JP6447879B2 - 超音波処理装置および方法、並びにプログラム - Google Patents

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Description

本開示は、超音波処理装置および方法、並びにプログラムに関し、特に、簡便に安定的に組織性状を測定することができるようにした超音波処理装置および方法、並びにプログラムに関する。
超音波による静的エラストグラフィの手法は、プローブを押し当てることで、物理的な振動を組織に与え、振動の度合い（変位と歪み）を数値化して画像に重ねて表示するというものである。現在、臨床的に広く利用されている静的エラストグラフィの手法は、プローブを手で振動させるものである。
この手法では、振動（圧力）を定量化することが困難であった。また、振動の向きと画像面の一致が取れず、これによりエラストグラフィの結果が正しくなくなる場合があった。さらに、この手法は、腹腔鏡手術などでプローブを直接手で操作できないケースなどに特に適用が難しかった。
一方で、例えば、特許文献１には、バイブレータを利用したエラストグラフィの実現が示唆されている。
特開２０００−６０８５３号公報
しかしながら、特許文献１において、バイブレータは、低周波発振器の出力に従って振動させられるが、その制御は、通常のBモード画像取得時と、圧迫時の信号取得モード切替が目的であった。
また、組織の歪みを測定するためには、対象となる組織部位まで機械的振動が伝播していく必要がある。一方、強すぎる振動（圧迫）は測定精度の低下を招いてしまう。
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、簡便に安定的に組織性状を測定することができるものである。
本開示の一側面の超音波処理装置は、プローブを振動させるために、前記プローブに内蔵される振動発生部の振動パラメータを設定する振動制御部と、前記振動制御部により設定された振動数を含む前記振動パラメータに基づいて、前記振動発生部を駆動する振動駆動部と、前記プローブの振動子から取得される超音波信号から、被写体の歪みを測定する歪み測定部とを備え、前記歪み測定部は、前記歪みの測定結果に基づくフィードバック制御により、前記振動駆動部の前記振動数を制御することで、前記振動発生部により発生される振動と、前記歪みの測定のタイミングを同期させる。
前記振動制御部は、ユーザの操作に応じて、前記振動パラメータを設定することができる。
前記ユーザの操作は、フォーカス位置の設定またはROI(Region Of Interest)の設定である。
前記振動制御部は、前記歪み測定部により測定された歪みの結果に応じて、前記振動パラメータを設定することができる。
前記振動パラメータは、振動の変位量、振動周波数、または方向である。
前記振動発生部は、前記プローブに複数内蔵される。
前記プローブは、手術中に臓器または組織に接触させて使用される。
本開示の一側面の超音波処理方法は、超音波処理装置の、振動制御部が、プローブを振動させるために、前記プローブに内蔵される振動発生部の振動パラメータを設定し、振動駆動部が、設定された振動数を含む前記振動パラメータに基づいて、前記振動発生部を駆動し、歪み測定部が、前記プローブの振動子から取得される超音波信号から、被写体の歪みを測定し、前記歪みの測定結果に基づくフィードバック制御により、前記振動駆動部の前記振動数を制御することで、前記振動発生部により発生される振動と、前記歪みの測定のタイミングを同期させる。
本開示の一側面のプログラムは、コンピュータを、プローブを振動させるために、前記プローブに内蔵される振動発生部の振動パラメータを設定する振動制御部と、前記振動制御部により設定された振動数を含む前記振動パラメータに基づいて、前記振動発生部を駆動する振動駆動部と、前記プローブの振動子から取得される超音波信号から、被写体の歪みを測定する歪み測定部として機能させ、前記歪み測定部は、前記歪みの測定結果に基づくフィードバック制御により、前記振動駆動部の前記振動数を制御することで、前記振動発生部により発生される振動と、前記歪みの測定のタイミングを同期させる。
本開示の一側面においては、プローブを振動させるために、前記プローブに内蔵される振動発生部の振動パラメータが設定される。そして、設定された振動パラメータに基づいて、前記振動発生部が駆動される。前記プローブの振動子から取得される超音波信号から、被写体の歪みが測定され、前記歪みの測定結果に基づくフィードバック制御により、前記振動駆動部の前記振動数を制御することで、発生される振動と、前記歪みの測定のタイミングが同期される。
本開示によれば、簡便に安定的に組織性状を測定することができる。
本技術を適用した超音波画像診断装置の構成例を示すブロック図である。 超音波信号処理の例について説明するフローチャートである。 超音波信号処理の他の例について説明するフローチャートである。 偏心の制御について説明する図である。 偏心の制御について説明する図である。 偏心の制御について説明する図である。 超音波信号処理のさらに他の例について説明するフローチャートである。 コンピュータの構成例を示すブロック図である。
以下、本開示を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（超音波画像診断装置）
２．第２の実施の形態（コンピュータ）
＜第１の実施の形態＞
[超音波画像診断装置の構成例]
図１は、本技術を適用した超音波処理装置としての、超音波画像診断装置の構成例を示す図である。
図１に示される超音波画像診断装置１１は、超音波を用いて被写体（対象物）の内部の画像（すなわち、超音波画像）を撮影し、表示する装置である。超音波画像診断装置１１は、例えば、医療用として患者の身体の内部や胎児などの撮影に用いられたり、手術中に臓器や組織に直接当てて用いられたり、工業用として製品の内部の断面などの撮影に用いられたりする。
超音波画像診断装置１１は、超音波プローブ２１、超音波信号処理部２２、ユーザインタフェース２３、および画像表示部２４を含むように構成されている。
超音波プローブ２１は、被写体（生体；例えば、皮膚）などに押しつけて、被写体の画像を撮影する部位であり、バイブレータ３１およびトランスデューサ３２を含むように構成される。なお、超音波プローブ２１は、1Dアレイであってもよいし、2Dアレイであってもよい。
バイブレータ３１は、超音波プローブ２１を振動させるため、超音波プローブ２１に内蔵されている振動発生部（偏心モータ）であり、超音波信号処理部２２のバイブレータ駆動部４１により駆動される。なお、振動発生部は、バイブレータに限らず、方向性を有し、回転制御が可能なものが好ましい。バイブレータ３１の数は、１つに限定されない。偏心させるおもりの重さで与えられる力が変わってきてしまうため、別の大きさの振動発生部（偏心モータ）を複数設けておくことで、いろいろな大きさの制御を行うことができる。また、例えば、回転方向が異なるものが複数内蔵されていてもよい。
トランスデューサ３２は、例えば、複数の振動子が配列されるアレイ振動子からなり、被写体と接する側に配列される。トランスデューサ３２は、超音波信号処理部２２の送受分離部４３からの超音波信号に基づいて、被写体に対して超音波ビームを送出する。また、トランスデューサ３２は、被写体からの反射波（被写体によって反射、拡散させられた信号）を受信し、受信した信号を送受分離部４３に供給する。
超音波信号処理部２２は、バイブレータ駆動部４１、バイブレータ制御部４２、送受分離部４３、送信BF部４４、受信BF部４５、歪み演算部４６、画像化信号処理部４７、およびスキャンコンバータ４８を含むように構成されている。
バイブレータ駆動部４１は、バイブレータ３１の振動を駆動させる振動駆動部である。バイブレータ駆動部４１は、バイブレータ制御部４２からの振動パラメータに基づいて、超音波プローブ２１に内蔵されるバイブレータ３１を駆動させる。
バイブレータ制御部４２は、バイブレータ３１の振動を制御する振動制御部である。バイブレータ制御部４２は、予め設定されている振動パラメータをバイブレータ駆動部４１に供給して、バイブレータ駆動部４１を制御する。
あるいは、バイブレータ制御部４２は、ユーザインタフェース２３を介して入力される指示信号(ROI(Region Of Interest)や深度方向のフォーカスの深さなど)、あるいは歪み演算部４６により演算される歪みの測定結果である粘弾性係数の分布情報などに応じて、振動パラメータを設定または調整する。バイブレータ制御部４２は、設定または調整された振動パラメータをバイブレータ駆動部４１に供給して、バイブレータ駆動部４１を制御する。
振動パラメータは、例えば、振動の変位量（強度）、振動周波数（振動数ともいう）、および、回転の方向（偏心の方位）などである。なお、それら以外のパラメータであってもよい。また、図１の例においては、振動発生部をバイブレータ３１である例を示したが、振動発生部は、バイブレータに限らず、上述した振動パラメータを制御可能な振動を発生するものであればよい。
送受分離部４３は、超音波信号の送信と受信とを切り替えるスイッチである。送受分離部４３は、送信BF部４４からの超音波信号を受信し、受信した超音波信号を、トランスデューサ３２に供給する。送受分離部４３は、トランスデューサ３２からの超音波信号を受信し、受信した超音波信号を、受信BF部４５に供給する。
送信BF部４４は、超音波信号（波形）を生成する処理である送信ビームフォーミング処理を行い、送信ビームフォーミング処理後の信号を送受分離部４３に出力する。
受信BF部４５は、送受分離部４３から受信した信号に対して、受信ビームフォーミング処理を行う。受信ビームフォーミング処理とは、具体的には、測定領域内の対象点から超音波プローブ２１内のトランスデューサ３２までの距離に基づいて、各振動子の受信波の各々を遅延させた各信号を加算する処理（以下、整相加算処理と適宜称する）によって受信波の位相をそろえ、測定領域内の対象点からの反射波の強度を示す反射波検出信号（以下、RF信号と称する）を生成する処理である。
受信BF部４５は、受信ビームフォーミング処理後（整相加算後）の信号を、歪み演算部４６および画像化信号処理部４７に供給する。
歪み演算部４６は、受信BF部４５からの整相加算後の信号を用いて、検査対象を含む被写体（内部）の歪みを測定する。すなわち、歪み演算部４６は、受信BF部４５からの整相加算後の信号から、粘弾性係数の分布を求める。歪み演算部４６は、歪み測定の結果である、粘弾性係数の分布情報を、バイブレータ制御部４２および画像化信号処理部４７に供給する。なお、本明細書において、粘弾性係数とは、粘弾性率そのものではなく、粘弾性を表す何らかの係数を意味するものとする。
画像化信号処理部４７は、受信BF部４５からの整相加算後の信号に対して信号処理を行い、輝度画像（B(Brightness)モード画像）に変換する。画像化信号処理部４７は、変換されたBモード画像に、粘弾性係数の分布情報を重畳して、表示用画像を生成する。画像化信号処理部４７は、生成した表示用画像を、スキャンコンバータ４８に供給する。
スキャンコンバータ４８は、画像化信号処理部４７からの表示用画像を画像表示部２４に表示させる。
ユーザインタフェース２３は、例えば、マウスやキーボードなどで構成される。ユーザインタフェース２３は、ユーザの操作に対応する情報をバイブレータ制御部４２および送信BF部４４に供給する。
画像表示部２４は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)などで構成され、スキャンコンバータ４８からの表示用画像を表示する。
ここで、バイブレータ３１の駆動の制御方法としては、以下の第１乃至第３の方法がある。
第１の方法は、ユーザ、すなわち、ユーザ指定のフォーカス位置やROI(Region Of Interest)による制御や粘弾性係数の分布情報を用いての制御などを行わない方法である。
第２の方法は、ROIまたはユーザ指定のフォーカス位置による制御のみを行う方法である。第３の方法は、ROIまたはユーザ指定のフォーカス位置による制御および粘弾性係数の分布情報を用いての制御を行う方法である。
なお、ここで、超音波装置におけるフォーカスとは、振動子の鉛直下方のいずれかの「深さ」に合わせるものである。一般的に制御されるのは、画面内で１つの深さであり、１次元的である。本明細書においてもそのように定義される。これに対して、本明細書におけるROIとは、画面中の特定領域を示すものであり、制御されるのは、画面内の位置（深さだけではなく横方向に対しても）であり、２次元的である。
[超音波信号処理の例]
まず、図２のフローチャートを参照して、第１の方法によるバイブレータ制御を行う場合の超音波信号処理について説明する。例えば、ユーザ、すなわち、ROIによる制御や粘弾性係数の分布情報を用いての制御などを行わない方法によるバイブレータ制御である。
ステップＳ２１において、バイブレータ制御部４２および送信BF部４４は、歪み測定モード（エラストグラフィモードとも称する）がONになるまで待機している。ユーザインタフェース２３を介して入力されるユーザからの指示信号に対応して、ステップＳ２１において、歪み測定モードがONになったと判定された場合、処理は、ステップＳ２２に進む。
バイブレータ制御部４２は、ユーザインタフェース２３を介して入力される指示信号に応じて、予め設定されている振動パラメータを、バイブレータ駆動部４１を供給する。これに対応して、ステップＳ２２において、バイブレータ駆動部４１は、バイブレータ制御部４２からの振動パラメータに基づいて、超音波プローブ２１に内蔵されるバイブレータ３１を駆動する。
送信BF部４４は、ユーザインタフェース２３を介して入力される指示信号に応じて、送信ビームフォーミング処理を開始する。これに対応して、ステップＳ２３において、受信BF部４５は、２フレーム分の信号を取得する。なお、ここで取得されるフレーム数は、少なくとも２フレームであり、３以上のフレームであってもよい。
具体的には、送信BF部４４は、ユーザインタフェース２３を介して入力される指示信号に応じて、超音波信号（波形）を生成する処理である送信ビームフォーミング処理を行い、送信ビームフォーミング処理後の信号を送受分離部４３に出力する。送受分離部４３は、送信BF部４４からの超音波信号を受信し、受信した超音波信号を、トランスデューサ３２に供給する。
トランスデューサ３２は、送受分離部４３からの超音波信号に基づいて、被写体に対して超音波ビームを送出する。また、トランスデューサ３２は、被写体からの反射波（被写体によって反射、拡散させられた信号）を受信し、受信した信号を送受分離部４３に供給する。送受分離部４３は、トランスデューサ３２からの超音波信号を受信し、受信した超音波信号を、受信BF部４５に供給する。
これらの処理が２フレーム分行われ、受信BF部４５においては、２フレーム分の信号が取得される。受信BF部４５は、２フレーム分の信号に対して、受信ビームフォーミング処理を行い、処理後（整相加算後）の信号を、歪み演算部４６および画像化信号処理部４７に供給する。
ステップＳ２４において、歪み演算部４６は、歪み測定を行う。すなわち、歪み演算部４６は、受信BF部４５からの整相加算後の信号から、粘弾性係数の分布を求め、求めた粘弾性係数の分布情報を、画像化信号処理部４７に供給する。
なお、バイブレータ制御部４２において振動数などを制御することができるので、振動発生部（バイブレータ）の振動と、歪み演算部４６による歪み測定のタイミングを同期させることができる。すなわち、振動において加速していないところ（振動の折り返しタイミング）での歪み測定は正確な測定を行うことが困難であるため、これらを同期させることにより、不正確な測定結果を排除することができる。
ステップＳ２５において、画像化信号処理部４７は、Bモード画像化を行う。すなわち、画像化信号処理部４７は、受信BF部４５からの整相加算後の信号に対して信号処理を行い、輝度画像（Bモード画像）に変換する。
ステップＳ２６において、画像化信号処理部４７は、変換されたBモード画像に、粘弾性係数の分布情報（マップ）を重畳して、表示用画像を生成する。なお、エラストグラフィモードにおいては、粘弾性係数の分布情報は、係数毎に色を付けて画像としてBモード画像に重畳してもよいし、数値をそのままBモード画像に重畳して表示させるようにしてもよい。画像化信号処理部４７は、生成した表示用画像を、スキャンコンバータ４８に供給する。
ステップＳ２７において、スキャンコンバータ４８は、画像化信号処理部４７からの表示用画像を、LCDなどで構成される画像表示部２４に表示させる。
なお、図２の例の場合、ステップＳ２２においては、予め設定されている振動パラメータでバイブレータの駆動が制御された。ただし、この場合、予め設定されている振動パラメータでなくとも、ユーザインタフェース２３を介して直接入力される強度や振動周波数などのパラメータにより制御されてもよい。
[超音波信号処理の他の例]
次に、図３のフローチャートを参照して、第２の方法によるバイブレータ制御を行う場合の超音波信号処理について説明する。すなわち、フォーカス位置またはROIによるフィードフォワード制御を行う方法である。なお、図３のステップＳ４１、およびＳ４３乃至Ｓ４８の処理は、図２のステップＳ２１乃至Ｓ２７と基本的に同様の処理を行うので、その詳細な説明は省略される。
ステップＳ４１において、バイブレータ制御部４２および送信BF部４４は、歪み測定モードがONになるまで待機している。ユーザインタフェース２３を介して入力されるユーザからの指示信号に対応して、ステップＳ４１において、歪み測定モードがONになったと判定された場合、処理は、ステップＳ４２に進む。
バイブレータ制御部４２は、ユーザインタフェース２３を介して入力される指示信号に応じて、ステップＳ４２において、ユーザによって指示されたROI、またはフォーカス位置（深度方向のフォーカスの深さも含む）の設定に基づいて、振動パラメータを決定し、バイブレータ駆動部４１に供給する。これに対応して、ステップＳ４３において、バイブレータ駆動部４１は、バイブレータ制御部４２からの振動パラメータに基づいて、超音波プローブ２１に内蔵されるバイブレータ３１を駆動する。
送信BF部４４は、ユーザインタフェース２３を介して入力される指示信号に応じて、送信ビームフォーミング処理を開始する。これに対応して、ステップＳ４４において、受信BF部４５は、２フレーム分の信号を取得する。
ステップＳ４５において、歪み演算部４６は、歪み測定を行う。すなわち、歪み演算部４６は、受信BF部４５からの整相加算後の信号から、粘弾性係数の分布を求め、求めた粘弾性係数の分布情報を、画像化信号処理部４７に供給する。
ステップＳ４６において、画像化信号処理部４７は、Bモード画像化を行う。すなわち、画像化信号処理部４７は、受信BF部４５からの整相加算後の信号に対して信号処理を行い、輝度画像（Bモード画像）に変換する。
ステップＳ４７において、画像化信号処理部４７は、変換されたBモード画像に、粘弾性係数の分布情報を重畳して、表示用画像を生成する。画像化信号処理部４７は、生成した表示用画像を、スキャンコンバータ４８に供給する。
ステップＳ４８において、スキャンコンバータ４８は、画像化信号処理部４７からの表示用画像を、LCDなどで構成される画像表示部２４に表示させる。
以上のように、図３の超音波信号処理においては、バイブレータ３１の駆動のための振動パラメータ群が、ユーザの入力するROI、またはフォーカス位置の状態から算出される。
したがって、例えば、フォーカス位置が浅い場合には、振動を小さく、深い場合には、ある程度振動を大きく制御したりすることができる。また、例えば、ROIがトランスデューサ３２の中心からずれている場合、振動の方向をROIの中心に向けて傾けるなど偏心を制御することができる。
[偏心の制御]
次に、図４乃至図６を参照して、バイブレータ３１を用いての偏心の制御について説明する。
図４の例においては、超音波プローブ２１の振動子が配列している側面から見た、1Dまたは2Dアレイの超音波プローブ２１を被写体に接触させている状態が示されている。超音波プローブ２１の振動子が配列している側面とは、1Dアレイの場合、長辺の側面である。すなわち、図中、超音波プローブ２１の左から右に向かって振動子が配列している。
図４の例においては、超音波プローブ２１のYaw軸が示されている。Yaw軸は、超音波プローブ２１の上から見て、被写体と平行に回転する軸のことである。図４のＡに示されるように、通常は、超音波プローブ２１をROIもしくは検査対象の直上に配置することで、ROIもしくは検査対象の断面像を取得することができる。
ここで、図４のＢに示されるように、超音波プローブ２１をROIもしくは検査対象の直上から少しずれていた場合、ROIもしくは検査対象の断面像を取得することができない。また、Yaw軸を傾けるために、超音波プローブ２１自体を傾けようとすると、超音波プローブ２１のセンサ面（例えば、センサ面の図中左側部分）が被写体から離れてしまうことがあり、現実的ではない。
そこで、矢印P1に示されるように、ROIもしくは検査対象に垂直な状態であるYaw軸を、バイブレータ３１の振動パラメータを調整することで、矢印P2のように、図中右回り方向に傾けるというYaw軸の偏心の制御を行う。これにより、図中、太い矢印P3のように、超音波プローブ２１が、ROIもしくは検査対象の直上から少しずれていても、ROIもしくは検査対象の断面像を得ることができる。
次に、図５の例においては、超音波プローブ２１の振動子が配列していない側面から見た、1Dアレイの超音波プローブ２１を被写体に接触させている状態が示されている。超音波プローブ２１の振動子が配列していない側面とは、1Dアレイの場合、短辺の側面である。すなわち、図中、超音波プローブ２１の手前から奥に向かって振動子が配列している。
図５の例においては、超音波プローブ２１のPitch軸が示されている。Pitch軸は、超音波プローブ２１の側面から見て、前後に回転する軸のことである。図５のＡに示されるように、通常は、超音波プローブ２１をROIもしくは検査対象の直上に配置することで、ROIもしくは検査対象の断面像を取得することができる。
ここで、超音波プローブ２１をROIもしくは検査対象の直上から少しずれていた場合、ROIもしくは検査対象の断面像を取得することができない。しかしながら、図４の場合と異なり、図５のＢに示されるように、Pitch軸については、ユーザが手などで超音波プローブ２１自体を傾けることにより、図中、太い矢印P13のように、超音波プローブ２１が、ROIもしくは検査対象の直上から少しずれていても、ROIもしくは検査対象の断面像を得ることができる。
すなわち、1Dアレイの場合、矢印P12に示されるPitch軸の傾きは、常に、太い矢印P13に示される超音波プローブ２１の傾きと一致する。そのため、Pitch軸の超音波プローブ２１に対する傾きは変化させる必要はない。
さらに、図６の例においては、図５の例と同じ側面から見た2Dアレイの超音波プローブ２１を被写体に接触させている状態が示されている。ただし、2Dアレイであるので、図中、超音波プローブ２１の手前から奥に向かって振動子が配列しており、また、左から右に向かっても振動子が配列している。
図６の例においては、超音波プローブ２１のPitch軸が示されている。Pitch軸は、超音波プローブ２１の側面から見て、前後に回転する軸のことである。図６のＡに示されるように、通常は、超音波プローブ２１をROIもしくは検査対象の直上に配置することで、ROIもしくは検査対象の断面像を取得することができる。
ここで、図６のＢに示されるように、超音波プローブ２１をROIもしくは検査対象の直上から少しずれていた場合、ROIもしくは検査対象の断面像を取得することができない。また、Pitch軸を傾けるために、超音波プローブ２１自体を傾けようとすると、2Dアレイであるので、超音波プローブ２１のセンサ面（例えば、センサ面の図中左側部分）が被写体から離れてしまうことがあり、現実的ではない。
そこで、矢印P31に示されるように、ROIもしくは検査対象に垂直な状態であるPitch軸を、矢印P32のように、図中右回り方向に傾けるというPitch軸の偏心の制御を行う。
ただし、図４のYaw軸の場合と異なり、この場合、加圧用の振動発生部（すなわち、バイブレータ３１）の回転軸（Pitch軸）も制御する必要がある。すなわち、図６の例においては、少なくとも、Yaw軸用とPitch軸用の２つの振動発生部（すなわち、バイブレータ３１）を制御することが望ましい。
このようにすることで、すなわち、振動パラメータの偏心の方位を調整することで、図中、太い矢印P33のように、超音波プローブ２１が、ROIもしくは検査対象の直上から少しずれていても、ROIもしくは検査対象の断面像を得ることができる。
[超音波信号処理の他の例]
次に、図７のフローチャートを参照して、第３の方法によるバイブレータ制御を行う場合の超音波信号処理について説明する。すなわち、ROIによるフィードフォワード制御および粘弾性係数の分布情報を用いてのフィードバックでの制御を行う方法である。なお、図７のステップＳ６１、およびＳ６３乃至Ｓ６５、Ｓ６７乃至Ｓ６９の処理は、図２のステップＳ２１乃至Ｓ２７と基本的に同様の処理を行うので、その詳細な説明は省略される。
ステップＳ６１において、バイブレータ制御部４２および送信BF部４４は、歪み測定モードがONになるまで待機している。ユーザインタフェース２３を介して入力されるユーザからの指示信号に対応して、ステップＳ６１において、歪み測定モードがONになったと判定された場合、処理は、ステップＳ６２に進む。
バイブレータ制御部４２は、ユーザインタフェース２３を介して入力される指示信号に応じて、ステップＳ６２において、ユーザによって指示されたROI、またはフォーカス位置（深度方向のフォーカスの深さも含む）の設定に基づいて、振動パラメータを決定する。
ステップＳ６３において、バイブレータ駆動部４１は、バイブレータ制御部４２からの振動パラメータに基づいて、超音波プローブ２１に内蔵されるバイブレータ３１を駆動する。なお、バイブレータ制御部４２は、ステップＳ６２で決定された振動パラメータが、後述するＳ６６において調整されたもの（パラメータ）を用いて、バイブレータ駆動部４１を制御する。
送信BF部４４は、ユーザインタフェース２３を介して入力される指示信号に応じて、送信ビームフォーミング処理を開始する。これに対応して、ステップＳ６４において、受信BF部４５は、２フレーム分の信号を取得する。
ステップＳ６５において、歪み演算部４６は、歪み測定を行う。すなわち、歪み演算部４６は、受信BF部４５からの整相加算後の信号から、粘弾性係数の分布を求め、求めた粘弾性係数の分布情報を、バイブレータ制御部４２および画像化信号処理部４７に供給する。
ステップＳ６６において、バイブレータ制御部４２は、測定値による振動パラメータの調整を行う。すなわち、バイブレータ制御部４２は、歪み演算部４６からの粘弾性係数の分布情報に応じて、ステップＳ６２で決定された振動パラメータを調整する。バイブレータ制御部４２は、調整した振動パラメータを、バイブレータ駆動部４１に供給する。
ステップＳ６７において、画像化信号処理部４７は、Bモード画像化を行う。すなわち、画像化信号処理部４７は、受信BF部４５からの整相加算後の信号に対して信号処理を行い、輝度画像（Bモード画像）に変換する。
ステップＳ６８において、画像化信号処理部４７は、変換されたBモード画像に、粘弾性係数の分布情報を重畳して、表示用画像を生成する。画像化信号処理部４７は、生成した表示用画像を、スキャンコンバータ４８に供給する。
ステップＳ６９において、スキャンコンバータ４８は、画像化信号処理部４７からの表示用画像を、LCDなどで構成される画像表示部２４に表示させる。
以上のように、図７の超音波信号処理においては、バイブレータ３１の駆動のためのパラメータ群が、歪み測定の結果である粘弾性係数の分布情報を基に調整される。
例えば、ROIの粘弾性係数の分布情報の中に顕著な分布が見られない場合、徐々に振動強度を上げる。また、歪みの変化率を監視し、分散が大きくなっている場合には、徐々に振動強度を下げるなど、歪み結果のフィードバックによる振動の制御を行うことが可能である。
なお、振動の強度を変更する場合、バイブレータ３１（偏心モータ）の回転を同期制御する方法と、予め重さや偏心度合いの異なるおもりを搭載したモータを複数マウントする方法が考えられる。回転制御により可変できる範囲を超えた場合に、より大きな動きを生み出せる偏心モータに切り替えるなどの処理を行うことができる。
以上のように、本技術によれば、プローブに振動発生部を内蔵させることで、常に、画像面と同一方向に定量化して振動させることができるので、用手的（手を使っての）手法よりも安定的に粘弾性係数を求めることができる。
用手的手法が困難である、腹腔鏡手術や胸腔鏡手術などに利用することができる。すなわち、上述したプローブは、これらの手術中に臓器または組織に接触させて使用することができる。
振動の強度や、組織性状に合わせた振動数などを、ユーザ指定のROIに従って適切に設定することができる。
振動の強度や、組織性状に合わせた振動数などを、歪み測定結果からのフィードバック制御により適切に設定することができる。
振動数などを制御できることにより、振動発生部（バイブレータ）の振動と、歪み測定のタイミングを同期させることができる。すなわち、振動において加速していないところ（振動の折り返しタイミング）での歪み測定は正確な測定を行うことが困難である。したがって、例えば、振動において加速度０のところでは測定を行わず、加速度のあるところで測定を行うというように、これらを同期させることにより、不正確な測定結果を排除することができる。
以上により、本技術によれば、手術中に利用する超音波信号処理装置として、簡便に安定的に組織性状を測定することが可能になる。これにより、例えば、組織の部分切除手術などでの術式判断や、切除範囲の決定などをサポートすることができるようになる。
なお、本技術は、医療用途および非医療用途のいずれにも用いることが可能である。なお、非医療用途に用いる場合、例えば、内臓等が写らないように、超音波の周波数と強度を適切に調整できるようにすることが望ましい。
また、本技術は、人間だけでなく、例えば、動物や植物、人工物など、超音波により被写体の断面の撮影を行う様々な場面に用いることができる。
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。
＜第２の実施の形態＞
[コンピュータの構成例]
図８は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
コンピュータにおいて、CPU(Central Processing Unit)４０１、ROM(Read Only Memory)４０２、RAM(Random Access Memory)４０３は、バス４０４により相互に接続されている。
バス４０４には、さらに、入出力インタフェース４０５が接続されている。入出力インタフェース４０５には、入力部４０６、出力部４０７、記憶部４０８、通信部４０９、およびドライブ４１０が接続されている。
入力部４０６は、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる。出力部４０７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部４０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部４０９は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ４１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブルメディア４１１を駆動する。
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU４０１が、例えば、記憶部４０８に記憶されているプログラムを入出力インタフェース４０５及びバス４０４を介してRAM４０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
コンピュータ（CPU４０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア４１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。
コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア４１１をドライブ４１０に装着することにより、入出力インタフェース４０５を介して、記憶部４０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部４０９で受信し、記憶部４０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM４０２や記憶部４０８に、あらかじめインストールしておくことができる。
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置、ブロック、手段などにより構成される全体的な装置を意味するものである。
なお、本開示における実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、開示はかかる例に限定されない。本開示の属する技術の分野における通常の知識を有するものであれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例また修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１） プローブを振動させるために、前記プローブに内蔵される振動発生部の振動パラメータを設定する振動制御部と、
前記振動制御部により設定された振動パラメータに基づいて、前記振動発生部を駆動する振動駆動部と
を備える超音波処理装置。
（２） 前記振動制御部は、ユーザの操作に応じて、前記振動パラメータを設定する
前記（１）に記載の超音波処理装置。
（３） 前記ユーザの操作は、フォーカス位置の設定またはROI(Region Of Interest)の設定である
前記（２）に記載の超音波処理装置。
（４） 前記プローブの振動子から取得される超音波信号から、被写体の歪みを測定する歪み測定部
をさらに備え、
前記振動制御部は、前記歪み測定部により測定された歪みの結果に応じて、前記振動パラメータを設定する
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の超音波処理装置。
（５） 前記振動パラメータは、振動の変位量、振動周波数、または方向である
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の超音波処理装置。
（６） 前記歪み測定部は、前記振動発生部により発生される振動と、前記歪みの測定のタイミングを同期させる
前記（４）または（５）に記載の超音波処理装置。
（７） 前記振動発生部は、前記プローブに複数内蔵される
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の超音波処理装置。
（８） 前記プローブは、手術中に臓器または組織に接触させて使用される
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の超音波処理装置。
（９） 超音波処理装置が、
プローブを振動させるために、前記プローブに内蔵される振動発生部の振動パラメータを設定し、
設定された振動パラメータに基づいて、前記振動発生部を駆動する
超音波処理方法。
（１０） コンピュータを、
プローブを振動させるために、前記プローブに内蔵される振動発生部の振動パラメータを設定する振動制御部と、
前記振動制御部により設定された振動パラメータに基づいて、前記振動発生部を駆動する振動駆動部と
して機能させるプログラム。
１１ 超音波画像診断装置， ２１ 超音波プローブ， ２２ 超音波信号処理部， ２３ ユーザインタフェース， ２４ 画像表示部， ３１ バイブレータ， ３２ トランスデューサ， ４１ バイブレータ駆動部， ４２ バイブレータ制御部， ４３ 送受分離部， ４４ 送信BF部， ４５ 受信BF部， ４６ 歪み演算部， ４７ 画像化信号処理部， ４８ スキャンコンバータ

Claims (9)

  1. プローブを振動させるために、前記プローブに内蔵される振動発生部の振動パラメータを設定する振動制御部と、
    前記振動制御部により設定された振動数を含む前記振動パラメータに基づいて、前記振動発生部を駆動する振動駆動部と、
    前記プローブの振動子から取得される超音波信号から、被写体の歪みを測定する歪み測定部と
    を備え、
    前記歪み測定部は、前記歪みの測定結果に基づくフィードバック制御により、前記振動駆動部の前記振動数を制御することで、前記振動発生部により発生される振動と、前記歪みの測定のタイミングを同期させる
    超音波処理装置。
  2. 前記振動制御部は、ユーザの操作に応じて、前記振動パラメータを設定する
    請求項１に記載の超音波処理装置。
  3. 前記ユーザの操作は、フォーカス位置の設定またはROI(Region Of Interest)の設定である
    請求項２に記載の超音波処理装置。
  4. 前記振動制御部は、前記歪み測定部により測定された歪みの結果に応じて、前記振動パラメータを設定する
    請求項１乃至３のいずれかに記載の超音波処理装置。
  5. 前記振動パラメータは、振動の変位量、振動周波数、または方向である
    請求項１乃至４のいずれかに記載の超音波処理装置。
  6. 前記振動発生部は、前記プローブに複数内蔵される
    請求項１乃至５のいずれかに記載の超音波処理装置。
  7. 前記プローブは、手術中に臓器または組織に接触させて使用される
    請求項１乃至５のいずれかに記載の超音波処理装置。
  8. 超音波処理装置の、
    振動制御部が、プローブを振動させるために、前記プローブに内蔵される振動発生部の振動パラメータを設定し、
    振動駆動部が、設定された振動数を含む前記振動パラメータに基づいて、前記振動発生部を駆動し、
    歪み測定部が、前記プローブの振動子から取得される超音波信号から、被写体の歪みを測定し、前記歪みの測定結果に基づくフィードバック制御により、前記振動駆動部の前記振動数を制御することで、前記振動発生部により発生される振動と、前記歪みの測定のタイミングを同期させる
    超音波処理方法。
  9. コンピュータを、
    プローブを振動させるために、前記プローブに内蔵される振動発生部の振動パラメータを設定する振動制御部と、
    前記振動制御部により設定された振動数を含む前記振動パラメータに基づいて、前記振動発生部を駆動する振動駆動部と、
    前記プローブの振動子から取得される超音波信号から、被写体の歪みを測定する歪み測定部と
    して機能させ、
    前記歪み測定部は、前記歪みの測定結果に基づくフィードバック制御により、前記振動駆動部の前記振動数を制御することで、前記振動発生部により発生される振動と、前記歪みの測定のタイミングを同期させる
    プログラム。
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