JP2007037724A - 管腔内超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 管腔内超音波診断装置において、プローブの中心が観察対象の管腔の内腔の中心と著しく異なった場合でも、リアルタイム診断時において概略の内腔径の診断を容易に行えることを目的とする。
【解決手段】 被検体を超音波でラジアル走査することにより得られた複数のエコー信号からＢモード画像を作成して表示する場合に、Ｂモード画像上に表示された画像中の任意の点５１を指定すると、指定した任意の点５１を中心点とする複数の同心円５２をＢモード画像に、内腔４０の径を測るための目盛として重畳して表示する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、被検体を超音波でラジアル走査することにより得られた複数のエコー信号から被検体の超音波断層画像を生成して表示する管腔内超音波診断装置に関するものである。

従来、超音波振動子を内蔵したプローブを血管および脈管等の体腔内やその他の管腔内に挿入し、超音波振動子のラジアル走査を行って超音波を送波し、被検体内の反射体で反射されたエコーを同じ超音波振動子で受波し、増幅・検波等の処理を行った後に、画像としてモニタ上に表示する管腔内超音波診断装置が医療用に広く用いられている。

一例として血管内超音波診断装置(IVUS：IntraVascular UltraSound)が挙げられ、例えば、動脈硬化の診断や、バルーンカテーテルやステント等の高機能カテーテルによる血管内治療時の術前診断や、術後の結果確認のために、広く使用されている。

血管内超音波診断の１つの目的は、前述のように、血管径や面積などの血管内腔の幾何学的な診断であるため、多くの血管内超音波診断装置では、挿入したプローブであるカテーテルの中心から等間隔に目盛りが表示されており、リアルタイムの観察時においても表示画面から概略の血管径が判断できるようになっている。また、一般的な血管内超音波診断装置には計測機能が備えられていて、詳細な計測も可能であるが（例えば、特許文献１）、多くの場合、一旦、ビデオレコーダー等に画像を保存した後、再生画像を用いて詳細な計測をすることが一般的である。
特開平１１−３１８９０５号

一般に、血管内の診断において、IVUSカテーテルが観察対象の血管の中央になることはまれで、多くの場合には、図６に示すように血管の端に偏って配置されることが多い。その場合、前述のように、カテーテルの中心からの距離を示す目盛りでは、リアルタイムの観察時に血管径を判断することは容易ではない。

図６は、血管内にカテーテルを挿入した状態を示す図である。動脈硬化の診断、血管内治療時の術前診断、その治療の術後結果確認などを実施するときは、図６の（ｂ）に示すように、血管内にカテーテルを挿入し、カテーテル内に内蔵された超音波振動子(図示せず)をラジアルスキャンすることで、超音波振動子を中心とする放射線（例えば、ライン１〜１０２３で一周）上の画像を生成し、図６の（ａ）のように血管断面のＢモード画像を描出する。

図４は一般的な血管断面のＢモード画像の表示例であるが、血管内超音波診断装置では、図４のように、カテーテル１０の中心から目盛り４１が表示されている。しかし、図４の例のように、カテーテル１０の中心が、血管内腔４０の中心と著しく異なっている場合、この目盛り４１から血管４０の径や血管内腔４０の径を判断することは容易ではない。

本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、管腔内超音波診断装置において、プローブの中心が観察対象の管腔の内腔の中心と著しく異なった場合でも、リアルタイム診断時において概略の内腔径の診断を容易に行えることを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の管腔内超音波診断装置は、被検体を超音波でラジアル走査することにより得られた複数のエコー信号からＢモード画像を作製して表示するＢモード画像表示手段と、前記Ｂモード画像上の任意の点を指定する中心位置指定手段と、前記指定した任意の点を中心点とする複数の同心円を、前記Ｂモード画像に重畳して表示する同心円表示手段とを具備し、概略の管腔径の診断を迅速に容易に行えることを特徴とする。

上記のような本発明に係る管腔内超音波診断装置によれば、カテーテルの中心が、観察対象の血管もしくは脈管等の管腔の内腔の中心と著しく異なった場合でも、概略の内腔径の測定を容易に行うことが可能になる。

又、内腔をリアルタイムで表示して測定することが可能である。

更に、所望の測定寸法で内腔径の測定を行うことが可能である。

以下に、本発明に係る管腔内超音波診断装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、血管内超音波診断装置を例にして説明を行うが、他の体腔内超音波診断装置や一般的な管腔内超音波診断装置でも同様である。

＜本実施形態の管腔内超音波診断装置の構成例＞
図１は、本実施形態の管腔内超音波診断装置の構成例を示す図である。

図１で、１０は血管および脈管等の管腔内に挿入される超音波診察用のプローブとしてのカテーテルであり、２０は超音波診察用のカテーテル１０における超音波の走査・受信を制御すると共に、管腔内の画像を作成して表示する制御装置である。制御装置２０は、汎用のコンピュータ（パソコン）であっても良いし、本装置専用のコンピュータであっても良い。本実施形態では汎用のコンピュータの場合を示す。ここで、２５ａはキーボード、２５ｂはマウス（登録商標）やトラックボール等のポインティングデバイス、２５ｃは指示ペン、２６ａは表示画面を示している。かかる構成は、図２に従って後述する。

超音波診察用のカテーテル１０は、例えば、チューブ本体６０と、チューブ本体６０の先端部近傍に内封された超音波振動子７０と、超音波振動子７０に先端が接続され、超音波振動子７０に電気的に接続される信号線（図示せず）を内蔵するとともに、超音波振動子７０を回転走査するための中空コイル状の駆動シャフト６１と、チューブ本体６０の先端に形成されたガイドワイヤルーメン用チューブ６２と、コネクタ６３等から成るが、これに限定されない。また、６４は、制御装置２０に電気的に接続される駆動装置である。駆動装置６４は、カテーテル１０のコネクタ６３に着脱可能であり、内蔵したモータ（図示せず）により駆動シャフト６１を回転させるとともに、超音波振動子７０により得られる信号を受信し、制御装置２０に送信する。

本発明においては、超音波振動子７０による情報からどのように体腔画像が生成され、表示されるかは既知の方法を使用すれば良いので、詳説はしない。

図２は、制御装置２０、本例ではパソコン２０の構成例を示すブロック図である。

図２で、２１は制御装置２０全体を制御する演算・制御用のＣＰＵ、２２はブート時の固定プログラムやパラメータを記憶するＲＯＭ、２３はＣＰＵ２１が実行するアプリケーションプログラムやデータを一時記憶するＲＡＭ、２４はハードディスクやＤＶＤ、メモリカードなどの不揮発性の記憶が可能な外部記憶部、２５は超音波診察用のカテーテル１０や各種周辺機器からのデータを入力する入力インタフェース、２６は各種周辺機器へデータを出力する出力インタフェースである。尚、超音波診察用のカテーテル１０の超音波振動子は出力インタフェースにも接続されており、超音波送波のための信号が伝達される。

ＲＡＭ２３は、データを記憶するデータ記憶領域とＣＰＵ２１が実行するプログラムを外部記憶部２４からロードするプログラムロード領域を有する。データ記憶領域には、本例で使用する領域として、超音波診察用のカテーテル１０から受信した超音波受信データ２３ａ、超音波受信データ２３ａから生成される体腔画像データ２３ｂ、本実施形態で表示する同心円目盛のデータ２３ｃ、表示する同心円目盛の表示画面上の中心座標２３ｄ、表示画面に表示する表示画像データ２３ｅ、同心円目盛を表示するか否かを示すフラグ２３ｆ、同心円目盛の目盛幅を1mm, 0.5mm, 0.25mmの３つから選択するフラグ２３ｇをそれぞれ記憶する領域を有している。尚、ここに図示した記憶領域は本願特有のものであり、汎用の記憶領域は図示していない。

外部記憶部２４は、データを記憶するデータ記憶領域とＣＰＵ２１が実行するプログラムを記憶するプログラム領域を有する。データ記憶領域には、本例では、超音波診断に特有のパラメータ２４ａや、超音波受信データ２３ａから体腔画像を作成するのに使用されるパラメータ２４ｂが記憶される。プログラム記憶領域には、本例では、超音波振動子の制御も含む超音波計測プログラム２４ｃ、超音波受信データ２３ａから体腔画像データ２３ｂを作成する体腔画像作成プログラム２４ｄ、体腔画像データ２３ｂを表示する画像表示プログラム２４ｅ、
、同心円目盛データ２３ｃを体腔画像データ２３ｂに重畳して表示するための同心円目盛表示プログラム２４ｆが記憶される。尚、かかるプログラムの分類はこれに限定されず、複数のプログラムが一体化されていても、更に分割されてもよい。又、図２には、システムプログラムなどの汎用プログラムは図示していない。

入力インタフェース２５には、データ入力や操作指示用のキーボード２５ａ、ポインティングデバイス２５ｂや指示ペン２５ｃ、超音波診察用のカテーテル１０からの受信データが接続される。

出力インタフェース２６には、表示部２６ａ、図示しないが超音波診察用のカテーテル１０の超音波振動子の制御信号が接続される。

＜本実施形態の管腔内超音波診断装置の動作例＞
図３は、本実施形態の管腔内超音波診断装置の動作手順例として、制御装置２０の処理プログラムの一例を示すフローチャートである。

図３では、まず、ステップＳ３１で、超音波診察用のカテーテル１０からの受信データから生成された体腔（本例では血管）の断面画像を取得する。尚、断面画像の生成は、別途そのための既知のモジュールを有する。ステップＳ３２では、ステップＳ３１で得た血管断面画像を表示する。この表示画面例を図４に示す。これは従来もあった、カテーテル１０を中心にした目盛４１を有する血管像４２及び内腔４０の表示例である。

次に、ステップＳ３３で、同心円目盛を表示するか否かが指示される。かかる指示は、ステップＳ３２の表示画面中に指示のためのダイアログを表示しても、問合わせを表示してもよい。同心円目盛の表示が指示されればステップＳ３４に進んで、同心円目盛の目盛幅の寸法を選択する。かかる選択は無くて、固定の寸法であってもよく、その場合はステップＳ３４はパスする。本例では、1mm, 0.5mm, 0.25mmの３つから選択する。

ステップＳ３５では、同心円目盛の中心の入力を待つ。かかる入力は、キーボード２５ａからのキー入力であっても、ポインティングデバイス２５ｂによる画面上のカーソル位置のクリックであっても、指示ペン２５ｃによる表示部２６ａの画面へのポイントであってもよく、ユーザが診断目的に応じて任意の点を入力することができる。更に、図３のフローチャートではその手順が煩雑になるので示さないが、表示された同心円目盛を画面上のカーソルや指示ペン２５ｃで移動させるようなユーザインタフェースを工夫してもよい。かかるユーザインタフェースも既知の技術の組み合わせで可能である。従って、図３の手順は、最も単純な一例でしかない。

ステップＳ３６では、同心円目盛のデータを取得（あるいは作製）する。上出の1mm, 0.5mm, 0.25mmの３つについて予め同心円目盛の寸法データを作成して記憶している場合には、対応して取得すればよい。予め用意されていないのであれば、目盛幅の選択と中心位置の入力に従って、作成する。ステップＳ３７では、ステップＳ３６で得られた同心円目盛のデータを血管断面画像に重畳して、新たな表示画像データを作成する。ステップＳ３８で作成された同心円目盛と血管断面画像の重畳画像を表示する。

図５は、本実施形態による、血管断面画像の内腔の中心を中心点とする同心円目盛の表示画面例である。図５は、図４に示された画像に対し、ユーザが入力した任意の点（ここでは管腔の略中心）を中心点とする同心円目盛を重畳した例である。図５で、５１が指示された任意の点を示す中心点であり、５２が中心点５１を中心とする同心円目盛である。

図５のように、操作者が表示されている血管の概略の中心を、ポインティングデバイス等でカーソルを移動させて選択することで、その点を中心に同心円の目盛りが表示される。これにより、概略の血管径を判断することが可能となる。

尚、本実施形態で、同心円目盛の間隔が示す寸法を1mm, 0.5mm, 0.25mmの３つにした。その理由は、多くの場合、血管系の測定はバルーンカテーテルやステントのサイズを決定するために行うため、最高でも0.25mm程度の精度で概略の径がわかれば十分であるためである。また、同心円目盛り間隔を0.25mm間隔、もしくは0.5mm間隔とすれば、上記デバイスのサイズの決定がそのまま行えるため、非常に有効になるためである。しかしながら、本発明は、かかる寸法に限定されるものではない。

本実施形態の体腔内超音波診断装置の構成例を示す図である。 図１の制御装置２０の構成例を示すブロック図である。 本実施形態の体腔内超音波診断装置の動作手順例を示すフローチャートである。 従来の体腔内超音波診断装置に表示された血管断面画像の表示画面の一例を示す図である。 本実施形態の体腔内超音波診断装置に表示された血管断面画像の内腔に同心円目盛が重畳された表示画面の一例を示す図である。 血管内にカテーテルを挿入した状態の一例を示す図である。

Claims (3)

1. 被検体を超音波でラジアル走査することにより得られた複数のエコー信号からＢモード画像を作製して表示するＢモード画像表示手段と、
   前記Ｂモード画像上の任意の点を指定する中心位置指定手段と、
   前記指定した任意の点を中心点とする複数の同心円を、前記Ｂモード画像に重畳して表示する同心円表示手段とを具備することを特徴とする管腔内超音波診断装置。
2. 前記Ｂモード画像表示手段は、前記Ｂモード画像をリアルタイムで表示することを特徴とする請求項１に記載の管腔内超音波診断装置。
3. 前記同心円表示手段は複数の同心円を等間隔で表示し、該間隔が被検体の1mm，0.5mm，0.25mmのいずれかの寸法を表わすことを特徴とする請求項１に記載の管腔内超音波診断装置。

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