(57)【要約】  異方性媒体（２）中の観測場（２ａ）をイメージングするためのせん断波エラストグラフィ方法は、少なくとも一つの関心領域（２ｃ）中の初期物理パラメータを取得する初期超音波取得ステップと、初期物理パラメータに基づいて異方性媒体（２）の一組の空間的特性を決定するする空間的特性評価ステップと、一組の空間的特性に基づいて異方性媒体（２）中にせん断波を発生させる励起サブステップと、観測場（２ｃ）中の複数の点においてせん断波の伝播を同時に観測する観測サブステップとを備える。
2018500115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異方性媒体（２）中の観測場（２ａ）をイメージングするためのせん断波エラストグラフィ方法であって、
前記異方性媒体（２）中の少なくとも一つの関心領域（２ｃ）中の少なくとも一つの初期物理パラメータを取得する初期超音波取得ステップａ）と、
前記初期物理パラメータに基づいて、前記異方性媒体（２）の一組の空間的特性を決定する空間的特性評価ステップｂ）と、
せん断波イメージングステップｃ）とを備え、前記せん断波イメージングステップｃ）が、
前記一組の空間的特性に基づいて、前記異方性媒体（２）中にせん断波（１４）を発生させる励起サブステップｃ１）と、
前記観測場（２ａ）中の複数の点において前記せん断波（１４）の伝播を同時に観測する観測サブステップｃ２）とを備える、方法。
【請求項２】
前記異方性媒体（２）の一組の空間的特性が、
前記少なくとも一つの関心領域（２ｃ）中の異方性特徴部（３）の方向、空間的角度若しくは空間的位置と、
前記少なくとも一つの関心領域（２ｃ）中の優先的励起方向と
のうち少なくとも一つを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記初期物理パラメータが、Ｂモード超音波イメージングを用いて取得した前記異方性媒体（２）中の少なくとも一つの関心領域（２ｃ）のイメージである、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記初期超音波取得ステップがせん断波イメージングステップを備え、該せん断波イメージングステップが、
前記異方性媒体中に少なくとも一つのせん断波方向でせん断波を発生させる励起サブステップａ１）と、
前記少なくとも一つの関心領域（２ｃ）中の複数の点において前記せん断波の伝播を同時に観測して、初期物理パラメータを取得する観測サブステップａ２）とを備える、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
前記初期超音波取得ステップが、複数のせん断波方向と、前記異方性媒体中の少なくとも一つの関心領域において取得した複数の初期物理パラメータとに関連する複数のせん断波イメージングステップを備え、
前記複数のせん断波イメージングステップの各せん断波イメージングステップが、
前記異方性媒体（２）中に、前記複数のせん断波方向のうち関連するせん断波方向でせん断波を発生させる励起サブステップａ１）と、
前記少なくとも一つの関心領域（２ｃ）中の複数の点において前記せん断波の伝播を同時に観測して、前記複数の初期物理パラメータのうち関連する初期物理パラメータを取得する観測サブステップａ２）とを備える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記初期物理パラメータが、せん断波イメージングを用いて取得した前記異方性媒体（２）中の関心領域（２ｃ）のイメージである、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記初期物理パラメータが、せん断波イメージングを用いて取得した前記少なくとも一つの関心領域（２ｃ）中のせん断波伝播パラメータである、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項８】
前記せん断波伝播パラメータが、せん断波速度と、せん断剛性率μと、ヤング率Ｅと、せん断弾性率μ１と、せん断粘度μ２とから選択される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記初期超音波取得ステップａ）中に、前記異方性媒体（２）中の少なくとも二つの異なる関心領域（２ｃ）にそれぞれ関連している少なくとも二つの初期物理パラメータを取得し、
前記空間的特性評価ステップｂ）中に、前記異方性媒体（２）中の少なくとも二つの異なる関心領域（２ｃ）にそれぞれ関連している少なくとも二つの初期物理パラメータに基づいて、少なくとも二組の空間的特性を決定し、
前記せん断波イメージングステップｃ）においては、
前記励起サブステップｃ１）中に、前記少なくとも二組の空間的特性にそれぞれ基づいて、前記異方性媒体（２）中に、少なくとも二つのせん断波（１４）を発生させ、
前記観測サブステップｃ２）中に、前記観測場（２ａ）中の複数の点において、前記少なくとも二つのせん断波（１４）の伝播を同時に観測する、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記空間的特性評価ステップｂ）が、前記初期超音波取得ステップａ）中に取得した前記異方性媒体（２）の少なくとも一つのイメージに対する特徴部検出を行うことによって、一組の空間的特性を抽出することを備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記空間的特性評価ステップｂ）が、前記初期超音波取得ステップａ）中に取得した複数のせん断波伝播パラメータのせん断波伝播パラメータを比較して、前記異方性媒体（２）中の優先的励起方向を決定することを備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記空間的特性評価ステップｂ）が、前記初期超音波取得ステップａ）中に取得した前記異方性媒体（２）のイメージを中央処理装置（６）に接続された表示デバイス（６ａ）を用いてユーザに表示することを備え、前記ユーザが、前記中央処理装置（６）に接続された入力デバイス（６ｂ）を用いて前記異方性媒体の空間的特性を示す、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記ユーザが、前記表示デバイス（６ａ）上の前記異方性媒体（２）のイメージの上に表示された仮想線の位置を、前記入力デバイスを用いて移動させることによって、前記異方性媒体（２）の空間的特性を示し、前記仮想線が前記異方性媒体の空間的特性を示す、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ユーザが、前記表示デバイス（６ａ）上に表示された前記異方性媒体（２）のイメージに対して、超音波システムに設けられている従来の角度測定ツールを用いて、前記異方性媒体（２）の空間的特性の数値を測定することによって、空間的特性を示し、前記ユーザが前記入力デバイス（６ｂ）を用いて前記中央処理装置（６）に前記数値を入力する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
中央処理装置（６）によって制御される複数のトランスデューサから成るアレイを用いて、前記異方性媒体（２）中に少なくとも一つの集束超音波を放出することによって、前記せん断波（２）を発生させ、
前記中央処理装置（６）が、前記異方性媒体（２）の一組の空間的特性に基づいて、前記集束超音波の集束点（１３ａ）の位置及び前記集束超音波のタイミングを決定する、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記せん断波（１４）の波面が、
前記異方性媒体（２）中の異方性特徴部（３）の方向と、
前記異方性媒体（２）中の優先的励起方向とのうち少なくとも一方と実質的に垂直になるように、前記集束点（１３ａ）の位置と、前記せん断波（１４）を発生させる複数の集束超音波のタイミングとを決定する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記せん断波（１４）の伝播方向が、
前記異方性媒体（２）中の異方性特徴部（３）の方向と、
前記異方性媒体（２）中の優先的励起方向とのうち少なくとも一方と実質的に整列するように、前記集束点（１３ａ）の位置と、前記せん断波（１４）を発生させる複数の集束超音波のタイミングとを決定する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記観測サブステップｃ２）が、
互いに独立的に制御される複数のトランスデューサから成るアレイ（４）に、一続きの超音波を、該超音波が前記観測場（２ａ）中を伝播するせん断波（１４）と少なくとも部分的に空間的且つ時間的に重なるような空間範囲及びタイミングで、前記異方性媒体（２）中に放出させる工程ｃ２‐１）と、
前記複数のトランスデューサから成るアレイ（４）によって、前記異方性媒体（２）から受信した音信号を実時間で検出及び記録する工程ｃ２‐２）とを備え、前記音信号が、前記超音波が前記異方性媒体（２）中の散乱体（２ｂ）と相互作用することによって発生するエコーを備え、
前記せん断波イメージングステップｃ）が少なくとも一つの処理サブステップｃ３）を更に備え、前記処理サブステップｃ３）中に、
ｃ３‐１）前記工程ｃ２‐２）中に前記異方性媒体（２９）から順次受信した音信号を処理して、前記せん断波（１４）の一続きの伝播イメージを求め、
ｃ３‐２）前記観測場（２ａ）の異なる点において前記異方性媒体の少なくとも一つの移動パラメータを決定する、請求項１から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記初期超音波取得ステップ中に、前記異方性媒体（２）中を少なくとも二つのせん断波方向に沿って伝播するせん断波を発生させ、
前記処理サブステップ中に、前記異方性媒体から受信した音信号を、前記少なくとも二つのせん断波方向に従ってフィルタリングして、前記少なくとも一つの初期物理パラメータを決定する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記移動パラメータが前記異方性媒体（２）の変位である、請求項１８又は１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記工程ｃ２‐１）において、非集束超音波圧縮波を少なくとも毎秒３００ショット数の率で放出する、請求項１８から２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記励起サブステップｃ１）中に放出される集束超音波が、０．１ＭＨｚから１００ＭＨｚまでの範囲内の周波数ｆを示し、ｋ／ｆ秒間の持続期間にわたって放出され、ｋが５０から５０００までの範囲内の整数であり、ｆがＨｚ単位である、請求項１８から２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記励起サブステップｃ１）中に放出される集束超音波が、０．５ＭＨｚから１５ＭＨｚまでの範囲内の周波数を示し、休止期間によって分けられる一続きの放出期間にわたって放出され、前記放出期間が、毎秒１０から１０００放出数の範囲内の率で続く、請求項１８から２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記励起サブステップｃ１）中に放出される集束超音波が、それぞれ周波数ｆ１とｆ２を有する二つの単色信号の線形結合、特に和であり、２０Ｈｚ≦｜ｆ１−ｆ２｜≦１０００Ｈｚである、請求項１８から２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記励起サブステップｃ１）中に放出される集束超音波が複数の集束点に同時に集束する、請求項１８から２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記処理サブステップｃ３）にマッピングサブステップｃ４）が続き、前記マッピングサブステップｃ４）中に、前記移動パラメータの時間に対する変動に基づいて、前記観測場（２ａ）の少なくとも一部の点において少なくとも一つのせん断波伝播パラメータを計算して、前記観測場（２ａ）中の伝播パラメータのマップを求める、請求項１８から２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記マッピングサブステップｃ４）中に計算されるせん断波伝播パラメータが、せん断波速度と、せん断剛性率と、ヤング率と、せん断波減衰率と、せん断弾性率と、せん断粘度と、機械的緩和時間と、局所歪みの逆数とから選択される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記サブステップｃ１）から前記サブステップｃ４）を順次繰り返し、各励起サブステップｃ１）中に異なる複数の集束超音波を放出し、各マッピングサブステップｃ４）中に取得したマップを組み合わせて、前記観測場（２ａ）の組み合わせマップを計算する、請求項２６又は２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記ステップｂ）及び前記ステップｃ）を少なくとも一度反復して、反復数ｎにおける前記ステップｃ）中に取得した前記観測場（２ａ）中の伝播パラメータのマップを、反復数ｎ＋１における前記ステップｂ）用の初期物理パラメータとして用いる、請求項２６から２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
請求項１から２９のいずれか一項に記載の異方性媒体（２）中の観測場（２ａ）をイメージングするためのせん断波エラストグラフィ方法を行うためのイメージング装置であって、
少なくとも一つの電子的中央装置（６）によって互いに独立的に制御される複数のトランスデューサから成るアレイ（４）を備え、前記電子的中央装置（６）が、
前記異方性媒体（２）中の少なくとも一つの関心領域（２ｃ）中の少なくとも一つの初期物理パラメータを取得し、
前記初期物理パラメータに基づいて、前記異方性媒体（２）の一組の空間的特性を決定し、
前記一組の空間的特性に基づいて、前記異方性媒体（２）中にせん断波（１４）を発生させて、
前記観測場（２ｃ）中の複数の点において前記せん断波（１４）の伝播を同時に観測するように構成されている、イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、せん断波を用いたイメージング方法及び装置に係り、特に異方性媒体をイメージングするためのせん断波エラストグラフィ方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、粘弾性媒体をイメージングするためのせん断波エラストグラフィ方法の一例が記載されている。特許文献１の方法は、粘弾性媒体が一様である場合には十分満足のいくものであるが、粘弾性媒体が繊維を含む異方性媒体である場合には、イメージ及び測定の再現性及び信頼性が最適なものではない。
【０００３】
実際、せん断はエラストグラフィで得られる測定及びイメージは、せん断波を受ける粘弾性媒体に観測された変位及び／又は変形から計算される。
【０００４】
残念ながら、せん断波は、一様媒体と比較すると繊維を含む異方性媒体中を異なるように伝播する。何故ならば、その伝播パラメータは媒体の物理的特性だけではなく、繊維方向に対するせん断波波面の相対的角度にも依存するからである。
【０００５】
従って、繊維方向に対するせん断波方向の相対的角度に依存して、せん断波の伝播パラメータの測定値は異なり得て、せん断波エラストグラフィに対して信頼性がなく再現可能ではない測定及びイメージを与える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７２５２００４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、特に現状を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため、本発明によると、異方性媒体をイメージングするためのせん断波エラストグラフィ方法は以下のステップを備える：
ａ）異方性媒体中の少なくとも一つの関心領域中の少なくとも一つの初期物理パラメータを取得する初期超音波取得ステップ；
ｂ）初期物理パラメータに基づいて、異方性媒体の一組の空間的特性を決定する空間的特性評価ステップ；
ｃ）以下のサブステップを備えるせん断波イメージングステップ：
ｃ１）一組の空間的特性に基づいて、異方性媒体中にせん断波を発生させる励起サブステップ；
ｃ２）観測場中の複数の点においてせん断波の伝播を同時に観測する観測サブステップ。
【０００９】
一部実施形態では、以下の特徴のうち一つ以上を用いてもよい：
【００１０】
‐  異方性媒体の一組の空間的特性は、以下のもののうち少なくとも一つを備える：少なくとも一つの関心領域中の異方性特徴部の方向、空間的角度若しくは空間的位置；  少なくとも一つの関心領域中の優先的励起方向；
【００１１】
‐  初期物理パラメータは、Ｂモード超音波イメージングを用いて取得した異方性媒体中の少なくとも一つの関心領域のイメージである：
【００１２】
‐  初期超音波取得ステップは、以下のサブステップを備えるせん断波イメージングステップを備える：
異方性媒体中に、少なくとも一つのせん断波方向でせん断波を発生させる励起サブステップ；
少なくとも一つの関心領域中の複数の点においてせん断波の伝播を同時に観測して、初期物理パラメータを取得する観測サブステップ；
【００１３】
‐  初期超音波取得ステップは、複数のせん断波方向と、異方性媒体中の少なくとも一つの関心領域中で取得した複数の初期物理パラメータとに関連している複数のせん断波イメージングステップを備え、複数のせん断波イメージングステップのうち各せん断波イメージングステップは、複数のせん断波方向のうち関連するせん断波方向で異方性媒体中にせん断波を発生させる励起サブステップと、少なくとも一つの関心領域中の複数の点においてせん断波の伝播を同時に観測して、複数の初期物理パラメータのうち関連する初期物理パラメータを取得する観測サブステップとを備える；
【００１４】
‐  初期物理パラメータは、せん断波イメージングを用いて取得した異方性媒体中の関心領域のイメージである；
【００１５】
‐  初期物理パラメータは、せん断波イメージングを用いて取得した少なくとも一つの関心領域中のせん断波伝播パラメータである；
【００１６】
‐  せん断波伝播パラメータは、せん断波速度、せん断剛性率μ、ヤング率Ｅ，せん断弾性率（ずれ弾性率）μ１、せん断粘度（ずれ粘度）μ２から選択される；
【００１７】
‐  初期超音波取得ステップ中に、異方性媒体中の少なくとも二つの異なる関心領域にそれぞれ関連している少なくとも二つの初期物理パラメータを取得し、空間的特性評価ステップ中に、少なくとも二つの初期物理パラメータにそれぞれ基づいて、異方性媒体中の少なくとも二つの異なる関心領域にそれぞれ関連している少なくとも二組の空間的特性を決定し、せん断波イメージングステップ中においては、その励起サブステップ中に、少なくとも二組の空間的特性にそれぞれ基づいて、異方性媒体中に少なくとも二つのせん断波を発生させ、観測サブステップ中に、観測場中の複数の点において少なくとも二つのせん断波の伝播を同時に観測する；
【００１８】
‐  空間的特性評価ステップは、初期超音波取得ステップ中に取得した異方性媒体の少なくとも一つのイメージに対する特徴部検出を行うことによって、一組の空間的特徴を抽出することを備える；
【００１９】
‐  空間的特性評価ステップは、初期超音波取得ステップ中に取得した複数のせん断波伝播パラメータのせん断波伝播パラメータを比較して、異方性媒体中の優先的励起方向を決定することを備える；
【００２０】
‐  空間的特性評価ステップは、初期超音波取得ステップ中に取得した異方性媒体のイメージを、中央処理装置に接続された表示デバイスを用いてユーザに表示することを備え、ユーザは、中央処理装置に接続された入力デバイスを用いて、異方性媒体の空間的特性を示す;
【００２１】
‐  ユーザは、表示デバイス上の異方性媒体のイメージの上に表示された仮想線（この仮想線は異方性媒体の空間的特性を示す）の位置を、入力デバイスを用いて移動させることによって、異方性媒体の空間的特性を示す；
【００２２】
‐  ユーザは、表示デバイス上に表示された異方性媒体のイメージに対して、超音波システムに設けられている従来の角度測定ツールを用いて異方性媒体の空間的特性の数値を測定することによって、空間的特性を示し、次いで、ユーザは、入力デバイスを用いて、中央処理装置に数値を入力する；
【００２３】
中央処理装置によって制御される複数のトランスデューサから成るアレイを用いて、異方性媒体中に少なくとも一つの集束超音波を放出することによって、せん断波を発生させ、中央処理装置が、異方性媒体の一組の空間的特性に基づいて、集束超音波の集束点の位置と、集束超音波のタイミングとを決定する；
【００２４】
‐  せん断波の波面が、異方性媒体中の異方性特徴部の方向と、異方性媒体中の優先的励起方向とのうち少なくとも一方に実質的に垂直になるように、集束点の位置と、せん断波を発生させる複数の集束超音波のタイミングとを決定する；
【００２５】
‐  せん断波の伝播方向が、異方性媒体中の異方性特徴部の方向と、異方性媒体中の優先的励起方向とのうち少なくとも一方と実質的に整列するように、集束点の位置と、せん断波を発生させる複数の集束超音波のタイミングとを決定する；
【００２６】
‐  観測サブステップは以下の工程を備える：
ｃ２‐１）互いに独立的に制御される複数のトランスデューサから成るアレイに、一続きの超音波を、それら超音波が、観測場中を伝播するせん断波と少なくとも部分的に空間的且つ時間的に重なるように構成された空間範囲及びタイミングで異方性媒体中に放出させる工程と、
ｃ２‐２）複数のトランスデューサから成るアレイによって、異方性媒体から受信した音信号を実時間で検出及び記録する工程。信号は、超音波が異方性媒体中の散乱体と相互作用することによって発生するエコーを備える；
【００２７】
‐  せん断波イメージングステップｃ）は、少なくとも一つの処理サブステップｃ３）を更に備え、その処理サブステップｃ３）中においては、
ｃ３‐１）工程ｃ２‐２）中に異方性媒体から順次受信した音信号を処理して、せん断波の一続きの伝播イメージを求め、
ｃ３‐２）観測場の異なる点において異方性媒体の少なくとも一つの移動パラメータを決定する；
【００２８】
‐  初期超音波取得ステップ中に、異方性媒体中を少なくとも二つのせん断波方向に沿って伝播するせん断波を発生させ、
処理サブステップ中に、異方性媒体から受信した音信号を、少なくとも二つのせん断波方向に従ってフィルタリングして、少なくとも一つの初期物理パラメータを決定する；
【００２９】
‐  移動パラメータは異方性媒体の変位である；
【００３０】
‐  工程ｃ２‐１）において、毎秒少なくとも３００ショット数の率で非集束超音波圧縮波を発生させる；
【００３１】
‐  励起サブステップ中に放出される集束超音波は、０．１ＭＨｚから１００ＭＨｚまでの範囲内の周波数ｆを示し、ｋ／ｆ秒間の持続期間にわたって放出され、ｋは５０から５０００までの範囲内の整数であり、ｆはＨｚ単位である；
【００３２】
‐  励起サブステップ中に放出される集束超音波は、０．５ＭＨｚから１５ＭＨｚまでの範囲内の周波数を示し、休止期間によって分けられた一続きの放出期間にわたって放出され、放出期間は、毎秒１０から１０００放出数の範囲内の率で続く；
【００３３】
‐  励起サブステップｃ１）中に放出される集束超音波は、周波数ｆ１、ｆ２をそれぞれ有する二つの単色信号の線形結合であり、２０Ｈｚ≦｜ｆ１−ｆ２｜≦１０００Ｈｚとされる；
【００３４】
‐  励起サブステップ中に放出される集束超音波は、複数の集束点に同時に集束する；
【００３５】
‐  イメージ処理サブステップにマッピングサブステップが続き、そのマッピングサブステップ中に、移動パラメータの時間に対する変動に基づいて、観測場の少なくとも一部の点において少なくとも一つのせん断波伝播パラメータを計算し、観測場中の伝播パラメータのマップを求める；
【００３６】
‐  マッピングサブステップ中に計算されるせん断波伝播パラメータは、せん断波速度、せん断剛性率、ヤング率、せん断波減衰率、せん断弾性率（ずれ弾性率）、せん断粘度（ずれ粘度）、機械的緩和時間、局所歪みの逆数から選択される；
【００３７】
‐  サブステップを順次繰り返し、各励起サブステップ中において異なる複数の集束超音波を放出して、各マッピングサブステップ中に取得したマップを組み合わせて、観測場の組み合わせマップを計算する；
【００３８】
‐  ステップｂ）及びステップｃ）を少なくとも一度反復して、反復数ｎにおけるステップｃ）中に取得した観測場中の伝播パラメータのマップを、反復数ｎ＋１におけるステップｂ）用の初期物理パラメータとして用いる。
【００３９】
また、本発明は、一目的として、上記のような異方性媒体中の観測場をイメージングするためのせん断波エラストグラフィ方法を行うためのイメージング装置も有し、その装置は、少なくとも一つの電子的中央装置によって互いに独立的に制御される複数のトランスデューサから成るアレイを備え、その電子的中央装置は以下のように構成される：
‐  異方性媒体中の少なくとも一つの関心領域中の少なくとも一つの初期物理パラメータを取得し；
‐  初期物理パラメータに基づいて、異方性媒体の一組の空間的特性を決定し；
‐  一組の空間的特性に基づいて、異方性媒体中にせん断波を発生させ；
‐  観測場中の複数の点においてせん断波の伝播を同時に観測する。
【発明の効果】
【００４０】
上記特徴により、せん断波の特性、特に、せん断波の波面及び伝播方向を、異方性媒体の空間的特性に基づいて決定することができる。これは、せん断波エラストグラフィ及びイメージングによって得られるイメージ及び測定の質、信頼性及び再現性を顕著に改善する。
【００４１】
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照して、非限定的な例として与えられる以下の実施形態の詳細な説明から明らかとなるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態のせん断波イメージングデバイスの概略図である。
【図２】図２ａ、図２ｂ、及び図２ｃは、異なる複数の集束超音波によって異方性媒体に発生させた複数のせん断波の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１に示される装置１は、異方性媒体２中の観測場２ａをイメージングするように構成される。
【００４４】
異方性媒体２は、特定可能な空間延伸方向３ａを示す異方性特徴部３を含む。異方性特徴部３は、例えば、繊維、組織界面、異方性組織、血管、神経、細長の細胞や細胞小器官等の異方性構成要素、より一般的には、組織、特に生体組織の空間的に配向した構成要素であり得る。
【００４５】
異方性媒体２は、例えば、筋肉や腱を含む患者の一部であり得る。このような組織は、繊維３状の異方性特徴部３、例えば、筋周膜に囲まれた筋肉束、靭帯や筋膜や腱のコラーゲン繊維の束を含み得る。このような繊維３は異方性が強く、特定可能な空間延伸方向３ａを示すので、媒体２が異方性と見なされる。一部繊維３は、繊維の束にまとまり得て、通常は平行な方向３ａに沿って延伸する。
【００４６】
特に、装置１を用いて、異方性媒体２のせん断波エラストグラフィを行い、観測場２ａ中のせん断波伝播パラメータのイメージ又は測定結果を得る。
【００４７】
従来のせん断波エラストグラフィ測定又はイメージングは以下のようにして行われる：
‐  機械的せん断波１４を、異方性媒体２を通して、特に観測場２ａを通して伝播させる；
‐  超音波に対して反射性であり生体組織内に自然に含まれている散乱体２ｂに対する超音波の反射によって観測場２ａ中のせん断波１４の伝播を観測する。
【００４８】
粒子２ｂは、異方性媒体２の不均一性、例えば、コラーゲンの粒子、より一般的には、周囲媒体の密度と異なる密度を有する不均一性によって構成され得る。
【００４９】
次いで、せん断波エラストグラフィの測定結果及びイメージを、せん断波が侵入した際に観測された組織の変位及び／又は変形に基づいて処理する。
【００５０】
上述のように、せん断波は、一様性媒体と比較して異方性媒体中では異なって伝播する。
【００５１】
特に、せん断波の伝播は、媒体２の物理的特性だけではなく、異方性媒体２中の優先的方向３ａに対するせん断波波面又はせん断波の伝播方向１４ａの角度にも依存する。
【００５２】
結果として、例えば、異方性特徴部３に対するせん断波伝播方向１４ａの相対的角度に依存して、せん断波１４の伝播パラメータの測定値は異なり得て、信頼性がなく再現可能ではないせん断波エラストグラフィの測定及びイメージを与える。
【００５３】
例えば装置１によって行われるもののようなせん断波イメージングステップｃ）の工程の構成及び一般的な方法は、特許文献１で既に詳述されているので、以下では簡単に振り返る。
【００５４】
装置１は例えば以下のものを含み得る：
‐  超音波トランスデューサアレイ４、これは、通常のエラストグラフィプローブにおいて既知であるように、例えば、線形アレイであり、一般的にはｎ個の超音波トランスデューサＴ１〜Ｔｎが、或る軸に沿って並置されている（アレイ４は、観測場の二次元（２Ｄ）イメージングを行うように構成されるが、アレイ４は、観測場の３Ｄイメージングを行うように構成された二次元アレイであってもよい。）。トランスデューサの数ｎは１よりも大きく、例えば数十（例えば、１００〜３００個）である。トランスデューサＴ１〜Ｔｎは超音波パルスを伝え、そのパルスは、エラストグラフィにおいて通常用いられるタイプのもの、例えば、０．５ＭＨｚから１００ＭＨｚまでの範囲内、好ましくは０．５ＭＨｚから１５ＭＨｚの範囲内、例えば略２．５ＭＨｚの周波数を有するものである；
‐  トランスデューサアレイ４を制御し、それからの信号を取得する電子ベイ５；
‐  電子ベイ５を制御し、電子ベイから得られた超音波イメージを表示するためのマイクロコンピュータ６。コンピュータ６は表示ユニット６ａ（例えばスクリーン）と、入力デバイス６ｂ（例えば、キーボード、マウス、他のユーザインターフェース）を含む。
【００５５】
以下、電子ベイ５及びマイクロコンピュータ６を、装置１の制御システムと呼ぶ。このような制御システムは、二つよりも多くのデバイスによっても構成され得て、又は、単一の電子デバイスが電子ベイ５及びマイクロコンピュータ６の全ての機能を果たし得る。
【００５６】
電子ベイ５は例えば以下のものを含む：
‐  トランスデューサアレイ４のｎ個のトンラスデューサ（Ｔ１〜Ｔｎ）にそれぞれ接続されたｎ個のアナログ／デジタル変換器７（Ｅ１〜Ｅｎ）；
‐  ｎ個のアナログ／デジタル変換器７にそれぞれ接続されたｎ個のバッファメモリ８（Ｍ１〜Ｍｎ）；
‐  バッファメモリ８及びマイクロコンピュータ６と通信する中央処理装置９（ＣＰＵ）；
‐  中央処理装置９に接続されたデジタル信号プロセッサ１０（ＤＳＰ）；
‐  中央処理装置９に接続されたメモリ１１（ＭＥＭ）。
【００５７】
トランスデューサＴ１〜Ｔｎは、中央処理装置９によって互いに独立的に制御される。従って、トランスデューサＴ１〜Ｔｎは以下のものを選択的に放出することができる：
‐  非集束超音波；
‐  観測場２ａの一つ以上の点に集束している集束超音波。
【００５８】
“非集束超音波”との用語は、観測場２ａ全体を照射する非集束波を意味し、例えば以下のものを意味する：
‐  “平面波”である超音波圧縮波（つまり、波面がＸＹ平面内において矩形である波）、又は、他の種類の非集束波；
‐  ランダムな音信号を異なるトランスデューサＴ１〜Ｔｎによって放出させることによって発生する波；
‐  発散波、例えば、球面波；
‐  複数の集束点に同時に集束した波；
‐  弱集束波（“脂肪”伝送集束として知られている、集束距離／アパーチャの比＞２．５）；
‐  より一般的には、単一の集束点位置や集束距離／アパーチャの比＜２．５を用いる従来の集束に対応しない種類の伝送波。
【００５９】
装置１の動作中には、トランスデューサアレイ４は、異方性媒体２、例えば患者の皮膚に接触して配置される。
【００６０】
装置１の動作方法は、制御システム、つまり、中央処理装置９及び／又はコンピュータ６によって制御され、中央処理装置９及び／又はコンピュータ６は、その動作方法がプログラムされている。以下、これら二つのデバイスを装置１の制御システムと呼ぶ（勿論、制御システムは本願で説明される具体的な例とは異なり得て、特に、上述のように、単一の電子デバイスや、二つよりも多くの電子デバイスによっても構成され得る。）
【００６１】
以下、せん断波イメージングを行うための装置１の動作を、せん断波イメージングステップｃ）に関連して説明するが、この説明は、以下で更に詳細に説明するように、せん断波イメージング又はエラストグラフィによって初期物理パラメータを取得する初期超音波取得ステップａ）の実施形態にも適用可能である。
【００６２】
装置１の制御システム６、９は、複数のサブステップを順次行うようにプログラムされていて、サブステップは、励起サブステップｃ１）で始まり、ｃ１）中においては、制御システム６、９が、異方性媒体２の集束点１３ａに集束した少なくとも一つの集束超音波１３をアレイ４に放出させることによって、せん断波１４を観測場２ａに発生させる（この集束波１３は、トランスデューサＴ１〜Ｔｎの全部又は一部によって放出され得る）。
【００６３】
特に、また以下で詳細に説明するように、励起サブステップｃ１）中に放出される集束超音波１３は、複数の点１３ａに同時又は異なる時点で集束され得て、発生させたせん断波１４が所望の波形を有するようにする。
【００６４】
従って、平面波であるせん断波１４、又は、集束されてているせん断波を発生させて、異方性媒体２の観測場２ａ中の所望の領域に照射することができる。
【００６５】
特に、せん断波１４は、集束点１３ａの位置及び集束超音波１３の放出タイミングによって制御可能なせん断波波面及びせん断波方向１４ａを示すことができる。
【００６６】
図２ａを参照すると、異方性媒体２中に一直線で整列した集束点１３ａを有する複数の集束超音波１３を同時に又は短期間内に放出することによって、特定のせん断波１４を発生させることができる。
【００６７】
結果としてのせん断波１４は、集束点１３ａの整列線に実質的に平行なせん断波波面と、その線に実質的に垂直な伝播方向１４ａとを有する。
【００６８】
図２ｂを参照すると、異方性媒体２中に一直線で整列した集束点１３ａを有する複数の集束超音波１３を、各放出の間隔をより長くして放出することによって発生させた特定のせん断波１４が示されている。
【００６９】
結果としてのせん断波１４は、図２ａに示されるせん断波よりも集束点１３ａの整列線に対して大きな角度を有するせん断波波面を有する。
【００７０】
図２ｃを参照すると、異方性媒体中の異なる線（アレイ４に垂直な垂直方向に対して傾斜している線）に沿って整列させた集束点１３ａを有する複数の集束超音波１３の放出によって発生させた他の特定のせん断波１４が示されている。
【００７１】
図２ａ、図２ｂ、及び図２ｃは、集束超音波１３の集束点１３ａの位置及び集束超音波１３の放出タイミングを変化させることによって装置１の制御システム６、９が発生させることができる多様なせん断波１４の一部を例示する。
【００７２】
他のタイプのせん断波１４も発生可能であり、例えば、集束超音波１３の集束点１３ａの位置及び集束超音波１３の放出タイミングを変化させることによって、装置１の制御システム６、９が、二つ以上のせん断波方向に沿って伝播するせん断波１４を発生させ得る。“二つのせん断波方向”とは、せん断波の方向が共線的ではないこととして理解される。
【００７３】
励起サブステップｃ１）中に放出される集束超音波は、０．５ＭＨｚから１５ＭＨｚまでの範囲内、例えば略２．５ＭＨｚに等しい周波数ｆの単色波であり得て、ｋ／ｆ秒間の持続期間にわたって放出され、ここで、ｋは５０から５０００までの範囲内の整数（例えば、略５００）であり、ｆはＨｚ単位で表される。このような波は、休止期間によって分けられる一続きの放出期間にわたって放出され得て、放出期間は、毎秒５から１０００放出数の範囲内の率で続く。
【００７４】
一変形例では、励起サブステップｃ１）中に放出される集束超音波は、それぞれ周波数ｆ１及びｆ２の二つの単色信号の線形結合（特に和）であり、２０Ｈｚ≦｜ｆ１−ｆ２｜≦１０００Ｈｚとされ、変調周波数｜ｆ１−ｆ２｜を有する振幅変調波を発生させる。
【００７５】
次いで、装置１は、観測サブステップｃ２）を行い、ｃ２）中では、せん断波１４の伝播が、観測場２ａの複数の点において同時に観測される。この観測サブステップは以下の工程を備える：
ｃ２‐１）制御システム６、９が、アレイ４に、一続きの非集束超音波圧縮波（これらの非集束波はトランスデューサＴ１〜Ｔｎの全部又は一部によって放出され得る）を、少なくとも毎秒３００ショット数、例えば５００ショット数／秒で異方性媒体中に放出させる工程（観測場を介するせん断波の伝播中に非集束超音波の少なくとも一部が観測場に到達するように、ステップａ）で放出される集束超音波の集束及びタイミングと、これら非集束超音波のタイミングとが適合される）；
ｃ２‐２）制御システム６、９が、アレイ４に、異方性媒体２から受信した音信号を検出させる工程（この検出は、アレイ４のトランスデューサの全部又は一部によって行われ得る）。信号は、非集束超音波圧縮波が観測場中の散乱体２ｂと相互作用することによって発生するエコーを備える。それらエコーは、異方性媒体２の変位の一続きのイメージに（直接的又は間接的に）対応している。検出された信号はバッファメモリＭ１〜Ｍｎに実時間で記録される。
【００７６】
次いで、装置１は、少なくとも一つの処理サブステップｃ３）を行い、ｃ３）中では以下のことが行われる：
ｃ３‐１）制御システム６、９が、工程ｃ２‐２）中に異方性媒体２から受信した一続きの音信号を処理して、一続きの伝播イメージを求める；
ｃ３‐２）制御システム６、９が、観測場２ａ中の多様な点における異方性媒体２の少なくとも一つの移動パラメータを決定する。
【００７７】
上記工程ｃ３‐１）は省略可能である点に留意されたい。より一般的には、本発明の方法は、伝播イメージを求めることを要さず、制御システム６、９が、他の手段によって移動パラメータを決定し得る。
【００７８】
例えば０．１から１８０秒間にわたって続き得る工程ｃ２‐１）中に、毎秒５００から１００００ショット数の範囲内、好ましくは毎秒１０００から５０００ショット数の率で非集束超音波圧縮波を放出することができる（この率は、患者の体２を介する圧縮波の往復時間によって制限され、新たな圧縮波の送信前に、圧縮波が発生させる全てのエコーをプローブ６によって受信する必要がある）。
【００７９】
初期超音波取得ステップ中に放出されるせん断波が二つ以上のせん断波方向に沿って伝播する実施形態では、異方性媒体から受信した音信号をフィルタリングし得て、処理サブステップ中において、せん断波方向に従って、初期物理パラメータを決定し得る。
【００８０】
一実施形態では、異方性媒体から受信した音信号をフィルタリングして、二つ以上のせん断波方向にそれぞれ関連する二つ以上の初期物理パラメータを決定する。
【００８１】
このようなフィルタリング工程は、例えば、工程ｃ２‐２）中に異方性媒体２から受信した一続きの音信号の時間的又は空間的フィルタリングであり得て、又は、工程ｃ３‐２）中に決定された移動パラメータの時間的又は空間的フィルタリングであり得る。
【００８２】
各非集束超音波圧縮波は、せん断波の伝播速度よりもはるかに速い伝播速度（例えば、人体中において略１５００ｍ／秒）で患者の体２を伝播し、反射粒子２ｂと相互作用することによって、エコー、又は、エコグラフィの分野において“スペックルノイズ”との名称で知られている信号中の他の類似の乱れを発生させる。
【００８３】
スペックルノイズは、非集束超音波圧縮波の各ショット後のサブステップｂ２）中にトランスデューサＴ１〜Ｔｎによってピックアップされる。第ｊ番目のショット後に各トランスデューサＴｉによってこのようにピックアップされた信号ｓｉｊ（ｔ）は、まず、高周波数（例えば３０ＭＨｚから１００ＭＨｚ）でサンプリングされ、トランスデューサＴｉに対応するアナログ／デジタル変換器Ｅｉによって実時間で（例えば１２ビットで）デジタル化される。
【００８４】
このようにしてサンプリング及びデジタル化された信号ｓｉｊ（ｔ）が、トランスデューサＴｉに対応するバッファメモリＭｉに同様に実時間で記憶される。
【００８５】
例えば、各メモリＭｉは、略１２８メガバイト（ＭＢ）の容量を示し得て、ショットｊ＝１〜ｐで順次受信した全ての信号ｓｉｊ（ｔ）を含む。
【００８６】
同じせん断波伝播に対応する全ての信号ｓｉｊ（ｔ）を記憶した後の後続の時間において、中央処理装置９が、サブステップｃ１）に対応する従来の経路形成ステップを用いて信号を処理する（又は、加算回路等の他の回路が信号を処理するか、コンピュータ６自体が信号を処理し得る）。
【００８７】
これは、ｊ番目のショット後の観測場のイメージにそれぞれ対応する信号Ｓｊ（ｘ，ｙ）を発生させる。
【００８８】
例えば、以下の式によって信号Ｓｊ（ｔ）を決定することができる：
【数１】
2018500115.tif 000003
ここで、
‐  ｓｉｊは、ｊ番目の超音波圧縮波ショット後にｉ番目のトランスジューサによって受信された生信号であり；
‐  ｔ（ｘ，ｙ）は、座標（ｘ，ｙ）を有する観測場の点に超音波圧縮波が到達するのにかかった時間であり、ｔ＝０がｊ番目のショットの開始である；
‐  ｄｉ（ｘ，ｙ）は、座標（ｘ，ｙ）を有する観測場の点と、ｉ番目のトランスデューサとの間の距離、又はこの距離の近似値である；
‐  Ｖは、観測される粘弾性媒体中の超音波圧縮波の平均伝播速度である；
‐  αｉ（ｘ，ｙ）は、アポディゼーション関係を考慮した重み付け係数である（実際には、多くの場合において、αi（ｘ，ｙ）＝１と仮定することができる）。
【００８９】
上記式は、観測場が三次元であり（トランスデューサの二次元アレイを用いる）、空間座標（ｘ，ｙ）が（ｘ，ｙ，ｚ）に置き換えられる場合にも準用される。
【００９０】
任意の経路形成ステップ後に、中央処理装置９が、それぞれｊ番目のショットに対応するイメージ信号Ｓｊ（ｘ，ｙ）（又は、画像が一元の場合にはＳｊ（ｘ）、３Ｄ画像の場合にはＳｊ（ｘ，ｙ，ｚ））を中央メモリＭに記憶する。これらの信号は、コンピュータ自体がイメージ処理を行う場合には、コンピュータ６に記憶されてもよい。
【００９１】
次いで、特許文献１で説明されているように、好ましくは参照イメージとの相関、有利には、二つ一組での相互相関によって、工程ｃ３‐２）の後続の時間中において、イメージを処理する。
【００９２】
上記相互相関は、例えばデジタル信号プロセッサ１０において行われ得て、又は、中央処理装置９やコンピュータ６にプログラムされ得る。
【００９３】
この相互相関プロセス中においては、相互相関関数＜Ｓｊ（ｘ，ｙ），Ｓｊ＋１（ｘ，ｙ）＞を最大化して、超音波エコーを生じさせる各粒子が受けている変位を決定する。
【００９４】
このような相互相関計算の例は特許文献１に与えられている。
【００９５】
これは、せん断波の影響下において異方性媒体２の観測場２ａの各位置
【数２】
2018500115.tif 000004
においてせん断波が発生させる一組の変位ベクトル
【数３】
2018500115.tif 000005
を生じさせる（任意で変位ベクトルを本願で説明される例の単一成分に還元し得る）。
【００９６】
この一組の変位ベクトルは、メモリＭ又はコンピュータ６に記憶され、例えば、コンピュータのスクリーン４ａを用いて、変位の値がグレイレベル又はカラーレベル等の光学パラメータで表示されるスローモーション映像の形式で表示され得る。
【００９７】
これによって、異方性媒体２中の異なる特性を有する領域間のせん断波の伝播の違いを明確に見て取ることができる。
【００９８】
せん断波伝播の動画を従来のエコグラフィイメージに重ね合わせることもでき、これも上記装置１によって発生可能である。
【００９９】
更に、変位の代わりに、異方性媒体２の変形を、観測場２ａ中の各点に対して計算することもでき、つまり、ベクトルの成分は、空間変数（上記例においてはｘ座標及びｙ座標）に対する変位ベクトルの微分である。これらの変形ベクトルを、変位ベクトルと同様に用いて、せん断波の伝播を動画として明確に表示することができ、これは、観測される患者の体に対するトランスデューサアレイ４の変位を排除するという利点も示す。
【０１００】
変位場又は変形場から、コンピュータ６（より一般的には制御システム６、９）が、有利には、マップ作成サブステップｃ４）を行うことができ、ｃ４）中においては、移動パラメータ（変位又は変形）が観測場（Ｘ，Ｙ）（又はトランスデューサの二次元アレイの場合にはＸ、Ｙ、Ｚ）中において時間と共に変化する様子に基づいて、ユーザがコンピュータ６に指示することにより選択された観測場２ａ中の特定の点（少なくとも一点）において、又は観測場２ａ全体にわたって、せん断波の少なくとも一つの伝播パラメータを計算する。
【０１０１】
マップ作成サブステップｃ４）中に計算されるせん断波の伝播パラメータは、例えば、特許文献１でより詳細に説明されているように、以下のものの中から選択される：せん断剛性率μ、ヤング率Ｅ＝３μ、せん断波の伝播速度ｃｓ（ｃｓ＝√（Ｅ／（３ρ））、ここで、ρは組織の密度）、せん断弾性率（ずれ弾性率）μ１、又は局所歪みの逆数。このような伝播パラメータは、観測場２ａを構成する異方性媒体の弾性を表す。
【０１０２】
伝播パラメータは、例えばコンピュータ６によって、複数の異なる時点において、毎秒複数回（例えば、毎秒少なくとも５回、例えば毎秒少なくとも１０回の率）で繰り返し計算され得る。
【０１０３】
せん断波イメージングステップｃ）に先立って、装置１は以下詳細に説明する複数のステップを行う。
【０１０４】
初期イメージングステップａ）中においては、異方性媒体２中の少なくとも一つの関心領域２ｃに対して少なくとも一つの初期物理パラメータを取得する。
【０１０５】
第一の実施形態では、Ｂモード超音波イメージングを用いて、初期物理パラメータを取得する。初期物理パラメータは、特に、異方性媒体２中の関心領域２ｃのイメージであり得る。
【０１０６】
このため、制御システム６、９は、トランスデューサアレイ４を標準的な超音波方法で用いて、観測場２ａの従来のＢモード超音波イメージングを行い得る。標準的な超音波イメージングは、所定の点に集束する一つの円筒波を媒体を照射するものである。この単一の照射の後方散乱エコーを用いて、ダイナミックレシーブビーム形成プロセスでイメージの完全なラインを計算する。
【０１０７】
本発明の第二の実施形態では、せん断波エラストグラフィ又はイメージングを用いて、初期物理パラメータを取得する。
【０１０８】
この第二の実施形態では、初期物理パラメータは、せん断波イメージングによって得られるせん断波伝播パラメータ又はイメージであり得る。
【０１０９】
制御システム６、９は、特に、上述のせん断波イメージングステップｃ）と同様のせん断波エラストグラフィ又はイメージングを行うことによって、イメージを取得し得る。
【０１１０】
従って、初期超音波取得ステップは、以下のサブステップを備えるせん断波イメージングステップを備え得る：
ａ１）励起サブステップ。ａ１）中においては、異方性媒体中に或るせん断波方向でせん断波を発生させる；
ａ２）観測サブステップ。ａ２）中においては、少なくとも一つの関心領域中の複数の点においてせん断波の伝播を同時に観測して、初期物理パラメータを取得する。
【０１１１】
有利には、初期イメージングステップａ）は、各々ステップａ１）及びａ２）を備えて、複数の初期物理パラメータを取得することを備え得る。
【０１１２】
従って、異方性媒体の一つ以上の関心点２ｂにおいて、又は異方性媒体の関心領域２ｃ内において、複数のせん断波伝播パラメータを測定し得る。
【０１１３】
また、異方性媒体の関心領域の複数のイメージを取得することもできる。
【０１１４】
せん断波伝播パラメータは、例えば、せん断波速度、せん断剛性率μ、ヤング率Ｅ、せん断弾性率（ずれ弾性率）μ１、せん断粘度（ずれ粘度）μ２から選択され得る。
【０１１５】
次いで、空間的特性評価ステップｂ）において、一つ又は複数の初期物理パラメータに基づいて、異方性媒体中の関心領域の一組の空間的特性を決定する。
【０１１６】
一組の空間的特性は、例えば、参照面又は線（例えば、トランスデューサアレイ４の延伸方向等）に対する異方性特徴部３の方向や異方性特徴部３の空間的角度を備えて、例えば、トランスデューサアレイ４の延伸方向に対する繊維方向３ａの空間的角度を備え得る。また、一組の空間的特性は、異方性媒体２中における異方性特徴部３の空間的位置又は箇所、特に、関心領域の二次元（２Ｄ）又は三次元（３Ｄ）イメージングにおける異方性特徴部の空間的位置を備えてもよい。また、一組の空間的特性は、関心領域中の優先的励起方向を備えてもよい。
【０１１７】
有利には、本発明の第一の実施形態では、初期物理パラメータはＢモード又はせん断波イメージであり、空間的特性評価ステップｂ）を自動的に行うことができる。特に、ステップｂ）は、初期超音波取得ステップ中に取得した異方性媒体中の観測場の少なくとも一つのイメージに対する特徴部検出を行うことによって、一組の空間的特性を抽出することを備え得る。
【０１１８】
本発明の第一の実施形態の一変形例では、空間的特性評価ステップｂ）は手動で行われ得る。
【０１１９】
このため、Ｂモード又はせん断波イメージを、ユーザ（例えば、医師や、装置１を使用している作業者）が見えるように表示デバイス６ａに表示し得る。
【０１２０】
次いで、ユーザは、中央処理装置６、９に接続された入力デバイス６ｂを用いて、繊維３の空間的特性を示す。
【０１２１】
本発明の第一の変形例では、ユーザは、表示デバイス上の異方性媒体のイメージの上に表示された仮想線（その線は繊維の方向を示す）の位置を移動させることによってファイバ３の空間的特性を示す。ユーザは、例えば、入力デバイス６ｂ（例えば、マウスやキーボード）を用いてその線を移動させることができる。
【０１２２】
他の変形例では、ユーザは、表示デバイス上に表示された異方性媒体のイメージ上の繊維の空間的角度の数値を測定する。ユーザは、例えば、全ての標準的な超音波システムに設けられている従来の角度測定ツールを用いて、この測定を行うことができる。
【０１２３】
次いで、ユーザは、入力デバイスを用いて、測定数値を中央処理装置に入力して、繊維３の空間的特性を示す。
【０１２４】
本発明の第三の実施形態では、初期物理パラメータは、せん断波伝播パラメータであり、空間的特性評価ステップｂ）を以下のように自動的に行い得る。
【０１２５】
この実施形態では、初期超音波取得ステップａ）は、有利には、複数のせん断波方向に関連し、また、異方性媒体中の観測場中の少なくとも一つの関心領域において取得された複数の初期物理パラメータに関連する複数のせん断波イメージングステップを備え得る。
【０１２６】
より正確には、各せん断波イメージングステップは、せん断波イメージングステップｃ）に関連して上述したのと実質的には同様に行われる。従って、各せん断波イメージングステップは、第一に、励起サブステップａ１）を備え、ａ１）中においては、複数のせん断波方向のうち関連するせん断波方向で異方性媒体内にせん断波を発生させる。従って、異なるせん断波方向を有する複数のせん断波を発生させる。
【０１２７】
各せん断波イメージングステップは、更に、観測サブステップａ２）を備え、ａ２）中においては、観測場中の複数の点においてせん断波の伝播を同時に観測して、関連する初期物理パラメータ、この実施形態において有利にはせん断波伝播パラメータを取得する。
【０１２８】
この初期超音波取得ステップａ）に続いて、空間的特性評価ステップｂ）は、取得した複数のせん断波伝播パラメータを互いに比較して、異方性媒体中における優先的励起方向を決定する。
【０１２９】
例えば、取得したせん断波伝播パラメータがせん断波速度である場合、取得した複数のせん断波速度のうち最高値のせん断波速度が、初期超音波取得ステップａ）中に用いられた複数の励起せん断波方向の中で異方性特徴部３と最も良く整列している励起せん断波方向と有利に相関したものであり得る。従って、異方性媒体２中の優先的励起方向を決定することができる。
【０１３０】
また、ステップａ）及びステップｂ）を、二つ以上の関心点や二つ以上の関心領域に対して行ってもよい。これは、例えば、異方性媒体の観測場が、異なる空間的特性を有する複数の領域を示す場合に、有利となり得る。例えば、観測場の第一の領域が第一の方向に沿って配列した繊維を含む一方で、観測場の第二の領域が第二の方向に沿って配列した血管を含み得る。
【０１３１】
この場合、有利には、観測場の第一の領域、第二の領域内にそれぞれ異なる第一の関心領域、第二の関心領域を画定する。
【０１３２】
そうすると、ステップｂ）中に決定された異方性媒体の一組の空間的特性は、第一の関心領域に関連する第一の組の空間的特性と、第二の関心領域に関連する第二の組の空間的特性とを備え得る。
【０１３３】
異方性媒体２に応じて、二つよりも多くの関心領域を画定してもよい。
【０１３４】
一組の空間的特性が決定されると、装置１の制御システム６、９は、サブステップｃ１に関連して上述したように、集束超音波１３の集束点１３ａの位置と、集束超音波１３の放出タイミングとを変化させることによって、異方性媒体２の空間的特性に適合したせん断波１４を発生させることができる。
【０１３５】
特に、装置１の制御システム６、９は、その伝播方向が異方性特徴部３の空間的延伸方向３ａに実質的に整列しているせん断波を発生させることができる。
【０１３６】
また、装置１の制御システム６、９は、そのせん断波波面が異方性特徴部３の空間的延伸方向３ａに実質的に垂直なせん断波を発生させることもできる。
【０１３７】
二つよりも多くの関心領域を画定する場合、せん断波の空間的特性、特にせん断波伝播方向は、各関心領域に適合され得る。従って、少なくとも二つの伝播方向を有するせん断波を発生させ得る。このようなせん断波は、例えば球面波であり、特に、平面波ではなく複合波となる波であり得る。
【０１３８】
代わりに、複数のせん断波を発生させ得て、各波を、関心領域に関連する空間的特性に基づいて発生させる。
【０１３９】
空間的特性評価ステップｂ）及びせん断波イメージングステップｂ）を反復して、一組の空間的特性を更に洗練してもよい。
【０１４０】
反復数ｎのステップｃ）中に得られたイメージ、例えば、マップ作成サブステップｃ４）によって求められた伝播パラメータのマップを、反復数ｎ＋１におけるステップｂ）用の初期物理パラメータとして用いることができる。
【０１４１】
本発明の方法は、超音波パラメータの測定が異方性媒体２内の同じ位置において行われるように、異方性媒体２の変形及び変位を追跡する追跡ステップ又はサブステップを更に含み得る点に留意されたい。
【０１４２】
また、上述のせん断波イメージングは、同じ装置によって実時間で与えられる従来の超音波イメージングと組み合わせ可能である。
【符号の説明】
【０１４３】
１  装置
２  異方性媒体
３  異方性特徴部
４  超音波トランスデューサアレイ
６  マイクロコンピュータ
７  アナログ／デジタル変換器
８  バッファメモリ
９  中央処理装置（ＣＰＵ）
【図１】
2018500115.tif 000006
【図２ａ】
2018500115.tif 000007
【図２ｂ】
2018500115.tif 000008
【図２ｃ】
2018500115.tif 000009
【国際調査報告】
2018500115.tif 000010
2018500115.tif 000011
2018500115.tif 000012