JP6687336B2 - 超音波診断装置及び制御プログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、超音波診断装置及び制御プログラムに関する。

従来、生体組織の硬さを測定し、測定した硬さの分布を映像化するエラストグラフィー（Elastography）が知られている。エラストグラフィーは、例えば、肝硬変等、病変の進行度に応じて生体組織の硬さが変化する疾患の診断に利用されている。

エラストグラフィーでは、例えば、超音波プローブで体表から生体組織に音響放射力や機械的振動を与えて、せん断波（shear wave）による変位を発生させ、走査断面内の各点における変位を経時的に観測することで、せん断波の伝搬速度を求めて、弾性率を求めることにより、生体組織の硬さを評価する。

特開２０１４−０００２６０号公報

本発明が解決しようとする課題は、硬さに関する物理量を精度良く得ることができる超音波診断装置及び制御プログラムを提供することである。

実施形態の超音波診断装置は、算出部と、取得部と、決定部と、スキャン制御部とを備える。算出部は、被検体に対するプリスキャンにより得られた反射波データに基づく、前記被検体内の生体組織の動きに関する指標を算出する。取得部は、周期性を有する前記被検体の生体信号を取得する。決定部は、前記指標に基づいて、前記プリスキャン中に取得された前記生体信号の１周期における少なくとも１つの時相を特定し、特定した時相と前記プリスキャン後に取得された前記生体信号に基づいて、前記被検体に対する本スキャンのタイミングを決定する。スキャン制御部は、前記決定部により決定されたタイミングで、前記本スキャンを実行させる。前記プリスキャンは、前記生体信号の１周期分のスキャンである。前記決定部は、特定した前記時相と前記プリスキャン後に取得された前記生体信号に基づいて、前記被検体の関心領域を分割した複数の領域のそれぞれについての前記本スキャンが、同一の前記時相で実行されるように、前記複数の領域のそれぞれについての前記本スキャンのタイミングを決定する。前記スキャン制御部は、前記決定部により決定されたタイミングで、前記領域ごとに、前記本スキャンを実行させる。前記決定部は、特定した時相と前記プリスキャン中に取得された前記生体信号が特徴的な変化を示した時相の時相差を前記プリスキャン中に算出し、前記プリスキャン後に取得された前記生体信号が前記特徴的な変化と略同一の変化を示した時相から、前記時相差が経過したタイミングを、前記本スキャンのタイミングとして決定する。

図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。 図２Ａは、１心拍内で、関心領域が分割された複数の分割領域のそれぞれにおいて、プッシュパルスが送信され、トラッキングパルスが送受信されて硬さに関する物理量が計測される場合の一例を説明するための図である。 図２Ｂは、１心拍内で、関心領域が分割された複数の分割領域のそれぞれにおいて、プッシュパルスが送信され、トラッキングパルスが送受信されて硬さに関する物理量が計測される場合の一例を説明するための図である。 図３は、コンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。 図４は、プリスキャン及び本スキャンの一例を説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係る硬さ画像生成処理の一例を説明するためのフローチャートである。 図６は、第１の実施形態に係る第１の変形例の一例について説明するための図である。 図７は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。 図８は、第２の実施形態に係る超音波診断装置が実行する処理の一例を説明するための図である。 図９は、第２の実施形態に係る超音波診断装置が実行する処理の一例を説明するための図である。 図１０は、第２の実施形態に係る硬さ画像生成処理の一例を説明するためのフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、超音波診断装置及び制御プログラムの各実施形態を詳細に説明する。なお、各実施形態は、適宜組み合わせることができる。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１と、モニタ２と、入力装置３と、装置本体１０とを有する。また、装置本体１０は、生体信号計測装置４と接続される。

超音波プローブ１は、複数の振動子（例えば、圧電振動子）を有し、これら複数の振動子は、後述する装置本体１０が有する送信部１１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１が有する複数の振動子は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号（反射波信号）に変換する。また、超音波プローブ１は、振動子に設けられる整合層と、振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。

超音波プローブ１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波として超音波プローブ１が有する複数の振動子にて受信される。受信される反射波により発生する反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。

超音波プローブ１として、各種の超音波プローブを用いることができる。例えば、超音波プローブ１として、複数の圧電振動子が一列で配置された１次元超音波プローブを用いることができる。また、超音波プローブ１として、一列に配置された複数の圧電振動子が機械的に揺動される１次元超音波プローブを用いてもよい。更に、超音波プローブ１として、複数の圧電振動子が格子状に２次元で配置された２次元超音波プローブを用いてもよい。

モニタ２は、超音波診断装置の操作者が入力装置３を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１０において生成された超音波画像データ等を表示したりする。モニタ２は、表示部の一例である。

入力装置３は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック等を有し、超音波診断装置の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１０に対して受け付けた各種設定要求を転送する。

生体信号計測装置４は、被検体Ｐの周期性を有する生体信号を取得する。生体信号計測装置４は、被検体Ｐの生体信号を逐次取得し、装置本体１０に送信する。本実施形態における生体信号計測装置４は、心電計であり、被検体Ｐの生体信号として、被検体Ｐの心電信号を取得する。なお、生体信号は、時系列に評価した場合に周期性を確認でき、特定の時相を抽出できるものであれば良く、心電信号以外の例としては、脈波信号や心音信号等が挙げられる。本実施形態では、生体信号計測装置４が装置本体１０と別体である場合について説明するが、別体でなくとも良い。生体信号計測装置４は、取得部の一例である。

装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した反射波により発生する反射波信号に基づいて超音波画像データを生成する装置である。装置本体１０は、図１に示すように、送信部１１と、受信部１２と、信号処理部１３と、画像生成部１４と、画像メモリ１５と、内部記憶部１６と、制御部１７とを有する。

送信部１１は、超音波送信における送信指向性を制御する送信回路である。具体的には、送信部１１は、レートパルサ発生器、送信遅延部、送信パルサ等を有し、超音波プローブ１に駆動信号を供給する。レートパルサ発生器は、所定のレート周波数（ＰＲＦ：Pulse Repetition Frequency）で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。レートパルスは、送信遅延部を通ることで異なる送信遅延時間を有した状態で送信パルサへ電圧を印加する。すなわち、送信遅延部は、超音波プローブ１から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な振動子ごとの送信遅延時間を、レートパルサ発生器が発生する各レートパルスに対し与える。送信パルサは、かかるレートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。送信方向或いは送信遅延時間は、後述する内部記憶部１６に記憶されており、送信部１１は、内部記憶部１６を参照して、送信指向性を制御する。

駆動パルスは、送信パルサからケーブルを介して超音波プローブ１内の振動子まで伝達した後に、振動子において電気信号から機械的振動に変換される。この機械的振動は、生体内部で超音波として送信される。振動子ごとに異なる送信遅延時間を持った超音波は、収束されて、所定方向に伝搬していく。送信遅延部は、各レートパルスに対し与える送信遅延時間を変化させることで、振動子面からの送信方向を任意に調整する。送信部１１は、超音波ビームの送信に用いる振動子の数及び位置（送信開口）と、送信開口を構成する各振動子の位置に応じた送信遅延間とを制御することで、送信指向性を与える。例えば、送信部１１の送信遅延回路は、送信遅延時間をパルサ回路が発生する各レートパルスに対し与えることで、超音波送信の深さ方向における集束点（送信フォーカス）の位置を制御する。

なお、送信部１１は、後述する制御部１７の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、または、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。

超音波プローブ１が送信した超音波の反射波は、超音波プローブ１内部の振動子まで到達した後、振動子において、機械的振動から電気的信号（反射波信号）に変換され、受信部１２に入力される。

受信部１２は、超音波受信における受信指向性を制御する受信回路である。具体的には、受信部１２は、プリアンプ、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換部、受信遅延部及び加算部等を有し、超音波プローブ１から受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。プリアンプは、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換部は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換し、受信遅延部は、受信指向性を決定するのに必要な受信遅延時間をチャンネルごとに与える。加算部は、受信遅延時間が与えられた反射波信号（デジタル信号）を加算して、反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。受信方向或いは受信遅延時間は、後述する内部記憶部１６に記憶されており、受信部１２は、内部記憶部１６を参照して、受信指向性を制御する。なお、第１の実施形態に係る受信部１２は、並列同時受信を行なうことも可能である。

信号処理部１３は、受信部１２が反射波信号から生成した反射波データに対して各種の信号処理を行うプロセッサである。信号処理部１３は、受信部１２から受信した反射波データに対して、対数増幅、包絡線検波処理等を行って、サンプル点ごとの信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。

また、信号処理部１３は、受信部１２から受信した反射波データより、移動体のドプラ効果に基づく動き情報を、走査領域内の各サンプル点で抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。具体的には、信号処理部１３は、移動体の動き情報として、平均速度（average velocity）、分散値、パワー値等を各サンプル点で抽出したドプラデータを生成する。ここで、移動体とは、例えば、血流や、心壁等の組織、造影剤である。

ここで、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、生体組織の硬さを測定し、測定した硬さの分布を映像化するエラストグラフィーを実行可能な装置である。例えば、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、音響放射力を与えて生体組織に変位を発生させることで、エラストグラフィーを実行する。

すなわち、第１の実施形態に係る送信部１１は、音響放射力で生じるせん断波により変位を発生させるためのプッシュパルス（変位発生用バースト波）を超音波プローブ１から送信させる。そして、第１の実施形態に係る送信部１１は、プッシュパルスにより発生する変位を観測するためのトラッキングパルス（観測用パルス）を、走査領域内の複数の走査線それぞれで超音波プローブ１から複数回送信させる。トラッキングパルスは、プッシュパルスにより発生したせん断波の伝播速度を、走査領域内の各サンプル点で観測するために送信される。通常、トラッキングパルスは、走査領域内の各走査線に対して、複数回送信される。受信部１２は、走査領域内の各走査線で送信されたトラッキングパルスの反射波信号から、反射波データを生成する。

そして、信号処理部１３は、走査領域内の各走査線で複数回送信されたトラッキングパルスの反射波データを解析して走査領域の硬さの分布を示す硬さ分布情報を算出する。例えば、信号処理部１３は、プッシュパルスによって発生したせん断波の伝搬速度を各サンプル点で測定することで、走査領域の硬さ分布情報を生成する。

例えば、信号処理部１３は、トラッキングパルスの反射波データを周波数解析する。これにより、信号処理部１３は、各走査線の複数のサンプル点それぞれで、動き情報（組織ドプラデータ）を複数時相に渡って生成する。そして、信号処理部１３は、各走査線の複数のサンプル点それぞれで得られた複数時相の組織ドプラデータの速度成分を時間積分する。これにより、信号処理部１３は、各走査線の複数のサンプル点それぞれの変位を複数時相に渡って算出する。続いて、信号処理部１３は、各サンプル点で変位が最大となる時間を求める。そして、信号処理部１３は、各サンプル点で最大変位が得られた時間を、各サンプル点におけるせん断波の到達時間として取得する。続いて、信号処理部１３は、各サンプル点におけるせん断波の到達時間の空間的微分を行うことで、各サンプル点でのせん断波の伝搬速度を算出する。以下、「せん断波の伝播速度」を、「せん断速度（shear wave speed）」と記載する。

そして、信号処理部１３は、せん断速度をカラーコード化し、対応するサンプル点にマッピングすることで、硬さ分布情報を生成する。硬い組織ではせん断速度が大きく、柔らかい組織ではせん断速度が小さくなる。すなわち、せん断速度が大きくなるほど、組織の硬さ（弾性率）を示す値も大きくなる。なお、上記のせん断速度は、信号処理部１３が、各サンプル点で変位が最大となる時間に基づくのではなく、隣接する走査線における組織の変位の相互相関により検出することで算出する場合であっても良い。

なお、信号処理部１３は、せん断速度から、ヤング率又はせん断弾性率を算出し、算出したヤング率又はせん断弾性率により硬さ分布情報を生成しても良い。変位、せん断速度、ヤング率及びせん断弾性率は、いずれも生体組織の硬さに関する物理量である。なお、変位、せん断速度などは、生体組織の動きに関する物理量でもある。

ここで、１回のプッシュパルスの送信で発生するせん断波は、伝播とともに、減衰する。広い領域に渡ってせん断速度を観測しようとした場合、ある特定の一つの走査線において送信されたプッシュパルスにより発生したせん断波は、伝播に伴い減衰し、プッシュパルスの送信位置から十分離れると、やがて観測不可能となる。

かかる場合、プッシュパルスを方位方向における複数の位置において送信する必要がある。例えば、関心領域（Region Of Interest（ROI））は、方位方向に沿って複数の領域に分割される。送信部１１は、各領域（以下、分割領域と表記）においてトラッキングパルスを送受信する前に、それぞれ異なった走査線位置においてプッシュパルスを送信し、せん断波を発生させる。この際、典型的には、プッシュパルスの送信位置は、各分割領域の近傍に設定される。同時並列受信数が少数に限定されている場合、送信部１１は、プッシュパルスを送信した後に、ある分割領域の各走査線でトラッキングパルスを複数回送信する処理を、方位方向に沿って複数の分割領域それぞれで順次実行する。例えば、送信部１１は、複数の分割領域それぞれで、プッシュパルスを送信した後に、トラッキングパルスを送受信する。

画像生成部１４は、信号処理部１３が生成したデータから超音波画像データを生成するプロセッサである。画像生成部１４は、信号処理部１３が生成したＢモードデータから反射波の強度を輝度で表したＢモード画像データを生成する。また、画像生成部１４は、信号処理部１３が生成したドプラデータから移動体情報を表すドプラ画像データを生成する。ドプラ画像データは、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。

また、画像生成部１４は、信号処理部１３によって生成された硬さ分布情報から、生体組織の硬さがカラー表示された硬さ画像データを生成する。例えば、画像生成部１４は、走査領域内の各点におけるせん断速度に応じた画素値を各点に割り当てたせん断速度画像データ（shear wave speed image data）を、硬さ画像データとして生成する。

ここで、画像生成部１４は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用の超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成部１４は、超音波プローブ１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行うことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成部１４は、スキャンコンバート以外に種々の画像処理として、例えば、スキャンコンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理（平滑化処理）や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理（エッジ強調処理）等を行う。また、画像生成部１４は、超音波画像データに、付帯情報（種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等）を合成する。

すなわち、Ｂモードデータ、ドプラデータ及び硬さ分布情報は、スキャンコンバート処理前の超音波画像データであり、画像生成部１４が生成するデータは、スキャンコンバート処理後の表示用の超音波画像データである。

画像メモリ１５は、画像生成部１４が生成した表示用の画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ１５は、信号処理部１３が生成したデータを記憶することも可能である。画像メモリ１５が記憶するＢモードデータやドプラデータ、硬さ分布情報は、例えば、診断の後に操作者が呼び出すことが可能となっており、画像生成部１４を経由して表示用の超音波画像データとなる。

内部記憶部１６は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行うための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶するメモリである。また、内部記憶部１６は、必要に応じて、画像メモリ１５が記憶する画像データの保管等にも使用される。また、内部記憶部１６が記憶するデータは、図示しないインタフェース部を介して、外部装置へ転送することができる。

制御部１７は、超音波診断装置の処理全体を制御する。具体的には、制御部１７は、入力装置３を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部１６から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送信部１１、受信部１２、信号処理部１３、画像生成部１４の処理を制御する。また、制御部１７は、画像メモリ１５が記憶する表示用の超音波画像データをモニタ２にて表示するように制御する。

なお、装置本体１０に内蔵される送信部１１及び受信部１２等は、プロセッサ（ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、集積回路等）のハードウェアにより構成されることもあるが、ソフトウェア的にモジュール化されたプログラムにより構成される場合もある。

以上、第１の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、以下に説明する各種の処理を行って、生体組織の硬さに関する物理量を精度良く測定する。

ここで、あるＲ波から次のＲ波までの１心拍内で、関心領域が分割された複数の分割領域のそれぞれにおいて、プッシュパルスが送信され、トラッキングパルスが送受信されて、硬さに関する物理量が計測される場合について説明する。図２Ａ及び図２Ｂは、１心拍内で、関心領域が分割された複数の分割領域のそれぞれにおいて、プッシュパルスが送信され、トラッキングパルスが送受信されて硬さに関する物理量が計測される場合の一例を説明するための図である。

図２Ａの例は、被検体の心電信号の心電波形と、被検体の心臓の拍動を示す心臓の所定の部分の変位量と、関心領域が分割された複数の分割領域のそれぞれにおいてプッシュパルスが送信され、トラッキングパルスが送受信されるタイミングとの関係の一例を示す。また、図２Ｂの例は、複数（ｎ個；ｎは２以上の整数）の分割領域２１ａ〜２１ｎに分割された関心領域２１の一例を示す。

ここで、複数の分割領域２１ａ〜２１ｎのそれぞれにおいて、プッシュパルスが送信され、トラッキングパルスが送受信されて硬さに関する物理量が計測される。図２Ａの例において示されるブロック２０ａ〜２０ｎのそれぞれは、分割領域２１ａ〜２１ｎのそれぞれにおいて送信されるプッシュパルス及びトラッキングパルスの組を表す。ブロック２０ａ〜２０ｎのそれぞれの横幅は、分割領域２１ａ〜２１ｎのそれぞれにおいて、プッシュパルス及びトラッキングパルスが送信される時間（送信時間）を示す。例えば、ブロック２０ａの横幅は、分割領域２１ａにおけるプッシュパルス及びトラッキングパルスの送信時間を示す。他のブロック２０ｂ〜２０ｎについても同様である。すなわち、ブロック２０ｋ（ｋ＝ａ，ｂ，・・・，ｎ）の横幅は、分割領域２１ｋにおいてプッシュパルス及びトラッキングパルスの送信時間を示す。図２Ａの例に示すブロック２０の横幅は、ブロック２０ａ〜２０ｎのそれぞれのプッシュパルス及びトラッキングパルスの送信時間の合計を示す。

ここで、分割領域２０ａにおいてプッシュパルス及びトラッキングパルスを送信した時相と、分割領域２０ｎにおいてプッシュパルス及びトラッキングパルスを送信した時相とでは、異なってしまう。このため、複数の分割領域２０ａ〜２０ｎのそれぞれにおいて計測された物理量に基づいて生成された硬さ分布情報の精度は良くない場合がある。

そこで、本実施形態に係る超音波診断装置は、複数の分割領域のそれぞれにおいて、同一の時相で、プッシュパルス及びトラッキングパルスを送信して硬さに関する物理量を測定する。これにより、硬さに関する物理量を精度良く得ることができる。

図１に戻り、制御部１７は、スキャン制御部１７１と、算出部１７２と、決定部１７３とを備える。ここで、制御部１７のハードウェアとしては、コンピュータが挙げられる。このようなコンピュータのハードウェア構成について説明する。図３は、コンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。図３の例に示すように、コンピュータ２２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２２ａと、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２ｂと、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）２２ｃと、ＲＡＭ（Random Access Memory）２２ｄとを有する。ＣＰＵ２２ａと、ＲＯＭ２２ｂと、ＨＤＤ２２ｃと、ＲＡＭ２２ｄとは、バスを介して接続されている。ＲＯＭ２２ｂには、ＯＳ（Operating System）などの基本プログラムが記憶されている。また、ＨＤＤ２２ｃには、制御プログラム２２ｅが予め記憶される。

そして、ＣＰＵ２２ａは、制御プログラム２２ｅをＨＤＤ２２ｃから読み出して実行する。このとき、ＣＰＵ２２ａは、処理に用いられる各種のデータをＲＡＭ２２ｄに一時的に格納して、制御プログラム２２ｅを実行する。このように、ＣＰＵ２２ａが制御プログラム２２ｅを実行することにより、制御部１７には、仮想的に、スキャン制御部１７１と、算出部１７２と、決定部１７３とが実現される。

スキャン制御部１７１は、プリスキャン及び本スキャンを実行させる。なお、本実施形態におけるスキャンは、例えば、複数回の収束波の送受信によって１フレーム分の反射波データを取得すること、及び、１回の平面波の送受信によって１フレーム分の反射波データを取得することを含む、広義的なものである。図４は、プリスキャン及び本スキャンの一例を説明するための図である。

図４の例には、生体信号計測装置４により取得された被検体Ｐの心電信号の心電波形と、プッシュパルス及びトラッキングパルスの送信タイミングと、被検体Ｐの心臓の拍動を示す変位との関係が示されている。

図４の例では、１つ目の心拍から６つ目の心拍までの心電波形が示されている。ここでは、プリスキャンが行われる心拍を１つ目の心拍として考える。そして、図４の例では、スキャン制御部１７１は、１つ目の心拍でプリスキャンを実行し、プリスキャンで得られた結果を用いて２つ目の心拍〜６つ目の心拍のそれぞれで本スキャンを実行するように、送信部１１、受信部１２、信号処理部１３及び画像生成部１４の処理を制御する。

例えば、スキャン制御部１７１は、１つ目の心拍において、関心領域２５内の所定の箇所に対して、図４の例に示すように、全体に亘って連続的に並んだ複数のブロック２３のそれぞれの横幅が示す送信時間の間、トラッキングパルスが超音波プローブ１から送信されるように送信部１１を制御する。なお、１つのブロック２３では、例えば、複数のトラッキングパルスが送信される。１つのブロック２３の横幅は、複数のトラッキングパルスの送信時間を示す。また、スキャン制御部１７１は、１つ目の心拍において、トラッキングパルスが送信された関心領域内の所定の箇所の反射波データを生成するように、受信部１２を制御する。なお、スキャン制御部１７１は、１つ目の心拍において、トラッキングパルスが送信された関心領域内の複数の箇所の反射波データを生成するように、受信部１２を制御してもよい。このように、スキャン制御部１７１は、１つ目の心拍において、トラッキングパルスを送信して反射波データを生成するプリスキャンを実行させる。すなわち、プリスキャンは、トラッキングパルスの送受信を含む。なお、トラッキングパルスの受信とは、トラッキングパルスの反射波の受信を指す。また、プリスキャンは、複数回連続して実行されるスキャンである。

算出部１７２は、被検体Ｐに対するプリスキャンにより得られた反射波データに基づく、被検体Ｐ内の生体組織の動きに関する指標を算出する。ここで、生体組織の動きに関する指標は、生体組織の変位や速度などが含まれる。

例えば、図４の例に示すように、算出部１７２は、プリスキャンにより得られた反射波データから、１つ目の心拍における被検体Ｐの心臓の拍動を示す変位２４を算出する。例えば、算出部１７２は、反射波データを周波数解析し、動き情報（組織ドプラデータ）を生成し、組織ドプラデータの速度成分を時間積分して、１つ目の心拍における被検体Ｐの心臓の拍動を示す変位２４を算出する。なお、算出部１７２は、超音波画像同士のスペックルトラッキングにより変位などの生体組織の動きに関する指標を算出してもよい。また、算出部１７２は、変位までを算出せずに、組織ドプラデータの速度成分までを算出してもよい。また、図４の例では、２つ目の心拍〜６つ目の心拍において、破線で、心臓の拍動を示す変位が示されているが、破線で示される変位は、算出部１７２により算出されたものではなく、２つ目の心拍〜６つ目の心拍においても、１つ目の心拍において算出した変位２４が周期的に繰り返されることを示しているだけのものである。

決定部１７３は、１つ目の心拍において、算出部１７２により算出された１つ目の心拍における変位２４に基づいて、プリスキャン中に生体信号計測装置４により取得された被検体Ｐの心電信号の１周期における少なくとも１つの時相を特定する。ここで、決定部１７３は、例えば、所定期間の心臓の拍動の変位の変化量が所定の閾値以下となる時相７０を特定する。そして、決定部１７３は、特定した時相７０と、プリスキャン中に取得された心電信号が特徴的な変化を示した時相との時相差を算出する。ここでいう特徴的な変化を示した時相とは、例えば、Ｔ波に対応する変化を示した時相を指す。すなわち、決定部１７３は、Ｔ波から、時相７０までの時間を算出する。なお、上述した所定期間とは、例えば、２つ目の心拍〜６つ目の心拍のそれぞれにおけるプッシュパルス及びトラッキングパルスの送信時間よりも長い期間を指す。

スキャン制御部１７１によるプリスキャンを実行させる上述の処理、算出部１７２による変位を算出する上述の処理、及び、決定部１７３による時相７０を特定し、時相差を算出する上述の処理の各処理は、例えば、図４の例に示す１つ目の心拍において行われるか、又は、２つ目の心拍の開始直後までに行われる。

そして、２つ目の心拍において、決定部１７３は、特定した時相７０と、生体信号計測装置４により取得された被検体Ｐの２つ目の心拍における心電信号とに基づいて、被検体Ｐに対する本スキャンのタイミングを決定する。より具体的には、決定部１７３は、１つ目の心拍において算出した時相差と、プリスキャン後である２つ目の心拍において生体信号計測装置４により取得された心電信号が上述の特徴的な変化と略同一の変化を示した時相とに基づいて、被検体Ｐに対する本スキャンのタイミングを決定する。なお、ここでいう略同一の変化を示した時相は、Ｔ波に対応する変化を示した時相に相当する。ここで、１つ目の心拍において算出した時相差が時間Ｘである場合について説明する。この場合には、決定部１７３は、２つ目の心拍において、心電波形が示すＴ波から時間Ｘが経過したタイミングを、本スキャンを行うタイミングとして決定する。

そして、スキャン制御部１７１は、決定部１７３により決定されたタイミングで、図４の例に示す関心領域２５の分割領域２５ａの近傍に、超音波プローブ１からのプッシュパルスの送信が開始されるように、送信部１１を制御する。また、２つ目の心拍において、スキャン制御部１７１は、プッシュパルスの送信が終了した直後に、分割領域２５ａに、超音波プローブ１からトラッキングパルスが送信されるように、送信部１１を制御する。なお、図４の例に示すブロック７１ａは、２つ目の心拍におけるプッシュパルス及びトラッキングパルスの組を示し、ブロック７１ａの横幅は、２つ目の心拍におけるプッシュパルス及びトラッキングパルスの送信時間を示す。また、２つ目の心拍において、スキャン制御部１７１は、トラッキングパルスが送信された分割領域２５ａの反射波データを生成するように、受信部１２を制御する。このように、スキャン制御部１７１は、２つ目の心拍において、Ｔ波から時間Ｘが経過したタイミングで、プッシュパルス及びトラッキングパルスの送信を開始して分割領域２５ａの反射波データを生成する本スキャンを実行させる。すなわち、スキャン制御部１７１は、２つ目の心拍において、所定期間の心臓の拍動の変位の変化量が所定の閾値以下となる時相において、本スキャンを実行させる。これにより、心臓の動きが小さいタイミングで本スキャンを実行させることができる。

そして、決定部１７３は、３つ目の心拍〜６つ目の心拍のそれぞれにおいても、同様に、心電波形が示すＴ波から時間Ｘが経過したタイミングを、本スキャンを行うタイミングとして決定する。また、スキャン制御部１７１も、３つ目の心拍〜６つ目の心拍のそれぞれにおいて、同様に、決定部１７３により決定されたタイミングで、プッシュパルス及びトラッキングパルスの送信を開始して分割領域２５ｂ〜２５ｅのそれぞれの反射波データを生成する本スキャンを実行させる。なお、図４の例に示すブロック７１ｂ〜７１ｅのそれぞれは、３つ目の心拍〜６つ目の心拍のそれぞれにおけるプッシュパルス及びトラッキングパルスの組を示し、ブロック７１ｂ〜７１ｅのそれぞれの横幅は、３つ目の心拍〜６つ目の心拍のそれぞれにおけるプッシュパルス及びトラッキングパルスの送信時間を示す。すなわち、本スキャンは、プッシュパルスの送信及びトラッキングパルスの送受信を含む。

ここで、本実施形態において、２つ目の心拍〜６つ目の心拍の各本スキャンにおいて得られる反射波データは、同一のタイミングで撮影されたデータ、すなわち、同一の時相で撮影されたデータである。また、２つ目の心拍〜６つ目の心拍の各本スキャンにおいて得られる反射波データは、被検体Ｐの拍動を示す変位の変化が少ないタイミング、すなわち、いわゆる拍動による動きが安定しているタイミングで撮影されたデータである。

そして、スキャン制御部１７１は、２つ目の心拍〜６つ目の心拍の各本スキャンにおいて反射波データが得られると、２つ目の心拍の本スキャンにおいて得られた反射波データに基づいて、分割領域２５ａの硬さ分布情報を生成するように信号処理部１３を制御する。同様に、スキャン制御部１７１は、３つ目の心拍〜６つ目の心拍の各本スキャンにおいて得られた反射波データのそれぞれに基づいて、分割領域２５ｂ〜２５ｅのそれぞれの硬さ分布情報を生成するように信号処理部１３を制御する。

そして、スキャン制御部１７１は、分割領域２５ａの硬さ分布情報に基づいて硬さ画像データを生成するように画像生成部１４を制御する。同様に、スキャン制御部１７１は、分割領域２５ｂ〜２５ｅのそれぞれの硬さ分布情報に基づいて硬さ画像データを生成するように画像生成部１４を制御する。

そして、スキャン制御部１７１は、分割領域２５ａ〜２５ｅのそれぞれの硬さ画像データを合成するように、画像生成部１４を制御する。これにより、関心領域２５の１枚の硬さ画像を示す硬さ画像データが生成される。

そして、スキャン制御部１７１は、生成された硬さ画像データが示す関心領域２５の硬さ画像をモニタ２に表示させる。

上述したように、本実施形態に係る超音波診断装置は、２つ目の心拍〜６つ目の心拍において、拍動による動きが安定しているタイミングで得られた精度の高い反射波データに基づいて、分割領域２５ａ〜２５ｅのそれぞれの硬さ分布情報を生成する。従って、本実施形態に係る超音波診断装置によれば、硬さに関する物理量を精度よく得ることができる。

図５は、第１の実施形態に係る硬さ画像生成処理の一例を説明するためのフローチャートである。この硬さ画像生成処理は、硬さ画像を生成するための硬さ画像生成モードを開始させる開始指示を操作者から受け付けた場合に実行される。なお、硬さ画像生成モードとは、例えば、硬さ画像を生成するためのモードである。図５に示すように、スキャン制御部１７１は、関心領域を設定するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）（ＲＯＩ設定用ＧＵＩ）をモニタ２に表示させる（ステップＳ１０１）。これにより、モニタ２は、例えば、超音波プローブ１により走査されたＢモード画像上に、硬さ画像を生成する領域を指定する関心領域を表示する。この関心領域の大きさや位置は、プリセットされており、スキャン制御部１７１は、操作者から関心領域の大きさや位置を変更する指示を受け付けて、受け付けた指示に応じて関心領域の大きさや位置を変更する。

そして、スキャン制御部１７１は、関心領域が決定されたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。例えば、スキャン制御部１７１は、操作者から関心領域を決定する指示を受け付けたか否かに応じて、関心領域が決定されたか否かを判定する。ここで、関心領域が決定されない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、スキャン制御部１７１は、再び、ステップＳ１０２の判定を行う。

一方、関心領域が決定された場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、スキャン制御部１７１は、決定された関心領域を複数の分割領域に分割し、各分割領域に対応するプッシュパルスの送信位置を算出し、心電波形が示す、ある１つの心拍（１つ目の心拍（開始心拍とも称される））において、プリスキャンを実行するように送信部１１及び受信部１２を制御する（ステップＳ１０３）。

そして、算出部１７２は、プリスキャンにより得られた反射波データから、１つ目の心拍における被検体Ｐの心臓の拍動を示す変位を算出する（ステップＳ１０４）。

そして、決定部１７３は、算出された１つ目の心拍における変位に基づいて、所定期間の心臓の拍動の変位の変化量が所定の閾値以下となる時相を特定する（ステップＳ１０５）。

そして、決定部１７３は、特定した時相と、プリスキャン中に取得された心電信号が特徴的な変化を示した時相（Ｔ波に対応する変化を示した時相）との時相差を算出する（ステップＳ１０６）。

そして、決定部１７３は、複数の分割領域のうち、未選択の分割領域（後述のステップＳ１０８で選択されていない分割領域）があるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。

未選択の分割領域がある場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、スキャン制御部１７１は、未選択の分割領域を１つ選択する（ステップＳ１０８）。そして、決定部１７３は、Ｔ波から時間Ｘが経過したタイミングを、本スキャンを行うタイミングとして決定する（ステップＳ１０９）。そして、スキャン制御部１７１は、決定部１７３により決定された本スキャンのタイミングで、ステップＳ１０８で選択した分割領域において本スキャンを実行させ（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０７に戻る。例えば、ステップＳ１１０では、スキャン制御部１７１は、心電波形が示すＴ波から時間Ｘが経過したタイミングで、選択した分割領域の近傍に、超音波プローブ１からのプッシュパルスの送信が開始されるように、送信部１１を制御する。また、ステップＳ１１０では、スキャン制御部１７１は、プッシュパルスの送信が終了した直後に、分割領域に、超音波プローブ１からトラッキングパルスが送信されるように、送信部１１を制御する。また、ステップＳ１１０では、スキャン制御部１７１は、トラッキングパルスが送信された分割領域の反射波データを生成するように、受信部１２を制御する。

一方、未選択の分割領域がない場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、スキャン制御部１７１は、複数の分割領域のそれぞれの本スキャンにおいて得られた反射波データのそれぞれに基づいて、複数の分割領域のそれぞれの硬さ分布情報を生成するように信号処理部１３を制御した後に、信号処理部１３により生成された複数の分割領域のそれぞれの硬さ分布情報に基づいて硬さ画像データを生成するように画像生成部１４を制御する（ステップＳ１１１）。

そして、スキャン制御部１７１は、複数の分割領域のそれぞれの硬さ画像データを合成することで、関心領域の１枚の硬さ画像を示す硬さ画像データを生成するように画像生成部１４を制御する（ステップＳ１１２）。そして、スキャン制御部１７１は、生成した硬さ画像データが示す硬さ画像をモニタ２に表示させ（ステップＳ１１３）、硬さ画像生成処理を終了する。なお、ステップＳ１１３において、スキャン制御部１７１は、被検体Ｐの生体組織の関心領域の計測値（硬さ、せん断波速度、変位など）をモニタ２に表示させてもよい。

以上、第１の実施形態に係る超音波診断装置について説明した。第１の実施形態に係る超音波診断装置によれば、上述したように、硬さに関する物理量を精度良く得ることができる。

（第１の実施形態に係る第１の変形例）
なお、上述の第１の実施形態では、算出部１７２が、プリスキャンが行われる心拍においてのみ、関心領域の生体組織の動きに関する指標として変位や速度を算出する場合について例示したが、これに限定されない。例えば、算出部１７２が、本スキャンが行われる心拍においても、トラッキングパルスの反射波データに基づいて、分割領域の生体組織の変位や速度を算出してもよい。そして、この場合に、スキャン制御部１７１は、本スキャンで算出された変位や速度が、所定の範囲外となった分割領域については、再度、この分割領域での本スキャンを実行させてもよい。そこで、このような実施形態を、第１の実施形態に係る第１の変形例として説明する。

図６は、第１の実施形態に係る第１の変形例の一例について説明するための図である。図６の例に示すように、スキャン制御部１７１は、３つ目の心拍において、算出部１７２が算出した分割領域２５ｂの生体組織の変位が、所定の範囲外である場合には、４つ目の心拍において、再度、この分割領域２５ｂでの本スキャンを実行させる。ここで、所定の範囲とは、例えば、プリスキャンにおいて算出部１７２により算出された同一の時相の変位をαとし、所定値をβとすると、（α−β）以上、かつ、（α＋β）以下の範囲である。もしくは、変位を示すグラフの傾きが略０となる範囲である。

これにより、所定の範囲外となる指標が算出されるような、被検体Ｐの心臓の拍動の変位に大きな変化が発生した際の本スキャンにより得られた分割領域の生体組織の硬さに関する物理量については、無効となるので、精度が良好でない硬さに関する物理量を用いることなく、硬さ画像を生成することができる。すなわち、硬さ画像の精度の低下を抑制することができる。

また、算出部１７２が算出した分割領域の生体組織の変位が、所定の範囲外である場合が、所定の回数（例えば、４つの心拍数に対応する４回）連続した場合には、スキャン制御部１７１は、算出した分割領域の生体組織の変位が所定の範囲外である場合が所定の回数連続した旨のメッセージをモニタ２に表示させる。なお、このような場合には、スキャン制御部１７１は、自動的に、上述した予備撮像を再度実行するように、送信部１１及び受信部１２を制御してもよい。

（第１の実施形態に係る第２の変形例）
また、第１の実施形態では、心電信号の１周期において１回の本スキャンが実行される場合について説明したが、心電信号の１周期において、複数回（例えば２回）の本スキャンが実行されてもよい。これにより、本スキャン全体に要する時間を短縮することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、説明を省略する場合がある。

図７は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。図７に示すように、第２の実施形態に係る超音波診断装置が第１の実施形態に係る超音波診断装置と異なる点は、制御部１７が、図１に示す第１の実施形態に係るスキャン制御部１７１、算出部１７２及び決定部１７３に代えて、第１のスキャン制御部１７４、測定部１７５、第２のスキャン制御部１７６及び補正部１７７を有する点である。なお、本実施形態では、以下、プリスキャン及び本スキャンが収縮期で行われる場合について例示するが、プリスキャン及び本スキャンが拡張期で行ってもよい。

第１のスキャン制御部１７４は、プリスキャンを実行させる。図８及び図９は、第２の実施形態に係る超音波診断装置が実行する処理の一例を説明するための図である。

図８の例に示すように、第１のスキャン制御部１７４は、１つ目の心拍において、本スキャンにおいてトラッキングパルスが送信されるＲ波からのタイミングと同じ又は略同じタイミングでトラッキングパルスが超音波プローブ１から送信されるように、送信部１１を制御する。ここで、第２の実施形態に係る本スキャンでは、２つ目の心拍において、分割領域ごとに、リファレンスパルス、プッシュパルス及びトラッキングパルスが送信されることが、分割領域の個数分だけ繰り返される。このような分割領域ごとの各種のパルスの送信は、２つ目の心拍の開始のＲ波のタイミングで開始される。ここで、図８の例に示すように、分割領域ごとのリファレンスパルス、プッシュパルス及びトラッキングパルスの組をブロック３２で表す。すなわち、図８の例に示すように、本スキャンでは、分割領域の個数分だけ、ブロック３２が繰り返される。１つのブロック３２の横幅は、分割領域ごとのリファレンスパルス、プッシュパルス及びトラッキングパルスの送信時間を示す。なお、図８の例に示すブロック３３は、全てのブロック３２に相当する本スキャンにおける全てのリファレンスパルス、プッシュパルス及びトラッキングパルスを表す。ブロック３３の横幅は、本スキャンにおける全てのリファレンスパルス、プッシュパルス及びトラッキングパルスの送信時間を示す。

第１のスキャン制御部１７４は、１つ目の心拍において、この心拍の開始のＲ波から、本スキャンにおけるリファレンスパルス及びプッシュパルスの送信時間が経過したタイミングで、トラッキングパルスが送信されるように、送信部１１を制御する。そして、第１のスキャン制御部１７４は、１回目のトラッキングパルス群の送信が完了してから、更に、上述したリファレンスパルス及びプッシュパルスの送信時間が経過したタイミングで、２回目のトラッキングパルス群の送信が開始されるように、送信部１１を制御する。第１のスキャン制御部１７４は、３回目以降のトラッキングパルス群の送信も同様に行う。すなわち、第１のスキャン制御部１７４は、送信部１１を制御して、上述したような、トラッキングパルスの送信を分割領域の個数分だけ行わせる。

ここで、図８の例に示すように、分割領域ごとに、本スキャンにおけるリファレンスパルス及びプッシュパルスの送信時間分のインターバルの後に送信されるトラッキングパルスをブロック３１で表す。すなわち、図８の例に示すように、プリスキャンでは、分割領域の個数分だけ、ブロック３１が繰り返される。また、１つのブロック３１では、ブロック３１の開始タイミングから、リファレンスパルス及びプッシュパルスの送信時間分のインターバルの後に、トラッキングパルスが複数回（複数本）送信される。１つのブロック３１の横幅は、分割領域ごとの本スキャンにおけるリファレンスパルス及びプッシュパルスの送信時間、及び、トラッキングパルスの送信時間を示す。すなわち、１つのブロック３１の横幅が示す時間と、１つのブロック３２の横幅が示す時間は同じである。なお、図８の例に示すブロック３０は、全てのブロック３１に相当するプリスキャンにおける全てのトラッキングパルスを表す。ブロック３０の横幅は、プリスキャンにおける全ての上述のインターバルと、プリスキャンにおけるトラッキングパルスの送信時間との合計時間を示す。

また、１つ目の心拍において、第１のスキャン制御部１７４は、トラッキングパルスが送信された分割領域ごとに、この分割領域の反射波データを生成するように、受信部１２を制御する。

上述したようにして、第１のスキャン制御部１７４は、１つ目の心拍において、本スキャンにおいてトラッキングパルスが送信されるタイミングと同じタイミングでトラッキングパルスを送信して反射波データを生成するプリスキャンを実行させる。すなわち、第１のスキャン制御部１７４は、被検体Ｐの生体組織に対して、１つ目の心拍に対応する生体信号の周期である第１の周期における所定の時相で、トラッキングパルスを送受信するプリスキャンを実行させる。なお、ここでいう所定の時相は、複数のブロック３１のそれぞれにおいて、ブロック３１の開始タイミングから、リファレンスパルス及びプッシュパルスの送信時間分のインターバルが経過したタイミングに対応する。

次に、測定部１７５は、１つ目の心拍において、プリスキャンにより得られた反射波データに基づいて、分割領域ごとに、被検体Ｐの生体組織の動きに関する物理量として、被検体Ｐの心臓の拍動を示す変位を測定する。

例えば、図９の例に示すように、測定部１７５は、プリスキャンにより得られた反射波データから、１つ目の心拍における被検体Ｐの心臓の拍動を示す変位３４を測定する。例えば、測定部１７５は、反射波データを周波数解析し、動き情報（組織ドプラデータ）を生成し、組織ドプラデータの速度成分を時間積分して、１つ目の心拍における被検体Ｐの心臓の拍動を示す変位３４を測定する。なお、測定部１７５は、変位までを測定せずに、組織ドプラデータの速度成分までを測定してもよい。また、図９の例において、破線で、心臓の拍動を示す変位が示されているが、これは、破線で示されるタイミングにおいて、仮にトラッキングパルスを送信して、変位を測定した場合の測定結果を示す。

次に、第２のスキャン制御部１７６は、２つ目の心拍において、上述の本スキャンを実行させる。例えば、図８の例に示すように、第２のスキャン制御部１７６は、２つ目の心拍の開始のＲ波のタイミングで、分割領域への超音波プローブ１からのリファレンスパルスの送信が開始されるように、送信部１１を制御する。また、第２のスキャン制御部１７６は、リファレンスパルスが送信された分割領域の反射波データを生成するように、受信部１２を制御する。また、第２のスキャン制御部１７６は、リファレンスパルスの送信が終了した直後に、分割領域の近傍に、超音波プローブ１からプッシュパルスが送信されるように、送信部１１を制御する。また、第２のスキャン制御部１７６は、プッシュパルスの送信が終了した直後に、分割領域に超音波プローブ１からトラッキングパルスが送信されるように、送信部１１を制御する。また、第２のスキャン制御部１７６は、トラッキングパルスが送信された分割領域の反射波データを生成するように、受信部１２を制御する。そして、第２のスキャン制御部１７６は、上述したような処理を、分割領域の個数分だけ繰り返し行う。上述したように、第２のスキャン制御部１７６は、２つ目の心拍において、リファレンスパルスを送信して分割領域のリファレンスパルスの反射波データを生成し、プッシュパルス及びトラッキングパルスを送信して分割領域のトラッキングパルスの反射波データを生成する本スキャンを分割領域の個数分だけ実行させる。すなわち、第２のスキャン制御部１７６は、被検体Ｐの生体組織に対して、２つ目の心拍に対応する生体信号の周期である第２の周期において、リファレンスパルスを送受信し、プッシュパルスを送信し、プッシュパルスの送信より後であって、上述した所定の時相と略同一の時相でトラッキングパルスを送受信する本スキャンを実行させる。ここでいう第２の周期は、上述した第１の周期と異なる周期であり、第１の周期よりも時系列において後の周期である。なお、リファレンスパルスの受信とは、リファレンスパルスの反射波の受信を指す。なお、リファレンスパルスの送受信、及び、プッシュパルスの送信は、第１の周期において実行されてもよい。

次に、測定部１７５は、分割領域ごとに、２つ目の心拍の本スキャンにおいて得られたリファレンスパルスの反射波データに基づいて、中間データである分割領域の生体組織の変位を算出し、算出した変位に基づいて、硬さ分布情報を生成する。また、測定部１７５は、分割領域ごとに、２つ目の心拍の本スキャンにおいて得られたトラッキングパルスの反射波データに基づいて、中間データである分割領域の生体組織の変位を算出し、算出した変位に基づいて、硬さ分布情報を生成する。そして、測定部１７５は、分割領域ごとに、トラッキングパルスの反射波データに基づいて生成された硬さ分布情報から、リファレンスパルスの反射波データに基づいて生成された硬さ分布情報を減じて、新たな硬さ分布情報を生成する。そして、第２のスキャン制御部１７６は、全ての分割領域のそれぞれについて、それぞれの新たな硬さ分布情報に基づいて硬さ画像データを生成する。そして、第２のスキャン制御部１７６は、全ての分割領域のそれぞれの硬さ画像データを合成して、関心領域の１枚の硬さ画像を示す硬さ画像データを生成する。そして、第２のスキャン制御部１７６は、生成した硬さ画像データが示す関心領域の硬さ画像をモニタ２に表示させる。

ここで、補正部１７７は、分割領域ごとに、２つ目の心拍の本スキャンにおいて得られたトラッキングパルスの反射波データに基づいて測定部１７５により硬さ分布情報が生成される際に用いられる中間データである分割領域の生体組織の変位を補正する。例えば、中間データである分割領域の生体組織の変位は、プッシュパルスのみによる生体組織の変位であることが好ましいが、中間データである分割領域の生体組織の変位に、被検体Ｐの心臓の拍動の成分（拍動成分）が含まれてしまう場合がある。拍動成分は、変位に比べて、１０倍から１００倍も大きい。そこで、本実施形態に係る補正部１７７は、この拍動成分を、中間データである分割領域の生体組織の変位から除去して、中間データである分割領域の生体組織の変位が、プッシュパルスのみによる生体組織の変位となるように補正する。これにより、硬さ分布情報を精度良く得ることができる。

例えば、図９の例において、複数のブロック３２のうち、時系列において早いほうから３番目のブロック３２に対応するトラッキングパルスの反射波データに基づいて硬さ分布情報が生成される際に用いられる中間データである分割領域の生体組織の変位を補正する場合について説明する。

ここで、時系列において早いほうから３番目のブロック３２に対応するブロック３１（複数のブロック３１のうち、時系列において早いほうから３番目のブロック３１）における拍動成分をｄ_１とする。また、時系列において早いほうから３番目のブロック３２における拍動成分をｄ_２とする。なお、ｄ_１は、時系列において早いほうから３番目のブロック３１に対応するトラッキングパルスの反射波データに基づいて測定部１７５により測定された変位でもある。また、ｄ_２は、時系列において早いほうから３番目のブロック３２に対応するリファレンスパルスの反射波データに基づいて測定部１７５により測定された変位でもある。また、時系列において早いほうから３番目のブロック３１における拍動成分ｄ_１の最大値をＭａｘ（ｄ_１）とする。また、時系列において早いほうから３番目のブロック３２における拍動成分ｄ_２の最大値をＭａｘ（ｄ_２）とする。また、時系列において早いほうから３番目のブロック３２に対応するトラッキングパルスの反射波データに基づいて測定部１７５により測定された変位をｄとする。

ここで、ｄは、プッシュパルスによる変位と、拍動成分を含んでいる変位である。また、ｄ_１は、プッシュパルスによる変位は含まれない拍動成分である。そこで、補正部１７７は、下記の式（１）に従って、中間データである分割領域の生体組織の変位ｄが、プッシュパルスのみにより発生した生体組織の変位ｄ_ｐとなるように補正する。

ｄ_ｐ＝ｄ−Ｍ・ｄ_１・・・（１）

ただし、Ｍ＝Ｍａｘ（ｄ_２）／Ｍａｘ（ｄ_１）である。

このようにして、補正部１７７は、本スキャンにおけるトラッキングパルスの送受信の結果をプリスキャンにおけるトラッキングパルスの送受信の結果で補正する。ここで、プリスキャンにおけるトラッキングパルスの送受信の結果とは、例えば、プリスキャンにおいて被検体Ｐの生体組織に送信したトラッキングパルスの反射波を受信した超音波プローブ１から出力された信号（反射波信号）を用いて算出された生体組織の変位を指す。また、本スキャンにおけるトラッキングパルスの送受信の結果とは、例えば、本スキャンにおいて被検体Ｐの生体組織に送信したトラッキングパルスの反射波を受信した超音波プローブ１から出力された信号（反射波信号）を用いて算出された生体組織の変位を指す。なお、生体組織の変位は、生体組織の動きに関する物理量の一例である。

ここで、測定部１７５は、分割領域ごとに、補正後の変位に基づいて、上述したように、被検体Ｐの生体組織の硬さに関する物理量として硬さ分布情報を生成する。すなわち、測定部１７５は、補正部１７７による補正結果に基づいて、硬さ分布情報を生成する。

図１０は、第２の実施形態に係る硬さ画像生成処理の一例を説明するためのフローチャートである。この硬さ画像生成処理は、第１の実施形態と同様に、硬さ画像を生成するための硬さ画像生成モードを開始させる開始指示を操作者から受け付けた場合に実行される。図１０に示すように、第１のスキャン制御部１７４は、第１の実施形態におけるステップＳ１０１と同様に、ＲＯＩ設定用ＧＵＩをモニタ２に表示させる（ステップＳ２０１）。

そして、第１のスキャン制御部１７４は、第１の実施形態におけるステップＳ１０２と同様に、関心領域が決定されたか否かを判定する（ステップＳ２０２）。ここで、関心領域が決定されない場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、第１のスキャン制御部１７４は、再び、ステップＳ２０２の判定を行う。

一方、関心領域が決定された場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、第１のスキャン制御部１７４は、決定された関心領域を複数の分割領域に分割し、各分割領域に対応するプッシュパルスの送信位置を算出し、心電波形が示す、ある１つの心拍（１つ目の心拍）において、ブロック３１ごとに、ブロック３１の開始タイミングから、リファレンスパルス及びプッシュパルスの送信時間が経過したタイミングで、トラッキングパルスを送信して、分割領域の反射波データを生成するプリスキャンを実行するように送信部１１及び受信部１２を制御する（ステップＳ２０３）。

そして、測定部１７５は、１つ目の心拍において、プリスキャンにより得られた反射波データに基づいて、分割領域ごとに、被検体Ｐの生体組織の変位を測定する（ステップＳ２０４）。

そして、第２のスキャン制御部１７６は、複数の分割領域のうち、未選択の分割領域（後述のステップＳ２０６で選択されていない分割領域）があるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。

未選択の分割領域がある場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、第２のスキャン制御部１７６は、未選択の分割領域を１つ選択する（ステップＳ２０６）。そして、第２のスキャン制御部１７６は、２つ目の心拍で、ステップＳ２０６で選択した分割領域において本スキャンを実行させる（ステップＳ２０７）。

そして、測定部１７５は、ステップＳ２０６で選択された分割領域について、２つ目の心拍の本スキャンにおいて得られたリファレンスパルスの反射波データに基づいて、硬さ分布情報を生成する（ステップＳ２０８）。また、測定部１７５は、２つ目の心拍の本スキャンにおいて得られたトラッキングパルスの反射波データに基づいて、ステップＳ２０６で選択された分割領域の生体組織の変位を測定する（ステップＳ２０９）。

そして、補正部１７７は、分割領域の生体組織の変位が、プッシュパルスのみによる生体組織の変位となるように補正する（ステップＳ２１０）。そして、測定部１７５は、補正された変位に基づいて、ステップＳ２０６で選択された分割領域の硬さ分布情報を生成する（ステップＳ２１１）。

そして、測定部１７５は、ステップＳ２１１で生成された硬さ分布情報から、ステップＳ２０８で生成された硬さ分布情報を減じて、新たな硬さ分布情報を生成し（ステップＳ２１２）、ステップＳ２０５に戻る。

一方、未選択の分割領域がない場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、第２のスキャン制御部１７６は、複数の分割領域のそれぞれの硬さ分布情報（ステップＳ２１２で生成された硬さ分布情報）に基づいて、複数の分割領域のそれぞれの硬さ画像データを生成するように画像生成部１４を制御する（ステップＳ２１３）。

そして、第２のスキャン制御部１７６は、複数の分割領域のそれぞれの硬さ画像データを合成することで、関心領域の１枚の硬さ画像を示す硬さ画像データを生成するように画像生成部１４を制御する（ステップＳ２１４）。そして、第２のスキャン制御部１７６は、生成した硬さ画像データが示す硬さ画像をモニタ２に表示させ（ステップＳ２１５）、硬さ画像生成処理を終了する。なお、ステップＳ２１５において、第２のスキャン制御部１７６は、被検体Ｐの生体組織の関心領域の計測値（硬さ、せん断波速度、変位など）をモニタ２に表示させてもよい。

以上、第２の実施形態に係る超音波診断装置について説明した。第２の実施形態に係る超音波診断装置によれば、上述したように、硬さに関する物理量を精度よく測定することができる。

（第２の実施形態に係る変形例）
なお、上述の第２の実施形態において、第２のスキャン制御部１７６は、本スキャンで測定部１７５により測定された変位や速度が、所定の範囲外となった分割領域については、再度、この分割領域での本スキャンを実行させてもよい。そこで、このような実施形態を、第２の実施形態に係る変形例として説明する。

例えば、第２のスキャン制御部１７６は、２つ目の心拍において、複数の分割領域のうち、測定部１７５が測定した生体組織の変位が、所定の範囲外となる分割領域が１つ以上ある場合には、２つ目の心拍における全ての分割領域の本スキャンを無効とし、３つ目の心拍において、再度、全ての分割領域での本スキャンを実行させる。ここで、所定の範囲とは、例えば、プリスキャンにおいて測定部１７５により測定された同一の時相の変位をαとし、所定値をβとすると、（α−β）以上、かつ、（α＋β）以下の範囲である。もしくは、変位を示すグラフの傾きが略０となる範囲である。なお、３つ目の心拍以降においても２つ目の心拍と同様の処理を行う。

これにより、所定の範囲外となる物理量が測定されるような、被検体Ｐの心臓の拍動の変位に大きな変化が発生した際の本スキャンにより得られた分割領域の生体組織の硬さに関する物理量については、無効となるので、精度が良好でない硬さに関する物理量を用いることなく、硬さ画像を生成することができる。すなわち、硬さ画像の精度の低下を抑制することができる。

また、複数の分割領域のうち、測定部１７５が測定した生体組織の変位が、所定の範囲外となる分割領域が１つ以上ある場合が、所定の心拍数（例えば、４つの心拍数）連続した場合には、第２のスキャン制御部１７６は、測定した分割領域の生体組織の変位が所定の範囲外である場合が所定の心拍数連続した旨のメッセージをモニタ２に表示させる。なお、このような場合には、第２のスキャン制御部１７６は、自動的に、上述した予備撮像を再度実行するように、送信部１１及び受信部１２を制御してもよい。

以上述べた少なくとも１つの実施形態の超音波診断装置及び制御プログラムによれば、硬さに関する物理量を精度良く得ることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 超音波プローブ
２ モニタ
１７１ スキャン制御部
１７２ 算出部
１７３ 決定部
１７４ 第１のスキャン制御部
１７５ 測定部
１７６ 第２のスキャン制御部
１７７ 補正部

Claims (9)

1. 被検体に対するプリスキャンにより得られた反射波データに基づく、前記被検体内の生体組織の動きに関する指標を算出する算出部と、
   周期性を有する前記被検体の生体信号を取得する取得部と、
   前記指標に基づいて、前記プリスキャン中に取得された前記生体信号の１周期における少なくとも１つの時相を特定し、特定した時相と前記プリスキャン後に取得された前記生体信号に基づいて、前記被検体に対する、前記プリスキャンよりも後に実行される本スキャンのタイミングを決定する決定部と、
   前記決定部により決定されたタイミングで、前記本スキャンを実行させるスキャン制御部と、
   を備え、
   前記プリスキャンは、前記生体信号の１周期分のスキャンであり、
   前記決定部は、特定した前記時相と前記プリスキャン後に取得された前記生体信号に基づいて、前記被検体の関心領域を分割した複数の領域のそれぞれについての前記本スキャンが、同一の前記時相で実行されるように、前記複数の領域のそれぞれについての前記本スキャンのタイミングを決定し、
   前記スキャン制御部は、前記決定部により決定されたタイミングで、前記領域ごとに、前記本スキャンを実行させ、
   前記決定部は、特定した時相と前記プリスキャン中に取得された前記生体信号が特徴的な変化を示した時相の時相差を前記プリスキャン中に算出し、前記プリスキャン後に取得された前記生体信号が前記特徴的な変化と略同一の変化を示した時相から、前記時相差が経過したタイミングを、前記本スキャンのタイミングとして決定する、超音波診断装置。
2. 前記本スキャンは、プッシュパルスの送信及びトラッキングパルスの送受信を含む、請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記プリスキャンは、複数回連続して実行されるスキャンである、請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
4. 前記本スキャンは、複数回連続して実行されるスキャンである、請求項１〜３のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
5. 前記決定部は、所定期間における前記指標の変化量が所定の閾値以内となる時相を特定し、特定した時相と前記プリスキャン後に取得された前記生体信号に基づいて、前記本スキャンのタイミングを決定する、請求項１に記載の超音波診断装置。
6. 前記算出部は、更に、前記複数の領域のそれぞれで実行される前記本スキャンごとに、前記指標を算出し、
   前記スキャン制御部は、前記本スキャンで算出された前記指標が所定の範囲外となった領域については、再度、当該領域での前記本スキャンを実行させる、請求項１に記載の超音波診断装置。
7. 前記スキャン制御部は、前記指標が前記所定の範囲外である場合が、所定の回数連続したときには、当該指標が当該所定の範囲外となった場合が当該所定の回数連続したことを報知するように制御する、請求項６に記載の超音波診断装置。
8. 前記決定部は、特定した前記時相と前記プリスキャン後に取得された前記生体信号に基づいて、前記複数の領域のそれぞれについての前記本スキャンが、前記プリスキャン後に取得された前記生体信号の複数の周期のそれぞれにおいて同一の前記時相で実行されるように、前記複数の領域のそれぞれについての前記本スキャンのタイミングを決定し、
   前記スキャン制御部は、前記決定部により決定されたタイミングで、前記複数の周期のそれぞれにおいて、前記複数の領域のそれぞれについての前記本スキャンを実行させる、請求項１〜７のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
9. 被検体に対するプリスキャンにより得られた反射波データに基づく、前記被検体内の生体組織の動きに関する指標を算出する算出手順と、
   前記指標に基づいて、周期性を有する前記被検体の生体信号を取得する取得部により前記プリスキャン中に取得された前記生体信号の１周期における少なくとも１つの時相を特定し、特定した時相と前記プリスキャン後に取得された前記生体信号に基づいて、前記被検体に対する、前記プリスキャンよりも後に実行される本スキャンのタイミングを決定する決定手順と、
   前記決定手順により決定されたタイミングで、前記本スキャンを実行させるスキャン制御手順と、
   をコンピュータに実行させ、
   前記プリスキャンは、前記生体信号の１周期分のスキャンであり、
   前記決定手順は、特定した前記時相と前記プリスキャン後に取得された前記生体信号に基づいて、前記被検体の関心領域を分割した複数の領域のそれぞれについての前記本スキャンが、同一の前記時相で実行されるように、前記複数の領域のそれぞれについての前記本スキャンのタイミングを決定し、
   前記スキャン制御手順は、前記決定手順により決定されたタイミングで、前記領域ごとに、前記本スキャンを実行させ、
   前記決定手順は、特定した時相と前記プリスキャン中に取得された前記生体信号が特徴的な変化を示した時相の時相差を前記プリスキャン中に算出し、前記プリスキャン後に取得された前記生体信号が前記特徴的な変化と略同一の変化を示した時相から、前記時相差が経過したタイミングを、前記本スキャンのタイミングとして決定する、制御プログラム。

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