JP6672809B2 - 超音波診断装置、及び超音波信号処理方法 - Google Patents
超音波診断装置、及び超音波信号処理方法 Download PDFInfo
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Description
本開示は、超音波診断装置、及び超音波信号処理方法に関し、特に、せん断波を用いた組織の弾性率測定に関する。
超音波診断装置は、超音波プローブを構成する複数の振動子から被検体内部に超音波を送信し、被検体組織の音響インピーダンスの差異により生じる超音波反射波（エコー）を受信し、得られた電気信号に基づいて被検体の生体組織の形態を示す超音波断層画像を生成してリアルタイムに表示することができる医療用検査装置である。
近年、この超音波画像計測の技術を応用した組織の弾性率計測（ＳＷＳＭ：Shear Wave Speed Measurement、以後「超音波弾性率計測」とする)が広く検査に用いられている。臓器や生体組織内に発見された腫瘤の硬さを非侵襲かつ簡易に計測することができるために、癌のスクリーニング検査において腫瘍の硬さを調べることや、肝臓疾患の検査において肝線維化の評価に用いることができ有用である。
近年、この超音波画像計測の技術を応用した組織の弾性率計測（ＳＷＳＭ：Shear Wave Speed Measurement、以後「超音波弾性率計測」とする)が広く検査に用いられている。臓器や生体組織内に発見された腫瘤の硬さを非侵襲かつ簡易に計測することができるために、癌のスクリーニング検査において腫瘍の硬さを調べることや、肝臓疾患の検査において肝線維化の評価に用いることができ有用である。
この超音波弾性率計測では、被検体内の関心領域（ＲＯＩ：Region of Interest）を定めると共に、複数の振動子から被検体内の特定部位に超音波を集束させたプッシュ波（集束超音波、又は、ＡＲＦＩ：Acoustic Radiation Force Impulse）を送信した後、検出用の超音波（以後、「検出波」とする）の送信と反射波の受信とを複数回繰り返して、プッシュ波の音響放射圧により生じたせん断波の伝播解析を行うことにより組織の弾性率を表すせん断波の伝播速度を算出して、組織弾性の分布を例えば画像化して弾性画像として表示することができる。
超音波弾性率計測による検査では、弾性画像取得の時間分解能を高め組織弾性の画像の更新速度を高めたり、又は、得られる信号の空間分解能を高め弾性画像の高画質化を図ることにより、病変の細かい変化の確認を容易にすることが求められている。
一般に、超音波画像計測における時間分解能及び空間分解能は、受信ビームフォーマにおける同時に受信処理可能なチャネル数に依存し、チャネル数が多いほど空間的な解像度が高い。これに対し、複数チャネルからなる受信処理回路を用いて超音波断層画像を生成する技術が提案されている（例えば、特許文献１〜４）。
一般に、超音波画像計測における時間分解能及び空間分解能は、受信ビームフォーマにおける同時に受信処理可能なチャネル数に依存し、チャネル数が多いほど空間的な解像度が高い。これに対し、複数チャネルからなる受信処理回路を用いて超音波断層画像を生成する技術が提案されている（例えば、特許文献１〜４）。
超音波弾性率計測では、プッシュ波を送信した後、プッシュ波の音響放射圧により生じたせん断波の伝搬を観測領域内でとらえるように検出波の送受信を複数回繰り返してせん断波の伝播解析を行う。弾性画像における時間分解能又は空間分解能を向上するためには、受信信号処理能力とハードウエア規模とのトレードオフが課題となり、使用可能なハードウエアの制限のなかで、より一層の受信信号処理能力向上が必要となる。また、リアルタイムに近い超音波弾性率計測の実現に向けては、さらなる処理能力の向上もしくは、計測性能を落とさないように演算の処理量を削減することが求められる。
本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、超音波弾性率計測において、信号取得時間分解能又は/及び弾性画像の空間分解能を改善可能な超音波診断装置及び超音波信号処理方法を提供することを目的とする。
本開示の一態様に係る超音波診断装置は、複数の振動子が列設されたプローブが接続可能に構成された超音波診断装置であって、
検出波を照射する領域中に特定点を設定し、複数の振動子にプッシュ波パルスを供給することにより、前記複数の振動子に前記特定点に対応する被検体中の特定部位に集束するプッシュ波を送信させるプッシュ波パルス送信部と、
前記プッシュ波の送信に続き、前記複数の振動子に検出波パルスを供給して前記複数の振動子に被検体に向けて検出波を複数回送信させる検出波パルス送信部と、
前記複数回の検出波の各々に対応して、前記複数の振動子において受波された被検体からの反射波に基づき、被検体中において検出波が到達する範囲に対応する検出波照射領域内の複数の観測点について音響線信号を生成し、これらの信号を集約して音響線信号フレームデータを時系列に生成し、当該音響線信号フレームデータのシーケンスを生成する受信ビームフォーマ部と、
前記音響線信号フレームデータのシーケンスに基づき、前記複数の観測点について弾性率フレームデータを算出する弾性率算出部とを備え、
前記受信ビームフォーマ部は、前記複数の振動子からなる振動子列を列方向に分割した複数の部分振動子列の各々について、前記検出波照射領域における前記各部分振動子列の被検体深さ方向に位置する複数の観測点についてその部分振動子列に含まれる振動子各々が被検体から受波した反射波に基づく受波信号列を整相加算することにより音響線信号を生成して、前記複数の部分振動子列の各々に対応する音響線信号サブフレームデータを生成する複数のサブ整相加算部と、
生成された複数の前記音響線信号サブフレームデータを観測点の位置を基準に加算して前記音響線信号フレームデータを生成する主加算部とを有し、
前記弾性率算出部は、前記音響線信号フレームデータのシーケンスから、前記検出波照射領域内の複数の観測点について前記プッシュ波の音響放射圧により生じた組織の変位を検出して前記複数回の検出波パルスの各々に対応する時間軸上の複数時点におけるせん断波の波面位置を表した波面フレームデータのシーケンスを生成し、複数の前記波面フレームデータ間の波面位置の変化量と時間間隔とに基づき前記弾性率フレームデータを算出することを特徴とする。
検出波を照射する領域中に特定点を設定し、複数の振動子にプッシュ波パルスを供給することにより、前記複数の振動子に前記特定点に対応する被検体中の特定部位に集束するプッシュ波を送信させるプッシュ波パルス送信部と、
前記プッシュ波の送信に続き、前記複数の振動子に検出波パルスを供給して前記複数の振動子に被検体に向けて検出波を複数回送信させる検出波パルス送信部と、
前記複数回の検出波の各々に対応して、前記複数の振動子において受波された被検体からの反射波に基づき、被検体中において検出波が到達する範囲に対応する検出波照射領域内の複数の観測点について音響線信号を生成し、これらの信号を集約して音響線信号フレームデータを時系列に生成し、当該音響線信号フレームデータのシーケンスを生成する受信ビームフォーマ部と、
前記音響線信号フレームデータのシーケンスに基づき、前記複数の観測点について弾性率フレームデータを算出する弾性率算出部とを備え、
前記受信ビームフォーマ部は、前記複数の振動子からなる振動子列を列方向に分割した複数の部分振動子列の各々について、前記検出波照射領域における前記各部分振動子列の被検体深さ方向に位置する複数の観測点についてその部分振動子列に含まれる振動子各々が被検体から受波した反射波に基づく受波信号列を整相加算することにより音響線信号を生成して、前記複数の部分振動子列の各々に対応する音響線信号サブフレームデータを生成する複数のサブ整相加算部と、
生成された複数の前記音響線信号サブフレームデータを観測点の位置を基準に加算して前記音響線信号フレームデータを生成する主加算部とを有し、
前記弾性率算出部は、前記音響線信号フレームデータのシーケンスから、前記検出波照射領域内の複数の観測点について前記プッシュ波の音響放射圧により生じた組織の変位を検出して前記複数回の検出波パルスの各々に対応する時間軸上の複数時点におけるせん断波の波面位置を表した波面フレームデータのシーケンスを生成し、複数の前記波面フレームデータ間の波面位置の変化量と時間間隔とに基づき前記弾性率フレームデータを算出することを特徴とする。
本開示の一態様に係る超音波診断装置及び超音波信号処理方法によれば、超音波弾性率計測において、信号取得時間分解能又は/及び弾性画像の空間分解能を改善することができる。
≪実施の形態１≫
超音波診断装置１００は、超音波弾性率計測法により組織の弾性率を表すせん断波の伝播速度を算出する処理を行う。図１は、超音波診断装置１００における超音波弾性率計測法によるＳＷＳシーケンスの概要を示す概略図である。図１中央の枠内に示すように、超音波診断装置１００の処理は、「基準検出波パルス送受信」、「プッシュ波パルス送信」、「検出波パルス送受信」、「弾性率算出」の工程から構成される。
超音波診断装置１００は、超音波弾性率計測法により組織の弾性率を表すせん断波の伝播速度を算出する処理を行う。図１は、超音波診断装置１００における超音波弾性率計測法によるＳＷＳシーケンスの概要を示す概略図である。図１中央の枠内に示すように、超音波診断装置１００の処理は、「基準検出波パルス送受信」、「プッシュ波パルス送信」、「検出波パルス送受信」、「弾性率算出」の工程から構成される。
「基準検出波パルス送受信」の工程では、超音波プローブに基準検出波パルスｐｗｐ０を送信して、複数の振動子に被検体中の関心領域ｒｏｉに対応する範囲に検出波ｐｗ０の送信と反射波ｅｃ１〜４の受信とを行わせて、組織の初期位置の基準となる音響線信号を生成する。「プッシュ波パルス送信」の工程では、超音波プローブにプッシュ波パルスｐｐｐを送信して、複数の振動子に被検体内の特定部位に超音波を集束させたプッシュ波ｐｐを送信させて、被検体組織にせん断波励起させる。その後、「検出波パルス送受信」の工程で、超音波プローブに検出波パルスｐｗｐｌ（ｌは１から検出波パルスｐｗｐの送信回数ｍまでの自然数、番号を区別しない場合は検出波パルスｐｗｐｌとする）を送信して、複数の振動子に検出波ｐｗｌの送信と反射波ｅｃ１〜４の受信とを複数回繰り返し行わせることで、せん断波を計測する。「弾性率算出」の工程では、先ず、プッシュ波の音響放射圧により生じたせん断波の伝播に伴う組織の変位分布ｐｔｌを時系列に算出し、次に、得られた変位分布ｐｔｌの時系列な変化から組織の弾性率を表すせん断波の伝播速度を算出するせん断波伝搬解析を行い、最後に組織弾性の分布を、例えば画像化して弾性率画像として表示する。
以上に示した、プッシュ波ｐｐ送信に基づく１回のせん断波励起に伴う一連の工程を「ＳＷＳシーケンス」（（ＳＷＳ：Shear Wave Speed）、複数回の「ＳＷＳシーケンス」が統合された工程を「統合ＳＷＳシーケンス」とする。
＜超音波診断システム１０００＞
１．構成概要
実施の形態１に係る超音波診断装置１００を含む超音波診断システム１０００について、図面を参照しながら説明する。図２は、実施の形態１に係る超音波診断システム１０００の機能ブロック図である。図２に示すように、超音波診断システム１０００は、被検体に向けて超音波を送信し、その反射波の受信する先端表面に列設された複数の振動子（振動子列）１０１ａを有する超音波プローブ１０１（以下、「プローブ１０１」とする）、プローブ１０１に超音波の送受信を行わせプローブ１０１からの出力信号に基づき超音波画像を生成する超音波診断装置１００、検査者からの操作入力を受け付ける操作入力部１０２、超音波画像を画面上に表示する表示部１１４を有する。プローブ１０１、操作入力部１０２、表示部１１４は、それぞれ、超音波診断装置１００に各々接続可能に構成されている。図１は超音波診断装置１００に、プローブ１０１、操作入力部１０２、表示部１１４が接続された状態を示している。なお、プローブ１０１、操作入力部１０２、表示部１１４が、超音波診断装置１００に含まれる態様であってもよい。
＜超音波診断システム１０００＞
１．構成概要
実施の形態１に係る超音波診断装置１００を含む超音波診断システム１０００について、図面を参照しながら説明する。図２は、実施の形態１に係る超音波診断システム１０００の機能ブロック図である。図２に示すように、超音波診断システム１０００は、被検体に向けて超音波を送信し、その反射波の受信する先端表面に列設された複数の振動子（振動子列）１０１ａを有する超音波プローブ１０１（以下、「プローブ１０１」とする）、プローブ１０１に超音波の送受信を行わせプローブ１０１からの出力信号に基づき超音波画像を生成する超音波診断装置１００、検査者からの操作入力を受け付ける操作入力部１０２、超音波画像を画面上に表示する表示部１１４を有する。プローブ１０１、操作入力部１０２、表示部１１４は、それぞれ、超音波診断装置１００に各々接続可能に構成されている。図１は超音波診断装置１００に、プローブ１０１、操作入力部１０２、表示部１１４が接続された状態を示している。なお、プローブ１０１、操作入力部１０２、表示部１１４が、超音波診断装置１００に含まれる態様であってもよい。
次に、超音波診断装置１００に外部から接続される各要素について説明する。
２．プローブ１０１
プローブ１０１は、例えば一次元方向（以下、「振動子列方向」とする）に配列された複数の振動子１０１ａからなる振動子列（１０１ａ）を有する。プローブ１０１は、後述の送信ビームフォーマ部１０６から供給されたパルス状の電気信号（以下、「送信信号」とする）をパルス状の超音波に変換する。プローブ１０１は、プローブ１０１の振動子側外表面を超音波ジェル等を介して被検体の皮膚表面に当てた状態で、複数の振動子から発せられる複数の超音波からなる超音波ビームを測定対象に向けて送信する。そして、プローブ１０１は、被検体からの複数の超音波反射波（以下、「反射波」とする）を受信し、複数の振動子１０１ａによりこれら反射波をそれぞれ電気信号に変換して受信ビームフォーマ部１０８に供給する。
２．プローブ１０１
プローブ１０１は、例えば一次元方向（以下、「振動子列方向」とする）に配列された複数の振動子１０１ａからなる振動子列（１０１ａ）を有する。プローブ１０１は、後述の送信ビームフォーマ部１０６から供給されたパルス状の電気信号（以下、「送信信号」とする）をパルス状の超音波に変換する。プローブ１０１は、プローブ１０１の振動子側外表面を超音波ジェル等を介して被検体の皮膚表面に当てた状態で、複数の振動子から発せられる複数の超音波からなる超音波ビームを測定対象に向けて送信する。そして、プローブ１０１は、被検体からの複数の超音波反射波（以下、「反射波」とする）を受信し、複数の振動子１０１ａによりこれら反射波をそれぞれ電気信号に変換して受信ビームフォーマ部１０８に供給する。
３．操作入力部１０２
操作入力部１０２は、検査者からの超音波診断装置１００に対する各種設定・操作等の各種操作入力を受け付け、関心領域設定部１０３を介して制御部１１２に出力する。
操作入力部１０２は、例えば、表示部１１４と一体に構成されたタッチパネルであってもよい。この場合、表示部１１４に表示された操作キーに対してタッチ操作やドラッグ操作を行うことで超音波診断装置１００の各種設定・操作を行うことができ、超音波診断装置１００がこのタッチパネルにより操作可能に構成される。また、操作入力部１０２は、例えば、各種操作用のキーを有するキーボードや、各種操作用のボタン、レバー等を有する操作パネルであってもよい。また、表示部１１４に表示されるカーソルを動かすためのトラックボール、マウスまたはフラットパッド等であってもよい。または、これらを複数用いてもよく、これらを複数組合せた構成のものであってもよい。
操作入力部１０２は、検査者からの超音波診断装置１００に対する各種設定・操作等の各種操作入力を受け付け、関心領域設定部１０３を介して制御部１１２に出力する。
操作入力部１０２は、例えば、表示部１１４と一体に構成されたタッチパネルであってもよい。この場合、表示部１１４に表示された操作キーに対してタッチ操作やドラッグ操作を行うことで超音波診断装置１００の各種設定・操作を行うことができ、超音波診断装置１００がこのタッチパネルにより操作可能に構成される。また、操作入力部１０２は、例えば、各種操作用のキーを有するキーボードや、各種操作用のボタン、レバー等を有する操作パネルであってもよい。また、表示部１１４に表示されるカーソルを動かすためのトラックボール、マウスまたはフラットパッド等であってもよい。または、これらを複数用いてもよく、これらを複数組合せた構成のものであってもよい。
４．表示部１１４
表示部１１４は、いわゆる画像表示用の表示装置であって、後述する表示制御部１１３からの画像出力を画面に表示する。表示部１１４には、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ、有機ＥＬディスプレイ等を用いることができる。
＜超音波診断装置１００の構成概要＞
次に、実施の形態１に係る超音波診断装置１００について説明する。
表示部１１４は、いわゆる画像表示用の表示装置であって、後述する表示制御部１１３からの画像出力を画面に表示する。表示部１１４には、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ、有機ＥＬディスプレイ等を用いることができる。
＜超音波診断装置１００の構成概要＞
次に、実施の形態１に係る超音波診断装置１００について説明する。
超音波診断装置１００は、プローブ１０１の複数ある振動子１０１ａのうち、送信又は受信の際に用いる振動子を各々に選択し、選択された振動子に対する入出力を確保するマルチプレクサ部１０７、超音波の送信を行うためにプローブ１０１の各振動子１０１ａに対する高電圧印加のタイミングを制御する送信ビームフォーマ部１０６と、プローブ１０１で受信した反射波に基づき、受信ビームフォーミングして音響線信号を生成する受信ビームフォーマ部１０８を有する。
また、操作入力部１０２からの操作入力に基づき被検体内の解析対象範囲を表す関心領域ｒｏｉを複数の振動子１０１ａを基準に設定する関心領域設定部１０３、複数の振動子１０１ａにプッシュ波パルスｐｐｐを送信させるプッシュ波パルス発生部１０４、プッシュ波パルスｐｐｐに続き検出波パルスｐｗｐｌを複数回送信させる検出波パルス発生部１０５を有する。
また、音響線信号から関心領域ｒｏｉ内の組織の変位を検出する変位検出部１０９、検出した組織の変位からせん断波の伝播解析を行い関心領域ｒｏｉ内のせん断波の伝播速度、又は、弾性率を算出する弾性率算出部１１０を有する。
また、受信ビームフォーマ部１０８が出力する音響線信号、変位検出部１０９が出力する変位量データ、弾性率算出部１１０が出力する波面データ及び弾性率データ等を保存するデータ格納部１１１、表示画像を構成して表示部１１４に表示させる表示制御部１１３、さらに、各構成要素を制御する制御部１１２を備える。
また、受信ビームフォーマ部１０８が出力する音響線信号、変位検出部１０９が出力する変位量データ、弾性率算出部１１０が出力する波面データ及び弾性率データ等を保存するデータ格納部１１１、表示画像を構成して表示部１１４に表示させる表示制御部１１３、さらに、各構成要素を制御する制御部１１２を備える。
このうち、マルチプレクサ部１０７、送信ビームフォーマ部１０６、受信ビームフォーマ部１０８、関心領域設定部１０３、プッシュ波パルス発生部１０４、検出波パルス発生部１０５、変位検出部１０９、弾性率算出部１１０は、超音波信号処理回路１５０を構成する。
超音波信号処理回路１５０を構成する上記各要素、制御部１１２、表示制御部１１３は、それぞれ、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのハードウェア回路により実現される。あるいは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やプロセッサなどのプログラマブルデバイスとソフトウェアにより実現される構成であってもよい。これらの構成要素は一個の回路部品とすることができるし、複数の回路部品の集合体にすることもできる。また、複数の構成要素を組合せて一個の回路部品とすることができるし、複数の回路部品の集合体にすることもできる。
超音波信号処理回路１５０を構成する上記各要素、制御部１１２、表示制御部１１３は、それぞれ、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのハードウェア回路により実現される。あるいは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やプロセッサなどのプログラマブルデバイスとソフトウェアにより実現される構成であってもよい。これらの構成要素は一個の回路部品とすることができるし、複数の回路部品の集合体にすることもできる。また、複数の構成要素を組合せて一個の回路部品とすることができるし、複数の回路部品の集合体にすることもできる。
データ格納部１１１は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、半導体メモリ等を用いることができる。また、データ格納部１１１は、超音波診断装置１００に外部からネットワーク等により接続された記憶装置であってもよい。
なお、本実施の形態１に係る超音波診断装置１００は、図１で示した構成の超音波診断装置に限定されない。例えば、マルチプレクサ部１０７が不要な構成としてもよい。また、プローブ１０１に送信ビームフォーマ部１０６や受信ビームフォーマ部１０８、またその一部などが内蔵される構成であってもよい。
なお、本実施の形態１に係る超音波診断装置１００は、図１で示した構成の超音波診断装置に限定されない。例えば、マルチプレクサ部１０７が不要な構成としてもよい。また、プローブ１０１に送信ビームフォーマ部１０６や受信ビームフォーマ部１０８、またその一部などが内蔵される構成であってもよい。
＜超音波診断装置１００の各部構成＞
次に、超音波診断装置１００に含まれる各ブロックの構成について説明する。
１．関心領域設定部１０３
一般に、表示部１１４にプローブ１０１によりリアルタイムに取得された被検体の断層画像であるＢモード画像が表示されている状態において、操作者は、表示部１１４に表示されているＢモード画像を指標として、被検体内の解析対象範囲を指定し操作入力部１０２に入力する。関心領域設定部１０３は、操作入力部１０２から操作者により指定された情報を入力として設定し、制御部１１２に出力する。このとき、関心領域設定部１０３は、被検体内の解析対象範囲をあらわす関心領域ｒｏｉをプローブ１０１にある複数の振動子１０１ａからなる振動子列（１０１ａ）の位置を基準に設定してもよい。例えば、関心領域ｒｏｉは、複数の振動子１０１ａからなる振動子列（１０１ａ）を含む検出波照射領域Ａｘ内の全部又は一部領域であってもよい。本実施の形態では、関心領域ｒｏｉをその最大範囲である検出波照射領域Ａｘ全体に設定した場合を例に説明を行う。
次に、超音波診断装置１００に含まれる各ブロックの構成について説明する。
１．関心領域設定部１０３
一般に、表示部１１４にプローブ１０１によりリアルタイムに取得された被検体の断層画像であるＢモード画像が表示されている状態において、操作者は、表示部１１４に表示されているＢモード画像を指標として、被検体内の解析対象範囲を指定し操作入力部１０２に入力する。関心領域設定部１０３は、操作入力部１０２から操作者により指定された情報を入力として設定し、制御部１１２に出力する。このとき、関心領域設定部１０３は、被検体内の解析対象範囲をあらわす関心領域ｒｏｉをプローブ１０１にある複数の振動子１０１ａからなる振動子列（１０１ａ）の位置を基準に設定してもよい。例えば、関心領域ｒｏｉは、複数の振動子１０１ａからなる振動子列（１０１ａ）を含む検出波照射領域Ａｘ内の全部又は一部領域であってもよい。本実施の形態では、関心領域ｒｏｉをその最大範囲である検出波照射領域Ａｘ全体に設定した場合を例に説明を行う。
２．プッシュ波パルス発生部１０４
プッシュ波パルス発生部１０４は、制御部１１２から関心領域ｒｏｉを示す情報を入力し、関心領域ｒｏｉ内の所定位置に特定点を設定する。そして、複数の振動子１０１ａに送信ビームフォーマ部１０６からプッシュ波パルスｐｐｐを送信させることにより、複数の振動子１０１ａに特定点（以後、「送信焦点Ｆ」とする）に対応する被検体中の特定部位に超音波ビームが集束するプッシュ波ｐｐを送信させる。あるいは、関心領域ｒｏｉの近傍であって関心領域ｒｏｉ外の所定位置に送信焦点Ｆを設定する構成としてもよい。関心領域ｒｏｉの近傍に設定する場合には、送信焦点Ｆは関心領域ｒｏｉに対してせん断波が関心領域ｒｏｉへ到達可能な距離に設定される。
プッシュ波パルス発生部１０４は、制御部１１２から関心領域ｒｏｉを示す情報を入力し、関心領域ｒｏｉ内の所定位置に特定点を設定する。そして、複数の振動子１０１ａに送信ビームフォーマ部１０６からプッシュ波パルスｐｐｐを送信させることにより、複数の振動子１０１ａに特定点（以後、「送信焦点Ｆ」とする）に対応する被検体中の特定部位に超音波ビームが集束するプッシュ波ｐｐを送信させる。あるいは、関心領域ｒｏｉの近傍であって関心領域ｒｏｉ外の所定位置に送信焦点Ｆを設定する構成としてもよい。関心領域ｒｏｉの近傍に設定する場合には、送信焦点Ｆは関心領域ｒｏｉに対してせん断波が関心領域ｒｏｉへ到達可能な距離に設定される。
具体的には、プッシュ波パルス発生部１０４は、関心領域ｒｏｉを示す情報に基づき、プッシュ波の送信焦点Ｆの位置とプッシュ波を送信させる振動子列（以後、「プッシュ波送信振動子列Ｐｘ」とする）を以下に示すように決定する。
図３は、プッシュ波パルス発生部１０４で発生させるプッシュ波の送信焦点Ｆの位置を示す模式図である。関心領域ｒｏｉの列方向長さｗ及び被検体深さ方向の長さｈが、平面波による超音波照射範囲の列方向長さａ及び被検体深さ方向の長さｂと略等しく、超音波照射範囲の中心付近に関心領域ｒｏｉが設定される場合を例に説明する。本実施の形態では、図３に示すように、送信焦点Ｆの位置のうち、例えば、列方向送信焦点位置ｆｘは関心領域ｒｏｉの列方向中心位置ｗｃと一致し、深さ方向送信焦点位置ｆｚは関心領域ｒｏｉ中心までの深さｄと一致する構成とした。
図３は、プッシュ波パルス発生部１０４で発生させるプッシュ波の送信焦点Ｆの位置を示す模式図である。関心領域ｒｏｉの列方向長さｗ及び被検体深さ方向の長さｈが、平面波による超音波照射範囲の列方向長さａ及び被検体深さ方向の長さｂと略等しく、超音波照射範囲の中心付近に関心領域ｒｏｉが設定される場合を例に説明する。本実施の形態では、図３に示すように、送信焦点Ｆの位置のうち、例えば、列方向送信焦点位置ｆｘは関心領域ｒｏｉの列方向中心位置ｗｃと一致し、深さ方向送信焦点位置ｆｚは関心領域ｒｏｉ中心までの深さｄと一致する構成とした。
また、プッシュ波送信振動子列Ｐｘは、深さ方向送信焦点位置ｆｚに基づき設定される。本実施の形態では、プッシュ波パルス送信振動子列長ａは複数の振動子１０１ａ全部の列長とする構成とした。しかしながら、関心領域ｒｏｉと送信焦点Ｆとの位置関係は上記に限られず、被検体の検査すべき部位の形態等により適宜変更してもよい。
なお、プッシュ波による超音波ビームが「集束」するとは、超音波ビームが絞られフォーカスビームであること、すなわち、超音波ビームに照射される面積が送信後に減少し特定の深さにおいて最小値を採ることを指し、超音波ビームが１点にフォーカスされる場合に限られない。この場合、「送信焦点Ｆ」とは、超音波ビームが集束する深さにおける超音波ビーム中心をさす。
なお、プッシュ波による超音波ビームが「集束」するとは、超音波ビームが絞られフォーカスビームであること、すなわち、超音波ビームに照射される面積が送信後に減少し特定の深さにおいて最小値を採ることを指し、超音波ビームが１点にフォーカスされる場合に限られない。この場合、「送信焦点Ｆ」とは、超音波ビームが集束する深さにおける超音波ビーム中心をさす。
送信焦点Ｆの位置と、プッシュ波送信振動子列Ｐｘを示す情報は、プッシュ波パルスｐｐｐのパルス幅とともに、送信制御信号として送信ビームフォーマ部１０６に出力される。
３．検出波パルス発生部１０５
検出波パルス発生部１０５は、制御部１１２から関心領域ｒｏｉを示す情報を入力し、複数の振動子１０１ａに送信ビームフォーマ部１０６から検出波パルスｐｗｐｌを複数回送信させることにより超音波ビームが関心領域ｒｏｉを通過するよう、複数の振動子１０１ａに検出波を送信させる。具体的には、検出波パルス発生部１０５は、関心領域ｒｏｉを示す情報に基づき、超音波ビームが関心領域ｒｏｉを通過するよう、検出波パルスｐｗｐｌを送信させる振動子列（以後、「検出波送信振動子列Ｔｘ」とする）を決定する。検出波送信振動子列Ｔｘの長さは、後述する図６（ａ）に示すように、関心領域ｒｏｉの列方向の長さｗよりも大きいことが好ましい。超音波ビームが確実に関心領域全体を通過するように検出波パルスｐｗｐｌを送信することができ、１回の検出波の送受信により関心領域全体にある観測点について音響線信号を生成できるからである。本実施の形態では、検出波送信振動子列Ｔｘは複数の振動子１０１ａ全部とする構成としている。
３．検出波パルス発生部１０５
検出波パルス発生部１０５は、制御部１１２から関心領域ｒｏｉを示す情報を入力し、複数の振動子１０１ａに送信ビームフォーマ部１０６から検出波パルスｐｗｐｌを複数回送信させることにより超音波ビームが関心領域ｒｏｉを通過するよう、複数の振動子１０１ａに検出波を送信させる。具体的には、検出波パルス発生部１０５は、関心領域ｒｏｉを示す情報に基づき、超音波ビームが関心領域ｒｏｉを通過するよう、検出波パルスｐｗｐｌを送信させる振動子列（以後、「検出波送信振動子列Ｔｘ」とする）を決定する。検出波送信振動子列Ｔｘの長さは、後述する図６（ａ）に示すように、関心領域ｒｏｉの列方向の長さｗよりも大きいことが好ましい。超音波ビームが確実に関心領域全体を通過するように検出波パルスｐｗｐｌを送信することができ、１回の検出波の送受信により関心領域全体にある観測点について音響線信号を生成できるからである。本実施の形態では、検出波送信振動子列Ｔｘは複数の振動子１０１ａ全部とする構成としている。
検出波送信振動子列Ｔｘを示す情報は、検出波パルスｐｗｐｌのパルス幅とともに、送信制御信号として送信ビームフォーマ部１０６に出力される。
４．送信ビームフォーマ部１０６
送信ビームフォーマ部１０６は、マルチプレクサ部１０７を介してプローブ１０１と接続され、プローブ１０１から超音波の送信を行うために、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａの全てもしくは一部に当たるプッシュ波送信振動子列Ｐｘ又は検出波送信振動子列Ｔｘに含まれる複数の振動子各々に対する高電圧印加のタイミングを制御する回路である。なお、図２に示すように、プッシュ波パルス発生部１０４と送信ビームフォーマ部１０６とを含む構成をプッシュパルス送信部１０４１とし、送信ビームフォーマ部１０６と検出波パルス発生部１０５とを含む構成を検出波パルス送信部１０５１とする。
４．送信ビームフォーマ部１０６
送信ビームフォーマ部１０６は、マルチプレクサ部１０７を介してプローブ１０１と接続され、プローブ１０１から超音波の送信を行うために、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａの全てもしくは一部に当たるプッシュ波送信振動子列Ｐｘ又は検出波送信振動子列Ｔｘに含まれる複数の振動子各々に対する高電圧印加のタイミングを制御する回路である。なお、図２に示すように、プッシュ波パルス発生部１０４と送信ビームフォーマ部１０６とを含む構成をプッシュパルス送信部１０４１とし、送信ビームフォーマ部１０６と検出波パルス発生部１０５とを含む構成を検出波パルス送信部１０５１とする。
図４は、送信ビームフォーマ部１０６の構成を示す機能ブロック図である。図４に示すように、送信ビームフォーマ部１０６は、駆動信号発生部１０６１、遅延プロファイル生成部１０６２、駆動信号送信部１０６３を含む。
（１）駆動信号発生部１０６１
駆動信号発生部１０６１は、プッシュ波パルス発生部１０４又は検出波パルス発生部１０５からの送信制御信号のうち、プッシュ波送信振動子列Ｐｘ又は検出波送信振動子列Ｔｘとパルス幅を示す情報とに基づき、プローブ１０１に存する振動子１０１ａの一部又は全部に該当する送信振動子から超音波ビームを送信させるためのパルス信号ｓｐを発生する回路である。
（１）駆動信号発生部１０６１
駆動信号発生部１０６１は、プッシュ波パルス発生部１０４又は検出波パルス発生部１０５からの送信制御信号のうち、プッシュ波送信振動子列Ｐｘ又は検出波送信振動子列Ｔｘとパルス幅を示す情報とに基づき、プローブ１０１に存する振動子１０１ａの一部又は全部に該当する送信振動子から超音波ビームを送信させるためのパルス信号ｓｐを発生する回路である。
（２）遅延プロファイル生成部１０６２
遅延プロファイル生成部１０６２では、プッシュ波パルス発生部１０４又は検出波パルス発生部１０５から得られる送信制御信号のうち、プッシュ波送信振動子列Ｐｘ又は検出波送信振動子列Ｔｘと送信焦点Ｆの位置を示す情報とに基づき、超音波ビームの送信タイミングを決める遅延時間ｔｐｋ（ｋは、１から振動子１０１ａの数ｎまでの自然数）を振動子毎に設定して出力する回路である。これにより、遅延時間分だけ振動子毎に超音波ビームの送信を遅延させて超音波ビームのフォーカシングを行う。
遅延プロファイル生成部１０６２では、プッシュ波パルス発生部１０４又は検出波パルス発生部１０５から得られる送信制御信号のうち、プッシュ波送信振動子列Ｐｘ又は検出波送信振動子列Ｔｘと送信焦点Ｆの位置を示す情報とに基づき、超音波ビームの送信タイミングを決める遅延時間ｔｐｋ（ｋは、１から振動子１０１ａの数ｎまでの自然数）を振動子毎に設定して出力する回路である。これにより、遅延時間分だけ振動子毎に超音波ビームの送信を遅延させて超音波ビームのフォーカシングを行う。
（２）駆動信号送信部１０６３
駆動信号送信部１０６３は、駆動信号発生部１０６１からのパルス信号ｓｐと遅延プロファイル生成部１０６２からの遅延時間ｔｐｋとに基づき、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａ中、プッシュ波送信振動子列Ｐｘに含まれる各振動子にプッシュ波を送信させるためのプッシュ波パルスｐｐｐを供給するプッシュ波送信処理を行う。プッシュ波送信振動子列Ｐｘは、マルチプレクサ部１０７によって選択される。しかしながら、プッシュ波パルスｐｐｐを供給に係る構成には上記に限定されず、例えば、マルチプレクサ部１０７を用いない構成としてもよい。
駆動信号送信部１０６３は、駆動信号発生部１０６１からのパルス信号ｓｐと遅延プロファイル生成部１０６２からの遅延時間ｔｐｋとに基づき、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａ中、プッシュ波送信振動子列Ｐｘに含まれる各振動子にプッシュ波を送信させるためのプッシュ波パルスｐｐｐを供給するプッシュ波送信処理を行う。プッシュ波送信振動子列Ｐｘは、マルチプレクサ部１０７によって選択される。しかしながら、プッシュ波パルスｐｐｐを供給に係る構成には上記に限定されず、例えば、マルチプレクサ部１０７を用いない構成としてもよい。
図５は、プッシュ波の概要を示す模式図である。プッシュ波送信振動子列Ｐｘに対し、振動子列の中心に位置する振動子に対して大きな遅延時間ｔｐｋが適用されたプッシュ波パルスｐｐｐが送信される。これにより、図５に示すように、プッシュ波送信振動子列Ｐｘから送信焦点Ｆに対応する被検体中の特定部位に超音波ビームが集束するプッシュ波が送信させる。
また、駆動信号送信部１０６３は、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａ中、検出波送信振動子列Ｔｘに含まれる各振動子に超音波ビームを送信させるための検出波パルスｐｗｐｌを供給する検出波送信処理を行う。検出波送信振動子列Ｔｘは、マルチプレクサ部１０７によって選択される。しかしながら、検出波パルスｐｗｐｌ供給に係る構成には上記に限定されず、例えば、マルチプレクサ部１０７を用いない構成としてもよい。
図６（ａ）（ｂ）は、検出波の概要を示す模式図である。検出波送信振動子列Ｔｘに含まれる振動子に対しては遅延時間ｔｐｋが適用されず、検出波送信振動子列Ｔｘに対して位相が等しい検出波パルスｐｗｐｌが送信される。これにより、図６（ａ）に示すように、検出波送信振動子列Ｔｘ中の各振動子から被検体深さ方向に進行する平面波が送信させる。検出波が到達する被検体内の範囲に対応し振動子列（１０１ａ）を含む平面内の領域を、以後、検出波照射領域Ａｘとする。検出波照射領域Ａｘにおいて、振動子列（１０１ａ）と平行な方向をｘ方向、振動子列（１０１ａ）と垂直な方向をｚ方向とする）
送信ビームフォーマ部１０６は、プッシュ波パルスｐｐｐ送信後に、検出波パルス発生部１０５からの送信制御信号に基づき検出波パルスｐｗｐｌを複数回送信する。１回のプッシュ波パルスｐｐｐ送信後に、同一の検出波送信振動子列Ｔｘから複数回行われる一連の検出波パルスｐｗｐｌ送信の各回を「送信イベント」と称呼する。
送信ビームフォーマ部１０６は、プッシュ波パルスｐｐｐ送信後に、検出波パルス発生部１０５からの送信制御信号に基づき検出波パルスｐｗｐｌを複数回送信する。１回のプッシュ波パルスｐｐｐ送信後に、同一の検出波送信振動子列Ｔｘから複数回行われる一連の検出波パルスｐｗｐｌ送信の各回を「送信イベント」と称呼する。
５．受信ビームフォーマ部１０８
受信ビームフォーマ部１０８は、複数回の検出波パルスｐｗｐｌの各々に対応して複数の振動子１０１ａにおいて時系列に受信された被検体組織からの反射波に基づき、検出波照射領域Ａｘ内の複数の観測点Ｐｉｊに対する音響線信号を生成して音響線信号フレームデータｄｓｌ（ｌは１からｍまでの自然数、番号を区別しない場合は音響線信号フレームデータｄｓｌとする）のシーケンスを生成する回路である。すなわち、受信ビームフォーマ部１０８は、検出波パルスｐｗｐｌを送信した後、プローブ１０１で受信した反射波に基づき、複数の振動子１０１ａで得られた電気信号から音響線信号を生成する。ここで、ｉは検出波照射領域Ａｘにおけるｘ方向の座標を示す１からｎまでの自然数であり、ｊはｚ方向の座標を示す１からｚｍａｘまでの自然数である。なお、「音響線信号」とは、受波信号（ＲＦ信号）を整相加算処理した信号である。
受信ビームフォーマ部１０８は、複数回の検出波パルスｐｗｐｌの各々に対応して複数の振動子１０１ａにおいて時系列に受信された被検体組織からの反射波に基づき、検出波照射領域Ａｘ内の複数の観測点Ｐｉｊに対する音響線信号を生成して音響線信号フレームデータｄｓｌ（ｌは１からｍまでの自然数、番号を区別しない場合は音響線信号フレームデータｄｓｌとする）のシーケンスを生成する回路である。すなわち、受信ビームフォーマ部１０８は、検出波パルスｐｗｐｌを送信した後、プローブ１０１で受信した反射波に基づき、複数の振動子１０１ａで得られた電気信号から音響線信号を生成する。ここで、ｉは検出波照射領域Ａｘにおけるｘ方向の座標を示す１からｎまでの自然数であり、ｊはｚ方向の座標を示す１からｚｍａｘまでの自然数である。なお、「音響線信号」とは、受波信号（ＲＦ信号）を整相加算処理した信号である。
図７は、受信ビームフォーマ部１０８の構成を示す機能ブロック図である。受信ビームフォーマ部１０８は、入力部１０８１、受波信号保持部１０８２、整相加算部１０８３、主加算部１０８４を備える。
５．１ 入力部１０８１
入力部１０８１は、マルチプレクサ部１０７を介してプローブ１０１と接続され、プローブ１０１において反射波に基づき受波信号（ＲＦ信号）を生成する回路である。ここで、受波信号ｒｆｋ（ｋは１からｎまでの自然数である）とは、検出波パルスｐｗｐｌの送信に基づいて各振動子にて受信された反射波から変換された電気信号をＡ／Ｄ変換したいわゆるＲＦ信号であり、受波信号ｒｆｋは各受波振動子ｒｗｋにて受信された超音波の送信方向（被検体の深さ方向）に連なった信号の列（受波信号列）から構成されている。
５．１ 入力部１０８１
入力部１０８１は、マルチプレクサ部１０７を介してプローブ１０１と接続され、プローブ１０１において反射波に基づき受波信号（ＲＦ信号）を生成する回路である。ここで、受波信号ｒｆｋ（ｋは１からｎまでの自然数である）とは、検出波パルスｐｗｐｌの送信に基づいて各振動子にて受信された反射波から変換された電気信号をＡ／Ｄ変換したいわゆるＲＦ信号であり、受波信号ｒｆｋは各受波振動子ｒｗｋにて受信された超音波の送信方向（被検体の深さ方向）に連なった信号の列（受波信号列）から構成されている。
入力部１０８１は、ＳＷＳシーケンスに同期して選択される受波振動子ｒｗｋの各々が得た反射波に基づいて、送信イベントごとに各受波振動子ｒｗｋに対する受波信号ｒｆｋの列を生成する。受波振動子列はプローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａの一部又は全部にあたる振動子列から構成されており、ＳＷＳシーケンスごとに制御部１１２からの指示に基づきマルチプレクサ部１０７によって選択される。本例では、複数の振動子１０１ａの全部が受波振動子列として選択される構成とした。これにより、１回の受信処理により検出波照射領域Ａｘ内全域に存する観測点からの反射波を全ての振動子を用いて受波して全ての振動子に対する受波振動子列を生成することができ、整相加算したときの音響線信号の信号Ｓ／Ｎを向上することができる。
生成された受波信号ｒｆｋは、受波信号保持部１０８２に出力される。
５．２ 受波信号保持部１０８２
受波信号保持部１０８２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、半導体メモリ等を用いることができる。受波信号保持部１０８２は、送信イベントに同期して入力部１０８１から、各受信振動子ｒｗｋに対する受波信号ｒｆｋを入力し、送信イベントから１枚の音響線信号フレームデータが生成されるまでの間これを保持する。
５．２ 受波信号保持部１０８２
受波信号保持部１０８２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、半導体メモリ等を用いることができる。受波信号保持部１０８２は、送信イベントに同期して入力部１０８１から、各受信振動子ｒｗｋに対する受波信号ｒｆｋを入力し、送信イベントから１枚の音響線信号フレームデータが生成されるまでの間これを保持する。
なお、受波信号保持部１０８２は、例えば、ハードディスク、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等を用いることができる。超音波診断装置１００に外部から接続された記憶装置であってもよい。また、データ格納部１１１の一部であってもよい。
５．３ 整相加算部１０８３
整相加算部１０８３は、複数の振動子１０１ａからなる振動子列（１０１ａ）を列方向に分割した複数の部分振動子列１０１ａｏ（oは、１からｑまでの自然数である。番号を区別しない場合は１０１ａｏとする）毎にモジュールを分割し、各モジュールごとに音響線信号サブフレームデータｄｓｏ（番号を区別しない場合は音響線信号サブフレームデータｄｓｏとする）を生成する複数の部分振動子列１０１ａｏに対応したサブ整相加算部１０８３ａｏ（番号を区別しない場合は１０８３ａｏとする）から構成される。サブ整相加算部１０８３ａｏは、受波信号ｒｆｋに対する遅延処理を行うための遅延処理部１０８３１ａｏ、遅延処理部１０８３１ａｏの出力を加算して観測点Ｐｉｊに対する整相加算された音響線信号ｄｓｉｊを生成するサブ加算部１０８３２ａｏをそれぞれ備える。
５．３ 整相加算部１０８３
整相加算部１０８３は、複数の振動子１０１ａからなる振動子列（１０１ａ）を列方向に分割した複数の部分振動子列１０１ａｏ（oは、１からｑまでの自然数である。番号を区別しない場合は１０１ａｏとする）毎にモジュールを分割し、各モジュールごとに音響線信号サブフレームデータｄｓｏ（番号を区別しない場合は音響線信号サブフレームデータｄｓｏとする）を生成する複数の部分振動子列１０１ａｏに対応したサブ整相加算部１０８３ａｏ（番号を区別しない場合は１０８３ａｏとする）から構成される。サブ整相加算部１０８３ａｏは、受波信号ｒｆｋに対する遅延処理を行うための遅延処理部１０８３１ａｏ、遅延処理部１０８３１ａｏの出力を加算して観測点Ｐｉｊに対する整相加算された音響線信号ｄｓｉｊを生成するサブ加算部１０８３２ａｏをそれぞれ備える。
本実施の形態では、ｎ個の振動子１０１ａからなる振動子列（１０１ａ）を、ｎ／ｑ個の振動子ずつｑ個の部分振動子列１０１ａｏに分割し、整相加算部１０８３がｑ個のサブ整相加算部１０８３ａｏより構成され、部分振動子列１０１ａｏがサブ整相加算部１０８３ａｏに対しそれぞれ接続されるｑ分割構成であって、部分振動子列１０１ａｏは列方向に沿って順番に並設され、かつ、サブ整相加算部１０８３ａｏと１対１の関係で接続される構成としてもよい。
例えば、１９２個の振動子１０１ａからなる振動子列（１０１ａ）を、９６振動子ずつ２つの部分振動子列１０１ａ１、ａ２に分割し、整相加算部１０８３が２つのサブ整相加算部１０８３ａ１、ａ２より構成され、部分振動子列１０１ａ１がサブ整相加算部１０８３ａ１に、部分振動子列１０１ａ２がサブ整相加算部１０８３ａ２に対しそれぞれ接続される、２分割として構成してもよい。
サブ整相加算部１０８３ａｏごとに音響線信号サブフレームデータｄｓｏを生成すべき範囲は、検出波照射領域Ａｘにおける部分振動子列１０１ａｏに対して被検体深さ方向に位置する範囲である。この範囲に存在する観測点Ｐｉｊについて、部分振動子列１０１ａｏに含まれる振動子各々が被検体から受波した反射波に基づく受波信号列ｒｆｋを整相加算することにより音響線信号ｄｓｉｊを生成し、検出波照射領域Ａｘにおける部分振動子列１０１ａｏに対して被検体深さ方向に位置する複数の観測点Ｐｉｊについて音響線信号ｄｓｉｊを生成して音響線信号サブフレームデータｄｓｏを生成する。
以上のとおり、整相加算部１０８３は、全体として、送信イベントに同期して検出波照射領域Ａｘ内の観測点Ｐｉｊから、検出波受信振動子列Ｒｘに含まれる受波振動子Ｒｗｋが受信した受波信号ｒｆｋに遅延処理を施した後、それらを加算して音響線信号ｄｓｉｊを生成する回路である。
（１）遅延処理部１０８３１ａｏ
遅延処理部１０８３１ａｏは、部分振動子列１０１ａｏに含まれる振動子各々が被検体から受波した反射波に基づく受波信号列ｒｆｋから、観測点Ｐｉｊと受波振動子Ｒｗｋ各々との間の距離の差を音速値で除した受波振動子Ｒｗｋ各々への反射波の到達時間差（遅延量）により補償して、観測点Ｐｉｊからの反射波に基づく受波振動子Ｒｗｋに対応する受波信号として同定する回路である。
（１）遅延処理部１０８３１ａｏ
遅延処理部１０８３１ａｏは、部分振動子列１０１ａｏに含まれる振動子各々が被検体から受波した反射波に基づく受波信号列ｒｆｋから、観測点Ｐｉｊと受波振動子Ｒｗｋ各々との間の距離の差を音速値で除した受波振動子Ｒｗｋ各々への反射波の到達時間差（遅延量）により補償して、観測点Ｐｉｊからの反射波に基づく受波振動子Ｒｗｋに対応する受波信号として同定する回路である。
図８（ａ）（ｂ）は、整相加算部１０８３における、整相加算処理の概要を示す模式図である。同図では、簡単のために、振動子列（１０１ａ）を２つの部分振動子列１０１ａ１、ａ２に分割し、整相加算部１０８３が２つのサブ整相加算部１０８３ａ１、ａ２より構成される場合を示した。
図８（ａ）（ｂ）に示すように、サブ整相加算部１０８３ａｏでは、検出波照射領域Ａｘにおける部分振動子列１０１ａｏに対して被検体深さ方向（ｚ方向）に位置する範囲に存在する複数の観測点Ｐｉｊについて整相加算処理が行われる。サブ整相加算部１０８３ａｏにおける上記観測点Ｐｉｊについて、整相加算処理の対象となる受波信号参照範囲は、部分振動子列１０１ａｏに含まれる受波振動子ｒｗｋが被検体から受波した反射波に基づく受波信号列ｒｆｋである。
図８（ａ）（ｂ）に示すように、サブ整相加算部１０８３ａｏでは、検出波照射領域Ａｘにおける部分振動子列１０１ａｏに対して被検体深さ方向（ｚ方向）に位置する範囲に存在する複数の観測点Ｐｉｊについて整相加算処理が行われる。サブ整相加算部１０８３ａｏにおける上記観測点Ｐｉｊについて、整相加算処理の対象となる受波信号参照範囲は、部分振動子列１０１ａｏに含まれる受波振動子ｒｗｋが被検体から受波した反射波に基づく受波信号列ｒｆｋである。
ここで、観測点Ｐｉｊについての整相加算処理において、検出波送信振動子列Ｔｘから放射され観測点Ｐｉｊにおいて反射され検出波受信振動子列Ｒｘに含まれる受波振動子Ｒｗｋ各々に到達するまでの伝播時間は以下のように算出される。
ａ）送信時間の算出
検出波送信振動子列Ｔｘ（振動子列（１０１ａ）全体）から送信される検出波ｐｗｌは上述のとおり平面波である。したがって、遅延処理部１０８３１ａｏは、送信イベントに対応して、観測点Ｐｉｊまでの送信経路を、検出波送信振動子列Ｔｘから振動子列に垂直に発された検出波ｐｗｌが観測点Ｐｉｊに到達するまでの最短経路８０１として算出し、これを音速で除して送信時間を算出する。
ａ）送信時間の算出
検出波送信振動子列Ｔｘ（振動子列（１０１ａ）全体）から送信される検出波ｐｗｌは上述のとおり平面波である。したがって、遅延処理部１０８３１ａｏは、送信イベントに対応して、観測点Ｐｉｊまでの送信経路を、検出波送信振動子列Ｔｘから振動子列に垂直に発された検出波ｐｗｌが観測点Ｐｉｊに到達するまでの最短経路８０１として算出し、これを音速で除して送信時間を算出する。
ｂ）受信時間の算出
遅延処理部１０８３１ａｏは、送信イベントに対応して、観測点Ｐｉｊについて、観測点Ｐｉｊで反射され検出波受信振動子列Ｒｘに含まれる受波振動子Ｒｗｋに到達するまでの受信経路を算出する。サブ整相加算部１０８３ａｏでは、検出波受信振動子列Ｒｘとして部分振動子列１０１ａｏが適用される。観測点Ｐｉｊでの反射波が受波振動子Ｒｗｋに戻っていくときの受信経路は、任意の観測点Ｐｉｊから各受波振動子Ｒｗｋまでの経路８０２の長さは幾何学的に算出する。これを音速で除して受信時間を算出する。
遅延処理部１０８３１ａｏは、送信イベントに対応して、観測点Ｐｉｊについて、観測点Ｐｉｊで反射され検出波受信振動子列Ｒｘに含まれる受波振動子Ｒｗｋに到達するまでの受信経路を算出する。サブ整相加算部１０８３ａｏでは、検出波受信振動子列Ｒｘとして部分振動子列１０１ａｏが適用される。観測点Ｐｉｊでの反射波が受波振動子Ｒｗｋに戻っていくときの受信経路は、任意の観測点Ｐｉｊから各受波振動子Ｒｗｋまでの経路８０２の長さは幾何学的に算出する。これを音速で除して受信時間を算出する。
ｃ）遅延量の算出
次に、遅延処理部１０８３１ａｏは、送信時間と受信時間とから部分振動子列１０１ａｏ内の各受波振動子Ｒｗｋへの総伝播時間を算出し、当該総伝播時間に基づいて、各受波振動子Ｒｗｋに対する受波信号列ｒｆｋに適用する遅延量を算出する。すなわち、送信された超音波が観測点Ｐｉｊを経由して各受波振動子Ｒｗｋへ到達するまでの総伝播時間の差異により、各受波振動子Ｒｗｋに対する受波信号の列に適用する遅延量を算出する。
次に、遅延処理部１０８３１ａｏは、送信時間と受信時間とから部分振動子列１０１ａｏ内の各受波振動子Ｒｗｋへの総伝播時間を算出し、当該総伝播時間に基づいて、各受波振動子Ｒｗｋに対する受波信号列ｒｆｋに適用する遅延量を算出する。すなわち、送信された超音波が観測点Ｐｉｊを経由して各受波振動子Ｒｗｋへ到達するまでの総伝播時間の差異により、各受波振動子Ｒｗｋに対する受波信号の列に適用する遅延量を算出する。
ｄ）遅延処理
次に、遅延処理部１０８３１ａｏは、部分振動子列１０１ａｏ内の各受波振動子Ｒｗｋに対する受波信号列ｒｆｋから、遅延量に相当する受波信号ｒｆｋ（遅延量を差引いた時間に対応する受波信号）を、観測点Ｐｉｊからの反射波に基づく受波振動子Ｒｗｋに対応する信号として同定する。
次に、遅延処理部１０８３１ａｏは、部分振動子列１０１ａｏ内の各受波振動子Ｒｗｋに対する受波信号列ｒｆｋから、遅延量に相当する受波信号ｒｆｋ（遅延量を差引いた時間に対応する受波信号）を、観測点Ｐｉｊからの反射波に基づく受波振動子Ｒｗｋに対応する信号として同定する。
遅延処理部１０８３１ａｏは、送信イベントに対応して、受波信号保持部１０８２から受波信号ｒｆｋを入力として、検出波照射領域Ａｘにおける部分振動子列１０１ａｏに対してｚ方向に位置する全ての観測点Ｐｉｊについて上記処理を行う。
（２）サブ加算部１０８３２ａｏ
サブ加算部１０８３２ａｏは、遅延処理部１０８３１ａｏから出力される受波振動子Ｒｗｋに対応して同定された受波信号ｒｆｋを入力として、それらを加算して、観測点Ｐｉｊに対する整相加算された音響線信号ｄｓｉｊを生成する回路である。
（２）サブ加算部１０８３２ａｏ
サブ加算部１０８３２ａｏは、遅延処理部１０８３１ａｏから出力される受波振動子Ｒｗｋに対応して同定された受波信号ｒｆｋを入力として、それらを加算して、観測点Ｐｉｊに対する整相加算された音響線信号ｄｓｉｊを生成する回路である。
さらに、各受波振動子Ｒｗｋに対応して同定された受波信号ｒｆｋに対し、受信アポダイゼーション（重み数列）を乗じた後加算して、観測点Ｐｉｊに対する音響線信号ｄｓｉｊを生成してもよい。受信アポダイゼーションは、検出波受振動子列Ｒｘ内の受波振動子Ｒｗｋに対応する受信信号に適用される重み係数の数列である。受信アポダイゼーションは、検出波受振動子列Ｒｘの列方向の中心に位置する振動子に対する重みが最大となるよう設定され、受信アポダイゼーションの分布の中心軸は検出波受振動子列中心軸Ｒｘｏと一致し、分布は中心軸に対し対称な形状をなす。分布の形状は特に限定されない。
図９（ａ）（ｂ）は、整相加算部１０８３における、音響線信号サブフレームデータの構成を示す模式図である。（ａ）はサブ整相加算部１０８３ａ１、（ｂ）はサブ整相加算部１０８３ａ２による整相加算処理における、受波信号列ｒｆｋの参照範囲と音響線信号ｄｓｉｊを生成すべき観測点ｐｉｊの存在範囲を示したものである。サブ整相加算部１０８３ａ１、サブ整相加算部１０８３ａ２での整相加算方法は、受信アポダイゼーションによる重み係数をａｐ、受波信号の強度をｒｆ、複数の振動子１０１ａの総数をｎとしたとき、それぞれ、次式により示される。
５．４ 主加算部１０８４
主加算部１０８４は、生成された複数の音響線信号サブフレームデータｄｓｏを観測点Ｐｉｊの位置を基準に加算して音響線信号フレームデータｄｓｌを生成する回路である。
図９（ｃ）は、音響線信号フレームデータｄｓｌの生成方法の概要を示す模式図である。同図に示すように、主加算部１０８４は、音響線信号サブフレームデータｄｓｏを観測点Ｐｉｊの位置を基準に加算して音響線信号フレームデータｄｓｌを生成し、検出波照射領域Ａｘ内に存在する全ての観測点Ｐｉｊについて音響線信号ｄｓｉｊを含む音響線信号フレームデータｄｓｌが生成される。主加算部１０８４での加算処理は、次式により示される。
主加算部１０８４は、生成された複数の音響線信号サブフレームデータｄｓｏを観測点Ｐｉｊの位置を基準に加算して音響線信号フレームデータｄｓｌを生成する回路である。
図９（ｃ）は、音響線信号フレームデータｄｓｌの生成方法の概要を示す模式図である。同図に示すように、主加算部１０８４は、音響線信号サブフレームデータｄｓｏを観測点Ｐｉｊの位置を基準に加算して音響線信号フレームデータｄｓｌを生成し、検出波照射領域Ａｘ内に存在する全ての観測点Ｐｉｊについて音響線信号ｄｓｉｊを含む音響線信号フレームデータｄｓｌが生成される。主加算部１０８４での加算処理は、次式により示される。
６．変位検出部１０９
変位検出部１０９は、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスから、検出波照射領域Ａｘ内の組織の変位を検出する回路である。
図１０は、変位検出部１０９、弾性率算出部１１０の構成を示す機能ブロック図である。変位検出部１０９は、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスに含まれる変位検出の対象となる１フレームの音響線信号フレームデータｄｓｌと、基準となる１フレームの音響線信号フレームデータｄｓ０（以下、「基準音響線信号フレームデータｄｓ０」とする）とを、制御部１１２を介してデータ格納部１１１から取得する。基準音響線信号フレームデータｄｓ０とは、各送信イベントに対応する音響線信号フレームデータｄｓｌにおけるせん断波による変位を抽出するための基準となる信号であり、具体的には、プッシュ波パルスｐｐｐ送信前に検出波照射領域Ａｘから取得した音響線信号のフレームデータである。そして、変位検出部１０９は、音響線信号フレームデータｄｓｌと基準音響線信号フレームデータｄｓ０との差分から、音響線信号フレームデータｄｓｌの検出波照射領域Ａｘ内の観測点Ｐｉｊの変位（画像情報の動き）を検出し、変位を観測点Ｐｉｊの座標と関連付けて変位量フレームデータｐｔｌを生成する。変位検出部１０９は、生成した変位量フレームデータｐｔｌを、制御部１１２を介してデータ格納部１１１に出力する。
変位検出部１０９は、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスから、検出波照射領域Ａｘ内の組織の変位を検出する回路である。
図１０は、変位検出部１０９、弾性率算出部１１０の構成を示す機能ブロック図である。変位検出部１０９は、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスに含まれる変位検出の対象となる１フレームの音響線信号フレームデータｄｓｌと、基準となる１フレームの音響線信号フレームデータｄｓ０（以下、「基準音響線信号フレームデータｄｓ０」とする）とを、制御部１１２を介してデータ格納部１１１から取得する。基準音響線信号フレームデータｄｓ０とは、各送信イベントに対応する音響線信号フレームデータｄｓｌにおけるせん断波による変位を抽出するための基準となる信号であり、具体的には、プッシュ波パルスｐｐｐ送信前に検出波照射領域Ａｘから取得した音響線信号のフレームデータである。そして、変位検出部１０９は、音響線信号フレームデータｄｓｌと基準音響線信号フレームデータｄｓ０との差分から、音響線信号フレームデータｄｓｌの検出波照射領域Ａｘ内の観測点Ｐｉｊの変位（画像情報の動き）を検出し、変位を観測点Ｐｉｊの座標と関連付けて変位量フレームデータｐｔｌを生成する。変位検出部１０９は、生成した変位量フレームデータｐｔｌを、制御部１１２を介してデータ格納部１１１に出力する。
７．弾性率算出部１１０
弾性率算出部１１０は、伝播解析部１１０１、合成部１１０２とから構成される。
７．１ 伝播解析部１１０１
伝播解析部１１０１は、ＳＷＳシーケンスごとに、変位量フレームデータｐｔｌのシーケンスから、複数回の検出波パルスｐｗｐｌのそれぞれに対応する時間軸上の複数時点におけるせん断波の波面位置を表した波面フレームデータｗｆｌのシーケンスを生成し、複数の波面フレームデータｗｆｌ間の波面位置の変化量とフレーム間の時間間隔とに基づき、検出波照射領域Ａｘ内のせん断波の伝播速度、又は、弾性率のフレームデータを算出する回路である。
弾性率算出部１１０は、伝播解析部１１０１、合成部１１０２とから構成される。
７．１ 伝播解析部１１０１
伝播解析部１１０１は、ＳＷＳシーケンスごとに、変位量フレームデータｐｔｌのシーケンスから、複数回の検出波パルスｐｗｐｌのそれぞれに対応する時間軸上の複数時点におけるせん断波の波面位置を表した波面フレームデータｗｆｌのシーケンスを生成し、複数の波面フレームデータｗｆｌ間の波面位置の変化量とフレーム間の時間間隔とに基づき、検出波照射領域Ａｘ内のせん断波の伝播速度、又は、弾性率のフレームデータを算出する回路である。
具体的には、伝播解析部１１０１は、変位量フレームデータｐｔｌを、制御部１１２を介してデータ格納部１１１から取得する。伝播解析部１１０１は、変位量データｐｔｉから、変位量データｐｔｉを取得した各時刻における、せん断波の波面の位置、進行方向および速度を検出し、波面フレームデータｗｆｌのシーケンスを生成する。伝播解析部１１０１は、波面フレームデータｗｆｌのシーケンスが示すせん断波の波面の位置、進行方向および速度から、変位量フレームデータｐｔｌの検出波照射領域Ａｘ内の観測点Ｐｉｊに対応する被検体組織の弾性率データを算出し、弾性率フレームデータｅｌｌのシーケンスを生成する。伝播解析部１１０１は、生成した波面フレームデータｗｆｌと弾性率フレームデータｅｌｌとをデータ格納部１１１に、制御部１１２を介してそれぞれ出力する。
７．２ 合成部１１０２
合成部１１０２は、ＳＷＳシーケンスに含まれる複数の送信イベントに対応するせん断波の伝播速度、又は、弾性率フレームデータｅｌｌのシーケンスを合成して、ＳＷＳシーケンスに対応する１フレームのせん断波の伝播速度、又は、合成弾性率フレームデータｅｍを算出する。合成部１１０２は、生成した１フレームのせん断波の伝播速度、又は、合成弾性率フレームデータｅｍとをデータ格納部１１１に、制御部１１２を介してそれぞれ出力する。
合成部１１０２は、ＳＷＳシーケンスに含まれる複数の送信イベントに対応するせん断波の伝播速度、又は、弾性率フレームデータｅｌｌのシーケンスを合成して、ＳＷＳシーケンスに対応する１フレームのせん断波の伝播速度、又は、合成弾性率フレームデータｅｍを算出する。合成部１１０２は、生成した１フレームのせん断波の伝播速度、又は、合成弾性率フレームデータｅｍとをデータ格納部１１１に、制御部１１２を介してそれぞれ出力する。
８．その他の構成
データ格納部１１１は、生成された受波信号列ｒｆ、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンス、変位量フレームデータｐｔｌのシーケンス、波面フレームデータｗｆｌのシーケンス、弾性率フレームデータｅｌｌのシーケンス、合成弾性率フレームデータｅｍを逐次記録する記録媒体である。
データ格納部１１１は、生成された受波信号列ｒｆ、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンス、変位量フレームデータｐｔｌのシーケンス、波面フレームデータｗｆｌのシーケンス、弾性率フレームデータｅｌｌのシーケンス、合成弾性率フレームデータｅｍを逐次記録する記録媒体である。
制御部１１２は、操作入力部１０２からの指令に基づき、超音波診断装置１００内の各ブロックを制御する。制御部１１２にはＣＰＵ等のプロセッサを用いることができる。
また、図示しないが、超音波診断装置１００は、プッシュ波パルスｐｐｐを送信することなく、送信ビームフォーマ部１０６及び受信ビームフォーマ部１０８においてされた検出波の送受信に基づいて出力される音響線信号のうち、被検体の組織からの反射成分に基づき時系列に超音波画像（Ｂモード画像）を生成するＢモード画像生成部を有する。Ｂモード画像生成部は、データ格納部１１１から音響線信号のフレームデータを入力して、音響線信号に対して包絡線検波、対数圧縮などの処理を実施してその強度に対応した輝度信号へと変換し、その輝度信号を直交座標系に座標変換を施すことでＢモード画像のフレームデータを生成する。なお、Ｂモード画像生成のための音響線信号を取得するための送信ビームフォーマ部１０６及び受信ビームフォーマ部１０８における超音波の送受信には公知の方法を用いることができる。生成されたＢモード画像のフレームデータはデータ格納部１１１に出力され保存される。表示制御部１１３はＢモード画像を表示画像として構成して表示部１１４に表示させる。
また、図示しないが、超音波診断装置１００は、プッシュ波パルスｐｐｐを送信することなく、送信ビームフォーマ部１０６及び受信ビームフォーマ部１０８においてされた検出波の送受信に基づいて出力される音響線信号のうち、被検体の組織からの反射成分に基づき時系列に超音波画像（Ｂモード画像）を生成するＢモード画像生成部を有する。Ｂモード画像生成部は、データ格納部１１１から音響線信号のフレームデータを入力して、音響線信号に対して包絡線検波、対数圧縮などの処理を実施してその強度に対応した輝度信号へと変換し、その輝度信号を直交座標系に座標変換を施すことでＢモード画像のフレームデータを生成する。なお、Ｂモード画像生成のための音響線信号を取得するための送信ビームフォーマ部１０６及び受信ビームフォーマ部１０８における超音波の送受信には公知の方法を用いることができる。生成されたＢモード画像のフレームデータはデータ格納部１１１に出力され保存される。表示制御部１１３はＢモード画像を表示画像として構成して表示部１１４に表示させる。
また、伝播解析部１１０１は、弾性率フレームデータｅｌｌ又は合成弾性率フレームデータｅｍの示す弾性率に基づいて、色情報をマッピングした弾性画像を生成し表示する構成としてもよい。例えば、弾性率が一定値以上の座標は赤、弾性率が一定値未満の座標は緑、弾性率が取得できなかった座標は黒、というように色分けした弾性画像を生成してもよい。伝播解析部１１０１は、生成した弾性率フレームデータｅｌｌ又は合成弾性率フレームデータｅｍと弾性画像とをデータ格納部１１１に出力し、制御部１１２は弾性画像を表示制御部１１３に出力する。さらに、表示制御部１１３は、弾性画像に対して画面表示用の画像データとなるよう幾何変換を行い、幾何変換後の弾性画像を表示部１１４に出力する構成としてもよい。
＜動作について＞
以上の構成からなる超音波診断装置１００の統合ＳＷＳシーケンスの動作について説明する。
１．ＳＷＳシーケンスの動作
以下、公知の方法に基づき被検体の組織からの反射成分に基づき組織が描画されたＢモード画像が表示部１１４に表示された後の超音波弾性率計測処理の動作を説明する。
以上の構成からなる超音波診断装置１００の統合ＳＷＳシーケンスの動作について説明する。
１．ＳＷＳシーケンスの動作
以下、公知の方法に基づき被検体の組織からの反射成分に基づき組織が描画されたＢモード画像が表示部１１４に表示された後の超音波弾性率計測処理の動作を説明する。
なお、Ｂモード画像のフレームデータは、プッシュ波パルスｐｐｐを送信されることなく、送信ビームフォーマ部１０６及び受信ビームフォーマ部１０８においてされた超音波の送受信に基づいて被検体の組織からの反射成分に基づき時系列に音響線信号のフレームデータが生成され、音響線信号に対して包絡線検波、対数圧縮などの処理がされて輝度信号へと変換された後、輝度信号を直交座標系に座標変換して生成する。表示制御部１１３は被検体の組織が描画されたＢモード画像を表示部１１４に表示させる。
図１１は、超音波診断装置１００における超音波弾性率算出の動作を示すフローチャートである。
［ステップＳ１００〜Ｓ１４０］
ステップＳ１００では、表示部１１４にプローブ１０１によりリアルタイムに取得された被検体の断層画像であるＢモード画像が表示されている状態において、関心領域設定部１０３は、操作入力部１０２から操作者により指定された情報を入力として、被検体内の解析対象範囲をあらわす関心領域ｒｏｉをプローブ１０１の位置を基準に設定し、制御部１１２に出力する。
［ステップＳ１００〜Ｓ１４０］
ステップＳ１００では、表示部１１４にプローブ１０１によりリアルタイムに取得された被検体の断層画像であるＢモード画像が表示されている状態において、関心領域設定部１０３は、操作入力部１０２から操作者により指定された情報を入力として、被検体内の解析対象範囲をあらわす関心領域ｒｏｉをプローブ１０１の位置を基準に設定し、制御部１１２に出力する。
操作者による関心領域ｒｏｉの指定は、例えば、表示部１１４にデータ格納部１１１に記録されている最新のＢモード画像を表示し、タッチパネル、マウス、トラックボールなどの入力部（図示しない）を通して関心領域ｒｏｉを指定することによりされる。なお、関心領域ｒｏｉの指定方法はこの場合に限られず、例えば、Ｂモード画像の全域を関心領域ｒｏｉとしてもよいし、あるいは、Ｂモード画像の中央部分を含む一定範囲を関心領域ｒｏｉとしてもよい。本実施の形態では、関心領域ｒｏｉをその最大範囲であるＢモード画像の全域、すなわち、検出波照射領域Ａｘ全体に設定した場合を例に、以後の説明を行う。
ステップＳ１２０では、プッシュ波パルス発生部１０４は、制御部１１２から関心領域ｒｏｉを示す情報を入力し、プッシュ波パルスｐｐｐの送信焦点Ｆの位置とプッシュ波送信振動子列Ｐｘを設定する。本例では、図３（ｂ）に示すように、列方向送信焦点位置ｆｘは検出波照射領域Ａｘの列方向中心位置ｗｃと一致し、深さ方向送信焦点位置ｆｚは検出波照射領域Ａｘ中心までの深さｄと一致する構成とした。また、プッシュ波送信振動子列Ｐｘは、複数の振動子１０１ａ全部とした。しかしながら、検出波照射領域Ａｘと送信焦点Ｆとの位置関係は上記に限られず、被検体の検査すべき部位の形態等により適宜変更してもよい。
送信焦点Ｆの位置と、プッシュ波送信振動子列Ｐｘを示す情報は、プッシュ波パルスｐｐｐのパルス幅とともに、送信制御信号として送信ビームフォーマ部１０６に出力される。
ステップＳ１３０では、送信ビームフォーマ部１０６は、検出波送信振動子列Ｔｘに含まれる振動子に検出波パルスｐｗｐ０を送信し、被検体内に向けて検出波ｐｗ０をさせ、受信ビームフォーマ部１０８は、検出波ｐｗ０の反射波ｅｃの受波を行い組織の変位の基準となる基準音響線信号フレームデータｄｓ０を生成する。基準音響線信号フレームデータｄｓ０はデータ格納部１１１に出力され保存される。音響線信号フレームデータの生成方法については後述する。
ステップＳ１３０では、送信ビームフォーマ部１０６は、検出波送信振動子列Ｔｘに含まれる振動子に検出波パルスｐｗｐ０を送信し、被検体内に向けて検出波ｐｗ０をさせ、受信ビームフォーマ部１０８は、検出波ｐｗ０の反射波ｅｃの受波を行い組織の変位の基準となる基準音響線信号フレームデータｄｓ０を生成する。基準音響線信号フレームデータｄｓ０はデータ格納部１１１に出力され保存される。音響線信号フレームデータの生成方法については後述する。
ステップＳ１４０では、送信ビームフォーマ部１０６は、プッシュ波送信振動子列Ｐｘに含まれる振動子にプッシュ波パルスｐｐｐを送信させることにより、当該振動子に送信焦点Ｆに対応する被検体中の特定部位に超音波ビームが集束するプッシュ波ｐｐを送信させる。
具体的には、送信ビームフォーマ部１０６は、プッシュ波パルス発生部１０４より取得した送信焦点Ｆの位置とプッシュ波送信振動子列Ｐｘを示す情報、プッシュ波パルスｐｐｐのパルス幅からなる送信制御信号に基づき送信プロファイルを生成する。送信プロファイルは、プッシュ波送信振動子列Ｐｘに含まれる各送信振動子に対するパルス信号ｓｐと遅延時間ｔｐｋからなる。そして、送信プロファイルに基づき各送信振動子にプッシュ波パルスｐｐｐを供給する。各送信振動子は被検体内の特定部位に集束するパルス状のプッシュ波ｐｐを送信する。
具体的には、送信ビームフォーマ部１０６は、プッシュ波パルス発生部１０４より取得した送信焦点Ｆの位置とプッシュ波送信振動子列Ｐｘを示す情報、プッシュ波パルスｐｐｐのパルス幅からなる送信制御信号に基づき送信プロファイルを生成する。送信プロファイルは、プッシュ波送信振動子列Ｐｘに含まれる各送信振動子に対するパルス信号ｓｐと遅延時間ｔｐｋからなる。そして、送信プロファイルに基づき各送信振動子にプッシュ波パルスｐｐｐを供給する。各送信振動子は被検体内の特定部位に集束するパルス状のプッシュ波ｐｐを送信する。
ここで、プッシュ波ｐｐによるせん断波の生成について、図１２（ａ）から（ｅ）の模式図を用いて説明する。図１２（ａ）から（ｅ）は、プッシュ波ｐｐによるせん断波の生成の様子を示す模式図である。図１２（ａ）は、検出波照射領域Ａｘに対応した被検体内の領域の、プッシュ波ｐｐ印加前における組織を示した模式図である。図１２（ａ）から（ｅ）において、個々の“○”は、被検体内の組織の一部を、破線の交点は、負荷がない場合の組織”○“の中心位置を、それぞれ示している。
ここで、プローブ１０１を皮膚表面６００に密接させた状態で送信焦点Ｆに対応する被検体中の焦点部位６０１に対してプッシュ波ｐｐを印加すると、図１２（ｂ）の模式図に示すように、焦点部位６０１に位置していた組織６３２が、プッシュ波ｐｐの進行方向に押されて移動する。また、組織６３２からプッシュ波ｐｐの進行方向側にある組織６３３は、組織６３２に押されてプッシュ波ｐｐの進行方向に移動する。
次に、プッシュ波ｐｐの送信が終了すると、組織６３２、６３３が元の位置に復元しようとするので、図１２（ｃ）の模式図に示すように、組織６３１〜６３３がプッシュ波ｐｐの進行方向に沿った振動を開始する。
すると、図１２（ｄ）の模式図に示すように、振動が組織６３１〜６３３に隣接する、組織６２１〜６２３および組織６４１〜６４３に伝播する。
すると、図１２（ｄ）の模式図に示すように、振動が組織６３１〜６３３に隣接する、組織６２１〜６２３および組織６４１〜６４３に伝播する。
さらに、図１２（ｅ）の模式図に示すように、振動がさらに組織６１１〜６６３および組織６５１〜６５３に伝播する。したがって、被検体内において、振動が振動の方向と直交する向きに伝播する。すなわち、せん断波がプッシュ波ｐｐの印加場所に発生し、被検体内を伝播する。
［ステップＳ１５０］
図１１に戻って説明を続ける。
［ステップＳ１５０］
図１１に戻って説明を続ける。
ステップＳ１５０では、関心領域ｒｏｉに検出波パルスｐｗｐｌを複数回送受信し、取得した音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスを保存する。具体的には、送信ビームフォーマ部１０６は、検出波送信振動子列Ｔｘに含まれる振動子に被検体に向けて検出波パルスｐｗｐｌを送信させ、受信ビームフォーマ部１０８は、検出波パルス受信振動子列Ｒｘに含まれる振動子により受信した反射波ｅｃに基づき音響線信号フレームデータｄｓｌを生成する。プッシュ波ｐｐの送信終了の直後から、例えば、秒間１万回、上記処理を繰り返し行う。これにより、せん断波の発生直後から伝播が終わるまでの間、被検体の検出波照射領域Ａｘ内の音響線信号フレームデータｄｓｌを繰り返し生成する。生成された音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスはデータ格納部１１１に出力され保存される。
ステップＳ１５０における、音響線信号フレームデータｄｓｌの生成方法の詳細は後述する。
［ステップＳ１７１］
ステップＳ１７１では、変位検出部１０９は、各送信イベントにおける検出波照射領域Ａｘ内の観測点ｐｉｊの変位を検出する。
［ステップＳ１７１］
ステップＳ１７１では、変位検出部１０９は、各送信イベントにおける検出波照射領域Ａｘ内の観測点ｐｉｊの変位を検出する。
具体的には、変位検出部１０９は、ステップＳ１３０でデータ格納部１１１に保存された基準音響線信号フレームデータｄｓ０を取得する。上述したように、基準音響線信号フレームデータｄｓ０は、プッシュ波ｐｐの送信前、すなわち、せん断波の発生前に取得された音響線信号フレームデータである。
次に、変位検出部１０９は、ステップＳ１５０でデータ格納部１１１に保存された各音響線信号フレームデータｄｓｌに対し、基準音響線信号フレームデータｄｓ０との差分から、当該音響線信号フレームデータｄｓｌが取得された時刻における、各画素の変位を検出する。具体的には、例えば、音響線信号フレームデータｄｓｌを８ピクセル×８ピクセルなどの所定の大きさの領域に分割し、各領域と基準音響線信号フレームデータｄｓ０とをパターンマッチングすることで、音響線信号フレームデータｄｓｌの各画素の変位を検出する。
次に、変位検出部１０９は、ステップＳ１５０でデータ格納部１１１に保存された各音響線信号フレームデータｄｓｌに対し、基準音響線信号フレームデータｄｓ０との差分から、当該音響線信号フレームデータｄｓｌが取得された時刻における、各画素の変位を検出する。具体的には、例えば、音響線信号フレームデータｄｓｌを８ピクセル×８ピクセルなどの所定の大きさの領域に分割し、各領域と基準音響線信号フレームデータｄｓ０とをパターンマッチングすることで、音響線信号フレームデータｄｓｌの各画素の変位を検出する。
パターンマッチングの方法としては、例えば、各領域と基準音響線信号フレームデータｄｓ０内の同サイズの基準領域との間で、対応する画素毎に輝度値の差分を算出してその絶対値の合計値を算出し、その合計値が最も小さくなる領域と基準領域との組み合わせについて、領域と基準領域とが同一の領域であるものとし、領域の基準点（例えば、左上の角）と基準領域の基準点との距離を変位として検出する方法を用いることができる。
なお、領域のサイズは８ピクセル×８ピクセル以外であってもよいし、輝度値の差分の絶対値の合計値に替えて、例えば、輝度値の差分の２乗の合計値を用いてもよい。また、変位として、領域の基準点と基準領域の基準点とのｙ座標の差（深さの差）を算出してもよい。これにより、各音響線信号フレームデータｄｓｌの各観測点Ｐｉｊに対応する被検体の組織が、プッシュ波ｐｐまたはせん断波によってどれだけ動いたかが変位として算出される。
なお、変位の検出方法はパターンマッチングに限られず、例えば、音響線信号フレームデータｄｓｌと基準音響線信号フレームデータｄｓ０との相関処理など、２つの音響線信号フレームデータｄｓｌ間の動き量を検出する任意の技術を用いてもよい。変位検出部１０９は、１フレームの音響線信号フレームデータｄｓｌに係る各観測点の変位を当該観測点の座標と対応付けることで各フレームデータの変位を生成し、生成した変位量フレームデータｐｔｌのシーケンスをデータ格納部１１１に出力する。
［ステップＳ１７２］
ステップＳ１７２では、伝播解析部１１０１は、各送信イベントにおける検出波照射領域Ａｘ内の観測点ｐｉｊの変位量フレームデータｐｔｌから波面を検出して、弾性率フレームデータｅｌｌのシーケンスを生成する。さらに、波面フレームデータｗｆｌと断層画像との関係から、断層画像の各画素について複数の波面フレームデータｗｆｌにおけるせん断波の最大速度から弾性率を算出し、断層画像の各画素と弾性率とを対応付けて弾性率フレームデータｅｌｌを生成する。
ステップＳ１７２では、伝播解析部１１０１は、各送信イベントにおける検出波照射領域Ａｘ内の観測点ｐｉｊの変位量フレームデータｐｔｌから波面を検出して、弾性率フレームデータｅｌｌのシーケンスを生成する。さらに、波面フレームデータｗｆｌと断層画像との関係から、断層画像の各画素について複数の波面フレームデータｗｆｌにおけるせん断波の最大速度から弾性率を算出し、断層画像の各画素と弾性率とを対応付けて弾性率フレームデータｅｌｌを生成する。
ステップＳ１７２における、弾性率フレームデータｅｌｌの生成方法の詳細は後述する。
［ステップＳ１７３〜Ｓ１８２］
伝播解析部１１０１は、生成した弾性率フレームデータｅｌｌのシーケンスをデータ格納部１１１に出力し保存する（ステップＳ１７３）。規定されている全ての送信イベントについてステップＳ１７１〜Ｓ１７３の処理が完了したか否かを判定し（ステップＳ１７４）、完了していない場合にはステップＳ１７１に戻り、次の検出波パルスｐｗｐｌの送信イベントについての一連の処理を行い、完了している場合にはステップＳ１８１に進む。
［ステップＳ１７３〜Ｓ１８２］
伝播解析部１１０１は、生成した弾性率フレームデータｅｌｌのシーケンスをデータ格納部１１１に出力し保存する（ステップＳ１７３）。規定されている全ての送信イベントについてステップＳ１７１〜Ｓ１７３の処理が完了したか否かを判定し（ステップＳ１７４）、完了していない場合にはステップＳ１７１に戻り、次の検出波パルスｐｗｐｌの送信イベントについての一連の処理を行い、完了している場合にはステップＳ１８１に進む。
次に、合成部１１０２は、ＳＷＳシーケンスに含まれる複数の送信イベントに対応するせん断波の弾性率フレームデータｅｌｌを観測点Ｐｉｊを基準に加算して、ＳＷＳシーケンスに対応する合成弾性率フレームデータｅｍを算出し（ステップＳ１８１）、データ格納部１１１に保存する（ステップＳ１８２）。同時に又は替わりに、ＳＷＳシーケンスに対応する合成せん断波伝播速度のフレームデータを算出してもよい。
以上により、図１１に示した統合ＳＷＳシーケンスの処理が終了する。以上の超音波弾性率計測処理により、ＳＷＳシーケンスによる合成弾性率フレームデータｅｌｍを算出することができる。
２．ステップＳ１５０における処理の詳細について
ステップＳ１５０における、音響線信号フレームデータｄｓｌの生成処理の概要について説明する。
２．ステップＳ１５０における処理の詳細について
ステップＳ１５０における、音響線信号フレームデータｄｓｌの生成処理の概要について説明する。
図１２は、受信ビームフォーマ部１０８のビームフォーミングの動作を示すフローチャートである。
先ず、検出波の識別番号ｌを１に設定し（ステップＳ１５１）、送信ビームフォーマ部１０６は、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａ中検出波送信振動子列Ｔｘに含まれる各振動子に検出波ｐｗｌを送信させるための検出波パルスｐｗｐｌを送信する送信処理（送信イベント）を行う（ステップＳ１５２）。
先ず、検出波の識別番号ｌを１に設定し（ステップＳ１５１）、送信ビームフォーマ部１０６は、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａ中検出波送信振動子列Ｔｘに含まれる各振動子に検出波ｐｗｌを送信させるための検出波パルスｐｗｐｌを送信する送信処理（送信イベント）を行う（ステップＳ１５２）。
次に、受信ビームフォーマ部１０８は、プローブ１０１での反射波から得た電気信号に基づき受波信号ｒｆｋを生成しデータ格納部１１１に出力し、データ格納部１１１に受波信号ｒｆｋを保存する（ステップＳ１５３）。規定されている全ての送信イベントの回数ｍについて検出波の送受信が完了したか否かを判定する（ステップＳ１５４）。完了していない場合にはｌをインクリメント（ステップＳ１５５）してステップＳ１５２に戻り、検出波送信振動子列Ｔｘからの送信イベントを行い、完了している場合にはステップＳ１５６に進む。
次に、検出波の識別番号ｌを０に初期化し（ステップＳ１５６）、受信ビームフォーマ部１０８は、データ格納部１１１に保存されている受波信号ｒｆｋに基づいて、検出波照射領域Ａｘ内の複数の観測点Ｐｉｊに対する音響線信号を生成して音響線信号フレームデータｄｓｌを生成しデータ格納部１１１に出力し、データ格納部１１１に音響線信号フレームデータｄｓｌを保存する（ステップＳ１５７）。ステップＳ１５７における、音響線信号フレームデータｄｓｌの生成方法の詳細は後述する。
全ての送信イベントの回数ｍについて、検出波パルスｐｗｐｌに基づく音響線信号フレームデータｄｓｌの生成を完了したか否かを判定し（ステップＳ１５９）、完了していない場合にはｌをインクリメント（ステップＳ１６０）してステップＳ１５７に戻り、完了している場合には処理を終了する。
以上により、図１２におけるステップＳ１５０の処理を終了する。
以上により、図１２におけるステップＳ１５０の処理を終了する。
３．ステップＳ１５７における処理の詳細について
ステップＳ１５７における、音響線信号フレームデータｄｓｌの生成処理の詳細について説明する。
図１３は、受信ビームフォーマ部１０８における音響線信号フレームデータ生成動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１５７における、音響線信号フレームデータｄｓｌの生成処理の詳細について説明する。
図１３は、受信ビームフォーマ部１０８における音響線信号フレームデータ生成動作を示すフローチャートである。
先ず、部分振動子列１０１ａｏの識別番号ｏを１に設定し（ステップＳ１５７１）、検出波照射領域Ａｘ内の観測点Ｐｉｊの位置を示すｊを最小値に初期化し（ステップＳ１５７２）、ｉを部分振動子列１０１ａｏ内の最小値に初期化する（ステップＳ１５７３）。次に、受信ビームフォーマ部１０８は、観測点Ｐｉｊについて音響線信号ｄｓｉｊを生成する（ステップＳ１５７５）。ステップＳ１５７５における処理の詳細については後述する。
次に、部分振動子列１０１ａｏ内の全てのｉについて処理を完了したか否か（ステップＳ１５７７）、検出波照射領域Ａｘｏ内の全てのｊについて処理を完了したか否か（ステップＳ１５７９）について判定し、完了していない場合はｉ、ｊをインクリメント（ステップＳ１５７８、Ｓ１５８０）して観測点Ｐｉｊについて音響線信号を生成し（ステップＳ１５７５）、完了している場合にはステップＳ１５８１に進む。
この段階では、１回の送信イベントに伴う検出波照射領域Ａｘにおける部分振動子列１０１ａｏに対して被検体深さ方向に位置する観測点Ｐｉｊ（図８（ａ）又（ｂ）中の「・」）について音響線信号ｄｓｉｊが生成されており、音響線信号サブフレームデータｄｓｏが生成されている。ステップＳ１５８１では、生成された音響線信号サブフレームデータｄｓｏをデータ格納部１１１に出力され保存されている。
次に、全ての部分振動子列１０１ａｏについて、検出波パルスｐｗｐｌについて音響線信号サブフレームデータｄｓｏの生成が完了したか否かを判定し（ステップＳ１５８２）、完了していない場合にはｏをインクリメント（ステップＳ１５８３）してステップＳ１５７２に戻り、完了している場合にはステップＳ１５８４に進む。
この段階では、１回の送信イベントに伴う全ての部分振動子列１０１ａｏに対して音響線信号サブフレームデータｄｓｏが生成されている。
この段階では、１回の送信イベントに伴う全ての部分振動子列１０１ａｏに対して音響線信号サブフレームデータｄｓｏが生成されている。
ステップＳ１５８４では、主加算部１０８４は、生成された複数の音響線信号サブフレームデータｄｓｏを観測点Ｐｉｊの位置を基準に加算して音響線信号フレームデータｄｓｌを生成し、音響線信号フレームデータｄｓｌをデータ格納部１１１に出力して保存する。
以上により、図１３におけるステップＳ１５７の処理を終了する。
以上により、図１３におけるステップＳ１５７の処理を終了する。
４．ステップＳ１５７５における処理の詳細ついて
次に、ステップＳ１５７５における、観測点Ｐｉｊについて音響線信号を生成する処理の動作について説明する。図１４は、受信ビームフォーマ部１０８における観測点Ｐｉｊについての音響線信号生成動作を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ１５７５１において、遅延処理部１０８３１は、検出波照射領域Ａｘ内に存在する任意の観測点Ｐｉｊについて、送信された超音波が被検体中の観測点Ｐｉｊに到達する送信時間を算出する。送信時間は、上述のとおり、観測点Ｐｉｊまでの送信経路を、検出波送信振動子列Ｔｘから振動子列に垂直に発された検出波ｐｗｌが観測点Ｐｉｊに到達するまでの最短経路８０１として算出し、送信経路の長さを超音波の音速ｃｓで除することにより算出できる。
次に、ステップＳ１５７５における、観測点Ｐｉｊについて音響線信号を生成する処理の動作について説明する。図１４は、受信ビームフォーマ部１０８における観測点Ｐｉｊについての音響線信号生成動作を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ１５７５１において、遅延処理部１０８３１は、検出波照射領域Ａｘ内に存在する任意の観測点Ｐｉｊについて、送信された超音波が被検体中の観測点Ｐｉｊに到達する送信時間を算出する。送信時間は、上述のとおり、観測点Ｐｉｊまでの送信経路を、検出波送信振動子列Ｔｘから振動子列に垂直に発された検出波ｐｗｌが観測点Ｐｉｊに到達するまでの最短経路８０１として算出し、送信経路の長さを超音波の音速ｃｓで除することにより算出できる。
次に、部分振動子列１０１ａｏを検出波受信振動子列Ｒｘに設定する（ステップＳ１５７５２）。
次に、部分振動子列１０１ａｏの振動子識別番号に基づき、検出波受信振動子列Ｒｘ内の受波振動子Ｒｗｋの振動子識別番号ｋを検出波受信振動子列Ｒｘ内の最小値に初期化し（ステップＳ１５７５３）、送信された検出波が被検体中の観測点Ｐｉｊで反射された後、検出波受信振動子列Ｒｘの受波振動子Ｒｗｋに到達する受信時間を算出する（ステップＳ１５７５４）。受信時間は、幾何学的に定まる観測点Ｐｉｊから受波振動子Ｒｗｋまでの経路８０２の長さを超音波の音速ｃｓで除することにより算出できる。さらに、送信時間と受信時間の合計から、検出波送信振動子列Ｔｘから送信された超音波が観測点Ｐｉｊで反射して受波振動子Ｒｗｋに到達するまでの総伝播時間を算出し（ステップＳ１５７５５）、検出波受信振動子列Ｒｘ内の各受波振動子Ｒｗｋに対する総伝播時間の差異により、各受波振動子Ｒｗｋに対する遅延量を算出する（ステップＳ１５７５６）。
次に、部分振動子列１０１ａｏの振動子識別番号に基づき、検出波受信振動子列Ｒｘ内の受波振動子Ｒｗｋの振動子識別番号ｋを検出波受信振動子列Ｒｘ内の最小値に初期化し（ステップＳ１５７５３）、送信された検出波が被検体中の観測点Ｐｉｊで反射された後、検出波受信振動子列Ｒｘの受波振動子Ｒｗｋに到達する受信時間を算出する（ステップＳ１５７５４）。受信時間は、幾何学的に定まる観測点Ｐｉｊから受波振動子Ｒｗｋまでの経路８０２の長さを超音波の音速ｃｓで除することにより算出できる。さらに、送信時間と受信時間の合計から、検出波送信振動子列Ｔｘから送信された超音波が観測点Ｐｉｊで反射して受波振動子Ｒｗｋに到達するまでの総伝播時間を算出し（ステップＳ１５７５５）、検出波受信振動子列Ｒｘ内の各受波振動子Ｒｗｋに対する総伝播時間の差異により、各受波振動子Ｒｗｋに対する遅延量を算出する（ステップＳ１５７５６）。
ステップＳ１５７５７において、遅延処理部１０８３１は、検出波受信振動子列Ｒｘ内の受波振動子Ｒｗｋに対応する受波信号の列から、各受波振動子Ｒｗｋに対する遅延量を差引いた時間に対応する受波信号ｒｆｋを観測点Ｐｉｊからの反射波に基づく受波信号として同定する。
次に、重み算出部（不図示）は、検出波受信振動子列Ｒｘの列方向の中心に位置する振動子に対する重みが最大となるよう各受波振動子Ｒｗｋに対する受信アポダイゼーションを算出する（ステップＳ１５７５８）。サブ加算部１０８３２ａｏは、各受波振動子Ｒｗｋに対応して同定された受波信号ｒｆｋに、各受波振動子Ｒｗｋに対する重みを乗じて加算して、観測点Ｐｉｊに対する音響線信号ｄｓｉｊを算出する（ステップＳ１５０１５９）。
次に、重み算出部（不図示）は、検出波受信振動子列Ｒｘの列方向の中心に位置する振動子に対する重みが最大となるよう各受波振動子Ｒｗｋに対する受信アポダイゼーションを算出する（ステップＳ１５７５８）。サブ加算部１０８３２ａｏは、各受波振動子Ｒｗｋに対応して同定された受波信号ｒｆｋに、各受波振動子Ｒｗｋに対する重みを乗じて加算して、観測点Ｐｉｊに対する音響線信号ｄｓｉｊを算出する（ステップＳ１５０１５９）。
検出波受信振動子列Ｒｘ内に存在する全ての受波振動子Ｒｗｋについて音響線信号ｄｓｉｊの算出処理を完了したか否かを判定し（ステップＳ１５７６０）、完了していない場合にはｋをインクリメント（ステップＳ１５７６１）して、更に受波振動子Ｒｗｋについて遅延量の算出し（ステップＳ１５７５９）、完了している場合にはステップＳ１５７６２に進む。この段階では、検出波受信振動子列Ｒｘ内に存在する全ての受波振動子Ｒｗｋについて観測点Ｐｉｊに対する音響線信号ｄｓｉｊが算出されている。算出された観測点Ｐｉｊに対する音響線信号ｄｓｉｊはデータ格納部１１１に出力され保存される（ステップＳ１５７６２）。
以上により、図１４におけるステップＳ１５７５の処理を終了する。
５．ステップＳ１７２における処理の詳細ついて
ステップＳ１７２では、伝播解析部１１０１は、各送信イベントにおける検出波照射領域Ａｘ内の観測点ｐｉｊの変位量フレームデータｐｔｌから波面を検出する。
詳しくは、図１６のフローチャートを用いて説明する。図１６は、せん断波の伝播解析の動作を示すフローチャートである。図１７（ａ）から（ｆ）は、せん断波の伝播解析の動作を示す模式図である。
５．ステップＳ１７２における処理の詳細ついて
ステップＳ１７２では、伝播解析部１１０１は、各送信イベントにおける検出波照射領域Ａｘ内の観測点ｐｉｊの変位量フレームデータｐｔｌから波面を検出する。
詳しくは、図１６のフローチャートを用いて説明する。図１６は、せん断波の伝播解析の動作を示すフローチャートである。図１７（ａ）から（ｆ）は、せん断波の伝播解析の動作を示す模式図である。
まず、データ格納部１１１から送信イベントに対応した各観測点Ｐｉｊの変位量フレームデータｐｔｌを取得する（ステップＳ１７２１）。
次に、変位が相対的に大きい変位領域を抽出する（ステップＳ１７２２）。伝播解析部１１０１は、変位量フレームデータｐｔｌから変位が所定の閾値より大きい変位領域を抽出する。
次に、変位が相対的に大きい変位領域を抽出する（ステップＳ１７２２）。伝播解析部１１０１は、変位量フレームデータｐｔｌから変位が所定の閾値より大きい変位領域を抽出する。
以下、図１７の模式図を用いて説明する。
図１７（ａ）は、変位量フレームデータが表す変位画像の一例を示している。図１２と同じく、図中の“○”は検出波照射領域Ａｘに対応する被検体内の組織の一部を示しており、プッシュ波ｐｐを印加する前の位置は破線の交点である。また、ｘ軸はプローブ１０１における振動子の列方向、ｚ軸は、被検体の深さ方向である。伝播解析部１１０１は、ｚ座標ごとに変位量δを座標ｘの関数として、動的閾値を用いることで変位量δが大きい領域を抽出する。また、ｘ座標ごとに変位量δを座標ｚの関数として、動的閾値を用いて、ある閾値を超える領域を変位量δが大きい領域として抽出する。動的閾値とは、対象領域内について信号解析又は画像解析を行って閾値を決定することである。閾値は一定値ではなく、対象領域の信号の幅や最大値などによって異なる値となる。図１７（ａ）に、ｚ＝ｚ1の直線７１０上における変位量をプロットしたグラフ７１１と、ｘ＝ｘ1の直線７２０上における変位量をプロットしたグラフ７２１とを示す。これにより、例えば、変位量δが閾値より大きな変位領域７３０が抽出できる。
図１７（ａ）は、変位量フレームデータが表す変位画像の一例を示している。図１２と同じく、図中の“○”は検出波照射領域Ａｘに対応する被検体内の組織の一部を示しており、プッシュ波ｐｐを印加する前の位置は破線の交点である。また、ｘ軸はプローブ１０１における振動子の列方向、ｚ軸は、被検体の深さ方向である。伝播解析部１１０１は、ｚ座標ごとに変位量δを座標ｘの関数として、動的閾値を用いることで変位量δが大きい領域を抽出する。また、ｘ座標ごとに変位量δを座標ｚの関数として、動的閾値を用いて、ある閾値を超える領域を変位量δが大きい領域として抽出する。動的閾値とは、対象領域内について信号解析又は画像解析を行って閾値を決定することである。閾値は一定値ではなく、対象領域の信号の幅や最大値などによって異なる値となる。図１７（ａ）に、ｚ＝ｚ1の直線７１０上における変位量をプロットしたグラフ７１１と、ｘ＝ｘ1の直線７２０上における変位量をプロットしたグラフ７２１とを示す。これにより、例えば、変位量δが閾値より大きな変位領域７３０が抽出できる。
次に、伝播解析部１１０１は、変位領域に細線化処理をおこなって波面を抽出する（ステップＳ１７２３）。図１７（ｂ）の模式図に示している変位領域７４０、７５０は、それぞれ、ステップＳ１７２２において変位領域７３０として抽出された領域である。伝播解析部１１０１は、例えば、Ｈｉｌｄｉｔｃｈの細線化アルゴリズムを用いて、波面を抽出する。例えば、図１７（ｂ）の模式図において、変位領域７４０から波面７４１が、変位領域７５０から波面７５１が、それぞれ抽出される。なお、細線化のアルゴリズムはＨｉｌｄｉｔｃｈに限らず、任意の細線化アルゴリズムを用いてよい。また、各変位領域に対して、変位量δが閾値以下の座標を変位領域から取り除く処理を、変位領域が幅１ピクセルの線になるまで、閾値を大きくしながら繰り返し行ってもよい。伝播解析部１１０１は、抽出した波面を波面フレームデータｗｆｌとしてデータ格納部１１１に出力する。
次に、伝播解析部１１０１は、波面フレームデータｗｆｌに対して空間フィルタリングを行い、長さが短い波面を除去する（ステップＳ１７２４）。例えば、ステップＳ１７２３で抽出した各波面の長さを検出し、全ての波面の長さの平均値の１／２よりも長さが短い波面を、ノイズとして削除する。具体的には、図１７（ｃ）の波面画像に示すように、波面７６１〜７６４の長さの平均値を算出し、それよりも短い波面７６３、７６４を、ノイズとして消去する。これにより、誤検出された波面を消去できる。
伝播解析部１１０１は、ステップＳ１７２１〜Ｓ１７２４の動作を、全ての変位量フレームデータｐｔｌに対して行う（ステップＳ１７２５）。これにより、変位量フレームデータｐｔｌに対して１対１で波面フレームデータｗｆｌが生成される。
次に、伝播解析部１１０１は、複数の波面フレームデータｗｆｌに対して時間フィルタリングを行い、伝播していない波面を除去する（ステップＳ１７２６）。具体的には、時間的に連続する２以上の波面フレームデータｗｆｌにおいて、波面位置の時間変化を検出し、速度が異常である波面をノイズとして除去する。
次に、伝播解析部１１０１は、複数の波面フレームデータｗｆｌに対して時間フィルタリングを行い、伝播していない波面を除去する（ステップＳ１７２６）。具体的には、時間的に連続する２以上の波面フレームデータｗｆｌにおいて、波面位置の時間変化を検出し、速度が異常である波面をノイズとして除去する。
伝播解析部１１０１は、例えば、時刻ｔ＝ｔ1の波面画像７７０、時刻ｔ＝ｔ1＋Δｔの波面画像７８０、時刻ｔ＝ｔ1＋２Δｔの波面画像７９０との間で、波面位置の時間変化を検出する。例えば、波面７７１に対して、波面画像７８０のうち、波面７７１と同じ位置を中心に、波面と垂直な向き（図１７においてはｘ軸方向）にΔｔの間にせん断波が移動しうる領域７７６で、波面７７１との相関処理を行う。このとき、波面７７１のｘ軸の正方向（図の右側）と負方向（図の左側）の双方を含む範囲内で相関処理を行う。これは、透過波と反射波の両方を検出するためである。これにより、波面７７１の移動先が波面画像７８０内の波面７８１であると検出し、時間Δｔにおける波面７７１の移動距離を算出する。同様に、波面７７２、７７３のそれぞれについて、波面画像７８０において当該波面と同じ位置を中心に、波面と垂直な向きにΔｔの間にせん断波が移動しうる領域で相関処理を行う。これにより、波面７７２が波面７８３の位置に、波面７７３が波面７８２の位置に、それぞれ移動したことを検出する。
波面画像７８０と波面画像７９０との間でも同様の処理を行い、波面７８１が波面７９１の位置に、波面７８２が波面７９７の位置に、波面７８３が波面７９３の位置に、それぞれ移動したことを検出する。ここで、波面７７３、波面７８２、波面７９２で示される１の波面については、他の波面と比べて移動距離が著しく小さい（伝播速度が著しく遅い）。このような波面は誤検知である可能性が高いので、ノイズとして消去する。これにより、図１７（ｅ）の波面フレームデータ３００に示すように、波面８０１、８０２が検出できる。
これらの動作により、時刻ごとの波面フレームデータｗｆｌのシーケンスが生成できる。伝播解析部１１０１は、生成した複数の波面フレームデータｗｆｌのシーケンスをデータ格納部１１１に出力する。このとき、生成した複数の波面の対応情報もデータ格納部１１１へ出力してもよい。波面の対応情報とは、同一の波面が各波面画像のどの波面に対応するかを示した情報であり、例えば、波面７７２が波面７８３の位置に移動したことが検出された場合、波面７８３と波面７７２とが同一の波面であるという情報である。
次に、伝播解析部１１０１は、弾性率フレームデータｅｌｌのシーケンスを生成する（ステップＳ１７２７）。具体的には、時刻ごとの波面フレームデータｗｆｌと、波面の対応情報とから、各時刻における波面の位置、速度を検出する。さらに、波面フレームデータｗｆｌと断層画像との関係から、断層画像の各画素について複数の波面フレームデータｗｆｌにおけるせん断波の最大速度から弾性率を算出し、断層画像の各画素と弾性率とを対応付けて弾性率フレームデータｅｌｌのシーケンスを生成する。
図１７（ｅ）を用いて弾性率フレームデータｅｌｌの生成について説明する。図１７（ｅ）は、ある時刻ｔにおける波面フレームデータｗｆｌと、時刻ｔ＋Δｔにおける波面フレームデータｗｆｌを１つの波面フレームデータ８１０として合成したものである。ここで、時刻ｔにおける波面８１１と、時刻ｔ＋Δｔにおける波面８１２とが同一の波面であるとする対応情報が存在するものとする。伝播解析部１１０１は、対応情報から、波面８１１上の座標（ｘt、ｚt）に対応する波面８１２上の座標（ｘt+Δt、ｚt+Δt）を検出する。これにより、時刻ｔに座標（ｘt、ｚt）を通過したせん断波が、時刻ｔ＋Δｔに座標（ｘt+Δt、ｚt+Δt）に到達していると推定できる。したがって、座標（ｘt、ｚt）を通過したせん断波の速度ｖ（ｘt、ｚt）は、座標（ｘt、ｚt）と座標（ｘt+Δt、ｚt+Δt）との間の距離ｍを所要時間Δｔで割った値と推定できる。すなわち、
ｖ（ｘt、ｚt）＝ｍ／Δｔ＝√｛（ｘt+Δt−ｘt）2＋（ｚt+Δt−ｚt）2｝／Δｔ
となる。伝播解析部１１０１は、全ての波面に対して上述の処理を行い、波面が通過した全座標についてせん断波の速度を取得し、せん断波の速度を基に、各座標における弾性率を算出する。弾性率は、せん断波の速度の２乗に比例し、
ｅｌ（ｘt、ｚt）＝Ｋ × ｖ（ｘt、ｚt）2
に基づき算出される。Ｋは定数であり人体の組織では約３となる。以上によりせん断波伝播解析に基づく弾性率計測の計算処理を終了する。
ｖ（ｘt、ｚt）＝ｍ／Δｔ＝√｛（ｘt+Δt−ｘt）2＋（ｚt+Δt−ｚt）2｝／Δｔ
となる。伝播解析部１１０１は、全ての波面に対して上述の処理を行い、波面が通過した全座標についてせん断波の速度を取得し、せん断波の速度を基に、各座標における弾性率を算出する。弾性率は、せん断波の速度の２乗に比例し、
ｅｌ（ｘt、ｚt）＝Ｋ × ｖ（ｘt、ｚt）2
に基づき算出される。Ｋは定数であり人体の組織では約３となる。以上によりせん断波伝播解析に基づく弾性率計測の計算処理を終了する。
＜効 果＞
１．受信ビームフォーマ部１０８による演算負荷の軽減
本実施形態に係る受信ビームフォーマ部１０８により実現される演算負荷の軽減について説明する。
上述のとおり、超音波弾性率計測では、プッシュ波を送信した後、検出波の送受信を複数回繰り返してせん断波の伝播解析を行うために、単一又は少数の検出波の送受信によりＢモード断層画像を生成する処理に比べて演算量及びデータ転送量が大きい。例えば、一般的なプローブ（５ｃｍ幅程度）で生体内を伝播するせん断波を計測するためには１００ｕｓ程度の間隔（約１０4回／ｓｅｃ）で検出波ｐｗｌの送受信を行う必要がある。他方、例えば超音波弾性率計測において、時間平均において約１２００回／ｓｅｃ（プッシュ波の送信１２回／ｓｅｃ、検出波の送信１００回／プッシュ波）の検出波ｐｗｌ送受信を行う場合、３０フレーム／ｓｅｃでのＢモード断層画像生成とを比較すると、超音波弾性率計測はＢモード断層画像生成に比べて、演算量、データ転送量ともに約４０倍となる。超音波弾性率計測を、市販のＰＣＩバスを用いてデータ転送を行った場合、PCI Express 3.0 (Gen3) 規格×１６レーン（双方向３２ＧＢ／ｓｅｃ（理論値））を２セット以上のハードウエアを用いることが必要となる。
１．受信ビームフォーマ部１０８による演算負荷の軽減
本実施形態に係る受信ビームフォーマ部１０８により実現される演算負荷の軽減について説明する。
上述のとおり、超音波弾性率計測では、プッシュ波を送信した後、検出波の送受信を複数回繰り返してせん断波の伝播解析を行うために、単一又は少数の検出波の送受信によりＢモード断層画像を生成する処理に比べて演算量及びデータ転送量が大きい。例えば、一般的なプローブ（５ｃｍ幅程度）で生体内を伝播するせん断波を計測するためには１００ｕｓ程度の間隔（約１０4回／ｓｅｃ）で検出波ｐｗｌの送受信を行う必要がある。他方、例えば超音波弾性率計測において、時間平均において約１２００回／ｓｅｃ（プッシュ波の送信１２回／ｓｅｃ、検出波の送信１００回／プッシュ波）の検出波ｐｗｌ送受信を行う場合、３０フレーム／ｓｅｃでのＢモード断層画像生成とを比較すると、超音波弾性率計測はＢモード断層画像生成に比べて、演算量、データ転送量ともに約４０倍となる。超音波弾性率計測を、市販のＰＣＩバスを用いてデータ転送を行った場合、PCI Express 3.0 (Gen3) 規格×１６レーン（双方向３２ＧＢ／ｓｅｃ（理論値））を２セット以上のハードウエアを用いることが必要となる。
したがって、リアルタイムに近い超音波弾性率計測実現に向けて、弾性画像における時間分解能又は/及び空間分解能を向上するためには、使用可能なハードウエア規模の制限のなかで、より一層の受信信号処理能力の向上もしくは、計測性能を落とさないように演算の処理量を削減することが必要となる。
本実施形態に係る受信ビームフォーマ部１０８により実現される演算量と、従来の整相加算処理における演算量との違いについて説明する。
本実施形態に係る受信ビームフォーマ部１０８により実現される演算量と、従来の整相加算処理における演算量との違いについて説明する。
図１８（ａ）〜（ｃ）、図１９（ａ）〜（ｃ）は、従来の整相加算処理の概要を示す模式図である。（ａ）はプローブの振動子列を２つの部分振動子列の一方に対応するサブ整相加算部Ａ、（ｂ）は他の一方に対応するサブ整相加算部Ｂによる処理である。それぞれ、上段は整相加算処理の対象となる受波信号参照範囲、下段は整相加算により生成すべき音響線信号サブフレームデータの範囲を示す。（ｃ）は、音響線信号フレームデータの生成方法と範囲を示したものである。
図１８（ａ）から（ｃ）に示した従来の例では、（ａ）（ｂ）に示すように、それぞれ整相加算処理の対象となる受波信号参照範囲、整相加算により生成すべき音響線信号サブフレームデータの範囲ともにフレーム全体とした構成であり、図９（ａ）（ｂ）に示した実施の形態１に係るサブ整相加算部１０８３ａｏにおける処理と比較して、音響線信号サブフレームデータ生成のための演算量が約２倍に増加する。また、音響線信号フレームデータを生成する加算処理のために転送されるデータ量も、図１９（ｃ）に示した主加算部１０８４に比べて約２倍に増加する。
図１９（ａ）から（ｃ）に示した従来の例は、音響線信号サブフレームデータから、音響線信号フレームデータを生成するために整相加算処理を行う特許文献１に示された構成である。その構成では、図１９（ａ）（ｂ）に示すように、それぞれサブ整相加算部Ａ、Ｂにおける、整相加算処理の対象となる受波信号参照範囲、整相加算により生成すべき音響線信号サブフレームデータの範囲は、図９（ａ）（ｂ）に示した実施の形態１に係るサブ整相加算部１０８３ａｏと同じであり、両者の演算量も同じである。しかしながら、図１９（ｃ）に示すように、生成された音響線信号サブフレームデータを整相加算により音響線信号フレームデータが生成されるので、図９（ｃ）に示した実施の形態１に係る主加算部１０８４よりも演算量が約２倍以上に増加する。
したがって、実施の形態１に係る受信ビームフォーマ部１０８を用いることにより、超音波弾性率計測における演算量を、例えば、半分以下に削減することができ、使用可能なハードウエア規模の制限のなかで、信号取得時間分解能又は/及び弾性画像の空間分解能を改善することができる。
２．受信ビームフォーマ部１０８による音響線信号に基づく画質
受信ビームフォーマ部１０８による画像の品質について説明する。
２．受信ビームフォーマ部１０８による音響線信号に基づく画質
受信ビームフォーマ部１０８による画像の品質について説明する。
図２０は、検出波パルスから生成した音響線信号に基づくＢモード画像である。（ｂ）に示される従来の受信ビームフォーマ部によるＢモード画像では、サブ整相加算部Ａ、Ｂに対応するＢモード画像上の境界部分Ｂにおいて画像の連続性は低下していない。これに対し、（ａ）に示される受信ビームフォーマ部１０８に基づく音響線信号フレームデータｄｓｌによるＢモード画像では、サブ整相加算部Ａ、Ｂに対応するＢモード画像上の境界部分Ａにおいて画像の連続性が低下していることがわかる。
これは、受信ビームフォーマ部１０８では、整相加算処理における受波信号列ｒｆｋの参照範囲と音響線信号ｄｓｉｊを生成すべき観測点ｐｉｊの存在範囲とが、サブ整相加算部１０８３ａｏごとに分離していることに起因している。図２１は、受信ビームフォーマ部１０８に基づく音響線信号フレームデータｄｓｌからＢモード画像フレームデータを生成する処理の一例を示す模式図である。図２１に示すように、整相加算処理においてサブ整相加算部１０８３ａｏ間で相互に受波信号列ｒｆｋの参照がなされないために、サブ整相加算部に対応するＢモード画像上の境界部分Ａに画像の不連続部が生じるものと考えられる。
受信ビームフォーマ部１０８による音響線信号に基づく弾性率フレームデータｅｌｌでは、サブ整相加算部１０８３ａｏに対応する境界部分における画像の連続性低下は抑制される。
図２２は、変位検出部１０９、弾性率算出部１１０における、弾性率フレームデータを算出する処理の一例を示す模式図である。図２２に示すように、上述のとおり、弾性率フレームデータｅｌｌが依拠する変位量フレームデータｐｔｌは、音響線信号フレームデータｄｓｌと基準音響線信号フレームデータｄｓ０との観測点ｐｉｊごとの信号の差分に基づき生成される。そのため、仮に、サブ整相加算部１０８３ａｏ間に対応する音響線信号フレームデータｄｓｌ上の境界部分において信号強度の不連続部があったとしても、その不連続部は音響線信号フレームデータｄｓｌと基準音響線信号フレームデータｄｓ０との両方に生じている。そのため、それらの差分により得られる変位量フレームデータｐｔｌには境界部分における信号強度の不連続部が残存せず、整相加算処理においてサブ整相加算部１０８３ａｏ間で相互に受波信号列ｒｆｋの参照がなされないＢモード断層画像における連続性低下の主要因は解消される。
図２２は、変位検出部１０９、弾性率算出部１１０における、弾性率フレームデータを算出する処理の一例を示す模式図である。図２２に示すように、上述のとおり、弾性率フレームデータｅｌｌが依拠する変位量フレームデータｐｔｌは、音響線信号フレームデータｄｓｌと基準音響線信号フレームデータｄｓ０との観測点ｐｉｊごとの信号の差分に基づき生成される。そのため、仮に、サブ整相加算部１０８３ａｏ間に対応する音響線信号フレームデータｄｓｌ上の境界部分において信号強度の不連続部があったとしても、その不連続部は音響線信号フレームデータｄｓｌと基準音響線信号フレームデータｄｓ０との両方に生じている。そのため、それらの差分により得られる変位量フレームデータｐｔｌには境界部分における信号強度の不連続部が残存せず、整相加算処理においてサブ整相加算部１０８３ａｏ間で相互に受波信号列ｒｆｋの参照がなされないＢモード断層画像における連続性低下の主要因は解消される。
図２３は、変位検出部１０９、弾性率算出部１１０における、弾性率フレームデータを算出する処理の他の一例を示す模式図である。図２３に示すように、変位量フレームデータｐｔｌが、連続する音響線信号フレームデータｄｓｌ間での観測点ｐｉｊごとの信号の差分に基づき生成される場合も同様である。サブ整相加算部１０８３ａｏ間に対応する音響線信号フレームデータｄｓｌ上の信号強度の不連続部は、連続する音響線信号フレームデータｄｓｌ全てに生じているため、それらを差分したとき変位量フレームデータｐｔｌに信号強度の不連続部は残存せず、連続性低下の主要因は解消される。
したがって、受信ビームフォーマ部１０８による音響線信号に基づく弾性率フレームデータｅｌｌでは、サブ整相加算部１０８３ａｏに対応する境界部分における画像の連続性低下は抑制される。その結果、合成弾性率フレームデータｅｍの示す弾性率に基づいて、色情報をマッピングした弾性画像を表示する場合でも、上記境界部分における画像の連続性が問題となることはない。
すなわち、音響線信号フレームデータｄｓｌに基づき生成したＢモード画像では、サブ整相加算部の境界に対応するＢモード画像上の輝度等の連続性低下が生じるが、音響線信号フレームデータｄｓｌに基づき生成した弾性画像では、サブ整相加算部の境界に対応する弾性画像上の連続性低下は抑制される。
＜小 括＞
以上、説明したように本実施の形態１に係る構成によれば、超音波弾性率計測を行う超音波診断装置１００において、受信ビームフォーマ部１０８は、複数の振動子１０１ａからなる振動子列（１０１ａ）を列方向に分割した複数の部分振動子列１０１ａｏの各々について、検出波照射領域Ａｘにおける各部分振動子列１０１ａｏの被検体深さ方向に位置する複数の観測点Ｐｉｊについてその部分振動子列１０１ａｏに含まれる振動子ｒｗｋ各々が被検体から受波した反射波に基づく受波信号列ｒｆｋを整相加算することにより音響線信号ｄｓｉｊを生成して、複数の部分振動子列１０１ａｏの各々に対応する音響線信号サブフレームデータｄｓｏを生成する複数のサブ整相加算部１０８３ａｏと、生成された複数の音響線信号サブフレームデータｄｓｏを観測点Ｐｉｊの位置を基準に加算して音響線信号フレームデータｄｓｌを生成する主加算部１０８４とを有する備えた構成を採る。
＜小 括＞
以上、説明したように本実施の形態１に係る構成によれば、超音波弾性率計測を行う超音波診断装置１００において、受信ビームフォーマ部１０８は、複数の振動子１０１ａからなる振動子列（１０１ａ）を列方向に分割した複数の部分振動子列１０１ａｏの各々について、検出波照射領域Ａｘにおける各部分振動子列１０１ａｏの被検体深さ方向に位置する複数の観測点Ｐｉｊについてその部分振動子列１０１ａｏに含まれる振動子ｒｗｋ各々が被検体から受波した反射波に基づく受波信号列ｒｆｋを整相加算することにより音響線信号ｄｓｉｊを生成して、複数の部分振動子列１０１ａｏの各々に対応する音響線信号サブフレームデータｄｓｏを生成する複数のサブ整相加算部１０８３ａｏと、生成された複数の音響線信号サブフレームデータｄｓｏを観測点Ｐｉｊの位置を基準に加算して音響線信号フレームデータｄｓｌを生成する主加算部１０８４とを有する備えた構成を採る。
係る構成により、被検体内の特定部位に超音波を集束させたプッシュ波ｐｐを用いた超音波弾性率計測において、演算量と、サブ整相加算部１０８３ａｏから主加算部１０８４へのデータ転送量を削減することができ、使用可能なハードウエア規模の制限のなかで、信号取得時間分解能又は/及び弾性画像の空間分解能を改善することができる。その結果、超音波弾性率計測において、信号取得時間分解能又は/及び弾性画像の空間分解能を改善することができる。
また、音響線信号フレームデータｄｓｌに基づき生成した弾性画像では、サブ整相加算部の境界に対応する弾性画像上の連続性低下は抑制される。
≪実施の形態２≫
実施の形態１に係る超音波診断装置１００では、図５に示すように、プッシュ波パルス発生部１０４は、プッシュ波送信振動子列Ｐｘは複数の振動子１０１ａ全部とし、送信焦点Ｆの位置のうち、列方向送信焦点位置ｆｘは関心領域ｒｏｉの中心付近とし、ＳＷＳシーケンスにおいて、送信焦点Ｆの位置及びプッシュ波送信振動子列Ｐｘは固定されている構成とした。
≪実施の形態２≫
実施の形態１に係る超音波診断装置１００では、図５に示すように、プッシュ波パルス発生部１０４は、プッシュ波送信振動子列Ｐｘは複数の振動子１０１ａ全部とし、送信焦点Ｆの位置のうち、列方向送信焦点位置ｆｘは関心領域ｒｏｉの中心付近とし、ＳＷＳシーケンスにおいて、送信焦点Ｆの位置及びプッシュ波送信振動子列Ｐｘは固定されている構成とした。
しかしながら、プッシュ波パルスｐｐｐを構成する送信焦点Ｆの位置及びプッシュ波送信振動子列Ｐｘの構成は関心領域ｒｏｉの位置や大きさに応じて変化させてもよい。
実施の形態２に係る超音波診断装置１００Ａでは、ＳＷＳシーケンス毎に送信焦点Ｆを列方向に漸次移動させてプッシュ波ｐｐを送信するとともに、送信焦点Ｆの位置に基づいて関心領域ｒｏｉ内の対象観測領域を異ならせて検出波ｐｗｌの送受信を複数回繰り返し、ＳＷＳシーケンスごとに関心領域ｒｏｉの一部領域について算出された合成弾性率フレームデータｅｍｐ（ｐ＝１〜Ｎ０）を合成して関心領域ｒｏｉ全体に対する統合ＳＷＳシーケンス合成弾性率ｅｌｍを算出する点で実施の形態１と相違する。
実施の形態２に係る超音波診断装置１００Ａでは、ＳＷＳシーケンス毎に送信焦点Ｆを列方向に漸次移動させてプッシュ波ｐｐを送信するとともに、送信焦点Ｆの位置に基づいて関心領域ｒｏｉ内の対象観測領域を異ならせて検出波ｐｗｌの送受信を複数回繰り返し、ＳＷＳシーケンスごとに関心領域ｒｏｉの一部領域について算出された合成弾性率フレームデータｅｍｐ（ｐ＝１〜Ｎ０）を合成して関心領域ｒｏｉ全体に対する統合ＳＷＳシーケンス合成弾性率ｅｌｍを算出する点で実施の形態１と相違する。
以下、超音波診断装置１００Ａについて説明する。
図２４は、実施の形態２に係る超音波診断装置１００Ａにおける複数のＳＷＳシーケンスから構成される統合ＳＷＳシーケンスの工程の概要を示す概略図である。超音波診断装置１００Ａによる組織の弾性率計測は、統合ＳＷＳシーケンスは複数（Ｎ０回）のＳＷＳシーケンスから構成される。本例では、一例として、Ｎ０＝４とした。
図２４は、実施の形態２に係る超音波診断装置１００Ａにおける複数のＳＷＳシーケンスから構成される統合ＳＷＳシーケンスの工程の概要を示す概略図である。超音波診断装置１００Ａによる組織の弾性率計測は、統合ＳＷＳシーケンスは複数（Ｎ０回）のＳＷＳシーケンスから構成される。本例では、一例として、Ｎ０＝４とした。
ＳＷＳシーケンス（１〜Ｎ０）は、プッシュ波ｐｐを集束させる関心領域ｒｏｉ中の送信焦点Ｆに対応する被検体部位をシーケンス毎に列方向に漸次移動させて被検体内にプッシュ波ｐｐを送信してせん断波励起するプッシュ波送信工程ｐａ（ｐ＝１〜４）、関心領域ｒｏｉに対応する被検体の領域に対し検出波ｐｗｌの送受信を複数回繰り返す検出波送受信工程ｐｂ、関心領域ｒｏｉの一部領域についてせん断波伝搬解析を行いせん断波の伝播速度と合成弾性率フレームデータｅｍｐを算出する弾性率算出工程ｐｃ、ＳＷＳシーケンス（１〜４）で算出された関心領域ｒｏｉの一部領域に対する合成弾性率フレームデータｅｍｐを加算して関心領域ｒｏｉ全体に対する統合弾性率フレームデータｅｌｍを算出するシーケンス統合処理工程ｄから構成される。
＜構 成＞
実施の形態２に係る超音波診断装置１００Ａを含む超音波診断システム１０００Ａについて、図面を参照しながら説明する。
図２５は、実施の形態１に係る超音波診断システム１０００Ａの機能ブロック図である。超音波診断装置１００Ａでは、プッシュ波パルス発生部１０４Ａ、受信ビームフォーマ部１０８Ａ、弾性率算出部１１０Ａが実施の形態１の構成と相違するため、これらの構成について説明する。他の構成については、超音波診断装置１００と同じであり説明を省略する。また、マルチプレクサ部１０７、送信ビームフォーマ部１０６、受信ビームフォーマ部１０８Ａ、関心領域設定部１０３、プッシュ波パルス発生部１０４Ａ、検出波パルス発生部１０５、変位検出部１０９、弾性率算出部１１０Ａは、超音波信号処理回路１５０Ａを構成する。
実施の形態２に係る超音波診断装置１００Ａを含む超音波診断システム１０００Ａについて、図面を参照しながら説明する。
図２５は、実施の形態１に係る超音波診断システム１０００Ａの機能ブロック図である。超音波診断装置１００Ａでは、プッシュ波パルス発生部１０４Ａ、受信ビームフォーマ部１０８Ａ、弾性率算出部１１０Ａが実施の形態１の構成と相違するため、これらの構成について説明する。他の構成については、超音波診断装置１００と同じであり説明を省略する。また、マルチプレクサ部１０７、送信ビームフォーマ部１０６、受信ビームフォーマ部１０８Ａ、関心領域設定部１０３、プッシュ波パルス発生部１０４Ａ、検出波パルス発生部１０５、変位検出部１０９、弾性率算出部１１０Ａは、超音波信号処理回路１５０Ａを構成する。
プッシュ波パルス発生部１０４では、制御部１１２から関心領域ｒｏｉを示す情報を入力し、関心領域ｒｏｉ内の所定位置に送信焦点Ｆを設定し、複数の振動子１０１ａに送信ビームフォーマ部１０６からプッシュ波パルスｐｐｐを送信させて、複数の振動子１０１ａに送信焦点Ｆに対応する被検体部位に超音波ビームが集束するプッシュ波ｐｐを送信させる。このとき、関心領域ｒｏｉ中の送信焦点Ｆをシーケンス毎に列方向に漸次移動させてプッシュ波ｐｐが収束する被検体中の位置を列方向に漸次移動させる。例えば、図２４のプッシュ波送信工程ｐａ（ｐ＝１〜４）に示されるように、関心領域ｒｏｉを列方向にプッシュ波の送信回数（４）に分割し、分割したｒｏｉ１／４〜４／４の中央に送信焦点Ｆを設定してもよい。
なお、図２５に示すように、プッシュ波パルス発生部１０４Ａと送信ビームフォーマ部１０６とを含む構成をプッシュパルス送信部１０４１Ａとする。
図２６は、受信ビームフォーマ部１０８Ａの構成を示す機能ブロック図である。対象観測点選択部１０８５Ａの構成が実施の形態１と相違するため、その構成について説明する。他の構成については、超音波診断装置１００と同じであり説明を省略する。
図２６は、受信ビームフォーマ部１０８Ａの構成を示す機能ブロック図である。対象観測点選択部１０８５Ａの構成が実施の形態１と相違するため、その構成について説明する。他の構成については、超音波診断装置１００と同じであり説明を省略する。
対象観測点選択部１０８５Ａは、制御部１１２から関心領域ｒｏｉと送信焦点Ｆの位置とを示す情報を入力し、検出波照射領域Ａｘ内の複数の観測点Ｐｉｊのうち、関心領域ｒｏｉ内に存在し、かつ評価対象となる対象観測点Ｑｉｊを選択する。対象観測点Ｑｉｊを示す情報はサブ整相加算部１０８３ａｏに出力される。対象観測点Ｑｉｊの選択方法の詳細は後述する。
図２７は、変位検出部１０９、弾性率算出部１１０Ａの構成を示す機能ブロック図である。シーケンス統合部１１０３Ａを備えた点が実施の形態１の弾性率算出部１１０と相違するため、その構成について説明し、他の構成については超音波診断装置１００と同じであり説明を省略する。
シーケンス統合部１１０３Ａは、複数のＳＷＳシーケンスに対応する関心領域ｒｏｉの一部領域について算出された合成弾性率フレームデータｅｍｐを、観測点Ｐｉｊの位置を基準に加算するシーケンス統合処理を行う。これより、統合ＳＷＳシーケンスに対応する関心領域ｒｏｉ全体に対する統合弾性率フレームデータｅｌｍを算出する。算出された統合弾性率フレームデータｅｌｍはデータ格納部１１１に出力され保存される。
シーケンス統合部１１０３Ａは、複数のＳＷＳシーケンスに対応する関心領域ｒｏｉの一部領域について算出された合成弾性率フレームデータｅｍｐを、観測点Ｐｉｊの位置を基準に加算するシーケンス統合処理を行う。これより、統合ＳＷＳシーケンスに対応する関心領域ｒｏｉ全体に対する統合弾性率フレームデータｅｌｍを算出する。算出された統合弾性率フレームデータｅｌｍはデータ格納部１１１に出力され保存される。
＜動 作＞
超音波診断装置１００Ａの統合ＳＷＳシーケンスの動作について説明する。
１．ＳＷＳシーケンスの動作
図２８は、超音波診断装置１００Ａにおける超音波弾性率算出の動作を示すフローチャートである。図１１における超音波診断装置１００と同じ処理には同一の番号を付し概要のみ説明し、異なる処理についてのみ説明する。
超音波診断装置１００Ａの統合ＳＷＳシーケンスの動作について説明する。
１．ＳＷＳシーケンスの動作
図２８は、超音波診断装置１００Ａにおける超音波弾性率算出の動作を示すフローチャートである。図１１における超音波診断装置１００と同じ処理には同一の番号を付し概要のみ説明し、異なる処理についてのみ説明する。
ステップＳ１００では、図１１と同様に関心領域設定部１０３は、操作者により指定された情報を入力として、関心領域ｒｏｉをプローブ１０１の位置を基準に設定し、制御部１１２に出力する。
ステップＳ１１０Ａでは、プッシュ波パルス発生部１０４では、制御部１１２から関心領域ｒｏｉを示す情報を入力し、関心領域ｒｏｉ内の所定位置にプッシュ波の送信焦点Ｆ及びプッシュ波送信振動子列Ｐｘを決定する。以後のシーケンス毎に関心領域ｒｏｉ中の送信焦点Ｆを列方向に漸次移動させてプッシュ波ｐｐが収束する被検体中の位置を列方向に漸次移動させる動作を行う。そのための送信焦点Ｆ及びプッシュ波送信振動子列Ｐｘを予め決定する。
ステップＳ１１０Ａでは、プッシュ波パルス発生部１０４では、制御部１１２から関心領域ｒｏｉを示す情報を入力し、関心領域ｒｏｉ内の所定位置にプッシュ波の送信焦点Ｆ及びプッシュ波送信振動子列Ｐｘを決定する。以後のシーケンス毎に関心領域ｒｏｉ中の送信焦点Ｆを列方向に漸次移動させてプッシュ波ｐｐが収束する被検体中の位置を列方向に漸次移動させる動作を行う。そのための送信焦点Ｆ及びプッシュ波送信振動子列Ｐｘを予め決定する。
ステップＳ１２０〜Ｓ１８２（Ｓ１０Ａ）では、ステップＳ１５０Ａを除き図１１におけるステップＳ１０と同じ処理が行われる。合成部１１０２により、ＳＷＳシーケンスに対応する合成弾性率フレームデータｅｍｐが算出されデータ格納部１１１に保存される。ステップＳ１５０Ａにおける処理については後述する。
規定されている全てのプッシュ波パルスｐｐｐについてステップＳ１０Ａの処理が完了したか否かを判定し（ステップＳ１８２Ａ）、完了していない場合には、プッシュ波の送信焦点Ｆを列方向に漸次移動させるように、プッシュ波の送信焦点Ｆ及びプッシュ波送信振動子列Ｐｘを変更して（ステップＳ１８３Ａ）、ステップＳ１３０に戻り、次のＳＷＳシーケンスについて処理を行い（ステップＳ１０Ａ）、完了している場合にはステップＳ１９０Ａに進む。
規定されている全てのプッシュ波パルスｐｐｐについてステップＳ１０Ａの処理が完了したか否かを判定し（ステップＳ１８２Ａ）、完了していない場合には、プッシュ波の送信焦点Ｆを列方向に漸次移動させるように、プッシュ波の送信焦点Ｆ及びプッシュ波送信振動子列Ｐｘを変更して（ステップＳ１８３Ａ）、ステップＳ１３０に戻り、次のＳＷＳシーケンスについて処理を行い（ステップＳ１０Ａ）、完了している場合にはステップＳ１９０Ａに進む。
ステップＳ１９０Ａでは、シーケンス統合部１１０３Ａは、複数のＳＷＳシーケンスに対応する関心領域ｒｏｉの一部領域について算出された合成弾性率フレームデータｅｍｐを、観測点Ｐｉｊの位置を基準に加算して関心領域ｒｏｉ全体に対する統合弾性率フレームデータｅｌｍとし、データ格納部１１１に保存する（ステップＳ１９１Ａ）。
以上により、図２８に示した統合ＳＷＳシーケンスの処理が終了する。以上の超音波弾性率計測処理により、統合ＳＷＳシーケンスによる統合弾性率フレームデータｅｌｍを算出することができる。
以上により、図２８に示した統合ＳＷＳシーケンスの処理が終了する。以上の超音波弾性率計測処理により、統合ＳＷＳシーケンスによる統合弾性率フレームデータｅｌｍを算出することができる。
２．ステップＳ１５０Ａにおける処理の詳細について
ステップＳ１５０Ａにおける、音響線信号フレームデータｄｓｌの生成処理の概要について説明する。
図２９は、受信ビームフォーマ部１０８Ａにおける音響線信号フレームデータ生成動作を示すフローチャートである。ステップＳ１５７１〜１５８４では、ステップＳ１５７１Ａ、１５７４Ａを除き図１４と同じ処理が行われる。同じ処理には同一の番号を付し概要のみ説明し、異なる処理を含むステップについてのみ説明する。
ステップＳ１５０Ａにおける、音響線信号フレームデータｄｓｌの生成処理の概要について説明する。
図２９は、受信ビームフォーマ部１０８Ａにおける音響線信号フレームデータ生成動作を示すフローチャートである。ステップＳ１５７１〜１５８４では、ステップＳ１５７１Ａ、１５７４Ａを除き図１４と同じ処理が行われる。同じ処理には同一の番号を付し概要のみ説明し、異なる処理を含むステップについてのみ説明する。
ステップＳ１５７１Ａでは、対象観測点選択部１０８５Ａは、制御部１１２から関心領域ｒｏｉと送信焦点Ｆの位置とを示す情報を入力し、検出波照射領域Ａｘ内の複数の観測点Ｐｉｊのうち、関心領域ｒｏｉ内に存在し、かつ評価対象となる対象観測点Ｑｉｊを選択し、サブ整相加算部１０８３ａｏに出力する。
対象観測点Ｑｉｊの選択方法は以下のとおりである。
対象観測点Ｑｉｊの選択方法は以下のとおりである。
図２４のプッシュ波送信工程ｐａ（ｐ＝１〜４）に示されるように、ＳＷＳシーケンス１〜４では、関心領域ｒｏｉを列方向にプッシュ波の送信回数（４）に分割し、分割したｒｏｉ１／４〜４／４の中央に送信焦点Ｆを設定する。例えば、ＳＷＳシーケンス１では、ｒｏｉ１／４に送信焦点Ｆが設定される。図３０から図３３（各図（ａ）から（ｃ））は、受信ビームフォーマ部１０８Ａにおける、それぞれ、図２４におけるＳＷＳシーケンス１〜４における、音響線信号サブフレームデータの生成方法の概要を示す模式図である。
ステップＳ１５７１Ａでは、図３０（ａ）（ｂ）に示すように、対象観測点選択部１０８５Ａは、検出波照射領域Ａｘ内の複数の観測点Ｐｉｊのうち、ｒｏｉ１／４を除いたｒｏｉ２／４〜４／４内に位置する観測点Ｐｉｊを対象観測点Ｑｉｊとして選択し、サブ整相加算部１０８３ａｏに出力する。
図３０（ａ）（ｂ）に示すように、サブ整相加算部１０８３ａｏは、ｒｏｉ１／４における部分振動子列１０１ａｏに対してｚ方向に位置する観測点Ｐｉｊについては処理をスキップする（ステップＳ１５７４Ａ）。そして、ｒｏｉ２／４〜４／４における部分振動子列１０１ａｏに対してｚ方向に位置する全ての対象観測点Ｑｉｊについて整相加算処理を行う（ステップＳ１５７５）。サブ整相加算部１０８３ａｏにおいて、整相加算処理の対象となる受波信号参照範囲は、部分振動子列１０１ａｏに含まれる受波振動子ｒｗｋが被検体から受波した反射波に基づく受波信号列ｒｆｋである。ステップＳ１５７５における処理の詳細は、図１５に示した処理と同じである。
図３０（ａ）（ｂ）に示すように、サブ整相加算部１０８３ａｏは、ｒｏｉ１／４における部分振動子列１０１ａｏに対してｚ方向に位置する観測点Ｐｉｊについては処理をスキップする（ステップＳ１５７４Ａ）。そして、ｒｏｉ２／４〜４／４における部分振動子列１０１ａｏに対してｚ方向に位置する全ての対象観測点Ｑｉｊについて整相加算処理を行う（ステップＳ１５７５）。サブ整相加算部１０８３ａｏにおいて、整相加算処理の対象となる受波信号参照範囲は、部分振動子列１０１ａｏに含まれる受波振動子ｒｗｋが被検体から受波した反射波に基づく受波信号列ｒｆｋである。ステップＳ１５７５における処理の詳細は、図１５に示した処理と同じである。
サブ加算部１０８３２ａｏは、それぞれ、対象観測点Ｑｉｊについて音響線信号ｄｓｉｊを生成して音響線信号サブフレームデータｄｓｏを生成する（ステップＳ１５８１）。そして、図３０（ｃ）に示すように、主加算部１０８４は、音響線信号サブフレームデータｄｓｏを対象観測点Ｑｉｊの位置を基準に加算して、ｒｏｉ２／４〜４／４内に存在する全ての対象観測点Ｑｉｊについての音響線信号ｄｓｉｊを含む音響線信号フレームデータｄｓｌを生成し、データ格納部１１１に保存する（ステップＳ１５８４）。
以上により、図２９における処理を終了する。
次に、ＳＷＳシーケンス２では、ｒｏｉ２／４に送信焦点Ｆが設定され、図３１（ａ）（ｂ）に示すように、対象観測点選択部１０８５Ａは、検出波照射領域Ａｘ内の複数の観測点Ｐｉｊのうち、ｒｏｉ２／４を除いたｒｏｉ１／４、３／４、４／４内に位置する観測点Ｐｉｊを対象観測点Ｑｉｊに選択し、対象観測点Ｑｉｊについての音響線信号ｄｓｉｊを含む音響線信号フレームデータｄｓｌが生成され、音響線信号フレームデータｄｓｌを生成する（図３１（ｃ））。
次に、ＳＷＳシーケンス２では、ｒｏｉ２／４に送信焦点Ｆが設定され、図３１（ａ）（ｂ）に示すように、対象観測点選択部１０８５Ａは、検出波照射領域Ａｘ内の複数の観測点Ｐｉｊのうち、ｒｏｉ２／４を除いたｒｏｉ１／４、３／４、４／４内に位置する観測点Ｐｉｊを対象観測点Ｑｉｊに選択し、対象観測点Ｑｉｊについての音響線信号ｄｓｉｊを含む音響線信号フレームデータｄｓｌが生成され、音響線信号フレームデータｄｓｌを生成する（図３１（ｃ））。
同様に、ＳＷＳシーケンス３では、ｒｏｉ３／４に送信焦点Ｆが設定され、図３２（ａ）（ｂ）に示すように、ｒｏｉ１／４、２／４、４／４内に位置する対象観測点Ｑｉｊについて音響線信号フレームデータｄｓｌが生成され、音響線信号フレームデータｄｓｌを生成する（図３２（ｃ））。
同様に、ＳＷＳシーケンス４では、ｒｏｉ４／４に送信焦点Ｆが設定され、図３３（ａ）（ｂ）に示すように、ｒｏｉ１／４〜３／４内に位置する対象観測点Ｑｉｊについて音響線信号フレームデータｄｓｌが生成され、音響線信号フレームデータｄｓｌを生成する（図３３（ｃ））。
同様に、ＳＷＳシーケンス４では、ｒｏｉ４／４に送信焦点Ｆが設定され、図３３（ａ）（ｂ）に示すように、ｒｏｉ１／４〜３／４内に位置する対象観測点Ｑｉｊについて音響線信号フレームデータｄｓｌが生成され、音響線信号フレームデータｄｓｌを生成する（図３３（ｃ））。
＜小 括＞
以上、説明したように本実施の形態２に係る構成によれば、検出波照射領域Ａｘ内の複数の観測点Ｐｉｊのうち、関心領域ｒｏｉとプッシュ波の送信焦点Ｆの位置とに基づき評価対象となる対象観測点Ｑｉｊを選択し、サブ整相加算部１０８３ａｏは、複数の部分振動子列１０１ａｏの各々について、各部分振動子列１０１ａｏの被検体深さ方向に位置する対象観測点Ｑｉｊについて音響線信号ｄｓｉｊを生成して、音響線信号サブフレームデータｄｓｏを生成する構成を採る。
以上、説明したように本実施の形態２に係る構成によれば、検出波照射領域Ａｘ内の複数の観測点Ｐｉｊのうち、関心領域ｒｏｉとプッシュ波の送信焦点Ｆの位置とに基づき評価対象となる対象観測点Ｑｉｊを選択し、サブ整相加算部１０８３ａｏは、複数の部分振動子列１０１ａｏの各々について、各部分振動子列１０１ａｏの被検体深さ方向に位置する対象観測点Ｑｉｊについて音響線信号ｄｓｉｊを生成して、音響線信号サブフレームデータｄｓｏを生成する構成を採る。
さらに、弾性率算出部１１０Ａは、検出波照射領域Ａｘ内の異なる位置を送信焦点Ｆとする複数のプッシュ波ｐｐに対応して合成弾性率フレームデータｅｍｐを算出し、さらに、算出した複数の合成弾性率フレームデータｅｍｐを対象観測点Ｑｉｊの位置を基準に加算して統合弾性率フレームデータｅｌｍを生成する構成を採る。
係る構成により、関心領域ｒｏｉ内の整相加算の対象すべき観測点を選択することにより演算量を軽減し、信号取得時間分解能又は/及び弾性画像の空間分解能を改善することができる。また、被検体内において位置の異なる複数の特定部位に超音波を集束させた複数のプッシュ波を用いた超音波弾性率計測において、計測の精度を向上するとともに、使用可能なハードウエア規模の制限のなかで、信号取得時間分解能又は/及び弾性画像の空間分解能を改善することができる。
係る構成により、関心領域ｒｏｉ内の整相加算の対象すべき観測点を選択することにより演算量を軽減し、信号取得時間分解能又は/及び弾性画像の空間分解能を改善することができる。また、被検体内において位置の異なる複数の特定部位に超音波を集束させた複数のプッシュ波を用いた超音波弾性率計測において、計測の精度を向上するとともに、使用可能なハードウエア規模の制限のなかで、信号取得時間分解能又は/及び弾性画像の空間分解能を改善することができる。
＜変形例１＞
実施の形態２に係る超音波診断装置１００では、対象観測点選択部１０８５Ｂは、関心領域ｒｏｉと送信焦点Ｆの位置とを示す情報に基づき、検出波照射領域Ａｘ内の複数の観測点Ｐｉｊのうち、関心領域ｒｏｉ内に存在し、かつ評価対象となる対象観測点Ｑｉｊを選択する構成とした。
実施の形態２に係る超音波診断装置１００では、対象観測点選択部１０８５Ｂは、関心領域ｒｏｉと送信焦点Ｆの位置とを示す情報に基づき、検出波照射領域Ａｘ内の複数の観測点Ｐｉｊのうち、関心領域ｒｏｉ内に存在し、かつ評価対象となる対象観測点Ｑｉｊを選択する構成とした。
しかしながら、評価対象となる対象観測点Ｑｉｊを選択する方法は、上記に限られず、受信ビームフォーマ部の構成等により適宜変更してもよい。
以下、超音波診断装置１００Ｂについて説明する。
＜構 成＞
変形例１に係る超音波診断装置１００Ｂでは、実施の形態２に係る超音波診断装置１００Ａと受信ビームフォーマ部１０８Ｂが相違するため、この構成について説明する。他の構成については、超音波診断装置１００Ａと同じであり説明を省略する。図３４は、変形例１に係る受信ビームフォーマ部１０８Ｂの構成を示す機能ブロック図である。対象観測点選択部１０８５Ｂ、２次整相加算部１０８４Ｂの構成が実施の形態２と相違するため、その構成について説明する。他の構成については、超音波診断装置１００Ａと同じであり説明を省略する。
以下、超音波診断装置１００Ｂについて説明する。
＜構 成＞
変形例１に係る超音波診断装置１００Ｂでは、実施の形態２に係る超音波診断装置１００Ａと受信ビームフォーマ部１０８Ｂが相違するため、この構成について説明する。他の構成については、超音波診断装置１００Ａと同じであり説明を省略する。図３４は、変形例１に係る受信ビームフォーマ部１０８Ｂの構成を示す機能ブロック図である。対象観測点選択部１０８５Ｂ、２次整相加算部１０８４Ｂの構成が実施の形態２と相違するため、その構成について説明する。他の構成については、超音波診断装置１００Ａと同じであり説明を省略する。
対象観測点選択部１０８５Ｂは、制御部１１２から関心領域ｒｏｉ、送信焦点Ｆの位置を示す情報に加え、部分振動子列１０１ａｏの位置を示す情報を入力し、関心領域ｒｏｉ内の複数の観測点Ｐｉｊのうち、関心領域ｒｏｉ、プッシュ波の送信焦点Ｆの位置とに基づき評価対象となる対象観測点Ｑｉｊを選択するとともに、各部分振動子列１０１ａｏの境界付近に位置する観測点Ｐｉｊであって隣接する部分振動子列１０１ａｏ内の上記境界付近に先に選択された対象観測点Ｑｉｊが存在する場合には、当該観測点Ｐｉｊをも対象観測点Ｑｉｊに拡張して選択し、サブ整相加算部１０８３ａｏは、複数の部分振動子列１０１ａｏの各々について、各部分振動子列１０１ａｏの被検体深さ方向に位置する対象観測点Ｑｉｊについて音響線信号ｄｓｉｊを生成して、音響線信号サブフレームデータｄｓｏを生成する。
２次整相加算部１０８４Ｂは、音響線信号サブフレームデータｄｓｏを２次的な整相加算処理の対象として、拡張前に選択された対象観測点Ｑｉｊの位置を基準に加算して、関心領域ｒｏｉ内に存在する全ての対象観測点Ｑｉｊについての音響線信号ｄｓｉｊを含む音響線信号フレームデータｄｓｌを生成する。
＜動 作＞
超音波診断装置１００Ｂの動作について説明する。
＜動 作＞
超音波診断装置１００Ｂの動作について説明する。
超音波診断装置１００Ｂにおける超音波弾性率算出の動作では、図２８のステップＳ１５０Ａを除き図２８と同じ処理が行われるために、異なる処理についてのみ説明する。
図３５は、超音波診断装置１００Ｂにおける音響線信号フレームデータ生成動作を示すフローチャートである。ステップＳ１５７１Ｂ、１５８４Ｂを除き図２９と同じ処理が行われる。同じ処理には同一の番号を付し概要のみ説明し、異なる処理を含むステップについてのみ説明する。
図３５は、超音波診断装置１００Ｂにおける音響線信号フレームデータ生成動作を示すフローチャートである。ステップＳ１５７１Ｂ、１５８４Ｂを除き図２９と同じ処理が行われる。同じ処理には同一の番号を付し概要のみ説明し、異なる処理を含むステップについてのみ説明する。
ステップＳ１５７１Ｂでは、対象観測点選択部１０８５Ａは、制御部１１２から関心領域ｒｏｉと送信焦点Ｆの位置とを示す情報と、部分振動子列１０１ａｏの位置を示す情報とを入力し、検出波照射領域Ａｘ内の複数の観測点Ｐｉｊのうち、関心領域ｒｏｉ内に存在し、かつ評価対象となる対象観測点Ｑｉｊを選択し、サブ整相加算部１０８３ａｏに出力する。
対象観測点Ｑｉｊの選択方法について説明する。超音波診断装置１００Ｂにおいても、図２４のプッシュ波送信工程ｐａ（ｐ＝１〜４）に示されるように、ＳＷＳシーケンス１〜４では、関心領域ｒｏｉを列方向にプッシュ波の送信回数（４）に分割し、分割したｒｏｉ１／４〜４／４の中央に送信焦点Ｆを設定する。
図３６（ａ）（ｂ）は、図２４のＳＷＳシーケンス３の場合において、音響線信号サブフレームデータの生成のために想定される条件を示す模式図である。音響線信号の精度を高めるために、対象観測点Ｑｉｊに対し部分振動子列１０１ａｏと等価な受波信号参照範囲を想定した場合の模式図である。
図３６（ａ）（ｂ）は、図２４のＳＷＳシーケンス３の場合において、音響線信号サブフレームデータの生成のために想定される条件を示す模式図である。音響線信号の精度を高めるために、対象観測点Ｑｉｊに対し部分振動子列１０１ａｏと等価な受波信号参照範囲を想定した場合の模式図である。
先ず、ステップＳ１５７１Ｂでは、図３６（ａ）（ｂ）に示すように、対象観測点選択部１０８５Ｂが、検出波照射領域Ａｘ内の複数の観測点Ｐｉｊのうち、ｒｏｉ３／４を除いたｒｏｉ１／４〜２／４、４／４内に位置する観測点Ｐｉｊを対象観測点Ｑｉｊとして選択する。
図３６（ｂ）に示す、ｒｏｉ４／４中の対象観測点Ｑｉｊに対する整相加算処理は、サブ整相加算部１０８３ａ２において行われる。ここでは、ｒｏｉ４／４の対象観測点Ｑｉｊを中心として部分振動子列１０１ａ２と等価な大きさの受波信号参照範囲を想定した場合でも、対称な受波信号参照範囲は部分振動子列１０１ａ２の範囲に含まれ、必要な受波信号列ｒｆｋが取得ることができる。
図３６（ｂ）に示す、ｒｏｉ４／４中の対象観測点Ｑｉｊに対する整相加算処理は、サブ整相加算部１０８３ａ２において行われる。ここでは、ｒｏｉ４／４の対象観測点Ｑｉｊを中心として部分振動子列１０１ａ２と等価な大きさの受波信号参照範囲を想定した場合でも、対称な受波信号参照範囲は部分振動子列１０１ａ２の範囲に含まれ、必要な受波信号列ｒｆｋが取得ることができる。
他方、図３６（ａ）に示す、ｒｏｉ１／４〜２／４中の対象観測点Ｑｉｊに対する整相加算処理は、サブ整相加算部１０８３ａ１において行われる。このとき、整相加算処理の対象となる受波信号参照範囲は、部分振動子列１０１ａ１に含まれる受波振動子ｒｗｋが被検体から受波した反射波に基づく受波信号列ｒｆｋである。図３６（ａ）に示すように、ｒｏｉ１／４〜２／４は、部分振動子列１０１ａ１の列方向の中央に位置していない。そのため、仮に、ｒｏｉ１／４〜２／４の対象観測点Ｑｉｊを中心として部分振動子列１０１ａ１と等価な大きさの受波信号参照範囲を想定したとき、受波信号参照範囲の一部が部分振動子列１０１ａ１の右方にはみ出た状態となる。これは、部分振動子列１０１ａ１から十分な受波信号列ｒｆｋが取得できないことを意味する。
そこで、超音波診断装置１００Ｂでは、対象観測点Ｑｉｊの拡張が以下のように行われる。図３７（ａ）から（ｃ）は、超音波診断装置１００Ｂにおける、図２４のＳＷＳシーケンス３の場合の音響線信号サブフレームデータの生成方法の概要を示す模式図である。
ステップＳ１５７１Ｂでは、図３７（ａ）（ｂ）に示すように、対象観測点選択部１０８５Ｂは、検出波照射領域Ａｘ内の複数の観測点Ｐｉｊのうち、ｒｏｉ１／４〜２／４、４／４内に位置する観測点Ｐｉｊのほか、ｒｏｉ３／４においてｒｏｉ２／４との境界付近に位置する観測点Ｐｉｊをも対象観測点Ｑｉｊとして拡張して選択し、サブ整相加算部１０８３ａｏに出力する。
ステップＳ１５７１Ｂでは、図３７（ａ）（ｂ）に示すように、対象観測点選択部１０８５Ｂは、検出波照射領域Ａｘ内の複数の観測点Ｐｉｊのうち、ｒｏｉ１／４〜２／４、４／４内に位置する観測点Ｐｉｊのほか、ｒｏｉ３／４においてｒｏｉ２／４との境界付近に位置する観測点Ｐｉｊをも対象観測点Ｑｉｊとして拡張して選択し、サブ整相加算部１０８３ａｏに出力する。
すなわち、対象観測点選択部１０８５Ｂは、関心領域ｒｏｉ内の複数の観測点Ｐｉｊのうち、関心領域ｒｏｉ、プッシュ波の送信焦点Ｆの位置とに基づき評価対象となる対象観測点Ｑｉｊを選択するとともに、各部分振動子列１０１ａｏの境界付近に位置する観測点Ｐｉｊであって隣接する部分振動子列１０１ａｏ内の上記境界付近に対象観測点Ｑｉｊが存在する場合には、当該観測点Ｐｉｊをも対象観測点Ｑｉｊに拡張して選択する構成を採る。
ステップＳ１５７４Ａでは、図３７（ａ）（ｂ）に示すように、サブ整相加算部１０８３ａｏは、対象観測点Ｑｉｊとして選択されなかった観測点Ｐｉｊについては処理をスキップする。
次に、サブ整相加算部１０８３ａ１における整相加算処理では、図３７（ａ）に示すように、ｒｏｉ１／４〜２／４中の対象観測点Ｑｉｊに対する音響線信号ｄｓｉｊを生成する（ステップＳ１５７５）。このとき、整相加算処理の対象となる受波信号参照範囲は、部分振動子列１０１ａ１に含まれる受波振動子ｒｗｋが被検体から受波した反射波に基づく受波信号列ｒｆｋである。
次に、サブ整相加算部１０８３ａ１における整相加算処理では、図３７（ａ）に示すように、ｒｏｉ１／４〜２／４中の対象観測点Ｑｉｊに対する音響線信号ｄｓｉｊを生成する（ステップＳ１５７５）。このとき、整相加算処理の対象となる受波信号参照範囲は、部分振動子列１０１ａ１に含まれる受波振動子ｒｗｋが被検体から受波した反射波に基づく受波信号列ｒｆｋである。
また、サブ整相加算部１０８３ａ２における整相加算処理では、図３７（ｂ）に示すように、ｒｏｉ４／４内に位置する対象観測点Ｑｉｊのほか、ｒｏｉ３／４においてｒｏｉ２／４との境界付近に位置する対象観測点Ｑｉｊに対する音響線信号ｄｓｉｊをも生成する（ステップＳ１５７５）。このとき、整相加算処理の対象となる受波信号参照範囲は、部分振動子列１０１ａ２に含まれる受波振動子ｒｗｋが被検体から受波した反射波に基づく受波信号列ｒｆｋである。ステップＳ１５７５における処理の詳細は、図１５に示した処理と同じである。
サブ加算部１０８３２ａｏは、それぞれ、対象観測点Ｑｉｊについて音響線信号ｄｓｉｊを生成して音響線信号サブフレームデータｄｓｏを生成する（ステップＳ１５８１）。
次に、ステップＳ１５８４Ｂでは、図３７（ｃ）に示すように、２次整相加算部１０８４Ｂは、音響線信号サブフレームデータｄｓｏを対象として、当初設定した拡張前の対象観測点Ｑｉｊの位置を基準に加算して、ｒｏｉ１／４、２／４、４／４内に存在する全ての対象観測点Ｑｉｊについて整相加算を行い、音響線信号ｄｓｉｊを含む音響線信号フレームデータｄｓｌを生成してデータ格納部１１１に保存する（ステップＳ１５８４Ｂ）。
次に、ステップＳ１５８４Ｂでは、図３７（ｃ）に示すように、２次整相加算部１０８４Ｂは、音響線信号サブフレームデータｄｓｏを対象として、当初設定した拡張前の対象観測点Ｑｉｊの位置を基準に加算して、ｒｏｉ１／４、２／４、４／４内に存在する全ての対象観測点Ｑｉｊについて整相加算を行い、音響線信号ｄｓｉｊを含む音響線信号フレームデータｄｓｌを生成してデータ格納部１１１に保存する（ステップＳ１５８４Ｂ）。
以上により、図３５における処理を終了する。
同様に、ＳＷＳシーケンス２では、ｒｏｉ２／４に送信焦点Ｆが設定される。図３８（ａ）（ｂ）は、図２４のＳＷＳシーケンス２の場合において、音響線信号サブフレームデータの生成のために想定される条件を示す模式図である。上記したＳＷＳシーケンス３と同様、図３８（ｂ）に示すように、ｒｏｉ３／４〜４／４は、部分振動子列１０１ａ１の列方向の中央に位置していない。そのため、仮に、ｒｏｉ３／４〜４／４の対象観測点Ｑｉｊを中心として部分振動子列１０１ａ２と等価な大きさの受波信号参照範囲を想定したとき、受波信号参照範囲の一部が部分振動子列１０１ａ２の左方にはみ出た状態となる。これは、部分振動子列１０１ａ２から十分な受波信号列ｒｆｋが取得できないことを意味する。
同様に、ＳＷＳシーケンス２では、ｒｏｉ２／４に送信焦点Ｆが設定される。図３８（ａ）（ｂ）は、図２４のＳＷＳシーケンス２の場合において、音響線信号サブフレームデータの生成のために想定される条件を示す模式図である。上記したＳＷＳシーケンス３と同様、図３８（ｂ）に示すように、ｒｏｉ３／４〜４／４は、部分振動子列１０１ａ１の列方向の中央に位置していない。そのため、仮に、ｒｏｉ３／４〜４／４の対象観測点Ｑｉｊを中心として部分振動子列１０１ａ２と等価な大きさの受波信号参照範囲を想定したとき、受波信号参照範囲の一部が部分振動子列１０１ａ２の左方にはみ出た状態となる。これは、部分振動子列１０１ａ２から十分な受波信号列ｒｆｋが取得できないことを意味する。
そこで、超音波診断装置１００Ｂでは、図３９（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、対象観測点選択部１０８５Ｂは、検出波照射領域Ａｘ内の複数の観測点Ｐｉｊのうち、ｒｏｉ２／４を除いたｒｏｉ１／４、３／４、４／４内に位置する観測点Ｐｉｊを対象観測点Ｑｉｊに選択し、図３７（ａ）（ｂ）（ｃ）と同様に、対象観測点Ｑｉｊについての音響線信号ｄｓｉｊを含む音響線信号フレームデータｄｓｌが生成される。
他方、ＳＷＳシーケンス１では、ｒｏｉ１／４に送信焦点Ｆが設定され、ｒｏｉ２／４〜４／４内に位置する対象観測点Ｑｉｊについて音響線信号フレームデータｄｓｌが生成される。同様に、ＳＷＳシーケンス４では、ｒｏｉ４／４に送信焦点Ｆが設定され、ｒｏｉ１／４〜３／４内に位置する対象観測点Ｑｉｊについて音響線信号フレームデータｄｓｌが生成される。
＜小 括＞
以上、説明したように変形例１に係る構成によれば、制御部１１２から関心領域ｒｏｉ、送信焦点Ｆの位置を示す情報に加え、部分振動子列１０１ａｏの位置を示す情報を入力し、関心領域ｒｏｉ内の複数の観測点Ｐｉｊのうち、関心領域ｒｏｉ、プッシュ波の送信焦点Ｆの位置とに基づき評価対象となる対象観測点Ｑｉｊを選択するとともに、各部分振動子列１０１ａｏの境界付近に位置する観測点Ｐｉｊであって隣接する部分振動子列１０１ａｏ内の前記境界付近に対象観測点Ｑｉｊが存在する場合には、当該観測点Ｐｉｊを対象観測点Ｑｉｊに拡張して選択し、サブ整相加算部１０８３ａｏは、複数の部分振動子列１０１ａｏの各々について、各部分振動子列１０１ａｏの被検体深さ方向に位置する対象観測点Ｑｉｊについて音響線信号ｄｓｉｊを生成して、音響線信号サブフレームデータｄｓｏを生成する構成を採る。
以上、説明したように変形例１に係る構成によれば、制御部１１２から関心領域ｒｏｉ、送信焦点Ｆの位置を示す情報に加え、部分振動子列１０１ａｏの位置を示す情報を入力し、関心領域ｒｏｉ内の複数の観測点Ｐｉｊのうち、関心領域ｒｏｉ、プッシュ波の送信焦点Ｆの位置とに基づき評価対象となる対象観測点Ｑｉｊを選択するとともに、各部分振動子列１０１ａｏの境界付近に位置する観測点Ｐｉｊであって隣接する部分振動子列１０１ａｏ内の前記境界付近に対象観測点Ｑｉｊが存在する場合には、当該観測点Ｐｉｊを対象観測点Ｑｉｊに拡張して選択し、サブ整相加算部１０８３ａｏは、複数の部分振動子列１０１ａｏの各々について、各部分振動子列１０１ａｏの被検体深さ方向に位置する対象観測点Ｑｉｊについて音響線信号ｄｓｉｊを生成して、音響線信号サブフレームデータｄｓｏを生成する構成を採る。
さらに、２次整相加算部１０８４Ｂは、音響線信号サブフレームデータｄｓｏを整相加算処理の対象として、拡張前の対象観測点Ｑｉｊの位置を基準に加算して、関心領域ｒｏｉ内に存在する全ての対象観測点Ｑｉｊについての音響線信号ｄｓｉｊを含む音響線信号フレームデータｄｓｌを生成する構成を採る。
係る構成により、関心領域ｒｏｉ内の整相加算の対象すべき観測点を、関心領域ｒｏｉ、送信焦点Ｆの位置を示す情報に加え、部分振動子列１０１ａｏの位置を示す情報に基づき拡張して選択することにより演算量を軽減し、信号取得時間分解能又は/及び弾性画像の空間分解能を改善するとともに、併せて、音響線信号の精度を向上することができる。
係る構成により、関心領域ｒｏｉ内の整相加算の対象すべき観測点を、関心領域ｒｏｉ、送信焦点Ｆの位置を示す情報に加え、部分振動子列１０１ａｏの位置を示す情報に基づき拡張して選択することにより演算量を軽減し、信号取得時間分解能又は/及び弾性画像の空間分解能を改善するとともに、併せて、音響線信号の精度を向上することができる。
≪その他の変形例≫
なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、以下のような場合も本発明に含まれる。
実施の形態に係る超音波診断装置１００では、送信ビームフォーマ部１０６、受信ビームフォーマ部１０８の構成は、実施の形態に記載した構成以外にも、適宜変更することができる。
なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、以下のような場合も本発明に含まれる。
実施の形態に係る超音波診断装置１００では、送信ビームフォーマ部１０６、受信ビームフォーマ部１０８の構成は、実施の形態に記載した構成以外にも、適宜変更することができる。
例えば、部分振動子列１０１ａ１から４は、必ずしも各サブ整相加算部１０８３ａ１から４に対し、列方向に沿って順番に並設され、かつ、１対１の関係で接続されていなくてもよい。例えば、部分振動子列１０１ａ１はサブ整相加算部１０８３ａ１に接続され、部分振動子列１０１ａ２はサブ整相加算部１０８３ａ２に接続され、部分振動子列１０１ａ３はサブ整相加算部１０８３ａ１に接続され、部分振動子列１０１ａ４はサブ整相加算部１０８３ａ２に接続されるといった、交互に接続されて構成であってもよい。係る構成によっても、実施の形態１、２と同様の効果を得ることができる。
また、送信ビームフォーマ部１０６は、実施の形態２では、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａの一部に当たる振動子列からなるプッシュ波送信振動子列Ｐｘを設定し、ＳＷＳシーケンスごとに送信振動子列を列方向に漸次移動させながら超音波送信を繰り返す構成とした。しかしながら、プローブ１０１に存する全ての振動子１０１ａからプッシュ波の送信を行う構成としてもよい。プッシュ波による音響放射圧を増加することができる。
また、実施の形態１係る超音波診断装置１００では、関心領域ｒｏｉをその最大範囲である検出波照射領域Ａｘ全体に設定した構成を示した。しかしながら、関心領域ｒｏｉは、複数の振動子１０１ａからなる振動子列（１０１ａ）を含む検出波照射領域Ａｘ内の一部領域に設定される構成であってもよい。
また、実施の形態２係る超音波診断装置１００Ａでは、関心領域ｒｏｉを、検出波照射領域Ａｘ内の一部領域に設定し、ＳＷＳシーケンス毎に送信焦点Ｆを列方向に漸次移動させてプッシュ波ｐｐを送信するとともに、送信焦点Ｆの位置に基づいて関心領域ｒｏｉ内の対象観測領域を異ならせて検出波ｐｗｌの送受信を複数回繰り返し、ＳＷＳシーケンスごとに関心領域ｒｏｉの一部領域について算出された合成弾性率フレームデータｅｍｐを合成して関心領域ｒｏｉ全体に対する統合ＳＷＳシーケンス合成弾性率ｅｌｍを算出する構成とした。
また、実施の形態２係る超音波診断装置１００Ａでは、関心領域ｒｏｉを、検出波照射領域Ａｘ内の一部領域に設定し、ＳＷＳシーケンス毎に送信焦点Ｆを列方向に漸次移動させてプッシュ波ｐｐを送信するとともに、送信焦点Ｆの位置に基づいて関心領域ｒｏｉ内の対象観測領域を異ならせて検出波ｐｗｌの送受信を複数回繰り返し、ＳＷＳシーケンスごとに関心領域ｒｏｉの一部領域について算出された合成弾性率フレームデータｅｍｐを合成して関心領域ｒｏｉ全体に対する統合ＳＷＳシーケンス合成弾性率ｅｌｍを算出する構成とした。
しかしながら、検出波照射領域Ａｘ内の一部領域に設定し、プッシュ波パルス発生部１０４は、プッシュ波送信振動子列Ｐｘを、例えば複数の振動子１０１ａ全部とし、プッシュ波の送信焦点Ｆを関心領域ｒｏｉ内に単数設定する構成とし、関心領域ｒｏｉに検出波ｐｗｌの送受信を複数回繰り返すＳＷＳシーケンスを行い、１回のＳＷＳシーケンスにより関心領域ｒｏｉ内に位置する観測点について合成弾性率フレームデータｅｍを算出する構成としてもよい。また、その場合、例えば、送信焦点Ｆの位置は関心領域ｒｏｉの中心付近としてもよい。
また、送信ビームフォーマ部１０６は、実施の形態では、プローブ１０１に存する全ての振動子１０１ａから検出波送信を行う構成とした。しかしながら、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａの一部に当たる振動子列からなる検出波送信振動子列Ｔｘを設定し、ＳＷＳシーケンスごとに検出波送信振動子列Ｔｘを列方向に漸次移動させながら超音波送信を繰り返し、プローブ１０１に存する全ての振動子１０１ａから検出波の送信を行う構成としてもよい。関心領域ｒｏｉ内のプッシュ波パルスｐｐｐ集束部位近傍について検出波パルスｐｗｐｌの送受信とそれに基づく弾性率の算出を行うことができ、１回の送信イベントに伴う弾性率算出までの処理負担を軽減することができ、信号取得時間分解能を向上することができる。
また、実施の形態では、観測点の存在領域は、受波振動子列と垂直であって振動子列と同幅の領域とした。
しかしながら、これに限定されるものではなく、超音波照射領域に含まれる任意の領域に設定してもよい。例えば、受信振動子列の列中心を通り振動子列に垂直な直線を中心線とする複数の振動子幅の帯状の矩形領域としてもよい。また、受信振動子列の列中心を通り振動子列と垂直であって単一振動子幅の直線状の領域とした。
しかしながら、これに限定されるものではなく、超音波照射領域に含まれる任意の領域に設定してもよい。例えば、受信振動子列の列中心を通り振動子列に垂直な直線を中心線とする複数の振動子幅の帯状の矩形領域としてもよい。また、受信振動子列の列中心を通り振動子列と垂直であって単一振動子幅の直線状の領域とした。
また、実施の形態では、検出波パルスｐｗｐｌの送受信を行うためのプローブ１０１からプッシュ波パルスｐｐｐを送信してその音響放射圧により被検体内にせん断波を発生させる構成について説明したが、被検体内にせん断波を発生する手段は、プローブ１０１の振動子１０１ａからのプッシュ波パルスｐｐｐ送信には限定されない。例えば、検出波パルスｐｗｐｌの送受信を行うための振動子１０１ａとは別に、プローブ１０１に音響放射圧発生用の超音波振動子を設けた構成であってもよい。または、プローブ１０１に放射圧発生用の機械的な外力発生手段、例えば、圧電素子等による振動機構等を設けた構成としてもよい。また、検出波パルスｐｗｐｌの送受信を行うためのプローブ１０１とは別のプローブに音響放射圧発生用の超音波振動子や放射圧発生用の機械的な外力発生手段を備けて、超音波診断装置やプローブ１０１に接続可能にする構成としてもよい。
また、本発明は、例えば、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、上記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、上記マイクロプロセッサは、上記コンピュータプログラムにしたがって動作するとしてもよい。例えば、本発明の超音波診断装置の診断方法のコンピュータプログラムを有しており、このプログラムに従って動作する（又は接続された各部位に動作を指示する）コンピュータシステムであってもよい。
また、上記超音波診断装置の全部、もしくは一部、またビームフォーミング部の全部又は一部を、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記録媒体、ハードディスクユニットなどから構成されるコンピュータシステムで構成した場合も本発明に含まれる。上記ＲＡＭ又はハードディスクユニットには、上記各装置と同様の動作を達成するコンピュータプログラムが記憶されている。上記マイクロプロセッサが、上記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置はその機能を達成する。
また、上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、１つのシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ（大規模集積回路））から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。なお、ＬＳＩは、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。上記ＲＡＭには、上記各装置と同様の動作を達成するコンピュータプログラムが記憶されている。上記マイクロプロセッサが、上記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。例えば、本発明のビームフォーミング方法がＬＳＩのプログラムとして格納されており、このＬＳＩがコンピュータ内に挿入され、所定のプログラム（ビームフォーミング方法）を実施する場合も本発明に含まれる。
なお、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサー（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。
また、各実施の形態に係る、超音波診断装置の機能の一部又は全てを、ＣＰＵ等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現してもよい。上記超音波診断装置の診断方法や、ビームフォーミング方法を実施させるプログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。プログラムや信号を記録媒体に記録して移送することにより、プログラムを独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい、また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
また、各実施の形態に係る、超音波診断装置の機能の一部又は全てを、ＣＰＵ等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現してもよい。上記超音波診断装置の診断方法や、ビームフォーミング方法を実施させるプログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。プログラムや信号を記録媒体に記録して移送することにより、プログラムを独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい、また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
上記実施形態に係る超音波診断装置では、記憶装置であるデータ格納部を超音波診断装置内に含む構成としたが、記憶装置はこれに限定されず、半導体メモリ、ハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、磁気記憶装置、等が、超音波診断装置に外部から接続される構成であってもよい。
また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。
また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。
また、上記のステップが実行される順序は、本発明を具体的に説明するために例示するためのものであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時（並列）に実行されてもよい。
また、超音波診断装置には、プローブ及び表示部が外部から接続される構成としたが、これらは、超音波診断装置内に一体的に具備されている構成としてもよい。
また、超音波診断装置には、プローブ及び表示部が外部から接続される構成としたが、これらは、超音波診断装置内に一体的に具備されている構成としてもよい。
また、上記実施の形態においては、プローブは、複数の圧電振動子が一次元方向に配列されたプローブ構成を示した。しかしながら、プローブの構成は、これに限定されるものではなく、例えば、複数の圧電変換振動子を２次元方向に配列した２次元配列振動子や、一次元方向に配列された複数の振動子を機械的に揺動させて三次元の断層画像を取得する揺動型プローブを用いてもよく、測定に応じて適宜使い分けることができる。例えば、２次元に配列されたプローブを用いた場合、圧電変換振動子に電圧を与えるタイミングや電圧の値を個々に変化させることによって、送信する超音波ビームの照射位置や方向を制御することができる。
また、プローブは、送受信部の一部の機能をプローブに含んでいてもよい。例えば、送受信部から出力された送信電気信号を生成するための制御信号に基づき、プローブ内で送信電気信号を生成し、この送信電気信号を超音波に変換する。併せて、受信した反射波を受波信号に変換し、プローブ内で受波信号に基づき音響線信号を生成する構成を採ることができる。
また、各実施の形態に係る超音波診断装置、及びその変形例の機能のうち少なくとも一部を組み合わせてもよい。更に上記で用いた数字は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。さらに、本実施の形態に対して当業者が思いつく範囲内の変更を施した各種変形例も本発明に含まれる。
≪まとめ≫
以上、説明したように、本実施の形態に係る超音波診断装置は、複数の振動子が列設されたプローブが接続可能に構成された超音波診断装置であって、
前記複数の振動子に検出波パルスを供給して前記複数の振動子に被検体に向けて検出波を複数回送信させる検出波パルス送信部と、
前記複数回の検出波の各々に対応して、前記複数の振動子において受波された被検体からの反射波に基づき、被検体中において検出波が到達する範囲に対応する検出波照射領域内の複数の観測点について音響線信号を生成し、これらの信号を集約して音響線信号フレームデータを時系列に生成し、当該音響線信号フレームデータのシーケンスを生成する受信ビームフォーマ部と、
前記音響線信号フレームデータのシーケンスに基づき、前記複数の観測点について弾性率フレームデータを算出する弾性率算出部とを備え、
前記受信ビームフォーマ部は、前記複数の振動子からなる振動子列を列方向に分割した複数の部分振動子列の各々について、前記検出波照射領域における前記各部分振動子列の被検体深さ方向に位置する複数の観測点についてその部分振動子列に含まれる振動子各々が被検体から受波した反射波に基づく受波信号列を整相加算することにより音響線信号を生成して、前記複数の部分振動子列の各々に対応する音響線信号サブフレームデータを生成する複数のサブ整相加算部と、
生成された複数の前記音響線信号サブフレームデータを観測点の位置を基準に加算して前記音響線信号フレームデータを生成する主加算部とを有することを特徴とする。
≪まとめ≫
以上、説明したように、本実施の形態に係る超音波診断装置は、複数の振動子が列設されたプローブが接続可能に構成された超音波診断装置であって、
前記複数の振動子に検出波パルスを供給して前記複数の振動子に被検体に向けて検出波を複数回送信させる検出波パルス送信部と、
前記複数回の検出波の各々に対応して、前記複数の振動子において受波された被検体からの反射波に基づき、被検体中において検出波が到達する範囲に対応する検出波照射領域内の複数の観測点について音響線信号を生成し、これらの信号を集約して音響線信号フレームデータを時系列に生成し、当該音響線信号フレームデータのシーケンスを生成する受信ビームフォーマ部と、
前記音響線信号フレームデータのシーケンスに基づき、前記複数の観測点について弾性率フレームデータを算出する弾性率算出部とを備え、
前記受信ビームフォーマ部は、前記複数の振動子からなる振動子列を列方向に分割した複数の部分振動子列の各々について、前記検出波照射領域における前記各部分振動子列の被検体深さ方向に位置する複数の観測点についてその部分振動子列に含まれる振動子各々が被検体から受波した反射波に基づく受波信号列を整相加算することにより音響線信号を生成して、前記複数の部分振動子列の各々に対応する音響線信号サブフレームデータを生成する複数のサブ整相加算部と、
生成された複数の前記音響線信号サブフレームデータを観測点の位置を基準に加算して前記音響線信号フレームデータを生成する主加算部とを有することを特徴とする。
係る構成により、超音波弾性率計測において、信号取得時間分解能又は/及び弾性画像の空間分解能を改善することができる。
また、別の態様では、上記何れかに記載の構成において、さらに、前記検出波照射領域中に特定点を設定し、前記複数の振動子にプッシュ波パルスを供給することにより、前記複数の振動子に前記特定点に対応する被検体中の特定部位に集束するプッシュ波を送信させるプッシュ波パルス送信部を備え、前記検出波パルス送信部は、前記プッシュ波の送信に続き、前記検出波パルスを複数回供給し、前記弾性率算出部は、前記音響線信号フレームデータのシーケンスから、前記検出波照射領域内の複数の観測点について前記プッシュ波の音響放射圧により生じた組織の変位を検出して前記複数回の検出波パルスの各々に対応する時間軸上の複数時点におけるせん断波の波面位置を表した波面フレームデータのシーケンスを生成し、複数の前記波面フレームデータ間の波面位置の変化量と時間間隔とに基づき前記弾性率フレームデータを算出する構成であってもよい。
また、別の態様では、上記何れかに記載の構成において、さらに、前記検出波照射領域中に特定点を設定し、前記複数の振動子にプッシュ波パルスを供給することにより、前記複数の振動子に前記特定点に対応する被検体中の特定部位に集束するプッシュ波を送信させるプッシュ波パルス送信部を備え、前記検出波パルス送信部は、前記プッシュ波の送信に続き、前記検出波パルスを複数回供給し、前記弾性率算出部は、前記音響線信号フレームデータのシーケンスから、前記検出波照射領域内の複数の観測点について前記プッシュ波の音響放射圧により生じた組織の変位を検出して前記複数回の検出波パルスの各々に対応する時間軸上の複数時点におけるせん断波の波面位置を表した波面フレームデータのシーケンスを生成し、複数の前記波面フレームデータ間の波面位置の変化量と時間間隔とに基づき前記弾性率フレームデータを算出する構成であってもよい。
係る構成により、複数の振動子から被検体内の特定部位に超音波を集束させたプッシュ波を用いた超音波弾性率計測において、信号取得時間分解能又は/及び弾性画像の空間分解能を改善することができる。
また、別の態様では、上記何れかに記載の構成において、前記検出波パルス送信部は、前記複数の振動子に位相が等しい検出波パルスを供給する構成であってもよい。
また、別の態様では、上記何れかに記載の構成において、前記検出波パルス送信部は、前記複数の振動子に位相が等しい検出波パルスを供給する構成であってもよい。
係る構成により、超音波ビームが確実に関心領域全体を通過するように前記検出波パルスｐｗｐｌを送信することができ、１回の検出波の送受信により関心領域全体にある観測点について音響線信号を生成することができる。
また、別の態様では、上記何れかに記載の構成において、さらに、操作入力を受付ける操作入力部と、前記操作入力に基づき前記検出波照射領域内に、被検体内の解析対象範囲を表す関心領域を前記振動子列を基準に設定する関心領域設定部と、前記検出波照射領域内の複数の観測点のうち、前記関心領域内に存在し、かつ評価対象となる対象観測点を選択する対象観測点選択部とを備え、前記プッシュ波パルス送信部は、前記関心領域の位置に基づき前記特定点を設定し、前記対象観測点選択部は、前記関心領域と前記特定点の位置とに基づき前記対象観測点を選択し、前記サブ整相加算部は、前記複数の部分振動子列の各々について、前記検出波照射領域における前記各部分振動子列の被検体深さ方向に位置する前記対象観測点について前記音響線信号を生成して、前記音響線信号サブフレームデータを生成する構成であってもよい。
また、別の態様では、上記何れかに記載の構成において、さらに、操作入力を受付ける操作入力部と、前記操作入力に基づき前記検出波照射領域内に、被検体内の解析対象範囲を表す関心領域を前記振動子列を基準に設定する関心領域設定部と、前記検出波照射領域内の複数の観測点のうち、前記関心領域内に存在し、かつ評価対象となる対象観測点を選択する対象観測点選択部とを備え、前記プッシュ波パルス送信部は、前記関心領域の位置に基づき前記特定点を設定し、前記対象観測点選択部は、前記関心領域と前記特定点の位置とに基づき前記対象観測点を選択し、前記サブ整相加算部は、前記複数の部分振動子列の各々について、前記検出波照射領域における前記各部分振動子列の被検体深さ方向に位置する前記対象観測点について前記音響線信号を生成して、前記音響線信号サブフレームデータを生成する構成であってもよい。
係る構成により、関心領域ｒｏｉ内の整相加算の対象すべき観測点を選択することにより演算量を軽減し、信号取得時間分解能又は/及び弾性画像の空間分解能を改善することができる。
また、別の態様では、上記何れかに記載の構成において、前記プッシュ波パルス送信部は、前記検出波照射領域中の異なる位置に前記特定点を複数設定して、各々の前記特定点に対応する被検体中の特定部位に集束するプッシュ波を順次送信させ、前記検出波パルス送信部は、前記複数の振動子に、各々の前記プッシュ波の送信に続き、前記検出波を複数回送信させ、前記受信ビームフォーマ部は、各々の前記プッシュ波の送信に対応して前記音響線信号フレームデータのシーケンスを生成し、前記弾性率算出部は、各々の前記プッシュ波の送信に対応して前記合成弾性率フレームデータを算出し、さらに、算出した複数の合成弾性率フレームデータを観測点の位置を基準に加算して統合弾性率フレームデータを生成する構成であってもよい。
また、別の態様では、上記何れかに記載の構成において、前記プッシュ波パルス送信部は、前記検出波照射領域中の異なる位置に前記特定点を複数設定して、各々の前記特定点に対応する被検体中の特定部位に集束するプッシュ波を順次送信させ、前記検出波パルス送信部は、前記複数の振動子に、各々の前記プッシュ波の送信に続き、前記検出波を複数回送信させ、前記受信ビームフォーマ部は、各々の前記プッシュ波の送信に対応して前記音響線信号フレームデータのシーケンスを生成し、前記弾性率算出部は、各々の前記プッシュ波の送信に対応して前記合成弾性率フレームデータを算出し、さらに、算出した複数の合成弾性率フレームデータを観測点の位置を基準に加算して統合弾性率フレームデータを生成する構成であってもよい。
係る構成により、被検体内において位置の異なる複数の特定部位に超音波を集束させた複数のプッシュ波を用いた超音波弾性率計測において、計測の精度を向上するとともに、使用可能なハードウエア規模の制限のなかで、信号取得時間分解能又は/及び弾性画像の空間分解能を改善することができる。
また、本実施の形態に係る超音波信号処理方法は、 複数の振動子が列設されたプローブを用いる超音波信号処理方法であって、
前記複数の振動子に検出波パルスを供給して前記複数の振動子に被検体に向けて検出波を複数回送信させ、
前記複数回の検出波の各々に対応して、前記複数の振動子において受波された被検体からの反射波に基づき、被検体中において検出波が到達する範囲に対応する検出波照射領域内の複数の観測点について音響線信号を生成し、これらの信号を集約して音響線信号フレームデータを時系列に生成して、当該音響線信号フレームデータのシーケンスを生成し、
前記音響線信号フレームデータのシーケンスに基づき、前記複数の観測点について弾性率フレームデータを算出し、
前記音響線信号フレームデータの生成では、前記複数の振動子からなる振動子列を列方向に分割した複数の部分振動子列の各々について、前記検出波照射領域における前記各部分振動子列の被検体深さ方向に位置する複数の観測点について、その部分振動子列に含まれる振動子各々が被検体から受波した反射波に基づく受波信号列を整相加算することにより音響線信号を生成して、前記複数の部分振動子列の各々に対応する音響線信号サブフレームデータを生成し、
生成された複数の前記音響線信号サブフレームデータを観測点の位置を基準に加算して前記音響線信号フレームデータを生成することを特徴とする。
また、本実施の形態に係る超音波信号処理方法は、 複数の振動子が列設されたプローブを用いる超音波信号処理方法であって、
前記複数の振動子に検出波パルスを供給して前記複数の振動子に被検体に向けて検出波を複数回送信させ、
前記複数回の検出波の各々に対応して、前記複数の振動子において受波された被検体からの反射波に基づき、被検体中において検出波が到達する範囲に対応する検出波照射領域内の複数の観測点について音響線信号を生成し、これらの信号を集約して音響線信号フレームデータを時系列に生成して、当該音響線信号フレームデータのシーケンスを生成し、
前記音響線信号フレームデータのシーケンスに基づき、前記複数の観測点について弾性率フレームデータを算出し、
前記音響線信号フレームデータの生成では、前記複数の振動子からなる振動子列を列方向に分割した複数の部分振動子列の各々について、前記検出波照射領域における前記各部分振動子列の被検体深さ方向に位置する複数の観測点について、その部分振動子列に含まれる振動子各々が被検体から受波した反射波に基づく受波信号列を整相加算することにより音響線信号を生成して、前記複数の部分振動子列の各々に対応する音響線信号サブフレームデータを生成し、
生成された複数の前記音響線信号サブフレームデータを観測点の位置を基準に加算して前記音響線信号フレームデータを生成することを特徴とする。
また、別の態様では、上記何れかに記載の構成において、さらに、前記検出波の送信の前に、前記検出波照射領域中に特定点を設定し、前記複数の振動子にプッシュ波パルスを供給することにより、前記複数の振動子に前記特定点に対応する被検体中の特定部位に集束するプッシュ波を送信させ、前記プッシュ波の送信に続き、前記検出波を複数回送信させ、前記弾性率フレームデータを算出では、前記音響線信号フレームデータのシーケンスから、前記検出波照射領域内の複数の観測点について前記プッシュ波の音響放射圧により生じた組織の変位を検出して前記複数回の検出波パルスの各々に対応する時間軸上の複数時点におけるせん断波の波面位置を表した波面フレームデータのシーケンスを生成し、複数の前記波面フレームデータ間の波面位置の変化量と時間間隔とに基づき前記弾性率フレームデータを算出する構成であってもよい。
また、別の態様では、上記何れかに記載の構成において、前記検出波パルスの供給では、前記複数の振動子に位相が等しい検出波パルスを供給する構成であってもよい。
係る構成により、複数の振動子から被検体内の特定部位に超音波を集束させたプッシュ波を用いた超音波弾性率計測において、信号取得時間分解能又は/及び弾性画像の空間分解能を改善することができる超音波信号処理方法を実現できる。
係る構成により、複数の振動子から被検体内の特定部位に超音波を集束させたプッシュ波を用いた超音波弾性率計測において、信号取得時間分解能又は/及び弾性画像の空間分解能を改善することができる超音波信号処理方法を実現できる。
≪補足≫
以上で説明した実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない工程については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
以上で説明した実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない工程については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
また、発明の理解の容易のため、上記各実施の形態で挙げた各図の構成要素の縮尺は実際のものと異なる場合がある。また本発明は上記各実施の形態の記載によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
さらに、超音波診断装置においては基板上に回路部品、リード線等の部材も存在するが、電気的配線、電気回路について当該技術分野における通常の知識に基づいて様々な態様を実施可能であり、本発明の説明として直接的には無関係のため、説明を省略している。なお、上記示した各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
さらに、超音波診断装置においては基板上に回路部品、リード線等の部材も存在するが、電気的配線、電気回路について当該技術分野における通常の知識に基づいて様々な態様を実施可能であり、本発明の説明として直接的には無関係のため、説明を省略している。なお、上記示した各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
本開示にかかる超音波信号処理回路、超音波診断装置、及び超音波信号処理方法は、従来の超音波診断装置の性能向上、特に画質向上として有用である。また本開示は超音波への適用のみならず、複数のアレイ振動子を用いたセンサ等の用途にも応用できる。
１００、１００Ａ 超音波診断装置
１０１ プローブ
１０１ａ 超音波振動子
１０１ａｏ（ｏ＝１〜ｑ） 部分振動子列
１０２ 操作入力部
１０３ 関心領域設定部
１０４ プッシュ波パルス発生部
１０４１、１０４１Ａ プッシュ波パルス送信部
１０５ 検出波パルス発生部
１０５１ 検出波パルス送信部
１０６ 送信ビームフォーマ部
１０６１ 駆動信号発生部
１０６２ 遅延プロファイル生成部
１０６３ 駆動信号送信部
１０７ マルチプレクサ部
１０８、１０８Ａ、１０８Ｂ 受信ビームフォーマ部
１０８１ 入力部
１０８２ 受波信号保持部
１０８３ 整相加算部
１０８３ａｏ サブ整相加算部
１０８３１ａｏ 遅延処理部
１０８３２ａｏ サブ加算部
１０８４ 主加算部
１０８４Ｂ ２次整相加算部
１０８５Ａ、１０８５Ｂ 対象観測点特定部
１０９ 変位検出部
１１０、１１０Ａ 弾性率算出部
１１０１ 伝播解析部
１１０２ 合成部
１１０３Ａ シーケンス統合部
１１１ データ格納部
１１２ 制御部
１１３ 表示制御部
１１４ 表示部
１５０、１５０Ａ 超音波信号処理回路
１０００、１０００Ａ 超音波診断システム
１０１ プローブ
１０１ａ 超音波振動子
１０１ａｏ（ｏ＝１〜ｑ） 部分振動子列
１０２ 操作入力部
１０３ 関心領域設定部
１０４ プッシュ波パルス発生部
１０４１、１０４１Ａ プッシュ波パルス送信部
１０５ 検出波パルス発生部
１０５１ 検出波パルス送信部
１０６ 送信ビームフォーマ部
１０６１ 駆動信号発生部
１０６２ 遅延プロファイル生成部
１０６３ 駆動信号送信部
１０７ マルチプレクサ部
１０８、１０８Ａ、１０８Ｂ 受信ビームフォーマ部
１０８１ 入力部
１０８２ 受波信号保持部
１０８３ 整相加算部
１０８３ａｏ サブ整相加算部
１０８３１ａｏ 遅延処理部
１０８３２ａｏ サブ加算部
１０８４ 主加算部
１０８４Ｂ ２次整相加算部
１０８５Ａ、１０８５Ｂ 対象観測点特定部
１０９ 変位検出部
１１０、１１０Ａ 弾性率算出部
１１０１ 伝播解析部
１１０２ 合成部
１１０３Ａ シーケンス統合部
１１１ データ格納部
１１２ 制御部
１１３ 表示制御部
１１４ 表示部
１５０、１５０Ａ 超音波信号処理回路
１０００、１０００Ａ 超音波診断システム
Claims (6)
- 複数の振動子が列設されたプローブが接続可能に構成された超音波診断装置であって、
検出波を照射する領域中に特定点を設定し、複数の振動子にプッシュ波パルスを供給することにより、前記複数の振動子に前記特定点に対応する被検体中の特定部位に集束するプッシュ波を送信させるプッシュ波パルス送信部と、
前記プッシュ波の送信に続き、前記複数の振動子に検出波パルスを供給して前記複数の振動子に被検体に向けて検出波を複数回送信させる検出波パルス送信部と、
前記複数回の検出波の各々に対応して、前記複数の振動子において受波された被検体からの反射波に基づき、被検体中において検出波が到達する範囲に対応する検出波照射領域内の複数の観測点について音響線信号を生成し、これらの信号を集約して音響線信号フレームデータを時系列に生成し、当該音響線信号フレームデータのシーケンスを生成する受信ビームフォーマ部と、
前記音響線信号フレームデータのシーケンスに基づき、前記複数の観測点について弾性率フレームデータを算出する弾性率算出部とを備え、
前記受信ビームフォーマ部は、前記複数の振動子からなる振動子列を列方向に分割した複数の部分振動子列の各々について、前記検出波照射領域における前記各部分振動子列の被検体深さ方向に位置する複数の観測点についてその部分振動子列に含まれる振動子各々が被検体から受波した反射波に基づく受波信号列を整相加算することにより音響線信号を生成して、前記複数の部分振動子列の各々に対応する音響線信号サブフレームデータを生成する複数のサブ整相加算部と、
生成された複数の前記音響線信号サブフレームデータを観測点の位置を基準に加算して前記音響線信号フレームデータを生成する主加算部とを有し、
前記弾性率算出部は、前記音響線信号フレームデータのシーケンスから、前記検出波照射領域内の複数の観測点について前記プッシュ波の音響放射圧により生じた組織の変位を検出して前記複数回の検出波パルスの各々に対応する時間軸上の複数時点におけるせん断波の波面位置を表した波面フレームデータのシーケンスを生成し、複数の前記波面フレームデータ間の波面位置の変化量と時間間隔とに基づき前記弾性率フレームデータを算出する
超音波診断装置。 - 前記検出波パルス送信部は、前記複数の振動子に位相が等しい検出波パルスを供給する
請求項１に記載の超音波診断装置。 - さらに、操作入力を受付ける操作入力部と、
前記操作入力に基づき前記検出波照射領域内に、被検体内の解析対象範囲を表す関心領域を前記振動子列を基準に設定する関心領域設定部と、
前記検出波照射領域内の複数の観測点のうち、前記関心領域内に存在し、かつ評価対象となる対象観測点を選択する対象観測点選択部とを備え、
前記プッシュ波パルス送信部は、前記関心領域の位置に基づき前記特定点を設定し、
前記対象観測点選択部は、前記関心領域と前記特定点の位置とに基づき前記対象観測点を選択し、
前記サブ整相加算部は、前記複数の部分振動子列の各々について、前記検出波照射領域における前記各部分振動子列の被検体深さ方向に位置する前記対象観測点について前記音響線信号を生成して、前記音響線信号サブフレームデータを生成する
請求項１に記載の超音波診断装置。 - 前記プッシュ波パルス送信部は、前記検出波照射領域中の異なる位置に前記特定点を複数設定して、各々の前記特定点に対応する被検体中の特定部位に集束するプッシュ波を順次送信させ、
前記検出波パルス送信部は、前記複数の振動子に、各々の前記プッシュ波の送信に続き、前記検出波を複数回送信させ、
前記受信ビームフォーマ部は、各々の前記プッシュ波の送信に対応して前記音響線信号フレームデータのシーケンスを生成し、
前記弾性率算出部は、各々の前記プッシュ波の送信に対応して前記合成弾性率フレームデータを算出し、さらに、算出した複数の合成弾性率フレームデータを対象観測点の位置を基準に加算して統合弾性率フレームデータを生成する
請求項３に記載の超音波診断装置。 - 複数の振動子が列設されたプローブを用いる超音波信号処理方法であって、
検出波の送信の前に、検出波を照射する領域中に特定点を設定し、前記複数の振動子にプッシュ波パルスを供給することにより、前記複数の振動子に前記特定点に対応する被検体中の特定部位に集束するプッシュ波を送信させ、
前記プッシュ波の送信に続き、前記複数の振動子に検出波パルスを供給して前記複数の振動子に被検体に向けて検出波を複数回送信させ、
前記複数回の検出波の各々に対応して、前記複数の振動子において受波された被検体からの反射波に基づき、被検体中において検出波が到達する範囲に対応する検出波照射領域内の複数の観測点について音響線信号を生成し、これらの信号を集約して音響線信号フレームデータを時系列に生成して、当該音響線信号フレームデータのシーケンスを生成し、
前記音響線信号フレームデータのシーケンスに基づき、前記複数の観測点について弾性率フレームデータを算出し、
前記音響線信号フレームデータの生成では、前記複数の振動子からなる振動子列を列方向に分割した複数の部分振動子列の各々について、前記検出波照射領域における前記各部分振動子列の被検体深さ方向に位置する複数の観測点について、その部分振動子列に含まれる振動子各々が被検体から受波した反射波に基づく受波信号列を整相加算することにより音響線信号を生成して、前記複数の部分振動子列の各々に対応する音響線信号サブフレームデータを生成し、
生成された複数の前記音響線信号サブフレームデータを観測点の位置を基準に加算して前記音響線信号フレームデータを生成し、
前記弾性率フレームデータを算出では、前記音響線信号フレームデータのシーケンスから、前記検出波照射領域内の複数の観測点について前記プッシュ波の音響放射圧により生じた組織の変位を検出して前記複数回の検出波パルスの各々に対応する時間軸上の複数時点におけるせん断波の波面位置を表した波面フレームデータのシーケンスを生成し、複数の前記波面フレームデータ間の波面位置の変化量と時間間隔とに基づき前記弾性率フレームデータを算出する
超音波信号処理方法。 - 前記検出波パルスの供給では、前記複数の振動子に位相が等しい検出波パルスを供給する
請求項５に記載の超音波信号処理方法。
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