JP5754379B2 - 超音波診断装置および内中膜複合体厚の測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、超音波診断装置とそれを用いた内中膜複合体厚の測定方法に関するものである。

超音波診断装置を用いた動脈硬化の診断において、頸動脈の内中膜複合体厚（ＩＭＴ：Ｉｎｉｔｉｍａ−Ｍｅｄｉａ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ、以下ＩＭＴと略す）は初期の粥状硬化を知る重要な指標として知られている。ＩＭＴは、頚動脈の血管壁の内膜と中膜の複合体の厚さのことである。内中膜複合体は、図１８に示すように、血管内腔と外膜との間に見える層で、検査では、この血管内腔と内膜の境界（以下、内腔内膜境界と記述）と中膜と外膜の境界（以下、中膜外膜境界）を検出し、その厚さを計測する。例えば、特許文献１は、このＩＭＴを自動的に計測する方法を開示している。

ＩＭＴの計測においては、図１８に示すように頚動脈に沿ってＩＭＴ計測範囲を設定し、この間の最大厚（ｍａｘＩＭＴ）や平均厚（ｍｅａｎＩＭＴ）を計測することが一般に行われている。例えば、非特許文献１では、ＩＭＴ計測範囲の長さとして１ｃｍが推奨されている。

特開２００８−１６８０１６号公報

Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｅｃｈｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｙ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２００８（９３ページ〜１１１ページ）

従来例の超音波診断装置には、検出対象部である頚動脈の状態を測定しようとする場合、十分に訓練を積んだ熟練者でなければ、正確な測定を行いにくいという課題があった。

つまり、従来例において、頚動脈の状態を測定しようとする場合には、頚動脈の中心線を縦方向に切断できる位置に、探触子を当てなければならない。

適切な位置に探触子を当てることができて頚動脈の状態を正しく測定できる画像が表示されたとしても、操作者が探触子を手に持って操作するため、その正しい位置を保持しながら測定することは容易ではない。

さらに、心臓の拍動に応じて頚動脈内部を流れる血流が変化することによって、頚動脈の径や頚動脈壁の厚みは常に変化している。つまり、操作者が探触子を正しい位置に保持したときに、かならずしも頚動脈の状態が測定すべきタイミングではない場合もありうる。

そこで本発明は、正確な測定が行える探触子の位置、タイミングになったときに、頚動脈の状態の測定を行うことができるようにすることを目的とするものである。

本発明の超音波診断装置は、振動子を有する探触子が接続可能な超音波診断装置であって、前記探触子を駆動し被検体の血管へ超音波を送信する送信処理及び前記探触子によって受信した前記被検体の血管からの反射超音波から受信信号を生成する受信処理を行う超音波信号処理部と、前記受信信号から断層像を構築する断層像処理部と、前記受信信号又は前記断層像より前記血管の内腔内膜境界及び中膜外膜境界を検出する境界検出部と、前記境界検出部で検出された内腔内膜境界及び中膜外膜境界の間隔を血管壁厚値として算出する血管壁厚算出部と、前記受信信号又は前記断層像の前記検出された内腔内膜境界及び中膜外膜境界の位置の信号上又は画像情報上に、内腔内膜境界及び中膜外膜境界に特有の信号強度の分布又は輝度の分布が、前記血管の所定の長さの範囲で存在しているときに、前記受信信号が前記血管の長軸方向の中心を通る断面近傍から取得されていると判定する血管中心判定部と、前記受信信号又は前記断層像の前記検出された内腔内膜境界及び中膜外膜境界の位置における信号上又は画像情報上の特徴と前記血管中心判定部の判定結果に基づき前記血管壁厚値の信頼性を判定する信頼性判定部と、前記信頼性判定部の判定結果に基づき前記血管壁厚値を内中膜複合体厚と確定する制御部と、を備え、前記信号上又は画像情報上の特徴は、前記血管の内径の変化、又は前記血管の長軸方向断面、又は前記血管壁厚値の時間変動のいずれかに基づくものである。この構成により、適切な測定状態でＩＭＴ値を測定することができ、信頼性の高い測定値を得ることができる。

ある好ましい実施形態において、前記血管中心判定部は、前記受信信号が前記血管の長軸方向の中心を通る断面近傍から取得されている確からしさを表す評価値の算出を行い、前記信頼性判定部は、前記血管中心判定部で前記受信信号が前記血管の長軸方向の中心を通る断面近傍から取得されていると判定されたとき、もしくは、前記評価値が所定の基準値を超えているときに前記血管壁厚値の信頼性が高いと判定し、または、前記評価値が高いときほど、前記血管壁厚値の信頼性が高いと判定する。この構成により、受信信号が前記血管の長軸方向の中心を通る断面近傍から取得されていると判定することによって、適切な測定状態になったことを判定でき、信頼性の高い測定値を得ることができる。

ある好ましい実施形態において、血管の拍動状態を検出して血管の拍動を正しく捉えているかどうかの判定、または、前記血管の拍動状態を検出して血管の拍動を正しく捉えている確からしさを表す評価値の算出を行う拍動検出部を更に備え、前記拍動検出部は、血管の内径の変化から前記血管の拍動状態を検出し、前記血管の内径の変化が脈波状であるときに血管の拍動を正しく捉えていると判定し、前記信頼性判定部は、前記拍動検出部の判定結果も参照して前記血管壁厚値の信頼性を判定する。この構成により、血管の拍動を正しく捉えているかを判定することによって、適切な測定状態になったことを判定でき、信頼性の高い測定値を得ることができる。

ある好ましい実施形態において、前記拍動検出部が、前記血管の内径の変化の特徴量を検出することによって拍動状態を検出する。この構成により、血管の拍動を正しく捉えていると更に適切に判定できるようになり、信頼性の高い測定値を得ることができる。

ある好ましい実施形態において、前記拍動検出部が、前記血管の内径の変化波形と、あらかじめ登録されたモデル波形との相関により拍動状態を検出する。この構成により、血管の拍動を正しく捉えていると更に適切に判定できるようになり、信頼性の高い測定値を得ることができる。

ある好ましい実施形態において、前記拍動検出部は、心拍中の特定のタイミングを検出する心拍期検出部を更に有し、検出したタイミングの前後何れか又は両方で血管の拍動を正しく捉えているかどうかの判定、または、検出したタイミングの前後何れか又は両方で血管の拍動を正しく捉えている確からしさを表す評価値の算出を行い、前記信頼性判定部は、前記拍動検出部で前記心拍期検出部で検出したタイミングの前後何れか又は両方で血管の拍動を正しく捉えていると判定されたとき、もしくは、前記評価値が所定の基準値を超えているときに前記血管壁厚値の信頼性が高いと判定し、または、前記評価値が高いときほど、前記血管壁厚値の信頼性が高いと判定する。この構成により、心拍によってＩＭＴ値が変化する中でＩＭＴ値が最大になるタイミングで測定することができ、信頼性の高い測定値を得ることができる。

ある好ましい実施形態において、前記拍動検出部が、前記受信信号から前記被検体の組織の動きを検出して拍動状態を検出し、前記心拍期検出部が、前記拍動状態から心拍中の特定のタイミングを検出する。この構成により、心拍によってＩＭＴ値が変化する中で適切なＩＭＴ値の測定タイミングをＥＣＧなどの付加機能を用いることなく検出できるので、信頼性の高い測定値を、測定が容易で操作性よく得ることができる。

ある好ましい実施形態において、前記心拍期検出部が、心電図の波形から前記タイミングを検出する。この構成により、ＥＣＧを用いることによって心拡張末期をより精度よく検出できるので、信頼性の高い測定値を得ることができる。

ある好ましい実施形態において、前記心拍期検出部で検出するタイミングが、心拡張末期である。この構成により、心拡張末期を検出することによって適切なＩＭＴ値の測定タイミングを検出できるので、信頼性の高い測定値を得ることができる。

ある好ましい実施形態において、前記心拍期検出部で検出するタイミングが、心拡張末期から所定の時間だけ遅延したタイミングである。この構成により、心拡張末期から所定時間遅延したときにＩＭＴ値が最大になるので、そのタイミング検出できるので、信頼性の高い測定値を得ることができる。

ある好ましい実施形態において、前記受信信号又は前記断層像が前記被検体の血管の長軸方向断面を含んでいるかどうかの判定、または、前記受信信号又は前記断層像が前記被検体の血管の長軸方向断面を含んでいる確からしさを表す評価値の算出を行う長軸判定部を更に備え、前記信頼性判定部は、前記長軸判定部で前記受信信号又は前記断層像が前記被検体の血管の長軸方向断面を含んでいると判定されたとき、もしくは、前記評価値が所定の基準値を超えているときに前記血管壁厚値の信頼性が高いと判定し、または、前記評価値が高いときほど、前記血管壁厚値の信頼性が高いと判定する。この構成により、受信信号又は断層像が血管の長軸方向断面を含んでいるかを判定することによって、適切な測定状態になったことを判定でき、信頼性の高い測定値を得ることができる。

ある好ましい実施形態において、前記血管壁厚値の時間変動の度合いの小ささから前記血管壁厚値が安定しているか否かの判定、または、前記血管壁厚値の時間変動の度合いの小ささから前記血管壁厚値が安定している確からしさを表す評価値の算出を行う安定性判定部を更に備え、前記信頼性判定部は、前記安定性判定部で前記血管壁厚値が安定していると判定されたとき、もしくは、前記評価値が所定の基準値を超えているときに前記血管壁厚値の信頼性が高いと判定し、または、前記評価値が高いときほど、前記血管壁厚値の信頼性が高いと判定する。この構成により、血管壁厚値の時間変動の度合いの小ささから血管壁厚値の安定性を判定することによって、適切な測定状態になったことを判定でき、信頼性の高い測定値を得ることができる。

ある好ましい実施形態において、前記信頼性判定部による判定結果と前記断層像処理部で構築した断層像とを合成する画像合成部をさらに備え、前記画像合成部で合成した画像を表示する。この構成により、適切な測定状態になっているかどうかが視覚的にわかるため、測定結果とその信頼性を操作者が確認できるようになり、操作性が向上する。

ある好ましい実施形態において、前記被検体の血管からの受信信号または前記断層像処理部で構築された断層像情報と、前記境界検出部で検出した境界とを用いて、前記血管中心判定処理あるいは前記拍動性判定処理あるいは前記長軸判定部あるいは前記安定性判定処理に用いる判定基準を決定する判定基準決定部を更に備える。この構成により、被検体の組織性状に応じて血管中心判定、拍動判定、長軸判定および安定性判定が実施できるため、ＩＭＴ測定の精度および信頼性が向上する。

ある好ましい実施形態において、前記超音波信号処理部は前記送信処理および前記受信処理を複数回行うことにより、複数の受信信号を逐次生成し、前記断層像処理部は前記複数の受信信号から複数の断層像を逐次構築し、前記境界検出部は、前記複数の受信信号又は前記複数の断層像のそれぞれより前記血管の内腔内膜境界及び中膜外膜境界を逐次検出し、前記血管壁厚算出部は、前記逐次検出される血管の内腔内膜境界及び中膜外膜境界から前記血管壁厚値を逐次算出し、前記信頼性判定部は、前記逐次算出される血管壁厚値の信頼性を逐次判定し、前記制御部は、前記信頼性判定部の判定結果に基づき前記血管壁厚値を内中膜複合体厚と確定し、少なくとも前記逐次構築される断層像を表示する。

ある好ましい実施形態において、前記制御部は、前記信頼性判定部で判定された結果に基づいて、前記逐次表示される断層像をフリーズさせる。この構成により、適切な測定状態時の画像をフリーズさせることができる。

ある好ましい実施形態において、前記断層像、前記血管壁厚値および前記信頼性判定部の判定結果をフレームとして、逐次記録するフレーム記録部と、前記フレーム記録部に記録された複数のフレームの全てまたはサブセットのうちから最も信頼性が高いフレームを選択する最適フレーム選択部とを更に備え、前記制御部は、前記最適フレーム選択部で選択されたフレームにおける前記血管壁厚算出部の算出結果を内中膜複合体厚と確定する。この構成により、ＩＭＴ測定において信頼性のある測定結果を得ることができる。

ある好ましい実施形態において、前記制御部は、前記血管壁厚値の信頼性が既定値より高いフレームを一定数以上前記フレーム記録部に記録したときに、前記逐次表示される断層像をフリーズさせる。この構成により、ＩＭＴ測定において信頼性のある測定結果が得られたときに画像をフリーズさせることができる。

ある好ましい実施形態において、前記制御部は、前記血管壁厚値の信頼性が既定値より高いフレームを一定数連続して前記フレーム記録部に記録したときに、前記逐次表示される断層像をフリーズさせる。この構成により、ＩＭＴ測定において信頼性のある測定結果が得られたときに画像をフリーズさせることができる。

ある好ましい実施形態において、前記最適フレーム選択部は、前記の一定数連続して前記フレーム記録部に記録された信頼性が規定値より高い当該フレームのうちから、最も信頼性が高いフレームを選択する。この構成により、ＩＭＴ測定において更に信頼性のある測定結果を得ることができる。

本発明の内中膜複合体厚の測定方法は、探触子によって受信した被検体の血管からの反射超音波から受信信号を生成する受信処理を行い、前記受信信号から断層像を構築し、前記受信信号又は前記断層像より前記血管の内腔内膜境界及び中膜外膜境界を検出し、前記検出された内腔内膜境界及び中膜外膜境界の間隔を血管壁の厚みとして算出し、前記内腔内膜境界及び中膜外膜境界の位置の信号上又は画像情報上に、内腔内膜境界及び中膜外膜境界に特有の信号強度の分布又は輝度の分布が、前記血管の所定の長さの範囲で存在しているときに、前記受信信号が前記血管の長軸方向の中心を通る断面近傍から取得されていると判定する中心判定を行い、前記受信信号又は前記断層像の前記検出された内腔内膜境界及び中膜外膜境界の位置における信号上又は画像情報上の特徴と前記中心判定の結果に基づき前記血管壁の厚みの信頼性を判定し、この判定された結果に基づいて前記血管壁の厚みの算出結果を測定値と決定する。この構成により、適切な測定状態でＩＭＴ値を測定することができ、信頼性の高い測定値を得ることができる。

本発明の内中膜複合体厚の測定方法は、さらに、前記血管の内径の変化が脈波状であるときに血管の拍動を正しく捉えていると判定する拍動判定を行い、前記受信信号又は前記断層像の前記検出された内腔内膜境界及び中膜外膜境界の位置における信号上又は画像情報上の特徴と前記中心判定の結果と前記拍動判定の結果に基づき前記血管壁の厚みの信頼性を判定し、この判定された結果に基づいて前記血管壁の厚み算出結果を測定値と決定する。この構成により、適切な測定状態になったことの判定精度が向上し、適切な測定状態でＩＭＴ値を測定することができ、信頼性の高い測定値を得ることができる。

本発明の超音波診断装置およびＩＭＴ測定方法によれば、内腔内膜境界と中膜外膜境界との２種の境界を検出したこと、血管の拍動を正しく捉えることができたことを判定することによって、探触子のあてかたなどＩＭＴ測定において適切な状態で対象となる血管を捉えているかどうか判定し、そのときに心拍中でＩＭＴ値を測定するのに適したタイミングのときに測定したＩＭＴ値を測定値として決定するので、信頼性の高いＩＭＴの測定値を得ることができ、動脈硬化などの診断における精度や操作性が向上するという効果を有する。

本発明による超音波診断装置の実施の形態１を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１の詳細なブロック図である。 （ａ）血管中心を捉えたスキャンと内腔内膜境界及び中膜外膜境界の描出との関係を説明する図であり、（ｂ）血管中心を捉えていないスキャンと内腔内膜境界及び中膜外膜境界の描出との関係を説明する図である。 （ａ）診断対象の頚動脈の構成を示す図であり、（ｂ）頚動脈の内径変化波形を示す図である。 実施の形態１の動作を示すフローチャートである。 頚動脈の内径変化波形を詳細に示す図である。 （ａ）頚動脈のモデル波形と内径変化波形との相関を説明する図であり、（ｂ）モデル波形を時間軸上で伸展させる方法を説明する図である。 （ａ）診断対象の頚動脈の構成を示す図であり、（ｂ）頚動脈の内径変化波形と検出した心拡張末期のタイミングを示す図である。 血管の内径変化波形とＩＭＴ値の変化波形との関係を示した図である。 血管を正しく捉えられている場合とそうでない場合の頚動脈の内径変化波形を示す図である。 本発明による超音波診断装置の実施の形態２を示す詳細なブロック図である。 本発明による超音波診断装置の実施の形態３を示す詳細なブロック図である。 実施の形態３の動作を示すフローチャートである。 本発明による超音波診断装置の実施の形態４を示す詳細なブロック図である。 実施の形態４の動作を示すフローチャートである。 本発明による超音波診断装置の実施の形態５を示す詳細なブロック図である。 実施の形態５の動作を示すフローチャートである。 診断対象の頚動脈の構成とＩＭＴの計測範囲を説明する図である。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置のブロック図である。本実施の形態の超音波診断装置１０１は、超音波信号処理部２、断層像処理部３、血管壁厚算出部４、拍動検出部５、信頼性判定部６、制御部７および画像合成部８を備えている。

探触子１は超音波振動子を有し、超音波振動子を通じて超音波を被検体に送信するとともに被検体からの反射超音波を受信して電気信号に変換する。超音波信号処理部２は、探触子１を脱着可能な構成になっていて、この探触子１の超音波振動子に所定のタイミングで駆動パルスを供給し、探触子１が超音波を送信するように駆動する送信処理を行う。また、探触子１から電気信号を受け取り、その電気信号の増幅、検波などの、超音波断層像の構築などに必要な受信処理を行い、受信信号を生成する。

通常、超音波信号処理部２は送信処理を繰り返し連続して行い、逐次受信信号を生成する。このため、以下の処理は、生成された受信信号に対して逐次行われる。

断層像処理部３は超音波信号処理部２で生成した受信信号を受け取り、受信信号の座標変換などを行って、超音波画像の二次元画像である断層像を逐次構築する。血管壁厚算出部４は、測定対象となる被検体の血管の血管壁の厚みを算出する。拍動検出部５は、血管の拍動状態を正しく検出できているかどうかを検出し判定する。

信頼性判定部６は、測定対象となる血管の壁厚などを測定するに際し、観測状態や測定値が測定結果として信頼できるかどうかを、断層像処理部３、血管壁厚算出部４および拍動検出部５の測定・処理結果をもとに判定する。

制御部７は、各ブロックを制御するとともに、信頼性判定部６で判定した測定結果を、測定した内中膜複合体厚として確定し保存したり、そのときの画像をフリーズ（静止）したりする処理を行う。

画像合成部８は、表示器９と接続可能に構成されており、信頼性判定部６で判定された測定結果と、断層像処理部３で構成された断層像とを、接続された表示器９で表示できるように合成する。表示器９は、画像合成部８に接続され、その画像信号を表示するモニタである。

次に、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の詳細なブロック図である図２を用いて実施の形態１に係る超音波診断装置の詳細について説明する。図２は図１の構成を詳細に記したものであり、図１で説明した構成は適宜説明を割愛する。

血管壁厚検出部４は、境界検出部４１とＩＭＴ算出部４２とを有する。境界検出部４１は、ＩＭＴ計測範囲（図１８参照）を含む範囲において、測定対象となる血管の内腔内膜境界と中膜外膜境界との２種の血管境界を検出する。ＩＭＴ算出部４２は境界検出部４１で検出した内腔内膜境界と中膜外膜境界との間の距離をＩＭＴとして算出する。なお、この際、ＩＭＴ計測範囲における当該距離の最大値を取ればｍａｘＩＭＴが、平均値を取ればｍｅａｎＩＭＴが算出されるが、本発明はこれらに限定するものではない。

血管中心判定部３１は、断層像処理部３で構築された断層像と境界検出部４１で検出した血管境界とから、血管境界の位置で断層像に内腔内膜境界及び中膜外膜境界が明瞭に描出されているかどうかや、断層像において内腔内膜境界及び中膜外膜境界が明瞭に描出されている部分の長さ等を評価することにより、探触子１を被検体にあてた位置が測定対象である血管の中心近傍を捉えているかどうかを判定する。

拍動検出部５は、拍動情報処理部５１、拍動性判定部５２および心拍期検出部５３を有する。拍動情報処理部５１は、超音波信号処理部２で生成した受信信号を処理して、測定対象である血管が拍動しているかどうかを判定するための情報を抽出する。拍動性判定部５２は、拍動情報処理部５１で処理・抽出された情報から、血管が拍動しているかどうかを判定する。心拍期検出部５３は、心拍における特定のタイミングを検出する。たとえば、心拡張末期、すなわち、心臓が収縮後拡張して血流が最小になるタイミングなどを検出する。

ここで、ＩＭＴ値を正確に、かつ再現性よく測定するための条件について説明する。

まず第一の条件として、血管の断面はほぼ円形であるため、血管壁の厚みを正しく測定するためには、探触子１を被検体にあてた位置が血管の中心近傍（いわば円形の中心近傍）を捉らえているかを判定する必要がある。なぜならＩＭＴ値は血管の内腔内膜境界と中膜外膜境界との間隔として算出されるが、そのためには血管の両境界が明瞭に描出されていることが必要だからである。その判定を血管中心判定部３１が行う。

これについて図３を用いてより詳細に説明する。図３は血管の断面と探触子１で送受信されるエコーの進路との位置関係を表す模式図である。

エコーは組織境界など音響インピーダンスに差異がある境界で反射するが、境界面に９０度に近い角度であたるほど強く反射し、明瞭な反射エコー信号が得られる。よって図３（ａ）に示すように探触子１を被検体にあてた位置が血管の中心近傍を捉えているとき、すなわちエコー進路が血管の中心近傍を通るとき、エコーは血管の内腔内膜境界及び中膜外膜境界に垂直にあたり、両境界で強く明瞭な反射エコーが得られる。

一方、図３（ｂ）に示すようにエコー進路が血管の中心近傍を通らない場合は、エコーが血管の両境界に垂直にあたらないため、弱く不明瞭な反射エコーしか得られない。そのため内腔内膜境界及び中膜外膜境界がぼやけて分離されずに描出されたり、内腔内膜境界が描出されなかったりする。

したがって、血管境界の位置で断層像に内腔内膜境界及び中膜外膜境界が明瞭に描出されているかを評価することによって、探触子１を被検体にあてた位置が血管の中心近傍を捉えているかを判定することができる。なお、上述の二種の境界が明瞭に描出される中心近傍とは、実測長としては、探触子１から送信される超音波の音響線（図３において破線で示す）から血管断面の中心までの距離が０．５ｍｍ以内程度に相当するが、厳密に限定されるものではない。

より具体的には、検出された血管境界位置およびその周辺部位の断層像データにおいて、図１８のように、検出された内腔内膜境界位置の血管内腔側から内中膜側にかけて輝度の立ち上がりが存在するか、検出された中膜外膜境界位置の内中膜側から外膜側にかけて輝度の立ち上がりが存在するか、及び、検出された内腔内膜境界位置と中膜外膜境界位置の間に輝度の落ち込みがあるか等を評価することによって、血管境界の位置で断層像に内腔内膜境界及び中膜外膜境界が明瞭に描出されているか否かを判定することができる。

また、上述のように、断層像に内腔内膜境界及び中膜外膜境界が明瞭に描出されている部分の長さも、探触子１を被検体にあてた位置が血管の中心近傍を捉えているかどうかの判定に用いることができる。この場合、ＩＭＴ計測範囲（図１８参照）の全域あるいは一定の割合以上で上述の二種の境界が明瞭に描出されていることが、判定の目安となる。例えば、ＩＭＴ計測範囲が１ｃｍで、上述の一定の割合が７５％の場合、１ｃｍのうち７．５ｍｍが血管の中心を捉えていると判定するための長さの基準ということになる。

次に第二の条件として、血管はその内部を流れる血流の量や流速に対応して伸縮する。心臓の収縮期には血流速度が最大となり、そのとき血管の内径が最大になるとともに、血管壁の厚みが最小になる。そして心臓の拡張期では血流が最小になるので、血管の内径が最小になり、血管壁の厚みが最大になる。つまり、心拍に同期して血管壁の厚みが変化するので、測定するタイミングによってＩＭＴ値も変化する。

図を用いて説明すると、図４に示すように、図４（ａ）のＡ―Ｂの２点間距離、つまり、血管の内径は、心臓からの血液の拍出により時間的に変化し、図４（ｂ）に示すような脈波状の波形が観測されることが知られている。

ＥＣＧのＲ波トリガタイミング（図４（ｂ）の下の波形）を基準に考えると、一旦内径は小さくなり、その後、急激に大きくなり、徐々にもとの径に戻っていく。より正確には正常血管の場合、徐々にもとの径に戻っていく際にDicrotic peakというピークが生じ、内径変化波形は二つの正のピークを持つ。

ＩＭＴ値は血管壁の厚みが最大になったときに測定するのが理想的であるので、心拍を考慮して測定するタイミングを決める必要があり、そのタイミングを心拍期検出部５３が検出する。

次に、拍動の判定について説明する。血管壁の厚みなどを測定する場合、その血管を探触子で正しく捉えられているかを評価する必要がある。通常、生体であれば血管、特に動脈は拍動している。拍動性判定部５２は、血管が拍動しているかいないかを検出するのではなく、探触子のあて方などが血管の情報を正しく測定できる状態になっているかどうかを、血管の拍動を正しく捉えられているかどうかで判定する。

次に実施の形態１の動作について図２と図５を用いて説明する。図５は実施の形態１の典型的な動作を表すフローチャートである。

まずステップＳ１０１では超音波信号処理部２で、超音波信号の送信制御、受信制御を行って、探触子１を駆動することにより超音波を送信し、被検体から反射して探触子１で受信した反射超音波を、一般的な超音波診断装置同様に信号処理を行って受信信号（受信エコーデータ）を生成する。

そしてステップＳ１０２で、断層像処理部３がこの受信エコーデータを処理して断層像を構築する。ここで生成される断層像データは被検体の内臓などさまざまなものが対象となるが、ここでは血管、特に頚動脈の画像とそのデータを中心に処理するものとして説明する。

また、超音波信号処理部２から出力される受信エコーデータは、血管壁厚検出部４と拍動検出部５にも送られる。

ステップＳ１０３で、血管壁厚検出部４の境界検出部４１では、超音波信号処理部２から出力された受信エコー信号の振幅や位相を基に、境界検出部４１が血管の内腔内膜境界と中膜外膜境界を検出する。

これは、あらかじめ設定された対象画像範囲内（ＲＯＩ）の各点について行う。ＲＯＩは通常、ＩＭＴ計測範囲（図１８参照）に対応させて設定される。

続いてステップＳ１０４で、境界検出部４１で検出した内腔内膜境界と中膜外膜境界の位置情報から、ＩＭＴ算出部４２で、内中膜の厚さ、すなわち、ＩＭＴ値を算出する。

また、境界検出部４１が血管の内腔内膜境界および中膜外膜境界の検出結果を血管中心判定部３１へ送ると、ステップＳ１０５で、血管中心判定部３１は、断層像処理部３からの断層像と、境界検出結果とから、現在探触子で捉えられている血管の受信信号が、血管の中心近傍の受信信号であるか否かを判定する。

一方、超音波信号処理部２から出力される受信信号は拍動検出部５にも送られる。

ステップＳ１０６では拍動検出部５で、対象とする血管の拍動を検出し、その波形が血管の拍動を正しく捉えているものかどうかを判定する。

まず、拍動情報処理部５１では、図４（ａ）に示すように、対象となる血管の前壁と後壁上に測定点Ａ、Ｂを設定し、受信エコーデータの振幅や位相を解析することで、測定点Ａ、Ｂの動きを追跡する。動脈は心拍によって収縮拡張を繰り返しており、このため測定点Ａ、Ｂ間の距離は、図４（ｂ）に示す周期的な動きをするので、これを血管の内径変化波形として検出する。

以上のようにして、心電装置などの装置と被検体との間の特別な接続を必要とせず、探触子を被検体に当てるだけの簡単な操作で、血管の内径変化波形を得ることができる。

次に、拍動性判定部５２で、拍動情報処理部５１で得た内径変化波形が、血管の拍動を正しく捉えているかどうかを、この内径変化波形が脈波状になっているかどうか評価することによって判定する。

判定する方法として、方法（１）内径変化波形の単純な特徴量に着目する方法と方法（２）内径変化波形の基準（モデル）波形との一致度に着目する方法などが考えられる。

まず、方法（１）波形の単純な特徴量に着目する方法について、図６を用いて説明する。振幅やピークのタイミングが通常の人間がとりうる範囲に入っているかを判定するもので、その特徴量のパラメータとしては、下記があげられる。
・ 最大振幅、最小振幅：それぞれ図６のAmax, Amin
・ 最大振幅（Amax）になるタイミング：Tmax
・ 最小振幅（Amin）になるタイミング：Tmin
・ 一心拍周期：TR

上記パラメータは、図６に示す波形で、一例として、Amaxが1 mm弱、Aminがマイナス値、TRが1秒程度、Tmin ＜ Tmaxである場合、拍動性を判定できることが実験で確認されている。

次に、もうひとつの判定方法として、方法（２）内径変化波形の基準（モデル）波形との一致度に着目する方法について、図７を用いて説明する。

基準となるモデル波形を作成し、その波形と測定された内径変化波形との整合度合いを相関係数を算出することにより判定する。モデル波形は複数人の人間の内径波形のデータを集める等して作成しておく。

具体的には、モデル波形と測定された内径変化波形との両者の相関係数を算出する。モデル波形と測定波形の時間長が異なる場合は、図７（ｂ）に示すように、モデル波形と測定波形とを時間軸上に伸縮して時間長を同一にして相関係数を算出する。図７（ｂ）では、モデル波形長よりも測定波形長が長い場合を示している。モデル波形と、ある被験者の内径変化波形との周期、つまり、１心拍周期は一致しないことが殆どなので、図７（ｂ）に示すように時間方向に伸縮させる。

このように拍動性を判定する２種の方法のうち、いずれか一方のみで判定することも可能であり、両方とも行うことも可能である。一方のみであればその処理時間が短縮され、両方行うことによって波形の一致度判定精度をより高めることができる。

ここまでは、波形の評価による判定であるが、ＩＭＴ値を正確に測定するためには、上述したように、測定するタイミングが重要である。

そこで、Ｒ波のタイミング（心拡張末期）を検出する必要がある。

心拍期検出部５３では、図８に示すように、対象となる血管の前壁と後壁上に設定された測定点Ａ、Ｂにおいて、拍動に伴う測定点Ａの移動状態を追跡波形ＴＡとして検出し、その変化量、つまり微分波形ＴＡ’を求める。この微分波形ＴＡ’を擬似的なＲ波のタイミングとし、ＩＭＴ測定のタイミングとして参照できるようにする。

前述したように、心拡張末期付近のタイミングが、ＩＭＴの値が最大になるときであり、その心拡張末期のタイミングを検出することによって、最適なタイミングでＩＭＴ値を測定することができる。

また、厳密にいえば、ＩＭＴ値が最大値となる理想的なタイミングは図９に示すように心拡張末期（心電図ではＲ波のタイミングに相当）から所定の時間遅延したタイミングであるので、この遅延時間を考慮してＩＭＴ値の測定タイミングを決めることによって、より確度の高い測定を行うことができる。

この構成によれば、ＥＣＧなどの装置を用いることなく、ＩＭＴ測定に最適なタイミング検出することができる。

なお、一心拍中において、ＩＭＴ値を測定するためのタイミングとしては必ずしも心拡張末期である必要はなく、処理の遅延時間や処理方法に応じて任意のタイミングを検出できるようにしておけば汎用性が高まる。

ここで、図１０に、診断において血管を正しく捉えられている場合と、正しく捉えられていない場合の波形を示す。

ａからｅまでの各ポイントで拡張末期を検出しているが、ａ、ｂ、ｃのポイントは血管を正しく捉えられていないポイントで、ｄ、ｅは血管を正しく捉えているポイントである。

ｄ、ｅは、内径変化波形の評価による拍動性判定と心拡張末期検出の双方が正しく検出されたポイントであるが、ａ、ｂ、ｃのように、診断において血管を捜そうとするなどして探触子を移動させた場合など、心拡張末期ではないポイントを検出してしまったとしても内径変化波形の評価により血管を正しく捉えられていないことを判定している。

つまり、拍動性判定部５２では、拍動情報処理部５１で検出した内径変化波形の評価結果と、心拍期検出部５３で検出した心拡張末期のタイミングの両方を参照することによって、血管が拍動していること、すなわち、探触子により血管が正しく捉えられていることを判定する精度を向上させている。

最後に、信頼性判定部６にて、ステップＳ１０７で血管中心判定部３１と拍動検出部５で検出し判定された拍動性とを評価することによって、ＩＭＴ算出部４２で算出したＩＭＴ値の信頼性を判定し、ステップＳ１０８で測定結果として妥当であるかの判定を行う。ＩＭＴ値が信頼性ありと判定されたら、ステップＳ１０９で制御部７が、このＩＭＴ値を、ＩＭＴ測定値として決定する。信頼性なしと判定された場合は、ステップＳ１０１に戻って測定を継続する。

また、信頼性ありの判定となったとき、信頼性判定部６は制御部７を介して画像をフリーズする処理を行うことによって、ＩＭＴ測定において信頼性のある測定結果とその血管断層像画像を得ることができる。

信頼性判定部６での判定は、診断対象である現在捉えられている血管が、ＩＭＴ測定結果を決定するために妥当な状態かどうかからＩＭＴ値の信頼性判定するもので、血管中心判定部３１での判定結果と、拍動性判定部５２での判定結果とに基づいて信頼性の判定を行う。

より具体的には、血管中心判定部３１で探触子１の位置が血管の中心近傍を捉えていると判定されたとき、信頼性判定部６はＩＭＴ値の信頼性が高いと判定する。また、拍動性判定部５２で血管の拍動を正しく捉えていると判定されたとき、信頼性判定部６はＩＭＴ値の信頼性が高いと判定する。そしてこれらが満たされたとき、信頼性判定部６はＩＭＴ測定結果を決定するのに十分な信頼性があると判定する。

あるいは、血管中心判定部３１で探触子１の位置が血管の中心近傍を捉えている確からしさを表す評価値を算出し、拍動性判定部５２で血管の拍動を正しく捉えている確からしさを表す評価値を算出し、信頼性判定部６では、血管中心判定部３１で算出された評価値と拍動性判定部５２で算出された評価値からＩＭＴ値の信頼性を表す評価値を算出し、この評価値が既定の基準値を超えている場合に信頼性があると判定するようにしてもよい。本願明細書において評価値が既定の基準値を超えている場合とは、信頼性があると判定される値の範囲が基準値より大きい場合、および、信頼性が高いと判定される値の範囲が基準値より小さい場合を含む。つまり、信頼性があると判定される所定の値の範囲は基準値より大きい場合と小さい場合とがある。したがって、評価値の取り方によっては、評価値が基準値よりも小さい場合に信頼性があると判定される場合、および、評価値が基準値よりも大きい場合に信頼性があると判定される場合がある。いずれの場合も、評価値が、信頼性があると判定される所定の値の範囲内にあれば信頼性があると判定される。

このとき血管中心判定部３１で算出する評価値は、例えば、上述の内腔内膜境界及び中膜外膜境界が明瞭に描出されている部分の長さが大であるほど評価値が大きくなるように、あるいは、上述の検出された内腔内膜境界位置や中膜外膜境界位置の周辺における断層像の輝度の立ち上がりや落ち込みが大きいほど評価値が大きくなるように、定めればよい。また、拍動性判定部５２で算出する評価値は、例えば、上述のモデル波形と測定された内径変化波形の相関が大きいほどが大きくなるように定めればよい。

このとき、血管中心判定部３１の結果のみで判定することもでき、拍動性判定部５２の結果のみで判定することもできる。両方の判定結果を参照することによって、その判定精度を向上させることができる。その一方で、片方だけの判定でも診断状況によっては判定可能であるので、装置の用途、コスト、物量などに応じて、ソフトウエアを適宜選択することも可能である。

ステップＳ１１０では画像合成部８で、この信頼性判定部６で判定された結果に基づいて決定されたＩＭＴ測定値と、断層像処理部３で構築された断層像とを合成して、表示器９に出力することによって診断画像と測定結果を操作者が確認できるようになる。

なお、図５では血管中心判定処理（ステップＳ１０５）、拍動性判定処理（ステップＳ１０６）の順に実行するようになっているが、これらは順不同である。

また、本実施の形態では血管中心判定部３１は、断層像処理部３で構築された断層像と境界検出部４１で検出した血管境界を用いて、探触子１を被検体にあてた位置が血管の中心を捉らえているかを判定したが、超音波信号処理部２の出力である受信エコー信号を断層像処理部３を経由せず血管中心判定部３１へ直接入力するような構成をとることで、断層像の代わりに超音波信号処理部２が出力する受信エコー信号の振幅を用いることも可能である。これにより、断層像を構築する際の設定やパラメータに依存せずに判定を実施できる。

（実施の形態２）
次に実施の形態２について図１１を用いて説明する。なお、典型的な動作のフローチャートは図５と同様になる。

図１１は本発明の実施の形態２に係る超音波診断装置のブロック図である。本実施の形態の超音波診断装置１０２は、超音波信号処理部２、断層像処理部３、血管壁厚算出部４、拍動検出部５０、信頼性判定部６、制御部７および画像構成部８を備えている。

図２を用いて説明した実施の形態１との差異は、拍動検出部５の代わりに、拍動情報処理部５１、拍動性判定部５２、ＥＣＧ信号処理部５４および心拍期検出手部５５を有する拍動検出部５０を備えた点である。

拍動情報処理部５１、拍動性判定部５２は実施の形態１と同様の機能を有するので、ここでは説明を割愛する。

図１１において、ＥＣＧを用いた拍動検出について説明する。図１１では、拍動検出部５０にＥＣＧ信号処理部５４を設け、ＥＣＧパッド１２で検出した被検体の心電図信号を増幅し、信号波形を解析してＲ波信号などの検出を行い、心拍期検出手部５５で、ＥＣＧ信号処理部５４で検出した心拍タイミングを検出する。実施の形態１でも説明したようにＩＭＴ測定ではＲ波のタイミング（心拡張末期）に基づき、ＩＭＴ値が最大となるタイミングを検出する。

ＥＣＧを用いることによって、心拡張末期を含む心拍タイミングを正確に検出することができるので、拍動性判定の確度が向上する。

実施の形態１と実施の形態２とは、ＥＣＧの有無が主な差異の１つである。ＥＣＧを用いることによって、実施の形態１で説明した拡張末期検出部５３の血管の内径変化から間接的に心拡張末期を検出する構成に比べ、心電信号を直接観測するのでより精度高く心拡張末期のタイミングを検出できる。よってＩＭＴの測定精度が高まるという効果を有するが、ＥＣＧは被検体（患者）の手首、足首、胸にＥＣＧパッドを貼っての測定が必要で、その測定に際しては安静にしていなければならない。

一方、実施の形態１では、ＥＣＧが不要であるため、患者の首にある頚動脈に超音波探触子をあてるだけでＩＭＴ値を測定することができるので、実施の形態２のＥＣＧを用いるものよりも測定における容易性・操作性がより高まるという効果がある。

すなわち、実施の形態１では、測定の操作性を優先すべきときに利用し、実施の形態２では測定の精度をさらに向上させるべきときに利用するのが効果的である。

具体的には、実施の形態１の構成による超音波診断装置は、まず循環器系の疾患の可能性があるかどうかの初期診断などで手軽に測定することができるので、健康診断など、診断場所を選ばずに診断が求められる場合などに利用するとよい。

一方、実施の形態２の構成による超音波診断装置は、循環器系の疾患について、診断環境の整った場所で、より精度高い診断が必要である場合に利用するとよい。

このように、本発明よれば、診断におけるＩＭＴ測定の容易性・操作性向上、測定精度の向上、両方の効果を併せ持つ超音波診断装置を提供することができる。

（実施の形態３）
次に、図１２と図１３を用いて、本発明の実施の形態３について説明する。図１２は本発明の実施の形態３に係る超音波診断装置のブロック図、図１３は本発明の実施の形態３の典型的な動作を表すフローチャートである。

本実施の形態３の超音波診断装置１０３は、超音波信号処理部２、断層像処理部３、血管壁厚算出部４、拍動検出部５、信頼性判定部６、制御部７、画像合成部８、長軸判定部２０、安定性判定部２１、および血管中心判定部３１を備えている。

実施の形態１との差異は、長軸判定部２０と安定性判定部２１を備え、信頼性判定部６にて、長軸判定部２０と安定性判定部２１の判定結果を用いる点である。

さらに、もう一つの差異は、これらの判定結果や血管中心判定および拍動性判定の結果を表示器９に表示する点である。

探触子１は実施の形態１と同等であり、超音波信号処理部２、断層像処理部３、血管中心判定部３１、血管壁厚検出部４、拍動検出部５で行われる処理は実施の形態１と同等である。

まずステップＳ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０３、Ｓ２０４では、それぞれ実施の形態１のステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０４と同様に処理する。

本実施の形態では、断層像処理部３から出力される断層像情報は、長軸判定部２０にも送られる。ステップＳ２１１では長軸判定部２０で、断層像情報に含まれる輝度情報を元に、取得している断層像情報に血管の長軸方向断面を含んでいるかを判定する。ここで、例えばＩＭＴ計測範囲（図１８参照）において断層像情報の輝度分布から血管の長軸方向であると判定されたとき、断層像情報に血管の長軸方向断面を含んでいると判定できる。あるいは、ＩＭＴ計測範囲における断層像情報の輝度分布や、ＩＭＴ計測範囲に占める血管の長軸方向であると判定された範囲の割合などから、断層像情報に血管の長軸方向断面を含んでいる確からしさを表す度合いを(長軸を含むか否かの二値ではなく）判定するようにもできる。

次に、安定性判定部２１の処理について説明する。本実施の形態では、血管壁厚検出部４から出力される境界検出結果と血管壁厚の情報は、安定性判定部２１にも送られる。ステップ２１２で安定性判定部２１は、境界検出部４１で検出された境界を基にＩＭＴ算出部４２で算出されたＩＭＴ値の、所定の期間における時間変動から、探触子１の動きや被験体の動きなどの外乱によるＩＭＴ値の変動の度合いを求め、算出されたＩＭＴ値の安定性を判定する。ここでは、ＩＭＴ算出部４２でＩＭＴ値を算出するタイミングが心拡張末期であるとして説明する。

ＩＭＴ算出部４２で算出されたＩＭＴ値は一心拍ごとに安定性判定部２１に送られる。安定性判定部２１では、所定の心拍数間、算出されたＩＭＴ値を蓄積する。そして、例えば、蓄積した複数のＩＭＴ値間の差分を所定の値と比較し、これより小さい場合に探触子１の動きや被験体の動きなどによるＩＭＴ値の変動の度合いは小さく、算出されたＩＭＴ値は安定していると判定する。あるいは、蓄積した複数のＩＭＴ値間の差分が小さいほど算出されたＩＭＴ値は安定しているというように、ＩＭＴ値の安定性の度合いを（安定か否かの二値ではなく）判定するようにもできる。

続いてステップＳ２０５、Ｓ２０６では、それぞれ実施の形態１のステップＳ１０５、Ｓ１０６と同様に処理する。

次に、本実施の形態における信頼性判定部６の処理について説明する。ステップＳ２０７では信頼性判定部６で、（ａ）長軸判定部２０の判定結果と、（ｂ）血管中心判定部３１の判定結果と、（ｃ）拍動情報処理部５１と心拍期検出部５３から出力される情報を用いて、拍動性判定部５２で血管の拍動を判定した結果と、（ｄ）安定性判定部２１の判定結果とを評価することによって、ＩＭＴ算出部４２で算出したＩＭＴ値の信頼性を判定し、ステップＳ２０８で測定結果として妥当であるかの判定を行う。ＩＭＴ値が信頼性ありと判定されたら、ステップＳ２０９で制御部７が、このＩＭＴ値を、ＩＭＴ測定値として決定する。このとき画像をフリーズする処理を行ってもよい。信頼性なしと判定された場合は、ステップＳ２０１に戻って測定を継続する。

ここで信頼性判定部６における信頼性の判定処理ついてより具体的に説明すると、まず、（１）長軸判定部２０で上述のように例えばＩＭＴ計測範囲において断層像情報に血管の長軸方向断面を含んでいると判定されたとき、信頼性判定部６はＩＭＴ値の信頼性が高いと判定する。また、（２）安定性判定部２１で上述のようにＩＭＴ値の変動の度合いが所定の値より小さく安定していると判定されたとき、信頼性判定部６はＩＭＴ値の信頼性が高いと判定する。さらに実施の形態１と同様に、（３）血管中心判定部３１で探触子１の位置がＩＭＴ測定するのに十分に血管の中心近傍を捉えていると判定されたとき、及び、（４）拍動性判定部５２で血管の拍動を正しく捉えていると判定されたとき、信頼性判定部６はＩＭＴ値の信頼性が高いと判定する。そして上記（１）〜（４）の四つの判定のすべて又は所定の数が満たされたとき、信頼性判定部６はＩＭＴ測定結果を決定するのに十分な信頼性があると判定する。

あるいは、（５）長軸判定部２０で上述の断層像情報に血管の長軸方向断面を含んでいる確からしさを表す度合いを評価値として算出し、（６）安定性判定部２１で上述のＩＭＴ値の安定性の度合いを評価値として算出し、さらに実施の形態１と同様に、（７）血管中心判定部３１で探触子１の位置が血管の中心近傍を捉えている確からしさを表す評価値を算出し、（８）拍動性判定部５２で血管の拍動を正しく捉えている確からしさを表す評価値を算出し、信頼性判定部６では、上記（５）〜（８）の四つの評価値からＩＭＴ値の信頼性を表す評価値を算出し、この評価値が既定の基準値を超えている場合に信頼性があると判定するようにしてもよい。

ステップＳ２１０では画像合成部８で、この信頼性判定部６で決定されたＩＭＴ測定値と、断層像処理部３で構築された断層像とを合成するとともに、信頼性判定部６の判定結果を断層像処理部３で構築された断層像と合成して、表示器９に出力する。これにより、血管の長軸方向の血管中心を通る断面で計測できているかどうかが視覚的にわかるため、測定結果とその信頼性を操作者が確認できるようになり、操作性が向上する。

なお、信頼性判定部６の判定結果は断層像と合成させず単独で文字や記号などを用いて表示することも可能である。

また、長軸判定部２０の判定結果や、血管中心判定部３１の判定結果、拍動性判定部５２の判定結果及び安定性判定部２１の判定結果を表示器９に表示することも可能である。各判定結果を表示することにより、ＩＭＴ測定の信頼性が低かった場合に、どのような原因で信頼性が低いのかを、ユーザが知ることが出来るため操作性の向上につながる。

以上のように、本実施の形態において、長軸判定部２０により、取得している断層像情報に血管の長軸方向断面を含んでいるかを判定し、その結果を信頼性判定に用いることにより、血管の長軸方向の中心断面から取得された受信信号であるかの判定精度が向上し、ＩＭＴ測定の信頼性が向上する。

また、安定性判定部２１により、ＩＭＴ値の変動度合いからその安定性を判定し、その結果を信頼性判定に用いることにより、探触子１の動きや被験体の動きなどの影響が少ないＩＭＴ値を測定値として採用でき、ＩＭＴ測定の精度が向上する。

また、本実施の形態では長軸判定部２０は断層像処理部３が送出する断層像情報を用いて取得している断層像情報が被験体の血管の長軸方向断面を含んでいるか否かを判定したが、超音波信号処理部２が出力する受信エコー信号の振幅を用いることも可能である。これにより、断層像を構築する際の設定やパラメータに依存せずに判定を実施できる。

さらに、本実施の形態では、血管中心判定部３１は断層像処理部３が送出する断層像情報を用いて血管の長軸方向の中心断面から取得された受信信号であるかを判定したが、超音波信号処理部２が出力する受信エコー信号の振幅を用いることも可能である。これにより、断層像を構築する際の設定やパラメータに依存せずに判定を実施できる。

なお、図１３では長軸判定処理（ステップＳ２１１）、安定性判定処理（ステップＳ２１２）、血管中心判定処理（ステップＳ２０５）、拍動性判定処理（ステップＳ２０６）の順に実行するようになっているが、これらは順不同である。

なお、本実施の形態では、長軸判定部２０と安定性判定部２１をともに備える構成としたが、長軸判定部２０のみ、または安定性判定部２１のみを備える構成とすることも可能である。

（実施の形態４）
次に、図１４と図１５を用いて、本発明の実施の形態４について説明する。図１４は本発明の実施の形態４に係る超音波診断装置のブロック図、図１５は本発明の実施の形態４の典型的な動作を表すフローチャートである。

本実施の形態４の超音波診断装置１０４は、超音波信号処理部２、断層像処理部３、血管壁厚算出部４、拍動検出部５、信頼性判定部６、制御部７、画像合成部８、長軸判定部２０、安定性判定部２１、血管中心判定部３１および判定基準決定部２２を備えている。

実施の形態３との差異は、血管中心判定および拍動性判定および長軸判定および安定性判定の判定基準を、ＲＯＩ内の輝度信号の特徴に応じて可変にする判定基準決定部２２を備えた点である。

探触子１は実施の形態１と同等であり、超音波信号処理部２、断層像処理部３、血管中心判定部３１、血管壁厚検出部４、拍動検出部５で行われる処理は実施の形態１と同等である。また、長軸判定部２０、安定性判定部２１の処理は実施の形態３と同等である。

まずステップＳ３０１、Ｓ３０２、Ｓ３０３、Ｓ３０４では、それぞれ実施の形態１のステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０４と同様に処理する。

次に、判定基準決定部２２について説明する。判定基準決定部２２は、ステップＳ３１３で制御部７からの制御信号でトリガがかかると、ステップＳ３１４で、断層像処理部３で得られる断層像情報と境界検出部４１から得られる検出結果とを用いて、境界付近の輝度信号の特徴を示す値を算出する。この特徴量に応じて、長軸判定部２０、安定性判定部２１、血管中心判定部３１、拍動性判定部５２で判定に用いる所定の値を変更することで、判定基準を決定する。

続いてステップＳ３１１、Ｓ３１２、Ｓ３０５、Ｓ３０６では、それぞれ実施の形態３のステップＳ２１１、Ｓ２１２及び実施の形態１のステップＳ１０５、Ｓ１０６と同様に処理する。

ステップＳ３０７では信頼性判定部６で、判定基準決定部２２で決定された閾値を用いた長軸判定部２０、安定性判定部２１、血管中心判定部３１、拍動性判定部５２の判定結果により、算出されたＩＭＴ値の信頼性を判定する。

被験体の血管や血管周辺の組織性状に応じて断層像の描出の度合いが変化した場合に、単一の判定基準を用いていると、被検体によって判定基準が甘すぎたり、厳しすぎるという状況が生じ、ＩＭＴ測定の精度および信頼性が低下する。そこで、本実施の形態のように、判定基準決定部２２を備えることにより、被検体の組織性状に応じて血管中心判定、拍動判定、長軸判定および安定性判定が実施できるため、ＩＭＴ測定の精度および信頼性が向上する。

信頼性判定部６で判定したＩＭＴ値の信頼性に対して、ステップＳ３０８で測定結果として妥当であるかの判定を行う。ＩＭＴ値が信頼性ありと判定されたら、ステップＳ３０９で制御部７が、このＩＭＴ値を、ＩＭＴ測定値として決定する。このとき画像をフリーズする処理を行ってもよい。信頼性なしと判定された場合は、ステップＳ３０１に戻って測定を継続する。

ステップＳ３１０では、実施の形態３のステップＳ２１０と同様に処理する。

なお、本実施の形態では制御部７からの制御信号をトリガとしているが、例えば、長軸判定部２０により、取得している断層像が血管の長軸方向断面を含んでいると判定されたタイミングをトリガとしても良い。これにより、長軸方向の断層像を取得した後にスムーズにＩＭＴ計測が実施できる。

また、入力部を備えて、ユーザからの入力をトリガとしてもよい。これにより、ＩＭＴ計測に関して十分な知識を持つユーザに判定基準を選択させることも可能である。

なお、図１５では長軸判定処理（ステップＳ３１１）、安定性判定処理（ステップＳ３１２）、血管中心判定処理（ステップＳ３０５）、拍動性判定処理（ステップＳ３０６）の順に実行するようになっているが、これらは順不同である。

なお、本実施の形態では長軸判定部２０、安定性判定部２１をともに備える構成としたが、どちらか一方のみを備えることも可能である。

（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係る超音波診断装置のブロック図である図１６を用いて実施の形態５に係る超音波診断装置１０５について説明する。なお、図２と同じ符号を付与したブロックは実施の形態１と同等であり、説明を割愛する。

信頼性判定部６０は、測定対象となる血管の壁厚などを測定するに際し、観測状態や測定値の信頼度、すなわち測定結果としてどの程度信頼できるのかの度合いを、断層像処理部３、血管壁厚算出部４および拍動検出部５の測定・処理結果をもとに判定する。フレーム記録部６１は、信頼性判定部６０で判定された信頼度を、ＩＭＴ算出部４２で算出されたＩＭＴ値及び断層像処理部３で構成された断層像とともに、フレームとして記録する。最適フレーム選択部６２は、フレーム記録部６１に記録されたフレームの全てまたはサブセットのうちから最も信頼度が高いフレームを選択する。

制御部７０は、各ブロックを制御するとともに、信頼性判定部６０で判定された結果に基づいて、最適フレーム選択部６２で選択されたフレームの測定結果を測定値として確定したり、画像をフリーズさせて選択されたフレームの測定結果と断層像を表示するように制御したりする。

画像合成部８０は、表示器９を接続可能な構成であり、最適フレーム選択部で選択されたフレームの測定結果と断層像とを、接続された表示器９で表示できるように合成する。

次に実施の形態５の動作について図１６と図１７を用いて説明する。図１７は実施の形態５の典型的な動作を表すフローチャートである。

まず、探触子１、超音波信号処理部２、断層像処理部３、血管中心判定部３１、境界検出部４１とＩＭＴ算出部４２を含む血管壁厚検出部４、拍動情報処理部５１と拍動性判定部５２と心拍期検出部５３を含む拍動検出部５の動作は、実施の形態１と同様である。ステップＳ４０１、Ｓ４０２、Ｓ４０３、Ｓ４０４、Ｓ４０５、Ｓ４０６では、それぞれ実施の形態１のステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０６と同様に処理する。

次に、ステップ４０７で信頼性判定部６０にて、血管中心判定部３１と拍動性判定部５２で検出し判定された拍動性とを評価することによって、ＩＭＴ算出部４２で算出したＩＭＴ値の信頼性を判定し、測定結果としてどの程度妥当であるかの度合いを表す信頼度の判定を行う。このとき、血管中心判定部３１で探触子１の位置が血管の中心近傍を捉えている確からしさを表す評価値を算出し、拍動性判定部５２で血管の拍動を正しく捉えている確からしさを表す評価値を算出し、信頼性判定部６０では、これらの評価値が高いほど算出されたＩＭＴ値の信頼度は高いと判定する。血管中心判定部３１及び拍動性判定部５２における評価値の算出方法は、実施の形態１で述べた内容と同様であるので説明を割愛する。そしてステップＳ４１５で、判定された信頼度を、ＩＭＴ算出部４２で算出したＩＭＴ値及び断層像処理部３で構成された断層像とともに、フレーム記録部６１にフレームとして記録する。

ステップＳ４１６については後述する。

最後に、ステップＳ４１７で最適フレーム選択部６２にて、制御部７からの指示により、フレーム記録部６１に記録されたフレームを読み出して、その全てまたはサブセットのうち最も信頼度が高いフレームが選択されるとともに、制御部７が、選択されたフレームのＩＭＴ値を、ＩＭＴ測定値として決定する。制御部７が上記指示をする具体的なタイミングの一例としては、ユーザ操作あるいは後述する信頼性判定部６０による判定により、制御部７を介して画像がフリーズされたときが挙げられる。

この際ステップＳ４１６にあるように、信頼性判定部６０は、一定の条件が満たされたときに、制御部７を介して画像をフリーズする処理を行うよう構成することができる。具体的には、信頼度が既定値より高いフレームを一定数以上フレーム記録部６１に記録したとき、あるいは、信頼度が既定値より高いフレームを一定数連続してフレーム記録部６１に記録したときに、フリーズするとよい。特に後者の場合、信頼度が高いフレームが連続することは安定して適切に計測できていると言え、最適フレーム選択部６２は当該連続フレームのうちから、最も信頼度が高いフレームを選択するのが望ましい。フリーズ条件が満たされていない場合は、ステップＳ４０１に戻って測定を継続する。

なお、図１７では血管中心判定処理（ステップＳ４０５）、拍動性判定処理（ステップＳ４０６）の順に実行するようになっているが、これらは順不同である。

以上で説明した構成により、ＩＭＴ測定において信頼性のある測定結果とその血管断層像画像を得ることができる。

なお、信頼性判定部６０での判定では、血管中心判定部３１の結果のみで判定することもでき、拍動性判定部５２の結果のみで判定することもできるが、両方の判定結果を参照することによって、その判定精度を向上させることができること、また、装置の用途、コスト、物量などに応じて、ソフトウエアを適宜選択することも可能なことは、実施の形態１と同様である。

さらに、実施の形態３で述べた長軸判定部２０や安定性判定部２１も備えるように超音波診断装置１０５を構成し、信頼性判定部６０は、血管中心判定部３１と拍動性判定部５２に加えて、長軸判定部２０や安定性判定部２１の判定結果も使用して、ＩＭＴ算出部４２で算出したＩＭＴ値の信頼性を判定するように構成することもできる。このとき信頼性判定部６０では、探触子１の位置が血管の中心近傍を捉えている確からしさを表す評価値と血管の拍動を正しく捉えている確からしさを表す評価値に加えて、長軸判定部２０で断層像情報に血管の長軸方向断面を含んでいる確からしさを表す評価値を算出し、安定性判定部２１でＩＭＴ値の安定性の度合いを表す評価値を算出し、信頼性判定部６０では、これら四つの評価値が高いほどＩＭＴ値の信頼度は高いと判定する。長軸判定部２０及び安定性判定部２１における評価値の算出方法は、実施の形態３で述べた内容と同様であるので説明を割愛する。これにより、さらに信頼性判定の性能を向上させることが可能となる。

また、実施の形態４で述べた判定基準決定部２２も備えるように超音波診断装置１０５を構成し、制御部７からの制御信号などをトリガとして、長軸判定部２０、安定性判定部２１、血管中心判定部３１、拍動性判定部５２で判定に用いる所定の値を変更することで、判定基準を決定するように構成することもできる。この場合の判定基準決定部２２の動作とその効果は実施の形態４と同様であるので説明を割愛する。

ステップＳ４１０では画像合成部８０で、信頼性判定部６０で判定された結果に基づいて決定された、最適フレーム選択部６２において選択されたフレームのＩＭＴ測定値と断層像とを合成して、表示器９に出力することによって診断画像と測定結果を操作者が確認できるようになる。

なお、図示しないが、実施の形態２と同様に、拍動検出部５の代わりに、ＥＣＧパッド１２を用いて拍動検出部５０を備える構成とすることも可能である。この場合の図１６との差異や各々の特徴は、実施の形態１と実施の形態２との関係と同じであるので、詳細な説明は割愛する。

このように、本発明よれば、診断におけるＩＭＴ測定の容易性・操作性向上、測定精度の向上、両方の効果を併せ持つ超音波診断装置を提供することができる。

本発明にかかる超音波診断装置および内中膜複合体厚（ＩＭＴ）の測定方法は、探触子のあて方などＩＭＴ測定において適切な状態とタイミングで対象となる血管の測定を行っているかどうかを判定してそのときのＩＭＴ値を測定値として決定するので、信頼性の高いＩＭＴの測定値を得ることができる。よって、動脈硬化などの診断における精度や操作性が向上するという効果を有し、超音波診断装置とそれを用いたＩＭＴの測定方法として有用である。

１ 探触子
２ 超音波信号処理部
３ 断層像処理部
４ 血管壁厚算出部
５ 拍動検出部
６ 信頼性判定部
７ 制御部
８ 画像合成部
９ 表示器
１０ 血管
１１ 被検体皮膚表面
１２ ＥＣＧパッド
２０ 長軸判定部
２１ 安定性判定部
２２ 判定基準決定部
３１ 血管中心判定部
４１ 境界検出部
４２ ＩＭＴ算出部
５０ 拍動検出部
５１ 拍動情報処理部
５２ 拍動性判定部
５３ 心拍期検出部
５４ ＥＣＧ信号処理部
５５ 心拍期検出部
６０ 信頼性判定部
６１ フレーム記録部
６２ 最適フレーム選択部
７０ 制御部
８０ 画像合成部
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５ 超音波診断装置

Claims (22)

1. 振動子を有する探触子が接続可能な超音波診断装置であって、
   前記探触子を駆動し被検体の血管へ超音波を送信する送信処理及び前記探触子によって受信した前記被検体の血管からの反射超音波から受信信号を生成する受信処理を行う超音波信号処理部と、
   前記受信信号から断層像を構築する断層像処理部と、
   前記受信信号又は前記断層像より前記血管の内腔内膜境界及び中膜外膜境界を検出する境界検出部と、
   前記境界検出部で検出された内腔内膜境界及び中膜外膜境界の間隔を血管壁厚値として算出する血管壁厚算出部と、
   前記受信信号又は前記断層像の前記検出された内腔内膜境界及び中膜外膜境界の位置の信号上又は画像情報上に、内腔内膜境界及び中膜外膜境界に特有の信号強度の分布又は輝度の分布が、前記血管の所定の長さの範囲で存在しているときに、前記受信信号が前記血管の長軸方向の中心を通る断面近傍から取得されていると判定する血管中心判定部と、
   前記受信信号又は前記断層像の前記検出された内腔内膜境界及び中膜外膜境界の位置における信号上又は画像情報上の特徴と前記血管中心判定部の判定結果に基づき前記血管壁厚値の信頼性を判定する信頼性判定部と、
   前記信頼性判定部の判定結果に基づき前記血管壁厚値を内中膜複合体厚と確定する制御部と、
   を備え、
   前記信号上又は画像情報上の特徴は、前記血管の内径の変化、又は前記血管の長軸方向断面、又は前記血管壁厚値の時間変動のいずれかに基づくものである、
   超音波診断装置。
2. 前記血管中心判定部は、前記受信信号が前記血管の長軸方向の中心を通る断面近傍から取得されている確からしさを表す評価値の算出を行い、
   前記信頼性判定部は、前記血管中心判定部で前記受信信号が前記血管の長軸方向の中心を通る断面近傍から取得されていると判定されたとき、もしくは、前記評価値が所定の基準値を超えているときに前記血管壁厚値の信頼性が高いと判定し、または、前記評価値が高いときほど、前記血管壁厚値の信頼性が高いと判定する、
   請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 血管の拍動状態を検出して血管の拍動を正しく捉えているかどうかの判定、または、前記血管の拍動状態を検出して血管の拍動を正しく捉えている確からしさを表す評価値の算出を行う拍動検出部を更に備え、
   前記拍動検出部は、血管の内径の変化から前記血管の拍動状態を検出し、前記血管の内径の変化が脈波状であるときに血管の拍動を正しく捉えていると判定し、
   前記信頼性判定部は、前記拍動検出部の判定結果も参照して前記血管壁厚値の信頼性を判定する、
   請求項１または２に記載の超音波診断装置。
4. 前記拍動検出部が、前記血管の内径の変化の特徴量を検出することによって拍動状態を検出する請求項３に記載の超音波診断装置。
5. 前記拍動検出部が、前記血管の内径の変化波形と、あらかじめ登録されたモデル波形との相関により拍動状態を検出する請求項３に記載の超音波診断装置。
6. 前記拍動検出部は、心拍中の特定のタイミングを検出する心拍期検出部を更に有し、検出したタイミングの前後何れか又は両方で血管の拍動を正しく捉えているかどうかの判定、または、検出したタイミングの前後何れか又は両方で血管の拍動を正しく捉えている確からしさを表す評価値の算出を行い、
   前記信頼性判定部は、前記拍動検出部で前記心拍期検出部で検出したタイミングの前後何れか又は両方で血管の拍動を正しく捉えていると判定されたとき、もしくは、前記評価値が所定の基準値を超えているときに前記血管壁厚値の信頼性が高いと判定し、または、前記評価値が高いときほど、前記血管壁厚値の信頼性が高いと判定する、
   請求項３から５のいずれかに記載の超音波診断装置。
7. 前記拍動検出部が、前記受信信号から前記被検体の組織の動きを検出して拍動状態を検出し、前記心拍期検出部が、前記拍動状態から心拍中の特定のタイミングを検出する請求項６に記載の超音波診断装置。
8. 前記心拍期検出部が、心電図の波形から前記タイミングを検出する請求項６に記載の超音波診断装置。
9. 前記心拍期検出部で検出するタイミングが、心拡張末期である請求項６から８のいずれかに記載の超音波診断装置。
10. 前記心拍期検出部で検出するタイミングが、心拡張末期から所定の時間だけ遅延したタイミングである請求項６から８のいずれかに記載の超音波診断装置。
11. 前記受信信号又は前記断層像が前記被検体の血管の長軸方向断面を含んでいるかどうかの判定、または、前記受信信号又は前記断層像が前記被検体の血管の長軸方向断面を含んでいる確からしさを表す評価値の算出を行う長軸判定部を更に備え、
    前記信頼性判定部は、前記長軸判定部で前記受信信号又は前記断層像が前記被検体の血管の長軸方向断面を含んでいると判定されたとき、もしくは、前記評価値が所定の基準値を超えているときに前記血管壁厚値の信頼性が高いと判定し、または、前記評価値が高いときほど、前記血管壁厚値の信頼性が高いと判定する、
    請求項１から１０のいずれかに記載の超音波診断装置。
12. 前記血管壁厚値の時間変動の度合いの小ささから前記血管壁厚値が安定しているか否かの判定、または、前記血管壁厚値の時間変動の度合いの小ささから前記血管壁厚値が安定している確からしさを表す評価値の算出を行う安定性判定部を更に備え、
    前記信頼性判定部は、前記安定性判定部で前記血管壁厚値が安定していると判定されたとき、もしくは、前記評価値が所定の基準値を超えているときに前記血管壁厚値の信頼性が高いと判定し、または、前記評価値が高いときほど、前記血管壁厚値の信頼性が高いと判定する、
    請求項１から１１のいずれかに記載の超音波診断装置。
13. 前記信頼性判定部による判定結果と前記断層像処理部で構築した断層像とを合成する画像合成部をさらに備え、
    前記画像合成部で合成した画像を表示する請求項１から１２のいずれかに記載の超音波診断装置。
14. 前記被検体の血管からの受信信号または前記断層像処理部で構築された断層像情報と、前記境界検出部で検出した境界とを用いて、前記血管中心判定処理あるいは前記拍動性判定処理あるいは前記長軸判定部あるいは前記安定性判定処理に用いる判定基準を決定する判定基準決定部を更に備える請求項２、３、１１および１２のいずれかに記載の超音波診断装置。
15. 前記超音波信号処理部は前記送信処理および前記受信処理を複数回行うことにより、複数の受信信号を逐次生成し、
    前記断層像処理部は前記複数の受信信号から複数の断層像を逐次構築し、
    前記境界検出部は、前記複数の受信信号又は前記複数の断層像のそれぞれより前記血管の内腔内膜境界及び中膜外膜境界を逐次検出し、
    前記血管壁厚算出部は、前記逐次検出される血管の内腔内膜境界及び中膜外膜境界から前記血管壁厚値を逐次算出し、
    前記信頼性判定部は、前記逐次算出される血管壁厚値の信頼性を逐次判定し、
    前記制御部は、前記信頼性判定部の判定結果に基づき前記血管壁厚値を内中膜複合体厚と確定し、
    少なくとも前記逐次構築される断層像を表示する請求項１から１４のいずれかに記載の超音波診断装置。
16. 前記制御部は、前記信頼性判定部で判定された結果に基づいて、前記逐次表示される断層像をフリーズさせる請求項１５に記載の超音波診断装置。
17. 前記断層像、前記血管壁厚値および前記信頼性判定部の判定結果をフレームとして、逐次記録するフレーム記録部と、
    前記フレーム記録部に記録された複数のフレームの全てまたはサブセットのうちから最も信頼性が高いフレームを選択する最適フレーム選択部と、
    を更に備え、
    前記制御部は、前記最適フレーム選択部で選択されたフレームにおける前記血管壁厚算出部の算出結果を前記内中膜複合体厚と確定する、
    請求項１５または１６に記載の超音波診断装置。
18. 前記制御部は、前記血管壁厚値の信頼性が既定値より高いフレームを一定数以上前記フレーム記録部に記録したときに、前記逐次表示される断層像をフリーズさせる請求項１７に記載の超音波診断装置。
19. 前記制御部は、前記血管壁厚値の信頼性が既定値より高いフレームを一定数連続して前記フレーム記録部に記録したときに、前記逐次表示される断層像をフリーズさせる請求項１８に記載の超音波診断装置。
20. 前記最適フレーム選択部は、前記の一定数連続して前記フレーム記録部に記録された信頼性が規定値より高い当該フレームのうちから、最も信頼性が高いフレームを選択する請求項１９に記載の超音波診断装置。
21. 探触子によって受信した被検体の血管からの反射超音波から受信信号を生成する受信処理を行い、
    前記受信信号から断層像を構築し、
    前記受信信号又は前記断層像より前記血管の内腔内膜境界及び中膜外膜境界を検出し、
    前記検出された内腔内膜境界及び中膜外膜境界の間隔を血管壁の厚みとして算出し、
    前記内腔内膜境界及び中膜外膜境界の位置の信号上又は画像情報上に、内腔内膜境界及び中膜外膜境界に特有の信号強度の分布又は輝度の分布が、前記血管の所定の長さの範囲で存在しているときに、前記受信信号が前記血管の長軸方向の中心を通る断面近傍から取得されていると判定する中心判定を行い、
    前記受信信号又は前記断層像の前記検出された内腔内膜境界及び中膜外膜境界の位置における信号上又は画像情報上の特徴と前記中心判定結果に基づき前記血管壁の厚みの信頼性を判定し、
    この判定された結果に基づいて前記血管壁の厚みの算出結果を測定値と決定し、
    前記信号上又は画像情報上の特徴は、前記血管の内径の変化、又は前記血管の長軸方向断面、又は前記血管壁厚値の時間変動のいずれかに基づくものである、
    内中膜複合体厚の測定方法。
22. 前記血管の内径の変化が脈波状であるときに血管の拍動を正しく捉えていると判定する拍動判定を行い、
    前記受信信号又は前記断層像の前記検出された内腔内膜境界及び中膜外膜境界の位置における信号上又は画像情報上の特徴と前記中心判定結果と前記拍動判定結果に基づき前記血管壁の厚みの信頼性を判定し、
    この判定された結果に基づいて前記血管壁の厚み算出結果を測定値と決定する、
    請求項２１に記載の内中膜複合体厚の測定方法。
    

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