(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の前のフレームの中から弾性映像を形成するための最適な前のフレームを検出し、検出された前のフレームと現在のフレームとの間で変位を算出して弾性映像を提供する超音波システムおよび方法を提供すること。【解決手段】対象体に圧力（ｓｔｒｅｓｓ）を加え、超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体からの超音波エコー信号を受信して、Ｎ番目のフレームを含む複数のフレームの超音波データを取得する超音波データ取得部と、前記超音波データ取得部に連結され、前記超音波データを用いて前記Ｎ番目のフレームを基準に（Ｎ−１）番目のフレームないし（Ｎ−Ｍ）番目のフレームから弾性映像を形成するための最適なフレームを検出し、前記検出された最適なフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間で変位を算出し、前記算出された変位を用いて前記弾性映像を形成するプロセッサとを備える。【選択図】図１
2011255186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象体に圧力（ｓｔｒｅｓｓ）を加えている間に、超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して、Ｎ（Ｎは２以上の整数）番目のフレームを含む複数のフレームのそれぞれに対応する超音波データを取得する超音波データ取得部と、
前記超音波データ取得部に連結され、前記超音波データを用いて前記Ｎ番目のフレームを基準に（Ｎ−１）番目のフレームないし（Ｎ−Ｍ）（Ｍは２以上の整数でＮより小さい整数）番目のフレームを設定し、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームから弾性映像を形成するための最適なフレームを検出し、前記検出された最適なフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間で変位を算出し、前記変位を用いて前記弾性映像を形成するプロセッサと
を備えることを特徴とする超音波システム。
【請求項２】
前記プロセッサは、
前記超音波データを用いて、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間で、第１の変位を算出する第１の変位算出部と、
前記算出された第１の変位を用いて第１のストレインを算出する第１のストレイン算出部と、
前記算出された第１のストレインを用いてストレイン平均値を算出し、前記ストレイン平均値と予め定められたストレインしきい範囲とを比較して、前記ストレインしきい範囲内に存在する前記ストレイン平均値を検出するストレイン処理部と、
前記検出されたストレイン平均値に対応する前記フレームから前記弾性映像を形成するための最適なフレームを検出するフレーム検出部と、
前記超音波データを用いて、前記検出された最適なフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間で、第２の変位を算出する第２の変位算出部と、
前記第２の変位を用いて第２のストレインを算出する第２のストレイン算出部と、
前記第２のストレインを用いて前記弾性映像を形成する映像形成部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波システム。
【請求項３】
前記プロセッサは、
前記超音波データを用いて、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間で、第１の変位を算出する第１の変位算出部と、
前記算出された第１の変位を用いて第１のストレインを算出する第１のストレイン算出部と、
前記算出された第１のストレインを用いてストレイン平均値を算出し、前記ストレイン平均値と予め定められたストレインしきい範囲とを比較して、前記ストレインしきい範囲内に存在する前記ストレイン平均値を検出するストレイン処理部と、
前記検出されたストレイン平均値に対応する前記フレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間でモーショントラッキングを行って、横モーション（ｌａｔｅｒａｌ  ｍｏｔｉｏｎ）を検出し、前記検出された横モーションを用いて前記弾性映像を形成するための最適なフレームを検出するフレーム検出部と、
前記超音波データを用いて、前記検出された最適なフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間に、第２の変位を算出する第２の変位算出部と、
前記第２の変位を用いて第２のストレインを算出する第２のストレイン算出部と、
前記第２のストレインを用いて前記弾性映像を形成する映像形成部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波システム。
【請求項４】
前記プロセッサは、
前記超音波データを用いて、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間で、第１の変位を算出する第１の変位算出部と、
前記算出された第１の変位を用いて変位平均値を算出し、前記変位平均値と予め定められた変位しきい範囲とを比較して、前記変位しきい範囲内に存在する前記変位平均値を検出する変位処理部と、
前記検出された変位平均値に対応するフレームから前記弾性映像を形成するための最適なフレームを検出するフレーム検出部と、
前記超音波データを用いて、前記検出された最適なフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間で、第２の変位を算出する第２の変位算出部と、
前記算出された第２の変位を用いてストレインを算出するストレイン算出部と、
前記算出されたストレインを用いて前記弾性映像を形成する映像形成部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波システム。
【請求項５】
前記第１の変位算出部は、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間で、フレーム全体に対応する前記第１の変位を算出することを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の超音波システム。
【請求項６】
前記第１の変位算出部は、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとに関心領域を設定し、前記関心領域に対応する前記第１の変位を算出することを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の超音波システム。
【請求項７】
前記第１の変位算出部は、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間で、モーショントラッキング（ｍｏｔｉｏｎ  ｔｒａｃｋｉｎｇ）を行って、フレーム全体に対応する軸モーション（ａｘｉａｌ  ｍｏｔｉｏｎ）を算出し、前記算出された軸モーションに基づいて前記第１の変位を算出することを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の超音波システム。
【請求項８】
前記第１の変位算出部は、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとに関心領域を設定し、前記関心領域に対応する軸モーションを算出し、前記軸モーションに基づいて前記第１の変位を算出することを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の超音波システム。
【請求項９】
前記フレーム検出部は、前記検出されたストレイン平均値に対応するフレームのそれぞれに対して前記第１のストレインの標準偏差を算出し、前記算出された標準偏差が最も小さいフレームを、前記弾性映像を形成するための前記最適なフレームとして検出することを特徴とする請求項２に記載の超音波システム。
【請求項１０】
前記フレーム検出部は、前記検出されたストレイン平均値に対応するフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間で、モーショントラッキングを行って、エレベーションモーション（ｅｌｅｖａｔｉｏｎ  ｍｏｔｉｏｎ）を検出し、前記検出されたエレベーションモーションを用いて、前記弾性映像を形成するための前記最適なフレームをさらに検出することを特徴とする請求項３に記載の超音波システム。
【請求項１１】
前記プロセッサは、
前記超音波データを用いて、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間でモーショントラッキングを行って横モーションを検出し、前記検出された横モーションを用いて前記弾性映像を形成するための最適なフレームを検出するフレーム検出部と、
前記検出された最適なフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間で変位を算出する変位算出部と、
前記算出された変位を用いてストレインを算出するストレイン算出部と、
前記算出されたストレインを用いて前記弾性映像を形成する映像形成部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載超音波システム。
【請求項１２】
前記フレーム検出部は、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間でモーショントラッキングを行ってエレベーションモーションを検出し、前記検出されたエレベーションモーションを用いて前記弾性映像を形成するための前記最適なフレームをさらに検出することを特徴とする請求項１１に記載の超音波システム。
【請求項１３】
ａ）対象体に圧力（ｓｔｒｅｓｓ）を加えている間に、前記対象体に対する複数のフレームのそれぞれに対応する超音波データを取得する段階と、
ｂ）前記超音波データを用いて、前記複数のフレームのＮ（Ｎは２以上の整数）番目のフレームを基準に（Ｎ−１）番目のフレームないし（Ｎ−Ｍ）（Ｍは２以上の整数でＮより小さい整数）番目のフレームを設定する段階と、
ｃ）前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームから弾性映像を形成するための最適なフレームを検出する段階と、
ｄ）前記超音波データを用いて、前記検出された最適なフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間で変位を算出する段階と、
ｅ）前記算出された変位を用いて弾性映像を形成する段階と
を備えることを特徴とする弾性映像提供方法。
【請求項１４】
前記段階ｃ）は、
前記超音波データを用いて、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間で第１の変位を算出する段階と、
前記算出された第１の変位を用いて第１のストレインを算出する段階と、
前記算出された第１のストレインを用いてストレイン平均値を算出する段階と、
前記ストレイン平均値と予め定められたストレインしきい範囲とを比較して、前記ストレインしきい範囲内に存在する前記ストレイン平均値を検出する段階と、
前記検出されたストレイン平均値に対応する前記フレームから前記弾性映像を形成するための最適なフレームを検出する段階と
を備えることを特徴とする請求項１３に記載の弾性映像提供方法。
【請求項１５】
前記段階ｃ）は、
前記超音波データを用いて、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間で第１の変位を算出する段階と、
前記算出された第１の変位を用いて第１のストレインを算出する段階と、
前記算出された第１のストレインを用いてストレイン平均値を算出する段階と、
前記ストレイン平均値と予め定められたストレインしきい範囲とを比較して、前記ストレインしきい範囲内に存在する前記ストレイン平均値を検出する段階と、
前記検出されたストレイン平均値に対応する前記フレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間でモーショントラッキングを行って横モーションを検出する段階と、
前記検出された横モーションを用いて前記弾性映像を形成するための最適なフレームを検出する段階と
を備えることを特徴とする請求項１３に記載の弾性映像提供方法。
【請求項１６】
前記段階ｃ）は、
前記超音波データを用いて、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間で第１の変位を算出する段階と、
前記算出された第１の変位を用いて変位平均値を算出する段階と、
前記変位平均値と予め定められた変位しきい範囲とを比較して、前記変位しきい範囲内に存在する前記変位平均値を検出する段階と、
前記検出された変位平均値に対応するフレームから前記弾性映像を形成するための最適なフレームを検出する段階と
を備えることを特徴とする請求項１３に記載の弾性映像提供方法。
【請求項１７】
前記第１の変位算出段階は、
前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間で、フレーム全体に対応する前記第１の変位を算出する段階
を備えることを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれかに記載の弾性映像提供方法。
【請求項１８】
前記第１の変位算出段階は、
前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとに関心領域を設定する段階と、
前記関心領域に対応する前記第１の変位を算出する段階と
を備えることを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれかに記載の弾性映像提供方法。
【請求項１９】
前記第１の変位算出段階は、
前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間でモーショントラッキングを行って、フレーム全体に対応する軸モーションを算出する段階と、
前記算出された軸モーションに基づいて前記第１の変位を算出する段階と
を備えることを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれかに記載の弾性映像提供方法。
【請求項２０】
前記第１の変位算出段階は、
前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとに関心領域を設定する段階と、
前記関心領域に対応する軸モーションを算出する段階と、
前記軸モーションに基づいて前記第１の変位を算出する段階と
を備えることを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれかに記載の弾性映像提供方法。
【請求項２１】
前記フレーム検出段階は、
前記検出されたストレイン平均値に対応するフレームのそれぞれに対して前記第１のストレインの標準偏差を算出する段階と、
前記算出された標準偏差が最も小さいフレームを、前記弾性映像を形成するための前記最適なフレームとして検出する段階と
を備えることを特徴とする請求項１４に記載の弾性映像提供方法。
【請求項２２】
前記フレーム検出段階は、
前記検出されたストレイン平均値に該当するフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間でモーショントラッキングを行って、エレベーションモーションを検出する段階と、
前記検出されたエレベーションモーションを用いて、前記弾性映像を形成するための前記最適なフレームを検出する段階と
を備えることを特徴とする請求項１５に記載の弾性映像提供方法。
【請求項２３】
前記段階ｃ）は、
前記超音波データを用いて、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間でモーショントラッキングを行って、横モーションを検出する段階と、
前記検出された横モーションを用いて、前記弾性映像を形成するための最適なフレームを検出する段階と
を備えることを特徴とする請求項１３に記載の弾性映像提供方法。
【請求項２４】
前記段階ｃ）は、
前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームのそれぞれと前記Ｎ番目のフレームとの間でモーショントラッキングを行って、エレベーションモーションを検出する段階と、
前記検出されたエレベーションモーションを用いて、前記弾性映像を形成するための前記最適なフレームを検出する段階と
を備えることを特徴とする請求項１３に記載の弾性映像提供方法。
【請求項２５】
弾性映像を提供する方法を行うためのプログラムを格納するコンピュータ読取可能な記録媒体であって、前記方法は、
ａ）対象体に圧力（ｓｔｒｅｓｓ）を加えている間に、前記対象体に対する複数のフレームのそれぞれに対応する超音波データを取得する段階と、
ｂ）前記超音波データを用いて、前記複数のフレームのＮ（Ｎは２以上の整数）番目のフレームを基準に（Ｎ−１）番目のフレームないし（Ｎ−Ｍ）（Ｍは２以上の整数でＮより小さい整数）番目のフレームを設定する段階と、
ｃ）前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームから弾性映像を形成するための最適なフレームを検出する段階と、
ｄ）前記超音波データを用いて、前記検出された最適なフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間で変位を算出する段階と、
ｅ）前記算出された変位を用いて前記弾性映像を形成する段階と
を備えることを特徴とするコンピュータ読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波システムに関し、特に、弾性映像を提供する超音波システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波システムは、無侵襲および非破壊特性を有しており、対象体内部の情報を得るために医療分野で広く用いられている。超音波システムは、対象体を直接切開して観察する外科手術の必要がなく、対象体の内部組織を高解像度の映像で医師に提供することができるため、医療分野で非常に重要なものとして用いられている。
【０００３】
超音波システムは、対象体から反射される超音波信号（即ち、超音波エコー信号）の反射係数を、２次元映像で示すＢモード（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  ｍｏｄｅ）映像を提供してくれる。Ｂモード映像は、超音波信号の反射係数を画面上に点の明るさで表示する。しかし、腫瘍または癌組織のような非正常組織の中には、正常組織と比較して反射係数にほとんど差が無いものがあり、Ｂモード映像で非正常組織を観測するのには困難な場合がある。
【０００４】
このように、反射係数の差がほとんどない組織を識別する方法として、外部から対象体に圧力（印加力）を加えない時と加えた時との間に生じる媒質の機械的な歪み（変形の度合い）を用いて、対象体の病巣（ｌｅｓｉｏｎ）を分析する弾性映像法がある。弾性映像法は、Ｂモード映像で診断できない組織の機械的な性質を映像化するので、病巣の診断に大いに役に立つ。弾性映像法は、組織の弾性が病理学的現象と関連があることを利用する。例えば、腫瘍や癌組織は、周囲の軟組織に比べて組織が硬いので、外部から同じ力を与えた時、周囲組織より変形の程度（即ち、歪み）が小さい。
【０００５】
弾性映像法は、外部から同一の力を加えて組織を変形させる場合、癌のように硬い組織は変形される程度が少なく、軟部組織は容易にその形状が変形する現象を用いて、組織の病巣を確認する映像技法である。単位面積当りの加えられる圧力によって変形された程度を変形率、即ち、ストレイン（ｓｔｒａｉｎ）といい、弾性係数（Ｙｏｕｎｇ’ｓ  ｍｏｄｕｌｕｓ）は、ストレインに対する圧力の比率値で定義される。
【０００６】
対象体内の弾性係数測定は、媒質に一定の圧力を加えた後、変形された程度を測定して、その比率を求めればよいが、対象体内の弾性係数は、圧力の分布を正確に測定することができないため、対象体内の圧力の分布が同一であるとう仮定を前提として、ストレインのみで弾性を推定する。即ち、超音波弾性では、対象体内に加えられた圧力の分布を正確に測定することが難しく、ストレインを測定して映像化している。これにより、相対値で弾性映像を表現し、測定する人、または測定する時期によって異なって表現され、組織内の病巣の推移をみて診断することが難しいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２２８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、現在のフレームを基準に複数の前のフレームの中から弾性映像を形成するための最適な前のフレームを検出し、その前のフレームと現在のフレームとの間で変位を算出して弾性映像を提供する超音波システムおよび方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明における超音波システムは、対象体に圧力（ｓｔｒｅｓｓ）を加えている間に、超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して、Ｎ（Ｎは２以上の整数）番目ｎフレームを含む複数のフレームのそれぞれに対応する超音波データを取得する超音波データ取得部と、前記超音波データ取得部に連結され、前記超音波データを用いて前記Ｎ番目のフレームを基準に（Ｎ−１）番目のフレームないし（Ｎ−Ｍ）（Ｍは２以上の整数でＮより小さい整数）番目のフレームを設定し、前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームから弾性映像を形成するための最適なフレームを検出し、前記検出された最適なフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間で変位を算出し、前記変位を用いて前記弾性映像を形成するプロセッサとを備える。
【００１０】
また、本発明における弾性映像提供方法は、ａ）対象体に圧力（ｓｔｒｅｓｓ）を加えている間に、前記対象体に対する複数のフレームのそれぞれに対応する超音波データを取得する段階と、ｂ）前記超音波データを用いて、前記複数のフレームのＮ（Ｎは２以上の整数）番目のフレームを基準に（Ｎ−１）番目のフレームないし（Ｎ−Ｍ）（Ｍは２以上の整数でＮより小さい整数）番目のフレームを設定する段階と、ｃ）前記（Ｎ−１）番目のフレームないし前記（Ｎ−Ｍ）番目のフレームから弾性映像を形成するための最適なフレームを検出する段階と、ｄ）前記超音波データを用いて、前記検出された最適なフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間で変位を算出する段階と、ｅ）前記算出された変位を用いて弾性映像を形成する段階とを備える。
【００１１】
また、弾性映像を提供する方法を行うためのプログラムを格納するコンピュータ読取可能な記録媒体は、前記方法が、ａ）対象体に圧力（ｓｔｒｅｓｓ）を加えている間に前記対象体に対する複数のフレームのそれぞれに該当する超音波データを取得する段階と、ｂ）前記超音波データを用いて、前記複数のフレームのＮ（Ｎは２以上の整数）番目のフレームを基準にＮ−１番目のフレームないしＮ−Ｍ（Ｍは２以上の整数でＮより小さい整数）番目のフレームを設定する段階と、ｃ）前記Ｎ−１番目のフレームないし前記Ｎ−Ｍ番目のフレームから弾性映像を形成するための最適なフレームを検出する段階と、ｄ）前記超音波データを用いて前記検出された最適なフレームと前記Ｎ番目のフレームとの間で変位を算出する段階と、ｅ）前記算出された変位を用いて前記弾性映像を形成する段階とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、最高の画質（ｑｕａｌｉｔｙ）を有する弾性映像を提供することができるだけでなく、一定の範囲のストレインを用いて弾性映像を形成するため、フレームによるストレイン変化（ｓｔｒａｉｎ  ｖａｒｉａｎｃｅ）を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例における超音波システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例における超音波データ取得部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例におけるフレームを示す例示図である。
【図４】本発明の第１の実施例におけるプロセッサの構成を示すブロック図である。
【図５】従来の変位を算出する例を示す例示図である。
【図６】本発明の第１の実施例における変位を算出する例を示す例示図である。
【図７】本発明の第１の実施例におけるストレインしきい範囲を示す例示図である。
【図８】本発明の第２の実施例におけるプロセッサの構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施例におけるプロセッサの構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第４の実施例におけるプロセッサの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１５】
＜第１の実施例＞
図１は、本発明の実施例における超音波システムの構成を示すブロック図である。図１を参照すると、超音波システム１００は、超音波データ取得部１１０、プロセッサ１２０、格納部１３０およびディスプレイ部１４０を備える。
【００１６】
超音波データ取得部１１０は、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波信号（即ち、超音波エコー信号）を受信して超音波データを取得する。
【００１７】
図２は、本発明の実施例における超音波データ取得部の構成を示すブロック図である。図２を参照すると、超音波データ取得部１１０は、複数の電気音響変換素子（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ  ｅｌｅｍｅｎｔ：以下単に変換素子と呼ぶ）（図示せず）を含む超音波プローブ２１０、送信信号形成部２２０、ビームフォーマ２３０および超音波データ形成部２４０を備える。
【００１８】
超音波プローブ２１０は、外部（例えば、ユーザ）から提供される圧力を対象体に印加する。また、超音波プローブ２２０は、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して受信信号を形成する。受信信号は、アナログ信号である。超音波プローブ２１０は、コンベックスプローブ（ｃｏｎｖｅｘ  ｐｒｏｂｅ）、リニアプローブ（ｌｉｎｅａｒ  ｐｒｏｂｅ）などを含む。
【００１９】
送信信号形成部２２０は、超音波信号の送信を制御する。また、送信信号形成部２２０は、変換素子および集束点を考慮して、フレームを得るための送信信号を形成する。フレームは、Ｂモード映像を含む。しかし、フレームは、必ずしもこれに限定されない。本実施例において、送信信号形成部２２０は、図３に示すように、対象体に圧力を加えている間Ｔに、複数のフレームＦ１ないしＦｎのそれぞれを得るための送信信号を形成する。
【００２０】
ビームフォーマ２３０は、超音波プローブ２１０から受信信号が提供されると、受信信号をアナログデジタル変換してデジタル信号を形成する。また、ビームフォーマ２３０は、変換素子および集束点を考慮して、デジタル信号を受信集束させて受信集束信号を形成する。
【００２１】
超音波データ形成部２４０は、ビームフォーマ２３０から受信集束信号が提供されると、受信集束信号を用いて該当フレームの超音波データを形成する。超音波データは、ＲＦ（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）データを含む。しかし、超音波データは、必ずしもこれに限定されない。また、超音波データ形成部２４０は、超音波データを形成するのに必要な様々な信号処理（例えば、利得（ｇａｉｎ）調節など）を受信集束信号に行うこともできる。
【００２２】
再び図１を参照すると、プロセッサ１２０は、超音波データ取得部１１０に連結される。プロセッサ１２０は、超音波データ取得部１１０から提供される超音波データを用いて弾性映像を形成する。以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例におけるプロセッサ１２０について、詳細に説明する。
【００２３】
図４は、本発明の第１の実施例におけるプロセッサの構成を示すブロック図である。図４を参照すると、プロセッサ１２０は、第１の変位（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）算出部４１０、第１のストレイン（ｓｔｒａｉｎ）算出部４２０、ストレイン処理部４３０、フレーム検出部４４０、第２の変位算出部４５０、第２のストレイン算出部４６０および映像形成部４７０を備える。
【００２４】
第１の変位算出部４１０は、超音波データ取得部１１０から提供される超音波データを用いて、現在のフレームと、現在のフレームを基準に予め定められた数の前のフレームのそれぞれとの間で、弾性映像に対応する変位（以下、第１の変位という）を算出する。本実施例において、第１の変位は、大まかに（ｒｏｕｇｈｌｙ）算出される。変位は、公知の多様な方法を用いて算出できるため、本実施例では詳細に説明しない。
【００２５】
一般に、超音波データを用いて互いに隣接するフレーム間で、即ち、図５に示すように、現在のフレームＦｉ（ｉは２以上の整数）と前のフレームＦｉ−１との間で弾性映像Ｅｉ−１に対応する変位Ｄｉ−１が算出される。
【００２６】
しかし、本実施例における第１の変位算出部４１０は、超音波データ取得部１１０から提供される超音波データを用いて、図６に示すように、現在のフレームＦｉ（例えば、ｉは７以上）を基準に、予め定められた数（例えば、６）の前のフレームＦｉ−１ないしＦｉ−６を設定する。第１の変位算出部４１０は、設定された前のフレームＦｉ−１ないしＦｉ−６のそれぞれと現在のフレームＦｉとの間で、弾性映像Ｅｉ−１ないしＥｉ−６のそれぞれに対応する第１の変位Ｄｉ−１ないしＤｉ−６を算出する。
【００２７】
一例として、第１の変位算出部４１０は、前のフレームＦｉ−１ないしＦｉ−６のそれぞれと現在のフレームＦｉとの間で、弾性映像Ｅｉ−１ないしＥｉ−６のそれぞれのフレーム全体に対応する第１の変位Ｄｉ−１ないしＤｉ−６を算出する。
【００２８】
他の例として、第１の変位算出部４１０は、前のフレームＦｉ−１ないしＦｉ−６のそれぞれと現在のフレームＦｉとに、関心領域（ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｅｓｔ、ＲＯＩ）を設定する。第１の変位算出部４１０は、前のフレームＦｉ−１ないしＦｉ−６のそれぞれと現在のフレームＦｉとの間で、弾性映像Ｅｉ−１ないしＥｉ−６のそれぞれの関心領域に対応する第１の変位Ｄｉ−１ないしＤｉ−６を算出する。
【００２９】
さらに他の例として、第１の変位算出部４１０は、前のフレームＦｉ−１ないしＦｉ−６のそれぞれと現在のフレームＦｉとの間で、弾性映像フレームＥｉ−１ないしＥｉ−６のそれぞれのフレーム全体に対応する軸モーション（ａｘｉａｌ  ｍｏｔｉｏｎ）を算出する。軸モーションは、様々なモーショントラッキング方法（例えば、ブロックマッチング（ｂｌｏｃｋ  ｍａｔｃｈｉｎｇ））を用いて算出することができる。第１の変位算出部４１０は、算出された軸モーションに基づいて、弾性映像フレームＥｉ−１ないしＥｉ−６のそれぞれに対応する第１の変位Ｄｉ−１ないしＤｉ−６を算出する。
【００３０】
さらに他の例として、第１の変位算出部４１０は、前のフレームＦｉ−１ないしＦｉ−６のそれぞれと現在のフレームＦｉとに関心領域を設定する。第１の変位算出部４１０は、前のフレームＦｉ−１ないしＦｉ−６のそれぞれと現在のフレームＦｉとの間で、弾性映像フレームＥｉ−１ないしＥｉ−６のそれぞれの関心領域に対応する軸モーションを算出する。第１の変位算出部４１０は、算出された軸モーションに基づいて、弾性映像フレームＥｉ−１ないしＥｉ−６のそれぞれに対応する第１の変位Ｄｉ−１ないしＤｉ−６を算出する。
【００３１】
上述した例では、現在のフレームを基準に、６つの前のフレームを設定するものとして説明したが、必ずしもこれに限定されない。
【００３２】
第１のストレイン算出部４２０は、第１の変位算出部４１０から第１の変位が提供されると、第１の変位を用いてストレインを算出する。変位を用いてストレインを算出する方法は、公知の様々な方法が用いられることができる。一例として、第１のストレイン算出部４２０は、第１の変位算出部４１０から提供される第１の変位を微分した微分値をストレインとして算出する。
【００３３】
ストレイン処理部４３０は、第１のストレイン算出部４２０から提供されるストレインを用いて、複数の弾性映像のそれぞれに対応するストレイン平均値を算出する。ストレイン処理部４３０は、算出されたストレイン平均値と予め定められたストレインしきい範囲とを比較して、ストレインしきい範囲内に存在するストレイン平均値を検出する。一例として、ストレイン処理部４３０は、図７に示すように、最大ストレインしきい値Ｓｍａｘと最小ストレインしきい値Ｓｍｉｎを含むストレインしきい範囲内に存在するストレイン平均値Ｓｉ−２、Ｓｉ−３、Ｓｉ−６を検出する。
【００３４】
フレーム検出部４４０は、ストレイン処理部４３０から検出されたストレイン平均値に対応する前のフレームから弾性映像を形成するための最適な前のフレームを検出する。一例として、フレーム検出部４４０は、ストレイン処理部４３０から検出されたストレイン平均値Ｓｉ−２、Ｓｉ−３、Ｓｉ−６に対応する前のフレームＦｉ−２、Ｆｉ−３、Ｆｉ−６に対してストレインの標準偏差（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）を算出し、算出された標準偏差が最も小さい前のフレームＦｉ−３を、弾性映像を形成するための最適な前のフレームとして検出する。
【００３５】
上述した例では、ストレインの標準偏差が最も小さい前のフレームを弾性映像を形成するための最適な前のフレームとして検出するものとして説明したが、他の例では、ストレインしきい範囲内で予め定められたしきい値に最も近接したストレイン平均値、または、ストレインしきい範囲内で予め定められたしきい値より小さい、または、大きいストレイン平均値に対応する前のフレームを、弾性映像を形成するための最適なフレームとして検出することもできる。
【００３６】
第２の変位算出部４５０は、フレーム検出部４４０から検出された最適な前のフレームと現在のフレームとの間で変位（以下、第２の変位という）を算出する。一例として、第２の変位算出部４５０は、フレーム検出部４４０から検出された最適な前のフレームＦｉ−３と現在のフレームＦｉとの間で第２の変位を算出する。
【００３７】
第２のストレイン算出部４６０は、第２の変位算出部４５０から提供される第２の変位を用いて、ストレインを算出する。
【００３８】
映像形成部４７０は、第２のストレイン算出部４６０から提供されるストレインを用いて弾性映像を形成する。ストレインを用いて弾性映像を形成する方法は、公知の様々な方法が用いられることができるため、本実施例では詳細に説明しない。
【００３９】
＜第２の実施例＞
図８は、本発明の第２の実施例におけるプロセッサの構成を示すブロック図である。図８を参照すると、プロセッサ１２０は、フレーム検出部８１０、変位算出部８２０、ストレイン算出部８３０および映像形成部８４０を備える。
【００４０】
フレーム検出部８１０は、超音波データ取得部１１０から提供される超音波データを用いて、現在のフレームを基準に予め定められた数の前のフレームを設定する。フレーム検出部８１０は、設定された前のフレームのそれぞれと現在のフレームとの間で、モーショントラッキング（例えば、ブロックマッチング（ｂｌｏｃｋ  ｍａｔｃｈｉｎｇ））を行って、前のフレームのそれぞれと現在のフレームとの間の横モーション（ｌａｔｅｒａｌ  ｍｏｔｉｏｎ）を検出する。フレーム検出部８１０は、検出された横モーションを用いて、弾性映像を形成するための最適な前のフレームを検出する。本実施例において、フレーム検出部８１０は、検出された横モーションのうち横モーションが最も小さい前のフレームを、弾性映像を形成するための最適な前のフレームとして検出する。
【００４１】
上述した実施例では、２つのフレーム間で横モーションを検出するものとして説明したが、他の実施例では、フレームが３次元超音波映像である場合、２つのフレーム間でエレベーションモーション（ｅｌｅｖａｔｉｏｎａｌ  ｍｏｔｉｏｎ）を検出することもできる。
【００４２】
変位算出部８２０は、フレーム検出部８１０から検出された最適な前のフレームと現在のフレームとの間で変位を算出する。ストレイン算出部８３０は、変位算出部８２０から提供される変位を用いてストレインを算出する。映像形成部８４０は、ストレイン算出部８３０から提供されるストレインを用いて弾性映像を形成する。
【００４３】
＜第３の実施例＞
図９は、本発明の第３の実施例におけるプロセッサの構成を示すブロック図である。図９を参照すると、プロセッサ１２０は、第１の変位算出部９１０、第１のストレイン算出部９２０、ストレイン処理部９３０、フレーム検出部９４０、第２の変位算出部９５０、第２のストレイン算出部９６０および映像形成部９７０を備える。
【００４４】
第１の変位算出部９１０は、超音波データ取得部１１０から提供される超音波データを用いて、現在のフレームと、現在のフレームを基準に予め定められた数の前のフレームとの間で、弾性映像のそれぞれに対応する変位（即ち、第１の変位）を算出する。本実施例における第１の変位算出部９１０は、第１の実施例における第１の変位算出部４１０と同一であるため、本実施例で詳細に説明しない。
【００４５】
第１のストレイン算出部９２０は、第１の変位算出部９１０から提供される第１の変位を用いて、複数の弾性映像のそれぞれに対応するストレインを算出する。
【００４６】
ストレイン処理部９３０は、第１のストレイン算出部９２０から提供されるストレインを用いて、複数の弾性映像のそれぞれに対応するストレインの平均値を算出する。ストレイン処理部９３０は、ストレイン平均値と予め定められたストレインしきい範囲とを比較して、ストレインしきい範囲内に存在するストレイン平均値を検出する。本実施例におけるストレイン処理部９３０は、第１の実施例におけるストレイン処理部４３０と同一であるため、本実施例で詳細に説明しない。
【００４７】
フレーム検出部９４０は、ストレイン処理部９３０から検出されたストレイン平均値に対応する前のフレームと現在のフレームとの間で、モーショントラッキング（例えば、ブロックマッチング）を行って、検出されたストレイン平均値に対応する前のフレームと現在のフレームとの間の横モーションを検出する。フレーム検出部９４０は、検出された横モーションを用いて、弾性映像を形成するための最適な前のフレームを検出する。本実施例において、フレーム検出部９４０は、検出された横モーションのうち横モーションが最も小さい前のフレームを、弾性映像を形成するための最適な前のフレームとして検出する。
【００４８】
上述した実施例では、２つのフレーム間に横モーションを検出するものとして説明したが、他の実施例では、フレームが３次元超音波映像である場合、２つのフレーム間にエレベーションモーションを検出することもできる。
【００４９】
第２の変位算出部９５０は、フレーム検出部９４０から検出された最適な前のフレームと現在のフレームとの間で変位を算出する。第２のストレイン算出部９６０は、第２の変位算出部９５０から提供される変位を用いてストレインを算出する。映像形成部９７０は、第２のストレイン算出部９６０から提供されるストレインを用いて弾性映像を形成する。
【００５０】
＜第４の実施例＞
図１０は、本発明の第４の実施例におけるプロセッサの構成を示すブロック図である。図１０を参照すると、プロセッサ１２０は、第１の変位算出部１０１０、変位処理部１０２０、フレーム検出部１０３０、第２の変位算出部１０４０、ストレイン算出部１０５０および映像形成部１０６０を備える。
【００５１】
第１の変位算出部１０１０は、超音波データ取得部１１０から提供される超音波データを用いて、現在のフレームと、現在のフレームを基準に予め定められた数のそれぞれの前のフレームとの間で、弾性映像のそれぞれに対応する変位（即ち、第１の変位）を算出する。本実施例における第１の変位算出部１０１０は、第１の実施例における第１の変位算出部４１０と同一であるため、本実施例で詳細に説明しない。
【００５２】
変位処理部１０２０は、第１の変位算出部１０１０から提供される第１の変位を用いて、弾性映像のそれぞれに対応する変位平均値を算出する。変位処理部１０２０は、算出された変位平均値と予め定められた変位しきい範囲とを比較して、変位しきい範囲内に存在する変位平均値を検出する。一例として、変位処理部１０２０は、最大変位しきい値と最小変位しきい値を含む変位しきい範囲内に存在する変位平均値を検出する。
【００５３】
フレーム検出部１０３０は、変位処理部１０２０から検出された変位平均値に対応する前のフレームから弾性映像を形成するための最適なフレームを検出する。一例として、フレーム検出部１０３０は、変位処理部１０２０から検出された変位平均値に対応するフレームのそれぞれに対して変位の標準偏差を算出し、算出された標準偏差が最も小さいフレームを、弾性映像を形成するための最適なフレームとして検出する。
【００５４】
上述した例では、ストレインの標準偏差が最も小さいフレームを、弾性映像を形成するための最適なフレームとして検出するものとして説明したが、他の例では、ストレインしきい範囲内で予め定められたしきい値に最も近接したストレイン平均値、または、ストレインしきい値の範囲内で予め定められたしきい値より小さい、または、大きいストレイン平均値に対応するフレームを、弾性映像を形成するための最適なフレームとして検出することもできる。
【００５５】
第２の変位算出部１０４０は、フレーム検出部１０３０から検出された最適な前のフレームと現在のフレームとの間で変位を算出する。ストレイン算出部１０５０は、第２の変位算出部１０４０から提供される変位を用いてストレインを算出する。映像形成部１０６０は、ストレイン算出部１０５０から提供されるストレインを用いて弾性映像を形成する。
【００５６】
再び図１を参照すると、格納部１３０は、超音波データ取得部１１０から取得された超音波データを格納する。また、格納部１３０は、プロセッサ１２０で算出された変位およびストレインを格納することもできる。
【００５７】
ディスプレイ部１４０は、プロセッサ１２０で形成された弾性映像を表示する。
【００５８】
以上、本発明における弾性映像を提供する超音波システムおよび方法を説明したが、当該方法は、コンピュータで読出し可能な記録媒体に記録させることができる。この記録媒体は、コンピュータシステムによって読み出されるデータが保存される全ての種類の記録装置を含む。このコンピュータで読み出し可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ格納装置などの他、キャリアウェーブ（例えば、インターネットを通じた伝送）の形態で具現されるものも含む。また、コンピュータで読み出し可能な記録媒体は、ネットワークで連結されたコンピュータシステムに分散され、読み出しをコードにより行うようにすることも可能である。上述した実施例を具現するための機能的なプログラム、コードおよびコードセグメント方法は、本発明が属する技術分野の各プログラマにとっては容易に推定されることである。
【００５９】
本発明は、望ましい実施例によって説明および例示をしたが、当業者であれば添付した特許請求の範囲の事項および範疇を逸脱することなく、様々な変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１００  超音波システム
１１０  超音波データ取得部
１２０  プロセッサ
１３０  格納部
１４０  ディスプレイ部
２１０  超音波プローブ
２２０  送信信号形成部
２３０  ビームフォーマ
２４０  超音波データ形成部
４１０、９１０  第１の変位算出部
４２０、９２０  第１のストレイン算出部
４３０、９３０  ストレイン処理部
４４０、９４０  フレーム検出部
４５０、９５０  第２の変位算出部
４６０、９６０  第２のストレイン算出部
４７０、９７０  映像形成部
８１０  フレーム検出部
８２０  変位算出部
８３０  ストレイン算出部
８４０  映像形成部
１０１０  第１の変位算出部
１０２０  変位処理部
１０３０  フレーム検出部
１０４０  第２の変位算出部
１０５０  ストレイン算出部
１０６０  映像形成部
【図１】
2011255186.tif 000003
【図２】
2011255186.tif 000004
【図３】
2011255186.tif 000005
【図４】
2011255186.tif 000006
【図５】
2011255186.tif 000007
【図６】
2011255186.tif 000008
【図７】
2011255186.tif 000009
【図８】
2011255186.tif 000010
【図９】
2011255186.tif 000011
【図１０】
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