JP5075830B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
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Description
また、深さzにおけるx方向の広がり範囲Ux(z)は、回折角ψとすると、次式(2)で表せる。
同様に、深さzにおけるy方向の広がり範囲Uy(z)は、回折角ψとすると、次式(3)で表せる。
これらの式から、次式(4)が成り立つ。
式(4)から、z軸の任意の位置における応力は、次式(5)となる。
{(x0+z・tanψ)・(y0+z・tanψ) } (5)
ここで、回折角ψは、弾性波の周波数(繰返し圧迫操作の周波数)に依存するが、例えば、ψ=π/4とおける条件では、式(5)は式(6)になる。
また、接触面に近い浅部の場合は、z<<x0、y0として、σ(z)≒σ0 (一定)となり、深部の場合は、z>>x0、y0として、σ(z)≒σ0 ・{x0・y0}/{ z・z}となる。
更に、歪み分布補正部14は、補正歪み分布をε'(x,z)を、次式(8)として求める。
歪み分布補正部14は応力の減衰量の逆数を歪み分布に乗ずることにより、歪み分布を補正する。つまり、歪み分布補正部14は、歪み分布補正関数作成部18から出力される歪み分布補正関数w(z)を用いて応力の減衰を見越して歪み分布を補正する。これにより、補正された歪み分布は、図5(A)のように、深度方向に対してフラットに分布し、補正された歪み分布に基づく歪み情報による弾性画像も図5(B)のように全領域に渡って歪みの大きさに違いがないものとなり、誤認を防ぐことができる。
したがって、σ(r)は、次式(10)で求められる。
式(10)から明らかなように、σ(r)は1/r2の関係で大きく変化して減衰する。そこで、本実施例では、歪み分布補正関数作成部18は、式(10)を加味して、歪み分布補正関数w(r)として、次式(11)を定義する。歪み分布補正関数w(r)は、式(10)で示される応力の減衰量の逆数である。
歪み分布補正部14はこの歪み分布補正関数w(r)によって歪み分布を補正して、補正歪み分布ε'(r, θ)を、次式(12)により求めることができる。
本実施例によれば、実施例1と同様に、歪み分布補正部14は応力の減衰量の逆数を歪み分布に乗ずることにより、歪み分布を補正する。補正歪み情報の全領域に渡って応力の減衰による歪みの大きさの違いを排除でき、補正された歪み分布に基づく歪み情報による診断における誤認を防ぐことができる。また、硬さの異なる領域を有する生体組織を対象として計測した場合には、歪み分布補正関数w(r)を適用することにより、その硬さの差異をより高精度に求めることができる。
σ(r)=σ0・(r0/r) (14)
これより、本実施例の場合の応力は、1/r の関係で大きく減衰することがわかる。そこで、式(14)に基づいて、歪み分布補正関数作成部18は歪み分布補正関数 w(r)として次式(15)を定義する。歪み分布補正関数w(r)は、式(14)で示される応力の減衰量の逆数である。
そして、歪み分布補正部14は、計測された歪み分布をε(r、θ)を歪み分布補正関数 w(r)で補正して、補正歪み分布ε'(r, θ)を次式(16)により求める。
これにより、本実施例によれば、実施例1、2と同様に、歪み分布補正部14は応力の減衰量の逆数を歪み分布に乗ずることにより、歪み分布を補正する。よって、補正された歪み分布に基づく歪み情報による診断における誤認を防ぐことができる。また、硬さの異なる領域を有する生体組織を対象として計測した場合には、歪み分布補正関数w(r)を適用することにより、その硬さの差異をより高精度に求めることができる。
これにより、広角な視野範囲において診断を行うような場合、視野範囲の中央部(θ=π/2近傍)は応力が大きく、歪みが大きく、視野範囲の両側部(θ=0又はπ近傍)は、応力が小さくなる。当然に、視野範囲内における歪みの計測値も応力に応じて異なる値になり、例えば、中央部よりも両側部に硬い組織があるものと誤診するおそれがある。そこで、本実施例では、加圧計測条件の不均一性に鑑み、歪み分布補正関数作成部18は歪み分布補正関数w(θ)を以下のように設定して、歪み分布補正部14は歪み分布を補正する。
したがって、歪み分布補正部14は計測された歪み分布ε(r、θ)を下式(19)で補正して、補正歪み分布をε'(r,θ)を求める。
歪み分布補正部14は、応力の減衰量の逆数を歪み分布に乗ずることにより、歪み分布を補正する。さらに、深度に応じて減衰する応力に応じて、例えば、実施例3の歪み分布補正関数w(r)を用いて同様に補正することができる。つまり、視野範囲の大きさ、特に深度範囲によっては、深度方向に対する応力分布の減衰の効果も同時に現れる。この場合には、rとθの関数としての歪み分布補正関数w(r、θ)を構築する。例えば、実施例3の計測条件下で、更に深度方向に式(14)の関係が認められる場合には、歪み分布補正関数w(r、θ)として、次式(20)を用いる。
=(r/r0)×(1/sinθ) (20)
なお、本実施例4では、両側部の加圧力は垂直成分のみと仮定したが、実際は探触子2の移動によって押しのけられる部位が生じ、この部位には横方向の圧迫力成分が生ずるので、これを加味して歪み分布補正関数w(r、θ)を設定することが望ましい。
さらに、w(r)の深度方向の補正のみならず、w(θ)の角度方向(ラテラル方向)の調整も同様に可能である。
Claims (15)
- 被検体との間で超音波を送受する超音波探触子と、被検体の生体組織に圧迫を加える加圧手段と、前記生体組織に前記超音波探触子を介して超音波を送信する送信手段と、前記被検体から発生する反射エコー信号を前記超音波探触子を介して受信する受信手段と、該受信手段により受信された取得時刻が異なる一対のフレームデータに基づいて生体組織の歪み分布を求める歪み情報演算手段と、該歪み情報演算手段により求めた歪み分布に基づいて歪み画像を生成する歪み画像生成手段と、前記歪み画像を表示する表示手段とを備えてなる超音波診断装置において、
前記加圧手段による圧迫条件に応じて設定された歪み分布補正関数により、前記歪み分布を補正する歪み分布補正手段を備え、リニア型の超音波探触子を超音波診断装置に設置し、計測モードをリニア走査に切り替えた場合、前記歪み分布補正手段は第1の歪み分布補正関数を適用し、コンベックス型の超音波探触子を超音波診断装置に設置し、計測モードをコンベックス走査に切り替えた場合、前記歪み分布補正手段は前記第1の歪み分布補正関数と異なる第2の歪み分布補正関数を適用することを特徴とする超音波診断装置。 - 前記加圧手段による圧迫条件に応じて前記歪み分布補正関数を求めて格納する記憶手段を備え、前記歪み分布補正手段は、記憶された歪み分布補正関数によって前記歪み分布を補正することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
- 前記歪み分布の座標位置ごとに前記歪み分布補正関数を求めて格納する記憶手段を備え、前記歪み分布補正手段は、記憶された歪み分布補正関数によって前記歪み分布を補正することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
- 前記歪み分布補正関数は、前記被検体の生体組織に作用する応力の減衰量に基づいて、任意の深度において前記応力が減衰しないように前記歪み分布を補正する補正関数であることを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
- 前記歪み分布補正関数は、前記応力の減衰量の逆数であることを特徴とする請求項4記載の超音波診断装置。
- 前記歪み分布補正手段は、前記歪み分布に前記応力の減衰量の逆数を乗じて前記歪み分布を補正することを特徴とする請求項5記載の超音波診断装置。
- 前記歪み分布補正関数は、前記加圧手段の圧迫条件に基づいて減衰する応力の減衰量を計算して作成されていることを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
- 前記歪み分布補正関数は、前記加圧手段の種類に応じて作成されていることを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
- 前記歪み分布補正関数は、前記加圧手段又は前記超音波探触子の接触面の形状に基づいて作成されていることを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
- 前記歪み分布補正関数は、前記加圧手段又は前記超音波探触子の接触面からの距離に基づいて作成されていることを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
- 前記歪み分布補正関数は、弾性波の回折角に基づいて作成されていることを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
- 前記歪み分布補正関数は、前記加圧手段又は前記超音波探触子の接触面の径に基づいて作成されていることを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
- 前記歪み分布補正関数は、前記加圧手段の加圧対象の大きさ基づいて作成されていることを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
- 前記被検体の深度毎に独立に前記歪み分布補正関数を調整する調整手段を備えることを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
- 前記加圧手段による圧迫条件に応じて設定された変位分布補正関数により、一対のフレームデータに基づいて求めた生体組織の変位分布を補正する変位演算手段を備え、前記歪み情報演算手段は、前記補正された変位分布に基づいて前記歪み分布を求めることを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
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