WO2013051279A1 - 超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法 - Google Patents
超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法 Download PDFInfo
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Definitions
- 6 is a relationship diagram in which the frame number of the received signal acquired in the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to one aspect of the first embodiment, the cross-sectional area of the contour portion 101 in the frame, and the circumference are plotted in the order of hand scanning.
- 6 is a block diagram illustrating a functional configuration of an ultrasound diagnostic apparatus 1 ′ according to an aspect of a modification of the first embodiment.
- the bulb boundary detection unit detects a coordinate position of the carotid artery in each of the plurality of two-dimensional images, and the coordinates between adjacent two-dimensional images among the plurality of two-dimensional images.
- the positional deviation is less than or equal to a predetermined value, it may be determined that the plurality of two-dimensional images are acquired at positions spaced by a predetermined interval along the carotid artery.
- the blood vessel extends in a peripheral direction from the common carotid artery to the internal carotid artery and the external carotid artery, or in a central direction from the internal carotid artery and the external carotid artery to the common carotid artery.
- a certain configuration may be used.
- Embodiment 2 The ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to Embodiment 1 analyzes a cross-sectional image in the short axis direction of the carotid artery obtained by hand-scanning the ultrasonic probe 2 in the long axis direction of the carotid artery, and displays a CCA-Bulb boundary 219.
- the ROI 211 that defines the measurement range for extracting and performing IMT measurement is determined.
- the ultrasonic diagnostic apparatus 1A according to the second embodiment uses an ultrasonic probe 2A in which the transducer array is perturbed in a direction perpendicular to the array, and the transducer array, which is an array direction of the transducer, is arranged in the longitudinal direction of the carotid artery.
- the transducer array is arranged in the vicinity of the center of the short-axis section of the blood vessel along the long-axis direction of the carotid artery. It is because it is necessary to measure in the state.
- the ultrasonic diagnostic apparatus 1A according to one aspect of the second embodiment is similar to the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to one aspect of the first embodiment in that the cross-sectional area acquired from the cross-sectional image in the short axis direction.
- the CCA-Bulb boundary 219 can be detected, and the ROI 211 can be determined based on this boundary.
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Abstract
Description
超音波診断装置において、IMTの計測範囲を規定するROI211を決定するために各種の検討が行われている。例えば、非特許文献2では、CCA-Bulb境界219の検出方法が示されている。当該文献では、CCA-Bulb境界219はCCAの末梢端でBulbを形成する際の血管壁の変曲点として表され、変曲点はCCAからBulbへの移行部付近でそれぞれ外膜と中膜との境界線をCCA側とBulb側から延長した交点として求め、その交点をCCA-Bulb境界219として規定する。発明者らは、この非特許文献2に記載されたCCA-Bulb境界219の検出方法を用いて検出したCCA-Bulb境界219を基準として、IMTの計測範囲を決定することの実用性について鋭意検討を行った。例えば、非特許文献1の推奨する計測範囲を規定するROI211を決定することができるか否かについて検討した。
≪本発明を実施するための形態の概要≫
本発明を実施するための形態の一態様である超音波診断装置は、超音波探触子が接続可能に構成され、頚動脈の血管壁のIMTを計測する超音波診断装置であって、前記超音波探触子を駆動し、頚動脈に沿った異なる複数の位置における短軸断面に対して超音波を送信するための送信信号を供給する送信処理と、前記探触子が受信した前記頸動脈からの反射超音波に基づく信号を受信し、前記複数位置における短軸断面に対応する複数フレームの受信信号を生成する受信処理とを行う送受信処理部と、前記複数フレームの受信信号に基づき、当該複数フレームそれぞれに対応する複数の2次元画像を生成する2次元画像生成部と、前記複数の2次元画像それぞれに存する前記頚動脈の短軸断面に基づき、前記頚動脈の血管壁の周長又は断面積の少なくとも1つを測定し、前記周長又は前記断面積少なくとも1つと、前記複数の2次元画像を取得した前記頚動脈の位置を示す情報とに基づき総頚動脈と頚動脈球部との境界位置を検出するBulb境界検出部と、前記境界位置に基づきIMTを計測するための計測範囲を規定するROIを決定するROI決定部と、前記ROIに含まれる2次元画像からIMTを測定するIMT計測部とを備えたことを特徴とする。
≪実施の形態1≫
以下、実施の形態1の一態様に係る超音波診断装置について、図面を参照しながら説明する。
<構成について>
(全体構成)
図1は、実施の形態1の一態様に係る超音波診断装置1の機能構成を示すブロック図である。
超音波探触子2は、図示しない複数の圧電素子が列状に多数配列された振動子列を有する。超音波探触子2は、後述の送受信処理部3から供給されたパルス状または連続波の電気信号である送信信号をパルス状または連続波の超音波に変換し、振動子列を被検体の皮膚表面に接触させた状態で被検体の皮膚表面から頚動脈に向けて超音波ビームを照射する。この際、頚動脈の短軸断面の2次元画像を取得するために、振動子列が頚動脈に沿い頸動脈の長軸方向と垂直となるように超音波探触子2を配置し、超音波ビームを発射する。そして、超音波探触子2は、被検体からの反射超音波である超音波エコー信号を受信し、振動子列によりエコー信号を電気信号に変換して、この電気信号を送受信処理部3に供給する。
そして、超音波探触子2を移動させた位置に対応する頚動脈の短軸断面の超音波エコー信号を受信する。そして、この超音波エコー信号に基づき電気信号に変換した信号を順次、送受信処理部3に供給する。以下、この操作をハンドスキャンという。
送受信処理部3は、超音波探触子2に超音波ビームを送信させるためのパルス状または連続波の電気信号を生成し、送信信号として超音波探触子2へ供給する送信処理を行う。
(2次元画像生成部4)
2次元画像生成部4は、受信信号に基づき、フレーム毎に対応した頚動脈の短軸画像である2次元画像を生成し、2次元画像保持部5へ供給する。この2次元画像は、主に受信信号に対し直交座標系に対応するように座標変換を施した画像信号である。そして、これら2次元画像は、ハンドスキャンによって取得された順番とともに2次元画像保持部5にて記憶される。
(Bulb境界検出部15)
Bulb境界検出部15は、複数の2次元画像それぞれに存する頚動脈の短軸断面に基づき、前記頚動脈の血管壁の周長又は断面積の少なくとも1つを測定し、周長又は断面積少なくとも1つと、複数の2次元画像を取得した前記頚動脈の位置を示す情報とに基づき総頚動脈と頚動脈球部との境界位置を検出する。Bulb境界検出部15は、輪郭抽出部6、3次元Volumeデータ保持部7、断面情報分析部8、断面分析データ保持部9、血管方向判定部10、血管方向データ保持部11およびBulb境界判定部12を備える。それぞれの、機能要素の構成について説明する。
輪郭抽出部6は、2次元画像保持部5にて記憶された2次元画像に基づき、例えばエッジ検出処理のような一般的な画像処理手法を用いることで、頚動脈の血管壁部分の輪郭部分を抽出する。
3次元Volumeデータ保持部7は、輪郭抽出部6で得られた輪郭部分をフレーム毎に記憶する。以後、これらフレーム毎に記憶された輪郭部分のデータの集合群を、3次元Volumeデータという。
断面情報分析部8は、3次元Volumeデータ保持部7で記憶された3次元Volumeデータに基づき、ハンドスキャンが正しく行われたかを分析する。ハンドスキャンは、頚動脈の長軸方向に沿って一方向に皮膚表面上を移動させた状態で超音波ビームの送受信を行うため、ハンドスキャンのやり方によっては、一部のフレームのデータが欠落等することがある。断面情報分析部8は、このデータの欠落等によって誤ったデータを取得することを防止するためのものである。
血管方向判定部10は、断面分析データ保持部9に記憶された情報に基づき、ハンドスキャンが、CCAからICA/ECA方向(以下、順方向とする)でされたのか、ICA/ECAからCCA方向(以下、逆方向とする)でされたのかを判定する。すなわち、3次元Volumeデータ内の複数のフレームのデータから、ハンドスキャンの方向を判定する。具体的には血管位置検出部80で検出した血管の輪郭部分の位置の長軸方向の変化に基づき、複数のフレームのデータの何れが中枢方向であって、何れが末梢方向であるかを判定する。前壁の座標位置と後壁の座標位置との間の距離が長軸方向に沿って拡大する場合、CCAからBulbに向けて血管径が序々に大きくなるので、その方向が末梢方向であることを示す。
血管方向データ保持部11は、血管方向判定部10で得られた情報を記憶する。
[Bulb境界判定部12]
Bulb境界判定部12は、複数のフレームに対応する2次元画像それぞれから抽出した血管の周長又は断面積の大きさの変化が開始する位置を前記境界として検出する。具体的には、断面分析データ保持部9および血管方向データ保持部11のデータに基づき、CCAとBulbとの境界たる変曲点を検出する。詳細については、後述する。
(ROI決定部13)
ROI決定部13は、Bulb境界判定部12で得た変曲点に基づき、IMT計測を行う範囲を規定するROI211を決定する。すなわち、予め決定したIMT計測範囲212に対応するフレームを選択する。例えば、非特許文献1のIMT推奨計測範囲に対応するためには、変曲点からCCA側1cmの領域内に存するフレームを選択し、これをIMT計測範囲212として決定する。上述のように、超音波画像取得の際に超音波探触子は頚動脈の長軸方向に沿って一定速度で移動されている場合、短軸断面画像に対応するフレームは、一定の間隔にて取得される。この場合、1cmを超音波探触子の移動した際の速度で除することにより、IMT取得の対象とすべきフレームの個数を算出することができる。ここで、超音波探触子の移動した際の速度は、既定された一定速度、例えば、例えば、4mm/secから6mm/secの速度で行うことが望ましい。
(IMT計測部14)
IMT計測部14は、ROI決定部13で選択されたフレームに対応する2次元画像を2次元画像保持部5から取得し、当該2次元画像に基づきそれぞれのフレーム毎にIMT計測を行う。上述のとおり、血管壁201は、内側から外側に向けて、内膜202、中膜203、外膜205から構成され、IMTは内膜202と中膜203の複合体である内中膜20の厚さである。IMT計測部14において、受信信号に基づき生成した2次元画像上の血管内腔204と外膜205との間に内中膜206を検出することによりIMTを測定する。2次元画像は、短軸方向から血管の断面を示した血管の断層像であり、当該画像からIMTを測定する方法については、例えば、WO2012/105162号公報等に記載の方法に基づく。
<動作について>
以上の構成からなる超音波診断装置1の動作について、図4のフローチャートを用いて説明する。図4は、実施の形態1の一態様に係る超音波診断装置1のIMT測定に関する動作を示すフローチャートである。頚動脈を含む被検体への超音波ビームの送信および受信については、一般的な方法により取得されるものであるので、ここでは説明を省略する。すなわち、ROI211を自動的に決定し、ROI211内のIMTの計測を行うまでの動作について説明する。
(ステップ1(S01))
ステップ1(S01)において、ハンドスキャンによって超音波探触子2で得た超音波エコー信号に基づき、送受信処理部3でフレーム毎の受信信号を生成する。この際、頚動脈の短軸断面の2次元画像を取得するために、振動子列が頚動脈に沿い頸動脈の長軸方向と略垂直となるように超音波探触子2を配置し頸動脈の長軸方向に沿って超音波探触子2を移動する。この際、一定の間隔にて短軸断面2次元画像を複数取得するために、超音波探触子2の移動は、頚動脈の長軸方向に沿って既定の一定速度で行うことが望ましい。
(ステップ2(S02))
図5は、実施の形態1の一態様に係る超音波診断装置1によって得られる頸動脈の短軸方向の断面を示した2次元画像に基づくデータを示す図である。(a)は、2次元画像100を示す構成図、(b)は、フレーム毎の頚動脈の輪郭部分101を示す構成図、(c)は、頚動脈の3次元画像102の構成図である。
(ステップ3(S03))
ステップ3(S03)では、2次元画像保持部5で記憶された2次元画像100に対し、上述のしたような一般的な画像処理手法によって、図5(b)に示すような頚動脈の輪郭部分101を抽出する。そして、これらフレーム毎の輪郭部分101は、3次元Volumeデータとして3次元Volumeデータ保持部7に保存される。次に、これら輪郭部分101をハンドスキャンにより得られたフレームを順に繋ぎ合わせ、図5(c)に示すような頸動脈の3次元画像102を構築する。そして、これら3次元画像102は、3次元Volumeデータ保持部7に保存される。
(ステップ4(S04))
ステップ4(S04)では、3次元Volumeデータが、ハンドスキャンが正しく行われたか否かを判定する。図6は、実施の形態1の一態様に係る超音波診断装置1においてハンドスキャンが正しく行われたか否かを判定する動作を示すフローチャートである。このステップ4(04)について、図6を用いて説明する。
ステップ41(S41)では、血管位置検出部80が、例えば、輪郭抽出部6によって画像処理された2次元画像をスキャンし、輪郭部分101が、図5(b)に示すXY座標のどの位置に存在するか、輪郭部分101の示す座標位置を検出する。この際、頚動脈の血管壁以外の輪郭がノイズとして現れる場合がある。このノイズについては、例えば、環状でない輪郭部分は、頚動脈の断面画像ではないと判定し、無視あるいはノイズ自体を消去する。
ステップ42(S42)では、血管周長測定部81において、血管位置検出部80にて検出した輪郭部分101の示す座標位置に基づき、輪郭部分101の周長を測定する。これは頚動脈の周長を表す。ここで、輪郭部分の周囲の長さには、頸動脈の血管の外膜の外径における周長を用いることができる。
ステップ43(S43)では、血管断面積測定部82において、血管位置検出部80にて検出した輪郭部分101の示す座標位置に基づき、輪郭部分101の面積を測定する。これは頚動脈の断面積を表す。ここで、輪郭部分の断面積には、内腔が占める部分も含めた頸動脈の血管における外膜の外径に囲まれた範囲を用いる。
ステップ44(S44)では、フレーム毎に存在する頚動脈の断面数を割出す。通常、上述の処理によって得られる頚動脈の断面数は、CCA側で得られたフレームでは1つであり、Bulbよりも末梢側にあるICA、ECA側で得られたフレームでは2つである。したがって、断面数が3つ以上存在することはあり得ない。しかしながら、血管位置検出部80では、処理できなかった環状の輪郭部分101が存在する場合がある。これについては、血管周長測定部81や血管断面積測定部82で得られた情報によりノイズを判別し、このノイズを無視あるいは消去する。具体的には、頚動脈は直径が10mm程度と通常の血管と比較して非常に大きい。そのため、周長、断面積といった数値情報を基準に頚動脈の断面であるかノイズであるかを判定する。
ステップ45(S45)は、断面情報判定部84において、ステップ41(S41)からステップ44(S44)の処理に基づき、ハンドスキャンにより得られたフレームが連続したものかどうか判定する。
(ステップ5(S05))
ステップ5(S05)では、血管方向判定部10において、ハンドスキャンされた方向を決定し、その決定した方向を、血管方向データ保持部11で記憶する。図7(a)は、頚動脈を順方向(矢印方向)にハンドスキャンした状態を示す模式図であり、(b)は、(a)中の(A)~(D)の位置で取得した頸動脈の2次元画像を示す模式断面図である。
ステップ6(S06)は、Bulb境界判定部12において、断面分析データ保持部9および血管方向データ保持部11のデータに基づき、CCAとBulbとの境界たる変曲点を検出する。CCAとBulbとの境界たる変曲点を検出は、3次元Volumeデータ内のそれぞれのフレームに対応する輪郭部分101の周長および面積を対応付けし、周長および断面積の値を頸動脈の方向に対し2次微分し、周長および断面積の値の変曲点を抽出することにより行う。
ステップ7(S07)では、ステップ6(S06)で検出されたBulb境界たる変曲点からIMT計測範囲212を決定する。具体的には、ROI決定部13は、Bulb境界判定部12で得た変曲点に基づき、IMT計測を行う範囲を規定するROI211を決定する。すなわち、予め決定したIMT計測範囲212に対応するフレームを選択する。例えば、非特許文献1のIMT推奨計測範囲に対応するためには、変曲点からCCA側1cmの領域内に存するフレームを選択し、これをIMT計測範囲212として決定する。
(ステップ8(S08))
ステップ8(S08)において、決定されたIMT計測範囲212におけるIMT計測を行う。具体的には、IMT計測部14は、ROI決定部13で選択されたフレームに対応する2次元画像保持部5の2次元画像に基づきそれぞれのフレーム毎にIMT計測を行う。例えば、IMT計測範囲212内に相当するフレームそれぞれに対してIMT計測を行い、そのうち、最大厚(maxIMT)や平均厚(meanIMT)といった測定結果を用い、IMT値を確定させる。
<効果>
以上の構成により、実施の形態1の一態様に係る超音波診断装置1は、例えば、CCAからBulbにかけて長軸方向の湾曲が大きい形状の2次元画像が得られた場合であっても、短軸方向の断面画像から取得した断面積又は周長は、その長軸方向の湾曲に依存しないことに着目してCCA-Bulb境界219を検出することができる。また、長軸方向の断面画像からIMTを測定する場合のように、振動子列を血管の短軸断面の中心近傍に配置する必要がない。かかる構成によって、被検体の頸動脈の形状にかかわらずCCA-Bulb境界219を簡便に検出することができ、CCA-Bulb境界219の自動検出が可能となる。これにより、頚動脈の血管壁のIMTを計測する超音波診断装置において、IMTを計測するための計測範囲を規定するROI211を自動的に決定することにより、熟練者でなくとも簡便な操作でIMTを迅速に測定することができる
<変形例>
以上、実施の形態に係る超音波診断装置について説明したが、例示した超音波診断装置を以下のように変形することも可能であり、本発明が上述の実施形態で示した通りの超音波診断装置に限られないことは勿論である。
≪実施の形態2≫
実施の形態1に係る超音波診断装置1は、超音波探触子2を頚動脈の長軸方向にハンドスキャンして取得した頚動脈の短軸方向における断面画像を分析し、CCA-Bulb境界219を抽出しIMT計測を行うための計測範囲を規定するROI211を決定する構成とした。実施の形態2に係る超音波診断装置1Aは、振動子列が列と垂直方向に搖動する超音波探触子2Aを用い、振動子の配列方向である振動子列を頚動脈の長軸方向に沿うように配置し、頚動脈の短軸方向の2次元画像と長軸方向の2次元画像の両方を取得し分析することによりCCA-Bulb境界219を抽出し、IMT計測を行う範囲を規定するROI211を決定する点に特徴がある。
<構成について>
(全体構成)
以下、実施の形態2に係る超音波診断装置1Aの具体的な構成について説明する。図13は、実施の形態2の一態様に係る超音波診断装置1Aの機能構成を示すブロック図である。実施の形態2に係る超音波診断装置1Aでは、送受信処理部3A、2次元画像生成部4A、2次元画像保持部5AおよびIMT計測部14Aの構成が、図1に示した実施の形態1に係る超音波診断装置1と相違する。それ以外の構成は、図1に示した各構成要素と同じであり、説明を省略する。
(超音波探触子2A)
実施の形態2の一態様に係る超音波診断装置1Aには超音波探触子2Aが接続可能に構成されている。超音波探触子2Aは、その振動子の配列方向が、頚動脈の長軸方向に沿うように配置される。そして、頚動脈の長軸方向に沿って超音波ビームの送信し、反射超音波である超音波エコー信号を受信する。これにより、頚動脈の長軸断面の2次元画像を生成するための超音波エコー信号を取得する。また、図12に示すように、振動子を配列方向と直交する方向に揺動させた場合、超音波探触子Aの振動子は、振動子が搖動する頚動脈の短軸断面の2次元画像を生成するための超音波エコー信号を取得する。また、揺動した各位置での頚動脈の長軸断面の2次元画像を生成するための超音波エコー信号を取得する。
(送受信処理部3A)
送受信処理部3Aにおける送信処理は、実施の形態1と同じである。一方、受信処理は、フレーム毎の頚動脈の短軸断面の2次元画像を生成するための受信信号の生成と、揺動した各位置での頚動脈の長軸断面の2次元画像を生成するための受信号の生成とを行う。
(2次元画像生成部4A)
2次元画像生成部4は、送受信処理部3Aからの受信信号に基づき、フレーム毎の頚動脈の短軸断面の2次元画像を生成するともに、揺動した各位置での頚動脈の長軸断面の2次元画像を生成する。ここで取得された頚動脈の長軸断面の2次元画像のうち、IMT計測に用いる2次元画像は、例えば、揺動中心位置で得られた2次元画像等、頸動脈の血管中心を通る所定の揺動位置で取得された2次元画像を用いる。
(2次元画像保持部5A)
2次元画像保持部5Aは、揺動した各位置での頚動脈の長軸断面の2次元画像を記憶する。ここで記憶された2次元画像は、IMT計測に用いられる。一方、フレーム毎の頚動脈の短軸断面の2次元画像については、実施の形態1同様、輪郭抽出部6に供給される。
(IMT計測部14A)
IMT計測部14Aは、頚動脈の長軸断面の2次元画像において、ROI決定部13で決定されたROI211に含まれる2次元画像の部分からIMTを測定する。長軸方向から血管の断面を示した血管の断層像からIMTを測定する方法については、例えば、WO2007/108359号公報等に記載の方法に基づく。2次元画像生成部4Aで生成された頚動脈の長軸断面の2次元画像のうち、IMT計測に用いる2次元画像は、例えば、揺動中心位置で得られた2次元画像等、頸動脈の血管中心を通る所定の揺動位置で取得された2次元画像を用いることが望ましい。上述したように、正確なIMT計測を実現するためには、図17(a)に示すように、頸動脈の長軸方向に沿うように振動子列を血管の短軸断面の中心近傍に配置した状態で計測することが必要であるからである。
<効果>
以上の構成により、実施の形態2の一態様に係る超音波診断装置1Aは、実施の形態1の一態様に係る超音波診断装置1と同様に、短軸方向の断面画像から取得した断面積又は周長は、その長軸方向の湾曲に依存しないことに着目してCCA-Bulb境界219を検出し、この境界に基づきROI211を決定することができる。また、超音波探触子が搖動することにより、超音波探触子を血管の中心近傍に配置した状態で取得した長軸方向の2次元画像におけるROI211に含まれる部分からIMTを計測することができる。
<変形例>
以上、実施の形態2に係る超音波診断装置1Aについて説明したが、例示した超音波診断装置を以下のように変形することも可能であり、本発明が上述の実施形態で示した通りの超音波診断装置に限られないことは勿論である。
≪まとめ≫
以上のように、実施の形態1及び2では頚動脈の短軸方向における血管の断面積又は周長の長軸方向における変化に基づきCCA-Bulbの境界を検出し、CCA-Bulbの境界に基づきIMTを測定する範囲を規定するROI211を決定する構成を示した。このような構成により、頚動脈の血管壁のIMTを計測する超音波診断装置において、頚動脈の血管壁のIMTを計測するための計測範囲を規定するROI211を自動的に決定することができ、熟練者でなくとも簡便な操作でIMTを迅速に測定することができる。
≪補足≫
以上で説明した実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない工程については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
2、2A 超音波探触子
3、3A 送受信処理部
4、4A 2次元画像生成部
5、5A 2次元画像保持部
6 輪郭抽出部
7 3次元Volumeデータ保持部
8 断面情報分析部
9 断面分析データ保持部
10 血管方向判定部
11 血管方向データ保持部
12 Bulb境界判定部
13 ROI決定部
14、14A IMT計測部
15 Bulb境界判定部
50 受信信号保持部
80 血管位置検出部
81 血管周長測定部
82 血管断面積測定部
83 血管断面数割出部
84 断面情報判定部
100 2次元画像
101 輪郭部分
102 3次元画像
201 血管壁
202 内膜
203 中膜
204 血管内腔
205 外膜
206 内中膜
207 内腔内膜境界
208 中膜外膜境界
209 後壁
210 前壁
211 関心領域
212 IMT計測範囲
213 総頸動脈(CCA)
214 頸動脈球部(Bulb)
215 内頸動脈(ICA)
216 外頸動脈(ECA)
217 総頚動脈分岐部(Bif)
219 CCA-Bulb境界
220 血管の中心
300、300A 制御器
Claims (10)
- 超音波探触子が接続可能に構成され、頚動脈の血管壁のIMTを計測する超音波診断装置であって、
前記超音波探触子を駆動し、頚動脈に沿った異なる複数の位置における短軸断面に対して超音波を送信するための送信信号を供給する送信処理と、前記超音波探触子が受信した前記頸動脈からの反射超音波に基づく信号を受信し、前記複数位置における短軸断面に対応する複数フレームの受信信号を生成する受信処理とを行う送受信処理部と、
前記複数フレームの受信信号に基づき、当該複数フレームそれぞれに対応する複数の2次元画像を生成する2次元画像生成部と、
前記複数の2次元画像それぞれに存する前記頚動脈の短軸断面に基づき、前記頚動脈の血管壁の周長又は断面積の少なくとも1つを測定し、前記周長又は前記断面積の少なくとも1つと、前記複数の2次元画像を取得した前記頚動脈の位置を示す情報とに基づき総頚動脈と頚動脈球部との境界位置を検出するBulb境界検出部と、
前記境界位置に基づきIMTを計測するための計測範囲を規定するROIを決定するROI決定部と、
前記ROIに含まれる2次元画像からIMTを測定するIMT計測部と、
を備えた超音波診断装置。 - 前記Bulb境界検出部は、前記周長又は前記断面積の大きさの変化が開始する位置を前記境界位置として検出する請求項1に記載の超音波診断装置。
- 前記Bulb境界検出部は、前記複数のフレームに対応する2次元画像それぞれに対し、前記頚動脈の血管壁の輪郭を抽出する輪郭抽出処理を行い、前記輪郭に基づき、前記周長又は前記断面積を測定する請求項1又は2に記載の超音波診断装置。
- 前記Bulb境界検出部は、前記複数の2次元画像が前記頚動脈に沿った所定の間隔を隔てた位置において取得されたことを判定する判定処理を行う請求項1から3の何れかに記載の超音波診断装置。
- 前記Bulb境界検出部は、前記複数の2次元画像それぞれに存する前記頚動脈の座標位置を検出し、前記複数の2次元画像のうち、隣り合う2次元画像間の前記座標位置のズレが所定の値以下の場合、前記複数の2次元画像が前記頚動脈に沿った所定の間隔を隔てた位置において取得されたと判定する請求項4に記載の超音波診断装置。
- 前記Bulb境界検出部は、前記複数の2次元画像に基づき血管の伸長方向を決定する請求項1から5の何れかに記載の超音波診断装置。
- 前記Bulb境界検出部は、前記複数の2次元画像に存する前記頚動脈の断面数を割出し、前記断面数と前記複数の2次元画像を取得した前記頚動脈の位置を示す情報とに基づき血管の伸長方向を決定する請求項6に記載の超音波診断装置。
- 前記血管の伸長方向は、前記総頚動脈から内頚動脈および外頚動脈に向けた末梢方向と、前記内頚動脈および前記外頚動脈から前記総頚動脈に向けた中枢方向のいずれかである請求項6に記載の超音波診断装置。
- 前記ROI決定部は、前記境界位置および前記血管の伸長方向に基づき前記IMT計測のためのROIを決定する請求項6に記載の超音波診断装置。
- 超音波探触子が接続可能に構成され、頚動脈の血管壁のIMTを計測する超音波診断装置の制御方法であって、
前記超音波探触子を駆動し、頚動脈に沿った異なる複数の位置における短軸断面に対して超音波を送信するための送信信号を供給する送信処理ステップと、
前記超音波探触子が受信した前記頸動脈からの反射超音波に基づく信号を受信し、前記複数位置における短軸断面に対応する複数フレームの受信信号を生成する受信処理ステップと、
前記複数フレームの受信信号に基づき、当該複数フレームそれぞれに対応する複数の2次元画像を生成する2次元画像生成ステップと、
前記複数の2次元画像それぞれに存する前記頚動脈の短軸断面に基づき、前記頚動脈の血管壁の周長又は断面積少なくとも1つを測定し、前記周長又は前記断面積の少なくとも1つと、前記複数の2次元画像を取得した前記頚動脈の位置を示す情報とに基づき総頚動脈と頚動脈球部との境界位置を検出するBulb境界検出ステップと、
前記境界位置に基づき所定のIMTを計測するための計測範囲を規定するROIを決定するROI決定ステップと、
前記ROIに含まれる2次元画像からIMTを測定するIMT計測ステップと、
を有する超音波診断装置の制御方法。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014233570A (ja) * | 2013-06-05 | 2014-12-15 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
CN104622509A (zh) * | 2013-11-08 | 2015-05-20 | 日立阿洛卡医疗株式会社 | 超声波诊断装置以及弹性评价方法 |
WO2022230666A1 (ja) * | 2021-04-30 | 2022-11-03 | 富士フイルム株式会社 | 超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3685755A4 (en) * | 2017-09-22 | 2020-11-18 | FUJIFILM Corporation | ULTRASONIC DIAGNOSIS DEVICE AND ULTRASONIC DIAGNOSIS DEVICE CONTROL PROCESS |
EP3749215A4 (en) | 2018-02-07 | 2021-12-01 | Atherosys, Inc. | DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE ULTRASONIC RECORDING OF THE PERIPHERAL ARTERIES IN THE TRANSVERSAL PLANE |
WO2020041529A1 (en) * | 2018-08-21 | 2020-02-27 | California Institute Of Technology | A wireless ultrasound monitoring device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005348807A (ja) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Shimadzu Corp | 超音波診断装置 |
JP2007319255A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波診断装置 |
JP2008237670A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Gifu Univ | 血管画像化方法、血管画像化システム及び血管画像化プログラム |
JP2010119842A (ja) * | 2008-11-19 | 2010-06-03 | Medison Co Ltd | Imt測定領域設定方法およびそのための超音波システム |
WO2011013693A1 (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-03 | 株式会社 日立メディコ | 超音波診断装置とその関心領域設定方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7927278B2 (en) * | 2002-12-13 | 2011-04-19 | California Institute Of Technology | Split-screen display system and standardized methods for ultrasound image acquisition and multi-frame data processing |
US7090640B2 (en) * | 2003-11-12 | 2006-08-15 | Q-Vision | System and method for automatic determination of a region of interest within an image |
US8571278B2 (en) * | 2005-06-24 | 2013-10-29 | The University Of Iowa Research Foundation | System and methods for multi-object multi-surface segmentation |
JP2009261651A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Johns Hopkins Univ | 画像処理装置及びプログラム |
-
2012
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005348807A (ja) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Shimadzu Corp | 超音波診断装置 |
JP2007319255A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波診断装置 |
JP2008237670A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Gifu Univ | 血管画像化方法、血管画像化システム及び血管画像化プログラム |
JP2010119842A (ja) * | 2008-11-19 | 2010-06-03 | Medison Co Ltd | Imt測定領域設定方法およびそのための超音波システム |
WO2011013693A1 (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-03 | 株式会社 日立メディコ | 超音波診断装置とその関心領域設定方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"Keibu Kekkan Choonpa Kensa Guide Line", NEUROSONOLOGY, vol. 19, no. 2, 2006, pages 49 - 69 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014233570A (ja) * | 2013-06-05 | 2014-12-15 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
CN104622509A (zh) * | 2013-11-08 | 2015-05-20 | 日立阿洛卡医疗株式会社 | 超声波诊断装置以及弹性评价方法 |
WO2022230666A1 (ja) * | 2021-04-30 | 2022-11-03 | 富士フイルム株式会社 | 超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法 |
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