JP2009039407A - Ultrasonic diagnosis device, and ultrasonic probe for use in ultrasonic diagnosis device - Google Patents

Ultrasonic diagnosis device, and ultrasonic probe for use in ultrasonic diagnosis device Download PDF

Info

Publication number
JP2009039407A
JP2009039407A JP2007209248A JP2007209248A JP2009039407A JP 2009039407 A JP2009039407 A JP 2009039407A JP 2007209248 A JP2007209248 A JP 2007209248A JP 2007209248 A JP2007209248 A JP 2007209248A JP 2009039407 A JP2009039407 A JP 2009039407A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
blood vessel
vibrator
transducer
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007209248A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5154858B2 (en
Inventor
Masahiko Kadokura
雅彦 門倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2007209248A priority Critical patent/JP5154858B2/en
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to EP08763988.6A priority patent/EP2163202A4/en
Priority to CN2008800190009A priority patent/CN101677810B/en
Priority to CN201210030454.4A priority patent/CN102579082B/en
Priority to US12/602,839 priority patent/US8439839B2/en
Priority to PCT/JP2008/001391 priority patent/WO2008149540A1/en
Publication of JP2009039407A publication Critical patent/JP2009039407A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5154858B2 publication Critical patent/JP5154858B2/en
Priority to US13/860,031 priority patent/US20130245448A1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an arrangement for adjusting the positional relation between an ultrasonic transducer and a blood vessel so that a sound line from the ultrasonic transducer passes through the center of the cross-section of the blood vessel when elastic characteristics are measured. <P>SOLUTION: The ultrasonic diagnosis device comprises: an ultrasonic probe for utilizing a transducer provided with a plurality of vibration elements arrayed in the length direction, transmitting ultrasonic waves and receiving the ultrasonic waves reflected on the tissue of a living body; a transmission part for successively transmitting the ultrasonic waves from different positions along the length direction to the transducer; a reception part for repeatedly receiving the ultrasonic waves reflected on the blood vessel using the transducer and generating a plurality of reception signals; a strength information generation part for generating strength information relating to the strength distribution of reflected waves on the basis of the plurality of reception signals; and a judging section for specifying a position along the length direction when the reflection strength is maximized on the basis of the strength information. The ultrasonic waves are transmitted at the specified position and the property characteristic value of the blood vessel is operated. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波診断装置および超音波プローブに関し、特に、生体内の組織の性状特性を測定する超音波診断装置およびその制御方法、当該超音波診断装置に利用される超音波プローブの構造および制御方法に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic probe, and in particular, an ultrasonic diagnostic apparatus and a control method thereof for measuring a property characteristic of a tissue in a living body, a structure of an ultrasonic probe used in the ultrasonic diagnostic apparatus, and It relates to a control method.

近年、心筋梗塞や脳梗塞などの循環器系疾病を患う人々が増加してきており、このような疾病の予防および治療を行うことが大きな課題となっている。心筋梗塞や脳梗塞の発病には、動脈硬化が深く関係している。そのため、動脈硬化が進行する早期段階において、動脈硬化の度合いを診断する診断方法あるいは診断装置が求められている。   In recent years, an increasing number of people suffer from cardiovascular diseases such as myocardial infarction and cerebral infarction, and it has become a major issue to prevent and treat such diseases. Arteriosclerosis is closely related to the onset of myocardial infarction and cerebral infarction. Therefore, there is a need for a diagnostic method or apparatus for diagnosing the degree of arteriosclerosis at an early stage where arteriosclerosis proceeds.

従来、動脈硬化病変の診断は、血管カテーテルを用いて血管内部の様子を直接観察することによって行われていた。しかし、この診断では、血管カテーテルを血管に挿入する必要があるため、被験者への肉体的な負荷が大きいという問題があった。このため、血管カテーテルによる観察は、動脈硬化病変が存在していることが確かである被験者に対して、その場所を特定するために用いられ、例えば、健康管理のための検査として、この方法が用いられることはなかった。   Conventionally, arteriosclerotic lesions have been diagnosed by directly observing the inside of a blood vessel using a vascular catheter. However, in this diagnosis, since it is necessary to insert a vascular catheter into the blood vessel, there is a problem that the physical load on the subject is large. For this reason, observation with a vascular catheter is used to identify the location of a subject who is certain that an arteriosclerotic lesion is present. For example, this method can be used as a test for health care. It was never used.

被験者への肉体的な負担が少ない非侵襲の医療診断装置として、超音波診断装置やX線診断装置が従来用いられている。超音波やX線を体外から照射することによって、被験者に苦痛を与えることなく、体内の形状情報、あるいは形状の時間変化情報を得ることができる。体内の測定対象物の形状の時間変化情報(運動情報)が得られると、測定対象物の性状情報を求めることができる。たとえば、血管の弾性率は、心拍による大振幅変位運動に重畳されている血管の微小な厚みの変化、つまり血管の歪み量と、血圧差とに基づいて求められる。したがって、運動情報を得ることにより、生体内の血管の弾性特性を求めることができ、動脈硬化の程度を直接知ることが可能となる。   2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrasonic diagnostic apparatus and an X-ray diagnostic apparatus have been used as a non-invasive medical diagnostic apparatus that has less physical burden on a subject. By irradiating ultrasonic waves or X-rays from outside the body, it is possible to obtain shape information in the body or time change information of the shape without causing pain to the subject. When time change information (motion information) of the shape of the measurement object in the body is obtained, the property information of the measurement object can be obtained. For example, the elastic modulus of the blood vessel is obtained based on a minute change in the thickness of the blood vessel superimposed on the large-amplitude displacement motion caused by the heartbeat, that is, the amount of distortion of the blood vessel and the blood pressure difference. Therefore, by obtaining exercise information, it is possible to determine the elastic characteristics of the blood vessels in the living body and directly know the degree of arteriosclerosis.

特に超音波診断は、X線診断と比較した場合、被験者に超音波プローブを当てるだけで測定できるので、被験者への造影剤投与が不要である点やX線被爆のおそれがない点で優れている。   In particular, ultrasound diagnosis is superior to X-ray diagnosis in that it can be measured simply by placing an ultrasound probe on the subject, so that it does not require contrast agent administration to the subject and there is no risk of X-ray exposure. Yes.

近年のエレクトロニクス技術の進歩によって、超音波診断装置の測定精度を飛躍的に向上させることも可能になってきた。これに伴って、生体組織の微小運動を計測する超音波診断装置の開発が進んでいる。生体組織の微小運動を高精度に計測することにより、動脈壁の弾性特性の二次元分布を詳細に測定することが可能となる。   Recent advances in electronics technology have made it possible to dramatically improve the measurement accuracy of ultrasonic diagnostic equipment. Along with this, development of ultrasonic diagnostic apparatuses that measure minute movements of living tissues is progressing. It is possible to measure in detail the two-dimensional distribution of the elastic characteristics of the arterial wall by measuring the minute movement of the living tissue with high accuracy.

例えば、特許文献1は、制約付き最小二乗法を用いて超音波エコー信号の振幅と位相を解析することにより、測定対象を高精度でトラッキングする技術を開示している。この技術を位相差トラッキング法と呼ぶ。この技術によれば、血管運動による振幅が数ミクロンであり、周波数が数百Hzまでの速い振動成分を高精度に計測できる。このため、血管壁の厚さ変化や歪みを数ミクロンのオーダーで高精度に計測をすることが可能になると報告されている。   For example, Patent Document 1 discloses a technique for tracking a measurement target with high accuracy by analyzing the amplitude and phase of an ultrasonic echo signal using a constrained least square method. This technique is called a phase difference tracking method. According to this technique, an amplitude due to vascular motion is several microns, and a fast vibration component having a frequency up to several hundred Hz can be measured with high accuracy. For this reason, it has been reported that it is possible to measure the thickness change and distortion of the blood vessel wall with high accuracy on the order of several microns.

また、特許文献2は、被検体に対して複数の走査区画を規定して超音波を走査し、走査区画ごとの血管弾性率を計測する技術を開示している。   Patent Document 2 discloses a technique for measuring a blood vessel elastic modulus for each scanning section by defining a plurality of scanning sections for a subject and scanning with ultrasonic waves.

一方、特許文献3の超音波診断装置は、弾性特性とは異なる血管の特性、具体的には頸動脈の厚さを示す値を、被験者が動脈硬化であるか否かを判断するための指標として測定している。頸動脈は、内側から順に内膜、中膜、外膜の3層を有する構造を備えていることが知られている。特許文献3の超音波診断装置は、この内膜と中膜をあわせた厚さ(内中膜複合体厚:以下IMTと呼ぶ)の値を計測している。   On the other hand, the ultrasonic diagnostic apparatus of Patent Document 3 uses an index for determining whether or not a subject has arteriosclerosis based on a blood vessel characteristic different from the elastic characteristic, specifically a value indicating the thickness of the carotid artery. As measured. It is known that the carotid artery has a structure having three layers of an intima, a media, and an outer membrane in order from the inside. The ultrasonic diagnostic apparatus of Patent Document 3 measures the value of the combined thickness of the intima and media (hereinafter referred to as IMT thickness: hereinafter referred to as IMT).

なお、特許文献3の超音波診断装置には血管3の変位(歪み)を計測する手段がないため、血管の弾性特性を測定することはできない。また、この超音波診断装置にはIMT値を計測前の段階で血管の3次元表示するための機能が必須であり、処理に時間を要するとともに、高コスト化が避けられない。
特開平10−5226号公報 特開2001−292995号公報 特開2006−000456号公報
In addition, since the ultrasonic diagnostic apparatus of Patent Document 3 does not have a means for measuring the displacement (distortion) of the blood vessel 3, it cannot measure the elastic characteristics of the blood vessel. In addition, this ultrasonic diagnostic apparatus must have a function for displaying the IMT value in a three-dimensional manner before the measurement, which requires time for processing and increases in cost.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-5226 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-292995 JP 2006-045656 A

血管の弾性特性を正確に計測するためには、血管の形状に関する正確な時間変化情報(運動情報)が必要である。そのためには、超音波の音響線が血管断面の中心を通る状態で血管の変位計測を行わなければならない。   In order to accurately measure the elastic characteristics of a blood vessel, accurate time change information (motion information) regarding the shape of the blood vessel is required. For this purpose, it is necessary to measure the displacement of the blood vessel while the ultrasonic acoustic line passes through the center of the blood vessel cross section.

たとえば、図19の(a1)は、血管3に対して理想的に配置されたプローブ100の上面図であり、(a2)はその断面図である。プローブ100内に設けられた振動子101から出力される超音波の音響線が、血管3の断面の中心oを通っている。この状態であれば、心拍によって血管3の厚さが変化する方向と音響線の方向とは一致するため、血管の正確な歪み量を測定できる。よって、正確な弾性率を測定することができる。   For example, (a1) in FIG. 19 is a top view of the probe 100 ideally disposed with respect to the blood vessel 3, and (a2) is a cross-sectional view thereof. An acoustic line of ultrasonic waves output from the transducer 101 provided in the probe 100 passes through the center o of the cross section of the blood vessel 3. In this state, since the direction in which the thickness of the blood vessel 3 changes due to the heartbeat coincides with the direction of the acoustic line, an accurate distortion amount of the blood vessel can be measured. Therefore, an accurate elastic modulus can be measured.

しかしながら、従来の超音波診断装置では、超音波の音響線が血管断面の中心oを通っているか否かに関して特に注意が払われていなかった。これは、超音波診断装置の使用者が操作に熟達していることを前提としているためと考えられるが、操作に慣れていない使用者による使用も当然に予想されるため、このような前提は適切ではない。   However, in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, no particular attention has been paid to whether or not the ultrasonic acoustic line passes through the center o of the blood vessel cross section. This is presumed to be based on the assumption that the user of the ultrasonic diagnostic apparatus is proficient in the operation, but it is naturally expected to be used by a user who is not familiar with the operation. Not appropriate.

操作に慣れていない使用者は、超音波の音響線が血管断面の中心を通るようにプローブ100を配置することは困難である。たとえば、図19の(b1)は、血管3の中心からずれた位置に配置されたプローブ100の上面図を示す。そして図23の(b2)はその断面図を示す。この状態では、血管3の厚さが変化する方向と音響線の方向とが一致していないため、血管の正確な歪み量を測定できない。   It is difficult for a user who is not familiar with the operation to arrange the probe 100 so that the ultrasonic acoustic line passes through the center of the blood vessel cross section. For example, (b1) of FIG. 19 shows a top view of the probe 100 arranged at a position shifted from the center of the blood vessel 3. And (b2) of FIG. 23 shows the sectional view. In this state, since the direction in which the thickness of the blood vessel 3 changes does not match the direction of the acoustic line, it is impossible to measure the exact amount of distortion of the blood vessel.

上述の例は、プローブ100が血管3と平行に配置されている例を示している。しかしながら、血管3の方向は外部から視認できないため、血管3と垂直に近い状態で配置されることもある。図20(a)および(b)は、血管3とは平行でない状態で配置されたプローブ100の上面図を示す。振動子101からの音響線が血管断面の中心を常に通っていないため、やはり血管の正確な歪み量を測定できない。   The above example shows an example in which the probe 100 is arranged in parallel with the blood vessel 3. However, since the direction of the blood vessel 3 cannot be visually recognized from the outside, the blood vessel 3 may be arranged in a state close to perpendicular to the blood vessel 3. FIGS. 20A and 20B are top views of the probe 100 arranged in a state not parallel to the blood vessel 3. Since the acoustic line from the transducer 101 does not always pass through the center of the blood vessel cross section, it is impossible to measure the exact amount of distortion of the blood vessel.

さらに、血管3は必ずしも表皮に平行に伸びているとは限らない。血管3が表皮から体内の深さ方向に伸びている場合には、表皮と平行な平面内でプローブ100をどのように配置したとしても、振動子101からの音響線が血管断面の中心を常に通ることはなくなる。すると、やはり血管の正確な歪み量を測定できない。   Furthermore, the blood vessel 3 does not necessarily extend parallel to the epidermis. When the blood vessel 3 extends from the epidermis in the depth direction in the body, no matter how the probe 100 is arranged in a plane parallel to the epidermis, the acoustic line from the transducer 101 always keeps the center of the cross section of the blood vessel. You will not pass. Then, the exact amount of distortion of the blood vessel cannot be measured.

上述したいずれの場合であっても、特に装置の操作に慣れていない使用者は、画像を見ながら手技で血管断面の中心を探し出すことは困難である。これでは測定された弾性特性は不正確になる。   In any of the cases described above, it is difficult for a user who is not familiar with the operation of the apparatus to find the center of the blood vessel cross section by a technique while viewing the image. This makes the measured elastic properties inaccurate.

本発明の目的は、弾性特性の計測時において、超音波振動子からの音響線が血管断面の中心を通るように、超音波振動子と血管との位置関係を調整するための構成を提供することである。   An object of the present invention is to provide a configuration for adjusting the positional relationship between an ultrasonic transducer and a blood vessel so that an acoustic line from the ultrasonic transducer passes through the center of a blood vessel cross section when measuring elastic properties. That is.

本発明による超音波診断装置は、長さ方向に配列された複数の振動素子を有する振動子を利用して、超音波を送信し、生体の組織で反射した前記超音波を受信する超音波プローブと、前記振動子に対し、前記長さ方向に沿った異なる位置から超音波を逐次送信させる送信部と、前記血管で反射された前記超音波を、前記振動子を用いて繰り返し受信して複数の受信信号を生成する受信部と、前記複数の受信信号に基づいて、前記反射波の強度分布に関する強度情報を生成する強度情報生成部と、前記強度情報に基づいて、前記反射強度が最大になったときの前記長さ方向に沿った位置を特定する判定部とを備え、特定された前記位置で前記超音波を送信して前記血管の性状特性値を演算する。   An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention transmits an ultrasonic wave using a vibrator having a plurality of vibration elements arranged in a length direction and receives the ultrasonic wave reflected by a living tissue. A transmitter that sequentially transmits ultrasonic waves from different positions along the length direction to the vibrator, and a plurality of ultrasonic waves reflected by the blood vessel are repeatedly received using the vibrator. A reception unit that generates the received signal, an intensity information generation unit that generates intensity information related to the intensity distribution of the reflected wave based on the plurality of received signals, and the reflection intensity is maximized based on the intensity information. A determination unit that specifies a position along the length direction when the error occurs, and transmits the ultrasonic wave at the specified position to calculate a property characteristic value of the blood vessel.

前記超音波プローブは、前記超音波プローブ内において前記振動子の位置を変化させる駆動装置を有し、前記超音波診断装置は、前記駆動装置を制御して、前記振動子が前記超音波を送信する位置を変化させるプローブ制御部と、前記血管の性状特性値を演算する演算部とをさらに備えており、前記演算部が前記特定された前記位置における前記血管の性状特性値を測定した後に、前記プローブ制御部は前記駆動装置を制御して、前記超音波の送信方向に垂直で、かつ、前記振動子を前記長さ方向に垂直な方向に移動させてもよい。   The ultrasonic probe has a driving device that changes the position of the transducer in the ultrasonic probe, the ultrasonic diagnostic device controls the driving device, and the transducer transmits the ultrasonic wave. A probe control unit that changes a position to be calculated, and a calculation unit that calculates the property characteristic value of the blood vessel, and after the calculation unit measures the property characteristic value of the blood vessel at the specified position, The probe control unit may control the driving device to move the vibrator in a direction perpendicular to the ultrasonic transmission direction and perpendicular to the length direction.

前記送信部は、移動後の前記振動子に対して、さらに前記長さ方向に沿った異なる位置から超音波を逐次送信させてもよい。   The transmitter may sequentially transmit ultrasonic waves from different positions along the length direction to the transducer after movement.

本発明による超音波診断装置は、超音波を送信し、生体の組織で反射した前記超音波を受信する振動子、および、前記振動子の角度を変化させる駆動装置を有する前記超音波プローブと、前記駆動装置を制御して、前記超音波を送信する方向を変化させるプローブ制御部と、前記振動子に対し、超音波を送信させる送信部と、前記血管で反射された前記超音波を受信して、受信信号を生成する受信部と、前記受信信号に基づいて、前記反射波の反射強度に関する強度情報を生成する強度情報生成部と、前記強度情報に基づいて、前記反射強度が最大になったときの角度を特定する判定部とを備え、特定された前記角度で前記超音波を送信して前記血管の性状特性値を演算する。   An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes a transducer that transmits ultrasonic waves and receives the ultrasonic waves reflected by a living tissue, and the ultrasonic probe having a drive device that changes the angle of the transducer; A probe control unit that controls the driving device to change a direction in which the ultrasonic waves are transmitted; a transmission unit that transmits ultrasonic waves to the vibrator; and the ultrasonic waves that are reflected by the blood vessels. A reception unit that generates a reception signal; an intensity information generation unit that generates intensity information related to the reflection intensity of the reflected wave based on the reception signal; and the reflection intensity is maximized based on the intensity information. A determination unit for specifying an angle at the time of transmission, and calculating the property characteristic value of the blood vessel by transmitting the ultrasonic wave at the specified angle.

前記プローブ制御部が前記振動子の角度を変化させる前後において、前記送信部は、前記振動子に対し前記超音波をそれぞれ送信させ、前記受信部は、それぞれ送信された各超音波に対応する各受信信号を生成し、前記強度情報生成部は、前記各受信信号に基づいて、前記反射波の反射強度を示す強度情報を生成し、前記プローブ制御部は、前記振動子の角度を変化させた後の反射強度が、前記振動子の角度を変化させる前の反射強度よりも小さくなるまで、前記振動子の角度を変化させてもよい。   Before and after the probe control unit changes the angle of the transducer, the transmission unit causes the transducer to transmit the ultrasonic wave, and the reception unit corresponds to each transmitted ultrasonic wave. A reception signal is generated, and the intensity information generation unit generates intensity information indicating the reflection intensity of the reflected wave based on each reception signal, and the probe control unit changes the angle of the transducer The angle of the vibrator may be changed until the later reflection intensity becomes smaller than the reflection intensity before the angle of the vibrator is changed.

前記振動子は、長さ方向に配列された複数の振動素子を有しており、前記判定部によって反射強度が最大になったときの角度が特定された後において、前記送信部は前記振動子に対し、前記長さ方向に沿った異なる位置から超音波を逐次送信させ、前記受信部は、前記血管で反射された前記超音波を、前記振動子を用いて繰り返し受信して複数の受信信号を生成し、前記強度情報生成部は、前記複数の受信信号に基づいて、前記反射波の強度分布に関する強度情報を生成し、前記判定部は、前記強度情報に基づいて、前記反射強度が最大になったときの、前記長さ方向に沿った位置を特定し、特定された前記位置で前記超音波を送信して前記血管の性状特性値を演算してもよい。   The vibrator has a plurality of vibration elements arranged in a length direction, and after the angle at which the reflection intensity becomes maximum is specified by the determination unit, the transmission unit In contrast, ultrasonic waves are sequentially transmitted from different positions along the length direction, and the receiving unit repeatedly receives the ultrasonic waves reflected by the blood vessel using the vibrator, and receives a plurality of received signals. The intensity information generation unit generates intensity information related to the intensity distribution of the reflected wave based on the plurality of received signals, and the determination unit determines the maximum reflection intensity based on the intensity information. The position along the length direction at the time of becoming may be specified, and the ultrasonic characteristic may be transmitted at the specified position to calculate the property characteristic value of the blood vessel.

前記超音波診断装置は、測定された前記血管の性状特性値を表示するための表示部をさらに備えていてもよい。   The ultrasonic diagnostic apparatus may further include a display unit for displaying the measured characteristic property value of the blood vessel.

本発明による超音波診断装置は、長さ方向に配列された複数の振動素子を有する振動子を利用して、超音波を送信し、生体の組織で反射した前記超音波を受信する超音波プローブと、前記振動子に対し、前記長さ方向に沿った異なる位置から超音波を逐次送信させる送信部と、前記血管で反射された前記超音波を、前記振動子を用いて繰り返し受信して複数の受信信号を生成する受信部と、前記複数の受信信号の各々に基づいて、前記血管の歪み量を演算する演算部と、前記歪み量が最大になったときの前記長さ方向に沿った位置を特定する判定部とを備え、前記演算部は、特定された前記位置で受信された前記超音波に基づいて、前記血管の歪み量以外の前記血管の性状特性値を演算する。   An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention transmits an ultrasonic wave using a vibrator having a plurality of vibration elements arranged in a length direction and receives the ultrasonic wave reflected by a living tissue. A transmitter that sequentially transmits ultrasonic waves from different positions along the length direction to the vibrator, and a plurality of ultrasonic waves reflected by the blood vessel are repeatedly received using the vibrator. A reception unit that generates the received signal, a calculation unit that calculates the distortion amount of the blood vessel based on each of the plurality of reception signals, and the length direction when the distortion amount becomes maximum A determination unit for specifying a position, and the calculation unit calculates a property characteristic value of the blood vessel other than the amount of distortion of the blood vessel based on the ultrasonic wave received at the specified position.

本発明の超音波診断装置は、長さ方向に沿った振動子の異なる位置から超音波を逐次送信させて、受信信号の反射強度を取得する。そして、超音波診断装置の判定部は、反射波の強度を示す強度情報に基づいて反射強度が最大になったときの振動子の位置を特定する。これにより、弾性特性の計測時において、超音波振動子からの音響線が血管断面の中心を通るように、超音波振動子と血管との位置関係を調整することが可能となる。そして、その位置における血管の弾性特性を演算することにより、血管の正確な弾性特性を得ることができる。   The ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention sequentially transmits ultrasonic waves from different positions of the vibrator along the length direction to acquire the reflection intensity of the received signal. And the determination part of an ultrasonic diagnosing device specifies the position of the vibrator | oscillator when a reflection intensity becomes the maximum based on the intensity | strength information which shows the intensity | strength of a reflected wave. This makes it possible to adjust the positional relationship between the ultrasonic transducer and the blood vessel so that the acoustic line from the ultrasonic transducer passes through the center of the blood vessel cross section when measuring the elastic characteristics. Then, by calculating the elastic characteristic of the blood vessel at that position, the accurate elastic characteristic of the blood vessel can be obtained.

以下、添付の図面を参照して、本発明による超音波診断装置の実施形態を説明する。   Hereinafter, an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、超音波診断装置11を用い、血管3の弾性特性の計測を行うための構成を示すブロック図である。この構成は各実施形態において共通である。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration for measuring the elastic characteristics of the blood vessel 3 using the ultrasonic diagnostic apparatus 11. This configuration is common in each embodiment.

超音波プローブ13は被験者の体表2に密着するよう支持され、1または複数の超音波振動素子を利用して血管外組織1および血管3を含む体組織内部へ超音波(音響線)を送信する。血管外組織1は脂肪や筋肉等により構成される。送信された超音波は血管3や血液5にて反射、散乱し、その一部が超音波プローブ13へ戻り、エコーとして受信される。   The ultrasonic probe 13 is supported in close contact with the body surface 2 of the subject, and transmits ultrasonic waves (acoustic rays) to the inside of the body tissue including the extravascular tissue 1 and the blood vessel 3 using one or a plurality of ultrasonic vibration elements. To do. The extravascular tissue 1 is composed of fat, muscle, and the like. The transmitted ultrasonic wave is reflected and scattered by the blood vessel 3 and the blood 5, and a part thereof returns to the ultrasonic probe 13 and is received as an echo.

超音波プローブ13は、アレー状に配列された複数の超音波振動素子を内蔵している。後述の実施形態においては、本発明による超音波プローブ13の特徴的な構造および動作を説明するが、ここでは超音波プローブ13の基本的な動作原理を概説する。   The ultrasonic probe 13 includes a plurality of ultrasonic vibration elements arranged in an array. In the embodiment described later, the characteristic structure and operation of the ultrasonic probe 13 according to the present invention will be described. Here, the basic operation principle of the ultrasonic probe 13 will be outlined.

図2は、超音波プローブ13に内蔵された超音波振動素子群を有する振動子30を示す。振動子30では、超音波振動素子群が、たとえば一方向に沿って並べられており、いわゆる1Dアレイ振動子を構成している。   FIG. 2 shows a vibrator 30 having a group of ultrasonic vibration elements incorporated in the ultrasonic probe 13. In the transducer 30, ultrasonic vibration element groups are arranged, for example, along one direction to constitute a so-called 1D array transducer.

振動子30は、各超音波振動素子を順次揺動させて超音波の送受信を行い、所定範囲を走査することができる。また振動子30は、複数の超音波振動素子からの各超音波の位相を所定の位置(焦点位置)において重ね合わせ、焦点位置において反射した信号を受信することもできる。後者の例を図3に示す。   The transducer 30 can scan a predetermined range by transmitting and receiving ultrasonic waves by sequentially oscillating each ultrasonic vibration element. The transducer 30 can also receive the signal reflected at the focal position by superimposing the phases of the ultrasonic waves from the plurality of ultrasonic transducer elements at a predetermined position (focal position). An example of the latter is shown in FIG.

図3の(a1)および(b1)は、x方向に沿って配列された複数の超音波振動素子を用いて焦点を形成したときの超音波の集束波を模式的に示している。超音波の集束波は図示されるような所定の幅を持っており、z軸方向の所定の深さにおいて焦点を有する。   (A1) and (b1) in FIG. 3 schematically show a focused wave of ultrasonic waves when a focal point is formed using a plurality of ultrasonic vibration elements arranged along the x direction. The focused ultrasonic wave has a predetermined width as shown, and has a focal point at a predetermined depth in the z-axis direction.

なお、本願図面上では記載を簡略化することもある。たとえば図3(a1)に対応する超音波の集束波に代えて、図3(a2)において「音響線」として示される超音波ビームの中心軸のみを記載することがある。また図3(b1)に対応する超音波の集束波に代えて、図3(b2)において「音響線」として示される超音波ビームの中心軸のみを記載することがある。   In addition, description may be simplified on this drawing. For example, instead of the focused ultrasonic wave corresponding to FIG. 3 (a1), only the central axis of the ultrasonic beam indicated as “acoustic line” in FIG. 3 (a2) may be described. In addition, instead of the focused ultrasonic wave corresponding to FIG. 3B1, only the central axis of the ultrasonic beam indicated as “acoustic line” in FIG. 3B2 may be described.

図4は、生体の組織を伝播する超音波ビームを模式的に示す。超音波プローブ13から出射した超音波送信波は、ある有限の幅を持つ超音波ビーム67としてz軸方向に進行し、生体組織60の血管外組織1および血管3中を伝播する。そして、伝播の過程において血管外組織1および血管3によって反射または散乱した超音波の一部が超音波プローブ13へ戻り、超音波反射波として受信される。超音波反射波は時系列信号として検出され、超音波プローブ13に近い組織から得られる反射の時系列信号ほど、時間軸上で原点近くに位置する。超音波ビーム67の幅(ビーム径)は、遅延時間を変化させることにより制御することができる。   FIG. 4 schematically shows an ultrasonic beam propagating through a living tissue. The ultrasonic transmission wave emitted from the ultrasonic probe 13 travels in the z-axis direction as an ultrasonic beam 67 having a certain finite width, and propagates through the extravascular tissue 1 and the blood vessel 3 of the living tissue 60. Then, a part of the ultrasonic wave reflected or scattered by the extravascular tissue 1 and the blood vessel 3 in the propagation process returns to the ultrasonic probe 13 and is received as an ultrasonic reflected wave. The reflected ultrasonic wave is detected as a time series signal, and the time series signal of reflection obtained from the tissue close to the ultrasonic probe 13 is located closer to the origin on the time axis. The width (beam diameter) of the ultrasonic beam 67 can be controlled by changing the delay time.

上述したように超音波反射波は血管外組織1、血管3、および血液5より生じる。音響線66上に位置する血管前壁の複数の測定対象位置Pn(P1、P2、P3、Pk・・・Pn、nは3以上の自然数)は、ある一定間隔で超音波プローブ13に近い順にP1、P2、P3、Pk・・・Pnと配列されている。図4の上方を正、下方を負とする座標軸を深さ方向に設け、測定対象位置P1、P2、P3、Pk・・・Pnの座標をそれぞれZ1、Z2、Z3、Zk、・・・Znとすると、測定対象位置Pkからの反射は、時間軸上でtk=2Zk/cに位置することになる。ここでcは体組織内での超音波の音速を示す。反射波信号(時系列信号)は測定対象位置の状態を表す情報として利用される。 As described above, the ultrasonic reflected wave is generated from the extravascular tissue 1, the blood vessel 3, and the blood 5. A plurality of measurement target positions P n (P 1 , P 2 , P 3 , P k ... P n , n is a natural number of 3 or more) on the anterior wall of the blood vessel located on the acoustic line 66 exceed a certain interval. P 1 , P 2 , P 3 , P k ... P n are arranged in the order closest to the acoustic probe 13. In FIG. 4, coordinate axes with the upper side being positive and the lower side being negative are provided in the depth direction, and the coordinates of the measurement target positions P 1 , P 2 , P 3 , P k ... P n are respectively Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z k ,... Z n , the reflection from the measurement target position P k is located at t k = 2Z k / c on the time axis. Here, c represents the speed of ultrasonic waves in the body tissue. The reflected wave signal (time series signal) is used as information representing the state of the measurement target position.

超音波診断装置11は、血管の弾性特性や歪みなどの、血管3の性状特性を測定する前に、血管3に対して超音波を送信して反射波信号を取得する。そして後述する実施形態1および2として説明する方法によって超音波プローブ13の振動子30から送信される超音波(音響線)が血管3の断面の中心を通るように、超音波プローブ13または振動子30と血管3との位置関係を調整する。   The ultrasonic diagnostic apparatus 11 transmits an ultrasonic wave to the blood vessel 3 to acquire a reflected wave signal before measuring the property characteristic of the blood vessel 3 such as the elastic property or distortion of the blood vessel. Then, the ultrasonic probe 13 or the vibrator is transmitted so that the ultrasonic wave (acoustic ray) transmitted from the vibrator 30 of the ultrasonic probe 13 passes through the center of the cross section of the blood vessel 3 by the method described as the first and second embodiments described later. The positional relationship between 30 and the blood vessel 3 is adjusted.

両者の位置関係の調整が完了すると、超音波診断装置11は、超音波を体組織内部へ再度送信し、受信したエコーによる受信信号の解析および演算を行う。超音波診断装置11は、たとえば特許文献1に開示されている方法によって、検波信号の振幅および位相の両方を用い、制約付最小二乗法によって対象の瞬時の位置を決定し、高精度な(位置変化量の測定精度は±0.2ミクロン程度)位相トラッキングを行う。これにより、超音波診断装置11は、血管外組織1や血管3の運動情報、たとえば血管3の壁における微小部位の位置および厚さの時間変化を十分な精度で測定することができる。   When the adjustment of the positional relationship between the two is completed, the ultrasonic diagnostic apparatus 11 transmits the ultrasonic wave again to the inside of the body tissue, and analyzes and calculates the received signal by the received echo. The ultrasonic diagnostic apparatus 11 determines the instantaneous position of the object by the constrained least square method using both the amplitude and the phase of the detection signal by the method disclosed in Patent Document 1, for example, with high accuracy (position (Measurement accuracy of change is about ± 0.2 microns) Phase tracking is performed. As a result, the ultrasonic diagnostic apparatus 11 can measure the movement information of the extravascular tissue 1 and the blood vessel 3, for example, the temporal change of the position and thickness of the minute part on the wall of the blood vessel 3 with sufficient accuracy.

超音波診断装置11には血圧計12が接続されており、血圧計12が測定した被験者の血圧値に関する情報が超音波診断装置11へ入力される。血圧計12から得た血圧に関する情報を用いることによって、血管3の壁における微小部位の弾性特性を求めることができる。   A blood pressure monitor 12 is connected to the ultrasonic diagnostic apparatus 11, and information related to the blood pressure value of the subject measured by the blood pressure monitor 12 is input to the ultrasonic diagnostic apparatus 11. By using the information regarding the blood pressure obtained from the sphygmomanometer 12, the elastic characteristic of the minute part in the wall of the blood vessel 3 can be obtained.

また、超音波診断装置11には心電計22が接続されている。超音波診断装置11は、心電計22から心電波形を受け取り、測定データの取得やデータリセットのタイミングを決定するトリガー信号として心電波形を使用する。   An electrocardiograph 22 is connected to the ultrasonic diagnostic apparatus 11. The ultrasound diagnostic apparatus 11 receives an electrocardiogram waveform from the electrocardiograph 22 and uses the electrocardiogram waveform as a trigger signal for determining the timing of acquiring measurement data and resetting data.

以下の実施形態においては、超音波診断装置を利用して血管の弾性特性を求める例を説明するが、血管の弾性特性以外の血管の性状特性、たとえば血管の歪みなどを測定することも可能である。   In the following embodiments, an example in which the elasticity characteristic of a blood vessel is obtained using an ultrasonic diagnostic apparatus will be described, but it is also possible to measure a blood vessel property characteristic other than the blood vessel elasticity characteristic, such as a blood vessel distortion. is there.

(実施形態1)
以下、本実施形態による超音波診断装置11を説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the ultrasonic diagnostic apparatus 11 according to the present embodiment will be described.

図5は、超音波診断装置11の内部構成を示すブロック図である。   FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus 11.

超音波診断装置11は、送信部14、受信部15、遅延時間制御部16、位相検波部17、フィルタ部18、演算部19、演算データ記憶部20、表示部21、強度情報生成部23、中心位置判定部24、および、プローブ制御部25を備えている。また、これら各構成要素を制御するため、マイコンなどからなる制御部26を備えている。   The ultrasonic diagnostic apparatus 11 includes a transmission unit 14, a reception unit 15, a delay time control unit 16, a phase detection unit 17, a filter unit 18, a calculation unit 19, a calculation data storage unit 20, a display unit 21, an intensity information generation unit 23, A center position determination unit 24 and a probe control unit 25 are provided. Moreover, in order to control each of these components, the control part 26 which consists of a microcomputer etc. is provided.

超音波診断装置11の各構成要素のうち、強度情報生成部23、中心位置判定部24およびプローブ制御部25は、主として、超音波が血管断面の中心を通るように振動子30と血管との位置関係を調整するために設けられている。一方、位相検波部17、フィルタ部18、演算部19、演算データ記憶部20および表示部21は、主として血管3の弾性特性を測定し、測定結果を表示するために設けられている。送信部14、受信部15、遅延時間制御部16および制御部26は、振動子30と血管との位置関係の調整、および、血管の弾性特性の測定のいずれの動作時においても動作する。   Among the components of the ultrasonic diagnostic apparatus 11, the intensity information generation unit 23, the center position determination unit 24, and the probe control unit 25 mainly perform the operation of the transducer 30 and the blood vessel so that the ultrasonic wave passes through the center of the blood vessel cross section. It is provided to adjust the positional relationship. On the other hand, the phase detection unit 17, the filter unit 18, the calculation unit 19, the calculation data storage unit 20, and the display unit 21 are provided mainly for measuring the elastic characteristics of the blood vessel 3 and displaying the measurement results. The transmission unit 14, the reception unit 15, the delay time control unit 16, and the control unit 26 operate in any operation of adjusting the positional relationship between the transducer 30 and the blood vessel and measuring the elastic characteristics of the blood vessel.

なお、図5に示す超音波診断装置11は超音波プローブ13を含んでいない。しかしながら、超音波プローブ13は超音波診断装置11の動作に必須であるため、超音波プローブ13を超音波診断装置11の構成要素として捉えてもよい。   Note that the ultrasonic diagnostic apparatus 11 illustrated in FIG. 5 does not include the ultrasonic probe 13. However, since the ultrasonic probe 13 is essential for the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 11, the ultrasonic probe 13 may be regarded as a component of the ultrasonic diagnostic apparatus 11.

以下、超音波診断装置11の各構成要素の機能を説明する。   Hereinafter, the function of each component of the ultrasonic diagnostic apparatus 11 will be described.

送信部14は、所定の駆動パルス信号を生成し、超音波プローブ13に出力する。駆動パルス信号により超音波プローブ13から送信される超音波送信波は、血管3等の体組織において反射、散乱し、生じた超音波反射波が超音波プローブ13により検出される。超音波を発生させる駆動パルスの周波数は、時間軸上で隣接している前後の超音波パルスが重ならないように、測定対象の深さと超音波の音速とを考慮して決定される。   The transmission unit 14 generates a predetermined drive pulse signal and outputs it to the ultrasonic probe 13. The ultrasonic transmission wave transmitted from the ultrasonic probe 13 by the drive pulse signal is reflected and scattered in the body tissue such as the blood vessel 3, and the generated ultrasonic reflected wave is detected by the ultrasonic probe 13. The frequency of the drive pulse for generating the ultrasonic wave is determined in consideration of the depth of the measurement target and the ultrasonic velocity so that the adjacent ultrasonic pulses adjacent on the time axis do not overlap.

受信部15は超音波プローブ13を用いて超音波反射波を検出し、検出によって得られた信号を増幅することにより、受信信号を生成する。受信部15はA/D変換部を含み、受信信号をさらにデジタル信号に変換する。送信部14および受信部15は電子部品などを用いて構成される。   The reception unit 15 detects an ultrasonic reflected wave using the ultrasonic probe 13 and amplifies a signal obtained by the detection, thereby generating a reception signal. The receiver 15 includes an A / D converter, and further converts the received signal into a digital signal. The transmission unit 14 and the reception unit 15 are configured using electronic components.

遅延時間制御部16は送信部14および受信部15に接続されており、送信部14から超音波プローブ13の超音波振動子群に与える駆動パルス信号の遅延時間を制御する。これにより、超音波プローブ13から送信される超音波送信波の超音波ビームの音響線の方向や焦点深度を変化させる。また、超音波プローブ13によって受信され、受信部15によって生成した受信信号の遅延時間を制御することにより、開口径を変化させたり、焦点位置を変化させたりすることができる。遅延時間制御部16の出力は位相検波部17に入力される。   The delay time control unit 16 is connected to the transmission unit 14 and the reception unit 15, and controls the delay time of the drive pulse signal given from the transmission unit 14 to the ultrasonic transducer group of the ultrasonic probe 13. Thereby, the direction of the acoustic line of the ultrasonic beam of the ultrasonic transmission wave transmitted from the ultrasonic probe 13 and the depth of focus are changed. Further, by controlling the delay time of the reception signal received by the ultrasonic probe 13 and generated by the receiving unit 15, the aperture diameter can be changed or the focal position can be changed. The output of the delay time control unit 16 is input to the phase detection unit 17.

位相検波部17は、遅延時間制御部16で遅延制御された受信信号を位相検波し、実部信号と虚部信号とに分離する。分離された実部信号および虚部信号はフィルタ部18に入力される。フィルタ部18は、高周波成分、測定対象以外からの反射成分およびノイズ成分等を除去する。位相検波部17およびフィルタ部18はソフトウエアによってもハードウエアによっても構成することができる。これにより、血管3の組織内部に設定された複数の測定対象位置にそれぞれ対応し、実部信号と虚部信号を含む位相検波信号を生成する。   The phase detection unit 17 performs phase detection on the reception signal subjected to delay control by the delay time control unit 16 and separates it into a real part signal and an imaginary part signal. The separated real part signal and imaginary part signal are input to the filter unit 18. The filter unit 18 removes a high frequency component, a reflection component other than a measurement target, a noise component, and the like. The phase detection unit 17 and the filter unit 18 can be configured by software or hardware. Thereby, a phase detection signal including a real part signal and an imaginary part signal corresponding to each of a plurality of measurement target positions set in the tissue of the blood vessel 3 is generated.

演算部19は、種々の演算を行う。図6は、演算部19の演算処理を実現する機能ブロックを示す。演算部19は、形状測定値演算部31および性状特性値演算部32とを含む。心電計22から得られる心電波形は、演算部19へ入力され、測定データの取得やデータリセットのタイミングを決定するトリガー信号として使用される。この目的においては、心電計22は他の生体信号検出手段である心音計や脈波計と置き換えることも可能であり、心電波形の替わりに心音波形や脈波波形をトリガー信号として用いることも可能である。   The calculation unit 19 performs various calculations. FIG. 6 shows functional blocks that implement the arithmetic processing of the arithmetic unit 19. The calculation unit 19 includes a shape measurement value calculation unit 31 and a property characteristic value calculation unit 32. An electrocardiographic waveform obtained from the electrocardiograph 22 is input to the calculation unit 19 and used as a trigger signal for determining the timing of acquiring measurement data and resetting data. For this purpose, the electrocardiograph 22 can be replaced with another biosignal detection means such as a heart sound meter or a pulse wave meter, and instead of the electrocardiographic waveform, the electrocardiographic waveform or the pulse wave waveform is used as a trigger signal. Is also possible.

形状測定値演算部31は、位相検波信号の実部信号および虚部信号を用いて、血管3の組織内部に設定された複数の測定対象位置における位置変位量(位置の時間変位量)を求める。位置変位量は、測定対象位置(トラッキング位置)の運動速度を求め、この運動速度を積分することによっても同様に求めることもできる。そして複数の位置変位量から選ばれる任意の2つの位置における位置変位量の差分を求めることにより、その2点間の厚さ変化量を求めることができる。2つの位置の初期値あるいは、2つの位置における位置変位量の差分の初期値が与えられる場合には、2点間の厚さを求めることができる。   The shape measurement value calculation unit 31 uses the real part signal and the imaginary part signal of the phase detection signal to obtain position displacement amounts (positional time displacement amounts) at a plurality of measurement target positions set inside the tissue of the blood vessel 3. . The position displacement amount can also be obtained in the same manner by obtaining the motion speed of the measurement target position (tracking position) and integrating the motion speed. Then, by obtaining the difference between the position displacement amounts at any two positions selected from a plurality of position displacement amounts, the thickness change amount between the two points can be obtained. When the initial value of the two positions or the initial value of the difference between the positional displacement amounts at the two positions is given, the thickness between the two points can be obtained.

なお、厚さまたは厚さ変化量を規定する2点は、血管3の組織内部に設定された測定対象位置と一致していなくてもよい。たとえば、複数の測定対象位置の中心の位置を用いてもよい。この場合には、中心を求めた複数の測定対象位置の位置変位量を平均し、平均した位置変位量を用いることが好ましい。複数の測定対象位置を用いる場合には、複数の測定対象位置を代表する位置および位置変位量は、単純な平均によって求めてもよいし、重み付けを行ってもよく、複数の測定対象位置に基づいて、2つの位置およびその位置における位置変位量が求められておればよい。   Note that the two points that define the thickness or the amount of change in thickness do not have to coincide with the measurement target position set inside the tissue of the blood vessel 3. For example, the center position of a plurality of measurement target positions may be used. In this case, it is preferable to average the positional displacement amounts of a plurality of measurement target positions whose centers are obtained, and use the averaged positional displacement amount. In the case of using a plurality of measurement target positions, the position representing the plurality of measurement target positions and the position displacement amount may be obtained by a simple average, may be weighted, or based on the plurality of measurement target positions. Thus, it is only necessary to obtain the two positions and the positional displacement amount at the positions.

性状特性値演算部32は、求めた厚さ変化量の最大値と最小値との差分から、最大厚さ変化量を計算し、血圧計12から得られる血圧データとから、2点間に位置する組織の弾性特性を求める。   The property characteristic value calculation unit 32 calculates the maximum thickness change amount from the difference between the maximum value and the minimum value of the obtained thickness change amount, and is positioned between two points from the blood pressure data obtained from the sphygmomanometer 12. Obtain the elastic properties of the tissue to be treated.

具体的には、性状特性値演算部32は、対象組織Tkの厚さHk(最低血圧時の値)、対象組織の厚さ変化量Dk(t)の最大値と最小値との差Δhkおよび最低血圧値と最高血圧値との差である脈圧Δpを用い、対象組織Tkにおける血管のスティフネスを表わす弾性指標Ekを下記の式として表す。
Ek=Δp×(Δhk/Hk)
Specifically, the property characteristic value calculation unit 32 calculates the difference Δhk between the maximum value and the minimum value of the thickness Hk of the target tissue Tk (value at the time of minimum blood pressure), the thickness change amount Dk (t) of the target tissue, Using the pulse pressure Δp which is the difference between the minimum blood pressure value and the maximum blood pressure value, an elasticity index Ek representing the stiffness of the blood vessel in the target tissue Tk is expressed as the following equation.
Ek = Δp × (Δhk / Hk)

なお、任意の2点で挟まれた1点の弾性特性を求めてもよい。ただし、本実施の形態で用いている超音波プローブ13は、アレー状に配列された複数の超音波振動素子を有しているため、断層面内の任意の領域内すべての箇所の弾性特性を求めることが可能である。   In addition, you may obtain | require the elastic characteristic of one point pinched | interposed by arbitrary two points. However, since the ultrasonic probe 13 used in the present embodiment has a plurality of ultrasonic transducer elements arranged in an array, the elastic characteristics of all locations in an arbitrary region within the tomographic plane are obtained. It is possible to ask.

なお、性状特性値演算部32は弾性特性を求めるためにのみ設けられているのではなく、たとえばΔhk/Hを演算して、血管の性状特性のひとつである歪みを求めてもよい。   Note that the property characteristic value calculation unit 32 is not provided only for obtaining the elastic characteristics, but may calculate, for example, Δhk / H to obtain a strain that is one of the characteristic characteristics of the blood vessel.

再び図5を参照する。表示部21は、求められた生体組織の最大厚さ変化量、歪み、あるいは弾性特性をマッピングし、形状測定値または性状測定値の空間分布を示す心周期毎の空間分布画像を表示する。空間分布画像は1次元であってもよいし、2次元あるいは3次元であってもよい。形状測定値または性状測定値に応じた色あるいは諧調によって表示すれば、測定結果を把握し易い。   Refer to FIG. 5 again. The display unit 21 maps the obtained maximum thickness variation, strain, or elastic characteristic of the living tissue, and displays a spatial distribution image for each cardiac cycle indicating the spatial distribution of the shape measurement value or the property measurement value. The spatial distribution image may be one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional. If the shape measurement value or the property measurement value is displayed in color or tone, the measurement result can be easily grasped.

このとき、操作者は、形状測定値または性状測定値を求めたい任意領域を表示部21上において指定することによって決定できる。この領域はROI(Region Of Interestの略)と呼ばれる。ROIは、操作者が測定値を求めたい領域を指定するための表示で、その大きさや位置を表示部21上で確認しながら、超音波診断装置11のインターフェース部(図示せず)を介して自由に設定することが可能である。   At this time, the operator can determine by specifying on the display unit 21 an arbitrary area for which a shape measurement value or a property measurement value is to be obtained. This area is called ROI (abbreviation of Region Of Interest). The ROI is a display for designating a region where the operator wants to obtain a measurement value. While confirming the size and position on the display unit 21, the ROI is passed through an interface unit (not shown) of the ultrasonic diagnostic apparatus 11. It can be set freely.

図7は、表示部21上に示された血管壁40とROI41とを模式的に示している。ROI41が規定する領域には、血管壁40以外の組織も含まれている。血管壁40の画像はたとえば上述の演算とは別に受信信号を振幅強度に応じた輝度で変調することにより得られる。図8は、血管壁40のROI41で規定される領域における弾性特性を示している。ROI41で規定される領域には、例えば、6行×5列にマッピングされた画像データf(k)11〜f(k)65が配置され、画像データf(k)11〜f(k)65が空間分布画像Fkを構成している。前述したように画像データf(k)11〜f(k)65は、生体組織の最大厚さ変化量などの形状測定値あるいは歪みや弾性特性などの性状特性値である。 FIG. 7 schematically shows the blood vessel wall 40 and the ROI 41 shown on the display unit 21. The region defined by the ROI 41 includes tissues other than the blood vessel wall 40. The image of the blood vessel wall 40 is obtained, for example, by modulating the received signal with the luminance corresponding to the amplitude intensity separately from the above-described calculation. FIG. 8 shows the elastic characteristics in the region defined by the ROI 41 of the blood vessel wall 40. The area defined by the ROI 41, for example, the mapped image data f (k) 11 ~f (k ) 65 is arranged in six rows × 5 columns, image data f (k) 11 ~f (k ) 65 Constitutes the spatial distribution image Fk. As described above, the image data f (k) 11 to f (k) 65 are shape measurement values such as the maximum thickness change amount of the living tissue or property characteristic values such as strain and elastic characteristics.

演算部19で演算された位置変位量、厚さ変化量、弾性特性等のデータは、図5に示す演算データ記憶部20に記憶され、随時読み取ることが可能である。また、演算部19で演算された位置変位量、厚さ変化量、弾性特性等のデータは、表示部21に入力され、データを二次元画像などに可視化することができる。さらに、表示部21と演算データ記憶部20とを接続することによって、記憶された各種データを表示部21に随時表示することもできる。演算部19で演算された各種データは、表示部21へ出力され、記憶部20へも出力されることにより、リアルタイムでデータを表示しつつ、データを後で利用することができるよう保存されることが好ましい。しかし、どちらか一方のみの出力を行ってもよい。   Data such as the amount of positional displacement, thickness change, and elastic characteristics calculated by the calculation unit 19 is stored in the calculation data storage unit 20 shown in FIG. 5 and can be read as needed. Further, data such as the position displacement amount, thickness change amount, and elastic characteristics calculated by the calculation unit 19 are input to the display unit 21, and the data can be visualized as a two-dimensional image or the like. Further, by connecting the display unit 21 and the calculation data storage unit 20, various stored data can be displayed on the display unit 21 as needed. Various data calculated by the calculation unit 19 are output to the display unit 21 and also output to the storage unit 20, thereby saving the data so that the data can be used later while displaying the data in real time. It is preferable. However, only one of the outputs may be performed.

強度情報生成部23は、遅延時間制御部16で遅延制御された受信信号の振幅に基づいて、反射波の強度(反射強度)を測定し、反射強度の分布を示す強度情報を生成する。後述のように、本実施形態においては、振動子30のx軸(たとえば図4)と血管3が伸びる方向に沿った血管3の軸(以下「長軸」と呼ぶ。)とが実質的に垂直に配置されている。強度情報生成部23は、振動子30を利用してx軸方向に順次送信された超音波の反射波の反射強度を測定して強度情報を生成する。   The intensity information generation unit 23 measures the intensity of the reflected wave (reflection intensity) based on the amplitude of the reception signal subjected to delay control by the delay time control unit 16 and generates intensity information indicating the distribution of the reflection intensity. As will be described later, in the present embodiment, the x-axis of the transducer 30 (for example, FIG. 4) and the axis of the blood vessel 3 along the direction in which the blood vessel 3 extends (hereinafter referred to as “long axis”) are substantially. It is arranged vertically. The intensity information generator 23 generates intensity information by measuring the reflected intensity of the reflected waves of ultrasonic waves sequentially transmitted in the x-axis direction using the transducer 30.

また、振動子30は超音波を発生させながら、体表に平行でかつ、x軸方向と垂直な方向、すなわち、血管の長軸方向に超音波プローブ13内を移動する。強度情報生成部23は、振動子30の移動に伴って得られる反射強度を測定して強度情報を生成する。   The transducer 30 moves in the ultrasonic probe 13 in the direction parallel to the body surface and perpendicular to the x-axis direction, that is, the long axis direction of the blood vessel, while generating ultrasonic waves. The intensity information generation unit 23 measures the reflection intensity obtained with the movement of the transducer 30 and generates intensity information.

中心位置判定部24は、強度情報に基づいて最も強い反射強度が得られたときの超音波プローブ13内の振動子30の位置を特定する。   The center position determination unit 24 specifies the position of the transducer 30 in the ultrasonic probe 13 when the strongest reflection intensity is obtained based on the intensity information.

プローブ制御部25は、後述する、超音波プローブ13内の振動子30の移動を制御するための制御信号を出力する。たとえばプローブ制御部25は、制御部26からの指示に基づいて振動子30の移動開始および終了、移動方向および移動速度を制御する。またプローブ制御部25は、中心位置判定部24によって特定された位置に、振動子30を移動させる。   The probe control unit 25 outputs a control signal for controlling the movement of the transducer 30 in the ultrasonic probe 13, which will be described later. For example, the probe control unit 25 controls the movement start and end, the movement direction, and the movement speed of the transducer 30 based on an instruction from the control unit 26. In addition, the probe control unit 25 moves the transducer 30 to the position specified by the center position determination unit 24.

以下、図9および10を参照しながら、振動子30と血管3との位置関係を調整する処理の原理を説明する。この処理によれば、振動子30から送信される超音波(音響線)が血管3の断面の中心を通過するため、血管3の弾性特性を正確に計測可能となる。   Hereinafter, the principle of the process for adjusting the positional relationship between the transducer 30 and the blood vessel 3 will be described with reference to FIGS. 9 and 10. According to this processing, since the ultrasonic wave (acoustic ray) transmitted from the transducer 30 passes through the center of the cross section of the blood vessel 3, the elastic characteristic of the blood vessel 3 can be accurately measured.

なお、本実施形態においては振動子30のx軸(たとえば図9)と血管3の長軸とが実質的に垂直に配置されているとする。一方、振動子30のz軸(たとえば図9)と血管3の長軸とは必ずしも垂直ではなくてもよい。   In the present embodiment, it is assumed that the x-axis of the transducer 30 (for example, FIG. 9) and the long axis of the blood vessel 3 are arranged substantially perpendicularly. On the other hand, the z axis (for example, FIG. 9) of the transducer 30 and the major axis of the blood vessel 3 do not necessarily have to be perpendicular.

図9は、超音波を発生させながらx軸方向を走査する振動子30を示す。振動子30はケース50に収納されている。   FIG. 9 shows a transducer 30 that scans in the x-axis direction while generating ultrasonic waves. The vibrator 30 is housed in the case 50.

送信部14からの制御信号に基づいて、振動子30は一方の端部から他方の端部まで、たとえば図3の(a1)および(b1)に示すように、超音波を発生させながらx軸方向を走査する。   Based on the control signal from the transmitter 14, the transducer 30 generates an ultrasonic wave from one end to the other end while generating an ultrasonic wave, for example, as shown in (a1) and (b1) of FIG. Scan direction.

図10は、超音波でx軸方向を走査した結果、強度情報生成部23が生成した超音波反射波の反射強度の分布を示す。横軸は振動子30の長さ方向(x軸方向)であり、縦軸が反射強度である。反射強度が得られると、中心位置判定部24は最大の反射強度Rmaxが得られたときの振動子30の位置Xoを特定する。   FIG. 10 shows the reflection intensity distribution of the ultrasonic reflected wave generated by the intensity information generation unit 23 as a result of scanning in the x-axis direction with ultrasonic waves. The horizontal axis is the length direction (x-axis direction) of the transducer 30, and the vertical axis is the reflection intensity. When the reflection intensity is obtained, the center position determination unit 24 specifies the position Xo of the transducer 30 when the maximum reflection intensity Rmax is obtained.

中心位置判定部24によって特定された位置Xoが、超音波の音響線が血管3の断面の中心を通過する位置に対応する。その理由は以下のとおりである。送信波が断面の中心から離れた位置を通過するほど、送信波は、血管3の外壁および内壁において、入射方向に対して90度に近づく角度で反射されるため、血管3からの反射波の検出強度は小さくなる。一方、超音波送信波が断面の中心oに近い位置を通過するほど、血管3の外壁および内壁において超音波は入射してきた方向に反射されるため、血管3からの反射波の検出強度は大きくなる。そして超音波送信波が断面の中心oを通過するとき、超音波の入射方向と反射方向は血管3の外壁および内壁において一致するため、反射波の検出強度は最大になる。よって、反射強度が最大になるときの超音波を送信した振動子30上の位置が、超音波送信波が断面の中心oを通過する位置であるといえる。   The position Xo specified by the center position determination unit 24 corresponds to the position where the ultrasonic acoustic line passes through the center of the cross section of the blood vessel 3. The reason is as follows. As the transmitted wave passes through a position farther away from the center of the cross section, the transmitted wave is reflected on the outer wall and the inner wall of the blood vessel 3 at an angle approaching 90 degrees with respect to the incident direction. The detection intensity becomes small. On the other hand, since the ultrasonic wave is reflected in the incident direction on the outer wall and the inner wall of the blood vessel 3 as the ultrasonic transmission wave passes through a position closer to the center o of the cross section, the detection intensity of the reflected wave from the blood vessel 3 becomes larger. Become. When the ultrasonic transmission wave passes through the center o of the cross section, the incident direction and the reflection direction of the ultrasonic wave coincide with each other on the outer wall and the inner wall of the blood vessel 3, so that the detection intensity of the reflected wave is maximized. Therefore, it can be said that the position on the transducer 30 where the ultrasonic wave is transmitted when the reflection intensity is maximum is the position where the ultrasonic wave passes through the center o of the cross section.

位置Xoが特定された後は、送信部14は位置Xoから超音波を送信することにより、血管3の弾性特性の計測を行えばよい。   After the position Xo is specified, the transmission unit 14 may measure the elastic characteristic of the blood vessel 3 by transmitting an ultrasonic wave from the position Xo.

上述の例では、振動子30の位置は固定されていた。しかしながら、振動子30を血管3の長軸方向に沿って移動させ、移動後の位置において上述の動作と同じ動作を行うことにより、血管3の一定範囲の長軸方向の長さにわたって血管3の中心位置を特定しながら、各位置において正確な弾性特性を計測することができる。   In the above example, the position of the vibrator 30 is fixed. However, by moving the transducer 30 along the long axis direction of the blood vessel 3 and performing the same operation as described above at the position after the movement, the blood vessel 3 can be moved over the length of the blood vessel 3 in the long axis direction within a certain range. While specifying the center position, accurate elastic characteristics can be measured at each position.

本実施形態においては、超音波プローブ13の内部で振動子30が移動できるよう、超音波プローブ13内部に振動子30を駆動する機構を設けた例を説明する。   In the present embodiment, an example will be described in which a mechanism for driving the transducer 30 is provided inside the ultrasound probe 13 so that the transducer 30 can move inside the ultrasound probe 13.

図11(a)および(b)は本実施形態による超音波プローブ13の物理的な構成を示す。(a)は斜視図であり、(b)は上面図である。超音波プローブ13は、ラック110およびモータ111を備えている。ラック110は、歯が設けられた平板状の棒であり、ケース50と物理的に結合されている。モータ111の回転軸にはピニオンが設けられており、ラック110の歯と噛み合わされている。モータ111が回転することにより、そのラック110とともにケース50がy軸方向に移動する。これにより、図9に示す振動子30の移動が実現される。モータ111を回転するための電力の供給、y軸方向の移動量に対応するモータ111の回転数および回転時間は、プローブ制御部25によって制御される。   FIGS. 11A and 11B show a physical configuration of the ultrasonic probe 13 according to the present embodiment. (A) is a perspective view, (b) is a top view. The ultrasonic probe 13 includes a rack 110 and a motor 111. The rack 110 is a flat bar provided with teeth, and is physically coupled to the case 50. The rotation shaft of the motor 111 is provided with a pinion and meshes with the teeth of the rack 110. As the motor 111 rotates, the case 50 moves along with the rack 110 in the y-axis direction. Thereby, the movement of the vibrator 30 shown in FIG. 9 is realized. The probe controller 25 controls the supply of electric power for rotating the motor 111 and the rotation speed and rotation time of the motor 111 corresponding to the amount of movement in the y-axis direction.

図12は、本実施形態による超音波診断装置11において血管3の弾性特性を計測する処理の手順を示すフローチャートである。ここでは図11(a)および(b)に示す超音波プローブ13が使用されるとする。   FIG. 12 is a flowchart showing a procedure of processing for measuring the elastic characteristic of the blood vessel 3 in the ultrasonic diagnostic apparatus 11 according to the present embodiment. Here, it is assumed that the ultrasonic probe 13 shown in FIGS. 11A and 11B is used.

ステップS1において、プローブ制御部25が超音波プローブ13に制御信号を送ると、振動子30は超音波を発生させながらx軸方向を走査する。そしてステップS2において、強度情報生成部23は、振動子30から繰り返し送信された超音波の反射波を検出し、反射強度を取得する。振動子30の一方の端部から他方の端部まで超音波を順次送信し、反射波を受信することにより、反射強度分布が得られる。   In step S1, when the probe control unit 25 sends a control signal to the ultrasonic probe 13, the transducer 30 scans in the x-axis direction while generating an ultrasonic wave. In step S <b> 2, the intensity information generation unit 23 detects the reflected wave of the ultrasonic wave repeatedly transmitted from the transducer 30 and acquires the reflection intensity. By sequentially transmitting ultrasonic waves from one end of the transducer 30 to the other end and receiving reflected waves, a reflection intensity distribution is obtained.

次のステップS3では、中心位置判定部24は、反射強度が最大となる振動子30上の位置を、超音波が血管中央oを通過する位置(中心位置)として特定する。   In the next step S3, the center position determination unit 24 specifies a position on the transducer 30 where the reflection intensity is maximum as a position (center position) where the ultrasonic wave passes through the blood vessel center o.

ステップS4において、制御部26はその中心位置における血管3の弾性特性の計測を指示する。この指示に基づいて、位相検波部17、フィルタ部18、演算部19および演算データ記憶部20が動作して、血管3の弾性特性を計測する。   In step S4, the control unit 26 instructs measurement of the elastic characteristics of the blood vessel 3 at the center position. Based on this instruction, the phase detection unit 17, the filter unit 18, the calculation unit 19, and the calculation data storage unit 20 operate to measure the elastic characteristics of the blood vessel 3.

そしてステップS5において、表示部21は血管長軸の断面図を表示するとともに、演算部19によって計測された弾性特性を、その断面図上に重畳して表示する。   In step S5, the display unit 21 displays a cross-sectional view of the long axis of the blood vessel, and displays the elastic characteristics measured by the calculation unit 19 superimposed on the cross-sectional view.

ステップS6では、プローブ制御部25は、超音波プローブ13内で振動子30をy軸方向に一定距離だけ移動させる。たとえば、血管3の弾性特性を異なる5箇所について計測するときは、プローブ制御部25は、超音波プローブ13内の可動範囲の1/5の距離だけ、超音波プローブ13内で振動子30をy軸方向に移動させる。   In step S6, the probe control unit 25 moves the transducer 30 within the ultrasonic probe 13 by a certain distance in the y-axis direction. For example, when measuring the elastic properties of the blood vessel 3 at five different points, the probe control unit 25 moves the transducer 30 in the ultrasonic probe 13 by y by a distance that is 1/5 of the movable range in the ultrasonic probe 13. Move in the axial direction.

ステップS7において、振動子30が超音波プローブ13内の可動範囲の終端位置に到達したか否かを判定する。まだ到達していない場合には、処理はステップS1に戻り、到達していた場合には処理は終了する。   In step S <b> 7, it is determined whether or not the transducer 30 has reached the end position of the movable range in the ultrasonic probe 13. If not reached yet, the process returns to step S1, and if reached, the process ends.

上述したステップS1〜3の処理によって、反射強度が最大となる振動子30上の位置が、中心位置として特定され、その中心位置において血管3の弾性特性が計測されるため、血管の正確な歪み量を測定できる。よって、正確な弾性率を測定することができる。   Since the position on the vibrator 30 where the reflection intensity is maximum is specified as the center position by the processing in steps S1 to S3 described above, the elastic characteristic of the blood vessel 3 is measured at the center position, so that the accurate distortion of the blood vessel is determined. The amount can be measured. Therefore, an accurate elastic modulus can be measured.

(実施形態2)
実施形態1においては、血管3の断面中心を特定するとともに、振動子30を超音波プローブ13内で所定の軸方向に沿って移動させるとした。これは血管3が表皮と平行に伸びているときには有効である。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the center of the cross section of the blood vessel 3 is specified, and the transducer 30 is moved along the predetermined axial direction in the ultrasonic probe 13. This is effective when the blood vessel 3 extends parallel to the epidermis.

本実施形態においては、血管3が表皮と平行でないときにおいても、血管3に垂直な断面における中心を特定することが可能な超音波プローブを説明する。   In the present embodiment, an ultrasonic probe capable of specifying the center in a cross section perpendicular to the blood vessel 3 even when the blood vessel 3 is not parallel to the epidermis will be described.

図13(a)および(b)は、ケース50の比較的上方の点Kを支軸としてケース50を振り子のように振動させる超音波プローブ13の構成例を示す。支軸は体表に平行である。後述する図17に示すように、モータの回転がギヤやベルトなどの伝達機構を介して支軸に伝わるように構成されている。ただし、モータの回転軸を支軸に一致させてもよい。これにより、振動子30から送信される超音波の送信方向を変化させることができる。振動子30の回転方向および回転する角度の制御は、プローブ制御部25によって行われる。図13(a)および(b)の例における可動角度は−90度から90度であるとする。なお、支軸である点Kは体表から離れた位置に設けたが、体表に近い位置に設けてもよい。   FIGS. 13A and 13B show a configuration example of the ultrasonic probe 13 that vibrates the case 50 like a pendulum with a point K relatively above the case 50 as a support shaft. The spindle is parallel to the body surface. As shown in FIG. 17 to be described later, the rotation of the motor is configured to be transmitted to the support shaft via a transmission mechanism such as a gear or a belt. However, the rotating shaft of the motor may be aligned with the support shaft. Thereby, the transmission direction of the ultrasonic wave transmitted from the transducer 30 can be changed. The probe control unit 25 controls the rotation direction and the rotation angle of the transducer 30. The movable angle in the examples of FIGS. 13A and 13B is assumed to be −90 degrees to 90 degrees. In addition, although the point K which is a spindle was provided in the position away from the body surface, you may provide in the position close | similar to the body surface.

図13(a)は角度θ0(θ0>0とする)だけ回転させたときの振動子30を示しており、図13(b)は角度を0としたときの振動子30を示す。図13(a)および(b)には、血管3の位置も示されている。本実施形態においては、血管3が表皮と平行ではなく、表皮から深さ方向に伸びているとしている。 13A shows the vibrator 30 when rotated by an angle θ 00 > 0), and FIG. 13B shows the vibrator 30 when the angle is zero. FIGS. 13A and 13B also show the position of the blood vessel 3. In the present embodiment, the blood vessel 3 is not parallel to the epidermis but extends from the epidermis in the depth direction.

このように構成された超音波プローブ13を用いると、最大反射強度に基づいて、振動子30から送信される超音波が血管3の断面中心を通過するときの回転角を特定すれば、血管3に垂直な断面内の中心位置において血管3の弾性特性を計測できる。   When the ultrasonic probe 13 configured in this way is used, if the rotation angle when the ultrasonic wave transmitted from the transducer 30 passes through the cross-sectional center of the blood vessel 3 is specified based on the maximum reflection intensity, the blood vessel 3 The elastic characteristic of the blood vessel 3 can be measured at the center position in the cross section perpendicular to the line.

図14は、0度から徐々に大きくなるように振動子30の角度を変更しながら超音波を送信したときの、強度情報生成部23が生成した超音波反射波の反射強度の分布を示す。超音波の送信回数は、各角度位置において1回でよい。   FIG. 14 shows a reflection intensity distribution of the ultrasonic reflected wave generated by the intensity information generation unit 23 when the ultrasonic wave is transmitted while changing the angle of the transducer 30 so as to gradually increase from 0 degrees. The ultrasonic wave may be transmitted once at each angular position.

角度0においては、図13(b)に示すように、超音波は血管3に直角ではない角度で入射する。入射した超音波は、血管3の外壁および内壁においてその多くが入射方向とは異なる方向に反射され、一部のみが入射方向に戻り、その反射強度が測定される。   At the angle 0, as shown in FIG. 13B, the ultrasonic wave is incident on the blood vessel 3 at an angle that is not perpendicular. Most of the incident ultrasonic waves are reflected on the outer wall and the inner wall of the blood vessel 3 in a direction different from the incident direction, and only a part returns to the incident direction, and the reflection intensity is measured.

角度0から角度θ0にいたるまでは、反射強度は徐々に大きくなっている。反射強度が大きくなるほど、超音波が血管3に対して垂直により近い角度で入射していることを意味している。よって、中央位置判定部24は、より大きい反射強度が得られると、より垂直に近くなったと判定する。 The reflection intensity gradually increases from the angle 0 to the angle θ 0 . It means that the higher the reflection intensity, the more the ultrasonic wave is incident on the blood vessel 3 at an angle closer to the vertical. Therefore, the central position determination unit 24 determines that the vertical position has become closer to vertical when a higher reflection intensity is obtained.

角度を徐々に大きくしていくことにより、反射強度が最大になる角度θ0(θ0>0)にいたる。反射強度が最大になったとき、超音波の進行方向は血管3の長軸に対して直交する。その理由は、実施形態1において、図9を参照しながら説明したとおりである。 By gradually increasing the angle, the angle θ 00 > 0) at which the reflection intensity is maximized is reached. When the reflection intensity becomes maximum, the traveling direction of the ultrasonic wave is orthogonal to the long axis of the blood vessel 3. The reason is as described in the first embodiment with reference to FIG.

角度θ0において反射強度が最大であると判断するためには、振動子30を角度θ0よりも大きい角度に傾けて反射強度を測定する必要がある。より大きい角度のときに得られた反射強度が、角度θ0のときの反射強度よりも小さくなったときに、角度θ0において反射強度が最大になると判断できる。 In order to determine that the reflection intensity is maximum at the angle θ 0 , the reflection intensity needs to be measured by tilting the vibrator 30 to an angle larger than the angle θ 0 . Reflection intensity obtained at larger angles, when it becomes smaller than the reflection intensity when the angle theta 0, the reflection intensity at an angle theta 0 can be determined to be the maximum.

なお、振動子30が、図13(b)に示す角度0の状態から上述の角度θ0(θ0>0)とは反対の負の角度側に振られたときは、反射強度は徐々に小さくなる。超音波の送信方向が血管3と平行に近づいているためである。そこでプローブ制御部25は、振動子30を振る方向を逆に設定する。 When the vibrator 30 is swung from the angle 0 state shown in FIG. 13B to the negative angle side opposite to the angle θ 00 > 0), the reflection intensity gradually increases. Get smaller. This is because the transmission direction of the ultrasonic waves approaches the blood vessel 3 in parallel. Therefore, the probe control unit 25 sets the direction in which the vibrator 30 is shaken in the reverse direction.

この構成によれば、超音波プローブ13の角度と血管3の伸びる角度との関係を意識する必要はないため、超音波プローブ13に不慣れな使用者が使用しても正確な弾性率を測定することができる。   According to this configuration, since it is not necessary to be aware of the relationship between the angle of the ultrasonic probe 13 and the angle at which the blood vessel 3 extends, an accurate elastic modulus is measured even if a user unaccustomed to the ultrasonic probe 13 uses it. be able to.

上述の実施形態の説明においては、最大反射強度を利用して、超音波が垂直に血管3に入射するときの断面中心を通過する位置を特定した。しかし、最大反射強度を利用しなくても、中心位置を特定することは可能である。たとえば、図15に示す、いわゆる1.5Dアレイ振動子を利用することにより、上述の角度θ0を高精度かつ高速に特定することができる。 In the description of the above-described embodiment, the position where the ultrasonic wave passes through the center of the cross section when the ultrasonic wave vertically enters the blood vessel 3 is specified using the maximum reflection intensity. However, it is possible to specify the center position without using the maximum reflection intensity. For example, by using a so-called 1.5D array transducer shown in FIG. 15, the angle θ 0 described above can be specified with high accuracy and high speed.

図15は、振動子30の変形例である振動子35を示す。振動子35は、2列の超音波振動子群35aおよび35bを有する。超音波振動子群35aおよび35bは、超音波プローブ13内の移動方向(y軸方向)に沿って配列されている。   FIG. 15 shows a vibrator 35 which is a modification of the vibrator 30. The transducer 35 includes two rows of ultrasonic transducer groups 35a and 35b. The ultrasonic transducer groups 35 a and 35 b are arranged along the moving direction (y-axis direction) in the ultrasonic probe 13.

振動子35を利用すると、超音波振動子群35aにおいて検出された反射強度、および、超音波振動子群35bにおいて検出された反射強度の差分Tに基づいて中心位置を特定することができる。その原理は以下のとおりである。   When the transducer 35 is used, the center position can be specified based on the difference T between the reflection intensity detected in the ultrasonic transducer group 35a and the reflection intensity detected in the ultrasonic transducer group 35b. The principle is as follows.

図16は、振動子35の角度と、超音波振動子群35aおよび超音波振動子群35bにおいて検出された反射強度の差分値Tとの関係を示す。振動子35が図13(b)に示す角度0の状態から、図13(a)に示す角度θ0に示す方向に振られると、まず超音波振動子群35bにおいて検出される反射強度が当初の0から徐々に増加し始める。超音波振動子群35aに関しては、超音波振動子群35aが血管3からより離れているため、超音波振動子群35aによって検出される血管3からの反射強度は、超音波振動子群35bによって検出される血管3からの反射強度よりも弱い。よって、出力差分Tは当初は正の方向に増加する。 FIG. 16 shows the relationship between the angle of the transducer 35 and the difference value T of the reflection intensity detected in the ultrasound transducer group 35a and the ultrasound transducer group 35b. When the transducer 35 is swung from the state of the angle 0 shown in FIG. 13B in the direction shown by the angle θ 0 shown in FIG. 13A, first, the reflection intensity detected in the ultrasonic transducer group 35b is initially set. Starts to gradually increase from zero. Regarding the ultrasonic transducer group 35a, since the ultrasonic transducer group 35a is further away from the blood vessel 3, the reflection intensity from the blood vessel 3 detected by the ultrasonic transducer group 35a is determined by the ultrasonic transducer group 35b. It is weaker than the detected reflection intensity from the blood vessel 3. Therefore, the output difference T initially increases in the positive direction.

その後、振動子30の角度が大きくなるにつれて超音波振動子群35aの反射強度が増加し始めると、出力差分Tは徐々に減少する。そして超音波振動子群35aおよび35bの出力が等しくなると、出力差分Tは0になる。出力差分Tが0になっているときは、図14に示す方向からみると超音波振動子群35aおよび35bが血管3の中心軸に関して対称に配置されている状態にある。よって、このときの超音波振動子35の位置が血管に対して垂直な位置に対応する。   Thereafter, when the reflection intensity of the ultrasonic transducer group 35a starts to increase as the angle of the transducer 30 increases, the output difference T gradually decreases. When the outputs of the ultrasonic transducer groups 35a and 35b become equal, the output difference T becomes zero. When the output difference T is 0, the ultrasonic transducer groups 35a and 35b are arranged symmetrically with respect to the central axis of the blood vessel 3 when viewed from the direction shown in FIG. Therefore, the position of the ultrasonic transducer 35 at this time corresponds to a position perpendicular to the blood vessel.

振動子35を用いて反射強度の差分に基づいて中心位置を判定する方法によれば、図10に示す最大強度を判定する方法のような反射強度のピーク検出が不要であるため処理時間が短縮化される。また振動子35の角度を調整するにあたっては、出力差分Tの信号の正負を確認して正方向への回転か負方向への回転かを判断すればよい。たとえば正ならば同じ方向へ振動子30の回転を制御すればよいし、負ならば反対方向へ振動子30の回転を制御すればよい。なお本実施形態においては、超音波振動子群35aおよび35bの反射強度の差分の計算は、強度情報生成部23によって行われる。   According to the method of determining the center position based on the difference of the reflection intensity using the vibrator 35, the processing time is shortened because the peak detection of the reflection intensity as in the method of determining the maximum intensity shown in FIG. 10 is unnecessary. It becomes. Further, when adjusting the angle of the vibrator 35, it is only necessary to confirm whether the signal of the output difference T is positive or negative and determine whether the rotation is positive or negative. For example, the rotation of the vibrator 30 may be controlled in the same direction if positive, and the rotation of the vibrator 30 may be controlled in the opposite direction if negative. In the present embodiment, the difference between the reflection intensities of the ultrasonic transducer groups 35a and 35b is calculated by the intensity information generation unit 23.

なお、図16の波形は理解を容易にするための例であり、必ずしも直線であるとは限らず、曲線として得られる場合もある。   Note that the waveform in FIG. 16 is an example for facilitating understanding, and is not necessarily a straight line, and may be obtained as a curve.

実施形態1においては、体表に平行に振動子30を移動させて超音波の送信位置を変化させる構成(図11等)を説明した。そして本実施形態においては、振動子30を振り子のように回転させて超音波の送信角度を変化させる構成(図9)を説明した。これらの構成は、組み合わせることが可能である。これにより、超音波を送信できる範囲がさらに広くなり、測定可能範囲を広くすることができる。換言すれば、超音波プローブ13を体表に当てる位置に関して、その許容範囲が広くなる。   In the first embodiment, the configuration in which the transducer 30 is moved in parallel to the body surface to change the transmission position of the ultrasonic wave (FIG. 11 and the like) has been described. In the present embodiment, the configuration (FIG. 9) in which the transducer 30 is rotated like a pendulum to change the ultrasonic transmission angle has been described. These configurations can be combined. Thereby, the range which can transmit an ultrasonic wave becomes still wider, and the measurable range can be expanded. In other words, the allowable range of the position where the ultrasonic probe 13 is applied to the body surface is widened.

図17は、y軸方向に移動可能で、かつ、x軸を中心にして回転可能な超音波プローブ13の物理的な構成を示す。本実施形態による超音波プローブ13の構成要素のうち、図11(a)および(b)の超音波プローブ内の構成要素と同じものには同じ参照符号を付し、その説明は省略する。   FIG. 17 shows a physical configuration of the ultrasonic probe 13 that can move in the y-axis direction and can rotate about the x-axis. Among the constituent elements of the ultrasonic probe 13 according to the present embodiment, the same constituent elements as those in the ultrasonic probe shown in FIGS. 11A and 11B are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

実施形態1による超音波プローブに対して、本実施形態による超音波プローブ13は、x軸に平行な支軸を中心にして、振動子30を含むケース50をモータ111によって振り子のように回転させることができる。図11に示すラック110およびモータ111は、図17においてはラック112およびモータ113によって実現されている。   In contrast to the ultrasonic probe according to the first embodiment, the ultrasonic probe 13 according to the present embodiment rotates the case 50 including the vibrator 30 like a pendulum by the motor 111 around a support shaft parallel to the x-axis. be able to. A rack 110 and a motor 111 shown in FIG. 11 are realized by a rack 112 and a motor 113 in FIG.

本実施形態においては、ケース50はラック112に接続されている。また、ケース50は、モータ111の動力が伝達される支軸に対して回転できるように接続されている。回転時においては、ケース50、ラック112およびモータ113は一体となって駆動されるとする。モータ111の回転およびモータ113の回転は、プローブ制御部25からの制御信号に基づいて独立して制御される。   In the present embodiment, the case 50 is connected to the rack 112. Moreover, the case 50 is connected so that it can rotate with respect to the spindle to which the power of the motor 111 is transmitted. It is assumed that the case 50, the rack 112, and the motor 113 are driven together during rotation. The rotation of the motor 111 and the rotation of the motor 113 are independently controlled based on a control signal from the probe control unit 25.

図18は、本実施形態による超音波診断装置11において血管3の弾性特性を計測する処理の手順を示すフローチャートである。   FIG. 18 is a flowchart showing a processing procedure for measuring the elastic characteristics of the blood vessel 3 in the ultrasonic diagnostic apparatus 11 according to the present embodiment.

まずステップS10において、振動子30がy軸方向のある位置に存在するときおいて、プローブ制御部25が超音波プローブ13に制御信号を送ると、モータ111は、超音波を発生させながら超音波プローブ内で振動子30を振り子運動させる。   First, in step S10, when the transducer 30 exists at a certain position in the y-axis direction, when the probe control unit 25 sends a control signal to the ultrasonic probe 13, the motor 111 generates ultrasonic waves while generating ultrasonic waves. The vibrator 30 is moved in a pendulum manner within the probe.

ステップS11において、強度情報生成部23は、たとえば一方の回転端(+90度)から他方の回転端(−90度)まで振り子運動する間に送信された超音波の反射波を検出し、反射強度分布を取得する。   In step S11, the intensity information generation unit 23 detects the reflected wave of the ultrasonic wave transmitted during the pendulum movement from one rotation end (+90 degrees) to the other rotation end (−90 degrees), for example, and the reflection intensity. Get the distribution.

ステップS12において、中心位置判定部24は、反射強度が最大となる振動子の角度を、超音波が血管を垂直に通過する角度として特定する。その後、制御部26が図12のステップS1〜S4の処理と同じ処理の実行を指示すると、位相検波部17、フィルタ部18、演算部19および演算データ記憶部20が動作して、血管に垂直な断面における中心位置が選定され、その中心位置における血管3の弾性特性が計測される。   In step S <b> 12, the center position determination unit 24 specifies the angle of the transducer with the maximum reflection intensity as the angle at which the ultrasonic wave passes vertically through the blood vessel. Thereafter, when the control unit 26 instructs execution of the same processing as steps S1 to S4 in FIG. 12, the phase detection unit 17, the filter unit 18, the calculation unit 19, and the calculation data storage unit 20 operate and are perpendicular to the blood vessel. The center position in a simple cross section is selected, and the elastic characteristic of the blood vessel 3 at the center position is measured.

ステップS13において、表示部21は血管長軸の断面図を表示するとともに、演算部19によって計測された弾性特性を、その断面図上に重畳して表示する。   In step S <b> 13, the display unit 21 displays a cross-sectional view of the blood vessel long axis, and displays the elastic characteristics measured by the calculation unit 19 in a superimposed manner on the cross-sectional view.

ステップS14において、プローブ制御部25は、超音波を発生させながら振動子を血管長軸方向(y軸方向)に一定距離だけ移動させる。   In step S14, the probe control unit 25 moves the transducer by a predetermined distance in the blood vessel major axis direction (y-axis direction) while generating ultrasonic waves.

ステップS15において、プローブ制御部25は、振動子が終端位置に到達したか否かを判定する。まだ到達していない場合には、処理はステップS10に戻り、到達していた場合には処理は終了する。   In step S15, the probe control unit 25 determines whether or not the transducer has reached the end position. If not reached yet, the process returns to step S10, and if reached, the process ends.

上述したステップS10〜12の処理によって、超音波が血管に垂直になるように調整される。さらに、上述したステップS1〜3の処理によって、反射強度が最大となる振動子30上の位置が中心位置として特定され、その中心位置において血管3の弾性特性が計測されるため、血管の正確な歪み量を測定できる。よって、正確な弾性率を測定することができる。   The ultrasonic wave is adjusted to be perpendicular to the blood vessel by the above-described processing in steps S10 to S12. Furthermore, since the position on the transducer 30 where the reflection intensity is maximum is specified as the center position by the processing in steps S1 to S3 described above, the elastic characteristic of the blood vessel 3 is measured at the center position. The amount of distortion can be measured. Therefore, an accurate elastic modulus can be measured.

なお、上述の処理手順では、まず振動子30を振り子運動させて超音波が血管に垂直になるよう調整し、その後、血管長軸方向に振動子30を移動させるとした。しかしながら、この順序は例である。たとえば血管長軸方向に振動子30を移動させながら、各位置において振動子30を振り子運動させ、その都度、超音波が血管に垂直になるよう調整してもよい。   In the above-described processing procedure, the transducer 30 is first moved in a pendulum manner to adjust the ultrasonic wave to be perpendicular to the blood vessel, and then the transducer 30 is moved in the blood vessel long axis direction. However, this order is an example. For example, the vibrator 30 may be moved in a pendulum motion at each position while moving the vibrator 30 in the direction of the blood vessel long axis, and the ultrasonic wave may be adjusted to be perpendicular to the blood vessel each time.

実施形態1および2では、反射強度が最大となる振動子30上の位置(中心位置)が特定されて、その位置からの音響線が血管3の短軸断面の中心を通るとして、その中心位置において血管3の弾性特性を計測するとした。   In the first and second embodiments, a position (center position) on the transducer 30 where the reflection intensity is maximum is specified, and an acoustic line from the position passes through the center of the short-axis cross section of the blood vessel 3, and the center position. It is assumed that the elastic characteristics of the blood vessel 3 are measured.

しかしながら、反射強度を直接利用しない方法も考えられる。たとえば、振動子30から超音波を発生させながらx軸方向を走査して反射波を受信し、得られたそれぞれの反射波に基づいて、性状特性値演算部32を利用して血管組織の厚さの歪み量を計測する。中心位置判定部24はその歪み量の計測結果を受けて、歪み量が最大になったときの振動子30の長さ方向に沿った位置を特定する。歪み量が最大になったときに音響線が血管3の短軸断面の中心を通過しているといえる。その理由は以下のとおりである。中心から離れていくにつれて厚さ歪みは徐々に小さくなり、それにしたがって、厚さの上下面での反射強度も小さくなる。そして血管の端では厚さの上下面での反射はなくなる。中心から厚さの上下面の十分な反射がある範囲では、中心を通る音響線による厚さ歪みが最大になると考えられる。この結果、上述の処理によって特定された位置が上述の中心位置となる。性状特性値演算部32は、その中心位置における血管3の弾性特性を計測すればよい。   However, a method that does not directly use the reflection intensity is also conceivable. For example, the reflected wave is received by scanning in the x-axis direction while generating an ultrasonic wave from the transducer 30, and the thickness of the vascular tissue is obtained using the property characteristic value calculation unit 32 based on the obtained reflected wave. Measure the amount of distortion. The center position determination unit 24 receives the measurement result of the distortion amount, and specifies the position along the length direction of the transducer 30 when the distortion amount is maximized. It can be said that the acoustic line passes through the center of the short-axis cross section of the blood vessel 3 when the distortion amount is maximized. The reason is as follows. As the distance from the center increases, the thickness distortion gradually decreases, and the reflection intensity on the upper and lower surfaces of the thickness also decreases accordingly. At the end of the blood vessel, there is no reflection on the upper and lower surfaces of the thickness. In a range where there is sufficient reflection from the center to the upper and lower surfaces of the thickness, it is considered that the thickness distortion due to the acoustic line passing through the center is maximized. As a result, the position specified by the above-described processing becomes the above-described center position. The property characteristic value calculation unit 32 may measure the elastic characteristic of the blood vessel 3 at the center position.

上述の血管組織の厚さの歪みを測定する方法による処理の手順は、たとえば図12のステップS3およびS4を除いては実施形態1の処理の手順と同じである。具体的には、図12のステップS3に代えて、各反射波に基づいて性状特性値演算部32が血管組織の歪みを計測する処理を行えばよい。またステップS4に代えて、管組織の歪みが最大となったときの位置を中心位置判定部24が中心位置として特定し、性状特性値演算部32が、その中心位置において受信された超音波の反射波に基づいて血管3の弾性特性を計測すればよい。   The procedure of the process according to the above-described method for measuring the distortion of the vascular tissue thickness is the same as the process procedure of the first embodiment except, for example, steps S3 and S4 in FIG. Specifically, instead of step S3 in FIG. 12, the property characteristic value calculation unit 32 may perform a process of measuring the distortion of the vascular tissue based on each reflected wave. In place of step S4, the center position determination unit 24 specifies the position when the strain of the vascular tissue becomes maximum as the center position, and the property characteristic value calculation unit 32 receives the ultrasonic wave received at the center position. The elastic characteristic of the blood vessel 3 may be measured based on the reflected wave.

その結果、ステップS5では、中心位置における弾性特性が表示されることになる。なお、中心位置が特定された後は、改めて超音波の送受信を行ってもよいし、すでに得られている受信波に基づいて弾性特性を計測してもよい。なお実施形態1を例に説明したが、上述の処理は実施形態2の処理に対しても適用可能である。   As a result, in step S5, the elastic characteristic at the center position is displayed. Note that after the center position is specified, ultrasonic waves may be transmitted and received again, or the elastic characteristics may be measured based on the received wave already obtained. In addition, although Embodiment 1 was demonstrated to the example, the above-mentioned process is applicable also to the process of Embodiment 2.

実施形態1および2においては、いわゆるラック&ピニオン方式で振動子30を超音波プローブ13内で移動させるとしたが、これは例である。モータ111および/またはモータ113とケース50とをベルトで結び、モータの回転によってベルトを巻き、または送ることにより、ケース50および振動子30の移動および回転を制御してもよい。また、駆動装置であるモータの種類も任意であり、たとえばリニアモータやボイスコイルモータを用いてもよい。使用するモータの駆動方式に応じて、振動子30を移動させるための超音波プローブ13内の構造を変えることは当業者であれば容易である。   In the first and second embodiments, the transducer 30 is moved in the ultrasonic probe 13 by a so-called rack and pinion method, but this is an example. The movement and rotation of the case 50 and the vibrator 30 may be controlled by connecting the motor 111 and / or the motor 113 and the case 50 with a belt and winding or feeding the belt by the rotation of the motor. Also, the type of motor that is the driving device is arbitrary, and for example, a linear motor or a voice coil motor may be used. It is easy for those skilled in the art to change the structure in the ultrasonic probe 13 for moving the transducer 30 according to the driving method of the motor to be used.

なお、プローブまたは超音波診断装置の本体にスイッチ(図示せず)を設け、超音波プローブ内の振動子の移動および/または回転を行うか否かを切り替えられるようにしてもよい。プローブの使用に熟達した操作者であれば、表示された弾性特性の画像を見れば弾性特性の測定結果が正確といえるか否か、すなわちプローブが適切に配置され、血管の断面中心において血管の弾性特性が測定されているか否かを容易に判断できるためである。中心位置の判定処理を行うか否かを切り替えることができることにより、超音波診断装置を使用者の習熟度に応じて動作させることができ、利便性を高めることができる。   Note that a switch (not shown) may be provided on the probe or the main body of the ultrasonic diagnostic apparatus so as to switch whether or not to move and / or rotate the transducer in the ultrasonic probe. If the operator is proficient in using the probe, it can be said that the measurement result of the elastic characteristic can be said to be accurate by looking at the displayed elastic characteristic image, that is, the probe is properly arranged, and the blood vessel is This is because it can be easily determined whether or not the elastic property is measured. By switching whether or not the center position determination process is performed, the ultrasonic diagnostic apparatus can be operated according to the level of proficiency of the user, and convenience can be improved.

図10および図16を参照しながら説明した中心位置を特定する処理のうち、振動子30を移動させて反射強度を取得する処理は、他の測定、たとえば、血管3の形状測定や、血管3の直径測定にも利用できる。これは、測定した形状からも血管の中心位置を特定できることを意味する。血管3の形状を測定する処理に利用するときは、血管3の長軸に沿って複数の断面の形状のデータを蓄積することにより、形状データを取得する。形状データは、血管3が心拍によって変化する血管3の前壁の厚さ変化を含んでもよい。また血管3の直径を測定する処理は、これまで説明した中心位置における血管3の超音波プローブ13に近い側の壁からの反射波と、遠い側の壁からの反射波との差を演算することによって実行される。上述の反射強度を取得する処理を、超音波プローブ13が被験者の体表に当てられたときに予め実行しておくと、その後の処理を迅速に行うことができる。   Among the processes for specifying the center position described with reference to FIGS. 10 and 16, the process of acquiring the reflection intensity by moving the transducer 30 is performed by other measurements, for example, the shape measurement of the blood vessel 3 or the blood vessel 3. It can also be used to measure the diameter of This means that the center position of the blood vessel can be specified from the measured shape. When used for the process of measuring the shape of the blood vessel 3, the shape data is acquired by accumulating data of a plurality of cross-sectional shapes along the long axis of the blood vessel 3. The shape data may include a change in the thickness of the front wall of the blood vessel 3 in which the blood vessel 3 changes due to a heartbeat. The process of measuring the diameter of the blood vessel 3 calculates the difference between the reflected wave from the wall near the ultrasonic probe 13 of the blood vessel 3 and the reflected wave from the far wall at the center position described so far. Is executed by. If the process for obtaining the above-described reflection intensity is executed in advance when the ultrasonic probe 13 is applied to the body surface of the subject, the subsequent process can be performed quickly.

本発明の超音波診断装置は、生体組織の性状特性および形状特性の測定に好適に用いられ、正確な弾性特性の測定に適している。また、血管壁の弾性特性を測定し、動脈硬化病変の発見や動脈硬化の予防に好適に用いられる。   The ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention is suitably used for measuring the property and shape characteristics of a living tissue, and is suitable for measuring an accurate elastic characteristic. In addition, the elastic characteristics of the blood vessel wall are measured, and the blood vessel wall is suitably used for finding an arteriosclerotic lesion or preventing arteriosclerosis.

超音波診断装置11を用い、血管3の弾性特性の計測を行うための構成を示すブロック図である。2 is a block diagram showing a configuration for measuring elastic properties of a blood vessel 3 using an ultrasonic diagnostic apparatus 11. FIG. 超音波プローブ13に内蔵された超音波振動子群30を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an ultrasonic transducer group 30 built in the ultrasonic probe 13. (a1)および(b1)は、x方向に沿って配列された複数の超音波振動素子を用いて焦点を形成したときの超音波集束波の模式図であり、(a2)および(b2)は超音波集束波の簡略図である。(A1) and (b1) are schematic diagrams of an ultrasonic focused wave when a focal point is formed using a plurality of ultrasonic transducer elements arranged along the x direction, and (a2) and (b2) are It is a simplified diagram of an ultrasonic focused wave. 生体の組織を伝播する超音波ビームを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the ultrasonic beam which propagates the structure | tissue of a biological body. 超音波診断装置11の内部構成を示すブロック図である。2 is a block diagram showing an internal configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 11. FIG. 演算部19の内部構成を示すブロック図である。3 is a block diagram illustrating an internal configuration of a calculation unit 19. FIG. 表示部21上に示された血管壁40およびROI41の模式図である。4 is a schematic diagram of a blood vessel wall 40 and an ROI 41 shown on the display unit 21. FIG. 血管壁40のROI41で規定される領域における弾性特性を示す図である。It is a figure which shows the elastic characteristic in the area | region prescribed | regulated by ROI41 of the blood vessel wall. 超音波を発生させながらx軸方向を走査する振動子30を示す図である。It is a figure which shows the vibrator | oscillator 30 which scans an x-axis direction, producing | generating an ultrasonic wave. 超音波でx軸方向を走査した結果、強度情報生成部23が生成した超音波反射波の反射強度の分布を示す図である。It is a figure which shows distribution of the reflected intensity of the ultrasonic reflected wave which the intensity | strength information generation part 23 produced | generated as a result of scanning the x-axis direction with the ultrasonic wave. (a)および(b)は本実施形態による超音波プローブ13の物理的な構成を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the physical structure of the ultrasonic probe 13 by this embodiment. 実施形態1による超音波診断装置11において血管3の弾性特性を計測する処理の手順を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a procedure of processing for measuring elastic properties of a blood vessel 3 in the ultrasonic diagnostic apparatus 11 according to the first embodiment. (a)および(b)は、ケース50の比較的上方の点Kを支軸としてケース50を振り子のように振動させる超音波プローブ13の構成例を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the structural example of the ultrasonic probe 13 which vibrates the case 50 like a pendulum by using the comparatively upper point K of the case 50 as a spindle. 0度から徐々に大きくなるように超音波プローブ13の角度を変更しながら超音波を送信したときの、強度情報生成部23が生成した超音波反射波の反射強度の分布を示す図である。It is a figure which shows distribution of the reflected intensity of the ultrasonic wave which the intensity | strength information generation part 23 produced | generated when an ultrasonic wave was transmitted changing the angle of the ultrasonic probe 13 so that it may become large gradually from 0 degree | times. 振動子30の変形である振動子35を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a vibrator 35 that is a modification of the vibrator 30. 振動子35の角度と、超音波振動子群35aおよび超音波振動子群35bにおいて検出された反射強度の差分値Tとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the angle of the transducer | vibrator 35, and the difference value T of the reflection intensity detected in the ultrasonic transducer | vibrator group 35a and the ultrasonic transducer | vibrator group 35b. y軸方向に移動可能で、かつ、x軸を中心にして回転可能な超音波プローブ13の物理的な構成を示す図である。It is a figure which shows the physical structure of the ultrasonic probe 13 which can move to a y-axis direction, and can rotate centering on an x-axis. 実施形態2による超音波診断装置11において血管3の弾性特性を計測する処理の手順を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a procedure of processing for measuring elastic characteristics of a blood vessel 3 in the ultrasonic diagnostic apparatus 11 according to the second embodiment. (a1)および(a2)は血管3に対して理想的に配置されたプローブ100の上面図および断面図であり、(b1)および(b2)は血管3の中心からずれた位置に配置されたプローブ100の上面図および断面図である。(A1) and (a2) are a top view and a cross-sectional view of the probe 100 ideally arranged with respect to the blood vessel 3, and (b1) and (b2) are arranged at positions shifted from the center of the blood vessel 3. 2 is a top view and a cross-sectional view of the probe 100. FIG. (a)および(b)は、血管3とは平行でない状態で配置されたプローブ100の上面図である。(A) And (b) is a top view of the probe 100 arrange | positioned in the state which is not parallel to the blood vessel 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 血管外組織
2 体表
3 血管
4 血管前壁
5 血液
11 超音波診断装置
12 血圧計
13 超音波プローブ
14 送信部
15 受信部
16 遅延時間制御部
17 位相検波部
18 フィルタ部
19 演算部
20 演算データ記憶部
21 表示部
22 心電計
23 強度情報生成部
24 中心位置判定部
25 プローブ制御部
26 制御部
30、35 振動子
31 形状測定値演算部
32 性状特性値演算部
40 血管壁
41 ROI
50 ケース
110、112 ラック
111、113 モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Extravascular tissue 2 Body surface 3 Blood vessel 4 Blood vessel front wall 5 Blood 11 Ultrasound diagnostic device 12 Sphygmomanometer 13 Ultrasonic probe 14 Transmitter 15 Receiver 16 Delay time controller 17 Phase detector 18 Filter 19 Calculator 19 Calculator 20 Data storage unit 21 Display unit 22 Electrocardiograph 23 Intensity information generation unit 24 Center position determination unit 25 Probe control unit 26 Control unit 30, 35 Transducer 31 Shape measurement value calculation unit 32 Property characteristic value calculation unit 40 Blood vessel wall 41 ROI
50 Case 110, 112 Rack 111, 113 Motor

Claims (8)

長さ方向に配列された複数の振動素子を有する振動子を利用して、超音波を送信し、生体の組織で反射した前記超音波を受信する超音波プローブと、
前記振動子に対し、前記長さ方向に沿った異なる位置から超音波を逐次送信させる送信部と、
前記血管で反射された前記超音波を、前記振動子を用いて繰り返し受信して複数の受信信号を生成する受信部と、
前記複数の受信信号に基づいて、前記反射波の強度分布に関する強度情報を生成する強度情報生成部と、
前記強度情報に基づいて、前記反射強度が最大になったときの前記長さ方向に沿った位置を特定する判定部と
を備え、特定された前記位置で前記超音波を送信して前記血管の性状特性値を演算する、超音波診断装置。
An ultrasonic probe that transmits an ultrasonic wave using a vibrator having a plurality of vibration elements arranged in a length direction and receives the ultrasonic wave reflected by a living tissue; and
A transmitter that sequentially transmits ultrasonic waves from different positions along the length direction to the vibrator;
A reception unit that repeatedly receives the ultrasonic wave reflected by the blood vessel using the vibrator and generates a plurality of reception signals;
An intensity information generating unit that generates intensity information related to the intensity distribution of the reflected wave based on the plurality of received signals;
A determination unit that specifies a position along the length direction when the reflection intensity becomes maximum based on the intensity information, and transmits the ultrasonic wave at the specified position to An ultrasonic diagnostic apparatus that calculates property characteristic values.
前記超音波プローブは、前記超音波プローブ内において前記振動子の位置を変化させる駆動装置を有し、
前記超音波診断装置は、
前記駆動装置を制御して、前記振動子が前記超音波を送信する位置を変化させるプローブ制御部と、
前記血管の性状特性値を演算する演算部と
をさらに備えており、
前記演算部が前記特定された前記位置における前記血管の性状特性値を測定した後に、前記プローブ制御部は前記駆動装置を制御して、前記超音波の送信方向に垂直で、かつ、前記振動子を前記長さ方向に垂直な方向に移動させる、請求項1に記載の超音波診断装置。
The ultrasonic probe has a driving device that changes the position of the vibrator in the ultrasonic probe,
The ultrasonic diagnostic apparatus comprises:
A probe controller that controls the driving device to change the position at which the transducer transmits the ultrasonic wave; and
A calculation unit that calculates the property characteristic value of the blood vessel,
After the arithmetic unit measures the property characteristic value of the blood vessel at the specified position, the probe control unit controls the driving device to be perpendicular to the ultrasonic transmission direction and to the transducer. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus is moved in a direction perpendicular to the length direction.
前記送信部は、移動後の前記振動子に対して、さらに前記長さ方向に沿った異なる位置から超音波を逐次送信させる、請求項2に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2, wherein the transmission unit sequentially transmits ultrasonic waves from different positions along the length direction to the vibrator after movement. 超音波を送信し、生体の組織で反射した前記超音波を受信する振動子、および、前記振動子の角度を変化させる駆動装置を有する前記超音波プローブと、
前記駆動装置を制御して、前記超音波を送信する方向を変化させるプローブ制御部と、
前記振動子に対し、超音波を送信させる送信部と、
前記血管で反射された前記超音波を受信して、受信信号を生成する受信部と、
前記受信信号に基づいて、前記反射波の反射強度に関する強度情報を生成する強度情報生成部と、
前記強度情報に基づいて、前記反射強度が最大になったときの角度を特定する判定部と
を備え、特定された前記角度で前記超音波を送信して前記血管の性状特性値を演算する、超音波診断装置。
A transducer that transmits ultrasonic waves and receives the ultrasonic waves reflected by the tissue of the living body, and the ultrasonic probe having a drive device that changes the angle of the transducers;
A probe controller that controls the driving device to change the direction in which the ultrasonic waves are transmitted; and
A transmitter that transmits ultrasonic waves to the vibrator;
A receiver that receives the ultrasound reflected by the blood vessel and generates a received signal;
An intensity information generating unit that generates intensity information related to the reflected intensity of the reflected wave based on the received signal;
A determination unit that specifies an angle when the reflection intensity is maximized based on the intensity information, and calculates the property characteristic value of the blood vessel by transmitting the ultrasonic wave at the specified angle. Ultrasonic diagnostic equipment.
前記プローブ制御部が前記振動子の角度を変化させる前後において、
前記送信部は、前記振動子に対し前記超音波をそれぞれ送信させ、
前記受信部は、それぞれ送信された各超音波に対応する各受信信号を生成し、
前記強度情報生成部は、前記各受信信号に基づいて、前記反射波の反射強度を示す強度情報を生成し、
前記プローブ制御部は、前記振動子の角度を変化させた後の反射強度が、前記振動子の角度を変化させる前の反射強度よりも小さくなるまで、前記振動子の角度を変化させる、請求項4に記載の超音波診断装置。
Before and after the probe control unit changes the angle of the vibrator,
The transmitting unit transmits the ultrasonic waves to the vibrator,
The receiving unit generates each received signal corresponding to each transmitted ultrasonic wave,
The intensity information generation unit generates intensity information indicating the reflection intensity of the reflected wave based on each received signal,
The probe control unit changes the angle of the vibrator until the reflection intensity after changing the angle of the vibrator becomes smaller than the reflection intensity before changing the angle of the vibrator. 4. The ultrasonic diagnostic apparatus according to 4.
前記振動子は、長さ方向に配列された複数の振動素子を有しており、
前記判定部によって反射強度が最大になったときの角度が特定された後において、
前記送信部は前記振動子に対し、前記長さ方向に沿った異なる位置から超音波を逐次送信させ、
前記受信部は、前記血管で反射された前記超音波を、前記振動子を用いて繰り返し受信して複数の受信信号を生成し、
前記強度情報生成部は、前記複数の受信信号に基づいて、前記反射波の強度分布に関する強度情報を生成し、
前記判定部は、前記強度情報に基づいて、前記反射強度が最大になったときの、前記長さ方向に沿った位置を特定し、
特定された前記位置で前記超音波を送信して前記血管の性状特性値を演算する、請求項5に記載の超音波診断装置。
The vibrator has a plurality of vibration elements arranged in a length direction,
After the angle when the reflection intensity is maximized by the determination unit is specified,
The transmitter causes the transducer to sequentially transmit ultrasonic waves from different positions along the length direction,
The receiving unit repeatedly receives the ultrasonic wave reflected by the blood vessel using the vibrator to generate a plurality of reception signals,
The intensity information generation unit generates intensity information related to the intensity distribution of the reflected wave based on the plurality of received signals,
The determination unit specifies a position along the length direction when the reflection intensity is maximum based on the intensity information,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 5, wherein the ultrasonic characteristic is calculated by transmitting the ultrasonic wave at the specified position.
測定された前記血管の性状特性値を表示するための表示部をさらに備えた、請求項1または請求項4に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising a display unit for displaying the measured characteristic property value of the blood vessel. 長さ方向に配列された複数の振動素子を有する振動子を利用して、超音波を送信し、生体の組織で反射した前記超音波を受信する超音波プローブと、
前記振動子に対し、前記長さ方向に沿った異なる位置から超音波を逐次送信させる送信部と、
前記血管で反射された前記超音波を、前記振動子を用いて繰り返し受信して複数の受信信号を生成する受信部と、
前記複数の受信信号の各々に基づいて、前記血管の歪み量を演算する演算部と、
前記歪み量が最大になったときの前記長さ方向に沿った位置を特定する判定部と
を備え、前記演算部は、特定された前記位置で受信された前記超音波に基づいて、前記血管の歪み量以外の前記血管の性状特性値を演算する、超音波診断装置。
An ultrasonic probe that transmits an ultrasonic wave using a vibrator having a plurality of vibration elements arranged in a length direction and receives the ultrasonic wave reflected by a living tissue; and
A transmitter that sequentially transmits ultrasonic waves from different positions along the length direction to the vibrator;
A reception unit that repeatedly receives the ultrasonic wave reflected by the blood vessel using the vibrator and generates a plurality of reception signals;
Based on each of the plurality of received signals, a calculation unit that calculates the distortion amount of the blood vessel;
A determination unit that specifies a position along the length direction when the distortion amount is maximized, and the calculation unit is configured to determine the blood vessel based on the ultrasonic wave received at the specified position. An ultrasonic diagnostic apparatus that calculates a property characteristic value of the blood vessel other than the amount of distortion.
JP2007209248A 2007-06-04 2007-08-10 Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic probe used for ultrasonic diagnostic apparatus Expired - Fee Related JP5154858B2 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007209248A JP5154858B2 (en) 2007-08-10 2007-08-10 Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic probe used for ultrasonic diagnostic apparatus
CN2008800190009A CN101677810B (en) 2007-06-04 2008-06-02 Ultrasonic diagnosis device
CN201210030454.4A CN102579082B (en) 2007-06-04 2008-06-02 Ultrasonic diagnosis device and ultrasonic probe for use in ultrasonic diagnosis device
US12/602,839 US8439839B2 (en) 2007-06-04 2008-06-02 Ultrasonic diagnosis device and ultrasonic probe for use in ultrasonic diagnosis device
EP08763988.6A EP2163202A4 (en) 2007-06-04 2008-06-02 Ultrasonic diagnosis device and ultrasonic probe for use in ultrasonic diagnosis device
PCT/JP2008/001391 WO2008149540A1 (en) 2007-06-04 2008-06-02 Ultrasonic diagnosis device and ultrasonic probe for use in ultrasonic diagnosis device
US13/860,031 US20130245448A1 (en) 2007-06-04 2013-04-10 Ultrasonic diagnosis device and ultrasonic probe for use in ultrasonic diagnosis device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007209248A JP5154858B2 (en) 2007-08-10 2007-08-10 Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic probe used for ultrasonic diagnostic apparatus

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012265994A Division JP5609959B2 (en) 2012-12-05 2012-12-05 Ultrasonic diagnostic equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009039407A true JP2009039407A (en) 2009-02-26
JP5154858B2 JP5154858B2 (en) 2013-02-27

Family

ID=40440811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007209248A Expired - Fee Related JP5154858B2 (en) 2007-06-04 2007-08-10 Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic probe used for ultrasonic diagnostic apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5154858B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012029722A (en) * 2010-07-28 2012-02-16 Hitachi Aloka Medical Ltd Ultrasonograph
JP2015027400A (en) * 2013-07-31 2015-02-12 有限会社 エー・シー・エス Ultrasonic measurement apparatus and ultrasonic measurement system
JP5672241B2 (en) * 2009-12-18 2015-02-18 コニカミノルタ株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus and control method thereof
JP2018531717A (en) * 2015-10-29 2018-11-01 アヴェント インコーポレイテッド 3D ultrasound imaging system for use in nerve blocks

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1176233A (en) * 1997-09-01 1999-03-23 Terumo Corp Cardiovascular system information measuring system
JP2005074146A (en) * 2003-09-03 2005-03-24 Hiroshi Kanai Method for measuring ultrasonic wave, and mechanism for generating the ultrasonic wave

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1176233A (en) * 1997-09-01 1999-03-23 Terumo Corp Cardiovascular system information measuring system
JP2005074146A (en) * 2003-09-03 2005-03-24 Hiroshi Kanai Method for measuring ultrasonic wave, and mechanism for generating the ultrasonic wave

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5672241B2 (en) * 2009-12-18 2015-02-18 コニカミノルタ株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus and control method thereof
JP2012029722A (en) * 2010-07-28 2012-02-16 Hitachi Aloka Medical Ltd Ultrasonograph
JP2015027400A (en) * 2013-07-31 2015-02-12 有限会社 エー・シー・エス Ultrasonic measurement apparatus and ultrasonic measurement system
JP2018531717A (en) * 2015-10-29 2018-11-01 アヴェント インコーポレイテッド 3D ultrasound imaging system for use in nerve blocks

Also Published As

Publication number Publication date
JP5154858B2 (en) 2013-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8439839B2 (en) Ultrasonic diagnosis device and ultrasonic probe for use in ultrasonic diagnosis device
JP5486257B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and elasticity index calculation method
JP4667394B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP5501999B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and elasticity index reliability determination method
JP3694019B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and control method of ultrasonic diagnostic apparatus
JPWO2005055831A1 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic diagnostic method
JPWO2009013871A1 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JPWO2006043528A1 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and control method of ultrasonic diagnostic apparatus
JP2003010183A (en) Ultrasonograph
JP3842285B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and control method of ultrasonic diagnostic apparatus
JP2011015732A (en) Ultrasonic treatment device
JP5609960B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP5886581B2 (en) Vascular plaque diagnostic imaging system
JP5154858B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic probe used for ultrasonic diagnostic apparatus
JP2005074146A (en) Method for measuring ultrasonic wave, and mechanism for generating the ultrasonic wave
JP4191980B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic measurement method
JP5148203B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP5014132B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP2008161546A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
JP2004215968A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and control method of ultrasonic diagnostic apparatus
JP5609959B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP2017070317A (en) Ultrasound diagnostic device and pulse wave measurement method
KR20180096342A (en) Ultrasound probe and manufacturing method for the same
JP2009000444A (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP2023532067A (en) interventional device with ultrasound transceiver

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100706

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121106

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121206

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151214

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees