JP2022115506A

JP2022115506A - 超音波診断装置、超音波診断システム及び超音波診断装置の制御プログラム

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Publication number: JP2022115506A
Application number: JP2021012130A
Authority: JP
Inventors: 直久神山; Naohisa Kamiyama; 俊一郎谷川; Shunichiro Tanigawa
Original assignee: GE Precision Healthcare LLC
Current assignee: GE Precision Healthcare LLC
Priority date: 2021-01-28
Filing date: 2021-01-28
Publication date: 2022-08-09

Abstract

【課題】より確実に被検体の組織性状に関するパラメータを得る。【解決手段】超音波診断装置１のプロセッサ７は、少なくとも第１の周波数成分と第２の周波数成分を含む機械的振動が加振器５０によって付与されて、機械的振動によって剪断波が発生している被検体に対し、第１の周波数成分に応じた第１のパルス繰り返し周波数で超音波パルスを所要時間送信した後、第２の周波数成分に応じた第２のパルス繰り返し周波数で超音波パルスを送信するよう超音波プローブ２を制御する。プロセッサ７は、第１のパルス繰り返し周波数で送信された超音波パルスのエコー信号に基づいて、第１の剪断波の第１の伝搬速度を算出し、第２のパルス繰り返し周波数で送信された超音波パルスのエコー信号に基づいて、第２の剪断波の第２の伝搬速度を算出し、第１の伝搬速度及び記第２の伝搬速度を用いて、前記被検体の組織性状に関するパラメータを算出する。【選択図】図１

Description

本発明は、剪断波の伝搬速度を算出する超音波診断装置、超音波診断システム及び超音波診断装置の制御プログラムに関する。

被検体の組織性状を定量化する手法の一つに、被検体内に発生させた剪断波を検出して組織性状に関するパラメータを算出する手法がある。例えば、特許文献１には、超音波のプッシュパルスによって被検体内に剪断波を発生させ、この剪断波の周波数と伝搬速度に基づいて粘性の定量値を算出する超音波装置が開示されている。組織性状に関するパラメータには、他にも弾性値や剪断波の伝搬速度が含まれる。

特開２０１９－１１８８２０号公報

超音波のプッシュパルスで、例えば被検体の肝臓内に剪断波を発生させた場合、この剪断波は非常に微弱であり、伝搬距離も短く、ＳＮも悪い。このような悪条件下で、剪断波に対する周波数解析を実施して粘性に関するパラメータを算出することは困難である。組織性状に関するパラメータをより確実に算出することが求められる。

一態様の超音波診断装置は、プッシュパルスの代わりに、機械的振動を被検体に付与して剪断波を発生させることで、上記の課題を解決した。具体的には、機械的振動によって異なる周波数成分を持つ剪断波を生じさせてそれぞれの剪断波の伝搬速度を算出することで組織性状の定量化が可能となる。異なる周波数成分を持つ剪断波を検出するために、各々の周波数成分に応じたパルス繰り返し周波数で超音波パルスを送信する。すなわち、一態様の超音波診断装置は、被検体に対して超音波パルスを送信してエコー信号を受信する超音波プローブと、プロセッサとを備える。プロセッサは、少なくとも第１の周波数成分と第２の周波数成分を含む機械的振動が付与されて、この機械的振動によって剪断波が発生している被検体に対し、前記第１の周波数成分に応じた第１のパルス繰り返し周波数で前記超音波パルスを所要時間送信した後、前記第２の周波数成分に応じた第２のパルス繰り返し周波数で前記超音波パルスを送信するよう前記超音波プローブを制御する。前記剪断波は、前記第１の周波数成分に応じた周波数の第１の剪断波と、前記第２の周波数成分に応じた周波数の第２の剪断波を含んでいる。そして、前記プロセッサは、前記第１のパルス繰り返し周波数で送信された前記超音波パルスのエコー信号に基づいて、前記第１の剪断波の第１の伝搬速度を算出し、前記第２のパルス繰り返し周波数で送信された前記超音波パルスのエコー信号に基づいて、前記第２の剪断波の第２の伝搬速度を算出する。

他の態様の超音波診断装置は、被検体に対して超音波パルスを送信してエコー信号を受信する超音波プローブと、プロセッサとを備える。前記プロセッサは、少なくとも第１の周波数成分と第２の周波数成分を含む機械的振動が付与されて、この機械的振動によって剪断波が発生している被検体に対し、前記第１の周波数成分及び前記第２の周波数成分に応じたパルス繰り返し周波数で前記超音波パルスを送信するよう前記超音波プローブを制御する。前記剪断波は、前記第１の周波数成分に応じた周波数の第１の剪断波と、前記第２の周波数成分に応じた周波数の第２の剪断波を含んでいる。そして、前記プロセッサは、前記超音波パルスのエコー信号に基づいて、前記第１の剪断波の第１の伝搬速度及び前記第２の剪断波の第２の伝搬速度を算出する。

上記態様における超音波診断装置によれば、少なくとも第１及び第２の周波数成分を含む機械的振動を付与することで発生した第１及び第２の剪断波の伝搬速度が、第１及び第２の周波数成分の各々に応じた第１及び第２のパルス繰り返し周波数で超音波パルスを送信して得られたエコー信号に基づいて算出される。プッシュパルスの代わりに機械的振動を用いることで、より確実に被検体の組織性状に関するパラメータを得ることができる。また、超音波パルスのパルス繰り返し周波数を、第１及び第２の周波数成分の各々に応じた第１及び第２のパルス繰り返し周波数とすることにより、第１及び第２の剪断波を検出して第１及び第２の伝搬速度を算出することができる。

また、上記他の態様における超音波診断装置によれば、少なくとも第１及び第２の周波数成分を含む機械的振動を付与することで発生した第１及び第２の剪断波の伝搬速度が、第１及び第２の周波数成分の各々に応じた１つのパルス繰り返し周波数で超音波パルスを送信して得られたエコー信号に基づいて算出される。そして、これら第１及び第２の伝搬速度を用いて、被検体の組織性状に関するパラメータが算出される。プッシュパルスの代わりに機械的振動を用いることで、より確実に被検体の組織性状に関するパラメータを得ることができる。また、超音波パルスのパルス繰り返し周波数を、第１及び第２の周波数成分の各々に応じた１つのパルス繰り返し周波数とすることにより、第１及び第２の剪断波を検出して第１及び第２の伝搬速度を算出することができる。

実施形態による超音波診断システム及び超音波診断装置の一例を示すブロック図である。実施形態における機械的振動の付与及び超音波パルスの送受信についてのフローチャートの一例である。実施形態における機械的振動の付与及び超音波パルスの送受信についてのフローチャートの他例である。他の実施形態による超音波診断システム及び超音波診断装置の一例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１に示す超音波診断システム１００は、超音波診断装置１及び加振器５０を備える。超音波診断装置１は、超音波プローブ２、送信ビームフォーマ３及び送信機４を含む。超音波プローブ２は、被検体に対して超音波スキャンを実行して超音波のエコーを受信する。

より具体的には、超音波プローブ２は、パルス超音波を被検体（図示せず）に放射する複数の振動素子２ａを有する。複数の振動素子２ａは、送信ビームフォーマ３および送信機４によってドライブされパルス超音波を放射する。振動素子２ａは、圧電素子である。

超音波診断装置１は、さらに受信機５及び受信ビームフォーマ６を含む。振動素子２ａから放射されたパルス超音波は、被検体内において反射して振動素子２ａに戻るエコーを生成する。エコーは、振動素子２ａによって電気信号に変換されてエコー信号となり、受信機５に入力される。エコー信号は、受信機５において所要のゲインによる増幅等が行なわれた後に受信ビームフォーマ６に入力され、この受信ビームフォーマ６において受信ビームフォーミングが行われる。受信ビームフォーマ６は、受信ビームフォーミング後の超音波データを出力する。

受信ビームフォーマ６は、ハードウェアビームフォーマであってもソフトウェアビームフォーマであってもよい。受信ビームフォーマ６がソフトウェアビームフォーマである場合、受信ビームフォーマ６は、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、マイクロプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、または論理演算を実行することができる他の種類のプロセッサのうちの任意の１つまたは複数を含む１つまたは複数のプロセッサを備えることができる。受信ビームフォーマ６を構成するプロセッサは、後述のプロセッサ７とは別のプロセッサで構成されていてもよいし、プロセッサ７で構成されていてもよい。

超音波プローブ２は、送信ビームフォーミングおよび／または受信ビームフォーミングの全部または一部を行うための電気回路を含むことができる。例えば、送信ビームフォーマ３、送信機４、受信機５、および受信ビームフォーマ６の全部または一部は、超音波プローブ２内に設けられていてもよい。

超音波診断装置１は、送信ビームフォーマ３、送信機４、受信機５、および受信ビームフォーマ６を制御するためのプロセッサ７も含む。さらに、超音波診断装置１は、ディスプレイ８、メモリ９及びユーザインタフェース１０を含む。

プロセッサ７は、１つ又は複数のプロセッサを含んでいる。プロセッサ７は、超音波プローブ２と電子通信している。プロセッサ７は、超音波プローブ２を制御して超音波データを取得することができる。プロセッサ７は、振動素子２ａのどれがアクティブであるか、および超音波プローブ２から送信される超音波ビームの形状を制御する。プロセッサ７はまた、ディスプレイ８とも電子通信しており、プロセッサ７は、超音波データを処理してディスプレイ８上に表示するための超音波画像にすることができる。「電子通信」という用語は、有線通信と無線通信の両方を含むように定義することができる。プロセッサ７は、一実施形態によれば中央処理装置（ＣＰＵ）を含むことができる。他の実施形態によれば、プロセッサ７は、デジタル信号プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、グラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）、または他のタイプのプロセッサなど、処理機能を実行することができる他の電子構成要素を含むことができる。他の実施形態によれば、プロセッサ７は、処理機能を実行することができる複数の電子構成要素を含むことができる。例えばプロセッサ７は、中央処理装置、デジタル信号プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、およびグラフィックスプロセッシングユニットを含む電子構成要素のリストから選択された２つ以上の電子構成要素を含むことができる。

プロセッサ７は、ＲＦデータを復調する複合復調器（図示せず）を含むこともできる。別の実施形態では、処理チェーンの早いうちに復調を実行することができる。

プロセッサ７は、複数の選択可能な超音波モダリティに従った１つまたは複数の処理動作をデータに行うように構成されている。エコー信号が受信されるとき、データは走査セッション中にリアルタイムで処理することができる。この開示のために、「リアルタイム」という用語は、いかなる意図的な遅延もなく行われる手順を含むように定義される。

また、データは、超音波の走査中に一時的にバッファ（図示せず）に格納し、ライブ操作またはオフライン操作でリアルタイムではなく処理することができる。この開示において、「データ」という用語は、本開示においては、超音波診断装置１を用いて取得される１つまたは複数のデータセットを指すように使用することができる。

超音波データは、プロセッサ７によって他のまたは異なるモード関連モジュール（例えば、Ｂモード、カラードプラ、Ｍモード、カラーＭモード、スペクトルドプラ、造影モード、エラストグラフィ、ＴＶＩ、歪み、歪み速度、など）で処理して超音波画像のデータを作ることができる。例えば、１つまたは複数のモジュールが、Ｂモード、カラードプラ、Ｍモード、カラーＭモード、スペクトルドプラ、造影モード、エラストグラフィ、ＴＶＩ、歪み、歪み速度、およびそれらの組合せ、などの超音波画像を生成することができる。

画像ビームおよび／または画像フレームは保存され、データがメモリに取得された時を示すタイミング情報を記録することができる。前記モジュールは、例えば、画像フレームを座標ビーム空間から表示空間座標に変換するために走査変換演算を実行する走査変換モジュールを含むことができる。被検体に処置が実施されている間にメモリから画像フレームを読み取り、その画像フレームをリアルタイムで表示する映像プロセッサモジュールが設けられてもよい。映像プロセッサモジュールは画像フレームを画像メモリに保存することができ、超音波画像は画像メモリから読み取られディスプレイ８に表示される。

なお、本明細書で使用する場合、「画像」という用語は、可視画像と可視画像を表すデータの両方を広く指す。また、「データ」という用語は、走査変換演算前の超音波データであるローデータ（ｒａｗｄａｔａ）と、走査変換演算後のデータである画像データを含みうる。

プロセッサ７が複数のプロセッサを含む場合、プロセッサ７が担当する上述の処理タスクを、複数のプロセッサが担当してもよい。例えば、第１のプロセッサを使用して、ＲＦ信号を復調および間引きすることができ、第２のプロセッサを使用して、データをさらに処理した後、画像を表示することができる。

また、例えば受信ビームフォーマ６がソフトウェアビームフォーマである場合、その処理機能は、単一のプロセッサで実行されてもよいし、複数のプロセッサで実行されてもよい。

ディスプレイ８は、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）ディスプレイ、ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどである。

メモリ９は、任意の既知のデータ記憶媒体である。一例では、超音波画像表示システム１は、メモリ９として非一過性の記憶媒体及び一過性の記憶媒体を含み、複数のメモリ９を含んでいる。非一過性の記憶媒体は、例えば、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋ：ハードディスク）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）などの不揮発性の記憶媒体である。非一過性の記憶媒体は、ＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｋ）やＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）などの可搬性の記憶媒体を含んでいてもよい。非一過性の記憶媒体には、プロセッサ７によって実行されるプログラムが記憶される。

一過性の記憶媒体は、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）などの揮発性の記憶媒体である。

ユーザインタフェース１０は、オペレーターの入力を受け付けることができる。例えば、ユーザインタフェース１０は、オペレーターからの指示や情報の入力を受け付ける。ユーザインタフェース１０は、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）、ハードキー（ｈａｒｄｋｅｙ）、トラックボール（ｔｒａｃｋｂａｌｌ）、ロータリーコントロール（ｒｏｔａｒｙｃｏｎｔｒｏｌ）及びソフトキー等を含んで構成されている。ユーザインタフェース１０は、ソフトキー等を表示するタッチスクリーンを含んでいてもよい。

加振器５０は、機械的振動を発生する。一例では、加振器５０は、圧電素子を備え、この圧電素子に駆動電圧が印可され機械的振動を発生する。機械的振動は、少なくとも第１の周波数成分ｆ１と第２の周波数成分ｆ２を含んでいる。

加振器５０は、超音波診断装置１とは独立して動作し、また独自の電源を有している。

次に、本例の作用について説明する。図２は、機械的振動の付与及び超音波パルスの送受信についてのフローチャートである。先ず、ステップＳ１では、加振器５０が被検体に対する機械的振動の付与を開始する。加振器５０は、被検体の表面に置かれた状態で機械的振動を付与する。一例では、オペレーターが、加振器５０を被検体の表面に置き、なおかつ加振器５０を動作させる。

機械的振動は、少なくとも第１の周波数成分ｆ１及び第２の周波数成分ｆ２を含んでいる。機械的振動により、被検体内の生体組織には剪断波が発生する。剪断波は、第１の周波数成分ｆ１に応じた周波数の第１の剪断波と、第２の周波数成分ｆ２に応じた周波数の第２の剪断波を含んでいる。第１の剪断波の周波数及び第２の剪断波の周波数は、互いに異なっている。

次に、ステップＳ２では、機械的振動によって剪断波が発生している被検体に対し、プロセッサ７は第１のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ１で超音波パルスを所要時間送受信するよう超音波プローブ２を制御する。ステップＳ２において送信される超音波パルスは、剪断波に含まれる第１の剪断波を検出する超音波パルスであり、第１のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ１は、第１の周波数成分ｆ１に応じた周波数である。第１のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ１については、後で詳しく述べる。

プロセッサ７は、このステップＳ２において送信された超音波パルスのエコー信号に基づいて、第１の剪断波の第１の伝搬速度Ｖ１を算出する。プロセッサ７は、超音波パルスのエコー信号に対して、組織ドプラ処理を行なってドプラデータを作成し、このドプラデータに基づいて第１の伝搬速度Ｖ１を算出する。

第１の伝搬速度Ｖ１が算出されるタイミングは、次のステップＳ３に移行する前であってもよいし、ステップＳ３以降であってもよい。また、第１の伝搬速度Ｖ１が算出されるタイミングは、図２のフローチャートの処理が終了した後であってもよい。

プロセッサ７が、ステップＳ２において第１のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ１で超音波パルスを所要時間送受信するよう超音波プローブ２を制御した後、ステップＳ３へ移行する。ステップＳ３では、機械的振動によって剪断波が発生している被検体に対し、プロセッサ７は第２のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ２で超音波パルスを所要時間送受信するよう超音波プローブ２を制御する。ステップＳ３において送信される超音波パルスは、剪断波に含まれる第２の剪断波を検出する超音波パルスであり、第２のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ２は、第２の周波数成分ｆ２に応じた周波数である。第２のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ２については、後で詳しく述べる。

プロセッサ７は、このステップＳ３において送信された超音波パルスのエコー信号に基づいて、第２の剪断波の第２の伝搬速度Ｖ２を算出する。プロセッサ７は、超音波パルスのエコー信号に対して、組織ドプラ処理を行なってドプラデータを作成し、このドプラデータに基づいて第２の伝搬速度Ｖ２を算出する。

第２の伝搬速度Ｖ２が算出されるタイミングは、図２のフローチャートの処理が終了する前でも終了した後でもよい。

第１及び第２の伝搬速度Ｖ１、Ｖ２が算出されると、プロセッサ７は、これら第１及び第２の伝搬速度Ｖ１、Ｖ２を用いて、被検体の組織性状に関するパラメータを算出する。このパラメータの算出の一例について以下に説明する。

剪断波の伝搬速度は、剪断波の周波数に応じて変化する。具体的には、剪断波の周波数が高くなるほど、剪断波の伝搬速度が速くなる。また、剪断波が伝搬する媒質の粘性に応じて、周波数に対する伝搬速度の変化の度合い、すなわち周波数と伝搬速度の分布の傾きが変わる。そこで、プロセッサ７は、パラメータとして、第１及び第２の伝搬速度Ｖ１、Ｖ２と第１及び第２の周波数成分ｆ１、ｆ２を用いて粘性に関する値を算出する。剪断波の周波数は、機械的振動の周波数に応じたものになるので、ここでは粘性に関する値の算出において第１及び第２の周波数成分ｆ１、ｆ２が用いられる。一例では、粘性に関する値は、周波数成分ｆ１、ｆ２と伝搬速度Ｖ１、Ｖ２の分布における傾き、すなわち（Ｖ２－Ｖ１）／（ｆ２－ｆ１）である。また、プロセッサ７は、この傾きに基づいて粘性率を算出してもよい。

ここで、第１及び第２のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ１、ＰＲＦ２について説明する。第１及び第２の剪断波は、上述のように、組織の動きを検出する組織ドプラの手法を用いて検出される。組織ドプラの手法においては、組織の動きの周波数、すなわち振動周波数に対して、動きをより確実に検出しうる超音波パルスのパルス繰り返し周波数がある。従って、第１のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ１は、組織ドプラ処理において第１の剪断波をより確実に検出しやすいよう、第１の周波数成分ｆ１に応じて設定された周波数である。また、第２のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ２は、組織ドプラ処理において第２の剪断波をより確実に検出しやすいよう、第２の周波数成分ｆ２に応じて設定された周波数である。ここでは、第１のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ１及び第２のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ２は、互いに異なる周波数である。

一例では、第１のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ１と第１の周波数成分ｆ１との関係は、特許第６４９８１８３号の段落００１６に記載された式（１）で示される関係であってもよい。また、第２のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ２と第２の周波数成分ｆ２との関係も同様に、特許第６４９８１８３号の段落００１６に記載された式（１）で示される関係であってもよい。すなわち、具体的には、
ｆ１＝｛（２ｍ+１）／４｝×ＰＲＦ１
ｆ２＝｛（２ｍ+１）／４｝×ＰＲＦ２
であってもよい。ただし、「ｍ」は０以上の整数であり、「ＰＲＦ１」は第１のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ１、「ＰＲＦ２」は第２のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ２である。この場合、ＰＲＦ１、ＰＲＦ２は、
ＰＲＦ１＝４×ｆ１／（２ｍ＋１）
ＰＲＦ２＝４×ｆ２／（２ｍ＋１）
である。

図２のフローチャートにおいて、プロセッサ７が、ステップＳ３において第２のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ２で超音波パルスを所要時間送受信するよう超音波プローブ２を制御した後、処理を終了する。

本例のように、被検体に対して継続的な機械的振動が付与されることで、超音波のプッシュパルスを用いる場合と比べて、より大きな振幅の剪断波を発生させることができる。そして、機械的振動は、少なくとも第１及び第２の周波数成分ｆ１、ｆ２を含み、これらに応じて発生した第１及び第２の剪断波の伝搬速度を算出することで、より信頼性のある粘性に関するパラメータを算出することができる。第１及び第２の剪断波は、第１及び第２の周波数成分ｆ１、ｆ２に応じた第１及び第２のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ１、ＰＲＦ２で超音波パルスを送信することにより検出することができる。第１及び第２の剪断波の検出においては、機械的振動の付与と、第１及び第２のパルス繰り返し周波数ＰＲＦ１、ＰＲＦ２の切り替えに関して、加振器５０と超音波診断装置１との間で同期する必要性を無くすことができる。

次に、実施形態の変形例について説明する。超音波診断システム１において、機械的振動の付与及び超音波パルスの送受信は、図３に示すフローチャートに従って行われてもよい。ステップＳ１０では、ステップＳ１と同様に、加振器５０が被検体に対する機械的振動の付与を開始する。次に、ステップＳ１１では、機械的振動によって剪断波が発生している被検体に対し、プロセッサ７はパルス繰り返し周波数ＰＲＦ３で超音波パルスを所要時間送受信するよう超音波プローブ２を制御する。ステップＳ１１において送信される超音波パルスは、剪断波に含まれる第１及び第２の剪断波を検出する超音波パルスであり、パルス繰り返し周波数ＰＲＦ３は、第１及び第２の周波数成分ｆ１、ｆ２に応じた周波数である。

パルス繰り返し周波数ＰＲＦ３について説明する。パルス繰り返し周波数ＰＲＦ３は、組織ドプラ処理において第１及び第２の剪断波をより確実に検出しやすいよう、第１及び第２の周波数成分ｆ１、ｆ２の両方に応じて設定された周波数である。一例では、パルス繰り返し周波数ＰＲＦ３は、第１及び第２の周波数成分ｆ１、ｆ２の公倍数である。公倍数は、最小公倍数であってもよい。

また、パルス繰り返し周波数ＰＲＦ３は、上述の特許第６４９８１８３号の段落００１６に記載された式（１）から導きだされる下記の２つの式を満たすものであってもよい。
ＰＲＦ３＝４×ｆ１／（２ｍ＋１）
ＰＲＦ３＝４×ｆ２／（２ｎ＋１）
ただし、「ｍ」及び「ｎ」は０以上の整数であり、「ＰＲＦ３」はパルス繰り返し周波数ＰＲＦ３である。

プロセッサ７は、ステップＳ１１において送信された超音波パルスのエコー信号に基づいて、第１の剪断波の第１の伝搬速度Ｖ１と、第２の剪断波の第２の伝搬速度Ｖ２を、上述と同様に組織ドプラ処理によって算出する。第１の剪断波を検出するための超音波パルスが送受信される期間と、第２の剪断波を検出するための超音波パルスが送受信される期間とが分かれていてもよい。

第１及び第２の剪断波の伝搬速度Ｖ１、Ｖ２が算出されるタイミングは、図３のフローチャートの処理が終了する前でも終了した後でもよい。

第１及び第２の伝搬速度Ｖ１、Ｖ２が算出されると、プロセッサ７は、上述と同様にして被検体の組織性状に関するパラメータを算出する。

図３のフローチャートにおいて、プロセッサ７が、ステップＳ１１において超音波パルスを所要時間送受信するよう超音波プローブを制御した後、処理を終了する。

本発明についてある特定の実施形態を参照して説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更を施してもよく、均等物に置換してもよい。加えて、本発明の範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、多くの修正を行うことができる。したがって、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されず、本発明が添付の特許請求の範囲内に属するすべての実施形態を含むことになることを意図している。

例えば、加振器５０は超音波診断装置１と接続されていてもよい。この場合、加振器５０は、超音波診断装置１から電力が供給されるようになっていてもよい。

また、超音波診断システム１００は、図４に示すように、加振器５０の代わりに第１の加振器５１及び第２の加振器５２を備えていてもよい。第１の加振器５１及び第２の加振器５２の基本的な構成は加振器５０と同一であるが、第１の加振器５１は第１の周波数成分ｆ１の機械的振動を発生し、第２の加振器５２は第２の周波数成分ｆ２の機械的振動を発生する。

また、被検体の組織性状に関するパラメータは、粘性に関する値に限られるものではない。例えば、組織性状に関するパラメータとして、第１の伝搬速度及び第２の伝搬速度のうち、より条件の良い方から弾性値が算出されてもよい。より条件が良いとは、より正確な弾性値が得られることを意味する。また、組織性状に関するパラメータは、より条件の良い状態で得られた第１の伝搬速度又は第２の伝搬速度のいずれかであってもよい。さらに、組織性状に関するパラメータは、第１の伝搬速度及び第２の伝搬速度であってもよい。

また、上記実施形態は、
被検体に対して超音波パルスを送信してエコー信号を受信する超音波プローブと、プロセッサと、を備える超音波診断装置の制御方法であって、
方法は、
少なくとも第１の周波数成分と第２の周波数成分を含む機械的振動が付与されて、該機械的振動によって剪断波が発生している被検体に対し、前記第１の周波数成分に応じた第１のパルス繰り返し周波数で前記超音波パルスを所要時間送信した後、前記第２の周波数成分に応じた第２のパルス繰り返し周波数で前記超音波パルスを送信するよう前記超音波プローブを前記プロセッサによって制御し、前記剪断波は、前記第１の周波数成分に応じた周波数の第１の剪断波と、前記第２の周波数成分に応じた周波数の第２の剪断波を含んでおり、
前記第１のパルス繰り返し周波数で送信された前記超音波パルスのエコー信号に基づいて、前記第１の剪断波の第１の伝搬速度を前記プロセッサによって算出し、
前記第２のパルス繰り返し周波数で送信された前記超音波パルスのエコー信号に基づいて、前記第２の剪断波の第２の伝搬速度を前記プロセッサによって算出する、ことを含む超音波診断装置の制御方法としてもよい。

また、上記実施形態は、
被検体に対して超音波パルスを送信してエコー信号を受信する超音波プローブと、プロセッサと、を備える超音波診断装置の制御方法であって、
前記方法は、
少なくとも第１の周波数成分と第２の周波数成分を含む機械的振動が付与されて、該機械的振動によって剪断波が発生している被検体に対し、前記第１の周波数成分及び前記第２の周波数成分に応じたパルス繰り返し周波数で前記超音波パルスを送信するよう前記超音波プローブを前記プロセッサによって制御し、前記剪断波は、前記第１の周波数成分に応じた周波数の第１の剪断波と、前記第２の周波数成分に応じた周波数の第２の剪断波を含んでおり、
前記超音波パルスのエコー信号に基づいて、前記第１の剪断波の第１の伝搬速度及び前記第２の剪断波の第２の伝搬速度を前記プロセッサによって算出する、ことを実行させる超音波診断装置の制御方法としてもよい。

１超音波診断装置
２超音波プローブ
７プロセッサ
５０加振器
５１第１の加振器
５２第２の加振器
１００超音波診断システム

Claims

被検体に対して超音波パルスを送信してエコー信号を受信する超音波プローブと、
プロセッサとを備え、
該プロセッサは、
少なくとも第１の周波数成分と第２の周波数成分を含む機械的振動が付与されて、該機械的振動によって剪断波が発生している被検体に対し、前記第１の周波数成分に応じた第１のパルス繰り返し周波数で前記超音波パルスを所要時間送信した後、前記第２の周波数成分に応じた第２のパルス繰り返し周波数で前記超音波パルスを送信するよう前記超音波プローブを制御し、前記剪断波は、前記第１の周波数成分に応じた周波数の第１の剪断波と、前記第２の周波数成分に応じた周波数の第２の剪断波を含んでおり、
前記第１のパルス繰り返し周波数で送信された前記超音波パルスのエコー信号に基づいて、前記第１の剪断波の第１の伝搬速度を算出し、
前記第２のパルス繰り返し周波数で送信された前記超音波パルスのエコー信号に基づいて、前記第２の剪断波の第２の伝搬速度を算出する、
ことを含む制御を行なうよう構成される超音波診断装置。
前記プロセッサは、前記第１のパルス繰り返し周波数で送信された前記超音波パルスのエコー信号に対して組織ドプラ処理を行なってドプラデータを作成し、該ドプラデータに基づいて前記第１の伝搬速度を算出し、前記第２のパルス繰り返し周波数で送信された前記超音波パルスのエコー信号に対して組織ドプラ処理を行なってドプラデータを作成し、該ドプラデータに基づいて前記第２の伝搬速度を算出する、請求項１に記載の超音波診断装置。
被検体に対して超音波パルスを送信してエコー信号を受信する超音波プローブと、
プロセッサとを備え、
該プロセッサは、
少なくとも第１の周波数成分と第２の周波数成分を含む機械的振動が付与されて、該機械的振動によって剪断波が発生している被検体に対し、前記第１の周波数成分及び前記第２の周波数成分に応じたパルス繰り返し周波数で前記超音波パルスを送信するよう前記超音波プローブを制御し、前記剪断波は、前記第１の周波数成分に応じた周波数の第１の剪断波と、前記第２の周波数成分に応じた周波数の第２の剪断波を含んでおり、
前記超音波パルスのエコー信号に基づいて、前記第１の剪断波の第１の伝搬速度及び前記第２の剪断波の第２の伝搬速度を算出する、
ことを含む制御を行なうよう構成される超音波診断装置。
前記プロセッサは、前記超音波パルスのエコー信号に対して組織ドプラ処理を行なってドプラデータを作成し、該ドプラデータに基づいて前記第１及び前記第２の伝搬速度を算出する、請求項３に記載の超音波診断装置。
前記プロセッサは、さらに前記第１の伝搬速度及び前記第２の伝搬速度を用いて、前記被検体の組織性状に関するパラメータを算出する請求項１～４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
前記被検体の組織性状に関するパラメータは、前記被検体の生体組織の粘性に関するパラメータである、請求項５に記載の超音波診断装置。
被検体に対して超音波パルスを送信してエコー信号を受信する超音波プローブと、
プロセッサと、
前記被検体に対して少なくとも第１の周波数成分と第２の周波数成分を含む機械的振動を付与する加振器と、
を備え、
前記プロセッサは、
前記機械的振動によって剪断波が発生している被検体に対し、前記第１の周波数成分に応じた第１のパルス繰り返し周波数で前記超音波パルスを所要時間送信した後、前記第２の周波数成分に応じた第２のパルス繰り返し周波数で前記超音波パルスを送信するよう前記超音波プローブを制御し、前記剪断波は、前記第１の周波数成分に応じた周波数の第１の剪断波と、前記第２の周波数成分に応じた周波数の第２の剪断波を含んでおり、
前記第１のパルス繰り返し周波数で送信された前記超音波パルスのエコー信号に基づいて、前記第１の剪断波の第１の伝搬速度を算出し、
前記第２のパルス繰り返し周波数で送信された前記超音波パルスのエコー信号に基づいて、前記第２の剪断波の第２の伝搬速度を算出する、
ことを含む制御を行なうよう構成される超音波診断システム。
被検体に対して超音波パルスを送信してエコー信号を受信する超音波プローブと、
プロセッサと、
前記被検体に対して少なくとも第１の周波数成分と第２の周波数成分を含む機械的振動を付与する加振器と、
を備え、
前記プロセッサは、
前記機械的振動によって剪断波が発生している被検体に対し、前記第１の周波数成分及び前記第２の周波数成分に応じたパルス繰り返し周波数で前記超音波パルスを送信するよう前記超音波プローブを制御し、前記剪断波は、前記第１の周波数成分に応じた周波数の第１の剪断波と、前記第２の周波数成分に応じた周波数の第２の剪断波を含んでおり、
前記超音波パルスのエコー信号に基づいて、前記第１の剪断波の第１の伝搬速度及び前記第２の剪断波の第２の伝搬速度を算出する、
ことを含む制御を行なうよう構成される超音波診断システム。
前記加振器は１つである、請求項６又は７に記載の超音波診断システム。
前記加振器は、少なくとも第１の加振器と第２の加振器を含んで構成され、
前記第１の加振器は、前記第１の周波数成分の機械的振動を付与し、
前記第２の加振器は、前記第２の周波数成分の機械的振動を付与する、
請求項６又は７に記載の超音波診断システム。
被検体に対して超音波パルスを送信してエコー信号を受信する超音波プローブと、プロセッサと、を備える超音波診断装置の制御プログラムであって、
前記プロセッサに、
少なくとも第１の周波数成分と第２の周波数成分を含む機械的振動が付与されて、該機械的振動によって剪断波が発生している被検体に対し、前記第１の周波数成分に応じた第１のパルス繰り返し周波数で前記超音波パルスを所要時間送信した後、前記第２の周波数成分に応じた第２のパルス繰り返し周波数で前記超音波パルスを送信するよう前記超音波プローブを制御し、前記剪断波は、前記第１の周波数成分に応じた周波数の第１の剪断波と、前記第２の周波数成分に応じた周波数の第２の剪断波を含んでおり、
前記第１のパルス繰り返し周波数で送信された前記超音波パルスのエコー信号に基づいて、前記第１の剪断波の第１の伝搬速度を算出し、
前記第２のパルス繰り返し周波数で送信された前記超音波パルスのエコー信号に基づいて、前記第２の剪断波の第２の伝搬速度を算出する、ことを実行させる超音波診断装置の制御プログラム。
被検体に対して超音波パルスを送信してエコー信号を受信する超音波プローブと、プロセッサと、を備える超音波診断装置の制御プログラムであって、
前記プロセッサに、
少なくとも第１の周波数成分と第２の周波数成分を含む機械的振動が付与されて、該機械的振動によって剪断波が発生している被検体に対し、前記第１の周波数成分及び前記第２の周波数成分に応じたパルス繰り返し周波数で前記超音波パルスを送信するよう前記超音波プローブを制御し、前記剪断波は、前記第１の周波数成分に応じた周波数の第１の剪断波と、前記第２の周波数成分に応じた周波数の第２の剪断波を含んでおり、
前記超音波パルスのエコー信号に基づいて、前記第１の剪断波の第１の伝搬速度及び前記第２の剪断波の第２の伝搬速度を算出する、ことを実行させる超音波診断装置の制御プログラム。