本发明专利技术提供一种与被测体的深度无关，可取得准确的形变信息的超声
波诊断装置。该超声波诊断装置，具备：超声波探头，接收发送与被测体
之间的超声波；加压机构，对被测体的生物体组织加压；发送机构，通过
所述超声波探头，向生物体组织发送超声波；接收机构，通过所述超声波
探头，接收被测体产生的反射回声信号；形变信息运算机构，根据由该接
收机构接收的取得时刻不同的一对帧数据，求出生物体组织的形变分布；
形变图像生成机构，根据由该形变信息运算机构求出的形变分布，生成形
变图像；和显示机构，对形变图像进行显示。其中，设有形变分布修正机
构，根据由加压机构决定的压迫条件设定形变分布修正函数，并据此对形
变分布进行修正。所以，可以得到与被测体的深度无关的准确的形变信息。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种超声波诊断装置，特别涉及一种适用于测量压迫生物 体组织时的形变分布、生成形变图像并进行显示的超声波诊断装置。
技术介绍
为了根据生物体组织的软度或硬度来诊断病变部位等，目前的做法 是利用超声波探头等压迫生物体组织，根据该压迫所产生的生物体组织的位移，计算形变(应变、distortion)或弹性率等生物体组织的形变信息，生成弹性图像，进行显示。虽然生物体组织的诊断，的确是取决于作为定量的形变信息的弹性 率，但是，由于弹性率是施加在生物体组织各部位的应力除以形变而得到 的值，所以，需要求出施加在生物体组织各部位的应力。对于施加在各部 位的应力，例如是用压力传感器等，来测量超声波探头等加压机构施加在 被测体表皮的压迫力，然后推定该压迫力作用在被测体内部的生物体组织 的应力。但是，由于推定作用于生物体组织的应力分布所需的运算处理量 庞大，所以一般认为，现阶段进行实时处理比较困难。另外，要想通过有 限要素法等进行应力分布解析，就需要庞大的存储器量，因此在装置结构 上来看也十分困难。这样，由于实时取得定量的弹性率尚不实用，所以，当前，对位移进 行微分并将由此取得的形变作为基准的实时的形变图像就成为主流。对于 根据形变信息而生成的形变图像，可以将形变大小的相对性差异作为生物 体组织硬度大小的差异来识别。虽然得不到定量的硬度信息，但由于清楚 相对的硬度差异，所以一般认为适用于诊断。被应用在例如乳腺组织、前 列腺组织、甲状腺组织等领域。作为根据上述形变信息来生成形变图像的技术，非专利文献l、专利文献l、 2上均有记述。非专利文献1: Karsten Mark Hiltawsky, et al, Freehand ultrasoundelastography of breast lesions: Clinical results, Ultrasound in Med. & Biol Vol.27, No.l l,pp.l461-1469,2001.专利文献1:特愿2004-229459号公报专利文献2: WO2006/041050号公报上述文献所述的先行技术是根据取得时刻不同的一对帧数据，求出根 据压迫力变化的生物体组织的各部位移，然后根据该各部位移来求出生物 体组织的形变分布。但是，它没有考虑作用于生物体组织的应力随着远离 加压机构的深部而衰减的情况。所以，存在以下问题即便深度方向存在 弹性相同的组织，有时也会因距离加压机构的深度而求出形变不同的值， 无法进行确切诊断。也就是说，超声波探头等加压机构施加在被测体上的压迫力，通过弹 性波，从加压机构与被测体之间的接触面向被测体深度方向传播。在该传 播过程中，由于弹性波在发生衍射的同时大范围传播，所以应力，这一单 位面积上的力，就随深度衰减。其结果，部位越深，应力越小，位移按照 应力的衰减程度而变小。例如，当距离加压机构的浅部和深部存在硬度相 同的组织时，由于深部组织与浅部组织相比形变变小，所以，有可能误认 为深部组织是硬组织。
技术实现思路
本专利技术的课题是，无论距离加压机构的深度如何，都取得准确的形变 信息。为了解决上述课题，本专利技术的超声波诊断装置，具备超声波探头， 与被测体之间收发超声波；加压机构，对被测体的生物体组织加压；发送 机构，通过所述超声波探头，向所述生物体组织发送超声波；接收机构， 通过所述超声波探头，接收所述被测体产生的反射回声信号；形变信息运 算机构，根据由该接收机构接收的取得时刻不同的一对帧数据，求出生物 体组织的形变分布；形变图像生成机构，根据由该形变信息运算机构求出 的形变分布，生成形变图像；和显示机构，对所述形变图像进行显示，其 中，设置了形变分布修正机构，根据由所述加压机构决定的压迫条件而设 定的形变分布修正函数，对所述形变分布进行修正。具备根据所述加压机构的压迫条件求出所述形变分布修正函数并进 行保存的存储机构，所述形变分布修正机构根据保存的形变分布修正函 数，对所述形变分布进行修正。具备对每一个所述形变分布的坐标位置求出所述形变分布修正函数并进行保存的存储机构，所述形变分布修正机构根据保存的形变分布修正 函数，对所述形变分布进行修正。此外，也可取而代之，作为特征设置位移运算机构，用根据由所述加 压机构决定的压迫条件设定的位移分布修正函数，对根据一对帧数据求出 的生物体组织的位移分布进行修正，所述形变运算机构根据所述修正后的 位移分布，求出所述形变分布。这里，利用图2和图3，说明本专利技术的原理。例如，以以下情况为例 进行说明。如图2所示，将例如线形超声波探头21作为加压机构使用，压迫作为压迫对象22的硬度均匀的模体。 一般来说，是对图2 (A)所示 的压迫对象22，如图2 (B)那样使超声波探头21的超声波收发面与其接 触，施加初始压迫力，产生5 20%左右的压縮(形变)，然后从该状态 起，对压迫力进行调整，测量形变，就像(C)所示，产生0.2 1%左右 的压缩(形变变化)。图3是用来说明平行于x轴的面(断层面)的应力 分布的图。x-y轴表示超声波探头21与压迫对象22的接触面23， z轴表 示深度方向。设接触面23比压迫对象22具有足够的硬度，在测量范围的压迫力 下，不会发生变形。此外，设接触面23的x轴方向的长度为2，x0， y 轴方向的长度为2 *y0。此外，还设接触面23的应力o为cj=cjO (z=0)。 现在，假定施加在接触面23的压迫力的弹性波向压縮方向大范围传播， 衍射角为O，假定弹性波的路径区域内的任意xy平面(z一亘定)上的z 方向的应力ci (z)为恒定值，与x、 y坐标无关。也就是说，假定压迫对 象因压迫力而被施加的外力应力X面积是恒定的，与深度无关。如果在这样假定之后，测量压迫对象22的一定的视野范围24的形变， 就会如图4 (A)所示，视野范围24的中心轴的形变e形成深度越深、形 变s越小的分布。也就是说，由于超声波探头21施加的压迫力在压迫对 象22内大范围传播，所以作用于生物体组织的应力随深度衰减，被测出视野范围24的深部组织的形变小于浅部组织。作用于生物体组织的应力 也会因弹性波衍射传播以外的其它原因而衰减，但该衰减取决于加压机构 与被测体之间的接触面形状、压迫对象的大小(边界条件)、衍射角O等 加压测量条件。这里，如果压迫对象的大小(边界条件)与接触面相比， 压迫对象足够大，那么应力如后述的实施例1所示按照规定函数衰减。但 如果例如压迫对象的宽度小，也就是说接触面的幅度比超声波收发面的幅 度还窄，那么由于压迫对象的两个侧面不受束缚，可自由变形，应力会在 近处大大衰减，很难到达深部。也就是说，由于应力的衰减方式是随压迫 对象的大小、形状等边界条件的不同而不同，所以需要将它们作为加压测 量条件考虑。因此，本专利技术是预先对每一个加压测量条件测量形变分布，设定形变 分布修正函数，形成接触面上的应力在任意深度上都不衰减的那种形变分 布。而且，利用形变分布修正函数对形变分布进行修正，就可以得到与距 离加压机构的深度和方向无关的准确的信息。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式的超声波诊断装置的整体构成框图。图2是使用线形超声波探头对压迫对象实施压迫的操作说明图。 图3是被线形超声波探头压迫的实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超声波诊断装置，包括：超声波探头，与被测体之间收发超声波；加压机构，对被测体的生物体组织施加压迫；发送机构，通过所述超声波探头向所述生物体组织发送超声波；接收机构，通过所述超声波探头，接收所述被测体产生的反射回声信号；应变信息运算机构，根据由该接收机构接收的取得时刻不同的一对帧数据，求出生物体组织的应变分布；应变图像生成机构，根据由该应变信息运算机构求出的应变分布，生成应变图像；和显示机构，对所述应变图像进行显示， 所述超声波诊断装置中还设有应变分布修正机构，通过应变分布修正函数对所述应变分布进行修正，所述应变分布修正函数，根据由所述加压机构决定的压迫条件设定。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.1 JP 237518/20061. 一种超声波诊断装置，包括超声波探头，与被测体之间收发超声波；加压机构，对被测体的生物体组织施加压迫；发送机构，通过所述超声波探头向所述生物体组织发送超声波；接收机构，通过所述超声波探头，接收所述被测体产生的反射回声信号；应变信息运算机构，根据由该接收机构接收的取得时刻不同的一对帧数据，求出生物体组织的应变分布；应变图像生成机构，根据由该应变信息运算机构求出的应变分布，生成应变图像；和显示机构，对所述应变图像进行显示，所述超声波诊断装置中还设有应变分布修正机构，通过应变分布修正函数对所述应变分布进行修正，所述应变分布修正函数，根据由所述加压机构决定的压迫条件设定。2. 根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于， 具备根据由所述加压机构决定的压迫条件求出所述应变分布修正函数并进行保存的存储机构，所述应变分布修正机构，根据保存的应变分布 修正函数，对所述应变分布进行修正。 ，3. 根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于， 具备对每一个所述应变分布的坐标位置求出所述应变分布修正函数 并进行保存的存储机构，所述应变分布修正机构，根据保存的应变分布修 正函数，对所述应变分布进行修正。4. 根据权利要求l所述超声波诊断装置，其特征在于， 所述应变分布修正函数，是根据作用于所述被测体的生物体组织的应力的衰减量，对所述应变分布进行修正，使所述应力在任意深度都不衰减 的修正函数。5. 根据权利要求4所述的超声波诊断装置，其特征在于， 所述应变分布修正函数，是所述应力的衰减量的倒...
【专利技术属性】
技术研发人员：松村刚，椎名毅，山川诚，
申请(专利权)人：株式会社日立医药，
类型：发明
国别省市：JP
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