JP2005348807A

JP2005348807A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JP2005348807A
Application number: JP2004170151A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kato; 潤一加藤
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2004-06-08
Filing date: 2004-06-08
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2024-06-08
Also published as: JP4379211B2

Abstract

【課題】過去に撮影した部位と同一の部位を容易に撮影することができ、再現性の高いIMT測定を行うことのできる超音波診断装置を提供する
【解決手段】初診時などに撮影された超音波画像から血管の外縁３４を検出してトレース線３５を作成し、２回目以降の測定時に該トレース線３５を描出画像４１上に重畳表示することにより、位置合わせの基準とする。
【選択図】図４

Description

本発明は超音波診断装置に関し、特に頸動脈エコー画像に基づいて頸動脈管壁の内膜中膜複合体厚を測定する機能を備えた超音波診断装置に関する。

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。動脈硬化が進行するとそれに比例して、外膜・中膜・内膜の３層から成る動脈の血管壁のうち、内膜と中膜が肥厚することが知られており、動脈硬化の診断は、通常、頸動脈血管の内膜中膜複合体厚（Intima-Media Thickness、以下、IMTと表記する）を測定することによって行われる。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ことにより動脈硬化の発見が容易であるため、およ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。

従来、IMT値の測定は、頸動脈を超音波診断装置により撮影し、画面に表示された画像上または紙に印刷された画像上にノギスを当ててIMT値を求めていたが、近年では特許文献１に記載のような画像データの輝度値を基にコンピュータアルゴリズムによってIMT値を測定する機能を備えた超音波診断装置が開発され、診断の大幅な簡便化・迅速化が実現されている。
特許2889568号公報

しかし、IMTの年進展率は０．０１mm程度であり、IMT診断はこのように非常に小さい量を問題にするため、長期間に渡ってIMT値の経過観察を行うような場合、診断の度に確実に同一の部位を撮影しないと測定結果に大きな誤差を与えてしまうこととなる。しかし、従来このような撮影箇所の位置合わせは、過去に撮影した超音波画像を紙に印刷したりモニタ上に現在の描出画像と並べて表示させたりすることによって参照しながら、過去の画像と同一の箇所がモニタに表示されるようにプローブを動かすことによって行われていた。そのため、正確に同一箇所を測定できるかどうかが測定者の技量に依存すると共に、位置合わせに時間が掛かるという問題もあった。特に、頸部のように平面ではない部位で同一箇所を毎回測定するのは非常に困難である。

本発明が解決しようとする課題は、過去に撮影した部位と同一の部位を容易に撮影することができ、再現性の高いIMT測定を行うことのできる超音波診断装置を提供することである。

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、被検者の体内の観察対象に超音波を送波し、該観察対象で反射された超音波を基に超音波画像を作成する超音波診断装置において、a)過去に撮影された超音波画像から観察対象の特徴位置を検出して位置情報を作成する位置情報作成手段と、b)該位置情報を現在の描出画像上に重畳表示する位置情報表示手段とを備えることを特徴とする。

なお、本発明において描出画像とは、プローブによる超音波の送受波に伴って画面上にリアルタイムで表示される動画像またはそれをフリーズさせた静止画像のことを指す。

また、本発明に係る超音波診断装置の別の態様のものは、上記の構成に加えて、c)測定範囲指定枠によって上記超音波画像内の任意の領域を測定対象として指定する測定範囲指定手段と、d)上記測定範囲指定手段によって指定された領域内の画像データを基に所定の測定を行うデータ解析手段と、e)上記測定範囲指定枠と上記超音波画像とを関連づけて保存する記憶手段と、f)上記記憶手段によって記憶された上記測定範囲指定枠を現在の描出画像上に表示する測定範囲指定枠表示手段とを備えることを特徴とする。

過去に撮影された超音波画像を基に位置情報を作成し、現在の描出画像に重畳表示することによって、該位置情報と描出画像とが重なり合うようにプローブを動かすことで容易に位置合わせを行うことができるようになり、位置合わせに要する時間を短縮できると共に、測定者間のばらつきが低減される。
また、過去のIMT測定時と同じ位置および大きさの測定範囲指定枠で測定範囲を指定できるようにすれば、毎回超音波画像中の同一領域をIMT測定に供することができ、IMT値の経過観察等の信頼性を更に向上させることができる。

以下、実施例を用いて本発明の超音波診断装置を実施するための最良の形態について説明する。

［実施例］
図１は、本実施例の超音波診断装置の要部の構成を示すブロック図である。超音波プローブ１１は、被検者の頸部表面の所定の位置に当接して、発信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して電気信号に変換する。超音波送受信部１２は超音波プローブ１１による超音波の送受波を制御するものであり、超音波信号処理部１３は、超音波プローブ１１から出力される電気信号を画像データに変換し、整相加算、ゲイン調整、対数圧縮等の所定のデータ処理を行う。表示処理部１４は、超音波信号処理部１３の出力に基づき、モニタ１５に超音波画像を表示させるための処理を行う。

IMT値測定部１６は、超音波画像内でIMT測定の対象とする領域を設定すると共に、設定した測定対象領域内のIMT値を測定するための所定の動作を行う。記憶部１７は、取得した超音波画像や測定したIMT値等を記憶するものである。位置情報作成部１８は撮影された超音波画像を基に血管壁の位置を示す位置情報を作成するものであり、その詳細については後述する。制御部１９は、上記の各部の制御を行うものであり、マウス等のポインティングデバイスやキーボード等から成る入力部２０によって操作者の指示が制御部１９に送られる。

以下、本実施例の超音波診断装置の動作について、図２〜図４を用いて説明する。
はじめに、初診時における超音波画像の撮影、該画像を基にしたIMT値の測定、および該画像等の保存について説明する。

まず、測定者は超音波プローブ１１を被検者の頸部に当接させる。測定者が入力部２０を用いて所定の操作を行うことにより、プローブ１１は被検者の体内に所定の周期で超音波を送波する。被検者の体内で反射された超音波はプローブ１１によって電気信号に変換され、超音波信号処理部１３および表示処理部１４において超音波画像が生成される。該超音波画像は、超音波プローブ１１が送波する超音波の周期に従って更新され、動画としてモニタ１５に表示される。

測定者が所定の操作を行うことにより、モニタ１５に動画表示されている超音波画像がフリーズされる。測定者は、フリーズされた画像がIMT測定用の画像として適切であるか否かを判断し、適切でないと判断した場合には、入力部２０を操作することにより、フリーズさせる前の時点の超音波画像をモニタ１５に表示させ、IMT測定に適した画像を選択する。あるいは、再度動画を表示させた上でフリーズをやり直す。測定者が所定の操作を行うと、IMT測定に用いる超音波画像が決定される。

測定用の超音波画像が決定されると、図２に示すように、測定対象領域を設定するための枠（テンプレート）２２が超音波画像２１中に表示される。測定者は、マウス等を操作してテンプレート２２を移動させたり拡大・縮小させたりすることによって、血管壁２３の内膜２４および中膜２５がテンプレート２２内に入るようにする。「ＯＫ」ボタン２７を押すことによりテンプレート２２の位置および大きさが確定すると、IMT値測定部１６は、テンプレート２２内の各画素の輝度値から、内膜２４の内壁（内膜と血流領域との境界）および外膜２６の内壁（中膜と外膜の境界）を検出し、それらの間の距離を計測することによってIMT値を求める。この各内壁の検出およびIMT測定は、特許文献１に記載の方法を利用した既存のIMT測定用ソフトを用いて行うことができる。

上記のようにして得られたIMT値や、測定によって得られたその他の情報、および後述の撮影断面に関する情報などは、記憶部１７に記憶される。また、測定に使用された超音波画像２１やテンプレート２２の位置および大きさに関する情報等も互いに関連づけられて記憶部１７に保存される。

以上の動作を繰り返すことによって複数の断面での撮影、IMT測定、画像の保存を行う。IMT値の測定の際には通常、頸部の左右に１本ずつある頸動脈の双方に対して、それぞれ２方向（側方および斜め前方）から超音波画像を撮影する。また、頸動脈は、心臓に近い側の総頸動脈が、脳に血液を供給する内頸動脈と顔面に血液を供給する外頸動脈とに分岐しており、通常、総頸動脈と内頸動脈のいずれか一方、または双方に対してIMT値の測定を行う。従って、１人の被検者に対して、総頸動脈と内頸動脈のいずれか一方のIMT値を測定する場合には４つの断面で、総頸動脈と内頸動脈の双方のIMT値を測定する場合には８つの断面で超音波画像を撮影することになる。

続いて、２回目以降の診断時における本実施例の超音波診断装置の動作について説明する。
まず、測定者が入力部２０で所定の操作を行うことにより、図３に示すように、初診時に撮影された複数箇所の超音波画像がモニタ１５上に縮小表示される。各縮小画像（以下、サムネイル画像）３１の下にはその画像が撮影された位置および方向を表す文字列３２が表示される（図３において文字列左端の「CCA」は総頸動脈を表し、ハイフンの右側の「AO」は斜め前方から、「LV」は側方から撮影されたことを示す。文字列右端の「L」または「R」はそれぞれ左側または右側の頸動脈であることを示している）。これらのサムネイル画像３１の中から所望の画像をダブルクリックして選択すると、該サムネイル画像３１の基となった初診時の測定用画像２１が画面の左側に表示される。この状態で「トレース」ボタン３３を押すと該画像２１の輝度を基に血管の外縁（すなわち外膜２６の外壁）３４が検出され、該外縁３４をトレースした線３５が画像２１上に重畳表示される。更に、頸動脈の分岐部のように形状に特徴がある場所の場合には、その特徴を示す箇所にドット３６が表示される。

上記トレース線３５およびドット３６は、超音波画像撮影時の位置合わせの基準となるものであり、外膜２６の外壁を位置合わせの基準に用いる理由は、外膜２６と血管周辺部との輝度差が大きく画面上で確認しやすいため、および内膜２４や中膜２５の肥厚による影響を受けにくいためである。

次に、測定者が入力部２０のマウス等を操作して「ＯＫ」ボタン３７を押し、超音波プローブ１１を被検者の頸部に当接させて超音波の送受波を開始させると、図４に示すように、モニタ上に現在の描出画像４１が動画表示されると共に、上記のようにして作成されたトレース線３５およびドット３６が該描出動画４１上に重畳表示される。該トレース線３５およびドット３６は現在の描出動画４１と区別しやすいように、破線や高輝度線、色付きの線等で表される。

測定者は、まず描出動画４１中の頸動脈の分岐部が上記ドット３６と一致するようにプローブ１１を動かして大まかな位置合わせを行い、続いて上記トレース線３５と描出画像の血管の外縁３４の位置が一致するようにプローブ１１の位置や角度を微調節する。両者が一致したと測定者が判断したら、「フリーズ」ボタン４２を押すことにより描出動画４１をフリーズさせる。再度トレース線３５と血管の外縁３４の位置が重なっていることを確認し、一致していないと判断した場合には、再び動画を表示させてフリーズをやり直す。

測定者がトレース線３５と血管の外縁３４の位置とが十分一致していると判断した場合には、「テンプレート呼び出し」ボタン４３を押す。これによりIMT測定用の画像が決定されると共に、該画像上にテンプレートが重畳表示される。該テンプレートの位置および大きさの設定は、初診時に測定用画像と共に記憶部に保存されていたものであり、該テンプレートによって、初診時にIMT測定を行ったのと同一の領域を指定することができる。
その後、測定者が所定の操作を行うことにより、初診時と同様にテンプレート内の画像データを基にIMT値が測定される。

なお、上記のようにして作成されたトレース線３５およびドット３６は初診時の測定画像２１と関連づけて保存し、次回以降は測定時に呼び出して使用できるようにすることが望ましい。また、トレース線の作成は、上述のように２回目以降の測定時に行っても良いが、初診時にトレース線等を作成・保存しておいても良い。

本発明の超音波診断装置における測定範囲指定手段およびデータ解析手段は従来のIMTソフトによって実現することができ、位置情報作成手段、位置情報表示手段、および測定範囲指定枠表示手段は、従来のIMT測定用ソフトを改変することなどによって実現できるため、新たな部品を追加する必要がなく、大幅なコストの上昇を招来することがない。

なお、上記実施例では、本発明を頸動脈エコーによるIMT測定に用いる場合を示したが、胸部や腹部などその他の部位の観察や測定を行う場合にも、本発明の構成を適用することができる。この場合、臓器の輪郭等をトレース表示して位置合わせを行うと共に、必要に応じてテンプレートの保存・呼び出しを行い、専用の測定ソフト等により所定の測定を行うものとする。

本発明の実施例に係る超音波診断装置の要部の構成を示すブロック図。同実施例の超音波診断装置において超音波画像内の測定範囲を指定する際の画面表示を示す図。同実施例の超音波診断装置におけるトレース線作成時の画面表示を示す図。同実施例の超音波診断装置における超音波撮影時の位置合わせの際の画面表示を示す図。

符号の説明

１１…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…IMT値測定部
１７…記憶部
１８…位置情報作成部
１９…制御部
２０…入力部
２１…測定用画像
２２…テンプレート
２３…血管壁
２４…内膜
２５…中膜
２６…外膜
３１…サムネイル画像
３４…血管の外縁
３５…トレース線
３６…ドット
４１…描出動画

Claims

被検者の体内の観察対象に超音波を送波し、該観察対象で反射された超音波を基に超音波画像を作成する超音波診断装置において、
a)過去に撮影された超音波画像から観察対象の特徴位置を検出して位置情報を作成する位置情報作成手段と、
b)該位置情報を現在の描出画像上に重畳表示する位置情報表示手段と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
更に、
c)測定範囲指定枠によって上記超音波画像内の任意の領域を測定対象として指定する測定範囲指定手段と、
d)上記測定範囲指定手段によって指定された領域内の画像データを基に所定の測定を行うデータ解析手段と、
e)上記測定範囲指定枠と上記超音波画像とを関連づけて保存する記憶手段と、
f)上記記憶手段によって記憶された上記測定範囲指定枠を現在の描出画像上に表示する測定範囲指定枠表示手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
上記データ解析手段が血管の内膜を検出し、内膜中膜複合体厚を算出することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。