JP6168555B2 - 超音波診断装置及び超音波システム - Google Patents

Description

本発明は、機械的振動が付与されることによって発生した弾性波の伝播速度が算出される測定対象の超音波画像が表示される超音波診断装置及び超音波システムに関する。

人体などの弾性の測定対象の表面に対して、機械的振動を与えて前記測定対象に生じた弾性波を超音波によって計測し、弾性を算出する弾性測定装置が特許文献１に開示されている。この特許文献１では、超音波プローブによって測定対象に機械的振動が与えられる。また、この機械的振動によって生じた弾性波を計測するための超音波の送受信が、前記超音波プローブによって行なわれている。

特許第４４５１３０９号公報

しかし、上記特許文献１では、測定対象においてどの位置の弾性を計測しているのかを確認することはできない。従って、弾性の計測が、適切な位置においてされていない場合がある。例えば、肝臓の組織の弾性を計測しようとしているにもかかわらず、肝臓以外の領域に伝播した弾性波を計測している可能性もある。また、肝臓に弾性波が伝播していても、肝臓の組織ではなく、血管を伝播する弾性波が計測されていることもありうる。従って、適切な位置で弾性波を計測することが容易である超音波診断装置及び超音波システムが望まれている。

上述の課題を解決するためになされた一の観点の発明は、三次元空間における測定対象であって、振動付与具により機械的振動が付与されることによって発生した弾性波の伝播速度が算出される測定対象の超音波画像が表示される表示部と、前記測定対象において前記振動付与具から前記弾性波の伝播方向に延びる直線の前記三次元空間における位置情報と、前記三次元空間における前記超音波画像の位置情報とに基づいて、前記超音波画像に前記直線の位置を示すインジケータを表示させる表示画像制御部と、を備えることを特徴とする超音波診断装置である。

他の観点の発明は、三次元空間における測定対象において振動付与具により機械的振動が付与されることによって発生した弾性波の伝播速度を算出するための超音波を前記測定対象に対して送信する超音波プローブと、前記測定対象の一断面についての超音波画像が表示される表示部と、前記測定対象において、前記振動付与具から前記弾性波の伝播方向に延びる直線の前記三次元空間における位置情報と、前記三次元空間における前記超音波画像の位置情報とに基づいて、前記一断面に前記直線が含まれると、弾性波の伝播速度を算出するための超音波が送信されるよう前記超音波プローブを制御する制御部と、を備えることを特徴とする超音波診断装置である。

上記一の観点の発明によれば、前記振動付与具から前記弾性波の伝播方向に延びる直線の位置を示すインジケータが、測定対象の超音波画像に表示されるので、前記弾性波が伝播する位置を容易に確認することができる。従って、適切な位置で弾性波を計測することが容易である。

上記他の観点の発明によれば、表示部に表示された超音波画像の断面に、前記振動付与具から延びる直線が含まれると、弾性波の伝播速度を算出するための超音波が送信されるよう前記超音波プローブが制御される。従って、弾性波の計測に適した断面の超音波画像を表示させれば、適切な位置で弾性波を計測することが容易である。また、前記断面に直線が含まれると前記超音波が送信されるよう前記超音波プローブが制御されるので、弾性波の計測を自動的に行なうことができる。

本発明の第一実施形態における超音波診断装置の概略構成の一例を示すブロック図である。 振動付与機能付超音波プローブが測定対象の体表面に当接した状態を示す図である。 エコーデータ処理部の構成を示すブロック図である。 表示制御部の構成を示すブロック図である。 Ｂモード画像にインジケータが表示された表示部を示す図である。 第一実施形態の超音波診断装置の作用を示すフローチャートである。 振動付与機能付超音波プローブから延びる直線を説明する図である。 Ｂモード画像及びインジケータとともに、伝播速度及び弾性値が表示された表示部を示す図である。 第一実施形態の変形例における超音波診断装置の作用を示すフローチャートである。 本発明の第二実施形態における超音波システムの概略構成の一例を示すブロック図である。 第二実施形態におけるエコーデータ処理部の構成を示すブロック図である。 第二実施形態において、伝播速度及び弾性値が表示された計測装置の表示部を示す図である。 第二実施形態の変形例における超音波システムの作用を示すフローチャートである。 本発明の第三実施形態における超音波診断装置の概略構成の一例を示すブロック図である。 第三実施形態の超音波診断装置の作用を示すフローチャートである。 本発明の第四実施形態における超音波システムの概略構成の一例を示すブロック図である。 第四実施形態の超音波システムの作用を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
（第一実施形態）
先ず、第一実施形態について、図１〜図８に基づいて説明する。図１に示す超音波診断装置１は、超音波プローブ２、送受信処理部３、エコーデータ処理部４、表示制御部５、表示部６、操作部７、制御部８、記憶部９、振動付与機能付超音波プローブ１０を備える。

前記超音波プローブ２は、アレイ（ａｒｒａｙ）状に配置された複数の超音波振動子（図示省略）を有して構成され、この超音波振動子によって測定対象に対して超音波を送信し、そのエコー信号を受信する。このエコー信号に基づいて、後述するように超音波画像が作成される。前記超音波プローブ２は、本発明における第一の超音波プローブの実施の形態の一例である。

前記超音波プローブ２には、例えばホール素子で構成される前記第一磁気センサ１１が設けられている。この第一磁気センサ１１により、例えば磁気発生コイルで構成される磁気発生部１２から発生する磁気が検出されるようになっている。前記第一磁気センサ１１における検出信号は、前記表示制御部５へ入力されるようになっている。

前記磁気発生部１２から発生する磁気により、三次元空間における座標系が形成される。この座標系は、本発明において、三次元空間に形成された座標系の実施の形態の一例である。

前記振動付与機能付超音波プローブ１０は、円柱形状のプローブ本体部１０ａとこのプローブ本体部１０ａに設けられた凸部１０ｂとを有する。この凸部１０ｂは、図２に示すように、測定対象の表面Ｓと当接して、この表面Ｓに対し、機械的振動を付与する。前記凸部１０ｂは、前記プローブ本体部１０ａに対して軸方向に往復運動するようになっている。前記凸部１０ｂが軸方向に動くことにより、機械的振動が付与される。前記突部１０ｂによる機械的振動の付与は、前記制御部８によって制御される。

前記凸部１０ｂ内には、超音波振動子（図示省略）が設けられている。この超音波振動子によって測定対象に対し超音波が送信され、そのエコー信号が受信される。このエコー信号に基づいて、後述するように、前記凸部１０ｂによる機械的振動によって測定対象内に発生した弾性波が計測される。前記振動付与機能付超音波プローブ１０は、本発明における第二の超音波プローブの実施の形態の一例であり、本発明における振動付与具の実施の形態の一例である。

前記振動付与機能付超音波プローブ１０には、例えばホール素子で構成される第二磁気センサ１３が設けられている。この第二磁気センサ１３により、前記磁気発生部１１から発生する磁気が検出されるようになっている。前記第二磁気センサ１３における検出信号は、前記表示制御部５へ入力される。

前記送受信処理部３は、前記超音波プローブ２及び前記振動付与機能付超音波プローブ１０から超音波を送信するための電気信号を、前記制御部８からの制御信号に基づいて前記超音波プローブ２及び振動付与機能付超音波プローブ１０に供給する。また、前記送受信処理部３は、前記超音波プローブ２で受信したエコー信号について、Ａ／Ｄ変換、整相加算処理等の信号処理を行ない、信号処理後のエコーデータを前記エコーデータ処理部４へ出力する。また、前記送受信処理部３は、前記振動付与機能付超音波プローブ１０で受信したエコー信号について、Ａ／Ｄ変換等の信号処理を行なう。

前記エコーデータ処理部４は、図３に示すように、Ｂモードデータ作成部４１、伝播速度算出部４２及び弾性値算出部４３を有する。前記Ｂモードデータ作成部４１は、前記超音波プローブ２で受信されたエコー信号を、前記送受信処理部３において処理して得られたエコーデータに対し、対数圧縮処理、包絡線検波処理等のＢモード処理を行ってＢモードデータを作成する。

また、前記伝播速度算出部４２は、前記振動付与機能付超音波プローブ１０で受信されたエコー信号を、前記送受信処理部３において処理して得られたエコーデータに基づいて、前記弾性波の伝播速度を算出する。前記伝播速度算出部４２は、本発明における伝播速度算出部の実施の形態の一例である。前記弾性値算出部４３は、前記弾性波の伝播速度に基づいて、弾性値を算出する。詳細は後述する。

前記表示制御部５は、図４に示すようにＢモード画像データ作成部５１、第一位置特定部５２、第二位置特定部５３及び表示画像制御部５４を有している。前記Ｂモード画像データ作成部５１は、前記エコーデータ処理部４から入力された前記Ｂモードデータを、スキャンコンバータ（Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）によって走査変換してＢモード画像データを作成する。

前記第一位置特定部５２は、前記第一磁気センサ１１からの磁気検出信号に基づいて、前記磁気発生部１２を原点とする三次元空間の座標系における前記超音波プローブ２の位置及び向きの情報（以下、「プローブ位置情報」と云う）を算出する。さらに、前記第一位置特定部５２は、前記プローブ位置情報に基づいてエコー信号の前記三次元空間の座標系における位置情報（座標）、すなわち前記超音波プローブ２によって形成される超音波の走査面の前記三次元空間の座標系における位置及び向きを特定する。これにより、前記三次元空間の座標系におけるＢモード画像の位置が特定される。前記第一位置特定部５２は、本発明における第一位置特定部の実施の形態の一例である。

前記第二位置特定部５３は、前記第二磁気センサ１３からの磁気検出信号に基づいて、前記振動付与機能付超音波プローブ１０から前記弾性波の伝播方向に延びる直線の位置を、前記三次元空間における座標系において特定する。詳細は後述する。前記第二位置特定部５３は、本発明における第二位置特定部の実施の形態の一例である。

前記表示画像制御部５４は、前記Ｂモード画像データに基づくＢモード画像を前記表示部６に表示させる。また、前記表示画像制御部５４は、図５に示すように、前記表示部６に表示されたＢモード画像ＢＩに、前記振動付与機能付超音波プローブ１０から前記弾性波の伝播方向に延びる直線の位置を示すインジケータＩｎを表示させる。前記表示画像制御部５４は、前記第一位置特定部５２で得られた位置情報及び前記第二位置特定部５３で得られた位置情報に基づいて、前記インジケータＩｎの表示処理を行なう。前記表示画像制御部５４は、本発明における表示画像制御部の実施の形態の一例である。前記Ｂモード画像ＢＩは、本発明における超音波画像の実施の形態の一例である。また、前記インジケータＩｎは、本発明におけるインジケータの実施の形態の一例である。

前記表示部６は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどである。前記表示部６は、本発明における表示部の実施の形態の一例である。前記操作部７は、操作者が指示や情報を入力するためのキーボード及びポインティングデバイス（図示省略）などを含んで構成されている。

前記制御部８は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で構成される。この制御部８は、前記記憶部９に記憶された制御プログラムを読み出し、前記超音波診断装置１の各部における機能を実行させる。

前記記憶部９は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ：ハードディスクドライブ）や、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリ（Ｍｅｍｏｒｙ）である。

さて、本例の超音波診断装置１を用いて弾性を測定する場合の作用について図６のフローチャートに基づいて説明する。例えば、弾性の測定対象は、前記三次元空間の座標系における人体である。先ず、ステップＳ１では、前記超音波プローブ２によって人体に対して三次元の領域において超音波の送受信を行ない、エコー信号が取得される。そして、このエコー信号に基づいて、前記Ｂモードデータ作成部４１がＢモードデータを作成する。また、このＢモードデータに基づいて、前記Ｂモード画像データ作成部５１がＢモード画像データを作成してもよい。さらに、このＢモード画像データに基づくＢモード画像が前記表示部６に表示されてもよい。

前記三次元領域についての前記Ｂモードデータ及び前記Ｂモード画像データの少なくとも一方は、前記記憶部９に記憶される。また、前記三次元空間の座標系における前記Ｂモードデータ及び前記Ｂモード画像データの位置情報が、前記第一位置特定部５２により特定され、この位置情報も、前記記憶部９に記憶される。

ステップＳ１において、ボリュームデータ（ｖｏｌｕｍｅ ｄａｔａ）である前記Ｂモードデータ又は前記Ｂモード画像データの取得が完了すると、ステップＳ２へ移行する。このステップＳ２では、操作者は、前記超音波プローブ２に代えて、前記振動付与機能付超音波プローブ１０を人体に当接させる。また、前記表示画像制御部５４は、前記振動付与機能付超音波プローブ１０から弾性波の伝播方向に延びる直線ｌを含む所定断面についてのＢモード画像ＢＩを、前記Ｂモードデータ又は前記Ｂモード画像データに基づいて前記表示部６に表示させる。前記Ｂモード画像ＢＩは、例えば操作者が前記操作部７において入力を行なうことにより表示される。

前記直線ｌは、図７に示すように、前記振動付与機能付超音波プローブ１０の凸部１０ｂから弾性波の伝播方向に延びる仮想的な直線である。前記表示画像制御部５４は、前記第二位置特定部５３によって特定される前記直線ｌの位置情報と、前記記憶部９に記憶された前記ボリュームデータの位置情報とに基づいて、前記ボリュームデータにおける前記直線ｌの位置を特定し、この直線ｌを含む所定断面を特定する。前記直線ｌを含む断面は、例えばボリュームデータにおいて、超音波の走査面と平行な方向など、予め決められた方向の断面であってもよい。

ただし、ボリュームデータが取得された時における人体及び前記磁気発生部１２の位置関係と、前記インジケータＩｎを有するＢモード画像ＢＩが表示される時における人体及び前記磁気発生部１２の位置関係とは、同一になっているものとする。これにより、予め取得されたボリュームデータに基づくＢモード画像ＢＩに表示される前記インジケータＩｎが、人体における実際の前記直線ｌの位置を示すことになる。

また、このステップＳ２において、前記表示画像制御部５４は、前記図５に示すように、前記Ｂモード画像ＢＩに、前記直線ｌを示すインジケータＩｎを表示させる。

次に、ステップＳ３では、前記制御部８は、前記操作部７において、操作者により、弾性の計測を開始する入力があったか否かを判定する。操作者は、前記表示部６に表示された前記インジケータＩｎ及び背景のＢモード画像ＢＩを見て、前記インジケータＩｎが、弾性波及び弾性の測定に適した位置になっていると判断した場合、弾性の計測を開始する入力を行なう。例えば、肝臓の組織の弾性を測定する場合、前記インジケータＩｎが、背景のＢモード画像ＢＩに表示された肝臓内に位置しており、なおかつ肝臓の組織を通っている場合、操作者は、前記インジケータＩｎが測定に適した位置であると判断する。一方、例えば前記インジケータＩｎが肝臓内に位置していない場合、又は前記インジケータＩｎが肝臓内に位置していても肝臓内の血管など組織ではない部分を通っている場合、操作者は前記インジケータＩｎが測定に適した位置ではないと判断する。ただし、上記判断の基準は一例であり、これに限られるものではない。

前記ステップＳ３において、前記弾性の計測を開始する入力があったと判断された場合、ステップＳ４の処理へ移行して、弾性の計測が開始される。一方、前記ステップＳ３において、前記弾性の計測を開始する入力がないと判断された場合、ステップＳ２へ戻る（ステップＳ３において「ＮＯ」）。このステップＳ２では、操作者が前記振動付与機能付超音波プローブ１０の向きや位置を変えることにより、前記表示画像制御部５４は、新たな断面のＢモード画像を、前記ボリュームデータに基づいて表示させる。測定に適した画像が表示されるまで、ステップＳ２，Ｓ３の処理が繰り返される。

ステップＳ４では、前記制御部８は、前記振動付与機能付超音波プローブ１０に対し、人体に機械的振動を付与するための制御信号を出力する。これにより、前記凸部１０ｂが体表面を押圧し、人体内に振動が伝わって弾性波が伝播する。

前記制御部８は、前記機械的振動を付与するための制御信号を出力した後、前記弾性波を計測するための超音波を前記振動付与機能付超音波プローブ１０から送信させるための制御信号を、前記送受信処理部３に対して出力する。これにより、前記振動付与機能付超音波プローブ１０により、弾性波を計測するための超音波が人体に対して送信され、そのエコー信号が受信される。

次に、ステップＳ５では、前記振動付与機能付超音波プローブ１０によって受信されたエコー信号に基づいて、前記伝播速度算出部４２が、前記弾性波の伝播速度Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）を算出する。また、前記弾性値算出部４３は、前記伝播速度Ｖに基づいて、下記（式１）によって弾性値Ｅ（ｋＰａ）を算出する。
Ｅ＝３ρＶ^２ ・・・（式１）
上記（式１）において、ρは測定対象Ｔの密度である。また、前記弾性値Ｅは、弾性率である。

図８に示すように、前記伝播速度Ｖ及び前記弾性値Ｅは、前記表示部６の表示欄Ｃに表示される。ただし、弾性値Ｅ又は伝播速度Ｖのいずれかのみが、前記表示部６に表示されてもよい。

次に、ステップＳ６では、前記表示部６に表示された画像のうち、前記Ｂモード画像ＢＩ、前記インジケータＩｎ及び前記表示欄Ｃを含む部分の画像が、前記記憶部９に記憶される。

本例によれば、前記Ｂモード画像ＢＩに、前記インジケータＩｎが表示されるので、前記弾性波が伝播する位置を容易に確認することができる。従って、弾性波の伝播速度の計測及び弾性の計測に適した位置を容易に特定することができるので、適切な位置で計測することが容易である。

また、前記Ｂモード画像ＢＩ、前記インジケータＩｎ及び前記表示欄Ｃを含む部分の画像が、前記記憶部９に記憶されるので、計測終了後に、前記Ｂモード画像ＢＩ、前記インジケータＩｎ及び前記表示欄Ｃを含む部分の画像を再表示させることができる。従って、例えば後日、伝播速度や弾性値が表示された時に、それがどの部分の計測値であるかを容易に知ることができる。

次に、第一実施形態の変形例について説明する。この変形例では、図９に示すフローチャートに沿った処理が行われる。具体的に説明する。先ずステップＳ１１は、上述のステップＳ１と同一の処理であり、説明を省略する。

次に、ステップＳ１２では、操作者は、前記ステップＳ１１で取得されたボリュームデータに基づいて、所定断面についてのＢモード画像ＢＩを表示させる。前記所定断面は、弾性の計測に適した断面である。

次に、ステップＳ１３では、上述のステップＳ２と同様に、操作者は、前記振動付与機能付超音波プローブ１０を人体に当接させる。

次に、ステップＳ１４では、前記表示画像制御部５４は、前記振動付与機能付超音波プローブ１０から弾性波の伝播方向に延びる直線ｌが、前記ステップＳ１２で表示されたＢモード画像ＢＩの断面に含まれるか否かを判定する。前記表示画像制御部５４は、前記第二位置特定部５３によって特定される前記直線ｌの位置情報と、前記Ｂモード画像ＢＩの断面の位置情報とに基づいて、前記判定を行なう。前記Ｂモード画像ＢＩの断面の位置情報は、前記記憶部９に記憶された前記ボリュームデータの位置情報に基づいて特定される。

前記ステップＳ１４において、前記直線ｌがＢモード画像ＢＩの断面に含まれていないと判定された場合（ステップＳ１４において「ＮＯ」）、ステップＳ１３の処理へ戻り、操作者はＢモード画像の断面上に前記直線ｌが含まれるよう、前記振動付与機能付超音波プローブ１０の向きや位置を調節する。

一方、ステップＳ１４において、前記直線ｌがＢモード画像ＢＩの断面に含まれると判定された場合（ステップＳ１４において「ＹＥＳ」）、ステップＳ１５の処理へ移行する。このステップＳ１５では、前記表示画像制御部５４は、前記Ｂモード画像ＢＩに前記直線ｌを示すインジケータＩｎを表示させる。また、前記表示画像制御部５４は、前記直線ｌがＢモード画像ＢＩの断面に含まれることを示す信号を前記制御部８へ出力する。

このステップＳ１５において前記インジケータＩｎが表示された後に、例えば、操作者が、前記Ｂモード画像ＢＩが血管を含んでおり、前記インジケータＩｎが血管内を通っていると認めた場合、前記インジケータＩｎが血管を通らないように、前記振動付与機能付超音波プローブ１０の位置又は向きを調節してもよい。

次に、ステップＳ１６では、前記表示画像制御部５４からの信号が入力された前記制御部８は、上述のステップＳ４と同様に、前記振動付与機能付超音波プローブ１０に対し、人体に機械的振動を付与するための制御信号を出力する。これにより、前記凸部１０ｂが人体に機械的振動を付与する。また、前記制御部８は、前記機械的振動を付与するための制御信号を出力した後、弾性波を計測するための超音波を前記振動付与機能付超音波プローブ１０から送信させるための制御信号を、前記送受信処理部３に対して出力する。これにより、前記振動付与機能付超音波プローブ１０により、弾性波を計測するための超音波が人体に対して送信され、そのエコー信号が受信される。

ステップＳ１７，Ｓ１８の処理は、それぞれ上述のステップＳ５，Ｓ６と同一の処理であり、説明を省略する。

この変形例では、弾性の計測に適した断面のＢモード画像ＢＩが表示され、このＢモード画像ＢＩの断面に、前記振動付与機能付超音波プローブ１０から延びる直線ｌが含まれる場合に、前記インジケータＩｎが表示されるので、前記弾性波が伝播する位置を容易に確認することができる。

また、前記断面は、弾性の計測に適した断面なので、この断面に前記直線が含まれるように、前記振動付与機能付超音波プローブ１０の位置及び向きを調節することにより、計測に適した位置に弾性波を発生させることができる。従って、適切な位置における計測が可能である。また、前記断面に直線ｌが含まれれば、前記制御部８からの制御信号が前記振動付与機能付超音波プローブ１０に出力され、自動的に計測が開始されるので、操作者が前記操作部７において計測開始の入力をする必要がない。

（第二実施形態）
次に、第二実施形態について説明する。ただし、上記第一実施形態と同一事項については説明を省略する。

この第二実施形態では、図１０に示す超音波システム５００により、上記第一実施形態の作用を実現する。前記超音波システム５００は、超音波診断装置２０と計測装置１００とを有する。

本例では、前記超音波診断装置２０ではなく、前記計測装置１００が、前記振動付与機能付超音波プローブ１０を有している。この振動付与機能付超音波プローブ１０は、計測装置本体１０１と接続されている。

前記計測装置本体１０１は、送受信処理部１０２、振動付与制御部１０３、伝播速度算出部１０４、弾性値算出部１０５、操作部１０６及び表示部１０７を有している。前記送受信処理部１０２は、前記振動付与機能付超音波プローブ１０から、弾性波を計測するための超音波を送信させる。前記振動付与制御部１０３は、前記振動付与機能付超音波プローブ１０の凸部１０ｂによる機械的振動の付与を制御する。

前記伝播速度算出部１０４は、前記振動付与機能付超音波プローブ１０で受信した超音波のエコー信号がＡ／Ｄ変換された後のデータに基づいて、前記弾性波の伝播速度を算出する。前記弾性値算出部１０５は、第一実施形態の前記弾性値算出部４３と同様にして、前記弾性波の伝播速度に基づいて弾性値を算出する。

前記操作部１０６は、操作者が指示や情報を入力するためのキーボード及びポインティングデバイス（図示省略）などを含んで構成されている。また、前記表示部１０７は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどである。

一方、前記超音波診断装置２０は、前記振動付与機能付超音波プローブ１０を備えていない点を除き、前記第一実施形態の超音波診断装置１と基本的には同一の構成になっている。ただし、図１１に示すように、前記エコーデータ処理部４は、前記Ｂモードデータ作成部４１を有しているものの、前記伝播速度算出部４２及び前記弾性値算出部４３を有していない。

本例の超音波システム５００においても、上記第一実施形態の前記図６のフローチャートに従った処理が行われる。ただし、前記図６のステップＳ３においては、前記超音波診断装置２０の表示部６に表示されたＢモード画像ＢＩ及びインジケータＩｎを見た操作者が、前記インジケータＩｎが弾性波及び弾性の測定に適した位置になっていると判断した場合、前記計測装置１００の操作部１０６において、弾性の計測を開始する入力を行なう。これにより、前記ステップＳ４において、前記計測装置１００の前記振動付与機能付超音波プローブ１０によって人体に機械的振動が付与され、弾性波を計測するための超音波が前記振動付与機能付超音波プローブ１０から送信される。そして、前記計測装置１００の前記伝播速度算出部１０４及び前記弾性値算出部１０５により、前記ステップＳ５及び前記ステップＳ６の処理が行われる。ただし、前記ステップＳ５において算出された前記伝播速度Ｖ及び前記弾性値Ｅは、前記超音波診断装置２０ではなく、例えば図１２に示すように、前記計測装置１００の表示部１０７に表示される。また、前記超音波診断装置２０の表示部６に前記伝播速度Ｖ及び前記弾性値Ｅは表示されないので、前記ステップＳ６において前記記憶部９に記憶されるのは、前記インジケータＩｎが表示されたＢモード画像ＢＩである。

本例の超音波システム５００によっても、第一実施形態の超音波診断装置１と同様の効果を得ることができる。

次に、第二実施形態の変形例について説明する。この変形例では、図１３に示すフローチャートに沿った処理が行われる。この図１３に示すフローチャートは、図９に示すフローチャートと基本的には同一であるが、ステップＳ１５′，Ｓ１６′，Ｓ１７′，Ｓ１８′の処理が、図９のステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１８とは異なっている。ステップＳ１５′では、前記インジケータＩｎの表示が行われるが、前記表示画像制御部５４は、前記直線ｌがＢモード画像ＢＩの断面に含まれることを示す信号を前記制御部８へ出力しない。

前記ステップＳ１５′において、前記超音波診断装置２０の表示部６に表示されたＢモード画像ＢＩに、前記インジケータＩｎが表示されると、ステップＳ１６′では、前記操作者は、前記計測装置１００の操作部１０６において、弾性の計測を開始する入力を行なう。前記ステップＳ１６′では、前記ステップＳ１６とは異なり、前記制御部８は前記振動付与機能付超音波プローブ１０に対して制御信号を出力しない。前記操作部１０６において前記入力が行われると、前記計測装置１００の前記振動付与機能付超音波プローブ１０によって人体に機械的振動が付与され、弾性波計測の超音波が前記振動付与機能付超音波プローブ１０から送信される。

前記ステップＳ１７′では、前記伝搬速度算出部１０４によって伝搬速度Ｖが算出され、前記弾性値算出部１０５により弾性値が算出される。そして、前記伝播速度Ｖ及び前記弾性値Ｅは、前記超音波診断装置２０ではなく、前記計測装置１００の表示部１０７に表示される。従って、超音波診断装置２０の表示部６には、前記伝播速度Ｖ及び前記弾性値Ｅが表示されないので、前記ステップＳ１８′では、前記記憶部９に、前記インジケータＩｎが表示されたＢモード画像ＢＩが記憶される。

（第三実施形態）
次に、第三実施形態について説明する。ただし、上記第一、第二実施形態と同一事項については説明を省略する。

図１４に示すように、本例の超音波診断装置３０は、振動付与機能付超音波プローブ１０の代わりに、振動付与具１４を備えている点を除き、第一実施形態の超音波診断装置１と基本的には同一の構成になっている。前記エコーデータ処理部４の構成及び前記表示制御部５の構成も、図３及び図４に示す構成である。ただし、前記送受信処理部３は、前記制御部８の制御信号に基づいて、前記超音波プローブ２から、Ｂモード画像を作成するための超音波のほか、弾性波の計測を行なうための超音波を送信するための電気信号を、前記超音波プローブ２に供給する。前記超音波プローブ２は、本発明における超音波プローブの実施の形態の一例である。

前記振動付与具１４は、前記振動付与機能付超音波プローブ１０と同様に、円柱形状の本体部１４ａとこの本体部１４ａに設けられた凸部１４ｂとを有する。この凸部１４ｂは、前記凸部１０ｂと同様にして、測定対象の表面に対して機械的振動を付与する。この凸部１４ｂによる機械的振動の付与は、前記制御部８によって制御される。前記振動付与具１４は、本発明における振動付与具の実施の形態の一例である。

前記振動付与具１４には、前記第二磁気センサ１３が設けられている。本例では、前記第二位置特定部５３は、前記第二磁気センサ１３からの磁気検出信号に基づいて、前記振動付与機能付超音波プローブ１０から前記弾性波の伝播方向に延びる直線ｌの位置を、前記三次元空間における座標系において特定する。前記直線ｌは、前記振動付与具１４の凸部１４ｂから弾性波の伝播方向に延びる直線である。

さて、本例の超音波診断装置３０を用いて弾性を測定する場合の作用について図１５のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップＳ２１では、操作者は、人体に当接させた前記超音波プローブ２によって超音波の送受信を開始する。これにより、前記表示部６にリアルタイムのＢモード画像ＢＩが表示される。

操作者は、所定の断面について超音波の送受信を行なう。所定の断面は、弾性波及び弾性の測定に適した断面である。操作者は、前記Ｂモード画像ＢＩを見ながら、このような断面のＢモード画像を表示させる。

次に、ステップＳ２２では、操作者は、超音波の送受信を行なっている前記超音波プローブ２を人体に当接させた状態で、前記振動付与具１４を人体に当接させる。

次に、ステップＳ２３では、前記表示画像制御部５４は、前記振動付与具１４から弾性波の伝播方向に延びる直線ｌが、前記ステップＳ２１で表示されたＢモード画像ＢＩの断面に含まれるか否かを判定する。前記表示画像制御部５４は、前記直線ｌの位置情報と前記Ｂモード画像ＢＩの断面の位置情報とに基づいて、前記判定を行なう。前記直線ｌの位置情報は、前記第二位置特定部５３によって特定される位置情報である。また、前記Ｂモード画像ＢＩの断面の位置情報は、前記第一位置特定部５２によって特定される位置情報である。

前記ステップＳ２３において、前記直線ｌが前記Ｂモード画像ＢＩの断面に含まれていないと判定された場合（ステップＳ２３において「ＮＯ」）、ステップＳ２２の処理へ戻り、操作者はＢモード画像の断面上に前記直線ｌが含まれるよう、前記振動付与具１４の向きや位置を調節する。

一方、ステップＳ２３において、前記直線ｌがＢモード画像ＢＩの断面に含まれると判定された場合（ステップＳ２３において「ＹＥＳ」）、ステップＳ２４の処理へ移行する。このステップＳ２４では、上述のステップＳ１４と同様に、前記Ｂモード画像ＢＩにおける前記インジケータＩｎの表示と、前記表示画像制御部５４から前記制御部８への信号出力が行われる。

次に、ステップＳ２５では、前記表示画像制御部５４からの信号が入力された前記制御部８は、上述のステップＳ４，Ｓ１６と同様に、前記振動付与具１４に対し、人体に機械的振動を付与するための制御信号を出力する。これにより、前記凸部１４ｂが人体に機械的振動を付与する。また、前記制御部８は、前記機械的振動を付与するための制御信号を出力した後、弾性波を計測するための超音波を前記超音波プローブ２から送信させるための制御信号を、前記送受信処理部３に対して出力する。これにより、前記超音波プローブ２により、Ｂモード画像を作成するための超音波に代わって、弾性波を計測するための超音波が人体に対して送信され、そのエコー信号が受信される。

次に、ステップＳ２６では、前記超音波プローブ２によって受信されたエコー信号に基づいて、前記伝播速度算出部４２が、前記弾性波の伝播速度Ｖを算出する。また、この伝播速度Ｖに基づいて、上述のステップＳ５，Ｓ１７と同様に、前記弾性算出部４３が弾性値Ｅを算出する。

ステップＳ２７の処理は、上述のステップＳ６，Ｓ１８の処理と同一の処理であり、説明を省略する。

この第三実施形態では、第一実施形態の変形例と同様に、弾性の計測に適した断面のＢモード画像ＢＩが表示され、このＢモード画像ＢＩの断面に、前記振動付与具１４から延びる直線ｌが含まれる場合に、前記インジケータＩｎが表示されるので、前記弾性波が伝播する位置を容易に確認することができる。

また、リアルタイムのＢモード画像の断面は、弾性の計測に適した断面なので、この断面に前記直線が含まれるように、前記振動付与具１４の位置及び向きを調節することにより、第一実施形態の変形例と同様に、計測に適した位置に弾性波を発生させることができる。また、前記断面に直線ｌが含まれれば、前記制御部８からの制御信号が前記振動付与機能付超音波プローブ１０に出力され、自動的に計測が開始されるので、操作者が前記操作部７において計測開始の入力をする必要がない。

（第四実施形態）
次に、第四実施形態について説明する。ただし、上記第一〜第三実施形態と同一事項については説明を省略する。

この第四実施形態では、図１６に示す超音波システム５００′により、上記第三実施形態の作用を実現する。前記超音波システム５００′は、前記超音波診断装置６０と振動装置２００とを有する。

本例では、前記超音波診断装置６０ではなく、前記振動装置２００が、前記振動付与具１４を有している。この振動付与具１４は、振動装置本体２０１と接続されている。

前記振動装置本体２０１は、振動付与制御部２０２、操作部２０３を有している。前記振動付与制御部２０２は、前記振動付与具１４の凸部１４ｂによる機械的振動の付与を制御する。

前記操作部２０３は、上述の操作部１０６と同一であるので、説明を省略する。

一方、前記超音波診断装置６０は、前記振動付与具１４を備えていない点を除き、前記第三実施形態の超音波診断装置３０と基本的には同一の構成になっている。前記エコーデータ処理部４の構成及び前記表示制御部５の構成も、図３及び図４に示す構成である。

本例の超音波システム５００′においては、図１７に示すフローチャートに従って処理が行われる。この図１７に示すフローチャートは、図１５に示すフローチャートと基本的には同一であるが、ステップＳ２４′，Ｓ２５′の処理が、図１５のステップＳ２４，Ｓ２５とは異なっている。

前記ステップＳ２４′について説明する。このステップＳ２４′では、上述のステップＳ２４と同様に、前記Ｂモード画像ＢＩにおける前記インジケータＩｎの表示と、前記表示画像制御部５４から前記制御部８への信号出力が行われる。また、このステップＳ２４′では、前記インジケータＩｎが表示されると、操作者は、前記振動装置２００の操作部２０３において、弾性の計測を開始する入力を行なう。

前記ステップＳ２４′において、前記操作部２０３における入力が行われると、ステップＳ２５′において、前記振動付与制御部２０２から制御信号が出力され、前記振動付与具１４によって人体に機械的振動が付与される。また、前記表示画像制御部５４からの信号が入力された前記制御部８は、弾性波を計測するための超音波を前記超音波プローブ２から送信させるための制御信号を、前記送受信処理部３に対して出力する。これにより、前記超音波プローブ２により、弾性波を計測するための超音波が人体に対して送信され、そのエコー信号が受信される。

本例の超音波システム５００′によっても、第三実施形態の超音波診断装置３０と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明を前記実施形態によって説明したが、本発明はその主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。例えば、測定対象は人体に限られない。測定対象は、例えば動物であってもよい。

また、測定対象のボリュームデータが取得される時と、このボリュームデータに基づくＢモード画像ＢＩを表示して前記インジケータＩｎを表示させる時とで、前記磁気発生部１２に対する測定対象の位置が変わる場合、位置補正が行なわれてもよい。具体的に説明する。測定対象のボリュームデータが取得される時と、このボリュームデータに基づくＢモード画像ＢＩを表示して前記インジケータＩｎを表示させる時に、測定対象に、前記磁気発生部１２の磁気を検出する磁気センサが設けられる。そして、前記ボリュームデータの取得時に、前記磁気センサで検出される位置情報が記憶される。

前記インジケータＩｎが表示される時には、前記測定対象に設けられた前記磁気センサで検出される位置情報と、記憶された位置情報とに基づいて、前記ボリュームデータにおける前記直線ｌの位置情報の位置補正が行なわれる。

また、測定対象に対して機械的振動を付与する振動付与具は、前記超音波プローブ２に設けられてもよい。

また、前記超音波プローブ２と前記振動付与機能付超音波プローブ１０との位置関係が固定されていれば、前記振動付与機能付超音波プローブ１０に前記第二磁気センサ１３が設けられていなくてもよい。この場合、前記第二位置特定部５３は、前記第一磁気センサ１１の磁気検出信号に基づいて、前記振動付与機能付超音波プローブ１０から延びる前記直線の位置を特定する。また、前記超音波プローブ２と前記振動付与具１４との位置関係が特定されている場合も、前記振動付与具１４に前記第二磁気センサ１３が設けられていなくてもよい。この場合も、前記第二位置特定部５３は、前記第一磁気センサ１１の磁気検出信号に基づいて、前記振動付与具１４から延びる前記直線の位置を特定する。

１，２０，３０，６０ 超音波診断装置
２ 超音波プローブ
６ 表示部
８ 制御部
９ 記憶部
１０ 振動付与機能付超音波プローブ
１４ 振動付与具
４２ 伝播速度算出部
４３ 弾性値算出部
５２ 第一位置特定部
５３ 第二位置特定部
５４ 表示画像制御部
１００，２００ 計測装置
１０３ 振動付与制御部
１０４ 伝播速度算出部
１０５ 弾性値算出部
５００，５００′ 超音波システム

Claims (14)

1. 三次元空間における測定対象であって、振動付与具により機械的振動が付与されることによって発生した弾性波の伝播速度が算出される測定対象の超音波画像が表示される表示部と、
   前記測定対象において前記振動付与具から前記弾性波の伝播方向に延びる直線の前記三次元空間における位置情報と、前記三次元空間における前記超音波画像の位置情報とに基づいて、前記超音波画像に前記直線の位置を示すインジケータを表示させる表示画像制御部と、
   を備えることを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記超音波画像を作成するための超音波の送受信を行なう第一の超音波プローブと、
   前記弾性波を計測するための超音波の送受信を行なう第二の超音波プローブと、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記第二の超音波プローブは、前記振動付与具であることを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 前記測定対象に対し、前記超音波画像を作成するための超音波の送受信を行なう超音波プローブを備え、該超音波プローブは、前記弾性波を計測するための超音波の送受信も行なうことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
5. 前記振動付与具を備えることを特徴とする請求項４に記載の超音波診断装置。
6. 前記三次元空間に形成された座標系における前記超音波画像の位置を特定する第一位置特定部と、
   前記座標系における前記直線の位置を特定する第二位置特定部と、を備え、
   前記表示画像制御部は、前記第一位置特定部で得られた位置情報と前記第二位置特定部で得られた位置情報とに基づいて、前記超音波画像への前記インジケータの表示を行なう
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
7. 前記測定対象の三次元領域における超音波の送受信によって取得されたボリュームデータを記憶する記憶部を備え、
   前記表示画像制御部は、前記測定対象において前記振動付与具から前記弾性波の伝播方向に延びる直線を含む所定断面を、前記三次元空間における前記ボリュームデータの位置情報と前記三次元空間における前記直線の位置情報とに基づいて前記ボリュームデータにおいて特定し、前記所定断面の超音波画像を、前記ボリュームデータに基づいて前記表示部に表示させる
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
8. 表示部には、前記測定対象の一断面についての超音波画像が表示され、
   前記表示画像制御部は、前記一断面に前記直線が含まれると、前記超音波画像に前記インジケータを表示させる
   を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
9. 三次元空間における測定対象において振動付与具により機械的振動が付与されることによって発生した弾性波の伝播速度を算出するための超音波を前記測定対象に対して送信する超音波プローブと、
   前記測定対象の一断面についての超音波画像が表示される表示部と、
   前記測定対象において、前記振動付与具から前記弾性波の伝播方向に延びる直線の前記三次元空間における位置情報と、前記三次元空間における前記超音波画像の位置情報とに基づいて、前記一断面に前記直線が含まれると、弾性波の伝播速度を算出するための超音波が送信されるよう前記超音波プローブを制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする超音波診断装置。
10. 前記測定対象に対して前記振動付与具によって機械的振動が付与されることによって前記測定対象に発生した弾性波の伝播速度を算出する伝播速度算出部を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
11. 前記伝播速度算出部によって算出された伝播速度に基づいて、前記測定対象の弾性値を算出する弾性値算出部を備えることを特徴とする請求項１０に記載の超音波診断装置。
12. 前記表示部に、前記超音波画像とともに、前記伝播速度及び前記弾性値のうち少なくとも一方の画像が表示され、
    前記表示部に表示された前記超音波画像と、前記伝播速度及び前記弾性値のうち少なくとも一方の画像とが記憶部に記憶される
    ことを特徴とする請求項１１に記載の超音波診断装置。
13. 請求項１に記載の超音波診断装置と、
    前記測定対象に対して機械的振動を付与し、なおかつ前記機械的振動が付与されることによって前記測定対象に発生した弾性波の伝播速度を算出するための超音波を前記測定対象に対して送信する超音波プローブと、前記測定対象に対して機械的振動が付与されることによって前記測定対象に発生した弾性波の伝播速度を算出する伝播速度算出部と、を有する計測装置と、
    を備えることを特徴とする超音波システム。
14. 請求項１又は９に記載の超音波診断装置と、
    前記振動付与具と、該振動付与具を制御する振動付与具制御部と、を有する計測装置と、
    を備えることを特徴とする超音波システム。

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