JP6096415B2 - 超音波診断装置及びその作動方法 - Google Patents

Description

本発明の一態様としての実施形態は、経食道心エコー画像を表示する超音波診断装置及びその作動方法に関する。

心臓の左心室から出て上行した後に大動脈弓を形成して下降し、総腸骨動脈の分岐部に終わる最大の動脈であり、全身への血液循環の大元となる動脈は大動脈と呼ばれる。大動脈は他の動脈と同様に、内膜、中膜、及び外膜の３層構造をしている。

大動脈に関係する病気の１つに、大動脈解離と呼ばれるものがある。大動脈解離とは、大動脈の血管が層状に割れることで、強烈な痛みを伴い、また分岐部での循環障害をきたす疾患である。大動脈解離では、内膜に裂孔（エントリー）が生じ、その部分に血液が流入することで内膜が剥離し、真腔と偽腔の二腔構造になる。大動脈解離における死亡率は高く、発症から２４時間以内で約９３％になる。

大動脈解離の診断は、造影ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）、ＭＲＩ（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ）、超音波を用いて実施可能であり、主に術前に造影ＣＴ、術中に経食道心エコーが使用される。

大動脈解離の治療として、内膜に生じた裂孔領域を含めて大動脈を切除して人工血管で置き換えるのが一般的である。しかし、大動脈解離は、ＣＴを取り直している間にも破裂する恐れがあり、緊急を要することから、十分な情報を取得しない状態で手術を始めることがある。

また、拍動に従って変動するフラップ（内膜フラップ）が広範囲の患者の場合、患者の体力によってはフラップの全てを人工血管に置き換えることができない場合がある。その場合、大動脈弁に近い領域のみを人工血管で置き換え、他の領域は薬物治療等で対処するのが一般的である。そのような場合、術中に血液を十分に送っていても、フラップが一部の分岐動脈の血管を塞ぎ、その先にある臓器で血行障害が発生することがある。また、フラップの場所が移動することもあり、術中は経食道心エコー（ＴＥＥ：ｔｒａｎｓｅｓｏｐｈａｇｅａｌ ｅｃｈｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｙ）による画像に基づいて、大動脈と臓器の血行を確認しながら治療を進める必要がある。

従来技術では、経食道心エコーを用いた大動脈解離の術中に、フラップにより塞がれる可能性のある分岐動脈を見落とす危険性がある。また、従来技術では、経食道心エコーを用いた大動脈解離の術中に、フラップが解離内膜の範囲内で移動することによる想定外の場所での血行障害を見落とす危険性がある。

すなわち、従来技術では、経食道心エコーを用いた大動脈解離の術中におけるフラップの確認を精度よく行なうことができない。

本実施形態の超音波診断装置は、上述した課題を解決するために、超音波プローブと、前記超音波プローブを制御することで経食道心エコーを実行し、大動脈を含む経食道心エコー画像を生成する画像生成部と、空間座標位置及びスキャニング方向・方位に関する位置データ信号を発生する位置センサと、前記大動脈を含む心臓周辺画像を取得する取得手段と、前記心臓周辺画像に基づいて動脈領域を抽出する抽出手段と、前記動脈領域に基づいて大動脈の解離内膜領域を特定する解離内膜特定手段と、前記取得手段によって取得された複数時相の心臓周辺画像の差分画像に基づいて、前記解離内膜領域からフラップ領域を特定するフラップ特定手段と、前記動脈領域に、前記フラップ領域の情報を合成して第１合成画像を生成する第１合成手段と、前記位置データ信号に基づいて、前記心臓周辺画像上に、前記経食道心エコーの撮影領域を位置合わせ処理する位置合せ処理手段と、前記第１合成画像上に、前記位置合せ処理された撮影領域を示す情報を合成した第２合成画像を生成する第２合成手段と、を有する。

また、本実施形態の超音波診断装置は、上述した課題を解決するために、超音波プローブと、前記超音波プローブを制御することで経食道心エコーを実行し、大動脈を含む経食道心エコー画像を生成する画像生成部と、空間座標位置及びスキャニング方向・方位に関する位置データ信号を発生する位置センサと、前記大動脈を含む心臓周辺画像を取得する取得手段と、前記心臓周辺画像に基づいて動脈領域を抽出する抽出手段と、前記動脈領域に基づいて大動脈の解離内膜領域を特定する解離内膜特定手段と、前記取得手段によって取得された複数時相の心臓周辺画像の差分画像に基づいて、前記解離内膜領域からフラップ領域を特定するフラップ特定手段と、前記動脈領域に、前記フラップ領域の情報を合成して第１合成画像を生成する第１合成手段と、前記位置データ信号に基づいて、前記心臓周辺画像上に、前記経食道心エコーの撮影領域を位置合わせ処理する位置合せ処理手段と、前記位置合せ処理された撮影領域を、撮影時刻と共に記憶装置に登録する登録手段と、前記登録された過去の撮影領域と撮影時刻とに基づいて、前記心臓周辺画像の部分毎に、最終の撮影時刻からの経過時間を測定する測定手段と、前記第１合成画像上に、前記経過時間に基づく情報を示した第２合成画像を生成する第２合成手段と、を有する。

本実施形態の超音波診断装置の作動方法は、上述した課題を解決するために、超音波プローブ、制御部、記憶部、及び表示部を備えた超音波診断装置の作動方法であって、前記超音波プローブは、超音波を送受信してスキャンを行なう。前記制御部は、前記スキャンによって得られた受信データに基づき、大動脈を含む経食道心エコー画像を生成し、前記記憶部から前記大動脈を含む心臓周辺画像を取得し、前記心臓周辺画像に基づいて動脈領域を抽出し、前記動脈領域に基づいて大動脈の解離内膜領域を特定し、前記取得された複数時相の心臓周辺画像の差分画像に基づいて、前記解離内膜領域からフラップ領域を特定し、前記動脈領域に、前記フラップ領域の情報を合成して第１合成画像を生成し、空間座標位置及びスキャニング方向・方位に関する位置データ信号に基づいて、前記心臓周辺画像上に、前記経食道心エコーの撮影領域を位置合わせ処理し、前記第１合成画像上に、前記位置合せ処理された撮影領域を示す情報を合成した第２合成画像を生成する。前記表示部は、前記第２合成画像を表示する。

また、本実施形態の超音波診断装置の作動方法は、上述した課題を解決するために、超音波プローブ、制御部、記憶部、及び表示部を備えた超音波診断装置の作動方法であって、前記超音波プローブは、超音波を送受信してスキャンを行なう。前記制御部は、前記スキャンによって得られた受信データに基づき、大動脈を含む経食道心エコー画像を生成し、前記記憶部から前記大動脈を含む心臓周辺画像を取得し、前記心臓周辺画像に基づいて動脈領域を抽出する抽出手段と、前記動脈領域に基づいて大動脈の解離内膜領域を特定し、前記取得された複数時相の心臓周辺画像の差分画像に基づいて、前記解離内膜領域からフラップ領域を特定し、前記動脈領域に、前記フラップ領域の情報を合成して第１合成画像を生成し、空間座標位置及びスキャニング方向・方位に関する位置データ信号に基づいて、前記心臓周辺画像上に、前記経食道心エコーの撮影領域を位置合わせ処理し、前記位置合せ処理された撮影領域を、撮影時刻と共に前記記憶部に登録し、前記登録された過去の撮影領域と撮影時刻とに基づいて、前記心臓周辺画像の部分毎に、最終の撮影時刻からの経過時間を測定し、前記第１合成画像上に、前記経過時間に基づく情報を示した第２合成画像を生成する。前記表示部は、前記第２合成画像を表示する。

本実施形態の超音波診断装置の構成を示す概略図。 第１実施形態の超音波診断装置１の機能を示すブロック図。 動脈領域の一例を示す図。 （ａ）乃至（ｅ）は、各領域の特定方法を説明するための図。 （ａ），（ｂ）は、大動脈全体の領域の特定方法を説明するための図。 フラップ領域の特定方法を説明するための図。 影響分岐動脈の特定方法を説明するための図。 第１実施形態の超音波診断装置における第１合成画像の一例を示す図。 第１実施形態の超音波診断装置における第２合成画像の一例を示す図。 影響分岐動脈の特定方法を説明するための図。 第１実施形態の超音波診断装置における第１合成画像の一例を示す図。 第１実施形態の超音波診断装置における第２合成画像の一例を示す図。 第２実施形態の超音波診断装置の機能を示すブロック図。 第２実施形態の超音波診断装置における第２合成画像の第１例を示す図。 第２実施形態の超音波診断装置における第２合成画像の第２例を示す図。 第２実施形態の超音波診断装置における第３合成画像の一例を示す図。

本実施形態の超音波診断装置及びその作動方法について、添付図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の超音波診断装置の構成を示す概略図である。

図１は、第１実施形態の超音波診断装置１を示す。超音波診断装置１は、超音波プローブ２、位置センサ３、及び装置本体４を備える。

超音波プローブ２は、図示しない被検体の内部で超音波の送受信を行なう経食道心エコー（ＴＥＥ：ｔｒａｎｓｅｓｏｐｈａｇｅａｌ ｅｃｈｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｙ）に用いられるものである。超音波プローブ２は、図示しない複数の超音波振動子（圧電素子）が直線上又は２次元アレイ状に配列される。各超音波振動子は、装置本体４による制御の基で駆動され、予め設定された送信ビームフォーミング条件に沿った超音波ビームを被検体（部位）に向けてスキャンする。また、各超音波振動子は、超音波ビームに対して被検体の音響インピーダンス境界での反射や微小散乱体による散乱により超音波プローブ２に戻ってくる超音波エコー信号を微弱な電圧のエコー信号に変換して受信し、その受信信号を装置本体４に送る。

位置センサ３は、超音波プローブ２に取り付けられる。位置センサ３は、空間座標位置及びスキャニング方向・方位に関する位置データ信号を発生し、その位置データ信号を装置本体４に送る。

装置本体４は、送受信部４１、画像生成部４２、及び画像処理部４３を備える。

装置本体４の送受信部４１は、画像処理部４３による制御に従って、超音波プローブ２に対して電気信号の送受信を行なう。送受信部４１は、送信パルス発生部４１１、Ｔ／Ｒ（トランスミッタ／レシーバ）４１２、プリアンプ４１３、及び受信遅延部４１４を設ける。

送信パルス発生部４１１は、予め設定された送信ビームフォーミング条件に基づいて超音波プローブ２による超音波ビームの方向及び収束を制御するためのパルス電圧を発生する。

Ｔ／Ｒ４１２は、送信パルス発生部４１１によって発生されたパルス電圧に基づく駆動信号を、トランスミッタを介して超音波プローブ２に供給する。また、Ｔ／Ｒ４１２は、超音波プローブ２からの受信信号を受信する。

プリアンプ４１３は、Ｔ／Ｒ４１２のレシーバを介して受信された受信信号を増幅し、増幅信号を受信遅延部４１４に送る。

受信遅延部４１４は、プリアンプ４１３の出力側に接続される。受信遅延部４１４は、プリアンプ４１３からの受信信号に対して並列同時受信が可能な複数個のビームフォーマを備える。各ビームフォーマにて各受信信号に対して予め設定された受信ビームフォーミングにおける超音波ビームの方向及び集束の条件を満たすように受信遅延を掛ける。受信遅延部４１４は、遅延信号を次段の画像生成部４２に供給する。

装置本体４の画像生成部４２は、画像処理部４３による制御に従って、送受信部４１から得られた受信信号に対して信号処理を行なう。画像生成部４２は、Ｂモード処理部４２１、ＣＤＩ（ｃｏｌｏｒ ｄｏｐｐｌｅｒ ｉｍａｇｉｎｇ）処理部４２２を設ける。また、画像生成部４２は、ドプラスペクトラムの生成を行なうように構成してもよい。画像生成部４２によって生成されたＢモードデータやＣＤＩデータは、必要に応じて合成されて画像処理部４３に送られ、経食道心エコー画像（経食道心エコー画像データ）として表示される。

Ｂモード処理部４２１は、制御部４３１による制御に従って、受信遅延部４１４からの受信信号に対して所定のリファレンス周波数を用いて直交検波し、その検波信号の信号振幅に応じたＢモードデータを生成する。また、Ｂモード処理部４２１は、走査方向単位で生成されたＢモードデータを順次保存して、Ｂモードデータを生成する。Ｂモードデータは、ビデオフォーマットの走査線信号列に変換されて画像処理部４３に送られる。

ＣＤＩ処理部４２２は、制御部４３１による制御に従って、受信遅延部４１４からの受信信号に対してその位相の時間変化を計測することにより被検体の血流情報を示す速度、パワー、及び分散等に基づくＣＤＩデータを生成する。また、ＣＤＩ処理部４２２は、走査方向単位で生成されたＣＤＩデータを順次保存して、ＣＤＩデータを生成する。ＣＤＩデータは、ビデオフォーマットの走査線信号列に変換されて画像処理部４３に送られる。

装置本体４の画像処理部４３は、制御部４３１、記憶部４３２、入力部４３３、表示処理部４３４、表示部４３５、ＩＦ４３６、及び位置データ受信部４３７を設ける。

制御部４３１は、図示しないＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）及び内部記憶装置を含んでいる。ＣＰＵは、半導体で構成された電子回路が複数の端子を持つパッケージに封入されている集積回路（ＬＳＩ）の構成をもつ制御装置である。内部記憶装置は、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）等の要素を含む記憶装置である。制御部４３１は、送受信部４１及び画像生成部４２の動作と、画像処理部４３の記憶部４３２、入力部４３３、表示処理部４３４、ＩＦ４３６、及び位置データ受信部４３７の動作とを制御する。

制御部４３１の内部記憶装置は、データを記憶したり、ＣＰＵのワークメモリやデータの一時的な記憶に用いたりする機能を有する。制御部４３１は、バスを介して各部を制御する。

記憶部４３２は、制御部４３１による制御に従って、画像生成部４２から出力される画像データや、後述する位置データを記憶する。

入力部４３３は、制御部４３１に接続される。入力部４３３には、超音波ビームの送受信条件等に関する各種設定・変更用のジョイスティックやトラックボール等の入力デバイス（その他スイッチ、各種ボタン、及びキーボード等）が搭載される。入力部４３３の入力操作で操作者により指示された情報が制御部４３１に送られる。これにより装置本体４内の各部で設定・変更される。

表示処理部４３４は、制御部４３１による制御に従って、画像生成部４２から送られるＢモードデータとＣＤＩデータとの合成データを、経食道心エコー画像として表示部４３５に表示させる。また、表示処理部４３４は、制御部４３１による制御に従って、後述する合成画像を表示部４３５に表示させる。

表示部４３５は、表示処理部４３４から出力されるデータを、種々のパラメータの文字情報や目盛等と共に表示する。

ＩＦ４３６は、パラレル接続仕様やシリアル接続仕様に合わせたコネクタによって構成され、各規格に応じた通信制御を行なう。ＩＦ４３６は、ネットワークＮに接続することができる機能を有しており、これにより、超音波診断装置１は、ＩＦ４３６からネットワークＮ網に接続することができる。

位置データ受信部４３７は、位置センサ３によって発生された位置データ信号を受信する。

図２は、第１実施形態の超音波診断装置１の機能を示すブロック図である。

図１に示す制御部４３１がプログラムを実行することによって、図２に示すように超音波診断装置１は、心臓周辺画像取得部６１、動脈領域抽出部６２、解離領域等特定部６３、フラップ領域特定部６４、影響分岐動脈特定部６５、第１合成画像生成部６６、経食道心エコー実行部７１、位置合せ処理部７２、及び第２合成画像生成部７３として機能する。なお、超音波診断装置１を構成する各部６１乃至６６，７１乃至７３は、プログラムを実行することによって機能するものとして説明したが、その場合に限定されるものではない。超音波診断装置１を構成する各部６１乃至６６，７１乃至７３の全部又は一部は、超音波診断装置１にハードウェアとして備えられるものであってもよい。

なお、超音波診断装置１を構成する各部６１乃至６６は、経食道心エコーを実行させる前に予め機能するものであるのに対し、超音波診断装置１を構成する各部７１乃至７３は、経食道心エコーを用いた大動脈解離の術中に機能するものである。

心臓周辺画像取得部６１は、ＩＦ３３６を介してネットワークＮ（画像サーバ等）から、被検体の心臓周辺の大動脈（上行大動脈、弓部大動脈、及び下行大動脈）と、大動脈から分岐する分岐動脈（腕頭動脈（ＢＣＡ）、左総頚動脈（ＬＣＡ）、及び左鎖骨下動脈（ＬＳＣＡ）等）とを含む心臓周辺画像（心臓周辺画像データ）を取得する機能を有する。例えば、心臓周辺画像取得部６１は、造影又は非造影におけるＭＲ血管造影法（ＭＲＡ）や、ＣＴ血管造影法（ＣＴＡ）に基づく心臓周辺画像を取得する。心臓周辺画像取得部６１は、複数時相（例えば、拡張末期及び収縮末期）の心臓周辺画像をそれぞれ取得する。なお、心臓周辺画像取得部６１は、被検体の心臓周辺の胸腹部大動脈及び腹部大動脈や、胸腹部大動脈から分岐する分岐動脈（肋間動脈）や、腹部大動脈から分岐する分岐動脈（腎動脈、腹腔動脈、及び腸間膜動脈）をも含む領域の心臓周辺画像を取得してもよい。

動脈領域抽出部６２は、心臓周辺画像取得部６１によって取得された心臓周辺画像に基づいて、動脈領域（動脈領域データ）を抽出する機能を有する。動脈領域抽出部６２は、公知技術や、表示部４３５に表示された、心臓周辺画像上で、入力部４３３によって入力された領域に基づいて動脈領域を抽出する。従来技術としては、例えば、セグメンテーション処理が挙げられる。

図３は、動脈領域の一例を示す図である。

図３は、大動脈解離が発生している場合の、心臓周辺画像に含まれる動脈領域を示す図である。図３に示すように、動脈領域は、心臓周辺の大動脈の上行大動脈領域１０１と、同じく大動脈の弓部大動脈領域１０２と、同じく大動脈の下行大動脈領域１０３とを含む。動脈領域は、弓部大動脈領域１０２から分岐する分岐動脈領域としてのＢＣＡ領域２０１と、同じく分岐動脈としてのＬＣＡ領域２０２と、同じく分岐動脈としてのＬＳＣＡ領域２０３とを含む。動脈領域は、下行大動脈領域１０３から分岐する分岐動脈を含む。

図２の説明に戻って、解離領域等特定部６３は、動脈領域抽出部６２によって抽出された動脈領域に基づいて、大動脈領域内の真腔領域（真腔領域データ）と、偽腔領域（偽腔領域データ）と、解離した内膜領域である解離内膜領域（解離内膜領域データ）とをそれぞれ特定する機能を有する。

図４（ａ）乃至（ｅ）は、各領域の特定方法を説明するための図である。

図４（ａ）は、大動脈解離が発生している場合の、心臓周辺画像に含まれる動脈領域を示す図である。図４（ａ）に示すように、動脈領域に基づいて１つの大動脈断面Ｆ（大動脈の芯線に直交する断面）を設定する。

図４（ｂ）乃至（ｅ）は、図４（ａ）に示す大動脈断面Ｆの断面図である。

図４（ｃ）に示すように、図４（ｂ）に示す大動脈断面Ｆの動脈領域についてクラスタリングされる。例えば、大動脈断面Ｆの動脈領域に３個の制御点（クラスタの代表点）Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を初期配置したｋ−ｍｅａｎｓ法（ｋ平均法）によって３個のクラスタＡ１，Ａ２，Ａ３（図４（ｄ），（ｅ）に図示）が求められる。３個のクラスタＡ１，Ａ２，Ａ３の画素値が略同一（閾値以内）の場合、大動脈断面Ｆにおいて動脈は解離していないと判断される。一方、３個のクラスタＡ１，Ａ２，Ａ３の画素値が異なる（閾値を超える）場合、大動脈断面Ｆにおいて動脈は解離していると判断される。そして、画素値が高い２個のクラスタＡ１，Ａ２が真腔／偽腔領域と判断される一方、画素値が低いクラスタＡ３が解離した内膜のフラップ領域と判断される。

さらに、入力部４３３を介して真腔と入力されるクラスタＡ１が真腔領域と判断され、同じく偽腔と入力されるクラスタＡ２が偽腔領域と判断される。又は、他の動脈部分であって、偽腔を含まない大動脈断面の真腔の延長上にある大動脈断面ＦのクラスタＡ１が真腔領域と判断される一方、大動脈断面ＦのクラスタＡ２が偽腔と判断される。

大動脈解離を起こしている場合、大動脈断面Ｆの動脈には、真腔に加え偽腔が発生している。大動脈壁の弱い部分に圧ストレスがかかって内膜の一部が破綻すると、内腔の血液が中膜組織内に入り込む（解離のエントリー）。中膜組織はスポンジ状であるため容易に破壊されて解離され、血液は次々に破壊された中膜組織流入して、真腔領域Ａ１、偽腔領域Ａ２、及び解離内膜領域Ａ３を含む図４（ｄ）の状態となり、外膜にも圧力をかける。さらに解離が進むと、図４（ｄ）の状態から図４（ｅ）の状態となる。

さらに、図４（ｄ），（ｅ）に示す真腔領域Ａ１、偽腔領域Ａ２、及び解離内膜領域Ａ３の位置情報に基づいて、リージョングローイング法を用いて、大動脈全体の真腔領域Ａ１、偽腔領域Ａ２、及び解離内膜領域Ａ３が特定される。又は、大動脈全体についてクラスタリングを実行して、大動脈全体の真腔領域Ａ１、偽腔領域Ａ２、及び解離内膜領域Ａ３が特定される。

図５（ａ），（ｂ）は、大動脈全体の領域の特定方法を説明するための図である。

図５（ａ），（ｂ）は、大動脈解離が発生している場合の、心臓周辺画像に含まれる動脈領域を示す図である。

図５（ａ）は、図４（ｅ）を用いて説明したように、１断面において特定された真腔領域Ａ１、偽腔領域Ａ２、及び解離内膜領域Ａ３を示す。図５（ａ）に示す真腔領域Ａ１、偽腔領域Ａ２、及び解離内膜領域Ａ３の位置情報に基づいて、リージョングローイング法による処理を実施する。リージョングローイング法による処理の結果、図５（ｂ）に示すような結果が得られる。

図２の説明に戻って、フラップ領域特定部６４は、解離領域等特定部６３によって特定された解離内膜領域に基づいて、拍動に従って変動するフラップ領域（フラップ領域データ）を特定する機能を有する。フラップ領域は、解離内膜領域のうち、拍動に従って変動する領域である。

図６は、フラップ領域の特定方法を説明するための図である。

図６は、大動脈解離を起こし、図４（ａ）に示す大動脈断面Ｆにフラップ領域が発生している場合の動脈領域を示す縦断面図である。

第１時相の動脈領域に基づく解離内膜領域と、第２時相の動脈領域に基づく解離内膜領域との差分画像に基づいて、第１時相の解離内膜領域Ａ３［Ｔ１］と、第２時相の解離内膜領域Ａ３［Ｔ２］とが抽出される。そして、解離内膜領域Ａ３［Ｔ１］と解離内膜領域Ａ３［Ｔ２］との動脈芯線上の距離ｄが閾値以上の領域が、フラップ領域Ａ３´［Ｔ１］，Ａ３´［Ｔ２］として特定される。

なお、フラップ領域特定部６４は、解離内膜領域に基づいてフラップ領域を特定する場合について説明したが、その場合に限定されるものではない。例えば、フラップ領域特定部６４は、動脈領域に基づいてフラップ領域を特定してもよい。

図２の説明に戻って、影響分岐動脈特定部６５は、動脈領域抽出部６２によって抽出された動脈領域と、フラップ領域特定部６４によって特定されたフラップ領域とに基づいて、血行に影響のある（血行障害が発生する可能性のある）分岐動脈を影響分岐動脈として特定する機能を有する。

図７は、影響分岐動脈の特定方法を説明するための図である。

図７は、大動脈解離が発生している場合の、心臓周辺画像に含まれる動脈領域を示す図である。

図７に示すように、フラップ領域Ａ３´（図６に示すフラップ領域Ａ３´［Ｔ１］又はフラップ領域Ａ３´［Ｔ２］）から所定距離Ｒ内に存在する分岐動脈が検索されることで、影響分岐動脈が特定される。又は、大動脈の芯線と分岐動脈の芯線との交点を中心とする所定距離内に、フラップ領域Ａ３´が存在する場合、当該分岐動脈が影響分岐動脈として特定される。

図２の説明に戻って、第１合成画像生成部６６は、動脈領域抽出部６２によって抽出された動脈領域に、フラップ領域特定部６４によって特定されたフラップ領域の情報と、影響分岐動脈特定部６５によって特定された影響分岐動脈の情報とを合成して第１合成画像（第１合成画像データ）を生成する機能を有する。例えば、第１合成画像生成部６６は、動脈領域の、解離領域等特定部６３によって特定された偽腔領域の該当部分に、フラップ領域の存在を示す情報を合成した第１合成画像を生成する。第１合成画像生成部６６によって生成された第１合成画像は、表示処理部４３４を介して表示部４３５で表示される。

図８は、第１実施形態の超音波診断装置１における第１合成画像の一例を示す図である。

図８は、大動脈解離が発生し、かつ、フラップ領域が発生している場合の第１合成画像を示す図である。

図８は、動脈領域の偽腔領域Ａ２の該当部分（該当位置）にフラップ領域Ａ３´の発生を示す情報が合成され、フラップ領域Ａ３´の存在に基づく影響分岐動脈Ｅを示す情報が合成された第１合成画像である。図８に示すように、第１合成画像において動脈領域にフラップ領域が発生しているか否か、フラップ領域に基づく影響分岐動脈Ｅが存在するか否かを視認することができる。

図２の説明に戻って、経食道心エコー実行部７１は、入力部４３３から入力された指示に従って、送受信部４１及び画像生成部４２を動作させることで、被検体の心臓周辺の大動脈と、大動脈から分岐する分岐動脈とを含む領域に対して、経食道心エコーを実行させて経食道心エコー画像を収集する機能を有する。

位置合せ処理部７２は、位置データ受信部４３７によって受信された位置データ信号に基づいて、心臓周辺画像取得部６１によって取得された心臓周辺画像上に、経食道心エコーの撮影領域を位置合わせ処理する機能を有する。位置合せ処理部７２は、公知技術に従って、心臓周辺画像上の、経食道心エコーの撮影領域を計算する。

第２合成画像生成部７３は、第１合成画像生成部６６によって生成された第１合成画像上に、位置合せ処理部７２によって取得された経食道心エコーの撮影領域を示す情報を合成した第２合成画像（第２合成画像データ）を生成する機能を有する。なお、第２合成画像生成部７３は、第１合成画像生成部６６によって生成された第１合成画像の、位置合せ処理部７２によって取得された経食道心エコーの撮影領域の部分画像としての第２合成画像を生成してもよい。第２合成画像生成部７３によって生成された第２合成画像は、表示処理部４３４を介して表示部４３５で表示される。

図９は、第１実施形態の超音波診断装置１における第２合成画像の一例を示す図である。

図９は、大動脈解離が発生し、かつ、フラップ領域が発生している場合の第２合成画像を示す図である。図９は、第１合成画像上に経食道心エコーの撮影領域Ｄを示す情報を合成した第２合成画像である。図９に示すように、第２合成画像上の経食道心エコーの撮影領域Ｄにおいて、動脈領域にフラップ領域が発生しているか否か、フラップ領域に基づく影響分岐動脈Ｅが存在するか否かを視認することができる。

なお、図２に示す影響分岐動脈特定部６５は、フラップ領域に基づいて影響分岐動脈を特定する場合について説明したが、その場合に限定されるものではない。例えば、影響分岐動脈特定部６５は、解離内膜領域に基づいて影響分岐動脈を特定してもよい。その場合について図１０乃至図１２を用いて説明する。

図１０は、影響分岐動脈の特定方法を説明するための図である。図１０は、図７に対応するものである。

図１０は、大動脈解離が発生している場合の、心臓周辺画像に含まれる動脈領域を示す図である。

図１０に示すように、解離内膜領域Ａ３から所定距離Ｒ内に存在する分岐動脈が検索されることで、影響分岐動脈が特定される。又は、大動脈の芯線と分岐動脈の芯線との交点を中心とする所定距離内に、解離内膜領域Ａ３が存在する場合、当該分岐動脈が影響分岐動脈として特定される。

図１１は、第１実施形態の超音波診断装置１における第１合成画像の一例を示す図である。図１１は、図８に対応するものである。

図１１は、大動脈解離が発生し、かつ、フラップ領域が発生している場合の第１合成画像を示す図である。

図１１は、動脈領域の偽腔領域Ａ２の該当部分（該当位置）に解離内膜領域Ａ３及びフラップ領域Ａ３´の発生を示す情報が合成され、解離内膜領域Ａ３の存在に基づく影響分岐動脈Ｅを示す情報が合成された第１合成画像である。図１１に示すように、第１合成画像において動脈領域にフラップ領域が発生しているか否か、解離内膜領域に基づく影響分岐動脈Ｅが存在するか否かを視認することができる。解離内膜領域に基づいて影響分岐動脈Ｅが特定されることで、解離内膜の範囲内で移動するフラップの移動範囲が予測できる。

図１２は、第１実施形態の超音波診断装置１における第２合成画像の一例を示す図である。図１２は、図９に対応するものである。

図１２は、大動脈解離が発生し、かつ、フラップ領域が発生している場合の第２合成画像を示す図である。図１２は、第１合成画像上に経食道心エコーの撮影領域Ｄを示す情報を合成した第２合成画像である。図１２に示すように、第２合成画像上の経食道心エコーの撮影領域Ｄにおいて、動脈領域にフラップ領域が発生しているか否か、解離内膜領域に基づく影響分岐動脈Ｅが存在するか否かを視認することができる。

第１実施形態の超音波診断装置１によると、経食道心エコーを用いた大動脈解離の術中に、経食道心エコーの撮影領域内の大動脈にフラップが発生しているか否か、フラップに影響される分岐動脈が存在するか否かを視認することができる。すなわち、フラップにより塞がれる可能性のある分岐動脈の見落としがなくなる。よって、第１実施形態の超音波診断装置１によると、経食道心エコーを用いた大動脈解離の術中におけるフラップの確認を正確に精度よく行なうことができる。

また、第１実施形態の超音波診断装置１によると、経食道心エコーを用いた大動脈解離の術中に、解離内膜領域に影響される分岐動脈が存在するか否かを視認することができる。すなわち、フラップが解離内膜の範囲内で移動することによる想定外の場所での血行障害を見落とす危険性がなくなる。よって、第１実施形態の超音波診断装置１によると、経食道心エコーを用いた大動脈解離の術中におけるフラップの確認を正確に精度よく行なうことができる。

（第２実施形態）
第２実施形態の超音波診断装置１Ａの構成の概略は、図１に示す第１実施形態の超音波診断装置１の構成と同一であるので、説明を省略する。

図１３は、第２実施形態の超音波診断装置の機能を示すブロック図である。

図１３に示す第２実施形態の超音波診断装置１Ａは、図２に示す第１実施形態の超音波診断装置１に、撮影領域登録部７４及び経過時間測定部７５を組合せたものである。

図１に示す制御部４３１がプログラムを実行することによって、図１３に示すように超音波診断装置１Ａは、心臓周辺画像取得部６１、動脈領域抽出部６２、解離領域等特定部６３、フラップ領域特定部６４、影響分岐動脈特定部６５、第１合成画像生成部６６、経食道心エコー実行部７１、位置合せ処理部７２、第２合成画像生成部７３Ａ、撮影領域登録部７４、及び経過時間測定部７５として機能する。なお、超音波診断装置１Ａを構成する各部６１乃至６６，７１乃至７５は、プログラムを実行することによって機能するものとして説明したが、その場合に限定されるものではない。超音波診断装置１Ａを構成する各部６１乃至６６，７１乃至７５の全部又は一部は、超音波診断装置１Ａにハードウェアとして備えられるものであってもよい。

なお、超音波診断装置１Ａを構成する各部６１乃至６６は、経食道心エコーを実行させる前に予め機能するものであるのに対し、超音波診断装置１Ａを構成する各部７１乃至７５は、経食道心エコーを用いた大動脈解離の術中に機能するものである。また、図１３に示す超音波診断装置１Ａにおいて、図２に示す超音波診断装置１と同一機能には同一符号を付して説明を省略する。

撮影領域登録部７４は、位置合せ処理部７２によって位置合せ処理された心臓周辺画像上の経食道心エコーの撮影領域を、撮影時刻と共に記憶部４３２に登録する機能を有する。

経過時間測定部７５は、撮影領域登録部７４によって記憶部４３２に登録された心臓周辺画像上の過去の経食道心エコーの撮影領域と撮影時刻とを取得し、心臓周辺画像の部分毎に、最終の超音波撮影時刻からの経過時間を測定する機能を有する。

第２合成画像生成部７３Ａは、第１合成画像生成部６６によって生成された第１合成画像上に、経過時間測定部７５によって測定された経過時間に基づく情報を示した第２合成画像を生成する機能を有する。なお、第２合成画像生成部７３Ａは、第１合成画像生成部６６によって生成された第１合成画像上に、位置合せ処理部７２によって取得された現在の経食道心エコーの撮影領域と、過去の経食道心エコーの撮影領域及び経過時間に基づく情報とを示した第２合成画像を生成してもよい。第２合成画像生成部７３Ａによって生成された第２合成画像は、表示処理部４３４を介して表示部４３５で表示される。

図１４は、第２実施形態の超音波診断装置１Ａにおける第２合成画像の第１例を示す図である。

図１４は、大動脈解離が発生し、かつ、フラップ領域が発生している場合の第２合成画像を示す図である。過去の経食道心エコーの撮影領域に含まれる解離内膜領域及びフラップ領域（少なくとも一方）の経過時間が算出され、図１４に示す第２合成画像は、経過時間の情報が第１合成画像上に合成されたものである。図１４に示す第２合成画像では、経過時間に従って解離内膜領域及びフラップ領域の階調がそれぞれ変化される。なお、経過時間に従って影響分岐動脈Ｅの階調が変化されるようにしてもよい。

図１５は、第２実施形態の超音波診断装置１Ａにおける第２合成画像の第２例を示す図である。

図１５は、大動脈解離が発生し、かつ、フラップ領域が発生している場合の第２合成画像を示す図である。過去の経食道心エコーの撮影領域Ｄ１，Ｄ２，…の経過時間が算出され、図１５に示す第２合成画像は、過去の経食道心エコーの撮影領域Ｄ１，Ｄ２，…の情報と、過去の経食道心エコーの撮影領域の経過時間の情報とが第１合成画像上に合成されたものである。図１５に示す第２合成画像では、経過時間に従って経食道心エコーの撮影領域Ｄ１，Ｄ２，…の階調がそれぞれ変化される。

図１３の説明に戻って、第２合成画像生成部７３Ａは、画像生成部４２によって生成された現在の経食道心エコー画像に、第１合成画像上の、位置合せ処理部７２によって位置合せ処理された現在の経食道心エコーの撮影領域内の動脈領域及びフラップ領域の情報を合成した第３合成画像（第３合成画像データ）を生成する機能を有する。

図１６は、第２実施形態の超音波診断装置１Ａにおける第３合成画像の一例を示す図である。

図１６は、大動脈解離が発生し、かつ、フラップ領域が発生している場合の第３合成画像を示す図である。図１６に示すように、現在の経食道心エコー画像に、現在の経食道心エコーの撮影領域内の動脈領域１００と、図６に示す複数時相のフラップ領域Ａ３´［Ｔ１］，Ａ３´［Ｔ２］の情報がグラフィックとして合成される。第３合成画像では、血液が超音波プローブ２に近づく領域が赤色で示され、遠ざかる領域が青色で示される。しかしながら、フラップ領域Ａ３´［Ｔ１］，Ａ３´［Ｔ２］が発生すると動脈内の血液に乱流が起こり、乱流の領域が橙色、黄色、及び緑色等で示される。

第２実施形態の超音波診断装置１Ａによると、経食道心エコーを用いた大動脈解離の術中に、経食道心エコーの撮影領域内の大動脈にフラップが発生しているか否か、フラップに影響される分岐動脈が存在するか否かを視認することができる。すなわち、フラップにより塞がれる可能性のある分岐動脈を見落としがなくなる。よって、第２実施形態の超音波診断装置１Ａによると、経食道心エコーを用いた大動脈解離の術中におけるフラップの確認を正確に精度よく行なうことができる。

また、第２実施形態の超音波診断装置１Ａによると、経食道心エコーを用いた大動脈解離の術中に、解離内膜領域に影響される分岐動脈が存在するか否かを視認することができる。すなわち、フラップが解離内膜の範囲内で移動することによる想定外の場所での血行障害を見落とす危険性がなくなる。よって、第２実施形態の超音波診断装置１Ａによると、経食道心エコーを用いた大動脈解離の術中におけるフラップの確認を正確に精度よく行なうことができる。

さらに、第２実施形態の超音波診断装置１Ａによると、経食道心エコーを用いた大動脈解離の術中に、最終の超音波撮影時刻からの経過時間を視認することができる。経過時間を視認できるようにすることで、いつ・どこを確認したのかを把握できる。大動脈解離では、術中に定期的に血管の血流状態を確認するので、いつ・どこを確認したのかを把握することで、確認漏れによる血流障害を防ぐことができる。よって、第２実施形態の超音波診断装置１Ａによると、経食道心エコーを用いた大動脈解離の術中におけるフラップの確認を正確に精度よく行なうことができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１，１Ａ 超音波診断装置
３ 位置センサ
４ 装置本体
４３１ 制御部
４３７ 位置データ受信部
６１ 心臓周辺画像取得部
６２ 動脈領域抽出部
６３ 解離領域等特定部
６４ フラップ領域特定部
６５ 影響分岐動脈特定部
６６ 第１合成画像生成部
７１ 経食道心エコー実行部
７２ 位置合せ処理部
７３，７３Ａ 第２合成画像生成部
７４ 撮影領域登録部
７５ 経過時間測定部

Claims (14)

1. 超音波プローブと、
   前記超音波プローブを制御することで経食道心エコーを実行し、大動脈を含む経食道心エコー画像を生成する画像生成部と、
   空間座標位置及びスキャニング方向・方位に関する位置データ信号を発生する位置センサと、
   前記大動脈を含む心臓周辺画像を取得する取得手段と、
   前記心臓周辺画像に基づいて動脈領域を抽出する抽出手段と、
   前記動脈領域に基づいて大動脈の解離内膜領域を特定する解離内膜特定手段と、
   前記取得手段によって取得された複数時相の心臓周辺画像の差分画像に基づいて、前記解離内膜領域からフラップ領域を特定するフラップ特定手段と、
   前記動脈領域に、前記フラップ領域の情報を合成して第１合成画像を生成する第１合成手段と、
   前記位置データ信号に基づいて、前記心臓周辺画像上に、前記経食道心エコーの撮影領域を位置合わせ処理する位置合せ処理手段と、
   前記第１合成画像上に、前記位置合せ処理された撮影領域を示す情報を合成した第２合成画像を生成する第２合成手段と、
   を有する超音波診断装置。
2. 前記フラップ領域から所要距離内に存在する分岐動脈を影響分岐動脈として特定する影響分岐動脈特定手段をさらに有し、
   前記第１合成手段は、前記第１合成画像を、前記動脈領域に、前記フラップ領域の情報と、前記影響分岐動脈の情報とを合成して生成する請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記解離内膜領域から所要距離内に存在する分岐動脈を影響分岐動脈として特定する影響分岐動脈特定手段をさらに有し、
   前記第１合成手段は、前記第１合成画像を、前記動脈領域に、前記フラップ領域の情報と、前記影響分岐動脈の情報とを合成して生成する請求項１に記載の超音波診断装置。
4. 超音波プローブと、
   前記超音波プローブを制御することで経食道心エコーを実行し、大動脈を含む経食道心エコー画像を生成する画像生成部と、
   空間座標位置及びスキャニング方向・方位に関する位置データ信号を発生する位置センサと、
   前記大動脈を含む心臓周辺画像を取得する取得手段と、
   前記心臓周辺画像に基づいて動脈領域を抽出する抽出手段と、
   前記動脈領域に基づいて大動脈の解離内膜領域を特定する解離内膜特定手段と、
   前記取得手段によって取得された複数時相の心臓周辺画像の差分画像に基づいて、前記解離内膜領域からフラップ領域を特定するフラップ特定手段と、
   前記動脈領域に、前記フラップ領域の情報を合成して第１合成画像を生成する第１合成手段と、
   前記位置データ信号に基づいて、前記心臓周辺画像上に、前記経食道心エコーの撮影領域を位置合わせ処理する位置合せ処理手段と、
   前記位置合せ処理された撮影領域を、撮影時刻と共に記憶装置に登録する登録手段と、
   前記登録された過去の撮影領域と撮影時刻とに基づいて、前記心臓周辺画像の部分毎に、最終の撮影時刻からの経過時間を測定する測定手段と、
   前記第１合成画像上に、前記経過時間に基づく情報を示した第２合成画像を生成する第２合成手段と、
   を有する超音波診断装置。
5. 前記第２合成手段は、前記経過時間に従って階調が変化するように前記第２合成画像を生成する請求項４に記載の超音波診断装置。
6. 前記第２合成手段は、前記経過時間に従って階調が変化するように前記解離内膜領域及び前記フラップ領域の少なくとも一方の情報を示した前記第２合成画像を生成する請求項５に記載の超音波診断装置。
7. 前記第２合成手段は、前記経過時間に従って階調が変化するように前記撮影領域の情報を示した前記第２合成画像を生成する請求項５に記載の超音波診断装置。
8. 前記フラップ領域から所要距離内に存在する分岐動脈を影響分岐動脈として特定する影響分岐動脈特定手段をさらに有し、
   前記第１合成手段は、前記第１合成画像を、前記動脈領域に、前記フラップ領域の情報と、前記影響分岐動脈の情報とを合成して生成する請求項４乃至７のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。
9. 前記解離内膜領域から所要距離内に存在する分岐動脈を影響分岐動脈として特定する影響分岐動脈特定手段をさらに有し、
   前記第１合成手段は、前記第１合成画像を、前記動脈領域に、前記フラップ領域の情報と、前記影響分岐動脈の情報とを合成して生成する請求項４乃至７のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。
10. 前記第２合成手段は、前記経過時間に従って階調が変化するように前記影響分岐動脈の情報を示した前記第２合成画像を生成する請求項８又は９に記載の超音波診断装置。
11. 前記第２合成手段は、前記経食道心エコー画像に、前記位置合せ処理された撮影領域内の動脈領域及びフラップ領域の情報を合成した第３合成画像を生成する請求項１乃至１０のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。
12. 前記フラップ特定手段は、前記取得手段によって取得された拡張末期の心臓周辺画像と収縮末期の心臓周辺画像との差分画像に基づいて、前記フラップ領域を特定する１乃至１１のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。
13. 超音波プローブ、制御部、記憶部、及び表示部を備えた超音波診断装置の作動方法であって、
    前記超音波プローブは、
    超音波を送受信してスキャンを行ない、
    前記制御部は、
    前記スキャンによって得られた受信データに基づき、大動脈を含む経食道心エコー画像を生成し、
    前記記憶部から前記大動脈を含む心臓周辺画像を取得し、
    前記心臓周辺画像に基づいて動脈領域を抽出し、
    前記動脈領域に基づいて大動脈の解離内膜領域を特定し、
    前記取得された複数時相の心臓周辺画像の差分画像に基づいて、前記解離内膜領域からフラップ領域を特定し、
    前記動脈領域に、前記フラップ領域の情報を合成して第１合成画像を生成し、
    空間座標位置及びスキャニング方向・方位に関する位置データ信号に基づいて、前記心臓周辺画像上に、前記経食道心エコーの撮影領域を位置合わせ処理し、
    前記第１合成画像上に、前記位置合せ処理された撮影領域を示す情報を合成した第２合成画像を生成し、
    前記表示部は、
    前記第２合成画像を表示する、超音波診断装置の作動方法。
14. 超音波プローブ、制御部、記憶部、及び表示部を備えた超音波診断装置の作動方法であって、
    前記超音波プローブは、
    超音波を送受信してスキャンを行ない、
    前記制御部は、
    前記スキャンによって得られた受信データに基づき、大動脈を含む経食道心エコー画像を生成し、
    前記記憶部から前記大動脈を含む心臓周辺画像を取得し、
    前記心臓周辺画像に基づいて動脈領域を抽出し、
    前記動脈領域に基づいて大動脈の解離内膜領域を特定し、
    前記取得された複数時相の心臓周辺画像の差分画像に基づいて、前記解離内膜領域からフラップ領域を特定し、
    前記動脈領域に、前記フラップ領域の情報を合成して第１合成画像を生成し、
    空間座標位置及びスキャニング方向・方位に関する位置データ信号に基づいて、前記心臓周辺画像上に、前記経食道心エコーの撮影領域を位置合わせ処理し、
    前記位置合せ処理された撮影領域を、撮影時刻と共に前記記憶部に登録し、
    前記登録された過去の撮影領域と撮影時刻とに基づいて、前記心臓周辺画像の部分毎に、最終の撮影時刻からの経過時間を測定し、
    前記第１合成画像上に、前記経過時間に基づく情報を示した第２合成画像を生成し、
    前記表示部は、
    前記第２合成画像を表示する、超音波診断装置の作動方法。