(57)【要約】【課題】少ない消費電力にて関心領域内の超音波弾性計測の信頼度を向上する。【解決手段】プローブに被検体内に超音波ビームが集束するプッシュ波を送信させ、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検出する超音波診断装置において、プッシュ波パルス送信部１０４１は、複数の振動子１０１ａから選択される複数の送信振動子Ｐｘそれぞれに対し所定の位相が設定された所定時間長のプッシュ波パルスｐｐｐｎを複数回供給することにより、複数の送信振動子Ｔｘに被検体内の深さ方向における位置が異なる複数の送信焦点ＦＰｎそれぞれに集束する複数のプッシュ波ｐｐｎを、隣接する送信焦点ＦＰｎ間の間隔ΔＦｚｎが被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく、かつ、複数の送信振動子の列長Ｐｘに対する送信焦点の深さＦｚｎの比率が被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく送信させる。【選択図】図５
2019136063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の振動子が列設されたプローブが接続可能に構成されており、前記プローブに被検体内に超音波ビームが集束するプッシュ波を送信させ、当該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検出する超音波診断装置であって、
前記複数の振動子から選択される複数の送信振動子それぞれに対し、所定の位相が設定された所定時間長のプッシュ波パルスを複数回供給することにより、前記複数の送信振動子に被検体内の深さ方向における位置が異なる複数の送信焦点それぞれに集束する複数のプッシュ波を順次送信させるプッシュ波パルス送信部と、
前記複数のプッシュ波の送信に続き、前記複数の振動子の一部又は全部に検出波パルスを供給して前記複数の振動子に被検体中の解析対象範囲を表す関心領域を通過する検出波を複数回送信させる検出波パルス送信部と、
前記複数回の検出波の各々に対応して前記複数の振動子にて時系列に受信された反射検出波に基づき、前記関心領域内のせん断波の伝播速度フレームデータを算出する伝播情報解析部とを備え、
前記プッシュ波パルス送信部は、隣接する前記送信焦点間の間隔が被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく、かつ、前記複数の送信振動子の列長に対する前記送信焦点の深さの比率が被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく、前記複数のプッシュ波を送信させる
超音波診断装置。
【請求項２】
前記プッシュ波パルス送信部から、供給されるプッシュ波パルスの供給開始時間の間隔は被検体の深部ほど長く浅部ほど短い
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記プッシュ波パルス送信部は、同一の送信振動子の列に対してプッシュ波パルスを複数回供給する
請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記プッシュ波パルス送信部から供給されるプッシュ波パルスの供給時間は被検体の深部ほど長く浅部ほど短い
請求項１から３の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
それぞれの前記送信焦点に対し、前記送信焦点を含み超音波ビームのエネルギ密度が所定値以上の領域それぞれをフォーカス領域としたとき、
前記フォーカス領域の深さ方向の長さが、被検体の深部ほど長く浅部ほど短い
請求項１から４の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記プッシュ波パルス送信部は、前記複数の送信振動子を特定し、前記送信振動子毎に適用される前記プッシュ波パルスの位相、前記プッシュ波パルス毎の前記プッシュ波パルスの印加電圧及び電圧印加時間、前記プッシュ波パルス毎の前記プッシュ波パルスの最小電圧印加開始時間を設定して、前記プッシュ波パルスを供給する
請求項１から５の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記検出波は、被検体中を前記複数の振動子の列と垂直に伝播する平面波である
請求項１から６の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
さらに、前記複数回の検出波の各々に対応した前記反射検出波に基づき、前記関心領域内の複数の観測点について音響線信号を生成して音響線信号フレームデータのシーケンスを生成する検出波受信部と、
前記音響線信号フレームデータのシーケンスから、前記反射検出波の受信時刻それぞれにおける前記関心領域内の組織の変位を検出して変位量フレームデータのシーケンスを生成する変位検出部とを備え、
前記伝播情報解析部は、前記変位量フレームデータのシーケンスに基づき、前記関心領域内のせん断波の伝播速度のフレームデータを算出する、
請求項１から７の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記伝播情報解析部は、各前記受信時刻における前記変位量フレームデータのシーケンスからせん断波の波面位置を抽出して波面フレームデータのシーケンスを生成し、複数の前記波面フレームデータそれぞれに含まれる波面の位置と前記受信時刻とを対応させることにより波面到達時間フレームデータのシーケンスを生成し、前記波面到達時間フレームデータのシーケンスに基づき前記関心領域内のせん断波の伝播速度フレームデータを算出する
請求項８に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記伝播情報解析部は、前記変位量フレームデータのシーケンスに基づいて着目観測点と所定距離だけ離れた参照観測点における変位の時系列変化データをそれぞれ算出し、前記複数の時系列変化データ間において相互相関処理を行うことにより、前記着目観測点と前記参照観測点間における変位の移行時間を算出し、前記所定距離を前記移行時間で除することにより前記着目観測点に対するせん断波の伝播速度を算出し、前記関心領域内の複数の観測点を前記着目観測点としてせん断波の伝播速度フレームデータを算出する
請求項８に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記関心領域内のせん断波の伝播速度フレームデータに基づき、前記関心領域内の弾性率フレームデータを算出する弾性率算出部をさらに備えた
請求項１から１０の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
さらに、画像を表示する表示部を備え、
前記弾性率算出部は、前記関心領域内の弾性率フレームデータをマッピングして弾性画像を生成し、当該弾性画像を表示用の画像に変換して前記表示部に表示させる
請求項１１に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
複数の振動子が列設されたプローブが接続可能に構成されており、前記プローブに被検体内に超音波ビームが集束するプッシュ波を送信させ、当該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検出する超音波診断装置の制御方法であって、
前記複数の振動子から選択される複数の送信振動子それぞれに対し所定の位相が設定された所定時間長のプッシュ波パルスを複数回供給することにより、前記複数の送信振動子に被検体内の深さ方向における位置が異なる複数の送信焦点それぞれに集束する複数のプッシュ波を、隣接する前記送信焦点間の間隔が被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく、かつ、前記複数の送信振動子の列長に対する前記送信焦点の深さの比率が被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく、順次送信させ、
前記複数のプッシュ波の送信に続き、前記複数の振動子の一部又は全部に検出波パルスを供給して前記複数の振動子に被検体中の解析対象範囲を表す関心領域を通過する検出波を複数回送信させ、
前記複数回の検出波の各々に対応した前記反射検出波に基づき、前記関心領域内の複数の観測点について音響線信号を生成して音響線信号フレームデータのシーケンスを生成し、
前記音響線信号フレームデータのシーケンスから、前記反射検出波の受信時刻それぞれにおける前記関心領域内の組織の変位を検出して変位量フレームデータのシーケンスを生成し、
各前記受信時刻における前記変位量フレームデータのシーケンスからせん断波の波面位置を抽出して波面フレームデータのシーケンスを生成し、複数の前記波面フレームデータそれぞれに含まれる波面の位置と前記受信時刻とを対応させることにより波面到達時間フレームデータのシーケンスを生成し、前記波面到達時間フレームデータのシーケンスに基づき前記関心領域内のせん断波の伝播速度フレームデータを算出する
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、及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解析、及び組織の弾性率測定に関する。
【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弾性率計測（ＳＷＳＭ：Shear Wave Speed Measurement、以後「超音波弾性率計測」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】
この超音波弾性率計測では、被検体内の関心領域（ＲＯＩ：Region  of  Interest）を定めると共に、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（ShearWave）の伝播解析を行うことにより組織の弾性率を表すせん断波の伝播速度を算出して、組織弾性の分布を例えば画像化して弾性画像として表示することができる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００６−５０００８９号公報
【特許文献２】特開２００１６−７３１５号公報
【特許文献３】特開２００１６−２２２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
超音波弾性率計測による検査では、弾性画像取得の信号のＳ／Ｎを高め弾性画像の高画質化を図ることにより、病変の細かい変化の確認を容易にすることが求められている。
【０００７】
ところが、超音波弾性計測に用いるせん断波の波面形状は送信焦点を中心とするほぼ球面波状となるため、せん断波の伝播速度を正確に求めるためには、プッシュ波の送信焦点の深度と同一の深度において、せん断波の伝搬方向に対して直交した線上において変位を観測する必要があり、１つのプッシュ波で弾性値を計測できる領域は狭い領域に限られる。
【０００８】
そのため、被検体内の異なる位置に複数のプッシュ波を送信することにより関心領域内に広い波面を有したせん断波を疑似的に発生させ、弾性計測領域の拡大を図る提案がされている（例えば、特許文献２、３）。
【０００９】
しかしながら、超音波弾性計測でのせん断波の生成には強力なプッシュ波を発生させる必要があり、そのために大電力の電源回路を必要とし、さらに複数のプッシュ波を発生するためには、より大規模な電源回路を備えなければならない。このため、伝播解析の精度向上、計測領域の拡大を図るとともに省電力化が必要となる。
【００１０】
本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、超音波弾性率計測においてより少ない消費電力にて関心領域内の計測の信頼度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示の一態様に係る超音波診断装置は、複数の振動子が列設されたプローブが接続可能に構成されており、前記プローブに被検体内に超音波ビームが集束するプッシュ波を送信させ、当該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検出する超音波診断装置であって、前記複数の振動子から選択される複数の送信振動子それぞれに対し所定の位相が設定された所定時間長のプッシュ波パルスを複数回供給することにより、前記複数の送信振動子に被検体内の深さ方向における位置が異なる複数の送信焦点それぞれに集束する複数のプッシュ波を順次送信させるプッシュ波パルス送信部と、
前記複数のプッシュ波の送信に続き、前記複数の振動子の一部又は全部に検出波パルスを供給して前記複数の振動子に被検体中の解析対象範囲を表す関心領域を通過する検出波を複数回送信させる検出波パルス送信部と、前記複数回の検出波の各々に対応して前記複数の振動子にて時系列に受信された反射検出波に基づき、前記関心領域内のせん断波の伝播速度フレームデータを算出する伝播情報解析部とを備え、前記プッシュ波パルス送信部は、隣接する前記送信焦点間の間隔が被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく、かつ、前記複数の送信振動子の列長に対する前記送信焦点の深さの比率が被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく、前記複数のプッシュ波を送信させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の一態様に係る超音波診断装置及び超音波診断装置の制御方法によれば、より少ない消費電力にて関心領域内の超音波弾性計測の信頼度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る超音波診断装置１００おける超音波弾性率計測法による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、プッシュ波パルス発生部１０４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、検出波パルス発生部１０５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、送信部１０６の構成を示す機能ブロック図、（ｂ）は、検出波受信部１０８の構成を示す機能ブロック図である。
【図５】（ａ）から（ｃ）は、プッシュ波パルスの印加タイミングを示す模式図である。
【図６】（ａ）から（ｄ）は、プッシュ波の概要を示す模式図である。
【図７】（ａ）は、検出波送信の概要を示す模式図、（ｂ）は、反射検出波受信の概要を示す模式図である。
【図８】遅延処理部１０８３１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９】変位検出部１０９、伝播情報解析部１１０、弾性率算出部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における超音波弾性率算出の動作を示すフローチャートである。
【図１２】（ａ）から（ｅ）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】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１４】超音波診断装置１００におけるせん断波の伝播情報解析の動作を示すフローチャートである。
【図１５】（ａ）から（ｆ）は、せん断波の伝播解析の動作を示す模式図である。
【図１６】超音波診断装置１００における弾性率算出の動作を示すフローチャートである。
【図１７】受信ビームフォーミングの動作を示すフローチャートである。
【図１８】音響線信号フレームデータ生成動作を示すフローチャートである。
【図１９】観測点Ｐｉｊについての音響線信号データ生成動作を示すフローチャートである。
【図２０】（ａ）は被検体浅部、（ｂ）は深部における超音波診断装置１００におけるプッシュ波によるせん断の態様を示すシミュレーション結果である。
【図２１】（ａ）（ｂ）は、超音波診断装置１００におけるプッシュ波に基づくせん断波が伝播する態様を示す模式図である。
【図２２】（ａ）（ｂ）は、超音波診断装置１００におけるプッシュ波に基づくせん断波による計測可能領域を示す模式図である。
【図２３】プッシュ波に基づくせん断波による計測可能領域の態様を示す模式図であり、（ａ）は実施例、（ｂ）は比較例１、（ｃ）は比較例２、（ｄ）は変形例について示した図である。
【図２４】実施の形態２に係る超音波診断装置１００Ａにおける、変位検出部１０９、伝播情報解析部１１０Ａ、弾性率算出部１１１の構成を示す機能ブロック図である。
【図２５】（ａ）（ｂ）は、超音波診断装置１００Ａのせん断波の伝播解析の動作を示す模式図である。
【図２６】超音波診断装置１００Ａにおけるせん断波の伝播情報解析の動作を示すフローチャートである。
【図２７】図２５におけるステップＳ１５３２Ａ、Ｓ１５３３Ａの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
≪発明を実施する形態に至る経緯≫
弾性計測手法を用いた超音波弾性計測では、プッシュ波で弾性値を計測できる領域は狭い領域に限られ、被検体内の異なる位置に複数のプッシュ波を送信することにより関心領域内に広い波面を有したせん断波を疑似的に発生させ、伝播解析の精度向上を図ることが考えられる。
【００１５】
広い計測領域を確保するためには、例えば、複数のプッシュ波を連続して入射することで複数のせん断波源をほぼ同時に生成し、各波源から発生した球面波が合成されて仮想的な平面波を作成するＭａｃｈＣｏｎｅ法を用いることができる。通常、ＭａｃｈＣｏｎｅ法では各プッシュ波の送信焦点の深さ方向の位置は等間隔に設定され、プッシュ波の送信間隔も同一に設定される。この方法によれば、１つのプッシュ波を用いる場合と比べて、より広範囲な弾性計測を行うことができる。また、ＭａｃｈＣｏｎｅ法を用いた場合には、１つのプッシュ波を用いる超音波弾性率計測（ＳＷＳシーケンス）を複数回行い、それぞれのＳＷＳシーケンスから得られた結果を統合する統合ＳＷＳシーケンスの処理を行う必要もない。
【００１６】
一方、弾性計測手法を用いた超音波弾性計測では、せん断波の生成には強力なプッシュ波を発生させる必要があり、そのために大電力の電源回路を必要とし、伝播解析の精度向上を図るとともに省電力化が必要である。
【００１７】
さらに、ＭａｃｈＣｏｎｅ法による所要電力は、プッシュ波の数だけ倍増することになり、実用化には極めて大きな容量の電源が必要とされ、大型の機械にしか搭載することができないという制約が生じる。
【００１８】
そこで、発明者は、超音波弾性計測に必要な電力を削減し、より小型の機械にも同機能を搭載可能とする構成、あるいは、電力配分を最適化することで、消費電力は同程度ながら、せん断波の検出効率を高めて高精度な計測を実現する構成について鋭意検討を行った。
【００１９】
一般に、Ｂモード等では、通常、画質の均一性を確保するため、フォーカス深度に合せてＢＦの送信開口数を変え、いわゆる ‘Ｆ値’を一定にする。
【００２０】
これに対し、発明者はプッシュ波の送信では、大きな物理的変位を起こす必要があることから、深度によらずできる限り開口数を大きく確保する構成を採ることが好ましいと考えた。この場合、被検体の浅部ではほぼ理想的な点波源を形成できるが、深部では、深度方向に拡がった波源となる。このため、せん断波は、浅部では球面波状となるが、深部では曲率の緩い平面波に近い形状となる。発明者は、プッシュ波の送信焦点の深度に依存したせん断波の波面形状の違いに着目し検討を行った。その結果、浅部で同フォーカス間隔を狭く、深部で広く設定することにより、送信焦点により異なる弾性計測可能領域を過不足なく結合し、全体として広範囲な計測を可能にできることに想到した。また、当該構成の実現にあたり、浅部に送信する場合はプッシュ波の送信間隔を狭く、深部の場合は広く設定する制御を行うことにより、プッシュ波の総数を減らして超音波弾性計測に要する電力を削減できることに想到し、実施の形態に係る超音波診断装置及び超音波診断装置の制御方法に至ったものである。
【００２１】
≪実施の形態１≫
＜超音波弾性計測の概要＞
超音波診断装置１００は、超音波弾性率計測法により組織の弾性率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における超音波弾性率計測法によるＳＷＳシーケンスの概要を示す概略図である。図１中央の枠内に示すように、超音波診断装置１００の処理は、「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」、「弾性率算出」の工程から構成される。
【００２２】
「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。
【００２３】
「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集束させたプッシュ波ｐｐを送信させて、被検体組織にせん断波を励起させる。
【００２４】
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（ｌは１から検出波パルスｐｗｐの送信回数ｍまでの自然数、番号を区別しない場合は検出波パルスｐｗｐｌとする）を送信して、複数の振動子に検出波ｐｗｌの送信と反射波ｅｃの受信とを複数回繰り返し行わせることで、せん断波を計測する。「弾性率算出」の工程では、先ず、プッシュ波の音響放射圧により生じたせん断波の伝播に伴う組織の変位分布ｐｔｌを時系列に算出し、次に、得られた変位分布ｐｔｌの時系列な変化から組織の弾性率を表すせん断波の伝播速度を算出するせん断波伝搬解析を行い、最後に組織弾性の分布を、例えば画像化して弾性画像（エラストグラフィ）として表示する。
【００２５】
以上に示した、プッシュ波ｐｐ送信に基づく１回のせん断波励起に伴う一連の工程を「ＳＷＳシーケンス」（（ＳＷＳ：Shear Wave Speed）、複数回の「ＳＷＳシーケンス」が統合された工程を「統合ＳＷＳシーケンス」とする。
【００２６】
＜超音波診断システム１０００＞
１．構成概要
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、その反射波の受信する先端表面に列設された複数の振動子（振動子列）１０１ａを有する超音波プローブ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画像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。
【００２７】
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。
【００２８】
２．プローブ１０１
プローブ１０１は、例えば一次元方向（以下、「振動子列方向」とする）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、後述の送信部１０６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の振動子側外表面を超音波ジェル等を介して被検体の皮膚表面に当てた状態で、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。
【００２９】
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１１６に出力する。
【００３０】
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。
【００３１】
４．表示部１１４
表示部１１４は、いわゆる画像表示用の表示装置であって、後述する表示制御部１１３からの画像出力を画面に表示する。表示部１１４には、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ、有機ＥＬディスプレイ等を用いることができる。
【００３２】
＜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。
【００３３】
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１０７、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部１０６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検出波受信部１０８を有する。
【００３４】
また、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を複数の振動子１０１ａを基準に設定する関心領域設定部１０３、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パルス発生部１０４、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パルス発生部１０５を有する。
【００３５】
また、音響線信号から関心領域ｒｏｉ内の組織の変位を検出する変位検出部１０９、検出した組織の変位からせん断波の伝播情報解析を行い関心領域ｒｏｉ内の各観測点におけるせん断波の波面到達時間を算出してせん断波の伝播速度を算出する伝播情報解析部１１０、関心領域ｒｏｉ内の各観測点における弾性率を算出する弾性率算出部１１１を有する。
【００３６】
また、検出波受信部１０８が出力する音響線信号、変位検出部１０９が出力する変位量データ、伝播情報解析部１１０が出力する波面データ、波面到達時間データ及び速度値データ、弾性率算出部１１１が出力する弾性率データ等を保存するデータ格納部１１５、表示画像を構成して表示部１１４に表示させる表示制御部１１３、さらに、各構成要素を制御する制御部１１６を備える。
【００３７】
このうち、マルチプレクサ部１０７、送信部１０６、検出波受信部１０８、関心領域設定部１０３、プッシュ波パルス発生部１０４、検出波パルス発生部１０５、変位検出部１０９、伝播情報解析部１１０、弾性率算出部１１１は、超音波信号処理回路１５０を構成する。
【００３８】
超音波信号処理回路１５０を構成する各要素、制御部１１６、表示制御部１１３は、それぞれ、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Aplication 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ＧＰＧＰＵ（General-Purpose computing on Graphics Processing Unit）やプロセッサなどのプログラマブルデバイスとソフトウェアにより実現される構成であってもよい。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。
【００３９】
データ格納部１１５は、コンピュータ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、ＤＶＤ−ＲＡＭ、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１１５は、超音波診断装置１００に外部から接続された記憶装置であってもよい。
【００４０】
なお、本実施の形態１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１０７が不要な構成もあるし、プローブ１０１に送信部１０６や検出波受信部１０８、またその一部などが内蔵される構成であってもよい。
【００４１】
＜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。
【００４２】
１．関心領域設定部１０３
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範囲を指定し操作入力部１０２に入力する。関心領域設定部１０３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設定し、制御部１１６に出力する。このとき、関心領域設定部１０３は、被検体内の解析対象範囲をあらわす関心領域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）を含む検出波照射領域Ａｘ内の全部又は一部領域であってもよい。
【００４３】
２．プッシュ波パルス発生部１０４
プッシュ波パルス発生部１０４は、制御部１１６から関心領域ｒｏｉを示す情報を入力し、関心領域ｒｏｉ内の所定位置に特定点を設定する。そして、複数の振動子１０１ａに送信部１０６からプッシュ波パルスｐｐｐｎ（ｎ=１〜ｎmax）を複数（ｎmax）回送信させることにより、複数の振動子１０１ａに特定点（以後、「送信焦点ＦＰｎ」（ｎ=１〜ｎmax）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ｐｐｎ（ｎ=１〜ｎmax）を送信させる。これより、被検体中の特定部位にせん断波励起する。このとき、プッシュ波パルスｐｐｐｎの送信回数（ｎmax）は、例えば、３以上８以下、さらに好ましくは、４以上６以下としてもよい。しかしながら、ｎmaxは、上記に限定されず適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００４４】
具体的には、プッシュ波パルス発生部１０４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ＦＰｎの位置とプッシュ波ｐｐｎを送信させる振動子列（以後、「プッシュ波送信振動子列Ｐｘｎ」とする）を以下に示すように決定する。
【００４５】
図３（ａ）は、プッシュ波パルス発生部１０４で発生させるプッシュ波ｐｐｎの送信焦点ＦＰｎ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ＦＰｎの位置のうち、例えば、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と一致し、深さ方向送信焦点位置ｆｚｎ（ｎ=１〜ｎmax）は、隣接する送信焦点ｆｚｎ間の間隔Δｆｚｎが被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さくなる構成とした。
【００４６】
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ｆｚｎ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Ｐｘｎ（ｎ=１〜ｎmax）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。これにより、送信焦点ＦＰｎの深さ（深さ方向送信焦点位置ｆｚｎの深さ方向の座標）に応じて、プッシュ波送信振動子列Ｐｘの列長に対する送信焦点ＦＰｎの深さの比率が、被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく構成される。
【００４７】
送信焦点ＦＰｎの位置と、プッシュ波送信振動子列Ｐｘｎを示す情報は、プッシュ波パルスｐｐｐｎのパルス幅ＰＷｎ、印加開始時刻ＰＴｎとともに、送信制御信号として送信部１０６に出力される。また、印加開始時刻ＰＴｎの時間間隔ＰＩｎを含めてもよい。なお、プッシュ波パルスｐｐｐｎのパルス幅ＰＷｎ、印加開始時刻ＰＴｎ、及び時間間隔ＰＩｎについては後述する。
【００４８】
なお、以上の構成において、プッシュ波パルス送信振動子列Ｐｘｎの長さは上記に限られず、プッシュ波送信振動子列Ｐｘの列長に対する送信焦点ＦＰｎの深さの比率が被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく構成される条件を満たせば、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。例えば、プッシュ波パルス送信振動子列Ｐｘｎを、複数の振動子１０１ａの列の一部とする構成としてもよい。また、プッシュ波パルス送信振動子列Ｐｘｎの長さが送信焦点ＦＰｎによって異なる構成としてもよい。
【００４９】
また、関心領域ｒｏｉと送信焦点ＦＰｎ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。
【００５０】
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関心領域ｒｏｉ外に位置するような構成としてもよい。
【００５１】
また、関心領域幅ｗが相対的に大きい場合には、送信焦点ＦＰｎの列方向送信焦点位置ｆｘが送信焦点ＦＰｎによって異なる複数のプッシュ波を発生する構成としてもよい。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
また、本明細書では、以降において、プッシュ波パルスｐｐｐｎ、プッシュ波ｐｐｎ、プッシュ波送信振動子列Ｐｘｎ、送信焦点ＦＰｎ、深さ方向送信焦点位置ｆｚｎ、隣接する送信焦点ｆｚｎ間の間隔Δｆｚｎ、プッシュ波パルスｐｐｐｎのパルス幅ＰＷｎ、印加開始時刻ＰＴｎ、印加開始時刻ＰＴｎの時間間隔ＰＩｎの送信順（ｎ）の区別しない場合には、これらのｎを付さずに表記するものとする。
【００５５】
３．検出波パルス発生部１０５
検出波パルス発生部１０５は、制御部１１６から関心領域ｒｏｉを示す情報を入力し、複数の振動子１０１ａに送信部１０６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、検出波パルス発生部１０５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。このとき、検出波パルスｐｗｐｌの送信回数（ｍ）は、例えば、３０〜１００としてもよい。また、検出波パルスｐｗｐｌの送信間隔は、例えば、１００μｓｅｃ〜１５０μｓｅｃとしてもよい。しかしながら、これらの印加条件は、上記に限定されず適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００５６】
図３（ｂ）は、検出波パルス発生部１０５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、検出波パルス発生部１０５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、関心領域幅ｗは検出波パルス送信振動子列Ｔｘの列方向の端部よりも所定距離βだけ内方に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方向両端において距離βだけ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。しかしながら、検出波の送受信回数は上記に限られず、例えば、１回の検出波の送受信により関心領域ｒｏｉの一部にある観測点について音響線信号を生成して、この検出波の送受信を複数回行うことにより、各送受信から得られた音響線信号を合成して関心領域ｒｏｉ全体の観測点について音響線信号を生成する構成としてもよい。
【００５７】
また、検出波パルス送信振動子列Ｔｘは複数の振動子１０１ａ全部とする構成としてもよい。超音波照射領域Ａｘを、平面波による最大超音波照射領域Ａｘｍａｘとすることができる。
【００５８】
検出波パルス送信振動子列Ｔｘを示す情報は、検出波パルスｐｗｐｌのパルス幅とともに、送信制御信号として送信部１０６に出力される。
【００５９】
４．送信部１０６
送信部１０６は、マルチプレクサ部１０７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。なお、図２に示すように、プッシュ波パルス発生部１０４と送信部１０６とを含む構成をプッシュ波パルス送信部１０４１とし、送信部１０６と検出波パルス発生部１０５とを含む構成を検出波パルス送信部１０５１とする。
【００６０】
図４（ａ）は、送信部１０６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、送信部１０６は、駆動信号発生部１０６１、遅延プロファイル生成部１０６２、駆動信号送信部１０６３を含む。
【００６１】
（１）駆動信号発生部１０６１
駆動信号発生部１０６１は、プッシュ波パルス発生部１０４又は検出波パルス発生部１０５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ｐｐｐｎのパルス幅ＰＷｎ、印加開始時刻ＰＴｎ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とに基づき、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。
【００６２】
（２）遅延プロファイル生成部１０６２
遅延プロファイル生成部１０６２では、プッシュ波パルス発生部１０４又は検出波パルス発生部１０５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Ｐｘｎ又は検出波送信振動子列Ｔｘと送信焦点ＦＰｎ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ＰＴｎからの遅延時間ｔｐｋ（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。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シングを行う。
【００６３】
（２）駆動信号送信部１０６３
駆動信号送信部１０６３は、駆動信号発生部１０６１からのパルス信号ｓｐと遅延プロファイル生成部１０６２からの遅延時間ｔｐｋとに基づき、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１０７によって選択される。
【００６４】
図５（ａ）から（ｃ）は、プッシュ波パルスの印加タイミングを示す模式図である。
【００６５】
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。
【００６６】
本実施の形態では、図５（ａ）に示すように、駆動信号送信部１０６３から複数（ｎmax）回のプッシュ波パルスｐｐｐｎがそれぞれの印加開始時刻ＰＴｎに複数の振動子１０１ａに送信される。プッシュ波パルスｐｐｐｎは、図５（ｃ）に示すように、所定のパルス幅ＰＷｎ（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ＰＷｎ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。
また、図５（ａ）に示すように、プッシュ波パルスｐｐｐｎごとの印加開始時刻ＰＴｎは、プッシュ波パルスｐｐｐｎごとの印加開始時刻ＰＴｎの時間間隔ＰＩｎが、プッシュ波パルスｐｐｐｎの印加ごとに降順に増加する構成としている。これにより、プッシュ波パルスｐｐｐｎごとの深さ方向送信焦点位置ｆｚｎは、図３（ａ）に示すように、隣接する送信焦点ｆｚｎ間の間隔Δｆｚｎが被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さくすることができる。
【００６７】
また、図５（ａ）に示すように、プッシュ波パルスｐｐｐｎごとのパルス幅ＰＷｎは、プッシュ波パルスｐｐｐｎの印加順にかかわらず一定としてもよい。
【００６８】
あるいは、図５（ｂ）に示すように、プッシュ波パルスｐｐｐｎごとのパルス幅ＰＷｎは、プッシュ波パルスｐｐｐｎの印加ごとに降順に増加する構成としてもよい。これにより、深部送受信時の伝搬損失等によるせん断波のレベル低下を補償し、浅部／深部のせん断波レベルを均一に保って計測品質を高めることができる。図５（ａ）の場合と比べて、プッシュ波パルスｐｐｐｎごとの印加開始時刻ＰＴｎの時間間隔に適合させて電力配分を適正化できる。
【００６９】
図６（ａ）から（ｄ）は、プッシュ波の概要を示す模式図である。プッシュ波パルスｐｐｐｎごとの印加開始時刻ＰＴｎにプッシュ波送信振動子列Ｐｘに対し、振動子列の中心に位置する振動子に対して大きな遅延時間ｔｐｋを有する分布が適用されたプッシュ波パルスｐｐｐが送信される。これにより、プッシュ波送信振動子列Ｐｘから送信焦点ＦＰｎ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ｐｐｎが送信させる。このとき、隣接する送信焦点ｆｚｎ間の間隔Δｆｚｎは、被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さくなるようプッシュ波ｐｐｎが送信される。
【００７０】
また、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である送信焦点ＦＰｎに対し、送信焦点ＦＰを含み超音波ビームのエネルギ密度が所定値以上の領域それぞれをフォーカス領域ＦＡｎとすると、フォーカス領域ＦＡｎの深さ方向の長さＡＦｎは、被検体の深部ほど長く浅部ほど短い構成となる。
【００７１】
例えば、フォーカス領域ＦＡｎの深さ方向の長さＡＦｎは、
【００７２】
【数１】
2019136063.tif 000003
により規定される構成としてもよい。
【００７３】
また、送信焦点ｆｚｎの深さ方向の座標は、βを係数としたとき、
【００７４】
【数２】
2019136063.tif 000004
により規定される構成としてもよい。
【００７５】
また、駆動信号送信部１０６３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１０７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１０７を用いない構成としてもよい。
【００７６】
図７（ａ）は、検出波送信の概要を示す模式図である。検出波送信振動子列Ｔｘに含まれる振動子に対しては遅延時間ｔｐｋが適用されず、検出波送信振動子列Ｔｘに対して位相が等しい検出波パルスｐｗｐｌが送信される。これにより、図７（ａ）に示すように、検出波送信振動子列Ｔｘ中の各振動子から被検体深さ方向に進行する平面波を伝搬させる。検出波が到達する被検体内の範囲に対応し検出波送信振動子列Ｔｘを含む平面内の領域が検出波照射領域Ａｘとなる。
【００７７】
送信部１０６は、プッシュ波パルスｐｐｐ送信後に、検出波パルス発生部１０５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。
【００７８】
２．検出波受信部１０８の構成
検出波受信部１０８は、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、検出波照射領域Ａｘ内の複数の観測点Ｐｉｊ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、検出波受信部１０８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は検出波照射領域Ａｘにおけるｘ方向の座標を示す自然数であり、ｊはｚ方向の座標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。
【００７９】
図４（ｂ）は、検出波受信部１０８の構成を示す機能ブロック図である。検出波受信部１０８は、入力部１０８１、受波信号保持部１０８２、整相加算部１０８３を備える。
【００８０】
２．１  入力部１０８１
入力部１０８１は、マルチプレクサ部１０７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。
【００８１】
入力部１０８１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１１６からの指示に基づきマルチプレクサ部１０７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７（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１０８２に出力される。
【００８２】
２．２  受波信号保持部１０８２
受波信号保持部１０８２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１０８２は、送信イベントに同期して入力部１０８１から、各受信振動子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。
【００８３】
なお、受波信号保持部１０８２は、データ格納部１１５の一部であってもよい。
【００８４】
２．３  整相加算部１０８３
整相加算部１０８３では、送信イベントに同期して関心領域ｒｏｉ内の観測点Ｐｉｊから、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。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１１６からの指示に基づき整相加算部１０８３とマルチプレクサ部１０７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。
【００８５】
整相加算部１０８３は、受波信号ｒｆｋに対する処理を行うための遅延処理部１０８３１、加算部１０８３２を備える。
【００８６】
（１）遅延処理部１０８３１
遅延処理部１０８３１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、観測点Ｐｉｊ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、観測点Ｐｉｊ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。
【００８７】
図８は、遅延処理部１０８３１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観測点Ｐｉｊ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。
【００８８】
ａ）送信時間の算出
検出波送信振動子列Ｔｘ（振動子列（１０１ａ）全体）から送信される検出波ｐｗｌは上述のとおり平面波である。したがって、遅延処理部１０８３１は、送信イベントに対応して、観測点Ｐｉｊまでの送信経路を、検出波送信振動子列Ｔｘから発された検出波ｐｗｌが観測点Ｐｉｊに到達するまでの最短経路４０１として算出し、これを音速で除して送信時間を算出する。
【００８９】
ｂ）受信時間の算出
遅延処理部１０８３１は、送信イベントに対応して、観測点Ｐｉｊについて、観測点Ｐｉｊで反射され検出波受信振動子列Ｒｘに含まれる受信振動子Ｒｐｋに到達するまでの受信経路を算出する。観測点Ｐｉｊでの反射波が受信振動子Ｒｐｋに戻っていくときの受信経路は、任意の観測点Ｐｉｊから各受信振動子Ｒｐｋまでの経路４０２の長さは幾何学的に算出する。これを音速で除して受信時間を算出する。
【００９０】
ｃ）遅延量の算出
次に、遅延処理部１０８３１は、送信時間と受信時間とから各受信振動子Ｒｐｋ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Ｒｐｋに対する受波信号列ｒｆｋに適用する遅延量を算出する。
【００９１】
ｄ）遅延処理
次に、遅延処理部１０８３１は、各受信振動子Ｒｐｋ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、観測点Ｐｉｊからの反射波に基づく受信振動子Ｒｐｋに対応する信号として同定する。
【００９２】
遅延処理部１０８３１は、送信イベントに対応して、受波信号保持部１０８２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観測点Ｐｉｊ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。
【００９３】
（２）加算部１０８３２
加算部１０８３２は、遅延処理部１０８３１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、観測点Ｐｉｊ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。
【００９４】
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、観測点Ｐｉｊ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、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。
【００９５】
加算部１０８３２は、関心領域ｒｏｉ内に存在する全ての観測点Ｐｉｊ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。
【００９６】
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１１５に出力され保存される。
【００９７】
３．変位検出部１０９
変位検出部１０９は、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスから、検出波照射領域Ａｘ内の組織の変位を検出する回路である。
【００９８】
図９は、変位検出部１０９、伝播情報解析部１１０、弾性率算出部１１１の構成を示す機能ブロック図である。
【００９９】
変位検出部１０９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変位検出の対象となる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１フレームの音響線信号フレームデータｄｓ０（以下、「基準音響線信号フレームデータｄｓ０」とする）とを、制御部１１６を介してデータ格納部１１５から取得する。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送信前に検出波照射領域Ａｘから取得した音響線信号のフレームデータである。そして、変位検出部１０９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、音響線信号フレームデータｄｓｌの検出波照射領域Ａｘ内の観測点Ｐｉｊの変位（画像情報の動き）Ｐｔｉｊを検出し、変位ｐｔｉｊを観測点Ｐｉｊの座標と関連付けて変位量フレームデータｐｔｌ（ｌは１からｍまでの自然数、番号を区別しない場合は変位量フレームデータｐｔｌとする）を生成する。変位検出部１０９は、生成した変位量フレームデータｐｔｌをデータ格納部１１５に出力する。
【０１００】
４  伝播情報解析部１１０
伝播情報解析部１１０は、関心領域ｒｏｉ内の複数の観測点Ｐｉｊについて波面到達時間データａｔｉｊを算出し、関心領域ｒｏｉに対する波面到達時間フレームデータａｔｌを算出する回路である。伝播情報解析部１１０は、波面検出部１１０１、波面到達時間検出部１１０２とから構成される。
【０１０１】
波面検出部１１０１は、送信イベントごとに、変位量フレームデータｐｔｌのシーケンスから、関心領域ｒｏｉ内の観測点Ｐｉｊについて、複数回の検出波パルスｐｗｐｌのそれぞれに対応する時間軸上の複数時点におけるせん断波の波面位置ｗｆｉｊを表した波面フレームデータｗｆｌ（ｌは１からｍまでの自然数、番号を区別しない場合は波面フレームデータｗｆｌとする）のシーケンスを生成してデータ格納部１１５に出力する。
【０１０２】
具体的には、波面検出部１１０１は、変位量フレームデータｐｔｌをデータ格納部１１５から取得する。伝播情報解析部１１０は、変位量フレームデータｐｔｌから変位データｐｔｉｊの極大点を検出し、ＸＺ平面内で連続している変位データｐｔｉｊの極大点をその座標ｉｊをせん断波の波面位置ｗｆｉｊとして抽出する。変位データｐｔｉｊから波面位置ｗｆｉｊの抽出方法については、図１３、図１５（ａ）（ｂ）において後述する。各送信イベントにおける関心領域ｒｏｉについて波面位置ｗｆｉｊを抽出して波面フレームデータｗｆｌのシーケンスを生成する。
【０１０３】
波面到達時間検出部１１０２は、波面フレームデータｗｆｌのシーケンスから、波面フレームデータｗｆｌの依拠する変位量フレームデータｐｔｌを取得した各時刻における、せん断波の波面ｗｆとその位置ｗｆｉｊ、進行方向を検出し、波面フレームデータｗｆｌの波面位置ｗｆｉｊとフレームデータ取得時刻ｔｌとに基づき、波面到達時間フレームデータａｔｏ（ｏは異なる波面の数をあらわす自然数、番号を区別しない場合は波面到達時間フレームデータａｔとする）を生成してデータ格納部１１５に出力する。
【０１０４】
伝播速度変換部１１０３は、波面到達時間フレームデータａｔｏを、関心領域ｒｏｉ内の観測点Ｐｉｊにおける伝播速度データｖｉｊに変換して、関心領域ｒｏｉに対する伝播速度フレームデータｖｏ（ｏは異なる波面の数をあらわす自然数、番号を区別しない場合は伝播速度フレームデータｖとする）を生成してデータ格納部１１５に出力する。
【０１０５】
６  弾性率算出部１１１
弾性率算出部１１１は、関心領域ｒｏｉ内の観測点Ｐｉｊについて組織の弾性率を算出し、関心領域ｒｏｉに対する弾性率フレームデータｅｌｆを算出する回路である。弾性率算出部１１１は、弾性率変換部１１１１から構成される。弾性率変換部１１１１は、伝播速度データｖｏを入力として、伝播速度データｖを関心領域ｒｏｉ内の観測点Ｐｉｊにおける弾性率データｅｌに変換して、関心領域ｒｏｉに対する弾性率フレームデータｅｌｆを生成してデータ格納部１１５に出力する。
【０１０６】
８．その他の構成
データ格納部１１５は、生成された受波信号列ｒｆ、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンス、変位量フレームデータｐｔｌのシーケンス、波面フレームデータｗｆｌのシーケンス、波面到達時間フレームデータａｔ、補償波面到達時間フレームデータｃａｔ、伝播速度フレームデータｖｌ、弾性率フレームデータｅｌを逐次記録する記録媒体である。
【０１０７】
制御部１１６は、操作入力部１０２からの指令に基づき、超音波診断装置１００内の各ブロックを制御する。制御部１１６にはＣＰＵ等のプロセッサを用いることができる。
【０１０８】
また、図示しないが、超音波診断装置１００は、プッシュ波パルスｐｐｐを送信することなく、送信部１０６及び検出波受信部１０８においてされた検出波の送受信に基づいて出力される音響線信号のうち、被検体の組織からの反射成分に基づき時系列に超音波画像（Ｂモード画像）を生成するＢモード画像生成部を有する。Ｂモード画像生成部は、データ格納部１１５から音響線信号のフレームデータを入力して、音響線信号に対して包絡線検波、対数圧縮などの処理を実施してその強度に対応した輝度信号へと変換し、その輝度信号を直交座標系に座標変換を施すことでＢモード画像のフレームデータを生成する。なお、Ｂモード画像生成のための音響線信号を取得するための送信部１０６及び検出波受信部１０８における超音波の送受信には公知の方法を用いることができる。生成されたＢモード画像のフレームデータはデータ格納部１１５に出力され保存される。表示制御部１１３はＢモード画像を表示画像として構成して表示部１１４に表示させる。
【０１０９】
また、弾性率算出部１１１は、弾性率フレームデータｅｌｆが表す弾性率に基づいて、色情報をマッピングした弾性画像を生成し表示する構成としてもよい。例えば、弾性率が一定値以上の座標は赤、弾性率が一定値未満の座標は緑、弾性率が取得できなかった座標は黒、というように色分けした弾性画像を生成してもよい。操作者の利便性を向上することができる。弾性率算出部１１１は、生成した弾性率フレームデータｅｌｆと弾性画像とをデータ格納部１１５に出力し、制御部１１６は弾性画像を表示制御部１１３に出力する。さらに、表示制御部１１３は、弾性画像に対して画面表示用の画像データとなるよう幾何変換を行い、幾何変換後の弾性画像を表示部１１４に出力する構成としてもよい。
【０１１０】
＜動作について＞
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。
【０１１１】
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、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（１ａ）、プッシュ波パルスｐｐｐｎ（ｎ=１〜ｎmax）を複数（ｎmax）回送信して被検体内の特定部位ＦＰに集束するプッシュ波ｐｐｎを複数（ｎmax）回送信して被検体中にせん断波励起する工程（１ｂ）、関心領域ｒｏｉを通過する検出波ｐｗｌの送受信を複数（ｍ）回繰り返す検出波パルスｐｗｐｌ送受信する工程（１ｃ）、せん断波伝搬解析を行いせん断波の伝播速度ｖｆと弾性率ｅｌｆを算出する弾性率算出の工程（１ｄ）から構成される。
【０１１２】
２．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に表示された後の超音波弾性率計測処理の動作を説明する。
【０１１３】
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、送信部１０６及び検出波受信部１０８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１１３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。
【０１１４】
図１１は、超音波診断装置１００における超音波弾性率算出の動作を示すフローチャートである。
【０１１５】
［ステップＳ１００〜Ｓ１４０］
ステップＳ１００では、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、関心領域設定部１０３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あらわす関心領域ｒｏｉをプローブ１０１の位置を基準に設定し、制御部１１６に出力する。
【０１１６】
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１１５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。なお、関心領域ｒｏｉは、例えば、Ｂモード画像の全域を関心領域ｒｏｉとしてもよいし、あるいは、Ｂモード画像の中央部分を含む一定範囲としてもよい。
【０１１７】
ステップＳ１２０では、プッシュ波パルス発生部１０４は、制御部１１６から関心領域ｒｏｉを示す情報を入力し、プッシュ波パルスｐｐｐｎ（ｎ=１〜ｎmax）の送信焦点ＦＰｎの位置とプッシュ波送信振動子列Ｐｘｎ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Ｐｘｎは、プッシュ波の送信順位ｎによらず一定とし、複数の振動子１０１ａ全部とした。また、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と一致し、深さ方向送信焦点位置ｆｚｎ（ｎ=１〜ｎmax）は、隣接する送信焦点ｆｚｎ間の間隔Δｆｚｎが被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さくなる構成とした。しかしながら、検出波照射領域Ａｘ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。
【０１１８】
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ＰＷｎ、印加開始時刻ＰＴｎとともに、送信制御信号として送信部１０６に出力される。
【０１１９】
ステップＳ１３０では、送信部１０６は、検出波送信振動子列Ｔｘに含まれる振動子に検出波パルスｐｗｐ０を送信し、被検体内に向けて検出波ｐｗ０をさせ、検出波受信部１０８は、検出波ｐｗ０の反射波ｅｃの受波を行い組織の変位の基準となる基準音響線信号フレームデータｄｓ０を生成する。基準音響線信号フレームデータｄｓ０はデータ格納部１１５に出力され保存される。音響線信号フレームデータの生成方法については後述する。
【０１２０】
ステップＳ１４０では、送信部１０６は、プッシュ波送信振動子列Ｐｘｎに含まれる振動子に複数（ｎmax）回のプッシュ波パルスｐｐｐｎを送信させることにより、当該振動子に送信焦点ＦＰ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ｐｐｎを複数（ｎmax）回送信させる。
【０１２１】
具体的には、送信部１０６は、プッシュ波パルス発生部１０４より取得した送信焦点ＦＰｎの位置とプッシュ波送信振動子列Ｐｘｎを示す情報、プッシュ波パルスｐｐｐｎのパルス幅ＰＷｎ、印加開始時刻ＰＴｎ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Ｐｘｎ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ｐｐｐｎ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ｐｐｎを送信する。送信部１０６は、は、この動作を複数（ｎmax）回行う。
【０１２２】
ここで、プッシュ波ｐｐによるせん断波の生成について、図１２（ａ）から（ｅ）の模式図を用いて説明する。図１２（ａ）から（ｅ）は、プッシュ波ｐｐによるせん断波の生成の様子を示す模式図である。図１２（ａ）は、検出波照射領域Ａｘに対応した被検体内の領域の、プッシュ波ｐｐ印加前における組織を示した模式図である。図１２（ａ）から（ｅ）において、個々の“○”は、被検体内の組織の一部を、破線の交点は、負荷がない場合の組織”○“の中心位置を、それぞれ示している。
【０１２３】
ここで、プローブ１０１を皮膚表面６００に密接させた状態で送信焦点ＦＰに対応する被検体中の焦点部位６０１に対してプッシュ波ｐｐを印加すると、図１２（ｂ）の模式図に示すように、焦点部位６０１に位置していた組織６３２が、プッシュ波ｐｐの進行方向に押されて移動する。また、組織６３２からプッシュ波ｐｐの進行方向側にある組織６３３は、組織６３２に押されてプッシュ波ｐｐの進行方向に移動する。
【０１２４】
次に、プッシュ波ｐｐの送信が終了すると、組織６３２、６３３が元の位置に復元しようとするので、図１２（ｃ）の模式図に示すように、組織６３１〜６３３がプッシュ波ｐｐの進行方向に沿った振動を開始する。
【０１２５】
すると、図１２（ｄ）の模式図に示すように、振動が組織６３１〜６３３に隣接する、組織６２１〜６２３および組織６４１〜６４３に伝播する。
【０１２６】
さらに、図１２（ｅ）の模式図に示すように、振動がさらに組織６１１〜６６３および組織６５１〜６５３に伝播する。したがって、被検体内において、振動が振動の方向と直交する向きに伝播する。すなわち、せん断波がプッシュ波ｐｐの印加場所に発生し、被検体内を伝播する。
【０１２７】
［ステップＳ１５０］
図１１に戻って説明を続ける。
【０１２８】
ステップＳ１５０では、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、送信部１０６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、検出波受信部１０８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。最後のプッシュ波ｐｐｎmax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、被検体の検出波照射領域Ａｘ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１１５に出力され保存される。
【０１２９】
ステップＳ１５０における、音響線信号フレームデータｄｓｌの生成方法の詳細は後述する。
【０１３０】
［ステップＳ１５１］
ステップＳ１５１では、変位検出部１０９は、各送信イベントにおける関心領域ｒｏｉ内の観測点Ｐｉｊの変位を検出する。
【０１３１】
図１３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。
【０１３２】
先ず、変位検出部１０９は、ステップＳ１３０でデータ格納部１１５に保存された基準音響線信号フレームデータｄｓ０を取得する。上述したように、基準音響線信号フレームデータｄｓ０は、プッシュ波ｐｐの送信前、すなわち、せん断波の発生前に取得された音響線信号フレームデータである。
【０１３３】
次に、変位検出部１０９は、ステップＳ１５０でデータ格納部１１５に保存された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、各画素の変位を検出する。
【０１３４】
図１３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。図１３、Ａ列及びＢ列に示すように、変位量フレームデータｐｔｌ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を比較し、基準音響線信号フレームデータｄｓ０中の観測点Ｐｉｊの音響線信号ｄｓｉｊが音響線信号フレームデータｄｓｌにおけるどの観測点Ｐ´ｉｊの音響線信号ｄｓｉｊと類似するのかを検出して、観測点Ｐ´ｉｊの観測点Ｐｉｊに対する位置変化量を算出することにより検出する。
【０１３５】
具体的には、例えば、音響線信号フレームデータｄｓｌを８ピクセル×８ピクセルなどの所定の大きさの領域に分割し、各領域と基準音響線信号フレームデータｄｓ０とをパターンマッチングすることで、音響線信号フレームデータｄｓｌの各画素の変位を検出する。
【０１３６】
パターンマッチングの方法としては、例えば、各領域と基準音響線信号フレームデータｄｓ０内の同サイズの基準領域との間で、対応する画素毎に輝度値の差分を算出してその絶対値の合計値を算出し、その合計値が最も小さくなる領域と基準領域との組み合わせについて、領域と基準領域とが同一の領域であるものとし、領域の基準点（例えば、左上の角）と基準領域の基準点との距離を変位として検出する方法を用いることができる。
【０１３７】
なお、領域のサイズは８ピクセル×８ピクセル以外であってもよいし、輝度値の差分の絶対値の合計値に替えて、例えば、輝度値の差分の２乗の合計値を用いてもよい。また、変位として、領域の基準点と基準領域の基準点とのｙ座標の差（深さの差）を算出してもよい。これにより、各音響線信号フレームデータｄｓｌの各観測点Ｐｉｊに対応する被検体の組織が、プッシュ波ｐｐまたはせん断波によってどれだけ動いたかが変位として算出される。
【０１３８】
なお、変位の検出方法はパターンマッチングに限られず、例えば、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との相関処理など、２つの音響線信号フレームデータｄｓｌ間の動き量を検出する任意の技術を用いてもよい。変位検出部１０９は、１フレームの音響線信号フレームデータｄｓｌに係る各観測点Ｐｉｊの変位を当該観測点の座標ｉｊと対応付けることで関心領域ｒｏｉ内の観測点の変位量データｐｔｉｊを生成し、生成した関心領域ｒｏｉについての変位量フレームデータｐｔｌをデータ格納部１１５に出力する。
【０１３９】
［ステップＳ１５２〜Ｓ１５５］
伝播情報解析部１１０は、生成した変位量フレームデータｐｔｌをデータ格納部１１５に出力し保存する（ステップＳ１７３）。規定されている全ての送信イベントについてステップＳ１５１の処理が完了したか否かを判定し（ステップＳ１５２）、完了していない場合にはステップＳ１５１に戻り、次の検出波パルスｐｗｐｌの送信イベントについての一連の処理を行い、完了している場合にはステップＳ１５３に進む。
【０１４０】
ステップＳ１５３では、伝播情報解析部１１０は、変位量フレームデータｐｔｌのシーケンスを入力として、各送信イベントにおける関心領域ｒｏｉ内の観測点Ｐｉｊの変位量データｐｔｉｊからせん断波の波面を検出して、波面位置ｗｆｉｊを表した波面フレームデータｗｆｌのシーケンスを生成する。さらに、伝播情報解析部１１０は、波面フレームデータｗｆｌのシーケンスから、フレームデータの依拠する変位量フレームデータｐｔｌを取得した各時刻における、せん断波の波面ｗｆと位置ｗｆｉｊとを検出し、波面ごとに波面到達時間フレームデータａｔｏを生成してデータ格納部１１５に出力する。さらに、関心領域ｒｏｉ内の観測点Ｐｉｊについてせん断波の伝播速度データｖｉｊを算出してデータ格納部１１５に出力する。ステップＳ１５３における、せん断波の伝播情報解析方法の詳細は後述する。
【０１４１】
ステップＳ１５５では、弾性率算出部１１１は、関心領域ｒｏｉ内の観測点Ｐｉｊについて弾性率データｅｌｉｊを算出し、関心領域ｒｏｉに対する弾性率フレームデータｅｌｆを算出してデータ格納部１１５に出力する。ステップＳ１５５における、弾性率フレームデータｅｌｆの算出方法の詳細は後述する。
【０１４２】
ステップＳ１５６では、弾性率算出部１１１は、弾性率フレームデータｅｌｆが表す弾性率に基づいて、色情報をマッピングした弾性画像を生成し、表示制御部１１３は、弾性画像に対して画面表示用の画像データとなるよう幾何変換を行い、幾何変換後の弾性画像を表示部１１４に出力する。
【０１４３】
以上により、図１０に示したＳＷＳシーケンスの処理が終了する。以上の超音波弾性率計測処理により、ＳＷＳシーケンスによる弾性率フレームデータｅｌｆを算出することができる。
【０１４４】
３．ステップＳ１５３における処理の詳細について
ステップＳ１５３では、伝播情報解析部１１０は、各送信イベントにおける関心領域ｒｏｉ内の観測点Ｐｉｊの変位量フレームデータｐｔｌから波面を検出する。
【０１４５】
詳しくは、図１４のフローチャートを用いて説明する。図１４は、せん断波の伝播情報解析の動作を示すフローチャートである。図１５（ａ）から（ｆ）は、せん断波の伝播解析の動作を示す模式図である。
【０１４６】
まず、データ格納部１１５から送信イベントに対応した各観測点Ｐｉｊの変位量フレームデータｐｔｌを取得する（ステップＳ１５３１）。
【０１４７】
次に、変位が相対的に大きい変位領域を抽出する（ステップＳ１５３２）。伝播情報解析部１１０は、変位量フレームデータｐｔｌから変位が所定の閾値より大きい変位領域を抽出する。
【０１４８】
以下、図１５の模式図を用いて説明する。
【０１４９】
図１５（ａ）は、変位量フレームデータが表す変位画像の一例を示している。図１２と同じく、図中の“○”は関心領域ｒｏｉに対応する被検体内の組織の一部を示しており、プッシュ波ｐｐを印加する前の位置は破線の交点である。また、ｘ軸はプローブ１０１における振動子の列方向、ｚ軸は、被検体の深さ方向である。伝播情報解析部１１０は、ｚ座標ごとに変位量δを座標ｘの関数として、動的閾値を用いることで変位量δが大きい領域を抽出する。また、ｘ座標ごとに変位量δを座標ｚの関数として、動的閾値を用いて、ある閾値を超える領域を変位量δが大きい領域として抽出する。動的閾値とは、対象領域内について信号解析又は画像解析を行って閾値を決定することである。閾値は一定値ではなく、対象領域の信号の幅や最大値などによって異なる値となる。図１５（ａ）に、ｚ＝ｚ1の直線７１０上における変位量をプロットしたグラフ７１１と、ｘ＝ｘ1の直線７２０上における変位量をプロットしたグラフ７２１とを示す。これにより、例えば、変位量δが閾値より大きな変位領域７３０が抽出できる。
【０１５０】
また、図１３のＢ列は、各送信イベントに対して算出した変位量フレームデータｐｔｌを示したものであり、各変位量フレームデータｐｔｌ中のハッチングされた領域は変位量δが閾値より大きな変位領域である。図１３のＢ列に示すように、時間の経過に伴い変位領域はＸ方向に移動するとともに、変位領域の大きさは拡大する。
【０１５１】
次に、伝播情報解析部１１０は、変位領域に細線化処理をおこなって波面を抽出する（ステップＳ１５３３）。図１５（ｂ）の模式図に示している変位領域７４０、７５０は、それぞれ、ステップＳ１５３２において変位領域７３０として抽出された領域である。伝播情報解析部１１０は、例えば、Ｈｉｌｄｉｔｃｈの細線化アルゴリズムを用いて、波面を抽出する。例えば、図１５（ｂ）の模式図において、変位領域７４０から波面７４１が、変位領域７５０から波面７５１が、それぞれ抽出される。なお、細線化のアルゴリズムはＨｉｌｄｉｔｃｈに限らず、任意の細線化アルゴリズムを用いてよい。また、各変位領域に対して、変位量δが閾値以下の座標を変位領域から取り除く処理を、変位領域が幅１ピクセルの線になるまで、閾値を大きくしながら繰り返し行ってもよい。伝播情報解析部１１０は、抽出した波面を波面フレームデータｗｆｌとしてデータ格納部１１５に出力する。
【０１５２】
次に、伝播情報解析部１１０は、波面フレームデータｗｆｌに対して空間フィルタリングを行い、長さが短い波面を除去する（ステップＳ１５３４）。例えば、ステップＳ１５３３で抽出した各波面の長さを検出し、全ての波面の長さの平均値の１／２よりも長さが短い波面を、ノイズとして削除する。具体的には、図１５（ｃ）の波面画像に示すように、波面７６１〜７６４の長さの平均値を算出し、それよりも短い波面７６３、７６４を、ノイズとして消去する。これにより、誤検出された波面を消去できる。
【０１５３】
伝播情報解析部１１０は、ステップＳ１５３１〜Ｓ１５３４の動作を、全ての変位量フレームデータｐｔｌに対して行う（ステップＳ１５３５）。これにより、変位量フレームデータｐｔｌに対して１対１で波面フレームデータｗｆｌが生成される。
【０１５４】
図１３のＣ列は、各送信イベントに対して算出した波面フレームデータｗｆｌを示したものであり、各波面フレームデータｗｆｌ中の円弧状の細線は波面である。図１３のＣ列に示すように、時間の経過に伴い波面ｗｆはＸ方向に移動するとともに、波面ｗｆの円弧の長さは増加する。
【０１５５】
次に、伝播情報解析部１１０は、複数の波面フレームデータｗｆｌに対して時間フィルタリングを行い、伝播していない波面を除去する（ステップＳ１５３６）。具体的には、時間的に連続する２以上の波面フレームデータｗｆｌにおいて、波面位置の時間変化を検出し、速度が異常である波面をノイズとして除去する。
【０１５６】
伝播情報解析部１１０は、例えば、時刻ｔ＝ｔ1の波面画像７７０、時刻ｔ＝ｔ1＋Δｔの波面画像７８０、時刻ｔ＝ｔ1＋２Δｔの波面画像７９０との間で、波面位置の時間変化を検出する。例えば、波面７７１に対して、波面画像７８０のうち、波面７７１と同じ位置を中心に、波面と垂直な向き（図１５においてはｘ軸方向）にΔｔの間にせん断波が移動しうる領域７７６で、波面７７１との相関処理を行う。このとき、波面７７１のｘ軸の正方向（図の右側）と負方向（図の左側）の双方を含む範囲内で相関処理を行う。これは、透過波と反射波の両方を検出するためである。これにより、波面７７１の移動先が波面画像７８０内の波面７８１であると検出し、時間Δｔにおける波面７７１の移動距離を算出する。同様に、波面７７２、７７３のそれぞれについて、波面画像７８０において当該波面と同じ位置を中心に、波面と垂直な向きにΔｔの間にせん断波が移動しうる領域で相関処理を行う。これにより、波面７７２が波面７８３の位置に、波面７７３が波面７８２の位置に、それぞれ移動したことを検出する。
【０１５７】
波面画像７８０と波面画像７９０との間でも同様の処理を行い、波面７８１が波面７９１の位置に、波面７８２が波面７９７の位置に、波面７８３が波面７９３の位置に、それぞれ移動したことを検出する。ここで、波面７７３、波面７８２、波面７９２で示される１の波面については、他の波面と比べて移動距離が著しく小さい（伝播速度が著しく遅い）。このような波面は誤検知である可能性が高いので、ノイズとして消去する。これにより、図１５（ｅ）の波面フレームデータ３００に示すように、波面８０１、８０２が検出できる。
【０１５８】
これらの動作により、時刻ごとの波面フレームデータｗｆｌのシーケンスが生成できる。伝播情報解析部１１０は、生成した複数の波面フレームデータｗｆｌのシーケンスをデータ格納部１１５に出力する。このとき、生成した複数の波面の対応情報もデータ格納部１１５へ出力してもよい（ステップＳ１５３７）。波面の対応情報とは、同一の波面が各波面画像のどの波面に対応するかを示した情報であり、例えば、波面７７２が波面７８３の位置に移動したことが検出された場合、波面７８３と波面７７２とが同一の波面であるという情報である。
【０１５９】
次に、伝播情報解析部１１０は、波面到達時間フレームデータａｔを生成する（ステップＳ１５３８）。具体的には、時刻ごとの波面フレームデータｗｆｌと、波面の対応情報とから、各時刻における波面の位置との関係を検出する。
【０１６０】
図１５（ｅ）を用いて波面到達時間フレームデータａｔの生成について説明する。図１５（ｅ）は、ある時刻ｔにおける波面フレームデータｗｆｌと、時刻ｔ＋Δｔにおける波面フレームデータｗｆｌを１つの波面フレームデータ８１０として合成したものである。ここで、時刻ｔにおける波面８１１と、時刻ｔ＋Δｔにおける波面８１２とが同一の波面であるとする対応情報が存在するものとする。伝播情報解析部１１０は、対応情報から、波面８１１上の座標（ｘt、ｚt）に対応する波面８１２上の座標（ｘt+Δt、ｚt+Δt）を検出する。これにより、時刻ｔに座標（ｘt、ｚt）を通過したせん断波が、時刻ｔ＋Δｔに座標（ｘt+Δt、ｚt+Δt）に到達していると推定できる。これより、波面８１１が座標（ｘt、ｚt）に到達した時刻ｔ、波面８１１と同一の波面である波面８１２が座標（ｘt+Δt、ｚt+Δt）した時刻ｔ＋Δｔを関係付けることができる。同様に、取得時刻が既定されている波面フレームデータｗｆｌから検出された波面位置から任意の座標（ｘ、ｚ）に波面が到達する時刻は２次元の補間計算により算出することができる。
【０１６１】
図１３のＤ列は、各送信イベントに対して算出した波面フレームデータｗｆｌ中の波面ｗｆを１枚のフレームに集めて、波面フレームデータｗｆｌの取得時刻を関数値としてプロットした波面到達時間フレームデータａｔであり、波面到達時間フレームデータａｔ中の円弧状の細線は波面の到達時間である。
【０１６２】
４．ステップＳ１５５における処理の詳細について
ステップＳ１５５では、弾性率算出部１１１は、関心領域ｒｏｉ内の観測点Ｐｉｊについて、波面到達時間フレームデータａｔｏ（ｏは異なる波面の数をあらわす自然数、番号を区別しない場合は波面到達時間フレームデータａｔとする）に基づいてせん断波の伝播速度、又は、弾性率を算出し、関心領域ｒｏｉに対する弾性率フレームデータｅｌｆを算出する。
【０１６３】
図１６は、超音波診断装置１００における弾性率算出の動作を示すフローチャートである。先ず、伝播速度変換部１１０３は、データ格納部１１５から波面到達時間フレームデータａｔｏの読み出し（ステップＳ１５５１）、以下に示す方法により伝播速度フレームデータｖｆｏに変換する（ステップＳ１５５２）。
【０１６４】
図１５（ｆ）において、座標（ｘt、ｚt）を通過したせん断波の速度ｖ（ｘt、ｚt）は、座標（ｘt、ｚt）と座標（ｘt+Δt、ｚt+Δt）との間の距離をｍとしたとき、距離ｍを所要時間Δｔで割った値として推定することができる。すなわち、
ｖ（ｘt、ｚt）＝ｍ／Δｔ＝√｛（ｘt+Δt−ｘt）2＋（ｚt+Δt−ｚt）2｝／Δｔ
となる。伝播速度変換部１１０３は、全ての波面に対して波面到達時間フレームデータａｔｏから波面到達時間データｃａｔを取り出し上述の処理を行い、波面が通過した全座標についてせん断波の速度ｖを取得する。
【０１６５】
図１３のＥ列は、各送信イベントに対して算出した波面到達時間フレームデータａｔを微分した伝播速度フレームデータｖｆである。
【０１６６】
次に、弾性率算出部１１１は、伝播速度フレームデータｖｆｏを弾性率フレームデータに変換する（ステップＳ１５５３）。弾性率フレームデータは、せん断波の伝播速度を基に各座標における弾性率を算出する。弾性率は、せん断波の速度の２乗に比例し、
ｅｌ（ｘt、ｚt）＝ＫＴ  ×  ｖ（ｘt、ｚt）2 
に基づき算出される。ＫＴは定数であり人体の組織では約３となる。
【０１６７】
図１３のＦ列は、伝播速度フレームデータｖｆから上式により算出した弾性率フレームデータｅｌｆである。
【０１６８】
以上の手順により、弾性率算出部１１１は、全ての波面ｏについて弾性率フレームデータｅｌｏ（ｏは異なる波面の数をあらわす自然数、番号を区別しない場合は弾性率フレームデータｅｌとする）を合成する（ステップＳ１５５４）。弾性率算出部１１１は、全ての波面ｏについて弾性率フレームデータｅｌｏは座標ｉｊを指標に平均され１フレームの弾性率フレームデータｅｌｆを生成してデータ格納部１１５保存する（ステップＳ１５５５）。
【０１６９】
以上によりせん断波伝播解析に基づく弾性率計測の計算処理を終了する。
【０１７０】
５．ステップＳ１５０における処理の詳細について
ステップＳ１５０における、音響線信号フレームデータｄｓｌの生成処理の概要について説明する。図１７は、検出波受信部１０８のビームフォーミングの動作を示すフローチャートである。
【０１７１】
先ず、検出波の識別番号ｌを１に設定し（ステップＳ１５１）、送信部１０６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検出波ｐｗｌを送信させるための検出波パルスｐｗｐｌを送信する送信処理（送信イベント）を行う（ステップＳ１５２）。
【０１７２】
次に、検出波受信部１０８は、プローブ１０１での反射波から得た電気信号に基づき受波信号ｒｆｋを生成しデータ格納部１１５に出力し、データ格納部１１５に受波信号ｒｆｋを保存する（ステップＳ１５３）。規定されている全ての送信イベントの回数ｍについて検出波の送受信が完了したか否かを判定する（ステップＳ１５４）。完了していない場合にはｌをインクリメント（ステップＳ１５５）してステップＳ１５２に戻り、検出波送信振動子列Ｔｘからの送信イベントを行い、完了している場合にはステップＳ１５６に進む。
【０１７３】
次に、検出波の識別番号ｌを０に初期化し（ステップＳ１５６）、検出波受信部１０８は、データ格納部１１５に保存されている受波信号ｒｆｋに基づいて、検出波照射領域Ａｘ内の複数の観測点Ｐｉｊ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を生成しデータ格納部１１５に出力し、データ格納部１１５に音響線信号フレームデータｄｓｌを保存する（ステップＳ１５７）。ステップＳ１５７における、音響線信号フレームデータｄｓｌの生成方法の詳細は後述する。
【０１７４】
全ての送信イベントの回数ｍについて、検出波パルスｐｗｐｌに基づく音響線信号フレームデータｄｓｌの生成を完了したか否かを判定し（ステップＳ１５９）、完了していない場合にはｌをインクリメント（ステップＳ１６０）してステップＳ１５７に戻り、完了している場合には処理を終了する。
【０１７５】
以上により、図１９におけるステップＳ１５０の処理を終了する。
【０１７６】
７．ステップＳ１５７における処理の詳細について
ステップＳ１５７における、音響線信号フレームデータｄｓｌの生成処理の詳細について説明する。
【０１７７】
図１８は、検出波受信部１０８における音響線信号フレームデータ生成動作を示すフローチャートである。
【０１７８】
先ず、ｊ、ｉを検出波照射領域Ａｘ内の最小値に初期化する（ステップＳ１５７１、１５７２）。次に、検出波受信部１０８は、観測点Ｐｉｊについて音響線信号ｄｓｉｊを生成する（ステップＳ１５７３）。ステップＳ１５７３における処理の詳細については後述する。
【０１７９】
次に、検出波照射領域Ａｘ内の全てのｉについて処理を完了したか否か（ステップＳ１５７４）、検出波照射領域Ａｘ内の全てのｊについて処理を完了したか否か（ステップＳ１５７６）について判定し、完了していない場合はｉ、ｊをインクリメント（ステップＳ１５７５、Ｓ１５７７）して観測点Ｐｉｊについて音響線信号を生成し（ステップＳ１５７３）、完了している場合にはステップＳ１５７８に進む。
【０１８０】
この段階では、１回の送信イベントに伴う検出波照射領域Ａｘにおける観測点Ｐｉｊについて音響線信号ｄｓｉｊが生成されており、音響線信号フレームデータｄｓｌが生成されている。ステップＳ１５７８では、生成された音響線信号フレームデータｄｓｌをデータ格納部１１５に出力され保存される。
【０１８１】
以上により、図１７におけるステップＳ１５７の処理を終了する。
【０１８２】
８．ステップＳ１５７３における処理の詳細について
次に、ステップＳ１５７３における、観測点Ｐｉｊについて音響線信号を生成する処理の動作について説明する。図１９は、検出波受信部１０８における観測点Ｐｉｊについての音響線信号生成動作を示すフローチャートである。
【０１８３】
先ず、ステップＳ１５７３１において、遅延処理部１０８３１は、検出波照射領域Ａｘ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点Ｐｉｊに到達する送信時間を算出する。送信時間は、上述のとおり、観測点Ｐｉｊまでの送信経路を、検出波送信振動子列Ｔｘから振動子列に垂直に発された検出波ｐｗｌが観測点Ｐｉｊに到達するまでの最短経路４０１として算出し、送信経路の長さを超音波の音速ｃｓで除することにより算出できる。
【０１８４】
次に、検出波パルス受信振動子列Ｒｘを設定する（ステップＳ１５７３２）。
【０１８５】
次に、検出波受信振動子列Ｒｘ内の受波振動子Ｒｗｋの振動子識別番号ｋを検出波受信振動子列Ｒｘ内の最小値に初期化し（ステップＳ１５７３３）、送信された検出波が被検体中の観測点Ｐｉｊで反射された後、検出波受信振動子列Ｒｘの受波振動子Ｒｗｋに到達する受信時間を算出する（ステップＳ１５７３４）。受信時間は、幾何学的に定まる観測点Ｐｉｊから受波振動子Ｒｗｋまでの経路４０２の長さを超音波の音速ｃｓで除することにより算出できる。さらに、送信時間と受信時間の合計から、検出波送信振動子列Ｔｘから送信された超音波が観測点Ｐｉｊで反射して受波振動子Ｒｗｋに到達するまでの総伝播時間を算出し（ステップＳ１５７３５）、検出波受信振動子列Ｒｘ内の各受波振動子Ｒｗｋに対する総伝播時間の差異により、各受波振動子Ｒｗｋに対する遅延量を算出する（ステップＳ１５７３６）。
【０１８６】
ステップＳ１５７３７において、遅延処理部１０８３１は、検出波受信振動子列Ｒｘ内の受波振動子Ｒｗｋに対応する受波信号の列から、各受波振動子Ｒｗｋに対する遅延量を差引いた時間に対応する受波信号ｒｆｋを観測点Ｐｉｊからの反射波に基づく受波信号として同定する。
【０１８７】
次に、重み算出部（不図示）は、検出波受信振動子列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各受波振動子Ｒｗｋに対する受信アポダイゼーションを算出する（ステップＳ１５７３８）。加算部１０８３２は、各受波振動子Ｒｗｋに対応して同定された受波信号ｒｆｋに、各受波振動子Ｒｗｋに対する重みを乗じて加算して、観測点Ｐｉｊに対する音響線信号ｄｓｉｊを算出する（ステップＳ１５７３９）。
【０１８８】
検出波受信振動子列Ｒｘ内に存在する全ての受波振動子Ｒｗｋについて音響線信号ｄｓｉｊの算出処理を完了したか否かを判定し（ステップＳ１５７４０）、完了していない場合にはｋをインクリメント（ステップＳ１５７４１）して、更に受波振動子Ｒｗｋについて遅延量の算出し（ステップＳ１５７３９）、完了している場合にはステップＳ１５７４２に進む。この段階では、検出波受信振動子列Ｒｘ内に存在する全ての受波振動子Ｒｗｋについて観測点Ｐｉｊに対する音響線信号ｄｓｉｊが算出されている。算出された観測点Ｐｉｊに対する音響線信号ｄｓｉｊはデータ格納部１１５に出力され保存される（ステップＳ１５７６２）。
【０１８９】
以上により、図１８におけるステップＳ１５７３の処理を終了する。
【０１９０】
＜効  果＞
１．プッシュ波ｐｐによるせん断波の伝播について
プッシュ波ｐｐによるせん断波の伝播特性について説明する。
【０１９１】
図２０超音波診断装置１００におけるプッシュ波によるせん断の態様を示すシミュレーション結果であり、（ａ）は被検体浅部（体表から１０ｍｍ）におけるせん断波の波面Ｓｗ１が伝播する態様を、（ｂ）は深部（体表から３０ｍｍ）におけるせん断波の波面Ｓｗ２が伝播する態様を示したものである。
【０１９２】
図２０（ａ）に示すように、被検体浅部にプッシュ波ｐｐ１の送信焦点ＰＦ１が位置する場合には、円弧形状のせん断波の波面Ｓｗ１が観察される。これに対し、図２０（ｂ）に示すように、被検体深部にプッシュ波ｐｐ２の送信焦点ＰＦ１が位置する場合には、縦長の楕円の円弧形状のせん断波の波面Ｓｗ２が観察される。
【０１９３】
図２１（ａ）（ｂ）は、それぞれ、図２０（ａ）（ｂ）に対応する、超音波診断装置１００におけるプッシュ波に基づくせん断波が伝播する態様を示す模式図である。図２１（ａ）に示すように、被検体浅部にプッシュ波ｐｐｎ（ｎ＝１，２）の送信焦点ＰＦ１が位置する場合には、プッシュ波ｐｐｎの送信焦点ＰＦｎに対し、それぞれ送信焦点ＦＰｎを含み超音波ビームのエネルギ密度が所定値以上の領域それぞれをフォーカス領域ＦＡｎが形成される。このとき、超音波診断装置１００では、プッシュ波送信振動子列Ｐｘｎの列長に対する送信焦点ＦＰｎの深さの比率が被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく構成されているので、フォーカス領域ＦＡｎの形状は２次元で見たとき被検体の浅部ほど円形状に近く深部ほど縦長の楕円形状に近いものとなる。別の尺度によれば、フォーカス領域ＦＡｎの深さ方向の長さＡＦｎは、被検体の深部ほど長く浅部ほど短い構成となる。そのため、図２０（ａ）（ｂ）において観察されたように、送信焦点ＦＰｎを中心に周囲に伝播するせん断波の波面Ｓｗｎの形状も、被検体の浅部ほど円形状に近く深部ほど縦長の楕円形状に近いものとなる。
【０１９４】
図２２（ａ）（ｂ）は、超音波診断装置１００におけるプッシュ波に基づくせん断波による組織変位の計測可能領域を示す模式図である。プッシュ波ｐｐｎ（ｎ＝１，２）は送信焦点ＰＦｎ付近の被検体組織を深さ方向に振動させるので、送信焦点ＰＦｎを震源とするせん断波は被検体深さ方向に最大振幅を持つ横波である。せん断波は送信焦点ＰＦｎを中心に放射状に伝播し、せん断波の波面Ｓｗｎは送信焦点ＰＦｎを中心に同心円状に拡大するが、被検体組織の変位の時間変化からせん断波の伝播状態を高精度に検出するためには、方位方向における被検体組織の変位の時間変化を測定することが好ましく、そのためには、せん断波の伝播方向と方位方向との角度ズレは所定値以下であることが必要である。
【０１９５】
上述のとおり、送信焦点ＦＰｎを中心に周囲に伝播するせん断波の波面Ｓｗｎの形状は、被検体の浅部ほど円形状に近く深部ほど縦長の楕円形状に近い。そのため、図２２（ａ）（ｂ）に示すように、せん断波の伝播方向と方位方向との角度ズレが所定値以下となる弾性計測可能領域Ｃｘｎとしたとき、弾性計測可能領域Ｃｘｎの被検体深さ方向の長さは、被検体の浅部ほどに大きく深部ほど縦長の小さい構成となる。
【０１９６】
２．実施の形態に係る超音波診断装置１００の効果
次に、超音波診断装置１００による効果について説明する。
【０１９７】
（１）実施例、変形例及び比較例の構成について
図２３は、プッシュ波に基づくせん断波による計測可能領域の態様を示す模式図であり、（ａ）は超音波診断装置１００の実施例、（ｂ）は比較例１、（ｃ）は比較例２、（ｄ）は変形例について示した図である。
【０１９８】
実施例は、実施の形態１に係る超音波診断装置１００の実施例であり、一例として、ｎmax＝３とし、各プッシュ波ｐｐｎ（ｎ＝１，２，３）においてプッシュ波パルスｐｐｐｎごとのパルス幅ＰＷｎは、図５（ａ）に示すように、印加順によらず一定とした例である。なお、ｎmaxの数値は３に限定されず適宜変更可能であることは言うまでもない。
【０１９９】
変形例は、実施例の構成において、各プッシュ波パルスｐｐｐｎごとのパルス幅ＰＷｎを、図５（ｂ）に示すよう、印加ごとに降順に増加させた例である。
【０２００】
比較例１は、ｎmax＝４とし、隣接する送信焦点ｆｚ間の間隔Δｆｚ２、３、４を等価とするとともに、送信焦点ｆｚ１〜４において、プッシュ波送信振動子列Ｐｘ１〜４の列長に対する送信焦点ＦＰ１〜４の深さの比率を等価に設定し、フォーカス領域ＦＡ１〜４における深さ方向の長さＡＦ１〜４を等価とした例である。
【０２０１】
比較例２は、実施例の構成において、隣接する送信焦点ｆｚ間の間隔Δｆｚ２、３を等価とした例である。
【０２０２】
（２）実施例の効果について
実施の形態１に係る実施例では、プッシュ波送信振動子列Ｐｘ１〜３の列長に対する送信焦点ＦＰ１〜３の深さの比率が、被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく構成されている。そのため、フォーカス領域ＦＡｎの深さ方向の長さＡＦｎは、被検体の深部ほど長く浅部ほど短くなり、弾性計測可能領域Ｃｘｎの被検体深さ方向の長さは、被検体の深部ほどに大きく浅部ほど縦長の小さい構成となる。実施例では、図２３（ａ）に示すように、隣接する送信焦点ｆｚ間の間隔Δｆｚ２、３が、被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく構成されているので、弾性計測可能領域Ｃｘｎを送信焦点ｆｚ間の間隔Δｆｚｎに適合させて、送信焦点ｆｚ間の間隔Δｆｚｎに対して均一な密度で配置することができる。これにより、３つの弾性計測可能領域Ｃｘ１〜３によって関心領域ｒｏｉ全体を隙間や重なりなくカバーすることができる。
【０２０３】
これに対し、比較例１では、図２３（ｂ）に示すように、関心領域ｒｏｉ全体をカバーするために４つの弾性計測可能領域Ｃｘ１〜４が必要となり、送信焦点ｆｚ１〜４に対するプッシュ波ｐｐｎ（ｎ＝１〜４）の送信が必要となり実施例に比べて消費電力が大きい。
【０２０４】
また、比較例２では、図２３（ｃ）に示すように、隣接する送信焦点ｆｚ間の間隔Δｆｚ２、３を等価としたため、弾性計測可能領域Ｃｘｎを送信焦点ｆｚ間の間隔Δｆｚｎに適合させることができない。そのため、関心領域ｒｏｉ内で、弾性計測可能領域Ｃｘ１と２との間に隙間ＧＰが生じており、関心領域ｒｏｉ全体をカバーすることができない。この場合には、隙間ＧＰの部分において超音波弾性計測の信頼度が低下する可能性がある。その一方で弾性計測可能領域Ｃｘ２と３との間に重なりＯＶが生じている。そのため、関心領域ｒｏｉ全体の弾性計測を行うという要件に対して、プッシュ波ｐｐｎの送信に要した消費電力が最適に使われているとは言えず消費電力が無駄に使われていることになる。
【０２０５】
一方、実施例では、上述のとおり、３つの弾性計測可能領域Ｃｘ１〜３によって関心領域ｒｏｉ全体を隙間や重なりなくカバーできるので、比較例１よりも少ない消費電力にて関心領域ｒｏｉ全体に対し信頼度の高い超音波弾性計測が可能となる。
【０２０６】
（３）変形例の効果について
実施例では、各プッシュ波ｐｐｎの送信におけるプッシュ波パルスｐｐｐｎごとのパルス幅ＰＷｎは、一定とした構成である。そのため、各プッシュ波送信振動子列Ｐｘｎから発生する音響放射圧は同じであるが、被検体深部ほどプッシュ波ｐｐｎは減衰するために、各プッシュ波ｐｐｎから発生する音響放射圧は送信焦点ｆｚｎ近傍では被検体深部ほど減少する。また、弾性計測可能領域Ｃｘｎは被検体深部ほど面積が広いために、弾性計測可能領域Ｃｘｎ内の平均音響放射圧は被検体深部ほど減少する。さらに、検出波ｐｗの送受信においても、被検体深部ほど検出波ｐｗは減衰するために、被検体深部ほど信号Ｓ／Ｎが低下する傾向がある。
【０２０７】
これに対し、変形例は、実施例の構成において、各プッシュ波パルスｐｐｐｎ（ｎ＝１，２，３）ごとのパルス幅ＰＷｎを、印加ごとに降順に増加させたことにより、各プッシュ波送信振動子列Ｐｘｎから発生する音響放射圧は被検体深部ほど増加する。これにより、被検体組織でのプッシュ波ｐｐｎの減衰を補い、各プッシュ波ｐｐｎによる送信焦点ｆｚｎ近傍での音響放射圧の差を被検体深さにかかわらず軽減することができる。さらには、各プッシュ波ｐｐｎによる送信焦点ｆｚｎ近傍での音響放射圧を被検体深部ほど増加して、弾性計測可能領域Ｃｘｎ内の平均音響放射圧は被検体深さにかかわらず一定とすることもできる。
【０２０８】
その結果、変形例では、実施例同様に、３つの弾性計測可能領域Ｃｘ１〜３によって関心領域ｒｏｉ全体を隙間や重なりなくカバーすることに加えて、プッシュ波パルスｐｐｐｎごとの印加開始時刻ＰＴｎの時間間隔に適合してプッシュ波パルスｐｐｐｎごとのパルス幅ＰＷｎを制御することにより、被検体深部におけるせん断波や検出波の信号Ｓ／Ｎの低下を抑制し、関心領域ｒｏｉ全体に対し、より一層信頼度の高い超音波弾性計測が可能となる。すなわち、被検体中の送信焦点ｆｚｎの深さに電力配分を適正化させて、より少ない消費電力にて関心領域ｒｏｉ全体に対し、より一層信頼度の高い超音波弾性計測が可能となる。
【０２０９】
＜小  括＞
本実施の形態１に係る超音波診断装置１００によれば、プッシュ波パルス送信部１０４１は、複数の振動子１０１ａから選択される複数の送信振動子Ｐｘそれぞれに対し所定の位相が設定された所定時間長のプッシュ波パルスｐｐｐｎを複数回供給することにより、複数の送信振動子Ｔｘに被検体内の深さ方向における位置が異なる複数の送信焦点ＦＰｎそれぞれに集束する複数のプッシュ波ｐｐｎを順次送信させる。さらに、隣接する送信焦点ＦＰｎ間の間隔ΔＦｚｎが被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく、かつ、複数の送信振動子の列長Ｐｘに対する送信焦点の深さＦｚｎの比率が被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく、複数のプッシュ波を送信させる構成を採る。
【０２１０】
係る構成により、各プッシュ波ｐｐｎに対する弾性計測可能領域Ｃｘｎが関心領域ｒｏｉ全体を隙間や重なりなくカバーできるので、より少ない消費電力にて関心領域ｒｏｉ全体に対し信頼度の高い超音波弾性計測を実現できる。
【０２１１】
また、プッシュ波パルス送信部から供給されるプッシュ波パルスの供給時間は被検体の深部ほど長く浅部ほど短い構成としてもよい。
【０２１２】
係る構成により、被検体深さに適合してプッシュ波パルスｐｐｐｎごとのパルス幅ＰＷｎを制御することにより、被検体深部におけるせん断波や検出波の信号Ｓ／Ｎの低下を抑制し、関心領域ｒｏｉ全体に対しより一層信頼度の高い超音波弾性計測が可能となる。すなわち、被検体中の送信焦点ｆｚｎの深さに適合させて電力配分を適正化し、より少ない消費電力にて関心領域ｒｏｉ全体に対しより一層信頼度の高い超音波弾性計測が可能となる。
【０２１３】
≪実施の形態２≫
実施の形態１に係る超音波診断装置１００では、伝播速度変換部１１０３は、関心領域ｒｏｉ内の観測点Ｐｉｊについて、波面到達時間フレームデータａｔｏに基づいてせん断波の伝播速度を算出する構成とした。
【０２１４】
しかしながら、実施の形態２に係る超音波診断装置１００Ａでは、変位量フレームデータｐｔｌに基づいて伝播速度フレームデータを算出して伝播速度フレームデータを弾性率フレームデータに変換する構成を採る点で実施の形態１と相違する。
【０２１５】
以下、超音波診断装置１００Ａについて説明する。
【０２１６】
＜構成＞
超音波診断装置１００Ａでは、伝播情報解析部、弾性率算出部の構成が実施の形態１の構成と相違するため、超音波診断装置１００Ａに係るこれらの構成について説明する。上記以外の構成については、超音波診断装置１００と同じであり説明は省略する。
【０２１７】
図２４は、超音波診断装置１００Ａにおける、変位検出部１０９、伝播情報解析部１１０Ａ、弾性率算出部１１１の構成を示す機能ブロック図である。このうち、超音波診断装置１００Ａと異なる伝播情報解析部１１０Ａの構成について説明する。
【０２１８】
伝播情報解析部１１０Ａは、相関処理部１１０４Ａから構成される点が超音波診断装置１００Ａと相違する。
【０２１９】
相関処理部１１０４Ａは、送信イベントごとに、変位量フレームデータｐｔｌのシーケンスから、相互相関処理を用いて伝播速度Ｃｆフレームデータｖｏ（ｏは異なる波面の数をあらわす自然数、番号を区別しない場合は伝播速度Ｃｆフレームデータｖとする）をダイレクトに生成してデータ格納部１１５に出力する。
【０２２０】
図２５（ａ）（ｂ）は、超音波診断装置１００Ａのせん断波の伝播解析の動作を示す模式図である。図２５（ａ）に示すように、関心領域ｒｏｉ内にあるｚ方向位置が等しく所定距離Δｘ離れた観測点Ｐｉｊと参照観測点Ｒｉｊとを定義する。図２５（ｂ）に示すように、相関処理部１１０４Ａは、変位量フレームデータｐｔｌのシーケンスに基づいて、着目観測点Ｐｉｊと参照観測点Ｒｉｊにおける変位ｐｔｉｊの時系列変化データをそれぞれ抽出して、複数の時系列変化データ間において相互相関処理を行い、着目観測点Ｐｉｊと参照観測点Ｒｉｊ間における変位ｐｔｉｊの移行時間Δｔを算出する。そして、所定距離Δｘを移行時間Δｔで除することにより着目観測点Ｐｉｊに対するせん断波の伝播速度ｖｉｊを算出する。この処理により、関心領域ｒｏｉ内の各着目観測点Ｐｉｊについてせん断波の伝播速度ｖｉｊを算出することにより伝播速度Ｃｆフレームデータｖｏをダイレクトに生成する。
【０２２１】
弾性率変換部１１１１は、伝播速度Ｃｆデータｖｏを入力として、伝播速度データＣｆｖｉｊを観測点Ｐｉｊにおける弾性率データｅｌｉｊに変換する。こうして、関心領域ｒｏｉに対する弾性率フレームデータｅｌｆを生成し、生成した弾性率フレームデータｅｌｆをデータ格納部１１５に、制御部１１６を介してそれぞれ出力する。
【０２２２】
＜動作＞
超音波診断装置１００ＡのＳＷＳシーケンスの動作について説明する。
【０２２３】
超音波診断装置１００ＡのＳＷＳシーケンスの動作は、超音波診断装置１００の動作と比較して、図１１に示す超音波診断装置１００のＳＷＳシーケンスの動作フローにおいて、ステップＳ１５３に係るせん断波の伝播情報解析の動作の詳細を示した図１４とフローの一部が相違する。そのため、以後、異なる動作について説明する。
【０２２４】
１．せん断波の伝播情報解析の動作について
図２６は、超音波診断装置１００Ａにおけるせん断波の伝播情報解析の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１５３１からＳ１５３４までの動作、および、ステップＳ１５３５からＳ１５３８までの動作は、図１４に示した超音波診断装置１００のものと同じであり説明を省略する
超音波診断装置１００Ａでは、ステップＳ１５３４の後に相関処理部１１０４Ａは、変位量フレームデータｐｔｌのシーケンスをデータ格納部１１５から読み出し（ステップＳ１５３１Ａ）、着目観測点Ｐｉｊと所定距離Δｘ離れた参照観測点Ｒｉｊにおける変位ｐｔｉｊの時系列変化データ間において相互相関処理を行い、着目観測点Ｐｉｊと参照観測点Ｒｉｊ間における変位ｐｔｉｊの移行時間Δｔを算出し（ステップＳ１５３２Ａ）、ΔｘをΔｔで除することにより着目観測点Ｐｉｊに対するせん断波の伝播速度ｖｉｊを算出する。この処理を関心領域ｒｏｉ内の各着目観測点Ｐｉｊについて行い伝播速度Ｃｆフレームデータｖｏをダイレクトに生成する（ステップＳ１５３３Ａ）。
【０２２５】
２．相互相関処理を用いたせん断波の伝播速度ｖｉｊ算出方法
について説明する。図２７は、図２５のステップＳ１５３２Ａ、Ｓ１５３３Ａで用いることができるせん断波の伝播速度ｖｉｊの出力データ作成手順を示すフローチャートである。
【０２２６】
本フローチャートは、変数ｌについてのループ、変数ｉについてのループ、変数ｊについてのループが多重化されている。変数ｌについてのループは、ｘ方向（振動子列方向）位置ｉにおける波面の到達時間と、ｘ方向位置ｉ＋１における波面の到達時間とのずれを意味する変数ｌについてのループであり、変数ｌがとり得る様々な値について、Ｒｆｇ、Ｃｆｇを算出するもためのループである。ここで、ｆｉ（ｔ）は、ｘ方向位置（ｉ）における時間軸方向の波面位置の変化量を示し、ｇｉ＋１（ｔ）は、ｘ方向位置（ｉ＋１）における時間軸方向の波面位置の変化量である。変数ｉについてのループは、１つのｚ方向（被検体深さ方向）位置における複数ｘ方向位置のそれぞれについて、せん断波の伝播速度を算出するためのループである。変数ｊについてのループは、ｚ方向位置のそれぞれについて、ｖ（ｉ，ｊ）を繰り返すためのループである
ステップＳ７１では、ｚ方向のそれぞれの位置を示す変数ｊを１に初期化し、ステップＳ７２では、振動子配列方向のそれぞれの位置を示す変数ｉを１で初期化する。ステップＳ７３は、変数ｌを１で初期化する。ステップＳ７４では、変数初期化又は変数更新により一個の値が設定された変数ｌについて、積和演算を行い、ｆｉ（ｔ）と、ｇｉ＋１（ｔ＋ｌ）との相関値Ｃｆｇを算出する。ステップＳ７５では、相関値Ｃｆｇを正規化して、正規化された相関値Ｒｆｇを得る。ステップＳ７６は、変数ｌについての終了要件であり、ｌが最大値ｍａｘに達していなければ、変数ｌをインクリメントして（ステップＳ７０）、ステップＳ７４に戻る。変数ｌが最大値ｍａｘに達するまで、変数ｌのインクリメントと、Ｃｆｇの算出、正規化が繰り返される。ｌが最大値ｍａｘに達すると（ステップＳ７６がＹｅｓ）、ステップＳ７７に移行する。ステップＳ７７は、ｌ＝１，２，３，４，５・・・・・ｎのそれぞれの値についてのＲｆｇのうち、最小のものに変数ｌを乗ずることで、時間方向のずれ量τを算出する。そしてステップＳ７８では、ｖ←ｋ／（τＴ）の計算によりせん断波速度の局所値を算出して、座標（ｉ，ｊ）におけるせん断波の伝播速度ｖ（ｉ，ｊ）を得る。
【０２２７】
ステップＳ８０は、変数ｉが最大値ｍａｘに達したかどうかの判定であり、達していなければ、変数ｉをインクリメントして（ステップＳ８１）、ステップＳ７３に戻る。ステップＳ８２は、変数ｊのループの終了要件であり、達していなければ（ステップＳ８２がＮｏ）、ステップＳ８３で変数ｊをインクリメントして、ステップＳ７２に戻る。変数ｊが最大値ｍａｘに達すれば、ループを抜ける。ステップＳ８４は、全てのループが終了した後の後処理であり、各ｘ方向位置、ｚ位置についてのせん断波の伝播速度ｖ（ｉ，ｊ）の出力データを得る。
【０２２８】
以上のように、本計算方法では、みかけ上の時間分解能、空間分解能を高めることができる。これにより、硬性組織の通過で局所的に上昇した瞬間のせん断波の速度を算出することができるので、弾性評価を高精度に行うことができる。
【０２２９】
以上により、ＳＷＳシーケンスの処理が終了する。以上の超音波診断装置１００Ａの超音波弾性率計測処理により、ＳＷＳシーケンス弾性率フレームデータｅｌｆを算出することができる。
【０２３０】
＜効果＞
以上、説明したように、実施の形態２に係る超音波診断装置１００Ａでは、伝播情報解析部１１０Ａは、変位量フレームデータｐｔｌのシーケンスに基づいて着目観測点と所定距離だけ離れた参照観測点における変位の時系列変化データをそれぞれ算出し、複数の時系列変化データ間において相互相関処理を行うことにより、着目観測点と参照観測点間における変位の移行時間を算出し、所定距離を移行時間で除することにより着目観測点に対するせん断波の伝播速度を算出し、関心領域内の複数の観測点を着目観測点としてせん断波の伝播速度Ｃｆフレームデータｖｏを算出する構成を採る。
【０２３１】
係る構成により、超音波弾性率計測において、変位量フレームデータｐｔｌのシーケンスから、相互相関処理を用いて伝播速度Ｃｆフレームデータｖｏを直接に生成することができ演算負荷を軽減できる。これにより、実施の形態１に係る効果に加えて、時間分解能、空間分解能を高め高精度に伝播速度フレームデータ、さらに弾性率フレームデータを算出することができる。
【０２３２】
＜その他の変形例＞
なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、以下のような場合も本発明に含まれる。
【０２３３】
実施の形態に係る超音波診断装置１００では、送信部１０６、検出波受信部１０８、変位検出部１０９、伝播情報解析部１１０、弾性率算出部１１１の構成は、実施の形態に記載した構成以外にも、適宜変更することができる。
【０２３４】
例えば、実施の形態では、プローブ１０１に存する全ての振動子１０１ａからプッシュ波の送信を行う構成としたが、送信部１０６は、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａの一部に当たる振動子列からなるプッシュ波送信振動子列Ｐｘを設定し、ＳＷＳシーケンスごとに送信振動子列を列方向に漸次移動させながら超音波送信を繰り返す構成としてもよい。プッシュ波による音響放射圧を増加することができる。
【０２３５】
また、実施の形態では、関心領域ｒｏｉは、複数の振動子１０１ａからなる振動子列（１０１ａ）を含む検出波照射領域Ａｘ内の一部領域に設定される構成としたが、関心領域ｒｏｉをその最大範囲である検出波照射領域Ａｘ全体に設定した構成としてもよい。
【０２３６】
また、実施の形態では、検出波照射領域Ａｘ内の一部領域に設定し、プッシュ波パルス発生部１０４は、プッシュ波送信振動子列Ｐｘを、複数の振動子１０１ａ全部とし、プッシュ波の送信焦点ＦＰを関心領域ｒｏｉ内に単数設定する構成とし、関心領域ｒｏｉに検出波ｐｗｌの送受信を複数回繰り返すＳＷＳシーケンスを行い、１回のＳＷＳシーケンスにより関心領域ｒｏｉ内に位置する観測点について弾性率フレームデータｅｌを算出する構成とした。しかしながら、関心領域ｒｏｉを、検出波照射領域Ａｘ内の一部領域に設定し、ＳＷＳシーケンス毎に送信焦点ＦＰを列方向に漸次移動させてプッシュ波ｐｐを送信するとともに、送信焦点ＦＰの位置に基づいて関心領域ｒｏｉ内の対象観測領域を異ならせて検出波ｐｗｌの送受信を複数回繰り返し、ＳＷＳシーケンスごとに関心領域ｒｏｉの一部領域について算出された合成弾性率フレームデータｅｍｐを合成して関心領域ｒｏｉ全体に対する統合ＳＷＳシーケンス合成弾性率ｅｌを算出する構成としてもよい。
【０２３７】
また、実施の形態では、観測点の存在領域は、受波振動子列と垂直であって振動子列と同幅の領域とした。
【０２３８】
しかしながら、これに限定されるものではなく、超音波照射領域に含まれる任意の領域に設定してもよい。例えば、受信振動子列の列中心を通り振動子列に垂直な直線を中心線とする複数の振動子幅の帯状の矩形領域としてもよい。
【０２３９】
また、本発明は、例えば、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、上記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、上記マイクロプロセッサは、上記コンピュータプログラムにしたがって動作するとしてもよい。例えば、本発明の超音波診断装置の診断方法のコンピュータプログラムを有しており、このプログラムに従って動作する（又は接続された各部位に動作を指示する）コンピュータシステムであってもよい。
【０２４０】
また、上記超音波診断装置の全部、もしくは一部、またビームフォーミング部の全部又は一部を、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記録媒体、ハードディスクユニットなどから構成されるコンピュータシステムで構成した場合も本発明に含まれる。上記ＲＡＭ又はハードディスクユニットには、上記各装置と同様の動作を達成するコンピュータプログラムが記憶されている。上記マイクロプロセッサが、上記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置はその機能を達成する。
【０２４１】
また、上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、１つのシステムＬＳＩ（Large Scale Integration（大規模集積回路））から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。なお、ＬＳＩは、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。上記ＲＡＭには、上記各装置と同様の動作を達成するコンピュータプログラムが記憶されている。上記マイクロプロセッサが、上記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。例えば、本発明のビームフォーミング方法がＬＳＩのプログラムとして格納されており、このＬＳＩがコンピュータ内に挿入され、所定のプログラム（ビームフォーミング方法）を実施する場合も本発明に含まれる。
【０２４２】
なお、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路また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 Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサー（Reconfigurable Processor）を利用してもよい。
【０２４３】
さらには、半導体技術の進歩また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。
【０２４４】
また、各実施の形態に係る、超音波診断装置の機能の一部又は全てを、ＣＰＵ等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現してもよい。上記超音波診断装置の診断方法や、ビームフォーミング方法を実施させるプログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。プログラムや信号を記録媒体に記録して移送することにより、プログラムを独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい、また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
【０２４５】
上記実施形態に係る超音波診断装置では、記憶装置であるデータ格納部を超音波診断装置内に含む構成としたが、記憶装置はこれに限定されず、半導体メモリ、ハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、磁気記憶装置、等が、超音波診断装置に外部から接続される構成であってもよい。
【０２４６】
また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。
【０２４７】
また、上記のステップが実行される順序は、本発明を具体的に説明するために例示するためのものであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時（並列）に実行されてもよい。
【０２４８】
また、超音波診断装置には、プローブ及び表示部が外部から接続される構成としたが、これらは、超音波診断装置内に一体的に具備されている構成としてもよい。
【０２４９】
また、上記実施の形態においては、プローブは、複数の圧電振動子が一次元方向に配列されたプローブ構成を示した。しかしながら、プローブの構成は、これに限定されるものではなく、例えば、複数の圧電変換振動子を２次元方向に配列した２次元配列振動子や、一次元方向に配列された複数の振動子を機械的に揺動させて三次元の断層画像を取得する揺動型プローブを用いてもよく、測定に応じて適宜使い分けることができる。例えば、２次元に配列されたプローブを用いた場合、圧電変換振動子に電圧を与えるタイミングや電圧の値を個々に変化させることによって、送信する超音波ビームの照射位置や方向を制御することができる。
【０２５０】
また、プローブは、送受信部の一部の機能をプローブに含んでいてもよい。例えば、送受信部から出力された送信電気信号を生成するための制御信号に基づき、プローブ内で送信電気信号を生成し、この送信電気信号を超音波に変換する。併せて、受信した反射波を受波信号に変換し、プローブ内で受波信号に基づき音響線信号を生成する構成を採ることができる。
【０２５１】
また、各実施の形態に係る超音波診断装置、及びその変形例の機能のうち少なくとも一部を組み合わせてもよい。更に上記で用いた数字は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。さらに、本実施の形態に対して当業者が思いつく範囲内の変更を施した各種変形例も本発明に含まれる。
【０２５２】
≪まとめ≫
本実施の形態に係る超音波診断装置は、複数の振動子が列設されたプローブが接続可能に構成されており、前記プローブに被検体内に超音波ビームが集束するプッシュ波を送信させ、当該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検出する超音波診断装置であって、前記複数の振動子から選択される複数の送信振動子それぞれに対し所定の位相が設定された所定時間長のプッシュ波パルスを複数回供給することにより、前記複数の送信振動子に被検体内の深さ方向における位置が異なる複数の送信焦点それぞれに集束する複数のプッシュ波を順次送信されるプッシュ波パルス送信部と、前記複数のプッシュ波の送信に続き、前記複数の振動子の一部又は全部に検出波パルスを供給して前記複数の振動子に被検体中の解析対象範囲を表す関心領域を通過する検出波を複数回送信させる検出波パルス送信部と、前記複数回の検出波の各々に対応して前記複数の振動子にて時系列に受信された反射検出波に基づき、前記関心領域内のせん断波の伝播速度フレームデータを算出する伝播情報解析部とを備え、前記プッシュ波パルス送信部は、隣接する前記送信焦点間の間隔が被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく、かつ、前記複数の送信振動子の列長に対する前記送信焦点の深さの比率が被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく、前記複数のプッシュ波を送信させることを特徴とする。
【０２５３】
係る構成により、各プッシュ波ｐｐｎに対する弾性計測可能領域Ｃｘｎが関心領域ｒｏｉ全体を隙間や重なりなくカバーできるので、より少ない消費電力にて関心領域ｒｏｉ全体に対し信頼度の高い超音波弾性計測を実現できる。すなわち、関心領域ｒｏｉ全体の弾性計測を行うという要件に対して、プッシュ波ｐｐｎの送信位置の適正化を図れ、プッシュ波ｐｐｎの送信に要した消費電力が無駄を防止できる。
【０２５４】
また、別の態様では、上記何れかの態様において、前記プッシュ波パルス送信部から、供給されるプッシュ波パルスの供給開始時間の間隔は被検体の深部ほど長く浅部ほど短い構成としてもよい。
【０２５５】
係る構成により、隣接する前記送信焦点間の間隔が被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく、前記複数のプッシュ波を送信させることができる。
【０２５６】
また、別の態様では、上記何れかの態様において、前記プッシュ波パルス送信部は、同一の送信振動子の列に対してプッシュ波パルスを複数回供給する構成としてもよい。
【０２５７】
係る構成により、容易に前記複数の送信振動子の列長に対する前記送信焦点の深さの比率が被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく、前記複数のプッシュ波を送信させることができる。
【０２５８】
また、別の態様では、上記何れかの態様において、前記プッシュ波パルス送信部から供給されるプッシュ波パルスの供給時間は被検体の深部ほど長く浅部ほど短い構成としてもよい。
【０２５９】
係る構成により、被検体深さに適合してプッシュ波パルスｐｐｐｎごとのパルス幅ＰＷｎを制御することにより、被検体深部におけるせん断波や検出波の信号Ｓ／Ｎの低下を抑制し、関心領域ｒｏｉ全体に対しより一層信頼度の高い超音波弾性計測が可能となる。すなわち、被検体中の送信焦点ｆｚｎの深さに適合させて電力配分を適正化し、より少ない消費電力にて関心領域ｒｏｉ全体に対しより一層信頼度の高い超音波弾性計測が可能となる。
【０２６０】
また、別の態様では、上記何れかの態様において、それぞれの前記送信焦点に対し、前記送信焦点を含み超音波ビームのエネルギ密度が所定値以上の領域それぞれをフォーカス領域としたとき、前記フォーカス領域の深さ方向の長さが、被検体の深部ほど長く浅部ほど短い構成としてもよい。
【０２６１】
前記複数の送信振動子の列長に対する前記送信焦点の深さの比率が被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく前記複数のプッシュ波を送信させることにより、係る構成を実現できる。
【０２６２】
また、別の態様では、上記何れかの態様において、前記プッシュ波パルス送信部は、前記複数の送信振動子を特定し、前記送信振動子毎に適用される前記プッシュ波パルスの位相、前記プッシュ波パルス毎の前記プッシュ波パルスの印加電圧及び電圧印加時間、前記プッシュ波パルス毎の前記プッシュ波パルスの最小電圧印加開始時間を設定して、前記プッシュ波パルスを供給する構成としてもよい。
【０２６３】
係る構成により、前記プッシュ波パルス送信部は、隣接する前記送信焦点間の間隔が被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく、かつ、前記複数の送信振動子の列長に対する前記送信焦点の深さの比率が被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく、前記複数のプッシュ波を送信させる構成を簡易に実現できる。
【０２６４】
また、別の態様では、上記何れかの態様において、前記検出波は、被検体中を前記複数の振動子の列と垂直に伝播する平面波である構成としてもよい。
【０２６５】
係る構成により、１回の検出波の送受信により関心領域全体について音響線信号を取得でき、所定時間内に平面波による検出波を複数回、送受信することにより、せん断波の伝播速度の検出が可能になる。
【０２６６】
また、別の態様では、上記何れかの態様において、さらに、前記複数回の検出波の各々に対応した前記反射検出波に基づき、前記関心領域内の複数の観測点について音響線信号を生成して音響線信号フレームデータのシーケンスを生成する検出波受信部と、前記音響線信号フレームデータのシーケンスから、前記反射検出波の受信時刻それぞれにおける前記関心領域内の組織の変位を検出して変位量フレームデータのシーケンスを生成する変位検出部とを備え、前記伝播情報解析部は、前記変位量フレームデータのシーケンスに基づき、前記関心領域内のせん断波の伝播速度のフレームデータを算出する、構成としてもよい。
【０２６７】
係る構成により、せん断波の伝播速度を解析するための変位量フレームデータのシーケンスを生成できる。
【０２６８】
また、別の態様では、上記何れかの態様において、前記伝播情報解析部は、各前記受信時刻における前記変位量フレームデータのシーケンスからせん断波の波面位置を抽出して波面フレームデータのシーケンスを生成し、複数の前記波面フレームデータそれぞれに含まれる波面の位置と前記受信時刻とを対応させることにより波面到達時間フレームデータのシーケンスを生成し、前記波面到達時間フレームデータのシーケンスに基づき前記関心領域内のせん断波の伝播速度フレームデータを算出する構成としてもよい。
【０２６９】
係る構成により、変位量フレームデータのシーケンスに基づきせん断波の伝播速度フレームデータを算出できる。
【０２７０】
また、別の態様では、上記何れかの態様において、前記伝播情報解析部は、前記変位量フレームデータのシーケンスに基づいて着目観測点と所定距離だけ離れた参照観測点における変位の時系列変化データをそれぞれ算出し、前記複数の時系列変化データ間において相互相関処理を行うことにより、前記着目観測点と前記参照観測点間における変位の移行時間を算出し、前記所定距離を前記移行時間で除することにより前記着目観測点に対するせん断波の伝播速度を算出し、前記関心領域内の複数の観測点を前記着目観測点としてせん断波の伝播速度フレームデータを算出する構成としてもよい。
【０２７１】
係る構成により、超音波弾性率計測において、変位量フレームデータｐｔｌのシーケンスから、相互相関処理を用いて伝播速度Ｃｆフレームデータｖｏを直接に生成することができ演算負荷を軽減できる。
【０２７２】
また、別の態様では、上記何れかの態様において、前記関心領域内のせん断波の伝播速度フレームデータに基づき、前記関心領域内の弾性率フレームデータを算出する弾性率算出部をさらに備えた構成としてもよい。
【０２７３】
係る構成により、変位量フレームデータのシーケンスに基づき被検体組織の弾性率フレームデータを簡易に算出できる。
【０２７４】
また、別の態様では、上記何れかの態様において、さらに、画像を表示する表示部を備え、前記弾性率算出部は、前記関心領域内の弾性率フレームデータをマッピングして弾性画像（エラストグラフィ）を生成し、当該弾性画像を表示用の画像に変換して前記表示部に表示させる構成としてもよい。
【０２７５】
係る構成により、変位量フレームデータのシーケンスに基づき被検体組織の弾性率分布画像を表示できる。
【０２７６】
また、本実施の形態に係る超音波診断装置の制御方法は、複数の振動子が列設されたプローブが接続可能に構成されており、前記プローブに被検体内に超音波ビームが集束するプッシュ波を送信させ、当該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検出する超音波診断装置の制御方法であって、前記複数の振動子から選択される複数の送信振動子それぞれに対し所定の位相が設定された所定時間長のプッシュ波パルスを複数回供給することにより、前記複数の送信振動子に被検体内の深さ方向における位置が異なる複数の送信焦点それぞれに集束する複数のプッシュ波を、隣接する前記送信焦点間の間隔が被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく、かつ、前記複数の送信振動子の列長に対する前記送信焦点の深さの比率が被検体の深部ほど大きく浅部ほど小さく、順次送信させ、前記複数のプッシュ波の送信に続き、前記複数の振動子の一部又は全部に検出波パルスを供給して前記複数の振動子に被検体中の解析対象範囲を表す関心領域を通過する検出波を複数回送信させ、前記複数回の検出波の各々に対応した前記反射検出波に基づき、前記関心領域内の複数の観測点について音響線信号を生成して音響線信号フレームデータのシーケンスを生成し、前記音響線信号フレームデータのシーケンスから、前記反射検出波の受信時刻それぞれにおける前記関心領域内の組織の変位を検出して変位量フレームデータのシーケンスを生成し、各前記受信時刻における前記変位量フレームデータのシーケンスからせん断波の波面位置を抽出して波面フレームデータのシーケンスを生成し、複数の前記波面フレームデータそれぞれに含まれる波面の位置と前記受信時刻とを対応させることにより波面到達時間フレームデータのシーケンスを生成し、前記波面到達時間フレームデータのシーケンスに基づき前記関心領域内のせん断波の伝播速度フレームデータを算出することを特徴とする。
【０２７７】
係る構成により、各プッシュ波ｐｐｎに対する弾性計測可能領域Ｃｘｎが関心領域ｒｏｉ全体を隙間や重なりなくカバーできるので、より少ない消費電力にて関心領域全体に対し信頼度の高い超音波弾性計測ができる超音波診断装置の制御を実現できる。
【符号の説明】
【０２７８】
１００、１００Ａ  超音波診断装置
１０１    プローブ
１０１ａ  超音波振動子
１０２  操作入力部
１０３  関心領域設定部
１０４  プッシュ波パルス発生部
１０４１  プッシュ波パルス送信部
１０５  検出波パルス発生部
１０５１  検出波パルス送信部
１０６  送信部
１０６１  駆動信号発生部
１０６２  遅延プロファイル生成部
１０６３  駆動信号送信部
１０７  マルチプレクサ部
１０８  検出波受信部
１０８１  入力部
１０８２  受波信号保持部
１０８３  整相加算部
１０８３１  遅延処理部
１０８３２  加算部
１０９  変位検出部
１１０、１１０Ａ  伝播情報解析部
１１０１  波面検出部
１１０２  波面到達時間検出部
１１０３  伝播速度変換部
１１０４Ａ  相関処理部
１１１  弾性率算出部
１１１１  弾性率変換部
１１３  表示制御部
１１４  表示部
１１５  データ格納部
１１６  制御部
１５０  超音波信号処理回路
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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