[发明专利]超声波诊断装置、信号处理装置以及存储介质

说明书

本发明提供一种超声波诊断装置、信号处理装置以及存储介质，能够高精度地计测剪切波的速度。根据通过对于检查对象发送超声波并接收反射波而得到的接收信号计算基于在检查对象产生的剪切波的组织的位移的时间变化数据。将位移的时间变化数据转换为表示以空间频率和时间频率为两个轴的频率空间的位移分布的波谱数据。通过在频率空间中使波谱数据旋转规定的角度，并对旋转后的波谱数据实施滤波来提取规定的区域的波谱数据。基于提取出的规定的区域的波谱数据计算剪切波的速度。

技术领域

本发明涉及超声波诊断装置，涉及通过使在被检体内产生剪切波，并计测其传播速度来评价生物体组织的性状的技术。

背景技术

超声波、MRI(Magnetic Resonance Imaging：磁共振成像)、X射线CT(ComputedTomography：计算机断层扫描)所代表的医疗用的图像显示装置作为以数值或者图像的形式提示不能目视观察的生物体内的信息的装置被广泛利用。其中，利用超声波显示图像的超声波拍摄装置与其他的装置相比较具备较高的时间分辨率，例如具有能够将搏动下的心脏成像而不模糊的性能。

在作为被检体的生物体内传播的波主要区别为纵波和横波。超声波拍摄装置的产品所搭载的将组织形状影像化的技术、计测血流速度的技术主要利用纵波(音速约1540m/s)的信息。

近年来，利用在生物体内传播的横波(以后，称为剪切波)来评价组织的弹性率的技术受到关注，且正临床应用于慢性肝疾病、癌。在该技术中，使成为计测对象的组织内部产生剪切波，并根据其传播速度计算弹性率等表示弹性的评价指标。使剪切波产生的方法大致分为机械方式和放射压方式。机械方式是利用振动器等对体表面给予1kHz左右的振动使剪切波产生的方式，需要成为振动源的驱动装置。另一方面，放射压方式是利用使超声波集中到组织内的局部的聚焦超声波对生物体内施加声学放射压，利用瞬时产生的组织位移使剪切波产生的方式。任意的方式都通过利用超声波计测基于产生的剪切波的组织位移，来计算传播速度。而且，根据计算出的剪切波的传播速度，通过计算求出表示组织性状的弹性率等特性值。

这样，利用剪切波评价组织的弹性的方法由于能够定量地计测弹性，所以在肿瘤诊断中极为重要，临床价值较高。但是，公知有在使用剪切波计测组织弹性时，剪切波引起由组织构造产生的反射、折射、衍射以及衰减，使计测精度、再现率降低，使诊断性能劣化。

例如，专利文献1公开了一种方法，通过计测在检查对象传播的剪切波的波面振幅的分布，对该数据进行傅立叶变换，并在傅立叶空间上进行滤波处理，将成为剪切波的计测对象的主分量与反射、折射以及衍射分量分开，提取主分量。

具体而言，在专利文献1的技术中，通过将检查对象的某深度z中的、传播的剪切波的波面振幅数据绘制在方位方向-时间(x-t面)的二维平面上，并对其进行二维傅立叶变换，从而转换为空间频率k和时间频率f的二维的傅立叶空间(k-f面)的二维平面上的强度分布。在k-f面上，剪切波的速度与连结波面振幅数据的点和原点的直线与k轴所成的角度θ成比例，所以进行取出规定的角度范围的波面振幅数据的滤波处理，以便仅取出主分量附近的速度分量。通过对滤波处理后的k-f面上的波面振幅数据进行傅立叶逆变换，而转换为实际空间(x-t面)，进行速度计算。通过对于所有深度z进行该处理，能够作成x-z面整体的剪切波速度图。

专利文献1：日本特开2018-99180号公报

通过上述的放射压方式，为了根据剪切波的传播速度，通过计算高精度地求出表示组织性状的弹性率，需要正确地计算传播速度。例如，考虑有预先假定传播方向并设置2个以上的计测点，正确地计测通过两计测点所需要的时间，但剪切波不一定与计测线水平地传播，会受到由体内的组织构造、音波传播的物理原理引起的反射、折射、衍射以及衰减等的影响，所以包括各种频率、行进方向分量。因此，难以不受反射波等的影响而高精度并且高再现性地计测剪切波的速度。

在专利文献1所记载的技术中，应用傅立叶变换，能够通过在傅立叶空间(k-f面)上取出规定的角度范围的波面振幅数据的滤波处理来提取剪切波的主分量。