(57)【要約】  1つの超音波プローブで断層画像を取得するとともに、せん断波による弾性情報を取得できる超音波診断装置、せん断波の伝搬画像生成方法を提供するために、被検体5との間で超音波を送受する超音波プローブ4により受信した反射エコー信号に基づいて断層画像を取得する過程において、振動体3により被検体5にせん断波を発生させ、せん断波画像を生成して表示する。
2011001776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体との間で超音波を送受する超音波プローブと、前記被検体にせん断波を発生させる振動体と、前記超音波プローブとの間で前記超音波の送信及び受信処理を行う送受信部と、該送受信部により受信処理された反射エコー信号に基づいて断層画像を構成する断層画像構成部とを備えた超音波診断装置であって、
前記送受信部によって、前記超音波を前記被検体に対して時間間隔をおいて送受信し、該送受信に基づいてせん断波の伝搬情報を求めるせん断波伝搬位置検出部と、
該求めたせん断波の伝搬情報を表すせん断波画像を構成するせん断波画像構成部と、前記せん断波画像と前記断層画像とを表示する画像表示部とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記被検体に対して前記伝搬位置検出用の超音波を送受信する方向を設定する方向設定部を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３】
前記方向設定部は、前記画像表示部に表示された断層画像上に、前記方向を示す計測ラインを生成する計測ライン生成部を備える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】
前記せん断波画像構成部は、前記被検体に対する前記せん断波の深度と前記せん断波の発生からの経過時間とに基づいて前記せん断波画像を構成することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記せん断波画像構成部は、前記画像表示部に表示された断層画像上で選択した領域に基づき前記せん断波画像を構成することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記せん断波画像に基づいて弾性率分布を演算する弾性情報演算部を備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記画像表示部は、前記弾性率分布を前記断層画像に対応付けて合成して表示することを特徴とする請求項6に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記送受信部により受信処理された反射エコー信号に基づいてMモード画像を構成するMモード画像構成部を備え、
前記画像表示部は、前記Mモード画像と前記断層画像と前記せん断波画像とを並置して表示することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記送受信部は、前記Mモード画像上の変化を検知して前記伝搬位置検出用の超音波の送信を開始することを特徴とする請求項8に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記被検体に前記超音波プローブを介して反射エコー信号を受信処理してＲＦフレームデータを生成し、該ＲＦフレームデータから弾性画像を構成する弾性画像構成部と、
前記画像表示部は、前記弾性画像と前記せん断波画像とを並置して表示することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
超音波プローブにより被検体との間で超音波を送受するステップと、
前記被検体にせん断波を発生させるステップと、
前記せん断波の伝搬情報を求めるステップと、
前記せん断波の伝搬情報を表すせん断波画像を構成するステップと、
画像表示部に前記せん断波画像と断層画像とを対応付けて表示するステップとを含むことを特徴とするせん断波の伝搬画像生成方法。
【請求項１２】
前記せん断波画像に基づいて弾性率分布を演算するステップを含むことを特徴とする請求項11記載のせん断波の伝搬画像生成方法。
【請求項１３】
前記せん断波画像を構成するステップは、前記被検体に対する前記せん断波の深度と前記せん断波の発生からの経過時間とに基づいて前記せん断波画像を構成することを特徴とする請求項11記載のせん断波の伝搬画像生成方法。
【請求項１４】
前記被検体に対して前記超音波を送受信する方向を設定することを含むことを特徴とする請求項11記載のせん断波の伝搬画像生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を利用して生体組織等の弾性情報を求め、表示する超音波診断装置、せん断波の伝搬画像生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブにより生体組織等に超音波を送信し、生体組織等の構造に応じた超音波の反射エコー信号を受信し、超音波断層画像を生成して表示する。また、用手法又は機械的な方法により超音波プローブで生体組織等を圧迫して、計測時間が異なる2つの超音波信号のフレームデータに基づいた生体組織の変位を求め、その変位データから生体組織の硬さ又は軟らかさの弾性情報を示す弾性画像を生成することができる。【０００３】
さらに、超音波を利用して弾性情報を得るための方法として、生体等に加えられた低周波(〜1kHz程度)の振動により生じるせん断波と呼ばれる波を利用する方法がある。せん断波の伝搬速度は伝搬媒体の硬さを示し、せん断弾性係数の平方根に比例するので、超音波によりせん断波の伝搬速度を計測することで、生体組織の弾性情報を求めることができる。このような技術の例として、特許文献1，2が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表2005-534455号公報
【特許文献２】特開2007-44231号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献1では、せん断波の伝搬速度を計測するための専用プローブを用いているが、このプローブのみでは被検体の断層画像を取得できないので、断層画像を確認しながら、弾性情報を得たい箇所のせん断波の伝搬速度を計測することができない。【０００６】
また、特許文献1，2には、断層画像取得用のプローブに、せん断波の伝搬速度を計測する専用プローブを取り付けることも記載されているが、2つのプローブが必要となり、また、断層画像取得用とせん断波の伝搬速度計測用に2系統の超音波送受信部が必要となるため、その操作、構成が煩雑となる。【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、1つの超音波プローブで断層画像を取得するとともに、せん断波による弾性情報を取得できる超音波診断装置、せん断波の伝搬画像生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の超音波診断装置は、被検体との間で超音波を送受する超音波プローブと、前記被検体にせん断波を発生させる振動体と、前記超音波プローブとの間で前記超音波の送信及び受信処理を行う送受信部と、該送受信部により受信処理された反射エコー信号に基づいて断層画像を構成する断層画像構成部とを備えた超音波診断装置であって、前記送受信部によって、前記超音波を前記被検体に対して時間間隔をおいて送受信し、該送受信に基づいてせん断波の伝搬情報を求めるせん断波伝搬位置検出部と、該求めたせん断波の伝搬情報を表すせん断波画像を構成するせん断波画像構成部と、前記せん断波画像と前記断層画像とを表示する画像表示部とを備える。【０００９】
本発明によれば、同一の超音波プローブを用いて断層画像取得用の超音波を送受信しながら走査する一方、断層画像取得用の超音波の送受信を設定された時間間隔ごとに休止し、その休止時にせん断波の伝搬位置検出用の超音波を被検体に送受信することで、断層画像を取得しながらせん断波の伝搬情報を取得することができる。これにより、断層画像取得用のプローブとせん断波の伝搬速度を計測用プローブの2つのプローブが無くても、断層画像とともにせん断波の伝搬情報を取得できる。せん断波の伝搬情報には、せん断波の伝搬位置と伝搬時間が含まれており、これらの関係からせん断波の伝搬速度を求めることができる。せん断波の伝搬位置は、伝搬位置検出測用の超音波が、せん断波に反射して戻るまでの時間と超音波の速度から求められる。これにより、生体組織の硬さ又は軟らかさの弾性情報を取得できる。また、断層画像取得用とせん断波の伝搬位置検出用の超音波送受信部をそれぞれ設けることも、1つを共用することもできる。なお、せん断波の伝搬位置と伝搬時間の関係を正確に求めるには、伝搬位置検出用の超音波は1フレームのうちできるだけ多く送受信することが望ましい。【００１０】
この場合において、被検体に対して伝搬位置検出用の超音波を送受信する方向を設定する方向設定部を設け、方向設定部に、画像表示部に表示された断層画像上に方向(設定方向)を示す計測ラインを生成する計測ライン生成部を備えるように構成することもできる。これにより、計測ライン上のせん断波の伝搬情報及び弾性情報を取得することができる。また、せん断波画像を得たいラインを断層画像を参照して決めることができる。ラインを動かす場合には、超音波プローブを動かすか、伝搬位置検出用の超音波を送信する口径を変更すればよい。【００１１】
また、伝搬画像構成部を、被検体に対するせん断波の深度とせん断波の発生からの経過時間とに基づいてせん断波画像を構成するようにすることもできる。【００１２】
また、伝搬画像構成部を、画像表示部に表示された断層画像上で選択した領域に対応するせん断波画像を画像表示部に表示するように構成することもできる。これにより、断層画像に対応する領域のせん断波画像を容易に確認することができ、使い勝手がよくなる。【００１３】
さらに、超音波診断装置に、せん断波画像に基づいて弾性率分布を演算する弾性情報演算部を備えることができる。また、画像表示部を、弾性率分布を断層画像に対応付けて合成して表示するように構成することもできる。これにより、断層画像上で弾性率分布を確認することが容易になり、使い勝手がよくなる。【００１４】
また、送受信部により受信処理された反射エコー信号に基づいてMモード画像を構成するMモード画像構成部を備え、画像表示部に断層画像とせん断波画像とMモード画像とを並置して表示するように構成することもできる。さらに、送受信部を、Mモード画像上の変化を検知して伝搬位置検出用の超音波の送信を開始するように構成することもできる。【００１５】
また、被検体に超音波プローブを介して圧力を加える過程における反射エコー信号を受信処理してRFフレームデータを生成する弾性画像構成部と、断層画像に代えて弾性画像とせん断波画像とを並置して表示する表示方式、または、弾性画像とせん断波画像と断層画像とを並置して表示する表示方式のいずれかの表示方式を選択する表示選択部とを備え、画像表示部を、選択された表示方式の画像を表示するように構成することもできる。【００１６】
超音波診断装置によるせん断波の伝搬画像生成方法としては、超音波プローブにより被検体との間で超音波を送受し、振動体により超音波プローブに設けられ被検体にせん断波を発生させ、送受信部により超音波プローブとの間で超音波の送信及び受信処理を行い、断層画像構成部により送受信部により受信処理された反射エコー信号に基づいて断層画像を構成し、送受信部により、伝搬位置検出用の超音波を被検体に対して時間間隔をおいて送受信する第1のステップと、せん断波伝搬検出部により、第1のステップにおける送受信に基づいてせん断波の伝搬情報を求める第2のステップと、伝搬画像構成部により求めたせん断波の伝搬情報を表すせん断波画像を構成する第3のステップと、画像表示部にせん断波画像と断層画像とを対応付けて表示する第4のステップとを含むように構成する。【００１７】
また、第1のステップを、方向設定部により被検体に対してせん断波の伝搬位置検出用の超音波を送受信する方向を設定するステップと、方向設定部により画像表示部に表示された断層画像上に、計測ライン生成部により方向を示す計測ラインを生成するステップとを含むように構成することもでき、第3のステップを、伝搬画像構成部により画像表示部に表示された断層画像上で選択した領域に基づきせん断波画像を構成するステップを含むように構成することもできる。【００１８】
また、第4のステップを、弾性情報演算部によりせん断波画像に基づいて弾性率分布を演算し、画像表示部に弾性率分布を断層画像に対応付けて合成して表示するステップと、Mモード画像構成部により送受信部により受信処理された反射エコー信号に基づいてMモード画像を構成するステップと、画像表示部にMモード画像と断層画像とせん断波画像とを並置して表示するステップとを含むように構成することもできる。【００１９】
さらに、第4のステップを、弾性画像構成部により被検体に超音波プローブを介して圧力を加える過程における反射エコー信号を受信処理してRFフレームデータを生成し、該RFフレームデータから弾性画像を構成するステップと、表示選択部により断層画像に代えて弾性画像とせん断波画像とを並置して表示する表示方式、または、弾性画像とせん断波画像と断層画像とを並置して表示する表示方式のいずれかの表示方式を選択するステップと、画像表示部に選択された表示方式の画像を表示するステップを含むように構成することもできる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、1つの超音波プローブで断層画像を取得するとともに、せん断波による弾性情報を取得できる超音波診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の超音波診断装置の構成図
【図２】(a)は超音波プローブの構成であり、(b)は超音波プローブから送信される超音波の様子
【図３】超音波送信のタイミングチャート
【図４】せん断波の深度と時間の関係を示す図
【図５】画像表示部に表示されるせん断波画像の一例
【図６】Bモード画像、Mモード画像、せん断波画像が表示された画面
【図７】Bモード画像上に弾性情報が表示された画面
【図８】せん断波による弾性情報を取得するまでのフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の超音波診断装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。図1に示すように、本実施形態の超音波診断装置は、被検体5との間で超音波を送受する超音波プローブ4と、超音波プローブ4に着脱可能な機構を有し、超音波プローブ4を介して被検体5に低周波振動を印加してせん断波を発生させる振動体3と、超音波プローブ4を介して被検体5に時間間隔をおいて超音波を繰り返し送信する送信部2と、被検体5から発生する時系列の反射エコー信号を受信する受信部6と、送信部2と受信部6を制御する超音波送受信制御部1と、受信部6で受信された反射エコー信号を整相加算する整相加算部7とを備えている。
【００２３】
また、整相加算部7からのRF(Radio Frequency)フレーム信号に基づいて被検体5の濃淡断層画像、例えば白黒断層画像を構成する断層画像構成部8と、断層画像構成部8の出力信号を画像表示部18の表示に合うように変換する白黒スキャンコンバータ9とを備えている。
【００２４】
また、整相加算部7から出力されるRFフレーム信号を格納するフレームデータメモリ10aと、被検体5の生体組織に生じた変位を計測する変位計測部10と、変位計測部10で計測された変位情報から連続的な圧迫過程における弾性情報を算出するための歪み又は弾性率を求める弾性情報演算部11と、弾性情報演算部11で演算した歪み又は弾性率からカラー弾性画像を構成する弾性画像構成部12と、弾性画像構成部12の出力信号を画像表示部18の表示に合うように変換するカラースキャンコンバータ13とを備えている。
【００２５】
ここで、整相加算部7から出力される後に詳述するRFライン信号を格納するラインデータメモリ14aと、被検体5に対してせん断波の伝搬位置検出用の超音波21を送受信する方向を設定する方向設定部14bと、せん断波の伝搬情報を求めるせん断波伝搬位置検出部14と、せん断波伝搬位置検出部14で求めた伝搬情報から弾性情報を算出するためのヤング率を求めるせん断波弾性情報演算部15と、せん断波伝搬位置検出部14で求めた伝搬情報から時間軸を基準とする像を生成するせん断波画像構成部16とを備えることである。なお、せん断波画像構成部16の出力信号は、カラースキャンコンバータ13により画像表示部18の表示に合うように変換されるようになっている。
【００２６】
そして、白黒断層画像とカラー弾性画像を重ね合わせたり、並列に表示させたり、切り替えたりする切替え加算部17と、合成された合成画像を表示する画像表示部18と、画像を選択、操作するための操作卓19とを備えている。
【００２７】
ここで、本実施形態の超音波診断装置における一般的な構成部分の動作について説明する。超音波プローブ4は、複数の振動子を配設して形成されており、被検体5に振動子を介して超音波を送受信する機能を有している。送信部2は、超音波プローブ4を駆動して超音波を発生させるための送波パルスを生成するとともに、送信される超音波の収束点をある深さに設定する機能を有している。
【００２８】
また、受信部6は、超音波プローブ4で受信した反射エコー信号について所定のゲインで増幅してRF信号すなわち受波信号を生成するものである。整相加算部7は、受信部6で増幅されたRF信号を入力して位相制御し、一点又は複数の収束点に対し超音波ビームを形成してRFフレーム信号を生成するものである。断層画像構成部8は、整相加算部7からのRFフレーム信号を入力してゲイン補正、ログ圧縮、検波、輪郭強調、フィルタ処理等の信号処理を行い、Bモード画像、Mモード画像等の断層画像データを得るものである。
【００２９】
白黒スキャンコンバータ9は、断層画像構成部8からの断層画像データをデジタル信号に変換する図示しないアナログ／デジタル変換器と変換された複数の断層画像データを時系列に記憶するフレームメモリと制御コントローラとを含んで構成されている。白黒スキャンコンバータ9は、フレームメモリに格納された被検体5内の断層フレームデータを1画像として取得し、取得された断像フレームデータをテレビ同期で読み出すものである。
【００３０】
次に、超音波プローブ4を介して被検体5を圧迫して弾性情報を得る場合の動作について説明する。整相加算部7から出力されたRFフレーム信号は、適宜選択されてフレームデータメモリ10aに記録される。変位計測部10は、フレームデータメモリ10aの1組のデータから、1次元あるいは2次元相関処理を行って、断層画像の各点に対応する生体組織における変位や移動ベクトル、すなわち変位の方向と大きさに関する1次元又は2次元変位分布を求める。
【００３１】
移動ベクトルの検出方法の一つに、例えばブロックマッチング法が挙げられる。ブロックマッチング法とは、画像を例えばＮ×Ｎ画素からなるブロックに分け、関心領域内のブロックに着目し、着目しているブロックに最も近似しているブロックを前のフレームから探し、これを参照して予測符号化、すなわち差分により標本値を決定する処理を行うものである。
【００３２】
弾性情報演算部11は、変位計測部10から出力されるデータに対し、歪みあるいは弾性率を演算するものである。例えば、弾性率を演算する場合、超音波プローブ4に接続された図示していない圧力センサーによって計測された圧力値を用いることができるが、変位計測部10からの出力データから歪みデータを算出する必要がある。この歪みデータは、生体組織の移動量、例えば変位を空間微分することによって算出される。また、弾性率のデータは、圧力の変化を歪みの変化で除することによって計算される。
【００３３】
変位計測部10により計測された変位をL(x)、圧力センサーにより計測された圧力をP(x)とすると、歪みΔS(x)は、L(x)を空間微分することによって算出することができるから、ΔS(x)＝ΔL(x)／Δxという式を用いて求められる。
【００３４】
また、弾性率データであるヤング率Ym(x)は、Ym(x)＝(ΔP(x))／ΔS(x)という式によって算出される。ヤング率から断層画像の各点に相当する生体組織の弾性率が求められるので、2次元の弾性画像データを連続的に得ることができる。なお、ヤング率とは、物体に加えられた単純引張り応力と引張りに平行に生じるひずみに対する比である。
【００３５】
弾性画像構成部12は、図示しないフレームメモリと画像処理部とで構成されており、弾性情報演算部11から時系列に出力される弾性フレームデータをフレームメモリに確保し、確保されたフレームデータに対し所望の画像処理を行うものである。カラースキャンコンバータ13は、弾性画像構成部12と後述するせん断波画像構成部16からの弾性画像データに色相情報を付与する機能を有したものである。
【００３６】
つまり、弾性フレームデータに基づいて光の3原色、すなわち赤(R)、緑(G)、青(B)に変換するものである。配色の一例として、例えば、歪みが大きい弾性データを赤色コードに変換すると同時に、歪みが小さい弾性データを青色コードに変換するものである。
【００３７】
本実施形態の特徴となる構成は、特に被検体5との間で超音波を送受する超音波プローブ4と、被検体5にせん断波を発生させる振動体3と、超音波プローブ4との間で超音波の送信及び受信処理を行う送受信部2，6と、該送受信部2，6により受信処理された反射エコー信号に基づいて断層画像を構成する断層画像構成部8とを備えた超音波診断装置であって、送受信部2，6によって、超音波を被検体5に対して時間間隔をおいて送受信し、該送受信に基づいてせん断波の伝搬情報を求めるせん断波伝搬位置検出部14と、該求めたせん断波の伝搬情報を表すせん断波画像を構成するせん断波画像構成部16と、せん断波画像と断層画像とを表示する画像表示部18とを備えることである。
【００３８】
ここで、本実施形態の特徴となる構成の動作を説明する。前述したように、被検体5に対してせん断波を発生させるためには、〜1kHz程度の低周波振動を印加する必要がある。このため、超音波プローブ4には、図2(a)に示すように、着脱が可能な振動体3が装着される。振動体3から発せられる振動は、連続的又は単発的な振動のどちらでもよい。
【００３９】
このときに送信部2から超音波プローブ4を介して被検体5に照射される超音波は、図2(b)に示すように、断層画像取得用の超音波20と、せん断波の伝搬位置検出用の超音波21がある。断層画像取得用の超音波20は、超音波プローブ4内に複数個配列された振動子を順次切り替えて送信するものである。せん断波の伝搬位置検出用の超音波21の送信方向は予め決めておく。本実施形態では、被検体5の深度方向である。
【００４０】
一方、伝搬位置検出用の超音波21は、超音波プローブ4内に複数個配列された振動子のうち、チャンネルとして予め設定された箇所からのみ送信される。図2(b)では、超音波プローブ4の真ん中の振動子がチャンネルとして設定されている。図3に、断層画像取得用の超音波20と、伝搬位置検出用の超音波21の送信タイミングチャートを示す。図3に示すように、伝搬位置検出用の超音波21は、断層画像取得用の超音波20が複数送信されるごとに1回送信され、その送信間隔はαで、これは、伝搬位置検出用の超音波21のPRF(パルス繰り返し周波数)であり、1フレーム内で複数回送信される。
【００４１】
このように送信された伝搬位置検出用の超音波21の受信信号は、順次ラインデータメモリ14aに記録される。この受信信号は、伝搬位置検出用の超音波21が、せん断波に当たって反射する際にせん断波の影響を受けた信号である。せん断波伝搬位置検出部14は、複数の受信信号からせん断波の伝搬情報を求める。せん断波の伝搬情報には、せん断波の伝搬位置と伝搬時間が含まれる。せん断波の伝搬位置は、伝搬位置検出用の超音波21が、せん断波に反射して戻るまでの時間と超音波の速度から求められる。
【００４２】
図4に、せん断波の位置である深度(縦軸)と時間(横軸)との関係を表すグラフを示す。図4中の矩形は、せん断波の伝搬に伴って生じる変位であり、矩形の紙面縦方向の幅はせん断波の波数に相当し、紙面横方向の幅は振幅に相当する。せん断波は時間の経過とともに被検体5の内部に伝搬するが、伝搬位置検出用の超音波21により求められるその深度と時間(αの逆数)とで、伝搬速度を演算することが可能となる。
【００４３】
せん断波弾性情報演算部15は、伝搬速度からせん断波による弾性情報を演算する。ヤング率をE、媒体の密度をρ、伝搬速度をVｓとすると、E＝3ρVｓ2でという式で表されるので、これを用いてヤング率を演算する。
【００４４】
せん断波画像構成部16は、せん断波伝搬位置検出部14で求めた深度方向のせん断波の伝搬情報からせん断波画像と、せん断波弾性情報演算部15で求めたせん断波による弾性情報のグラフを構成し、カラースキャンコンバータ13は、それを画像化する。図5(a)、(b)にせん断波画像の一例を示す。図5(a)、(b)では、縦軸に深度(上が0)、横軸に時間をとっており、傾きが伝搬速度を表している。伝搬速度は媒体が硬いほど早くなるため、図5(a)は図5(b)よりも媒体が硬いことを示している。なお、せん断波による弾性情報のグラフは、縦軸にヤング率、横軸に深度をとるもので、本実施形態では、図7のBモード画像上に示されている。
【００４５】
切替え加算部17は、図示しないフレームメモリと画像処理手段と画像選択手段(表示選択部)とを備えて構成されている。ここで、フレームメモリは、白黒スキャンコンバータ9からの断層画像データと、カラースキャンコンバータ13からの弾性画像データとを格納し、画像処理手段によって、断層画像データと弾性画像データ(伝搬速度分布の画像も含む)とを合成割合を変更して合成するものである。
【００４６】
合成画像の各画素の輝度情報及び色相情報は、白黒断層画像とカラー弾性画像の各情報を合成割合で加算したものとなる。さらに、画像選択手段によって、フレームメモリ内の断層画像データと弾性画像データ及び画像処理部の合成画像データのうちから画像表示部18に表示する画像を選択する。
【００４７】
図6に、画像表示部18に表示される画面の一例を示す。図6では、Bモード画像、Mモード画像、せん断波画像の3種類の画像が描出されている様子を示している。図6の左半分には、Bモード画像がリアルタイムに表示され、このBモード画像上に、せん断波画像を求める位置を示す計測ライン22が表示されている状態である。
【００４８】
検査者は、操作卓19を用いて、方向設定部14bに指令を出して計測ライン22の位置を自由に変更できる。計測ライン22を設定することで、伝搬位置検出用の超音波21を送信するチャンネルが決定される。図6の右上半分には、計測ライン22におけるMモード画像、図6右下半分は、計測ライン22における伝搬速度分布の画像が半透明表示として描出されている様子を示している。
【００４９】
検査者は、図6左半分に描出されるBモード画像を確認しながら検査を実施していき、せん断波画像を求めるべき断面を決定する。決定された断面に対し、計測ライン22を設定する(図6は、中央部に設定した場合)。この状態で、超音波プローブ4に取り付けられた振動体3を手動で動作させ、被検体5に対して低周波振動を印加してせん断波を発生させ、前述したようにせん断波画像を求める。
【００５０】
図7は、図6のBモード画像の計測ライン22上にせん断波弾性情報演算部15で求めた弾性情報を合成して表示した画面である。これにより、Bモード画像上で弾性情報が確認できるので使い勝手がよくなる。
【００５１】
図8にせん断波による弾性情報を取得するまでのフローチャートを示す。超音波プローブ4により被検体5との間で超音波を送受するステップと、被検体5にせん断波を発生させるステップと、せん断波の伝搬情報を求めるステップと、せん断波の伝搬情報を表すせん断波画像を構成するステップと、画像表示部18に前記せん断波画像と断層画像とを対応付けて表示するステップとを含んでいる。
【００５２】
具体的には、検査者は、Bモード画像によって超音波診断を実施すると同時に、せん断波による弾性情報を取得する断面を計測ライン22を用いて決定する(ステップ1)。
【００５３】
次に検査者は、断面を決定した後、超音波プローブ4に装着されている振動体3を操作することより、被検体5に対して振動を付加する(ステップ2)。送信部2からせん断波の伝搬位置検出用の超音波21が、計測ライン22で設定した断面に向けて時間間隔をおいて複数回送信される(ステップ3)。
【００５４】
せん断波伝搬位置検出部14は、ステップ3における送受信に基づいてせん断波の伝搬位置とせん断波の伝搬時間とを求める(ステップ4)。せん断波画像構成部16は、ステップ4で求めたせん断波の伝搬位置と伝搬時間との関係を表すせん断波画像を構成する(ステップ5)。
【００５５】
ここで、断層画像構成部8は、送受信部により受信処理された反射エコー信号に基づいてMモード画像を構成する(ステップ6)。画像表示部18には、ステップ5で構成されたせん断波画像とBモード画像とが対応付けて表示されるとともにステップ6で構成されたMモード画像が並置される(ステップ7)。
【００５６】
さらに、せん断波弾性情報演算部15によりせん断波画像に基づいて計測ライン上の弾性率分布を演算し、画像表示部18に表示されたBモード画像に弾性率分布に対応付けて合成して表示する(ステップ8)。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態によれば、同一の超音波プローブ4を用いて断層画像取得用の超音波20を送受信しながら走査する一方、断層画像取得用の超音波20の送受信を設定された時間間隔ごとに休止し、その休止時にせん断波の伝搬位置検出用の超音波21を被検体5の設定方向に送受信することで、断層画像を取得しながらせん断波の伝搬位置を検出することができる。これにより、断層画像取得用のプローブとせん断波の伝搬速度を計測用プローブの2つのプローブが無くても、断層画像とともに設定方向上におけるせん断波の伝搬位置と伝搬時間との関係を取得できる。せん断波の伝搬位置と伝搬時間との関係から、せん断波の伝搬速度を求めることができ、これにより、設定方向上の生体組織の硬さ又は軟らかさの弾性情報を取得できる。
【００５８】
また、方向設定部14bを、画像表示部18に表示された図6のBモード画像上に、設定方向を示す計測ライン22を生成する計測ライン生成部を備えるように構成したので、せん断波画像を得たいラインをBモード画像を参照して決めることができる。
【００５９】
また、画像表示部18を、せん断波弾性情報演算部15により求めた弾性率分布をBモード画像に対応付けて合成して表示するように構成したので、Bモード画像上で弾性率分布を確認することが容易になり、使い勝手がよくなる。
【００６０】
以上、本実施形態について説明したが、本発明は、これに限らず適宜構成を変更して適用することができる。例えば、検査者は、操作卓19を用いて、図6のBモード画像に代えて弾性画像とせん断波画像とMモード画像とを並置して表示する表示方式、または、図示していないが、弾性画像とせん断波画像とBモード画像とMモード画像とを並置して表示する表示方式のいずれの表示方式も選択することができ、選択するステップを図8のフローチャートに加えることもできる。また、Bモード画像とせん断波画像のみの表示方式も構成できる。
【００６１】
また、本実施形態では、伝搬位置検出用の超音波21は、せん断波の発生の有無によらず、Bモード画像取得時に送信するようにしているが、せん断波が発生すると、図6のMモード画像上で変化が起こるので、この変化を検知したときに、伝搬位置検出用の超音波21を送信するように構成してもよい。
【００６２】
また、せん断波画像構成部16を、図6のBモード画像上で選択した領域に対応するせん断波画像を表示するように構成することもでき、図8のフローチャートにそのようなステップを加えてもよい。これにより、Bモード画像で対応する領域のせん断波画像を容易に確認することができ、使い勝手がよくなる。
【符号の説明】
【００６３】
2  送信部、3  振動体、4  超音波プローブ、6  受信部、14  せん断波伝搬位置検出部、14a  ラインデータメモリ、14b  方向設定部、15  せん断波弾性情報演算部、16  せん断波画像構成部、18  画像表示部、20  断層画像取得用の超音波、21  伝搬位置検出用の超音波、22  計測ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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