JP7347445B2 - 超音波信号処理装置、超音波診断装置、および、超音波信号処理方法 - Google Patents

Description

本開示は、超音波診断装置、および、超音波信号処理方法に関し、特に、せん断波を用いた組織内のせん断波の伝播解析、および、組織の機械的特性の評価に関する。

超音波診断装置は、超音波プローブを構成する複数の振動子から被検体内部に超音波を送信し、被検体組織の音響インピーダンスの差異により生じる超音波反射波（エコー）を受信し、得られた電気信号に基づいて被検体の内部組織の構造を示す超音波断層画像を生成して表示する医療用検査装置である。

近年、この超音波診断の技術を応用した組織の機械的特性の評価（ＳＷＳＭ：Shear Wave Speed Measurement、以後「せん断波速度計測」とする）が広く検査に用いられている。臓器や体組織内に発見された腫瘤の硬さなどを非侵襲かつ簡易に計測することができるために、癌のスクリーニング検査において腫瘍の硬さを調べることや、肝臓疾患の検査において肝線維化の評価に用いることができ有用である。

このせん断波速度計測では、被検体内の関心領域（ＲＯＩ：Region of Interest）を定めると共に、複数の振動子から被検体内の特定部位に超音波を集束させたプッシュ波（集束超音波、又は、ＡＲＦＩ：Acoustic Radiation Force Impulse）を送信した後、検出用の超音波（以後、「検出波」とする）の送信と反射波の受信とを複数回繰り返して、プッシュ波の音響放射圧により生じたせん断波の伝播解析を行うことにより組織の機械的特性を表すせん断波の伝播速度を算出して、例えば、弾性画像に代表される、組織の機械的特性のマップを表示することができる（例えば、特許文献１）。

米国特許出願公開第２０１０／０２２６７８号

せん断波の伝播解析を行う代表的な方法としては、被検体内の複数の位置においてせん断波の伝播方向と直交する方向の変位を検出し、変位ピーク位置の時系列的な移動をせん断波の波面の移動として検出する方法がある。この方法において検出精度を上げるためには、変位のピーク時刻の検出精度を向上させ、変位量の検出精度を向上させる必要がある。しかしながら、被検体内では位置により検出波の反射超音波に基づく音響線信号の信号品質にばらつきがあり、信号品質の低い音響線信号を使用すると変位の検出精度に影響を及ぼすという課題がある。

本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、せん断波速度計測において、変位量の検出精度を向上させることで、得られた組織の機械的特性の信頼性を向上させることを目的とする。

本開示の一態様に係る超音波信号処理装置は、被検体内に変位を発生させるためのプッシュ波を超音波プローブに送信させるプッシュ波送信部と、前記プッシュ波の送信に続き、前記被検体内の解析対象範囲を示す関心領域を通過する検出波を前記超音波プローブに送信させる超音波送信部と、前記超音波プローブを用いて前記検出波に対応して前記関心領域から反射された超音波を受信し受信信号に変換する検出波受信部と、前記関心領域内の複数の位置のそれぞれについて整相加算を行って音響線信号を生成する整相加算部と、前記関心領域内の複数の位置から、対応する音響線信号の信号品質が相対的に高い観測点からなる複数の対象領域を抽出し、前記複数の対象領域を含む対象群を伝播解析の対象として設定する対象群設定部と、前記対象群に含まれる複数の観測点のそれぞれに対応する音響線信号に基づいて、前記関心領域における前記被検体の機械的特性を算出する機械的特性算出部とを備え、前記対象群設定部は、前記関心領域内に複数の部分領域を設け、部分領域ごとに前記対象領域を抽出し、前記対象群設定部は、前記部分領域のそれぞれに対象候補領域を複数設け、前記部分領域ごとに１つの対象候補領域を対象領域として抽出する。

本開示によれば、上記構成により、超音波弾性率計測において、関心領域のうち、音響線信号の品質に基づいて設定された観測点から取得された音響線信号に基づいて被検体の機械的特性が算出される。したがって、変位量の検出精度を向上させることで、弾性率計測結果の信頼性を向上させることができる。

実施の形態に係る超音波診断装置１００におけるせん断波速度計測法によるＳＷＳシーケンスの概要を示す概略図である。 超音波診断装置１００を含む超音波診断システム１０００の機能ブロック図である。 （ａ）は、プッシュ波生成部１０３で発生させるプッシュ波の送信焦点Ｆの位置を示す模式図、（ｂ）は、検出波生成部１０４で発生させる検出波パルスの一例の構成概要を示す模式図である。 （ａ）は、送信ビームフォーマ部１０５の構成を示す機能ブロック図、（ｂ）は、受信ビームフォーマ部１０７の構成を示す機能ブロック図である。 （ａ）は、検出波送信の概要を示す模式図、（ｂ）は、反射検出波受信の概要を示す模式図である。 （ａ）は、部分領域Ｓｒｎ内の対象線候補領域Ｂｎｐの概要を示す模式図、（ｂ）は、対象群Ｂｘの概要を示す模式図、（ｃ）は、せん断波の速度検出の概要を示す模式図である。 超音波診断装置１００における超音波弾性率算出の動作を示すフローチャートである。 超音波診断装置１００における対象群Ｂｘの設定動作を示すフローチャートである。 （ａ）～（ｃ）はいずれも、超音波診断装置１００における弾性画像の例である。 変形例に係る、対象群Ｂｘの設定動作を示すフローチャートである。 （ａ）は、せん断波の伝播解析の概要を示す模式図であり、（ｂ）は、せん断波の速度検出の概要を示す模式図である。

≪発明を実施するための形態に至った経緯≫
発明者は、せん断波速度計測において、測定精度を向上させるために各種の検討を行った。

上述の通り、せん断波速度計測では、プッシュ波によって被検体内にせん断波を励起して、せん断波の伝播状態を計測することによって機械的特性の評価を行う。なぜならば、例えば、組織の弾性率（ヤング率）は、せん断波の伝播速度の２乗に略比例するからである。そこで、せん断波速度計測では、プッシュ波の送信に続けて、検出波の送受信を繰り返し行うことにより、被検体内の変位を検出し、その時系列的変化を解析することによりせん断波の波面の位置を推定する。そして、波面の移動速度をせん断波の移動速度として機械的特性の評価を行う。

せん断波の波面の位置推定としては、被検体内に複数の観測点を設け、各観測点において変位量が最大（ピーク）となった時刻（以下、「ピーク時刻」と呼ぶ）を検出して、ピーク時刻に観測点をせん断波の波面を通過したとみなす方法が一般的である。図１１（ａ）は、せん断波の波面の位置推定の動作の一例を示す模式図である。せん断波は、プッシュ波の焦点ＦＰから、深さ方向と略直交する向きに伝播するため、直線状領域Ｌ１上の観測点Ｐ１１、直線状領域Ｌ２上の観測点Ｐ２１、直線状領域Ｌ３上の観測点Ｐ３１、直線状領域Ｌ４上の観測点Ｐ４１の順に通過する。なお、直線状領域Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は深さ方向ｙに延伸する直線状の領域であり、ｘ方向に所定の間隔Δｘをあけて配置されている。所定の間隔Δｘは、検出波の送受信間隔およびせん断波の推定速度に照らし、過度に狭くならないよう設定される。このとき、観測点Ｐ１１、Ｐ２１、Ｐ３１、Ｐ４１におけるピーク時刻をそれぞれ算出し、ピーク時刻に観測点をせん断波の波面を通過したとみなす。このような処理により、例えば、図１１（ｂ）の模式図に示すような伝播解析が可能となる。図１１（ｂ）の模式図では、せん断波の伝播経路をｄ軸として横軸として、ピーク時刻を縦軸としている。そして、観測点Ｐ１１と観測点Ｐ１２との距離Δｄ１で、ピーク時刻の時間差Δｔ１を除することにより、観測点Ｐ１１と観測点Ｐ１２との間のせん断波速度を推定することができる。

機械的特性の測定精度を向上させるに当たっては、変位量の検出精度を向上させることが有効である。変位量の検出精度は、観測点における変位の大きさと、観測点からの反射検出波の信号品質、すなわち、反射検出波の大きさ（振幅）および信号対雑音比（ＳＮＲ；Signal to Noise Ratio）に依存する。しかしながら、観測点における変位を大きくするためには、プッシュパルスにより励起される変位を大きくする必要が生じるが、超音波を用いた検査の非侵襲性を担保する意味においても、超音波プローブの出力に限りがある意味においても、限界が生じる。また、観測点からの反射超音波の信号品質は観測点及びその周囲の音響特性に影響されるため、検出波の送受信前に評価することが困難であり、また、予備的に観測点を増加させると、音響線信号データの量も、それを生成するための演算量も莫大になる。そこで、観測点からの反射検出波の信号品質を向上させることで、本開示に係る超音波信号処理装置、超音波診断装置、および、超音波信号処理方法に想到するに至ったものである。

以下、実施の形態に係る超音波画像処理方法及びそれを用いた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≫
超音波診断装置１００は、せん断波速度計測法により組織の弾性率を表すせん断波の伝播速度を算出する処理を行う。図１は、超音波診断装置１００における、せん断波速度計測法によるＳＷＳシーケンスの概要を示す概略図である。図１中央の枠に示すように、超音波診断装置１００の処理は、「基準検出波パルス送受信」、「プッシュ波パルス送信」、「検出波パルス送受信」、「弾性率算出」の工程から構成される。

「基準検出波パルス送受信」の工程では、超音波プローブに基準検出波パルスｐｗｐ０を送信して、複数の振動子に被検体中の関心領域ｒｏｉに対応する範囲に検出波ｐｗ０の送信と反射波ｅｃの受信とを行わせて、組織の初期位置の基準となる音響線信号を生成する。

「プッシュ波パルス送信」の工程では、超音波プローブにプッシュ波パルスｐｐｐを送信して、複数の振動子に被検体内の特定部位に超音波を収束させたプッシュ波ｐｐを送信させて、被検体組織にせん断波を励起させる。

その後、「検出波パルス送受信」の工程で、超音波プローブに検出波パルスｐｗｐｌを送信し、複数の振動子に検出波ｐｗｌの送信と反射波ｅｃの受信とを複数回行わせることで、せん断波の伝播状態を計測する。「弾性率算出」の工程では、まず、せん断波の伝播に伴う組織の変位分布ｐｔ１を時系列に算出して、次に、変位分布ｐｔ１の時系列な変化から組織の弾性率を表すせん断波の伝播速度を算出するせん断波伝播解析を行い、最後に、弾性率分布を画像化し弾性画像として表示する。なお、ここでは「弾性率算出」の工程としたが、評価する機械的特性は弾性率に限られず、せん断波速度から算出可能な任意の機械的特性を評価する工程を行ってよい。

以上に示した、プッシュ波ｐｐ送信に基づく１回のせん断波の励起に伴う一連の工程を、「ＳＷＳシーケンス」（ＳＷＳ：Shear Wave Speed）と呼ぶ。

＜超音波診断システム１０００＞
１．装置概要
実施の形態に係る超音波診断装置１００を含む超音波診断システム１０００について、図面を参照しながら説明する。図２は、実施の形態に係る超音波診断システム１０００の機能ブロック図である。図２に示すように、超音波診断システム１０００は、被検体に向けて超音波を送信し、その反射波を受信する複数の振動子（振動子列）１０１ａが先端表面に列設された超音波プローブ１０１（以下、「プローブ１０１」とする）、プローブ１０１に超音波の送受信を行わせプローブ１０１からの出力信号に基づき超音波信号を生成する超音波診断装置１００、検査者からの操作入力を受け付ける操作入力部１０２、超音波画像を画面上に表示する表示部１１５を有する。プローブ１０１、操作入力部１０２、表示部１１５は、それぞれ、超音波診断装置１００に各々接続可能に構成されている。

次に、超音波診断装置１００に外部接続される各要素について説明する。

２．プローブ１０１
プローブ１０１は、例えば一次元方向（以下、「振動子列方向」とする）に配列された複数の振動子１０１ａからなる振動子列（１０１ａ）を有する。プローブ１０１は、後述の送信ビームフォーマ部１０５から供給されたパルス状の電気信号（以下、「送信信号」とする）をパルス状の超音波に変換する。プローブ１０１は、プローブ１０１の振動子側外表面を超音波ジェル等を介して被検体の皮膚表面に当てた状態で、複数の振動子から発せられる複数の超音波からなる超音波ビームを測定対象に向けて送信する。そして、プローブ１０１は、被検体からの複数の反射検出波（以下、「反射波」とする）を受信し、複数の振動子１０１ａによりこれら反射波をそれぞれ電気信号に変換して超音波診断装置１００に供給する。

３．操作入力部１０２
操作入力部１０２は、検査者からの超音波診断装置１００に対する各種設定・操作等の各種操作入力を受け付け、超音波診断装置１００の制御部１１４に出力する。

操作入力部１０２は、例えば、表示部１１５と一体に構成されたタッチパネルであってもよい。この場合、表示部１１５に表示された操作キーに対してタッチ操作やドラッグ操作を行うことで超音波診断装置１００の各種設定・操作を行うことができ、超音波診断装置１００がこのタッチパネルにより操作可能に構成される。また、操作入力部１０２は、例えば、各種操作用のキーを有するキーボードや、各種操作用のボタン、レバー等を有する操作パネルやマウス等であってもよい。

４．表示部１１５
表示部１１５は、いわゆる画像表示用の表示装置であって、後述する表示制御部１１３からの画像出力を画面に表示する。表示部１１５には、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ、有機ＥＬディスプレイ等を用いることができる。

＜超音波診断装置１００の構成概要＞
次に、実施の形態に係る超音波診断装置１００について説明する。

超音波診断装置１００は、プローブ１０１の複数ある振動子１０１ａのうち、送信又は受信の際に用いる振動子を各々に選択し、選択された振動子に対する入出力を確保するマルチプレクサ部１０６、超音波の送信を行うためにプローブ１０１の各振動子１０１ａに対する高電圧印加のタイミングを制御する送信ビームフォーマ部１０５と、プローブ１０１で受信した反射波に基づき、受信ビームフォーミングして音響線信号を生成する受信ビームフォーマ部１０７を有する。

また、複数の振動子１０１ａにプッシュ波パルスｐｐｐを送信させるプッシュ波生成部１０３、プッシュ波パルスｐｐｐに続き検出波パルスｐｗｐｌを複数（ｍ）回送信させる検出波生成部１０４を有する。

また、受信ビームフォーマ部１０７が出力する音響線信号を保存するデータ格納部１０８、音響線信号から被検体とプローブ１０１との相対移動を検出する動き検知部１１１、音響線信号からＢモード画像を生成するＢモード画像生成部１１２、音響線信号の信号品質を基準としてせん断波の伝播解析の対象群を設定する対象群設定部１０９、せん断波の伝播解析を行う速度算出部１１０、Ｂモード画像と伝播解析結果から表示画像を構成して表示部１１５に表示させる表示制御部１１３、さらに、操作入力部１０２からの操作入力に基づき被検体内の解析対象範囲を表す関心領域ｒｏｉを設定するとともに、各構成要素を制御する制御部１１４を備える。

このうち、マルチプレクサ部１０６、送信ビームフォーマ部１０５、受信ビームフォーマ部１０７、プッシュ波生成部１０３、検出波生成部１０４、対象群設定部１０９、速度算出部１１０、制御部１１４は、超音波信号処理回路１５０を構成する。

超音波信号処理回路１５０を構成する各要素、動き検知部１１１、Ｂモード画像生成部１１２、表示制御部１１３は、それぞれ、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのハードウェア回路により実現される。あるいは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ(Graphics Processing Unit)などのプロセッサとソフトウェアにより実現される構成であってもよく、特にＧＰＵを用いた構成はＧＰＧＰＵ（General-Purpose computing on Graphics Processing Unit）と呼ばれる。これらの構成要素は一個の回路部品とすることができるし、複数の回路部品の集合体にすることもできる。また、複数の構成要素を組合せて一個の回路部品とすることができるし、複数の回路部品の集合体にすることもできる。

データ格納部１０８は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体であり、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＭＯ、ＤＶＤ、ＢＤ、半導体メモリ等を用いることができる。また、データ格納部１０８は、超音波診断装置１００に外部から接続された記憶装置であってもよい。

なお、本実施の形態１に係る超音波診断装置１００は、図１で示した構成の超音波診断装置に限定されない。例えば、マルチプレクサ部１０６が不要な構成もあるし、プローブ１０１に送信ビームフォーマ部１０５や受信ビームフォーマ部１０７、またその一部などが内蔵される構成であってもよい。

＜超音波診断装置１００の各部構成＞
次に、超音波診断装置１００に含まれる各ブロックの構成について説明する。

１．制御部１１４
一般に、表示部１１５にプローブ１０１によりリアルタイムに取得された被検体の断層画像であるＢモード画像が表示されている状態において、操作者は、表示部１１５に表示されているＢモード画像を指標として、被検体内の解析対象範囲を指定し操作入力部１０２に入力する。制御部１１４は、操作入力部１０２から操作者により指定された情報を入力として設定する。このとき、制御部１１４は、被検体内の解析対象範囲をあらわす関心領域ｒｏｉをプローブ１０１にある複数の振動子１０１ａからなる振動子列（１０１ａ）の位置を基準に設定してもよい。例えば、関心領域ｒｏｉは、複数の振動子１０１ａからなる振動子列（１０１ａ）を含む検出波照射領域Ａｘ内の全部又は一部領域であってもよい。

また、制御部１１４は、操作入力部１０２からの指令に基づき、後述する超音波診断装置１００の他のブロックの制御を行う。

２．プッシュ波生成部１０３
プッシュ波生成部１０３は、制御部１１４から関心領域ｒｏｉを示す情報を取得し、関心領域ｒｏｉの近傍又は内部の所定位置に特定点を設定する。そして、複数の振動子１０１ａに送信ビームフォーマ部１０５からプッシュ波パルスｐｐｐを送信させることにより、複数の振動子１０１ａに特定点（以下、「送信焦点ＦＰ」とする。）に対応する被検体中の特定部位に超音波ビームが集束するプッシュ波ｐｐを送信させる。これにより、被検体中の特定部位にせん断波を励起させる。なお、ここでは特定点の数は１であるとしたが、上記に限定されず、例えば、ｎ個の送信焦点ＦＰ_k（ｋ＝１～ｎ）に対応するｎ個の被検体中の特定部位それぞれに収束するプッシュ波ｐｐ_k（ｋ＝１～ｎ）を順次送信させるとしてもよい。

具体的には、プッシュ波生成部１０３は、関心領域ｒｏｉを示す情報に基づき、プッシュ波の送信焦点ＦＰの位置とプッシュ波ｐｐｐを送信させる振動子列（以後、「プッシュ波送信振動子列Ｐｘ」とする）を以下に示すように決定する。

図３（ａ）は、プッシュ波生成部１０３で発生させるプッシュ波ｐｐｐの送信焦点ＦＰの位置を示す模式図である。関心領域ｒｏｉの列方向長さｗ及び被検体深さ方向の長さｈが、それぞれ平面波による超音波照射範囲の列方向長さａ及び被検体深さ方向の長さｂ以下であり、超音波照射範囲の中心付近に関心領域ｒｏｉが設定される場合を例に説明する。本実施の形態では、図３（ａ）に示すように、送信焦点ＦＰの列方向送信焦点位置ｆｘは関心領域ｒｏｉの列方向中心位置ｗｃと一致する構成とした。

また、プッシュ波送信振動子列Ｐｘは、深さ方向送信焦点位置ｆｙに基づき設定される。本実施の形態では、プッシュ波パルス送信振動子列Ｐｘの長さは複数の振動子１０１ａ全部の列の長さａとする構成とした。

送信焦点ＦＰの位置と、プッシュ波送信振動子列Ｐｘを示す情報は、プッシュパルスｐｐｐのパルス幅ＰＷ、印加開始時刻ＰＴとともに、送信制御信号として送信ビームフォーマ部１０５に出力される。また、印加開始時刻ＰＴの時間間隔ＰＩを含めてもよい。なお、プッシュ波パルスｐｐｐのパルス幅ＰＷ、印加開始時刻ＰＴ、及び時間間隔ＰＩについては後述する。

なお、関心領域ｒｏｉと送信焦点ＦＰとの位置関係は上記に限られず、被検体の検査すべき部位の形態等により適宜変更してもよい。

例えば、図３（ａ）に示す例を、送信焦点ＦＰの位置のうち列方向送信焦点位置ｆｘが関心領域ｒｏｉの列方向中心位置ｗｃからｘ軸の正又は負の方向にオフセットされた構成に変更してもよい。この場合、関心領域幅ｗと振動子列の列方向中心は異なる構成となる。さらに、送信焦点ＦＰのうち列方向焦点位置ｆｘが、関心領域ｒｏｉの列方向中心ｗｃからｘ軸の正又は負の方向にオフセットされ関心領域ｒｏｉ外に位置するような構成としてもよい。

また、関心領域ｒｏｉの近傍であって関心領域ｒｏｉ外の所定位置に送信焦点ＦＰを設定する構成としてもよい。このとき、関心領域ｒｏｉの近傍に設定する場合には、送信焦点ＦＰは関心領域ｒｏｉに対してせん断波が関心領域ｒｏｉへ到達可能な距離に設定される。

なお、プッシュ波による超音波ビームが「集束」するとは、超音波ビームが絞られフォーカスビームであること、すなわち、超音波ビームに照射される面積が送信後に減少し特定の深さにおいて最小値を採ることを指し、超音波ビームが１点にフォーカスされる場合に限られない。この場合、「送信焦点ＦＰ」とは、超音波ビームが集束する深さにおける超音波ビーム中心をさす。

３．検出波生成部１０４
検出波生成部１０４は、制御部１１４から関心領域ｒｏｉを示す情報を入力し、複数の振動子１０１ａに送信ビームフォーマ部１０５から検出波パルスｐｗｐｌを複数回送信させることにより超音波ビームが関心領域ｒｏｉを通過するよう、検出波パルス送信振動子列Ｔｘに属する複数の振動子１０１ａに検出波ｐｗを送信させる。具体的には、検出波生成部１０４は、関心領域ｒｏｉを示す情報に基づき、超音波ビームが関心領域ｒｏｉを通過するよう、検出波パルスｐｗｐｌを送信させる振動子列（以後、「検出波送信振動子列Ｔｘ」とする）を決定する。このとき、検出波パルスｐｗｐｌの送信回数（ｍ）は、例えば、３０～１００としてもよい。また、検出波パルスｐｗｐｌの送信間隔は、例えば、１００μｓｅｃ～１５０μｓｅｃとしてもよい。しかしながら、これらの印加条件は、上記に限定されず適宜変更可能であることは言うまでもない。

図５（ａ）は、検出波生成部１０４で発生させる検出波パルスｐｗｐｌの構成概要を示す模式図である。図５（ａ）に示すように、検出波生成部１０４は、後述する対象群Ｂｘ内の各部分領域Ｓｒ１、Ｓｒ２、…に対し、部分領域の中心で検出波が収束するように送信波パルス送信振動子列Ｔｘを設定する。本実施の形態では、部分領域Ｓｒ１の中心Ｆ１で検出波が収束するように検出波パルスの送信を行い、反射超音波の受信後、部分領域Ｓｒ２の中心Ｆ２で検出波が収束するように検出波パルスの送信を行い、反射超音波の受信を行う。同様に、検出波パルスの焦点をＦ３、Ｆ４、…とずらしながら検出波の送受信を行い、検出波パルスの焦点をＦ６とした検出波の送受信により、１フレームの送受信が完了する。次のフレームでは、再び、検出波パルスの焦点をＦ１に設定し、検出波パルスの送受信を行う。なお、検出波の送受信方法は上述の場合に限らず、例えば、関心領域ｒｏｉの全域を通過するように平面波である検出波を送信してもよい。具体的には、図３（ｂ）に示すように、検出波パルス送信振動子列Ｔｘを設定する。検出波パルス送信振動子列Ｔｘの長さａは関心領域幅ｗよりも大きく設定されることが好ましい。本例では、関心領域幅ｗは検出波パルス送信振動子列Ｔｘの列方向の端部よりも所定距離βだけ内方に位置するように設定される。検出波ｐｗは平面波であるので振動子列方向と垂直なＹ方向に伝播する。したがって、関心領域ｒｏｉは、Ｘ方向両端において距離βだけマージンを持って超音波照射領域Ａｘに含まれる。また、検出波パルス送信振動子列Ｔｘは複数の振動子１０１ａ全部とする構成としてもよい。超音波照射領域Ａｘを、平面波による最大超音波照射領域Ａｘ_maxとすることができる。

検出波パルス送信振動子列Ｔｘを示す情報は、検出波パルス焦点Ｆの位置、および、検出波パルスｐｗｐｌのパルス幅とともに、送信制御信号として送信ビームフォーマ部１０５に出力される。

４．送信ビームフォーマ部１０５
送信ビームフォーマ部１０５は、マルチプレクサ部１０６を介してプローブ１０１と接続され、プローブ１０１から超音波の送信を行うために、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａの全てもしくは一部に当たるプッシュ波送信振動子列Ｐｘ又は検出波送信振動子列Ｔｘに含まれる複数の振動子各々に対する高電圧印加のタイミングを制御する回路である。

図４（ａ）は、送信ビームフォーマ部１０５の構成を示す機能ブロック図である。図４（ａ）に示すように、送信ビームフォーマ部１０５は、駆動信号発生部１０５１、遅延プロファイル生成部１０５２、駆動信号送信部１０５３を含む。

（１）駆動信号発生部１０５１
駆動信号発生部１０５１は、プッシュ波生成部１０３又は検出波生成部１０４からの送信制御信号のうち、プッシュ波送信振動子列Ｐｘ又は検出波送信振動子列Ｔｘを示す情報、プッシュ波パルスｐｐｐのパルス幅ＰＷ、印加開始時刻ＰＴを示す情報、検出波パルスｐｗｐｌのパルス幅、印加開始時刻を示す情報とに基づき、プローブ１０１に存する振動子１０１ａの一部又は全部に該当する送信振動子から超音波ビームを送信させるためのパルス信号ｓｐを発生する回路である。

（２）遅延プロファイル生成部１０５２
遅延プロファイル生成部１０５２では、プッシュ波生成部１０３又は検出波生成部１０４から得られる送信制御信号のうち、プッシュ波送信振動子列Ｐｘ又は検出波送信振動子列Ｔｘと送信焦点ＦＰの位置を示す情報とに基づき、超音波ビームの送信タイミングを決める印加開始時刻ＰＴからの遅延時間ｔｐｋ（ｋは、１から振動子１０１ａの数ｋｍａｘまでの自然数）を振動子毎に設定して出力する回路である。これにより、遅延時間分だけ振動子毎に超音波ビームの送信を遅延させて超音波ビームのフォーカスを行う。

（３）駆動信号送信部１０５３
駆動信号送信部１０５３は、駆動信号発生部１０５１からのパルス信号ｓｐと遅延プロファイル生成部１０５２からの遅延時間ｔｐｋとに基づき、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａ中、プッシュ波送信振動子列Ｐｘに含まれる各振動子にプッシュ波を送信させるためのプッシュ波パルスｐｐｐを供給するプッシュ波送信処理を行う。プッシュ波送信振動子列Ｐｘは、マルチプレクサ部１０６によって選択される。

生体に物理的変位を起こすプッシュ波には、通常のＢモード表示等に用いる送信パルスに比して格段に大きなパワーが求められる。即ち、パルサ（超音波発生器）に与える駆動電圧として、Ｂモード画像の取得では通常３０～４０Ｖでも成立する場合があるのに対して、プッシュ波では、例えば、５０Ｖ以上を要する。また、Ｂモード画像の取得では、送信パルス長は数μｓｅｃ程度であるが、プッシュ波には１送信あたり数百μｓｅｃの送信パルス長を必要とする。

本実施の形態では、駆動信号送信部１０５３からプッシュ波パルスｐｐｐが印加開始時刻ＰＴに複数の振動子１０１ａに送信される。プッシュ波パルスｐｐｐは、所定のパルス幅ＰＷ（時間長）を有し所定の電圧振幅（＋Ｖ～－Ｖ）、所定周波数からなるバースト信号からなる。具体的には、パルス幅ＰＷは、例えば、１００～２００μｓｅｃ、周波数は、例えば、６ＭＨｚ、電圧振幅は、例えば、＋５０Ｖ～－５０Ｖとしてもよい。しかしながら、印加条件は上記に限定されないことは言うまでもない。

また、駆動信号送信部１０５３は、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａ中、検出波送信振動子列Ｔｘに含まれる各振動子に超音波ビームを送信させるための検出波パルスｐｗｐｌを供給する検出波送信処理を行う。検出波送信振動子列Ｔｘは、マルチプレクサ部１０６によって選択される。しかしながら、検出波パルスｐｗｐｌ供給に係る構成には上記に限定されず、例えば、マルチプレクサ部１０６を用いない構成としてもよい。

送信ビームフォーマ部１０５は、プッシュ波パルスｐｐｐ送信後に、検出波生成部１０４からの送信制御信号に基づき検出波パルスｐｗｐｌを複数回送信する。１回のプッシュ波パルスｐｐｐ送信後に、同一の検出波送信振動子列Ｔｘから複数回行われる一連の検出波パルスｐｗｐｌ送信の各回を「送信イベント」と称呼する。

５．受信ビームフォーマ部１０７
受信ビームフォーマ部１０７は、複数回の検出波パルスｐｗｐｌの各々に対応して複数の振動子１０１ａにおいて時系列に受信された被検体組織からの反射波に基づき、検出波照射領域Ａｘ内の複数の観測点Ｐｉｊに対する音響線信号を生成して音響線信号フレームデータｄｓｌ（ｌは１からｍまでの自然数、番号を区別しない場合は音響線信号フレームデータｄｓｌとする）のシーケンスを生成する回路である。すなわち、受信ビームフォーマ部１０７は、検出波パルスｐｗｐｌを送信した後、プローブ１０１で受信した反射波に基づき、複数の振動子１０１ａで得られた電気信号から音響線信号を生成する。ここで、ｉは検出波照射領域Ａｘにおけるｘ方向の座標を示す自然数であり、ｊはｙ方向の座標を示す自然数である。なお、「音響線信号」とは、受波信号（ＲＦ信号）を整相加算処理した信号である。

図４（ｂ）は、受信ビームフォーマ部１０７の構成を示す機能ブロック図である。受信ビームフォーマ部１０７は、入力部１０７１、受波信号保持部１０７２、整相加算部１０７３を備える。

（１）入力部１０７１
入力部１０７１は、マルチプレクサ部１０６を介してプローブ１０１と接続され、プローブ１０１において反射波に基づき受波信号（ＲＦ信号）を生成する回路である。ここで、受波信号ｒｆｋ（ｋは１からｎまでの自然数である）とは、検出波パルスｐｗｐｌの送信に基づいて各振動子にて受信された反射波から変換された電気信号をＡ／Ｄ変換したいわゆるＲＦ信号であり、受波信号ｒｆｋは各受波振動子ｒｗｋにて受信された超音波の送信方向（被検体の深さ方向）に連なった信号の列（受波信号列）から構成されている。

入力部１０７１は、受波振動子ｒｗｋの各々が得た反射波に基づいて、送信イベントごとに各受波振動子ｒｗｋに対する受波信号ｒｆｋの列を生成する。受波振動子列はプローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａの一部又は全部にあたる振動子列から構成されており、制御部１１４からの指示に基づきマルチプレクサ部１０６によって選択される。本例では、複数の振動子１０１ａの全部が受波振動子列として選択される構成とした。これにより、反射検出波受信の概要を示す図６（ｂ）に示すように、１回の受信処理により検出波照射領域Ａｘ内全域に存する観測点からの反射波を全ての振動子を用いて受波して全ての振動子に対する受波振動子列を生成することができる。生成された受波信号ｒｆｋは、受波信号保持部１０７２に出力される。

（２）受波信号保持部１０７２
受波信号保持部１０７２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、半導体メモリ等を用いることができる。受波信号保持部１０７２は、送信イベントに同期して入力部１０７１から、各受信振動子ｒｗｋに対する受波信号ｒｆｋを入力し、１枚の音響線信号フレームデータが生成されるまでこれを保持する。

なお、受波信号保持部１０７２は、データ格納部１０８の一部であってもよい。

（３）整相加算部１０７３
整相加算部１０７３では、送信イベントに同期して対象群Ｂｘを構成する観測点Ｐｉｊから、検出波パルス受信振動子列Ｒｘに含まれる受信振動子Ｒｐｋが受信した受波信号ｒｆｋに遅延処理を施した後、全ての受信振動子Ｒｐｋについて加算して音響線信号ｄｓを生成する回路である。対象群Ｂｘについては後述する。検出波パルス受信振動子列Ｒｘはプローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａの一部又は全部にあたる受信振動子Ｒｐｋから構成されており、制御部１１４からの指示に基づき整相加算部１０７３とマルチプレクサ部１０６によって選択される。本例では、反射波受信振動子列Ｒｘとして、各送信イベントにおける検出波パルス送信振動子列Ｔｘを構成する振動子を少なくとも全て含む振動子列が選択される構成とした。

整相加算部１０７３は、受波信号ｒｆｋに対する処理を行うための遅延処理部１０７３１、加算部１０７３２を備える。

ａ）遅延処理部１０７３１
遅延処理部１０７３１は、検出波パルス受信振動子列Ｒｘ内の受信振動子Ｒｐｋに対する受波信号ｒｆｋから、観測点Ｐｉｊと受信振動子Ｒｐｋ各々との間の距離の差を音速値で除した受信振動子Ｒｐｋ各々への反射超音波の到達時間差（遅延量）により補償して、観測点Ｐｉｊからの反射超音波に基づく受信振動子Ｒｐｋに対応する受信信号として同定する回路である。

・送信時間の算出
遅延処理部１０７３１は、送信イベントに対応して、観測点Ｐｉｊまでの送信経路を特定し、その距離を音速で除して送信時間を算出する。送信経路としては、例えば、検出波送信振動子列Ｔｘの中心から観測点Ｐｉｊまでの直線経路とすることができる。なお、送信経路はこれに限られず、例えば、観測点Ｐｉｊから検出波送信振動子列Ｔｘまでの最短経路としてもよい。

・受信時間の算出
遅延処理部１０７３１は、送信イベントに対応して、観測点Ｐｉｊについて、観測点Ｐｉｊで反射され検出波受信振動子列に含まれる受信振動子に到達するまでの受信経路を特定し、その距離を音速で除して送信時間を算出する。受信経路としては、例えば、観測点Ｐｉｊから受信振動子までの直線経路とすることができる。

・遅延量の算出
次に、遅延処理部１０７３１は、送信時間と受信時間とから各受信振動子への総伝播時間を算出し、当該総伝播時間に基づいて、各受信振動子に対する受波信号列ｒｆｋに適用する遅延量を算出する。

・遅延処理
次に、遅延処理部１０７３１は、各受信振動子に対する受波信号列ｒｆｋから、遅延量に相当する受波信号ｒｆｋ（遅延量を差引いた時間に対応する受波信号）を、観測点Ｐｉｊからの反射波に基づく受信振動子に対応する信号として同定する。

遅延処理部１０７３１は、送信イベントに対応して、受波信号保持部１０７２から受波信号ｒｆｋを入力として、関心領域ｒｏｉ内に位置する全ての観測点Ｐｉｊについて、各受信振動子Ｒｐｋに対する受波信号ｒｆｋを同定する。

ｂ）加算部１０７３２
加算部１０７３２は、遅延処理部１０７３１から出力される受信振動子Ｒｐｋに対応して同定された受波信号ｒｆｋを入力として、それらを加算して、観測点Ｐｉｊに対する整相加算された音響線信号ｄｓｉｊを生成する回路である。

さらに、各受信振動子Ｒｐｋに対応して同定された受波信号ｒｆｋに対し、受信アポダイゼーション（重み数列）を乗じた後加算して、観測点Ｐｉｊに対する音響線信号ｄｓｉｊを生成してもよい。受信アポダイゼーションは、検出波受振動子列Ｒｘ内の受信振動子Ｒｐｋに対応する受信信号に適用される重み係数の数列である。受信アポダイゼーションは、検出波受振動子列Ｒｘの列方向の中心に位置する振動子に対する重みが最大となるよう設定され、受信アポダイゼーションの分布の中心軸は検出波受振動子列中心軸Ｒｘｏと一致し、分布は中心軸に対し対称な形状をなす。分布の形状は特に限定されない。

加算部１０７３２は、関心領域ｒｏｉ内に存在する全ての観測点Ｐｉｊについて音響線信号ｄｓｉｊを生成して音響線信号フレームデータｄｓｌを生成する。

そして、送信イベントに同期して検出波パルスｐｗｐｌの送受信を繰り返し、全ての送信イベントに対する音響線信号フレームデータｄｓｌを生成する。生成された音響線信号フレームデータｄｓｌは、送信イベントごとにデータ格納部１０８に出力され保存される。

６．対象群設定部１０９
対象群設定部１０９は、音響線信号フレームデータｄｓｌの信号品質を基準として、観測点Ｐｉｊの集合である対象群Ｂｘを設定する回路である。

図５（ｂ）は、対象群設定部１０９の機能を説明するための模式図である。

せん断波の伝播解析の対象となる対象群Ｂｘ内の観測点Ｐｉｊは、せん断波の伝播方向（実施の形態においては略ｘ方向）に、略所定の間隔をあけて存在していることが好ましい。なぜならば、検出波の送受信はおよそ１００μｓｅｃ～３００μｓｅｃ間隔で行われるため、検出波の送受信間隔と音速とを積算した値と比べて観測点Ｐｉｊの間隔が過度に狭くても演算負荷が不必要に増加するためである。その一方で、被検体内の超音波の反射率や反射方向は一様ではなく組織の硬さ分布や形状等に依存するため、音響線信号の信号強度（信号の値の絶対値）や信号対雑音比（ＳＮＲ：Signal to Noise Ratio）等の信号品質も被検体内の位置に依存する。したがって、対象群設定部１０９は、音響線信号の信号品質が高く、かつ、観測点Ｐｉｊがせん断波の伝播方向に、略所定の間隔をあけて存在するように、対象群Ｂｘを設定する。

対象群設定部１０９は、より具体的には以下の処理を行う。対象群設定部１０９は、まず、関心領域ｒｏｉ内に、せん断波の伝播方向に複数の部分領域Ｓｒ１、Ｓｒ２、…、Ｓｒ６を設ける（以下、部分領域Ｓｒ１、Ｓｒ２、…を区別しない場合、部分領域Ｓｒｎと記載する）。なお、ここでは部分領域Ｓｒｎを６個設けるとしたが、６の値は例示にすぎず、部分領域Ｓｒｎの数は関心領域ｒｏｉの大きさと、観測点Ｐｉｊの好ましい間隔に応じて任意に設定してよい。ここで、部分領域Ｓｒ１の中心と、部分領域Ｓｒ２の中心との距離が、所定の距離となることが好ましい。また、実施の形態では、部分領域Ｓｒｎはｙ方向に延伸する長方形の区画とした。しかしながら、部分領域Ｓｒｎは、せん断波の伝播方向に部分領域Ｓｒ１、Ｓｒ２、…、の順に並んでいればよく、部分領域Ｓｒｎの形状は、例えば、扇形などであってもよい。次に、対象群設定部１０９は、図６（ａ）の模式図に示すように、部分領域Ｓｒｎのそれぞれに、複数の対象線候補領域Ｂｎ１、Ｂｎ２、…Ｂｎ９を設ける（ここで、ｎは部分領域Ｓｒｎのインデックス値ｎであり、部分領域Ｓｒ１であれば対象線候補領域Ｂ１１、…、Ｂ１９を設ける。以下、対象線候補領域Ｂｎ１、Ｂｎ２、…を区別しない場合、対象線候補領域Ｂｎｐと記載する）。なお、ここでは部分領域Ｓｒｎのそれぞれに対象線候補領域Ｂｎｐを９個ずつ設けるとしたが、９の値は例示にすぎず、対象線候補領域Ｂｎｐの数は部分領域Ｓｒｎの大きさと、受信ビームフォーマ部１０７の演算能力や空間分解能に応じて任意に設定してよい。また、実施の形態では、各対象線候補領域Ｂｎｐはｘ方向に並ぶ観測点数が１で、ｙ方向に延伸する直線状の領域であるとした。しかしながら、対象線候補領域Ｂｎｐは、せん断波の伝播方向に沿った幅が十分に小さい領域であればよく、例えば、ｙ方向に延びる長方形の領域等であってもよい。そして、対象群設定部１０９は、部分領域Ｓｒｎごとに、対象線候補領域Ｂｎｐに対応する音響線信号の信号品質を参照し、最も信号品質の高い音響線信号に対応する対象線候補領域Ｂｎｑを特定して、これを対象線領域ＢＬｎとして設定する。そして、対象線領域ＢＬｎの集合を、対象群Ｂｘとして設定する。

７．速度算出部１１０
速度算出部１１０は、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスから、検出波照射領域Ａｘ内の組織の変位を検出し、せん断波の速度を算出する回路である。

速度算出部１１０は、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスに含まれる１フレームの音響線信号フレームデータｄｓｌと、基準となる音響線信号フレームデータ（基準音響線信号フレームデータ）ｄｓ０とを取得する。基準音響線信号フレームデータｄｓ０とは、各送信イベントに対応する音響線信号フレームデータｄｓｌにおけるせん断波による変位を抽出するための基準となる信号であり、具体的には、プッシュ波パルスｐｐｐ送信前に対象群Ｂｘから取得した音響線信号のフレームデータである。そして、速度算出部１１０は、音響線信号フレームデータｄｓｌと基準音響線信号フレームデータｄｓ０との差分から、各観測点Ｐｉｊそれぞれの変位を検出する。そして、速度算出部１１０はこの処理を繰り返すことで、観測点Ｐｉｊそれぞれの変位の時系列変化を検出し、観測点Ｐｉｊにおける変位のピーク時刻Ｔｉｊを検出する。

次に、速度算出部１１０は、図６（ｃ）の模式図に示すように、せん断波の進行方向に隣接する２つの観測点Ｐｉｊ_iとＰ（ｉ＋１）ｊ_i+1それぞれの変位のピーク時刻ＴｉｊとＴ（ｉ＋１）ｊ_i+1から、せん断波の伝播速度ｖｉｊを算出する。なお、図６（ｃ）の横軸のｄ軸は、せん断波の進行経路を示す距離軸である。

そして、速度算出部１１０は、伝播速度ｖｉｊを弾性率データｅｉｊにマッピングして弾性率フレームデータｅｌｆを生成し、表示制御部１１３に出力する。

８．動き検知部１１１
動き検知部１１１は、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスから、プローブ１０１と被検体との相対的な動きを検出する回路である。

動き検知部１１１は、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスに含まれる最新の１フレームの音響線信号フレームデータｄｓｌと、直前の１フレームの音響線信号フレームデータｄｓｌ’とを取得する。そして、動き検知部１１１は、音響線信号フレームデータｄｓｌと基準音響線信号フレームデータｄｓｌ’との差分を検出し、差分の代表値が所定の閾値以上である場合は、プローブ１０１と被検体との相対的な動きが存在することを示す情報を、制御部１１４に出力する。

９．Ｂモード画像生成部１１２
Ｂモード画像生成部１１２は、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスから、Ｂモード断層画像を生成する回路である。

Ｂモード画像生成部１１２は、音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスに含まれる１フレームの音響線信号フレームデータｄｓｌを取得する。そして、Ｂモード画像生成部１１２は、包絡線検波、対数圧縮を行って音響線信号フレームデータｄｓｌを輝度信号フレームデータｂｌｌに変換し、表示制御部１１３に出力する。

１０．表示制御部１１３
表示制御部１１３は、Ｂモード断層画像、または、Ｂモード断層画像に弾性率情報を重畳した画像を生成し、表示部１１５に表示させる回路である。

表示制御部１１３は、輝度信号フレームデータｂｌｌをＢモード画像生成部１１２から、弾性率フレームデータｅｌｆを速度算出部１１０から、それぞれ取得し、座標変換を行って、Ｂモード画像、あるいは、Ｂモード画像上に弾性率データをカラー情報として重畳した弾性率画像を生成する。

＜超音波診断装置１００の動作＞
以上の構成からなる超音波診断装置１００の統合ＳＷＳシーケンスの動作について説明する。

１．動作の概要
図７は、超音波診断装置１００における統合ＳＷＳシーケンスの工程の概要を示す概略図である。超音波診断装置１００によるＳＷＳシーケンスは、関心領域ｒｏｉを設定して複数の観測点Ｐｉｊからなる対象群Ｂｘを設定する工程、基準検出波送受信を行い、以後の各送信イベントに対応するせん断波による変位を抽出するための基準音響線信号フレームデータｄｓ０を取得する工程、プッシュ波パルスｐｐｐを送信して被検体内の特定部位ＦＰに集束するプッシュ波ｐｐを送信して被検体中にせん断波励起する工程、関心領域ｒｏｉを通過する検出波ｐｗｐｌの送受信を複数回繰り返す検出波パルスｐｗｐｌ送受信する工程、せん断波伝播解析を行いせん断波の伝播速度と弾性率を算出する弾性率算出の工程から構成される。

２．ＳＷＳシーケンスの動作
以下、公知の方法に基づき被検体の組織からの反射成分に基づき組織が描画されたＢモード画像が表示部１１５に表示された後の超音波弾性率計測処理の動作を説明する。

なお、Ｂモード画像のフレームデータは、プッシュ波パルスｐｐｐを送信されることなく、送信ビームフォーマ部１０５及び受信ビームフォーマ部１０７においてされた超音波の送受信に基づいて被検体の組織からの反射成分に基づき時系列に音響線信号のフレームデータが生成され、音響線信号に対して包絡線検波、対数圧縮などの処理がされて輝度信号へと変換された後、輝度信号を直交座標系に座標変換して生成する。表示制御部１１３は被検体の組織が描画されたＢモード画像を表示部１１５に表示させる。

まず、ステップＳ１０では、ユーザからの操作入力に基づいて関心領域を設定する。より具体的には、表示部１１５にプローブ１０１によりリアルタイムに取得された被検体の断層画像であるＢモード画像が表示されている状態において、制御部１１４は、操作入力部１０２から操作者により指定された情報を入力として、被検体内の解析対象範囲を表す関心領域ｒｏｉをプローブ１０１の位置を基準に設定する。

操作者による関心領域ｒｏｉの指定は、例えば、表示部１１５にデータ格納部１０８に記録されている最新のＢモード画像を表示し、タッチパネル、マウスなどの入力部（図示しない）を通して関心領域ｒｏｉを指定することによりされる。なお、関心領域ｒｏｉは、例えば、Ｂモード画像の全域を関心領域ｒｏｉとしてもよいし、あるいは、Ｂモード画像の中央部分を含む一定範囲としてもよい。

次に、ステップＳ２０では、動き検知部１１１が、プローブ１０１と被検体との相対的な動きが存在することを示す情報を制御部１１４に出力し、制御部１１４は、プローブ１０１と被検体との相対的な動きがない状態となるまで待機する。これにより、プローブ１０１と被検体との相対的な動きが、被検体内の変位の検出精度に影響を与えることを抑止することができる。

次に、ステップＳ３０では、制御部１１４は、プッシュパルスの送信条件を設定する。具体的には、プッシュ波生成部１０３が、制御部１１４から関心領域ｒｏｉを示す情報を取得、プッシュ波パルスｐｐｐの送信焦点ＦＰの位置とプッシュ波送信振動子列Ｐｘを設定する。本例では、図３（ａ）に示すように、プッシュ波送信振動子列Ｐｘは、複数の振動子１０１ａ全部とした。また、列方向送信焦点位置ｆｘは検出波照射領域Ａｘの列方向中心位置ｗｃと一致し、深さ方向送信焦点位置ｆｙは関心領域ｒｏｉの内部に存在する構成とした。しかしながら、検出波照射領域Ａｘと送信焦点ＦＰとの位置関係は上記に限られず、被検体の検査すべき部位の形態等により適宜変更してもよい。

送信焦点ＦＰの位置と、プッシュ波送信振動子列Ｐｘを示す情報は、プッシュ波パルスｐｐｐのパルス幅ＰＷ、印加開始時刻ＰＴとともに、送信制御信号として送信ビームフォーマ部１０５に出力される。

次に、ステップＳ４０では、関心領域内に対象群Ｂｘを設定する。図８は、対象群Ｂｘの設定動作の詳細を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１１０において、対象群設定部１０９は、関心領域ｒｏｉ内に、せん断波の変位方向に延伸する複数の部分領域Ｓｒｋを設定する。本例では、図５（ａ）に示すように、ｘ方向に並ぶ複数の部分領域Ｓｒ１～Ｓｒ６を設定する。

次に、ステップＳ１２０において、対象群設定部１０９は、各部分領域Ｓｒｋの内部に、複数の対象線候補領域Ｂｋｐを設定する。本例では、図６（ａ）に示すように、部分領域Ｓｒ１の内部に対象線候補領域Ｂ１１～Ｂ１９を設定する。同様に、部分領域Ｓｒ２の内部に対象線候補領域Ｂ２１～Ｂ２を、部分領域Ｓｒ３の内部に対象線候補領域Ｂ３１～Ｂ３９を、部分領域Ｓｒ４の内部に対象線候補領域Ｂ４１～Ｂ４９を、部分領域Ｓｒ５の内部に対象線候補領域Ｂ５１～Ｂ５９を、部分領域Ｓｒ６の内部に対象線候補領域Ｂ６１～Ｂ６９を設定する。

次に、ステップＳ１３０において、制御部１１４は、関心領域Ｒｏｉ内に、検出波パルスを送信させ、ステップＳ１２０で設定した全ての対象線候補領域Ｂｋｐ内の観測点Ｐｉｊについて、音響線信号フレームデータを生成させる。

次に、対象群設定部１０９は、各部分領域に対して対象線を確定する処理を行う。

まず、ステップＳ１４０において変数ｋを初期化する。

次に、ステップＳ１５０において、部分領域Ｓｒｋに含まれる対象線候補領域Ｂｋｐのうち、信号品質が最も高い対象線候補領域Ｂｋｑを抽出する。ここでは、部分領域Ｓｒ１に含まれる対象線候補領域Ｂ１１～Ｂ１９のそれぞれに対応する音響線信号フレームデータを比較し、信号品質が最も高い対象線候補領域Ｂ１ｑを特定する。信号品質としては、例えば、音響線信号の振幅（値の絶対値）を用いることが出来る。また、信号品質として、信号対雑音比を用いてもよいし、あるいは、信号対雑音比が所定以上の音響線信号のうちから最も音響線信号の振幅が大きいものを選択するとしてもよい。以下、信号品質が最も高い対象線候補領域がＢ１６であるとして説明を続ける。

次に、ステップＳ１６０において、抽出した対象線候補領域Ｂｋｑの信号品質が所定の基準以上であるか否かの判定を行う。抽出した対象線候補領域、すなわちＢ１６の信号品質が所定の基準以上である場合には、ステップＳ１７０において、Ｂ１６を対象線ＢＬ１として設定する。一方、Ｂ１６の信号品質が所定の基準未満である場合には、部分領域Ｓｒ１に対応する対象線ＢＬ１は空領域（観測点Ｐｉｊを含まない領域）として設定する。

そして、ステップＳ１５０からＳ１８０の処理をすべてのｋに対して行うことで（ステップＳ１９０、Ｓ２００）、すべての部分領域Ｓｒｋに対して、０～１つの対象線ＢＬｋを設定する。実施の形態では、図６（ｂ）に示すように、対象線ＢＬ１～ＢＬ６が設定される。

最後に、ステップＳ２１０において、対象群設定部１０９は、特定した全ての対象線ＢＬｋからなる領域を、対象群Ｂｘとして設定する。

以上で、対象群Ｂｘが設定される。図７に戻って説明を続ける。

次に、ステップＳ５０において、基準検出波パルスの送受信を行い、取得した基準音響線信号フレームデータを保存する。具体的には、関心領域Ｒｏｉ内に、検出波パルスを送信させ、ステップＳ４０で設定した対象群Ｂｘ内の観測点Ｐｉｊについて、音響線信号フレームデータを生成して、基準音響線フレームデータとしてデータ格納部１０８に保存する。

次に、ステップＳ６０において、プッシュパルスを送信する。具体的には、送信ビームフォーマ部１０５は、プッシュ波生成部１０３より取得した送信焦点ＦＰの位置とプッシュ波送信振動子列Ｐｘを示す情報、プッシュ波パルスｐｐｐのパルス幅ＰＷ、印加開始時刻ＰＴからなる送信制御信号に基づき送信プロファイルを生成する。送信プロファイルは、プッシュ波送信振動子列Ｐｘに含まれる各送信振動子に対するパルス信号ｓｐと遅延時間ｔｐｋからなる。そして、送信プロファイルに基づき各送信振動子にプッシュ波パルスｐｐｐを供給する。各送信振動子は被検体内の特定部位に集束するパルス状のプッシュ波ｐｐを送信する。

次に、ステップＳ７０において、関心領域ｒｏｉに検出波パルスｐｗｐｌを複数回送受信し、取得した音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスを保存する。具体的には、送信ビームフォーマ部１０５は、検出波送信振動子列Ｔｘに含まれる振動子に被検体に向けて検出波パルスｐｗｐｌを送信させ、受信ビームフォーマ部１０７は、検出波パルス受信振動子列Ｒｘに含まれる振動子により受信した反射波ｅｃに基づき音響線信号フレームデータｄｓｌを生成する。プッシュ波ｐｐの送信終了の直後から、例えば、秒間１万回、上記処理を繰り返し行う。これにより、せん断波の発生直後から伝播が終わるまでの間、対象群Ｂｘ内の音響線信号フレームデータｄｓｌを繰り返し生成する。生成された音響線信号フレームデータｄｓｌのシーケンスはデータ格納部１０８に出力され保存される。

より具体的には、以下の処理を行う。まず、受信ビームフォーマ部１０７は、検出波照射領域Ａｘ内に存在する任意の観測点Ｐｉｊについて、送信された超音波が被検体中の観測点Ｐｉｊに到達する送信時間を算出する。次に、受信ビームフォーマ部１０７は、検出波パルス受信振動子列Ｒｘを設定し、観測点Ｐｉｊからの反射検出波が、検出波パルス受信振動子列Ｒｘに含まれる受波振動子Ｒｗｋのそれぞれに到達する受信時間を算出する。そして、受信ビームフォーマ部１０７は、送信時間と受信時間とから、観測点Ｐｉｊごと、かつ、受波振動子Ｒｗｋごとの、遅延量を算出し、音響線信号フレームデータｄｓｌから、観測点Ｐｉｊごとに、観測点Ｐｉｊからの受信信号を同定する。次に、受信ビームフォーマ部１０７は、観測点Ｐｉｊごとに同定した受信信号を重みづけ加算し、観測点Ｐｉｊに対する音響線信号を算出する。ここで、重み付けは、検出波パルス受信振動子列Ｒｘのｘ方向の中心に位置する振動子に対する重み付けが最大となるような、受信アポダイゼーションがなされる。受信ビームフォーマ部１０７は、算出した音響線信号をデータ格納部１０８に保存する。

次に、ステップＳ８０において、送信イベント毎に対象群Ｂｘ内の各観測点Ｐｉｊの変位を検出し、せん断波の到達時刻を特定する。具体的には、第１の送信イベントにおいて、対象線ＢＬｋごとに、音響線信号フレームデータｄｓｌと、基準音響線信号フレームデータｄｓ０との相関処理を行って、対象線ＢＬｋに含まれる観測点Ｐｉｊそれぞれに対する位置変位量を検出する。さらに、この処理をすべての相関イベントに対して行うことで、観測点Ｐｉｊごとに、送信イベント毎の変位量を検出する。そして、観測点Ｐｉｊごとに、変位の大きさが最大となる送信イベントを特定し、送信イベントが行われた時刻をピーク時刻として特定する。

次に、ステップＳ９０において、せん断波の伝播解析を行う。具体的には、ステップＳ８０で特定した観測点Ｐｉｊごとのピーク時刻を指標として、隣接する２つの部分領域Ｓｒｋの間で２つの観測点を対応付け、その距離をピーク時刻の時間差で除することにより、せん断波の伝播速度を推定する。実施の形態では、図６（ｃ）に示すように、観測線ＢＬ１上の観測点Ｐ１、観測線ＢＬ２上の観測点Ｐ２、観測線ＢＬ３上の観測点Ｐ３、観測線ＢＬ４上の観測点Ｐ４、観測線ＢＬ５上の観測点Ｐ５、について、横軸にせん断波の伝播経路軸ｄ、縦軸にピーク時刻をプロットする。そして、観測点間の傾き（＝観測点間の距離÷ピーク時刻の時間差）を算出することで、せん断波の伝播速度を推定する。

最後に、ステップＳ１００において、せん断波の伝播情報をＢモード画像に重畳表示する。具体的には、例えば、弾性率が所定の閾値以上の観測点は赤色、弾性率が所定の閾値未満の観測点は緑色、弾性率が算出されていない観測点は透明（Ｂモード画像そのまま）とする。図９（ａ）は弾性画像の例であり、図９（ａ）では、赤色部分のみを彩色し緑色部分も透明として示している。なお、色情報のマッピングは上述の例に限らず、弾性率に応じて３色以上に塗り分けてもよい。なお、せん断波の伝播情報をＢモード画像に色情報として重畳するのではなく、例えば、弾性率の値を数値としてＢモード画像の外側に弾性率を表示してもよい。他の表示態様としては、例えば、Ｂモード画像上に文字、記号、アイコン等の位置を示す情報を重畳し、示された位置ごとの弾性率の値を表としてＢモード画像の外側に付加するものが挙げられる。図９（ｂ）に弾性画像の例を示す。なお、表示態様としてはこれに限られず、例えば、Ｂモード画像上の位置から引き出し線をＢモード画像の外に引き出して弾性率を表示してもよいし、Ｂモード画像に座標を示すグリッド線を重畳し、座標ごとの弾性率をＢモード画像の脇に表示してもよい。また、Ｂモード画像を用いず、例えば、せん断波の伝播情報のみを示す画像を弾性画像として生成してもよい。図９（ｃ）に弾性画像の例を示す。表示制御部１１３は、弾性画像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を表示部１１５に出力する。

以上により、図７に示したＳＷＳシーケンスの処理が終了する。以上の超音波弾性率計測処理により、ＳＷＳシーケンスによる弾性率フレームデータｅｌｆを算出することができる。

＜小括＞
以上の構成により、関心領域のうち、対象線（対象領域）からなる対象群Ｂｘから取得された音響線信号に基づきせん断波の伝播解析が行われる。対象群Ｂｘから取得された音響線信号の信号品質が高いため、対象群Ｂｘに含まれるいずれの観測点においても、変位量の検出が高精度に行われる。したがって、対象群Ｂｘに含まれるいずれの観測点においても、ピーク時刻の検出が高精度に行われ、せん断波の伝播解析を高精度に行うことができる。また、部分領域の大きさと中心間距離とを一定とする構成では、せん断波の伝播方向における観測点間の平均距離を略一定にすることができる。したがって、観測点間の距離を所望の範囲にすることが容易であり、観測点が過密であることによる演算量の増加することも、観測点が過疎であることによるせん断波の伝播解析の精度低下も抑止することができる。すなわち、演算量を増加させることなく、せん断波の伝播解析の精度を向上させることができる。

また、特定の部分領域において、その内部のいずれの位置においても音響線信号の信号品質が所定の基準を満たさないとした場合には、当該部分領域については観測点を設けない構成とすることもできる。この構成では、せん断波の伝播解析に適さない特性を有する領域においては、伝播解析の対象としないことで、信頼性の低い弾性計測結果を提供することを抑止することが可能となる。

≪変形例≫
実施の形態では、プッシュパルスの送信前に、検出波の送受信を行って対象群を決定するとした。しかしながら、例えば、ＳＷＳシーケンスを実行した後、取得した受波信号ｒｗｋに基づいて、次のＳＷＳシーケンスの実行時に対象群を決定するとしてもよい。

図１０は、変形例に係る対象群の設定方法を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ３１０において、制御部１１４は、データ格納部１０８に保存されている１つの受波信号ｒｗｋを読みだして整相加算部１０７３に出力し、整相加算部１０７３は、前回のＳＷＳシーケンスにおいて設定されている部分領域Ｓｒｋ内の全ての対象線候補領域Ｂｋｐ内の観測点Ｐｉｊについて、音響線信号フレームデータを生成する。ここで用いる受波信号ｒｗｋは、関心領域ｒｏｉからの反射超音波に基づくものであれば、どのフレームのデータであってもよい。

次に、対象群設定部１０９は、各部分領域に対して対象線を確定する処理を行う。

まず、ステップＳ３２０において変数ｋを初期化する。

次に、ステップＳ３３０において、対象群設定部１０９は、前回のＳＷＳシーケンスにおいて設定されている対象線ＢＬｋに対応する音響線信号の信号品質が、所定の基準値を満たしているか否かの判定を行う。前回のＳＷＳシーケンスにおいて設定されている対象線ＢＬｋに対応する音響線信号の信号品質が、所定の基準値を満たしている場合は、すべての部分領域に対して処理が完了しているか判定し（ステップＳ３８０）、終了していなければｋをインクリメント（ステップＳ３９０）して次の部分領域についての処理を行う。一方、前回のＳＷＳシーケンスにおいて設定されている対象線ＢＬｋに対応する音響線信号の信号品質が所定の基準値を満たしていない場合、または、前回のＳＷＳシーケンスにおいて対象線ＢＬｋが空領域であった場合は、ステップＳ３４０において、部分領域Ｓｒｋに含まれる対象線候補領域Ｂｋｐのうち、信号品質が最も高い対象線候補領域Ｂｋｑを抽出する。

次に、ステップＳ３４０において、抽出した対象線候補領域Ｂｋｑの信号品質が所定の基準以上であるか否かの判定を行う。抽出した対象線候補領域の信号品質が所定の基準以上である場合には、ステップＳ３６０において、Ｂｋｑを対象線ＢＬｋとして設定する。一方、Ｂｋｑの信号品質が所定の基準未満である場合には、ステップＳ３７０において、部分領域Ｓｒｋに対応する対象線ＢＬｋは空領域（観測点Ｐｉｊを含まない領域）として設定する。

そして、ステップＳ３３０からＳ３７０の処理をすべての部分領域に対して行うことで（ステップＳ３８０、Ｓ３９０）、すべての部分領域Ｓｒｋに対して、０～１つの対象線ＢＬｋを設定する。

最後に、ステップＳ４００において、対象群設定部１０９は、特定した全ての対象線ＢＬｋからなる領域を、対象群Ｂｘとして設定する。

以上で、対象群Ｂｘが設定される。

＜小括＞
以上の構成によれば、ＳＷＳシーケンスが複数回行われる場合に、前回のＳＷＳシーケンスで得た受波信号に基づいて対象群Ｂｘの設定が行われる。したがって、対象群Ｂｘの設定のための検出波の送受信が不要となる。さらに、既に設定されている対象線ＢＬｋに対応する音響線信号の信号品質が所定の基準未満である部分領域Ｓｒｋに対してのみ対象線ＢＬｋの再設定を行うことにより、対象群Ｂｘの設定に係る処理を単純化することができる。

なお、本変形例では最初のＳＷＳシーケンスについては特に説明していないが、実施の形態と同一の処理でもよい。または、図５（ｂ）の模式図に示すように、最初のＳＷＳシーケンスでは、各部分領域Ｓｒｋに対して、空間的に中央に位置する対象線候補領域Ｂｋｐを対象線ＢＬｋとして仮設定し、２度目以降のＳＷＳシーケンスにおいて、対象群Ｂｘの最適化を行うとしてもよい。

≪実施の形態に係るその他の変形例≫
（１）実施の形態及び変形例では、すべてのＳＷＳシーケンスにおいて対象群Ｂｘの設定を行うとしたが、同じ関心領域に対して連続してＳＷＳシーケンスを行う場合に、所定の回数ごとに、例えば５回ごとに、対象群Ｂｘの設定を行い、それ以外のときは、直前のＳＷＳシーケンスと同一の対象群Ｂｘを用いるとしてもよい。

また、実施の形態では、対象群Ｂｘの設定のために検出波の送受信を行うとしたが、基準検出波パルスの送受信と、対象群Ｂｘの設定のための検出波の送受信とを、一度の検出波の送受信により兼ねてもよい。例えば、対象群Ｂｘの設定後、対象線ＢＬｋのそれぞれに対応する音響線信号フレームデータを、基準音響線信号フレームデータとして用いてもよい。これにより、検出波の送受信回数を削減することができ、これにより演算量を低減させることができる。

また、実施の形態及び変形例では、ＳＷＳシーケンスの前に対象群Ｂｘの設定を行うとしたが、例えば、検出波の送受信中や送受信後の音響線信号の生成前に、対象群Ｂｘの設定を行うとしてもよい。

（２）実施の形態では、超音波診断装置１００がプッシュ波パルス送信の工程に先立って基準検出波パルス送受信の工程を行い、変位検出部が、音響線信号フレームデータｄｓｌと、基準検出波パルス送受信で形成された基準音響線信号フレームデータｄｓ０との差分に基づいて、観測点Ｐｉｊの変位Ｐｔｉｊを検出する、とした。しかしながら、組織の変位量の検出方法はこの場合に限られない。例えば、超音波診断装置は基準検出波パルス送受信の工程を行わず、基準音響線信号フレームデータｄｓ０の生成を行わない。そして、変位検出部は、音響線信号フレームデータｄｓｌと、１つ前の送信イベントで取得された音響線フレームデータｄｓ（ｌ－１）との差分に基づいて、観測点Ｐｉｊの変位Ｐｔｉｊの、送信イベント間での変化量ΔＰｔｉｊを検出する。そして、観測点Ｐｉｊごとに、変位Ｐｔｉｊにおける複数の送信イベント間の変化量ΔＰｔｉｊを積算することで、観測点Ｐｉｊの変位Ｐｔｉｊを生成する、としてもよい。なお、送信イベント間での変化量ΔＰｔｉｊの検出は連続する２つの送信イベント間とは限らず、任意の２つの音響線信号フレームデータｄｓｌの差分から、観測点Ｐｉｊの変位Ｐｔｉｊの変化量ΔＰｔｉｊを算出してもよい。

（３）実施の形態では、ｙ方向に延伸する部分領域がｘ方向に複数並ぶように部分領域を設けるとしたが、各部分領域の延伸方向はプッシュパルスの押圧方向と略平行であればよく、また、各部分領域はせん断波の伝播方向に並んでいればよい。また、部分領域内の各対象線候補領域においても、プッシュパルスの押圧方向と略平行に延伸していればよく、曲線状であってもよいし、観測点２つ分以上の幅を持った対象「領域」であってもよい。また、例えば、部分領域が扇形であれば、対象線候補領域は放射状に並ぶ複数の直線状の領域であってもよい。さらに、部分領域と部分領域との間に隙間を設けてもよい。

（４）実施の形態では、対象群内の各観測点についてせん断波の伝播速度を推定し弾性率を算出するとしたが、例えば、観測点間の距離が所定の距離以上となる個所については、せん断波の伝播速度の推定と弾性率の算出を行わないとしてもよい。または、例えば、観測線Ｂｌｋを含まない部分領域Ｓｒｋについては、せん断波の伝播速度の推定と弾性率の算出を行わず、弾性画像上に、当該部分領域Ｓｒｋを非測定領域として示してもよい。
さらに、観測線Ｂｌｋを含まない部分領域Ｓｒｋの数が多い場合、例えば、部分領域Ｓｒｋの総数の１／４以上である場合には、関心領域全体に対し、せん断波の伝播速度の推定と弾性率の算出を行わないとしてもよい。

（５）実施の形態では、動き検知部１１１が音響線信号フレームデータを用いて被検体と超音波プローブとの相対的な動きを検知するものとした。しかしながら、例えば、超音波プローブに加速度センサを設け、動き検知部は加速度センサの出力を基に被検体と超音波プローブとの相対的な動きを検知してもよい。又は、例えば、超音波プローブを撮像するカメラを設置し、動き検知部はカメラから取得した動画を基に検体と超音波プローブとの相対的な動きを検知してもよい。

（６）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。

集積回路で実現する場合、典型的には、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現される。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

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。

さらには、半導体技術の進歩、又は派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。

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。

（７）以上で説明した実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない工程については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。

また、発明の理解の容易のため、上記各実施の形態で挙げた各図の構成要素の縮尺は実際のものと異なる場合がある。また本発明は上記各実施の形態の記載によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

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。

≪まとめ≫
（１）実施の形態に係る超音波信号処理装置は、被検体内に変位を発生させるためのプッシュ波を超音波プローブに送信させるプッシュ波送信部と、前記プッシュ波の送信に続き、前記被検体内の解析対象範囲を示す関心領域を通過する検出波を前記超音波プローブに送信させる超音波送信部と、前記超音波プローブを用いて前記検出波に対応して前記関心領域から反射された超音波を受信し受信信号に変換する検出波受信部と、前記関心領域内の複数の位置のそれぞれについて整相加算を行って音響線信号を生成する整相加算部と、前記関心領域内の複数の位置から、対応する音響線信号の信号品質が相対的に高い観測点からなる複数の対象領域を抽出し、前記複数の対象領域を含む対象群を伝播解析の対象として設定する対象群設定部と、前記対象群に含まれる複数の観測点のそれぞれに対応する音響線信号に基づいて、前記関心領域における前記被検体の機械的特性を算出する機械的特性算出部とを備える。

また、実施の形態に係る超音波信号処理方法は、被検体内に変位を発生させるためのプッシュ波を超音波プローブに送信させ、前記プッシュ波の送信に続き、前記被検体内の解析対象範囲を示す関心領域を通過する検出波を前記超音波プローブに送信させ、前記超音波プローブを用いて前記検出波に対応して前記関心領域から反射された超音波を受信し受信信号に変換し、前記関心領域内の複数の位置のそれぞれについて整相加算を行って音響線信号を生成し、前記関心領域内の複数の位置から、対応する音響線信号の信号品質が相対的に高い観測点からなる複数の対象領域を抽出し、前記複数の対象領域を含む対象群を伝播解析の対象として設定し、前記対象群に含まれる複数の観測点のそれぞれに対応する音響線信号に基づいて、前記関心領域における前記被検体の機械的特性を算出する。

本開示によれば、上記構成により、超音波弾性率計測において、関心領域のうち、音響線信号の品質に基づいて設定された観測点から取得された音響線信号に基づいて被検体の機械的特性が算出される。したがって、変位量の検出精度を向上させることで、弾性率計測結果の信頼性を向上させることができる。

（２）また、上記（１）の超音波信号処理方法は、前記対象群設定部は、前記関心領域内に複数の部分領域を設け、部分領域ごとに前記対象領域を抽出する、としてもよい。

上記構成により、観測点の空間的な偏りを抑止しながら、適切な数の観測点を設定することができる。

（３）また、上記（２）の超音波信号処理装置は、前記対象群設定部は、前記部分領域のそれぞれに対象候補領域を複数設け、前記部分領域ごとに１つの対象候補領域を対象領域として抽出する、としてもよい。

上記構成により、簡易な処理により、観測点を設定することができる。

（４）また、上記（１）～（３）の超音波信号処理装置は、前記対象群設定部は、前記対象領域内の観測点における音響線信号の信号品質が所定の品質を満たさない場合に、当該観測点を含む部分領域について、対象領域の抽出を再度行う、としてもよい。

上記構成により、音響線信号の品質が所定の品質を満たしている部分領域については対象群の再設定をする必要がなくなるため、対象群の設定に係る演算量を削減することができる。

（５）また、上記（１）～（４）の超音波信号処理装置は、前記対象群設定部は、前記超音波プローブに列設される振動子の並ぶ方向において、前記観測点が略等間隔に並ぶように前記対象群を設定する、としてもよい。

上記構成により、せん断波の伝播方向における観測点の密度を略一定に保つことができるため、機械的特性の検出精度の空間的なばらつきを抑止することができる。

（６）また、上記（１）～（５）の超音波信号処理装置は、前記対象群設定部は、前記対象領域において、前記超音波プローブに列設される振動子の並ぶ方向において、前記対象領域の幅が観測点１つ分であるように前記対象領域を抽出する、としてもよい。

上記構成により、せん断波の伝播方向における観測点の密度を必要最小限に抑え、演算量を軽減することが可能となる。

（７）また、上記（２）～（６）の超音波信号処理装置は、前記対象群設定部は、いずれかの部分領域において、部分領域内の観測点に対応する前記音響線信号の信号品質が所定の品質を満たさない場合に、当該部分領域について、対象領域を設けない、としてもよい。

上記構成により、音響線信号の信号品質が十分でない領域では機械的特性の検出を行わないため、機械的特性の検出精度の局所的な低下を抑止することができる。

（８）また、上記（７）の超音波信号処理装置は、前記機械的特性算出部は、対象領域を含まない部分領域の数が所定数以上である場合に、前記関心領域における前記被検体の機械的特性を算出しない、としてもよい。

上記構成により、観測点の数および／または密度が、機械的特性の検出精度を担保するために不十分である場合には、機械的特性の検出を回避することができる。

（９）また、上記（１）～（８）の超音波信号処理装置は、前記対象群設定部は、前記音響線信号の信号品質として前記音響線信号の振幅の絶対値を用いる、としてもよい。

上記構成により、音響線信号に基づく変位の検出精度を担保することができるため、機械的特性の検出精度の向上を図ることができる。

（１０）また、上記（１）～（９）の超音波信号処理装置は、前記対象群設定部は、前記音響線信号の信号品質として前記音響線信号の信号対雑音比の値を用いる、としてもよい。

上記構成により、音響線信号に基づく変位の検出精度を担保することができるため、機械的特性の検出精度の向上を図ることができる。

（１１）また、上記（１）～（１０）の超音波信号処理装置は、前記超音波プローブと前記被検体との相対移動を検知する動き検知部をさらに備え、前記機械的特性算出部は、前記相対移動における変動量が所定の基準以下である場合に、前記関心領域における前記被検体の機械的特性を算出する、としてもよい。

上記構成により、超音波プローブと被検体との相対移動によって変位の検出精度を確保できない場合に、機械的特性の検出を回避することができる。

（１２）また、上記（１１）の超音波信号処理装置は、前記関心領域に超音波を前記超音波プローブに送信させ、前記超音波に対応して前記関心領域から反射された超音波に基づいて断層画像を生成する断層画像生成部をさらに備え、前記動き検知部は、前記断層画像の時系列な輝度変化に基づいて動き検出を行う、としてもよい。

上記構成により、Ｂモード画像を生成する場合には簡易な方法で、超音波プローブと被検体との相対移動を検知することができる。

（１３）また、上記（１１）の超音波信号処理装置は、前記動き検知部は、前記超音波プローブに設けられたセンサから前記超音波プローブの動きに関する情報を取得する、としてもよい。

上記構成により、超音波プローブの動きを直接検知できるため、正確に超音波プローブと被検体との相対移動を検知することができる。

（１４）また、上記（１１）の超音波信号処理装置は、前記超音波プローブを撮像した画像を取得するプローブ画像取得部をさらに備え、前記動き検知部は、前記プローブ画像取得部から取得した画像の時系列な変化に基づいて動き検知を行う、としてもよい。

上記構成により、超音波プローブと被検体との相対移動を直接的に検知することができる。

（１５）実施の形態に係る超音波信号処理装置は、上記（１）～（１４）の超音波信号処理装置と、前記超音波信号処理装置に接続される超音波プローブとを備えることを特徴とする。

本開示に係る超音波診断装置、および、超音波信号処理方法は、超音波を用いた被検体の硬さの測定に有用である。そのため、組織の硬さや物質の硬さの測定精度を向上させることが可能となり、医療診断機器や非破壊検査装置等において高い利用可能性を持つ。

１００ 超音波診断装置
１０１ プローブ
１０２ 操作入力部
１０３ プッシュ波生成部
１０４ 検出波生成部
１０５ 送信ビームフォーマ部
１０６ マルチプレクサ部
１０７ 受信ビームフォーマ部
１０８ データ格納部
１０９ 対象群設定部
１１０ 速度算出部
１１１ 動き検知部
１１２ Ｂモード画像生成部
１１３ 表示制御部
１１４ 制御部
１１５ 表示部
１５０ 超音波信号処理回路
１０００ 超音波診断システム

Claims (17)

1. 被検体内に変位を発生させるためのプッシュ波を超音波プローブに送信させるプッシュ波送信部と、
   前記プッシュ波の送信に続き、前記被検体内の解析対象範囲を示す関心領域を通過する検出波を前記超音波プローブに送信させる超音波送信部と、
   前記超音波プローブを用いて前記検出波に対応して前記関心領域から反射された超音波を受信し受信信号に変換する検出波受信部と、
   前記関心領域内の複数の位置のそれぞれについて整相加算を行って音響線信号を生成する整相加算部と、
   前記関心領域内の複数の位置から、対応する音響線信号の信号品質が相対的に高い観測点からなる複数の対象領域を抽出し、前記複数の対象領域を含む対象群を伝播解析の対象として設定する対象群設定部と、
   前記対象群に含まれる複数の観測点のそれぞれに対応する音響線信号に基づいて、前記関心領域における前記被検体の機械的特性を算出する機械的特性算出部と、を備え、
   前記対象群設定部は、前記関心領域内に複数の部分領域を設け、部分領域ごとに前記対象領域を抽出し、
   前記対象群設定部は、前記部分領域のそれぞれに対象候補領域を複数設け、前記部分領域ごとに１つの対象候補領域を対象領域として抽出する
   ことを特徴とする超音波信号処理装置。
2. 被検体内に変位を発生させるためのプッシュ波を超音波プローブに送信させるプッシュ波送信部と、
   前記プッシュ波の送信に続き、前記被検体内の解析対象範囲を示す関心領域を通過する検出波を前記超音波プローブに送信させる超音波送信部と、
   前記超音波プローブを用いて前記検出波に対応して前記関心領域から反射された超音波を受信し受信信号に変換する検出波受信部と、
   前記関心領域内の複数の位置のそれぞれについて整相加算を行って音響線信号を生成する整相加算部と、
   前記関心領域内の複数の位置から、対応する音響線信号の信号品質が相対的に高い観測点からなる複数の対象領域を抽出し、前記複数の対象領域を含む対象群を伝播解析の対象として設定する対象群設定部と、
   前記対象群に含まれる複数の観測点のそれぞれに対応する音響線信号に基づいて、前記関心領域における前記被検体の機械的特性を算出する機械的特性算出部と、を備え、
   前記対象群設定部は、前記対象領域内の観測点における音響線信号の信号品質が所定の品質を満たさない場合に、当該観測点を含む部分領域について、対象領域の抽出を再度行う
   ことを特徴とする超音波信号処理装置。
3. 前記対象群設定部は、前記超音波プローブに列設される振動子の並ぶ方向において、前記観測点が略等間隔に並ぶように前記対象群を設定する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波信号処理装置。
4. 前記対象群設定部は、前記対象領域において、前記超音波プローブに列設される振動子の並ぶ方向において、前記対象領域の幅が観測点１つ分であるように前記対象領域を抽出する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の超音波信号処理装置。
5. 前記対象群設定部は、いずれかの部分領域において、部分領域内の観測点に対応する前記音響線信号の信号品質が所定の品質を満たさない場合に、当該部分領域について、対象領域を設けない
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波信号処理装置。
6. 被検体内に変位を発生させるためのプッシュ波を超音波プローブに送信させるプッシュ波送信部と、
   前記プッシュ波の送信に続き、前記被検体内の解析対象範囲を示す関心領域を通過する検出波を前記超音波プローブに送信させる超音波送信部と、
   前記超音波プローブを用いて前記検出波に対応して前記関心領域から反射された超音波を受信し受信信号に変換する検出波受信部と、
   前記関心領域内の複数の位置のそれぞれについて整相加算を行って音響線信号を生成する整相加算部と、
   前記関心領域内の複数の位置から、対応する音響線信号の信号品質が相対的に高い観測点からなる複数の対象領域を抽出し、前記複数の対象領域を含む対象群を伝播解析の対象として設定する対象群設定部と、
   前記対象群に含まれる複数の観測点のそれぞれに対応する音響線信号に基づいて、前記関心領域における前記被検体の機械的特性を算出する機械的特性算出部と、を備え、
   前記対象群設定部は、前記関心領域内に複数の部分領域を設け、部分領域ごとに前記対象領域を抽出し、
   前記対象群設定部は、いずれかの部分領域において、部分領域内の観測点に対応する前記音響線信号の信号品質が所定の品質を満たさない場合に、当該部分領域について、対象領域を設けず、
   前記機械的特性算出部は、対象領域を含まない部分領域の数が所定数以上である場合に、前記関心領域における前記被検体の機械的特性を算出しない
   ことを特徴とする超音波信号処理装置。
7. 前記対象群設定部は、前記音響線信号の信号品質として前記音響線信号の振幅の絶対値を用いる
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の超音波信号処理装置。
8. 前記対象群設定部は、前記音響線信号の信号品質として前記音響線信号の信号対雑音比の値を用いる
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の超音波信号処理装置。
9. 被検体内に変位を発生させるためのプッシュ波を超音波プローブに送信させるプッシュ波送信部と、
   前記プッシュ波の送信に続き、前記被検体内の解析対象範囲を示す関心領域を通過する検出波を前記超音波プローブに送信させる超音波送信部と、
   前記超音波プローブを用いて前記検出波に対応して前記関心領域から反射された超音波を受信し受信信号に変換する検出波受信部と、
   前記関心領域内の複数の位置のそれぞれについて整相加算を行って音響線信号を生成する整相加算部と、
   前記関心領域内の複数の位置から、対応する音響線信号の信号品質が相対的に高い観測点からなる複数の対象領域を抽出し、前記複数の対象領域を含む対象群を伝播解析の対象として設定する対象群設定部と、
   前記対象群に含まれる複数の観測点のそれぞれに対応する音響線信号に基づいて、前記関心領域における前記被検体の機械的特性を算出する機械的特性算出部と、を備え、
   前記超音波プローブと前記被検体との相対移動を検知する動き検知部をさらに備え、
   前記機械的特性算出部は、前記相対移動における変動量が所定の基準以下である場合に、前記関心領域における前記被検体の機械的特性を算出する
   ことを特徴とする超音波信号処理装置。
10. 前記関心領域に超音波を前記超音波プローブに送信させ、前記超音波に対応して前記関心領域から反射された超音波に基づいて断層画像を生成する断層画像生成部をさらに備え、
    前記動き検知部は、前記断層画像の時系列な輝度変化に基づいて動き検出を行う
    ことを特徴とする請求項９に記載の超音波信号処理装置。
11. 前記動き検知部は、前記超音波プローブに設けられたセンサから前記超音波プローブの動きに関する情報を取得する
    ことを特徴とする請求項９に記載の超音波信号処理装置。
12. 前記超音波プローブを撮像した画像を取得するプローブ画像取得部をさらに備え、
    前記動き検知部は、前記プローブ画像取得部から取得した画像の時系列な変化に基づいて動き検知を行う
    ことを特徴とする請求項１１に記載の超音波信号処理装置。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載の超音波信号処理装置と、
    前記超音波信号処理装置に接続される超音波プローブと
    を備えることを特徴とする超音波診断装置。
14. 被検体内に変位を発生させるためのプッシュ波を超音波プローブに送信させ、
    前記プッシュ波の送信に続き、前記被検体内の解析対象範囲を示す関心領域を通過する検出波を前記超音波プローブに送信させ、
    前記超音波プローブを用いて前記検出波に対応して前記関心領域から反射された超音波を受信し受信信号に変換し、
    前記関心領域内の複数の位置のそれぞれについて整相加算を行って音響線信号を生成し、
    前記関心領域内の複数の位置から、対応する音響線信号の信号品質が相対的に高い観測点からなる複数の対象領域を抽出し、前記複数の対象領域を含む対象群を伝播解析の対象として設定し、
    前記対象群に含まれる複数の観測点のそれぞれに対応する音響線信号に基づいて、前記関心領域における前記被検体の機械的特性を算出し、
    前記対象群の設定に際しては、
    前記関心領域内に複数の部分領域を設け、部分領域ごとに前記対象領域を抽出し、
    前記部分領域のそれぞれに対象候補領域を複数設け、前記部分領域ごとに１つの対象候補領域を対象領域として抽出する
    超音波信号処理方法。
15. 被検体内に変位を発生させるためのプッシュ波を超音波プローブに送信させ、
    前記プッシュ波の送信に続き、前記被検体内の解析対象範囲を示す関心領域を通過する検出波を前記超音波プローブに送信させ、
    前記超音波プローブを用いて前記検出波に対応して前記関心領域から反射された超音波を受信し受信信号に変換し、
    前記関心領域内の複数の位置のそれぞれについて整相加算を行って音響線信号を生成し、
    前記関心領域内の複数の位置から、対応する音響線信号の信号品質が相対的に高い観測点からなる複数の対象領域を抽出し、前記複数の対象領域を含む対象群を伝播解析の対象として設定し、
    前記対象群に含まれる複数の観測点のそれぞれに対応する音響線信号に基づいて、前記関心領域における前記被検体の機械的特性を算出し、
    前記対象群の設定に際しては、
    前記対象領域内の観測点における音響線信号の信号品質が所定の品質を満たさない場合に、当該観測点を含む部分領域について、対象領域の抽出を再度行う
    超音波信号処理方法。
16. 被検体内に変位を発生させるためのプッシュ波を超音波プローブに送信させ、
    前記プッシュ波の送信に続き、前記被検体内の解析対象範囲を示す関心領域を通過する検出波を前記超音波プローブに送信させ、
    前記超音波プローブを用いて前記検出波に対応して前記関心領域から反射された超音波を受信し受信信号に変換し、
    前記関心領域内の複数の位置のそれぞれについて整相加算を行って音響線信号を生成し、
    前記関心領域内の複数の位置から、対応する音響線信号の信号品質が相対的に高い観測点からなる複数の対象領域を抽出し、前記複数の対象領域を含む対象群を伝播解析の対象として設定し、
    前記対象群に含まれる複数の観測点のそれぞれに対応する音響線信号に基づいて、前記関心領域における前記被検体の機械的特性を算出し、
    前記対象群の設定に際しては、前記関心領域内に複数の部分領域を設け、部分領域ごとに前記対象領域を抽出し、
    いずれかの部分領域において、部分領域内の観測点に対応する前記音響線信号の信号品質が所定の品質を満たさない場合に、当該部分領域について、対象領域を設けず、
    前記機械的特性の算出に際しては、
    対象領域を含まない部分領域の数が所定数以上である場合に、前記関心領域における前記被検体の機械的特性を算出しない
    超音波信号処理方法。
17. 被検体内に変位を発生させるためのプッシュ波を超音波プローブに送信させ、
    前記プッシュ波の送信に続き、前記被検体内の解析対象範囲を示す関心領域を通過する検出波を前記超音波プローブに送信させ、
    前記超音波プローブを用いて前記検出波に対応して前記関心領域から反射された超音波を受信し受信信号に変換し、
    前記関心領域内の複数の位置のそれぞれについて整相加算を行って音響線信号を生成し、
    前記関心領域内の複数の位置から、対応する音響線信号の信号品質が相対的に高い観測点からなる複数の対象領域を抽出し、前記複数の対象領域を含む対象群を伝播解析の対象として設定し、
    前記超音波プローブと前記被検体との相対移動を検知し、
    前記対象群に含まれる複数の観測点のそれぞれに対応する音響線信号に基づいて、前記関心領域における前記被検体の機械的特性を算出し、
    前記機械的特性の算出に際しては、
    前記相対移動における変動量が所定の基準以下である場合に、前記関心領域における前記被検体の機械的特性を算出する
    超音波信号処理方法。

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