JP2006122295A - 超音波診断装置 - Google Patents

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JP2006122295A JP2004313589A JP2004313589A JP2006122295A JP 2006122295 A JP2006122295 A JP 2006122295A JP 2004313589 A JP2004313589 A JP 2004313589A JP 2004313589 A JP2004313589 A JP 2004313589A JP 2006122295 A JP2006122295 A JP 2006122295A
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Yoshinobu Watanabe
良信 渡辺
Yoshinao Sorinaka
由直 反中
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Abstract

【課題】超音波によって血管壁の境界を検出する方法として、測定対象となる血管壁の構造を解析し、境界位置、中膜位置、外膜位置により分割された複数範囲から、特定の範囲を選択して血管壁の移動量や弾性率値を表示することが考慮されていなかった。また、自動または手動で境界分割した位置の修正をフリーズ後に繰り返す(再設定する)事が考慮されていない。
【解決手段】上記課題を解決するために本発明では、検出された境界位置、中膜位置、外膜位置により分割された複数範囲をユーザが任意に選択する機能を有し、選択した範囲内に限定して血管壁の移動量や弾性率値を表示することができる。また、分割した境界情報をシネメモリに保存する手段と、フリーズ後にシネメモリから血管壁の移動量や弾性率値を分割した境界情報を超音波画像と共に再生する機能を有し、境界位置、中膜位置、外膜位置などに分割された境界位置をフリーズ後に手動で再定義する。
【選択図】図1

Description

本発明は、血管の状態を超音波によって診断する超音波診断装置に関する。
超音波によって血管壁の境界を検出する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。この方法は、標準的な血管構造を有していることを前提として、血管によって反射された超音波に基づく画像データにおける輝度信号の最大ピーク値と第2ピーク値とに基づいて、血管変位、血管径および血管壁の厚さ等を計測する。また、超音波によって血管壁(頚動脈)のIMT(Intima−Media Thickness:内膜から中膜までの厚み)値を検出する方法として、標準的な血管構造を有していることを前提として、血管によって反射された超音波に基づく画像データにおける輝度信号の最大ピーク値と第2ピーク値とに基づいて、血管壁(頚動脈)のIMT値を計測する方法がある(例えば、特許文献2参照)。
特開2000−271117号公報 特開平11−318896号公報
しかしながら前述した従来技術では、測定対象となる血管壁の構造を解析し、境界位置、中膜位置、外膜位置により分割された複数範囲から、特定の範囲を選択して血管壁の移動量や弾性率値を表示することが考慮されていなかった。また、自動または手動で境界分割した位置の修正をフリーズ後に繰り返す(再設定する)事が考慮されていなかった、という問題を有していた。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、選択した範囲内に限定して血管壁の移動量や弾性率値を表示することを目的とする。
本発明の超音波診断装置では、血管の長手方向に沿った血管の内膜と血管を通って血液が流れる血液流領域との間の境界位置と、血管の長手方向に沿った中膜位置と、血管の長手方向に沿った外膜位置の少なくとも一つを自動検出する境界位置検出手段と、境界位置、中膜位置、外膜位置により分割された複数範囲をユーザが任意に選択する機能を有している。この構成により、選択した範囲内に限定して血管壁の移動量や弾性率値を表示することができる。
また、本発明の超音波診断装置では、手動で血管の長手方向に沿った血管の内膜と血管を通って血液が流れる血液流領域との間の境界位置と、血管の長手方向に沿った中膜位置と、血管の長手方向に沿った外膜位置の少なくとも一つを定義する境界位置指定手段と、境界位置、中膜位置、外膜位置により分割された複数範囲をユーザが任意に選択機能を有している。この構成により、選択した範囲内に限定して血管壁の移動量や弾性率値を表示することができる。
また、本発明の超音波診断装置では、血管壁の移動量の変化情報と共に複数範囲に分割した境界情報をシネメモリに保存する手段と、フリーズ後にシネメモリから血管壁の移動量や弾性率値を分割した境界情報を超音波画像と共に再生する機能を有している。この構成により、境界位置、中膜位置、外膜位置などに分割された境界位置をフリーズ後に手動で再定義することができる。
また、本発明の超音波診断装置では、皮膚の表面からの深さ方向に沿った境界位置を検出するための関心領域を、前壁と後壁との少なくとも一方を跨ぐように配置する関心領域配置手段機能を有している。この構成により、ユーザ選択範囲を関心領域内に限定することができる。
また、本発明の超音波診断装置では、算出した血管壁の移動量の変化に基づいて、組織の弾性情報を算出する機能を有している。この構成により、算出した弾性情報をユーザ選択した範囲内に限定してモニタ表示することができる。
また、本発明の超音波診断装置では、算出した血管壁の移動量の変化に基づいて、組織の弾性情報を算出する機能を有している。この構成により、算出した弾性情報をユーザ選択した範囲内に限定して弾性情報の平均値、最大値、最小値、分散値の少なくとも一つを算出することができる。
また、本発明の超音波診断装置では、算出した血管壁の移動量の変化に基づいて、組織の弾性情報を算出する機能を有している。この構成により、算出した弾性情報をユーザ選択した範囲内に限定してヒストグラム形式でモニタ表示することができる。
また、本発明の超音波診断装置では、血管壁の移動量をユーザ選択した範囲内に限定してヒストグラム形式でモニタ表示することができる。
また、本発明の超音波診断装置では、B画像の輝度値をユーザ選択した範囲内に限定してヒストグラム形式でモニタ表示することができる。
本発明は、血管の長手方向に沿った血管の内膜と血管を通って血液が流れる血液流領域との間の境界位置と、血管の長手方向に沿った中膜位置と、血管の長手方向に沿った外膜位置の少なくとも一つを自動検出する境界位置検出手段と、境界位置、中膜位置、外膜位置により分割された複数範囲をユーザが任意に選択する機能を設けることにより、選択した範囲内に限定して血管壁の移動量や弾性率値を表示する、という効果を有する超音波診断装置を提供することができるものである。
また、本発明は、手動で血管の長手方向に沿った血管の内膜と血管を通って血液が流れる血液流領域との間の境界位置と、血管の長手方向に沿った中膜位置と、血管の長手方向に沿った外膜位置の少なくとも一つを定義する境界位置指定手段と、境界位置、中膜位置、外膜位置により分割された複数範囲をユーザが任意に選択する機能を設けることにより、選択した範囲内に限定して血管壁の移動量や弾性率値を表示する、という効果を有する超音波診断装置を提供することができるものである。
また、本発明は、血管壁の移動量の変化情報と共に複数範囲に分割した境界情報をシネメモリに保存する手段と、フリーズ後にシネメモリから血管壁の移動量や弾性率値を分割した境界情報を超音波画像と共に再生するする機能を設けることにより、境界位置、中膜位置、外膜位置などに分割された境界位置をフリーズ後に手動で再定義する、という効果を有する超音波診断装置を提供することができるものである。
また、本発明は、皮膚の表面からの深さ方向に沿った境界位置を検出するための関心領域を、前壁と後壁との少なくとも一方を跨ぐように配置する関心領域配置する機能を設けることにより、ユーザ選択範囲を関心領域内に限定する、という効果を有する超音波診断装置を提供することができるものである。
また、本発明は、算出した血管壁の移動量の変化に基づいて、組織の弾性情報を算出する機能を設けることにより、算出した弾性情報をユーザ選択した範囲内に限定してモニタ表示する、という効果を有する超音波診断装置を提供することができるものである。
また、本発明は、算出した血管壁の移動量の変化に基づいて、組織の弾性情報を算出する機能を設けることにより、算出した弾性情報をユーザ選択した範囲内に限定して弾性情報の平均値、最大値、最小値、分散値の少なくとも一つを算出する、という効果を有する超音波診断装置を提供することができるものである。
また、本発明は、算出した血管壁の移動量の変化に基づいて、組織の弾性情報を算出する機能を設けることにより、算出した弾性情報をユーザ選択した範囲内に限定してヒストグラム形式でモニタ表示する、という効果を有する超音波診断装置を提供することができるものである。
また、本発明は、血管壁の移動量をユーザ選択した範囲内に限定してヒストグラム形式でモニタ表示する、という効果を有する超音波診断装置を提供することができるものである。
また、本発明は、B画像の輝度値をユーザ選択した範囲内に限定してヒストグラム形式でモニタ表示する、という効果を有する超音波診断装置を提供することができるものである。
(実施の形態1)
本発明の第1の実施の形態の超音波装置について図1を用いてその動作を説明する。図1において、超音波プローブ100はBモード画像101として血管内を流れる血流部102と血管壁103を表示できる体表位置に配置されている。また、血管壁103は内膜104、中膜105、外膜106の三層構造となっており、各種演算を実施する関心領域107が粥種(アテローム)108を捉えるような位置に配置されている。
血管によって反射された超音波エコー信号は超音波プローブ100で受信され信号受信110で皮膚の表面からの深さ方向に沿った超音波エコー信号として電気信号に変換された後に2方向に分岐して、一方は移動量検出120で、拍動などによる血管壁の移動量が検出され、境界検出(自動)121で血管壁の移動量の変化に基づいて、血管の長手方向に沿った血管の内膜と血管を通って血液が流れる血液流領域との間の境界(内膜)位置と中膜位置と外膜位置の少なくとも一つを自動検出する。
血管壁は、発信手段に近い側の前壁と発信手段から遠い側の後壁とを有している為、ユーザ設定に従って関心領域配置124では境界位置を検出するための関心領域を、後壁側の血管壁を跨ぐように配置している。同様に範囲限定125ではユーザ設定に従って各種演算処理を実施する対象範囲を定め、演算処理126で関心領域内かつ対象範囲内に限定して血管壁の移動量や弾性率値、その平均値、最大値、最小値、分散値、ヒストグラム値を算出している。
また、信号受信110で2方向に分岐した他方側は、Bモード処理130で各種の信号処理が施され、画像合成132では、演算処理126で求められた血管壁の移動量や弾性率値、その平均値、最大値、最小値、分散値、ヒストグラム値を超音波画像と合成して、表示部133に送出している。
以上のように構成された超音波診断装置の範囲限定125について、図2、図3とともにその動作を詳細に説明する。例えば、図2では関心領域207が粥種(アテローム)208を捉えるように配置した際に、その粥種(アテローム)208自体の賛成率値を求めたい場合には内膜204と中膜205の間のみを演算処理を行う対象範囲として定めれば、内膜中膜間のみを(着色)表示208のように表示部133に表示され、演算処理126でも、関心領域207内かつ内膜204と中膜205の間のみから血管壁の移動量や弾性率値、その平均値、最大値、最小値、分散値、ヒストグラム値などを算出する。
また、図3では関心領域307が粥種(アテローム)308を捉えるように配置した際に、粥種(アテローム)308の外側に相当する中膜305と外膜306の間のみを演算処理を行う対象範囲として定めれば、中膜外膜間のみを(着色)表示308のように表示部133に表示され、演算処理126でも、関心領域307内かつ中膜305と外膜306の間のみから血管壁の移動量や弾性率値、その平均値、最大値、最小値、分散値、ヒストグラム値などを算出することが可能となる。
なお、以上の説明では、内膜中膜間と中膜外膜間に限定して説明したが、内膜外膜間や内膜から関心領域(下側)間など他の領域選択であっても同様に実施可能である。また、リアルタイム処理中に領域を変更することも実施可能である。さらに、フリーズ後に領域を変更することも実施可能である。
(実施の形態2)
本発明の第2の実施の形態の超音波装置について図4を用いてその動作を説明する。図4において、超音波プローブ400はBモード画像401として血管内を流れる血流部402と血管壁403を表示できる体表位置に配置されている。また、血管壁403は内膜404、中膜405、外膜406の三層構造となっており、各種演算を実施する関心領域407が粥種(アテローム)408を捉えるような位置に配置されている。
血管によって反射された超音波エコー信号は超音波プローブ400で受信され信号受信410で皮膚の表面からの深さ方向に沿った超音波エコー信号として電気信号に変換された後に2方向に分岐して、一方は移動量検出420で、拍動などによる血管壁の移動量が検出され、境界検出(手動)421で血管の長手方向に沿った血管の内膜と血管を通って血液が流れる血液流領域との間の境界(内膜)位置と中膜位置と外膜位置の少なくとも一つを設定する。
血管壁は、発信手段に近い側の前壁と発信手段から遠い側の後壁とを有している為、ユーザ設定に従って関心領域配置424では境界位置を検出するための関心領域を、後壁側の血管壁を跨ぐように配置している。同様に範囲限定425ではユーザ設定に従って各種演算処理を実施する対象範囲を定め、演算処理426で関心領域内かつ対象範囲内に限定して血管壁の移動量や弾性率値、その平均値、最大値、最小値、分散値、ヒストグラム値を算出している。
また、信号受信410で2方向に分岐した他方側は、Bモード処理430で各種の信号処理が施され、画像合成432では、演算処理426で求められた血管壁の移動量や弾性率値、その平均値、最大値、最小値、分散値、ヒストグラム値を超音波画像と合成して、表示部433に送出している。
以上のように構成された超音波診断装置の範囲限定425について、図5、図6ともにその動作を詳細に説明する。例えば、図5では関心領域507が粥種(アテローム)508を捉えるように配置した際に、その粥種(アテローム)508自体の賛成率値を求めたい場合には内膜504と中膜505の間のみを演算処理を行う対象範囲として定めれば、内膜中膜間のみを(着色)表示508のように表示部433に表示され、演算処理426でも、関心領域507内かつ内膜504と中膜505の間のみから血管壁の移動量や弾性率値、その平均値、最大値、最小値、分散値、ヒストグラム値などを算出する。
また、図6では関心領域607が粥種(アテローム)608を捉えるように配置した際に、粥種(アテローム)608の外側に相当する中膜605と外膜606の間のみを演算処理を行う対象範囲として定めれば、中膜外膜間のみを(着色)表示608のように表示部433に表示され、演算処理426でも、関心領域607内かつ中膜605と外膜606の間のみから血管壁の移動量や弾性率値、その平均値、最大値、最小値、分散値、ヒストグラム値などを算出することが可能となる。
なお、以上の説明では、内膜中膜間と中膜外膜間に限定して説明したが、内膜外膜間や内膜から関心領域(下側)間など他の領域選択であっても同様に実施可能である。また、リアルタイム処理中に領域を変更することも実施可能である。また、フリーズ後に領域を変更することも実施可能である。
(実施の形態3)
次に、本発明の第3の実施の形態の超音波装置について図7を用いてその動作を説明する。図7において、超音波プローブ700はBモード画像701として血管内を流れる血流部702と血管壁703を表示できる体表位置に配置されている。また、血管壁703は内膜704、中膜705、外膜706の三層構造となっており、各種演算を実施する関心領域707が粥種(アテローム)708を捉えるような位置に配置されている。
血管によって反射された超音波エコー信号は超音波プローブ700で受信され信号受信710で皮膚の表面からの深さ方向に沿った超音波エコー信号として電気信号に変換された後に2方向に分岐して、一方は移動量検出720で、拍動などによる血管壁の移動量が検出され、境界検出(自動)721で血管壁の移動量の変化に基づいて、血管の長手方向に沿った血管の内膜と血管を通って血液が流れる血液流領域との間の境界(内膜)位置と中膜位置と外膜位置の少なくとも一つを自動検出する。シネメモリ722は血管壁の移動量の変化情報と共に複数範囲に分割した境界情報を保存し、フリーズ後には血管壁の移動量や弾性率値を分割した境界情報を超音波画像と連動して再生する。
境界修正(手動)723ではその再生情報として境界位置、中膜位置、外膜位置などに分割された境界位置を手動で再定義する。血管壁は、発信手段に近い側の前壁と発信手段から遠い側の後壁とを有している為、ユーザ設定に従って関心領域配置724では境界位置を検出するための関心領域を、後壁側の血管壁を跨ぐように配置している。同様に範囲限定725ではユーザ設定に従って各種演算処理を実施する対象範囲を定め、演算処理726で関心領域内かつ対象範囲内に限定して血管壁の移動量や弾性率値、その平均値、最大値、最小値、分散値、ヒストグラム値を算出している。
また、信号受信710で2方向に分岐した他方側は、Bモード処理730で各種の信号処理が施され、シネメモリ731はBモードエコー信号を保存し、フリーズ後にはシネメモリ722と連動して超音波画像を再生する。画像合成732では、演算処理726で求められた血管壁の移動量や弾性率値、その平均値、最大値、最小値、分散値、ヒストグラム値を超音波画像と合成して、表示部733に送出している。
以上のように構成された超音波診断装置の境界修正(手動)723について、図8、図9とともにその動作を詳細に説明する。例えば、関心領域807が粥種(アテローム)808を捉えるように配置しても、内膜804の検出位置が不完全で境界(誤)検出809のようにエラーが発生している状態を図8で示している。この時、図9に示すようにユーザが手動により訂正することで、境界(訂正後)909のように内膜904の検出位置を訂正すれば、粥種(アテローム)908の形状と同一に修正できるので、所望の範囲に限定した正しい演算結果を得ることが可能となる。
以上のように、本発明は超音波によって測定対象となる血管壁の構造を解析し、境界位置、中膜位置、外膜位置により分割された複数範囲から、ユーザが任意に選択する機能を有し、選択した範囲内に限定して血管壁の移動量や弾性率値を表示することができる。また、分割した境界情報をシネメモリに保存する手段と、フリーズ後にシネメモリから血管壁の移動量や弾性率値を分割した境界情報を超音波画像と共に再生する機能を有し、境界位置、中膜位置、外膜位置などに分割された境界位置をフリーズ後に手動で再定義することができる、という操作が可能な超音波診断装置に関して有用である。
本発明の第1の実施の形態における超音波診断システムのブロック図 本発明の第1の実施の形態における内膜中膜間のみを選択する状態の説明図 本発明の第1の実施の形態における中膜外膜間のみを選択する状態の説明図 本発明の第2の実施の形態における超音波診断システムのブロック図 本発明の第2の実施の形態における内膜中膜間のみを選択する状態の説明図 本発明の第2の実施の形態における中膜外膜間のみを選択する状態の説明図 本発明の第3の実施の形態における超音波診断システムのブロック図 本発明の第3の実施の形態における境界判定エラー状態の説明図 本発明の第3の実施の形態における境界判定を訂正する状態の説明図
符号の説明
100 超音波プローブ
101 Bモード画像
102 血流部
103 血管壁
104 内膜
105 中膜
106 外膜
107 関心領域
108 粥種(アテローム)
110 信号受信
120 移動検出
121 境界検出(自動)
124 関心領域配置
125 範囲限定
126 演算処理
130 Bモード処理
132 画像合成
133 表示部
200 超音波プローブ
201 Bモード画像
202 血流部
203 血管壁
204 内膜
205 中膜
206 外膜
207 関心領域
208 内膜中膜間のみを(着色)表示
300 超音波プローブ
301 Bモード画像
302 血流部
303 血管壁
304 内膜
305 中膜
306 外膜
307 関心領域
308 中膜外膜間のみを(着色)表示
400 超音波プローブ
401 Bモード画像
402 血流部
403 血管壁
404 内膜
405 中膜
406 外膜
407 関心領域
408 粥種(アテローム)
410 信号受信
420 移動検出
421 境界検出(手動)
424 関心領域配置
425 範囲限定
426 演算処理
430 Bモード処理
432 画像合成
433 表示部
500 超音波プローブ
501 Bモード画像
502 血流部
503 血管壁
504 内膜
505 中膜
506 外膜
507 関心領域
508 内膜中膜間のみを(着色)表示
600 超音波プローブ
601 Bモード画像
602 血流部
603 血管壁
604 内膜
605 中膜
606 外膜
607 関心領域
608 中膜外膜間のみを(着色)表示
700 超音波プローブ
701 Bモード画像
702 血流部
703 血管壁
704 内膜
705 中膜
706 外膜
707 関心領域
708 粥種(アテローム)
710 信号受信
720 移動検出
721 境界検出(自動)
722 シネメモリ
723 境界修正(手動)
724 関心領域配置
725 範囲限定
726 演算処理
730 Bモード処理
731 シネメモリ
732 画像合成
733 表示部
800 超音波プローブ
801 Bモード画像
802 血流部
803 血管壁
804 内膜
805 中膜
806 外膜
807 関心領域
808 粥種(アテローム)
809 境界(誤)検出
900 超音波プローブ
901 Bモード画像
902 血流部
903 血管壁
904 内膜
905 中膜
906 外膜
907 関心領域
908 粥種(アテローム)
909 境界(訂正後)

Claims (9)

  1. 被験体の皮膚の表面から被験体の血管の長手方向に沿って複数の超音波パルスを発信する発信手段と、
    血管によって反射された超音波エコー信号に基づいて皮膚の表面からの深さ方向に沿った超音波エコーを受信し電気信号に変換する超音波受信手段と、
    血管の中心軸に対して交差する方向の超音波エコー信号の位相を解析し血管壁の移動量を算出する移動検出手段と、
    算出した血管壁の移動量の変化に基づいて血管の長手方向に沿った血管の内膜と血管を通って血液が流れる血液流領域との間の境界位置と血管の長手方向に沿った中膜位置と血管の長手方向に沿った外膜位置との少なくとも一つを自動検出する境界位置検出手段と、
    境界位置、中膜位置、外膜位置により分割された複数範囲をユーザが任意に選択する手段と、
    選択した範囲内に限定して血管壁の移動量や弾性率値を表示する手段とを具備することを特徴とする超音波診断装置。
  2. 被験体の皮膚の表面から被験体の血管の長手方向に沿って複数の超音波パルスを発信する発信手段と、
    血管によって反射された超音波エコー信号に基づいて、皮膚の表面からの深さ方向に沿った超音波エコーを受信し電気信号に変換する超音波受信手段と、
    血管の中心軸に対して交差する方向の超音波エコー信号の位相を解析し血管壁の移動量や弾性率値を算出する移動検出手段と、
    手動で血管の長手方向に沿った血管の内膜と血管を通って血液が流れる血液流領域との間の境界位置と血管の長手方向に沿った中膜位置と血管の長手方向に沿った外膜位置の少なくとも一つを定義する境界位置指定手段と、
    境界位置、中膜位置、外膜位置により分割された複数範囲をユーザが任意に選択する手段と、
    選択した範囲内に限定して血管壁の移動量や弾性率値を表示する手段とを具備することを特徴とする超音波診断装置。
  3. 超音波画像、血管壁の移動量の変化情報と共に複数範囲に分割した境界情報をシネメモリに保存する手段と、
    フリーズ後にシネメモリから血管壁の移動量や弾性率値を分割した境界情報を超音波画像と共に再生する手段と、
    その再生情報として境界位置、中膜位置、外膜位置に分割された境界位置を手動で再定義する境界位置指定手段とを具備したことを特徴とする請求項1または2いずれか一項に記載の超音波診断装置。
  4. 血管壁は、発信手段に近い側の前壁と発信手段から遠い側の後壁とを有しており、皮膚の表面からの深さ方向に沿った境界位置を検出するための関心領域を、前壁と後壁との少なくとも一方を跨ぐように配置する関心領域配置手段と、ユーザ選択範囲を関心領域内に限定する手段を具備したことを特徴とする請求項1〜3にいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  5. 算出した血管壁の移動量の変化に基づいて組織の弾性情報を算出する手段と、算出した弾性情報をユーザ選択した範囲内に限定してモニタ表示することを特徴とする請求項1〜4にいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  6. 算出した血管壁の移動量の変化に基づいて組織の弾性情報を算出する手段と、算出した弾性情報をユーザ選択した範囲内に限定して弾性情報の平均値、最大値、最小値、分散値の少なくとも一つを算出することを特徴とする請求項1〜4にいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  7. 算出した血管壁の移動量の変化に基づいて組織の弾性情報を算出する手段と、算出した弾性情報をユーザ選択した範囲内に限定してヒストグラム形式でモニタ表示することを特徴とする請求項1〜4いずれか一項に記載の超音波診断装置。
  8. 血管壁の移動量をユーザ選択した範囲内に限定してヒストグラム形式でモニタ表示することを特徴とする請求項1〜4いずれか一項に記載の超音波診断装置。
  9. B画像の輝度値をユーザ選択した範囲内に限定してヒストグラム形式でモニタ表示することを特徴とする請求項1〜4いずれか一項に記載の超音波診断装置。
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