WO2006043529A1 - 超音波診断装置 - Google Patents

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WO2006043529A1
WO2006043529A1 PCT/JP2005/019089 JP2005019089W WO2006043529A1 WO 2006043529 A1 WO2006043529 A1 WO 2006043529A1 JP 2005019089 W JP2005019089 W JP 2005019089W WO 2006043529 A1 WO2006043529 A1 WO 2006043529A1
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ultrasonic diagnostic
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PCT/JP2005/019089
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Makoto Kato
Yoshinao Tannaka
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that measures a property characteristic value in a living tissue.
  • Arteriosclerosis is closely related to the onset of myocardial infarction and cerebral infarction. Specifically, if an atheroma is formed on the artery wall or if new cells of the artery cannot be made due to various factors such as hypertension, the artery loses its elasticity and becomes stiff and brittle. Then, the blood vessel is occluded in the part where the atheroma is formed, or the vascular tissue covering the atheroma is ruptured and the atheroma flows into the blood vessel, and the artery is occluded in another part or the artery is hardened These diseases can be caused by the rupture of parts. Therefore, early diagnosis of arteriosclerosis is important for the prevention and treatment of these diseases.
  • arteriosclerosis can be diagnosed early and a therapeutic agent for arteriosclerosis can be administered to a subject, it will be effective in treating arteriosclerosis.
  • a therapeutic agent for arteriosclerosis can be administered to a subject, it will be effective in treating arteriosclerosis.
  • arteriosclerosis progresses, it is said that it is difficult to completely recover the arteriosclerosis even though the therapeutic agent can suppress the progression of arteriosclerosis.
  • Ultrasound diagnostic equipment is one of the non-invasive medical diagnostic equipment that places less burden on the subject, and does not require the administration of contrast media to the subject compared to the same non-invasive X-ray diagnostic equipment.
  • Non-Patent Document 1 uses the method of Patent Document 1 to measure the elastic characteristics of the arterial wall and display a two-dimensional distribution of the elastic modulus characteristics in a color tone according to the magnitude of the elastic modulus characteristics.
  • Non-Patent Document 1 identifies each tissue of the iliac artery wall by staining the iliac artery in vitro after measuring the elastic properties of the iliac artery, and identifies the tissue identified by staining. Measurements using position information determine which organization each elastic property in the obtained two-dimensional distribution belongs to. Further, it is disclosed that the elastic characteristics of the determined tissue are analyzed by a histogram, and the type of the two-dimensional distribution force tissue of the elastic characteristics of the arterial wall is estimated based on the analysis result.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 10-5226
  • Non-Patent Document 1 As disclosed in Non-Patent Document 1 and the like, by displaying the measured elastic characteristics of each part of the subject in a two-dimensional distribution, it is possible to easily identify a specific part of the elastic modulus in the subject. It becomes like this. However, when the value of the elastic characteristic varies in the tissue to be diagnosed in the subject or in a predetermined region, it is difficult to understand what value the elastic property of the entire tissue or region is. For this reason, accurate pathological diagnosis may be difficult based on the elastic characteristics of the subject.
  • the present invention solves such a problem and makes it possible to more accurately perform pathological diagnosis of a subject based on a property characteristic value of the subject obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves such as elastic properties.
  • An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention is obtained by reflecting a transmission unit that drives a probe for transmitting ultrasonic waves to a subject, and the ultrasonic wave is reflected on the living tissue.
  • a receiving unit that amplifies a reflected echo received by the tentacle and generates a received signal; an image processing unit that generates a tomographic image of the subject based on the received signal; and an arbitrary one in the tomographic image
  • a region setting unit that sets a range of the target region as a target region, a motion information measuring unit that obtains motion information of the subject at a plurality of measurement positions set on the subject from the received signal, and the motion information,
  • a characteristic value calculation unit for obtaining property characteristic values of a plurality of target tissues of the subject specified by a plurality of measurement positions; and the target set by the region setting unit for acquiring the plurality of property characteristic values.
  • a distribution creating unit that obtains a frequency distribution of the property characteristic values from the property characteristic values of the target tissue.
  • the property characteristic value obtained by the characteristic value calculation unit is selected from the group force consisting of the maximum thickness change amount, strain, and elastic characteristic force of the subject.
  • the region setting unit sets the target region based on a signal from an input unit provided outside.
  • the region setting unit defines at least one boundary in the subject based on the characteristics of the received signal caused by a difference in acoustic characteristics in the subject.
  • the distribution creating unit determines the property for each region divided by the boundary. Find the frequency distribution of characteristic values.
  • the characteristic of the received signal is amplitude information of the received signal.
  • the region setting unit determines at least one boundary in the subject based on the property characteristic value, and the distribution creating unit includes the boundary The frequency distribution of the property characteristic values is obtained for each area divided by
  • the region setting unit determines at least one boundary in the subject based on the motion information, and the distribution creating unit includes the boundary The frequency distribution of the property characteristic values is obtained for each region divided by
  • the motion information includes a time change amount of the position of the subject at a plurality of measurement positions and a time change of two thicknesses defining the target tissue. It is at least one of the conversion amounts.
  • the subject includes a blood vessel wall tissue having an intima region, a medial region, and an adventitia region
  • the region setting unit includes a blood vessel cavity, an intima region, And at least one boundary selected between the boundary between the intima region and the intima region, the boundary between the intima region and the adventitia region, and the boundary between the adventitia region and the extravascular tissue.
  • the distribution creating unit creates a histogram as a frequency distribution of property characteristic values.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus further includes a display for displaying the tomographic image and the frequency distribution.
  • the image processing unit obtains the plurality of property characteristic values, and further generates a two-dimensional distribution image of the plurality of property characteristic values in the subject.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus further includes a display for displaying the tomographic image, the frequency distribution, and the two-dimensional distribution image.
  • the characteristic value calculation unit updates the plurality of property characteristic values in a predetermined cycle, and the distribution generation unit and the image processing unit synchronize with the update of the property characteristic values. , Update the frequency distribution and the two-dimensional distribution image, respectively.
  • the characteristic force of the subject in an arbitrary range can be generated and displayed by creating a frequency distribution of the property characteristic values of the subject in the range. Therefore, the operator or the person who diagnoses the subject can easily recognize the value of the elastic characteristic of the region to be diagnosed.
  • the operator when the operator sets a target region for each constituent tissue of the subject, the operator can refer to the frequency distribution of the elastic characteristics for each constituent tissue. As a result, the subject can be diagnosed more accurately.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration for measuring the elastic modulus of a blood vessel wall using the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a screen displayed on the display unit by the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a screen displayed on the display unit by the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a graph showing an example of a histogram of elastic characteristics of the outer membrane region.
  • (B) is a graph showing an example of a histogram of elastic characteristics of the medial region.
  • (C) is a graph showing an example of a histogram of elastic characteristics of the intima region.
  • FIG. 6 is a graph showing an example of a histogram of elastic characteristics of the entire blood vessel wall (inner, inner and outer membranes).
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a measurement position set in a blood vessel wall.
  • the first embodiment will be described below. Here, an example in which the elastic characteristics of a blood vessel wall are measured by an ultrasonic diagnostic apparatus will be described.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration for measuring the elastic modulus of a blood vessel wall using the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 100 is connected to an ultrasonic probe 200, a display 300, a sphygmomanometer 400, an electrocardiograph 500, and an input unit 600.
  • the ultrasonic probe 200 is a probe that transmits and receives ultrasonic waves. As shown in FIG. 1, the ultrasonic probe 200 is brought into close contact with the biological surface 2 of the subject by the operator, and the blood vessel 3 Send ultrasonic waves to the. The ultrasonic waves are reflected by the inside of the living body 1, the blood vessel wall 4 constituting the blood vessel 3, the blood fluid 5, etc., become reflected echoes, and return to the ultrasonic probe 200.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 100 receives a reflected echo using the ultrasonic probe 200 and analyzes the reflected echo to display a tomographic image of the inside 1 of the living body including the blood vessel 3 on the display 300.
  • the display device 300 is a monitor or the like.
  • the sphygmomanometer 400 measures the blood pressure of the subject.
  • the electrocardiograph 500 measures the state of the subject's heart.
  • the input unit 600 is an input device such as a mouse, a keyboard, or a touch panel.
  • the operator sets the region of interest in the subject of the subject by operating the input unit 600 by a method described later.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 100 obtains the frequency distribution of the elastic modulus in the set region of interest, and displays the obtained frequency distribution on the display 300.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus 100.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 100 includes a transmission unit 101, a reception unit 102, a delay time control unit 103, a motion information measurement unit 104, a region setting unit 107, a characteristic value calculation unit 105, and a calculation data storage unit 106.
  • a distribution creating unit 108, a control unit 109, and an image processing unit 110 are provided.
  • the control unit 109 includes a transmission unit 101, a reception unit 102, a delay time control unit 103, a motion information measurement unit 104, a region setting unit 107, a characteristic value calculation unit 105, a distribution creation unit 108, and an image processing unit 110. Control.
  • the transmitting unit 101 transmits a predetermined drive pulse signal to the ultrasonic probe 200.
  • the ultrasonic probe 200 acquires the drive pulse signal and transmits the ultrasonic wave toward the subject. Further, the ultrasonic probe 200 receives a reflected echo reflected from the subject and converts the reflected echo into an electrical signal.
  • the receiving unit 102 receives the electric signal from the ultrasonic probe 200 and amplifies it to generate a received signal. Further, the reception unit 102 converts the amplified reception signal into a digital signal by an AZD conversion unit (not shown).
  • the delay time control unit 103 controls the transmission unit 101 so as to delay-control the drive pulse signal transmitted to the piezoelectric element group of the ultrasonic probe 200. From the fact that the drive pulse signal is delay-controlled, the transmission direction or focal depth of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe 200 is controlled (wave transmission focus). In addition, the delay time control unit 103 is a reception unit 1 The received signal is acquired from 02, and the received signal is delayed to control the received signal from multiple directions (receive focus), and the motion information measurement unit 104 and image processing are performed. Output to part 110.
  • the motion information measurement unit 104 uses the received signal obtained by the delay time control unit 103 to measure motion information of the subject at a plurality of measurement positions provided in the subject. Specifically, the amount of time variation of the position of the subject at a plurality of measurement positions provided on the subject and the thickness of the plurality of target tissues of the subject specified by the plurality of measurement positions are determined by a method described later. Measure the amount of time change.
  • These pieces of exercise information measured here are output to the characteristic value calculation unit 105 and the calculation data storage unit 106. In this embodiment, the exercise information is output to the characteristic value calculation unit 105 and the calculation data storage unit 106, but the exercise information is output to either the characteristic value calculation unit 105 or the calculation data storage unit 106. .
  • the characteristic value calculation unit 105 obtains the property characteristic value of each target tissue of the subject from the exercise information obtained by the exercise information measurement unit 104. Specifically, the maximum thickness change and strain between two points that define each target structure are determined by the method described later. Further, the characteristic value calculation unit 105 uses the blood pressure data measured by the sphygmomanometer 400 and the maximum thickness change amount to obtain the elastic characteristic of each target tissue by a method described later.
  • the property characteristic value is output to the calculation data storage unit 106 and the distribution creation unit 108. In this embodiment, the property characteristic value is output to the calculation data storage unit 106 and the distribution creation unit 108, but the property characteristic value is output only to either the calculation data storage unit 106 or the distribution generation unit 108. Also good.
  • the electrocardiogram waveform obtained by the electrocardiograph 500 is output to the motion information measurement unit 104 and the characteristic value calculation unit 105, and is used as a trigger signal for determining the timing of data acquisition and data reset.
  • the trigger signal may be any signal that can be connected to the ultrasound diagnostic apparatus 100 and used as a trigger signal.
  • the region setting unit 107 acquires region information of a region of interest (ROI: Region Of Interest) set from the input unit 600 by the operator.
  • ROI region of interest
  • the information includes information indicating the position and range of the ROI, and identifies the target region in the tomographic image of the subject as will be described in detail below.
  • the distribution creation unit 108 uses the region information obtained by the region setting unit 107 and the property characteristic value obtained by the characteristic value calculation unit 105 to calculate the frequency distribution of the property characteristic value in ROI. create.
  • the image processing unit 110 creates image data such as a tomographic image of the subject from the reception signal output from the delay time control unit 103. Further, the image processing unit 110 outputs the frequency distribution created by the distribution creating unit 108 to the display device 300 together with the tomographic image of the subject. Further, the image processing unit 110 outputs the region information obtained by the region setting unit 107 to the display device 300.
  • the calculation data storage unit 106 is configured by a semiconductor memory, a hard disk, or the like, and stores exercise information obtained by the exercise information measurement unit 104 and property characteristic values obtained by the characteristic value calculation unit 105.
  • the motion information and property characteristic values stored in the calculation data storage unit 106 are read from the calculation data storage unit 106 and displayed on the display device 300 through processing in the image processing unit 110 in accordance with an operator command. .
  • the property characteristic values are converted into the same number distribution by the distribution creating unit 108 and displayed on the display 300.
  • the display mode of the motion information and elastic characteristics stored in the arithmetic data storage unit 106 is not limited to the frequency distribution, and it is only necessary that the motion information and elastic characteristics stored in the arithmetic data storage unit 106 are expressed! /.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 100 when the operator diagnoses the blood vessel 3 of the subject will be described in detail.
  • the transmission unit 101 is transmitted and focused by the delay time control unit 103, whereby the drive pulse signal is transmitted to the ultrasonic probe 200.
  • the ultrasonic probe 200 transmits the ultrasonic wave toward the inside 1 of the living body.
  • the ultrasonic wave is reflected by the inside of the living body 1, the blood vessel wall 4, and the blood 5, becomes a reflected echo signal, and is received by the ultrasonic probe 200.
  • the reflected echo received by the ultrasonic probe 200 is converted into an electrical signal. Electric
  • the air signal is amplified by the receiving unit 102 and converted into a digital signal after becoming a received signal.
  • the reception signal digitally converted by the reception unit 102 is output to the delay time control unit 103.
  • Delay time control section 103 performs reception focus processing by delay controlling the received signal, and outputs the result to motion information measuring section 104 and image processing section 110.
  • the motion information measurement unit 104 obtains motion information such as a thickness change amount from the received signal by the following method.
  • the method for obtaining force / motion information using phase detection suitable for obtaining high-resolution motion information as a method for obtaining motion information is not limited to this.
  • envelope detection, etc. May be used.
  • Motion information measuring section 104 performs phase detection on the received signal acquired from delay time control section 103 and separates it into a real part signal and an imaginary part signal. The separated real part signal and imaginary part signal are filtered, and reflection components and noise components from other than the measurement target are removed.
  • FIG. 7 schematically shows an ultrasonic acoustic line 10 transmitted from the ultrasonic probe 200 and propagating through the blood vessel wall 4 of the subject.
  • measurement positions a, a, a,... 'A are set on the acoustic line 10 at predetermined intervals. Two adjacent measurements
  • the wave probe 200 scans the blood vessel wall 4 with ultrasonic waves in the longitudinal direction (the direction in which the blood vessel extends). For this reason, in actual measurement, a plurality of acoustic lines 10 parallel to each other exist at a predetermined interval. As a result, the measurement position is two-dimensionally arranged in the subject, and the target tissue specified by the measurement position is also two-dimensionally arranged in the subject.
  • the target tissue is generally defined by adjacent measurement positions, but the measurement position a
  • An area defined by two or more measurement positions such as 3 may be the target tissue.
  • the motion information measurement unit 104 uses the real part signal and the imaginary part signal, for example, to obtain the motion speed of the subject at each measurement position by the constrained least square method.
  • the motion information measuring unit 104 obtains a time displacement amount of the position of the subject at each measurement position by time integrating the motion speed.
  • the amount of change in the thickness of each target tissue is determined by determining the difference in the amount of time displacement between two adjacent measurement positions located on the same acoustic line. As described above, the area defined by two or more measurement positions If the target tissue is the target tissue, find the difference in the amount of time displacement of the position at the two measurement positions that define the position of the target tissue.
  • the interval between each measurement position may be set to 80 ⁇ m, and the amount of change in thickness of the target tissue set at 80 ⁇ m intervals may be obtained, or the target tissue may be determined at 160 m or 240 m intervals. You may set it with.
  • the thickness change amount obtained here may be any thickness change amount between two points, regardless of the calculation method described above.
  • the characteristic value calculation unit 105 obtains the difference between the maximum value and the minimum value of the thickness change amounts of the plurality of target tissues obtained by the motion information measurement unit 104 in any period, and determines the maximum thickness change amount. Calculate the strain between two points from the maximum thickness variation.
  • the strain S when the maximum thickness change amount is A h and the maximum thickness of the subject is H is obtained by the following equation (1), for example.
  • the characteristic value calculation unit 105 further obtains an elastic characteristic between each two points from the blood pressure data acquired from the sphygmomanometer 400 and the strain amount obtained by the equation (1). If the difference between the maximum and minimum blood pressure values obtained from the sphygmomanometer 400 (pulse pressure) is ⁇ during the period when the maximum and minimum values of thickness change are obtained, the elastic characteristic ⁇ is For example, it is obtained by the following equation (2).
  • the maximum thickness variation ⁇ h, the pulse pressure ⁇ p, and the maximum thickness H change every heartbeat. For this reason, it is preferable to obtain the maximum value and the minimum value of the thickness change amount of the target tissue for each cardiac cycle.
  • the maximum thickness variation A h and strain S are also determined for each cardiac cycle.
  • the elastic characteristic E is also determined for each cardiac cycle using the maximum and minimum blood pressure values obtained for each cardiac cycle. In other words, the property value such as elastic property E is updated for each cardiac cycle.
  • the image processing unit 110 creates tomographic image data of the blood vessel 3 from the reception signal obtained by the delay time control unit 103 and outputs the image data to the display device 300.
  • the display mode of the display device 300 is not limited to the following example.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a display mode of the display device 300.
  • the table The display screen of the display 300 includes a tomographic image display area 301, an elastic characteristic ROI 302, and histogram display areas 303a, 303b, and 303c.
  • the tomogram display area 301 displays a tomogram image of the subject created based on the image data output from the image processing unit 110.
  • the tomographic image display area 301 displays the blood vessel wall 4 of the blood vessel 3 as a subject in B mode.
  • the blood vessel wall 4 is also composed of an outer membrane 41, a middle membrane 42, and an inner membrane 43.
  • the outer membrane 41, the inner membrane 42, and the inner membrane 43 are schematically shown.
  • the elastic characteristic ROI 302 is an ROI set to an operator's desired size (range), position, and the like.
  • the motion information measuring unit 104 and the characteristic value calculating unit 105 measure the characteristic characteristic values such as the maximum thickness variation, strain, and elastic characteristic of the target tissue of the subject at least in the range of the elastic characteristic ROI302.
  • the target tissues are two-dimensionally arranged, and the elastic characteristic ROI 302 includes a plurality of target tissues arranged two-dimensionally.
  • the elastic characteristic ROI 302 indicating the set size and position is displayed in the tomographic image display area 301 in real time. For example, as shown in FIG. 3, the elastic characteristic ROI 302 is set in size and position so as to cover the blood vessel wall 4 in the vertical direction.
  • the elastic characteristic ROI 302 includes histograms ROI 302a, 302b, and 302c.
  • the histogram ROIs 302a to 302c are ROIs set to the desired number, size (range), position, etc. of the operator.
  • the histograms ROI 302a to 302c are target ranges for creating a histogram.
  • Histograms ROI 302 a to 302 c representing the set size, position, and number are displayed in real time in the slice image display area 301.
  • the size, position, and number of histograms ROI 302a are for the outer membrane 41 of the blood vessel wall 4
  • histogram ROI 302b is for the middle membrane 42
  • histogram ROI 302C is for the inner membrane 43. Is set.
  • Each histogram ROI 302a to 302c includes a plurality of target tissues arranged two-dimensionally.
  • the size and number of the elastic characteristics ROI302 are determined by the operator using the input unit 600 (for example, the control port). Control panel) and set the height (height), width (width), and number.
  • the input unit 600 may be prepared with several kinds of sample values for several heights “widths” so that the size can be easily set.
  • the operator can set the elastic characteristic ROI 302 by selecting a desired value of the sample value force.
  • the position of the elastic characteristic ROI 302 is determined by the operator operating the input unit 600 (for example, a trackball) and setting a desired position.
  • the following input unit 600 (for example, a mouse) It can be set by setting the ROI by operating a pointing device such as ⁇ .
  • the operator operates the mouse so that a mouse pointer (not shown) on the tomographic image display area 301 points to an arbitrary point (hereinafter referred to as a starting point).
  • a mouse pointer (not shown) on the tomographic image display area 301 points to an arbitrary point (hereinafter referred to as a starting point).
  • the operator moves the mouse pointer to any other point (hereinafter referred to as an end point) by dragging the mouse so that a desired ROI can be obtained.
  • an end point (coordinates (X2, Y2)) pointed to by the mouse pointer, the position of the end point is fixed when the operator releases the mouse button.
  • a value indicating the position of the rectangular area whose diagonal is the line between the start point and end point set in this way (such as coordinate information on the display 300), or a value indicating the range (length of the rectangular area in the horizontal direction) The length of the rectangular area in the vertical direction) is the area information.
  • ROI is set by setting the area for measuring thickness variation, strain, elastic characteristics, etc. (Inertial characteristic ROI302) and setting the area for creating a histogram (Histogram ROI3 02a to 302c) Of at least twice.
  • the region information of the elastic characteristics ROI 302 and the region information of the histograms ROI 302a to 302c are output to the ROI setting unit 107 as measurement region information and histogram region information.
  • the ROI setting method that works in this embodiment is not limited to this example. For example, if the input unit 600 is a keyboard, the operator inputs the coordinates directly to the keyboard.
  • the ROI may be set by
  • the distribution creating unit 108 calculates the characteristic property values such as the thickness variation, strain, and elastic property of the target tissue included in the range indicated by the measurement region information set in the region setting unit 107, as a characteristic value calculation unit 105 Get from. For example, the distribution creating unit 108 obtains the frequency distribution of the elastic characteristics of a plurality of target tissues included in the range indicated by the histogram region information set in the region setting unit 107, and creates a histogram. It is preferable that the distribution creation unit 108 re-determines the frequency distribution and creates a new histogram every time the property calculation unit 105 updates the property property value in synchronization with the update cycle.
  • the characteristic property values such as the thickness variation, strain, and elastic property of the target tissue included in the range indicated by the measurement region information set in the region setting unit 107
  • the distribution creating unit 108 calculates the frequency distribution by summing up the elastic characteristics for each elastic characteristic level (for example, lOOmmHg). Create a histogram.
  • the histogram is output to the display device 300 by the image processing unit 110.
  • a histogram of the elastic characteristics of the target tissue included in a partial area of the outer membrane 41 set by the histogram ROI 302a is displayed.
  • the elastic characteristics of the target tissues included in a part of the median 42 and the part of the intima 43 set by the histogram ROI302b and the histogram ROI302c A histogram of is displayed.
  • the distribution creation unit 108 creates a histogram in the range indicated by the measurement area information at the same time that the motion information measurement unit 104 and the characteristic value calculation unit 105 perform the calculation. Accordingly, the histograms are displayed immediately in the histogram display areas 303a to 303c of the display device 300 almost simultaneously with the measurement.
  • FIG. 5 shows the measurement of the elastic characteristics of the carotid vascular wall of a 36-year-old healthy male, and the creation of a histogram based on the measurement results.
  • FIG. 5 (a) is a graph showing an example of a histogram of the elastic characteristics of the outer membrane region.
  • Fig. 5 (b) is a graph showing an example of a histogram of the elastic properties of the media region.
  • Fig. 5 (c) is a graph showing an example of a histogram of the elastic characteristics of the intima region.
  • the horizontal axis represents the elastic properties (unit, mmHg)
  • the vertical axis represents the frequency within the region.
  • the histogram shown in Fig. 5 (a) is obtained by obtaining a frequency distribution for the elastic modulus of the target tissue located in the histogram ROI 302a shown in Fig. 3.
  • 12 target tissues are arranged in the direction of the thickness of the blood vessel wall and 50 target tissues are arranged in the direction of the blood vessel extending, and a total of 500 target tissues are included.
  • the histogram shown in Fig. 5 (b) is obtained based on the elastic modulus of the target tissue located in the histogram ROI302b.
  • the histogram ROI302b In the histogram ROI302b, six target tissues are arranged in the direction of the blood vessel wall thickness and 50 in the direction in which the blood vessels extend, and a total of 300 target tissues are included.
  • the histogram shown in Fig. 5 (c) is obtained based on the elastic modulus of the target tissue located in the histogram ROI302c.
  • three target tissues are arranged in the direction of the vessel wall thickness and 50 in the direction of the blood vessel extension, and a total of 150 target tissues are included.
  • the outer membrane 41, the middle membrane 42, and the inner membrane 43 are shown with the correct thicknesses. For this reason, histograms ROI 302a to 302c are also schematically shown!
  • FIG. 5 (a) shows that the frequency of elastic properties in the range of 150 mmHg to 550 mmHg is high. This indicates that most of the tissue in the outer membrane region defined by the histogram ROI 302a has elastic characteristics in this range.
  • Fig. 5 (b) shows that the structure of the medial region defined by the histogram ROI302b has a habit characteristic in the range of 150 mmHg to 250 mmHg.
  • FIG. 5 (c) shows that the tissue of the intima has an elastic property in the range of approximately 50 mmHg to 750 mmHg. It can also be seen that there is a structure with an elastic property of lOOOmmHg or more. This high-value elastic property is far from the main elastic property distribution with a range of 50 mmHg force 750 mmHg, and there is a tissue with a specifically high elastic modulus in the region set by the intima histogram ROI302C. I can tell you.
  • FIG. 6 shows, for comparison, one histogram ROI that includes the histograms ROI302a to ROI302c using the ultrasonic diagnostic apparatus 100, and the frequency of the characteristic of the target tissue within the set region.
  • An example is shown in which a distribution is obtained and a histogram is created.
  • the set histogram ROI includes the outer membrane, the media and the inner membrane of the blood vessel wall.
  • the histogram in Fig. 6 shows that there is a tissue with elastic properties exceeding lOOOmmHg. From the distribution of force elastic properties, the existence of such highly elastic tissue is specific. Size It's hard to refuse.
  • the histograms of the elastic properties are different, and when the elastic properties of the blood vessel wall are obtained and the degree of hardening is diagnosed, it is determined for each constituent tissue. Creating a histogram is considered to be extremely effective for accurate pathological diagnosis.
  • one histogram need not be created for the histogram ROI.
  • the distribution creation unit 108 acquires the elastic characteristic, thickness change amount, and distortion in the histogram ROI 302a, and displays the inertia characteristic histogram and thickness change amount. You can create histograms and distortion histograms and display them in the histogram display areas 303a to 303c! /.
  • the region setting unit 107 acquires region information of the ROI set by the operator, and the distribution creation unit 108 is obtained by the region information and characteristic value calculation unit 105.
  • the elastic properties create a histogram showing the frequency of elastic properties in the set ROI. This shows the frequency distribution of the elastic characteristics in the area set in the subject, so it is easy to determine the value of the elastic characteristic force S in the area to be diagnosed by the operator or the subject to be diagnosed. Can be recognized.
  • the operator sets the ROI for each constituent tissue of the subject, the operator can refer to the histogram of elastic characteristics for each constituent tissue.
  • the operator can accurately grasp the degree of hardening of the subject by referring to the elastic characteristics for each constituent tissue of the subject, and can perform more accurate pathological diagnosis.
  • the calculation data is obtained by the characteristic value calculation unit 105, and at the same time, the distribution data generation unit 108 generates a histogram of the calculation data force. The degree of cure can be immediately grasped, and a more accurate diagnosis can be made.
  • the histogram of the blood vessel wall 4 is created separately for the outer membrane 41, the middle membrane 42, and the inner membrane 43, but the inner membrane and the inner membrane are combined with the inner membrane. Since it is often used as a region (IMC region: In tima-media complex), the blood vessel wall 4 may be composed of the outer membrane 41 and the IMC region, and a histogram may be created! /.
  • the property characteristic value obtained by the characteristic value calculation unit 105 is a histogram or the like.
  • a two-dimensional distribution image in which the property characteristic value is indicated by the position in the subject may be further generated and displayed.
  • the image processing unit 110 is based on the elastic characteristic received from the characteristic calculating unit 105 and the region information of the elastic characteristic ROI 302 received from the region setting unit 107. Create a two-dimensional distribution image of the elastic characteristics of the target tissue included in the elastic characteristic ROI 302, and display the two-dimensional distribution image 304 of the elastic characteristics on the tomographic image display area 301 on the display 300. .
  • the image processing unit 110 since the elastic characteristics are updated for each cardiac cycle, it is preferable that the image processing unit 110 also updates the two-dimensional distribution image for each cardiac cycle using the updated elastic characteristics. As a result, the elastic property histogram and the two-dimensional distribution image are updated in synchronization with each cardiac cycle.
  • the histogram ROI may be automatically determined. By doing so, it is possible to display a two-dimensional distribution image of the elastic characteristic and a histogram of the elastic characteristic without the operator specifying a region where the frequency distribution of the elastic characteristic is desired.
  • the present embodiment is the same as the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment except for the method of setting the ROI in the region setting unit 107.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a display mode of the display of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment.
  • the same elements as those in the display mode of the display 300 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 3, and the description thereof is omitted.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment has a tomographic image display area on the display 300.
  • An area 301, an elastic characteristic ROI 302, and histogram display areas 303a and 303d are displayed.
  • the blood vessel wall 4 of the blood vessel 3 as a subject is displayed in B mode.
  • the blood vessel wall 4 is composed of an IMC region 44 composed of a media and an intima and an outer membrane 41.
  • the operator can specify the ROI by setting a boundary in the elastic characteristic ROI 302 displayed on the display device 300.
  • the elastic property ROI 302 is divided into two or more, and each becomes a histogram ROI for creating a histogram individually.
  • the histogram ROI may be defined by the area between the two boundaries.
  • a region sandwiched between the boundary 302d and the boundary 302e (a part of the outer membrane 41 of the blood vessel wall 4) is designated as one ROI, and the boundary 302e and the boundary 302f The sandwiched area (part of IMC area 44 of vessel wall 4) is designated as another ROI.
  • the ROI set at the boundaries 302d to 302f is displayed in real time in the tomographic image display area 301.
  • the size, position, and number of ROIs are determined by the boundaries 302d to 302f and the elastic characteristics ROI302. Therefore, the ROI information may not be displayed on the display 300.
  • the operator sets the boundary 302d by operating the input unit 600 (for example, a pointing device such as a mouse). For example, the operator operates the mouse so that the mouse pointer on the tomographic image display area 301 points to an arbitrary point (hereinafter, point A).
  • point A an arbitrary point
  • the operator clicks the mouse at a point A indicated by the mouse pointer a boundary 302d having a length substantially the same as the horizontal length of the elastic characteristic ROI302 is displayed.
  • the boundaries 302e and 302f are similarly set.
  • the operator can change the positions of the boundaries 302d to 302f by dragging the boundaries 302d to 302f.
  • a value indicating the position of an area sandwiched between two boundaries (such as coordinate information on the display 300) and a value indicating a range (the length of the rectangular area in the horizontal direction, the length of the rectangular area in the vertical direction) )
  • region information As region information.
  • the area information set by the boundaries 302d to 302f is output to the area setting unit 107 as histogram area information.
  • the ROI setting method is not limited to this example.
  • the input unit 600 is a keyboard
  • the operator may set the ROI by directly inputting the coordinates to the keyboard.
  • a pointing device such as a mouse may be used as the input unit 600, and the operator may freely operate the mouse while visually observing in the tomographic image display area 301, and use the mouse locus as a boundary. As a result, even when the boundary is complex, it can be handled.
  • the boundary may be automatically set by the ultrasonic diagnostic apparatus.
  • tissues contained in a subject have different acoustic characteristics. For this reason, there is a characteristic difference due to this acoustic characteristic difference in the received signal obtained by receiving the reflected echo.
  • the intensity of the received signal that is, the amplitude information
  • the boundary can be automatically set based on the amplitude information of the received signal.
  • the image processing unit 110 creates image data such as a tomographic image of the subject from the received signal. This image data is obtained by amplifying the amplitude of the received signal with a mouth amplifier, and its intensity is characteristic for each tissue or at different tissue boundaries. Therefore, the region setting unit 107 receives image data such as a tomographic image generated by the image processing unit 110, and can determine the boundary based on the difference in amplitude in the image data.
  • a difference in property characteristic values such as a maximum thickness change amount, strain, and elastic characteristics may be recognized as a subject boundary. Since the property value is also characteristic for each tissue, as is the amplitude of the received signal, the region setting unit 107 automatically detects the tissue boundary by recognizing the difference in the maximum thickness variation, strain, and elastic properties. can do.
  • a difference in motion information such as a positional displacement amount and a thickness change amount of the subject may be recognized as the subject boundary. Since the motion information is also characteristic for each tissue, the region setting unit 107 can automatically detect the tissue boundary by recognizing the difference in the maximum thickness variation, strain, and elastic characteristics.
  • the arterial blood vessel wall has been described as the subject.
  • Samples that can be measured with an ultrasound diagnostic device are not limited to this example.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention can be suitably used for measurement and diagnosis of other tissues such as the heart, liver, and stomach, and as described above, pathological diagnosis based on property characteristic values such as elastic characteristics. It can be performed.
  • the freeze function is used to set the ROI offline. After setting, the histogram within ROI may be displayed.
  • the region for which the histogram is to be obtained may be set directly on the tomographic image display region 301.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention is suitable for measuring property characteristic values such as elastic characteristics of a subject, diagnosing the pathology, and analyzing characteristics of a tissue contained in the subject. Used for

Abstract

　被検体へ超音波を送信するための探触子を駆動する送信部と、前記超音波が前記生体組織において反射することにより得られ、前記探触子により受信する反射エコーを増幅し、受信信号を生成する受信部と、前記受信信号に基づいて前記被検体の断層像を生成する画像処理部と、前記断層像における任意の範囲を対象領域として設定する領域設定部と、前記受信信号から前記被検体に設定された複数の測定位置における前記被検体の運動情報を求める運動情報測定部と、前記運動情報から、前記複数の測定位置によって特定される前記被検体の複数の対象組織の性状特性値をそれぞれ求める特性値演算部と、前記複数の性状特性値を取得し、前記領域設定部によって設定された前記対象領域内に位置する前記対象組織の性状特性値から前記性状特性値の度数分布を求める分布作成部とを備えた超音波診断装置。                                                                       

Description

明 細 書
超音波診断装置
技術分野
[0001] 本発明は、生体組織内の性状特性値の測定を行う超音波診断装置に関する。
背景技術
[0002] 近年、心筋梗塞や脳梗塞などの循環器系疾病を患う人々が増力！]してきており、この ような疾病の予防および治療を行うことが大きな課題となっている。
[0003] 心筋梗塞や脳梗塞の発病には、動脈硬化が深く関係している。具体的には、動脈 壁に粥腫が形成されたり、高血圧等の種々の要因によって動脈の新しい細胞が作ら れなくなったりすると、動脈は弾力性を失い、硬ぐ脆くなる。そして、粥腫が形成され た部分において血管が閉塞したり、粥腫を覆う血管組織が破裂することにより粥腫が 血管内へ流出し、別の部分において動脈を閉塞させたり、動脈が硬化した部分が破 裂したりすることによって、これらの疾病が引き起こされる。このため、動脈硬化を早期 に診断することがこれらの疾病予防や治療には重要となる。
[0004] 従来、動脈硬化病変の診断は、血管カテーテルを用いて血管内部の様子を直接 観察することによって行われていた。しかし、この診断には、血管カテーテルを血管 に挿入する必要があるため、被験者への負荷が大きいという問題があった。被験者 への負担が少なぐ容易に行うことができる動脈硬化の診断方法としては、動脈硬化 の要因の一つであるコレステロール値の測定、あるいは、血圧値の測定も知られてい る力 コレステロール値あるいは血圧値は、動脈硬化の度合いを示すものではなかつ た。
[0005] また、動脈硬化を早期に診断して、動脈硬化の治療薬を被験者に対して投与する ことができれば、動脈硬化の治療に効果を発揮する。しかし、動脈硬化が進行してし まうと、治療薬によって動脈硬化の進展を抑制することはできても、硬化した動脈を完 全に回復させることは難 U、と言われて 、る。
[0006] こうした理由から、被験者への負担が少なぐ動脈硬化が進行する前に早期段階で 診断する診断方法あるいは診断装置が求められている。 [0007] そこで、被験者への負担が少なぐ動脈硬化が進行する前に早期段階で診断でき る診断装置が提案されている (例えば、特許文献 1)。超音波診断装置は、被験者へ の負担が少ない非侵襲の医療診断装置の一つであり、同じ非侵襲の X線診断装置と 比べ、被験者への造影剤投与が不要である点、 X線被爆の恐れがない点で優れて いる。従来の超音波診断装置によれば、超音波を体外から照射することによって、被 験者へ苦痛を与えることなぐ体内の形状およびその時間的変化を観察することがで きること力 、生体内の血管の弾性特性を求めることができ、動脈硬化の度合いを把 握することができる。
[0008] 特許文献 1の超音波診断装置によれば、検波出力信号の振幅と位相との両者を用 V、て、被検体の瞬時的な位置を決定することによって高精度なトラッキングを行うこと で、振動成分を高精度に測定することができるため、血管壁の厚さ変化、歪みを数 mのオーダで高精度に測定することができる。
[0009] このような高精度な計測手法を用いることにより、動脈壁の弾性特性の二次元分布 を詳細に測定することが可能となる。非特許文献 1は、特許文献 1の方法を用いて、 動脈壁の弾性特性を測定し、弾性率特性の大きさに応じた色調で弾性率特性の二 次元分布を表示している。
[0010] また、非特許文献 1は、腸骨動脈の弾性特性を測定した後、インビトロで腸骨動脈 を染色することによって、腸骨動脈壁の各組織を識別し、染色によって識別した組織 の位置情報を用いて測定によって、得られた二次元分布中の各弾性特性がどの組 織に帰属するかを決定している。また、決定した組織の弾性特性をヒストグラムによつ て分析し、分析結果に基づいて、動脈壁の弾性特性の二次元分布力 組織の種類 を推定することを開示して 、る。
各組織の弾性特性を求めて 、る。
特許文献 1：特開平 10— 5226号公報
特干文献 1 : Hiroshi Kanai et al., Elasticity Imaging of Atheroma With Transcutan eous Ultrasound Preliminary Study ,し lrculation, Vol.107, p.3018— 3021, 2003 発明の開示
発明が解決しょうとする課題 [0011] 非特許文献 1などに開示されるように、計測した被検体の各部の弾性特性を二次元 分布表示することによって、被検体における弾性率の特異な部分を容易に識別する ことができるようになる。しかし、被検体中の診断したい組織や所定の領域内におい て弾性特性の値がばらつ 、て 、る場合、その組織や領域全体の弾性特性がどのよう な値であるのかわかりにくくなる。このため、被検体の弾性特性に基づいて正確な病 理診断が困難になる場合がある。
[0012] 本発明はこのような課題を解決し、弾性特性などの超音波の送受信によって得られ る被検体の性状特性値に基づ 、て、被検体の病理診断をより正確に行うことのできる 超音波診断装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0013] 本発明の超音波診断装置は、被検体へ超音波を送信するための探触子を駆動す る送信部と、前記超音波が前記生体組織において反射することにより得られ、前記探 触子により受信する反射エコーを増幅し、受信信号を生成する受信部と、前記受信 信号に基づ!、て前記被検体の断層像を生成する画像処理部と、前記断層像におけ る任意の範囲を対象領域として設定する領域設定部と、前記受信信号から前記被検 体に設定された複数の測定位置における前記被検体の運動情報を求める運動情報 測定部と、前記運動情報から、前記複数の測定位置によって特定される前記被検体 の複数の対象組織の性状特性値をそれぞれ求める特性値演算部と、前記複数の性 状特性値を取得し、前記領域設定部によって設定された前記対象領域内に位置す る前記対象組織の性状特性値から前記性状特性値の度数分布を求める分布作成 部とを備える。
[0014] ある好ましい実施形態において、前記特性値演算部によって求められる性状特性 値は、被検体の最大厚さ変化量、歪み、および弾性特性力 なる群力 選択される。
[0015] ある好ましい実施形態において、前記領域設定部は、外部に設けられた入力部か らの信号に基づき、前記対象領域を設定する。
[0016] ある好ま ヽ実施形態にお!ヽて、前記領域設定部は、前記被検体中の音響特性の 差異により生じる前記受信信号の特性に基づいて、前記被検体中に少なくとも 1つの 境界を決定し、前記分布作成部は、前記境界により分割される領域ごとに前記性状 特性値の度数分布を求める。
[0017] ある好ま 、実施形態にぉ 、て、前記受信信号の特性は、前記受信信号の振幅情 報である。
[0018] ある好ま ヽ実施形態にお!ヽて、前記領域設定部は、前記性状特性値に基づ ヽて 前記被検体中に少なくとも 1つの境界を決定し、前記分布作成部は、前記境界により 分割される領域ごとに前記性状特性値の度数分布を求める。
[0019] ある好ま 、実施形態にお!、て、前記領域設定部は、前記運動情報に基づ 、て前 記被検体中に少なくとも 1つの境界を決定し、前記分布作成部は、前記境界により分 割される領域ごとに前記性状特性値の度数分布を求める。
[0020] ある好ま 、実施形態にお!、て、前記運動情報は、複数の測定位置における前記 被検体の位置の時間変化量、および、前記対象組織を規定する 2点の厚さの時間変 化量のうちの少なくともいずれか一つである。
[0021] ある好ま 、実施形態にぉ ヽて、前記被検体は、内膜領域、中膜領域および外膜 領域を有する血管壁組織を含み、前記領域設定部は、血管腔と内膜領域との境界、 内膜領域と中膜領域との境界、中膜領域と外膜領域との境界および外膜領域と血管 外組織との境界カゝら選ばれる少なくとも 1つの境界を決定する。
[0022] ある好ま 、実施形態にぉ ヽて、前記分布作成部は、性状特性値の度数分布とし て、ヒストグラムを作成する。
[0023] ある好ま ヽ実施形態にお!ヽて、超音波診断装置は、前記断層画像および前記度 数分布を表示する表示器をさらに備える。
[0024] ある好ま 、実施形態にぉ 、て、前記画像処理部は、前記複数の性状特性値を取 得し、前記複数の性状特性値の前記被検体における二次元分布画像をさらに生成 する。
[0025] ある好ま ヽ実施形態にお!ヽて、超音波診断装置は、前記断層画像、前記度数分 布および前記二次元分布画像を表示する表示器をさらに備える。
[0026] ある好ましい実施形態において、 前記特性値演算部は、所定の周期で前記複数 の性状特性値を更新し、前記分布作成部および前記画像処理部は前記性状特性 値を更新に同期して、前記度数分布および前記二次元分布画像をそれぞれ更新す る。
発明の効果
[0027] 本発明にかかる超音波診断装置によれば、任意の範囲における被検体の特性力も 、範囲における被検体の性状特性値の度数分布を作成して表示することができる。し たがって、操作者や、被検体の診断を行うものが、診断したい領域の弾性特性がど のくらいの値であるのかを容易に認識することができる。また、操作者が被検体の構 成組織ごとに対象領域を設定することにより、操作者は構成組織ごとの弾性特性の 度数分布を参照することができる。これにより、被検体をより正確に診断することがで きる。
図面の簡単な説明
[0028] [図 1]第 1の実施形態による超音波診断装置を用いて血管壁の弾性率を測定する構 成の一例を示す図である。
[図 2]超音波診断装置の第 1の実施形態の構成を示すブロック図である。
[図 3]図 2に示す超音波診断装置によって表示部に表示される画面の一例を示す説 明図である。
[図 4]第 2の実施形態による超音波診断装置によって、表示部に表示される画面の一 例を示す説明図である。
[図 5] (a)は、外膜領域の弾性特性のヒストグラムの一例を示すグラフである。（b)は、 中膜領域の弾性特性のヒストグラムの一例を示すグラフである。（c)は、内膜領域の 弾性特性のヒストグラムの一例を示すグラフである。
[図 6]血管壁全体（内中外膜)の弾性特性のヒストグラムの一例を示すグラフである。
[図 7]血管壁中に設定される測定位置を説明する図である。
符号の説明
[0029] 1 生体内部
2 生体表面
3 血管
4 血管壁 100 超音波診断装置
101 送信部
102 受信部
103 遅延時間制御部
104 運動情報測定部
105 特性値演算部
106 演算データ記憶部
107 領域設定部
108 分布演算部
109 制御部
110 画像処理部
200 超音波プローブ
300
400 血圧十
500 心電計
600 入力部
発明を実施するための最良の形態
[0030] 以下、図面を参照しながら、本発明による超音波診断装置の実施形態を説明する
[0031] (第 1の実施形態）
以下、第 1の実施形態を説明する。ここでは、超音波診断装置により血管壁の弾性 特性を測定する例を説明する。
[0032] 図 1は、第 1の実施形態による超音波診断装置を用いて血管壁の弾性率を測定す る構成の一例を示す図である。図 1に示すように、超音波診断装置 100は、超音波プ ローブ 200、表示器 300、血圧計 400、心電計 500、および入力部 600と接続されて いる。
[0033] 超音波プローブ 200は、超音波を送受信する探触子である。図 1に示すように、超 音波プローブ 200は、操作者によって、被験者の生体表面 2へ密着接触され、血管 3 へ向けて超音波を送信する。超音波は、生体内部 1、血管 3を構成する血管壁 4、血 液 5等によって反射され、反射エコーとなり、超音波プローブ 200へ戻る。
[0034] 超音波診断装置 100は超音波プローブ 200を用いて反射エコーを受信し、反射ェ コーを解析することにより、血管 3をはじめとする生体内部 1の断層像を表示器 300へ 表示する。表示器 300はモニタ等である。血圧計 400は、被験者の血圧を測定する。 心電計 500は、被験者の心臓の状態を測定する。
[0035] 入力部 600は、マウス、キーボード、タツチパネル等の入力デバイスである。操作者 は、入力部 600を後述する方法によって操作することで、被験者の被検体における 関心領域を設定する。超音波診断装置 100は、設定された関心領域における弾性 率の度数分布を求め、求めた度数分布を表示器 300に表示する。
[0036] 次に、図面を用いて超音波診断装置 100の構成を説明する。図 2は、超音波診断 装置 100の構成を示すブロック図である。図 2に示すように、超音波診断装置 100は 、送信部 101、受信部 102、遅延時間制御部 103、運動情報測定部 104、領域設定 部 107、特性値演算部 105、演算データ記憶部 106、分布作成部 108、制御部 109 および画像処理部 110を備えて ヽる。
[0037] 制御部 109は、送信部 101、受信部 102、遅延時間制御部 103、運動情報測定部 104、領域設定部 107、特性値演算部 105、分布作成部 108および画像処理部 11 0を制御する。
[0038] 送信部 101は、所定の駆動パルス信号を超音波プローブ 200へ送信する。超音波 プローブ 200は、駆動パルス信号を取得し、超音波を被検体へ向けて送信する。ま た、超音波プローブ 200は、被検体から反射される反射エコーを受信し、反射エコー を電気信号へ変換する。受信部 102は、超音波プローブ 200から電気信号を受け取 り、増幅することによって受信信号を生成する。さらに、受信部 102は、増幅した受信 信号を AZD変換部（図示せず）によってデジタル信号に変換する。
[0039] 遅延時間制御部 103は、超音波プローブ 200の圧電素子群に送信する駆動パル ス信号を遅延制御するよう、送信部 101を制御する。駆動パルス信号が遅延制御さ れること〖こより、超音波プローブ 200から送信される超音波の送信方向、またはフォ 一カス深度が制御される（送波フォーカス)。また、遅延時間制御部 103は、受信部 1 02から受信信号を取得し、受信信号を遅延制御することによって、多方向からの受 信信号を正確に受信するための処理 (受波フォーカス）を行 、、運動情報測定部 10 4および画像処理部 110へ出力する。
[0040] 運動情報測定部 104は、遅延時間制御部 103によって求められた受信信号を用い 、被検体に設けられた複数の測定位置における被検体の運動情報を測定する。具 体的には、後述する方法によって、被検体に設けられた複数の測定位置における被 検体の位置の時間変化量および複数の測定位置によって特定される被検体の複数 の対象組織の厚さの時間変化量を測定する。ここで測定されたこれらの運動情報は 、特性値演算部 105および演算データ記憶部 106へ出力される。また、本実施形態 では、運動情報が特性値演算部 105および演算データ記憶部 106へ出力されるが、 運動情報は特性値演算部 105または演算データ記憶部 106のいずれか一方に出力 されてちょい。
[0041] 特性値演算部 105は、運動情報測定部 104によって求められた運動情報から、被 検体の各対象組織の性状特性値を求める。具体的には、後述する方法により、各対 象組織を規定する 2点間の最大厚さ変化量および歪みを求める。さらに、特性値演 算部 105は、血圧計 400によって測定される血圧データと、最大厚さ変化量とを用い て、後述する方法により、各対象組織の弾性特性を求める。性状特性値は、演算デ ータ記憶部 106および分布作成部 108へ出力される。なお、本実施形態では、性状 特性値が演算データ記憶部 106および分布作成部 108へ出力されるが、性状特性 値は演算データ記憶部 106または分布作成部 108のいずれか一方にのみ出力され てもよい。
[0042] 心電計 500によって得られた心電波形等は、運動情報測定部 104および特性値演 算部 105へ出力され、データ取得やデータリセットのタイミングを決定するトリガー信 号として使用される。なお、トリガー信号としては、超音波診断装置 100に接続して、 トリガー信号として使用することができるものであればよぐ例えば、心電計 500の心 電波形の代わりに心音計の心音波形または脈派計の脈波波形等を用いてもょ 、。
[0043] 領域設定部 107は、操作者によって入力部 600から設定される関心領域 (ROI :Re gion Of Interest)の領域情報を取得する。以下、関心領域を ROIと称する。領域 情報は、 ROIの位置および範囲等を示す情報を含んでおり、以下で詳細に説明する ように被検体の断層像における対象領域を特定する。分布作成部 108は、領域設定 部 107によって求められた領域情報と、特性値演算部 105によって求められた性状 特性値とを用い、後述する方法により、 ROI〖こおける性状特性値の度数分布を作成 する。
[0044] 画像処理部 110は、遅延時間制御部 103から出力される受信信号から、被検体の 断層像等の画像データを作成する。さらに、画像処理部 110は、分布作成部 108〖こ よって作成された度数分布を被検体の断層像と共に表示器 300へ出力する。また、 画像処理部 110は、領域設定部 107によって求められた領域情報を表示器 300へ 出力する。
[0045] 演算データ記憶部 106は、半導体メモリやハードディスクなどにより構成され、運動 情報測定部 104によって求められた運動情報および特性値演算部 105によって求 められた性状特性値を記憶する。演算データ記憶部 106に記憶された運動情報およ び性状特性値は、操作者の指令によって、演算データ記憶部 106から読み出され画 像処理部 110における処理を経て表示器 300に表示される。このとき、性状特性値 は分布作成部 108によって同数分布に変換され表示器 300に表示される。これによ り、操作者は、観測中の被験者のデータと、過去に観測した演算データとを対比する ことができる。なお、演算データ記憶部 106に記憶された運動情報および弾性特性 の表示態様は度数分布に限らず、演算データ記憶部 106に記憶された運動情報お よび弾性特性が表現されて 、ればよ!/、。
[0046] 以下、一例として、操作者が被験者の血管 3を診断する場合における超音波診断 装置 100の動作を詳細に説明する。
[0047] 操作者が、超音波プローブ 200を被験者の生体表面 2へ接触させると、送信部 10 1が、遅延時間制御部 103によって送波フォーカスされることにより、駆動パルス信号 を超音波プローブ 200へ送信し、超音波プローブ 200は、超音波を生体内部 1へ向 けて送信する。超音波は、生体内部 1、血管壁 4、および血液 5によって反射され、反 射エコー信号となり、超音波プローブ 200によって受信される。
[0048] 超音波プローブ 200によって受信された反射エコーは、電気信号へ変換される。電 気信号は、受信部 102によって増幅され、受信信号となった後、デジタル信号に変 換される。受信部 102によってデジタル変換された受信信号は、遅延時間制御部 10 3へ出力される。遅延時間制御部 103は、受信信号を遅延制御することにより、受波 フォーカス処理を行い、運動情報測定部 104および画像処理部 110へ出力する。
[0049] 運動情報測定部 104は、以下に示す方法により、受信信号から厚さ変化量等の運 動情報を求める。なお、本実施形態では、運動情報を求める方法として分解能の高 い運動情報を求めるのに適した位相検波を用いる力 運動情報を求める方法は、こ れに限定されず、例えば、包絡線検波等を用いてもよい。
[0050] 運動情報測定部 104は、遅延時間制御部 103から取得した受信信号を位相検波 し、実部信号と虚部信号とに分離する。分離された実部信号および虚部信号はフィ ルタ処理され、測定対象以外からの反射成分およびノイズ成分が除去される。
[0051] 図 7は、超音波プローブ 200から送信され、被検体の血管壁 4中を伝播する超音波 の音響線 10を模式的に示している。図 7に示すように、音響線 10上において、所定 の間隔を隔てて測定位置 a、 a、 a、 · · ' aが設定される。また、隣接する 2つの測定
1 2 3 n
位置 aおよび a、 aおよび a、 · · ' a および aによって、それぞれ血管壁 4の対象組
1 2 2 3 n-1 n
織 d、 d、 · · · ' d が特定される。図 7では 1本の音響線 10のみを示している力 超音
1 2 n-1
波プローブ 200は、血管壁 4をその長手方向（血管の伸びる方向）に超音波を走査 する。このため、実際の測定では互いに平行な複数の音響線 10が所定の間隔を隔 てて存在する。その結果、測定位置は被検体中において二次元に配列され、被検体 中に測定位置によって特定される対象組織も二次元に配列されて 、る。対象組織は 一般的には隣接する測定位置によって規定されるが、測定位置 a
1および a
3など 2つ 以上離れた測定位置によって規定される領域を対象組織としてもよい。
[0052] 運動情報測定部 104は、実部信号および虚部信号を用いて、例えば、制約付最小 二乗法により、前述の各測定位置における被検体の運動速度を求める。運動情報測 定部 104は、運動速度を時間積分することにより、各測定位置における被検体の位 置の時間変位量を求める。さら〖こ、同一音響線上に位置し、隣接する 2つの測定位 置における位置の時間変位量の差分をそれぞれ求めることにより、各対象組織の厚 さ変化量を求める。前述したように 2つ以上離れた測定位置によって規定される領域 を対象組織とする場合には、対象組織の位置を規定する 2つの測定位置における位 置の時間変位量の差分を求める。
[0053] たとえば、各測定位置の間隔を 80 μ mに設定し、 80 μ m間隔で設定される対象組 織の厚さ変化量を求めてもよいし、対象組織を 160 mあるいは 240 m間隔で設 定してもよい。ここで求められた厚さ変化量は、前述の計算方法によらずともよぐ任 意の 2点間の厚さ変化量が求められればよい。
[0054] 特性値演算部 105は、運動情報測定部 104によって求められた複数の対象組織 の厚さ変化量の任意の期間における最大値と最小値との差力 最大厚さ変化量を求 め、最大厚さ変化量から 2点間の歪みを求める。ここで、最大厚さ変化量を A hとし、 被検体における最大厚さを Hとした場合の歪み Sは、例えば、以下の式（1)で求めら れる。
[0055] S= A h/H 式（1)
[0056] 特性値演算部 105は、さらに、血圧計 400から取得する血圧データと、式（1)によ つて求められた歪み量とから各 2点間の弾性特性を求める。厚さ変化量の最大値お よび最小値を求めた期間において、血圧計 400から取得する血圧値の最大値と最 小値との差 (脈圧)を Δ ρとした場合、弾性特性 Εは、例えば、以下の式 (2)で求めら れる。
[0057] E= A p/S = Δ ρ·Η/ Δ 1ι 式（2)
[0058] なお、被検体が血管壁 4等の循環器である場合、最大厚さ変化量 Δ h、脈圧 Δ p、 および厚さの最大値 Hがー心拍ごとに変化する。このため、対象組織の厚さ変化量 の最大値と最小値とは一心周期ごとに求めることが好ましい。この場合、最大厚さ変 化量 A hおよびひずみ Sも一心周期ごとに求められる。また、一心周期ごとに得られ る血圧値の最大値と最小値とを用い、弾性特性 Eも一心周期ごとに求められる。つま り、一心周期ごとに弾性特性 Eなどの性状特性値が更新される。
[0059] 画像処理部 110は、遅延時間制御部 103によって求められた受信信号から、血管 3の断層像の画像データを作成し、画像データを表示器 300へ出力する。なお、表 示器 300の表示態様は、以下の例に限定されない。
[0060] 図 3は、表示器 300の表示態様の一例を示す説明図である。図 3に示すように、表 示器 300の表示画面は、断層像表示領域 301、弾性特性 ROI302、ヒストグラム表 示領域 303a、 303b, 303cを含んでいる。
[0061] 断層像表示領域 301は、画像処理部 110から出力された画像データをもとに作成 された被検体の断層像画像を表示する。本実施形態では断層像表示領域 301には 、被検体として血管 3の血管壁 4が Bモード表示される。血管壁 4は、外膜 41、中膜 4 2、および内膜 43等力も構成されている。なお、図 3では、外膜 41、中膜 42、および 内膜 43は模式的に示されており、正 、厚さを反映して 、な!/、。
[0062] 弾性特性 ROI302は、操作者の所望の大きさ (範囲）、位置等に設定される ROIで ある。運動情報測定部 104および特性値演算部 105は、少なくとも弾性特性 ROI30 2の範囲において、被検体の対象組織の最大厚さ変化量、歪み、弾性特性等の性 状特性値を測定している。前述したように、対象組織は二次元に配列されており、弾 性特性 ROI302内には二次元に配列された複数の対象組織が含まれる。設定され た大きさおよび位置を表す弾性特性 ROI302は、断層像表示領域 301ヘリアルタイ ムに表示される。例えば、図 3に示すように、弾性特性 ROI302は、血管壁 4を上下 方向にカバーするように、大きさおよび位置が設定される。
[0063] 弾性特性 ROI302は、ヒストグラム ROI302a、 302b, 302cを含んでいる。ヒストグ ラム ROI302a〜302cは、操作者の所望の個数、大きさ (範囲）、位置等に設定され る ROIである。ヒストグラム ROI302a〜302cは、ヒストグラムを作成する対象範囲であ る。設定された大きさ、位置、および個数を表すヒストグラム ROI302a〜302cは、断 層像表示領域 301へリアルタイムに表示される。例えば、図 3に示すように、ヒストグラ ム ROI302aは血管壁 4の外膜 41を、ヒストグラム ROI302bは中膜 42を、ヒストグラム ROI302Cは内膜 43を対象とするように、大きさ、位置、および個数を設定される。各 ヒストグラム ROI302a〜302cには、それぞれ二次元に配列された複数の対象組織 が含まれる。
[0064] ここで、断層像表示領域 301に表示された血管 3の血管壁 4の断層像において、操 作者が弾性特性 ROI302およびヒストグラム ROI302a〜302cを設定する方法につ いて説明する。
[0065] 弾性特性 ROI302の大きさおよび個数は、操作者が入力部 600 (例えば、コント口 ールパネル)を操作し、縦 (高さ）、横 (幅）、および個数を設定することによって決定さ れる。入力部 600には、容易に大きさを設定することができるよう、数種類の高さ '幅' 個数のサンプル値があら力じめ用意されていてもよい。操作者は、サンプル値力も所 望の値を選択することにより、弾性特性 ROI302を設定することができる。弾性特性 R OI302の位置は、操作者が入力部 600 (例えば、トラックボール)を操作し、所望の 位置を設定することによって決定される。
[0066] また、弾性特性 ROI302はヒストグラム ROI302a〜302cと同様に、上述の入力部 600としてコントロールパネルおよびトラックボールを用いて設定する方法以外に、以 下のような、入力部 600 (例えば、マウス等のポインティングデバイス）を操作すること により ROIを設定する方法で設定されてもょ ヽ。
[0067] 例えば、操作者は、断層像表示領域 301上のマウスポインタ（図示せず）が任意の 点（以下、始点）を指し示すよう、マウスを操作する。マウスポインタが指し示す始点（ 座標 (Xl、 Y1) )において、操作者がマウスの左ボタンをクリックすることにより、始点 の位置が確定する。
[0068] さらに、操作者は、所望の ROIを得ることができるよう、マウスをドラッグ操作すること により、マウスポインタを任意の他の点（以下、終点）へ動かす。マウスポインタが指し 示す終点 (座標 (X2、 Y2) )において、操作者がマウスボタン力 指を離すことにより 、終点の位置が確定する。このようにして設定された始点と終点との線分を対角線と する矩形領域の位置を示す値 (表示器 300における座標情報等)、または範囲を示 す値 (矩形領域の水平方向における長さ、矩形領域の垂直方向における長さ）等を 領域情報とする。
[0069] ROIの設定は、厚さ変化量、歪み、および弾性特性等を測定するための領域 (弹 性特性 ROI302)の設定およびヒストグラムを作成するための領域 (ヒストグラム ROI3 02a〜302c)の設定の少なくとも 2回以上行われる。
[0070] 弾性特性 ROI302の領域情報およびヒストグラム ROI302a〜302cの領域情報は 、測定領域情報およびヒストグラム領域情報として、 ROI設定部 107へ出力される。な お、本実施の形態に力かる ROI設定方法は、この一例に限らない。例えば、入力部 6 00がキーボードの場合であれば、操作者が、座標をキーボードへ直接入力すること によって、 ROIを設定してもよい。
[0071] 次に、領域設定部 107に設定された測定領域情報およびヒストグラム領域情報から ヒストグラムを作成する方法につ ヽて説明する。
[0072] 分布作成部 108は、領域設定部 107に設定された測定領域情報に示される範囲 に含まれる対象組織の厚さ変化量、歪み、弾性特性等の性状特性値を特性値演算 部 105から取得する。分布作成部 108は、たとえば、領域設定部 107に設定されたヒ ストグラム領域情報に示される範囲に含まれる複数の対象組織の弾性特性の度数分 布を求め、ヒストグラムを作成する。分布作成部 108は特性演算部 105が性状特性 値を更新するたびに、更新の周期に同期して、度数分布を求めなおし、新しいヒスト グラムを作成することが好まし 、。
[0073] たとえば、分布作成部 108は、弾性特性を弾性特性レベル (例えば、 lOOmmHg 等)ごとに弾性特性の頻度を集計し、度数分布を求める。さらにヒストグラムを作成す る。ヒストグラムは画像処理部 110によって表示器 300へ出力される。ヒストグラム表 示領域 303aには、ヒストグラム ROI302aで設定された外膜 41の一部の領域に含ま れる対象組織の弾性特性のヒストグラムが表示される。同様にして、ヒストグラム表示 領域 303bおよびヒストグラム表示領域 303cには、ヒストグラム ROI302bおよびヒスト グラム ROI302cで設定された中膜 42の一部および内膜 43の一部の領域に含まれ る対象組織の弾性特性のヒストグラムが表示される。
[0074] 分布作成部 108は、運動情報測定部 104および特性値演算部 105によって演算 が行われると同時に、測定領域情報に示される範囲におけるヒストグラムを作成する 。従って、表示器 300のヒストグラム表示領域 303a〜303cへは、測定とほぼ同時に 即時的に各ヒストグラムが表示される。
[0075] 図 5の各図は、 36歳の健常な男性の頸動脈血管壁の弾性特性を測定し、測定結 果をもとにヒストグラムを作成したものである。図 5 (a)は、外膜領域の弾性特性のヒス トグラムの一例を示すグラフである。図 5 (b)は、中膜領域の弾性特性のヒストグラムの 一例を示すグラフである。図 5 (c)は、内膜領域の弾性特性のヒストグラムの一例を示 すグラフである。図 5 (a)〜（c)にお ヽて、横軸は弾性特性 (単位、 mmHg)を表し、 縦軸は領域内における頻度を表す。 [0076] 図 5 (a)に示すヒストグラムは、図 3に示すヒストグラム ROI302a内に位置する対象 組織の弾性率について度数分布を求めることによって得られている。ヒストグラム ROI 302a内には血管壁の厚さ方向に 12個、血管の伸びる方向に 50個の対象組織が配 列されており、合計 500個の対象組織が含まれている。同様に図 5 (b)に示すヒストグ ラムは、ヒストグラム ROI302b内に位置する対象組織の弾性率に基づいて得られて いる。ヒストグラム ROI302b内には血管壁の厚さ方向に 6個、血管の伸びる方向に 5 0個の対象組織が配列されており、合計 300個の対象組織が含まれている。図 5 (c) に示すヒストグラムは、ヒストグラム ROI302c内に位置する対象組織の弾性率に基づ いて得られている。ヒストグラム ROI302c内には血管壁の厚さ方向に 3個、血管の伸 びる方向に 50個の対象組織が配列されており、合計 150個の対象組織が含まれて いる。前述したように図 3では外膜 41、中膜 42および内膜 43は正しい厚さで示され て!ヽな 、。このためヒストグラム ROI302a〜302cも模式的に示されて!/、る。
[0077] 図 5 (a)は、 150mmHgから 550mmHgの範囲の弾性特性の頻度が高いことを示 している。これは、ヒストグラム ROI302aによって規定される外膜領域の組織の大部 分はこの範囲の弾性特性を有していることを示している。また、図 5 (b)は、ヒストグラ ム ROI302bによって規定される中膜領域の組織は概ね 150mmHgから 250mmHg の範囲の弹'性特'性を有して 、ることを示して 、る。
[0078] 図 5 (c)は、内膜の組織がおおよそ 50mmHgから 750mmHgの範囲の弾性特性を 有していることを示している。また、 lOOOmmHg以上の弾性特性を有する組織が存 在していることがわかる。この高い値の弾性特性は、 50mmHg力 750mmHgの範 囲を有する主要な弾性特性分布とはかけ離れており、内膜のヒストグラム ROI302C で設定した領域内に、弾性率が特異的に高い組織が存在することがわ力る。
[0079] 図 6は、比較のために、超音波診断装置 100を用いてヒストグラム ROI302a〜ROI 302cを含むように 1つのヒストグラム ROIを設定し、設定した領域内の対象組織の弹 性特性の度数分布を求め、ヒストグラムを作成した例を示している。設定したヒストグラ ム ROIは血管壁の外膜、中膜および内膜を含んでいる。図 6のヒストグラムは、弾性 特性が lOOOmmHgを超える組織が存在していることを示している力 弾性特性の分 布からは、そのような高い弾性特性を有する組織の存在が特異的であるかどうかは判 断し難い。
[0080] このように、外膜領域、中膜領域、および内膜領域では、弾性特性のヒストグラムは 異なっており、血管壁の弾性特性を求め、硬化度合いを診断する場合において、構 成組織別にヒストグラムを作成することは、病理診断を正確に行う上で極めて有効で あると考えられる。
[0081] なお、ヒストグラム ROIに対して作成されるヒストグラムは 1つである必要は無い。例 えば、操作者がヒストグラム ROI302aのみを設定した場合において、分布作成部 10 8が、ヒストグラム ROI302aにおける弾性特性、厚さ変化量、および歪みを取得し、弹 性特性のヒストグラム、厚さ変化量のヒストグラム、および歪みのヒストグラムを作成し、 ヒストグラム表示領域 303a〜303cへ表示してもよ!/、。
[0082] 以上のように、本実施によれば、領域設定部 107が操作者によって設定された ROI の領域情報を取得し、分布作成部 108が領域情報と特性値演算部 105によって求 められた弾性特性とを用いて、設定した ROI〖こおける弾性特性の頻度を示すヒストグ ラムを作成する。これにより、被検体中に設定した領域における弾性特性の度数分布 が示されるため、操作者や、被検体の診断を行うものが診断したい領域の弾性特性 力 Sどのくらいの値であるのかを容易に認識することができる。また、操作者が被検体 の構成組織ごとに ROIを設定すれば、操作者は構成組織ごとの弾性特性のヒストグ ラムを参照することができる。従って、操作者は、被検体の構成組織ごとに弾性特性 を参照し、被検体の硬化度合い等を的確に把握することができ、より正確な病理診断 を行うことができる。また、本実施の形態にかかる超音波診断装置は、特性値演算部 105によって演算データが求められると同時に、演算データ力も分布作成部 108がヒ ストグラムを作成するため、操作者は、被検体の硬化度合い等を即時的に把握する ことができ、より的確な診断を行うことができる。
[0083] また、本実施形態において、血管壁 4の構成を外膜 41、中膜 42、および内膜 43と して別々にヒストグラムを作成したが、内膜と中膜とは内中膜複合領域 (IMC領域: In tima- media complex)として用いられることが多いため、血管壁 4の構成を外膜 4 1および IMC領域とし、ヒストグラムを作成してもよ!/、。
[0084] なお、本実施形態では、特性値演算部 105で求めた性状特性値はヒストグラムなど の度数分布によってのみ表示されて ヽるが、性状特性値を被検体における位置で示 した二次元分布画像をさらに生成し、表示してもよい。たとえば図 3に示すように、操 作者が弾性特性 ROI302を設定した場合、画像処理部 110は、特性演算部 105か ら受け取る弾性特性と、領域設定部 107から受け取る弾性特性 ROI302の領域情報 に基づ!/、て、弾性特性 ROI302に含まれる対象組織の弾性特性の二次元分布画像 を生成し、表示器 300において断層像表示領域 301に重ねて弾性特性の二次元分 布画像 304を表示する。前述したように弾性特性は心周期ごとに更新されるので、画 像処理部 110も更新される弾性特性を用いて二次元分布画像を心周期ごとに更新 することが好ましい。これにより、弾性特性のヒストグラムと二次元分布画像とは同期し て心周期ごとに更新される。
[0085] また、この場合、弾性特性 ROI302をヒストグラム ROIと一致させ、弾性特性 ROI30 2を決めれば自動的にヒストグラム ROIが定まるようにしてもょ 、。このようにすることに よって、操作者が弾性特性の度数分布を求めたい領域を指定しなくとも、弾性特性 の二次元分布画像と、その弾性特性のヒストグラムを表示させることができる。
[0086] このように、弾性特性の二次元分布画像を合わせて表示する場合、弾性特性の二 次元分布画像から被検体の弾性特性が特異な部分の位置を特定することが容易と なる。また、上述したように、弾性特性のヒストグラムから、どの程度弾性特性がばらつ Vヽて 、るかや、注目して 、る弾性特性の値が弾性特性の度数分布上で特異な値で あるのかどうかを判断するのが容易となる。したがって、操作者は、これらの情報をも とに、より正確な病理診断を行うことが可能となる。
[0087] (第 2の実施形態）
以下、第 2の実施形態を参照しながら説明する。本実施形態では、領域設定部 10 7における ROIを設定する方法を除き、第 1の実施の形態に力かる超音波診断装置 と同様である。
[0088] 図 4は、本実施形態による超音波診断装置の表示器の表示態様の一例を示す説 明図である。図 4において、第 1の実施形態による表示器 300の表示態様と同様の要 素を示すものに関しては、図 3と同様の番号を付番し、説明を省略する。
[0089] 図 4に示すように、本実施形態の超音波診断装置は、表示器 300に断層像表示領 域 301、弾性特性 ROI302、ヒストグラム表示領域 303a、 303dを表示させる。
[0090] 断層像表示領域 301には、例えば、被検体として血管 3の血管壁 4が Bモード表示 される。血管壁 4は、中膜および内膜から構成される IMC領域 44と、外膜 41から構 成されている。
[0091] 本実施の形態では、操作者が表示器 300に表示される弾性特性 ROI302中に境 界を設定することにより、 ROIを指定することができる。 1つ以上の境界を設定するこ とにより、弾性特性 ROI302は 2つ以上に分割され、それぞれが、ヒストグラムを個別 に作成するためのヒストグラム ROIになる。 2つの境界に挟まれた領域によってヒスト グラム ROIを規定してもよ 、。
[0092] 図 4に示す例では、境界 302dと境界 302eとで挟まれた領域 (血管壁 4の外膜 41 の一部）がーつの ROIとして指定されており、境界 302eと境界 302fとで挟まれた領 域 (血管壁 4の IMC領域 44の一部）がもう一つの ROIとして指定されて 、る。
[0093] 境界 302d〜302fで設定された ROIは、断層像表示領域 301へリアルタイムに表 示される。 ROIの大きさ、位置、および個数は、境界 302d〜302fと弾性特性 ROI30 2とによって定まる。このため、 ROIのこれらの情報は表示器 300に表示されなくても よい。
[0094] ここで、断層像表示領域 301に表示された血管 3の血管壁 4の断層像において、操 作者が境界 302d〜302fを用いて ROIを設定する方法について説明する。
[0095] 操作者は、入力部 600 (例えば、マウス等のポインティングデバイス）を操作すること により境界 302dを設定する。例えば、操作者は、断層像表示領域 301上の前記マウ スポインタが任意の点（以下、点 A)を指し示すよう、マウスを操作する。マウスポイン タが指し示す点 Aにおいて、操作者がマウスをクリックすることにより、弾性特性 ROI3 02の水平方向の長さと略同一の長さを持つ境界 302dが表示される。
[0096] この操作を繰り返すことにより、境界 302e、 302fが同様に設定される。操作者は、 境界 302d〜302fをドラッグ等することにより、境界 302d〜302fの位置を変更するこ とがでさる。
[0097] 2本の境界に挟まれた領域の位置を示す値 (表示器 300における座標情報等）、範 囲を示す値 (矩形領域の水平方向における長さ、矩形領域の垂直方向における長さ )を領域情報とする。境界 302d〜302fによって設定された領域情報は、ヒストグラム 領域情報として、領域設定部 107へ出力される。
[0098] なお、 ROIの設定方法は、この一例に限らない。例えば、入力部 600がキーボード の場合であれば、操作者が、座標をキーボードへ直接入力することによって、 ROIを 設定してもよい。また、入力部 600としてマウス等のポインティングデバイスを用い、操 作者は、断層像表示領域 301において、目視しながら自由にマウスを操作し、マウス の軌跡を境界としてもよい。これにより、境界が複雑な場合でも対応することができる
[0099] また、境界は、超音波診断装置が自動的に設定してもよい。たとえば、被検体中に 含まれる組織はそれぞれ異なる音響特性を有している。このため、反射エコーを受信 して得られる受信信号には、この音響特性の差異による特性差が生じている。具体 的には、受信信号の強度、つまり、振幅情報は組織により異なる音響特性の差異を 反映している。したがって、受信信号の振幅情報に基づいて境界を自動的に設定す ることができる。本実施形態では、画像処理部 110において、受信信号から、被検体 の断層像等の画像データを作成している。この画像データは、受信信号の振幅を口 グアンプにより増幅することによって得られ、その強度は組織毎に、あるいは異なる組 織境界において特徴的である。したがって、画像処理部 110において生成した断層 像等の画像データを領域設定部 107が受け取り、画像データにおける振幅の差異に 基づいて、境界を決定することができる。
[0100] また、最大厚み変化量、歪み、弾性特性等の性状特性値の差異を被検体境界とし て認識してもよい。性状特性値も受信信号の振幅と同様に、組織毎に特徴的である ため、領域設定部 107が前記最大厚み変化量、歪み、弾性特性の差異を認識して 組織の境界を自動的に検出することができる。
[0101] さらに、被検体の位置変位量や厚み変化量等の運動情報の差異を被検体境界と して認識してもよい。運動情報も組織毎に特徴的であるため、領域設定部 107が前 記最大厚み変化量、歪み、弾性特性の差異を認識して組織の境界を自動的に検出 することができる。
[0102] 上記各実施形態では、被検体として動脈の血管壁を用いて説明したが、本発明の 超音波診断装置で測定することのできる検体はこの一例に限定されな 、。例えば、 心臓、肝臓、および胃等の他の組織の測定や診断にも本発明の超音波診断装置を 好適に用いることができ、上述したように弾性特性などの性状特性値の基づく病理の 診断を行うことができる。
[0103] また、上記各実施形態にお!、て、操作者が、超音波プローブ 200を操作しながら R OIを設定するのは困難である場合には、ー且フリーズ機能によりオフラインとし、 ROI を設定した後、 ROI内ヒストグラムを表示させてもよい。
[0104] また、弾性特性 ROI302上にヒストグラムを求める対象となる領域 (例えば、ヒストグ ラム ROI302a〜302c)を設定するとして説明している力 弾性特性 ROI302の設定 は必ずしも必要ではない。例えば、弾性特性を全画面において求めることができるほ ど演算能力の高い超音波診断装置等の場合、ヒストグラムを求める対象となる領域は 、断層像表示領域 301上に直接設定されてもよい。
産業上の利用可能性
[0105] 本発明の超音波診断装置は、被検体の弾性特性などの性状特性値を測定し、病 理の診断を行ったり、被検体に含まれる組織の特性を分析したりするために好適に 用いられる。

Claims

請求の範囲
[1] 被検体へ超音波を送信するための探触子を駆動する送信部と、
前記超音波が前記生体組織において反射することにより得られ、前記探触子により 受信する反射エコーを増幅し、受信信号を生成する受信部と、
前記受信信号に基づいて前記被検体の断層像を生成する画像処理部と、 前記断層像における任意の範囲を対象領域として設定する領域設定部と、 前記受信信号力 前記被検体に設定された複数の測定位置における前記被検体 の運動情報を求める運動情報測定部と、
前記運動情報から、前記複数の測定位置によって特定される前記被検体の複数の 対象組織の性状特性値をそれぞれ求める特性値演算部と、
前記複数の性状特性値を取得し、前記領域設定部によって設定された前記対象 領域内に位置する前記対象組織の性状特性値から前記性状特性値の度数分布を 求める分布作成部と、
を備えた超音波診断装置。
[2] 前記特性値演算部によって求められる性状特性値は、被検体の最大厚さ変化量、 歪み、および弾性特性力もなる群力 選択される、請求項 1に記載の超音波診断装 置。
[3] 前記領域設定部は、外部に設けられた入力部からの信号に基づき、前記対象領域 を設定する請求項 1または 2に記載の超音波診断装置。
[4] 前記領域設定部は、前記被検体中の音響特性の差異により生じる前記受信信号 の特性に基づ 、て、前記被検体中に少なくとも 1つの境界を決定し、
前記分布作成部は、前記境界により分割される領域ごとに前記性状特性値の度数 分布を求める、請求項 1または 2に記載の超音波診断装置。
[5] 前記受信信号の特性は、前記受信信号の振幅情報である、請求項 4に記載の超 音波診断装置。
[6] 前記領域設定部は、前記性状特性値に基づいて前記被検体中に少なくとも 1つの 境界を決定し、
前記分布作成部は、前記境界により分割される領域ごとに前記性状特性値の度数 分布を求める、請求項 1または 2に記載の超音波診断装置。
[7] 前記領域設定部は、前記運動情報に基づいて前記被検体中に少なくとも 1つの境 界を決定し、
前記分布作成部は、前記境界により分割される領域ごとに前記性状特性値の度数 分布を求める、請求項 1または 2に記載の超音波診断装置。
[8] 前記運動情報は、複数の測定位置における前記被検体の位置の時間変化量、お よび、前記対象組織を規定する 2点の厚さの時間変化量のうちの少なくともいずれか 一つである、請求項 7に記載の超音波診断装置。
[9] 前記被検体は、内膜領域、中膜領域および外膜領域を有する血管壁組織を含み、 前記領域設定部は、血管腔と内膜領域との境界、内膜領域と中膜領域との境界、 中膜領域と外膜領域との境界および外膜領域と血管外組織との境界から選ばれる 少なくとも 1つの境界を決定する請求項 4から 8のいずれかに記載の超音波診断装置
[10] 前記分布作成部は、性状特性値の度数分布として、ヒストグラムを作成する請求項
1から 9の 、ずれかに記載の超音波診断装置。
[11] 前記断層画像および前記度数分布を表示する表示器をさらに備える請求項 1から
10の 、ずれかに記載の超音波診断装置。
[12] 前記画像処理部は、前記複数の性状特性値を取得し、前記複数の性状特性値の 前記被検体における二次元分布画像をさらに生成する請求項 1から 10のいずれか に記載の超音波診断装置。
[13] 前記断層画像、前記度数分布および前記二次元分布画像を表示する表示器をさ らに備える請求項 12に記載の超音波診断装置。
[14] 前記特性値演算部は、所定の周期で前記複数の性状特性値を更新し、前記分布 作成部および前記画像処理部は前記性状特性値を更新に同期して、前記度数分布 および前記二次元分布画像をそれぞれ更新する請求項 13に記載の超音波診断装 置。
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