特許 6288996 超音波診断装置及び超音波イメージングプログラム

(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】6288996

(24)【登録日】2018年2月16日

(45)【発行日】2018年3月7日

(54)【発明の名称】超音波診断装置及び超音波イメージングプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/08 20060101AFI20180226BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/08

【請求項の数】16

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2013-188776(P2013-188776)

(22)【出願日】2013年9月11日

(65)【公開番号】特開2015-54056(P2015-54056A)

(43)【公開日】2015年3月23日

【審査請求日】2016年9月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】特許業務法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】金山 侑子

(72)【発明者】

【氏名】矢野 雅彦

【審査官】 森口 正治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０２３９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２３８８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０５４５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／００１７７６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／００４６６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／１６２９６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／０７７５７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１００９９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／１４１２２０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１３／０１５００１（ＷＯ，Ａ１）

(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】

音響放射力でせん断波を発生させることにより関心領域内に変位を発生させる変位発生用超音波が、前記関心領域の外側に位置し、前記関心領域からラテラル方向に離れた送信位置に送信されるように、前記変位発生用超音波を超音波プローブから送信させ、前記変位発生用超音波により発生する変位を観測するための観測用超音波を、前記超音波プローブから複数回送信させる送信部と、
前記送信位置と前記関心領域の間の距離を規定したオフセット値を記憶する記憶部と、
前記送信位置および前記関心領域の位置をそれぞれ示すインジケータを、前記記憶部から読み出した前記オフセット値に基づいて生成する生成部と、
前記関心領域を含む領域に対応する超音波画像を表示部に表示させ、前記インジケータを前記超音波画像に重ねて表示させる出力制御部と
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。

【請求項2】

前記生成部は、前記関心領域が分割された複数の分割関心領域の位置及び大きさを示すインジケータを生成するとともに、それぞれの分割関心領域に対応する前記送信位置を示すインジケータを生成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。

【請求項3】

前記送信位置、前記関心領域の位置、又は前記関心領域の大きさを変更するための変更指示を操作者から受け付ける変更部を更に備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。

【請求項4】

前記送信部による前記変位発生用超音波及び前記観測用超音波の送信を制御する送信制御部を更に備え、
前記記憶部は、更に、前記分割関心領域の幅の上限値を記憶し、
前記送信制御部は、更に、前記上限値に基づいて、前記関心領域を前記複数の分割関心領域に分割することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。

【請求項5】

前記分割関心領域の位置、前記分割関心領域の大きさ、又は前記分割関心領域の数を変更するための変更指示を操作者から受け付けて、受け付けた変更指示に基づいて、前記分割関心領域の位置、大きさ、又は数を変更する変更部を更に備えたことを特徴とする請求項２又は４に記載の超音波診断装置。

【請求項6】

前記超音波画像から生体組織の輪郭を抽出する抽出部と、
前記輪郭と、前記送信位置とに基づいて、当該送信位置から所定の範囲内に所定の輪郭が存在するか否かを判定する判定部とを更に備え、
前記出力制御部は、前記所定の範囲内に前記所定の輪郭が存在すると判定された場合に、警告を出力することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の超音波診断装置。

【請求項7】

前記超音波画像から輪郭を抽出する抽出部と、
前記送信位置、前記関心領域の位置、又は前記関心領域の大きさを変更するための変更指示を操作者から受け付ける変更部と、
前記輪郭と、前記送信位置とに基づいて、当該送信位置から所定の範囲内に所定の輪郭が存在するか否かを判定する判定部とを更に備え、
前記変更部は、前記所定の範囲内に前記所定の輪郭が存在すると判定された場合に、前記送信位置、前記関心領域の位置、前記関心領域の大きさ、前記分割関心領域の位置、前記分割関心領域の大きさ、又は前記分割関心領域の数のうち少なくとも一つを変更することを特徴とする請求項２又は４に記載の超音波診断装置。

【請求項8】

前記超音波画像から輪郭を抽出する抽出部と、
前記送信位置、前記関心領域の位置、又は前記関心領域の大きさを変更するための変更指示を操作者から受け付ける変更部と、
前記輪郭と、前記送信位置とに基づいて、当該送信位置から所定の範囲内に所定の輪郭が存在するか否かを判定する判定部とを更に備え、
前記出力制御部は、前記所定の範囲内に前記所定の輪郭が存在すると判定された場合に、警告を出力し、
前記変更部は、前記所定の範囲内に前記所定の輪郭が存在すると判定された場合に、前記送信位置、前記関心領域の位置、前記関心領域の大きさ、前記分割関心領域の位置、前記分割関心領域の大きさ、又は前記分割関心領域の数のうち少なくとも一つを変更することを特徴とする請求項２又は４に記載の超音波診断装置。

【請求項9】

前記出力制御部は、前記変更部によって変更された前記送信位置のインジケータ、前記関心領域のインジケータ、又は前記分割関心領域のインジケータのうち、少なくとも一つを、前記超音波画像に重畳させて出力することを特徴とする請求項７又は８に記載の超音波診断装置。

【請求項10】

前記所定の輪郭は、前記変位発生用超音波の方向と略平行な接線を有することを特徴とする請求項６〜９のいずれか一つに記載の超音波診断装置。

【請求項11】

音響放射力でせん断波を発生させることにより関心領域内に変位を発生させる変位発生用超音波が、前記関心領域の外側に位置し、前記関心領域からラテラル方向に離れた送信位置に送信されるように、前記変位発生用超音波を超音波プローブから送信させ、前記変位発生用超音波により発生する変位を観測するための観測用超音波を、前記超音波プローブから複数回送信させる送信部と、
Ｂモード画像データから輪郭を抽出する抽出部と、
前記輪郭と、前記送信位置とに基づいて、当該送信位置から所定の範囲内に、前記変位発生用超音波の方向と略平行な接線を有する輪郭が存在するか否かを判定する判定部と、
前記所定の範囲内に前記輪郭が存在すると判定された場合に、前記送信位置、前記関心領域の位置、又は前記関心領域の大きさを変更する変更部とを備え、
前記送信部は、前記変更部によって変更された前記送信位置、前記関心領域の位置、又は前記関心領域の大きさに基づいて、前記変位発生用超音波及び前記観測用超音波を前記超音波プローブから送信させることを特徴とする超音波診断装置。

【請求項12】

前記所定の範囲内に前記輪郭が存在すると判定された場合に、警告を出力する出力制御部を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載の超音波診断装置。

【請求項13】

変更された前記送信位置を示すインジケータ、及び、変更された前記関心領域の位置を示すインジケータのうち、少なくとも一つを生成する生成部と、
生成された前記送信位置を示すインジケータ、及び、前記関心領域の位置を示すインジケータのうち、少なくとも一つを、前記Ｂモード画像データに重畳させて出力する出力制御部と
を更に備えたことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の超音波診断装置。

【請求項14】

前記超音波プローブにより受信された前記観測用超音波に基づいて、前記関心領域内に適切なせん断波の伝播が生じたか否かを確認するための画像を生成する画像生成部と、
前記画像を超音波画像とともに表示する出力制御部とを更に備えることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載の超音波診断装置。

【請求項15】

音響放射力でせん断波を発生させることにより関心領域内に変位を発生させる変位発生用超音波が、前記関心領域の外側に位置し、前記関心領域からラテラル方向に離れた送信位置に送信されるように、前記変位発生用超音波を超音波プローブから送信させ、前記変位発生用超音波により発生する変位を観測するための観測用超音波を、前記超音波プローブから複数回送信させる送信手順と、
前記送信位置と前記関心領域の間の距離を規定したオフセット値を記憶する記憶部から読み出した前記オフセット値に基づいて、前記送信位置および前記関心領域の位置をそれぞれ示すインジケータを生成する生成手順と、
前記関心領域を含む領域に対応する超音波画像を表示部に表示させ、前記インジケータを前記超音波画像に重ねて表示させる出力制御手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とする超音波イメージングプログラム。

【請求項16】

音響放射力でせん断波を発生させることにより関心領域内に変位を発生させる変位発生用超音波が、前記関心領域の外側に位置し、前記関心領域からラテラル方向に離れた送信位置に送信されるように、前記変位発生用超音波を超音波プローブから送信させ、前記変位発生用超音波により発生する変位を観測するための観測用超音波を、前記超音波プローブから複数回送信させる送信手順と、
Ｂモード画像データから輪郭を抽出する抽出手順と、
前記輪郭と、前記送信位置とに基づいて、当該送信位置から所定の範囲内に、前記変位発生用超音波の方向と略平行な接線を有する輪郭が存在するか否かを判定する判定手順と、
前記所定の範囲内に前記輪郭が存在すると判定された場合に、前記送信位置、前記関心領域の位置、又は前記関心領域の大きさを変更する変更手順とをコンピュータに実行させ、
前記送信手順は、前記変更手順によって変更された前記送信位置、前記関心領域の位置、又は前記関心領域の大きさに基づいて、前記変位発生用超音波及び前記観測用超音波を前記超音波プローブから送信させることを特徴とする超音波イメージングプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、超音波診断装置及び超音波イメージングプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、生体組織の硬さを測定し、測定した硬さの分布を映像化するエラストグラフィー（Elastography）が知られている。エラストグラフィーは、例えば、肝硬変等、病変の進行度に応じて生体組織の硬さが変化する疾患の診断に利用されている。エラストグラフィーにおいて、生体組織を変位させて硬さを評価する方法は、以下の２つに大別される。

【0003】

１つ目の方法は、超音波プローブで体表から生体組織を圧迫・開放した際に観測される走査断面内の各点の歪みの大きさから、相対的な硬さを可視化する方法である。また、２つ目の方法は、体表から生体組織に音響放射力や機械的振動を与えてせん断波（shear wave）による変位を発生させ、走査断面内の各点における変位を経時的に観測することで、せん断波の伝播速度を求めて、弾性率を求める方法である。前者の方法では、歪みの局所的な大きさは、超音波プローブを用手的に動かす大きさに依存し、周囲と比較した時に着目領域が相対的に硬いか軟らかいかという評価が行われる。これに対して、後者の方法では、着目領域の絶対的な弾性率を求めることができる。

【0004】

ここで、後者の方法において、せん断波は硬さの違う組織間の境界面で反射する性質がある。このため、反射したせん断波による変位が観測されることにより、せん断波の伝播速度が正確に求められず、生体組織の硬さを示す硬さ画像にアーチファクトが発生することがある。したがって、反射したせん断波に起因するアーチファクトを抑制するための技術が種々提案されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】Ｔｈｏｍａｓ Ｄｅｆｆｉｅｕｘ、 Ｊｅａｎ−Ｌｕｃ Ｇｅｎｎｉｓｓｏｎ、 Ｊｅｒｅｍｙ Ｂｅｒｃｏｆｆ、ａｎｄ Ｍｉｃｋａｅｌ Ｔａｎｔｅｒ、 「Ｏｎ ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ Ｗａｖｅｓ ｉｎ Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｓｈｅａｒ Ｗａｖｅ Ｅｌａｓｔｏｇｒａｐｈｙ」、 ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ、 Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ、 ａｎｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ、 ｖｏｌ．５８、 ｎｏ．１０、 Ｏｃｔｏｂｅｒ ２０１１、ｐｐ．２０３２−２０３５

【非特許文献2】Ｎｅｄ Ｃ． Ｒｏｕｚｅ、 Ｍｉｃｈａｅｌ Ｈ． Ｗａｎｇ、 Ｍａｒｋ Ｌ． Ｐａｌｍｅｒｉ、 ａｎｄ Ｋａｔｈｒｙｎ Ｒ． Ｎｉｇｈｔｉｎｇａｌｅ、 「Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ Ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ２−Ｄ Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ Ｓｈｅａｒ Ｗａｖｅ Ｉｍａｇｅｓ」 ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ、 Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ、 ａｎｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ、 ｖｏｌ．５９、 ｎｏ．８、 Ａｕｇｕｓｔ ２０１２、ｐｐ．１７２９−１７４０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、硬さ画像の画質を向上させることができる超音波診断装置及び超音波イメージング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】

【0007】

実施形態に係る超音波診断装置は、送信部と、記憶部と、生成部と、出力制御部とを備える。送信部は、音響放射力でせん断波を発生させることにより関心領域内に変位を発生させる変位発生用超音波が、前記関心領域の外側に位置し、前記関心領域からラテラル方向に離れた送信位置に送信されるように、前記変位発生用超音波を超音波プローブから送信させ、前記変位発生用超音波により発生する変位を観測するための観測用超音波を、前記超音波プローブから複数回送信させる。記憶部は、前記送信位置と前記関心領域の間の距離を規定したオフセット値を記憶する。生成部は、前記送信位置および前記関心領域の位置をそれぞれ示すインジケータを、前記記憶部から読み出した前記オフセット値に基づいて生成する。出力制御部は、前記関心領域を含む領域に対応する超音波画像を表示部に表示させ、前記インジケータを前記超音波画像に重ねて表示させる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。

【図2A】図２Ａは、課題を説明するための図である。

【図2B】図２Ｂは、課題を説明するための図である。

【図2C】図２Ｃは、課題を説明するための図である。

【図3A】図３Ａは、課題を説明するための図である。

【図3B】図３Ｂは、課題を説明するための図である。

【図4A】図４Ａは、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。

【図4B】図４Ｂは、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。

【図5A】図５Ａは、第１の実施形態に係る超音波診断装置における処理を説明するための図である。

【図5B】図５Ｂは、第１の実施形態に係る超音波診断装置における処理を説明するための図である。

【図5C】図５Ｃは、第１の実施形態に係る超音波診断装置における処理を説明するための図である。

【図5D】図５Ｄは、第１の実施形態に係る超音波診断装置における処理を説明するための図である。

【図6】図６は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。

【図7】図７は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。

【図8】図８は、第２の実施形態に係る超音波診断装置における処理を説明するための図である。

【図9A】図９Ａは、第２の実施形態に係る超音波診断装置における処理を説明するための図である。

【図9B】図９Ｂは、第２の実施形態に係る超音波診断装置における処理を説明するための図である。

【図10】図１０は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。

【図11A】図１１Ａは、第３の実施形態に係る超音波診断装置における処理を説明するための図である。

【図11B】図１１Ｂは、第３の実施形態に係る超音波診断装置における処理を説明するための図である。

【図12】図１２は、第４の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して、実施形態に係る超音波診断装置及び超音波イメージングプログラムを説明する。

【0010】

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１と、モニタ２と、入力装置３と、装置本体１０とを有する。

【0011】

超音波プローブ１は、複数の振動子（例えば、圧電振動子）を有し、これら複数の振動子は、後述する装置本体１０が有する送信部１１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１が有する複数の振動子は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１は、振動子に設けられる整合層と、振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。

【0012】

超音波プローブ１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１が有する複数の振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。

【0013】

なお、第１の実施形態は、図１に示す超音波プローブ１が、複数の圧電振動子が一列で配置された１次元超音波プローブである場合や、一列に配置された複数の圧電振動子が機械的に揺動される１次元超音波プローブである場合、複数の圧電振動子が格子状に２次元で配置された２次元超音波プローブである場合のいずれであっても適用可能である。

【0014】

入力装置３は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック等を有し、超音波診断装置の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１０に対して受け付けた各種設定要求を転送する。

【0015】

モニタ２は、超音波診断装置の操作者が入力装置３を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１０において生成された超音波画像データ等を表示したりする。

【0016】

装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した反射波信号に基づいて超音波画像データを生成する装置であり、図１に示すように、送信部１１と、受信部１２と、信号処理部１３と、画像生成部１４と、画像メモリ１５と、内部記憶部１６と、制御部１７とを有する。

【0017】

送信部１１は、超音波送信における送信指向性を制御する。具体的には、送信部１１は、レートパルサ発生器、送信遅延部、送信パルサ等を有し、超音波プローブ１に駆動信号を供給する。レートパルサ発生器は、所定のレート周波数（ＰＲＦ：Pulse Repetition Frequency）で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。レートパルスは、送信遅延部を通ることで異なる送信遅延時間を有した状態で送信パルサへ電圧を印加する。すなわち、送信遅延部は、超音波プローブ１から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な振動子ごとの送信遅延時間を、レートパルサ発生器が発生する各レートパルスに対し与える。送信パルサは、かかるレートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。送信方向或いは送信遅延時間は、後述する内部記憶部１６に記憶されており、送信部１１は、内部記憶部１６を参照して、送信指向性を制御する。

【0018】

駆動パルスは、送信パルサからケーブルを介して超音波プローブ１内の振動子まで伝達した後に、振動子において電気信号から機械的振動に変換される。この機械的振動は、生体内部で超音波として送信される。振動子ごとに異なる送信遅延時間を持った超音波は、収束されて、所定方向に伝搬していく。送信遅延部は、各レートパルスに対し与える送信遅延時間を変化させることで、振動子面からの送信方向を任意に調整する。送信部１１は、超音波ビームの送信に用いる振動子の数及び位置（送信開口）と、送信開口を構成する各振動子の位置に応じた送信遅延間とを制御することで、送信指向性を与える。例えば、送信部１１の送信遅延回路は、送信遅延時間をパルサ回路が発生する各レートパルスに対し与えることで、超音波送信の深さ方向における集束点（送信フォーカス）の位置を制御する。

【0019】

なお、送信部１１は、後述する制御部１７の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、または、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。

【0020】

超音波プローブ１が送信した超音波の反射波は、超音波プローブ１内部の振動子まで到達した後、振動子において、機械的振動から電気的信号（反射波信号）に変換され、受信部１２に入力される。

【0021】

受信部１２は、超音波受信における受信指向性を制御する。具体的には、受信部１２は、プリアンプ、Ａ／Ｄ変換部、受信遅延部及び加算部等を有し、超音波プローブ１が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。プリアンプは、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換部は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換し、受信遅延部は、受信指向性を決定するのに必要な受信遅延時間をチャンネルごとに与える。加算部は、受信遅延時間が与えられた反射波信号（デジタル信号）を加算して、反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。受信方向或いは受信遅延時間は、後述する内部記憶部１６に記憶されており、受信部１２は、内部記憶部１６を参照して、受信指向性を制御する。なお、第１の実施形態に係る受信部１２は、並列同時受信を行なうことも可能である。

【0022】

信号処理部１３は、受信部１２が反射波信号から生成した反射波データに対して各種の信号処理を行う。信号処理部１３は、受信部１２から受信した反射波データに対して、対数増幅、包絡線検波処理等を行って、サンプル点ごとの信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。

【0023】

また、信号処理部１３は、受信部１２から受信した反射波データより、移動体のドプラ効果に基づく運動情報を、走査領域内の各サンプル点で抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。具体的には、信号処理部１３は、移動体の運動情報として、平均速度、分散値、パワー値等を各サンプル点で抽出したドプラデータを生成する。ここで、移動体とは、例えば、血流や、心壁等の組織、造影剤である。

【0024】

ここで、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、生体組織の硬さを測定し、測定した硬さの分布を映像化するエラストグラフィーを実行可能な装置である。具体的には、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、音響放射力を与えて生体組織に変位を発生させることで、エラストグラフィーを実行可能な装置である。

【0025】

すなわち、第１の実施形態に係る送信部１１は、音響放射力で生じるせん断波により変位を発生させる変位発生用バースト波（プッシュパルス）を超音波プローブ１から送信させる。そして、第１の実施形態に係る送信部１１は、変位発生用バースト波により発生する変位を観測する観測用パルスを、走査領域内の複数の走査線それぞれで超音波プローブ１から複数回送信させる。観測用パルスは、変位発生用バースト波により発生したせん断波の伝播速度を、走査領域内の各サンプル点で観測するために送信される。通常、観測用パルスは、走査領域内の各走査線に対して、複数回（例えば、１００回）、送信される。受信部１２は、走査領域内の各走査線で送信された観測用パルスの反射波信号から、反射波データを生成する。なお、変位発生用バースト波は、変位発生用超音波の一例である。また、観測用パルスは、観測用超音波の一例である。

【0026】

そして、信号処理部１３は、走査領域内の各走査線で複数回送信された観測用パルスの反射波データを解析して走査領域の硬さの分布を示す硬さ分布情報を算出する。具体的には、信号処理部１３は、変位発生用バースト波によって発生したせん断波の伝搬速度を各サンプル点で測定することで、走査領域の硬さ分布情報を生成する。

【0027】

例えば、信号処理部１３は、観測用パルスの反射波データを周波数解析する。これにより、信号処理部１３は、各走査線の複数のサンプル点それぞれで、運動情報（組織ドプラデータ）を複数時相に渡って生成する。そして、信号処理部１３は、各走査線の複数のサンプル点それぞれで得られた複数時相の組織ドプラデータの速度成分を時間積分する。これにより、信号処理部１３は、各走査線の複数のサンプル点それぞれの変位を複数時相に渡って算出する。続いて、信号処理部１３は、各サンプル点で変位が最大となる時間を求める。そして、信号処理部１３は、各サンプル点で最大変位が得られた時間を、各サンプル点におけるせん断波の到達時間として取得する。続いて、信号処理部１３は、各サンプル点におけるせん断波の到達時間の空間的微分を行うことで、各サンプル点でのせん断波の伝搬速度を算出する。以下、「せん断波の伝播速度」を、「せん断速度」と記載する。

【0028】

そして、信号処理部１３は、せん断速度をカラーコード化し、対応するサンプル点にマッピングすることで、硬さ分布情報を生成する。硬い組織ではせん断速度が大きく、柔らかい組織ではせん断速度が小さくなる。すなわち、せん断速度の値は、組織の硬さ（弾性率）を示す値となる。上記の場合、観測用パルスは、組織ドプラ用の送信パルスである。なお、上記のせん断速度は、信号処理部１３が、各サンプル点で変位が最大となる時間に基づくのではなく、隣接する走査線における組織の変位の相互相関により検出することで算出する場合であっても良い。

【0029】

なお、信号処理部１３は、せん断速度から、ヤング率又はせん断弾性率を算出し、算出したヤング率又はせん断弾性率により硬さ分布情報を生成しても良い。せん断速度、ヤング率及びせん断弾性率は、いずれも生体組織の硬さを表す物理量として用いることができる。以下では、信号処理部１３が、生体組織の硬さを表す物理量としてせん断速度を用いる場合について説明する。

【0030】

ここで、１回の変位発生用バースト波の送信で発生するせん断波は、伝播とともに、減衰する。広い領域に渡ってせん断速度を観測しようとした場合、ある特定の一つの走査線において送信された変位発生用バースト波により発生したせん断波は、伝播に伴い減衰し、変位発生用バースト波の送信位置から十分離れると、やがて観測不可能となる。

【0031】

かかる場合、変位発生用バースト波を方位方向における複数の位置において送信する必要がある。具体的には、走査領域（或いは、関心領域）は、方位方向に沿って複数の領域に分割される。送信部１１は、各領域（以下、分割領域と表記）において観測用パルスを送受信する前に、それぞれ異なった走査線位置において変位発生用バースト波を送信し、せん断波を発生させる。この際、典型的には、変位発生用バースト波の送信位置は、各分割領域の近傍に設定される。同時並列受信数が少数に限定されている場合、送信部１１は、変位発生用バースト波を１回送信した後に、ある分割領域の各走査線で観測用パルスを複数回送信する処理を、方位方向に沿って複数の分割領域それぞれで順次実行する。

【0032】

画像生成部１４は、信号処理部１３が生成したデータから超音波画像データを生成する。画像生成部１４は、信号処理部１３が生成したＢモードデータから反射波の強度を輝度で表したＢモード画像データを生成する。また、画像生成部１４は、信号処理部１３が生成したドプラデータから移動体情報を表すドプラ画像データを生成する。ドプラ画像データは、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。

【0033】

また、画像生成部１４は、信号処理部１３によって生成された硬さ分布情報から、生体組織の硬さがカラー表示された硬さ画像データを生成する。例えば、画像生成部１４は、走査領域内の各点におけるせん断速度に応じた画素値を各点に割り当てたせん断速度画像データを、硬さ画像データとして生成する。

【0034】

ここで、画像生成部１４は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用の超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成部１４は、超音波プローブ１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行うことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成部１４は、スキャンコンバート以外に種々の画像処理として、例えば、スキャンコンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理（平滑化処理）や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理（エッジ強調処理）等を行う。また、画像生成部１４は、超音波画像データに、付帯情報（種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等）を合成する。

【0035】

すなわち、Ｂモードデータ、ドプラデータ及び硬さ分布情報は、スキャンコンバート処理前の超音波画像データであり、画像生成部１４が生成するデータは、スキャンコンバート処理後の表示用の超音波画像データである。なお、画像生成部１４は、信号処理部１３が３次元のデータ（３次元Ｂモードデータ、３次元ドプラデータ及び３次元硬さ分布情報）を生成した場合、超音波プローブ１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行うことで、ボリュームデータを生成する。そして、画像生成部１４は、ボリュームデータに対して、各種レンダリング処理を行なって、表示用の２次元画像データを生成する。

【0036】

画像メモリ１５は、画像生成部１４が生成した表示用の画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ１５は、信号処理部１３が生成したデータを記憶することも可能である。画像メモリ１５が記憶するＢモードデータやドプラデータ、硬さ分布情報は、例えば、診断の後に操作者が呼び出すことが可能となっており、画像生成部１４を経由して表示用の超音波画像データとなる。

【0037】

内部記憶部１６は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行うための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。また、内部記憶部１６は、必要に応じて、画像メモリ１５が記憶する画像データの保管等にも使用される。また、内部記憶部１６が記憶するデータは、図示しないインタフェース部を介して、外部装置へ転送することができる。

【0038】

また、内部記憶部１６は、撮影済みのせん断速度画像データに関する情報を記憶する。例えば、内部記憶部１６は、撮影済みのせん断速度画像データについて、各サンプル点におけるせん断波の到達時間を記憶する。

【0039】

制御部１７は、超音波診断装置の処理全体を制御する。具体的には、制御部１７は、入力装置３を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部１６から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送信部１１、受信部１２、信号処理部１３、画像生成部１４の処理を制御する。また、制御部１７は、画像メモリ１５が記憶する表示用の超音波画像データをモニタ２にて表示するように制御する。

【0040】

なお、装置本体１０に内蔵される送信部１１及び受信部１２等は、プロセッサ（ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）、集積回路等）のハードウェアにより構成されることもあるが、ソフトウェア的にモジュール化されたプログラムにより構成される場合もある。

【0041】

以上、第１の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、変位発生用バースト波の送信を行なって、生体組織の硬さを映像化する。

【0042】

この方法に関して、せん断波を発生させた後、近傍の各点（サンプル点）において変位の時間変化を観測し、変位がピークとなる時間をせん断波の到達時間として求めることが一般に行われる。そして、せん断波の到達時間の空間微分を取ることによって、局所的なせん断速度を求めることができる。しかし、発生させたせん断波が、硬さの違う組織間の境界面（構造境界）で反射することによって、時間変位曲線が期待とは異なったものになってしまい、せん断波の到達時間が正しく求められないことがあり、その場合、最終的に表示される硬さ画像（せん断速度画像あるいは弾性率画像）にアーチファクトが発生してしまうことが知られている。

【0043】

図２Ａから図２Ｃは、課題を説明するための図である。図２Ａは、Ｂモード画像の一例である。図２Ａにおいて、画像の中央に位置する楕円形の斜線ハッチング領域は、他の領域とは硬さの違う組織を表す。つまり、斜線ハッチング領域の輪郭部分は、構造境界に対応する。また、バースト波送信位置は、変位発生用バースト波が送信される送信位置を表し、観測点は、変位発生用バーストにより発生した変位が観測されるサンプル点に対応する。また、図２Ｂは、反射成分を含む時間変異曲線の一例であり、図２Ｃは、図２Ｂから反射成分を除外した時間変異曲線の一例である。図２Ｂ及び図２Ｃにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は変位の大きさを示す。

【0044】

図２Ａにおいて、変位発生用バーストが送信されると、バースト波送信位置からせん断波が伝播する。ここで、バースト波送信位置から図中の右方向へ伝播するせん断波は、観測点１、観測点２の順に観測される。そして、更に伝播したせん断波は、図示のせん断波反射位置において反射され、左方向に向かって伝播する。この反射して伝播するせん断波は、観測点２、観測点１の順に観測される。この観測点１及び観測点２における時間変位曲線を図２Ｂに示す。

【0045】

図２Ｂに示すように、バースト波送信位置から直接（反射せずに）伝播するせん断波による変位は、観測点１において最初にピークとなり、次に観測点２においてピークとなる。その後、せん断波反射位置において反射されたせん断波による変位が、観測点２においてピークとなり、次に観測点１においてピークとなる。ここで、例えば、せん断波の到達時間は、バースト波送信位置から直接伝播するせん断波の変位がピークとなる時間として観測される。図２Ｂに示すように、反射されたせん断波による変位のピークが時間変位曲線に含まれる場合、例えば、このピークの時間が誤って観測されてしまうことで、せん断速度画像にアーチファクトが発生してしまう。

【0046】

ここで、例えば、時間変位曲線の空間分布により、特定の方向に伝播するせん断波の成分を除外することにより、せん断波の反射に起因するアーチファクトを抑制する技術が提案されている。これによれば、図２Ｂの時間変位曲線から反射されたせん断波の成分（反射成分）を除外して、図２Ｃの時間変位曲線とすることで、反射成分が誤って観測されることを防止する。しかし、この方法では、同方向に伝播する反射せん断波の影響を除外することができない。これについて、図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。

【0047】

図３Ａ及び図３Ｂは、課題を説明するための図である。図３Ａは、Ｂモード画像の一例である。図３Ａにおいて、画像の中央に位置する楕円形の斜線ハッチング領域は、他の領域とは硬さの違う組織を表し、図２Ａと比較してバースト波送信位置とせん断波反射位置とが近い位置にある。また、図３Ｂは、反射成分を含む時間変異曲線の一例である。図３Ｂにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は変位の大きさを示す。

【0048】

図３Ａにおいて、変位発生用バーストが送信されると、バースト波送信位置からせん断波が伝播する。ここで、バースト波送信位置から図中の右方向へ伝播するせん断波は、バースト波送信位置から観測点１及び観測点２に直接伝播する。一方、バースト波送信位置から図中の左方向へ伝播するせん断波は、近い位置にあるせん断波反射位置にて反射され、観測点１及び観測点２に伝播する。このように、変位発生用バースト波が境界面に近い位置に送信される場合、発生させた位置から観測位置に直接伝播するせん断波を、境界面で反射されてから伝播するせん断波が追いかけるような形で変位が観測される。この場合、直接伝播するせん断波と、反射されて伝播するせん断波の伝播方向が同じであるため、上記の方法では反射成分を除外することができない。

【0049】

また、一般的に、変位発生用バースト波により発生する組織の変位は微小であるため、様々なノイズの影響を受けやすい。例えば、図３Ｂにおいて、変位が最大となる時刻をせん断波到達時間として検出する場合、本来であれば２つ見られるピークのうち時間的に早いもの、すなわち、直接伝播するせん断波に対応する到達時間を検出することが求められる。しかしながら、体動や手ぶれ等の外的な要因があると、時間的に遅い方のピークの方が振幅が大きくなり、遅い方のピークの時間が到達時間として検出されてしまう。このように、到達時間を検出する段階で誤りが生じてしまうと、その後にせん断波の到達時間を空間的に微分してせん断速度を算出する際に大きなアーチファクトとなって見えてしまうことになる。このような問題を解決するために、複数ピークが見られた場合は最初のピークを到達時間として検出する、あるいは、最大値検出ではなく相互相関に基づいて全体的な時間差を検出して到達時間を求めるなど、到達時間検出方法を工夫することも考えられる。しかし、これらの手法だと反射せん断波以外の原因によって生じる擾乱（電源ノイズによる時間変位曲線の揺らぎや体動など）に弱くなり、ロバストに到達時間が検出できなくなる可能性がある。また、後者の方法は計算コストが増加し、リアルタイム性を妨げる要因になる。

【0050】

上記のような問題は、変位発生用バースト波の送信位置の付近に構造境界がある場合に生じることが多い。この構造境界は、例えば、Ｂモード画像上でも十分に確認できる場合がある。このような場合に、操作者が、変位発生用バースト波の送信位置（照射位置）の付近に構造境界が含まれるのを避けることができれば、反射成分によるアーチファクトを抑制することができると考えられる。しかし、従来の超音波診断装置においては、一般的にせん断速度画像領域内で複数個所に変位発生用バースト波が送信されることが多いが、どの位置においてそれらの変位発生用バースト波が送信されているかは検査者には提示されていない。このため、操作者はどの部分に変位発生用バースト波が送信されているかを知ることができず、上記のようなアーチファクトが典型的に発生するとわかっている場合においても、その状況を積極的に避けることができない。

【0051】

そこで、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、せん断速度画像を取得する前あるいは取得している最中に、どの位置において変位発生用バースト波を送信しているのかを明示する表示手段を備える。例えば、Ｂモード画像上においてせん断速度画像を表示する関心領域（ＲＯＩ）を設定する際、複数の変位発生用バースト波の送信位置を同時に表示する。また、例えば、変位発生用バースト波の送信位置の少なくとも１つが、硬さの違う組織間の境界面の近くに位置する場合に、該当する変位発生用バースト波の送信位置を変更できるようにしたり、変位発生用バースト波の送信位置の数を変更できるようにしたりする。

【0052】

図１に戻り、第１の実施形態に係る超音波診断装置において、制御部１７は、送信制御部１７１と、生成部１７２と、出力制御部１７３と、変更部１７４とを備える。

【0053】

送信制御部１７１は、送信部１１による変位発生用バースト波の送信や、観測用パルスの送受信を制御する。例えば、送信制御部１７１は、操作者からＲＯＩを決定する指示を受け付ける。そして、送信制御部１７１は、受け付けた指示に基づいて、ＲＯＩに対応するせん断速度画像データを生成するための変位発生用バースト波の送信位置、送信位置の数、ＲＯＩの位置、ＲＯＩの範囲、及びＲＯＩの数等を設定する。送信制御部１７１の制御により、送信部１１は、変位発生用バースト波を超音波プローブ１から送信させる。また、送信制御部１７１の制御により、送信部１１は、送信させた変位発生用バースト波により発生する変位を観測する観測用パルスを、走査領域内の複数の走査線それぞれで超音波プローブ１から複数回送信させる。

【0054】

生成部１７２は、バースト波送信位置を示す送信位置画像データ、及び、走査領域の位置を示す走査領域画像データを生成する。例えば、生成部１７２は、送信制御部１７１によって設定されたバースト波送信位置を取得する。そして、生成部１７２は、取得したバースト波送信位置を示す直線状の画像データ（インジケータ）を送信位置画像データとして生成する。また、生成部１７２は、送信制御部１７１によって設定されたＲＯＩの位置及び大きさを取得する。そして、生成部１７２は、取得したＲＯＩの位置及び大きさを示す矩形の枠線の画像データを走査領域画像データとして生成する。

【0055】

出力制御部１７３は、生成された送信位置画像データ及び走査領域画像データを超音波画像データに重畳させて出力する。例えば、出力制御部１７３は、生成部１７２によって生成された送信位置画像データ及び走査領域画像データを、Ｂモード画像上に重畳させて表示する。

【0056】

変更部１７４は、変位発生用バースト波の送信位置、送信位置の数、走査領域の位置、走査領域の範囲、又は走査領域の数を変更する指示である変更指示を受け付ける。そして、変更部１７４は、受け付けた変更指示に基づいて、送信部１１によって送信される変位発生用バースト波の送信位置、送信位置の数、走査領域の位置、走査領域の範囲、又は走査領域の数を変更する。

【0057】

図４Ａ及び図４Ｂは、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。以下では、図５Ａから図５Ｄを参照しつつ、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を説明する。図５Ａから図５Ｄは、第１の実施形態に係る超音波診断装置における処理を説明するための図である。

【0058】

図４Ａに示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置の送信制御部１７１は、硬さ画像を生成するための硬さ画像生成モードを開始させる開始指示を操作者から受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。この硬さ画像生成モードとは、例えば、硬さ画像を生成するＲＯＩを設定したり、ＲＯＩを設定した後に変位発生用バースト波を送信して硬さ画像を生成したりするための状態である。ここで、開始指示を受け付けない場合（ステップＳ１０１否定）、制御部１７は、開始指示を受け付けるまで待機する。

【0059】

一方、開始指示を受け付けた場合（ステップＳ１０１肯定）、送信制御部１７１の制御により、モニタ２は、ＲＯＩ設定用ＧＵＩを表示する（ステップＳ１０２）。ここで、図５Ａを用いて、モニタ２に表示されるＲＯＩ設定用ＧＵＩについて説明する。図５Ａに示すように、例えば、モニタ２には、超音波プローブ１により走査されたＢモード画像５１が表示されている。そして、モニタ２は、このＢモード画像５１上に、せん断速度画像生成領域を指定するＲＯＩ５２を表示する。このＲＯＩ５２の大きさや位置は、プリセットされている。送信制御部１７１は、操作者からＲＯＩ５２の大きさや位置を変更する指示を受け付けて、受け付けた指示に応じてＲＯＩ５２の大きさや位置を変更する。

【0060】

そして、送信制御部１７１は、ＲＯＩ５２が決定されたか否かを判定する（ステップＳ１０３）。例えば、送信制御部１７１は、操作者からＲＯＩ５２を決定する指示を受け付けたか否かに応じて、ＲＯＩ５２が決定されたか否かを判定する。ここで、ＲＯＩが決定されない場合（ステップＳ１０３否定）、送信制御部１７１は、ＲＯＩが設定されるまで待機する。一方、ＲＯＩ５２が決定された場合（ステップＳ１０３肯定）、送信制御部１７１は、決定されたＲＯＩ５２を分割ＲＯＩに分割し（ステップＳ１０４）、各分割ＲＯＩに対応するバースト波送信位置をそれぞれ算出する（ステップＳ１０５）。

【0061】

ここで、ＲＯＩ５２を分割ＲＯＩに分割する理由を説明する。エラストグラフィーにおいては、例えば、ＲＯＩ５２の端部において変位発生用バースト波を送信し、そこで生じたせん断波がＲＯＩ５２のもう一方の端部に向かって伝播する様子を捉え、その速度を画像化する。この場合、変位発生用バースト波によって生じる変位は、一般的に数〜数十マイクロメートルという微小なものであり、しかもその変位によって構成されるせん断波は伝播の過程で減衰するので、生体内においては数ミリメートル程度しか観測できない。よって、比較的広い範囲においてせん断速度画像を得たい場合、複数個所に変位発生用バースト波を送信し、それぞれの箇所で生じるせん断波伝播に対して数ミリメートル幅のせん断速度画像を生成し、最終的に表示させる際に複数のせん断速度画像を結合することが行われるからである。したがって、送信制御部１７１は、ＲＯＩ５２が決定したら、次に、指定されたＲＯＩ５２の大きさに応じて、ＲＯＩ５２を小領域（分割ＲＯＩ）に分割する。そして、送信制御部１７１は、それぞれの小領域に対する変位発生用バースト波の送信位置を決定することとなる。

【0062】

図５Ｂを用いて、ステップＳ１０４及びステップＳ１０５の処理について説明する。例えば、送信制御部１７１は、ステップＳ１０３において決定されたＲＯＩ５２のラテラル方向の幅と、ＲＯＩ幅の上限値に基づいて、必要な分割ＲＯＩの数を算出する。ＲＯＩ幅の上限値は、例えば、内部記憶部１６に予め記憶されている。例えば、図５Ａにおいて設定されたＲＯＩ５２の幅が２．７ｃｍであり、ＲＯＩ幅の上限値が１．０ｃｍである場合、０．９ｃｍ幅の分割ＲＯＩを３つ（分割ＲＯＩ５３，５４，５５）設定する。なお、これに限らず、例えば、１．０ｃｍの分割ＲＯＩを２つと、０．７ｃｍ幅の分割ＲＯＩを１つとを設定しても良い。

【0063】

続いて、送信制御部１７１は、各分割ＲＯＩにおけるせん断速度を観測する際の変位発生用バースト波位置をそれぞれ決定する。一般的に、変位発生させた位置においてはせん断速度を正しく求めることができないため、せん断速度画像を得る領域の外側に変位発生用バースト波を送信することが好適である。例えば、バースト波送信位置と分割ＲＯＩとの距離を規定したオフセット値を内部記憶部１６に記憶させておく。そして、送信制御部１７１は、設定した各分割ＲＯＩの左端からオフセット値だけ離れた位置をバースト波送信位置として算出する。図５Ｂに示す例では、送信制御部１７１は、分割ＲＯＩ５３，５４，５５それぞれにおいてせん断速度を観測するための送信位置として、バースト波送信位置５６，５７，５８をそれぞれ算出する。

【0064】

このように、送信制御部１７１は、ＲＯＩ５２を分割ＲＯＩ５３，５４，５５に分割し、各分割ＲＯＩ５３，５４，５５に対応するバースト波送信位置５６，５７，５８をそれぞれ算出する。なお、本実施形態では、ＲＯＩ５２を分割して分割ＲＯＩ５３，５４，５５を設定する場合を説明したが、これに限定されない。例えば、決定されたＲＯＩ５２の幅が上限値より小さければ、ＲＯＩ５２を分割しなくても良い。

【0065】

そして、生成部１７２は、送信位置画像データ及び分割ＲＯＩ画像データを生成する（ステップＳ１０６）。例えば、図５Ｂに示すように、生成部１７２は、送信制御部１７１によって設定されたバースト波送信位置を取得する。そして、生成部１７２は、取得したバースト波送信位置を示す送信位置画像データを生成する。また、生成部１７２は、送信制御部１７１によって設定されたＲＯＩの位置及び大きさを取得する。そして、生成部１７２は、取得したＲＯＩの位置及び大きさを示す走査領域画像データを生成する。

【0066】

そして、出力制御部１７３は、送信位置画像データ及び分割ＲＯＩ画像データをＢモード画像データに重畳表示させる（ステップＳ１０７）。例えば、出力制御部１７３は、図５Ｂに示すように、生成部１７２によって生成されたバースト波送信位置５６，５７，５８をそれぞれ示す送信位置画像データと、分割ＲＯＩ５３，５４，５５をそれぞれ示す分割ＲＯＩ画像データとを生成部１７２から取得する。そして、出力制御部１７３は、取得したバースト波送信位置５６，５７，５８をそれぞれ示す送信位置画像データと、分割ＲＯＩ５３，５４，５５をそれぞれ示す分割ＲＯＩ画像データとを、Ｂモード画像データに重畳させ、モニタ２に表示させる。

【0067】

そして、変更部１７４は、操作者からの変更指示に基づいて、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩを変更する（ステップＳ１０８）。なお、変更部１７４が変更指示を受け付けなければ、ステップＳ１０８及びステップＳ１０９の処理が実行されることなく、ステップＳ１１０の処理が実行されても良い。

【0068】

図５Ｂから図５Ｄを用いて、変更部１７４の処理を説明する。ここでは、ステップＳ１０７までの処理によって、図５Ｂに例示の表示画像が表示された場合を説明する。

【0069】

図５Ｂにおいて、操作者は、３つの分割ＲＯＩ５３、５４，５５のうち、分割ＲＯＩ５４に対応するバースト波送信位置５７が楕円形の構造境界の近くにあることが分かる。ここで、操作者は、入力装置３を用いてバースト波送信位置５７を選択し、その位置を変更する指示を行う。一例としては、操作者は、つまみを操作することによりバースト波送信位置５７の位置を分割ＲＯＩ５４の左端から遠ざけたり近づけたりする方向に移動させる操作を行う。また、他の例としては、変更部１７４は、分割ＲＯＩ５４の左端からオフセット値だけ離れた位置と、分割ＲＯＩ５４の右端からオフセット値だけ離れた位置とのいずれかを選択できるようにしておき、操作者がいずれかの位置を選択する操作を行う場合であっても良い。つまり、変更部１７４は、操作者が選択できる位置に対して制限を設けても良い。これは、例えば、分割ＲＯＩからある程度以上離れた位置にバースト波送信位置を設定してしまうと、その位置において発生したせん断波が目的の分割ＲＯＩに到達するまでに減衰しきってしまい、目的の分割ＲＯＩ内においてせん断速度を求めるのに十分な変位を得ることができなくなってしまうからである。また、逆に、目的の分割ＲＯＩからある程度以上近い位置、あるいは目的の分割ＲＯＩの内部にバースト波送信位置を設定してしまうと、その位置の近傍においてはせん断速度が正しく求められないからである。また、操作者がある程度自由にバースト波送信位置を設定できるようにしておき、設定された位置に応じて小領域の大きさや数を自動的に変化させるようにしても良い。

【0070】

例えば、図５Ｃに示すように、変更部１７４は、バースト波送信位置５７をバースト波送信位置５９の位置に変更する変更指示を操作者から受け付ける。そして、変更部１７４は、受け付けた変更指示に基づいて、バースト波送信位置５７をバースト波送信位置５９の位置に変更する。

【0071】

また、例えば、図５Ｄに示すように、変更部１７４は、バースト波送信位置５７をバースト波送信位置６０の位置に変更する変更指示を操作者から受け付けた場合に、変更後のバースト波送信位置６０の位置に応じて分割ＲＯＩの位置、大きさ、数などを自動的に変更する。具体的には、変更部１７４は、バースト波送信位置５７がバースト波送信位置６０の位置に変更されると、バースト波送信位置５７に対応する分割ＲＯＩ５４の左端の位置を、分割ＲＯＩ５４の左端とバースト波送信位置６０との距離がオセット値と等しくなるように左方に移動させる。続いて、変更部１７４は、分割ＲＯＩ５４の幅がＲＯＩ幅の上限値に含まれるように、分割ＲＯＩ５４の右端の位置も左方に移動させる。これによって、分割ＲＯＩ５５の幅がＲＯＩ幅の上限値を超えてしまう。したがって、変更部１７４は、分割ＲＯＩ５５をさらに分割する。図５Ｄに示した例では、分割ＲＯＩ５５の右側の領域を他の分割ＲＯＩ６１として分割することによって、全ての分割ＲＯＩの幅をＲＯＩ幅の上限値以下に抑えることができている。また、変更部１７４は、分割ＲＯＩ５５の左端（分割ＲＯＩ５４の右端）の位置の変更に伴って、バースト波送信位置５８を分割ＲＯＩ５５の左端の移動距離と等しい距離だけ左方に移動させる。また、分割ＲＯＩ６１に対応するバースト波送信位置６０を決定し、決定した位置に送信位置画像データを生成・表示させる。

【0072】

なお、図５Ｄに示した例では、変更後のバースト波送信位置の位置に応じて、他のバースト波送信位置、バースト波送信位置の数、分割ＲＯＩの位置、分割ＲＯＩの範囲、又は分割ＲＯＩの数など、各種のパラメータを自動的に変更する場合を説明したが、これに限定されない。すなわち、変更部１７４は、いずれかのパラメータの変更を契機として、オフセット値とＲＯＩ幅の上限値とに基づいて、他のパラメータを自動的に変更しても良い。これにより、操作者は、各種のパラメータを簡易に変更できるとともに、変更後のパラメータがオフセット値やＲＯＩ幅の上限値から逸脱するのを防止することができる。更に、変更部１７４は、全てのパラメータを操作者の任意によって変更しても良い。すなわち、変更部１７４は、各種のパラメータを変更する変更指示を受け付けて、受け付けた変更指示に基づいて、パラメータを変更する。この場合、操作者が全てのパラメータを任意の値に変更できるので、操作者の意図を細部に反映させることができる。更に、例えば、ＲＯＩ内に目立った構造物が無く、せん断波の反射や屈折が無いと想定できる場合には、変位発生用バースト波送信位置を増やすことにより、変位の十分大きな範囲のみにおいてせん断波伝播を捉える事ができるようになり、結果的に画質を向上させることができる。

【0073】

また、図５Ｂに示した例では、バースト波送信位置５８の位置は変更されなくて良い。これは、バースト波送信位置５８の付近の構造境界がバースト波送信位置５８とはほぼ垂直であり、せん断波と同方向に伝播する反射せん断波を生じる恐れが少ないからである。

【0074】

このように、変更部１７４は、変位発生用バースト波の送信位置、送信位置の数、走査領域の位置、走査領域の範囲、又は走査領域の数等の各種のパラメータを変更する指示である変更指示を受け付ける。そして、変更部１７４は、受け付けた変更指示に基づいて、各種のパラメータを変更する。

【0075】

図４Ａの説明に戻る。出力制御部１７３は、変更後の送信位置画像データ及び分割ＲＯＩ画像データをＢモード画像データに重畳表示させる（ステップＳ１０９）。例えば、出力制御部１７３は、変更部１７４によってバースト波送信位置が移動された場合には、移動されたバースト波送信位置に対応する送信位置画像データを移動させてモニタ２に表示する。また、例えば、変更部１７４は、変更部１７４によって分割ＲＯＩが追加された場合には、追加された分割ＲＯＩに対応する分割ＲＯＩ画像データを生成部１７２に生成させ、生成させた分割ＲＯＩ画像データをモニタ２に表示する。

【0076】

なお、ここまでの処理により、Ｂモード画像５１上には、Ｎ個の送信位置画像データと、Ｎ個の分割ＲＯＩ画像データとが表示される。すなわち、ＲＯＩ５２の全域を走査するためにＮ箇所に分けて送信されるバースト波の送信位置と、送信されたバースト波により生じるせん断波を観測するＮ箇所の分割ＲＯＩとが、送信制御部１７１によって設定される。

【0077】

そして、送信制御部１７１は、操作者からせん断速度画像データの撮影開始要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここで、撮影開始要求を受け付けない場合（ステップＳ１１０否定）、送信制御部１７１は、撮影開始要求を受け付けるまで待機する。

【0078】

一方、撮影開始要求を受け付けた場合（ステップＳ１１０肯定）、送信制御部１７１は、せん断速度画像データ生成処理を実行する（ステップＳ１１１）。ここで、図４Ｂを用いて、せん断速度画像データ生成処理について説明する。

【0079】

図４Ｂに示すように、送信制御部１７１は、「ｎ＝１」に設定する（ステップＳ２０１）。そして、送信制御部１７１の制御により、送信部１１は、ｎ番目のバースト波送信位置において、超音波プローブ１から、変位発生用バースト波を送信させる（ステップＳ２０２）。そして、送信部１１及び受信部１２の制御により、超音波プローブ１は、変位発生用バースト波に対応する分割ＲＯＩ内で、観測用パルスの送受信を実行する（ステップＳ２０３）。例えば、観測用パルスは、分割ＲＯＩ内のある走査線（ラスタ）に対して複数回（１００回程度）送受信される。これにより、各点（各サンプル点）における変位の時間変化を算出する。１つのパルスに対して多数の受信を行うことができるシステムを有している場合、１度の変位発生用バースト波の送信でＲＯＩ内の全領域の変位の時間変化を知ることができるが、同時受信本数が限られている場合は、複数回の観測用パルスの送受信を、ラスタ位置を変えて複数回行われる。その際は、ラスタ位置を変えて観測用パルスを送信するたびに、変位発生用バースト波を送信する。

【0080】

続いて、信号処理部１３は、分割ＲＯＩの各点（各サンプル点）で、変位を算出して、硬さ分布情報を生成する（ステップＳ２０４）。ここで、変位の算出には、２つのエコー信号間でドプラシフトを算出する方法や、相互相関を算出する方法等を用いることができる。信号処理部１３は、各点における変位の時間変化に基づいて、各点におけるせん断波到達時間を算出し、更に各点におけるせん断速度を算出する。

【0081】

そして、画像生成部１４は、ｎ番目のバースト波送信位置に対応するせん断速度画像データを生成する（ステップＳ２０５）。そして、送信制御部１７１は、「ｎ＝Ｎ」であるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。ここで、「ｎ＝Ｎ」でない場合（ステップＳ１１６否定）、送信制御部１７１は、「ｎ＝ｎ＋１」と「ｎ」をインクリメントし（ステップＳ２０７）、送信部１１は、ステップＳ１１２に戻って、ｎ番目のバースト波送信位置において、超音波プローブ１から、変位発生用バースト波を送信させる。

【0082】

一方、「ｎ＝Ｎ」である場合（ステップＳ２０６肯定）、送信制御部１７１は、せん断速度画像データ生成処理を終了する。ここまでの処理により、Ｎ個のせん断速度画像データが生成される。

【0083】

図４Ａの説明に戻る。画像生成部１４は、送信制御部１７１の指示により、Ｎ個のせん断速度画像データを合成して、合成画像データを生成する（ステップＳ１１２）。そして、送信制御部１７１の制御により、モニタ２は、ＲＯＩ全体のせん断速度画像データである合成画像データを表示する（ステップＳ１１３）。これにより、せん断速度画像データの撮影処理が終了する。

【0084】

なお、操作者が入力した要求が、せん断速度画像データの動画像の撮影要求であった場合、送信制御部１７１の制御により、ステップＳ１１１からステップＳ１１３までの処理が、撮影終了要求を受け付けるまで繰り返される。

【0085】

また、上記の処理手順では、せん断速度画像データの撮影開始要求を操作者から受け付ける前に、バースト波送信位置や分割ＲＯＩを変更する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、せん断速度画像データが撮影された後に、バースト波送信位置や分割ＲＯＩを変更する場合であっても良い。この場合、撮影者は、リアルタイムに更新されるせん断速度画像を見ながら、バースト波送信位置を変更することができる。

【0086】

上述したように、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、送信位置画像データ及び走査領域画像データを生成し、生成した送信位置画像データ及び走査領域画像データをＢモード画像データに重畳させて表示する。これによれば、操作者は、バースト波送信位置及び走査領域を目視で確認することができる。これにより、例えば、操作者がＢモード画像とバースト波送信位置とを照らし合わせながら、せん断波が反射しそうな構造境界の位置を確認し、超音波プローブ１を操作して、超音波プローブ１の位置や向きを変更することによって、せん断波の反射によってアーチファクトが発生しそうな状況を避けることができる。つまり、操作者は、変位発生用バースト波の送信位置の付近に構造境界が含まれるのを避けることができる。このため、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、硬さ画像の画質を向上させることができる。

【0087】

また、例えば、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、変位発生用バースト波の送信位置、送信位置の数、走査領域の位置、走査領域の範囲、又は走査領域の数等の各種パラメータを変更する変更指示を受け付ける。そして、超音波診断装置は、受け付けた変更指示に基づいて、各種のパラメータを変更する。これによれば、操作者は、超音波プローブ１の位置や向きを変更するのみでは硬さの違う組織間の境界面を避けることが困難な場合にも、せん断波の反射によってアーチファクトが発生しそうな状況を避けることができる。

【0088】

また、骨などの強反射体付近や、破裂する恐れのあるプラークや腫瘤等、音響エネルギーの大きな変位発生用バースト波を送信することを避けたい位置を、操作者の意志で避けることが可能となる。

【0089】

更に、操作者が自由にバースト波送信位置を選択することによって、バースト波送信位置付近の構造特性と発生するアーチファクトの関連を調査・把握することが容易になり、最終的には、操作者がせん断速度画像の画質を積極的に向上させることが可能になる。一方で、ＲＯＩ内に目立った構造が見られない場合は積極的にバースト波送信位置の数を増やすことにより、画質をより向上させることができる。

【0090】

なお、第１の実施形態では、変更部１７４が操作者からの変更指示にしたがって各種のパラメータを変更する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、超音波診断装置は、必ずしも変更部１７４を備えていなくても良い。これによれば、操作や装置構成をより単純化することができる。この場合でも、超音波診断装置は、送信位置画像データ及び走査領域画像データを生成・表示するので、操作者は、バースト波送信位置及び走査領域を目視で確認することができる。このため、操作者は、超音波プローブ１の位置や向きを変更することによって、せん断波の反射によってアーチファクトが発生しそうな状況を避けることができる。

【0091】

また、第１の実施形態では、超音波診断装置が送信位置画像データ及び走査領域画像データを生成して表示する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、超音波診断装置は、送信位置画像データ及び走査領域画像データのうち、いずれか一方のみを生成して表示しても良い。この場合、操作者は、モニタ２に表示された構造境界から送信位置画像データ又は走査領域画像データを十分に遠ざけることにより、せん断波の反射によってアーチファクトが発生しそうな状況を避けることができる。

【0092】

また、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩの表示は、操作者からの指示によって表示／非表示を切り替えられるようにしても良い。例えば、図４ＢのステップＳ１１３において、出力制御部１７３は、せん断速度画像データの合成画像データが表示されると、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩを非表示とする。また、出力制御部１７３は、合成画像データが非表示となり、Ｂモード画像が表示されると、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩを再表示する。

【0093】

また、第１の実施形態では、ＲＯＩを横方向（ラテラル方向）に分割させる場合を説明したが、縦方向（深さ方向）に分割させても良い。

【0094】

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、バースト波送信位置の付近にせん断波を反射しそうな構造境界が存在するか否かを、操作者が目視で確認・判断する場合を説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、超音波診断装置は、バースト波送信位置の付近に構造境界が存在するか否かを判定しても良い。そこで、第２の実施形態では、超音波診断装置が、バースト波送信位置の付近に構造境界が存在するか否かを判定し、判定結果に応じて、表示や警告音を発して操作者に注意を促したり、構造境界から十分遠い位置にバースト波送信位置を設定し直したりする場合を説明する。

【0095】

図６は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。第２の実施形態に係る超音波診断装置は、図１に例示した超音波診断装置と同様の構成を備え、抽出部１７５及び判定部１７６を備える点と、出力制御部１７３及び変更部１７４における処理の一部とが相違する。そこで、第２の実施形態では、第１の実施形態と相違する点を中心に説明することとし、第１の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する点については、図１と同一の符号を付し、説明を省略する。

【0096】

抽出部１７５は、超音波画像データから生体組織の輪郭を抽出する。ここで言う生体組織の輪郭とは、心臓、肝臓といった臓器に限らず、超音波画像データにおいて視認可能なあらゆる組織の輪郭を示す。例えば、抽出部１７５は、画像データからエッジを抽出する技術を用いて、Ｂモード画像データから輪郭を抽出する。

【0097】

判定部１７６は、輪郭と、送信位置とに基づいて、送信位置から所定の範囲内に所定の輪郭が存在するか否かを判定する。例えば、判定部１７６は、バースト波送信位置の付近に、せん断波と同方向に伝播する反射せん断波を生じうる構造境界があるか否かを判定する。

【0098】

出力制御部１７３は、第１の実施形態において説明した機能と同様の機能を有する。更に、出力制御部１７３は、所定の範囲内に所定の輪郭が存在すると判定された場合に、警告を出力する。例えば、出力制御部１７３は、モニタ２上に警告メッセージを表示したり、スピーカを通じて警告音を発生させる。

【0099】

変更部１７４は、第１の実施形態において説明した機能と同様の機能を有する。更に、変更部１７４は、所定の範囲内に所定の輪郭が存在すると判定された場合に、送信部１１によって送信される変位発生用バースト波の送信位置、送信位置の数、走査領域の位置、走査領域の範囲、及び走査領域の数のうち少なくとも一つを変更する。例えば、変更部１７４は、バースト波送信位置の付近に、せん断波と同方向に伝播する反射せん断波を生じうる構造境界が存在しなくなるまで、バースト波送信位置を変更する。そして、変更部１７４は、バースト波送信位置の変更に伴い、オフセット値とＲＯＩ幅の上限値とに基づいて、変位発生用バースト波の送信位置の数、走査領域の位置、走査領域の範囲、及び走査領域の数等の他のパラメータを変更する。

【0100】

図７は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。以下では、図８、図９Ａ及び図９Ｂを参照しつつ、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を説明する。図８、図９Ａ及び図９Ｂは、第２の実施形態に係る超音波診断装置における処理を説明するための図である。

【0101】

図７において、ステップＳ３０１からステップＳ３０７までの処理は、図４Ａに示したステップＳ１０１からステップＳ１０７までの処理とそれぞれ同様であるので説明を省略する。つまり、図５Ｂに例示の表示画像が表示されるまでの処理は、第１の実施形態と同様である。

【0102】

抽出部１７５は、Ｂモード画像データから輪郭を抽出する（ステップＳ３０８）。図８を用いて、抽出部１７５の処理を説明する。図８に示すように、抽出部１７５は、図５Ｂに例示したＢモード画像５１から、構造物の輪郭８１を抽出する。ここで、画像からの輪郭を抽出する方法としては、既に多くの方法が提案されており、Ｂモード画像（超音波画像）においても広く応用されている。例えば、抽出部１７５は、特開２０１０−２８２２６８号公報に記載の技術を用いて、図５Ｂの楕円形の網掛け領域の輪郭８１をＢモード画像５１から抽出する。なお、図８では説明の都合上、Ｂモード画像５１を白色の領域として示し、その画像上に輪郭８１を示したが、実際には、モニタ２に表示される任意のＢモード画像５１上に輪郭８１の画像を重畳表示可能である。また、必ずしもＢモード画像５１上に輪郭８１を重畳表示しなくても良い。例えば、せん断速度画像データが撮影済みである場合には、このせん断速度画像データの上に輪郭８１を重畳表示しても良い。また、ここでは、抽出部１７５によって抽出される輪郭８１が一つの場合を説明したが、抽出部１７５は、複数の輪郭を抽出しても良い。また、抽出部１７５は、抽出した一つ又は複数の輪郭の情報を内部記憶部１６に格納する。

【0103】

続いて、判定部１７６は、バースト波送信位置から所定の範囲内に所定の輪郭が存在するか否かを判定する（ステップＳ３０９）。ここで、所定の範囲とは、例えば、バースト波送信位置から０．３ｃｍ以内の範囲である。また、所定の輪郭とは、例えば、バースト波送信位置と平行な接線を含む輪郭である。これは、変位発生用バースト波のビームとほぼ平行でなければ、せん断波の伝播には影響しにくいからである。

【0104】

図８を用いて、判定部１７６の処理を説明する。例えば、判定部１７６は、抽出部１７５によって抽出された輪郭８１の位置と、表示されているバースト波送信位置とを比較し、輪郭８１がバースト波送信位置から０．３ｃｍ以内の範囲にあるか否かを判定する。例えば、図８に示す例では、判定部１７６は、バースト波送信位置５６，５７，５８の左右それぞれに０．３ｃｍ幅、すなわち、各バースト波送信位置を中心とする０．６ｃｍ幅の領域８２，８３，８４をそれぞれ設定する。そして、判定部１７６は、これらの領域８２，８３，８４内に輪郭８１が含まれるか否かをそれぞれ判定する。図８の例では、判定部１７６は、領域８３，８４内に輪郭８１が含まれると判定する。続いて、判定部１７６は、領域８３，８４内の輪郭８１に、バースト波送信位置と平行な接線を含むか否かをそれぞれ判定する。図８の例では、判定部１７６は、領域８３内の輪郭８１にはバースト波送信位置５７と平行な接線が含まれると判定し、領域８４内の輪郭８１にはバースト波送信位置５８と平行な接線が含まれないと判定する。これにより、判定部１７６は、バースト波送信位置の付近に、せん断波と同方向に伝播する反射せん断波を生じうる構造境界があるか否かを判定する。なお、上記した所定の範囲及び所定の輪郭は、あくまで一例であり、必ずしも上記の例に限定されるものではない。例えば、所定の範囲は、操作者の任意の値に変更可能である。また、所定の輪郭は、操作者の任意の角度をもった輪郭に変更可能である。

【0105】

ここで、所定の範囲内に所定の輪郭が存在しないと判定された場合（ステップＳ３０９否定）、ステップＳ３１４の処理に移行する。一方、所定の範囲内に所定の輪郭が存在すると判定された場合（ステップＳ３０９肯定）、出力制御部１７３は、警告を出力する（ステップＳ３１０）。例えば、出力制御部１７３は、モニタ２上に警告メッセージを表示したり、スピーカを通じて警告音を発生させる。一例としては、出力制御部１７３は、図９Ａに示すように、バースト波送信位置から所定の範囲内に所定の輪郭が存在すると判定されたバースト波送信位置５７を、他のバースト波送信位置５６，５８よりも太い線８５で強調表示する。また、他の例としては、出力制御部１７３は、図９Ｂに示すように、モニタ２の画面右上に注意マーク８６を表示する。なお、出力制御部１７３が出力する警告の例は、これに限定されるものではない。例えば、図９Ａに例示の線８５は、他のバースト波送信位置とは異なる色で表示されても良い。

【0106】

図７の説明に戻る。変更部１７４は、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩを自動的に変更する旨の指示である自動変更指示を、操作者から受け付けたか否かを判定する（ステップＳ３１１）。ここで、自動変更指示を受け付けない場合（ステップＳ３１１否定）、変更部１７４は、自動変更指示を受け付けるまで待機する。

【0107】

一方、自動変更指示を受け付けると場合（ステップＳ３１１肯定）、変更部１７４は、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩを変更する（ステップＳ３１２）。例えば、変更部１７４は、バースト波送信位置５７を、バースト波送信位置５７から０．３ｃｍ以内の範囲に輪郭８１が入らなくなるまで左方向に移動させる。そして、変更部１７４は、第１の実施形態において説明したように、オフセット値とＲＯＩ幅の上限値とに基づいて、変位発生用バースト波の送信位置の数、走査領域の位置、走査領域の範囲、及び走査領域の数等の他のパラメータを変更する。これにより、変更部１７４は、図５Ｄに例示したように、バースト波送信位置の近辺に特定の輪郭が来ないようにバースト波送信位置を変更する。なお、実施形態は、上記の例に限定されない。例えば、変更部１７４は、バースト波送信位置５７を右方向に移動させても良い。

【0108】

これ以降、ステップＳ３１３からステップＳ３１７までの処理は、図４Ａに示したステップＳ１０９からステップＳ１１３までの処理とそれぞれ同様であるので説明を省略する。

【0109】

なお、実施形態は、上記の処理手順に限定されるものではない。例えば、警告を出力する処理（ステップＳ３１０）は、必ずしも実行されなくても良い。この場合、変更部１７４は、例えば、所定の範囲内に所定の輪郭が存在すると判定された場合に（ステップＳ３０９肯定）、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩを自動的に変更する（ステップＳ３１２）。

【0110】

また、例えば、自動変更に関する処理（ステップＳ３１１及びステップＳ３１２）は、必ずしも実行されなくても良い。この場合、例えば、変更部１７４は、第１の実施形態で説明したように、操作者からの変更指示に基づいて、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩを変更する。

【0111】

上述したように、第２の実施形態に係る超音波診断装置は、バースト波送信位置の付近に構造境界が存在するか否かを判定する。そして、超音波診断装置は、バースト波送信位置の付近に構造境界が存在すると判定した場合に、警告を出力する。これによれば、第２の実施形態に係る超音波診断装置は、操作者が表示されたバースト波送信位置とＢモード画像とを目視で詳細に確認しなくとも、変位発生用バースト波を構造境界の付近に送信しようとしているか否かを通知することができる。

【0112】

また、例えば、第２の実施形態に係る超音波診断装置は、バースト波送信位置の付近に構造境界が存在すると判定した場合に、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩを自動的に変更する。これによれば、第２の実施形態に係る超音波診断装置は、操作者が追加の操作をすることなく、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩの位置を最適化することができる。操作者は、最適化された、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩの位置を確認した上で、実際にせん断速度画像の生成・表示を開始することができる。

【0113】

なお、第１の実施形態では、抽出部１７５が輪郭を抽出する場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、抽出部１７５は、骨の表面や破裂する可能性のあるプラークや腫瘍などの構造を抽出しても良い。これによれば、操作者は、音響エネルギーの大きな超音波信号送信を避けたい部位に、変位発生用バースト波を送信しようとしていないかどうかを簡便に知ることができる。

【0114】

（第３の実施形態）
第１及び第２の実施形態では、バースト波送信位置の付近に構造境界があるか否かを確認した上で、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩを変更したり、せん断速度画像データを撮影したりする場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、超音波診断装置は、せん断速度画像データが撮影された後に、その撮影において本当に適切なせん断波の伝播が起こっているかを確認するために、せん断波の到達時間に応じた到達時間カラー画像データを生成しても良い。そこで、第３の実施形態では、超音波診断装置が到達時間カラー画像データを生成する場合を説明する。

【0115】

第３の実施形態に係る超音波診断装置は、図１に例示した超音波診断装置と同様の構成を備え、画像生成部１４及び出力制御部１７３における処理の一部が相違する。そこで、第３の実施形態では、第１の実施形態と相違する点を中心に説明することとし、第１の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する点については、図１と同一の符号を付し、説明を省略する。

【0116】

画像生成部１４は、せん断波の到達時間を表す到達時間カラー画像データを生成する。この到達時間カラー画像データは、例えば、走査領域内の各点におけるせん断波の到達時間に応じた画素値を各点に割り当てた画像データである。例えば、画像生成部１４は、走査領域内の各点におけるせん断波の到達時間に応じた色を各点に割り当ることで、到達時間カラー画像データを生成する。

【0117】

出力制御部１７３は、到達時間カラー画像データを表示する。例えば、出力制御部１７３は、画像生成部１４によって生成された到達時間カラー画像データを、Ｂモード画像データに重畳表示させる。

【0118】

図１０は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。以下では、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照しつつ、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を説明する。図１１Ａ及び図１１Ｂは、第３の実施形態に係る超音波診断装置における処理を説明するための図である。

【0119】

ここで、図１０の説明では、第１の実施形態における処理に基づいて、モニタ２に、図１１Ａに例示の表示画像が表示されている場合を説明する。この表示画像は、Ｂモード画像５１と、せん断速度画像がそれぞれ表示された分割ＲＯＩ５３，５４，５５とを含む。ここで、図１１ＡにおいてＢモード画像５１上に見られる楕円形の構造物は、おおむね周囲の組織よりもせん断速度が速いことが分かるが、分割ＲＯＩ５４内に不規則にせん断速度の異なる部分が見られる。これらの部分が本当に組織の硬さを反映したものなのか、またはせん断波の伝搬が正しく捉えられていないことによるものなのか、図１１Ａの表示画像を見ただけでは操作者は判断できない。そこで、第３の実施形態に係る超音波診断装置は、到達時間カラー画像データを生成し、表示する。

【0120】

図１０に示すように、第３の実施形態に係る超音波診断装置の画像生成部１４は、到達時間カラー画像データを表示するための表示指示を操作者から受け付けたか否かを判定する（ステップＳ４０１）。ここで、表示指示を受け付けない場合（ステップＳ４０１否定）、画像生成部１４は、表示指示を受け付けるまで待機する。

【0121】

続いて、画像生成部１４は、表示中のせん断速度画像データに対応するせん断波の到達時間を、内部記憶部１６から取得する（ステップＳ４０２）。なお、内部記憶部１６には、例えば、撮影済みのせん断速度画像データに関する情報が記憶されている。

【0122】

そして、画像生成部１４は、取得した到達時間を用いて、到達時間カラー画像データを生成する（ステップＳ４０３）。例えば、画像生成部１４は、走査領域内の各点におけるせん断波の到達時間に応じた色を各点に割り当ることで、到達時間カラー画像データを生成する。なお、ここで用いられる到達時間は、変位の最大値に限定されない。例えば、到達時間は、変位の時間変化の最大値であっても良いし、ラテラル方向に隣接する２点間において時間変位曲線の相互相関を計算することによって２点間の時間差を算出し、算出した値を変位発生位置側から積算することによって各点における到達時間としても良い。

【0123】

そして、出力制御部１７３は、画像生成部１４によって生成された到達時間カラー画像データを、表示中のＢモード画像データに重畳表示させる（ステップＳ４０４）。図１１Ｂには、出力制御部１７３によって表示される到達時間カラー画像データの一例を示す。この場合、分割ＲＯＩ５３，５４，５５それぞれの左側においてせん断波を発生させ、右側に伝播させているため、各分割ＲＯＩにおいて左から右に向かって到達時間が増加していれば、正しく伝播したせん断波が捉えられたと判断することができる。すなわち、各分割ＲＯＩにおいて、左から右に向かって色が濃く変化することが期待される。ところが、図１１Ｂの例においては、分割ＲＯＩ５３及び分割ＲＯＩ５５においては、期待通りの色の変化が見られるが、分割ＲＯＩ５４においては、途中から急激に色が変化しており（中間の色が見られない）、右側に移動していくせん断波が正しく捉えられなかったことが示唆されている。

【0124】

上述したように、第３の実施形態に係る超音波診断装置は、到達時間カラー画像データを生成し、表示する。これによれば、第３の実施形態に係る超音波診断装置は、操作者がＢモード画像５１上においてバースト波送信位置を目視で確認した後、実際に期待した通りにせん断波が発生・伝播したかどうかを簡便に確認できる。例えば、せん断波の反射や屈折によってせん断速度画像にアーチファクトが発生している場合、そのアーチファクトの原因を知ることができ、せん断速度画像に表示された構造が本当に被検体内の構造を反映した結果であるか否かを判断するのが容易になる。更に、操作者が超音波プローブ１を動かしたりバースト波送信位置を個別に変更したりした際に、その操作がせん断波の伝播にどのような影響を与えるのかを逐一確認できるようになり、より信頼性の高いせん断速度画像データを生成するために、操作にフィードバックさせやすくなる。

【0125】

なお、第３の実施形態では、第１の実施形態における処理に基づいて、モニタ２に、図１１Ａに例示の表示画像が表示されている場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第３の実施形態に係る処理は、第２の実施形態における処理に基づいて、モニタ２に、図１１Ａに例示の表示画像が表示されている場合に実行されても良い。

【0126】

また、例えば、第３の実施形態を第１の実施形態と組み合わせることにより、せん断速度画像と到達時間カラー画像とを同時に並列表示しても良い。また、第３の実施形態を第２の実施形態と組み合わせて、バースト波送信位置の付近に特定の輪郭が抽出された場合に、警告を出力したり、バースト波送信位置を最適化したりしても良い。

【0127】

（第４の実施形態）
第１から第３の実施形態では、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩを表示した後に、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩを変更したり、せん断速度画像データを撮影したりする場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、超音波診断装置は、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩを表示する前に、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩを変更しても良い。そこで、第４の実施形態では、超音波診断装置が、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩを表示する前に、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩを変更する場合を説明する。

【0128】

第４の実施形態に係る超音波診断装置は、図６に例示した超音波診断装置と同様の構成を備え、超音波診断装置における処理手順が相違する。そこで、第４の実施形態では、第１の実施形態と相違する点を中心に説明することとし、第２の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する点については、図６と同一の符号を付し、説明を省略する。

【0129】

図１２は、第４の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。図１２において、ステップＳ５０１からステップＳ５０５までの処理は、図４Ａに示したステップＳ１０１からステップＳ１０５までの処理とそれぞれ同様であるので説明を省略する。また、ステップＳ５０６からステップＳ５１０までの処理は、図７に示したステップＳ３０８からステップＳ３１２までの処理とそれぞれ同様であるので説明を省略する。

【0130】

続いて、生成部１７２は、送信位置画像データ及び分割ＲＯＩ画像データを生成する（ステップＳ５１１）。例えば、生成部１７２は、変更部１７４によって変更されたバースト波送信位置を示す送信位置画像データ、及び、変更後の分割ＲＯＩの位置を示す分割ＲＯＩ画像データを生成する。

【0131】

そして、出力制御部１７３は、送信位置画像データ及び分割ＲＯＩ画像データをＢモード画像データに重畳表示させる（ステップＳ５１２）。なお、これ以降、ステップＳ５１３からステップＳ５１６までの処理は、図４Ａに示したステップＳ１１０からステップＳ１１３までの処理とそれぞれ同様であるので説明を省略する。

【0132】

なお、実施形態は、上記の処理手順に限定されるものではない。例えば、警告を出力する処理（ステップＳ５０８）は、必ずしも実行されなくても良い。この場合、変更部１７４は、例えば、所定の範囲内に所定の輪郭が存在すると判定された場合に（ステップＳ５０７肯定）、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩを自動的に変更する（ステップＳ５１０）。

【0133】

また、例えば、自動変更に関する処理（ステップＳ５０９及びステップＳ５１０）は、必ずしも実行されなくても良い。この場合、例えば、変更部１７４は、第１の実施形態で説明したように、操作者からの変更指示に基づいて、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩを変更する。

【0134】

上述したように、第４の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波診断装置が、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩを表示する前に、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩを変更する。これによれば、第４の実施形態に係る超音波診断装置は、操作者が表示されたバースト波送信位置とＢモード画像とを目視で詳細に確認しなくとも、バースト波送信位置及び分割ＲＯＩの位置が最適化された上で、せん断速度画像の生成・表示を行うことができる。

【0135】

なお、上記の第１〜第４の実施形態の説明で図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示のように構成されていなくても良い。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

【0136】

また、第１〜第４の実施形態で説明した超音波診断装置における各処理は、予め用意された超音波イメージングプログラムを実行することによって実現することができる。この超音波イメージングプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この超音波イメージングプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体に記録され、コンピュータによって非一時的な記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

【0137】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、硬さ画像の画質を向上させることができる。

【0138】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0139】

１０ 装置本体
１７ 制御部
１７２ 生成部
１７３ 出力制御部

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12】