特許 5993952 超音波エラストグラフィシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5993952

(24)【登録日】2016年8月26日

(45)【発行日】2016年9月21日

(54)【発明の名称】超音波エラストグラフィシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/08 20060101AFI20160908BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/08

【請求項の数】13

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-531359(P2014-531359)

(86)(22)【出願日】2012年9月21日

(65)【公表番号】特表2014-530055(P2014-530055A)

(43)【公表日】2014年11月17日

(86)【国際出願番号】IB2012055015

(87)【国際公開番号】WO2013050899

(87)【国際公開日】20130411

【審査請求日】2015年9月8日

(31)【優先権主張番号】61/539,599

(32)【優先日】2011年9月27日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】590000248

【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ

【氏名又は名称原語表記】ＫＯＮＩＮＫＬＩＪＫＥ ＰＨＩＬＩＰＳ Ｎ．Ｖ．

(74)【代理人】

【識別番号】100087789

【弁理士】

【氏名又は名称】津軽 進

(74)【代理人】

【識別番号】100122769

【弁理士】

【氏名又は名称】笛田 秀仙

(72)【発明者】

【氏名】クラーク デイヴィッド ダブリュ

(72)【発明者】

【氏名】ブルーネル エリザベス

【審査官】 森口 正治

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００５／１２０３５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２６９６０６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−０４５４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００５４３１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−２２２６０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００３６７７９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００７／０８３７４５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２２０９０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００５／１２２９０７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０２４４３９０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０６５５８３２４（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ８／００−８／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

解剖学的部位の歪み画像を提供するための超音波エラストログラフィシステムにおいて、前記システムは、
−少なくとも１つのトランスデューサ要素を持つ超音波プローブから時変超音波信号を受信する、
−前記時変超音波信号に基づいて、前記超音波プローブと前記解剖学的部位との間における、軸方向（ｙ）の相対的軸方向移動を示す軸方向移動データを決める、及び
−前記軸方向移動データに基づいて、水平方向（ｘ）における前記軸方向移動の水平変化を決める
ように構成される信号処理ユニットを有し、並びに
前記システムはさらに、
−前記軸方向移動データに基づいて決められる歪み画像データに基づく前記解剖学的部位の歪み画像を表示する、及び
−前記軸方向移動の水平変化に基づく前記歪み画像の品質の水平変化の標示を表示する
ように構成される表示ユニットを有し、
前記歪み画像の品質の標示が、バーを有する棒グラフであり、前記バーの形状が、前記歪み画像の品質の水平変化を示す、システム。

【請求項2】

前記軸方向移動の水平変化は、水平方向（ｘ）にある少なくとも２つの水平方向位置（ｘ_ｉ）に対する相対的軸方向移動量を決める、及び前記軸方向移動量を比較することにより決められる、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記表示ユニットは、前記相対的軸方向移動量の標示を前記水平方向位置（ｘ_ｉ）の関数として表示することにより、前記歪み画像の品質の水平変化の標示を表示するように構成される、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記軸方向移動データは、各々が軸方向位置（ｙ_ｉ）及び水平方向位置（ｘ_ｉ）を持つ複数の地点（Ｐ（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ））に対する２次元データであり、前記軸方向移動データは、前記複数の地点の各々の地点に対する相対的軸方向移動量を示している、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記軸方向移動の水平変化を決めることは、前記水平方向（ｘ）にある少なくとも２つの水平方向位置（ｘ_ｉ）の各々に対し、夫々が水平方向位置（ｘ_ｉ）を持つ前記複数の地点のこれら地点に対する相対的軸方向移動量を平均化することを有する、請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

前記軸方向移動の水平変化を決めることは、前記水平方向（ｘ）にある少なくとも２つの水平方向位置（ｘ_ｉ）の各々に対し、夫々が水平方向位置（ｘ_ｉ）を持つ前記複数の地点のこれら地点に対する相対的軸方向移動量の軸方向の導関数を平均化することを有する、請求項４に記載のシステム。

【請求項7】

前記バーの高さは、前記歪み画像の品質のレベルを示している、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記バーの形状は、前記歪み画像の品質が水平方向に変化するときに、傾斜及び/又は湾曲する、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記歪み画像の品質の水平変化の標示は、リアルタイムで表示される及び/又は後で表示するためにメモリに記憶される、請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

前記表示ユニットはさらに、前記解剖学的部位の超音波エコー強度画像を表示するように動作可能である、請求項１に記載のシステム。

【請求項11】

前記信号処理ユニットは、前記軸方向移動データに基づいて、高さ方向（ｚ）における前記軸方向移動の高度変化を決めるように構成され、及び前記表示ユニットは、前記軸方向移動の高度変化に基づいて、歪み画像の品質の高度変化の標示を表示するように構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項12】

解剖学的部位の歪み画像を提供するための超音波エラストログラフィ方法において、
−少なくとも１つのトランスデューサ要素を持つ超音波プローブから時変超音波信号を受信するステップ、
−前記時変超音波信号に基づいて、前記超音波プローブと前記解剖学的部位との間における、軸方向（ｙ）の相対的軸方向移動を示す軸方向移動データを決めるステップ、
−前記軸方向移動データに基づいて、水平方向における前記軸方向移動の水平変化を決めるステップ、
−前記軸方向移動データに基づいて決められる歪み画像データに基づく前記解剖学的部位の歪み画像を表示するステップ、及び
−前記軸方向移動の水平変化に基づく前記歪み画像の品質の水平変化の標示を表示するステップ
を有し、
前記歪み画像の品質の標示が、バーを有する棒グラフであり、前記バーの形状が、前記歪み画像の品質の水平変化を示す、方法。

【請求項13】

コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるとき、前記コンピュータに請求項１２に記載の方法の前記ステップを実行させるためのプログラムコード手段を有するコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

解剖学的部位（例えば患者の解剖学的部位）の歪み画像を提供するための超音波エラストグラフィシステム及び方法に関する。本発明はさらに、上記方法を実施するためのコンピュータプログラムにも関する。

【背景技術】

【0002】

超音波歪みエラストグラフィにおいて、組織の剛性の違いに関連する相対的軸歪み画像が表示される。（エラストログラムとも呼ばれる）この歪み画像は、例えば病変の悪性腫瘍を見分けるのに役立つ。軸歪みの推定は、超音波プローブのトランスデューサ要素と解剖学的部位（例えば患者の（より深い）組織）との間における何らかの軸方向圧縮（又は減圧）を、相対的軸方向移動の形式で必要とする。このような圧縮は、超音波プローブの重量により、及び/又はシステムのユーザー（例えば医療スタッグ若しくは医師）及び/又は鼓動若しくは呼吸が原因による患者の内部運動により加えられる物理的な圧力により、与えられることができる。高感度エラストグラフィシステムは、非常に小さな移動（例えば約１０μｍの相対的軸方向移動）を必要する。より大きい圧縮は、例えば非相関、ぼやけ又は位置ずれのような劣化の影響が（例えば約１ｍｍの相対的軸方向移動の辺りで）優勢となるまで、この歪み画像の品質を改善する傾向がある。超音波エラストグラフィに必要な（わずかな）相対的軸方向移動がユーザーの身体的知覚の限界に近づくので及び/又はそれが歪み画像の品質に悪影響を及ぼすので、エラストグラフィシステムは、この歪み画像の品質の示度(indication)を表示することが可能である。この示度は、例えば歪み画像の隣にある（非定量的な）棒グラフとすることができる。

【0003】

このような棒グラフを表示している例示的なエラストグラフィシステムは、フィリップス社のｉＵ２２システムである。例えば、フィリップス社のｉＵ２２乳房エラストグラフィシステムの概要を定めているクイックスタートガイドである（例えば、現在http://www.healthcare.philips.com/main/products/ultrasound/technologies/elastography.wpdに見られる）パンフレット"Sensitivity and strength Philips Breast Elastography Ultrasound Quick Start Guide, Philips, 2010"は、リアルタイムの圧縮フィードバックバーが歪み画像の隣に表示されていることを開示している。この画面上の示度は、エラストログラムの適切な歪み量のリアルタイムのフィードバックをユーザーに提供している。このシステムは、結果生じる組織の歪みのレベルを計算し、それを緑色及びグレーのバーとして表示し、品質エラストログラムの適切な組織の歪み（緑色）及び不適切な組織の歪み（グレー）を示す。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このようなエラストログラフィシステムをさらに改善する必要がある。

【0005】

本発明の目的は、改善した超音波エラストログラフィシステム及び方法を提供することである。本発明の他の目的は、上記方法を実施するコンピュータプログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様において、解剖学的部位の歪み画像を提供するための超音波エラストログラフィシステムが示される。このシステムは、少なくとも１つのトランスデューサ要素を持つ超音波プローブから時変超音波信号を受信し、この時変超音波信号に基づいて、超音波プローブと解剖学的部位との間における、軸方向の相対的軸方向移動を示す軸方向移動データを決める、及びこの軸方向移動データに基づいて、水平方向における前記軸方向移動の水平変化を決めるように構成される信号処理ユニットを有する。前記システムはさらに、前記軸方向移動データに基づいて決められる歪み画像データに基づく解剖学的部位の歪み画像を表示し、前記軸方向移動の水平変化に基づく歪み画像の品質の水平変化の示度を表示するように構成される表示ユニットを有する。

【0007】

本発明の他の態様において、解剖学的部位の歪み画像を提供するための超音波エラストログラフィ方法が示される。この方法は、少なくとも１つのトランスデューサ要素を持つ超音波プローブから時変超音波信号を受信するステップ、この時変超音波信号に基づいて、超音波プローブと解剖学的部位との間における、軸方向の相対的軸方向移動を示す軸方向移動データを決めるステップ、この軸方向移動データに基づいて、水平方向における前記軸方向移動の水平変化を決めるステップ、前記軸方向移動データに基づいて決められる歪み画像データに基づく解剖学的部位の歪み画像を表示するステップ、及び前記軸方向移動の水平変化に基づく歪み画像の品質の水平変化の示度を表示するステップ、を有する。

【0008】

本発明の他の態様において、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるとき、このコンピュータに上記方法のステップを実行させるためのプログラムコード手段を有するコンピュータプログラムが示される。

【0009】

本発明の基本的な考えは、軸方向移動の水平変化を決めて、この軸方向移動の水平変化に基づいて歪み画像の品質の水平変化の示度を表示することである。この水平方向は、軸方向に対し垂直である。特に、軸方向は、（例えば患者の皮膚に垂直な）深さ方向であり及び/又はトランスデューサ要素が超音波を送信する方向である。前記又は各々のトランスデューサ要素は、超音波を送信及び/又は受信するように構成される。相対的軸方向移動は、超音波プローブ（又はトランスデューサ要素）と解剖学的部位との間における、ある時点から他の時点までの相対的軸方向変位であると考えられる。故に、相対的軸方向移動は時変超音波エコー信号から決められる。超音波画像の各軸の線は、トランスデューサ要素により送信される少なくとも１つの送信パルスからなる送信パルスの各々の後に、トランスデューサ要素において受信される、次第に深くなる深度からのエコー信号により生じる超音波エコー（強度及び/又は位相）データから構成される。特に、相対的軸方向移動は、同じ解剖学的部位（又は空間位置）における、（２つの異なる時点の）少なくとも２つの異なる送信パルスからの超音波エコー信号を比較することにより決められる。

【0010】

特に、この相対的軸方向移動がほんのわずかで、考えることすらしないとき、全軸方向の移動と同じ（又はそれよりさらに多くの）量の水平方向の傾き(tilting)及び/又は揺れ(rocking)が存在する。これは、軸方向移動が歪み画像領域によって大きく変化することを意味している。しばしば、この水平方向の傾き及び/又は揺れのパターンはランダムではなく、そのパターンは、ユーザーの身体及び患者の身体の物理的配置に依存しているので、例えば数秒のようなある時間にわたり比較的安定している。前記歪み画像の品質の水平変化の示度を表示することにより、ユーザーはこの水平変化の示度を得て、それに応じて超音波プローブの保持及び/又は動きを調整する。従って、ユーザーは、歪み画像の品質を改善するように示度により誘導されることができる。

【0011】

本発明の好ましい実施例は、従属請求項に定められている。請求項に係る超音波エラストログラフィ方法又はコンピュータプログラムは、従属請求項に定められるような請求項に係る超音波エラストログラフィシステムと類似及び/又は同じ好ましい実施例を持つと理解されるべきである。

【0012】

ある実施例において、軸方向移動の水平変化は、水平方向にある少なくとも２つの水平方向位置に対する相対的軸方向移動量を決める、及びこれら軸方向移動量を比較することにより決められる。この実施例において、軸方向移動の水平変化を決める簡単な方法が提供される。

【0013】

本実施例の変形例において、表示ユニットは、相対的軸方向移動量の示度を水平方向位置の関数として表示することにより、歪み画像の品質の水平変化の示度を表示するように構成される。この変形例において、歪み画像の品質の水平変化の示度は直接、水平位置の関数とする相対的軸方向移動量の示度である。

【0014】

他の実施例において、軸方向移動データは、各々が軸方向位置及び水平方向位置を持つ複数の地点に対する２次元データであり、この軸方向移動データは、前記複数の地点の各々の地点に対する軸方向移動量を示している。この実施例において、２次元の歪み画像が表示される。

【0015】

本実施例の変形例において、軸方向移動の水平変化を決めるステップは、水平方向にある少なくとも２つの水平方向位置の各々に対し、夫々が水平方向位置を持つ複数の地点のこれら地点に対する相対的軸方向移動量を平均化するステップを有する。この変形例において、軸方向移動量は平均化される。従って、平均の軸方向移動は水平位置の関数として与えられ、故にこれは軸方向移動の水平変化を示している。

【0016】

本実施例の代替変形例において、軸方向移動の水平変化を決めるステップは、水平方向にある少なくとも２つの水平方向位置の各々に対し、夫々が水平方向位置を持つ複数の地点のこれら地点に対する相対的軸方向移動量の軸方向導関数(axial derivative)を平均化するステップを有する。この変形例において、歪み（軸方向移動量の導関数）が平均化される。従って、水平方向位置の関数として平均の歪みが与えられ、故にこれは軸方向移動の水平変化を示す。

【0017】

他の実施例において、歪み画像の品質の示度は、バーを持つ棒グラフである。この実施例において、前記歪み画像の品質の示度の簡単な実施が与えられる。棒グラブ形式の示度は、従来の棒グラフと比べ、ディスプレイ上の如何なる追加の空間も占める必要はない。その示度は依然として非定量的な示度である。それはあまりにも直感的であるため、ほんの少しのユーザー教育又は訓練しか必要とされない。

【0018】

本実施例の変形例において、バーの高さは、歪み画像の品質のレベルを示している。特に、バーの高さは、軸方向移動量を示すことができる。この変形例において、ユーザーは、単にこのバーの高さを注視することにより簡単に誘導される。

【0019】

他の変形例において、バーの形状は、歪み画像の品質の水平変化を示している。この実施例において、歪み画像の品質の水平変化の示度の有利な実施例が供給される。例えば、軸方向移動の水平変化がない（従って移動が純粋に軸方向である）場合、バーの形状は、従来の棒グラフのような矩形である。軸方向移動の水平変化がある場合、バーの形状は、変化することがある。例えば、バーの少なくとも１つの面（例えば上面）が変化することができる。このようにして、水平変化は簡単にユーザーにより知覚されることができる。

【0020】

他の変形例において、歪み画像の品質が水平方向に変化するとき、バーの形状が傾斜及び/又は湾曲する。特に、このバーの形状は、少なくとも２つの異なる高さを持つ。この変形例において、歪み画像の品質の水平変化の示度に有利な実施例が供給される。軸方向移動の水平変化（例えば揺れ及び/又は傾き）がある場合、バーの形状（例えばバーの上面）は傾斜及び/又は湾曲する。特に、歪み画像の品質が変化するとき、バーの形状はＶ字型になる。このＶ字型は、軸方向移動の水平変化（例えば揺れ及び/又は傾き）が軸方向移動を超えていることを示すので、この軸方向移動は、中間領域が零に近い軸方向移動の状態で、水平（画像を水平に横切る）方向に向きを変える。

【0021】

他の実施例において、歪み画像の品質の水平変化の示度は、リアルタイムで表示される及び/又は後で表示するためにメモリに記憶される。この示度をリアルタイムで表示することにより、ユーザーは直ちに、水平変化に関するフィードバックを受ける。この示度をメモリに記憶することにより、歪み画像の品質は、後の時点で表示又はレビューされることができる。

【0022】

他の実施例において、表示ユニットはさらに、解剖学的部の超音波エコー強度画像を表示するように動作可能である。この超音波エコー強度画像は、例えば２次元、３次元又は多断面の超音波エコー強度画像である。

【0023】

この実施例の変形例において、超音波エコー強度画像は、超音波信号に基づいて決められるエコー強度データに基づいて表示される。この実施例において、前記システムは、歪み画像を表示するだけでなく、従来の超音波エコー密度画像も表示するように構成される。ある例において、超音波エコー強度画像及び歪み画像は、同じ送信パルス又は同じ組の送信パルスからの超音波エコー信号に基づくことができる。代替例において、超音波エコー強度信号及び歪み画像は、異なる送信パルス又は異なる組の送信パルスからの超音波エコー信号に基づくことができる。

【0024】

他の実施例において、信号処理ユニットは、軸方向移動データに基づいた高さ方向における軸方向移動の高度変化を決めるために構成され、表示ユニットは、前記軸方向移動の高度変化に基づく歪み画像の品質の高度変化の示度を表示するために構成される。この実施例において、軸方向移動の水平変化だけでなく、加えて軸方向移動の高度変化も供給される。故に、２つの異なる次元における軸方向移動の変化が供給される。一般的に、これは３つ以上の方向に拡張されることができ、このとき、これらは互いに直交していない。

【0025】

他の実施例において、前記システムは、少なくとも１つのトランスデューサ要素を持つ超音波プローブを有する。故に、この実施例において、超音波プローブはシステムの一部である。例えば、このプローブは信号処理ユニットに（直接）接続されることができる。

【0026】

この実施例の変形例において、超音波プローブは、複数のトランスデューサ要素を持っている。これら複数のトランスデューサ要素は特に、（１次元の）列又は（２次元の）アレイで配されることができる。このようにして、２次元又は多断面若しくは３次元の画像が供給される。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】ある実施例に従う超音波エラストログラフィシステムの概略的なブロック図を示す。

【図2】ある実施例に従う超音波エラストログラフィシステムのディスプレイに表示される例示的な画像を示す。

【図2a】図２の画像の一部の拡大図を示す。

【図3a】軸方向移動の水平変化がないときの超音波エラストログラフィシステムの例示的な棒グラフを示す。

【図3b】軸方向移動の水平変化がないときの超音波エラストログラフィシステムの例示的な棒グラフを示す。

【図4a】軸方向移動の水平変化があるときの超音波エラストログラフィシステムの例示的な棒グラフを示す。

【図4b】軸方向移動の水平変化があるときの超音波エラストログラフィシステムの例示的な棒グラフを示す。

【図4c】軸方向移動の水平変化があるときの超音波エラストログラフィシステムの例示的な棒グラフを示す。

【図4d】軸方向移動の水平変化があるときの超音波エラストログラフィシステムの例示的な棒グラフを示す。

【図5a】軸方向移動の例示的な図を示す。

【図5b】軸方向移動の例示的な図を示す。

【図5c】軸方向移動の例示的な図を示す。

【図6a】超音波プローブの動き及び対応する棒グラフの例を示す。

【図6b】超音波プローブの動き及び対応する棒グラフの例を示す。

【図6c】超音波プローブの動き及び対応する棒グラフの例を示す。

【図7】ある実施例に従う超音波エラストログラフィ方法の概略的なブロック図を示す。

【図8】図７の実施例の変形例に従う超音波エラストログラフィ方法の概略的なブロック図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0028】

本発明のこれら及び他の態様は、以下に開示される実施例から明らかであり、これら実施例を参照して説明される。

【0029】

図１は、ある実施例に従う超音波エラストグラフィシステム１００、特に医療超音波撮像システムの概略的なブロック図１００を示す。この超音波エラストグラフィシステム１００は、超音波を送信及び/又は受信するための複数のトランスデューサ要素を持つ超音波プローブ１０１を有する。ある例において、これらトランスデューサ要素は、特定のパルス幅からなる少なくとも１つの送信パルス（特に複数の後続する送信パルス）の形式で超音波を送信することができる。代替例において、前記トランスデューサ要素は、通例では撮像に用いられないが、超音波を連続波（ＣＷ）の形式で送信することができる。トランスデューサ要素は例えば、（例えば２次元画像を提供するために）（１次元の）列又は（例えば多断面若しくは３次元画像を提供するために）（２次元の）アレイで配されることができる。超音波プローブ１０１は、システムのユーザー（例えば医療スタッフ又は医師）により取り扱われる。この超音波プローブ１０１は、患者１の解剖学的部位の歪み画像を提供するために、患者１の身体に当てられる。

【0030】

超音波エラストグラフィシステム１００はさらに、信号処理ユニット１０３を有する。この信号処理ユニット１０３は、例えばアナログ若しくはデジタル電子回路、処理器又はマイクロ処理器等を含んでもよい。信号処理ユニット１０３は、前記超音波プローブ１０１に接続される。信号処理ユニット１０３は、超音波プローブ１０１から、特に超音波を受信するトランスデューサ要素から時変超音波信号を受信するように構成される。この文脈において、時変とは、超音波信号が時間と共に受信されることを意味している。特に、１つの送信パルスからのエコーは、次第に深くなる深度に対応して、時間と共に広がり、エコー（超音波エコー信号）は、多数の送信パルスから受信される。信号処理ユニット１０３は、前記時変超音波信号に基づいて軸方向移動データを決めるように構成される。この軸方向移動データは、超音波プローブ１０１（又はトランスデューサ要素）と解剖学的部位との間における、軸方向の相対的軸方向移動を示す。特に、相対的軸方向移動は、（２つの異なる時点での）少なくとも２つの異なる送信パルスからの、同じ解剖学的部位（又は空間的位置）における超音波エコー信号を比較することにより決めることができる。歪みエラストグラフィにとって、前記軸方向は通常、例えば超音波プローブ１０１が外側から皮膚に当てられるとき、患者１の皮膚に垂直である（超音波プローブの中心線と一直線に並ぶ）深さ方向である。一般的に、軸方向は、超音波トランスデューサ要素が超音波を送信する方向である。代わりに、超音波又はビームが（例えばビーム形成器を用いて）深さ方向又は超音波プローブの中心線に対してある角度に向けられることができる。さらに代わりに、トランスデューサ要素は、深さ方向又は超音波プローブの中心線に対して様々な角度で超音波を送信するように湾曲して配されてもよい。これらのより一般化した軸方向の場合、水平方向は、歪み画像を横断する（軸方向の超音波のラインの組を横断する）方向を意味すると理解される。

【0031】

相対的軸方向移動は、ある送信パルスからの超音波エコー信号から、同じ方向における他の送信パルスからの対応する超音波エコー信号まで（例えば２つの異なる時点におけるエコー）の、超音波プローブと解剖学的部位との間の相対的軸方向変位とみなされる。この相対的軸方向移動は、超音波プローブと解剖学的部位との間における何らかの相対的軸方向圧縮（又は減圧）により生じる。この圧縮は、超音波プローブ１の重量により及び/又はシステムのユーザーにより加えられる物理的な圧力により与えられる。信号処理ユニット１０３は、軸方向移動データに基づいて歪み画像データを決めるように構成される。歪み画像データは特に、軸方向移動データの軸方向の導関数を決定することにより決められる。故に、歪みは、軸方向移動の軸方向の導関数とみなされる。これは、複数の短い画像間隔の各々にわたる歪み増分である。代わりに、これら歪み増分は、全歪みを生じさせるために累積されることもできる。

【0032】

超音波エラストログラフィシステム１００はさらに、ディスプレイ１０５を有する。このディスプレイ１０５は、信号処理ユニット１０３から画像データを受信するために、信号処理ユニット１０３に接続される。ディスプレイ１０５は、前記決められた歪み画像データに基づいて、解剖学的部位の歪み画像を表示するように構成される。

【0033】

図２は、ある実施例に従う超音波エラストログラフィシステムのディスプレイにより表示される例示的な画像を示す。この画像は特に、図１を参照して説明されるような超音波システム１００のディスプレイ１０５により表示されることができる。表示される画像は、解剖学的部位の２次元の超音波エコー強度画像２３０を有する。図２のエコー強度画像は、２次元のグレイスケール画像である。超音波エコー強度画像２３０は、超音波信号に基づいて決められるエコー強度データに基づいて表示されることができる。故に、信号処理ユニット１０３はさらに、超音波信号に基づいてエコー強度データを決めるように構成されることもできる。図２の画像において、１つのエコー強度画像２３０が左側に表示される。同じエコー強度画像２３０は、右側に示されているが、加えて、この強度画像２３０に歪み画像２００が重畳されている。歪み画像２００は、窓形式でエコー強度画像２３０に重畳されている。歪み画像２００は、カラースケール、故に様々な色（例えば青色から赤色までを範囲とする色スペクトル）を使用して表示されることができる。凡例２１０は、色の範囲を示している。単なる例として、凡例２１０の下部にある青色は、（図２においてＨＤと短縮される）硬組織を示し、凡例２１０の上部にある赤色は、（図２においてＳＦと短縮される）軟組織を示す。代わりに、歪み画像２００はグレイスケールを用いて表示されることができる。

【0034】

信号処理ユニット１０３はさらに、軸方向移動データに基づいて水平方向における軸方向移動の水平変化を決めるように構成され、表示ユニット１０５はさらに、前記軸方向移動の水平変化に基づいて、歪み画像２００の品質の水平変化の示度を表示するように構成される。歪みエラストグラフィにとって、水平方向は普通、軸方向に垂直である。しかしながら、上述したように、（例えば超音波をある角度で操作する又は湾曲したトランスデューサ要素の配列のような）より一般化した軸方向の場合、水平方向は一般に歪み画像を横断する（軸方向の超音波のラインの組を横断する）方向を意味している。

【0035】

歪み画像の品質の水平変化の示度を表示することにより、ユーザー（例えば医療スタッフ又は医師）は、この水平変化の示度を得て、それに応じてユーザーの超音波プローブ１０１の保持を調節する。従って、ユーザーは、この示度により誘導されることができ、歪み画像の品質を向上させる。択一的又は累積的に、後でレビューする人は、それに応じて歪み画像を読み取ることができる。図２の実施例において、歪み画像の品質の示度は、バー２２２を持つ棒グラム２２０である。水平変化の示度が歪み画像２００の周辺（図２において歪み画像２００の右側）に棒グラフ２２２形式で表示される。歪み画像の品質の水平変化の示度がリアルタイムで表示されることができる。代わりに、この歪み画像の品質の水平変化の示度が後で表示するためにメモリに記憶されることができる。後の表示又はレビューは、超音波システム１００自身で又は他の何らかのレビューシステムで行われることができる。

【0036】

図２ａは、図２の画像の一部の拡大図を示す。図２ａに示される画像の一部は、図２の歪み画像２００である。この歪み画像２００のｙ軸は軸方向を示し、歪み画像２００のｘ軸は水平方向を示す。この場合、軸方向移動データは、各々が軸方向位置ｙ_ｉ及び水平方向位置ｘ_ｉを持つ複数の地点Ｐ（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ）の２次元データである。軸方向移動データは、前記複数の地点の各々の地点Ｐ（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ）に対する相対的軸方向移動量を示す。この軸方向移動の水平変化は、水平方向ｘにおける少なくとも２つの水平方向位置ｘ_ｉに対する相対的軸方向移動量を決める、及びこれらの軸方向移動量を比較することにより決められる。例えば、第１の水平方向位置ｘ_１に対し第１の軸方向移動量が決められ、第２の水平方向位置ｘ_２に対し第２の軸方向移動量が決められる。第１の軸方向移動量及び第２の軸方向移動量は次いで、水平変化を決めるために比較される。表示ユニット１０５は、軸方向移動量の示度を水平方向位置ｘ_ｉの関数として表示することにより、歪み画像の品質の水平変化の示度を表示するように構成される。これはさらに、以下に詳細に説明される。

【0037】

図３ａ及び図３ｂは、軸方向移動の水平変化がないときの超音波エラストグラフィシステム１００の例示的な棒グラフ２２０を各々示す。図３ａ及び図３ｂの例には、異なる平均圧縮度が与えられている。図３ａ及び図３ｂの各々において、軸方向移動の水平変化は存在していない、故に移動は純粋に軸方向の移動である。この場合、バー２２２の形状は従来の棒グラフのように矩形である。バー２２２の高さｈ_１、ｈ_２は、歪み画像の品質のレベルを示している。それに加えて又はその代わりに、バー２２２の色が前記歪み画像の品質のレベル（例えばグレーは低品質を規定し、緑色は高品質を規定する）を示すことができる。図３ａのバー２２２の高さｈ_１は、図３ｂのバー２２２の高さｈ_２よりも低い。図３ａのより低い高さｈ_１は、図３ａの歪み画像の品質のレベルが図３ｂのレベルよりも低いことを示している。従って、図３ｂには、図３ａに比べ良好な品質の歪み画像２００が与えられている。

【0038】

図４ａから図４ｄは、軸方向移動の水平変化があるときの超音波エラストグラフィシステム１００の例示的な棒グラフ２２０を各々示す。図４ａ及び４ｄの例には、様々な異なる平均圧縮度及び/又は傾き／揺れが与えられている。図４ａから図４ｄの各々において、軸方向移動の水平変化が存在している。この場合、バー２２２の形状は歪み画像の品質の水平変化を示している。特に、バー２２２の上面が水平変化を示している。図４ａから図４ｄの各々において、バー２２２の形状、特にその上面は、歪み画像の品質が水平方向に変化するにつれて、傾斜及び湾曲する。バー２２２の形状は、ある時点で少なくとも２つの異なる高さｈ_１、ｈ_２を持つ。図４ａにおいて、バー２２２の形状は、第１の高さｈ_１を持つ第１の水平方向位置ｘ_１から、この第１の高さよりも低い第２の高さｈ_２を持つ第２の水平方向位置ｘ_２まで減少する。図４ｂにおいて、バー２２２の形状は、第１の高さｈ_１を持つ第１の水平方向位置ｘ_１から、この第１の高さｈ_１よりも高い第２の高さｈ_２を持つ第２の水平方向位置ｘ_２まで増大する。図４ｃにおいて、バー２２２の形状も第１の高さｈ_１を持つ第１の水平方向位置ｘ_１から、この第１の高さよりも高い第２の高さｈ_２を持つ第２の水平方向位置ｘ_２まで増大する。図４ｂに比べ、図４ｃのバー２２２の形状は、より急速に増大している。従って、図４ｃにおける第１の高さｈ_１と第２の高さｈ_２との間の差は、図４ｂに比べより大きい。図４ｄにおいて、バー２２２の形状は、Ｖ字形状である。従って、バー２２２の形状は、第１の高さｈ_１を持つ第１の水平方向位置ｘ_１から、（第１の水平方向位置ｘ_１と第２の水平方向位置ｘ_２との間にある）中間高さｈ_Ｍを持つ中間の水平方向位置ｘ_Ｍまで減少し、この中間の水平方向位置ｘ_Ｍから、前記高さｈ_Ｍよりも大きい高さｈ_２を持つ第２の水平方向位置ｘ_２まで増大する。このＶ字形状は、軸方向移動が水平方向ｘの方向に変化し、中間の水平方向位置ｘ_Ｍは非常に小さい（例えば零に近い）軸方向移動を持つことを示している。この中間の水平方向位置ｘ_Ｍ又は零に近い軸方向移動を持つ領域は、ひどい又は低い歪み画像の品質を示す又は有する。

【0039】

図５ａから図５ｃは、例示的な軸方向移動の図を各々示す。図５ａから図５ｃの各々において、特定の水平方向位置ｘ_ｉに対する相対的軸方移動量ｍが軸方向位置ｙ_ｉの関数として表されている。図５ａから図５ｃの各々に見られるように、軸方向移動ｍは、軸方向位置ｙ_ｉ又は深さのほぼ単調関数である。

【0040】

図５ａの第１の例において、夫々水平方向位置ｘ_ｉを持つ複数の地点のこれら地点の相対的軸方向移動量の最大量ｍ_ｍａｘが決められる。この場合、軸方向移動データは、図２ａを参照して説明したように、２次元データの各地点Ｐ（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ）に対する相対的軸方向移動の最大量ｍ_ｍａｘを示す。この例において、この軸方向移動の最大量ｍ_ｍａｘは、水平方向位置ｘ_ｉの関数として与えられ、従ってこれは、軸方向移動の水平変化を示す。

【0041】

図５ｂの第２の例において、夫々水平方向位置ｘ_ｉを持つ複数の地点のこれら地点の軸方向移動量が平均化される。これは、相対的軸方向移動の平均量ｍ_ａｖｅｒを生じさせる。この場合、図２ａを参照して説明したように、２次元データの各地点Ｐ（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ）に対する相対的軸方向移動の平均量ｍ_ａｖｅｒを示す。この例において、前記平均の軸方向移動ｍ_ａｖｅｒは水平方向位置ｘ_ｉの関数として与えられ、故にこれは、軸方向移動の水平変化を示す。

【0042】

図５ｃの第３の例において、軸方向移動ｍの傾き又は導関数Δｍ／Δｙは、歪みを示す。図５ｃにおいて、夫々水平方向位置ｘ_ｉを持つ複数の地点のこれら地点の軸方向移動量の軸方向の導関数Δｍ／Δｙ（すなわち歪み）が平均化される。これは、平均の軸方向の導関数ｍ'_ａｖｅｒ、故に平均の歪みを生じさせる。この場合、軸方向移動データは、図２ａを参照して説明したように、２次元データの各地点Ｐ（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ）に対する平均の歪みを示す。この平均化は、例えば歪み画像を表示するための歪み画像データにおいて歪みが正規化（オートスケール）される前に行われる。この例において、前記平均の歪み（軸方向の移動量の導関数）は水平方向位置ｘ_ｉの関数として与えられ、故にこれは、軸方向移動の水平変化を示す。

【0043】

図６ａ−６ｃは、超音波プローブの移動及び対応する棒グラフ２２０の３つの異なる例を示す。超音波プローブ１０１は、身体の表面、ここでは患者１の皮膚２の上に置かれる。図６ａ−ｃの各々において、超音波プローブ１０１と患者１の解剖学的部位との間の軸方向移動が深さ方向（ｙ方向）の矢印により示される。図６ａ−ｃに示される移動は、説明を目的に誇張されている。当然のことながら、実際にはこの移動は、超音波プローブ１０１の大きさに比べ、一般的には極めて小さいので、超音波プローブ１０１の位置又は角度の変化は、（例えば視覚又は触覚を用いて）ユーザーにより知覚されない。図６ａの例において、軸方向移動の水平変化がない、故に移動は純粋に軸方向の移動である。（軸方向移動を示す）矢印の高さは、水平方向（ｘ方向）に関し一定である。この場合、対応する棒グラフ２２０は、（バー２２２の上面が水平である）従来の棒グラフのように、矩形のバー２２２を持つ。図６ｂの例において、軸方向移動の水平変化（例えば揺れ及び/又は傾き）があり、故に、軸方向移動と水平変化（例えば揺れ及び/又は傾斜）との混合が存在する。軸方向移動を示す高さの矢印は一定ではなく、水平方向（ｘ方向）に変化している。この場合、対応する棒グラフ２２０は、その形状が歪み画像の品質の水平変化を示している（バー２２２の上面が傾斜している）バー２２２を持つ。図６ｃの例において、図６ｂに比べ、軸方向移動の水平変化が軸方向移動を上回るような、さらに多くの水平変化（例えば揺れ及び/又は傾き）がある。この場合、図６ｃにおいて矢印で示されるように、軸方向移動は、（画像を横方向に横断する）水平方向ｘの方位に変化し、中間地点ｘ_Ｍ又は領域は、零に近い軸方向移動を持つ。この場合、対応する棒グラフ２２０はＶ字形状のバー２２２を持つ。

【0044】

図７は、ある実施例に従う超音波エラストグラフィ方法の概略的なブロック図を示す。第１のステップＳ１において、少なくとも１つのトランスデューサ要素を持つ超音波プローブから時変超音波信号が受信される。この超音波プローブは特に、図１の実施例を参照して説明したような超音波プローブ１０１である。他のステップＳ２において、前記時変超音波信号に基づく軸方向移動データが決められる。この軸方向移動データは、超音波プローブと解剖学的部位との間における軸方向ｙの相対的軸方向移動を示す。他のステップＳ３において、実際の移動データに基づく水平方向ｘにおける軸方向移動の水平変化が決められる。さらに、ステップＳ５において、軸方向移動データに基づく歪み画像データが決められる。これらの決定は例えば、図１の実施例を参照して説明したような信号処理ユニット１０３により行われることができる。ステップＳ６において、解剖学的部位の歪み画像２００が歪み画像データに基づいて表示される。さらに、ステップＳ４において、軸方向移動の水平変化に基づいて歪み画像の品質の水平変化の示度が表示される。これらの表示するステップは、例えば図１の実施例を参照して説明したようなディスプレイ１０５により行われることができる。

【0045】

図８は、図７の実施例の変形例に従う超音波エラストログラフィ方法の概略的なブロック図を示す。図８は、超音波信号に基づいて超音波エコー強度データを決める追加のステップＳ７及び解剖学的部位の超音波エコー強度画像を表示するステップＳ８に関して、図７とは異なる。超音波エコー強度データ及び歪みデータは、同じ送信パルス（送信パルスの組）又は異なる送信パルス（送信パルスの組）からの超音波エコー信号に基づいている。

【0046】

上記説明は、各々が軸方向位置ｙ_ｉ及び水平方向位置ｘ_ｉを持つ複数の地点Ｐ（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ）に対する２次元データである軸方向移動データと結び付けて行われる。しかしながら、軸方向移動データは、各々が軸方向位置ｙ_ｉ、水平方向位置ｘ_ｉ及び高さ方向位置ｚ_ｉを持つ複数の地点Ｐ（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ，ｚ_ｉ）に対する３次元データとすることもできる。信号処理ユニット１０３は次いで、軸方向移動データに基づいて高さ方向ｚにおける軸方向移動の高度変化を決めるように構成され、表示ユニット１０５は、この軸方向移動の高度変化に基づく歪み画像の品質の高度変化の示度を表示するように構成される。高さ方向ｚは、軸方向ｙ及び水平方向ｘの各々と直交している。さらに、表示ユニットは、３次元の歪み画像又は多断面の歪み画像を表示するように構成されることができる。

【0047】

本発明は、図面及び上記記載において詳細に説明及び開示されている一方、このような説明及び開示は、説明的又は例示的であり、限定的ではない。つまり、本発明は開示される実施例に限定されない。開示した実施例以外の変形例は、図面、本開示及び付随の特許請求の範囲の研究から、請求する本発明を実施する当業者により理解及び実施されることができる。

【0048】

請求項において、"有する"という言葉は、その他の要素又はステップを排除するものではなく、複数あると述べていなくても、それらが複数あることを排除しない。単一の要素又は他のユニットが請求項に挙げられる幾つかのアイテムの機能を果たしてもよい。ある方法が互いに異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの方法の組み合わせが有利に使用することがでないことを示しているのではない。

【0049】

コンピュータプログラムは、適切な媒体、例えば他のハードウェアと一緒に又はその一部として供給される光学記憶媒体又はソリッドステート媒体に記憶／分配されてもよいが、他の形式、例えばインターネット又は他の有線若しくはワイヤレスの電話通信システムを介して分配されてもよい。

【0050】

請求項における如何なる参照符号もその範囲を限定するとは考えるべきではない。

【図1】

【図2】

【図2a】

【図3a】

【図3b】

【図4a】

【図4b】

【図4c】

【図4d】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図7】

【図8】