JP4702968B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｍモード、Ｂモード、ドプラモード等により得られる超音波画像を使って、診断上有益な情報を計測し、またその計測値から指標値を計算する機能を有する超音波診断装置及び超音波画像計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波の医学的な応用としては種々あるが、その主流は、超音波パルス反射法を用いて、生体の軟部組織の組織断層像（Ｂモード）や、その１ラインの組織像を時間軸に沿って平行に配列することにより心臓や血管等の経時的な形態変化を詳細に観察できるようにしたいわゆるＭモードを生成するものである。
【０００３】
このような超音波画像診断は、Ｘ線診断装置、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴスキャナ）、磁気共鳴映像装置（ＭＲＩ）、ＳＰＥＣＴやＰＥＴ等の核医学診断装置といった他の映像装置と比較すると、超音波プローブを体表から割り当てるだけの簡単な操作で心臓や胎児の動きをリアルタイムで観察でき、またドプラ効果を利用して血流のスペクトラムや空間的な広がりを取得することができるといった優位性を備えている。さらに、生体への害が非常に少なく、繰り返して検査が行えるほか、非常に小型なので、装置をベッドサイドへ移動していって検査できるといった様々な特徴がある。このためその活用範囲は、心臓、腹部、乳腺、泌尿器、産婦人科等に広く及んでいる。
【０００４】
ところで、このような超音波診断装置の多くは、Ｂモード像から距離、面積、容積等の構造的な寸法を計測したり、Ｍモード像から時間的な変化量を計測することができる計測用アプリケーションプログラムが標準又はオプションで装備できるようになっている。この計測結果や計算結果は、図１２や図１３に示すように単に結果だけを表示するだけでなく、図１４や図１５に示すようにワークシートで自由に編集して、その結果を最終的にレポートにまとめて出力できるようになっている。
【０００５】
最近では、計測機能は胎児用や循環器用等といった専用化が進み、計測項目や計算項目の数としては膨大になりつつある。その一例をあげると以下の通りである。
例えば、産科における計測項目としては、
ＡＡ；腹部断面積 ＡＣ；躯幹周囲長 ＡＬＤ；腹部前後径
ＡＴＤ；腹部横径 ＢＰＤ；児頭大横径 ＣＲＬ；児頭臀長
ＦＬ；大腿骨長 ＦＴ；児脚長 ＦＴＡ；躯幹横断面積
ＨＡ；児頭断面積 ＨＣ；児頭周囲長 ＨＵＭ；上腕骨
ＫＩＤ；腎臓長 ＯＦＤ；児頭前後径 ＳＡＣ；胎嚢径
ＴＨＤ；胸郭径 ＬＭＰ；最終月経開始日
等があり、さらに、それらを使った計算項目としては、
ＥＦＷ；胎児推定体重（ＢＰＤ＋ＨＣ＋ＡＣ＋ＦＬ）
ＥＤＤ；出産予定日（ＬＭＰ＋２８０日）
等がある。
【０００６】
さらに、計算項目の計算方法に関しても、多くのオーサー(author)が存在し、それぞれの有用性やその意義が違ってきており、どの計算方法を選択するかはユーザに任されているような状況にある。例えば、ＥＦＷ（胎児推定体重）では、その計算方法としては、現在のところ、１１種類も存在し、その数は今後ますます増えていくことが予想される。
【０００７】
このような状況の下では、選択項目数も増加する傾向にあり、また、選択した計算項目を計算するのにどの計測項目が必要になるか把握仕切れないこともあって、ワークシートやレポートを開いた段階で、数値の入っていない項目を見て始めて、未計測項目があったことに気が付くことが多い。この場合、計測モードに戻って、当該未計測項目の計測処理をやり直す必要があり、非常に面倒であった。また、計測項目には、ある程度の適正範囲が決まっており、それを外れたときは、その計測結果の真偽を疑う必要があるが、ワークシートやレポートを開いた段階で、数値を見て始めて、適正範囲から外れている項目があったことに気が付くことが多く、この場合も同様に、計測モードに戻って、当該未計測項目の計測処理をやり直す必要があり、非常に面倒であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、未計測や適正範囲から外れているままで作業を先に進めてしまうという事態を未然に防ぐことのできる超音波診断装置及び超音波画像計測装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による超音波診断装置は、超音波プローブと、前記超音波プローブを介して被検体に超音波を送受波する手段と、前記送受波により得られた信号に基づいて超音波画像を生成する手段と、複数の計測項目及び複数の計算項目の中から、所望の計測項目と所望の計算項目とを選択するための入力手段と、前記複数の計算項目と、前記複数の計算項目各々に必要な計測項目との対応表を記憶する記憶部と、前記超音波画像を使って、前記選択された計測項目と、前記対応表により特定される前記選択された計算項目の計算処理に必要な計測項目とに関する計測処理を行うと共に、前記選択された計算項目の計算処理に必要な計測項目の計測値から前記選択された計算項目に関する計算処理を行う計測手段と、前記選択された計測項目と、前記選択された計算項目の計算処理に必要な計測項目との中で未計測の状態にある計測項目を特定し、通知する機能とともに、前記未計測の状態にある計測項目の計測機能を自動的に起動させる機能を有する計測管理手段とを具備する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明を好ましい実施形態により説明する。図１に本実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す。まず、超音波プローブ１の先端付近には、圧電セラミックス等の圧電体の両面に電極が形成されてなる複数の振動子が配列されている。この振動子を介して電気信号（高周波電圧）を超音波に変換し、また逆に超音波を電気信号に変換する。この超音波プローブ１には、超音波を発生させるための振動子に高周波電圧を印加する送信ユニット２と、被検体から返ってくるエコーを受信するための受信ユニット３とが接続されている。
【００２０】
この送信ユニット２では、まず、クロック発生器２１からのクロックをレートパルス発生器２２で数分の１に分周することにより例えば６ｋＨｚという周波数でレートパルスを生成する。なお、周知の通り、この周波数は、パルス繰り返し周波数ＰＲＦと呼ばれるもので、このパルス繰り返し周波数ＰＲＦに同期して超音波送受信動作が繰り返されることになる。このレートパルスを送信遅延回路２３で遅延した後、パルサ２４に供給する。パルサ２４では、レートパルスに同期して、周波数ｆ0 の高周波電圧を発生して振動子に印加する。これによりプローブ１からは、超音波ビームが、中心周波数ｆ0 で、パルス繰り返し周波数ＰＲＦの逆数の周期で被検体に向けて繰り返し送信される。
【００２１】
一方、受信ユニット３では、振動子から出力される微弱な電気信号を、まず、プリアンプ３１で増幅し、その後、受信遅延回路３２で遅延し、そして加算器３３で加算（整相加算）する。これによりエコーの特定方向成分が強調された受信信号が、生成される。この受信信号は、超音波画像生成ユニット４に送られる。
【００２２】
超音波画像生成ユニット４は、Ｍモードプロセッサ４１と、Ｂモードプロセッサ４２と、Ｄモードプロセッサ４３とを有する。このＭモードプロセッサ４１では、受信信号を検波し、そしてこの検波信号を対数増幅器で対数増幅にかける。このような処理により、１本のビームライン（超音波走査線ともいう）上の組織構造（音響インピーダンスの差）が、振幅変化により表されることになる。特定の一本の超音波走査線に関する増幅された検波信号を、表示ユニット５のディジタルスキャンコンバータ（Ｄ・Ｓ・Ｃ）５１で縦軸が深さ、横軸が時間を表す直交座標系にマッピングすることにより、１ライン上の組織構造の時間変化を表すいわゆるＭモード画像データが生成される。
【００２３】
また、Ｂモードプロセッサ４２では、受信信号を検波し、そしてこの検波信号を対数増幅器で対数増幅にかける。このような処理により、１本のビームライン（超音波走査線ともいう）上の組織構造（音響インピーダンスの差）が、振幅変化により表されることになる。Ｂモードでは、遅延制御により、超音波走査線が移動される。この増幅された検波信号を、表示ユニット５のディジタルスキャンコンバータ（Ｄ・Ｓ・Ｃ）５１で縦軸が深さ、横軸が方向を表す直交座標系にマッピングすることにより、断面の組織構造を表すいわゆるＢモード画像データが生成される。
【００２４】
Ｄモードプロセッサ４３は、周波数スペクトラム（速度分布）の時間変化を表すいわゆるドプラ画像を生成するドプラ処理系と、血流の空間的分布をカラーで表すいわゆるカラードプラ画像を生成するカラードプラ処理系とを有している。ドプラ処理系では、まず、周波数ｆ0 の参照信号で受信信号を直交検波にかけることで偏移周波数成分を抽出し、その検波信号をレンジゲート及びサンプルホールドにかけてサンプルボリューム内の信号を切り出し、それを高速フーリエ変換器で周波数解析にかけて、スペクトラム情報を得る。このスペクトラム情報を、表示ユニット５のディジタルスキャンコンバータ５１で縦軸が周波数（速度）、横軸が時間を表す直交座標系にマッピングすることにより、断面内の血流の分布を表すいわゆるカラードプラ画像データが生成される。
【００２５】
また、カラードプラ処理系では、周波数ｆ0 の参照信号で受信信号を直交検波にかけることで偏移周波数成分を取り出し、その検波信号からウォールフィルタ（ＭＴＩフィルタ）で心臓壁などのクラッタを主に除去し、残った血流信号を自己相関処理にかけ、その結果を所定の計算式により血流情報（血流速度（平均速度）、分散、パワー）を計算する。この血流情報は、表示ユニット５のディジタルスキャンコンバータ５１で直交座標系にマッピングされる。これにより、断面内の血流の分布を表すいわゆるカラードプラ画像データが生成される。
【００２６】
これらディジタルスキャンコンバータ５１でで生成されたＭモード画像、Ｂモード画像、ドプラ画像、カラードプラ画像（これらを総称して超音波画像という）は任意に組み合わされて、ディジタルアナログ変換器（Ｄ／Ａ）５２を介してディスプレイ５３に送られ、表示される。
【００２７】
この超音波診断装置は、マウスやキーボード等の入力機器６と、計測プロセッサ７と、計測管理プロセッサ８と、メモリ９とによって、計測機能を獲得している。計測機能には、Ｍモード画像から時間的な変位を、またＢモード画像から距離、面積、容積等の構造的な寸法を、さらにドプラ画像から血流量等を計測する計測処理の他に、この計測結果（計測値）を使ってそれぞれ固有の計算式により診断に有益な指標値（計算値）を計算する計算処理、さらにこれら計測結果や計算結果をワークシート上で自由に編集し、その研修結果を最終的にレポートにまとめて出力する処理も含まれる。
【００２８】
なお、典型的な計測種類毎の計測項目と計算項目としては以下の通りである。
計測の種類（分類）として、まず、産科における計測項目としては、
ＡＡ；腹部断面積 ＡＣ；躯幹周囲長 ＡＬＤ；腹部前後径
ＡＴＤ；腹部横径 ＢＰＤ；児頭大横径 ＣＲＬ；児頭臀長
ＦＬ；大腿骨長 ＦＴ；児脚長 ＦＴＡ；躯幹横断面積
ＨＡ；児頭断面積 ＨＣ；児頭周囲長 ＨＵＭ；上腕骨
ＫＩＤ；腎臓長 ＯＦＤ；児頭前後径 ＳＡＣ；胎嚢径
ＴＨＤ；胸郭径 ＬＭＰ；最終月経開始日
等があり、さらに、それらを使った計算項目としては、
ＥＦＷ；胎児推定体重（計算方法：ＢＰＤ＋ＨＣ＋ＡＣ＋ＦＬ）
ＥＤＤ；出産予定日（ＬＭＰ＋２８０日）
等がある。
【００２９】
また、心機能に関する計測項目として、
ＩＶＳＴＤ；拡張末期心室中隔厚 ＬＶＩＤＤ；拡張末期左室短軸径
ＬＶＰＷＤ；拡張末期左室後壁厚 ＩＶＳＴＳ；収縮末期心室中隔厚
ＬＶＩＤＳ；収縮末期左室短軸径 ＬＶＰＷＳ；収縮末期左室後壁厚
ＥＴ；駆出時間 ＨＲ；ハートレート（心拍数）
等があり、、それらを使った計算項目としては、
ＥＤＶ；拡張末期の左室容積（ＬＶＩＤＤ3）
ＥＳＶ；収縮末期の左室容積（ＬＶＩＤＳ3）
ＳＶ；１回拍出量（ＥＤＶ−ＥＳＶ） ＣＯ；心拍出量（ＳＶ×ＨＲ）
ＥＦ；駆出率（ＳＶ／ＥＤＶ）
ＦＳ；収縮率（（ＬＶＩＤＤ−ＬＶＩＤＳ）／ＬＶＩＤＤ）
等がある。
【００３０】
また、僧帽弁に関する計測項目としては、
ＣＥＡＭＰ；Ｅ波振幅 ＤＥＡＭＰ；ＤＥ波振幅
ＣＡＡＭＰ；Ａ波振幅 ＥＰＳＳ；Ｅ点・心室中隔距離
ＤＥＳＬＰ；僧帽弁開放速度 ＥＦＳＬＰ；僧帽弁後退速度
等があり、その計算項目としては、
ＣＡ／ＣＥ；Ａ波Ｂ波比（ＣＡＡＭＰ／ＣＥＡＭＰ）
等がある。
【００３１】
また、大動脈弁に関する計測項目としては、
ＲＶＯＴＤ；右室流出路径 ＡＯＤ；大動脈径 ＬＡＤ；左房径
ＡＶＤ；大動脈弁口径 ＥＴ；駆出時間
等があり、その計算項目としては、
ＬＡ／ＡＯ；左房大動脈比（ＬＡＤ／ＡＯＤ）
等がある。
【００３２】
さらに、血流量に関わる計測項目としては、
Ｄ；直径 ＨＲ；ハートレート（心拍数）
ＥＴ；駆出時間 ＶＥＬ；血流速度
等があり、その計算項目としては、
ＣＳＡ；断面積（π（Ｄ／２））
ＦＶ；１分間の血流量（ＨＲ×ＣＳＡ×∫ETＶＥＬdt）
等がある。
【００３３】
次に、本実施形態による計測動作について、図２を参照して説明する。まず、メモリ９にインストールされている計測プログラムを起動すると、アプリケーションプログラムがメモリ９にインストール済みの実行可能な計測項目及び計算項目が一覧された項目選択画面が表示されるので、操作者は入力機器６を使って所望する計測項目と計算項目を指定する（Ｓ１）。なお、所望とする計測項目と計算項目を一覧の中から個別に指定することもできるし、計測の種類を指定するとその種類に対してメーカ或いはユーザ登録されている典型的な項目セットを一度に指定できるようにもなっている。
【００３４】
この項目選択が終了すると、計測管理プロセッサ８により、計測管理テーブルが作成される（Ｓ２）。この計測管理テーブルは、選択された計測項目だけでなく、メモリ９にインストールされている図３に示す計算項目とそれに必要な計測項目との対応表を使って特定できる選択された計算項目の計算処理に必要とされる計測項目を含めて、図４のような計測する必要のある全ての計測項目リストとして作成される。
【００３５】
次に、計測プロセッサ７により、操作者により超音波画像上に指定された点や曲線等に基づいて、計測処理が実行される（Ｓ３）。この計測作業中に、計測管理プロセッサ８は、図５に示すように、計測管理テーブルの各項目に、計測終了（計測済み）、又は未計測を識別子（図５では○、×）を随時付けていく。さらに、計測管理プロセッサ８は、計測値や計算値をメモリ９にインストールされている項目とその適正範囲との対応表に照らして、これら値が適正範囲に収まっているか又は外れているかをチェックし、外れているときには、その項目にその識別子（△）を付ける。
【００３６】
そして、計測作業中随時、又は操作者が指示したときに、あるいはワークシートを開いた時点で、計測管理プロセッサ８は、計測管理テーブルを照会して（Ｓ５、Ｓ７）、未計測項目と範囲外項目があったとき、その未計測項目と範囲外項目を、図６，図７に示すようにポップアップウインドウとしてその未計測項目と範囲外項目とのタイトルをメッセージ表示する等により、通知する（Ｓ６、Ｓ８）。なお、通知手段は、メッセージ表示に限定されず、現在使われている様々なものを採用してもよい。例えば、図８、図９に示すように、未計測項目と範囲外項目とのタイトルの表示態様を、計測済みの計測項目と範囲内に収まっている計算項目とのタイトルの表示態様とは、表示色を違えたり、未計測項目と範囲外項目とのタイトルだけに下線を引いたり、未計測項目と範囲外項目とのタイトルだけを点滅させたり、さらにはタイトル名を音声で発するようにしてもよい。
【００３７】
これ未計測項目と範囲外項目の通知と共に、またはこの通知に代えて、図１０，図１１に示すように、未計測項目と範囲外項目のアプリケーションプログラムを自動的に立ち上げるようにしてもよい（Ｓ６、Ｓ８）。こうして通知された未計測項目や範囲外項目に関して、それが無くなるまで、計測作業が行われる（Ｓ７、Ｓ９）。
【００３８】
以上のように本実施形態では、未計測の項目や、適正範囲から外れている項目を操作者に通知する機能をもっているので、計測し忘れ、特に操作者が自分で指定した計測項目は忘れにくいと考えられるが、指定した計算項目に必要な計測項目に関しては忘れ易いが、本実施形態ではそれも含めて管理されるので、計測し忘れが解消できるものと期待できる。また、計測異常のチェックに関しても、操作者が適正範囲を把握していなければできないし、さらに把握していたとしても計測値や計算値を逐一確認していくことは実際的ではなく、ややもすると見逃してしまうが、本実施形態では、装置側で完全管理されるので、このような事態は解消される。従って、操作のやり直し、さらには再検査といった煩雑な作業が解消されるものである。
本発明は、上述してきたような実施形態に限定されることなく、種々変形して実施可能であることは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によると、選択された計測項目だけでなく、選択された計算項目の計算処理に必要な計測項目まで含めて、未計測の状態にある計測項目や、その計測値や計算値が適正範囲外にあるときには、その項目が通知されたり、そのアプリケーションプログラムが自動起動するようになっているので、未計測や適正範囲から外れているままで作業を先に進めてしまうという事態を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る超音波診断装置の構成図。
【図２】本実施形態の計測処理手順を示す図。
【図３】図１のメモリに記憶される計算項目に必要な計測項目リストを示す図。
【図４】図１の計測管理プロセッサにより作成される計測管理テーブルの一例を示す図。
【図５】図１の計測管理プロセッサにより計測管理テーブルを使って管理されている計測項目のある時点での状況を示す図。
【図６】図１の計測管理プロセッサによる産科計測時の未計測項目及び不適正項目のメッセージ表示例を示す図。
【図７】図１の計測管理プロセッサによる心機能計測時の未計測項目及び不適正項目のメッセージ表示例を示す図。
【図８】図１の計測管理プロセッサによる産科計測時の未計測項目及び不適正項目の表示態様を他の項目と違える場合の表示例を示す図。
【図９】図１の計測管理プロセッサによる心機能計測時の未計測項目及び不適正項目の表示態様を他の項目と違える場合の表示例を示す図。
【図１０】図１の計測管理プロセッサによる産科計測時の未計測項目及び不適正項目の再起動時の画面例を示す図。
【図１１】図１の計測管理プロセッサによる心機能計測時の未計測項目及び不適正項目の再起動時の画面例を示す図。
【図１２】従来の産科計測時の表示画面例を示す図。
【図１３】従来の心機能計測時の表示画面表示例を示す図。
【図１４】従来の産科計測のワークシート表示画面例を示す図。
【図１５】従来の心機能計測のワークシート表示画面例を示す図。
【符号の説明】
１…超音波プローブ、
２…送信ユニット、
３…受信ユニット、
４…超音波画像生成ユニット、
５…表示ユニット、
６…入力機器、
７…計測プロセッサ、
８…計測管理プロセッサ、
９…メモリ、
２１…クロック発生器、
２２…レートパルス発生器、
２３…送信遅延回路、
２４…パルサ、
３１…プリアンプ、
３２…受信遅延回路、
３３…加算器、
４１…Ｍモードプロセッサ、
４２…Ｂモードプロセッサ、
４３…Ｄモードプロセッサ、
５１…ディジタルスキャンコンバータ、
５２…ディジタルアナログコンバータ、
５３…ディスプレイ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｍモード、Ｂモード、ドプラモード等により得られる超音波画像を使って、診断上有益な情報を計測し、またその計測値から指標値を計算する機能を有する超音波診断装置及び超音波画像計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波の医学的な応用としては種々あるが、その主流は、超音波パルス反射法を用いて、生体の軟部組織の組織断層像（Ｂモード）や、その１ラインの組織像を時間軸に沿って平行に配列することにより心臓や血管等の経時的な形態変化を詳細に観察できるようにしたいわゆるＭモードを生成するものである。
【０００３】
このような超音波画像診断は、Ｘ線診断装置、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴスキャナ）、磁気共鳴映像装置（ＭＲＩ）、ＳＰＥＣＴやＰＥＴ等の核医学診断装置といった他の映像装置と比較すると、超音波プローブを体表から割り当てるだけの簡単な操作で心臓や胎児の動きをリアルタイムで観察でき、またドプラ効果を利用して血流のスペクトラムや空間的な広がりを取得することができるといった優位性を備えている。さらに、生体への害が非常に少なく、繰り返して検査が行えるほか、非常に小型なので、装置をベッドサイドへ移動していって検査できるといった様々な特徴がある。このためその活用範囲は、心臓、腹部、乳腺、泌尿器、産婦人科等に広く及んでいる。
【０００４】
ところで、このような超音波診断装置の多くは、Ｂモード像から距離、面積、容積等の構造的な寸法を計測したり、Ｍモード像から時間的な変化量を計測することができる計測用アプリケーションプログラムが標準又はオプションで装備できるようになっている。この計測結果や計算結果は、図１２や図１３に示すように単に結果だけを表示するだけでなく、図１４や図１５に示すようにワークシートで自由に編集して、その結果を最終的にレポートにまとめて出力できるようになっている。
【０００５】
最近では、計測機能は胎児用や循環器用等といった専用化が進み、計測項目や計算項目の数としては膨大になりつつある。その一例をあげると以下の通りである。
例えば、産科における計測項目としては、
ＡＡ；腹部断面積 ＡＣ；躯幹周囲長 ＡＬＤ；腹部前後径
ＡＴＤ；腹部横径 ＢＰＤ；児頭大横径 ＣＲＬ；児頭臀長
ＦＬ；大腿骨長 ＦＴ；児脚長 ＦＴＡ；躯幹横断面積
ＨＡ；児頭断面積 ＨＣ；児頭周囲長 ＨＵＭ；上腕骨
ＫＩＤ；腎臓長 ＯＦＤ；児頭前後径 ＳＡＣ；胎嚢径
ＴＨＤ；胸郭径 ＬＭＰ；最終月経開始日
等があり、さらに、それらを使った計算項目としては、
ＥＦＷ；胎児推定体重（ＢＰＤ＋ＨＣ＋ＡＣ＋ＦＬ）
ＥＤＤ；出産予定日（ＬＭＰ＋２８０日）
等がある。
【０００６】
さらに、計算項目の計算方法に関しても、多くのオーサー(author)が存在し、それぞれの有用性やその意義が違ってきており、どの計算方法を選択するかはユーザに任されているような状況にある。例えば、ＥＦＷ（胎児推定体重）では、その計算方法としては、現在のところ、１１種類も存在し、その数は今後ますます増えていくことが予想される。
【０００７】
このような状況の下では、選択項目数も増加する傾向にあり、また、選択した計算項目を計算するのにどの計測項目が必要になるか把握仕切れないこともあって、ワークシートやレポートを開いた段階で、数値の入っていない項目を見て始めて、未計測項目があったことに気が付くことが多い。この場合、計測モードに戻って、当該未計測項目の計測処理をやり直す必要があり、非常に面倒であった。また、計測項目には、ある程度の適正範囲が決まっており、それを外れたときは、その計測結果の真偽を疑う必要があるが、ワークシートやレポートを開いた段階で、数値を見て始めて、適正範囲から外れている項目があったことに気が付くことが多く、この場合も同様に、計測モードに戻って、当該未計測項目の計測処理をやり直す必要があり、非常に面倒であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、未計測や適正範囲から外れているままで作業を先に進めてしまうという事態を未然に防ぐことのできる超音波診断装置及び超音波画像計測装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による超音波診断装置は、超音波プローブと、前記超音波プローブを介して被検体に超音波を送受波する手段と、前記送受波により得られた信号に基づいて超音波画像を生成する手段と、複数の計測項目及び複数の計算項目の中から、所望の計測項目と所望の計算項目とを選択するための入力手段と、前記複数の計算項目と、前記複数の計算項目各々に必要な計測項目との対応表を記憶する記憶部と、前記超音波画像を使って、前記選択された計測項目と、前記対応表により特定される前記選択された計算項目の計算処理に必要な計測項目とに関する計測処理を行うと共に、前記選択された計算項目の計算処理に必要な計測項目の計測値から前記選択された計算項目に関する計算処理を行う計測手段と、前記選択された計測項目と、前記選択された計算項目の計算処理に必要な計測項目との中で未計測の状態にある計測項目を特定し、通知する機能とともに、前記未計測の状態にある計測項目の計測機能を自動的に起動させる機能を有する計測管理手段とを具備する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明を好ましい実施形態により説明する。図１に本実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す。まず、超音波プローブ１の先端付近には、圧電セラミックス等の圧電体の両面に電極が形成されてなる複数の振動子が配列されている。この振動子を介して電気信号（高周波電圧）を超音波に変換し、また逆に超音波を電気信号に変換する。この超音波プローブ１には、超音波を発生させるための振動子に高周波電圧を印加する送信ユニット２と、被検体から返ってくるエコーを受信するための受信ユニット３とが接続されている。
【００２０】
この送信ユニット２では、まず、クロック発生器２１からのクロックをレートパルス発生器２２で数分の１に分周することにより例えば６ｋＨｚという周波数でレートパルスを生成する。なお、周知の通り、この周波数は、パルス繰り返し周波数ＰＲＦと呼ばれるもので、このパルス繰り返し周波数ＰＲＦに同期して超音波送受信動作が繰り返されることになる。このレートパルスを送信遅延回路２３で遅延した後、パルサ２４に供給する。パルサ２４では、レートパルスに同期して、周波数ｆ0 の高周波電圧を発生して振動子に印加する。これによりプローブ１からは、超音波ビームが、中心周波数ｆ0 で、パルス繰り返し周波数ＰＲＦの逆数の周期で被検体に向けて繰り返し送信される。
【００２１】
一方、受信ユニット３では、振動子から出力される微弱な電気信号を、まず、プリアンプ３１で増幅し、その後、受信遅延回路３２で遅延し、そして加算器３３で加算（整相加算）する。これによりエコーの特定方向成分が強調された受信信号が、生成される。この受信信号は、超音波画像生成ユニット４に送られる。
【００２２】
超音波画像生成ユニット４は、Ｍモードプロセッサ４１と、Ｂモードプロセッサ４２と、Ｄモードプロセッサ４３とを有する。このＭモードプロセッサ４１では、受信信号を検波し、そしてこの検波信号を対数増幅器で対数増幅にかける。このような処理により、１本のビームライン（超音波走査線ともいう）上の組織構造（音響インピーダンスの差）が、振幅変化により表されることになる。特定の一本の超音波走査線に関する増幅された検波信号を、表示ユニット５のディジタルスキャンコンバータ（Ｄ・Ｓ・Ｃ）５１で縦軸が深さ、横軸が時間を表す直交座標系にマッピングすることにより、１ライン上の組織構造の時間変化を表すいわゆるＭモード画像データが生成される。
【００２３】
また、Ｂモードプロセッサ４２では、受信信号を検波し、そしてこの検波信号を対数増幅器で対数増幅にかける。このような処理により、１本のビームライン（超音波走査線ともいう）上の組織構造（音響インピーダンスの差）が、振幅変化により表されることになる。Ｂモードでは、遅延制御により、超音波走査線が移動される。この増幅された検波信号を、表示ユニット５のディジタルスキャンコンバータ（Ｄ・Ｓ・Ｃ）５１で縦軸が深さ、横軸が方向を表す直交座標系にマッピングすることにより、断面の組織構造を表すいわゆるＢモード画像データが生成される。
【００２４】
Ｄモードプロセッサ４３は、周波数スペクトラム（速度分布）の時間変化を表すいわゆるドプラ画像を生成するドプラ処理系と、血流の空間的分布をカラーで表すいわゆるカラードプラ画像を生成するカラードプラ処理系とを有している。ドプラ処理系では、まず、周波数ｆ0 の参照信号で受信信号を直交検波にかけることで偏移周波数成分を抽出し、その検波信号をレンジゲート及びサンプルホールドにかけてサンプルボリューム内の信号を切り出し、それを高速フーリエ変換器で周波数解析にかけて、スペクトラム情報を得る。このスペクトラム情報を、表示ユニット５のディジタルスキャンコンバータ５１で縦軸が周波数（速度）、横軸が時間を表す直交座標系にマッピングすることにより、断面内の血流の分布を表すいわゆるカラードプラ画像データが生成される。
【００２５】
また、カラードプラ処理系では、周波数ｆ0 の参照信号で受信信号を直交検波にかけることで偏移周波数成分を取り出し、その検波信号からウォールフィルタ（ＭＴＩフィルタ）で心臓壁などのクラッタを主に除去し、残った血流信号を自己相関処理にかけ、その結果を所定の計算式により血流情報（血流速度（平均速度）、分散、パワー）を計算する。この血流情報は、表示ユニット５のディジタルスキャンコンバータ５１で直交座標系にマッピングされる。これにより、断面内の血流の分布を表すいわゆるカラードプラ画像データが生成される。
【００２６】
これらディジタルスキャンコンバータ５１でで生成されたＭモード画像、Ｂモード画像、ドプラ画像、カラードプラ画像（これらを総称して超音波画像という）は任意に組み合わされて、ディジタルアナログ変換器（Ｄ／Ａ）５２を介してディスプレイ５３に送られ、表示される。
【００２７】
この超音波診断装置は、マウスやキーボード等の入力機器６と、計測プロセッサ７と、計測管理プロセッサ８と、メモリ９とによって、計測機能を獲得している。計測機能には、Ｍモード画像から時間的な変位を、またＢモード画像から距離、面積、容積等の構造的な寸法を、さらにドプラ画像から血流量等を計測する計測処理の他に、この計測結果（計測値）を使ってそれぞれ固有の計算式により診断に有益な指標値（計算値）を計算する計算処理、さらにこれら計測結果や計算結果をワークシート上で自由に編集し、その研修結果を最終的にレポートにまとめて出力する処理も含まれる。
【００２８】
なお、典型的な計測種類毎の計測項目と計算項目としては以下の通りである。
計測の種類（分類）として、まず、産科における計測項目としては、
ＡＡ；腹部断面積 ＡＣ；躯幹周囲長 ＡＬＤ；腹部前後径
ＡＴＤ；腹部横径 ＢＰＤ；児頭大横径 ＣＲＬ；児頭臀長
ＦＬ；大腿骨長 ＦＴ；児脚長 ＦＴＡ；躯幹横断面積
ＨＡ；児頭断面積 ＨＣ；児頭周囲長 ＨＵＭ；上腕骨
ＫＩＤ；腎臓長 ＯＦＤ；児頭前後径 ＳＡＣ；胎嚢径
ＴＨＤ；胸郭径 ＬＭＰ；最終月経開始日
等があり、さらに、それらを使った計算項目としては、
ＥＦＷ；胎児推定体重（計算方法：ＢＰＤ＋ＨＣ＋ＡＣ＋ＦＬ）
ＥＤＤ；出産予定日（ＬＭＰ＋２８０日）
等がある。
【００２９】
また、心機能に関する計測項目として、
ＩＶＳＴＤ；拡張末期心室中隔厚 ＬＶＩＤＤ；拡張末期左室短軸径
ＬＶＰＷＤ；拡張末期左室後壁厚 ＩＶＳＴＳ；収縮末期心室中隔厚
ＬＶＩＤＳ；収縮末期左室短軸径 ＬＶＰＷＳ；収縮末期左室後壁厚
ＥＴ；駆出時間 ＨＲ；ハートレート（心拍数）
等があり、、それらを使った計算項目としては、
ＥＤＶ；拡張末期の左室容積（ＬＶＩＤＤ3）
ＥＳＶ；収縮末期の左室容積（ＬＶＩＤＳ3）
ＳＶ；１回拍出量（ＥＤＶ−ＥＳＶ） ＣＯ；心拍出量（ＳＶ×ＨＲ）
ＥＦ；駆出率（ＳＶ／ＥＤＶ）
ＦＳ；収縮率（（ＬＶＩＤＤ−ＬＶＩＤＳ）／ＬＶＩＤＤ）
等がある。
【００３０】
また、僧帽弁に関する計測項目としては、
ＣＥＡＭＰ；Ｅ波振幅 ＤＥＡＭＰ；ＤＥ波振幅
ＣＡＡＭＰ；Ａ波振幅 ＥＰＳＳ；Ｅ点・心室中隔距離
ＤＥＳＬＰ；僧帽弁開放速度 ＥＦＳＬＰ；僧帽弁後退速度
等があり、その計算項目としては、
ＣＡ／ＣＥ；Ａ波Ｂ波比（ＣＡＡＭＰ／ＣＥＡＭＰ）
等がある。
【００３１】
また、大動脈弁に関する計測項目としては、
ＲＶＯＴＤ；右室流出路径 ＡＯＤ；大動脈径 ＬＡＤ；左房径
ＡＶＤ；大動脈弁口径 ＥＴ；駆出時間
等があり、その計算項目としては、
ＬＡ／ＡＯ；左房大動脈比（ＬＡＤ／ＡＯＤ）
等がある。
【００３２】
さらに、血流量に関わる計測項目としては、
Ｄ；直径 ＨＲ；ハートレート（心拍数）
ＥＴ；駆出時間 ＶＥＬ；血流速度
等があり、その計算項目としては、
ＣＳＡ；断面積（π（Ｄ／２））
ＦＶ；１分間の血流量（ＨＲ×ＣＳＡ×∫ETＶＥＬdt）
等がある。
【００３３】
次に、本実施形態による計測動作について、図２を参照して説明する。まず、メモリ９にインストールされている計測プログラムを起動すると、アプリケーションプログラムがメモリ９にインストール済みの実行可能な計測項目及び計算項目が一覧された項目選択画面が表示されるので、操作者は入力機器６を使って所望する計測項目と計算項目を指定する（Ｓ１）。なお、所望とする計測項目と計算項目を一覧の中から個別に指定することもできるし、計測の種類を指定するとその種類に対してメーカ或いはユーザ登録されている典型的な項目セットを一度に指定できるようにもなっている。
【００３４】
この項目選択が終了すると、計測管理プロセッサ８により、計測管理テーブルが作成される（Ｓ２）。この計測管理テーブルは、選択された計測項目だけでなく、メモリ９にインストールされている図３に示す計算項目とそれに必要な計測項目との対応表を使って特定できる選択された計算項目の計算処理に必要とされる計測項目を含めて、図４のような計測する必要のある全ての計測項目リストとして作成される。
【００３５】
次に、計測プロセッサ７により、操作者により超音波画像上に指定された点や曲線等に基づいて、計測処理が実行される（Ｓ３）。この計測作業中に、計測管理プロセッサ８は、図５に示すように、計測管理テーブルの各項目に、計測終了（計測済み）、又は未計測を識別子（図５では○、×）を随時付けていく。さらに、計測管理プロセッサ８は、計測値や計算値をメモリ９にインストールされている項目とその適正範囲との対応表に照らして、これら値が適正範囲に収まっているか又は外れているかをチェックし、外れているときには、その項目にその識別子（△）を付ける。
【００３６】
そして、計測作業中随時、又は操作者が指示したときに、あるいはワークシートを開いた時点で、計測管理プロセッサ８は、計測管理テーブルを照会して（Ｓ５、Ｓ７）、未計測項目と範囲外項目があったとき、その未計測項目と範囲外項目を、図６，図７に示すようにポップアップウインドウとしてその未計測項目と範囲外項目とのタイトルをメッセージ表示する等により、通知する（Ｓ６、Ｓ８）。なお、通知手段は、メッセージ表示に限定されず、現在使われている様々なものを採用してもよい。例えば、図８、図９に示すように、未計測項目と範囲外項目とのタイトルの表示態様を、計測済みの計測項目と範囲内に収まっている計算項目とのタイトルの表示態様とは、表示色を違えたり、未計測項目と範囲外項目とのタイトルだけに下線を引いたり、未計測項目と範囲外項目とのタイトルだけを点滅させたり、さらにはタイトル名を音声で発するようにしてもよい。
【００３７】
これ未計測項目と範囲外項目の通知と共に、またはこの通知に代えて、図１０，図１１に示すように、未計測項目と範囲外項目のアプリケーションプログラムを自動的に立ち上げるようにしてもよい（Ｓ６、Ｓ８）。こうして通知された未計測項目や範囲外項目に関して、それが無くなるまで、計測作業が行われる（Ｓ７、Ｓ９）。
【００３８】
以上のように本実施形態では、未計測の項目や、適正範囲から外れている項目を操作者に通知する機能をもっているので、計測し忘れ、特に操作者が自分で指定した計測項目は忘れにくいと考えられるが、指定した計算項目に必要な計測項目に関しては忘れ易いが、本実施形態ではそれも含めて管理されるので、計測し忘れが解消できるものと期待できる。また、計測異常のチェックに関しても、操作者が適正範囲を把握していなければできないし、さらに把握していたとしても計測値や計算値を逐一確認していくことは実際的ではなく、ややもすると見逃してしまうが、本実施形態では、装置側で完全管理されるので、このような事態は解消される。従って、操作のやり直し、さらには再検査といった煩雑な作業が解消されるものである。
本発明は、上述してきたような実施形態に限定されることなく、種々変形して実施可能であることは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によると、選択された計測項目だけでなく、選択された計算項目の計算処理に必要な計測項目まで含めて、未計測の状態にある計測項目や、その計測値や計算値が適正範囲外にあるときには、その項目が通知されたり、そのアプリケーションプログラムが自動起動するようになっているので、未計測や適正範囲から外れているままで作業を先に進めてしまうという事態を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る超音波診断装置の構成図。
【図２】本実施形態の計測処理手順を示す図。
【図３】図１のメモリに記憶される計算項目に必要な計測項目リストを示す図。
【図４】図１の計測管理プロセッサにより作成される計測管理テーブルの一例を示す図。
【図５】図１の計測管理プロセッサにより計測管理テーブルを使って管理されている計測項目のある時点での状況を示す図。
【図６】図１の計測管理プロセッサによる産科計測時の未計測項目及び不適正項目のメッセージ表示例を示す図。
【図７】図１の計測管理プロセッサによる心機能計測時の未計測項目及び不適正項目のメッセージ表示例を示す図。
【図８】図１の計測管理プロセッサによる産科計測時の未計測項目及び不適正項目の表示態様を他の項目と違える場合の表示例を示す図。
【図９】図１の計測管理プロセッサによる心機能計測時の未計測項目及び不適正項目の表示態様を他の項目と違える場合の表示例を示す図。
【図１０】図１の計測管理プロセッサによる産科計測時の未計測項目及び不適正項目の再起動時の画面例を示す図。
【図１１】図１の計測管理プロセッサによる心機能計測時の未計測項目及び不適正項目の再起動時の画面例を示す図。
【図１２】従来の産科計測時の表示画面例を示す図。
【図１３】従来の心機能計測時の表示画面表示例を示す図。
【図１４】従来の産科計測のワークシート表示画面例を示す図。
【図１５】従来の心機能計測のワークシート表示画面例を示す図。
【符号の説明】
１…超音波プローブ、
２…送信ユニット、
３…受信ユニット、
４…超音波画像生成ユニット、
５…表示ユニット、
６…入力機器、
７…計測プロセッサ、
８…計測管理プロセッサ、
９…メモリ、
２１…クロック発生器、
２２…レートパルス発生器、
２３…送信遅延回路、
２４…パルサ、
３１…プリアンプ、
３２…受信遅延回路、
３３…加算器、
４１…Ｍモードプロセッサ、
４２…Ｂモードプロセッサ、
４３…Ｄモードプロセッサ、
５１…ディジタルスキャンコンバータ、
５２…ディジタルアナログコンバータ、
５３…ディスプレイ。
Claims (3)
- 超音波プローブと、
前記超音波プローブを介して被検体に超音波を送受波する手段と、
前記送受波により得られた信号に基づいて超音波画像を生成する手段と、
複数の計測項目及び複数の計算項目の中から、所望の計測項目と所望の計算項目とを選択するための入力手段と、
前記複数の計算項目と、前記複数の計算項目各々に必要な計測項目との対応表を記憶する記憶部と、
前記超音波画像を使って、前記選択された計測項目と、前記対応表により特定される前記選択された計算項目の計算処理に必要な計測項目とに関する計測処理を行うと共に、前記選択された計算項目の計算処理に必要な計測項目の計測値から前記選択された計算項目に関する計算処理を行う計測手段と、
前記選択された計測項目と、前記選択された計算項目の計算処理に必要な計測項目との中で未計測の状態にある計測項目を特定し、通知する機能とともに、前記未計測の状態にある計測項目の計測機能を自動的に起動させる機能を有する計測管理手段とを具備することを特徴とする超音波診断装置。 - 前記未計測の状態にある計測項目は、メッセージ表示により、そのタイトル表示の態様を計測済みの計測項目と違えることにより、又は音声により通知されることを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
- 前記計測管理手段は、前記選択された計測項目と前記選択された計算項目の計算処理に必要な計測項目との各々の計測済み／未計測の状態を管理するための計測管理テーブルを作成することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
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