【発明の詳細な説明】
冠動脈における狭窄計測法
発明の分野
本発明は、超音波診断画像システムに関し、より詳細には、冠動脈の狭窄が計
測可能な、ドップラー超音波技法を用いた超音波診断画像システムに関する。
発明の背景
診断用超音波画像システムによって、被検者の健康状態を包括的に評価するこ
とが可能となる。超音波技法の効果のおかげで、超音波画像による診断は、患者
および医師両者に広く受け入れられている。一般に診断用超音波画像システムは
、超高周波の音波（典型的な例では、３．０〜１０．０ＭＨｚ程度）を人体に投
射し、次いで人体の内部構造からの反射波を解析することによって、患者の体内
の解剖学的構造の画像を生成するものである。最も広く利用されている超音波診
断システムでは、諸器官の構造上の情報を、検査対象器官の選択された断面の二
次元画像として表示する。これら画像は、「セクタースキャン」として広く知ら
れている。典型的な例では、超音波は「断層スキャン」として器官を横切って掃
引される。解剖学的構造のダイナミックスを目で見ることができるように、通常
スキャンはリアルタイムで実施される。
現在利用できる一部の超音波システムでは、解剖学的情報のほかに血流情報も
得られる。血流情報は、ドップラー原理を利用して得られる。ドップラー原理は
、超音波エネルギーパルスを含んだビームを生成し、それを血流情報が所望され
る血管の方向に誘導することによって実行される。血管内で動いている血球が超
音波エネルギーを反射し、イメージャーに対する血流の方向に応じて、反射エネ
ルギーの周波数を増減する。血流の速度および方向を確かめるために、周波数の
シフトの大きさおよびその方向を検出する。このように、ドップラー原理を利用
して、血管内の比較的正確な位置における血流速度を決定することは公知である
。
しかし、本発明以前には、このようなシステムを使用して、冠動脈、すなわち
心臓にくっついている血管の血液の速度を計測することは実現不可能であった。
心臓がポンプ作用をしている間は心筋が動いているために、今まで、冠動脈血管
の血流速度を決定するのにドップラー原理を使用することができなかった。冠動
脈が心筋の外側に付着していることは公知の事実である。したがって、心筋の動
きが、超音波ドップラー法によって計測される冠動脈の血液の動きすべてに対し
、悪影響を及ぼすことになる。エコーの周波数の増減は、血流の速度によってだ
けでなく筋肉の動きにも左右されることになる。筋肉の動きのせいで、仮に計測
不能とはならなくても、筋肉の動きの計測値から血流の計測値のみを「フィルタ
ー」することは困難になる。
血流速度はとりわけ、血管の狭窄状態の判定に使用することができる。血管の
特定の位置で血流速に急激な上昇が見られるとしたら、それは狭窄状態のはっき
りした指標であり、すなわち血管の内壁にプラークができて、血管患部の断面積
が縮小しているという指標である。
したがって、これまで、冠動脈における狭窄の判定は、一般に他の画像様式を
用いて行われてきた。デジタルサブトラクション血管造影法は好ましい方法であ
る。最近になって、狭窄の計測を磁気共鳴画像システムおよび／またはコンピュ
ータＸ線断層撮影法を用いて行うようにもなっている。
狭窄の計測は他の様式のいずれを使用しても非常に困難である。デジタルサブ
トラクション血管造影法では、患者は血流に注入される造影物質を受け入れなけ
ればならない。この方法による計測を受けた患者の約２％が、この侵襲的方法が
もとで重篤な障害を持つに至っている。
コンピュータＸ線断層撮影法では、患者はＸ線放射をあびることになる。また
、ＣＴシステムは大きくかさばるものであり、個人医院で一般に利用できるもの
ではないことは確かである。したがって、コンピュータＸ線断層撮影法で狭窄の
検査を受けるためには、放射線センターまたは病院に特別に出かけていくことが
必要となる。
磁気共鳴画像システムの大きさに関しても同様のマイナス面があり、また、個
人医院に置いてないという点は、血管の状態の計測に用いられるＭＲＩにも当て
はまる。
最後に、これら利用可能ないずれの方法も、例えば個人医院でのルーチン検査
用には一般に利用できないような費用のかかる設備を利用している。したがって
、たとえこのようなシステムを使用するとなっても、患者の状態変化をモニター
するためにやすやす使用するというわけにはいかない。
かくして、当業者達は、超音波技法を用いて冠動脈の狭窄検査をするに至る方
法および手段を探索してきたのである。冠動脈の狭窄を判定するのに超音波が利
用できるとすれば、検査は個人医院でも行えることになり、患者の不便および危
険を最小にとどめることになろう。
発明の概要
本発明の第１の態様は、動いている血管、特に冠動脈血管の血流速度の決定に
関する。
本発明の好ましい実施の形態には、このような計測を可能にするためのいくつ
かの特徴のうち１つまたは複数の特徴が存在する。例えば、本発明の好ましい実
施の形態では、速度計測は心臓が実質的に静止状態にあるときに行われる。
心臓の拡張または収縮運動の開始直前、すなわち心臓の通常の周期的収縮の開
始直前には、心筋はほぼ完全な静止状態にある。したがって、本発明の好ましい
実施の形態はテンポラリー・ゲーティング(temporary gating)を含み、結果とし
てドップラーデータ取得は、心筋の動きのないこの期間に実施することになる。
ゲーティングは、患者のオンラインＥＣＧまたはドップラー信号そのものの解析
のいずれかに基づいている。心筋が比較的静止している時期にドップラー計測法
で計測すると、冠動脈の血流速度を正確に計測することが可能である。
本発明の好ましい実施の形態においては、速度は関心部位内でのみ決定される
。これによって取得データ量が減り、データを非常に短時間のうちに、例えば心
臓が概して静止している間に取得することができる。
速度は、冠動脈が存在する複数のサンプル点のみで決定することが好ましい。
これによって、取得しなければならぬデータの量は更に減ることになる。
本発明の第２の態様は、冠動脈の狭窄の規模を判定することに関する。
本発明の好ましい実施の形態においては、狭窄は、その上流および／または下
流位置ならびにその内部の１点または複数の点の速度を決定することにより計測
される。次いで、狭窄のパーセンテージを狭窄の内外における血流速度の比から
決定することができる。一般に、狭窄の上流および下流両点での血流速度を用い
ることが好ましいが、分岐位置もしくはその近傍での狭窄の場合（通常このよう
な場合には、上流位置での計測値のみ使用する）、または比較的非局在性の狭窄
の場合などのなんらかの事情がある場合には、これが無理なこともある。本発明
の好ましい実施の形態においては、狭窄を捜し当てるのに、第１の態様の速度決
定法を利用する。
本発明の好ましい実施の形態においては、複数のセクタースキャンを取得する
が、心臓が概して静止しているときに取得することが好ましい。冠動脈の位置を
決定し、それぞれ異なる冠動脈について、各セクタースキャンで速度を決定する
。この情報から、狭窄の位置が決定され、狭窄の位置ならびに狭窄の上流または
下流位置の１点または複数の点における速度を計測する。狭窄のパーセンテージ
は速度比から決定する。狭窄がある場合には、冠動脈の狭窄部位において血流速
度に著しい上昇があるはずである。このように、適切なゲーティングとドップラ
ー計測によって冠動脈の異なる軸点で計測した血流速度から、冠動脈に狭窄があ
るかどうかが判定される。したがって、心臓から複数の平面「切り口」を取るこ
とが好ましく、ドップラー計測は冠動脈で収縮期収縮直前に行われる。関心部位
を多数のサンプルボリュームに分割し、同時に複数のドップラー計測を遂行して
冠動脈を確認し、かつ、画像面の冠動脈で速度計測を行う。速度計測については
、本発明の実施にあたって、当技術分野で既知の血流速度計測法を使用すること
も可能であろうが、本発明の好ましい実施の形態においては米国特許第５，４１
９，３３２号に開示のシステムに従って行う。前述の特許内容については、その
開示を参照によって本明細書に組み込む。
心筋の「静止」期間は１００〜２００ｍｓｅｃ程度である。これは、スペクト
ルドップラー画像に使用できるだけの十分なデータを、特に複数の冠動脈を同時
モニターする複数ゲートを使用して得るためには十分な時間である。別法として
、ある種の薬剤を使用してこの時間を延ばすこともできる。
したがって、本発明の好ましい実施の形態によれば、
心臓が比較的静止した状態にある期間を決定し、且つ
前記決定された期間に超音波に基づく方法を利用して１本または複数の冠動脈
血管の１点または複数の点における血流速度を決定すること、
を含む、冠動脈血管の血流速度計測法が提供される。
超音波に基づく方法は非侵襲的方法であることが好ましい。この方法では、血
流速度を決定するのにドップラー超音波を利用することが好ましい。
心臓が比較的静止した状態にある期間を決定することは、ＥＣＧ計測法を利用
することを含むことが好ましい。別法として、心臓が比較的静止した状態にある
期間を決定することは、ドップラー超音波計測法を利用することを含む。
本発明の好ましい実施の形態においては、心臓が比較的静止した状態にある期
間とは、収縮期直前の期間である。別法としてまたは追加として、心臓が比較的
静止した状態にある期間は、収縮期直前の期間を含む。前記心臓が比較的静止し
た状態にある期間中のみデータを取得するためには、超音波システムをゲート(g
ate)することが好ましい。
本発明の好ましい実施の形態は、
少なくとも１本のラインに沿って超音波信号を送り、前記少なくとも１本のラ
インが冠動脈が位置する点と交差すること、および
前記交差点の位置を冠動脈の各ラインに沿って突き止め、冠動脈の血液から受
信した信号に基づいて交差点における血流速度を計測すること、
を含む。
本発明の好ましい実施の形態によればさらに、
超音波を利用して狭窄の位置における血流速度を決定すること、
超音波を利用して狭窄の上流および／または下流位置の血管の１点または複数
の点における血流速度を決定すること、および
狭窄位置および狭窄から離れた位置での計測速度から狭窄を算出すること、
を含む、冠動脈血管の狭窄の計測法が得られる。
血流速度は、前述した方法のうちの１つに従って計測することが好ましい。
本発明の好ましい一実施の形態においては、狭窄の位置は前記速度計測を行う
前に決定される。別法として、狭窄の位置は前記速度計測値に基づいて判定され
る。
本発明の好ましい実施の形態においては、その方法は、
超音波で心臓をスキャンすること、
心臓のそれぞれ異なる位置で、複数の心臓の超音波セクタースキャン画像を取
得すること、
スペクトルドップラー信号を用いてセクタースキャン画像を検査し、複数の冠
動脈の位置を突き止めること、
スペクトルドップラー信号をゲーティングすることによって、心臓が比較的静
止状態にある時にその信号が現れるようにすること、および
スペクトルドップラー信号を用いて、各セクタースキャン画像の冠動脈におけ
る血流速度を計測することを含む。
その方法は、
各々のセクターにおいて複数の冠動脈の位置を突き止めること、
ゲーティングの期間できるだけ多くの速度情報を取得すること、
次のセクターに移動して複数の冠動脈の位置を突き止め、ゲーティングの間で
きるだけ多くの血流速度情報を決定すること、および
各セクターに戻り、必要な速度情報の決定を完了すること、
を含むことが好ましい。
本発明の好ましい実施の形態においては、その方法は、計測のために次のセク
ターに移動する前に、各セクターの各冠動脈における血流速度を計測することを
含む。
本発明の好ましい実施の形態においては、各セクタースキャン画像を検査して
冠動脈の位置を突き止めることは、
各ビームに沿ってどの位置に複数の冠動脈が位置しているかを決定するために
、複数のビームによって選択されたセクターをトラバースすること、および
複数の冠動脈の各々を平行して同時にドップラースキャンし、セクタースキャ
ンと平行して血流速度情報を提供すること、
を含む。
この方法は、セクタースキャン画像と流画像との間のミスアラインメントを予
防することを含むことが好ましい。ミスアラインメントを予防することは、セク
タースキャン画像とドップラー画像の両者を同時に生成することを含むことが好
ましい。
本発明の好ましい実施の形態においては、ミスアラインメントを予防すること
は、
冠動脈上にトラッキング成分を投影すること、および
セクタースキャン画像の冠動脈上にトラッキング成分を固定すること
を含む。
固定することがＴＶトラッカーを使用することを含むことが好ましい。
本発明の好ましい実施の形態によれば、
心臓が比較的静止状態にある期間を決定する制御装置と、
前記決定された期間に、１本または複数の冠動脈血管の１点または複数の点に
おける血流速度を決定する、好ましくは非侵襲的で、好ましくはドップラー法に
よる超音波計測システム、
とを含む、冠動脈血管の血流速度計測装置が提供される。
本発明の好ましい実施の形態では、制御装置は、心臓の動きを示す電気信号を
供給するＥＣＧモニターを備える。制御装置は、期間の決定にドップラー超音波
計測法を利用することが好ましい。
本発明の好ましい実施の形態では、心臓が比較的静止状態にある期間とは、収
縮期直前の期間である。別法としてまたは追加として、心臓が比較的静止状態に
ある期間は収縮期直前の期間を含む。超音波システムをゲーティングして、前記
心臓が比較的静止状態にある期間にのみデータを取得することが好ましい。
本発明の好ましい実施の形態では、
前記超音波計測システムは、冠動脈の位置が突き止められた点で交差する少な
くとも１本のラインに沿って超音波信号を送り、
前記制御装置は冠動脈の各ラインに沿った前記交差点の位置を突き止め、冠動
脈の血液から受信した信号に基づいて、交差点の血流速度を決定する。
本発明の好ましい実施の形態によれば、
狭窄位置の血流速度を計測し、狭窄上流位置および／または下流位置の血管の
１点または複数の点における血流速度を決定する超音波計測システムと、
狭窄位置および狭窄から離れた位置で計測された血流速度から、狭窄の重症度
を算出する制御装置、
とを含む、冠動脈血管の狭窄計測装置がさらに提供される。
超音波計測システムおよび制御装置は、前述の装置を含むことが好ましい。
超音波計測システムおよび制御装置は、前述の狭窄判定方法を利用することが
好ましい。
図面の簡単な説明
本発明の上記およびその他の目的および特徴は、以下に記述の本発明の好まし
い実施の形態を図面とともに検討すれば、最もよく理解できよう。
図ｌは、心臓と、心臓の表面またはそれより僅か下方の冠動脈とを示す図であ
る。
図２は、内側にプラークができ狭窄を起こしている冠動脈の断面図である。
図３は、心臓と、患者の身体に隣接して置かれた超音波プローブを用い、複数
のセクタースキャンが得られるようそのプローブの角度を変えて描出した、心臓
の複数の断層とを示す図である。
図４は、平面とほぼ直角をなす冠動脈の複数の断層スキャンの１つを示す図で
ある。
図５は、血流速度と、対応する心周期のドップラーシフトを示すグラフである
。
図６は、狭窄上流部位の血管、狭窄下流部位の血管、および血管狭窄部位の血
流速度を示す略図である。
図７は、冠動脈の異なる軸で切った断層における血流速度を決定するために使
用される、超音波システムの好ましい実施の形態を示すブロック図である。
好ましい実施の形態の詳細な説明
図１に図示した心臓１１からわかるように、心臓の表面には複数の冠動脈があ
る。一例として、図１には冠動脈１２および１３が示してある。心筋は、拡張運
動および収縮運動をしながらほとんどいつでも動いているポンプである。
公知のように、血管はその内壁にプラークを蓄積する傾向があり、それによっ
て直径は小さくなり血流量が著しく減少する。このような状態は、狭窄と呼ばれ
ている。
図２は、初期厚さの壁１６および１７を有し、一方、それらの壁にはプラーク
１８ができて血管の内径が縮小している血管１４を示している。本発明の１つの
目的は、狭窄度を判定することにある。この例では、狭窄の判定は、血液が血管
のそれぞれ異なる断面積内を通過するときの血流速度を計測して行うことができ
、また、そのように行われている。プラークができると、血液が通過する断面積
は小さくなり、狭い面積における血流速度（矢印１９で示す）はベルヌーイの定
理に従って上昇する。したがって、血流が比較的低速である血管の２部位間にお
いて、血流速が異常な上昇を示せば、それは狭窄の有力な指標となる。速度の上
昇量が、プラークによる血管の相対的閉塞状態を決定する。
図３は、患者の身体外部に身体と並列に配置される超音波アレイトランスデュ
ーサ２１を示している。スキャンニングの間、トランスデューサを移動させて、
患者への超音波ビーム投入角度が変えられる。この方法では、一例としてセクタ
ースキャンａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆが示すような、複数のセクタースキャン
が得られる。例として、１つのセクタースキャン断層ｄを図４に示すが、これに
ついては後に詳述する。冠動脈セクタースキャンによって、図２の点線２３で示
されるような一断面と、図２の点線２４で示されるような一断面との間の、血流
速度の相違をもらさず明らかにするために、心臓まるごとをスキャンすることが
重要であることは言うまでもない。
本発明の１つの好ましい実施の形態では、狭窄の位置、少なくともそのだいた
いの位置はスキャンニングの前に判定される。本発明の第２の好ましい実施の形
態では、例えば冠動脈血管に沿って計測した速度値をグラフにし、速度の異常上
昇から狭窄の位置を決定するなどして、狭窄は速度計測値そのものから判定され
る。
スキャンし、データを取得する実際の時間ウィンドゥは約５０〜２００ミリ秒
であって、これは心臓がほぼ静止状態にある時間である。驚くべきことであるが
、このような時間長で十分であることは判明しており、その理由は速度決定さえ
すればよいからである。最初の心臓スキャンで十分なデータが得られない場合は
、その後の心周期の間に再度スキャンする。心筋が実質的に静止状態にある最長
の時間は、心臓が収縮運動する直前である。
図５の曲線２６は、心筋に集中させた超音波ビームのドップラー周波数シフト
を示している。周波数シフトのグラフは、時間に対する血流速度変化を表す。曲
線２６が、心臓の拡張期および収縮期リズムに対応して変化していることは言う
までもない。要するに、筋肉速度は、通常、心臓の収縮作用時に上昇し、心臓の
拡張作用時に低下する。したがって、心臓の拡張作用は曲線２６の２７の点で起
こり、心臓の収縮作用は曲線２６の２８の点で起こることになる。心臓の動きが
最小になる瞬間または実質的に心臓の動きが無い瞬間は、それぞれ心臓の収縮運
動開始直前または拡張運動開始直前である、２９および３０の点で生じる。
先に示したように、静止期間は５０〜２００ミリ秒続くが、データを得るには
短い時間である。しかし、冠動脈の位置を明確に突き止め、必要であればスキャ
ンを繰り返すことで、血流速度を決定できるだけの十分なデータが得られる。
図６は、血管１４の２４の部位などの血管の狭窄部位の血流速度が、図６の３
４の部位でピーク値をとる様を示している。狭窄部位３６の前では、血流速度は
３４におけるピーク値よりかなり低く、ほぼ不変である。同様の不変状態表す速
度計測値は、図７の３７の部位で示される狭窄部位の後でも得られる。実際には
、狭窄の量は狭窄の長さ方向に沿って変化することがあり、また、「狭窄」の外
側に何らかの遮断(blockage)が存在する可能性があることを理解されたい。した
がって、３４、３６および３７の部位は一般には、図６に示すように平坦な形を
とらない。
図７に示す装置ブロック図は、実際に血管血流速度を得るのに必要な時間が最
小量となるように、各スキャンセクターの複数ゲートまたは複数ボリュームにお
ける速度を同時決定するシステムを示している。速度計測によって、狭窄状態が
存在するかどうかが判定される。
より詳細には、図７は血流速度測定用ドップラーチャネル４１を示している。
ドップラーチャネル４１は、発振器すなわち周波数発生器４３と共に作動する送
信ユニット４２を含むことが分かる。ユニット４２の送信部は、典型的な例で２
〜１０ＭＨｚ程度の超音波パルスを、トランスデューサすなわちプローブ４４を
通して発信する。トランスデューサ４４はまた、被検者４５の心臓壁および冠動
脈が音波を反射すると、音波として得た信号を受信するようにも作動する。送信
器４２の受信部は、エコーを受信し、それを復調器４６および二次元画像チャネ
ル４７を通して発信する。復調器４６によって、同相信号（Ｉ）および直角位相
信号（Ｑ）が得られる。復調器４６および二次元画像チャネル４７からの信号は
、画像処理用処理装置４８に送られる。処理済みの信号は、画像５１を表示する
表示ユニット４９に送られる。図４に示す表示画像５１は、一般にセクタースキ
ャンされた解剖学的画像を含み、関心部位２２を含んでいる。
図４は、図３のスキャンｄを示す。関心部位２２を、ビーム５２、５３および
５４などの複数のビームがトラバースする。冠動脈１２〜１５が確認される。本
発明の好ましい実施の形態では、冠動脈の位置が突き止められたビームに沿って
（またはその周辺で）データが得られる。これによって、得られるデータの量が
大幅に減り、
各ビームに沿って、冠動脈１２〜１５でのサンプルを取る。ドップラー信号が
血流、すなわち血液を運ぶ血管を示すのは、他ならぬこれらのサンプル点におい
てである。各サンプル点で受信されたドップラー情報は処理装置４５でスペクト
ル処理され、サンプル点の血流速度が算出される。次いで、結果を、二次元グレ
ースケール画像上にカラーマップとして重畳表示する。各サンプル点の速度決定
は、このようにして行われる。画像処理装置４８内で実施される血流情報の処理
は、制御装置６１の制御下にある。制御装置６１は、例えば命令やデータを入力
する、キーボードなどの入力インタフェース６２を有するものとして示されてい
る。
本発明の方法では、一般にシステムが時間ゲーティングされていることが望ま
しい。したがって、心臓ゲートモニター６３が備わっている。モニターのおかげ
で、ドップラーパルスの送信は、心臓の収縮運動直前、すなわち心筋がほぼ静止
している時に行われるようになる。それによって、血流に関するデータを、心筋
の大きな動きに妨害されることなく得ることが可能となる。また心筋の動きは、
必要に応じて高域フィルタを使えば、簡単に漉過して取り除くことができる。時
間ゲートの時間は、必要とされるデータ量および実際の心臓の動きの時間構成に
応じるようにする。
本発明の１つの好ましい実施の形態によれば、心筋の静止期間、すなわち心筋
の動きが最小であるかまたはほとんど動きがない時に、セクタースキャンをする
。最初のセクタースキャンでは冠動脈の位置を決定する。次の心周期でスキャン
を繰り返し、ドップラーパルスを、冠動脈をトラバースする各ビームに沿って、
好ましくは同時送信することを繰り返し、それによって、各セクタースキャンの
各サンプル点における実際の速度を、好ましくは同時決定する。必要に応じて、
各冠動脈の血流速度が決定されるまで、次の心周期の間に第３のスペクトルスキ
ャンをする。
次いで、心臓の別のセクターを検査するために、トランスデューサの角度を変
える。図３に示すような各セクタースキャンおよび冠動脈の血流速度の計測を達
成するまで、同様の手順に従う。複数ゲートを用いるため、必要とされる時間を
管理することができる。各心周期の間に１つのセクタースキャンを達成すること
ができ、１つのセクターの冠動脈すべてについて血流速度を同時計測することが
できる。別法として、各冠動脈の血流速度を決定できるだけの十分なデータが得
られるまで、同じセクターを繰り返しスキャンすることも可能である。その後で
、次のセクターへスキャンを移す。狭窄状態が本当にあるのかどうか、また、そ
の規模はどの程度かを判定できるだけの十分な血流情報が各冠動脈について得ら
れるまで、このプロセスを繰り返す。
いずれの場合も、複数のゲートのそれぞれは同時に応答して、血流速度情報を
同時に提供する。典型的な操作モードは、ユーザーが予め関心部位を選択し、次
いでそれをシステムが調査するというものである。各セクターについて最大限の
スペクトルドップラー画像を得るのに要する時間は２〜４心周期程度であるから
、狭窄の判定の全プロセスは約６〜１８秒のうちに行うことができる。
本発明の１つの好ましい実施の形態では、データの実際の獲得はゲーティング
される。別法としてまたは追加として、データ解析をゲーティングして、解析を
関心の部位に限定する。
処理装置４８は、スキャン画像と血流画像との間、すなわち二次元グレースケ
ール画像とセクタースキャン画像に示す血流パラメータとの間の、スペクトルド
ップラー画像（ＳＤＩ）のミスアラインメントも予防することが好ましい。これ
は、セクタースキャン画像とドップラー画像を同時生成することで達成される。
しかし、心臓の収縮運動直前に利用できる時間は短いため、各セクタースキャ
ンについて繰り返しが必要となり、そのため別のミスアラインメント予防法が必
要となることがある。このミスアラインメント予防法には、スキャンセクター画
像の関心部位に十字線を投影して固定する方法が含まれる。各サンプルボリュー
ムを器官内の特定の位置に固定するプロセスは、図８の７１で示すような画像Ｔ
Ｖトラッカーとして画像処理技術分野の技術者に知られている、特別な画像ボー
ドを使用して達成される。このようなボードは、異なるスキャンのグレースケー
ルセクター画像の詳細をことごとく自動的に識別し、相対的位置が固定されたま
まのドップラーサンプル点を移動させる。これによっても、組織とトランスデュ
ーサとの間の相対運動によって生じる悪影響が埋め合わされる。
以上、冠動脈の狭窄を、ほどよい時間内に、正確かつ信頼できるものとして判
定することができる、新規超音波診断画像システムについて開示した。本発明の
装置の好ましい実施の形態についてかなり詳しく述べてきたが、当業者ならば、
添付の請求の範囲によって定義される本発明の精神および範囲を逸脱することな
く、様々な変更を加えることができることを理解されよう。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Stenosis measurement method in coronary artery Field of the invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic imaging system, and more particularly, to an ultrasonic diagnostic imaging system using a Doppler ultrasonic technique capable of measuring coronary artery stenosis. Background of the Invention The diagnostic ultrasound imaging system allows a comprehensive assessment of the health of a subject. Thanks to the effects of ultrasound techniques, diagnosis by ultrasound imaging is widely accepted by both patients and physicians. In general, a diagnostic ultrasound imaging system projects an ultra-high frequency sound wave (typically, about 3.0 to 10.0 MHz) onto a human body, and then analyzes reflected waves from the internal structure of the human body, It generates an image of the anatomy in the patient's body. In the most widely used ultrasound diagnostic system, structural information of various organs is displayed as a two-dimensional image of a selected cross section of the organ to be examined. These images are commonly known as "sector scans". In a typical example, the ultrasound is swept across the organ as a "tomographic scan". Scans are usually performed in real time so that the dynamics of the anatomy can be seen. Some currently available ultrasound systems provide blood flow information in addition to anatomical information. Blood flow information is obtained using the Doppler principle. The Doppler principle is implemented by generating a beam containing ultrasonic energy pulses and directing it to the direction of the blood vessel where blood flow information is desired. Blood cells moving within the blood vessel reflect the ultrasonic energy and increase or decrease the frequency of the reflected energy depending on the direction of blood flow to the imager. To determine the velocity and direction of blood flow, the magnitude and direction of the frequency shift are detected. Thus, it is known to use the Doppler principle to determine the blood flow velocity at a relatively accurate location in a blood vessel. However, prior to the present invention, it was not feasible to use such a system to measure the velocity of blood in the coronary arteries, the blood vessels attached to the heart. Until now, the Doppler principle could not be used to determine the blood flow velocity of coronary vessels due to the movement of the myocardium while the heart was pumping. It is a known fact that the coronary arteries are attached to the outside of the myocardium. Thus, myocardial movement has a negative effect on all coronary blood movements measured by Doppler ultrasound. The increase or decrease of the echo frequency depends not only on the speed of blood flow but also on the movement of muscles. Even if it is not impossible to measure due to muscle movement, it becomes difficult to “filter” only the blood flow measurement value from the muscle movement measurement value. Blood flow velocity can be used, among other things, to determine the state of stenosis of a blood vessel. If there is a sharp increase in blood flow velocity at a particular location in the blood vessel, it is a clear indicator of stenosis, i.e., the plaque has formed on the inner wall of the blood vessel and the cross-sectional area of the affected area of the blood vessel has been reduced. It is an indicator. Thus, to date, determination of stenosis in coronary arteries has generally been performed using other image formats. Digital subtraction angiography is the preferred method. More recently, stenosis measurements have also been made using magnetic resonance imaging systems and / or computed x-ray tomography. Measuring stenosis is very difficult using any of the other modalities. In digital subtraction angiography, a patient must accept a contrast material that is injected into the bloodstream. Approximately 2% of patients measured by this method have serious disabilities due to this invasive method. In computer x-ray tomography, the patient will be exposed to x-ray radiation. It is also clear that CT systems are bulky and not generally available in private clinics. Therefore, in order to undergo a stenosis examination by computer X-ray tomography, it is necessary to go to a radiation center or a hospital specifically. There are similar downsides to the size of the magnetic resonance imaging system, and the fact that it is not located in a private clinic also applies to MRI used to measure the condition of blood vessels. Finally, all of these available methods utilize costly equipment that is not generally available, for example, for routine examinations in private clinics. Therefore, even if such a system is to be used, it cannot easily be used to monitor changes in the patient's condition. Thus, those skilled in the art have sought ways and means to use ultrasound techniques to examine coronary artery stenosis. If ultrasound could be used to determine stenosis of the coronary arteries, the examination could be performed in a private clinic, minimizing inconvenience and risk to the patient. Summary of the Invention A first aspect of the present invention relates to determining the blood flow velocity of a moving blood vessel, particularly a coronary artery blood vessel. In a preferred embodiment of the invention, one or more of several features exist to enable such measurements. For example, in a preferred embodiment of the present invention, velocity measurements are taken when the heart is substantially stationary. Immediately before the onset of diastolic or contractile movement of the heart, i.e., just before the onset of normal cyclic contraction of the heart, the myocardium is almost completely at rest. Thus, a preferred embodiment of the present invention includes temporary gating, so that Doppler data acquisition will be performed during this period without myocardial movement. Gating is based either on the patient's online ECG or on the analysis of the Doppler signal itself. If the measurement is performed by the Doppler measurement method while the myocardium is relatively stationary, the blood flow velocity in the coronary artery can be accurately measured. In a preferred embodiment of the invention, the speed is determined only within the site of interest. This reduces the amount of data acquired and allows data to be acquired in a very short time, for example, while the heart is generally stationary. Preferably, the speed is determined only at a plurality of sample points where the coronary artery is present. This further reduces the amount of data that must be acquired. A second aspect of the invention relates to determining the magnitude of coronary stenosis. In a preferred embodiment of the invention, the stenosis is measured by determining its upstream and / or downstream position and the velocity of one or more points within it. The stenosis percentage can then be determined from the ratio of blood flow velocities inside and outside the stenosis. In general, it is preferable to use the blood flow velocity at both the upstream and downstream points of the stenosis, but in the case of stenosis at or near the bifurcation position (usually, in such a case, only the measured value at the upstream position is used) This may not be possible in certain circumstances, such as in the case of stenosis or relatively non-localized stenosis. In a preferred embodiment of the invention, the stenosis is located using the velocity determination method of the first aspect. In a preferred embodiment of the present invention, multiple sector scans are acquired, but preferably when the heart is generally stationary. The position of the coronary artery is determined, and the velocity is determined for each different coronary artery in each sector scan. From this information, the position of the stenosis is determined and the velocity at one or more of the stenosis position and the upstream or downstream position of the stenosis is measured. The stenosis percentage is determined from the speed ratio. If there is a stenosis, there should be a significant increase in blood flow velocity at the site of the stenosis of the coronary artery. As described above, it is determined whether there is a stenosis in the coronary artery from the blood flow velocity measured at different axial points of the coronary artery by appropriate gating and Doppler measurement. Therefore, it is preferable to make a plurality of planar “cuts” from the heart, and the Doppler measurement is made in the coronary artery just before systolic contraction. The region of interest is divided into a number of sample volumes, a plurality of Doppler measurements are performed simultaneously to confirm the coronary artery, and velocity measurement is performed on the coronary artery on the image plane. For velocity measurement, blood flow velocity measurement methods known in the art could be used in practicing the present invention, but in a preferred embodiment of the present invention, US Pat. No. 332, according to the system disclosed. For the aforementioned patents, the disclosures of which are incorporated herein by reference. The “rest” period of the myocardium is about 100 to 200 msec. This is enough time to obtain enough data to use for spectral Doppler imaging, especially using multiple gates to monitor multiple coronary arteries simultaneously. Alternatively, this time can be extended with certain drugs. Thus, according to a preferred embodiment of the present invention, one or more coronary artery vessels are determined using an ultrasound-based method during the determined period of time during which the heart is relatively stationary. Determining a blood flow velocity at one or more of the points of the method. Preferably, the ultrasound-based method is a non-invasive method. Preferably, the method utilizes Doppler ultrasound to determine blood flow velocity. Determining the time period during which the heart is relatively stationary preferably includes utilizing ECG metrology. Alternatively, determining a period during which the heart is relatively stationary comprises utilizing Doppler ultrasonography. In a preferred embodiment of the present invention, the period during which the heart is relatively stationary is the period immediately before systole. Alternatively or additionally, the period during which the heart is relatively stationary includes a period immediately before systole. To acquire data only during periods when the heart is relatively stationary, it is preferable to gate the ultrasound system. In a preferred embodiment of the present invention, an ultrasonic signal is transmitted along at least one line, and the at least one line intersects a point where a coronary artery is located; And measuring the blood flow velocity at the intersection based on signals received from blood in the coronary arteries. In accordance with a preferred embodiment of the present invention, further comprising: determining a blood flow velocity at the location of the stenosis using ultrasound; A method of measuring stenosis of a coronary artery vessel is provided, comprising: determining blood flow velocities at a plurality of points; and calculating stenosis from stenosis locations and measured velocities at locations remote from the stenosis. Preferably, the blood flow velocity is measured according to one of the methods described above. In a preferred embodiment of the invention, the position of the stenosis is determined before performing said velocity measurement. Alternatively, the location of the stenosis is determined based on the velocity measurements. In a preferred embodiment of the invention, the method comprises: scanning the heart with ultrasound; acquiring ultrasound sector scan images of a plurality of hearts at different locations of the heart; using spectral Doppler signals. Examine sector scan images to locate multiple coronary arteries, gating spectral Doppler signals so that they appear when the heart is relatively stationary, and use spectral Doppler signals Measuring the blood flow velocity in the coronary artery of each sector scan image. The method involves locating multiple coronary arteries in each sector, obtaining as much velocity information as possible during the gating, moving to the next sector to locate multiple coronary arteries, and during gating Preferably, determining as much blood flow velocity information as possible and returning to each sector to complete the determination of the required velocity information. In a preferred embodiment of the invention, the method includes measuring the blood flow velocity in each coronary artery of each sector before moving on to the next sector for measurement. In a preferred embodiment of the present invention, examining each sector scan image to locate the coronary arteries is performed by determining a plurality of coronary arteries along each beam. Traversing the selected sector with the beam; and simultaneously Doppler scanning each of the plurality of coronary arteries in parallel and providing blood flow velocity information in parallel with the sector scan. Preferably, the method includes preventing misalignment between the sector scan image and the flow image. Preventing misalignment preferably includes generating both the sector scan image and the Doppler image simultaneously. In a preferred embodiment of the present invention, preventing misalignment includes projecting a tracking component on a coronary artery and fixing the tracking component on a coronary artery in a sector scan image. Preferably, fixing includes using a TV tracker. According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a control device for determining a period during which the heart is relatively stationary, and a blood at one or more points of one or more coronary vessels during the determined period. Blood flow velocity measuring device for coronary artery blood vessels, comprising: a preferably non-invasive, preferably Doppler, ultrasonic measuring system for determining flow velocity. In a preferred embodiment of the present invention, the controller comprises an ECG monitor that provides an electrical signal indicative of heart movement. Preferably, the control device uses Doppler ultrasonic measurement to determine the period. In a preferred embodiment of the present invention, the period during which the heart is relatively stationary is the period immediately before systole. Alternatively or additionally, periods during which the heart is relatively stationary include periods immediately prior to systole. Preferably, the ultrasound system is gated to acquire data only during periods when the heart is relatively stationary. In a preferred embodiment of the present invention, the ultrasonic measurement system sends an ultrasonic signal along at least one line intersecting at a point where the position of the coronary artery is located, and the control device transmits the ultrasonic signal to each line of the coronary artery. The location of the intersection along is determined, and the blood flow velocity at the intersection is determined based on signals received from blood in the coronary arteries. According to a preferred embodiment of the present invention, an ultrasonic measurement system that measures a blood flow velocity at a stenosis position and determines a blood flow velocity at one or more points of a blood vessel at a stenosis upstream position and / or a downstream position. A control device for calculating the severity of the stenosis from the blood flow velocity measured at the stenosis position and at a position away from the stenosis; The ultrasonic measurement system and the control device preferably include the above-described device. It is preferable that the ultrasonic measurement system and the control device use the stenosis determination method described above. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES The above and other objects and features of the present invention will be best understood from the following description of a preferred embodiment of the invention when considered in conjunction with the drawings. FIG. 1 illustrates the heart and the coronary arteries at or slightly below the surface of the heart. FIG. 2 is a cross-sectional view of a coronary artery with plaque formed on the inside and causing stenosis. FIG. 3 is a diagram showing a heart and multiple slices of the heart using an ultrasound probe positioned adjacent to the patient's body, with the probe angled to obtain multiple sector scans. It is. FIG. 4 is a diagram illustrating one of a plurality of tomographic scans of a coronary artery substantially perpendicular to a plane. FIG. 5 is a graph showing the blood flow velocity and the corresponding Doppler shift of the cardiac cycle. FIG. 6 is a schematic diagram showing the blood flow velocity at the blood vessel at the stenosis upstream part, the blood vessel at the stenosis downstream part, and the blood vessel stenosis part. FIG. 7 is a block diagram illustrating a preferred embodiment of an ultrasound system used to determine blood flow velocities in slices cut through different axes of a coronary artery. Detailed Description of the Preferred Embodiment As can be seen from the heart 11 illustrated in FIG. 1, there are a plurality of coronary arteries on the surface of the heart. As an example, FIG. 1 shows coronary arteries 12 and 13. The myocardium is a pump that is almost always moving with diastolic and contractile movements. As is known, blood vessels tend to accumulate plaque on their inner walls, thereby reducing their diameter and significantly reducing blood flow. Such a condition is called stenosis. FIG. 2 shows a blood vessel 14 having walls 16 and 17 of initial thickness, while plaque 18 has formed on those walls and the inner diameter of the vessel has been reduced. One object of the present invention is to determine the degree of stenosis. In this example, the determination of stenosis can and can be made by measuring the blood flow velocity as blood passes through different cross-sectional areas of the blood vessel. When plaques form, the cross-sectional area through which blood passes decreases, and the blood flow velocity over a small area (indicated by arrow 19) increases according to Bernoulli's theorem. Therefore, if the blood flow velocity shows an abnormal rise between two parts of the blood vessel where the blood flow is relatively slow, it is a powerful indicator of stenosis. The amount of speed increase determines the relative occlusion of the blood vessel by the plaque. FIG. 3 shows an ultrasonic array transducer 21 arranged outside the body of a patient and in parallel with the body. During scanning, the transducer is moved to change the angle at which the ultrasound beam is injected into the patient. In this method, a plurality of sector scans are obtained as exemplified by sector scans a, b, c, d, e, and f. As an example, one sector scan slice d is shown in FIG. 4, which will be described in detail later. In order to clarify the difference in blood flow velocity between a cross section as shown by a dotted line 23 in FIG. 2 and a cross section as shown by a dotted line 24 in FIG. It goes without saying that scanning the entire heart is important. In one preferred embodiment of the present invention, the location of the stenosis, at least approximately, is determined prior to scanning. In the second preferred embodiment of the present invention, stenosis is determined from the velocity measurement itself, for example, by graphing the velocity value measured along the coronary artery blood vessel and determining the position of the stenosis from an abnormal increase in velocity. You. The actual time window for scanning and acquiring data is about 50-200 milliseconds, which is the time the heart is at rest. Surprisingly, such a length of time has been found to be sufficient, since it is only necessary to determine the speed. If the first heart scan does not provide enough data, scan again during subsequent cardiac cycles. The longest time that the myocardium is substantially at rest is just before the heart contracts. Curve 26 in FIG. 5 shows the Doppler frequency shift of the ultrasound beam focused on the myocardium. The frequency shift graph represents the change in blood flow velocity over time. It goes without saying that the curve 26 changes in response to the diastolic and systolic rhythms of the heart. In essence, muscle velocity usually increases during the systolic action of the heart and decreases during the diastolic action of the heart. Thus, the diastolic effect of the heart will occur at point 27 on curve 26 and the systolic effect of the heart will occur at point 28 on curve 26. The moment when the heart movement is minimal or substantially without heart movement occurs at points 29 and 30, just before the start of the systolic or diastolic movement of the heart, respectively. As indicated above, the quiescent period lasts 50-200 milliseconds, but is a short time to acquire data. However, by clearly locating the coronary arteries and repeating the scan if necessary, sufficient data can be obtained to determine the blood flow velocity. FIG. 6 shows that the blood flow velocity at a stenosis site of a blood vessel such as 24 sites of the blood vessel 14 has a peak value at 34 site in FIG. In front of the stenosis site 36, the blood flow velocity is much lower than the peak value at 34 and is almost unchanged. A velocity measurement representing a similar invariant state is obtained after the stenosis site indicated by 37 in FIG. In practice, it should be understood that the amount of stenosis may vary along the length of the stenosis, and that there may be some blockage outside the "stenosis". Accordingly, the portions 34, 36 and 37 generally do not take a flat shape as shown in FIG. The apparatus block diagram shown in FIG. 7 shows a system for simultaneously determining the speed at multiple gates or multiple volumes of each scan sector so that the time required to actually obtain the vascular blood flow velocity is minimized. . The speed measurement determines whether a stenosis condition exists. More specifically, FIG. 7 shows a Doppler channel 41 for measuring blood flow velocity. It can be seen that the Doppler channel 41 includes a transmitting unit 42 that works with an oscillator or frequency generator 43. The transmitter of unit 42 typically transmits ultrasound pulses of the order of 2-10 MHz through transducer or probe 44. The transducer 44 also operates to receive signals obtained as sound waves when the heart wall and coronary arteries of the subject 45 reflect sound waves. The receiver of the transmitter 42 receives the echo and transmits it through the demodulator 46 and the two-dimensional image channel 47. Demodulator 46 provides an in-phase signal (I) and a quadrature signal (Q). The signals from the demodulator 46 and the two-dimensional image channel 47 are sent to a processing unit 48 for image processing. The processed signal is sent to the display unit 49 that displays the image 51. The display image 51 shown in FIG. 4 generally includes an anatomical image scanned by a sector, and includes the region of interest 22. FIG. 4 shows the scan d of FIG. Multiple beams, such as beams 52, 53 and 54, traverse the site of interest 22. Coronary arteries 12-15 are identified. In a preferred embodiment of the invention, data is obtained along (or around) the beam where the coronary artery is located. This greatly reduces the amount of data obtained and takes samples at the coronary arteries 12-15 along each beam. It is at these sample points that the Doppler signal is indicative of the blood flow, ie the blood-carrying blood vessels. The Doppler information received at each sample point is subjected to spectral processing by the processing device 45, and the blood flow velocity at the sample point is calculated. Next, the result is superimposed and displayed on a two-dimensional grayscale image as a color map. The determination of the speed of each sample point is performed in this way. The processing of the blood flow information performed in the image processing device 48 is under the control of the control device 61. The control device 61 is shown as having an input interface 62 such as a keyboard for inputting commands and data, for example. In the method of the present invention, it is generally desirable that the system be time-gated. Therefore, a heart gate monitor 63 is provided. Thanks to the monitor, the transmission of the Doppler pulse occurs just before the contraction of the heart, ie when the myocardium is almost at rest. Thereby, data on blood flow can be obtained without being disturbed by large movement of the myocardium. Myocardial movement can be easily filtered and removed using a high-pass filter if necessary. The time of the time gate depends on the amount of data required and the time structure of the actual heart movement. According to one preferred embodiment of the present invention, a sector scan is performed during a period of myocardial quiescence, i.e., when the myocardial movement is minimal or hardly moving. In the first sector scan, the position of the coronary artery is determined. The scan is repeated in the next cardiac cycle, and the Doppler pulse is repeated, preferably simultaneously, along each beam traversing the coronary artery, thereby reducing the actual velocity at each sample point of each sector scan, preferably Decide at the same time. If necessary, make a third spectral scan during the next cardiac cycle until the blood flow velocity in each coronary artery is determined. The transducer angle is then changed to examine another sector of the heart. A similar procedure is followed until each sector scan and coronary blood flow velocity measurement as shown in FIG. 3 is achieved. Since a plurality of gates are used, required time can be managed. One sector scan can be achieved during each cardiac cycle, and blood flow velocities can be measured simultaneously for all coronary arteries in one sector. Alternatively, the same sector can be scanned repeatedly until sufficient data is obtained to determine the blood flow velocity in each coronary artery. After that, the scan is moved to the next sector. This process is repeated until sufficient blood flow information is obtained for each coronary artery to determine if a stenosis is really true and how large it is. In each case, each of the plurality of gates responds simultaneously to provide blood flow velocity information simultaneously. A typical mode of operation is for the user to select a site of interest in advance and then have the system investigate it. Since the time required to obtain the maximum spectral Doppler image for each sector is about 2 to 4 cardiac cycles, the entire process of determining stenosis can be performed in about 6 to 18 seconds. In one preferred embodiment of the invention, the actual acquisition of data is gated. Alternatively or additionally, data analysis is gated to limit the analysis to sites of interest. Preferably, the processor 48 also prevents misalignment of the spectral Doppler image (SDI) between the scanned image and the blood flow image, ie, between the two-dimensional grayscale image and the blood flow parameters shown in the sector scan image. . This is achieved by simultaneously generating a sector scan image and a Doppler image. However, the time available shortly before the heart contraction exercise is short, so that each sector scan needs to be repeated, which may require another method of preventing misalignment. This misalignment prevention method includes a method of projecting and fixing a crosshair to a site of interest in a scan sector image. The process of fixing each sample volume to a specific location within the organ uses a special image board known to those skilled in the image processing art as an image TV tracker as shown at 71 in FIG. Achieved. Such a board automatically identifies every detail of the grayscale sector images of the different scans and moves the Doppler sample points while their relative positions remain fixed. This also offsets the adverse effects caused by the relative movement between the tissue and the transducer. Thus, a novel ultrasound diagnostic imaging system has been disclosed that can determine stenosis of a coronary artery as accurate and reliable within a reasonable time. While the preferred embodiment of the apparatus of the present invention has been described in considerable detail, those skilled in the art will appreciate that various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Understand what you can do.
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項
【提出日】平成１０年１２月７日（１９９８．１２．７）
【補正内容】
請求の範囲
１．超音波を利用して狭窄の位置における血流速度を決定すること、
超音波を利用して、狭窄上流および／または狭窄下流位置の血管の、１点また
は複数の点における血流速度を決定すること、および
狭窄の位置および狭窄から離れた位置において計測した速度から、狭窄を算出
すること、
を含む血管の狭窄計測法。
２．計算が、狭窄の存在する動脈に沿った位置の関数として狭窄のプロフィルを
計算すること、を含む請求項１に記載の方法。
３．狭窄の大きさを計算することが、基準点と狭窄点における血流速度の比率に
基づいて、基準点と対比した狭窄パーセントを計算すること、を含む請求項１又
は２に記載の方法。
４．前記速度計測を行う前に狭窄の位置を決定する、前記請求項のいずれかに記
載の方法。
５．前記速度計測値に基づいて狭窄の位置を決定する、請求項１から３のいずれ
かに記載の方法。
６．１点で交差する少なくとも１本のラインに沿って超音波信号を送り、
血管位置の各ラインに沿った前記交差点の位置を示し、且つ
血管の血液から受信した信号に基づいて交差点における血流速度を決定するこ
と、
を含む、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
７．狭窄が、冠状動脈狭窄である、請求項６に記載の方法。
８．狭窄が、被検者の心臓の冠状動脈狭窄である、請求項１から５のいずれかに
記載の方法。
９．狭窄位置及び狭窄上流及び／又は下流での速度を決定することが、
心臓を超音波でスキャンすること、
心臓のそれぞれ異なる位置における、複数の超音波セクタースキャン画像を取
得すること、
スペクトルドップラー信号を用いて各セクタースキャン画像を検査し、複数の
冠動脈の位置を突き止めること、
スペクトルドップラー信号をゲーティングして、心臓が比較的静止状態にある
ときに信号が現れるようにすること、および
スペクトルドップラー信号を用いて、各セクタースキャン画像の冠動脈の血流
速度を決定すること、
を含む、請求項８に記載の方法。
１０．（ａ）セクターで複数の冠動脈の位置を突き止めること、
（ｂ）ゲーティング期間にセクターの速度情報を取得すること、
（ｃ）異なるセクターで（ａ）と（ｂ）を繰返すこと、および
（ｄ）各セクターに戻り、必要な速度情報の決定を完了すること、
を含む、請求項９に記載の方法。
１１．計測のために次のセクターに移動する前に、各セクターの各冠動脈の血流
速度を決定することを含む、請求項９または１０に記載の方法。
１２．各セクタースキャン画像を検査して冠動脈の位置を突き止めることが、
各ビームに沿ったいずれの場所に複数の冠動脈が位置するかを決定するために
、複数のビームで、選択されたセクターをトラバースすること、および
複数の冠動脈の各々を同時にドップラースキャンし、セクタースキャンと平行
して血流速度情報を提供すること、
を含む、請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法。
１３．セクタースキャン画像と血流画像との間のミスアラインメントを予防する
ことを含む、請求項９から１２のいずれか一項に記載の方法。
１４．ミスアラインメントを予防することがセクタースキャン画像とドップラー
画像の両者を同時に生成することを含む、請求項１３に記載の方法。
１５．ミスアラインメントを予防することが、
冠動脈上にトラッキング成分を投影すること、および
セクタースキャン画像の冠動脈上にトラッキング成分を固定すること、
を含む、請求項１４に記載の方法。
１６．固定することがＴＶトラッカーを使用することを含む、請求項１３に記載
の方法。
１７．速度が、非侵襲的超音波法を使用して決定される、前記請求項のいずれか
の一項に記載の方法。
１８．血流速度を決定することが、
心臓が比較的静止状態にある期間を決定すること、および
前記決定された期間内に、超音波に基づく方法を利用して、１本または複数の
冠動脈血管の１点または複数の点において血流速度を決定すること、
を含む、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
１９．心臓が比較的静止状態にある期間を決定することが、ＥＣＧ計測を利用す
ることを含む、請求項１８に記載の方法。
２０．心臓が比較的静止状態にある期間を決定することがドップラー超音波計測
法を利用することを含む、請求項１８または１９に記載の方法。
２１．心臓が比較的静止状態にある期間が収縮期直前の期間である、請求項１８
から２０のいずれか一項に記載の方法。
２２．心臓が比較的静止状態にある期間が収縮期直前の期間である、請求項１８
から２０のいずれか一項に記載の方法。
２３．超音波システムをゲーティングすることによって心臓が比較的静止状態に
ある期間にのみデータを取得する、請求項１８から２２のいずれか一項に記載の
方法。
２４．心臓が比較的静止状態にある期間に関連したデータのみを、狭窄の測定に
使用する、請求項１８から２２のいずれか一項に記載の方法。
２５．血流速度を決定するのにドップラー超音波法を利用する、請求項１から８
または１８から２４のいずれか一項に記載の方法。
２６．狭窄の位置で血流速度を計測し、かつ狭窄の上流および／または下流位置
の１点または複数の点における血流速度を決定する超音波計測システムと、
狭窄の位置および狭窄から離れた位置で計測した速度から狭窄の大きさを示す
値を算出する制御装置と、
を含む、冠動脈血管の狭窄計測装置。
２７．超音波計測システムが非侵襲的システムである、請求項２６に記載の装置
。
２８．超音波計測システムがドップラー超音波システムである、請求項２６また
は２７に記載の装置。
２９．制御装置が、心臓の動きを示す電気的信号を供給するＥＣＧモニターを含
む、請求項２６から２８のいずれか一項に記載の装置。
３０．制御装置が心臓が比較的静止状態にある期間を決定し、
超音波計測システムが前記決定された期間に１本または複数の冠動脈血管の１
点または複数の点における血流速度を決定する、
請求項２６から２９のいずれか一項に記載の装置。
３１．超音波計測システムをゲーティングすることによって、前記の心臓が比較
的静止状態にある期間にのみデータを取得する、請求項３０に記載の装置。
３２．前記期間中に取得されたデータのみを利用して大きさを計算する、請求項
３０又は３１に記載の装置。
３３．心臓が比較的静止状態にある期間が収縮期直前の期間である、請求項３０
から３２のいずれか一項に記載の装置。
３４．心臓が比較的静止状態にある期間が拡張期直前の期間である、請求項３０
から３２のいずれか一項に記載の装置。
３５．前記超音波計測システムが、冠動脈が位置する１点において交差する少な
くとも１本のラインに沿って超音波信号を送り、
前記制御装置が、冠動脈の各ラインに沿った前記交差点の位置を突き止め、か
つ冠動脈の血液から受信した信号に基づいて交差点における血流速度を決定する
、
請求項２６から３４のいずれか一項に記載の装置。
３６．超音波計測システムおよび制御装置が、請求項１から２０のいずれか一項
に記載の方法を利用する、請求項３１に記載の装置。[Procedure of Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act
[Submission Date] December 7, 1998 (12.7 December 1998)
[Correction contents]
The scope of the claims
1. Determining the blood flow velocity at the location of the stenosis using ultrasound,
Using ultrasound, a point or a point on the blood vessel upstream of the stenosis and / or downstream of the stenosis.
Determining blood flow velocity at a plurality of points; and
Calculate the stenosis from the stenosis position and the velocity measured at the position away from the stenosis
To do,
Blood vessel stenosis measurement method including:
2. The calculation calculates the stenosis profile as a function of location along the stenotic artery.
The method of claim 1, comprising calculating.
3. Calculating the size of the stenosis depends on the ratio of blood flow velocity between the reference point and the stenosis point.
Calculating a percent stenosis relative to a reference point based on the reference point.
Is the method described in 2.
4. The method according to any of the preceding claims, wherein the position of the stenosis is determined before performing the velocity measurement.
The method described.
5. 4. The method according to claim 1, wherein a position of the stenosis is determined based on the velocity measurement value.
The method described in Crab.
6. sending ultrasonic signals along at least one line intersecting at one point;
Indicating the position of the intersection along each line of the vessel position, and
Determining blood flow velocity at an intersection based on signals received from vascular blood;
When,
The method of any one of the preceding claims, comprising:
7. 7. The method of claim 6, wherein the stenosis is coronary stenosis.
8. 6. The method according to claim 1, wherein the stenosis is a coronary stenosis of a subject's heart.
The described method.
9. Determining the location of the stenosis and the velocity upstream and / or downstream of the stenosis,
Scanning the heart with ultrasound,
Acquire multiple ultrasound sector scans at different locations on the heart
Gaining,
Examine each sector scan image using the spectral Doppler signal and
Locating the coronary arteries,
Gating spectral Doppler signals to keep the heart relatively stationary
Sometimes a signal appears, and
Using spectral Doppler signal, blood flow in coronary artery of each sector scan image
Determining the speed,
The method of claim 8, comprising:
10. (A) locating a plurality of coronary arteries in a sector;
(B) obtaining sector speed information during the gating period;
(C) repeating (a) and (b) in different sectors; and
(D) returning to each sector to complete the determination of the required speed information;
10. The method of claim 9, comprising:
11. Before moving to the next sector for measurement, the blood flow in each coronary artery in each sector
The method according to claim 9 or 10, comprising determining a speed.
12. Examining each sector scan image to locate the coronary artery
To determine where multiple coronary arteries are located along each beam
Traversing the selected sector with multiple beams, and
Doppler scan each of multiple coronary arteries simultaneously, parallel to sector scan
Providing blood flow velocity information
The method according to any one of claims 9 to 11, comprising:
13. Prevent misalignment between sector scan images and blood flow images
13. The method according to any one of claims 9 to 12, comprising:
14． Prevent misalignment can be caused by sector scans and Doppler
14. The method of claim 13, comprising generating both of the images simultaneously.
15. Preventing misalignment
Projecting a tracking component onto the coronary artery; and
Fixing the tracking component on the coronary artery of the sector scan image,
15. The method of claim 14, comprising:
16. 14. The method of claim 13, wherein securing comprises using a TV tracker.
the method of.
17． A method according to any of the preceding claims, wherein the speed is determined using non-invasive ultrasound.
The method according to claim 1.
18. Determining the blood flow velocity
Determining how long the heart is relatively stationary; and
Within the determined period, utilizing one or more ultrasound-based methods,
Determining blood flow velocity at one or more points in the coronary artery blood vessels;
The method of any one of the preceding claims, comprising:
19. Determining how long the heart is relatively stationary uses ECG measurements
19. The method of claim 18, comprising:
20. Determining how long the heart is relatively stationary is Doppler ultrasound measurement
20. The method of claim 18 or claim 19, comprising utilizing a method.
21. 19. The period in which the heart is relatively stationary is a period immediately before systole.
21. The method according to any one of claims 1 to 20.
22. 19. The period in which the heart is relatively stationary is a period immediately before systole.
21. The method according to any one of claims 1 to 20.
23. Gating the ultrasound system keeps the heart relatively stationary
The method according to any one of claims 18 to 22, wherein data is acquired only during a certain period.
Method.
24. Only data related to periods when the heart is relatively stationary can be used to measure stenosis.
23. A method according to any one of claims 18 to 22 for use.
25. 9. Use of Doppler ultrasound to determine blood flow velocity.
Or the method according to any one of 18 to 24.
26. Measure blood flow velocity at the location of the stenosis and upstream and / or downstream of the stenosis
An ultrasonic measurement system for determining a blood flow velocity at one or more points;
Indicate the size of the stenosis from the stenosis position and the velocity measured at a position distant from the stenosis
A control device for calculating the value,
And a coronary artery stenosis measuring device.
27. 27. The device according to claim 26, wherein the ultrasonic measurement system is a non-invasive system.
.
28. 27. The ultrasound measurement system is a Doppler ultrasound system.
Is the device according to 27.
29. The controller includes an ECG monitor that provides electrical signals indicative of heart movement.
Device according to any one of claims 26 to 28.
30. A controller determines a period during which the heart is relatively stationary,
The ultrasonic measurement system determines whether one or more of the coronary artery vessels
Determining the blood flow velocity at a point or points,
Apparatus according to any one of claims 26 to 29.
31. By gating the ultrasonic measurement system, the heart can be compared
31. The apparatus of claim 30, wherein data is acquired only during periods of static rest.
32. The size is calculated using only data acquired during the period.
32. The device according to 30 or 31.
33. 31. The period in which the heart is relatively stationary is a period immediately before systole.
33. The apparatus according to any one of claims to 32.
34. 31. The period during which the heart is relatively stationary is a period immediately before diastole.
33. The apparatus according to any one of claims to 32.
35. The ultrasonic measurement system has a small number of intersections at one point where the coronary artery is located.
Sending ultrasonic signals along at least one line,
The controller locates the intersection along each line of the coronary artery;
Determining blood flow velocity at intersections based on signals received from blood in one coronary artery
,
Apparatus according to any one of claims 26 to 34.
36. 21. The ultrasonic measurement system and the control device according to claim 1.
32. The apparatus of claim 31 utilizing the method of claim 31.
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