(57)【要約】【課題】演算能力に応じて適応的にせん断波の伝播解析精度を向上させることのできる超音波診断装置を提供する。【解決手段】プッシュ波を超音波プローブに送信させるプッシュ波送信部と、被検体内の関心領域を通過する検出波を超音波プローブに送信させる検出波送信部と、超音波プローブを用いて検出波に対応して関心領域から反射された超音波を受信し音響線信号を生成する検出波受信部と、複数の音響線信号から解析対象信号を複数選択し、選択した解析対象信号に基づいて、解析対象位置の機械的特性を算出する機械的特性算出部とを含み、複数の音響線信号に基づいて音響線信号を選択するためのパラメータを算出するパラメータ算出部を含む演算回路が着脱可能に構成され、演算回路が装着されているとき、機械的特性算出部は、パラメータに基づいて複数の解析対象信号を選択する超音波診断装置。【選択図】図２
2020199162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波信号処理回路と、前記超音波信号処理回路に対して脱着可能に構成される演算回路とを備え、
前記超音波信号処理回路は、
被検体内に変位を発生させるためのプッシュ波を超音波プローブに送信させるプッシュ波送信部と、
前記プッシュ波の送信に続き、前記被検体内の解析対象位置を含む関心領域を通過する検出波を前記超音波プローブに送信させる検出波送信部と、
前記検出波に対応して前記関心領域から反射された超音波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信し、前記受信信号に基づき、前記関心領域内の複数の位置について整相加算を行って音響線信号を生成する検出波受信部と、
複数の前記音響線信号から解析対象信号を複数選択し、選択した前記解析対象信号に基づいて、前記解析対象位置の機械的特性を算出する機械的特性算出部と
を含み、
前記演算回路は、複数の前記音響線信号に基づいて前記解析対象信号を選択するためのパラメータを算出するパラメータ算出部を含み、
前記演算回路が前記超音波信号処理回路に装着されているとき、前記機械的特性算出部は、前記パラメータに基づいて複数の前記解析対象信号を選択する
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記パラメータ算出部は、複数の前記音響線信号の信号品質を前記パラメータとして算出し、
前記機械的特定算出部は、信号品質の高い音響線信号を複数の前記解析対象信号として選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記信号品質は、音響線信号の信号対雑音比、信号レベル、ノイズレベルのうち１以上を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記演算回路は、前記被検体内の解析対象領域について、複数の前記音響線信号に基づいて前記解析対象領域内の複数の位置それぞれの機械的特性を算出する第２機械的特性算出部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記パラメータ算出部は、前記解析対象領域内の複数の位置それぞれの機械的特性を前記パラメータとして算出する
ことを特徴とする請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記パラメータは、前記解析対象領域内の複数の位置それぞれの、せん断波の速度、せん断弾性率、ヤング率、ダイナミックせん断粘性、機械的インピーダンスのうち１以上を含む
ことを特徴とする請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記機械的特性は、せん断波の速度、せん断弾性率、ヤング率、ダイナミックせん断粘性、機械的インピーダンスのいずれかである
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記演算回路が前記超音波信号処理回路に接続されていないとき、前記機械的特性算出部は、所定の位置に対応する音響線信号を複数の前記解析対象信号として選択する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
被検体内に変位を発生させるためのプッシュ波を超音波プローブに送信させるプッシュ波送信部と、
前記プッシュ波の送信に続き、前記被検体内の解析対象位置を含む関心領域を通過する検出波を前記超音波プローブに送信させる検出波送信部と、
前記検出波に対応して前記関心領域から反射された超音波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信し、前記受信信号に基づき、前記関心領域内の複数の位置について整相加算を行って音響線信号を生成する検出波受信部と、
音響線信号に基づいてパラメータを生成する演算回路と脱着可能に構成され、前記演算回路に対して複数の前記音響線信号を出力し、複数の前記音響線信号の一部を選択するためのパラメータを受領する演算回路接続部と、
複数の前記音響線信号から解析対象信号を複数選択し、選択した前記解析対象信号に基づいて、前記解析対象位置の機械的特性を算出する機械的特性算出部と
を含み、
前記超音波信号処理回路から前記音響線信号を取得して前記解析対象信号を選択するためのパラメータを出力する演算回路が前記超音波信号処理回路に対して脱着可能に構成されており、
前記機械的特性算出部は、前記演算回路が前記超音波信号処理回路に装着されているとき、前記パラメータに基づいて複数の前記解析対象信号を選択し、前記演算回路が前記超音波信号処理回路に装着されていないとき、所定の位置に対応する音響線信号を複数の前記解析対象信号として選択する
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１０】
脱着可能に構成された演算回路を含む超音波診断装置の制御方法であって、
被検体内に変位を発生させるためのプッシュ波を超音波プローブに送信させ、
前記プッシュ波の送信に続き、前記被検体内の解析対象位置を含む関心領域を通過する検出波を前記超音波プローブに送信させ、
前記検出波に対応して前記関心領域から反射された超音波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信し、前記受信信号に基づき、前記関心領域内の複数の位置について整相加算を行って音響線信号を生成し、
複数の前記音響線信号から解析対象信号を複数選択し、選択した前記解析対象信号に基づいて、前記解析対象位置の機械的特性を算出する処理を含み、
前記演算回路が装着されているとき、複数の前記音響線信号に基づいて前記解析対象信号を選択するためのパラメータを前記演算回路に算出させる処理をさらに含み、かつ、前記解析対象信号を複数選択する前記処理において、前記パラメータに基づいて複数の前記解析対象信号を選択する
ことを特徴とする超音波診断装置の制御方法。
【請求項１１】
演算回路が着脱可能に構成されている超音波診断装置の制御方法であって、
被検体内に変位を発生させるためのプッシュ波を超音波プローブに送信させ、
前記プッシュ波の送信に続き、前記被検体内の解析対象位置を含む関心領域を通過する検出波を前記超音波プローブに送信させ、
前記検出波に対応して前記関心領域から反射された超音波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信し、前記受信信号に基づき、前記関心領域内の複数の位置について整相加算を行って音響線信号を生成し、
複数の前記音響線信号から解析対象信号を複数選択し、選択した前記解析対象信号に基づいて、前記解析対象位置の機械的特性を算出する処理を含み、
前記演算回路が前記超音波診断装置に装着されているとき、前記演算回路に対して複数の前記音響線信号を出力し、前記解析対象信号を選択するためのパラメータを受領する処理をさらに含み、かつ、前記解析対象信号を複数選択する前記処理において、前記パラメータに基づいて複数の前記解析対象信号を選択し、
前記演算回路が前記超音波診断装置に装着されていないとき、前記解析対象信号を複数選択する前記処理において、所定の位置に対応する音響線信号を複数の前記解析対象信号として選択する
ことを特徴とする超音波診断装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、超音波診断装置、および、超音波診断装置の制御方法に関し、特に、せん断波を用いた組織内のせん断波の伝播速度計測、および、組織の機械的特性の測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
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内部組織の構造を示す超音波断層画像を生成して表示する医療用検査装置である。
【０００３】
近年、この超音波診断の技術を応用した組織の機械的特性計測（ＳＷＳＭ；Shear Wave Speed Measurement、以後「せん断波速度計測」とする)が広く検査に用いられている。臓器や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。
【０００４】
このせん断波速度計測では、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速度を計測することにより組織の機械的特性を表すせん断波の伝播速度を算出することができる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−３８５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
せん断波の伝播速度を計測する代表的な方法としては、被検体内の複数の位置においてせん断波の伝播方向と直交する方向の変位を検出し、変位ピーク位置の時系列的な移動をせん断波の波面の移動として検出する方法がある。この方法において検出精度を上げるためには、変位のピーク時刻の検出精度を向上させ、変位量の検出精度を向上させる必要がある。しかしながら、被検体内では位置により検出波の反射超音波に基づく音響線信号の信号品質にばらつきがある。その一方で、変位のピーク時刻を検出するための演算量は、音響線信号の生成の対象となる観測点の数に比例して増大するため、演算処理能力の高いハードウェアが必要となる。しかしながら、可搬型の超音波診断装置では、例えば、装置の大きさ、排熱、バッテリーによる駆動可能時間などにより、演算能力の向上について制約が生じることが少なくない。一方で、用途に応じて演算能力の異なる超音波診断装置を用いる場合、超音波診断装置の台数が増加し非効率である。
【０００７】
本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、演算能力に応じて適応的にせん断波伝播速度の計測精度を向上させることのできる超音波診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様に係る超音波診断装置は、超音波信号処理回路と、前記超音波信号処理回路に対して脱着可能に構成される演算回路とを備え、前記超音波信号処理回路は、被検体内に変位を発生させるためのプッシュ波を超音波プローブに送信させるプッシュ波送信部と、前記プッシュ波の送信に続き、前記被検体内の解析対象位置を含む関心領域を通過する検出波を前記超音波プローブに送信させる検出波送信部と、前記検出波に対応して前記関心領域から反射された超音波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信し、前記受信信号に基づき、前記関心領域内の複数の位置について整相加算を行って音響線信号を生成する検出波受信部と、複数の前記音響線信号から解析対象信号を複数選択し、選択した前記解析対象信号に基づいて、前記解析対象位置の機械的特性を算出する機械的特性算出部とを含み、前記演算回路は、複数の前記音響線信号に基づいて前記解析対象信号を選択するためのパラメータを算出するパラメータ算出部を含み、前記演算回路が前記超音波信号処理回路に装着されているとき、前記機械的特性算出部は、前記パラメータに基づいて複数の前記解析対象信号を選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、上記構成により、演算回路が超音波信号処理回路に接続されているとき、演算回路に含まれるパラメータ算出部によって生成されるパラメータを基に音響線信号を選択することが可能であるため、超音波信号処理回路の演算負荷を増加させることなくせん断波伝播速度の計測精度を向上させ、さらには、解析対象位置の機械的特性の計測精度を上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る超音波診断装置１００におけるせん断波伝播解析を含むＳＷＳシーケンスの概要を示す概略図である。
【図２】超音波診断装置１００を含む超音波診断システム１０００の機能ブロック図である。
【図３】（ａ）は、プッシュ波生成部１０３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、（ｂ）は、検出波生成部１０４で発生させる検出波パルスの構成概要を示す模式図である。
【図４】（ａ）は、送信ビームフォーマ部１０５の構成を示す機能ブロック図、（ｂ）は、受信ビームフォーマ部１０７の構成を示す機能ブロック図である。
【図５】プッシュ波の概要を示す模式図である。
【図６】（ａ）は、検出波送信の概要を示す模式図、（ｂ）は、反射波受信の概要を示す模式図である。
【図７】遅延処理部１０７３１において、超音波の伝播経路の計算方法の概要を示す模式図である。
【図８】（ａ）は関心領域ｒｏｉと観測点候補領域Ｌｉとの関係を示す模式図であり、（ｂ）は関心領域ｒｏｉおよび送信イベントと観測点候補領域Ｌｔｉとの関係を示す模式図である。
【図９】速度算出部１０８およびパラメータ算出部１１１の構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】超音波診断装置１００における統合ＳＷＳシーケンスの工程の概要を示す概略図である。
【図１１】超音波診断装置１００におけるＳＷＳＭ処理の動作を示すフローチャートである。
【図１２】（ａ）から（ｃ）は、プッシュ波パルスｐｐによるせん断波の生成の様子を示す模式図である。
【図１３】（ａ）は関心領域ｒｏｉと観測点候補領域Ｌｉ、観測点Ｐｉｊとの関係を示す模式図であり、（ｂ）から（ｄ）は関心領域ｒｏｉの伝播解析の概略を示す模式図である。
【図１４】超音波診断装置１００において演算回路１６０を用いない場合のＳＷＳＭ処理の動作を示すフローチャートである。
【図１５】超音波診断装置１００において演算回路１６０を用いない場合の関心領域ｒｏｉと観測点Ｐｉｊとの関係を示す模式図である。
【図１６】超音波診断装置２００を含む超音波診断システム２０００の機能ブロック図である。
【図１７】マップ型速度算出部２６１の構成を示す機能ブロック図である。
【図１８】速度算出部２０８およびマップ型速度算出部２６１、パラメータ算出部２６２の構成を示す機能ブロック図である。
【図１９】超音波診断装置２００におけるＳＷＳＭ処理の動作を示すフローチャートである。
【図２０】マップ型速度算出部２６１におけるせん断波伝播解析処理の動作を示すフローチャートである。
【図２１】変位検出及びせん断波の伝播解析の動作を示す模式図である。
【図２２】実施の形態３に係る超音波診断システム３０００、可搬本体部３００、カート３０３のそれぞれを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
≪発明を実施するための形態に至った経緯≫
発明者は、特に可搬型の超音波診断装置による超音波弾性計測において、演算能力に合わせたスケーラブルな制御による精度向上について各種の検討を行った。
【００１２】
上述の通り、超音波弾性計測では、プッシュ波によって被検体内にせん断波を励起して、せん断波の伝播速度を計測することによって機械的特性の算出を行う。そこで、超音波弾性計測では、プッシュ波の送信に続けて、検出波の送受信を繰り返し行うことにより、被検体内の変位を検出し、その時系列的変化を解析することによりせん断波の波面の位置を推定する。そして、波面の移動速度をせん断波の移動速度として算出を行う。せん断波の速度算出の方法の１つとしては、被検体内に複数の観測点を設け、各観測点において変位量が最大（ピーク）となった時刻（以下、「ピーク時刻」と呼ぶ）を検出して、ピーク時刻に観測点をせん断波の波面を通過したとみなす方法がある。この方法では、特に、関心領域を狭矮化して関心領域全体の伝播速度平均を算出する、いわゆるポイント型の測定において、観測点の数を限定するため、演算量が小さく、かつ、せん断波の移動速度の分解能が高い特性を有しており、機械的特性の絶対評価に適している。一方で、このように少ない観測点を用いる方法では、観測点からの反射検出波に基づく音響線信号の信号レベル、ノイズレベル、信号対雑音比（ＳＮＲ；Signal to Noise Ratio）等の信号品質が、せん断波の移動速度の信頼性にそのまま影響しやすい。
【００１３】
せん断波の速度算出の方法の他の１つとしては、被検体内に多数の観測点を設け、各観測点で計測した変位の空間的分布に基づいて各時刻のせん断波の波面を検出し、せん断波の波面位置の時系列的変化を直接的に解析する方法がある。この方法では、広域の関心領域における伝播速度の空間的分布を解析する、いわゆるマップ型の測定において、多数の観測点を設けることで機械的特性の空間的分布の取得やせん断波の反射源・屈折源等の位置に基づくせん断波の移動速度の信頼性マップの取得に適している。一方で、この方法では、観測点の位置が多いため演算量が大きく、また、多数の観測点の計測結果の全体的な傾向や統計的な性質からせん断波の移動速度を求めるため、機械的特性の絶対評価には適していない。
【００１４】
そこで、発明者は、演算量が小さい、いわゆるポイント型の測定をベースとして、脱着可能な演算回路等により演算能力の向上が図れる場合には、ポイント型の測定における観測点の位置選定を行うための情報を当該演算回路で生成するという着想を得て、本開示に係る超音波診断装置、および、超音波診断装置の制御方法に想到するに至ったものである。
【００１５】
以下、実施の形態に係る超音波診断装置およびその制御方法について図面を用いて詳細に説明する。
【００１６】
≪実施の形態１≫
超音波診断装置１００は、せん断波速度計測法により組織の機械的特性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、せん断波速度計測法によるＳＷＳシーケンスの概要を示す概略図である。図１中央の枠に示すように、超音波診断装置１００の処理は、例えば、「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」、「機械的特性算出」の工程から構成される。なお、以下に説明する実施の形態では「基準検出波パルス送受信」の工程と「検出波パルス送受信」の工程とに基づき「機械的特性算出」の工程を実施することとしているが、「検出波パルス送受信」の工程のみに基づき「機械的特性算出」の工程を行ってもよく、この場合は「基準検出波パルス送受信」の工程がなくてもよい。
【００１７】
「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ｅｃ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。
【００１８】
「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収束させたプッシュ波ｐｐを送信させて、関心領域ｒｏｉを通過するせん断波を励起させる。
【００１９】
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を送信し、複数の振動子に検出波ｐｗｌの送信と反射波ｅｃの受信とを複数回行わせることで、関心領域ｒｏｉにおけるせん断波の伝播状態を計測する。「機械的特性算出」の工程では、まず、せん断波の伝播に伴う組織の変位分布ｐｔ１を時系列に算出して、次に、変位分布ｐｔ１の時系列な変化から組織の機械的特性を表すせん断波の伝播速度を算出するせん断波伝播速度計測を行い、最後に、機械的特性を表示する。
【００２０】
以上に示した、プッシュ波ｐｐ送信に基づく１回のせん断波の励起に伴う一連の工程を、「ＳＷＳシーケンス」（ＳＷＳ：Shear Wave Speed）と呼ぶ。
【００２１】
＜超音波診断システム１０００＞
１．装置概要
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、その反射波を受信する複数の振動子（振動子列）１０１ａが先端表面に列設された超音波プローブ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信号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。
【００２２】
次に、超音波診断装置１００に外部接続される各要素について説明する。
【００２３】
２．プローブ１０１
プローブ１０１は、例えば、直線状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１０５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の振動子表面を被検体表面に超音波ジェル等を介して当てた状態で、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反射検出波（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超音波診断装置１００に供給する。
【００２４】
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、超音波診断装置１００の制御部１１３に出力する。
【００２５】
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やマウス等であってもよい。
【００２６】
＜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。
【００２７】
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１０６、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１０５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１０７を有する。
【００２８】
また、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生成部１０３、プッシュ波パルスｐｐｐに続き検出波パルスｐｗｐｌを複数（ｍ）回送信させる検出波生成部１０４を有する。
【００２９】
また、受信ビームフォーマ部１０７が出力する音響線信号に基づいて関心領域ｒｏｉにおけるせん断波の伝播速度計測を行う速度算出部１０８、音響線信号を保存するデータ格納部１０９、音響線信号からＢモード画像を生成するＢモード画像生成部１１０、音響線信号に基づいて速度算出部１０８がせん断波の伝播速度計測を行うためのパラメータを生成するパラメータ算出部１１１、Ｂモード画像と伝播速度計測結果の少なくとも一方から表示画像を構成して表示部１１４に表示させる表示制御部１１２、さらに、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を設定するとともに、各構成要素を制御する制御部１１３を備える。
【００３０】
このうち、マルチプレクサ部１０６、送信ビームフォーマ部１０５、受信ビームフォーマ部１０７、プッシュ波生成部１０３、検出波生成部１０４、速度算出部１０８、制御部１１３は、超音波信号処理回路１５０を構成する。また、パラメータ算出部１１１は、演算回路１６０を構成する。
【００３１】
超音波信号処理回路１５０を構成する各要素、例えば、送信ビームフォーマ部１０５、速度算出部１０８は、それぞれ、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application 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)などのプロセッサとソフトウェアにより実現される構成であってもよく、特にＧＰＵを用いた構成はＧＰＧＰＵ（General-Purpose computing on Graphics Processing Unit）と呼ばれる。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。また、演算回路１６０は、例えば、ＧＰＧＰＵで構成され、ＧＰＵとメモリ、電源、および、ＧＰＵを動作させるソフトウェアにより実現される。
【００３２】
データ格納部１０９は、コンピュータで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、ＢＤ、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１０９は、超音波診断装置１００と接続される記憶装置であってもよい。
【００３３】
なお、実施の形態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１０６が不要な構成もあるし、プローブ１０１に送信ビームフォーマ部１０５や受信ビームフォーマ部１０７、またその一部などが内蔵される構成であってもよい。
【００３４】
＜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。
【００３５】
１．制御部１１３
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位置を指定し操作入力部１０２に入力する。制御部１１３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解析対象範囲である関心領域ｒｏｉを設定する。ここで、被検体の機械的特性は関心領域ｒｏｉ全体に対して１つの値を取得するため、関心領域ｒｏｉはその内側で機械的特性が大きく変化しない程度に狭い範囲であることが好ましい。または、制御部１１３は、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）の中心から少し離れた振動子１０１ａの正面方向に設定されてもよい。
【００３６】
また、制御部１１３は、操作入力部１０２からの指令に基づき、後述する超音波診断装置１００の他のブロックの制御を行う。さらに、制御部１１３は、演算回路１６０が使用可能か否かを判定し、その判定結果によって他のブロックの制御の内容を変更する。
【００３７】
２．プッシュ波生成部１０３
プッシュ波生成部１０３は、制御部１１３から関心領域ｒｏｉを示す情報を取得し、関心領域ｒｏｉの近傍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１０５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（以下、「送信焦点ＦＰ」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。これにより、被検体中の特定部位にせん断波を励起させる。
【００３８】
具体的には、プッシュ波生成部１０３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ＦＰの位置とプッシュ波ｐｐｐ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。
【００３９】
図３（ａ）は、プッシュ波生成部１０３で発生させるプッシュ波ｐｐｐの送信焦点ＦＰ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、それぞれ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以下であり、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（ａ）に示すように、送信焦点ＦＰの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と一致する構成とした。
【００４０】
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Ｐｘの長さは複数の振動子１０１ａ全部の列の長さａとする構成とした。
【００４１】
送信焦点ＦＰの位置と、プッシュ波送信振動子列Ｐｘを示す情報は、プッシュパルスｐｐｐのパルス幅ＰＷ、印加開始時刻ＰＴとともに、送信制御信号として送信ビームフォーマ部１０５に出力される。また、印加開始時刻ＰＴの時間間隔ＰＩを含めてもよい。なお、プッシュ波パルスｐｐｐのパルス幅ＰＷ、印加開始時刻ＰＴ、及び時間間隔ＰＩについては後述する。
【００４２】
なお、関心領域ｒｏｉと送信焦点ＦＰ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。
【００４３】
例えば、図３（ａ）に示す例を、送信焦点ＦＰの位置のうち列方向送信焦点位置ｆｘが関心領域ｒｏｉの列方向中心位置ｗｃからｘ軸の正又は負の方向にオフセットされた構成に変更してもよい。この場合、関心領域幅ｗと振動子列の列方向中心は異なる構成となる。さらに、送信焦点ＦＰのうち列方向焦点位置ｆｘが、関心領域ｒｏｉの列方向中心ｗｃからｘ軸の正又は負の方向にオフセットされ関心領域ｒｏｉ外に位置するような構成としてもよい。
【００４４】
また、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ＦＰを設定する構成としてもよい。このとき、関心領域ｒｏｉの近傍に設定する場合には、送信焦点ＦＰ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。
【００４５】
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ＦＰ」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。
【００４６】
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１０５に出力される。
【００４７】
３．検出波生成部１０４
検出波生成部１０４は、制御部１１３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１０５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、検出波パルス送信振動子列Ｔｘに属する複数の振動子１０１ａに検出波ｐｗを送信させる。具体的には、検出波生成部１０４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。
【００４８】
図３（ｂ）は、検出波生成部１０４で発生させる検出波パルスｐｗｐｌの構成概要を示す模式図である。図３（ｂ）に示すように、検出波生成部１０４は、検出波パルス送信振動子が同位相で駆動されるいわゆる平面波である検出波が関心領域ｒｏｉ全体を通過するように検出波パルス送信振動子列Ｔｘを設定する。検出波パルス送信振動子列Ｔｘの長さａは関心領域幅ｗよりも大きく設定されることが好ましい。本例では、検出波パルス送信振動子列Ｔｘは、ｘ方向の中心を送信焦点ＦＰの列方向送信焦点位置ｆｘとして、関心領域ｒｏｉよりも所定距離だけ外方に両端が位置するように設定される。検出波ｐｗは平面波であるので振動子列方向と垂直なＺ方向に伝播する。したがって、関心領域ｒｏｉは、Ｘ方向両端においてマージンを持って超音波照射領域Ａｘに含まれる。これより、１回の検出波の送受信により関心領域ｒｏｉ全体にある観測点について音響線信号を生成できるとともに、超音波ビームが確実に関心領域ｒｏｉ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る。
【００４９】
なお、検出波である超音波ビームの進行方向はＺ方向に限られず、Ｚ方向に対して所定の方位角θをなす方向に進行するように設定されてもよい。
【００５０】
４．送信ビームフォーマ部１０５
送信ビームフォーマ部１０５は、マルチプレクサ部１０６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。
【００５１】
図４（ａ）は、送信ビームフォーマ部１０５の構成を示す機能ブロック図である。図４（ａ）に示すように、送信ビームフォーマ部１０５は、駆動信号発生部１０５１、遅延プロファイル生成部１０５２、駆動信号送信部１０５３を含む。
【００５２】
（１）駆動信号発生部１０５１
駆動信号発生部１０５１は、プッシュ波生成部１０３又は検出波生成部１０４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を示す情報、プッシュ波パルスｐｐｐのパルス幅ＰＷ、印加開始時刻ＰＴを示す情報、検出波パルスｐｗｐｌのパルス幅、印加開始時刻を示す情報のそれぞれに基づき、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。
【００５３】
（２）遅延プロファイル生成部１０５２
遅延プロファイル生成部１０５２では、プッシュ波生成部１０３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と送信焦点ＦＰ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印加開始時刻ＰＴからの遅延時間ｔｐｐｋ（ｋは、１から振動子１０１ａの数ｋｍａｘ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。また、遅延プロファイル生成部１０５２は、検出波生成部１０４から得られる送信制御信号のうち、検出波送信振動子列Ｔｘを示す情報に基づき、超音波ビームの送信タイミングを決める印加開始時刻ＰＴからの遅延時間ｔｐｔｋ（ｋは、１から振動子１０１ａの数ｋｍａｘまでの自然数）を振動子毎に設定して出力する。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スを行う。なお、遅延時間ｔｐｔｋは、すべてのｋに対してｔｐｔｋ＝０としてもよい。
【００５４】
（３）駆動信号送信部１０５３
駆動信号送信部１０５３は、駆動信号発生部１０５１からのパルス信号ｓｐと遅延プロファイル生成部１０５２からの遅延時間ｔｐｐｋとに基づき、図５の模式図に示すように、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１０６によって選択される。
【００５５】
生体に物理的変位を起こすプッシュ波には、通常のＢモード表示等に用いる送信パルスに比して格段に大きなパワーが求められる。即ち、パルサ（超音波発生器）に与える駆動電圧として、Ｂモード画像の取得では通常３０〜４０Ｖでも成立する場合があるのに対して、プッシュ波では、例えば、５０Ｖ以上を要する。また、Ｂモード画像の取得では、送信パルス長は数μｓｅｃ程度であるが、プッシュ波には１送信あたり数百μｓｅｃの送信パルス長を必要とする場合もある。
【００５６】
本実施の形態では、図６（ａ）の模式図に示すように、駆動信号送信部１０５３からプッシュ波パルスｐｐｐが印加開始時刻ＰＴに複数の振動子１０１ａに送信される。プッシュ波パルスｐｐｐは、所定のパルス幅ＰＷ（時間長）を有し所定の電圧振幅（＋Ｖ〜−Ｖ）、所定周波数からなるバースト信号からなる。具体的には、パルス幅ＰＷは、例えば、１００〜２００μｓｅｃ、周波数は、例えば、６ＭＨｚ、電圧振幅は、例えば、＋５０Ｖ〜−５０Ｖとしてもよい。しかしながら、印加条件は上記に限定されないことは言うまでもない。
【００５７】
また、駆動信号送信部１０５３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１０６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１０６を用いない構成としてもよい。
【００５８】
送信ビームフォーマ部１０５は、プッシュ波パルスｐｐｐ送信後に、検出波生成部１０４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。
【００５９】
５．受信ビームフォーマ部１０７
受信ビームフォーマ部１０７は、図３（ｂ）の模式図で示した関心領域ｒｏｉ内に、図８（ａ）に示すように、ｘ方向に並ぶ複数の観測点候補領域Ｌｉを設定し、観測点候補領域Ｌｉのそれぞれに参照点Ｒｉｊを複数設定する回路である。ここで、観測点候補領域Ｌｉは、例えば、ｚ方向に延びる直線上の領域であり、ｘ方向に等間隔に配置される。また、参照点Ｒｉｊは、例えば、ｚ方向に等間隔に配置される。受信ビームフォーマ部１０７は、さらに、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、関心領域ｒｏｉ内に存在する複数の参照点Ｒｉｊ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１０７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は関心領域ｒｏｉにおける複数の観測点候補領域Ｌｉにおいてｘ方向の順を示す自然数であり、ｊは一つの観測点候補領域Ｌｉ上の参照点Ｒｉｊにおいてｚ方向の順を示す自然数である。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。
【００６０】
図４（ｂ）は、受信ビームフォーマ部１０７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１０７は、入力部１０７１、受波信号保持部１０７２、整相加算部１０７３を備える。
【００６１】
（１）入力部１０７１
入力部１０７１は、マルチプレクサ部１０６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。
【００６２】
入力部１０７１は、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、制御部１１３からの指示に基づきマルチプレクサ部１０６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、反射検出波受信の概要を示す図６（ｂ）に示すように、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る。生成された受波信号ｒｆｋは、受波信号保持部１０７２に出力される。
【００６３】
（２）受波信号保持部１０７２
受波信号保持部１０７２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１０７２は、送信イベントに同期して入力部１０７１から、各受波振動子ｒｗｋに対する受波信号ｒｆｋを入力し、１枚の音響線信号フレームデータが生成されるまでこれを保持する。
【００６４】
なお、受波信号保持部１０７２は、データ格納部１０９の一部であってもよい。
【００６５】
（３）整相加算部１０７３
整相加算部１０７３では、送信イベントに同期して関心領域ｒｏｉ内の観測点候補領域Ｌｉ上に存在する参照点Ｒｉｊのそれぞれについて、検出波パルス受信振動子列Ｒｘに含まれる受信振動子Ｒｐｋが受信した受波信号ｒｆｋに遅延処理を施した後、全ての受信振動子Ｒｐｋについて加算して音響線信号ｄｓを生成する回路である。ここで、図８（ａ）に示すように、観測点候補領域Ｌｉは列方向（ｘ方向）に等間隔に配置され、参照点Ｒｉｊは深さ方向（ｚ方向）に均一に配置されることが好ましい。具体的には、参照点Ｒｉｊは、列方向（ｘ方向）に延伸する観測点候補領域Ｌｉ上に、ｘ方向に等間隔に配される。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Ｒｐｋから構成されており、制御部１１３からの指示に基づき整相加算部１０７３とマルチプレクサ部１０６によって選択される。本例では、反射波受信振動子列Ｒｘとして、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。
【００６６】
整相加算部１０７３は、受波信号ｒｆｋに対する処理を行うための遅延処理部１０７３１、加算部１０７３２を備える。
【００６７】
ａ）遅延処理部１０７３１
遅延処理部１０７３１は、検出波パルス受信振動子列Ｒｘ内の受信振動子Ｒｐｋに対する受波信号ｒｆｋから、参照点Ｒｉｊと受信振動子Ｒｐｋ各々との間の距離の差を音速値で除した受信振動子Ｒｐｋ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、参照点Ｒｉｊからの反射超音波に基づく受信振動子Ｒｐｋに対応する受信信号として同定する回路である。
【００６８】
図７は、遅延処理部１０７３１において、超音波の伝播経路の計算方法の概要を示す模式図である。検出波パルス送信振動子列Ｔｘから放射され関心領域ｒｏｉ内の任意の位置にある参照点Ｒｉｊにおいて反射され受信振動子Ｒｐｋに到達する超音波の伝播経路を示したものである。
【００６９】
・送信時間の算出
遅延処理部１０７３１は、送信イベントに対応して、参照点Ｒｉｊまでの送信経路を特定し、その距離を音速で除して送信時間を算出する。送信経路としては、例えば、検出波送信振動子列Ｔｘの中心から参照点Ｒｉｊまでの直線経路とすることができる。なお、送信経路はこれに限られず、例えば、検出波送信振動子列Ｔｘの中心から参照点Ｒｉｊと同じ深さの任意の点までの最短経路としてもよい。
【００７０】
・受信時間の算出
遅延処理部１０７３１は、送信イベントに対応して、参照点Ｒｉｊについて、参照点Ｒｉｊで反射され検出波受信振動子列に含まれる受信振動子に到達するまでの受信経路を特定し、その距離を音速で除して送信時間を算出する。受信経路としては、例えば、参照点Ｒｉｊから受信振動子までの直線経路とすることができる。
【００７１】
・遅延量の算出
次に、遅延処理部１０７３１は、送信時間と受信時間とから各受信振動子への総伝播時間を算出し、当該総伝播時間に基づいて、各受信振動子に対する受波信号列ｒｆｋに適用する遅延量を算出する。
【００７２】
・遅延処理
次に、遅延処理部１０７３１は、各受信振動子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、参照点Ｒｉｊからの反射波に基づく受信振動子に対応する信号として同定する。
【００７３】
遅延処理部１０７３１は、送信イベントに対応して、受波信号保持部１０７２から受波信号ｒｆｋを入力として、関心領域ｒｏｉ内に位置する全ての参照点Ｒｉｊについて、各受信振動子Ｒｐｋに対する受波信号ｒｆｋを同定する。
【００７４】
ｂ）加算部１０７３２
加算部１０７３２は、遅延処理部１０７３１から出力される受信振動子Ｒｐｋ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、参照点Ｒｉｊ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。
【００７５】
さらに、各受信振動子Ｒｐｋ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、参照点Ｒｉｊ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内の受信振動子Ｒｐｋ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、例えば、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。なお、受信アポダイゼーションは上述の場合に限られず、例えば、送信振動子列Ｔｘの列方向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てもよい。
【００７６】
加算部１０７３２は、関心領域ｒｏｉ内に存在する全ての参照点Ｒｉｊについて音響線信号ｄｓｉｊを生成して音響線信号フレームデータｄｓｌを生成する。
【００７７】
そして、送信イベントに同期して検出波パルスｐｗｐｌの送受信を繰り返し、全ての送信イベントに対する音響線信号フレームデータｄｓｌを生成する。生成された音響線信号フレームデータｄｓｌは、送信イベントごとにデータ格納部１０９に出力され保存される。
【００７８】
６．速度算出部１０８およびパラメータ算出部１１１
速度算出部１０８は、参照点Ｒｉｊに対応する音響線信号に基づいて複数の観測点候補領域Ｌｉを選択して選択した観測点候補領域Ｌｉのそれぞれに観測点Ｐｉｊを設定し、設定された観測点Ｐｉｊについて、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスから、関心領域ｒｏｉ内の組織の変位を検出し、せん断波の速度を算出する回路である。
【００７９】
また、パラメータ算出部１１１は、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスから、観測点Ｐｉｊを選択するための指標となるパラメータを算出する回路である。
【００８０】
図９は、速度算出部１０８およびパラメータ算出部１１１の構成を示す機能ブロック図である。速度算出部１０８は、観測点設定部１０８１、変位検出部１０８２、到達時刻検出部１０８３、伝播速度変換部１０８４、機械的特性変換部１０８５を備える。パラメータ算出部１１１は、信号品質判定部１１１１を備える。
【００８１】
（１）信号品質判定部１１１１
信号品質判定部１１１１は、受信ビームフォーマ部１０７から音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスを取得し、観測点候補領域Ｌｉごとに、信号レベル、および／または、ノイズレベルを算出する。そして、観測点候補領域Ｌｉごとに、信号レベル、および／または、ノイズレベルを、音響線信号品質データｑｌｔとして出力する。信号レベルを音響線信号品質データｑｌｔとして出力する場合、信号品質判定部１１１１は、例えば、図８（ａ）に示すように、観測点候補領域Ｌｉそれぞれについて、複数の参照点Ｒｉｊそれぞれの信号レベルを抽出した後、観測点候補領域Ｌｉごとの信号レベルの代表値を出力する。代表値としては、例えば、信号レベルの最大値、中央値、平均値、最小値を用いることができる。より具体的には、例えば、観測点候補領域Ｌ１について、複数の参照点Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、…、Ｒ１ｊmaxそれぞれの信号レベルを抽出し、平均値を観測点候補領域Ｌ１の信号レベルとする。同様に、例えば、観測点候補領域Ｌ２について、複数の参照点Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、…、Ｒ２ｊmaxそれぞれの信号レベルを抽出し、平均値を観測点候補領域Ｌ１の信号レベルとする。または、複数の送信イベントに係る音響線信号に対し、例えば、図８（ｂ）に示すように、複数の送信イベントに対して、観測点候補領域Ｌｔｉそれぞれについて、送信イベントごと、かつ、参照点Ｒｉｊごとに信号レベルを抽出した後、観測点候補領域Ｌｔｉごとの信号レベルの代表値を出力するとしてもよい。ここで、図８（ｂ）のｔ軸は送信イベントを示し、ｘ座標とｚ座標とが同一でｔ座標が異なる２つの参照点Ｒｉｊｔ1、Ｒｉｊｔ2は、空間的に同一の位置に対応する参照点Ｒｉｊから異なる送信イベントｔ1、ｔ2それぞれにより取得した音響線信号を仮想的に異なる参照点として示したものである。より具体的には、例えば、観測点候補領域Ｌｔ１について、複数の参照点Ｒ１１１、Ｒ１２１、Ｒ１１２、Ｒ１２２、…、Ｒ１１ｔmax、Ｒ１２ｔmaxそれぞれの信号レベルを抽出し、平均値を観測点候補領域Ｌ１の信号レベルとする。なお、複数の送信イベントに係る音響線信号データを用いる場合、観測点候補領域Ｌｉそれぞれについて、参照点Ｒｉｊの数は必ずしも複数である必要はなく１つでもよい。
【００８２】
また、ノイズレベルを音響線信号品質データｑｌｔとして出力する場合、信号品質判定部１１１１は、例えば、図８（ａ）に示すように、観測点候補領域Ｌｉそれぞれについて、複数の参照点Ｒｉｊそれぞれの信号レベルを抽出した後、観測点候補領域Ｌｉごとの信号レベルの不均一性を示す値を出力する。信号レベルの不均一性を示す値としては、例えば、信号レベルの分散、標準偏差、信号レベルと平均信号レベルとの差の絶対値の合計、最大値と最小値の差、を用いることができる。より具体的には、例えば、観測点候補領域Ｌ１について、複数の参照点Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、…、Ｒ１ｊmaxそれぞれの信号レベルを抽出し、標準偏差を観測点候補領域Ｌ１のノイズレベルとする。または、例えば、図８（ｂ）に示すように、複数の送信イベントに対して、観測点候補領域Ｌｔｉそれぞれについて、送信イベントごと、かつ、参照点Ｒｉｊごとに信号レベルを抽出した後、観測点候補領域Ｌｔｉごとの信号レベルの不均一性を示す値を出力してもよい。より具体的には、例えば、観測点候補領域Ｌｔ１について、複数の参照点Ｒ１１１、Ｒ１２１、Ｒ１１２、Ｒ１２２、…、Ｒ１１ｔmax、Ｒ１２ｔmaxそれぞれの信号レベルを抽出し、標準偏差を観測点候補領域Ｌ１のノイズレベルとする。なお、複数の送信イベントに係る音響線信号データを用いる場合、観測点候補領域Ｌｉそれぞれについて、参照点Ｒｉｊの数は必ずしも複数である必要はなく１つでもよい。なお、パラメータ算出部１１１は、観測点候補領域Ｌｉごとに、信号対雑音比を算出し、音響線信号品質データｑｌｔとして出力してもよい。
【００８３】
なお、音響線信号品質データｑｌｔは信号レベル、ノイズレベル、信号対雑音比に限られず、観測点候補領域Ｌｉに対応する音響線信号の品質を示すパラメータであれば任意の値を使用してよい。
【００８４】
信号品質判定部１１１１は、算出した音響線信号品質データｑｌｔを速度算出部１０８の観測点設定部１０８１に出力する。
【００８５】
（２）観測点設定部１０８１
観測点設定部１０８１は、音響線信号品質データｑｌｔに基づいて、観測点候補領域Ｌｉから観測点Ｐｉｊを選択する。より具体的には、観測点設定部１０８１は、例えば、図１３（ａ）に示すように、観測点候補領域Ｌｉから、信号対雑音比の良いものから順に所定の数だけ選択する。ここでは、観測点候補領域Ｌ３、Ｌ７、Ｌ１０を選択する。そして、選択した観測点候補領域Ｌｉのそれぞれの上に１つずつ観測点Ｐｉｊを設定する。なお、観測点Ｐｉｊについて、ｉは関心領域ｒｏｉ内の複数の観測点Ｐｉｊのｘ方向の順を示し、ｊはｚ方向の順を示す。すなわち、同一のｉに対し、観測点候補領域Ｌｉのｉと観測点Ｐｉｊのｉは必ずしも一致しない。本例では、観測点候補領域Ｌ３、Ｌ７、Ｌ１０のそれぞれに観測点Ｐ11、Ｐ12、Ｐ13が設定される。なお、観測点候補領域Ｌｉの選択基準は上述のものに限られず、例えば、信号レベルの高いものから順に選択する、または、ノイズレベルの低いものから順に選択する、としてもよい。または、例えば、信号レベルが所定の基準以上である観測点候補領域Ｌｉを抽出し、その中から信号対雑音比の良い順に選択する、としてもよい。さらには、観測点候補領域Ｌｉのｘ方向の間隔が所定距離以上となるように、かつ、信号対雑音比が高くなるように選択する、としてもよい。
【００８６】
（３）変位検出部１０８２
変位検出部１０８２は、観測点Ｐｉｊのそれぞれについて、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスに含まれる１フレームの音響線信号フレームデータｄｓｌと、基準となる音響線信号フレームデータ（基準音響線信号フレームデータ）ｄｓ０とを取得する。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送信前に関心領域ｒｏｉから取得した音響線信号のフレームデータである。変位検出部１０８２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、各観測点Ｐｉｊそれぞれの変位を検出する。そして、変位検出部１０８２はこの処理を繰り返すことで、観測点Ｐｉｊそれぞれの変位の時系列データを作成する。
【００８７】
なお、変位検出部１０８２は、以下の処理により観測点Ｐｉｊそれぞれの変位の時系列データを作成してもよい。すなわち、例えば、変位検出部１０８２は、音響線信号フレームデータｄｓｌと、１つ前の送信イベントで取得された音響線フレームデータｄｓ（ｌ−１）との差分に基づいて、観測点Ｐｉｊの変位Ｐｔｉｊの、送信イベント間での変化量ΔＰｔｉｊを検出する。そして、観測点Ｐｉｊごとに、変位Ｐｔｉｊにおける複数の送信イベント間の変化量ΔＰｔｉｊを積算することで、観測点Ｐｉｊの変位Ｐｔｉｊを生成する。この場合において、超音波診断装置は基準検出波パルス送受信の工程を行わず、基準音響線信号フレームデータｄｓ０の生成を行わない、としてもよい。また、送信イベント間での変化量ΔＰｔｉｊの検出は連続する２つの送信イベント間とは限らず、任意の２つの音響線信号フレームデータｄｓｌの差分から、観測点Ｐｉｊの変位Ｐｔｉｊの変化量ΔＰｔｉｊを算出してもよい。
【００８８】
変位検出部１０８２は、変位の時系列データを観測点Ｐｉｊおよび送信イベントと対応付けて変位量フレームデータｐｔｌを生成する。
【００８９】
（４）到達時刻検出部１０８３
到達時刻検出部１０８３は、変位量フレームデータｐｔｌに基づき、観測点Ｐｉｊそれぞれの波面の到達時刻を検出する。具体的には、図１３（ｃ）に示すように、観測点Ｐｉｊそれぞれの変位Ｄｉｊのピーク時刻ｔｉｊを検出する。なお、ピーク時刻ｔｉｊを検出する方法は、ＴＴＰ（Time to Peak）法、相関処理法など、公知の手法を用いることができる。
【００９０】
到達時刻検出部１０８３は、ピーク時刻ｔｉｊを観測点Ｐｉｊに対応付けて波面到達時間データａｔｏを生成する。
【００９１】
（５）伝播速度変換部１０８４
伝播速度変換部１０８４は、関心領域におけるせん断波の伝播速度を算出する。伝播速度変換部１０８４は、隣接する観測点Ｐｉｊ間のせん断波の伝播速度ｖをそれぞれ算出する。具体的には、図１３（ｂ）、（ｄ）に示すように、隣接する２つの観測点ＰｉｊとＰｉ（ｊ＋１）との距離Ｒｊ（ｊ＋１）を、観測点Ｐｉｊ、Ｐｉ（ｊ＋１）それぞれのピーク時刻ｔｉｊ、ｔｉ（ｊ＋１）の差｛ｔｉ（ｊ＋１）−ｔｉｊ｝で除することにより、伝播速度ｖｊ（ｊ＋１）を算出する。なお、図１３（ｄ）の縦軸のｄ軸は、せん断波の進行経路を示す距離軸である。次に、伝播速度変換部１０８４は、せん断波の伝播速度ｖの代表値を関心領域におけるせん断波の伝播速度として算出する。代表値としては、例えば、平均値や中央値が挙げられる。
【００９２】
伝播速度変換部１０８４は、関心領域におけるせん断波の伝播速度を伝播速度データｖｏとして出力する。
【００９３】
（６）機械的特性変換部１０８５
機械的特性変換部１０８５は、関心領域におけるせん断波の伝播速度を被検体の機械的特性値に変換する。機械的特性としては、例えば、せん断弾性率、ヤング率、ダイナミックせん断粘性、機械的インピーダンス等が挙げられる。
【００９４】
例えば、せん断弾性率Ｇは、被検体密度ρとせん断波の伝播速度ｖを用いて、以下の式で算出できる。
Ｇ＝ρ・ｖ2
また、例えば、ヤング率Ｅは、被検体を等方性弾性体であると仮定すると、ポワソン比νを用いて、Ｅ＝２（１＋ν）Ｇと示されるため、ν＝０．５と仮定すると、以下の式で算出できる。
Ｅ＝３ρ・ｖ2
同様に、ダイナミックせん断粘性、機械的インピーダンスのそれぞれについても、せん断波の伝播速度ｖを用いて公知の演算により算出できる。
【００９５】
機械的特性変換部１０８５は、関心領域における機械的特性値を機械的特性データｅｌｆとして出力する。
【００９６】
７．Ｂモード画像生成部１１０
Ｂモード画像生成部１１０は、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスから、Ｂモード断層画像を生成する回路である。
【００９７】
Ｂモード画像生成部１１０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１フレームの音響線信号フレームデータｄｓｌを取得する。そして、Ｂモード画像生成部１１０は、包絡線検波、対数圧縮を行って音響線信号フレームデータｄｓｌを輝度信号フレームデータｂｌｌに変換し、表示制御部１１２に出力する。
【００９８】
８．表示制御部１１２
表示制御部１１２は、Ｂモード断層画像、または、Ｂモード断層画像に機械的特性情報を重畳した画像を生成し、表示部１１４に表示させる回路である。
【００９９】
表示制御部１１２は、輝度信号フレームデータｂｌｌをＢモード画像生成部１１０から、機械的特性データｅｌｆを速度算出部１０８から、それぞれ取得し、座標変換を行って、Ｂモード画像、あるいは、Ｂモード画像上に機械的特性データを重畳した画像を生成する。
【０１００】
＜超音波診断装置１００の動作＞
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。
【０１０１】
１．動作の概要
図１０は、超音波診断装置１００における統合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１００によるＳＷＳシーケンスは、関心領域ｒｏｉを設定する工程、基準検出波送受信を行い、以後の各送信イベントに対応するせん断波による変位を抽出するための基準音響線信号フレームデータｄｓ０を取得する工程、プッシュ波パルスｐｐｐを送信して被検体内の特定部位ＦＰに集束するプッシュ波ｐｐを送信して被検体中にせん断波励起する工程、関心領域ｒｏｉを通過する検出波ｐｗｐｌの送受信を複数回繰り返す検出波パルスｐｗｐｌ送受信する工程、せん断波伝播速度計測を行いせん断波の伝播速度と機械的特性を算出する機械的特性算出の工程から構成される。
【０１０２】
２．演算回路１６０が使用可能である場合の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に表示された後のせん断波速度計測処理の動作を説明する。
【０１０３】
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１０５及び受信ビームフォーマ部１０７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１１２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。
【０１０４】
図１１は、超音波診断装置１００におけるＳＷＳＭ処理の動作を示すフローチャートである。
【０１０５】
まず、ステップＳ１０では、ユーザからの操作入力に基づいて関心領域を設定する。より具体的には、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、制御部１１３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表す関心領域ｒｏｉをプローブ１０１の位置を基準に設定する。
【０１０６】
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１０９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。ここでは、関心領域ｒｏｉは、例えば、Ｂモード画像の列方向の中央から離れた一定範囲とする。
【０１０７】
次に、ステップＳ２０では、制御部１１３は、プッシュパルスの送信条件を設定する。具体的には、プッシュ波生成部１０３が、制御部１１３から関心領域ｒｏｉを示す情報を取得、プッシュ波パルスｐｐｐの送信焦点ＦＰ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（ａ）に示すように、プッシュ波送信振動子列Ｐｘは、複数の振動子１０１ａの一部とした。また、列方向送信焦点位置ｆｘはプッシュ波送信振動子列Ｐｘ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の近傍に存在する構成とした。しかしながら、関心領域ｒｏｉと送信焦点ＦＰ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。
【０１０８】
送信焦点ＦＰ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ＰＷ、印加開始時刻ＰＴとともに、送信制御信号として送信ビームフォーマ部１０５に出力される。
【０１０９】
次に、ステップＳ３０において、関心領域ｒｏｉ内に観測点候補領域Ｌｉを設定する。本例では、図８（ａ）に示すように、ｘ方向に延伸する直線として等間隔に配される。なお、観測点候補領域Ｌｉは、例えば、いずれかの受信振動子Ｒｐｋの中心を通りｚ方向に延伸する直線であるとしてもよい。
【０１１０】
次に、ステップＳ４０において、基準検出波パルスの送受信を行い、取得した基準音響線信号フレームデータを保存する。具体的には、関心領域ｒｏｉ内に、検出波パルスを送信させ、ステップＳ３０で設定した観測点候補領域Ｌｉ上の参照点Ｒｉｊについて、音響線信号フレームデータを生成して、基準音響線フレームデータとしてデータ格納部１０９に保存する。
【０１１１】
次に、ステップＳ５０において、プッシュパルスを送信する。具体的には、送信ビームフォーマ部１０５は、プッシュ波生成部１０３より取得した送信焦点ＦＰ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ＰＷ、印加開始時刻ＰＴ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。
【０１１２】
ここで、プッシュ波ｐｐによるせん断波の生成において、図１２（ａ）から（ｃ）の模式図を用いて説明する。図１２（ａ）から（ｃ）は、プッシュ波ｐｐによるせん断波励起の機構を示すバネモデルである。図１２（ａ）から（ｃ）において、弾力性を有する被検体内の組織はバネにより繋がれた複数の球として示されており、個々の球が、被検体内の組織の各位置に対応している。
【０１１３】
まず、プローブ１０１を皮膚表面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に対してプッシュ波ｐｐを印加する。これにより、焦点部位に該当する球６０３が、プッシュパルスによってＺ方向に移動する。そうすると、図１２（ｂ）に示すように、球６０３に繋がれている球６０４がＺ方向に引かれ、また、球６１３と球６１４のそれぞれが球６０３、球６０４によってＺ方向に押される。その結果として、図１２（ｃ）に示すように、プッシュパルスにより直接押された球６０２、６０３によって押された球６１２、６２３がＺ方向に移動して他の球を押すとともに、球６０４にＺ方向に押され、かつ、球６１３にＺ方向に引かれた球６１４がＺ方向に移動する。この動作により、プッシュパルスによる直接的な押圧がない球６０４、球６１４の位置にＺ方向の振動が伝播する。すなわち、焦点部位がＺ方向に押圧されることで、焦点部位がＺ方向に振動するとともに、Ｘ方向に隣接する組織がＺ方向に引かれて、当該組織もＺ方向に振動する。さらに、Ｚ方向に振動する組織に対してＸ方向に隣接する組織がＺ方向に引かれてＺ方向に振動する、の連鎖的な運動が起きる。さらに、このような動作が繰り返し起きることにより、Ｘ方向にＺ方向の振動が伝播する、すなわち、せん断波がＸ方向に伝播する現象が発生する。
【０１１４】
図１１に戻って説明を続ける。
【０１１５】
次に、ステップＳ６０において、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１０５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１０７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、関心領域ｒｏｉ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１０９に出力され保存される。
【０１１６】
より具体的には、以下の処理を行う。まず、受信ビームフォーマ部１０７は、関心領域ｒｏｉ内に存在する任意の参照点Ｒｉｊについて、送信された超音波が被検体中の参照点Ｒｉｊに到達する送信時間を算出する。次に、受信ビームフォーマ部１０７は、検出波パルス受信振動子列Ｒｘを設定し、参照点Ｒｉｊからの反射検出波が、検出波パルス受信振動子列Ｒｘに含まれる受波振動子Ｒｗｋのそれぞれに到達する受信時間を算出する。そして、受信ビームフォーマ部１０７は、送信時間と受信時間とから、参照点Ｒｉｊごと、かつ、受波振動子Ｒｗｋごとの、遅延量を算出し、音響線信号フレームデータｄｓｌから、参照点Ｒｉｊごとに、参照点Ｒｉｊからの受信信号を同定する。次に、受信ビームフォーマ部１０７は、参照点Ｒｉｊごとに同定した受信信号を重みづけ加算し、参照点Ｒｉｊに対する音響線信号を算出する。ここで、重み付けは、例えば、検出波パルス受信振動子列Ｒｘのｘ方向の中心に位置する振動子に対する重み付けが最大となるような、受信アポダイゼーションがなされる。受信ビームフォーマ部１０７は、算出した音響線信号をデータ格納部１０９に保存する。
【０１１７】
次に、ステップＳ７０において、音響線信号フレームデータの信号品質を抽出する。具体的には、パラメータ算出部１１１は、送信イベントごと、かつ、参照点Ｒｉｊごとに、音響線信号の信号レベルを抽出する。そして、観測点候補領域Ｌｉごとに、信号品質を示す値を算出する。信号品質を示す値としては、例えば、信号レベルとして、信号レベルの平均値や中央値、最小値を用いることができる。または、例えば、ノイズレベルとして、信号レベルの分散や標準偏差、平均値からの差の絶対値の合計、最大値と最小値の差を用いることができる。または、例えば、信号レベルとノイズレベルから信号対雑音比を算出することができる。パラメータ算出部１１１は、算出したパラメータを速度算出部１０８に出力する。
【０１１８】
次に、ステップＳ８０において、信号品質に基づいて観測点Ｐｉｊを設定する。具体的には、速度算出部１０８は、パラメータ算出部１１１から受領した観測点候補領域Ｌｉごとの信号品質に基づいて複数の観測点候補領域Ｌｉを選択し、選択した観測点候補領域Ｌｉのそれぞれに、せん断波の伝播速度測定に用いる観測点Ｐｉｊを設定する。観測点候補領域Ｌｉの選択の方法としては、例えば、信号レベルが大きい観測点候補領域Ｌｉを選択するとしてもよいし、または、例えば、ノイズレベルが小さい観測点候補領域Ｌｉを選択するとしてもよい。または、例えば、信号レベルが所定以上かつ信号対雑音比が良い観測点候補領域Ｌｉを抽出するとしてもよいし、ノイズレベルが所定以下かつ信号対雑音比が良い観測点候補領域Ｌｉを抽出するとしてもよい。さらには、信号対雑音比が所定の基準以上かつ信号レベルが大きい観測点候補領域Ｌｉを抽出するとしてもよい。または、例えば、観測点候補領域Ｌｉのｘ方向の距離が所定以上となるように、かつ、信号品質が向上するように観測点Ｐｉｊを設定するとしてもよい。
【０１１９】
次に、ステップＳ９０において、送信イベント毎に関心領域ｒｏｉ内の各観測点Ｐｉｊの変位を検出し、せん断波の到達時刻を特定する。具体的には、速度算出部１０８は、第１の送信イベントにおいて、観測点Ｐｉｊごとに、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との相関処理を行って、観測点Ｐｉｊそれぞれに対する位置変位量を検出する。さらに、この処理をすべての相関イベントに対して行うことで、観測点Ｐｉｊごとに、送信イベント毎の変位量を検出する。そして、観測点Ｐｉｊごとに、変位の大きさが最大となる送信イベントを特定し、送信イベントが行われた時刻をピーク時刻として特定する。
【０１２０】
次に、ステップＳ１００において、せん断波の伝播速度計測を行う。具体的には、速度算出部１０８は、ステップＳ９０で特定した観測点Ｐｉｊごとのピーク時刻を指標として、列方向に隣接する２つの観測点Ｐｉｊの距離をピーク時刻の時間差で除することにより、せん断波の伝播速度を算出する。実施の形態では、図１３（ｄ）に示すように、列方向に並ぶ観測点Ｐ11、観測点Ｐ12、観測点Ｐ13について、縦軸にせん断波の伝播経路軸ｄ、横軸にピーク時刻をプロットする。そして、観測点間の傾き（＝観測点間の距離÷ピーク時刻の時間差）を算出することで、せん断波の伝播速度を算出する。そして、せん断波の伝播速度の代表値を算出して、関心領域ｒｏｉにおけるせん断波の伝播速度として出力する。代表値としては、例えば、中央値、平均値を用いてよい。なお、速度算出部１０８は、さらに、関心領域ｒｏｉにおけるせん断波の伝播速度に基づいて、関心領域ｒｏｉにおける被検体の機械的特性値を算出するとしてもよい。
【０１２１】
最後に、ステップＳ１１０において、せん断波の伝播速度をＢモード画像に重畳表示する。具体的には、例えば、関心領域ｒｏｉの位置を示す情報とせん断波の伝播速度、または、機械的特性値をＢモード画像に重畳する。なお、Ｂモード画像に関心領域ｒｏｉの位置を示す情報のみを重畳し、機械的特性値はＢモード画像の外側に表示してもよい。
【０１２２】
以上により、図１１に示したＳＷＳシーケンスの処理が終了する。以上のせん断波速度計測処理により、ＳＷＳシーケンスによる機械的特性データｅｌｆを算出することができる。
【０１２３】
３．演算回路１６０を使用しない場合のＳＷＳシーケンスの動作
図１４は、演算回路１６０を使用しない場合の超音波診断装置１００における統合ＳＷＳシーケンスの工程を示すフローチャートである。ここで、図１１と同様の動作については同じステップ番号を付し、詳細な説明を省略する。超音波診断装置１００によるＳＷＳシーケンスは、関心領域ｒｏｉを設定する工程、基準検出波送受信を行い、以後の各送信イベントに対応するせん断波による変位を抽出するための基準音響線信号フレームデータｄｓ０を取得する工程、プッシュ波パルスｐｐｐを送信して被検体内の特定部位ＦＰに集束するプッシュ波ｐｐを送信して被検体中にせん断波励起する工程、関心領域ｒｏｉを通過する検出波ｐｗｐｌの送受信を複数回繰り返す検出波パルスｐｗｐｌ送受信する工程、せん断波伝播速度計測を行いせん断波の伝播速度と機械的特性を算出する機械的特性算出の工程から構成される。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に表示された後のせん断波速度計測処理の動作を説明する。
【０１２４】
まず、ステップＳ１０では、ユーザからの操作入力に基づいて関心領域を設定する。
【０１２５】
次に、ステップＳ２０では、制御部１１３は、プッシュパルスの送信条件を設定する。
【０１２６】
次に、ステップＳ１２０において、関心領域ｒｏｉ内に観測点Ｐｉｊを設定する。本例では、例えば、ｘ方向に延伸する直線上に所定の数だけ等間隔に配される。具体的には、図１５（ａ）に示すように、ｘ方向に延伸する直線ＨＬ上に、間隔がｄとなるように、３つの観測点Ｐ１１、Ｐ２１、Ｐ３１を設定する。なお、選択する観測点の数および間隔は上述の場合に限られず、例えば、関心領域ｒｏｉ内に４以上観測点を設けてもよいし、図１５（ｂ）に示すように、プッシュ波パルスの送信焦点ＦＰに近いほど観測点Ｐｉｊの間隔が広がるように選択してもよいが、観測点の数が少なくとも２であることが必要であり、数が多いことがより好ましい。
【０１２７】
次に、ステップＳ４０において、基準検出波パルスの送受信を行い、取得した基準音響線信号フレームデータを保存する。具体的には、関心領域ｒｏｉ内に、検出波パルスを送信させ、ステップＳ１２０で設定した観測点Ｐｉｊについて、音響線信号フレームデータを生成して、基準音響線フレームデータとしてデータ格納部１０９に保存する。
【０１２８】
次に、ステップＳ５０において、プッシュパルスを送信する。
【０１２９】
次に、ステップＳ６０において、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。まず、受信ビームフォーマ部１０７は、関心領域ｒｏｉ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候補点Ｐｉｊに到達する送信時間を算出する。次に、受信ビームフォーマ部１０７は、検出波パルス受信振動子列Ｒｘを設定し、観測点Ｐｉｊからの反射検出波が、検出波パルス受信振動子列Ｒｘに含まれる受波振動子Ｒｗｋのそれぞれに到達する受信時間を算出する。そして、受信ビームフォーマ部１０７は、送信時間と受信時間とから、観測点Ｐｉｊごと、かつ、受波振動子Ｒｗｋごとの、遅延量を算出し、音響線信号フレームデータｄｓｌから、観測点Ｐｉｊごとに、観測点Ｐｉｊからの受信信号を同定する。次に、受信ビームフォーマ部１０７は、観測点Ｐｉｊごとに同定した受信信号を重みづけ加算し、観測点Ｐｉｊに対する音響線信号を算出する。受信ビームフォーマ部１０７は、算出した音響線信号をデータ格納部１０９に保存する。
【０１３０】
次に、ステップＳ９０において、送信イベント毎に関心領域ｒｏｉ内の各観測点Ｐｉｊの変位を検出し、せん断波の到達時刻を特定する。
【０１３１】
次に、ステップＳ１００において、せん断波の伝播速度計測を行う。
【０１３２】
最後に、ステップＳ１１０において、せん断波の伝播速度情報をＢモード画像に重畳表示する。
【０１３３】
＜まとめ＞
以上の構成により、演算回路１６０が使用可能である場合には、関心領域ｒｏｉ内に広範囲の観測点候補領域Ｌｉを設け、信号品質のよい音響線信号を生成できた観測点公報領域Ｌｉ上に観測点Ｐｉｊを設定し、観測点Ｐｉｊに対応する音響線信号に基づいてせん断波の伝播速度計測を行う。したがって、せん断波の伝播速度計測を高品質の音響線信号に基づいて行うことができ、計測されるせん断波の伝播速度の精度を向上させることができる。また、観測点Ｐｉｊの数を速度算出部１０８の演算能力に見合った数に制限することができるため、観測点Ｐｉｊの数が過剰であることによる演算能力不足を抑止し、それによるユーザビリティの低下を抑止することができる。
【０１３４】
一方で、演算回路１６０を使用しない場合には、事前に設定したルールに基づいて関心領域ｒｏｉ内に観測点Ｐｉｊを設け、観測点Ｐｉｊに対応する音響線信号に基づいてせん断波の伝播速度計測を行う。したがって、速度算出部１０８の演算能力に見合った数の観測点Ｐｉｊに基づいて処理を行うことができる。
【０１３５】
したがって、実施の形態１に係る超音波診断装置１００では、演算回路１６０の使用可否にかかわらずせん断波の伝播速度計測を演算能力に見合ったスケールで実施することができるとともに、演算回路１６０を使用できる場合には、超音波の送受信を行うことなく観測点Ｐｉｊの適切な設定を行うことができ、計測されたせん断波の伝播速度の精度を向上させることができる。
【０１３６】
≪実施の形態２≫
実施の形態１では、演算回路が音響線信号の信号品質を判定することで観測点Ｐｉｊの設定を補助する構成であるとした。しかしながら、観測点Ｐｉｊの設定を補助するための情報としては、音響線信号の品質に限られず、例えば、被検体の機械的特性を示す情報であってもよい。
【０１３７】
実施の形態２では、演算回路が速度算出部とは異なる方法で被検体の機械的特性を算出し、当該機械的特性に基づいて観測点Ｐｉｊを設定する構成とする。
【０１３８】
＜超音波診断システム２０００＞
１．装置概要
実施の形態２に係る超音波診断装置２００を含む超音波診断システム２０００について、図面を参照しながら説明する。図１６は、実施の形態２に係る超音波診断システム２０００の機能ブロック図である。なお、図２に示す超音波診断システム１０００と同様の機能ブロックについては同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。図１６に示すように、超音波診断システム２０００は、被検体に向けて超音波を送信し、その反射波を受信する複数の振動子（振動子列）１０１ａが先端表面に列設された超音波プローブ１０１、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信号を生成する超音波診断装置２００、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２００に各々接続可能に構成されている。
【０１３９】
＜超音波診断装置２００の構成概要＞
次に、実施の形態２に係る超音波診断装置２００について説明する。
【０１４０】
超音波診断装置２００は、プッシュ波生成部１０３、検出波生成部１０４、送信ビームフォーマ部１０５、マルチプレクサ部１０６、受信ビームフォーマ部１０７、速度算出部２０８、データ格納部１０９、Ｂモード画像生成部１１０、マップ型速度算出部２６１、パラメータ算出部２６２、表示制御部２１２、制御部２１３を備える。
【０１４１】
このうち、マルチプレクサ部１０６、送信ビームフォーマ部１０５、受信ビームフォーマ部１０７、プッシュ波生成部１０３、検出波生成部１０４、速度算出部２０８、制御部２１３は、超音波信号処理回路２５０を構成する。また、マップ型速度算出部２６１、パラメータ算出部２６２は、演算回路２６０を構成する。
【０１４２】
超音波信号処理回路２５０を構成する各要素は、それぞれ、例えば、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどのハードウェア回路により実現される。あるいは、ＣＰＵやＧＰＵなどのプロセッサとソフトウェアにより実現される構成であってもよく、特にＧＰＵを用いた構成はＧＰＧＰＵと呼ばれる。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。また、演算回路２６０は、例えば、ＧＰＧＰＵで構成され、ＧＰＵとメモリ、電源、および、ＧＰＵを動作させるソフトウェアにより実現される。
【０１４３】
＜超音波診断装置２００の各部構成＞
次に、超音波診断装置２００に含まれる各ブロックの構成について説明する。
【０１４４】
１．制御部２１３
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位置を指定し操作入力部１０２に入力する。制御部１１３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解析対象範囲である関心領域ｒｏｉを設定する。ここで、被検体の機械的特性は関心領域ｒｏｉ全体に対して１つの値を取得するため、関心領域ｒｏｉはその内側で機械的特性が大きく変化しない程度に狭い範囲であることが好ましい。または、制御部１１３は、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）の中心から少し離れた振動子１０１ａの正面方向に設定されてもよい。
【０１４５】
また、制御部２１３は、関心領域ｒｏｉを含みマップ型速度算出の対象となる解析対象領域ｒｏｉ２を設定する。ここで、解析対象領域ｒｏｉ２ではせん断波の波面の伝播状態や機械的特性の分布傾向を取得するため、その内側で機械的特性が一様でない程度に広い範囲であることが好ましい。または、制御部２１３は、解析対象領域ｒｏｉ２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、解析対象領域ｒｏｉ２は、超音波照射領域Ａｘの全域であるとしてもよい。
【０１４６】
また、制御部２１３は、操作入力部１０２からの指令に基づき、後述する超音波診断装置２００の他のブロックの制御を行う。さらに、制御部２１３は、演算回路２６０が使用可能か否かを判定し、その判定結果によって他のブロックの制御の内容を変更する。
【０１４７】
２．マップ型速度算出部２６１
マップ型速度算出部２６１は、解析対象領域ｒｏｉ２内の複数の第２観測点Ｑｒｓについて、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスから、解析対象領域ｒｏｉ２内の組織の変位を検出し、せん断波の速度を算出する回路である。第２観測点Ｑｒｓは、解析対象領域ｒｏｉ２内にｘ方向に等間隔、ｚ方向に等間隔となるようにメッシュ状に配される。なお、ｒはｘ方向の順序を示す値、ｓはｚ方向の順序を示す値である。
【０１４８】
図１７は、マップ型速度算出部２６１の構成を示す機能ブロック図である。マップ型速度算出部２６１は、変位検出部２６１１、波面検出部２６１２、波面到達時間検出部２６１３、伝播速度変換部２６１４、機械的特性変換部２６１５を備える。
【０１４９】
（１）変位検出部２６１１
変位検出部２６１１は、解析対象領域ｒｏｉ２内の第２観測点Ｑｒｓのそれぞれについて、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスに含まれる１フレームの音響線信号フレームデータｄｓｌと、基準となる音響線信号フレームデータ（基準音響線信号フレームデータ）ｄｓ０とを取得する。変位検出部２６１１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、各第２観測点Ｑｒｓそれぞれの変位を検出する。そして、変位検出部２６１１はこの処理を繰り返すことで、第２観測点Ｑｒｓそれぞれの変位の時系列データを作成する。
【０１５０】
変位検出部２６１１は、変位の時系列データを第２観測点Ｑｒｓおよび送信イベントと対応付けて変位量フレームデータｐｔｌを生成する。
【０１５１】
（２）波面検出部２６１２
波面検出部２６１２は、変位量フレームデータｐｔｌに基づいて、送信イベントごとの波面の位置を検出する。波面の検出は、例えば、変位領域の抽出、細線化処理、空間フィルタリング、時間フィルタリングの手順によって行う。変位領域の抽出は、例えば、動的閾値を用いて変位の大きい領域を抽出する処理を行う。細線化処理は、例えば、Hilditchの細線化アルゴリズム等を用いて、変位領域を波面に変換する。空間フィルタリングでは、例えば、所定の長さに満たない波面の消去処理を行う。時間フィルタリングは、例えば、連続する２つの送信イベントについて波面の位置及び形状の比較を行うことにより対応付けを行い、対応付けができない波面や、波面速度が著しく速い、または、著しく遅い波面について、誤検知として消去する処理を行う。
【０１５２】
波面検出部２６１２は、波面の時系列データを波面フレームデータｗｆｌとして生成する。
【０１５３】
（３）波面到達時間検出部２６１３
波面到達時間検出部２６１３は、波面フレームデータｗｆｌに基づいて、解析対象領域ｒｏｉ２内の波面の到達時刻を検出する。波面の到達時刻は、波面フレームデータｗｆｌに基づいて、波面の位置を送信イベント時刻と対応付けることで行われる。波面到達時間検出部２６１３は、解析対象領域ｒｏｉ２内の位置ごとの波面到達時刻を示す波面到達時間データａｔｏを出力する。
【０１５４】
（４）伝播速度変換部２６１４
伝播速度変換部２６１４は、波面到達時間データａｔｏに基づいて、解析対象領域ｒｏｉ２内のせん断波の移動速度を検出する。せん断波の移動速度は、波面位置の時系列変化に基づいて、解析対象領域ｒｏｉ２内の各位置の距離を、波面到達時間差で除することで算出される。
【０１５５】
伝播速度変換部２６１４は、解析対象領域ｒｏｉ２内の各位置におけるせん断波の伝播速度を伝播速度データｖｏとして出力する。
【０１５６】
（５）機械的特性変換部２６１５
機械的特性変換部２６１５は、解析対象領域ｒｏｉ２内の各位置におけるせん断波の伝播速度を、被検体の当該位置の機械的特性値に変換する。機械的特性としては、例えば、せん断弾性率、ヤング率、ダイナミックせん断粘性、機械的インピーダンス等が挙げられる。
【０１５７】
機械的特性変換部２６１５は、解析対象領域ｒｏｉ２内の各位置における機械的特性を、二次元機械的特性データｅｌｆ２ｄとして出力する。
【０１５８】
３．パラメータ算出部２６２
パラメータ算出部２６２は、二次元機械的特性データｅｌｆ２ｄに基づいて、関心領域ｒｏｉ内に複数の観測点Ｐｉｊを設定するためのパラメータを生成する回路である。パラメータ算出部２６２は、第２観測点Ｑｒｓのうち少なくとも関心領域ｒｏｉ内に存在しているものについて、せん断弾性率、ヤング率、ダイナミックせん断粘性、機械的インピーダンスのいずれか１つをパラメータとして出力する。または、例えば、パラメータ算出部２６２は、第２観測点Ｑｒｓのうち少なくとも関心領域ｒｏｉ内に存在しているものについて、せん断波の到達時刻をパラメータとして出力してもよく、せん断波の到達時刻が同一である位置を同時到達線として曲線で結んだ到達時間同時刻マップや、せん断波の進行方向を示した伝播方向マップをパラメータとしてもよい。なお、パラメータは上述のものに限られず、例えば、機械的特性値の信頼度や構造物の推測位置等であってもよい。また、パラメータ算出部２６２は、関心領域ｒｏｉの外部に存在する第２観測点Ｑｒｓについての機械的特性値等をパラメータとして出力してもよい。
【０１５９】
４．速度算出部２０８
速度算出部２０８は、パラメータ算出部２６２から出力されるパラメータに基づいて関心領域ｒｏｉ内に複数の観測点Ｐｉｊを設定し、設定した観測点Ｐｉｊについて、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスから、関心領域ｒｏｉ内の組織の変位を検出し、せん断波の速度を算出する回路である。
【０１６０】
図１８は、速度算出部２０８の構成を示す機能ブロック図である。速度算出部２０８は、観測点設定部２０８１、変位検出部１０８２、到達時刻検出部１０８３、伝播速度変換部１０８４、機械的特性変換部１０８５を備える。観測点設定部２０８１以外の構成は実施の形態１に係る速度算出部１０８と同様であるので、以下、実施の形態１と異なる構成である観測点設定部２０８１についてのみ説明する。
【０１６１】
（１）観測点設定部２０８１
観測点設定部２０８１は、パラメータに基づいて、第１観測点Ｐｉｊを設定する。より具体的には、観測点設定部２０８１は、関心領域ｒｏｉ内に存在する第２観測点Ｑｒｓから、パラメータに基づいて第１観測点Ｐｉｊを選択する。選択基準としては、例えば、パラメータがせん断弾性率である場合、せん断波弾性率と関心領域ｒｏｉ内のせん断弾性率の平均値との比が所定の範囲内である第２観測点Ｑｒｓを選択する。または、例えば、せん断弾性率の値に応じて、せん断弾性率の値が大きいほど第１観測点Ｐｉｊの間隔が広がるように第２観測点Ｑｒｓを選択する。または、例えば、パラメータが位置ごとのせん断波到達時刻である場合は、第１観測点Ｐｉｊが同時到達線と直交するように、すなわち、せん断波の進行方向に並ぶように設けてもよい。
【０１６２】
５．表示制御部２１２
表示制御部２１２は、Ｂモード断層画像、または、Ｂモード断層画像に機械的特性情報を重畳した画像を生成し、表示部１１４に表示させる回路である。
【０１６３】
表示制御部２１２は、輝度信号フレームデータｂｌｌをＢモード画像生成部１１０から、機械的特性データｅｌｆを速度算出部２０８から、それぞれ取得し、座標変換を行って、Ｂモード画像、あるいは、Ｂモード画像上に機械的特性データを重畳した画像を生成する。なお、表示制御部２１２は、２次元機械的特性データｅｌｆ２ｄをさらに取得し、座標変換を行って、Ｂモード画像上にカラーマップとして重畳、または、同時到達線をＢモード画像上に重畳してもよい。
【０１６４】
＜超音波診断装置２００の動作＞
以上の構成からなる超音波診断装置２００の統合ＳＷＳシーケンスの動作について説明する。なお、演算回路２６０を使用しない場合のＳＷＳシーケンスの動作は実施の形態１と同様であるので説明を省略し、演算回路２６０が使用可能である場合のＳＷＳシーケンスの動作についてのみ説明する。なお、実施の形態１と重複する事項についてはその旨を記載して詳細な説明は省略する。
【０１６５】
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に表示された後のせん断波速度計測処理の動作を説明する。図１９は、超音波診断装置２００におけるＳＷＳＭ処理の動作を示すフローチャートである。
【０１６６】
まず、ステップＳ２１０では、ユーザからの操作入力に基づいて関心領域ｒｏｉと解析対象領域ｒｏｉ２を設定する。関心領域ｒｏｉの設定についてはステップＳ１０と同様である。制御部２１３は、関心領域ｒｏｉの位置に基づいて、マップ型せん断波伝播解析の対象となる解析対象領域ｒｏｉ２をプローブ１０１の位置を基準に設定する。
【０１６７】
次に、ステップＳ２２０では、制御部２１３は、プッシュパルスの送信条件を設定する。具体的には、プッシュ波生成部１０３が、制御部２１３から関心領域ｒｏｉと解析対象領域ｒｏｉ２を示す情報を取得、プッシュ波パルスｐｐｐの送信焦点ＦＰの位置とプッシュ波送信振動子列Ｐｘを設定する。送信焦点ＦＰ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ＰＷ、印加開始時刻ＰＴとともに、送信制御信号として送信ビームフォーマ部１０５に出力される。
【０１６８】
次に、ステップＳ２３０において、解析対象領域ｒｏｉ２内に第２観測点Ｑｒｓを設定する。本例では、ｘ方向に等間隔、ｚ方向に等間隔となるようにメッシュ状に配される。なお、第２観測点Ｑｒｓは、いずれかの受信振動子Ｒｐｋの中心を通りｚ方向に延伸する直線上に存在することが好ましい。
【０１６９】
次に、ステップＳ２４０において、基準検出波パルスの送受信を行い、取得した基準音響線信号フレームデータを保存する。具体的には、解析対象領域ｒｏｉ２内に、検出波パルスを送信させ、ステップＳ２３０で設定した第２観測点Ｑｒｓについて、音響線信号フレームデータを生成して、基準音響線フレームデータとしてデータ格納部１０９に保存する。
【０１７０】
次に、ステップＳ２５０において、プッシュパルスを送信する。詳細はステップＳ５０と同様であるので省略する。
【０１７１】
次に、ステップＳ２６０において、解析対象領域ｒｏｉ２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。詳細は音響線信号の生成対象が第２観測点Ｑｒｓであることを除いてステップＳ６０と同様であるので省略する。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１０９に出力され保存される。
【０１７２】
次に、ステップＳ３００において、解析対象領域ｒｏｉ２内のせん断波の伝播解析を行う。
【０１７３】
図２０は、マップ型せん断波伝播解析の詳細を示すフローチャートである。図２１は、変位検出及びせん断波の伝播解析の動作を示す模式図である。
【０１７４】
まず、ステップＳ３１０において、データ格納部１０９に保存された基準音響線信号フレームデータｄｓ０と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、変位を検出する。図２１におけるＡ列は、基準音響線信号フレームデータｄｓ０、各送信イベントにて生成した音響線信号フレームデータｄｓｌを示し、Ｂ列は、ステップＳ１５０において、各送信イベントに対して算出する変位量フレームデータｐｔｌを示したものである。
【０１７５】
次に、ステップＳ３２０において、波面の検出を行う。具体的には、波面の検出は、例えば、変位領域の抽出、細線化処理、空間フィルタリング、時間フィルタリングの手順によって行う。変位領域の抽出は、例えば、動的閾値を用いて変位の大きい領域を抽出する処理を行う。細線化処理は、例えば、Hilditchの細線化アルゴリズム等を用いて、変位領域を波面に変換する。空間フィルタリングでは、例えば、所定の長さに満たない波面の消去処理を行う。時間フィルタリングは、例えば、連続する２つの送信イベントについて波面の位置及び形状の比較を行うことにより対応付けを行い、対応付けができない波面や、波面速度が著しく速い、または、著しく遅い波面について、誤検知として消去する処理を行う。
【０１７６】
次に、ステップＳ３３０において、波面の対応付けにより検出波送信ごとの波面の位置を検出する。具体的には、ステップＳ３２０における時間フィルタリング処理の結果に基づいて、各時刻における波面の位置を検出する。
【０１７７】
次に、ステップＳ３４０において、対応付けられた波面を同一の波面であると仮定し、２つの観測点間の距離を波面到達時間の差で除することにより、せん断波の速度を推定する。図２１のＤ列は、せん断波の速度を観測点の座標ｉｊに関連付けた状態を示している。マップ型速度算出部２６１は、せん断波の速度を観測点の座標ｉｊに対応付けて生成した伝播速度データｖｆをデータ格納部１０９に格納する。
【０１７８】
次に、ステップＳ３５０において、せん断波の伝播速度を機械的特性値に変換する。
【０１７９】
次に、ステップＳ３６０において、二次元機械的特性データｅｌｆ２ｄに基づいて、関心領域ｒｏｉ内に複数の観測点Ｐｉｊを設定するためのパラメータを生成する。パラメータ算出部２６２は、第２観測点Ｑｒｓのうち関心領域ｒｏｉ内に存在しているものについて、せん断弾性率、ヤング率、ダイナミックせん断粘性、機械的インピーダンスのいずれか１つをパラメータとして出力する。または、例えば、パラメータ算出部２６２は、第２観測点Ｑｒｓのうち関心領域ｒｏｉ内に存在しているものについて、せん断波の到達時刻をパラメータとして出力してもよく、せん断波の到達時刻が同一である位置を同時到達線として曲線で結んだ到達時間同時刻マップや、せん断波の進行方向を示した伝播方向マップをパラメータとしてもよい。なお、パラメータは上述のものに限られず、例えば、機械的特性値の信頼度や構造物の推測位置等であってもよい。
【０１８０】
図１９に戻って説明を続ける。次に、ステップＳ４１０において、解析対象領域ｒｏｉ２内のせん断波伝播解析結果に基づいて、関心領域ｒｏｉ内に観測点Ｐｉｊを設定する。具体的には、速度算出部２０８は、パラメータ算出部２６２から受領した第２観測点Ｑｒｓごとの機械的特性値等に基づいて、第２観測点Ｑｒｓからせん断波の伝播解析に用いる観測点Ｐｉｊを抽出する。抽出の方法としては、例えば、第１観測点Ｐｉｊ間で機械的特性値の差異が小さくなるように抽出するとしてもよいし、または、例えば、ヤング率が大きくなるほど第１観測点Ｐｉｊの間隔が広がるように抽出するとしてもよい。または、例えば、第１観測点Ｐｉｊの並ぶ方向がせん断波の伝播方向と一致するように、すなわち、第１観測点Ｐｉｊの並ぶ方向がせん断波の到達時間が同一である方向と直交するように抽出してもよい。
【０１８１】
次に、ステップＳ４２０において、送信イベント毎に関心領域ｒｏｉ内の各観測点Ｐｉｊの変位を検出し、せん断波の到達時刻を特定する。詳細はステップＳ９０と同様であるので省略する。
【０１８２】
次に、ステップＳ４３０において、せん断波の伝播速度計測を行う。詳細はステップＳ１００と同様であるので省略する。
【０１８３】
最後に、ステップＳ４４０において、せん断波の伝播情報をＢモード画像に重畳表示する。具体的には、例えば、関心領域ｒｏｉの位置を示す情報と機械的特性値をＢモード画像に重畳する。なお、Ｂモード画像に関心領域ｒｏｉの位置を示す情報のみを重畳し、機械的特性値はＢモード画像の外側に表示してもよい。さらには、マップ型せん断波伝播解析の結果をカラーマップ、せん断波同時到達時刻線、せん断波伝播方向マップなどの形式で重畳してもよい。
【０１８４】
以上により、図１９に示したＳＷＳシーケンスの処理が終了する。以上のせん断波速度計測処理により、ＳＷＳシーケンスによる機械的特性データｅｌｆを算出することができる。
【０１８５】
＜まとめ＞
以上の構成により、演算回路２６０が使用可能である場合には、大規模な演算リソースが必要なマップ型せん断波伝播解析を行い、その結果に基づいて観測点Ｐｉｊを設定し、観測点Ｐｉｊに対応する音響線信号に基づいてせん断波の伝播速度測定を行う。したがって、せん断波の伝播速度測定における観測点Ｐｉｊの位置を最適化することができ、測定されたせん断波の伝播速度の精度を向上させることができる。また、観測点Ｐｉｊの数を速度算出部２０８の演算能力に見合った数に制限することができるため、演算能力不足を抑止し、それによるユーザビリティの低下を抑止することができる。
【０１８６】
一方で、演算回路２６０を使用しない場合には、事前に設定したルールに基づいて関心領域ｒｏｉ内に観測点Ｐｉｊを設け、観測点Ｐｉｊに対応する音響線信号に基づいてせん断波の伝播速度計測を行う。したがって、速度算出部２０８の演算能力に見合った数の観測点Ｐｉｊに基づいて処理を行うことができる。
【０１８７】
したがって、実施の形態２に係る超音波診断装置１００では、演算回路１６０の使用可否にかかわらずせん断波の伝播速度計測を演算能力に見合ったスケールで実施することができるとともに、演算回路１６０を使用できる場合には、超音波の送受信を別途行うことなくマップ型せん断波伝播解析を行うことができる上、その結果に基づいて関心領域ｒｏｉのせん断波の伝播速度測定において測定条件を最適化することができるため、せん断波の伝播測定計測の精度を向上させることができる。
【０１８８】
≪実施の形態３≫
実施の形態１および２では、演算回路１６０、２６０を使用するか否かで超音波診断装置の構成が変化しない場合について説明した。しかしながら、演算回路１６０または２６０を脱着可能に構成し、超音波診断装置は、演算回路が装着されているときにのみ使用する、としてもよい。
【０１８９】
図２２（ａ）は、実施の形態３に係る超音波診断システム３０００を示す外観図である。図２２（ａ）に示すように、超音波診断システム３０００は、可搬本体部（ＨＣＵ；Hand Carry Unit）３００、プローブ３０１、カート３０３、増設部３０４、入力部３０５を有する。表示部３０２は、可搬本体部３００に内蔵されている。
【０１９０】
可搬本体部３００は、プローブ３０１に超音波の送受信を行わせプローブ３０１からの出力信号に基づき超音波画像を生成して表示部３０２に表示する超音波診断装置であり、超音波診断装置１００のうち演算回路１６０、すなわち、パラメータ算出部１１１を除く全構成を有している。可搬本体部３００は、例えば、ＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓ×１６対応のスイッチファブリックと、スイッチファブリックに接続されたパーソナルコンピュータと、スイッチファブリックに接続されＦＰＧＡで構成された送受信部とで実現される。パーソナルコンピュータは、少なくとも制御部１１３と速度算出部１０８とを備え、少なくともＣＰＵと、メモリと、電源部と、これらを制御するソフトウェアとを備える。なお、パーソナルコンピュータは、ＧＰＵを備えることが好ましい。ＧＰＵは、専用のメモリを備えＣＰＵとは別途実装されてもよいし、ＣＰＵとＧＰＵが１チップで構成されメモリを共有する構成としてもよい。送受信部は、少なくとも送信ビームフォーマ部１０５、受信ビームフォーマ部１０７、マルチプレクサ部１０６を備える。なお、スイッチファブリックの通信仕様はＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓ×１６に限られず、送受信部とパーソナルコンピュータ、パーソナルコンピュータと後述する増設部３０４との通信に十分な速度（帯域）を有していれば、任意のバスを用いてよい。
【０１９１】
カート３０３は可搬本体部３００を搭載した状態で移動可能な台であり、天板３２１、増設部３０４、入力部３０５を備える。
【０１９２】
増設部３０４は、演算回路１６０を備える。具体的には、ＧＰＵと、メモリと、これらを動作させるための電源ユニットなどから構成される。ＧＰＵを制御するためのソフトウェアは、増設部３０４が有してもよいが、可搬本体部３００のパーソナルコンピュータのソフトウェアに含まれてもよく、後者の構成とすれば制御が単純となる。なお、具体的構成はＧＰＵに限られず、プロセッサや、プロセッサや演算回路を含むモジュールであってもよい。
【０１９３】
入力部３０５は、例えば、可搬本体部３００と接続可能なキーボードである。
【０１９４】
可搬本体部３００は、カート３０３から取り外されているときは、図１４のフローチャートで示したように、演算回路１６０を用いない動作を行う。一方、可搬本体部３００は、カート３０３に取り付けられているときは、図１１のフローチャートで示したように、演算回路１６０を用いる動作を行う。
【０１９５】
＜脱着構成＞
可搬本体部３００の裏面は脱着部を備えている。脱着部は、例えば、図２２（ｂ）に示すように、Ｘ方向に延びる２つの係合溝３１１からなる。係合溝３１１は、Ｌ字型の溝であり、可搬本体部３００の背面側には、係止爪３１２が設けられている。係止爪３１２はばねで係止溝内に付勢されており、可搬本体部３００の背面側が傾斜面となっている。そのため、係合溝３１１に後述する係合凸部３２２の挿入を許容するが、係合溝３１１の奥まで挿入された係合凸部３２２の引き出しを抑止する構成となっている。可搬本体部３００の背面には、係止爪３１２を係止溝から引き上げるための解除釦３１３と、コネクタ３１４が設けられている。コネクタ３１４には、スイッチファブリックから延びる信号線が格納されている。なお、コネクタ３１４は、いわゆる活線挿抜（ホットプラグ）に対応していることが好ましい。さらに、コネクタ３１４は、入力部３０５からの入力を受け付ける信号線を含んでいてもよい。
【０１９６】
一方、カート３０３の天板３２１は脱着部を備えている。脱着部は、例えば、図２２（ｃ）に示すように、Ｘ方向に延びる２つの係合凸部３２２とコネクタ３２３が設けられている。係合凸部３２２は、係合溝３１１と係合可能なＬ字型の突起である。なお、図２２（ｃ）に示すように、係合凸部３２２はカート３０３の前面側に近づくほど、Ｙ方向に延びる部分が小さくなったり、Ｙ方向に延びる部分がない状態でＺ方向の高さが低くなったりしてもよい。このような形状にすることで、係合凸部３２２の一部のみが係合溝３１１に挿入された状態で可搬本体部３００が天板３２１に対してＺ方向に相対移動可能となるため、可搬本体部３００の着脱が容易となる。コネクタ３２３は、天板３２１の係合凸部３２２と可搬本体部３００の係合溝３１１が係合して係止爪３１２によって可搬本体部３００が天板３２１に対して相対移動できない状態で、コネクタ３１４と係合するように設けられている。コネクタ３２３には、増設部３０４の演算回路１６０から延びる信号線が格納されている。さらに、コネクタ３２３は、入力部３０５からの信号線を含んでいてもよい。
【０１９７】
可搬本体部３００をカート３０３に取り付ける際には、係合凸部３２２のカート３０３の前面側の端部と係合溝３１１の位置を合わせ、Ｘ方向カート後方側に可搬本体部３００をスライドさせる。これにより、係合溝３１１がガイドとなって、係合凸部３２２と係合溝３１１が係合する。係合凸部３２２が係合溝３１１に完全に格納されると、コネクタ３１４とコネクタ３２３が係合し、可搬本体部３００と増設部３０４が電気的に接続される。また、係止爪３１２が係合溝３１１に突出し、カート３０３に対して可搬本体部３００が相対移動することを抑止する。これにより、可搬本体部３００がカート３０３に固定される。
【０１９８】
一方、可搬本体部３００をカート３０３から取り外す際には、解除釦３１３を押しながら可搬本体部３００をカート３０３の前面側にスライドさせ、さらに、可搬本体部３００をカート３０３の前面側に引き出す。解除釦３１３を押すことで係合凸部３２２と係合溝３１１がＸ方向に相対移動可能となり、可搬本体部３００をカート３０３の前面側にスライドさせることでコネクタ３１４とコネクタ３２３との接続が解除される。さらに、可搬本体部３００をカート３０３の前面側にスライドさせることで、係合凸部３２２と係合溝３１１の係合が完全に解かれる。
【０１９９】
＜機能構成＞
可搬本体部３００の制御部は、可搬本体部３００がカート３０３に固定されているか否かを判定し、固定されていない場合は、演算回路１６０を用いないと決定し、固定されている場合は、演算回路１６０を用いると決定する。可搬本体部３００がカート３０３に固定されているか否かを判定する方法としては、例えば、スイッチファブリックと演算回路１６０との接続が有効か否かを検出する方法がある。なお、判定方法はこの場合に限られず、例えば、制御部が演算回路１６０への通信を試みて、成功するか否かで判定してもよい。または、コネクタ３１４に、コネクタ３２３と接続されているか否かを検出する検出信号線を設け、検出信号線の状態で判定してもよい。または、コネクタ３１４、係合溝３１１、あるいは、可搬本体部３００の裏面または背面に、可搬本体部３００がカート３０３に固定されているか否かを検出するためのセンサを設けてもよい。
【０２００】
＜まとめ＞
実施の形態３に係る超音波診断装置によれば、可搬本体部のみで動作する場合には、設定したルールに基づいて関心領域ｒｏｉ内に観測点Ｐｉｊを設け、観測点Ｐｉｊに対応する音響線信号に基づいてせん断波の伝播速度計測を行う。したがって、可搬本体部が高い演算能力を有している必要がない。また、演算量が小さいことで省電力化が可能となるため、可搬本体部の排熱設計や回路の単純化等による可搬本体部の小型化や、内蔵蓄電池による稼働可能時間の延長が容易となる。一方、可搬本体部がカートに搭載されている場合は、パラメータ算出部によるパラメータに基づいて観測点Ｐｉｊの位置を最適化する。したがって、演算回路の演算能力をパラメータの算出のみに使用した上で観測点Ｐｉｊの位置の最適化が可能となり、計測されたせん断波の伝播速度の精度を向上させることができる。そのため、可搬本体部のみでもＳＷＳＭが実行可能でありながら、カートと一体化した場合にはその精度をさらに向上させることができる。
【０２０１】
≪実施の形態に係るその他の変形例≫
（１）各実施の形態では、観測候補点Ｑｉｊまたは第２観測点Ｑｒｓについて受信ビームフォーマ部１０７が音響線信号を生成するとしたが、例えば、演算回路１６０または２６０が使用可能である場合には、観測候補点Ｑｉｊまたは第２観測点Ｑｒｓについて演算回路１６０または２６０が音響線信号を生成してもよい。このとき、受信ビームフォーマ部１０７は音響線信号の生成を行わず、速度算出部１０８または２０８は、演算回路１６０または２６０から選択した観測点Ｐｉｊに関する音響線信号を受信するとしてもよい。
【０２０２】
（２）各実施の形態では、Ｂモード画像生成部１１０がＢモード画像を生成するとしたが、例えば、演算回路１６０または２６０が使用可能である場合には、演算回路１６０または２６０がＢモード画像を生成するとしてもよい。この構成により、特に、速度算出部１０８または２０８と、Ｂモード画像生成部１１０とが同一のＣＰＵまたはＧＰＵとメモリ上に実現される構成、または、メモリを共有している構成である場合において、速度算出部１０８または２０８の演算能力を向上させることができる。
【０２０３】
（３）実施の形態１では音響線信号の信号品質に基づき、実施の形態２ではマップ型せん断波伝播解析の結果に基づき、観測点Ｐｉｊを決定するとしたが、例えば、これらを組み合わせ、音響線信号の信号品質とマップ型せん断波伝播解析の結果との両方に基づいて、観測点Ｐｉｊを決定するとしてもよい。
【０２０４】
（４）実施の形態２では、マップ型せん断波伝播解析についてもプッシュパルスの焦点を１つとしたが、例えば、ｘ座標が同一でｚ座標が異なる複数の焦点を設け、ｚ座標の小さい順、または、ｚ座標の大きい順に順次プッシュパルスを送信し、せん断波が仮想的な平面波となるように制御を行ってもよい。
【０２０５】
（５）各実施の形態に係る超音波診断装置は、その構成要素の全部又は一部を、１チップ又は複数チップの集積回路で実現してもよいし、コンピュータのプログラムで実現してもよいし、その他どのような形態で実施してもよい。例えば、プッシュ波生成部と検出波生成部とを１チップで実現してもよいし、受信ビームフォーマ部を１チップで実現し、速度検出部等を別のチップで実現してもよい。
【０２０６】
集積回路で実現する場合、典型的には、ＬＳＩ（Large Scale Integration）として実現される。ここでは、ＬＳＩとしたが、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。
【０２０７】
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 Programable 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・プロセッサを利用してもよい。
【０２０８】
さらには、半導体技術の進歩、又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。
【０２０９】
また、各実施の形態および各変形例に係る超音波診断装置は、記憶媒体に書き込まれたプログラムと、プログラムを読み込んで実行するコンピュータとで実現されてもよい。記憶媒体は、メモリカード、ＣＤ−ＲＯＭなどいかなる記録媒体であってもよい。また、本発明に係る超音波診断装置は、ネットワークを経由してダウンロードされるプログラムと、プログラムをネットワークからダウンロードして実行するコンピュータとで実現されてもよい。
【０２１０】
（７）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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
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。尚、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。
【０２１３】
≪総括≫
（１）実施の形態に係る超音波診断装置は、超音波信号処理回路と、前記超音波信号処理回路に対して脱着可能に構成される演算回路とを備え、前記超音波信号処理回路は、被検体内に変位を発生させるためのプッシュ波を超音波プローブに送信させるプッシュ波送信部と、前記プッシュ波の送信に続き、前記被検体内の解析対象位置を含む関心領域を通過する検出波を前記超音波プローブに送信させる検出波送信部と、前記検出波に対応して前記関心領域から反射された超音波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信し、前記受信信号に基づき、前記関心領域内の複数の位置について整相加算を行って音響線信号を生成する検出波受信部と、複数の前記音響線信号から解析対象信号を複数選択し、選択した前記解析対象信号に基づいて、前記解析対象位置の機械的特性を算出する機械的特性算出部とを含み、前記演算回路は、複数の前記音響線信号に基づいて前記解析対象信号を選択するためのパラメータを算出するパラメータ算出部を含み、前記演算回路が前記超音波信号処理回路に装着されているとき、前記機械的特性算出部は、前記パラメータに基づいて複数の前記解析対象信号を選択することを特徴とする。
【０２１４】
また、実施の形態に係る超音波診断装置の制御方法は、脱着可能に構成された演算回路を含む超音波診断装置の制御方法であって、被検体内に変位を発生させるためのプッシュ波を超音波プローブに送信させ、前記プッシュ波の送信に続き、前記被検体内の解析対象位置を含む関心領域を通過する検出波を前記超音波プローブに送信させ、前記検出波に対応して前記関心領域から反射された超音波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信し、前記受信信号に基づき、前記関心領域内の複数の位置について整相加算を行って音響線信号を生成し、複数の前記音響線信号から解析対象信号を複数選択し、選択した前記解析対象信号に基づいて、前記解析対象位置の機械的特性を算出する処理を含み、複数の前記音響線信号から解析対象信号を複数選択し、選択した前記解析対象信号に基づいて、前記解析対象位置の機械的特性を算出する処理を含み、前記演算回路が装着されているとき、複数の前記音響線信号に基づいて前記解析対象信号を選択するためのパラメータを前記演算回路に算出させる処理をさらに含み、かつ、複数の前記音響線信号から解析対象信号を複数選択する前記処理において、前記パラメータに基づいて複数の前記解析対象信号を選択することを特徴とする。
【０２１５】
本開示によれば、上記構成または方法により、演算回路が超音波信号処理回路に接続されているとき、演算回路に含まれるパラメータ算出部によって生成されるパラメータを基に音響線信号を選択することが可能であるため、超音波信号処理回路の演算負荷を増加させることなく解析対象位置の機械的特性の検出精度を上昇させることができる。
【０２１６】
（２）また、上記（１）の超音波診断装置は、前記パラメータ算出部は、複数の前記音響線信号の信号品質を前記パラメータとして算出し、前記機械的特定算出部は、信号品質の高い音響線信号を複数の前記解析対象信号として選択する、としてもよい。
【０２１７】
上記構成により、関心領域内の複数の位置のうち、信号品質の高い音響線信号が得られた位置に基づいて解析対象位置の機械的特性の検出を行うことができ、音響線信号の信号品質の低下による解析精度低下を抑止して解析対象位置の機械的特性の検出精度を高水準に維持することができる。
【０２１８】
（３）また、上記（２）の超音波診断装置は、前記信号品質は、音響線信号の信号対雑音比、信号レベル、ノイズレベルのうち１以上を含む、としてもよい。
【０２１９】
上記構成により、解析対象位置の機械的特性の検出精度に影響する音響線信号の信号品質について高水準に維持することができる。
【０２２０】
（４）また、上記（１）の超音波診断装置は、前記演算回路は、前記被検体内の解析対象領域について、複数の前記音響線信号に基づいて前記解析対象領域内の複数の位置それぞれの機械的特性を算出する第２機械的特性算出部をさらに備える、としてもよい。
【０２２１】
上記構成により、被検体内の機械的特性の算出によって得られる被検体の空間的特性に基づいて解析対象位置の機械的特性の検出のための音響線信号の取得位置を決定することができ、不適切な音響線信号の取得位置設定を抑止して解析対象位置の機械的特性の検出精度を高水準に維持することができる。
【０２２２】
（５）また、上記（４）の超音波診断装置は、前記パラメータ算出部は、前記解析対象領域内の複数の位置それぞれの機械的特性を前記パラメータとして算出する、としてもよい。
【０２２３】
上記構成により、被検体の機械的特性に基づいて解析対象位置の機械的特性の検出のための音響線信号の取得位置を決定することができ、音響線信号の取得位置設定を最適化して解析対象位置の機械的特性の検出精度を向上させることができる。
【０２２４】
（６）また、上記（５）の超音波診断装置は、前記パラメータは、前記解析対象領域内の複数の位置それぞれの、せん断波の速度、せん断弾性率、ヤング率、ダイナミックせん断粘性、機械的インピーダンスのうち１以上を含む、としてもよい。
【０２２５】
上記構成により、被検体の機械的特性に基づいて解析対象位置の機械的特性の検出のための音響線信号の取得位置を決定することができ、音響線信号の取得位置設定を最適化して解析対象位置の機械的特性の検出精度を向上させることができる。
【０２２６】
（７）また、上記（１）〜（６）の超音波診断装置は、前記機械的特性は、せん断波の速度、せん断弾性率、ヤング率、ダイナミックせん断粘性、機械的インピーダンスのいずれかである、としてもよい。
【０２２７】
上記構成により、超音波診断装置を用いて被検体の機械的特性の絶対評価を行うことができる。
【０２２８】
（８）また、上記（１）〜（７）の超音波診断装置は、前記演算回路が前記超音波信号処理回路に接続されていないとき、前記機械的特性算出部は、所定の位置に対応する音響線信号を複数の前記解析対象信号として選択する、としてもよい。
【０２２９】
上記構成により、演算回路が接続されていない場合は、演算量を増加させることなく、解析対象位置の機械的特性の検出を行うことができる。
【０２３０】
（９）実施の形態に係る別の超音波診断装置は、被検体内に変位を発生させるためのプッシュ波を超音波プローブに送信させるプッシュ波送信部と、前記プッシュ波の送信に続き、前記被検体内の解析対象位置を含む関心領域を通過する検出波を前記超音波プローブに送信させる検出波送信部と、前記検出波に対応して前記関心領域から反射された超音波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信し、前記受信信号に基づき、前記関心領域内の複数の位置について整相加算を行って音響線信号を生成する検出波受信部と、音響線信号に基づいてパラメータを生成する演算回路と脱着可能に構成され、前記演算回路に対して複数の前記音響線信号を出力し、複数の前記音響線信号の一部を選択するためのパラメータを受領する演算回路接続部と、複数の前記音響線信号から解析対象信号を複数選択し、選択した前記解析対象信号に基づいて、前記解析対象位置の機械的特性を算出する機械的特性算出部とを含み、前記超音波信号処理回路から前記音響線信号を取得して前記解析対象信号を選択するためのパラメータを出力する演算回路が前記超音波信号処理回路に対して脱着可能に構成されており、前記機械的特性算出部は、前記演算回路が前記超音波信号処理回路に装着されているとき、前記パラメータに基づいて複数の前記解析対象信号を選択し、前記演算回路が前記超音波信号処理回路に装着されていないとき、所定の位置に対応する音響線信号を複数の前記解析対象信号として選択することを特徴とする。
【０２３１】
また、実施の形態に係る別の超音波診断装置の制御方法は、演算回路が着脱可能に構成されている超音波診断装置の制御方法であって、被検体内に変位を発生させるためのプッシュ波を超音波プローブに送信させ、前記プッシュ波の送信に続き、前記被検体内の解析対象位置を含む関心領域を通過する検出波を前記超音波プローブに送信させ、前記検出波に対応して前記関心領域から反射された超音波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信し、前記受信信号に基づき、前記関心領域内の複数の位置について整相加算を行って音響線信号を生成し、複数の前記音響線信号から解析対象信号を複数選択し、選択した前記解析対象信号に基づいて、前記解析対象位置の機械的特性を算出する処理を含み、前記演算回路が前記超音波診断装置に装着されているとき、前記制御方法は、前記演算回路に対して複数の前記音響線信号を出力し、前記解析対象信号を選択するためのパラメータを受領する処理をさらに含み、かつ、複数の前記音響線信号から前記解析対象信号を複数選択する前記処理において、前記パラメータに基づいて複数の前記解析対象信号を選択し、前記演算回路が前記超音波診断装置に装着されていないとき、前記解析対象信号を複数選択する前記処理において、所定の位置に対応する音響線信号を複数の前記解析対象信号として選択することを特徴とする。
【０２３２】
本開示によれば、上記構成または方法により、演算回路が超音波診断装置に接続されているとき、演算回路に含まれるパラメータ算出部によって生成されるパラメータを基に音響線信号を選択することが可能であるため、超音波診断装置の演算負荷を増加させることなく解析対象位置の機械的特性の検出精度を上昇させることができる。一方で、演算回路が超音波診断装置に接続されていないとき、演算量を増加させることなく、解析対象位置の機械的特性の検出を行うことができる。したがって、演算回路の有無にかかわらず解析対象位置の機械的特性の検出を行うことができるとともに、演算回路が接続されているときには解析対象位置の機械的特性の検出精度を上昇させることができ、演算能力に合わせたスケーラブルな制御が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０２３３】
本開示に係る超音波診断装置、および、超音波信号処理方法は、超音波を用いた被検体の機械的特性の測定に有用である。そのため、組織や物質の機械的特性の測定精度を向上させることが可能となり、医療診断機器や非破壊検査装置等において高い利用可能性を持つ。
【符号の説明】
【０２３４】
１０００、２０００、３０００    超音波診断システム
１００、２００    超音波診断装置
１０１    超音波プローブ
１０２    操作入力部
１０３    プッシュ波生成部
１０４    検出波生成部
１０５    送信ビームフォーマ部
１０６    マルチプレクサ部
１０７    受信ビームフォーマ部
１０８、２０８    速度算出部
１０９    データ格納部
１１０    Ｂモード画像生成部
１１１、２６２    パラメータ算出部
１１２、２１２    表示制御部
１１３、２１３    制御部
１１４    表示部
１５０、２５０    超音波信号処理回路
１６０、２６０    演算回路
２６１    マップ型速度算出部
３００    可搬本体部
３０１    プローブ
３０２    表示部
３０３    カート
３０４    増設部
３０５    入力部
３１１    係合溝
３１２    係止爪
３１３    解除釦
３１４    コネクタ
３２１    天板
３２２    係合凸部
３２３    コネクタ
【図１】
2020199162.tif 000003
【図２】
2020199162.tif 000004
【図３】
2020199162.tif 000005
【図４】
2020199162.tif 000006
【図５】
2020199162.tif 000007
【図６】
2020199162.tif 000008
【図７】
2020199162.tif 000009
【図８】
2020199162.tif 000010
【図９】
2020199162.tif 000011
【図１０】
2020199162.tif 000012
【図１１】
2020199162.tif 000013
【図１２】
2020199162.tif 000014
【図１３】
2020199162.tif 000015
【図１４】
2020199162.tif 000016
【図１５】
2020199162.tif 000017
【図１６】
2020199162.tif 000018
【図１７】
2020199162.tif 000019
【図１８】
2020199162.tif 000020
【図１９】
2020199162.tif 000021
【図２０】
2020199162.tif 000022
【図２１】
2020199162.tif 000023
【図２２】
2020199162.tif 000024