超声波诊断装置以及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过超声波收发来进行与被检测体的粘弹性相关的测量的技术。
【背景技术】
[0002]作为乳腺癌、肝硬化、血管病等的诊断方法，存在根据超声波回波信号诊断被检测体内部的硬度的方法(弹性成像技术)，来代替医生的触诊。在基于弹性成像技术的硬度的诊断中，操作者将超声波探针压入被检测体即生物体表面并进行加压，使被检测体内部的组织产生位移。根据加压所引起的生物体组织的压缩前后的回波信号来估计压缩方向的位移，求得位移的空间微分量即变形。进而，根据变形和应力算出与硬度相关的值，例如杨氏模量。在该方法中，具有如下课题:作为拍摄对象，局限于容易从体表加压之处所存在的内脏器官。例如，作为在体表与肝脏之间的间介层，存在滑动面，因此使足够的位移产生那样的加压是困难的。
[0003]因而，存在如下技术:采用位移生成用超声波会聚波束、S卩，推力波束(pushbeam)，或者推力脉冲来对被检测体内部施加声音放射压，抑制间介层的影响并使对象组织位移，由此进行硬度的诊断。在这些技术中，对在会聚波束的前进方向上产生的组织的位移量进行图像化，或根据伴随着焦点处的组织位移而在与会聚波束的前进方向垂直的方向上产生的剪切波的传播速度的估计来算出刚性率或杨氏模量之类的弹性率。如果采用该技术，则期待减小上述的滑动面等的间介层的影响的效果等。
[0004]进而，近年来，作为慢性肝疾患或肿瘤的诊断信息在临床现场利用弹性成像技术不断扩大中，想要实现包括粘性的粘弹性测量的技术正在不断被开发。本来、由于体组织为具有粘性和弹性这两种特性的粘弹性体，因此更加期待基于实际情况的闻精度的粘弹性评估技术。
[0005]在粘弹性的评估中，除了根据剪切波的群速度算出刚性率和杨氏模量之外，还需要粘性系数等粘性参数的估计。在粘弹性的评估中，如美国公开US2007/0038095号公报和美国公开US2011/0063950号公报中所公开的那样，具有采用粒子速度(ParticleVelocity)波形的手法。
【发明内容】
[0006]在粘弹性的评估中，在对象组织为粘弹性体的情况下，剪切波的传播速度随着剪切波的频率而产生变化，但采用上述粒子速度波形的粘弹性评估具有难以受到体动等的剪切波以外的频率分量的影响之类的优点。
[0007]另一方面，在美国公开US2007/0038095号公报中，将经AM调制的推力波束照射到对象组织。由于使具有100?IkHz程度的频率的剪切波产生，因此在最大15ms期间照射推力波束。此外，在美国公开US2011/0063950号公报中，每一次的推力波束的照射时间为Ims,但需要每隔1ms照射多次推力波束(tone burst)。如上那样,在现有的方法中，由于总计的推力波束的照射时间长，因此存在在生物体内部的局部的温度上升变大之虞。为了抑制这种局部的温度上升，需要例如采用一次Ims以内的更少的照射次数/照射时间下的推力波束的照射来评估粘性。
[0008]粘性对于剪切波的影响在于包括频率依赖性在内的相位速度或衰减率的不同。由于该影响伴随着剪切波的传播而放大，因此基本上传播距离越长越适于粘弹性测量。即、粘弹性测量的优选条件之一为使高振幅的剪切波产生，这意味着与上述的温度上升所产生的限制条件同时成立变得困难。
[0009]本发明的目的在于，提供一种解决上述的课题，将生物体组织的温度上升抑制到最小限度，能高精度地解析粘性参数的超声波诊断装置以及粘性参数估计方法。
[0010]为了实现上述的目的，在本发明中提供以下的超声波诊断装置，即具有:位移生成部，其对被检测体内施加声音放射压来使被检测体内产生位移；位移检测部,其通过在被检测体的多个位置上发送接收超声波来检测在被检测体内产生的剪切波的粒子速度；以及粘弹性解析部，其通过粒子速度来估计粘性参数，粘弹性解析部根据粒子速度波形的时间广度来估计粘性参数。
[0011 ] 此外，为了实现上述的目的，在本发明中，提供以下的超声波诊断装置中的粘性参数估计方法，即对被检测体内施加声音放射压来使被检测体内产生位移,通过在被检测体的多个位置上发送接收超声波来检测在被检测体内产生的剪切波的粒子速度，并根据检测出的粒子速度波形的时间广度来估计粘性参数。
[0012]发明效果
[0013]根据本发明，能将生物体组织的温度上升抑制到最小限度，并且能高精度地评估粘性参数。
【附图说明】
[0014]图1为表示实施例1相关的超声波诊断装置的一系统结构的图。
[0015]图2为说明实施例1相关的超声波探头所产生的位移生成的图。
[0016]图3为说明实施例1相关的超声波探头所产生的超声波的波束形成的图。
[0017]图4为说明实施例1相关的粘性参数的计算时序的图。
[0018]图5A为表示实施例1相关的剪切波的粒子速度检测处理的一例的图。
[0019]图5B为表不实施例1相关的粒子速度检测处理的另一例的图。
[0020]图6A为表示实施例1相关的剪切波的位移的时间波形的图。
[0021]图6B为表示实施例1相关的剪切波的粒子速度的时间波形的图。
[0022]图7A为表示实施例1相关的粒子速度的时间波形的一例的图。
[0023]图7B为表不实施例1相关的粒子速度的时间波形的另一例的图。
[0024]图8为说明粘弹性模型的图。
[0025]图9A为表示剪切波的传播速度的频率依赖性的图。
[0026]图9B为表示没有粘性的情况下的剪切波的粒子速度波形的一例的图。
[0027]图9C为表示有粘性的情况下的剪切波的粒子速度波形的一例的图。
[0028]图1OA为表示实施例1相关的具有粘性的情况下的粒子速度的时间波形的图。
[0029]图1OB为说明实施例1相关的具有粘性的情况下的粒子速度的距离衰减特性的图。
[0030]图1lA为说明实施例1相关的根据粒子速度的时间波形的正的峰值和负的峰值来估计粘性参数的处理的图。
[0031]图1lB为表示实施例1相关的用于根据粒子速度的时间波形来估计粘性参数的处理的模块图。
[0032]图12为说明实施例1相关的粒子速度波形和距离衰减特性的图。
[0033]图13A为说明实施例1相关的剪切波的距离衰减特性的图。
[0034]图13B为说明实施例1相关的用于根据剪切波的距离衰减特性来估计粘性参数的处理的图。
[0035]图14A为表示实施例1相关的粘性参数的表示例的图。
[0036]图14B为表示实施例1相关的粘性参数的表示例的图。
[0037]图15为表示实施例2相关的超声波诊断装置的一系统结构的图。
[0038]图16为表示实施例2中的粘性参数的计算时序的图。
[0039]图17A为说明实施例2中的ROI重新设定处理的图。
[0040]图17B为表示实施例2中的ROI重新设定处理的标示例的图。
[0041]图18为表示实施例2中的测量区域的决定过程的图。
[0042]标号说明
[0043]I 超声波探头
[0044]2 收发切换开关
[0045]3 中央控制部
[0046]4 彩色 DSC
[0047]5 黑白 DSC
[0048]6 合成部
[0049]7 显示部
[0050]10位移生成部
[0051]12送波波束条件设定部
[0052]13位移生成用送波波束生成部
[0053]20第一超声波收发部
[0054]30位移检测部
[0055]31第二超声波收发部
[0056]32位移运算部
[0057]33测定范围设定部
[0058]34粘弹性解析部
[0059]38反馈参数决定部
[0060]50彩色标度设定部
[0061]51、52相关运算
[0062]80 Voigt 模型
[0063]100超声波探头I的各元件
[0064]101正的峰值
[0065]102负的峰值
[0066]110 t(xn)
[0067]111、131 FFT
[0068]112、132粘性参数α的评估
[0069]113、133 拟合
[0070]114、134 η 输出
[0071]130 P (xn)或者 P (xn) ’
[0072]141 标绘显示
[0073]142 2D彩色地图
[0074]143彩色标度
[0075]171测量区域ROI的重新设定
[0076]172测量区域
[0077]181粘性参数
[0078]182 ROI 控制
【具体实施方式】
[0079]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在各附图中，相同的标号表示同一构成要素。
[0080]实施例1
[0081]第I实施例为以下的超声波诊断装置以及粘性参数估计方法的实施例，S卩，该超声波诊断装置具有对被检测体内施加声音放射压来在被检测体内位