技术领域
本发明涉及一种超声波成像设备、图像处理设备、和程序，用于产生随 时间变化的线断层(tomographic)图像数据，特别是代表被注入到主体中的 对比介质的图像的线断层图像数据。
背景技术
近来，已经使用超声波成像设备通过将对比介质注入到主体中而对主体 进行成像。对比介质是包含许多显微泡(microscopic bubble)的液体。被注 入主体的液体随着时间通过主体身体而流动。从超声波成像设备发射来的超 声波由于显微泡在对比介质已经流过的部位中而变成非线形的，并且作为具 有谐波的回波而被观测到。
当将对比介质注入到主体以使用超声波成像设备产生图像数据时，由谐 波承载的图像数据部分代表对比介质所渗透的区域。区域的随时序变化指示 对比介质流经主体或渗透入主体的进行过程。该进行过程作为确定各种病症 的重要信息。
而且，甚至当利用不使用对比介质的彩色流映象(color flow mapping， CFM)技术获得图像时，根据图像数据以彩色显示的区域的图像也示出血液 的随时序循环或立体循环，并且提供对确定各种病症很重要的信息。
[非专利文献1]“Guide to Ultrasonic Contrast Imaging”(Fuminori Moriyasu 等人，Kanehara Publishing，2003年2月28日，54-55页)。
但是，根据背景技术，不能澄清对比介质位于其中并且被成像的主体部 位和对比介质可能被渗透的任何其他部位之间的位置关系。即，在超声波成 像设备上显示的图像仅仅再现其中有对比介质并且被成像的区域。因为较低 的信号强度所以不能看清楚其他区域。
特别是，在从初始显示图像时刻到图像消失时刻的期间，不能同时看清 楚对比介质渗透其中的主体的所有区域。但是，当操作人员分析图像，图像 信息代表对比介质渗透其中的所有区域的图像的各个该图像信息对于确定对 比介质渗透其中并且被显象的区域以及识别这样的区域的随时序变化是非常 重要的。
而且，即使当使用CFM技术从血液流获得图像数据时，根据图像数据以 彩色显示的区域的图像部分地示出血液随时序的或空间的循环。对于操作人 员来说，看到血液随时序或空间循环经过的所有区域是非常重要的。
因此，如何实现能够帮助操作人员在使用对比介质位于其中的主体的显 现部位的同时，识别对比介质被渗透入其中的主体的所有区域的超声波成像 设备、图像处理设备和程序是非常重要的。
发明内容
因此，本发明的目的是提供超声波成像设备、图像处理设备、和程序， 其能够帮助操作人员在使用对比介质位于其中的主体的显现部位的同时，识 别对比介质被渗透入其中的主体的所有区域。
为了解决上面问题和实现本发明的目的，根据本发明的第一方面的超声 波成像设备包括：图像数据产生装置，用于利用超声波扫描主体，从主体接 收超声波回波，并且产生包括在扫描时间期间从主体连续获得的多个帧图像 数据项目的图像数据；显示装置，用于根据图像数据显示所产生的图像；存 储装置，用于保存图像数据；连续时间区域图像数据产生装置，用于通过将 在扫描时间期间被连续获得的多个帧图像数据项目进行累加，以从图像数据 产生连续时间区域图像数据；时序变化过程图像数据产生装置，用于从图像 数据产生时序变化过程图像数据，其代表示出在扫描时间期间像素值随着时 间从一个值变化为另一个值的过程的多个帧图像；以及合成/输出装置，用于 通过将由连续时间区域图像数据表示的图像重叠于由时序变化过程图像数据 表示的每个图像上，而将由连续时间区域图像数据表示的图像与由时序变化 过程图像数据表示的每个图像进行合成，并且通过在扫描时间期间随着时间 推移顺序地改变由时序变化过程图像数据表示的图像，将结果图像发送给显 示装置。
而且，根据本发明的第二个方面，超声波成像设备包括：图像数据产生 装置，用于接收从主体来的超声波回波，并且产生包括在成像截面的厚度方 向中排列的成像部位之内从不同的区域被连续获得的多个帧图像数据项目的 图像数据；显示装置，用于显示根据图像数据所产生的图像；存储装置，用 于保存图像数据；投影图像数据产生装置，用于通过将在厚度方向被连续获 得的多个帧图像数据项目进行累加而从图像数据产生投影图像数据；区域变 化过程图像数据产生装置，用于从图像数据产生区域变化过程图像数据，其 代表示出随着在厚度方向中排列的成像部位内的区域的变化像素值从一个值 变化到另一个值的过程的多个帧图像；以及合成/输出装置，用于通过将由投 影图像数据表示的图像重叠于由区域变化过程图像数据表示的每个图像上， 而将由投影图像数据表示的图像与由区域变化过程图像数据表示的每个图像 进行合成，并且通过随着成像部位内的区域的变化顺序地改变由区域过程图 像数据表示的图像，将结果图像发送给显示装置。
而且根据本发明的第三方面，超声波成像设备包括：图像数据产生装置， 用于产生在将对比介质注入到主体中后的、包括多个帧图像数据项目的图像 数据，其代表在相同的显现部位中的时序的变化；显示装置，用于显示由多 个图像信息表示的图像；存储装置，用于保存多个图像信息；渗透区域图像 数据产生装置，用于利用多个图像信息来产生代表图像的渗透区域图像数据， 该图像再现了在将对比介质注入其中的部位内的所有区域；渗透过程图像数 据产生装置，用于利用多个图像信息来产生渗透过程图像数据，其代表示出 了对比介质渗透到部位中的过程的多个图像帧；以及合成/输出装置，用于将 由渗透过程图像数据表示的每个图像重叠到由渗透区域图像数据表示的图像 上或与由渗透区域图像数据表示的图像进行合成，并且根据该过程在顺序地 改变由渗透过程图像数据表示的图像的同时，将结果图像传送到显示装置。
而且，根据本发明的第四个方面，包括在根据第三方面的超声波成像设 备中的渗透区图像数据产生装置包括用于累加多个图像信息的累加装置。
而且，根据本发明的第五方面，包括在根据第三或第四方面的超声波成 像设备中的渗透区域图像数据产生装置和渗透过程图像数据产生装置包括减 法装置，用于从多个图像信息减掉缺乏对比介质信息的参考图像信息。
而且，根据本发明的第五方面，渗透区域图像数据产生装置和渗透过程 图像数据产生装置包括减法装置，用于从多个图像信息减掉缺乏对比介质信 息的参考图像信息，从而去除背景图像数据。
而且，根据本发明的第六方面，在根据第三到第五方面的任何一方面的 超声波成像设备中使用的渗透过程图像数据包含被包括在多个图像信息中、 反映对比介质的量的、作为像素信息的像素值。
而且，根据本发明的第七方面，在根据第三到第五方面的任何一方面的 超声波成像设备中使用的渗透过程图像数据包含作为像素信息的、包括在多 个图像信息中的像素值需要变成最大的时间。
而且，根据本发明的第八方面，在根据第三到第五方面的任何一方面的 超声波成像设备中使用的渗透过程图像数据包含作为像素信息的、包括在多 个图像信息中的像素值开始增长的瞬间时间。
而且，根据本发明的第九方面，根据第三到第八方面的任何一方面的超 声波成像设备还包括输入单元，用于在所使用的图像信息是三维图像信息时 输入截面位置，在该截面位置上将图像信息输送到渗透区图像数据产生装置、 渗透过程图像数据产生装置、和合成/输出装置。
根据本发明的第九方面，超声波成像设备从输入单元接收在其上发送图 像信息的截面位置，从而可以在任何方向中的任何位置指定截面。
而且，根据本方明的第十方面，根据第九方面的超声波成像设备中包括 的合成/输出装置根据该过程顺序地改变在其上发送图像信息的截面位置。
根据本发明的第十方面，合成/输出装置根据该过程顺序地改变在其上发 送图像信息的截面位置，从而以时间顺序发送位于最佳位置的截面的图像。
而且，根据本发明的第十一方面，在根据第十方面的超声波成像设备中 执行的顺序变化是截面的旋转。
而且，根据本发明的第十二方面，在根据第九到第十一方面中的任何一 方面的超声波成像设备中包括的合成/输出装置包括产生装置，用于从渗透区 图像数据和渗透过程图像数据产生的投影信息中产生在截面上的两维图像信 息。
而且，根据本发明的第十三方面，在根据第十二方面的超声波成像设备 中使用的投影信息代表从渗透区图像数据和渗透过程图像数据产生的、在与 截面方向垂直的方向中计算的投影值的总和。
根据本发明的的十三方面，投影信息是从三维图像信息产生的投影数据。
而且，根据本发明的第十四方面，在根据第十二方面的超声波成像设备 中使用的投影信息代表从渗透区图像数据和渗透过程图像数据产生的、在与 截面垂直的方向中检测的投影值中的最大值。
根据本发明的第十四方面，投影信息是从三维图像信息产生的最大亮度 (intensity)投影数据(MIP数据)。
而且，根据本发明的第十五方面，在根据第三到第十四方面的任何一方 面的超声波成像设备中包括的合成/输出装置以与显示由渗透区域图像数据 表示的图像的颜色不同的颜色，显示由渗透过程图像数据代表的、被重叠在 由渗透区域图像数据表示的图像上的每个图像。
而且，根据本发明的第十六方面，在根据第三到第十五方面的任何一方 面的超声波成像设备中包括的合成/输出装置包括选择装置，用于选择是否将 每个渗透过程图像重叠到渗透区域图像上。
而且，根据本发明的第十七方面，图像处理设备包括：接口，通过该接 口接收断层图像数据，该断层图像数据包括在对主体进行扫描期间的扫描时 间期间从主体连续获得的多个帧图像数据项目；显示装置，用于显示根据断 层图像数据产生的图像；存储装置，用于保存断层图像数据；连续时间区域 图像数据产生装置，用于通过累加在扫描时间期间被连续获得的多个帧图像 数据项目，从断层图像数据产生连续时间区域图像数据；时序变化过程图像 数据产生装置，用于从图像数据产生时序变化过程图像数据，该时序变化过 程图像数据代表示出在扫描时间期间随着时间推移像素值从一个值变化到另 一个值的过程多个帧图像；以及合成/输出装置，用于通过将由连续时间区域 图像数据表示的图像重叠于由时序变化过程图像数据表示的每个图像上，而 将由连续时间区域图像数据表示的图像与由时序变化过程图像数据表示的每 个图像进行合成，并且通过在扫描时间期间随着时间推移顺序地改变由时序 变化过程图像数据表示的图像，将结果图像发送给显示装置。
而且，根据本发明的第十八方面，图像处理设备包括：接口，通过该接 口接收断层图像数据，该断层图像数据包括从在成像截面的厚度方向中排列 的成像部位内的不同区域连续地获得的多个断层帧图像数据项目；显示装置， 用于显示根据断层图像数据产生的图像；存储装置，用于保存断层图像数据； 投影图像数据产生装置，用于通过将在厚度方向被连续获得的多个断层帧图 像数据项目进行累加而从断层图像数据产生投影图像数据；区域变化过程图 像数据产生装置，用于从断层图像数据产生区域变化过程图像数据，其代表 示出随着在厚度方向中排列的成像部位内的区域的变化像素值从一个值变化 到另一个值的过程的多个帧图像；以及合成/输出装置，用于通过将由投影图 像数据表示的图像重叠于由区域过程图像数据表示的每个图像上，而将由投 影图像数据表示的图像与由区域变化过程图像数据表示的每个图像进行合 成，并且通过随着成像部位内的区域的变化顺序地改变由区域变化过程图像 数据表示的图像，将结果图像发送给显示装置。
而且，根据本发明的第十九方面，图像处理装置包括：接口，通过该接 口接收在将对比介质注入到主体中后的多个断层图像信息，其代表在相同的 显现部位中的时序的变化；显示装置，用于显示由多个断层图像信息表示的 图像；存储装置，用于保存多个断层图像信息；渗透区域图像数据产生装置， 用于产生代表图像的渗透区域图像数据，该图像再现了在将对比介质渗透其 中的部位内的、以断层图像再现的所有区域；渗透过程图像数据产生装置， 用于产生渗透过程图像数据，其代表示出了对比介质渗透到部位中的过程的 多个图像帧；以及合成/输出装置，用于将由渗透过程图像数据表示的每个图 像重叠到由渗透区域图像数据表示的图像上或与由渗透区域图像数据表示的 图像进行合成，并且在根据该过程顺序地改变由渗透过程图像数据表示的图 像的同时，将结果图像传送到显示装置。
而且，根据本发明的第二十方面，在根据第十九方面的图像处理设备中 使用的断层图像信息是由超声波成像设备产生的图像数据。
而且，根据本发明的第二十一方面，根据第十九或第二十方面的图像处 理设备中包括的渗透区域图像数据产生装置包括用于累加多个断层图像信息 的累加装置。
而且，根据本发明的第二十二方面，根据第十九到第二十一方面的任何 一方面的图像处理设备中使用的渗透过程图像数据包括作为像素信息的、由 多个图像信息表示的、和反映对比介质的量的像素值。
而且，根据本发明的第二十三方面，根据第十九到第二十二方面的任何 一方面的图像处理设备中包括的合成/输出装置以与显示由渗透区域图像数 据表示的图像的颜色不同的颜色，显示由渗透过程图像数据代表的、被重叠 在由渗透区域图像数据表示的图像上的每个图像。
根据本发明的第二十四方面，一种程序，允许在图像处理设备中的计算 机工作作为：接口，通过该接口接收断层图像数据，该断层图像数据包括在 对主体进行扫描期间的扫描时间期间从主体连续获得的多个帧图像数据项 目；显示装置，用于显示根据断层图像数据产生的图像；存储装置，用于保 存断层图像数据；连续时间区域图像数据产生装置，用于通过累加在扫描时 间期间被连续获得的多个帧图像数据项目，从断层图像数据产生连续时间区 域图像数据；时序变化过程图像数据产生装置，用于从图像数据产生时序变 化过程图像数据，该时序变化过程图像数据代表示出在扫描时间期间随着时 间推移像素值从一个值变化到另一个值的过程的多个帧图像；以及合成/输出 装置，用于通过将由连续时间区域图像数据表示的图像重叠于由时序变化过 程图像数据表示的每个图像上，而将由连续时间区域图像数据表示的图像与 由时序变化过程图像数据表示的每个图像进行合成，并且通过在扫描时间期 间随着时间推移顺序地改变由时序变化过程图像数据表示的图像，将结果图 像发送给显示装置。
根据本发明的第二十五方面，一种程序，允许在图像处理设备中的计算 机工作作为：接口，通过该接口接收断层图像数据，该断层图像数据包括从 在成像截面的厚度方向中排列的成像部位内的不同区域连续地获得的多个帧 图像数据项目；显示装置，用于显示根据断层图像数据产生的图像；存储装 置，用于保存断层图像数据；投影图像数据产生装置，用于通过将在厚度方 向被连续获得的多个断层帧图像数据项目进行累加而从断层图像数据产生投 影图像数据；区域变化过程图像数据产生装置，用于从断层图像数据产生区 域变化过程图像数据，其代表示出随着在厚度方向中排列的成像部位内的区 域的变化像素值从一个值变化到另一个值的过程的多个帧图像；以及合成/输 出装置，用于通过将由投影图像数据表示的图像重叠于由区域变化过程图像 数据表示的每个图像，而将由投影图像数据表示的图像与由区域变化过程图 像数据表示的每个图像进行合成，并且通过随着成像部位内的区域的变化顺 序地改变由区域变化过程图像数据表示的图像，将结果图像发送给显示装置。
根据本发明的第二十六方面，一种程序，允许在图像处理设备中的计算 机工作作为：接口，通过该接口接收在将对比介质注入到主体中后的多个断 层图像信息，其代表在相同的显现部位中的时序的变化；显示装置，用于显 示由多个图像信息表示的图像；存储装置，用于保存多个断层图像信息；渗 透区域图像数据产生装置，用于使用多个断层图像信息产生代表图像的渗透 区域图像数据，该图像再现了在将对比介质渗透其中的部位内的、以断层图 像再现的所有区域；渗透过程图像数据产生装置，用于使用多个断层图像信 息产生渗透过程图像数据，其代表示出了对比介质渗透到部位中的过程的多 个图像帧；以及合成/输出装置，用于将由渗透过程图像数据表示的每个图像 重叠到由渗透区域图像数据表示的图像上或与由渗透区域图像数据表示的图 像上进行合成，并且在根据该过程顺序地改变由渗透过程图像数据表示的图 像的同时，将结果图像传送到显示装置。
根据本发明，在将对比介质注入到主体中之后，图像数据产生装置产生 图像数据，其包括在相同的显现部位中再现时序变化的多个帧图像数据项目。 显示装置显示根据图像数据产生的图像，而存储装置保存图像数据。使用图 像数据，渗透区域图像数据产生装置产生表示图像的渗透区域图像数据，该 图像再现将对比介质渗透于其中的部位中的所有区域。使用图像数据，渗透 过程图像数据产生装置产生多个渗透过程图像数据，表示将对比介质渗透到 部位中的过程。合成/输出装置在将由渗透过程图像数据表示的图像重叠于由 渗透区域图像数据表示的图像上的同时，显示由渗透过程图像数据表示的每 个图像，并且根据渗透过程顺序地改变渗透过程图像数据的图像。因此，与 对比介质被渗透到的全部区域相比，可以识别对比介质渗透到显现部位的过 程。特别是，与对比介质被渗透到的全部区域相比，可以具体地检测在将对 比介质渗透入的区域的数量中的增加或时序变化。
如附图所示，从后面本发明优选实施例的说明中，本发明的其他目的和 优点将变得明显。
附图说明
图1示出了超声波成像设备的总体配置的框图；
图2示出了在本发明第一实施例中包括的控制单元的功能配置的功能框 图；
图3示出了在根据本发明第一实施例的超声波成像设备中被执行的操作 的流程图；
图4示出了在根据本发明第一实施例中被执行的渗透过程图像显示的流 程图；
图5示出了由本发明第一实施例产生的图像的例子的示意图；
图6示出了由本发明第一实施例产生的渗透区域图像的例子的示意图；
图7示出了被重叠在根据本发明第一实施例的渗透区域图像上的渗透过 程图像的例子的示意图；
图8示出了通过在超声波成像设备中执行捕获而产生的图像的例子的示 意图；
图9示出了包括在本发明的第二实施例中的控制单元的功能配置的功能 框图；
图10示出了在根据第二实施例的超声波成像设备中执行的操作的流程 图；
图11示出了在第二实施例中显示区域变化过程图像期间执行的操作的 流程图；
图12A-12B示出了包括在第二实施例中的探头摆动的示意图；
图13示出了第二实施例中产生的图像的例子的示意图；
图14示出了在第二实施例中产生投影图像的示意图；
图15示出了在第二实施例中产生的投影图像的例子的示意图；
图16示出了将在第二实施例中产生的投影图像重叠于其上的、由区域变 化过程图像数据表示的图像的例子的示意图；和
图17示出了在第三实施例中包括的控制单元的功能配置的功能框图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明根据本发明实现超声波成像设备的最佳模式。 注意本发明并不限于该模式。
(第一实施例)
图1示出了根据实施例的超声波成像设备的总体配置的框图。超声波成 像设备包括探头101、发送/接收单元102、图像处理单元103、电影(cine) 存储器104、图像显示控制单元105、显示单元106、输入单元107、和控制 单元108。有时，探头101、发送/接收单元102、图像处理单元103、和控制 单元108构成图像数据产生装置，用于产生将在后面说明的数据。图像显示 控制单元105和显示单元106构成显示装置109。在图1中，连接组件的粗 线代表在其上传输模拟或数字图像数据的传输线，而细线代表在其上传输控 制信息的传输线。
探头101发送或接收超声波。具体地说，探头101重复地向将被显现的 活体的截面以特定的方向发射超声波，并且按照时序声音线接收从活体重复 反射的回波。而且，当顺序地改变超声波的发射方向时，探头101电扫描活 体。虽然没有示出压电元件，但是探头101具有设置为阵列的压电元件。
发送/接收单元102通过同轴线缆连接到探头101，并且产生驱动包括在 探头101中的压电元件的电信号。而且，发送/接收单元102最初还放大所接 收的回波。图像处理单元103执行图像处理从而使用由发送/接收单元102放 大的回波来实时产生图像数据。处理的具体内容包括：例如，合计在所接收 的回波中的延迟，模拟到数字(A/D)转换，和将作为图像数据的结果数字 信息写入将在后面说明的电影存储器104。有时，作为图像数据，采用多普 勒信号或谐波承载的数据以再现对比介质。
由图像处理单元103在多普勒模式中产生多普勒信号。在多普勒模式中， 从由发送/接收单元102放大的超声波回波中采样关于超声波回波经历的相移 的信息，从而计算关于在成像截面上的点处所观测的血流的实时信息，例如 速度、能量、和速度变化。
而且，图像处理单元103在CFM模式中产生CFM信号。在CFM模式 中，使用由超声波回波承载的关于血流的信息来产生代表血流图像的图像数 据，其中接近探头101的血流的图像为红色，而离开探头101的血流的图像 为蓝色。
电影存储器104是用于存储或保存从图像处理产生的图像数据的存储单 元。具体地说，将随时序变化的图像数据与被作为基本数据使用的、根据其 来分析图像数据中的数据顺序变化的时序索引一同保存。
图像显示控制单元105将显示由图像处理单元103产生的图像数据表示 的图像的显示帧速率转换成另一个，并且控制由图像数据表示的图像的形状 或显示图像的位置。
显示单元106使用阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)以显示图 像，已经由图像显示控制单元105转换图像显示帧速率或者已经控制图像的 形状和位置，从而使得图像对操作人员是可见的。
输入单元107包括键盘和指示设备。操作人员使用输入单元107来指定 在超声波成像设备中要被执行的操作，或者选择将被显示的表示图像的图像 数据。而且，输入单元107作为选择装置工作，用于选择是否由渗透过程图 像数据表示的每个图像应该重叠到由渗透区域图像数据表示的图像上。
控制单元108根据在输入单元107处确定的设置或在那里指定的选择信 息和事先存储的数据和程序，控制包括在超声波成像设备中的组件的操作， 并且在显示单元106上显示图像数据。
图2示出了其中实施了本发明的控制单元108的功能组件的功能框图。 控制单元108包括图像数据200、渗透区域图像数据产生装置210、渗透过程 图像数据产生装置220、和合成/输出装置230。从电影存储器104传送来图 像数据200，其表示通过顺序地从相同的主体显现部位获得回波而产生的多 个图像。图像数据200包括以在将对比介质注入到主体时获得的数据开始并 且以完成将对比介质渗透到主体时获得的信息为结束的时序图像数据。
渗透区域图像数据产生装置210包括累加装置211，用于通过将在其相 同的位置的多个图像数据中包括的像素值合计来产生代表图像的图像数据。 渗透区域图像数据产生装置210使用累加装置211从图像数据200产生表示 图像的渗透区域图像数据212。
渗透过程图像数据产生装置220包括时间阶段图像产生装置221、最大 像素值时间图像产生装置222、和像素值增加开始时间图像产生装置223。渗 透过程图像数据产生装置220使用图像产生装置的这些部分来从图像数据 200产生渗透过程图像数据224，其表示对比介质渗透到主体的身体中的过 程。有时，操作人员使用输入单元107从时间阶段图像产生装置221、最大 像素值时间图像产生装置222、和像素值增加开始时间图像产生装置223中 来选择他/她需要的图像产生装置。使用所选择的图像产生装置来产生图像。
时间阶段图像产生装置221产生反映在时间阶段中的显现部位中的对比 介质的量的时间阶段图像。在图像数据200中包含的数据项目与在时间阶段 中的对比介质的量成比例。以它们原样采用由图像数据200表示的时序图像 作为时间阶段图像，并且将有关时间阶段图像的数据作为渗透过程图像数据 224。
最大像素值时间图像产生装置222分析由图像数据200表示的多个时序 图像，以便测量从测量开始直到整个时序图像相同位置上的像素与包括在相 同显现部位的图像中包含的每个像素相关地变为最大值的瞬间的时间。将在 由随着所测量的时间推移而获得的多个图像数据表示的图像中包括的像素着 上颜色，从而产生渗透过程图像数据224。最大像素值时间图像数据代表再 现在其中存在对比介质的最大量的区域的图像的时序变化。
像素值增加开始时间图像产生装置223分析由图像数据200表示的多个 时序图像，以便测量从测量开始直到整个时序图像相同位置上的像素与包括 在显现部位的图像中的每个像素相关地开始增加的瞬间的时间。将由随着测 量时间流逝而获得的数据表示的图像中包括的像素着上颜色，以产生渗透过 程图像数据224。像素值增加开始时间图像信息表示再现其中对比介质开始 渗透的区域的图像的时序变化。
合成/输出装置230将由渗透区域图像数据212表示的图像作为背景图像 重叠在由渗透过程图像数据224表示的每个图像上。沿着被作为用于由渗透 过程图像数据224表示的图像的索引来使用的时间基准，将结果图像顺序地 显示在显示单元106上。此时，以能与显示由渗透过程图像数据224表示的 图像的颜色在视觉上区分开的颜色，把要被重叠在由渗透过程图像数据224 表示的图像上的由渗透区域图像数据212表示的图像着上颜色。例如，以黑 白图像显示由渗透区域图像数据212表示的图像，而以红色或蓝色图像显示 由渗透过程图像数据224表示的图像。
将重叠如下表示：
Dispi = a × Σ i Fi + b × Fi - - - ( 1 ) ]]>
这里，i代表指示图像数据的帧号码，该图像数据表示沿着被作为用于由 渗透过程图像数据224表示的图像的索引来使用的时间基准排列的图像之 一。Disp表示在作为重叠结果显示的图像中包括的像素值。F代表在由渗透 过程图像数据224表示的任何图像中包括的像素值。因此，∑Fi代表表示背 景图像的渗透区域图像数据212。而且，a和b代表用于重叠并且还作为表示 例如颜色的显示形式的索引作用的权重系数。
对于重叠，可以使用图像显示控制单元105在显示单元106上显示在相 同位置的两个图像。或者，可以单独地产生代表通过重叠产生的图像的图像 数据，然后可以在显示单元106上显示该图像。
参照图3，下面将说明在根据本发明的超声波成像设备中执行的操作。 图3示出了在超声波成像设备中被执行的操作的流程图。一开始，操作人员 将对比介质注入到主体(步骤S301)。然后操作人员拿探头101与主体的需 要部位接触，并且作为图像数据200获得关于对比介质渗透到主体中的信息 (步骤S302)。图5示出了所获得图像数据200的例子。图像数据200表示 多个时序图像。每个图像再现被对比介质渗透其中的主体部位中的区域。由 于图像只不完整地再现在对比介质渗透其中的部位中的区域，所以很难比较 其他区域而精确地掌握被对比介质渗透其中的一个区域。
之后，超声波成像设备执行渗透过程图像显示(步骤S303)。即，显示 示出对比介质的渗透过程的渗透过程图像。操作人员从渗透过程图像中掌握 对比介质渗透的过程(步骤S304)，然后终止处理。
随后，参照图4，将在下面说明步骤S303的渗透过程图像显示。图4示 出了渗透过程图像显示的流程图。首先，控制单元108指令渗透区域图像数 据产生装置210来从在步骤S302获得的图像数据200中产生渗透区域图像数 据212(步骤S401)。图6示出了由从表示图5中示出的图像的图像数据200 中产生的渗透区域图像数据212表示的图像的例子。将再现其中在不同时间 瞬间对比介质存在的区域的图像和被在图5所示的图像中不完整地再现的图 像合成为一个图像。由渗透区域图像数据212表示的图像包括在从对比介质 注入到主体的瞬间到完成对比介质到主体的渗透的瞬间的期间中有对比介质 存在的区域的所有图像。
之后，控制单元108指令渗透过程图像数据产生装置220来产生渗透过 程图像数据224(步骤S402)。根据在输入单元107输入的指令信息，控制单 元108可以从时间阶段图像产生装置221、最大像素值时间图像产生装置222、 和像素值增加开始时间图像产生装置223中任意选择，以产生渗透过程图像 数据224。当选择了时间阶段图像产生装置221时，因为在图5中示出的、 由图像数据200表示的图像是示出对比介质的量的时序变化的时间阶段图 像，所以以其原样采用图像数据200作为渗透过程图像数据224。
之后，根据在输入单元107输入的指令信息，控制单元108验证是否将 由渗透过程图像数据224表示的每个图像重叠于由渗透区域图像数据212表 示的、作为背景图像使用的图像上(步骤S403)。如果不将由渗透过程图像 数据224表示的每个图像重叠于由渗透区域图像数据212表示的图像(在步 骤S403的检查结果为否)，则合成/输出装置230仅仅在显示单元106上顺序 地显示由渗透过程图像数据224表示的图像(步骤S404)。
而且，如果将由渗透过程图像数据224表示的每个图像重叠于由渗透区 域图像数据212表示的图像上(在步骤S403的检查结果为是)，则控制单元 108指令合成/输出装置230在显示单元106上在由渗透区域图像数据212表 示的图像的背景上顺序地显示由渗透过程图像数据224表示的每个图像(步 骤S405)。图7示出了时序变化，沿着作为时间基准的横坐标轴，其被由渗 透过程图像数据224表示的图像所示出并且被显示在由渗透区域图像数据 212表示的图像的背景上。有时，由产生图5所示图像的时间阶段图像产生 装置221产生渗透过程图像数据224。
在图7中，在所有时间阶段图像中包括在图6中示出的、由渗透区域图 像数据212表示的图像作为背景图像。作为在图7中用阴影区指示的、同时 被重叠在背景图像上的区域的图像，将图5中示出的、由渗透过程图像数据 224表示的时间阶段图像进行显示。在图7中的阴影区指示由渗透过程图像 数据224表示的图像。在显示单元106上，可以用不同的颜色，如红色，来 绘制由渗透过程图像数据224表示的图像。
如上所述，根据本发明的第一实施例，使用表示在主体中对比介质的渗 透的时序变化的过程的图像数据200，渗透区域图像数据产生装置210产生 渗透区域图像数据212，其表示再现对比介质渗透其中的所有区域的图像。 渗透过程图像数据产生装置220产生时序地表示渗透过程的渗透过程图像数 据224。合成/输出装置230将由渗透过程图像数据表示的每个图像重叠于由 渗透区域图像数据表示的图像上，并且顺序地将结果图像发送到显示装置 109。因此，比较于对比介质渗透到全部区域，可以识别对比介质渗透到显现 部位的过程。特别是，通过比较对比介质渗透到全部区域，可以具体地检测 对比介质渗透其中的区域数量的增加或时序变化。
根据本发明的第一实施例，包括在超声波成像设备中的控制单元108使 用渗透区域图像数据产生装置210、渗透过程图像数据产生装置220、或合成 /输出装置230来执行渗透过程图像显示。可以使用经由接口分别连接到超声 波成像设备的图像处理设备来执行相同的处理。在这种情况下，可以减轻加 在超声波成像设备的硬件和其软件上的负担。当使用图像处理设备来执行渗 透过程图像显示时，所使用的信息不限于图像信息，其还可以是使用X光CT 系统或磁共振成像系统获得的断层图像信息。
根据本发明的第一实施例，在渗透区域图像数据产生装置210中包括的 累加装置211产生渗透区域图像数据212。或者，可以使用也是一种累加装 置的所谓捕获装置来产生渗透区域图像数据212。捕获装置顺序将由断层图 像信息表示的图像的时序变化部分求和，并且显示也指示变化过程的一个结 果图像。完全由捕获装置处理的图像信息与渗透区域图像数据212相同。图 8示出了使用图5中所示的图像数据200由捕获装置产生的图像的例子。在 图8中，不同于图7，随着时间逐渐地完成由渗透区域图像数据212表示的 图像。当使用捕获装置时，在捕获开始，很难掌握对比介质渗透其中的所有 区域。
根据本发明的第一实施例，图像数据200只包括从存在对比介质的区域 中产生的图像数据。或者，图像数据200可以包括从其中没有对比介质的部 位产生的背景图像数据。在这种情况下，渗透区域图像数据产生装置210和 渗透过程图像数据产生装置带有未示出的减法装置。从图像数据200中减去 表示参考图像的背景图像信息，该参考图像再现其中没有对比介质的部位， 以产生没有背景图像信息的图像信息。
而且，根据本第一发明，图像数据200包括多个代表平面图像的两维断 层图像数据。或者，图像数据200可以包括再现立体图像的三维断层图像数 据。而且，从图像数据200产生的渗透过程图像数据224和渗透区域图像数 据212可以是三维的图像数据项目。在这种情况下，当由合成/输出装置230 处理图像数据项目然后进行传输时，使用输入单元107来任意指定在其上从 三维图像信息产生两维图像信息的截面位置及其方向。根据截面上的数据， 包括在合成/输出装置230中的、未示出的产生装置产生两维图像信息。
而且，产生装置从通过投影包括在截面中的物体而获得的三维图像数据 中产生两维图像数据。此时，可使用最大强度投影等。即，采用包括作为在 由三维图像数据表示的、要被投影的图像中包含的像素值的总和计算的像素 值的投影数据，或由三维图像数据表示的、要被投影的图像中包含的像素值 的最大值，作为构成新图像的像素值。
而且，合成/输出装置230顺序地发送从三维图像数据产生的两维图像数 据。此时，可以通过旋转截面来改变在其上产生两维图像信息的截面位置。 因此，可以使用位于最佳位置上的截面的图像来跟踪对比介质的时序变化。
(第二实施例)
根据第一实施例，通过作为背景图像的、示出对比介质渗透其中的所有 区域的渗透区域图像，清楚地分辨将注入到主体中的对比介质随着时间推移 渗透到在主体中的相同成像部位的过程。可以在与成像截面垂直的厚度方向 中在主体上面手动摆动探头101。可以使用从多个区域(即成像截面)获得 的、和通过执行颜色流映象(CFM)等被产生来表示血液流的图像的图像数 据项目，通过作为背景图像的所有成像截面的投影图像，来清楚地辨别每个 成像截面或区域的图像。
除控制单元108以外，本发明的第二实施例具有与图1中所示的第一实 施例相同的硬件配置。因此将省略对除控制单元108外的其他组件的说明。 图9是功能框图，示出了包括在第二实施例中的控制单元908的功能组件。 控制单元908等效于图1中所示的控制单元108。
控制单元908包括图像数据900、投影图像数据产生装置910、区域变化 过程图像数据产生装置920、和合成/输出装置230。从电影存储器104接收 图像数据900。当在与成像截面垂直的厚度方向在主体上方手动摆动探头101 时，与摆动同步，按时间顺序产生多个图像数据项目。图像数据900指多个 图像数据项目。
投影图像数据产生装置910包括累加装置911，其通过将位于在多个图 像数据项目中的相同像素位置的像素值累加而产生代表一个图像的图像数 据。累加装置911产生具有在厚度方向中被累加的多个图像数据项目的投影 图像数据，作为代表一个图像的投影图像数据912。
区域变化过程图像数据产生装置920包括时间阶段图像产生装置921、 最大像素值时间图像产生装置922、和像素值增加开始时间图像产生装置 923。区域变化过程图像数据产生装置920使用图像产生装置根据图像数据 900来产生区域变化过程图像数据924，其表示在主体中的相同成像部位中的 区域与摆动同步变化的过程。在输入单元107，从时间阶段图像产生装置921、 最大像素值时间图像产生装置922、和像素值增加开始时间图像产生装置923 中选择操作人员想要使用的图像产生装置。
时间阶段图像产生装置921产生时间阶段图像，其反映在摆动期间在每 个时间阶段中构成成像部位的图像的像素。有时，图像数据900包括在时间 阶段中获得的像素值。以它们的原样，采用由图像数据900表示的时序图像 作为时间阶段图像。应该将时间阶段图像数据称为区域变化过程图像数据 924。
最大像素值时间图像产生装置922使用由图像数据900表示的多个时序 图像检测从测量开始直到在每个像素位置的像素值变为最大为止所经过的时 间。然后最大像素值时间图像产生装置922产生区域变化过程图像数据924， 其以颜色表示由在该时间期间产生的图像数据所表示的一些像素。最大像素 值时间图像数据指示区域的时序变化，该区域的每个图像由最大像素值表示。
像素值增加开始时间图像产生装置923使用由图像数据900表示的多个 时序图像检测从测量开始直到在每个像素位置的像素值开始增加为止所经过 的时间。然后像素值增加开始时间图像产生装置923产生区域变化过程图像 数据924，其以颜色表示由在该时间期间产生的图像数据所表示的一些像素。 像素值增加开始时间图像数据指示区域的时序变化，该区域的每个图像由已 经开始增加的像素值表示。
合成/输出装置230将由投影图像数据912表示的图像作为背景图像数据 重叠到由区域变化过程图像数据924表示的每个图像上，并且沿着作为由区 域变化过程图像数据924表示的图像的索引使用的时间基准顺序地将结果图 像显示在显示单元106上。此时，将彼此重叠的由投影图像数据912表示的 图像和由区域变化过程图像数据924表示的图像着上颜色，以在视觉上彼此 区分开。例如，由投影图像数据912表示的图像作为黑白图像显示，而由区 域变化过程图像数据924表示的图像作为红色或蓝色的彩色图像显示。可以 使用图像显示控制单元105来实现重叠，从而会在显示单元106的相同位置 处显示彼此重叠的图像，或者通过将由不同图像数据项目表示的图像彼此重 叠单独地产生图像，再被显示到显示单元106上。由与公式(1)相同的公式 来表示重叠。
随后，将结合图10说明根据第二实施例的超声波成像设备执行的操作。 图10示出了超声波成像设备执行的操作的流程图。开始，操作人员在主体上 方手动摆动探头101，与摆动同步产生多个图像数据项目(步骤S1001)。图 12(A)示出了在基本上垂直于成像截面的厚度方向在主体上方摆动探头101 的情况。操作人员拿探头101与在主体上方的需要部位接触，并且在与被电 子扫描的成像截面垂直的厚度方向中在主体上方手动摆动探头101。在图12 (A)示出的情况中，探头101所放置的部位基本固定，并且摆动通过其发 射超声波或接收超声波回波的探头101的开口，从而移动发射超声波的发射 方向。可以固定通过探头101的开口发射超声波的发射方向，并且可以在厚 度方向中探头101放置其上的主体的部位上方摆动探头。图12(B)示出采 用线性探头、超声波发射方向固定、并且在厚度方向在主体上方摆动探头的 情况。在这种情况中，产生多个图像数据项目，其表示与成像截面垂直的厚 度方向中连续排列的区域的图像。操作人员产生代表主体的需要部位的图像 的立体图像数据作为图像数据900。
图13示出在CFM或多普勒模式中产生的图像数据900的例子。图像数 据900包括与摆动同步产生的多个时序图像数据项目，并且表示在厚度方向 中排列的不同区域的图像。在成像的时候，每个图像局部地示出存在血液流 的区域。精确地掌握其中有血液流的部位中的所有区域是很困难的。
之后，超声波成像设备执行区域变化过程图像显示(步骤S1002)，并且 显示示出其中有血液流的区域的变化过程的区域变化过程图像。操作人员分 析区域变化过程图像，从而掌握区域变化的过程(步骤S1003)。然后终止处 理。
随后，将结合图11说明步骤S1002的区域变化过程图像显示。图11示 出了在区域变化过程图像显示期间执行的操作的流程图。首先，控制单元908 指令投影图像数据产生装置910来从在步骤S1001产生的图像数据900中产 生投影图像数据912(步骤S1101)。图14示出了投影图像数据912的产生的 例子的示意图。这里，图像数据912包括以其中超声波发射的发射方向固定 的厚度方向通在主体上方摆动探头101产生的多个图像数据项目。将位于图 像数据项目中相同像素位置处的像素值进行累加，从而产生在投影图像数据 中的相同像素位置处的像素值。
图15示出了由从表示图13所示的图像的图像数据900中产生的投影图 像数据912表示的图像的例子。将不完整地示出血液流的区域的图像合成为 一个图像。由投影图像数据912表示的图像示出了在从血液等流入到三维成 像部位的瞬间到血液流出三维成像部位的瞬间所经过的时间期间其中有血液 流存在的部位中的所有区域。
之后，控制单元908指令区域变化过程图像数据产生装置920来产生区 域变化过程图像数据924(步骤1102)。这里，控制单元908使用时间阶段图 像产生装置921、最大像素值时间图像产生装置922、和像素值增加开始时间 图像产生装置923中的任何一个，根据在输入单元107输入的指令信息，来 产生区域变化过程图像数据924。有时，如果选择时间阶段图像产生装置921， 如图13中所示的由图像数据900表示的图像是示出血液流中的时序变化的时 间阶段图像。从而以其原样，采用图像数据900作为区域变化过程图像数据 924。
之后，根据在输入单元107输入的指令的信息，控制单元908确定是否 将每个由区域变化过程图像数据924表示的图像重叠到作为由投影图像数据 912表示的图像的背景图像上(步骤S1103)。如果不执行重叠(在步骤S1103 做出否定判断)，则合成/输出装置230顺序地将由区域变化过程图像数据924 表示的图像显示在显示单元106上(步骤S1104)。
而且，如果执行重叠(在步骤S1103做出肯定判断)，则控制单元908指 令合成/输出装置230通过将每个图像重叠在背景图像(即由投影图像数据912 表示的图像)上而在显示单元106上按时间顺序地显示由区域变化过程图像 数据924表示的图像(步骤S1105)。图16示出了沿着作为时间基准作用的 横轴，由区域变化过程图像数据924表示的、并且被重叠在由投影图像数据 912表示的背景图像上的图像的时序变化，即发生在厚度方向中的成像部位 中的变化。在图16的情况中，使用图13所示的时间阶段图像产生装置924 产生区域变化过程图像数据924。
参照图16，在所有时间阶段图像中包括如图15中所示的投影图像数据 912表示的图像作为背景图像。将如图13中所示的区域变化过程图像数据924 表示的时间阶段图像重叠到背景图像上，并且以阴影图像部分显示。在图16 中，由区域变化过程图像数据924表示的图像是阴影图像部分。或者，可以 用不同的颜色(例如红色)在显示单元106上显示由区域变化过程图像数据 924表示的图像。
如上所述，根据第二实施例，投影图像数据产生装置910使用表示其中 有血液流等存在的主体部位的图像的图像数据900，来产生表示投影图像的 投影图像数据912，该投影图像包括在其中有血液流存在的部位中的所有区 域的图像。区域变化过程图像数据产生装置920产生区域变化过程图像数据 924，其代表示出血液流从在成像部位的一个区域到另一个区域的变化的过程 的区域图像。合成/输出装置230将由区域变化过程图像数据924表示的每个 图像重叠到由投影图像数据912表示的图像上，并且顺序地将结果图像发送 给显示装置109。因此，比较于包括其中有血液流存在的所有区域的整个部 位的图像，可以识别其中有血液流存在的部位内的区域变化的过程。
根据第二实施例，在主体上方手动摆动探头101。或者，使用机器在主 体上方自动地摆动探头101。可以使用具有以两维阵列或矩阵排列的许多压 电单元的探头在主体的上方电摆动。
根据第二实施例，使用CFM模式图像，即通过执行CFM产生的图像。 或者，可以采用多普勒模式图像、B模式图像、B流模式图像等。
(第三实施例)
上述的第一和第二实施例使用指示被注入到主体中的对比介质渗透到主 体中的相同成像部位的过程的图像数据，或者根据CFM技术等产生的图像数 据以表示在其上方在基本上垂直于成像截面的厚度方向手动摆动探头101的 部位中连续的区域。使用通过将多个图像数据项目累加所产生的图像数据表 示的图像作为背景图像，可以清楚地掌握图像数据表示的每个图像。作为包 括前述特点的类似组成特点，可以累加随着时间推移连续产生的多个图像数 据项目以产生连续的时间区域图像数据，并且可使用由连续时间区域图像数 据表示的图像作为背景图像来显示由图像数据表示的单个图像。第三实施例 是关于这样的一种情况的，其中使用由连续时间区域图像表示的图像作为背 景图像清楚地掌握由图像数据表示的单个图像。
除控制单元108以外，本发明的第三实施例具有与图1所示的第一实施 例相同的硬件配置。将省略对除控制单元108以外的组件的说明。图17示出 了包括在第三实施例中的控制单元1608的功能组件的功能框图。控制单元 1608等效于图1所示的控制单元108。
控制单元1608包括图像数据1600、连续时间区域图像数据产生装置 1610、时序变化过程图像数据产生装置1620、和合成/输出装置230。从电影 存储器104接收图像数据1600，其包括由探头101产生的多个时序图像数据 项目。
连续时间区域图像数据产生装置1610包括累加装置1611，用于将在多 个图像数据项目中的位于相同像素位置的像素值进行累加，以产生表示一个 图像的图像数据。连续时间区域图像数据产生装置1610使用累加装置1611 通过将构成图像数据1600的所有图像数据项目进行累加，来产生表示一个图 像的连续时间区域图像数据1612。
时序变化过程图像数据产生装置1620包括时间阶段图像产生装置1621、 最大像素值时间图像产生装置1622、和像素值增加开始时间图像产生装置 1623。时序变化过程图像数据产生装置1620使用图像产生装置从图像数据 1600来产生时序变化过程图像数据1624，其指示随时间顺序图像改变的过 程。有时，时间阶段图像产生装置1621、最大像素值时间图像产生装置1622、 和像素值增加开始时间图像产生装置1623与图2中所示的时间阶段图像产生 装置221、最大像素值时间图像产生装置222、和像素值增加开始时间图像产 生装置223是相同的。因此将省略对时间阶段图像产生装置1621、最大像素 值时间图像产生装置1622、和像素值增加开始时间图像产生装置1623的说 明。
合成/输出装置230将由连续时间区域图像数据1612表示的图像作为背 景图像重叠到由时序变化过程图像数据1624表示的每个图像上。沿着被用作 由时序变化过程图像数据1624表示的图像的索引的时间基准，顺序地在显示 单元106上显示结果图像。此时，将彼此重叠的、由连续时间区域图像数据 1612表示的图像和由时序变化过程图像数据1624表示的图像着上颜色，以 在视觉上将彼此区分开。例如，将由连续时间区域图像数据1612表示的图像 显示为黑白图像，而将由时序变化过程图像数据1624表示的图像显示为红色 或蓝色图像。可以使用图像显示控制单元105来实现重叠，从而在显示单元 106的相同位置显示彼此重叠的图像，或者通过将不同图像数据项目表示的 图像彼此重叠而单独产生图像，然后将其显示在显示单元106上。表示重叠 的公式与公式(1)相同。
控制单元1608执行的操作与包括在第一或第二实施例中的控制单元108 或908相同。因此省略对该操作的说明。
如上所述，根据第三实施例，连续时间区域图像数据产生装置1610使用 包括在扫描时间期间获得的多个连续帧图像数据项目的图像数据1600，通过 将在扫描时间期间获得的多个连续帧图像数据项目进行累加，来产生连续时 间区域图像数据1612。时序变化过程图像数据产生装置1620产生表示被按 时间顺序改变的多个帧图像的时序变化过程图像数据1624。合成/输出装置 230将由连续时间区域图像数据表示的图像重叠到由时序变化过程图像数据 表示的每个图像上，并且顺序地将结果图像发送到显示装置109。因此，比 较于根据在扫描时间期间获得的所有连续图像数据项目而产生的图像，可以 识别由图像数据项目表示的图像被按时间顺序改变的过程。
在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以配置本发明的许多非常不 同的实施例。应该理解除非在所附权利要求书中定义，本发明并不限于在说 明书中描述的特定实施例。