CN103068317A - 超声波诊断装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种超声波诊断装置，具有：探头，收发超声波；信号解析部，在探头通过超声波对血管的短轴截面进行扫描时，从由探头接收到的短轴截面的多个扫描线回波信号中，基于振幅相对小的部分，检测通过血管的中心的中心扫描线回波信号，该振幅相对小的部分是来自血管的血液所流动的部分的反射波；以及IMT计测部，根据中心扫描线回波信号，计算IMT。根据此结构，即使在从身体表面看的血管不是直线形状的情况下，也能够在大范围内进行误差小的IMT计测。

Description

超声波诊断装置
技术领域
本发明涉及适用于颈部血管的IMT计测的医用超声波诊断装置。
背景技术
超声波诊断装置由于其非侵袭性以及免受辐射侵害等原因而应用于循环器官、妇产科领域的部位等很多部位的诊断中。近年来，作为颈部血管（颈动脉）的动脉硬化的指标，IMT（Intima Media Thickness：内膜中膜厚度）受到关注。如图31所示，颈部血管111的结构为血液114在血管壁112和113的内部流动，血管壁112和113从内侧开始由内膜115、中膜116和外膜117这三层构成。IMT是血管的内膜中膜的复合体的厚度，通过将内膜115、中膜116的超声波回波部分的时间宽度换算为距离来求得。
图32是根据向血管照射的超声波束的回波检测到的扫描线回波信号的波形图。回波以来自前壁112的强回波、来自血液114的弱回波、来自后壁113的内膜115的略强回波、来自中膜116的弱回波、来自外膜117的强回波的顺序被超声波探头接收。IMT与接收来自内膜115的略强回波和来自中膜116的弱回波的时间成比例。
现有的超声波诊断装置中的IMT计测是使一维排列探头（通常为线性排列）的排列方向与血管的长度方向一致，得到如图31所示的超声波图像来进行的（例如，参照专利文献1）。如图33所示，第一现有超声波诊断装置101a包括探头102、收发部103、长轴扫描数据收纳存储器104、信号解析部105、IMT计测部106、扫描变换器107、显示部108以及控制部109。收发部103将由探头102得到的长轴截面的数据存储到长轴扫描数据收纳存储器104。信号解析部105从长轴扫描数据收纳存储器104所存储的数据中检测IMT计测所需要的数据。IMT计测部106测定IMT，扫描变换器107将B模式断层像和IMT值进行图像合成，并显示于显示部108。
关于IMT的计算，除了利用扫描线回波信号其本身的技术之外，还已知利用如专利文献1的包络线检波波形来进行的技术。图34是根据包络线检波进行IMT计测的第二现有超声波诊断装置101b的框图，与第一现有例相比，增加了对接收到的扫描线回波信号进行包络线检波的检波部110。图35是表示由检波部110得到的检波信号的波形图，IMT计测部106计测来自内膜115的略强回波以及来自中膜116的弱回波所对应的时间，计算出内膜中膜部分的厚度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2008-194364号公报
发明概要
发明要解决的问题
然而，现有的颈部血管用超声波诊断装置中探头的振子的排列为直线形状，因此在从身体表面看的颈部血管不是直线形状的情况下，能够描绘出内膜中膜的部位会受到限制。
而且，现有的颈部血管用超声波诊断装置在血管的走行方向相对于身体表面不平行的情况下，内膜中膜的描绘能力会降低。
而且，现有的颈部血管用超声波诊断装置仅能够在血管的一个长轴截面上进行IMT的计测。
像这样，现有的颈部血管用超声波诊断装置具有上述的问题。
发明内容
本发明是为了解决现有的问题而作出的，目的在于提供一种即使在从身体表面看的血管不是直线的情况下，也能够在大范围内进行误差小的IMT计测的超声波诊断装置。
用于解决问题的手段
为了解决上述技术问题，本发明的超声波诊断装置的特征在于，具有：收发超声波的探头；信号解析部，在所述探头用所述超声波对血管的短轴截面进行扫描时，从由所述探头接收到的所述短轴截面的多个扫描线回波信号中，基于振幅相对小的部分，检测通过所述血管中心的中心扫描线回波信号，所述振幅相对小的部分是来自所述血管的血液所流动的部分的反射波；以及IMT计测部，根据所述中心扫描线回波信号计算IMT。
此外，也能够构成为，所述信号解析部在所述短轴截面的多个扫描线回波信号中，将作为来自所述血管的血液所流动的部分的反射波的振幅相对小的部分的时间最长的扫描线回波信号判断为所述中心扫描线回波信号。
此外，也能够构成为，所述信号解析部在所述短轴截面的多个扫描线回波信号中，将内膜部分的振幅与连续于所述内膜部分的中膜部分的振幅之差最大的扫描线回波信号判断为所述中心扫描线回波信号，该内膜部分连续于作为来自所述血管的血液所流动的部分的反射波的振幅相对小的部分。
此外，也能够构成为，所述信号解析部在所述短轴截面的多个扫描线回波信号中，将内膜部分的振幅与连续于所述内膜部分的中膜部分的振幅之比最大的扫描线回波信号判断为所述中心扫描线回波信号，该内膜部分连续于作为来自所述血管的血液所流动的部分的反射波的振幅相对小的部分。
而且，也能够构成为，所述信号解析部对所述短轴截面的多个扫描线回波信号进行包络线检波，计算内膜部分的开始部分的振幅的微分系数，该内膜部分连续于作为来自所述血管的血液所流动的部分的反射波的振幅相对小的部分，在被进行包络线检波的扫描线回波信号中，将上述计算出的微分系数最大的扫描线回波信号判断为所述中心扫描线回波信号的结构。
此外，也能够构成为，所述信号解析部在所述探头通过所述超声波对血管的多个短轴截面进行扫描时，对由所述探头接收到的所述多个短轴截面的各扫描线回波信号，根据作为来自所述血管的血液流动的部分的反射波的振幅相对小的部分，检测通过所述血管的中心的中心扫描线回波信号，所述IMT计测部根据由所述多个短轴截面的各扫描线回波信号检测的多个所述中心扫描线回波信号计算IMT。
此外，也能够构成为，包括检波部，该检波部与所述信号解析部连接、利用所述中心扫描线回波信号，生成所述各中心扫描线回波信号所表示的区域的图像数据，并将所述各图像数据排列而生成作为一个图像的结合图像数据。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种通过检测通过血管的中心的中心扫描线回波信号，即使在从身体表面看的血管不是直线形状的情况下，也能够在大范围内进行误差小的IMT计测的超声波诊断装置。
附图说明
图1是表示实施方式1的超声波诊断装置的结构的框图。
图2是表示血管的短轴方向的截面构成和每个扫描线的超声波束的示意图。
图3是表示实施方式2的超声波诊断装置的信号解析部的结构的框图。
图4A是表示实施方式2的由超声波束A的反射波得到的扫描线回波信号波形的波形图。
图4B是表示实施方式2的由超声波束B的反射波得到的扫描线回波信号波形的波形图。
图5是表示实施方式3的超声波诊断装置的信号解析部的结构的框图。
图6A是表示实施方式3的由超声波束A的反射波得到的扫描线回波信号波形的波形图。
图6B是表示实施方式3的由超声波束B的反射波得到的扫描线回波信号波形的波形图。
图7是表示实施方式3的超声波诊断装置的信号解析部的其他结构的框图。
图8是表示实施方式4的超声波诊断装置的信号解析部的结构的框图。
图9是表示实施方式4的由超声波束A的反射波得到的扫描线回波信号波形的波形图。
图10A是表示实施方式4的对由超声波束A的反射波得到的扫描线回波信号进行检波后的波形图。
图10B是图10A的血液部分之后的扫描线回波信号上升沿部分的放大图。
图11是表示实施方式5的超声波诊断装置的结构的框图。
图12的（a）是表示各扫描面的B模式图像的图，（b）是表示将各扫描面的中心区域的图像结合后的结合图像的图。
图13是表示实施方式6的超声波诊断装置的探头的结构的侧视图。
图14是表示移动时的探头的状态的侧视图。
图15是表示实施方式7的超声波诊断装置的结构的框图。
图16是表示实施方式7的探头的结构的侧视图。
图17是表示使用实施方式7的探头计测血管IMT的状态的图。
图18是表示实施方式8的超声波诊断装置的结构的框图。
图19是表示实施方式8的探头的结构的侧视图。
图20是表示实施方式8的第二次扫描时的探头的结构的侧视图。
图21是表示实施方式9中使探头接触颈部的状态的俯视图。
图22是表示实施方式10的超声波诊断装置的结构的侧视图。
图23是表示实施方式10的超声波诊断装置的其它结构的侧视图。
图24是表示实施方式10的超声波诊断装置的另外的其它结构的侧视图。
图25是表示根据实施方式10的超声波诊断装置的另外的其它结构的侧视图。
图26是表示根据实施方式10的超声波诊断装置的另外的其它结构的顶视图。
图27是表示根据实施方式10的超声波诊断装置的另外的其它结构的侧视图。
图28是表示实施方式11的超声波诊断装置的结构的框图。
图29是表示实施方式11的排列振子、血管以及超声波束的位置关系的图。
图30是表示实施方式11的排列振子、血管以及超声波束的其它位置关系的图。
图31是表示血管结构的剖视图。
图32是表示根据照射到血管的超声波束的回波检测的扫描线回波信号的波形图。
图33是表示第一现有超声波诊断装置的结构的框图。
图34是表示第二现有超声波诊断装置的结构的框图。
图35是表示由第二现有超声波诊断装置的检波部得到的检波信号的波形图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式的超声波诊断装置进行说明。
（实施方式1）
图1是表示本发明的实施方式1的超声波诊断装置1a的结构的框图。探头2具有一维排列的多个振子（排列振子），进行超声波的收发。收发部3驱动探头2，对探头2控制超声波的收发。短轴扫描数据收纳存储器4将由探头2接收到的超声波脉冲的扫描线回波信号进行保存。信号解析部5从短轴扫描数据收纳存储器4所保存的扫描线回波信号中，按各扫描面选择作为计测内膜中膜复合厚度的对象的扫描线回波信号。具体地，选择通过血管中心的超声波的扫描线回波信号的中心扫描线回波信号。此外，作为检查对象的血管，例如有颈部血管。
IMT计测部6根据由信号解析部5选择的各中心扫描线回波信号，计测内膜中膜的复合厚度，计算对计测得出的各内膜中膜复合厚度进行平均等的处理后的值作为IMT值。扫描变换器7将短轴扫描数据收纳存储器4所保存的扫描线回波信号扫描变换为B模式图像数据，生成在B模式图像中叠加IMT计测结果、例如表示血液和内膜的边界的线或者中膜部分的位置等的数据。显示部8将扫描变换后的数据作为图像显示。控制部9对超声波诊断装置1a的各部进行控制。
接下来对如上所述构成的超声波诊断装置1a的动作进行说明。首先，操作者以排列振子的排列方向（即扫描平面）与血管的走行方向正交或大致正交的方式使探头2与颈部表面接触。然后，基于控制部9的控制，收发部3按每一个超声波脉冲向探头2发送驱动信号。探头2被驱动信号驱动，将超声波照射到被检体。超声波经被检体的血管反射（回波）后，被探头2变换为电信号。
短轴扫描数据收纳存储器4将按每个超声波脉冲得到的扫描线回波信号保存。短轴扫描数据收纳储存器4中保存的扫描线回波信号经过扫描变换器7扫描变换后，例如作为B模式图像被显示在显示部8上。然后，操作者用手将探头2沿血管的走行方向平行移动。然后，超声波诊断装置1a在移动后的位置如上所述地收发超声波，并在显示部8上显示B模式图像。
如上所述，通过边移动探头2的位置边进行超声波的收发，多个扫描平面的扫描线回波信号被保存在短轴扫描数据收纳存储器4中。
图2是基于上述方法的多个扫描平面中的一个扫描平面的超声波束的一个示例，是表示与血管的走行方向垂直的短轴截面的结构和每个扫描线的超声波束的图。血管21从外侧开始由外膜22、中膜23和内膜24构成，在内膜24的内侧流动着血液25。超声波束A是通过血管21的中心点的超声波束（中心扫描线），超声波束B是通过从血管21的中心点偏离的位置的超声波束。血管21由于内膜和中膜位于圆弧上，因此超声波束A相对于构成血管21的各膜垂直地传播。另一方面，超声波束B的传播不能说从相对于各膜垂直的方向传播，各膜的超声波束B的传播位置处的各膜的切线方向与超声波束B所成的角度越偏离血管21的中心点则越小。
接下来，信号解析部5从各扫描平面的扫描线回波信号中检测由通过血管21的中心点的超声波束A得到的中心扫描线回波信号。关于检测由超声波束A得到的中心扫描线回波信号的具体的动作，将在后面的实施方式中说明。然后，IMT计测部6根据由检测的超声波束A得到的中心扫描线回波信号计算内膜中膜复合厚度。结果，得到在血管长度方向的多个截面上的内膜中膜复合厚度。进一步地，IMT计测部将这些内膜中膜复合厚度的平均值或者最大值作为IMT。计算出的IMT可以作为数值显示，此外，也可以由IMT计测部计算出内膜、中膜的位置，由扫描变换器7将表示内膜、中膜位置的标志叠加到B模式图像。
如上所述，本实施方式的超声波诊断装置能够从各扫描平面的扫描线回波信号中检测由通过血管21的中心点的超声波束A得到的中心扫描线回波信号。根据该检测到的由超声波束A得到的中心扫描线回波信号，检测内膜中膜复合厚度，根据内膜中膜复合厚度能够计算出IMT。因此，即使在从身体表面看的血管的形状不是直线形状的情况下，通过边将探头2沿血管的走行方向移动边进行扫描，也能够在大范围内进行误差小的IMT计测。
（实施方式2）
本发明的实施方式2的超声波诊断装置是相对于实施方式1的超声波诊断装置的信号解析部5具备结构更为具体的信号解析部5a的超声波诊断装置。图3是表示信号解析部5a的结构的框图。信号解析部5a具有血液部分长度计测部10和数据检测部11a。
图4A是表示图2所示的通过血管21的中心的超声波束A的扫描线回波信号的波形A的波形图。图4B是表示图2所示的超声波束B的扫描线回波信号的波形B的波形图。波形A和波形B分别具有与由前壁（包括内膜、中膜以及外膜，但为了便于说明，作为一个整体来处理）反射的回波对应的振幅大的前壁部分31、与由血液反射的回波对应的振幅小的血液部分32、以及与由后壁反射的回波对应的振幅大的后壁部分33。虽然来自前壁和后壁的回波的振幅会因不同的人存在个体差，不能一概而言，但是与来自血液的回波的振幅相比，有20dB左右的振幅差，所以区别血液部分与前壁后壁部分是容易的。
如图2所示，血管21的截面为圆形，因此图4A所示的波形A的血液部分32比由不通过血管21的中心的任一超声波束B得到的波形B的血液部分32都要长。也就是说，各扫描线回波信号的波形中，血液部分32最长的扫描线回波信号就是超声波束A的扫描线回波信号（中心扫描线回波信号）。图3所示的血液部分长度计测部10计测各扫描线回波信号的血液部分的长度。数据检测部11a检测各扫描面的扫描线回波信号中血液部分最长的扫描线回波信号作为中心扫描线回波信号，并发送给IMT计测部6。
根据如上所述的结构，能够从各扫描平面的扫描线回波信号中检测由通过血管21的中心点的超声波束A得到的中心扫描线回波信号。根据该检测的由超声波束A得到的中心扫描线回波信号，检测内膜中膜复合厚度，并根据内膜中膜复合厚度，能够计算出IMT。因此，即使在从身体表面看的血管的形状不是直线形状的情况下，也能够检测通过血管中心的超声波束的中心扫描线回波信号，所以能够检测各扫描面的内膜中膜复合厚度，计算出IMT。
（实施方式3）
实施方式3的超声波诊断装置是相对于实施方式1的超声波诊断装置的信号解析部5使用与实施方式2不同的信号解析部5b的示例。图5为表示本实施方式的超声波诊断装置的信号解析部5b的结构的框图。信号解析部5b具有内膜-中膜振幅差计测部12和数据检测部11b。
图6A为表示图2所示的通过血管21的中心的超声波束A的扫描线回波信号的波形A的波形图。图6B为表示图2所示的超声波束B的扫描线回波信号的波形B的波形图。
波形A和波形B分别具有与由前壁（包含内膜、中膜和外膜，但是为了便于说明，作为一个整体来处理）反射的回波对应的振幅大的前壁部分31、与由血液反射的回波对应的振幅小的血液部分32、以及与由后壁反射的回波对应的振幅大的后壁部分33。进一步地，后壁部分33具有与由内膜反射的回波对应的内膜部分34、与由中膜反射的回波对应的中膜部分35、以及与由外膜反射的回波对应的外膜部分36。
超声波束A中，由于超声波束是从相对于血管壁的垂直方向被照射的，因此很少混合有位于中膜部分的前后的内膜和外膜的信号，中膜部分的振幅小。另一方面，超声波束B中，由于超声波束从偏离于血管壁的垂直方向的方向被照射，因此混合有位于中膜部分的前后的内膜和外膜的信号，中膜部分的振幅比超声波束A中的振幅更大。因此，在扫描线回波信号的波形中，基于超声波束A的波形的内膜部分34的最大振幅与中膜部分35的最小振幅之间的差最大。超声波束A中，在血管中没有病变等的健康者的情况下，会根据不同的人有个体差，不能一概而论，但是中膜部分的振幅比内膜和外膜的振幅小3～6dB以上，因此可以容易地对中膜部分进行判别。与此相对，超声波束B中，中膜部分与内膜及外膜部分的振幅差比其小，根据不同状况，也会出现振幅差消失、不能判别的情况。
内膜-中膜振幅差计测部12按每个扫描线，计算如图10A所示的扫描线回波信号的包络线，将振幅小的血液部分之后最初出现的极大值的部分的振幅判断为内膜部分34的最大振幅。此外，将内膜部分34的最大振幅之后最初出现的极小值的部分的振幅判断为中膜部分35的最小振幅。此外，内膜-中膜振幅差计测部12计算内膜部分34的最大振幅与中膜部分35的最小振幅之间的差。数据检测部11b检测内膜部分34的最大振幅与中膜部分35的最小振幅之间的差最大的扫描线回波信号作为中心扫描线回波信号，发送给IMT计测部6。
根据如上所述的结构，能够从各扫描平面的扫描线回波信号中检测出由通过血管21的中心点的超声波束A得到的中心扫描线回波信号。根据该检测的由超声波束A得到的中心扫描线回波信号，检测内膜中膜复合厚度，根据内膜中膜复合厚度可以计算出IMT。因此，即使在从身体表面看的血管的形状不是直线形状的情况下，也能够检测通过血管的中心的超声波束的中心扫描线回波信号，所以能够检测各扫描面的内膜中膜复合厚度，能够计算出IMT。
图7是表示本实施方式的超声波诊断装置的信号解析部5的其它结构的信号解析部5c的框图。代替内膜-中膜振幅差计测部12而具有按每个扫描线计测内膜部分34的最大振幅相对于中膜部分35的最小振幅的比的内膜-中膜振幅比计测部13。数据检测部11c检测内膜部分34的最大振幅相对于中膜部分35的最小振幅的比最大的扫描线回波信号作为中心扫描线回波信号，发送给IMT计测部6。
采用这种结构，也与具有图5所示的信号解析部5b的上述超声波诊断装置同样，即使在从身体表面看的血管的形状不是直线形状的情况下，也能够检测通过血管中心的超声波束的中心扫描线回波信号。因此，能够检测各扫描面的内膜中膜复合厚度，计算出IMT。
（实施方式4）
根据实施方式4的超声波诊断装置相对于实施方式1的超声波诊断装置的信号解析部5，采用与实施方式2和3不同的信号解析部5d的超声波诊断装置。图8是表示本实施方式的超声波诊断装置的信号解析部5d的结构的框图。信号解析部5d具有检波部14、微分器15和数据检测部11d。
图9是表示图2所示的通过血管21中心的超声波束A的扫描线回波信号的波形A的波形图。检波部14对波形A进行包络线检波。图10A是表示对波形A进行检波后的波形的波形图。图10B是图10A的后壁部分33的放大图。
在如超声波束A那样超声波束与血管壁垂直地照射时，由内膜表面反射得到的波形的上升沿变得尖锐。另一方面，在如超声波束B那样超声波束偏离与血壁管垂直的方向而照射时，若考虑超声波束具有某种程度的粗度，则由内膜表面反射得到的波形的上升沿变得平缓。
图8所示的微分器15在图10B所示的包络线检波后的各扫描线回波信号中，检测在血液部分32之后扫描线回波信号超过任意阈值（V1）的位置（Z1）。然后，检测扫描线回波信号为极大的部分的振幅（V2）以及其位置（Z2），计算（V2-V1）/（Z2-Z1）作为波形的上升沿的微分系数。数据检测部11d在一个扫描面中的扫描线回波信号中，检测上升沿的微分系数最大的扫描线回波信号作为中心扫描线回波信号，发送给IMT计测部6。
根据如上所述的结构，能够从各扫描平面的扫描线回波信号中检测出由通过血管21中心点的超声波束A得到的中心扫描线回波信号，根据该检测的超声波束A的中心扫描线回波信号能够检测内膜中膜复合厚度，根据内膜中膜复合厚度能够计算出IMT。因此，即使在从身体表面看的血管的形状不是直线形状的情况下，也能够检测通过血管中心的超声波束的中心扫描线回波信号，所以能够检测各扫描面上的内膜中膜复合厚度，计算出IMT。
（实施方式5）
图11是表示本发明的实施方式5的超声波诊断装置1b的结构的框图。超声波诊断装置1b具有与实施方式1的超声波诊断装置1的IMT计测部6并列地配置的检波部16的结构。检波部16进行用于B模式图像的检波。
接下来，对该超声波诊断装置1b的动作进行说明。首先，收发部3从探头2接收来自被检体的回波，将扫描线回波信号保存到短轴扫描数据收纳存储器4中。关于该动作，操作者边使探头2的位置沿着血管移动边反复进行。信号解析部5从各扫描平面的扫描线回波信号中检测由通过血管的中心点的超声波束得到的中心扫描线回波信号。IMT计测部6按每个检测的中心扫描线回波信号计算内膜中膜复合厚度，然后将这些内膜中膜复合厚度的平均值或者最大值作为IMT。
检波部16根据通过血管中心点的中心扫描线回波信号，生成局部的B模式图像。图12（a）是表示各扫描面的B模式图像的图。B模式图像41a～d中的通过血管中心点的中心区域42a～d是由检波部16生成的图像。检波部16生成将各扫描面的中心区域的图像横向排列并结合后的图像。图12（b）是表示将各扫描面的中心区域的图像结合后的结合图像43的图。该结合图像43与对血管的长轴截面进行扫描而得到的现有的图像相似，但是，相对于在现有的方法中在血管弯曲的情况下存在不能显示的部分，能够显示全部的扫描区域的中心区域的图像。
接着，扫描变换器7对结合图像43的数据进行扫描变换，以在显示部8上能够显示。显示部8将扫描变换后的数据作为结合图像显示。
如上所述，本实施方式的超声波诊断装置即使在从身体表面看的血管的形状不是直线形状的情况下，也能够通过边使探头2沿着血管的走行方向移动边进行扫描，来在血管的大范围内进行误差小的IMT计测。
进一步地，即使血管是弯曲的，也能够显示将各扫描区域中的中心区域的图像结合起来的结合图像。
此外，通过显示将各扫描区域中的中心区域的图像结合起来的结合图像，能够将测定的内膜中膜复合厚度浅显易懂地进行显示。
（实施方式6）
图13是表示本发明实施方式6的超声波诊断装置的探头的结构的侧视图。本实施方式的超声波诊断装置为在探头的前端设置了配件（attachment）的结构，除此之外的结构与实施方式1的超声波诊断装置相同，关于相同的构成要素，省略说明。
在探头2的前端安装有雪橇状的配件52。在没有配件52的情况下，如图14所示，当用手使探头2沿着箭头Ｃ的方向移动时，探头2很容易沿箭头Ｄ所示的方向偏离，探头2与被检体51表面之间的角度变得不稳定。
通过使用雪橇状的配件52，使探头2与被检体51之间的接触面积增加，由此能够使探头2与被检体表面之间的角度保持稳定。
另外，雪橇状的配件52也可以安装于实施方式2～5的超声波诊断装置的探头上。另外，在本实施方式中，例示了将雪橇状的配件组装在探头上的例子，但是，配件并不一定需要为雪橇状，也可以是如平板状、十字形之类的能够使探头稳定地移动的任意形状。
（实施方式7）
图15是表示本发明的实施方式7的超声波诊断装置1c的结构的框图。本实施方式的超声波诊断装置1c相对于实施方式1的超声波诊断装置1a，在信号解析部5和显示部8之间配置了血管倾斜运算部17。
图16是表示本实施方式的超声波诊断装置1c的探头的结构的侧视图。超声波诊断装置1c是相对于实施方式1的超声波诊断装置1a，在探头的前端设置有配件的结构。在超声波诊断装置1c中，上述血管倾斜运算部17以及配件以外的结构与实施方式1的超声波诊断装置1a相同，对于同样的构成要素，省略说明。
安装在探头2的前端的雪橇状配件52上，设置有将探头2可旋转地支承的旋转轴53和与之对应地用于在希望的角度停止旋转的固定部（未图示）。通过这些旋转轴53和固定部，能够将探头2相对于配件52设定为任意角度的倾斜。
图17是表示本实施方式的使用探头2计测血管的IMT的状态的图。血管54的走行方向相对于被检体的身体表面51并非一定是平行的。但是，通过将探头2相对于配件52倾斜地支承，探头2能够从身体表面51的垂直方向稳定地倾斜。因此，能够与血管54的走行方向垂直地照射超声波束。
图17所示的血管倾斜运算部17例如根据各扫描区域中的血管的前壁位置，计算血管走行方向相对于身体表面51的倾斜。
接下来，对本实施方式的超声波诊断装置的动作进行说明。本实施方式中，对整个扫描区域手动扫描两次，进行IMT计测。首先，作为第一次扫描，设定成超声波束的角度相对于身体表面垂直。然后，由收发部3从探头2接收来自被检体的反射波，将扫描线回波信号保存到短轴扫描数据收纳存储器4中。该动作在由操作者用手将探头2的位置沿着血管改变的各位置处进行。接着，信号解析部5从各扫描平面的扫描线回波信号中检测由通过血管的中心点的超声波束得到的扫描线回波信号。
接下来，IMT计测部6根据检测的扫描线回波信号计算内膜中膜复合厚度，将这些内膜中膜的复合厚度的平均值或者最大值作为IMT。此外，血管倾斜运算部17通过检测各扫描线回波信号的例如前壁部分的外膜部分的位置，计算出各扫描位置的血管距离身体表面的深度，根据血管深度的变化计算出血管的走行方向相对于身体表面的倾斜。将计算出的数据显示在显示部8上。若血管的走行方向的倾斜为零，则超声波束是相对于血管垂直照射的，因此不再进行第二次的扫描，IMT计测部6将IMT值显示于显示部8，结束动作。
在血管倾斜运算部17判断为血管相对于超声波束的垂直方向倾斜的情况下，血管倾斜运算部17将倾斜角度显示在显示部8上。操作者使探头2相对于配件52倾斜显示部8所显示的角度。然后进行第二次扫描。IMT计测部6根据第二次的扫描线回波信号，计算内膜中膜复合厚度，将这些内膜中膜复合厚度的平均值或者最大值作为IMT，经由扫描变换器7将IMT值显示于显示部8，结束动作。
如上所述，本实施方式的超声波诊断装置即使在血管相对于身体表面不平行的情况下，也能够计测IMT。
（实施方式8）
图18是表示本发明的实施方式8的超声波诊断装置1d的结构的框图。本实施方式的超声波诊断装置1d相对于根据实施方式7的超声波诊断装置1c，具有倾斜控制部18。
图19是表示本实施方式的超声波诊断装置1d的探头的结构的侧视图。超声波诊断装置1d相对于超声波诊断装置1c，用可旋转的排列振子19代替了探头2上配置的排列振子。
并且，超声波诊断装置1c是使探头2整体与血管的倾斜相应地倾斜并进行第二次扫描的结构，相对于此，超声波诊断装置1d为使排列振子19与血管的倾斜相应地倾斜并进行第二次扫描的结构。在超声波诊断装置1d中，上述结构之外的结构与根据实施方式7的超声波诊断装置1c相同，对同样的构成要素，省略说明。
雪橇状配件52被固定为使探头2相对于与身体表面垂直的方向不倾斜。探头2的内部配置有可旋转地配置的排列振子19。倾斜控制部18与血管的倾斜相应地控制排列振子19的倾斜。作为控制排列振子19倾斜的方法，例如可以使用在超声诊断装置中被熟知的机械式扫描方法，也就是如下方法：在排列振子中设置旋转轴，由探头1的本体支承旋转轴，设置用于控制排列振子的旋转方向的马达等控制手段，为了更好地进行声音整合，在排列振子和探头1的空隙中填满声音耦合液体，通过控制手段使排列振子旋转。
接着，对本实施方式的超声波诊断装置1d的动作进行说明。首先，作为第一次扫描，使排列振子19朝向正下方以使超声波束55的角度与身体表面垂直。在这种状态下与实施方式7同样进行第一次扫描。血管倾斜运算部17检测各扫描位置的血管相对于身体表面的倾斜，倾斜控制部18对各位置的倾斜进行存储。从而，能够检测出血管54相对于身体表面51的倾斜也就是弯曲状态。
接下来，如图20所示，进行第二次扫描。此时，倾斜控制部18根据各扫描位置的血管的倾斜，改变排列振子19的朝向以使超声波束55与血管垂直地照射。
如上所述，本实施方式的超声波诊断装置即使在血管相对于身体表面不平行的情况下也能计测IMT。而且，即使在血管弯曲的情况下，也能够计测IMT。
（实施方式9）
实施方式7和8对扫描对象区域进行两次扫描。这种情况下，如果不明确表示探头2的移动距离，则在将手动移动重复2次时，会出现扫描位置在第一次和第二次中偏离的情况。本实施方式的超声波诊断装置解决这个问题。
图21是表示使探头2接触颈部56的状态的俯视图。颈部56上，贴有如条纹花样那样形成为能够确定位置的带58。探头2上配置有向对象物照射光并读取其反射光的光电传感器57。光电传感器57读取贴在颈部56上的带58的信息（例如当带为条纹花样时为反射光的明暗），检测出探头2的位置。
通过如上所述的结构，能够消除第一次扫描的位置与第二次扫描的位置之间的偏离，能够与血管垂直地照射超声波束，能够正确地计测IMT。
（实施方式10）
本发明实施方式10的超声波诊断装置是解决与实施方式9同样问题的另外一个示例。图22是表示本实施方式的超声波诊断装置的结构的侧视图。探头2上安装有卷绕丝绳（wire）60的绕线轴（bobbin）59，当拉出丝绳60时绕线轴59旋转。绕线轴59上安装有编码器（未图示），通过检测绕线轴59的旋转检测拉出的丝绳60的长度。在丝绳60的端部安装有停止器61。停止器61例如通过由操作者用手指按压而成为用于检测探头2的位置的基点。
利用本实施方式的超声波探头计测IMT时，首先，固定停止器61，边拉出丝绳60边进行第一次扫描。此时，编码器通过检测丝绳长度，来检测探头的各个扫描位置。接着，在将停止器61固定的状态下，将丝绳60卷绕到线轴59。
然后，沿着第一次的扫描路径边将丝绳拉出边进行第二次扫描。此时，通过未图示的控制部，在第一次的各扫描位置处进行扫描。
根据如上所述的结构，能够消除第一次扫描的位置与第二次扫描的位置之间的偏离，能够与血管垂直地照射超声波束，能够正确地计测IMT。
而且，如图23所示，也可以为还具有检测丝绳60离开绕线轴59的位置的接点检测器62的结构。接点检测器62可以设置在绕线轴59内部、将绕线轴59支承于探头2的支承部等任意处。接点的位置与探头2的倾斜相关联，例如在图23中，探头2向左倒时，绕线轴59的位置也多少向左下方移动，因此接点的位置顺时针移动。也就是说，根据由接点检测器62检测出的接触点位置能够检测出探头2的倾斜。
倾斜控制部18根据由第一次扫描时的移动检测出的探头2的倾斜以及血管相对于身体表面51的倾斜，计算使超声波束相对于血管的扫描方向垂直的探头2的倾斜。为了使操作者能够操作，可以在第二次扫描时将此倾斜度显示在显示部，在如图16所示的具有配件的情况下，也可以由配件根据探头2的移动，来使探头2倾斜。
如上所述，根据此结构，不仅能够检测探头2的扫描位置，还能够检测探头2的扫描时的倾斜。因此，能够以高精度扫描血管的垂直截面，能够正确计测IMT。
进一步地，如图24所示，可以是将排列振子构成为可以旋转的排列振子19。根据此结构，在第一次扫描时由接点检测器62检测探头2的倾斜，倾斜控制部18计算使超声波束与血管的扫描方向垂直的探头2的倾斜。倾斜控制部18根据第二次扫描时探头2的倾斜，使排列振子19旋转，由此能够修正倾斜，能够与血管垂直地照射超声波束。
而且，如图25所示，也可以为不设置接点检测器，在探头2的高度方向的不同位置处设置两套绕线轴59a、59b与编码器的组合系统（丝绳长度检测机构）的结构。在该结构中，也与图23同样，能够根据各个丝绳60a、60b的长度检测探头2的位置和倾斜。
此外，如图26所示，也可以为在颈部平面方向的不同位置处并排设置两套丝绳长度检测机构59c、59d的结构。特别地，优选设置在与探头2的移动方向垂直的方向上。在此结构中，根据各个丝绳60c、60d的长度能够检测出探头2的位置以及探头2相对于颈部平面方向的旋转角度。因此，能够在第一次扫描和第二次扫描中，使探头2在颈部平面方向上的旋转角度相同，能够高精度地计测IMT。
此外，如图27所示，也可以为对两套丝绳长度检测机构59a、59b设置使两个绕线轴的旋转联动的联动机构63的结构。根据此结构，若使探头2移动使得各个丝绳60a、60b被拉出，则能够使探头2保持所决定的角度来移动。
另外，图27中表示了两套丝绳长度检测装置59a、59b配置在探头2的高度方向的不同位置处的结构，但是也可以设置在与探头2的高度方向和探头2的移动方向分别垂直的方向上。在这种结构中，若使探头2移动使得各个丝绳被拉出，则能够使探头2保持所决定的颈部平面方向上的旋转角度来移动。
（实施方式11）
图28是表示本发明的实施方式11的超声波诊断装置1e的结构的框图。本实施方式的超声波诊断装置1e是将实施方式1的超声波诊断装置1a的短轴扫描数据收纳存储器4、信号解析部5以及IMT计测部6分别配置3套的结构。而且是具有与收发部3、短轴扫描数据收纳存储器4、信号解析部5以及控制部9连接的偏转角度控制部20的结构。其它的构成要素与实施方式1的超声波诊断装置1a相同，对同样的构成要素附加相同的符号，并省略说明。
实施方式1的超声波诊断装置1a是进行线性扫描的超声波诊断装置。本实施方式的超声波诊断装置边改变排列振子中的照射超声波的振子的位置（开口部），边改变超声波束的偏转角来进行扫描。偏转角度控制部20控制超声波束的偏转角。
将短轴扫描数据收纳存储器4、信号解析部5以及IMT计测部6分别准备了三套。通过准备3套，针对一个扫描面进行一次扫描就能够检测3处的内膜中膜复合厚度，并行计算IMT。
图29是表示排列振子64a、血管21和超声波束65a～65b的位置关系的图。图29（a）、（b）、（c）是依次表示同一个扫描面上的扫描的状态的图。图29（a）为表示驱动排列振子的左侧的振子（开口部）而照射朝向右下方的偏转角的超声波束的状态的图。图29（b）为表示驱动排列振子的中心部的振子而照射朝下的偏转角的超声波束的状态的图。图29（c）为表示驱动排列振子的右侧的振子而照射朝向左下方的偏转角的超声波束的状态的图。
如此通过控制偏转角，各图中的超声波束通过血管的中心。因此，能够检测出血管壁（后壁）的回波，能够检测内膜中膜复合厚度即IMT。也就是说，能够计测血管的同一个截面中的不同部位的IMT。
另外，在本实施方式中，使用直线排列的排列振子同时进行开口的移动和偏转角度的可变来实现的，但是本实施方式并不限定于该例。例如，如果采用图30所示的凹面排列振子64b，则不使偏转方向变化，仅通过开口的移动就能够使超声波束65d～65f通过血管中心，能够得到上述效果。
另外，本发明的超声波诊断装置对颈部血管的诊断有用，但是并不限定于颈部。例如，也可以用于上臂的血管等的诊断。
另外，上述各实施方式中，对于在血管的多个位置处检测出的内膜中膜复合厚度，例如计算最大值或者平均值作为IMT，但也可以将仅在血管的一个位置处检测出的内膜中膜厚度作为IMT。
工业实用性
本发明具有即使从身体表面看的血管弯曲也能够计测IMT的效果，可以作为用于颈部血管上的IMT检测的超声波诊断装置。
符号说明
1a～1e        超声波诊断装置
2             探头
3             收发部
4             短轴扫描数据收纳存储器
5、5a～5d    信号解析部
6             IMT计测部
7             扫描变换器
8             显示部
9             控制部
10            血液部分长度计测部
11a～11d      数据检测部
12            内膜-中膜振幅差计测部
13            内膜-中膜振幅比计测部
14、16        检波部
15            微分器
17            血管倾斜运算部
18            倾斜控制部
19、64a、64b  排列振子
20            偏转角度控制部
21            血管
22            外膜
23            中膜
24            内膜
25            血液
31            前壁部分
32            血液部分
33            后壁部分
34            内膜部分
35            中膜部分
36            外膜部分
41            B模式图像
42            中心区域
43            结合图像
51            身体表面
52            配件
53            旋转轴
54            颈部血管
55、65a～65f  超声波束
56            颈部
57            光电传感器
58            带
59、59a～59d  绕线轴
60、60a～60d  丝绳
61            停止器
62            接点检测传感器
63            联动机构

Claims (7)

1.一种超声波诊断装置，其特征在于，具有：
探头，收发超声波；
信号解析部，在所述探头通过所述超声波对血管的短轴截面进行扫描时，从由所述探头接收到的所述短轴截面的多个扫描线回波信号中，基于振幅相对小的部分，检测通过所述血管的中心的中心扫描线回波信号，该振幅相对小的部分是来自所述血管的血液所流动的部分的反射波；以及
IMT计测部，根据所述中心扫描线回波信号，计算内膜中膜厚度即IMT。
2.如权利要求1所述的超声波诊断装置，其中，
所述信号解析部在所述短轴截面的多个扫描线回波信号中，将作为来自所述血管的血液所流动的部分的反射波的振幅相对小的部分的时间最长的扫描线回波信号判断为所述中心扫描线回波信号。
3.如权利要求1所述的超声波诊断装置，其中，
所述信号解析部在所述短轴截面的多个扫描线回波信号中，将内膜部分的振幅与连续于所述内膜部分的中膜部分的振幅之差最大的扫描线回波信号判断为所述中心扫描线回波信号，所述内膜部分连续于作为来自所述血管的血液所流动部分的反射波的振幅相对小的部分。
4.如权利要求1所述的超声波诊断装置，其中，
所述信号解析部在所述短轴截面的多个扫描线回波信号中，将内膜部分的振幅与连续于所述内膜部分的中膜部分的振幅之比最大的扫描线回波信号判断为所述中心扫描线回波信号，所述内膜部分连续于作为来自所述血管的血液所流动部分的反射波的振幅相对小的部分。
5.如权利要求1所述的超声波诊断装置，其中，
所述信号解析部对所述短轴截面的多个扫描线回波信号进行包络线检波，计算内膜部分的开始部分的振幅的微分系数，在进行包络线检波后的扫描线回波信号中将计算出的所述微分系数最大的扫描线回波信号判断为所述中心扫描线回波信号，所述内膜部分连续于作为来自所述血管的血液所流动的部分的反射波的振幅相对小的部分。
6.如权利要求1到5中任一项所述的超声波诊断装置，其中，
所述信号解析部在所述探头通过所述超声波对血管的多个短轴截面进行扫描时，针对由所述探头接收到的所述多个短轴截面的各扫描线回波信号，基于作为来自所述血管的血液所流动的部分的反射波的振幅相对小的部分，检测通过所述血管的中心的中心扫描线回波信号；
所述IMT计测部根据从所述多个短轴截面的各扫描线回波信号中检测出的多个所述中心扫描线回波信号计算IMT。
7.如权利要求6所述的超声波诊断装置，其中，
具有检波部，该检波部与所述信号解析部连接，使用所述中心扫描线回波信号，生成由各个所述中心扫描线回波信号表示的区域的图像数据，并将各个所述图像数据排列而生成作为一个图像的结合图像数据。
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