JP2889568B1 - 血管膜厚測定装置及び動脈硬化診断装置 - Google Patents
血管膜厚測定装置及び動脈硬化診断装置Info
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Abstract
【要約】
【課題】 頸動脈超音波画像に基づくIMT測定を、比較的
低価格かつ簡単な構成で、精度良く行うことのできる血
管膜厚測定装置を提供すると共に、測定データに基づい
て適切に動脈硬化を診断することのできる動脈硬化診断
装置を提供すること。 【解決手段】 デジタル出力が可能な超音波装置により
撮影した頸動脈の画像データをパーソナルコンピュータ
に取り込み、超音波の発射側から遠い側（ＦＡＲＷＡＬ
Ｌ）の管壁を示す画像の所定位置に、操作者がテンプレ
ートを移動させ、テンプレート内の画像データの輝度値
変化を測定する。そして、この測定結果から、内膜に対
応するピーク値への立ち上がり位置と、外膜に対応する
ピーク値への立ち上がり位置とを求め、これらの位置の
差分を計算することにより、内膜中膜複合厚を求める。
低価格かつ簡単な構成で、精度良く行うことのできる血
管膜厚測定装置を提供すると共に、測定データに基づい
て適切に動脈硬化を診断することのできる動脈硬化診断
装置を提供すること。 【解決手段】 デジタル出力が可能な超音波装置により
撮影した頸動脈の画像データをパーソナルコンピュータ
に取り込み、超音波の発射側から遠い側（ＦＡＲＷＡＬ
Ｌ）の管壁を示す画像の所定位置に、操作者がテンプレ
ートを移動させ、テンプレート内の画像データの輝度値
変化を測定する。そして、この測定結果から、内膜に対
応するピーク値への立ち上がり位置と、外膜に対応する
ピーク値への立ち上がり位置とを求め、これらの位置の
差分を計算することにより、内膜中膜複合厚を求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、頸動脈の血管の内
膜中膜複合厚さを測定する測定装置及びその測定結果を
用いて動脈硬化の診断を行う動脈硬化診断装置の技術分
野に属するものである。
膜中膜複合厚さを測定する測定装置及びその測定結果を
用いて動脈硬化の診断を行う動脈硬化診断装置の技術分
野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、動脈硬化の診断は、血管造影法を
用いて血管内腔の変化を検査することにより行われてい
た。しかしながら、このような方法は、患者への造影剤
の投入やＸ線撮影等を必要とするため、簡単に実施する
ことができず、診断にもある程度の時間を要していた。
用いて血管内腔の変化を検査することにより行われてい
た。しかしながら、このような方法は、患者への造影剤
の投入やＸ線撮影等を必要とするため、簡単に実施する
ことができず、診断にもある程度の時間を要していた。
【０００３】そこで、近年、頸動脈の血管の内膜中膜複
合厚さ（Intima-Media Thickness；以下、IMTと称す
る）を動脈硬化判定の指標として用いる研究が世界的に
行われている。
合厚さ（Intima-Media Thickness；以下、IMTと称す
る）を動脈硬化判定の指標として用いる研究が世界的に
行われている。
【０００４】その中でも、頸動脈を超音波装置により撮
影し、その超音波画像に基づいてIMTを測定して診断す
る方法が注目されている。
影し、その超音波画像に基づいてIMTを測定して診断す
る方法が注目されている。
【０００５】この方法によれば、頸動脈の画像の撮影を
比較的簡単に行うことができると共に、病理的に検索し
たIMTとよく相関する比較的精度の良い測定が可能であ
る。
比較的簡単に行うことができると共に、病理的に検索し
たIMTとよく相関する比較的精度の良い測定が可能であ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の方法によれば、超音波画像の測定にはノギスが用い
られていたため、熟練した医師がある程度の時間をかけ
なければ精度の良い測定を行うことができないという問
題があった。例えば、測定に慣れた医師でも、２０分〜
３０分の時間が必要である。また、この謔、に測定時間
がかかり過ぎるだけでなく、測定者の技能に応じた測定
誤差が生じるという問題もあった。
来の方法によれば、超音波画像の測定にはノギスが用い
られていたため、熟練した医師がある程度の時間をかけ
なければ精度の良い測定を行うことができないという問
題があった。例えば、測定に慣れた医師でも、２０分〜
３０分の時間が必要である。また、この謔、に測定時間
がかかり過ぎるだけでなく、測定者の技能に応じた測定
誤差が生じるという問題もあった。
【０００７】このような問題を解決するため、コンピュ
ータを用いて超音波画像を自動計測する方法が諸外国で
提案されている。しかしながら、これらの方法は、何れ
も従来の超音波装置に連結して使う方法であるため、実
際のシステムとして実現した場合には非常に高額になる
という問題があった。つまり従来の超音波装置は一般に
数千万円と高額であり、あらゆる臨床現場に容易に導入
できる金額ではない。
ータを用いて超音波画像を自動計測する方法が諸外国で
提案されている。しかしながら、これらの方法は、何れ
も従来の超音波装置に連結して使う方法であるため、実
際のシステムとして実現した場合には非常に高額になる
という問題があった。つまり従来の超音波装置は一般に
数千万円と高額であり、あらゆる臨床現場に容易に導入
できる金額ではない。
【０００８】また、一般的にコンピュータにより超音波
装置の画像を取り込むには、アナログ信号であるビデオ
出力端子が用いられる。そのため、超音波装置が画像を
デジタルデータとして読み込む場合でも、そのデータを
コンピュータ側に送るには、一度信号をアナログに変換
しなければならない。更に、コンピュータ側では、送ら
れた画像のビデオ信号をビデオキャプチャーソフト等を
用いて再度デジタルデータに変換する必要がある。従っ
て、従来の方式では、画像の劣化を招くことは避けられ
ない。従来の超音波画像の利用の仕方であれば画像の形
が主体であるためそれほど問題ない場合が多かった。し
かし0.1mmの厚さが問題になるIMTの測定の場合はできる
限り画質を落とさない事が重要である。
装置の画像を取り込むには、アナログ信号であるビデオ
出力端子が用いられる。そのため、超音波装置が画像を
デジタルデータとして読み込む場合でも、そのデータを
コンピュータ側に送るには、一度信号をアナログに変換
しなければならない。更に、コンピュータ側では、送ら
れた画像のビデオ信号をビデオキャプチャーソフト等を
用いて再度デジタルデータに変換する必要がある。従っ
て、従来の方式では、画像の劣化を招くことは避けられ
ない。従来の超音波画像の利用の仕方であれば画像の形
が主体であるためそれほど問題ない場合が多かった。し
かし0.1mmの厚さが問題になるIMTの測定の場合はできる
限り画質を落とさない事が重要である。
【０００９】その結果、従来のコンピュータを用いたIM
Tの測定システムにおいては、この画質劣化を考慮した
高度な画像処理が行われており、ソフトウェアだけでも
数百万円と高額なものになっていた。
Tの測定システムにおいては、この画質劣化を考慮した
高度な画像処理が行われており、ソフトウェアだけでも
数百万円と高額なものになっていた。
【００１０】本発明は、前記問題点に鑑みてなされたも
のであり、頸動脈超音波画像に基づくIMT測定を、比較
的低価格かつ簡単な構成で、精度良く行うことのできる
血管膜厚測定装置を提供すると共に、測定データに基づ
いて適切に動脈硬化を診断することのできる動脈硬化診
断装置を提供することを課題としている。
のであり、頸動脈超音波画像に基づくIMT測定を、比較
的低価格かつ簡単な構成で、精度良く行うことのできる
血管膜厚測定装置を提供すると共に、測定データに基づ
いて適切に動脈硬化を診断することのできる動脈硬化診
断装置を提供することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の血管膜
厚測定装置は、前記課題を解決するために、超音波によ
り撮影した画像のデータをデジタルデータとして出力す
る超音波装置と、前記超音波装置のデジタル出力を光結
合により伝送するデータ伝送装置と、前記データ伝送装
置により伝送された血管の画像データに基づいて、血管
の内膜中膜複合厚を算出するデータ解析装置であって、
前記デジタルの画像データの輝度値の移動平均値に基づ
いて基準位置を算出し、基準位置から血管の管壁部方向
に向かって所定のピクセル範囲内における輝度値の極大
値及び極小値に基づいて血管の内膜中膜複合厚を算出す
るデータ解析装置とを備えることを特徴とする。
厚測定装置は、前記課題を解決するために、超音波によ
り撮影した画像のデータをデジタルデータとして出力す
る超音波装置と、前記超音波装置のデジタル出力を光結
合により伝送するデータ伝送装置と、前記データ伝送装
置により伝送された血管の画像データに基づいて、血管
の内膜中膜複合厚を算出するデータ解析装置であって、
前記デジタルの画像データの輝度値の移動平均値に基づ
いて基準位置を算出し、基準位置から血管の管壁部方向
に向かって所定のピクセル範囲内における輝度値の極大
値及び極小値に基づいて血管の内膜中膜複合厚を算出す
るデータ解析装置とを備えることを特徴とする。
【００１２】請求項１に記載の血管膜厚測定装置によれ
ば、超音波装置により撮影した血管の画像データは、該
超音波装置からデジタルデータとして出力され、データ
伝送装置を介してデータ解析装置に伝送される。データ
解析装置においては、まず、伝送されたデジタルの画像
データの輝度値の移動平均値に基づいて基準位置が算出
される。従って、目視では判りにくい血管の管壁位置が
正確に求められる。そして、この基準位置から血管の管
壁部方向に向かって所定のピクセル範囲内における輝度
値の極大値及び極小値に基づいて、血管の内膜中膜複合
厚が算出される。従って、目視では判りにくい内膜位
置、外膜位置が正確に求められることになり、更にこれ
らの位置に基づいて血管の内膜中膜複合厚が精度良く算
出されることになる。
ば、超音波装置により撮影した血管の画像データは、該
超音波装置からデジタルデータとして出力され、データ
伝送装置を介してデータ解析装置に伝送される。データ
解析装置においては、まず、伝送されたデジタルの画像
データの輝度値の移動平均値に基づいて基準位置が算出
される。従って、目視では判りにくい血管の管壁位置が
正確に求められる。そして、この基準位置から血管の管
壁部方向に向かって所定のピクセル範囲内における輝度
値の極大値及び極小値に基づいて、血管の内膜中膜複合
厚が算出される。従って、目視では判りにくい内膜位
置、外膜位置が正確に求められることになり、更にこれ
らの位置に基づいて血管の内膜中膜複合厚が精度良く算
出されることになる。
【００１３】請求項２に記載の血管膜厚測定装置は、前
記課題を解決するために、請求項１に記載の血管膜厚測
定装置において、前記データ解析装置は、移動平均によ
る輝度値増加分が所定値を超える境界位置を低輝度超音
波反射基準位置とする基準位置算出手段と、前記低輝度
超音波反射基準位置から管壁部方向に向かって所定のピ
クセルの範囲内で、最大ピーク値とその位置を算出する
と共に、当該位置から前記基準位置に向かって第２のピ
ーク値とその位置を算出するピークデータ算出手段と、
前記第２のピーク位置から前記基準位置に向かって輝度
値の変化が減から増に転じる位置を内膜壁面位置として
算出する内膜壁面位置算出手段と、前記第２のピーク値
と最大ピーク値との間の輝度極小値の位置と、前記最大
ピーク値の位置との間に、外膜壁面位置を算出する外膜
壁面位置算出手段と、前記内膜膜壁面位置と前記外膜膜
壁面位置との差分により内膜中膜複合厚を算出する内膜
中膜複合厚算出手段とを備えることを特徴とする。
記課題を解決するために、請求項１に記載の血管膜厚測
定装置において、前記データ解析装置は、移動平均によ
る輝度値増加分が所定値を超える境界位置を低輝度超音
波反射基準位置とする基準位置算出手段と、前記低輝度
超音波反射基準位置から管壁部方向に向かって所定のピ
クセルの範囲内で、最大ピーク値とその位置を算出する
と共に、当該位置から前記基準位置に向かって第２のピ
ーク値とその位置を算出するピークデータ算出手段と、
前記第２のピーク位置から前記基準位置に向かって輝度
値の変化が減から増に転じる位置を内膜壁面位置として
算出する内膜壁面位置算出手段と、前記第２のピーク値
と最大ピーク値との間の輝度極小値の位置と、前記最大
ピーク値の位置との間に、外膜壁面位置を算出する外膜
壁面位置算出手段と、前記内膜膜壁面位置と前記外膜膜
壁面位置との差分により内膜中膜複合厚を算出する内膜
中膜複合厚算出手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】請求項２に記載の血管膜厚測定装置によれ
ば、前記データ解析装置においては、まず、基準位置算
出手段により、移動平均による輝度値増加分が所定値を
超える境界位置を低輝度超音波反射基準位置として算出
される。次に、ピークデータ算出手段により、前記低輝
度超音波反射基準位置から管壁部方向に向かって所定の
ピクセルの範囲内で、最大ピーク値とその位置が算出さ
れると共に、当該位置から前記基準位置に向かって第２
のピーク値とその位置が算出される。更に、内膜壁面位
置算出手段により、前記第２のピーク位置から前記基準
位置に向かって輝度値の変化が減から増に転じる位置が
内膜壁面位置として算出される。また、中膜壁面位置算
出手段により、前記第２のピーク値と最大ピーク値との
間の輝度極小値の位置と、前記最大ピーク値の位置との
間に、外膜壁面位置が算出される。そして、内膜中膜複
合厚算出手段により前記内膜壁面位置と前記外膜膜壁面
位置との差分により内膜中膜複合厚が算出される。従っ
て、目視では判りにくい内膜位置、及び外膜位置が正確
に求められることになり、更にこれらの位置に基づいて
血管の内膜中膜複合厚が精度良く算出されることにな
る。
ば、前記データ解析装置においては、まず、基準位置算
出手段により、移動平均による輝度値増加分が所定値を
超える境界位置を低輝度超音波反射基準位置として算出
される。次に、ピークデータ算出手段により、前記低輝
度超音波反射基準位置から管壁部方向に向かって所定の
ピクセルの範囲内で、最大ピーク値とその位置が算出さ
れると共に、当該位置から前記基準位置に向かって第２
のピーク値とその位置が算出される。更に、内膜壁面位
置算出手段により、前記第２のピーク位置から前記基準
位置に向かって輝度値の変化が減から増に転じる位置が
内膜壁面位置として算出される。また、中膜壁面位置算
出手段により、前記第２のピーク値と最大ピーク値との
間の輝度極小値の位置と、前記最大ピーク値の位置との
間に、外膜壁面位置が算出される。そして、内膜中膜複
合厚算出手段により前記内膜壁面位置と前記外膜膜壁面
位置との差分により内膜中膜複合厚が算出される。従っ
て、目視では判りにくい内膜位置、及び外膜位置が正確
に求められることになり、更にこれらの位置に基づいて
血管の内膜中膜複合厚が精度良く算出されることにな
る。
【００１５】請求項３に記載の血管膜厚測定装置は、前
記課題を解決するために、請求項１または請求項２に記
載の血管膜厚測定装置において、前記データ解析装置
は、内膜中膜複合厚を算出する内膜中膜複合厚算出手段
を備え、該内膜中膜複合厚算出手段は、血管の長手方向
の複数箇所で算出した内膜壁面位置及び外膜壁面位置の
夫々の回帰曲線を、ｎ次多項式（ｎ＝１，２，…）を用
いて算出する回帰曲線算出手段と、夫々の回帰曲線の差
分を算出する差分算出手段と、前記回帰曲線の接線曲線
を算出する接線曲線算出手段と、当該接線曲線を用いて
前記差分の接線に垂直な方向の成分を抽出する垂直成分
抽出手段と、前記差分の結果あるいは前記垂直成分の何
れかを内膜中膜複合厚の測定値として記憶する測定値記
憶手段と、記憶された測定値の中から内膜中膜複合厚の
最大値と最大値を与える位置以外の少なくとも二箇所の
平均値との平均を算出する平均値算出手段とを備えるこ
と特徴とする。
記課題を解決するために、請求項１または請求項２に記
載の血管膜厚測定装置において、前記データ解析装置
は、内膜中膜複合厚を算出する内膜中膜複合厚算出手段
を備え、該内膜中膜複合厚算出手段は、血管の長手方向
の複数箇所で算出した内膜壁面位置及び外膜壁面位置の
夫々の回帰曲線を、ｎ次多項式（ｎ＝１，２，…）を用
いて算出する回帰曲線算出手段と、夫々の回帰曲線の差
分を算出する差分算出手段と、前記回帰曲線の接線曲線
を算出する接線曲線算出手段と、当該接線曲線を用いて
前記差分の接線に垂直な方向の成分を抽出する垂直成分
抽出手段と、前記差分の結果あるいは前記垂直成分の何
れかを内膜中膜複合厚の測定値として記憶する測定値記
憶手段と、記憶された測定値の中から内膜中膜複合厚の
最大値と最大値を与える位置以外の少なくとも二箇所の
平均値との平均を算出する平均値算出手段とを備えるこ
と特徴とする。
【００１６】請求項３に記載の血管膜厚測定装置によれ
ば、回帰曲線算出手段により、ｎ次多項式（ｎ＝１，
２，…）を用いた滑らかな内膜壁面曲線及び外膜壁面曲
線が得られ、差分算出手段によりこれらの曲線の差分が
算出され、内膜中膜複合厚が算出される。また、接線曲
線算出手段により、前記回帰曲線の接線曲線が算出さ
れ、垂直方向成分抽出手段により、当該接線曲線を用い
た前記差分の接線に垂直な方向の成分、即ち、各壁面に
垂直な方向成分の内膜中膜複合厚が算出される。そし
て、測定値記憶手段により、前記差分の結果あるいは前
記垂直成分の何れかが内膜中膜複合厚の測定値として記
憶される。従って、血管の蛇行している場合でも、正確
に血管の横断軸に沿った内膜中膜複合厚を算出すること
ができる。また、平均値算出手段により、血管の長手方
向における前記測定値の最大値と、この最大値を与える
位置以外の少なくとも二箇所の平均値との、合計三箇所
の平均値が算出され、この算出値により、血管の内膜中
膜複合厚が決定されるので、ばらつきのない適切な測定
が行われ、かつノギスを用いたマニュアルに近い方法を
取ることができる。
ば、回帰曲線算出手段により、ｎ次多項式（ｎ＝１，
２，…）を用いた滑らかな内膜壁面曲線及び外膜壁面曲
線が得られ、差分算出手段によりこれらの曲線の差分が
算出され、内膜中膜複合厚が算出される。また、接線曲
線算出手段により、前記回帰曲線の接線曲線が算出さ
れ、垂直方向成分抽出手段により、当該接線曲線を用い
た前記差分の接線に垂直な方向の成分、即ち、各壁面に
垂直な方向成分の内膜中膜複合厚が算出される。そし
て、測定値記憶手段により、前記差分の結果あるいは前
記垂直成分の何れかが内膜中膜複合厚の測定値として記
憶される。従って、血管の蛇行している場合でも、正確
に血管の横断軸に沿った内膜中膜複合厚を算出すること
ができる。また、平均値算出手段により、血管の長手方
向における前記測定値の最大値と、この最大値を与える
位置以外の少なくとも二箇所の平均値との、合計三箇所
の平均値が算出され、この算出値により、血管の内膜中
膜複合厚が決定されるので、ばらつきのない適切な測定
が行われ、かつノギスを用いたマニュアルに近い方法を
取ることができる。
【００１７】請求項４に記載の血管膜厚測定装置は、前
記課題を解決するために、請求項１乃至請求項３の何れ
か一項に記載の血管膜厚測定装置において、前記血管の
画像データは、頸動脈の画像に基づくデータであり、頸
動脈側面、前側面、後ろ側面の三方向から、左右頸部に
ついて撮影した６種類の画像のデータであり、前記デー
タ解析装置は、その中の最大平均値を算出する最大平均
値算出手段を更に備えることを特徴とする。
記課題を解決するために、請求項１乃至請求項３の何れ
か一項に記載の血管膜厚測定装置において、前記血管の
画像データは、頸動脈の画像に基づくデータであり、頸
動脈側面、前側面、後ろ側面の三方向から、左右頸部に
ついて撮影した６種類の画像のデータであり、前記デー
タ解析装置は、その中の最大平均値を算出する最大平均
値算出手段を更に備えることを特徴とする。
【００１８】請求項４に記載の血管膜厚測定装置によれ
ば、前記血管の画像データとして、頸動脈側面、前側
面、後ろ側面の三方向から、左右頸部について撮影した
６種類の画像のデータが得られ、前記データ解析装置の
最大平均値算出手段により、その中の最大平均値が算出
される。従って、より一層ばらつきのない適切な測定が
行われる。
ば、前記血管の画像データとして、頸動脈側面、前側
面、後ろ側面の三方向から、左右頸部について撮影した
６種類の画像のデータが得られ、前記データ解析装置の
最大平均値算出手段により、その中の最大平均値が算出
される。従って、より一層ばらつきのない適切な測定が
行われる。
【００１９】請求項５に記載の動脈硬化診断装置は、請
求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の血管膜厚測定
装置と、該血管膜厚測定装置による測定データ及び測定
に用いた画像データを記憶する記憶装置と、該記憶装置
に記憶された複数の内膜中膜複合厚を平均値と分布σで
数段階に分ける解析装置とを備えることを特徴とする。
求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の血管膜厚測定
装置と、該血管膜厚測定装置による測定データ及び測定
に用いた画像データを記憶する記憶装置と、該記憶装置
に記憶された複数の内膜中膜複合厚を平均値と分布σで
数段階に分ける解析装置とを備えることを特徴とする。
【００２０】請求項５に記載の動脈硬化診断装置によれ
ば、前記血管膜厚測定装置により測定されたデータ及び
測定に用いた画像データは、記憶装置に記憶され、解析
装置により、該記憶装置に記憶された複数の内膜中膜複
合厚が、平均値と分布σで数段階に分けられる。従っ
て、臨床データに基づく適切な動脈硬化の診断が行われ
ることになる。
ば、前記血管膜厚測定装置により測定されたデータ及び
測定に用いた画像データは、記憶装置に記憶され、解析
装置により、該記憶装置に記憶された複数の内膜中膜複
合厚が、平均値と分布σで数段階に分けられる。従っ
て、臨床データに基づく適切な動脈硬化の診断が行われ
ることになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００２２】（システム構成）図１は、本実施形態にお
ける頸動脈の血管の内膜中膜複合厚さ（Intima-MediaTh
ickness；以下、IMTと称する）を測定する測定システム
の構成図である。図１に示すように、本システムの小型
リニア型超音波装置１は、パーソナルコンピュータ程度
の大きさを有している。超音波プローブの周波数は高い
程距離の分解能が増してくるが、あまり高過ぎると減衰
が大きく深部にまで達することができない。そこで、頸
動脈の位置を考慮して、この超音波装置１においては、
７．５ＭＨｚ〜１０ＭＨｚのリニアプローブ２を使用し
た。また、距離分解能は、プローブ周波数波長の１／２
が論理的限界値であるため、音速を１，５００ｍ／ｓと
すればほぼ０．１ｍｍまで測定することができる。
ける頸動脈の血管の内膜中膜複合厚さ（Intima-MediaTh
ickness；以下、IMTと称する）を測定する測定システム
の構成図である。図１に示すように、本システムの小型
リニア型超音波装置１は、パーソナルコンピュータ程度
の大きさを有している。超音波プローブの周波数は高い
程距離の分解能が増してくるが、あまり高過ぎると減衰
が大きく深部にまで達することができない。そこで、頸
動脈の位置を考慮して、この超音波装置１においては、
７．５ＭＨｚ〜１０ＭＨｚのリニアプローブ２を使用し
た。また、距離分解能は、プローブ周波数波長の１／２
が論理的限界値であるため、音速を１，５００ｍ／ｓと
すればほぼ０．１ｍｍまで測定することができる。
【００２３】また、この超音波装置１には、フォトアイ
ソレータ３によりフォトアイソレーションされたデジタ
ル出力ボード４が取り付けられる。このボード４によ
り、前記プローブ２によりデジタルデータとして読み込
む画像を、デジタルデータのまま出力することができ
る。更に、超音波装置１と後述するパーソナルコンピュ
ータ５とがフォトアイソレーションされていることによ
り、医療用としての安全性が確保されている。
ソレータ３によりフォトアイソレーションされたデジタ
ル出力ボード４が取り付けられる。このボード４によ
り、前記プローブ２によりデジタルデータとして読み込
む画像を、デジタルデータのまま出力することができ
る。更に、超音波装置１と後述するパーソナルコンピュ
ータ５とがフォトアイソレーションされていることによ
り、医療用としての安全性が確保されている。
【００２４】パーソナルコンピュータ５は、Ｗｉｎｄｏ
ｗｓ９５等のＯＳにより動作する汎用のパーソナルコン
ピュータであり、画像処理を行うために十分なメモリが
搭載されている。また、パーソナルコンピュータ５には
ハードディスクが備えられており、ハードディスクに
は、IMT計測ソフトウェア、評価診断ソフトウェア、デ
ータベースソフトウェア、プリントアウトソフトウェ
ア、及びデジタル画像取り込みソフトウェアがインスト
ゥールされている。
ｗｓ９５等のＯＳにより動作する汎用のパーソナルコン
ピュータであり、画像処理を行うために十分なメモリが
搭載されている。また、パーソナルコンピュータ５には
ハードディスクが備えられており、ハードディスクに
は、IMT計測ソフトウェア、評価診断ソフトウェア、デ
ータベースソフトウェア、プリントアウトソフトウェ
ア、及びデジタル画像取り込みソフトウェアがインスト
ゥールされている。
【００２５】また、パーソナルコンピュータ５には、Ｐ
ＣＩバスが装備されており、このＰＣＩバスには、デジ
タル入力ボード６が装着される。このデジタル入力ボー
ド６は、接続ケーブル７及びフォトアイソレータ３を介
して前記超音波装置１のデジタル出力ボード４と接続さ
れており、デジタル出力ボード４から出力されるデータ
を入力する。このデータは、パーソナルコンピュータ５
のメモリ部に格納される。なお、本システムにおいて
は、オプションとしてプリンター８をパーソナルコンピ
ュータ５に接続するようにしても良い。このように構成
すれば、測定結果をプリントアウトすることができる。
ＣＩバスが装備されており、このＰＣＩバスには、デジ
タル入力ボード６が装着される。このデジタル入力ボー
ド６は、接続ケーブル７及びフォトアイソレータ３を介
して前記超音波装置１のデジタル出力ボード４と接続さ
れており、デジタル出力ボード４から出力されるデータ
を入力する。このデータは、パーソナルコンピュータ５
のメモリ部に格納される。なお、本システムにおいて
は、オプションとしてプリンター８をパーソナルコンピ
ュータ５に接続するようにしても良い。このように構成
すれば、測定結果をプリントアウトすることができる。
【００２６】（IMT測定の原理）次に、以上のようなシ
ステムを用いて行うIMT計測の原理について説明する。
ステムを用いて行うIMT計測の原理について説明する。
【００２７】動脈は図２に示すように、内部から内膜、
中膜、外膜と３層に分かれており、病変により内膜また
は中膜の肥大が生じることが知られている。例えば、図
３に示すように、動脈硬化症においては内膜が肥大し、
高血圧症においては中膜が肥大する。従って、内膜また
は中膜の厚さを測定することにより、それぞれの症状を
診断することができる。
中膜、外膜と３層に分かれており、病変により内膜また
は中膜の肥大が生じることが知られている。例えば、図
３に示すように、動脈硬化症においては内膜が肥大し、
高血圧症においては中膜が肥大する。従って、内膜また
は中膜の厚さを測定することにより、それぞれの症状を
診断することができる。
【００２８】測定の対象には頸動脈を用いる。皮膚下２
−３ｃｍにある頸動脈は管径が５ｍｍ程あり、超音波画
像が容易に捕らえやすい位置にあるためである。また、
頸動脈は、図４に示すように、総頸動脈が首の近くで内
頸動脈と外頸動脈に分かれる。IMTの計測では、この内
外頸動脈の分岐部から総頸動脈へ向かってプローブ２を
当て縦断的に測定を行う。
−３ｃｍにある頸動脈は管径が５ｍｍ程あり、超音波画
像が容易に捕らえやすい位置にあるためである。また、
頸動脈は、図４に示すように、総頸動脈が首の近くで内
頸動脈と外頸動脈に分かれる。IMTの計測では、この内
外頸動脈の分岐部から総頸動脈へ向かってプローブ２を
当て縦断的に測定を行う。
【００２９】プローブ２を用いて総頸動脈に超音波を発
射すると、超音波は、組織の密度変化がある部位で反射
されてくるため、内膜の部位、また外膜の部位でより強
く反射される。図５（Ａ）にこのような超音波画像の例
を示す。図５（Ｂ）は理解を容易にするために図５
（Ａ）の画像をイラスト化した図である。図５（Ａ）に
示すように、超音波装置１のディスプレイには、超音波
画像で反射が強い部位は画面上では輝度が高く表され
る。従って、血管を横断する方向でこの輝度変化を測定
すれば、内膜と中膜の厚さを測定することができる。
射すると、超音波は、組織の密度変化がある部位で反射
されてくるため、内膜の部位、また外膜の部位でより強
く反射される。図５（Ａ）にこのような超音波画像の例
を示す。図５（Ｂ）は理解を容易にするために図５
（Ａ）の画像をイラスト化した図である。図５（Ａ）に
示すように、超音波装置１のディスプレイには、超音波
画像で反射が強い部位は画面上では輝度が高く表され
る。従って、血管を横断する方向でこの輝度変化を測定
すれば、内膜と中膜の厚さを測定することができる。
【００３０】しかしながら、輝度変化を目視で測定し、
この測定結果から内膜と中膜の厚さを０．１ｍｍの精度
で求めるのは極めて困難な作業である。特に、血管は直
管形状ではなく、微妙に蛇行した形状を有しているた
め、血管の壁面に対して垂直な方向を目視によって見極
めることは困難であり、精度の良い測定を行うことはで
きない。
この測定結果から内膜と中膜の厚さを０．１ｍｍの精度
で求めるのは極めて困難な作業である。特に、血管は直
管形状ではなく、微妙に蛇行した形状を有しているた
め、血管の壁面に対して垂直な方向を目視によって見極
めることは困難であり、精度の良い測定を行うことはで
きない。
【００３１】そこで、本実施形態においては、超音波装
置１によりデジタルデータとして読み取った画像データ
を、デジタルデータのままパーソナルコンピュータ５に
取り込み、輝度値のピーク値を数値解析により求めて前
記輝度変化の測定を行うようにした。更に、前記輝度変
化の測定結果に基づき、血管の径方向における内膜と外
膜の壁面位置を、血管の長手方向の複数位置で求め、血
管の長手方向位置の関数として表される内膜と外膜の壁
面位置の回帰曲線の接線を求めることにより、血管の壁
面に対して垂直な方向にて精度良く内膜と中膜の厚さを
測定するように構成した。以下、本実施形態におけるIM
T測定の原理を、内膜と外膜の壁面位置の算出工程と、
内膜と外膜の壁面位置の回帰曲線を用いたIMTの算出工
程とに分けて説明する。
置１によりデジタルデータとして読み取った画像データ
を、デジタルデータのままパーソナルコンピュータ５に
取り込み、輝度値のピーク値を数値解析により求めて前
記輝度変化の測定を行うようにした。更に、前記輝度変
化の測定結果に基づき、血管の径方向における内膜と外
膜の壁面位置を、血管の長手方向の複数位置で求め、血
管の長手方向位置の関数として表される内膜と外膜の壁
面位置の回帰曲線の接線を求めることにより、血管の壁
面に対して垂直な方向にて精度良く内膜と中膜の厚さを
測定するように構成した。以下、本実施形態におけるIM
T測定の原理を、内膜と外膜の壁面位置の算出工程と、
内膜と外膜の壁面位置の回帰曲線を用いたIMTの算出工
程とに分けて説明する。
【００３２】［内膜と外膜の壁面位置の算出工程］図５
（Ａ），（Ｂ）に示すようにプローブ２を皮膚に当てる
と、超音波発射側の管壁（図５（Ａ），（Ｂ）において
ＮＥＡＲ ＷＡＬＬと記す）と、超音波の発射側から遠
い側の管壁（図５（Ａ），（Ｂ）においてＦＡＲ ＷＡ
ＬＬと記す）の双方が観察される。しかし、超音波発射
側の管壁は、超音波の多重反射等の影響で、画像がはっ
きりしない場合が多いため、本実施形態では、超音波の
発射側から遠い側の管壁をIMTの計測部位としている。
（Ａ），（Ｂ）に示すようにプローブ２を皮膚に当てる
と、超音波発射側の管壁（図５（Ａ），（Ｂ）において
ＮＥＡＲ ＷＡＬＬと記す）と、超音波の発射側から遠
い側の管壁（図５（Ａ），（Ｂ）においてＦＡＲ ＷＡ
ＬＬと記す）の双方が観察される。しかし、超音波発射
側の管壁は、超音波の多重反射等の影響で、画像がはっ
きりしない場合が多いため、本実施形態では、超音波の
発射側から遠い側の管壁をIMTの計測部位としている。
【００３３】図６（Ａ），（Ｂ）に超音波の発射側から
遠い側における管壁の画像の一例を示す。図６（Ａ）の
画像は、超音波装置１により読み取った画像をデジタル
データとしてパーソナルコンピュータ５に入力し、パー
ソナルコンピュータ５のディスプレイに表示させた画像
である。また、図６（Ｂ）では、理解を容易にするため
に、図６（Ａ）の画像をイラスト化して描いている。
遠い側における管壁の画像の一例を示す。図６（Ａ）の
画像は、超音波装置１により読み取った画像をデジタル
データとしてパーソナルコンピュータ５に入力し、パー
ソナルコンピュータ５のディスプレイに表示させた画像
である。また、図６（Ｂ）では、理解を容易にするため
に、図６（Ａ）の画像をイラスト化して描いている。
【００３４】内膜と中膜の厚さを測定するためには、内
膜の血管中心側の内壁位置、内膜と中膜との境界（内膜
の外壁または中膜の内壁）位置、及び中膜と外膜との境
界（中膜の外壁または外膜の内壁）位置の夫々が明らか
になれば良い。しかしながら、内膜と中膜の組織密度の
変化はそれ程大きくないため、超音波画像からは内膜と
中膜の境界位置を特定することはできない。そこで、本
実施形態では、内膜の内壁位置と、外膜の内壁位置の差
分により、内膜と中膜との複合厚であるIMTの測定を行
うようにした。
膜の血管中心側の内壁位置、内膜と中膜との境界（内膜
の外壁または中膜の内壁）位置、及び中膜と外膜との境
界（中膜の外壁または外膜の内壁）位置の夫々が明らか
になれば良い。しかしながら、内膜と中膜の組織密度の
変化はそれ程大きくないため、超音波画像からは内膜と
中膜の境界位置を特定することはできない。そこで、本
実施形態では、内膜の内壁位置と、外膜の内壁位置の差
分により、内膜と中膜との複合厚であるIMTの測定を行
うようにした。
【００３５】測定に用いる領域は、測定者が任意に選択
する構成とする。例えば、測定者がパーソナルコンピュ
ータ５のマウスを用いて、パーソナルコンピュータ５の
ディスプレイ上のテンプレートと呼ばれるマークを図６
（Ｂ）のように所望の位置に移動させ、クリックを行う
ことにより測定位置を特定させる。
する構成とする。例えば、測定者がパーソナルコンピュ
ータ５のマウスを用いて、パーソナルコンピュータ５の
ディスプレイ上のテンプレートと呼ばれるマークを図６
（Ｂ）のように所望の位置に移動させ、クリックを行う
ことにより測定位置を特定させる。
【００３６】そして、このテンプレートにより切り出さ
れる領域の画像データに基づいて、血管の径方向におけ
る輝度値の変化を測定する。図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）
に示すテンプレートにより切り出される画像データを模
式的に示した図であり、測定においては、図６（Ｃ）に
示すように、血管の径方向をＸ軸方向、血管の長手方向
をＺ軸方向として、画像データを取り扱う。画像データ
の大きさは、テンプレートの大きさによって異なり、例
えば、テンプレートがＸ軸方向にｍピクセル、Ｚ軸方向
にｎピクセルの大きさを有しているとすれば、ｍ×ｎピ
クセル分の画像データが得られる。測定は、図６（Ｃ）
に座標値Ｚ１で示されるＺ軸方向の第１ピクセル行か
ら、座標値Ｚｎで示される第ｎピクセル行まで、１ピク
セル行毎に行われる。そして、Ｚ軸方向の各ピクセル行
毎に、Ｘ軸方向には図６（Ｃ）に座標値Ｘ１で示される
第１ピクセル列から、座標値Ｘｍで示される第ｍピクセ
ル列までの合計ｍピクセル分の画像データについて輝度
値の変化が測定される。
れる領域の画像データに基づいて、血管の径方向におけ
る輝度値の変化を測定する。図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）
に示すテンプレートにより切り出される画像データを模
式的に示した図であり、測定においては、図６（Ｃ）に
示すように、血管の径方向をＸ軸方向、血管の長手方向
をＺ軸方向として、画像データを取り扱う。画像データ
の大きさは、テンプレートの大きさによって異なり、例
えば、テンプレートがＸ軸方向にｍピクセル、Ｚ軸方向
にｎピクセルの大きさを有しているとすれば、ｍ×ｎピ
クセル分の画像データが得られる。測定は、図６（Ｃ）
に座標値Ｚ１で示されるＺ軸方向の第１ピクセル行か
ら、座標値Ｚｎで示される第ｎピクセル行まで、１ピク
セル行毎に行われる。そして、Ｚ軸方向の各ピクセル行
毎に、Ｘ軸方向には図６（Ｃ）に座標値Ｘ１で示される
第１ピクセル列から、座標値Ｘｍで示される第ｍピクセ
ル列までの合計ｍピクセル分の画像データについて輝度
値の変化が測定される。
【００３７】このようにして測定した結果の一例を図６
（Ｄ）に示す。図６（Ｄ）は、図６（Ｃ）において座標
値Ｚａで示される第ａピクセル行のＸ軸方向におけるｍ
ピクセル分の画像データについての輝度値の測定結果で
ある。なお、図６（Ｄ）においては、輝度値の変化をＹ
軸方向に表している。図６（Ｄ）に示すように、輝度値
にはいくつかのピークがあるが、組織密度の最も高い外
膜の位置で最大のピーク値が得られ、その次に組織密度
の高い内膜の位置で２番目のピーク置が得られる。そし
て、これらのピーク値への立ち上がりの位置が、夫々の
膜の内壁位置であると考えられる。そこで、本実施形態
では、外膜位置を示す最大のピーク値への立ち上がり位
置を外膜の内壁位置とし、内膜位置を示す２番目のピー
ク値への立ち上がり位置を内膜の内壁位置とした。
（Ｄ）に示す。図６（Ｄ）は、図６（Ｃ）において座標
値Ｚａで示される第ａピクセル行のＸ軸方向におけるｍ
ピクセル分の画像データについての輝度値の測定結果で
ある。なお、図６（Ｄ）においては、輝度値の変化をＹ
軸方向に表している。図６（Ｄ）に示すように、輝度値
にはいくつかのピークがあるが、組織密度の最も高い外
膜の位置で最大のピーク値が得られ、その次に組織密度
の高い内膜の位置で２番目のピーク置が得られる。そし
て、これらのピーク値への立ち上がりの位置が、夫々の
膜の内壁位置であると考えられる。そこで、本実施形態
では、外膜位置を示す最大のピーク値への立ち上がり位
置を外膜の内壁位置とし、内膜位置を示す２番目のピー
ク値への立ち上がり位置を内膜の内壁位置とした。
【００３８】次に、内膜の内壁位置と外膜の内壁位置を
求める具体的なアルゴリズムを図７のフローチャート、
図８及び図９のグラフに基づいて説明する。なお、図８
及び図９は、横軸を測定開始位置からのＸ軸方向のピク
セル列位置、縦軸を画像輝度値とし、各ピクセル列位置
における画像の輝度値を示すポイントを直線で結んでい
る。また、図８及び図９（Ａ）〜図９（Ｅ）において
は、Ｙ軸は輝度値を表している。
求める具体的なアルゴリズムを図７のフローチャート、
図８及び図９のグラフに基づいて説明する。なお、図８
及び図９は、横軸を測定開始位置からのＸ軸方向のピク
セル列位置、縦軸を画像輝度値とし、各ピクセル列位置
における画像の輝度値を示すポイントを直線で結んでい
る。また、図８及び図９（Ａ）〜図９（Ｅ）において
は、Ｙ軸は輝度値を表している。
【００３９】測定処理を行うには、例えば、テンプレー
トを所望の位置に移動させ、クリックを行って測定位置
を特定すると共に、コマンドメニュー等から測定開始を
選択してクリックする。これにより測定処理が開始さ
れ、このテンプレート内におけるＺ軸方向の第１ピクセ
ル行について、Ｘ軸方向の第１から第ｍピクセル列のｍ
ピクセル分の画像データが取り出される。図８は、この
ようにして取り出された画像データの輝度値をプロット
し、グラフ化したものである。但し、図８においては、
理解を容易にするために、プロットした点と直線とをず
らして描いてある。また、一例としてＸ軸方向に５０ピ
クセル分のデータを取り出した場合について示してあ
る。
トを所望の位置に移動させ、クリックを行って測定位置
を特定すると共に、コマンドメニュー等から測定開始を
選択してクリックする。これにより測定処理が開始さ
れ、このテンプレート内におけるＺ軸方向の第１ピクセ
ル行について、Ｘ軸方向の第１から第ｍピクセル列のｍ
ピクセル分の画像データが取り出される。図８は、この
ようにして取り出された画像データの輝度値をプロット
し、グラフ化したものである。但し、図８においては、
理解を容易にするために、プロットした点と直線とをず
らして描いてある。また、一例としてＸ軸方向に５０ピ
クセル分のデータを取り出した場合について示してあ
る。
【００４０】次に、測定開始位置（図６（Ｃ）における
座標値Ｘ１で表される第１ピクセル列）から、２０ピク
セル間隔で画像輝度値の移動平均値を求めると共に、最
新の平均値と前回の平均値との差分Δを求める（ステッ
プＳ１）。そして、この差分が所定値ｄｙ以上であるか
否かを判定し（ステップＳ２）、所定値ｄｙ未満ならば
（ステップＳ２；Ｎｏ）、次の２０ピクセルについて移
動平均と前記差分の算出を行う（ステップＳ１）。しか
し、前記差分が、図９（Ａ）に示すように、所定値ｄｙ
以上となった場合には（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、前回
の移動平均値を低輝度のベースＢとして記憶し、今回の
移動平均値を求めたピクセルの先頭位置を、ベース位置
ＢＸとして記憶する（ステップＳ３）。
座標値Ｘ１で表される第１ピクセル列）から、２０ピク
セル間隔で画像輝度値の移動平均値を求めると共に、最
新の平均値と前回の平均値との差分Δを求める（ステッ
プＳ１）。そして、この差分が所定値ｄｙ以上であるか
否かを判定し（ステップＳ２）、所定値ｄｙ未満ならば
（ステップＳ２；Ｎｏ）、次の２０ピクセルについて移
動平均と前記差分の算出を行う（ステップＳ１）。しか
し、前記差分が、図９（Ａ）に示すように、所定値ｄｙ
以上となった場合には（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、前回
の移動平均値を低輝度のベースＢとして記憶し、今回の
移動平均値を求めたピクセルの先頭位置を、ベース位置
ＢＸとして記憶する（ステップＳ３）。
【００４１】次に、管壁位置ＢＸから３０ピクセル以内
で、順次各ピクセルの輝度値を比較しつつ、図９（Ａ）
及び図９（Ｂ）に示すような輝度値の最大ピーク値ＭＰ
Ｙと、その時のピクセル位置をＭＰＸを求める（ステッ
プＳ４）。この最大ピーク値ＭＰＹは、外膜からの反射
によって得られる輝度値であり、その位置ＭＰＸは外膜
の位置を示している。
で、順次各ピクセルの輝度値を比較しつつ、図９（Ａ）
及び図９（Ｂ）に示すような輝度値の最大ピーク値ＭＰ
Ｙと、その時のピクセル位置をＭＰＸを求める（ステッ
プＳ４）。この最大ピーク値ＭＰＹは、外膜からの反射
によって得られる輝度値であり、その位置ＭＰＸは外膜
の位置を示している。
【００４２】このピーク値ＭＰＹとピーク位置ＭＰＸを
求めた後は、今度は逆向きにピーク位置ＭＰＸからベー
ス位置ＢＸに向かって、図９（Ｂ）に示すようなピーク
値ＩＰＹとピーク位置ＩＰＸを求める（ステップＳ
５）。このピーク値ＩＰＹは内膜からの反射によって得
られる輝度値であり、その位置ＩＰＸは内膜の位置であ
る。以上のような検出処理をベース位置ＢＸまで続け
る。
求めた後は、今度は逆向きにピーク位置ＭＰＸからベー
ス位置ＢＸに向かって、図９（Ｂ）に示すようなピーク
値ＩＰＹとピーク位置ＩＰＸを求める（ステップＳ
５）。このピーク値ＩＰＹは内膜からの反射によって得
られる輝度値であり、その位置ＩＰＸは内膜の位置であ
る。以上のような検出処理をベース位置ＢＸまで続け
る。
【００４３】但し、画像にノイズがある場合等には、図
９（Ｅ）に示すように内膜に対するピーク値ＩＰＹが求
められてない場合がある。そこで、ベース位置ＢＸまで
の前記検出処理が完了した後に、ピーク値ＩＰＹが求め
られたか否かを判定し（ステップＳ６）、求められなか
った場合には測定不可能として次のピクセル行の処理に
移行する（ステップＳ６；Ｙｅｓ〜ステップＳ１０）。
また、ピーク値ＩＰＹが求められた場合であっても、図
９（Ｄ）に示すように、ピーク値ＩＰＹが複数求められ
ることがある。このような場合には、ベース位置ＢＸか
ら数えて１つ目のピーク値が内膜に対するピーク値であ
り、２つ目のピーク値が外膜に対するピーク値である。
そこで、必要に応じて前記ピーク値ＩＰＹ及びピーク値
ＭＰＹと各ピクセル位置ＩＰＸ及びＭＰＸを修正する
（ステップＳ７）。
９（Ｅ）に示すように内膜に対するピーク値ＩＰＹが求
められてない場合がある。そこで、ベース位置ＢＸまで
の前記検出処理が完了した後に、ピーク値ＩＰＹが求め
られたか否かを判定し（ステップＳ６）、求められなか
った場合には測定不可能として次のピクセル行の処理に
移行する（ステップＳ６；Ｙｅｓ〜ステップＳ１０）。
また、ピーク値ＩＰＹが求められた場合であっても、図
９（Ｄ）に示すように、ピーク値ＩＰＹが複数求められ
ることがある。このような場合には、ベース位置ＢＸか
ら数えて１つ目のピーク値が内膜に対するピーク値であ
り、２つ目のピーク値が外膜に対するピーク値である。
そこで、必要に応じて前記ピーク値ＩＰＹ及びピーク値
ＭＰＹと各ピクセル位置ＩＰＸ及びＭＰＸを修正する
（ステップＳ７）。
【００４４】次に、内膜の位置ＩＰＸからベース位置Ｂ
Ｘに向かって輝度値が減から増に転じる位置、或いは減
少分がｄＩ以下になった時点の位置を図９（Ｂ）に示す
ようにＩＸとする（ステップＳ８）。つまり、この位置
ＩＸは、上述した内膜の立ち上がり位置であり、内膜の
内壁位置と考えられる位置である。本発明では、このよ
うにして輝度値の変化に基づいて正確に内膜の内壁位置
ＩＸを求めることができるので、目視による場合に比べ
てIMTを精度良く測定することができる。
Ｘに向かって輝度値が減から増に転じる位置、或いは減
少分がｄＩ以下になった時点の位置を図９（Ｂ）に示す
ようにＩＸとする（ステップＳ８）。つまり、この位置
ＩＸは、上述した内膜の立ち上がり位置であり、内膜の
内壁位置と考えられる位置である。本発明では、このよ
うにして輝度値の変化に基づいて正確に内膜の内壁位置
ＩＸを求めることができるので、目視による場合に比べ
てIMTを精度良く測定することができる。
【００４５】次に、外膜の内壁位置、即ち前記外膜に対
するピーク値ＭＰＹへの立ち上がり位置の算出を行う。
中膜から外膜への組織密度の変化は、内膜から中膜への
組織密度の変化程ではないにせよ、大きなものではない
ため、前記外膜に対するピーク値ＭＰＹへの立ち上がり
位置を算出するのは容易ではない。特に、本実施形態の
ように距離分解能０．１ｍｍを実現するにはデータの解
像度が重要であるが、非常に解像度の高い高価な超音波
装置に比べて、本実施形態の装置は解析の対象となるデ
ータの解像度が悪く、組織密度の変化が大きくない中膜
と外膜との境界位置を求めるのは困難である。
するピーク値ＭＰＹへの立ち上がり位置の算出を行う。
中膜から外膜への組織密度の変化は、内膜から中膜への
組織密度の変化程ではないにせよ、大きなものではない
ため、前記外膜に対するピーク値ＭＰＹへの立ち上がり
位置を算出するのは容易ではない。特に、本実施形態の
ように距離分解能０．１ｍｍを実現するにはデータの解
像度が重要であるが、非常に解像度の高い高価な超音波
装置に比べて、本実施形態の装置は解析の対象となるデ
ータの解像度が悪く、組織密度の変化が大きくない中膜
と外膜との境界位置を求めるのは困難である。
【００４６】そこで、本実施形態においては、図９
（Ｃ）に示すように、ＭＰＸとＩＰＸの間にある最小値
をminYとし、そのピクセル位置をＭＸとする。そして、
（ＭＰＸ−ＭＸ）／２＋ＭＸを位置ＭＸ２とし（ステッ
プＳ９）、この位置ＭＸ２を上述した外膜の立ち上がり
位置、即ち外膜の内壁位置とした。この数式による外膜
の内壁位置の算出方法は、複数のデータについて、従来
の高価な超音波装置の撮影データと、本発明の安価な超
音波装置の撮影データとを比較検討した結果、経験的に
得られたものである。実験の結果、この方法によって、
実用的に問題のない精度で外膜の内壁位置を求められる
ことが確認された。但し、本発明における外膜の立ち上
がり位置の算出方法は、この数式によるものに限られる
訳ではなく、例えば、前記minYとＭＰＹとの間のいくつ
かのデータ毎に最小二乗法を適用して算出する方法を用
いても良い。
（Ｃ）に示すように、ＭＰＸとＩＰＸの間にある最小値
をminYとし、そのピクセル位置をＭＸとする。そして、
（ＭＰＸ−ＭＸ）／２＋ＭＸを位置ＭＸ２とし（ステッ
プＳ９）、この位置ＭＸ２を上述した外膜の立ち上がり
位置、即ち外膜の内壁位置とした。この数式による外膜
の内壁位置の算出方法は、複数のデータについて、従来
の高価な超音波装置の撮影データと、本発明の安価な超
音波装置の撮影データとを比較検討した結果、経験的に
得られたものである。実験の結果、この方法によって、
実用的に問題のない精度で外膜の内壁位置を求められる
ことが確認された。但し、本発明における外膜の立ち上
がり位置の算出方法は、この数式によるものに限られる
訳ではなく、例えば、前記minYとＭＰＹとの間のいくつ
かのデータ毎に最小二乗法を適用して算出する方法を用
いても良い。
【００４７】そして、このようにして外膜の内壁位置Ｍ
Ｘ２を算出した後は、測定対象となるピクセル行をＺ軸
方向に１ピクセル行だけ加算し（ステップＳ１０）、テ
ンプレート内の全ピクセル行について、内膜の内壁位置
ＩＸと外膜の内壁位置ＭＸ２を測定するまで上述した処
理を繰り返す（ステップＳ１１；ＮＯ〜ステップＳ
１）。
Ｘ２を算出した後は、測定対象となるピクセル行をＺ軸
方向に１ピクセル行だけ加算し（ステップＳ１０）、テ
ンプレート内の全ピクセル行について、内膜の内壁位置
ＩＸと外膜の内壁位置ＭＸ２を測定するまで上述した処
理を繰り返す（ステップＳ１１；ＮＯ〜ステップＳ
１）。
【００４８】［内膜と外膜の壁面位置の回帰曲線を用い
たIMTの算出工程］次に、以上のようにして求めた内膜
の内壁位置ＩＸと外膜の内壁位置ＭＸ２のデータに基づ
いて、IMTの算出を行う工程について説明する。
たIMTの算出工程］次に、以上のようにして求めた内膜
の内壁位置ＩＸと外膜の内壁位置ＭＸ２のデータに基づ
いて、IMTの算出を行う工程について説明する。
【００４９】IMTは、単に内膜の内壁位置のデータと外
膜の内壁位置のデータとの差分を計算することによって
も求めることができるが、距離分解能０．１ｍｍを実現
するには出来るだけ誤差が少なくなるように計算しなけ
ればならない。
膜の内壁位置のデータとの差分を計算することによって
も求めることができるが、距離分解能０．１ｍｍを実現
するには出来るだけ誤差が少なくなるように計算しなけ
ればならない。
【００５０】そこで、本実施形態においては、内膜の内
壁位置と外膜の内壁位置のＺ軸方向に対する変化を、所
定のピクセル範囲毎に夫々回帰曲線fi(Ｚ),fe(Ｚ)で表
し、このピクセル範囲を示すＺ軸上の各座標点（例え
ば、Ｚ０〜Ｚｃ）の夫々に対する回帰曲線上の点［fi
(Ｚ０)〜fi(Ｚｃ)あるいはfe(Ｚ０)〜fe(Ｚｃ)］の差分
の差分によりIMTを算出するように構成した。
壁位置と外膜の内壁位置のＺ軸方向に対する変化を、所
定のピクセル範囲毎に夫々回帰曲線fi(Ｚ),fe(Ｚ)で表
し、このピクセル範囲を示すＺ軸上の各座標点（例え
ば、Ｚ０〜Ｚｃ）の夫々に対する回帰曲線上の点［fi
(Ｚ０)〜fi(Ｚｃ)あるいはfe(Ｚ０)〜fe(Ｚｃ)］の差分
の差分によりIMTを算出するように構成した。
【００５１】また、内膜及び外膜が、図１０のように血
管の長手方向に対して蛇行している場合には、単に回帰
曲線の差分を計算しただけでは、膜壁に対して垂直な方
向でIMTを求めることができない。
管の長手方向に対して蛇行している場合には、単に回帰
曲線の差分を計算しただけでは、膜壁に対して垂直な方
向でIMTを求めることができない。
【００５２】そこで、本実施形態においては、より一層
測定精度を向上させるために、前記回帰曲線の各点にお
ける接線を求め、接線のＺ軸に対する傾きがゼロでない
場合には、先に算出したIMTのうち、接線に垂直な方向
の成分を最終的なIMTとして採用するように構成した。
測定精度を向上させるために、前記回帰曲線の各点にお
ける接線を求め、接線のＺ軸に対する傾きがゼロでない
場合には、先に算出したIMTのうち、接線に垂直な方向
の成分を最終的なIMTとして採用するように構成した。
【００５３】以下、夫々具体的に説明する。まず、本実
施形態で用いる回帰曲線は３次多項式である。本発明者
は、実際に求めた内膜の内壁位置ＩＸと外膜の内壁位置
ＭＸ２のデータに基づいて、１次から次数を上げながら
検討した結果、３次多項式を用いた場合に最も滑らかに
内膜の内壁位置と外膜の内壁位置の変化を表すことがで
きることを見い出した。
施形態で用いる回帰曲線は３次多項式である。本発明者
は、実際に求めた内膜の内壁位置ＩＸと外膜の内壁位置
ＭＸ２のデータに基づいて、１次から次数を上げながら
検討した結果、３次多項式を用いた場合に最も滑らかに
内膜の内壁位置と外膜の内壁位置の変化を表すことがで
きることを見い出した。
【００５４】そこで、本実施形態においては、所定のピ
クセル範囲毎、例えばＺ軸方向に６４ピクセル列の範囲
毎に回帰式を求めることとし、この６４ピクセル列に隣
接してＺ軸のマイナス方向にとった３２ピクセル列と、
プラス方向にとった３２ピクセル列とを含めた全１２８
ピクセル列の範囲のデータに基づいて、３次多項式fe=b
0+b1Z+b2Z2+b3Z3、及びfi=a0+a1Z+a2Z2+a3Z3における各
係数（b0,b1,b2,b3及びa0,a1,a2,a3）を求めた。各係数
の算出は、最小二乗法を３次多項式に適用し、特性方程
式である連立一次方程式（未知数であるb0,b1,b2,b3及
びa0,a1,a2,a3に対応した４連の連立一次方程式）を導
き、特性方程式の逆行列を、一般に掃き出し法と呼ばれ
るアルゴリズムで求める方法を採用した。また、このよ
うにして求めた３次多項式にＺ軸方向の位置データを代
入して内膜または外膜の内壁位置を算出し、この算出結
果と、図７においてステップＳ１１までの工程で求めた
内膜の内壁位置ＩＸと外膜の内壁位置ＭＸ２のデータと
の残差を評価し、残差が最小となるように回帰曲線を決
定する。
クセル範囲毎、例えばＺ軸方向に６４ピクセル列の範囲
毎に回帰式を求めることとし、この６４ピクセル列に隣
接してＺ軸のマイナス方向にとった３２ピクセル列と、
プラス方向にとった３２ピクセル列とを含めた全１２８
ピクセル列の範囲のデータに基づいて、３次多項式fe=b
0+b1Z+b2Z2+b3Z3、及びfi=a0+a1Z+a2Z2+a3Z3における各
係数（b0,b1,b2,b3及びa0,a1,a2,a3）を求めた。各係数
の算出は、最小二乗法を３次多項式に適用し、特性方程
式である連立一次方程式（未知数であるb0,b1,b2,b3及
びa0,a1,a2,a3に対応した４連の連立一次方程式）を導
き、特性方程式の逆行列を、一般に掃き出し法と呼ばれ
るアルゴリズムで求める方法を採用した。また、このよ
うにして求めた３次多項式にＺ軸方向の位置データを代
入して内膜または外膜の内壁位置を算出し、この算出結
果と、図７においてステップＳ１１までの工程で求めた
内膜の内壁位置ＩＸと外膜の内壁位置ＭＸ２のデータと
の残差を評価し、残差が最小となるように回帰曲線を決
定する。
【００５５】ここまでの処理を図７のフローチャートに
基づいて説明する。内膜の内壁位置ＩＸと外膜の内壁位
置ＭＸ２のデータを算出した後（ステップＳ１〜ステッ
プＳ１１）、内膜の内壁位置ＩＸのデータ及び外膜の内
壁位置ＭＸ２のデータの夫々に基づき、３次多項式を用
いてこれらのデータの変化を表す回帰曲線を夫々求め、
夫々内膜内壁曲線fi及び外膜内壁曲線feとする（ステッ
プＳ１２）。
基づいて説明する。内膜の内壁位置ＩＸと外膜の内壁位
置ＭＸ２のデータを算出した後（ステップＳ１〜ステッ
プＳ１１）、内膜の内壁位置ＩＸのデータ及び外膜の内
壁位置ＭＸ２のデータの夫々に基づき、３次多項式を用
いてこれらのデータの変化を表す回帰曲線を夫々求め、
夫々内膜内壁曲線fi及び外膜内壁曲線feとする（ステッ
プＳ１２）。
【００５６】次に、外膜内壁曲線feと内膜内壁曲線fiの
差分であるΔiIMTを、Ｚ軸方向の各ピクセル列について
求める（ステップＳ１３）。しかし、このΔiIMTは、図
１０に示すように外膜内壁曲線feと内膜内壁曲線fiがＺ
軸に対して平行でない位置においては、正確な内膜中膜
複合厚を与えるものではない。そこで、外膜内壁曲線fe
について接線の微分曲線fe’を求め、この微分曲線fe’
から、ΔiIMTの外膜内壁に垂直な方向の成分であるΔiI
MTcosΘを求める（ステップＳ１４）。
差分であるΔiIMTを、Ｚ軸方向の各ピクセル列について
求める（ステップＳ１３）。しかし、このΔiIMTは、図
１０に示すように外膜内壁曲線feと内膜内壁曲線fiがＺ
軸に対して平行でない位置においては、正確な内膜中膜
複合厚を与えるものではない。そこで、外膜内壁曲線fe
について接線の微分曲線fe’を求め、この微分曲線fe’
から、ΔiIMTの外膜内壁に垂直な方向の成分であるΔiI
MTcosΘを求める（ステップＳ１４）。
【００５７】なお、cosΘは、次のようにして求められ
る。３次多項式をfeとすれば、接線はΔfeとなる。従っ
て、Ｚ軸方向の１ピクセルに対してＸ軸方向にΔfe増加
する大きさΔfe／１ピクセルが傾きであり、接線の傾き
をΘとすればtanΘで与えられる。つまり、３次多項式f
eの微分値を求めることにより、tanΘの値が求められ、
三角関数の公式を用いることによりcosΘを求めること
ができる。従って、本実施形態では、Ｚ軸方向の１ピク
セル列毎に３次多項式feを微分することにより、ΔiIMT
cosΘを算出している。そして、このような処理をＺ軸
方向の全ピクセル列について行い、接線の傾きがゼロで
はないピクセル列位置にのデータついては、ΔiIMTcos
Θを測定データとして採用し（ステップＳ１５；Ｙｅｓ
〜ステップＳ１６）、接線の傾きがゼロであるピクセル
列位置にのデータついては、外膜内壁曲線feと内膜内壁
曲線fiの差分であるΔiIMTを測定データとする（ステッ
プＳ１５；Ｎｏ）。最後に、以上のようにして選択した
測定データを、各ピクセル列位置のIMT値として採用す
る（ステップＳ１７）。
る。３次多項式をfeとすれば、接線はΔfeとなる。従っ
て、Ｚ軸方向の１ピクセルに対してＸ軸方向にΔfe増加
する大きさΔfe／１ピクセルが傾きであり、接線の傾き
をΘとすればtanΘで与えられる。つまり、３次多項式f
eの微分値を求めることにより、tanΘの値が求められ、
三角関数の公式を用いることによりcosΘを求めること
ができる。従って、本実施形態では、Ｚ軸方向の１ピク
セル列毎に３次多項式feを微分することにより、ΔiIMT
cosΘを算出している。そして、このような処理をＺ軸
方向の全ピクセル列について行い、接線の傾きがゼロで
はないピクセル列位置にのデータついては、ΔiIMTcos
Θを測定データとして採用し（ステップＳ１５；Ｙｅｓ
〜ステップＳ１６）、接線の傾きがゼロであるピクセル
列位置にのデータついては、外膜内壁曲線feと内膜内壁
曲線fiの差分であるΔiIMTを測定データとする（ステッ
プＳ１５；Ｎｏ）。最後に、以上のようにして選択した
測定データを、各ピクセル列位置のIMT値として採用す
る（ステップＳ１７）。
【００５８】以上が本発明におけるIMTの測定アルゴリ
ズムであり、ノギスを用いる従来の方式に比べて、極め
て正確かつ容易にIMTの測定を行うことができる。ま
た、従来の高額な装置に比べて簡易な方法で精度の良い
測定を行うことができる。
ズムであり、ノギスを用いる従来の方式に比べて、極め
て正確かつ容易にIMTの測定を行うことができる。ま
た、従来の高額な装置に比べて簡易な方法で精度の良い
測定を行うことができる。
【００５９】（システム全体の動作）次に、以上のよう
な測定原理に基づく本実施形態の測定システム全体の動
作例を図１１のフローチャートに基づいて説明する。
な測定原理に基づく本実施形態の測定システム全体の動
作例を図１１のフローチャートに基づいて説明する。
【００６０】本実施形態では、上述したように、総頸動
脈を縦断的に測定する方法を用いるが、この縦断的な測
定方向は、図１２に示す通り、前側面、側面、及び後側
面の３方向があり、左右を合わせると６方向の測定が可
能である。本実施形態では、６方向の夫々について測定
を行って夫々の方向の平均値を算出し、これらの平均値
のうち最大のIMT値を評価対象のIMT値としている。
脈を縦断的に測定する方法を用いるが、この縦断的な測
定方向は、図１２に示す通り、前側面、側面、及び後側
面の３方向があり、左右を合わせると６方向の測定が可
能である。本実施形態では、６方向の夫々について測定
を行って夫々の方向の平均値を算出し、これらの平均値
のうち最大のIMT値を評価対象のIMT値としている。
【００６１】まず、プローブ２を使い、右及び左の各頸
動脈の前側面、側面、及び後ろ側面の計６側面の超音波
画像を撮影し、デジタルデータとしてパーソナルコンピ
ュータ５のデータベースに取り込む（ステップＳ２
０）。
動脈の前側面、側面、及び後ろ側面の計６側面の超音波
画像を撮影し、デジタルデータとしてパーソナルコンピ
ュータ５のデータベースに取り込む（ステップＳ２
０）。
【００６２】次に、各側面に対して、内頸動脈と外頸動
脈の分岐部から総頸動脈に向かって、IMTの肥大部を中
心に前後１ｃｍを含む自動計測領域のテンプレートを当
てる（ステップＳ２１）。なお、テンプレートのサイズ
は可変であり、ドラッグ等の操作により測定者の所望の
サイズに設定することができる。
脈の分岐部から総頸動脈に向かって、IMTの肥大部を中
心に前後１ｃｍを含む自動計測領域のテンプレートを当
てる（ステップＳ２１）。なお、テンプレートのサイズ
は可変であり、ドラッグ等の操作により測定者の所望の
サイズに設定することができる。
【００６３】次に、パーソナルコンピュータ５のマウス
等を用いて、キーをクリックし、測定を開始する。これ
により、ΔiIMTの自動計測が上述したアルゴリズムに基
づいて実行される（ステップＳ２２）。
等を用いて、キーをクリックし、測定を開始する。これ
により、ΔiIMTの自動計測が上述したアルゴリズムに基
づいて実行される（ステップＳ２２）。
【００６４】次に、テンプレート内の全ピクセル列につ
いてΔiIMTの自動計測が終了すると、その中の最大値が
検出され、PIMTとしてメモリーにセーブされる（ステッ
プＳ２３） 次に、図１３に示すように、最大値PIMTを中心にＺ軸方
向に両側１cmの範囲を除き、その残りの平均値を算出す
る。平均値の一方はavg1IMTとし、もう一方をavg2IMTと
して算出し、メモリーにセーブする（ステップＳ２
４）。そして、PIMT値、avg1IMT、avg2IMTの加算平均を
求め、平均IMT値として画面に出力する（ステップＳ２
５）。このような方法を採用することにより、ばらつき
のない適切な測定を行うことができる。つまり、回帰多
項式を使うことによりノイズのように突出したIMT値を
最大値PIMTとするミス検知をなくすことができる。ま
た、ノギスでは測定に時間がかかるため最大値PIMTから
１ｃｍ離れた両側の２点を平均値の代表値として採用せ
ざるを得ないが、本実施形態の方法では、コンピュータ
により両側全体の平均を瞬時に割り出すことができ、ノ
ギスによる方法よりもさらに精度を上げることができ
る。
いてΔiIMTの自動計測が終了すると、その中の最大値が
検出され、PIMTとしてメモリーにセーブされる（ステッ
プＳ２３） 次に、図１３に示すように、最大値PIMTを中心にＺ軸方
向に両側１cmの範囲を除き、その残りの平均値を算出す
る。平均値の一方はavg1IMTとし、もう一方をavg2IMTと
して算出し、メモリーにセーブする（ステップＳ２
４）。そして、PIMT値、avg1IMT、avg2IMTの加算平均を
求め、平均IMT値として画面に出力する（ステップＳ２
５）。このような方法を採用することにより、ばらつき
のない適切な測定を行うことができる。つまり、回帰多
項式を使うことによりノイズのように突出したIMT値を
最大値PIMTとするミス検知をなくすことができる。ま
た、ノギスでは測定に時間がかかるため最大値PIMTから
１ｃｍ離れた両側の２点を平均値の代表値として採用せ
ざるを得ないが、本実施形態の方法では、コンピュータ
により両側全体の平均を瞬時に割り出すことができ、ノ
ギスによる方法よりもさらに精度を上げることができ
る。
【００６５】また、この時、測定の対象となった画像デ
ータに図９（Ｅ）に示すようなデータが多く含まれてお
り、測定不可能な状態が多数検出された場合には、再度
初めから繰り返す。しかし、結果にこのような問題が無
ければ、残りの５側面の計測を開始する（ステップＳ２
６）。
ータに図９（Ｅ）に示すようなデータが多く含まれてお
り、測定不可能な状態が多数検出された場合には、再度
初めから繰り返す。しかし、結果にこのような問題が無
ければ、残りの５側面の計測を開始する（ステップＳ２
６）。
【００６６】次に、マウス等により診断キーをクリック
し、全６側面の中で最大のIMT値が自動検出され動脈硬
化診断評価表と一緒に画面に出力される（ステップＳ２
７）。ここで、動脈硬化診断評価表について説明する。
本実施形態のシステムでは、単にIMTの測定を行うだけ
でなく、予め記憶しておいたIMT値の実測値に基づい
て、測定データに対する動脈硬化診断評価し、その結果
を評価表として出力するように構成されている。このよ
うな構成により、臨床データを踏まえた適切な診断を行
うことができ、被験者に対して診断のモチベーションを
与えることができる。
し、全６側面の中で最大のIMT値が自動検出され動脈硬
化診断評価表と一緒に画面に出力される（ステップＳ２
７）。ここで、動脈硬化診断評価表について説明する。
本実施形態のシステムでは、単にIMTの測定を行うだけ
でなく、予め記憶しておいたIMT値の実測値に基づい
て、測定データに対する動脈硬化診断評価し、その結果
を評価表として出力するように構成されている。このよ
うな構成により、臨床データを踏まえた適切な診断を行
うことができ、被験者に対して診断のモチベーションを
与えることができる。
【００６７】具体的には、予め数千人の男女、世代別に
測定されたIMT値の実測値及び画像データをハードディ
スク等の記憶媒体に記憶させておく。勿論、上述のよう
な測定を行うごとに、その測定の際に用いた画像データ
とIMT値の測定値も随時蓄積していく。そして、IMT値は
加齢と相関が強いため、これらの画像データから各世代
毎にその平均値IMTa(i)と分布σを求める。また、男性
と女性では性周期や更年期等の違いから評価値は異なる
傾向になると言われている。そのため評価表は男女別に
それぞれ作る。
測定されたIMT値の実測値及び画像データをハードディ
スク等の記憶媒体に記憶させておく。勿論、上述のよう
な測定を行うごとに、その測定の際に用いた画像データ
とIMT値の測定値も随時蓄積していく。そして、IMT値は
加齢と相関が強いため、これらの画像データから各世代
毎にその平均値IMTa(i)と分布σを求める。また、男性
と女性では性周期や更年期等の違いから評価値は異なる
傾向になると言われている。そのため評価表は男女別に
それぞれ作る。
【００６８】図１４にこのようにして作成された評価表
の例を示す。図１４に示すように、評価のレベルは各世
代、男女別にこの分布σを基準に３段階から５段階程度
に設定する。またより信頼できる基準値として1.1mmラ
インを設け1.1mmラインを越えたIMT領域は要注意領域と
して赤で識別する。被験者はこのプリントアウトされた
評価表の上にた、実測された自分のIMT値が重ねてマー
クされモチベーションが維持される。
の例を示す。図１４に示すように、評価のレベルは各世
代、男女別にこの分布σを基準に３段階から５段階程度
に設定する。またより信頼できる基準値として1.1mmラ
インを設け1.1mmラインを越えたIMT領域は要注意領域と
して赤で識別する。被験者はこのプリントアウトされた
評価表の上にた、実測された自分のIMT値が重ねてマー
クされモチベーションが維持される。
【００６９】本実施形態のシステムでは、このような動
脈硬化診断評価表を、評価の対象としたIMT値、及び超
音波画像と共にプリントアウトし、被験者に提示する
（ステップＳ２８）。
脈硬化診断評価表を、評価の対象としたIMT値、及び超
音波画像と共にプリントアウトし、被験者に提示する
（ステップＳ２８）。
【００７０】以上のような本実施形態のシステムによ
り、多くのIMT値を測定し、測定結果を実際の頸動脈か
ら取った超音波画像に当てはめ検討したところ、超音波
画像の画質は色々あるものの特に目視によって内膜、外
膜位置の確認できる範囲では、我々のアルゴリズムが十
分実用的であることが実証できた。また目視によっても
確認できるか危ない領域の画像では検出不可能な場合が
幾つかあった。しかしこれは最初に医師がどの内膜、外
膜反射部分を選ぶか選択することを前提としたアルゴリ
ズムのため、検出不可能な場合は再度医師が画像が明瞭
な部分を選ぶ事で避けられるため実用上は問題ないもの
と考える。
り、多くのIMT値を測定し、測定結果を実際の頸動脈か
ら取った超音波画像に当てはめ検討したところ、超音波
画像の画質は色々あるものの特に目視によって内膜、外
膜位置の確認できる範囲では、我々のアルゴリズムが十
分実用的であることが実証できた。また目視によっても
確認できるか危ない領域の画像では検出不可能な場合が
幾つかあった。しかしこれは最初に医師がどの内膜、外
膜反射部分を選ぶか選択することを前提としたアルゴリ
ズムのため、検出不可能な場合は再度医師が画像が明瞭
な部分を選ぶ事で避けられるため実用上は問題ないもの
と考える。
【００７１】１９９８年３月に厚生省が発表した糖尿病
患者の実体調査報告書によると、現在治療が必要な糖尿
病患者は６９０万人、今後糖尿病になるであろうと予想
される糖尿病予備軍までも含めると１，３７０万人にな
ると予想されている。これは、成人の７人に１人、５０
代以上では４人に１人といった数になる。また、現在の
糖尿病患者にかかる医療費は９，０００億円に達すると
いう。今後、予備軍を入れると計り知れない医療費が予
測されている。また、今回の調査では従来の尿検査では
糖尿病が発見できない場合が多いことが確認されてい
る。従ってより確実に診断を行うには血液検査を受ける
しか方法はないとされている。また、糖尿病になった後
も運動療法や食事療法により自己管理を続けねばならな
い現実が待っている。特に、糖尿病を続けていくと、動
脈硬化等の血管障害が懸念される。このような事実に鑑
みると、本発明の有用性は明らかであり、動脈硬化等の
血管障害を早期に発見して適切な治療を行うことが可能
である。
患者の実体調査報告書によると、現在治療が必要な糖尿
病患者は６９０万人、今後糖尿病になるであろうと予想
される糖尿病予備軍までも含めると１，３７０万人にな
ると予想されている。これは、成人の７人に１人、５０
代以上では４人に１人といった数になる。また、現在の
糖尿病患者にかかる医療費は９，０００億円に達すると
いう。今後、予備軍を入れると計り知れない医療費が予
測されている。また、今回の調査では従来の尿検査では
糖尿病が発見できない場合が多いことが確認されてい
る。従ってより確実に診断を行うには血液検査を受ける
しか方法はないとされている。また、糖尿病になった後
も運動療法や食事療法により自己管理を続けねばならな
い現実が待っている。特に、糖尿病を続けていくと、動
脈硬化等の血管障害が懸念される。このような事実に鑑
みると、本発明の有用性は明らかであり、動脈硬化等の
血管障害を早期に発見して適切な治療を行うことが可能
である。
【００７２】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明によれ
ば、従来に比べて簡単な構成で、頸動脈の内膜中膜複合
厚を精度良く、かつ、迅速に測定することができるの
で、動脈硬化の診断の効率化と適正化を図ることができ
る。また、これにより、心筋梗塞、脳梗塞、及び糖尿病
性合併症の診断の効率化と適正化を図ることができる。
更に、頸動脈データのデータベース化はプラーク（血
栓）の履歴も保存することになり、診断の定量化に多大
な影響を及ぼす。また、本願発明はシステムの著しい低
価格化をもたらすので、あらゆる臨床現場に用いること
が可能であり、円滑な医療行為に貢献することができ
る。
ば、従来に比べて簡単な構成で、頸動脈の内膜中膜複合
厚を精度良く、かつ、迅速に測定することができるの
で、動脈硬化の診断の効率化と適正化を図ることができ
る。また、これにより、心筋梗塞、脳梗塞、及び糖尿病
性合併症の診断の効率化と適正化を図ることができる。
更に、頸動脈データのデータベース化はプラーク（血
栓）の履歴も保存することになり、診断の定量化に多大
な影響を及ぼす。また、本願発明はシステムの著しい低
価格化をもたらすので、あらゆる臨床現場に用いること
が可能であり、円滑な医療行為に貢献することができ
る。
【図１】 本発明に係る動脈硬化診断装置の一実施形態
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２】 動脈の構造を示す断面図である。
【図３】 高血圧と動脈硬化の病変の違いを示す構造図
である。
である。
【図４】 頸動脈の測定位置を説明するため図である。
【図５】 頸動脈の管壁位置による超音波画像の違いを
示す図であり、（Ａ）は実際の超音波画像を示す図、
（Ｂ）は（Ａ）の図をイラスト化した図である。
示す図であり、（Ａ）は実際の超音波画像を示す図、
（Ｂ）は（Ａ）の図をイラスト化した図である。
【図６】 （Ａ）は内膜中膜複合厚（IMT）の測定に用
いてられる実際の画像の一例を示す図、（Ｂ）は（Ａ）
の図をイラスト化した図、（Ｃ）は画像上の測定領域を
示す図、（Ｄ）は（Ｃ）の測定領域内の所定位置におけ
る輝度値の変化を示す図である。
いてられる実際の画像の一例を示す図、（Ｂ）は（Ａ）
の図をイラスト化した図、（Ｃ）は画像上の測定領域を
示す図、（Ｄ）は（Ｃ）の測定領域内の所定位置におけ
る輝度値の変化を示す図である。
【図７】 本発明のIMT測定アルゴリズムを説明するた
めのフローチャートである。
めのフローチャートである。
【図８】 本発明のシステムを用いた実際のIMT計測輝
度値プロフィールである。
度値プロフィールである。
【図９】 （Ａ）〜（Ｅ）は本発明のシステムにおける
IMT検出アルゴリズムを説明するための図である。
IMT検出アルゴリズムを説明するための図である。
【図１０】 本発明のIMT測定過程で算出される回帰曲
線及び回帰曲線の微分曲線並びに微分曲線を用いた測定
値の補正方法を示す図である。
線及び回帰曲線の微分曲線並びに微分曲線を用いた測定
値の補正方法を示す図である。
【図１１】 図１のシステム全体の動作を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図１２】 頸動脈の測定個所を説明するため図であ
る。
る。
【図１３】 一測定工程における平均値の算出方法を説
明するための図である。
明するための図である。
【図１４】 図１のシステムにおいて作成される分散を
利用したIMT評価表の一例である。
利用したIMT評価表の一例である。
１…超音波装置 ２…プローブ ３…フォトアイソレータ ４…デジタル出力ボード ５…パーソナルコンピュータ ６…デジタル入力ボード ７…接続ケーブル ８…プリンター
Claims (5)
- 【請求項１】 超音波により撮影した画像のデータをデ
ジタルデータとして出力する超音波装置と、 前記超音波装置のデジタル出力を光結合により伝送する
データ伝送装置と、 前記データ伝送装置により伝送された血管の画像データ
に基づいて、血管の内膜中膜複合厚を算出するデータ解
析装置であって、前記デジタルの画像データの輝度値の
移動平均値に基づいて基準位置を算出し、基準位置から
血管の管壁部方向に向かって所定のピクセル範囲内にお
ける輝度値の極大値及び極小値に基づいて血管の内膜中
膜複合厚を算出するデータ解析装置と、 を備えたことを特徴とする血管膜厚測定装置。 - 【請求項２】 前記データ解析装置は、 移動平均による輝度値増加分が所定値を超える境界位置
を低輝度超音波反射基準位置とする基準位置算出手段
と、 前記低輝度超音波反射基準位置から管壁部方向に向かっ
て所定のピクセルの範囲内で、最大ピーク値とその位置
を算出すると共に、当該位置から前記基準位置に向かっ
て第２のピーク値とその位置を算出するピークデータ算
出手段と、 前記第２のピーク位置から前記基準位置に向かって輝度
値の変化が減から増に転じる位置を内膜壁面位置として
算出する内膜壁面位置算出手段と、 前記第２のピーク値と最大ピーク値との間の輝度極小値
の位置と、前記最大ピーク値の位置との間に、外膜壁面
位置を算出する外膜壁面位置算出手段と、前記外膜壁面
位置と前記内膜壁面位置との差分により内膜中膜複合厚
を算出する内膜中膜複合厚算出手段と、 を備えることを特徴とする請求項１に記載の血管膜厚測
定装置。 - 【請求項３】 前記データ解析装置は、内膜中膜複合厚
を算出する内膜中膜複合厚算出手段を備え、該内膜中膜
複合厚算出手段は、 血管の長手方向の複数箇所で算出した内膜壁面位置及び
外膜壁面位置の夫々の回帰曲線を、ｎ次多項式（ｎ＝
１，２，…）を用いて算出する回帰曲線算出手段と、夫
々の回帰曲線の差分を算出する差分算出手段と、 前記回帰曲線の接線曲線を算出する接線曲線算出手段
と、 当該接線曲線を用いて前記差分の接線に垂直な方向の成
分を抽出する垂直成分抽出手段と、 前記差分の結果あるいは前記垂直成分の何れかを内膜中
膜複合厚の測定値として記憶する測定値記憶手段と、 記憶された測定値の中から内膜中膜複合厚の最大値と最
大値を与える位置以外の少なくとも二箇所の平均値との
平均を算出する平均値算出手段と、 を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記
載の血管膜厚測定装置。 - 【請求項４】 前記血管の画像データは、頸動脈の画像
に基づくデータであり、頸動脈側面、前側面、後ろ側面
の三方向から、左右頸部について撮影した６種類の画像
のデータであり、前記データ解析装置は、その中の最大
平均値を算出する最大平均値算出手段を更に備えること
を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載
の血管膜厚測定装置。 - 【請求項５】 請求項１乃至請求項４の何れか一項に記
載の血管膜厚測定装置と、該血管膜厚測定装置による測
定データ及び測定に用いた画像データを記憶する記憶装
置と、該記憶装置に記憶された複数の内膜中膜複合厚を
平均値と分布σで数段階に分ける解析装置とを備えるこ
とを特徴とする動脈硬化診断装置。
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