JP2014000260A - Ultrasonic diagnostic device, medical image processor, medical image processing method and medical image processing program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic diagnostic device, capable of visualizing the propagation of a shearing wave generated in a subject in the form of being simply confirmed by an inspector.SOLUTION: An ultrasonic diagnostic device 1 related to the present embodiment includes: an ultrasonic probe 3; a transmitting part 11 for transmitting a first ultrasonic wave for generating a shearing wave in a subject to a first region through the ultrasonic probe 3, and transmitting a second ultrasonic wave to a second region in the subject; a receiving part 13 for generating a receive signal based on the second ultrasonic wave; a displacement calculating part 19 for calculating the displacement of a tissue caused by the propagation of a shearing wave to the second region using the receive signal; an arrival time deciding part 21 for deciding the arrival time when the shearing wave arrives at each position based on a time change of the displacement concerning each position in the second region; and an image generating part 23 for generating a shearing wave arrival image to which a hue is assigned according to the arrival time based on the arrival time and the hue preset according to the arrival time.

Description

本発明の実施形態は、被検体内を走査することにより被検体内部の臓器を画像化し、被検体の疾患などを診断する超音波診断装置、医用画像処理装置、医用画像処理方法、および医用画像処理プログラムに関する。   Embodiments of the present invention provide an ultrasonic diagnostic apparatus, a medical image processing apparatus, a medical image processing method, and a medical image that image an internal organ of a subject by scanning inside the subject and diagnose a disease of the subject. It relates to a processing program.

超音波診断装置は、超音波診断において、超音波プローブを体表から当てるだけの簡単な操作で心臓の拍動や胎児の動きの様子を、リアルタイムで表示することができる。加えて、超音波診断装置は、安全性が高いため繰り返して検査に使用される。さらに、超音波診断装置は、システムの規模がX線診断装置、X線コンピュータ断層撮影(Computed Tomography:以下、CTと呼ぶ)装置、磁気共鳴イメージング装置(Magnetic Resonance Imaging:以下、MRIと呼ぶ)など他の医用画像診断装置に比べて小さい。このため、超音波診断装置は、ベッドサイドへ移動させることにより容易に検査に使用できることなどの簡便性も有する。また、超音波診断装置は、X線を用いた医用画像診断装置などのように被検体に対する被曝の影響がないために、産科や在宅医療等においても使用される。   The ultrasonic diagnostic apparatus can display the state of heart beat and fetal movement in real time with a simple operation of simply touching the ultrasonic probe from the body surface in ultrasonic diagnosis. In addition, since the ultrasonic diagnostic apparatus is highly safe, it is repeatedly used for inspection. Furthermore, the ultrasonic diagnostic apparatus has an X-ray diagnostic apparatus, an X-ray computed tomography (hereinafter referred to as CT) apparatus, a magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as MRI), and the like. Smaller than other medical image diagnostic apparatuses. For this reason, the ultrasonic diagnostic apparatus also has convenience such as being easily usable for examination by being moved to the bedside. In addition, the ultrasonic diagnostic apparatus is used in obstetrics, home medical care and the like because there is no influence of exposure on the subject unlike a medical image diagnostic apparatus using X-rays.

近年、被検体内の組織の硬さを評価する機能を有する超音波診断装置が、広く普及してきている.硬さの評価方法としては大きく分けて2つある。1つ目は、超音波プローブにより被検体内の組織を体表から圧迫・解放することにより、圧迫・解放時に観測される断面内の各点の歪みの大きさから、被検体内の組織の相対的な硬さを可視化する方法である。2つ目は、音響放射力や機械的振動を体表から組織に与えることにより、断面内の各点における組織の変位を経時的に観測する。具体的には、音響放射力や機械的振動により発生したせん断波(シア・ウェーブ(shear wave))の伝播速度を求めることにより、診断対象組織の弾性率を求める方法である。   In recent years, ultrasonic diagnostic apparatuses having a function of evaluating the hardness of a tissue in a subject have been widely used. There are roughly two methods for evaluating hardness. First, by compressing and releasing the tissue in the subject from the body surface with an ultrasonic probe, the strain of each point in the cross section observed at the time of compression and release is used to determine the tissue in the subject. It is a method of visualizing relative hardness. Second, by applying acoustic radiation force or mechanical vibration from the body surface to the tissue, the tissue displacement at each point in the cross section is observed over time. Specifically, it is a method of obtaining the elastic modulus of the tissue to be diagnosed by obtaining the propagation velocity of a shear wave (shear wave) generated by acoustic radiation force or mechanical vibration.

1つ目の方法において、局所における歪みの大きさは、操作者が超音波プローブを動かす大きさに依存する特徴がある。また、一つ目の方法において、操作者が着目している領域(以下、着目領域と呼ぶ)の硬さの評価は、着目領域の周辺の領域(以下、周辺領域と呼ぶ)の硬さと比較して行われる。すなわち、1つ目の方法では、着目領域の硬さは、周辺領域の硬さと比較した相対的な硬さである。   In the first method, the magnitude of the local distortion depends on the magnitude by which the operator moves the ultrasonic probe. In the first method, the hardness of an area focused by the operator (hereinafter referred to as the focused area) is compared with the hardness of the area around the focused area (hereinafter referred to as the peripheral area). Done. That is, in the first method, the hardness of the region of interest is a relative hardness compared to the hardness of the peripheral region.

2つ目の方法では、着目領域の絶対的な弾性率を求めることができる。具体的には、2つ目の方法は、一般的に、発生されたせん断波の通過による被検体内の各位置における組織の変位を時系列的に取得する。なお、組織の変位には、せん断波による組織の変位以外に被検体の体動による組織の全体的な変位が含まれる場合があるため、組織の全体的な変位をキャンセルする処理が、一般的に実行される。次いで、各位置における変位が最大になる時間が、せん断波が到達した到達時間として推定される。推定された到達時間とせん断波発生位置から各位置までの距離とに基づいて、被検体内を伝搬したせん断波の伝搬速度が求められる。   In the second method, the absolute elastic modulus of the region of interest can be obtained. Specifically, in the second method, generally, the displacement of the tissue at each position in the subject due to the passage of the generated shear wave is acquired in time series. In addition, since the tissue displacement may include the entire tissue displacement due to the body movement of the subject in addition to the tissue displacement due to the shear wave, a process for canceling the entire tissue displacement is generally used. To be executed. Next, the time when the displacement at each position becomes maximum is estimated as the arrival time when the shear wave arrives. Based on the estimated arrival time and the distance from the shear wave generation position to each position, the propagation speed of the shear wave propagated through the subject is obtained.

しかしながら、組織の全体的な動きの方向および速度が、短時間に変化するような不規則なものである場合、組織の全体的な変位のキャンセルは、正確にできないことがある。また、着目領域の場所および組織の硬さによっては、せん断波による組織の変位が微小となり、到達時間を精度よく推定できないことがある。加えて、組織の境界面においてせん断波が反射・屈折した場合、およびせん断波が伝搬しない血管が着目領域に存在する場合、到達時間が誤って求められてしまう可能性がある。   However, if the direction and speed of the overall movement of the tissue is irregular such that it changes in a short time, cancellation of the overall displacement of the tissue may not be accurate. In addition, depending on the location of the region of interest and the hardness of the tissue, the displacement of the tissue due to the shear wave becomes minute, and the arrival time may not be accurately estimated. In addition, when the shear wave is reflected / refracted at the boundary surface of the tissue, and when a blood vessel through which the shear wave does not propagate exists in the region of interest, the arrival time may be erroneously obtained.

組織の全体的な変位のキャンセルが正確に行われなかった場合、またはせん断波が反射・屈折した場合、またはせん断波が伝搬しない領域が着目領域にある場合、せん断波の発生位置から着目領域の各位置までのせん断波の到達時間は、到達時間の全体的な傾向から外れた点となる。このため、全体的な傾向から外れた点は、せん断波の伝搬速度の計算過程で除外されたり、せん断波の伝搬速度が算出不能であると判定されたりして、作図されないように出力される。このため、計算されたせん断波の伝搬速度に対する信頼性の程度を示す方法も提案されている。   If the cancellation of the overall displacement of the tissue is not performed correctly, if the shear wave is reflected / refracted, or if there is an area where the shear wave does not propagate in the area of interest, the position of the area of interest The arrival time of the shear wave to each position is a point that deviates from the overall tendency of the arrival time. For this reason, points that deviate from the overall tendency are excluded in the process of calculating the propagation speed of shear waves, or it is determined that the propagation speed of shear waves cannot be calculated and output so that no plotting is performed. . For this reason, a method for indicating the degree of reliability with respect to the calculated propagation speed of the shear wave has also been proposed.

しかしながら、せん断波の伝搬速度などの計測結果が未出力である場合、操作者は計測結果が未出力である理由を具体的に知りえない問題がある。加えて、せん断波の伝搬速度などの計測結果が出力された場合であっても、操作者は、計測結果がどの程度信頼性を有する結果であるかということも具体的に知りえない問題がある。また、計測結果が低い場合に、操作者は、計測に関する領域を変えれば信頼性のある計測結果が得られるか否かを判断する事もできない問題がある。従って、操作者は、盲目的に関心領域を設定し、求められた計測結果(数値)と触診とその他の臨床所見から総合的に判断し、求められた数値が妥当であるか否かの判断をしている。以上のことから、従来の超音波診断装置では、操作者は、予め被検体内の組織の硬さについてある程度の検討をつけていなければ、上記手法による計測結果の妥当性を判断することができない問題がある。   However, when measurement results such as the propagation velocity of shear waves are not output, there is a problem that the operator cannot specifically know the reason why the measurement results are not output. In addition, even when measurement results such as shear wave propagation velocity are output, there is a problem that the operator cannot specifically know how reliable the measurement results are. is there. In addition, when the measurement result is low, there is a problem that the operator cannot determine whether or not a reliable measurement result can be obtained by changing the measurement area. Therefore, the operator blindly sets the region of interest, makes a comprehensive judgment based on the obtained measurement results (numerical values), palpation and other clinical findings, and determines whether the obtained numerical values are appropriate. I am doing. From the above, in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, the operator cannot judge the validity of the measurement result obtained by the above method unless a certain degree of examination is made on the hardness of the tissue in the subject in advance. There's a problem.

被検体内の組織の硬さについて、操作者が予測できない場合においても、計測結果の妥当性を直観的にわかりやすく把握できる表示方法が望まれている。例えば、硬さ計測の一次情報であるせん断波が被検体内をどのように伝搬しているのか(例えば、操作者の期待通りに方位(Lateral:ラテラル)方向に一様に伝搬しているか、せん断波の反射および屈折が発生しているか、または何らかの傾向をもってせん断波が伝搬しているかなど)を、操作者が確認できればよい。せん断波の伝搬の様子を操作者が確認する方法として、例えば、せん断波の伝搬の様子を動画で表示する方法があるが、臨床においては、計測のつどせん断波の伝搬を確認する動画を表示し、せん断波の伝搬を確認する時間を要するため、実用的ではない問題がある。   There is a demand for a display method capable of intuitively and easily grasping the validity of the measurement result even when the operator cannot predict the hardness of the tissue in the subject. For example, how the shear wave, which is the primary information of hardness measurement, propagates in the subject (for example, whether it propagates uniformly in the lateral direction as expected by the operator, It suffices for the operator to check whether the shear wave is reflected and refracted or whether the shear wave propagates with some tendency. For example, there is a method of displaying the state of shear wave propagation as a movie as a method for the operator to check the state of shear wave propagation. In clinical practice, a movie that confirms the propagation of shear wave is displayed for each measurement. However, since it takes time to confirm the propagation of the shear wave, there is a problem that is not practical.

本実施形態の目的は、被検体内で発生されたせん断波の伝搬を検査者が簡便に確認できる形で可視化することができる超音波診断装置を提供することにある。   An object of the present embodiment is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that can visualize the propagation of shear waves generated in a subject in a form that allows an examiner to easily confirm the propagation.

本実施形態に係る超音波診断装置は、複数の振動子を有する超音波プローブと、前記超音波プローブを介して、被検体内でせん断波を発生させる第1の超音波を第1領域に送信し、あらかじめ決められた位置における変位を観測するための第2の超音波を前記被検体内の第2領域に送信する送信部と、前記第2の超音波に基づいて、受信信号を発生する受信部と、前記受信信号を用いて、前記第2領域への前記せん断波の伝搬に伴う組織の変位量を計算する変位量計算部と、前記第2領域の各位置に関する前記変位量の時間変化に基づいて、前記各位置に前記せん断波が到達した到達時間を決定する到達時間決定部と、前記到達時間と前記到達時間に応じて予め設定された色相とに基づいて、前記到達時間に応じて前記色相を割り当てたせん断波到達画像を発生する画像発生部と、を具備することを特徴とする。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment transmits an ultrasonic probe having a plurality of transducers and a first ultrasonic wave that generates a shear wave in a subject to the first region via the ultrasonic probe. And generating a reception signal based on the second ultrasonic wave and a transmitter for transmitting a second ultrasonic wave for observing a displacement at a predetermined position to the second region in the subject. A reception unit; a displacement amount calculation unit that calculates a displacement amount of the tissue accompanying propagation of the shear wave to the second region using the received signal; and a time of the displacement amount for each position of the second region. Based on the change, the arrival time determination unit that determines the arrival time at which the shear wave has arrived at each position, and the arrival time based on the arrival time and a hue set in advance according to the arrival time. The hue is not assigned accordingly Characterized by comprising an image generator for generating a wave arrival image.

図1は、第1の実施形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment. 図2は、第1の実施形態に係り、変位量観測走査機能に関する処理の手順を示すフローチャートの一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a flowchart illustrating a procedure of processing related to the displacement amount observation scanning function according to the first embodiment. 図3は、第1の実施形態に係り、せん断波を発生させる第1の超音波に関する走査線と、第1、第2の受信信号を得るための第2の超音波に関する走査線とを、関心領域とともに示す図である。FIG. 3 relates to the first embodiment, and shows a scanning line related to the first ultrasonic wave that generates a shear wave and a scanning line related to the second ultrasonic wave for obtaining the first and second received signals. It is a figure shown with a region of interest. 図4は、第1の実施形態に係り、せん断波到達画像発生機能に関する処理の手順を示すフローチャートの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a flowchart illustrating a procedure of processing relating to the shear wave arrival image generation function according to the first embodiment. 図5は、第1の実施形態に係り、関心領域のある位置において、組織の変位量の時間的変化の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a temporal change in the amount of tissue displacement at a position of a region of interest according to the first embodiment. 図6は、第1の実施形態に係り、関心領域のある位置において、被検体の体動による組織の変位量を除去した変位量の時間的変化の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a temporal change of the displacement amount obtained by removing the tissue displacement amount due to the body movement of the subject at a position of the region of interest according to the first embodiment. 図7は、第1の実施形態に係り、関心領域のある位置において、組織の変位量の時間的変化の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a temporal change in the amount of tissue displacement at a position of a region of interest according to the first embodiment. 図8は、第1の実施形態に係り、関心領域のある位置において、被検体の体動による組織の変位量を除去した変位量の時間的変化の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a temporal change of the displacement amount obtained by removing the tissue displacement amount due to the body movement of the subject at a position of the region of interest according to the first embodiment. 図9は、第1の実施形態に係り、発生されたせん断波到達画像の一例を、せん断波到達時間に対応する色相の凡例を示すカラーマップの一例とともに示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the generated shear wave arrival image according to the first embodiment, together with an example of a color map showing a legend of hue corresponding to the shear wave arrival time. 図10は、第1の実施形態の変形例に係り、せん断波到達補正画像発生機能に関する処理の手順を示すフローチャートの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a flowchart illustrating a procedure of processing relating to a shear wave arrival correction image generation function according to a modification of the first embodiment. 図11は、第1の実施形態の変形例に係り、せん断波到達補正画像の一例を、せん断波到達画像の一例とともに示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the shear wave arrival correction image together with an example of the shear wave arrival image according to the modification of the first embodiment. 図12は、第2の実施形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示す構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram illustrating an example of a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment. 図13は、第2の実施形態に係り、せん断波伝搬速度画像発生処理の手順を示すフローチャートの一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a flowchart illustrating a procedure of shear wave propagation velocity image generation processing according to the second embodiment. 図14は、第2の実施形態の第1の変形例に係り、4つの異なる走査線であって同一深さの4点において、超音波プローブから遠ざかる方向の変位の時間的変化の一例を示す図である。FIG. 14 shows an example of a temporal change in displacement in a direction away from the ultrasonic probe at four points of the same depth on four different scanning lines according to the first modification of the second embodiment. FIG. 図15は、第2の実施形態の第1の変形例に係り、4つの異なる走査線であって同一深さの4点において、せん断波の到達時間に対するせん断波の発生位置からの距離の関係の一例を示す図である。FIG. 15 relates to the first modification of the second embodiment, and the relationship of the distance from the shear wave generation position to the shear wave arrival time at four points of the same depth on four different scanning lines. It is a figure which shows an example.

以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる超音波診断装置を説明する。なお、以下の説明において、略同一の構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment will be described below with reference to the drawings. In the following description, components having substantially the same configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る超音波診断装置1の構成を示す構成図である。同図に示すように、超音波診断装置1は、超音波プローブ3、装置本体5、表示部7、装置本体5に接続され操作者からの各種指示・命令・情報を装置本体5に取り込むための入力部9を有する。加えて本超音波診断装置1には、心電計、心音計、脈波計、呼吸センサに代表される図示していない生体信号計測部およびネットワークが、後述するインターフェース部29を介して接続されてもよい。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment. As shown in the figure, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 is connected to the ultrasonic probe 3, the apparatus main body 5, the display unit 7, and the apparatus main body 5 to take various instructions / commands / information from the operator into the apparatus main body 5. Input section 9. In addition, a biological signal measurement unit (not shown) and a network represented by an electrocardiograph, a heart sound meter, a pulse wave meter, and a respiration sensor are connected to the ultrasonic diagnostic apparatus 1 via an interface unit 29 described later. May be.

超音波プローブ3は、複数の圧電振動子と、整合層と、複数の圧電振動子の背面側に設けられるバッキング材とを有する。複数の圧電振動子は、圧電セラミックス等の音響/電気可逆的変換素子である。複数の圧電振動子は並列され、超音波プローブ3の先端に装備される。以下、一つの圧電振動子が一チャンネルを構成するものとして説明する。圧電振動子は、後述する送信部11から供給される駆動信号に応答して超音波を発生する。超音波プローブ3を介して被検体Pに超音波が送信されると、送信された超音波(以下、送信超音波と呼ぶ)は、被検体内の生体組織における音響インピーダンスの不連続面で反射される。圧電振動子は、反射された超音波を受信し、エコー信号を発生する。エコー信号の振幅は、超音波の反射に関する不連続面を境界とする音響インピーダンスの差に依存する。また、送信超音波が移動している血流、および心臓壁等の表面で反射された場合のエコー信号の周波数は、ドプラ効果により、移動体(血流および心臓壁の表面)の超音波送信方向の速度成分に依存して偏移する。   The ultrasonic probe 3 includes a plurality of piezoelectric vibrators, a matching layer, and a backing material provided on the back side of the plurality of piezoelectric vibrators. The plurality of piezoelectric vibrators are acoustic / electric reversible conversion elements such as piezoelectric ceramics. The plurality of piezoelectric vibrators are arranged in parallel and are provided at the tip of the ultrasonic probe 3. Hereinafter, description will be made assuming that one piezoelectric vibrator constitutes one channel. The piezoelectric vibrator generates an ultrasonic wave in response to a drive signal supplied from a transmission unit 11 described later. When an ultrasonic wave is transmitted to the subject P via the ultrasonic probe 3, the transmitted ultrasonic wave (hereinafter referred to as a transmitted ultrasonic wave) is reflected by a discontinuous surface of acoustic impedance in a living tissue in the subject. Is done. The piezoelectric vibrator receives the reflected ultrasonic wave and generates an echo signal. The amplitude of the echo signal depends on the difference in acoustic impedance with the discontinuous surface regarding the reflection of the ultrasonic wave as a boundary. The frequency of the echo signal when the transmitted ultrasonic wave is reflected by the moving blood flow and the surface of the heart wall, etc. is transmitted by the Doppler effect. It shifts depending on the velocity component of the direction.

以下、超音波プローブ3は、1次元アレイにより2次元走査するプローブとして説明する。なお、超音波プローブ3は、1次元アレイを複数の振動子の配列方向と直交する方向に揺動させて3次元走査を実行するメカニカル4次元プローブであってもよい。また、超音波プローブ3は、メカニカル4次元プローブに限定されず、2次元アレイプローブであってもよい。   Hereinafter, the ultrasonic probe 3 will be described as a probe that performs two-dimensional scanning with a one-dimensional array. Note that the ultrasonic probe 3 may be a mechanical four-dimensional probe that performs three-dimensional scanning by swinging a one-dimensional array in a direction orthogonal to the arrangement direction of a plurality of transducers. Further, the ultrasonic probe 3 is not limited to a mechanical four-dimensional probe, and may be a two-dimensional array probe.

整合層は、被検体Pに対する超音波の送受信を効率よくするために、複数の圧電振動子の超音波放射面側に設けられる。バッキング材は、圧電振動子の後方への超音波の伝搬を防止する。   The matching layer is provided on the ultrasonic radiation surface side of the plurality of piezoelectric vibrators in order to efficiently transmit and receive ultrasonic waves to and from the subject P. The backing material prevents the propagation of ultrasonic waves to the back of the piezoelectric vibrator.

装置本体5は、送信部11と、受信13と、Bモード処理部15と、ドプラ処理部17と、変位量計算部19と、到達時間決定部21と、画像発生部23と、画像合成部25と、記憶部27と、インターフェース部29と、制御部(中央演算処理装置:Central Processing Unit:以下CPUと呼ぶ)31とを有する。   The apparatus body 5 includes a transmission unit 11, a reception 13, a B-mode processing unit 15, a Doppler processing unit 17, a displacement amount calculation unit 19, an arrival time determination unit 21, an image generation unit 23, and an image synthesis unit. 25, a storage unit 27, an interface unit 29, and a control unit (Central Processing Unit: hereinafter referred to as CPU) 31.

送信部11は、パルス発生器11Aと、送信遅延回路11Bと、パルサ回路11Cとを有する。パルス発生器11Aは、所定のレート周波数frHz(周期:1/fr秒)で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。発生されたレートパルスは、チャンネル数に分配され、送信遅延回路11Bに送られる。   The transmission unit 11 includes a pulse generator 11A, a transmission delay circuit 11B, and a pulsar circuit 11C. The pulse generator 11A repeatedly generates a rate pulse for forming a transmission ultrasonic wave at a predetermined rate frequency frHz (cycle: 1 / fr second). The generated rate pulse is distributed to the number of channels and sent to the transmission delay circuit 11B.

送信遅延回路11Bは、複数のチャンネルごとに、送信超音波をビーム状に収束し、かつ送信指向性を決定するために必要な遅延時間(以下、送信遅延時間と呼ぶ)を、各レートパルスに与える。送信超音波の送信方向または送信遅延時間(以下、送信遅延パターンと呼ぶ)は、後述する記憶部27に記憶される。記憶部27に記憶された送信遅延パターンは、後述するCPU3により超音波の送信時に参照される。   The transmission delay circuit 11B uses, for each rate pulse, a delay time (hereinafter referred to as a transmission delay time) necessary for converging the transmission ultrasonic wave in a beam shape and determining transmission directivity for each of a plurality of channels. give. The transmission direction or transmission delay time of transmission ultrasonic waves (hereinafter referred to as a transmission delay pattern) is stored in the storage unit 27 described later. The transmission delay pattern stored in the storage unit 27 is referred to when transmitting ultrasonic waves by the CPU 3 described later.

パルサ回路11Cは、このレートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ3の振動子ごとに電圧パルス(駆動信号)を印加する。これにより、超音波ビームが被検体に送信される。   The pulser circuit 11C applies a voltage pulse (drive signal) to each transducer of the ultrasonic probe 3 at a timing based on this rate pulse. Thereby, an ultrasonic beam is transmitted to the subject.

以下、せん断波を発生させる第1の超音波の送信について詳述する。送信部11は、被検体内でせん断波を発生させるプッシュパルス(第1の超音波)を、超音波プローブ3を介して後述する第1領域に送信する。送信部11は、第1の超音波の送信の前後に、後述する第2領域に、第2の超音波を送信する。第2の超音波は、第1領域で発生されたせん断波に起因する組織の変位量を得るために、送信部11により送信される。具体的には、送信部11は、後述する入力部9を介して入力された関心領域(Region Of Interest:以下、ROIと呼ぶ)、または操作者が着目している領域(以下、着目領域と呼ぶ)などの所定領域の方位方向の境界近傍(以下、第1領域と呼ぶ)において、予め設定された深さを焦点(以下、せん断波発生位置と呼ぶ)とするように、プッシュパルスを送信する。せん断波発生位置は、換言すると、例えば、所定領域外であって所定領域近傍の走査線上に設定される。予め設定された深さとは、例えば、所定領域の平均深さである。   Hereinafter, transmission of the first ultrasonic wave that generates a shear wave will be described in detail. The transmission unit 11 transmits a push pulse (first ultrasonic wave) that generates a shear wave in the subject to the first region described later via the ultrasonic probe 3. The transmission unit 11 transmits the second ultrasonic wave to a second region described later before and after the transmission of the first ultrasonic wave. The second ultrasonic wave is transmitted by the transmission unit 11 in order to obtain the amount of tissue displacement caused by the shear wave generated in the first region. Specifically, the transmission unit 11 receives a region of interest (hereinafter referred to as ROI) input via the input unit 9 described later, or a region focused by the operator (hereinafter referred to as a region of interest). A push pulse is transmitted in the vicinity of the boundary in the azimuth direction of a predetermined area (hereinafter referred to as a first area) such as a predetermined depth (hereinafter referred to as a shear wave generation position). To do. In other words, for example, the shear wave generation position is set on the scanning line outside the predetermined area and in the vicinity of the predetermined area. The preset depth is, for example, the average depth of a predetermined region.

プッシュパルスの周波数は、Bモードおよびドプラモードにおいて送信される超音波の周波数とほぼ同様である。プッシュパルスの波数は、Bモードおよびドプラモードにおいて送信される超音波の波数より多い。具体的には、送信部11は、後述するCPU31により、例えば、第1領域の深さ方向の中点に超音波をビーム状に収束するための送信遅延パターン(以下、せん断波発生送信遅延パターンと呼ぶ)を、記憶部27から読み出す。送信遅延回路11Bは、せん断波発生送信遅延パターンによる送信遅延時間を、各レートパルスに与える。パルサ回路11Cは、このレートパルスに基づくタイミングで、プッシュパルスを発生するための駆動信号を、振動子ごとに印加する。   The frequency of the push pulse is substantially the same as the frequency of the ultrasonic wave transmitted in the B mode and the Doppler mode. The wave number of the push pulse is larger than the wave number of the ultrasonic wave transmitted in the B mode and the Doppler mode. Specifically, the transmission unit 11 uses a CPU 31 to be described later, for example, a transmission delay pattern (hereinafter referred to as a shear wave generation transmission delay pattern) for converging an ultrasonic wave in a beam shape at a midpoint in the depth direction of the first region. Is read from the storage unit 27. The transmission delay circuit 11B gives a transmission delay time according to the shear wave generation transmission delay pattern to each rate pulse. The pulser circuit 11C applies a drive signal for generating a push pulse to each vibrator at a timing based on the rate pulse.

送信部11は、第1の超音波の送信前後、所定領域(第2領域)に対して、第2の超音波を送信する。   The transmission unit 11 transmits the second ultrasonic wave to a predetermined area (second area) before and after transmitting the first ultrasonic wave.

受信部13は、プリアンプ13A、図示していないアナログディジタル(Analog to digital(以下、A/Dと呼ぶ))変換器、受信遅延回路13B、加算器13Cを有する。受信部13は、第2の超音波とせん断波とに起因する反射波に基づいて、受信信号を発生する。   The receiving unit 13 includes a preamplifier 13A, an analog-to-digital (hereinafter referred to as A / D) converter, a reception delay circuit 13B, and an adder 13C (not shown). The receiving unit 13 generates a reception signal based on the reflected wave caused by the second ultrasonic wave and the shear wave.

プリアンプ13Aは、超音波プローブ3を介して取り込まれた被検体Pからのエコー信号をチャンネル毎に増幅する。A/D変換器は、増幅された受信エコー信号をディジタル信号に変換する。   The preamplifier 13A amplifies the echo signal from the subject P taken in via the ultrasonic probe 3 for each channel. The A / D converter converts the amplified received echo signal into a digital signal.

受信遅延回路13Bは、ディジタル信号に変換された受信エコー信号に、受信指向性を決定するために必要な遅延時間(以下、受信遅延時間と呼ぶ)を与える。エコー信号の受信方向または受信遅延時間(以下、受信遅延パターンと呼ぶ)は、後述する記憶部27に記憶される。記憶部27に記憶された受信遅延パターンは、後述するCPU31により参照される。加算器13Cは、遅延時間が与えられた複数のエコー信号を加算する。この加算により、受信部13は、受信指向性に応じた方向からの反射成分を強調した受信信号(RF(radiofrequency)信号ともいう)を発生する。この送信指向性と受信指向性とにより超音波送受信の総合的な指向性が決定される。この総合的な指向性により、超音波ビーム(いわゆる「超音波走査線」)が決まる。具体的には、受信部13は、せん断波に起因する物理的な組織の変位に関する第2の超音波の反射波を受信する。   The reception delay circuit 13B gives a delay time (hereinafter referred to as reception delay time) necessary for determining reception directivity to the reception echo signal converted into the digital signal. The reception direction or reception delay time of the echo signal (hereinafter referred to as reception delay pattern) is stored in the storage unit 27 described later. The reception delay pattern stored in the storage unit 27 is referred to by the CPU 31 described later. The adder 13C adds a plurality of echo signals given delay times. By this addition, the reception unit 13 generates a reception signal (also referred to as an RF (radiofrequency) signal) that emphasizes the reflection component from the direction according to the reception directivity. The overall directivity of ultrasonic transmission / reception is determined by the transmission directivity and the reception directivity. This total directivity determines the ultrasonic beam (so-called “ultrasonic scanning line”). Specifically, the receiving unit 13 receives a reflected wave of the second ultrasonic wave related to the physical tissue displacement caused by the shear wave.

Bモード処理部15は、図示していない包絡線検波器、対数変換器などを有する。包絡線検波器は、受信部13から出力された受信信号に対して包絡線検波を実行する。包絡線検波器は、包絡線検波された信号を、後述する対数変換器に出力する。対数変換器は、包絡線検波された信号に対して対数変換して弱い信号を相対的に強調する。Bモード処理部15は、対数変換器により強調された信号に基づいて、各走査線および各超音波送受信における深さごとの信号値(Bモードデータ)を発生する。   The B mode processing unit 15 includes an envelope detector, a logarithmic converter, and the like not shown. The envelope detector performs envelope detection on the reception signal output from the reception unit 13. The envelope detector outputs the envelope-detected signal to a logarithmic converter described later. The logarithmic converter relatively emphasizes a weak signal by logarithmically converting the envelope-detected signal. The B mode processing unit 15 generates a signal value (B mode data) for each depth in each scanning line and each ultrasonic wave transmission / reception based on the signal emphasized by the logarithmic converter.

なお、超音波プローブ3がメカニカル4次元プローブである場合や2次元アレイプローブである場合、Bモード処理部15は、被走査領域におけるアジマス(Azimuth)方向、エレベーション(Elevation)方向、深さ方向(以下レンジ(Range)方向と呼ぶ)にそれぞれ対応付けて配列された複数の信号値からなる3次元Bモードデータを発生してもよい。レンジ方向とは、走査線上の深さ方向である。アジマス方向とは例えば、1次元超音波振動子の配列方向に沿った電子走査方向である。エレベーション方向とは、1次元超音波振動子の機械的揺動方向である。なお、3次元Bモードデータは、複数の画素値または複数の輝度値などを、走査線に沿って、アジマス方向、エレベーション方向、レンジ方向にそれぞれ対応付けて配列させたデータであってもよい。また、3次元Bモードデータは、被走査領域において予め設定されたROIに関するデータであってもよい。また、Bモード処理部15は、3次元Bモードデータの代わりにボリュームデータを発生してもよい。以下、Bモード処理部15で発生されるデータをまとめて、Bモードデータ呼ぶ。   When the ultrasonic probe 3 is a mechanical four-dimensional probe or a two-dimensional array probe, the B-mode processing unit 15 performs an azimuth direction, an elevation direction, and a depth direction in the scanned region. Three-dimensional B-mode data including a plurality of signal values arranged in association with each other (hereinafter referred to as a range direction) may be generated. The range direction is the depth direction on the scanning line. The azimuth direction is, for example, an electronic scanning direction along the arrangement direction of the one-dimensional ultrasonic transducers. The elevation direction is the mechanical oscillation direction of the one-dimensional ultrasonic transducer. The three-dimensional B-mode data may be data in which a plurality of pixel values or a plurality of luminance values are arranged in association with the azimuth direction, the elevation direction, and the range direction along the scanning line. . The three-dimensional B-mode data may be data relating to ROI set in advance in the scanned region. Further, the B mode processing unit 15 may generate volume data instead of the three-dimensional B mode data. Hereinafter, data generated by the B-mode processing unit 15 is collectively referred to as B-mode data.

ドプラ処理部17は、図示していないミキサー、低域通過フィルタ(Low Pass Filter:以下LPFと呼ぶ)、速度/分散/Power演算デバイス等を有する。ミキサーは、受信部17から出力された受信信号に、送信周波数と同じ周波数fを有する基準信号を掛け合わせる。この掛け合わせにより、ドプラ偏移周波数fの成分の信号と(2f+f)の周波数成分を有する信号とが得られる。LPFは、ミキサーからの2種の周波数成分を有する信号のうち、高い周波数成分(2f+f)の信号を取り除く。ドプラ処理ユニット142は、高い周波数成分(2f+f)の信号を取り除くことにより、ドプラ偏移周波数fの成分を有するドプラ信号を発生する。 The Doppler processing unit 17 includes a mixer (not shown), a low-pass filter (hereinafter referred to as LPF), a speed / dispersion / Power calculation device, and the like. The mixer multiplies the reception signal output from the reception unit 17 by a reference signal having the same frequency f 0 as the transmission frequency. By this multiplication, a signal having a component of Doppler shift frequency f d and a signal having a frequency component of (2f 0 + f d ) are obtained. The LPF removes a signal having a high frequency component (2f 0 + f d ) from signals having two types of frequency components from the mixer. The Doppler processing unit 142 generates a Doppler signal having a component of the Doppler shift frequency f d by removing the signal of the high frequency component (2f 0 + f d ).

なお、ドプラ処理部17は、ドプラ信号を発生するために、直交検波方式を用いてもよい。このとき、受信信号(RF信号)は、直交検波されIQ信号に変換される。ドプラ処理ユニット142は、IQ信号を複素フーリエ変換することにより、ドプラ偏移周波数fの成分を有するドプラ信号を発生する。ドプラ信号は、例えば、血流、組織、造影剤によるドプラ成分である。 The Doppler processing unit 17 may use a quadrature detection method in order to generate a Doppler signal. At this time, the received signal (RF signal) is quadrature detected and converted to an IQ signal. Doppler processing unit 142, by complex Fourier transform of the IQ signal, for generating a Doppler signal having a component of the Doppler shift frequency f d. The Doppler signal is, for example, a Doppler component due to blood flow, tissue, or contrast medium.

速度/分散/Power演算デバイスは、図示していないMTI(Moving Target Indicator)フィルタ、LPFフィルタ、自己相関演算器等を有する。なお、自己相関演算器の代わりに相互相関演算器を有していてもよい。MTIフィルタは、発生されたドプラ信号に対して、臓器の呼吸性移動や拍動性移動などに起因するドプラ成分(クラッタ成分)を除去する。MTIフィルタは、ドプラ信号から血流に関するドプラ成分(以下、血流ドプラ成分と呼ぶ)を抽出するために用いられる。LPFは、ドプラ信号から組織の移動に関するドプラ成分(以下、組織ドプラ成分と呼ぶ)を抽出するために用いられる。   The speed / dispersion / Power calculation device includes an MTI (Moving Target Indicator) filter, an LPF filter, an autocorrelation calculator, and the like (not shown). A cross-correlation calculator may be provided instead of the autocorrelation calculator. The MTI filter removes Doppler components (clutter components) caused by respiratory movement or pulsatile movement of the organ from the generated Doppler signal. The MTI filter is used to extract a Doppler component related to blood flow (hereinafter referred to as a blood flow Doppler component) from the Doppler signal. The LPF is used to extract a Doppler component related to tissue movement (hereinafter referred to as a tissue Doppler component) from the Doppler signal.

自己相関演算器は、血流ドプラ成分及び組織ドプラ成分に対して自己相関値を算出する。自己相関演算器は、算出された自己相関値に基づいて、血流および組織の平均速度値、分散値、ドプラ信号の反射強度(パワー)等を算出する。速度/分散/Power演算デバイスは、複数のドプラ信号に基づく血流および組織の平均速度値、分散値、ドプラ信号の反射強度等に基づいて、所定領域の各位置におけるカラードプラデータを発生する。以下、ドプラ信号とカラードプラデータとをまとめて、ドプラデータと呼ぶ。   The autocorrelation calculator calculates autocorrelation values for the blood flow Doppler component and the tissue Doppler component. Based on the calculated autocorrelation value, the autocorrelation calculator calculates an average velocity value, a variance value, a reflection intensity (power) of the Doppler signal, and the like of the blood flow and the tissue. The velocity / dispersion / power calculation device generates color Doppler data at each position in a predetermined region based on blood flow and tissue average velocity values based on a plurality of Doppler signals, dispersion values, reflection intensity of Doppler signals, and the like. Hereinafter, Doppler signals and color Doppler data are collectively referred to as Doppler data.

以下、自己相関演算器により、組織ドプラ成分の位相差を計算する処理(以下、自己相関処理と呼ぶ)について説明する。まず、一つの走査線方向に対して、所定のパルス繰り返し周波数(Pulse Repetition Frequency:以下、PRFと呼ぶ)で複数回(n回とする)に亘って、超音波が送受信される。次いで、受信部13により複数の受信信号(n個)が発生される。複数の受信信号にそれぞれ対応する複数のドプラ信号から、複数の組織ドプラ成分が抽出される。組織ドプラ成分には、一つの走査線方向の深さと送受信回数を示す番号とが付帯情報として付加される。   Hereinafter, processing for calculating the phase difference of the tissue Doppler component using the autocorrelation calculator (hereinafter referred to as autocorrelation processing) will be described. First, ultrasonic waves are transmitted and received a plurality of times (n times) at a predetermined pulse repetition frequency (hereinafter referred to as PRF) in one scanning line direction. Next, the reception unit 13 generates a plurality of reception signals (n). A plurality of tissue Doppler components are extracted from a plurality of Doppler signals respectively corresponding to the plurality of received signals. To the tissue Doppler component, a depth in one scanning line direction and a number indicating the number of transmission / receptions are added as supplementary information.

自己相関演算器は、一つの走査線方向の同じ深さにおける複数の組織ドプラ成分(n個)に対して、自己相関処理を実行する。具体的には、i番目(1≦i≦n−1)の組織ドプラ成分TD(i)と、(i+1)番目(2≦i+1≦n)の組織ドプラ成分TD(i+1)とに基づいて、組織ドプラ成分の位相差を計算する。より詳細には、自己相関演算器は、TD(i)とTD(i+1)との複素共役積TD(i)×TD(i+1)に対して複素フーリエ変換を実行することにより、TD(i)とTD(i+1)との位相差を計算する。この位相差を計算する手順は、i=1からi=n−1まで繰り返し計算される。すなわち、1つの走査線方向におけるn回の超音波の送受信により発生されたn個の受信信号を用いて、1/PRFごとおよび深さごとに、(n−1)個の位相差が計算される。なお、位相差の計算は、組織ドプラ成分が発生されるたびに計算されてもよい。位相差は、1/PRFごとおよび深さごとの組織の変位量に対応する。1番目からi番目までの位相差を積算することによって、1番目の組織ドプラ成分を基準としたi番目の組織の変位量を求めることができる。 The autocorrelation calculator performs autocorrelation processing on a plurality of tissue Doppler components (n) at the same depth in one scanning line direction. Specifically, based on the i th (1 ≦ i ≦ n−1) tissue Doppler component TD (i) and the (i + 1) th (2 ≦ i + 1 ≦ n) tissue Doppler component TD (i + 1), Calculate the phase difference of the tissue Doppler component. More specifically, the autocorrelation calculator performs a complex Fourier transform on the complex conjugate product TD (i) × TD * (i + 1) of TD (i) and TD (i + 1), thereby obtaining TD (i ) And TD (i + 1). The procedure for calculating the phase difference is repeatedly calculated from i = 1 to i = n−1. That is, (n−1) phase differences are calculated for each 1 / PRF and for each depth, using n received signals generated by transmission / reception of n ultrasonic waves in one scanning line direction. The The phase difference may be calculated each time a tissue Doppler component is generated. The phase difference corresponds to the amount of tissue displacement for each 1 / PRF and for each depth. By accumulating the first to i-th phase differences, the displacement amount of the i-th tissue based on the first tissue Doppler component can be obtained.

なお、位相差の計算は、自己相関処理の代わりに図示していない相互相関演算器による相互相関処理により計算されてもよい。相互相関処理とは、例えば、1回目の超音波の送受信による組織ドプラ成分と2回目以降の超音波の送受信による組織ドプラ成分との位相差を計算する処理である。すなわち、相互相関処理は、1回目の超音波の送受信による組織ドプラ成分を基準として、位相差を計算する処理である。   The phase difference may be calculated by a cross-correlation process by a cross-correlation calculator (not shown) instead of the autocorrelation process. The cross-correlation process is, for example, a process of calculating a phase difference between a tissue Doppler component obtained by transmission / reception of the first ultrasonic wave and a tissue Doppler component obtained by transmission / reception of the second and subsequent ultrasonic waves. That is, the cross-correlation process is a process for calculating a phase difference with reference to a tissue Doppler component obtained by first transmission / reception of an ultrasonic wave.

相互相関演算器は、一つの走査線方向の同じ深さにおける複数の組織ドプラ成分(n個)に対して、相互相関処理を実行する。具体的には、1番目の組織ドプラ成分TD(1)とj番目(2≦j≦n)の組織ドプラ成分TD(j)とに基づいて、組織ドプラ成分の位相差を計算する。より詳細には、相互相関演算器は、TD(1)とTD(j)との複素共役積TD(1)×TD(j)に対して複素フーリエ変換を実行することにより、TD(1)とTD(j)との位相差を計算する。この位相差を計算する手順は、j=2からj=nまで繰り返し計算される。すなわち、1つの走査線方向におけるn回の超音波の送受信に対して、1/PRFごとおよび深さごとに、(n−1)個の位相差が計算される。相互相関演算器による位相差は、1番目の組織ドプラ成分を基準としたj番目の組織ドプラ成分の位相を示している。すなわち、相互相関演算器により出力される位相差は、1番目の組織ドプラ成分を基準とした組織の変位量を示している。 The cross-correlation calculator performs a cross-correlation process on a plurality of tissue Doppler components (n) at the same depth in one scanning line direction. Specifically, the phase difference of the tissue Doppler component is calculated based on the first tissue Doppler component TD (1) and the j-th (2 ≦ j ≦ n) tissue Doppler component TD (j). More specifically, the cross-correlation calculator performs a complex Fourier transform on the complex conjugate product TD (1) × TD * (j) of TD (1) and TD (j), thereby obtaining TD (1 ) And TD (j) are calculated. The procedure for calculating this phase difference is repeatedly calculated from j = 2 to j = n. That is, (n−1) phase differences are calculated for each 1 / PRF and for each depth for transmission / reception of n ultrasonic waves in one scanning line direction. The phase difference by the cross-correlation calculator indicates the phase of the jth tissue Doppler component with reference to the first tissue Doppler component. That is, the phase difference output by the cross-correlation calculator indicates the amount of tissue displacement based on the first tissue Doppler component.

変位量計算部19は、プッシュパルスの送信前に自己相関器により得られた組織の変位量(以下、第1変位データと呼ぶ)と、プッシュパルスの送信後に自己相関演算器により得られた組織の変位量(以下、第2変位データと呼ぶ)のうちn回目の超音波送受信終了間際の組織の変位量(n回目、(n−1)回目など)とに基づいて、被検体の体動に関する組織の変位量(以下、体動変位量と呼ぶ)を、第2領域における深さごとに近似する。変位量計算部19は、近似された体動変位量を、第1、第2変位データから差分することにより、せん断波の伝搬に伴う組織の変位量(以下、せん断波伝搬データと呼ぶ)を計算する。なお、せん断波伝搬データは、走査線方向に沿って超音波プローブ3から遠ざかる方向における組織の変位量であってもよい。   The displacement amount calculation unit 19 calculates the tissue displacement amount obtained by the autocorrelator before transmission of the push pulse (hereinafter referred to as first displacement data) and the tissue obtained by the autocorrelation calculator after transmission of the push pulse. Body movement of the subject based on the amount of tissue displacement (n-th, (n-1) -th, etc.) just before the end of the n-th ultrasound transmission / reception among the above-mentioned displacement amounts (hereinafter referred to as second displacement data) The tissue displacement amount (hereinafter referred to as body motion displacement amount) is approximated for each depth in the second region. The displacement amount calculation unit 19 subtracts the approximate body movement displacement amount from the first and second displacement data, thereby obtaining the displacement amount of the tissue accompanying the propagation of the shear wave (hereinafter referred to as shear wave propagation data). calculate. The shear wave propagation data may be the amount of tissue displacement in the direction away from the ultrasonic probe 3 along the scanning line direction.

以下、具体的に説明するために、プッシュパルスの送信前に所定領域内の一つの走査線に対して実行される超音波の送受信回数(以下、プッシュパルス前送受信回数と呼ぶ)は、15回とする。また、プッシュパルスの送信後に所定領域内の一つの走査線に対して実行される超音波の送受信回数(以下、プッシュパルス後送受信回数と呼ぶ)nは、65回とする。   Hereinafter, in order to specifically describe, the number of times of transmission / reception of ultrasonic waves executed for one scanning line in a predetermined area before transmission of push pulses (hereinafter referred to as transmission / reception times before push pulse) is 15 times. And In addition, the number of times of transmission / reception of ultrasonic waves (hereinafter referred to as the number of transmission / reception after a push pulse) n executed for one scanning line in a predetermined region after transmission of a push pulse is 65.

具体的には、変位量計算部19は、プッシュパルス前送受信回数(15回)に関する第1変位データと、プッシュパルス後送受信回数(65回)のうち64回目と65回目とにそれぞれ対応する複数の変位量とに基づいて、第1、第2変位データに関する超音波の送受信期間に亘って、体動変位量の時間変化を、例えば2次多項式で近似する。以下、体動変位量の時間変化を表すデータを体動変位データと呼ぶ。体動変位データは、所定領域内の各位置(すなわち、所定領域内の走査線ごとおよび深さごと)に対して発生される。変位量計算部19は、第1、第2変位データから体動変位データを差分することにより、せん断波による組織の変位量の時間変化を示すせん断波伝搬データを計算する。せん断波伝搬データは、所定領域内の各位置に対して発生される。変位量計算部19は、せん断波伝搬データを後述する到達時間決定部21に出力する。変位量計算部19は、以上の処理により、所定領域内の各位置に対応するせん断波伝搬データを計算する。   Specifically, the displacement amount calculation unit 19 corresponds to the first displacement data related to the number of transmission / reception before push pulse (15 times) and the 64th and 65th times among the number of transmission / reception after push pulse (65), respectively. Based on the displacement amount, the temporal change of the body motion displacement amount is approximated by, for example, a second-order polynomial over the transmission / reception period of the ultrasonic waves related to the first and second displacement data. Hereinafter, data representing the temporal change in the amount of body movement displacement is referred to as body movement displacement data. The body movement displacement data is generated for each position in the predetermined area (that is, for each scanning line and depth in the predetermined area). The displacement amount calculation unit 19 calculates shear wave propagation data indicating a temporal change in the displacement amount of the tissue due to the shear wave by subtracting the body movement displacement data from the first and second displacement data. Shear wave propagation data is generated for each position within a predetermined region. The displacement amount calculation unit 19 outputs the shear wave propagation data to the arrival time determination unit 21 described later. The displacement amount calculation unit 19 calculates shear wave propagation data corresponding to each position in the predetermined region by the above processing.

到達時間決定部21は、せん断波伝搬データにおける組織の変位量の時間変化に基づいて、所定領域内の各位置に到達したせん断波の到達時間(以下、せん断波到達時間と呼ぶ)を決定する。具体的には、到達時間決定部21は、所定領域内の各位置について、プッシュパルスの送信開始時またはプッシュパルスの送信終了時を時刻0として、せん断波伝搬データにおける組織の変位量の最大値に対応する時間を、せん断波到達時間として決定する。到達時間決定部21は、所定領域内の各位置における到達時間に関するデータ(以下、到達時間データと呼ぶ)を、後述する画像発生部23に出力する。   The arrival time determination unit 21 determines the arrival time of the shear wave that has reached each position in the predetermined region (hereinafter referred to as shear wave arrival time) based on the temporal change of the tissue displacement amount in the shear wave propagation data. . Specifically, the arrival time determination unit 21 sets the maximum value of the displacement amount of the tissue in the shear wave propagation data with respect to each position in the predetermined region, with the push pulse transmission start time or the push pulse transmission end time set to time 0. The time corresponding to is determined as the shear wave arrival time. The arrival time determination unit 21 outputs data relating to the arrival time at each position in the predetermined area (hereinafter referred to as arrival time data) to the image generation unit 23 described later.

なお、到達時間決定部21は、せん断波伝搬データにおける組織の変位量の時間変化のうち最大の時間変化に対応する時間を、せん断波到達時間として決定してもよい。また、到達時間決定部21は、プッシュパルスの送信開始時またはプッシュパルスの送信終了時を基準として所定の時間だけずらした時刻を0として、せん断波伝搬データにおける組織の変位量の最大値に対応する時間を、せん断波到達時間として決定してもよい。   The arrival time determination unit 21 may determine, as the shear wave arrival time, the time corresponding to the maximum time change among the time changes of the tissue displacement amount in the shear wave propagation data. The arrival time determination unit 21 corresponds to the maximum value of the tissue displacement amount in the shear wave propagation data, with the time shifted by a predetermined time with reference to the start of push pulse transmission or the end of push pulse transmission as 0. The time to perform may be determined as the shear wave arrival time.

なお、到達時間決定部21は、せん断波伝搬データにおける組織の変位量の時間変化における極大値のうち最大の変位量に基づいて、到達時間を決定してもよい。具体的には、到達時間決定部21は、せん断波伝搬データにおける組織の変位量の時間変化のうち、極大値を取るものを抽出する。例えばせん断波伝搬データの波形が複数のピークを持つ場合には、極大値を取る点も複数存在することとなる。到達時間決定部21は、これらの極大値のうち、最大の変位量を持つ極大値を抽出する。到達時間決定部21は、この極大値が持つ変位量に基づいて、到達時間を決定する。   The arrival time determination unit 21 may determine the arrival time based on the maximum displacement amount among the maximum values in the temporal change of the tissue displacement amount in the shear wave propagation data. Specifically, the arrival time determination unit 21 extracts the one that takes the maximum value from the temporal change in the amount of tissue displacement in the shear wave propagation data. For example, when the waveform of the shear wave propagation data has a plurality of peaks, there are a plurality of points where the maximum value is obtained. The arrival time determination unit 21 extracts a maximum value having the maximum amount of displacement among these maximum values. The arrival time determination unit 21 determines the arrival time based on the displacement amount of the maximum value.

画像発生部23は、図示していないディジタルスキャンコンバータ(Digital Scan Converter:以下DSCと呼ぶ)と画像メモリとを有する。画像発生部23は、DSCに対して、座標変換処理(リサンプリング)を実行する。座標変換処理とは、例えば、Bモードデータ、ドプラデータおよび到達時間データからなる超音波スキャンの走査線信号列を、テレビなどに代表される一般的なビデオフォーマットの走査線信号列に変換する処理である。画像発生部23は、座標変換処理により、表示画像としての超音波画像を生成する。具体的には、画像発生部23は、Bモードデータに基づいて、Bモード画像を発生する。画像発生部23は、ドプラデータに基づいて、平均速度画像、分散画像、パワー画像などのドプラ画像を発生する。   The image generation unit 23 includes a digital scan converter (Digital Scan Converter: hereinafter referred to as DSC) and an image memory (not shown). The image generation unit 23 performs coordinate conversion processing (resampling) on the DSC. The coordinate conversion process is, for example, a process for converting a scanning line signal sequence of ultrasonic scanning composed of B-mode data, Doppler data, and arrival time data into a scanning line signal sequence of a general video format represented by a television set It is. The image generation unit 23 generates an ultrasonic image as a display image by coordinate conversion processing. Specifically, the image generator 23 generates a B-mode image based on the B-mode data. The image generation unit 23 generates a Doppler image such as an average speed image, a dispersed image, or a power image based on the Doppler data.

画像発生部23は、到達時間データと、後述する記憶部27に記憶された到達時間色相対応表とに基づいて、所定領域の各位置において、到達時間に応じて色相を割り当てたせん断波到達画像を発生する。到達時間色相対応表とは、例えば、到達時間の値に対する色相の対応表である。例えば、到達時間が0の場合の色相は、青である。色相は、例えば、到達時間の増大に伴い、青から、青緑、緑、黄緑、黄、橙、赤の順で、最大到達時間を赤色として定義される。   Based on the arrival time data and an arrival time hue correspondence table stored in the storage unit 27 described later, the image generation unit 23 assigns a hue according to the arrival time at each position in a predetermined area. Is generated. The arrival time hue correspondence table is, for example, a hue correspondence table for arrival time values. For example, the hue when the arrival time is 0 is blue. For example, the hue is defined as the maximum arrival time as red in the order of blue, blue-green, green, yellow-green, yellow, orange, and red as the arrival time increases.

画像メモリは、発生された超音波画像(Bモード画像、平均速度画像、分散画像、パワー画像、せん断波到達画像)に対応するデータ(以下、画像データと呼ぶ)を記憶する。画像メモリに記憶された画像データは、後述する入力部9を介した操作者の指示により、読み出される。画像メモリは、例えば、フリーズする直前の複数のフレームに対応する超音波画像を保存するメモリである。このシネメモリに記憶されている画像を連続表示(シネ表示)することで、超音波動画像を後述する表示部7に表示することも可能である。   The image memory stores data (hereinafter referred to as image data) corresponding to the generated ultrasonic image (B-mode image, average velocity image, dispersion image, power image, shear wave arrival image). The image data stored in the image memory is read out according to an operator instruction via the input unit 9 described later. The image memory is, for example, a memory that stores ultrasonic images corresponding to a plurality of frames immediately before freezing. By continuously displaying the images stored in the cine memory (cine display), the ultrasonic moving image can be displayed on the display unit 7 to be described later.

画像合成部25は、超音波画像に、種々のパラメータの文字情報および目盛等を合成する。画像合成部25は、合成された超音波画像を後述する表示部7に出力する。画像合成部25は、Bモード画像にせん断波到達画像を位置合わせして重畳した重畳画像を発生する。画像合成部23は、発生した重畳画像を、表示部7に出力する。   The image synthesizing unit 25 synthesizes character information and scales of various parameters with the ultrasonic image. The image composition unit 25 outputs the synthesized ultrasonic image to the display unit 7 described later. The image composition unit 25 generates a superimposed image in which the shear wave arrival image is aligned and superimposed on the B-mode image. The image composition unit 23 outputs the generated superimposed image to the display unit 7.

記憶部27は、フォーカス深度の異なる複数の受信遅延パターン、複数の送信遅延パターン、および複数のせん断波発生送信遅延パターン、本超音波診断装置1の制御プログラム、診断プロトコル、送受信条件等の各種データ群、診断情報(患者ID、医師の所見等)、受信部13により発生された受信信号、Bモード処理部15により発生されたBモードデータ、ドプラ処理部17により発生されたドプラデータ、所定領域内の各位置における第1、第2変位データ、体動変位データ、せん断波伝搬データ、到達時間データ、到達時間色相対応表、Bモード画像、平均速度画像、分散画像、パワー画像、せん断波到達画像、せん断波到達画像の発生に関するに関するアルゴリズム(以下、せん断波到達画像発生アルゴリズムと呼ぶ)などを記憶する。なお、上述した画像メモリは、記憶部27に設けられてもよい。   The storage unit 27 stores various data such as a plurality of reception delay patterns, a plurality of transmission delay patterns, and a plurality of shear wave generation / transmission delay patterns having different focus depths, a control program of the ultrasonic diagnostic apparatus 1, a diagnostic protocol, and transmission / reception conditions. Group, diagnosis information (patient ID, doctor's findings, etc.), received signal generated by the receiving unit 13, B-mode data generated by the B-mode processing unit 15, Doppler data generated by the Doppler processing unit 17, predetermined area 1st, 2nd displacement data, body movement displacement data, shear wave propagation data, arrival time data, arrival time hue correspondence table, B mode image, average velocity image, dispersion image, power image, shear wave arrival at each position Algorithms related to image and shear wave arrival image generation (hereinafter referred to as shear wave arrival image generation algorithm) To 憶. Note that the above-described image memory may be provided in the storage unit 27.

インターフェース部29は、入力部9、ネットワーク、図示していない外部記憶装置および生体信号計測部に関するインターフェースである。装置本体5によって得られた超音波画像等のデータおよび解析結果等は、インターフェース部29とネットワークとを介して他の装置に転送可能である。なお、インターフェース部29は、ネットワークを介して、図示していない他の医用画像診断装置で取得された被検体に関する医用画像を、ダウンロードすることも可能である。   The interface unit 29 is an interface related to the input unit 9, a network, an external storage device (not shown), and a biological signal measurement unit. Data such as an ultrasound image and analysis results obtained by the apparatus main body 5 can be transferred to another apparatus via the interface unit 29 and the network. The interface unit 29 can also download a medical image related to the subject acquired by another medical image diagnostic apparatus (not shown) via a network.

CPU31は、操作者により入力部9を介して入力されたBモードとドプラモードとせん断波到達画像表示モードとに対する選択、フレームレート、被走査深度、送信開始・終了に基づいて、記憶部27に記憶された送信遅延パターン、受信遅延パターン、せん断波発生送信遅延パターンと装置制御プログラムとを読み出し、これらに従って装置本体5を制御する。例えば、CPU31は、せん断波到達画像発生アルゴリズムを記憶部27から読み出す。CPU31は、読み出したせん断波到達画像発生アルゴリズムに従って、送信部11と、ドプラ処理部17と、変位量計算部19と、到達時間決定部21とを制御する。せん断波到達画像表示モードとは、せん断波到達画像を発生し、表示することを実行するモードである。   The CPU 31 stores data in the storage unit 27 based on the selection of the B mode, the Doppler mode, and the shear wave arrival image display mode input by the operator via the input unit 9, the frame rate, the scanned depth, and the transmission start / end. The stored transmission delay pattern, reception delay pattern, shear wave generation / transmission delay pattern and apparatus control program are read out, and the apparatus body 5 is controlled according to these. For example, the CPU 31 reads the shear wave arrival image generation algorithm from the storage unit 27. The CPU 31 controls the transmission unit 11, the Doppler processing unit 17, the displacement amount calculation unit 19, and the arrival time determination unit 21 according to the read shear wave arrival image generation algorithm. The shear wave arrival image display mode is a mode in which a shear wave arrival image is generated and displayed.

具体的には、CPU31は、入力部7を介してせん断波到達画像表示モードが入力されると、第1変位データを得るための超音波を所定領域内の走査線方向に対して送信するために、送信部11を制御する。CPU31は、第1変位データを発生させるために、ドプラ処理部17を制御する。   Specifically, when the shear wave arrival image display mode is input via the input unit 7, the CPU 31 transmits an ultrasonic wave for obtaining the first displacement data in the scanning line direction within the predetermined region. Next, the transmission unit 11 is controlled. The CPU 31 controls the Doppler processing unit 17 to generate the first displacement data.

次いで、CPU31は、記憶部27から読み出したせん断波発生送信遅延パターンを、プッシュパルスを発生させるために送信部11に出力する。CPU31は、第2変位データを得るための超音波を所定領域内の走査線方向に対して送信するために、送信部11を制御する。CPU31は、第2変位データを発生させるために、ドプラ処理部17を制御する。CPU31は、第1、第2変位データに基づいて、体動変位データを発生させるために、変位量計算部19を制御する。CPU31は、第1、第2変位データと体動変位データとに基づいて、せん断波伝搬データを発生させるために、変位量計算部19を制御する。CPU31は、せん断波伝搬データに基づいて、到達時間データを発生させるために、到達時間決定部21を制御する。CPU31は、記憶部27から読み出した到達時間色相対応表と到達時間データとに基づいて、せん断波到達画像を発生させるために、画像発生部23を制御する。   Next, the CPU 31 outputs the shear wave generation transmission delay pattern read from the storage unit 27 to the transmission unit 11 in order to generate a push pulse. The CPU 31 controls the transmission unit 11 to transmit ultrasonic waves for obtaining the second displacement data in the scanning line direction within the predetermined area. The CPU 31 controls the Doppler processing unit 17 in order to generate the second displacement data. The CPU 31 controls the displacement amount calculation unit 19 to generate body motion displacement data based on the first and second displacement data. The CPU 31 controls the displacement amount calculation unit 19 to generate shear wave propagation data based on the first and second displacement data and the body movement displacement data. The CPU 31 controls the arrival time determination unit 21 to generate arrival time data based on the shear wave propagation data. The CPU 31 controls the image generation unit 23 to generate a shear wave arrival image based on the arrival time hue correspondence table and the arrival time data read from the storage unit 27.

表示部7は、画像合成部25からの出力に基づいて、Bモード画像およびドプラ画像などの超音波画像、せん断波到達画像、重畳画像などを表示する。なお、表示部7は、表示された画像に対して、ブライトネス、コントラスト、ダイナミックレンジ、γ補正などの調整および、カラーマップの割り当てを実行してもよい。   The display unit 7 displays an ultrasonic image such as a B-mode image and a Doppler image, a shear wave arrival image, a superimposed image, and the like based on the output from the image synthesis unit 25. Note that the display unit 7 may perform adjustments such as brightness, contrast, dynamic range, and γ correction and color map assignment for the displayed image.

入力部9は、インターフェース部29に接続され操作者からの各種指示・命令・情報・選択・設定を装置本体5に取り込む。入力部9は、図示していないトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等の入力デバイスを有する。入力デバイスは、表示画面上に表示されるカーソルの座標を検出し、検出した座標を後述するCPU31に出力する。なお、入力デバイスは、表示画面を覆うように設けられたタッチコマンドスクリーンでもよい。この場合、入力部9は、電磁誘導式、電磁歪式、感圧式等の座標読み取り原理でタッチ指示された座標を検出し、検出した座標をCPU31に出力する。また、操作者が入力部9の終了ボタンまたはフリーズボタンを操作すると、超音波の送受信は終了し、装置本体5は一時停止状態となる。   The input unit 9 is connected to the interface unit 29 and takes various instructions, commands, information, selections, and settings from the operator into the apparatus body 5. The input unit 9 includes input devices such as a trackball, a switch button, a mouse, and a keyboard (not shown). The input device detects the coordinates of the cursor displayed on the display screen, and outputs the detected coordinates to the CPU 31 described later. The input device may be a touch command screen provided to cover the display screen. In this case, the input unit 9 detects coordinates instructed by a touch reading principle such as an electromagnetic induction type, an electromagnetic distortion type, and a pressure sensitive type, and outputs the detected coordinates to the CPU 31. Further, when the operator operates the end button or the freeze button of the input unit 9, the transmission / reception of the ultrasonic waves is ended, and the apparatus main body 5 is temporarily stopped.

入力部9は、操作者による指示により、関心領域または操作者が着目する所定領域を入力する。入力部9は、操作者の指示により選択されたモードを入力する。   The input unit 9 inputs a region of interest or a predetermined region that the operator focuses on according to an instruction from the operator. The input unit 9 inputs a mode selected by an operator's instruction.

(変位量観測走査機能)
変位量観測走査機能とは、せん断波の伝搬に伴う組織の変位量を取得するための走査手順に関する機能である。以下、変位量観測走査機能に関する処理(以下、変位量観測走査処理と呼ぶ)について説明する。
(Displacement observation scanning function)
The displacement amount observation scanning function is a function related to a scanning procedure for acquiring the displacement amount of the tissue accompanying the propagation of the shear wave. Hereinafter, processing related to the displacement amount observation scanning function (hereinafter referred to as displacement amount observation scanning processing) will be described.

図2は、変位量観測走査処理の手順を示すフローチャートである。図3は、変位量観測走査処理において、せん断波を発生させる走査線(以下、せん断波発生走査線と呼ぶ)53とせん断波による組織の変位量を観測するための超音波の送受信に関する走査線(以下、観測走査線と呼ぶ)54、55、56、57とを、関心領域(または着目領域)52とともに模式的に示す模式図である。   FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of the displacement amount observation scanning process. FIG. 3 shows a scanning line (hereinafter referred to as a shear wave generation scanning line) 53 for generating a shear wave and a scanning line related to transmission / reception of ultrasonic waves for observing the displacement amount of the tissue due to the shear wave in the displacement amount observation scanning process. 4 is a schematic diagram schematically showing 54, 55, 56, and 57 (hereinafter referred to as observation scanning lines) together with a region of interest (or a region of interest) 52. FIG.

被検体Pに超音波を送信する前に関心領域52が、入力部9を介した操作者の指示により設定される(ステップSa1)。このとき、観測走査線の番号を示す変数kが初期化される。なお、関心領域52の代わりに操作者が着目している領域が設定されてもよい。関心領域52内のk番目の走査線(例えば54)に対して第2の超音波を複数回(例えば15回)送受信し、超音波の送受信ごとに第1の受信信号が発生される(ステップSa2)。次いで、関心領域52の位置に基づいて、せん断波発生送信遅延パターンが記憶部27から読み出される。読み出されたせん断波発生送信遅延パターンを用いて、関心領域52近傍の所定の走査線54に対して、プッシュパルス(第1の超音波)が送信される(ステップSa3)。プッシュパルスの送信後、k番目の走査線(例えば54)に対して、超音波(第2の超音波)を複数回(例えば65回)送受信し、超音波の送受信ごとに第2の受信信号が発生される(ステップSa4)。関心領域全域すなわち、走査線55乃至57において、第1、第2の受信信号が発生されて(ステップSa5)なければ、kがインクリメントされる(ステップSa6)。その後、ステップSa2乃至ステップSa4の処理が繰り返される。   Prior to transmitting ultrasonic waves to the subject P, the region of interest 52 is set according to an instruction from the operator via the input unit 9 (step Sa1). At this time, a variable k indicating the observation scanning line number is initialized. Instead of the region of interest 52, a region that the operator is paying attention to may be set. The second ultrasonic wave is transmitted / received a plurality of times (for example, 15 times) with respect to the kth scanning line (for example, 54) in the region of interest 52, and a first reception signal is generated for each transmission / reception of the ultrasonic wave (step) Sa2). Next, a shear wave generation transmission delay pattern is read from the storage unit 27 based on the position of the region of interest 52. A push pulse (first ultrasonic wave) is transmitted to a predetermined scanning line 54 in the vicinity of the region of interest 52 using the read shear wave generation transmission delay pattern (step Sa3). After transmission of the push pulse, ultrasonic waves (second ultrasonic waves) are transmitted / received to / from the kth scanning line (for example, 54) a plurality of times (for example, 65 times), and the second received signal is transmitted and received every time ultrasonic waves are transmitted / received. Is generated (step Sa4). If the first and second received signals are not generated in the entire region of interest, that is, the scanning lines 55 to 57 (step Sa5), k is incremented (step Sa6). Thereafter, the processing from step Sa2 to step Sa4 is repeated.

変位量観測走査処理は、関心領域52内における複数の観測走査線各々に対して、プッシュパルス送信前に第1の受信信号を発生させるために超音波送受信し、次いで、プッシュパルスを送信し、プッシュパルス送信後に第2の受信信号を発生させるために超音波送受信することを繰り返す処理である。すなわち、変位量観測走査処理は、一つのプッシュパルスで一つの走査線に対する超音波送受信を実行する走査処理である。なお、一つのプッシュパルスを送信後、複数の走査線にして超音波送受信が実行されてもよい。また、一つのプッシュパルスの送信後、超音波を1回送信し、複数の走査線方向に対する受信を実行するいわゆる並列同時受信が実行されてもよい。   The displacement amount observation scanning process transmits / receives ultrasonic waves to each of the plurality of observation scanning lines in the region of interest 52 to generate a first reception signal before transmitting the push pulse, and then transmits the push pulse. This is a process of repeatedly performing ultrasonic transmission / reception to generate a second reception signal after the push pulse transmission. That is, the displacement amount observation scanning process is a scanning process in which ultrasonic transmission / reception with respect to one scanning line is performed with one push pulse. Note that, after transmitting one push pulse, ultrasonic transmission / reception may be performed on a plurality of scanning lines. Further, after transmitting one push pulse, so-called parallel simultaneous reception may be executed in which ultrasonic waves are transmitted once and reception in a plurality of scanning line directions is performed.

(せん断波到達画像発生機能)
せん断波到達画像発生機能とは、所定領域の各位置におけるせん断波到達時間を色相で示すせん断波到達画像を発生する機能である。以下、せん断波到達画像発生機能に係る処理(以下、せん断波到達画像発生処理と呼ぶ)について説明する。
(Shear wave arrival image generation function)
The shear wave arrival image generation function is a function of generating a shear wave arrival image that indicates the shear wave arrival time at each position in a predetermined region by hue. Hereinafter, processing related to the shear wave arrival image generation function (hereinafter referred to as shear wave arrival image generation processing) will be described.

図4は、せん断波到達画像発生処理の手順の一例を示すフローチャートである。
一つの走査線に対する複数回の超音波の送受信によりプッシュパルス送信前に発生された複数の第1の受信信号を用いて、自己相関処理が実行される。自己相関処理により、所定領域内の各位置に関する第1変位データが発生される(ステップSb1)。一つの走査線に対する複数回の超音波の送受信によりプッシュパルス送信後に発生された複数の第2の受信信号を用いて、自己相関処理が実行される。自己相関処理により、所定領域内の各位置に関する第2変位データが発生される(ステップSb2)。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a procedure of shear wave arrival image generation processing.
Autocorrelation processing is executed using a plurality of first received signals generated before push pulse transmission by transmitting and receiving ultrasonic waves a plurality of times for one scanning line. By the autocorrelation process, first displacement data relating to each position in the predetermined area is generated (step Sb1). Autocorrelation processing is executed using a plurality of second received signals generated after the push pulse transmission by a plurality of times of ultrasonic wave transmission / reception with respect to one scanning line. By the autocorrelation process, second displacement data relating to each position in the predetermined area is generated (step Sb2).

図5は、関心領域のある位置において、組織の変位量の時間的変化の一例を示す図である。すなわち、図5は、関心領域のある位置に関する第1、第2変位データをまとめた図である。図5の横軸は、プッシュパルスを除いた超音波の送信回数に対応する。図5の縦軸は、組織の変位量を示している。1から15までの送信回数に対する組織の変位量は、第1変位データに対応する。16から80までの送信回数に対応する組織の変位量は、第2変位データに対応する。図5における変位量は、1回目の超音波の送信回数に対する組織の変位量を基準とした変位量である。すなわち、図5における変位量は、自己相関処理により発生された位相差の積算値、または相互相関処理により発生された位相差に対応する。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a temporal change in the amount of tissue displacement at a position of the region of interest. That is, FIG. 5 is a diagram summarizing the first and second displacement data regarding the position of the region of interest. The horizontal axis in FIG. 5 corresponds to the number of ultrasonic transmissions excluding push pulses. The vertical axis in FIG. 5 indicates the amount of tissue displacement. The amount of tissue displacement with respect to the number of transmissions from 1 to 15 corresponds to the first displacement data. The amount of tissue displacement corresponding to the number of transmissions from 16 to 80 corresponds to the second displacement data. The displacement amount in FIG. 5 is a displacement amount based on the displacement amount of the tissue with respect to the number of times of transmission of the first ultrasonic wave. That is, the displacement amount in FIG. 5 corresponds to the integrated value of the phase difference generated by the autocorrelation process or the phase difference generated by the cross correlation process.

図5は、被検体の体動により、組織が1方向(超音波プローブ3に近づく方向)にほぼ等速で移動していることを示している。被検体の体動により、せん断波の伝搬による組織の変位は識別できない。   FIG. 5 shows that the tissue is moving at almost constant speed in one direction (direction approaching the ultrasonic probe 3) due to body movement of the subject. The displacement of the tissue due to the propagation of the shear wave cannot be identified due to the body movement of the subject.

第1変位データと第2変位データのうちn回目の超音波送受信終了間際の組織の変位量(n回目、(n−1)回目など)とに基づいて、被検体の体動変位量を示す体動変位データを発生する(ステップSb3)。第1、第2変位データから体動変位データを差分することにより、せん断波による組織の変位量の時間変化を示すせん断波伝搬データが発生される(ステップSb4)。せん断波伝搬データに基づいて、せん断波の発生位置からせん断波伝搬データに対応する関心領域内の各位置に到達したせん断波到達時間が決定される(ステップSb5)。   The body movement displacement amount of the subject is shown based on the tissue displacement amount (n-th, (n-1) -th, etc.) immediately before the end of the n-th ultrasound transmission / reception among the first displacement data and the second displacement data. Body movement displacement data is generated (step Sb3). By subtracting the body movement displacement data from the first and second displacement data, shear wave propagation data indicating a temporal change in the displacement amount of the tissue due to the shear wave is generated (step Sb4). Based on the shear wave propagation data, the shear wave arrival time that has reached each position in the region of interest corresponding to the shear wave propagation data from the shear wave generation position is determined (step Sb5).

図6は、図5に示した組織の変位量から被検体の体動による変位量を除去した変位量の時間変化(せん断波伝搬データ)の一例を示す図である。図6の横軸は、プッシュパルスを除いた超音波の送信回数に対応する。図6の縦軸は、組織の変位量を示している。図6の縦軸の目盛および符号は、図5の縦軸と異なる。すなわち、図6の縦軸は、超音波プローブから遠ざかる方向を示しており、図5における縦軸の符号と反対の負である。また、せん断波による組織の変位量の位数は、体動による組織の変位量の位数と異なる。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a temporal change (shear wave propagation data) of the displacement amount obtained by removing the displacement amount due to the body movement of the subject from the displacement amount of the tissue illustrated in FIG. 5. The horizontal axis in FIG. 6 corresponds to the number of ultrasonic transmissions excluding push pulses. The vertical axis in FIG. 6 indicates the amount of tissue displacement. 6 is different from the vertical axis of FIG. That is, the vertical axis in FIG. 6 indicates a direction away from the ultrasonic probe, and is negative opposite to the sign of the vertical axis in FIG. Further, the order of the amount of tissue displacement caused by shear waves is different from the order of the amount of tissue displacement caused by body motion.

図6に示すように、せん断波の通過後(22回目の送信回数付近)で、組織の変位量の絶対値が最大となっている。到達時間決定部21は、図6において、組織の変位量の絶対値が最大となる図中の48の時間(送信回数)をせん断波到達時間として決定する。なお、組織の変位量の時間的変化が負であって最大となる時間をせん断波到達時間として決定する場合、到達時間決定部21は、送信回数16の近傍を、せん断波到達時間として決定する。   As shown in FIG. 6, the absolute value of the displacement amount of the tissue becomes maximum after the shear wave passes (around the 22nd transmission frequency). In FIG. 6, the arrival time determination unit 21 determines 48 times (number of transmissions) in the figure at which the absolute value of the tissue displacement amount is maximum as the shear wave arrival time. In addition, when determining the time when the temporal change in the displacement amount of the tissue is negative and maximal as the shear wave arrival time, the arrival time determination unit 21 determines the vicinity of the number of transmissions 16 as the shear wave arrival time. .

図7は、図5とは異なる関心領域のある位置において、組織の変位量の時間的変化の一例を示す図である。図7の縦軸は、超音波プローブから遠ざかる方向を示しており、図5の縦軸の符号と反対の負である。図7は、被検体の体動により、組織が1方向(超音波プローブ3から遠ざかる方向)にほぼ等速で移動していることを示している。被検体の体動により、せん断波の伝搬による組織の変位は識別できない。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a temporal change in the amount of tissue displacement at a position of a region of interest different from that in FIG. 5. The vertical axis in FIG. 7 indicates the direction away from the ultrasonic probe, and is negative opposite to the sign of the vertical axis in FIG. FIG. 7 shows that the tissue moves in one direction (a direction away from the ultrasonic probe 3) at a substantially constant speed due to the body movement of the subject. The displacement of the tissue due to the propagation of the shear wave cannot be identified due to the body movement of the subject.

図8は、図7に示した組織の変位量から被検体の体動による変位量を除去した変位量の時間変化(せん断波伝搬データ)の一例を示す図である。図8の縦軸および横軸は、図6の縦軸および横軸とそれぞれ同じである。図8は、せん断波伝搬データが得られた位置において、せん断波による組織の変位量が小さすぎる場合、または被検体の体動による組織の変位量が不規則である場合に発生されたせん断波伝搬データの一例を示している。到達時間決定部21は、送信回数24の近傍をせん断波到達時間として決定する。図8のグラフは、図6のグラフと異なり、せん断波到達時間は明らかではない。図8のようなせん断波伝搬データが得られた場合、せん断波到達画像において周囲の色相に比べて、例えば、大きく異なる色相となる。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a temporal change (shear wave propagation data) of the displacement amount obtained by removing the displacement amount due to the body movement of the subject from the displacement amount of the tissue illustrated in FIG. 7. The vertical axis and horizontal axis in FIG. 8 are the same as the vertical axis and horizontal axis in FIG. 6, respectively. FIG. 8 shows a shear wave generated when the amount of tissue displacement due to the shear wave is too small at the position where the shear wave propagation data is obtained, or when the amount of tissue displacement due to the body motion of the subject is irregular. An example of propagation data is shown. The arrival time determination unit 21 determines the vicinity of the transmission count 24 as the shear wave arrival time. The graph of FIG. 8 differs from the graph of FIG. 6 in that the shear wave arrival time is not clear. When shear wave propagation data as shown in FIG. 8 is obtained, for example, the shear wave arrival image has a hue that is significantly different from the surrounding hue.

決定されたせん断波到達時間と到達時間色相対応表とに基づいて、せん断波到達時間に応じて色相を割り当てたせん断波到達画像が発生される(ステップSb6)。発生されたせん断波到達画像は、Bモード画像に重畳されて表示部7に表示される。   Based on the determined shear wave arrival time and arrival time hue correspondence table, a shear wave arrival image to which a hue is assigned according to the shear wave arrival time is generated (step Sb6). The generated shear wave arrival image is superimposed on the B-mode image and displayed on the display unit 7.

図9は、発生されたせん断波到達画像の一例を、せん断波到達時間に対応する色相の凡例を示すカラーマップの一例とともに示す図である。図9の(a)、(b)は、Bモード画像にせん断波到達画像を重畳した重畳画像の一例を示す図である。図9の(a)、(b)における円は、着目領域(ターゲット)を示している。図9の(c)は、図9の(a)、(b)のカラーマップの凡例を示す図である。   FIG. 9 is a diagram showing an example of the generated shear wave arrival image together with an example of a color map showing a legend of hue corresponding to the shear wave arrival time. FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating an example of a superimposed image in which a shear wave arrival image is superimposed on a B-mode image. The circles in FIGS. 9A and 9B indicate the region of interest (target). (C) of FIG. 9 is a diagram showing a legend of the color maps of (a) and (b) of FIG.

図9の(a)における着目領域は、着目領域の周囲より柔らかい組織を有する領域を示している。図9の(b)における着目領域は、着目領域の周囲より硬い組織を有する領域を示している。図9の(a)、(b)ともに、方位方向の色相の変化(図は淡色のため濃淡の変化)は、図に向かって左から右にかけてせん断波が伝搬している様子を示している。図9の(a)において、着目領域の下方領域では、まだら模様(モザイク模様)が表示されている。すなわち、図9の(a)において、着目領域の下方領域は、例えば、図8に示すように、せん断波到達時間を正確に評価できていない領域を示している。図9の(a)と図9の(b)とを比較すると、図9の(a)の中央付近では方位方向に沿って、色相(図中では濃淡)が、図9の(b)に比べて急に変化している。このため、図9の(a)の中央付近では、せん断波の伝搬速度が遅いこと、すなわち図9の(a)の着目領域周辺の組織より柔らかい組織であることが推定される。   The region of interest in (a) of FIG. 9 indicates a region having a softer tissue than the periphery of the region of interest. The region of interest in (b) of FIG. 9 indicates a region having a tissue harder than the periphery of the region of interest. 9 (a) and 9 (b), the change in the hue in the azimuth direction (change in light and shade due to the light color) shows how the shear wave propagates from left to right as viewed in the figure. . In FIG. 9A, a mottled pattern (mosaic pattern) is displayed in a region below the region of interest. That is, in FIG. 9A, the region below the region of interest indicates a region where the shear wave arrival time cannot be accurately evaluated as shown in FIG. 8, for example. When comparing (a) of FIG. 9 and (b) of FIG. 9, the hue (shading in the drawing) is shown in FIG. 9 (b) along the azimuth direction in the vicinity of the center of FIG. Compared to sudden changes. For this reason, it is estimated that the propagation speed of the shear wave is low near the center of FIG. 9A, that is, the tissue is softer than the tissue around the region of interest in FIG.

図9の(b)の中央付近では方位方向に沿って、色相(図中では濃淡)が、図9の(a)に比べて緩やかに変化している。このため、図9の(b)の中央付近では、せん断波の伝搬速度が速いこと、すなわち図9の(b)の着目領域周辺の組織より硬い組織であることが推定される。   In the vicinity of the center of FIG. 9B, the hue (light and shade in the figure) changes gradually along the azimuth direction compared to FIG. 9A. For this reason, it is estimated that the propagation speed of the shear wave is high near the center of FIG. 9B, that is, the tissue is harder than the tissue around the region of interest in FIG.

(変形例)
第1の実施形態との相違は、操作者の指示により所定領域内に指定された指定位置におけるせん断波到達時間を基準として、所定領域内の各位置におけるせん断波到達時間を補正した補正到達時間を決定し、補正到達時間と到達時間色相対応表とに基づいて、せん断波到達画像の色相を補正したせん断波到達補正画像を発生することにある。本変形例は、第1の実施形態により発生されたせん断波到達画像に対して、追加して実行される処理を有する。
(Modification)
The difference from the first embodiment is that the corrected arrival time is obtained by correcting the shear wave arrival time at each position in the predetermined area with reference to the shear wave arrival time at the specified position specified in the predetermined area by the operator's instruction. And a shear wave arrival correction image in which the hue of the shear wave arrival image is corrected is generated based on the corrected arrival time and the arrival time hue correspondence table. This modification has a process executed in addition to the shear wave arrival image generated according to the first embodiment.

入力部9は、操作者により指定された指定位置を、装置本体5に入力する。   The input unit 9 inputs a designated position designated by the operator to the apparatus main body 5.

到達時間決定部21は、指定位置におけるせん断波到達時間を基準として、所定領域内の各位置におけるせん断波到達時間を補正した補正到達時間を決定する。具体的には、到達時間決定部21は、各位置におけるせん断波到達時間から指定位置におけるせん断波到達時間を差分することにより、各位置における補正到達時間を決定する。到達時間決定部21は、決定した補正到達時間を画像発生部23に出力する。   The arrival time determination unit 21 determines a corrected arrival time by correcting the shear wave arrival time at each position in the predetermined region with reference to the shear wave arrival time at the designated position. Specifically, the arrival time determination unit 21 determines the corrected arrival time at each position by subtracting the shear wave arrival time at the specified position from the shear wave arrival time at each position. The arrival time determination unit 21 outputs the determined corrected arrival time to the image generation unit 23.

画像発生部23は、補正到達時間と到達時間色相対応表とに基づいて、せん断波到達画像における色相を補正したせん断波到達補正画像を発生する。具体的には、画像発生部23は、到達時間色相対応表を用いて、各位置における補正到達時間の値に対応する色相を決定する。画像発生部23は、せん断波到達画像の各位置における色相を、補正到達時間に対応する色相に変更することにより、せん断波到達補正画像を発生する。   The image generation unit 23 generates a shear wave arrival correction image in which the hue in the shear wave arrival image is corrected based on the corrected arrival time and the arrival time hue correspondence table. Specifically, the image generation unit 23 determines the hue corresponding to the value of the corrected arrival time at each position using the arrival time hue correspondence table. The image generation unit 23 generates a shear wave arrival correction image by changing the hue at each position of the shear wave arrival image to a hue corresponding to the correction arrival time.

画像合成部25は、Bモード画像に重畳されたせん断波到達画像を、せん断波到達補正画像に更新することにより、重畳画像の色相を補正した補正重畳画像を発生する。   The image synthesis unit 25 updates the shear wave arrival image superimposed on the B-mode image to the shear wave arrival correction image, thereby generating a corrected superimposed image in which the hue of the superimposed image is corrected.

表示部7は、表示されているせん断波到達画像を、せん断波到達補正画像に置換して表示する。なお、表示部7は、重畳画像を表示している場合、表示されている重畳画像を補正重畳画像に置換して表示してもよい。   The display unit 7 replaces the displayed shear wave arrival image with the shear wave arrival correction image and displays it. In addition, when displaying the superimposed image, the display unit 7 may replace the displayed superimposed image with the corrected superimposed image for display.

(せん断波到達補正画像発生機能)
せん断波到達補正画像発生機能とは、指定位置におけるせん断波到達時間を基準として、所定領域内の各位置におけるせん断波到達時間を補正した補正到達時間を決定し、補正到達時間と到達時間色相対応表とに基づいて、せん断波到達画像の色相を補正したせん断波到達補正画像を発生する機能である。以下、せん断波到達補正画像発生機能に係る処理(以下、せん断波到達補正画像発生処理と呼ぶ)について説明する。
(Shear wave arrival correction image generation function)
The shear wave arrival correction image generation function determines the corrected arrival time by correcting the shear wave arrival time at each position in the specified area based on the shear wave arrival time at the specified position, and supports the corrected arrival time and arrival time hue. This is a function for generating a shear wave arrival correction image in which the hue of the shear wave arrival image is corrected based on the table. Hereinafter, processing related to the shear wave arrival correction image generation function (hereinafter referred to as shear wave arrival correction image generation processing) will be described.

図10は、せん断波到達補正画像発生処理の手順の一例を示すフローチャートである。   FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a procedure of shear wave arrival correction image generation processing.

表示部7に表示されたせん断波到達画像の関心領域内に、操作者の指示により指定位置(または指定領域)が入力される(ステップSc1)。なお、指定位置は、点でもよいし、線分であってもよい。指定位置としての線分は、例えば、操作者による指示により関心領域に指定された位置を通り、走査線に平行な線分である。指定位置におけるせん断波到達時間を基準として、各位置にせん断波到達時間を補正した補正到達時間が決定される(ステップSc2)。記憶部27から到達時間色相対応表が読み出される。読み出された到達時間色相対応表と補正到達時間とに基づいて、せん断波到達画像における色相を補正したせん断波到達補正画像が発生される(ステップSc3)。   A designated position (or designated region) is input in accordance with an operator's instruction within the region of interest of the shear wave arrival image displayed on the display unit 7 (step Sc1). The designated position may be a point or a line segment. The line segment as the designated position is, for example, a line segment that passes through the position designated in the region of interest by an instruction from the operator and is parallel to the scanning line. Based on the shear wave arrival time at the designated position, a corrected arrival time obtained by correcting the shear wave arrival time at each position is determined (step Sc2). The arrival time hue correspondence table is read from the storage unit 27. Based on the read arrival time hue correspondence table and the corrected arrival time, a shear wave arrival correction image in which the hue in the shear wave arrival image is corrected is generated (step Sc3).

図11は、せん断波到達補正画像を、せん断波到達画像とともに示す図である。図11の(a)は、第1の実施形態で発生されたせん断波到達画像を示す図である。図11の(b)は、本変形例で発生されたせん断波到達補正画像を示す図である。図11において、せん断波は、図面に向かって左方向から右方向へ伝搬している。図11における円形の領域91は、周辺組織よりもせん断速度が速い領域を示している。図11における円形の領域92は、周辺組織よりもせん断速度が遅い領域を示している。   FIG. 11 is a diagram illustrating the shear wave arrival correction image together with the shear wave arrival image. FIG. 11A is a diagram showing a shear wave arrival image generated in the first embodiment. FIG. 11B is a diagram illustrating a shear wave arrival correction image generated in the present modification. In FIG. 11, the shear wave propagates from the left to the right as viewed in the drawing. A circular region 91 in FIG. 11 indicates a region where the shear rate is faster than the surrounding tissue. A circular region 92 in FIG. 11 indicates a region where the shear rate is slower than that of the surrounding tissue.

図11の(a)において、例えば円形の領域92に着目してせん断波到達補正画像を表示させる場合、入力部9を介して、せん断波到達時間の基準となる線分90(すなわち、せん断波到達時間をゼロとする位置)が入力される。到達時間決定部21は、ROI内の同一深さの位置におけるせん断波到達時間から、線分90(以下、基準線分と呼ぶ)上の同一深さの位置におけるせん断波到達時間を差分する。到達時間決定部21は、上記差分をROI内の各深さについて実行することにより、補正到達時間を決定する。到達時間が負になる場合、到達時間決定部21は、補正到達時間を0にする。画像発生部23は、補正到達時間と到達時間色相対応表とに基づいて、せん断波到達画像の色相を補正したせん断波到達補正画像を発生する。   In FIG. 11A, for example, when a shear wave arrival correction image is displayed by paying attention to a circular region 92, a line segment 90 (that is, a shear wave) serving as a reference for the shear wave arrival time is input via the input unit 9. The position where the arrival time is zero) is input. The arrival time determination unit 21 subtracts the shear wave arrival time at the same depth position on the line segment 90 (hereinafter referred to as a reference line segment) from the shear wave arrival time at the same depth position in the ROI. The arrival time determination unit 21 determines the corrected arrival time by executing the difference for each depth in the ROI. When the arrival time becomes negative, the arrival time determination unit 21 sets the corrected arrival time to zero. The image generation unit 23 generates a shear wave arrival correction image in which the hue of the shear wave arrival image is corrected based on the corrected arrival time and the arrival time hue correspondence table.

図11の(b)は、図11の(a)のせん断波到達画像の色相を、基準線分上のせん断波到達時間に基づいて補正したせん断波到達補正画像の一例を示す図である。図11(b)に示すように、領域92では、方位方向の色相(図中では濃淡)は、急に変化している。すなわち、図11の(b)は、領域92におけるせん断波の伝搬速度が、領域92の周辺領域と比較して遅いことを示している。   FIG. 11B is a diagram illustrating an example of a shear wave arrival correction image obtained by correcting the hue of the shear wave arrival image of FIG. 11A based on the shear wave arrival time on the reference line segment. As shown in FIG. 11B, in the region 92, the hue in the azimuth direction (light and shade in the figure) changes abruptly. That is, FIG. 11B shows that the propagation speed of the shear wave in the region 92 is slower than the peripheral region of the region 92.

以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態の超音波診断装置1によれば、被検体の体動による組織の変位量を除去した組織の変量の時間変化に基づいて、関心領域内の各位置におけるせん断波到達時間に応じて色相を割り当てたせん断波到達画像を発生することができる。これにより、被検体内で発生されたせん断波の伝搬の様子(例えば、屈折、反射など)を一つの画像として可視化することができる。これにより、操作者は、せん断波到達画像におけるまだら模様の領域を、被検体の体動による変位量の除去を正確にできていないことなどにより、せん断波到達時間を正確に決定できなかった領域であると判定するための判断材料とすることができる。また、操作者は、せん断波到達画像において、まだら模様の領域を、せん断波の伝搬速度を決定するための処理対象および組織の硬さを評価するための評価対象から除外することが可能となる。
According to the configuration described above, the following effects can be obtained.
According to the ultrasonic diagnostic apparatus 1 of the present embodiment, based on the time variation of the tissue variable obtained by removing the tissue displacement due to the body movement of the subject, according to the shear wave arrival time at each position in the region of interest. A shear wave arrival image to which a hue is assigned can be generated. Thereby, the propagation state (for example, refraction, reflection, etc.) of the shear wave generated in the subject can be visualized as one image. As a result, the operator cannot accurately determine the shear wave arrival time due to the fact that the displacement of the mottled pattern area in the shear wave arrival image cannot be accurately removed due to the body movement of the subject. It can be used as a judgment material for judging that it is. Further, the operator can exclude the mottled pattern region from the processing object for determining the propagation speed of the shear wave and the evaluation object for evaluating the hardness of the tissue in the shear wave arrival image. .

また、本実施形態の超音波診断装置1によれば、被検体の体動による組織の変位量を除去した組織の変位量の時間変化の極大値のうち、最大の変位量を持つ値を抽出し、この極大値が持つ変位量に基づいて到達時間を決定し、関心領域内の各位置におけるせん断波到達時間に応じて色相を割り当てたせん断波到達画像を発生することができる。これにより、例えば、変位量観測走査処理において、超音波プローブと被検体とのうち少なくとも一つが動いた場合においても、適切な到達時間を決定することができる。すなわち、全体移動が連続的に発生する場合、見かけ上の組織の変位量は、時間(送信回数)の経過に伴って単調増加する場合がありうる。この時単に最大の変位量を抽出してしまうと、単調増加の割合が大きい場合には、単調増加によって増加された値が最大の変位量として抽出されてしまう。しかし、単調増加によって増加された変位量を用いることは、全体移動が生じた時点の変位量を用いて到達時間を算出することとなり、結果として物理的に正しくない到達時間が決定されてしまう。そこで、極大値の中で最大の変位量を持つ値を抽出し、この極大値が持つ変位量に基づいて到達時間を決定することにより、先に述べた単調増加によって得られた最大値を用いることなく、到達時間を決定するのに適切な時点の変位量を用いることができる。これにより、到達時間の決定において、ロバスト性が向上する。   Further, according to the ultrasonic diagnostic apparatus 1 of the present embodiment, a value having the maximum displacement amount is extracted from the maximum value of the temporal change of the tissue displacement amount after removing the tissue displacement amount due to the body movement of the subject. Then, the arrival time is determined based on the displacement amount of the local maximum value, and a shear wave arrival image in which the hue is assigned according to the shear wave arrival time at each position in the region of interest can be generated. Thereby, for example, in the displacement amount observation scanning process, an appropriate arrival time can be determined even when at least one of the ultrasonic probe and the subject moves. That is, when the entire movement occurs continuously, the apparent amount of tissue displacement may monotonously increase with time (number of transmissions). If the maximum amount of displacement is simply extracted at this time, if the rate of monotonic increase is large, the value increased by the monotonous increase is extracted as the maximum amount of displacement. However, using the displacement amount increased by monotonous increase means that the arrival time is calculated using the displacement amount at the time when the entire movement occurs, and as a result, the physically incorrect arrival time is determined. Therefore, the maximum value obtained by the monotonic increase described above is used by extracting the value having the maximum displacement amount from the maximum value and determining the arrival time based on the displacement amount of the maximum value. Instead, it is possible to use a displacement amount at an appropriate time point to determine the arrival time. This improves the robustness in determining the arrival time.

以上のことから、本実施形態によれば、操作者は、各時刻における変位量を映像化した画像を動画として観察しなくても、1枚のせん断波到達画像によりせん断波の伝搬の様子を把握することができる。また、操作者は、せん断波到達画像において、方位方向の色相の変化の度合い(色相の変化の緩急)を観察することにより、所定領域における各位置におけるせん断波の伝搬速度、すなわち各位置における組織の硬さを定性的に把握することができる。   From the above, according to the present embodiment, the operator can observe the propagation state of the shear wave by one shear wave arrival image without observing the image obtained by visualizing the displacement amount at each time as a moving image. I can grasp it. In addition, the operator observes the degree of hue change in the azimuth direction (slowness of hue change) in the shear wave arrival image, so that the propagation speed of the shear wave at each position in the predetermined region, that is, the tissue at each position. Can be qualitatively grasped.

また、本実施形態の変形例によれば、入力部9を介して操作者により入力された指定位置におけるせん断波到達時間を基準として、せん断波到達時間の色相を補正したせん断波到達補正画像を発生することができる。これにより、操作者が着目している着目領域が、せん断波の発生位置から離れている場合においても、着目領域を伝搬するせん断波の様子を簡便に表示することができる。加えて、本実施形態の変形例によれば、せん断波到達時間の基準となる位置を線分として指定することもできる。これにより、せん断波が着目領域に到達する前に、せん断波の伝搬速度の不均一性またはせん断波の屈折などによりせん断波の波面が乱れたとしても、着目領域においては波面の乱れを初期化することができる。この結果、着目領域におけるせん断波の伝搬の様子を、操作者にとって直観的でわかりやすく表示することができる。   Further, according to the modification of the present embodiment, the shear wave arrival correction image in which the hue of the shear wave arrival time is corrected with reference to the shear wave arrival time at the specified position input by the operator via the input unit 9. Can be generated. Thereby, even when the region of interest focused by the operator is away from the shear wave generation position, the state of the shear wave propagating through the region of interest can be easily displayed. In addition, according to the modification of the present embodiment, a position that is a reference for the shear wave arrival time can be designated as a line segment. As a result, even if the wave front of the shear wave is disturbed due to nonuniform shear wave propagation speed or refraction of the shear wave before the shear wave reaches the target area, the wave front disturbance is initialized in the target area. can do. As a result, the state of shear wave propagation in the region of interest can be displayed intuitively and easily for the operator.

(第2の実施形態)
第1の実施形態との相違は、所定領域(関心領域)内の各位置におけるせん断波到達時間を用いて、所定領域内の各位置におけるせん断波の伝搬速度を計算し、計算された伝搬速度に応じて色相を割り当てたせん断波伝搬速度画像を発生することにある。
(Second Embodiment)
The difference from the first embodiment is that the shear wave propagation speed at each position in the predetermined area is calculated using the shear wave arrival time at each position in the predetermined area (region of interest), and the calculated propagation speed is calculated. It is to generate a shear wave propagation velocity image to which a hue is assigned according to the above.

図12は、第2の実施形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示す構成図である。
速度計算部22は、所定領域内の各位置におけるせん断波到達時間(到達時間データ)を用いて、所定領域内の各位置におけるせん断波の伝搬速度を計算する。具体的には、速度計算部22は、所定領域内の各位置において、互いに隣接する位置におけるせん断波到達時間の差(以下、到達時間差と呼ぶ)を計算する。また、速度計算部22は、同時にたがいに隣接する位置間の距離を計算する。次いで、速度計算部22は、所定領域内の各位置における到達時間差の逆数と、隣接する位置間の距離の積を、せん断波伝搬速度として計算する。速度計算部22は、所定領域の各位置におけるせん断波伝搬速度のデータ(以下、伝搬速度データと呼ぶ)を、画像発生部23に出力する。
FIG. 12 is a configuration diagram illustrating an example of a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment.
The velocity calculation unit 22 calculates the shear wave propagation velocity at each position in the predetermined region using the shear wave arrival time (arrival time data) at each position in the predetermined region. Specifically, the velocity calculation unit 22 calculates a difference in shear wave arrival times (hereinafter referred to as arrival time difference) at positions adjacent to each other at each position in the predetermined region. In addition, the speed calculation unit 22 calculates the distance between adjacent positions at the same time. Next, the velocity calculation unit 22 calculates the product of the reciprocal of the arrival time difference at each position in the predetermined region and the distance between adjacent positions as the shear wave propagation velocity. The velocity calculation unit 22 outputs shear wave propagation velocity data (hereinafter referred to as propagation velocity data) at each position in the predetermined region to the image generation unit 23.

画像発生部23は、伝搬速度データと、記憶部27に記憶された伝搬速度色相対応表とに基づいて、所定領域の各位置において、せん断波の伝搬速度に応じて色相を割り当てたせん断波伝搬速度画像を発生する。伝搬速度色相対応表とは、例えば、伝搬速度の値に対する色相の対応表である。例えば、伝搬速度が0の場合の色相は、青である。色相は、例えば、伝搬速度の増大に伴い、青から、青緑、緑、黄緑、黄、橙、赤の順で、最大伝搬速度を赤色として定義される。   Based on the propagation velocity data and the propagation velocity hue correspondence table stored in the storage unit 27, the image generation unit 23 assigns a hue according to the propagation velocity of the shear wave at each position in a predetermined region. Generate speed images. The propagation velocity hue correspondence table is, for example, a hue correspondence table with respect to propagation velocity values. For example, the hue when the propagation speed is 0 is blue. For example, the hue is defined as red with a maximum propagation speed in the order of blue, blue-green, green, yellow-green, yellow, orange, and red as the propagation speed increases.

画像合成部25は、Bモード画像にせん断波伝搬速度画像を位置合わせして重畳した伝搬速度重畳画像を発生する。画像合成部25は、伝搬速度重畳画像またはせん断波伝搬速度画像を、表示部7に出力する。   The image composition unit 25 generates a propagation velocity superimposed image in which the shear wave propagation velocity image is aligned and superimposed on the B-mode image. The image composition unit 25 outputs a propagation velocity superimposed image or a shear wave propagation velocity image to the display unit 7.

記憶部27は、伝搬速度データ、伝搬速度色相対応表、せん断波伝搬速度画像、伝搬速度重畳画像、せん断波伝搬速度画像の発生に関するに関するアルゴリズム(以下、せん断波伝搬速度画像発生アルゴリズムと呼ぶ)などを記憶する。   The storage unit 27 includes propagation velocity data, propagation velocity hue correspondence table, shear wave propagation velocity image, propagation velocity superimposed image, algorithm relating to generation of shear wave propagation velocity image (hereinafter referred to as shear wave propagation velocity image generation algorithm), and the like. Remember.

CPU31は、操作者により入力部9を介して入力されたせん断波伝搬速度画像表示モードの選択に基づいて、記憶部27に記憶された送信遅延パターン、受信遅延パターン、せん断波発生送信遅延パターンと装置制御プログラムとを読み出し、これらに従って装置本体5を制御する。例えば、CPU31は、せん断波伝搬速度画像発生アルゴリズムを記憶部27から読み出す。CPU31は、読み出したせん断波伝搬速度画像発生アルゴリズムに従って、速度計算部22、画像発生部23などを制御する。せん断波伝搬速度画像表示モードとは、せん断波伝搬速度画像を発生し、表示することを実行するモードである。   Based on the selection of the shear wave propagation velocity image display mode input by the operator via the input unit 9, the CPU 31 transmits the transmission delay pattern, reception delay pattern, shear wave generation transmission delay pattern, and the like stored in the storage unit 27. The apparatus control program is read out, and the apparatus main body 5 is controlled according to these. For example, the CPU 31 reads out a shear wave propagation velocity image generation algorithm from the storage unit 27. The CPU 31 controls the velocity calculation unit 22, the image generation unit 23, and the like according to the read shear wave propagation velocity image generation algorithm. The shear wave propagation velocity image display mode is a mode in which a shear wave propagation velocity image is generated and displayed.

具体的には、CPU31は、入力部9を介してせん断波伝搬速度画像表示モードが入力されると、到達時間データに基づいて、伝搬速度データを発生させるために、速度計算部22を制御する。CPU31は、伝搬速度データと記憶部27から読み出した伝搬速度色相対応表とに基づいて、せん断波伝搬速度画像を発生させるために、画像発生部23を制御する。   Specifically, when the shear wave propagation velocity image display mode is input via the input unit 9, the CPU 31 controls the velocity calculation unit 22 to generate propagation velocity data based on the arrival time data. . The CPU 31 controls the image generation unit 23 to generate a shear wave propagation velocity image based on the propagation velocity data and the propagation velocity hue correspondence table read from the storage unit 27.

表示部7は、画像合成部25からの出力に基づいて、せん断波伝搬速度画像、伝搬速度重畳画像などを表示する。   The display unit 7 displays a shear wave propagation velocity image, a propagation velocity superimposed image, and the like based on the output from the image synthesis unit 25.

(せん断波伝搬速度画像発生機能)
せん断波伝搬速度画像発生機能とは、所定領域(第2領域)の各位置におけるせん断波の伝搬速度を色相で示すせん断波伝搬速度画像を発生する機能である。以下、せん断波伝搬速度画像発生機能に係る処理(以下、せん断波伝搬速度画像発生処理と呼ぶ)について説明する。
(Shear wave propagation velocity image generation function)
The shear wave propagation velocity image generation function is a function of generating a shear wave propagation velocity image indicating the propagation velocity of the shear wave at each position in a predetermined region (second region) with a hue. Hereinafter, processing related to the shear wave propagation velocity image generation function (hereinafter referred to as shear wave propagation velocity image generation processing) will be described.

図13は、せん断波伝搬速度画像発生処理の手順の一例を示すフローチャートである。   FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of a procedure of shear wave propagation velocity image generation processing.

所定領域内の各位置におけるせん断波到達時間に基づいて、各位置におけるせん断波の伝搬速度が計算される(ステップSd1)。各位置における伝搬速度と伝搬速度色相対応表とに基づいて、所定領域の各位置において、せん断波の伝搬速度に応じて色相を割り当てたせん断波伝搬速度画像が発生される(ステップSd2)。   Based on the shear wave arrival time at each position in the predetermined region, the propagation speed of the shear wave at each position is calculated (step Sd1). Based on the propagation velocity at each position and the propagation velocity hue correspondence table, a shear wave propagation velocity image in which a hue is assigned according to the propagation velocity of the shear wave is generated at each position in the predetermined region (step Sd2).

(第1の変形例)
第2の実施形態との相違は、操作者の指示により所定領域内に指定された指定領域内におけるせん断波の平均伝搬速度(以下、領域内平均伝搬速度と呼ぶ)を計算し、領域内平均伝搬速度を表示することにある。
(First modification)
The difference from the second embodiment is that the average propagation velocity of the shear wave in the designated region designated in the predetermined region by the operator's instruction (hereinafter referred to as the average propagation velocity in the region) is calculated, and the average in the region is calculated. It is to display the propagation speed.

入力部9は、操作者により所定領域内に指定された指定領域を、装置本体5に入力する。   The input unit 9 inputs a designated area designated within the predetermined area by the operator to the apparatus main body 5.

速度計算部22は、指定領域内の各位置におけるせん断波到達時間と、せん断波発生位置から指定領域内の各位置までの距離とに基づいて、領域内平均伝搬速度を計算する。例えば、速度計算部22は、指定領域内であって、異なる走査線上の同一深さの位置における複数のせん断到達時間と、せん断波発生位置からの各位置までの距離とに基づいて、線形回帰分析により領域内平均伝搬速度を計算する。   The velocity calculation unit 22 calculates the average propagation velocity in the region based on the shear wave arrival time at each position in the designated region and the distance from the shear wave generation position to each position in the designated region. For example, the velocity calculation unit 22 performs linear regression based on a plurality of shear arrival times at positions of the same depth on different scanning lines in the specified region and the distances from the shear wave generation position to each position. Calculate the average propagation velocity in the region by analysis.

画像発生部23は、せん断波到達画像とともに領域内平均伝搬速度を表示する画像を発生する。   The image generation unit 23 generates an image that displays the average propagation velocity in the region together with the shear wave arrival image.

図14は、指定領域内における異なる4つの走査線上の同一深さの各位置におけるせん断波伝搬データを、縦軸を変位量、横軸を時間としてプロットした図である。図14における曲線64、65、66、67はそれぞれ項となる走査線上の同一深さにおけるせん断波伝搬データを示している。図14における曲線64、65、66、67は、例えば、図3における走査線54、55、56、57に対応する。到達時間決定部21は、図14の曲線64、65、66、67各々に対して、超音波プローブから遠ざかる方向(図14における負の変位量)の最大値の時間を、せん断波到達時間として決定する。   FIG. 14 is a diagram in which shear wave propagation data at each position at the same depth on four different scanning lines in the designated region is plotted with the amount of displacement on the vertical axis and the time on the horizontal axis. Curves 64, 65, 66, and 67 in FIG. 14 show shear wave propagation data at the same depth on the scanning line as a term. Curves 64, 65, 66, and 67 in FIG. 14 correspond to, for example, the scanning lines 54, 55, 56, and 57 in FIG. The arrival time determination unit 21 sets the time of the maximum value in the direction away from the ultrasonic probe (negative displacement amount in FIG. 14) as the shear wave arrival time for each of the curves 64, 65, 66, and 67 in FIG. decide.

図15は、せん断波到達時間に対するせん断波発生位置からの距離の関係の一例を示す図である。図15における点74は、図14における曲線64に対して決定されたせん断波到達時間に対するせん断波発生位置からの距離を示している。図15における点75は、図14における曲線65に対して決定されたせん断波到達時間に対するせん断波発生位置からの距離を示している。図15における点76は、図14における曲線66に対して決定されたせん断波到達時間に対するせん断波発生位置からの距離を示している。図15における点77は、図14における曲線67に対して決定されたせん断波到達時間に対するせん断波発生位置からの距離を示している。図15における直線78は、点74、75、76,77を用いた線形回帰分析により決定された近似直線である。速度計算部21は、線形回帰分析による直線の傾きを、領域内平均伝搬速度として計算する。   FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the relationship of the distance from the shear wave generation position to the shear wave arrival time. A point 74 in FIG. 15 indicates the distance from the shear wave generation position with respect to the shear wave arrival time determined for the curve 64 in FIG. A point 75 in FIG. 15 indicates the distance from the shear wave generation position with respect to the shear wave arrival time determined for the curve 65 in FIG. A point 76 in FIG. 15 indicates the distance from the shear wave generation position with respect to the shear wave arrival time determined for the curve 66 in FIG. A point 77 in FIG. 15 indicates the distance from the shear wave generation position with respect to the shear wave arrival time determined for the curve 67 in FIG. A straight line 78 in FIG. 15 is an approximate straight line determined by linear regression analysis using the points 74, 75, 76, and 77. The speed calculation unit 21 calculates the slope of the straight line by linear regression analysis as the average propagation speed within the region.

(第2の変形例)
第2の実施形態における第1の変形例との相違は、計算された領域内平均伝搬速度を用いて、指定領域内の平均弾性率を計算することにある。
(Second modification)
The difference from the first modified example in the second embodiment is that the average elastic modulus in the designated region is calculated using the calculated average propagation velocity in the region.

速度計算部22は、計算された領域内平均伝搬速度を用いて、平均弾性率(ヤング率)を計算する。具体的には、速度計算部22は、領域内平均伝搬速度(v(m/s))の2乗(v )を3倍すること(3×v )で、平均弾性率(E(kPa))を計算する。すなわち、速度計算部22で計算される式は、E=3×v となる。 The velocity calculation unit 22 calculates an average elastic modulus (Young's modulus) using the calculated in-region average propagation velocity. Specifically, the velocity calculation unit 22 multiplies the square (v s 2 ) of the average propagation velocity in the region (v s (m / s)) by three times (3 × v s 2 ), thereby obtaining an average elastic modulus. (E (kPa)) is calculated. That is, the formula calculated by the speed calculation unit 22 is E = 3 × v s 2 .

画像発生部23は、せん断波到達画像とともに平均弾性率をするための画像を発生する。   The image generation unit 23 generates an image for obtaining an average elastic modulus together with the shear wave arrival image.

表示部7は、せん断波到達画像とともに平均弾性率をするための画像を表示する。   The display unit 7 displays an image for obtaining the average elastic modulus together with the shear wave arrival image.

以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態の超音波診断装置1によれば、所定領域(関心領域)内の各位置におけるせん断波到達時間を用いて、所定領域内の各位置におけるせん断波の伝搬速度を計算し、計算された伝搬速度に応じて色相を割り当てたせん断波伝搬速度画像を発生することができる。これにより、被検体内で発生されたせん断波の伝搬速度の空間的な分布を可視化することができる。また、操作者は、せん断波の伝播速度が雑音的に不均一になっている領域では,せん断波の伝播がうまく捉えられていないと判断できる。さらに、せん断波到達画像上に、せん断波が伝搬している領域またはせん断波の伝搬を正確にとらえている領域を、せん断波の平均伝搬速度および平均弾性率を解析するための領域として指定し、せん断波の平均伝搬速度および平均弾性率を計算することができる。これにより、せん断波の平均伝搬速度および平均弾性率などの定量的な解析結果に対する信頼性を向上させることができる。
According to the configuration described above, the following effects can be obtained.
According to the ultrasonic diagnostic apparatus 1 of the present embodiment, the propagation speed of the shear wave at each position in the predetermined region is calculated using the shear wave arrival time at each position in the predetermined region (region of interest). It is possible to generate a shear wave propagation velocity image to which a hue is assigned according to the propagation velocity. Thereby, the spatial distribution of the propagation speed of the shear wave generated in the subject can be visualized. Further, the operator can determine that the propagation of the shear wave is not well captured in a region where the propagation speed of the shear wave is noisy. In addition, on the shear wave arrival image, the area where the shear wave propagates or the area where the shear wave propagation is accurately captured is designated as the area for analyzing the average propagation velocity and average elastic modulus of the shear wave. The mean propagation velocity and mean modulus of shear waves can be calculated. Thereby, the reliability with respect to quantitative analysis results, such as the average propagation velocity and average elastic modulus of a shear wave, can be improved.

また、第1の実施形態の変形例として、本超音波診断装置1の技術的思想を医用画像処理装置100で実現する場合には、例えば図1の構成図における点線内の構成要素を有するものとなる。なお、医用画像処理装置100は、記憶部27に第1、第2変位データを記憶し、以降の処理を実行することも可能である。この時、変位量計算部19は不要となる。また、医用画像処理装置100は、記憶部27にせん断波伝搬データを記憶し、以降の処理を実行することも可能である。この時、変位量計算部19および到達時間決定部21は不要となる。   Further, as a modification of the first embodiment, when the medical idea of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 is realized by the medical image processing apparatus 100, for example, it has constituent elements in dotted lines in the configuration diagram of FIG. It becomes. The medical image processing apparatus 100 can also store the first and second displacement data in the storage unit 27 and execute the subsequent processing. At this time, the displacement amount calculation unit 19 becomes unnecessary. The medical image processing apparatus 100 can also store the shear wave propagation data in the storage unit 27 and execute the subsequent processing. At this time, the displacement amount calculation unit 19 and the arrival time determination unit 21 are not necessary.

また、第2の実施形態の変形例として、本超音波診断装置1の技術的思想を医用画像処理装置101で実現する場合には、例えば図12の構成図における点線内の構成要素を有するものとなる。また、医用画像処理装置101において、超音波診断装置1から出力されたせん断波到達画像のデータなどを読み込んで、上記処理を実行することも可能である。   As a modification of the second embodiment, when the technical idea of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 is realized by the medical image processing apparatus 101, for example, it has constituent elements in dotted lines in the configuration diagram of FIG. It becomes. The medical image processing apparatus 101 can also read the shear wave arrival image data output from the ultrasound diagnostic apparatus 1 and execute the above-described processing.

(第3の実施形態)
第1、第2の実施形態との相違は、複数の観測走査線各々に対応して送信されるプッシュパルスの送信回数を、複数回実行することにある。具体例として、第1領域内において深さが異なる複数の焦点に対して、複数のプッシュパルスを送信する場合について説明する。
(Third embodiment)
The difference from the first and second embodiments is that the number of push pulses transmitted corresponding to each of the plurality of observation scanning lines is executed a plurality of times. As a specific example, a case where a plurality of push pulses are transmitted to a plurality of focal points having different depths in the first region will be described.

送信部11は、第1領域内において、深さが異なる複数の焦点にそれぞれ対応する複数のプッシュパルスを送信する。複数のプッシュパルスの送信により、複数の焦点各々において、せん断波が発生される。第2領域には、複数の焦点でそれぞれ発生されたせん断波が重ね合わさった重畳せん断波が伝搬する。送信部11は、例えば、第1領域内において、深さが異なる4つの焦点に対して、それぞれプッシュパルスを送信する。具体的には、図2のステップSa3において、送信部11は、4つの焦点各々に対してプッシュパルスを送信する。   The transmitter 11 transmits a plurality of push pulses respectively corresponding to a plurality of focal points having different depths in the first region. By transmitting a plurality of push pulses, shear waves are generated at each of the plurality of focal points. In the second region, a superimposed shear wave in which shear waves generated at a plurality of focal points are superimposed is propagated. For example, the transmission unit 11 transmits push pulses to four focal points having different depths in the first region. Specifically, in step Sa3 in FIG. 2, the transmission unit 11 transmits a push pulse to each of the four focal points.

ドプラ処理部17の自己相関器または相互相関器により得られた第2変位データは、重畳せん断波による組織の変位量を有している。   The second displacement data obtained by the auto-correlator or the cross-correlator of the Doppler processing unit 17 has a tissue displacement amount due to the superimposed shear wave.

変位量計算部19は、第1、第2変位データから体動変位データを差分することにより、重畳せん断波による組織の変位量の時間変化を示す重畳せん断波伝搬データを計算する。   The displacement amount calculation unit 19 calculates superimposed shear wave propagation data indicating a temporal change in the displacement amount of the tissue due to the superimposed shear wave by subtracting the body movement displacement data from the first and second displacement data.

到達時間決定部21は、重畳せん断波伝搬データにおける組織の変位量の時間変化に基づいて、せん断波到達時間を決定する。具体的には、到達時間決定部21は、所定領域内の各位置について、いずれか一つのプッシュパルスの送信開始時、またはいずれか一つのプッシュパルスの送信終了時を時刻0として、重畳せん断波伝搬データにおける組織の変位量の最大値に対応する時間を、せん断波到達時間として決定する。到達時間決定部21は、所定領域内の各位置における到達時間データを、画像発生部23に出力する。なお、せん断波到達時間の基準時刻は、いずれかのプッシュパルスの送信開始時刻、または送信終了時刻に、任意に選択可能である。   The arrival time determination unit 21 determines the shear wave arrival time based on the temporal change of the tissue displacement amount in the superimposed shear wave propagation data. Specifically, the arrival time determination unit 21 sets the superimposed shear wave for each position in the predetermined region with the time 0 as the start of transmission of any one push pulse or the end of transmission of any one push pulse. The time corresponding to the maximum tissue displacement amount in the propagation data is determined as the shear wave arrival time. The arrival time determination unit 21 outputs arrival time data at each position in the predetermined area to the image generation unit 23. The reference time of the shear wave arrival time can be arbitrarily selected at the transmission start time or transmission end time of any push pulse.

以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態の超音波診断装置1によれば、被検体の体動による組織の変位量を除去した組織の変量の時間変化に基づいて、関心領域内の各位置における重畳せん断波のせん断波到達時間に応じて色相を割り当てたせん断波到達画像を発生することができる。これにより、被検体内で発生されたせん断波の伝搬の様子(例えば、屈折、反射など)を一つの画像として可視化することができる。
According to the configuration described above, the following effects can be obtained.
According to the ultrasonic diagnostic apparatus 1 of the present embodiment, the arrival of the shear wave of the superimposed shear wave at each position in the region of interest based on the temporal change of the tissue variable obtained by removing the tissue displacement due to the body movement of the subject. It is possible to generate a shear wave arrival image to which a hue is assigned according to time. Thereby, the propagation state (for example, refraction, reflection, etc.) of the shear wave generated in the subject can be visualized as one image.

医用画像処理装置100、101にネットワークを介して接続される超音波診断装置は、超音波検査において、データの取得および保存を実行すればよい。本医用画像処理装置100、101は、超音波検査後に、せん断波到達画像を詳細に観察するために使用することが可能となる。すなわち、超音波検査を行う検査者と超音波診断装置により発生された医用画像を解析する解析者とが異なる場合、本実施形態の効果が表れる。すなわち、解析者は、超音波検査後、せん断波到達画像により、せん断波が解析者の所望通りに伝搬しているか否かを確認することができる。解析者は、せん断波到達画像に基づいて、所定領域内の組織の弾性率を計算することが可能となる。このため、例えば解析結果である弾性率の信頼性を向上させることができる。また、検査者の主観により解析の範囲が決定される事態も回避することができ、誤診の可能性を低減することができる。   The ultrasonic diagnostic apparatus connected to the medical image processing apparatuses 100 and 101 via a network may perform data acquisition and storage in the ultrasonic examination. The medical image processing apparatuses 100 and 101 can be used to observe a shear wave arrival image in detail after ultrasonic examination. That is, when the examiner who performs the ultrasonic examination is different from the analyst who analyzes the medical image generated by the ultrasonic diagnostic apparatus, the effect of this embodiment appears. That is, the analyst can confirm whether the shear wave is propagating as desired by the analyst by the shear wave arrival image after the ultrasonic inspection. The analyst can calculate the elastic modulus of the tissue in the predetermined region based on the shear wave arrival image. For this reason, for example, the reliability of the elastic modulus that is the analysis result can be improved. In addition, it is possible to avoid a situation in which the analysis range is determined by the subjectivity of the examiner, and to reduce the possibility of misdiagnosis.

加えて、実施形態に係る各機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク(ハードディスクなど)、光ディスク(CD−ROM、DVDなど)、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも可能である。   In addition, each function according to the embodiment can also be realized by installing a program for executing the processing in a computer such as a workstation and developing the program on a memory. At this time, a program capable of causing the computer to execute the technique can be stored and distributed in a storage medium such as a magnetic disk (such as a hard disk), an optical disk (such as a CD-ROM or DVD), or a semiconductor memory. .

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…超音波診断装置、3…超音波プローブ、5…装置本体、7…表示部、9…入力部、11…送信部、13…受信部、15…Bモード処理部、17…ドプラ処理部、19…変位量計算部、21…到達時間決定部、22…速度計算部、23…画像発生部、25…画像合成部、27…記憶部、29…インターフェース部、31…制御プロセッサ(CPU)、100…医用画像処理装置、101…医用画像処理装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ultrasonic diagnostic apparatus, 3 ... Ultrasonic probe, 5 ... Apparatus main body, 7 ... Display part, 9 ... Input part, 11 ... Transmission part, 13 ... Reception part, 15 ... B mode process part, 17 ... Doppler process part , 19 ... displacement amount calculation unit, 21 ... arrival time determination unit, 22 ... speed calculation unit, 23 ... image generation unit, 25 ... image synthesis unit, 27 ... storage unit, 29 ... interface unit, 31 ... control processor (CPU) , 100 ... medical image processing apparatus, 101 ... medical image processing apparatus

Claims (12)

複数の振動子を有する超音波プローブと、
前記超音波プローブを介して、被検体内でせん断波を発生させる第1の超音波を第1領域に送信し、第2の超音波を前記被検体内の第2領域に送信する送信部と、
前記第2の超音波に基づいて受信信号を発生する受信部と、
前記受信信号を用いて、前記第2領域への前記せん断波の伝搬に伴う組織の変位量を計算する変位量計算部と、
前記第2領域の各位置に関する前記変位量の時間変化に基づいて、前記各位置に前記せん断波が到達した到達時間を決定する到達時間決定部と、
前記到達時間と前記到達時間に応じて予め設定された色相とに基づいて、前記到達時間に応じて前記色相を割り当てたせん断波到達画像を発生する画像発生部と、
を具備することを特徴とする超音波診断装置。
An ultrasonic probe having a plurality of transducers;
A transmission unit that transmits a first ultrasonic wave that generates a shear wave in the subject to the first region and transmits a second ultrasonic wave to the second region in the subject via the ultrasonic probe; ,
A receiving unit that generates a reception signal based on the second ultrasonic wave;
Using the received signal, a displacement amount calculation unit that calculates the displacement amount of the tissue accompanying the propagation of the shear wave to the second region,
An arrival time determination unit for determining an arrival time at which the shear wave arrives at each position based on a change in the displacement amount with respect to each position in the second region;
Based on the arrival time and a hue set in advance according to the arrival time, an image generator that generates a shear wave arrival image to which the hue is assigned according to the arrival time;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記到達時間決定部は、前記変位量のうち最大変位量に基づいて、前記到達時間を決定すること、
を特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
The arrival time determination unit determines the arrival time based on a maximum displacement amount among the displacement amounts;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.
前記到達時間決定部は、前記変位量の時間変化における極大値のうち最大の変位量に基づいて、前記到達時間を決定すること、
を特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
The arrival time determination unit determines the arrival time based on the maximum displacement amount among the maximum values in the time variation of the displacement amount,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.
前記到達時間決定部は、前記変位量の時間変化のうち最大の時間変化に基づいて、前記到達時間を決定すること、
を特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
The arrival time determination unit determines the arrival time based on a maximum time change among the time changes of the displacement amount;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.
前記変位計算部は、前記変位量として、前記超音波プローブから遠ざかる方向に沿った変位量を計算すること、
を特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。
The displacement calculator calculates a displacement amount along a direction away from the ultrasonic probe as the displacement amount;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein:
前記第2領域に操作者により指定された指定領域を入力する入力部をさらに具備し、
前記到達時間決定部は、前記指定領域における到達時間を基準として前記各位置における到達時間を補正した補正到達時間を決定し、
前記画像発生部は、前記補正到達時間と前記色相とに基づいて、前記せん断波到達画像における色相を補正したせん断波到達補正画像を発生すること、
を特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。
An input unit for inputting a designated area designated by an operator in the second area;
The arrival time determination unit determines a corrected arrival time by correcting the arrival time at each position on the basis of the arrival time in the designated region,
The image generation unit generates a shear wave arrival correction image in which the hue in the shear wave arrival image is corrected based on the correction arrival time and the hue;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein:
前記各位置における到達時間を用いて、前記各位置におけるせん断波の伝搬速度を計算する速度計算部をさらに具備し、
前記画像発生部は、前記計算された伝搬速度と前記伝搬速度に応じて予め設定された色相とに基づいて、前記各位置における前記伝搬速度に応じて前記色相を割り当てたせん断波伝搬速度画像を発生すること、
を特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。
Using the arrival time at each position, further comprising a velocity calculation unit for calculating the propagation velocity of the shear wave at each position;
The image generation unit generates a shear wave propagation velocity image in which the hue is assigned according to the propagation velocity at each position based on the calculated propagation velocity and a hue preset according to the propagation velocity. What happens,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein:
前記第2領域に操作者により指定された指定領域を入力する入力部と、
前記指定領域内の各位置における前記到達時間を用いて、前記指定領域内を伝搬するせん断波の伝搬速度を計算する速度計算部とをさら具備すること、
を特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。
An input unit for inputting a designated area designated by an operator in the second area;
A speed calculator that calculates a propagation speed of a shear wave propagating in the designated area using the arrival time at each position in the designated area;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein:
前記第2領域に操作者により指定された指定領域を入力する入力部と、
前記指定領域内を伝搬するせん断波の伝搬速度を用いて、前記指定領域内における弾性率を計算する速度計算部とをさら具備すること、
を特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。
An input unit for inputting a designated area designated by an operator in the second area;
Using a velocity of shear wave propagating in the designated region, further comprising a velocity calculation unit for calculating an elastic modulus in the designated region;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein:
受信信号を記憶する記憶部と、
前記受信信号を用いて、被検体内の各位置に伝搬したせん断波による組織の変位量を計算する変位量計算部と、
前記各位置に関する前記変位量の時間変化に基づいて、前記各位置に前記せん断波が到達した到達時間を決定する到達時間決定部と、
前記到達時間と前記到達時間に応じて予め設定された色相とに基づいて、前記到達時間に応じて前記色相を割り当てたせん断波到達画像を発生する画像発生部と、
を具備することを特徴とする医用画像処理装置。
A storage unit for storing received signals;
Using the received signal, a displacement amount calculation unit that calculates the displacement amount of the tissue due to the shear wave propagated to each position in the subject, and
An arrival time determination unit that determines an arrival time at which the shear wave arrives at each position, based on a change in the displacement amount with respect to each position.
Based on the arrival time and a hue set in advance according to the arrival time, an image generator that generates a shear wave arrival image to which the hue is assigned according to the arrival time;
A medical image processing apparatus comprising:
受信信号を記憶し、
前記受信信号を用いて、被検体内の各位置に伝搬したせん断波による組織の変位量を計算し、
前記各位置に関する前記変位量の時間変化に基づいて、前記各位置に前記せん断波が到達した到達時間を決定し、
前記到達時間と前記到達時間に応じて予め設定された色相とに基づいて、前記到達時間に応じて前記色相を割り当てたせん断波到達画像を発生すること、
を具備することを特徴とする医用画像処理方法。
Memorize the received signal,
Using the received signal, calculate the amount of tissue displacement due to shear waves propagated to each position in the subject,
Based on the change over time of the displacement amount for each position, determine the arrival time when the shear wave reaches each position;
Generating a shear wave arrival image to which the hue is assigned according to the arrival time, based on the arrival time and a hue preset according to the arrival time;
A medical image processing method comprising:
コンピュータに、
受信信号を記憶させ、
前記エコー信号を用いて、被検体内の各位置に伝搬したせん断波による組織の変位量を計算させ、
前記各位置に関する前記変位量の時間変化に基づいて、前記各位置に前記せん断波が到達した到達時間を決定させ、
前記到達時間と前記到達時間に応じて予め設定された色相とに基づいて、前記到達時間に応じて前記色相を割り当てたせん断波到達画像を発生させること、
を具備することを特徴とする医用画像処理プログラム。
On the computer,
Memorize the received signal,
Using the echo signal, the amount of tissue displacement due to shear waves propagated to each position in the subject is calculated,
Based on the change over time of the displacement amount for each position, the arrival time at which the shear wave reaches each position is determined,
Generating a shear wave arrival image to which the hue is assigned according to the arrival time, based on the arrival time and a hue preset according to the arrival time;
A medical image processing program comprising:
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