频谱解析装置、频谱解析方法以及超声波摄像装置制造方法及图纸

使频谱解析的精度提升，进而使表示生物体的组织性状的信息的可靠性提升。对接收信号设定成为频率谱解析的对象的运算区域以及窗口区域。对窗口区域的多个接收信号进行加权，进行加权后的窗口区域的接收信号的频率谱解析。在假定从多个振子发送的超声波在所述被检体内波动传播，到达与所述运算区域对应的所述被检体内的对象区域从而被反射，进而在被检体内波动传播从而到达了多个振子的情况下，使用与在窗口区域的接收信号中产生的强度分布对应的权重分布来进行加权。

Spectrum analysis device, spectrum analysis method and ultrasonic camera device

The accuracy of spectral analysis is improved, and the reliability of information representing biological characteristics of organisms is improved. The receiving signal is set as the operation area and the window area of the object to be resolved by the frequency spectrum. Weighting the received signals of the window area to analyze the frequency spectrum of the received signal after the weighted window area. In the assumption that ultrasonic waves sent from multiple oscillators are propagated in the detected body, the object area of the detected body corresponding to the operation area is reflected, and then the intensity generated in the received signal in the window mouth area is used in the case of wave propagation in the detected body and thus multiple vibrators. The distribution of weights corresponding to the distribution is weighted.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】频谱解析装置、频谱解析方法以及超声波摄像装置
本专利技术涉及解析基于超声波对被检体的送受波而得到的接收信号的频率谱的频谱解析装置、以及基于该频谱解析装置的频谱解析的结果取得表示被检体的组织性状的信息的超声波摄像装置。
技术介绍
过去，已知超声波诊断装置，对生物体组织发送超声波波束，接收其反射波(回波信号)并进行解析，生成诊断像等。近年来，在超声波诊断装置中，不仅谋求诊断像的生成，还谋求对血管、各种脏器等生物体的组织性状进行诊断，因此提出测定针对生物体的物理量(以下称作生物体物理量)的超声波诊断装置。作为生物体物理量，例如能举出生物体组织的声衰减率、声速、血流、生物体组织的移动速度量、散射特征量等。并且为了测定生物体物理量，有利用生物体物理量所引起的纵波传播波(超声波载波)的频谱变化的技术。作为这样的超声波诊断装置的示例，例如在专利文献1中公开了如下那样的生物体组织性状诊断装置：在回波信号的多个位置分别设定门(窗口区域)，通过对门内的回波信号进行快速傅立叶变换处理来获得频率特性，从而对生物体组织性状进行诊断。现有技术文献专利文献专利文献1：JP特开2001-170046号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是存在如下问题：在门(窗口区域)内的回波信号中不仅包含从与门位置对应的生物体内的对象区域发出的超声波的频谱信息，还包含从对象区域的周围区域发出的超声波的频谱信息。为此，对窗口区域的回波信号实施频谱解析而得到的解析结果，除了包含关于生物体内的对象区域的信息以外，还包含周围区域的信息，因此表示对象区域的组织性状的信息的分辨率降低。本专利技术鉴于上述情况而提出，目的在于使频谱解析的精度提升，进而使表示生物体的组织性状的信息的可靠性提升。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术提供以下的手段。本专利技术的一个方式的频谱解析装置具备：区域设定部，其对通过从排列的多个振子对被检体发送并且用所述多个振子接收在被检体反射或透过的超声波而在时间序列上分别得到的接收信号的调相加法运算后的接收信号，设定成为接收信号的频率谱解析的对象的运算区域以及包含该运算区域的窗口区域；和频谱提取部，其对窗口区域的多个接收信号进行加权，进行加权后的窗口区域的接收信号的频率谱解析。在假定从多个振子发送的超声波在被检体内波动传播，到达与运算区域对应的被检体内的对象区域从而反射或透过，进而在被检体内波动传播从而到达多个振子的情况下，频谱提取部使用与窗口区域的接收信号中产生的强度分布对应的权重分布来进行所述加权。专利技术效果根据本专利技术，能够提升频谱解析的精度，进而能够提升表示生物体的组织性状的信息的可靠性。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式所涉及的超声波摄像装置的概略构成的立体图。图2是表示本专利技术的一个实施方式所涉及的超声波摄像装置的概略构成的框图。图3的(a)～(e)是表示基于超声波的收发的接收信号的处理过程和对接收信号设定的运算区域以及窗口区域的说明图。图4是表示一个实施方式的权重运算部的构成的框图。图5是表示一个实施方式的频谱解析部的构成的框图。图6是表示一个实施方式的波动权重的示例的图。图7是在一个实施方式中说明运算区域和子区域的图。图8是表示现有的针对窗口区域的权重的示例的说明图。图9表示一个实施方式的频谱的总能量中的来自对象区域30的各位置的超声波的频谱能量率，是比较对窗口区域进行了现有的加权的情况、和进行了本专利技术的一个实施方式所涉及的超声波摄像装置中的加权的情况的图表。图10是表示在一个实施方式的B模式像上设定的生物体物理量的运算像素的示例的图。图11是表示一个实施方式的生物体物理量图的图。图12是表示一个实施方式所涉及的超声波摄像装置中的频谱解析中所用的权重分布的决定处理的流程图。图13是表示一个实施方式所涉及的超声波摄像装置中的频谱解析处理的流程图。具体实施方式以下参考附图来说明本专利技术的一个实施方式所涉及的超声波摄像装置。图1是表示本实施方式所涉及的超声波摄像装置(超声波收发装置)的概略构成的立体图。超声波摄像装置2具备进行接收信号的频率谱解析的频谱解析部(频谱解析装置)17，该接收信号是基于对被检体1的超声波的送受波而在时间序列上分别得到的，除了取得并显示所谓B模式图像以外，还通过发送超声波脉冲并解析从被检体1得到的接收信号来取得表示组织性状的生物体物理量。为此超声波摄像装置如图2所示那样具备：超声波探头10、接受来自操作者的输入的控制台11、控制部12、发送波束形成器13、送受分离电路(T/R：Transmit/Receive)14、接收波束形成器15、频谱解析部17、生物体物理量映射部18、图像处理部19以及图像显示部20。控制台11由开关群、键盘等构成，接受来自操作者的输入。控制部12除了将超声波发送开始指令等通知给发送波束形成器13以外，还进行各部的控制。另外，控制部12对发送波束形成器13设定发送脉冲设定值(发送信号波形的中心频率、频带、振幅和发送脉冲的时间宽度(发送脉冲中所含的载波波形的周期数))、发送中所用的开口的坐标、发送波束的设定值(发送焦点位置)等。发送波束形成器13基于从控制部12接收到的发送脉冲设定值以及发送波束的设定值来生成发送信号，对应于发送焦点位置在有助于发送的振子的区域即开口内的每个振子使发送信号延迟，经由送受分离电路14分别输出到超声波探头10的发送开口内的振子(换能器)。超声波探头10具备排列多个振子而成的电声变换器阵列。振子由将电信号(电压波形)变换成机械应力信号(声压波形)的压电体等构成。发送开口是向给定的方向照射超声波的振子的区域，由1个以上的振子构成。振子基于从送受分离电路14提供的发送信号分别被驱动，由此向被检体1发送超声波。通过发送开口内的1个以上的振子发送超声波，从而将会聚于发送焦点的超声波脉冲即发送波束照射到被检体1内部。另外，发送焦点除了位于被检体1内的情况以外，还可以虚拟地位于被检体1的外侧(相对于超声波的发送方向在超声波探头的近前侧)。照射到被检体1内部的发送波束在被检体1内被反射，或透过被检体1内，从而被超声波探头10的振子接收。在接收透过被检体1的超声波的情况下，使用圆环形状的超声波探头10、或者夹着被检体1相向配置的一对超声波探头10。在以下的说明中，以用超声波探头10接收在被检体1内反射的超声波的情况为例进行说明。照射到被检体1内部的发送波束如图3的(a)所示那样，因被检体1内的反射体而反射以及后向散射等，由此产生回波100，到达超声波探头10。超声波探头10的多个振子将回波的声压波形变换成电压波形来分别生成多个接收信号103，生成的接收信号103被输出到接收波束形成器15。如图2所示那样，接收波束形成器15具备延迟加法运算部151、检波部152以及存储器153，在对多个接收信号利用未图示的A/D变换电路进行A/D变换后，在延迟加法运算部151中如图3的(a)、(b)、(C)所示那样，在以与给定的接收扫描线102上所设定的接收焦点101的位置相应的延迟时间来使接收信号103各自延迟后进行相加，从而生成调相加法运算后接收信号104。检波部152如图3的(d)所示那样，检测调相加法运算后接收信号104的包络线。包络线检测后的接收信号105的振幅与在接收焦点101产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频谱解析装置，具备：区域设定部，其对通过从排列的多个振子对被检体发送并且用所述多个振子接收在所述被检体反射或透过的超声波而在时间序列上分别得到的接收信号的调相加法运算后的接收信号，设定成为所述接收信号的频率谱解析的对象的运算区域以及包含该运算区域的窗口区域；和频谱提取部，其对所述窗口区域的多个所述接收信号进行加权，进行加权后的所述窗口区域的所述接收信号的频率谱解析，在假定从所述多个振子发送的超声波在所述被检体内波动传播，到达与所述运算区域对应的所述被检体内的对象区域从而反射或透过，进而在所述被检体内波动传播从而到达所述多个振子的情况下，所述频谱提取部使用与所述窗口区域的所述接收信号中产生的强度分布对应的权重分布来进行所述加权。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种频谱解析装置，具备：区域设定部，其对通过从排列的多个振子对被检体发送并且用所述多个振子接收在所述被检体反射或透过的超声波而在时间序列上分别得到的接收信号的调相加法运算后的接收信号，设定成为所述接收信号的频率谱解析的对象的运算区域以及包含该运算区域的窗口区域；和频谱提取部，其对所述窗口区域的多个所述接收信号进行加权，进行加权后的所述窗口区域的所述接收信号的频率谱解析，在假定从所述多个振子发送的超声波在所述被检体内波动传播，到达与所述运算区域对应的所述被检体内的对象区域从而反射或透过，进而在所述被检体内波动传播从而到达所述多个振子的情况下，所述频谱提取部使用与所述窗口区域的所述接收信号中产生的强度分布对应的权重分布来进行所述加权。2.根据权利要求1所述的频谱解析装置，其中，所述频谱解析装置还具有：权重运算部，其通过运算来求取所述权重分布，所述权重运算部具有：发送波束运算部，其算出假定从所述多个振子发送的超声波在所述被检体内传播从而到达所述对象区域的情况下的所述对象区域中的所述超声波的强度分布；接收波束运算部，其算出在假定从受到给定的强度分布的超声波的照射的所述对象区域发出的超声波在所述被检体内传播从而到达所述振子而被接收的情况下所述多个振子所输出的接收信号的所述窗口区域中的强度分布；合成部，其通过将所述发送波束运算部算出的强度分布和所述接收波束运算部算出的强度分布合成来求取在所述窗口区域的所述接收信号中产生的强度分布；和权重算出部，其基于在所述窗口区域的所述接收信号中产生的强度分布来求取所述权重分布。3.根据权利要求1所述的频谱解析装置，其中，所述频谱解析装置还具有接收波束形成器，所述接收波束形成器包含：延迟加法运算部，其通过将多个所述振子的时间序列上的所述接收信号在以与给定的接收扫描线上的多个接收焦点的位置相应的延迟时间各自延迟后相加，来生成时间序列上的调相加法运算后接收信号；检波部，其检测所述调相加法运算后接收信号的包络线，所述区域设定部对所述检波部的检测前的所述调相加法运算后接收信号设定所述窗口区域，所述频谱提取部对所述调相加法运算后接收信号进行加权。4.根据权利要求2所述的频谱解析装置，其中，所述接收波束运算部将所述对象区域分割成多个子区域，对每个所述子区域算出所述窗口区域的所述接收信号的强度分布，所述合成部将每个所述子区域的所述接收信号的强度分布相加，通过将相加后的所述接收信号的强度分布与所述发送波束运算部算出的强度分布合成，来求取在所述窗口区域的所述接收信号中产生的强度分布。5.根据权利要求2所述的频谱解析装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：广岛美咲，田中智彦，田中千鹤枝，池田贞一郎，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP