JP2007319255A - Ultrasonograph - Google Patents
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Abstract
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ものである。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus for diagnosing a blood vessel state using ultrasonic waves.
動脈硬化の診断は、血管の内膜中膜複合体厚(Intima-Media Thickness、以下IMT)を測定することによって行われる。ここで、頚動脈は他の部位と比較してIMT値が動脈硬化の初期段階から大きくなり、動脈硬化の発見に有効であることが知られている他、頚動脈は皮膚表面から2〜3cmと比較的浅い深さに位置するため、動脈硬化の診断には頚動脈が良く測定対象とされる。 Diagnosis of arteriosclerosis is performed by measuring the intima-media thickness (hereinafter referred to as IMT) of the blood vessel. Here, the carotid artery has an IMT value that is larger from the initial stage of arteriosclerosis than other parts, and is known to be effective in detecting arteriosclerosis. The carotid artery is compared to 2 to 3 cm from the skin surface. Because of its shallow depth, the carotid artery is often used as a measurement target for diagnosing arteriosclerosis.
従来、超音波によって頚動脈の血管壁のIMT値を測定する方法として、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B-mode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、血管壁のIMT値を測定する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a method of measuring the IMT value of the carotid artery blood vessel by ultrasound, the luminance signal in B-mode image data based on ultrasound reflected by the blood vessel, assuming that it has a standard vascular structure A method for measuring the IMT value of the blood vessel wall based on the maximum peak value and the second peak value is known (for example, see Patent Document 1).
しかし、この方法では、エコー強度を利用しているために、測定対象となる血管壁の内膜輝度が低い場合や、輝度情報がノイズを多く含む場合には、血流−内膜境界位置や中膜−外膜境界位置を正確に検出できず、正確な血管壁のIMT値を計測することができないという問題点があった。 However, in this method, since the echo intensity is used, when the intimal luminance of the blood vessel wall to be measured is low or the luminance information includes a lot of noise, the blood flow-intimal boundary position or There is a problem in that the medial-external membrane boundary position cannot be accurately detected, and the accurate IMT value of the blood vessel wall cannot be measured.
又、測定対象となる血管壁の構造が正常状態にあることが前提条件となっているため、測定対象となる血管内にアテロームのような局所病変が存在していると、前記境界位置を正確に計測することができないという問題点があった。 In addition, since it is a precondition that the structure of the blood vessel wall to be measured is in a normal state, if there is a local lesion such as an atheroma in the blood vessel to be measured, the boundary position is accurately determined. There was a problem that it could not be measured.
この問題点を回避可能な手法として、超音波エコー信号の位相変化から算出した組織の硬さに基づいて血流−内膜境界位置や中膜の位置を検出し、血管壁のIMT値を計測する方法が提案されている(例えば下記の特許文献2参照)。 As a technique that can avoid this problem, the IMT value of the blood vessel wall is measured by detecting the blood flow-intima boundary position and the medial position based on the tissue hardness calculated from the phase change of the ultrasonic echo signal. Has been proposed (see, for example, Patent Document 2 below).
これら前記従来の超音波診断装置において血管に平行な断面を観測した場合、1本の血管に対して被験体の皮膚表面に近い側と遠い側の2つの血管壁が描出される。一般に、超音波プローブに近い皮膚表面側の血管壁(以下、前壁)からのエコーデータは、超音波の多重反射等の影響を受けやすく、得られるB-mode画像は輪郭が不鮮明になりやすい。そのため、皮膚表面から遠い血管壁(以下、後壁)のIMT値を測定対象にする場合が多い。 When a cross-section parallel to a blood vessel is observed in these conventional ultrasonic diagnostic apparatuses, two blood vessel walls on the side closer to and far from the subject's skin surface are depicted for one blood vessel. In general, echo data from the blood vessel wall on the skin surface side (hereinafter referred to as the front wall) close to the ultrasonic probe is easily affected by multiple reflections of ultrasonic waves, and the resulting B-mode image tends to have an unclear outline. . For this reason, the IMT value of the blood vessel wall (hereinafter referred to as the rear wall) far from the skin surface is often measured.
しかし、測定条件によっては前壁の血管壁を測定対象とした方がよい場合もあるため、操作者は、B-mode画像から、測定対象を前壁にするか後壁にするかを判断し、適切な関心領域をマウス等によって設定する必要があった。このような判断や操作は面倒である他、定期健康診断のような多数の被検体を対象にして診断を行うような場合には総合診断時間を延伸させる原因となっていた。 However, depending on the measurement conditions, it may be better to use the blood vessel wall of the front wall as the measurement target. Therefore, the operator determines from the B-mode image whether the measurement target is the front wall or the rear wall. It was necessary to set an appropriate region of interest with a mouse or the like. Such judgments and operations are troublesome, and in the case of making a diagnosis on a large number of subjects such as a periodic health check, it has been a cause of extending the total diagnosis time.
又、IMT値測定対象として選択した血管壁の近傍にB-mode画像では明確に判断できないプラークやノイズが存在する場合などは、前記血管の血流―内膜、中膜−外膜境界を正確に検出できず、誤ったIMT値を測定してしまうことになる。これを解決する方法として、設定する関心領域を前壁と後壁の両方が含まれるように設定し、前壁と後壁それぞれのIMT値を測定する方法が提案されている(例えば、特許文献3)。 In addition, if there are plaques or noise that cannot be clearly determined by the B-mode image in the vicinity of the blood vessel wall selected as the IMT value measurement target, the blood flow-intima and media-outer membrane boundary of the blood vessel are accurately Therefore, an incorrect IMT value is measured. As a method for solving this, a method has been proposed in which the region of interest to be set is set so that both the front wall and the rear wall are included, and the IMT values of the front wall and the rear wall are measured (for example, Patent Documents). 3).
しかし、前記従来の方法においても操作者が未熟で超音波プローブの当て方が不適切な場合等は前記血管の血流―内膜、中膜外膜境界の正しい位置を検出していないことになり、誤診につながる恐れがある。 However, even in the conventional method, when the operator is immature and the method of applying the ultrasonic probe is inappropriate, the correct position of the blood flow-intima / intima boundary is not detected. There is a risk of misdiagnosis.
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、正確で信頼性のあるIMT値の測定が可能な超音波診断装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and an object thereof is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of measuring an IMT value with accuracy and reliability.
本発明に係る超音波診断装置は、被検体の体表面から前記被検体の内部の血管の長軸方向に沿った複数のポイントに向けて超音波パルスを発信する送信部と、前記複数のポイントから反射された超音波エコー信号を受信する受信部と、前記超音波エコー信号から、前記複数のポイントにおける前記血管の前壁および後壁それぞれにおける、血流領域と内膜との境界位置、および、中膜と外膜との境界位置を検出する境界位置検出部と、前記境界位置検出部で検出された境界位置に基づいて、前記血管のIMT値を算出するIMT値算出部と、前記複数のポイントにおいて検出された境界位置の、血管の長軸方向の特徴量から、前記境界位置検出部で検出された境界位置の信頼性を判定する信頼性判定部と、を備える。
上記構成によれば、操作者が未熟で超音波プローブの当て方が不適切な場合等に、血管の血流―内膜、中膜外膜境界の正しい位置を検出していない可能性を把握することが可能になるため、正確で信頼性のあるIMT値の測定が可能になる。上記構成において、信頼性判定の結果、信頼性が高い場合にのみIMT値を算出してもよいし、境界位置の信頼性判定結果にかかわらずIMT値を算出し、IMT値算出結果の信頼性として判定してもよい。
An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes: a transmitter that transmits ultrasonic pulses from a body surface of a subject toward a plurality of points along a major axis direction of a blood vessel inside the subject; and the plurality of points A receiving unit that receives an ultrasonic echo signal reflected from the ultrasonic echo signal, and a boundary position between a blood flow region and an intima in each of the front wall and the rear wall of the blood vessel at the plurality of points, and A boundary position detection unit that detects a boundary position between the media and outer membrane; an IMT value calculation unit that calculates an IMT value of the blood vessel based on the boundary position detected by the boundary position detection unit; A reliability determination unit that determines the reliability of the boundary position detected by the boundary position detection unit from the feature amount in the major axis direction of the blood vessel at the boundary position detected at this point.
According to the above configuration, when the operator is immature and the ultrasonic probe is improperly applied, etc., it is possible to grasp the possibility of not detecting the correct position of the bloodstream-intima / media-media boundary This makes it possible to accurately and reliably measure the IMT value. In the above configuration, the IMT value may be calculated only when reliability is high as a result of the reliability determination, or the IMT value is calculated regardless of the reliability determination result of the boundary position, and the reliability of the IMT value calculation result is calculated. You may determine as.
また、本発明に係る超音波診断装置は、前記信頼性判定部の判定結果に基づく報知を行う報知手段を備える。
上記構成によれば、信頼性判定部で信頼性が低いと判断された場合に、その旨を報知することができるため、血管の血流―内膜、中膜外膜境界の正しい位置を検出していないことを操作者が容易に確認できる。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention further includes notification means for performing notification based on the determination result of the reliability determination unit.
According to the above configuration, when the reliability determination unit determines that the reliability is low, the fact can be notified, so that the correct position of the bloodstream-intima / media-media boundary is detected. The operator can easily confirm that this is not done.
また、本発明に係る超音波診断装置は、前記超音波エコー信号の位相情報を処理し、位相情報処理結果のうち少なくとも一つを前記境界位置検出部へ送出する位相情報処理部と、前記超音波エコー信号の振幅情報を処理し、振幅情報処理結果のうち少なくとも一つを前記境界位置検出部へ送出する振幅情報処理部と、を備え、前記境界位置検出部が、前記位相情報処理結果のうち少なくとも一つと、前記振幅情報処理結果のうち少なくとも一つとから、前記複数のポイントにおける前記血管の前壁および後壁それぞれにおける、血流領域と内膜との境界位置、および、中膜と外膜との境界位置を検出するものである。
上記構成によれば、正確な境界位置の検出が可能になる。
In addition, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention processes the phase information of the ultrasonic echo signal and sends out at least one of the phase information processing results to the boundary position detection unit; An amplitude information processing unit that processes amplitude information of the sound wave echo signal and sends at least one of the amplitude information processing results to the boundary position detection unit, wherein the boundary position detection unit A boundary position between the blood flow region and the intima in each of the front wall and the rear wall of the blood vessel at the plurality of points, and the media and the outer from at least one of the amplitude information processing results The boundary position with the film is detected.
According to the above configuration, it is possible to accurately detect the boundary position.
また、本発明に係る超音波診断装置は、前記位相情報処理結果のうちの一つである生体組織の移動速度、および、前記振幅情報処理結果のうちの一つである超音波エコー信号の強度の少なくとも一方を用いて前記血管の血液が流れる血流領域を検出し、前記血管の体表面に近い前壁および体表面から遠い後壁のそれぞれについて、血流領域と内膜との境界位置、および、中膜と外膜との境界位置を検出するために必要な関心領域を設定する関心領域設定部を備える。
上記構成によれば、正確な境界位置の検出が可能になる。
Further, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes a moving speed of a living tissue that is one of the phase information processing results and an intensity of an ultrasonic echo signal that is one of the amplitude information processing results. A blood flow region through which blood in the blood vessel flows using at least one of the blood vessel region, and a boundary position between the blood flow region and the intima for each of the front wall near the body surface of the blood vessel and the rear wall far from the body surface, And a region-of-interest setting unit that sets a region of interest necessary for detecting the boundary position between the media and the outer membrane.
According to the above configuration, it is possible to accurately detect the boundary position.
また、本発明に係る超音波診断装置は、前記特徴量が、前記境界位置の平均値および標準偏差、または、平均値および分散であるものである。
上記構成によれば、検出した境界位置の信頼性を簡便に判定できる。
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the feature amount is an average value and a standard deviation of the boundary position, or an average value and a variance.
According to the above configuration, the reliability of the detected boundary position can be easily determined.
また、本発明に係る超音波診断装置は、前記特徴量が、前記境界位置を血管の長軸方向の関数とみなして推定された近似関数と前記境界位置との不一致度であるものである。
上記構成によれば、検出した境界位置の信頼性を簡便に判定できる。
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the feature amount is a degree of inconsistency between the approximate function estimated by regarding the boundary position as a function in the long axis direction of the blood vessel and the boundary position.
According to the above configuration, the reliability of the detected boundary position can be easily determined.
また、本発明に係る超音波診断装置は、前記近似関数が、線形関数であるものである。
上記構成によれば、検出した境界位置の信頼性を簡便に判定できる。
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the approximate function is a linear function.
According to the above configuration, the reliability of the detected boundary position can be easily determined.
また、本発明に係る超音波診断装置は、前記近似関数が、1次関数であるものである。
上記構成によれば、検出した境界位置の信頼性を簡便に判定できる。
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the approximate function is a linear function.
According to the above configuration, the reliability of the detected boundary position can be easily determined.
また、本発明に係る超音波診断装置は、前記近似関数が、多項式関数であるものである。
上記構成によれば、検出した境界位置の信頼性をより正確に判定できる。
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the approximate function is a polynomial function.
According to the said structure, the reliability of the detected boundary position can be determined more correctly.
また、本発明に係る超音波診断装置は、前記近似関数を推定する際の近似方法が、線形最小2乗法である。
上記構成によれば、検出した境界位置の信頼性を簡便に判定できる。
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the approximation method for estimating the approximate function is a linear least square method.
According to the above configuration, the reliability of the detected boundary position can be easily determined.
また、本発明に係る超音波診断装置は、前記近似関数を推定する際の近似方法が、非線形最小2乗法であるものである。
上記構成によれば、検出した境界位置の信頼性をより正確に判定できる。
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the approximation method for estimating the approximation function is a nonlinear least square method.
According to the said structure, the reliability of the detected boundary position can be determined more correctly.
また、本発明に係る超音波診断装置は、前記近似関数が、非線形関数である。
上記構成によれば、検出した境界位置の信頼性をより正確に判定できる。
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the approximate function is a nonlinear function.
According to the said structure, the reliability of the detected boundary position can be determined more correctly.
さらに、本発明に係る超音波診断装置は、前記近似関数を推定する際の近似方法が、非線形最小2乗法であるものである。
上記構成によれば、検出した境界位置の信頼性をより正確に判定できる。
Furthermore, in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the approximation method for estimating the approximation function is a nonlinear least square method.
According to the said structure, the reliability of the detected boundary position can be determined more correctly.
本発明によれば、操作者が未熟で超音波プローブの当て方が不適切な場合等に、血管の血流―内膜、中膜外膜境界の正しい位置を検出していない可能性を把握することが可能になるため、正確で信頼性のあるIMT値の測定が可能になる。 According to the present invention, when the operator is immature and the ultrasonic probe is improperly applied, etc., it is possible to grasp the possibility that the correct position of the blood flow-intima / media-outer membrane boundary is not detected. This makes it possible to accurately and reliably measure the IMT value.
以下、本発明の実施の形態にかかる超音波診断装置を図面により説明する。 Hereinafter, an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。ただし、図1には、この超音波診断装置によって受信されたBモード画像も図示されている。Bモード画像は、超音波パルスを血管に向かって発信したときの画像である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment of the present invention. However, FIG. 1 also shows a B-mode image received by this ultrasonic diagnostic apparatus. The B-mode image is an image when an ultrasonic pulse is transmitted toward the blood vessel.
Bモード画像において、30は血管、31は血管の前壁、32は血管の後壁、33は血流領域、301は前壁の外膜、302は前壁の内中膜、303は後壁の内中膜、304は後壁の外膜、310は前壁の中膜−外膜境界、311は前壁の血流−内膜境界、312は後壁の血流−内膜境界、313は後壁の中膜−外膜境界を示す。 In a B-mode image, 30 is a blood vessel, 31 is a front wall of the blood vessel, 32 is a rear wall of the blood vessel, 33 is a blood flow region, 301 is an outer membrane of the front wall, 302 is an inner media of the front wall, and 303 is a rear wall. , 304 is the posterior wall adventitia, 310 is the anterior wall media-endocardium boundary, 311 is the anterior wall blood flow-intima boundary, 312 is the posterior wall blood flow-intima boundary, 313 Indicates the medial-external membrane boundary of the back wall.
送信部1は、超音波パルスを生成して超音波プローブ101へと供給する。ここでは、送信部1は、被検体の体表面から被検体の内部の血管の長軸方向に沿った複数のポイントに向けて超音波パルスを発信する。超音波プローブ101は、送信部1から供給された超音波パルスを生体の皮膚表面20から生体内の血管30に向かって発信する。血管30は、血液が流れる血流領域33を囲むように構成された血管壁を有しており、皮膚表面に近い側の前壁31と遠い側の後壁32とがある。血管壁の内側には、局所的病変であるアテローム306が形成されている。
The
血管30によって反射された超音波パルスは、超音波プローブ101によって受信され、受信部2および遅延合成部3を経由して振幅情報処理部5ならびに位相情報処理部6へ供給される。振幅情報処理部5では超音波エコー信号の振幅情報から抽出される特徴量を少なくとも一つ、位相情報処理部6では超音波エコー信号の位相情報から抽出される特徴量を少なくとも一つ、それぞれ送出する。
The ultrasonic pulse reflected by the
関心領域設定部7では、振幅情報処理部5から送出された超音波エコー信号の振幅強度と位相情報処理部6から送出された生体組織の移動速度のうち少なくとも一方を用いて前記血管30の血流領域33を検出し、血管30の前壁31と後壁32それぞれの血流−内膜境界位置311,312と、中膜−外膜境界位置310,313とを検出するために必要な関心領域を設定する。
The region-of-interest setting unit 7 uses at least one of the amplitude intensity of the ultrasonic echo signal sent from the amplitude information processing unit 5 and the moving speed of the living tissue sent from the phase information processing unit 6 to blood in the
境界位置検出部8では、関心領域設定部7から送出された前壁31と後壁32の関心領域ならびに振幅情報処理部5から送出された処理結果のうち少なくとも一つの処理結果ならびに位相情報処理部6から送出された処理結果のうち少なくとも一つの処理結果とに基づいて、前壁31と後壁32の血流−内膜境界位置311,31ならびに中膜−外膜境界位置310,313を検出する。
In the boundary position detection unit 8, the region of interest on the
IMT値算出部9は、血管30の内膜と血流領域33との間の境界位置の1心拍サイクルにおける時間的変化と、中膜の位置の時間的変化とに基づいて、内膜から中膜までの厚みIMT(Intima-Media Thickness)を計測する。IMT算出部9は、1心拍サイクルにおけるIMT値の最大値、最小値および平均値の少なくとも1つを算出する。
The IMT value calculation unit 9 determines whether the boundary position between the intima of the
この場合、IMT値算出部9は、血管30によって反射された超音波エコーを受信して得られた超音波エコー信号に基づいて、硬さ値変換によって変換された組織の硬さ値を利用して内膜と血流領域33との間の境界位置を検出する場合の硬さ値の変化波形を生成し、硬さ値の変化波形の最大ピーク値を示す点と第2ピーク値を示す点との間の距離をIMT値として検出してもよい。
In this case, the IMT value calculation unit 9 uses the tissue hardness value converted by the hardness value conversion based on the ultrasonic echo signal obtained by receiving the ultrasonic echo reflected by the
境界位置検出部8にて検出された前壁31と後壁32のそれぞれにおける、血流−内膜境界位置311,31ならびに中膜−外膜境界位置310,313と、前記IMT値算出部9にて算出されたIMT値とは、画像合成部10へ送出される。
The blood flow-intima boundary positions 311 and 31 and the medial-
B−モード処理部4では、遅延合成部3を経由して供給された超音波エコー信号に基づいて、血管30の断面を表す画像情報を生成して画像合成部10へ供給する。画像合成部10は、Bモード処理部4から供給された画像情報と境界位置検出部8から供給された結果とを合成して表示部11にモニタ表示する。
The B-mode processing unit 4 generates image information representing a cross section of the
なお、モニタに表示されたBモード画像と検出された境界位置に微妙なずれが生ずる場合があるため、境界位置検出部8において、検出された前壁31と後壁32の血流−内膜境界位置311,31ならびに中膜−外膜境界位置310,313に、ある固定値をオフセット値802として加算もしくは減算してもよい。
Since there may be a slight shift between the B-mode image displayed on the monitor and the detected boundary position, the blood flow-intima of the detected
本実施例における超音波診断装置では、オフセット設定802を境界位置抽出部8に対して行う構成としたが、本発明はそれを限定するものではない。操作者が視覚的に判断する場合と極めて近い境界がモニタに表示されるような構成であれば良い。又、画像合成部10において必要に応じてIMT値算出部9で算出されたIMT値を表示できるようになっているが、本発明はそれを限定するものではない。 In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment, the offset setting 802 is performed on the boundary position extraction unit 8, but the present invention is not limited thereto. Any configuration may be used as long as the boundary displayed on the monitor is very close to the case where the operator visually determines. Further, the IMT value calculated by the IMT value calculation unit 9 can be displayed in the image composition unit 10 as necessary, but the present invention is not limited to this.
信頼性判定部12では、境界位置検出部8において検出された境界位置の、血管30の長軸方向の特徴量から、前記境界位置の信頼性を判定する。以下では、その信頼性判定方法の具体的な内容について説明する。なお、以下の説明では、血管30の後壁32について述べるが、血管30の前壁31に関しても同様の手順で信頼性を判定可能であることは明白であるので説明は省略する。
The reliability determination unit 12 determines the reliability of the boundary position from the feature amount in the major axis direction of the
図2は、音響走査線Hに沿って、皮膚表面からの深度Hとほぼ垂直に位置する、血管の後壁の血流−内膜境界位置ならびに中膜−外膜境界位置を、境界位置検出部8において検出した結果の模式図であり、ある音響走査線Hに沿った血流−内膜境界位置をB0(H)、中膜−外膜境界位置をB1(H)としてある。 FIG. 2 shows the boundary position detection of the blood flow-intima boundary position and the medial-examinal boundary position of the posterior wall of the blood vessel located substantially perpendicular to the depth H from the skin surface along the acoustic scanning line H. FIG. 8 is a schematic diagram of a result detected by the unit 8, where a blood flow-intima boundary position along a certain acoustic scanning line H is B0 (H), and a medial film-outer membrane boundary position is B1 (H).
B0(H)とB1(H)の平均値をそれぞれMB0、MB1とし、それらの標準偏差をそれぞれSDB0、SDB1とすると、それぞれの境界位置の分布はMB0±SDB0、MB1±SDB1となる。通常、血流と内膜の境界はそれほど複雑な構造をしていないため、境界位置の分布はそれほど広がりをもたない。 If the average values of B0 (H) and B1 (H) are MB0 and MB1, respectively, and their standard deviations are SDB0 and SDB1, respectively, the distribution of the respective boundary positions is MB0 ± SDB0 and MB1 ± SDB1. Usually, since the boundary between the blood flow and the intima is not so complicated, the distribution of the boundary position is not so wide.
そこで、本実施の形態における信頼性判定部12では、血流−内膜境界位置B0(H)の標準偏差SDB0と中膜−内膜境界位置B1(H)の標準偏差SDB1のいずれかが、あらかじめ設定された信頼性閾値121を超える場合、その測定の境界位置は信頼性が低いと判断し、この信頼性判定結果を画像合成部10に伝え、表示部11において境界位置をモニタ表示しないという処置をする。なお、ここでは、信頼性判定部12が、境界位置の平均値と標準偏差とから信頼性を判定する例を示したが、境界位置の平均値と分散とを用いて信頼性を判定してもよい。
Therefore, in the reliability determination unit 12 in the present embodiment, either the standard deviation SDB0 of the blood flow-intima boundary position B0 (H) or the standard deviation SDB1 of the medial-intima boundary position B1 (H) is: When the
なお、上述の説明では、境界位置の信頼性が低い場合、それを画像合成部10に伝え、表示部11において境界位置を表示モニタ表示しない構成にしてあるが、本発明はこれを限定するものではない。例えば、表示部11において、検出した境界位置の信頼性が低い旨を文字で表示するなど、その測定で得られた境界位置の信頼性が低いか高いかを操作者が判断できる構成であればどのような構成でも良い。
また、信頼性判定部12の信頼性判定の結果、信頼性が高い場合にのみIMT値算出部9がIMT値を算出する構成としてもよいし、信頼性判定部12の判定結果にかかわらずIMT値算出部9がIMT値を算出し、IMT値算出結果の信頼性を操作者が把握できるようなモニタ表示等の報知を行ってもよい。
In the above description, when the reliability of the boundary position is low, this is transmitted to the image composition unit 10 and the display unit 11 does not display the boundary position on the display monitor. However, the present invention limits this. is not. For example, if the display unit 11 is configured to allow the operator to determine whether the reliability of the boundary position obtained by the measurement is low or high, such as displaying a letter indicating that the reliability of the detected boundary position is low. Any configuration is acceptable.
The IMT value calculation unit 9 may calculate the IMT value only when reliability is high as a result of the reliability determination by the reliability determination unit 12. The value calculation unit 9 may calculate the IMT value and perform notification such as a monitor display so that the operator can grasp the reliability of the IMT value calculation result.
また、上述の信頼性閾値121の値は、通常の血管の構造を考慮した適切な値をあらかじめ設定しておけば良い。
In addition, the value of the
このように本実施形態によれば、操作者が未熟で超音波プローブの当て方が不適切な場合等において、血管の血流―内膜境界、中膜外膜境界の正しい位置を検出していないことを操作者に確実に伝えることができる。したがって、血管の前壁および後壁において、正確で信頼性のあるIMT値を測定可能な超音波診断装置を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, when the operator is immature and the ultrasonic probe is improperly applied, the correct position of the blood flow-intima boundary and intima-media boundary is detected. The operator can be surely notified of the absence. Therefore, it is possible to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of measuring an accurate and reliable IMT value on the front wall and the rear wall of a blood vessel.
(実施の形態2)
以下、本発明の第2の実施の形態について図面を用いて説明する。本発明の第2の実施の形態の概略構成を示すブロック図は図1と同一であり、実施の形態1と同じ構成要素については同じ符号用い、説明を省略する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. A block diagram showing a schematic configuration of the second embodiment of the present invention is the same as that of FIG. 1, and the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
又、前記関心領域の設定方法や血管30の前壁31および後壁32の血流−内膜境界位置311,312ならびに中膜−外膜境界位置310,313の検出方法等については、実施の形態1と同様であるので、説明を省略する。
The method of setting the region of interest, the method of detecting the blood flow-intima boundary positions 311 and 312 and the medial-
本実施の形態が、実施の形態1と異なる点は、境界位置検出部8において検出された境界位置の血管30の長軸方向の特徴量から、前記境界位置またはIMT値算出部9において算出されたIMT値の信頼性を判定する方法が異なるということである。以下では、その信頼性判定方法の具体的な内容について説明する。
The difference between the present embodiment and the first embodiment is that the boundary position or IMT value calculation unit 9 calculates the feature amount in the major axis direction of the
なお、以下の説明では、血管30の後壁32について述べるが、血管30の前壁31に関しても同様の手順で信頼性を判定可能であることは明白であるので説明は省略する。
In the following description, the rear wall 32 of the
図3はその模式図を示したものであり、第1の実施の形態と同様、血管30の後壁32の血流−内膜境界位置ならびに中膜−外膜境界位置を境界位置検出部8において検出した結果の模式図であり、ある音響走査線H上の血流−内膜境界位置をB0(H)、中膜−外膜境界位置をB1(H)としてある。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the blood flow-intima boundary position and the medial-outer membrane boundary position of the rear wall 32 of the
ここで、図3のように血管30が音響走査線Hに垂直な方向に平行に位置せず、傾いて存在する場合や図1のように内膜にアテローム306のような病変が存在し、血流−内膜境界位置が蛇行しているような場合に、第1の実施の形態で述べたような判定方法を用いると、正確な境界位置が検出されているにも関わらず、境界位置の分布に広がりが生じ、その標準偏差が大きくなるため、信頼性が低いと判定されてしまう場合がある。そこで、本実施の形態においては、以下の手順によって信頼性を判定する。
Here, when the
B0(H)の音響走査線Hに垂直な方向、つまり、深度H方向へある傾きを持った直線とみなし、その近似直線L0(H)=a0H+b0 を線形回帰によって推定する。同様に、B1(H)の深度H方向へある傾きを持った直線とみなし、その近似直線L1(H)=a1H+b1を線形回帰によって推定する。 A straight line having a certain inclination in the direction perpendicular to the acoustic scanning line H of B0 (H), that is, the depth H direction is assumed, and the approximate straight line L0 (H) = a0H + b0 is estimated by linear regression. Similarly, a straight line having a certain slope in the depth H direction of B1 (H) is assumed, and the approximate straight line L1 (H) = a1H + b1 is estimated by linear regression.
この場合、次式で定義されるB0(H)とL0(H)との一致度X0ならびにB1(H)とL1(H)との一致度X1を算出する。
X0 = Σ| B0(H) Σ L0(H)|2・・・(1)
X1 = Σ| B1(H) Σ L1(H)|2・・・(2)
そして、X0もしくはX1の値があらかじめ設定された信頼性閾値121を超える場合、その測定結果は信頼性が低いとみなす。
In this case, the degree of coincidence X0 between B0 (H) and L0 (H) defined by the following equation and the degree of coincidence X1 between B1 (H) and L1 (H) are calculated.
X0 = Σ | B0 (H) Σ L0 (H) | 2 (1)
X1 = Σ | B1 (H) Σ L1 (H) | 2 (2)
If the value of X0 or X1 exceeds the
なお、上述の説明では、境界位置を音響走査線に垂直な方向に対してある傾きを持った直線とみなし、線形回帰によってその近似直線を推定しているが、本発明はこれを制限するものではなく、例えば、境界位置を多項式や非線形関数で近似するなどしても良い。また、本発明は、近似直線や近似曲線などの推定方法を線形回帰に限定するものではなく、非線形最小2乗法など、どのような近似方法を用いても良い。 In the above description, the boundary position is regarded as a straight line having a certain inclination with respect to the direction perpendicular to the acoustic scanning line, and the approximate straight line is estimated by linear regression. However, the present invention limits this. Instead, for example, the boundary position may be approximated by a polynomial or a nonlinear function. Further, the present invention does not limit the estimation method of an approximate line or approximate curve to linear regression, and any approximation method such as a nonlinear least square method may be used.
このように本実施形態によれば、血管の形状等により、血管の血流―内膜または中膜外膜境界の正しい位置を検出していないことを操作者に確実に伝えることができる。したがって、血管の前壁および後壁において正確で信頼性のあるIMT値を測定可能な超音波診断装置を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to reliably notify the operator that the correct position of the blood flow-intima or intima-media boundary is not detected due to the shape of the blood vessel. Therefore, it is possible to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of measuring an accurate and reliable IMT value on the front wall and the rear wall of a blood vessel.
本発明は、操作者が未熟で超音波プローブの当て方が不適切な場合等に、血管の血流―内膜、中膜外膜境界の正しい位置を検出していない可能性を把握することが可能になるため、正確で信頼性のあるIMT値の測定が可能になる効果を有し、医用分野における超音波エコーを利用した血管性状の画像表示や診断などに有用である。 The present invention grasps the possibility of not detecting the correct position of the blood flow-intima / intima boundary of the blood vessel when the operator is immature and the ultrasonic probe is improperly applied. Therefore, it is possible to accurately and reliably measure the IMT value, which is useful for displaying images and diagnosing blood vessels using ultrasonic echoes in the medical field.
1 送信部
2 受信部
3 遅延合成部
4 Bモード処理部
5 振幅情報処理部
6 位相情報処理部
7 関心領域設定部
8 境界位置検出部
9 IMT値算出部
10 画像合成部
11 表示部
12 信頼性判定部
20 被験体の皮膚表面
30 血管
31 血管の前壁
32 血管の後壁
33 血流領域
51,52 振幅情報処理結果
61,62 位相情報処理結果
101 プローブ
301 前壁の外膜
302 前壁の内中膜
303 後壁の内中膜
304 後壁の外膜
310 前壁の中膜−外膜境界
311 前壁の血流−内膜境界
312 後壁の血流−内膜境界
313 後壁の中膜−外膜境界
801 閾値
802 オフセット
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記複数のポイントから反射された超音波エコー信号を受信する受信部と、
前記超音波エコー信号から、前記複数のポイントにおける前記血管の前壁および後壁それぞれにおける、血流領域と内膜との境界位置、および、中膜と外膜との境界位置を検出する境界位置検出部と、
前記境界位置検出部で検出された境界位置に基づいて、前記血管のIMT値を算出するIMT値算出部と、
前記複数のポイントにおいて検出された境界位置の、血管の長軸方向の特徴量から、前記境界位置検出部で検出された境界位置の信頼性を判定する信頼性判定部と、
を備える超音波診断装置。 A transmitter that transmits ultrasonic pulses from a body surface of the subject toward a plurality of points along the longitudinal direction of a blood vessel inside the subject;
A receiver for receiving ultrasonic echo signals reflected from the plurality of points;
A boundary position for detecting a boundary position between the blood flow region and the intima and a boundary position between the media and the outer membrane in each of the front wall and the rear wall of the blood vessel at the plurality of points from the ultrasonic echo signal. A detection unit;
An IMT value calculation unit that calculates an IMT value of the blood vessel based on the boundary position detected by the boundary position detection unit;
A reliability determination unit that determines the reliability of the boundary position detected by the boundary position detection unit from the feature amount in the major axis direction of the blood vessel at the boundary position detected at the plurality of points;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記超音波エコー信号の振幅情報を処理し、振幅情報処理結果のうち少なくとも一つを前記境界位置検出部へ送出する振幅情報処理部と、
を備え、
前記境界位置検出部は、前記位相情報処理結果のうち少なくとも一つと、前記振幅情報処理結果のうち少なくとも一つとから、前記複数のポイントにおける前記血管の前壁および後壁それぞれにおける、血流領域と内膜との境界位置、および、中膜と外膜との境界位置を検出する請求項1または2に記載の超音波診断装置。 A phase information processing unit for processing phase information of the ultrasonic echo signal and sending at least one of phase information processing results to the boundary position detection unit;
An amplitude information processing unit that processes amplitude information of the ultrasonic echo signal and sends at least one of the amplitude information processing results to the boundary position detection unit;
With
The boundary position detection unit includes a blood flow region in each of the front wall and the rear wall of the blood vessel at the plurality of points from at least one of the phase information processing results and at least one of the amplitude information processing results. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein a boundary position between the inner membrane and a boundary position between the media and the outer membrane is detected.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 6 or 12, wherein an approximation method for estimating the approximation function is a nonlinear least square method.
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