KR101624846B1 - 초음파 혈관 검사장치 - Google Patents

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Abstract

생체의 표피 상에 배치된 초음파 프로브를 사용해서 초음파의 반사파 신호에 의거하여 상기 생체의 표피 아래의 혈관의 종단면 화상(縱斷面畵像)을 생성하는 혈관종단면 화상 생성수단을 구비한 초음파 혈관 검사장치로서, 상기 혈관의 종단면 화상 내에서 상기 혈관의 내중막 복합체를 나타내는 화상의 명료도를 표시하는 지표값을 산출하는 지표값 산출수단을 포함한다.

Description

초음파 혈관 검사장치{ULTRASONIC BLOOD VESSEL EXAMINATION APPARATUS}
본 발명은, 초음파 프로브(超音波 probe)를 사용해서 혈관단면화상을 생성하는 기술에 관한 것이다.
복수개의 초음파 발진자(超音波發振子)가 직선적으로 배열된 초음파 어레이 탐촉자(超音波 array 探觸子)를 사용해서, 생체피부 아래의 혈관(동맥 등)의 직경 등을 측정하고 있다. 예를 들면 특허문헌1에서는, 서로 평행한 제1 및 제2초음파 어레이 탐촉자와 그들의 중앙부를 연결하는 제3초음파 어레이 탐촉자로 이루어지는 Ｈ형의 초음파 프로브를 사용하고, 그 제3초음파 어레이 탐촉자를 상기 혈관에 평행한 상태에서 그 혈관의 중심선상에 위치시킴으로써, 그 혈관의 내강직경(內腔直徑)이나 내중막 복합체(內中膜 複合體)의 두께 등을 계측하는 초음파 혈관 검사장치(超音波血管檢査裝置)가 제안되어 있다. 그러한 초음파 혈관 검사장치의 일례를 나타내는 특허문헌1의 장치는, 상기 초음파 프로브의 위치결정상태를 제어하는 다축구동장치(多軸驅動裝置)를 구비하고 있어, 상기 제1초음파 어레이 탐촉자에 의한 제1단축 초음파화상(第一短軸超音波畵像)과 상기 제2초음파 어레이 탐촉자에 의한 제2단축 초음파화상에 의거하여 상기 제1초음파 어레이 탐촉자로부터 상기 혈관의 중심까지의 거리와 상기 제2초음파 어레이 탐촉자로부터 상기 혈관의 중심까지의 거리가 서로 같아지도록, 상기 다축구동장치를 작동시켜서 상기 초음파 프로브를 위치결정한다. 또한 상기 제1 및 제2단축 초음파화상의 각각이 그들의 폭방향 중앙부에 상기 혈관의 화상이 위치하도록, 상기 다축구동장치를 작동시켜서 상기 초음파 프로브를 위치결정한다.
일본국 공개특허 특개2009-089911호 공보
그러나 실제로는 상기 제3초음파 어레이 탐촉자의 바로 아래의 혈관이 만곡(彎曲)되어 있는 경우도 있어서, 상기 특허문헌1의 초음파 혈관 검사장치에 의하여 자동으로 초음파 프로브가 위치결정된 것 만으로는, 상기 제3초음파 어레이 탐촉자에 의한 장축초음파화상(長軸超音波畵像)이 반드시 혈관직경의 계측이 가능할 정도의 명료한 화상으로 되는 것은 아니었다. 그 때문에, 예컨대 자동으로 초음파 프로브가 위치결정된 후에, 작업자가 수동조작으로 상기 장축초음파화상이 혈관직경의 계측이 가능할 정도의 명료한 화상이 되도록 초음파 프로브의 위치를 미세조정하였다. 그리고 이러한 작업자의 수동조작에 의한 초음파 프로브의 위치결정(미세조정)작업은 숙련을 필요로 하는 동시에 작업능률을 저하시키는 문제가 있었다.
본 발명은 이상의 사정을 배경으로 이루어진 것으로서 그 목적하는 바는, 숙련도가 낮은 작업자가 조작하여도 명료한 혈관초음파화상을 능률 좋게 얻을 수 있는 초음파 혈관 검사장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 요지는, (a)생체의 표피 상에 배치된 초음파 프로브를 사용해서 초음파의 반사파 신호에 의거하여 그 생체의 표피 아래의 혈관의 종단면 화상(縱斷面畵像)을 생성하는 혈관종단면 화상 생성수단을 구비한 초음파 혈관 검사장치로서, (b)상기 혈관의 종단면 화상 내에서 그 혈관의 내중막 복합체를 나타내는 화상의 명료도를 표시하는 지표값을 산출하는 지표값 산출수단을 포함하는 것에 있다.
이와 같이 하면, 초음파 혈관 검사장치의 작업자는 상기 혈관의 종단면 화상(혈관종단면 화상)으로부터 그 화상의 명료도를 직접적으로 판단할 필요가 없이, 상기 혈관의 내중막 복합체를 나타내는 화상의 명료도를 표시하는 지표값으로부터 객관적으로 그 화상의 명료도를 판단할 수 있어서, 그 지표값이 보다 개선되도록 초음파 프로브의 위치가 수정됨으로써, 그 작업자의 숙련도가 낮아도 명료한 혈관종단면 화상을 능률 좋게 얻는 것이 가능하다.
여기서 바람직하게는, 상기 지표값 산출수단은, 상기 혈관의 종단면 화상 내의 한쌍의 혈관벽 단면 중 상기 초음파 프로브에 가까운 측의 혈관벽 단면인 전벽(前壁)에 있어서의 상기 내중막 복합체를 나타내는 화상의 명료도를 표시하는 전벽 화상명료도 지표값과, 상기 한쌍의 혈관벽 단면 중 상기 초음파 프로브에서 먼 측의 혈관벽 단면인 후벽(後壁)에 있어서의 상기 내중막 복합체를 나타내는 화상의 명료도를 표시하는 후벽 화상명료도 지표값을 산출한다. 이렇게 하면, 상기 혈관종단면 화상 내의 상기 전벽 및 상기 후벽의 각각이 더욱 명료한 화상이 되도록 상기 초음파 프로브를 위치결정할 수 있다.
또한 바람직하게는, (a)상기 초음파 프로브에 있어서 상기 혈관의 길이방향으로 서로 다른 복수의 수신위치에서 수신된 복수의 상기 반사파 신호의 각각에 대하여, 그 반사파 신호의 크기와 상기 혈관의 직경방향 위치의 관계에 있어서, 그 반사파 신호의 크기가 미리 정해진 제1피크판정 임계치를 넘는 제1피크와, 그 제1피크의 발생위치보다 상기 혈관의 직경방향 외측에 발생하고 상기 반사파 신호의 크기가 미리 정해진 골짜기판정 임계치보다 작은 골짜기와, 상기 제1피크의 발생위치로부터 상기 골짜기를 사이에 두고 상기 혈관의 직경방향 외측의 미리 정해진 피크 간격 임계치를 넘지 않는 범위 내에서 발생하고 상기 반사파 신호의 크기가 미리 정해진 제2피크판정 임계치를 넘는 제2피크를 검출하는 반사파 인식제어를, 상기 전벽 및 상기 후벽의 각각에서 실행하는 반사파인식 제어수단이 구비되어 있고, (b)상기 지표값 산출수단은, 상기 반사파인식 제어수단이 상기 전벽에 있어서 상기 반사파 인식제어의 실행에 의하여 상기 복수의 반사파 신호 중 상기 제1피크와 상기 골짜기와 상기 제2피크의 전부를 검출한 반사파 신호의 수에 의거하여 상기 전벽 화상명료도 지표값을 산출하고, 상기 반사파인식 제어수단이 상기 후벽에 있어서 상기 반사파 인식제어의 실행에 의하여 상기 복수의 반사파 신호 중 상기 제1피크와 상기 골짜기와 상기 제2피크의 전부를 검출한 반사파 신호의 수에 의거하여 상기 후벽 화상명료도 지표값을 산출한다. 이렇게 하면, 상기 전벽 화상명료도 지표값과 상기 후벽 화상명료도 지표값이 균일한 기준에 의거하여 산출되므로, 복수의 혈관검사 상호간에 있어서 비교가능한 상기 전벽 화상명료도 지표값과 상기 후벽 화상명료도 지표값을 얻을 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 반사파인식 제어수단은, 미리 정해진 상기 혈관의 길이방향의 관측대상범위 내에서 수신된 상기 반사파 신호에 대하여 상기 반사파 인식제어를 실행한다. 이렇게 하면, 상기 혈관종단면 화상의 생성을 위하여 상기 초음파 프로브에서 수신된 복수의 상기 반사파 신호의 모두에 대하여 상기 반사파 인식제어가 실행되는 경우와 비교할 때, 상기 전벽 화상명료도 지표값과 상기 후벽 화상명료도 지표값을 산출할 때의 제어부하를 경감할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 반사파 신호의 크기는, 그 반사파 신호의 진폭 또는 그 반사파 신호의 진폭을 상기 혈관의 종단면 화상을 표시하기 위한 휘도로 치환했을 때의 그 휘도의 값이다. 이렇게 하면, 상기 제1피크, 상기 골짜기 및 상기 제2피크의 검출이 용이하게 된다.
또한 바람직하게는, (a)상기 초음파 프로브는, 복수개의 초음파 발진자가 직선적으로 상기 혈관의 길이방향에 직교하여 배열된 서로 평행한 한쌍의 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자 및 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자와, 그 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자 및 그 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자의 일방 또는 양방의 중앙부에 인접해서 설치되고 복수개의 초음파 발진자가 직선적으로 상기 혈관의 길이방향으로 배열된 장축용 초음파 어레이 탐촉자를 하나의 평면에 구비하고 있으며, (b)상기 혈관종단면 화상 생성수단은, 상기 장축용 초음파 어레이 탐촉자로 수신된 상기 초음파의 반사파 신호에 의거하여 상기 혈관의 종단면 화상을 생성한다. 이렇게 하면, 실용화되어 있는 초음파 프로브를 사용하여 상기 혈관종단면 화상을 생성할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 초음파 혈관 검사장치는 (a)상기 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자에 의한 초음파화상을 표시하는 제1단축화상 표시영역과, 상기 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자에 의한 초음파화상을 표시하는 제2단축화상 표시영역과, 상기 혈관의 종단면 화상을 표시하는 장축화상 표시영역을 구비하는 화상표시장치와, (b)상기 초음파 프로브의 위치결정상태를 제어하는 다축구동장치가 구비되어 있고, (c)상기 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자로부터 상기 혈관의 중심까지의 거리와 상기 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자로부터 상기 혈관의 중심까지의 거리가 서로 같아지도록, 또한, 상기 제1단축화상 표시영역 및 상기 제2단축화상 표시영역의 각각이 그들의 폭방향 중앙부에 상기 혈관의 화상이 위치하도록, 상기 다축구동장치를 작동시켜서 상기 초음파 프로브를 위치결정하는 단축화상 위치 확정수단과, (d)상기 단축화상 위치 확정수단에 의한 상기 초음파 프로브의 위치결정 완료후에, 상기 전벽 화상명료도 지표값 및 상기 후벽 화상명료도 지표값에 의거하는 산출값이 미리 정해진 목표범위 내가 되도록, 상기 다축구동장치를 작동시켜서 상기 초음파 프로브를 위치결정하는 초음파 프로브 위치 수정수단을 포함한다. 이렇게 하면, 작업자의 조작부담을 경감시킬 수 있고, 그 작업자의 숙련도가 낮아도 명료한 혈관종단면 화상을 얻는 것이 가능하다.
또한 바람직하게는, (a)상기 혈관의 혈관압박 해제 전에 상기 혈관의 안정직경(安靜直徑)을 미리 측정하고, 혈관압박 해제 후에 상기 혈관의 최대직경(最大直徑)을 측정하고, 상기 혈관의 안정직경에 대한 혈관압박 해제 후의 직경변화비율의 최대값을 산출하는 혈관직경 측정수단이 설치되어 있고, (b)상기 지표값 산출수단은, 상기 안정직경의 측정시에 있어서의 상기 전벽 화상명료도 지표값 및 상기 후벽 화상명료도 지표값과 상기 최대직경의 측정시에 있어서의 상기 전벽 화상명료도 지표값 및 상기 후벽 화상명료도 지표값에 의거하여, 상기 혈관직경 측정수단에 의하여 산출된 상기 혈관의 안정직경에 대한 혈관압박 해제 후의 직경변화비율의 최대값의 신뢰도를 나타내는 지표값을 산출한다. 이렇게 하면, 상기 혈관의 안정직경에 대한 혈관압박 해제 후의 직경변화비율의 최대값을 복수개 비교하는 경우에, 그 최대값마다 얻어진 상기 신뢰도를 나타내는 지표값을 이용함으로써 측정 정밀도가 나쁜 데이터(최대값)를 배제할 수 있어, 예를 들면 ＦＭＤ평가결과의 신뢰성을 더욱 끌어올릴 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 지표값 산출수단은, 상기 전벽 화상명료도 지표값 및 상기 후벽 화상명료도 지표값의 각각을, 그 지표값의 크기에 따라서 연속적으로 변화시켜 서로 비교가능한 화상으로서 화상표시장치에 표시하도록 한다. 이렇게 하면, 작업자는, 그들 지표값이 수치로 표시되어 있는 경우에 비하여 직감적으로 화상의 명료도를 판단할 수 있어 상기 전벽 및 상기 후벽의 화상을 보다 신속히 명료한 것으로 할 수 있다.
도1은 본 발명의 일실시예인 초음파 혈관 검사장치의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도2는 도1의 초음파 혈관 검사장치에 사용되는 초음파 프로브의 혈관에 대한 위치를 나타내기 위한 ｘｙｚ축의 직교좌표축을 설명하는 도면이다.
도3은 도2의 초음파 프로브로부터 초음파가 방사되는 것을 받는 계측대상인 혈관의 다층막구성을 설명하기 위한 확대도이다.
도4는 혈관의 초음파화상이 생성될 때에 소정의 계측위치에 위치결정된 도2의 초음파 프로브와 혈관의 위치관계를 나타내고, 그 때의 모니터 화면표시장치에 표시되는 혈관의 초음파화상을 나타내는 도면이다.
도5는 도2의 초음파 프로브로부터의 초음파에 의하여 측정되는 혈관압박 해제 후의 혈관내강직경의 변화를 예시한 타임차트이다.
도6은 도1의 모니터 화면표시장치의 장축화상 표시영역에 표시된 혈관종단면 화상의 일례를 나타낸 것으로서, 혈관벽의 내중막 복합체의 명료도가 높은 화상을 나타내는 도면이다.
도7은 도1의 모니터 화면표시장치의 장축화상 표시영역에 표시된 혈관종단면 화상의 일례를 나타낸 도6과는 다른 도면으로서, 혈관벽의 내중막 복합체의 명료도가 낮은 화상을 나타내는 도면이다.
도8은 도1의 초음파 혈관 검사장치에 포함되는 전자제어장치에 구비된 제어기능의 요부를 설명하는 제1실시예의 기능 블록선도이다.
도9는 도2의 장축용 초음파 어레이 탐촉자에서 수신되고 그 수신위치가 혈관길이방향으로 서로 다른 복수의 반사파 신호를 예시한 도면이다.
도10은 도9에 도시된 복수의 반사파 신호 중 1개의 반사파 신호를, 신호진폭을 세로축으로 하고 혈관의 직경방향 위치를 가로축으로 하는 2차원 좌표계로 나타낸 도면이다.
도11은 도10과 혈관종단면 화상과의 상호관계를 설명하기 위해서, 도1의 모니터 화면표시장치의 장축화상 표시영역에 표시된 혈관종단면 화상을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도12는 도10과 동일한 반사파 신호를 나타내는 도면으로서, 그 반사파 신호의 파형이 나타내는 혈관조직을 설명하는 도이다.
도13은 도1의 모니터 화면표시장치에 표시된 혈관종단면 화상과, 혈관횡단면 화상과, 전벽 화상명료도 지표값 및 후벽 화상명료도 지표값을 예시한 도이다.
도14는 도13의 전벽 화상명료도 지표값 및 후벽 화상명료도 지표값의 표시부분을 확대한 도이다.
도15는 도8의 전자제어장치의 제어작동의 요부, 즉 혈관종단면 화상을 생성하고 혈관의 내중막 복합체를 나타내는 화상의 명료도를 표시하는 지표값을 산출하는 제어작동을 설명하기 위한 제1실시예의 플로우 차트이다.
도16은 도8의 전자제어장치의 제어작동에 있어서 도15와는 다른 요부, 즉 ＦＭＤ평가의 계측 정밀도를 나타내는 지표값을 산출하는 제어작동을 설명하기 위한 제1실시예의 플로우 차트이다.
도17은 도1의 초음파 혈관 검사장치에 포함되는 전자제어장치에 구비된 제어기능의 요부를 설명하는 제2실시예의 기능 블록선도로서, 도8에 상당하는 도이다.
도18은 도17의 전자제어장치의 제어작동의 요부, 즉 초음파 프로브를 ＦＭＤ계측 가능한 위치에 자동으로 위치결정하는 제어작동을 설명하기 위한 제2실시예의 플로우 차트이며, 도15에 상당하는 도이다.
도19는 도14에 있어서 모니터 화면표시장치에 표시되어 있는 전벽 화상명료도 지표값 및 후벽 화상명료도 지표값의 표시를 나타내는 도면으로서, 도14와는 다른 별도의 표시패턴 예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
[실시예1]
도1은, 센서 지지기(10)로 지지된 프로브 유닛(probe unit)(12)을 사용하여 생체(14)의 상완(上腕)(16)의 피부(18)(엄밀하게는 표피) 위로부터 그 피부(18)의 바로 아래에 위치하는 동맥 등의 혈관(20)의 비침습적인 초음파진단을 하는 초음파 혈관 검사장치(超音波血管檢査裝置)(22)(이하,「혈관검사장치(22)」라고 한다)의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
프로브 유닛(12)은, 혈관(20)에 관련된 생체정보 즉 혈관 파라미터를 검출하기 위한 센서로서 기능하는 것이며, 서로 평행한 한쌍의 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자(第一短軸用 超音波 array 探觸子)(24a) 및 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자(24b)와 그들의 길이방향 중앙부를 연결하는 장축용 초음파 어레이 탐촉자(24c)를 하나의 평면상 즉 평탄한 탐촉면(27)에 구비하여 이루어진 Ｈ형의 초음파 프로브(24)와, 그 초음파 프로브(24)를 ｘｙｚ방향에 있어서 위치결정하고 또한 x축 및 z축 둘레의 회전각도를 위치결정하기 위한 다축구동장치(위치결정장치)(26)를 구비하고 있다. 그들 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자(24a), 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자(24b), 및 장축용 초음파 어레이 탐촉자(24c)는, 예를 들면 압전 세라믹스로 구성된 다수개의 초음파 진동자(초음파 발진자)(a1∼ａｎ)가 직선적으로 배열됨으로써 길이모양으로 각각 구성되어 있다.
도2는 본 실시예에서 사용되는 ｘｙｚ축의 직교좌표축을 설명하기 위한 것으로서, 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자(24a)의 길이방향으로 평행하고 그 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자(24a)의 바로 아래에 위치하여 혈관(20) 또는 그 부근을 지나는 방향을 ｘ축으로 하고, 장축용 초음파 어레이 탐촉자(24c)의 길이방향으로 평행하고 ｘ축과 직교하는 방향을 y축으로 하고, 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자(24a)의 길이방향과 장축용 초음파 어레이 탐촉자(24c)의 길이방향의 교점을 지나고 또한 상기 ｘ축방향 및 y축방향과 직교하는 방향을 z축으로 한다. 초음파 프로브(24)는, 다축구동장치(26)에 의하여 ｘ축방향으로 병진, 및 ｘ축과 z축 둘레를 회동(回動)하도록 되어 있다.
도3에 도시된 바와 같이, 예컨대 상완동맥인 혈관(20)은, 내막(L1), 중막(L2), 외막(L3)으로 이루어진 3층구조를 구비하고 있다. 초음파의 반사는 음향 임피던스가 상이한 부분에서 발생하므로, 실제로는 혈관내강(血管內腔)에서의 혈액과 내막(L1)의 경계면, 및 중막(L2)과 외막(L3)의 경계면이 하얗게 표시되어, 조직이 흑백으로 나누어져 표시된다.
도1로 되돌아가서, 혈관검사장치(22)는, RAM의 일시기억기능을 이용하면서 미리 ROM에 기억된 프로그램에 따라 입력신호를 처리하는 CPU를 구비하는 소위 마이크로 컴퓨터(microcomputer)로 구성된 전자제어장치(28)와, 모니터 화면표시장치(화상표시장치)(30)와, 초음파구동 제어회로(32)와, 3축구동모터 제어회로(34)를 구비하고 있다. 상기 전자제어장치(28)에 의하여 초음파구동 제어회로(32)로부터 구동신호가 공급되어, 프로브 유닛(12)에 있어서 초음파 프로브(24)의 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자(24a), 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자(24b), 및 장축용 초음파 어레이 탐촉자(24c)로부터, 잘 알려진 빔 포밍 구동(beam forming 驅動)에 의하여 빔 모양의 초음파가 순차적으로 방사되고, 그 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자(24a) 및 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자(24b) 및 장축용 초음파 어레이 탐촉자(24c)에 의하여 검지(檢知)된 초음파 반사신호를 수신하여, 그 초음파 반사신호의 처리가 이루어짐으로써 피부(18) 아래의 초음파화상이 발생되어 모니터 화면표시장치(30)에 표시된다.
여기에서 모니터 화면표시장치(30)는, 도4(a)에 도시된 바와 같이 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자(24a)에 의한 초음파화상을 표시하는 제1단축화상 표시영역(G1)과, 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자(24b)에 의한 초음파화상을 표시하는 제2단축화상 표시영역(G2)과, 장축용 초음파 어레이 탐촉자(24c)에 의한 초음파화상(혈관종단면 화상)을 표시하는 장축화상 표시영역(G3)을 구비하고 있다. 또한 이들 제1단축화상 표시영역(G1)과 제2단축화상 표시영역(G2)과 장축화상 표시영역(G3)은, 피부(18)로부터의 깊이치수를 나타내는 공통의 세로축을 구비한다. 또, 도4(a) 내의 「ImA, ImB」는 각각 혈관(20)의 횡단면이다.
또한 모니터 화면표시장치(30)는, ＦＭＤ(혈류 의존성 혈관확장반응)의 평가에 있어서는, 그 내막의 직경의 변화율 즉 내강직경의 확장율(R)을 시계열적으로 표시한다.
또한 상기 ＦＭＤ의 평가 및 혈관(20)의 초음파화상이 생성되는데 있어서, 초음파 프로브(24)는 혈관(20)에 대하여 소정의 계측위치(PT1)가 되도록 전자제어장치(28)에 의하여 3축구동모터 제어회로(34)로부터 구동신호를 공급받은 다축구동장치(26)가 구동함으로써 위치결정된다. 상기 소정의 계측위치(PT1)는, 상기 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자(24a) 및 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자(24b)가 혈관(20)에 대하여 직교하는 위치, 그리고, 장축용 초음파 어레이 탐촉자(24c)가 혈관(20)에 대하여 평행하게 되는 위치이다. 도4(a), (b)를 참조하여 설명하면, 상기 소정의 계측위치(PT1)는, 도4에 있어서 「a=b, c=d, e=f」가 되는 위치로서, 즉 상기 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자(24a)로부터 혈관(20)의 중심까지의 거리와 상기 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자(24b)으로부터 혈관(20)의 중심까지의 거리가 서로 같고, 또한, 제1단축화상 표시영역(G1) 및 제2단축화상 표시영역(G2) 모두 그들의 폭방향 중앙부에 혈관(20)의 화상이 위치하는 계측위치이다.
센서 지지기(10)는, 3차원공간 내에서 원하는 위치 즉 소정의 계측위치(PT1)에 있어서, 생체(14)의 상완(16)의 피부(18) 위로부터 그 피부(18) 바로 아래에 위치하는 혈관(20)을 변형시키지 않을 정도로 가볍게 접촉시킨 상태에서 프로브 유닛(12)을 원하는 자세로 지지한다. 상기 프로브 유닛(12)의 초음파 프로브(24)의 단면(端面)과 피부(18) 사이에는, 보통 초음파의 감쇠, 경계면에 있어서의 반사나 산란을 억제하여 초음파화상을 명료하게 하기 위하여, 잘 알려진 젤리(jelly), 올리브유, 글리세린(glycerin) 등의 커플링제(coupling 劑)나, 수지(樹脂)로 만든 주머니에 물을 넣은 물주머니를 개재(介在)시킨다.
상기 센서 지지기(10)는, 예를 들면 자기적 흡착력에 의하여 책상, 받침대 등에 고정되는 마그넷대(magnet 台)(36)와, 상기 프로브 유닛(12)이 고정되는 유닛 고정구(unit 固定具)(38)와, 마그넷대(36) 및 유닛 고정구(38)에 일단이 고정되고 또한 공 모양으로 형성된 선단부(42)를 구비한 연결부재(44, 45)와, 그들 연결부재(44, 45)를 통하여, 마그넷대(36)와 유닛 고정구(38)를 상대이동이 가능하게 연결하여 지지하는 자재암(自在 arm)(40)을 구비하고 있다. 상기 자재암(40)은, 서로 회동(回動) 가능하게 연결된 2개의 링크(46, 47)와, 그 링크(46, 47)의 일단에서 상기 각 선단부(42)에 소정의 저항이 가압되면서 그 선단부(42)가 회곡(回曲)이 가능하도록 삽입되어 끼워넣어지는 감합구멍(48)을 각각 구비하는 회곡관절부(50, 51)와, 각 링크(46, 47)의 타단에서 그 타단을 서로 상대적으로 회동가능하게 연결하고, 또한 그 연결부분을 관통하여 형성된 나사구멍에 나사결합된 수나사부 고정노브(雄螺絲附 固定 knob)(52)를 단단히 조임으로써 얻어지는 체결력에 의하여 상대적 회동이 불가능하게 되는 회동 관절부(54)를 구비한다.
다축구동장치(26)는, ｘ축회동 액추에이터에 의하여 초음파 프로브(24)의 ｘ축둘레의 회동위치를 위치결정하기 위해서 유닛 고정구(38)에 고정되는 ｘ축회동(요우잉(yawing))기구와, ｘ축병진 액추에이터에 의하여 초음파 프로브(24)의 ｘ축방향의 병진위치를 위치결정하기 위한 ｘ축병진기구와, z축 액추에이터에 의하여 초음파 프로브(24)의 ｚ축둘레의 회동위치를 위치결정하기 위한 ｚ축회동기구로 구성되어 있다. 다축구동장치(26)는, 이러한 구성에 의하여 초음파 프로브(24)의 위치결정상태를 제어한다.
도1에 있어서, 초음파구동 제어회로(32)는 전자제어장치(28)로부터의 명령에 따라, 예를 들면 상기 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자(24a)를 구성하는 일렬로 배열된 다수개의 초음파 진동자 a1 내지 ａｎ 중, 그 끝부분의 초음파 진동자 a1 부터 일정수의 초음파 진동자 그룹, 예를 들면 15개의 ａ1 내지 a15 마다 소정의 위상차를 부여하면서 10MHz 정도의 주파수로 동시구동하는 빔 포밍 구동(beam forming 驅動)을 수행함으로써, 초음파 진동자의 배열방향에 있어서 수렴성의 초음파빔을 혈관(20)을 향해서 순차적으로 방사(放射)시키고, 초음파 진동자를 1개씩 비키어 놓으면서 그 초음파빔을 스캔(주사)시켰을 때의 각 방사 별로 반사파를 수신해서 전자제어장치(28)에 입력시킨다.
전자제어장치(28)는 상기 반사파에 의거하여 화상을 합성하고 피부(18) 아래에 있어서 혈관(20)의 횡단면 화상(단축화상) 혹은 종단면 화상(장축화상)을 생성하도록 하여, 모니터 화면표시장치(화상표시장치)(30)에 각각 표시하도록 한다. 또한 그 화상으로부터, 혈관(20)의 직경 또는 내피(70)의 직경인 내피직경(내강직경)(d1) 등이 산출된다. 또한 혈관내피기능을 평가하기 위해서, 허혈반응성 충혈(虛血反應性 充血) 후의 ＦＭＤ(혈류 의존성 혈관확장반응)을 나타내는 혈관내강직경의 확장율(변화율) R（％）［＝100 × (d1-ｄａ)/ｄａ]이 산출된다. 또, 상기 식의 「ｄａ」는 안정시의 혈관내강직경(베이스 직경(base 直徑), 안정직경(安靜直徑))을 나타내고 있다.
도5는, 혈관압박(구혈; 驅血) 해제 후의 혈관내강직경(d1)의 변화를 예시한 타임차트이다. 도5에서는, t1시점이 혈관압박 해제시를 나타내고 있으며, t2시점부터 혈관내강직경(d1)이 확장하기 시작하고, t3시점에서 혈관내강직경(d1)이 그 최대값(dMAX)에 도달하고 있는 것이 나타나 있다. 따라서 전자제어장치(28)가 산출하는 혈관내강직경의 확장율(R)은, t3시점에서 최대가 된다.
ＦＭＤ평가를 위한 상기 혈관압박은, 도1에 나타나 있는 바와 같이 전자제어장치(28)에 구비된 커프압 제어부(cuff pressure 制御部)(56)(커프압 제어수단(56))가 공기펌프(58)로부터의 공기압을 압력제어밸브(60)로 제어하여 상완(16)에 감겨진 커프(62)에 공급하고, 그 커프(62)의 압력(커프압)을 생체(14)의 최고혈압을 넘는 소정의 혈관압박 커프압으로까지 승압함으로써 이루어진다. 이 때, 상기 커프압 제어부(56)는 상기 커프압을 검출하기 위한 압력센서(64)로부터의 신호에 의하여 그 커프압을 검출한다. 그리고 도5에 있어서는, 예를 들면 커프압 제어부(56)는, 혈관압박 해제 전의 소정의 시간 즉 t1 시점 전의 소정의 시간에 걸쳐 상기 커프압을 상기 혈관압박 커프압으로 유지하고, 혈관압박 해제시(t1 시점)에 상기 커프압을 즉시 대기압으로까지 압력을 내린다.
본 실시예에서는, 다축구동장치(26)가 구동됨으로써 초음파 프로브(24)가 상기 소정의 계측위치(PT1)에 위치결정되므로, 기본적으로는 도6의 장축화상 표시영역(G3)에 표시된 혈관종단면 화상과 같이, 혈관(20)의 내막(L1)과 중막(L2)을 합친 내중막 복합체(IMC; intima-media complex)의 명료도가 높은 화상이 얻어진다. 이 도6에 대해서 설명하면 상기 혈관종단면 화상 내의 한쌍의 혈관벽 단면 중, 초음파 프로브(24)에 가까운 측의 혈관벽 단면인 전벽(BRF)과 초음파 프로브(24)로부터 먼 측의 혈관벽 단면인 후벽(BRB) 모두에서, 내중막 복합체(IMC)의 저에코대(低 echo 帶)(도6의 검은 라인) BLIMC가 혈관(20)의 길이방향으로 연속성을 구비해서 명료하게 표시되어 있기 때문에, 도6은 내중막 복합체(IMC)의 명료도가 높은 화상이라고 말할 수 있다. 이러한 명료한 화상에 의거하여 ＦＭＤ평가와 같은 혈관화상진단이 이루어지면, 그것은 충분하게 정밀도가 높은 화상진단이라고 말할 수 있다.
한편 초음파 프로브(24)가 상기 소정의 계측위치(PT1)에 위치결정되었더라도, 혈관(20)이 만곡하고 있는 등의 이유로 도6과 같이 내중막 복합체(IMC)의 명료도가 높은 혈관종단면 화상이 얻어지지 않는 경우도 있다. 예를 들면 도7과 같은 내중막 복합체(IMC)의 명료도가 낮은 혈관종단면 화상으로 되는 경우이다. 도7에서는 도6과 달리, 전벽(BRF) 및 후벽(BRB) 모두 혈관내강과 혈관벽의 경계가 혈관(20)의 길이방향으로 불연속이고, 또한 그들의 내중막 복합체(IMC)의 저에코대(BLIMC)를 화상으로부터 거의 인식할 수 없고 명료하지 않다. 이 도7에서처럼 불명료한 내중막 복합체(IMC)의 혈관종단면 화상인 경우에는, 예를 들면 작업자가 초음파 프로브(24)의 위치를 미세조정해서 전벽(BRF) 및 후벽(BRB)의 내중막 복합체(IMC)를 보다 명료하게 하는 조작을 한다. 본 실시예의 혈관검사장치(22)는 그 미세조정을 지원하는 제어기능을 구비하고 있는데, 그 제어기능의 요부를 도8을 사용하여 설명한다.
도8은 혈관검사장치(22)에 구비된 제어기능의 요부를 설명하는 기능 블록선도이다. 도8에 나타나 있는 바와 같이 전자제어장치(28)에 설치된 혈관화상평가부(100)(도1 참조)는, 화상생성실행 판단부로서의 화상생성실행 판단수단(80)과, 혈관단면화상 생성부로서의 혈관단면화상 생성수단(82)과, 지표값 산출부로서의 지표값 산출수단(84)과, 혈관직경 측정부로서의 혈관직경 측정수단(88)을 구비하고 있다.
화상생성실행 판단수단(80)은, 혈관(20)의 초음파화상을 초음파 프로브(24)를 사용해서 취득하는지 여부를 판단한다. 즉 그 혈관(20)의 초음파화상의 취득시작과 취득종료를 판단한다.
예를 들면 혈관(20)의 초음파화상을 취득하기 위해서 조작되는 스위치가 혈관검사장치(22)에 설치되어 있는 경우에, 화상생성실행 판단수단(80)은, 그 스위치가 ＯＮ으로 절환되면 상기 초음파화상의 취득을 시작하는 것으로 판단하고, 그 스위치가 ＯＦＦ로 절환되면 상기 초음파화상의 취득을 종료하는 것으로 판단한다.
혈관단면화상 생성수단(82)은 혈관종단면 화상 생성수단으로서 기능하고, 생체(14)의 표피 상에 배치된 초음파 프로브(24)를 사용해서 초음파의 반사파 신호(SGEC)에 의거하여 생체(14)의 표피 아래의 혈관(20)의 종단면 화상(혈관종단면 화상)을 순차적으로 생성한다. 구체적으로는, 장축용 초음파 어레이 탐촉자(24c)에 의하여 순차적으로 또한 반복하여 수신된 초음파의 반사파 신호(SGEC)에 의거하여 상기 혈관종단면 화상을 순차적으로 생성한다. 예를 들면 상기 혈관(20)의 종단면 화상으로는, 도6 또는 도7에 도시된 바와 같은 장축화상 표시영역(G3)에 표시되는 화상으로서, 혈관단면화상 생성수단(82)이 일반적인 Ｂ모드법 등을 사용해서 생성한다.
여기서 1개의 상기 혈관종단면 화상을 생성하는 경우에, 상세하게는, 혈관단면화상 생성수단(82)은 장축용 초음파 어레이 탐촉자(24c)에 의하여 수신된 상기 초음파의 반사파 신호(SGEC)에 의거하여 상기 혈관종단면 화상을 생성한다. 즉 혈관단면화상 생성수단(82)은, 장축용 초음파 어레이 탐촉자(24c)에 있어서 그 길이방향으로 소정의 반사파 수신간격(라인 피치)(PCRV)으로 초음파의 반사파 신호(SGEC)를 주사해서 수신하고, 그 수신된 복수의 반사파 신호(SGEC)에 의거하여 상기 혈관종단면 화상을 생성한다.
또한 혈관단면화상 생성수단(82)은, 혈관횡단면 화상생성수단으로서도 기능하는데, 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자(24a)에 의하여 순차적으로 또한 반복 수신된 상기 초음파의 반사파 신호(SGEC)에 의거하여 제1단축화상 표시영역(G1)에 표시되게 하는 혈관(20)의 횡단면 화상(혈관횡단면 화상)을 순차적으로 생성하고, 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자(24b)에 의하여 순차적으로 또한 반복 수신된 상기 초음파의 반사파 신호(SGEC)에 의거하여 제2단축화상 표시영역(G2)에 표시되게 하는 혈관(20)의 횡단면 화상을 순차적으로 생성한다. 혈관단면화상 생성수단(82)은, 예를 들면 화상생성실행 판단수단(80)이 상기 초음파화상의 취득을 시작하는 것으로 판단하고 나서 종료하는 것으로 판단할때 까지, 모니터 화면표시장치(30)상에 표시되는 화상에 깜빡거림이 발생하지 않는 소정이상의 주기(TA)로 상기 혈관종단면 화상 및 상기 혈관횡단면 화상의 생성을 반복한다.
지표값 산출수단(84)은, 혈관단면화상 생성수단(82)이 생성하는 상기 혈관종단면 화상 내에서 혈관(20)의 내중막 복합체(IMC)를 나타내는 화상의 명료도를 표시하는 지표값을 산출한다. 예를 들면 혈관단면화상 생성수단(82)이 혈관종단면 화상을 생성할 때마다, 그 지표값을 순차적으로 산출한다. 구체적으로, 그 지표값은 상기 혈관종단면 화상 내의 전벽(BRF) 및 후벽(BRB)의 각각에 대해서 산출된다. 즉 지표값 산출수단(84)은, 상기 혈관종단면 화상 내의 전벽(BRF)에 있어서의 내중막 복합체(IMC)를 나타내는 화상의 명료도를 표시하는 전벽 화상명료도 지표값(XCRF)과, 상기 혈관종단면 화상 내의 후벽(BRB)에 있어서의 내중막 복합체(IMC)를 나타내는 화상의 명료도를 표시하는 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)을 산출한다. 지표값 산출수단(84)은, 그 전벽 화상명료도 지표값(XCRF)과 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)을 산출하기 위하여, 반사파 인식제어부로서의 반사파인식 제어수단(86)을 구비하고 있다. 또, 내중막 복합체(IMC)는 혈관(20)의 길이방향을 따라 존재하고 있는 것이므로, 상기 내중막 복합체(IMC)를 나타내는 화상의 명료도는, 상기 혈관종단면 화상에 있어서 그 내중막 복합체(IMC)를 나타내는 저에코대(BLIMC) 및 고에코대(高 echo 帶)의 화상이 혈관(20)의 길이방향에 있어서 연속적으로 인식될 수 있는 정도라고 말할 수 있다. 또한 확인적으로 서술하지만, 상기 전벽 화상명료도 지표값(XCRF)과 상기 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)을 총괄해서 표현하면, 그들은 상기 내중막 복합체(IMC)를 나타내는 화상의 명료도를 표시하는 지표값으로서 설명될 수 있다.
반사파인식 제어수단(86)은, 혈관단면화상 생성수단(82)이 상기 혈관종단면 화상을 생성하기 위해서 수신된 복수의 반사파 신호(SGEC)를, 예를 들면 혈관단면화상 생성수단(82)이 혈관종단면 화상을 생성할 때마다 취득하는데, 예를 들면 혈관단면화상 생성수단(82)으로부터 취득한다. 1개의 혈관종단면 화상을 생성하기 위한 상기 복수의 반사파 신호(SGEC)에 대해서 살펴보면, 그 복수의 반사파 신호(SGEC)의 각각은, 장축용 초음파 어레이 탐촉자(24c)에 있어서 혈관길이방향의 서로 다른 수신위치에서 수신된 것이다. 즉 반사파인식 제어수단(86)은, 도9에 예시한 것처럼, 장축용 초음파 어레이 탐촉자(24c)에서의 수신위치가 혈관길이방향으로 서로 다른 복수의 반사파 신호(SGEC)를 취득한다.
반사파인식 제어수단(86)은, 취득한 상기 복수의 반사파 신호(SGEC)의 각각에 대하여, 도10과 같은 반사파 신호(SGEC)의 신호진폭(AMSG)과 혈관(20)의 직경방향 위치(PTR)와의 관계에 있어서, 그 반사파 신호(SGEC)의 신호진폭(AMSG)이 미리 정해진 제1피크판정 임계치(LT1PK)를 넘는 제1피크(PK1)와, 그 제1피크(PK1)의 발생위치보다 혈관(20)의 직경방향 외측에 발생하고 반사파 신호(SGEC)의 신호진폭(AMSG)이 미리 정해진 골짜기판정 임계치(LTBTM)보다 작은 골짜기(BTM)와, 상기 제1피크(PK1)의 발생위치로부터 골짜기(BTM)를 사이에 두고 혈관(20)의 직경방향 외측의 미리 정해진 피크 간격 임계치(LTSP)를 넘지 않는 범위 내에서 발생하며 반사파 신호(SGEC)의 신호진폭(AMSG)이 미리 정해진 제2피크판정 임계치(LT2PK)을 넘는 제2피크(PK2)를 검출하는 반사파 인식제어를, 상기 전벽(BRF) 및 상기 후벽(BRB)의 각각에서 실행한다. 이 반사파 인식제어에 대하여 도10을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도10은, 반사파 신호(SGEC)의 신호진폭(AMSG)(신호강도(AMSG))을 세로축으로 하고 혈관(20)의 직경방향 위치(PTR)를 가로축으로 하는 좌표계에, 1개의 반사파 신호(SGEC)의 전벽(BRF) 또는 후벽(BRB)에 해당하는 부분을 나타낸 도면이다. 예를 들면 도10에 도시된 반사파 신호(SGEC)가 전벽(BRF)에 해당하는 부분이라고 하면, 도10의 화살표(AR01)은 도11의 혈관종단면 화상에 있어서의 화살표(AR02)에 대응하는 한편, 도10에 도시된 반사파 신호(SGEC)가 후벽(BRB)에 해당하는 부분이라고 하면, 도10의 화살표(AR01)는 도11의 화살표(AR03)에 대응한다. 또, 도10에서는, 제1피크(PK1), 골짜기(BTM) 및, 제2피크(PK2)의 각각에서 반사파 신호(SGEC)의 파형이 예각으로 뾰족하지만 이것은 일례이며, 예컨대 제1피크(PK1), 골짜기(BTM) 및 제2피크(PK2) 중의 어느 것은 그 파형이 예각으로 뾰족하지 않고 사다리꼴 같이 대략 평탄한 경우도 있다.
반사파인식 제어수단(86)은, 우선 반사파 신호(SGEC)에 있어서 혈관내강에 해당하는 부분을 인식한다. 예를 들면 혈관(20)의 횡단면 화상(단축화상)부터 인식하여도 좋고, 전벽(BRF) 및 후벽(BRB)의 각각을 나타내는 반사파 신호(SGEC)의 해당 부분의 중간위치를 혈관내강이라고 인식하여도 좋다. 또한 본 실시예에서는, 후술하는 바와 같이 미리 정해진 혈관(20)의 길이방향의 관측대상범위(AOB)(도11참조) 내에서 수신된 반사파 신호(SGEC)에 대하여 상기 반사파 인식제어가 실행되므로, 상기 혈관내강에 해당하는 부분을 인식하는 것은, 상기 혈관종단면 화상을 생성하는 근본이 되는 복수의 반사파 신호(SGEC) 중 상기 관측대상범위(AOB)에서 수신된 반사파 신호(SGEC)만으로도 가능하다.
그리고 상기 반사파 인식제어에 있어서 반사파인식 제어수단(86)은, 전벽(BRF) 및 후벽(BRB)의 어느 일방에서, 도10의 화살표(AR01)와 같이 혈관내강 측부터 혈관외측을 향해서 반사파 신호(SGEC)의 신호진폭(AMSG)을 인식해 가고, 신호진폭(AMSG)이 상기 제1피크판정 임계치(LT1PK)을 넘는 극대점이 존재하면 그것을 제1피크(PK1)로서 검출한다. 다음에 그 제1피크(PK1)의 발생위치(도10의 가로축위치)보다 혈관(20)의 직경방향 외측에서, 신호진폭(AMSG)이 상기 골짜기판정 임계치(LTBTM)보다 작은 극소점이 존재하면 그것을 골짜기(BTM)로서 검출한다. 다음에 상기 제1피크(PK1)의 발생위치로부터 골짜기(BTM)를 사이에 두고 혈관(20)의 직경방향 외측의 상기 피크 간격 임계치(LTSP)를 넘지 않는 범위 내에서, 신호진폭(AMSG)이 상기 제2피크판정 임계치(LT2PK)을 넘는 극대점이 존재하면 그것을 제2피크(PK2)로서 검출한다. 전벽(BRF) 및 후벽(BRB)의 일방에서 제1피크(PK1)와 골짜기(BTM)와 제2피크(PK2)의 검출이 완료된 후, 그 전벽(BRF) 및 후벽(BRB)의 타방에서도 동일한 반사파 신호(SGEC)에 대하여 동일한 검출을 한다. 반사파인식 제어수단(86)은, 이러한 전벽(BRF) 및 후벽(BRB)의 각각에서의 상기 반사파 인식제어를 상기 복수의 반사파 신호(SGEC)의 각각에 대하여 실행한다.
여기서 상기 반사파 인식제어에 있어서, 반사파 신호(SGEC)의 신호진폭(AMSG)이 상기 제1피크판정 임계치(LT1PK), 상기 골짜기판정 임계치(LTBTM) 및 상기 제2피크판정 임계치(LT2PK)와 비교되지만, 그 비교대상은 상기 신호진폭(AMSG)으로 한정되는 것은 아니고, 상기 혈관종단면 화상과 관련된 반사파 신호(SGEC)의 크기이면 좋은데, 예를 들면 상기 신호진폭(AMSG)이 휘도변조되어서 혈관종단면 화상(B모드 장축화상)을 표시하기 위한 휘도로 치환될 때의 그 휘도의 값 등이라도 좋다. 또한 상기 제1피크판정 임계치(LT1PK), 상기 골짜기판정 임계치(LTBTM) 및 상기 제2피크판정 임계치(LT2PK)는, 예를 들면 제1피크(PK1)와 골짜기(BTM)와 제2피크(PK2)의 각각에 대응하는 초음파화상이 서로 다른 모양임을 눈으로 확인이 가능하도록 실험적으로 정해져 있고, 상기 골짜기판정 임계치(LTBTM)는 상기 제1피크판정 임계치(LT1PK) 및 상기 제2피크판정 임계치(LT2PK)보다 작은 값으로 설정되어 있다. 또한 도10에서는 제1피크(PK1)보다 제2피크(PK2)쪽이 큰 것으로 도시되어 있지만, 반대로 제1피크(PK1)보다 제2피크(PK2)쪽이 작은 경우도 있으므로, 상기 제1피크판정 임계치(LT1PK) 및 상기 제2피크판정 임계치(LT2PK)은 그들 서로의 대소관계에 특히 제한은 없고, 그들의 판정 임계치(LT1PK, LT2PK)가 서로 다른 값으로 되어 있어도 좋고 동일한 값으로 되어 있어도 상관없다. 또한 도12에 나타나 있는 바와 같이 반사파 신호(SGEC)의 골짜기(BTM)를 포함하는 제1피크(PK1)와 제2피크(PK2) 사이는 상기 혈관종단면 화상에서는 내중막 복합체(IMC)의 상기 저에코대(BLIMC)로서 인식되므로, 상기 피크 간격 임계치(LTSP)는, 예를 들면 생체의 내중막 복합체(IMC)의 두께에 의거하여 실험적으로 설정되어 있다. 또한 반사파인식 제어수단(86)은, 상기 혈관종단면 화상의 근원이 되는 복수의 반사파 신호(SGEC)의 전부에 대하여 상기 반사파 인식제어를 실행하여도 좋지만, 본 실시예에서는 연산부하의 경감을 위해, 도11에 도시된 바와 같이 미리 정해진 혈관(20)의 길이방향의 관측대상범위(AOB) 내에서 수신된 반사파 신호(SGEC)에 대하여, 상기 반사파 인식제어를 실행한다. 이 관측대상범위(AOB)는, 예를 들면 장축용 초음파 어레이 탐촉자(24c)의 길이방향폭의 일부로서 고정되어 있거나 작업자 등에 의하여 설정 변경이 가능하게 되어 있어도 좋고, 상기 혈관종단면 화상 내의 내중막 복합체(IMC)의 명료도를 판단할 수 있도록 실험적으로 설정되어 있다.
도10은, 상기 반사파 인식제어의 실행에 의하여 제1피크(PK1)와 골짜기(BTM)와 제2피크(PK2)의 모두가 검출되는 반사파 신호(SGEC)의 예를 나타내고 있지만, 제1피크(PK1)와 골짜기(BTM)와 제2피크(PK2)의 어느 쪽인가 또는 어느 쪽도 검출되지 않는 반사파 신호(SGEC)도 존재한다. 그래서 반사파인식 제어수단(86)은, 상기 관측대상범위(AOB)에서 수신된 복수의 반사파 신호(SGEC) 중, 상기 반사파 인식제어의 실행에 의하여 제1피크(PK1)와 골짜기(BTM)와 제2피크(PK2)의 전부를 검출한 반사파 신호(SGEC)의 수(QLSG), 즉 피크인식 라인수(QLSG)를, 전벽(BRF)과 후벽(BRB)의 각각에 대해서 기억한다. 예를 들면 도9에 나타나 있는 바와 같이, 상기 반사파 인식제어의 실행대상이 되는 반사파 신호(SGEC)의 수(라인수, 개수)가 13개(=관측대상범위(AOB)/반사파 수신간격(PCRV))으로 한다. 이 경우 반사파인식 제어수단(86)은, 그 13개의 반사파 신호(SGEC)의 각각에 대하여 상기 반사파 인식제어를 전벽(BRF) 및 후벽(BRB)의 각각에서 실행한다. 그리고 도9의 No.3 및 No.4의 반사파 신호(SGEC)와 같이 파선(L01)으로 표시한 부분에서 제1피크(PK1)를 검출할 수 없었던 경우에는, 이들 2개를 피크인식 라인수(QLSG)에 포함시키지 않고, 피크인식 라인수(QLSG)를 11개(=13-2)라고 기억한다.
반사파인식 제어수단(86)이 상기 관측대상범위(AOB)에서 수신된 복수의 반사파 신호(SGEC)에 대한 상기 반사파 인식제어의 실행을 완료한 후, 지표값 산출수단(84)은, 반사파인식 제어수단(86)이 전벽(BRF)에 있어서 상기 반사파 인식제어의 실행에 의하여 상기 복수의 반사파 신호(SGEC) 중 상기 제1피크(PK1)와 상기 골짜기(BTM)와 상기 제2피크(PK2)의 전부를 검출한 반사파 신호(SGEC)의 수(QLSG)(피크인식 라인수(QLSG))에 의거하여 상기 전벽 화상명료도 지표값(XCRF)을 산출한다. 그리고 지표값 산출수단(84)은, 반사파인식 제어수단(86)이 후벽(BRB)에 있어서 상기 반사파 인식제어의 실행에 의하여 상기 복수의 반사파 신호(SGEC) 중 상기 제1피크(PK1)와 상기 골짜기(BTM)와 상기 제2피크(PK2)의 전부를 검출한 반사파 신호의 수(QLSG)(피크인식 라인수(QLSG))에 의거하여 상기 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)을 산출한다. 구체적으로는, 지표값 산출수단(84)은, 하기 식(1)에 의하여 상기 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 즉 전벽 스코어(XCRF)를 산출하고, 하기 식(2)에 의하여 상기 후벽 화상명료도 지표값(XCRB) 즉 후벽 스코어(XCRB)를 산출한다. 또, 하기 식(1) 및 하기 식(2)에 있어서, 「XCRF」는 상기 전벽 스코어(XCRF)를 나타내고, 「XCRB」는 상기 후벽 스코어(XCRB)를 나타내고, 「QLFSG」은 전벽(BRF)에 있어서의 피크인식 라인수(QLSG)을 나타내고, 「QLBSG」는 후벽(BRB)에 있어서의 피크인식 라인수(QLSG)를 나타내고, 「PCRV」는 상기 반사파 수신간격(라인 피치)(PCRV)를 나타내고, 「AOB」는 상기 관측 대상범위(관측에리어 폭)(AOB)을 나타낸다.
XCRF = (QLFSG×PCRV)/AOB×100···(1）
XCRB = (QLBSG×PCRV)/AOB×100···(2)
이와 같이 하여 지표값 산출수단(84)은, 상기 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 상기 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)을 순차적으로 산출한다. 상기 식(1), 식(2)로부터 알 수 있듯이 어느 화상명료도 지표값 XCRF, XCRB도, 그 변화범위는 「0∼100」인 상대값이다. 그리고 지표값 산출수단(84)은, 그들의 산출을 할 때마다 그 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)의 각각을, 도13의 2점쇄선(L02)으로 둘러싸서 표시한 바와 같이 모니터 화면표시장치(30)에 상기 혈관종단면 화상 및 상기 혈관횡단면 화상과 함께 순차적으로 표시하도록 한다. 구체적으로는, 도13의 2점쇄선(L02)으로 둘러싸인 부분의 확대도인 도14에 나타나 있는 바와 같이 지표값 산출수단(84)은, 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)의 각각을, 수치표시함과 아울러 그 지표값(XCRF, XCRB)의 크기에 따라 연속적으로 변화하고 서로 대비가능한 화상 내지는 도형으로서, 모니터 화면표시장치(30)에 표시하도록 한다. 도14에서, 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)의 각각은, 그 크기가 커지는 만큼 중심각 및 면적이 확대하여 공통의 직선을 경계로 하는 선대칭을 이루는 한쌍의 부채형의 부채형 그래프(도14의 흑색부분)로 표현되어 있고, 최대값이 「100」이 되면 그 부채형 그래프는 그 면적이 최대가 되어서 반원형이 된다. 그리고 그들의 지표값(XCRF, XCRB)이 모두 최대값이 되면 상기 반원형은 1개의 완전한 원형을 구성한다.
혈관직경 측정수단(88)은, 상기 혈관종단면 화상으로부터 비침습적으로 혈관내강직경(d1)을 측정한다. 구체적으로 혈관직경 측정수단(88)은, ＦＭＤ평가에서, 혈관(20)의 혈관압박 해제 후의 혈관(20)의 직경변화비율(혈관내강직경(d1)의 확장율(R))을 측정하기 위해서, 그 혈관(20)의 혈관압박 해제 전에 안정시의 혈관내강직경(ｄａ)(안정직경(ｄａ))을 미리 측정한다. 또한 혈관직경 측정수단(88)은 ＦＭＤ평가를 위하여, 혈관압박 해제 후의 미리 정해진 혈관직경 측정시간(TIME1) 내에 혈관내강직경(d1)을 순차적으로 측정하고, 또한 그 측정한 혈관내강직경(d1)과 상기 안정직경(ｄａ)으로부터 혈관(20)의 직경변화비율(R)을 순차적으로 산출한다. 예를 들면 혈관직경 측정수단(88)은, 도5에 나타나 있는 바와 같이 혈관압박 해제시부터 그 후 변화되는 혈관내강직경(d1)을 상기 혈관직경 측정시간(TIME1)에 걸쳐 시간경과를 따라서 순차 연속적으로 측정한다. 또는, 혈관압박 해제시를 기준으로 하여 혈관내강직경(d1)이 대략 최대가 될 것으로 예측되는 측정시점을 1 또는 2 이상 실험적으로 구해 두고, 그 측정시점에서 혈관내강직경(d1)을 측정하더라도 좋다. 상기 혈관직경 측정시간(TIME1)은, 혈관압박 해제 후의 혈관내강직경(d1)의 최대값(dMAX)을 측정하기 위해서 혈관압박 해제시를 기준으로 하여 실험적으로 설정되어 혈관직경 측정수단(88)에 기억된 혈관내강직경(d1)의 측정시간이며, 도5에 나타나 있는 바와 같이 혈관내강직경(d1)이 그 최대값(dMAX)에 도달하는 시점(t3 시점)을 포함하고 또한 혈관압박 해제시(t1 시점)부터 시작한다. 따라서 혈관직경 측정수단(88)은, 혈관압박 해제 후에 혈관(20)의 최대직경(최대내강직경)(dMAX)을 측정하게 된다.
또한 혈관직경 측정수단(88)은, 상기 혈관직경 측정시간(TIME1)의 경과 후에, 혈관(20)의 상기 안정직경(ｄａ)에 대한 혈관압박 해제 후의 최대 직경변화비율(RMAX), 즉 그 안정직경(ｄａ)을 기준으로 한 혈관압박 해제 후의 혈관(20)의 직경변화비율(확장율(R))의 최대값(RMAX)（％）［＝100×(dMAX-ｄａ)/ｄａ]을 혈관확장율 평가값(%FMD값)으로서 산출한다. 그리고 그 산출한 혈관확장율 평가값(RMAX)을 모니터 화면표시장치(30)에 표시하도록 한다.
지표값 산출수단(84)은, 상기의 기능에 더하여, 상기 안정직경(ｄａ)의 측정시에 있어서의 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)과, 혈관압박 해제 후의 상기 최대직경(dMAX)의 측정시에 있어서의 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)을 산출한다. 그리고 그 안정직경(ｄａ)의 측정시에 있어서의 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)과, 그 최대직경(dMAX)의 측정시에 있어서의 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)에 의거하여 혈관직경 측정수단(88)에 의하여 산출된 혈관(20)의 안정직경(ｄａ)에 대한 혈관압박 해제 후의 최대직경 변화비율(혈관확장율 평가값)(RMAX)의 신뢰도를 나타내는 지표값(XCRFMD), 즉 ＦＭＤ신뢰도 지표값(XCRFMD)을 산출한다. 예를 들면 지표값 산출수단(84)은, 상기 안정직경(ｄａ)의 측정시에 있어서의 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)의 평균치를 안정직경측정시 스코어(XCR1)로서 산출하고, 상기 최대직경(dMAX)의 측정시에 있어서의 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)의 평균치를 최대직경측정시 스코어(XCR2)로서 산출한다. 그리고 그 안정직경측정시 스코어(XCR1)와 최대직경측정시 스코어(XCR2)로부터 하기 식(3)에 의하여 상기 ＦＭＤ신뢰도 지표값(XCRFMD)을 산출한다. 지표값 산출수단(84)은, 그 산출한 ＦＭＤ신뢰도 지표값(XCRFMD)을, 모니터 화면표시장치(30)에 상기 혈관확장율 평가값(RMAX)과 함께 표시하도록 한다. 그 ＦＭＤ신뢰도 지표값(XCRFMD)은 전술한 바와 같이 상기 혈관확장율 평가값(RMAX)의 신뢰도를 나타내는 지표값이며, 바꾸어 말하면 그 혈관확장율 평가값(RMAX)의 계측 정밀도를 나타내는 지표값으로서, ＦＭＤ신뢰도 지표값(XCRFMD)은 그 값이 클수록 상기 혈관확장율 평가값(RMAX)의 계측 정밀도가 높은 것을 나타내는 것이다.
XCRFMD = (XCR1+XCR2)/2···(3)
전자제어장치(28)에 설치된 표시제어수단(90)(표시제어부(90))은, 도13 및 도14에 나타나 있는 바와 같이 혈관단면화상 생성수단(82)이 생성한 상기 혈관종단면 화상 및 상기 혈관횡단면 화상을 모니터 화면표시장치(30)에 순차적으로 표시하고, 지표값 산출수단(84)이 산출한 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)을 수치 및 도형(부채형 그래프)으로 모니터 화면표시장치(30)에 순차적으로 표시한다.
또한 표시제어수단(90)은, ＦＭＤ평가가 실시되었을 경우, 즉 혈관직경 측정수단(88)이 혈관확장율 평가값(RMAX)을 산출하였을 경우에는, 그 혈관확장율 평가값(RMAX)과 상기 ＦＭＤ신뢰도 지표값(XCRFMD)을 모니터 화면표시장치(30)에 표시한다.
도15는 혈관검사장치(22)(전자제어장치28)의 제어작동의 요부, 즉 상기 혈관종단면 화상을 생성하여 혈관(20)의 내중막 복합체(IMC)를 나타내는 화상의 명료도를 표시하는 지표값을 산출하는 제어작동을 설명하기 위한 플로우 차트이다. 이 도15에 도시된 제어작동은, 단독으로 또는 다른 제어작동과 병렬적으로 실행된다.
우선, 화상생성실행 판단수단(80)에 대응하는 스텝(이하, 「스텝」을 생략한다) ＳＡ1에 있어서는, 혈관(20)의 초음파화상의 취득을 시작할 것인지 여부가 판단된다. 이 ＳＡ1의 판단이 긍정적인 경우, 즉 상기 초음파화상의 취득을 시작하는 경우에는, ＳＡ2로 옮긴다. 한편 이 ＳＡ1의 판단이 부정적인 경우에는, 도15의 플로우 차트는 종료한다.
혈관단면화상 생성수단(82)에 대응하는 ＳＡ2에 있어서는, 장축용 초음파 어레이 탐촉자(24c)에 있어서 그 길이방향으로 소정의 반사파 수신간격(PCRV)으로 초음파의 반사파 신호(SGEC)가 주사되어 수신(취득)된다. 그리고 그 수신된 복수의 반사파 신호(SGEC) 즉 B모드 장축화상 데이터가 전자제어장치(28)의 기억장치 등에 기억되어, 그 수신된 복수의 반사파 신호(SGEC)에 의거하여 상기 혈관종단면 화상이 생성된다.
지표값 산출수단(84) 및 반사파인식 제어수단(86)에 대응하는 ＳＡ3에서는, 상기 반사파 인식제어가, 상기 관측대상범위(AOB)에서 수신된 복수의 반사파 신호(SGEC)의 각각에 대하여 상기 전벽(BRF)에 있어서 실행된다. 그리고 상기 전벽 화상명료도 지표값(전벽 스코어)(XCRF)가, 전벽(BRF)에 있어서 상기 반사파 인식제어의 실행에 의하여 상기 복수의 반사파 신호(SGEC) 중 상기 제1피크(PK1)와 상기 골짜기(BTM)와 상기 제2피크(PK2)의 전부를 검출한 반사파 신호(SGEC)의 수 QLSG (QLFSG)에 의거하여 산출된다.
지표값 산출수단(84) 및 반사파인식 제어수단(86)에 대응하는 ＳＡ4에서는, 상기 반사파 인식제어가, 상기 관측대상범위(AOB)에서 수신된 복수의 반사파 신호(SGEC)의 각각에 대하여 상기 후벽(BRB)에 있어서 실행된다. 그리고 상기 후벽 화상명료도 지표값(후벽 스코어)(XCRB)이, 후벽(BRB)에 있어서 상기 반사파 인식제어의 실행에 의하여 상기 복수의 반사파 신호(SGEC) 중 상기 제1피크(PK1)와 상기 골짜기(BTM)와 상기 제2피크(PK2)의 전부를 검출한 반사파 신호(SGEC)의 수 QLSG (QLBSG)에 의거하여 산출된다.
표시제어수단(90)에 대응하는 ＳＡ5에서는, 도13 및 도14에 나타나 있는 바와 같이 상기 ＳＡ2에서 생성된 상기 혈관종단면 화상과 함께, 상기 ＳＡ3에서 산출된 상기 전벽 스코어(XCRF)와 상기 ＳＡ4에서 산출된 상기 후벽 스코어(XCRB)가 모니터 화면표시장치(30)에 실시간으로 표시된다. 예를 들면 도14에 나타나 있는 바와 같이 그 전벽 스코어(XCRF)와 후벽 스코어(XCRB)는 각각, 0∼100 사이에서 변화되는 수치로 표시됨과 아울러 전벽 스코어(XCRF)와 후벽 스코어(XCRB)의 양쪽이 최대값인 「100」이 되면 완전한 원형으로 되는 한쌍의 부채형 그래프로 표시된다.
화상생성실행 판단수단(80)에 대응하는 ＳＡ6에 있어서는, 혈관(20)의 초음파화상의 취득을 종료할 것인지 여부가 판단된다. 이 ＳＡ6의 판단이 긍정적인 경우, 즉 상기 초음파화상의 취득을 종료하는 경우에는, 도15의 플로우 차트는 종료한다. 한편 이 ＳＡ6의 판단이 부정적인 경우, 즉 상기 초음파화상의 취득을 계속하는 경우에는, ＳＡ2로 되돌아간다. 따라서 상기 ＳＡ2부터 ＳＡ5까지의 스텝이, 상기 초음파화상의 취득시작시부터 종료시까지 반복하여 실행된다. 예를 들면 매우 짧은 사이클로 반복하여 실행된다.
도16은, 도15와는 다른 혈관검사장치(22)(전자제어장치28)의 제어작동의 요부, 즉 ＦＭＤ평가의 계측 정밀도를 나타내는 지표값을 산출하는 제어작동을 설명하기 위한 플로우 차트이다. 이 도16에 도시된 제어작동은, 단독으로 또는 다른 제어작동과 병렬적으로 실행된다.
우선, 지표값 산출수단(84) 및 반사파인식 제어수단(86)에 대응하는 ＳＢ1에 있어서는, 상기 반사파 인식제어가, ＦＭＤ평가에서의 상기 혈관압박 해제 전의 안정직경(ｄａ)을 측정하기 위한 상기 혈관종단면 화상의 근원이 되는 복수의 반사파 신호(SGEC)의 각각에 대하여, 전벽(BRF) 및 후벽(BRB)의 각각에 있어서 실행된다. 상세하게는, 그 복수의 반사파 신호(SGEC)의 전부에 대해서가 아니라, 상기 관측대상범위(AOB)에서 수신된 복수의 반사파 신호(SGEC)의 각각에 대하여 상기 반사파 인식제어가 실행된다. 그리고 그 반사파 인식제어의 실행결과로부터 상기 안정직경(ｄａ)의 측정시에 있어서의 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)이 산출되고, 그들의 평균치가 상기 안정직경측정시 스코어(XCR1)로서 산출된다.
지표값 산출수단(84) 및 반사파인식 제어수단(86)에 대응하는 ＳＢ2에 있어서는, 상기 반사파 인식제어가, ＦＭＤ평가에서의 상기 혈관압박 해제 후의 최대직경(dMAX)을 측정하기 위한 상기 혈관종단면 화상의 근원이 되는 복수의 반사파 신호(SGEC)의 각각에 대하여, 전벽(BRF) 및 후벽(BRB)의 각각에 있어서 실행된다. 상세하게는 상기 ＳＢ1과 마찬가지로, 그 복수의 반사파 신호(SGEC)의 전부에 대해서가 아니라, 상기 관측대상범위(AOB)에서 수신된 복수의 반사파 신호(SGEC)의 각각에 대하여 상기 반사파 인식제어가 실행된다. 그리고 그 반사파 인식제어의 실행결과로부터 상기 최대직경(dMAX)의 측정시에 있어서의 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)이 산출되어, 그들의 평균치가 상기 최대직경 측정시 스코어(XCR2)로서 산출된다.
지표값 산출수단(84)에 대응하는 ＳＢ3에 있어서는, ＦＭＤ신뢰도 지표값(XCRFMD)이, 상기 안정직경 측정시 스코어(XCR1)와 최대직경측정시 스코어(XCR2)로부터 상기 식(3)에 의하여 산출된다.
표시제어수단(90)에 대응하는 ＳＢ4에 있어서는, 상기 ＦＭＤ신뢰도 지표값(XCRFMD)이, ＦＭＤ평가결과 예를 들면 상기 혈관확장율 평가값(%FMD값)(RMAX)과 함께 모니터 화면표시장치(30)에 표시된다.
본 실시예에는 다음과 같은 효과 [A1] 내지 [A8]이 있다. [A1]본 실시예에 의하면, 혈관단면화상 생성수단(혈관종단면 화상생성수단)(82)은 생체(14)의 표피 상에 배치된 초음파 프로브(24)를 사용해서 초음파의 반사파 신호(SGEC)에 의거하여 생체(14)의 표피 아래의 혈관(20)의 종단면 화상을 순차적으로 생성한다. 그리고 지표값 산출수단(84)은, 혈관단면화상 생성수단(82)이 생성하는 상기 혈관(20)의 종단면 화상 내에서 그 혈관(20)의 내중막 복합체(IMC)를 나타내는 화상의 명료도를 표시하는 지표값을 산출한다. 따라서 혈관검사장치(22)의 작업자는, 상기 혈관(20)의 종단면 화상(혈관종단면 화상)으로부터 그 화상의 명료도를 직접적으로 판단할 필요가 없고, 상기 혈관(20)의 내중막 복합체(IMC)를 나타내는 화상의 명료도를 표시하는 지표값으로부터 객관적으로 그 화상의 명료도를 판단할 수 있기 때문에, 그 지표값이 보다 개선되도록 초음파 프로브(24)의 위치를 용이하게 미세조정할 수 있어, 그 작업자의 숙련도가 낮아도 명료한 혈관종단면 화상을 능률 좋게 얻을 수 있다.
[A2]또한 본 실시예에 의하면, 지표값 산출수단(84)은, 상기 혈관종단면 화상 내의 전벽(BRF)에 있어서의 내중막 복합체(IMC)를 나타내는 화상의 명료도를 표시하는 전벽 화상명료도 지표값(XCRF)과, 상기 혈관종단면 화상 내의 후벽(BRB)에 있어서의 내중막 복합체(IMC)를 나타내는 화상의 명료도를 표시하는 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)을 산출하기 때문에, 예를 들면 작업자는, 그 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)에 의거하여 상기 혈관종단면 화상 내의 전벽(BRF) 및 후벽(BRB)의 각각이 더욱 명료한 화상이 되도록 능률 좋게 초음파 프로브(24)를 위치결정할 수 있다.
[A3]또한 본 실시예에 의하면 반사파인식 제어수단(86)은, 장축용 초음파 어레이 탐촉자(24c)에 있어서 혈관길이방향의 서로 다른 수신위치에서 수신된 복수의 반사파 신호(SGEC)의 각각에 대하여, 도10과 같은 반사파 신호(SGEC)의 신호진폭(AMSG)과 혈관(20)의 직경방향 위치(PTR)와의 관계에 있어서, 그 반사파 신호(SGEC)의 신호진폭(AMSG)이 미리 정해진 제1피크판정 임계치(LT1PK)를 넘는 제1피크(PK1)와, 그 제1피크(PK1)의 발생위치보다 혈관(20)의 직경방향 외측에 발생하고 반사파 신호(SGEC)의 신호진폭(AMSG)이 미리 정해진 골짜기판정 임계치(LTBTM)보다 작은 골짜기(BTM)와, 상기 제1피크(PK1)의 발생위치로부터 골짜기(BTM)를 사이에 두고 혈관(20)의 직경방향 외측의 미리 정해진 피크 간격 임계치(LTSP)를 넘지 않는 범위 내에서 발생하고 반사파 신호(SGEC)의 신호진폭(AMSG)이 미리 정해진 제2피크판정 임계치(LT2PK)를 넘는 제2피크(PK2)를 검출하는 상기 반사파 인식제어를, 상기 전벽(BRF) 및 상기 후벽(BRB)의 각각에서 실행한다. 그리고 지표값 산출수단(84)은, 반사파인식 제어수단(86)이 전벽(BRF)에 있어서 상기 반사파 인식제어의 실행에 의하여 상기 복수의 반사파 신호(SGEC) 중 상기 제1피크(PK1)와 상기 골짜기(BTM)와 상기 제2피크(PK2)의 전부를 검출한 반사파 신호(SGEC)의 수(QLSG)에 의거하여 상기 전벽 화상명료도 지표값(XCRF)를 산출하고, 반사파인식 제어수단(86)이 후벽(BRB)에 있어서 상기 반사파 인식제어의 실행에 의하여 상기 복수의 반사파 신호(SGEC) 중 상기 제1피크(PK1)와 상기 골짜기(BTM)와 상기 제2피크(PK2)의 전부를 검출한 반사파 신호의 수(QLSG)에 의거하여 상기 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)을 산출한다. 따라서 그 전벽 화상명료도 지표값(XCRF)과 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)이 균일한 기준에 의거하여 산출되므로, 복수의 혈관검사 상호간에 있어서 비교가능한 상기 전벽 화상명료도 지표값(XCRF)과 상기 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)을 얻을 수 있다.
[A4]또한 본 실시예에 의하면, 반사파인식 제어수단(86)은, 미리 정해진 혈관(20)의 길이방향의 관측대상범위(AOB) 내에서 수신된 반사파 신호(SGEC)에 대하여 상기 반사파 인식제어를 실행하므로, 상기 혈관종단면 화상의 생성을 위하여 장축용 초음파 어레이 탐촉자(24c)에서 수신된 복수의 모든 반사파 신호(SGEC)에 대하여 상기 반사파 인식제어가 실행되는 경우와 비교할 때, 상기 전벽 화상명료도 지표값(XCRF)과 상기 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)을 산출할 때의 제어부하를 경감할 수 있다.
[A5]또한 본 실시예에 의하면 상기 반사파 인식제어에 있어서, 반사파 신호(SGEC)의 신호진폭(AMSG)이 상기 제1피크판정 임계치(LT1PK), 상기 골짜기판정 임계치(LTBTM) 및 상기 제2피크판정 임계치(LT2PK)와 비교되므로, 그 반사파 신호(SGEC)에 있어서의 상기 제1피크(PK1), 상기 골짜기(BTM), 및 상기 제2피크(PK2)의 검출이 용이하다. 또, 상기 반사파 신호(SGEC)의 신호진폭(AMSG) 대신에 그 신호진폭(AMSG)의 휘도변조 후의 휘도의 값이 상기 제1피크판정 임계치(LT1PK), 상기 골짜기판정 임계치(LTBTM) 및 상기 제2피크판정 임계치(LT2PK)와 비교되어도 마찬가지이다.
[A6]또한 본 실시예에 의하면, 도2에 나타나 있는 바와 같이 초음파 프로브(24)는, 복수개의 초음파 발진자가 직선적으로 혈관(20)의 길이방향에 직교하여 배열된 서로 평행한 한쌍의 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자(24a) 및 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자(24b)와, 그 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자(24a) 및 그 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자(24b)의 중앙부에 인접해서 설치되고 복수개의 초음파 발진자가 직선적으로 혈관(20)의 길이방향으로 배열된 장축용 초음파 어레이 탐촉자(24c)를 하나의 평면에 구비하고 있다. 그리고 혈관종단면 화상생성수단(82)은, 그 장축용 초음파 어레이 탐촉자(24c)에서 수신된 초음파의 반사파 신호(SGEC)에 의거하여 상기 혈관종단면 화상을 생성한다. 따라서 실용화되어 있는 초음파 프로브를 사용하여 상기 혈관종단면 화상을 생성할 수 있다.
[A7]또한 본 실시예에 의하면, 혈관직경 측정수단(88)은 혈관(20)의 혈관압박 해제 전에 혈관(20)의 안정직경(ｄａ)을 미리 측정하고, 혈관(20)의 혈관압박 해제 후에 혈관(20)의 최대직경(dMAX)을 측정하여, 그 혈관(20)의 안정직경(ｄａ)에 대한 혈관압박 해제 후의 직경변화비율의 최대값(RMAX)을 산출한다. 그리고 지표값 산출수단(84)은, 상기 안정직경(ｄａ)의 측정시에 있어서의 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)과, 상기 최대직경(dMAX)의 측정시에 있어서의 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)에 의거하여, 혈관직경 측정수단(88)에 의하여 산출된 혈관(20)의 안정직경(ｄａ)에 대한 혈관압박 해제 후의 최대 직경변화비율(RMAX)의 신뢰도를 나타내는 지표값(ＦＭＤ신뢰도 지표값)(XCRFMD)을 산출한다. 따라서 혈관(20)의 안정직경(ｄａ)에 대한 혈관압박 해제 후의 직경변화비율의 최대값(RMAX)을 복수개 비교하는 경우에, 그 최대값(RMAX)마다 얻어진 상기 ＦＭＤ신뢰도 지표값(XCRFMD)을 이용함으로써 측정 정밀도가 나쁜 데이터(최대값(RMAX))를 배제할 수 있어, 예를 들면 ＦＭＤ평가결과의 신뢰성을 더욱 끌어올릴 수 있다. 또한 임상(臨床)의 현장에 있어서, ＦＭＤ신뢰도 지표값(XCRFMD)이 낮은 경우에는 재검사를 하는 등의 객관적인 판단을 할 수 있게 된다. 또한 ＦＭＤ신뢰도 지표값(XCRFMD)은, 작업자가 ＦＭＤ평가에 있어서 혈관내강직경(d1)의 계측을 연습하는 경우에, 그 숙련도를 객관적으로 평가할 수 있는 기준으로도 된다.
[A8]또한 본 실시예에 의하면, 도14에 나타나 있는 바와 같이 지표값 산출수단(84)은, 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)의 각각을 수치표시함과 아울러 그 지표값(XCRF, XCRB)의 크기에 따라서 연속적으로 변화시켜 서로 비교가능한 화상 내지는 도형(부채형 그래프)으로서 모니터 화면표시장치(30)에 표시하도록 한다. 따라서 작업자는, 그들 지표값(XCRF, XCRB)이 수치만으로 표시되어 있는 경우에 비하여, 직감적으로 화상의 명료도를 판단할 수 있어 전벽(BRF) 및 후벽(BRB)의 화상을 보다 신속히 명료하게 할 수 있다.
계속하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서 실시예 상호간에 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
[실시예2]
상기의 제1실시예는, 혈관검사장치(22)의 작업자가 생체(14)의 표피 상에 배치된 초음파 프로브(24)의 위치를 수동조작으로 미세조정하기 위하여, 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)이 산출되어서 그들이 표시되는 것이지만, 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)에 의거하여 다축구동장치(26)를 구동하여 상기 혈관종단면 화상 내의 내중막 복합체(IMC)의 명료도가 일정 한도 이상이 되도록, 초음파 프로브(24)의 위치를 자동으로 미세조정하는 것도 가능하다. 본 제2실시예에서는, 그 초음파 프로브(24)의 위치를 자동으로 미세조정하는 제어에 대해서 설명한다. 이 제2실시예의 제어는, 상기의 제1실시예의 표시제어로 바꾸어서 실행되어도 좋지만 상기 제1실시예의 표시제어와 동시에 실행되어도 좋다. 이하, 제1실시예와 공통되는 점의 설명은 생략하고, 주로 제1실시예와 다른 점에 대해서 설명한다.
도17은 혈관검사장치(22)(혈관화상평가부(100))에 구비된 제어기능의 요부를 설명하는 기능 블록선 도면으로서, 제1실시예의 도8에 상당하는 도이다. 본 실시예의 혈관화상평가부(100)는, 제1실시예와 마찬가지로 혈관단면화상 생성수단(82)과 지표값 산출수단(84)과 혈관직경 측정수단(88)을 구비하고, 또한 단축화상위치 확정부로서의 단축화상위치 확정수단(210)과, 초음파 프로브 위치 수정부로서의 초음파 프로브 위치 수정수단(212)을 구비하고 있다. 그리고 초음파 프로브 위치 수정수단(212)은, 장축화상스코어 산출부로서의 장축화상스코어 산출수단(214)을 구비하고 있다.
혈관단면화상 생성수단(82)은, 제1실시예와 마찬가지로, 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자(24a)에서 수신된 초음파의 반사파 신호(SGEC)에 의거하여 제1단축화상 표시영역(G1)에 표시되게 하는 혈관(20)의 횡단면 화상 즉 제1혈관횡단면 화상을 순차적으로 생성하고, 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자(24b)에서 수신된 초음파의 반사파 신호(SGEC)에 의거하여 제2단축화상 표시영역(G2)에 표시되게 하는 혈관(20)의 횡단면 화상 즉 제2혈관횡단면 화상을 순차적으로 생성하고, 장축용 초음파 어레이 탐촉자(24c)에서 수신된 초음파의 반사파 신호(SGEC)에 의거하여 장축화상 표시영역(G3)에 표시되게 하는 혈관(20)의 종단면 화상 즉 혈관종단면 화상을 순차적으로 생성한다.
단축화상위치 확정수단(210)은, 혈관단면화상 생성수단(82)에 의하여 생성된 상기 제1혈관횡단면 화상 및 상기 제2혈관횡단면 화상의 각각에 있어서 혈관(20)의 중심위치(CRBV)(혈관횡단면중심(CRBV))를 인식한다. 그리고 단축화상위치 확정수단(210)은, 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자(24a)로부터 혈관(20)의 중심(혈관횡단면중심(CRBV))까지의 거리와 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자(24b)로부터 혈관(20)의 중심(혈관횡단면중심(CRBV))까지의 거리가 서로 같아지도록, 또한, 제1단축화상 표시영역(G1) 및 제2단축화상 표시영역(G2)의 각각이 그들의 폭방향 중앙부에 혈관(20)의 화상이 위치하도록 다축구동장치(26)를 작동시켜서 초음파 프로브(24)를 위치결정한다. 도4를 참조하여 설명하면, 그 도4에 있어서 「a=b, c=d, e=f」가 되도록, 즉 초음파 프로브(24)가 상기 소정의 계측위치(PT1)에 배치되도록, 다축구동장치(26)를 작동시켜서 초음파 프로브(24)를 위치결정한다. 예를 들면 상기 제1혈관횡단면 화상 및 상기 제2혈관횡단면 화상의 각각에서의 상기 소정의 계측위치(PT1)에 대한 혈관중심위치(CRBV)의 어긋남(어긋난 정도 및 어긋난 방향)과, 다축구동장치(26)가 구비하는 각 액추에이터의 초음파 프로브(24)를 상기 소정의 계측위치(PT1)로 위치결정하기 위한 작동량과의 관계를 미리 실험적으로 구하여 단축화상위치 확정수단(210)에 설정해 둔다. 단축화상위치 확정수단(210)은 상기 제1혈관횡단면 화상 및 상기 제2혈관횡단면 화상의 각각에 있어서, 혈관중심위치(CRBV)를 인식한 뒤에 그 혈관중심위치(CRBV)의 상기 소정의 계측위치(PT1)에 대한 어긋남(어긋난 정도 및 어긋난 방향)을 산출한다. 그리고 그 산출한 혈관중심위치(CRBV)의 어긋남이 0 또는 대략 0으로 간주할 수 있는 소정의 허용범위 내인지 여부를 판단하고, 그 혈관중심위치(CRBV)의 어긋남이 0 또는 상기 소정의 허용범위 내가 아닌 것으로 판단한 경우에는, 상기 미리 설정된 혈관중심위치(CRBV)의 어긋남과 다축구동장치(26)가 구비하는 각 액추에이터의 작동량과의 관계로부터, 상기 산출한 혈관중심위치(CRBV)의 어긋남에 의거하여 상기 각 액추에이터의 작동량을 결정하여 다축구동장치(26)를 작동시킨다. 단축화상위치 확정수단(210)은, 이러한 혈관중심위치(CRBV)의 인식, 혈관중심위치(CRBV)의 상기 소정의 계측위치(PT1)에 대한 어긋남의 산출 및 다축구동장치(26)의 작동을, 상기 혈관중심위치(CRBV)의 어긋남이 0 또는 상기 소정의 허용범위 내가 될 때까지, 예를 들면 혈관단면화상 생성수단(82)이 제1혈관횡단면 화상 및 제2혈관횡단면 화상을 생성할 때마다 반복한다. 그리고 그 혈관중심위치(CRBV)의 어긋남이 0 또는 상기 소정의 허용범위 내가 되었다고 판단한 경우에는, 다축구동장치(26)의 작동을 종료하고, 혈관횡단면 화상에 의거하는 초음파 프로브(24)의 위치결정이 완료된 취지를 초음파 프로브 위치 수정수단(212)으로 출력한다.
장축화상스코어 산출수단(214)은, 지표값 산출수단(84)에 의하여 산출된 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)에 의거하여 혈관종단면 화상 내에서의 내중막 복합체(IMC)를 나타내는 화상의 명료도를 전벽(BRF) 및 후벽(BRB)의 전체에 대해서 나타내는 산출값(BRFB), 즉 종합 명료도 지표값(BRFB)을 산출한다. 예를 들면 그 종합 명료도 지표값(BRFB)은, 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)의 평균치 또는 합계값이지만, 본 실시예에서는 그들 지표값(XCRF, XCRB)의 평균치, 즉 지표평균치로 된다. 또한 장축화상스코어 산출수단(214)은, 예를 들면 지표값 산출수단(84)이 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)을 산출할 때마다, 바꿔 말하면, 혈관단면화상 생성수단(82)이 혈관종단면 화상을 생성하기 위한 초음파의 반사파 신호(SGEC)가 수신(취득)될 때마다, 상기 종합 명료도 지표값(BRFB)을 순차적으로 산출한다.
초음파 프로브 위치 수정수단(212)은, 단축화상위치 확정수단(210)에 의한 초음파 프로브(24)의 위치결정 완료 후에, 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)에 의거하는 산출값(종합 명료도 지표값(BRFB))이 미리 정해진 판정값(지표평균 판정값)(LBR1FB) 이상으로 되도록, 다축구동장치(26)를 작동시켜서 초음파 프로브(24)를 위치결정한다. 즉 초음파 프로브(24)의 위치를 미세조정한다. 상기 지표평균 판정값(LBR1FB)은, 예를 들면 혈관직경을 측정할 수 있을 정도로 혈관종단면 화상 내의 내중막 복합체(IMC)가 명료하게 되는 값으로 실험적으로 설정되어 있다. 구체적으로 말하면, 초음파 프로브 위치 수정수단(212)은, 장축화상스코어 산출수단(214)에 의하여 산출된 종합 명료도 지표값(BRFB)이 상기 지표평균 판정값(LBR1FB) 이상인지 여부를 판단하고, 그 종합 명료도 지표값(BRFB)이 그 지표평균 판정값(LBR1FB) 이상이 아닌 것으로 판단한 경우에는, 그 종합 명료도 지표값(BRFB)을 증가시키는 방향으로 다축구동장치(26)를 작동시켜서 초음파 프로브(24)의 위치를 소정의 미소량만큼 비키어 놓는다. 그리고 초음파 프로브 위치 수정수단(212)은, 이 초음파 프로브(24)의 위치를 소정의 미소량만큼 비키어 놓는 것을, 종합 명료도 지표값(BRFB)이 상기 지표평균 판정값(LBR1FB) 이상이 될 때까지 반복실행하고, 종합 명료도 지표값(BRFB)이 상기 지표평균 판정값(LBR1FB) 이상으로 되었다고 판단한 경우에는, 다축구동장치(26)의 작동을 종료하고, 초음파 프로브(24)의 위치의 미세조정이 완료한 취지를 혈관직경 측정수단(88)으로 출력한다. 또, 초음파 프로브 위치 수정수단(212)은, 초음파 프로브(24)의 위치를 미세조정 하는 경우에는, 예를 들면 다축구동장치(26)를 작동시켜서 초음파 프로브(24)의 위치를 상기 소정의 미소량만큼 이동시키고, 그 다음의 사이클에서 종합 명료도 지표값(BRFB)이 그 이동 전에 비하여 감소하였을 경우는, 초음파 프로브(24)의 위치를 그 이동 전으로 되돌리고 나아가 반대측으로 상기 소정의 미소량만큼 이동시킨다. 또한 상기 지표평균 판정값(LBR1FB) 이상의 범위가, 본 발명의 미리 정해진 목표범위에 대응한다.
혈관직경 측정수단(88)은, 제1실시예에서 설명한 기능에 더하여, 초음파 프로브 위치 수정수단(212)으로부터 초음파 프로브(24)의 위치의 미세조정이 완료한 취지를 받은 경우에 ＦＭＤ계측, 구체적으로는 혈관내강직경(d1)(ｄａ, dMAX)의 계측을 시작한다.
도18은, 본 실시예의 혈관검사장치(22)(전자제어장치(28))의 제어작동의 요부, 즉 초음파 프로브(24)를 ＦＭＤ계측 가능한 위치에 자동으로 위치결정하는 제어작동을 설명하기 위한 플로우 차트이며, 제1실시예의 도15에 상당하는 도이다. 또, 도18의 ＳＣ6, ＳＣ7, ＳＣ8은 각각, 도15의 ＳＡ2, ＳＡ3, ＳＡ4와 같으므로, 그 설명을 생략한다. 이 도18에 도시된 제어작동은, 단독으로 또는 다른 제어작동과 병렬적으로 실행된다.
혈관단면화상 생성수단(82)에 대응하는 ＳＣ1에 있어서는, B모드 단축화상 데이터가 취득된다. 즉 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자(24a)에 있어서 그 길이방향으로 소정의 반사파 수신간격(PCRV)으로 초음파의 반사파 신호(SGEC)가 주사되어 수신(취득)되고, 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자(24b)에 있어서 그 길이방향으로 소정의 반사파 수신간격(PCRV)으로 초음파의 반사파 신호(SGEC)가 주사되어 수신(취득)된다. 그 취득된 상기 B모드 단축화상 데이터(반사파 신호(SGEC))는 전자제어장치(28)의 기억장치 등에 기억된다. 그리고 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자(24a)에서 수신된 초음파의 반사파 신호(SGEC)에 의거하여 상기 제1혈관횡단면 화상이 생성되고, 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자(24b)에서 수신된 초음파의 반사파 신호(SGEC)에 의거하여 상기 제2혈관횡단면 화상이 생성된다.
단축화상위치 확정수단(210)에 대응하는 ＳＣ2에 있어서는, 모니터 화면표시장치(30)의 좌우의 단축화상 즉 상기 제1혈관횡단면 화상 및 상기 제2혈관횡단면 화상의 각각에 있어서, 혈관(20)의 중심위치(CRBV)가 인식된다.
단축화상위치 확정수단(210)에 대응하는 ＳＣ3에 있어서는, 상기 제1혈관횡단면 화상 및 상기 제2혈관횡단면 화상의 각각에 있어서, 혈관중심위치(CRBV)의 상기 소정의 계측위치(PT1)에 대한 어긋남(어긋난 정도 및 어긋난 방향)이 산출된다.
단축화상위치 확정수단(210)에 대응하는 ＳＣ4에 있어서는, 상기 ＳＣ3에서 산출된 혈관중심위치(CRBV)의 어긋남이 0 또는 대략 0 인지 여부가 판단된다. 이 ＳＣ4의 판단이 긍정적인 경우, 즉 상기 혈관중심위치(CRBV)의 어긋남이 0 또는 대략 0인 경우에는, ＳＣ6 으로 옮겨 B모드 장축화상 데이터를 취득한다. 한편 이 ＳＣ4의 판단이 부정적인 경우에는, ＳＣ5 로 옮긴다.
단축화상위치 확정수단(210)에 대응하는 ＳＣ5에 있어서는, 다축구동장치(26)가 구비하는 각 액추에이터, 즉 프로브홀더 모터가 상기 혈관중심위치(CRBV)의 어긋남을 감소시키도록 제어된다. 예를 들면 미리 실험적으로 설정된 관계로부터, 상기 혈관중심위치(CRBV)의 어긋남에 의거해 그 어긋남을 감소시키는 방향으로 다축구동장치(26)를 작동시킨다. ＳＣ5의 다음에는 ＳＣ1으로 되돌아간다.
ＳＣ8 다음의 ＳＣ9에 있어서는, ＳＣ7에서 산출된 전벽 화상명료도 지표값(전벽 스코어)(XCRF) 및 ＳＣ8에서 산출된 후벽 화상명료도 지표값(후벽 스코어)(XCRB)의 평균치가 산출되고, 그 평균치가 상기 종합 명료도 지표값(BRFB) 즉 상기 혈관종단면 화상(장축화상)의 스코어로 된다. 이 ＳＣ9는, 장축화상스코어 산출수단(214)에 대응한다.
초음파 프로브 위치 수정수단(212)에 대응하는 ＳＣ10에 있어서는, 상기 ＳＣ9에서 산출된 종합 명료도 지표값(BRFB)이 상기 지표평균 판정값(임계치)(LBR1FB)이상인지 여부가 판단된다. 이 ＳＣ10의 판단이 긍정적인 경우, 즉 상기 종합 명료도 지표값(BRFB)이 상기 지표평균 판정값(LBR1FB) 이상인 경우에는 ＳＣ12로 옮긴다. 한편 이 ＳＣ10의 판단이 부정적인 경우에는 ＳＣ11로 옮긴다.
초음파 프로브 위치 수정수단(212)에 대응하는 ＳＣ11에 있어서는, 다축구동장치(26)가 구비하는 각 액추에이터(프로브홀더 모터)가 상기 종합 명료도 지표값(BRFB)을 증가시키는 방향으로 제어된다. 예를 들면 초음파 프로브(24)의 위치가 다축구동장치(26)의 작동에 의하여 상기 소정의 미소량만큼 이동되는데, 그 다음의 사이클에서 종합 명료도 지표값(BRFB)이 그 이동 전에 비하여 감소하였을 경우에는, 초음파 프로브(24)의 위치가 그 이동 전으로 되돌려지고 나아가 반대측으로 상기 소정의 미소량만큼 이동된다. ＳＣ11의 다음에는 ＳＣ6으로 되돌아간다.
혈관직경 측정수단(88)에 대응하는 ＳＣ12에 있어서는, ＦＭＤ계측, 구체적으로는 혈관내강직경(d1)(ｄａ, dMAX)의 계측이 시작된다.
본 실시예에서는, 상기 제1실시예의 효과에 더하여 추가적으로 다음과 같은 효과가 있다. 본 실시예에 의하면 단축화상위치 확정수단(210)은, 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자(24a)로부터 혈관(20)의 중심(혈관횡단면중심(CRBV))까지의 거리와 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자(24b)로부터 혈관(20)의 중심(혈관횡단면중심(CRBV))까지의 거리가 서로 같아지도록, 또한, 모니터 화면표시장치(30)의 제1단축화상 표시영역(G1) 및 제2단축화상 표시영역(G2)의 각각이 그들의 폭방향 중앙부에 혈관(20)의 화상을 위치시키도록, 다축구동장치(26)를 작동시켜서 초음파 프로브(24)를 위치결정한다. 그리고 초음파 프로브 위치 수정수단(212)은, 단축화상위치 확정수단(210)에 의한 초음파 프로브(24)의 위치결정 완료 후에, 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)에 의거하는 산출값(종합 명료도 지표값(BRFB))이 미리 정해진 지표평균 판정값(LBR1FB) 이상으로 되도록, 다축구동장치(26)를 작동시켜서 초음파 프로브(24)를 위치결정한다. 따라서 작업자의 조작부담을 경감시킬 수 있다. 또한 작업자가 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)을 증가시키도록 수동조작으로 초음파 프로브(24)의 위치를 미세조정하는 경우와 비교할 때, 그 작업자의 숙련도가 더 낮더라도 명료한 혈관종단면 화상을 얻는 것이 가능하다. 또한 초음파 프로브(24)의 위치의 미세조정에 의한 혈관종단면 화상의 명료화까지도 포함시킨 ＦＭＤ계측의 자동화를 실현할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명했지만, 이는 어디까지나 일실시형태이며, 본 발명은 당업자의 지식에 의거하여 다양한 변경 및 개량을 가한 형태로 실시할 수 있다.
예를 들면 상기 실시예에 있어서, 상기 전벽 화상명료도 지표값(XCRF)은 상기 식(1)에 의하여 산출되고, 상기 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)은 상기 식(2)에 의하여 산출되지만, 그들 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)은 그 이외의 방법에 의하여 산출되는 것도 생각할 수 있다.
또한 상기 실시예의 도14에 있어서, 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)의 각각은 상기 부채형 그래프에서 모니터 화면표시장치(30)에 표시되지만, 도19에 예시한 것 같은 막대그래프등 그 이외의 표시방법이 채용되어도 상관없다. 또한 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)의 각각은 수치표시되는 동시에 도형(부채형 그래프)으로서도 모니터 화면표시장치(30)에 표시되지만, 수치표시와 도형표시의 어느 일방만의 표시방법이어도 상관없다.
또한 상기 실시예의 도13에 있어서, 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)의 각각은, 상기 혈관종단면 화상 및 상기 혈관횡단면 화상을 표시하는 모니터 화면표시장치(30)에 표시되어 있지만, 그 모니터 화면표시장치(30)와는 다른 독립한 표시장치에 표시되어도 상관없다.
또한 상기 실시예에 있어서 상기 ＦＭＤ신뢰도 지표값(XCRFMD)은, 상기 안정직경(ｄａ)의 측정시에 있어서의 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)의 평균치와, 상기 최대직경(dMAX)의 측정시에 있어서의 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)의 평균치를, 추가적으로 상기 식(3)에 의하여 평균해서 산출되지만, 그와 같이 산출하는 것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 그들 지표값(XCRF, XCRB)의 모든 합계값이어도 상관없다.
또한 상기 실시예에 있어서 반사파인식 제어수단(86)은, 도10에 나타나 있는 바와 같은 반사파 신호(SGEC)에 대하여 상기 반사파 인식제어를 실행하지만, 그 실행에 앞서 그 반사파 신호(SGEC)에 잘 알려진 첨예화(선명화)필터를 적용하고, 그 반사파 신호(SGEC)의 피크와 골짜기를 더욱 눈에 띄게 하여 명료한 것으로 하는 첨예화 처리를 하여도 좋다. 그 첨예화 처리에는, 예를 들면 잘 알려진 언샤프 마스킹법(unsharp masking 法)이나 선택적 화상선명화법 등이 사용된다. 그 언샤프 마스킹법은, 흐려진 화상으로부터 그 화상의 2차미분화상(라플라시안 화상; Laplacian 畵像)을 추출함으로써 화상을 선명하게 하는 방법이다. 또한 선택적 화상선명화법은, 화상의 엣지(edge) 부분에 대한 라플라시안 화상만을 추출함으로써 노이즈의 영향을 억제해서 화상의 엣지 부분을 선택적으로 선명화하는 방법이다.
또한 상기 실시예에 있어서는, 초음파 프로브(24)의 위치결정후에 ＦＭＤ계측이 실시되는 예가 설명되어 있지만, 본 발명은 ＩＭＴ(Intima-media thickness)검사나 경동맥을 초음파에 의하여 관측하는 것 같은 제어장치에 있어서도 유효하게 적용할 수 있다.
또한 상기 실시예에 있어서, 전벽 화상명료도 지표값(XCRF) 및 후벽 화상명료도 지표값(XCRB)은 상기 반사파 인식제어의 실행결과에 의거하여 산출되지만, 상기 혈관종단면 화상 내의 내중막 복합체(IMC)의 명료도와 관련되어서 산출되는 것이라면, 다른 방법에 의하여 산출되어도 상관없다.
또한 상기 실시예에 있어서, 전자제어장치(28)는 혈관직경 측정수단(88)을 구비하고 있지만, 이것을 구비하지 않고 있는 전자제어장치(28)도 생각할 수 있다.
또한 상기 실시예에 있어서, 도1의 상완(16)은, 예를 들면 인체의 윗팔이다.
또 상기한 복수의 실시예는 각각, 예를 들면 우선순위를 두는 것 등으로 하여 서로 조합하여 실시할 수 있다.
그 외, 일일이 예시는 하지 않지만 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가하여져서 실시될 수 있는 것이다.
14: 생체
20: 혈관
22: 혈관검사장치(초음파 혈관 검사장치)
24: 초음파 프로브
24a: 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자
24b: 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자
24c: 장축용 초음파 어레이 탐촉자
26: 다축구동장치
30: 모니터화면 표시장치(화상표시장치)
82: 혈관단면화상 생성수단(혈관종단면화상 생성수단)
84: 지표값 산출수단
86: 반사파인식 제어수단
88: 혈관직경 측정수단
210: 단축화상 위치 확정수단
212: 초음파 프로브 위치 수정수단
IMC: 내중막 복합체
BRF: 전벽
BRB: 후벽
SGEC: 반사파 신호

Claims (9)

  1. 생체(生體)의 표피(表皮)상에 배치된 초음파 프로브(超音波 probe)를 사용해서 초음파의 반사파 신호(反射波信號)에 의거하여 상기 생체의 표피 아래의 혈관의 종단면 화상(縱斷面畵像)을 생성하는 혈관종단면 화상 생성수단(血管縱斷面畵像生成手段)을 구비한 초음파 혈관 검사장치(超音波血管檢査裝置)로서,
    상기 혈관의 종단면 화상 내에서 상기 혈관의 내중막 복합체(內中膜複合體)를 나타내는 화상의 명료도(明瞭度)를 표시하는 지표값을 산출하는 지표값 산출수단을
    포함하고,
    상기 지표값 산출수단은, 상기 혈관의 종단면 화상 내의 한쌍의 혈관벽 단면 중 상기 초음파 프로브에 가까운 측의 혈관벽 단면인 전벽(前壁)에 있어서의 상기 내중막 복합체를 나타내는 화상의 명료도(明瞭度)를 표시하는 전벽 화상명료도 지표값과, 상기 한쌍의 혈관벽 단면 중 상기 초음파 프로브로부터 먼 측의 혈관벽 단면인 후벽(後壁)에 있어서의 상기 내중막 복합체를 나타내는 화상의 명료도를 표시하는 후벽 화상명료도 지표값을 산출하는 것을
    특징으로 하는 초음파 혈관 검사장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 초음파 프로브에 있어서 상기 혈관의 길이방향으로 서로 다른 복수의 수신위치에서 수신된 복수의 상기 반사파 신호의 각각에 대하여, 상기 반사파 신호의 크기와 상기 혈관의 직경방향 위치의 관계에 있어서, 상기 반사파 신호의 크기가 미리 정해진 제1피크판정 임계치를 넘는 제1피크와, 상기 제1피크의 발생위치보다 상기 혈관의 직경방향 외측에 발생하고 상기 반사파 신호의 크기가 미리 정해진 골짜기판정 임계치보다 작은 골짜기와, 상기 제1피크의 발생위치로부터 상기 골짜기를 사이에 두고 상기 혈관의 직경방향 외측의 미리 정해진 피크 간격 임계치를 넘지 않는 범위 내에서 발생하고 상기 반사파 신호의 크기가 미리 정해진 제2피크판정 임계치를 넘는 제2피크를 검출하는 반사파 인식제어를, 상기 전벽 및 상기 후벽의 각각에서 실행하는 반사파인식 제어수단이 구비되어 있고,
    상기 지표값 산출수단은, 상기 반사파인식 제어수단이 상기 전벽에 있어서 상기 반사파 인식제어의 실행에 의하여 상기 복수의 반사파 신호 중 상기 제1피크와 상기 골짜기와 상기 제2피크의 전부를 검출한 반사파 신호의 수에 의거하여 상기 전벽 화상명료도 지표값을 산출하고, 상기 반사파인식 제어수단이 상기 후벽에 있어서 상기 반사파 인식제어의 실행에 의하여 상기 복수의 반사파 신호 중 상기 제1피크와 상기 골짜기와 상기 제2피크의 전부를 검출한 반사파 신호의 수에 의거하여 상기 후벽 화상명료도 지표값을 산출하는 것을
    특징으로 하는 초음파 혈관 검사장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 반사파인식 제어수단은, 미리 정해진 상기 혈관의 길이방향의 관측대상범위 내에서 수신된 상기 반사파 신호에 대하여, 상기 반사파 인식제어를 실행하는 것을
    특징으로 하는 초음파 혈관 검사장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 반사파 신호의 크기는, 상기 반사파 신호의 진폭 또는 상기 반사파 신호의 진폭을 상기 혈관의 종단면 화상을 표시하기 위한 휘도로 치환했을 때의 상기 휘도의 값인 것을 특징으로 하는 초음파 혈관 검사장치.
  6. 제1항, 제3항 또는 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 초음파 프로브는, 복수개의 초음파 발진자가 직선적으로 상기 혈관의 길이방향에 직교하여 배열된 서로 평행한 한쌍의 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자 및 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자와, 상기 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자 및 상기 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자의 일방 또는 양방의 중앙부에 인접해서 설치되어 복수개의 초음파 발진자가 직선적으로 상기 혈관의 길이방향으로 배열된 장축용 초음파 어레이 탐촉자를 하나의 평면에 구비하고 있고,
    상기 혈관종단면 화상 생성수단은, 상기 장축용 초음파 어레이 탐촉자에서 수신된 상기 초음파의 반사파 신호에 의거하여 상기 혈관의 종단면 화상을 생성하는 것을
    특징으로 하는 초음파 혈관 검사장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자에 의한 초음파화상을 표시하는 제1단축화상 표시영역과, 상기 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자에 의한 초음파화상을 표시하는 제2단축화상 표시영역과, 상기 혈관의 종단면 화상을 표시하는 장축화상 표시영역을 구비하는 화상표시장치와,
    상기 초음파 프로브의 위치결정상태를 제어하는 다축구동장치가
    구비되어 있고,
    상기 제1단축용 초음파 어레이 탐촉자로부터 상기 혈관의 중심까지의 거리와 상기 제2단축용 초음파 어레이 탐촉자로부터 상기 혈관의 중심까지의 거리가 서로 같아지도록 하고 또한 상기 제1단축화상 표시영역 및 상기 제2단축화상 표시영역의 각각이 그들의 폭방향 중앙부에 상기 혈관의 화상이 위치하도록, 상기 다축구동장치를 작동시켜서 상기 초음파 프로브를 위치결정하는 단축화상 위치 확정수단과, 상기 단축화상 위치 확정수단에 의한 상기 초음파 프로브의 위치결정 완료 후에, 상기 전벽 화상명료도 지표값 및 상기 후벽 화상명료도 지표값에 의거하는 산출값이 미리 정해진 목표범위 내가 되도록, 상기 다축구동장치를 작동시켜서 상기 초음파 프로브를 위치결정하는 초음파 프로브 위치 수정수단을
    포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 혈관 검사장치.
  8. 제1항, 제3항 또는 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 혈관의 혈관압박 해제 전에 상기 혈관의 안정직경(安靜直徑)을 미리 측정하고, 혈관압박 해제 후에 상기 혈관의 최대직경(最大直徑)을 측정하고, 상기 혈관의 안정직경에 대한 혈관압박 해제 후의 직경변화비율의 최대값을 산출하는 혈관직경 측정수단이 구비되어 있고,
    상기 지표값 산출수단은, 상기 안정직경의 측정시에 있어서의 상기 전벽 화상명료도 지표값 및 상기 후벽 화상명료도 지표값과 상기 최대직경의 측정시에 있어서의 상기 전벽 화상명료도 지표값 및 상기 후벽 화상명료도 지표값에 의거하여, 상기 혈관직경 측정수단에 의하여 산출된 상기 혈관의 안정직경에 대한 혈관압박 해제 후의 직경변화비율의 최대값의 신뢰도를 나타내는 지표값을 산출하는 것을
    특징으로 하는 초음파 혈관 검사장치.
  9. 제1항, 제3항 또는 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 지표값 산출수단은, 상기 전벽 화상명료도 지표값 및 상기 후벽 화상명료도 지표값의 각각을, 그 지표값의 크기에 따라서 연속적으로 변화시켜 서로 대비가능한 화상으로서 화상표시장치에 표시되게 하는 것을 특징으로 하는 초음파 혈관 검사장치.
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