JP6939425B2 - 超音波診断装置及び共振情報取得方法 - Google Patents

Description

本発明は、超音波診断装置及び共振情報取得方法に関する。

超音波診断は、超音波探触子を体表から当てるという簡単な操作で心臓の拍動や胎児の動きの様子が超音波画像として得られ、かつ安全性が高いため繰り返して検査を行うことができる。

超音波診断における超音波画像は、送信超音波を被検体に送信し、当該被検体から受信した超音波に応じた電気信号である受信超音波信号として、通常、超音波波長よりも大きい構造物から反射されて得られる反射超音波信号と、超音波波長より小さな構造物によって散乱されて得られる散乱超音波信号と、から生成される。散乱超音波信号は干渉を生じてしまい、到達超音波波形とは異なる形状となるため、直接的にはその形態を反映しなくなるが、この干渉により生じたパターンも含めた形態情報が超音波画像診断の基本情報となっている。

しかしながら、近年、形態情報だけでなくその組織性状情報を得ることが望まれている。組織の弾性率情報を得る方法としては、用手的な加圧などにより組織が変形した際の歪みを利用する方法（特許文献１参照）や音響放射力により組織内に剪断波を生じさせ、その伝搬速度から組織の硬さ情報を得る方法（特許文献２参照）がある。

弾性率とは別の組織情報を示す現象として、腎結石や乳腺石灰化がドプラモードなどで尾引きやモザイク状の瞬きを表示するtwinkling sign（twinkling artifact）が知られている。これはその成因を調査した研究により超音波放射による振動が要因であることがわかっている（非特許文献１参照）が、これを組織性状や定量指標として利用するには至っていない。

超音波と対象物との相互作用により対象物の特性を得る方法としては、送信用、受信用の２つの超音波探触子を用い、通過させる超音波の周波数を掃引して周波数毎の透過性を定量化する超音波スペクトロスコピーという方法が知られている（特許文献３参照）。

超音波探触子から送信された周波数とは大きく異なる周波数の音波を生成する方法としては、２つの異なる周波数を干渉させてうなりを生じさせる方法があり、これを利用して複数の目標からの音波を同時に受信して送受信時間を迅速化する方法に用いられている（特許文献４参照）。

特開２０００−６０８５３号公報 特表２０１４−５０３０６５号公報 特表平１０−５０５４０８号公報 特開２０１５−２０２４００号公報

Journal of Medical Ultrasonics，July 2013，Volume 40，Issue 3，pp 197-203

しかしながら、特許文献１、２の方法では、弾性率、硬さに関する情報は得られるものの、組織の微細構造に起因した情報は得られない。例えば、腫瘍内の分葉構造や肝内微小脈管の消失などの組織構造の違いがあっても、弾性率に充分な差がなければ判別することはできない。

また、非特許文献１では、これを組織性状や定量指標として利用するには至っておらず、その方法の可能性についても述べられていない。

特許文献３を用いた方法は、主に対象物の超音波吸収特性を得るものであり、構造に由来する吸収があったとしても透過法で測定するために経路中のどの位置にあるかを特定することはできない。よってこの手法は工業材料のような均質な対象物に用いることが前提であり、生体などの不均質対象物には不適である。更には用いる超音波の周波数は探触子の周波数帯域内に限定されるという問題がある。

特許文献４による方法では、うなりを利用してはいるが、単に超音波画像生成に用いているのみで、これを組織性状などの情報として定量化することや、干渉領域を制御する送受信方法などについては記載がない。

本発明の課題は、組織構造などに起因する共振挙動を定量化し、新たな組織性状などについての診断情報などを得ることである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の超音波診断装置は、
駆動信号を生成し、駆動信号に応じて複数の振動子のうちの任意の振動子から超音波を送受信する超音波探触子に当該生成した駆動信号を出力する送信部と、
送信中心周波数ｆ及び増減周波数αを用いて、周波数（ｆ＋α）の成分を含む駆動信号と周波数（ｆ−α）の成分を含む駆動信号とを含み、当該周波数（ｆ＋α）の超音波と当該周波数（ｆ−α）の周波数の超音波とを集束するよう同時に送信させる第１の駆動信号を前記送信部に生成させる送信制御部と、
前記超音波探触子から前記第１の駆動信号の超音波に対応する第１の受信信号を取得する受信部と、
前記第１の受信信号から被検体の共振挙動を示す差周波数２αの共振情報を生成する信号処理部と、を備え、
前記送信制御部は、基準信号強度値に対応する周波数（ｆ＋α）の超音波及び周波数（ｆ−α）の超音波を互いに異なる時間に送信させ、又は周波数（ｆ＋α）の超音波若しくは周波数（ｆ−α）の超音波を送信させる第２の駆動信号を前記送信部に生成させ、
前記受信部は、前記超音波探触子から前記第２の駆動信号の超音波に対応する第２の受信信号を取得し、
前記信号処理部は、前記第１の受信信号の信号強度値と前記第２の受信信号の基準信号強度値との差分値を前記差周波数２αの共振情報として算出する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記送信制御部は、周波数（ｆ＋α）の超音波と周波数（ｆ−α）の周波数の超音波とを所定の位置で交差するよう同時に送信させる第１の駆動信号を前記送信部に生成させる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の超音波診断装置において、
前記信号処理部は、前記信号強度値の差分値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、当該判定の結果を共振情報とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の超音波診断装置において、
前記送信制御部は、前記増減周波数αを複数の設定値に変更しつつ前記第１の駆動信号を生成し、
前記信号処理部は、各増減周波数αの前記第１、第２の受信信号から各差周波数２αの信号強度の差分値を示す共振情報を生成する。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の超音波診断装置において、
前記信号処理部は、前記各差周波数２αの信号強度の差分値と、所定の組織の種類に対応して設定された周波数に対する信号強度の差分値を示す指標値基準情報との合致度を前記共振情報として算出する。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の超音波診断装置において、
前記送信制御部は、関心領域の各位置の前記第１の駆動信号を前記送信部に生成させ、
前記信号処理部は、前記関心領域の各位置の前記合致度を示す合致度画像データを前記共振情報として生成する。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の超音波診断装置において、
前記生成された差周波数２αの共振情報を表示部に表示させる表示制御部を備える。

請求項８に記載の発明の共振情報取得方法は、
送信中心周波数ｆ及び増減周波数αを用いて、周波数（ｆ＋α）の成分を含む駆動信号と周波数（ｆ−α）の成分を含む駆動信号とを含み、当該周波数（ｆ＋α）の超音波と当該周波数（ｆ−α）の周波数の超音波とを集束するよう同時に送信させる第１の駆動信号を生成し、駆動信号に応じて複数の振動子のうちの任意の振動子から超音波を送受信する超音波探触子に当該生成した駆動信号を出力する送信制御工程と、
前記超音波探触子から前記第１の駆動信号の超音波に対応する第１の受信信号を取得する受信工程と、
前記第１の受信信号から被検体の共振挙動を示す差周波数２αの共振情報を生成する信号処理工程と、を含み、
前記送信制御工程において、基準信号強度値に対応する周波数（ｆ＋α）の超音波及び周波数（ｆ−α）の超音波を互いに異なる時間に送信させ、又は周波数（ｆ＋α）の超音波若しくは周波数（ｆ−α）の超音波を送信させる第２の駆動信号を生成し、
前記受信工程において、前記超音波探触子から前記第２の駆動信号の超音波に対応する第２の受信信号を取得し、
前記信号処理工程において、前記第１の受信信号の信号強度値と前記第２の受信信号の基準信号強度値との差分値を前記差周波数２αの共振情報として算出する。

本発明によれば、差周波数２αの共振情報により、組織構造などに起因する共振挙動を定量化でき、新たな組織性状などについての診断情報などを得ることができる。

本発明の実施の形態の超音波診断装置の外観図である。 超音波診断装置の機能構成を示すブロック図である。 （ａ）は、超音波を送信する振動子の第１のパターンを示す図である。（ｂ）は、超音波を送信する振動子の第２のパターンを示す図である。 （ａ）は、周波数（ｆ＋α）の超音波送信を示す図である。（ｂ）は、周波数（ｆ−α）の超音波送信を示す図である。（ｃ）は、周波数（ｆ＋α），（ｆ−α）の超音波送信を示す図である。 第１の共振検出処理を示すフローチャートである。 関心領域合致度算出処理を示すフローチャートである。 第２の共振検出処理を示すフローチャートである。 第３の共振検出処理を示すフローチャートである。 ファントムの構成を示す図である。

添付図面を参照して、本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。

図１〜図９を参照して、本実施の形態を説明する。先ず、図１及び図２を参照して、本実施の形態の装置構成を説明する。図１は、本実施の形態の超音波診断装置１００の外観図である。図２は、超音波診断装置１００の機能構成を示すブロック図である。

本実施の形態に係る超音波診断装置１００は、病院などの医療機関で使用され、患者の生体などの被検体を診断する装置である。図１及び図２に示すように、超音波診断装置１００は、超音波診断装置本体１と、超音波探触子２と、を備える。超音波探触子２は、図示しない被検体に対して超音波（送信超音波）を送信するとともに、この被検体で反射した超音波の反射波（反射超音波（散乱超音波を含む））を受信する。超音波診断装置本体１は、超音波探触子２とケーブル３を介して接続され、超音波探触子２に電気信号の駆動信号を送信することによって超音波探触子２に被検体に対して送信超音波を送信させるとともに、超音波探触子２にて受信した被検体内からの反射超音波に応じて超音波探触子２で生成された電気信号である受信信号に基づいて被検体内の内部状態を超音波画像として画像化する。

超音波探触子２は、圧電素子からなる振動子２ａを備えており、この振動子２ａは、例えば、方位方向に一次元アレイ状に複数配列されている。本実施の形態では、例えば、１９２個の振動子２ａを備えた超音波探触子２を用いている。なお、振動子２ａは、二次元アレイ状に配列されたものであってもよい。また、振動子２ａの個数は、任意に設定することができる。また、本実施の形態では、超音波探触子２について、リニア走査方式の電子スキャンプローブを採用したが、電子走査方式あるいは機械走査方式の何れを採用してもよく、また、リニア走査方式、セクター走査方式あるいはコンベックス走査方式の何れの方式を採用することもできる。

また、超音波探触子２は、複数の振動子２ａが一列に配列された超音波送信のための送信開口Ｏ１を有する。超音波探触子２は、制御部１８の制御に従い、送信開口Ｏ１内の任意の位置及び数の振動子２ａを駆動して超音波を出力可能である。

なお、超音波診断装置本体１と超音波探触子２との通信は、ケーブル３を介する有線通信に代えて、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）などの無線通信により行うこととしてもよい。

図２に示すように、超音波診断装置本体１は、例えば、操作入力部１１と、送信部１２と、受信部１３と、音線信号生成部１４と、信号処理部１５と、表示制御部としての画像処理変換部１６と、表示部１７と、制御部１８と、記憶部１９と、を備える。

操作入力部１１は、例えば、診断開始を指示するコマンドや被検体の個人情報などのデータの入力などを行うための各種スイッチ、ボタン、トラックボール、マウス、キーボードなどを備えており、操作信号を制御部１８に出力する。

送信部１２は、制御部１８の制御に従って、超音波探触子２にケーブル３を介して電気信号である駆動信号を供給して超音波探触子２に送信超音波を発生させる回路である。より具体的には、送信部１２は、例えば、クロック発生回路、パルス発生回路、電圧及びデューティー設定部、遅延回路（いずれも図示略）を備える。

クロック発生回路は、駆動信号の送信タイミングや送信周波数を決定するクロック信号を発生させる回路である。パルス発生回路は、所定の周期で駆動信号としてのパルス信号を発生させるための回路である。パルス発生回路は、例えば、５値（＋ＨＶ／＋ＭＶ／０／−ＭＶ／−ＨＶ）の電圧を切り替えて出力することにより、矩形波によるパルス信号を発生させることができる。電圧及びデューティー設定部は、パルス発生回路から出力されるパルス信号の電圧及びデューティー比を設定する。すなわち、パルス発生回路は、デューティー設定部によって設定された電圧及びデューティー比に従ったパルス波形によるパルス信号を出力する。電圧及びデューティー比は、所定の周波数の成分を有する駆動信号となるように設定可能である。遅延回路は、駆動信号の送信タイミングを振動子毎に対応した個別経路毎に遅延時間を設定し、設定された遅延時間だけ駆動信号の送信を遅延させて送信超音波によって構成される送信ビームの集束を行うための回路である。

以上のように構成された送信部１２は、制御部１８の制御に従って、駆動信号を供給する複数の振動子２ａを、超音波の送受信毎に所定数ずらしながら順次切り替え、出力の選択された複数の振動子２ａに対して駆動信号を供給することによりスキャンを行う。

また、送信部１２は、少なくとも、うなりモード、Ｂ（Brightness）モードの駆動信号を生成し、実施態様によって必要に応じ連続波ドプラモードの駆動信号を生成する。うなりモードは、被検体内にうなりを発生させる超音波又はうなり発生時との比較のためうなりを発生させない超音波を送受信するモードである。うなりとは、周波数（振動数）がわずかに異なる２つの波が干渉して、振幅がゆっくり周期的に変わる合成波を生ずる現象をいう。実施態様によって必要に応じて用いられる連続波ドプラモードは、超音波の送信、受信を別々の振動子２ａに分けて機能させ、一方向に連続して超音波を送受信し、受信信号を周波数解析することにより被検体の血流、組織などの動き（速度）を検出するモードである。Ｂモードは、被検体の断層構造を輝度により表したＢモード画像を生成するモードである。

送信部１２は、うなりモードにおいて、うなり生成用の駆動信号として、任意の送信中心周波数ｆ［ＭＨｚ］の送信超音波を生成させる成分を含む駆動信号を生成して出力する。このとき、超音波探触子２は、送信中心周波数ｆの送信超音波が生成されて出力される。本実施の形態では、送信超音波でうなりを発生させるため、送信部１２で、周波数（ｆ＋α）［ＭＨｚ］の成分を含む駆動信号及び周波数（ｆ−α）［ＭＨｚ］の成分を含む駆動信号が生成される。増減周波数α［ｋＨｚ］は、周波数（ｆ＋α），（ｆ−α）の差分の差周波数２αがわずかな値となる周波数である。周波数（ｆ＋α）の送信超音波と、周波数（ｆ−α）の送信超音波とが干渉することにより、差周波数２αの送信超音波の合成波が発生する。この差周波数２αの送信超音波の合成波と、被検体の組織などとの共振を検出することを目的とする。また、送信部１２は、うなりモードにおいて、共振の検出に連続波ドプラではなく、うなりの生成有無によるエコー強度の差を用いる実施態様において、うなりを生成させない駆動信号として、周波数（ｆ＋α）の送信超音波を生成させる成分を含む駆動信号又は周波数（ｆ−α）の送信超音波を生成させる成分を含む駆動信号が生成される。また、うなりを生成させない駆動信号の生成とその送受信は、上述のように周波数（ｆ＋α）と周波数（ｆ−α）の２回行ってうなりの生成を検出する基準信号強度値を得る方法の他に、周波数ｆの駆動信号生成とその送受信の１回のみ行い、基準信号強度値を得る方法でもよい。これらは測定対象部位の減衰特性や必要な検出精度に応じて適宜選択される。

受信部１３は、制御部１８の制御に従って、超音波探触子２からケーブル３を介して電気信号の受信信号を受信する回路である。受信部１３は、例えば、増幅器、Ａ／Ｄ変換回路を備える。増幅器は、受信信号を、振動子２ａ毎に対応した個別経路毎に、予め設定された所定の増幅率で増幅させるための回路である。Ａ／Ｄ変換回路は、増幅された受信信号をアナログ−デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）するための回路である。

音線信号生成部１４は、制御部１８の制御に従って、受信部１３からの受信信号に対して包絡線検波処理や対数増幅などを実施し、音線データを生成する。音線信号生成部１４は、整相加算部１４ａと、包絡線検波部１４ｂとを備える。整相加算部１４ａは、制御部１８の制御に従って、受信部１３でＡ／Ｄ変換された受信信号に対して、振動子２ａ毎に対応した個別経路毎に遅延時間を与えて時相を整え、これらを加算（整相加算）して音線データを生成するための回路である。包絡線検波部１４ｂは、制御部１８の制御に従って、整相加算部１４ａで生成された音線データに対して、包絡線検波処理や対数増幅などを実施する回路である。

信号処理部１５は、制御部１８の制御に従って、音線信号生成部１４からの音線データを信号処理する。信号処理部１５は、うなり共振検知部１５ａと、うなり共振記憶部１５ｂと、うなり共振解析部１５ｃと、Ｂモード画像生成部１５ｄと、を有する。

うなり共振検知部１５ａは、うなりの検出にエコー強度の比較を用いる態様においては、制御部１８の制御に従って、うなりモード時に、音線信号生成部１４からうなり生成用の送信超音波（駆動信号）に対応する音線データの信号強度Ｉを検知し、（当該送信超音波の周波数の）検知した信号強度Ｉをうなり共振記憶部１５ｂに記憶する。具体的には、うなり共振検知部１５ａは、うなりを発生した場合（周波数（ｆ＋α）及び周波数（ｆ−α）の送信超音波を送信した場合）に、うなり発生時の周波数（周波数（ｆ±α）とする）の音線データの信号強度Ｉ（ｆ±α）を検知し、うなりを発生しない場合（周波数（ｆ＋α）又は周波数（ｆ−α）の送信超音波を送信した場合）に、うなりを発生しない周波数の音線データの信号強度Ｉ（ｆ＋α）又はＩ（ｆ−α）を検知する。

また、うなり共振検知部１５ａは、うなりの検出に連続波ドプラを用いる態様においては、制御部１８の制御に従って、連続波ドプラモード時に、音線信号生成部１４から連続波ドプラ用の送信超音波（駆動信号）に対応する音線データを周波数解析して被検体の組織などの速度（ドプラ速度（速度０に対する速度差））を検知する。

うなり共振記憶部１５ｂは、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの半導体メモリーであり、うなり共振検知部１５ａから入力された周波数の信号強度Ｉなどを記憶する。

うなり共振解析部１５ｃは、うなりの検出にエコー強度の比較を用いる態様においては、制御部１８の制御に従って、うなりモード時に、うなり共振記憶部１５ｂに記憶された複数の周波数の信号強度Ｉを読み出して比較演算し、差周波数２αにおける指標値を決定する。より具体的には、うなり共振解析部１５ｃは、音線データの信号強度Ｉ（ｆ＋α）及び信号強度Ｉ（ｆ−α）から演算された基準信号強度値（例えば、２つの信号強度Ｉ（ｆ＋α）及びＩ（ｆ−α）の相加平均値や、２つの信号強度Ｉ（ｆ＋α）及びＩ（ｆ−α）の２点を通る指数関数上の当該２点の間の値）と、信号強度Ｉ（ｆ±α）との差分値を算出して指標値とする。さらに、うなり共振解析部１５ｃは、算出した差周波数２αの指標値がノイズに起因するばらつき閾値以上であるか否かを判定し、指標値がばらつき閾値以上である場合に、差周波数２αにおけるうなりによる差分検出（共振検出）を決定し、指標値がばらつき閾値未満である場合に、差分不検出を決定してその差分検出情報を生成する。

また、うなり共振解析部１５ｃは、うなりの検出に連続波ドプラを用いる態様においては、制御部１８の制御に従って、連続波ドプラモード時に、うなり共振検知部１５ａから入力されるドプラ速度がノイズに起因するばらつき閾値以上であるか否かを判定し、指標値がばらつき閾値以上である場合に、差周波数２αにおけるうなりによる差分検出（共振検出）を決定し、指標値がばらつき閾値未満である場合に、差分不検出を決定してその差分検出情報を生成する。

また、うなり共振解析部１５ｃは、制御部１８の制御に従って、必要に応じてうなり共振検知部１５ａから入力される関心領域Ｘの各位置の指標値の合致度をカラーマッピングして合致度画像データを生成する。

Ｂモード画像生成部１５ｄは、制御部１８の制御に従って、Ｂモード時に、音線信号生成部１４から入力されたＢモードの音線データに、ゲインの調整などを行って輝度変換することにより、Ｂモード画像データを生成する。すなわち、Ｂモード画像データは、受信信号の強さを輝度によって表した超音波画像データである。

画像処理変換部１６は、制御部１８の制御に従って、うなり共振の解析結果に応じた表示情報を生成して表示部１７に表示する。画像処理変換部１６は、表示画像合成部１６ａと、共振指標表示制御部１６ｂと、ＤＳＣ（Digital Scan Converter）１６ｃと、を備える。

表示画像合成部１６ａは、制御部１８の制御に従って、うなり共振解析部１５ｃから入力された合致度画像データと、Ｂモード画像生成部１５ｄから入力されるＢモード画像データと、を合成して合成画像データを生成する。

共振指標表示制御部１６ｂは、制御部１８の制御に従って、うなり共振解析部１５ｃから入力される指標値、指標値の合致度又は指標値若しくはドプラ速度の判定結果を表示部１７に表示させる。ＤＳＣ１６ｃは、制御部１８の制御に従って、表示画像合成部１６ａ、Ｂモード画像生成部１５ｄから入力された超音波画像データ（合致度画像データ、Ｂモード画像データ）に座標変換などの処理を行い表示用の画像信号に変換し、表示部１７に出力する。

表示部１７は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）ディスプレイ、有機ＥＬ（Electronic Luminescence）ディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ及びプラズマディスプレイなどの表示装置が適用可能である。表示部１７は、共振指標表示制御部１６ｂ又はＤＳＣ１６ｃから出力された画像信号に従って表示画面上に超音波画像データなどの情報の表示を行う。

制御部１８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備えて構成され、ＲＯＭに記憶されているシステムプログラムなどの各種処理プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムに従って超音波診断装置１００の各部の動作を集中制御する。ＲＯＭは、半導体などの不揮発メモリーなどにより構成され、超音波診断装置１００に対応するシステムプログラム及び該システムプログラム上で実行可能な各種処理プログラムや、各種データなどを記憶する。これらのプログラムは、コンピューターが読み取り可能なプログラムコードの形態で格納され、ＣＰＵは、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。ＲＡＭは、ＣＰＵにより実行される各種プログラム及びこれらプログラムに係るデータを一時的に記憶するワークエリアを形成する。特に、ＲＯＭには、後述する第１の共振検出処理を実行させるための第１の共振検出プログラム、第２の共振検出処理を実行させるための第２の共振検出プログラム、第３の共振検出処理を実行させるための第３の共振検出プログラムが記憶されているものとする。

記憶部１９は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの大容量記録媒体によって構成されており、超音波画像データや、後述するうなりの指標値及び周波数の２軸の曲線の基準となる組織の種類ごとの曲線パターンを示す指標値基準情報などを記憶する。

超音波診断装置１００が備える各部について、各々の機能ブロックの一部又は全部の機能は、集積回路などのハードウェア回路として実現することができる。集積回路とは、例えばＬＳＩ（Large Scale Integration）であり、ＬＳＩは集積度の違いにより、ＩＣ（Integrated Circuit）、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。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサーで実現してもよいし、ＦＰＧＡ（Field 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・プロセッサーを利用してもよい。また、各々の機能ブロックの一部又は全部の機能をソフトウェアにより実行するようにしてもよい。この場合、このソフトウェアは一つ又はそれ以上のＲＯＭなどの記憶媒体、光ディスク、又はハードディスクなどに記憶されており、このソフトウェアが演算処理器により実行される。

つぎに、図３（ａ）〜図４（ｃ）を参照して、超音波によるうなりの発生を説明する。図３（ａ）は、超音波を送信する振動子２ａのパターンIを示す図である。図３（ｂ）は、超音波を送信する振動子２ａのパターンIIを示す図である。図４（ａ）は、周波数（ｆ＋α）の超音波送信を示す図である。図４（ｂ）は、周波数（ｆ−α）の超音波送信を示す図である。図４（ｃ）は、周波数（ｆ＋α），（ｆ−α）の超音波送信を示す図である。

超音波探触子２は、複数の振動子２ａのうち超音波を送信する振動子を選択することが可能である。また、うなりを発生させるためには、周波数がわずかに異なる２つの超音波を送信することを要する。

このため、うなり発生に関する超音波送信のパターンは、例えば、図３（ａ）に示すように、超音波探触子２の送信開口Ｏ１を左右の中心位置で空き領域なく分けられた左右の開口領域Ｏａ，Ｏｂの振動子２ａにより、互いに周波数が異なる送信超音波Ｕａ，Ｕｂを送信するパターン（パターンIとする）とする。開口領域Ｏａ，Ｏｂからそれぞれ送信された送信超音波Ｕａ，Ｕｂは、深度によらず常に接しており、焦点距離で集束する。

うなり発生に関する別の超音波送信のパターンは、図３（ｂ）に示すように、超音波探触子２の送信開口Ｏ１に左右の中央部分に空き領域を設け、左右の端部の開口領域Ｏａ，Ｏｂの振動子２ａにより、互いに周波数が異なる送信超音波Ｕａ，Ｕｂを送信するパターン（パターンIIとする）とする。開口領域Ｏａ，Ｏｂからそれぞれ送信された送信超音波Ｕａ，Ｕｂは、焦点距離で接し集束する。

本実施の形態では、パターンI，IIのように、２つの開口領域からの送信超音波が焦点
距離で集束する場合を、「（送信超音波が焦点距離で）集束する」と定義する。また、パターンIIのように、２つの開口領域からの送信超音波が焦点距離のみで接し集束する場合
を、「（送信超音波が）交差する」と定義する。つまり、「集束する」は、「交差せずに集束する」と、「交差する」と、を含むものとする。

対象物に対してうなりを発生させずに送信超音波を送信する場合、例えば、図４（ａ）に示すように、パターンIIで、超音波探触子２の開口領域Ｏａ，Ｏｂの双方から周波数（ｆ＋α）の送信超音波を、対象物ＯＢに焦点距離を合わせて送信する。また、図４（ｂ）に示すように、パターンIIで、超音波探触子２の開口領域Ｏａ，Ｏｂの双方から周波数（ｆ−α）の送信超音波を、対象物ＯＢに焦点距離を合わせて送信する。

対象物に対してうなりを発生させるように送信超音波を送信する場合、例えば、図４（ｃ）に示すように、パターンIIで、超音波探触子２の開口領域Ｏａから周波数（ｆ＋α）の送信超音波を、対象物ＯＢに焦点距離を合わせて（交差させるように）送信し、開口領域Ｏｂから周波数（ｆ−α）の送信超音波を、対象物ＯＢに焦点距離を合わせて送信する。なお、開口領域Ｏｂから周波数（ｆ＋α）の送信超音波を送信し、開口領域Ｏａから周波数（ｆ−α）の送信超音波を送信してもよい。また、パターンIについての超音波送信もパターンIIと同様である。

つぎに、図５〜図８を参照して、超音波診断装置１００の動作を説明する。図５は、第１の共振検出処理を示すフローチャートである。図６は、関心領域合致度算出処理を示すフローチャートである。図７は、第２の共振検出処理を示すフローチャートである。図８は、第３の共振検出処理を示すフローチャートである。

図５及び図６を参照して、超音波診断装置１００で実行される第１の共振検出処理を説明する。第１の共振検出処理は、関心領域（ＲＯＩ：Region Of Interest）Ｘの１点におけるうなりによる共振の度合いを示す指標値、若しくは探索指定条件に対応する指標値基準情報と指標値との合致度、又は関心領域Ｘの全面における合致度を表示する処理である。

予め、超音波診断装置１００が病院などの診察室に設けられ、診察室にユーザー（検査者（医師、技師など））と患者とが入室しているものとする。超音波診断装置１００において、例えば、操作入力部１１を介してユーザーから第１の共振検出処理の実行指示が入力されたことをトリガとして、制御部１８は、ＲＯＭに記憶された第１の共振検出プログラムに従い、第１の共振検出処理を実行する。ユーザーは、被検体のうなりによる共振を検出する対象の部位に超音波探触子２を当てる。

図５に示すように、先ず、制御部１８は、うなりの増減周波数α［ｋＨｚ］を初期値としてのα１に設定する（ステップＳ１１）。設定される複数の増減周波数α［ｋＨｚ］は、α１，α２，…，αｎ（ｎは任意の自然数）が予め用意されているものとする。

そして、制御部１８は、うなりモードとして、設定中の増減周波数αを用いて、超音波探触子２の送信開口Ｏ１の異なる開口領域Ｏａ，Ｏｂの双方から、周波数（ｆ＋α）［ＭＨｚ］の送信超音波を送信させ関心領域Ｘの１点（例えば、操作入力部１１を介してユーザーに入力される関心領域Ｘ内の任意の位置や、予め設定された関心領域Ｘの中心位置などの所定位置）に集束させる駆動信号を送信部１２に生成させ、超音波探触子２から送信超音波を送信させる（ステップＳ１２）。そして、制御部１８は、ステップＳ１１で送信された送信超音波に対応する反射超音波が超音波探触子２で受信され、受信部１３、音線信号生成部１４に受信信号の音線データを生成させ、うなり共振検知部１５ａに、生成された音線データの信号強度Ｉ（ｆ＋α）を検知させ、うなり共振記憶部１５ｂに記憶させる（ステップＳ１３）。

そして、制御部１８は、設定中の増減周波数αを用いて、超音波探触子２の送信開口Ｏ１の異なる開口領域Ｏａ，Ｏｂの双方から、周波数（ｆ−α）［ＭＨｚ］の送信超音波を送信させ関心領域Ｘの１点に集束させる駆動信号を送信部１２に生成させ、超音波探触子２から送信超音波を送信させる（ステップＳ１４）。そして、制御部１８は、ステップＳ１４で送信された送信超音波に対応する反射超音波が超音波探触子２で受信され、受信部１３、音線信号生成部１４に受信信号の音線データを生成させ、うなり共振検知部１５ａに、生成された音線データの信号強度Ｉ（ｆ−α）を検知させ、うなり共振記憶部１５ｂに記憶させる（ステップＳ１５）。

そして、制御部１８は、設定中の増減周波数αを用いて、超音波探触子２の送信開口Ｏ１の一方の開口領域Ｏａから、周波数（ｆ＋α）［ＭＨｚ］の送信超音波を送信させ、他方の開口領域Ｏｂから、周波数（ｆ−α）［ＭＨｚ］の送信超音波を送信させ関心領域Ｘの１点に交差させる駆動信号（例えば、パターンII）を送信部１２に生成させ、超音波探触子２から送信超音波を送信させる（ステップＳ１６）。そして、制御部１８は、ステップＳ１６で送信された送信超音波に対応する反射超音波が超音波探触子２で受信され、受信部１３、音線信号生成部１４に受信信号の音線データを生成させ、うなり共振検知部１５ａに、生成された音線データの信号強度Ｉ（ｆ±α）を検知させ、うなり共振記憶部１５ｂに記憶させる（ステップＳ１７）。

そして、制御部１８は、うなり共振解析部１５ｃに、うなり共振記憶部１５ｂに記憶された信号強度Ｉ（ｆ＋α），Ｉ（ｆ−α），Ｉ（ｆ±α）を用いて、信号強度Ｉ（ｆ＋α），Ｉ（ｆ−α）から演算された基準信号強度値と、強度Ｉ（ｆ±α）との差分値を算出させ、算出された差分値を差周波数２α［ｋＨｚ］の指標値として決定させる（ステップＳ１８）。そして、制御部１８は、増減周波数α［ｋＨｚ］の設定値を全て設定したか否かを判別する（ステップＳ１９）。増減周波数α［ｋＨｚ］の設定値を全て設定していない場合（ステップＳ１９；ＮＯ）、制御部１８は、増減周波数α［ｋＨｚ］を未設定の次の設定値に変更し（ステップＳ２０）、ステップＳ１２に移行する。

増減周波数α［ｋＨｚ］の設定値を全て設定した場合（ステップＳ１９；ＹＥＳ）、制御部１８は、ステップＳ１８で得られた各差周波数２αの指標値を、差周波数２αと指標値との２軸にプロットさせてグラフとしての指標値情報を生成させる（ステップＳ２１）。指標値情報は、各差周波数２αの指標値が連続的な値をとれる情報とするが、例えば、指標値を段階的に表した情報とする構成としてもよい。指標値情報は、被検体の組織の種類に応じて、分布のパターンが異なる。

そして、制御部１８は、操作入力部１１を介して、ユーザーから任意の指定探索条件の入力を受け付け、指定探索条件が入力されたか否かを判別する（ステップＳ２２）。指定探索条件とは、指標値情報がどの組織の種類に対応しているかを検出するため、記憶部１９に記憶されている組織の種類ごとの指標値基準情報を指定するための情報であり、例えば、組織の種類や、指標値基準情報の識別番号である。

指定探索条件が入力されていない場合（ステップＳ２２；ＮＯ）、制御部１８は、共振指標表示制御部１６ｂに、ステップＳ２１で生成された指標値情報を表示部１７に表示させ（ステップＳ２３）、第１の共振検出処理を終了する。

指定探索条件が入力された場合（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、制御部１８は、ステップＳ２２で入力された指定探索条件に対応する指標値基準情報を記憶部１９から読み出し、うなり共振解析部１５ｃに、読み出した指標値基準情報とステップＳ２１で生成された指標値情報との合致度（例えば、曲線のマッチング率［％］）を算出させる（ステップＳ２４）。そして、制御部１８は、操作入力部１１を介して、ユーザーから合致度を関心領域Ｘの全面で表した合致度画像の画像表示要求と、合致度画像の表示条件との入力を受け付け、画像表示要求及び表示条件が入力されたか否かを判別する（ステップＳ２５）。表示条件とは、後述する合致度画像の表示条件の情報として、合致度画像をＢモード画像に並列又は重畳する表示方式などの情報である。

画像表示要求及び表示条件が入力されていない場合（ステップＳ２５；ＮＯ）、制御部１８は、共振指標表示制御部１６ｂに、ステップＳ２１で生成された指標値情報とステップＳ２４で算出された合致度とを表示部１７に表示させ（ステップＳ２６）、第１の共振検出処理を終了する。

画像表示要求及び表示条件が入力された場合（ステップＳ２５；ＹＥＳ）、制御部１８は、関心領域合致度算出処理を実行する（ステップＳ２７）。ここで、図６を参照して、ステップＳ２７の関心領域合致度算出処理を説明する。

図６に示すように、先ず、制御部１８は、関心領域Ｘの初期位置（画素）を選択する（ステップＳ３１）。ステップＳ３２〜Ｓ４１は、図５のステップＳ１１〜Ｓ２０と同様である。ただし、ステップＳ３３，Ｓ３５，Ｓ３７では、選択中の位置に集束又は交差するように送信超音波が送信される。

増減周波数α［ｋＨｚ］の設定値を全て設定した場合（ステップＳ４０；ＹＥＳ）、制御部１８は、図５のステップＳ２１と同様に、ステップＳ３９で得られた各差周波数２αの指標値を、差周波数２αと指標値との２軸にプロットさせて指標値情報を生成させ、ステップＳ２４と同様に、ステップＳ２２で入力された指定探索条件に対応する指標値基準情報を記憶部１９から読み出し、うなり共振解析部１５ｃに、読み出した指標値基準情報と生成された指標値情報との合致度を算出させる（ステップＳ４２）。

そして、制御部１８は、関心領域Ｘの全ての位置を選択したか否かを判別する（ステップＳ４３）。関心領域Ｘの全ての位置を選択していない場合（ステップＳ４３；ＮＯ）、制御部１８は、関心領域Ｘの未選択の次の位置を選択し（ステップＳ４４）、ステップＳ３２に移行する。関心領域Ｘの全ての位置を選択した場合（ステップＳ４３；ＹＥＳ）、関心領域合致度算出処理を終了する。

図５に戻り、ステップＳ２７の後、制御部１８は、うなり共振解析部１５ｃに、ステップＳ２７で得られた関心領域Ｘの各位置の合致度を示す合致度画像データを生成させる（ステップＳ２８）。ステップＳ２８では、例えば、合致度の高さに応じた色が予め設定されており、関心領域Ｘの各位置の合致度の高さに応じたカラーマッピングが施されて合致度画像データが生成される。

そして、制御部１８は、送信部１２、受信部１３、音線信号生成部１４及びＢモード画像生成部１５ｄを制御して、Ｂモードの駆動信号を生成させて超音波探触子２からの受信信号に応じたＢモード画像データを生成させ、表示画像合成部１６ａに、ステップＳ２５で入力された表示方式で、生成されたＢモード画像データに、ステップＳ２８で生成された合致度画像データを合成させ合成画像データを生成させ、ＤＳＣ１６ｃに、生成された合成画像データに座標変換などを施して表示部１７に表示させ（ステップＳ２９）、第１の共振検出処理を終了する。

ついで、図７を参照して、超音波診断装置１００で実行される第２の共振検出処理を説明する。第２の共振検出処理は、連続波ドプラ法を用いて、関心領域Ｘの１点におけるうなりによる共振の有無を示す差分検出情報を生成して表示する処理である。

第１の共振検出処理と同様に、超音波診断装置１００において、例えば、操作入力部１１を介してユーザーから第２の共振検出処理の実行指示が入力されたことをトリガとして、制御部１８は、ＲＯＭに記憶された第２の共振検出プログラムに従い、第２の共振検出処理を実行する。

図７に示すように、ステップＳ５１，Ｓ５２は、図５の第１の共振検出処理のステップＳ１１，Ｓ１６と同様である。ただし、ステップＳ５２では、送信超音波の送信方法として、パターンI，IIが用いられ、送信超音波が関心領域Ｘの１点で集束される送信が行われる。そして、制御部１８は、超音波探触子２から連続波ドプラの送信超音波を関心領域Ｘの１点へ送信させるための駆動信号を送信部１２に生成させ、超音波探触子２から送信超音波を送信させる（ステップＳ５３）。そして、制御部１８は、ステップＳ５３で送信された送信超音波に対応する反射超音波が超音波探触子２で受信され、受信部１３、音線信号生成部１４に受信信号の音線データを生成させ、うなり共振検知部１５ａに、生成された音線データを周波数解析させてドプラ速度を生成させ、うなり共振解析部１５ｃに、生成されたドプラ速度が所定のばらつき閾値以上であるか否かを判定させ、判定結果に応じて差周波数２αにおける差分（共振）検出／不検出を示す差分検出情報を決定（生成）させる（ステップＳ５４）。

ステップＳ５５，Ｓ５６は、図５のステップＳ１９，Ｓ２０と同様である。増減周波数α［ｋＨｚ］の設定値を全て設定した場合（ステップＳ５５；ＹＥＳ）、制御部１８は、ステップＳ５４で得られた各差周波数２αの差分検出情報を表示部１７に表示させ（ステップＳ５７）、第２の共振検出処理を終了する。ステップＳ５７では、例えば、差周波数２α及び差分検出情報（検出／不検出）の２軸に差分検出情報をプロットしたグラフが生成されて表示される。

ついで、図８を参照して、超音波診断装置１００で実行される第３の共振検出処理を説明する。第３の共振検出処理は、第１の共振検出処理と同様な受信信号の信号強度の比較により、関心領域Ｘの１点におけるうなりによる共振の有無を示す差分検出情報を生成して表示する処理である。

第１の共振検出処理と同様に、超音波診断装置１００において、例えば、操作入力部１１を介してユーザーから第３の共振検出処理の実行指示が入力されたことをトリガとして、制御部１８は、ＲＯＭに記憶された第３の共振検出プログラムに従い、第２の共振検出処理を実行する。

図８に示すように、ステップＳ６１〜Ｓ６７は、図５の第１の共振検出処理のステップＳ１１，Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１２〜Ｓ１５と同様である。そして、制御部１８は、うなり共振解析部１５ｃに、うなり共振記憶部１５ｂに記憶された信号強度Ｉ（ｆ＋α），Ｉ（ｆ−α），Ｉ（ｆ±α）を用いて、信号強度Ｉ（ｆ＋α），Ｉ（ｆ−α）から演算された基準信号強度値と、信号強度Ｉ（ｆ±α）との差分値を算出させ、算出された差分値が所定のばらつき閾値以上であるか否かを判定させ、判定結果に応じて差周波数２αにおける差分（共振）検出／不検出を示す差分検出情報を決定（生成）させる（ステップＳ６８）。

ステップＳ６９，Ｓ７０は、図５のステップＳ１９，Ｓ２０と同様である。増減周波数α［ｋＨｚ］の設定値を全て設定した場合（ステップＳ６９；ＹＥＳ）、制御部１８は、ステップＳ６８で得られた各差周波数２αの差分検出情報を表示部１７に表示させ（ステップＳ７１）、第３の共振検出処理を終了する。ステップＳ７１では、例えば、差周波数２α及び差分検出情報（検出／不検出）の２軸に差分検出情報をプロットしたグラフが生成されて表示される。

つぎに、図９を参照して、本実施の形態の具体的な実施例及び比較例を説明する。図９は、ファントムＰ１の構成を示す図である。

本実施の形態の実施例及び比較例として、超音波診断装置１００を用いて、対象物としての図９に示すファントムＰ１について共振の検出を行った。

次表Iに示すように、ゼラチンを溶解した４０℃の水溶液に、直径０．５［ｍｍ］、１［ｍｍ］、２［ｍｍ］、４［ｍｍ］のポリメチルメタクリレート製の真球状樹脂ビーズ及び直径２［ｍｍ］のシリコーンゴム製の真球状粒子を各々分散し、各分散液を各混合比率［％］で混合した後に冷却・ゲル化して図９に示した直径１０［ｍｍ］の円筒状の円筒状領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを３０［ｍｍ］の深さに有する直方体のファントムＰ１を作製した。なお、ファントムＰ１の円筒状領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ以外の周囲領域は、樹脂ビーズを含まない周囲領域Ｇとした。

こうして得られたファントムＰ１に対し、円筒状領域の短軸が断面となるように、−６ｄＢ送受信感度周波数帯域が３〜１０［ＭＨｚ］のリニアの超音波探触子２を当てて、次表IIの内容に従って超音波の送受信を行い、比較例１、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４のそれぞれでうなりによる共振発生の解析を行った。

＜比較例１＞
比較例１では、超音波診断装置を用い、送信超音波の送信方法を、図２（ａ）に示すパターンIとした。また、超音波診断装置で、図７に示す第２の共振検出処理を実行した。ただし、増減周波数α＝０に固定し、ステップＳ５５，Ｓ５６の増減周波数αの設定値変更を行っていない。また、送信中心周波数ｆを３．５［ＭＨｚ］とし、円筒状領域Ａ〜Ｅがある３０［ｍｍ］の深さに送信超音波の送信焦点（関心領域Ｘの１点）を合わせて、対象領域として円筒状領域Ａ〜Ｅ、周囲領域Ｇに順次焦点を合わせた。

＜実施例１＞
実施例１では、超音波診断装置１００を用い、送信超音波の送信方法を、図２（ａ）に示すパターンIとした。また、超音波診断装置１００で、図７に示す第２の共振検出処理を実行した。また、送信中心周波数ｆを３．５［ＭＨｚ］とし、増減周波数αを、５００、２５０、１２５、６２．５［ＫＨｚ］の４つの周波数に順次変更して設定した。また、円筒状領域Ａ〜Ｅ及び周囲領域Ｇがある３０［ｍｍ］の深さに送信超音波の送信焦点（関心領域Ｘの１点）を合わせて、対象領域として円筒状領域Ａ〜Ｅ、周囲領域Ｇに順次焦点を合わせた。

また、ステップＳ５７で差分（共振）が検出された場合には、送信超音波の送信焦点を前後に１０［ｍｍ］変化させて同様の検出判定を行い、その深度が特定できる場合、すなわち送信焦点が３０［ｍｍ］の場合にのみ差分が検出されて、前後に送信焦点を変化させた場合に、差分が検出されないか否かを示す差分発生深度特定を測定した。

＜実施例２＞
実施例２では、超音波診断装置１００を用い、送信超音波の送信方法を、図２（ｂ）に示すパターンIIとした。その他の条件は、実施例１の条件と同様である。

＜実施例３＞
実施例３では、超音波診断装置１００を用い、送信超音波の送信方法を、図２（ａ）に示すパターンIとした。また、超音波診断装置１００で、図８に示す第３の共振検出処理を実行した。その他の条件は、実施例１の条件と同様である。

＜実施例４＞
実施例４では、超音波診断装置１００を用い、送信超音波の送信方法を、図２（ｂ）に示すパターンIIとした。また、超音波診断装置１００で、図８に示す第３の共振検出処理を実行した。その他の条件は、実施例１の条件と同様である。

上記の比較例１と、実施例１〜４とについて、測定条件及び測定結果を次表IIにまとめた。

比較例１については、円筒状領域Ａ〜Ｅ、周囲領域Ｇの各領域に対して、送信超音波としてバースト波を送波し、第２の共振検出処理に従って連続波ドプラ法による差分（共振）の検出を試みたものの、いずれの領域についても差分を検出することができなかった。

実施例１については、円筒状領域Ａ〜Ｅ、周囲領域Ｇの各領域に対してうなり波が生成するよう送信超音波としてバースト波の送波を行い、第２の共振検出処理に従って、直後に連続波ドプラ法による共振の検出を行った。すると、単体の樹脂ビーズ領域からなる円筒状領域Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄについて、樹脂ビーズの振動と思われる差分が、樹脂ビーズの直径ごとに異なる差周波数２αで検出された。しかしながら、シリコーンゴム粒子を用いた円筒状領域Ｅや複数の樹脂ビーズで構成された円筒状領域Ｆではいずれの差周波数２αでも検出できなかった。

また、差分発生深度特定（不可）に示されるように、円筒状領域Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄについて、２０［ｍｍ］、４０［ｍｍ］と送信焦点を変化させて同様の第２の共振検出処理を行った場合でも、同様に差分（共振）が検出されてしまい、３０ｍｍ深度領域で差分が生じていることを特定できなかった。

実施例２について、送信超音波の送信方法をパターンIからパターンIIへ変更した以外は、実施例１と同様にして、うなり周波数での差分（共振）検出を行い、実施例１と同様の結果を得た。加えて、差分発生深度特定（可）に示されるように、送信焦点を２０［ｍｍ］、４０［ｍｍ］と変化させた場合には差分が検出されず、３０ｍｍのときのみ差分が検出されたため、差分（共振）を生じている領域が３０ｍｍ深度領域であることを特定することが可能となった。

実施例３について、第３の共振検出処理に従い、うなり波を生成する送信超音波の第１送信の後に、周波数（ｆ＋α）と周波数（ｆ−α）との２回の送信超音波の第２送信、第３送信を行い、信号強度Ｉ（ｆ＋α）、Ｉ（ｆ−α）からｆ［ＭＨｚ］の参照エコー信号強度としての基準信号強度値を算出し、うなり波を生成する第１送信の信号強度Ｉ（ｆ±α）と比較することにより差分（共振）の検出を行った。この方法では、実施例１，２で検出できた円筒状領域Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄに加え、検出できていなかった円筒状領域Ｅ，Ｆについても差分の検出が可能となった。しかしながら、差分発生深度特定（不可）に示されるように、送信焦点を２０［ｍｍ］、４０［ｍｍ］と変化させて同様の差分検出を行った場合でも、同様に差分が検出されてしまい、３０ｍｍ深度領域で差分が生じていることを特定できなかった。

実施例４について、送信超音波の送信方法をパターンIからパターンIIへ変更した以外は実施例３と同様にして、うなり周波数での差分（共振）検出を行い、実施例１と同様の結果を得た。加えて、差分発生深度特定（可）に示されるように、送信焦点を２０［ｍｍ］、４０［ｍｍ］と変化させた場合には差分が検出されず、３０ｍｍのときのみ差分が検出されたため、差分（共振）を生じている領域が３０ｍｍ深度領域であることを特定することが可能となった。なお、周囲領域Ｇについては粒子状の構造物を含まない均質媒質であるため、いずれの実施例、比較例においても共振は検出されなかった。

以上、本実施の形態によれば、超音波診断装置１００は、駆動信号を生成し、超音波探触子２に、生成した駆動信号を出力する送信部と、送信中心周波数ｆ及び増減周波数αを用いて、周波数（ｆ＋α）の超音波と周波数（ｆ−α）の周波数の超音波とを集束するよう同時に送信させる第１の駆動信号を送信部１２に生成させる制御部１８と、超音波探触子２から第１の駆動信号の超音波に対応する第１の受信信号を取得する受信部１３と、第１の受信信号から被検体の共振挙動を示す差周波数２αの共振情報（指標値情報、合致度、合致度画像データ、差分検出情報）を生成する信号処理部１５と、を備える。

このため、差周波数２αの共振情報により、組織構造などに起因する共振挙動を定量化でき、新たな組織性状などについての診断情報などを得ることができる。なお、共振情報を穿刺針の抽出用の情報として利用することもできる。

また、超音波送信のパターンIIにおいて、制御部１８は、周波数（ｆ＋α）の超音波と周波数（ｆ−α）の周波数の超音波とを所定の位置で交差するよう同時に送信させる第１の駆動信号を送信部１２に生成させる。このため、実施例２、実施例４に示すように、うなりの共振を発生する位置を明確にでき、かつうなりの共振を発生する位置を自在に制御できる。

また、第１、第３の共振検出処理において、制御部１８は、基準信号強度値に対応する超音波として、周波数（ｆ＋α）の超音波と周波数（ｆ−α）の超音波との２つを送信させる第２の駆動信号を送信部１２に生成させる。受信部１３は、超音波探触子２から第２の駆動信号の超音波に対応する第２の受信信号を取得する。信号処理部１５は、第１の受信信号の信号強度値と第２の受信信号の基準信号強度値（信号強度Ｉ（ｆ＋α），Ｉ（ｆ−α）から演算された基準信号強度値）との差分値（指標値）を差周波数２αの共振情報として算出する。このため、差周波数２αの共振情報により、周波数依存減衰を正確に得ることができ、組織構造などに起因する共振挙動を正確に定量化でき、新たな組織性状などについての診断情報などを正確に得ることができる。

また、第１の共振検出処理において、信号処理部１５は、信号強度の差分値が所定のばらつき閾値以上であるか否かを判定し、当該判定結果を共振情報とする。このため、ノイズによる誤差を除き、組織構造などに起因する共振の発生をより正確に判定できる。

また、第１、第２、第３の共振検出処理において、制御部１８は、増減周波数αを複数の設定値に変更しつつ第１、第２（第３）の駆動信号を生成する。信号処理部１５は、各差周波数２αの第１、第２（第３）の受信信号から各増減周波数αの共振情報を生成する。このため、複数の差周波数２αにわたる共振情報を得ることができる。

また、第１の共振検出処理において、信号処理部１５は、各増減周波数αの信号強度の差分値（指標値情報）と、所定の組織の種類に対応して設定された周波数に対する信号強度の差分値を示す指標値基準情報との合致度を共振情報として算出する。このため、うなりの送信超音波の集束部分が、所定の組織の種類に合致するかを定量的に認識できる。

また、第１の共振検出処理において、信号処理部１５は、関心領域の各位置の第１の駆動信号を送信部１２に生成させる。信号処理部１５は、関心領域の各位置の合致度を示す合致度画像データを共振情報として生成する。このため、関心領域の各位置が、所定の組織の種類に合致するかを定量的に認識できる。

また、第２の共振検出処理において、制御部１８は、第１の駆動信号の出力後に、連続波ドプラ法の第３の駆動信号を送信部１２に生成及び出力させる。受信部１３は、超音波探触子２から第３の駆動信号の超音波に対応する第３の受信信号を取得する。信号処理部１５は、第３の受信信号を周波数解析してドプラスペクトル情報としてのドプラ速度を生成し、当該ドプラ速度が所定のばらつき閾値以上であるか否かを判定し、判定結果を差周波数２αの共振情報とする。このため、組織構造などに起因する共振挙動を正確に定量化でき、新たな組織性状などについての診断情報などを正確に得ることができる。なお、ドプラ速度を差周波数２αの共振情報とする構成としてもよい。

また、画像処理変換部１６は、生成された差周波数２αの共振情報を表示部１７に表示させる。このため、ユーザーが、差周波数２αの共振情報を目視により認識できる。

なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る好適な超音波診断装置及び共振情報取得方法の一例であり、これに限定されるものではない。

例えば、超音波診断装置１００において、上記実施の形態の第１の共振検出処理、第２の共振検出処理、第３の共振検出処理の少なくとも２つを適宜組み合わせた共振検出処理が実行される構成としてもよい。

また、上記実施の形態では、第１の共振検出処理において、関心領域の各位置について、信号強度Ｉ（ｆ±α）と信号強度Ｉ（ｆ＋α）及びＩ（ｆ−α）から演算された基準信号強度値との差分値（指標値）の指標値情報と指標値基準情報との合致度を示す合致度画像データを生成及び表示する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、第１の共振検出処理において、関心領域の各位置で任意の差周波数２αについて、信号強度Ｉ（ｆ±α）と信号強度Ｉ（ｆ＋α）及びＩ（ｆ−α）から演算された基準信号強度値との差分値（指標値）を示す指標値画像データを生成及び表示する構成としてもよい。

また、上記実施の形態において、第１、第３の共振検出処理において、制御部１８が、周波数（ｆ＋α）の超音波と周波数（ｆ−α）の超音波との２つを送信させる第２の駆動信号を送信部１２に生成させ、信号処理部１５が、第１の受信信号の信号強度と第２の受信信号の信号強度（信号強度Ｉ（ｆ＋α），Ｉ（ｆ−α）から演算された基準信号強度値）との差分値（指標値）を差周波数２αの共振情報として算出する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、制御部１８が、周波数（ｆ＋α）の超音波と周波数（ｆ−α）の超音波とのいずれか１つを送信させる第２の駆動信号を送信部１２に生成させ、信号処理部１５が、第１の受信信号の信号強度と第２の受信信号の信号強度（基準信号強度値としての信号強度Ｉ（ｆ＋α）又はＩ（ｆ−α））との差分値（指標値）を差周波数２αの共振情報として算出する構成としてもよい。この構成によれば、差周波数２αの共振情報により、超音波の送受信回数を低減でき、組織構造などに起因する共振挙動を容易に定量化でき、新たな組織性状などについての診断情報などを容易に得ることができる。

また、第１の共振検出処理のステップＳ２７〜Ｓ２９において、静止画の合致度画像及びＢモード画像を合成した静止画の合成画像を表示する構成を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第１の共振検出処理において、ステップＳ２７〜Ｓ２９を繰り返し実行することにより、動画の合致度画像及びライブのＢモード画像を合成した動画の合成画像を表示する構成としてもよい。

また、以上の実施の形態における超音波診断装置１００を構成する各部の細部構成及び細部動作に関して本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

１００ 超音波診断装置
１ 超音波診断装置本体
１１ 操作入力部
１２ 送信部
１３ 受信部
１４ 音線信号生成部
１４ａ 整相加算部
１４ｂ 包絡線検波部
１５ 信号処理部
１５ａ うなり共振検知部
１５ｂ うなり共振記憶部
１５ｃ うなり共振解析部
１５ｄ Ｂモード画像生成部
１６ 画像処理変換部
１６ａ 表示画像合成部
１６ｂ 共振指標表示制御部
１６ｃ ＤＳＣ
１７ 表示部
１８ 制御部
１９ 記憶部
２ 超音波探触子
２ａ 振動子
３ ケーブル

Claims (8)

1. 駆動信号を生成し、駆動信号に応じて複数の振動子のうちの任意の振動子から超音波を送受信する超音波探触子に当該生成した駆動信号を出力する送信部と、
   送信中心周波数ｆ及び増減周波数αを用いて、周波数（ｆ＋α）の成分を含む駆動信号と周波数（ｆ−α）の成分を含む駆動信号とを含み、当該周波数（ｆ＋α）の超音波と当該周波数（ｆ−α）の周波数の超音波とを集束するよう同時に送信させる第１の駆動信号を前記送信部に生成させる送信制御部と、
   前記超音波探触子から前記第１の駆動信号の超音波に対応する第１の受信信号を取得する受信部と、
   前記第１の受信信号から被検体の共振挙動を示す差周波数２αの共振情報を生成する信号処理部と、を備え、
   前記送信制御部は、基準信号強度値に対応する周波数（ｆ＋α）の超音波及び周波数（ｆ−α）の超音波を互いに異なる時間に送信させ、又は周波数（ｆ＋α）の超音波若しくは周波数（ｆ−α）の超音波を送信させる第２の駆動信号を前記送信部に生成させ、
   前記受信部は、前記超音波探触子から前記第２の駆動信号の超音波に対応する第２の受信信号を取得し、
   前記信号処理部は、前記第１の受信信号の信号強度値と前記第２の受信信号の基準信号強度値との差分値を前記差周波数２αの共振情報として算出する超音波診断装置。
2. 前記送信制御部は、周波数（ｆ＋α）の超音波と周波数（ｆ−α）の周波数の超音波とを所定の位置で交差するよう同時に送信させる第１の駆動信号を前記送信部に生成させる請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記信号処理部は、前記信号強度値の差分値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、当該判定の結果を共振情報とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
4. 前記送信制御部は、前記増減周波数αを複数の設定値に変更しつつ前記第１の駆動信号を生成し、
   前記信号処理部は、各増減周波数αの前記第１、第２の受信信号から各差周波数２αの信号強度の差分値を示す共振情報を生成する請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
5. 前記信号処理部は、前記各差周波数２αの信号強度の差分値と、所定の組織の種類に対応して設定された周波数に対する信号強度の差分値を示す指標値基準情報との合致度を前記共振情報として算出する請求項４に記載の超音波診断装置。
6. 前記送信制御部は、関心領域の各位置の前記第１の駆動信号を前記送信部に生成させ、
   前記信号処理部は、前記関心領域の各位置の前記合致度を示す合致度画像データを前記共振情報として生成する請求項５に記載の超音波診断装置。
7. 前記生成された差周波数２αの共振情報を表示部に表示させる表示制御部を備える請求項１から６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
8. 送信中心周波数ｆ及び増減周波数αを用いて、周波数（ｆ＋α）の成分を含む駆動信号と周波数（ｆ−α）の成分を含む駆動信号とを含み、当該周波数（ｆ＋α）の超音波と当該周波数（ｆ−α）の周波数の超音波とを集束するよう同時に送信させる第１の駆動信号を生成し、駆動信号に応じて複数の振動子のうちの任意の振動子から超音波を送受信する超音波探触子に当該生成した駆動信号を出力する送信制御工程と、
   前記超音波探触子から前記第１の駆動信号の超音波に対応する第１の受信信号を取得する受信工程と、
   前記第１の受信信号から被検体の共振挙動を示す差周波数２αの共振情報を生成する信号処理工程と、を含み、
   前記送信制御工程において、基準信号強度値に対応する周波数（ｆ＋α）の超音波及び周波数（ｆ−α）の超音波を互いに異なる時間に送信させ、又は周波数（ｆ＋α）の超音波若しくは周波数（ｆ−α）の超音波を送信させる第２の駆動信号を生成し、
   前記受信工程において、前記超音波探触子から前記第２の駆動信号の超音波に対応する第２の受信信号を取得し、
   前記信号処理工程において、前記第１の受信信号の信号強度値と前記第２の受信信号の基準信号強度値との差分値を前記差周波数２αの共振情報として算出する共振情報取得方法。

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