(57)【要約】被検体を押圧して弾性画像を取得する超音波探触子において、その押圧方向に対して垂直に被検体との接触面を設け、さらに、当該接触面を押圧方向に移動させることによって被検体の撮像対象部位を所定の圧力で圧迫するように構成された自動圧迫手段又は人為的力によって圧迫を加える手動圧迫手段を設けた。自動圧迫手段又は手動圧迫手段を備えた超音波探触子を用いることで、所望の速度にて、圧迫ステージを自動又は手動で一定方向に上下動させることが可能であり、任意の時刻において高画質な弾性画像データを取得することができる。さらに、圧迫動作の再現性を保持することができるため、弾性画像の画質が検査士に依存してしまう問題を回避することが可能となる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を押圧して弾性画像を取得する超音波診断装置用超音波探触子であって、
前記超音波探触子へ押圧方向に対して垂直に設けられた前記被検体との接触面を有す圧迫部材と、
前記接触面を前記押圧方向に移動させることによって前記被検体の撮像対象部位を所定の圧力で圧迫する圧迫手段と、
を具備することを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
前記圧迫手段は、既存の超音波探触子に対して着脱可能に設けられることを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項３】
前記超音波探触子は圧力計測手段を備え、
前記圧迫手段は、前記圧力計測手段によって計測された圧力情報に基づいて圧迫動作を制御されることを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項４】
前記圧迫手段は動力源を備え、
前記動力源は、機械的動力源であることを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項５】
前記動力源の駆動を制御するスイッチを備えたことを特徴とする請求項４に記載の超音波探触子。
【請求項６】
前記圧迫手段は動力源を備え、
前記動力源は、人力によるものであり、四肢のいずれかにより操作可能な操作部材を備え、当該操作部材による操作量に応じた駆動力を前記圧迫手段に伝達することを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項７】
前記人力による動力源は、前記圧迫手段による前記被検体の圧迫状態を認識可能に前記四肢のいずれかにフィードバックすることを特徴とする請求項６に記載の超音波探触子。
【請求項８】
被検体内に挿入される体内挿入型超音波探触子であって、
前記探触子へ挿入方向に対して平行に設けられた被検体との接触面を有す圧迫部材と、
前記接触面において当該接触面と垂直な方向に前記被検体の撮像対象部位を所定の圧力で圧迫する圧迫手段と、
を具備することを特徴とする体内挿入型超音波探触子。
【請求項９】
前記圧迫手段は、既存の体内挿入型超音波探触子に対して着脱可能に設けられることを特徴とする請求項８に記載の体内挿入型超音波探触子。
【請求項１０】
前記探触子は圧力計測手段を備え、
前記圧迫手段は、前記圧力計測手段によって計測された圧力情報に基づいて圧迫動作を制御されることを特徴とする請求項８に記載の体内挿入型超音波探触子。
【請求項１１】
前記圧迫手段は動力源を備え、
前記動力源は、機械的動力源であることを特徴とする請求項８に記載の体内挿入型超音波探触子。
【請求項１２】
前記動力源の駆動を制御するスイッチを備えたことを特徴とする請求項１１に記載の体内挿入型超音波探触子。
【請求項１３】
前記圧迫手段は動力源を備え、
前記動力源は、人力によるものであり、四肢のいずれかにより操作可能な操作部材を備え、当該操作部材による操作量に応じた駆動力を前記圧迫手段に伝達することを特徴とする請求項８に記載の体内挿入型超音波探触子。
【請求項１４】
前記人力による動力源は、前記圧迫手段による前記被検体の圧迫状態を認識可能に前記四肢のいずれかにフィードバックすることを特徴とする請求項１３に記載の体内挿入型超音波探触子。
【請求項１５】
作動流体の流体圧により膨張及び収縮する少なくとも１つの圧迫袋を具備し、
前記圧迫手段は、前記圧迫袋を膨張及び収縮させることにより圧迫動作を行うことを特徴とする請求項８に記載の体内挿入型超音波探触子。
【請求項１６】
前記圧迫袋は前記接触面に連結され、前記圧迫手段は前記圧迫袋を膨張及び収縮させることにより前記接触面を移動させて前記圧迫動作を行うことを特徴とする請求項１５に記載の体内挿入型超音波探触子。
【請求項１７】
前記圧迫袋は本体の外側に設けられ、前記圧迫手段は前記圧迫袋を膨張及び収縮させて前記圧迫袋の表面を支持面とする反力により前記圧迫動作を行うことを特徴とする請求項１５に記載の体内挿入型超音波探触子。
【請求項１８】
前記圧迫袋の膨張方向を規制するストッパを具備することを特徴とする請求項１５に記載の体内挿入型超音波探触子。
【請求項１９】
前記各圧迫袋の少なくとも一部は他の部分より伸縮性が小さく、前記圧迫袋は所定の方向に変形して膨張及び収縮することを特徴とする請求項１５に記載の体内挿入型超音波探触子。
【請求項２０】
押圧方向に対して垂直に設けられる前記被検体との接触面と、前記接触面を前記押圧方向に移動させることによって前記被検体の撮像対象部位を所定の圧力で圧迫する圧迫手段と、を備える超音波探触子により被検体に対して超音波を送信及び受信する超音波送受信手段と、
前記超音波の送信及び受信を制御する超音波送受信制御手段と、
前記超音波送受信手段から出力される反射エコー信号を用いて運動組織を含む被検体内の超音波受信信号フレームデータを所定周期で繰り返し取得する断層走査手段と、
前記断層走査手段によって取得された時系列の複数の超音波受信信号フレームデータの信号処理を行う信号処理手段と、
前記信号処理手段からの時系列の断層フレームデータを白黒断層像データに変換する白黒輝度情報変換手段と、
上記断層走査手段によって取得された時系列の複数の超音波受信信号フレームデータ群の中から、変位計測の対象となる超音波受信信号フレームデータの組を選択する超音波受信信号フレームデータ選択手段と、
前記超音波受信信号フレームデータ選択手段によって選択された超音波受信信号フレームデータの組に基づいて断層像上の各点の移動量又は変位を計測する変位計測手段と、
前記被検体の撮像対象部位の体腔内圧力を計測又は推定する圧力計測手段と、
前記変位計測手段によって計測された前記変位及び前記圧力計測手段によって計測された前記体腔内圧力に基づいて前記断層像上の各点の歪み及び弾性率を演算して第１の弾性フレームデータを生成する歪み及び弾性率演算手段と、
前記歪み及び弾性率演算手段によって生成された前記第１の弾性フレームデータを信号処理して第２の弾性フレームデータを生成する弾性データ処理手段と、
前記弾性データ処理手段によって生成された前記第２の弾性フレームデータを入力して色相情報もしくは白黒輝度情報を付与する色相情報変換手段もしくは白黒輝度情報変換手段と、
上記白黒輝度情報変換手段からの白黒断層像データと、色相情報変換手段からのカラーの弾性画像データもしくは白黒輝度情報変換手段からの白黒弾性画像データを加算又は独立に送出する切替加算手段と、
この切替加算手段からの画像データを表示する上記画像表示手段と、
を具備することを特徴とする超音波撮像装置。
【請求項２１】
前記圧迫手段は、前記超音波受信信号フレームデータ選択手段にて選択された前記１組の超音波受信信号フレームデータ間の周期情報を取得し、前記周期情報に応じて前記圧迫動作を制御することを特徴とする請求項２０に記載の超音波撮像装置。
【請求項２２】
挿入方向に対して平行に設けられる被検体との接触面と、前記接触面において当該接触面と垂直な方向に前記被検体の撮像対象部位を所定の圧力で圧迫する圧迫手段と、を具備する体内挿入型超音波探触子により前記被検体に対して超音波を送信及び受信する超音波送受信手段と、
前記超音波の送信及び受信を制御する超音波送受信制御手段と、
前記超音波送受信手段から出力される反射エコー信号を用いて運動組織を含む被検体内の超音波受信信号フレームデータを所定周期で繰り返し取得する断層走査手段と、
前記断層走査手段によって取得された時系列の複数の超音波受信信号フレームデータの信号処理を行う信号処理手段と、
前記信号処理手段からの時系列の断層フレームデータを白黒断層像データに変換する白黒輝度情報変換手段と、
上記断層走査手段によって取得された時系列の複数の超音波受信信号フレームデータ群の中から、変位計測の対象となる超音波受信信号フレームデータの組を選択する超音波受信信号フレームデータ選択手段と、
前記超音波受信信号フレームデータ選択手段によって選択された超音波受信信号フレームデータの組に基づいて断層像上の各点の移動量又は変位を計測する変位計測手段と、
前記被検体の撮像対象部位の体腔内圧力を計測又は推定する圧力計測手段と、
前記変位計測手段によって計測された前記変位及び前記圧力計測手段によって計測された前記体腔内圧力に基づいて前記断層像上の各点の歪み及び弾性率を演算して第１の弾性フレームデータを生成する歪み及び弾性率演算手段と、
前記歪み及び弾性率演算手段によって生成された前記第１の弾性フレームデータを信号処理して第２の弾性フレームデータを生成する弾性データ処理手段と、
前記弾性データ処理手段によって生成された前記第２の弾性フレームデータを入力して色相情報もしくは白黒輝度情報を付与する色相情報変換手段もしくは白黒輝度情報変換手段と、
上記白黒輝度情報変換手段からの白黒断層像データと、色相情報変換手段からのカラーの弾性画像データもしくは白黒輝度情報変換手段からの白黒弾性画像データを加算又は独立に送出する切替加算手段と、
この切替加算手段からの画像データを表示する上記画像表示手段と、
を具備することを特徴とする体内挿入型超音波撮像装置。
【請求項２３】
前記圧迫手段は、前記超音波受信信号フレームデータ選択手段にて選択された前記１組の超音波受信信号フレームデータ間の周期情報を取得し、前記周期情報に応じて前記圧迫動作を制御することを特徴とする請求項２２に記載の体内挿入型超音波撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を利用して被検体内の撮像対象部位について断層像を得る超音波撮像装置に係り、特に時系列に並んだの１組の超音波受信信号フレームデータからその画像上の各点の歪み及び弾性率を演算し、生体組織の硬さまたは柔らかさを定量的に示す弾性画像として表示することができる超音波撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な超音波撮像装置は、超音波送受信を制御する超音波送受信制御手段と、被検体に超音波を送信及び受信する超音波送受信手段と、この超音波送受信手段からの反射エコー信号を用いて運動組織を含む被検体内の断層像データを所定周期で繰り返して得る断層走査手段と、この断層走査手段によって得た時系列断層像データを表示する画像表示手段とを有して構成されていた。そして、被検体内部の生体組織の構造を例えばＢモード像として表示していた。【０００３】
これに対して、最近、超音波探触子の超音波送受信面にて、被検体の体表面から用手的な方法にて外力を与え、時系列的に隣接する２フレーム（連続２フレーム）の超音波受信信号の相関演算を利用して、被検体内の各点における変位を求め、さらにその変位を空間微分することによって歪みを計測し、この歪みデータを画像化する手法、更には、外力による応力分布と歪みデータから、生体組織のヤング率等に代表される弾性率データを画像化する手法が現実的になってきている。このような歪み及び弾性率データ（以下、弾性フレームデータ）を基にした弾性画像によれば、生体組織の硬さや柔らかさを計測して表示することができる。このような超音波装置として、［特許文献１］又は［特許文献２］に記載されたものなどがある。【０００４】
弾性フレームデータの演算は、一定の時間間隔をあけて取得された１組の超音波受信信号フレームデータにて、１つの弾性フレームデータを構成する手法が採られており、一連の圧迫過程において取得された複数の弾性画像データ（特に歪み画像データ）のそれぞれの画質は、それぞれの弾性画像データを構成する為の一組の超音波受信信号フレームデータが取得された時刻における、圧迫速度に依存することになる。【０００５】
また、高画質な弾性画像データの描出に適した加圧量もしくは減圧量は、関心組織に０．５％〜１％程度の歪みが生じる範囲であることが知られている。【０００６】
【特許文献１】特開平５−３１７３１３号公報
【特許文献２】特開２０００−６０８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の超音波撮像装置による弾性画像化方法においては、用手的に関心組織を圧迫する方法をとっているため、一連の圧迫過程におけるすべての時刻において、高画質化に適した圧迫速度範囲で圧迫し続けることは困難であり、また、それぞれの時刻における圧迫速度が一定でないために、結果として出力される複数の弾性画像データが時間的に不連続で、弾性画像データのフレーム間にトビのある映像となり、画像診断は困難になる。【０００８】
更に、圧迫過程において手ぶれが生じることは避けられず、圧迫方向がそれぞれの時刻において変動してしまうことも、上述の連続的に取得した弾性画像データの不連続性の原因にもなっている。また、上述の原因により、弾性画像の画質が検査士の手技に依存することも免れない。【０００９】
この発明は、上述の点に鑑みなされたものであり、弾性画像診断において、高画質な弾性画像を、任意の時相においても安定して映像化することができる超音波探触子及び超音波撮像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】
【００１０】
本発明の第１の特徴は、被検体を押圧して弾性画像を取得する超音波診断装置用超音波探触子であって、前記超音波探触子へ押圧方向に対して垂直に設けられた前記被検体との接触面を有す圧迫部材と、前記接触面を前記押圧方向に移動させることによって前記被検体の撮像対象部位を所定の圧力で圧迫する圧迫手段と、を具備する超音波探触子である。
この発明のように圧迫手段を備えた超音波探触子を用いることで、所望の一定速度にて、圧迫ステージを圧迫方向に移動させることが可能である。任意の時刻において高画質な弾性画像データを取得することができる。さらに、圧迫動作の再現性を保持することができるため、弾性画像の画質が検査士に依存してしまう問題を回避することが可能となる。【００１１】
本発明の第２の特徴は、被検体内に挿入される体内挿入型超音波探触子であって、前記探触子へ挿入方向に対して平行に設けられた被検体との接触面を有す圧迫部材と、前記接触面において当該接触面と垂直な方向に前記被検体の撮像対象部位を所定の圧力で圧迫する圧迫手段と、を具備する体内挿入型超音波探触子である。
これは、第１の特徴の超音波探触子と同様に、第２の体内挿入型超音波探触子においても圧迫手段を備えたものである。第１の特徴の超音波探触子は移動方向に圧迫を行うが、第２の特徴の体内挿入型超音波探触子は挿入方向と垂直な方向に圧迫を行う。【００１２】
本発明の第３の特徴は、前記超音波探触子を用いて被検体に対して超音波を送信及び受信する超音波送受信手段と、前記超音波の送信及び受信を制御する超音波送受信制御手段と、前記超音波送受信手段から出力される反射エコー信号を用いて運動組織を含む被検体内の超音波受信信号フレームデータを所定周期で繰り返し取得する断層走査手段と、前記断層走査手段によって取得された時系列の複数の超音波受信信号フレームデータの信号処理を行う信号処理手段と、前記信号処理手段からの時系列の断層フレームデータを白黒断層像データに変換する白黒輝度情報変換手段と、上記断層走査手段によって取得された時系列の複数の超音波受信信号フレームデータ群の中から、変位計測の対象となる超音波受信信号フレームデータの組を選択する超音波受信信号フレームデータ選択手段と、前記超音波受信信号フレームデータ選択手段によって選択された超音波受信信号フレームデータの組に基づいて断層像上の各点の移動量又は変位を計測する変位計測手段と、前記被検体の撮像対象部位の体腔内圧力を計測又は推定する圧力計測手段と、前記変位計測手段によって計測された前記変位及び前記圧力計測手段によって計測された前記体腔内圧力に基づいて前記断層像上の各点の歪み及び弾性率を演算して第１の弾性フレームデータを生成する歪み及び弾性率演算手段と、前記歪み及び弾性率演算手段によって生成された前記第１の弾性フレームデータを信号処理して第２の弾性フレームデータを生成する弾性データ処理手段と、前記弾性データ処理手段によって生成された前記第２の弾性フレームデータを入力して色相情報もしくは白黒輝度情報を付与する色相情報変換手段もしくは白黒輝度情報変換手段と、上記白黒輝度情報変換手段からの白黒断層像データと、色相情報変換手段からのカラーの弾性画像データもしくは白黒輝度情報変換手段からの白黒弾性画像データを加算又は独立に送出する切替加算手段と、この切替加算手段からの画像データを表示する上記画像表示手段とを備える超音波撮像装置である。
これは、前記超音波探触子を用いて高画質な弾性画像を、任意の時相においても安定して映像化することができるようにした超音波撮像装置に関するものである。【００１３】
本発明の第４の特徴は、前記体内挿入型超音波探触子を用いて被検体に対して超音波を送信及び受信する超音波送受信手段と、前記超音波の送信及び受信を制御する超音波送受信制御手段と、前記超音波送受信手段から出力される反射エコー信号を用いて運動組織を含む被検体内の超音波受信信号フレームデータを所定周期で繰り返し取得する断層走査手段と、前記断層走査手段によって取得された時系列の複数の超音波受信信号フレームデータの信号処理を行う信号処理手段と、前記信号処理手段からの時系列の断層フレームデータを白黒断層像データに変換する白黒輝度情報変換手段と、上記断層走査手段によって取得された時系列の複数の超音波受信信号フレームデータ群の中から、変位計測の対象となる超音波受信信号フレームデータの組を選択する超音波受信信号フレームデータ選択手段と、前記超音波受信信号フレームデータ選択手段によって選択された超音波受信信号フレームデータの組に基づいて断層像上の各点の移動量又は変位を計測する変位計測手段と、前記被検体の撮像対象部位の体腔内圧力を計測又は推定する圧力計測手段と、前記変位計測手段によって計測された前記変位及び前記圧力計測手段によって計測された前記体腔内圧力に基づいて前記断層像上の各点の歪み及び弾性率を演算して第１の弾性フレームデータを生成する歪み及び弾性率演算手段と、前記歪み及び弾性率演算手段によって生成された前記第１の弾性フレームデータを信号処理して第２の弾性フレームデータを生成する弾性データ処理手段と、前記弾性データ処理手段によって生成された前記第２の弾性フレームデータを入力して色相情報もしくは白黒輝度情報を付与する色相情報変換手段もしくは白黒輝度情報変換手段と、上記白黒輝度情報変換手段からの白黒断層像データと、色相情報変換手段からのカラーの弾性画像データもしくは白黒輝度情報変換手段からの白黒弾性画像データを加算又は独立に送出する切替加算手段と、この切替加算手段からの画像データを表示する上記画像表示手段とを備える体内挿入型超音波撮像装置である。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明によれば、弾性画像診断において、高画質な弾性画像を、任意の時相においても安定して映像化することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による超音波撮像装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】一般的な超音波リニア超音波探触子を示す図
【図３】圧迫板を装着した超音波探触子を示す図
【図４】本発明によるモーター機構による自動圧迫機構を内蔵した超音波超音波探触子を示す図
【図５】本発明による油圧機構による自動圧迫機構を内蔵した超音波探触子を示す図
【図６】本発明による外部取り付け式にて既存超音波探触子に装着された自動圧迫機構を示す図
【図７】圧力センサーを装着した超音波探触子を示す図
【図８】本発明による圧力計測部により、圧力情報に応じて自動圧迫機構を制御することを示す図
【図９】本発明の実施の形態による経直腸型超音波探触子の外観図である。
【図１０】経直腸型超音波探触子に備えられる自動圧迫機構の実施の形態を示す一部拡大図及び左側側面図である。
【図１１】経直腸型超音波探触子に備えられる自動圧迫機構の実施の形態を示す一部拡大図及び左側側面図である。
【図１２】経直腸型超音波探触子に備えられる自動圧迫機構の実施の形態を示す一部拡大図及び左側側面図である。
【図１３】経直腸型超音波探触子に備えられる自動圧迫機構の実施の形態を示す一部拡大図及び左側側面図である。
【図１４】経直腸型超音波探触子に備えられる自動圧迫機構の実施の形態を示す一部拡大図及び左側側面図である。
【図１５】経直腸型超音波探触子に備えられる自動圧迫機構の実施の形態を示す一部拡大図及び左側側面図である。
【図１６】経直腸型超音波探触子に備えられる自動圧迫機構の実施の形態を示す一部拡大図、左側側面図及び右側側面図である。
【図１７】図１６で説明した圧迫袋の動作の一例を示す図である。
【図１８】圧迫袋の他の実施の形態を示す図である。
【図１９】図１３で説明した圧迫袋の膨張及び収縮を行う駆動部の変形例を示す図である。
【図２０】図１４で説明した経直腸型超音波探触子に備えられる自動圧迫機構の変形例を示す一部拡大図、左側側面図及び右側側面図である。
【図２１】図２０の経直腸型超音波探触子に備えられる自動圧迫機構の変形例を示す一部拡大図、左側側面図及び右側側面図である。
【図２２】図２１の経直腸型超音波探触子に備えられる自動圧迫機構の変形例を示す一部拡大図、左側側面図及び右側側面図である。
【図２３】図２２の経直腸型超音波探触子に備えられる自動圧迫機構の変形例を示す一部拡大図、左側側面図及び右側側面図である。
【図２４】圧迫袋に液体を出し入れする動力源として水鉄砲のトリガー部分を応用したものを示す図である。
【図２５】図２４の変形例を示すものであり、水鉄砲のトリガー部分を超音波探触子に一体的に設けて、圧迫袋に液体を出し入れする動力源としたものである。
【図２６】図２５の変形例を示すものであり、水鉄砲のトリガー部に代えて、握力計の保持部のような構造を超音波探触子に一体的に設け、それを圧迫袋に液体を出し入れする動力源とするものである。
【図２７】図２６の変形例を示すものであり、シリンジから圧迫袋までのチューブを省略し、超音波探触子にもともと付いてるプローブの柄に内蔵されたパイプを利用するようにしたものである。
【図２８】図２４の変形例を示すものであり、手指で操作可能な水鉄砲に代えて、足で操作可能なフットペダル式の動力源を用いるようにしたものである。
【符号の説明】
【００１６】
１０…超音波探触子
１１…超音波送受信制御回路
１２…送波回路
１３…受信回路
１４…整相加算回路
１５…信号処理部
１６…白黒スキャンコンバータ
１７…切替加算器
１８…画像表示器
１９…超音波受信信号フレームデータ選択部
２０…変位計測部
２１…圧力計測部
２２…自動圧迫機構
２３…歪み及び弾性率演算部
２４…弾性データ処理部
２５…カラースキャンコンバータ
１０１…超音波送受信面
１０２…圧迫ステージ
１０３…超音波探触子保持部
１０４…支持部材
１０５…スイッチ
３１…圧迫板
４１…モーター機構
４２…歯車（ピニオン）
４３…板歯車（ラック）
４４…モーター制御部
５１，５１Ａ〜５１Ｅ…シリンダー
５１１，５１１Ａ〜５１１Ｅ…ピストン
５２，５２Ａ〜５２Ｅ…チューブ
５３，５３Ａ〜５３Ｅ…ポンプ
５５，５６…圧迫袋
５７…シェル部
６０…自動圧迫機構
６１…超音波探触子固定機構
６２…支持部材
６３…板歯車（ラック）
６４…駆動機構（モータ機構）
６５…歯車（ピニオン）
６６，６７…歯車
７１〜７６…圧力センサー
８０…経直腸型超音波探触子
８１…探触子把持部
８２…体内挿入部
８３，８３Ａ〜８３Ｅ…圧迫袋
８４…開口部
８５…ストッパ
８６…固定ベルト
８７…支持部材
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明による超音波撮像装置の実施の形態を示すブロック図である。この超音波撮像装置は、超音波を利用して被検体１の撮像対象部位について断層像を得ると共に生体組織の硬さを表す弾性画像を表示するものである。この超音波撮像装置は、図１に示すように、自動圧迫機構２２を備える超音波探触子１０と、超音波送受信制御回路１１と、送波回路１２と、受信回路１３と、整相加算回路１４と、信号処理部１５と、白黒スキャンコンバータ１６と、切替加算器１７と、画像表示器１８と、超音波受信信号フレームデータ選択部１９と、変位計測部２０と、圧力計測部２１と、自動圧迫機構２２と、歪み及び弾性率演算部２３と、弾性データ処理部２４と、カラースキャンコンバータ２５とを備えて構成される。【００１８】
超音波探触子１０は、多数の振動子を短冊状に配列して形成され、機械的又は電子的にビーム走査を行って被検体１に超音波を送信すると共に被検体１の内部で反射された超音波を受信するものであり、被検体１の体表に当接され、または被検体１内に挿入され、それらの状態でその周囲の被検体１に圧迫を加えることができるように構成されている。この超音波探触子１０の詳細構成については後述する。【００１９】
超音波送受信制御回路１１は、超音波を送信及び受信するタイミングを制御する。送波回路１２は、超音波探触子１０を駆動して超音波を発生させるための送波パルスを生成すると共に、内蔵された送波整相加算回路によって送信される超音波の収束点をある深さに設定する。受信回路１３は、超音波探触子１０で受信した反射エコー信号を所定のゲインで増幅する。増幅された各振動子の数に対応した数の受波信号がそれぞれ独立した受波信号として整相加算回路１４に入力される。【００２０】
整相加算回路１４は、受信回路１３で増幅された受波信号を入力し、それらの位相を制御し、一点又は複数の収束点に対して超音波ビームを形成する。信号処理部１５は、整相加算回路１４からの受波信号を入力してゲイン補正、ログ圧縮、検波、輪郭強調、フィルタ処理等の信号処理を行う。【００２１】
これらの超音波探触子１０、超音波送受信制御回路１１、送波回路１２、受信回路１３、整相加算回路１４及び信号処理部１５は、超音波送受信手段を構成しており、超音波探触子１０を用いて超音波ビームを被検体１の体内で一定方向に走査させることにより、一枚の断層像を得るようになっている。【００２２】
白黒スキャンコンバータ１６は、前述の超音波送受信手段の信号処理部１５から出力される反射エコー信号を用いて運動組織を含む被検体１内の超音波受信信号フレームデータを超音波周期で取得し、この超音波受信信号フレームデータを表示するためテレビジョン方式の周期で読み出すための断層走査手段及びシステムの制御を行うための手段、例えば、信号処理部１５からの反射エコー信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器でディジタル化された断層像データを時系列に記憶する複数枚のフレームメモリと、これらの動作を制御するコントローラなどを備える。【００２３】
画像表示器１８は、白黒スキャンコンバータ１６によって得た時系列の断層像データすなわちＢモード断層像を表示するものであり、切替加算器１７を介して白黒スキャンコンバータ１６から出力される画像データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ変換器からのアナログビデオ信号を入力して画像として表示するカラーモニタとからなる。【００２４】
本実施の形態においては、整相加算回路１４の出力側から分岐して超音波受信信号フレームデータ選択部１９と変位計測部２０とが設けられると共に、これと並列に圧力計測部２１が設けられ、この圧力計測部２１と変位計測部２０の後段には、歪み及び弾性率演算部２３が設けられ、歪み及び弾性率演算部２３の後段には、弾性データ処理部２４とカラースキャンコンバータ２５が設けられ、白黒スキャンコンバータ１６とカラースキャンコンバータ２５との出力側には切替加算器１７が設けられている。カラースキャンコンバータ２５には、装置制御インターフェース部（図示せず）を介して操作者などが自由に制御できるようになっている。【００２５】
超音波受信信号フレームデータ選択部１９は、整相加算回路１４から超音波撮像装置のフレームレートで経時的に次々と出力される超音波受信信号フレームデータを超音波受信信号フレームデータ選択部１９に備えられたフレームメモリ内に順次確保し（現在確保された超音波受信信号フレームデータを超音波受信信号フレームデータＮとする）、超音波撮像装置の制御命令に従って時間的に過去の超音波受信信号フレームデータＮ−１，Ｎ−２，Ｎ−３，・・・，Ｎ−Ｍの中から１つの超音波受信信号フレームデータを選択し（これを超音波受信信号フレームデータＸとする）、変位計測部２０に一つのペアの超音波受信信号フレームデータＮと超音波受信信号フレームデータＸとを出力する。整相加算回路１４から出力される信号は、超音波受信信号フレームデータに限らず、例えば、超音波受信信号を複合復調したＩ，Ｑ信号の形式になった信号であっても良い。【００２６】
超音波受信信号フレームデータ選択部１９は、選択された一つのペアの超音波受信信号フレームデータＮ，Ｘ間の周期情報を取得し、自動圧迫機構２２の圧迫動作はその周期に応じて制御される。以下、その動作の一例を説明する。【００２７】
超音波受信信号フレームデータ選択部１９にて選択された一つのペアの超音波受信信号フレームデータＮ，Ｘ間の周期は、整相加算回路１４から出力され超音波受信信号フレームデータ選択部１９に入力する超音波受信信号フレームデータの周期と、この一つのペアの超音波受信信号フレームデータを構成する過去の超音波受信信号フレームデータＸと現在の超音波受信信号フレームデータＮとの間で間引いた超音波受信信号フレームデータ数により決定される。例えば、整相加算回路１４の出力である超音波受信信号フレームデータが毎秒４０フレームの周期であり、かつ、一つのペアの超音波受信信号フレームデータＮ，Ｘ間の間引きフレーム数が１フレーム分であった場合、一つのペアの超音波受信信号フレームデータ間のフレームレートは、毎秒２０フレームとなる。自動圧迫機構２２は、この一つのペアの超音波受信信号フレームデータＮ，Ｘ間の周期情報を取得し、取得された周期情報に基づいて圧迫動作の圧迫速度を制御する。【００２８】
例えば、上述の条件の場合、整相加算回路１４からの出力である超音波受信信号フレームデータのフレームレートは毎秒４０フレーム、かつ、一つのペアの超音波受信信号フレームデータＮ，Ｘ間のフレームレートが毎秒２０フレームの状況において、関心組織に高画質化に適した歪み量として０．７％の歪みを与える圧迫速度Ｖ０にて連続的に圧迫していると仮定する。この状況の下、超音波撮像装置の撮像条件の変更により、整相加算回路１４からの出力である超音波受信信号フレームデータのフレームレートが毎秒２０フレームのフレームレートに変更されてしまうと、一つのペアの超音波受信信号フレームデータＮ，Ｘ間のフレームレートは毎秒１０フレームに半減してしまうことになる。このときに、依然として圧迫速度Ｖ０にて圧迫している場合、超音波受信信号フレームデータ間の間欠時間が２倍の長さになるため、関心組織に与えられる歪みは１．４％にまで大きくなり、高画質化に適する歪み量の範囲を逸脱することになる。その結果として、出力される連続的な弾性画像データは乱れた画像となってしまう。【００２９】
そこで、本実施の形態に係る自動圧迫機構２２においては、超音波受信信号フレームデータの周期情報を取得し、例えば、上述の状況においては、圧迫速度をＶ０／２に半減した圧迫速度に変更する。これにより、超音波撮像装置の撮像条件が変更になったことにより超音波送受信周期が変化した状況においても、高画質な弾性画像を取得するために最適な圧迫速度となるように圧迫動作を自動的に制御することができる。【００３０】
また、自動圧迫機構２２は、圧迫速度や連続的な加圧過程・減圧過程における積算した圧縮量（振幅）や、圧迫動作停止の圧力閾値などの圧迫動作の設定を任意に切り替えることができる。【００３１】
変位計測部２０は、超音波受信信号フレームデータ選択部１９によって選択された一つのペアの超音波受信信号フレームデータに基づいて一次元若しくは二次元相関処理を実行し、断層像上の各計測点の変位若しくは移動ベクトル（変位の方向と大きさ）を計測し、変位フレームデータを生成する。この移動ベクトルの検出法としては、例えば、特許文献１に記載されているようなブロック・マッチング法とグラジェント法とがある。ブロック・マッチング法は、画像を例えばＮ×Ｎ画素からなるブロックに分け、現フレーム中の着目しているブロックに最も近似しているブロックを前フレームから探索し、これを参照して予測符号化を行う。【００３２】
圧力計測部２１は、被検体１の撮像対象部位に印加されている圧力を計測又は推定する。圧力計測部２１は、超音波探触子１０の探触子ヘッドと被検体１との間にどの程度の圧力が印加されているかを計測するものであり、例えば、棒状部材にかかる圧力を検出する圧カセンサを探触子ヘッドの側面に取付け、探触子ヘッドと被検体１との間の圧力を任意の時相で測定し、測定された圧力値を歪み及び弾性率演算部２３に送出するように構成することができる。圧カセンサの種類は特に限定されず、例えば静電容量型や抵抗線型の圧カセンサを用いることができる。 【００３３】
歪み及び弾性率演算部２３は、変位計測部２０及び圧力計測部２１からそれぞれ出力される変位フレームデータ（移動量）及び圧力から断層像上の各計測点の歪み及び弾性率を演算して歪み若しくは弾性率の数値データ（弾性フレームデータ）を生成し、それを弾性データ処理部２４に出力する。歪み及び弾性率演算部２３が行う歪みの演算については、例えば、圧力のデータを必要とせず、その変位を空間微分することによって計算上で求める。また、弾性率の内の一つである、例えばヤング率Ｙｍの演算については、以下の式に示すように、各演算点における応力（圧力）を各演算点における歪み量で除することにより求める。
Ｙｍij＝圧力（応力）ij／（歪み量ij）
（ｉ，ｊ＝１，２，３，・・・）
ここで、ｉ，ｊの指標は、フレームデータの座標を表す。【００３４】
弾性データ処理部２４は、歪み及び弾性率演算部２３からの弾性フレームデータに座標平面内におけるスムージング処理、コントラスト最適化処理や、フレーム間における時間軸方向のスムージング処理などの様々な画像処理を施し、処理後の弾性フレームデータをカラースキャンコンバータ２５に出力する。【００３５】
カラースキャンコンバータ２５は、弾性データ処理部２４から出力される弾性フレームデータと、装置制御インターフェース部２１６からの命令若しくは弾性データ処理部２４から出力される弾性フレームデータの中の階調化選択範囲とする上限値及び下限値と、を入力し、その弾性フレームデータから弾性画像データとして赤、緑、青などの色相情報を付与する色相情報変換手段を備える。色相情報変換手段は、例えば、弾性データ処理部２４から出力される弾性フレームデータにおいて、歪みが大きく計測された領域については、弾性画像データ内の該当領域を赤色コードに変換し、逆に歪みが小さく計測された領域については、弾性画像データ内の該当領域を青色コードに変換する。また、カラースキャンコンバータ２５は白黒スキャンコンバータでも良く、歪みが大きく計測された領域は、弾性画像データ内の該領域の輝度を明るくさせ、逆に歪みが小さく計測された領域は、弾性画像データ内の該領域の輝度を暗くさせるようにしても良い。【００３６】
切替加算器１７は、白黒スキャンコンバータ１６からの白黒の断層像データとカラースキャンコンバータ２５からのカラーの弾性画像データとを入力し、両画像を加算又は切替え、白黒の断層像データだけ又はカラーの弾性画像データだけを出力したり、あるいは両画像データを加算合成して出力したりするように切り替える。また、例えば、特許文献２に記載されているように、２画面表示において白黒断層像とカラー若しくは上記白黒スキャンコンバータによる白黒弾性画像を同時に表示しても良い。また、例えば、白黒断層像にカラーの弾性画像を半透明的に重畳して表示しても良い。この切替加算器１７から出力された画像データが画像表示器１８に出力される。【００３７】
図２は、一般的に使用されている一次元のリニアアレイ超音波探触子の外観を示す図である。超音波探触子１０の超音波送受信面１０１には、超音波の発生源であると共に反射エコーを受信する振動子の素子群が整列して配置されている。各振動子は、一般に、入力されるパルス波、又は連続波の送波信号を超音波に変換して発射する機能と、被検体１の内部から反射する超音波を受けて電気信号の受波信号に変換して出力する機能とを有する。【００３８】
図３は、超音波を用いて弾性画像を取得するための超音波探触子１０の外観図である。超音波探触子１０は、超音波送受信面１０１に面を合わせて装着された圧迫板３１を備える。圧迫板３１の中央部は超音波送受信面を露出させるように切欠かれている。弾性画像を取得する際には、超音波送受信面１０１を介して超音波送受信を行いつつ、被検体１の撮像対象部位に応力分布を与えるために、超音波送受信面１０１と圧迫板３１とで構成される圧迫面を被検体１に接触させ、圧迫面を上下動させて被検体１を圧迫する。この圧迫面の上下動は操作者が手動で行っても良いが、以下に説明するような自動圧迫機構２２によって行っても良い。【００３９】
図４は、超音波探触子の圧迫動作を行う自動圧迫機構２２の実施の形態としてモータ機構を含むアクチュエータによる駆動力を用いた例を示す図である。図４では、自動圧迫機構２２は、超音波送受信面１０１と圧迫板３１とで構成される圧迫面を独立させた圧迫ステージ１０２を上下動させる。自動圧迫機構２２は、操作者によって把持される超音波探触子１０の探触子把持部１０３に保持されたモータ機構４１の回転軸に設けられたピニオン４２と、圧迫ステージ１０２の支持部材１０４に設けられたラック４３とで構成されたラックアンドピニオンで構成されている。モータ機構４１は、外部のモータ制御部４４の制御命令に従い、ラックアンドピニオンを介して圧迫ステージ１０２を探触子把持部１０３に対して上下動させる。即ち、操作者が探触子把持部１０３を把持して圧迫ステージ１０２を被検体１に接触させているときに、アクチュエータが圧迫ステージ１０２と探触子把持部１０３との距離を変化させると、被検体１に圧迫ステージ１０２を介して圧迫が加えられる。
なお、操作者が自動圧迫機構２２（モータ制御部４４）を操作するためのインターフェースであり、操作者が探触子把持部１０３を把持する手の指で操作可能な位置にスイッチ（図示せず）が配置されている。操作者は、このスイッチを介して、自動圧迫機構２２のオン／オフ、作動圧力、作動周期などを調整することができる。自動圧迫機構２２を操作するためのインターフェースに関しては、上述の手の指により操作するスイッチに限られず、例えば、足元で操作可能なフットスイッチを用いることもできる。
モータ機構４１は、電磁モータ、超音波モータなどを用いた機構で構成されていても良い。モータ機構４１から圧迫ステージ１０２への動力伝達機構は、ラックアンドピニオンに限らず、例えば、モータ機構４１にカムを設けてカムの形状に応じて支持部材１０４を上下方向に駆動するようにしても良い。また、ラックアンドピニオンなどの動力伝達機構を介さずに、直動モータなどを圧迫ステージ１０２に直結して駆動しても良い。【００４０】
図５は、自動圧迫機構２２の他の実施の形態としてポンプ機構による駆動力を用いた例を示す図である。図５では、自動圧迫機構２２は、操作者によって把持される超音波探触子１０の探触子把持部１０３に保持された復動型のシリンダ５１によって構成される。このシリンダ５１のピストン５１１に圧迫ステージ１０２の支持部材１０４が結合されている。このシリンダ５１はチューブ５２によってポンプ５３の吸気口及び排気口と結合されており、ポンプ５３の圧力制御によりシリンダ５１内部に備えられたピストン５１１を上下動させ、ピストンと連動する構造をもってして、圧迫ステージ１０２を自動的に上下動させる。同じく、操作者が自動圧迫機構２２（ポンプ５３）を操作するためのインターフェースであり、操作者が探触子把持部１０３を把持する手の指で操作可能な位置にスイッチ（図示せず）が配置されている。ポンプ機構の作動流体は、特に限定されず、水、油、空気などで良い。【００４１】
なお、上述の実施の形態では、圧迫ステージ１０２を駆動するモータ機構やポンプ機構などの駆動機構を探触子把持部１０３側に備える例を示したが、逆に駆動機構を圧迫ステージ１０２側に備えても良い。また、超音波探触子１０の内部に自動圧迫機構２２を内蔵する場合について説明したが、自動圧迫機構２２を既存の超音波探触子の外部に装着することも可能である。【００４２】
図６は、自動圧迫機構２２の他の実施の形態として、自動圧迫ユニット６０を既存の超音波探触子の外部に装着することによって圧迫ステージの駆動と同等の動作を行うことができるようにする実施の形態を示す図である。自動圧迫ユニット６０は、既存の超音波探触子１０を固定的に保持する超音波探触子固定機構６１と、この超音波探触子固定機構６１を直線方向（上下方向）に駆動する駆動機構６２とを備える。同じく、操作者が自動圧迫機構６０を操作するためのインターフェースであり、操作者が自動圧迫ユニット６０を把持する手の指で操作可能な位置にスイッチ（図示せず）が配置されている。超音波探触子固定機構６１は、超音波探触子１０の探触子把持部１０３の首の部分に圧接して、超音波探触子１０を固定保持する。このように超音波探触子固定機構６１によって固定された超音波探触子１０は、図４に示すような圧迫ステージと同等のものとなる。超音波探触子固定機能６１の支持部材６２に設けられたラック６３と、駆動機構（モータ機構）６４の回転軸に設けられたピニオン６５とで構成されたランクアンドピニオンを用いて探触子把持部１０３すなわち超音波探触子１０を上下動させる。なお、図６では、ラック６３とピニオン６５との間に動力伝達用の２個の歯車６６、６７が設けられている。このような自動圧迫ユニット６０を含むケーシングを、既存の超音波探触子１０のケーシングの外側に取り外し可能に装着する。そして、操作者が自動圧迫ユニット６０を把持するようにすれば、超音波探触子１０そのものを圧迫ステージとして上下動させることが可能である。【００４３】
次に、圧迫面から被検体１の表皮が受ける圧力を圧力計測部２１により計測し、その圧力データを利用して自動圧迫機構２２の動作を制御する実施の形態について説明する。
図７は、超音波探触子１０の超音波送受信面１０１と被検体１の表皮との間にどの程度の圧力が印加されているかを計測する圧力計測部２１を備えた超音波探触子１０の実施の形態を示す図である。この超音波探触子１０は、図７に示すように、圧迫板３１の周縁部に配置された圧カセンサ７１〜７６からなる圧力計測部２１を備える。このような超音波探触子１０を用いて、図１に示すように、任意の時相において圧迫板３１と被検体１の表皮との間の圧力を測定し、その圧力データを自動圧迫機構２２及び歪み及び弾性率演算部２３に出力する。すなわち、本実施の形態に係る自動圧迫機構２２は、圧力計測部２１にて計測された圧力データを取得し、自動圧迫機構２２の圧迫動作を圧力データに応じて制御する。圧力計測部２１は、自動圧迫機構２２の駆動機構に掛かる負荷を計測して、圧迫面から被検体１の表皮が受ける圧力をその負荷に基づいて算出することにより圧力データを得ても良い。【００４４】
図１に示すように自動圧迫機構２２と圧力計測部２１とを連結してその動作を制御する場合について説明する。図８は、自動圧迫機構２２の一例として図４に示したモータ機構４１による駆動力を用いたものを示す図である。図８に示すように、圧迫板３１の周囲に装着された圧カセンサ７１〜７６の圧力データが自動圧迫機構２２のモータ制御部４４に入力される。このモータ制御部４４は、圧力データに応じたモータ制御信号をモータ機構４１に出力し、モータ機構４１に所望の圧迫動作を行うように制御する。【００４５】
本実施の形態のように自動圧迫機構２２を用いることによって、圧力計測部２１がある基準以上に大きな圧力を計測した時刻においては、自動圧迫機構２２の動作を停止することが可能となり、被検体を過大に圧迫することがない。また、弾性画像の撮影においては、高画質な弾性画像が得られる圧力範囲が存在し、上限値を超える圧力又は下限値未満の圧力で圧迫した場合には、弾性画像が乱れることが知られている。【００４６】
本実施の形態の自動圧迫機構２２によれば、ある連続的な加圧過程において、圧力計測部２１がある閾値以上に大きな圧力を計測した時刻においては、加圧過程から連続的な減圧過程に切り替えるべく、自動圧迫機構２２の動作を制御し、逆に、ある連続的な減圧過程において、圧力計測部２１がある閾値以下の小さな圧力を計測した時刻においては、減圧過程から連続的な加圧過程に切り替えるべく、自動圧迫機構２２の動作を制御することができ、この動作を繰り返すことにより、適切な圧迫状態を常に維持することが可能となる。これにより、限られた撮像時間において高画質な弾性画像を効率よく取得することができる。【００４７】
次に、超音波を用いて被検体１の弾性画像を取得するための、本発明の実施の形態に係る体内挿入型超音波探触子を説明する。超音波探触子が挿入される被検体の部位に応じて経口型、経肛門型、経膣型、血管内型などの形態の超音波探触子があり、本発明は超音波探触子の形態に関わらず適用可能である。以下では、被検体の肛門を経て直腸内に挿入される経直腸型探触子を例として説明する。【００４８】
図９は、本発明の実施の形態による経直腸型超音波探触子８０の外観図である。経直腸型超音波探触子８０は、図１の超音波探触子１０に相当する。操作者が探触子把持部８１を把持して体内挿入部８２を被検体１の直腸内に挿入すると、超音波送受信面１０１が被検体の直腸内面に接するようになる。超音波送受信面１０１と圧迫板３１とで構成される圧迫面を備える圧迫ステージ１０２は、体内挿入部８２に対して移動可能となっており、体内挿入部８２に内蔵された自動圧迫機構２２によって被検体１の直腸内面に押し付けられる。スイッチ１０５は、操作者が自動圧迫機構２２を操作するためのインターフェースであり、操作者が探触子把持部８１を把持する手の指で操作可能な位置に配置されている。【００４９】
図１０（ａ）は、経直腸型超音波探触子８０に備えられる自動圧迫機構２２の実施の形態を示す一部拡大図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の超音波探触子８０を左側面方向から見た図である。この実施の形態では、自動圧迫機構２２は、モータ機構４１，ピニオン４２及びラック４３を含むアクチュエータの作用により、圧迫ステージ１０２を体内挿入部８２に対して図中の上下方向矢印３０に示す方向に移動するようになっている。自動圧迫機構２２は、体内挿入部８２内に内蔵保持されたモータ機構４１と、このモータ機構４１の回転軸に設けられたピニオン４２と、圧迫ステージ１０２の支持部材８７に設けられたラック４３とで構成されたラックアンドピニオンで構成されている。【００５０】
モータ機構４１は、探触子把持部８１に設けられたスイッチ１０５によって制御され、前述のラックアンドピニオンを介して圧迫ステージ１０２を上下動させる。すなわち、操作者は、このスイッチを介して、自動圧迫機構２２のオン／オフ、作動圧力、作動周期などを調整することができる。操作者が探触子把持部８１を把持して圧迫ステージ１０２を含む体内挿入部８２を被検体１内に挿入させているときに、アクチュエータが圧迫ステージ１０２と体内挿入部８２表面との距離を変化させるので、被検体１に対して圧迫ステージ１０２を介して圧迫が加えられることになる。すなわち、体内挿入部８２の圧迫ステージ１０２とは反対側の表面が支持面として被検体１の直腸内面のうち撮像対象と対向する反対側の面に接しているので、圧迫ステージ１０２と支持面との距離がアクチュエータにより変えられると、圧迫ステージ１０２が接する被検体の直腸内面に圧迫が加えられる。【００５１】
モータ機構４１は、電磁モータ、超音波モータなどを用いた機構で構成されていても良い。モータ機構４１から圧迫ステージ１０２への動力伝達機構は、ラックアンドピニオンに限らず、例えば、モータ機構４１にカムを設けてカムの形状に応じて支持部材１０４を上下方向に駆動するようにしても良い。また、ラックアンドピニオンなどの動力伝達機構を介さずに、直動モータなどを圧迫ステージ１０２に直結して駆動しても良い。【００５２】
図１１（ａ）は、経直腸型超音波探触子８０に備えられる自動圧迫機構２２の他の実施の形態を示す一部拡大図であり、図１１（ｂ）は、図１０（ａ）の超音波探触子８０を左側側面から見た図である。この実施の形態では、ポンプ５３及びチューブ５２によって圧迫袋８３に流体を供給及び排出して圧迫袋８３を双方向矢印３１，３２の方向に膨張及び収縮させることで、圧迫ステージ１０２が体内挿入部８２に対して図中の上下方向矢印３０に沿って移動され、圧迫ステージ１０２が接する被検体１の直腸内面に圧迫が加えられるようにしてある。この場合も同じく、操作者が自動圧迫機構２２（ポンプ５３）を操作するためのインターフェースであり、操作者が探触子把持部８１を把持する手の指で操作可能な位置にスイッチ（図示せず）が配置されている。ポンプ機構の作動流体は、特に限定されず、水、油、空気などで良い。【００５３】
図１２（ａ）は、経直腸型超音波探触子８０に備えられる自動圧迫機構２２の他の実施の形態を示す一部拡大図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の超音波探触子８０を左側側面から見た図である。この実施の形態では、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）で説明した実施の形態と同様なポンプ、チューブ及び圧迫袋を圧迫ステージ１０２の反対側に五系統設け、ポンプ５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、５３Ｄ、５３Ｅ及びチューブ５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄ、５２Ｅによって圧迫袋８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃ、８３Ｄ、８３Ｅをそれぞれ膨張及び収縮させるように構成したものである。圧迫袋８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃ、８３Ｄ、８３Ｅを選択的に膨張及び収縮させることにより、圧迫ステージ１０２を体内挿入部８２に対して図１２（ｂ）に示すような矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ方向のそれぞれに移動させることができる。これにより、被検体１の直腸内面に対して操作者の所望の方向に圧迫を加えることができる。【００５４】
図１３（ａ）は、経直腸型超音波探触子に備えられる自動圧迫機構２２の他の実施の形態を示す一部拡大図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の超音波探触子を左側側面から見た図である。この実施の形態では、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）で説明した実施の形態と同様な圧迫袋８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃ、８３Ｄ、８３Ｅを既存の経直腸型超音波探触子８０の外側に装着し、チューブ５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄ、５２Ｅを介して接続された五つのポンプ（不図示）によりそれぞれを膨張及び収縮させるように構成したものである。圧迫袋８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃ、８３Ｄ、８３Ｅの表面が、被検体１の直腸内面のうち撮像対象と対向する反対側の面に接する支持面となり、圧迫袋８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃ、８３Ｄ、８３Ｅを選択的に膨張及び収縮させることにより、体内挿入部８２全体を被検体１の直腸に対して図１３（ｂ）に示すような矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ方向のそれぞれに移動させることができる。これにより、移動可能な圧迫ステージを有さない経直腸型超音波探触子であっても、被検体の直腸内面に対して操作者の所望の方向に圧迫を加えることができる。【００５５】
図１４（ａ）は、経直腸型超音波探触子に備えられる自動圧迫機構２２の他の実施の形態を示す一部拡大図であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）の超音波探触子を左側側面から見た図である。この実施の形態では、リング状の圧迫袋５５を既存の経直腸型超音波探触子８０の外側に装着し、開口部８４及びチューブ５２を介して接続されたポンプ（不図示）により圧迫袋５５に液体（例えば水や生理食塩水など）を供給及び排出することで、圧迫袋５５を膨張及び収縮させるように構成したものである。圧迫袋５５は被検体１の直腸内面に接しているので、圧迫袋５５を膨張及び収縮させることにより、超音波送受信面１０１を被検体の直腸内面に対して移動させることなく、被検体の直腸内面に圧迫を加えることができる。超音波送受信面１０１と被検体の直腸内面との間に圧迫袋５５が介在するが、圧迫袋５５は液体で満たされているので超音波の送受信を妨げることはなく、圧迫袋５５の被検体の撮像対象方向の直腸内面と接する面が超音波送受信面として機能する。また、圧迫袋５５の被検体の直腸内面のうち撮像対象と対向する反対側の面に接する面が、支持面として機能する。【００５６】
図１５（ａ）は、経直腸型超音波探触子に備えられる自動圧迫機構２２の他の実施の形態を示す一部拡大図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の超音波探触子を左側側面から見た図である。この実施の形態では、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）で説明したリング状の圧迫袋５５の外側に圧迫袋５５の膨張方向を規制するストッパ８５が装着されている。これにより、圧迫袋５５の膨張方向が一方向に規制されるので、効率的に被検体１の直腸内面に圧迫を加えることができる。このとき、ストッパ８５の表面が、被検体の直腸内面のうち撮像対象と対向する反対側の面に接する支持面となる。【００５７】
図１６（ａ）は、経直腸型超音波探触子に備えられる自動圧迫機構２２の他の実施の形態を示す一部拡大図であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の超音波探触子を左側側面から見た図であり、図１６（ｃ）は、圧迫袋５５及びチューブ５２のみを示す斜視図である。この実施の形態では、圧迫袋５５を既存の経直腸型超音波探触子の外側に固定ベルト８６により装着し、チューブ５２を介して接続されたポンプ（不図示）により圧迫袋５５に液体（水、生理食塩水など）を供給及び排出することで、圧迫袋５５を膨張及び収縮させるように構成したものである。圧迫袋５５の外周は被検体の直腸内面に接しているので、圧迫袋５５を膨張及び収縮させることにより、被検体の直腸内面に直接圧迫を加えることができる。これにより、図１４のように開口部８４や内蔵チューブ５２を備えていない経直腸型超音波探触子８０に、自動圧迫機構２２を容易に取り付けることができる。なお、この圧迫袋５５及びチューブ５２を固定ベルト８６で装着する場合について説明したが、これ以外の方法を用いて装着するようにしてもよい。【００５８】
図１７は、図１６（ａ）で説明した圧迫袋５５の動作の一例を示す図である。図１８は、圧迫袋の他の実施の形態を示す図である。圧迫袋５５により圧迫される対象である組織の形状や弾性によっては、図１７に示すように圧迫袋５５が矢印３３，３４のように中横方向へ広がるように変形してしまい、圧迫対象組織を圧迫する効率が良くないことがある。そこで、図１８に示すように、圧迫袋５６の膨張方向を規制するシェル部５７を設けるようにした。このシェル部５７は、圧迫袋５６の他の部分よりも伸縮性が低いことが必要である。そこで、例えば、第１の方法として、シェル部５７を圧迫袋５６の他の部分より厚くする。第２の方法として、シエル部５７に相当する圧迫袋５６の部分に網などを貼り付ける。第３の方法として、シェル部５７を圧迫袋５６の他の部分よりも伸縮性が低い異なる素材で形成する。これらの方法でシェル部５７を形成することによって、圧迫袋５５が所定の方向に変形し、圧迫対象組織を効率的に圧迫することができる。【００５９】
図１９は、図１３で説明した圧迫袋の膨張及び収縮を行う駆動部の変形例を示す図である。図１３では、既存の経直腸型超音波探触子８０の外側に装着した圧迫袋８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃ、８３Ｄ、８３Ｅをチューブ５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄ、５２Ｅを介して接続された五つのポンプ（不図示）によりそれぞれを膨張及び収縮させる場合について説明したが、図１９では、探触子把持部８１に保持されたシリンダ５１Ａ〜５１Ｅと、このシリンダ５１Ａ〜５１Ｅ内部を上下動するピストン５１１Ａ〜５１１Ｅとからなる駆動部を設け、この駆動部のピストン５１１Ａ〜５１１Ｅを指（手動）で操作可能にしてある。シリンダ５１Ａ〜５１Ｅ内の作動流体は、チューブ５２Ａ〜５２Ｅを介して接続されているので、操作者が手の指でピストン５１１Ａ〜５１１Ｅを任意に操作することによって作動流体を圧迫袋８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃ、８３Ｄ、８３Ｅに送り込んだりすることができるので、微妙な圧迫操作を行うことができる。また、圧迫袋８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃ、８３Ｄ、８３Ｅが過剰に圧迫された場合には、指にその力が伝わり、過剰圧迫などの状態を指で認識することが可能となる。【００６０】
図２０は、図１４で説明した経直腸型超音波探触子に備えられる自動圧迫機構２２の変形例を示す図であり、図２０（ａ）は、一部拡大図であり、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）の超音波探触子を左側側面から見た図であり、図２０（ｃ）は、図２０（ａ）の超音波探触子を右側側面から見た図である。この実施の形態では、超音波探触子は、超音波送受信面１０１，１０３の二つの探触子ヘッドを備えている。探触子ヘッド１０１は、コンベックスタイプであり、探触子ヘッド１０３は、リニアタイプである。そして、この二つの超音波送受信面１０１，１０３に覆い被さるように圧迫袋１３１が設けられている。この圧迫袋１３１に液体を出し入れすることによって、圧迫袋１３１を膨張及び収縮させて圧迫対象組織を圧迫するようにした。この圧迫袋１３１にチューブ１３２を介して液体を出し入れする動力は、前述のようなポンプを用いてもよいして、シリンジなどを用いて手動で行ってもよい。圧迫袋１３１は被検体１の直腸内面に接しているので、圧迫袋１３１を膨張及び収縮させることにより、超音波送受信面１０１，１０３を被検体の直腸内面に対して移動させることなく、被検体の直腸内面に圧迫を加えることができる。超音波送受信面１０１，１０３と被検体１の直腸内面との間に圧迫袋１３１が介在するが、圧迫袋１３１は液体で満たされているので超音波の送受信を妨げることはなく、圧迫袋１３１の被検体の撮像対象方向の直腸内面と接する面が超音波送受信面として機能する。また、圧迫袋１３１の被検体の直腸内面のうち撮像対象と対向する反対側の面に接する面が、支持面として機能する。【００６１】
図２１は、図２０の経直腸型超音波探触子に備えられる自動圧迫機構２２の変形例を示す図であり、図２１（ａ）は、一部拡大図であり、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）の超音波探触子を左側側面から見た図であり、図２１（ｃ）は、図２１（ａ）の超音波探触子を右側側面から見た図である。この実施の形態では、超音波探触子は、超音波送受信面１０１，１０３の二つの探触子ヘッドを備えている。探触子ヘッド１０１は、コンベックスタイプであり、探触子ヘッド１０３は、リニアタイプである。そして、探触子ヘッド部となる超音波送受信面１０１を含む探触子ヘッド先端部全体に覆い被さるように圧迫袋１４１が設けられている。この圧迫袋１４１に液体を出し入れすることによって、圧迫袋１４１を膨張及び収縮させて圧迫対象組織を圧迫するようにした。この圧迫袋１４１にチューブ１４２を介して液体を出し入れする動力は、前述のようなポンプを用いてもよいして、シリンジなどを用いて手動で行ってもよい。【００６２】
図２２は、図２１の経直腸型超音波探触子に備えられる自動圧迫機構２２の変形例を示す図であり、図２２（ａ）は、一部拡大図であり、図２２（ｂ）は、図２２（ａ）の超音波探触子を左側側面から見た図であり、図２２（ｃ）は、図２２（ａ）の超音波探触子を右側側面から見た図である。この実施の形態では、超音波探触子は、超音波送受信面１０１，１０３の二つの探触子ヘッドを備えている。探触子ヘッド１０１は、コンベックスタイプであり、探触子ヘッド１０３は、リニアタイプである。そして、探触子ヘッド部となる超音波送受信面１０１の外周部のみに覆い被さるようにリング状の圧迫袋１５１が設けられている。リング状の圧迫袋１５１には探触子ヘッドの先端部が挿入可能な構造となっている。この圧迫袋１５１に液体を出し入れすることによって、圧迫袋１５１を膨張及び収縮させて圧迫対象組織を圧迫するようにした。この圧迫袋１５１にチューブ１５２を介して液体を出し入れする動力は、前述のようなポンプを用いてもよいして、シリンジなどを用いて手動で行ってもよい。上記では、超音波送受信面１０１の外周部のみにリング状の圧迫袋１５１を設ける例を説明したが、超音波送受信面１０３の外周部にも超音波送受信面１０１と同様にして、圧迫袋及びその機構を設けてもよい。このように２つの超音波送受信面の外周部に圧迫袋を設けることにより、弾性画像を取得したい面を選択して圧迫させることができる。また、同時に２つの圧迫袋を膨張させることにより、２断面同時に弾性画像を得ることができる。【００６３】
図２３は、図２２の経直腸型超音波探触子に備えられる自動圧迫機構２２の変形例を示す図であり、図２３（ａ）は、一部拡大図であり、図２３（ｂ）は、図２３（ａ）の超音波探触子を左側側面から見た図であり、図２３（ｃ）は、図２３（ａ）の超音波探触子を右側側面から見た図である。この実施の形態でも、超音波探触子は、超音波送受信面１０１，１０３の二つの探触子ヘッドを備えているが、探触子ヘッド部となる超音波送受信面１０１の外周部のみに覆い被さるようにリング状の圧迫袋１５１が設けられており、リング状の圧迫袋１６１の外側に圧迫袋１６１の膨張方向を規制するストッパ１６５が装着されている。この圧迫袋１６１に液体を出し入れすることによって、圧迫袋１６１の膨張方向が一方向に規制されるので、効率的に被検体１の直腸内面に圧迫を加えることができる。このとき、ストッパ１６５の表面が、被検体１の直腸内面のうち撮像対象と対向する反対側の面に接する支持面となる。この圧迫袋１６１にチューブ１６２，１６３を介して液体を出し入れする動力は、前述のようなポンプを用いてもよいして、シリンジなどを用いて手動で行ってもよい。【００６４】
図２４〜図２８は、上述の圧迫袋に液体を出し入れする動力の変形例を示す図である。上述の実施の形態では、動力としてモーター機構やポンプなどの機械的動力を用いた場合について説明したが、ここではその変形例として、片手でも液体の出し入れを容易に操作することのできる手動操作の構造を採用する。例えば、水鉄砲のトリガーや握力計の保持部のような手動で操作可能なものを動力源として使用する。【００６５】
図２４は、圧迫袋に液体を出し入れする動力源として水鉄砲のトリガー部分を応用したものを示す図である。この水鉄砲部分は超音波探触子に対して分離して設けられている。水鉄砲１７０のトリガー部１７１にピストンロッド１７２の端部が接続され、トリガー部１７１を手で操作することによって、シリンジ１７３のピストンを出し入れして、圧迫袋１６１への液体の出し入れを制御するようになっている。なお、このときに、圧迫袋１６１に送出される液体の反発力がトリガー部１７１に伝達されるので、手に圧迫の度合（圧迫袋１６１内の圧力）を感じ取ることができ、微妙な圧迫操作を実現することができる。なお、図２４では、図２３の圧迫袋１６１を例に説明したが、前述した種々の圧迫袋にも同様に適用することができる。【００６６】
図２５は、図２４の変形例を示すものであり、同じく水鉄砲のトリガー部分超音波探触子に一体的に設けて、圧迫袋に液体を出し入れする動力源としたものである。トリガー部１８１が探触子把持部８１に回転自在に設けられており、シリンジ１８３が探触子ヘッドの外周部に設けられている。トリガー部１８１とピストンロッド１８２の端部とが接続され、トリガー部１８１を手で操作することによって、シリンジ１８３のピストンを出し入れして、圧迫袋１６１への液体の出し入れを制御するようになっている。【００６７】
図２６は、図２５の変形例を示すものであり、水鉄砲のトリガー部に代えて、握力計の保持部のような構造を超音波探触子に一体的に設け、それを圧迫袋に液体を出し入れする動力源とするものである。図２４及び図２５のシリンジよりも作用面積の大きなシリンジ１９３を探触子把持部８１の側面に設け、ピストンロッド１９２の端部に手指によって押圧操作可能な握力計の保持部のような構造をした把持部１９１が設けられている。探触子把持部８１を保持すると同時にこの把持部１９１に手指の握力を作用させることによって、シリンジ１９３のピストンを出し入れして、圧迫袋１６１への液体の出し入れを制御するようになっている。【００６８】
図２７は、図２６の変形例を示すものであり、シリンジ１９３から圧迫袋１６１までのチューブを省略し、超音波探触子にもともと付いてるプローブの柄に内蔵されたパイプ２００を利用するようにしたものである。なお、図２７では、超音波探触子の先端分のパイプ２００と圧迫袋１６１との間を接続するためにチューブが設けられているが、超音波探触子内部でパイプを屈曲させて圧迫袋１６１に直接接続可能な構成としてもよい。【００６９】
図２８は、図２４の変形例を示すものであり、手指で操作可能な水鉄砲１７０に代えて、足で操作可能なフットペダル式の動力源を用いるようにしたものである。このフットペダル式動力源２１０は、超音波探触子に対して分離して設けられており、足で操作することができるので、両手を自由に使えるというメリットがある。フットペダル式動力源２１０は、ペダル部２１１にピストンロッド２１２の端部が接続され、ペダル部２１１を足で操作することによって、シリンジ２１３のピストンを出し入れして、圧迫袋１６１への液体の出し入れを制御するようになっている。なお、このときに、圧迫袋１６１に送出される液体の反発力がペダル部２１１に伝達されるので、足に圧迫の度合（圧迫袋１６１内の圧力）を感じ取ることができ、微妙な圧迫操作を実現することができる。また、ペダル部２１１が過剰に踏み込まれるのを防止するためのペダル部２１１の回転可動部に踏み込み防止用のストッパーを設けてもよい。【００７０】
なお、図２４〜図２８の実施の形態では、圧迫袋１６１を例に説明したが、前述した種々の圧迫袋にも同様に適用することができる。上述の実施の形態では、シリンダー操作部は探触子に固定されたものや超音波探触子とは分離されたものについて説明したが、アタッチメント式に着脱できるようになっていてもよく、超音波探触子を保持する手でシリンダーの操作が容易にできるようになっていればよい。このようにして計測された水圧がある閾値以上に大きいときはその危険性などの警告を画像表示や音声などでフィードバックするようにしてもよい。【００７１】
以上のように、この実施の形態によれば、手技に依存しない再現性の高い画像診断が実現され、均一かつ広角的に対象を圧迫でき非圧迫による誤診を回避でき、圧迫の強さがフィードバックされ、安全な診断を行うことができるという効果がある。【００７２】
上述の体内挿入型超音波探触子において、図７で説明したような圧力センサを超音波送受信面１０１の周囲に設けることにより、圧迫面から被検体１が受ける圧力を計測して圧力データを出力する圧力計測部２１（図１参照）を構成しても良い。圧力計測部２１は、自動圧迫機構２２の駆動機構に掛かる負荷を計測して、圧迫面から被検体が受ける圧力をその負荷に基づいて算出することにより圧力データを得ても良い。
自動圧迫機構２２が圧迫袋及びチューブを備える場合は、圧力計測部２１は圧迫袋又はチューブの内圧を計測することにより圧力データを得るようにしても良い。被検体１の表皮が受ける圧力を圧力計測部２１により計測し、その圧力データを利用して自動圧迫機構２２の動作を制御する実施の形態について説明する。すなわち、圧力計測部２１は、圧迫袋の液体圧力を計測することによって被検体１の表皮に対してどの程度の圧力が印加されているかを計測する。このようにして任意の時相において圧迫板１０１と被検体１の表皮との間の圧力を測定し、その圧力データを自動圧迫機構２２及び歪み及び弾性率演算部２３に出力する。すなわち、本実施の形態に係る自動圧迫機構２２は、圧力計測部２１にて計測された圧力データを取得し、自動圧迫機構２２の圧迫動作を圧力データに応じて制御する。【００７３】
図１に示すように自動圧迫機構２２と圧力計測部２１とを連結してその動作を制御する場合について説明する。上述のような自動圧迫機構２２の一例としてモータ機構４１による駆動力を用いたものを示したが、圧迫袋内の液体圧力を計測することによって得られた圧力データに基づいて自動圧迫機構２２のモータ制御部を制御するようにしてもよい。このモータ制御部は、計測された圧力データに応じたモータ制御信号をモータ機構４１に出力し、モータ機構４１に所望の圧迫動作を行わせるように制御する。【００７４】
この実施の形態のように自動圧迫機構２２を用いることによって、圧力計測部２１がある基準以上に大きな圧力を計測した時刻においては、自動圧迫機構２２の動作を停止することが可能となり、被検体を過大に圧迫することがない。また、弾性画像の撮影においては、高画質な弾性画像が得られる圧力範囲が存在し、上限値を超える圧力又は下限値未満の圧力で圧迫した場合には、弾性画像が乱れることが知られている。【００７５】
本実施の形態の自動圧迫機構２２によれば、ある連続的な加圧過程において、圧力計測部２１がある閾値以上に大きな圧力を計測した時刻においては、加圧過程から連続的な減圧過程に切り替えるべく、自動圧迫機構２２の動作を制御し、逆に、ある連続的な減圧過程において、圧力計測部２１がある閾値以下の小さな圧力を計測した時刻においては、減圧過程から連続的な加圧過程に切り替えるべく、自動圧迫機構２２の動作を制御することができ、この動作を繰り返すことにより、適切な圧迫状態を常に維持することが可能となる。これにより、限られた撮像時間において高画質な弾性画像を効率よく取得することができる。【００７６】
上述の実施の形態では、シリンジの一度のストロークで流入出する液体の量は、自由に調整可能になっている。また、体内挿入型超音波探触子において、アクチュエータが探触子把持部８１と超音波送受信面１０１との距離を変化させる場合には、支持面が被検体の撮像対象と対向する反対側の面に接しなくても、被検体に圧迫を加えることができる。【００７７】
上述の実施の形態のような自動圧迫機構２２を用いることで、自動的に所望の一定速度で一定方向に被検体に圧迫を加えることが可能であり、任意の時刻において高画質な弾性画像データを取得することができる。更に、圧迫動作の再現性を保持することができる。【００７８】
この実施の形態に係る自動圧迫機構は、超音波受信信号フレームデータ選択部１９にて選択された１組の超音波受信信号フレームデータＮ，Ｘ間の周期情報を取得し、自動圧迫機構２２の圧迫動作がその周期に応じて制御されるようにするものである。以下、その動作の一例を説明する。【００７９】
次にこのように構成された超音波撮像装置の動作について説明する。まず、超音波送受信制御に従い、被検体の体表面に接触された超音波探触子１０に送波回路１２によって高電圧電気パルスを印加して超音波を打出し、撮像対象部位からの反射エコー信号を超音波探触子１０で受信する。次に、この受波信号は、受信回路１３へ入力して前置増幅された後、整相加算回路１４へ入力する。そして、この整相加算回路１４により位相が揃えられた受波信号は、次の信号処理部１５で圧縮、検波などの信号処理を受けた後、白黒スキャンコンバータ１６へ入力する。この白黒スキャンコンバータ１６では、受波信号Ａ／Ｄ変換されると共に、時系列的に連続する複数の断層像データとして内部の複数枚のフレームメモリに記憶される。【００８０】
自動圧迫機構２２を備えた超音波探触子１０を用いて被検体組織内部における関心部位の弾性評価を行うべく、自動圧迫機構２２による自動的に設定された適切な圧迫方法にて被検体を圧迫しつつ超音波探触子１０を被検体の体表面に接触することによって、整相加算回路１４からは連続的な超音波受信信号フレームデータが出力される。整相加算回路１４から出力された連続的な超音波受信信号フレームデータは、超音波受信信号フレームデータ選択部１９に順次記憶され、その超音波受信信号フレームデータの内、時系列的に連続する複数枚の超音波受信信号フレームデータが超音波受信信号フレームデータ選択部１９によって選択され、変位計測部２０へ入力され、１次元又は２次元の変位分布（ΔＬi,j ）が求められる。変位分布の算出は、前述の移動ベクトルの検出法として、例えばブロツク・マッチング法によって行うが、特にこの方法によらなくても良いのは言うまでもなく、一般的に用いられる、２画像データの同一領域における自己相関を計算して変位を算出しても良い。また、超音波受信信号フレームデータ選択部において選択された１組の超音波受信信号フレームデータ間の周期情報を自動圧迫機構２２に出力し、その周期情報に応じて自動圧迫機構２２の圧迫動作を最適化するようになっている。一方、圧力計測部２１においては、圧力センサーによって体表面に加えられた圧力が計測され、その圧力情報が圧力計測部２１から歪み及び弾性率演算部２３及び自動圧迫機構２２に送出され、この圧力情報に応じて自動圧迫機構２２の圧迫動作を最適に制御することにより、被験者の弾性画像診断を効率よく、且つ、安全に行えるようになっている。【００８１】
次に、変位計測部２０及び圧力計測部２１から出力された変位（ΔＬi,j ）及び圧力（ΔＰi,j ）のそれぞれの計測信号は、歪み及び弾性率演算部２３に入力される。歪み及び弾性率演算部２３は、変位分布（ΔＬi,j
）を空間微分すること（ΔＬi,j／ΔＸ ）によって歪み量分布（εi,j ）を計算する。特に弾性率の内、ヤング率Ｙｍi,j は次式によって計算される。
Ｙｍi,j ＝（ΔＰi,j ）／（ΔＬi,j／ΔＸ ）
このようにして求めた弾性率Ｙｍi,j に基づいて、各点の弾性率が求められ、２次元の弾性画像データが連続的に得られる。【００８２】
このようにして求められた弾性フレームデータは、次にカラースキャンコンバータ２５もしくは白黒スキャンコンバータ１６に入力され、色相情報もしくは白黒輝度情報に変換される。その後、切替加算器１７を介して、白黒の断層像とカラーの弾性画像が加算合成され、又は、白黒の断層像と白黒の弾性画像を加算せずに画像表示器１８に出力して、１画面に白黒断層像とカラーの弾性画像を重畳して表示する。または、白黒断層像と白黒弾性画像を２画面表示により同一画面上に同時に表示しても良い。また、白黒断層像は、特に一般のＢ像のみに限ったものではなく、受信信号の高調波成分を選択して画像化するティシューハーモニック断層像を用いても良い。また、同様に白黒断層像の代わりに、ティシュードプラ像を表示しても良く、その他、２画面に表示する画像を様々な組合せにより選択しても良い。【００８３】
なお、上述の弾性画像の形成については、前述の生体組織の歪みもしくはヤング率Ｙｍを求めて弾性画像データを生成する例を説明したが、本発明はこれに限らず、例えばスティフネスパラメータβ、圧弾性係数Ｅｐ、増分弾性係数Ｅｉｎｃなどの他のパラメータを用いて弾性率を演算しても良い（特許文献１参照）。【００８４】
なお、上述の実施の形態は、体内挿入型超音波探触子として、経直腸超音波探触子、経食道超音波探触子、血管内超音波探触子など、任意の体内挿入型超音波探触子に同様に適用することができる。【００８５】
以上のようにこの実施の形態に係る超音波撮像装置によれば、検査士の依存しない再現性の高い高画質な弾性画像を容易、且つ、安全に取得することが可能となる。また、この実施の形態に係る超音波撮像装置によれば、任意時刻において弾性画像を高分解能且つ安定的に描出することができと共に、従来、医師の試みる触診の応答を視覚的に動画像で表現する手段を実現することにより、超音波診断の実時間性、簡便性を保持した、臨床上有用な超音波撮像装置を提供することができる。【００８６】
以上、添付図面を参照しながら、本発明にかかる超音波撮像装置の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【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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【図２８】
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【図５】
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【国際調査報告】
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