的反射波信號生成三維的超聲波圖像數據的裝置。其中，本實施方式還能夠 適用于裝置主體10是二維數據專用的裝置的情況。
[0033] 如圖1所示例的那樣，裝置主體10具有發送接收部11、緩沖器12、B模式處理部 13、多普勒處理部14、圖像生成部15、圖像存儲器16、內部存儲部17、以及控制部18。
[0034] 發送接收部11根據后述的控制部18的指示，控制超聲波探頭1進行的超聲波 發送接收。發送接收部11具有脈沖發生器、發送延遲電路、觸發發生器等，向超聲波探頭 1供給驅動信號。脈沖發生器重復產生用于以規定的重復頻率（PRF:Pulse Repetition Frequency)形成發送超聲波的速率脈沖。另外，發送延遲電路對脈沖發生器所產生的各速 率脈沖賦予將從超聲波探頭1產生的超聲波會聚成束狀，且確定發送指向性所需的每個壓 電振子的延遲時間。另外，觸發發生器以基于速率脈沖的定時，向超聲波探頭1施加驅動信 號（驅動脈沖）。即，發送延遲電路通過使對各速率脈沖賦予的延遲時間變化，來任意地調 整從壓電振子面發送的超聲波的發送方向。
[0035] 另外，發送接收部11具有為了根據后述的控制部18的指示，執行規定的掃描序 列，瞬間變更發送頻率、發送驅動電壓等的功能。特別地，發送驅動電壓的變更通過能夠瞬 間切換其值的線性放大器型的發送電路、或者電氣地切換多個電源單元的機構來實現。
[0036] 另外，發送接收部11具有放大器電路、A/D(Analog/Digital)轉換器、接收延遲電 路、加法器、以及正交檢波電路等，對超聲波探頭1接收到的反射波信號進行各種處理生成 反射波數據。放大器電路將反射波信號按每個通道放大來進行增益校正處理。A/D轉換器 將增益校正后的反射波信號進行A/D轉換。接收延遲電路對數字數據賦予確定接收指向性 所需的接收延遲時間。加法器對通過接收延遲電路賦予了接收延遲時間的反射波信號進行 加法處理。通過加法器的加法處理，強調來自與反射波信號的接收指向性對應的方向的反 射分量。
[0037] 并且，正交檢波電路將加法器的輸出信號轉換成基帶的同相信號（I信號、I : In-pahse)和正交信號（Q信號、Q:Quadrature-phase)。并且，正交檢波電路將I信號以及 Q信號（以下，記作IQ信號）作為反射波數據，保存在緩沖器12中。另外，正交檢波電路也 可以將加法器的輸出信號轉換成RF(Radi〇 Frequency)信號，并保存在緩沖器12中。
[0038] 當對被檢體P進行二維掃描時，發送接收部11從超聲波探頭1發送二維的超聲波 束。并且，發送接收部11根據超聲波探頭1接收到的二維的反射波信號生成二維的反射波 數據。另外，當對被檢體P進行三維掃描時，發送接收部11使超聲波探頭1發送三維的超 聲波束。并且，發送接收部11根據超聲波探頭1接收的三維的反射波信號生成三維的反射 波數據。
[0039] 緩沖器12是暫時地存儲發送接收部11所生成的反射波數據（I/Q信號）的緩沖 器。具體而言，緩沖器12存儲數幀量的I/Q信號、或者數容積量的I/Q信號。例如，緩沖器 12是FIF0(First-In/First-0ut)存儲器，存儲規定幀量的I/Q信號。并且，例如，當重新由 發送接收部11生成1幀的I/Q信號時，緩沖器12刪除生成時間最久的1幀的I/Q信號，存 儲重新生成的1幀的I/Q信號。