JP2003530941A - 剪断波パラメター評価のための超音波方法およびシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組織内における一時的剪断波の局地的伝搬速度を決定し、その一時的剪断波の速度イメージ列を表示し、組織弾性情報を決定するための超音波方法および超音波システムを提供する。 【解決手段】 一時的剪断波前部の伝搬パラメターを決定するための超音波診断イメージ方法であって、組織（５）内に一時的剪断波を形成する段階と；一時的剪断波前部が組織内のある深さ（z）に伝搬するための時間遅延（T_SW）の間、イメージライン（l）に沿って、組織の超音波イメージデータ（S, S*）を獲得する段階と；各ラインについて組織速度（V）を推定する段階と；超音波データ（S,S*）およびライン上の組織速度（V）とから、組織速度イメージ列［I(V)］を構築する段階と；イメージ列の時点における剪断波前部の速度（C_SW）を得る段階と；から構成される方法。弾性等の組織パラメターが全部速度から計算される。さらに上記方法を実行するための処理手段（１００、処理１、処理２）を有する超音波診断イメージシステム、およびこの目的を達成する命令を有するコンピュータプログラムも提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の属する技術分野） 本発明は、組織内における一時的剪断波の局地的伝搬速度を決定し、その一時
的剪断波の速度イメージ列を表示し、組織弾性情報を決定するための超音波方法
および超音波システムに関する。

【０００２】 本発明は、患者組織内の腫瘍や水腫などの診断異常に対するツールとして組織
弾性情報を用いることに応用できる。これらの診断異常は、音背景組織に関して
機械的特性の変化を示すものとして知られている。剪断波伝搬情報によって、そ
の診断異常を局在化することができる。

【０００３】 （従来の技術および解決すべき課題） 身体の様々な部位における組織弾性を決定する方法の１つとして、Sarvazyan
の米国特許第５，６０６，９７１号が知られている。その方法によれば、超音波
を収束領域へと伝える収束された超音波源を用いて、その超音波を組織の様々な
異なる部位に収束する。収束された超音波源は好適には、整相列タイプの超音波
トランスデューサである。収束された超音波は、組織の異なる部位において剪断
波（shear wave）を発生させるために、振幅変調される。その剪断波は、組織表
面上の超音波振幅および位相を測定することにより、検出される。剪断波速度、
減衰係数や伝搬する剪断波内の組織粒子の剪断変位の速度などの、組織内におけ
る剪断波の少なくとも１つの伝搬パラメターが、超音波の位相および速度の測定
から決定される。これらの測定に基づいて計算が実行され、剪断弾性モジュール
、ヤング係数（Young modulus）、動的剪断粘性などの、少なくとも１つの組織
の機械的パラメターが公知の関係を使って決定される。様々な部位に収束される
全ての振幅変調された超音波について、上記の方法の工程が反復される。それら
の部位の座標の関数として、動的剪断粘性および弾性係数の計算値が表示される
。

【０００４】 しかし、この公知の剪断波生成方法は、組織内で剪断波を生成すべき部位へと
多量の超音波エネルギーを伝えるために、整相列トランスデューサなどの収束超
音波源を用いなければならない。収束超音波源は、局部的に印加されると、患者
組織上に破壊的効果を生じさせてしまうという問題点があった。

【０００５】 本発明の一目的は、患者組織への潜在的な二次的効果を回避するため収束超音
波源を用いない、超音波方法および超音波方法を実行する超音波システムを提供
することである。本発明に従えば、外部の機械的振動源を用いることによって、
組織内に剪断波が生成される。この剪断波は、組織粒子の変位を生じさせる。本
発明に従えば、標準的な超音波診断システムが、組織粒子の速度、および剪断波
の前端速度を測定する。この超音波診断システムは、剪断波前端伝搬のイメージ
列を表示させるための手段を有する。

【０００６】 組織内の数センチメートル、例えば４ｃｍにわたって、剪断波が毎秒１ｍの速
度で伝搬することが問題である。この場合において、伝搬時間は約４ミリ秒にな
る。この速度は大きすぎ、かつ伝搬時間遅延は小さすぎる。その結果、標準的な
超音波診断システムによって生成される標準的な超音波イメージ列を用いて、組
織への剪断波効果を視覚化するのが困難になる。超音波診断システムのイメージ
フレーム速度は、剪断波伝搬の視覚化に適合しない。何故ならば、剪断波伝搬の
視覚化は毎秒１５イメージのオーダーであり、剪断波の視覚化には毎ミリ秒約１
イメージ（毎秒１０００イメージ）のフレーム速度が必要だからである。

【０００７】 本発明の一特徴に従って提供される、一時的剪断波前部の伝搬パラメターを決
定するための超音波診断イメージ方法は、組織内に一時的剪断波を形成する段階
；一時的剪断波前部が組織内のある深さ（z）に伝搬するための時間遅延（T_SW）
の間、イメージライン（l）に沿って、組織の超音波イメージデータ（S, S*）を
獲得する段階；各ラインについて組織速度（V）を推定する段階；超音波データ
（S, S*）およびライン上の組織速度（V）から、組織速度イメージ列［I(V)］を
構築する段階；イメージ列の時点における剪断波前部の速度（C_SW）を得る段階
；から構成される。

【０００８】 本発明の他の特徴に従って提供される超音波診断イメージ方法は、一時的剪断
波前部速度（C_SW）から、組織の局部的機械的パラメターを決定する。

【０００９】 本発明の他の特徴に従えば、上記の方法を実行するためのシステムが提供され
る。

【００１０】 本発明によれば、標準的超音波およびエコー信号をそれぞれ、送受信する標準
的トランスデューサを備えた、標準的超音波診断イメージシステムを用いて、剪
断波の影響下で移動する組織の列を視覚化することができる。本発明によってさ
らに、バックグラウンドに関して対照的な機械的特性を有する組織領域の局地化
が可能となり、かつ上記の組織領域の機械的パラメターの決定が可能となった。

【００１１】 （発明の実施の形態） 図面を使って、本発明の実施の形態を説明する。

【００１２】 図１Aは、標準的な超音波診断イメージシステム１を表すブロック図である。
超音波診断イメージシステム１は、プローブと表記されたトランスデューサ１０
、および振動発生器２に接続されている。超音波診断イメージシステム１は、処
理システム１００に接続されている。処理システム１００は、一時的剪断波の局
部伝搬速度を決定し、一時的剪断波前端イメージ列を表示し、組織弾性などの組
織パラメターを決定する。

【００１３】 図１Bを参照すると、プローブ１０が、検査すべき組織５との超音波接触状態
に位置づけられ、その組織５を通して超音波パルスを放出する。プローブ１０は
、組織表面に平行かつ、Ｘと表記されたOX軸に平行に配列されて配置されたトラ
ンスデューサ素子から構成される。トランスデューサ素子は、X軸に直交するZ軸
と表記されたOZ軸に平行な超音波パルスの数本の超音波ビームを放出できる。超
音波ビームの総本数l_IMは、例えばl_IM = １２８またはl_IM = ２５６であって良
い。各ビームは、以後、Z軸に平行な超音波ラインと呼ぶ。x₁からx_lIMまでのX軸
上の座標を有する。超音波パルスが座標x_i（指標iは１からl_IMまでの整数）にお
ける一本のラインに沿って組織５を通って伝搬するにつれて、そのラインに沿っ
て遭遇する組織粒子によって対応するエコーが発生される。これらのエコーはプ
ローブにより即座に受信され、それらのエコーはZ軸に平行なライン上のエコー
形成の深さzの関数である。座標x_iにおける一本のラインに沿った反射から発生
される全てのエコーの結合が、その組織の１ラインの超音波データを形成する。
そのデータは複素数であり、SおよびS*と表記される。約４ｃｍの深さzまで一本
のラインを走査するのに、約T_l = 100マイクロ秒以下の時間を要する。説明の簡
単化のために、以後、この時間をT_l = 100マイクロ秒とする。l_IMラインの走査
が一本ずつ順番に行われて、超音波データ（SおよびS*）の完全な２Ｄイメージ
を形成する。このイメージは超音波イメージと呼ばれ、Z軸に平行であり、規則
正しい間隔（x₁, x₂, … x_lIM）で配置されたl_IM本のライン（１２８または２５
６本）から構成される。これらのラインは、Z軸に沿って約４ｃｍの深さまで測
定する。上述の仮定に従い、４ｃｍの深さまでの１つの２Ｄ超音波イメージを形
成するのに、T_IM = l_IM x 100マイクロ秒だけの時間を要する。

【００１４】 TIM = 12.8ミリ秒 １２８本のラインの超音波イメージについて または TIM = 25.6ミリ秒 ２５６本のラインの超音波イメージ 図１Aを参照すると、超音波診断イメージシステム１が、外部の機械的パルス
発生器２である振動発生器２に接続されている。この外部の機械的パルス発生器
は、患者に対しては無害であり、実施者にとっては非常に使いやすいという効果
がある。各機械的パルスが、接触体４の手段によって組織５に印加され、組織５
中Z軸に沿って約４ｃｍの深さまで剪断波を伝搬させる。伝搬の速度は、アプリ
オリに見積もられ、それは以下の式で表される。

【００１５】 C_SW = 約１m/s この見積もられた速度C_SWの場合において、剪断波が４ｃｍの深さまで組織中を
伝搬するのに以下の時間を要する。

【００１６】 T_SW = 40ms 本発明が提案する方法およびシステムによれば、標準的な超音波診断システム
１に接続された表示４５上に一時的剪断波前端を表示する。この目的のために、
図１Aの超音波診断システム１は、標準的超音波診断システム１と振動発生器２
とプローブ１０と連携する処理システム１００から構成される。プローブ１０は
、標準的超音波診断システム１が剪断波伝搬組織５の超音波イメージを形成する
のに好適なように、振動発生器２に関して位置づけられる。

【００１７】 一時的剪断波の前端を視覚化するために、先ず、剪断波前端伝搬の遅延時間中
に、一時的な超音波イメージ列を形成する。図１Cを参照すると、この伝搬を正
しく視覚化するために、一時的なN枚の超音波イメージ列を形成することが提案
される。Nは、例えば１０から５０までの整数である。以後の実施形態例におい
ては、一時的な列として、N = ４０超音波イメージが選択された。I₁, I₂ からI_N までのイメージが、T_SW = ４０ミリ秒の遅延時間中に規則正しく取り込まれる
。一本のラインの走査時間T_lに関する上記の仮定に従い、超音波イメージシステ
ムは、剪断波を視覚化するために、１ミリ秒毎に１枚の超音波イメージを供給し
なければならない。一方、標準的超音波診断システムは、時間T_IMである１２．
８ミリ秒または２５．６ミリ秒毎に１枚の超音波イメージしか供給できない。そ
こで、そのような標準的超音波診断システムは、一時的剪断波前端伝搬の視覚化
に要する一時的な超音波イメージ列を構築するのに適切な速度でイメージ列を供
給するのには、適さない。処理システム１００は、この問題を解決できる。

【００１８】 図２は、処理システム１００を表すブロック図である。処理システム１００は
、一時的な超音波サブイメージ列を獲得するための手段、剪断波の作用下にある
組織粒子の局部的速度を推定する手段、組織速度完全イメージ列を構築する手段
、剪断波前端速度を推定する手段、および一時的剪断波伝搬の影響下における組
織の変位を視覚化する手段を有する。

【００１９】 図３Aを参照すると、第１の時点α_１において、振動発生器が、超音波診断シ
ステム１の走査構成４４を用いて、組織５内で第１の剪断波を発生する。第１の
時点α_１において、組織５に結合したプローブ１０が、座標x₁における第１のラ
インの走査を開始して、SおよびS*と表記された第１ラインの超音波データをも
たらす。一本のラインを走査するのにT_l = １００マイクロ秒の時間がかかり、
剪断波が伝搬する４ｃｍを走査するのにT_SW = ４０ミリ秒かかり、そしてミリ秒
あたり１枚の超音波イメージの速度をもってN = ４０枚の一時的超音波イメージ
を供給しなければならない。そして超音波診断システムは、座標x₁, x₂, …x₁₀
における、第１の超音波イメージI₁のl_K本（１＜l_K≦１０）の隣接ラインを走査
する時間がある。こうして、第１の超音波イメージI₁内でK₁と表記された超音波
データ（SおよびS*）のラインから構成される第１バンドを形成する。例えば、l_K = １０ラインである。

【００２０】 図３Aを参照すると、超音波診断システムは、同じ座標x₁, x₂, …x₁₀における
第２の一時的超音波イメージI₂のl_K = １０本の隣接ラインを走査する。こうし
て、第１の超音波イメージI₂内で同じ座標にある、l_K = １０のうちK₁（I₂）と
表記された超音波データ（SおよびS*）のラインから構成される第１バンドを形
成する。

【００２１】 図３Aを参照すると、超音波診断システムはさらに、I₄₀を含む各一時的超音波
イメージのl_K = １０本の隣接ラインを走査する。そして、各一時的超音波イメ
ージI₁からI₄₀までの中で、座標x₁からx₁₀までに配置されたl_K = １０本のライ
ンからなる一のバンドを形成する。第１のバンドK₁は、実行されるべき１２８ま
たは２５６ラインの完全な超音波イメージのうち、第１のサブイメージK₁と表記
されたものである。超音波診断システムが超音波データ（SおよびS*）のN = ４
０枚の一時的超音波イメージK₁(I₁)からK₁(I₄₀)までを実行するのに、 T_SW = ４
０ミリ秒かかる。このことにより、超音波イメージ（SおよびS*）からなる第１
の超音波サブイメージ列を形成する。

【００２２】 当業者には良く分かるように、超音波サブイメージのライン数は以下の方法に
より計算される。その方法とは、剪断波の伝搬時間T_SWの間に操作可能な合計l_SW 本のラインを決定すること、１つのラインを走査するための時間T_lを知ること、
剪断波前端変位を視覚化するために適切な列のN枚の超音波イメージを固定する
ことである。これにより、振動発生器２の１パルスの時間の間に、I₁からI_Nまで
の超音波イメージあたりに走査可能な以下の式のl_K本のラインが与えられる。

【００２３】 l_K = l_SW/N 第２の時点α_２において、振動発生器２が、超音波診断システム１の走査構成
４４を用いて、組織５の同じ領域内で第２の剪断波を発生する。第２の時点α_２ において、組織５に結合したプローブ１０が、座標x₁₁における第１のラインの
走査を開始して、第１の一時的超音波イメージI₁の第２のバンドK₂(I₁)の第１ラ
インの超音波データ（SおよびS*）を形成する。超音波診断システムは、座標x₁₁ からx₂₀までにおいてl_K = １０本のラインを走査する。こうして、第２のバンド
の超音波データ（SおよびS*）を形成する。このバンドは、K₂(I₁)と表記され、
第１の一時的超音波イメージI₁内のl_K = １０本のラインから構成される。

【００２４】 図３Aを参照して上述したように、超音波診断システムはさらに、座標x₁₁, x_{1 2} , …x₂₀における、各一時的超音波イメージI₁からI₄₀までのl_K本（l_K = １０）
の隣接ラインを走査して、一時的超音波サブイメージ（K₂(I₁)からK₂(I₄₀)）の
バンドを形成する。

【００２５】 さらに、引き続く時点α_３からα_kにおいて、振動発生器２が、超音波診断シ
ステム１の走査構成４４を用いて、組織５の同じ領域内で伝搬する剪断波を発生
させる機械的パルスをもたらす。これらの時点において、組織５に結合したプロ
ーブ１０が、l_K = １０本のうちの第１のラインの走査を開始し、一時的超音波
イメージI₁からI₄₀までの対応するバンドKの超音波イメージを形成する。

【００２６】 各超音波イメージ（I₁からI₄₀まで）について、超音波サブイメージ（K₁からK_k まで）が構築されるまで、あるいはk個のバンドが構築されるまで、上記の走査
が繰り返される。超音波サブイメージの数kおよび各超音波サブイメージ内のラ
インの本数l_Kが、各全イメージのライン数l_IMの関数としてユーザにより適切に
選択される。α_kの時点において、超音波サブイメージの最後の列が構築される
。

【００２７】 図２を参照すると、超音波サブイメージ列の超音波データが用いられて、組織
速度サブイメージの対応列が構築される。剪断波の作用下で、組織粒子の速度が
、超音波サブイメージ列の各走査ラインに沿って、測定される。組織変位速度の
測定は、当業者に周知の動作であり、組織速度測定の手段４１を有する標準的超
音波診断システム１を用いて実行される。

【００２８】 超音波診断イメージシステム１は、異なる手法を用いて、各列（K₁からK_kまで
）の超音波サブイメージの座標x₁からx_lまでの各走査ライン上で、組織速度測定
を実行する。公知の方法として例えば位相シフト法があり、それによれば、超音
波サブイメージ列のラインの超音波データSおよびS*から、処理手段４１によっ
て組織速度［V(n, l, z)］が以下の数１の公式によって供給される。

【００２９】

【数１】 ここで、nはN個の超音波サブイメージ列内のイメージ数（１＜n≦N-1）であり、
lは任意の超音波サブイメージnのうち上記の超音波サブイメージ（K₁からK_kまで
）内のライン数であり、その中で組織の速度が推定される。T_lは一本のラインの
走査時間であり、foはエコー信号の中間周波数であり、SおよびS*は複素超音波
信号の値であり、zは速度を推定するところのポイントの深さであり、Cは組織内
の超音波速度である（例えば、１≦n≦３９、l_k =１０およびT_l =１００マイク
ロ秒）。上記の数１の公式において、pは、速度を計算するために平均されるデ
ータの数であり、例えば２であって良い。mはnおよびpから計算される。

【００３０】 図３Bを参照すると、本方法に従って、組織サブイメージ列が構築されており
、N−２p枚（例えば、N−２p = ４０−４ = ３６）のサブイメージから構成され
ている。N−２pは、超音波サブイメージ列のサブイメージの枚数Nとは異なる数
である。しかしながら、組織速度サブイメージ列の個数kは、超音波サブイメー
ジ列の場合と同じである。

【００３１】 ユーザが選択する周知の一時的シフト法その他の方法により、様々な組織速度
を測定することができる。

【００３２】 組織速度サブイメージ列がメモり１と表記された第１の記憶手段内に記憶され
る。組織速度値が、P(x, z, t)と表記されたこれらの位置の関数として記憶され
る。ここで、xはX軸に沿った走査ラインの座標であり、tは上記のイメージ数nに
対応する値（nとは異なる）で有り、zは、Z軸に沿った深さである。P(x, z, t)
は、座標xおよび深さzにおいてnに対応する値tにおける組織速度サブイメージ内
にあり、かつ（N−２p）枚の組織速度サブイメージのk列のサブイメージ（K₁［V
（n, l, z）］からK_k［V（n, l, z）］まで）内のポイントである。

【００３３】 図２を参照すると、k枚の組織速度サブイメージ（K₁［V（n, l, z）］からK_k
［V（n, l, z）］まで）がさらに処理されて、（I₁［V（n, l, z）］からI_{N−２ p} ［V（n, l, z）］まで）と表記される（N−２p）枚の組織速度全イメージの一
時的な列を構築する。

【００３４】 この動作は、処理システム１００の処理１と表記された第１の処理手段４０を
用いて実行される。この第１の処理手段４０は、組織速度全イメージを形成する
ために、全ての組織速度サブイメージのラインを同期化する。この動作において
、隣にある、全てのk枚の組織速度サブイメージの第１列の全てが、第１の時点
α_１において形成された第１のサブイメージの第１列に同期される。それにより
、第１の全イメージをカバーできる。そして、任意の全イメージに対応する全k
枚の組織速度サブイメージの全てのラインが、各イメージラインの形成間の時間
遅延を考慮して、上記の第１ライン上に同期化される。次に、組織速度列の全て
の隣接するサブイメージ列が、隣接するサブイメージのうちの第１のサブイメー
ジの形成の時点に関して、同様に処理され、組織速度全イメージをカバーする。

【００３５】 図４を参照すると、結果としての組織速度列が、N−２p = ３６枚の組織速度
全イメージ（I₁［V（n, l, z）］からI_N-２p［V（n, l, z）］まで）によって構
成される。この同期動作によって、組織速度列の各組織速度全イメージ（I₁［V
（n, l, z）］からI_N−２p［V（n, l, z）］まで）が、組織内の剪断波伝搬の各
時点tに対応する。tは前に定義したnの関数である。

【００３６】 同期動作を実行するために、メモリ１に記憶されたラインに関する速度値が引
き出されて、同期手段である処理１に入力される。処理１は、走査動作により生
じる時間遅延を訂正するための機能を有する。第１に、組織速度列の一つの時点
tにおける全イメージを構築するために、k個の組織速度列の各組織速度サブイメ
ージのラインを、上記の組織速度全イメージに対応する第１の組織速度サブイメ
ージの第１ラインに同期する必要がある。第２に、上記の全イメージのライン上
のポイントを、組織速度サブイメージ列から推定した対応する組織速度値に同期
する必要がある。そのときに、超音波サブイメージ列は時点nにおいて提供され
るN枚の超音波サブイメージから構成され、一方組織速度サブイメージ列は時点t
において提供されるN−２p枚の組織速度サブイメージから構成されることを考慮
に入れる。同じ深さであり、それぞれV(n, l, z)およびV(n, l+1, z)である２つ
の隣接ライン上の速度に対応する時点t_lとt_l+1との間の実時間遅延がT_l（１つの
ラインを走査するための時間遅延）であることに留意すべきである。１つの超音
波サブイメージを走査するのに必要な時間はl_KT_lであることにも留意すべきであ
る。そして、速度V(n, 1, z)およびV(n, l, z)に対応する時点t_lとt_lとの間の時
間遅延は、t_l - t₁ = (l - 1)T_l で与えられる。

【００３７】 上述の理由により、組織速度サブイメージ内の任意のライン数l上の実際の速
度を見いだすことは、以下の公式に従って、時間tの関数における速度データの
補間関数（Iと表記される）を用いて行われる。

【００３８】 f_l(t) = I ［V(n, l, z)］ n = p からN−２pについて ただし、 t = ［n + (l−１)］であり、l_KT_lより小さい。

【００３９】 この関数f_l(t)は、構築すべき組織速度イメージの考慮したライン上での実組
織速度を提供する速度データに適用されるフィルタ関数である。このフィルタ関
数は、当業界で知られたタイプのもの、例えば立方スプライン関数（cubic spli
ne function）またはサイナスカーディナル関数（sinus cardinal function）で
あって良い。

【００４０】 サブイメージの数k、一時的超音波イメージの数N、および一時的超音波イメー
ジを形成するラインの数lは、ユーザの選択による。この位相３の終了時におい
て、組織速度全イメージの数N−２p = ４０−２pの一時的な列が、N枚の超音波
サブイメージのk個の獲得列および組織速度の推測から構築された。

【００４１】 図２を参照すると、処理１で発行されたデータがメモリ２と表記された第２の
記憶手段４７内に記憶される。全イメージは、剪断波が伝搬する領域５の組織速
度イメージであり、システム１の表示手段４５を用いて順番に表示される。この
処理段階における表示は、振動発生器２により供給される機械的パルスの作用下
で移動する組織領域を示す。

【００４２】 図２を参照すると、次の位相において、組織速度イメージ列のデータが、メモ
リ２から引き出されて、処理２と表記された第２の処理手段５０へと供給される
。各イメージの各ポイントでの、また剪断波伝搬の各時点tでの組織速度値から
構成される組織速度列のデータから、さらなる１つのイメージ（I_MAXと呼ぶ）が
処理２内で構築される。

【００４３】 図５を参照すると、処理２内において、最大速度のイメージと呼ぶこの新しい
イメージI_MAXが、以下の方法により作られる。その方法とは、組織の速度が最大
値（V_MAXと表記される）であるとき、そのイメージのライン上のポイントにおい
て、t₁からt_N−２pまでのうちのt_MAXの時点を書き込むことである。同じ時点t_{MA X} における組織速度の最大値に対応する、イメージI_MAXの異なるポイントが、L_t
と表記されるラインにより統合される。同じライン上の全てのポイントは、同じ
時点tについての最大速度のポイントである。ラインは、速度の等レベルである
。そして、これらのラインは、剪断波前端の伝搬の時点を表す。このイメージI_{M AX} 内の時間の勾配またはグラディエント（gradient）の推定によって、上記剪断
波の前端の速度を決定できる。C_SWと表記される剪断波前端速度が、以下の数２
の公式により、上記の新しいイメージI_MAX内のグラディエントの関数として、処
理２で推定される。

【００４４】

【数２】 処理２から引き出された伝搬前端速度データは、本明細書の従来技術の説明の
部分において引用した書類で知らされた公式から、例えば組織領域の弾性などの
組織パラメターを推定するための計算手段５１内で、処理される。この組織パラ
メターは、記憶手段５２内に記憶され、腫瘍その他の疾病の診断を助ける診断ツ
ールとしてさらに使用することができる。

【００４５】 本発明に従った超音波診断イメージシステムは、処理手段１００と連携する標
準的超音波装置１，１０であって良い。処理手段１００は、適切にプログラムさ
れたコンピュータ、ワークステーション、または本発明に従った工程を実行する
ように適合されたLUTs, メモリ、フィルタ、論理演算器などの回路手段を有する
専用プロセッサから構成される。このワークステーションは、キーボード、スク
リーン４５およびマウスを含んでも良い。本処理システムは、医療イメージを記
憶するための補助的記憶手段に接続しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】 エコー信号を処理して対応イメージを表示させるための、組織内に剪断波を生
成するための手段を有する、超音波診断イメージングシステムのブロック図であ
る。

【図１Ｂ】 １つのイメージ内での超音波ラインの走査を示した図である。

【図１Ｃ】 超音波全イメージ列の形成を示した図である。

【図２】 剪断波前端速度および組織の機械的局地パラメターを測定するための、剪断波
の影響下での、組織領域の超音波信号を処理する超音波診断イメージ装置のブロ
ック図である。

【図３Ａ】 超音波サブイメージ列の形成を示す図である。

【図３Ｂ】 超音波サブイメージ列に対応する組織速度サブイメージ列の形成を示す図であ
る。

【図４】 組織速度全イメージ列の構成を示す図である。

【図５】 剪断波前端速度測定をもたらす、組織速度全イメージ列から構成されたイメー
ジを示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C301 AA02 CC02 CC06 DD11 DD12 GB02 JB17 LL03 4C601 GB01 GB03 JB51 KK12 KK15 LL01 LL02 LL04 5D107 AA05 AA14 BB07 CC01 CC13 CD03 FF01 【要約の続き】 る。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一時的剪断波前部の伝搬パラメターを決定するための超音波
   診断イメージ方法であって： 組織（５）内に一時的剪断波を形成する段階； 一時的剪断波前部が前記組織内のある深さ（z）に伝搬するための時間遅延（T_SW ）の間、イメージライン（l）に沿って、組織の超音波イメージデータ（S, S*
   ）を獲得する段階； 各ラインについて組織速度（V）を推定する段階； 前記超音波データ（S, S*）およびライン上の組織速度（V）から、組織速度イ
   メージ列［I(V)］を構築する段階； 前記イメージ列の時点における剪断波前部の速度（C_SW）を得る段階； から構成される方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された方法であって、前記の超音波データを
   獲得する段階が： 一時的剪断波が組織内の任意の深さ（z）に伝搬するための時間遅延（T_SW）を
   推定する段階、前記時間遅延の間に超音波走査され得る走査ライン（l_SW）の数
   を計算する段階、所定の走査ライン数（l_IM）から構成される超音波全イメージ
   列のための所定数（N）の全イメージを設定する段階、および超音波イメージ列
   の各全イメージ内で走査可能なラインの数（l_K）を計算する段階； 各超音波全イメージ内の隣接サブイメージ（K_k）の数（k）を推定する段階で
   あって、各サブイメージは走査可能なライン（l_K）の前記数により形成され、隣
   接サブイメージの前記推定数により前記イメージ列の各全イメージをカバーする
   、ところの段階；ならびに 隣接サブイメージの推定数と同数のサブイメージ列と同様に、前記列イメージ
   の対応するサブイメージを走査するために超音波走査構成（４４）を決定する段
   階； から構成される、ところの方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載された方法であって： 前記走査構成に従って組織を走査する一方、１つの超音波サブイメージ列を開
   始するたびに１つの剪断波を始める段階； から構成される方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載された方法であって、前記組織速度イメージ
   列の前記の推定のために： 前記超音波サブイメージ内のライン数（l_K）の関数として、かつ超音波サブイ
   メージ列内のサブイメージ数（n）の関数として、超音波データ（S, S*）から前
   記走査ライン上の組織速度（V）を推定する段階； 超音波サブイメージ列［K(I)］に対応する組織速度サブイメージ列［K(V)］を
   形成する段階； 各全イメージをカバーするのに適切な隣接サブイメージを考慮する段階であっ
   て、１つの剪断波の伝搬の間に１つの速度全イメージ列［I(V)］を構築し、各全
   イメージに関する隣接組織速度サブイメージのラインを、前記速度全イメージ列
   を形成するための第１列のサブイメージに対応する第１ラインに同期する、とこ
   ろの段階； から構成される方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載された方法であって、前記剪断波前部速度を
   推定するために、 組織速度イメージの列［I(V)］において、考慮された組織速度イメージの形成
   の時点（t_MAX）の関数として、前記組織速度が最大（V_MAX）になるところの、イ
   メージライン上のポイントを決定する段階； 前記組織速度イメージ列から、最大速度のイメージ（I_MAX）と呼ばれるさらな
   るイメージを形成する段階であって、前記最大速度のイメージが、各々前記イメ
   ージライン上の位置を有するポイントでありかつ組織速度が前記組織速度イメー
   ジ列内で最大（V_MAX）になる時点（t_MAX）の値に帰するところのポイントで形成
   される、ところの段階； 前記時点の値において一時的剪断波前部のイメージを形成するために、同じ時
   点を有するポイントを結合する段階； から構成される方法。
6. 【請求項６】 請求項５に記載された方法であって、前記剪断波前部速度を
   推定するために、 前記の最大速度（t_MAX, V_MAX）イメージ内において、イメージポイント位置（
   x, z）の関数として時間グラディエント値を決定する段階；および 前記最大イメージのグラディエント値から、一時的剪断波前部速度（C_SW）を
   推定する段階； から構成される方法。
7. 【請求項７】 一時的剪断波前部の伝搬パラメターの決定によって組織（５
   ）の機械的パラメターを決定するための超音波診断イメージ方法であって： 請求項１から６のうちの何れかの請求項に記載された方法に従って、前記一時
   的剪断波前部速度（C_SW）を推定する段階； および 前記一時的剪断波前部速度から組織の局部的機械的パラメターを推定する段階
   ； から構成される方法。
8. 【請求項８】 一時的剪断波前部の伝搬パラメターを決定によって組織の機
   械的パラメターを決定するための超音波診断イメージシステムであって： 外部の機械的パルスを用いて、組織（５）内に一時的剪断波を生成するための
   振動発生器（２、４）； 一時的剪断波前部が前記組織内のある深さ（z）に伝搬するための時間遅延（T_SW ）の間、イメージラインに沿って、組織の超音波データ（S, S*）を獲得する
   ための、かつ各ラインについて組織速度を推定するための標準的超音波イメージ
   システム（１、１０，４４，４１）； ならびに 処理システム（１００）； から構成され、 前記処理システムが、 前記ライン上の組織速度および超音波データから、組織速度イメージ列を構築
   するための第１の処理手段（処理１）； 前記イメージ列のある時点における剪断波前部の速度を得るための第２の処理
   手段（処理２）；および 前記一時的剪断波前部速度（C_SW）から組織の局部的機械的パラメターを推定
   するための計算手段（５１）； から構成される、ところのシステム。
9. 【請求項９】 請求項８に記載されたシステムであって、イメージデータを
   獲得するために走査構成手段（４４）から構成され、該走査構成手段が： 一時的剪断波が組織内の任意の深さに伝搬するための時間遅延（T_SW）を推定
   し、前記時間遅延の間に超音波走査され得る走査ラインの数を計算し、所定の走
   査ライン数（l_IM）から構成される超音波全イメージ列のための所定数（N）の全
   イメージを設定し、かつ超音波イメージ列の各全イメージ内で走査可能なライン
   の数（l_K）を計算し； かつ 前記の走査可能なライン数で形成された、各超音波全イメージ内のサブイメー
   ジの数（k）を推定し、隣接サブイメージの前記推定数により前記イメージ列の
   各全イメージをカバーする； ことを特徴とし、 前記走査構成手段（４４）が、 隣接サブイメージの推定数と同数の超音波サブイメージ列と同様に、前記列イ
   メージの対応する超音波サブイメージが走査されるように、かつ１つの剪断波が
   開始されるたびに１つの超音波サブイメージ列が始められるように、組織を走査
   する； ことを特徴とするシステム。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載されたシステムであって、さらに： 前記超音波サブイメージ内のライン数の関数として、かつ超音波サブイメージ
    列内のイメージ数の関数として、超音波データから前記走査ライン上の組織速度
    を推定するための速度測定手段（４１）であり、かつ前記超音波サブイメージ列
    に対応する組織速度サブイメージ列を形成するための速度測定手段； から構成されるシステム。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載されたシステムであって、前記第１処理
    手段（処理１）が、 組織速度イメージ列を受信し、各全イメージをカバーするのに適切な隣接サブ
    イメージを処理し、各全イメージに関する隣接組織速度サブイメージのラインを
    、前記の組織速度全イメージ列を形成するために第１列の対応するサブイメージ
    の第１ラインに同期させることにより、１つの剪断波の伝搬の間に速度全イメー
    ジの１つの列を構築する、 ことを特徴とするシステム。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載されたシステムであって、前記第２の処
    理手段が、 組織速度全イメージ列を受信し、 考慮された組織速度イメージの形成の時点の関数として、前記組織速度が最大
    になるところの、イメージライン上のポイントを決定し； 各々前記イメージライン上の位置を有するポイントで形成され、かつ前記組織
    速度イメージ列内で組織速度が最大になる時点の値に帰するところのポイントで
    形成される、最大のイメージと呼ばれる、さらなるイメージを形成し； かつ 前記の時点の値における一時的剪断波前部のイメージを形成するために同じ時
    点の値を有するポイントを結合する； ことを特徴とするところの、システム。
13. 【請求項１３】 請求項８から１２のうちの何れかの請求項に記載されたシ
    ステムであって、さらに 組織速度イメージ列および前部伝搬のイメージを表示するための表示手段（４
    ）から構成されることを特徴とするシステム。
14. 【請求項１４】 医療用超音波データを獲得する手段（１，１０）を有し、
    前記医療用超音波データへのアクセスを有し、請求項８から１３の何れかの請求
    項に記載されたデータを処理し、かつ前記処理されたイメージを表示させるため
    の手段（４５）を有する、装置。
15. 【請求項１５】 請求項１から７までのうちの何れかの請求項に記載された
    方法を実行するための命令セットから構成されるコンピュータプログラム。