JP2023054549A - 超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】血管計測を実施する際に、ユーザーの作業負荷を軽減すると共に、血管計測の計測精度や信頼性の向上を可能とする超音波診断装置を提供すること。【解決手段】超音波の送受信により、被検体の断層画像を生成する超音波診断装置であって、断層画像に映る血管の領域を検出する血管検出部１２ａと、断層画像の画像解析により、血管の直径を算出する血管径算出部１２ｂと、所定期間内に得られた複数フレームの断層画像それぞれにおいて算出された血管の直径に基づいて、前記複数フレームのうちから血管の直径が最大及び／又は最小のときに得られたフレームに該当する注目フレームを特定する注目フレーム特定部１２ｃと、注目フレームの血管を対象として、被検体の血流又は血管の性状に係る計測を実施する計測部１２ｄと、注目フレームの断層画像を表示する表示処理部５と、を備える。【選択図】図５

Description

本開示は、超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラムに関する。

超音波を被検体に向けて送信し、その反射波を受信して受信信号に所定の信号処理を行うことにより、被検体内部の形状、性状又は動態を断層画像として可視化する超音波診断装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

従来、医療現場では、かかる超音波診断装置で撮影された血管の断層画像を用いて、当該血管の性状や、当該血管中を通流する血流量を計測し、その計測結果から、被検体の健康状態を診断することが行われている。例えば、脳梗塞や心筋梗塞などの虚血性疾患は、動脈硬化や狭窄に兆候として表れることが知られており、かかる動脈硬化の進展や狭窄を判定するため、かかる超音波診断装置で撮影された血管の断層画像を用いて、頚動脈における内膜中膜複合体の厚さ（Intima-Media Thickness：ＩＭＴ）や、頚動脈における血流量（Flow Volume：ＦＶ）の計測等が行われている。又、頸動脈とは別の動脈を対象としたＩＭＴやＦＶの計測結果も、被検体の健康状態を診断する用に積極的に利用されている。

このような内膜中膜複合体の厚さや血流量の正確な計測が実現できれば、動脈硬化の進展や狭窄などの兆候を正確に評価することができると考えられる。但し、頚動脈等の血管の直径は、内臓や心臓の拍動に応じて変化する。そのため、医療現場では、評価基準を揃えるべく、ＩＭＴ計測やＦＶ計測は、一般に、血管の直径が最大となったときに撮影された断層画像、又は、血管の直径が最小となったときに撮影された断層画像を用いて実施するように定められている。例えば、ＩＭＴ計測は拡張末期での計測が推奨されており、拡張末期には血管径が最小に近くなるため、現場では血管径が最小となったときに撮影された断層像を用いて実施することが多い。

図１７は、超音波診断装置で撮影された血管（ここでは、頚動脈）の断層画像の一例を示す図である。この断層画像内では、血管が横方向に沿って延在しており、血管の直径は、例えば、血管内腔を挟んで上側の血管壁と下側の血管壁の間の幅（図１７中のＤ１の幅）として算出される。

特開２００８－１６８０１６号公報

ところで、従来技術に係る超音波診断装置において、頚動脈等の血管における内膜中膜複合体の厚さ（ＩＭＴ）や血流量（ＦＶ）の計測（以下、「血管計測」と総称する）を実施する際には、ユーザーは、超音波プローブを用いてある程度の時間（例えば、数分間）に亘って血管をスキャンした後に、シネ操作（一枚一枚の断層画像を目視により確認する作業）によって、動画として撮影された時系列のフレーム群（例えば、過去数分間分のフレームデータ）中から血管径が最大あるいは最小となるフレームを探索し、探索の結果、該当フレームを指定した上で、計測対象の血管位置を特定する等の作業を行う必要があった。

かかる作業は、ユーザーにとって、非常に煩雑なものであり、血管計測に時間を要する一因ともなっている。加えて、このような計測方法は、ユーザーの直感に頼ったものであるため、計測精度や信頼性の点で、改善の余地がある。

本開示は、上記問題点に鑑みてなされたもので、血管計測を実施する際に、ユーザーの作業負荷を軽減すると共に、血管計測の計測精度や信頼性の向上を可能とする超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラムを提供することを目的とする。

前述した課題を解決する主たる本開示は、
超音波の送受信により、被検体の断層画像を生成する超音波診断装置であって、
前記断層画像に映る血管の領域を検出する血管検出部と、
前記断層画像の画像解析により、前記血管の直径を算出する血管径算出部と、
所定期間内に得られた複数フレームの前記断層画像それぞれにおいて算出された前記血管の前記直径に基づいて、前記複数フレームのうちから前記血管の前記直径が最大及び／又は最小のときに得られたフレームに該当する注目フレームを特定する注目フレーム特定部と、
前記注目フレームの前記断層画像に映る前記血管を対象として、前記被検体の血流又は血管の性状に係る計測を実施する計測部と、
所定のタイミングで前記注目フレームの前記断層画像を表示する表示処理部と、
を備える超音波診断装置である。

又、他の局面では、
超音波の送受信により、被検体の断層画像を生成する超音波診断装置の制御方法であって、
前記断層画像に映る血管の領域を検出する処理と、
前記断層画像の画像解析により、前記血管の直径を算出する処理と、
所定期間内に得られた複数フレームの前記断層画像それぞれにおいて算出された前記血管の前記直径に基づいて、前記複数フレームのうちから前記血管の前記直径が最大及び／又は最小のときに得られたフレームに該当する注目フレームを特定する処理と、
前記注目フレームの前記断層画像に映る前記血管を対象として、前記被検体の血流又は血管の性状に係る計測を実施する処理と、
所定のタイミングで前記注目フレームの前記断層画像を表示する処理と、
を有する制御方法である。

又、他の局面では、
超音波の送受信により、被検体の断層画像を生成する超音波診断装置の制御プログラムであって、
前記断層画像に映る血管の領域を検出する処理と、
前記断層画像の画像解析により、前記血管の直径を算出する処理と、
所定期間内に得られた複数フレームの前記断層画像それぞれにおいて算出された前記血管の前記直径に基づいて、前記複数フレームのうちから前記血管の前記直径が最大及び／又は最小のときに得られたフレームに該当する注目フレームを特定する処理と、
前記注目フレームの前記断層画像に映る前記血管を対象として、前記被検体の血流又は血管の性状に係る計測を実施する処理と、
所定のタイミングで前記注目フレームの前記断層画像を表示する処理と、
を有する超音波診断装置の制御プログラムである。

本開示に係る超音波診断装置によれば、血管計測を実施する際のユーザーの作業負荷を軽減すると共に、血管計測の計測精度や信頼性を向上することが可能である。

本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の外観の一例を示す図 本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の全体構成の一例を示す図 本発明の一実施形態に係る超音波診断装置において、スキャン動作実行時に表示処理部に生成される表示用画像の一例を示す図 本発明の一実施形態に係る超音波診断装置がスキャン動作を停止し、計測実行時に表示処理部に生成される表示用画像の一例を示す図 本発明の一実施形態に係る血管計測支援部の構成の一例を示す図 本発明の一実施形態に係る血管検出部が実行する処理の一例を示すフローチャート 本発明の一実施形態に係る血管検出部が実行する処理の一例を模式的に説明する図 本発明の一実施形態に係る血管径算出部における、血管の直径を算出する処理の一例を模式的に説明する図 本発明の一実施形態に係る計測部によるＩＭＴ計測処理を説明する図 本発明の一実施形態に係る制御装置の動作の一例を示すフローチャート 変形例１に係る超音波診断装置の制御装置の動作の一例を示すフローチャート 変形例２に係る超音波診断装置が表示する血管の直径の時間的変化を示す画像の一例を示す図 変形例３に係る超音波診断装置のシネバー表示の一例を示す図 変形例４に係る超音波診断装置が表示する候補フレーム表示の一例を示す図 変形例５に係る超音波診断装置の設定部が表示させるユーザーインターフェイス画像の一例を示す図 変形例５に係る超音波診断装置の設定部が表示させるユーザーインターフェイス画像の一例を示す図 超音波診断装置で撮影された血管（ここでは、頚動脈）の断層画像の一例を示す図

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

［超音波診断装置の構成］
以下、図１～図３を参照して、本開示の一実施形態に係る超音波診断装置（以下、「超音波診断装置Ａ」と称する）の構成について説明する。尚、本実施形態では、超音波診断装置Ａが、Ｂモード動作とＰＷドプラモード動作を時分割で実行し、断層画像とドプラスペクトル画像を生成する態様について、説明する（図３を参照）。但し、本開示の超音波診断装置Ａは、ＰＷドプラモードに代えて、カラードプラモード又はパワードプラモードを実装したものにも適用し得る。

図１は、超音波診断装置Ａの外観の一例を示す図である。図２は、超音波診断装置Ａの全体構成の一例を示す図である。

超音波診断装置Ａは、被検体内の形状、性状又は動態を超音波画像として可視化し、画像診断するために用いられる。超音波診断装置Ａは、超音波診断装置本体１００及び超音波プローブ２００を備える。

超音波プローブ２００は、超音波ビーム（ここでは、１～３０ＭＨｚ程度）を被検体（例えば、人体）内に対して送信するとともに、送信した超音波ビームのうち被検体内で反射された超音波エコーを受信して電気信号に変換する音響センサーとして機能する。

ユーザーは、超音波プローブ２００の超音波ビームの送受信面を被検体に接触させて超音波診断装置Ａを動作させ、超音波診断を行う。尚、ここでは、超音波プローブ２００を被検体の外側表面から被検体内部に超音波ビームを送信してその超音波エコーを受信するものとしているが、超音波プローブ２００としては、消化管や血管などの内部や、体腔内などに挿入して用いるものであってもよい。又、超音波プローブ２００には、コンベックスプローブ、リニアプローブ、セクタプローブ、又は三次元プローブ等の任意のものを適用することができる。

超音波プローブ２００は、例えば、マトリクス状に配設された複数の振動子（例えば、圧電素子）と、当該複数の振動子の駆動状態のオンオフを個別に又はブロック単位（以下、「チャンネル」と称する）で切替制御するためのチャンネル切替部（例えば、マルチプレクサ）を含んで構成される。

超音波プローブ２００の各振動子は、超音波診断装置本体１００（送信部１）で発生された電圧パルスを超音波ビームに変換して被検体内へ送信し、被検体内で反射した超音波エコーを受信して電気信号（以下、「受信信号」と称する）に変換し、超音波診断装置本体１００（受信部２）へ出力する。

超音波診断装置本体１００は、送信部１、受信部２、断層画像生成部３、ドプラ処理部４、表示処理部５、表示部６、操作入力部７、及び、制御装置１０を備えている。

送信部１は、超音波プローブ２００に対して駆動信号たる電圧パルスを送出する送信器である。送信部１は、例えば、高周波パルス発振器、パルス設定部等を含んで構成される。送信部１は、高周波パルス発振器で生成した電圧パルスを、パルス設定部で設定した電圧振幅、パルス幅及び送出タイミングに調整して、超音波プローブ２００のチャンネルごとに送出する。

送信部１は、超音波プローブ２００の複数のチャンネルそれぞれにパルス設定部を有しており、複数のチャンネルごとに電圧パルスの電圧振幅、パルス幅及び送出タイミングを設定可能になっている。例えば、送信部１は、複数のチャンネルに対して適切な遅延時間を設定することによって目標とする深度を変更したり、異なるパルス波形を発生させる（例えば、Ｂモードでは１波のパルス、ＰＷドプラモードでは４波のパルスを送出する）。

受信部２は、超音波プローブ２００で生成された超音波エコーに係る受信信号を受信処理する受信器である。受信部２は、プリアンプ、ＡＤ変換部、受信ビームフォーマー、及び処理系統切替部を含んで構成される。

受信部２は、プリアンプにて、チャンネルごとに微弱な超音波エコーに係る受信信号を増幅し、ＡＤ変換部にて、受信信号を、デジタル信号に変換する。そして、受信部２は、受信ビームフォーマーにて、各チャンネルの受信信号を整相加算することで複数チャンネルの受信信号を１つにまとめて、音響線データとする。又、受信部２は、処理系統切替部にて、受信ビームフォーマーで生成された受信信号を送信する先を切り替え制御し、実行する動作モードに応じて、断層画像生成部３又はドプラ処理部４に一方に出力する。

断層画像生成部３は、Ｂモード動作の際に受信部２から受信信号を取得して、被検体の内部の断層画像（Ｂモード画像とも称される）を生成する。

断層画像生成部３は、例えば、超音波プローブ２００が深度方向に向けてパルス状の超音波ビームを送信した際に、その後に検出される超音波エコーの信号強度（Intensity）を時間的に連続してラインメモリに蓄積する。そして、断層画像生成部３は、超音波プローブ２００からの超音波ビームが被検体内を走査するに応じて、各走査位置での超音波エコーの信号強度をラインメモリに順次蓄積し、フレーム単位となる二次元データを生成する。そして、断層画像生成部３は、被検体の内部の各位置で検出される超音波エコーの信号強度を輝度値に変換することによって、断層画像を生成する。

断層画像生成部３は、例えば、包絡線検波回路、ダイナミックフィルター及び対数圧縮回路を含んで構成される。包絡線検波回路は、受信信号を包絡線検波して、信号強度を検出する。対数圧縮回路は、包絡線検波回路で検出された受信信号の信号強度に対して対数圧縮を行う。ダイナミックフィルターは、深度に応じて周波数特性を変化させたバンドパスフィルターであって、受信信号に含まれるノイズ成分を除去する。

ドプラ処理部４は、ＰＷドプラモード動作、カラードプラモード動作又はパワードプラモード動作の際に受信部２から受信信号を取得して、血流からの超音波エコーの送信周波数に対するドプラ偏移周波数を検出する。尚、ドプラ処理部４は、ユーザーの操作入力又は自動血管検出機能により設定されたサンプルゲート位置又はＲＯＩ（Region of Interest）からの超音波エコーを選択的に抽出し、これにより、被検体内の血流からの超音波エコー及び送信周波数からのドプラ偏移周波数を検出する。

例えば、ドプラ処理部４は、ＰＷドプラモード動作においては、超音波プローブ２００が、パルス繰り返し周波数に従って一定間隔でパルス状の超音波ビームを送信している際に、当該パルス繰り返し周波数に同期して超音波エコーに係る受信信号をサンプリングする。そして、ドプラ処理部４は、例えば、同じサンプルゲート位置からのｎ番目の超音波ビームに係る超音波エコーとｎ＋１番目の超音波ビームに係る超音波エコーの位相差に基づいて、ドプラ偏移周波数を検出する。

ドプラ処理部４は、例えば、直交検波部、ローパスフィルター、レンジゲート、及びＦＦＴ解析部を含んで構成される。直交検波部は、受信信号に対して、送信した超音波ビームと同相の参照信号及び送信した超音波ビームとπ／２だけ位相の異なる参照信号をミキシングして、直交検波信号を生成する。ローパスフィルターは、直交検波信号の高周波成分を除去して、ドプラ偏移周波数に係る受信信号を生成する。レンジゲートは、サンプルゲート位置からの超音波エコーのみを取得する。ＦＦＴ解析部は、レンジゲートから出力された受信信号の時間的変化に基づいて、超音波エコーのドプラ偏移周波数を算出する。

表示処理部５は、制御装置１０による制御下で、表示部６に表示させる表示用画像を生成する。

図３は、超音波診断装置Ａにおいて、スキャン動作実行時（ここでは、Ｂモード動作とＰＷドプラモード動作とが並列に実行されている時）に表示処理部５に生成される表示用画像（以下、「スキャン動作実行時表示画面」と称する）の一例を示す図である。

図３中のＴａｌｌは表示用画像の全体領域、Ｔ１は断層画像、Ｔ２はドプラスペクトル画像、Ｔ３はユーザーが血管に係る計測の開始指令を入力するためのアイコン群である。尚、断層画像Ｔ１中で、Ｔ１Ｘは血流領域、Ｔ１Ｙは組織領域、Ｔ１ａはＰＷドプラモード動作時の超音波ビームのステア角、Ｔ１ｂはＰＷドプラモード動作時の超音波ビームのサンプルゲート位置を表している。又、アイコン群Ｔ３中で、Ｔ３ａはＦＶ計測の開始指令を入力するためのアイコン、Ｔ３ｂはＩＭＴ計測の開始指令を入力するためのアイコンを表している。

表示処理部５は、例えば、Ｂモード動作又はドプラモード動作（ここでは、ＰＷドプラモード動作）のスキャン動作実行時には、断層画像生成部３から出力される断層画像を取得するとともに、ドプラ処理部４から出力されるドプラ偏移周波数を取得して、これらをもとに、図３のような表示用画像を生成する。表示処理部５は、断層画像生成部３にて生成される断層画像が逐次アップデートされているときには、これにあわせて、表示用画像中に表示する断層画像Ｔ１を逐次アップデートする。又、表示処理部５は、ドプラ処理部４にて算出される超音波エコーのドプラ偏移周波数が逐次アップデートされているときには、これにあわせて、表示用画像中に表示するドプラスペクトル画像Ｔ２を逐次アップデートする。

尚、ドプラスペクトル画像Ｔ２は、時系列の血流速度の分布を表す画像であり、時間を横軸とし、血流速度を縦軸とした画像である。ドプラスペクトル画像においては、例えば、各時点の血流速度は、一本のラインのような形態で表現され、血流速度毎（即ち、周波数毎）のパワーが画素の輝度の大きさによって表現される（図３中では、輝度の変化の図示を省略している）。ドプラスペクトル画像Ｔ２を描画するための血流速度は、超音波ビームのビーム方向と血流方向のなす交差角度に対応する角度補正値を考慮して、例えば、以下の式（１）を用いて、ドプラ偏移周波数から換算されている。
Ｖ = ｃ／２ｃｏｓθ × Ｆｄ／Ｆ０ …（１）
（但し、Ｖ：血流速度、Ｆ０：超音波ビームの送信周波数、Ｆｄ：ドプラ偏移周波数、ｃ：生体内音速、θ：角度補正値）

図４は、超音波診断装置Ａがスキャン動作を停止し、計測実行時に表示処理部５に生成される表示用画像（以下、「計測実行時表示画面」と称する）の一例を示す図である。

図４中のＴａｌｌは表示用画像の全体領域、Ｔ４は計測時に参照された断層画像（ここでは、血管径が最大となったタイミングで取得された断層画像）（Ｔ４Ｘは血流領域、Ｔ４Ｙは組織領域）、Ｔ５は計測結果を示す画像、Ｔ６はユーザーが計測結果の確定指令を入力するためのアイコンを表している。尚、図４では、計測結果Ｔ５として、計測時に参照された断層画像の血管の直径、断面積、及び血流量が示されている。

超音波診断装置Ａは、例えば、ユーザーが血管に係る計測の開始指令を入力するアイコンＴ３ａ、Ｔ３ｂに対して操作を行った場合、スキャン動作を停止し、計測実行モードに移行する。計測実行モードは、後述する制御装置１０の血管計測支援部１２による演算処理が行われるモードであり、自動的に、それまでのスキャン動作により得られたフレーム群中から計測対象に適した断層画像を特定し、当該断層画像を用いた被検体の血流又は血管の性状に係る計測（例えば、ＦＶ計測又はＩＭＴ計測等）を実行するモードである（図５～図１０を参照して後述）。

この際、表示処理部５は、スキャン動作実行時の表示用画像（図３）（即ち、連続的に生成される断層画像を自動更新する第１画面モード）から、計測実行時の表示用画像（図４）（即ち、後述する注目フレーム特定部１２ｃに特定された注目フレームの断層画像の静止画を表示する第２画面モード）に画面遷移を行って、ユーザーに対して、計測対象となった断層画像Ｔ４（静止画）及び計測結果Ｔ５を提供する。

尚、断層画像生成部３、ドプラ処理部４、及び表示処理部５は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等で構成されたデジタル演算回路によって実現される。但し、これらの構成は、種々に変形可能であり、例えば、その一部又は全部がハードウェア回路によって実現されてもよいし、プログラムに従った演算処理によって実現されてもよい。

表示部６は、表示処理部５に生成された表示用画像を表示するディスプレイであって、例えば、液晶ディスプレイにて構成される。

操作入力部７は、ユーザーが入力操作を行うためのユーザーインターフェイスであり、例えば、押しボタンスイッチ、キーボード、及びマウス等で構成される。操作入力部７は、ユーザーが行った操作を操作信号に変換し、制御装置１０に入力する。

制御装置１０は、超音波プローブ２００、送信部１、受信部２、断層画像生成部３、ドプラ処理部４、表示処理部５、表示部６、及び、操作入力部７と信号を相互にやり取りし、これらを統括制御する。尚、制御装置１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含んで構成されている。そして、制御装置１０の各機能は、ＣＰＵがＲＯＭやＲＡＭに格納された制御プログラムや各種データを参照することによって実現される。

尚、制御装置１０は、断層画像生成部３にて連続的に生成される断層画像のうち、直前数分間分の断層画像（フレームデータ）を動画再生可能に一時的に記憶するシネメモリ１３を有している。尚、シネメモリ１３は、典型的には、一定時間分の断層画像を時系列データとして記憶しており、自身の記憶容量を超えた分の断層画像については、過去分から順次消去するように構成されている。

制御装置１０は、送受信制御部１１、及び、血管計測支援部１２を備えている。

送受信制御部１１は、超音波プローブ２００のチャンネル切替部（図示せず）を制御して、複数のチャンネルのうち、駆動対象のチャンネルを選択的に決定する。そして、送受信制御部１１は、送信部１及び受信部２それぞれを制御して、駆動対象のチャンネルに対して超音波の送信及び受信を実行させる。

送受信制御部１１は、Ｂモード動作の際（即ち、断層画像を生成する際）には、複数のチャンネルのうち駆動対象のチャンネルを、走査方向に沿って順に駆動することによって、超音波プローブ２００にて被検体内を超音波走査させる。

送受信制御部１１は、ＰＷドプラモード動作、カラードプラモード動作又はパワードプラモード動作の際（即ち、血流速度を測定する際）には、超音波プローブ２００から、所定の角度で、被検体内のサンプルゲート位置又はＲＯＩに対して超音波ビームが送信されるように、超音波プローブ２００に設けられた複数の振動子を選択的に駆動させる。又、送受信制御部１１は、この際、超音波プローブ２００から、所定のパルス繰り返し周波数で、パルス状の超音波ビーム（バースト波）が繰り返し送信されるように送信部１を制御し、且つ、当該超音波ビームの超音波エコーを受信するように受信部２を制御する。

尚、送受信制御部１１は、操作入力部７を介してユーザに設定された超音波プローブ２００の種類（例えば、コンペックス型、セクタ型、又は、リニア型等）、被検体内の撮像対象の深度、及び、撮像モード（例えば、Ｂモード、ＰＷドプラモード、カラードプラモード、又は、パワードプラモード）等に基づいて、超音波ビームの送受信条件を決定する。

血管計測支援部１２は、自動的に、スキャン動作により得られた所定期間中のフレーム群中から計測対象に適した断層画像を特定し、当該断層画像を用いた被検体の血流又は血管の性状に係る計測（例えば、ＦＶ計測又はＩＭＴ計測等）を実行する。

［血管計測支援部１２の詳細構成］
次に、図５～図１０を参照して、血管計測支援部１２の詳細構成について、説明する。

図５は、血管計測支援部１２の構成の一例を示す図である。

血管計測支援部１２は、血管検出部１２ａ、血管径算出部１２ｂ、注目フレーム特定部１２ｃ、及び、計測部１２ｄを備えている。

＜血管検出部１２ａ＞
血管検出部１２ａは、断層画像生成部３にて生成された断層画像Ｒ１を取得して、当該断層画像Ｒ１の画像情報に基づいて、当該断層画像Ｒ１内に映る血管を検出する。血管検出部１２ａは、例えば、予めメモリ（図示せず）に記憶された血管のパターンのデータ（以下、「血管のテンプレート画像」とも称する）を用いて、公知のテンプレートマッチングにより、断層画像Ｒ１内に映る血管を検出する。

そして、血管検出部１２ａは、例えば、断層画像Ｒ１内で最も鮮明に血管が映る領域を、血管径算出部１２ｂにおいて、血管の直径を測定すべき対象の血管の位置として出力する。

図６は、血管検出部１２ａが実行する処理の一例を示すフローチャートである。図７は、血管検出部１２ａが実行する処理の一例を模式的に説明する図である。

まず、ステップＳ１において、血管検出部１２ａは、制御装置１０のＲＯＭ等に格納された血管のテンプレート画像Ｒｗを読み出す。そして、血管検出部１２ａは、例えば、断層画像Ｒ１内をラスタスキャンするように、断層画像Ｒ１内にテンプレート画像Ｒｗと同一サイズ（例えば、１００ピクセル×１００ピクセル）の比較対象の画像領域（以下、「比較対象領域」と称する）を順番に設定し、当該比較対象領域毎に、テンプレート画像Ｒｗとのマッチ度（即ち、類似度）を算出する。そして、血管検出部１２ａは、断層画像Ｒ１内の各座標についてテンプレート画像Ｒｗとのマッチ度を算出する。

尚、血管検出部１２ａが参照する血管のテンプレート画像Ｒｗとしては、例えば、血管領域が画像中央領域に横方向に延在し、血管領域を挟んで上下に組織領域が存在する画像（即ち、血管長軸画像）が用いられる。

次に、ステップＳ２において、血管検出部１２ａは、続くステップＳ３の縮小処理を２段階実行したか否かを判定する。そして、ステップＳ３の縮小処理を２段階実行している場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、ステップＳ４に処理を進め、ステップＳ３の縮小処理を２段階実行していない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、ステップＳ３に処理を進める。

次に、ステップＳ３において、血管検出部１２ａは、断層画像Ｒ１を所定倍率（例えば、０．９倍）だけ縮小して、縮小画像を生成する。そして、血管検出部１２ａは、ステップＳ１に戻って、当該縮小画像に対して、同様に、血管のテンプレート画像Ｒｗを用いて、テンプレートマッチングを行い、当該縮小画像の各座標についてマッチ度を算出する。尚、この際には、血管のテンプレート画像Ｒｗのサイズについては変更せずに、元の断層画像Ｒ１に適用した血管のテンプレート画像Ｒｗを用いる。

尚、この縮小画像を用いた探索処理は、断層画像Ｒ１に映る血管のサイズがテンプレート画像Ｒｗと異なる場合を考慮した処理である。

次に、ステップＳ４において、血管検出部１２ａは、断層画像Ｒ１の各座標、縮小画像の各座標、及び、再縮小画像（２段階縮小した断層画像Ｒ１）の各座標のうちから、マッチ度が最大の座標を特定する。

血管検出部１２ａは、かかる処理により、断層画像Ｒ１内で血管が最も鮮明に映る領域を探索し、当該領域（即ち、中心座標）を、後続の処理で参照するべき血管の位置として出力する。具体的には、このようにして検出された血管の位置は、血管径算出部１２ｂにおいて血管の直径を測定すべき対象の血管の位置、及び、計測部１２ｄにおいて計測を実施する際の参照位置としても用いられる。

尚、血管検出部１２ａにて検出された血管の位置は、ドプラモード実行時のサンプルゲート位置として用いられてもよい。換言すると、ドプラモード実行時にサンプルゲート位置を設定するために、血管検出部１２ａにて検出された血管の位置が、血管径算出部１２ｂ、注目フレーム特定部１２ｃ、及び、計測部１２ｄ等において、用いられてもよい。

又、血管検出部１２ａは、断層画像生成部３により連続的に生成される断層画像Ｒ１のすべてにおいて血管の位置を検出してもよいが、断層画像生成部３により連続的に生成される断層画像Ｒ１のうちから適宜なタイミングで得られる断層画像Ｒ１のみにおいて血管の位置を検出してもよい。その場合、例えば、断層画像生成部３により連続的に生成される断層画像Ｒ１のうち、血管の位置の検出を行っていない断層画像Ｒ１の血管位置については、血管の位置の検出を行った断層画像Ｒ１で検出された血管位置をもとに、類推してもよい。これによって、断層画像Ｒ１が更新される毎に、血管検出部１２ａにて設定される血管位置が位置ずれし、後述する注目フレーム特定部１２ｃの処理において、適切な血管径比較ができなくなる事態を回避することができる。

尚、血管検出部１２ａが血管を検出する手法は、任意であって、テンプレートマッチングに代えて、機械学習によって学習済みの識別器（例えば、ＣＮＮ（Convolutional Neural Network））等が用いられてもよい。

＜血管径算出部１２ｂ＞
血管径算出部１２ｂは、血管検出部１２ａから血管の検出位置情報を取得して、断層画像Ｒ１の画像解析により、血管検出部１２ａにて検出された位置に存在する血管Ｒｄ１（以下、単に「血管Ｒｄ１」と称する）の直径を算出する。

図８は、血管径算出部１２ｂにおける、血管Ｒｄ１の直径を算出する処理の一例を模式的に説明する図である。

血管径算出部１２ｂは、例えば、血管Ｒｄ１の検出位置の画像領域において、エッジが強く、且つ、当該エッジが滑らかに連続する経路を血管と血管外組織との境界とみなして、経路探索を行う。具体的には、血管径算出部１２ｂは、境界検出問題を、コストが最小となる経路を探す経路探索問題に置き換え、エッジが小さい方向及び経路が滑らかではない方向をそれぞれコストが大きくなる方向として、血管Ｒｄ１の検出位置の画像領域の左端側（図８では、Ｒｄａ）からコストが最小となる経路を探索する。これによって、血管Ｒｄ１の上部側壁部と血管外組織との境界位置、及び、血管Ｒｄ１の下部側壁部と血管外組織との境界位置を検出する。そして、血管径算出部１２ｂは、血管Ｒｄ１の上部側壁部の境界位置と血管Ｒｄ１の下部側壁部の境界位置の間の幅（例えば、横方向の各位置で算出される血管幅の最大値）を、血管Ｒｄ１の直径（図８では、Ｄ１で表す）として、算出する。

血管Ｒｄ１の直径は、簡易的には、深度方向における血管Ｒｄ１の上部側壁部の境界位置と血管Ｒｄ１の下部側壁部の境界位置の間の幅にて定義される。但し、より正確に血管Ｒｄ１の直径を算出するため、血管Ｒｄ１の直径は、血管Ｒｄ１の延在方向に直交する方向における、血管Ｒｄ１の上部側壁部の境界位置と血管Ｒｄ１の下部側壁部の境界位置の間の幅として定義されてもよい。この場合、例えば、血管径算出部１２ｂの処理で特定された、血管Ｒｄ１の上部側壁部の境界の延在方向と血管Ｒｄ１の下部側壁部の境界の延在方向との平均値等を基準として、血管Ｒｄ１の延在方向を算出すればよい。

この際、血管径算出部１２ｂは、断層画像Ｒ１の画像サイズに基づいて、断層画像Ｒ１にて画素間隔として算出される血管Ｒｄ１の直径から、血管Ｒｄ１の直径の実際の寸法を算出してもよい。

尚、血管径算出部１２ｂは、例えば、断層画像生成部３により連続的に生成される断層画像Ｒ１それぞれにおいて血管Ｒｄ１の直径を算出し、各断層画像Ｒ１に映る血管Ｒｄ１の直径を比較可能とする。

＜注目フレーム特定部１２ｃ＞
注目フレーム特定部１２ｃは、血管径算出部１２ｂから血管Ｒｄ１の直径の算出結果を取得して、所定期間内に得られた複数フレームの断層画像Ｒ１それぞれにおいて算出された血管Ｒｄ１の直径に基づいて、当該複数フレームのうちから血管Ｒｄ１の直径が最大及び／又は最小のときに得られたフレームに該当する注目フレーム（以下、単に「注目フレーム」と称する）を特定する。即ち、注目フレーム特定部１２ｃは、所定期間内に得られた複数フレームのうちから、計測部１２ｄにおける計測対象の断層画像Ｒ１を特定する。

血管計測（例えば、ＩＭＴ計測、ＦＶ計測）は、上記したように、一般に、１心拍内で血管の直径が周期的変化を行う中で、血管の直径が最大及び／又は最小のときの血管の断層画像をもとに実施するように、要請されている。例えば、ＩＭＴ計測では血管径が最小のときの血管の断層画像、ＦＶ計測では血管径が最大のときの血管の断層画像が利用される。注目フレーム特定部１２ｃは、かかる要請に鑑みて、所定期間内に得られた複数フレームのうちから、血管Ｒｄ１の直径が最大又は最小のときに撮像された断層画像Ｒ１を含む注目フレームを自動抽出する。

注目フレーム特定部１２ｃは、例えば、ユーザーにより計測開始指令（例えば、図３のＦＶ計測開始指令用のアイコンＴ３ａ、又はＩＭＴ計測の開始指令用のアイコンＴ３ｂへの入力操作）が入力されたことを契機として機能し、断層画像生成部３に連続的に生成される時系列のフレーム群（即ち、シネメモリ１３に格納されたフレーム群）のうちの計測開始指令が入力された時点から過去方向の所定期間内に得られた複数フレームを、検索対象の母集団として、注目フレームを特定するのが好ましい。この際の所定期間は、時間として設定されてもよいし、フレーム枚数として設定されてもよい。

一般に、超音波診断装置を用いた診断においては、ユーザーは、超音波プローブを被検体に押し当てて断層画像を取り込みながら、リアルタイムで観察を行い、診断に必要と思われる血管領域が現れ、且つ、当該血管の状態が血管計測に適した状態であるときに、画像保存操作やフリーズ操作を行って、そのタイミングの断層画像を画面上に保持して詳細に観察を行っている。この点、注目フレーム特定部１２ｃにおける検索対象の母集団として、ユーザーにより計測開始指令が入力されたタイミングを起点とした所定期間内とすることで、注目フレーム特定部１２ｃは、ユーザーが所望する状態の断層画像が得られた注目フレームを特定することが可能となる。

この際、注目フレーム特定部１２ｃは、シネメモリ１３に格納された時系列のフレーム群の断層画像Ｒ１それぞれにおいて算出された血管Ｒｄ１の直径に基づいて、心拍に伴う血管Ｒｄ１の直径の周期的変化を特定すると共に、１心拍分相当の周期的変化が行われる期間内に得られた複数フレームのうちから、血管Ｒｄ１の直径が最大又は最小のときに撮像された断層画像Ｒ１を含む注目フレームを特定するのが好ましい。これによって、ノイズ（例えば、撮像状態が不安定な状態の断層画像Ｒ１にて算出された血管Ｒｄ１の直径）に起因した注目フレームの誤選定を回避することが可能である。

注目フレーム特定部１２ｃが血管Ｒｄ１の直径の周期的変化を特定する手法としては、例えば、自己相関演算又は周波数解析等を用いることができる。注目フレーム特定部１２ｃは、例えば、血管Ｒｄ１の直径の時間的変化から、連続して３回程度、同様の周期的変化が行われていることが検出された場合、この周期的変化を、心拍に伴う血管Ｒｄ１の直径の周期的変化と特定してもよい（血管Ｒｄ１の直径の周期的変化の様子については、例えば、図１２を参照）。

又、注目フレーム特定部１２ｃは、例えば、注目フレームを特定した後、これを契機として、ユーザーが血管計測の対象の断層画像Ｒ１を認識し得るように、表示処理部５に表示指令を行って、表示部６に表示させる表示画面を、連続的に生成される断層画像を動画表示するスキャン動作実行時表示画面（図３を参照）から、注目フレームの静止画を表示する計測実行時表示画面（図４を参照）に画面遷移させるのが好ましい。つまり、表示処理部５は、注目フレーム特定部１２ｃにより注目フレームが特定されたことを契機として、血管計測の対象の断層画像Ｒ１である注目フレームを表示するのが好ましい。

このような表示処理によって、ユーザーは、計測部１２ｄによる計測が実施される前段階（又は、計測部１２ｄによる計測が完了する前段階）で、注目フレーム特定部１２ｃにて特定された断層画像Ｒ１が、血管計測の対象の断層画像として適しているか否かを判断することが可能である。尚、ユーザーは、注目フレーム特定部１２ｃにて特定された断層画像Ｒ１が、血管計測の対象の断層画像として不適切であると判断した場合には、計測部１２ｄの計測を中断したり、血管計測の対象の断層画像を再設定（例えば、変形例４の候補フレーム選択機能を用いる）したりすることができる。これにより、ユーザーは、無用な手間を要することなく、適切な断層画像を用いた血管計測を実施することが可能である。

＜計測部１２ｄ＞
計測部１２ｄは、注目フレーム特定部１２ｃに特定された注目フレーム（即ち、血管Ｒｄ１の直径が最大及び／又は最小のときに得られたフレーム）の断層画像Ｒ１に映る血管Ｒｄ１を対象として、被検体の血流又は血管の性状に係る計測を実施する。

計測部１２ｄが実施する計測としては、上記したように、例えば、血管Ｒｄ１におけるＦＶ計測、又は血管Ｒｄ１におけるＩＭＴ計測等が挙げられる。計測部１２ｄは、例えば、ユーザーの入力操作により指令された種別の計測を実施するようにしてもよい（例えば、図３のＦＶ計測開始指令用のアイコンＴ３ａ、又はＩＭＴ計測の開始指令用のアイコンＴ３ｂへの入力操作）。

計測部１２ｄは、例えば、ユーザーによってＦＶ計測開始指令用のアイコンＴ３ａが選択操作された場合、血管Ｒｄ１の直径が最大のときの断層画像Ｒ１を用いて、以下の式（２）により、血管内血流量（Flow Volume：ＦＶ）の計測を行う。
FV[mL/min]＝平均血流速度[cm/sec]×血管断面積[cm²]×60[sec] …式（２）

尚、式（２）において、血管断面積は、例えば、血管断面を略円形状と仮定して、血管径算出部１２ｂにて算出された血管Ｒｄ１の直径を用いて、算出される。又、平均血流速度は、例えば、ドプラ処理部４で検出されたドプラ偏移周波数から式（１）を用いて算出された血管Ｒｄ１の血流速度の平均値が用いられる。但し、この際に参照する平均血流速度は、血管検出部１２ａで検出された血管Ｒｄ１と同一の血管中を通流する血流の平均血流速度であれば、必ずしも、血管検出部１２ａで検出された血管Ｒｄ１の位置に係る平均血流速度でなくともよい。換言すると、式（２）に適用する平均血流速度としては、血管検出部１２ａで検出された血管Ｒｄ１の付近で適宜なタイミングで観測されたものが用いられてもよい。

又、計測部１２ｄは、例えば、ユーザーによってＩＭＴ計測の開始指令用のアイコンＴ３ｂが選択操作された場合、血管Ｒｄ１の直径が最小のときの断層画像Ｒ１を用いて、内膜中膜複合体の厚さ（Intima-Media Thickness：ＩＭＴ）の計測を行う。

図９は、計測部１２ｄによるＩＭＴ計測処理を説明する図である。図９は、断層画像Ｒ１に映る血管Ｒｄ１を拡大した画像の一例を示している。

血管Ｔ１Ｘの壁部（ここでは、動脈壁）は、一般に、内膜Ｔ１Ｘ＿ａ１と、中膜Ｔ１Ｘ＿ａ２と、外膜Ｔ１Ｘ＿ａ３とを含む３層構造を有している。ＩＭＴは、その内の内膜Ｔ１Ｘ＿ａ１と中膜Ｔ１Ｘ＿ａ２とを合わせた厚さ（即ち、血管腔と内膜Ｔ１Ｘ＿ａ１との境界から、中膜Ｔ１Ｘ＿ａ２と外膜Ｔ１Ｘ＿ａ３との境界までの長さ）（図９中の幅Ｄ２）のことである。

そこで、計測部１２ｄは、画像解析により、断層画像Ｒ１に映る血管Ｒｄ１中から、内膜Ｔ１Ｘ＿ａ１と中膜Ｔ１Ｘ＿ａ２との境界、及び、中膜Ｔ１Ｘ＿ａ２と外膜Ｔ１Ｘ＿ａ３との境界を検出し、この２箇所の境界間の距離（図９中の幅Ｄ２）を測定することで、ＩＭＴを計測する。尚、かかる境界検出のための画像解析法は、任意であるが、計測部１２ｄは、例えば、公知のエッジ検出法を用いてこれらの境界位置を検出する。

計測部１２ｄは、以上のような処理によって、ユーザーによる入力操作を要することなく、自動的に、血管検出部１２ａに検出された血管Ｒｄ１に係る計測を実施する。

＜制御装置１０の動作＞
図１０は、制御装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。尚、図１０に示すフローチャートは、制御装置１０がコンピュータプログラム（即ち、上記した血管検出部１２ａ、血管径算出部１２ｂ、注目フレーム特定部１２ｃ、及び、計測部１２ｄの機能）に従って順に実行する処理を表す。

ステップＳ１１において、まず、制御装置１０は、ユーザーから計測開始指令が入力されたか否かの判定を行う。そして、ユーザーからの計測開始指令（例えば、図３のＦＶ計測開始指令用のアイコンＴ３ａ、又はＩＭＴ計測の開始指令用のアイコンＴ３ｂへの入力操作）が入力された場合、ステップＳ１２に処理を進め、ユーザーからの計測開始指令の入力がない場合、特に処理を行うことなく、図１０のフローチャートの処理を終了する。

ステップＳ１２において、制御装置１０は、超音波プローブ２００における超音波の送受信動作を停止させ、断層画像の生成動作をフリーズする。

ステップＳ１３において、制御装置１０は、注目フレームを特定するための検索対象の母集団として、シネメモリ１３に記憶された時系列のフレーム群のうち、計測開始指令が入力された時点から過去方向Ｎフレーム分の断層画像を取得する。

ステップＳ１４において、制御装置１０（血管検出部１２ａ、及び血管径算出部１２ｂ）は、ステップＳ１３で取得した各フレームにおいて、血管Ｒｄ１の位置を検出すると共に、当該血管Ｒｄ１の直径を算出する。

ステップＳ１５において、制御装置１０（注目フレーム特定部１２ｃ）は、Ｎフレームの各フレームで検出された血管Ｒｄ１の直径のデータを用いて、血管Ｒｄ１の直径が最大及び／又は最小のときに得られたフレームに該当する注目フレームを特定する。尚、この際、制御装置１０（注目フレーム特定部１２ｃ）は、例えば、血管Ｒｄ１の直径の時間的変化から、自己相関演算により、血管Ｒｄ１の直径の周期的変化を特定し、１心拍分相当の周期的変化が行われる間に得られた複数フレームのうちから注目フレームを特定する。

ステップＳ１６において、制御装置１０（注目フレーム特定部１２ｃ）は、表示処理部５に表示指令を行って、表示部６に表示させる表示画面を、スキャン動作実行時表示画面（図３を参照）から計測実行時表示画面（図４を参照）に画面遷移させる。

ステップＳ１７において、制御装置１０（計測部１２ｄ）は、ステップＳ１５で特定された注目フレームを用いて、血管に係る計測（例えば、ＩＭＴ計測又はＦＶ計測）を実行する。

ステップＳ１８において、制御装置１０（計測部１２ｄ）は、表示処理部５に表示指令を行って、ステップＳ１７で算出された計測結果を、計測実行時表示画面（図４を参照）に表示させる。

以上のような一連の処理によって、制御装置１０は、自動的な処理により、スキャン動作により得られた所定期間中のフレーム群中から計測対象に適した注目フレームを特定し、当該注目フレームを用いて被検体の血流又は血管の性状に係る計測（例えば、ＦＶ計測又はＩＭＴ計測等）を実行する。

［効果］
以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置Ａは、
断層画像に映る血管の領域を検出する血管検出部１２ａと、
前記断層画像の画像解析により、前記血管の直径を算出する血管径算出部１２ｂと、
所定期間内に得られた複数フレームの前記断層画像それぞれにおいて算出された前記血管の前記直径に基づいて、前記複数フレームのうちから前記血管の前記直径が最大及び／又は最小のときに得られたフレームに該当する注目フレームを特定する注目フレーム特定部１２ｃと、
前記注目フレームの前記断層画像に映る前記血管を対象として、被検体の血流又は血管の性状に係る計測を実施する計測部１２ｄと、
所定のタイミングで前記注目フレームの前記断層画像を表示する表示処理部５と、
を備える。

従って、本実施形態に係る超音波診断装置Ａによれば、自動的に、所定期間内（例えば、一心拍の期間内）に得られた複数フレームの断層画像のうちから、血管の直径が最大及び／又は最小となったタイミングに得られた注目フレームに係る断層画像を特定し、血管計測を実施することが可能である。

これによって、ユーザーにおいては、血管計測の用に適した断層画像を、シネメモリに記憶されたフレーム群からサーチする、という煩雑な作業を省略することが可能である。加えて、これによって、血管の直径が最大及び／又は最小となったタイミングに得られた注目フレームに係る断層画像を適確に選定することができるため、血管計測の計測精度や信頼性を向上することが可能である。

（変形例１）
一般に、超音波診断装置を用いた診断においては、ユーザーは、超音波プローブを被検体に押し当てて断層画像を取り込みながら、超音波診断装置に対する操作（例えば、フリーズ操作や画像保存操作）を行う必要がある。そのため、場合によっては、ユーザーが操作を行う際に、その反動で超音波プローブの位置ずれ等が生じて、超音波プローブによる撮像位置が血管計測に適した位置からずれてしまうおそれがある。又、ユーザーが操作を行う際のタイミングが、断層画像に映る血管が血管計測に適した状態であるタイミングに対して遅れが生じてしまうおそれがある。

かかる観点から、本変形例に係る超音波診断装置Ａにおいては、注目フレーム特定部１２ｃは、断層画像に映る血管が血管計測に適した状態となった適宜なタイミング（即ち、血管Ｒｄ１の撮像状態が安定したタイミング）で、自動的に、血管計測に用いる断層画像Ｒ１を特定する。つまり、本変形例に係る注目フレーム特定部１２ｃは、ユーザーによる計測開始指令に代えて、断層画像Ｒ１の画像解析により血管Ｒｄ１の撮像状態が安定したことを検出したことを契機として、注目フレームを特定する。

図１１は、本変形例に係る超音波診断装置Ａの制御装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。図１１のフローチャートは、血管Ｒｄ１の撮像状態の安定性を判定するためのステップＳ２１～ステップＳ２３の処理が、注目フレーム特定処理の前に実行される点で、図１０のフローチャートと相違する。

具体的には、本変形例に係る超音波診断装置Ａにおいては、注目フレーム特定部１２ｃが、断層画像生成部３によりリアルタイムで更新される断層画像Ｒ１を監視し、当該断層画像Ｒ１内から血管検出部１２ａに検出された血管Ｒｄ１の画像の鮮明度を判定する構成となっている。そして、注目フレーム特定部１２ｃは、例えば、血管Ｒｄ１の画像の鮮明度が閾値以上である状態が所定時間継続した場合、血管Ｒｄ１の撮像状態が安定したとする判定結果を出力する（ステップＳ２１～ステップＳ２３）。

尚、血管Ｒｄ１の画像の鮮明度は、例えば、血管Ｒｄ１の画像の血管壁の輪郭の鮮明度により定義することができ、注目フレーム特定部１２ｃは、例えば、フィルタ処理により血管Ｒｄの血管壁の輪郭のエッジ検出値（例えば、２次微分値）を算出し、それにより得られる値を、血管Ｒｄ１の画像の鮮明度として用いることができる。

但し、注目フレーム特定部１２ｃにおける血管Ｒｄ１の撮像状態の安定性を判定するための処理は、他の手法であってもよい。例えば、注目フレーム特定部１２ｃは、血管Ｒｄ１の直径の時間的変化から、心拍に伴う血管Ｒｄ１の直径の周期的変化が検出できたことをもって、血管Ｒｄ１の撮像状態が安定したか否かを判定してもよい。

本変形例に係る注目フレーム特定部１２ｃは、シネメモリ１３に格納された時系列のフレーム群のうち、血管Ｒｄ１の撮像状態が安定したことを検出した時点から過去方向の所定期間内に得られた複数フレームを、検索対象の母集団として、血管Ｒｄ１の直径が最大及び／又は最小の注目フレームを特定する。

尚、図１１のフローチャートのステップＳ２４～ステップＳ３０の処理は、それぞれ、図１０のフローチャートのステップＳ１２～ステップＳ１８の処理に相当する処理であるため、ここでは、説明を省略する。

このように、本変形例に係る超音波診断装置Ａによれば、注目フレーム特定部１２ｃが、血管Ｒｄ１の撮像状態が安定したことを検出したことを契機として、注目フレームを特定する。これによって、ユーザーの操作を要することなく、適確に、血管計測に用いる断層画像Ｒ１を特定することが可能である。

（変形例２）
一般に、血管の直径は、１心拍内で周期的変化を行うが、断層画像の撮影状態が不安定なときには、ユーザーにとって、リアルタイムで更新される断層画像（即ち、動画像）を閲覧しているだけでは、かかる周期的変化を正確に捉えることが困難な場合がある。又、このような状態にあっては、血管径算出部１２ｂから出力される血管Ｒｄ１の直径においてもノイズデータを含むことになるため、注目フレーム特定部１２ｃは、血管Ｒｄ１の直径が最大及び／又は最小のときに得られた断層画像の選定を誤るおそれがある。

かかる観点から、本変形例に係る超音波診断装置Ａ（表示処理部５）は、連続的に生成される断層画像Ｒ１の時系列のフレーム群それぞれにおいて算出された血管Ｒｄ１の直径の時間的変化を、表示部６に表示する構成となっている。

図１２は、本変形例に係る超音波診断装置Ａが表示する血管Ｒｄ１の直径の時間的変化を示す画像Ｔ７（以下、「血管径推移画像Ｔ７」と称する）の一例を示す図である。尚、図１２では、スキャン動作実行時に生成される表示用画像内に、血管径推移画像Ｔ７が表示される態様を示している。

具体的には、本変形例に係る超音波診断装置Ａにおいては、血管検出部１２ａが、断層画像生成部３によりリアルタイムで更新される断層画像Ｒ１を監視し、当該断層画像Ｒ１内から血管Ｒｄ１を検出すると共に、血管径算出部１２ｂが、当該血管Ｒｄ１の直径を算出する構成となっている。そして、血管径算出部１２ｂは、表示処理部５に対して、血管Ｒｄ１の直径のデータを受け渡し、表示処理部５にて、血管Ｒｄ１の直径の時間的変化に係る表示用画像を生成する。

図１２の血管径推移画像Ｔ７では、時間軸を横軸に取って、各タイミングで得られた断層画像Ｒ１内で検出された血管Ｒｄ１の直径を棒グラフの高さで表現したグラフィック表示により、血管Ｒｄ１の直径の時間的変化を表現している。

又、図１２の血管径推移画像Ｔ７では、ユーザーが断層画像の撮影状態が安定したことを容易に認識し得るように、血管Ｒｄ１の直径の周期的変化が観察され始めた場合には、当該時間帯の血管Ｒｄ１の直径を棒グラフの表示色（例えば、青色表示）を、血管Ｒｄ１の直径の周期的変化が観察されていない時間帯の血管Ｒｄ１の直径を棒グラフの表示色（例えば、赤色表示）と異ならせている。

又、図１２の血管径推移画像Ｔ７では、血管Ｒｄ１の直径の周期的変化を容易に認識し得るように、血管Ｒｄ１の直径の周期的変化の起点（即ち、血管Ｒｄ１の直径が極大又は極小となったタイミング）を示す画像Ｔ７ａ（図１２では、▲印で表す）が付加されている。尚、図１２では、当該画像Ｔ７ａには、血管Ｒｄ１の直径の周期的変化が観察され始めてからの回数（「１／３」、「２／３」及び「３／３」）を示す情報も付加されている。

このように、本変形例に係る超音波診断装置Ａによれば、ユーザーに対して、血管径推移画像Ｔ７を提供することで、ユーザー自身が、断層画像の撮影状態の安定性を判断できるように支援し、血管Ｒｄ１の直径の周期的変化の挙動を認識できるように支援することが可能である。

（変形例３）
一般に、超音波診断装置は、スキャン動作の実行によりシネメモリに格納された時系列のフレーム群から、ユーザーが所望のフレームを閲覧し得るように、シネバーをユーザーインターフェイスとして表示画面内に表示する機能を有する。

かかる機能において、血管Ｒｄ１の直径が最大及び／又は最小のときに得られた断層画像を容易に選択し得るようにすれば、ユーザーにとって利便である。これは、上記したように、断層画像の撮影状態が不安定なときには、注目フレーム特定部１２ｃにおいても、血管Ｒｄ１の直径が最大及び／又は最小のときに得られた断層画像の判定を誤るおそれがあるところ、かかる選択機能が追加されれば、ユーザーが、注目フレーム特定部１２ｃに特定された注目フレームが血管計測を実行する対象の断層画像として適切か否かを、容易に判断することができるようになるためである。

図１３は、本変形例に係る超音波診断装置Ａのシネバー表示の一例を示す図である。尚、図１３では、スキャン動作実行時に生成される表示用画像内に、シネバーＴ８が表示される態様を示している。

ここでは、ユーザーが、スキャン動作を一時的にフリーズした際等において、シネバーＴ８の操作によって、スキャン動作の実行によりシネメモリ１３に格納された時系列のフレーム群から表示対象の断層画像を選択し得るようになっている。尚、図１３では、シネバーＴ８の操作によって表示対象として選択された断層画像は、表示用画像Ｔａｌｌ内のＴ１の領域に表示されるようになっている。

シネバーＴ８は、例えば、バー本体Ｔ８ａと操作ノブＴ８ｂとからなる。バー本体Ｔ８ａは、左右方向に延在し、左右方向に沿って、シネメモリ１３に格納されたフレーム群の各フレームが時系列に対応づけられている。操作ノブＴ８ｂは、バー本体Ｔ８ａ上を左右方向に移動操作可能な操作要素である。シネバーＴ８において、操作ノブＴ８ｂが移動操作されることで、シネメモリ１３に格納されたフレーム群のうちから、操作ノブＴ８ｂの位置に対応する一つのフレームが選択され、選択されたフレームに対応する断層画像が表示用画像Ｔａｌｌ内のＴ１の領域に表示される。

ここで、本変形例に係るシネバーＴ８には、注目フレーム特定部１２ｃに特定された注目フレームに相当する位置（ここでは、血管Ｒｄ１の直径が最大のときに得られた断層画像の位置Ｔ８ｃ、及び、血管Ｒｄ１の直径が最小のときに得られた断層画像の位置Ｔ８ｄ）を示すマーカー表示が付加されている。

このように、本変形例に係る超音波診断装置Ａによれば、ユーザーは、シネバーＴ８の操作によって、注目フレーム特定部１２ｃに特定された注目フレームの断層画像の鮮明度等を容易に確認することが可能である。

（変形例４）
一般に、血管の直径は、１心拍内で周期的変化を行うため、注目フレーム特定部１２ｃにて取り込むシネメモリ１３内の検索対象の期間によっては、血管Ｒｄ１の直径が極大又は極小に該当するフレーム（以下、「注目フレームの候補フレーム」と称する）が複数存在する場合がある。このような場合、血管Ｒｄ１の直径の値のみをもって機械的に注目フレームを特定するのではなく、複数の候補フレームそれぞれの断層画像の鮮明度等を考慮して、複数の候補フレームから、ユーザー自身が注目フレームを選択し得ると利便である。

かかる観点から、本変形例に係る超音波診断装置Ａ（注目フレーム特定部１２ｃ）は、所定期間内に得られた複数フレームのうちに、血管Ｒｄ１の直径が極大又は極小に該当する注目フレームの候補フレームが２枚以上存在する場合、表示処理部５に対して、２枚以上の候補フレームそれぞれを表示させ、ユーザーの操作により、２枚以上の候補フレームのうちから一つを注目フレームとして選択可能とする。

図１４は、本変形例に係る超音波診断装置Ａが表示する候補フレーム表示（以下、「注目フレーム選択画像Ｔ９」と称する）の一例を示す図である。尚、図１４では、スキャン動作実行時に生成される表示用画像内に、注目フレーム選択画像Ｔ９が表示される態様を示している。

図１４の注目フレーム選択画像Ｔ９は、所定期間内に得られた複数フレームのうちに、血管Ｒｄの直径が極大に該当する候補フレームが２枚存在する場合の表示態様の一例を示している。図１４の注目フレーム選択画像Ｔ９には、２枚の候補フレームＴ９ａ、Ｔ９ｂが表示されており、ユーザーが、操作入力部７を用いた選択操作により、候補フレームＴ９ａ又は候補フレームＴ９ｂのいずれかを、注目フレームとして選択し得るようになっている。

このように、本変形例に係る超音波診断装置Ａによれば、ユーザー自身が、血管計測に使用する断層画像を選択することが可能であり、より多様なユーザーの要望に応えることが可能である。

尚、本変形例に係る注目フレーム手動選択機能は、例えば、ユーザーが、計測部１２ｄの計測を中断したり、血管計測の対象の断層画像を再設定（例えば、変形例４の候補フレーム選択機能を用いる）したりするための操作を入力した場合に発現させてもよい。又、本変形例に係る注目フレーム手動選択機能と、フレーム特定部１２ｃにおける注目フレーム自動選択機能とのいずれを用いるかを、設定可能としてもよい。

（変形例５）
一般に、血管計測に使用する血管の断層画像として、１心拍内で周期的変化のなかで、血管の直径が最大のときに得られた断層画像とするか、又は、血管の直径が最小のときに得られた断層画像とするかは、各ユーザーの計測結果を利用した診断方法に委ねられる。

かかる観点から、本変形例に係る超音波診断装置Ａ（制御装置１０）は、注目フレーム特定部１２ｃにおいて特定する対象の注目フレームを、複数フレームのうちから、血管Ｒｄ１の直径が最大のときに得られた血管最大時フレームとするか、血管Ｒｄ１の直径が最小のときに得られた血管最小時フレームとするか、又、血管最大時フレームと血管最小時フレームの両方とするか、についてユーザーによる設定を可能とする設定部（図示せず）を有する。

又、かかる設定部においては、更に、注目フレーム特定部１２ｃに対して設定する注目フレームの特定対象を、断層画像を用いた血管計測の種別毎、又は、断層画像の撮影対象の種別毎に、設定可能とするのが好ましい。

尚、設定部は、表示処理部５に対して、これらの事項を設定可能とするためのユーザーインターフェイス画像を表示させる。

図１５及び図１６は、本変形例に係る超音波診断装置Ａの設定部が表示させるユーザーインターフェイス画像の一例を示す図である。

図１５は、血管計測の種別毎（ここでは、ＦＶ計測とＩＭＴ計測）に、注目フレーム特定部１２ｃにおいて特定する対象の注目フレームを、血管最大時フレームとするか、血管最小時フレームとするか、又は、血管最大時フレームと血管最小時フレームの両方とするかを設定し得るようにアイコン群Ｔ１０、Ｔ２０を表示する態様を示している。

図１６は、断層画像の撮影対象の種別毎（ここでは、心臓血管の計測と肝臓血管の計測）に、注目フレーム特定部１２ｃにおいて特定する対象の注目フレームを、血管最大時フレームとするか、血管最小時フレームとするか、又は、血管最大時フレームと血管最小時フレームの両方とするかを設定し得るようにアイコン群Ｔ３０、Ｔ４０を表示する態様を示している。

このように、本変形例に係る超音波診断装置Ａによれば、血管計測に使用する血管の断層画像を、ユーザーが所望する対象に設定することが可能であり、より多様なユーザーの要望に応えることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形態様に適用可能である。

例えば、上記実施形態では、血管検出部１２ａにて断層画像Ｒ１から検出する対象の血管の画像として、血管長軸画像を示した。しかしながら、血管検出部１２ａにて断層画像Ｒ１から検出する対象の血管の画像としては、血管の短手方向の切断面である血管短軸画像が、血管長軸画像と共に、又は血管長軸画像に代えて用いられてもよい。

この場合、例えば、血管検出部１２ａは、血管長軸画像と共に、又は血管長軸画像に代えて、血管短軸画像のテンプレート画像Ｒｗを用いて、断層画像Ｒ１から血管Ｒｄ１を検出すればよい。又、断層画像Ｒ１に映る血管Ｒｄ１が短軸像である場合の血管の直径の算出方法や、断層画像Ｒ１に映る血管Ｒｄ１が長軸像であるか又は短軸像であるか不明である場合の血管の直径の算出方法については、例えば、特開２００８－２５３３７９号等の公知の手法を用いることができる。

又、上記実施形態では、注目フレーム特定部１２ｃの一例として、ユーザーにより計測開始指令が入力された際、又は、断層画像の撮像状態が安定したと判定された際に、注目フレームを特定すると共に、当該注目フレームの断層画像を表示部６に表示させる態様を示した。しかしながら、注目フレーム特定部１２ｃは、例えば、ユーザーによりフリーズ操作が入力された際や、Ｂモード動作を休止させてＰＷドプラモード動作をＡｃｔｉｖｅに切り替えた際においても、これら以外のタイミングとして、注目フレームを特定すると共に、当該注目フレームの断層画像を表示部６に表示させてもよい。但し、この場合、ユーザーによる計測開始指令が入力されたことをもって、計測部１２ｄによる計測を実施する構成とするのが好ましい。

又、表示処理部５が血管計測の対象の断層画像Ｒ１である注目フレームを表示する態様についても、種々に変形可能である。

例えば、表示処理部５は、ＦＶ計測等の血管計測を起動する時に、断層画像Ｒ１を拡大して表示してもよい。断層画像Ｒ１中の血管の描出サイズが小さいと、血管計測位置の候補点が適切か否かの判断や修正が難しいが、断層画像Ｒ１を拡大表示することにより、これらが容易になるという効果がある。換言すると、血管計測以外の場合に、常に断層画像Ｒ１を拡大表示すると、ケースによっては拡大範囲の周囲の様子が分からなくなり、断層画像Ｒ１の視認性を下げることもあり得る。そのため、血管計測の起動時に限って、断層画像Ｒ１を拡大表示するのが好ましい。他方、フレーム選択時や血管計測の起動時の拡大の有無を設定できるようにしてもよい。

又、表示処理部５は、血管径が最大または最小となる注目フレームを選択するタイミングで、表示画面全体の中から、断層画像Ｒ１をズームして表示してもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

本開示に係る超音波診断装置によれば、血管計測を実施する際のユーザーの作業負荷を軽減すると共に、血管計測の計測精度や信頼性を向上することが可能である。

Ａ 超音波診断装置
１００ 超音波診断装置本体
２００ 超音波プローブ
１ 送信部
２ 受信部
３ 断層画像生成部
４ ドプラ処理部
５ 表示処理部
６ 表示部
７ 操作入力部
１０ 制御装置
１１ 送受信制御部
１２ 血管計測支援部
１２ａ 血管検出部
１２ｂ 血管径算出部
１２ｃ 注目フレーム特定部
１２ｄ 計測部
１３ シネメモリ

Claims (15)

1. 超音波の送受信により、被検体の断層画像を生成する超音波診断装置であって、
   前記断層画像に映る血管の領域を検出する血管検出部と、
   前記断層画像の画像解析により、前記血管の直径を算出する血管径算出部と、
   所定期間内に得られた複数フレームの前記断層画像それぞれにおいて算出された前記血管の前記直径に基づいて、前記複数フレームのうちから前記血管の前記直径が最大及び／又は最小のときに得られたフレームに該当する注目フレームを特定する注目フレーム特定部と、
   前記注目フレームの前記断層画像に映る前記血管を対象として、前記被検体の血流又は血管の性状に係る計測を実施する計測部と、
   所定のタイミングで前記注目フレームの前記断層画像を表示する表示処理部と、
   を備える超音波診断装置。
2. 前記注目フレーム特定部は、ユーザーにより前記計測を実施するための計測開始指令が入力されたことを契機として、前記計測開始指令が入力された時点から過去方向の前記所定期間内に得られた前記複数フレームのうちから、前記注目フレームを特定する、
   請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記注目フレーム特定部は、前記血管の撮像状態が安定したことを検出したことを契機として、前記血管の撮像状態が安定した時点から過去方向の前記所定期間内に得られた前記複数フレームのうちから、前記注目フレームを特定する、
   請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
4. 前記注目フレーム特定部は、前記注目フレームを特定したことを契機として、前記表示処理部に対して、前記注目フレームの前記断層画像を表示させる、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
5. 前記注目フレーム特定部は、前記注目フレームを特定したことを契機として、前記表示処理部に対して、連続的に生成される前記断層画像の動画像を表示する第１画面モードから、前記注目フレームの前記断層画像の静止画を表示する第２画面モードに遷移させる、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
6. 前記注目フレーム特定部は、連続的に生成される前記断層画像の時系列のフレーム群それぞれにおいて算出された前記血管の前記直径に基づいて、心拍に伴う前記血管の前記直径の周期的変化を特定すると共に、１心拍分相当の前記周期的変化が行われる間に得られた前記複数フレームのうちから前記注目フレームを特定する、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
7. 前記表示処理部は、連続的に生成される前記断層画像の時系列のフレーム群のそれぞれのフレームにおいて算出された前記血管の前記直径の時間的変化を表示する、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
8. 前記注目フレーム特定部は、前記所定期間内に得られた前記複数フレームのうちに、前記血管の前記直径が極大又は極小に該当する前記注目フレームの候補フレームが２枚以上存在する場合、前記表示処理部に対して、２枚以上の前記候補フレームそれぞれを表示させ、ユーザーの操作により、２枚以上の前記候補フレームのうちから一つを前記注目フレームとして選択可能とする、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
9. 前記表示処理部は、ユーザーの操作により、連続的に生成される前記断層画像の時系列のフレーム群のうちから表示対象の表示フレームを選択可能とするシネバーを表示すると共に、当該シネバーに対して、前記注目フレームに相当する位置を示すマーカー表示を付加する、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
10. 前記注目フレーム特定部において特定する対象の前記注目フレームを、前記複数フレームのうちの、前記血管の前記直径が最大のときに得られた血管最大時フレームとするか、前記血管の前記直径が最小のときに得られた血管最小時フレームとするか、又、前記血管最大時フレームと前記血管最小時フレームの両方とするかについて、ユーザーによる設定を可能とする設定部を有する、
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
11. 前記設定部は、前記注目フレーム特定部に対して設定する前記注目フレームの特定対象を、前記断層画像を用いた前記計測の種別毎、又は、前記断層画像の撮影対象の種別毎に、設定可能とする、
    請求項１０に記載の超音波診断装置。
12. 前記計測部による前記計測は、前記被検体の前記血管におけるＦＶ（Flow Volume）計測、又は前記被検体の前記血管におけるＩＭＴ（Intima-Media Thickness）計測である、
    請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
13. 前記被検体に向けて前記超音波を送信すると共に、前記被検体内から前記超音波の反射波エコーを受信する超音波プローブを有する、
    請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
14. 超音波の送受信により、被検体の断層画像を生成する超音波診断装置の制御方法であって、
    前記断層画像に映る血管の領域を検出する処理と、
    前記断層画像の画像解析により、前記血管の直径を算出する処理と、
    所定期間内に得られた複数フレームの前記断層画像それぞれにおいて算出された前記血管の前記直径に基づいて、前記複数フレームのうちから前記血管の前記直径が最大及び／又は最小のときに得られたフレームに該当する注目フレームを特定する処理と、
    前記注目フレームの前記断層画像に映る前記血管を対象として、前記被検体の血流又は血管の性状に係る計測を実施する処理と、
    所定のタイミングで前記注目フレームの前記断層画像を表示する処理と、
    を有する制御方法。
15. 超音波の送受信により、被検体の断層画像を生成する超音波診断装置の制御プログラムであって、
    前記断層画像に映る血管の領域を検出する処理と、
    前記断層画像の画像解析により、前記血管の直径を算出する処理と、
    所定期間内に得られた複数フレームの前記断層画像それぞれにおいて算出された前記血管の前記直径に基づいて、前記複数フレームのうちから前記血管の前記直径が最大及び／又は最小のときに得られたフレームに該当する注目フレームを特定する処理と、
    前記注目フレームの前記断層画像に映る前記血管を対象として、前記被検体の血流又は血管の性状に係る計測を実施する処理と、
    所定のタイミングで前記注目フレームの前記断層画像を表示する処理と、
    を有する超音波診断装置の制御プログラム。

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