JP2012090821A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 血管の短軸方向（輪切り方向）を含む被検体の所定の領域の動きを追跡することにより、その所定の領域の位置変動から、正確に組織の追跡結果を表示する。
【解決手段】 超音波診断装置は、第１記憶部（１１５）に記憶された血管の短軸方向の超音波データに基づいて生成され、表示部に表示された所定の時刻の超音波画像における血管の内側の壁又は外側の壁に沿うように複数の関心領域を設定する関心領域設定部（１２５）と、所定の時刻から後に順次続くそれぞれの超音波画像において複数の関心領域にそれぞれ対応した被検体の組織の移動を追跡する追跡部（１２２）と、追跡部が追跡した組織の移動に基づいて所定の時間における組織の移動の情報を記憶する記憶部（１１５）と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、血管の状態を超音波によって診断する超音波診断装置に関する。

近年、脳梗塞や心筋梗塞などの循環器系疾患に係る治療患者が急増している。これらの疾患を予防するには、動脈硬化の兆候を早期に察知して、生活習慣を改善することが重要である。動脈の診断に関してＢ（Brightness）モード画像で血管の径を計測する超音波診断装置が特許文献１に示されている。特許文献１は、モニターに表示されたＢモード画像内にトレース用マークを操作者が設定し、設定されたトレース用マークを含む関心領域における画素値の輝度の相関を求めて、血管の径や血管壁を追跡する超音波診断装置を開示している。

特開２００２−２３８９０３号公報

しかし特許文献１に記載されるような、画素値の輝度の相関では、画像データの処理によって血管の径や血管壁が変わってしまうことがある。また、特許文献１では、血管の長軸方向（血液の流れる方向）のＢモードの超音波画像が表示されているが、短軸方向（輪切り方向）にも血管の内径や血管壁の厚さなどが各種表示されることが好ましい。

そこで上記問題点に鑑み、血管を含む被検体の所定の領域の動きを追跡することにより、その所定の領域の位置変動から、正確に組織の追跡結果を表示する。

第１の観点の超音波診断装置は、被検体に超音波を順次送波し短軸方向の血管を含む被検体の所定の領域から受波した超音波を超音波データとして順次受信する送受信部と、順次受信された超音波データを記憶する第１記憶部と、順次受信された超音波データに基づいて血管の短軸方向の断層像を含む超音波画像を順次生成する画像生成部と、画像生成部によって生成された超音波画像を表示する表示部とを備えている。さらに装置は、第１記憶部に記憶された超音波データに基づいて生成され、表示部に表示された所定の時刻の超音波画像における血管の内側の壁又は外側の壁に沿うように複数の関心領域を設定する関心領域設定部と、所定の時刻から後に順次続くそれぞれの超音波画像において、複数の関心領域にそれぞれ対応した被検体の組織の移動を追跡する追跡部と、追跡部が追跡した組織の移動に基づいて所定の時間における組織の移動の情報を記憶する第２記憶部と、を備える。

第２の観点の超音波診断装置では、血管の短軸方向の断層像を含む超音波画像がＢモード画像である。
第３の観点では、追跡部は空間的輝度勾配を利用した勾配法で組織を追跡する。

第４の観点の超音波診断装置では、関心領域設定部は血管の断面中心となるような中心点が設定されると中心点を中心とした円を表示させ、円上に複数の関心領域を設定する。
第５の観点では、関心領域設定部は血管の断面中心となるような中心点が設定されると中心点を中心とした半径が異なる２つの円を表示させ、中心点からの放射指標と２つの円との交点を含む領域を関心領域として設定するとともに、交点間を結んだ放射指標上の一部の直線を表示させる。
第６の観点では、関心領域設定部は交点以外に２つの円上の所定の点を関心領域として設定する。

第７の観点の超音波診断装置では、表示部が第２記憶部が記憶した組織の移動の情報に基づいて、組織の経時的な移動の追跡結果を表示する。
第８の観点では、表示部が第２記憶部が記憶した組織の移動の情報に基づいて、血管の断面中心側から放射方向へ及びその逆への組織の経時的な移動の追跡結果を表示する。
第９の観点では、表示部が第２記憶部が記憶した組織の移動の情報に基づいて、血管の断面中心側から放射方向へ及びその逆への血管の壁の厚さの経時的な変化の追跡結果を表示する。
第１０の観点では、表示部が第２記憶部が記憶した組織の移動の情報に基づいて、血管の断面中心側から放射方向へ及びその逆への血管の内径の経時的な変化の追跡結果を表示する。

第１１の観点では、表示部は第２記憶部が記憶した組織の移動の情報に基づいて、血管の断面中心側から放射方向へ及びその逆への血管の外径の経時的な変化の追跡結果を表示する。
第１２の観点では、表示部は、第２記憶部が記憶した組織の移動の情報に基づいて、血管の断面積の経時的な変化の追跡結果を表示する。
第１３の観点では、表示部が第２記憶部が記憶した組織の移動の情報に基づいて、被検体の組織間の距離の経時的な変化の追跡結果を表示する。
第１４の観点では、複数の関心領域が同じ移動量で同じ方向に移動していると追跡部が判断した際には、関心領域の全体が移動したとして、表示部に関心領域を移動させて表示させる。

本発明の超音波診断装置は、短軸方向の血管を含む被検体の所定の領域の動きを追跡し、被検体の組織の移動を正確に計測することができる。

超音波診断装置の全体構成を示す図である。 本実施形態に係る血管計測方法の手順を示すフローチャートである。 濃淡画像の輝度勾配について説明した図である。 血管ＢＶにオペレータが関心領域ＲＯＩを設定し終えた図である。 関心領域設定部１２５の支援を受けて関心領域ＲＯＩを設定する第１例である。 関心領域設定部１２５の支援を受けて関心領域ＲＯＩを設定する第２例である。 表示部１２７に表示された一連の超音波画像に第１円ＣＣ１、第２円ＣＣ２及び８本の放射指標ＲＬが設定された状態を示した図である。 血管ＢＶの関心領域ＲＯＩの追跡結果を示したグラフである。 血管壁の厚さ及び血流領域１０４の断面積を示したグラフである。

＜超音波診断装置１００の構成＞
図１は、本実施の形態に係る超音波診断装置１００の構成を示すブロック図である。超音波診断装置１００は、パラレルバスに接続された送受信部１１０、メモリ１１５、ＣＰＵ（central processing unit）１２０、マウス又はキーボード等の入力部１２６及び液晶画面等の表示部１２７を有している。

送受信部１１０は超音波プローブ１１１、送信回路１１２及び受信回路１１３を有する。超音波プローブ１１１は、１次元又は２次元のトランスデューサアレイを構成する複数の超音波トランスデューサを備えている。これらの超音波トランスデューサは、印加される駆動信号に基づいて被検体に向けて超音波を送波すると共に、被検体において反射された超音波エコーを受波することにより受信信号を出力する。

送信回路１１２は、複数のチャンネルを備えており、複数の超音波トランスデューサにそれぞれ印加される複数の駆動信号を生成する。その際に、送信回路１１２は、複数の超音波トランスデューサから送信される超音波が超音波ビームを形成するように、複数の駆動信号の遅延量を調節して超音波プローブ１１１に供給するようにしても良い。また、送信回路１１２は、複数の超音波トランスデューサから一度に送信される超音波が被検体の撮像領域全体に届くようにした複数の駆動信号を超音波プローブ１１１に供給するようにしても良い。

受信回路１１３は、複数のチャンネルを備えており、複数の超音波トランスデューサからそれぞれ出力される複数のアナログの受信信号を受波して増幅し、ディジタルの受信信号に変換する。さらに、送受信部１１０によって選択された受信遅延パターンに基づいて、複数の受信信号にそれぞれの遅延時間を与え、それらの受信信号を加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理によって、超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線データが形成される。

本実施形態では、超音波プローブ１１１は、被検体の表面から被検体内の血管ＢＶに向けて超音波を送波する。また、超音波プローブ１１１は血管ＢＶを含む被検体からの超音波エコーを受波する。送受信部１１０は超音波の送波及び超音波エコーの受波を繰り返し、順次音線データを出力する。音線データは受信回路１１３でＬｏｇ圧縮、ゲイン調整等の処理又はローパスフィルタ処理等が施され、超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰補正が施される。処理された音線データは、パラレルバスを介してメモリ１１５に順次格納される。

メモリ１１５は複数フレーム分の音線データ１１６又は画像生成部１２１で生成される断層画像データ１１７を蓄積するための容量を有する。

ＣＰＵ１２０は、画像生成部１２１、追跡部１２２、移動量計測部１２３、画像合成部１２４及び関心領域設定部１２５を有する。
画像生成部１２１は、画像データ生成機能を備えており、供給される音線データを入力しＢ（Brightness）モードの断層画像データを生成する。画像生成部１２１はＢモードの断層画像データを通常のテレビジョン信号の走査方式に従う断層画像データに変換し、階調処理等の必要な画像処理を施して画像合成部１２４又は表示部１２７に伝送したり、メモリ１１５に順次格納する。また画像生成部１２１は関心領域設定部１２５で設定される交点１０９を表示部１２７に表示させる。

また、ライブモードにおいては画像生成部１２１は直接供給される音線データを走査方式に従う断層画像データに変換し、フリーズモードにおいてはメモリ１１５に記憶された断層画像データ１１７を走査方式に従う断層画像データに変換する。なお、フリーズモードにおいてメモリ１１５が断層画像データ１１７ではなく音線データ１１６を記憶している場合には画像生成部１２１はＢモードの断層画像データを生成する。

関心領域設定部１２５は、オペレータがマウス等の入力部１２６を用いて超音波画像の関心領域（ＲＯＩ：Region Of Interest）を指定するための交点１０９を表示する。オペレータはマウス等で第１円ＣＣ１と第２円ＣＣ２とを移動させ、第１円ＣＣ１及び第２円ＣＣ２と放射指標ＲＬとの交点１０９を表示部１２７上で移動させる。そして関心領域設定部１２５は、オペレータが指定した交点１０９の信号に基づいて、超音波画像に対して指定された交点１０９を含む周囲の領域を関心領域ＲＯＩとして設定する。関心領域ＲＯＩの大きさは関心領域設定部１２５が自動的に設定する。そして、関心領域設定部１２５は関心領域ＲＯＩにおける画像データを抽出する。一度、関心領域ＲＯＩが設定されると、関心領域設定部１２５は、メモリ１１５に記憶されている断層画像データ１１７（又はメモリ１１５に記憶されている音線データ１１６）に対しても関心領域ＲＯＩにおける断層画像データを抽出する。関心領域設定部１２５が設定した関心領域ＲＯＩについて抽出された断層画像データは追跡部１２２に供給される。

なお、図１に示された被検体内の血管ＢＶの短軸方向の図には、関心領域ＲＯＩとが表示されているが、必ずしも関心領域ＲＯＩは表示部１２７に表示されなくてもよい。また、以下に説明する追跡部１２２から血管ＢＶが全体として移動しているとの追跡結果を受けると、表示部１２７はポイント１０９、関心領域ＲＯＩを血管全体の移動に追従させて表示することもできる。

追跡部１２２は、所定時刻から関心領域ＲＯＩがどのベクトル方向に移動しているかを追跡する。関心領域ＲＯＩを追跡する手法には、動画像における運動物体の見かけの速度場（オプティカルフロー：Optical Flow）を計算する手法が用いられる。オプティカルフローにはいろいろな手法があるが、発明者の実験によると、血管壁の追跡には勾配法が適していた。勾配法は微細な動きを追跡するのに適しており、特に勾配法が血管壁の微細な追跡に適していた。追跡部１２２が関心領域ＲＯＩを追跡した結果は、画像合成部１２４、移動量計測部１２３及びメモリ１１５に伝送される。

移動量計測部１２３は、追跡部１２２が追跡した関心領域ＲＯＩの組織の移動に基づいて所定の時間の組織の移動距離を求める。すなわち、移動量計測部１２３は、組織の移動距離に基づいて血管ＢＶの径の変化や血管ＢＶの弾性率などを求めることができる。移動量計測部１２３が計測した追跡結果は、画像合成部１２４、メモリ１１５及び表示部１２７に伝送される。メモリ１１５に伝送された追跡結果は移動情報１１８として記憶される。表示部１２７に伝送された追跡結果は、関心領域ＲＯＩ内の組織の移動量としてリアルタイムに表示される。

画像合成部１２４は、画像生成部１２１から供給された断層画像データ、追跡部１２２で追跡された移動情報１１８及び移動量計測部１２３が計測した追跡結果を画像合成したり、そのうちの２つを画像合成したりする。画像合成部１２４は、必要に応じてメモリ１１５に記憶された音線データ１１６又は断層画像データ１１７を読み出すことができる。

ここで、図１に示された被検体内の血管ＢＶの短軸方向の図について説明する。
血管ＢＶは、血液が流れる血流領域１０４を囲むように構成された血管壁１０３を有している。第１円ＣＣ１及び第２円ＣＣ２と放射指標ＲＬとの交点１０９は、図１では、１６箇所ある。そのそれぞれの交点１０９に対して関心領域設定部１２５は関心領域ＲＯＩを設定している。関心領域ＲＯＩは必ずしも表示部１２７に表示される必要は無く、図１では１箇所の関心領域ＲＯＩが点線で示されている。なお短軸方向とは血管ＢＶの輪切り方向を意味する。

＜血管の計測方法＞
図２は、本実施形態に係る血管計測方法の手順を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１１において、オペレータは表示部１２７に表示された超音波画像の動画像が安定して取得できていることを確認し、フリーズボタン（不図示）を押す。
ステップＳ１２において、フリーズボタンが押されると、フリーズボタンを押した数秒もしくは十数秒前から現在までの音線データ１１６又は断層画像データ１１７がメモリ１１５に保存され、保存された最初のフレームの超音波画像が表示部１２７に表示される。フリーズボタンを押してから数秒もしくは十数秒後までの音線データ１１６又は断層画像データ１１７がメモリ１１５に保存されてもよい。

ステップＳ１３において、オペレータは、表示部１２７に表示された最初のフレームの超音波画像に対して、パラレルバスを介して接続されたマウス等の入力部１２６を使って交点１０９を指定する。関心領域設定部１２５は交点１０９を含むその周囲の領域に関心領域ＲＯＩを設定する。オペレータは、関心領域設定部１２５を介して、容易に表示部１２７に表示された被検体内の血管ＢＶに対して関心領域ＲＯＩを設定することができる。本実施形態では少なくとも２以上の関心領域ＲＯＩが設定される。

ステップＳ１４において、追跡部１２２が、最初のフレームの超音波画像から所定時間経過した時点までのフレームの超音波画像を使って、少なくとも２か所の関心領域ＲＯＩに含まれる組織の移動を追跡する。関心領域の追跡については勾配法を使う。
ステップＳ１５において、移動量計測部１２３が、例えば２か所の関心領域ＲＯＩに含まれる組織の移動を追跡する。例えば、２か所の関心領域ＲＯＩが血管ＢＶの中心に対して対称な血管壁１０３の２箇所の内壁であれば、血管ＢＶの内径が最初のフレームの超音波画像からどのように変化しているかが分かる。

ステップＳ１６において、表示部１２７は移動量計測部１２３が計測した追跡結果、例えばグラフを表示する。すでに表示されている超音波画像に隣接してグラフを表示してもよいし、別のウィンドウでグラフを表示してもよい。

＜勾配法による関心領域の追跡＞
ここで、ステップＳ１４で追跡部１２２が関心領域ＲＯＩに含まれる組織の移動を追跡するオプティカルフロー法について説明する。オプティカルフロー法には大別して画像の特徴と比較照合し移動量を求める特徴照合法と、画像の濃淡（明るさ）の勾配を求め画像の濃淡の差から移動量を求める勾配法とがある。本発明者はＢモードで表示された血管ＢＶを含む超音波画像に対して、特徴照合法及び勾配法による追跡誤差を実験した。その結果、勾配法は追跡誤差が極めて小さかった。勾配法は、処理が高速で信頼度の高い最も良い手法の一つである。

図３に示されるように濃淡画像Ｆ（ｐ，ｔ）は濃淡の勾配（輝度勾配）を有している。勾配法はこの濃淡の勾配を利用して関心領域ＲＯＩに含まれる組織の移動を追跡する。

図３に示されるように、ある時刻ｔの濃淡画像Ｆ（ｐ，ｔ）が微小時間後（δｔ）にその濃淡分布を一定に保ったまま移動した時の画像を濃淡画像Ｇ（ｐ＋δｐ，ｔ＋δｔ）とする。このとき以下の式で移動量が求められる。

…数式１
この数式１を反復演算すると、関心領域ＲＯＩに含まれる組織の移動量（ベクトル）を求めることができる。
なお、ｈは移動推定量、ｗ（ｐ）は重み付け係数、Ｆ（ｐ）は移動前の濃淡画像、Ｇ（ｐ）は移動後の濃淡画像である。Ｆ’（ｐ）は一回微分を示している。

勾配法は、心拍による血管壁の移動などの小さな動きに対して優れた追跡を発揮する。勾配法を使って、関心領域ＲＯＩに含まれる組織の移動を追跡すると、心拍による血管ＢＶの壁の微細な動きを正確に追跡することができる。

＜関心領域の設定＞
図４は、表示部１２７に表示された短軸方向（輪切り方向）の血管ＢＶにオペレータが関心領域ＲＯＩを設定し終えた図である。図２のステップＳ１３で関心領域ＲＯＩが設定される工程である。

オペレータは、表示部１２７に表示された最初のフレームの超音波画像を確認する。そしてオペレータは、短軸方向の血管ＢＶが関心領域ＲＯＩを設定しやすい断層像であるかを確認し、関心領域ＲＯＩを設定しやすい断層像であれば、ＲＯＩ設定ボタン（不図示）を入力部１２６を介してマウスポインタＭＰでクリックする。すると関心領域設定部１２５（図１を参照）は、表示部１２７に血管壁用のＲＯＩ設定ウィンドウ１３１を表示させる。

血管壁用のＲＯＩ設定ウィンドウ１３１は、中心指標ボタン１３３、放射指標ボタン１３４、確定ボタン１３７、第１支援ボタン１３８及び第２支援ボタン１３９を有している。

中心指標ボタン１３３がマウスポインタＭＰでクリックされると、十字状の十字指標ＣＰが表示部１２７に表示される。また、十字指標ＣＰを中心とした第１円ＣＣ１及び第１円ＣＣ１よりも大きな直径の第２円ＣＣ２が表示される。オペレータは十字状の十字指標ＣＰをマウスポインタＭＰで適切な位置、例えば血管ＢＶの断面中心に移動させることができる。十字指標ＣＰの移動に伴って第１円ＣＣ１及び第２円ＣＣ２も移動する。さらにオペレータは第１円ＣＣ１及び第２円ＣＣ２の直径もマウスポインタＭＰで適切な位置に移動させることができる。

放射指標ボタン１３４がマウスポインタＭＰでクリックされると、十字指標ＣＰを通る放射線状の放射指標ＲＬが表示部１２７に表示される。放射指標ボタン１３４が複数回クリックされると、最初に表示された放射線状の指標ＲＬと重ならない角度で放射指標ＲＬが表示される。図４では十字指標ＣＰを原点として、０度及び１８０度方向に伸びる放射指標ＲＬ、９０度及び２７０度方向に伸びる放射指標ＲＬが表示されている。また、十字状の指標ＣＰを通り、４５度及び２２５度方向並びに１３５度及び３１５度に伸びる放射指標ＲＬも表示されている。これらの放射指標ＲＬは指標ＣＰ付近では消えて表示されていない。短軸方向の血管ＢＶに対して中心に配置された十字指標ＣＰ付近には関心領域ＲＯＩが設定されることが稀であるからである。

第１円ＣＣ１及び第２円ＣＣ２と放射指標ＲＬとが設定されたことにより、図４では合計１６点の交点１０９が指定された。関心領域設定部１２５は交点１０９を含むその周囲の領域に関心領域ＲＯＩを設定する。１６点の関心領域ＲＯＩが設定されているが、図４では、９０度に伸びる放射指標ＲＬと第１円ＣＣ１及び第２円ＣＣ２との交点１０９に、関心領域ＲＯＩ（Ｒ１，Ｒ２）が表示されている。なお、図４では第１円ＣＣ１及び第２円ＣＣ２は真円で描かれているが、これに限られず円の形状は楕円であってもよい。

図４では関心領域設定部１２５が、放射指標ＲＬを使って０度方向、９０度方向、１８０度方向及び２７０度方向の血管ＢＶの内壁及び外壁に、関心領域ＲＯＩのＲ１〜Ｒ８を設定している。オペレータがさらに任意の位置に関心領域ＲＯＩを設定したい場合には、そのような関心領域の追加設定ボタン等をＲＯＩ設定ウィンドウ１３１に設けてもよい。オペレータが設定したい関心領域ＲＯＩがすべて設定できていたら、オペレータは確定ボタン１３７をクリックする。また、オペレータは第１支援ボタン１３８又は第２支援ボタン１３９をクリックすると関心領域ＲＯＩの設定を支援する放射指標等を表示させることができる。

例えば超音波プローブ１１１と被検体との接触などがずれてしまい、血管ＢＶの全体が移動してしまったうことがある。このため追跡部１２２は、１６点の関心領域ＲＯＩの組織の移動量がほぼ同じで同じ方向に移動している場合には、個々の関心領域ＲＯＩの組織が移動したとは判断せず血管ＢＶの全体が移動したと判断する。このような場合には、表示部１２７は放射指標ＲＬと第１円ＣＣ１と第２円ＣＣ２とは、最初に指定又は設定した箇所に追従して移動した状態で表示される。また移動量計測部１２３は各関心領域ＲＯＩの組織の移動を、全体の移動量を差し引いた移動量で表示する。１６点の関心領域ＲＯＩの組織の移動量を平均化して算出する。

＜関心領域の設定支援：第１例＞
図５は、関心領域設定部１２５（図１を参照）の支援を受けて関心領域ＲＯＩを設定する説明図である。左側のフローチャートに対して右側にその状況を図示している。図５では、関心領域ＲＯＩを血管ＢＶの水平方向の内壁と外壁とに設定する第１例を示す。このため、図４で設定した関心領域ＲＯＩのＲ５〜Ｒ８を図示している。なお、水平方向とは表示部１２７に表示された超音波画像の水平方向を意味する。

ステップＳ１１１にて、オペレータは第１支援ボタン１３８（図４を参照）をクリックすると、関心領域設定部１２５は、血流領域１０４のほぼ中心に十字指標ＣＰを表示させる。血流領域１０４はＢモード画像で輝度の暗いほぼ円形で表示されていることが多い。このため、関心領域設定部１２５は画像を二値化して画像処理して血管ＢＶのほぼ中心を求めて、そこに十字指標ＣＰを表示させる。オペレータが十字指標ＣＰが血管ＢＶの中心でないと判断すれば入力部１２６を介してマウスポインタＭＰで十字指標ＣＰを中心に移動させることも可能である。その後、オペレータが確定ボタン１３７をクリックする。

すると関心領域設定部１２５は、ステップＳ１１２にて、十字指標ＣＰを中心とした第１円ＣＣ１及び第１円ＣＣ１よりも直径が大きい第２円ＣＣ２を表示させる。第１円ＣＣ１と第２円ＣＣ２とは同心円である。なお、図５では第１円ＣＣ１及び第２円ＣＣ２は真円で描かれているが、これに限られず円の形状は楕円であってもよい。

ステップＳ１１３にて、オペレータはマウスポインタＭＰで第１円ＣＣ１を血管ＢＶの内壁に沿うように移動させ、第２円ＣＣ２を血管ＢＶの外壁に沿うように移動させる。その後オペレータは確定ボタン１３７をクリックする。

すると関心領域設定部１２５は、ステップＳ１１４にて、十字指標ＣＰから放射状に伸びる８本の放射指標ＲＬを表示する。放射指標ＲＬは、第１円ＣＣ１と第２円ＣＣ２と間で伸びており、十字指標ＣＰを中心として０度から３１５度まで４５度ずつ表示される。なお、本実施形態では８本の放射指標が表示されているが、これに限定されず６本の放射指標ＲＬであってもよい。

これにより第１円ＣＣ１、第２円ＣＣ２及び８本の放射指標ＲＬとの交点１０９が１６箇所に形成され、関心領域設定部１２５は交点１０９を含むその周囲の領域に関心領域ＲＯＩを設定する。

血管ＢＶがほぼ真円であっても血管ＢＶの内径を計測する場合に、血管ＢＶの中心を通らない位置に関心領域ＲＯＩを設定してしまっては正しい内径を計測できない。心拍等によって血管壁が変形していると、さらに関心領域ＲＯＩを設定し難い。そこで、上述したように十字指標ＣＰを中心とした第１円ＣＣ１及び第２円ＣＣ２並びに放射指標ＲＬを表示させて交点１０９を指定する。これにより複数の関心領域ＲＯＩが設定しやすくなる。

＜関心領域の設定支援：第２例＞
図６は、関心領域設定部１２５（図１を参照）の支援を受けて関心領域ＲＯＩを設定する第２例の説明図である。

オペレータは第２支援ボタン１３９（図４を参照）をクリックする。
すると、ステップＳ２１１にて、関心領域設定部１２５は、０度−１８０度方向に伸びる放射指標ＲＬ及び９０度―２７０度方向に伸びる放射指標ＲＬを表示する。

ステップＳ２１２にて、オペレータは入力部１２６を介してマウスポインタＭＰで２本の放射指標ＲＬを血管ＢＶの中心に移動させる。なお２本の放射指標ＲＬは一体として移動する。

ステップＳ２１３にて、オペレータが確定ボタン１３７をクリックすると、関心領域設定部１２５は、２本の放射指標ＲＬの交点を中心とした第１円ＣＣ１及び第１円ＣＣ１よりも直径が大きい第２円ＣＣ２を表示させる。第１円ＣＣ１と第２円ＣＣ２とは同心円である。なお、図６では第１円ＣＣ１及び第２円ＣＣ２は真円で描かれているが、これに限られず円の形状は楕円であってもよい。

ステップＳ２１４にて、オペレータはマウスポインタＭＰで第１円ＣＣ１を血管ＢＶの内壁に沿うように移動させ、第２円ＣＣ２を血管ＢＶの外壁に沿うように移動させる。その後オペレータは確定ボタン１３７をクリックする。

確定ボタン１３７がクリックされると、関心領域設定部１２５は、第１円ＣＣ１、第２円ＣＣ２及び８本の放射指標ＲＬとの交点１０９を含むその周囲の領域に関心領域ＲＯＩを設定する。

ステップＳ２１２にて、オペレータが２本の放射指標ＲＬを血管ＢＶの中心に移動させたが、図５のステップＳ１１１で説明したように、関心領域設定部１２５が画像処理で２本の放射指標ＲＬの交点を血管ＢＶのほぼ中心に表示させてもよい。また、２本の放射指標ＲＬは、４５度−２２５度方向に伸びる放射指標ＲＬ及び１３５度―３１５度方向に伸びる放射指標ＲＬであってもよく、４本の放射指標ＲＬを表示させるようにしてもよい。

＜関心領域の追跡情報＞
図７は、表示部１２７に表示された一連の超音波画像に第１円ＣＣ１、第２円ＣＣ２及び８本の放射指標ＲＬが設定された状態を示した図である。図７の左側は、所定時刻Ｔ１から所定時間経過した時刻Ｔ２までの複数のフレームの超音波動画像を再生している状態を示しており、図７の右側には連続フレームのうちの時刻Ｔ１のフレームの超音波画像と時刻Ｔ２のフレームの超音波画像とを抜粋したものである。交点１０９のうち、図７から図９で説明したい関心領域ＲＯＩ（Ｒ１〜Ｒ８）を表示させている。説明のために関心領域ＲＯＩ（Ｒ１〜Ｒ８）が描かれているのであって必ずしも表示される必要はない。

血管ＢＶは心拍により、時刻Ｔ１の血管ＢＶと時刻Ｔ２の血管ＢＶの長軸方向の断面形状が変わる。そして、関心領域ＲＯＩ（Ｒ１〜Ｒ８）で示された組織は、それぞれ画面水平方向及び垂直方向に移動する。本実施形態では、８つの関心領域ＲＯＩが設定されているため、そのうちの１つの関心領域ＲＯＩ（Ｒ１）を選択すれば、移動量計測部１２３（図１参照）はその関心領域ＲＯＩ（Ｒ１）の垂直方向及び水平方向の移動量を計測することができる。

また８つの関心領域ＲＯＩの少なくとも２つを選択すれば、移動量計測部１２３はその２つの関心領域ＲＯＩの距離情報を計測することができる。垂直指標ＶＬには、関心領域ＲＯＩ（Ｒ５〜Ｒ８）が正確に水平方向に設定されている。このため、関心領域ＲＯＩ（Ｒ５）及び（Ｒ６）に基づいて血管壁１０３の厚さを、もしくは関心領域ＲＯＩ（Ｒ７）及び（Ｒ８）に基づいて血管壁１０３の厚さを正確に確認できる。また関心領域ＲＯＩ（Ｒ５）及び（Ｒ８）に基づいて血管壁１０３の外径を、もしくは関心領域ＲＯＩ（Ｒ６）及び（Ｒ７）に基づいて血管壁１０３の内径を正確に確認できる。

図８及び図９は、図２のステップＳ１６において、移動量計測部１２３が計測した追跡結果をグラフ表示した例である。これらのグラフは移動量計測部１２３は図７に示した関心領域ＲＯＩ（Ｒ１〜Ｒ８）の移動量に基づいて表示されている。

図８は、血管ＢＶの関心領域ＲＯＩの追跡結果を示したグラフである。
図８（ａ）は、移動量計測部１２３が関心領域ＲＯＩ（Ｒ８）の水平方向の追跡結果を表示部１２７に表示させた例である。縦軸に位置（ｍｍ）、横軸に時間を採っている。関心領域ＲＯＩ（Ｒ８）の垂直方向の追跡結果を示したグラフ２０１は、関心領域ＲＯＩ（Ｒ８）である血管壁１０３の外壁が心拍によって血管ＢＶの断面中心から放射方向（外側から内側へ及び内側から外側へ）大きく変動していることを示している。

図８（ｂ）は、移動量計測部１２３が関心領域ＲＯＩ（Ｒ２）と関心領域ＲＯＩ（Ｒ３）との垂直方向の追跡結果を表示部１２７に表示させた例である。関心領域ＲＯＩ（Ｒ２）は血管壁１０３の上側の内壁であり関心領域ＲＯＩ（Ｒ３）が下側の内壁である。関心領域ＲＯＩ（Ｒ２）の追跡結果を示したグラフ２０３及び関心領域ＲＯＩ（Ｒ３）の追跡結果を示したグラフ２０４は、血管壁１０３の内壁が心拍によって垂直方向に変動していることを示している。また、グラフ２０３とグラフ２０４との差が血管ＢＶの垂直方向の内径であることを示している。移動量計測部１２３は内径指標２２５を表示させて、オペレータがマウスポインタＭＰを使って内径指標２２５を移動させることで、任意の時間の血管ＢＶの内径を表示させることも可能である。

図８（ｃ）は、移動量計測部１２３が関心領域ＲＯＩ（Ｒ６）と関心領域ＲＯＩ（Ｒ７）との水平方向の追跡結果を表示部１２７に表示させた例である。関心領域ＲＯＩ（Ｒ６）は血管壁１０３の左側内壁であり関心領域ＲＯＩ（Ｒ７）が右側の内壁である。関心領域ＲＯＩ（Ｒ６）のグラフ２０５及び関心領域ＲＯＩ（Ｒ７）のグラフ２０６は、血管壁１０３の内壁が心拍によって水平方向に変動していることを示している。また関心領域ＲＯＩ（Ｒ６）と関心領域ＲＯＩ（Ｒ７）とは血管ＢＶの水平方向であるため、グラフ２０５とグラフ２０６との差が血管ＢＶの水平方向の内径であることを示している。

図９は、追跡結果の一つである血管壁の厚さ及び血流領域１０４の断面積を示したグラフである。
図９（ａ）は、心拍信号のグラフ２１０である。被検体にセンサ（不図示）を取り付け、その心拍信号を表示させている。

図９（ｂ）は、移動量計測部１２３が関心領域ＲＯＩ（Ｒ１）と関心領域ＲＯＩ（Ｒ２）との垂直方向の差、すなわち上側の血管壁１０３の厚さのグラフ２１１を表示部１２７に表示させた例である。心拍信号のグラフ２１０に同期させて血管壁１０３の厚さのグラフ２１１が表示されている。

図９（ｃ）は、移動量計測部１２３が関心領域ＲＯＩ（Ｒ３）と関心領域ＲＯＩ（Ｒ４）との垂直方向の差、すなわち下側の血管壁１０３の厚さのグラフ２１２を表示部１２７に表示させた例である。心拍信号のグラフ２１０に同期させて血管壁１０３の厚さのグラフ２１２が表示されている。

同様に、図９（ｄ）は、移動量計測部１２３が関心領域ＲＯＩ（Ｒ５）と関心領域ＲＯＩ（Ｒ６）との水平方向の差から左側の血管壁１０３の厚さを示したグラフ２１３であり、図９（ｅ）は関心領域ＲＯＩ（Ｒ７）と関心領域ＲＯＩ（Ｒ８）との水平方向の差から右側の血管壁１０３の厚さを示したグラフ２１４である。

図９（ｆ）は、移動量計測部１２３が血流領域１０４の断面積のグラフ２１５を表示部１２７に表示させた例である。図７では、関心領域ＲＯＩ（Ｒ２）、（Ｒ３）、（Ｒ６）及び（Ｒ７）、さらに図示されていない４つの関心領域ＲＯＩが血管壁１０３の内壁に設定されている。そのため移動量計測部１２３はこれらの移動量から血流領域１０４の断面積を計測する。図７では８つの関心領域ＲＯＩが血管壁１０３の内壁に設定されていたが、より多くの関心領域ＲＯＩを血管壁１０３の内壁に設定すれば、さらに正確な血流領域１０４の断面積を計測することができる。

上記実施形態では、移動量計測部１２３が血管壁の厚さの変化、血管ＢＶの内径の変化などを表示した例を示した。しかしこれに限られるものではなく、血管ＢＶの外径の変化、血管壁１０３の断面積の変化などを計測し表示させることも可能である。また、図９（ａ）で示されたように、心拍又は血圧が測定されれば、移動量計測部１２３はスティッフネスパラメータ又は血管壁径方向平均弾性率なども計測することができる。

１００ … 超音波診断装置
１０３ … 血管壁
１０４ … 血流領域
１１０ … 送受信部、１１１ … 超音波プローブ
１１２ … 送信回路、１１３ … 受信回路
１１５ … メモリ、１１６ … 記憶された音線データ、
１１７ … 記憶された断層画像データ、１１８ … 記憶された移動情報
１２０ … ＣＰＵ、１２１ … 断層画像生成部
１２２ … 追跡部、１２３ … 移動量計測部、１２４ … 画像合成部
１２５ … 関心領域設定部、１２６ … 入力部、１２７ … 表示部
１３１ … 設定ウィンドウ
１３２ … サイズボタン、１３３ … 中心指標ボタン、
１３４ … 放射指標ボタン、１３５ … 追加ボタン、１３６ … 削除ボタン
１３７ … 確定ボタン、１３８ … 第１支援ボタン、１３９ … 第２支援ボタン
２０１，２０３，２０４，２０５，２０６，２１０，２１１，２１２，２１３，２１４，２１５ … グラフ
２２５ … 内径指標
ＢＶ … 血管
ＣＰ … 十字指標、ＣＣ１ … 第１円、ＣＣ２ … 第２円
Ｆ，Ｇ … 画像 画像（２１，２３，２５ … 画像）
ＭＰマウスポインタ
ＲＬ … 放射指標
ＲＯＩ（Ｒ１〜Ｒ８） … 関心領域
Ｔ１，Ｔ２ … 所定時刻

なお、図１に示された被検体内の血管ＢＶの短軸方向の図には、関心領域ＲＯＩが表示されているが、必ずしも関心領域ＲＯＩは表示部１２７に表示されなくてもよい。また、以下に説明する追跡部１２２から血管ＢＶが全体として移動しているとの追跡結果を受けると、表示部１２７はポイント１０９、関心領域ＲＯＩを血管全体の移動に追従させて表示することもできる。

血管ＢＶは心拍により、時刻Ｔ１の血管ＢＶと時刻Ｔ２の血管ＢＶの短軸方向の断面形状が変わる。そして、関心領域ＲＯＩ（Ｒ１〜Ｒ８）で示された組織は、それぞれ画面水平方向及び垂直方向に移動する。本実施形態では、８つの関心領域ＲＯＩが設定されているため、そのうちの１つの関心領域ＲＯＩ（Ｒ１）を選択すれば、移動量計測部１２３（図１参照）はその関心領域ＲＯＩ（Ｒ１）の垂直方向及び水平方向の移動量を計測することができる。

また８つの関心領域ＲＯＩの少なくとも２つを選択すれば、移動量計測部１２３はその２つの関心領域ＲＯＩの距離情報を計測することができる。放射指標ＲＬには、関心領域ＲＯＩ（Ｒ５〜Ｒ８）が正確に水平方向に設定されている。このため、関心領域ＲＯＩ（Ｒ５）及び（Ｒ６）に基づいて血管壁１０３の厚さを、もしくは関心領域ＲＯＩ（Ｒ７）及び（Ｒ８）に基づいて血管壁１０３の厚さを正確に確認できる。また関心領域ＲＯＩ（Ｒ５）及び（Ｒ８）に基づいて血管壁１０３の外径を、もしくは関心領域ＲＯＩ（Ｒ６）及び（Ｒ７）に基づいて血管壁１０３の内径を正確に確認できる。

Claims (14)

1. 被検体に超音波を順次送波し、短軸方向の血管を含む前記被検体の所定の領域から受波した超音波を超音波データとして順次受信する送受信部と、
   前記順次受信された超音波データを記憶する第１記憶部と、
   前記順次受信された超音波データに基づいて前記血管の短軸方向の断層像を含む超音波画像を順次生成する画像生成部と、
   前記画像生成部によって生成された超音波画像を表示する表示部と、
   前記第１記憶部に記憶された超音波データに基づいて生成され、前記表示部に表示された所定の時刻の前記超音波画像における前記血管の内側の壁又は外側の壁に沿うように複数の関心領域を設定する関心領域設定部と、
   前記所定の時刻から後に順次続くそれぞれの前記超音波画像において、前記複数の関心領域にそれぞれ対応した前記被検体の組織の移動を追跡する追跡部と、
   前記追跡部が追跡した前記組織の移動に基づいて所定の時間における前記組織の移動の情報を記憶する第２記憶部と、
   を備える超音波診断装置。
2. 前記血管の短軸方向の断層像を含む超音波画像は、Ｂモード画像である請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記追跡部は、空間的輝度勾配を利用した勾配法で前記組織を追跡する請求項１又は請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 前記関心領域設定部は、前記血管の断面中心となるような中心点が設定されると前記中心点を中心とした円を表示させ、前記円上に前記複数の関心領域を設定する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
5. 前記関心領域設定部は、前記血管の断面中心となるような中心点が設定されると前記中心点を中心とした半径が異なる２つの円を表示させ、前記中心点からの放射指標と前記２つの円との交点を含む領域を前記関心領域として設定するとともに、前記交点間を結んだ前記放射指標上の一部の直線を表示させる請求項４に記載の超音波診断装置。
6. 前記関心領域設定部は、前記交点以外に、前記２つの円上の所定の点を前記関心領域として設定する請求項５に記載の超音波診断装置。
7. 前記表示部は、前記第２記憶部が記憶した前記組織の移動の情報に基づいて、前記組織の経時的な移動の追跡結果を表示する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
8. 前記表示部は、前記第２記憶部が記憶した前記組織の移動の情報に基づいて、前記血管の断面中心側から放射方向へ及びその逆への前記組織の経時的な移動の追跡結果を表示する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
9. 前記表示部は、前記第２記憶部が記憶した前記組織の移動の情報に基づいて、前記血管の断面中心側から放射方向へ及びその逆への前記血管の壁の厚さの経時的な変化の追跡結果を表示する請求項８に記載の超音波診断装置。
10. 前記表示部は、前記第２記憶部が記憶した前記組織の移動の情報に基づいて、前記血管の断面中心側から放射方向へ及びその逆への前記血管の内径の経時的な変化の追跡結果を表示する請求項８に記載の超音波診断装置。
11. 前記表示部は、前記第２記憶部が記憶した前記組織の移動の情報に基づいて、前記血管の断面中心側から放射方向へ及びその逆への前記血管の外径の経時的な変化の追跡結果を表示する請求項８に記載の超音波診断装置。
12. 前記表示部は、前記第２記憶部が記憶した前記組織の移動の情報に基づいて、前記血管の断面積の経時的な変化の追跡結果を表示する請求項７に記載の超音波診断装置。
13. 前記表示部は、前記第２記憶部が記憶した前記組織の移動の情報に基づいて、前記被検体の組織間の距離の経時的な変化の追跡結果を表示する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
14. 前記追跡部が前記複数の関心領域が同じ移動量で同じ方向に移動していると判断した際には、前記関心領域の全体が移動したとして、前記表示部に前記関心領域を移動させて表示させる請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。