JP6299397B2 - 信号処理装置、超音波診断装置及び信号処理方法 - Google Patents

Description

この発明は、信号処理装置、超音波診断装置及び信号処理方法に関する。

従来、超音波を被検体内部に照射し、その反射波を受信して解析することにより内部構造の検査を行う超音波診断装置がある。超音波診断では、被検体を非破壊、非侵襲で調べることが出来るので、医療目的の検査や建造物内部の検査といった種々の用途に広く用いられている。

超音波は、内部の材質や状態が変化する不連続面で主に反射される。内部の材質や状態が既知の場合には、その反射位置の情報を取得するだけで十分な結果が得られる。一方、内部の材質や状態を確定出来ない場合に、その硬さを計測することでこれら材質や状態を判断する技術がある。この技術では、内部の歪みを算出し、当該歪みに基づいて求められる弾性率といった物理パラメーターにより材質や状態が判断される。
このような歪みの算出手法としては、従来、通常計測時の反射波形と、所定の圧力で被検体を圧縮したときの反射波形とのうち、前者の波形を圧縮又は後者の波形を伸展させながら他方の波形との相互相関を取って相互相関が高い場合を検出し、このときの圧縮率又は伸展率と、圧力との関係に基づいて歪みを計測する方法が用いられている。

しかしながら、押圧に基づいて内部の材質の歪みを算出する際、当該材質自体の位置が変化する、即ち、平行移動するので、波形の相互相関を取る際に、一方の波形を他方の波形に対して相対移動させて位置合わせを行いながら更に波形の圧縮や伸展を行う必要がある。例えば、特許文献１では、全ての変位量候補に対してマッピングを行って最適解を求める技術が開示されている。一方、特許文献２では、変位を先に求めた後、逐次計算により最適な伸縮率に漸近させて求める技術が開示されている。

特開２００４−５７６５２号公報 特開２００８−１２６０７９号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、ＣＰＵやメモリーを用いた処理量が膨大になり、これに応じたリソースが必要になるという課題がある。また、従来の技術では、位置合わせが先に行われるので、位置合わせが正確に行われないと圧縮率の算出時にずれが生じて正確に求められないという課題がある。

この発明の目的は、容易な処理で歪みの算出誤差を低減することが可能な信号処理装置、超音波診断装置及び信号処理方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
第１加圧状態の被検体により反射された超音波の第１信号波形と、第２加圧状態の前記被検体により反射された超音波の第２信号波形と、を用いて加圧状態の変化に係る前記被検体の歪みを算出する信号処理装置であって、
前記第１信号波形と前記第２信号波形との間での各時間における位相差成分を抽出する位相差抽出手段と、
前記各時間と当該各時間における前記位相差成分との相関関係に応じて、前記第１信号波形と前記第２信号波形との間の角周波数の差分に係る歪み差及び初期位相差を算出する相関算出手段と、
前記歪み差に基づいて前記歪みを算出する歪み算出手段と、
を備えることを特徴としている。

また、請求項２記載の発明は、
第１加圧状態の被検体により反射された超音波の第１信号波形と、第２加圧状態の前記被検体により反射された超音波の第２信号波形と、を用いて加圧状態の変化に係る前記被検体の歪みを算出する信号処理装置であって、
設定された角周波数の差分に係る歪み差及び初期位相差により前記第２信号波形を圧縮及び移相させて前記第１信号波形に近似させた近似信号波形を生成する近似波形生成手段と、
前記第１信号波形と前記近似信号波形との間での各時間における位相差成分を抽出する位相差抽出手段と、
前記各時間と当該各時間における前記位相差成分との相関関係に応じて、前記第１信号波形と前記近似信号波形との間の前記歪み差及び前記初期位相差を算出する相関算出手段と、
所定の条件が満たされるまで、前記相関算出手段で算出された前記歪み差及び前記初期位相差により前記近似信号波形を圧縮及び移相させて前記近似信号波形を更新し、当該更新された近似波形と前記第１信号波形とを用いて前記位相差抽出手段及び前記相関算出手段による処理を繰り返させる繰返し判定手段と、
前記繰返し行われた前記圧縮に係る前記歪み差の累積値に基づいて前記歪みを算出する歪み算出手段と、
を備えることを特徴としている。

また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の信号処理装置において、
前記所定の条件が満たされた場合に、前記第１信号波形と前記近似信号波形との相関を示す復元率を算出する復元率算出手段を備えることを特徴としている。

また、請求項４記載の発明は、請求項３記載の信号処理装置において、
表示手段と、
前記歪み、及び前記復元率に基づく当該歪みの算出精度を前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴としている。

また、請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載の信号処理装置において、
算出された前記歪みの空間分布に対して平滑化を行うノイズ除去手段を備え、
前記ノイズ除去手段は、各空間位置における平滑化された歪みの大きさを、当該空間位置にそれぞれ応じた所定範囲内の複数位置における歪みの大きさの重み付け平均で算出し、当該重み付け平均の重みは、前記複数位置の各々における前記復元率の大きさに基づいてそれぞれ定められる
ことを特徴としている。

また、請求項６記載の発明は、請求項２〜５の何れか一項に記載の信号処理装置において、
前記位相差抽出手段は、前記抽出を行う前記位相差成分に係る前記時間の幅を前記第１信号波形と前記近似信号波形との間の前記歪み差及び前記初期位相差のうち少なくとも一方に応じて変化させることを特徴としている。

また、請求項７記載の発明は、請求項２〜６の何れか一項に記載の信号処理装置において、
前記繰返し判定手段は、前記第１信号波形と前記近似信号波形との間の前記歪み差が所定の基準値以下となることを前記所定の条件とすることを特徴としている。

また、請求項８記載の発明は、請求項１〜７の何れか一項に記載の信号処理装置において、
前記相関算出手段は、前記歪み差及び前記初期位相差をパラメーターとする最小二乗法で前記歪み差及び前記初期位相差の最適値を算出することを特徴としている。

また、請求項９記載の発明は、
超音波を送受信する超音波探触子と、
請求項１〜８の何れか一項に記載の信号処理装置と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置である。

また、請求項１０記載の発明は、
第１加圧状態の被検体により反射された超音波の第１信号波形と、第２加圧状態の前記被検体により反射された超音波の第２信号波形と、を用いて加圧状態の変化に係る前記被検体の歪みを算出する信号処理装置の信号処理方法であって、
前記第１信号波形と前記第２信号波形との間での各時間における位相差成分を抽出する位相差抽出ステップ、
前記各時間と当該各時間における前記位相差成分との相関関係に応じて、前記第１信号波形と前記第２信号波形との間の角周波数の差分に係る歪み差及び初期位相差を算出する相関算出ステップ、
前記歪み差に基づいて前記歪みを算出する歪み算出ステップ、
を含むことを特徴としている。

本発明に従うと、容易な処理で歪みの算出誤差を低減することが出来るという効果がある。

本発明の実施形態の超音波診断装置を示す全体図である。 超音波診断装置の内部構成を示すブロック図である。 歪みの計測について説明する図である。 歪みの算出及び表示の流れについて説明する図である。 歪み計測表示処理の制御手順を示すフローチャートである。 歪み量算出処理の制御手順を示すフローチャートである。 歪み量表示画像の表示例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の超音波診断装置Ｕの全体図である。図２は、超音波診断装置Ｕの内部構成を示すブロック図である。

図１に示すように、この超音波診断装置Ｕは、超音波診断装置本体１と、ケーブル２２を介して超音波診断装置本体１に接続された超音波探触子２（超音波プローブ）とを備える。超音波診断装置本体１には、操作入力部１８と出力表示部１９とが設けられている。超音波診断装置本体１の制御部１５は、操作入力部１８のキーボードやマウスといった入力デバイスに対する外部からの入力操作に基づき、超音波探触子２に駆動信号を出力して超音波を出力させ、また、超音波探触子２から超音波受信に係る受信信号を取得して各種処理を行い、必要に応じて出力表示部１９の液晶画面などに結果などを表示させる。

超音波診断装置本体１は、図２に示すように、送信部１２と、受信部１３と、送受信切替部１４と、制御部１５と、画像処理部１６と、記憶部１７と、操作入力部１８と、出力表示部１９（表示手段）などを備えている。

送信部１２は、制御部１５から入力される制御信号に従って超音波探触子２に供給するパルス信号を出力し、超音波探触子２に超音波を発生させる。送信部１２は、例えば、クロック発生回路、パルス発生回路、パルス幅設定部、及び、遅延回路を備えている。クロック発生回路は、パルス信号の送信タイミングや送信周波数を決定するクロック信号を発生させる回路である。パルス発生回路は、所定の周期で予め設定された電圧振幅のバイポーラー型の矩形波パルスを発生させる回路である。パルス幅設定部は、パルス発生回路から出力される矩形波パルスのパルス幅を設定する。パルス発生回路で生成された矩形波パルスは、パルス幅設定部への入力前又は入力後に、超音波探触子２の個々の振動子２１ごとに異なる配線経路に分離される。遅延回路は、生成された矩形波パルスを各振動子２１に送信するタイミングに応じて、これらの配線経路ごとに設定された遅延時間それぞれ遅延させて出力させる回路である。

受信部１３は、制御部１５の制御に従って超音波探触子２から入力された受信信号を取得する回路である。受信部１３は、例えば、増幅器、Ａ／Ｄ変換回路、整相加算回路を備えている。増幅器は、超音波探触子２の各振動子２１により受信された超音波に応じた受信信号を予め設定された所定の増幅率でそれぞれ増幅する回路である。Ａ／Ｄ変換回路は、増幅された受信信号を所定のサンプリング周波数でデジタルデータに変換する回路である。サンプリング周波数は、ナイキスト周波数が後述の受信周波数より大きい必要があり、例えば、６０ＭＨｚである。整相加算回路は、Ａ／Ｄ変換された受信信号に対して、振動子２１毎に対応した配線経路毎に遅延時間を与えて時相を整え、これらを加算（整相加算）して音線データを生成する回路である。

送受信切替部１４は、制御部１５の制御に基づいて、振動子２１から超音波を発信する場合に駆動信号を送信部１２から振動子２１に送信させる一方、振動子２１が出射した超音波に係る信号を取得する場合に受信信号を受信部１３に出力させるための切り替え動作を行う。

制御部１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。ＣＰＵは、ＨＤＤに記憶されている各種プログラムを読み出してＲＡＭにロードし、当該プログラムに従って超音波診断装置Ｕの各部の動作を統括制御する。ＨＤＤは、超音波診断装置Ｕを動作させる制御プログラム及び各種処理プログラムや、各種設定データ等を記憶する。これらのプログラムや設定データは、ＨＤＤの他、例えば、フラッシュメモリーなどの不揮発性メモリーを用いた補助記憶装置に読み書き更新可能に記憶させることとしても良い。ＲＡＭは、ＳＲＡＭやＤＲＡＭなどの揮発性メモリーであり、ＣＰＵに作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。

画像処理部１６は、制御部１５のＣＰＵとは別個に、超音波の受信データに基づく診断用画像を作成するための演算処理を行うＣＰＵやＲＡＭなどを備えた処理制御部１６ａを有する。この診断用画像には、出力表示部１９に略リアルタイムで表示させる画像データやその一連の動画データ、スナップショットの静止画データなどが含まれる。また、スナップショットの静止画データとして、被検体内部の歪み（弾性値）の分布が算出、表示出力可能となっている。
この画像処理部１６は、信号処理装置を構成し、処理制御部１６ａは、位相差抽出手段、相関算出手段、歪み算出手段、近似波形生成手段、繰返し判定手段、復元率算出手段、表示制御手段及びノイズ除去手段を構成する。また、処理制御部１６ａは、位相差抽出ステップ、相関算出ステップ及び歪み算出ステップといった本発明の信号処理方法に係る各種処理を実行する信号処理装置の制御手段として機能する。
なお、処理制御部１６ａによるこれらの演算処理がＣＰＵ１５により行われる構成であっても良い。

記憶部１７は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリーである。或いは、この記憶部１７は、高速書き換えが可能な各種不揮発性メモリーであっても良い。記憶部１７は、画像処理部１６で処理されてリアルタイム表示やこれに準じた表示に用いられる診断用画像データをフレーム単位で記憶する。記憶部１７に記憶された超音波診断用画像データは、制御部１５の制御に従って読み出され、出力表示部１９に送信されたり、図示略の通信部を介して超音波診断装置Ｕの外部に出力されたりする。このとき、出力表示部１９の表示方式がテレビジョン方式の場合には、記憶部１７と出力表示部１９との間にＤＳＣ（Digital Signal Converter）が設けられて、走査フォーマットが変換された後に出力されれば良い。

操作入力部１８は、押しボタンスイッチ、キーボード、マウス、若しくはトラックボール、又は、これらの組み合わせを備えており、ユーザーの入力操作を操作信号に変換し、超音波診断装置本体１に入力する。

出力表示部１９は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、有機ＥＬ（Electro-Luminescent）ディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイといった種々の表示方式のうち、何れかを用いた表示画面とその駆動部を備える。出力表示部１９は、ＣＰＵ１５から出力された制御信号や、画像処理部１６で生成された画像データに従って表示画面（各表示画素）の駆動信号を生成し、表示画面上に超音波診断に係るメニュー、ステータスや、受信された超音波に基づく計測データの表示を行う。

これらの操作入力部１８や出力表示部１９は、超音波診断装置本体１の筐体に一体となって設けられたものであっても良いし、ＵＳＢケーブルやＨＤＭＩケーブル（登録商標：ＨＤＭＩ）などを介して外部に取り付けられるものであっても良い。また、超音波診断装置本体１に操作入力端子や表示出力端子が設けられていれば、これらの端子に従来の操作用及び表示用の周辺機器を接続して利用するものであっても良い。

超音波探触子２は、超音波（ここでは、１〜３０ＭＨｚ程度）を発振して生体などの被検体に対して出射（発信）するとともに、出射した超音波のうち被検体で反射された反射波（エコー）を受信して電気信号に変換する音響センサーとして機能する。この超音波探触子２は、超音波を送受信する複数の振動子２１の配列である振動子配列２１０と、ケーブル２２とを備えている。ケーブル２２は、その一端に超音波診断装置本体１とのコネクター（図示略）を有し、超音波探触子２は、このケーブル２２により超音波診断装置本体１に対して着脱可能に構成されている。ユーザーは、この超音波探触子２における超音波の送受信面、即ち、振動子配列２１０から超音波を出射する方向の面を被検体に所定の圧力で接触させて超音波診断装置Ｕを動作させ、超音波診断を行う。

また、超音波探触子２は、圧力センサーを備え、超音波探触子２の被検体への圧力を計測して制御部１５に出力する構成とすることが出来る。超音波探触子２は、更に、超音波探触子２の送受信面を超音波の送受信方向に前後移動させるモーターを備え、予め設定された圧力で被検体に押し付けたり開放したりすることが可能であっても良い。

振動子配列２１０は、圧電体とその変形（伸縮）により電荷が現れる両端に設けられた電極とを有する圧電素子を備えた複数の振動子２１の配列、例えば、所定の方向（走査方向）への一次元配列である。振動子２１に電圧パルス（パルス信号）が順番に供給されることで各圧電体に生じる電界に応じて圧電体が変形し、超音波が発信される。また、振動子２１に所定の周波数帯の超音波が入射すると、その音圧により圧電体の厚さが変動（振動）することで当該変動量に応じた電荷が生じ、当該電荷量に応じた電気信号に変換、出力される。

次に、本実施形態の超音波診断装置Ｕにおける歪みの計測動作について説明する。
本実施形態の超音波診断装置Ｕでは、輝度を用いて断層検査に係る一次元〜二次元表示を略リアルタイムで行うＢモードや、ドップラー効果を利用して血流状態などを計測して表示させるＭモードに加えて、内部構造の歪みを計測して表示する歪み量表示モードを有する。

図３は、歪みの計測について説明する図である。
図３（ａ）に示すように、通常時の被検体Ｓ内には、当該被検体Ｓの上面であって超音波探触子２の超音波発信面との接触面から深さ方向（Ｘ方向）へ距離ｘｒの位置に構造Ｔの上端がある。また、この構造ＴのＸ方向への幅がＬである。図３（ｂ）に示すように、上面側からこの被検体Ｓに圧力ρ（応力）が加えられた状態で、構造Ｔにも同様に圧力ρがかかるとすると、この構造Ｔの上端位置がＸ方向へ距離ｘｓとなり、また、幅がＬ−ΔＬとなるように変化する。
従って、これら２つの状態における構造Ｔを計測することで、歪みε＝ΔＬ／Ｌが求められる。また、このとき、圧力センサーで計測された圧力ρ（応力）を用いて縦弾性係数（ヤング率）Ｅ＝ρ／εを算出し、これを表示させることも出来る。

図４は、歪みの算出及び表示の流れについて説明する図である。
この歪み量表示モードでは、被検体に対して２種類の異なる圧力を加えながら（例えば、超音波探触子２を被検体に対して押し付ける圧力を変化させながら）超音波を送受信する。ここでは、１フレームごとに交互に２種類の圧力の大きさを切り替えながら各フレームのデータが取得される。異なる圧力時の２フレーム分のエコーが取得されると、当該２フレーム分のデータに基づいて各位置での歪み量及びその復元率が算出される。即ち、最初と最後のフレームデータ（フレーム１など）を除き、各フレームのデータは、歪み量の分布の算出に２回用いられる。そして、算出された歪み量の分布及び復元率の分布のデータは、表示用に平滑化やダイナミックレンジの調整といった処理が行われた後、例えば、カラー表示又はグレースケール表示で出力表示部１９に表示される。
ここで、復元率は、歪みの計測値の正確さを示す指標であり、後述する。

図５は、超音波診断装置Ｕで実行される歪み計測表示処理について、画像処理部１６の処理制御部１６ａによる制御手順を示すフローチャートである。
この歪み計測表示処理は、超音波診断に係る計測表示処理において、ユーザーの操作入力部１８への入力操作などにより歪み計測表示モードが選択された場合に制御部１５から画像処理部１６への制御信号に基づいて実行される。

歪み計測表示処理が開始されると、画像処理部１６の処理制御部１６ａ（ＣＰＵ）は、被検体に対する異なる圧力での２回の走査分（２フレーム）の受信波形データを取得し、超音波探触子２の走査方向への位置合わせを行う（ステップＳ１０１）。処理制御部１６ａは、予め設定された位置同士での調節やパターンマッチングなどにより同一位置に当たる走査位置の組み合わせを決定する。

処理制御部１６ａは、各走査位置で被検体に対して加えられた力が小さい場合（第１加圧状態）に取得される超音波波形（伸展時波形、第１信号波形）と被検体に対して加えられた力が大きい場合（第２加圧状態）に取得される超音波波形（圧縮時波形、第２信号波形）の組み合わせを用いて、それぞれ加圧状態の変化に係る歪み量の算出を行う（ステップＳ１０２）。また、処理制御部１６ａは、算出された歪み量に係る復元率を算出し、取得する（ステップＳ１０３）。歪み量の算出処理については、後に詳述する。

処理制御部１６ａは、２回の走査画像（２フレームデータ）に係る２次元画像の各点について、それぞれ復元率に応じた強度の平滑化処理（スムージング）を行う（ステップＳ１０４）。また、処理制御部１６ａは、２回の走査分の受信波形データのうち、１回目の受信波形データが圧縮時波形であるか否かを判別する（ステップＳ１０５）。１回目の受信波形データが圧縮時波形に係るデータであると判別された場合には（ステップＳ１０５で“ＹＥＳ”）、ステップＳ１０４の処理で平滑化処理が行われた２次元画像データの算出値の符号反転、即ち、歪み量におけるΔＬの符号を反転させる（ステップＳ１０６）。それから、処理制御部１６ａの処理は、ステップＳ１０７に移行する。１回目の受信波形データが圧縮時波形に係るデータではないと判別された場合には（ステップＳ１０５で“ＮＯ”）、処理制御部１６ａの処理は、ステップＳ１０７に移行する。

ステップＳ１０７の処理に移行すると、処理制御部１６ａは、直近の所定回取得された二次元画像データの各データの平均値及びダイナミックレンジを取得する（ステップＳ１０７）。これらの値は、各回の歪み計測表示処理で最終的な二次元画像データが出力されるごとに所定個数処理制御部１６ａのＲＡＭなどに記憶させておくことで容易に取得が可能となる。処理制御部１６ａは、これら取得された今回の取得値、直近の所定回の平均値及びダイナミックレンジに基づいて二次元画像のスケーリングを行う（ステップＳ１０８）。そして、処理制御部１６ａは、スケーリングされた歪み計測に係る二次元画像（歪み計測画像）のデータを記憶部１７を介して出力表示部１９に出力させる（ステップＳ１０９）。処理制御部１６ａは、歪み計測表示処理を終了する。

次に、本実施形態の超音波診断装置Ｕにおける歪み量の算出処理について説明する。
本実施形態の超音波診断装置Ｕでは、被検体の同一部位に対して異なる２種類の圧力（圧力が０の場合や負の場合（張力）を含む）で超音波探触子２を押し付けることで被検体を押圧しながらそれぞれの状態で発信された超音波のエコーを、圧力が小さい方のものを伸展時波形ｒ（ｔ）とし、また、圧力が大きい方のものを圧縮時波形ｓ（ｔ）として取得する。

各データ取得タイミング（経過時間ｔ（時間））における伸展時波形ｒ（ｔ）は、
ｒ（ｔ）＝Ａ_１（ｔ）ｃｏｓ（ω_０ｔ＋φ_１（ｔ）） … （１）
と表される。ここで、ω_０は、受信超音波の中心角周波数、Ａ_１（ｔ）は、振幅成分の時間変化（受信波形の包絡線）、φ_１（ｔ）は、初期位相である。
この波形は、解析的に以下のように複素関数で表され得る。
ｒ_ａ（ｔ）＝Ａ_１（ｔ）ｅｘｐ（ｉω_０ｔ＋φ_１（ｔ）） … （２）

一方、圧縮時波形ｓ（ｔ）では、歪みε（即ち、伸展率、圧縮時にε＜０）に応じて所定の構造に対するエコーが伸展時波形ｒ（ｔ）より短時間、即ち短周期で観測されることになる。また、被検体に対して間接的に圧力がかかるのに伴い、内部の被検体位置がｘｒからｘｓに移動しているので、反射波の検出タイミング、即ち、位相が変化する。歪みεが微小な範囲（通常、例えば、５％以下）においては、以下の式（３）で示すように、歪みεの分だけ伸展時波形ｒ_ａ（ｔ）を圧縮させることで、圧縮時波形ｓ（ｔ）に近似した近似波形ｃ_ａ（ｔ）が得られる。
ｃ_ａ（ｔ）＝Ａ_１（ｔ（１−ε））ｅｘｐ（ｉω_０ｔ（１−ε）＋φ_１（ｔ（１−ε））） … （３）

これらの解析解（２）、（３）から以下の式（４）により伸展時波形ｒ（ｔ）と近似波形ｃ_ａ（ｔ）との位相差Ｆ_ａ（ｔ）（位相差成分）が求められる。
Ｆ_ａ（ｔ）＝Ｉｍ（ｌｏｇ（ｒ_ａ（ｔ）ｃ_ａ ^＊（ｔ）））＝εω_０ｔ＋δ … （４）
ここで、ｃ_ａ ^＊（ｔ）は、近似波形ｃ_ａ（ｔ）の複素共役であり、δは、上述の距離ｘｓと距離ｘｒのずれに伴う位相ずれ（初期位相差）を表す。即ち、この位相差Ｆ_ａ（ｔ）は、傾きが歪みεに比例し、切片が位相ずれδで表される一次関数となる。この位相差Ｆ_ａ（ｔ）、具体的には、位相ずれδは、必ずしも時間に依存して変化する位相εω_０ｔに対して一周期以内の値とは限らない。

計測された伸展時波形ｒ（ｔ）及び圧縮時波形ｓ（ｔ）の位相差Ｆ（ｔ）を位相差Ｆ_ａ（ｔ）を用いて求める場合、解析解における虚数部の値は、伸展時波形と圧縮時波形の計測値（実数部）をそれぞれ±９０度移相（角周波数ω_０（角振動数）に対し、それぞれπ／２及び３π／２の位相分時間遅延）させた値である。これら実数部の波形と虚数部の波形は、これらの受信波形をＩＱ直交検波することでそれぞれＩ波、Ｑ波として取得されても良く、この場合、適宜な中間周波数の信号に変換されても良い。

このときに用いられる圧縮時波形ｓ（ｔ）の計測データは、設定された歪みε及び位相ずれδに相当する分の伸展及びシフト（圧縮及び移相、ここでいう圧縮には、圧縮率が負の場合、即ち、伸展が含まれる）を行って生成される近似波形ｃ（ｔ）（近似信号波形）に置き換えられることで、伸展時波形ｒ（ｔ）と近似波形ｃ（ｔ）との違いを小さくすることが出来る。
ここで、歪みε及び位相ずれδの初期設定値としては、例えば、隣接する位置における歪みεの計算で得られた値を利用することが出来る。また、想定される内部の構成と加えられる圧力変化から標準的な歪みεや位相ずれδの値を見積もっておき、これらの値を用いることとしても良い。また、前回の位置（即ち、隣接する位置）で求められた歪みεおよび位相ずれδにより開始された計算で正確な値に収束しない場合や、当該位置の復元率が低い場合などには、歪みεや位相ずれδの計算を初期化し、このような理論的な値に基づく計算に切り替えたり、或いは、前々回の算出値を用いた計算に切り替えたりことにしたりすることが出来る。更に、圧力が十分小さい場合には、これらの初期値を「０」とすることも出来る。
また、圧縮時波形ｓ（ｔ）と伸展時波形ｒ（ｔ）の振幅を予め規格化してから上述の位相成分の抽出を行うことが出来る。

このようにして求められた計測値に基づく２つの複素関数により、位相差Ｆ（ｔ）が算出される。即ち、伸展時波形ｒ（ｔ）の実数部との近似波形ｃ（ｔ）の虚数部を符号反転したものとの乗算値、及び、伸展時波形ｒ（ｔ）の虚数部と近似波形ｃ（ｔ）の実数部との乗算値をそれぞれ求め、更に、これらの乗算結果を加算することで得られる。所定の経過時間ｔの範囲内（ウィンドウ）において、設定された歪みε及び位相ずれδを適用してそれぞれ求められたＦ（ｔ）の値に残るずれηは、式（５）で示される。
η（ε、δ）＝Ｆ（ｔ）−εω_０ｔ−δ … （５）

そして、式（６）で示されるずれηの二乗和σを最小にする歪みε及び位相ずれδが求められる。
σ＝Σ_ｔη^２＝Σ_ｔ（Ｆ（ｔ）−εω_０ｔ−δ）^２ … （６）
ここで、Σ_ｔは、サンプリングデータに係る経過時間ｔのデジタル離散値についての和を示す。二乗和σを最小にする歪みε（角周波数差εω_０）及び位相ずれδは、一次関数に対する最小二乗法で容易に求めることが出来る。

算出された歪みε及び位相ずれδは、近似波形ｃ（ｔ）に用いられた歪みεのずれ（歪み差）及び位相ずれδのずれを示す。従って、近似波形ｃ（ｔ）に用いられたそれぞれの値に、算出された値をそれぞれ累積していくことによって、当該累積値により、より正確な歪みε及び位相ずれδの値に近づけることが出来る。

このようにして求められた、より正確な歪みε及び位相ずれδを用いて、再度伸展及びシフトがなされた近似波形ｃ（ｔ）が生成される。このとき、離散的な経過時間ｔについて取得された圧縮時波形ｓ（ｔ）を歪みε、即ち、伸展率に基づいて忠実に伸展させると、経過時間ｔのシフト先と元の経過時間ｔとの間にずれが生じる。従って、元の経過時間ｔと一致する範囲で近似的に経過時間を定めるか、又は、進展後の近似波形ｃ（ｔ）のデータを用いてもとの経過時間ｔにおける振幅強度を補間によって求める。補間処理を行う場合、補間の方法としては、一次線形補間の他、周知の補間方法を選択して用いることが出来る。

このような処理を繰り返し行うことで、漸近的に正確な歪みε及び位相ずれδが求められる。この繰り返しの終了条件（所定の条件）は、適宜定められる。例えば、この終了条件は、単純に固定回数の実施であっても良いし、最小二乗法で求められた歪みεのずれ（歪み差、即ち、角周波数差）、又は、歪みεのずれ及び位相ずれδのずれの値の両方が基準値以下となることとしても良い。また、固定回数以内に基準値以下にならない場合には、当該位置における歪みε及び位相ずれδの算出が困難であるとしてエラー出力を行っても良い。

このとき、位相差Ｆ（ｔ）は、経過時間ｔに応じて幅２πの範囲（例えば、−π＜Ｆ（ｔ）≦π）で循環する関数であり、経過時間ｔの範囲（時間の幅）が傾きである歪みεと受信超音波の角周波数ω_０との積に対して広過ぎる場合、又は、位相ずれδにより幅２πの範囲と経過時間ｔの範囲とのタイミングが合わない場合には、経過時間ｔの範囲の途中で折り返し、即ち、位相差の値が最大値（ここでは、π）から最小値（ここでは、−π）へ跳躍する点が現れて、一次関数に対する最小二乗法での相関解析が適切になされない。従って、歪みε及び位相ずれδの初回算出時のように、求められる歪みεや位相ずれδが大きい可能性がある場合には、経過時間ｔの範囲を狭く設定することで、このような折り返しを発生し難くすることが出来る。そして、２回目以降の歪みε及び位相ずれδの算出時には、近似波形ｃ（ｔ）の更新に用いられた歪みε及び初期位相ずれδの大きさ、復元率Ｒや処理回数ｋに応じて経過時間ｔの範囲を広げることで、相関解析に係るデータ点数を増加させてＳ／Ｎ比を上昇させ、最終的に求められる歪みε及び位相ずれδの精度を高めることが出来る。
また、このような処理でもうまく歪みε及び位相ずれδが求まらない場合などには、超音波の受信角振動数ω_０、即ち、発信周波数を低下させることによっても折り返しを発生しづらくすることが出来る。

図６は、歪み計測表示処理により呼び出されて実行される歪み量算出処理の処理制御部１６ａによる制御手順を示すフローチャートである。

歪み量算出処理が呼び出されると、処理制御部１６ａは、歪みの初期値ε_０と位相ずれの初期値δ_０を設定する。また、処理回数ｋを「０」に設定すると共に、二乗和σを求める経過時間ｔの範囲を設定する（ステップＳ１２１）。

処理制御部１６ａは、設定された歪みε_ｋと位相ずれδ_ｋを用いて圧縮時波形ｓ（ｔ）を伸展及びシフトさせて近似波形ｃ_ｋ（ｔ）のデータを生成する（ステップＳ１２２）。処理制御部１６ａは、伸展時波形ｒ（ｔ）と、近似波形ｃ_ｋ（ｔ）とにより、設定された経過時間の範囲内における各サンプリングタイミング（経過時間ｔ）における位相差Ｆ（ｔ）を算出し、この位相差Ｆ（ｔ）と、経過時間ｔとに対して、最小二乗法で新たな歪みε_ｋ＋１と位相ずれδ_ｋ＋１とを算出する（ステップＳ１２３）。

処理制御部１６ａは、所定の条件が成立しているか否かを判別し（ステップＳ１２４）、成立していないと判別された場合には（ステップＳ１２４で“ＮＯ”）、新たに求められた歪みε_ｋ＋１と前回の歪みε_ｋを加算する。また、処理制御部１６ａは、新たに求められた位相ずれδ_ｋ＋１を前回の位相ずれδ_ｋに加算する。そして、処理制御部１６ａは、処理回数ｋに１を加算した（ステップＳ１２５）後、処理をステップＳ１２２に戻す。

所定の条件が成立していると判別された場合には（ステップＳ１２４で“ＹＥＳ”）、処理制御部１６ａは、今回の歪みε_ｋ＋１と前回の歪みε_ｋとを加算して最終的な歪みεの値とする。また、処理制御部１６ａは、今回の位相ずれδ_ｋ＋１と前回の位相ずれδ_ｋとを加算して最終的な位相ずれδの値とする（ステップＳ１２６）。そして、処理制御部１６ａは、歪み量算出処理を終了し、処理を歪み計測表示処理に復帰させる。

このとき、計測された伸展時波形ｒ（ｔ）と、最終的に求められた歪みε及び位相ずれδを用いて生成される近似波形ｃ_ｋ（ｔ）との相互相関係数が復元率Ｒになる。即ち、歪み計測表示処理におけるステップＳ１０３の処理で算出されたこの復元率Ｒが「１」であれば、圧縮時波形ｓ（ｔ）から完全に圧縮前の伸展時波形ｒ（ｔ）が得られることになる。

歪み量算出処理において得られた歪み量に係る二次元データは、通常、ノイズが非常に多いので、図示される際には、歪み計測表示処理のステップＳ１０４において平滑化処理が行われる。この平滑化処理は、例えば、二次元画像の座標（ｘ、ｙ）の各点で求められた歪みεを、それぞれ、座標（ｘ−Ｍ、ｙ−Ｎ）と座標（ｘ＋Ｍ、ｙ＋Ｎ）とを結ぶ直線が対角線となる領域（所定範囲）内（Ｍ、Ｎは、適宜定められる自然数）の各位置（複数位置）における歪みの大きさのデータの重み付け平均とすることで行われる。また、このとき、重み付けの重みは、復元率Ｒに基づいて定めることが出来る。即ち、復元率Ｒが低いデータについては、重み付けを相対的に軽く設定する。例えば、座標（ｘ、ｙ）における歪みε（ｘ、ｙ）に係る復元率Ｒ（ｘ、ｙ）を用いて、平滑化された歪みε_ｃ（ｘ、ｙ）を次式（７）に従って算出することが出来る。
ε_ｃ（ｘ、ｙ、ｔ）＝Σ_{（−Ｍ≦ｍ≦Ｍ）}Σ_{（−Ｎ≦ｎ≦Ｎ）}（Ｒ（ｘ＋ｍ、ｙ＋ｎ、ｔ）ε（ｘ＋ｍ、ｙ＋ｎ、ｔ））／Σ_{（−Ｍ≦ｍ≦Ｍ）}Σ_{（−Ｎ≦ｎ≦Ｎ）}Ｒ（ｘ＋ｍ、ｙ＋ｎ、ｔ） … （７）

また、同様に、歪みεは、時間軸方向にも平滑化されることが出来る。即ち、座標（ｘ、ｙ、ｔ）において時間方向に平滑化された歪みε_ｄ（ｘ、ｙ、ｔ）は、次式（８）に従って算出される。
ε_ｄ（ｘ、ｙ、ｔ）＝Σ_{（−Ｔ≦ｋ≦０）}（Ｒ（ｘ、ｙ、ｔ＋ｋ）ε（ｘ、ｙ、ｔ＋ｋ））／Σ_{（−Ｔ≦ｋ≦０）}Ｒ（ｘ、ｙ、ｔ＋ｋ） … （８）
これら空間的な平滑化と時間軸方向への平滑化は、別個にそれぞれ選択実行可能であっても良いし、両方がまとめて行われても良い。

図７は、本実施形態の超音波診断装置Ｕにおける歪み量表示画像の表示例を示す図である。
図７（ａ）は、歪み量の分布を示す図であり、図７（ｂ）は、当該歪み量の算出に係る復元率Ｒの分布を示す図である。

この歪み量表示画像は、上述のように二次元面内における歪み量をカラー表示やグレースケール表示で示すものである。ここでは、ダイナミックレンジの調整がなされて暗色であるほど歪み量が小さく、又、復元率が低い（弾性係数の高い、精度が低い）ことが示されている。また、この歪み量表示画像には、上述の平滑化処理がなされている。このような表示により、同一の圧力に対して周囲とは歪みの大きさが異なる構造が検出された場合には、容易にユーザーが知得することが出来る。

ここで、構造の内部に微細構造がある場合又は内部が不均一である場合には、構造の内部でも反射波が多く生じて構造全体が把握される。このような場合には、構造全体について歪みεの大きさが正確に算出されるので、復元率Ｒが高くなる。従って、図７（ａ）、（ｂ）の左半分の範囲における歪みεの小さい領域、及び、右上の範囲における歪みεの大きい領域では、復元率Ｒが高く、これらの歪みε（縦弾性係数Ｅ）が正確に算出されていると推測される。
一方、構造の内部が一様又は空洞の場合、構造の上端及び下端では、反射波が生じて当該構造の境界が検出されるが、内部からの反射波が弱く、算出された歪みεの大きさの精度が低下する。従って、図７（ａ）、（ｂ）の右側中央付近の範囲に示されているように、歪みεの小さい領域が検出されてはいるものの、復元率Ｒも低い領域については、ユーザーは、結果の正確性の低さを考慮に入れて結果を知得することが出来る。

以上のように、本実施形態の超音波診断装置Ｕは、伸展状態の被検体により反射された超音波の伸展時波形と、所定の圧力がかかって圧縮状態にある被検体により反射された超音波の圧縮時波形と、を用いて加圧状態の変化に係る被検体の歪みεを算出する信号処理装置である画像処理部１６を備える。
画像処理部１６の処理制御部１６ａは、伸展時波形ｒ（ｔ）と、圧縮時波形ｓ（ｔ）に係る近似波形ｃ（ｔ）との間での各経過時間ｔにおける位相差Ｆ（ｔ）を抽出し、複数の経過時間ｔと対応する位相差Ｆ（ｔ）との相関関係に応じて、伸展時波形ｒ（ｔ）と近似波形ｃ（ｔ）との間の歪みεの大きさに対応する角周波数差ε_ｋω_０、及び位置ずれに対応する初期位相差δ_ｋを算出することで、歪みε_ｋを求める。
このように、周波数変化の線形性が成り立つ微小の圧縮や伸展時の当該線形性を直接用いて歪みεと初期位相差δを同時に算出するので、計測に係る離散値を用いた歪みεの算出に際し、微分や積分を用いた従来技術と比較して、算出誤差の影響を受け難い。また、従来の算出方法と異なり、歪みεと初期位相差δがそれぞれ傾きと切片として別個のパラメーターに含まれるので、歪みεの値に初期位相差δの影響が出難い。従って、ＣＰＵの高速化やメモリーの大型化、増設などのハードウェア資源のコストアップを行わず、容易な処理で歪みの算出誤差を低減することが出来る。また、歪みεが大きい場合に従来の算出手法では生じやすい非線形誤差の影響を抑えることが出来る。

また、所定の条件で、算出された歪みε_ｋ及び初期位相差δ_ｋにより近似波形ｃ（ｔ）を更に伸展及び位相シフトさせて近似波形を更新し、この更新された近似波形ｃ（ｔ）と伸展時波形ｒ（ｔ）とを用いて、位相差Ｆ（ｔ）の抽出、角周波数差ε_ｋω_０及び初期位相差δ_ｋを算出することで、歪みε_ｋを求める処理を繰り返す。そして、所定の条件が満たされた場合に、圧縮時波形ｓ（ｔ）及び近似波形ｃ（ｔ）の伸展に係る角周波数差ε_ｋω_０の累積値に基づいて歪みεを算出する。
従って、漸近的により正確な歪みεを求めることが出来る。特に、このようにして求められる歪みεが好ましいレベルまで収束するまで繰り返すことも可能であるので、無駄な処理の増加を抑えつつ、正確な歪みεの値が求められるまで処理を行うことが出来る。

また、エコーの信号処理方法として上述の歪み量算出処理を用いることで、信号処理装置の制御手段としての処理制御部１６ａの処理負荷を抑えつつ、速やか且つ正確に歪みεを算出して出力することが出来るので、ユーザーである検査技師や医師の熟練度などの影響を抑えながら速やかに適切な情報を提供することが出来る。

また、所定の条件が満たされた場合に、伸展時波形ｒ（ｔ）と近似波形ｃ（ｔ）との相関係数を求めて復元率Ｒとする。従って、単に歪みεを求めただけでは分からない信号強度などに係るその精度情報を併せてユーザーが知得することが出来る。

また、出力表示部１９を備え、求められた歪みε、及び復元率Ｒに基づくこの歪みεの算出精度を出力表示部１９に表示させる。従って、歪みε及びその精度を効率良くユーザーに知得させることが出来る。

また、この画像処理部１６では、算出された歪みεの空間分布に対して平滑化を行うことでノイズ除去を行う。このノイズ除去は、座標（ｘ、ｙ）の歪みε（ｘ、ｙ）に対して定められる所定の範囲｛ｘ＋ｍ、ｙ−ｎ：−Ｍ≦ｍ≦Ｍ、−Ｎ≦ｎ≦Ｎ｝の各点の歪みの大きさε（ｘ＋ｍ、ｙ−ｎ）の重み付け平均により行われる。このときの重みは、それぞれ、復元率Ｒ（ｘ＋ｍ、ｙ−ｎ）に基づいて定められる。従って、単純な平滑化と比較して精度の悪いデータを軽く用いることで、平滑化に係る空間分布の精度を必要以上に悪化させない。

また、位相差Ｆ（ｔ）を算出する際に、当該算出を行う経過時間ｔの範囲を伸展時波形ｒ（ｔ）と近似波形ｃ（ｔ）との間の角周波数差εω_０及び／又は位相ずれδに応じて変化させる。従って、歪みεや位相ずれδが大きく、算出されるＦ（ｔ）の途中で折り返しが発生しやすい場合には、狭い範囲の経過時間ｔで位相差Ｆ（ｔ）を算出し、歪みεや位相ずれδが小さくなり、折り返しが発生しづらくなった後に広い範囲の経過時間ｔで位相差Ｆ（ｔ）を計算することでデータ点数を増加させ、算出精度を上昇させることが出来る。

また、伸展時波形ｒ（ｔ）と近似波形ｃ（ｔ）との間の角周波数差εω_０が所定の基準値以下となった場合に繰返し計算を終了させることで、精度の良い歪みεの計算を不要に長時間要さずに実行することが出来る。

また、位相差Ｆ（ｔ）と対応する経過時間ｔとについて、一次の相関に基づき最小二乗法で最適な角周波数差εω_０及び位相ずれδを算出するので、容易且つ正確に歪みεを求めることが出来る。

また、本実施形態の超音波診断装置Ｕは、超音波を送受信する超音波探触子２と、上述の信号処理装置としての画像処理部１６を備えた超音波診断装置本体１などを備えるので、超音波探触子２を用いて受信されたエコーを略リアルタイムで処理し、低負荷で迅速且つ誤差の少ないデータを生成することが出来る。

なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、医療機器として生体組織の歪みを求める場合を例に挙げて説明したが、歪みの算出対象としては、生体組織に限られない。内部の対象物に対して適切に圧力が加えられるものであれば、本発明は、建築構造物や小型の構造を有する各種製品などに適宜利用可能である。

また、上記実施の形態では、超音波探触子２を押し当てる圧力を変化させることで内部の対象物に対する圧力も変化させることとしたが、圧力の与え方は、これに限られない。例えば、超音波探触子２から送信される検査用超音波と並行して、加圧用の強い音波を送信して、エコーを取得する技術（ＡＲＦＩ：acoustic radiation force impulse）を利用しても良い。

また、上記実施の形態では、一次元圧縮を前提として歪みや縦弾性係数の算出を行ったが、被検体の物性に応じ、三次元方向、即ち、圧縮方向に垂直な面内での圧縮、伸展を考慮して計算を行っても良い。

また、上記実施の形態では、超音波探触子２で押し込むことで圧力を変化させたが、対象物に応じて引っ張る力が加えられても良い。

また、上記実施の形態では、復元率を計算して別画像として出力することとしたが、指定された領域に対して数値やグラフで表示させたり、又は、カラー表示で歪みと復元率とを同時に表現させたりしても良い。

また、上記実施の形態では、圧縮時波形ｓ（ｔ）を歪みεに基づいて伸展させて伸展時波形ｒ（ｔ）に近づけることとしたが、伸展時波形ｒ（ｔ）を歪みεに基づいて圧縮して圧縮時波形ｓ（ｔ）に近づけることが出来る。また、上述のように、伸展時波形ｒ（ｔ）と圧縮時波形ｓ（ｔ）とが交互に受信される場合には、先に取得された波形又は後に取得された波形の何れかを他方にあわせるものとして固定し、交互に伸展又は圧縮を行わせることとしても良い。

また、出力先は、出力表示部１９の表示画面に限られず、外部機器や外部ディスプレイであっても良い。また、印刷出力に直接出力可能としても良いし、画像データとしてではなく、数値データを外部機器に出力可能としても良い。

また、通常、ノイズ除去を行うことで画像の認識を行いやすくしているが、ノイズ除去を行わない画像を表示可能としても良い。また、ノイズ除去の方法としては、重み付け平均だけではなく、他の適宜なウィンドウ設定に基づくものを利用又は併用することが出来る。

また、上記実施の形態では、各点の歪みを算出する際に、設定されている角周波数差及び初期位相差に応じて算出に用いられる経過時間ｔの範囲を広げるように設定しているが、何れか一方のみに依存して変化するように設定しても良い。

また、本実施形態の画像処理部１６は、超音波探触子２や超音波診断装置本体１の他の部分とは独立に設けられても良い。即ち、専用の信号処理装置であっても良い。また、本発明の信号処理は、通常のソフトウェア処理で実現可能であるので、通常のＰＣなどのコンピューターにソフトウェアをインストールし、当該コンピューターの制御部（ＣＰＵ）が入力された波形データを用いて実行しても良い。
その他、上記実施の形態で示した具体的な構成、処理内容や手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更可能である。

１ 超音波診断装置本体
２ 超音波探触子
１２ 送信部
１３ 受信部
１４ 送受信切替部
１５ 制御部
１６ 画像処理部
１６ａ 処理制御部
１７ 記憶部
１８ 操作入力部
１９ 出力表示部
２１ 振動子
２２ ケーブル
２１０ 振動子配列
Ｒ 復元率
Ｓ 被検体
Ｔ 構造
Ｕ 超音波診断装置

Claims (10)

1. 第１加圧状態の被検体により反射された超音波の第１信号波形と、第２加圧状態の前記被検体により反射された超音波の第２信号波形と、を用いて加圧状態の変化に係る前記被検体の歪みを算出する信号処理装置であって、
   前記第１信号波形と前記第２信号波形との間での各時間における位相差成分を抽出する位相差抽出手段と、
   前記各時間と当該各時間における前記位相差成分との相関関係に応じて、前記第１信号波形と前記第２信号波形との間の角周波数の差分に係る歪み差及び初期位相差を算出する相関算出手段と、
   前記歪み差に基づいて前記歪みを算出する歪み算出手段と、
   を備えることを特徴とする信号処理装置。
2. 第１加圧状態の被検体により反射された超音波の第１信号波形と、第２加圧状態の前記被検体により反射された超音波の第２信号波形と、を用いて加圧状態の変化に係る前記被検体の歪みを算出する信号処理装置であって、
   設定された角周波数の差分に係る歪み差及び初期位相差により前記第２信号波形を圧縮及び移相させて前記第１信号波形に近似させた近似信号波形を生成する近似波形生成手段と、
   前記第１信号波形と前記近似信号波形との間での各時間における位相差成分を抽出する位相差抽出手段と、
   前記各時間と当該各時間における前記位相差成分との相関関係に応じて、前記第１信号波形と前記近似信号波形との間の前記歪み差及び前記初期位相差を算出する相関算出手段と、
   所定の条件が満たされるまで、前記相関算出手段で算出された前記歪み差及び前記初期位相差により前記近似信号波形を圧縮及び移相させて前記近似信号波形を更新し、当該更新された近似波形と前記第１信号波形とを用いて前記位相差抽出手段及び前記相関算出手段による処理を繰り返させる繰返し判定手段と、
   前記繰返し行われた前記圧縮に係る前記歪み差の累積値に基づいて前記歪みを算出する歪み算出手段と、
   を備えることを特徴とする信号処理装置。
3. 前記所定の条件が満たされた場合に、前記第１信号波形と前記近似信号波形との相関を示す復元率を算出する復元率算出手段を備えることを特徴とする請求項２記載の信号処理装置。
4. 表示手段と、
   前記歪み、及び前記復元率に基づく当該歪みの算出精度を前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
   を備えることを特徴とする請求項３記載の信号処理装置。
5. 算出された前記歪みの空間分布に対して平滑化を行うノイズ除去手段を備え、
   前記ノイズ除去手段は、各空間位置における平滑化された歪みの大きさを、当該空間位置にそれぞれ応じた所定範囲内の複数位置における歪みの大きさの重み付け平均で算出し、当該重み付け平均の重みは、前記複数位置の各々における前記復元率の大きさに基づいてそれぞれ定められる
   ことを特徴とする請求項３又は４記載の信号処理装置。
6. 前記位相差抽出手段は、前記抽出を行う前記位相差成分に係る前記時間の幅を前記第１信号波形と前記近似信号波形との間の前記歪み差及び前記初期位相差のうち少なくとも一方に応じて変化させることを特徴とする請求項２〜５の何れか一項に記載の信号処理装置。
7. 前記繰返し判定手段は、前記第１信号波形と前記近似信号波形との間の前記歪み差が所定の基準値以下となることを前記所定の条件とすることを特徴とする請求項２〜６の何れか一項に記載の信号処理装置。
8. 前記相関算出手段は、前記歪み差及び前記初期位相差をパラメーターとする最小二乗法で前記歪み差及び前記初期位相差の最適値を算出することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の信号処理装置。
9. 超音波を送受信する超音波探触子と、
   請求項１〜８の何れか一項に記載の信号処理装置と、
   を備えることを特徴とする超音波診断装置。
10. 第１加圧状態の被検体により反射された超音波の第１信号波形と、第２加圧状態の前記被検体により反射された超音波の第２信号波形と、を用いて加圧状態の変化に係る前記被検体の歪みを算出する信号処理装置の信号処理方法であって、
    前記第１信号波形と前記第２信号波形との間での各時間における位相差成分を抽出する位相差抽出ステップ、
    前記各時間と当該各時間における前記位相差成分との相関関係に応じて、前記第１信号波形と前記第２信号波形との間の歪み差及び初期位相差を算出する相関算出ステップ、
    前記歪み差に基づいて前記歪みを算出する歪み算出ステップ、
    を含むことを特徴とする信号処理方法。