JP2019111104A - Ultrasonic transmission and reception apparatus and ultrasonic transmission and reception method - Google Patents

Ultrasonic transmission and reception apparatus and ultrasonic transmission and reception method Download PDF

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Abstract

To accurately focus ultrasonic waves at a desired focal point by grasping the shape of a tissue boundary of an inspection target.SOLUTION: Ultrasonic waves are transmitted to an inspection target from a probe in which a plurality of transducers are arranged, and reception signals obtained by receiving ultrasonic waves returning from the inspection target after the transmission respectively by the transducers are used to detect a tissue boundary in the inspection target. At the detected tissue boundary, a path for the ultrasonic waves to be refracted is obtained, and a delay time of the ultrasonic waves to be transmitted for each transducer for focusing the ultrasonic waves at a predetermined focal point on the basis of the path is calculated for each transducer. Ultrasonic waves delayed by the delay time of each transducer are transmitted from each transducer to focus the ultrasonic wave.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、超音波送受信装置に係り、被検体内においてせん断波を発生させ、その伝搬速度を計測することにより、生体組織の性状を評価する技術に関する。   The present invention relates to an ultrasonic transmitting and receiving apparatus, and relates to a technology for evaluating the property of a living tissue by generating a shear wave in a subject and measuring its propagation speed.

超音波やMRI(Magnetic Resonance Imaging)、X線CT(Computed Tomography)に代表される医療用の画像表示装置は、目視できない生体内の情報を数値または画像の形態で提示する装置として広く利用されている。中でも超音波を利用して画像を表示する超音波撮像装置は、他の装置と比較して高い時間分解能を備えており、例えば拍動下の心臓を滲みなく画像化できる性能を持つ。   Medical image display devices typified by ultrasound, MRI (Magnetic Resonance Imaging) and X-ray CT (Computed Tomography) are widely used as devices for presenting invisible information in the living body in the form of numerical values or images. There is. Above all, an ultrasonic imaging apparatus that displays an image using ultrasonic waves has a high time resolution as compared with other apparatuses, and has, for example, the ability to image the heart under pulsation without blurring.

被検体(生体)内を伝搬する波は、主に縦波と横波に区別される。超音波撮像装置で用いられる組織形状を映像化する技術や、血流速度を計測する技術は、主に縦波(音速約1540m/s)の情報を利用している。   The waves propagating in the object (living body) are mainly distinguished into longitudinal waves and transverse waves. The technique for visualizing the tissue shape used in the ultrasonic imaging apparatus and the technique for measuring the blood flow velocity mainly use information of a longitudinal wave (sound velocity of about 1540 m / s).

一方、生体内を伝搬する横波(以降、せん断波)を利用して組織の弾性率を評価する技術が近年注目されており、慢性肝疾患や癌に対する臨床利用が進められている。この技術は、計測対象となる組織内部にせん断波を発生させ、せん断波の伝搬速度から組織の弾性率等の弾性を表す評価指標を算出する。   On the other hand, in recent years, a technique for evaluating the elastic modulus of a tissue using transverse waves (hereinafter, shear waves) propagating in a living body has attracted attention, and clinical use for chronic liver disease and cancer has been advanced. In this technique, a shear wave is generated inside a tissue to be measured, and an evaluation index representing elasticity such as the elastic modulus of the tissue is calculated from the propagation velocity of the shear wave.

せん断波を発生させる手法は、機械方式と放射圧方式に大別される。機械方式は、バイブレータ等を利用して体表面に1kHz程度の振動を与えてせん断波を発生させる方式で、振動源となる駆動装置が必要である。一方、放射圧方式は、超音波を組織内の局所に集中させる集束超音波を利用して生体内に音響放射圧を加え、瞬時的に発生する組織変位を利用してせん断波を発生させる。   Methods for generating shear waves are roughly classified into mechanical methods and radiation pressure methods. The mechanical method is a method of generating a shear wave by applying vibration of about 1 kHz to a body surface using a vibrator or the like, and a drive device serving as a vibration source is required. On the other hand, in the radiation pressure method, acoustic radiation pressure is applied to the living body using focused ultrasound that focuses ultrasound locally on tissue, and shear waves are generated using instantaneously generated tissue displacement.

いずれのせん断波発生方法を用いた場合も、発生したせん断波によって生じた組織変位は、超音波により計測され、せん断波の伝搬速度が算出される。算出されたせん断波の伝搬速度から、組織性状を表す弾性率等の特性値が計算によって求められる。   Whichever shear wave generation method is used, tissue displacement caused by the generated shear wave is measured by ultrasonic waves, and the propagation velocity of the shear wave is calculated. From the calculated propagation velocity of shear waves, characteristic values such as elastic modulus representing tissue characteristics are determined by calculation.

せん断波を利用して組織の弾性を評価する方法は、弾性率等の特性値を定量的に計測できるため、腫瘍診断において極めて重要であり、臨床価値が高い。しかしながら、超音波は、組織構造によって反射、屈折、回折、減衰の影響を受けるため、せん断波を用いて組織弾性を計測する際の計測精度や再現率に影響を与えることが知られている。   The method of evaluating the elasticity of a tissue using shear waves is extremely important in tumor diagnosis because it can quantitatively measure characteristic values such as elastic modulus, and has high clinical value. However, it is known that ultrasonic waves are affected by reflection, refraction, diffraction, and attenuation depending on the tissue structure, and thus affect measurement accuracy and recall when measuring tissue elasticity using shear waves.

特許文献1には、被検体内に超音波を送信し、被検体内で反射して戻ってきた超音波信号を受信し、その受信信号から被検体の画像を生成する超音波診断装置において、送信時または受信時の超音波のフォーカシングを、被検体の脂肪層の境界における超音波の屈折を考慮して行う技術が開示されている。すなわち、振動子ごとの送信信号または受信信号に付与する遅延時間を、被検体の脂肪層の境界における超音波の屈折を考慮して設定する。これにより、被検体の脂肪層における超音波の屈折の影響を抑制し、被検体画像の分解能の劣化を防ぐことができる。遅延時間の設定方法としては、表在の皮下脂肪層の厚さを測定し、その他の生体組織との組織境界における屈折を考慮して、振動子から焦点までの伝搬経路を推定し、その伝搬経路の長さと、伝搬経路上の組織の音速から、音源から焦点まで音波が到達するまでの伝搬時間を算出し、これに基づき振動子ごとの遅延時間を設定する。   Patent Document 1 discloses an ultrasonic diagnostic apparatus that transmits an ultrasonic wave into a subject, receives an ultrasonic signal reflected back in the subject, and generates an image of the subject from the received signal. A technique has been disclosed which performs ultrasound focusing during transmission or reception, taking into consideration the refraction of ultrasound at the boundary of the fat layer of a subject. That is, the delay time to be applied to the transmission signal or the reception signal for each transducer is set in consideration of the refraction of ultrasonic waves at the boundary of the fat layer of the subject. Thereby, the influence of the refraction of the ultrasonic wave in the fat layer of the subject can be suppressed, and the degradation of the resolution of the subject image can be prevented. The delay time is set by measuring the thickness of the superficial subcutaneous fat layer, estimating the propagation path from the transducer to the focal point, taking into consideration refraction at the tissue boundary with other living tissues, and propagating the propagation path The propagation time until the sound wave reaches from the sound source to the focal point is calculated from the length of the path and the sound velocity of the tissue on the propagation path, and the delay time for each transducer is set based on this.

特許第4711583号公報Patent No. 4711583

特許文献1の技術では、厚さが一様な脂肪層が存在していると想定して超音波の屈折した伝搬経路を算出する。脂肪層の厚さは、ユーザが脂肪層の上面と下面に配置したカーソル間の距離を算出することにより1か所で計測している。   In the technique of Patent Document 1, it is assumed that a fat layer having a uniform thickness is present, and a propagation path of refraction of ultrasonic waves is calculated. The thickness of the fat layer is measured in one place by calculating the distance between the cursors arranged by the user on the upper and lower surfaces of the fat layer.

しかしながら、被検体によっては、脂肪層の厚さが一様でなく複雑な形状の場合もある。また、脂肪層と他の組織が交互に複数層に積層されている場合もある。さらに、被検体内には、脂肪層以外にも種々の組織の境界が存在し、複雑な形状の組織境界を形成している。   However, depending on the subject, the thickness of the fat layer may not be uniform and may have a complicated shape. In addition, the fat layer and other tissues may be alternately laminated in multiple layers. Furthermore, in the subject, boundaries of various tissues other than the fat layer exist, and form complex shaped tissue boundaries.

せん断波を利用して組織の弾性を評価する方法において、精度よく組織の弾性率を計測するためには、せん断波を所望の深さの指定位置で、所望の強度で発生させることが望ましい。せん断波の発生位置が指定位置からずれた場合、せん断波の計測領域に必要な強度(振幅)のせん断波が伝搬せず、せん断波の計測が困難になる。そのため、集束超音波によりせん断波を発生させる場合には、焦点において超音波を精度よく集束させるための遅延時間を振動子ごとに正確に求める必要があるが、そのためには、体表から指定位置(焦点)までに存在する組織境界の位置および形状を把握し、それらの境界における超音波の屈折を考慮して伝搬経路を求める必要がある。   In the method of evaluating the elasticity of tissue using shear waves, in order to measure the elastic modulus of tissue with high accuracy, it is desirable to generate shear waves with a desired strength at a designated position of a desired depth. If the shear wave generation position deviates from the designated position, the shear wave of the strength (amplitude) necessary for the shear wave measurement region does not propagate, and the shear wave measurement becomes difficult. Therefore, when generating a shear wave by focused ultrasound, it is necessary to accurately determine the delay time for focusing the ultrasound at the focal point accurately for each transducer. It is necessary to grasp the position and shape of the tissue boundaries existing up to (the focal point) and to determine the propagation path in consideration of the refraction of ultrasonic waves at those boundaries.

特許文献1の技術では、脂肪層の厚さをユーザが設定したカーソルにより1か所で計測するため、組織の境界形状が複雑である場合にはその形状を把握することは困難である。そのため、特許文献1の技術を応用して、複雑な形状の組織境界を通過した超音波を、所望の焦点位置に精度よく集束させることは難しい。   In the technique of Patent Document 1, since the thickness of the fat layer is measured at one place by the cursor set by the user, when the boundary shape of the tissue is complicated, it is difficult to grasp the shape. Therefore, it is difficult to accurately focus ultrasonic waves having passed through a complex shaped tissue boundary at a desired focal position by applying the technique of Patent Document 1.

また、特許文献1に記載の技術をせん断波を用いた弾性評価に用いた場合、得られた弾性率の信頼性を知る術がない。   Moreover, when using the technique of patent document 1 for elasticity evaluation using a shear wave, there is no method of knowing the reliability of the obtained elastic modulus.

本発明の目的は、検査対象の組織境界の形状を把握し、所望の焦点に超音波を精度よく集束させることにある。   An object of the present invention is to grasp the shape of a tissue boundary to be examined and to focus ultrasonic waves precisely on a desired focal point.

上記目的を達成するために、本発明によれば、複数の振動子が配列された探触子に対してそれぞれ送信信号を出力し、複数の振動子から検査対象に超音波を送信させる送信部と、送信後に検査対象から戻る超音波を受信した振動子がそれぞれ出力する受信信号を取得する受信部と、送信部および受信部を制御する制御部とを有する超音波送受信装置が提供される。制御部は、受信信号を用いて、検査対象内の組織境界を所定の範囲において検出する組織境界検出部と、複数の振動子から送信された超音波が組織境界において屈折する経路を求め、経路に基づいて所定の焦点に超音波を合焦させるための送信信号の遅延時間を振動子ごとに算出する遅延時間算出部とを含む。   In order to achieve the above object, according to the present invention, a transmission unit that outputs a transmission signal to a probe in which a plurality of transducers are arranged, and transmits ultrasound from the plurality of transducers to an inspection object An ultrasonic transmitting and receiving apparatus is provided that includes a receiving unit that acquires a reception signal output from each transducer that has received an ultrasonic wave that returns from an inspection object after transmission, and a control unit that controls the transmitting unit and the receiving unit. The control unit uses the received signal to obtain a tissue boundary detection unit that detects a tissue boundary in the examination target in a predetermined range, and a path along which ultrasound waves transmitted from a plurality of transducers are refracted at the tissue boundary. And a delay time calculation unit which calculates the delay time of the transmission signal for focusing the ultrasonic wave at a predetermined focal point based on the

本発明によれば、検査対象の組織境界の形状を把握することができるため、所望の焦点位置に超音波を精度よく集束させることができる。よって、せん断波を発生させてその速度を精度よく計測することができる。   According to the present invention, since it is possible to grasp the shape of the tissue boundary to be examined, it is possible to focus the ultrasonic waves on a desired focal position with high accuracy. Therefore, a shear wave can be generated and its speed can be measured accurately.

本発明の実施形態1の超音波送受信装置の一構成例のブロック図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram of one structural example of the ultrasonic transmission / reception apparatus of Embodiment 1 of this invention. (a)音速の異なる組織1、組織2の組織境界において、超音波が屈折する経路を示す説明図である、(b)組織境界がない場合の超音波の経路、ならびに、超音波の焦点と計測点との適正距離を示す説明図である。(A) is an explanatory view showing a path along which the ultrasonic wave is refracted at the tissue boundary of the tissue 1 and the tissue 2 different in sound velocity, (b) a path of the ultrasonic wave when there is no tissue boundary, and a focal point of the ultrasonic wave It is explanatory drawing which shows the appropriate distance with a measurement point. (a)は、実施形態の第1超音波の送受信を示す説明図である、(b)第2超音波の送信および第3超音波の送受信をそれぞれ示す説明である。(A) is explanatory drawing which shows transmission / reception of the 1st ultrasound of embodiment, (b) It is description which each shows transmission of a 2nd ultrasound and transmission / reception of a 3rd ultrasound. 実施形態1の超音波送受信装置の動作を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing the operation of the ultrasonic transmitting and receiving apparatus of the first embodiment. Bモード画像から組織境界の検出をするフローチャートである。It is a flowchart which detects a tissue boundary from a B mode image. RF信号から組織境界の検出をするフローチャートである。It is a flowchart which detects a tissue boundary from RF signal. 組織1と組織2の組織境界と、組織境界の傾きを示した図である。It is the figure which showed the tissue boundary of the structure | tissue 1 and the structure | tissue 2, and the inclination of the tissue boundary. 実施形態1の超音波の屈折経路の算出動作(振動子基点方式)を示すフローチャートである。7 is a flowchart showing an operation (a transducer base point method) of calculating a refraction path of ultrasonic waves according to the first embodiment. 図8の算出動作で用いる超音波屈折経路の各点の関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship of each point of the ultrasonic refraction | bending path | route used by calculation operation of FIG. 実施形態1において求められる焦点付近の超音波推定強度分布を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing an estimated ultrasound intensity distribution near the focal point obtained in Embodiment 1. 実施形態2の超音波の屈折経路の算出動作(焦点基点方式)を示すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart showing an operation (focusing point method) of calculating a refraction path of ultrasonic waves according to the second embodiment. 図11の算出動作で用いる超音波屈折経路の各点の関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship of each point of the ultrasonic refraction | bending path | route used by calculation operation | movement of FIG. 実施形態2において算出された遅延時間を用いる際、焦点位置と超音波到達点とのずれを許容する範囲を示すグラフである。When using the delay time calculated in Embodiment 2, it is a graph which shows the range which accept | permits the shift | offset | difference of a focus position and an ultrasonic wave arrival point. 実施形態3の超音波送受信装置の動作を示すフローチャートである。7 is a flowchart showing the operation of the ultrasonic transmitting and receiving apparatus of the third embodiment. Bモード画像から複数の組織境界候補の検出をするフローチャートである。It is a flow chart which detects a plurality of tissue boundary candidates from a B mode image. RF信号から複数の組織境界候補の検出をするフローチャートである。It is a flow chart which detects a plurality of tissue boundary candidates from RF signal. 実施形態3における超音波送受信装置の表示形態の一例である。15 is an example of a display mode of the ultrasonic transmitting and receiving apparatus in the third embodiment. 実施形態3における超音波送受信装置の表示形態の一例である。15 is an example of a display mode of the ultrasonic transmitting and receiving apparatus in the third embodiment. (a)、(b)は、実施形態3における焦点付近の超音波の推定強度分布を信頼性指標とした場合の表示形態の一例である。(A), (b) is an example of a display type at the time of using presumed intensity distribution of the ultrasonic wave of the focus vicinity in Embodiment 3 as a reliability index. 実施形態3における焦点付近の超音波の推定強度分布を信頼性指標とした場合の表示形態の一例である。It is an example of a display mode at the time of making presumed intensity distribution of the ultrasonic wave near the focus in Embodiment 3 into a reliability index. (a)、(b)は、実施形態3におけるせん断波による深度方向の組織変位を、信頼性指標として用いた場合の表示形態の一例を示したものである。(A), (b) shows an example of a display mode at the time of using the tissue displacement of the depth direction by the shear wave in Embodiment 3 as a reliability index. 実施形態3におけるせん断波による深度方向の組織変位を、信頼性指標として用いた場合の表示形態の一例を示したものである。The tissue displacement in the depth direction by the shear wave in Embodiment 3 is shown as an example of a display mode at the time of using as a reliability index. (a)、(b)は、せん断波の波面の左右方向への伝搬を示す説明図である、(c)は、実施形態3におけるせん断波の波面の左右方向の到達時間の差を信頼性指標として用いた場合の表示形態の一例を示したものである。(A), (b) is explanatory drawing which shows propagation to the left-right direction of the wave front of a shear wave, (c) is reliable in the difference of the arrival time of the wave front of the shear wave in Embodiment 3 in the left-right direction. An example of a display mode at the time of using as an index is shown. 実施形態3におけるせん断波の波面の左右方向の到達時間の差を信頼性指標として用いた場合の表示形態の一例を示したものである。The example of a display form at the time of using the difference of the arrival time of the right and left direction of the wave face of the shear wave in Embodiment 3 as a reliability index is shown. (a)、(b)は、実施形態3におけるせん断波が伝搬している焦点周辺に第3超音波の超音波を照射し、その反射波を受信した受信信号の信号強度を、信頼性指標として用いた場合の表示形態の一例を示したものである。In (a) and (b), the ultrasonic wave of the third ultrasonic wave is irradiated around the focal point where the shear wave propagates in the third embodiment, and the signal strength of the received signal which received the reflected wave is a reliability index An example of a display form at the time of using as is shown. 実施形態3におけるせん断波が伝搬している焦点周辺に第3超音波の超音波を照射し、その反射波を受信した受信信号の信号強度を信頼性指標とした場合の表示形態の一例を示したものである。An example of a display form in the case where the ultrasonic wave of the third ultrasonic wave is irradiated around the focal point where the shear wave propagates in Embodiment 3 and the signal strength of the received signal which received the reflected wave is used as the reliability index is shown. It is

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<<実施形態1>>
実施形態1の超音波送受信装置1について図1を用いて説明する。
<< First Embodiment >>
The ultrasonic transmitting and receiving apparatus 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

図1に示すように、実施形態1の超音波送受信装置1は、送信部(送信ビームフォーマ)21と、受信部(受信ビームフォーマ)22と、制御部30を備えて構成される。送信部20は、複数の振動子が配列された探触子10に対して、それぞれ送信信号を出力し、複数の振動子から検査対象100に超音波を送信させる。探触子10による超音波の送信後に、検査対象100から戻る超音波は、探触子10の各振動子により受信され、各振動子は、受信信号を出力する。受信部22は、振動子がそれぞれ出力する受信信号を取得する。   As shown in FIG. 1, the ultrasonic transmitting and receiving apparatus 1 according to the first embodiment includes a transmitting unit (transmission beam former) 21, a receiving unit (reception beam former) 22, and a control unit 30. The transmission unit 20 outputs a transmission signal to the probe 10 in which a plurality of transducers are arranged, and causes the plurality of transducers to transmit an ultrasonic wave to the inspection target 100. After the transmission of the ultrasonic wave by the probe 10, the ultrasonic wave returning from the inspection target 100 is received by each transducer of the probe 10, and each transducer outputs a reception signal. The receiving unit 22 acquires received signals respectively output from the transducers.

制御部30は、送信部21および受信部22を制御する。制御部30は、組織境界検出部32と、遅延時間算出部33とを含む。組織境界算出部32は、受信部22の受信信号を用いて、図2(a)に示すように、検査対象100内の組織境界121を所定の範囲110において検出する。遅延時間算出部33は、複数の振動子11から送信された超音波が組織境界121において屈折する経路411を求め、経路411に基づいて所定の焦点401に超音波を合焦させるための送信信号の遅延時間を振動子11ごとに算出する。   The control unit 30 controls the transmission unit 21 and the reception unit 22. Control unit 30 includes a tissue boundary detection unit 32 and a delay time calculation unit 33. The tissue boundary calculation unit 32 detects the tissue boundary 121 in the examination target 100 in a predetermined range 110, as shown in FIG. 2A, using the reception signal of the reception unit 22. The delay time calculation unit 33 determines a path 411 where the ultrasonic waves transmitted from the plurality of transducers 11 are refracted at the tissue boundary 121, and a transmission signal for focusing the ultrasonic wave on a predetermined focal point 401 based on the path 411. The delay time of each of the transducers 11 is calculated.

このように、実施形態1の超音波送受信装置は、受信信号を用いて検査対象100の組織境界121を検出し、検出した組織境界121において超音波が屈折することを考慮して遅延時間を算出することができるため、精度よく所望の焦点位置に超音波を集束させることができる。   As described above, the ultrasonic transmitting and receiving apparatus according to the first embodiment detects the tissue boundary 121 of the inspection target 100 using the received signal, and calculates the delay time in consideration of the refraction of the ultrasonic wave at the detected tissue boundary 121. As a result, the ultrasound can be focused on the desired focal position with high accuracy.

以下、さらに詳しく実施形態1の超音波送受信装置について説明する。   Hereinafter, the ultrasonic transmitting and receiving apparatus of the first embodiment will be described in more detail.

組織境界検出部32は、組織境界121を検出するために、送信部21を制御して、検査対象100の所定の範囲110に対して第1超音波301を例えば図3(a)のように送信させる。第1超音波301が送信された後に、検査対象100の所定の範囲110から探触子100に戻る超音波(エコー等)311は、探触子100の振動子11によってそれぞれ受信される。組織境界検出部32は、振動子11がそれぞれ出力する受信信号を受信部22から受け取り、受信信号を用いて、所定の範囲110に存在する検査対象100の組織境界121を検出する。   The tissue boundary detection unit 32 controls the transmission unit 21 in order to detect the tissue boundary 121, and the first ultrasonic waves 301 for a predetermined range 110 of the examination object 100, for example, as shown in FIG. 3A. Send it. The ultrasonic waves (echo and the like) 311 returning to the probe 100 from the predetermined range 110 of the test object 100 after the first ultrasonic wave 301 is transmitted are respectively received by the transducers 11 of the probe 100. The tissue boundary detection unit 32 receives the reception signals respectively output from the transducers 11 from the reception unit 22, and detects the tissue boundary 121 of the inspection object 100 present in the predetermined range 110 using the reception signals.

例えば、図1のように、制御部30は、振動子11の受信信号から検査対象100の画像を生成する画像生成部31を備える構成とし、組織境界検出部32は、画像生成部31が生成した所定の範囲110の画像を画像処理することにより、組織境界121を検出する構成とすることができる。これにより、画像の範囲において組織境界121を2次元に検出することができる。   For example, as illustrated in FIG. 1, the control unit 30 includes the image generation unit 31 that generates an image of the examination target 100 from the reception signal of the vibrator 11. The tissue boundary detection unit 32 is generated by the image generation unit 31. The tissue boundary 121 can be detected by performing image processing on the image of the predetermined range 110. Thereby, the tissue boundary 121 can be detected two-dimensionally in the range of the image.

また、組織境界検出部32は、受信信号から直接、組織境界121を検出する構成としてもよい。振動子の受信信号は、検査対象100の各深度から戻った超音波(エコー等)311を時系列に受信したものであるため、時系列な受信信号の時刻は、超音波311が反射等された深度に対応している。また、組織101と組織102とで音速や散乱特性等が異なれば、受信信号の波形(振幅、周波数等)も変化するため、組織境界検出部32は、時系列な受信信号の信号波形(振幅、周波数等)の変化時点を検出することにより、検査対象100の深さ方向の組織境界101の位置を検出することができる。すなわち、組織境界検出部32は、複数の振動子11の受信信号について波形変化の位置を検出することにより、組織境界121の位置(深さ)を少なくとも振動子11(受信信号)に対応する数だけ検出することができる。必要に応じて検出した組織境界121の位置を曲線や直線にフィッティングすることにより、組織境界121を連続する線として抽出することができる。   In addition, the tissue boundary detection unit 32 may be configured to detect the tissue boundary 121 directly from the received signal. Since the received signal of the transducer is a time series reception of the ultrasonic waves (echo etc.) 311 returned from each depth of the inspection object 100, the time of the time series received signal is reflected etc. Corresponds to the depth of In addition, since the waveform (amplitude, frequency, etc.) of the received signal also changes if the sound speed, scattering characteristics, etc. differ between the tissue 101 and the tissue 102, the tissue boundary detection unit 32 detects the signal waveform of the received signal in time series , The position of the tissue boundary 101 in the depth direction of the inspection object 100 can be detected. That is, the tissue boundary detection unit 32 detects the position of the waveform change in the reception signals of the plurality of transducers 11 so that the position (depth) of the tissue boundary 121 corresponds to at least the number of transducers 11 (reception signals). Can only be detected. The tissue boundary 121 can be extracted as a continuous line by fitting the position of the tissue boundary 121 detected as necessary to a curve or a straight line.

また、制御部30は、図1のように、弾性計測処理部34や判定処理部35をさらに備えていてもよい。   Further, as shown in FIG. 1, the control unit 30 may further include an elasticity measurement processing unit 34 and a determination processing unit 35.

弾性計測処理部34は、送信部21を制御して、遅延時間算出部33が振動子11ごとに算出した遅延時間によってそれぞれ遅延させた送信信号を探触子10の振動子11にそれぞれ出力させる。これにより、探触子10からは、図2(b)に示すように所定の位置に焦点を結ぶ集束超音波(第2超音波)302が送信され、この第2超音波302によって加えられた音響放射圧により、検査対象100にはせん断波304が生じる(図3(b))。弾性計測処理部34は、送信部21および受信部22を制御して、検査対象100の所定の計測領域(ROI:Region of Interest)300に第3超音波303を送信する。第3超音波303の送信後に、検査対象100から戻る超音波(エコー等)313は、探触子10により受信される。弾性計測処理部34は、受信部22からこの受信信号を得て、受信信号に基づいてせん断波304により生じた計測領域の変位を計測し、検査対象の弾性を求める。   The elasticity measurement processing unit 34 controls the transmission unit 21 to cause the transducer 11 of the probe 10 to output the transmission signal delayed by the delay time calculated by the delay time calculation unit 33 for each of the transducers 11. . Thereby, as shown in FIG. 2 (b), a focused ultrasound (second ultrasound) 302 focused on a predetermined position is transmitted from the probe 10 and added by the second ultrasound 302. The acoustic radiation pressure generates a shear wave 304 in the inspection object 100 (FIG. 3 (b)). The elasticity measurement processing unit 34 controls the transmission unit 21 and the reception unit 22 to transmit the third ultrasonic wave 303 to a predetermined measurement region (ROI: Region of Interest) 300 of the inspection target 100. After the transmission of the third ultrasonic wave 303, the ultrasonic wave (echo, etc.) 313 returned from the test object 100 is received by the probe 10. The elasticity measurement processing unit 34 obtains this reception signal from the reception unit 22, measures the displacement of the measurement area generated by the shear wave 304 based on the reception signal, and obtains the elasticity of the inspection object.

判定処理部35は、弾性計測処理部34で算出された弾性の計測結果の信頼性を、その計測時のせん断波304の特性や、集束超音波の特性に基づいて判定する。例えば、焦点401で発生したせん断波304の振幅や、発生したせん断波304の伝搬の焦点401に対する左右対称性(例えば焦点401の左右に等距離に配置したラインA,Bへのせん断波の波面の到達時間の差)や、遅延時間算出部33で求めた伝搬経路から推定された焦点401を含む周辺領域での超音波の推定強度分布等を、信頼性を判断する指標(信頼性指標)として用いる。   The determination processing unit 35 determines the reliability of the measurement result of elasticity calculated by the elasticity measurement processing unit 34 based on the characteristics of the shear wave 304 at the time of the measurement and the characteristics of the focused ultrasonic waves. For example, the amplitude of the shear wave 304 generated at the focal point 401, the left-right symmetry with respect to the focal point 401 of the propagation of the generated shear wave 304 (for example, the wave front of shear waves to lines A and B disposed equidistant to the left and right of the focal point 401) Index (reliability index) for determining the reliability of the ultrasound intensity in the peripheral area including the focal point 401 estimated from the propagation path obtained by the delay time calculation unit 33). Used as

<各部の動作>
以下、本実施形態の超音波送受信装置の各部の動作を図4等を用いて説明する。なお、以下の説明においては、超音波送受信装置の制御部30が、図1のように、組織境界検出部32および遅延時間算出部33のみならず、画像生成部31、弾性計測処理部34および判定処理部35をすべて備えた構成である場合について説明する。
<Operation of each part>
Hereinafter, the operation of each part of the ultrasonic transmitting and receiving apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, as shown in FIG. 1, the control unit 30 of the ultrasonic transmitting / receiving apparatus includes not only the tissue boundary detection unit 32 and the delay time calculation unit 33 but also the image generation unit 31, the elasticity measurement processing unit 34 and The case where all the determination processing units 35 are provided will be described.

制御部30の画像生成処理部31、構造分析処理部32、遅延時間算出部33、弾性計測処理部34、判定処理部35は、ソフトウェアによって実現することも可能であるし、その一部または全部をハードウェアによって実現することも可能である。   The image generation processing unit 31, the structure analysis processing unit 32, the delay time calculation unit 33, the elasticity measurement processing unit 34, and the determination processing unit 35 of the control unit 30 can be realized by software, or a part or all of them. Can also be realized by hardware.

ソフトウェアによって実現する場合、制御部30をCPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)等のプロセッサにより構成し、制御部30に予め格納されたプログラムを読み込んで実効することにより、画像生成処理部31、構造分析処理部32、遅延時間算出部33、弾性計測処理部34、判定処理部35の機能を実現する。また、ハードウェアによって実現する場合には、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)のようなカスタムICやFPGA(Field−Programmable Gate Array)のようなプログラマブルICを用い、画像生成処理部31、構造分析処理部32、遅延時間算出部33、弾性計測処理部34、判定処理部35の動作を少なくとも実現するように回路設計を行なえばよい。   When realized by software, the control unit 30 is configured by a processor such as a central processing unit (CPU) or a graphics processing unit (GPU), and an image generation process is performed by reading and executing a program stored in advance in the control unit 30. The functions of the unit 31, the structure analysis processing unit 32, the delay time calculation unit 33, the elasticity measurement processing unit 34, and the determination processing unit 35 are realized. Further, in the case of hardware implementation, an image generation processing unit 31 and a structure analysis processing unit are used using a custom IC such as an application specific integrated circuit (ASIC) or a programmable IC such as a field-programmable gate array (FPGA). The circuit design may be performed to realize at least the operations of the delay time calculation unit 33, the elasticity measurement processing unit 34, and the determination processing unit 35.

ここでは、制御部30の各部の機能をソフトウェアにより実現する場合を例に説明する。   Here, the case where the functions of the respective units of the control unit 30 are realized by software will be described as an example.

図4〜図6は、装置の動作を示すフローチャートである。   4 to 6 are flowcharts showing the operation of the apparatus.

<ステップ200>
まず、図4のように、ステップ200では、制御部30は、外部入力デバイス13を介して、ユーザからROI300と、せん断波401を発生させるための第2超音波302の焦点401と、検査対象100の組織境界121を検出すべき範囲110とを受け付ける。組織境界121を検出すべき範囲110は、焦点401を少なくとも含むように、制御部30が設定してもよい。また、制御部30は、ROI300内のせん断波304が伝搬する方向(例えばx方向)に等間隔に、複数の計測点305を設定する。
<Step 200>
First, as shown in FIG. 4, in step 200, the control unit 30 causes the ROI 300 from the user via the external input device 13, the focus 401 of the second ultrasonic wave 302 for generating the shear wave 401, and the inspection target A range 110 to detect 100 tissue boundaries 121 is accepted. The control unit 30 may set the range 110 where the tissue boundary 121 should be detected to include at least the focal point 401. Further, the control unit 30 sets a plurality of measurement points 305 at equal intervals in the direction (for example, the x direction) in which the shear wave 304 in the ROI 300 propagates.

<ステップ201>
図4のように、ステップ201では、組織境界検出部31は、送信部(以下、送信ビームフォーマと呼ぶ)21に、ステップ200で受け付けた(または設定された)組織境界121を検出すべき範囲110に向けて第1超音波301を送信するように指示する。例えば図3(a)のように、所定の間隔で複数の送信走査線331を設定し、これらに沿って順次第1超音波301を送信するように指示する。その指示に基づき、送信ビームフォーマ21は、送信信号を探触子10の各振動子11に出力する。探触子10の振動子11が送信信号を超音波に変換することにより、第1超音波301が送信走査線331にそって送信される。検査対象100の内部から反射等して探触子10に戻ってきた超音波311は、探触子10の振動子11により受信される。複数の振動子11の出力する受信信号は、受信ビームフォーマ22により取得され、所定の受信走査線321(図3(a)の例では受信走査線321は、送信走査線331と平行)上に設定された複数の受信焦点にそれぞれ焦点を結ぶように、受信焦点ごとに予め定められた受信用遅延時間で遅延させることにより整相された後、加算され、整相加算後受信信号(以下、RF(Radio Frequency)信号とも呼ぶ)となる。
<Step 201>
As illustrated in FIG. 4, in step 201, the tissue boundary detection unit 31 detects the tissue boundary 121 received (or set) in step 200 in the transmission unit (hereinafter, referred to as transmission beam former) 21. It instructs to transmit the first ultrasonic wave 301 toward 110. For example, as shown in FIG. 3A, a plurality of transmission scanning lines 331 are set at predetermined intervals, and it is instructed to sequentially transmit the first ultrasonic waves 301 along them. The transmission beam former 21 outputs a transmission signal to each transducer 11 of the probe 10 based on the instruction. The transducer 11 of the probe 10 converts the transmission signal into an ultrasonic wave, whereby the first ultrasonic wave 301 is transmitted along the transmission scanning line 331. The ultrasonic wave 311 that has been reflected or the like from the inside of the inspection target 100 and returned to the probe 10 is received by the transducer 11 of the probe 10. The reception signals output from the plurality of transducers 11 are acquired by the reception beam former 22 and are received on a predetermined reception scanning line 321 (in the example of FIG. 3A, the reception scanning line 321 is parallel to the transmission scanning line 331). After being phased by delaying for a predetermined reception delay time for each reception focus so as to focus on each of a plurality of reception focal points that have been set, they are added, and are added after the phase adjustment addition (hereinafter referred to as Also referred to as an RF (Radio Frequency) signal.

画像生成処理部31は、RF信号の信号強度等を受信焦点の位置に対応した画素の画素値とすることにより、画像(Bモード画像)を生成する。   The image generation processing unit 31 generates an image (B mode image) by setting the signal intensity of the RF signal or the like to the pixel value of the pixel corresponding to the position of the reception focus.

なお、ここでは、複数の送信走査線331を設定し、順次第1超音波301を送信して、送信走査線331に平行な受信走査線321についてRF信号を生成したが、第1超音波301を広範囲に広がるように1回のみ送信し、その送信で得た受信信号により、複数の受信走査線321についてそれぞれ整相加算を行い複数のRF信号を得ることも可能である。   Here, although a plurality of transmission scanning lines 331 are set and the first ultrasonic waves 301 are sequentially transmitted to generate RF signals for the reception scanning lines 321 parallel to the transmission scanning lines 331, the first ultrasonic waves 301 are generated. Can be transmitted only once so as to spread widely, and it is also possible to obtain a plurality of RF signals by performing phasing addition on each of a plurality of reception scanning lines 321 according to the reception signal obtained by the transmission.

<ステップ202>
次に、図4のステップ202において、組織境界検出部32は、ステップ201で取得したRF信号や、RF信号から画像生成処理部31が生成したBモード画像(ここではxz平面の二次元画像)に基づいて、組織境界121の検出を行なう。この検出動作を図5および図6を用いて、以下詳しく説明する。
<Step 202>
Next, in step 202 of FIG. 4, the tissue boundary detection unit 32 generates a B mode image (here, a two-dimensional image in the xz plane) generated by the image generation processing unit 31 from the RF signal acquired in step 201 or the RF signal. Based on the detection of the tissue boundary 121. This detection operation will be described in detail below using FIGS. 5 and 6.

<ステップ202の組織境界検出の詳細動作例1(画像処理)>
ステップ202においてBモード画像から組織境界121の検出を行なう場合の組織境界検出部32の詳しい動作を図5のフローチャートに示す。
<Detailed Operation Example 1 of Tissue Boundary Detection in Step 202 (Image Processing)>
The detailed operation of the tissue boundary detection unit 32 when detecting the tissue boundary 121 from the B-mode image in step 202 is shown in the flowchart of FIG.

まず、図5のように、ステップ3001において、組織境界検出部32は、画像生成処理部31からBモード画像(xz平面)を受け取る。   First, as shown in FIG. 5, in step 3001, the tissue boundary detection unit 32 receives a B-mode image (xz plane) from the image generation processing unit 31.

次に、ステップ3002において、組織境界検出部32は、Bモード画像を画像処理することにより、画像に含まれる組織境界121の像(直線や曲線)を抽出する。画像処理としては、例えば、予め定めておいた閾値を用いて2値化する処理や、エッジ抽出処理や、テクスチャ解析等を用いることができる。   Next, in step 3002, the tissue boundary detection unit 32 performs image processing on the B-mode image to extract an image (a straight line or a curve) of the tissue boundary 121 included in the image. As the image processing, for example, processing of binarizing using a predetermined threshold value, edge extraction processing, texture analysis or the like can be used.

次に、ステップ3003において、組織境界検出部32は、抽出した組織境界121の形状を特定する情報を求める。例えば、抽出した組織境界121(直線や曲線)上に、図7のように離散的な点71、72、73等を設定し、これらの点71等の位置をxz平面上で示す座標(Pj)と、点71における組織境界121の傾き(水平面との角度)(αj)を求める。求めた点71等の座標と傾き(Pj、αj)は、制御部30が内蔵するメモリに格納される。   Next, in step 3003, the tissue boundary detection unit 32 obtains information specifying the shape of the extracted tissue boundary 121. For example, on the extracted tissue boundary 121 (straight line or curve), discrete points 71, 72, 73, etc. are set as shown in FIG. 7 and coordinates (Pj showing the positions of these points 71 etc. on the xz plane) And the inclination (angle to the horizontal surface) (αj) of the tissue boundary 121 at the point 71. The coordinates and inclination (Pj, αj) of the point 71 etc. thus obtained are stored in a memory built in the control unit 30.

なお、ステップ3003では、抽出された組織境界121の形状が特定できる情報であれば、座標と傾きの組み合わせ以外の情報を求めてもよい。例えば、組織境界121の形状を曲線や直線にフィッティングし、それを表す関数を求めてもよい。この場合、求めた関数を制御部30が内蔵するメモリに格納する。   In step 3003, information other than the combination of the coordinates and the inclination may be obtained as long as the information can specify the shape of the extracted tissue boundary 121. For example, the shape of the tissue boundary 121 may be fitted to a curve or a straight line, and a function representing that may be obtained. In this case, the obtained function is stored in a memory incorporated in the control unit 30.

<ステップ202の組織境界検出の詳細動作例2(RF信号の処理)>
ステップ202の別の動作例として、受信信号から組織境界121の検出を行なう場合の組織境界検出部32の詳しい動作を図6のフローチャートに示す。
<Detailed Operation Example 2 of Tissue Boundary Detection in Step 202 (RF Signal Processing)>
As another operation example of step 202, the detailed operation of the tissue boundary detection unit 32 in the case of detecting the tissue boundary 121 from the received signal is shown in the flowchart of FIG.

まず、ステップ4001において、組織境界検出部32は、受信ビームフォーマ22からRF信号(整相加算後の受信信号)を受け取る。   First, in step 4001, the tissue boundary detection unit 32 receives an RF signal (received signal after phasing addition) from the reception beam former 22.

次に、ステップ4002において、組織境界検出部32は、RF信号ごとに信号処理を施し、組織に境界が存在することにより、RF信号(時系列信号)に生じている変化の時点を検出する。RF信号に生じている変化とは、2以上の組織が境界において接していることによる超音波の反射特性や散乱特性ならびに伝搬特性等の変化によってRF信号に生じている変化である。例えば、RF信号の振幅の変化や、周波数成分の変化を検出し、その変化時点を求めることにより、変化時点に対応する検査対象100の深度61(図3(a)参照)をRF信号ごとに求めることができる。これにより、それぞれ受信走査線321のライン上における組織境界121の位置61の深度を検出でき、組織境界121を示す位置61を受信走査線321の数だけ離散的に求めることができる。さらに、必要に応じて、受信走査線321ごとの組織境界121の位置61にフィッティングする直線や曲線を求め、直線や曲線として組織境界121を求めることもできる。   Next, in step 4002, the tissue boundary detection unit 32 performs signal processing for each RF signal, and detects the time point of a change occurring in the RF signal (time-series signal) due to the existence of the boundary in the tissue. The change occurring in the RF signal is a change occurring in the RF signal due to the change in the reflection characteristic, the scattering characteristic, the propagation characteristic, etc. of the ultrasonic wave due to the two or more tissues being in contact at the boundary. For example, by detecting a change in the amplitude of the RF signal or a change in the frequency component and determining the change time point, the depth 61 (see FIG. 3A) of the inspection object 100 corresponding to the change time point is detected for each RF signal. It can be asked. As a result, the depth of the position 61 of the tissue boundary 121 on the reception scan line 321 can be detected, and the positions 61 indicating the tissue boundary 121 can be discretely determined by the number of reception scan lines 321. Furthermore, if necessary, a straight line or a curve fitted to the position 61 of the tissue boundary 121 for each reception scan line 321 can be determined, and the tissue boundary 121 can be determined as a straight line or a curve.

次に、ステップ4003において、ステップ3003と同様に、組織境界検出部32は、抽出した組織境界121の形状を特定する情報を求める。例えば、図7のように、組織境界121(直線や曲線)上の離散的な点71等の位置をxz平面上で示す座標(Pj)と、点71等における組織境界121の傾き(αj)を求める。このとき、離散的な点71等を、受信走査線321の組織境界の位置61と一致させてもよい。求めた点71等の座標と傾き(Pj、αj)は、制御部30が内蔵するメモリに格納される。   Next, in step 4003, as in step 3003, the tissue boundary detection unit 32 obtains information for specifying the shape of the extracted tissue boundary 121. For example, as shown in FIG. 7, coordinates (Pj) indicating the positions of discrete points 71 and the like on the tissue boundary 121 (straight line and curve) on the xz plane and inclinations (αj) of the tissue boundary 121 at the point 71 and the like Ask for At this time, the discrete points 71 and the like may be made to coincide with the position 61 of the tissue boundary of the reception scanning line 321. The coordinates and inclination (Pj, αj) of the point 71 etc. thus obtained are stored in a memory built in the control unit 30.

<ステップ203>
次に、図2のステップ203において、遅延時間算出部33は、上記ステップ202で求めた組織境界121に基づいて、組織境界121において超音波が屈折することを考慮して、所望の送信焦点401に焦点を結ぶように各振動子11から超音波を送信するための各振動子11の遅延時間を算出する。
<Step 203>
Next, in step 203 of FIG. 2, the delay time calculation unit 33 takes into consideration that the ultrasonic wave is refracted at the tissue boundary 121 based on the tissue boundary 121 obtained in the above-mentioned step 202, and the desired transmission focus 401 The delay time of each transducer 11 for transmitting an ultrasonic wave from each transducer 11 is calculated so as to focus on each other.

遅延時間算出部33は、組織境界121における屈折を補償した遅延時間を算出するため、例えば次のような処理を行なう。   The delay time calculation unit 33 performs, for example, the following process in order to calculate a delay time that compensates for refraction at the tissue boundary 121.

まず、組織境界検出部32によって求められた組織境界121の位置と、探触子10の各振動子11の位置と、焦点401の位置との関係から、各振動子11から送信され、組織境界121を通り、焦点401へ向かう超音波の伝搬経路を、屈折を考慮した上で算出する。組織境界121における超音波の伝搬経路の屈折角は、スネルの法則から算出する。各振動子11から焦点401までの伝搬経路を算出した後、各振動子11から焦点401までの伝搬時間を算出する。   First, from the relationship between the position of the tissue boundary 121 determined by the tissue boundary detection unit 32, the position of each transducer 11 of the probe 10, and the position of the focal point 401, it is transmitted from each transducer 11, and the tissue boundary The propagation path of the ultrasonic wave passing through 121 to the focal point 401 is calculated in consideration of refraction. The refraction angle of the ultrasonic wave propagation path at the tissue boundary 121 is calculated from Snell's law. After calculating the propagation path from each vibrator 11 to the focal point 401, the propagation time from each vibrator 11 to the focal point 401 is calculated.

振動子11ごとに算出された伝搬時間に基づき、各振動子11の遅延時間を算出する。このように、組織境界121における屈折を考慮して遅延時間を算出することにより、焦点401への超音波の集束効率を向上させることができる。   The delay time of each transducer 11 is calculated based on the propagation time calculated for each transducer 11. As described above, by calculating the delay time in consideration of the refraction at the tissue boundary 121, the focusing efficiency of the ultrasonic waves to the focal point 401 can be improved.

遅延時間算出部33の遅延時間の算出方法については後でさらに詳しく説明する。   The calculation method of the delay time of the delay time calculation unit 33 will be described in more detail later.

<ステップ204>
次に、ステップ204において、弾性計測処理部34は、図3(b)のように、遅延時間算出部33から送信焦点401に焦点を結ばせるための送信時の遅延時間を受け取り、送信ビームフォーマ21に設定する。これにより、送信ビームフォーマ21は、上記遅延時間で遅延させた送信信号を振動子11ごとに生成して、各振動子11に出力する。振動子は、受け取った送信信号を超音波に変換して検査対象100に照射する。これにより、照射された第2超音波302は、焦点401の位置に集束するため、第2超音波302による音響放射圧を焦点401の位置に加えることができる。第2超音波302の照射が停止されると、圧力負荷が排除されるため復元力が働き、焦点401の位置においてせん断波が発生する。せん断波304は、第2超音波30が照射された焦点401の位置を基点に放射状に伝搬する。
<Step 204>
Next, in step 204, as shown in FIG. 3B, the elasticity measurement processing unit 34 receives the delay time at the time of transmission for focusing on the transmission focus 401 from the delay time calculation unit 33, and transmits the transmission beam former Set to 21. Thereby, the transmission beam former 21 generates a transmission signal delayed by the delay time for each transducer 11 and outputs the transmission signal to each transducer 11. The transducer converts the received transmission signal into an ultrasonic wave and applies the ultrasonic wave to the inspection object 100. Thus, the emitted second ultrasonic wave 302 can apply an acoustic radiation pressure by the second ultrasonic wave 302 to the position of the focal point 401 in order to focus on the position of the focal point 401. When the irradiation of the second ultrasonic wave 302 is stopped, the pressure load is removed and a restoring force is exerted to generate a shear wave at the position of the focal point 401. The shear wave 304 radially propagates from the position of the focal point 401 where the second ultrasonic wave 30 is irradiated.

<ステップ205>
次に、ステップ205において、弾性計測処理部34は、送信ビームフォーマ21および受信ビームフォーマ22に対して、ROI300に第3超音波303を照射して、そのエコーを受信することにより、組織の変位を計測するように指示する。図3(b)の図面では、焦点401から図面上の右方向に伝搬するせん断波304を計測する場合を例示している。
<Step 205>
Next, in step 205, the elasticity measurement processing unit 34 irradiates the ROI 300 with the third ultrasonic wave 303 with respect to the transmission beam former 21 and the reception beam former 22, and receives the echo thereof, thereby displacing the tissue. Instruct to measure In the drawing of FIG. 3B, the case of measuring the shear wave 304 propagating from the focal point 401 in the right direction on the drawing is illustrated.

具体的には、例えば、弾性計測処理部34は、所定の送信走査線の位置を送信ビームフォーマ21に指示し、所定のタイミングで第3超音波105を探触子10の振動子11から2回以上送信させ、送信の都度、そのエコーを受信した振動子11の受信信号を、受信ビームフォーマ22を介して受信する。弾性計測処理部34は、ROI300内の複数の計測点305を通る複数の受信走査線について、受信ビームフォーミングを行うことにより整相加算後の受信信号(RF信号)313をそれぞれ得る。   Specifically, for example, the elasticity measurement processing unit 34 instructs the transmission beam former 21 on the position of a predetermined transmission scanning line, and the third ultrasonic wave 105 is transmitted from the transducer 11 of the probe 10 at a predetermined timing. Each time transmission is performed, the reception signal of the transducer 11 that has received the echo is received via the reception beam former 22. The elasticity measurement processing unit 34 performs reception beam forming on a plurality of reception scanning lines passing through a plurality of measurement points 305 in the ROI 300 to obtain reception signals (RF signals) 313 after phasing addition.

<ステップ206>
次に、ステップ206において、判定処理部35は、ステップ204で生成されたせん断波304のROI300における信頼性を判定する。すなわち、せん断波304がROI300において十分な精度で計測できるような波形であるかどうかを判定する。例えば、実際に発生したせん断波304の振幅や、せん断波304の伝搬の左右対称性をステップ205で求めたRF信号に基づいて求めて、これらを信頼性指標として信頼性を判定処理部35が判定してもよい。また、判定処理部35は、遅延時間算出部33が後述するように算出した超音波の伝搬経路に基づいて、焦点401周辺の超音波の推定強度分布を算出し、この推定強度分布を信頼性指標としてせん断波304のROI300における信頼性を判定してもよい。なお、信頼性指標の具体的な例およびその算出方法については、実施形態3において説明する。
<Step 206>
Next, in step 206, the determination processing unit 35 determines the reliability of the shear wave 304 generated in step 204 in the ROI 300. That is, it is determined whether or not the shear wave 304 has a waveform that can be measured with sufficient accuracy in the ROI 300. For example, the amplitude of the shear wave 304 actually generated or the left-right symmetry of the propagation of the shear wave 304 is determined based on the RF signal determined in step 205, and the determination processing unit 35 determines the reliability as a reliability index. You may judge. Further, the determination processing unit 35 calculates an estimated intensity distribution of ultrasonic waves around the focal point 401 based on the ultrasonic wave propagation path calculated by the delay time calculation unit 33 as described later, and the estimated intensity distribution is used as a reliability. The reliability of the shear wave 304 in the ROI 300 may be determined as an index. A specific example of the reliability index and a calculation method thereof will be described in the third embodiment.

<ステップ207>
次に、ステップ207において、弾性計測処理部34は、ステップ205において複数の計測点304について複数回の送信についてそれぞれ得たRF信号313を用い、複数の計測点305の深さ方向(z方向)について変位を計測する。
<Step 207>
Next, in step 207, the elasticity measurement processing unit 34 uses the RF signal 313 obtained for each of the plurality of transmissions for the plurality of measurement points 304 in step 205, and the depth direction (z direction) of the plurality of measurement points 305 Measure the displacement for

具体的には、同一の計測点305について、異なるタイミングで得たRF信号313同士の相互相関演算により、複数の計測点305の深さ方向(z方向)の変位を求める。これにより、せん断波の伝搬方向(x方向)に設定した複数の計測点305の変位(せん断波の振幅)の時間変化が得られる。複数の計測点305についての変位の時間変化の位相差を算出することにより、せん断波304の伝搬速度を算出することができる。   Specifically, with respect to the same measurement point 305, displacement in the depth direction (z direction) of the plurality of measurement points 305 is obtained by cross-correlation calculation of RF signals 313 obtained at different timings. Thereby, time change of displacement (amplitude of shear wave) of a plurality of measurement points 305 set in a propagation direction (x direction) of shear wave is obtained. The propagation velocity of the shear wave 304 can be calculated by calculating the phase difference of the time change of the displacement for a plurality of measurement points 305.

<ステップ208>
次に、ステップ208において、弾性計測処理部34は、得られたせん断波の速度から、公知の数式を用いて、弾性率を算出する。
<Step 208>
Next, in step 208, the elasticity measurement processing unit 34 calculates the elastic modulus from the obtained velocity of the shear wave using a known mathematical expression.

なお、ステップ207、208におけるせん断波の速度を求める処理方法、および、せん断波の速度から計測点305における弾性率を求める処理方法は広く知られているので詳細な演算方法の説明は省略する。   Since the processing method for obtaining the shear wave velocity in steps 207 and 208 and the processing method for obtaining the elastic modulus at the measurement point 305 from the shear wave velocity are widely known, the detailed calculation method will not be described.

制御部30は、算出された弾性率を、表示部16に表示する。また、制御部30は、計測点305を2次元に設定して、それぞれについて弾性率を測定させることにより、弾性率マップを生成することも可能である。また、制御部30は、判定処理部35が算出した信頼性指標を表示部16に表示してもよい。これにより、ユーザは、信頼性指標の値により、計測結果の信頼性を把握することができる。   The control unit 30 displays the calculated elastic modulus on the display unit 16. The control unit 30 can also generate an elastic modulus map by setting the measurement points 305 in two dimensions and measuring the elastic modulus for each of the measurement points 305. In addition, the control unit 30 may display the reliability index calculated by the determination processing unit 35 on the display unit 16. Thereby, the user can grasp the reliability of the measurement result by the value of the reliability index.

なお、上述のステップ204において生成したせん断波304の振幅が、ROI300において小さすぎる場合、第3超音波303の送受信により計測点305の組織変位を正確に計測することができず、せん断波304の速度算出が難しくなる。本実施形態では、ステップ202において組織境界121を検出し、組織境界121における超音波の屈折を考慮して、ステップ203において焦点401に超音波を集束させる遅延時間を正確に算出しているため、ステップ204において焦点401の位置に、振幅の大きなせん断波304を発生させることができる。よって、ROI300に振幅の大きなせん断波304を伝搬させることができ、ステップ205においてせん断波304による組織変位を正確に計測することができる。これにより、せん断波304の速度算出の精度を高めることができる。   If the amplitude of the shear wave 304 generated in the above-described step 204 is too small in the ROI 300, the tissue displacement of the measurement point 305 can not be accurately measured due to the transmission and reception of the third ultrasonic wave 303. Speed calculation becomes difficult. In the present embodiment, the tissue boundary 121 is detected in step 202, and the delay time for focusing the ultrasonic wave on the focal point 401 is accurately calculated in step 203 in consideration of the refraction of the ultrasonic wave at the tissue boundary 121. At step 204, a large amplitude shear wave 304 can be generated at the location of the focal point 401. Therefore, the shear wave 304 having a large amplitude can be propagated to the ROI 300, and the tissue displacement by the shear wave 304 can be accurately measured in step 205. Thereby, the accuracy of speed calculation of shear wave 304 can be raised.

<ステップ203の遅延時間算出部33の動作の詳細>
ここで、上述のステップ203において遅延時間算出部33が遅延時間を算出する動作について、図8のフローを用いて説明する。図8のフローの処理は、振動子11の位置を起点として、超音波経路を算出する(振動子起点方式)。
<Details of Operation of Delay Time Calculation Unit 33 in Step 203>
Here, an operation in which the delay time calculation unit 33 calculates the delay time in the above-described step 203 will be described using the flow of FIG. In the process of the flow of FIG. 8, an ultrasonic wave path is calculated from the position of the transducer 11 (vibrator starting method).

以下の説明は、集束させた第2超音波302を検査対象100に照射して、音響放射圧によりせん断波を発生させる場合であって、組織1(101)と組織2(102)が接している2層組織(音源から焦点に伝搬する際1つのみの組織境界121がある)であり、組織1(101)と組織2(102)の音速(C1、C2)は予めわかっており、制御部30の内蔵するメモリに格納されている場合を例に説明する。各振動子11の位置(S1、…、Si、…、SN)も予めメモリにテーブルとして格納されている。なお、各振動子11の位置(S1、…、Si、…、SN)は、有限幅をもつ各振動子11の例えば中心等の位置であり、Nは振動子11の数を示す。   In the following description, the focused second ultrasonic wave 302 is irradiated to the examination object 100 to generate a shear wave by acoustic radiation pressure, and the tissue 1 (101) and the tissue 2 (102) are in contact with each other Two layers of tissue (there is only one tissue boundary 121 when propagating from the sound source to the focal point), and the speed of sound (C1, C2) of the tissue 1 (101) and the tissue 2 (102) is known in advance The case of being stored in the memory incorporated in the unit 30 will be described as an example. The positions (S1,..., Si,..., SN) of the respective transducers 11 are also stored in advance in the memory as a table. The positions (S 1,..., Si,..., SN) of the respective transducers 11 are positions such as the center of each of the transducers 11 having a finite width, and N indicates the number of the transducers 11.

図9は、図2のステップ202で検出された組織境界121と、振動子11の位置を示したものである。   FIG. 9 shows the tissue boundary 121 detected in step 202 of FIG. 2 and the position of the vibrator 11.

まず、図8のステップ801において、遅延時間算出部33は、ステップ200で制御部30が受け付けた焦点401の位置(F)を、制御部30が内蔵するメモリから読み込む。   First, in step 801 of FIG. 8, the delay time calculation unit 33 reads the position (F) of the focus 401 received by the control unit 30 in step 200 from the memory incorporated in the control unit 30.

次に、ステップ802において、遅延時間算出部33は、組織1(101)と組織2(102)の音速(C1、C2)、各振動子11の位置(S1、…、Si、…、SN)、および、組織境界121上の点71等の座標(P1、…、Pj、…、PM)と傾き(α1、…αj、…αM)を、制御部30の内蔵するメモリから読み込む。   Next, in step 802, the delay time calculation unit 33 calculates the sound speeds (C1, C2) of the tissue 1 (101) and the tissue 2 (102), and the positions (S1, ..., Si, ..., SN) of the respective transducers 11 , And coordinates (P1,..., Pj,..., PM) and inclinations (α1,... Αj,... ΑM) of the point 71 etc. on the tissue boundary 121 are read from the memory incorporated in the control unit 30.

焦点の位置(F)、各振動子11の位置(S1、…、Si、…、SN)、組織境界の位置(P1、…、Pj、…、PM)、角度(α1、…αj、…αM)の位置関係の一例は、図9に示す通りである。組織境界の位置(P1、…、Pj、…、PM)は、本来連続的なものであるが、ステップ202において説明したように、M個の点71、72、73・・・に離散化されている。   Position of focal point (F), position of each transducer 11 (S1, ..., Si, ..., SN), position of tissue boundary (P1, ..., Pj, ..., PM), angle (α1, ... αj, ... αM An example of the positional relationship of) is as shown in FIG. The positions (P 1,..., P j,..., PM) of the tissue boundaries are inherently continuous but are discretized into M points 71, 72, 73,... As described in step 202. ing.

ステップ803において、遅延時間算出部33は、1つの振動子Siを選択する。   In step 803, the delay time calculation unit 33 selects one vibrator Si.

次に、ステップ804では、遅延時間算出部33は、組織境界121の点Pjを選択する。   Next, in step 804, the delay time calculation unit 33 selects a point Pj of the tissue boundary 121.

次に、ステップ805では、遅延時間算出部33は、ステップ803で選択した振動子Siから送信された超音波のうち組織境界121の点Pjを通る超音波の、組織境界121の法線に対する角θを下式(1)により求める。   Next, in step 805, the delay time calculation unit 33 determines the angle of the ultrasonic wave passing through the point Pj of the tissue boundary 121 among the ultrasonic waves transmitted from the transducer Si selected in step 803 with respect to the normal to the tissue boundary 121. Theta is determined by the following equation (1).

Figure 2019111104
Figure 2019111104

さらに、ステップ806において、遅延時間算出部33は、振動子Siから送信され、点Pjを通過し、境界121において屈折する超音波が、焦点Fの深度を通過する際の位置F'をした場合、位置F'と焦点Fとの距離FF’を式(2)および式(3)より求める。   Furthermore, in step 806, the delay time calculation unit 33 performs position F 'when the ultrasonic wave transmitted from the transducer Si passes through the point Pj and refracts at the boundary 121 passes through the depth of the focal point F. The distance FF ′ between the position F ′ and the focal point F is obtained from the equations (2) and (3).

Figure 2019111104
Figure 2019111104
Figure 2019111104
Figure 2019111104

次に、ステップ807にて、遅延時間算出部33は、j=Mとなるまで、すべての組織境界121上の点Pjについて、上記ステップ804−806を繰り返し、各点Pjごとの位置F'と焦点Fとの距離FF’を算出する。   Next, in step 807, the delay time calculation unit 33 repeats the above steps 804 to 806 for all points Pj on the tissue boundary 121 until j = M, and the position F 'for each point Pj and The distance FF ′ to the focal point F is calculated.

つぎに、ステップ808では、遅延時間算出部33は、距離FF’が最も小さくなった点Pjを選定する。   Next, in step 808, the delay time calculation unit 33 selects a point Pj at which the distance FF 'is the smallest.

次に、ステップ809において、遅延時間算出部33は、式(4)より、振動子Siから送信され点Pjを通過して焦点Fに到達する超音波の伝搬経路SiPjFの伝搬時間(Time Of Flight: TOF)を算出する。   Next, in step 809, the delay time calculation unit 33 determines the propagation time of the ultrasonic wave propagation path SiPjF transmitted from the transducer Si and reaching the focal point F according to equation (4) (Time Of Flight : TOF) is calculated.

Figure 2019111104
Figure 2019111104

次に、ステップ810では、遅延時間算出部33は、式(5)から遅延時間tDiを算出する。 Next, in step 810, the delay time calculation unit 33 calculates the delay time t Di from Expression (5).

Figure 2019111104
Figure 2019111104

次に、ステップ811では、振動子Siの番号i=Nであるか判定し、i=Nでなければ再びステップ803に戻ってステップ803−810を繰り返す。ステップ811において、i=Nとなったら、振動子S1…SNのそれぞれについて遅延時間tDiの算出が完了する。 Next, at step 811, it is determined whether or not the number i of the oscillator Si is N, and if i is not N, the process returns to step 803 again to repeat steps 803 to 810. In step 811, when i = N, calculation of the delay time t Di is completed for each of the transducers S 1 to SN.

上述の図8のステップ808では、各振動子Si(i=1〜N)から送信され、組織境界121上の点Pj(j=1〜M)をそれぞれ通過した音波の到達する位置(F’)が算出される。1つの振動子Siから送信されて一つの点Pjを通過する超音波の強度が、振動子Siが異なっても、また、点Pjの位置が異なっても同等であると仮定すると、上記ステップ801−811で求められた、ある位置F'に到達する伝搬経路の数によって、位置F’に到達する超音波の強度を推定することができる。したがって、図10のように横軸をF’の位置、縦軸を到達した伝搬経路の数(超音波強度)としてグラフ化すると、焦点401周辺の超音波の推定強度分布を計算により求めることができる。   In step 808 of FIG. 8 described above, the position (F ′) at which the sound wave transmitted from each transducer Si (i = 1 to N) and having passed through the point Pj (j = 1 to M) on the tissue boundary 121 reaches ) Is calculated. Assuming that the intensities of the ultrasonic waves transmitted from one transducer Si and passing through one point Pj are the same even if the transducers Si are different and the position of the point Pj is different, the above step 801 The intensity of the ultrasonic wave reaching the position F ′ can be estimated by the number of propagation paths reaching the certain position F ′, which has been obtained in the step S-811. Therefore, when graphing the horizontal axis as the position of F ′ and the vertical axis as the number of propagation paths (ultrasonic intensity) reached as shown in FIG. 10, the estimated intensity distribution of ultrasonic waves around the focal point 401 can be determined by calculation. it can.

そこで、判定処理部35は、図2のステップ206において、焦点401周辺の超音波の推定強度分布(図10)を算出し、この推定強度分布を信頼性指標として用いて、ROI300において所定値以上の振幅のせん断波304を到達させることができるかどうかを判定することができる。   Therefore, in step 206 of FIG. 2, the determination processing unit 35 calculates an estimated intensity distribution (FIG. 10) of ultrasonic waves around the focal point 401, and uses this estimated intensity distribution as a reliability index to obtain a predetermined value or more in the ROI 300. It can be determined whether the shear wave 304 of amplitude can be reached.

また、図2に示すように、第2超音波302によって生成されるせん断波の波源(焦点401)と、計測点305の間の距離402には、適正な範囲があり、距離402が短すぎても長すぎても、ROI300におけるせん断波304の速度の算出精度が低下する。そこで、判定処理部305は、上述のように算出した焦点401周辺の超音波の推定強度分布の振幅のピーク位置が実際の波源であるとして、波源と計測点305の距離が適正な範囲に入るように、計測点305をずらすように弾性計測処理部34に指示してもよい。これにより、弾性計測処理部34が計測点305を再設定することができるため、ROI300におけるせん断波304の計測の信頼性を向上させることが可能となる。   Further, as shown in FIG. 2, there is an appropriate range between the wave source (the focal point 401) of the shear wave generated by the second ultrasonic wave 302 and the measurement point 305, and the distance 402 is too short. Even if it is too long, the calculation accuracy of the velocity of the shear wave 304 in the ROI 300 decreases. Therefore, the determination processing unit 305 determines that the peak position of the amplitude of the estimated intensity distribution of the ultrasonic wave around the focal point 401 calculated as described above is the actual wave source, and the distance between the wave source and the measurement point 305 falls within the appropriate range. As described above, the elasticity measurement processing unit 34 may be instructed to shift the measurement point 305. Thereby, since the elasticity measurement processing unit 34 can reset the measurement point 305, it is possible to improve the reliability of measurement of the shear wave 304 in the ROI 300.

上述してきたように、本実施形態では、組織境界検出部32が組織境界121の形状を二次元に求め、遅延時間算出部33は、組織境界121における超音波の屈折を考慮して遅延時間を算出できる。これに対し、図2(b)に示すように、均質組織であることを想定して算出された遅延時間を用いて、第2超音波302を送信した場合には、図2(a)のように実際には存在する組織境界121において第2超音波302が屈折するために、第2超音波302が集束しなかったり、設定した焦点401とは異なる位置401aに集束する。このため、設定した焦点401に到達するエネルギーが減少し、焦点401において発生する組織変位が小さくなり、所望の振幅のせん断波を焦点401の位置において発生させることができなくなる。また、屈折した超音波が位置401aに集束する場合でも、その位置401aが設定した焦点401からずれているため、計測点305に対する距離402を適正範囲に保つことができなくなることがある。本実施形態では、これらの問題を解消することができるため、せん断波の速度の算出精度を向上させることができる。すなわち、本実施形態では、組織境界121の形状を2次元に把握できるため、組織境界の屈折に起因する焦点移動やエネルギー分散を抑制し、発生するせん断波の振幅を改善し、せん断波速度を精度よく計測することができる。これにより、計測点305における弾性率の算出精度を向上させることができる。   As described above, in the present embodiment, the tissue boundary detection unit 32 two-dimensionally obtains the shape of the tissue boundary 121, and the delay time calculation unit 33 takes into consideration the refraction of ultrasonic waves at the tissue boundary 121, and determines the delay time. It can be calculated. On the other hand, as shown in FIG. 2B, when the second ultrasonic wave 302 is transmitted using the delay time calculated on the assumption that the tissue is homogeneous tissue, the state shown in FIG. As the second ultrasonic wave 302 is refracted at the tissue boundary 121 which actually exists, the second ultrasonic wave 302 is not focused or focused at a position 401 a different from the set focal point 401. As a result, the energy reaching the set focal point 401 decreases, and the tissue displacement generated at the focal point 401 becomes smaller, and it becomes impossible to generate a shear wave of a desired amplitude at the position of the focal point 401. Further, even when the refracted ultrasonic waves converge at the position 401a, the distance 402 with respect to the measurement point 305 may not be kept in an appropriate range because the position 401a is deviated from the set focal point 401. In the present embodiment, since these problems can be solved, the calculation accuracy of the shear wave speed can be improved. That is, in the present embodiment, since the shape of the tissue boundary 121 can be grasped in two dimensions, focal movement and energy dispersion due to refraction of the tissue boundary are suppressed, the amplitude of the generated shear wave is improved, and the shear wave velocity is calculated. It can measure accurately. Thereby, the calculation accuracy of the elastic modulus at the measurement point 305 can be improved.

言い換えるならば、本実施形態では、組織境界検出部32により検出された組織境界121における屈折の影響を補償し、適応的に遅延時間を算出することにより、弾性計測処理部で用いるせん断波の振幅が改善され、せん断波の速度を精度よく求めることができる。そして、せん断波の速度を用いて、弾性等の組織性状を表す特性値を精度よく求めることができる。   In other words, in the present embodiment, the amplitude of the shear wave used in the elasticity measurement processing unit is compensated by compensating for the influence of refraction at the tissue boundary 121 detected by the tissue boundary detection unit 32 and calculating the delay time adaptively. Is improved, and the shear wave velocity can be determined accurately. Then, using the velocity of the shear wave, it is possible to accurately obtain the characteristic value representing the tissue characteristics such as elasticity.

なお、上述の実施形態では、組織境界121が一つだけの検査対象100について説明してきたが、3以上の組織が隣接している場合のように、複数の組織境界121が検査対象100に含まれる場合でも、それぞれの組織境界121を組織境界検出部32が検出して、それぞれの組織境界121における超音波の屈折を考慮して遅延時間を遅延時間算出部33によって算出することも可能である。その場合、上述の式(1)〜(5)に替えて、複数の組織境界121を通過する際に屈折する超音波の経路を求める数式を用いる。   In the above embodiment, although the examination object 100 in which the tissue boundary 121 is only one has been described, a plurality of tissue boundaries 121 are included in the examination object 100 as in the case where three or more tissues are adjacent to each other. Even in this case, the tissue boundary detection unit 32 can detect each tissue boundary 121 and calculate the delay time by the delay time calculation unit 33 in consideration of the refraction of ultrasonic waves at each tissue boundary 121. . In that case, in place of the above-mentioned equations (1) to (5), an equation for finding a path of an ultrasonic wave which is refracted when passing through a plurality of tissue boundaries 121 is used.

また、本実施形態においては、2次元空間(x−z平面)において組織境界121の形状を組織境界検出部32が抽出したが、振動子11が2次元に配列された探触子10を用いる場合には、探触子10が取得した3次元空間におけるRF信号を用いて、組織境界検出部32は組織境界121の形状を3次元に抽出することが可能である。   In the present embodiment, the tissue boundary detection unit 32 extracts the shape of the tissue boundary 121 in the two-dimensional space (x-z plane), but the probe 10 in which the transducers 11 are two-dimensionally arranged is used. In this case, the tissue boundary detection unit 32 can extract the shape of the tissue boundary 121 in three dimensions by using the RF signal in the three-dimensional space acquired by the probe 10.

<<実施形態2>>
実施形態2の超音波送受信装置について図11、図12等を用いて説明する。
<< Embodiment 2 >>
The ultrasonic transmitting and receiving apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.

実施形態2では、図4のステップ203における遅延時間の算出処理において、実施形態1(振動子基点方式)とは異なり、焦点401を基点として超音波の経路をたどることにより、超音波経路を算出する(焦点基点方式)。ステップ203以外のステップは、実施形態1と同様であるので、ここではステップ203のみを説明する。   In the second embodiment, in the calculation process of the delay time in step 203 of FIG. 4, unlike the first embodiment (the transducer base point method), an ultrasonic path is calculated by tracing an ultrasonic path starting from the focal point 401. Yes (Focusing point method). The steps other than step 203 are the same as in the first embodiment, so only step 203 will be described here.

図11は、図4のステップ203における遅延時間推定の動作を示すフローチャートである。図12は、図2のステップ203における振動子11、組織境界121、焦点401の位置を示したものである。   FIG. 11 is a flowchart showing the operation of delay time estimation in step 203 of FIG. FIG. 12 shows the position of the transducer 11, the tissue boundary 121, and the focal point 401 in step 203 of FIG.

まず、図11のステップ1101、1102において、遅延時間算出部33は、実施形態1のステップ801、802と同様に、焦点401の位置(F)と、組織1(101)と組織2(102)の音速(C1、C2)、各振動子11の位置(S1、…、Si、…、SN)、および、組織境界121上の点71等の座標(P1、…、Pj、…、PM)と傾き(α1、…αj、…αM)を、制御部30の内蔵するメモリから読み込む。   First, in steps 1101 and 1102 of FIG. 11, the delay time calculation unit 33 calculates the position (F) of the focal point 401, the tissue 1 (101), and the tissue 2 (102) as in steps 801 and 802 of the first embodiment. Sound velocity (C1, C2), the position (S1,..., Si,..., SN) of each transducer 11, and the coordinates (P1,..., Pj,. The inclinations (α 1,..., Α j,..., Α M) are read from the memory incorporated in the control unit 30.

次に、本実施形態では、ステップ1103において、遅延時間算出部33は、組織境界121上の一つの点(Pj、αj)を選択する。   Next, in the present embodiment, in step 1103, the delay time calculation unit 33 selects one point (Pj, αj) on the tissue boundary 121.

次に、ステップ1104において、遅延時間算出部33は、ステップ1103で選択した組織境界121上の点(Pj、αj)を通過して焦点401の位置(F)に至る超音波経路PjFの組織境界121の法線に対する角φを下式(6)により求める。   Next, in step 1104, the delay time calculation unit 33 passes the point (Pj, αj) on the tissue boundary 121 selected in step 1103 to the tissue boundary of the ultrasonic path PjF reaching the position (F) of the focal point 401. The angle φ with respect to the normal of 121 is determined by the following equation (6).

Figure 2019111104
Figure 2019111104

次に、ステップ1105において、ある振動子Siから送信され、組織境界121上の点(Pj、αj)に到達し、組織境界121で屈折することにより、上記ステップ1104で算出した角φで屈折する超音波経路S'Pjの、組織境界121の法線に対する角θを式(7)により算出する(図12参照)。さらに、組織境界121上の点(Pj、αj)を通って深度方向の直線IHと振動子列との交点Iとした場合、上記超音波経路S'Pjの振動子列との交点S’と、交点Iとの距離IS’を、式(8)から求める。   Next, in step 1105, a certain transducer Si is transmitted to reach a point (Pj, αj) on the tissue boundary 121, and is refracted at the tissue boundary 121 to be refracted at the angle φ calculated in the step 1104. The angle θ of the ultrasound path S′Pj with respect to the normal to the tissue boundary 121 is calculated by equation (7) (see FIG. 12). Furthermore, when the point I (Pj, αj) on the tissue boundary 121 is taken as the intersection point I of the straight line IH in the depth direction and the transducer array, the above-mentioned ultrasonic path S'Pj The distance IS ′ with the intersection point I is obtained from the equation (8).

Figure 2019111104
Figure 2019111104
Figure 2019111104
Figure 2019111104

次に、ステップ1106にて、位置S'を含む振動子Siが、振動子列の端部の振動子S1から何番目(i番目)に位置するかを式(9)から求める。なお、式(9)においてpitchは、振動子1つあたりの幅である。   Next, at step 1106, the number (i-th) of the transducer Si including the position S ′ from the transducer S1 at the end of the transducer array is determined from the equation (9). In equation (9), pitch is the width per vibrator.

Figure 2019111104
Figure 2019111104

さらに、ステップ1107にて、伝搬経路SiPjFの伝搬時間tTOFiを式(10)から求める。 Further, in step 1107, the propagation time t TOFi of the propagation path SiPjF is obtained from equation (10).

Figure 2019111104
Figure 2019111104

次に、ステップ1108にて、式(11)から、振動子Siの遅延時間を求める。   Next, in step 1108, the delay time of the transducer Si is obtained from the equation (11).

Figure 2019111104
Figure 2019111104

次にステップ1109にて、組織境界121上の点j=Mとなるまで、すべての組織境界121上の点Pjについて、ステップ1103から1109を繰り返す。以上により、振動子ごとの遅延時間を算出することができる。   Next, in step 1109, steps 1103 to 1109 are repeated for all the points Pj on the tissue boundary 121 until the point j on the tissue boundary 121 is M = M. Thus, the delay time for each transducer can be calculated.

実施形態1で示した遅延時間tDiの算出法においては、計算の繰り返し回数がN×M回(ステップ804からステップ807までのM回の繰り返しと、ステップ803からステップ811のN回の繰り返しとを掛け合わせたもの)である。これに対し、上述の実施形態2の遅延時間tDiの算出方法においては、計算の繰り返し回数は、M回(繰り返し個所がステップ1103から1109までのM回のみ)である。よって、上記実施形態2の図11で示した遅延時間の算出方法は、計算の繰り返し回数がM回であり、図8で示した方式(計算の繰り返し回数がN×M回)に比べ少ないため、計算コストが低いというメリットがある。 In the method of calculating the delay time t Di described in the first embodiment, the number of iterations of the calculation is N × M (M times from step 804 to step 807 and N times from step 803 to step 811 The result of On the other hand, in the method of calculating the delay time t Di according to the second embodiment described above, the number of iterations of the calculation is M (the number of repetitions is only M times from steps 1103 to 1109). Therefore, in the calculation method of the delay time shown in FIG. 11 of the second embodiment, the number of iterations of calculation is M times, which is smaller than that of the method shown in FIG. 8 (the number of iterations of calculation is N × M times). , There is an advantage that the calculation cost is low.

また、実施形態2において、ステップ1103において選択したPjに対し、伝搬経路SiPjFが求まらない場合は、焦点401の位置にある程度許容範囲を設け、その許容範囲内に到達する伝搬経路を再計算して、伝搬経路SiPjFに近似した伝搬経路を求めてもよい。許容範囲は、例えば図13のように、焦点401を中心とする超音波強度のガウシアンの半値幅等で規定することが考えられる。   Further, in the second embodiment, when the propagation path SiPjF can not be determined for Pj selected in step 1103, a certain tolerance is provided at the position of the focal point 401, and the propagation route reaching within the tolerance is recalculated. Then, a propagation path approximated to the propagation path SiPjF may be determined. For example, as shown in FIG. 13, it is conceivable that the allowable range is defined by a Gaussian half width of ultrasonic intensity centered on the focal point 401 or the like.

<<実施形態3>>
<複数の組織境界の候補が擁立される場合>
実施形態3の超音波送受信装置について図14等を用いて説明する。
<< Third Embodiment >>
<When multiple organization boundary candidates are held>
The ultrasonic transmitting and receiving apparatus of the third embodiment will be described with reference to FIG.

実施形態3の超音波送受信装置は、実施形態1と同様に、組織境界検出部32が組織境界121を画像処理やRF信号の処理により抽出する構成である。しかしながら、体内の組織構造は複雑であるため、2つの組織101、102の組織境界121について複数本の組織境界121の候補が抽出される場合がある。そこで、実施形態3では、判定処理部35がその複数の組織境界121の候補各々について、信頼性指標を算出し、算出された信頼性指標に基づいては最も信頼性の高いものを組織境界検出部32が選択することにより組織境界121を決定する。これよりロバスト性及び精度の高いせん断波の速度計測が可能となる。以下、実施形態3の各部の動作について図14〜図16を用いて説明する。以下の説明において、実施形態1の図4〜図6を用いて説明した動作と同様の動作については説明を省略する。   As in the first embodiment, in the ultrasound transmitting and receiving apparatus according to the third embodiment, the tissue boundary detection unit 32 extracts the tissue boundary 121 by image processing or processing of an RF signal. However, since the tissue structure in the body is complicated, a plurality of tissue boundary 121 candidates may be extracted for the tissue boundary 121 of the two tissues 101 and 102. Therefore, in the third embodiment, the determination processing unit 35 calculates the reliability index for each of the plurality of tissue boundary 121 candidates, and the highest reliability is detected as the tissue boundary detection based on the calculated reliability index. The tissue boundary 121 is determined by the selection of the section 32. This makes it possible to measure shear waves with high robustness and accuracy. The operation of each part of the third embodiment will be described below with reference to FIGS. 14 to 16. In the following description, the description of the same operations as the operations described with reference to FIGS. 4 to 6 of the first embodiment will be omitted.

<ステップ1400〜1401>
まず、図4のように、ステップ1400では、実施形態1と同様に、制御部30は、ROI300と、焦点401と、組織境界121の検出範囲とをユーザから受け付ける。制御部30は、ROI300内に等間隔に複数の計測点305を設定する。
<Steps 1400 to 1401>
First, as illustrated in FIG. 4, in step 1400, the control unit 30 receives the ROI 300, the focal point 401, and the detection range of the tissue boundary 121 from the user, as in the first embodiment. The control unit 30 sets a plurality of measurement points 305 at equal intervals in the ROI 300.

ステップ1401では、制御部30は送信ビームフォーマ21に第1超音波301を送信を指示する。検査対象の内部から反射等して探触子10に戻ってきた超音波の探触子10による受信信号は、受信ビームフォーマ22により受信ビームフォーミングされRF信号となる。   At step 1401, the control unit 30 instructs the transmission beam former 21 to transmit the first ultrasonic wave 301. The received signal by the probe 10 of the ultrasonic wave that has been reflected or the like from the inside of the inspection object and returned to the probe 10 is subjected to reception beam forming by the reception beam former 22 and becomes an RF signal.

<ステップ1402>
次に、図14のステップ1402において、ステップ1401で取得したBモード画像やRF信号を用い、複数の組織の境界の検出を行なう。
<Step 1402>
Next, in step 1402 of FIG. 14, boundaries of a plurality of tissues are detected using the B-mode image and RF signal acquired in step 1401.

<Bモード画像から組織の境界検出>
具体的には、Bモード画像から組織境界121の検出を行う場合には、図15のステップ1502〜1503のフローのように、組織境界検出部32は、実施形態1の図5のステップ3001〜3003と同様に、Bモード画像を受け取り、画像処理により組織境界を抽出し、組織境界の形状を特定する情報(座標Pjや傾斜角αj)をメモリに格納する。このとき、組織境界検出部32は、ステップ1502において、組織境界121の候補が複数ある場合には、複数の組織境界121の候補を抽出する。
Boundary detection of tissue from B-mode image
Specifically, when detecting the tissue boundary 121 from the B-mode image, the tissue boundary detection unit 32 performs the steps 3001 to 3001 in FIG. 5 of the first embodiment as in the flow of steps 1502 to 1503 in FIG. As in the case of 3003, the B-mode image is received, the tissue boundary is extracted by image processing, and information (coordinate Pj and inclination angle αj) specifying the shape of the tissue boundary is stored in the memory. At this time, when there are a plurality of candidates for the tissue boundary 121 in step 1502, the tissue boundary detection unit 32 extracts the candidates for the plurality of tissue boundaries 121.

<RF信号から組織の境界検出>
RF信号から組織境界121の検出を行う場合には、組織境界検出部32は、図16のステップ1601〜1603により、実施形態1の図6のステップ4001〜4003と同様に、RF信号を受け取って、RF信号の変化を検出することにより、組織境界121の深度を求め、組織境界121の形状を特定する情報(座標Pjや傾斜角αj)をメモリに格納する。このとき、組織境界検出部32は、ステップ1602において、組織境界121の候補が複数ある場合には、複数の組織境界121の候補をそれぞれ抽出する。
Boundary detection of tissue from RF signal
When the tissue boundary 121 is detected from the RF signal, the tissue boundary detection unit 32 receives the RF signal at steps 1601 to 1603 in FIG. 16 as in steps 4001 to 4003 in FIG. 6 of the first embodiment. By detecting changes in the RF signal, the depth of the tissue boundary 121 is obtained, and information (coordinate Pj and inclination angle αj) specifying the shape of the tissue boundary 121 is stored in the memory. At this time, when there are a plurality of candidates for the tissue boundary 121 in step 1602, the tissue boundary detection unit 32 extracts the plurality of candidates for the plurality of tissue boundaries 121.

このように、実施形態3では、組織境界検出部32は、ステップ1402において複数の組織境界121の候補を検出するため、その候補の組織境界121についてそれぞれ遅延時間を推定し、せん断波を発生させて計測し、計測結果を判定することにより、最適な組織境界32を選択する。   Thus, in the third embodiment, in order to detect a plurality of tissue boundary 121 candidates in step 1402, the tissue boundary detection unit 32 estimates the delay time for each of the candidate tissue boundaries 121 and generates a shear wave. The optimum tissue boundary 32 is selected by measuring and determining the measurement result.

<ステップ1403>
ステップ1403では、組織境界検出部32は、ステップ1402で検出された複数の組織境界121の候補のうち、1つを選択する。
<Step 1403>
In step 1403, the tissue boundary detection unit 32 selects one of the plurality of tissue boundary 121 candidates detected in step 1402.

<ステップ1404>
次に、ステップ1404では、遅延時間算出部33は、ステップ1403で選択した1つの組織境界121を用いて、焦点401に超音波を集束させるための各振動子11の遅延時間を算出する。この遅延時間算出の動作は、実施形態1のステップ203と同様に行う。
<Step 1404>
Next, in step 1404, the delay time calculation unit 33 calculates the delay time of each transducer 11 for focusing the ultrasonic wave on the focal point 401 using the one tissue boundary 121 selected in step 1403. The operation of this delay time calculation is performed in the same manner as step 203 of the first embodiment.

<ステップ1405>
次に、ステップ1405において、弾性計測処理部304は、ステップ1404で算出された遅延時間を、第2超音波302を送信ビームフォーマ21に設定し、第2超音波302を検査対象100に送信させる。これにより、焦点401において検査対象100にせん断波が発生する。
<Step 1405>
Next, in step 1405, the elasticity measurement processing unit 304 sets the second ultrasonic wave 302 to the transmission beam former 21 and causes the second ultrasonic wave 302 to be transmitted to the test object 100, with the delay time calculated in step 1404. . As a result, a shear wave is generated in the inspection object 100 at the focal point 401.

<ステップ1406>
次に、ステップ1406において、弾性計測処理部34は、送信ビームフォーマ21および受信ビームフォーマ22を制御して、ROI300に第3超音波303を照射させ後、そのエコーを受信させ、組織の変位を計測する。
<Step 1406>
Next, in step 1406, the elasticity measurement processing unit 34 controls the transmission beam former 21 and the reception beam former 22 to cause the ROI 300 to be irradiated with the third ultrasonic wave 303, and then causes its echo to be received. measure.

<ステップ1407>
次に、ステップ1407は、判定処理部35は、ステップ1405で生成させたせん断波の信頼性指標を算出することにより、せん断波304のROI300における信頼性を判定する。すなわち、せん断波304がROI300において十分な精度で計測できるような波形であるかどうかを判定する。信頼性指標としては、実施形態1において図10に示した焦点401周辺の超音波の推定強度分布や、ステップ1406で計測させたせん断波の振幅、発生させたせん断波の両対称性、せん断波発生時の焦点領域のBモード画像の輝度等のうち1つか、もしくは複数を組み合わせて用いる。信頼性指標とその算出方法、ならびに、表示方法については後で詳しく説明する。
<Step 1407>
Next, in step 1407, the determination processing unit 35 determines the reliability of the shear wave 304 in the ROI 300 by calculating the reliability index of the shear wave generated in step 1405. That is, it is determined whether or not the shear wave 304 has a waveform that can be measured with sufficient accuracy in the ROI 300. As the reliability index, the estimated intensity distribution of the ultrasonic wave around the focal point 401 shown in FIG. 10 in the first embodiment, the amplitude of the shear wave measured in step 1406, the both symmetry of the generated shear wave, the shear wave One or more of the luminances of the B-mode image of the focal area at the time of generation and the like are used in combination. The reliability index, its calculation method, and the display method will be described in detail later.

<ステップ1408>
ステップ1403からステップ1408は、全ての組織境界の候補の試行が完了するまで繰り返し行なう。
<Step 1408>
Steps 1403 through 1408 are repeated until all tissue boundary candidates have been tried.

<ステップ1409>
次に、ステップ1409では、組織境界検出部32は、ステップ1407で算出された、各候補の組織境界121についてのせん断波の信頼性指標を比較し、最も大きな信頼性が大きい組織境界121を選択する。
<Step 1409>
Next, in step 1409, the tissue boundary detection unit 32 compares the reliability index of shear waves for each candidate tissue boundary 121 calculated in step 1407, and selects the tissue boundary 121 with the largest reliability. Do.

<ステップ1410〜1411>
次に、ステップ1410において、弾性計測処理部34は、実施形態1のステップ207と同様に、ステップ1406において複数の計測点304についてそれぞれ複数回得たRF信号313を用い、複数の計測点305についてせん断波304の伝搬速度を算出する。
<Steps 1410 to 1411>
Next, in step 1410, as in step 207 of the first embodiment, the elasticity measurement processing unit 34 uses the RF signal 313 obtained multiple times for the plurality of measurement points 304 in step 1406, for the plurality of measurement points 305. The propagation velocity of the shear wave 304 is calculated.

ステップ1411において、弾性計測処理部34は、得られたせん断波の速度から、公知の数式を用いて、弾性率を算出する。   In step 1411, the elasticity measurement processing unit 34 calculates the elastic modulus from the obtained velocity of the shear wave using a known mathematical expression.

図17は、実施形態3において超音波送受信装置が、図14の動作の結果を表示部16に表示する表示形態の一例である。図17の表示画面には、検査対象100におけるROI300を表示する領域1701と、ステップ1402で求めた組織境界121の複数(n個)の候補の画像を表示する領域1702と、それぞれの組織境界121の候補についてステップ1407で求めた信頼度(信頼性指標)を表示する領域1703と、ステップ1411で求めた計測点305ごとの弾性率等の測定結果を表示する領域1704とが含まれる。組織境界121の候補それぞれに対する信頼度1703を指標に、組織境界121の候補の選択を自動または手動で行なうことができる。   FIG. 17 is an example of a display mode in which the ultrasonic transmitting and receiving apparatus displays the result of the operation of FIG. 14 on the display unit 16 in the third embodiment. On the display screen of FIG. 17, an area 1701 for displaying the ROI 300 in the examination object 100, an area 1702 for displaying a plurality (n) of candidate images of the tissue boundary 121 obtained in step 1402, and respective tissue boundaries 121 An area 1703 for displaying the reliability (reliability index) obtained in step 1407 for the candidate D.sub.1 and an area 1704 for displaying measurement results such as elastic modulus for each of the measurement points 305 obtained in step 1411 are included. Selection of the candidate of the tissue boundary 121 can be performed automatically or manually using the reliability 1703 for each of the tissue boundary 121 candidates as an index.

図18は、ステップ1409において、組織境界検出部32が組織境界121の複数の候補から最適な境界が選択された場合の表示画面の一例である。図18の表示画面は、ROI300を表示する領域1701と、計測点の弾性率等の測定結果の表示領域1704と、信頼度(信頼性指標)を表示する領域1703とを一つずつ含む。表示領域1704に表示される測定結果および表示領域1703に表示される信頼度は、ステップ1409により選択後の組織境界121についてそれぞれ求めたものである。したがって、使用者は、この表示画面により、測定結果の信頼性を知ることができ、信頼性指標の値が低い場合、再測定をするなどの判断をすることができる。   FIG. 18 is an example of a display screen when the tissue boundary detection unit 32 selects an optimum boundary from a plurality of candidates of the tissue boundary 121 in step 1409. The display screen of FIG. 18 includes an area 1701 for displaying the ROI 300, a display area 1704 for measurement results such as elastic modulus of the measurement point, and an area 1703 for displaying the reliability (reliability index). The measurement result displayed in the display area 1704 and the reliability displayed in the display area 1703 are obtained for the tissue boundary 121 after selection in step 1409. Therefore, the user can know the reliability of the measurement result from this display screen, and can make decisions such as re-measurement if the value of the reliability index is low.

次に、信頼性指標の例とその算出方法、ならびに、表示画面の例を、図19から図26を用いて具体的に説明する。   Next, an example of the reliability index, a calculation method thereof, and an example of the display screen will be specifically described with reference to FIGS. 19 to 26.

<超音波の推定強度分布を信頼性指標とする例>
図19、図20は、図10で示した超音波の推定強度分布を信頼性指標とした場合の例を示したものである。超音波強度分布の算出方法は、実施形態1のステップ206で説明した通りである。超音波の推定強度分布を信頼性指標とすることにより、第2超音波302を送信する前に、組織境界121の候補の信頼性指標を算出できるため、第2超音波302の送信前に最適な組織境界121を選択することが可能になる。すなわち、図14のフローのうち第2超音波302を送信するステップ1405と第3超音波303を送受信するステップ1406を、最適な組織境界121の選択を行うステップ1409の後で行うことができる。したがって、第2および第3超音波302,303の送信を組織境界121の候補の数だけ繰り返す必要がなく、最適な組織境界121に基づいて求めた遅延時間でせん断波を精度よく発生させ、弾性率の計測を行う動作を短時間で行うことができる。
<Example of using the estimated intensity distribution of ultrasound as a reliability index>
FIGS. 19 and 20 show an example where the estimated intensity distribution of the ultrasonic wave shown in FIG. 10 is used as the reliability index. The method of calculating the ultrasonic intensity distribution is as described in step 206 of the first embodiment. By using the estimated intensity distribution of ultrasonic waves as the reliability index, the reliability index of the candidate of the tissue boundary 121 can be calculated before the second ultrasonic waves 302 are transmitted, so it is optimal before the transmission of the second ultrasonic waves 302. It is possible to select an appropriate tissue boundary 121. That is, step 1405 of transmitting the second ultrasonic wave 302 and step 1406 of transmitting and receiving the third ultrasonic wave 303 in the flow of FIG. 14 can be performed after step 1409 of selecting the optimum tissue boundary 121. Therefore, it is not necessary to repeat the transmission of the second and third ultrasonic waves 302 and 303 by the number of candidates for the tissue boundary 121, and shear waves are accurately generated with a delay time determined based on the optimum tissue boundary 121, The operation of measuring the rate can be performed in a short time.

図19(a)、(b)は、図10と同様に、組織境界121の候補についてそれぞれ超音波の推定強度分布を算出した結果の例を示している。横軸は焦点からの距離、縦軸は超音波の推定強度である。焦点401における超音波の推定強度が大きいほど、第2超音波302によって励起されるせん断波の振幅は大きい。よって、超音波の推定強度分布のピーク値や半値幅は、最適な組織境界121の候補の選択する際の信頼性指標として用いることができる。また、超音波の推定強度分布のピーク位置と、所望の焦点401(理想焦点)との位置ずれ量も、最適な組織境界候補を選択する際の信頼性指標として用いることができる。すなわち、ピーク値が大きい、または、半値幅が狭い、または、ピーク位置が焦点401に近い方が望ましい。例えば、図19(a)、(b)の例では、図19(a)の超音波の推定強度分布の方が、図19(b)の分布に比べ、ピーク値が大きく、半値幅が狭く、かつ、ピーク位置が焦点401に近いため望ましい。よって、図14のステップ1407の判定処理においては、図19(a)の推定強度分布が算出された組織境界121が最適な組織境界であるとして選択される。   FIGS. 19 (a) and 19 (b) show examples of the results of calculation of the estimated intensity distribution of ultrasound for each of the tissue boundary 121 candidates, as in FIG. The horizontal axis is the distance from the focal point, and the vertical axis is the estimated intensity of ultrasonic waves. The larger the estimated ultrasound intensity at the focal point 401, the larger the amplitude of the shear wave excited by the second ultrasound 302. Therefore, the peak value and the half value width of the estimated intensity distribution of ultrasonic waves can be used as a reliability index at the time of selecting an optimal tissue boundary 121 candidate. Further, the positional shift amount between the peak position of the estimated intensity distribution of the ultrasonic wave and the desired focal point 401 (ideal focal point) can also be used as a reliability index when selecting an optimal tissue boundary candidate. That is, it is desirable that the peak value is large, the half width is narrow, or the peak position is close to the focal point 401. For example, in the example of FIGS. 19A and 19B, the estimated intensity distribution of the ultrasonic wave of FIG. 19A has a larger peak value and a narrower half width than the distribution of FIG. 19B. And, since the peak position is close to the focal point 401, it is desirable. Therefore, in the determination process of step 1407 of FIG. 14, the tissue boundary 121 for which the estimated intensity distribution of FIG. 19A is calculated is selected as the optimum tissue boundary.

図20は、超音波の推定強度分布を信頼性指標とする場合に、図14の動作フローにおいて、ステップ1402、1407、1409等において表示部16で表示する表示画面の例である。この表示画面には、図14のステップ1402で検出された複数の組織境界121の候補の形状を示す画像をそれぞれ示す領域2001と、それぞれの候補についてステップ1407で算出した超音波の推定強度分布を表示する領域2002と、超音波推定強度分布のピーク値や半値幅等の数値を表示する領域2003が含まれている。これらの候補の組織境界121のうち、図14のステップ1409において選択された最適な組織境界121については判定結果として最適な組織境界であることを示す表示2004(ここでは枠囲み)が表示される。   FIG. 20 is an example of a display screen displayed on the display unit 16 in steps 1402, 1407, 1409 and the like in the operation flow of FIG. 14 when the estimated intensity distribution of ultrasonic waves is used as the reliability index. On this display screen, there are shown an area 2001 respectively showing an image showing the shapes of the plurality of tissue boundary 121 candidates detected in step 1402 of FIG. 14 and the estimated intensity distribution of ultrasonic waves calculated in step 1407 for each candidate. An area 2002 to be displayed and an area 2003 to display numerical values such as the peak value and half width of the estimated ultrasound intensity distribution are included. Among these candidate tissue boundaries 121, a display 2004 (here, boxed) indicating that the tissue boundary 121 selected in step 1409 of FIG. 14 is the optimum tissue boundary is displayed as the determination result. .

<せん断波による組織変位の値を信頼性指標とする例>
図21(a)、(b)、図22は、ステップ1405において生じたせん断波304による深度方向の組織変位を、信頼性指標として用いた場合の表示画面例である。深度方向の組織変位の値は、図14のステップ1406において各計測点305について算出されるものを用いる。図21(a)、(b)はいずれも、焦点401を含むように設定されたROI300に2次元に配置された複数の計測点305についてそれぞれ求めた組織変位を、計測点305に対応する位置にある画素の画素値(カラー)として生成した組織変位の分布画像(組織変位マップ)の例である。また、組織変位マップの横には、変位の大きさとカラーとの関係を示すカラーバー2102が表示されている。
Example of using the value of tissue displacement due to shear waves as a reliability index
21 (a), (b) and FIG. 22 show examples of display screens when tissue displacement in the depth direction due to the shear wave 304 generated in step 1405 is used as a reliability index. The tissue displacement value in the depth direction uses the value calculated for each measurement point 305 in step 1406 of FIG. In each of FIGS. 21A and 21B, the tissue displacement obtained for each of a plurality of measurement points 305 arranged two-dimensionally in the ROI 300 set so as to include the focal point 401 is a position corresponding to the measurement point 305 It is an example of a distribution image (tissue displacement map) of tissue displacements generated as pixel values (colors) of certain pixels. In addition, a color bar 2102 indicating the relationship between the size of the displacement and the color is displayed next to the tissue displacement map.

図22は、図21(a)、(b)で示した組織変位マップを示す領域2202と、その組織変位マップが得られた組織境界121の候補の形状を示す画像を示す領域2001とを対応させて示す画面例である。また、組織変位マップの近傍には、組織変位の最大値や、最大変位の位置等の数値を示す領域2203も表示されている。   FIG. 22 corresponds the area 2202 showing the tissue displacement map shown in FIGS. 21A and 21B to the area 2001 showing an image showing the shape of the candidate of the tissue boundary 121 from which the tissue displacement map was obtained. It is an example of a screen shown. Further, in the vicinity of the tissue displacement map, an area 2203 indicating numerical values such as the maximum value of the tissue displacement and the position of the maximum displacement is also displayed.

組織変位を信頼性指標として用いる場合、せん断波速度の計測精度を高くするためには、組織変位が大きい方が望ましく、また、最大変位の位置が理想の焦点401位置に近いほど望ましい。例えば、図21(a)と図21(b)の組織変位マップを比較すると、図21(a)の組織変位マップの方が、図21(b)の組織変位マップよりも、最大変位の位置が理想焦点401の位置に近く、かつ、最大変位も大きいため望ましい。よって、図14のステップ1407の判定処理において、図21(a)の組織変位マップに対応する組織境界121が最適な組織境界であるとして選択される。図22の表示画面には、選択された最適な組織境界121に、最適であることを示す表示2204(ここでは枠囲み)が表示される。   When tissue displacement is used as a reliability index, in order to increase the measurement accuracy of shear wave velocity, it is preferable that the tissue displacement be large, and it is more desirable that the position of the maximum displacement is closer to the ideal focal point 401 position. For example, comparing the tissue displacement maps of FIG. 21 (a) and FIG. 21 (b), the position of the maximum displacement of the tissue displacement map of FIG. 21 (a) is higher than that of FIG. 21 (b). Is desirable because it is close to the position of the ideal focal point 401 and the maximum displacement is also large. Therefore, in the determination process of step 1407 of FIG. 14, the tissue boundary 121 corresponding to the tissue displacement map of FIG. 21 (a) is selected as the optimum tissue boundary. In the display screen of FIG. 22, a display 2204 (here, framed) indicating that it is optimal is displayed at the selected optimal tissue boundary 121.

<せん断波の左右対称性を信頼性指標とする例>
図23(c)、図24は、図14のステップ1405で送信された第2超音波302によって励起されるせん断波の伝搬の焦点401に対する左右対称性を信頼性指標とした場合の表示画面例を示している。図14のステップ1406において第3超音波の送受信によりせん断波の波面2303が、図23(a)、(b)のように検出される。せん断波は、設定された理想の焦点401付近の位置2304で励起され、放射状に広がるため、焦点401を中心とする左右方向2301、2302にもそれぞれ伝搬する。このとき、焦点401から左右方向に等距離にラインA、Bを設定し、ラインA、Bにせん断波が到達する時間を求めた場合、実際にせん断波が励起された位置2304が、設定された焦点401に近いほど、ラインA、Bにせん断波が到達する時間の差が少なくなり、せん断波の伝搬の焦点401に対する左右対称性が高くなる。したがって、ラインA、Bへのせん断波到達時間の差を、判定処理部35が、ステップ1407において算出することにより、せん断波の伝搬の焦点401に対する左右対称性を信頼性指標として求めることができる。
<Example of using the left-right symmetry of shear waves as a reliability index>
FIGS. 23C and 24 show examples of display screens in the case where the left-right symmetry with respect to the focal point 401 of the propagation of the shear wave excited by the second ultrasonic wave 302 transmitted in step 1405 of FIG. Is shown. The wavefront 2303 of the shear wave is detected as shown in FIGS. 23A and 23B by transmission and reception of the third ultrasonic wave in step 1406 of FIG. The shear wave is excited at a position 2304 near the set ideal focal point 401 and spreads radially, so it propagates also in the left and right directions 2301 and 2302 around the focal point 401, respectively. At this time, when the lines A and B are set equidistantly in the left and right direction from the focal point 401 and the time for the shear wave to reach the lines A and B is determined, the position 2304 at which the shear wave is actually excited is set. The closer to the focal point 401, the smaller the difference in time for the shear wave to reach the lines A and B, and the higher the symmetry of the shear wave propagation with respect to the focal point 401. Therefore, by calculating the difference between the shear wave arrival times to the lines A and B in the step 1407, the determination processing unit 35 can obtain the left-right symmetry of the shear wave propagation with respect to the focal point 401 as the reliability index. .

例えば、図23(a)、(b)に示したせん断波の例におけるラインA、Bへのせん断波の到達時間の差(信頼性指標)を求めた結果をグラフ化すると図23(c)の画像例のようになる。   For example, when the difference in the arrival time of the shear wave (lines of reliability) to the lines A and B in the example of the shear wave shown in FIGS. 23 (a) and 23 (b) is graphed, the result is shown in FIG. It looks like the example image of.

図24は、図23(c)に示したせん断波の左右のラインA、Bへの到達時間の差(信頼性指標)として示す領域2402と、その信頼性指標が得られた組織境界121の候補の形状を示す画像を示す領域2001とを対応させて示す画面例である。また、信頼性指標を示す領域2402の近傍には、ラインA、Bへのせん断波の到達時間の差の数値等を示す領域2403も表示されている。   FIG. 24 shows a region 2402 shown as a difference (reliability index) of arrival time of the shear wave to the left and right lines A and B shown in FIG. 23 (c) and a tissue boundary 121 at which the reliability index is obtained. It is an example of a screen which makes an area 2001 showing an image showing a shape of a candidate correspond to each other. Further, in the vicinity of the area 2402 indicating the reliability index, an area 2403 indicating the numerical value or the like of the difference in arrival time of the shear wave to the lines A and B is also displayed.

せん断波の左右のラインA、Bへの到達時間の差を信頼性指標として用いる場合、図23(c)から明らかなように、図23(a)に示したせん断波の方が、図23(b)よりも差が小さく、焦点401により近い位置で発生したせん断波であるため望ましい。よって、図14のステップ1407の判定処理では、図23(a)と図23(b)の信頼性指標を比較した場合、図23(a)の信頼性指標に対応する組織境界121が最適な組織境界であるとして選択される。図24の表示画面には、選択された最適な組織境界121に、それを示す表示2404(ここでは枠囲み)が表示される。   When the difference in arrival time of the shear wave to the left and right lines A and B is used as the reliability index, the shear wave shown in FIG. The difference is smaller than that in (b), which is a shear wave generated at a position closer to the focal point 401, which is desirable. Therefore, in the determination processing of step 1407 of FIG. 14, when the reliability indexes of FIG. 23A and FIG. 23B are compared, the tissue boundary 121 corresponding to the reliability index of FIG. Selected as being an organizational boundary. In the display screen of FIG. 24, a display 2404 (here, a frame) is displayed on the selected optimum tissue boundary 121.

<第3超音波の反射波の受信強度を信頼性指標とする例>
図25(a)、(b)、図26は、ステップ1406において、せん断波が伝搬している焦点401およびその周辺のROI300に第3超音波の超音波を照射し、その反射波を探触子10によって受信した受信信号の信号強度(反射波の受信強度)を、信頼性指標として用いた場合の表示画面例である。受信信号の信号強度は、受信ビームフォーマ22により、計測点305の位置の受信走査線について得られた整相加算後のRF信号の所定の深さ(例えば、焦点401の深さ)の信号強度を用いてもよいし、所定の深さ範囲について求めたRF信号の信号強度の平均を用いてもよい。また、各計測点305について受信信号を得るタイミングとしては、第3超音波の送信後の同一時点でもよいし、所定の時間範囲で繰り返し得た受信信号の時間平均でもよい。
<Example of using the reception intensity of the reflected wave of the third ultrasonic wave as the reliability index>
25 (a), (b), and FIG. 26, in step 1406, the ultrasonic wave of the third ultrasonic wave is applied to the focal point 401 where the shear wave propagates and the ROI 300 around it, and the reflected wave is probed It is an example of a display screen at the time of using the signal strength (reception strength of a reflected wave) of the received signal received by child 10 as a reliability index. The signal strength of the received signal is the signal strength of a predetermined depth (for example, the depth of the focal point 401) of the RF signal after phasing addition obtained by the reception beam former 22 for the reception scanning line at the position of the measurement point 305. Or the average of the signal strengths of the RF signals obtained for a predetermined depth range. Moreover, as a timing which obtains a received signal about each measurement point 305, the same time after transmission of a 3rd ultrasonic wave may be sufficient, and the time average of the received signal repeatedly acquired in the predetermined time range may be sufficient.

図25(a)、(b)はそれぞれ、焦点401を含むように設定されたROI300に2次元に配置された複数の計測点305についてそれぞれ求めた受信信号の信号強度を、計測点305に対応する位置にある画素の輝度として生成した画像(輝度分布)の例である。また、反射波の強度分布の横には、反射波の強度と輝度との関係を示す輝度バー2503が表示されている。   25 (a) and 25 (b) respectively correspond to the measurement points 305 for the signal strengths of the reception signals obtained for the plurality of measurement points 305 arranged two-dimensionally in the ROI 300 set so as to include the focal point 401. Is an example of an image (luminance distribution) generated as the luminance of the pixel at the position where the Further, next to the intensity distribution of the reflected wave, a luminance bar 2503 indicating the relationship between the intensity of the reflected wave and the luminance is displayed.

図26は、図25(a)、(b)で示した反射波の強度分布を示す領域2602と、その反射波の強度分布が得られた組織境界121の候補の形状を示す画像を示す領域2601とを対応させて示す画面例である。また、反射波の強度分布の近傍には、反射波強度の最大値や、反射波強度が最大値となる位置や、反射者強度が最大値となる位置と焦点401とのずれ量等の数値を示す領域2603も表示されている。   FIG. 26 shows an area 2602 showing the intensity distribution of the reflected wave shown in FIGS. 25 (a) and 25 (b) and an area showing an image showing candidate shapes of the tissue boundary 121 for which the intensity distribution of the reflected wave was obtained. It is an example of a screen which makes 2601 correspond and shows. In the vicinity of the intensity distribution of the reflected wave, numerical values such as the maximum value of the reflected wave intensity, the position where the reflected wave intensity is the maximum value, and the deviation between the position where the reflected person intensity is the maximum value and the focal point 401 An area 2603 indicating the is also displayed.

反射波の強度を信頼性指標として用いる場合、せん断波速度の計測精度を高くするためには、反射波の強度が大きい方が望ましく、また、反射波の強度が最大値となる位置が理想の焦点401位置に近いほど望ましい。例えば、図25(a)と図25(b)の反射波の強度分布を比較すると、図25(a)よりも図25(b)の反射強度の最大値が大きいため望ましい。そのため、図14のステップ1407の判定処理において、図25(b)の組織変位マップに対応する組織境界121が最適な組織境界であるとして選択される。図26の表示画面には、選択された最適な組織境界121に、最適であることを示す表示2604(ここでは枠囲み)が表示される。   When the intensity of the reflected wave is used as the reliability index, it is desirable that the intensity of the reflected wave is high in order to increase the measurement accuracy of the shear wave velocity, and the position where the intensity of the reflected wave is the maximum is ideal. It is desirable to be closer to the focal point 401 position. For example, comparing the intensity distributions of the reflected waves in FIGS. 25 (a) and 25 (b), the maximum value of the reflection intensity in FIG. 25 (b) is larger than that in FIG. 25 (a). Therefore, in the determination process of step 1407 of FIG. 14, the tissue boundary 121 corresponding to the tissue displacement map of FIG. 25 (b) is selected as the optimal tissue boundary. On the display screen of FIG. 26, a display 2604 (here, framed) indicating that it is optimal is displayed at the selected optimal tissue boundary 121.

上述してきたように、実施形態3では、組織境界121の候補を複数抽出し、それぞれの候補について信頼性指標を算出することにより、最適な組織境界121を求めることができる。よって、選択した組織境界121に基づいて算出された遅延時間を用い、所望の強度のせん断波をROI300に発生させることができる。また、使用者は、信頼性指標を表示画面で目視で確認できるため、選択されている組織境界121による遅延時間の補正効果を数値的、視覚的に確認することが可能となる。   As described above, in the third embodiment, an optimal tissue boundary 121 can be determined by extracting a plurality of tissue boundary 121 candidates and calculating a reliability index for each candidate. Therefore, a shear wave of desired intensity can be generated in the ROI 300 using the delay time calculated based on the selected tissue boundary 121. In addition, since the user can visually check the reliability index on the display screen, it is possible to visually and visually confirm the correction effect of the delay time by the selected tissue boundary 121.

10:探触子
13:外部入力デバイス
16:表示部
20:送受信制御部
21:送信部(送信ビームフォーマ)
22:受信部(受信ビームフォーマ)
30:制御部
31:画像生成処理部
32:構造分析処理部
33:遅延時間算出部
34:弾性計測処理部
35:判定処理部
100:検査対象
300:ROI
301:第1超音波
302:第2超音波
303:第3超音波
304:せん断波
305:計測点
101:組織1
102:組織2
121:組織境界
401:焦点
402:適正距離
1701:ROIの表示領域
1702:組織境界の候補の表示領域
1703:信頼性指標の表示領域
1704:測定結果の表示領域
2001:組織境界の候補の表示領域
2002:信頼性指標(超音波の推定強度分布)の表示領域
2003:信頼性指標の数値の表示領域
2004:最適な組織境界であることを示す表示
2102:変位の大きさを表すカラーバー
2202:信頼性指標(組織変位マップ)の表示領域
2203:信頼性指標の数値の表示領域
2204:最適な組織境界であることを示す表示
2301、2302:せん断波の伝搬方向(左右方向)
2303:せん断波の波面
2304:せん断波が励起される位置
2402:信頼性指標(せん断波の到達時間の差)の表示領域
2403:信頼性指標の数値の表示領域
2404:最適な組織境界であることを示す表示
2503:反射波の強度の大きさを表す輝度バー
2603:信頼性指標の数値の表示領域
2604:最適な組織境界であることを示す表示

10: Probe 13: External input device 16: Display unit 20: Transmission / reception control unit 21: Transmission unit (transmission beam former)
22: Receiver (Receiver beam former)
30: control unit 31: image generation processing unit 32: structure analysis processing unit 33: delay time calculation unit 34: elasticity measurement processing unit 35: determination processing unit 100: inspection object 300: ROI
301: first ultrasonic wave 302: second ultrasonic wave 303: third ultrasonic wave 304: shear wave 305: measurement point 101: tissue 1
102: Organization 2
121: tissue boundary 401: focal point 402: appropriate distance 1701: ROI display area 1702: tissue boundary candidate display area 1703: reliability index display area 1704: measurement result display area 2001: tissue boundary candidate display area 2002: Display area of reliability index (estimated intensity distribution of ultrasonic waves) 2003: Display area of numerical value of reliability index 2004: Display 2102 indicating optimum tissue boundary: Color bar 2202 representing displacement magnitude: Display area 2203 of reliability index (tissue displacement map): display area 2204 of reliability index: display 2301 or 2302 indicating an optimum tissue boundary: propagation direction of shear wave (horizontal direction)
2303: Wave front 2304 of shear wave: Location 2402 at which shear wave is excited: Display area of reliability index (difference in arrival time of shear wave) 2403: Display area of numerical value of reliability index 2404: Optimal tissue boundary Indication 2503: Intensity bar 2603 representing the magnitude of the intensity of the reflected wave: Display area of the numerical value of the reliability index 2604: Indication showing the optimum tissue boundary

Claims (15)

複数の振動子が配列された探触子に対してそれぞれ送信信号を出力し、前記複数の振動子から検査対象に超音波を送信させる送信部と、送信後に前記検査対象から戻る超音波を受信した前記振動子がそれぞれ出力する受信信号を取得する受信部と、前記送信部および前記受信部を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記受信信号を用いて、前記検査対象内の組織境界を所定の範囲において検出する組織境界検出部と、複数の前記振動子から送信された超音波が前記組織境界において屈折する経路を求め、前記経路に基づいて所定の焦点に超音波を合焦させるための前記送信信号の遅延時間を前記振動子ごとに算出する遅延時間算出部とを含むことを特徴とする超音波送受信装置。
A transmission unit for outputting a transmission signal to a probe in which a plurality of transducers are arranged, and transmitting ultrasonic waves from the plurality of transducers to an inspection object, and receiving an ultrasonic wave returning from the inspection object after transmission A receiving unit for obtaining received signals respectively output from the vibrators, and a control unit for controlling the transmitting unit and the receiving unit,
The control unit uses the received signal to detect a tissue boundary in the examination target in a predetermined range, and a ultrasonic wave transmitted from a plurality of transducers is refracted at the tissue boundary. And a delay time calculator configured to calculate a delay time of the transmission signal for finding a path and focusing an ultrasonic wave at a predetermined focal point based on the path. apparatus.
請求項1に記載の超音波送受信装置であって、
前記組織境界検出部は、前記送信部を制御して、前記検査対象の前記所定の範囲に対して第1超音波を送信させ、当該送信後に前記所定の範囲から戻った超音波を受信した前記振動子がそれぞれ出力する受信信号を前記受信部から受け取り、前記受信信号を用いて、前記所定の範囲に存在する前記検査対象の組織境界を検出することを特徴とする超音波送受信装置。
The ultrasonic transmitting and receiving apparatus according to claim 1,
The tissue boundary detection unit controls the transmission unit to transmit the first ultrasonic wave to the predetermined range to be inspected, and receives the ultrasonic wave returned from the predetermined range after the transmission. An ultrasonic transmitting and receiving apparatus comprising: receiving from the receiving unit a received signal output from each transducer, and detecting the tissue boundary of the examination object present in the predetermined range using the received signal.
請求項1に記載の超音波送受信装置であって、前記制御部は、前記受信信号から前記検査対象の画像を生成する画像生成部をさらに有し、
前記組織境界検出部は、前記画像生成部が生成した、前記所定の範囲の画像を処理することにより、前記組織境界を検出することを特徴とする超音波送受信装置。
The ultrasonic transmitting and receiving apparatus according to claim 1, wherein the control unit further includes an image generation unit that generates an image of the inspection target from the reception signal.
The ultrasound transmitting / receiving apparatus, wherein the tissue boundary detection unit detects the tissue boundary by processing the image in the predetermined range generated by the image generation unit.
請求項1に記載の超音波送受信装置であって、前記組織境界検出部は、複数の前記振動子の時系列な前記受信信号の信号波形の変化時点を検出することにより、前記検査対象の深さ方向の前記組織境界の位置を検出することを特徴とする超音波送受信装置。   The ultrasound transmission / reception device according to claim 1, wherein the tissue boundary detection unit detects the time point of change in the signal waveform of the received signal in time series of a plurality of the transducers, thereby detecting the depth of the examination target. An ultrasonic transmitting and receiving apparatus characterized in that the position of the tissue boundary in the longitudinal direction is detected. 請求項1に記載の超音波送受信装置であって、前記制御部は、弾性計測処理部をさらに含み、
前記弾性計測処理部は、前記送信部を制御して、前記遅延時間算出部が前記振動子ごとに算出した遅延時間によってそれぞれ遅延させた前記送信信号を前記振動子にそれぞれ出力させることにより、前記所定の焦点に焦点を結ぶ集束超音波を送信してせん断波を生じさせた後、前記送信部および受信部を制御して、前記検査対象の所定の計測領域に超音波を送信し、前記検査対象から戻る超音波を受信した受信信号を得て、この受信信号に基づいて前記せん断波により生じた前記計測領域の変位を計測し、前記検査対象の弾性を求めることを特徴とする超音波送受信装置。
The ultrasonic transmitting and receiving apparatus according to claim 1, wherein the control unit further includes an elasticity measurement processing unit,
The elasticity measurement processing unit controls the transmission unit to output the transmission signal delayed by the delay time calculated by the delay time calculation unit for each vibrator to the vibrator, respectively. After transmitting a focused ultrasonic wave focused on a predetermined focal point to generate a shear wave, the transmitter and the receiver are controlled to transmit the ultrasonic wave to a predetermined measurement area of the inspection object, and the inspection is performed. Ultrasonic wave transmission / reception characterized in that a received signal receiving ultrasonic waves returning from an object is obtained, displacement of the measurement area caused by the shear wave is measured based on the received signal, and elasticity of the inspection object is determined. apparatus.
請求項5に記載の超音波送受信装置であって、前記制御部は、判定処理部をさらに有し、前記判定処理部は、前記弾性計測処理部が求めた弾性の信頼性を、前記せん断波の特性または前記集束超音波の特性に基づいて判定することを特徴とする超音波送受信装置。   The ultrasonic wave transmitting and receiving apparatus according to claim 5, wherein the control unit further includes a determination processing unit, and the determination processing unit is configured to determine the reliability of elasticity obtained by the elasticity measurement processing unit as the shear wave. An ultrasonic transmitting and receiving apparatus characterized in that it is determined based on the characteristics of or the characteristics of the focused ultrasonic waves. 請求項6に記載の超音波送受信装置であって、前記判定処理部が判定に用いる前記せん断波の特性は、せん断波の振幅、前記焦点を中心に左右に配置した点へのせん断波の波面の到達時間の差、せん断による前記計測領域の変位であることを特徴とする超音波送受信装置。   The ultrasonic wave transmitting and receiving apparatus according to claim 6, wherein the characteristic of the shear wave used for the judgment by the judgment processing unit is an amplitude of the shear wave, and a wave front of the shear wave to a point disposed on the left and right with respect to the focal point. An ultrasonic transmission / reception device characterized in that it is a difference in arrival time of the displacement, and a displacement of the measurement area due to shearing. 請求項6に記載の超音波送受信装置であって、前記判定処理部が判定に用いる前記集束超音波の特性は、前記焦点周辺における超音波の推定強度分布であることを特徴とする超音波送受信装置。   The ultrasound transmitting and receiving apparatus according to claim 6, wherein the characteristic of the focused ultrasound used by the determination processing unit for the determination is an estimated intensity distribution of the ultrasound around the focal point. apparatus. 請求項6に記載の超音波送受信装置であって、前記判定処理部が判定に用いる前記集束超音波の特性は、前記焦点周辺に超音波を照射し、その反射波の受信強度であることを特徴とする超音波送受信装置。   The ultrasonic transmitting and receiving apparatus according to claim 6, wherein the characteristic of the focused ultrasonic wave used for the judgment by the judgment processing unit is that the ultrasonic wave is irradiated around the focal point and the reception intensity of the reflected wave is An ultrasonic transmitter-receiver characterized by the above. 請求項1に記載の超音波送受信装置であって、前記遅延時間算出部は、前記振動子を基点として前記焦点に到達する前記屈折する経路を算出することを特徴とする超音波送受信装置。   The ultrasonic transmitting and receiving apparatus according to claim 1, wherein the delay time calculation unit calculates the refracting path that reaches the focal point with the transducer as a base point. 請求項1に記載の超音波送受信装置であって、前記遅延時間算出部は、前記焦点を基点として前記振動子に到達する前記屈折する経路を算出することを特徴とする超音波送受信装置。   The ultrasonic transmitting and receiving apparatus according to claim 1, wherein the delay time calculation unit calculates the refracting path that reaches the transducer with the focal point as a base point. 請求項5に記載の超音波送受信装置であって、前記制御部は、前記せん断波の特性または前記集束超音波の特性を示す予め定めた信頼性指標の値を算出する判定処理部をさらに有し、
前記組織境界検出部は、前記組織境界の複数の候補を検出し、
前記判定処理部は、前記組織境界の複数の候補についてそれぞれ前記遅延時間算出部が求めた遅延時間を用いて送信される超音波に基づいて前記信頼性指標の値を算出し、算出した信頼性指標の値が最も信頼性が高いことを示す前記組織境界の候補を選択することを特徴とする超音波送受信装置。
The ultrasonic transmitting and receiving apparatus according to claim 5, further comprising: a determination processing unit configured to calculate a value of a predetermined reliability index indicating the characteristic of the shear wave or the characteristic of the focused ultrasonic wave. And
The tissue boundary detection unit detects a plurality of candidates for the tissue boundary,
The determination processing unit calculates the value of the reliability index based on the ultrasonic wave transmitted using the delay time calculated by the delay time calculation unit for each of the plurality of candidates for the tissue boundary, and the calculated reliability An ultrasonic transmitting and receiving apparatus characterized in that the tissue boundary candidate indicating that the value of the index is the most reliable is selected.
請求項12に記載の超音波送受信装置であって、前記制御部は、前記複数の組織境界の候補ごとの信頼性指標を、前記組織境界の候補と対応させて表示させることを特徴とする超音波送受信装置。   The ultrasonic transmitting and receiving apparatus according to claim 12, wherein the control unit displays reliability indexes of the plurality of tissue boundary candidates in correspondence with the tissue boundary candidates. Sound wave transmitter and receiver. 複数の振動子が配列された探触子から検査対象に超音波を送信し、送信後に前記検査対象から戻る超音波を前記振動子がそれぞれ受信した受信信号を用いて、前記検査対象内の組織境界を検出するステップと、
検出した前記組織境界において、超音波が屈折する経路を求め、前記経路に基づいて所定の焦点に超音波を合焦させるための前記振動子ごとの送信する超音波の遅延時間を前記振動子ごとに算出するステップと、
前記振動子ごとの遅延時間により遅延させた超音波を前記各振動子から送信して前記焦点に超音波を集束させるステップと
を含むことを特徴とする超音波送受信方法。
Ultrasonic waves are transmitted from the probe in which a plurality of transducers are arrayed to the examination subject, and ultrasonic waves returning from the examination subject after transmission are transmitted using the received signals respectively received by the transducers, and tissue in the examination subject Detecting the boundary;
In the detected tissue boundary, a path along which the ultrasonic wave is refracted is determined, and the delay time of the ultrasonic wave to be transmitted for each transducer for focusing the ultrasonic wave at a predetermined focal point based on the path is determined for each transducer Step to calculate
Transmitting ultrasonic waves delayed by the delay time of each of the transducers from the transducers to focus the ultrasonic waves on the focal point.
請求項14に記載の超音波送受信方法であって、前記組織境界を検出するステップは、前記受信信号から生成した画像を画像処理するか、もしくは、時系列な前記受信信号の信号波形の変化時点を検出することにより、前記組織境界の位置を所定の範囲において検出することを特徴とする超音波送受信方法。

15. The ultrasonic transmitting and receiving method according to claim 14, wherein the step of detecting the tissue boundary performs image processing on an image generated from the received signal, or a point in time when a signal waveform of the received signal changes in time series. And detecting a position of the tissue boundary in a predetermined range by detecting

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