WO2007116957A1

WO2007116957A1 - 超音波探触子及び超音波診断装置

Info

Publication number: WO2007116957A1
Application number: PCT/JP2007/057730
Authority: WO
Inventors: Takeshi Matsumura
Original assignee: Hitachi Medical Corporation
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2007-04-06
Publication date: 2007-10-18
Also published as: EP2008591B1; EP2008591A4; JP5188959B2; CN101415367B; JPWO2007116957A1; US20100036243A1; CN101415367A; EP2008591A1

Abstract

　超音波走査領域の圧力を実測することにより、精度が高い弾性率を求める超音波診断装置を提供する。　前記超音波探触子の超音波送受信面に設置され、液体が充填される圧迫袋と、前記圧迫袋内に液体を注入出させて前記圧迫袋を膨張又は収縮させる液体注入出手段と、前記圧迫袋内に充填された液体の圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段で計測された圧力情報に基づいて、前記圧迫袋に接する前記被検体の超音波走査領域の圧力を演算する圧力演算手段とを備え、前記弾性情報演算手段は前記圧力情報を用いて弾性率を演算する。

Description

明細書

超音波探触子及び超音波診断装置

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、生体組織の硬さまたは軟らかさを示す弾性画像を表示するための超音波探触子及び超音波診断装置に関する。

背景技術

[0002] 超音波診断装置は、超音波探触子により被検体内部に超音波を送信し、被検体内部から生体組織の構造に応じた超音波の反射エコー信号を受信し、例えば Bモード像等の断層像を構成して診断用に表示する。

[0003] 近年、手動又は機械的な方法により超音波探触子で被検体を圧迫して超音波受信信号を計測し、計測時間が異なる二つの超音波受信信号のフレームデータに基づ、て圧迫により生じた生体各部の変位を求め、その変位データに基づ!/、て生体組織の弾性を表す弾性画像を生成することが行なわれている。

[0004] 生体組織の弾性に関する物理量には、種々のものが知られている力例えば、生体組織の歪み又は弾性率が用いられている。ここで、歪みは生体組織の移動量である変位を空間微分して得られる相対的な値であり、弾性率は生体組織の各部位に作用する応力変化を歪みで除した定量的な値である。そのため、弾性率を求めるためには、生体組織に作用する圧力を計測する必要がある。生体組織に作用する圧力を計測するために、超音波探触子の振動子の周囲に圧力センサを配置させ、被検体を圧迫する圧力を間接的に計測する超音波診断装置が開示されている (例えば、特許文献 1)。

[0005] 特許文献 1：特開 2004-267464号公報特許文献 1開示されて!、る圧力センサは、被検体と超音波送受信面の周辺部との間の圧力は計測しているが、超音波が走査される超音波送受信面直下の超音波走査領域における圧力は計測できてきない。

[0006] つまり、特許文献 1では、超音波走査領域の圧力を超音波送受信面の周辺部の圧力情報力推定しているに過ぎず、超音波送受信領域における真の圧力は得られない。そのため、推定した圧力を用いて求められる弾性率の精度が落ちてしまう可能性がある。

[0007] そこで本発明は、超音波走査領域に加わる圧力を実測することにより、精度の高い弾性率を求めることを目的とする。

発明の開示

[0008] 前記課題を解決するために、本発明は以下の様に構成される。被検体に加える圧力を計測する圧力計測手段を備えた超音波探触子において、液体が充填され、超音波送受信面に設置されるとともに前記被検体を圧迫する圧迫袋を備え、前記圧力計測手段は前記圧迫袋内に充填された液体の圧力を計測する。

[0009] また、超音波探触子と、前記超音波探触子を介して被検体の断層部位の RF信号フレームデータに基づヽて断層像を構成する断層画像構成手段と、前記 RF信号フレームデータに基づいて前記断層部位における組織の歪み又は弾性率を求める弾性情報演算手段と、前記弾性情報演算手段で求めた歪み又は弾性率に基づ、て前記断層部位における弾性画像を生成する弾性画像構成手段と、前記断層像及び,又は前記弾性画像を表示する表示手段とを備える超音波診断装置にお!ヽて、前記超音波探触子の超音波送受信面に設置され、液体が充填される圧迫袋と、前記圧迫袋内に液体を注入出させて前記圧迫袋を膨張又は収縮させる液体注入出手段と、前記圧迫袋内に充填された液体の圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段で計測された圧力情報に基づ!、て、前記圧迫袋に接する前記被検体の超音波走査領域の圧力を演算する圧力演算手段とを備え、前記弾性情報演算手段は前記圧力情報を用いて弾性率を演算する。

[0010] 前記圧力演算手段は、前記圧力計測手段により、前記被検体に前記圧迫袋を接触させて!/、な!/、状態で計測した第 1の圧力値と、前記被検体に前記圧迫袋を接触させた状態で計測した第 2の圧力値との差に基づ、て、前記圧迫袋に接する前記被検体の超音波走査領域の圧力を演算する。また、前記圧迫袋への前記液体の流入出量を計測する流量計測手段を備え、前記圧力演算手段は、前記流量計測手段で計測された流入出量に基づいて、前記圧迫袋に接する前記被検体の超音波走査領域の圧力を演算する。 [0011] 以上より、本発明によれば、超音波走査領域に加わる圧力を実測することにより、精度の高ヽ弾性率を求めることできる。

図面の簡単な説明

[0012] [図 1]本発明の全体構成を説明するための図。

[図 2]本発明の超音波探触子の圧迫機構を説明するための図。

[図 3]本発明の液体注入出操作部を説明するための図。

[図 4]本発明の第 1の実施形態を説明するための図。

[図 5]本発明の第 1の実施形態を説明するための図。

[図 6]本発明の第 2の実施形態を説明するための図。

[図 7]本発明の第 2の実施形態を説明するための図。

[図 8]本発明の第 2の実施形態を説明するための図。

[図 9]本発明のカテーテル型圧力センサを説明するための図。

[図 10]本発明の圧迫袋外部力圧力を計測する形態を説明するための図。

[図 11]本発明の圧迫袋外部力圧力を計測する形態を説明するための図。

[図 12]本発明の流量センサの形態を説明するための図。

[図 13]本発明の流量センサの形態を説明するための図。

[図 14]本発明の流量センサの形態を説明するための図。

[図 15]本発明の流量センサの形態を説明するための図。

[図 16]本発明の流量センサの形態を説明するための図。

[図 17]本発明の自動圧迫機構を説明するための図。

[図 18]本発明の被検体外部力圧迫する形態を説明するための図。

発明を実施するための最良の形態

[0013] 本発明を適用してなる超音波探触子及び超音波診断装置の実施形態について、図を用いて説明する。図 1は本発明を適用した超音波診断装置の構成を示すブロック図である。

[0014] 図 1に示すように、超音波診断装置 1には、被検体 10に当接させて用いる超音波探触子 12と、超音波探触子 12を介して被検体 10に時間間隔をおいて超音波を繰り返し送信する送信部 14と、被検体 10から発生する時系列の反射エコー信号を受信する受信部 16と、送信部 14と受信部 16を制御する送受信制御部 17と、受信部 16で受信された反射エコーを整相加算する整相加算部 18とが備えられている。

[0015] また、整相加算部 18からの RF信号フレームデータに基づいて被検体の濃淡断層画像例えば白黒断層画像を構成する断層画像構成部 20と、断層画像構成部 20の出力信号を画像表示器 26の表示に合うように変換する白黒スキャンコンバータ 22とが備えられている。

[0016] また、整相加算部 18から出力される RF信号フレームデータを記憶する RF信号フレームデータ記憶部 28と、 RF信号フレームデータ記憶部 28から少なくとも 2枚のフレームデータを選択し、被検体 10の生体組織の変位を計測する変位計測部 30と、変位計測部 30で計測された変位情報力歪み又は弾性率を求める弾性情報演算部 32と、弾性情報演算部 32で演算した歪み又は弾性率からカラー弾性画像を構成する弾性画像構成部 34と、弾性画像構成部 34の出力信号を画像表示器 26の表示に合うように変換するカラースキャンコンバータ 36とが備えられている。

[0017] そして、白黒断層画像とカラー弾性画像を重ね合わせたり、並列に表示させたり、切替を行う切替加算部 24と、合成された合成画像を表示する画像表示器 26とが備えられている。

[0018] 被検体 10と超音波探触子 12との間には圧力を計測するための圧迫袋 38が備えられている。この圧迫袋 38は、超音波を通過させることができる材質であり、超音波探触子 12の超音波走査面上に配置されている。圧迫袋 38は、例えば、ポリウレタン、塩ビ、ラテックス (天然ゴム)、シリコンなど、生体にも安全な素材の膜で形成されている。

[0019] 圧迫袋 38の内部には水や油等の液体が充填されている。この液体を圧迫袋 38に注入出することにより、圧迫袋 38を膨張させたり収縮させたりする液体注入出操作部 44が備えられている。

[0020] 液体注入出操作部 44によって、液体を注入して圧迫袋 38を膨張させると被検体 10 への圧迫が強まり、圧迫袋 38から液体を排出して収縮させると被検体 10への圧迫が緩まる。液体注入出操作部 44の操作は、自動制御の場合、装置制御インターフェイス部 50で行うが、手動でも行うことができるようになつている。

[0021] また、液体注入出操作部 44により注入出した液体の流量を計測する流量センサ部 4 2と、圧迫袋 38の内部の圧力 (水圧)を計測する圧力センサ部 40と、 RF信号フレームデータ記憶部 28の RF信号フレームデータから注入出した液体の流量を計測するための圧迫袋膜面距離演算部 48と、流量センサ部 42又は圧迫袋膜面距離演算部 48で計測された流量情報、又は圧力センサ 40の圧力情報力圧迫袋 38と接する被検体 1 0の超音波走査領域の圧力を演算する圧力演算部 46とを備えている。

[0022] 圧力演算部 46で演算された圧力情報は、弾性情報演算部 32に入力され、変位計測部 30の変位情報とから弾性率が求められる。なお、詳細は後述する。

[0023] ここで、超音波診断装置 1の全体構成について詳細に説明する。

[0024] 超音波探触子 12は、複数の振動子を配設して形成されており、被検体 10に振動子を介して超音波を送受信する機能を有している。送信部 14は、超音波探触子 12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ともに、送信される超音波の収束点をある深さに設定する機能を有している。また、受信部 16は、超音波探触子 12で受信した反射エコー信号について所定のゲインで増幅して RF信号すなわち受波信号を生成するものである。

[0025] 整相加算部 18は、受信部 16で増幅された RF信号を入力して位相制御し、一点又は複数の収束点に対し超音波ビームを形成して RF信号フレームデータを生成するものである。

[0026] 断層画像構成部 20は、整相加算部 18からの RF信号フレームデータ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い、断層画像データを得るものである。

[0027] また、白黒スキャンコンバータ 22は、断層画像構成部 20からの断層画像データをデジタル信号に変換する A/D変と、変換された複数の断層画像データを時系列に記憶するフレームメモリと、制御コントローラを含んで構成されている。

[0028] この白黒スキャンコンバータ 22は、フレームメモリに格納された被検体内の断層フレームデータを一画像として取得し、取得された断像フレームデータをテレビ同期で読み出すものである。

[0029] RFフレームデータ記憶部 28は、整相加算部 18からの複数の RF信号フレームデータを格納するものである。変位計測部 30は、 RFフレームデータ記憶部 28に格納された RF信号フレームデータ群から一組すなわち二つの RF信号フレームデータを選択する。

[0030] 例えば、整相加算部 16から時系列すなわち画像のフレームレートに基づいて生成される RF信号フレームデータを RFフレームデータ記憶部 28に順次記憶し、記憶された RF信号フレームデータ (N)を第一のデータとして選択すると同時に、時間的に過去に記憶された RF信号フレームデータ群 (N-1,N-2,N-3,..,N- M)の中力も一つの RF信号フレームデータ (X)を選択する。

[0031] なお、ここで Ν,Μ,Χは RF信号フレームデータに付されたインデックス番号であり、自然数とする。

[0032] そして、変位計測部 30は、選択された一組のデータすなわち RF信号フレームデータ (Ν)及び RF信号フレームデータ (X)力一次元或いは二次元相関処理を行って、断層画像の各点に対応する生体組織における変位や移動ベクトルすなわち変位の方向と大きさに関する一次元又は二次元変位分布を求める。

[0033] ここで、移動ベクトルの検出にはブロックマッチング法を用いる。ブロックマッチング法とは、画像を例えば N X Ν画素からなるブロックに分け、関心領域内のブロックに着目し、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のフレーム力も探し、これを参照して予測符号化すなわち差分により標本値を決定する処理を行う。

[0034] 弾性情報演算部 32は、変位計測部 30から出力される計測値、例えば移動ベクトルと、圧力演算部 46力出力される圧力値とから断層画像上の各点に対応する生体組織の歪みや弾性率を演算し、その歪みや弾性率に基づヽて弾性画像信号すなわち弾性フレームデータを生成するものである。

[0035] このとき、歪みのデータは、生体組織の移動量例えば変位を空間微分することによつて算出される。また、弾性率のデータは、圧力の変化を歪みの変化で除することによって計算される。例えば、変位計測部 30により計測された変位を L(X),圧力演算部 4 6により計測された圧力を P(X)とすると、歪み A S(X)は、 L(X)を空間微分することによつて算出することができるから、 Δ S(X)= Δ L(X)/ Δ Xt 、う式を用いて求められる。

[0036] また、弾性率データのヤング率 Ym(X)は、 Ym=( Δ Ρ(Χ))/ Δ S(X)と、う式によって算出される。このヤング率 Ymから断層画像の各点に相当する生体組織の弾性率が求められるので、二次元の弾性画像データを連続的に得ることができる。なお、ヤング率とは、物体に加えられた単純引張り応力と、引張りに平行に生じるひずみに対する比である。

[0037] 弾性画像構成部 34は、フレームメモリと画像処理部とを含んで構成されており、弹性情報演算部 32から時系列に出力される弾性フレームデータをフレームメモリに確保し、確保されたフレームデータに対し画像処理を行うものである。

[0038] カラースキャンコンバータ 36は、弾性画像構成部 34からの弾性フレームデータに色相情報を付与する機能を有したものである。つまり、弾性フレームデータに基づいて光の三原色すなわち赤 (R)、緑 (G)、青 (B)に変換するものである。例えば、歪みが大きい弾性データを赤色コードに変換すると同時に、歪みが小さい弾性データを青色コードに変換する。

[0039] そして、本発明に係る切替加算部 24は、フレームメモリと、画像処理部と、画像選択部とを備えて構成されている。ここで、フレームメモリは、白黒スキャンコンバータ 32からの断層画像データとカラースキャンコンバータ 36からの弾性画像データとを格納するものである。

[0040] また、画像処理部は、フレームメモリに確保された断層画像データと弾性画像データとを合成割合を変更して合成するものである。合成画像の各画素の輝度情報及び色相情報は、白黒断層画像とカラー弾性画像の各情報を合成割合で加算したものとなる。さらに、画像選択部は、フレームメモリ内の断層画像データと弾性画像データ及び画像処理部の合成画像データのうちから画像表示器 26に表示する画像を選択するものである。

[0041] ここで、本発明の超音波探触子 12について説明する。図 2(a)は、超音波探触子 12 の側面図を示すものである。超音波探触子 12は体内挿入型の探触子であり、被検体内に挿入できるよう円柱状になっている。超音波探触子 12の長手方向の先端部は球状になっており、他端部は超音波診断装置 1の送波部 14又は受信部 16に繋がるケーブルに接続されている。

[0042] 超音波探触子 12の長手方向の先端部付近は、被検体 10内に挿入される体内挿入部 64であり、複数の超音波振動子が配列されている。例えば、前立腺を観察できる部位に体内挿入部 64を挿入し、配列された超音波振動子で超音波を送受信することにより、前立腺の RF信号を得ることができる。

[0043] 体内挿入部 64の前方にはコンベックス型探触子 60、後方にはリニア型探触子 62として形成される複数の超音波振動子が配置されており、それぞれの超音波振動子は送波部 14又は受信部 16にケーブルを介して接続されてヽる。

[0044] 一方、超音波探触子 12のケーブルに接続される側には、操作者が超音波探触子 1

2を把持するための探触子把持部 65を有して、る。操作者は探触子保持部 65を握り

、超音波探触子 12を任意に移動させることができる。

[0045] 図 2(a)に示す超音波探触子 12のコンベックス型探触子 60に圧迫袋 38を配置させた形態を図 2(b)、図 2(c)に示す。図 2(b)は超音波探触子 12の長軸方向の側面図を示すものであり、図 2(c)は超音波探触子 12の短軸方向の側面図を示すものである。

[0046] 圧迫袋 38はコンベックス型探触子 60の外周を覆うように配置されており、圧迫袋 38 の両端は二つの固定ベルト 70で固定されている。中空のチューブ 37は、超音波探触子 12の長軸方向に沿って配置されており、圧迫袋 38と液体注入出操作部 44とを連結するものである。

[0047] 液体注入出操作部 44で液体をチューブ 37へ注入することにより、チューブ 37から圧迫袋 38に液体を注入し、圧迫袋 38を膨張させる。また、液体注入出操作部 44で液体をチューブ 37から引き出すことにより、圧迫袋 38力チューブ 37に液体を注出させ、圧迫袋 38を収縮させる。

[0048] 具体的に圧迫袋 38に液体を注入させると、圧迫袋 38は、超音波探触子 12の短軸断面の中心部を中心にして放射状に膨張する。

なお、圧迫袋 38は、コンベックス型探触子 60表面の外周だけでなぐ超音波探触子 1 2の一周を覆うようなリング形状になっていてもよい。その場合も、圧迫袋 38は、超音波探触子 12の短軸断面の中心部を中心にして放射状に膨張することになる。

[0049] 次に、図 3を用いて液体注入出操作部 44を説明する。液体注入出操作部 44は、主に、本体部 80と、本体部 80に固定され内部に液体が充填されているシリンダ 92と、シリンダ 92内に配置され、液体を押し出したり引き出したりするピストン 90及び押し子 88 と、押し子 88を固定するための押し子固定部 86と、押し子 88を駆動する操作部 82と、ピストン 90の移動ストロークを制限するストローク調整部 99とからなる。

[0050] 操作部 82は支持部 84によって軸通され本体部 80に接続されている。操作部 82は支持部 84を中心にして回転させることができる。操作部 82の一端は、押し子固定部 86に連結されており、操作部 82の他端は、操作者が握り、動作を与える把持部 83となっている。

[0051] また、押し子 88の一端は、押し子固定部 86と連結されて、る。押し子 88の他端はシリンダ 88内のピストン 90となっている。シリンダ 88の内部でピストン 90を往復運動させることにより、シリンダ 88内部の液体に外力を与える。押し子 88を押して外力を与えられた液体はチューブ 37を介して圧迫袋 38に到達され、液体が押し出された分だけ圧迫袋 38を膨張させる。逆に押し子 88を引くと、圧迫袋 38の液体がシリンダ 88に引き出され、圧迫袋 38を収縮させる。

[0052] つまり、操作者は、掌を本体部 80で支え、把持部 83を複数の指で掴んで右下方向に引くことにより、押し子 88を押し出すことができ、押し子 88の運動により押し出された液体分だけ圧迫袋 38を膨張させることができる。把持部 83を掴んで左上方向に押すことにより、押し子 88を引き出すことができ、押し子 88の運動により引き出された液体分だけ圧迫袋 38を膨張させることができる。

[0053] ストローク調整部 99は、本体部 80の押し子 88のストローク面に設置された固定具 98 に設置されている。ストローク調整部 99は雄ネジであり、固定具 98は雄ネジを貫通させることができる雌ネジを有している。ストローク調整部 99を回転することにより、固定具 98を介してストローク調整部 99を左右に移動することができる。

[0054] 次にストローク調整部 99の機能について説明する。ピストン 90を図の左方向に運動させると、所定の位置でストローク調整部 99に押し子 88が接触する。この位置力ビストン 90を左方向に移動させようとしても、押し子 88がストローク調整部 99によって固定されるため、接触した位置力ピストン 90を左方向に運動させることができない。つまり、ストローク調整部 99はピストン 90の移動ストロークを制限することができる。

[0055] このように、ストローク調整部 99は、ピストン 90の運動を制限することにより、圧迫袋 3 8に注入される液体の流量を任意に設定できる。具体的には、圧迫袋 38の表面積が 1 000mm²とすると、 1ストローク当たりの液体の注入量が 0.2cc〜1.0cc程度の範囲であることが好ましい。

[0056] なぜなら、被検体 10を圧迫しすぎても、圧迫に不具合が生じてしまい、適した歪み及び弾性率は取得できないからである。そこで、シリンダ 92の断面積とピストン 90の移動量の積が 0.2cc〜1.0cc程度になるように、ストローク調整部 99はピストン 90の移動量を調整する。具体的には、シリンダ 92の断面積 S、押し子 88の移動量 Aとすると、 S X A力 S0.2cc〜1.0cc程度になるようにする。

[0057] また、シリンダ 92、ピストン 90、押し子 88からなるシリンジ部は、固定部 97を介して、ヮンタツチで本体部 80に脱着できる構造を有している。固定部 97は、シリンダ 92を受けて嵌装するものであり、シリンダ 92を固定部 97で受けることによりシリンジ部は、本体 8 0に固定される。また、本体 80は、アルミやステンレス、プラスチックなどの、鲭びにくい素材で構成されている。

[0058] なお、ここでは、操作者の手動による圧迫を説明したが、液体注入出操作部 44にモータを備え、モータの動力により押し子 88を往復運動させ、圧迫袋 38を膨張'収縮させてもよい。

[0059] ここで、圧迫袋 38と接する被検体 10の超音波走査領域の圧力を求める第一の実施形態を図 1〜図 5を用いて説明する。

[0060] 超音波探触子 12であるコンベックス型探触子 60を覆うように圧迫袋 38が設置されている。圧迫袋 38は、チューブ 37を介して液体注入出操作部 44と、圧力センサ部 40に連結されている。圧迫袋 38内部の圧力を計測するための圧力センサ部 40で検出された圧力情報 Pが圧力演算部 46に出力されるようになっている。圧力演算部 46は、圧力センサ 40の圧力情報力圧迫袋 38と接する被検体 10の超音波走査領域の圧力を演算する。なお、図 1に示すように、圧力演算部 46で演算された圧力情報は、弾性情報演算部 32に入力される。

[0061] 圧迫袋 38と液体注入出操作部 44の間には液体の注入出を制御するコック 100が配置されている。コック 100を開くと、圧迫袋 38と液体注入出操作部 44の間で自由に液体が注入出される。コック 100を閉じると、圧迫袋 38と液体注入出操作部 44の間で液体が注入出されないため、圧迫袋 38内の液体の体積は一定となる。

[0062] まず、被検体 10に圧迫袋 38を接触させていない状態で、圧力センサ部 40は圧迫袋 38内部の圧力を測定し、この圧力値を圧力演算部 46内のメモリに一時保存させる。そして、被検体 10に圧迫袋 38を接触させ、被検体 10を圧迫させた状態で、圧力センサ部 40は圧迫袋 38内部の圧力を測定する。この時、圧迫前後において圧迫袋 38内の液体の体積は一定である。圧力演算部 46は、メモリ内に保存された圧迫する前の圧力と、圧迫した後の圧力の差を演算し、この圧力の差を圧迫袋 38と接する被検体 1 0の超音波走査領域の圧力として弾性情報演算部 32に出力する。

[0063] 次に図 5を用いて、第 1の実施形態を具体的に説明する。図 5(a)は、圧迫袋 38に被検体 10の対象組織が接触していないフリーな状態である。まず、圧力演算部 46は、この状態で圧迫袋 38の内部圧力と体積の関係を求める。そして、液体注入出操作部 4 4から体積 V0の液体を圧迫袋 38に注入し、その後、コック 100を閉じる。コック 100を閉じることにより、圧迫袋 38の内部の液体の体積は常に一定値 V0となる。そして、この状態での圧力 P0を求める。この状態を基準状態 P0、この作業をキャリブレーションと呼称する。

[0064] 図 5(b)は、圧迫袋 38に被検体 10の対象組織が接触した状態であり、組織弾性の診断に適用する状態である。この状態の超音波探触子 12を、被検体 10の生体組織、例えば前立腺に接触させ、操作者は超音波探触子 12を前立腺に対して押し付けるようにして圧迫し、圧力演算部 46は対象組織の圧迫過程における任意の時刻 tにおける圧力情報 P(t)を取得する。このとき、 P(t)の基準状態力もの差分が、現時刻 tにおいて被検体 10の生体組織に加えられて、る圧力 Ptarget(t)であり、数 1に示すように {数 l }Ptarget(t) = P(t)— P0

として圧力演算部 46で求めることができる。

[0065] 圧迫前の RF信号フレームデータを取得した時刻を t-l、圧迫後の RF信号フレームデータを取得した時刻を現時刻 tとすると、現時刻 tにおいて、生体組織の圧迫圧力の変化 A P(t)は、数 2に示すように

{数 2} A P(t) = Ptarget(t)— Ptarget(t— 1)

として圧力演算部 46で求めることができる。変位計測部 30で求められた時刻 t-l、 tにお!、て得られた RF信号フレームデータの変位に基づく計測値と、圧力演算部 46で求められた Δ P(t)の情報とをもとにして弾性情報演算部 32で弾性率が演算される。 [0066] 次に、圧迫袋 38と接する被検体 10の超音波走査領域の圧力を求める第 2の実施形態を図 6〜図 8を用いて説明する。第 1の実施形態と異なる点は、液体の注入出量を検出する流量センサ部 42を備え、圧力センサ部 40で検出される圧力情報と流量センサ部で検出される流量情報力圧迫袋 38と接する被検体 10の超音波走査領域の圧力を求める点である。

[0067] 圧迫袋 38内部の圧力を計測するための圧力センサ部 40が圧迫袋 38と連結され、圧力センサ部 40で検出された圧力情報 Pが圧力演算部 46に出力されるようになっている。圧迫袋 38と液体注入出操作部 44の間には液体の注入出量を計測する流量センサ部 42が配置され、圧迫袋 38に注入出された液体の流量 (体積)情報 Vが圧力演算部 46に出力されるようになっている。流量センサ 42は、例えば、その内部に液体の動きに伴い移動する弁やファン等の移動部材を有しており、移動部材の変位により液体の流量を計測するものである。

[0068] まず、被検体 10に圧迫袋 38を接触させてヽなヽ状態で、液体注入出操作部 44を用いて液体を圧迫袋 38に注入出させ、圧力センサ部 40は圧迫袋 38内部の圧力を測定し、流量センサ部 42は注入出された液体の流量を測定する。この時計測されたそれぞれの圧力と流量の関係を圧力演算部 46内のメモリに一時保存する。

[0069] そして、被検体 10に圧迫袋 38を接触させ、被検体 10を圧迫させた状態で、液体注入出操作部 44を用いて液体を圧迫袋 38に注入出させ、圧力センサ部 40は圧迫袋 38 内部の圧力を測定し、流量センサ部 42は注入出された液体の流量を測定する。圧力演算部 46は、この時計測されたそれぞれの圧力と流量と、メモリ内に一時保存された圧力と流量の関係とから所定の流量値における圧力の差を演算し、この圧力の差を圧迫袋 38と接する被検体 10の超音波走査領域の圧力として弾性情報演算部 32に出力する。

[0070] 次に図 7、図 8を用いて、第 2の実施形態を具体的に説明する。図 7は、圧迫袋 38に被検体 10の対象組織が接触して、な、フリーな状態で、圧力演算部 46は圧迫袋 38 の内部圧力と体積の関係を求める。この関係は、組織圧迫に適するように予め設定された流量の体積範囲 [0,Vmax](Vmaxは数 cc程度)の範囲で求める。図 7のグラフの実線 461は、圧力演算部 46で求められる流量力^〜 Vmaxの範囲における圧力の関係を示すものである。流量が増加するにつれて、圧力が増加することが分かる。

[0071] そして、組織弾性の診断に移行し、被検体 10の対象組織を圧迫する。この圧迫過程における任意の時刻 tにおいて、圧力情報 P(t)、流量 (体積)情報 V(t)を取得する。流量 (体積)情報 V(t)は、時刻 t〖こおいて流量計を通過した流量 v(t)ではなぐ圧迫袋 3 8に流れ込んだ全ての液体の流量 V(t)=∑ v(t)を示す。

[0072] 図 8のグラフは、圧迫袋 38に対象組織が接触していないフリーな状態の流量と圧力の関係を示すグラフの実線 461に、対象部位を圧迫した状態で得られる流量と圧力の関係を対応させて示したものである。

[0073] 体積 V(t)にお、て、圧迫袋 38に対象組織が接触して、な、ときの基準状態では、どれだけの内部圧力が加わっているかを P0(V(t》として求めることができる。グラフでは (V(t), P0(V(t)))は点 Y462として表示される。そして、対象部位を圧迫した状態の体積 V(t)におヽて得られる圧力は P(t)である。グラフでは (V(t), P(t))は点 X463として表示される。

[0074] P(t)のこの基準状態からの差分力現時刻 tにお、て生体組織に加えられて、る圧迫の圧力 Ptarget(t)であり、数 3に示すように、

{数 3}Ptarget(t) = P(t) P0(V(t》

として求めることができる。

[0075] ここで、圧力情報、及び、流量 (体積)情報は、圧力センサ部 40、流量センサ部 42ですでに A/D変換されてデジタル信号として圧力演算部 46に入力されるようになっていてもよく、圧力演算部 46においてアナログ信号の圧力情報、及び、流量 (体積)情報が

A/D変換されるように処理されてもょ、。

[0076] また、上記説明では流量センサ部 42力流量情報を出力する例を示した力現時刻にお、て流量計を通過した流量 v(t)を出力し、圧力演算部 46で流量 V(t)=∑ v(t)を評価するようになって!/、てもよ!/、。

[0077] また、被検体 10の対象組織を圧迫することによって、液体注入出操作部 44側に押し戻されるわずかな液体の流量を流量センサ部 42で測定して、圧力演算部 46は押し戻される流量に基づいて圧力を求めてもよい。具体的には、圧力演算部 46に所定の液体の注入量と、圧迫袋 38を圧迫することによって押し戻される液体の流量とから算出される圧力情報を予め複数記録しておく。圧迫袋 38を膨張させて、被検体 10の対象組織を圧迫した場合、圧力演算部 46は、所定の液体の注入量と液体が押し戻される流量とから圧力を求める。

[0078] 上記第 1の実施形態又は第 2の実施形態に適用させる圧力センサ部 40の様々な形態について図 9〜図 11を用いて説明する。

[0079] 圧迫袋 38内の圧力を計測するための圧力センサカテーテルを適用した形態を図 9( a)に示す。圧迫袋 38内の圧力を計測する圧力センサ 401は、カテーテル型であり、チユーブ 37内のケーブル 402を介して圧力センサ部 40に接続されて!、る。圧力センサ 4 01の先端部で計測された圧力情報は圧力センサ部 40に伝達される。

[0080] 図 9(b)に圧力センサ 401の詳細を示す。カテーテル型の圧力センサ 401は、例えば、中空体 4011とマイクロマシユング技術を用いて適用されたダイヤフラムの膜 4012と歪みゲージ 4013とを有している。中空体 4011の内周面にはダイヤフラムの膜 4012と歪みゲージ 4013が設置されており、圧迫袋 38内の液体はダイヤフラムの膜 4012に接している。

[0081] 圧迫袋 38内の圧力に基づいてダイヤフラムの膜 4012が凹む。ダイヤフラムの膜 401 2の凹み情報を歪みゲージ 4013が検出する。そして、歪みゲージ 4013で検出された凹み情報はケーブル 402を介して圧力センサ部 40に出力される。圧力センサ部 40では、ダイヤフラムの凹み情報と圧力との関係は予め計測されており、圧力センサ部 40 は、圧力センサ 401のダイヤフラムの実測した凹み情報に基づいて圧力情報を算出して、圧力演算部 46に出力する。

[0082] また、ケーブル 402自体を圧力センサに適用してもよ、。ケーブル 402の先端部から中央部は、圧迫袋 38又はチューブ内の圧力に応じて凹む材料、例えばゴム材を適用させておき、その凹み具合に基づいて圧力を計測してもよい。具体的には、圧力センサ 401の内部に油や生理食塩水等の液体を充填しておく。圧迫袋 38やチューブ 37内の圧力により、圧力センサ 401の凹み具合に応じて押し出された液体量を圧力センサ部 40は認識する。圧力センサ部 40は、圧力センサ 401の凹み情報に基づいて圧力情報を算出して、圧力演算部 46に出力する。

[0083] なお、ここでは、圧迫袋 38内に圧力センサ 401を設けた力シリンダ 92の表面ゃチューブ 37内に圧力センサを配置してもよい。

[0084] ここで、前記圧力センサ部 40では、圧迫袋 38内部の圧力を計測する形態を示した力圧迫袋 38外部で圧力を計測する形態を図 10、図 11に示す。

[0085] この形態では、図 10に示すように、圧迫袋 38内の圧力を計測するための圧力センサ 402を圧迫袋 38と超音波探触子 12の間に設置する。圧力センサ 402は、感圧抵抗材料やチタン酸ジルコン酸鉛等の圧電材料、半導体圧力センサ等である。圧迫袋 38 の膨張、収縮により、圧迫袋 38と超音波探触子 12の間に設置された圧力センサ 402 は圧迫状況が変わる。圧力センサ 402は圧力を検出し、その圧力情報は圧力センサ部 40に伝達される。圧力センサ部 40は、圧力センサ 402の圧力情報を算出して、圧力演算部 46に出力する。

[0086] 図 10は、コンベックス型探触子 60の周囲に圧力センサ 402を配置した図である。

[0087] 圧迫袋 38が膨張すると、圧迫袋 38と圧力センサ 402が密着する状態になり、圧力センサ 402の締め付けの圧力が大きくなる。逆に圧迫袋 38が収縮すると、圧力センサ 40 2に対し、圧迫袋 38が開放される状態になり、圧力センサ 402の締め付けの圧力が小さくなる。このように、圧迫袋 38の締め付け圧力を計測することにより圧迫袋 38の内部の圧力 P(t)を間接的に評価することができる。圧力センサ 402を液体に浸す必要がな V、ので、防水性の圧力センサでなくても実現することができる。

[0088] また、図 11に示すように、圧力センサ 403を液体注入出操作部 44の押し子 88の背面に設置させてもよい。つまり、押し子 88と押し子固定部 86の間に圧力センサ 403が配置される。

[0089] 押し子 88と押し子固定部 86の間に圧力センサ 403を介在した状態で、シリンダ 92の内部でピストン 90を往復運動させ、シリンダ 88内部の液体に外力を与える。外力を与えられた液体はチューブ 37を介して圧迫袋 38に到達され、押し子 88及びピストン 90の運動により液体が押し出された分だけ圧迫袋 38を膨張させる。逆に押し子 88を引くと、圧迫袋 38の液体がシリンダ 88に引き出され、圧迫袋 38を収縮させる。この運動では、圧迫袋 38を膨張させればさせるほど、圧迫袋 38内の圧力が大きくなり、押し子 88に伝達される力が大きくなる。

[0090] 圧迫袋 38の膨張、収縮に伴い、圧迫袋 38から押し子 88に圧力が伝達され圧力センサ 403が圧迫されるため、圧迫袋 38に負荷している圧力 P(t)を間接的に計測することができる。つまり、上記式より、生体組織に加えられている圧迫の圧力 Ptarget(t)を求めることができる。

[0091] 圧力センサ 403はその圧力を検出し、図示はしていないが、その圧力情報は圧力センサ部 40に伝達される。圧力センサ部 40は、圧力センサ 403の圧力情報を算出して、圧力演算部 46に出力する。圧力センサ 403を液体に浸す必要がないので、防水性の圧力センサでなくても実現することができる。

[0092] 上記第 1の実施形態又は第 2の実施形態に適用させる流量センサ部 42の様々な形態について図 12〜図 16を用いて説明する。

[0093] 図 12に示す形態では、流量センサ部 42内の位置センサ 421が押し子固定部 86に連結して設置されている。位置センサ 421は、一般的なエンコーダや、赤外線などの光学的なセンサ等からなる。押し子 88の位置 (=ピストン 90の位置)を位置センサ 421により検出するようになっている。

[0094] シリンダ 92の断面積と、位置センサ 421により検出される押し子 88の移動量との積は、圧迫袋 38に押し出される流量に相当する。つまり、押し子 88の位置を検出することにより圧迫袋 38に流れ込んだ液体の流量を計測することができる。

[0095] 例えば、シリンダ 92の断面積 S、押し子 88の初期位置 X0、押し子位置 X(X0≤X≤X max)とすると、時刻 tにおいて押し子位置が X = X(t)の時、圧迫袋 38に流れ込んでいる液体の流量は、数 4に示すように、

{数 4}V(t) = S X (X(t) X0)

となる。この方法によれば、位置センサ 421を利用するため、圧迫袋 38に流れ込んだ液体の流量を、より直接的かつ確実に計測することができる。流量センサ部 42は、圧迫袋 38に注入出された液体の流量を測定し、流量情報を圧力演算部 46へ出力する

[0096] このように、流量センサ部 42も液体注入出操作部 44に装備することができる。図 11 に示した形態と組み合わせると、圧力センサと流量センサを液体注入出操作部 44に装備される。そのため、付加的に必要になる装置を全て液体注入出操作部 44内に収めることができる。 [0097] 上記形態では、圧迫袋 38に流れ込んだ液体の体積の情報に基づ、て圧力を計測する形態を示したが、その流量を超音波受信信号の情報力読み取り、その情報に基づ!/ヽて組織対象に加わって!/ヽる圧力を計測する形態を説明する。圧迫袋 38の膨張を超音波受信信号で評価し、液体注入出操作部 44により流入出された液体の流量を計測する形態を図 13〜図 16に示す。

[0098] 図 13に示すように、 RF信号フレームデータから圧迫袋 38の膜面を認識して圧迫袋 3 8の膨らみ具合を演算する圧迫袋膜面距離演算部 48を有して、る。取得された超音波受信信号を整相加算された複数の RF信号フレームデータを格納する RF信号フレームデータ記憶部 28は、圧迫袋膜面距離演算部 48に RF信号フレームデータを出力する。圧迫袋膜面距離演算部 48では、 RF信号フレームデータを用いて超音波探触子 12の超音波送受信面力圧迫袋 38の膜面までの距離 (圧迫袋膜面距離) dを解析し、その結果を圧力演算部 46に出力するようになっている。また、圧迫袋 38内部の水圧を計測するための圧力センサ部 40が圧迫袋 38と連結され、圧力センサ部 40で検出された圧力情報 Pが圧力演算部 46に出力されるようになっている。

[0099] 圧力演算部 46は、圧力センサ部 40力取得した圧力情報と圧迫袋膜面距離演算部 48で演算された圧迫袋 38膜面距離に基づ、て、圧迫袋 38と接する被検体 10の超音波走査領域の圧力を求める。

[0100] この具体例を図 14を用いて説明する。図 14は、圧迫袋膜面距離演算部 48における圧迫袋膜面距離の演算方法を示す図である。

[0101] グラフの波形 110は、圧迫袋 38を介して超音波探触子 12を生体組織に接触して超音波を送受信した時、或る一つの超音波振動子において受信された超音波受信信号波形である。縦軸が RF信号 (超音波受信信号)の強度、横軸が超音波探触子の超音波送受信面からの距離を示す。

[0102] 圧迫袋 38の内部には水などの液体を入れている力水は超音波散乱体を含まないため、超音波反射強度は生体組織に比べて非常に弱い。また、圧迫袋 38は非常に薄い膜で作成されているが水の音響インピーダンスとは異なるため、水と圧迫袋 38の膜面の境界において超音波は大きな反射を起こす。

[0103] 圧迫袋膜面距離演算部 48は、 RF信号 (超音波受信信号)に図に示すような圧迫袋膜面を判定するための適切な閾値を設定させることにより、超音波送受信面力探索して初めてこの閾値を超えたときの距離を求めれば水と圧迫袋の境界位置 111を容易に検出する。この境界までの距離を圧迫袋膜面距離 dとして取得する。

[0104] まず、被検体 10に圧迫袋 38を接触させてヽなヽ状態で、液体注入出操作部 44を用いて液体を圧迫袋 38に注入出させ、圧力センサ部 40は圧迫袋 38内部の圧力を測定し、圧迫袋膜面距離演算部 48は圧迫袋膜面距離を測定する。この時計測されたそれぞれの圧力と圧迫袋膜面距離の関係を圧力演算部 46内のメモリに一時保存する

[0105] そして、被検体 10に圧迫袋 38を接触させて被検体を圧迫した状態で、液体注入出操作部 44は液体を圧迫袋 38に注入出させ、圧力センサ部 40は圧迫袋 38内部の圧力を測定し、圧迫袋膜面距離演算部 48は圧迫袋膜面距離を測定する。圧力演算部 46 は、この時計測されたそれぞれの圧力と圧迫袋膜面距離の関係と、メモリ内に一時保存された圧力と圧迫袋膜面距離の関係とから所定の圧迫袋膜面距離における圧力の差を演算し、この圧力の差を圧迫袋 38と接する被検体 10の超音波走査領域の圧力として弾性情報演算部 32に出力する。

[0106] 次に圧力演算部 46に入力された圧力情報 Pと圧迫袋膜面距離情報 dを用いて圧迫袋 38が生体組織を圧迫している圧力を計測する形態を図 15、図 16を用いて具体的に説明する。

[0107] まず、図 15に示すように、圧迫袋 38に対象糸且織が接触していないフリーな状態で、圧迫袋 38の内部圧力と圧迫袋膜面距離の関係を求める。このとき、圧迫袋 38には生体組織が接触するのではなぐ空気中にさらされることになる。

[0108] 生体組織の場合とは異なり、圧迫袋と空気との間での音響インピーダンスの違いが非常に大きいため、図 15の B-m。d_e画像に示すように多重散乱として圧迫袋膜面距離の整数倍の間隔で高輝度な縞状の模様が現れるが、水と圧迫袋 38の境界で大きな反射がおこるため、圧迫袋膜面距離演算部 48は、適切な閾値を設定することにより圧迫袋膜面距離 dを求めることができる。

[0109] つまり、超音波探触子 12の中心軸に対し最も手前に位置する境界位置 111を圧迫袋膜面距離 dとして求めることができる。 [0110] この圧迫袋 38の内部圧力と圧迫袋膜面距離の関係は、組織圧迫に適したあらかじめ設定された圧迫袋膜面距離の範囲 [0, dmax](dmaxは lcm程度)で求めるようにすればよい。グラフの実線が圧力と圧迫袋膜面距離の関係を示す。以下この関係を基準状態 P0(d)、この作業をキャリブレーションと呼称する。

[0111] 図 16のグラフは、圧迫袋 38に対象組織が接触していないフリーな状態の圧迫袋膜面距離と圧力の関係を示す図 15のグラフの実線 465に、対象部位を圧迫した状態で得られる流量と圧力の関係を対応させて示したものである。

[0112] そして、組織弾性の診断に移行し、対象組織の圧迫過程における任意の時刻 "こおいて、圧力情報 P(t)、圧迫袋膜面距離情報 d(t)を取得する (点 X)。

[0113] このとき、同一の圧迫袋膜面距離 d(t)において、圧迫袋 38に対象組織が接触していないときの基準状態では、どれだけの内部圧力が加わっているかを、 P0(d(t》として求めることができる (点 Y)。 P(t)のこの基準状態からの差分力現時刻 tにおいて生体組織に加えられている圧迫の圧力 Ptarget(t)であり、数 5に示すように、

{数 5}Ptarget(t) = P(t) P0(d(t》

として求めることができる。

[0114] 図 13〜図 16では、あるひとつの超音波振動子における受信信号において圧迫袋膜面距離 dを求める方法を示したが、これに限らず、超音波送受信面に備えられているすべての超音波振動子によってそれぞれ受信された超音波受信信号波形を用いてそれぞれに圧迫袋膜面距離 dを求め、それらの平均値として最終的な圧迫袋膜面距離 dを決定するようになって、てもよ、。

[0115] また、 RF信号 (超音波受信信号)に対して閾値処理により圧迫袋膜面距離の検出を行う方法を示したが、これに限らず、 RF信号 (超音波受信信号)を用いて構築される B -modeなどの診断画像を用いて同様の処理を行うようになって、てもよ、。

[0116] また、圧迫袋膜面距離の検出をするため、閾値を設定することによる二値化処理の方法で実現することを示したが、それに限らず、例えば輪郭抽出などに広く適用されて、るリージヨングローイング法や画像認識などに適用されて、るパターンマッチング法などの画像処理方法に従って実現するようになって!/、てもよ!/、。

[0117] この形態によれば、圧迫袋 38の膨らみ具合を信号処理で求めるため、流量センサ部 42が不要となり、簡便に対象組織に加わっている圧力を評価することができる。

[0118] 前記形態では、生体組織との接触がないフリーな状態で圧迫袋を膨張'収縮して、基準状態 P0(V)の関係を把握するキャリブレーション作業を前提にしたが、あらかじめこの基準状態 P0(V)の関係が把握されている圧迫袋 38を適用し、その関係を圧力演算部 46内のメモリに記憶させておけば、このようなキャリブレーション作業を省略することができる。

[0119] また、流量センサ部 42は、予め液体注入出操作部 44を用いて例えば 5ccの液体を圧迫袋 38に注入出させ、圧迫袋膜面距離 dlを計測しておき、注入した流量と圧迫袋膜面距離との関係を演算して求めてもよい。具体的には、液体の流量を圧迫膜面距離で除することにより、圧迫膜面距離が lmm辺り移動することで流入される液体の流量を演算する。そして、計測した圧迫膜面距離に応じた液体の流量を演算する。

[0120] 上記第 1の実施形態又は第 2の実施形態に適用させる液体注入出操作部 44を用いて、自動で圧迫袋 38を圧迫する形態を図 17に示す。図 17(a)に示す液体注入出操作部 44は、モータユニット 132と、モータユニット 132を制御するモータ制御部 130と、モータユニット 132の駆動により移動する板材 134と、板材 134を支えるスプリング 135と、板材 134に連結されるピストン 136と、ピストン 136を内包するシリンダ 137と、シリンダ 13 7を固定するシリンダ固定具 141と、液体の流れを制御するコック 139と力もなる。スプリング 135は、板材 134と固定具 141とに連結されており、モータユニット 132とスプリング 1 35により板材 135が左右往復運動するようになっている。

[0121] モータユニット 132は、楕円型の回転体 1321と、回転体 1321を回転させるモータ 132 2とからなる。モータ制御部 130の指令により、モータ 1322を回転させると楕円形の回転体 1321は、回転軸 1323を中心にして板材 134に外接しながら回転する。板材 134は、回転体 1321の回転により左方向に押され、スプリング 135により回転体 132の反対方向 (右方向)に押されて、左右に往復運動する。

[0122] 往復運動した板材 134と一体化に形成されたピストン 136も共に往復運動する。そして、シリンダ 137内の液体がピストン 136により押し出され、押し出された液体は圧迫袋 38に到達する。そして、液体が押し出された圧迫袋 38が膨張する。

[0123] 回転体 1321の回転軸 1323の位置及び短軸.長軸の長さに基づいて、板材 134の往復運動のストロークが決まる。例えば、回転体の 1321の中心に回転軸 1323が設置されている場合、楕円の短軸と長軸の差分だけ板材 134が往復運動することになる。また、回転軸 1323が回転体 1321の中心よりずれて設置されている場合、回転軸 1323が、ずれた分だけストローク範囲が変わる。

[0124] すなわち、ストローク力回転体 1321の回転軸 1323の位置及び短軸.長軸の長さを設定することにより、ピストン 136による液体の注入量を設定することができる。例えば、シリンダ 92の断面積を用いて、 1ストローク当たりの液体の注入量が 0.2cc〜1.0cc程度の範囲であることが実現できるように設定することもできる。

[0125] なお、回転体 1321は様々な形状があり、取替え可能であってもよい。また、モータ 1 322にはエンコーダが設けられており、そのエンコーダは画像表示器 26に接続されている。画像表示器 26上でモータ 1322の回転情報を把握することもできる。

[0126] 図 17(b)に示す液体注入出操作部 44は、ワイヤーユニット 138を用いて板材 134を押す形態である。ワイヤー 1381を駆動するワイヤーユニット 138と、ワイヤーユニット 138 を制御するモータ制御部 130と、ワイヤー 1381と板材 134とに接続され、ワイヤー 1381 の運動を板材 134に連絡する回転部材 140と、左右に往復運動する板材 134と、板材 134を支えるスプリング 135と、板材 134に連結されるピストン 136と、ピストン 136を内包するシリンダ 137と、シリンダ 137を固定するシリンダ固定具 141と、液体の流れを制御するコック 139と力もなる。スプリング 135は、板材 134と固定具 141とに連結されており、ワイヤーユニット 138とスプリング 135により板材 135が左右往復運動するようになっている。

[0127] ワイヤーユニット 138には、ワイヤー 1381を左右方向に移動させるモータが内蔵されており、ワイヤー 1381を左右方向に往復運動させることができる。回転部材 140は、中心軸 1401を中心にして回転するようになっており、ワイヤー 1381を右側に移動させると、板材 134を左側に押し、ワイヤー 1381を左側に移動させると、板材 134を右側に引くようになっている。

[0128] 板材 134の動作に基づぐ圧迫袋 38への液体の伝達については、図 17(a)で説明したことと同様であるので、ここでは省略する。

[0129] ワイヤーユニット 138は、ワイヤーの 1381のストローク幅を調整することができる。例えば、シリンダ 92の断面積を用いて、 1ストローク当たりの液体の注入量が 0.2cc〜1.0cc 程度の範囲であることが実現できるように設定することもできる。

[0130] 上述した自動で圧迫袋 38を圧迫する形態は、モータ 1322又はワイヤー 1381による回転運動をピストン 136の直線運動に変換させるクランク機構を有するものであるが、この形態に限らず、直線運動する機構を有し、ピストン 136を直線運動させたりするものであってもよい。

[0131] 前記形態では、体内用のコンベックス型の探触子を例にして説明したが、これに限らず、図 18に示すような被検体 10の体外から圧迫することができるリニア探触子でもよぐ任意の超音波探触子に適用することができる。圧迫袋 38は、被検体 10の体外から圧迫するものである。

[0132] リニア型超音波探触子の複数の振動子素子 150の前面に圧迫袋 38が設置されている。超音波探触子 12内に圧力センサ部 40と、流量センサ部 42と、液体注入出操作部 44とを備えている。圧力センサ部 40で検出された圧力情報と、流量センサ部 42で検出された流量情報は、圧力演算部 46に出力される。

[0133] まず、被検体 10の外部から圧迫袋 38を接触させて、な、状態で、圧力センサ部 40 は圧迫袋 38内部の圧力を測定し、この圧力値を圧力演算部 46内のメモリに一時保存する。そして、操作者は、超音波探触子 12を被検体 10に接触させ圧迫させる。被検体 10を圧迫させた状態で、圧力センサ部 40は圧迫袋 38内部の圧力を測定する。この時、圧迫前後において圧迫袋 38内の液体の体積は一定である。圧力演算部 46は、メモリ内に保存された圧迫する前の圧力と、圧迫した後の圧力の差を演算し、この圧力の差を圧迫袋 38と接する被検体 10の超音波走査領域の圧力として弾性情報演算部 32に出力する。

[0134] ここでは、第 1の実施形態を適用した場合を示したが、第 2の実施形態も適用できる。また、圧力センサ部 40と、流量センサ部 42と、液体注入出操作部 44は、超音波探触子に内蔵されてヽなくてもょヽ。

Claims

請求の範囲

[1] 被検体に加える圧力を計測する圧力計測手段を備えた超音波探触子において、液体が充填され、超音波送受信面に設置されるとともに前記被検体を圧迫する圧迫袋を備え、前記圧力計測手段は前記圧迫袋内に充填された液体の圧力を計測することを特徴とする超音波探触子。

[2] 前記圧迫袋への前記液体の注入量を調整する調整部を備えることを特徴とする請求項 1記載の超音波探触子。

[3] 前記被検体の体腔内に挿入されて用いられるものであり、前記圧迫袋は、前記被検体の体内から圧迫するものであることを特徴とする請求項 1記載の超音波探触子。

[4] 前記被検体の体外に接触させて用いられるものであり、前記圧迫袋は、前記被検体の体外力圧迫するものであることを特徴とする請求項 1記載の超音波探触子。

[5] 前記圧力計測手段は、前記圧迫袋に内在していることを特徴とする請求項 1記載の超音波探触子。

[6] 前記圧迫袋内に液体を注入出させて前記圧迫袋を膨張又は収縮させる液体注入出手段を備え、前記圧力計測手段は、前記液体注入出手段に設置されていることを特徴とする請求項 1記載の超音波探触子。

[7] 超音波探触子と、前記超音波探触子を介して被検体の断層部位の RF信号フレームデータに基づヽて断層像を構成する断層画像構成手段と、前記 RF信号フレームデータに基づいて前記断層部位における組織の歪み又は弾性率を求める弾性情報演算手段と、前記弾性情報演算手段で求めた歪み又は弾性率に基づ!、て前記断層部位における弾性画像を生成する弾性画像構成手段と、前記断層像及び Z又は前記弾性画像を表示する表示手段とを備える超音波診断装置において、

前記超音波探触子の超音波送受信面に設置され、液体が充填される圧迫袋と、前記圧迫袋内に液体を注入出させて前記圧迫袋を膨張又は収縮させる液体注入出手段と、前記圧迫袋内に充填された液体の圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段で計測された圧力情報に基づ!、て、前記圧迫袋に接する前記被検体の超音波走査領域の圧力を演算する圧力演算手段とを備え、前記弾性情報演算手段は前記圧力情報を用いて弾性率を演算することを特徴とする超音波診断装置。

[8] 前記圧力演算手段は、前記圧力計測手段により、前記被検体に前記圧迫袋を接触させて!/、な、状態で計測した第 1の圧力値と、前記被検体に前記圧迫袋を接触させた状態で計測した第 2の圧力値との差に基づ、て、前記圧迫袋に接する前記被検体の超音波走査領域の圧力を演算することを特徴とする請求項 7記載の超音波診断装置。

[9] 前記圧迫袋への前記液体の流入出量を計測する流量計測手段を備え、前記圧力演算手段は、前記流量計測手段で計測された流入出量に基づいて、前記圧迫袋に接する前記被検体の超音波走査領域の圧力を演算することを特徴とする請求項 7記載の超音波診断装置。

[10] 前記圧迫袋内の液体の体積を一定にするコックを備えることを特徴とする請求項 7 又は請求項 9記載の超音波診断装置。

[11] 前記圧力計測手段は、所定の流量時に前記圧力情報を求めることを特徴とする請求項 9記載の超音波診断装置。

[12] 前記圧力演算手段は、前記圧力計測手段により、前記被検体に前記圧迫袋を接触させて!/、な!/、状態で前記所定の流量値の時に計測した第 1の圧力値と、前記被検体に前記圧迫袋を接触させた状態で前記所定の流量値の時に計測した第 2の圧力値との差に基づいて、前記圧迫袋に接する前記被検体の超音波走査領域の圧力を演算することを特徴とする請求項 11記載の超音波診断装置。

[13] 前記圧力計測手段は、前記圧迫袋に内在していることを特徴とする請求項 7記載の超音波診断装置。

[14] 前記圧力計測手段は、前記液体の圧力により凹むダイヤフラムの膜と、前記ダイヤフラムの膜の凹みを計測する歪みゲージとを有することを特徴とする請求項 7記載の超音波診断装置。

[15] 前記圧力計測手段は、前記圧迫袋と前記超音波探触子の間に設置されていることを特徴とする請求項 5乃至 11記載の超音波診断装置。

[16] 前記圧力計測手段は、前記液体注入出手段に設置されていることを特徴とする請求項 7記載の超音波診断装置。

[17] 前記流量計測手段は、前記 RF信号フレームデータを用いて前記圧迫袋の流量を計測することを特徴とする請求項 7記載の超音波診断装置

[18] 前記流量計測手段は、前記 RF信号フレームデータから前記圧迫袋の膜面を検出し、前記圧迫袋の流量を計測することを特徴とする請求項 17記載の超音波診断装置

[19] 前記液体注入出手段は、本体部と、前記本体部に固定され、内部に液体が充填されているシリンダと、前記シリンダ内に配置され、前記圧迫袋へ液体を押し出したり引き出したりするピストン及び押し子と、前記押し子を固定するための押し子固定部と、前記押し子を駆動する操作部とを有していることを特徴とする請求項 7記載の超音波診断装置。

[20] 前記押し子には圧力計測手段が備えられており、前記圧力計測手段は、前記押し子の駆動で前記圧迫袋力伝達される圧力を計測することを特徴とする請求項 19記載の超音波診断装置。