(57)【要約】【課題】超音波プローブ及び超音波診断装置において、最小回数の送信シーケンスに要する時間でエラストグラフィ画像を生成するための情報を発生すること。【解決手段】本実施形態に係る超音波プローブは、エラストグラフィモードで音響放射圧による加振を実行する加振専用の振動子として機能する少なくとも１つの第１振動子と、前記エラストグラフィモードで前記加振によって発生したせん断波を検出する検出専用の振動子として機能する複数の第２振動子と、を備えた。【選択図】  図４
2016107080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エラストグラフィモードで音響放射圧による加振を実行する加振専用の振動子として機能する少なくとも１つの第１振動子と、
前記エラストグラフィモードで前記加振によって発生したせん断波を検出する検出専用の振動子として機能する複数の第２振動子と、
を備えた超音波プローブ。
【請求項２】
被検体に対して、音響放射圧による加振を実行する加振専用の少なくとも１つの第１振動子と、
被検体に対して、前記加振によって発生するせん断波を超音波の送受信によって検出する複数の第２振動子と、
を備えた超音波プローブ。
【請求項３】
被検体に対して、音響放射圧による加振を実行する少なくとも１つの第１振動子と、
前記第１振動子とは異なる大きさを有し、前記加振による発生するせん断波を超音波の送受信によって検出する複数の第２振動子と、
を備えた超音波プローブ。
【請求項４】
前記少なくとも１つの第１振動子及び前記複数の第２振動子を有し、被検体内部に挿入される挿入部を備えた請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項５】
前記複数の第２振動子は、少なくともアジマス方向に沿って配置され、
前記少なくとも１つの第１振動子としての複数の第１振動子と前記複数の第２振動子とは、前記アジマス方向と直交するエレベーション方向に並んで配置された請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項６】
前記少なくとも１つの第１振動子を備え、アジマス方向に沿って幅を有し前記アジマス方向に直交するエレベーション方向に沿って前記加振用の超音波を集束させる加振専用の超音波振動子ユニットと、
前記複数の第２振動子を備え、前記加振専用の超音波振動子ユニットの前記エレベーション方向に沿った側に設けられた検出専用の超音波振動子ユニットと、
を設けた請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項７】
前記加振専用の超音波振動子ユニットとしての１個の加振専用の超音波振動子ユニットは、１個の第１振動子と、前記１個の第１振動子から送信される前記加振用の超音波を前記エレベーション方向に沿って集束させる音響レンズと、を設け、
前記検出専用の超音波振動子ユニットは、前記１個の加振専用の超音波振動子ユニットの前記エレベーション方向に沿った片側に設けられた請求項６に記載の超音波プローブに。
【請求項８】
前記加振専用の超音波振動子ユニットとしての１個の加振専用の超音波振動子ユニットは、前記アジマス方向に沿って分割された複数の領域の各領域に配置される１個の第１振動子と、前記各領域の前記１個の第１振動子から送信される前記加振用の超音波を前記エレベーション方向に沿って集束させる音響レンズと、を設け、
前記検出専用の超音波振動子ユニットは、前記１個の加振専用の超音波振動子ユニットの前記エレベーション方向に沿った片側に設けられた請求項６に記載の超音波プローブ。
【請求項９】
前記加振専用の超音波振動子ユニットとしての、前記エレベーション方向に沿う２個の加振専用の超音波振動子ユニットのそれぞれは、１個の振動子と、前記１個の振動子から送信される前記加振用の超音波を前記エレベーション方向に沿って集束させる音響レンズと、を設け、
前記検出専用の超音波振動子ユニットは、前記２個の加振専用の超音波振動子ユニットに挟まれるように設けられた請求項６に記載の超音波プローブ。
【請求項１０】
前記加振専用の超音波振動子ユニットとしての１個の加振専用の超音波振動子ユニットは、前記エレベーション方向に沿う複数の第１振動子を備え、
前記検出専用の超音波振動子ユニットは、前記１個の加振専用の超音波振動子ユニットの前記エレベーション方向に沿った片側に設けられた請求項６に記載の超音波プローブ。
【請求項１１】
前記加振専用の超音波振動子ユニットとしての１個の加振専用の超音波振動子ユニットは、前記アジマス方向に沿って分割された複数の領域の各領域に、前記エレベーション方向に沿う複数の第１振動子を備え、
前記検出専用の超音波振動子ユニットは、前記１個の加振専用の超音波振動子ユニットの前記エレベーション方向に沿った片側に設けられた請求項６に記載の超音波プローブ。
【請求項１２】
前記加振用の超音波の送信と前記検出用の超音波の送受信とのタイミングを切り替えるために、前記加振専用の超音波振動子ユニットと前記検出専用の超音波振動子ユニットとがＯＮ／ＯＦＦ制御を選択的に行なう高圧スイッチを介して並列接続された請求項６に記載の超音波プローブ。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のうちいずれか一項に記載の超音波プローブと、
前記少なくとも１つの第１振動子における加振用の超音波の送信を制御し、前記複数の第２振動子における検出用の超音波の送受信を制御し、前記検出用の超音波に係る受信信号に基づいてせん断波の音速を算出し、前記音速に基づいて前記加振領域に存在する組織の硬さを推定するように制御する制御部と、
を有する超音波診断装置。
【請求項１４】
前記超音波プローブは、
前記少なくとも１つの第１振動子を備え、アジマス方向に沿って幅を有し前記アジマス方向に直交するエレベーション方向に沿って前記加振用の超音波を集束させる加振専用の超音波振動子ユニットと、
前記複数の第２振動子を備え、前記加振専用の超音波振動子ユニットの前記エレベーション方向に沿った側に設けられた検出専用の超音波振動子ユニットと、
を設けた請求項１３に記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
前記加振専用の超音波振動子ユニットとしての１個の加振専用の超音波振動子ユニットは、前記アジマス方向に沿って分割された複数の領域の各領域に配置される１個の第１振動子と、前記各領域の前記１個の第１振動子から送信される前記加振用の超音波を前記エレベーション方向に沿って集束させる音響レンズと、を設け、
前記検出専用の超音波振動子ユニットは、前記１個の加振専用の超音波振動子ユニットの前記エレベーション方向に沿った片側に設けられた請求項１４に記載の超音波診断装置。
【請求項１６】
前記制御部は、前記加振専用の超音波振動子ユニットの前記複数の領域のうち、前記加振用の超音波を送信する所要の領域を選択するように制御し、
前記加振専用の超音波振動子ユニットは、前記所要の領域に備えられる１個の第１振動子から前記加振用の超音波を送信する請求項１５に記載の超音波診断装置。
【請求項１７】
前記１個の加振専用の超音波振動子ユニットは、前記アジマス方向に沿って分割された複数の領域の各領域に、前記エレベーション方向に沿う複数の第１振動子を備え、
前記検出専用の超音波振動子ユニットは、前記１個の加振専用の超音波振動子ユニットの前記エレベーション方向に沿った片側に設けられた請求項１４に記載の超音波診断装置。
【請求項１８】
前記制御部は、前記加振専用の超音波振動子ユニットの前記複数の領域のうち、前記加振用の超音波を送信する所要の領域を選択するように制御し、
前記加振専用の超音波振動子ユニットは、前記所要の領域に備えられる複数の第１振動子から前記加振用の超音波を送信する請求項１７に記載の超音波診断装置。
【請求項１９】
前記制御部は、
前記アジマス方向に沿う複数の検出位置に対して並行して前記検出用の超音波をそれぞれ集束させるように前記超音波プローブを制御し、
前記超音波プローブからの前記複数の検出位置に対応する前記検出用の超音波に係る受信信号に基づいて、前記複数の検出位置における前記せん断波の音速を並行して算出するように制御する請求項１４に記載の超音波診断装置。
【請求項２０】
前記制御部は、前記検出専用の超音波振動子ユニットの前記複数の第２振動子からの超音波の送信に基づいて生成されるＢモード画像上に、前記組織の硬さを示す情報を重畳してディスプレイに表示させる請求項１４に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様としての本実施形態は、超音波を送受信する超音波プローブ及び超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乳癌、肝硬変、及び血管障害等の診断方法として、医者の触診の代わりとして、超音波のエコー信号から生体内の臓器等の組織の硬さを定量化して映像化する方法（エラストグラフィ）がある。エラストグラフィは、大きくは、歪検出型エラストグラフィと、音響照射型エラストグラフィとに分類される。歪検出型エラストグラフィは、体外から体表を圧迫及び解放し、自発的に動作する心臓等の臓器の動きに起因する臓器の変形（歪み）から、周囲の組織との相対的な硬さを定量化して映像化するものである。
【０００３】
音響照射型エラストグラフィは、音響放射圧を生じる比較的大きいエネルギーをもつ加振用の超音波を体外から生体内の臓器等の組織に送信するものである。そして、音響照射型エラストグラフィは、組織の変位（振動）により組織周囲に横波として生じるせん断波の音速を算出することで、組織の硬さ（弾性率）を定量化して映像化するものである。
【０００４】
これらのうち、音響照射型エラストグラフィでは、まず、超音波プローブのＢモード用の超音波振動子ユニットを用いて加振用の超音波ビーム（加振ビーム）が形成されることで加振位置に存在する組織が変位する。続いて、同一の超音波振動子ユニットを用いて検出用の超音波ビーム（検出ビーム）が加振位置の周囲の検出位置に形成されることで、組織の変位によって生じるせん断波の波頭が組織ドップラ法等により検出される。
【０００５】
そして、音響照射型エラストグラフィでは、加振ビームの送信時刻から、せん断波の波頭の検出位置への到着時刻までの到達時間が計測されることで、加振位置から検出位置までのせん断波の音速が算出される。また、加振位置から複数の検出位置までのせん断波の平均音速が算出され、各音速の平均音速に対する相対値が組織の硬さを示す情報として算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−４４２３１号公報
【特許文献２】特開２０１４−２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
生体には粘性があるため、せん断波の波頭は加振位置から離れるに従って鈍ってくる。これにより、従来技術によると、加振位置から離れた検出位置において、せん断波の波頭の検出精度が低下してしまうので、エラストグラフィ画像全体の画質の均一性が低下する。
【０００８】
そこで、従来技術では表示範囲を複数のブロックに分割し、せん断波の検出精度の高い複数の検出位置（ブロック）をつなぎ合わせて１枚のエラストグラフィ画像を生成する処理が行なわれる。このためには、複数の検出位置に対応して複数の送信シーケンス（一連の加振パルスの送信と一連の検出パルスの送信との組み合わせ）を行なう必要があるので、複数の送信シーケンスに要する時間分だけエラストグラフィ画像等のフレームレートが低下する。一方で、フレームレートを維持しようとして検出位置の数を減らすと、エラストグラフィ画像の画質の均一性が低下する。
【０００９】
さらに、エラストグラフィ画像等のフレームレートが低下するとリアルタイム性が損なわれ、また、生体内の組織の動きにより画像にアーチファクトが生じるという弊害も発生する。
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、最小回数の送信シーケンスに要する時間でエラストグラフィ画像を生成するための情報を発生できる超音波プローブ及び超音波診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本実施形態に係る超音波プローブは、エラストグラフィモードで音響放射圧による加振を実行する加振専用の振動子として機能する少なくとも１つの第１振動子と、前記エラストグラフィモードで前記加振によって発生したせん断波を検出する検出専用の振動子として機能する複数の第２振動子と、を備えた。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る超音波プローブ及び超音波診断装置の構成を示す概略図。
【図２】従来の超音波プローブにおける外観構造を示す斜視図。
【図３】従来の超音波プローブにおける音響放射面側の構造を示す図。
【図４】本実施形態に係る超音波プローブのうち、第１の超音波プローブにおける外観構造を示す斜視図。
【図５】第１の超音波プローブにおける音響放射面側の構造を示す図。
【図６】本実施形態に係る超音波プローブの制御系を示すブロック図。
【図７】本実施形態に係る超音波プローブの制御系を示す構造図。
【図８】図２及び図３に示す従来の超音波プローブを用いる場合のせん断波の音速の算出方法を説明するための図。
【図９】検出位置におけるせん断波の時間波形の一例を示す図。
【図１０】図４及び図５に示す第１の超音波プローブを用いる場合のせん断波の音速の算出方法を説明するための図。
【図１１】ヘッド部の構造を示す外観図。
【図１２】本実施形態に係る超音波プローブのうち、第２の超音波プローブにおける外観構造を示す斜視図。
【図１３】第２の超音波プローブにおける音響放射面側の構造を示す図。
【図１４】図１２及び図１３に示す第２の超音波プローブを用いる場合のせん断波の音速の算出方法を説明するための図。
【図１５】本実施形態に係る超音波プローブのうち、第３の超音波プローブにおける外観構造を示す斜視図。
【図１６】第３の超音波プローブにおける音響放射面側の構造を示す図。
【図１７】図１５及び図１６に示す第３の超音波プローブを用いる場合のせん断波の音速の算出方法を説明するための図。
【図１８】本実施形態に係る超音波プローブのうち、第４の超音波プローブにおける外観構造を示す斜視図。
【図１９】第４の超音波プローブにおける音響放射面側の構造を示す図。
【図２０】図１８及び図１９に示す第４の超音波プローブを用いる場合のせん断波の音速の算出方法を説明するための図。
【図２１】第５の超音波プローブにおける音響放射面側の構造を示す図。
【図２２】本実施形態に係る超音波プローブのうち、第６の超音波プローブにおける外観構造を示す斜視図。
【図２３】第６の超音波プローブにおける音響放射面側の構造を示す図。
【図２４】本実施形態に係る超音波プローブのうち、第７の超音波プローブにおける外観構造を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本実施形態に係る超音波プローブ及び超音波診断装置について、添付図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る超音波プローブ及び超音波診断装置の構成を示す概略図である。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１０を示す。超音波診断装置１０は、超音波プローブ１１及び装置本体１２を備える。
【００１６】
超音波プローブ１１は、装置本体１２と着脱自在に接続される。超音波プローブ１１は、エラストグラフィ（音響照射型エラストグラフィ）モードにおける加振（プッシュ）用の超音波振動子ユニット（以下、「加振専用の振動子ユニット」という。）２０と、エラストグラフィモードの検出（トラック）用の超音波振動子ユニット（以下、「検出専用の振動子ユニット」という。）３０と、を設ける。なお、検出専用の振動子ユニット３０は、Ｂモード及びドプラモードにおける超音波の送受信にも兼用される。
【００１７】
ここで、超音波プローブ１１が１個の加振専用の振動子ユニット２０を設ける場合の構造例を、図４及び図５と、図１２及び図１３と、図１８及び図１９と、図２１とに示す。また、超音波プローブ１１が２個の加振専用の振動子ユニット２０（２０１，２０２）を設ける場合の構造例を、図１５及び図１６に示す。超音波プローブ１１の音響放射面の一方向を第１方向（アジマス方向）と定義し、他方向を第２方向（エレベーション方向）と定義すると、検出専用の振動子ユニット３０は、加振専用の振動子ユニット２０の第２方向に沿った側に設けられる。
【００１８】
図２は、従来の超音波プローブにおける外観構造を示す斜視図である。図３は、従来の超音波プローブにおける音響放射面側の構造を示す図である。
【００１９】
図２は、従来の超音波プローブ９１１の外観構造を示す。従来の超音波プローブ９１１は、エラストグラフィモードにおける加振及び検出用に兼用される１個の超音波振動子ユニット（以下、「加振及び検出兼用の振動子ユニット」という。）９３０と、装置本体との間の信号を伝達するケーブル（図示しない）と、を設ける。なお、加振及び検出兼用の振動子ユニット９３０は、Ｂモード及びドプラモードにおける超音波の送受信にも兼用される。
【００２０】
図３に示すように、加振及び検出兼用の振動子ユニット９３０は、第１方向（アジマス方向）に沿う複数の振動子９３１ｓを備える。なお、加振及び検出兼用の振動子ユニット９３０は、音響整合層、バッキング、及び音響レンズ等も備えるが、図２及び図３ではその図示を省略する。
【００２１】
複数の振動子９３１ｓはそれぞれ、音響放射圧を生じる比較的大きいエネルギー（音圧）の加振用の超音波を送信するとともに、加振用の超音波より比較的小さいエネルギーの検出用の超音波を送受信する。
【００２２】
また、複数の振動子９３１ｓは、エラストグラフィモードの他に、Ｂモード等でも用いられる。Ｂモードにおいては、第１方向に順次、Ｂモード用の超音波ビーム（走査線）の位置を切り替えることで静止画像を得ることもできる。また、複数の振動子９３１ｓは、Ｂモードにおいて複数フレームで静止画像を得ることで動画像を得ることもできる。
【００２３】
図４は、本実施形態に係る超音波プローブ１１のうち、第１の超音波プローブにおける外観構造を示す斜視図である。図５は、第１の超音波プローブにおける音響放射面側の構造を示す図である。
【００２４】
図４は、本実施形態に係る超音波プローブ１１のうち、第１の超音波プローブ１１Ａの外観構造を示す。第１の超音波プローブ１１Ａは、１個の加振専用の振動子ユニット２０と、１個の検出専用の振動子ユニット３０と、ヘッド部（外装部品）４０と、装置本体１２（図１に図示）との間の信号を伝達するケーブル（図示しない）と、を設ける。検出専用の振動子ユニット３０は、加振専用の振動子ユニット２０の第２方向に沿った片側に設けられる。
【００２５】
加振専用の振動子ユニット２０は、エラストグラフィモードにおいて、音響放射圧による加振を実行する加振専用の振動子として機能する少なくとも１つの第１振動子を備える。図５に示す例では、加振専用の振動子ユニット２０は、１個の大径の第１振動子２１を備える。以下、大径の第１振動子を「大径振動子」という。大径振動子２１は、検出専用の振動子ユニット３０に備えられる各振動子よりも第１方向における幅が長いものであり、第２方向の幅は問わない。
【００２６】
大径振動子２１は、音響放射圧を生じる比較的大きいエネルギーの加振用の超音波を送信する。大径振動子２１は、大径振動子２１から送信される加振用の超音波が、第２方向に集束させる音響レンズ（図示しない）を介して第１方向に幅を有する平面波Ｆｐ（図１０に図示）となるように、第１方向に一定程度の幅を有する。なお、加振専用の振動子ユニット２０は、音響整合層、バッキング、及び音響レンズ等も備えるが、図４及び図５ではその図示を省略する。
【００２７】
一方、検出専用の振動子ユニット３０は、エラストグラフィモードにおいて、加振によって発生したせん断波を検出する検出専用の振動子として機能する複数の第２振動子を備える。図５に示す例では、検出専用の振動子ユニット３０は、第１方向に沿う複数の第２振動子３１ｓを備える。複数の第２振動子３１ｓのそれぞれは、加振用の超音波より比較的小さいエネルギーの検出用の超音波を送受信する。なお、検出専用の振動子ユニット３０は、音響整合層、バッキング、及び音響レンズ等も備えるが、図４及び図５ではその図示を省略する。
【００２８】
また、複数の第２振動子３１ｓは、エラストグラフィモードの他に、Ｂモード等においても用いられる。Ｂモードにおいては、第１方向に順次、Ｂモード用の超音波ビーム（走査線）の位置を第１方向に切り替えることで静止画像を得ることができる。また、複数の第２振動子３１ｓは、Ｂモードにおいて複数フレームで静止画像を得ることで動画像を得ることもできる。
【００２９】
図１の説明に戻って、装置本体１２は、処理回路５１、記憶回路５２、入力回路５３、ディスプレイ５４、送受信部（送受信回路）５５、波形解析部（波形解析回路）５６、及び硬さ推定部（硬さ推定回路）５７を備える。なお、図１に示す装置本体１２には、音響照射型エラストグラフィを行なうのに必要な構成のみを示すが、一般的な超音波診断装置に備えられる機能、例えば、Ｂモード画像やドプラ画像を生成して表示させるための構成が併せて備えられるものであってもよい。また、硬さ推定部５７は、処理回路５１がプログラムを実行して機能として実現されるものであってもよい。
【００３０】
処理回路５１は、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）及びメモリを備える。処理回路５１は、装置本体１２の各ユニットを統括的に制御する。処理回路５１は、送受信部５５の出力を受け、その波形解析を行なう波形解析部５６及び硬さ推定部５７を制御して生体内の臓器等の組織の硬さを示す情報を生成させることができる。
【００３１】
処理回路５１は、専用又は汎用のＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）又はＭＰＵ（ｍｉｃｒｏ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  ｕｎｉｔ）の他、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、及び、プログラマブル論理デバイスなどの処理回路を意味する。プログラマブル論理デバイスとしては、例えば、単純プログラマブル論理デバイス（ＳＰＬＤ：ｓｉｍｐｌｅ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｄｅｖｉｃｅ）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ：ｃｏｍｐｌｅｘ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｄｅｖｉｃｅ）、及び、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）などの回路が挙げられる。処理回路５１は記憶回路５２に記憶された、又は、処理回路５１内に直接組み込まれたプログラムを読み出し実行する。
【００３２】
また、処理回路５１は、単一の回路によって構成されてもよいし、複数の独立した回路を組み合わせによって構成されてもよい。後者の場合、プログラムを記憶する記憶回路５２は回路ごとに個別に設けられてもよいし、１個の記憶回路５２が複数の回路の機能に対応するプログラムを記憶するものであってもよい。
【００３３】
記憶回路５２は、磁気ディスク（ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の記録媒体、及びこれらの媒体に記録された情報を読み出す装置である。記憶回路５２には、送受信条件、所定のスキャンシーケンス、画像生成、表示処理を実行するための制御プログラム、各種信号データや画像データ、その他のデータが保管される。記憶回路５２内のデータは、外部装置（図示しない）に転送することも可能である。
【００３４】
入力回路５３は、操作者からの各種指示、条件、関心領域（ＲＯＩ）の設定指示、種々の画質条件設定指示等を装置本体１２に取り込むための各種スイッチ、ボタン、トラックボール、マウス、及びキーボード等からの信号を入力する回路である。ここでは、入力デバイス自体も入力回路５３に含まれるものとする。操作者により入力デバイスが操作されると、入力回路５３はその操作に応じた入力信号を生成して処理回路５１に出力する。なお、装置本体１２は、入力デバイスがディスプレイ５４と一体に構成されたタッチパネルを備えてもよい。
【００３５】
ディスプレイ５４は、処理回路５１からの制御信号に従って、硬さ推定部５７によって生成されたエラストグラフィ画像を表示する。ディスプレイ５４は、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル、及び有機ＥＬパネル等の表示デバイスである。
【００３６】
送受信部５５は、超音波プローブ１１における加振用の超音波の送信を制御する。送受信部５５は、加振用波形生成部５５１、加振用送信部５５２、及び周波数設定部５５３を備える。加振用送信部５５２は、処理回路５１の制御下で、加振用波形生成部５５１によって生成された波形に基づく送波信号を加振専用の振動子ユニット２０に送信する。
【００３７】
加振用送信部５５２からの送波信号は、加振専用の振動子ユニット２０の大径振動子２１（図５に図示）において超音波信号に変換されて送信される。これにより、加振専用の振動子ユニット２０から組織に向かって加振面Ｆｐ（図１０に図示）が形成される。なお、加振用の超音波の送信開始時刻及び送信終了時刻は周波数設定部５５３によって設定される。ここで、周波数とは、加振用の超音波の送信の繰り返し周波数のことを示す。
【００３８】
また、送受信部５５は、超音波プローブ１１における検出用の超音波の送受信を制御する。送受信部５５は、検出用波形生成部５５４、検出用送信部５５５、検出ビーム算出部５５６、及び検波部５５７を備える。検出用送信部５５５は、処理回路５１の制御下で、加振用の超音波の送信後、検出用波形生成部５５４によって生成された波形に基づく検出ビームＦｔ１，Ｆｔ２（図１０に図示）を形成するように第１方向に電子フォーカス（送信遅延時間及び／又は受信遅延時間）された送波信号を、検出専用の振動子ユニット３０に送信する。
【００３９】
検出用送信部５５５からの送波信号は、検出専用の振動子ユニット３０の複数の第２振動子３１ｓ（図５に図示）において超音波信号に変換されて送信される。これにより、検出専用の振動子ユニット３０から、音響レンズ２３で第２方向に集束された検出ビームＦｔ１，Ｆｔ２（図１０に図示）が送受信される。
【００４０】
また、検出専用の振動子ユニット３０の複数の第２振動子３１ｓは、組織の変位により第２方向に伝搬するせん断波Ｗ（図１０に図示）に起因するエコー信号を受信し、電気信号に変換する。検出専用の振動子ユニット３０は、電気信号を検出ビーム算出部５５６に送る。検出ビーム算出部５５６の出力は、検波部５５７において包絡線検波、ｌｏｇ圧縮、バンドパスフィルタ処理、及びゲインコントロール等の信号処理の後、波形解析部５６に、せん断波の伝搬に伴う組織の変化を示す信号として出力される。
【００４１】
波形解析部５６は、送受信部５５の検波部５５７から入力された信号に基づき、せん断波に関する解析を行なう。せん断波に関する解析としては、例えば、せん断波の時間波形（図９に示すグラフに相当）からピークを検出し、ピークとなる時刻（図９に示す「ｔ」に相当）を計測する演算が挙げられる。波形解析部５６の出力は、せん断波の検出位置及び解析結果を示す信号として硬さ推定部５７に出力される。この解析結果は、例えば、せん断波による組織の変位のピークとなる時刻を示す信号である。
【００４２】
硬さ推定部５７は、波形解析部５６から入力された信号に基づいて検出位置毎のせん断波の音速を算出し、複数の検出位置における複数の音速における平均音速を算出する。硬さ推定部５７は、各音速の平均音速に対する相対値を組織の硬さ（弾性率）として推定する。硬さ推定部５７は、組織の硬さを示す信号を画像信号に変換し、組織の硬さを示す数値や、組織の硬さを示す数値の程度に従った色の属性情報（色相情報、明度情報、及び彩度情報の少なくとも１の情報を含む）の分布を示すエラストグラフィ画像をディスプレイ５４に表示させる。
【００４３】
また、硬さ推定部５７は、エラストグラフィモードと交互に行なわれるＢモードによるＢモード画像上に、エラストグラフィ画像を重畳してディスプレイ５４に表示させることもできる。さらに、硬さ推定部５７は、複数フレームのエラストグラフィ画像をディスプレイ５４に表示させることもできる。
【００４４】
図６は、本実施形態に係る超音波プローブの制御系を示すブロック図である。図７は、本実施形態に係る超音波プローブの制御系を示す構造図である。
【００４５】
図６及び図７は、超音波診断装置１０の第１の超音波プローブ１１Ａと、装置本体１２とを示す。加振用の超音波の送信と検出用の超音波の送受信とのタイミングを切り替えるために、超音波プローブ１１Ａの振動子ユニット２０，３０は、高圧スイッチ（ＨＶ-ＳＷ）回路を介して並列に接続される。ＨＶ−ＳＷ回路は、装置本体１２の送受信部５５によって駆動される。装置本体１２の処理回路５１は、ＨＶ−ＳＷ回路を択一的にＯＮ／ＯＦＦ制御する。ＨＶ−ＳＷ回路は、図７に示すように、超音波プローブ１１Ａのハンドル部に内蔵される。
【００４６】
続いて、従来の超音波プローブ９１１（図２及び図３に図示）を用いたせん断波の音速の算出方法と、第１の超音波プローブ１１Ａ（図４及び図５に図示）を用いたせん断波の音速の算出方法との違いについて説明する。
【００４７】
図８は、図２及び図３に示す従来の超音波プローブ９１１を用いる場合のせん断波の音速の算出方法を説明するための図である。
【００４８】
図８は、従来の超音波プローブ９１１の直交する２方向の断面図を示す。従来の超音波プローブ９１１は、加振及び検出兼用の振動子ユニット９３０を設ける。加振及び検出兼用の振動子ユニット９３０は、第１方向に沿う複数の振動子９３１ｓ、バッキング９３２、及び音響レンズ９３３を備える。
【００４９】
図８を用いて、第１方向に沿う２個の検出位置Ｈ１，Ｈ２でせん断波の波頭を検出する場合を説明する。
【００５０】
まず、加振及び検出兼用の振動子ユニット９３０の複数の振動子９３１ｓは、加振位置Ｇ１に集束するように第１方向に電子フォーカスされた加振用の超音波パルス（加振パルス）を送信する。加振パルスは、第２方向に集束する音響レンズ９３３で加振位置Ｇ１に集束される。これにより、加振及び検出兼用の振動子ユニット９３０は、加振位置Ｇ１に対して加振用の超音波ビーム（加振ビーム）Ｂｐ１を形成する。また、複数の振動子９３１ｓから一連の加振パルスが繰り返し送信されることで、加振及び検出兼用の振動子ユニット９３０は、加振位置Ｇ１に対して加振ビームＢｐ１を繰り返し形成する。
【００５１】
加振位置Ｇ１に対して加振ビームＢｐ１が繰り返し形成されると、加振位置Ｇ１に存在する組織の変位によりせん断波が発生する。ここで、加振ビームＢｐ１に起因して第１方向に伝搬するせん断波をＶ１とする。
【００５２】
続いて、加振位置Ｇ１に対する加振ビームＢｐ１の繰り返し形成後に、加振及び検出兼用の振動子ユニット９３０の複数の振動子９３１ｓは、予め設定された検出位置Ｈ１（第１方向における加振位置Ｇ１の周囲）に集束するように第１方向に電子フォーカスされた検出用の超音波パルス（検出パルス）を送受信する。検出パルスは、第２方向に集束する音響レンズ９３３で検出位置Ｈ１に集束される。これにより、加振及び検出兼用の振動子ユニット９３０は、検出位置Ｈ１に対して検出用の超音波ビーム（検出ビーム）Ｂｔ１を形成する。また、複数の振動子９３１ｓから一連の検出パルスが繰り返し送受信されることで、加振及び検出兼用の振動子ユニット９３０は、検出位置Ｈ１に対して検出ビームＢｔ１を繰り返し形成する。
【００５３】
検出位置Ｈ１に検出ビームＢｔ１が繰り返し形成されると、第１方向に伝搬するせん断波Ｖ１が検出される。なお、検出ビームＢｔ１を形成するための第１方向の電子フォーカスは、送信遅延時間及び／又は受信遅延時間に基づく。
【００５４】
続いて、検出位置Ｈ１に対する検出ビームＢｔ１の繰り返し形成後に、加振及び検出兼用の振動子ユニット９３０は、加振位置Ｇ２に対して加振ビームＢｐ２を繰り返し形成する。加振位置Ｇ２に対して加振ビームＢｐ２が繰り返し形成されると、加振位置Ｇ２に存在する組織の変位によりせん断波が発生する。ここで、加振ビームＢｐ２に起因して第１方向に伝搬するせん断波をＶ２とする。
【００５５】
続いて、加振位置Ｇ２に対する加振ビームＢｐ２の繰り返し形成後に、加振及び検出兼用の振動子ユニット９３０は、検出位置Ｈ２に検出ビームＢｔ２を繰り返し形成する。検出位置Ｈ２に対して検出ビームＢｔ２が繰り返し形成されると、第１方向に伝搬するせん断波Ｖ２が検出される。なお、検出ビームＢｔ２を形成するための第１方向の電子フォーカスは、送信遅延時間及び／又は受信遅延時間に基づく。
【００５６】
検出位置Ｈ１において加振ビームＢｐ１により発生したせん断波Ｖ１の波頭が検出されてせん断波Ｖ１の到達時間が計測されると、組織ドップラ法等により検出位置Ｈ１におけるせん断波Ｖ１の音速が、「ｔ／ｄ」から算出される。ここで、「ｔ」は、加振ビームＢｐ１の送信時刻から、せん断波Ｖ１の波頭の検出位置Ｈ１への到達時刻までの到達時間（時刻差）である。また、「ｄ」は、加振位置Ｇ１から検出位置Ｈ１までの距離である。なお、検出位置Ｈ１におけるせん断波の時間波形の一例を図９に示す。また、検出位置Ｈ１におけるせん断波Ｖ１の音速の算出の後に、検出位置Ｈ２における、加振ビームＢｐ２により発生したせん断波Ｖ２の音速についても同様に算出される。また、２個の検出位置Ｈ１，Ｈ２における平均音速が算出される。
【００５７】
以上のように、従来の超音波プローブ９１１では、第１方向に沿う２個の検出位置Ｈ１，Ｈ２で第１方向に伝搬するせん断波Ｖ１，Ｖ２の波頭がそれぞれ検出される。よって、従来の超音波プローブ９１１を用いて第１方向に沿う２個の検出位置Ｈ１，Ｈ２でせん断波の波頭の到達時間をそれぞれ計測する場合には、一連の加振パルスの送信（繰り返し送信）と一連の検出パルスの送信（繰り返し送信）とを組み合わせた送信シーケンスを２回行なうための時間が必要である。
【００５８】
そして、第１方向に沿う３個以上の検出位置Ｈ１，Ｈ２，…でせん断波の波頭の到達時間をそれぞれ計測する場合には、検出位置の数だけ送信シーケンスを行なうための時間が必要である。
【００５９】
図１０は、図４及び図５に示す第１の超音波プローブ１１Ａを用いる場合のせん断波の音速の算出方法を説明するための図である。
【００６０】
図１０は、第１の超音波プローブ１１Ａの直交する２方向の断面図を示す。第１の超音波プローブ１１Ａは、振動子ユニット２０，３０と、ヘッド部４０とを設ける。加振専用の振動子ユニット２０は、大径振動子２１、バッキング２２、及び音響レンズ２３を備える。検出専用の振動子ユニット３０は、第１方向に沿う複数の第２振動子３１ｓ、バッキング３２、及び音響レンズ３３を備える。
【００６１】
音響レンズ２３，３３の素材としては、一般的に、ヘッド部４０と音響インピーダンスが近く、音速が異なる樹脂、例えばシリコーンゴムが選ばれる。しかしながら、音響レンズ２３，３３は、ヘッド部４０の内面に形成した凹部に密着する形状のゴム部材で形成することもできるし、振動子ユニット２０，３０をヘッド部４０に接着するための接着剤で形成することもできる。
【００６２】
ヘッド部４０は、振動子ユニット２０，３０を第１の超音波プローブ１１Ａの本体に固定するために、振動子ユニット２０，３０の形状に合った形状を有する。ヘッド部４０は、図１１に示すような構造を有し、生体の体表との接触面は平滑である。ヘッド部４０の素材としては、体表との音響整合が良好な樹脂、例えば、ポリメチルペンテンが選択される。
【００６３】
図１０を用いて、第１方向に沿う２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２でせん断波の波頭を検出する場合を説明する。
【００６４】
まず、加振専用の振動子ユニット２０の大径振動子２１は、加振パルスを送信する。加振パルスは、第２方向に集束する音響レンズ２３で加振領域Ｉ（第１方向に延びる複数の加振位置の集合）に集束される。これにより、加振専用の振動子ユニット２０は、加振領域Ｉに対して加振用の超音波面（加振面）Ｆｐを形成する。また、大径振動子２１から一連の加振パルスが繰り返し送信されることで、加振専用の振動子ユニット２０は、加振領域Ｉに対して加振面Ｆｐを繰り返し形成する。
【００６５】
加振領域Ｉに対して加振面Ｆｐが繰り返し形成されると、加振領域Ｉに存在する組織の変位によりせん断波が発生する。ここで、加振面Ｆｐに起因して第２方向に伝搬するせん断波をＷとする。
【００６６】
加振専用の振動子ユニット２０によって形成される加振面Ｆｐは、第２方向には音響レンズ２３によって集束されるが、第１方向には集束効果が無いので、略平面状の波面を保つ。一定深さにおいて第１方向に延びる線状の加振領域Ｉが形成され、加振領域Ｉに存在する組織の変位により発生したせん断波Ｗが第２方向に伝播する。
【００６７】
続いて、加振領域Ｉに対する加振面Ｆｐの繰り返し形成後に、検出専用の振動子ユニット３０の複数の第２振動子３１ｓは、検出位置Ｊ１（第２方向における加振領域Ｉの周囲）に集束するように第１方向に電子フォーカスされた検出パルスを送受信する。検出パルスは、第２方向に集束する音響レンズ３３で検出位置Ｊ１に集束される。これにより、検出専用の振動子ユニット３０は、検出位置Ｊ１に対して検出ビームＦｔ１を形成する。また、複数の第２振動子３１ｓから一連の検出パルスが繰り返し送受信されることで、検出専用の振動子ユニット３０は、検出位置Ｊ１に対して検出ビームＦｔ１を繰り返し形成する。
【００６８】
検出位置Ｊ１に対して検出ビームＦｔ１が繰り返し形成されると、第２方向に伝搬するせん断波Ｗが検出される。なお、検出ビームＦｔ１を形成するための第１方向の電子フォーカスは、送信遅延時間及び／又は受信遅延時間に基づく。
【００６９】
また、加振領域Ｉに対する加振面Ｆｐの繰り返し形成後に、検出位置Ｊ１に対する検出ビームＦｔ１の繰り返し形成に並行して（同時に）、検出専用の振動子ユニット３０は、検出位置Ｊ２に対して検出ビームＦｔ２を繰り返し形成する。検出位置Ｊ２に対して検出ビームＦｔ２が繰り返し形成されると、第２方向に伝搬するせん断波Ｗが検出される。なお、検出ビームＦｔ２を形成するための第１方向の電子フォーカスは、送信遅延時間及び／又は受信遅延時間に基づく。
【００７０】
検出位置Ｊ１において加振面Ｆｐにより発生したせん断波Ｗの波頭が検出されてせん断波Ｗの到達時間が計測されると、組織ドップラ法等により検出位置Ｊ１におけるせん断波Ｗの音速が算出される。また、検出位置Ｊ１におけるせん断波Ｗの音速の算出に並行して、検出位置Ｊ２における、加振面Ｆｐにより発生したせん断波Ｗの音速についても同様に算出される。また、２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２における平均音速が算出される。
【００７１】
以上のように、第１の超音波プローブ１１Ａでは、第１方向に沿う２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２で、直交する第２方向に伝搬するせん断波Ｗの波頭がそれぞれ検出される。よって、第１の超音波プローブ１１Ａを用いて第１方向に沿う２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２でせん断波Ｗの波頭の到達時間をそれぞれ計測する場合には、一連の加振パルスの送信が１回で済み、２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２における検出動作が並行して行なわれる。したがって、第１の超音波プローブ１１Ａでは、２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２でせん断波Ｗの波頭の到達時間をそれぞれ計測する場合にも、１回の送信シーケンスを行なうだけの時間があれば十分である。
【００７２】
そして、第１の超音波プローブ１１Ａでは、第１方向に沿う３個以上の検出位置Ｊ１，Ｊ２，…でせん断波の波頭の到達時間をそれぞれ計測する場合にも、１回の送信シーケンスを行なうだけの時間があれば十分である。よって、第１の超音波プローブ１１Ａによると、エラストグラフィ画像のフレームレートや、エラストグラフィモードと交互に行なわれるＢモードによるＢモード画像のフレームレートが向上する。
【００７３】
さらに、図８に示すように、従来の超音波プローブ９１１を用いる場合、加振位置Ｇと検出位置Ｈ１との間隔と、加振位置Ｇと検出位置Ｈ２との間隔とが異なる。間隔が大きい検出位置Ｈ２では、伝播によりせん断波Ｖが鈍るという問題がある。その場合、せん断波Ｖの波頭の検出精度が低下してしまうので、エラストグラフィ画像全体の画質の均一性が低下する。一方で、図１０に示すように、第１の超音波プローブ１１Ａを用いる場合、加振領域Ｉと複数の検出位置Ｊ１，Ｊ２との間隔（最短距離）Ｄが一定値である。よって、第１の超音波プローブ１１Ａを用いる場合、エラストグラフィ画像全体の画質の均一性が向上する。
【００７４】
ここで、Ｂモード画像は、加振面Ｆｐの形成と検出ビームＦｔ１，Ｆｔ２の形成とのセットに前後して、検出専用の振動子ユニット３０の複数の第２振動子３１ｓから送信されるＢモード用の超音波に基づいて生成される。
【００７５】
また、図８に示す従来の超音波プローブ９１１によると、一連の加振パルスの繰り返し周波数は加振及び検出兼用の振動子ユニット９３０の周波数特性によって制約される。一方で、図１０に示す第１の超音波プローブ１１Ａによると、検出専用の振動子ユニット３０から独立して加振パルスを送信する加振専用の振動子ユニット２０を設ける。よって、加振専用の振動子ユニット２０に備える大径振動子２１として、音響放射圧を有効に生じさせるための最適な周波数特性をもつものや、最適な音響を出力可能なものを選択することが可能である。
【００７６】
なお、超音波プローブ１１では、検出専用の振動子ユニット３０が、第１方向に沿う複数の第２振動子３１ｓを備える１Ｄ構造である場合を例にとって説明する。しかしながら、検出専用の振動子ユニット３０は、第１方向及び第２方向に沿う複数の振動子を備えた２Ｄ構造であってもよい。その場合、検出専用の振動子ユニット３０に音響レンズ３３は不要であり、第１方向のみならず第２方向についても電子フォーカスが行なわれる。
【００７７】
（第２の超音波プローブ）
図１２は、本実施形態に係る超音波プローブ１１のうち、第２の超音波プローブにおける外観構造を示す斜視図である。図１３は、第２の超音波プローブにおける音響放射面側の構造を示す図である。
【００７８】
図１２は、本実施形態に係る超音波プローブ１１のうち、第２の超音波プローブ１１Ｂの外観構造を示す。第２の超音波プローブ１１Ｂは、１個の加振専用の振動子ユニット２０と、１個の検出専用の振動子ユニット３０と、ヘッド部４０と、装置本体１２（図１に図示）との間の信号を伝達するケーブル（図示しない）と、を設ける。検出専用の振動子ユニット３０は、加振専用の振動子ユニット２０の第２方向に沿った片側に設けられる。
【００７９】
図１３に示すように、加振専用の振動子ユニット２０は、第１方向に沿って分割された複数の領域の各領域に１個の大径振動子（複数の領域にそれぞれ対応する複数の大径振動子２１ｓ）を備える。大径振動子２１ｓの各振動子は、音響放射圧を生じる比較的大きいエネルギーの加振用の超音波を送信する。大径振動子２１ｓの各振動子は、各振動子から送信される加振用の超音波が、第２方向に集束させる音響レンズ（図示しない）を介して第１方向に幅を有する平面波Ｆｐ１，Ｆｐ２（図１４に図示）となるように、第１方向に一定程度の幅を有する。なお、加振専用の振動子ユニット２０は、音響整合層、バッキング、及び音響レンズ等も備えるが、図１２及び図１３ではその図示を省略する。
【００８０】
なお、図１２及び図１３に示す検出専用の振動子ユニット３０の構造及び機能は、図４及び図５に示すそれらと同等であるので説明を省略する。
【００８１】
図１４は、図１２及び図１３に示す第２の超音波プローブ１１Ｂを用いる場合のせん断波の音速の算出方法を説明するための図である。
【００８２】
図１４は、第２の超音波プローブ１１Ｂの直交する２方向の断面図を示す。第２の超音波プローブ１１Ｂは、振動子ユニット２０，３０と、ヘッド部４０とを設ける。加振専用の振動子ユニット２０は、大径振動子２１ｓ、バッキング２２、及び音響レンズ２３を備える。検出専用の振動子ユニット３０は、第１方向に沿う複数の第２振動子３１ｓ、バッキング３２、及び音響レンズ３３を備える。
【００８３】
図１４を用いて、第１方向に沿う２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２でせん断波の波頭を検出する場合を説明する。
【００８４】
まず、加振専用の振動子ユニット２０の複数の大径振動子２１ｓのうち１個の振動子は、加振パルスを送信する。加振パルスは、第２方向に集束する音響レンズ２３で加振領域Ｉ１に集束される。これにより、加振専用の振動子ユニット２０は、加振領域Ｉ１に対して加振面Ｆｐ１を形成する。また、当該振動子から一連の加振パルスが繰り返し送信されることで、加振専用の振動子ユニット２０は、加振領域Ｉ１に対して加振面Ｆｐ１を繰り返し形成する。
【００８５】
加振領域Ｉ１に対して加振面Ｆｐ１が繰り返し形成されると、加振領域Ｉ１に存在する組織の変位によりせん断波が発生する。ここで、加振面Ｆｐ１に起因して第２方向に伝搬するせん断波をＷ１とする。
【００８６】
また、加振領域Ｉ１に対する加振面Ｆｐ１の繰り返し形成に並行して（同時に）、加振専用の振動子ユニット２０は、加振領域Ｉ２に対して加振面Ｆｐ２を繰り返し形成する。
【００８７】
加振領域Ｉ２に対して加振面Ｆｐ２が繰り返し形成されると、加振領域Ｉ２に存在する組織の変位によりせん断波が発生する。ここで、加振面Ｆｐ２に起因して第２方向に伝搬するせん断波をＷ２とする。
【００８８】
加振専用の振動子ユニット２０によって形成される加振面Ｆｐ１，Ｆｐ２は、第２方向には音響レンズ２３によって集束されるが、第１方向には集束効果が無いので、略平面状の波面を保つ。一定深さにおいて第１方向に延びる線状の加振領域Ｉ１，Ｉ２が形成され、加振領域Ｉ１，Ｉ２に存在する組織の変位により発生したせん断波Ｗ１，Ｗ２が第２方向に伝播する。
【００８９】
続いて、加振領域Ｉ１に対する加振面Ｆｐ１の形成後に、検出専用の振動子ユニット３０の複数の第２振動子３１ｓは、検出位置Ｊ１（第２方向における加振領域Ｉ１の周囲）に集束するように第１方向に電子フォーカスされた検出パルスを送受信する。検出パルスは、第２方向に集束する音響レンズ３３で検出位置Ｊ１に集束される。これにより、検出専用の振動子ユニット３０は、検出位置Ｊ１に対して検出ビームＦｔ１を形成する。また、複数の第２振動子３１ｓから一連の検出パルスが繰り返し送受信されることで、検出専用の振動子ユニット３０は、検出位置Ｊ１に対して検出ビームＦｔ１を繰り返し形成する。
【００９０】
検出位置Ｊ１に対して検出ビームＦｔ１が繰り返し形成されると、第２方向に伝搬するせん断波Ｗ１が検出される。なお、検出ビームＦｔ１を形成するための第１方向の電子フォーカスは、送信遅延時間及び／又は受信遅延時間に基づく。
【００９１】
また、加振領域Ｉ２に対する加振面Ｆｐ２の繰り返し形成後に、検出位置Ｊ１に対する検出ビームＦｔ１の繰り返し形成に並行して（同時に）、検出専用の振動子ユニット３０は、検出位置Ｊ２に対して検出ビームＦｔ２を繰り返し形成する。検出位置Ｊ２に対して検出ビームＦｔ２が繰り返し形成されると、第２方向に伝搬するせん断波Ｗ２が検出される。なお、検出ビームＦｔ２を形成するための第１方向の電子フォーカスは、送信遅延時間及び／又は受信遅延時間に基づく。
【００９２】
検出位置Ｊ１において加振面Ｆｐ１により発生したせん断波Ｗ１の波頭が検出されてせん断波Ｗ１の到達時間が計測されると、組織ドップラ法等により検出位置Ｊ１におけるせん断波Ｗ１の音速が算出される。また、検出位置Ｊ１におけるせん断波Ｗ１の音速の算出に並行して、検出位置Ｊ２における、加振面Ｆｐ２により発生したせん断波Ｗ２の音速についても同様に算出される。また、２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２における平均音速が算出される。
【００９３】
以上のように、第２の超音波プローブ１１Ｂでは、第１方向に沿う２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２で、直交する第２方向に伝搬するせん断波Ｗ１，Ｗ２の波頭がそれぞれ検出される。よって、第２の超音波プローブ１１Ｂを用いて第１方向に沿う２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２でせん断波Ｗ１，Ｗ２の波頭の到達時間をそれぞれ計測する場合には、２個の加振領域Ｉ１，Ｉ２に対する加振動作が並行して行なわれ、２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２における検出動作が並行して行なわれる。したがって、第２の超音波プローブ１１Ｂでは、２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２でせん断波Ｗ１，Ｗ２の波頭の到達時間をそれぞれ計測する場合にも、１回の送信シーケンスを行なうだけの時間があれば十分である。
【００９４】
そして、第２の超音波プローブ１１Ｂでは、第１方向に沿う３個以上の検出位置Ｊ１，Ｊ２，…でせん断波の波頭の到達時間をそれぞれ計測する場合にも、１回の送信シーケンスを行なうだけの時間があれば十分である。よって、第２の超音波プローブ１１Ｂによると、エラストグラフィ画像のフレームレートや、エラストグラフィモードと交互に行なわれるＢモードによるＢモード画像のフレームレートが向上する。
【００９５】
さらに、第２の超音波プローブ１１Ｂを用いる場合、加振領域Ｉ１と検出位置Ｊ１との間隔Ｄと、加振領域Ｉ２と検出位置Ｊ２との間隔Ｄとが一定値である。よって、第２の超音波プローブ１１Ｂを用いる場合、エラストグラフィ画像の画質の均一性が向上する。
【００９６】
また、第２の超音波プローブ１１Ｂによると、検出専用の振動子ユニット３０から独立して加振パルスを送信する加振専用の振動子ユニット２０を設ける。よって、加振専用の振動子ユニット２０に備える複数の大径振動子２１ｓとして、音響放射圧を有効に生じさせるための最適な周波数特性をもつものや、最適な音響を出力可能なものを選択することが可能である。
【００９７】
加えて、第２の超音波プローブ１１Ｂの場合、第１方向に沿う複数の領域から所要の領域が選択されることにより、第１方向に沿った全体範囲ではなく、第１方向に沿った限定範囲に加振面Ｆｐ１（Ｆｐ２）を形成することが可能になり、加振パルスの送信に無駄なエネルギー消費を少なくすることが可能である。その場合、処理回路５１（図１に図示）は、加振専用の振動子ユニット２０の複数の領域のうち、加振用の超音波を送信する所要の領域を選択する。そして、加振専用の振動子ユニット２０は、処理回路５１による制御の下、大径振動子２１ｓのうち所要の領域に備えられる大径振動子から加振パルスを送信する。
【００９８】
（第３の超音波プローブ）
図１５は、本実施形態に係る超音波プローブ１１のうち、第３の超音波プローブにおける外観構造を示す斜視図である。図１６は、第３の超音波プローブにおける音響放射面側の構造を示す図である。
【００９９】
図１５は、本実施形態に係る超音波プローブ１１のうち、第３の超音波プローブ１１Ｃの外観構造を示す。第３の超音波プローブ１１Ｃは、第２方向に沿う２個の加振専用の振動子ユニット２０（２０１，２０２）と、１個の検出専用の振動子ユニット３０と、ヘッド部４０と、装置本体１２（図１に図示）との間の信号を伝達するケーブル（図示しない）と、を設ける。検出専用の振動子ユニット３０は、加振専用の振動子ユニット２０１，２０２に挟まれるように設けられる。
【０１００】
図１６に示すように、加振専用の振動子ユニット２０１，２０２はそれぞれ、大径振動子２１１，２１２を備える。大径振動子２１１，２１２はそれぞれ、音響放射圧を生じる比較的大きいエネルギーの加振用の超音波を送信する。大径振動子２１１，２１２は、各大径振動子から送信される加振用の超音波が、第２方向に集束させる音響レンズ（図示しない）を介して第１方向に幅を有する平面波Ｆｐ１，Ｆｐ２（図１７に図示）となるように、第１方向に一定程度の幅を有する。なお、加振専用の振動子ユニット２０１，２０２のそれぞれは、音響整合層、バッキング、及び音響レンズ等も備えるが、図１５及び図１６ではその図示を省略する。
【０１０１】
なお、図１５及び図１６に示す検出専用の振動子ユニット３０の構造及び機能は、図４及び図５に示すそれらと同等であるので説明を省略する。
【０１０２】
図１７は、図１５及び図１６に示す第３の超音波プローブ１１Ｃを用いる場合のせん断波の音速の算出方法を説明するための図である。
【０１０３】
図１７は、第３の超音波プローブ１１Ｃの直交する２方向の断面図を示す。第３の超音波プローブ１１Ｃは、振動子ユニット２０１，２０２，３０と、ヘッド部４０とを設ける。加振専用の振動子ユニット２０１は、大径振動子２１１、バッキング２２１、及び音響レンズ２３１を備える。加振専用の振動子ユニット２０２は、大径振動子２１２、バッキング２２２、及び音響レンズ２３２を備える。検出専用の振動子ユニット３０は、第１方向に沿う複数の第２振動子３１ｓ、バッキング３２、及び音響レンズ３３を備える。
【０１０４】
図１７を用いて、第１方向に沿う２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２でせん断波の波頭を検出する場合を説明する。
【０１０５】
まず、加振専用の振動子ユニット２０１の大径振動子２１１は、加振パルスを送信する。加振パルスは、第２方向に集束する音響レンズ２３１で加振領域Ｉ１に集束される。これにより、加振専用の振動子ユニット２０１は、加振領域Ｉ１に対して加振面Ｆｐ１を形成する。また、大径振動子２１１から一連の加振パルスが繰り返し送信されることで、加振専用の振動子ユニット２０１は、加振領域Ｉ１に対して加振面Ｆｐ１を繰り返し形成する。
【０１０６】
加振領域Ｉ１に対して加振面Ｆｐ１が繰り返し形成されると、加振領域Ｉ１に存在する組織の変位によりせん断波が発生する。ここで、加振面Ｆｐ１に起因して第２方向に伝搬するせん断波をＷ１とする。
【０１０７】
また、加振領域Ｉ１に対する加振面Ｆｐ１の繰り返し形成に並行して（同時に）、加振専用の振動子ユニット２０２は、加振領域Ｉ２に対して加振面Ｆｐ２を繰り返し形成する。加振領域Ｉ２に対して加振面Ｆｐ２が繰り返し形成されると、加振領域Ｉ２に存在する組織の変位によりせん断波が発生する。ここで、加振面Ｆｐ２に起因して第２方向に伝搬するせん断波をＷ２とする。
【０１０８】
加振専用の振動子ユニット２０１，２０２によって形成される加振面Ｆｐ１，Ｆｐ２は、第２方向には音響レンズ２３１，２３２によって集束されるが、第１方向には集束効果が無いので、略平面状の波面を保つ。一定深さにおいて第１方向に延びる線状の加振領域Ｉ１，Ｉ２が形成され、加振領域Ｉ１，Ｉ２に存在する組織の変位により発生したせん断波Ｗ１，Ｗ２が第２方向に伝播する。
【０１０９】
なお、深さ方向における加振領域Ｉ１，Ｉ２の位置は同等であるが、図１７では、便宜上、深さ方向において異なる位置に図示する。
【０１１０】
続いて、加振領域Ｉ１，Ｉ２に対する加振面Ｆｐ１，Ｆｐ２の繰り返し形成後に、検出専用の振動子ユニット３０の複数の第２振動子３１ｓは、検出位置Ｊ１（第２方向における加振領域Ｉ１，Ｉ２の周囲）に集束するように第１方向に電子フォーカスされた検出パルスを送受信する。検出パルスは、第２方向に集束する音響レンズ３３で検出位置Ｊ１に集束される。これにより、検出専用の振動子ユニット３０は、検出位置Ｊ１に対して検出ビームＦｔ１を形成する。また、複数の第２振動子３１ｓから一連の検出パルスが繰り返し送受信されることで、検出専用の振動子ユニット３０は、検出位置Ｊ１に対して検出ビームＦｔ１を繰り返し形成する。
【０１１１】
検出位置Ｊ１に対して検出ビームＦｔ１が繰り返し形成されると、第２方向に伝搬するせん断波Ｗ１，Ｗ２が検出される。なお、検出ビームＦｔ１を形成するための第１方向の電子フォーカスは、送信遅延時間及び／又は受信遅延時間に基づく。
【０１１２】
また、加振領域Ｉ１，Ｉ２に対する加振面Ｆｐ１，Ｆｐ２の繰り返し形成後に、検出位置Ｊ１に対する検出ビームＦｔ１の繰り返し形成に並行して（同時に）、検出専用の振動子ユニット３０は、検出位置Ｊ２に対して検出ビームＦｔ２を繰り返し形成する。検出位置Ｊ２に対して検出ビームＦｔ２が繰り返し形成されると、第２方向に伝搬するせん断波Ｗ１，Ｗ２が検出される。なお、検出ビームＦｔ２を形成するための第１方向の電子フォーカスは、送信遅延時間及び／又は受信遅延時間に基づく。
【０１１３】
検出位置Ｊ１において加振面Ｆｐ１，Ｆｐ２により発生したせん断波Ｗ１，Ｗ２の波頭がそれぞれ検出されてせん断波Ｗ１，Ｗ２の到達時間（平均値）が計測されると、組織ドップラ法等により検出位置Ｊ１におけるせん断波Ｗ１，Ｗ２の音速（平均値）が算出される。また、検出位置Ｊ１におけるせん断波Ｗ１，Ｗ２の音速の算出に並行して、検出位置Ｊ２における、加振面Ｆｐ１，Ｆｐ２により発生したせん断波Ｗ１，Ｗ２の音速についても同様に算出される。また、２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２における平均音速が算出される。
【０１１４】
以上のように、第３の超音波プローブ１１Ｃでは、第１方向に沿う２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２のそれぞれで、直交する第２方向に伝搬するせん断波Ｗ１，Ｗ２の波頭が検出される。よって、第３の超音波プローブ１１Ｃを用いて第１方向に沿う２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２でそれぞれせん断波Ｗ１，Ｗ２の波頭の到達時間を計測するためには、２個の加振領域Ｉ１，Ｉ２に対する加振動作が並行して行なわれ、２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２における検出動作が並行して行なわれる。したがって、第３の超音波プローブ１１Ｃでは、２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２でそれぞれせん断波Ｗ１，Ｗ２の波頭の到達時間を計測する場合にも、１回の送信シーケンスを行なうだけの時間があれば十分である。
【０１１５】
そして、第３の超音波プローブ１１Ｃでは、第１方向に沿う３個以上の検出位置Ｊ１，Ｊ２，…でせん断波の波頭の到達時間をそれぞれ計測する場合にも、１回の送信シーケンスを行なうだけの時間があれば十分である。よって、第３の超音波プローブ１１Ｃによると、エラストグラフィ画像のフレームレートや、エラストグラフィモードと交互に行なわれるＢモードによるＢモード画像のフレームレートが向上する。
【０１１６】
さらに、第３の超音波プローブ１１Ｃを用いる場合、加振領域Ｉ１と検出位置Ｊ１との間隔Ｄと、加振領域Ｉ１と検出位置Ｊ２との間隔Ｄと、加振領域Ｉ２と検出位置Ｊ１との間隔Ｄと、加振領域Ｉ２と検出位置Ｊ２との間隔Ｄとが一定値である。よって、第３の超音波プローブ１１Ｃを用いる場合、エラストグラフィ画像の画質の均一性が向上する。
【０１１７】
また、第３の超音波プローブ１１Ｃによると、検出専用の振動子ユニット３０から独立して加振パルスを送信する加振専用の振動子ユニット２０１，２０２を設ける。よって、加振専用の振動子ユニット２０１，２０２に備える大径振動子２１１，２１２として、音響放射圧を有効に生じさせるための最適な周波数特性のものを選択することが可能である。
【０１１８】
加えて、エラストグラフィ画像を、検出専用の振動子ユニット３０を用いて得られる通常のＢモード画像に重畳して表示する場合、第１の超音波プローブ１１Ａ（図４及び図５に図示）や第２の超音波プローブ１１Ｂ（図１２及び図１３に図示）では、Ｂモード画像の断面と、エラストグラフィ画像の断面が僅かに異なることになる。しかしながら、第３の超音波プローブ１１Ｃでは、検出専用の振動子ユニット３０の第２方向に沿った両側に加振専用の振動子ユニット２０１，２０２が配置されることで、検出専用の振動子ユニット３０の中心軸をエラストグラフィ画像の断面の中心と一致させることが可能になる。
【０１１９】
なお、第３の超音波プローブ１１Ｃに、第２の超音波プローブ１１Ｂの構造を組み合わせてもよい。すなわち、第３の超音波プローブ１１Ｃの加振専用の振動子ユニット２０１，２０２のそれぞれは、第１方向に沿って分割された複数の領域の各領域に１個の大径振動子（複数の領域にそれぞれ対応する複数の大径振動子）を備えてもよい。
【０１２０】
（第４の超音波プローブ）
図１８は、本実施形態に係る超音波プローブ１１のうち、第４の超音波プローブにおける外観構造を示す斜視図である。図１９は、第４の超音波プローブにおける音響放射面側の構造を示す図である。
【０１２１】
図１８は、本実施形態に係る超音波プローブ１１のうち、第４の超音波プローブ１１Ｄの外観構造を示す。第４の超音波プローブ１１Ｄは、１個の加振専用の振動子ユニット２０と、１個の検出専用の振動子ユニット３０と、ヘッド部４０と、装置本体１２（図１に図示）との間の信号を伝達するケーブル（図示しない）と、を設ける。検出専用の振動子ユニット３０は、加振専用の振動子ユニット２０の第２方向に沿った片側に設けられる。
【０１２２】
図１９に示すように、加振専用の振動子ユニット２０の第２方向における幅は、検出専用の振動子ユニット３０の第２方向における幅より大きい。また、加振専用の振動子ユニット２０は、第２方向に沿う複数の第１振動子２１ｓを備える。図１９に示す複数の第１振動子２１ｓの各振動子は、音響放射圧を生じる比較的大きいエネルギーの加振用の超音波を送信する。なお、加振専用の振動子ユニット２０は、音響整合層及びバッキング等も備えるが、図１５及び図１６ではその図示を省略する。
【０１２３】
なお、図１８及び図１９に示す検出専用の振動子ユニット３０の構造及び機能は、図４及び図５に示すそれらと同等であるので説明を省略する。
【０１２４】
図２０は、図１８及び図１９に示す第４の超音波プローブ１１Ｄを用いる場合のせん断波の音速の算出方法を説明するための図である。
【０１２５】
図２０は、第４の超音波プローブ１１Ｄの直交する２方向の断面図を示す。第４の超音波プローブ１１Ｄは、振動子ユニット２０，３０と、ヘッド部４０とを設ける。加振専用の振動子ユニット２０は、第２方向に沿う複数の第１振動子２１ｓ及びバッキング２２を備え、音響レンズを備える必要はない。検出専用の振動子ユニット３０は、第１方向に沿う複数の第２振動子３１ｓ、バッキング３２、及び音響レンズ３３を備える。
【０１２６】
図２０を用いて、第１方向に沿う２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２でせん断波の波頭を検出する場合を説明する。
【０１２７】
まず、加振専用の振動子ユニット２０の複数の第１振動子２１ｓは、加振領域Ｉに集束するように第２方向に電子フォーカスされた加振面Ｆｐを送信する。これにより、加振専用の振動子ユニット２０は、加振領域Ｉに対して加振面Ｆｐを形成する。また、複数の第１振動子２１ｓから一連の加振パルスが繰り返し送信されることで、加振専用の振動子ユニット２０は、加振領域Ｉに対して加振面Ｆｐを繰り返し形成する。
【０１２８】
加振領域Ｉに対して加振面Ｆｐが繰り返し形成されると、加振領域Ｉに存在する組織の変位によりせん断波が発生する。ここで、加振面Ｆｐに起因して第２方向に伝搬するせん断波をＷとする。
【０１２９】
加振専用の振動子ユニット２０によって形成される加振面Ｆｐは、第２方向には電子フォーカスによって集束されるが、第１方向には集束効果が無いので、略平面状の波面を保つ。一定深さにおいて第１方向に延びる線状の加振領域Ｉが形成され、加振領域Ｉに存在する組織の変位により発生したせん断波Ｗが第２方向に伝播する。
【０１３０】
続いて、加振領域Ｉに対する加振面Ｆｐの繰り返し形成後に、検出専用の振動子ユニット３０の複数の第２振動子３１ｓは、検出位置Ｊ１（第２方向における加振領域Ｉの周囲）に集束するように第１方向に電子フォーカスされた検出パルスを送受信する。検出パルスは、第２方向に集束する音響レンズ３３で検出位置Ｊ１に集束される。これにより、検出専用の振動子ユニット３０は、検出位置Ｊ１に対して検出ビームＦｔ１を形成する。また、複数の第２振動子３１ｓから検出パルスが繰り返し送受信されることで、検出専用の振動子ユニット３０は、検出位置Ｊ１に対して検出ビームＦｔ１を繰り返し形成する。
【０１３１】
検出位置Ｊ１に対して検出ビームＦｔ１が繰り返し形成されると、第２方向に伝搬するせん断波Ｗが検出される。なお、検出ビームＦｔ１を形成するための第１方向の電子フォーカスは、送信遅延時間及び／又は受信遅延時間に基づく。
【０１３２】
また、加振領域Ｉに対する加振面Ｆｐの繰り返し形成後に、検出位置Ｊ１に対する検出ビームＦｔ１の繰り返し形成に並行して（同時に）、検出専用の振動子ユニット３０は、検出位置Ｊ２に対して検出ビームＦｔ２を繰り返し形成する。検出位置Ｊ２に対して検出ビームＦｔ２が繰り返し形成されると、第２方向に伝搬するせん断波Ｗが検出される。なお、検出ビームＦｔ２を形成するための第１方向の電子フォーカスは、送信遅延時間及び／又は受信遅延時間に基づく。
【０１３３】
検出位置Ｊ１において加振面Ｆｐにより発生したせん断波Ｗの波頭が検出されてせん断波Ｗの到達時間が計測されると、組織ドップラ法等により検出位置Ｊ１におけるせん断波Ｗの音速が算出される。また、検出位置Ｊ１におけるせん断波Ｗの音速の算出に並行して、検出位置Ｊ２における、加振面Ｆｐにより発生したせん断波Ｗの音速についても同様に算出される。また、２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２における平均音速が算出される。
【０１３４】
以上のように、第４の超音波プローブ１１Ｄでは、第１方向に沿う２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２で、直交する第２方向に伝搬するせん断波Ｗの波頭がそれぞれ検出される。よって、第４の超音波プローブ１１Ｄを用いて第１方向に沿う２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２でせん断波Ｗの波頭の到達時間をそれぞれ計測する場合には、一連の加振パルスの送信が１回で済み、２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２における検出動作が並行して行なわれる。したがって、第４の超音波プローブ１１Ｄでは、２個の検出位置Ｊ１，Ｊ２でせん断波Ｗの波頭の到達時間をそれぞれ計測する場合にも、１回の送信シーケンスを行なうだけの時間があれば十分である。
【０１３５】
そして、第４の超音波プローブ１１Ｄでは、第１方向に沿う３個以上の検出位置Ｊ１，Ｊ２，…でせん断波の波頭の到達時間をそれぞれ計測する場合にも、１回の送信シーケンスを行なうだけの時間があれば十分である。よって、第４の超音波プローブ１１Ｄによると、エラストグラフィ画像のフレームレートや、エラストグラフィモードと交互に行なわれるＢモードによるＢモード画像のフレームレートが向上する。
【０１３６】
さらに、第４の超音波プローブ１１Ｄを用いる場合、加振領域Ｉと複数の検出位置Ｊ１，Ｊ２との間隔Ｄが一定値である。よって、第４の超音波プローブ１１Ｄを用いる場合、エラストグラフィ画像の画質の均一性が向上する。
【０１３７】
また、第４の超音波プローブ１１Ｄによると、検出専用の振動子ユニット３０から独立して加振パルスを送信する加振専用の振動子ユニット２０を設ける。よって、加振専用の振動子ユニット２０に備える複数の第１振動子２１ｓとして、音響放射圧を有効に生じさせるための最適な周波数特性をもつものや、最適な音響を出力可能なものを選択することが可能である。
【０１３８】
加えて、第４の超音波プローブ１１Ｄを用いる場合、所望の加振領域Ｉに加振面Ｆｐが集束するように第２方向に電子フォーカスされている（送信遅延時間が与えられている）。そして、第４の超音波プローブ１１Ｄを用いる場合、第１の超音波プローブ１１Ａ（図４及び図５に図示）を用いる場合に比べて大口径で加振面Ｆｐの形成が可能である。また、第１の超音波プローブ１１Ａでは加振面Ｆｐは固定的に音響レンズ２３（図１０に図示）によって決定される音場に従って形成されるが、第４の超音波プローブ１１Ｄでは第２方向の電子フォーカスを制御し、エラストグラフィ画像を得たい深さに対して最適な音場を形成することが可能になる。
【０１３９】
（第５の超音波プローブ）
図２１は、第５の超音波プローブにおける音響放射面側の構造を示す図である。
【０１４０】
図２１は、図１２及び図１３に示す第２の超音波プローブ１１Ｂと、図１８及び図１９に示す第４の超音波プローブ１１Ｄの構造を組み合わせた構造をもつ第５の超音波プローブ１１Ｅを示す。
【０１４１】
図２１に示すように、加振専用の振動子ユニット２０は、第１方向に沿って分割された複数の領域の各領域に、第２方向に沿う複数の第１振動子２１ｓを備える。図２１に示す複数の第１振動子２１ｓの各振動子は、音響放射圧を生じる比較的大きいエネルギーの加振用の超音波を送信する。
【０１４２】
第５の超音波プローブ１１Ｅの場合、図１４の第２の超音波プローブ１１Ｂを用いて説明したように、第１方向に沿った限定範囲に加振面Ｆｐを形成することが可能になり、加振パルスの送信に無駄なエネルギー消費を少なくすることが可能である。その場合、処理回路５１（図１に図示）は、加振専用の振動子ユニット２０の複数の領域のうち、加振パルスを送信する所要の領域を選択する。そして、加振専用の振動子ユニット２０は、処理回路５１による制御の下、所要の領域に備えられる複数の第１振動子２１ｓから加振パルスを送信する。
【０１４３】
さらに、第５の超音波プローブ１１Ｅの場合、図２０に示す第４の超音波プローブ１１Ｄの場合と同様の効果が得られる。
【０１４４】
（第６の超音波プローブ）
図２２は、本実施形態に係る超音波プローブ１１のうち、第６の超音波プローブにおける外観構造を示す斜視図である。図２３は、第６の超音波プローブにおける音響放射面側の構造を示す図である。
【０１４５】
図２２は、本実施形態に係る超音波プローブ１１のうち、第６の超音波プローブ１１Ｆの外観構造を示す。第６の超音波プローブ１１Ｆは、１個の加振専用の振動子ユニット２０と、１個の検出専用の振動子ユニット３０と、ヘッド部（外装部品）４０と、装置本体１２（図１に図示）との間の信号を伝達するケーブル（図示しない）と、を設ける。検出専用の振動子ユニット３０は、加振専用の振動子ユニット２０の第２方向に沿った片側に設けられる。
【０１４６】
図２３に示すように、加振専用の振動子ユニット２０は、第１方向に沿う複数の第１振動子２１ｓを備える。複数の第１振動子２１ｓのそれぞれは、音響放射圧を生じる比較的大きいエネルギーの加振用の超音波を送信する。複数の第１振動子２１ｓは、複数の第１振動子２１ｓから送信される加振用の超音波が、第２方向に集束させる音響レンズ（図示しない）を介して第１方向に幅を有する平面波Ｆｐ（図１０に図示）となるように、第１方向に一定程度の幅を有する。なお、加振専用の振動子ユニット２０は、音響整合層、バッキング、及び音響レンズ等も備えるが、図２２及び図２３ではその図示を省略する。
【０１４７】
なお、図２２及び図２３に示す検出専用の振動子ユニット３０の構造及び機能は、図４及び図５に示すそれらと同等であるので説明を省略する。
【０１４８】
複数の第１振動子２１ｓの全てから加振用の超音波を送信することで、図１０に示す第１の超音波プローブ１１Ａの場合と同様に平面波Ｆｐが形成され、平面波Ｆｐに係るせん断波の音速が算出される。また、複数の第１振動子２１ｓの一部から加振用の超音波を送信することで、図１０に示す第１の超音波プローブ１１Ａの場合の平面波Ｆｐより幅が制限された平面波が形成され、当該平面波に係るせん断波の音速が算出される。
【０１４９】
第６の超音波プローブ１１Ｆの場合、第１方向に沿った限定範囲に加振面を形成することが可能になり、加振パルスの送信に無駄なエネルギー消費を少なくすることが可能である。その場合、加振専用の振動子ユニット２０は、処理回路５１による制御の下、複数の第１振動子２１ｓの一部から加振パルスを送信する。
【０１５０】
さらに、第６の超音波プローブ１１Ｆの場合、図１０に示す第１の超音波プローブ１１Ａの場合と同様の効果が得られる。その場合、加振専用の振動子ユニット２０は、処理回路５１による制御の下、複数の第１振動子２１ｓの全部から加振パルスを送信する。
【０１５１】
（第７の超音波プローブ）
図２４は、本実施形態に係る超音波プローブ１１のうち、第７の超音波プローブにおける外観構造を示す斜視図である。
【０１５２】
図２４は、本実施形態に係る超音波プローブ１１のうち、第７の超音波プローブ１１Ｇの外観構造を示す。前述した第１〜第６の超音波プローブは体外式超音波プローブであるのに対し、第７の超音波プローブ１１Ｇは、体内式超音波プローブである。第７の超音波プローブ１１Ｇは、図２２に示す第６の超音波プローブ１１Ｆの構造が体外式超音波プローブに応用された構造を有するが、第１〜第５の超音波プローブ１１Ａ〜１１Ｅの構造が体外式超音波プローブに応用された構造を有してもよい。
【０１５３】
第７の超音波プローブ１１Ｇは、被検体内部に挿入可能な挿入部１１１を備える。挿入部１１１は、第２方向に沿う１個の加振専用の振動子ユニット２０と、１個の検出専用の振動子ユニット３０と、を設ける。検出専用の振動子ユニット３０は、加振専用の振動子ユニット２０の第２方向に沿った片側に設けられる。第２方向は、第６の超音波プローブ１１Ｆの軸Ｒに沿っている。
【０１５４】
図２４に示すように、加振専用の振動子ユニット２０は、第６の超音波プローブ１１Ｆの軸Ｒを中心とする第３方向（円周方向）に沿う複数の第１振動子２１ｓを備える。複数の第１振動子２１ｓは、コンベックスアレイである。
【０１５５】
複数の第１振動子２１ｓのそれぞれは、音響放射圧を生じる比較的大きいエネルギーの加振用の超音波を送信する。なお、加振専用の振動子ユニット２０は、音響整合層、バッキング、及び音響レンズ等も備えるが、図２４ではその図示を省略する。
【０１５６】
一方、検出専用の振動子ユニット３０は、第３方向に沿う複数の第２振動子３１ｓを備える。複数の第２振動子３１ｓは、コンベックスアレイである。検出専用の振動子ユニット３０は、加振専用の振動子ユニット２０よりも先端側に設けられる例を示すが、その場合に限定されるものではない。
【０１５７】
複数の第２振動子３１ｓのそれぞれは、加振用の超音波より比較的小さいエネルギーの検出用の超音波を送受信する。なお、検出専用の振動子ユニット３０は、音響整合層、バッキング、及び音響レンズ等も備えるが、図２４ではその図示を省略する。
【０１５８】
また、複数の第２振動子３１ｓは、エラストグラフィモードの他に、Ｂモード等においても用いられる。Ｂモードにおいては、第３方向に順次、Ｂモード用の超音波ビーム（走査線）の位置を第３方向に切り替えることで静止画像を得ることができる。また、複数の第２振動子３１ｓは、Ｂモードにおいて複数フレームで静止画像を得ることで動画像を得ることもできる。
【０１５９】
複数の第１振動子２１ｓの全てから加振用の超音波を送信することで、図１０に示す第１の超音波プローブ１１Ａの場合と同様に平面波Ｆｐが形成され、平面波Ｆｐに係るせん断波の音速が算出される。また、複数の第１振動子２１ｓの一部から加振用の超音波を送信することで、図１０に示す第１の超音波プローブ１１Ａの場合の平面波Ｆｐより幅が制限された平面波が形成され、当該平面波に係るせん断波の音速が算出される。
【０１６０】
第７の超音波プローブ１１Ｇの場合、第１方向に沿った限定範囲に加振面を形成することが可能になり、加振パルスの送信に無駄なエネルギー消費を少なくすることが可能である。その場合、加振専用の振動子ユニット２０は、処理回路５１による制御の下、複数の第１振動子２１ｓの一部から加振パルスを送信する。
【０１６１】
さらに、第７の超音波プローブ１１Ｇの場合、図１０に示す第１の超音波プローブ１１Ａの場合と同様の効果が得られる。その場合、加振専用の振動子ユニット２０は、処理回路５１による制御の下、複数の第１振動子２１ｓの全部から加振パルスを送信する。
【０１６２】
以上述べた少なくとも１つの実施形態に係る超音波プローブによると、最小回数の送信シーケンスに要する時間でエラストグラフィ画像を生成するための情報を発生できる。以上述べた少なくとも１つの実施形態に係る超音波診断装置によると、最小回数の送信シーケンスに要する時間でエラストグラフィ画像を生成することができ、また、エラストグラフィ画像全体の画質の均一性を向上させながら高フレームレートでエラストグラフィ画像を得ることができる。
【０１６３】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１６４】
１０…超音波診断装置
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ…超音波プローブ
１２…装置本体
２０，２０１，２０２…加振専用の振動子ユニット
２１，２１１，２１２…大径振動子
２１ｓ…複数の第１振動子，複数の大径振動子
２３，２３１，２３２…音響レンズ
３０…検出専用の振動子ユニット
３１ｓ…複数の第２振動子
５１…制御部
５６…波形解析部
５７…硬さ推定部
【図１】
2016107080.tif 000003
【図２】
2016107080.tif 000004
【図３】
2016107080.tif 000005
【図４】
2016107080.tif 000006
【図５】
2016107080.tif 000007
【図６】
2016107080.tif 000008
【図７】
2016107080.tif 000009
【図８】
2016107080.tif 000010
【図９】
2016107080.tif 000011
【図１０】
2016107080.tif 000012
【図１１】
2016107080.tif 000013
【図１２】
2016107080.tif 000014
【図１３】
2016107080.tif 000015
【図１４】
2016107080.tif 000016
【図１５】
2016107080.tif 000017
【図１６】
2016107080.tif 000018
【図１７】
2016107080.tif 000019
【図１８】
2016107080.tif 000020
【図１９】
2016107080.tif 000021
【図２０】
2016107080.tif 000022
【図２１】
2016107080.tif 000023
【図２２】
2016107080.tif 000024
【図２３】
2016107080.tif 000025
【図２４】
2016107080.tif 000026