JP2004344370A - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents

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JP2004344370A
JP2004344370A JP2003144409A JP2003144409A JP2004344370A JP 2004344370 A JP2004344370 A JP 2004344370A JP 2003144409 A JP2003144409 A JP 2003144409A JP 2003144409 A JP2003144409 A JP 2003144409A JP 2004344370 A JP2004344370 A JP 2004344370A
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cardiac cycle
ultrasonic
signal
ultrasonic wave
blood vessel
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JP2003144409A
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Hideki Okazaki
秀樹 岡崎
Yoshimitsu Yamazaki
義光 山崎
Masao Ito
正男 伊藤
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Shimadzu Corp
Media Cross Co Ltd
Original Assignee
Shimadzu Corp
Media Cross Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic diagnostic equipment capable of measuring carotid intima media thickness (IMT) with high precision without a dispersion of measured values caused by heartbeat. <P>SOLUTION: An ultrasonic wave probe 11 transmits an ultrasonic wave into a subject's body and receives the ultrasonic wave reflected therein. An ultrasonic wave image is displayed on a monitor 15 in accordance with the reflected ultrasonic wave. A cardiac electric potential detecting sensor 16 detects a cardiac cycle of the subject and obtains data for the ultrasonic wave image from a display processing part 14 in the timing corresponding to a predetermined phase of diastole, systole, or the like period. On the basis of the data, IMT value can be measured under the predetermined condition of the cardiac cycle phase, which prevents its dispersion of measured values caused by heartbeat. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波診断装置に関し、更に詳しくは、血管の内膜中膜複合体厚を測定するための超音波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
動脈硬化は狭心症・心筋梗塞等の心疾患や脳梗塞等の原因となるため、定期的に検査を行うことが望ましい。動脈硬化とは、外膜・中膜・内膜の3層から成る動脈の血管壁のうち、内膜及び中膜が肥厚し、硬くなるものである。通常、動脈硬化の診断は、頸動脈血管の内膜中膜複合体厚(Intima−Media Thickness、以下、”IMT”という。)を測定することにより行われる。ここで、頸動脈を測定対象とするのは、他の部位と比較して頸動脈のIMT値が動脈硬化の初期の段階から大きくなるため動脈硬化の発見が容易であるため、及び頸動脈の皮膚からの深さが2〜3cmと浅いことにより測定が容易であるためである。
【0003】
従来より、IMT値の測定は、頸動脈を超音波診断装置により撮影し、得られた超音波画像を分析することにより行われている。具体的には、測定者である医師又は技師が表示装置の画面上又は印刷した画像上にノギス等を当ててIMT値を求めている。しかし、このような方法では測定に時間を要するだけでなく、測定精度が測定者の熟練度に依存するという問題がある。動脈硬化の判定を行うためには、IMT値の測定には0.1mmの精度が要求されるが、測定者の技術が未熟である場合にはこの精度で測定を行うことは困難である。
【0004】
このような問題を解決するために、本願発明者の一部は特許文献1において、画像データの輝度値からIMT値を測定する超音波診断方法及び装置を提案している。これにより、測定時間を短縮すると共に、測定者の熟練度に頼ることなく必要な測定精度を得ることができるようになった。
【0005】
【特許文献1】
特許2889568号公報([0033]〜[0037], 図6)
【0006】
特許文献1に記載の超音波診断装置においては、具体的には、以下のような操作によりIMT値が得られる。まず、測定者は被検者の頸部の所定の位置に超音波プローブを当てる。超音波プローブには数十個の超音波素子が一列に配列されており、測定を開始すると、各超音波素子から順次超音波が送波される。送波された超音波は体内で反射され、この反射超音波が超音波素子により受波される。この送波と受波との時間差に基づき、頸動脈周辺の超音波画像を得る。この超音波画像は所定の周期毎に更新され、動画として表示される。
【0007】
この超音波画像は、測定者が所定の操作を行うことにより、その瞬間の画像に固定(フリーズ)される。フリーズされた画像中の血管壁を含む領域が測定者により指定されると、超音波診断装置は、画像表示のためにメモリに記憶された画像データ(輝度値)から、前記領域中の内膜の内壁位置と外膜の内壁位置を検出し、両者の間隔をIMT値として算出する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
頸動脈のIMT値は心臓の鼓動に応じて変化する。即ち、IMT値は心拡張期には大きくなり、心収縮期には小さくなる。従って、超音波画像をフリーズするタイミングの違いにより、IMTの測定値にばらつきが生じる。前記のように動脈硬化の判定にはIMTの測定値に0.1mmの精度が要求されるため、より正確な診断を行うためには、このばらつきを抑えることが望ましい。
【0009】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは心臓の鼓動に起因するIMTの測定値のばらつきを生じることなく、より高い精度でそれらの測定を行うことができる超音波診断装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために成された本発明に係る超音波診断装置は、超音波プローブにより被検者の体内から取得された反射超音波に基づいて血管の内膜中膜複合体膜の厚さを測定する超音波診断装置において、
a)被検者の心周期を検出して、該心周期に同期した心周期信号を発信する心周期検出手段と、
b)前記心周期信号を受信して、該受信に対応したタイミングで前記内膜中膜複合体膜の厚さの測定を行うIMT値測定手段と、
を備えることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明に係る超音波診断装置では、被検者の心周期を検出して、心周期に対応したタイミングでIMT値の測定を行う。ここで心周期とは、心臓の鼓動により形成される周期を意味し、その1周期には心拡張期、心収縮期等の経過が含まれる。
【0012】
本発明の超音波診断装置は、被検者の心周期を検出するための心周期検出手段を有する。心周期検出手段は、検出した心周期に同期した信号を測定手段に発信する。心周期検出手段としては、例えば以下のようなものを用いることができる。
【0013】
第1のものは、被検者の心電を測定することにより心周期を検出する手段である。この第1の心周期検出手段においては、心電図測定における既存の心周期検出方法を用いることができる。
【0014】
第2のものは、超音波プローブにより被検者の体内から取得された超音波画像データを用いて、心周期に同期して変化する血管の径や血管壁の厚さ等の血管の状態の時間変化を測定する手段である。例えば、血管の径は心収縮期には大きくなり、心拡張期には小さくなる。また、血管壁の厚さは心収縮期には小さくなり、心拡張期には大きくなる。従って、これらの血管の状態の変化を測定することにより、心周期を測定することができる。超音波画像データに基づく血管の状態の測定には、既存の超音波診断装置において行われる画像処理の方法を用いることができる。
【0015】
IMT値測定手段は、心周期検出手段からの信号を受信して、その信号に対応したタイミングで、以下のようにIMT値測定を行う。
IMT値の測定については、通常、超音波診断装置のモニタに超音波画像を表示させるための画像データ(輝度値)を用いる。IMT値測定手段は、心周期検出手段からの信号に対応したタイミングで画像データを画像表示用のメモリ等から取得する。この画像データから内膜中膜を検出し、内膜中膜の位置からIMT値を算出する。こうして算出されたIMT値は、心臓の鼓動によるばらつきが排除されているうえ、心拡張期や心収縮期等の特徴的な位相で測定することができるため医学的に意味のあるデータとなる。
【0016】
【発明の効果】
本発明により、心周期に対応したタイミングでIMT値の測定を行うことができる。これにより、心臓の鼓動によるIMT値のばらつきを排除して、より高い精度で行うことができる。更に、心拡張期や心収縮期等の特徴的な位相で測定を行うことにより、医学的に意味のあるデータの集積を行うことができる。
【0017】
本発明において、被検者の心周期を検出する手段には、心電図測定に用いられる既存の心電検出手段を用いることができる。また、反射超音波から血管の状態の時間変化を検出する手段を心周期検出手段に用いることもできる。この場合、超音波診断装置の機能をそのまま利用して心周期を検出することができ、別途ハードウエアを用いる必要がないため、コストの増加を防ぐことができる。
【0018】
【実施例】
本発明に係る超音波診断装置の第1の実施例について説明する。この実施例では、被検者の心電を測定することにより心周期を検出する例を示す。この実施例のブロック図を図1に示す。
【0019】
超音波プローブ11は、周波数5〜15MHzの超音波を被検者の体内に送波すると共に、被検者の体内で反射された超音波を受波する。この超音波の送受波は、超音波送受信部12により制御される。超音波プローブ11は、受波した超音波を電気信号に変換する。この電気信号は超音波送受信部12を介して超音波信号処理部13に出力される。超音波信号処理部13は超音波プローブ11から入力された信号に対して、整相加算、ゲイン調整、対数圧縮、検波等の信号処理を行う。処理後の信号は超音波信号処理部13から表示処理部14に出力される。表示処理部14は、超音波信号処理部13から入力された信号を用いてモニタに超音波画像を表示するための回路であり、また、画像データを記憶する画像メモリを有する。表示処理部14からの出力信号により、モニタ15に超音波画像が表示される。
【0020】
心電検出センサ16は、被検者の心電を検出するものであり、被検者の心臓近傍の体表面に取り付けられる。心電検出センサ16には、心電図測定用の既存のセンサを用いることができる。心電検出センサ16から出力される心電検出信号は、心周期信号取得部17に入力される。心周期信号取得部17は、入力された心電検出信号から心周期を求め、制御部18に信号(心周期信号)を発信する。ここで心周期信号は、例えば心電図に同期した正弦波信号や、心周期の特定の位相においてパルス状の信号を発信するもの等とすることができる。
【0021】
入力部19は、測定者が設定等を入力するためのものであり、マウスあるいはトラックボール等のポインティングデバイスや、キーボード等から成る。測定部20は、IMT値測定のための所定の動作を行う。測定部20の詳細については後述する。
【0022】
第1実施例の超音波診断装置の動作を説明する。
まず、超音波プローブ11は、超音波送受信部12の制御の下、動画周期で超音波を送波する。この超音波は体内の各部で反射され、超音波プローブ11により検出される。前記のように、検出された超音波は超音波プローブ11において電気信号に変換され、この電気信号が超音波信号処理部13での信号処理後、表示処理部14に入力される。表示処理部14は、心周期信号取得部17が発信した心周期信号を入力して、この心周期信号に対応したタイミングで画像を更新すると共に、この画像のデータを表示処理部14の画像メモリに記憶する。これにより、この画像メモリに記憶される画像データは、心周期信号に対応した一定の位相におけるデータとなる。
【0023】
測定者が入力部19から所定の操作を行うことにより、測定部20は、画像中に測定対象とする領域の設定に用いる枠を表示させるための信号を表示処理部14に送信する。測定者は、図2に示すように、モニタ15の画面上に表示された測定対象範囲指定枠21内に血管壁の中膜23及び内膜24が入るように、枠の位置及び大きさを入力部19から設定する。なお、図2において、符号22は血管壁の外膜を、符号25は血液を、符号26は血管以外の部分を示す。
【0024】
測定部20は、設定された測定対象範囲指定枠21内の画像に対応する画像データを表示処理部14の画像メモリから取得する。測定部20は、取得した画像データ(輝度値)から、図3に示した内膜の内壁27と外膜の内壁28の位置を検出し、これら内膜内壁27と外膜内壁28との距離29をIMT値として算出する。ここで、画像データからIMT値を求めることは、特許文献1に記載の方法を用いて行うことができる。
【0025】
このように、本実施例では一定の位相における画像データからIMT値が求められるため、心臓の鼓動によるIMT値のばらつきが生じることを防ぐことができる。また、心拡張期や心収縮期等の特徴的な位相で測定を行うことにより、医学的に意味のあるデータを得ることができる。例えば、定期健康診断において毎回このような位相で測定を行えば、このばらつきの影響を受けることなく、過去のデータと比較してIMT値の変化をみることができる。
【0026】
IMT値の測定を行う心周期の位相について、図4を用いて説明する。心電検出センサ16が検出する心電には、心房の収縮に対応するP波31と、心室の収縮に対応するQ波32、R波33、S波34、T波35が含まれる。心臓から体内各部へ血液を送り出すのは心室の収縮期である。その時、即ちQ波32の初期からT波35の終期までの間のIMT値はそれ以外の時よりも小さくなる。特に、R波33の位相において心室が最も急激に収縮し、IMT値が小さくなる。そこで、心電検出センサ16がR波33を検出した時(符号36)にIMT値を測定を行うようにすれば、常にIMT値が最小になる条件で測定を行うことができる。
【0027】
一方、心室の収縮が始まる直前、即ちQ波32が検出される直前に、IMT値は最大になる。しかし、この時が心電データに変化が生じる前であるため、心電検出センサ16がこの時を検出することは困難である。IMT値が最大値に近く、且つ一定の位相において測定を行うためには、例えば、Q波32の直前に現れる特徴的な位相であるP波31の終期(符号37)を心電検出センサ16が検出した時に測定を行えばよい。
【0028】
なお、本実施例では心周期信号を表示処理部14に入力する例を示したが、心周期信号を超音波送受信部12に入力し、超音波プローブ11が該心周期信号に従って、動画周期ではなく心周期に対応した周期で超音波を送波するようにしてもよい。表示処理部14においては、超音波送受信部12から超音波信号処理部13を介して反射超音波のデータが入力されるタイミングでモニタ15に表示される画像を更新して、該画像のデータを画像メモリに記憶する。これにより、体内への超音波発信を最小限にとどめることができる。この画像データを用いて、測定部20は上記と同様にIMT値を測定する。
【0029】
次に、本発明に係る超音波診断装置の第2の実施例について説明する。この実施例では、心周期に同期して変化する血管の径や血管壁の厚さ等の血管の状態の時間変化を測定することにより心周期を検出する例を示す。この実施例のブロック図を図5に示す。
【0030】
超音波プローブ11、超音波送受信部12、超音波信号処理部13、表示処理部14の動作は第1実施例の場合と同様である。第2実施例では、超音波プローブ11は被検者の体内に動画周期で超音波を送受波する。
【0031】
超音波信号処理部13から出力された信号は、表示処理部14に入力されると共に、血管状態解析部41にも入力される。血管状態解析部41においては、超音波信号処理部13から出力された信号から、血管壁の厚さや血管の径等、心臓の鼓動により変化する血管の特徴部分のデータを抽出する。このデータの抽出には、従来のIMT値測定において用いられる画像処理手段を用いることができる。ここで取られる血管状態のデータの一例として、血管壁の厚さの時間変化を図6(a)に示す。これは、画像データから血管の外壁と内壁とを検出して、その厚さを求めたものである。なお、ここで求める血管壁の厚さは、IMT値ではなく、より容易に検出することができる外膜を含む血管壁の厚さとすることが望ましい。こうして得られた血管状態のデータの時間変化から心周期を検出する。図6(a)の例では、血管壁の厚さが最大になる時(符号51)、あるいは最小になるとき(符号52)を検出する。
【0032】
心周期信号発信部42は、血管状態解析部41により得られた心周期に基づき、制御部18に心周期信号を発信する。この心周期信号は、第1実施例の場合と同様のものとすることができる。例えば、血管壁の厚さが最大(図6の符号51)又は最小(符号52)になる時刻に値が最大又は最小となるような正弦波の心周期信号53を発信(例えば図6(b))したり、これらの時刻にパルス状の心周期信号54を発信(例えば図6(c))したりする。
【0033】
IMT値の測定は、心周期信号が上記心周期信号発信部42から発信される点以外は、第1実施例の場合と同様に行うことができる。
【0034】
第2実施例においては、超音波プローブ11が受波した反射超音波に基づいて心周期を検出するため、心周期検出のためのハードウエアを別途設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例である超音波診断装置を示すブロック図。
【図2】血管の超音波画像の例を示す図。
【図3】超音波画像からIMT値を算出する方法を説明するための図。
【図4】IMT値の測定を行う心周期の位相について説明するための図。
【図5】本発明の第2実施例である超音波診断装置を示すブロック図。
【図6】血管壁の厚さのデータから心周期を検出すること、及び該心周期に対応した心周期信号の例を示すグラフ。
【符号の説明】
11…超音波プローブ
12…超音波送受信部
13…超音波信号処理部
14…表示処理部
15…モニタ
16…心電検出センサ
17…心周期信号取得部
18…制御部
19…入力部
20…測定部
21…測定対象範囲指定枠
22…外膜
23…中膜
24…内膜
25…血液
27…内膜内壁
28…外膜内壁
31…P波
32…Q波
33…R波
34…S波
35…T波
41…血管状態解析部
42…心周期信号発信部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly, to an ultrasonic diagnostic apparatus for measuring the thickness of an intima-media complex of a blood vessel.
[0002]
[Prior art]
Since arteriosclerosis causes heart diseases such as angina pectoris and myocardial infarction, cerebral infarction and the like, it is desirable to conduct periodic examinations. The arteriosclerosis is a thickening and hardening of the intima and the media in the blood vessel wall of the artery having three layers of the adventitia, the media and the intima. Usually, the diagnosis of arteriosclerosis is performed by measuring the thickness of the intima-media complex of the carotid artery (Intima-Media Thickness, hereinafter referred to as "IMT"). Here, the carotid artery is measured because the IMT value of the carotid artery increases from the initial stage of arteriosclerosis compared to other sites, so that it is easy to find arteriosclerosis. This is because the measurement is easy because the depth from the skin is as small as 2 to 3 cm.
[0003]
Conventionally, the measurement of the IMT value has been performed by photographing the carotid artery with an ultrasonic diagnostic apparatus and analyzing the obtained ultrasonic image. Specifically, a doctor or a technician who is a measurer applies a caliper or the like to a screen of a display device or a printed image to obtain an IMT value. However, such a method not only requires a long time for measurement, but also has a problem that the measurement accuracy depends on the skill of the measurer. In order to determine arteriosclerosis, the measurement of the IMT value requires an accuracy of 0.1 mm, but it is difficult to perform measurement with this accuracy if the skill of the measurer is unskilled.
[0004]
In order to solve such a problem, some of the inventors of the present application have proposed in Patent Document 1 an ultrasonic diagnostic method and apparatus for measuring an IMT value from a luminance value of image data. As a result, the measurement time can be reduced, and the required measurement accuracy can be obtained without depending on the skill of the measurer.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2888968 ([0033] to [0037], FIG. 6)
[0006]
In the ultrasonic diagnostic apparatus described in Patent Literature 1, specifically, an IMT value is obtained by the following operation. First, the measurer applies an ultrasonic probe to a predetermined position on the neck of the subject. On the ultrasonic probe, several tens of ultrasonic elements are arranged in a line, and when the measurement is started, ultrasonic waves are sequentially transmitted from each ultrasonic element. The transmitted ultrasonic wave is reflected inside the body, and the reflected ultrasonic wave is received by the ultrasonic element. An ultrasonic image around the carotid artery is obtained based on the time difference between the transmitted wave and the received wave. This ultrasonic image is updated every predetermined period and is displayed as a moving image.
[0007]
This ultrasonic image is fixed (frozen) to the image at the moment when the measurer performs a predetermined operation. When the region including the blood vessel wall in the frozen image is designated by the measurer, the ultrasonic diagnostic apparatus uses the image data (brightness value) stored in the memory for displaying the image to determine the endocardium in the region. And the inner wall position of the epicardium are detected, and the interval between them is calculated as the IMT value.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The IMT value of the carotid artery changes according to the heartbeat. That is, the IMT value increases during diastole and decreases during systole. Therefore, the measured value of the IMT varies depending on the timing of freezing the ultrasonic image. As described above, the determination of arteriosclerosis requires an accuracy of 0.1 mm in the measured value of IMT, and therefore it is desirable to suppress this variation in order to perform a more accurate diagnosis.
[0009]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to perform the measurement with higher accuracy without causing a variation in the IMT measurement value due to the heartbeat. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that can perform the operation.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention made in order to solve the above-mentioned problem, the thickness of the intima-media complex membrane of the blood vessel based on the reflected ultrasound acquired from the body of the subject by the ultrasound probe In an ultrasonic diagnostic apparatus for measuring the
a) a cardiac cycle detecting means for detecting a cardiac cycle of the subject and transmitting a cardiac cycle signal synchronized with the cardiac cycle;
b) IMT value measurement means for receiving the cardiac cycle signal and measuring the thickness of the intima-media composite membrane at a timing corresponding to the reception;
It is characterized by having.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the cardiac cycle of the subject is detected, and the IMT value is measured at a timing corresponding to the cardiac cycle. Here, the cardiac cycle means a cycle formed by the beating of the heart, and one cycle of the cardiac cycle includes a diastolic period, a systolic period, and the like.
[0012]
The ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention has a cardiac cycle detecting means for detecting a cardiac cycle of a subject. The cardiac cycle detecting means transmits a signal synchronized with the detected cardiac cycle to the measuring means. As the cardiac cycle detecting means, for example, the following can be used.
[0013]
The first is a means for detecting a cardiac cycle by measuring a subject's electrocardiogram. In the first cardiac cycle detecting means, an existing cardiac cycle detecting method in electrocardiogram measurement can be used.
[0014]
The second one uses ultrasound image data acquired from the body of a subject by an ultrasound probe to obtain a state of a blood vessel such as a diameter of a blood vessel or a thickness of a blood vessel wall which changes in synchronization with a cardiac cycle. This is a means for measuring time change. For example, the diameter of a blood vessel increases during systole and decreases during diastole. In addition, the thickness of the blood vessel wall decreases during systole and increases during diastole. Therefore, the cardiac cycle can be measured by measuring the change in the state of these blood vessels. For measuring the state of the blood vessel based on the ultrasonic image data, an image processing method performed in an existing ultrasonic diagnostic apparatus can be used.
[0015]
The IMT value measuring means receives the signal from the cardiac cycle detecting means and measures the IMT value as follows at a timing corresponding to the signal.
In measuring the IMT value, image data (luminance value) for displaying an ultrasonic image on a monitor of the ultrasonic diagnostic apparatus is usually used. The IMT value measuring means acquires image data from a memory for image display or the like at a timing corresponding to a signal from the cardiac cycle detecting means. The intima media is detected from the image data, and the IMT value is calculated from the position of the intima media. The IMT value thus calculated is medically meaningful data because it can be measured at a characteristic phase such as a diastole or a systole in addition to the variability due to the heartbeat.
[0016]
【The invention's effect】
According to the present invention, the IMT value can be measured at a timing corresponding to the cardiac cycle. This eliminates variations in the IMT value due to the beating of the heart, and can be performed with higher accuracy. Further, by performing measurement at a characteristic phase such as diastole or systole, medically meaningful data can be collected.
[0017]
In the present invention, as the means for detecting the cardiac cycle of the subject, an existing electrocardiogram detection means used for electrocardiogram measurement can be used. Further, a means for detecting a temporal change in the state of the blood vessel from the reflected ultrasound can be used as the cardiac cycle detecting means. In this case, the cardiac cycle can be detected using the function of the ultrasonic diagnostic apparatus as it is, and there is no need to use separate hardware, so that an increase in cost can be prevented.
[0018]
【Example】
A first embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention will be described. In this embodiment, an example in which a cardiac cycle is detected by measuring a subject's electrocardiogram will be described. FIG. 1 shows a block diagram of this embodiment.
[0019]
The ultrasonic probe 11 transmits an ultrasonic wave having a frequency of 5 to 15 MHz into the body of the subject and receives the ultrasonic wave reflected in the body of the subject. The transmission and reception of the ultrasonic waves are controlled by the ultrasonic transmitting and receiving unit 12. The ultrasonic probe 11 converts the received ultrasonic wave into an electric signal. This electric signal is output to the ultrasonic signal processing unit 13 via the ultrasonic transmitting and receiving unit 12. The ultrasonic signal processing unit 13 performs signal processing such as phasing addition, gain adjustment, logarithmic compression, and detection on the signal input from the ultrasonic probe 11. The processed signal is output from the ultrasonic signal processing unit 13 to the display processing unit 14. The display processing unit 14 is a circuit for displaying an ultrasonic image on a monitor using a signal input from the ultrasonic signal processing unit 13, and has an image memory for storing image data. An ultrasonic image is displayed on the monitor 15 by an output signal from the display processing unit 14.
[0020]
The electrocardiogram detection sensor 16 detects an electrocardiogram of the subject, and is attached to a body surface near the heart of the subject. As the electrocardiogram detection sensor 16, an existing sensor for measuring an electrocardiogram can be used. An electrocardiogram detection signal output from the electrocardiogram detection sensor 16 is input to a cardiac cycle signal acquisition unit 17. The cardiac cycle signal acquisition unit 17 obtains a cardiac cycle from the input electrocardiogram detection signal, and transmits a signal (cardiac cycle signal) to the control unit 18. Here, the cardiac cycle signal may be, for example, a sine wave signal synchronized with an electrocardiogram, or a signal that transmits a pulse-like signal at a specific phase of the cardiac cycle.
[0021]
The input unit 19 is used by a measurer to input settings and the like, and includes a pointing device such as a mouse or a trackball, a keyboard, and the like. The measurement unit 20 performs a predetermined operation for measuring the IMT value. Details of the measurement unit 20 will be described later.
[0022]
The operation of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment will be described.
First, the ultrasonic probe 11 transmits an ultrasonic wave at a moving image cycle under the control of the ultrasonic transmitting and receiving unit 12. The ultrasonic waves are reflected by various parts of the body and detected by the ultrasonic probe 11. As described above, the detected ultrasonic wave is converted into an electric signal in the ultrasonic probe 11, and the electric signal is input to the display processing unit 14 after signal processing in the ultrasonic signal processing unit 13. The display processing unit 14 receives the cardiac cycle signal transmitted by the cardiac cycle signal acquiring unit 17, updates the image at a timing corresponding to the cardiac cycle signal, and stores the image data in the image memory of the display processing unit 14. To memorize. As a result, the image data stored in the image memory becomes data at a fixed phase corresponding to the cardiac cycle signal.
[0023]
When the measurer performs a predetermined operation from the input unit 19, the measurement unit 20 transmits a signal for displaying a frame used for setting an area to be measured in the image to the display processing unit 14. As shown in FIG. 2, the measurer adjusts the position and size of the vascular wall so that the media 23 and the intima 24 fall within the measurement range designation frame 21 displayed on the screen of the monitor 15. It is set from the input unit 19. In FIG. 2, reference numeral 22 indicates an adventitia of a blood vessel wall, reference numeral 25 indicates blood, and reference numeral 26 indicates a portion other than the blood vessel.
[0024]
The measurement unit 20 acquires the image data corresponding to the image in the set measurement target range designation frame 21 from the image memory of the display processing unit 14. The measuring unit 20 detects the positions of the inner wall 27 of the intima and the inner wall 28 of the outer membrane shown in FIG. 3 from the acquired image data (luminance value), and detects the distance between the inner wall 27 of the inner membrane and the inner wall 28 of the outer membrane. 29 is calculated as the IMT value. Here, obtaining the IMT value from the image data can be performed using the method described in Patent Document 1.
[0025]
As described above, in this embodiment, since the IMT value is obtained from the image data in a certain phase, it is possible to prevent the IMT value from being varied due to the heartbeat. In addition, by performing measurement at a characteristic phase such as a diastole or a systole, medically meaningful data can be obtained. For example, if the measurement is performed at such a phase each time in the regular health checkup, the change of the IMT value can be seen by comparing with the past data without being affected by the variation.
[0026]
The phase of the cardiac cycle for measuring the IMT value will be described with reference to FIG. The electrocardiogram detected by the electrocardiogram detection sensor 16 includes a P-wave 31 corresponding to atrial contraction, a Q-wave 32, an R-wave 33, an S-wave 34, and a T-wave 35 corresponding to ventricular contraction. It is during the ventricular systole that blood is pumped from the heart to various parts of the body. At that time, that is, during the period from the beginning of the Q wave 32 to the end of the T wave 35, the IMT value becomes smaller than at other times. In particular, the ventricle contracts most rapidly in the phase of the R wave 33, and the IMT value decreases. Therefore, if the IMT value is measured when the electrocardiographic detection sensor 16 detects the R wave 33 (reference numeral 36), the measurement can always be performed under the condition that the IMT value is minimized.
[0027]
On the other hand, immediately before the ventricle contraction starts, that is, immediately before the Q wave 32 is detected, the IMT value becomes maximum. However, since this time is before a change occurs in the electrocardiogram data, it is difficult for the electrocardiogram detection sensor 16 to detect this time. In order to perform the measurement at a constant phase where the IMT value is close to the maximum value, for example, the end of the P wave 31 (symbol 37) which is a characteristic phase appearing immediately before the Q wave 32 is determined by the electrocardiographic detection sensor 16. The measurement may be performed when is detected.
[0028]
In the present embodiment, an example in which the cardiac cycle signal is input to the display processing unit 14 has been described. However, the cardiac cycle signal is input to the ultrasonic transmission / reception unit 12, and the ultrasonic probe 11 receives the cardiac cycle signal according to the cardiac cycle signal. Alternatively, the ultrasonic waves may be transmitted at a cycle corresponding to the cardiac cycle. The display processing unit 14 updates an image displayed on the monitor 15 at the timing when reflected ultrasonic data is input from the ultrasonic transmission / reception unit 12 via the ultrasonic signal processing unit 13, and updates the image data. Store in the image memory. As a result, transmission of ultrasonic waves into the body can be minimized. Using this image data, the measurement unit 20 measures the IMT value in the same manner as described above.
[0029]
Next, a second embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention will be described. This embodiment shows an example in which a cardiac cycle is detected by measuring a temporal change in a state of a blood vessel such as a diameter of a blood vessel or a thickness of a blood vessel wall which changes in synchronization with the cardiac cycle. FIG. 5 shows a block diagram of this embodiment.
[0030]
The operations of the ultrasonic probe 11, the ultrasonic transmitting / receiving unit 12, the ultrasonic signal processing unit 13, and the display processing unit 14 are the same as those in the first embodiment. In the second embodiment, the ultrasonic probe 11 transmits and receives ultrasonic waves in the body of the subject at a moving image cycle.
[0031]
The signal output from the ultrasonic signal processing unit 13 is input to the display processing unit 14 and also to the blood vessel state analysis unit 41. The blood vessel state analysis unit 41 extracts data of a characteristic portion of a blood vessel that changes with the heartbeat, such as the thickness of the blood vessel wall and the diameter of the blood vessel, from the signal output from the ultrasonic signal processing unit 13. For the extraction of this data, image processing means used in conventional IMT value measurement can be used. FIG. 6A shows a temporal change in the thickness of the blood vessel wall as an example of the blood vessel state data taken here. In this method, the outer wall and the inner wall of a blood vessel are detected from image data, and the thickness is obtained. It is desirable that the thickness of the blood vessel wall determined here is not the IMT value but the thickness of the blood vessel wall including the adventitia that can be more easily detected. The cardiac cycle is detected from the time change of the blood vessel state data thus obtained. In the example of FIG. 6A, when the thickness of the blood vessel wall is maximum (reference numeral 51) or when it is minimum (reference numeral 52) is detected.
[0032]
The cardiac cycle signal transmitting section 42 transmits a cardiac cycle signal to the control section 18 based on the cardiac cycle obtained by the blood vessel state analyzing section 41. This cardiac cycle signal can be the same as in the case of the first embodiment. For example, at the time when the thickness of the blood vessel wall is maximum (reference numeral 51 in FIG. 6) or minimum (reference numeral 52), a sine wave cardiac cycle signal 53 whose value is maximum or minimum is transmitted (for example, FIG. )) Or a pulse-shaped cardiac cycle signal 54 is transmitted at these times (for example, FIG. 6C).
[0033]
The measurement of the IMT value can be performed in the same manner as in the first embodiment, except that the cardiac cycle signal is transmitted from the cardiac cycle signal transmitting section 42.
[0034]
In the second embodiment, since the cardiac cycle is detected based on the reflected ultrasonic waves received by the ultrasonic probe 11, there is no need to separately provide hardware for detecting the cardiac cycle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of an ultrasonic image of a blood vessel.
FIG. 3 is a diagram for explaining a method of calculating an IMT value from an ultrasonic image.
FIG. 4 is a diagram for explaining a phase of a cardiac cycle in which an IMT value is measured.
FIG. 5 is a block diagram showing an ultrasonic diagnostic apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing an example of detecting a cardiac cycle from data on the thickness of a blood vessel wall and a cardiac cycle signal corresponding to the cardiac cycle.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Ultrasonic probe 12 ... Ultrasonic transmission / reception part 13 ... Ultrasonic signal processing part 14 ... Display processing part 15 ... Monitor 16 ... Electrocardiogram detection sensor 17 ... Cardiac cycle signal acquisition part 18 ... Control part 19 ... Input part 20 ... Measurement Unit 21 Measurement target range designation frame 22 Outer membrane 23 Middle membrane 24 Inner membrane 25 Blood 27 Inner membrane inner wall 28 Outer membrane inner wall 31 P wave 32 Q wave 33 R wave 34 S wave 35 ... T-wave 41 ... blood vessel condition analyzer 42 ... cardiac cycle signal transmitter

Claims (3)

超音波プローブにより被検者の体内から取得された反射超音波に基づいて血管の内膜中膜複合体膜の厚さを測定する超音波診断装置において、
a)被検者の心周期を検出して、該心周期に同期した心周期信号を発信する心周期検出手段と、
b)前記心周期信号を受信して、該受信に対応したタイミングで前記内膜中膜複合体膜の厚さの測定を行うIMT値測定手段と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
In an ultrasonic diagnostic apparatus that measures the thickness of the intima-media complex membrane of a blood vessel based on reflected ultrasound obtained from the body of a subject by an ultrasound probe,
a) a cardiac cycle detecting means for detecting a cardiac cycle of the subject and transmitting a cardiac cycle signal synchronized with the cardiac cycle;
b) an IMT value measuring means for receiving the cardiac cycle signal and measuring the thickness of the intima-media composite membrane at a timing corresponding to the reception;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記心周期検出手段が被検者の心電を検出するものであることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the cardiac cycle detecting means detects an electrocardiogram of a subject. 前記心周期検出手段が、前記反射超音波から血管の収縮・拡張の周期を検出するものであることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the cardiac cycle detecting means detects a contraction / dilation cycle of a blood vessel from the reflected ultrasound.
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