專利名稱：用于跟蹤組織移動的超聲診斷設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于使用超聲來診斷血管的超聲診斷設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來，診斷帶有諸如腦梗死和心肌梗死等循環(huán)狀況的患者數(shù)量在上升。為防止此類疾病，重要的是在動脈硬化的早期檢測到其癥狀并改進(jìn)生活方式。為了檢測到動脈硬化早期的其此類癥狀，專利文檔1公開了一種超聲診斷設(shè)備。 操作員設(shè)置該超聲診斷設(shè)備的監(jiān)視器中顯示的B(亮度)模式圖像中用于在斑塊(plaque) 的表面上跟蹤的標(biāo)記。而且超聲診斷設(shè)備通過計(jì)算關(guān)注區(qū)域(包括用于跟蹤的以前設(shè)置的標(biāo)記)中像素亮度的相關(guān)性，跟蹤血管和血管壁的直徑。專利文檔2公開了通過使用型式匹配方法用于在B模式顯示中跟蹤斑塊的表面的血管壁的超聲診斷設(shè)備。[專利文檔1]日本未經(jīng)審查的公布2002-238903A[專利文檔2]日本未經(jīng)審查的公布2010-110373A

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題不過，視圖像數(shù)據(jù)處理而定，如專利文檔1中所述圖像值的亮度可改變血管壁或血管的直徑。此外，專利文檔1和專利文檔2跟蹤血管壁的內(nèi)壁的表面。例如，為了理解血管中斑塊的特性，重要的是跟蹤斑塊的內(nèi)部及斑塊的表面。通常，誘發(fā)斑塊斷裂的因素是脂肪核的大小和覆蓋脂肪核的纖維薄膜的厚度。因此，甚至在斑塊表面未移動如此大時(shí)，通過監(jiān)視斑塊的內(nèi)部是否大部分正在移動，能夠估計(jì)脂肪核的大小或纖維薄膜的厚度。因此，重要的是理解斑塊內(nèi)的移動以理解斑塊的特性。合乎需要的是前面所述的問題得以解決。對問題的解決方案超聲診斷設(shè)備的第一方面包括傳送和接收單元，用于按順序?qū)⒊晜魉偷侥繕?biāo)對象，以及用于按順序?qū)⒊暯邮諡閺陌ㄑ艿哪繕?biāo)對象的某個區(qū)域反射的超聲數(shù)據(jù)； 存儲器單元，用于按順序存儲接收的超聲數(shù)據(jù)；圖像生成單元，用于基于接收的超聲數(shù)據(jù)， 將超聲圖像生成為某個區(qū)域的截面圖像；顯示單元，用于顯示圖像生成單元所生成的超聲圖像。該超聲診斷設(shè)備還包括關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元，用于將配置有多個分割區(qū)域的關(guān)注區(qū)域設(shè)置到在指定時(shí)間在顯示單元中顯示的超聲圖像的關(guān)注部分，其中關(guān)注區(qū)域通過存儲器單元中存儲的超聲數(shù)據(jù)來生成；跟蹤單元，用于跟蹤在指定時(shí)間和順序跟隨其后的時(shí)間與為超聲圖像而設(shè)置的關(guān)注區(qū)域的多個分割區(qū)域?qū)?yīng)的目標(biāo)對象中組織的移動；以及移動測量單元，用于基于跟蹤單元所跟蹤的組織的移動來測量在預(yù)定時(shí)間組織的移動距離。在第二方面中，關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元以分割區(qū)域中配置的方形在整體上設(shè)置關(guān)注區(qū)域，每個分割區(qū)域是在垂直和水平方向?qū)R的方形。在第三方面中，關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元能夠?qū)㈥P(guān)注區(qū)域的分割區(qū)域的大小更改為指定
4大小。在第四方面中，關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元以分割區(qū)域中配置的圓形、橢圓形、扇形或環(huán)形在整體上設(shè)置關(guān)注區(qū)域，每個分割區(qū)域是在輻射和圓形方向?qū)R的扇形。在該超聲診斷設(shè)備的第五方面中，跟蹤單元通過在超聲圖像之間使用光流法，跟蹤目標(biāo)對象中組織的移動。在第六方面中，光流法包括使用空間亮度梯度的梯度。在該超聲診斷設(shè)備的第七方面中，在每個分割區(qū)域的移動量相同且向相同方向移動時(shí)，跟蹤單元跟蹤、確定所有關(guān)注區(qū)域被移動，并且在顯示單元中顯示移動的關(guān)注區(qū)域。在該超聲診斷設(shè)備的第八方面中，關(guān)注區(qū)域的關(guān)注部分包括血管的內(nèi)壁上形成的斑塊。發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明的超聲診斷設(shè)備，通過將配置有多個分割區(qū)域的關(guān)注區(qū)域設(shè)置在關(guān)注部分上，并且跟蹤與多個分割區(qū)域的每個區(qū)域?qū)?yīng)的目標(biāo)對象中的組織的移動，可能跟蹤血管壁內(nèi)的組織。從如附圖所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的以下描述，將明白本發(fā)明的另外目的和優(yōu)
點(diǎn)ο


圖1是超聲診斷設(shè)備的整體圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的測量血管的方法的流程圖。圖3是解釋灰階圖像的亮度梯度的圖。圖4是由操作員將關(guān)注區(qū)域(ROI)設(shè)置到血管的長軸方向的圖。圖5是由操作員將關(guān)注區(qū)域(ROI)設(shè)置到血管的短軸方向的圖。圖6是由操作員將ROI設(shè)置到血管的短軸方向的另一個圖。圖7(a)是示出顯示單元127中顯示的一組超聲圖像的圖。圖7(b)是示出在預(yù)定時(shí)間Tl與T2之間移動的多個分割區(qū)域(DR)的移動的向量圖。圖8是顯示按超聲圖像分類的跟蹤結(jié)果的曲線圖的示例。圖9是顯示按超聲圖像分類的跟蹤結(jié)果的曲線圖的示例。
具體實(shí)施例方式
<超聲診斷設(shè)備100的配置>圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的超聲診斷設(shè)備100的配置的框圖。超聲診斷設(shè)備100包括連接到并行總線的傳送和接收單元110、存儲器115、CPU(中央處理單元)120、 用于通過鼠標(biāo)或鍵盤輸入的輸入單元1 及用于IXD單元的127的顯示單元。傳送和接收單元110包括超聲探頭111、傳送電路112及接收電路113。超聲探頭 111包括含有1維或2維換能器陣列的多個超聲換能器。超聲換能器基于到目標(biāo)對象的應(yīng)用的驅(qū)動信號而傳送超聲，接收從目標(biāo)對象反射的超聲回波，以及輸出接收信號。傳送電路112包括多個信道，并且生成從多個超聲換能器應(yīng)用的多個驅(qū)動信號。傳送電路112能夠調(diào)整多個驅(qū)動信號中的延遲量，以便從多個超聲換能器傳送的超聲此后形成超聲束。此外，傳送電路112能夠提供多個驅(qū)動信號到超聲探頭111，這些信號設(shè)置用于將從多個超聲換能器一次性全部傳送的超聲傳送到目標(biāo)對象的圖像區(qū)域。接收電路113具有多個信道，放大從多個超聲換能器的每個換能器輸出的多個模擬接收信號，以及轉(zhuǎn)換到數(shù)字接收信號。另外，基于從傳送和接收單元110選擇的接收延遲型式，接收電路113將每個延遲時(shí)間應(yīng)用到多個接收信號，并且通過加上所有接收信號來處理接收焦點(diǎn)。由于接收焦點(diǎn)處理，形成了帶有聚集超聲回波的聲線數(shù)據(jù)。在此實(shí)施例中，超聲探頭111將超聲從目標(biāo)對象的表面?zhèn)魉偷侥繕?biāo)對象內(nèi)的血管 BV0此外，超聲探頭111從包括血管的目標(biāo)對象接收超聲回波。傳送和接收單元110重復(fù)超聲的傳送和超聲回波的接收，以便按順序輸出聲線數(shù)據(jù)。聲線數(shù)據(jù)在接收電路113中處理對數(shù)壓縮、增益調(diào)整或低通濾波處理，并且根據(jù)超聲的反射位置的深度，處理衰減校正。處理的聲線數(shù)據(jù)通過并行總線按順序存儲在存儲器115中。存儲器115包括用于存儲由圖像生成單元121生成的截面圖像數(shù)據(jù)117和聲線數(shù)據(jù)116的多個幀的容量。CPU 120由圖像生成單元121、跟蹤單元122、移動測量單元123、圖像合成單元124 及關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元125組成。圖像生成單元121包括用于通過輸入供應(yīng)的聲線數(shù)據(jù)而生成B模式的截面圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)生成功能。圖像生成單元121將B模式截面圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成符合正常電視信號的掃描系統(tǒng)的截面圖像數(shù)據(jù)，執(zhí)行分級(gradation)過程所必需的圖像處理，并傳送到圖像合成單元124或顯示單元127，以及隨后存儲在存儲器115中。此外，在實(shí)況模式中，圖像生成單元21根據(jù)掃描方法將供應(yīng)的聲線數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成截面圖像數(shù)據(jù)，并且在凍結(jié)模式中，根據(jù)掃描方法將存儲器115中存儲的截面圖像數(shù)據(jù) 117轉(zhuǎn)換成截面圖像數(shù)據(jù)。另外，在凍結(jié)模式期間，如果存儲器115存儲聲線數(shù)據(jù)116而不是截面圖像數(shù)據(jù)117，則圖像生成單元121生成B模式截面圖像數(shù)據(jù)。對于關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元125，操作員使用諸如鼠標(biāo)等輸入單元126來設(shè)置超聲圖像的關(guān)注區(qū)域(ROI)。而且隨后關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元125提取ROI的圖像數(shù)據(jù)。一旦ROI被設(shè)置，關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元125便為存儲器115中存儲的截面圖像數(shù)據(jù)(或存儲器115中存儲的聲線數(shù)據(jù)116)提取ROI的截面圖像數(shù)據(jù)。從由關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元125設(shè)置的ROI提取的截面圖像數(shù)據(jù)供應(yīng)到跟蹤單元122。ROI包括如在圖I的底部所述的多個分割區(qū)域(DR)。跟蹤單元122從指定時(shí)間跟蹤關(guān)注區(qū)域(ROI)的分割區(qū)域(DR)正在移到哪個向量方向。為了跟蹤ROI的分割區(qū)域DR，使用了計(jì)算移動圖像中運(yùn)動對象的速度場(光流) 的方法。計(jì)算光流有許多方法。根據(jù)本發(fā)明人進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，梯度方法適合用于跟蹤血管壁。 梯度方法適合跟蹤精細(xì)移動。跟蹤單元122跟蹤ROI的每個分割區(qū)域ROI的結(jié)果傳送到圖像合成單元124、移動測量單元123和存儲器115。此外，在跟蹤單元122確定血管壁整體正在移動并且將此類信號傳送到顯示單元127時(shí)，顯示單元127能夠根據(jù)血管的移動來顯示 ROI0基于跟蹤單元122跟蹤的ROI中分割區(qū)域DR的移動，移動測量單元123在預(yù)定持續(xù)期測量組織中移動的距離。移動測量單元123測量的跟蹤結(jié)果傳送到圖像合成單元124、 存儲器115和顯示單元127。傳送到存儲器115的跟蹤結(jié)果存儲在移動信息118中。傳送到顯示單元117的跟蹤結(jié)果作為ROI中分割區(qū)域DR內(nèi)組織的移動而實(shí)時(shí)顯示。圖像合成單元124合成從圖像生成單元121供應(yīng)的截面圖像數(shù)據(jù)、跟蹤單元122 跟蹤的移動信息118及移動測量單元123中測量的跟蹤結(jié)果，并且隨后合成兩個圖像。圖像合成單元124能夠在必需的基礎(chǔ)上檢索存儲器115中存儲的聲線數(shù)據(jù)116或截面圖像數(shù)據(jù) 117。下面解釋圖I中目標(biāo)對象內(nèi)向長軸方向的血管的圖形。血管包括環(huán)繞血流區(qū)域104的血管壁103。血管壁103包括更接近超聲探頭111 的前壁103a和作為離超聲探頭111更遠(yuǎn)的壁的后壁103b。在圖I中，關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元 125設(shè)置的關(guān)注區(qū)域(ROI)位于后壁103b中。長軸方向LX指從血流區(qū)域104的中心延伸到縱向的血管，并且短軸方向SX指與長軸方向LX是垂直直線方向的血管的橫截面?！礈y量血管的方法〉圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于測量血管的方法的流程圖。在步驟S 11 中，操作員確認(rèn)超聲圖像的移動圖像被穩(wěn)定獲得，并按凍結(jié)按鈕。在步驟S12中，在按下凍結(jié)按鈕時(shí)，在存儲器115中存儲按下凍結(jié)按鈕后幾秒內(nèi)采集的聲線數(shù)據(jù)116或截面圖像數(shù)據(jù)117，并且在顯示單元127中顯示第一幀中存儲的超聲圖像。在按下凍結(jié)按鈕后幾秒采集的聲線數(shù)據(jù)116或截面圖像數(shù)據(jù)117能夠存儲在存儲器115中。在步驟S13中，操作員使用諸如鼠標(biāo)等通過并行總線連接的輸入單元126，將ROI 設(shè)置到顯示單元127中顯示的超聲圖像的第一幀。通過關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元125，操作員能夠輕松地將ROI設(shè)置到顯示單元127中顯示的目標(biāo)對象的血管。關(guān)注區(qū)域應(yīng)設(shè)為圍繞關(guān)注區(qū)域。關(guān)注區(qū)域應(yīng)設(shè)置在方形中。在步驟S14中，ROI被分割成多個分割區(qū)域DR。關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元125能夠根據(jù)設(shè)置的ROI的大小，自動設(shè)置多個分割區(qū)域。此外，操作員能夠通過關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元125，將ROI設(shè)置成任意數(shù)量的分割區(qū)域DR。步驟S15中，通過使用從超聲圖像的第一幀到超聲圖像的預(yù)定時(shí)間后的幀的所有幀，跟蹤單元122跟蹤ROI中分割區(qū)域DR中包括的組織的移動。光流法用于跟蹤關(guān)注區(qū)域。在步驟S16中，移動測量單元123測量ROI的分割區(qū)域DR的移動距離。在步驟S17中，顯示單元127顯示移動測量單元123測量的跟蹤結(jié)果。測量的跟蹤結(jié)果通過對于每個分割區(qū)域DR的向量來顯示，或者通過軸中包括時(shí)間的曲線圖來顯示。 曲線圖能夠在顯示的超聲圖像旁顯示，或者在單獨(dú)的窗口上顯示。<通過梯度方法跟蹤ROI>下面解釋用于跟蹤單元122跟蹤ROI的每個DR中組織的移動的光流法。在光流法中，存在特性匹配方法和梯度方法，特性匹配方法是用于匹配圖像的特性并計(jì)算移動的方法，梯度方法是用于通過計(jì)算圖像的對比密度(亮度)的梯度以便比較圖像的對比密度從而計(jì)算移動的方法。對于包括B模式中顯示的血管的超聲圖像，本發(fā)明的發(fā)明人執(zhí)行了使用特性匹配方法和梯度方法的實(shí)驗(yàn)。在其結(jié)果中，在梯度方法中發(fā)現(xiàn)更少的跟蹤差別。在梯度方法中，對比密度圖像F(p，t)包括如圖3所示的對比密度的梯度(亮度梯度)。使用對比密度的梯度，跟蹤ROI中包括的組織的移動。如圖3所示，在一分鐘持續(xù)期(S，t)后以均勻?qū)Ρ让芏纫苿拥脑跁r(shí)間“t”(p，t)對比密度圖像“F”的圖像計(jì)算為對比密度圖像G(p+Sp，t+St)。移動距離使用以下等式來計(jì)算 h0 = 0，+_離 )_ -y+y等式,
i+1 kmipWXP*^通過等式I的迭代操作，計(jì)算ROI中組織的移動距離(向量)。其中，“h”表示大約移動的距離，w(p)表示權(quán)重系數(shù)，F(xiàn)(p)表示移動前的對比密度圖像，以及G(p)表示移動后的對比密度圖像。F' (p)表示一階求導(dǎo)。梯度方法對于跟蹤分鐘移動有效，如血管壁由于心跳而引起的移動。如上所解釋的，通過使用梯度方法跟蹤ROI的每個分割區(qū)域DR中包括的組織的移動，能夠準(zhǔn)確地跟蹤由于心跳而引起的血管壁的分鐘移動。< 設(shè)置 ROI>圖4示出如顯示單元127中所示的延伸向長軸方向的血管上ROI的一個示例,這由操作員來設(shè)置。在圖2的步驟S13中，設(shè)置ROI，并且在步驟S14中，將ROI分割成多個分割區(qū)域DR。操作員檢查顯示單元127中顯示的第一幀的超聲圖像。隨后，操作員檢查延伸向長軸方向的血管是否是能夠設(shè)置ROI的截面圖像，并且如果截面圖像是能夠設(shè)置ROI的圖像，則操作員通過輸入單元126，使用鼠標(biāo)指針MP點(diǎn)擊ROI設(shè)置按鈕(未在圖上描繪)。關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元125(參見圖I)在顯示單元127上顯示血管壁的ROI設(shè)置窗口 131。血管壁的ROI設(shè)置窗口 131包括用于設(shè)置關(guān)注區(qū)域的ROI設(shè)置按鈕132、分割區(qū)域自動設(shè)置按鈕133及分割區(qū)域任意設(shè)置按鈕135。操作員使用鼠標(biāo)指針MP來點(diǎn)擊ROI設(shè)置按鈕132，并且通過使用鼠標(biāo)指針MP進(jìn)行拖動，倉Il建外部框(outer frame)上粗線所示的ROI。在此點(diǎn)，圖4上描繪的ROI尚未被創(chuàng)建，并且只顯示外部框。確定的ROI將是跟蹤單元122跟蹤的區(qū)域。另外，斑塊PQ位于血管壁103的后壁103b上，并且操作員在后壁103b上設(shè)置包括斑塊PQ的ROI作為關(guān)注部分。隨后，操作員使用鼠標(biāo)指針MP點(diǎn)擊分割區(qū)域自動設(shè)置按鈕133或分割區(qū)域任意設(shè)置按鈕135。在鼠標(biāo)指針點(diǎn)擊分割區(qū)域自動設(shè)置按鈕133時(shí)，將ROI分割成預(yù)定大小的分割區(qū)域。在操作員輸入垂直和水平兩個方向上的分割數(shù)量后點(diǎn)擊分割區(qū)域任意設(shè)置按鈕135 時(shí)，ROI被分割成輸入數(shù)量的分割區(qū)域。在圖4中，輸入了垂直分割的數(shù)量四和水平分割的數(shù)量七，并且關(guān)注區(qū)域被分割成顯示單元127中顯示的28個分割分區(qū)。在下面的解釋中， 分割區(qū)域DR內(nèi)的特定分割區(qū)域DR在必需時(shí)顯示為“R” (m, n)。在圖5中，在顯示單元127中示出到血管BV的短軸方向SX的ROI的一個示例，這由操作員來設(shè)置。在圖2的步驟S13中，設(shè)置ROI，并且在步驟S14中，將ROI分割成多個分割區(qū)域DR。 類似于圖4上所示的延伸向長軸方向的血管BV，ROI環(huán)繞血管壁103中的斑塊PQ。 此外，在圖5中，ROI的分割對于垂直分割為四，對于水平分割為七，并且在顯示單元127中顯示28個分割區(qū)域。在圖6中，在顯示單元127中顯示到血管BV的短軸方向SX的ROI的另一示例，這由操作員來設(shè)置。朝向短軸方向SX的血管通常是環(huán)形，并且在一些情況下，優(yōu)選是設(shè)置環(huán)形的關(guān)注區(qū)域。在圖6中，操作員通過使用鼠標(biāo)指針MP點(diǎn)擊ROI設(shè)置按鈕，并且通過使用鼠標(biāo)指針MP進(jìn)行拖動，創(chuàng)建帶粗線環(huán)形框顯示的R0I。在此點(diǎn)，如圖6所示的分割區(qū)域DR 尚未繪出，并且只顯示環(huán)形的框。此指定的ROI是跟蹤單元122要跟蹤的區(qū)域。隨后，使用鼠標(biāo)指針MP點(diǎn)擊分割區(qū)域自動設(shè)置按鈕133或分割區(qū)域任意設(shè)置按鈕 135。在鼠標(biāo)指針點(diǎn)擊分割區(qū)域自動設(shè)置按鈕133時(shí)，將ROI分割成預(yù)定大小的分割區(qū)域。 與圖4和圖5的分割區(qū)域DR不同，圖6示出扇形DR。此外，在輸入分割數(shù)量到輻射方向和圓方向后點(diǎn)擊分割區(qū)域任意設(shè)置按鈕135時(shí)，分割區(qū)域DR被分割成輸入ROI中的分割數(shù)量。在圖6中，輸入了對輻射方向的四分割和對圓方向的十六分割，并且顯示單元127中顯示的ROI被分成64個分割區(qū)域。例如，如果關(guān)注的環(huán)形區(qū)域被認(rèn)為是在中心，則從內(nèi)到外， 在0度開始，在分割區(qū)域中設(shè)置1 (1，1)1 (1，2)1 (1，3)1 (1，4)，并且在相對點(diǎn)上設(shè)置1 (9，1)， R(9，2)，R(9，3)，R(9，4)。跟蹤單元122為這些分割區(qū)域DR測量在預(yù)定時(shí)間組織的移動距離。另外，為了使每個分割區(qū)域DR的面積幾乎相同，輻射方向之間的間隔隨著向外方向的移動而變得更小。圖6示出跟蹤分割區(qū)域DR中其組織的移動的跟蹤單元122的示例。 由于在圖6中包括斑塊PQ的分割區(qū)域DR是R(ll，l)-(11，4)到R(14，1)-R(14，4)，因此，跟蹤單元122能夠跟蹤其組織僅到這十六個分割區(qū)域的移動。例如，用于選擇用跟蹤單元122 進(jìn)行跟蹤的區(qū)域的選擇按鈕能夠在ROI設(shè)置窗口 131中被設(shè)置，并且操作員所必需的分割區(qū)域DR能夠通過鼠標(biāo)指針MP來選擇。另一方面，操作員能夠使用鼠標(biāo)指針MP選擇不必要的分割區(qū)域DR。圖6示出環(huán)形的ROI。然而，ROI能夠是圓形或橢圓形。此外，如果ROI是扇形，則僅能夠?qū)⒃趫D6中存在斑塊PQ的區(qū)域設(shè)置為關(guān)注區(qū)域。<R0I的跟蹤信息>圖7(a)示出在設(shè)置ROI后在顯示單元127中顯示的超聲圖像序列。圖7 (a)的左側(cè)顯示從預(yù)定時(shí)間Tl到表示經(jīng)過預(yù)定時(shí)間的時(shí)間的T2采集的正在播放的超聲移動圖像的多個幀，并且圖7(a)的右側(cè)是Tl幀的超聲圖像和T2幀的超聲圖像的摘要。圖7(b)是示出從預(yù)定時(shí)間Tl到時(shí)間T2在ROI中分割區(qū)域DR的最大移動的向量圖。移動測量單元123中測量的跟蹤結(jié)果在顯示單元127中顯示。由于心跳，從時(shí)間Tl到時(shí)間T2血管的長軸方向的截面形狀更改，斑塊PQ的形也更改。相應(yīng)地，ROI中多個分割區(qū)域R(1，1)_R(7，4)中的組織移到顯示的水平方向或垂直方向。在此實(shí)施例中，設(shè)置了觀個分割區(qū)域，并且在每個分割區(qū)域DR中，在移動測量單元 123中測量從時(shí)間Tl到時(shí)間T2的移動量(參見圖1)。移動測量單元123中測量的跟蹤結(jié)果能夠如圖7(b)所示在每個分割區(qū)域的向量中顯示。箭頭的方向是組織移動的方向，并且長度是從時(shí)間Tl到時(shí)間T2的最大移動。例如，分割區(qū)域R(3，4)具有短向量長度(大小)，因此，分割區(qū)域R(3，4)中組織的最大移動被理解為是小的。另一方面，分割區(qū)域R(3，;3)具有長向量長度，因此分割區(qū)域R(3，;3)中組織的最大移動被理解為是大的。分割區(qū)域R(3，4)對應(yīng)于圖7(a)中斑塊PQ的表面，并且分割區(qū)域R(3，3)對應(yīng)于圖7(a)中斑塊PQ的內(nèi)側(cè)。結(jié)果，超聲圖像中顯示的血管壁103中斑塊的最大移動在表面上具有小移動，但在內(nèi)部具有大移動。因此，操作員能夠準(zhǔn)確地確定斑塊的特性，優(yōu)于僅通過跟蹤斑塊的表面所獲得的結(jié)果。移動測量單元123中測量的跟蹤結(jié)果能夠在顏色中顯示，例如在橙色中顯示比第一閾值更大的向量，在紅色中顯示比第一閾值更大的第二閾值。例如，所有血管BV可能在超聲探頭111與目標(biāo)對象之間的接觸未對齊時(shí)被移動。 因此，跟蹤單元122確定當(dāng)每個分割區(qū)域DR的移動量幾乎相同并且每個分割區(qū)域DR向相同方向移動時(shí)，每個分割區(qū)域DR中的組織不被確定為正在移動，而是確定所有血管正在移動。在此類情況下，圖7(a)中所示的ROI顯示從最初指示的或設(shè)置的位置開始到其之后位置的移動。移動測量單元123通過從移動總量減去的移動量來顯示如圖7(b)所示的每個分割區(qū)域DR的向量。通過平均分割區(qū)域R(1，1)_R(7，4)之間的移動量，計(jì)算移動的總量。<顯示跟蹤結(jié)果的示例1>圖8示出顯示單元127上顯示的超聲圖像和移動測量單元123所測量的跟蹤結(jié)果的排隊(duì)曲線圖的第一示例。這些曲線圖基于如圖7(a)所示關(guān)注區(qū)域中指示的28個分割區(qū)域R(l，l)-R(4，7)的總移動來顯示。在圖8的頂部左側(cè)，顯示向長軸方向的血管壁的超聲圖像。在超聲圖像上，按順序顯示由操作員設(shè)置的ROI的分割區(qū)域DR。在此點(diǎn)，在分割區(qū)域DR中，當(dāng)操作員想要觀察出自分割區(qū)域1 (3，1)、1 (3，2)、1 (3，3)和R(3，4)的一行時(shí)，操作員使用鼠標(biāo)指針MP選擇分割區(qū)域R(3，1)、R(3，2)、R(3，3)和R(3，4)。選定DR的一行在不同顏色中顯示，或者分割區(qū)域以虛線顯示。最后，顯示單元127顯示圖8的左下部所示的曲線圖211(到出自分割區(qū)域R(3， 1)、R(3，2)、R(3，3)和R(3，4)的一行)。在圖8左下部所示的曲線圖211上，垂直軸指示移動距離(mm)，水平軸指示時(shí)間。分割區(qū)域1 (3，1)、1 (3，2)、1 (3，3)和R(3，4)中向垂直方向的移動量在每個持續(xù)期在曲線圖中示出。在曲線圖中，示為8(3，1)^(3，2)^(3，3)和g(3， 4)的曲線圖對應(yīng)于分割區(qū)域1 (3，1)、1 (3，2)、1 (3，3)和R(3，4)。雖然在圖8中未示出，但能夠顯示分割區(qū)域DR向水平方向的移動量?；谶@些曲線圖，雖然分割區(qū)域R(3，4)(其相當(dāng)于斑塊PQ的表面)的移動甚至在某個持續(xù)期后是小的，但在斑塊PQ內(nèi)分割區(qū)域R(3，3)中組織的移動被認(rèn)為是大的。因此， 由于能夠識別組織內(nèi)的移動，因而相比僅通過跟蹤斑塊的表面能夠準(zhǔn)確地確定斑塊特性。在此點(diǎn)，在分割區(qū)域01 中，當(dāng)操作員想要觀察出自分割區(qū)域1 (1，3)、1 (2，3)、1 (3， 3)、R (4，3)、R (5，3)、R (6，3)及R (7，3)的一行時(shí)，操作員使用鼠標(biāo)指針MP來選擇分割區(qū)域 R(l, 3)到R(7，3)的一行。選定分割區(qū)域DR的一行在不同顏色中被指示，或者分割區(qū)域的框以虛線示出。顯示單元127顯示圖8的右側(cè)所示的曲線圖213 (到出自分割區(qū)域R(l，3)、R(2， 3)、R(3，3)、R(4，3)、R(5，3)、R(6，3)及 R(7，3) —行)。在右側(cè)所示的曲線圖 213 上，垂直軸指示移動距離(_)，水平軸指示時(shí)間。分割區(qū)域R(l，3)-R(7，3)中向垂直方向的移動量在每個持續(xù)期在曲線圖中示出。在曲線圖中，示為g(l，3)到g(7，3)的曲線圖對應(yīng)于分割區(qū)域R(l，3)到R(7，3)。雖然在圖8中未示出，但能夠顯示分割區(qū)域DR向水平方向的移動量?；谶@些曲線圖，雖然分割區(qū)域R(l，3)、R(6，3)的移動甚至在某個持續(xù)期后是小的，但分割區(qū)域R(3，3)和R(4，3)中組織的移動被認(rèn)為是大的。因此，由于能夠識別組織內(nèi)的移動，因而相比僅通過跟蹤斑塊的表面能夠準(zhǔn)確地確定斑塊特性。<顯示跟蹤結(jié)果的示例2>圖9示出顯示單元127上顯示的超聲圖像和移動測量單元123所測量的跟蹤結(jié)果的排隊(duì)曲線圖的第二示例。這些曲線圖基于如圖5所示關(guān)注區(qū)域中指示的多個分割區(qū)域 R(l，l)-R(7，4)的總移動來顯示。在圖9的左側(cè)，顯示向短軸方向的血管壁的超聲圖像。在超聲圖像上，按順序顯示由操作員設(shè)置的ROI的分割區(qū)域DR。此外，在圖9的頂部右側(cè)，ROI的分割區(qū)域DR顯示為圖表215。圖表215中所示的分割區(qū)域DR在向量中指示預(yù)定持續(xù)期期間的最大移動量。在此點(diǎn)，在分割區(qū)域DR中，當(dāng)操作員想要觀察出自分割區(qū)域R(4，1)、R(4，2)、R(4， 3)和R(4，4)的一行時(shí)，操作員使用鼠標(biāo)指針MP來選擇分割區(qū)域R(4，l)到R(4，4)的一行。 選定DR的一行在不同顏色中示出，或者分割區(qū)域的框以虛線示出。同時(shí)，通過放置在超聲圖像的頂部而顯示的ROI的分割區(qū)域DR(圖9的左側(cè))對于那一行在不同顏色中被顯示。顯示單元127顯示圖9的右下部所示的曲線圖217(到出自分割區(qū)域R(4，1)到 R (4,4)的一行)。在右下部所示的曲線圖217上，垂直軸指示移動距離(mm)，水平軸指示時(shí)間。在分割區(qū)域R(4，l)-R(4，4)中向垂直方向的移動量在每個持續(xù)期在曲線圖中示出。雖然在圖9中未示出，但能夠顯示分割區(qū)域DR向水平方向的移動量?；谶@些曲線圖g(4，l)到g(4，4)，雖然分割區(qū)域R(4，4)的移動甚至在某個持續(xù)期后是小的，但分割區(qū)域R(4，:3)中組織的移動被認(rèn)為是大的。因此，由于能夠識別組織內(nèi)的移動，因而相比僅通過跟蹤斑塊的表面能夠準(zhǔn)確地確定斑塊特性。本實(shí)施例指示移動測量單元123顯示分割區(qū)域DR中移動量的變化的示例。實(shí)施例并不限于上述示例。在測量心跳或血壓時(shí)，移動測量單元123能夠測量剛度參數(shù)或血管壁直徑方向平均彈性系數(shù)。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可配置本發(fā)明的許多廣泛不同的實(shí)施例。應(yīng)理解，除在隨附權(quán)利要求中定義之外，本發(fā)明不限于說明書中所述的特定實(shí)施例。部件列表
圖1
112傳送電路
113接收電路
115存儲器
116存儲的聲線數(shù)據(jù)
117存儲的圖像數(shù)據(jù)
118存儲的移動信息
120CPU
121截面圖像生成單元
122跟蹤單元
123移動測量單元
124圖像合成單元
125關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元
126輸入單元
127顯示單元圖 2開始Sll 操作員凍結(jié)超聲圖像的移動圖像。S12 凍結(jié)的超聲圖像在顯示單元127中顯示。S13 操作員在超聲圖像上設(shè)置關(guān)注區(qū)域R0I。S14 =ROI被分割成多個分割區(qū)域DR。S15 跟蹤單元跟蹤預(yù)定時(shí)期期間所述多個分割區(qū)域DR中包括的組織。S16 移動測量單元測量所述多個分割區(qū)域中組織的移動距離。S17 移動測量單元在顯示單元127中顯示測量的跟蹤結(jié)果。結(jié)束圖 3時(shí)間圖 4131對于血管壁的ROI設(shè)置132R0I 設(shè)置133分割區(qū)域自動設(shè)置135分割區(qū)域任意設(shè)置，垂直水平圖 5131對于血管壁的ROI設(shè)置132R0I 設(shè)置133分割區(qū)域自動設(shè)置135分割區(qū)域任意設(shè)置，垂直水平圖 6131對于血管壁的ROI設(shè)置132R0I 設(shè)置133分割區(qū)域自動設(shè)置135分割區(qū)域任意設(shè)置，輻射圓形圖 7時(shí)間圖 8垂直方向時(shí)間圖 9垂直方向時(shí)間
權(quán)利要求
1.一種超聲診斷設(shè)備(100)，包括傳送和接收單元(110)，用于按順序?qū)⒊晜魉偷侥繕?biāo)對象，以及用于按順序?qū)⑺龀暯邮諡閺陌ㄑ艿乃瞿繕?biāo)對象的某個區(qū)域所反射的超聲數(shù)據(jù)；存儲器單元(115)，用于按順序存儲所接收的超聲數(shù)據(jù)；圖像生成單元(121)，用于基于所接收的超聲數(shù)據(jù)，將超聲圖像生成為所述某個區(qū)域的截面圖像；顯示單元(127)，用于顯示所述圖像生成單元(121)所生成的所述超聲圖像；關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元(125)，用于將配置有多個分割區(qū)域的關(guān)注區(qū)域設(shè)置到在指定時(shí)間在所述顯示單元(127)中顯示的所述超聲圖像的關(guān)注部分，其中所述關(guān)注區(qū)域通過所述存儲器單元(115)中存儲的超聲數(shù)據(jù)來生成；跟蹤單元(122)，用于跟蹤從所述指定時(shí)間到順序跟隨其后的時(shí)間與為所述超聲圖像而設(shè)置的所述關(guān)注區(qū)域的分割區(qū)域?qū)?yīng)的所述目標(biāo)對象中組織的移動；以及移動測量單元(123)，用于基于所述跟蹤單元(12 所跟蹤的組織的移動來測量在預(yù)定時(shí)間組織的移動距離。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲診斷設(shè)備(100)，其中所述關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元(125)以分割區(qū)域中配置的方形在整體上設(shè)置所述關(guān)注區(qū)域，所述分割區(qū)域的每個是在垂直和水平方向?qū)R的方形。
3.如權(quán)利要求1所述的超聲診斷設(shè)備(100)，其中所述關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元(125)以分割區(qū)域中配置的圓形、橢圓形、扇形或環(huán)形在整體上設(shè)置所述關(guān)注區(qū)域，所述分割區(qū)域的每個是在輻射的和圓形的方向?qū)R的扇形。
4.如權(quán)利要求1-3的任一項(xiàng)所述的超聲診斷設(shè)備(100)，其中所述關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元 (125)能夠?qū)⑺鲫P(guān)注區(qū)域的分割區(qū)域的大小更改為指定大小。
5.如權(quán)利要求1-3的任一項(xiàng)所述的超聲診斷設(shè)備(100)，其中所述跟蹤單元(122)通過在所述超聲圖像之間使用光流法來跟蹤所述目標(biāo)對象中組織的移動。
6.如權(quán)利要求5所述的超聲診斷設(shè)備(100)，其中所述光流法包括使用空間亮度梯度的梯度。
7.如權(quán)利要求1-6的任一項(xiàng)所述的超聲診斷設(shè)備(100)，其中當(dāng)每個分割區(qū)域的移動量相同且每個分割區(qū)域向相同方向移動時(shí)，所述跟蹤單元(12 跟蹤、確定所有關(guān)注區(qū)域被移動，并且在所述顯示單元(127)中顯示所移動的關(guān)注區(qū)域。
8.如權(quán)利要求1-7的任一項(xiàng)所述的超聲診斷設(shè)備(100)，其中所述關(guān)注區(qū)域的關(guān)注部分包括所述血管的內(nèi)壁上形成的斑塊。
9.一種用于跟蹤移動組織的方法，包括以下步驟按順序?qū)⒊晜魉偷侥繕?biāo)對象；按順序?qū)⑺龀暯邮諡閺陌ㄑ艿乃瞿繕?biāo)對象的某個區(qū)域所反射的超聲數(shù)據(jù)；按順序存儲所接收的超聲數(shù)據(jù)；基于所接收的超聲數(shù)據(jù)，將超聲圖像生成為所述某個區(qū)域的截面圖像；顯示所述超聲圖像；將配置有多個分割區(qū)域的關(guān)注區(qū)域設(shè)置到所顯示的超聲圖像的關(guān)注部分；跟蹤從指定時(shí)間到順序跟隨其后的時(shí)間與為所述超聲圖像而設(shè)置的所述關(guān)注區(qū)域的分割區(qū)域?qū)?yīng)的所述目標(biāo)對象中組織的移動；以及基于組織的所跟蹤的移動，測量在預(yù)定時(shí)間組織的移動距離。
全文摘要
本發(fā)明名稱為“用于跟蹤組織移動的超聲診斷設(shè)備和方法”。一種超聲診斷設(shè)備包括傳送和接收單元，用于按順序?qū)⒊晜魉偷侥繕?biāo)對象以及用于按順序?qū)⒊暯邮諡閺陌ㄑ艿哪繕?biāo)對象的某個區(qū)域反射的超聲數(shù)據(jù)；存儲器單元，用于按順序存儲接收的超聲數(shù)據(jù)；圖像生成單元，用于將超聲圖像生成為所述某個區(qū)域的截面圖像；顯示單元，用于顯示超聲圖像；關(guān)注區(qū)域設(shè)置單元，用于將配置有多個分割區(qū)域的關(guān)注區(qū)域設(shè)置到在指定時(shí)間在顯示單元中顯示的超聲圖像的關(guān)注部分；跟蹤單元，用于跟蹤從指定時(shí)間到順序跟隨其后的時(shí)間與為超聲圖像設(shè)置的關(guān)注區(qū)域的分割區(qū)域?qū)?yīng)的目標(biāo)對象中組織的移動；以及移動測量單元，用于測量在預(yù)定時(shí)間組織的移動距離。
文檔編號A61B8/08GK102525567SQ20111035611
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者小笠原正文, 見山廣二 申請人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司