JP2008073087A - Method, system, and program for analyzing strength of living body carotid artery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体頸動脈強度解析方法、生体頸動脈強度解析システム及び生体頸動脈強度解析プログラムに関する。 The present invention relates to a living carotid artery strength analysis method, a living carotid artery strength analysis system, and a living carotid artery strength analysis program.
高年齢化や食生活の多様化により若年層も含め心筋梗塞、脳梗塞、脳出血など循環器系疾患による長期治療患者が増加している。この疾患を防止するには血管系の力学的健全性、いわゆる血管が柔らかいこと、すなわち、低弾性係数で破断ひずみ大であることが重要である。 Due to aging and diversification of dietary habits, long-term patients with cardiovascular diseases such as myocardial infarction, cerebral infarction, and cerebral hemorrhage are increasing. In order to prevent this disease, it is important that the mechanical soundness of the vascular system, that is, the so-called blood vessels are soft, that is, the elastic modulus is low and the breaking strain is large.
血管の力学健全性を非侵襲で計測する従来の方法は、脈波速度測定(血管を伝播する弾性波で、伝播速度と弾性係数は比例する)、血管壁肥厚測定(内壁が粥状となり進行すると膨らみ血管壁が増加し内径は小さくなる)などが動脈硬化検査として用いられている。これらの物理量計測において、前者の伝播速度測定における2点間距離は比較的大きく取られるので(例えば、身長の約1/3)、計測結果は計測長さの平均値となる。 Conventional methods for measuring the mechanical health of blood vessels in a non-invasive manner are pulse wave velocity measurement (elastic waves propagating through blood vessels, propagation velocity and elastic modulus are proportional), blood vessel wall thickening measurement (inner wall progresses in a bowl shape) In this case, the swelled blood vessel wall increases and the inner diameter becomes smaller. In these physical quantity measurements, the distance between two points in the former propagation velocity measurement is relatively large (for example, about 1/3 of the height), so the measurement result is an average value of the measurement length.
ところが、前者は、局所的に生じる動脈硬化の進行状況と関連づけるのは困難であった。また後者は鮮明な血管像と壁厚さ測定の判断には特殊な技術と知識を必要としていた。又、いずれの方法とも動脈硬化がかなり進行した時に検出される物理量であり、また、これらの計測値は血管の破裂圧力と直接関連づけることも困難である。 However, the former has been difficult to correlate with the progress of locally occurring arteriosclerosis. In the latter case, special techniques and knowledge were required for the determination of clear blood vessel image and wall thickness measurement. In addition, both methods are physical quantities detected when arteriosclerosis has progressed considerably, and these measured values are difficult to directly relate to the rupture pressure of the blood vessel.
一方、動脈は心臓の拡張と収縮による拍動流に伴い径変化を生じている。しかしながら、高齢化や生活習慣病により血管内皮が変質して動脈硬化(弾性係数の増加)が起こると、拍動流に伴う径変化は小さくなる。また、動脈硬化は局所的にも生じ、かつ、粘弾性的性質も持っているので血管の動的変形挙動、さらに安静時の生理的血圧変動領域(一般的には70〜130mmHg程度)における弾性係数を計測する事は血管破裂の限界を力学的に予測する時に重要な指標となる。しかしながら、従来はこれらを計測する技術は提案されておらず、未解決の課題であった。 On the other hand, the diameter of arteries changes with pulsatile flow due to expansion and contraction of the heart. However, when the vascular endothelium changes due to aging or lifestyle-related diseases and arteriosclerosis (increase in elastic modulus) occurs, the diameter change associated with pulsatile flow becomes smaller. In addition, arteriosclerosis also occurs locally and has viscoelastic properties, so that the blood vessel undergoes dynamic deformation behavior and elasticity in a physiological blood pressure fluctuation region at rest (generally about 70 to 130 mmHg). Measuring the coefficient is an important indicator when mechanically predicting the limit of vascular rupture. However, conventionally, a technique for measuring these has not been proposed and has been an unsolved problem.
本発明は、生体頸動脈のエコー動画像に基づいて弾性率を計測し、該弾性率と破裂圧力の相関関係に基づいて頸動脈強度解析を行うことができる生体頸動脈強度解析方法、生体頸動脈強度解析システム及び生体頸動脈強度解析プログラムを提供する。 The present invention relates to a biological carotid artery strength analysis method, a biological carotid artery strength analysis method capable of measuring an elastic modulus based on an echo moving image of a living carotid artery and performing carotid artery strength analysis based on a correlation between the elastic modulus and a burst pressure. An arterial strength analysis system and a living carotid artery strength analysis program are provided.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、頸動脈動画像と該頸動脈動画像が取得された頸動脈部位の位置情報を記憶する記憶手段と、動脈の血圧情報に基づいて前記頸動脈動画像が取得された頸動脈部位の弾性率を算出する弾性率算出手段と、算出された頸動脈部位の該弾性率に基づいて破裂圧力関係式から該部位の予測破裂圧力を算出する予測破裂圧力算出手段と、算出された予測破裂圧力を前記位置情報とを組み合わせて出力する出力手段を備えたことを特徴とする生体頸動脈強度解析システムを要旨とするものである。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is based on a carotid artery moving image, a storage means for storing the position information of the carotid artery site from which the carotid artery moving image was acquired, and blood pressure information of the artery. The elastic modulus calculating means for calculating the elastic modulus of the carotid artery part from which the carotid artery moving image was acquired, and the predicted burst pressure of the part from the burst pressure relational expression based on the calculated elastic modulus of the carotid artery part The gist of the present invention is a living carotid artery strength analysis system comprising a predicted burst pressure calculating means for calculating and an output means for outputting the calculated predicted burst pressure in combination with the position information.
請求項2の発明は、請求項1において、前記弾性率算出手段が、前記頸動脈動画像に基づいて血管の断面積を算出し、この面積に基づいて血管径を求め、この血管径に基づいて、弾性率を算出することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the elastic modulus calculation means calculates a cross-sectional area of a blood vessel based on the carotid artery moving image, obtains a blood vessel diameter based on the area, and based on the blood vessel diameter Thus, the elastic modulus is calculated.
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2において、医用超音波装置を備え、前記頸動脈動画像は前記医用超音波装置の探触子によって取得され、該探触子には、測定位置を測定する位置検出装置が設けられ、前記位置情報は、前記位置検出装置によって得られたものであることを特徴とする。 A third aspect of the present invention provides the medical ultrasonic device according to the first or second aspect, wherein the carotid artery moving image is acquired by a probe of the medical ultrasonic device, and the probe has a measurement A position detection device for measuring a position is provided, and the position information is obtained by the position detection device.
請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3のうちいずれか1項において、前記出力手段が、頸動脈形状を出力するとともに前記位置情報に対応した該頸動脈形状の相当位置に前記予測破裂圧力をグラフ出力することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the output means outputs the carotid artery shape and predicts the carotid artery shape corresponding to the position information. The burst pressure is output as a graph.
請求項5の発明は、請求項4において、前記出力手段は、前記出力する予測破裂圧力が最も小さい部位に関する出力を、他の予測破裂圧力が出力された部位とは異なる出力態様で出力することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the output means outputs the output related to the portion where the predicted burst pressure is the smallest in an output mode different from the portion where the other predicted burst pressure is output. It is characterized by.
請求項6の発明は、頸動脈動画像と該頸動脈動画像が取得された頸動脈部位の位置情報を記憶する段階と、動脈の血圧情報に基づいて前記頸動脈動画像が取得された頸動脈部位の弾性率を算出する段階と、算出された頸動脈部位の該弾性率に基づいて破裂圧力関係式から該部位の予測破裂圧力を算出する段階と、算出された予測破裂圧力を前記位置情報とともに出力する段階を備えたことを特徴とする生体頸動脈強度解析方法を要旨とするものである。 The invention of claim 6 stores the carotid artery moving image and the position information of the carotid artery part from which the carotid artery moving image was acquired, and the carotid artery moving image acquired based on the blood pressure information of the artery. A step of calculating an elastic modulus of the arterial site, a step of calculating a predicted burst pressure of the site from the burst pressure relational expression based on the calculated elastic modulus of the carotid artery site, and the calculated predicted burst pressure at the position The gist of the present invention is a biological carotid artery strength analysis method characterized by comprising a step of outputting together with information.
請求項7の発明は、コンピュータを、頸動脈動画像と該頸動脈動画像が取得された頸動脈部位の位置情報を記憶する記憶手段と、動脈の血圧情報に基づいて前記頸動脈動画像が取得された頸動脈部位の弾性率を算出する弾性率算出手段と、算出された頸動脈部位の該弾性率に基づいて破裂圧力関係式から該部位の予測破裂圧力を算出する予測破裂圧力算出手段と、算出された予測破裂圧力を前記位置情報とともに出力する出力手段として機能させることを特徴とする生体頸動脈強度解析プログラムを要旨とするものである。 According to the seventh aspect of the present invention, the computer is configured to store a carotid artery moving image and positional information of a carotid artery part from which the carotid artery moving image is acquired; Elastic modulus calculating means for calculating the elastic modulus of the acquired carotid artery part, and predicted burst pressure calculating means for calculating the predicted burst pressure of the part from the burst pressure relational expression based on the calculated elastic modulus of the carotid artery part And a biological carotid artery strength analysis program that functions as an output means for outputting the calculated predicted burst pressure together with the position information.
請求項1の発明によれば、頸動脈動画像と該頸動脈動画像が取得された頸動脈部位の位置情報を解析して、該頸動脈部位の弾性率を算出し、弾性率に基づいて破裂圧力関係式で該部位の予測破裂圧力を算出して前記頸動脈動画像が取得された位置とともに出力する。このことにより、分岐部を含む頸動脈の部位毎にその動脈硬化の程度を予測破裂圧力の形で視覚的、局所的に出力できる。この結果、頸動脈の部位毎の動脈硬化の程度が分かるため、これらの情報を診断に役立てることができる。 According to the first aspect of the present invention, the carotid artery moving image and the position information of the carotid artery part from which the carotid artery moving image is acquired are analyzed, the elastic modulus of the carotid artery part is calculated, and the elastic modulus is calculated based on the elastic modulus. The predicted rupture pressure of the part is calculated by the rupture pressure relational expression and output together with the position where the carotid artery moving image is acquired. As a result, the degree of arteriosclerosis can be visually and locally output in the form of predicted burst pressure for each part of the carotid artery including the bifurcation. As a result, the degree of arteriosclerosis for each part of the carotid artery can be understood, so that this information can be used for diagnosis.
動脈は心臓の拡張と収縮による拍動流に伴い径変化が生じるが、高齢化、生活習慣により血管内皮が変質して動脈硬化(弾性係数の増加)が起こると、拍動流に伴う径変化は小さくなる。ここで重要なことは、動脈硬化は局所的に生じていることから、血管内部の動脈硬化の形態は部位毎に異なって不均一となっていることである。本発明によれば、動脈硬化の程度を示す指標として予測破裂圧力を力学的に予測し、その数値を取得した頸動脈動画像が取得された頸動脈部位毎に出力することにより、頸動脈部位毎の動脈硬化の程度を示すことができる。 The diameter of arteries changes with pulsatile flow due to expansion and contraction of the heart. However, when arteriosclerosis (increase in elastic modulus) occurs due to deterioration of the vascular endothelium due to aging and lifestyle habits, the diameter changes with pulsatile flow. Becomes smaller. What is important here is that arteriosclerosis occurs locally, so that the form of arteriosclerosis inside the blood vessel is different from site to site and uneven. According to the present invention, the predicted burst pressure is dynamically predicted as an index indicating the degree of arteriosclerosis, and the carotid artery moving image from which the numerical value is acquired is output for each acquired carotid site, The degree of arteriosclerosis for each can be indicated.
請求項2の発明によれば、頸動脈動画像に基づいて血管の断面積が算出されてこの面積に基づいて血管径が求められ、この血管径に基づき弾性率が算出されることにより一般的には断面円形ではない血管の径も、相当径として算出でき、請求項1の作用効果を容易に実現することができる。 According to the second aspect of the invention, the cross-sectional area of the blood vessel is calculated based on the carotid artery moving image, the blood vessel diameter is obtained based on the area, and the elastic modulus is calculated based on the blood vessel diameter. The diameter of a blood vessel that is not circular in cross section can also be calculated as an equivalent diameter, and the effect of claim 1 can be easily realized.
請求項3の発明によれば、探触子に測定位置を測定する位置検出装置が設けられているため、容易に位置情報を得ることができ、請求項1又は請求項2の効果を容易に実現できる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、頸動脈形状が出力されて、かつ位置情報に対応した該頸動脈形状の相当位置に予測破裂圧力がグラフ出力されるため、具体的に頸動脈部位が示されることによりその部位における動脈硬化の程度を視覚効果を伴って訴えることができる。 According to the invention of claim 4, since the carotid artery shape is output and the predicted burst pressure is output in a graph at the corresponding position of the carotid artery shape corresponding to the position information, the carotid artery part is specifically shown. Thus, the degree of arteriosclerosis at the site can be complained with a visual effect.
請求項5の発明によれば、予測破裂圧力が最も小さい部位に関する出力を、他の予測破裂圧力が出力された部位とは異なる出力態様で出力されるため、最も動脈硬化が進んでいる部位を目立つように効率的に示すことができる。 According to the invention of claim 5, since the output related to the region where the predicted burst pressure is the smallest is output in a different output mode from the portion where the other predicted burst pressure is output, the site where the arteriosclerosis is most advanced It can be shown prominently and efficiently.
請求項6の発明によれば、請求項1の作用効果を容易に実現することができる方法を提供することができる。
請求項7の発明によれば、請求項1の作用効果を容易に実現することができるプログラムを提供することができる。
According to invention of Claim 6, the method which can implement | achieve the effect of Claim 1 easily can be provided.
According to invention of Claim 7, the program which can implement | achieve the effect of Claim 1 easily can be provided.
以下、本発明を具体化した実施例1を図1〜7を参照して説明する。
図1に示すように、本実施形態の動脈硬化解析システム11は、コンピュータ12、出力手段としてのディスプレイ13、出力手段としてのプリンタ14、キーボード15、医用超音波装置16及び血圧測定装置31を備えている。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the
この動脈硬化解析システム11は、キーボード15及び医用超音波装置16からコンピュータ12に入力された被検者の動脈情報に基づいて該被検者の動脈硬化状態を解析し、ディスプレイ13又はプリンタ14から動脈硬化解析結果を出力する。被検者の動脈情報には、頸動脈動画像、血圧情報、氏名情報や、ID(識別)情報、年齢情報及び位置情報が含まれる。
The
頸動脈動画像は、被検者の頸動脈の拡張収縮変形を示す情報である。すなわち、この頸動脈動画像は拡張収縮変形を連続的に繰り返す頸動脈において、拡張収縮変形における少なくとも1周期の経時変化を示す情報である。図1に示すように、この動画は、周知の医用超音波装置16を用いたパルス反射法によって得られる。
The carotid artery moving image is information indicating the expansion / contraction deformation of the subject's carotid artery. That is, the carotid artery moving image is information indicating a change with time of at least one cycle in the expansion / contraction deformation in the carotid artery in which the expansion / contraction deformation is continuously repeated. As shown in FIG. 1, this moving image is obtained by a pulse reflection method using a known medical
この医用超音波装置16は、探触子21、表示部22及び図示しない超音波発生源が備えられている。この医用超音波装置16は、探触子21の先端面から生体内にパルス波を送波するとともに頸動脈23からの反射波(エコー)を受波する。この医用超音波装置16は、前記探触子21の先端面が長四角形状に形成されており、頸動脈23をB/Mモードで取得されたエコー動画像である横断面画像を取得する。この医用超音波装置16の表示部22には、被検者の頸動脈23が拡張収縮変形する際の動画が表示される。
The medical
すなわち、医用超音波装置16では、図3に模式的に示される頸動脈23に対する探触子21の向きによって動画としての動脈縦断面動画(図示しない)及び動画としての動脈横断面動画26を表示部22に表示する。動脈横断面動画26は図3に示すように頸動脈23の径方向に断面を取った画像の動画である。
That is, the medical
この医用超音波装置16はコンピュータ12に接続されており、医用超音波装置16により取得された図示しない動脈縦断面動画や動脈横断面動画26がコンピュータ12に入力されて記憶手段としての記憶装置44に格納される。
The medical
血圧情報は、図1に示されるような周知の血圧測定装置31によって測定された最高血圧及び最低血圧からなり、コンピュータ12に入力され、記憶装置44に格納される。
位置情報は、被検者の身体において、動脈硬化状態が解析される、すなわち、頸動脈動画像が取得される部位の位置を示す情報である。前記探触子21の側部に設けられた位置検出装置としての移動検出装置32により得られる。この移動検出装置32には、図示しないイメージセンサ及びデジタルシグナルプロセッサ(DSP)が備えられている。この移動検出装置32は、イメージセンサで撮影された被検者の身体表面の画像をDSPで処理することにより、被検者の身体表面における任意の基準位置からの探触子21の移動距離を測定する。前記移動距離は、位置情報としてコンピュータ12に入力される。
The blood pressure information is composed of the highest blood pressure and the lowest blood pressure measured by a known blood
The position information is information indicating the position of the part where the arteriosclerosis state is analyzed in the body of the subject, that is, the carotid artery moving image is acquired. It is obtained by a
ところで、頸動脈の動脈硬化状態を解析する場合、例えば、総頸動脈が内頸動脈と外頸動脈とに分岐する分岐点を基準点として設定するのが最も簡便である。この動脈硬化解析システム11では、予めコンピュータ12に基準点が入力又は記憶されており、その基準点に対応する身体表面の基準位置を上記移動検出装置32により検出するとともに、該基準位置からの探触子21の移動方向及び移動距離を同移動検出装置32で検出することによって位置情報を取得する。さらに、この動脈硬化解析システム11は、1つの頸動脈23について前記位置情報をほぼ連続的に取得することによって、該頸動脈23に関し位置情報と動脈硬化解析結果とを組み合わせた詳細な解析結果が得られる。
By the way, when analyzing the arteriosclerosis state of the carotid artery, for example, it is most convenient to set a branch point where the common carotid artery branches into an internal carotid artery and an external carotid artery as a reference point. In the
又、被験者の年齢情報や、氏名情報や、ID情報等の情報はキーボード15からコンピュータ12の記憶装置44に格納される。
図2に示すように、コンピュータ12はCPU41(中央処理装置)、ROM42,RAM43を備え、ROM42に格納された動脈硬化解析プログラムを実行することにより前記動脈情報に基づいて動脈硬化状態を解析する。RAM43は、前記プログラムを実行する際の作業用メモリである。
Information such as the age information, name information, and ID information of the subject is stored in the
As shown in FIG. 2, the
コンピュータ12は、記憶手段、被験者の頸動脈動画像が取得された頸動脈部位の弾性率を算出する弾性率算出手段、予測破裂圧力算出手段に相当する。
記憶装置44は、例えばハードディスクや半導体記憶装置からなり、前述した前記各種情報の読み出し及び書き込みが可能である。
The
The
次に上記のように構成された動脈硬化解析システム11において、CPU41が実行する動脈硬化解析プログラムの処理を図3のフローチャートを参照して説明する。
(S10:各種情報の取得及び格納)
S10では、CPU41は医用超音波装置16からB/Mモードでの頸動脈動画像、移動検出装置32からの位置情報、血圧測定装置31からの最高血圧及び最低血圧を含む血圧情報や、キーボード15からの被験者の年齢情報や、氏名情報や、ID情報等を入力し、それらの情報を記憶装置44へ格納する。
Next, processing of the arteriosclerosis analysis program executed by the
(S10: Acquisition and storage of various information)
In S10, the
(S20:弾性率算出)
次にS20では、まず、CPU41は頸動脈動画像に基づいて、頸動脈の寸法解析を各画像を取得した部位毎に行う。
(S20: Elastic modulus calculation)
Next, in S20, first, the
(頸動脈の寸法解析)
頸動脈の寸法解析について説明する。
1. 頸動脈が横断面円形の場合
まず、頸動脈が横断面円形の場合について説明する。
(Dimension analysis of carotid artery)
The dimensional analysis of the carotid artery will be described.
1. When the carotid artery has a circular cross section First, the case where the carotid artery has a circular cross section will be described.
図4に示すように、CPU41は、動脈横断面動画26から動脈断面画像としての動脈横断面画像51を抽出する。動脈横断面画像51は長四角形状をなし、動脈横断面動画26から一定時間毎(例えば、約0.05秒間隔)の静止画像として複数抽出される。各動脈横断面画像51は、中央部に頸動脈23の中心が位置するように抽出され、少なくとも頸動脈23の内半径及び外半径が表示可能なサイズに設定される。各動脈横断面画像51における短手方向の幅fは、いずれも同じ幅fに設定される。動脈横断面画像51における幅fは、いずれも同じ幅fに設定され、具体的にはディスプレイ13上で数ピクセル程度(頸動脈の太さ方向で0.5〜1mm)に相当する。
As shown in FIG. 4, the
又、図5に示すように、CPU41は、各動脈横断面画像51における頸動脈23の下端をそれぞれ基準線52に沿って並列させることにより、並列画像としての動脈横断面並列画像53を作成する。この動脈横断面並列画像53において、各動脈横断面画像51は抽出された順に一部重なった状態で並列される。各動脈横断面画像51の間隔は、(幅f)/2+数mm程度に設定されることにより、動脈横断面画像51における頸動脈23の半径又は直径が表示されるように配置される。
Further, as shown in FIG. 5, the
なお、動脈横断面画像51は、二値化、明暗逆転等の画像処理が行われることが好ましい。これらの画像処理によって、頸動脈壁が明瞭化され、血管径計測を行う際の画像解析の精度が向上する。
The arterial
CPU41は、前記動脈横断面並列画像53から頸動脈径の経時変化を示す変化曲線を作成する。CPU41は、図5に示す動脈横断面並列画像53において、各動脈横断面画像51における頸動脈23上端部の外面中点56同士及び内面中点57同士をそれぞれ連結することにより、図に破線で示す変化曲線としての横変化曲線58を作成する。この横変化曲線58から弾性率Ethを算出するための各種数値が抽出される。すなわち、CPU41は、横変化曲線58から最大拡張時における頸動脈23の外半径R’0、最大収縮時における頸動脈23の外半径R0及び内半径Ri、最大拡張時における頸動脈23の外半径と最大収縮時における頸動脈23の外半径との差ΔR0を抽出する(図4,5参照)。
The
2. 頸動脈が横断面非円形の場合
又、CPU41は、頸動脈23が断面非円形か否かを判定し、頸動脈23が横断面非円形の場合、例えば、横断面が楕円形のような場合は、CPU41は下記のようにして頸動脈23の半径(外半径、内半径)を算出する。なお、この場合、CPU41は、動脈横断面画像51の重心から頸動脈23の外形に含まれる複数の任意の点までの距離が互いに等しい場合は円形と判定する。なお、円形、非円形の判定はパターンマッチングにより行われてもよい。
2. When the carotid artery has a non-circular cross section The
CPU41は、最大拡張時の横断面画像から頸動脈23の外径面積(頸動脈23の外形が占める面積)を求め、この面積に相当する円形を想定して、該想定した円形の相当半径を算出し、これを最大拡張時の頸動脈23の外半径R’0とする。又、CPU41は、最大収縮時の横断面画像から頸動脈23の外径面積(頸動脈23の外形が占める面積)を求め、この面積に相当する円形を想定して、該想定した円形の相当径を算出し、これを最大収縮時の頸動脈23の外半径R0とする。又、CPU41は、最大収縮時の横断面画像から頸動脈23の内径面積(頸動脈23の血管内壁面で囲まれた面積)を求め、この面積に相当する円形を想定して、該想定した円形の相当径を算出し、これを最大収縮時の頸動脈23の内半径Riとする。
The
そして、CPU41は、最大拡張時における頸動脈23の外半径と最大収縮時における頸動脈23の外半径との差ΔR0を抽出する。
(弾性率Ethの算出)
弾性率Ethは、頸動脈の機械的性質を示すパラメータであり、頸動脈径の経時変化及び被検者の血圧変動値から求められる。具体的には、CPU41は下記式(1))を使用して、頸動脈23の各部位の弾性率Ethを算出する。なお、血圧変動値は血圧情報から算出され、被検者の最高血圧と最低血圧との差を示す。
Then, the
(Calculation of elastic modulus Eth)
The elastic modulus Eth is a parameter indicating the mechanical properties of the carotid artery, and is obtained from the change over time in the carotid artery diameter and the blood pressure fluctuation value of the subject. Specifically, the
(S30:予測破裂圧力の算出)
次に、CPU41は、頸動脈23の算出した各部位の弾性率Ethに基づいて破裂圧力関係式Fを使用して予測破裂圧力を算出する。この破裂圧力関係式Fは、複数の人の頸動脈の弾性率と、該人の頸動脈に内圧を付与して破裂したときの圧力をプロットして、最小二乗法により得られたものである。この予測破裂圧力が動脈硬化解析結果となる。
(S30: Calculation of predicted burst pressure)
Next, the
なお、この破裂圧力関係式の算出のためのデータは、ニュー・サウス・ウエルズ大学・大学病院(オーストラリア)の協力で適法に得られた人の頸動脈(試料)を現地(オーストラリア)の試験所で試験して得られたものである。前記試料としては30代〜60代までの各年令の頸動脈を複数本使用した。試験の方法は、試料の血管内に生理食塩水を充填した状態で通常の人の最大血圧と最低血圧を付与して外径、内径を計測、又は算出し、その計測値(又は算出値)に基づいて前記式(1)を使用して弾性率を算出した。又、試料の血管内に生理食塩水を充填した状態で圧力を上昇して、破裂時の圧力を破裂圧力とした。 The data for calculating this burst pressure relational expression is based on the local carcass (sample) of a carotid artery (sample) obtained by law in cooperation with the University of New South Wells University Hospital (Australia). It was obtained by testing. As the sample, a plurality of carotid arteries of each age from 30s to 60s were used. The test method is to measure or calculate the outer diameter and inner diameter by applying the maximum blood pressure and the minimum blood pressure of a normal person while filling the blood vessel of the sample with physiological saline, and the measured value (or calculated value) Based on the above, the elastic modulus was calculated using the formula (1). Further, the pressure was increased in a state in which the blood vessel of the sample was filled with physiological saline, and the pressure at the time of rupture was defined as the rupture pressure.
このようにして、前記位置情報と動脈硬化解析結果が得られる。
(S40)
次に、CPU41は、被験者の年齢情報、氏名情報、ID情報、並びに、前記脈硬化解析結果と位置情報を互いに組み合わせて出力し、ディスプレイ13に前記脈硬化解析結果と位置情報を表示する。本実施形態では、ディスプレイ13に図7に示す動脈硬化解析シート71が表示される。図7は左右の頸動脈23R,23Lをそれぞれ各6箇所計測した場合を例示したものである。
In this way, the position information and the arteriosclerosis analysis result are obtained.
(S40)
Next, the
この動脈硬化解析シート71には、人の上半身100と、左右の頸動脈23R,23Lと、位置情報としての位置・距離情報77と、頸動脈動画像を取得した各位置における棒グラフ化された予測破裂圧力(図7では、予測破裂血圧として表示されている。)が示される。
The
本実施形態では、位置・距離情報77は、頸動脈動画像を取得した位置、すなわち前記分岐点を基準として、所定ピッチ(例えば5mm:図7では計測距離とのしている)の目盛で示されている。この目盛で示された部位が、位置情報に対応した該頸動脈形状の相当位置になる。この位置・距離情報77が表示されることにより、局所的に生じている動脈硬化の位置を容易に識別することができる。この動脈硬化解析シート71は、プリンタ14にて印刷することが可能である。そして、印刷された動脈硬化解析シート71は、被検者や医師に提供することができる。
In the present embodiment, the position /
又、本実施形態では、左右の頸動脈23R,23Lにおいて、予測破裂圧力としての予測破裂血圧が最小の部位のグラフ75R,75Lを、他の部位のグラフよりも注目されやすいように他の部位のグラフとは異なる視認性の高い色で表示するようにしている。なお、注目されやすいためには、色表示を他のグラフと異なるようにすることだけに限定されるものではない。例えば、予測破裂血圧が最小の部位のグラフを点滅表示したり、他の部位のものよりも幅広に棒グラフ化したりしてもよい。
Further, in this embodiment, in the left and right
又、本実施形態の動脈硬化解析シート71において、「予測破裂血圧が低いほど危険部位」のコメント72の表示や、左右の頸動脈23R,23Lにおいて、予測破裂血圧が最小の部位における内径変位−時間曲線のグラフ73,74が表示されている。
In addition, in the
このようにして、動脈硬化解析シート71により、被験者の頸動脈の動脈硬化解析結果が提示される。
なお、プリンタ14にて動脈硬化解析シート71を印刷する場合、左右の頸動脈23R,23Lにおいて、予測破裂圧力としての予測破裂血圧が最小の部位のグラフ75R,75Lを、他の部位のグラフよりも注目されやすいように他の部位のグラフとは異なる視認性の高い色で表示するようにする。
In this way, the
When the
さて、本動脈硬化解析システム11は、動脈硬化進行の初期段階から血管の強度(破裂血圧など)を検出できる特徴を有する。例えば、実測例としては、17歳(高校3年生)の弾性率Ethが0.13MPaの場合、図6の破裂圧力関係式Fで算出すると、予測破裂血圧2400mmHgが得られる。又、22歳(大学4年生)の弾性率Ethが0.21MPaの場合、図6の破裂圧力関係式Fで算出すると、予測破裂血圧2320mmHgが得られる。このように、若年であっても、予測破裂血圧が取得でき、この予測破裂圧力が動脈硬化を直接的に推し量る指標となる。
The
本実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
(1) 本実施形態では、動脈硬化解析システム11のコンピュータ12は、頸動脈動画像と該頸動脈動画像が取得された頸動脈部位の位置情報を記憶する記憶装置44(記憶手段)を備える。又、コンピュータ12は、動脈の最高血圧及び最低血圧を含む血圧情報に基づいて頸動脈動画像が取得された頸動脈部位の弾性率Ethを算出する。そして、コンピュータ12は、算出された頸動脈部位の弾性率Ethに基づいて破裂圧力関係式Fから該部位の予測破裂圧力を算出する。そして、コンピュータ12は算出された予測破裂圧力を位置情報とを組み合わせて出力するディスプレイ13や、プリンタ14を備えるようにした。
The effects exhibited by this embodiment will be described below.
(1) In the present embodiment, the
この結果、分岐部を含む頸動脈の部位毎にその動脈硬化の程度を予測破裂圧力の形で視覚的、局所的に出力でき、頸動脈の部位毎の動脈硬化の程度が分かるため、これらの情報を診断に役立てることができる。 As a result, the degree of arteriosclerosis can be visually and locally output in the form of predicted burst pressure for each carotid artery part including the bifurcation, and the degree of arteriosclerosis for each carotid artery part can be understood. Information can be used for diagnosis.
(2) 本実施形態のコンピュータ12は頸動脈動画像に基づいて血管の断面積を算出し、この面積に基づいて血管径を求め、この血管径に基づいて、弾性率Ethを算出するようにした。この結果、一般的には断面円形ではない血管の径も、相当径として算出でき、請求項1の作用効果を容易に実現することができる。
(2) The
(3) 本実施形態の動脈硬化解析システム11は、医用超音波装置16を備えて、頸動脈動画像を医用超音波装置16の探触子21によって取得するようにした。又、探触子21には、測定位置を測定する移動検出装置32が設けられ、位置情報は、移動検出装置32によって得られるようにした。
(3) The
この結果、探触子21に測定位置を測定する32が設けられているため、容易に位置情報を得ることができる。
(4) 本実施形態では、ディスプレイ13,及びプリンタ14は、頸動脈形状を出力するとともに位置情報に対応した目盛で示された部位(該頸動脈形状の相当位置)に予測破裂圧力をグラフ出力するようにした。
As a result, since the
(4) In the present embodiment, the
この結果、頸動脈形状が出力されて、かつ位置情報に対応した該頸動脈形状の相当位置に予測破裂圧力がグラフ出力されるため、具体的に頸動脈部位が示されることによりその部位における動脈硬化の程度を視覚効果を伴って訴えることができる。 As a result, the carotid artery shape is output, and the predicted burst pressure is output in a graph at the corresponding position of the carotid artery shape corresponding to the position information. The degree of cure can be complained with visual effects.
(5) 本実施形態では、ディスプレイ13及びプリンタ14は、左右の頸動脈23R,23Lにおいて、予測破裂圧力としての予測破裂血圧が最小の部位のグラフ75R,75Lを、他の部位のグラフよりも注目されやすいように他の部位のグラフとは異なる視認性の高い色で表示する。この結果、予測破裂圧力が最も小さい部位に関する出力を、他の予測破裂圧力が出力された部位とは異なる出力態様で出力されるため、最も動脈硬化が進んでいる部位を目立つように効率的に示すことができる。
(5) In the present embodiment, the
(6) 本実施形態の生体頸動脈強度解析方法は、頸動脈動画像と頸動脈動画像が取得された頸動脈部位の位置情報を記憶するようにした後、動脈の血圧情報に基づいて前記頸動脈動画像が取得された頸動脈部位の弾性率Ethを算出するようにしている。又、次に算出された頸動脈部位の該弾性率Ethに基づいて破裂圧力関係式から該部位の予測破裂圧力を算出するようにし、算出された予測破裂圧力を前記位置情報とともに出力する段階を備える。 (6) The living carotid artery strength analysis method according to the present embodiment stores the carotid artery moving image and the position information of the carotid artery site from which the carotid artery moving image is acquired, and then based on the blood pressure information of the artery. The elastic modulus Eth of the carotid artery part from which the carotid artery moving image is acquired is calculated. Further, a step of calculating a predicted burst pressure of the site from the burst pressure relational expression based on the calculated elastic modulus Eth of the carotid artery site, and outputting the calculated predicted burst pressure together with the position information. Prepare.
この結果、本実施形態の生体頸動脈強度解析方法によれば、上記(1)の作用効果を容易に実現することができる方法を提供できる。
(7) 又、本実施形態の動脈硬化解析プログラムは、コンピュータ12を、頸動脈動画像と頸動脈動画像が取得された頸動脈部位の位置情報を記憶する記憶手段として機能させる。又、該プログラムは、コンピュータ12を、動脈の血圧情報に基づいて頸動脈動画像が取得された頸動脈部位の弾性率Ethを算出する弾性率算出手段と、算出された頸動脈部位の該弾性率Ethに基づいて破裂圧力関係式Fから該部位の予測破裂圧力を算出する予測破裂圧力算出手段として機能させる。さらに、該プログラムは、算出された予測破裂圧力を前記位置情報とともに出力する出力手段として機能させる。
As a result, according to the living carotid artery strength analysis method of the present embodiment, it is possible to provide a method that can easily achieve the effect (1).
(7) Further, the arteriosclerosis analysis program of the present embodiment causes the
この結果、上記(1)の作用効果を容易に実現することができるプログラムを提供することができる。
(8) 本実施形態の動脈硬化解析システム11は、頸動脈23の弾性率Ethに基づいて予測破裂圧力を得て、この予測破裂圧力が動脈硬化を直接的に推し量る指標となる。従って、動脈硬化発症リスクの指標としての信頼性は高い。
As a result, it is possible to provide a program that can easily realize the effect (1).
(8) The
(9) 本実施形態の弾性率Ethは、動脈断面画像に基づいて算出される。従って、弾性率Ethは頸動脈23の機械的性質をピンポイントで示す係数であり、頸動脈23の長い領域全体に渡る平均値を示しているものでない。従って、この弾性率Ethに基づいて頸動脈23に局所的に生じている動脈硬化の状態が解析されるため、動脈硬化解析結果は頸動脈23の局所的情報として役立てることができる。
(9) The elastic modulus Eth of the present embodiment is calculated based on the arterial cross-sectional image. Therefore, the elastic modulus Eth is a coefficient indicating the mechanical properties of the
なお、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
○ 動脈硬化解析システム11にバーコート状のような任意の模様が印刷されたテープを備えること。このように構成した場合、被検者の身体表面にテープを貼着し、そのテープに沿って移動検出装置32を移動させることによって、位置情報の取得精度が容易に高められる。すなわち、キメの細かい皮膚を持った被検者の場合、移動検出装置32が位置情報を正確に取得できないケースが発生するおそれがあるが、前記テープを用いることによってそのようなケースにも容易に対応することができる。
In addition, the said embodiment can also be changed and comprised as follows.
○ The
○ 前記動脈硬化解析結果は、ディスプレイ13又はプリンタ14のいずれか一方のみから出力されているように構成してもよい。
○ 前記実施形態では、グラフは棒グラフとしたが、折れ線グラフとしてもよい。
The arteriosclerosis analysis result may be output from only one of the
In the embodiment, the graph is a bar graph, but may be a line graph.
11…動脈硬化解析システム、12…コンピュータ、
13…ディスプレイ(出力手段)、14…プリンタ(出力手段)、
16…医用超音波装置、31…血圧測定装置、32…移動検出装置、
41…CPU。
11 ... Arteriosclerosis analysis system, 12 ... Computer,
13 ... Display (output means), 14 ... Printer (output means),
16 ... Medical ultrasonic device, 31 ... Blood pressure measurement device, 32 ... Movement detection device,
41 ... CPU.
Claims (7)
動脈の血圧情報に基づいて前記頸動脈動画像が取得された頸動脈部位の弾性率を算出する弾性率算出手段と、
算出された頸動脈部位の該弾性率に基づいて破裂圧力関係式から該部位の予測破裂圧力を算出する予測破裂圧力算出手段と、
算出された予測破裂圧力を前記位置情報と組み合わせて出力する出力手段を備えたことを特徴とする生体頸動脈強度解析システム。 Storage means for storing the carotid artery moving image and the position information of the carotid artery site from which the carotid artery moving image was acquired;
An elastic modulus calculation means for calculating an elastic modulus of the carotid artery part from which the carotid artery moving image was acquired based on blood pressure information of the artery;
Predicted burst pressure calculating means for calculating a predicted burst pressure of the site from the burst pressure relational expression based on the calculated elastic modulus of the carotid site;
A living carotid artery strength analysis system comprising output means for outputting the calculated predicted burst pressure in combination with the position information.
該探触子には、測定位置を測定する位置検出装置が設けられ、
前記位置情報は、前記位置検出装置によって得られたものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の生体頸動脈強度解析システム。 Comprising a medical ultrasonic device, wherein the carotid artery moving image is acquired by a probe of the medical ultrasonic device;
The probe is provided with a position detection device for measuring a measurement position,
The living carotid artery strength analysis system according to claim 1 or 2, wherein the position information is obtained by the position detection device.
動脈の血圧情報に基づいて前記頸動脈動画像が取得された頸動脈部位の弾性率を算出する段階と、
算出された頸動脈部位の該弾性率に基づいて破裂圧力関係式から該部位の予測破裂圧力を算出する段階と、
算出された予測破裂圧力を前記位置情報とともに出力する段階を備えたことを特徴とする生体頸動脈強度解析方法。 Storing the carotid artery moving image and the position information of the carotid artery site from which the carotid artery moving image was acquired;
Calculating the elastic modulus of the carotid artery site from which the carotid artery moving image was acquired based on the blood pressure information of the artery;
Calculating a predicted burst pressure of the site from a burst pressure relation based on the calculated elastic modulus of the carotid site;
A biological carotid artery strength analysis method comprising a step of outputting the calculated predicted burst pressure together with the position information.
頸動脈動画像と該頸動脈動画像が取得された頸動脈部位の位置情報を記憶する記憶手段と、
動脈の血圧情報に基づいて前記頸動脈動画像が取得された頸動脈部位の弾性率を算出する弾性率算出手段と、
算出された頸動脈部位の該弾性率に基づいて破裂圧力関係式から該部位の予測破裂圧力を算出する予測破裂圧力算出手段と、
算出された予測破裂圧力を前記位置情報とともに出力する出力手段として
機能させることを特徴とする生体頸動脈強度解析プログラム。 Computer
Storage means for storing the carotid artery moving image and the position information of the carotid artery site from which the carotid artery moving image was acquired;
An elastic modulus calculation means for calculating an elastic modulus of the carotid artery part from which the carotid artery moving image was acquired based on blood pressure information of the artery;
Predicted burst pressure calculating means for calculating a predicted burst pressure of the site from the burst pressure relational expression based on the calculated elastic modulus of the carotid site;
A biological carotid artery strength analysis program that functions as output means for outputting the calculated predicted burst pressure together with the position information.
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