WO2004041092A1

WO2004041092A1 - 生体組織弾性の計測方法および超音波診断装置

Info

Publication number: WO2004041092A1
Application number: PCT/JP2003/013771
Authority: WO
Inventors: Satoshi Tamano; Takashi Osaka; Mitsuhiro Oshiki; Takeshi Matsumura; Tsuyoshi Shiina
Original assignee: Hitachi Medical Corporation
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2003-10-28
Publication date: 2004-05-21
Also published as: EP1557125A4; CN101390758B; EP1557125A1; EP1557125B1; CN101390758A; US7520855B2; CN1728968A; CN100413469C; JP4257696B2; US20060058649A1; JP2004141505A

Description

生体組織弾性の計測方法および超音波診断装置技術分野

本発明は、生体組織弾性の計測方法および超音波診断装置に係り、特に被明

検体の生体組織の弾性率又は弾性歪等の弾性画像と生体組織の形態画像とを共に高画質で取得する計測方法および超音波診断装置に関する。

書背景技術

超音波診断装置は、超音波探触子を用いて超音波を被検体に照射し、その反射エコー信号を用いて被検体内の生体組織の音響特性を計測し、任意の領域の音響特性の相違または変化に基づいて、例えば生体組織の形態画像（例えば、 Bモード像、 Mモード像等）を再構成し、その形態画像を画面に表示して診断に供する。

最近では、この超音波診断装置を用いて、診断部位の生体組織の弾性率あるいは弾性歪などの弾性情報を計測し、これを弾性率画像あるいは弾性歪画像（以下、これらを弾性画像と総称する）として表示することが提案されている（例えば、公開特許公報 J P / P 2 0 0 0 - 6 0 8 5 3 A) o これによれば、被検体の生体組織の形態画像と、弾性率又は弾性歪等の弾性画像とを同時に、あるいは交互に取得して、形態画像と弾性画像を同一画面に並べて又は重ねて表示するようにしている。

しかし、上記公報に記載された超音波診断装置は、形態画像と弾性画像を共に高画質で取得する計測方法については配慮されていない。発明の開示

本発明の超音波診断装置は、被検体との間で超音波の送受信を行う超音波探触子と、超音波送信信号を生成して前記超音波探触子に送信する手段と、前記超音波探触子により受信される反射エコー信号を受信処理する手段と、該受信処理手段により処理された受信信号に基づいて形態画像を再構成する手段と、前記受信処理手段により処理された受信信号に基づいて弾性画像を再構成する手段と、前記形態画像と前記弹性画像を表示する手段と、形態画像モードと弾性画像モードを切り替える手段と、該モード切替え手段により切り替えられた前記弾性画像モードの計測期間において前記形態画像と前記弾性画像を選択的に取得するよう制御する手段を有してなることを特徴とする。

このように、本発明によれば、モード切替え手段により切り替えられた弹性画像モードの計測期間、つまり弾性診断モードの計測期間において、形態画像と弾性画像を選択的に取得するよう制御する手段が設けられたことから、両画像を共に高画質で取得することができる。

この場合において、形態画像計測用と弾性画像計測用の超音波送信信号として、それぞれの計測に好適な振幅、波数あるいは周波数を有する超音波送信信号が適用される。具体的には、形態画像用の超音波送信信号を生成する第 1の送信信号生成手段と、形態画像用の超音波送信信号よりも振幅が大きい超音波、波数が多い超音波、周波数が低い超音波の少なくとも一の超音波からなる弾性画像用の超音波送信信号を生成する第 2の送信信号生成手段とが設けられる。その結果、 Bモード像などの形態画像の画質と、弾性率や弾性歪などの弾性画像の画質を共に高画質にすることができ、両方の診断に適した画像を提供することができる。

また、前記制御手段は、前記形態画像と前記弾性画像の選択に合わせて前記形態画像再構成手段と前記弾性画像再構成手段の切り替えを行うようにする。同様に、第 1の送信信号生成手段と第 2の送信信号生成手段の切り替えを行うようにする。

また、受信処理手段は、反射エコー信号の深度に応じてフィルタ特性を変えたダイナミックフィルタにより処理する前記形態画像用の第 1の受信処理手段と、前記反射エコー信号の深度にかかわらず一定のフィル夕特性を有するフィルタにより処理する前記弹性画像用の第 2の受信処理手段とを有して構成することができる。この場合、前記制御手段により、計測画像に合わせて第 1の受信処理手段と第 2の受信処理手段の切り替えを行うことが好ましい。

また、前記制御手段は、前記形態画像と前記弾性画像の選択に合わせて、それぞれの画像のフレーム単位または被検体に照射する超音波ビーム単位で切り替えるようにすることができる。例えば、弾性画像計測の関心領域が設定された場合は、被検体に照射する超音波ビーム単位で切り替えて関心領域について超音波ビームを走査するようにすることができる。この場合、弾性画像再構成手段は、関心領域の弾性画像を再構成して、形態画像に重畳させて表示手段に表示させることができる。なお、表示手段は、形態画像と弾性画像のいずれかの画像、両者を重ね合わせた画像、両者を並べた画像を選択的に表示するようにすることができる。

また、本発明の生体組織弾性の計測方法は、超音波送信信号を生成して超音波探触子に送信するステップと、前記超音波探触子により受信される反射エコー信号を受信処理するステップと、該受信処理された受信信号に基づいて形態画像と弾性画像の少なくとも一方を再構成するステップと、前記形態画像と前記弾性画像の少なくとも一方を表示するステップと、形態画像モードと弾性画像モードを切り替えるステップと、該ステップにより切り替えられた前記弾性画像モードの計測期間において前記形態画像と前記弾性画像を選択的に取得するよう制御するステップとを有して構成することができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の超音波診断装置の一実施の形態のプロック構成図である。図 2は、本発明の超音波診断装置と被検体との関係を示す図である。

図 3〜図 5は、本発明の第 1の実施形態の動作を説明する図である。

図 6〜図 9は、本発明の第 2の実施形態の動作を説明する図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。図 1は、本発明の超音波診断装置の一実施形態のブロック構成図である。図 1では、超音波送受信信号の流れを太線で示し、制御信号の流れを細線で示している。図 2 は、この実施形態に係る超音波診断装置と被検体との関係を示す図である。図 2に示すように、被検体 2 0は、ベッド 2 1の上に横臥しており、その被検体 2 0の体表に超音波探触子 1を接触させて計測が実行される。弾性画像を計測するときは、超音波探触子 1により被検体 2 0の臓器等を圧迫することが可能になっている。超音波探触子 1と超音波診断装置 1 0は、探触子ケ一ブルで接続されている。超音波診断装置 1 0の画像表示機器 7には、例えば形態画像 7 aと弾性画像 7 bが同時に表示されるようになっている。この超音波診断装置 1 0は、超音波探触子 1に接続された送信回路系 2および受信回路系 3と、この受信回路系 3から出力される受信信号が入力される形態画像再構成部 4および弾性画像再構成部 5を備えて構成されている。形態画像再構成部 4および弾性画像再構成部 5により再構成された形態画像および弾性画像の各データは、表示重ね合わせ部 6に入力されるようになつている。表示重ね合わせ部 6により形成された画像デ一夕は画像表示機器 7 に入力され、表示画面に表示されるようになっている。計測制御部 9は、超音波探触子 1に設けられたスィッチ 8から入力される指令に基づいて、送信回路系 2、受信回路系 3、形態画像再構成部 4、弾性画像再構成部 5および表示重ね合わせ部 6を制御するようになっている。

超音波探触子 1は、被検体 2 0の計測対象部位との間で、超音波を送受信するものである。すなわち、超音波探触子 1は、一次元または二次元に配列された複数の振動子を有して構成され、被検体 2 0内に超音波を送信するとともに、被検体 2 0内からの超音波の反射エコー波を受信する機能を備えている。

送信回路系 2は、超音波探触子 1を構成する複数の振動子を駆動して複数のチャンネルの超音波を送信するにあたって、チャンネルごとに異なった遅延時間を与える送信フォーカス処理をした超音波信号を送信する送信手段である。この送信回路系 2では、後述する計測制御部 9により設定されたタイミングに従って、形態画像あるいは弾性画像に対応したそれぞれに最適の送信フォーカス処理の切替えを行うようになっている。特に、送信回路系 2は、形態画像用の超音波送信信号を生成する送信信号生成手段と、形態画像用の超音波送信信号よりも振幅が大きい超音波、波数が多い超音波、周波数が低い超音波の少なくとも一の超音波からなる弾性画像用の超音波送信信号を生成する送信信号生成手段を有して構成されている。これらの形態画像用と弾性画像用の送信信号生成手段は、計測制御部 9の指令により切替えて用いられるようになっている。

受信回路系 3は、超音波探触子 1から出力される反射エコー信号の受信処理を行う受信処理手段であり、増幅処理およびフィルタ処理を行うとともに、受信フォーカス処理を行う整相手段を含んで構成されている。受信フォー力ス処理は、周知のように、超音波探触子 1の複数の振動子により受信された複数チャンネルの反射エコー信号を取り込み、チャンネルごとに異なった遅延時間を与えて受信フォーカス処理、つまり整相処理を行う。特に、この実施の形態に係る受信回路系 3においては、後述する計測制御部 9により設定されたタイミングに従って、形態画像あるいは弾性画像に対応したそれぞれに最適の受信フォーカス処理の切替えを行うようになっている。特に、反射エコー信号の深度に応じてフィルタ特性を変えたダイナミックフィルタにより処理する形態画像用の受信処理手段と、反射エコー信号の深度にかかわらず一定のフィル夕特性を有するフィル夕により処理する弾性画像用の受信処理手段とを有して構成されている。これらの形態画像用の受信処理手段と弹性画像用の受信処理手段は、計測制御部 9の指令により切替えて用いられるようになつている。

形態画像再構成部 4は、受信回路系 3から出力される受信信号に種々の演算処理を施して形態画像を生成して、表示重ね合わせ部 6に出力する。すなわち、形態画像再構成部 4は、受信回路系 3から出力される受信信号に基づいて Bモード像などの形態画像を再構成する。この実施の形態では、後述する計測制御部 9により設定された形態画像の取得時間内における受信回路系 3からの出力を用いて形態画像を再構成する。

弾性画像再構成部 5は、受信回路系 3から出力される受信信号に種々の演算処理を施して弾性画像を生成して、表示重ね合わせ部 6に出力するものである。すなわち、弾性画像再構成部 5は、受信回路系 4から出力される受信信号をフレームメモリ等に記憶しておき、時間間隔をおいて受信された 2つの受信信号を相関処理して生体組織の変位量を求める。そして、求めた変位量を微分処理することにより、各部の弾性率または弾性歪を求めて弾性画像を再構成するようになっている。求めた弹性画像は表示重ね合わせ部 6を介して画像表示機器 7に表示するようになっている。この実施の形態では、後述する計測制御部 9により設定された弾性画像の取得時間内における受信回路系 3からの出力を用いて弾性画像を再構成する。

表示重ね合わせ部 6は、形態画像再構成部 4および弾性画像再構成部 5からの出力を重ね合わせ表示したり、あるいは選択して表示したり、あるいは両者を別々に表示したりするように画像を処理し、それを画像表示機器 7に出力して表示させるものである。特に、この実施の形態においては、計測制御部 9の指令に応じて、画像表示機器 7への表示方法を切替えるものである。画像表示機器 7は、通常の C R Tモニタなどで構成される。

計測制御部 9は、弾性画像を取得するための弾性画像計測の実施、および形態画像を取得するための形態画像計測の実施をそれぞれ制御するように構成されている。つまり、計測制御部 9は、超音波探触子 1に付随したスイツチ 8から入力される弾性診断モードの開始指令および終了指令に基づいて、弾性画像計測と形態画像計測の切替えを行う。この切り替えは、送信回路系 2、受信回路系 3、形態画像再構成部 4、弾性画像再構成部 5および表示重ね合わせ部 6の動作を制御することにより行う。なお、スィツチ 8に代えて、またはスィッチ 8と共に、図 2の超音波診断装置 1 0に設けたスィッチ、あるいは図示していないフットスィツチ、キーポードなどのヒューマンィン夕一フェース機器などを用いることができる。

ここで、計測制御部 9により行う弾性診断モードの制御に係る第 1の実施形態について、図 3〜図 5を参照して説明する。術者が、弾性診断を開始しようとする際、例えば、超音波探触子 1に付随したスィッチ 8を押してオンすると、これが弾性診断モードの開始指令として計測制御部 9に入力される。また、スィッチ 8を離してオフすると、これが弾性診断モードの終了指令として計測制御部 9に入力される。これに基づいて、計測制御部 9は弾性画像計測と形態画像計測の複合計測を行う弾性診断モードの開始と終了を制御する。一方、弾性診断モードのとき、術者は、超音波探触子 1に付随したスィツチ 8をオンすると同時に、超音波探触子 1を被検者に押し付けるという動作を行う必要がある。逆に、予め超音波深触子 1を被検者に押し付けている場合には、スィッチ 8のオンと同時に超音波探触子 1を引き上げるという動作を行う必要がある。なお、ここでは、超音波探触子 1の押し付けを術者が直接行う場合について説明するが、超音波探触子 1を機械的に押し付けたり、引き上げたりする場合は、別途用意したスィッチ 8等のヒューマンインターフェース機器により、超音波探触子 1を押し下げる機械を用いて超音波探触子 1を被検者に押し付けたり、あるいは、被検体に超音波探触子 1を予め押し付けておいて引き上げると共に、弾性診断モードの開始および終了を制御するようにしてもよい。

計測制御部 9は、弾性診断モードの開始指令が入力されると、その終了指令が入力されるまでの間、つまり弾性診断モードの期間において、形態画像と弾性画像を選択的に計測するように、各部を切り替え制御する。例えば、図 3に示すように、形態画像 3 2の扇形の計測領域の中に弹性画像 3 3の扇形の計測領域（関心領域）が設定されているものとする。同図において、 B - s tar tは形態画像計測の走査開始位置を、 B - endは形態画像計測の走査終了位置をそれぞれ示し、超音波ビームの走査は図示矢印 3 1に示す方向に行われるものとする。また、 S— s tar t は弹性画像計測の走查開始位置を、 S - end は弾性画像計測の走査終了位置をそれぞれ示す。図において、 Bは形態画像計測に対応し、 Sは弾性画像計測に対応する。

図 3のような画像を取得するための計測制御部 9の動作のタイミングチヤ —トを.図 4に示す。同図においては、図の上から順に、「スィッチ（8 )」、「超音波走査位置」、「送受信シーケンス」、「超音波送信波数」、「超音波受信」の動作状態の変化がそれぞれ示されている。なお、横軸は走査回数を示し、 B は形態画像計測に対応し、 Sは弾性画像計測に対応し、添え字の sは開始を、 eは終了をそれぞれ表している。

術者が超音波探触子 1のスィッチ 8を押してオンすると、計測制御部 9は図 4のタイミングチャートおよび図 5に示すフローチャートに従って、弹性診断モードの計測制御をスタートする。本実施形態では、スィッチ 8がオンされている弾性診断モードの期間において、例えば、形態画像計測の送受信シーケンス Bと、弾性画像計測の送受信シーケンス Sが、画像フレーム単位で予め設定された手順で切り替えて実行される。つまり、 B— s tar t から B - endまでの走査、および S - s tar tから S - endまでの走査をそれぞれ単位として、切り替え実行される。図示例では、形態画像計測 Bを 1フレーム実行した後、弾性画像計測 Sを 1フレーム実行し、その後、形態画像計測 Bを 2フレーム実行した後、弾性画像計測 Sを 1フレーム実行する例を示している。しかし、本発明は図 4の繰り返し割合に限定されるものではない。

このタイミングチャートに従って、計測制御部 9は、送信回路系 2、受信回路系 3、形態画像再構成部 4、弾性画像再構成部 5、表示重ね合わせ部 6 をそれぞれ切り替え制御する。まず、弾性診断モードが開始されると、予め設定された弾性画像 3 3の計測を行う関心領域の位置を取り込む。そして、関心領域について、弾性画像計測の開始位置（S— s t ar t)と終了位置（S— end)を設定する。次いで、図 4のタイミングチャートに従って、形態画像計測の走査を開始する。このとき、送信回路系 2に形態画像計測に適した超音波送信信号（図 4例では 1波送信）に切り替える指令を出力する。また、受信回路系 3にダイナミックフィルタによる受信処理に切替える指令を出力し、形態画像再構成部 4に入力される受信信号に基づいて形態画像を再構成させる指令を出力する。このようにして、形態画像計測の走査を 1回終了した夕イミングにおいて、弾性画像計測に切り替える。この切り替えは、超音波送信信号を弾性画像計測に適した超音波送信信号（図 4の例では 2波送信）に切り替える指令を送信回路系 2に出力する。また、受信回路系 3には固定フィルタによる受信処理に切り替える指令を出力し、弾性画像再構成部 5に入力される受信信号に基づいて弾性画像を再構成する指令を出力する。ただし、実際の弾性画像計測の走查は、図 3の S— s t ar tから S—endの間で行う。このようにして、図 4に示すように、送受信シーケンスが B— S— B— B— S - B - B · · ·の順に選択されて実行される。なお、弾性画像再構成部 5は、図 4の 2回目と 5回目の走査で取得された時間間隔を有する 2つの受信信号を相関処理して生体組織の変位量を求め、求めた変位量に基づいて弾性率または弾性歪を求めて弾性画像を再構成する。このように、弾性画像計測に必要な 2回の計測走査の間に、形態画像計測の走査を 2回実行するようにしたことから、その間に生体組織の変位量が大きくなるので、弾性率等の計測精度が向上する。

一方、計測制御部 9は、表示重ね合わせ回路 6に対して、形態画像再構成部 4と弾性画像再構成部 5にて新しく作成された形態画像と弾性画像を、選択的に画像表示機器 7に対して表示させるように制御する。形態画像再構成部 4と弾性画像再構成部 5には、それぞれ再構成された画像を格納するフレームメモリが備えられている。形態画像と弾性画像の表示制御に際し、計測制御部 9は、形態画像再構成部 4に対しては、弾性画像データの取得時間中は受信回路系 3にて整相処理された弾性画像用の受信信号を入力せずに、その間は、以前に取得してフレームメモリに格納されている形態画像データを用いた形態画像を、画像表示機器 7に表示させるよう出力を制御する。また、弾性画像再構成部 5に対しては、形態画像デ一夕取得時間中は、受信回路系 3にて整相処理された形態画像用の受信信号を取り込まないように指示するとともに、その間は、以前に取得してフレームメモリに格納されている弹性画像用データを用いた弾性画像を、画像表示機器 7に表示させるよう出力を制御する。このようにして、形態画像計測および弾性画像計測において、それぞれの画像処理に最適な送信および受信処理が実行されることになる。そして、スィツチ 8がオフされると、弾性診断モードの計測を終了する。なお、再びスィッチ 8がオンされるまで、例えば、形態画像計測を繰り返し行って最新の形態画像を画像表示機器 7に表示すると共に、弾性画像については以前に取得した弾性画像を画像表示機器 7に表示するように制御することができる。

図 4のタイミングチャートに示した計測制御を実現する計測制御部 9の制御動作を図 5に示したフローチャートを用いて説明する。まず、ステップ S 5 1では、超音波走査終了か否かの判定を行い、否（n o ) 場合はステップ S 5 2に進み、終了（y e s ) の場合は直ちに超音波走査処理を終了する。ステップ S 5 2では、現在の時間が弾性画像計測、つまり弾性画像計測 S の期間であるか否かの判定を行い、 y e sの場合はステップ S 5 8に進み、 n 0の場合はステップ S 5 3に進む。ステップ S 5 3では、前のステップ S 5 2で現在の時間が弾性画像計測 Sの期間でないと判定されたので、形態画像の取得を開始するために、形態画像の取得位置レジスタに B -s t ar tを格納する。ステップ S 5 4では、形態画像の取得位置レジス夕の値が B - end、すなわち形態画像の最終取得位置であるか否かの判定を行う。この判定が、 y e sの場合はステップ S 5 7に進み、形態画像デ一夕の取得を終了してステップ S 5 1にリターンし、 n 0の場合はステップ S 5 5に進む。ステップ S 5 5では、形態画像取得位置レジスタの値を 1だけインクリメントする。つまり、超音波ビームラインアドレスを走査方向に 1つずらす。ステップ S 5 6では、形態画像計測用の超音波送信信号として、例えば 1波送信を行うとともに、ダイナミックフィル夕を用いた受信信号処理を行い、形態画像計測を実行してステップ S 5 4にリターンする。このように、ダイナミックフィル夕を用いて受信信号処理を行うことによって、受信深度に応じて受信周波数を可変とし、形態画像の取得に適した超音波送受信を行うようにしている。ステップ S 5 4〜ステップ S 5 6の処理によって、 B - s t ar tの位置から走査方向 3 1に沿って形態画像 3 2の走査が行われ、 B -endの位置まで形態画像 3 2の取得が行われる。

ステップ S 5 8では、前のステップ S 5 2で現在の時間が弾性画像取得時間（S ) の期間であると判定されたので、弾性画像計測を開始するために、弾性画像の取得位置レジス夕に S - s t ar t を格納する。ステップ S 5 9では、弹性画像の取得位置レジス夕の値が S -end, すなわち弹性画像の最終取得位置であるか否かの判定を行う。この判定が、 e sの場合はステップ S 5 C に進み、弾性画像データの取得を終了してステップ S 5 1にリターンし、 n oの場合はステップ S 5 Aに進む。ステップ S 5 Aでは、弾性画像の取得位置レジスタの値を 1だけインクリメントする。つまり、超音波ビームラインアドレスを走査方向に 1つずらす。ステップ S 5 Bでは、弹性画像計測用の超音波送信信号として、例えば、 2波送信を行うとともに、固定フィルタを用いた受信信号処理を行い、弾性画像計測による弾性画像取得処理を実行し、ステップ S 5 9にリタ一ンする。 2波送信を行うことによって、弾性画像計測に適した超音波送信を行い、固定フィル夕を用いて超音波受信を行うことによって、受信周波数を一定とし、弾性画像の取得に適した超音波送受信を行うようにしている。ステップ S 5 9〜ステップ S 5 Bの処理によって、 S - s t a r tの位置から走査方向 3 1に沿って弾性画像 3 3の走査が行われ、 S - e n dの位置まで弾性画像 3 3の取得が行われる。図 3の例では、弾性画像 3 3の中に疾患部位 3 4が表示されている。弾性画像 3 3の取得が終了したら、再び、ステップ S 5 1の判定を行い、その結果に応じて形態画像 3 2又は弾性画像 3 3の取得処理が実行される。術者がスィッチ 8を開放（スイッチオフ）すると、再びスィッチ 8を押すまでは、形態画像を取得する単独計測モードの処理動作に移行する。

上述の実施の形態のように、送信回路系 2に形態画像用の超音波送信信号を生成する送信信号生成手段と、形態画像用の超音波送信信号よりも超音波の波数が大きい弾性画像用の超音波送信信号を生成する送信信号生成手段とを設けたことから、形態画像計測と弾性画像計測を各々独立した適切な超音波の送信条件で計測を行うことが可能となった。その結果、形態画像と弾性画像の両者に最適な超音波画像を再構成して表示でき、診断に適した画像を術者に提供することができる。また、弾性診断モードの期間において、形態画像計測と弾性画像計測を選択的に制御することにより、両画像を高画質化することができる。

また、受信回路系 3に、反射エコー信号の深度に応じてフィル夕特性（周波数特性）を変えたダイナミックフィルタにより処理する形態画像用の受信処理手段と、反射エコー信号の深度にかかわらず一定のフィルタ特性を有するフィルタにより処理する弾性画像用の受信処理手段とを設けて切り替えるようにしたことから、形態画像の画質を一層向上することができる。

なお、上述の第 1の実施形態では、弾性画像データ取得時に多波数の超音波送信信号を用いて弾性画像に係る受信信号の信号強度を上げるようにする場合について説明したが、これに代えて大振幅の超音波送信を用いにようにしてもよい。また、周波数の低い超音波送信信号（例えば、形態画像計測用が 1 0 MH zで、弹性画像計測用が 7 . 5 MH z ) を用いてもよい。，また、多波数の超音波、大振幅の超音波、および低い周波数の超音波を適宜組み合わせて用いるようにしてもよい。すなわち、通常、生体組織の変位量は微小であることから、特に硬い部分の検出精度を高めるには、形態画像を取得するための超音波よりも、大振幅または多波数の超音波、あるいは周波数が低い超音波で行うことが望ましいからである。逆に、形態画像を取得する計測を、大振幅の超音波で行うと受信信号が過大な超音波受信信号となり、または多波数の超音波で行うと距離分解能が低下する場合がある。

次に、計測制御部 9により行う弾性診断モードの制御に係る第 2の実施形態について、図 6〜図 9を参照して説明する。図 6は、動作のタイミングチヤートであり、図 7〜図 9は、図 6の動作の詳細を示すフローチャートである。図 6は、図 4と同様に、図の上から順に、「スィッチ（8 )」、「超音波走查位置」、「送受信シーケンス」、「超音波送信波数」、「超音波受信」の各状態の変化が示されている。また、横軸は走査回数を示し、 D Fはダイナミックフィルタ、 F Fは固定フィルタをそれぞれ示し、その他の記号の意味は図 4 と同じである。本実施形態が図 4と異なる点は、弾性診断モードの期間における形態画像計測と弾性画像計測の選択切り替えを、画像のフレーム単位ではなく、超音波ビーム単位で行うようにしたことにある。

図 6に示すように、形態画像計測 Bのときは送信回路系 2から 1波数の超音波送信信号が出力され、受信回路系 3においてはダイナミックフィルタ（D F ) を用いて受信処理が実行される。一方、弾性画像計測 Sのときは送信回路系 2から 2波数の超音波送信信号が出力され、受信回路系 3においては固定フィルタ（F F ) を用いて受信処理が実行される。これによつて、形態画像計測および弾性画像計測は、それぞれの画像処理に最適な送信および受信処理が実行されることになる。

計測制御部 9は、弾性画像計測 Sおよび形態画像計測 Bにおいて、超音波ビームの走査位置を変えながら弾性画像計測と形態画像計測を繰り返し実行する。なお、弾性画像再構成部 5は、図 6の 1回目と n回目の走査で取得された時間間隔を有する 2つの受信信号を相関処理して生体組織の変位量を求め、求めた変位量に基づいて弾性率または弾性歪を求めて弾性画像を再構成する。また、スィッチ 8の指令により弾性診断モードの計測を終了すると、再びスィッチ 8がオンされるまで、形態画像デ一夕の取得および従前に取得表示した弾性画像と、最新の形態画像を画像表示機器 7に表示するように制御する。

さらに、図 7〜図 9に示したフローチャートに沿って、詳細に説明する。術者が超音波探触子 1のスィツチ 8を押してスィツチオンすると、図 7の超音波走査開始処理がスタートする。そして、ステップ S 7 1では、超音波走査終了か否かの判定を行い、そうでない（n o ) 場合はステップ S 7 2に進み、終了（y e s ) の場合は直ちに超音波走査処理を終了する。

ステップ S 7 2では、現在の走査位置レジス夕の値が B— s t a r t以上で、 S— s t a r t未満の位置であるか否かの判定を行い、 y e sの場合はステップ S 7 3に進み、 n oの場合は次のステップ S 7 4に進む。ステップ S 7 3では、図 8の形態画像取得ルーチンが実行される。形態画像取得ルーチンは、形態画像計測モードに適した超音波送信信号として、例えば、 1波送信を行うとともに、ダイナミックフィルタを用いた受信信号処理を行い、形態画像計測モードによる形態画像取得処理を実行し、走査位置レジス夕の値を 1だけインクリメントして、図 7のステップ S 7 1にリターンする。以後、走査位置レジス夕の値が B— s t a r tから S— s t a r tに達するまで、ステップ S 7 3の形態画像取得ルーチンを実行し、形態画像データを取得する。

ステップ S 7 4では、現在の走査位置レジス夕の値が S — s t a r t以上で、 S— e n d以下の位置であるか否かの判定を行い、 y e sの場合はステップ S 7 5に進み、 n oの場合は次のステップ S 7 6に進む。ステップ S 7 5では、図 9の弾性画像 ·形態画像取得ルーチンが実行される。弾性画像 · 形態画像取得ルーチンは、弾性データを取得し、取得後は、形態画像データの取得が実施され、所定の間隔後、再び、弾性画像走査を行うという動作を繰り返し実行する。つまり、関心領域に対応する形態画像 3 3の領域においては、超音波ビームラインアドレスごとに、形態画像計測モードと弾性画像計測モードとを切り替えて複合計測を実行するようになっている。弾性画像 ·形態画像取得ルーチンでは、弾性画像計測に適した超音波送信信号として、例えば、 2波送信を行うとともに、受信信号の処理は固定フィルタを用いる。また、形態画像計測に適した超音波送信信号として、例えば、 1波送信を行うとともに、受信信号の処理はダイナミックフィルタを用いた処理を実行する。次いで、走査位置レジスタの値を 1だけインクリメントして、図 7のステップ S 7 1にリターンする。以後、走査位置レジスタの値が S— s t a r tから S— e n dに達するまでは、ステップ S 7 5の弾性画像 ·形態画像取得ルーチンを実行し、形態画像の走査と弾性画像の走査を交互に繰り返して画像を取得する。

ステップ S 7 6では、現在の走査位置レジス夕の値が S— e n dより大きくて、 B— e n d以下の位置であるか否かの判定を行い、 y e sの場合はステツプ S 7 7に進み、 n 0の場合は次のステップ S 7 1にリターンする。すなわち、 S— e n dの位置まで弾性画像走査が終了したならば、 B— e n d の位置まで形態画像のデータ取得を繰り返す。ステップ S 7 7では、図 8の形態画像取得ルーチンが実行される。形態画像取得ルーチンは、形態画像計測に適した超音波送信信号として、例えば、 1波送信を行うとともに、ダイナミックフィルタを用いた受信処理を実行し、走査位置レジスタの値を 1だけィンクリメントして、図 7のステップ S 7 1にリターンする。以後、走査位置レジス夕の値が S— e n dから S— s t a r tに達するまで、ステップ S 7 7の形態画像取得ルーチンを実行し、形態画像 3 2を取得する。

そして、再び、術者がスィッチ 8を押し下げるまで、 B— s t a r tから B— e n dまで形態画像データの取得が行われる。術者がスィツチ 8を再び押し下げたならば、最初にもどり、 B— s t a r tの位置より形態画像の走查からの一連の動作を繰り返すものである。

以上説明したように、第 2の実施形態によれば、第 1の実施形態と同様の効果が得られる。

Claims

請求の範囲

1. 被検体との間で超音波の送受信を行う超音波探触子と、超音波送信信号を生成して前記超音波探触子に送信する手段と、前記超音波探触子により受信される反射エコー信号を受信処理する手段と、該受信処理手段により処理された受信信号に基づいて形態画像を再構成する手段と、前記受信処理手段により処理された受信信号に基づいて弾性画像を再構成する手段と、前記形態画像と前記弾性画像を表示する手段と、形態画像モードと弾性画像モードを切り替える手段と、該モード切替え手段により切り替えられた前記弾性画像モードの計測期間において前記形態画像と前記弾性画像を選択的に取得するよう制御する手段を有してなる超音波診断装置。

2 . 前記制御手段は、前記形態画像と前記弾性画像の選択に合わせて前記形態画像再構成手段と前記弾性画像再構成手段の切り替えを行うことを特徴とする請求項 1に記載の超音波診断装置。

3 . 前記送信手段は、前記形態画像用の超音波送信信号を生成する第 1の送信信号生成手段と、前記形態画像用の超音波送信信号よりも振幅が大きい超音波、波数が多い超音波、周波数が低い超音波の少なくとも一の超音波からなる前記弾性画像用の超音波送信信号を生成する第 2の送信信号生成手段とを有してなることを特徴とする請求項 1に記載の超音波診断装置。

4 . 前記制御手段は、前記形態画像と前記弾性画像の選択に合わせ、前記第 1の送信信号生成手段と前記第 2の送信信号生成手段を切り替えることを特徴とする請求項 3に記載の超音波診断装置。

5 . 前記受信処理手段は、前記反射エコー信号の深度に応じてフィルタ特性を変えたダイナミックフィルタにより処理する前記形態画像用の第 1の受信処理手段と、前記反射エコー信号の深度にかかわらず一定のフィルタ特性を有するフィルタにより処理する前記弾性画像用の第 2の受信処理手段とを有してなることを特徴とする請求項 1に記載の超音波診断装置。

6 . 前記制御手段は、前記形態画像と前記弾性画像の選択に合わせて、前 '記第 1の受信処理手段と前記第 2の受信処理手段の切り替えを行うことを特徴とする請求項 5に記載の超音波診断装置。

7 . 前記制御手段は、前記形態画像と前記弾性画像を選択的に取得する制御を、それぞれの画像のフレーム単位で行うことを特徴とする請求項 1に記載の超音波診断装置。

8 . 前記制御手段は、前記形態画像と前記弾性画像を選択的に取得する制御を、前記被検体に照射する超音波ビーム単位で行うことを特徴とする請求項 1 に記載の超音波診断装置。

9 . 前記制御手段は、設定された関心領域について、前記形態画像と前記弾性画像を選択的に取得する制御を、前記被検体に照射する超音波ビーム単位で切り替えて前記超音波ビームを走査させ、

前記弾性画像再構成手段は、前記関心領域の前記弾性画像を再構成して、前記形態画像に重畳させて前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項 1に記載の超音波診断装置。

1 0 . 前記制御手段は、前記モード切替え手段から前記弾性画像モードの計測開始指令が入力されてから計測終了指令が入力されるまで、前記形態画像と前記弾性画像を選択的に取得する制御を、それぞれの画像のフレーム単位または前記被検体に照射する超音波ビ一ム単位で切り替えることを特徴とする請求項 1 に記載の超音波診断装置。

1 1 . 前記表示手段は、前記形態画像と前記弾性画像のいずれかの画像、両者を重ね合わせた画像、両者を並べた画像を選択的に表示することを特徴とする請求項 1に記載の超音波診断装置。

1 2 . 前記モ一ド切替え手段は、前記超音波探触子に設けられたスィッチ、装置本体に設けられたスィツチ、フットスィッチ、キ一ポード等のヒューマンィンターフェース機器の少なくとも 1つであることを特徴とする請求項 1に記載の超音波診断装置。

1 3 . 超音波送信信号を生成して超音波探触子に送信するステップと、前記超音波探触子により受信される反射エコー信号を受信処理するステップと、該受信処理された受信信号に基づいて形態画像と弾性画像の少なくとも一方を再構成するステップと、前記形態画像と前記弾性画像の少なくとも一方を表示するステツプと、形態画像モードと弾性画像モードを切り替えるステップと、該ステツプにより切り替えられた前記弾性画像モードの計測期間において前記形態画像と前記弾性画像を選択的に取得するよう制御するステップとを有してなる生体組織弾性の計測方法。

1 4 . 前記送信ステツプで生成される前記弾性画像用の前記超音波送信信号は、前記形態画像用の超音波送信信号よりも振幅が大きい超音波、波数が多い超音波、周波数が低い超音波の少なくとも一の超音波からなることを特徴とする請求項 1 3に記載の生体組織弾性の計測方法。

1 5 . 前記受信処理ステップは、前記反射エコー信号の深度に応じてフィルタ特性を変えたダイナミックフィルタにより処理する前記形態画像用の第 1の受信処理と、前記反射ェコ一信号の深度にかかわらず一定のフィルタ特性を有するフィルタにより処理する前記弾性画像用の第 2の受信処理とを切り替えて実行することを特徴とする請求項 1 3または 1 4に記載の生体組織弾性の計測方法。

1 6 . 前記制御ステップは、前記形態画像計測用と前記弾性画像計測用の前記超音波送信信号を、それぞれの画像のフレーム単位で切り替えることを特徴とする請求項 1 3に記載の生体組織弾性の計測方法。

1 7 . 前記制御ステップは、前記形態画像計測用と前記弾性画像計測用の前記超音波送信信号を、前記被検体に照射する超音波ビーム単位で切り替えることを特徴とする請求項 1 3に記載の生体組織弾性の計測方法。

1 8 . 前記制御ステップは、設定された関心領域について前記弾性画像計測の前記超音波送信信号による超音波ビームを走査し、

前記画像再構成ステップは、前記関心領域の前記弾性画像を再構成して、前記形態画像に重畳させて前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項 1 3に記載の生体組織弾性の計測方法。

1 9 . 前記制御ステップは、弾性画像モードの計測開始指令が入力されてから計測終了指令が入力されるまで、前記形態画像と前記弹性画像を選択的に取得する制御を、それぞれの画像のフレーム単位または前記被検体に照射する超音波ビーム単位で切り替えることを特徴とする請求項 1 3に記載の生体組織弾性の計測方法。

2 0 . 前記弾性画像モードの計測開始指令と終了指令は、前記超音波探触子に設けられたスィッチ、装置本体に設けられたスィッチ、フットスィッチ、キ一ポード等のヒュ一マンィンタ一フェース機器の少なくとも 1つから入力されることを特徴とする請求項 1 3に記載の生体組織弾性の計測方法。