(57)【要約】【課題】  被検体組織の２次元の動きを精度よく追跡することができる超音波診断装置を提供する。【解決手段】  超音波診断装置ｈが、被検体内に設定された計測点に対して少なくとも２つの異なる偏向角をもって超音波を送受信する探触子１０１，送信部１０２，受信部１０３と、各々の超音波送受信方向に沿った計測点の移動量を求める移動量演算部１１１と、異なる偏向角をもって送受信した超音波送受信方向に沿った少なくとも２つの移動量から計測点の２次元又は３次元の移動量を求めるとともに、計測点の２次元又は３次元の移動量を計測点の移動前の位置に加えて計測点の２次元又は３次元の動きを追跡する位置追跡部１１３を有する。【選択図】図１
2006325704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に設定された計測点に対して少なくとも２つの異なる偏向角をもって超音波を送受信する手段と、
各々の超音波送受信方向に沿った計測点の移動量を求める手段と、
異なる偏向角をもって送受信した超音波送受信方向に沿った少なくとも２つの移動量から上記計測点の２次元又は３次元の移動量を求める手段と、
上記計測点の２次元又は３次元の移動量を上記計測点の移動前の位置に加えて上記計測点の２次元又は３次元の動きを追跡する手段を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
異なる偏向角を与えた少なくとも２つの超音波のそれぞれによって被検体を断面又はボリュームを走査する手段と、
上記被検体内に２次元又は３次元に設定された複数の計測点のそれぞれの超音波送受信方向の移動量を求める手段と、
上記複数の計測点のそれぞれについて、異なる偏向角を有する超音波送受信方向に沿った少なくとも２つの移動量から計測点の２次元又は３次元の移動量を求める手段と、
上記複数の計測点のそれぞれについて、上記２次元又は３次元の移動量を計測点の移動前の位置に加えて２次元又は３次元の動きを追跡する手段を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
上記超音波送受信方向に沿った計測点の移動量、又は上記計測点の２次元又は３次元の移動量、若しくはそれらの両方を記憶する手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
上記２つの超音波送受信方向に沿った計測点の移動量を求める手段は、それぞれの超音波送受信方向について計測点の移動量を複数回求めると共にこれら複数回求めた移動量を補間して、上記２つの超音波送受信方向に沿った計測点の移動量を時間差無く求めることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項５】
上記検出した２次元的または３次元的な動きを追跡した結果から被検体の組織性状を表す値を算出する手段をさらに有し、上記組織性状を表す値は、少なくとも被検体組織の厚み変化量、速度、歪み、弾性率、粘性率のいずれかであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の超音波診断装置。
【請求項６】
上記２次元または３次元の動きを追跡した後は、被計測組織の動きと平行な方向に偏向させた超音波をもって被計測組織の動きを追跡することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項７】
上記２次元または３次元の動きの追跡は、超音波送受信中定期的に行なうことを特徴とする請求項６記載の超音波診断装置。
【請求項８】
上記２次元または３次元の動きの追跡は、超音波送受信停止時から超音波送受信を開始した直後に行なうことを特徴とする請求項６又は７記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体組織の動きを追跡する超音波診断装置、及び、追跡波形から組織性状を求める超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波を被検体に発信すると共に被検体の組織で反射された超音波（反射エコー信号）を受信し、この受信した超音波の強度を輝度に変換することで、被検体の断層画像を得るものである。また、超音波診断装置の一形態として、反射エコー信号の位相を解析することにより被検体組織の動きを精密に測定し、その測定結果をもとに被検体組織の歪み、弾性率や粘性率などの組織性状を求める試みが為されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、反射エコー信号を検波して得られた出力信号の振幅と位相を用いて、被検体の瞬間的な位置を決定することによって被検体組織の追跡を高精度に行ない、拍動による大振幅変位運動に重畳している微小振動を捕らえる方法が記載されている。
【０００４】
図１２を用いて、特許文献１に開示された被検体組織追跡方法を説明する。被検体の同一方向に対して、時刻ｔ＝０に送信された超音波パルスの受信エコー信号をｙ（ｔ）、時刻ｔ＝ΔＴに送信された超音波パルスのエコー信号をｙ（ｔ＋ΔＴ）とする。また、ある位置（深度）ｘにある計測点から反射されたエコーの受信時刻ｔｘは、パルス送信時刻をｔ＝０とすると、ｔｘ＝ｘ／（Ｃ／２）〔Ｃ：被検体内を伝播する超音波の速度〕で与えられる。次に、受信エコー信号ｙ（ｔｘ）とｙ（ｔｘ＋ΔＴ）の位相差をΔθ、受信時刻ｔｘ付近における超音波の中心周波数をｆとすると、この時間ΔＴ内の計測点の移動量Δｘは次の式（１）で与えられる。
【数１】
2006325704.tif 000003
従って、ΔＴ後の物体Ａの位置ｘ’は次の式（２）で与えられる。
【数２】
2006325704.tif 000004
【０００５】
この計算を繰り返すことで、被検体内の特定の計測点の位置を追跡できる。つまり、位置（深度）ｘ’から反射されたエコーの受信時刻をｔｘ’とすると、受信エコー信号ｙ（ｔｘ’＋ΔＴ）とｙ（ｔｘ’＋２ΔＴ）の位相差をもとに、式（１）と式（２）から２ΔＴ後の計測点の位置ｘ”を求めることができる。
【０００６】
特許文献２には、特許文献１の方法をさらに発展させ、心拍による血管壁の内面および外面の各大振幅変位運動を精密に追跡し、大振幅変位運動に重畳されている微小振動の運動速度を求め、その差から血管壁の歪み量を計測し、歪み量と血圧差から局所弾性率を求める方法および、弾性率の空間分布を画像表示する装置が記載されている。
【０００７】
図１３を参照して、特許文献２に開示された弾性率算出方法を説明する。同文献によれば、探触子１０１は被検体に対して超音波を照射し、血管、特に動脈からのエコーを受信する。血管壁に測定点Ａ，Ｂ（血管の中心軸を含む横断面上にあって該中心軸から径方向に異なる距離を有する２点）を設定し、測定点Ａ，Ｂからの受信信号を特許文献１に示された方法で解析し、測定点Ａ，Ｂの動きを追跡する。ここで、動脈は心拍によって収縮拡張を繰り返しており、心臓収縮期には血管自体は膨張すると共に、急激に血管壁の厚みが減少し、心臓拡張期には血管自体は収縮すると共に、ゆっくりと血管壁の厚みが増加する。そのため、測定点Ａ，Ｂは、追跡波形ＴＡ，ＴＢで示す周期的な挙動を示し、これらの追跡波形ＴＡ，ＴＢの差から測定点Ａ−Ｂ間の厚み（距離）変化波形Ｗが求まる。
【０００８】
したがって、厚み変化波形Ｗの変化量をΔＷ、測定点初期化時の基準厚みをＷｓとすると、測定点Ａ−Ｂ間の歪み量εは式（３）で与えられる。
【数３】
2006325704.tif 000005
【０００９】
この歪み量εが血管壁にかかる血圧差ΔＰによりもたらされたものとすると、測定点Ａ−Ｂ間の弾性率Ｅｒは式（４）で与えられる。
【数４】
2006325704.tif 000006
そして、以上の計算を断層画像上の複数点に対して行なうことで、弾性率の分布画像が得られる。
【特許文献１】特開平１０−５２２６号公報
【特許文献２】特開２０００−２２９０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、被検体組織は深さ方向だけでなく、横方向の動きを伴うものであるが、上述の公報に記載の組織追跡方法では、超音波の進行方向、つまり深さ方向の動きしか追跡できないという問題があった。そこで、本発明は、上述の組織追跡方法を改良したものであり、被検体組織の２次元の動きを精度よく追跡することができる超音波診断装置を提供することを目的とする。また、２次元の動きを精度よく追跡することにより、歪みや弾性率、粘性率などの組織性状を精度よく求めることが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】
【００１１】
この目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、
被検体内に設定された計測点に対して少なくとも２つの異なる偏向角をもって超音波を送受信する手段と、
各々の超音波送受信方向に沿った計測点の移動量を求める手段と、
異なる偏向角をもって送受信した超音波送受信方向に沿った少なくとも２つの移動量から上記計測点の２次元又は３次元の移動量を求める手段と、
上記計測点の２次元又は３次元の移動量を上記計測点の移動前の位置に加えて上記計測点の２次元又は３次元の動きを追跡する手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る超音波診断装置の他の形態は、
異なる偏向角を与えた少なくとも２つの超音波のそれぞれによって被検体を断面又はボリュームを走査する手段と、
上記被検体内に２次元又は３次元に設定された複数の計測点のそれぞれの超音波送受信方向の移動量を求める手段と、
上記複数の計測点のそれぞれについて、異なる偏向角を有する超音波送受信方向に沿った少なくとも２つの移動量から計測点の２次元又は３次元の移動量を求める手段と、
上記複数の計測点のそれぞれについて、上記２次元又は３次元の移動量を計測点の移動前の位置に加えて２次元又は３次元の動きを追跡する手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
これら超音波診断装置は、上記超音波送受信方向に沿った計測点の移動量、又は上記計測点の２次元又は３次元の移動量、若しくはそれらの両方を記憶する手段を有することが好ましい。
【００１４】
また、上記２つの超音波送受信方向に沿った計測点の移動量を求める手段は、それぞれの超音波送受信方向について計測点の移動量を複数回求めると共にこれら複数回求めた移動量を補間して、上記２つの超音波送受信方向に沿った計測点の移動量を時間差無く求めることが好ましい。
【００１５】
さらに、超音波診断装置は、上記検出した２次元的または３次元的な動きを追跡した結果から被検体の組織性状を表す値を算出する手段をさらに有し、上記組織性状を表す値は、少なくとも被検体組織の厚み変化量、速度、歪み、弾性率、粘性率のいずれかであることが好ましい。
【００１６】
さらにまた、上記２次元または３次元の動きを追跡した後は、被計測組織の動きと平行な方向に偏向させた超音波をもって被計測組織の動きを追跡することが好ましい。
【００１７】
そして、上記２次元または３次元の動きの追跡は、超音波送受信中定期的に行なうことを特徴とする請求項６記載の超音波診断装置。
【００１８】
そしてまた、上記２次元または３次元の動きの追跡は、超音波送受信停止時から超音波送受信を開始した直後に行なうことが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、被検体組織の２次元又は３次元の動きをより正確に追跡することができる。また、被検体組織の２次元又は３次元の動きを精度よく追跡することにより、被検体組織の歪みや弾性率、粘性率などの組織性状を精度よく求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や場所を示す用語（「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの派生語）を使用するが、これらの用語を使用するのは発明の理解を容易にするためであり、発明の技術的範囲を解釈するために利用されるべきものではない。
【００２１】
〔超音波診断装置の構成及び動作〕
図１は、超音波診断装置の機能構成を示すブロック図である。図示するように、超音波診断装置は、制御手段として制御部１００を有する。図面上、制御部１００は、以下に説明する他の機能部から独立した状態で表示されているが、これら機能部と相互に関連付けられている。図示していないが、キーボードやトラックボール、スイッチ、ボタンといったユーザーインターフェース（入力手段）が制御部１００に接続されており、これらのユーザーインターフェイスを操作することにより制御部に必要な情報が入力される。被検体（図示しないが、通常は人である。）に当接して使用される探触子１０１は送信部１０２と受信部１０３に接続されている。送信部１０２は、制御部１００から超音波発信指令を受信すると、指定されたタイミングで探触子１０１を駆動する信号を発生して探触子１０１に送信する。探触子１０１は、送信部１０２から出力された信号に基づいて超音波を発信し、被検体に照射する。また、探触子１０１は、被検体内部から反射してきた超音波エコーを電気信号に変換する。
【００２２】
図示しないが、探触子１０１内には超音波と電気信号を相互に変換する複数の圧電変換素子が１次元又は２次元に配置されており、これらの圧電変換素子を選択し、また圧電変換素子に電圧与えるタイミングを調整し、送受信する超音波の偏向角およびフォーカスを制御する。
【００２３】
受信部１０３は、探触子１０１から出力された受信信号を増幅するとともに、定められた位置（フォーカス）または方向（偏向角）からの超音波のみを検出する。
【００２４】
断層画像処理部１０４は、フィルタ、検波器、対数増幅器などからなり、受信信号の主に振幅を解析して、被検体の内部構造を画像化する。画像化された画像データは、画像合成部１０６に送信される。
【００２５】
組織追跡部１０５は、受信部１０３から出力された受信信号を記憶する記憶部１１０と、受信信号間の位相差から上述の式１に基づいて音響走査線に沿う被検体組織の移動量を求める移動量演算部１１１と、移動量演算部１１１で演算された被検体組織の移動量を記憶する記憶部１１２と、上述の式２を拡張し、異なる偏向角をもって探触子１０１から発振された２つの超音波から得られた２つの方向の移動量をベクトル合成して被検体組織の移動量と移動後の位置を求めることで被検体組織の２次元又は３次元の動きを追跡する位置追跡部１１３を有する。組織追跡部１０５における処理については後に詳述する。
【００２６】
組織性状演算部１０８は、組織追跡部１０５が追跡した被検体組織の動きから、被検体組織の組織性状を表すパラメータ、例えば上述の式３で与えられる歪み量、また、上述の式４で与えられる弾性率などを算出する。組織性状を表すパラメータは、数値データ、または値を色データに変換して２次元座標に展開した２次元分布画像データに変換され、画像合成部１０６に送信される。
【００２７】
画像合成部１０６は、組織性状演算部１０８から出力された弾性率などの組織性状を表すパラメータの数値データ又は画像データと、断層画像処理部１０４から出力された弾性画像を合成し、その合成画像を画像表示部１０７に出力して表示する。
【００２８】
〔組織追跡部の処理〕
図２と図３を参照して、被検体内の組織追跡処理を説明する。
【００２９】
〔ステップ１〕：探触子１０１は、制御部１００からの指令に基づいて動作し、被検体中の位置Ｘにある計測点に対し、図３の右上から左下に向けて第１の偏向角θａをもって偏向した音響走査線ａに沿って超音波を被検体に送信し、その反射エコーを受信する。受信した反射エコーは電気信号（１回目の受信信号）に変換される。変換された電気信号は記憶部１１０に記憶される。
【００３０】
〔ステップ２〕：探触子１０１は、制御部１００からの指令に基づいて再び動作し、再度音響走査線ａに沿って超音波を被検体に送信する。受信された反射エコーは電気信号（２回目の受信信号）に変換される。変換された電気信号は、記憶部１１０に記憶される。
【００３１】
〔ステップ３〕：移動量演算部１１１は、記憶部１１０から１回目と２回目の受信信号を取得し、これら２つの受信信号の位相差から、上述の式１に基づいて、音響走査線ａに沿った方向（第１の偏向方向）に関する位置Ｘの移動量（ベクトル量）ΔＸ（ａ）を計算する。計算された移動量ΔＸ（ａ）は、記憶部１１２と位置追跡部１１３に送信される。
【００３２】
〔ステップ４，５〕：制御部１００からの指令に基づいて、探触子１０１は、被検体中の位置Ｘにある計測点に対し、図３の左上から右下に向けて第２の偏向角θｂをもって偏向した音響走査線ｂに沿って超音波を被検体に２回送信し、それぞれの反射エコーを受信する。受信した反射エコーは電気信号（１回目と２回目の受信信号）に変換される。変換された電気信号（１回目と２回目の受信信号）は記憶部１１０に記憶される。
【００３３】
〔ステップ６〕：移動量演算部１１１は、音響走査線ｂについて記憶された１回目と２回目の受信信号を取得し、これら２つの受信信号の位相差から、上述の式１に基づいて、音響走査線ｂに沿った方向（第２の偏向方向）に関する位置Ｘの移動量（ベクトル量）ΔＸ（ｂ）を計算する。計算された移動量ΔＸ（ｂ）は、記憶部１１２と位置追跡部１１３に送信される。
【００３４】
〔ステップ７〕：移動量ΔＸ（ａ）とΔＸ（ｂ）は、計測点の真の移動量の音響走査線ａおよび音響走査線ｂ方向の投影（移動成分）である。そこで、位置追跡部１１３は、移動量演算部１１１又は記憶部１１２から出力された移動量ΔＸ（ａ）、ΔＸ（ｂ）を合成（ベクトル合成）して真の移動量ΔＸを計算する。
【００３５】
〔ステップ８〕：次に、位置追跡部１１３は、移動前の組織位置Ｘに移動量ΔＸを加えて、移動後の位置Ｘ’を計算する。
【００３６】
以上のステップ１〜８を繰り返し、被検体内の計測点の位置を追跡する。例えば、位置Ｘ’を通る左方向に偏向させた音響走査線ａ’（音響走査線ａと平行な音響走査線）に沿う方向に２回、右方向に偏向させた音響走査線ｂ’（音響走査線ｂと平行な音響走査線）に沿う方向に２回超音波を送受信し、次の真の移動量ΔＸ’を求め、移動量ΔＸ’を位置Ｘ’に加算することで次の位置Ｘ”を求める。
【００３７】
〔ステップ９〕：音響走査線の間隔は、探触子１０１に設けられている圧電変換素子の配置間隔に依存する。そのため、例えば図３に示すように、移動後の位置Ｘ’が、一方の音響走査線ａ’上又はその極近傍に存在するが、他方の音響走査線ｂ’上又はその極近傍に存在せず、音響走査線ｂ、ｂ’の中間に存在することがある。したがって、制御部１００は、次の音響走査線を決定する際、計算された移動後の位置Ｘ’からこの位置Ｘ’に最も近い音響走査線ａ’，ｂ’を次の音響走査線として採用する。そして、音響走査線ａ’，ｂ’が交差する位置ｘ’の移動量Δｘ’（ａ）、Δｘ’（ｂ）、及び移動量Δｘ’を求め、この移動量Δｘ’を位置Ｘ’に加算して移動後の位置Ｘ”を求める。
【００３８】
この方法に代えて、例えば図４に示すように移動後の位置Ｘ’が音響走査線ｂ、ｂ’の中間にある場合、音響走査線ｂ上にある位置ｘ（ａ’，ｂ）の移動量Δｘ’（ａ’，ｂ）と音響走査線ｂ’上にある位置ｘ’（ａ’，ｂ’）の移動量Δｘ’（ａ’，ｂ’）を求め、これら２つの移動量Δｘ（ａ’，ｂ）とΔｘ’（ａ’，ｂ’）の平均値または線形補間した値を音響走査線ｂ’に沿った方向の移動量ΔＸ’（ｂ）としてもよい。
【００３９】
なお、以上の説明では、まず音響走査線ａに沿った方向に２回超音波を発振して移動量ΔＸａを求め、次に音響走査線ｂに沿った方向に２回超音波を発振して移動量ΔＸｂを求めたが、まず音響走査線ａ，ｂに沿ってそれぞれ１回超音波を発振し、次に、同様に音響走査線ａ，ｂに沿ってそれぞれ１回超音波を発振し、その後、それぞれの音響走査線ａ，ｂに沿った方向の移動量ΔＸａ、ΔＸｂ及び真の移動量ΔＸを計算してもよい。
【００４０】
また、音響走査線ａと音響走査線ｂに沿った移動量（例えば、ΔＸａとΔＸｂ）の検出時間は僅かに異なる。したがって、検出時間のずれに伴う誤差を出来るだけ少なくするために、音響走査線ａに沿った方向に３回、音響走査線ｂに沿った方向に３回の送信を行ない、それぞれ２つの移動量（ΔＸａ１とΔＸａ２，ΔＸｂ１とΔＸｂ２）を求め、これら２つを補間（例えば線形補間)することにより同じ時刻の移動量ΔＸａ，ΔＸｂを求めることができる。このようにすることにより、さらに精度よく２次元の動きを追跡することができる。
【００４１】
〔２次元追跡〕
２次元に分布した計測点の位置を２次元追跡する方法について、図５から図７を用いて説明する。図５に示すように、図中左方向および右方向に偏向させた音響走査線を複数（ａ１〜ａｎ，ｂ１〜ｂｎ）設定し、被検体内を走査する。音響走査線の走査順序はａ１，ａ２，…，ａｎ，ｂ１，ｂ２，…，ｂｎ（ｎは走査線本数，図３の場合はｎ＝６である。）としてもよいし、ａ１，ｂ１，ａ２，ｂ２，…，ａｎ，ｂｎとしてもよい。このように、１回の２次元走査で左右両方向に偏向したすべての音響走査線（ａ１〜ａｎ，ｂ１〜ｂｎ）を１回づつ発振する。この一回の２次元走査を「１フレーム」とし、これを繰り返し行うことで、２次元分布した計測点の動きを追跡する。なお、図５において、音響走査線ａと音響走査線ｂの交点が計測点の初期位置であり、各計測が白丸で示してある。
【００４２】
計測点の追跡の一例として、音響走査線ａ６とｂ２の交点位置Ｘを初期位置とした計測点の追跡について図６を用いて説明する。フレーム間の時間間隔（同じ音響走査線に沿った超音波の送受信間隔）をΔＴとする。まず、１フレーム目と２フレーム目の音響走査線ａ６に沿った方向と音響走査線ｂ２に沿った方向の受信信号から、上述のようにして、位置Ｘの移動量ΔＸ及び移動後の位置Ｘ’を求める。次に、２フレーム目と３フレーム目の音響走査線ａ４に沿った方向と音響走査線ｂ３に沿った方向の受信信号から、移動量ΔＸ’及び移動後の位置Ｘ”を求める。この操作を繰り返すことで、計測点の動きを追跡できる。そして、すべての計測点について同様の操作を行うことで、２次元に分布した計測点位置の２次元移動追跡を行うことができる。また、検出時間のずれに起因する誤差を解消するために、上述のように、それぞれの偏向方向に超音波を３回送受信し、それぞれの方向について取得された２つの移動量を補間（例えば線形補間)することにより同じ時刻の移動量を求めることが好ましい。
【００４３】
図７は、複数の計測点の動きを２次元追跡した一例を示す。黒丸は計測点であり、角の計測点は白丸で示す。図７（ａ）は計測点の初期位置、図７（ｂ）は１フレーム目と２フレーム目の受信信号から求めたΔＴ後の計測点位置の分布、図７（ｃ）は２フレーム目と３フレーム目の受信信号から求めた２ΔＴ後の計測点位置の分布である。右上左下方向では圧縮される方向、左上右下方向では伸張される方向に動いていることを正確に追跡することができていることがわかる。
【００４４】
〔３次元追跡〕
本発明によれば、被検体内の組織の動きを３次元追跡することもできる。３次元追跡では、図８に示すように、圧電変換素子１２０が２次元状に配置された２次元アレイ探触子１２１を用い、計測点（位置Ｘ）に対して、同一平面状に無い３方向の音響走査線ａ，ｂ，ｃに沿う方向に超音波を送受信し、得られた３つの受信信号からそれぞれの音響走査線に沿う方向の移動量（ベクトル量）ΔＸａ，ΔＸｂ，ΔＸｃを求め、これら３つの移動量を合成（ベクトル合成）して真の３次元移動量ΔＸを求め、この３次元移動量ΔＸを初期位置Ｘに加算して新たな位置Ｘ’を求める。この処理を繰り返すことで計測点位置を３次元的に追跡することができる。
【００４５】
図９は、図８を用いて説明した３次元追跡を拡張した例を示す。図において、矢印線は音響走査線であり、点線は１フレームの音響走査によって走査されるボリューム（体積領域）である。まず、図９（ａ）に示すように、２次元アレイ探触子１２１から無偏向の超音波群を用いてボリューム（点線で示す領域）を走査する。次に、図９（ｂ）に示すように、図の右上から左下に向かって偏向した超音波群を用いてボリュームを走査する。次に、図９（ｃ）に示すように、図の左上から右下に偏向した超音波群を用いてボリュームを走査する。これら３回の走査から得られたデータ（受信信号）を用い、すべての計測点に対して、図８を参照して説明した方法により３方向の移動量を求め、それら３つの移動量から各計測点の真の３次元移動量を求めると共に、この３次元移動量を各計測点の初期位置に加算してすべての計測点の新たな位置を求める。
【００４６】
３次元移動追跡は、特に心臓の診断に有用であり、３次元的な動きをする心臓の動きを精度よく計測することで、心機能の定量的な診断を行なうことができる。なお、被検体組織中の音速は有限であるため、すべてのボリュームを走査すると、各計測点に対する超音波の繰り返し周波数が低下するという問題がある。これに対しては、計測領域を狭めたり、従来用いられている並列受信の技術などを行なうことにより解決することが可能である。
【００４７】
〔血管壁の診断〕
図１０、１１を用いて、本方式を血管壁の診断に応用した場合を説明する。図１０（ｂ）に示すように、実際の血管壁は、心臓の動きに引っ張られたり、血流による摩擦のために血管の軸方向の動きも伴い、結果として図示するような斜め方向の動き、正確には図中両矢印を長軸とする楕円に類似の動きをする。特に頚動脈では、このような楕円動作が顕著である。しかし、特許文献１に開示されている血管壁診断は、図１０（ａ）に示すように、心拍による血圧変動によって血管壁が径方向にのみの動作するものと仮定しておおり、血管壁の動きを正確に把握できないという問題がある。
【００４８】
そこで、本発明では、まず図１０（ｃ）に示すように、２種類の所定の偏向角を持った音響走査線に沿う方向に超音波を送受信し、その受信信号をもって被検体組織の２次元的な動きを追跡し、血管壁および周辺組織の動きを検出する。次いで、図１０（ｄ）に示すように、血管壁の移動方向に平行となるように偏向させた１種類の音響走査線に沿う方向に超音波を送受信し、その受信信号をもって被検体組織の追跡を行ない、これにより血管壁の歪み、弾性率、粘性率、移動速度、厚みなどの組織性状パラメータを求める。
【００４９】
例えば、図１０（ｃ）の音響走査をした場合、１フレームあたりの音響走査線は１６本である。また、図１０（ｄ）の音響走査をした場合、１フレームあたりの音響走査線は８本である。したがって、以上のように、まず図１０（ｃ）に示すように２種類の偏向角を有する音響走査線に沿って超音波を送受信して血管壁の移動方向を決定し、以後この移動方向に沿って音響走査線を走査することにより、フレーム間の時間間隔ΔＴを半分にすることができ、これにより動きの速い被検体にも対応することができる。
【００５０】
具体的には、まず超音波送受信停止状態から超音波送受信状態へ移行した直後、図１０（ｃ）に示す超音波走査を数心拍の間行なって２次元的な動きを求めた後、血管壁の動きに平行となるように図１０（ｄ）に示す走査を行なって組織性状パラメータを求める。図１０（ｃ）に示す走査は、その後も定期的、あらかじめ決められた時間ごと、あるいはあらかじめ決められた心拍数ごとに行なうことが好ましい。このようにすることにより、正確に血管壁の動きを追跡することができ、精度の良い血管壁の組織性状パラメータを得ることができる。
【００５１】
図１１は、超音波診断装置を用いて、血管壁の弾性率を計測した結果の一例を表示したモニタ画面である。図において、モニタ上には血管壁のモノクロ断層画像２００に重畳して、当該部位の弾性率の分布を表す弾性率画像２０１がカラーで表示される。弾性率画像は図１０に示した方法により正確な弾性率が求められ、弾性率に応じた色が付与されている。このように本発明により、血管壁の弾性率を表示できるので、正確な診断が可能とすることができる。
【００５２】
なお、図１では本発明の実施に必要な複数の機能を独立したブロックとして示したが、この限りではなく、例えば、制御部１００、断層画像処理部１０４、組織追跡部１０５、画像合成部１０６、組織性状計算部１０８などはＣＰＵ上でソフトウェアとして実現することができる。
【００５３】
以上説明したように、本発明によれば、被検体組織の２次元の動きをより正確に追跡することができ、これを用いて被検体組織の歪みや弾性率、粘性率、血管壁の厚み、移動速度などの組織性状を精度よく求めることができるという効果を有し、被検体組織の組織性状を計測する超音波診断装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の機能ブロック図。
【図２】超音波診断装置の組織追跡処理を示すフローチャート。
【図３】超音波診断装置による２次元位置追跡の説明図。
【図４】超音波診断装置による２次元位置追跡の説明図。
【図５】音響走査線と計測位置の説明図。
【図６】２次元分布した計測位置の２次元位置追跡の説明図。
【図７】２次元分布した計測位置の２次元位置追跡結果の一例を示す図。
【図８】本発明に係る超音波診断装置による３次元位置追跡の説明図。
【図９】超音波診断装置による３次元位置追跡の走査方法の説明図。
【図１０】血管壁の移動方向と超音波診断装置における走査方法の説明図。
【図１１】血管壁の計測結果の一例を示す図。
【図１２】位相差から組織追跡を行なう基本動作説明図。
【図１３】組織追跡波形から歪み量を求める基本動作説明図。
【符号の説明】
【００５５】
１００：制御部、１０１：探触子、１０２：送信部、１０３：受信部、１０４：断層画像処理部、１０５：組織追跡部、１０６：画像合成部、１０７：モニタ、１０８：組織性状計算部、１１０：記憶部、１１１：移動量演算部、１１２：記憶部、１１３：位置追跡部、２００：断層画像、２０１：弾性率画像。
【図１】
2006325704.tif 000007
【図２】
2006325704.tif 000008
【図３】
2006325704.tif 000009
【図４】
2006325704.tif 000010
【図５】
2006325704.tif 000011
【図６】
2006325704.tif 000012
【図７】
2006325704.tif 000013
【図８】
2006325704.tif 000014
【図９】
2006325704.tif 000015
【図１０】
2006325704.tif 000016
【図１１】
2006325704.tif 000017
【図１２】
2006325704.tif 000018
【図１３】
2006325704.tif 000019