JP5294340B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

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、血管の関心領域の設定により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長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長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壁部分であって血管の長軸方向に垂直な方向の垂直直線上に第１関心領域および第２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第１関心領域及び第２関心領域にそれぞれ対応した被検体の組織の移動を、空間的輝度勾配を利用した勾配法で追跡する追跡部と、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において、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、垂直直線上又は垂直直線に垂直な水平直線上の、組織の経時的な移動の追跡結果を表示する。
また、第３の観点の超音波診断装置において、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、垂直直線上の、被検体組織間の距離の経時的な変化の追跡結果を表示する。
第４の観点の超音波診断装置において、関心領域設定部は、表示部に第１関心領域および第２関心領域を指定するためのポイントを表示し、ポイントが指定されるとそのポイントを含む第１関心領域および第２関心領域を設定する。

第５の観点の超音波診断装置において、関心領域設定部は、垂直直線上の第１関心領域が設定されると第１関心領域を含み長軸方向の水平指標を表示部に表示させ、水平指標の傾きが設定されると第１関心領域を含み水平指標から垂直方向の垂直指標を表示部に表示させる。これにより、オペレータは関心領域を設定しやすくなる。

第６の観点において、第１関心領域は、垂直直線上の血管の一方の内壁を含み、第２関心領域は、垂直直線上の血管の他方の内壁を含み、表示部は、第１関心領域及び第２関心領域によって特定された血管の内径の経時的な変化の追跡結果を表示する。
また、第７の観点において、第１関心領域は、垂直直線上の血管の一方の外壁を含み、第２関心領域は、垂直直線上の血管の他方の外壁を含み、表示部は、第１関心領域及び第２関心領域によって特定された血管の外径の経時的な変化の追跡結果を表示する。

第８の観点において、関心領域設定部は、垂直直線上に第３関心領域と第４関心領域とを設定し、第１関心領域は垂直直線上の血管の一方の内壁を含み、第２関心領域は垂直直線上の血管の一方の外壁を含み、第３関心領域は血管の他方の外壁を含み、第４関心領域は血管の他方の内壁を含み、表示部は、第１関心領域及び第２関心領域と第３関心領域及び第４関心領域とによって特定された血管の壁の厚さの経時的な変化の追跡を表示する。

第９の観点において、関心領域設定部は、設定した第１関心領域及び第２関心領域とは長軸方向で異なる位置において、第１関心領域及び第２関心領域に相当する関心領域をそれぞれ設定する。
第１０の観点において、表示部は、第２記憶部が記憶した長軸方向で異なる位置における組織の移動の情報に基づいて、長軸方向で互いに異なる複数の位置における、垂直直線上の被検体の組織間の距離の平均を算出し、算出した平均距離の経時的な変化の追跡結果を表示する。
第１１の観点において、関心領域設定部は第１関心領域を含む水平直線上に新たな関心領域を設定し、追跡部は前記水平線上の関心領域に対応した前記被検体の組織の移動を追跡し、追跡部が第１関心領域及び水平線上の関心領域が移動していると追跡した際には、表示部は前記ポイント、第１関心領域および第２関心領域を組織全体の移動に追従させて表示する。

本発明の超音波診断装置は、勾配法によって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。 一連の超音波画像が表示部１２７に表示された状態を示した図である。 （ａ）は、関心領域Ｒ１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。 （ｂ）は、関心領域Ｒ１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。 （ｃ）は、関心領域Ｒ２と関心領域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。 （ａ）は、心拍信号のグラフ２１０である。 （ｂ）は、前壁１０３ａの厚さのグラフ２１１を表示させた例である。 （ｃ）は、（ｂ）の関心領域とは長軸方向に異なる、前壁１０３ａの厚さのグラフ２１２を表示させた例である。 （ｄ）は、前壁１０３ａの厚さの平均血管壁厚のグラフ２１３を表示させた例である。

＜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、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）を指定するためのポイント１０９を表示する。オペレータによるマウス等の動きに従ってポイント１０９は表示部１２７上で移動する。そして関心領域設定部１２５は、オペレータが指定したポイント１０９の信号に基づいて、受信回路１１３から供給された画像データによって表される超音波画像に対して、指定されたポイント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の長軸方向の図には、黒丸円で示されたポイント１０９と矩形状に示された関心領域ＲＯＩとが表示されているが、必ずしも関心領域ＲＯＩが表示部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。

また追跡部１２２は、血管全体の長軸方向の移動又は回転にも追跡する。血管全体が移動又は回転するするということは、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ったりした場合である。

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の長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。血管壁１０３は、超音波プローブ１１１に近い側の前壁１０３ａと、超音波プローブ１１１から遠い側の後壁１０３ｂとを有している。図１では、関心領域設定部１２５で設定された関心領域ＲＯＩが、前壁１０３ａと後壁１０３ｂとにそれぞれ配置されている。ここで長軸方向ＬＸとは血流領域１０４の中心で血管ＢＶが伸びる縦方向を意味し、短軸方向ＳＸが血管ＢＶの輪切り方向（長軸方向ＬＸに対して垂直直線方向）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を使ってポイント１０９を指定する。関心領域設定部１２５はポイント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、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が前壁１０３ａの内壁と後壁１０３ｂ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。このため、勾配法について説明する。

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に表示された長軸方向に伸びる血管ＢＶにオペレータが関心領域ＲＯＩを設定し終えた図である。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、長軸方向に伸びる血管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、追加ボタン１３５、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。

追加ボタン１３５がマウスポインタＭＰでクリックされると、所定の大きさのポイント１０９が表示部１２７に表示される。追加ボタン１３５が複数回クリックされると、複数のポイント１０９が表示部１２７に表示される。図４では、８つのポイント１０９が表示部１２７に表示されている。

表示部１２７に表示されたポイント１０９は、オペレータがその１つ１つに対してマウスポインタＭＰで任意の位置に移動させ指定することができる。図４ではオペレータが、血管ＢＶの直径方向（短軸方向）の４か所にポイント１０９を指定している。関心領域設定部１２５は指定されたポイント１０９に基づいて、前壁１０３ａの外壁及び内壁に関心領域ＲＯＩのＲ１及びＲ２を、後壁１０３ｂの内壁及び外壁にＲ３及びＲ４を設定している。またオペレータは、関心領域ＲＯＩ（Ｒ１からＲ４）から長軸方向に離れた４か所にポイント１０９を指定している。関心領域設定部１２５は指定されたポイント１０９に基づいて、前壁１０３ａの外壁及び内壁に関心領域ＲＯＩのＲ５及びＲ６を、後壁１０３ｂの内壁及び外壁にＲ７及びＲ８を設定している。オペレータは設定したい関心領域ＲＯＩがすべて設定できたら、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の設定を支援する水平指標又は垂直指標を表示させることができる。図４では関心領域ＲＯＩが点線で表示部１２７に表示されているが、ポイント１０９のみ表示し関心領域ＲＯＩが表示されなくてもよい。

関心領域設定部１２５は、少なくとも１つのポイント１０９が指定されると、そのポイント１０９から水平方向に伸びる水平直線ＬＬ上の新たな関心領域ＲＲを設定する。この水平直線ＬＬ及び関心領域ＲＲは表示部１２７には表示されなくてもよい。図４では関心領域Ｒ３のポイント１０９に対して水平直線ＬＬとその水平直線ＬＬ上の関心領域ＲＲが表示されている。追跡部１２２は関心領域Ｒ３と新たに設定された関心領域ＲＲについて移動を追跡している。例えば追跡部１２２は関心領域Ｒ３と関心領域ＲＲとが同じ大きさで同じ方向に移動していたなら、血管全体が移動していると判断することができる。追跡部１２２は血管全体が移動していることを関心領域設定部１２５及び表示部１２７に伝送すると、関心領域設定部１２５は、すべてのポイント１０９及びそのポイント１０９に関する関心領域ＲＯＩを全体の移動に追従させる。つまり、血管ＢＶの全体が移動してしまってもポイント１０９及びそのポイント１０９に関する関心領域ＲＯＩは、最初に指定又は設定した箇所に追従する。そして表示部１２７は、ポイント１０９から伸びる垂直直線ＶＬ、ポイント１０９及びそのポイント１０９に関する関心領域ＲＯＩを追従させて表示する。

＜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。なお、図５では、関心領域ＲＯＩを前壁１０３ａの内壁と後壁１０３ｂの内壁とに設定する第１例を示す。このため、図４で設定した関心領域ＲＯＩのＲ６とＲ７とを図示している。

オペレータは第１支援ボタン１３８（図４を参照）をクリックし、そして追加ボタン１３５をクリックする。ポイント１０９が表示部１２７に表示される。
ステップＳ１１１にて、オペレータが観察したい前壁１０３ａの内壁にポイント１０９をマウスポインタＭＰで移動し指定する。そして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、ポイント１０９を通りポイント１０９を中心とした所定長さの水平指標ＨＬを表示する。この水平指標ＨＬは、表示部１２７の水平軸に平行であり、長軸方向の前壁１０３ａの内壁の接線用に表示される。

ステップＳ１１３にて、オペレータはマウスポインタＭＰで水平指標ＨＬの角度を変更する。前壁１０３ａの内壁に沿うように水平指標ＨＬの角度が変更されたら、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、ポイント１０９を通り且つ角度が変更されている水平指標ＨＬに対して垂直な垂直指標ＶＬを表示する。
ステップＳ１１５にて、オペレータが追加ボタン１３５をクリックし、ポイント１０９を表示部１２７に表示させ、オペレータが観察したい後壁１０３ｂの内壁にポイント１０９をマウスポインタＭＰで移動し指定する。これにより２つのポイント１０９に基づく２つの関心領域ＲＯＩ（Ｒ６，Ｒ７）が設定される。３以上の関心領域ＲＯＩを設定する際には、引き続き操作を行い、２つの関心領域ＲＯＩで終わりであれば、オペレータが確定ボタン１３７をクリックする。

前壁１０３ａの内壁が血管ＢＶが心拍によって曲がっていたりする場合に、ポイント１０９に対して正確な垂直方向（短軸方向）に別のポイント１０９を設定し難い。そこで、上述したようにポイント１０９を中心とした所定長さの水平指標ＨＬを表示させ、さらに水平指標ＨＬの角度を変更した後、垂直指標ＶＬを表示させる。これにより関心領域ＲＯＩ（Ｒ２）と関心領域ＲＯＩ（Ｒ３）とを垂直方向に正確に設定されるため、血管ＢＶの直径を正確に確認することができる。

なお、図４に示された垂直指標ＶＬには、関心領域ＲＯＩ（Ｒ１〜Ｒ４）が正確に垂直方向に設定されている。このため、関心領域ＲＯＩ（Ｒ１）及び関心領域ＲＯＩ（Ｒ２）に基づいて血管ＢＶの前壁１０３ａの厚さを、もしくは関心領域ＲＯＩ（Ｒ３）及び関心領域ＲＯＩ（Ｒ４）に基づいて後壁１０３ｂの厚さを正確に確認できる。

＜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。第１例と同様に、第２例でも関心領域ＲＯＩを前壁１０３ａの内壁と後壁１０３ｂの内壁とに設定する。

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、水平指標ＨＬ及び垂直指標ＶＬを表示する。

ステップＳ２１２にて、オペレータはマウスポインタＭＰで水平指標ＨＬ及び垂直指標ＶＬの角度を変更するとともに観察したい位置に垂直指標ＶＬが来るように移動させる。水平指標ＨＬ及び垂直指標ＶＬの一部をマウスポインタＭＰで回転且つ移動させることで、水平指標ＨＬ及び垂直指標ＶＬの全体が直角を保ったまま回転し且つ移動する。

ステップＳ２１３にて、オペレータが追加ボタン１３５をクリックすると、関心領域設定部１２５がポイント１０９を表示部１２７に表示する。そして、オペレータが観察したい垂直指標ＶＬ上の前壁１０３ａの内壁にポイント１０９をマウスポインタＭＰで移動する。

ステップＳ２１４にて、オペレータが追加ボタン１３５をクリックすると、ポイント１０９が表示部１２７に表示させる。そして、オペレータが観察したい垂直指標ＶＬ上の後壁１０３ｂの内壁にポイント１０９をマウスポインタＭＰで移動する。３以上の関心領域ＲＯＩを設定する際には、引き続き操作を行い、２つの関心領域ＲＯＩで終わりであれば、オペレータが確定ボタン１３７をクリックする。
なお、図５又は図６では第１支援ボタン１３８又は第２支援ボタン１３９がクリックされることで水平指標ＨＬ又は垂直指標ＶＬが表示された、表示部１２７の画面上で直接、水平指標ＨＬ又は垂直指標ＶＬが描けるようにしてもよい。

＜関心領域の追跡情報＞
図７は、ポイント１０９が指定され関心領域ＲＯＩが設定された後、一連の超音波画像が表示部１２７に表示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。

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、それぞれ水平方向（長軸方向）及び垂直方向（短軸方向）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。

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（Ｒ１）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。縦軸に位置（ｍｍ）、横軸に時間を採っている。関心領域ＲＯＩ（Ｒ１）の垂直方向の追跡結果を示したグラフ２０１は、関心領域ＲＯＩ（Ｒ１）である前壁１０３ａの外壁が心拍によって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（Ｒ１）の水平方向（長軸方向）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（Ｒ１）の水平方向を示したグラフ２０２は、前壁１０３ｂの外壁が心拍によって水平方向にも変動していることを示しており、その変動量は図８（ａ）に示された垂直方向の変動に比べて小さいことがうかがえる。

図８（ｃ）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）は前壁１０３ａの内壁であり関心領域ＲＯＩ（Ｒ３）が後壁１０３ｂの内壁である。関心領域ＲＯＩ（Ｒ２）の垂直方向を示したグラフ２０３は、前壁１０３ａの内壁が心拍によって変動していることを示し、関心領域ＲＯＩ（Ｒ３）の垂直方向を示したグラフ２０４は、後壁１０３ｂの内壁が心拍によって変動していることを示している。また、関心領域ＲＯＩ（Ｒ２）と関心領域ＲＯＩ（Ｒ３）とは血管ＢＶの垂直方向（短軸方向）であるため、グラフ２０３とグラフ２０４との差が血管ＢＶの内径であることを示している。内径指標２０５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２０５を移動させることで、移動量計測部１２３が任意の時間の血管ＢＶの内径を表示させることも可能である。

図９は、追跡結果の一つである血管壁の厚さ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、前壁１０３ａ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に同期させて前壁１０３ａ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（Ｒ５）と関心領域ＲＯＩ（Ｒ６）との垂直方向の差、すなわち、前壁１０３ａ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に同期させて前壁１０３ａの厚さのグラフ２１２が表示されている。図７に示されるように、関心領域ＲＯＩ（Ｒ２）と関心領域ＲＯＩ（Ｒ６）とは長軸方向に距離ｄＬ離れた位置に設定されている。このため、心拍による血管ＢＶの厚さが異なっている。グラフ２１１とグラフ２１２との比較をすると、グラフ２１１とグラフ２１２との間の時間変化が算出できる。このため、動脈の硬さを表すパラメータとなる血管ＢＶの脈波伝搬速度（ＰＷＶ:pulse wave velocity）を求めることもできる。

図９（ｄ）は、移動量計測部１２３が前壁１０３ａの厚さの平均血管壁厚のグラフ２１３を表示部１２７に表示させた例である。図７では、関心領域ＲＯＩ（Ｒ１）及び関心領域ＲＯＩ（Ｒ２）で前壁１０３ａの厚さを、関心領域ＲＯＩ（Ｒ５）及び関心領域ＲＯＩ（Ｒ６）で前壁１０３ａの厚さを移動量計測部１２３が計測した。平均血管壁厚のグラフ２１３は、この２点を含む複数の箇所で前壁１０３ａの厚さを計測し、その平均を求めて前壁１０３ａの厚さ平均を求めたグラフである。

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（１０３ａ … 前壁，１０３ｂ … 後壁）
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
１３５ … 追加ボタン
１３７ … 確定ボタン、１３８ … 第１支援ボタン、１３９ … 第２支援ボタン
２０１，２０２，２０３，２０４，２１０，２１１，２１２，２１３ … グラフ
２０５ … 内径指標
ＢＶ … 血管
ＬＸ … 長軸方向、ＳＸ … 短軸方向
ＭＰ … マウスポインタ
ＲＯＩ（Ｒ１〜Ｒ８） … 関心領域
ＨＬ … 水平指標
ＶＬ … 垂直指標

Claims (10)

1. 被検体に超音波を順次送波し、長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長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壁部分であって、前記血管の長軸方向に垂直な方向の垂直直線上に第１関心領域及び第２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、前記第１関心領域及び前記第２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、空間的輝度勾配を利用した勾配法で追跡する追跡部と、
   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、
   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、前記垂直直線に垂直な水平直線上の、前記組織の経時的な移動の追跡結果を表示し、
   前記関心領域設定部は、前記第１関心領域を含む前記水平直線上に新たな関心領域を設定し、前記追跡部は前記水平直線上の関心領域に対応した前記被検体の組織の移動を追跡し、
   前記追跡部が前記第１関心領域及び前記水平直線上の関心領域が同じ大きさ及び同じ方向の移動をしていると追跡した際には、前記表示部は前記第１関心領域及び前記第２関心領域を前記組織全体の移動に追従させて表示する
   超音波診断装置。
2. 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、前記垂直直線上の、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に記載の超音波診断装置。
3. 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、前記垂直直線上の、前記被検体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、前記表示部に前記第１関心領域及び前記第２関心領域を指定するためのポイントを表示し、前記ポイントが指定されるとそのポイントを含む前記第１関心領域及び前記第２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、前記垂直直線上の第１関心領域が設定されると前記第１関心領域を含み前記長軸方向の水平指標を前記表示部に表示させ、前記水平指標の傾きが設定されると前記第１関心領域を含み前記水平指標から垂直方向の垂直指標を前記表示部に表示させる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
6. 前記第１関心領域は、前記垂直直線上の前記血管の一方の内壁を含み、
   前記第２関心領域は、前記垂直直線上の前記血管の他方の内壁を含み、
   前記表示部は、前記第１関心領域及び前記第２関心領域によって特定された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１から請求項５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
7. 前記第１関心領域は、前記垂直直線上の前記血管の一方の外壁を含み、
   前記第２関心領域は、前記垂直直線上の前記血管の他方の外壁を含み、
   前記表示部は、前記第１関心領域及び前記第２関心領域によって特定された前記血管の外形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５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
8. 前記関心領域設定部は、前記垂直直線上に第３関心領域と第４関心領域とを設定し、
   前記第１関心領域は、前記垂直直線上の前記血管の一方の内壁を含み、
   前記第２関心領域は、前記垂直直線上の前記血管の一方の外壁を含み、
   前記第３関心領域は、前記血管の他方の外壁を含み、
   前記第４関心領域は、前記血管の他方の内壁を含み、
   前記表示部は、前記第１関心領域及び前記第２関心領域と前記第３関心領域及び前記第４関心領域とによって特定された前記血管の壁の厚さの経時的な変化の追跡を表示する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
9. 前記関心領域設定部は、設定した前記第１関心領域及び前記第２関心領域とは前記長軸方向で異なる位置において、前記第１関心領域及び前記第２関心領域に相当する関心領域をそれぞれ設定する請求項１から請求項８のいずれか一項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長軸方向で異なる位置における前記組織の移動の情報に基づいて、前記長軸方向で互いに異なる複数の位置における、前記垂直直線上の前記被検体の組織間の距離の平均を算出し、前記算出した平均距離の経時的な変化の追跡結果を表示する請求項９に記載の超音波診断装置。