(57)【要約】【課題】ノイズの影響を低減し、高い精度で性状特性を計測することのできる超音波診断装置を提供する。【解決手段】本発明の超音波診断装置は、応力によって周期的に変形する被検体へ超音波を送信するために、探触子を駆動する駆動信号を生成する送信部１０２と、前記超音波が前記被検体において反射することにより得られるエコーを前記探触子により受信し、受信エコー信号を生成する受信部１０３と、前記受信エコー信号に基づいて前記被検体中の任意の２つの測定部位間の距離変化を示す厚さ変化波形を算出する演算部１５１と、基準波形を生成する基準波形生成部１１７と、前記基準波形を用いて、前記厚さ変化波形の全体から前記厚さ変化波形の最大変化量を算出する厚さ変化量推定部１１８とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
応力によって周期的に変形する被検体へ超音波を送信するために、探触子を駆動する駆動信号を生成する送信部と、
前記超音波が前記被検体において反射することにより得られるエコーを前記探触子により受信し、受信エコー信号を生成する受信部と、
前記受信エコー信号に基づいて前記被検体中の任意の２つの測定部位間の距離変化を示す厚さ変化波形を算出する演算部と、
基準波形を生成する基準波形生成部と、
前記基準波形を用いて、前記厚さ変化波形の全体から前記厚さ変化波形の最大変化量を算出する厚さ変化量推定部と、
を備えた超音波診断装置。
【請求項２】
前記厚さ変化量推定部は、前記厚さ変化波形と前記基準波形との整合誤差が最小となるように前記厚さ変化波形または前記基準波形に乗じる係数を求め、前記係数および前記基準波形の振幅から前記厚さ変化波形の最大変化量を算出する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記基準波形生成部は、前記基準波形のデータを記憶した記憶部を含む請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記基準波形は、あらかじめ複数の被検体から取得した厚さ変化波形を平均したものである請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記被検体の変形の周期に基づいて、前記基準波形の周期を調整する周期調整部をさらに備え、
前記厚さ変化量推定部は、周期が調整された基準波形と前記厚さ変化波形とに基づいて前記厚さ変化波形の最大変化量を算出する請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記被検体の変形の周期に基づいて、前記厚さ変化波形の周期を調整する周期調整部をさらに備え、
前記厚さ変化量推定部は、周期が調整された厚さ変化波形と前記基準波形とに基づいて前記厚さ変化波形の最大変化量を算出する請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
周期が調整された厚さ変化波形の複数周期における平均を求める平均化部をさらに備え、平均化された厚さ変化波形と前記基準波形とに基づいて前記厚さ変化波形の最大変化量を算出する請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記厚さ変化波形の周期が一定でない場合において、前記厚さ変化波形の周期のうち最も短い周期に合わせて、各周期のデータを抽出し、前記厚さ変化波形の周期を一定にする周期調整部をさらに備える請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記演算部は、前記受信エコー信号に基づいて前記被検体中の複数の測定部位の位置変化をそれぞれ示す移動波形を算出する移動波形算出部と、前記移動波形に基づいて、前記２つの測定部位間の厚さ変化波形を算出する演算部とを含む請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記基準波形生成部は、前記移動波形に基づいて、前記基準波形を生成する請求項９に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記移動波形に基づいて前記被検体に含まれる血管径の変化波形を算出する血管径算出部をさらに備え、前記基準波形生成部は、前記変化波形に基づいて、前記基準波形を生成する請求項９に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記基準波形生成部は、前記被検体の血圧変化波形に基づいて前記基準波形を生成する請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記被検体の変形周期において生じる前記応力の応力差の情報を受け取って、前記最大変化量から弾性率を求める弾性率算出部をさらに備える請求項１から１２のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
超音波診断装置の制御部による超音波診断装置の制御方法であって、
探触子を駆動して超音波を送信するステップ（Ａ）と、
応力によって周期的に変形する被検体において前記超音波が反射することにより得られるエコーを前記探触子により受信するステップ（Ｂ）と、
前記受信エコー信号に基づいて前記被検体中の任意の２つの測定部位間の距離変化を示す厚さ変化波形を算出するステップ（Ｃ）と、
基準波形を生成するステップ（Ｄ）と、
前記基準波形を用いて、前記厚さ変化波形の全体から前記厚さ変化波形の最大変化量を算出するステップ（Ｅ）と、
を包含する超音波診断装置の制御方法。
【請求項１５】
前記ステップ（Ｅ）は、前記厚さ変化波形と前記基準波形との整合誤差が最小となるように前記厚さ変化波形または前記基準波形に乗じる係数を求め、前記係数および前記基準波形の振幅から前記厚さ変化波形の最大変化量を算出する請求項１４に記載の超音波診断装置の制御方法。
【請求項１６】
前記基準波形は、あらかじめ複数の被検体から取得した厚さ変化波形を平均したものである請求項１４または１５に記載の超音波診断装置の制御方法。
【請求項１７】
前記被検体の変形の周期に基づいて、前記基準波形の周期を調整するステップをさらに包含し、
前記ステップ（Ｅ）は、周期が調整された基準波形と前記厚さ変化波形とに基づいて前記厚さ変化波形の最大変化量を算出する請求項１４に記載の超音波診断装置の制御方法。
【請求項１８】
前記被検体の変形の周期に基づいて、前記厚さ変化波形の周期を調整するステップをさらに包含し、
前記ステップ（Ｅ）は、周期が調整された厚さ変化波形と前記基準波形とに基づいて前記厚さ変化波形の最大変化量を算出する請求項１６に記載の超音波診断装置の制御方法。
【請求項１９】
周期が調整された厚さ変化波形の複数周期における平均を求めるステップをさらに包含し、
平均化された厚さ変化波形と前記基準波形とに基づいて前記厚さ変化波形の最大変化量を算出する請求項１８に記載の超音波診断装置の制御方法。
【請求項２０】
前記ステップ（Ｃ）は、前記受信エコー信号に基づいて前記被検体中の複数の測定部位の位置変化をそれぞれ示す移動波形を算出するステップと、
前記移動波形に基づいて、前記２つの測定部位間の厚さ変化波形を算出するステップとを含む請求項１４または１５に記載の超音波診断装置の制御方法。
【請求項２１】
前記ステップ（Ｄ）は、前記移動波形に基づいて、前記基準波形を生成する請求項２０に記載の超音波診断装置の制御方法。
【請求項２２】
前記移動波形に基づいて前記被検体に含まれる血管径の変化波形を算出するステップをさらに包含し、
前記ステップ（Ｄ）は、前記変化波形に基づいて、前記基準波形を生成する請求項２０に記載の超音波診断装置の制御方法。
【請求項２３】
前記ステップ（Ｄ）は、前記被検体の血圧変化波形に基づいて前記基準波形を生成する請求項１４または１５に記載の超音波診断装置の制御方法。
【請求項２４】
前記被検体の変形周期において生じる前記応力の応力差の情報を受け取って、前記最大変化量から弾性率を求めるステップをさらに包含する請求項１４から２３のいずれかに記載の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】
本発明は超音波診断装置に関し、被検体を構成する組織の性状特性、特に、弾性率を計測する超音波診断装置に関する。
【０００２】
超音波診断装置は、超音波を被検体に照射し、そのエコー信号に含まれる情報を解析することにより、被検体を非侵襲的に検査する。従来から広く用いられている超音波診断装置は、エコー信号の強度を対応する画素の輝度に変換することにより、被検体の構造を断層画像として得ている。これにより、被検体の内部の構造を知ることができる。また、エコー信号のドップラーシフトを検出し、被検体の運動情報、たとえば、血流情報を画像表示する超音波診断装置も用いられてきた。
【０００３】
これに対し、近年、エコー信号の主に位相を解析することによって、被検体の組織の動きを精密に測定し、組織の歪みや弾性率、粘性率などの物理的（性状）特性を求めることが試みられている。
【０００４】
特許文献１は、エコー信号の検波出力信号の振幅および位相を用い、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、拍動している心臓組織に生じている微小振動を捕らえる方法を開示している。この方法によれば、被検体に対して同じ方向にΔＴの間隔をおいて超音波パルスを複数回送信し、被検体において反射した超音波をそれぞれ受信する。図１７に示すように受信したエコー信号をｙ（ｔ）、ｙ（ｔ＋ΔＴ）、ｙ（ｔ＋２ΔＴ）とする。ある深度ｘ１から得られるエコー信号の受信時刻ｔ１は、パルス送信時刻をｔ＝０とすると、ｔ１＝ｘ１／（Ｃ／２）となる。ただし、Ｃは音速である。このとき、ｙ（ｔ１）とｙ（ｔ１＋ΔＴ）の間の位相偏移をΔθ、ｔ１付近での超音波の中心周波数をｆとすると、この期間ΔＴにおけるｘ１の移動量Δｘは、以下の式（１）で表される。
【０００５】
Δｘ＝−Ｃ・Δθ／４πｆ      （１）
【０００６】
移動量Δｘをｘ１に加算することで、以下の式（２）に示すように、ΔＴ秒後のｘ１の位置ｘ１’を求めることができ、この計算を繰り返すことにより、被検体の同一部位ｘ１を追跡していくことができる。この方法は位相差トラッキング法と呼ばれている。
【０００７】
ｘ１’＝ｘ１＋Δｘ        （２）
【０００８】
特許文献２は、特許文献１の方法をさらに発展させ、被検体組織、特に動脈壁の弾性率を求める方法を開示している。この方法によれば、まず、図１８に示すように、探触子１０１から血管壁１６へ向けて超音波を送信し、血管壁１６上に設定した測定点ＡおよびＢからのエコー信号を特許文献１の方法により解析することにより、測定部位ＡおよびＢの動きを追跡する。図１９は、測定点ＡおよびＢの位置を示す追跡波形ＴＡおよびＴＢを示している。また、心電波形ＥＣＧも合わせて示している。
【０００９】
図１９に示すように、追跡波形ＴＡおよびＴＢは心電波形ＥＣＧに一致した周期性を有している。これは、心臓の心拍周期に一致して、動脈が拡張および収縮することを示している。具体的には、心電波形ＥＣＧ中にＲ波と呼ばれる大きなピークが見られる際、心臓の収縮が開始し、心臓の収縮によって、動脈中に血液が押し出される。この際の血圧変化によって急激に血管が拡張する。したがって、心電波形ＥＣＧにＲ波が現れた後、追跡波形ＴＡおよびＴＢも急激に立ち上がり、動脈が急激に拡張する。その後、心臓はゆっくり拡張するので、追跡波形ＴＡおよびＴＢも徐々に立ち下がり、動脈血管がゆっくり収縮する。このような動きを動脈は繰り返している。
【００１０】
追跡波形ＴＡおよびＴＢの差は測定点ＡＢ間の厚さ変化波形Ｗとなる。厚さ変化波形ＷはＡＢ間の歪み波形とみなすこともできる。最大厚さ変化量ΔＷは、厚さ変化波形Ｗの最大値Ｗｍａｘと最小値Ｗｍｉｎとの差から求めることができる。
【００１１】
ΔＷ＝Ｗｍａｘ−Ｗｍｉｎ      （３）
【００１２】
測定点ＡＢ間の初期化時の基準厚さをＷｓとすると、測定点ＡＢ間の最大歪み量εは以下のようになる。
【００１３】
ε＝ΔＷ／Ｗｓ      （４）
【００１４】
また、血圧計などを用いて、このときの被検体の最高血圧Ｐｍａｘおよび最低血圧Ｐｍｉｎを測定する。血圧差ΔＰは以下の式で表される。
【００１５】
ΔＰ＝Ｐｍａｘ−Ｐｍｉｎ      （５）
【００１６】
最大歪み量εは、血圧差ΔＰにより発生したものと考えられる。弾性率Ｅｒは応力を歪みで除した値として定義されるので、測定点ＡＢ間の弾性率Ｅｒは以下の式で表される。
【００１７】
Ｅｒ＝ΔＰ／ε＝ΔＰ・Ｗｓ／ΔＷ＝ΔＰ・Ｗｓ／（Ｗｍａｘ−Ｗｍｉｎ）    （６）
【００１８】
非特許文献１は、血管が不均一な厚さをもつ管とした場合において、各部の弾性率を最大歪み量εおよび血圧差ΔＰを用いて算出する方法を開示している。
【００１９】
これらの演算を断層画像上の複数点に対して行うことにより、弾性率Ｅｒの分布画像が得られる。図１８に示すように、血管壁１６中に粥腫１１が生じている場合、粥腫とその周りの血管壁組織とでは弾性率が異なる。したがって、弾性率の分布画像が得られれば粥腫の生成やその位置を診断することが可能となる。
【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
【非特許文献１】長谷川他著「不均一な壁厚を有する管の局所壁弾性率の計測法」、J Med Ultrasonics Vol.28 No.1(2001)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、従来技術による弾性率の測定方法では、厚さ変化波形Ｗの最大値Ｗｍａｘと最小値Ｗｍｉｎとの差を用いて弾性率を測定するため、ノイズ耐性が低いという問題がある。たとえば、図２０に示す厚さ変化波形Ｗが得られた場合、時刻ｔ１およびｔ２のときの値をそれぞれ最大値Ｗｍａｘおよび最小値Ｗｍｉｎとして弾性率を求める。しかし、図に示すように、時刻ｔ２における厚さ変化波形Ｗの値はノイズが混入しており、正しい値ではない。
【００２１】
本発明は、このような従来技術の問題を解決し、ノイズの影響を低減し、高い精度で性状特性を計測することのできる超音波診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の超音波診断装置は、応力によって周期的に変形する被検体へ超音波を送信するために、探触子を駆動する駆動信号を生成する送信部と、前記超音波が前記被検体において反射することにより得られるエコーを前記探触子により受信し、受信エコー信号を生成する受信部と、前記受信エコー信号に基づいて前記被検体中の任意の２つの測定部位間の距離変化を示す厚さ変化波形を算出する演算部と、基準波形を生成する基準波形生成部と、前記基準波形を用いて、前記厚さ変化波形の全体から前記厚さ変化波形の最大変化量を算出する厚さ変化量推定部とを備える。
【００２３】
ある好ましい実施形態において、前記厚さ変化量推定部は、前記厚さ変化波形と前記基準波形との整合誤差が最小となるように前記厚さ変化波形または前記基準波形に乗じる係数を求め、前記係数および前記基準波形の振幅から前記厚さ変化波形の最大変化量を算出する。
【００２４】
ある好ましい実施形態において、前記基準波形生成部は、前記基準波形のデータを記憶した記憶部を含む。
【００２５】
ある好ましい実施形態において、前記基準波形は、あらかじめ複数の被検体から取得した厚さ変化波形を平均したものである。
【００２６】
ある好ましい実施形態において、超音波診断装置は、前記被検体の変形の周期に基づいて、前記基準波形の周期を調整する周期調整部をさらに備え、前記厚さ変化量推定部は、周期が調整された基準波形と前記厚さ変化波形とに基づいて前記厚さ変化波形の最大変化量を算出する。
【００２７】
ある好ましい実施形態において、超音波診断装置は、前記被検体の変形の周期に基づいて、前記厚さ変化波形の周期を調整する周期調整部をさらに備え、前記厚さ変化量推定部は、周期が調整された厚さ変化波形と前記基準波形とに基づいて前記厚さ変化波形の最大変化量を算出する。
【００２８】
ある好ましい実施形態において、超音波診断装置は、周期が調整された厚さ変化波形の複数周期における平均を求める平均化部をさらに備え、平均化された厚さ変化波形と前記基準波形とに基づいて前記厚さ変化波形の最大変化量を算出する。
【００２９】
ある好ましい実施形態において、超音波診断装置は、前記厚さ変化波形の周期が一定でない場合、前記厚さ変化波形の周期のうち最も短い周期に合わせて、各周期のデータを抽出し、前記厚さ変化波形の周期を一定にする周期調整部をさらに備える。
【００３０】
ある好ましい実施形態において、前記演算部は、前記受信エコー信号に基づいて前記被検体中の複数の測定部位の位置変化をそれぞれ示す移動波形を算出する移動波形算出部と、前記移動波形に基づいて、前記２つの測定部位間の厚さ変化波形を算出する演算部とを含む。
【００３１】
ある好ましい実施形態において、前記基準波形生成部は、前記移動波形に基づいて、前記基準波形を生成する。
【００３２】
ある好ましい実施形態において、超音波診断装置は、前記移動波形に基づいて前記被検体に含まれる血管径の変化波形を算出する血管径算出部をさらに備え、前記基準波形生成部は、前記変化波形に基づいて、前記基準波形を生成する。
【００３３】
ある好ましい実施形態において、前記基準波形生成部は、前記被検体の血圧変化波形に基づいて前記基準波形を生成する。
【００３４】
ある好ましい実施形態において、超音波診断装置は、前記被検体の変形周期において生じる前記応力の応力差の情報を受け取って、前記最大変化量から弾性率を求める弾性率算出部をさらに備える。
【００３５】
本発明の超音波診断装置の制御方法は、超音波診断装置の制御部による超音波診断装置の制御方法であって、探触子を駆動して超音波を送信するステップ（Ａ）と、応力によって周期的に変形する被検体において前記超音波が反射することにより得られるエコーを前記探触子により受信するステップ（Ｂ）と、前記受信エコー信号に基づいて前記被検体中の任意の２つの測定部位間の距離変化を示す厚さ変化波形を算出するステップ（Ｃ）と、基準波形を生成するステップ（Ｄ）と、前記基準波形を用いて、前記厚さ変化波形の全体から前記厚さ変化波形の最大変化量を算出するステップ（Ｅ）とを包含する。
【００３６】
ある好ましい実施形態において、前記ステップ（Ｅ）は、前記厚さ変化波形と前記基準波形との整合誤差が最小となるように前記厚さ変化波形または前記基準波形に乗じる係数を求め、前記係数および前記基準波形の振幅から前記厚さ変化波形の最大変化量を算出する。
【００３７】
ある好ましい実施形態において、前記基準波形は、あらかじめ複数の被検体から取得した厚さ変化波形を平均したものである。
【００３８】
ある好ましい実施形態において、超音波診断装置の制御方法は、前記被検体の変形の周期に基づいて、前記基準波形の周期を調整するステップをさらに包含し、前記ステップ（Ｅ）は、周期が調整された基準波形と前記厚さ変化波形とに基づいて前記厚さ変化波形の最大変化量を算出する。
【００３９】
ある好ましい実施形態において、超音波診断装置の制御方法は、前記被検体の変形の周期に基づいて、前記厚さ変化波形の周期を調整するステップをさらに包含し、前記ステップ（Ｅ）は、周期が調整された厚さ変化波形と前記基準波形とに基づいて前記厚さ変化波形の最大変化量を算出する。
【００４０】
ある好ましい実施形態において、超音波診断装置の制御方法は、周期が調整された厚さ変化波形の複数周期における平均を求めるステップをさらに包含し、平均化された厚さ変化波形と前記基準波形とに基づいて前記厚さ変化波形の最大変化量を算出する。
【００４１】
ある好ましい実施形態において、前記ステップ（Ｃ）は、前記受信エコー信号に基づいて前記被検体中の複数の測定部位の位置変化をそれぞれ示す移動波形を算出するステップと、前記移動波形に基づいて、前記２つの測定部位間の厚さ変化波形を算出するステップとを含む。
【００４２】
ある好ましい実施形態において、前記ステップ（Ｄ）は、前記移動波形に基づいて、前記基準波形を生成する。
【００４３】
ある好ましい実施形態において、超音波診断装置の制御方法は、前記移動波形に基づいて前記被検体に含まれる血管径の変化波形を算出するステップをさらに包含し、前記ステップ（Ｄ）は、前記変化波形に基づいて、前記基準波形を生成する。
【００４４】
ある好ましい実施形態において、前記ステップ（Ｄ）は、前記被検体の血圧変化波形に基づいて前記基準波形を生成する。
【００４５】
ある好ましい実施形態において、超音波診断装置の制御方法は、前記被検体の変形周期において生じる前記応力の応力差の情報を受け取って、前記最大変化量から弾性率を求めるステップをさらに包含する。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、基準波形を用いて、厚さ変化波形の全体から最大厚さ変化量を推定する。このため、厚さ変化波形に突発的なノイズなどが重畳しても、より正確な最大厚さ変化量および弾性率を求めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
（第１の実施形態）
以下、本発明による超音波診断装置の第１の実施形態を説明する。図１は、超音波診断装置２０１の構成を示すブロック図である。超音波診断装置２０１は、送信部１０２、受信部１０３、演算部１５１、基準波形生成部１１７および厚さ変化量推定部１１８を備えている。また、これら超音波診断装置２０１の各構成要素を制御するために超音波診断装置２０１は制御部１００を備えている。
【００４８】
送信部１０２は、制御部１００の指令に基づいて、所定のタイミングで探触子１０１を駆動する駆動信号を生成する。探触子１０１は駆動信号に基づいて、超音波を送信する。送信された超音波は、応力によって周期的に変形している被検体へ到達し、被検体の内部において反射する。本実施形態では、被検体は動脈血管の血管壁を含み、血管壁の弾性率を求める。動脈血管には心周期に一致した周期で血液が流れるため、血液から受ける応力によって血管壁は周期的に変形する。
【００４９】
受信部１０３は、被検体から反射するエコーを探触子１０１によって受信し、エコーを電気信号に変換し、増幅して、受信エコー信号を生成する。また、受信エコー信号をデジタル信号に変換する。
【００５０】
送信部１０２および受信部１０３は、好ましくは、被検体を走査するように超音波を送信し、所定の位置および方向からの超音波のみを検出するよう、駆動信号や受信エコー信号の遅延時間を制御する遅延時間制御部を含んでいることが好ましい。また、探触子１０１は複数の超音波振動子が配列されたアレイ振動子を含むことが好ましい。
【００５１】
演算部１５１は、受信エコー信号を解析することにより、被検体の複数の測定部位の動きを追跡する。そして、被検体中の任意の２つの測定部位間の距離変化である厚さ変化波形を生成する。このために、演算部１５１は移動波形算出部１１５と厚さ変化波形算出部１１６とを含む。移動波形算出部１１５は、受信エコー信号を受け取って、被検体中に設定した複数の測定部位ｘｉの位置変化である移動波形を式（１）および（２）にしたがって算出する。厚さ変化波形算出部１１６は、複数の測定部位ｘｉから選ばれる２つの間の距離変化を示す厚さ変化波形を、２つの測定部位の移動波形の差を求めることによって算出する。
【００５２】
測定部位は、送信する超音波の周波数などによって定まる解像度に応じて、１つの超音波ビーム上に複数設定することができる。したがって、超音波ビームを走査させることによって、２次元に配列された測定部位の各移動波形を取得することができる。
【００５３】
基準波形発生部１１７は、基準波形を生成する。この基準波形は、以下において詳細に説明するように、厚さ変化波形算出部１１６において算出する厚さ変化波形の基準となるものである。本実施形態では、基準波形はあらかじめ計測などによって求められており、基準波形のデータが基準波形発生部１１７に設けられた半導体メモリなどの記憶部に記憶されている。
【００５４】
厚さ変化量推定部１１８は、以下において詳細に説明するように、厚さ変化波形算出部１１６から得られる厚さ変化波形と基準波形発生部１１７から得られる基準波形とに基づいて、厚さ変化波形の最大変化量を算出する。より具体的には、基準波形を用いて、厚さ変化波形の全体から最大厚さ変化量ΔＷを算出する。この演算は、厚さ変化波形の周期ごとに行われる。この点で、厚さ変化波形の最大値と最小値とから最大変化量を求める従来技術と本発明とは大きく異なっている。
【００５５】
超音波診断装置２０１は、好ましくは、求めた最大変化量から弾性率を算出する弾性率算出部１２０をさらに備える。弾性率算出部１２０は、血圧計１１９など被検体に加えられた応力に関する情報を受け取る。たとえば、血圧計から、最高血圧と最低血圧との血圧差ΔＰを受け取る。そして、式（６）にしたがって、血圧差ΔＰと最大厚さ変化量ΔＷとから弾性率Ｅｒを求める。ここで基準厚さＷｓは、厚さ変化波形を求めた２つの測定部位間の距離（たとえば４００μｍ）であり、厚さ変化波形算出部１１６で選択した２つの測定部位の位置に応じて、あらかじめ設定される。このようにして、被検体の弾性率を求めることができる。
【００５６】
求めた弾性率は被検体の断層画像とともに表示することが好ましい。これにより、測定部位の位置を分りやすく示すことができるからである。このために、超音波診断装置２０１は、断層画像生成部１０４と、画像合成部１０５と、画像表示部１０６とをさらに備えていることが好ましい。断層画像生成部１０４は、フィルタおよび振幅検出器を含み、受信部１０３から受け取った受信エコー信号の振幅を主として解析し、被検体の内部の構造を画像化した断層画像の画像信号を生成する。
【００５７】
画像構成部１０５は、画像信号および弾性率算出部１２０から得られた弾性率のデータを受け取って、求めた弾性率が断層画像上の適切な位置にマッピングされるように、画像信号と弾性率のデータとを合成する。画像表示部１０６は、合成された画像を表示する。
【００５８】
次に、本発明の要部である基準波形発生部１１７および厚さ変化量推定部１１８の動作をさらに詳しく説明する。図２は、基準波形発生部１１７の記憶部に記憶されている基準波形Ｍ（ｔ）を示している。この波形は、あらかじめ、複数の被検者に対し厚さ変化波形の測定を行い、その一心周期分について平均を求めることによって得られている。基準波形Ｍ（ｔ）は、超音波診断装置２０１によって測定する対象に応じてあらかじめ用意される。本実施形態では、動脈血管の血管壁の弾性率を求めるため、基準波形Ｍ（ｔ）にも複数の被検者から得られた動脈血管の血管壁の基準波形を用いる。
【００５９】
基準波形Ｍ（ｔ）の振幅であるΔＷは、基準値、たとえば１μｍとなるよう正規化されている。複数の被検者から得られたデータを平均化するため、実測したデータであってもノイズの影響等は低減されている。
【００６０】
図３は、厚さ変化波形算出部１１６から得られた厚さ変化波形ｙ（ｔ）を示している。この厚さ変化波形は被検体を実際に計測することによって得られた波形の一心周期分である。ｔはサンプリング時刻を表しており、サンプリング点数をＮ個とすると、ｔはｔ＝０、１、・・・Ｎ−１で表される整数である。
【００６１】
厚さ変化量推定部１１８は、基準波形Ｍ（ｔ）および厚さ変化波形ｙ（ｔ）を受け取り、厚さ変化波形ｙ（ｔ）の振幅を何倍すると、基準波形Ｍ（ｔ）に最も類似するかを最小２乗法により算出する。ｙ（ｔ）に乗じる係数をｋとしたとき、Ｍ（ｔ）とｋ・ｙ（ｔ）との差の２乗をＲとすると、Ｒは式（７）で表される。
【００６２】
【数１】
2007007347.tif 000003
【００６３】
係数ｋを変数として式（７）をｋで偏微分し、偏微分した式が０となるとき、２乗差Ｒは最小となる。
【００６４】
【数２】
2007007347.tif 000004
【００６５】
式（８）をｋについて解くと、式（９）が得られる。
【００６６】
【数３】
2007007347.tif 000005
【００６７】
式（９）により得られる係数ｋの値は、測定した厚さ変化波形y(t)をｋ倍すると、振幅1μｍの基準波形Ｍ（ｔ）との差の２乗が最小となり、２つの波形がもっとも一致することを意味している。したがって、測定した厚さ変化波形ｙ（ｔ）の振幅Ａは、以下の式（１０）により求められる。
【００６８】
Ａ＝１／ｋ  （μｍ）        （１０）
【００６９】
なお、上述の演算と同様に、基準波形Ｍ（ｔ）の振幅を何倍すれば実際の厚さ変化波形y(t)に近づくかを算出してもよい。この場合、基準波形Ｍ（ｔ）に乗ずる係数をａとし、残差をＲ'とすれば、以下の式（１１）で示される。
【００７０】
【数４】
2007007347.tif 000006
【００７１】
Ｒ’をａで偏微分した値を０と置き（式（１２））、係数ａについて解くと式（１３）が得られる。
【００７２】
【数５】
2007007347.tif 000007
【００７３】
【数６】
2007007347.tif 000008
【００７４】
この場合には、係数ａは、振幅１μｍの基準波形をａ倍すると、実測の厚さ変化波形y(t)との差の２乗が最小となり、２つの波形がもっとも一致することを意味している。したがって厚さ変化波形y(t)の振幅Ａ'は式（１４）により求められる。
【００７５】
Ａ’＝ａ  （μｍ）      （１４）
【００７６】
このように、厚さ変化量推定部１１８は、基準波形Ｍ（ｔ）および厚さ変化波形ｙ（ｔ）を受け取り、式（９）または式（１３）を用いて、基準波形Ｍ（ｔ）と厚さ変化波形ｙ（ｔ）の整合誤差が最小となる係数ｋまたは係数ａを算出する。算出した係数ｋまたは係数ａから、厚さ変化波形の振幅である最大厚さ変化量をさらに算出する。
【００７７】
図４は、弾性率が異なる血管壁から得られる厚さ変化波形ｙ0（ｔ）およびｙ1（ｔ）の一心周期分を模式的に示している。図４に示すように、弾性率が異なることによって、振幅が相違しているが、２つの厚さ変化波形の時間軸方向の変化は一致している。これは被検体が受ける応力変化である血圧の変化、あるいは、心臓の振動の様子は、理想的には、血管の硬さによらずほぼ一定であることを意味している。
【００７８】
図４に示すように、従来の方法によれば、厚さ変化波形の最大厚さ変化量を求める場合、厚さ変化波形の最大値Ｗｍａｘおよび最小値Ｗｍｉｎを求める必要があった。これに対し、本発明では、厚さ変化波形と基準波形との全体の整合性を解析することによって最大厚さ変化量を推定する。上述したように、弾性率の違いによって厚さ変化波形振幅のみが異なると仮定した場合において、一心周期分の厚さ変化波形の全体から最大厚さ変化量を推定することを意味している。
【００７９】
図４の厚さ変化波形ｙ0（ｔ）において示しているように、厚さ変化波形の最大値Ｗｍ
ａｘおよび最小値Ｗｍｉｎは、厚さ変化波形ｙ0（ｔ）のそれぞれ一点で定まるものであ
る。しかし、厚さ変化波形の最大値Ｗｍａｘおよび最小値Ｗｍｉｎの間の傾斜部分ａ１、ａ２およびａ３の傾きは、最大値Ｗｍａｘおよび最小値Ｗｍｉｎに応じて変化する。つまり、傾斜部分ａ１、ａ２およびａ３の傾きは、最大値Ｗｍａｘおよび最小値Ｗｍｉｎに関する情報を含んでいる。このため、厚さ変化波形にノイズが重畳することによって、最大値Ｗｍａｘや最小値Ｗｍｉｎが正しく得られない場合であっても、厚さ変化波形の形状が著しく変形するほどにノイズが重畳しない限り、傾斜部分ａ１、ａ２およびａ３を含む厚さ変化波形の全体から最大厚さ変化量を推定することが可能となる。
【００８０】
したがって、本発明によれば、突発的に混入するようなスパイク状ノイズなどのノイズの影響を受けにくく、高い精度で最大厚さ変化量あるいは弾性率を求めることが可能となる。
【００８１】
なお、上述の説明から明らかなように、傾斜部分ａ１、ａ２およびａ３にそれぞれ最大値Ｗｍａｘや最小値Ｗｍｉｎの情報が含まれているため、厚さ変化波形の一心周期の一部を用いても、従来よりもノイズの影響が低減された最大厚さ変化量を推定することができる。ただし、選択する区間が長いほど推定する最大厚さ変化量の精度が高まるため、厚さ変化波形の一心周期全体を用いて基準波形と比較し、最大厚さ変化量を求めることが最も好ましい。このことは、式（１３）を用いて以下のように説明できる。厚さ変化波形ｙ（ｔ）を厚さ変化ｓ（ｔ）とノイズｎ（ｔ）の和で表すと式（１３）は以下のように表すことができる。
【００８２】
【数７】
2007007347.tif 000009
【００８３】
ノイズｎ（ｔ）がスパイクノイズやランダムノイズである場合、加算区間が長いほど式（１３’）の分子の第２項は第１項に比べて小さくなる。したがって、厚さ変化ｓ（ｔ）が基準波形と相似（ｓ（ｔ）＝ａ’・Ｍ（ｔ））であり、加算区間が十分に長く、式（１３’）の第２項が無視できる場合には、式（１３’）は以下の式（１３’’）と表せる。
【００８４】
【数８】
2007007347.tif 000010
【００８５】
したがって、真の係数ａ’を推定できることになる。逆にこのことから、厚さ変化波形の全体を用いて基準波形と比較することによって、ノイズの影響が低減された厚さ変化量を推定できることが分かる。
【００８６】
本発明では、基準波形と測定値とを用いて最大厚さ変化量および弾性率を求めるため、適切な基準波形を用意することが重要である。測定する被検体の部位によって厚さ変化波形の時間方向の変化の様子が異なる場合には、部位に応じた基準波形を用意することが好ましい。具体的には、動脈血管の血管壁の弾性率を測定する場合には、血管壁の内膜、中膜および外膜に対してそれぞれ基準波形のデータを用意してもよい。複数の基準波形のデータを基準波形発生部１１７において記憶しておき、測定部位に合わせて基準波形のデータを切り換えることによって、より精密な厚さ変化量の推定が可能となる。
【００８７】
さらに、健常者用基準波形、糖尿病患者用基準波形、動脈硬化患者用基準波形等、被検者の状態ごとに複数の基準波形のデータを基準波形発生部１１７の記憶部に記憶しておき、操作者の指示により基準波形を選択することも可能である。これにより、より精密な厚さ変化量の推定が可能となる。
【００８８】
（第２の実施形態）
以下、本発明による超音波診断装置の第２の実施形態を説明する。図５は、超音波診断装置２０２の構成を示すブロック図である。超音波診断装置２０２は、周期調整部１４０をさらに備えている点で第１の実施形態の超音波診断装置２０１とは異なっている。超音波診断装置２０２の送信部１０２、受信１０３、演算部１５１や厚さ変化量推定部１１８は、第１の実施形態の超音波診断装置２０１の対応する構成要素と同様に機能する。
【００８９】
周期調整部１４０は、基準波形発生部１１７で発生させた基準波形の周期が厚さ変化波形算出部１１６で算出する厚さ変化波形の周期と一致するよう、基準波形の周期を調節する。このために、超音波診断装置２０２は、被検体の応力変化の周期に関する情報を外部の周期検出部１４１から受け取る。被検体が、動脈血管の血管壁である場合には、被検体の血圧変化、心電変化、心音変化などを用いることができる。たとえば、心臓の心拍周期を検出する心電計を周期検出部１４１として好適に用いることができる。
【００９０】
図６（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、周期検出部１４１から得られる心電波形、厚さ変化波形算出部１１６から得られる厚さ変化波形ｙ（ｔ）および基準波形生成部１１７から得られる基準波形Ｍ（ｔ）を示している。図６（ａ）に示すように、心電波形にはＲ波が観測される。図６（ａ）および（ｂ）から明らかなように、心電波形の周期と厚さ変化波形ｙ（ｔ）の周期Ｔｙとは一致している。これは、動脈血管の血管壁の厚さ変化が心臓の鼓動によって生じる血圧変化によって引き起こされているからである。
【００９１】
一方、図６（ｂ）および（ｃ）から明らかなように、基準波形Ｍ（ｔ）の周期Ｔｍは、厚さ変化波形ｙ（ｔ）の周期Ｔｙとは一致していない。
【００９２】
周期調整部１４０は、基準波形Ｍ（ｔ）および厚さ変化波形ｙ（ｔ）の周期の不一致を解消するため、周期検出部１４１から受け取る被検体の応力変化の周期に関する情報に基づき、基準波形Ｍ（ｔ）の周期を調節する。本実施形態では、周期調整部１４０は心電波形のＲ波の周期を検出し、基準波形発生部１１７が発生する基準波形Ｍ（ｔ）を時間方向に伸縮させる。時間方向に伸縮した基準波形はＭ’（ｔ）は以下の式で示される。
【００９３】
Ｍ’（ｔ）＝Ｍ（ｔ・Ｔｙ／Ｔｍ）        （１５）
【００９４】
ここでｔ・Ｔｙ／Ｔｍが整数にならない場合には、ｔとＭ（ｔ）との関係を用いて補間値を生成する。Ｍ（ｔ）の値を十分細かなサンプリング単位で記憶しておき、最も近傍の値を代用値として用いることも可能である。
【００９５】
厚さ変化量推定部１１８において、Ｍ’（ｔ）とｙ（ｔ）との時間的位相がずれていることをＭ’（ｔ）とｙ（ｔ）との相関演算などにより検出した場合には、基準波形発生部１１７から基準波形を読み出すタイミングを適切にシフトさせることにより調整することができる。
【００９６】
このようにして基準波形Ｍ’（ｔ）の周期と厚さ変化波形ｙ（ｔ）の周期と一致させた後、厚さ変化量推定部１１８において厚さ変化波形ｙ（ｔ）の最大厚さ変化量を第１の実施形態で説明したように求めることができる。
【００９７】
このように、本実施形態によれば、周期調整部１４０によって、基準波形発生部１１７で生成する基準波形を被検体の応力周期に合わせることより、より精密な厚さ変化量および弾性率値の算出が可能となる。
【００９８】
なお、本実施形態では、基準波形の周期を調節したが、厚さ変化波形算出部１１６から得られる厚さ変化波形の周期が基準波形の周期と一致するよう厚さ変化波形の周期を調節してもよい。図７に示す超音波診断装置２０２’では、周期調整部１４０は、厚さ変化波形算出部１１６から得られる厚さ変化波形を受け取る。そして、周期検出部１４１から得られる被検体に加わる応力に関する情報を受け取って、厚さ変化波形の周期を調整する。このような構成を用いても上述した効果を得ることができる。
【００９９】
また、不整脈などの理由により被検体の心周期が心拍間で異なり、厚さ変化波形の周期が一定ではない場合、周期調整部１４０は、厚さ変化波形の周期のうち最も短い周期に合わせて、各周期のデータを抽出することによって、厚さ変化波形の周期を一定にしてもよい。具体的には、周期調整部１４０は、最も短い心周期をＴminとした場合、厚さ変化波形の各心周期から、心電波形のＲ波をトリガとして、期間Tminの間のデータを抽出することによって厚さ変化波形の周期を一定にしてもよい。
【０１００】
この場合、Ｒ波は収縮期の初期に観測されるため、このようなデータ抽出によって、拡張期におけるデータの一部が欠落してしまう心周期も生じる。しかし、同一の被検体において心拍間で心周期が異なる場合、心周期中の収縮期の長さはほとんど変化せず、拡張期の長さがおもに変動しているという特性がある。また、弾性特性の測定に必要な厚さ変化量の最大値および最小値は、収縮期において観測される。したがって、拡張期におけるデータが欠落しても弾性率の測定には大きな影響は生じないと考えられる。厚さ変化波形の周期を一定にした後、必要に応じて、上述したように基準波形と厚さ変化波形との周期を一致させてもよい。
【０１０１】
（第３の実施形態）
以下、本発明による超音波診断装置の第３の実施形態を説明する。図８は、超音波診断装置２０３の構成を示すブロック図である。超音波診断装置２０３は、平均化部１７０をさらに備えている点で第２の実施形態の超音波診断装置２０２’と異なっている。超音波診断装置２０３の送信部１０２、受信１０３、演算部１５１、厚さ変化量推定部１１８や周期調整部１４０は、第２の実施形態の超音波診断装置２０２’の対応する構成要素と同様に機能する。
【０１０２】
平均化部１７０は、周期が調整された厚さ変化波形の複数周期における平均の波形を求める。図９（ａ）は、周期検出部１４１から得られる被検体の変形の周期に関する情報の波形を示している。第２の実施形態と同様、被検体の変形の周期に関する情報はたとえば、心電波形である。図９（ｂ）は、周期調整部１４０によって周期が調整された厚さ変化波形ｙ’（ｔ）のｙ’１（ｔ）およびｙ’２（ｔ）で示される２周期分を示している。
【０１０３】
平均化部１７０は、厚さ変化波形y'(t)の各周期毎の波形の複数周期に渡る平均を求める。平均後の厚さ変化波形をＹ（ｔ）とすると、以下の式（１６）によって求められる。
【０１０４】
【数９】
2007007347.tif 000011
【０１０５】
ここでｙ’i（ｔ）は、i番目の心周期の厚さ変化波形を示し、Ｌは平均を行う心周期の数を示す。平均化部１７０において求められられた平均化された厚さ変化波形Ｙ（ｔ）は、厚さ変化量推定部１１８へ入力され、第１の実施形態で説明したように最大厚さ変化量が算出される。周期が調整された厚さ変化波形を平均化部１７０へ入力するので、厚さ変化波形の各周期は一定であり、平均化部１７０では、単純な加算によって式（１６）の演算を行うことが可能である。
【０１０６】
平均を行う心周期の数は任意に選択できる。計測した期間全体に渡る平均を求めてもよいし、平均を計算する心周期をリアルタイムでシフトさせながら、複数周期分の平均を求めてもよい。また、式（１６）では、単純な加算平均を求めているが、重み付け加算平均を求めてもよい。
【０１０７】
本実施形態によれば、平均化部１７０における平均化により、厚さ変化波形に含まれるランダムノイズが低減される。このため、厚さ変化量推定部１１８において、より正確な最大厚さ量を推定することが可能となり、弾性率の計算精度もさらに向上する。
【０１０８】
（第４の実施形態）
以下、本発明による超音波診断装置の第４の実施形態を説明する。図１０は、超音波診断装置２０４の構成を示すブロック図である。これまで説明してきた超音波診断装置では、測定によってあらかじめ得られた基準波形を用いて、厚さ変化波形の全体から最大厚さ変化量を推定していた。これに対して、超音波診断装置２０４では、被検体を計測することによって得られる測定部位の移動波形から基準波形を生成する。このために、超音波診断装置２０４は、移動波形算出部１１５から得られる移動波形に基づいて基準波形を生成する基準波形生成部１１７’を備えている。
【０１０９】
図１１は、探触子１０１によって計測される被検体１２の断面を模式的に示している。被検体１２は動脈血管を含んでおり、動脈血管の軸に対して垂直な断面を測定するよう、超音波ビーム２０ａ、２０ｂ、２０ｃが探触子１０１から送信される。走査断面において、動脈血管は、血管前壁３１、血管腔３２および血管後壁３３を含んでいる。
【０１１０】
血管腔３２を流れる血液の圧力変化によって血管前壁３１および血管後壁３３は血液から応力を受け、拡張および収縮を周期的に繰り返す。超音波ビーム２０ｃ上の微小幅をもつ血管前壁３１の血管領域２１ａにおいて、２点ｐ１およびｐ２間の距離変化である厚さ変化は、内膜側端２２ａの移動により発生すると考えられる。したがって、内膜側端２２ａの組織移動波形とｐ１およびｐ２間の層の厚さ変化波形とは相似していると考えられる。
【０１１１】
図１２（ａ）は、移動波形算出部１１５から得られるたとえば内膜側端２２ａの移動波形ｎ（ｔ）を示しており、図１２（ｂ）は、移動波形ｎ（ｔ）に基づいて、基準波形生成部１１７’において生成される基準波形Ｍ（ｔ）を示している。ここで、ｔはサンプリング時刻を表しており、サンプリング点数をＮ個とすると、ｔはｔ＝０、１、・・・Ｎ−１を満たす整数である。移動波形ｎ（ｔ）は、血管径が拡大する方向に測定点が移動する場合を正方向としている。これらの波形は一心周期分のみを示している。移動波形ｎ（ｔ）の一心周期における最大値をＮｍａｘ、最小値をＮｍｉｎとするとき、基準波形発生部１１７は、基準波形Ｍ（ｔ）を移動波形ｎ（ｔ）より次式で算出する。
【０１１２】
【数１０】
2007007347.tif 000012
【０１１３】
これにより、基準パターン波形Ｍ（ｔ）は、内膜側端２２ａの波形ｎ（ｔ）に比例し、振幅が１の波形となる。
【０１１４】
図１３は、厚さ変化波形算出部１１６から出力される実際に測定した一心周期分の厚さ変化波形ｙ（ｔ）を示している。この厚さ変化波形ｙ（ｔ）は、たとえば、図１１の測定位置ｐ１において得られる移動波形と測定位置ｐ２において得られる移動波形との差を求めたものである。
【０１１５】
図１１に示すように、基準波形Ｍ（ｔ）および厚さ変化波形ｙ（ｔ）はいずれも超音波ビーム２０ｃから得られる受信エコー信号に基づいている。しかし、厚さ変化波形ｙ（ｔ）は微小な２点間の距離変化であるのに対して、基準波形Ｍ（ｔ）は移動波形ｎ（ｔ）に基づいている。図１２（ａ）に示すよう移動波形ｎ（ｔ）の振幅Ｄ１はたとえば数百μｍ程度であるのに対して、厚さ変化波形ｙ（ｔ）の振幅Ｄ２は数十μｍ程度である。このため、ノイズ影響が基準波形Ｍ（ｔ）では厚さ変化波形ｙ（ｔ）に比べて格段に小さくなっている。
【０１１６】
したがって、このようにして生成した基準波形を用い、厚さ変化量推定部１１８において第１の実施形態で説明したように、厚さ変化波形の全体から最大変化量を求めることにより、突発的に混入するようなスパイク状ノイズなどのノイズの影響を受けにくく、高い精度で最大厚さ変化量あるいは弾性率を求めることが可能となる。特に、本実施形態によれば、基準波形Ｍ（ｔ）および厚さ変化波形ｙ（ｔ）はいずれも同じ受信エコー信号に基づいている。このため、周期調整部を設けなくとも２つの波形の周期は一致しており、精度の高い最大厚さ変化量を求めることができる。また、心電計や血圧計など被検体の応力周期を示す外部の信号を必要としないため、計測を簡単に行うことができる。
【０１１７】
（第５の実施形態）
以下、本発明による超音波診断装置の第５の実施形態を説明する。図１４は、超音波診断装置２０５の構成を示すブロック図である。超音波診断装置２０５は、血管径算出部１４２をさらに備えている点で第４の実施形態の超音波診断装置２０４と異なっている。
【０１１８】
血管径算出部１４２は、移動波形算出部から移動波形を受け取って、被検体中の動脈血管の内径または外径の血管径波形を算出する。基準波形生成部１１７は、血管径算出部１４２から血管径波形を受け取り、血管径波形に基づいて、基準波形を生成する。より具体的には、まず、血管腔３２を定めるため、図１１に示すように、たとえば、血管壁の内膜側端２２ａおよび内膜側端２２ｂの位置を特定する。この位置の特定は、操作者が画像表示部１０６に表示された動脈血管の断面画像を観察し、断面画像上においてこれらの位置を指定してもよいし、受信エコー信号を解析することにより制御部１００が自動的に行ってもよい。内膜側端２２ａの移動波形をｉａ（ｔ）、内膜側端２２ｂの移動波形をｉｂ（ｔ）とすると、血管径波形Ｌ（ｔ）は、以下の式（１８）で表される。
【０１１９】
Ｌ（ｔ）＝ｉａ（ｔ）＋ｉｂ（ｔ）          （１８）
【０１２０】
ここで、ｉａ（ｔ）およびｉｂ（ｔ）の符号は、血管径が増す方向を正とする。上述したように血管の外径変化波形を求めてもよい。
【０１２１】
基準波形発生部１１７は、血管径波形Ｌ（ｔ）を受け取り、式（１７）において移動波形ｎ（ｔ）の換わりに血管径波形Ｌ（ｔ）を用いて基準波形Ｍ（ｔ）を生成する。これにより、第４の実施形態と同様にして最大厚さ変化量あるいは弾性率を求めることが可能となる。
【０１２２】
本実施形態において、基準波形の生成に用いる血管径波形は、血管径の変化を示しており、血管を流れる血液の圧力と強い相関がある。また、血管壁の変形あるいは厚さ変化は、血圧と相関がある。このため、血管壁内の２点の距離変化である厚さ変化は血管径の変化と相関があり、血管径波形を好適に基準波形の生成に利用できる。
【０１２３】
特に、血管径を定める内膜側端２２ａと内膜側端２２ｂとは血圧によって逆方向に移動するため、血管径波形Ｌ（ｔ）の振幅は、移動波形ｉａ（ｔ）や移動波形ｉｂ（ｔ）の約２倍となる。このため、血管径波形Ｌ（ｔ）ではノイズの影響が抑制されており、生成する基準波形におけるノイズの影響も小さい。したがって、より精密な厚さ変化量および弾性率値の算出が可能となる。
【０１２４】
（第６の実施形態）
以下、本発明による超音波診断装置の第６の実施形態を説明する。図１５は、超音波診断装置２０６の構成を示すブロック図である。第４の実施形態では、基準波形生成部１１７’は、移動波形に基づいて、基準波形を生成していた。本実施形態では、基準波形生成部１１７’’は、外部から血圧波形を受け取り、血圧波形に基づいて基準波形を生成する。
【０１２５】
基準波形生成部１１７’’に入力する血圧波形は、被検体の動脈血管の血圧変化を示すものであり、リアルタイム血圧計１５０などによって取得される。
【０１２６】
図１６は、血圧波形の一例を示している。血圧の変化は、図１２（ａ）に示す移動波形ｎ（ｔ）とほぼ一致する。基準波形生成部１１７’’は血圧波形を受け取り、式（１７）にしたがって基準波形Ｍ（ｔ）を生成する。血管壁内の２点の距離変化である厚さ変化は、血圧変化により生じ、厚さ変化と血圧変化とは相関があるので、血圧波形を好適に基準波形の生成に利用できる。このため、生成した基準波形を用いてより精密な厚さ変化量および弾性率値を算出することができる。
【０１２７】
なお、上記各実施形態では、基準波形として、被検体中の任意の２つの測定部位間の距離（厚さ）変化波形を用いているが、被検体中の任意の２つの測定部位間の速度差波形を基準波形として用いても同様の効果が得られる。この場合、あらかじめ複数の被検体から２つの測定部位間の速度差波形を求めてもよいし、血管径波形を時間微分することによって速度差波形を求めてもよい。また、血圧波形を時間微分することによって速度差波形を求めてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明の超音波診断装置は、被検体を構成する組織の厚さ変化量、歪み量、弾性特性などの性状特性の測定に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明による超音波診断装置の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１の超音波診断装置の基準波形発生部において生成する基準波形を示している。
【図３】図１の超音波診断装置の厚さ変化波形算出部から出力される厚さ変化波形を示している。
【図４】厚さ変化波形に含まれる情報を説明する図である。
【図５】本発明による超音波診断装置の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、第２の実施形態において、周期検出部から得られる心電波形、厚さ変化波形算出部から得られる厚さ変化波形および基準波形生成部から得られる基準波形をそれぞれ示している。
【図７】本発明による超音波診断装置の第２の実施形態の変形例を示すブロック図である。
【図８】本発明による超音波診断装置の第３の実施形態を示すブロック図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、第３の実施形態において、周期検出部から得られる心電波形および周期調整部から得られる厚さ変化波形をそれぞれ示している。
【図１０】本発明による超音波診断装置の第４の実施形態を示すブロック図である。
【図１１】探触子によって計測される被検体の断面を模式的に示している。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は、第４の実施形態において、基準波形発生部に入力される位置波形および基準波形発生部において生成する基準波形をそれぞれ示している。
【図１３】第４の実施形態において、厚さ変化波形算出部から出力される厚さ変化波形を示している。
【図１４】本発明による超音波診断装置の第５の実施形態を示すブロック図である。
【図１５】本発明による超音波診断装置の第６の実施形態を示すブロック図である。
【図１６】第６の実施形態において用いる血圧波形の一例を示している。
【図１７】超音波エコー信号の位相差から組織の追跡を行う方法を説明する図である。
【図１８】探触子によって計測される被検体の断面を模式的に示している。
【図１９】被検体組織の追跡波形から歪み量を求める方法を説明する図である。
【図２０】厚さ変化波形にノイズが重畳している場合に最大厚さ変化量に誤差が生じることを説明する図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１２    被検体
３１    血管前壁
３２    血管腔
３３    血管後壁
１００    制御部
１０１    探触子
１０２    送信部
１０３    受信部
１０４    断層画像生成部
１０５    画像合成部
１０６    画像表示部
１１５    移動波形算出部
１１６    厚さ変化波形算出部
１１７、１１７’、１１７’’    基準波形生成部
１１８    厚さ変化量推定部
１１９    血圧計
１２０    弾性率算出部
１４０    周期調整部
１４１    周期検出部
１４２    血管径算出部
１５０    演算部
１７０    平均化部
２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６    超音波診断装置
【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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