[发明专利]超声波诊断装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及超声波诊断装置及其控制方法，本发明特别是涉及采用根据心 电信号等形成的触发信号，在被检体内，通过超声波，进行3维扫描的超声波 诊断装置及其控制方法。

背景技术

近年，可将3维图像作为运动图像而显示的超声波诊断装置的开发急速地 进展，如果与过去的2维图像相比较，可显示高分辨率并且较宽范围的诊断图 像。

但是，由于超声波诊断装置采用在生物体内传播的超声波来形成诊断图像， 故在超声波脉冲的发送之后，直到接收来自生物体内的反射波为止的时间即使 在3维超声波诊断装置中，仍与2维超声波诊断装置基本相同。于是，如果要 以较高的分辨率，对生物体内的3维空间范围进行扫描，则扫描波束的波位 (beam position)数量增加，对于规定范围的扫描所需要的时间，3维超声波诊 断装置一般长于2维超声波诊断装置。即，如果假定相同的空间分辨率，则通 过3维超声波诊断装置获得的3维图像的帧频(3维图像的更新频率)从原理上 低于通过2维超声波诊断装置获得的2维图像的帧频。

为了解决该问题，人们自以往就探讨了各种方法(专利文献1，专利文献2 等)。基本的想法是：将成为诊断对象的整个范围(在下面称为“全容积(full volume)”)分割为多个小区域(在下面称为“子容积”)，将以较高的帧频对子 容积的3维空间进行扫描的图像数据接合，获得全容积的3维图像。在该方法 中，由于子容积的观测时刻针对每个子容积而不同，故对于子容积的接合来说， 重要的是确保空间的连续性。

另一方面，根据诊断部位，伴随呼吸，心脏的跳动，其诊断对象部位改变。 由此，比如，在专利文献1等中，公开有与心脏的运动同步，获得子容积内的 多个图像数据的技术。专利文献1等公开的技术涉及将心脏的3维图像作为运 动图像，实时地形成的技术，其概述如下。

作为与心脏的运动同步的信号采用心电图的信号，即、ECG (ElectroCardioGram)信号。更具体地说，将在心脏的扩展末期产生的R波 信号用作ECG触发信号。

将打算观察的心脏的3维区域整体(全容积)分割为比如，4个子容积，针 对每个子容积，按照与上述ECG触发信号同步的定时，收集1次心跳量的图像 数据。该1次心跳量的图像数据由多个帧图像形成。比如，每次心跳时(每当 ECG触发信号的1个周期)，按照20次反复地对同一子容积进行扫描，由此， 在同一子容积，收集20个帧图像。在此场合，如果将心跳的周期假定为1秒， 则针对每个子容积获得的图像数据的帧频为20fps(frames per second)，对于将 心脏的运动作为运动图像来捕获而言是基本充分的值。

另一方面，在将通过各子容积获得的图像数据接合，合成全容积的图像数 据时，从通过子容积获得的多个帧图像中，从各个子容积中抽出相同的“时间相 位”的帧图像，将其接合，形成全容积的帧图像。在这里，“时间相位”指以ECG 触发信号的发生时刻为基准的延迟量。通常，心脏的收缩、扩展的运动为与ECG 触发信号同步，具有同步性的运动。于是，如果从各自的子容积中抽出相同“时 间相位”的帧图像，将它们接合，则基本确保子容积之间的空间的连续性。实际 上，从接近ECG触发信号的一方起，按照反复扫描的顺序，分配“时间相位序 号”，将从相同“时间相位序号”的扫描中获得的帧图像接合，合成全容积的图像。 比如，将全容积分割为4个子容积A，B，C，D，在进行20次各子容积的反复 扫描的场合，针对每个子容积，获得从“时间相位序号0”，到“时间相位序号19” 的20张帧图像。另外，从子容积A，B，C，D中抽出相同“时间相位序号”的 帧图像，将其接合，由此，将与该“时间相位序号”相对应的全容积的图像合成。 该接合针对每个“时间相位序号”而进行，将从“时间相位序号0”到“时间相位序 号19”的全容积图像合成。其结果是，已接合的全容积的帧图像的数量针对每个 ECG触发信号为比如20个，全容积图像的帧频成为与子容积的帧频相同的值。 即，可形成比如，具有20fps的帧频的全容积的运动图像。

专利文献1：US6544175号专利说明书

专利文献2：JP特开2007-20908号文献