JP2006230504A - Method for measuring intracranial pressure and system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a precise and safe method for measuring an intracranial pressure to solve problems caused by a conventional technique, and a system. <P>SOLUTION: The method for measuring an intracranial pressure which is applied to an intracranial region where a plurality of micro-bubbles are formed by injecting a contrast medium includes a step of (A) emitting ultrasound emission signals in a certain frequency band to the region, a step of (B) detecting reflected signals from the micro-bubbles, a step of (C) subjecting the reflected signals to a spectral analysis and acquiring a low-frequency response with a bandwidth close to the bandwidth of the emission signals, a step of (D) calculating a resonance frequency of the micro-bubbles by utilizing characteristics of the low-frequency response, and a step of (E) calculating dimensions of the micro-bubbles and a pressure value of the region based on the resonance frequency and the properties of the contrast medium. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は頭蓋内圧の測定方法及びに関し、特に超音波造影剤並びに信号処理技術を利用した非侵入型頭蓋内圧測定方法及びシステムに関する。   The present invention relates to a method for measuring intracranial pressure and, more particularly, to a non-intrusive intracranial pressure measuring method and system using an ultrasonic contrast agent and signal processing technology.

外傷性頭蓋内血腫、頭蓋内腫瘍、出血性脳血管障害、脳膜炎、先天性頭蓋奇形などの疾病にかかった場合、頭蓋内圧が高くなって脳膜、血管もしくは神経が圧迫され、頭痛、嘔吐などの症状が生じるのみならず、視神経乳頭水腫により失明に至る場合もありうる。そのため、頭蓋内圧の増加を早期に発見して治療することの重要性は言うまでもない。   When suffering from diseases such as traumatic intracranial hematoma, intracranial tumor, hemorrhagic cerebrovascular disorder, meningitis, congenital cranial malformation, intracranial pressure increases and brain membranes, blood vessels or nerves are compressed, headache, vomiting, etc. In addition to the above symptoms, optic disc edema can lead to blindness. Therefore, it goes without saying that it is important to detect and treat an increase in intracranial pressure at an early stage.

頭蓋内圧の測定は臨床的には頭痛、嘔吐などの症状を参考とするほか、精密な測定方法によることが多い。一般は、(1)腰椎穿刺で脳脊髄液を取得して分析する、(2)レントゲン撮影で脳回圧痕、縫合離開、頭蓋骨内板薄化、トルコ鞍増大などを検査する、または(3)脳超音波検査などの方法が利用されている。   Intracranial pressure is measured clinically by referring to symptoms such as headache and vomiting, and often by a precise measurement method. In general, (1) Cerebrospinal fluid is obtained and analyzed by lumbar puncture, (2) Examination of cerebral indentation, suture detachment, intracranial thinning, increased Turkish fistula, etc. by X-ray imaging, or (3) Methods such as brain ultrasonography are used.

そのうち(1)は侵入型測定であって感染と患者適応性の問題があり、(2)は非侵入型測定であるが効果が一定ではない。(3)の脳超音波検査は頭蓋骨による遮蔽のため、応答信号が弱い欠点を有する。   Among them, (1) is an invasive measurement and there are problems of infection and patient adaptability, and (2) is a non-invasive measurement, but the effect is not constant. The brain ultrasonography (3) has a drawback that the response signal is weak because of the shielding by the skull.

超音波検査を改善するため、血液またはリンパ液に造影剤を注入して検査する方法は開発されている。当該方法は、マイクロバブルを利用して反響を増強することによって、信号品質を高める。   In order to improve the ultrasonic examination, a method for inspecting by injecting a contrast medium into blood or lymph has been developed. The method enhances signal quality by using microbubbles to enhance echo.

図1を参照する。造影剤を利用した超音波検査の反響は、基本応答11と、第二高調波応答12と、低調波応答13を有することが分析される。第二高調波応答12と低調波応答13はマイクロバブル発生に非線形反応を呈しており、マイクロバブルを発生するためにはより高い音圧を要する。そのうち低調波応答13が要求する音圧は最も高い。   Please refer to FIG. It is analyzed that the echo of echocardiography using the contrast agent has a fundamental response 11, a second harmonic response 12, and a subharmonic response 13. The second harmonic response 12 and the subharmonic response 13 exhibit a non-linear response to microbubble generation, and higher sound pressure is required to generate microbubbles. Of these, the sound pressure required by the subharmonic response 13 is the highest.

基本応答は血流または周辺組織からも発見できるため、対比と識別に利用することができない。   Since basic responses can also be found in the bloodstream or surrounding tissues, they cannot be used for comparison and discrimination.

第二高調波応答は周波数が高いため、頭蓋骨を透過すると著しく減衰する。のみならず、哺乳類動物の場合、その組織からも第二高調波応答は発見できるため、血液、リンパ液と周辺組織を区別するには向いていない。   The second harmonic response has a high frequency and is significantly attenuated when it passes through the skull. In addition, in the case of mammals, the second harmonic response can be found from the tissue, so it is not suitable for distinguishing blood, lymph and surrounding tissues.

低調波応答について、アメリカ合衆国第6,302,845号特許は、従来の超音波システムと相まって、造影剤を利用して心臓または門静脈の圧力を判断する方法を掲げている。当該特許では、種々の圧力に伴うマイクロバブルによる低調波応答の差を根拠にして圧力値を判断する。しかし、低調波応答を発生するため音圧を高くすれば、マイクロバブルも破裂しやすくなる。したがって、この方法を頭蓋内圧の測定に使用すれば、検査の安全性に問題がないわけでもない。   For subharmonic responses, the US Pat. No. 6,302,845, in conjunction with conventional ultrasound systems, lists methods for determining heart or portal vein pressure using contrast agents. In this patent, the pressure value is determined based on the difference in subharmonic response due to microbubbles associated with various pressures. However, if the sound pressure is increased to generate a subharmonic response, the microbubbles are likely to burst. Therefore, if this method is used for measuring the intracranial pressure, the safety of the examination is not without problems.

この発明は前述の問題を解決するため、精密かつ安全な頭蓋内圧の測定方法及びシステムを提供することを課題とする。   In order to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a precise and safe method and system for measuring intracranial pressure.

この発明は、造影剤注入によって複数のマイクロバブルが形成した頭蓋骨内部領域に対して行う頭蓋内圧測定方法を提供する。該方法は、(A)当該領域に一定周波数帯域にある超音波発射信号を発し、(B)マイクロバブルからの反響信号を探知し、(C)反響信号に対してスペクトル分析を行い、帯域幅が発射信号のそれと近い低周波応答を取得し、(D)低周波応答の特性を利用してマイクロバブルの共振周波数を計算し、(E)共振周波数と造影剤の性質を根拠にしてマイクロバブルの寸法と領域の圧力値を計算するステップを含む。   The present invention provides an intracranial pressure measurement method that is performed on a region inside the skull in which a plurality of microbubbles are formed by contrast medium injection. The method includes (A) emitting an ultrasonic emission signal in a certain frequency band in the region, (B) detecting an echo signal from a microbubble, (C) performing spectrum analysis on the echo signal, Obtains a low-frequency response close to that of the emission signal, (D) calculates the resonant frequency of the microbubble using the characteristics of the low-frequency response, and (E) microbubbles based on the resonant frequency and the nature of the contrast agent Calculating the dimensions and pressure values of the region.

この発明は更に、造影剤注入によって複数のマイクロバブルが形成した頭蓋骨内部領域に対して行う頭蓋内圧測定システムを提供する。該システムは、当該領域に一定周波数帯域にある超音波発射信号を発する発射モジュールと、マイクロバブルからの反響信号を探知する受信モジュールと、受信モジュールと接続される信号処理モジュールとを含む。そのうち信号処理モジュールは、反響信号に対してスペクトル分析を行い、帯域幅が発射信号のそれと近い低周波応答を取得する低周波取得ユニットと、低周波応答の特性を利用してマイクロバブルの共振周波数を計算する共振周波数計算ユニットと、共振周波数と造影剤の性質を根拠にしてマイクロバブルの寸法と領域の圧力値を計算する圧力計算ユニットとを含む。   The present invention further provides an intracranial pressure measurement system for an internal region of the skull in which a plurality of microbubbles are formed by contrast medium injection. The system includes a launch module that emits an ultrasonic emission signal in a certain frequency band in the region, a reception module that detects an echo signal from a microbubble, and a signal processing module connected to the reception module. Among them, the signal processing module performs spectrum analysis on the reverberant signal, and obtains a low frequency response whose bandwidth is close to that of the emission signal, and the resonance frequency of the microbubble using the characteristics of the low frequency response. And a pressure calculation unit for calculating the microbubble size and the region pressure value based on the resonance frequency and the properties of the contrast agent.

この発明は更に、造影剤注入によって複数のマイクロバブルが形成した目的領域に対して行う超音波圧力測定方法を提供する。該方法は、(A)目的領域に一定周波数帯域にある超音波発射信号を発し、(B)マイクロバブルからの反響信号を探知し、(C)反響信号に対してスペクトル分析を行い、帯域幅が発射信号のそれと近い低周波応答を取得し、(D)低周波応答の特性を利用してマイクロバブルの共振周波数を計算し、(E)共振周波数と造影剤の性質を根拠にしてマイクロバブルの寸法と目的領域の圧力値を計算するステップを含む。   The present invention further provides an ultrasonic pressure measurement method performed on a target region in which a plurality of microbubbles are formed by contrast medium injection. The method includes (A) emitting an ultrasonic emission signal in a certain frequency band in a target area, (B) detecting an echo signal from a microbubble, (C) performing spectrum analysis on the echo signal, Obtains a low-frequency response close to that of the emission signal, (D) calculates the resonant frequency of the microbubble using the characteristics of the low-frequency response, and (E) microbubbles based on the resonant frequency and the nature of the contrast agent Calculating the dimensions and the pressure value of the target area.

この発明は更に、造影剤注入によって複数のマイクロバブルが形成した目的領域に対して行う超音波圧力測定システムを提供する。該システムは、目的領域に一定周波数帯域にある超音波発射信号を発する発射モジュールと、マイクロバブルからの反響信号を探知する受信モジュールと、受信モジュールと接続される信号処理モジュールとを含む。そのうち信号処理モジュールは、反響信号に対してスペクトル分析を行い、帯域幅が発射信号のそれと近い低周波応答を取得する低周波取得ユニットと、低周波応答の特性を利用してマイクロバブルの共振周波数を計算する共振周波数計算ユニットと、共振周波数と造影剤の性質を根拠にしてマイクロバブルの寸法と領域の圧力値を計算する圧力計算ユニットとを含む。   The present invention further provides an ultrasonic pressure measurement system for a target region in which a plurality of microbubbles are formed by contrast medium injection. The system includes a launch module that emits an ultrasonic emission signal in a fixed frequency band in a target area, a reception module that detects an echo signal from a microbubble, and a signal processing module connected to the reception module. Among them, the signal processing module performs spectrum analysis on the reverberant signal, and obtains a low frequency response whose bandwidth is close to that of the emission signal, and the resonance frequency of the microbubble using the characteristics of the low frequency response. And a pressure calculation unit for calculating the microbubble size and the region pressure value based on the resonance frequency and the properties of the contrast agent.

この発明による方法及び装置は反響のうち低周波応答のみ取ることによって、頭蓋骨の遮蔽を最低限におさめ、マイクロバブルの破裂を防ぎ、従来の技術より安全、精密かつ経済的な頭蓋内圧測定手段を提供する。   The method and apparatus according to the present invention provides a means for measuring the intracranial pressure that minimizes the shielding of the skull, prevents the bursting of microbubbles by taking only the low frequency response of the reverberation, and is safer, more accurate and more economical than the prior art. provide.

かかる方法及び装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図示を参照にして以下に説明する。   In order to detail the features of such a method and apparatus, a specific example is given and described below with reference to the drawings.

図2を参照する。この発明による方法は、静脈注射で造影剤を注入して頭蓋骨の内部領域内の血液にマイクロバブルを発生し、よって当該領域の圧力を測定するものである。頭蓋内圧測定システムは超音波探触子21と、超音波探触子21と接続される発射モジュール22と受信モジュール23と、受信モジュール23と接続される信号処理モジュール20とを含む。信号処理モジュール20は、フィルターユニット24と、低周波取得ユニット25と、共振周波数計算ユニット26と、圧力計算ユニット27とを含む。   Please refer to FIG. In the method according to the present invention, a contrast medium is injected by intravenous injection to generate microbubbles in the blood in the internal region of the skull, and thus the pressure in the region is measured. The intracranial pressure measurement system includes an ultrasonic probe 21, a firing module 22 connected to the ultrasonic probe 21, a receiving module 23, and a signal processing module 20 connected to the receiving module 23. The signal processing module 20 includes a filter unit 24, a low frequency acquisition unit 25, a resonance frequency calculation unit 26, and a pressure calculation unit 27.

図3を参照する。この発明による頭蓋内圧測定方法は以下の通りである。   Please refer to FIG. The intracranial pressure measurement method according to the present invention is as follows.

ステップ31: 発射モジュール22が駆動信号を発生して超音波探触子21に送信する。超音波探触子21は頭部のいずれかの部位と接触する。   Step 31: The firing module 22 generates a drive signal and transmits it to the ultrasonic probe 21. The ultrasonic probe 21 is in contact with any part of the head.

ステップ32:超音波探触子21が駆動信号に応じて超音波発射信号を発する。発射信号は頭蓋骨を透過して頭蓋内の血管に達する。発射信号は高音圧でなくてもかまわず、その中心周波数を一般の2−10MHzと、信号帯域幅を中心周波数の10−40%とすることができる。この実施例では中心周波数を3.25MHzと、帯域幅を中心周波数の20%とする。   Step 32: The ultrasonic probe 21 generates an ultrasonic emission signal in response to the drive signal. The firing signal passes through the skull and reaches the blood vessels in the skull. The fire signal does not have to be a high sound pressure, and its center frequency can be 2-10 MHz in general and the signal bandwidth can be 10-40% of the center frequency. In this embodiment, the center frequency is 3.25 MHz, and the bandwidth is 20% of the center frequency.

ステップ33:超音波探触子21がマイクロバブルの反響信号を探知して受信モジュール23に送信する。   Step 33: The ultrasonic probe 21 detects a microbubble echo signal and transmits it to the receiving module 23.

ステップ34:受信モジュール23が反響信号を信号処理モジュール20のフィルターユニット24に送信して濾過し、反響信号の品質を向上させる。   Step 34: The receiving module 23 transmits the reverberation signal to the filter unit 24 of the signal processing module 20 and filters it to improve the quality of the reverberation signal.

ステップ35:図4を参照する。低周波取得ユニット25がフィルターユニット24からの反響信号を受信してスペクトル分析を行う。反響信号の周波数分布により、発射周波数の中心周波数と帯域幅に相当する基本応答41と、直流部分に近い低周波応答42とを取得し、更にバンドパスフィルターで低周波応答42を取得する。当該低周波応答42の帯域幅は基本応答41の帯域幅と近いである。   Step 35: Refer to FIG. The low frequency acquisition unit 25 receives the echo signal from the filter unit 24 and performs spectrum analysis. Based on the frequency distribution of the reverberant signal, a basic response 41 corresponding to the center frequency and bandwidth of the emission frequency and a low-frequency response 42 close to a direct current portion are acquired, and a low-frequency response 42 is acquired using a bandpass filter. The bandwidth of the low frequency response 42 is close to the bandwidth of the basic response 41.

ステップ36:信号処理モジュール20の共振周波数計算ユニット26が低周波応答の帯域幅、強度などをパラメーターとして、下記の式1を利用してマイクロバブルの共振周波数を計算する。   Step 36: The resonance frequency calculation unit 26 of the signal processing module 20 calculates the resonance frequency of the microbubble using the following equation 1 using the bandwidth, strength, etc. of the low frequency response as parameters.

式1   Formula 1

Figure 2006230504
そのうちP=p/p(p:低周波応答強度、p:基本応答強度ピーク値)、即ち正規化された低周波応答強度である。
Figure 2006230504
Among them, P = p L / p F (p L : low frequency response intensity, p F : basic response intensity peak value), that is, normalized low frequency response intensity.

p:発射音圧   p: Launch sound pressure

Figure 2006230504
(f:共振周波数、Δf:帯域幅)
Be=Δf/f(f:基本応答の中心周波数)、即ち正規化された低周波応答帯域幅である。

式1によって図5のような共振周波数―帯域幅関係図を作成することができる。図において横軸は共振周波数fを示し、その単位はMHzであり、縦軸は正規化された帯域幅Beを示す。閉鎖的な等高曲線は正規化強度Pを示す。
Figure 2006230504
(F 0 : resonance frequency, Δf: bandwidth)
Be = Δf / f c (f c: the center frequency of the fundamental response), i.e. a normalized low frequency response band width.

The resonance frequency-bandwidth relationship diagram as shown in FIG. In the figure, the horizontal axis indicates the resonance frequency f 0, the unit is MHz, and the vertical axis shows the bandwidth Be normalized. A closed contour curve shows the normalized strength P.

図5によれば、帯域幅を中心周波数の20%とする場合、反響の低周波応答42の強度によりマイクロバブルの共振周波数を算出することができる。   According to FIG. 5, when the bandwidth is 20% of the center frequency, the resonance frequency of the microbubble can be calculated from the intensity of the low frequency response 42 of the echo.

ステップ37:信号処理モジュール20の圧力計算ユニット27がステップ36で算出された共振周波数によって、下記の式2を利用してマイクロバブルの寸法を計算する。
式2
Step 37: The pressure calculation unit 27 of the signal processing module 20 calculates the size of the microbubble using the following equation 2 according to the resonance frequency calculated in Step 36.
Formula 2

Figure 2006230504
そのうちfは共振周波数を示し、その単位はMHzであり、Rはマイクロバブルの直径を示し、その単位はμmである。
Figure 2006230504
Of these, f 0 represents the resonance frequency, the unit of which is MHz, R 0 represents the diameter of the microbubble, and the unit thereof is μm.

式2は造影剤の性質によるものである。この実施例で掲げられる造影剤を使用すれば、マイクロバブルの直径と共振周波数の積は恒等的に3.2である。この積の値は造影剤の種類によって異なる。

ステップ38:マイクロバブルの寸法は環境圧力によって変化するため、信号処理モジュール20の圧力計算ユニット27はステップ37で算出されたマイクロバブルの寸法によって頭蓋内部領域の圧力値を計算する。
Equation 2 is due to the nature of the contrast agent. If the contrast agent listed in this example is used, the product of the diameter of the microbubbles and the resonance frequency is equal to 3.2. The value of this product varies depending on the type of contrast agent.

Step 38: Since the size of the microbubble changes depending on the environmental pressure, the pressure calculation unit 27 of the signal processing module 20 calculates the pressure value in the intracranial region based on the size of the microbubble calculated in step 37.

前述をまとめれば、この発明による頭蓋内圧の測定方法とシステムは以下の特長を有する。   In summary, the intracranial pressure measuring method and system according to the present invention has the following features.

(1)この発明による方法は非侵入型測定であるため、術後の傷口ないし感染の問題がなく、あらゆる類型の患者に適する。   (1) Since the method according to the present invention is a non-invasive measurement, there is no problem of postoperative wound or infection, and it is suitable for all types of patients.

(2)この発明による方法はその他の補助設備を要求せず、従来の超音波システムを利用するのみで測定できる。   (2) The method according to the present invention requires no other auxiliary equipment, and can be measured only by using a conventional ultrasonic system.

(3)反響のうち低周波応答しか取らないため、頭蓋骨の遮蔽を最低限におさめる。そのため、この発明による超音波探触子は、従来の眼窩、こめかみに限らず、頭部のいかなる部位に使用することが可能である。   (3) Since only the low frequency response is taken, the skull is shielded to the minimum. Therefore, the ultrasonic probe according to the present invention is not limited to the conventional orbit and temple, and can be used for any part of the head.

(4)反響の低周波応答は低音圧発射のみで発生するため、マイクロバブル破裂の問題がなく、安全性を保証できる。   (4) Since the low frequency response of reverberation occurs only by low sound pressure emission, there is no problem of bursting microbubbles, and safety can be guaranteed.

(5)反響の低周波応答をとって計算することは、従来の基本応答と第二高調波応答と比べ、血流と周辺組織を識別しやすいのみならず、低周波であるため可視範囲も従来より深い。低調波応答と比べれば、マイクロバブルの維持期間が長く、観察に有利である。   (5) Taking the low-frequency response of reverberation is not only easier to distinguish blood flow and surrounding tissue than the conventional fundamental response and second-harmonic response, but also has a low visible range due to its low frequency. Deeper than before. Compared with the subharmonic response, the microbubble maintenance period is long, which is advantageous for observation.

なお、前述造影剤は血管に注入するに限らず、筋肉を通してリンパ液に注入しても、リンパ液が通る領域の圧力を測定することもできる。更に、この発明の利用する低周波応答は高音圧を必要とせず、減衰率も極めて低いので、哺乳類動物の心臓、門静脈の圧力測定にも利用できる。更に建築物、海洋魚類探測にも利用することが可能である。   Note that the contrast agent is not limited to being injected into a blood vessel, and even if it is injected into the lymph through muscles, the pressure in the region through which the lymph passes can be measured. Furthermore, since the low frequency response used by the present invention does not require high sound pressure and has a very low attenuation rate, it can be used for measuring the pressure of mammalian hearts and portal veins. It can also be used for building and marine fish detection.

以上はこの発明に好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。   The above is a preferred embodiment of the present invention and does not limit the scope of the present invention. Therefore, any modifications or changes that can be made by those skilled in the art, which are made within the spirit of the present invention and have an equivalent effect on the present invention, shall belong to the scope of the claims of the present invention. To do.

この発明は前述の通り、従来の技術より安全、精密かつ経済的な頭蓋内圧測定手段を提供する。   As described above, the present invention provides an intracranial pressure measuring means that is safer, more accurate and more economical than the prior art.

従来の技術による超音波反響信号のスペクトル図である。It is a spectrum figure of the ultrasonic echo signal by a prior art. この発明による頭蓋内圧測定システムのブロック図である。It is a block diagram of the intracranial pressure measuring system by this invention. この発明による頭蓋内圧測定方法のフローチャートである。It is a flowchart of the intracranial pressure measuring method by this invention. この発明による超音波反響信号のスペクトル図である。It is a spectrum figure of the ultrasonic echo signal by this invention. マイクロバブルの共振周波数と反響信号の帯域幅と強度の関係図である。It is a related figure of the resonance frequency of a micro bubble, the bandwidth of an echo signal, and intensity.

符号の説明Explanation of symbols

11、41 基本応答
12 第二高調波応答
13、42 低調波応答
20 信号処理モジュール
21 超音波探触子
22 発射モジュール
23 受信モジュール
24 フィルターユニット
25 低周波取得ユニット
26 共振周波数計算ユニット
27 圧力計算ユニット
11, 41 Basic response 12 Second harmonic response 13, 42 Subharmonic response 20 Signal processing module 21 Ultrasonic probe 22 Emitting module 23 Reception module 24 Filter unit 25 Low frequency acquisition unit 26 Resonance frequency calculation unit 27 Pressure calculation unit

Claims (24)

造影剤注入によって複数のマイクロバブルが形成した頭蓋骨内部領域に対して行う頭蓋内圧測定方法であって、
(A)当該領域に一定周波数帯域にある超音波発射信号を発し、
(B)マイクロバブルからの反響信号を探知し、
(C)反響信号に対してスペクトル分析を行い、帯域幅が発射信号のそれと近い低周波応答を取得し、
(D)低周波応答の特性を利用してマイクロバブルの共振周波数を計算し、
(E)共振周波数と造影剤の性質を根拠にしてマイクロバブルの寸法と領域の圧力値を計算するステップを含むことを特徴とする頭蓋内圧の測定方法。
A method for measuring intracranial pressure with respect to an intracranial region formed by a plurality of microbubbles by contrast medium injection,
(A) emitting an ultrasonic emission signal in a certain frequency band in the region;
(B) Detect echo signals from microbubbles,
(C) perform spectral analysis on the reverberant signal to obtain a low frequency response with a bandwidth close to that of the launch signal;
(D) Calculate the resonant frequency of the microbubble using the characteristics of the low frequency response,
(E) A method for measuring intracranial pressure, comprising calculating a microbubble size and a region pressure value based on a resonance frequency and a property of a contrast agent.
前記ステップ(D)は、低周波応答の帯域幅と強度をパラメーターとして、更に関係式を利用してマイクロバブルの共振周波数を計算することを特徴とする請求項1記載の頭蓋内圧測定方法。   2. The intracranial pressure measuring method according to claim 1, wherein the step (D) further calculates the resonant frequency of the microbubbles using the relational expression using the bandwidth and intensity of the low frequency response as parameters. 前記帯域幅パラメーターは、帯域幅を発射信号の中心周波数で割ることによって正規化されることを特徴とする請求項2記載の頭蓋内圧測定方法。   3. The method of measuring intracranial pressure according to claim 2, wherein the bandwidth parameter is normalized by dividing the bandwidth by the center frequency of the firing signal. 前記強度パラメーターは、低周波応答を発射信号の最大強度で割ることによって正規化されることを特徴とする請求項2記載の頭蓋内圧測定方法。   3. The method of measuring intracranial pressure according to claim 2, wherein the intensity parameter is normalized by dividing the low frequency response by the maximum intensity of the firing signal. 前記ステップ(E)は、当該造影剤の条件下におけるマイクロバブルの共振周波数と寸法との関係により、マイクロバブルの寸法を計算することを特徴とする請求項1記載の頭蓋内圧測定方法。   2. The intracranial pressure measurement method according to claim 1, wherein the step (E) calculates the size of the microbubble based on the relationship between the resonance frequency and the size of the microbubble under the condition of the contrast agent. 前記共振周波数とマイクロバブルの1次元寸法との積が一定値であることを特徴とする請求項5記載の頭蓋内圧測定方法。   6. The intracranial pressure measurement method according to claim 5, wherein a product of the resonance frequency and the one-dimensional dimension of the microbubble is a constant value. 造影剤注入によって複数のマイクロバブルが形成した頭蓋骨内部領域に対して行う頭蓋内圧測定システムであって、
当該領域に一定周波数帯域にある超音波発射信号を発する発射モジュールと、
マイクロバブルからの反響信号を探知する受信モジュールと、
受信モジュールと接続される信号処理モジュールとを含み、そのうち信号処理モジュールは、
反響信号に対してスペクトル分析を行い、帯域幅が発射信号のそれと近い低周波応答を取得する低周波取得ユニットと、
低周波応答の特性を利用してマイクロバブルの共振周波数を計算する共振周波数計算ユニットと、
共振周波数と造影剤の性質を根拠にしてマイクロバブルの寸法と領域の圧力値を計算する圧力計算ユニットとを含むことを特徴とする頭蓋内圧測定システム。
An intracranial pressure measurement system for an intracranial region formed by a plurality of microbubbles by contrast medium injection,
A launch module that emits an ultrasound firing signal in a certain frequency band in the region;
A receiving module that detects echo signals from microbubbles;
A signal processing module connected to the receiving module, of which the signal processing module is
A low frequency acquisition unit that performs spectral analysis on the reverberant signal and acquires a low frequency response with a bandwidth close to that of the emission signal;
A resonance frequency calculation unit that calculates the resonance frequency of the microbubbles using the characteristics of the low frequency response;
An intracranial pressure measurement system comprising: a pressure calculation unit for calculating a microbubble size and a region pressure value based on a resonance frequency and a property of a contrast medium.
前記共振周波数計算ユニットは、低周波応答の帯域幅と強度をパラメーターとして、更に関係式を利用してマイクロバブルの共振周波数を計算することを特徴とする請求項7記載の頭蓋内圧測定システム。   8. The intracranial pressure measurement system according to claim 7, wherein the resonance frequency calculation unit further calculates a resonance frequency of the microbubble using a relational expression using the bandwidth and intensity of the low frequency response as parameters. 前記帯域幅パラメーターは、帯域幅を発射信号の中心周波数で割ることによって正規化されることを特徴とする請求項8記載の頭蓋内圧測定システム。   9. The intracranial pressure measurement system of claim 8, wherein the bandwidth parameter is normalized by dividing the bandwidth by the center frequency of the firing signal. 前記強度パラメーターは、低周波応答を発射信号の最大強度で割ることによって正規化されることを特徴とする請求項8記載の頭蓋内圧測定システム。   9. The intracranial pressure measurement system of claim 8, wherein the intensity parameter is normalized by dividing the low frequency response by the maximum intensity of the firing signal. 前記圧力計算ユニットは、当該造影剤の条件下におけるマイクロバブルの共振周波数と寸法との関係により、マイクロバブルの寸法を計算することを特徴とする請求項7記載の頭蓋内圧測定システム。   8. The intracranial pressure measurement system according to claim 7, wherein the pressure calculation unit calculates the size of the microbubble based on the relationship between the resonance frequency and the size of the microbubble under the condition of the contrast agent. 前記共振周波数とマイクロバブルの1次元寸法との積が一定値であることを特徴とする請求項11記載の頭蓋内圧測定システム。   12. The intracranial pressure measurement system according to claim 11, wherein the product of the resonance frequency and the one-dimensional dimension of the microbubble is a constant value. 造影剤注入によって複数のマイクロバブルが形成した目的領域に対して行う超音波圧力測定方法であって、
(A)目的領域に一定周波数帯域にある超音波発射信号を発し、
(B)マイクロバブルからの反響信号を探知し、
(C)反響信号に対してスペクトル分析を行い、帯域幅が発射信号のそれと近い低周波応答を取得し、
(D)低周波応答の特性を利用してマイクロバブルの共振周波数を計算し、
(E)共振周波数と造影剤の性質を根拠にしてマイクロバブルの寸法と目的領域の圧力値を計算するステップを含むことを特徴とする超音波圧力測定方法。
An ultrasonic pressure measurement method for a target region formed by a plurality of microbubbles by contrast medium injection,
(A) emitting an ultrasonic emission signal in a certain frequency band in a target area;
(B) Detect the echo signal from the microbubble,
(C) perform spectral analysis on the reverberant signal to obtain a low frequency response with a bandwidth close to that of the launch signal;
(D) Calculate the resonant frequency of the microbubble using the characteristics of the low frequency response,
(E) A method for measuring an ultrasonic pressure characterized by including a step of calculating a microbubble size and a pressure value in a target region based on a resonance frequency and a property of a contrast agent.
前記ステップ(D)は、低周波応答の帯域幅と強度をパラメーターとして、更に関係式を利用してマイクロバブルの共振周波数を計算することを特徴とする請求項13記載の超音波圧力測定方法。   14. The ultrasonic pressure measuring method according to claim 13, wherein the step (D) further calculates the resonant frequency of the microbubble using a relational expression using the bandwidth and intensity of the low frequency response as parameters. 前記帯域幅パラメーターは、帯域幅を発射信号の中心周波数で割ることによって正規化されることを特徴とする請求項14記載の超音波圧力測定方法。   The method of claim 14, wherein the bandwidth parameter is normalized by dividing the bandwidth by the center frequency of the firing signal. 前記強度パラメーターは、低周波応答を発射信号の最大強度で割ることによって正規化されることを特徴とする請求項14記載の超音波圧力測定方法。   The method of claim 14, wherein the intensity parameter is normalized by dividing the low frequency response by the maximum intensity of the firing signal. 前記ステップ(E)は、当該造影剤の条件下におけるマイクロバブルの共振周波数と寸法との関係により、マイクロバブルの寸法を計算することを特徴とする請求項13記載の超音波圧力測定方法。   14. The ultrasonic pressure measuring method according to claim 13, wherein the step (E) calculates the size of the microbubble based on the relationship between the resonance frequency and the size of the microbubble under the condition of the contrast agent. 前記共振周波数とマイクロバブルの1次元寸法との積が一定値であることを特徴とする請求項17記載の超音波圧力測定方法。   18. The ultrasonic pressure measuring method according to claim 17, wherein a product of the resonance frequency and the one-dimensional dimension of the microbubble is a constant value. 造影剤注入によって複数のマイクロバブルが形成した目的領域に対して行う超音波圧力測定システムであって、
目的領域に一定周波数帯域にある超音波発射信号を発する発射モジュールと、
マイクロバブルからの反響信号を探知する受信モジュールと、
受信モジュールと接続される信号処理モジュールとを含み、そのうち信号処理モジュールは、
反響信号に対してスペクトル分析を行い、帯域幅が発射信号のそれと近い低周波応答を取得する低周波取得ユニットと、
低周波応答の特性を利用してマイクロバブルの共振周波数を計算する共振周波数計算ユニットと、
共振周波数と造影剤の性質を根拠にしてマイクロバブルの寸法と領域の圧力値を計算する圧力計算ユニットとを含むことを特徴とする超音波圧力測定システム。
An ultrasonic pressure measurement system for a target region formed by a plurality of microbubbles by contrast medium injection,
A launch module that emits an ultrasound firing signal in a constant frequency band in a target area;
A receiving module that detects echo signals from microbubbles;
A signal processing module connected to the receiving module, of which the signal processing module is
A low frequency acquisition unit that performs spectral analysis on the reverberant signal and acquires a low frequency response with a bandwidth close to that of the emission signal;
A resonance frequency calculation unit that calculates the resonance frequency of the microbubbles using the characteristics of the low frequency response;
An ultrasonic pressure measurement system comprising a pressure calculation unit for calculating a microbubble size and a region pressure value based on a resonance frequency and a property of a contrast agent.
前記共振周波数計算ユニットは、低周波応答の帯域幅と強度をパラメーターとして、更に関係式を利用してマイクロバブルの共振周波数を計算することを特徴とする請求項19記載の超音波圧力測定システム。   The ultrasonic pressure measurement system according to claim 19, wherein the resonance frequency calculation unit further calculates a resonance frequency of the microbubbles using a relational expression using the bandwidth and intensity of the low frequency response as parameters. 前記帯域幅パラメーターは、帯域幅を発射信号の中心周波数で割ることによって正規化されることを特徴とする請求項20記載の超音波圧力測定システム。   21. The ultrasonic pressure measurement system of claim 20, wherein the bandwidth parameter is normalized by dividing the bandwidth by the center frequency of the firing signal. 前記強度パラメーターは、低周波応答を発射信号の最大強度で割ることによって正規化されることを特徴とする請求項20記載の超音波圧力測定システム。   21. The ultrasonic pressure measurement system of claim 20, wherein the intensity parameter is normalized by dividing the low frequency response by the maximum intensity of the firing signal. 前記圧力計算ユニットは、当該造影剤の条件下におけるマイクロバブルの共振周波数と寸法との関係により、マイクロバブルの寸法を計算することを特徴とする請求項19記載の頭蓋内圧測定システム。   The intracranial pressure measurement system according to claim 19, wherein the pressure calculation unit calculates the size of the microbubble based on the relationship between the resonance frequency and the size of the microbubble under the condition of the contrast agent. 前記共振周波数とマイクロバブルの1次元寸法との積が一定値であることを特徴とする請求項23記載の超音波圧力測定システム。   The ultrasonic pressure measurement system according to claim 23, wherein a product of the resonance frequency and the one-dimensional dimension of the microbubble is a constant value.
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