JP6032008B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

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Description

本発明は、頸部血管のＩＭＴ計測に適した医療用超音波診断装置に関する。
超音波診断装置は、非侵襲であること、被爆がないことなどから循環器や産婦人科領域の部位など多くの部位の診断に利用されている。近年、頸部血管（頸動脈）における動脈硬化の指標として、ＩＭＴ（Ｉｎｔｉｍａ Ｍｅｄｉａ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）が注目されている。頸部血管１１１は、図３１に示すように、血管壁１１２、１１３内部を血液１１４が流れる構造であり、血管壁１１２、１１３は、内側から内膜１１５、中膜１１６、外膜１１７の３層から構成されている。ＩＭＴは、血管の内膜中膜複合体の厚さであり、内膜１１５、中膜１１６の超音波エコー部分の時間幅を距離に換算することで求められる。
図３２は、血管に照射された超音波ビームのエコーから検出された走査線エコー信号の波形図である。エコーは、前壁１１２からの強いエコー、血液１１４からの弱いエコー、後壁１１３の内膜１１５からのやや強いエコー、中膜１１６からの弱いエコー、外膜１１７からの強いエコーの順に超音波探触子に受信される。ＩＭＴは、内膜１１５からのやや強いエコー、中膜１１６からの弱いエコーを受信している時間に比例する。
従来の超音波診断装置におけるＩＭＴ計測は、一次元配列探触子（リニア配列が一般的である）の配列方向を血管の長手方向に合わせ、図３１のような超音波画像を得て行う（例えば、特許文献１参照）。第１の従来の超音波診断装置１０１ａは、図３３に示すように探触子１０２、送受信部１０３、長軸走査データ収納メモリ１０４、信号解析部１０５、ＩＭＴ計測部１０６、スキャンコンバータ１０７、表示部１０８、制御部１０９で構成されている。送受信部１０３は、探触子１０２により得た長軸断面のデータを長軸走査データ収納メモリ１０４に記憶させる。信号解析部１０５は、長軸走査データ収納メモリ１０４に記憶されたデータのうちＩＭＴ計測に必要なデータを検出する。ＩＭＴ計測部１０６はＩＭＴを測定し、スキャンコンバータ１０７はＢモード断層像とＩＭＴ値とを画像合成して、表示部１０８に表示する。
ＩＭＴの計算は、走査線エコー信号そのものを用いるものの他に、例えば特許文献１のような包絡線検波波形を用いて行うものも知られている。図３４は、包絡線検波によりＩＭＴ計測する第２の従来の超音波診断装置１０１ｂのブロック図であり、第１の従来例と比較すると受信した走査線エコー信号を包絡線検波する検波部１１０が追加されている。図３５は、検波部１１０で得られた検波信号を示す波形図であり、ＩＭＴ計測部１０６は、内膜１１５からのやや強いエコー、中膜１１６からの弱いエコーに対応する時間を計測して内膜中膜部分の厚さを算出する。
特開２００８−１９４３６４号公報
しかしながら、従来の頸部血管用超音波診断装置は、探触子の振動子の配列が直線状であるがゆえに、体表から見た頸部血管の形状が直線状でない場合に、内膜中膜を描出できる部位が限られてしまう。
また、従来の頸部血管用超音波診断装置は、体表面に対し血管の走行方向が平行でない場合に、内膜中膜の描出能力が低下する。
また、従来の頸部血管用超音波診断装置は、血管の１長軸断面しかＩＭＴを計測することができない。
このように、従来の頸部血管用超音波診断装置は、上記した問題を有している。
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、体表から見た血管が直線状でない場合であっても、広い範囲で誤差の少ないＩＭＴの計測が可能な超音波診断装置を提供することを目的とする。
本発明の超音波診断装置は、上記課題を解決するために、超音波を送受波する探触子と、前記探触子が前記超音波により血管の短軸断面を走査した時に、前記探触子で受信した前記短軸断面における複数の走査線エコー信号の中から前記血管の血液が流れる部分からの反射波である相対的に振幅の小さい部分の走査線エコー信号と、前記血管の前壁部分と後壁部分とからの反射波である相対的に振幅の大きい部分の走査線エコー信号を取得し、前記前壁部分からの相対的に振幅の大きい部分に続いて前記後壁からの相対的に振幅の大きい部分までの、前記相対的に振幅の小さい部分の長さが最も長い走査線エコー信号を前記血管の中心を通る中心走査線エコー信号として検出する信号解析部と、前記中心走査線エコー信号からＩＭＴを算出するＩＭＴ計測部とを備えたことを特徴とする。
また、前記信号解析部は、前記短軸断面における複数の走査線エコー信号の中で、前記血管の血液が流れる部分からの反射波である相対的に振幅の小さい部分に続く、前記後壁を構成する内膜部分の振幅と前記内膜部分に続く中膜部分の振幅との差が最大である走査線エコー信号を前記中心走査線エコー信号と判断する構成にすることもできる。
また、前記信号解析部は、前記短軸断面における複数の走査線エコー信号の中で、前記血管の血液が流れる部分からの反射波である相対的に振幅の小さい部分に続く、前記後壁を構成する内膜部分の振幅と前記内膜部分に続く中膜部分の振幅との比が最大である走査線エコー信号を前記中心走査線エコー信号と判断する構成にすることもできる。
さらに、前記信号解析部は、前記短軸断面における複数の走査線エコー信号を包絡線検波し、前記血管の血液が流れる部分からの反射波である相対的に振幅の小さい部分に続く、前記後壁を構成する内膜部分の開始部分における振幅の微分係数を算出し、包絡線検波された走査線エコー信号の中で前記算出した微分係数が最大である走査線エコー信号を前記中心走査線エコー信号と判断する構成にすることもできる。
また、前記信号解析部は、前記探触子が前記超音波により血管の複数の短軸断面を走査した時に、前記探触子で受信した前記複数の短軸断面における各走査線エコー信号に対し、前記血管の血液が流れる部分からの反射波である相対的に振幅の小さい部分の長さが最も長い走査線エコー信号を前記血管の中心を通る中心走査線エコー信号として検出し、前記ＩＭＴ計測部は、前記複数の短軸断面における各走査線エコー信号から検出された複数の前記中心走査線エコー信号からＩＭＴを算出する構成にすることができる。
また、前記信号解析部に接続され、前記中心走査線エコー信号を用いて、前記各中心走査線エコー信号で示された領域の画像データを生成し、前記各画像データを並べて１画像とした結合画像データを生成する検波部を有する構成にすることができる。
本発明によれば、血管の中心を通る中心走査線エコー信号を検出することにより、体表から見た血管が直線状でない場合であっても広い範囲で誤差の少ないＩＭＴの計測が可能である超音波診断装置を提供することができる。
実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図 血管の短軸方向における断面構成と走査線ごとの超音波ビームを示す図 実施の形態２に係る超音波診断装置の信号解析部の構成を示すブロック図 実施の形態２における超音波ビームＡの反射波による走査線エコー信号の波形を示す波形図 実施の形態２における超音波ビームＢの反射波による走査線エコー信号の波形を示す波形図 実施の形態３に係る超音波診断装置の信号解析部の構成を示すブロック図 実施の形態３における超音波ビームＡの反射波による走査線エコー信号の波形を示す波形図 実施の形態３における超音波ビームＢの反射波による走査線エコー信号の波形を示す波形図 実施の形態３に係る超音波診断装置における信号解析部の別の構成を示すブロック図 実施の形態４に係る超音波診断装置の信号解析部の構成を示すブロック図 実施の形態４における超音波ビームＡの反射波による走査線エコー信号の波形を示す波形図 実施の形態４における超音波ビームＡの反射波による走査線エコー信号を検波した波形を示す波形図 図１０Ａの血液部分後の走査線エコー信号立ち上がり部の拡大図 実施の形態５に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図 （ａ）は各走査面におけるＢモード画像を示す図、（ｂ）は各走査面の中心領域の画像を結合した結合画像を示す図 実施の形態６に係る超音波診断装置の探触子の構成を示す側面図 移動時の探触子の状態を示す側面図 実施の形態７に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図 実施の形態７における探触子の構成を示す側面図 実施の形態７における探触子を用いて血管のＩＭＴを計測する状態を示す図 実施の形態８に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図 実施の形態８における探触子の構成を示す側面図 実施の形態８における２回目の走査時における探触子の構成を示す側面図 実施の形態９において頸部に探触子を接触させた状態を示す上面図 実施の形態１０に係る超音波診断装置の構成を示す側面図 実施の形態１０に係る超音波診断装置の別の構成を示す側面図 実施の形態１０に係る超音波診断装置のさらに別の構成を示す側面図 実施の形態１０に係る超音波診断装置のさらに別の構成を示す側面図 実施の形態１０に係る超音波診断装置のさらに別の構成を示す上面図 実施の形態１０に係る超音波診断装置のさらに別の構成を示す側面図 実施の形態１１に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図 実施の形態１１における配列振動子と、血管と、超音波ビームとの位置関係を示す図 実施の形態１１における配列振動子と、血管と、超音波ビームとの別の位置関係を示す図 血管の構成を示す断面図 血管に照射された超音波ビームのエコーから検出された走査線エコー信号の波形図 第１の従来の超音波診断装置の構成を示すブロック図 第２の従来の超音波診断装置の構成を示すブロック図 第２の従来の超音波診断装置における検波部で得た検波信号を示す波形図
以下、本発明の実施の形態に係る超音波診断装置について、図面を参照しながら説明する。
（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１ａの構成を示すブロック図である。探触子２は、一次元に配列された複数の振動子（配列振動子）を有し、超音波の送受信を行う。送受信部３は、探触子２を駆動して、探触子２に対して超音波の送受信を制御する。短軸走査データ収納メモリ４は、探触子２で受信された超音波パルスの走査線エコー信号を保存する。信号解析部５は、短軸走査データ収納メモリ４に保存された走査線エコー信号のうち、走査面ごとに内膜中膜複合厚を計測する対象となる走査線エコー信号を選択する。具体的には、血管の中心を通過した超音波の走査線エコー信号である中心走査線エコー信号を選択する。なお、検査対象の血管としては、例えば頸部血管がある。
ＩＭＴ計測部６は、信号解析部５で選択された各中心走査線エコー信号から内膜中膜複合厚を計測し、計測した各内膜中膜複合厚を平均するなどの処理を行った値をＩＭＴ値として算出する。スキャンコンバータ７は、短軸走査データ収納メモリ４に保存された走査線エコー信号をＢモード画像データに走査変換し、Ｂモード画像にＩＭＴ計測の結果、例えば血液と内膜の境界を示すラインや中膜部分の位置などを重畳したデータを生成する。表示部８は、走査変換されたデータを画像として表示する。制御部９は、超音波診断装置１ａの各部を制御する。
次に、以上のように構成された超音波診断装置１ａについて、その動作を説明する。まず、操作者が血管の走行方向に対して配列振動子の配列方向（すなわち走査平面）が直交、もしくは略直交するように探触子２を頸部表面に接触させる。次に、制御部９の制御に基づき、送受信部３は、１超音波パルスごとに探触子２に駆動信号を送信する。探触子２は、駆動信号により駆動されて超音波を被検体に照射する。超音波は被検体の血管に反射（エコー）して、探触子２により電気信号に変換される。
短軸走査データ収納メモリ４は、１超音波パルスごとに得られる走査線エコー信号を保存する。短軸走査データ収納メモリ４に保存された走査線エコー信号は、スキャンコンバータ７により走査変換されて表示部８に例えばＢモード画像として表示される。次に、操作者は、血管の走行方向に探触子２を用手的に平行移動させる。そして、超音波診断装置１ａは、移動した位置において上述のように、超音波を送受信してＢモード画像を表示部８に表示する。
以上のように、探触子２の位置を移動させながら、超音波の送受信を行うことにより、複数の走査平面における走査線エコー信号が短軸走査データ収納メモリ４に保存されることになる。
図２は、上述の方法による複数の走査平面のうちの１つの走査平面における超音波ビームの一例であって、血管の走行方向に対して垂直な短軸断面の構成と走査線ごとの超音波ビームを示す図である。血管２１は、外側から外膜２２、中膜２３、内膜２４で構成され、内膜２４の内側に血液２５が流れている。超音波ビームＡは血管２１の中心点を通る超音波ビーム（中心走査線）であり、超音波ビームＢは血管２１の中心点からはずれた位置を通る超音波ビームである。血管２１は、内膜や中膜が円弧上に位置するため、超音波ビームＡは、血管２１を構成する各膜に対して垂直に伝搬する。一方、超音波ビームＢの伝搬は、各膜に対して垂直方向からとはいえず、各膜の超音波ビームＢの伝搬位置での各膜の接線方向と超音波ビームＢとのなす角度は、血管２１の中心点からはずれるほど狭くなる。
次に、信号解析部５は、各走査平面の走査線エコー信号の中から血管２１の中心点を通る超音波ビームＡにより得られた中心走査線エコー信号を検出する。超音波ビームＡにより得られた中心走査線エコー信号を検出する具体的な動作については、後の実施の形態で説明する。次に、ＩＭＴ計測部６は、検出した超音波ビームＡによる中心走査線エコー信号から内膜中膜複合厚を算出する。この結果、血管長手方向の複数の断面における内膜中膜複合厚が得られる。さらに、ＩＭＴ計測部６は、これらの内膜中膜複合厚の平均あるいは最大をＩＭＴとする。算出されたＩＭＴは、数値として表示することも可能であるし、また、ＩＭＴ計測部６により内膜や中膜の位置を算出し、スキャンコンバータ７によりＢモード画像に内膜、中膜の位置を示すマークを重畳させて示されるようにすることも可能である。
以上のように、本実施の形態に係る超音波診断装置は、各走査平面の走査線エコー信号の中から血管２１の中心点を通る超音波ビームＡにより得られた中心走査線エコー信号を検出できる。この検出した超音波ビームＡによる中心走査線エコー信号から内膜中膜複合厚を検出し、内膜中膜複合厚からＩＭＴを算出することができる。このことから、体表から見た血管の形状が直線状でない場合でも、血管の走行方向に探触子２を移動させながら走査を行うことにより、広い範囲で誤差の少ないＩＭＴの計測が可能である。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における超音波診断装置は、実施の形態１における超音波診断層装置の信号解析部５についてより具体的な構成の信号解析部５ａを含むものである。図３は、信号解析部５ａの構成を示すブロック図である。信号解析部５ａは、血液部分長さ計測部１０と、データ検出部１１ａとを有する。
図４Ａは、図２に示す血管２１の中心を通る超音波ビームＡの走査線エコー信号の波形Ａを示す波形図である。図４Ｂは、図２に示す超音波ビームＢの走査線エコー信号の波形Ｂを示す波形図である。波形Ａおよび波形Ｂは、それぞれ前壁（内膜、中膜、外膜を含むが説明の都合上一体のものとして扱う）で反射されたエコーに対応する振幅の大きな前壁部分３１と、血液で反射されたエコーに対応する振幅の小さな血液部分３２と、後壁で反射されたエコーに対応する振幅の大きな後壁部分３３とを有する。なお、前壁および後壁からのエコーの振幅は、人により個体差があり一概には言えないが、血液からのエコーの振幅に比べ、２０ｄＢ程度の振幅差があるため、血液部分と前壁、後壁部分との区別は容易である。
図２に示すように血管２１が断面円形であることから、図４Ａに示す波形Ａは、血管２１の中心を通らないどの超音波ビームＢによる波形Ｂよりも血液部分３２が長い。すなわち、各走査線エコー信号の波形のうち血液部分３２が最も長い走査線エコー信号が超音波ビームＡの走査線エコー信号（中心走査線エコー信号）である。図３に示す血液部分長さ計測部１０は、各走査線エコー信号の血液部分の長さを計測する。データ検出部１１ａは、各走査面の走査線エコー信号の中で最も血液部分の長い走査線エコー信号を中心走査線エコー信号として検出し、ＩＭＴ計測部６に送信する。
以上のような構成によれば、各走査平面の走査線エコー信号の中から血管２１の中心点を通る超音波ビームＡにより得られた中心走査線エコー信号を検出できる。この検出した超音波ビームＡによる中心走査線エコー信号から内膜中膜複合厚を検出し、内膜中膜複合厚からＩＭＴを算出することができる。このことから、体表から見た血管の形状が直線状でない場合でも、血管の中心を通る超音波ビームの中心走査線エコー信号を検出することができるので、各走査面における内膜中膜複合厚を検出でき、ＩＭＴを算出することができる。
（実施の形態３）
実施の形態３における超音波診断装置は、実施の形態１における超音波診断層装置の信号解析部５について、実施の形態２とは異なる信号解析部５ｂを用いた例である。図５は、本実施の形態に係る超音波診断装置の信号解析部５ｂの構成を示すブロック図である。信号解析部５ｂは、内膜−中膜振幅差計測部１２と、データ検出部１１ｂとを有する。
図６Ａは、図２に示す血管２１の中心を通る超音波ビームＡの走査線エコー信号の波形Ａを示す波形図である。図６Ｂは、図２に示す超音波ビームＢの走査線エコー信号の波形Ｂを示す波形図である。
波形Ａおよび波形Ｂは、それぞれ前壁（内膜、中膜、外膜を含むが説明の都合上一体のものとして扱う）で反射されたエコーに対応する振幅の大きな前壁部分３１と、血液で反射されたエコーに対応する振幅の小さな血液部分３２と、後壁で反射されたエコーに対応する振幅の大きな後壁部分３３とを有する。さらに、後壁部分３３は、内膜で反射されたエコーに対応する内膜部分３４と、中膜で反射されたエコーに対応する中膜部分３５と、外膜で反射されたエコーに対応する外膜部分３６とを有する。
超音波ビームＡでは、超音波ビームが血管壁に対して垂直方向から照射されるので、中膜部分の前後にある内膜や外膜の信号が混在することが少なく、中膜部分の振幅は小さくなる。一方、超音波ビームＢでは、超音波ビームが血管壁に対して垂直方向からずれた方向から照射されるので、中膜部分の前後にある内膜や外膜の信号が混在し、中膜部分の振幅は超音波ビームＡでの振幅に比べ大きくなる。したがって、走査線エコー信号の波形のうち超音波ビームＡによる波形が、内膜部分３４の最大振幅と中膜部分３５の最小振幅との差が最も大きくなる。超音波ビームＡにおいて、血管に病変などのない健常者の場合、人により個体差はあり一概には言えないが、中膜部分の振幅は内膜や外膜の振幅に比較して、３〜６ｄＢ以上は小さくなるため、中膜部分の判別は容易に行うことができる。これに対し超音波ビームＢにおいては中膜部分と内膜や外膜部分の振幅差はこれより小さくなり、状況によっては振幅差がなくなり、判別不能な場合もある。
内膜−中膜振幅差計測部１２は、走査線ごとに、図１０Ａに示す走査線エコー信号の包絡線を算出し、振幅の小さい血液部分以降の最初の極大値の部分の振幅を内膜部分３４の最大振幅と判断する。また、内膜部分３４の最大振幅以降の最初の極小値の部分の振幅を中膜部分３５の最小振幅と判断する。そして、内膜−中膜振幅差計測部１２は、内膜部分３４の最大振幅と中膜部分３５の最小振幅との差を計測する。データ検出部１１ｂは、内膜部分３４の最大振幅と中膜部分３５の最小振幅との差が最も大きい走査線エコー信号を中心走査線エコー信号として検出し、ＩＭＴ計測部６に送信する。
以上のような構成によれば、各走査平面の走査線エコー信号の中から血管２１の中心点を通る超音波ビームＡにより得られた中心走査線エコー信号を検出できる。この検出した超音波ビームＡによる中心走査線エコー信号から内膜中膜複合厚を検出し、内膜中膜複合厚からＩＭＴを算出することができる。このことから、体表から見た血管の形状が直線状でない場合でも、血管の中心を通る超音波ビームの中心走査線エコー信号を検出することができるので、各走査面における内膜中膜複合厚を検出でき、ＩＭＴを算出することができる。
図７は、本実施の形態に係る超音波診断装置における信号解析部５の別の構成である信号解析部５ｃを示すブロック図である。内膜−中膜振幅差計測部１２に代えて走査線ごとに中膜部分３５の最小振幅に対する内膜部分３４の最大振幅の比を計測する内膜−中膜振幅比計測部１３を有する。データ検出部１１ｃは、中膜部分３５の最小振幅に対する内膜部分３４の最大振幅の比が最も大きい走査線エコー信号を中心走査線エコー信号として検出し、ＩＭＴ計測部６に送信する。
このような構成にしても、図５に示した信号解析部５ｂを有する上記超音波診断装置と同様に、体表から見た血管の形状が直線状でない場合でも、血管の中心を通る超音波ビームの中心走査線エコー信号を検出することができる。このため、各走査面における内膜中膜複合厚を検出でき、ＩＭＴを算出することができる。
（実施の形態４）
実施の形態４における超音波診断装置は、実施の形態１における超音波診断装置の信号解析部５について、実施の形態２、３とは異なる信号解析部５ｄを用いたものである。図８は、本実施の形態に係る超音波診断装置の信号解析部５ｄの構成を示すブロック図である。信号解析部５ｄは、検波部１４と、微分器１５と、データ検出部１１ｄとを有する。
図９は、図２に示す血管２１の中心を通る超音波ビームＡの走査線エコー信号の波形Ａを示す波形図である。検波部１４は、波形Ａを包絡線検波する。図１０Ａは、波形Ａを検波した波形を示す波形図である。図１０Ｂは、図１０Ａの後壁部分３３の拡大図である。
超音波ビームＡのように血管壁に垂直に超音波ビームが照射された場合、内膜表面の反射による波形の立ち上がりが鋭くなる。一方、超音波ビームＢのように血管壁に垂直な方向からずれて超音波ビームが照射された場合、超音波ビームがある程度の太さを持つことも考慮に入れると内膜表面の反射による波形の立ち上がりが緩やかになる。
図８に示す微分器１５は、図１０Ｂに示される包絡線検波された各走査線エコー信号において、血液部分３２の後に走査線エコー信号が任意のしきい値（Ｖ１）を超えた位置（Ｚ１）を検出する。さらに、走査線エコー信号が極大となる部分の振幅（Ｖ２）およびその位置（Ｚ２）を検出し、波形の立ち上がりの微分係数として（Ｖ２−Ｖ１）／（Ｚ２−Ｚ１）を算出する。データ検出部１１ｄは、１走査面における走査線エコー信号の中で立ち上がりの微分係数が最も大きい走査線エコー信号を中心走査線エコー信号として検出し、ＩＭＴ計測部６に送信する。
以上のような構成によれば、各走査平面の走査線エコー信号の中から血管２１の中心点を通る超音波ビームＡにより得られた中心走査線エコー信号を検出でき、この検出した超音波ビームＡによる中心走査線エコー信号から内膜中膜複合厚を検出でき、内膜中膜複合厚からＩＭＴを算出することができる。このことから、体表から見た血管の形状が直線状でない場合でも、血管の中心を通る超音波ビームの中心走査線エコー信号を検出することができるので、各走査面における内膜中膜複合厚を検出でき、ＩＭＴを算出することができる。
（実施の形態５）
図１１は、本発明の実施の形態５に係る超音波診断装置１ｂの構成を示すブロック図である。超音波診断装置１ｂは、実施の形態１に係る超音波診断装置１のＩＭＴ計測部６に並列して検波部１６を配置した構成を有する。検波部１６は、Ｂモード画像用の検波を行う。
次に、この超音波診断装置１ｂの動作について説明する。まず、送受信部３により被検体からのエコーを探触子２が受信して、走査線エコー信号を短軸走査データ収納メモリ４に保存する。この動作を操作者が探触子２を血管に沿って位置を変えながら繰り返す。信号解析部５は、各走査平面の走査線エコー信号の中から血管の中心点を通る超音波ビームにより得られた中心走査線エコー信号を検出する。ＩＭＴ計測部６は、検出した中心走査線エコー信号ごとに内膜中膜複合厚を算出し、これらの内膜中膜複合厚の平均あるいは最大をＩＭＴとする。
検波部１６は、血管の中心点を通る中心走査線エコー信号による部分的なＢモード画像を生成する。図１２（ａ）は、各走査面におけるＢモード画像を示す図である。Ｂモード画像４１ａ〜ｄにおける血管の中心点を通る中心領域４２ａ〜ｄは、検波部１６により生成された画像である。検波部１６は、各走査面の中心領域の画像を横に並べて結合した画像を生成する。図１２（ｂ）は、各走査面の中心領域の画像を結合した結合画像４３を示す図である。この結合画像４３は、血管の長軸断面を走査した従来の画像と似ているが、従来の方法では、血管が蛇行している場合に表示できない部分が存在するのに対して、すべての走査領域の中心領域の画像を表示することができる。
次に、スキャンコンバータ７は、結合画像４３のデータを表示部８に表示可能となるように走査変換する。表示部８は、走査変換されたデータを結合画像として表示する。
以上のように、本実施の形態に係る超音波診断装置は、体表から見た血管の形状が直線状でない場合でも、血管の走行方向に探触子２を移動させながら走査を行うことにより、血管の広い範囲で誤差の少ないＩＭＴの計測が可能である。
さらに、血管が蛇行していても、各走査領域における中心領域の画像を結合した結合画像を表示することができる。
また、血管の中心領域の画像を結合した結合画像を表示することにより、測定した内膜中膜厚複合厚のわかりやすい表示を行うことができる。
（実施の形態６）
図１３は、本発明の実施の形態６に係る超音波診断装置の探触子の構成を示す側面図である。本実施の形態に係る超音波診断装置は、探触子の先端にアタッチメントが設けられた構成であり、それ以外の構成については、実施の形態１に係る超音波診断装置と同様であり、同様の構成要素については説明を省略する。
探触子２の先端にソリ状アタッチメント５２が取り付けられている。アタッチメント５２がない場合、図１４に示すように、探触子２を矢印Ｃの向きに用手的に移動させると、矢印Ｄに示す方向に探触子２がずれやすくなり、探触子２と被検体５１の表面との角度が不安定になる。
ソリ状アタッチメント５２を用いることにより、被検体５１との接触面積を増加させることで、探触子２と被検体５１の表面との角度を安定して保つことができる。
なお、ソリ状アタッチメント５２は、実施の形態２〜５に係る超音波診断装置の探触子に取り付けてもよい。また、本実施の形態では、ソリ状アタッチメントを探触子に装着する例を示したが、アタッチメントは必ずしもソリ状である必要はなく、例えば平板状のものや十字形のように安定して探触子を移動可能とするものであればどのような形態でもよい。
（実施の形態７）
図１５は、本発明の実施の形態７に係る超音波診断装置１ｃの構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る超音波診断装置１ｃは、実施の形態１に係る超音波診断装置１ａに対して、信号解析部５と表示部８との間に血管傾き演算部１７が配置されている。
図１６は、本実施の形態に係る超音波診断装置１ｃの探触子の構成を示す側面図である。超音波診断装置１ｃは、実施の形態１に係る超音波診断装置１ａに対して、探触子の先端にアタッチメントが設けられた構成である。超音波診断装置１ｃにおいて、上記血管傾き演算部１７およびアタッチメント以外の構成については、実施の形態１に係る超音波診断装置１ａと同様であり、同様の構成要素については説明を省略する。
探触子２の先端に取り付けられたソリ状アタッチメント５２には、探触子２を回転可能に支持する回転軸５３と、これに対応して所望の角度で回転を止めるための固定部（図示せず）が設けられている。これら回転軸５３と固定部により、探触子２をアタッチメント５２に対して任意の角度の傾きに設定することができる。
図１７は、本実施の形態に係る探触子２を用いて血管のＩＭＴを計測する状態を示す図である。被検体の体表５１に対して血管５４の走行方向は、必ずしも平行ではない。しかし、アタッチメント５２に対して探触子２を傾けて支持することにより、探触子２を体表５１の垂直方向から安定して傾けることができる。したがって、血管５４の走行方向に垂直に超音波ビームを照射することができる。
図１７に示す血管傾き演算部１７は、例えば各走査領域における血管の前壁の位置から体表５１に対する血管の走行方向の傾きを算出する。
次に、本実施の形態に係る超音波診断装置の動作について説明する。本実施の形態では、走査する領域全体を２回、用手的に走査してＩＭＴを計測する。まず、１回目の走査として、超音波ビームの角度が体表に対して垂直になるように設定する。次に、送受信部３により被検体からの反射波を探触子２が受信して、走査線エコー信号を短軸走査データ収納メモリ４に保存する。この動作を操作者が用手的に探触子２を血管に沿って位置を変えた各位置で行う。次に、信号解析部５は、各走査平面の走査線エコー信号の中から血管の中心点を通る超音波ビームにより得られた走査線エコー信号を検出する。
次に、ＩＭＴ計測部６は、検出した走査線エコー信号から内膜中膜複合厚を算出し、これらの内膜中膜複合厚の平均あるいは最大をＩＭＴとする。また、血管傾き演算部１７は、各走査線エコー信号の例えば前壁部分の外膜部分の位置を検出することにより、各走査位置における血管の体表からの深さを算出し、血管の深さの変化から血管の走行方向の体表に対する傾きを算出する。算出したデータを表示部８に表示する。血管の走行方向の傾きがゼロであれば、血管に対して垂直に超音波ビームが照射したことになるので、２回目の走査を行わずに、ＩＭＴ計測部６はＩＭＴ値を表示部８に表示して動作を終了する。
血管傾き演算部１７が超音波ビームの垂直方向に対して血管が傾いていると判断した場合には、血管傾き演算部１７は傾き角度を表示部８に表示させる。操作者は、アタッチメント５２に対して探触子２を表示部８に表示された角度だけ傾ける。そして２回目の走査を行う。ＩＭＴ計測部６は、２回目の走査線エコー信号から内膜中膜複合厚を算出し、これらの内膜中膜複合厚の平均あるいは最大をＩＭＴとし、スキャンコンバータ７を介してＩＭＴ値を表示部８に表示して動作を終了する。
以上のように、本実施の形態に係る超音波診断装置は、体表に対して血管が平行でない場合であっても、ＩＭＴを計測することができる。
（実施の形態８）
図１８は、本発明の実施の形態８に係る超音波診断装置１ｄの構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る超音波診断装置１ｄは、実施の形態７に係る超音波診断装置１ｃに対して、傾き制御部１８を有する。
図１９は、本実施の形態に係る超音波診断装置１ｄの探触子の構成を示す側面図である。超音波診断装置１ｄは、超音波診断装置１ｃに対して、探触子２に配置された配列振動子が回転可能な配列振動子１９に置き換えられている。
そして、超音波診断装置１ｃが血管の傾きに合わせて探触子２全体を傾けて２回目の走査を行う構成であるのに対して、超音波診断装置１ｄは、配列振動子１９を血管の傾きに合わせて傾けて２回目の走査を行う構成である。超音波診断装置１ｄにおいて、上記構成以外の構成については、実施の形態７に係る超音波診断装置１ｃと同様であり、同様の構成要素については説明を省略する。
ソリ状アタッチメント５２は、探触子２が体表に対して垂直な方向から傾かないように固定されている。探触子２の内部には、回転可能に配置された配列振動子１９が配置されている。傾き制御部１８は、血管の傾きに合わせて配列振動子１９の傾きを制御する。配列振動子１９の傾き制御の方法としては、例えば、超音波診断装置ではよく知られた機械式走査の手法、すなわち、配列振動子に回転軸を設け、回転軸を探触子１の本体で支持し、配列振動子の回転方向を制御するためのモータなどの制御手段を設け、音響整合をよくするために配列振動子と探触子１の空隙を音響カップリング液で満たし、制御手段により配列振動子を回転させる方法を用いることができる。
次に、本実施の形態に係る超音波診断装置１ｄの動作について説明する。まず、１回目の走査として、超音波ビーム５５の角度が体表に垂直になるように配列振動子１９を真下に向ける。この状態で実施の形態７と同様に、１回目の走査を行う。血管傾き演算部１７は、各走査位置における体表に対する血管の傾きを検出し、傾き制御部１８は各位置における傾きを記憶する。これにより、血管５４の体表５１に対する傾き、すなわち湾曲状態を検出することができる。
次に、図２０に示すように、２回目の走査を行う。この時、傾き制御部１８は各走査位置における血管の傾きに応じて、超音波ビーム５５が血管に垂直に照射されるように配列振動子１９の向きを変える。
以上のように、本実施の形態に係る超音波診断装置は、体表に対して血管が平行でない場合であっても、ＩＭＴを計測することができる。また、血管が湾曲している場合でも、ＩＭＴを計測することができる。
（実施の形態９）
実施の形態７、８は、走査対象領域に対して２回の走査を行うものであった。この場合、探触子２の移動量が明確に示されなければ、用手的な移動を２回繰り返した場合、走査位置が１回目と２回目とでずれる場合がある。本実施の形態に係る超音波診断装置は、この問題を解消するものである。
図２１は、頸部５６に探触子２を接触させた状態を示す上面図である。頸部５６には、例えば縞模様のように位置を特定することができるように形成されたテープ５８が貼り付けられている。探触子２には、対象物に光を照射してその反射光を読み取る光電センサ５７が配置されている。光電センサ５７は頸部５６に貼り付けられたテープ５８の情報（例えばテープが縞模様の場合は反射光の明暗）を読み取って探触子２の位置を検出する。
以上のような構成により、１回目の走査による位置と２回目の走査の位置とのずれを無くすことができ、血管に対して垂直に超音波ビームを照射することができ、正確にＩＭＴを計測することができる。
（実施の形態１０）
本発明の実施の形態１０に係る超音波診断装置は、実施の形態９と同様の問題を解消する別の例である。図２２は、本実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示す側面図である。探触子２には、ワイヤ６０を巻き取るボビン５９が取り付けられ、ワイヤ６０が引き出されるとボビン５９が回転する。ボビン５９には、エンコーダ（図示せず）が取り付けられていて、ボビン５９の回転を検出することにより、引き出されたワイヤ６０の長さを検出する。ワイヤ６０には端部にストッパ６１が取り付けられている。ストッパ６１は、例えば操作者が指で押さえることにより、探触子２の位置を検出するための基点となるものである。
本実施の形態に係る超音波探触子によるＩＭＴの計測は、まず、ストッパ６１を固定し、ワイヤ６０を引き出しながら、１回目の走査を行う。この時、エンコーダは、ワイヤ長さを検出することにより、探触子の各走査位置を検出する。次に、ストッパ６１を固定したまま、ワイヤ６０をボビン５９に巻き取る。
そして、１回目の走査経路に沿ってワイヤを引き出しながら２回目の走査を行う。この時、図示しない制御部により、１回目の各走査位置で走査を行う。
以上のような構成により、１回目の走査による位置と２回目の走査の位置とのずれを無くすことができ、血管に対して垂直に超音波ビームを照射することができて、正確にＩＭＴを計測することができる。
また、図２３に示すように、ワイヤ６０がボビン５９から離れる位置（接点）を検出する接点検知センサ６２をさらに有する構成にすることもできる。接点検知センサ６２は、ボビン５９内部、ボビン５９を探触子２に支持する支持部など、どこに設けられていてもよい。接点の位置は、探触子２の傾きと関連しており、例えば図２３において、探触子２が左に倒れるとボビン５９の位置も若干左下方向に移動するため接点の位置は時計回りに移動したこととなる。すなわち、接点検知センサ６２が検出する接点の位置により探触子２の傾きを検出することができる。
傾き制御部１８は、１回目の走査時の移動により検出した探触子２の傾きと、血管の体表５１に対する傾きとから、超音波ビームが血管の走査方向に対して垂直となる探触子２の傾きを算出する。この傾きを、操作者が操作可能なように２回目の走査時に表示部に表示しても良いし、図１６に示すアタッチメントを有する場合には、アタッチメントが探触子２の移動に応じて探触子２を傾けるようにしてもよい。
以上のように、この構成によれば探触子２の走査の位置だけでなく、探触子２の走査時の傾きも検出することができる。したがって、高い精度で血管の垂直断面を走査することができ、正確にＩＭＴを計測することができる。
さらに、図２４に示すように、配列振動子を回転可能な配列振動子１９とする構成にすることができる。この構成によれば、１回目の走査時に接点検知センサ６２により探触子２の傾きを検出し、傾き制御部１８は、超音波ビームが血管の走査方向に対して垂直となる探触子２の傾きを算出する。傾き制御部１８は、２回目の走査時の探触子２の傾きに応じて、配列振動子１９を回転させることにより、傾きを補正することができ、血管に対して垂直に超音波ビームを照射することができる。
また、図２５に示すように、接点検知センサを設けずに、探触子２の高さ方向の異なる位置にボビン５９ａ、５９ｂとエンコーダの組み合わせ（ワイヤ長さ検出機構）が２系統設けられた構成にすることもできる。この構成においても、図２３と同様に、それぞれのワイヤ６０ａ、６０ｂの長さから探触子２の位置と傾きを検出することができる。
また、図２６に示すように、頸部平面方向の異なる位置にワイヤ長さ検出機構５９ｃ、５９ｄが２系統並べて配置された構成にすることもできる。特に、探触子２の移動方向に対して、垂直方向に配置されることが好ましい。この構成において、それぞれのワイヤ６０ｃ、６０ｄの長さから探触子２の位置と頸部平面方向に対する回転角度を検出することができる。したがって、１回目の走査と２回目の走査において、探触子２の頸部平面方向における回転角度を等しくすることができ、精度のよいＩＭＴを計測することができる。
また、図２７に示すように、２系統のワイヤ長さ検出機構５９ａ、５９ｂに対して、２つのボビンの回転を連動させる連動機構６３を設ける構成にすることができる。この構成によれば、それぞれのワイヤ６０ａ、６０ｂが引っ張られるように探触子２を移動させれば、探触子２を決められた角度に保ちながら移動させることができる。
なお、図２７では、２系統のワイヤ長さ検出機構５９ａ、５９ｂが探触子２の高さ方向に異なる位置に配置された構成を示したが、探触子２の高さ方向と探触子２の移動方向のそれぞれに対して垂直方向な方向に配置されていてもよい。この構成では、それぞれのワイヤが引っ張られるように探触子２を移動させれば、探触子２を決められた頸部平面方向における回転角度を保ちながら移動させることができる。
（実施の形態１１）
図２８は、本発明の実施の形態１１に係る超音波診断装置１ｅの構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る超音波診断装置１ｅは、実施の形態１に係る超音波診断装置１ａの短軸走査データ収納メモリ４、信号解析部５およびＩＭＴ計測部６がそれぞれ３系統配置されて構成されている。また、送受信部３、短軸走査データ収納メモリ４、信号解析部５および制御部９に接続された偏向角度制御部２０を有する構成である。他の構成要素は、実施の形態１の超音波診断装置１ａと同様であり、同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態１に係る超音波診断装置１ａは、リニア走査を行うものであった。本実施の形態に係る超音波診断装置は、配列振動子における超音波を照射する振動子の位置（開口部）を変えながら、超音波ビームの偏向角を変えて走査を行うものである。偏向角度制御部２０は、超音波ビームの偏向角を制御する。
短軸走査データ収納メモリ４、信号解析部５およびＩＭＴ計測部６がそれぞれ３系統用意されている。３系統用意されていることにより、１走査面に対して一度の走査で３箇所の内膜中膜複合厚を検出して、ＩＭＴを並行して算出することができる。
図２９は、配列振動子６４ａと、血管２１と、超音波ビーム６５ａ〜６５ｂとの位置関係を示す図である。図２９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、順に同一の走査面での走査における状態を示す図である。図２９（ａ）は、配列振動子の左側の振動子（開口部）が駆動されて、右下向きとなる偏向角の超音波ビームが照射された状態を示す図である。図２９（ｂ）は、配列振動子の中心部の振動子が駆動されて、下向きとなる偏向角の超音波ビームが照射された状態を示す図である。図２９（ｃ）は、配列振動子の右側の振動子が駆動されて、左下向きとなる偏向角の超音波ビームが照射された状態を示す図である。
このように偏向角を制御することにより、各図の超音波ビームは、血管の中心を通過している。したがって、血管壁（後壁）のエコーを検出することができ、内膜中膜複合厚、すなわちＩＭＴを計測することができる。すなわち、血管の同一断面における異なった部位におけるＩＭＴを計測することができる。
なお、本実施の形態では、直線に並べた配列振動子を用いて開口の移動と偏向角度の可変を同時に行うことで実現したが、本実施の形態はこの例に限定されない。例えば、図３０のように凹面配列振動子６４ｂを用いれば、偏向を変化させることなく、開口の移動のみで超音波ビーム６５ｄ〜６５ｆを血管の中心を通過させることができ、上記効果を得ることができる。
また、本発明の超音波診断装置は、頸部血管を診断するのに有用であるが、頸部に限定されるものではない。例えば、上腕の血管などの診断に用いることも可能である。
なお、上記各実施の形態では、血管の複数位置で検出した内膜中膜複合厚に対し、例えば、最大あるいは平均をＩＭＴとして算出したが、血管の一つの位置のみで検出した内膜中膜複合厚をＩＭＴとしてもよい。
本発明は、体表から見て血管が曲がっていてもＩＭＴを計測可能であるという効果を有し、頸部血管におけるＩＭＴ検出用の超音波診断装置等として利用可能である。
１ａ〜１ｅ 超音波診断装置
２ 探触子
３ 送受信部
４ 短軸走査データ収納メモリ
５、５ａ〜５ｄ 信号解析部
６ ＩＭＴ計測部
７ スキャンコンバータ
８ 表示部
９ 制御部
１０ 血液部分長さ計測部
１１ａ〜１１ｄ データ検出部
１２ 内膜−中膜振幅差計測部
１３ 内膜−中膜振幅比計測部
１４、１６ 検波部
１５ 微分器
１７ 血管傾き演算部
１８ 傾き制御部
１９、６４ａ、６４ｂ 配列振動子
２０ 偏向角度制御部
２１ 血管
２２ 外膜
２３ 中膜
２４ 内膜
２５ 血液
３１ 前壁部分
３２ 血液部分
３３ 後壁部分
３４ 内膜部分
３５ 中膜部分
３６ 外膜部分
４１ Ｂモード画像
４２ 中心領域
４３ 結合画像
５１ 体表
５２ アタッチメント
５３ 回転軸
５４ 頸部血管
５５、６５ａ〜６５ｆ 超音波ビーム
５６ 頸部
５７ 光電センサ
５８ テープ
５９、５９ａ〜５９ｄ ボビン
６０、６０ａ〜６０ｄ ワイヤ
６１ ストッパ
６２ 接点検知センサ
６３ 連動機構

Claims (5)

  1. 超音波を送受波する探触子と、
    前記探触子が前記超音波により血管の短軸断面を走査した時に、前記探触子で受信した前記短軸断面における複数の走査線エコー信号の中から前記血管の血液が流れる部分からの反射波である相対的に振幅の小さい部分の走査線エコー信号と、前記血管の前壁部分と後壁部分とからの反射波である相対的に振幅の大きい部分の走査線エコー信号を取得し、前記前壁部分からの相対的に振幅の大きい部分に続いて前記後壁からの相対的に振幅の大きい部分までの、前記相対的に振幅の小さい部分の長さが最も長い走査線エコー信号を前記血管の中心を通る中心走査線エコー信号として検出する信号解析部と、
    前記中心走査線エコー信号からＩＭＴを算出するＩＭＴ計測部とを備え、
    前記信号解析部は、前記短軸断面における複数の走査線エコー信号の中で、前記血管の血液が流れる部分からの反射波である相対的に振幅の小さい部分に続く、前記後壁を構成する内膜部分の振幅と前記内膜部分に続く中膜部分の振幅との差が最大である走査線エコー信号を前記中心走査線エコー信号と判断することを特徴とする超音波診断装置。
  2. 超音波を送受波する探触子と、
    前記探触子が前記超音波により血管の短軸断面を走査した時に、前記探触子で受信した前記短軸断面における複数の走査線エコー信号の中から前記血管の血液が流れる部分からの反射波である相対的に振幅の小さい部分の走査線エコー信号と、前記血管の前壁部分と後壁部分とからの反射波である相対的に振幅の大きい部分の走査線エコー信号を取得し、前記前壁部分からの相対的に振幅の大きい部分に続いて前記後壁からの相対的に振幅の大きい部分までの、前記相対的に振幅の小さい部分の長さが最も長い走査線エコー信号を前記血管の中心を通る中心走査線エコー信号として検出する信号解析部と、
    前記中心走査線エコー信号からＩＭＴを算出するＩＭＴ計測部とを備え、
    前記信号解析部は、前記短軸断面における複数の走査線エコー信号の中で、前記血管の血液が流れる部分からの反射波である相対的に振幅の小さい部分に続く、前記後壁を構成する内膜部分の振幅と前記内膜部分に続く中膜部分の振幅との比が最大である走査線エコー信号を前記中心走査線エコー信号と判断することを特徴とする超音波診断装置。
  3. 超音波を送受波する探触子と、
    前記探触子が前記超音波により血管の短軸断面を走査した時に、前記探触子で受信した前記短軸断面における複数の走査線エコー信号の中から前記血管の血液が流れる部分からの反射波である相対的に振幅の小さい部分の走査線エコー信号と、前記血管の前壁部分と後壁部分とからの反射波である相対的に振幅の大きい部分の走査線エコー信号を取得し、前記前壁部分からの相対的に振幅の大きい部分に続いて前記後壁からの相対的に振幅の大きい部分までの、前記相対的に振幅の小さい部分の長さが最も長い走査線エコー信号を前記血管の中心を通る中心走査線エコー信号として検出する信号解析部と、
    前記中心走査線エコー信号からＩＭＴを算出するＩＭＴ計測部とを備え、
    前記信号解析部は、前記短軸断面における複数の走査線エコー信号を包絡線検波し、前記血管の血液が流れる部分からの反射波である相対的に振幅の小さい部分に続く、前記後壁を構成する内膜部分の開始部分における振幅の微分係数を算出し、包絡線検波された走査線エコー信号の中で前記算出した微分係数が最大である走査線エコー信号を前記中心走査線エコー信号と判断することを特徴とする超音波診断装置。
  4. 前記信号解析部は、前記探触子が前記超音波により血管の複数の短軸断面を走査した時に、前記探触子で受信した前記複数の短軸断面における各走査線エコー信号に対し、前記血管の血液が流れる部分からの反射波である相対的に振幅の小さい部分の長さが最も長い走査線エコー信号を前記血管の中心を通る中心走査線エコー信号として検出し、
    前記ＩＭＴ計測部は、前記複数の短軸断面における各走査線エコー信号から検出された複数の前記中心走査線エコー信号からＩＭＴを算出する請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  5. 前記信号解析部に接続され、前記中心走査線エコー信号を用いて、前記各中心走査線エコー信号で示された領域の画像データを生成し、前記各画像データを並べて１画像とした結合画像データを生成する検波部を有する請求項４記載の超音波診断装置。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014050681A (ja) * 2012-08-06 2014-03-20 Seiko Epson Corp 超音波測定装置及び血管径算出方法
KR20160088918A (ko) * 2013-11-20 2016-07-26 가부시키가이샤 알박 초음파 프로브 및 초음파 프로브를 이용한 생체 혈관 직경의 측정 방법
CN105380682B (zh) * 2015-12-24 2018-06-08 飞依诺科技(苏州)有限公司 基于超声图像的双边内中膜的测量方法及系统
JP7239275B2 (ja) * 2018-04-27 2023-03-14 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 超音波診断装置及び穿刺支援プログラム
JP7124949B2 (ja) * 2019-02-27 2022-08-24 株式会社村田製作所 血管位置検出装置、および、血流量計測装置
EP4178451A1 (en) * 2020-07-09 2023-05-17 Brainlab AG Method and device for characterizing at least one object depicted in an ultrasound image

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007108359A1 (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 超音波診断装置
WO2008149540A1 (ja) * 2007-06-04 2008-12-11 Panasonic Corporation 超音波診断装置および超音波診断装置に利用される超音波プローブ
WO2009047966A1 (ja) * 2007-10-09 2009-04-16 Unex Corporation 血管超音波画像測定方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3682088B2 (ja) * 1995-04-27 2005-08-10 株式会社東芝 超音波診断装置
JPH10146338A (ja) * 1996-11-19 1998-06-02 Toshiba Iyou Syst Eng Kk 超音波診断装置
JP2889568B1 (ja) * 1998-05-18 1999-05-10 正男 伊藤 血管膜厚測定装置及び動脈硬化診断装置
GB2361537A (en) * 2000-04-19 2001-10-24 Robert Skidmore Sensing apparatus and methods
JP4217023B2 (ja) * 2002-02-25 2009-01-28 一郎 佐久間 血管内皮計測装置
US7727153B2 (en) * 2003-04-07 2010-06-01 Sonosite, Inc. Ultrasonic blood vessel measurement apparatus and method
WO2005002446A1 (ja) * 2003-07-03 2005-01-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 超音波診断装置
EP1661519B1 (en) 2003-09-01 2012-05-09 Panasonic Corporation Biological signal monitor device
JP2006000456A (ja) * 2004-06-18 2006-01-05 Shimadzu Corp 超音波診断装置
JP4625663B2 (ja) * 2004-08-18 2011-02-02 株式会社東芝 超音波診断装置
EP2030571A4 (en) * 2006-06-12 2010-01-06 Shimadzu Corp ECHOGRAPHIC DIAGNOSTIC DEVICE
JP2008167985A (ja) * 2007-01-12 2008-07-24 Fujifilm Corp 超音波診断装置
JP5230106B2 (ja) * 2007-01-15 2013-07-10 富士フイルム株式会社 超音波診断装置、ｉｍｔ計測方法及びｉｍｔ計測プログラム
JP5139690B2 (ja) 2007-02-15 2013-02-06 富士フイルム株式会社 超音波診断装置、データ計測方法及びデータ計測プログラム
EP2107389B1 (en) * 2008-04-02 2014-05-14 Samsung Medison Co., Ltd. Formation of an elastic image in an ultrasound system
WO2009144717A2 (en) * 2008-05-27 2009-12-03 Volusonics Medical Imaging Ltd. Ultrasound garment
US9826959B2 (en) * 2008-11-04 2017-11-28 Fujifilm Corporation Ultrasonic diagnostic device
KR101121289B1 (ko) * 2009-08-25 2012-03-23 삼성메디슨 주식회사 영상 파라미터를 설정하는 초음파 시스템 및 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007108359A1 (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 超音波診断装置
WO2008149540A1 (ja) * 2007-06-04 2008-12-11 Panasonic Corporation 超音波診断装置および超音波診断装置に利用される超音波プローブ
WO2009047966A1 (ja) * 2007-10-09 2009-04-16 Unex Corporation 血管超音波画像測定方法

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