"せん断波分析をする超音波診断画像化システムであって:被検体に、複数の異なるベクトルに沿ってプッシュパルスを送信し、せん断波を発生するように動作可能なトランスデューサ要素の2次元アレイを有する超音波アレイプローブ;及び前記2次元アレイに結合した、前記アレイに2次元のプッシュパルス領域を発生させ、前記プッシュパルス領域に隣接する領域からエコー信号を受信させるビームフォーマを有する超音波診断画像化システム。前記プッシュパルスはせん断波面を生成するエネルギーのシートを形成する、請求項1に記載の超音波診断画像化システム。前記エネルギーのシートは平面状のエネルギーのシートである、請求項2に記載の超音波診断画像化システム。前記エネルギーのシートは曲がったエネルギーのシートである、請求項2に記載の超音波診断画像化システム。前記プッシュパルスは平面波の形式のせん断波面を生成するエネルギーのシートを形成する、請求項2に記載の超音波診断画像化システム。前記エネルギーのシートは、前記2次元アレイトランスデューサの面に垂直な平面内に形成される、請求項5に記載の超音波診断画像化システム。前記エネルギーのシートは、前記2次元アレイトランスデューサの面に垂直でない角度で傾いた平面内に形成される、請求項5に記載の超音波診断画像化システム。前記プッシュパルスは、前記被検体において平面状せん断波源の形成のため、シートビームとして送信される、請求項1に記載の超音波診断画像化システム。前記2次元アレイは、発生されるせん断波の1サイクルの時間より短い時間内で、一焦点スポットから他の焦点スポットにプッシュパルスフォーカスの位置を動かすことにより、プッシュパルスを送信するように動作可能である、請求項1に記載の超音波診断画像化システム。前記プッシュパルスは前記時間内に軸方向及び横方向の両方で動かされる、請求項9に記載の超音波診断画像化システム。前記プッシュパルスは一ラインにフォーカスされたせん断波源を生成する曲がったエネルギーのシートを形成する、請求項1に記載の超音波診断画像化システム。前記プッシュパルスは回折限界点焦点にフォーカスされたせん断波源を生成する曲がったエネルギーのシートを形成する、請求項4に記載の超音波診断画像化システム。前記プッシュパルスは限定軸方向深さ領域にわたりフォーカスされたせん断波源を生成する曲がったエネルギーのシートを形成する、請求項4に記載の超音波診断画像化システム。前記プローブは、さらに、前記プッシュパルスベクトルに隣接するトラッキングラインに沿ったトラッキングパルスを送信し、前記トラッキングラインに沿った点からエコー信号を受信するように動作可能であり;前記超音波診断画像化システムは、前記アレイプローブに結合した、前記アレイプローブを制御して、フォーカスされたトラッキングパルスを送信させ、時間的にインターリーブされたシーケンスで前記トラッキングラインに沿ったエコーを受信させるビームフォーマコントローラ;前記トラッキングラインエコーデータを記憶するAラインメモリ;前記トラッキングラインデータに応じて、前記トラッキングラインロケーションを通るせん断波による動きを検出する動きディテクタ;前記トラッキングラインロケーションを通るせん断波の速度を測定する速度ディテクタ;及びせん断波測定の結果を表示するディスプレイをさらに有する、請求項1に記載の超音波診断画像化システム。前記動きディテクタはせん断波により生じた組織変位を検出する、請求項14に記載の超音波診断画像化システム。前記動きディテクタは、トラッキングラインエコーデータ相互相関器と変位ピークディテクタとをさらに有する、請求項15に記載の超音波診断画像化システム。前記速度ディテクタは、2つの変位ピークの発生時間を比較して速度を決定するように構成された、請求項16に記載の超音波診断画像化システム。従って、本発明の一目的は、せん断波などの音響放射力効果の浸透の有効深さを改善することである。本発明のさらに別の一目的は、材料評価の差異の面外効果outofplaneeffectsを削減することである。本発明のさらに別の一目的は、音響放射力ベースの研修におけるトランスデューサの相対的な動きによる測定誤差を削減することである。本発明の原理により、診断超音波画像化システムと方法を説明する。このシステムと方法により、ユーザは、組織の動きや組織中を伝搬するせん断波の特性を測定するのに十分な高解像度画像データを取得できる。トランスデューサ要素の2次元アレイを有する超音波プローブが、エネルギーのシートasheetofenergyの形式のプッシュパルスを組織に送信する。このエネルギーのシートは、平面的であっても非平面的であってもよく、個々に送信された一連の超音波パルスにより、又は平面波面の送信により生成することができる。先行技術の信号ベクトルプッシュパルスとは異なり、エネルギーのシートの2次元プッシュパルスは、先行技術の方法のようなエネルギーの拡散による1/R減衰を生じない平面的又は準平面的せん断波面を生成する。本発明のさらに別の一態様によると、せん断波を検出する、プッシュパルスのロケーションと関心領域の周りに、複数の背景トラッキングパルスを送信する。背景トラッキングパルスから受信するエコー信号は、時間的に相関され、せん断波の伝搬の際に関心領域における背景の動きを推定する。この背景の動きは、せん断波の通過により生じる、測定された変位を調整するために用いられる。図1を参照して、せん断波測定のために、本発明の原理により構成された超音波システムをブロック図で示した。超音波プローブ10は、超音波信号を送受信するトランスデューサ要素の2次元アレイ12を有する。2次元アレイトランスデューサは、ビームを送信し、身体中の1つの平面で返されるエコー信号を受信することにより、2次元2D平面をスキャンでき、身体中の体積領域の異なる複数の方向及び/又は平面にビームを送出することにより、体積領域をスキャンするのにも使える。アレイ要素はプローブに配置されたマイクロビームフォーマ38に結合されている。マイクロビームフォーマ38は、アレイ要素による放射を制御し、要素のグループ又はサブアレイから受け取ったエコー信号を処理して、空間的にビームフォーミングされた信号にする。部分的にビームフォーミングされた信号は、送受信T/Rスイッチ14により、プローブから超音波システム中のマルチライン受信ビームフォーマ20に送られる。ビームフォーマによる送受信の調整は、マルチライン受信ビームフォーマと送信コントローラ18とに結合したビームフォーマコントローラ16により制御される。送信コントローラ18は、マイクロビームフォーマに制御信号を供給する。ビームフォーマコントローラは、ユーザコントロールパネル40のユーザ操作に応じて生成される信号に応じて、超音波システムの及びそのプローブの動作を制御する。マルチライン受信ビームフォーマ20は、一信号送受信期間中に、エコー信号の複数の区別される受信ラインAラインを生成する。エコー信号は、信号プロセッサ22により、フィルタリング、ノイズリダクションなどの処理をされ、Aラインメモリ24に格納される。同じ空間ベクトルロケーションに関する時間的に区別できるAラインサンプルは、画像フィールドの共通の点に関するエコーの集団において、互いに関連している。同じ空間ベクトルの連続したAラインサンプリングのr.f.エコー信号は、そのベクトル上の各サンプリング点の組織変位のサンプルのシーケンスを生成するため、Aラインr.f.クロスコリレータ26により相互相関される。あるいは、空間ベクトルのAラインは、ベクトルに沿ったせん断波の動きを検出するため、ドップラー処理され得る。または、その他の、時間ドメインにおけるスペックルトラッキングなどの位相に敏感な手法を利用してもよい。波形ピークディテクタ28は、Aラインベクトルに沿ったせん断波変位の検出が役割であり、Aライン上の各サンプリング点におけるせん断波変位のピークを検出する。好ましい実施形態では、これは曲線フィッティングにより行うが、必要に応じて、相互相関やその他の補間手法を利用してもよい。せん断波変位がピークになる時は、他のAラインロケーションにおける同じイベントの時間に対するものであり、すべてが共通の時間基準に対する。この情報は波形速度ディテクタ30に送られる。波形速度ディテクタ30は、隣接するAライン上のピーク変位時間からせん断波速度を差分計算する。この速度情報は、速度表示マップ32に送られる。速度表示マップ32は、2次元又は3次元のフィールド中の空間的に異なる点におけるせん断波の速度を示す。速度表示マップは画像プロセッサ34に送られる。画像プロセッサ34は、画像ディスプレイ36上に表示するため、速度マップを処理して、好ましくは身体構造上の組織の超音波画像をオーバーレイする。図2aないし図2cは、1つのベクトル方向に沿った、一連のフォーカスされた高MIプッシュパルス例えば、FDA診断制限内にするようなMIが1.9以下のものの送信を示す。MIが高く長いパルスを用いて、送信ベクトルに沿って組織に十分なエネルギーが送られ、せん断波ができるようにする。図2aにおいて、皮膚表面11にあるプローブ10は、影付けエリア40により示した焦点深度に、ビームプロファイル41a、41bを有する第1のプッシュパルス40を、組織に向けて送信する。このプッシュパルスは、フォーカスの位置で組織を下向きに変位させ、その結果、せん断波面42は変位された組織から外向きに広がる。図2bは、同じベクトルに沿って、より深い、影付けエリア50の深さでフォーカスされた、プローブ10により送信された第2のプッシュパルス50を示す。この第2のプッシュパルス50は、フォーカス深度で組織を変位させ、せん断波面52は変位された組織から外向きに広がる。よって、せん断波面42と52は、両方とも組織を横方向に伝搬し、最初の波面42は、2つのプッシュパルスの送信間の時間と、フォーカスへの伝搬距離の違いによる伝搬遅延差との関数として、第2の波面より先行している。図2cは、より大きい深さにおける第3のプッシュパルス60の、プローブ10による送信を示す図である。これにより、外向きに広がるせん断波面62が生じる。図2cから分かるように、波面プロファイル42、52、62による合成によりしめされる3つのプッシュパルスの合成波面は、第1のプッシュパルス40の浅いところから、第3のプッシュパルス60の深いところまで、組織中のかなりの深さまで広がる。これにより、組織のかなり深いところまで、せん断波測定ができる。図1のシステムの実施形態では、このようなプッシュパルスシーケンスを用いて、6cmの深さまでせん断波伝搬を検出できる。これは胸部の画像化及び診断に適した深さである。言うまでもなく、プッシュパルスベクトルに沿って送信するプッシュパルス数はこれより多くても少なくてもよく、1つでもよい。複数のプッシュパルスを任意の順序で送信でき、その順序で合成せん断波面の形状と方向が決まる。例えば、図2aないし図2cに示したプッシュパルスが、送信間に適当な遅延伴って最も深いところ60から最も浅いところ40まで順次送信された場合、図2cの合成せん断波面は図2cに示したものと逆の傾きを有する。一般的に、各プッシュパルスは長さが50ないし200マイクロ秒である。典型的な長さは、例えば100マイクロ秒である。100マイクロ秒のパルス時間中に生じる超音波は、圧縮波パルスであり、その周波数や例えば7MHz又は8MHzである。プッシュパルスはフォーカスされており、fナンバーは好ましくは1ないし2である。典型的な一実施形態では、40から50への、及び50から60へのせん断源の運動速度がせん断波の伝搬速度より大きい限りプッシュパルスは2.5ミリ秒ごとに送信され、400Hzの送信周波数のプッシュパルスとなる。他の一実施形態では、3つのプッシュパルスすべてが一シーケンスで送信され、トラッキングAラインが始まる前に、せん断波面全体を形成するtolaunchthefullshearwavefront。図3は、3つのプッシュパルスを用いて合成せん断波面を生成されるところを示す。3つのプッシュパルスがベクトル44、54、及び64に沿って送信されるが、図3では、これらのプッシュパルスは一ベクトル方向に沿って整列alignedしている。ベクトル64の最も深いプッシュパルスが最初に送信され、続いて浅いところでフォーカスされたパルスが送信された時、最後のプッシュパルスベクトル64が送信されたすぐ後では、それぞれのプッシュパルスのせん断波面は波46,56及び66で示したように伝搬する。プッシュパルスの送信時点間の時間間隔は、横方向及び縦方向の速度により決まる。焦点までの伝搬時間を考慮しなければならないからである。せん断波46,56及び66は、プッシュパルスベクトルから外側に進むにつれ、図の上部に沿って空間的に進むように示したトラッキングパルス80によりinterrogateされる。トラッキングパルスは、プッシュパルスの後だけでなく、プッシュパルスの間に発生してもよい。図2cと異なり、図3の合成波面のせん断波46,56及び66は、伝搬するせん断波が時間的及び水平伝搬距離において実質的に整列alignedしていることを示す。組織における縦方向プッシュパルスとせん断波の間の伝搬速度の100対1のオーダーの大きな違いの観点から、これは個々のプッシュパルスが続けざまに送信された場合を表す。プッシュパルスの唯一の機能は組織に力を及ぼすことであり、パルスエコー超音波画像化の場合のように、エコー受信のための時間は必要ないので、各パルスに続くデッドタイムdeadtimeは実質的に必要なく、プッシュパルスを非常に速く続けて送信できる。組織におけるプッシュパルスの通過時間は100マイクロ秒のオーダーであり超音波は組織中を約1560メートル/秒の速さで進む、一方組織におけるせん断波時間は2ないし10ミリ秒のオーダーであるせん断波は組織中を約1ないし5メートル/秒の速さで進む。よって、せん断波の周期性と速度の観点から、プッシュパルスを素早く続けた送信は、ほぼ同時であり、単一の波面を発生する。従来の音響放射力画像化及び点数量化pointquantificationでは、プッシュパルスは1つのベクトル方向に沿って送信される。プッシュパルスが1次元アレイにより、すなわち一列のトランスデューサ要素を有するトランスデューサにより発生される場合、そのアレイによりその単一の画像化平面内でよく制御されたビームが発生されるが、プローブの固定焦点メカニカルレンズによるクロス又はエレベーション平面内の単一のゆるめの焦点に制限される。これにより、機械的プッシュは、アレイの単一の画像化平面内及びその外において、すべての方向に横向きに放射される応答を生成する。このプッシュエネルギーにより起こる組織運動は、図4においてプッシュパルスベクトルを囲む円形波面72と外向きの矢印70により示したように、すべての横方向にほぼ放射状に伝搬し、通常の組織による減衰に加え、放射方向の1/Rの関数として、エネルギーが低下する。音響放射力の定性的及び定量的画像化の場合、これは有害である。なぜなら、平面外領域における硬さ変化が画像平面における組織の軸方向変位に貢献し、画像平面における硬さ測定の精度を悪化させるからである。音響放射力点数量化acousticradiationforcepointquantificationの場合、半径方向の伝搬により有用なせん断波エネルギーが画像化平面から除去され、特性推定に必要な信号振幅が小さくなる。本発明の原理によれば、プッシュパルスは、1次元のベクトルというより2次元シート状のエネルギーとして形成される。かかる2次元プッシュビームシートpushbeamsheetsは、深さ次元Dに広がり、図5においてプッシュビームシート80により示されるエレベーション又はアジマス次元Eにも広がる。プッシュビームシート80は、図5における平面波面90,92により示された平面は面を有するせん断波を発生する。このせん断波は、矢印91、93で示したように、プッシュビームシート80の力フィールドから横方向に進む。このせん断波励起は、図4の線源よりも平面波源に似ており、放射エネルギー散逸における1/R減少が無くなる。任意の方向かつアレイ表面上の様々な場所の見かけ上の中心からのビームを形成する2次元アレイ12のプログラム可能性及び応答性を用いて、ある焦点スポットから他の焦点スポットへ素早くホップしつつ、焦点スポットの軸方向及び/又は横方向のスイープにより、プッシュの一般的な形状、サイズ、及び方向の組織領域を生成する。これは、組織における縦方向のプッシュ波とせん断波との間の伝搬速度の比が大きい100対1のオーダーことを利用して、有効なせん断波源を形成するものである。このせん断波のサイズ、形状、及び方向は幾分任意的であり、所望の方向、形状、及び程度の、フォーカスされた2次元又は3次元のせん断波ビーム源のものである。図5に示した本発明の簡単な実施形態において、プッシュされた組織80の平坦かつ長いextendedシートが励起される。これにより、平坦なシート90、93にせん断波が発生し、放射状ではなく横方向に伝搬し、せん断波の進んだ距離に応じた崩壊が減少する。これにより、様々な放射力モダリティの浸透距離が向上する。このシートsheetは、組織内の焦点を深くして、長い超音波バーストの送信を開始することにより形成できる。バーストが送信されている間、焦点をトランスデューサに向けて浅くしていき、線源を構成する。図5に示したように、かかるプッシュビーム力の複数のラインが、トランスデューサの面に垂直な平面内で送信される。あるいは、プッシュビーム力の平面が、トランスデューサアレイの面に垂直でないがアレイの方向性の範囲内にある他の平面内で送信され、平面状のせん断波源となる。このような送信は、励起シーケンスの全体の時間が生成するせん断波の長さより幾分短ければ、事実上、2次元における単位プッシュ力を生成する。縦波の超音波伝搬の経路通過時間は100マイクロ秒のオーダーなので、望ましいせん断波の長さは2ミリ秒のオーダーであり、エネルギーシート90、92を生成する多数の送信を行う時間がある。図5の送信方法の変形として、高さ又は方位方向で2次元トランスデューサアレイの要素を同時に励起することにより、2次元アレイからシートビームを送信するものである。2次元アレイの遅延プロファイルは完全にプログラム可能なので、フィールド中の深いところにフォーカスしたシートを送信し、せん断波速度に近い速さで焦点を近づけるように動かすことにより、簡単に平面せん断波源が構成できる。この平面せん断波源は、任意の回転角で送信できるので、せん断波は任意の横方向で伝搬できる。また、平面源の傾きも可変であり、せん断波源をアレイと垂直でない平面に向けることもできる。本発明の第3の実施形態を図6に示した。この実施形態では、空間的に又は遅延プロファイル的に又はその両方で横方向に曲がった2次元アレイトランスデューサによりシートビームを送信し、せん断波力が薄いビームにフォーカスするようにして、ビームを検出するのに用いる方法の解像度と感度をさらに高くする。図6のプッシュビームシートPBSにより示したように、軸方向に沿って曲げて、せん断波を2次元フォーカスすることもできる。この図が示すように、2次元トランスデューサアレイ12は曲がったプッシュビームシートPBSを生成する。PBSの曲がりにより、せん断波面SWFは、市松模様を付した面98に向けた収束SWF1、SWF2、SWF3により示したように、進むにつれて収束する。この収束も曲がったせん断波面のプロファイル96により示した。図の右部にせん断波面SWF2’があり、SWF3における最大収束のラインを越えると、せん断波面が逆に曲がっているところを示している。せん断波をフォーカスするこの方法は、面測定方法よりも線測定方法に最適である。SWF3におけるせん断波フォーカスの近傍における感度の大きな向上と引き替えに、データ収集の速さは急速に遅くなる。また、この方法は、2次元の曲がったせん断波面を、回折限界点焦点又は限定軸方向深度領域にフォーカスするのにも利用できる。せん断波測定により行われる組織の硬さの診断は、せん断波面の時間的な精密トラッキングに強く依存するので、異なる組織を通るにつれて伝搬速度が変化するのを正確に測定できる。先行技術のシステムでは、この測定は、超音波プローブと組織との間に相対的な運動がなく、組織の相対的な運動はプッシュパルス力によるもののみであることを仮定して行われた。この仮定は正しくないことが多い。相対的な運動は、プローブの持ち方が一定でなかったり、患者が動いたり、呼吸や拍動による人体構造上の動きによっても起こり得るからである。放射力による変異は非常に小さく、10μmのオーダーである。超音波RFトラッキングの精度は1-2μmであるが、せん断波動は、環境的な干渉のみだけでなく、心拍や呼吸の動きなどのもっと大きな患者の動きに埋もれてしまう。フィルタリングを用いて、周波数がせん断波の高調波周波数の範囲外であるノイズを除去することもできるが、本発明のさらに別の態様では、追加的ステップを行ってノイズを低減する。これは、背景ノイズとして、例えば、深さ方向のフォーカスから離れたフィールド深さの少なくとも半分の深さにおける励起の領域からの推定変位を用いるステップよりなる。その領域には放射力はほとんど作用しないと仮定できるからである。変位推定の形式のこのノイズ源を、関心領域において推定したせん断波変位から減算する。背景動き検出の簡単な例を図7に示した。単一ベクトルプッシュビームは、フォーカスされていると、焦点深度110近くのビーム軸に沿って最大の効果を有する。図7は、ベクトルプッシュビームのプロファイル100を示し、この中ではプッシュビームの力が集中されている。一部の音響放射力ベースのエラストグラフィックelastographic手法は、プッシュビームと同じ軸に沿ったトラッキングのみを用いる。この場合、すでに用いているトラッキングビームからのデータを用いて背景の動きを検知して、サンプル測定から軸方向の動き推定を減算できる。しかし、焦点の長さより大幅に短い及び長い範囲からのデータ、すなわちフォーカスされたプッシュビームのフィールド深度外のデータは用いられない。星印102と104は、2つの背景トラッキングビームの焦点領域を示す。一方はプッシュパルスの焦点領域の上にあり、もう一方は下にある。背景トラッキングビームの焦点領域は、背景トラッキングビームの両側の点線で示したビームプロファイルにより示した。背景トラッキングロケーションからのエコーを、プッシュパルスの送信前、中、及び/又は後の複数の時点でサンプリングする。これらの時間的に異なるエコーを、一般的に、軸方向の背景の動きの存在を評価するのに用いる相関と比較により、比較する。背景効果による組織の変位を、せん断波による動き推定から減算して、推定せん断波の動きを背景効果に対して補正する。図8は、背景動き検出の他の一例を示す。この例では、せん断波トラッキングの関心領域120の横方向に外側にある追加的ロケーション106,107,108及び116,117,118を、その関心領域内の又はその周りの任意のロケーションにおける背景動き推定を計算するデータを取得する測定時間中にトラッキングする。こうして、測定期間中のプローブの傾き又は回転による動き効果を検知できる。例えば、点106,107,108における時間的なエコーの変化の比較が関心領域120の左上への動きを示し、同時に点116,117,118における差異が関心領域の右下への動きを示す場合、関心領域に対するプローブの全体的な回転又は傾きの動きがあり、測定において補正をしなければならないと結論することができる。図9が示すように、プッシュイベントの前及び後に、プッシュ領域100に隣接する関心領域内のラインに沿った2次元画像平面においてトラッキングすることも可能であり、場合によってはその方が好ましい。この例では、2ラインの背景動きトラッキングサンプル126,127,128と136,137,138が、プッシュパルスベクトル100の左側で、測定期間中に周期的にサンプリングされ、2ラインの背景動きトラッキングサンプル146,147,148と156,157,158が、プッシュパルスベクトル100の右側で、サンプリングされる。通常、プッシュイベントによる動き推定をするためには、プッシュイベントの前の一背景動きサンプリングとその後の複数の背景動きサンプリングが必要である。しかし、プッシュ前の2以上の背景動きサンプリングアンサンブルを取得すれば、背景動きの推定も得られる。プッシュの後十分長い時間経過後に少なくとも1つの背景動きエコーアンサンブルを取得すれば、背景動きの追加的推定も得られる。プッシュパルスの前から後まで時間的に動きを補間でき、外挿しないからである。この方法は、プッシュビームの軸からの複数の横方向オフセットで行っても良い。背景の動きが関心領域にわたり一様でない場合、サンプルボリューム中の軸方向の動き成分のスカラーフィールド推定を求める。言うまでもなく、平面だけでなく、3次元空間で行う測定について、背景動き補正を行うこともできる。図1に示した2次元アレイトランスデューサの利用により、3次元でエラストグラフィelastographyを実行して、臨床での有用性を向上できる。弾性特性の平面外での変化は、単一平面エラストグラフィ測定の有効性に悪影響を与える可能性があるからである。2次元アレイによるプッシュビームジオメトリの3次元制御により、信号対雑音性能が改善され、機能追加ができる。この場合、測定期間中の関心領域外の背景動きトラッキングビーム及び/又は時間的に早い及び遅い背景動きトラッキングビームを、2次元の場合について示したように、3次元関心領域内に追加して、プッシュビーム励起に対して測定した応答の補正をするため、軸方向の動きの完全な3次元ボリューム推定を求めることができる。例えば、4つの背景動きトラッキングラインを、プッシュパルスベクトルの周りの90°の間隔で送信できる。上記の通り、背景動きトラッキングラインを2次元プッシュパルスシートの前と後で送信して、せん断波を測定する3次元空間における組織の動きを検知できる。"