JP6604272B2 - 超音波診断装置及び超音波信号処理方法 - Google Patents
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Description
本開示は、上記開示を鑑みてなされたものであり、検出波として平面波を用いる場合に、せん断波の伝播速度の精度低下を抑止しながら、プッシュパルスに続く一連の検出波の送受信において、平均送受信頻度を低下させることを目的とする。
発明者は、せん断波を用いて組織の硬さの測定を行う超音波診断装置において、測定精度の低下を抑止しながら平面波たる検出波の送受信頻度を低下させるために各種の検討を行った。なお、本開示では、平面波を検出波として用いる場合について検討を行っている。これは、平面波を検出波として用いる場合、1送信で着目領域全域に対して超音波の送受信が行えるため、検出波の送信頻度を変位検出のためのBモード画像のフレームレートより高くする必要がないためである。
以下、実施の形態に係る超音波診断装置について図面を用いて詳細に説明する。
≪実施の形態≫
実施の形態に係る超音波診断装置1のブロック図を図1に示す。超音波診断装置1は、制御部11、せん断波励起部12、超音波信号取得部13、変位検出部14、伝播解析部15、断層画像記憶部16、変位量記憶部17、波面画像記憶部18、弾性画像記憶部19を備える。また、制御部11には、超音波探触子2と表示部3とがそれぞれ接続可能に構成されている。図1は超音波診断装置1に超音波探触子2、表示部3が接続された状態を示している。
断層画像記憶部16、変位量記憶部17、波面画像記憶部18、弾性画像記憶部19は、それぞれ、断層画像、変位画像、波面画像、弾性画像データを記憶する。断層画像記憶部16、変位量記憶部17、波面画像記憶部18、弾性画像記憶部19のそれぞれは、例えば、RAM、フラッシュメモリ、ハードディスク、光学ディスクなどの記憶媒体で実現される。なお、断層画像記憶部16、変位量記憶部17、波面画像記憶部18、弾性画像記憶部19のうち2以上を単一の記憶媒体で実現してもよい。また、断層画像記憶部16、変位量記憶部17、波面画像記憶部18、弾性画像記憶部19のうち1以上は、超音波診断装置1の外部に構成され、USBやeSATAなどのインターフェースを介して超音波診断装置1と接続されてもよいし、超音波診断装置1からネットワークを介してアクセス可能に構成された資源、例えば、ファイルサーバやNAS(Network Attached Storage)であってもよい。
実施の形態1に係る超音波診断装置1の動作について説明する。図2は、超音波診断装置1全体の動作を示すフローチャートである。
まず、制御部11が、着目領域を設定する(ステップS10)。着目領域を設定する方法は、例えば、表示部3に断層画像記憶部16に記録されている最新の断層画像を表示し、タッチパネル、マウス、トラックボールなどの入力部(図示しない)を通して検査者に着目領域を指定させる。なお、着目領域の設定方法はこの場合に限られず、例えば、断層画像の全域を着目領域としてもよいし、あるいは、断層画像の中央部分を含む一定範囲を着目領域としてもよい。また、着目領域を設定する際に、改めて断層画像を取得してもよい。
図6を用いて具体的な処理を説明する。図6(a)は、変位画像の一例を示している。図5と同じく、図中の“○”は着目領域における被検体内の組織の一部を示しており、プッシュパルスを印加する前の位置は破線の交点である。伝播解析部15は、y座標ごとに変位量δを座標xの関数として、動的閾値を用いることで変位量δが大きい領域を抽出する。また、x座標ごとに変位量δを座標yの関数として、動的閾値を用いて、ある閾値を超える領域を変位量δが大きい領域として抽出する。動的閾値とは、対象領域内について信号解析又は画像解析を行って閾値を決定することである。閾値は一定値ではなく、対象領域の信号の幅や最大値などによって異なる値となる。図6(a)に、y=y1の直線210上における変位量をプロットしたグラフ211と、x=x1の直線220上における変位量をプロットしたグラフ221とを示す。これにより、例えば、変位量δが閾値より大きな変位領域230が抽出できる。
最後に、伝播解析部15は、複数の波面画像データに対して時間フィルタリングを行い、伝播していない波面を除去する。具体的には、時間的に連続する2以上の波面画像において、波面位置の時間変化を検出し、速度が異常である波面をノイズとして除去する。伝播解析部15は、例えば、時刻t=t1の波面画像270、時刻t=t1+Δtの波面画像280、時刻t=t1+2Δtの波面画像290との間で、波面位置の時間変化を検出する。例えば、波面271に対して、波面画像280のうち、波面271と同じ位置を中心に、波面と垂直な向き(図7においてはx軸方向)にΔtの間にせん断波が移動しうる領域276で、波面271との相関処理を行う。このとき、波面271のx軸の正方向(図の右側)と負方向(図の左側)の双方を含む範囲内で相関処理を行う。これは、透過波と反射波の両方を検出するためである。これにより、波面271の移動先が波面画像280内の波面281であると検出し、時間Δtにおける波面271の移動距離を算出する。同様に、波面272、273のそれぞれについて、波面画像280において当該波面と同じ位置を中心に、波面と垂直な向きにΔtの間にせん断波が移動しうる領域で相関処理を行う。これにより、波面272が波面283の位置に、波面273が波面282の位置に、それぞれ移動したことを検出する。波面画像280と波面画像290との間でも同様の処理を行い、波面281が波面291の位置に、波面282が波面292の位置に、波面283が波面293の位置に、それぞれ移動したことを検出する。ここで、波面273、波面282、波面292で示される1の波面については、他の波面と比べて移動距離が著しく小さい(伝播速度が著しく遅い)。このような波面は誤検知である可能性が高いので、ノイズとして消去する。これにより、図6(e)の波面画像300に示すように、波面301、302が検出できる。
E(xt、yt)=2(1+γ)ρ・v(xt、yt)2
ここで、γは座標(xt、yt)における組織のポアソン比、ρは密度である。簡易的には、例えば、γ=0.5、ρ=1g/cm3として、以下のように算出してよい。
E(xt、yt)≒3・v(xt、yt)2
各画素と弾性率との対応付けは、例えば、色情報をマッピングすることで行う。これにより、例えば、図7(b)に示すように、弾性率が一定値以上の座標は赤、弾性率が一定値未満の座標は緑、弾性率が取得できなかった座標は黒、というように色分けした弾性画像320を生成する。分類は二値化に限られず、所定の段階で分類及び色分けを行ってよい。図7(b)において、領域322は弾性率が一定値以上の領域であり、内包物321に対応する。なお、図7(b)では説明のために内包物321を明示しているが、内包物321は実際の弾性画像上には直接現れない。伝播解析部15は、生成した弾性画像を制御部11に出力し、制御部11は弾性画像を弾性画像記憶部19に出力する。制御部11は、弾性画像と超音波画像とを表示する。具体的には、制御部11は、ステップS80で生成された弾性画像と、ステップS20で取得した基準断層画像信号とに対して画面表示用の画像データとなるよう幾何変換を行い、幾何変換後の弾性画像と超音波画像とを表示部3に出力する。
以下、検出波の送信プロファイルがせん断波の伝播解析にもたらす効果について説明する。
まず、せん断波の伝播速度が速い場合について、図4(b)の模式図を用いて説明する。図4(b)は、第1期間P1の間にせん断波が着目領域外に伝播した場合について説明する模式図である。
せん断波の伝播速度が遅い場合、プッシュパルス焦点470で発生したせん断波は、第2期間P2が終了しても着目領域内を伝播している。この場合、第1期間P1の波面群480、すなわち波面481〜488と、第2期間P2の波面群490、すなわち波面491〜494と、第3期間P3の波面群500、すなわち波面501が検出されることとなる。ここで、せん断波の進行速度が遅いことから、第2期間P2に係る送信間隔I2におけるせん断波の波面の移動距離が過大となることによる空間解像度および時間解像度の低下が発生せず、せん断波の伝播解析の精度は低下しない。すなわち、第1期間P1と第2期間P2の間においては、せん断波の伝播解析には十分に短い間隔で検出波が送信されており、せん断波の速度の精度低下は発生しない。一方、第3期間P3に取得された波面501では、送信間隔I3におけるせん断波の波面の移動距離が大きくなり、空間解像度および時間解像度が低下する。しかしながら、第3期間P3ではプッシュパルスの送信時刻より時間が経過しているため、せん断波のエネルギーが減衰しており、せん断波による変位量の絶対値が小さい。そのため、第3期間P3では、仮に送信間隔I1で検出波を送信しても、せん断波の伝播解析結果を精度良く得ることができない。したがって、第3期間P3では、送信間隔I3がせん断波の伝播解析のために必要な間隔より長いとしても、精度の高くない領域の精度がさらに低下するに過ぎず、その影響は小さい。
実施の形態に係る超音波診断装置の構成により、せん断波速度の精度低下を抑止しながら、検出波の送受信頻度を低下させることができる。
≪実施の形態2≫
実施の形態1では、予め用意した検出波の送信プロファイルを用いることで、検出波の送受信頻度を低下させる場合について説明した。
<動作>
実施の形態2に係る超音波診断装置の動作について説明する。図9は実施の形態2に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。なお、図2と同じ動作については同じステップ番号を付し説明を省略する。
まず、超音波信号取得部は、弾性画像記憶部から、すでに取得済みの、着目領域に係る弾性画像を取得する。次に、弾性画像に基づいて、検出波の送信タイミングを決定する。図10は、実施の形態2に係る検出タイミングの決定方法を示す模式図である。図10において、弾性画像530は、着目領域の弾性画像である。ここで、内包物542、543は周辺組織より硬い。なお、弾性画像を取得した際のプッシュパルスの焦点は焦点541である。速度グラフ520は、プッシュパルスの焦点541を含む一定の深さ上の直線531における、せん断波の速度を示すグラフである。速度グラフ520に示すように、せん断波の速度は、内包物542に対応する区間522、内包物543に対応する区間524では速く、これに対し、その他の区間521、523、525では遅い。そこで、せん断波の速度は弾性画像530と同一であるものと推定し、せん断波の速度が速い期間については検出波を時間的に密に送信し、それ以外の期間については検出波の送信間隔を広くする。すなわち、生成される検出波の送信プロファイル510は、以下のようになる。せん断波の速度の速い区間522に対応する期間P11、区間524に対応する期間P12では、検出波の送信間隔を短くする。これに対し、せん断波速度の遅い区間521に対応する期間P21、区間523に対応する期間P22、区間525に対応する期間P23では、検出波の送信間隔を長くする。より具体的には、せん断波の推定速度が所定の閾値(例えば、5m/s)以上であれば、検出波の送信間隔を100μsとし、閾値未満であれば、200μsとする。
<補足>
上述の例では、着目領域に係る弾性画像と新たに行う測定との間でプッシュパルスの焦点位置が同一である場合について説明した。しかしながら、例えば、着目領域に係る弾性画像と新たに行う測定との間でプッシュパルスの焦点位置が同一でなくてもよい。この場合、以下のような処理を行うことができる。
なお、着目領域におけるせん断波の速度を取得していない場合、超音波信号取得部は、実施の形態1に係る方法で、検出波の送信プロファイルを設定することができる。
以上のように検出波の送信プロファイルを設定することで、せん断波の速度の速い期間については検出波を時間的に密に送信し、せん断波の速度の精度低下を抑止することができる。また、せん断波の速度の遅い期間では検出波の送信間隔が長くなるため、超音波探触子の発熱を抑止することができる。また、常に検出波を時間的に密に送信する場合と比較して検出波の送信回数も少なくなるため、受信信号の量を削減して演算量を削減することができる。さらに、演算量の削減および不必要な検出波の送受信の抑止により、プッシュパルスを送信してから弾性画像を生成するまでの時間を短縮することが可能となり、超音波診断装置のリアルタイム性を向上しユーザビリティの向上に奏功する。
実施の形態1、2では、せん断波の速度の算出において、プッシュパルスの送信を1度だけ行う場合について説明した。
これに対し、実施の形態3では、せん断波の速度算出をプッシュパルスの複数送信で行うことに特徴がある。
実施の形態3に係る超音波診断装置の動作について説明する。図11は実施の形態3に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。なお、図2、図9と同じ動作については同じステップ番号を付し説明を省略する。
着目領域の設定(ステップS10)から検出波の送信プロファイルの決定(ステップS130)については、実施の形態2と同一であるので説明を省略する。
<小括>
上記構成により、着目領域内の各観測点と最近接のプッシュパルスの焦点との間の距離を短縮することができ、精度の高いせん断波の速度測定を行うことが可能となる。さらに、せん断波の速度の速い期間についてはせん断波を時間的に密に送信し、せん断波の速度の精度低下を抑止することができる。また、せん断波の速度の遅い期間では検出波の送信間隔が長くなるため、超音波探触子の発熱を抑止することができる。また、検出波の送信回数も少なくなるため、受信信号の量を削減して演算量を削減することができる。さらに、演算量の削減により、プッシュパルスを送信してから弾性画像を生成するまでの時間を短縮することが可能となり、超音波診断装置のリアルタイム性を向上しユーザビリティの向上に奏功する。
実施の形態3では、複数のプッシュパルスに係るせん断波の伝播解析結果を合成し、次回以降の測定において、合成後のせん断波の伝播解析結果を用いて検出波の送受信プロファイルを最適化する場合について説明した。
本変形例ではこれに対し、複数のプッシュパルスを用いた測定を行ってその結果を合成する場合に、2回目以降のプッシュパルスの送信後の検出波の送信において、1回目以降のプッシュパルスに係るせん断波の伝播解析結果を用いる点に特徴がある。
変形例に係る超音波診断装置の動作について説明する。図13は変形例に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。なお、図2、図9、図11と同じ動作については同じステップ番号を付し説明を省略する。
本実施例では実施の形態3と異なり、プッシュパルスの送信ごとに、ステップS140で記憶された伝播解析の結果を取得し(ステップS120)、検出波の送信タイミングを決定する(ステップS330)。また、伝播解析部は、1回のプッシュパルスに係る伝播解析が完了するごとに、伝播解析結果を保持する(S140)。したがって、i≧2におけるステップS120では、i=i−1におけるステップS140で記憶されたせん断波の伝播解析結果が取得されることになる。そして、すべてのプッシュパルスに係る伝播解析の完了後、せん断波の伝播解析結果の合成(ステップS270)と弾性画像の生成および表示(ステップS80)を行う。
まず、超音波信号取得部は、弾性画像記憶部から、直前に送出したプッシュパルスに係る、着目領域に係る弾性画像を取得する。次に、弾性画像に基づいて、検出波の送信タイミングを決定する。図14は、変形例に係る検出タイミングの決定方法を示す模式図である。図14の弾性画像700は、第1回目のプッシュパルスに係る着目領域の弾性画像である。ここで、内包物703は周辺組織より硬く、内包物704は内包物703よりさらに硬い。なお、第1回目のプッシュパルスの焦点は焦点701である。速度グラフ710は、焦点701および第2回目のプッシュパルスの焦点702を含む一定の深さ上の直線710における、せん断波の速度を示すグラフである。速度グラフ710に示すように、せん断波の速度は、内包物703に対応する区間722では速く、内包物704に対応する区間715ではさらに速く、その他の区間711、714、716では遅い。そこで、せん断波の速度が速い期間については検出波を時間的に密に送信し、それ以外の期間については検出波の送信間隔を広くする。ここで、焦点の位置が異なるため、次の方法によりせん断波速度の予測を行う。まず、プッシュパルスの送信終了タイミングにおいてt=0となるように、せん断波が焦点702に到達する時刻t2を、検出波の送信プロファイル720におけるt=0(プッシュパルスの送信終了時)とする。次に、焦点の位置が異なることにより、せん断波の進行向きが逆転する領域について、データの補正を行う。すなわち、焦点701と焦点702の間の領域では、焦点701を発生源とするせん断波が右向き(x軸の正の方向)に伝播するところ、焦点702を発生源とするせん断波は左向き(x軸の負の方向)に伝播することになる。そこで、当該領域について、せん断波の伝播速度の大きさ(絶対値)は進行方向に依存しないと仮定する。すなわち、焦点702から見て焦点701側の領域(焦点702より左側の領域)に対応する区間711、712、713について、速度グラフ710における点722を中心とした点対称となるように折り返し、それらを区間711’、712’、713’とする。そして、せん断波の速度の速い区間に対応する期間では検出波の送信間隔を短くし、せん断波速度の遅い区間に対応する期間では、検出波の送信間隔を長くする。したがって、区間715および区間712’のうち少なくとも一方に対応する期間P41では検出波の送信間隔を短くし、それ以外の期間P31、P32では検出波の送信間隔を長くする。また、折り返し区間711’、712’、713’を含めてせん断波が着目領域内に存在しなくなる時刻t=t3以降については、検出波を送信しない。
上記構成により、実施の形態3の構成に加えて、プッシュパルスを複数回送信する場合に、着目領域に関するせん断波の速度を事前に得ていなくても、2回目以降のプッシュパルスの送信について、検出波の送受信プロファイルを最適化することが可能となる。
≪実施の形態に係るその他の変形例≫
(1)実施の形態1では、第1期間P1は3.8ms、送信間隔I1は100μs、第2期間P2は3.8ms、送信間隔I2は200μs、第3期間P3は11.2ms、送信間隔I3は400μs、第4期間P4は12ms、送信間隔I4は800μsである場合について説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限られない。具体的には、I1<I2<I3<I4であればよく、また、P1、P2、P3、P4は任意に設定してよい。例えば、I1:I2:I3:I4=1:2:3:4としてもよいし、I1:I2:I3:I4=1:3:9:27としてもよい。なお、I1は最も速い伝播速度v1を有するせん断波の伝播解析を精度良く行える間隔であることが好ましく、P1は伝播速度v1のせん断波が発生してから着目領域外に伝播する時間であることが好ましい。また、I2は次に速い伝播速度v2を有するせん断波の伝播解析を精度良く行える間隔であることが好ましく、P1+P2が伝播速度v2のせん断波が発生してから着目領域外に伝播する時間であることが好ましい。同様に、I4は最も遅い伝播速度v4を有するせん断波の伝播解析を精度良く行える間隔であることが好ましく、P1+P2+P3+P4が伝播速度v4のせん断波が発生してから着目領域外に伝播する時間であることが好ましい。
また、着目領域の大きさや観測すべき部位に応じて、プロファイルを調整、または、あらかじめ用意した複数のプロファイルから1つを選択する、としてもよい。例えば、着目領域の素子列方向の幅が広い場合には、送信間隔I2〜I4をそれぞれ長くする、などの手法で、プッシュパルスの送信回数を削減することができる。また、例えば、平均的な弾性率が大きい着目領域については、送信間隔I1〜I4をそれぞれ短くし、平均的な弾性率が小さい着目領域については、送信間隔I1〜I4をそれぞれ長くする、としてもよい。
また、せん断波の伝播解析を、上述したような手法ではなく、単に、着目領域内の各場所において、プッシュパルスの送信後最初に変位が観測された時刻を、当該場所にせん断波の波面が到達したとみなして伝播解析を行ってもよい。
(8)実施の形態および各変形例に係る超音波診断装置は、その構成要素の全部又は一部を、1チップ又は複数チップの集積回路で実現してもよいし、コンピュータのプログラムで実現してもよいし、その他どのような形態で実施してもよい。例えば、伝播解析部と評価部とを1チップで実現してもよいし、超音波信号取得部のみを1チップで実現し、変位検出部等を別のチップで実現してもよい。
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
また、各実施の形態および各変形例に係る超音波診断装置は、記憶媒体に書き込まれたプログラムと、プログラムを読み込んで実行するコンピュータとで実現されてもよい。記憶媒体は、メモリカード、CD−ROMなどいかなる記録媒体であってもよい。また、本発明に係る超音波診断装置は、ネットワークを経由してダウンロードされるプログラムと、プログラムをネットワークからダウンロードして実行するコンピュータとで実現されてもよい。
さらに、超音波診断装置においては基板上に回路部品、リード線等の部材も存在するが、電気的配線、電気回路について当該技術分野における通常の知識に基づいて様々な態様を実施可能であり、本発明の説明として直接的には無関係のため、説明を省略している。尚、上記示した各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
(1)実施の形態に係る超音波診断装置は、超音波探触子を用い、被検体内の特定部位に超音波を集中させるプッシュパルスを送信して特定部位にある組織を物理的に押圧した後検出波の送受信を被検体内に対して繰り返し行うことで、押圧された特定部位の組織を振動源とするせん断波の伝播速度を検出する超音波診断装置であって、プッシュパルスを送信するプッシュパルス送信部と、前記プッシュパルスに続き平面波を検出波として被検体内の着目領域へ複数回送信し、検出波に対応する被検体からの反射検出波を受信して複数の受信信号を時系列に生成する検出波送受信部と、前記反射検出波の受信時刻のそれぞれにおける、前記プッシュパルスに起因するせん断波による前記着目領域内の組織の変位を前記複数の受信信号からそれぞれ検出する変位検出部と、前記変位検出部が検出した変位に基づいて前記着目領域内におけるせん断波の伝播速度を検出するせん断波解析部とを備え、前記検出波送受信部は、プッシュパルスに続く一連の検出波の送信において、連続する2つの検出波の送信間隔が、第1の送信間隔と、前記第1の送信間隔より長い第2の送信間隔とを少なくとも含むように、検出波を送信することを特徴とする。
(2)また、上記(1)の超音波診断装置は、前記検出波送受信部は、前記プッシュパルスの送信時刻からの経過時間が所定時間以下である場合は前記第1の送信間隔で検出波を送信し、前記プッシュパルスの送信時刻からの経過時間が所定時間を超えた場合は前記第2の送信間隔で検出波を送信する、としてもよい。
上記(2)または(3)の構成により、速度の速いせん断波を観測すべき、プッシュパルスの送信時刻と近い期間においては検出波の送信間隔を短くし、速度の遅いせん断波を観測すべき、プッシュパルスの送信時刻から遠い期間においては検出波の送信間隔を長くする。したがって、せん断波の伝播速度にかかわらず、せん断波の速度の精度低下を抑止することができる。
(5)また、上記(4)の超音波診断装置は、前記プッシュパルス送信部は、複数のプッシュパルスを送信し、前記検出波送受信部は、プッシュパルスのそれぞれに続いて一連の検出波の送受信を行い、前記変位検出部は、プッシュパルスごとに、プッシュパルスに続く一連の検出波の送受信で得た前記複数の受信信号に基づいて前記着目領域内の組織の変位を検出し、前記せん断波解析部は、プッシュパルスごとに、変位に基づいて前記着目領域内のせん断波の伝播速度を検出した後、検出した伝播速度を合成することで前記着目領域内のせん断波の合成伝播速度を検出し、前記せん断波の合成伝播速度を保持する、としてもよい。
(6)また、上記(4)の超音波診断装置は、前記プッシュパルス送信部は、複数のプッシュパルスを送信し、前記検出波送受信部は、プッシュパルスのそれぞれに続いて一連の検出波の送受信を行い、前記変位検出部は、プッシュパルスごとに、プッシュパルスに続く一連の検出波の送受信で得た前記複数の受信信号に基づいて前記着目領域内の組織の変位を検出し、前記せん断波解析部は、プッシュパルスごとに、変位に基づいて前記着目領域内のせん断波の伝播速度を検出した後、前記せん断波の伝播速度を保持し、さらに、すべてのプッシュパルスの送信後、検出した伝播速度を合成することで前記着目領域内のせん断波の合成伝播速度を検出する、としてもよい。
上記構成により、不必要な検出波の送受信を抑止することができ、せん断波の伝播速度の精度に影響を与えることなく検出波の送受信回数を削減できる。
上記構成により、せん断波の速度または位置を効率よく推定することができる。
2 超音波探触子
3 表示部
11 制御部
12 せん断波励起部
13 超音波信号取得部
14 変位検出部
15 伝播解析部
16 断層画像記憶部
17 変位量記憶部
18 シーケンス保持部
19 弾性画像記憶部
Claims (9)
- 超音波探触子を用い、被検体内の特定部位に超音波を集中させるプッシュパルスを送信して特定部位にある組織を物理的に押圧した後検出波の送受信を被検体内に対して繰り返し行うことで、押圧された特定部位の組織を振動源とするせん断波の伝播速度を検出する超音波診断装置であって、
プッシュパルスを送信するプッシュパルス送信部と、
前記プッシュパルスに続き平面波を検出波として被検体内の着目領域へ複数回送信し、検出波に対応する被検体からの反射検出波を受信して複数の受信信号を時系列に生成する検出波送受信部と、
前記反射検出波の受信時刻のそれぞれにおける、前記プッシュパルスに起因するせん断波による前記着目領域内の組織の変位を前記複数の受信信号からそれぞれ検出する変位検出部と、
前記変位検出部が検出した変位に基づいて前記着目領域内におけるせん断波の伝播速度を検出するせん断波解析部と
を備え、
前記検出波送受信部は、プッシュパルスに続く一連の検出波の送信において、連続する2つの検出波の送信間隔が、第1の送信間隔と、前記第1の送信間隔より長い第2の送信間隔とを少なくとも含むように、検出波を送信する
ことを特徴とする超音波診断装置。 - 前記検出波送受信部は、前記プッシュパルスの送信時刻からの経過時間が所定時間以下である場合は前記第1の送信間隔で検出波を送信し、前記プッシュパルスの送信時刻からの経過時間が所定時間を超えた場合は前記第2の送信間隔で検出波を送信する
請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記検出波送受信部は、前記プッシュパルスに続いてすでに送信した検出波の回数が所定回数以下である場合は前記第1の送信間隔で検出波を送信し、前記プッシュパルスに続いてすでに送信した検出波の回数が所定回数を超えた場合は前記第2の送信間隔で検出波を送信する
請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記せん断波解析部は、前記着目領域内におけるせん断波の伝播速度を保持し、
前記検出波送受信部は、前記プッシュパルスの送信前において前記せん断波解析部が保持しているせん断波の伝播速度からせん断波の伝播速度を推定し、前記プッシュパルスの送信後の期間のうち、推定されたせん断波の伝播速度が所定速度以上である期間においては前記第1の送信間隔で、所定速度未満である期間においては前記第2の送信間隔で、それぞれ検出波を送信する
請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記プッシュパルス送信部は、複数のプッシュパルスを送信し、
前記検出波送受信部は、プッシュパルスのそれぞれに続いて一連の検出波の送受信を行い、
前記変位検出部は、プッシュパルスごとに、プッシュパルスに続く一連の検出波の送受信で得た前記複数の受信信号に基づいて前記着目領域内の組織の変位を検出し、
前記せん断波解析部は、プッシュパルスごとに、変位に基づいて前記着目領域内のせん断波の伝播速度を検出した後、検出した伝播速度を合成することで前記着目領域内のせん断波の合成伝播速度を検出し、前記せん断波の合成伝播速度を保持する
ことを特徴とする請求項4に記載の超音波診断装置。 - 前記プッシュパルス送信部は、複数のプッシュパルスを送信し、
前記検出波送受信部は、プッシュパルスのそれぞれに続いて一連の検出波の送受信を行い、
前記変位検出部は、プッシュパルスごとに、プッシュパルスに続く一連の検出波の送受信で得た前記複数の受信信号に基づいて前記着目領域内の組織の変位を検出し、
前記せん断波解析部は、プッシュパルスごとに、変位に基づいて前記着目領域内のせん断波の伝播速度を検出した後、前記せん断波の伝播速度を保持し、さらに、すべてのプッシュパルスの送信後、検出した伝播速度を合成することで前記着目領域内のせん断波の合成伝播速度を検出する
ことを特徴とする請求項4に記載の超音波診断装置。 - 前記検出波送受信部は、前記プッシュパルスの送信前において前記せん断波解析部が保持しているせん断波の伝播速度からせん断波の位置を推定し、せん断波の推定位置が前記着目領域の外部である場合に検出波を送信しない
ことを特徴とする請求項4から6のいずれか1項に記載の超音波診断装置。 - 前記検出波送受信部は、せん断波の速度および/または位置を推定する場合において、保持しているせん断波の伝播速度のうち、前記プッシュパルスが集中する焦点の深さに関する情報を用いる
ことを特徴とする請求項4から7のいずれか1項に記載の超音波診断装置。 - 超音波探触子を用い、被検体内の特定部位に超音波を集中させるプッシュパルスを送信して特定部位にある組織を物理的に押圧した後検出波の送受信を被検体内に対して繰り返し行うことで、押圧された特定部位の組織を振動源とするせん断波の伝播速度を検出する超音波信号処理方法であって、
プッシュパルスを送信し、
前記プッシュパルスに続き平面波を検出波として被検体内の着目領域へ複数回送信し、検出波に対応する被検体からの反射検出波を受信して複数の受信信号を時系列に生成し、
前記反射検出波の受信時刻のそれぞれにおける、前記プッシュパルスに起因するせん断波による前記着目領域内の組織の変位を前記複数の受信信号からそれぞれ検出し、
検出した前記変位に基づいて前記着目領域内におけるせん断波の伝播速度を検出する
処理を含み、
プッシュパルスに続く一連の検出波の送信において、連続する2つの検出波の送信間隔が、第1の送信間隔と、前記第1の送信間隔より長い第2の送信間隔とを少なくとも含むように、検出波を送信する
ことを特徴とする超音波信号処理方法。
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