JP5384919B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents

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Description

本発明は、血管等の弾性指標を安定に取得して表示する超音波診断装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that stably acquires and displays an elasticity index of a blood vessel or the like.

近年、脳梗塞や、心筋梗塞あるいは狭心症などの虚血性疾患のような循環器系疾患に係る治療患者が急増している。これらの疾患を予防するには、動脈硬化の兆候を早期に察知して、生活習慣を改善することが重要である。動脈硬化状態を非侵襲的に測定する方法として、脈波伝播速度(pulse wave velocity:PWV)や、頸動脈の内膜中膜複合体厚(maximum intima-media thickness:IMT)の測定がよく知られており、臨床的な診断価値も明らかになってきている。   In recent years, there has been a rapid increase in the number of patients treated for cardiovascular diseases such as ischemic diseases such as cerebral infarction, myocardial infarction or angina. To prevent these diseases, it is important to detect signs of arteriosclerosis early and improve lifestyle. As a method for non-invasive measurement of arteriosclerotic state, measurement of pulse wave velocity (PWV) and carotid intima-media thickness (IMT) is well known. The clinical diagnostic value is becoming clear.

IMTは、内膜と中膜と外膜からなる3層構造を有する動脈壁のうち、内膜と中膜とを合わせた厚さ(即ち、血管腔と内膜との境界から、中膜と外膜との境界までの長さ)をいう。近年の研究により、動脈硬化が進行するほど内膜中膜複合体が厚くなったり血管壁が内側に盛り上がるプラークが形成されたりすることが分かってきている。プラークの組織は、血栓や、脂肪性又は繊維性組織等、様々であり、剥離したプラークは頸動脈の狭窄や脳梗塞や脳虚血等の原因ともなっている。一般に、IMTが肥厚すると動脈硬化の初期、プラークができるとより進んだ状態と判定することができる。   IMT is the thickness of the arterial wall having a three-layer structure composed of an intima, an intima and an adventitia. The length to the boundary with the outer membrane). Recent studies have shown that as the arteriosclerosis progresses, the intima-media complex becomes thicker or plaques are formed where the vascular wall rises inward. There are various plaque tissues such as thrombus, fatty or fibrous tissue, and the exfoliated plaque causes carotid artery stenosis, cerebral infarction, cerebral ischemia, and the like. Generally, when IMT is thickened, it can be determined that the plaque is advanced at the initial stage of arteriosclerosis.

IMTは、超音波検査(頸動脈超音波検査)によって計測できる。即ち、超音波探触子を被検体(患者)の頸部に当接させて、超音波探触子から超音波を送信する。超音波は、被検体内の構造物の表面(異なる組織の界面)において反射されるので、それによって生じる超音波エコーが超音波探触子によって受信され、受信信号に基づいて超音波画像が生成される。   IMT can be measured by ultrasonography (carotid ultrasound). That is, the ultrasonic probe is brought into contact with the neck of the subject (patient), and ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic probe. Ultrasound is reflected at the surface of the structure in the subject (an interface between different tissues), so that the resulting ultrasound echo is received by the ultrasound probe, and an ultrasound image is generated based on the received signal. Is done.

図10は、頸動脈の超音波画像を示す図面である。生成された超音波画像から血管壁における血管腔内膜境界と中膜外膜境界を判定し、ノギス等を用いて両境界間の長さを計測することによりIMTを求めることができる。さらに、検査者(医師等のオペレータ)は、IMTに基づいて動脈硬化の程度を診断し、その結果に基づいて心臓や脳を含む全身の血管状態を推測することができる。   FIG. 10 is a drawing showing an ultrasonic image of the carotid artery. The IMT can be obtained by determining the vascular lumen intima boundary and medial epicardial boundary in the blood vessel wall from the generated ultrasonic image, and measuring the length between both boundaries using calipers or the like. Furthermore, the examiner (operator such as a doctor) can diagnose the degree of arteriosclerosis based on the IMT, and can estimate the vascular condition of the whole body including the heart and brain based on the result.

ここで、頸動脈におけるIMTを計測するのは、顔面の動脈に繋がる外頸動脈と脳動脈に繋がる内頸動脈との血管分岐部や頸動脈への血液の取り込み部など血流の方向が変化する領域でプラークが形成され易いため、頸動脈が動脈硬化の好発部位になるからである。   Here, IMT is measured in the carotid artery because the direction of blood flow changes, such as the blood vessel bifurcation between the external carotid artery connected to the facial artery and the internal carotid artery connected to the cerebral artery, and the blood uptake part into the carotid artery. This is because the carotid artery is a frequent site of arteriosclerosis because plaque is easily formed in the region.

IMT計測は、日本超音波医学会発行の非特許文献1にも採用されたとおり、プラークの厚さあるいは狭窄の程度を計測して動脈硬化の危険度を判定する方法が確立されている。図11は、オリアリー等(O'Leary DH et al)により示されたIMTと脳卒中危険率の関係を表すグラフである。IMTは脳卒中危険率と明らかな相関関係があり、IMTが1.1mm以上になると脳卒中危険率が急増することが分かる。   As adopted in Non-Patent Document 1 issued by the Japanese Society of Ultrasound Medicine, a method for determining the risk of arteriosclerosis by measuring the thickness of plaque or the degree of stenosis has been established for IMT measurement. FIG. 11 is a graph showing the relationship between IMT and the risk of stroke shown by O'Leary DH et al. IMT has a clear correlation with the stroke risk rate, and it can be seen that the stroke risk rate increases rapidly when the IMT is 1.1 mm or more.

しかしながら、IMTは頸動脈の形態的変化のみを示す指標であり、脈波伝播速度(PWV)のような血管の性状を示す弾性指標にはならないので、これだけで動脈硬化の程度を評価するのは適当でない。   However, IMT is an index indicating only the morphological change of the carotid artery, and is not an elastic index indicating blood vessel properties such as pulse wave velocity (PWV). Not appropriate.

そこで、近年、頸動脈エコーを使って、血管壁の変位量に基づいた演算により、スティフネスパラメータβ、ストレイン、弾性率のように、血管の性状を示す弾性指標を求める手法が開発されてきている。たとえば、脈波伝播速度(PWV)は、心臓の収縮時点を計測し、頸動脈の脈波と大腿動脈の脈波を体表から検出し、心臓の収縮から脈波の発生までの伝播時間を計算して求めた速度で、動脈の硬さを表すパラメータとなる。   Therefore, in recent years, a method has been developed that uses the carotid artery echo to obtain an elasticity index indicating the properties of the blood vessel, such as the stiffness parameter β, strain, and elastic modulus, by calculation based on the displacement amount of the blood vessel wall. . For example, the pulse wave velocity (PWV) measures the time of heart contraction, detects the pulse wave of the carotid artery and the pulse wave of the femoral artery from the body surface, and determines the propagation time from the heart contraction to the generation of the pulse wave. The calculated speed is a parameter that represents the stiffness of the artery.

PWVを用いて動脈硬化進展を定量的に診断することができ、また、血管年齢なども推定することができる。予防医学が重視されるようになり、PWVは血管の動的性状を表す新しい予防医学的指標として注目されている。近年では、腕と足首の脈波からPWVを簡単に計測する診断機器が市販されている。さらに、PWVを測定することにより、血管の弾性係数そのものであるスティフネスパラメータβを提示する心臓足首血管指数(CAVI)を表示する計器も提供されている。   The progression of arteriosclerosis can be quantitatively diagnosed using PWV, and the age of blood vessels can also be estimated. With the emphasis on preventive medicine, PWV has attracted attention as a new preventive medical index that represents the dynamic properties of blood vessels. In recent years, diagnostic devices that easily measure PWV from the pulse waves of the arms and ankles are commercially available. Furthermore, an instrument is also provided that displays a cardiac ankle vascular index (CAVI) that presents a stiffness parameter β, which is the vascular elasticity itself, by measuring PWV.

図12は、古幡博等が提示した、スティフネスパラメータβの年代別変化を見たグラフである。男女を問わず年齢が増すにつれてスティフネスパラメータβが増大することが分かる。また、弾性指標の変化は、IMTのような形態的変化よりも先に現れると言われており、動脈硬化の早期発見につながることが期待されている。   FIG. 12 is a graph showing changes in the stiffness parameter β by age, presented by Hiroshi Furudate et al. It can be seen that the stiffness parameter β increases as the age increases regardless of gender. Moreover, it is said that the change of the elasticity index appears before the morphological change like IMT, and is expected to lead to early detection of arteriosclerosis.

しかしながら、スティフネスパラメータβ、ストレイン、弾性率のような弾性指標には、(a)運動している血管壁の微小変位に対してトラッキングする必要があること、(b)オペレータの手ブレや被検体の体動等により探触子が観測場所からずれ易いこと、(c)被検体等の理由により鮮明な画像を得ることが困難な場合には安定した再現性の高いデータが得られにくいこと、などの問題がある。安定したデータを取得できない主な原因は、輝度情報や位相情報のばらつきや、突発的に発生するスパイク状のノイズなどが誤ったトラッキングを生じさせることである。   However, elasticity indices such as stiffness parameter β, strain, and elastic modulus need to be tracked for (a) minute displacement of the moving blood vessel wall, and (b) operator shake or subject. (C) When it is difficult to obtain a clear image due to the subject or the like, it is difficult to obtain stable and highly reproducible data. There are problems such as. The main reason why stable data cannot be acquired is that variations in luminance information and phase information, spike-like noise that occurs suddenly, and the like cause erroneous tracking.

図13及び図14は、図15に示すような超音波探触子を首に当接して頸動脈血管壁の微小変位を計測するための画像を示す図である。図15に示す超音波探触子においては、角棒形の振動子を直線上に配列して構成された配列振動子を用いている。そのような構成を有する超音波探触子は、探触子自体を動かすことなく超音波ビームの位置すなわち走査線をビーム方向と直角方向に移動させてリニア走査を行うことができる。   FIG. 13 and FIG. 14 are diagrams showing images for measuring the minute displacement of the carotid artery blood vessel by bringing the ultrasonic probe as shown in FIG. 15 into contact with the neck. The ultrasonic probe shown in FIG. 15 uses an arrayed transducer formed by arranging square bar-shaped transducers on a straight line. The ultrasonic probe having such a configuration can perform linear scanning by moving the position of the ultrasonic beam, that is, the scanning line in a direction perpendicular to the beam direction without moving the probe itself.

一般に、超音波診断装置においては、超音波探触子の振動子から送信される超音波が被検体によって強度変調されて得られる超音波エコーの強度を走査幅方向に展開表示したものをBモード画像と呼び、被検体のある部分に注目し、そこでの音波反射の経時変化を展開表示するものをMモード画像と呼んでいる。
図13は、Bモード画像の例を示す図である。図13(a)は、iフレームにおける画像を示し、図13(b)は、jフレームにおける画像を示す。これらのBモード画像において、ラインAとラインBが矢印で示されている。
In general, in an ultrasound diagnostic apparatus , an ultrasonic echo intensity obtained by intensity-modulating an ultrasonic wave transmitted from a transducer of an ultrasonic probe is developed and displayed in a scanning width direction in a B mode. is referred to as an image, focusing on certain parts of the object, it is called where ultrasound reflection of M-mode images which expand the aging.
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a B-mode image. FIG. 13A shows an image in the i frame, and FIG. 13B shows an image in the j frame. In these B-mode images, line A and line B are indicated by arrows.

図14は、上記と同じ測定結果を用いて一定のビーム方向に生じているエコーを経時的に表示したMモード画像の例を示す図である。図14(a)は、ラインAにおける取得画像を示し、図14(b)は、ラインBにおける取得画像を示す。これらのMモード画像において、iフレームとjフレームが矢印で示されている。   FIG. 14 is a diagram showing an example of an M mode image in which echoes generated in a certain beam direction are displayed over time using the same measurement result as described above. FIG. 14A shows an acquired image in line A, and FIG. 14B shows an acquired image in line B. In these M mode images, an i frame and a j frame are indicated by arrows.

図13及び図14に示す例では、ラインAでは、iフレームでもjフレームでも安定してデータを取得することができたが、ラインBでは、輝度情報や位相のバラツキなどにより血管壁画像が不安定になったため、データを安定して取得することができず、トラッキングに失敗して弾性指標の安定した測定ができなかった。したがって、Bモード画像に表れた安定したデータを示すラインについてトラッキングを実施して取得したデータを用いて弾性指標を求めることが必要である。   In the example shown in FIG. 13 and FIG. 14, the data can be stably acquired in the i-frame and the j-frame in the line A, but in the line B, the blood vessel wall image is not obtained due to luminance information, phase variations, and the like. Since it became stable, the data could not be acquired stably, and tracking failed and the elastic index could not be measured stably. Therefore, it is necessary to obtain an elasticity index using data obtained by tracking a line indicating stable data appearing in a B-mode image.

関連する技術として、特許文献1には、診断に適合する弾性画像を表示させるために、断層画像の輝度情報を用いて弾性画像のエラーを評価して、エラー情報を表示させたり、エラー領域の弾性画像を削除させたりする方法が開示されている。また、特許文献2には、特性値(弾性率)を経時的に求める演算部と、その安定度を逐次求める安定度判定部と、安定度を表現する表現部とを備えた超音波診断装置が開示されている。さらに、特許文献3には、測定部位間の距離変化を示す厚さ変化波形を基準波形と比較し、一致する度合いを示す指標を算出し、最大厚さ変化量や弾性率の信頼性を判定する方法が開示されている。   As a related technique, in Patent Document 1, in order to display an elastic image suitable for diagnosis, an error of the elastic image is evaluated using the luminance information of the tomographic image, and error information is displayed. A method for deleting an elastic image is disclosed. Patent Document 2 discloses an ultrasonic diagnostic apparatus including a calculation unit that obtains a characteristic value (elastic modulus) with time, a stability determination unit that sequentially obtains the stability, and an expression unit that expresses the stability. Is disclosed. Furthermore, Patent Document 3 compares a thickness change waveform indicating a change in distance between measurement sites with a reference waveform, calculates an index indicating the degree of coincidence, and determines the reliability of the maximum thickness change amount and the elastic modulus. A method is disclosed.

一方、超音波診断装置で組織の変位を計測する場合に、頸動脈の超音波エコー検査でMモード測定を行い、心拍動に同期した血管の変位を計測する手法が古くから知られている。特許文献4には、血管壁の微細な変位から厚さ変化を測定し弾性率を求めて、生体組織の種類を同定することで、迅速な診断を行う方法が開示されている。また、非特許文献1には、動脈硬化病変の評価項目としてIMTと動脈径の計測が記載されており、動脈径の計測ではMモードを用いて拍動する動脈の最小径時相もしくは最大径時相のどちらかの断面像で測定することが提案されている。   On the other hand, when measuring the displacement of a tissue with an ultrasonic diagnostic apparatus, a method for measuring a displacement of a blood vessel synchronized with a heartbeat by performing M-mode measurement by ultrasonic echo examination of the carotid artery has been known for a long time. Patent Document 4 discloses a method for performing a quick diagnosis by measuring a thickness change from a minute displacement of a blood vessel wall, obtaining an elastic modulus, and identifying the type of biological tissue. Non-Patent Document 1 describes IMT and measurement of arterial diameter as evaluation items for arteriosclerotic lesions. In measuring arterial diameter, the minimum diameter time phase or maximum diameter of an artery that pulsates using the M mode is described. It has been proposed to measure with either cross-sectional image of the time phase.

Mモード画像による診断は、医師等が使い慣れていることはもちろん、Mモード画像が安定して取得できているかどうかを医師等が検査時に判断でき、安定して測定できていなければ、その場で再度測定をし直すことができるという利点がある。しかしながら、血管壁の運動の微小な変位まで定量的に計測するには、画像範囲のスケールが違いすぎる等の理由で向いていない。   Diagnosis using M-mode images is not only familiar to doctors, but also can determine whether or not M-mode images can be acquired stably at the time of examination. There is an advantage that the measurement can be performed again. However, in order to quantitatively measure even a minute displacement of the movement of the blood vessel wall, it is not suitable because the scale of the image range is too different.

このように、安定したデータとエラーデータを判定することで、オペレータが信頼性のあるデータを取得できるようにする発明が種々開示されているが、実際には、弾性指標を算出するために要求される精度が高すぎて、オペレータが納得できる判定が行われているとはいえないので、弾性指標の安定取得には大きな課題がある。
特開2007−312958号公報 国際公開第2006/068079号パンフレット 特開2007−006914号公報 特開平10−71147号公報 「超音波による頸動脈病変の標準的評価法(案)」日本超音波医学会会誌 (Jpn J Med Ultrasonics) 2008年6月 Vol. 35 No. 2 p.202-209
As described above, various inventions that enable the operator to acquire reliable data by determining stable data and error data have been disclosed. Since the accuracy of the measurement is too high and it cannot be said that the operator is satisfied with the determination, there is a big problem in stably acquiring the elasticity index.
JP 2007-31958 A International Publication No. 2006/068079 Pamphlet JP 2007-006914 A JP-A-10-711147 "Standard Evaluation Method for Carotid Artery Lesions Using Ultrasound (Draft)" Journal of the Japanese Society of Ultrasonic Medicine (Jpn J Med Ultrasonics) June 2008 Vol. 35 No. 2 p.202-209

そこで、上記の点に鑑み、本発明の課題は、取得した超音波画像情報から不安定なデータを確実に排除して正しい弾性指標を算出して表示する超音波診断装置を提供することである。   Therefore, in view of the above points, an object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that reliably eliminates unstable data from acquired ultrasonic image information and calculates and displays a correct elasticity index. .

上記課題を解決するため、本発明の1つの観点に係る超音波診断装置は、超音波を送受信する複数の超音波トランスデューサを含む超音波探触子に複数の駆動信号を供給すると共に、超音波探触子から出力される複数の受信信号を処理することにより受信データを生成する送受信手段と、送受信手段によって生成された受信データを格納する格納手段と、格納手段に格納されている受信データに基づいて、Bモード画像を表すBモード画像データを生成して表示部にBモード画像を表示させると共に、表示部に表示されたBモード画像の複数の位置にそれぞれ設定された複数の関心ラインに基づいて、該複数の関心ラインに対応する位置における所定期間に亘る受信データを格納手段から読み出し、複数のMモード画像を表すMモード画像データを生成して表示部に複数のMモード画像を表示させる画像データ生成手段と、表示部に表示されたBモード画像の複数の位置に複数の関心ラインをそれぞれ設定すると共に、表示部に表示された複数のMモード画像の内から少なくとも1つのMモード画像を選択するために操作される入力部と、選択された少なくとも1つのMモード画像に対応する受信データを用いて弾性指標を算出する弾性指標演算手段とを備える。 In order to solve the above problems, an ultrasonic diagnostic apparatus according to one aspect of the present invention supplies a plurality of drive signals to an ultrasonic probe including a plurality of ultrasonic transducers that transmit and receive ultrasonic waves, Transmission / reception means for generating reception data by processing a plurality of reception signals output from the probe, storage means for storing reception data generated by the transmission / reception means, and received data stored in the storage means based on, it generates a B-mode image data representing a B-mode image to display the B-mode image on the display unit Rutotomoni, of several that have been set to the multiple positions of the displayed B-mode image on the display unit based on the interest line, read from the storage unit the received data over a predetermined time period at a position corresponding to the plurality of interest lines, M-mode image de representing an M-mode image of the multiple An image data generation means for generating a data Ru display the plurality of M-mode image on the display unit, and sets each a plurality of interest lines to a plurality of positions of the displayed B-mode image on the display unit, the display unit an input unit that is operated to select at least one M-mode image from among a plurality of M-mode images displayed, the elasticity index using the received data corresponding to at least one of the M-mode images selected Elastic index calculation means for calculating.

本発明の1つの観点によれば、超音波診断装置格納手段に格納されている受信データに基づいて表示部にBモード画像を表示させBモード画像の複数の位置にそれぞれ設定された複数の関心ラインに基づいて表示部に複数のMモード画像を表示させそれらのMモード画像の内から少なくとも1つのMモード画像が選択されると、選択された少なくとも1つのMモード画像に対応する受信データを用いて弾性指標を算出する。したがって、オペレータは表示部に表示されたBモード画像において複数の関心ラインを設定し、それらの関心ラインに基づいて表示部に表示された複数のMモード画像の内から良好なMモード画像を選択して弾性指標の算出に利用することができるので、安定した弾性指標を得ることができる。 According to one aspect of the present invention, an ultrasonic diagnostic apparatus to display a B-mode image on the display unit based on the reception data stored in the storage unit, which is set in a plurality of positions of the B-mode image on the display unit based on multiple interest lines to display a plurality of M-mode image, the at least one M-mode image from among those M-mode image is selected, at least one M-mode image selected you calculate the elasticity index using the corresponding received data. Therefore, the operator sets a plurality of attention line in the displayed B-mode image on the display unit, a good M-mode image from among those of the plurality of displayed on the display unit based on the interest line M-mode image Since it can be selected and used to calculate the elasticity index, a stable elasticity index can be obtained.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
図1は、本発明の1実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
本発明の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ部200と、超音波診断装置本体100を含んで構成される。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to one embodiment of the present invention.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment of the present invention includes an ultrasonic probe unit 200 and an ultrasonic diagnostic apparatus main body 100.

超音波探触子200は、コンベックスタイプ、リニアスキャンタイプ、又は、セクタスキャンタイプ等の、被検体表面に当接させて用いられるプローブである。超音波探触子200は、1次元又は2次元のトランスデューサアレイを構成する複数の超音波トランスデューサを備えている。   The ultrasonic probe 200 is a probe used in contact with the surface of an object, such as a convex type, a linear scan type, or a sector scan type. The ultrasonic probe 200 includes a plurality of ultrasonic transducers constituting a one-dimensional or two-dimensional transducer array.

各超音波トランスデューサは、例えば、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛:Pb(lead) zirconate titanate)に代表される圧電セラミックや、PVDF(ポリフッ化ビニリデン:polyvinylidene difluoride)に代表される高分子圧電素子等の圧電性を有する材料(圧電体)の両端に電極を形成した振動子によって構成される。これらの超音波トランスデューサは、印加される駆動信号に基づいて、頸動脈血管などの被検体に向けて超音波を送信すると共に、被検体において反射された超音波エコーを受信して、受信信号を出力する。   Each ultrasonic transducer is, for example, a piezoelectric ceramic represented by PZT (Pb (lead) zirconate titanate) or a polymer piezoelectric element represented by PVDF (polyvinylidene difluoride). It is constituted by a vibrator in which electrodes are formed at both ends of a piezoelectric material (piezoelectric body). These ultrasonic transducers transmit ultrasonic waves toward a subject such as a carotid artery based on an applied drive signal, receive ultrasonic echoes reflected from the subject, Output.

超音波診断装置本体100には、各種情報の入力を行うキーボードやポインティングデバイスなどの入力部101、超音波探触子200における超音波の送受信を制御する送信回路103及び受信回路105、画像を表示するディスプレイ107、さらに、システム全体を支配して適切な動作を行うように調整するシステム制御部111、受信回路105から出力される受信データを格納する格納手段としての受信データ用メモリ113、受信データに基づいてBモード画像やMモード画像を表す画像データを生成する画像形成部115、受信データ用メモリ113に格納された受信データを使ってトラッキングを行い目的の弾性指標を算出する弾性指標演算部117、画像データや測定結果を表示する画面を形成する画像プロセッサ121、画面をディスプレイ107に表示するための信号を形成する表示処理部123、などを備える。   In the ultrasonic diagnostic apparatus main body 100, an input unit 101 such as a keyboard and a pointing device for inputting various information, a transmission circuit 103 and a reception circuit 105 for controlling transmission and reception of ultrasonic waves in the ultrasonic probe 200, and an image are displayed. Display 107, system control unit 111 that adjusts the entire system to perform an appropriate operation, received data memory 113 as storage means for storing received data output from receiving circuit 105, received data An image forming unit 115 that generates image data representing a B-mode image or an M-mode image based on the above, and an elasticity index calculating unit that performs tracking using received data stored in the reception data memory 113 and calculates a target elasticity index 117, an image processor 121 for forming a screen for displaying image data and measurement results Comprising a display processing unit 123 for forming a signal for displaying on the display 107, and screen.

システム制御部111は、送信回路103と受信回路105を介して超音波探触子200の超音波ビームの送信方向および超音波エコーの受信方向を順次設定するもので、設定された送信方向に応じて送信遅延パターンを選択する送信制御機能と、設定された受信方向に応じて受信遅延パターンを選択する受信制御機能とを有している。   The system control unit 111 sequentially sets the transmission direction of the ultrasonic beam and the reception direction of the ultrasonic echo of the ultrasonic probe 200 via the transmission circuit 103 and the reception circuit 105, according to the set transmission direction. A transmission control function for selecting a transmission delay pattern and a reception control function for selecting a reception delay pattern according to the set reception direction.

ここで、送信遅延パターンとは、複数の超音波トランスデューサから送信される超音波によって所望の方向に超音波ビームを形成するために各超音波トランスデューサの駆動信号に与えられる遅延時間のパターンであり、受信遅延パターンとは、複数の超音波トランスデューサによって受信される超音波によって所望の方向からの超音波エコーを抽出するために受信信号に与えられる遅延時間のパターンである。システム制御部111に付属する格納装置には、複数種類の送信遅延パターン及び複数種類の受信遅延パターンが格納されており、送受信方向に応じて選択的に利用される。   Here, the transmission delay pattern is a pattern of delay time given to the drive signal of each ultrasonic transducer in order to form an ultrasonic beam in a desired direction by ultrasonic waves transmitted from a plurality of ultrasonic transducers, The reception delay pattern is a pattern of delay time given to a reception signal in order to extract ultrasonic echoes from a desired direction by ultrasonic waves received by a plurality of ultrasonic transducers. A storage device attached to the system control unit 111 stores a plurality of types of transmission delay patterns and a plurality of types of reception delay patterns, which are selectively used according to the transmission / reception direction.

送信回路103は、複数のチャンネルを備えており、複数の超音波トランスデューサにそれぞれ印加される複数の駆動信号を生成する。その際に、システム制御部111によって選択された送信遅延パターンに基づいて、複数の駆動信号にそれぞれの遅延時間を与えることができる。送信回路103は、複数の超音波トランスデューサから送信される超音波が超音波ビームを形成するように複数の駆動信号の遅延量を調節して、超音波探触子200に供給するようにしても良いし、複数の超音波トランスデューサから一度に送信される超音波が被検体の撮像領域全体に届くように構成した複数の駆動信号を超音波探触子200に供給するようにしても良い。   The transmission circuit 103 includes a plurality of channels, and generates a plurality of drive signals applied to the plurality of ultrasonic transducers. At that time, based on the transmission delay pattern selected by the system control unit 111, respective delay times can be given to the plurality of drive signals. The transmission circuit 103 adjusts the delay amounts of the plurality of drive signals so that the ultrasonic waves transmitted from the plurality of ultrasonic transducers form an ultrasonic beam, and supplies them to the ultrasonic probe 200. Alternatively, a plurality of drive signals configured so that ultrasonic waves transmitted at a time from a plurality of ultrasonic transducers reach the entire imaging region of the subject may be supplied to the ultrasonic probe 200.

受信回路105は、複数のチャンネルを備えており、複数の超音波トランスデューサからそれぞれ出力される複数のアナログの受信信号を受信して増幅し、ディジタルの受信信号に変換する。さらに、受信回路105は、システム制御部111によって選択された受信遅延パターンに基づいて、複数の受信信号にそれぞれの遅延時間を与え、それらの受信信号を加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理によって、超音波エコーの焦点が絞り込まれた受信信号(受信データ)が形成される。   The reception circuit 105 includes a plurality of channels, receives and amplifies a plurality of analog reception signals respectively output from the plurality of ultrasonic transducers, and converts them into digital reception signals. Furthermore, the reception circuit 105 performs reception focus processing by giving each delay time to a plurality of reception signals based on the reception delay pattern selected by the system control unit 111 and adding the reception signals. By this reception focus processing, a reception signal (reception data) in which the focus of the ultrasonic echo is narrowed is formed.

次に、受信回路105は、受信データに対して包絡線検波あるいは直交検波などの検波処理を施した後に、STC(Sensitivity Time gain Control:センシティビティ・タイム・ゲイン・コントロール)によって超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正をする。   Next, the receiving circuit 105 performs detection processing such as envelope detection or quadrature detection on the received data, and then reflects the ultrasonic reflection position by STC (Sensitivity Time gain Control). The attenuation due to the distance is corrected in accordance with the depth.

直交検波処理は、超音波Φの角周波数と実質的に同じ角周波数ωを有し、位相が互いに90度ずれている信号cosωt及びsinωtを、それぞれ超音波Φに掛け合わせてダウンコンバートを行う処理である。測定された受信データには超音波Φの実数成分のみが含まれているが、直交検波処理を施すことによって、複素ベースバンド信号V=x+jyを生成することができる。   The orthogonal detection process is a process of down-converting the signals cosωt and sinωt, which have substantially the same angular frequency ω as that of the ultrasonic wave Φ and whose phases are shifted from each other by 90 degrees, with the ultrasonic wave Φ. It is. The measured reception data includes only the real component of the ultrasonic wave Φ, but a complex baseband signal V = x + ji can be generated by performing orthogonal detection processing.

すなわち、直交検波を施すことによって得られる複素ベースバンド信号Vは、互いに直交するI相成分(実数成分)xとQ相成分(虚数成分)yとを有し、振幅A=(x+y1/2と位相θ=tan-1(y/x)の情報を持つことになる。したがって、直交検波を用いた場合には、より多くの情報に基づきより正確な弾性指標を算出することができる。 That is, the complex baseband signal V obtained by performing quadrature detection has an I-phase component (real component) x and a Q-phase component (imaginary component) y that are orthogonal to each other, and an amplitude A = (x 2 + y 2 ) 1/2 and phase θ = tan −1 (y / x). Therefore, when quadrature detection is used, a more accurate elasticity index can be calculated based on more information.

こうして処理された受信データは、複数フレーム分の超音波画像に対応する受信データを蓄積するためのメモリ容量を有する受信データ用メモリ113に順次格納される。画像形成部115は、受信データ用メモリ113から読み出された受信データを入力して、入力された受信データに対して、対数圧縮やゲイン調整等のプリプロセス処理、及び、受信データを通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像データに変換する走査線変換処理を施して画像データを生成し、生成された画像データを画像プロセッサ121に出力する。   The reception data thus processed is sequentially stored in a reception data memory 113 having a memory capacity for storing reception data corresponding to a plurality of frames of ultrasonic images. The image forming unit 115 receives the received data read from the received data memory 113, and performs a preprocessing process such as logarithmic compression and gain adjustment on the input received data, The image data is generated by performing a scanning line conversion process for converting into image data in accordance with a television signal scanning method, and the generated image data is output to the image processor 121.

画像プロセッサ121は、入力される画像データや弾性指標データ等に基づいて、超音波画像や測定結果などを表示する画面を表す画像データを生成して表示処理部123に出力する。表示処理部123は、画面を表示するためのビデオ信号を生成してディスプレイ107に送り、ディスプレイ107は、超音波画像や測定結果などを含む画面を表示する。   The image processor 121 generates image data representing a screen for displaying an ultrasonic image, a measurement result, and the like based on the input image data, elasticity index data, and the like, and outputs the image data to the display processing unit 123. The display processing unit 123 generates a video signal for displaying a screen and sends it to the display 107, and the display 107 displays a screen including an ultrasonic image and a measurement result.

以上において、システム制御部111、画像形成部115、弾性指標演算部117、画像プロセッサ121、表示処理部123などは、中央演算装置(CPU)とCPUに各種の処理を行わせるためのソフトウエアとによって構成される。ソフトウエアは、図示しない格納部に格納されている。なお、これらは、ディジタル回路又はアナログ回路で構成してもよい。   In the above, the system control unit 111, the image forming unit 115, the elasticity index calculation unit 117, the image processor 121, the display processing unit 123, and the like are software for causing the central processing unit (CPU) and the CPU to perform various processes. Consists of. The software is stored in a storage unit (not shown). These may be constituted by a digital circuit or an analog circuit.

図2は、本実施形態に係る超音波診断装置の動作を、スティフネスパラメータβを算定する場合を例として説明するためのフロー図である。
オペレータが、入力部101からBモード画像とMモード画像とを一緒に表示することを設定すると(ステップS01)、システム制御部111が、送信回路103と受信回路105を制御して、頸部に当接された超音波プローブ部200を稼働させて、所定の時間だけ頸動脈の超音波画像を取得する。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment as an example of calculating the stiffness parameter β.
When the operator sets to display the B-mode image and the M-mode image together from the input unit 101 (step S01), the system control unit 111 controls the transmission circuit 103 and the reception circuit 105 so that the neck part is displayed. The abutted ultrasonic probe unit 200 is operated to acquire an ultrasonic image of the carotid artery for a predetermined time.

超音波探触子200のトランスデューサアレイは、たとえば走査方向が頸動脈の血流方向に合致するように配置され、血管の前壁と後壁の血管壁からの超音波エコーを捕らえて受信信号を出力する。受信回路105は、超音波探触子200から出力される受信信号に基づいて受信データを生成し、受信回路105によって生成された所定量の受信データが、受信データ用メモリ113に格納される。   The transducer array of the ultrasonic probe 200 is arranged, for example, so that the scanning direction coincides with the blood flow direction of the carotid artery, and captures ultrasonic echoes from the blood vessel walls of the anterior and posterior walls of the blood vessel, and receives the received signals. Output. The reception circuit 105 generates reception data based on the reception signal output from the ultrasound probe 200, and a predetermined amount of reception data generated by the reception circuit 105 is stored in the reception data memory 113.

次に、画像形成部115が、受信データ用メモリ113から頸動脈の超音波画像に対応する受信データの取得を開始して(ステップS02)、被検体内の組織に関する断層画像情報であるBモード画像データを生成し、画像プロセッサ121と表示処理部123を介してディスプレイ107にBモード画像を表示する。   Next, the image forming unit 115 starts obtaining the reception data corresponding to the ultrasonic image of the carotid artery from the reception data memory 113 (step S02), and B mode which is tomographic image information regarding the tissue in the subject. Image data is generated, and a B-mode image is displayed on the display 107 via the image processor 121 and the display processing unit 123.

医師などのオペレータは、表示された1つまたは複数のBモード画像から各画面に亘り受信データが乱れていないライン位置を幾つか見付けて、入力部101を操作して1つまたは複数の関心ラインを設定する(ステップS03)。関心ラインは、画像と一緒に表示されたポインティングデバイスなどを利用して設定することができる。設定された関心ラインの位置は、画像に重ねた縦線などによって明瞭に表示することが好ましい。なお、簡便のため、Bモード画像を1つだけ表示して、受信データに乱れのない部分を見付けるようにしてもよい。   An operator such as a doctor finds several line positions where received data is not disturbed from one or more displayed B-mode images across the screens, and operates the input unit 101 to display one or more lines of interest. Is set (step S03). The line of interest can be set using a pointing device or the like displayed with the image. The position of the set line of interest is preferably clearly displayed by a vertical line or the like superimposed on the image. For the sake of simplicity, only one B-mode image may be displayed to find a portion in which received data is not disturbed.

画像形成部115は、設定された関心ラインごとに、関心ラインに対応する位置における所定期間に亘る受信データを受信データ用メモリ113から読み出して、所定期間に亘るMモード画像データを時間軸に沿って順次生成し、画像プロセッサ121と表示処理部123を介してディスプレイ107に関心ラインに対応した1つまたは複数のMモード画像を表示する(ステップS03)。オペレータは、表示された画像が経時的に変化する間に、解析に利用できそうな適当な画面を見付けたときに、入力部101を操作してシステム制御部111に指示信号を送り、Mモード画像の画面をフリーズする(ステップS04)。   For each set line of interest, the image forming unit 115 reads out reception data over a predetermined period at a position corresponding to the line of interest from the reception data memory 113, and reads M-mode image data over a predetermined period along the time axis. One or more M-mode images corresponding to the line of interest are displayed on the display 107 via the image processor 121 and the display processing unit 123 (step S03). When the operator finds an appropriate screen that can be used for analysis while the displayed image changes over time, the operator operates the input unit 101 to send an instruction signal to the system control unit 111, and the M mode The image screen is frozen (step S04).

図3は、測定対象を頸動脈の前壁と後壁としたもので、画面をフリーズしたときのディスプレイ107における画像例を示す図面である。図3においては、上側に1つのBモード画像が表示され、下側に2つのMモード画像が表示されている。Bモード画像において2本の関心ラインが設定されており、左側のMモード画像は、実線で示す関心ラインにおける受信データから形成されたものであり、右側のMモード画像は、点線で示す関心ラインにおける受信データから形成されたものである。また、画面の左上部には、測定条件などの情報が表示されている。   FIG. 3 is a diagram showing an example of an image on the display 107 when the measurement object is the front wall and the rear wall of the carotid artery and the screen is frozen. In FIG. 3, one B-mode image is displayed on the upper side, and two M-mode images are displayed on the lower side. Two lines of interest are set in the B-mode image, the left M-mode image is formed from the received data in the line of interest indicated by the solid line, and the right M-mode image is the line of interest indicated by the dotted line. Is formed from the received data. Information such as measurement conditions is displayed in the upper left part of the screen.

右側のMモード画像には内壁部分に乱れが見られるが、左側のMモード画像は、ノイズが少なく解析に利用できそうな良質な画像である。なお、図3では、Mモード画像がほぼ1拍分の期間しか表示されていないが、判定をしやすくするために、Mモード画像を3拍分程度の期間において表示することがより好ましい。また、画面フリーズ時に表示されるBモード画像は、フリーズボタンを押したタイミングのものであってもよいし、予め決められた1心拍中の適当なタイミングのものであってもよい。   The right M-mode image shows a disturbance in the inner wall portion, but the left M-mode image is a high-quality image that has little noise and can be used for analysis. In FIG. 3, the M-mode image is displayed only for a period of approximately one beat, but it is more preferable to display the M-mode image for a period of about three beats in order to facilitate the determination. Further, the B-mode image displayed when the screen is frozen may be a timing when the freeze button is pressed, or may be an appropriate timing during one predetermined heartbeat.

複数のMモード画像が表示されている場合には、画像がフリーズされた後に、オペレータが、入力部101を操作して、弾性指標計測に用いられるMモード画像を選択する(ステップS05)。利用されるMモード画像が決まると、画像形成部115は、そのMモード画像を拡大してディスプレイ107に表示し、他の画像を縮小してディスプレイ107に表示する。   When a plurality of M-mode images are displayed, after the images are frozen, the operator operates the input unit 101 to select an M-mode image used for elastic index measurement (step S05). When the M-mode image to be used is determined, the image forming unit 115 enlarges the M-mode image and displays it on the display 107, and reduces the other images and displays them on the display 107.

次に、オペレータは、Mモード画像中にトラッキング開始時刻とトラッキング終了時刻を指定して関心時刻範囲を設定する(ステップS06)。さらに、オペレータは、Mモード画像中の血管前壁内膜―血管腔境界部にトラッキング点を設定し(ステップS07)、さらに、血管後壁血管腔―内膜境界部にトラッキング点を設定する(ステップS08)。なお、トラッキング部位としては、血管前壁における外膜と中膜との境界、血管前壁における内膜と血管腔との境界、血管後壁における血管腔と内膜との境界、および、血管後壁における中膜と外膜との境界との内の少なくとも1つを含めることができる。   Next, the operator designates a tracking start time and a tracking end time in the M mode image and sets a time range of interest (step S06). Further, the operator sets a tracking point at the blood vessel front wall intima-blood vessel cavity boundary in the M-mode image (step S07), and further sets a tracking point at the blood vessel rear wall blood vessel lumen-intima boundary (step S07). Step S08). The tracking site includes the boundary between the outer membrane and the media in the anterior wall of the blood vessel, the boundary between the intima and the vascular space in the anterior wall of the blood vessel, the boundary between the vascular cavity and the intima in the posterior wall of the blood vessel, and the posterior blood vessel. At least one of the boundary between the media and adventitia in the wall can be included.

図4は、Mモード画像に関心時刻を設定しトラッキング点を設定した状態を示すディスプレイ107の表示画面である。関心時刻を設定するときの表示画面には、設定時刻におけるBモード画像がリアルタイムに表示されるので、ノイズ状況を確認することができる。   FIG. 4 is a display screen of the display 107 showing a state in which the interest time is set in the M mode image and the tracking point is set. Since the B-mode image at the set time is displayed in real time on the display screen when setting the time of interest, the noise situation can be confirmed.

さらに、オペレータは、入力部101を操作して、カフ型血圧計で測定した最高血圧及び最低血圧を入力する(ステップS09)。これらの血圧値は、それぞれ収縮期血圧Ps及び拡張期血圧Pdとして利用される。これに応答して、弾性指標演算部117は、設定されたトラッキング点から内膜−血管腔境界を特徴付ける輝度変化点を追跡してトラッキングする。トラッキングは、断層像のパターンマッチング法、ゼロクロス点法、組織ドプラ法、位相差トラッキング法等、いろいろな方法により対象点を画定しながら行うことができるが、どの手法によってもよいことはいうまでもない。   Further, the operator operates the input unit 101 to input the maximum blood pressure and the minimum blood pressure measured with the cuff type sphygmomanometer (step S09). These blood pressure values are used as systolic blood pressure Ps and diastolic blood pressure Pd, respectively. In response to this, the elasticity index calculation unit 117 tracks and tracks the luminance change point characterizing the intima-blood vessel cavity boundary from the set tracking point. Tracking can be performed while defining target points by various methods such as tomographic pattern matching method, zero cross point method, tissue Doppler method, phase difference tracking method, etc. Needless to say, any method may be used. Absent.

弾性指標演算部117は、指定領域をトラッキングしている間に、収縮期の最大血管径Ds及び拡張期の最小血管径Ddを求めて、次式からスティフネスパラメータβを算出する。
β={Log(Ps/Pd)}/(Ds/Dd−1)
スティフネスパラメータβの演算結果は、表示画面中のMモード画像の近傍に表示する(ステップS10)。
The elasticity index calculation unit 117 calculates the maximum blood vessel diameter Ds in the systole and the minimum blood vessel diameter Dd in the diastole while tracking the specified region, and calculates the stiffness parameter β from the following equation.
β = {Log (Ps / Pd)} / (Ds / Dd−1)
The calculation result of the stiffness parameter β is displayed near the M mode image on the display screen (step S10).

図5は、収縮期血圧Psと拡張期血圧Pdを入力してスティフネスパラメータβを表示させた表示画面を示す。Mモード画像には、血管の前壁と後壁について内膜−血管腔境界をトラッキングした軌跡が表示されている。入力した血圧や算出されたスティフネスパラメータβは数値で表示されている。さらに、動脈硬化リスクや血管年齢を算定して表示してもよい。   FIG. 5 shows a display screen on which the systolic blood pressure Ps and the diastolic blood pressure Pd are input and the stiffness parameter β is displayed. In the M mode image, a trajectory obtained by tracking the intima-blood vessel cavity boundary with respect to the anterior wall and the posterior wall of the blood vessel is displayed. The input blood pressure and the calculated stiffness parameter β are displayed as numerical values. Furthermore, the arteriosclerosis risk and the blood vessel age may be calculated and displayed.

なお、設定されたトラッキング部位の情報を用いて、IMT(内膜中膜複合体厚)、血管径、最小血管径対最大血管径の比などを算出し、弾性指標と共に表示部に表示させるようにしてもよい。図6は、Mモード画像と共に示した関心時刻におけるトラッキング部位の情報から求めたIMTの値を併記した表示画面の例を表した図面である。   In addition, using the information of the set tracking part, the IMT (intima-media complex thickness), the blood vessel diameter, the ratio of the minimum blood vessel diameter to the maximum blood vessel diameter, and the like are calculated and displayed on the display unit together with the elasticity index. It may be. FIG. 6 is a diagram showing an example of a display screen on which the IMT value obtained from the tracking part information at the time of interest shown together with the M mode image is shown.

一般的に、血管など心拍に同期して動く器官の弾性指標は安定して取得することが難しいとされるが、本実施形態の超音波診断装置によれば、再現性の高い箇所を選択してその場所における受信データを使って弾性指標を算定するので、血管などに関する弾性指標を安定して得ることができる。   In general, it is difficult to stably acquire an elasticity index of an organ that moves in synchronization with a heartbeat, such as a blood vessel. However, according to the ultrasonic diagnostic apparatus of this embodiment, a highly reproducible part is selected. Since the elasticity index is calculated using the received data at the place, the elasticity index related to the blood vessel or the like can be obtained stably.

本発明により、超音波診断装置において弾性指標を算定するためのトラッキングを開始する前に、医師等のオペレータが、信頼できる弾性指標を得ることができるデータか否かを判断したり、適切なデータ部分を選択したりするために便利なインターフェースとなる表示画面を提供することができる。本実施形態の超音波診断装置を使用することにより、安定して取得することが難しい弾性率などの弾性指標を医師等の判断選択を経て算定するので、従来と比較して信頼性の高い結果を得ることができる。   According to the present invention, before starting tracking for calculating an elasticity index in an ultrasonic diagnostic apparatus, an operator such as a doctor determines whether the data can obtain a reliable elasticity index, or appropriate data. A display screen serving as a convenient interface for selecting a part can be provided. By using the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment and calculating an elasticity index such as an elastic modulus that is difficult to obtain stably through a judgment selection by a doctor or the like, the result is more reliable than in the past. Can be obtained.

本実施形態に係る超音波診断装置では、2ライン分のMモード画像の内から1つを関心ラインとして選択して弾性指標を求めたが、たとえば5ライン程度の候補から連続性の高い2〜3個のラインを選択して弾性指標を算出し、それらの平均値を血管の弾性指標としてもよい。その場合には、5つのMモード画像が表示され、その中から2〜3個のMモード画像を選択してスティフネスパラメータβを求め、指示画面にはMモード画面ごとのスティフネスパラメータβと平均して求めたスティフネスパラメータβが表示される。   In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment, one of the M-mode images for two lines is selected as the line of interest and the elasticity index is obtained. The elasticity index is calculated by selecting three lines, and the average value thereof may be used as the elasticity index of the blood vessel. In that case, five M-mode images are displayed, and two to three M-mode images are selected from them to obtain the stiffness parameter β, and the instruction screen averages the stiffness parameter β for each M-mode screen. The stiffness parameter β determined in this way is displayed.

また、本実施形態に係る超音波診断装置では、弾性指標としてスティフネスパラメータβを用いたが、弾性指標としてストレインレートや弾性率を選択することもできる。ただし、ストレインレートや弾性率を算出する場合には、血管壁の厚さ、特に、内膜中膜複合体厚(IMT)が問題となるので、図7に示すように、トラッキング点を、血管前壁における外膜と中膜との境界、血管前壁における内膜と血管腔との境界、血管後壁における血管腔と内膜との境界、および、血管後壁における中膜と外膜との境界の4カ所に設定する。前壁及び後壁それぞれの外膜−中膜境界、内膜−血管腔境界をトラッキングして得た観測値から、血管厚さの微小変化を計測し、血管厚さの最大値Tdと最小値Tsを求める。   In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment, the stiffness parameter β is used as the elasticity index, but a strain rate and an elastic modulus can be selected as the elasticity index. However, when calculating the strain rate and the elastic modulus, the thickness of the blood vessel wall, particularly the intima-media thickness (IMT) becomes a problem. Therefore, as shown in FIG. The boundary between the adventitia and media in the anterior wall, the boundary between the intima and the vascular cavity in the anterior wall of the blood vessel, the boundary between the vascular cavity and the intima in the posterior wall of the blood vessel, and the media and the adventitia in the posterior wall of the blood vessel Set at 4 locations on the boundary. From the observed values obtained by tracking the outer membrane-media boundary and the intima-vascular cavity boundary on the front wall and the rear wall, a minute change in the blood vessel thickness is measured, and the maximum value Td and the minimum value of the blood vessel thickness are measured. Ts is obtained.

これらの値を用いて、ストレインレートは、(Td−Ts)/Tdで求めることができ、弾性率Eは、E=(Ps−Pd)/{(Td−Ts)/Td}で求めることができる。さらに高度なアルゴリズムを用いる場合には、前壁及び後壁それぞれの外膜と中膜の境界と内膜と血管腔の境界との間をさらに複数に分割して、各領域の弾性率を計測するようにしてもよい。また、弾性指標演算部117は、設定されたトラッキング部位について、IMT、血管径、および、最小血管径対最大血管径の比の内の少なくとも1つを算出し、弾性指標と共にディスプレイ107に表示させるようにしてもよい。   Using these values, the strain rate can be obtained by (Td−Ts) / Td, and the elastic modulus E can be obtained by E = (Ps−Pd) / {(Td−Ts) / Td}. it can. When using more sophisticated algorithms, the elastic modulus of each region is measured by dividing the boundary between the outer and medial walls of the anterior and posterior walls and the boundary between the intima and the vascular cavity into multiple sections. You may make it do. In addition, the elasticity index calculation unit 117 calculates at least one of the IMT, the blood vessel diameter, and the ratio of the minimum blood vessel diameter to the maximum blood vessel diameter for the set tracking part, and displays the calculated value together with the elasticity index on the display 107. You may do it.

また、本実施形態に係る超音波診断装置においては、Mモード画像の横軸に位置情報を表すようにしたが、速度情報を表すようにしてもよい。その場合に、トラッキング点は、Bモード画像上で設定するか、又は、位置情報を含むMモード画像を一緒に表示して設定するようにする。   In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment, the position information is represented on the horizontal axis of the M-mode image, but the velocity information may be represented. In that case, the tracking point is set on the B-mode image or is set by displaying the M-mode image including the position information together.

また、トラッキング点の設定は、Mモード画像で選択した関心時刻における輝度プロファイルを用いて自動的に行うこともできる。図8は、図4で設定した関心時刻における受信データの深さ方向の輝度プロファイルを示す図面である。図の左端がプローブの位置で、右に進むにつれて深くなる。   The tracking point can also be set automatically using the luminance profile at the time of interest selected in the M mode image. FIG. 8 is a diagram showing a brightness profile in the depth direction of received data at the time of interest set in FIG. The left end of the figure is the position of the probe and becomes deeper as it goes to the right.

図9は、トラッキング点の自動判定方法を説明する線図である。トラッキング点として選択しようとする血管腔−血管前壁境界は、中央部分の黒抜け部として検出される血管腔位置からプローブの方向に向かって辿るときに輝度がある閾値を超えさらに頂上を過ぎた後に再び閾値に達した点をもって判定することができる。一方、血管腔−血管後壁境界は、中央部から深くなる方向に辿るときに、最初に閾値に到達した点をもって判定することができる。なお、図では同じ閾値を使っているが、前壁境界と後壁境界を異なる閾値で判定するようにしてもよい。   FIG. 9 is a diagram for explaining a tracking point automatic determination method. The blood vessel cavity-anterior blood vessel boundary to be selected as the tracking point exceeds the threshold value when the luminance is traced from the position of the blood vessel cavity detected as the black portion in the central portion toward the probe, and further exceeds the peak. The determination can be made based on the point at which the threshold is reached again later. On the other hand, the blood vessel cavity-blood vessel rear wall boundary can be determined based on the point at which the threshold value is first reached when tracing in the direction deeper from the center. Although the same threshold value is used in the figure, the front wall boundary and the rear wall boundary may be determined with different threshold values.

本発明により、被検体に向けて超音波を送信し被検体からの超音波エコーを受信して超音波画像データを生成する超音波診断装置において、ディスプレイに表示された画像データから安定したデータ領域を選択して指定できるようになったので、安定した弾性指標を確実に得ることができる超音波診断装置を提供することができる。   According to the present invention, in an ultrasonic diagnostic apparatus that generates ultrasonic image data by transmitting ultrasonic waves toward a subject and receiving ultrasonic echoes from the subject, a stable data area from image data displayed on a display Therefore, it is possible to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of reliably obtaining a stable elasticity index.

本発明の1実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. 本実施形態に係る超音波診断装置の動作を説明するためのフロー図である。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the ultrasound diagnosing device which concerns on this embodiment. 本実施形態において画面をフリーズしたときの画像例を示す図面である。It is drawing which shows the example of an image when a screen is frozen in this embodiment. 本実施形態においてMモード画像に関心時刻とトラッキング点を設定した状態を示す表示画面である。It is a display screen which shows the state which set the interest time and the tracking point to the M mode image in this embodiment. 本実施形態においてスティフネスパラメータβを表示させた表示画面である。It is the display screen which displayed the stiffness parameter (beta) in this embodiment. 本実施形態においてさらにIMTを表示させた表示画面である。It is the display screen which further displayed IMT in this embodiment. 本実施形態において4個のトラッキング点を設定したときの表示例を表す図面である。It is drawing showing the example of a display when four tracking points are set in this embodiment. 本実施形態において関心時刻における輝度プロファイル例を示す図面である。It is drawing which shows the brightness | luminance profile example in the time of interest in this embodiment. 本実施形態に係るトラッキング点の自動判定方法を説明する線図である。It is a diagram explaining the automatic determination method of the tracking point which concerns on this embodiment. 頸動脈の超音波画像を示す図面である。It is drawing which shows the ultrasonic image of a carotid artery. IMTと脳卒中危険率の関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between IMT and stroke risk rate. スティフネスパラメータβの年代別変化を見たグラフである。It is the graph which looked at the change according to the age of the stiffness parameter β. 頸動脈血管壁の微小変位を計測したBモード画像を示す図面である。It is drawing which shows the B mode image which measured the micro displacement of the carotid artery blood vessel wall. 頸動脈血管壁の微小変位を計測したMモード画像を示す図面である。It is drawing which shows the M mode image which measured the micro displacement of the carotid artery blood vessel wall. 超音波探触子の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of an ultrasonic probe.

符号の説明Explanation of symbols

100 超音波診断装置本体
101 入力部
103 送信回路
105 受信回路
107 ディスプレイ
111 システム制御部
113 受信データ用メモリ
115 画像形成部
117 弾性指標演算部
121 画像プロセッサ
123 表示処理部
200 超音波探触子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Ultrasonic diagnostic apparatus main body 101 Input part 103 Transmission circuit 105 Reception circuit 107 Display 111 System control part 113 Memory for received data 115 Image formation part 117 Elasticity index calculation part 121 Image processor 123 Display processing part 200 Ultrasonic probe

Claims (7)

超音波を送受信する複数の超音波トランスデューサを含む超音波探触子に複数の駆動信号を供給すると共に、前記超音波探触子から出力される複数の受信信号を処理することにより受信データを生成する送受信手段と、
前記送受信手段によって生成された受信データを格納する格納手段と、
前記格納手段に格納されている受信データに基づいて、Bモード画像を表すBモード画像データを生成して表示部にBモード画像を表示させると共に、前記表示部に表示されたBモード画像の複数の位置にそれぞれ設定された複数の関心ラインに基づいて、該複数の関心ラインに対応する位置における所定期間に亘る受信データを前記格納手段から読み出し、複数のMモード画像を表すMモード画像データを生成して前記表示部に複数のMモード画像を表示させる画像データ生成手段と
前記表示部に表示されたBモード画像の複数の位置に複数の関心ラインをそれぞれ設定すると共に、前記表示部に表示された複数のMモード画像の内から少なくとも1つのMモード画像を選択するために操作される入力部と、
択された少なくとも1つのMモード画像に対応する受信データを用いて弾性指標を算出する弾性指標演算手段と、
を備える超音波診断装置。
A plurality of drive signals are supplied to an ultrasonic probe including a plurality of ultrasonic transducers for transmitting and receiving ultrasonic waves, and reception data is generated by processing a plurality of reception signals output from the ultrasonic probe. Transmitting and receiving means,
Storage means for storing received data generated by the transmission / reception means;
Based on the received data stored in said storage means, to display the B-mode image on the display unit to generate a B-mode image data representing the B mode image Rutotomoni, the displayed B-mode image on the display unit based on the multiple interest lines is set to the position of the multiple reads the received data over a predetermined time period at a position corresponding to the plurality of interest lines from the storage means, representing the M-mode image of the multiple M an image data generation means for Ru to display a plurality of M-mode image on the display unit generates the mode image data,
A plurality of lines of interest are set at a plurality of positions of the B-mode image displayed on the display unit, and at least one M-mode image is selected from the plurality of M-mode images displayed on the display unit. An input unit operated by
And elasticity index calculating means for calculating an elasticity index using the received data corresponding to at least one of the M-mode images selected,
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記弾性指標演算手段が、選択された少なくとも1つのMモード画像について設定された関心時刻の範囲内において、該少なくとも1つのMモード画像に対応する受信データを用いて弾性指標を算出する、請求項1記載の超音波診断装置。 The elasticity index calculating means, within the scope of Seki heart time set for at least one M-mode image is selected, to calculate the elasticity index using the received data corresponding to the at least one M-mode image, The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1. 前記弾性指標演算手段が、選択された少なくとも1つのMモード画像において設定されたトラッキング部位について前記関心時刻の範囲内においてトラッキングを行い、該少なくとも1つのMモード画像に対応する弾性指標を算出する、請求項2記載の超音波診断装置。 The elasticity index calculating means performs tracking in the range of the interest time for the set tracking sites in at least one M-mode images selected to calculate the elasticity index corresponding to the at least one M-mode image The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2. 前記トラッキング部位が、血管前壁における外膜と中膜との境界、血管前壁における内膜と血管腔との境界、血管後壁における血管腔と内膜との境界、及び、血管後壁における中膜と外膜との境界の内の少なくとも1つを含む、請求項3記載の超音波診断装置。 The tracking site is a boundary between the outer membrane and the media in the anterior wall of the blood vessel, a boundary between the intima and the blood vessel cavity in the anterior wall of the blood vessel, a boundary between the blood vessel cavity and the intima in the posterior wall of the blood vessel, and comprising at least one of the boundary between the middle and outer membrane, ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3, wherein. 前記弾性指標演算手段が、設定されたトラッキング部位の情報を用いて、IMT(内膜中膜複合体厚)、血管径、及び、最小血管径対最大血管径の比の内の少なくとも1つを算出し、弾性指標と共に前記表示部に表示させる、請求項3又は4記載の超音波診断装置。 The elasticity index calculation means uses the set tracking part information to calculate at least one of IMT (intima-media complex thickness), blood vessel diameter, and ratio of minimum blood vessel diameter to maximum blood vessel diameter. calculated, to be displayed on the display unit together with the elasticity index ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3 or 4, wherein. め定められた特性に従って、選択された少なくとも1つのMモード画像中から自動的に前記トラッキング部位を選択して設定するトラッキング部位設定手段をさらに備える、請求項3又は4記載の超音波診断装置。 According pre Me-determined characteristics, further comprising ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3 or 4, wherein the tracking region setting means for setting and automatically selects the tracking sites from within the at least one M-mode image selected . 前記弾性指標演算手段が、スティフネスパラメータβ、ストレインレート、及び、弾性率の内の少なくとも1つを弾性指標として算出する、請求項1から6のいずれか一項に記載の超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the elasticity index calculation means calculates at least one of a stiffness parameter β, a strain rate, and an elasticity modulus as an elasticity index.
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