JP6741012B2 - 超音波診断装置、及び超音波信号処理方法 - Google Patents
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Description
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サブシーケンスの概要を示す概略図である。図1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。
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。
プローブ101は、例えば一次元方向(以下、「振動子配列方向」とする)に配列された複数の振動子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被検体の皮膚表面に当接させた状態で、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、「反射超音波」とする)を受信し、複数の振動子によりこれら反射超音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。
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。
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。
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。
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。
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からなる振動子列の位置を基準に設定してもよい。例えば、関心領域roiは、振動子101aの上記振動子列を含む仮想的な平面内の一部領域を示す情報であってもよい。
プッシュパルス発生部104は、制御部112から関心領域roiを示す情報を入力し、被検体中の関心領域roi内の所定位置に超音波ビームが集束する送信焦点Fを設定し、複数の振動子101aにプッシュパルスを送信させる。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。
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、被検体中の関心領域roi外の位置にある送信焦点Fに超音波ビームが集束し、超音波ビームが関心領域roiを通過するよう送信焦点Fを設定し、複数の振動子101aに検出波パルスを送信させる。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、検出波パルスの送信焦点Fの位置と検出波パルスを送信させる振動子列(以後、「検出波パルス送信振動子列Tx」とする)を、以下に示すように決定する。
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パルス送信振動子列Px又は検出波パルス送信振動子列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。
駆動信号発生部1061は、プッシュパルス発生部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、プッシュパルス送信振動子列Px又は検出波パルス送信振動子列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。
遅延プロファイル生成部1062では、プッシュパルス発生部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、プッシュパルス送信振動子列Px又は検出波パルス送信振動子列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tpl(lは、1から検出波パルス送信振動子の数までの自然数)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。
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tplとに基づき、プローブ101に存する複数の振動子101a中、プッシュパルス送信振動子列Px又は検出波パルス送信振動子列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送信信号sclを供給する送信処理を行う回路である。プッシュパルス送信振動子列Px又は検出波パルス送信振動子列Txは、マルチプレクサ部107によって選択される。
受信ビームフォーマ部108は、複数回の検出波パルス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検出波に基づき、関心領域roi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dsi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、検出波パルスを送信した後、プローブ101で受信した反射超音波に基づき、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。なお、「音響線信号」とは、整相加算処理がされたあとのある観測点に対する受波信号である。
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において反射超音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rf(RF信号)とは、送信信号sclの送信に基づいて各振動子にて受信された反射超音波から変換された電気信号をA/D変換したデジタル信号であり、受波信号rfは各振動子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。
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、各受信振動子に対する受波信号rf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。
整相加算部1083では、送信イベントに同期して関心領域roi内の観測点Pijから、検出波パルス送受信振動子列Rxに含まれる受信振動子Rplが受信した受波信号rfに遅延処理を施した後、全ての受信振動子Rplについて加算して音響線信号dsを生成する回路である。検出波パルス受信振動子列Rx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受信振動子Rplから構成されており、SWSサブシーケンスごとに制御部112からの指示に基づき整相加算部1083とマルチプレクサ部107によって選択される。本例では、検出波パルス受信振動子列Rxとして、SWSサブシーケンス内の対応する各送信イベントにおける検出波パルス送信振動子列Txを構成する振動子を少なくとも全て含む振動子列が選択される構成とした。
遅延処理部10831は、検出波パルス送受信振動子列Rx内の受信振動子Rplに対する受波信号(受波信号列)から、観測点Pijと受信振動子Rpl各々との間の距離の差を音速値で除した受信振動子Rpl各々への反射超音波の到達時間差(遅延量)により補償して、観測点Pijからの反射超音波に基づく受信振動子Rplに対応する受信信号として同定する回路である。
先ず、遅延処理部10831は、送信イベントに対応して、検出波パルス発生部105から取得した、検出波パルス送信振動子列Txに含まれる振動子及び送信焦点Fの位置を示す情報と、関心領域設定部103から取得した関心領域roiの位置を示す情報とに基づき、1回の送信イベントに対し関心領域roi内に存在する観測点Pijについて、送信された超音波が被検体中の観測点Pijに到達するまでの送信経路を算出し、これを音速で除して送信時間を算出する。
次に、遅延処理部10831は、送信イベントに対応して、さらに、データ格納部111から取得した検出波パルス送受信振動子列Rxの位置を示す情報に基づき、1回の送信イベントに対し関心領域roi内に存在する観測点Pijについて、送信された超音波が観測点Pijで反射され検出波パルス送受信振動子列Rxの受信振動子Rplに到達するまでの受信経路を算出し、音速で除して受信時間を算出する。
次に、遅延処理部10831は、送信時間と受信時間とから検出波パルス送受信振動子列Rx内の受信振動子Rplへの総伝播時間を算出し、当該総伝播時間に基づいて、受信振動子Rplに対する受波信号の列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を経由して受信振動子Rplへ到達するまでの総伝播時間を算出し、受信振動子Rplに対する総伝播時間の差異により、受信振動子Rpl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10831は、検出波パルス送受信振動子列Rx内の受信振動子Rplに対する受波信号の列から、受信振動子Rplに対する遅延量に相当する受波信号(遅延量を差引いた時間に対応する受波信号)を、観測点Pijからの反射超音波に基づく受信振動子Rplに対応する受信信号として同定する。
加算部10832は、遅延処理部10831から出力される受信振動子Rplに対応して同定された受信信号を入力として、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を生成する回路である。
変位検出部109は、音響線信号フレームデータdsiのシーケンスから、関心領域roi内の組織の変位を検出する回路である。
弾性率算出部110は、伝播解析部1101、合成部1102、サブシーケンス合成部1103とから構成される。
伝播解析部1101は、SWSサブシーケンスごとに、変位量フレームデータptiのシーケンスから、複数回の検出波パルス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wfiのシーケンスを生成し、複数の波面フレームデータwfi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、関心領域roi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。
合成部1102は、SWSサブ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eliのシーケンスを合成して、SWSサブ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、SWSサブシーケンス合成弾性率フレームデータemkを算出する。
サブシーケンス合成部1103は、SWSシーケンスに含まれる、SWSサブシーケンスに対する複数フレームに係る、せん断波の伝播速度、又は、SWSサブシーケンス合成弾性率フレームデータemk弾性率を合成して、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、SWSシーケンス合成弾性率フレームデータelmを算出する。
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dsiのシーケンス、変位量フレームデータptiのシーケンス、波面フレームデータwfiのシーケンス、弾性率フレームデータeliのシーケンス、サブシーケンス合成弾性率フレームデータemk、シーケンス合成弾性率フレームデータelmを逐次記録する記録媒体である。
以上の構成からなる超音波診断装置100のSWSシーケンスの動作について説明する。
図8は、超音波診断装置100における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100による組織の弾性率計測は、プッシュパルスpp送信に基づく1回のせん断波励起に伴うSWSサブシーケンスを複数含むSWSシーケンスから構成される。図8に示すように、実施の形態1では、SWSシーケンスは、n回のSWSサブシーケンスから構成されている。
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。
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。
点位置fx1が採用される。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と一致し、プッシュパルス送信振動子列Pxは複数の振動子101a全部としている。
図9に戻って説明を続ける。
ステップS151では、変位検出部109は、各送信イベントにおける関心領域roi内の観測点pijの変位を検出する。
ステップS152では、伝播解析部1101は、各送信イベントにおける関心領域roi内の観測点pijの変位量フレームデータptiから波面を検出する。
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。
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13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。
v(xt、yt)=m/Δt=√{(xt+Δt−xt)2+(yt+Δt−yt)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、yt)=K × v(xt、yt)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を終了する。
図9に戻って説明を続ける。伝播解析部1101は、生成した弾性率フレームデータeli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S153)。規定されている全ての送信イベントについてステップS151〜S153の処理が完了したか否かを判定し(ステップS154)、完了していない場合にはステップS151に戻り、次の検出波パルスの送信イベントについて処理を行い、完了している場合にはステップS155に進む。
ステップS150における、受信ビームフォーミングによる音響線信号フレームデータdsiの生成処理の詳細について、説明する。
次に、ステップS15007における、観測点Pijについて音響線信号を生成処理の動作について説明する。図15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。図16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説明するための模式図である。
1.検出波パルス送受信より得られる音響線信号の音圧について
超音波診断装置100に係る検出波パルス送受信より生成される音響線信号の音圧について評価を行った。
以上、説明したように本実施の形態1に係る超音波診断装置100によれば、被検体中に特定部位を設定し、複数の振動子101aにプッシュパルスppを送信させるプッシュパルス発生部104と、プッシュパルスppに続き、被検体中の関心領域roi外に集束し関心領域roiを通過する検出波パルスpwiを複数回送信させる検出波パルス発生部105と、複数回の検出波パルスpwiの各々に対応して関心領域roi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dsiのシーケンスから関心領域roi内の組織の変位を検出する変位検出部109と、せん断波の波面位置を表した波面フレームデータwfiのシーケンスを生成し、これに基づき関心領域roi内のせん断波の伝播速度、又は、弾性率のフレームデータemkを算出する弾性率算出部110とを備えた構成を採る。
実施の形態1に係る超音波診断装置100では、図4に示すように、検出波パルス発生部105は、検出波パルス送信振動子列Tx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を関心領域roiの列方向中心位置と一致させ、深さ方向送信焦点位置fz1を超音波ビームが関心領域roi全体を通過するように設定し、複数の振動子101aに検出波パルスを送信させる構成とした。また、図8に示すように、SWSシーケンスを構成する全てのSWSサブシーケンス(1〜n)において、送信焦点Fの位置及び検出波パルス送信振動子列Txは変化しない構成とした。
超音波診断装置100Aでは、検出波パルス発生部105において発生する検出波パルスの構成が実施の形態1の構成と相違するため、超音波診断装置100Aに係る検出波パルスの構成について説明する。検出波パルス以外の構成については、超音波診断装置100と同じであり説明は省略する。
超音波診断装置100AのSWSシーケンスの動作について説明する。
以上、説明したように、実施の形態2に係る超音波診断装置100Aでは、関心領域roi内のプッシュパルスpp集束部位の近傍のみに検出波パルスpwiの送受信を行い、サブシーケンスごとに関心領域roiの一部領域について弾性率emkを算出する。そのため、関心領域roi内のプッシュパルスpp集束部位近傍のみについて検出波パルスpwi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。
実施の形態1に係る超音波診断装置100では、図4に示すように、検出波パルス発生部105は、送信焦点Fの位置のうち、深さ方向送信焦点位置は超音波ビームが関心領域roi外であって関心領域roiよりも深い位置にある送信焦点Fにて集束し、かつ、深さ方向送信焦点位置は超音波ビームが関心領域roi全体を通過するような深さfz1とした。
超音波診断装置100Bでは、検出波パルス発生部105において発生する検出波パルスの構成が実施の形態1の構成と相違するため、超音波診断装置100Bに係る検出波パルスの構成について説明する。検出波パルス以外の構成については、超音波診断装置100と同じであり説明は省略する。
超音波診断装置100BのSWSシーケンスの動作について説明する。超音波診断装置100Bでは、図9に示した実施の形態1に係る超音波診断装置100の超音波弾性率算出の動作のうち、検出波パルス発生部105による検出波パルス発生の動作(ステップS110)が超音波診断装置100の動作と相違するため、超音波診断装置100Bに係る検出波パルス発生の動作について説明する。検出波パルス発生以外の動作については、超音波診断装置100と同じであり説明は省略する。
回の検出波パルスの送受信で算出することができる関心領域roiの最大面積であり、フレームレート重視や弾性率の精度重視等の各種動作モードによる制約条件と制御部112等の処理能力に応じて定まる。
以上、説明したように、実施の形態3に係る超音波診断装置100Bでは、深さ方向送信焦点位置は超音波ビームが関心領域roiよりも深い位置にある送信焦点Fにて集束しするような深さfz1と、音波ビームが関心領域roiよりも浅い位置にある送信焦点Fにて集束するような深さfz3とを適応的に選択する構成とした。
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。
Programmable Gate Array)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。
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ており、前記プローブに被検体内の特定部位に集束するプッシュパルスを送信させ、当該プッシュパルスの音響放射圧により生じたせん断波の伝播速度を検出する超音波診断装置であって、超音波信号処理回路を有し、前記超音波信号処理回路は、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被検体内の解析対象範囲を表す関心領域を設定する関心領域設定部と、被検体中に前記特定部位を設定し、前記複数の振動子に前記プッシュパルスを送信させるプッシュパルス発生部と、前記プッシュパルスに続き、前記複数の振動子の一部又は全部に被検体中の前記関心領域外に集束し当該関心領域を通過する検出波パルスを複数回送信させる検出波パルス発生部と、前記複数回の検出波パルスの各々に対応して前記複数の振動子において時系列に受信された被検体組織からの反射検出波に基づき、前記関心領域内の複数の観測点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から、前記関心領域内の組織の変位を検出し、前記複数回の検出波パルス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、前記関心領域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弾性率算出部とを備えたことを特徴とする。
離としたとき、前記整相加算部は、前記関心領域が前記ビーム中心よりも被検体深さ方向において深い場合には、前記第1距離と前記第2距離との和を音速で除して前記送信時間
を算出し、前記関心領域が前記ビーム中心よりも被検体深さ方向において浅い場合には、前記第1距離から前記第2距離を減じた差を音速で除して前記送信時間を算出する構成で
あってもよい。
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。
101 プローブ
101a 超音波振動子
102 操作入力部
103 関心領域設定部
104 プッシュパルス発生部
105 検出波パルス発生部
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 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
10831 遅延処理部
10832 加算部
109 変位検出部
110 弾性率算出部
1101 伝播解析部
1102 合成部
1103 サブシーケンス合成部
111 データ格納部
112 制御部
113 表示制御部
114 表示部
150 超音波信号処理回路
Claims (18)
- 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ており、前記プローブに被検体内の特定部位に集束するプッシュパルスを送信させ、当該プッシュパルスの音響放射圧により生じたせん断波の伝播速度を検出する超音波診断装置であって、
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被検体内の解析対象範囲を表す関心領域を設定する関心領域設定部と、
被検体中に前記特定部位を設定し、前記複数の振動子に前記プッシュパルスを送信させるプッシュパルス発生部と、
前記プッシュパルスに続き、前記複数の振動子の一部又は全部に被検体中の前記関心領域外に集束し当該関心領域を通過する検出波パルスを複数回送信させる検出波パルス発生部と、
前記複数回の検出波パルスの各々に対応して前記複数の振動子において時系列に受信された被検体組織からの反射検出波に基づき、前記関心領域内の複数の観測点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から、前記関心領域内の組織の変位を検出し、前記複数回の検出波パルス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、前記関心領域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弾性率算出部とを備え、
前記検出波パルス発生部は、被検体中の前記関心領域の深さ、前記関心領域の列方向の大きさ、及び前記検出波パルスを送信する送信振動子の数に基づくパラメータが所定の閾値以下である場合には、被検体中の前記関心領域より超音波送信方向において深い位置で集束するよう検出波パルスを送信させ、閾値より大きい場合には被検体中の前記関心領域より超音波送信方向において浅い位置で集束するよう検出波パルスを送信させる
超音波診断装置。 - 前記検出波パルス発生部は、被検体中の前記関心領域より超音波送信方向において深い位置で集束するよう検出波パルスを送信させる
請求項1に記載の超音波処理装置。 - 前記検出波パルス発生部は、被検体中の前記関心領域より超音波送信方向において浅い位置で集束するよう検出波パルスを送信させる
請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記検出波パルス発生部は、超音波ビームが関心領域全体を通過するように前記検出波パルスを送信する送信振動子と、被検体中において前記検出波パルスを集束させる深さとを決定する
請求項1から3の何れか1項に記載の超音波診断装置。 - 前記関心領域は、前記送信振動子の列の両端部と被検体中の前記検出波パルスが集束する深さにおけるビーム中心とを各々結ぶ2直線に挟まれた範囲内に存在する
請求項4に記載の超音波診断装置。 - 前記検出波パルス発生部は、超音波ビームが関心領域内の一部領域を通過するように前記検出波パルスを送信する送信振動子と、被検体中において前記検出波パルスを集束させる深さとを決定する
請求項1から3の何れか1項に記載の超音波診断装置。 - 前記検出波パルス発生部は、被検体中の前記関心領域の深さ及び前記関心領域の列方向の大きさに基づき、前記検出波パルスを送信する送信振動子と、被検体中において前記検出波パルスを集束させる深さとを決定する
請求項1から6の何れか1項に記載の超音波診断装置。 - 前記プッシュパルス発生部は、被検体中の前記関心領域内の異なる位置に複数の前記特定部位を設定し、各特定部位に集束する複数回の前記プッシュパルスを送信させ、
前記検出波パルス発生部は、前記複数のプッシュパルスの各々に続き、前記検出波パルスを複数回送信させ、
前記受信ビームフォーマ部は、前記複数のプッシュパルスの各々に続いて送信される前記複数回の検出波パルスの各々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複数生成し、
弾性率算出部は、前記複数の音響線信号フレームデータのシーケンスから、前記複数のプッシュパルスの各々に対応して前記関心領域内の複数の観測点に対するせん断波の伝播速度又は弾性率のフレームデータを複数算出し、さらに、算出した複数の伝播速度又は弾性率のフレームデータを前記観測点の位置を指標として加算することにより、前記関心領域内の複数の観測点に対するせん断波の合成伝播速度又は合成弾性率のフレームデータを算出する
請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記検出波パルスの送信振動子の列中心と前記関心領域の前記列方向の中心とは合致する
請求項1から9の何れか1項に記載の超音波診断装置。 - 前記プッシュパルス発生部は、被検体中の前記関心領域内の複数の異なる位置に前記特定部位を設定し、各特定部位に集束する複数回の前記プッシュパルスを送信させ、
前記検出波パルス発生部は、前記複数のプッシュパルスの各々に続き、前記複数の振動子の一部から前記関心領域内の一部領域を通過する検出波パルスを複数回送信させ、
前記受信ビームフォーマ部は、前記複数のプッシュパルスの各々に続いて送信される前記複数回の検出波パルスの各々に対応して、前記関心領域内の一部領域内の複数の観測点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のシーケンスを複数生成し、
前記弾性率算出部は、前記複数の音響線信号フレームデータのシーケンスから、前記複数のプッシュパルスの各々に対応して前記関心領域内の一部領域内の複数の観測点に対するせん断波の伝播速度又は弾性率のフレームデータを複数算出し、さらに、算出した複数のせん断波の伝播速度又は弾性率のフレームデータを前記観測点の位置を指標として加算することにより、前記関心領域内の複数の観測点に対するせん断波の合成伝播速度又は合成弾性率のフレームデータを算出する
請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記プッシュパルスに対応する前記特定部位の列方向位置は、当該プッシュパルスに続く前記検出波パルスの前記送信振動子の列中心と合致する
請求項11に記載の超音波診断装置。 - 受信ビームフォーマ部は、前記複数の振動子において時系列に受信された被検体組織からの反射検出波に基づいて、前記振動子各々に対する受波信号列を生成する入力部と、
前記各観測点から得られた反射等音波に基づく前記受波信号列を整相加算することにより前記関心領域内の複数の観測点についての前記音響線信号を生成する整相加算部とを備えた
請求項1〜12の何れか1項に記載の超音波診断装置。 - 前記整相加算部は、
送信された前記検出波パルスが、前記関心領域内の観測点に到達するまでの送信時間と、
前記観測点からの反射波が前記振動子の各々に到達するまでの受信時間との和から、
送信された超音波が前記観測点で反射され前記複数の振動子の各振動子へ到達するまでの総伝播時間を算出し、当該総伝播時間に基づいて前記各振動子に対する遅延量を算出し、
前記各振動子に対する前記受波信号列から前記各振動子に対する遅延量に相当する受波信号値を同定して前記複数の振動子について加算することにより、前記観測点に対する音響線信号を生成する
請求項13に記載の超音波診断装置。 - 前記検出波パルスを送信する前記複数の振動子の列中心と、被検体中の前記検出波パルスが集束する深さにおけるビーム中心との距離を第1距離、前記ビーム中心と前記関心領域内の観測点との距離を第2距離としたとき、
前記整相加算部は、
前記関心領域が前記ビーム中心よりも被検体深さ方向において深い場合には、前記第1距離と前記第2距離との和を音速で除して前記送信時間を算出し、
前記関心領域が前記ビーム中心よりも被検体深さ方向において浅い場合には、前記第1距離から前記第2距離を減じた差を音速で除して前記送信時間を算出する
請求項14に記載の超音波診断装置。 - 弾性率算出部は、前記複数の音響線信号フレームデータのシーケンスから、前記関心領域内の複数の観測点に対するせん断波の伝播速度又は弾性率のフレームデータのシーケンスを複数算出し、各フレームデータのシーケンスを前記観測点の位置を指標として加算することにより、前記複数のプッシュパルスの各々に対応するせん断波の伝播速度又は弾性率のフレームデータを合成する
請求項9又は11に記載の超音波診断装置。 - さらに、画像を表示する表示部を備え、
前記弾性率算出部は、前記弾性率のフレームデータをマッピングして弾性画像を生成し、
当該弾性画像を表示用の画像に変換して前記表示部に表示させる、
請求項1から16の何れか1項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に被検体内の特定部位に集束するプッシュパルスを送信させ、当該プッシュパルスの音響放射圧により生じたせん断波の伝播速度を検出する超音波信号処理方法であって、
操作入力を受付け、
前記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を設定し、
被検体中に前記特定部位を設定し、前記複数の振動子に前記プッシュパルスを送信させ、
前記プッシュパルスに続き、前記複数の振動子の一部又は全部に被検体中の前記関心領域外に集束し当該関心領域を通過する検出波パルスを複数回送信させ、
前記複数回の検出波パルスの各々に対応して前記複数の振動子において時系列に受信された被検体組織からの反射検出波に基づき、前記関心領域内の複数の観測点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から、前記関心領域内の組織の変位を検出し、前記複数回の検出波パルス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、前記関心領域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し、
前記検出波パルスを複数回送信させる工程では、被検体中の前記関心領域の深さ、前記関心領域の列方向の大きさ、及び前記検出波パルスを送信する送信振動子の数に基づくパラメータが所定の閾値以下である場合には、被検体中の前記関心領域より超音波送信方向において深い位置で集束するよう検出波パルスを送信させ、閾値より大きい場合には被検体中の前記関心領域より超音波送信方向において浅い位置で集束するよう検出波パルスを送信させる
超音波信号処理方法。
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