(57)【要約】  正確な測定および信頼性の高い測定を行うことのできる超音波診断装置を提供する。  超音波診断装置は、生体の組織へ超音波を送信するための超音波プローブを駆動する送信部と、超音波が生体の組織において反射することにより得られる反射波を、超音波プローブを用いて受信し、受信信号を生成する受信部と、超音波の音響線ごとに、受信信号の強度に応じた断層画像を生成する画像生成部と、受信信号に基づいて、生体の組織に設定された複数の測定対象位置の変位量をそれぞれ演算する形状測定値演算部と、超音波の各音響線に対応する断層画像の輝度の変化、および、各変位量の少なくとも一方と、受信信号の信頼性に関して予め定められた基準とを比較し、超音波の少なくとも一部の音響線上の測定の信頼性を判定する判定部と、断層画像、および、信頼性の判定結果を表示する表示部とを備えている。
2009013871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の組織へ超音波を送信するための超音波プローブを駆動する送信部と、
前記超音波が前記生体の組織において反射することにより得られる反射波を、前記超音波プローブを用いて受信し、受信信号を生成する受信部と、
前記受信信号に基づいて、前記生体の組織に設定された複数の測定対象位置の変位量をそれぞれ演算する形状測定値演算部と、
前記超音波の各音響線に対応する前記断層画像の輝度の変化、および、前記各変位量の少なくとも一方と、前記受信信号の信頼性に関して予め定められた基準とを比較し、前記超音波の少なくとも一部の音響線上の測定の信頼性を判定する判定部と、
前記断層画像のデータ、および、前記信頼性の判定結果に対応するデータを表示する表示部と
を備えた、超音波診断装置。
【請求項２】
演算された各変位量に基づいて、前記測定対象位置における前記生体の組織の性状を示す特性値を演算する性状特性値演算部をさらに備え、
前記表示部は、前記生体の組織の性状を示す特性値に基づく表示と、前記信頼性の判定結果に基づく表示とを、前記超音波の音響線に対応付けて表示する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記基準となる閾値を予め保持しており、前記超音波の音響線に対応する前記断層画像の輝度と前記閾値とを比較して、前記輝度が前記閾値を基準として上下に複数回変化したときは、前記音響線上の測定の信頼性が高いと判定する、請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記判定部は、血管の内膜および中膜を示す前記断層画像の輝度と、前記閾値とを比較する、請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記超音波の各音響線について、音響線が通過する複数の組織の各最大変位を演算し、演算された前記各最大変位に基づくプロファイルがプロファイルに関する前記基準に合致しているか否かを判定し、前記超音波の音響線ごとに測定の信頼性を判定する、請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記判定部は、組織が前記血管の外膜から内膜に移行するにしたがって、前記最大変位に基づくプロファイルが単調増加しているか否かを判定し、前記超音波の音響線ごとに測定の信頼性を判定する、請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記表示部は、前記信頼性の判定結果に対応するデータを、前記信頼性の判定結果に応じて色を変化させて表示する、請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記表示部は、前記信頼性の判定結果に対応するデータを、前記信頼性の判定結果に応じて形状を変化させて表示する、請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記表示部は、一部の音響線に関する前記信頼性の判定結果を、前記信頼性の判定結果に応じて表示する、請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記表示部は、信頼性の判定開始以後の、信頼性が最も高いと判定されたときの判定結果をさらに表示する、請求項８または９に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記判定部は、前記超音波の各音響線について、音響線が通過する組織の２つの測定点の各最大変位に基づいて、前記２つの測定点間の厚さ変化を演算し、前記２つの測定点に対して各々定まる変位誤差と前記厚さ変化とに基づいて、前記測定の信頼性を判定する、請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記判定部は、前記厚さ変化に対する、前記２つの測定点の各々の最大変位のうちから定められた代表値の比率を計算し、前記比率と予め定められた閾値とを比較し、前記超音波の少なくとも一部の音響線上の測定の信頼性を判定する、請求項１１に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記判定部は、前記超音波の各音響線について、音響線が通過する組織の複数の測定点の各最大変位と各測定点の深さとに基づく最小二乗演算により、所定の次数の関数による近似を行い、前記所定の次数の関数と前記複数の測定点の各々に基づいて、前記超音波の少なくとも一部の音響線上の測定の信頼性を判定する、請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記判定部は、１次関数と前記複数の測定点の各々との誤差の和を演算し、前記誤差の和と予め定められた閾値とに基づいて、前記音響線上の測定の信頼性を判定する、請求項１３に記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
前記判定部は、前記超音波の各音響線について、ｎ次関数（ｎ：２以上の自然数）による近似を行い、前記ｎ次項の係数に対する一次項の係数の大きさに基づいて、前記音響線上の測定の信頼性を判定する、請求項１３に記載の超音波診断装置。
【請求項１６】
超音波診断装置とともに用いられる超音波プローブであって、
前記超音波診断装置は、
生体の組織へ超音波を送信するために、超音波プローブを駆動する送信部と、
前記超音波が生体の組織において反射することにより得られる反射波を、前記超音波プローブを用いて受信し、受信信号を生成する受信部と、
前記受信信号に基づいて、前記生体の組織に設定された複数の測定対象位置の変位量をそれぞれ演算する形状測定値演算部と、
前記超音波の各音響線に対応する前記断層画像の輝度の変化、および、前記各変位量の少なくとも一方と、前記受信信号の信頼性に関して予め定められた基準とを比較し、前記超音波の少なくとも一部の音響線上の測定の信頼性を判定する判定部と、
前記断層画像のデータ、および、前記信頼性の判定結果に対応するデータを表示する表示装置とを有しており、
前記超音波プローブは、前記超音波診断装置の送信部と接続されており、
前記生体の組織へ超音波を送信する振動子と、
前記超音波診断装置の判定部の判定結果を表示する表示部と
を備えた、超音波プローブ。
【請求項１７】
前記表示部は、一部の音響線に関する前記信頼性の判定結果を、前記信頼性の判定結果に応じて表示する、請求項１６に記載の超音波プローブ。
【請求項１８】
前記表示部は、各音響線に関する前記判定結果に応じて、前記超音波プローブを移動させるべき方向を示すインジケータをさらに備えた、請求項１７に記載の超音波プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に、生体内の組織の性状特性を測定する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加してきており、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、硬く、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。このため、血管カテーテルによる観察は、動脈硬化病変が存在していることが確かである被験者に対して、その場所を特定するために用いられ、例えば、健康管理のための検査として、この方法が用いられることはなかった。【０００５】
動脈硬化の一因であるコレステロール値を測定したり、血圧値を測定したりすることは、被験者への負担が少なく、容易に行うことのできる検査である。しかし、これらの値は、動脈硬化の度合いを直接示すものではない。【０００６】
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しいと言われている。【０００７】
こうした理由から、被験者への負担が少なく、動脈硬化が進行する早期段階において、動脈硬化の度合いを診断する診断方法あるいは診断装置が求められている。【０００８】
一方、被験者への負担が少ない非侵襲の医療診断装置として、超音波診断装置やＸ線診断装置が従来用いられている。超音波やＸ線を体外から照射することによって、被験者に苦痛を与えることなく、体内の形状情報、あるいは形状の時間変化情報を得ることができる。体内の測定対象物の形状の時間変化情報（運動情報）が得られると、測定対象物の性状情報を求めることができる。つまり、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直接知ることが可能となる。【０００９】
特に超音波診断は、Ｘ線診断と比較した場合、被験者に超音波プローブをあてるだけで測定できるので、被験者への造影剤投与が不要である点やＸ線被爆のおそれがない点で優れている。【００１０】
また、近年のエレクトロニクス技術の進歩によって、超音波診断装置の測定精度を飛躍的に向上させることも可能になってきた。これに伴って、生体組織の微小運動を計測する超音波診断装置の開発が進んでいる。例えば、特許文献１は、制約付き最小二乗法を用いて超音波エコー信号の振幅と位相を解析することにより、測定対象を高精度でトラッキングする技術を開示している。この技術を位相差トラッキング法と呼ぶ。この技術によれば、血管運動による振幅が数ミクロンであり、周波数が数百Ｈｚまでの速い振動成分を高精度に計測できる。このため、血管壁の厚さ変化や歪みを数ミクロンのオーダーで高精度に計測をすることが可能になると報告されている。【００１１】
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。
【特許文献１】特開平１０−５２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に開示された技術によって、数ミクロンオーダーの計測が可能となるにつれて、ノイズの影響が相対的に大きくなる。また、超音波による診断方法は、被験者の測定対象となる部位に超音波プローブを押し当てて計測を行うため、被験者が測定中に動くと測定位置がずれてしまうことがある。【００１３】
このため、被験者の生体組織から正しい超音波反射波が得られず、正しい計測が行えなかったり、測定値がノイズの影響を受け、不正確な値になったりするという問題が生じる。また、測定結果が不正確である場合に、その結果が不正確であると判定できなければ、不正確な測定結果を正しい結果であると誤認してしまい、測定結果に基づく診断が適切ではなかったり、診断の信頼性が低下してしまったりするという問題も生じる。【００１４】
したがって、超音波反射波の音響線から得られたデータが信頼できると言えるか否か、または測定対象である生体組織を的確にとらえていると言えるか否か、または計測結果が信頼できるか否かを、操作者が即判断できる超音波診断装置が必要とされている。【００１５】
本発明はこのような課題の少なくとも１つを解決し、正確な測定および信頼性の高い測定を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】
【００１６】
本発明による超音波診断装置は、生体の組織へ超音波を送信するための超音波プローブを駆動する送信部と、前記超音波が前記生体の組織において反射することにより得られる反射波を、前記超音波プローブを用いて受信し、受信信号を生成する受信部と、前記受信信号に基づいて、前記生体の組織に設定された複数の測定対象位置の変位量をそれぞれ演算する形状測定値演算部と、前記超音波の各音響線に対応する前記断層画像の輝度の変化、および、前記各変位量の少なくとも一方と、前記受信信号の信頼性に関して予め定められた基準とを比較し、前記超音波の少なくとも一部の音響線上の測定の信頼性を判定する判定部と、前記断層画像のデータ、および、前記信頼性の判定結果に対応するデータを表示する表示部とを備えている。【００１７】
前記超音波診断装置は、演算された各変位量に基づいて、前記測定対象位置における前記生体の組織の性状を示す特性値を演算する性状特性値演算部をさらに備え、前記表示部は、前記生体の組織の性状を示す特性値に基づく表示と、前記信頼性の判定結果に基づく表示とを、前記超音波の音響線に対応付けて表示してもよい。【００１８】
前記判定部は、前記基準となる閾値を予め保持しており、前記超音波の音響線に対応する前記断層画像の輝度と前記閾値とを比較して、前記輝度が前記閾値を基準として上下に複数回変化したときは、前記音響線上の測定の信頼性が高いと判定してもよい。【００１９】
前記判定部は、血管の内膜および中膜を示す前記断層画像の輝度と、前記閾値とを比較してもよい。【００２０】
前記判定部は、前記超音波の各音響線について、音響線が通過する血管内の複数の組織の各最大変位を演算し、演算された前記各最大変位に基づくプロファイルがプロファイルに関する前記基準に合致しているか否かを判定し、前記超音波の音響線ごとに測定の信頼性を判定してもよい。【００２１】
前記判定部は、前記組織が前記血管の外膜から内膜に移行するにしたがって、前記最大変位に基づくプロファイルが単調増加しているか否かを判定し、前記超音波の音響線ごとに測定の信頼性を判定してもよい。【００２２】
前記表示部は、前記信頼性の判定結果に対応するデータを、前記信頼性の判定結果に応じて色を変化させて表示してもよい。【００２３】
前記表示部は、前記信頼性の判定結果に対応するデータを、前記信頼性の判定結果に応じて形状を変化させて表示してもよい。【００２４】
前記表示部は、一部の音響線に関する前記信頼性の判定結果を、前記信頼性の判定結果に応じて表示してもよい。【００２５】
前記表示部は、信頼性の判定開始以後の、信頼性が最も高いと判定されたときの判定結果をさらに表示してもよい。【００２６】
前記判定部は、前記超音波の各音響線について、音響線が通過する組織の２つの測定点の各最大変位に基づいて、前記２つの測定点間の厚さ変化を演算し、前記２つの測定点に対して各々定まる変位誤差と前記厚さ変化とに基づいて、前記測定の信頼性を判定してもよい。【００２７】
前記判定部は、前記厚さ変化に対する、前記２つの測定点の各々の最大変位のうちから定められた代表値の比率を計算し、前記比率と予め定められた閾値とを比較し、前記超音波の少なくとも一部の音響線上の測定の信頼性を判定してもよい。【００２８】
前記判定部は、前記超音波の各音響線について、音響線が通過する組織の複数の測定点の各最大変位と各測定点の深さとに基づく最小二乗演算により、所定の次数の関数による近似を行い、前記所定の次数の関数と前記複数の測定点の各々に基づいて、前記超音波の少なくとも一部の音響線上の測定の信頼性を判定してもよい。【００２９】
前記判定部は、１次関数と前記複数の測定点の各々との誤差の和を演算し、前記誤差の和と予め定められた閾値とに基づいて、前記音響線上の測定の信頼性を判定してもよい。【００３０】
前記判定部は、前記超音波の各音響線について、ｎ次関数（ｎ：２以上の自然数）による近似を行い、前記ｎ次項の係数に対する一次項の係数の大きさに基づいて、前記音響線上の測定の信頼性を判定してもよい。【００３１】
本発明による超音波プローブは、超音波診断装置とともに用いられる。前記超音波診断装置は、生体の組織へ超音波を送信するために、超音波プローブを駆動する送信部と、前記超音波が生体の組織において反射することにより得られる反射波を、前記超音波プローブを用いて受信し、受信信号を生成する受信部と、前記受信信号に基づいて、前記生体の組織に設定された複数の測定対象位置の変位量をそれぞれ演算する形状測定値演算部と、前記超音波の各音響線に対応する前記断層画像の輝度の変化、および、前記各変位量の少なくとも一方と、前記受信信号の信頼性に関して予め定められた基準とを比較し、前記超音波の少なくとも一部の音響線上の測定の信頼性を判定する判定部と、前記断層画像のデータ、および、前記信頼性の判定結果に対応するデータを表示する表示装置とを有している。前記超音波プローブは、前記超音波診断装置の送信部と接続されており、前記生体の組織へ超音波を送信する振動子と、前記超音波診断装置の判定部の判定結果を表示する表示部とを備えている。【００３２】
前記表示部は、一部の音響線に関する前記信頼性の判定結果を、前記信頼性の判定結果に応じて表示してもよい。【００３３】
前記表示部は、各音響線に関する前記判定結果に応じて、前記超音波プローブを移動させるべき方向を示すインジケータをさらに備えていてもよい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、超音波の各音響線に対応する断層画像の輝度の変化、および、各変位量の少なくとも一方に基づいて、受信信号の信頼性に関して予め定められた基準とを比較し、超音波の少なくとも一部の音響線上の測定の信頼性を判定する。そして、断層画像、および、前記信頼性の判定結果を表示する。これにより、超音波診断装置の操作者は、超音波反射波の音響線から得られた断層画像等のデータ（音響線上の測定結果）が信頼できると言えるか否か、または測定対象である生体組織を的確にとらえているといえるか否かを、即座に判断できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】超音波診断装置１１を用い、血管３の弾性特性の計測を行うための構成を示すブロック図である。
【図２】超音波診断装置１１の構成を示すブロック図である。
【図３】演算部１９の構成を示す。
【図４Ａ】表示部２１上に示された血管壁４０とＲＯＩ４１とを模式的に示している。
【図４Ｂ】血管壁４０のＲＯＩ４１で規定される領域における弾性特性を示している。
【図５】生体の組織を伝播する超音波ビームを模式的に示す。
【図６】測定対象位置Ｐnと弾性率を求める対象組織Ｔnとの関係を模式的に示している。
【図７】形状測定値演算部３１の詳細な構成を示す。
【図８】一心周期中に最大値測定期間および最小値測定期間を設定した一例を示す。
【図９Ａ】血管を伝播する超音波ビームの音響線上に設定される測定対象位置を模式的に示す側面図である。
【図９Ｂ】血管を伝播する超音波ビームの音響線上に設定される測定対象位置を模式的に示す断面図である。
【図１０】信頼度判定部３３ａの構成を示す。
【図１１】（ａ）はＩＭＴがはっきり表示された血管壁画像を示し、（ｂ）はＩＭＴがはっきり表示されていない血管壁画像を示す。
【図１２】輝度検出部３３１に検出された、あるライン画像の輝度変化曲線Ｌを示す。
【図１３】表示部２１に表示された断層画像を示す。
【図１４】超音波診断装置１１の所為手順を示すフローチャートである。
【図１５】信頼度判定部３３ｂの構成を示す。
【図１６】測定組織Ａ〜Ｄの位置の例を示す。
【図１７】形状測定値演算部３１から出力された、図１６に示す組織Ａ〜Ｄの追跡波形ＴＡ〜ＴＤを示す。
【図１８】図１７に示す各波形ＴＡ〜ＴＤの最大変位のプロット図である。
【図１９】信頼度判定部３３ｃの構成を示す。
【図２０】（ａ）および（ｂ）は、血管壁の変位の例を示す。
【図２１】信頼度判定部３３ｄの構成を示す。
【図２２】４つの測定点Ａ〜Ｄを、その深さと最大変位とをパラメータとしてプロットしたプロット図である。
【図２３】表示部２１に表示された他の画面例を示す。
【図２４】表示部２１に表示されたさらに他の画面例を示す。
【図２５】表示部２１に表示されたさらに他の画面例を示す。
【図２６】インジケータ２５１を設けた超音波プローブ２５０の例を示す。
【図２７】インジケータ２５２を設けた超音波プローブ２６０の例を示す。
【図２８】（ａ）は超音波プローブ２６０のインジケータ２５２の表示例を示し、（ｂ）は超音波プローブ２６０の上面図である。
【図２９】（ａ）は超音波プローブ２６０のインジケータ２５２の表示例を示し、（ｂ）は超音波プローブ２６０の上面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  血管外組織
２  体表
３  血管
４  血管前壁
５  血液
１０  Ｂモード画像生成部
１１  超音波診断装置
１２  血圧計
１３、２５０、２６０  超音波プローブ
１４  送信部
１５  受信部
１６  遅延時間制御部
１７  位相検波部
１８  フィルタ部
１９  演算部
２０  演算データ記憶部
２１  表示部
２２  心電計
３０  制御部
３１  形状特性値演算部
３１ａ  位置変位量演算部
３１ｂ  厚さ変化量演算部
３１ｃ  最大最小値演算部
３２  性状特性値演算部
３３、３３ａ〜３３ｄ  信頼度判定部
４０  血管壁
４１  ＲＯＩ
６０  生体
６６  音響線
６７  超音波ビーム
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、添付の図面を参照して、本発明による超音波診断装置の実施形態を説明する。【００３８】
本発明の超音波診断装置は測定対象物の各部の運動速度や各微小な領域における最大厚さ変化量および弾性特性を測定する。本発明の超音波診断装置は、生体の各部の弾性特性を計測するのに適しており、空間分解能も高いため、血管壁の最大厚さ変化量、歪みおよび弾性特性の計測に特に適している。【００３９】
血圧の最大値と最小値との差（脈圧）をΔｐとし、血管壁の任意の一心周期における最大厚さ変化量をΔｈとし、血管壁の厚さの最大値をＨとすると、歪みはΔｈ／Ｈと示され、弾性特性はΔｐ・Ｈ／Δｈと示される。したがって、最大厚さ変化量を正確に測定することが、信頼性の高い歪みや弾性特性を求めるために重要である。以下、血管壁の最大厚さ変化量を計測する場合を例にとり、本発明の超音波診断装置を説明する。【００４０】
図１は、超音波診断装置１１を用い、血管３の弾性特性の計測を行うための構成を示すブロック図である。【００４１】
超音波プローブ１３は、アレイ状に配列された複数の超音波振動子（超音波振動子群）を内蔵している。超音波プローブ１３は被験者の体表２に密着するよう支持され、１または複数の超音波振動子を利用して血管外組織１および血管３を含む体組織内部へ超音波を送信する。血管外組織１は脂肪や筋肉等により構成される。送信された超音波は血管３や血液５にて反射、散乱され、その一部が超音波プローブ１３へ戻り、エコーとして受信される。【００４２】
超音波診断装置１１は、超音波プローブ１３によって受信したエコーによる受信信号の解析および演算を行い、血管外組織１や血管３の運動情報を求める。また、超音波診断装置１１には血圧計１２が接続されており、血圧計１２が測定した被験者の血圧値に関する情報が超音波診断装置１１へ入力される。血圧値は手入力としてもよい。【００４３】
超音波診断装置１１は、例えば特許文献１に開示されている方法によって、検波信号の振幅および位相の両方を用い、制約付最小二乗法によって対象の瞬時の位置を決定し、高精度な（位置変化量の測定精度は±０．２ミクロン程度）位相トラッキングを行うことにより、血管３の壁における微小部位の位置および厚さの時間変化を十分な精度で測定することができる。さらに、血圧計１２から得た血圧に関する情報を用いることによって、血管３の壁における微小部位の弾性特性を求めることができる。【００４４】
超音波診断装置１１には血圧計１２が接続されており、血圧計１２が測定した被験者の血圧値に関する情報が超音波診断装置１１へ入力される。血圧計１２から得た血圧に関する情報を用いることによって、血管３の壁における微小部位の弾性特性を求めることができる。【００４５】
また、超音波診断装置１１には心電計２２が接続されている。超音波診断装置１１は、心電計２２から心電波形を受け取り、測定データの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心電波形を使用する。【００４６】
以下の実施形態においては、超音波診断装置を利用して血管の弾性特性を求める例を説明するが、血管の弾性特性以外の血管の性状特性、たとえば血管の歪み、粘性、粘弾性などを測定することも可能である。【００４７】
図２は、超音波診断装置１１の構成を示すブロック図である。超音波診断装置１１は、送信部１４、受信部１５、遅延時間制御部１６、位相検波部１７、フィルタ部１８、演算部１９、演算データ記憶部２０、表示部２１を備えている。また超音波診断装置１１は、Ｂモード画像生成部１０を備えている。さらに、これら各部を制御するため、マイコンなどからなる制御部３０を備えている。【００４８】
送信部１４は、所定の駆動パルス信号を生成し、超音波プローブ１３に出力する。駆動パルス信号により超音波プローブ１３から送信される超音波送信波は、血管３等の体組織において反射、散乱し、生じた超音波反射波が超音波プローブ１３により検出される。超音波を発生させる駆動パルスの周波数は、時間軸上で隣接している前後の超音波パルスが重ならないように、測定対象の深さと超音波の音速とを考慮して決定される。【００４９】
受信部１５は超音波プローブ１３を用いて超音波反射波を検出し、検出によって得られた信号を増幅することにより、受信信号を生成する。受信部１５はＡ／Ｄ変換部を含み、受信信号をさらにデジタル信号に変換する。送信部１４および受信部１５は電子部品などを用いて構成される。【００５０】
遅延時間制御部１６は送信部１４および受信部１５に接続されており、送信部１４から超音波プローブ１３の超音波振動子群に与える駆動パルス信号の遅延時間を制御する。これにより、超音波プローブ１３から送信される超音波送信波の超音波ビームの音響線の方向や焦点深度を変化させる。また、超音波プローブ１３によって受信され、受信部１５によって生成した受信信号の遅延時間を制御することにより、開口径を変化させたり、焦点位置を変化させたりすることができる。遅延時間制御部１６の出力は、Ｂモード画像生成部１０および位相検波部１７に入力される。【００５１】
Ｂモード画像生成部１０は、超音波の音響線ごとに、受信信号の振幅強度に比例した明るさ（輝度）でライン画像を生成する。全ての音響線に対応するライン画像を生成すると、１枚のＢモード画像を構築する。そして、Ｂモード画像生成部１０は生成したＢモード画像を表示部２１に出力する。【００５２】
Ｂモード画像生成部１０は、以下のようにライン画像を生成する。いま、反射体まで距離をｙ、受信信号が得られるまでの経過時間をｔ、体組織内での超音波の音速をｃとする。このとき、超音波パルスは、超音波プローブ１３と反射体との間を往復するため、距離２ｙだけ進む。よってｙ＝ｃ＊ｔ／２と表すことができる。このｙに対して画面上に表示するための適当なスケールファクタｋを用い、送信位置からＹ軸方向にｙ＊ｋの位置に、受信信号の振幅強度に比例した明るさ（輝度）を有する点を生成する。受信信号の振幅が検出される範囲で上述のプロットを行うことにより、１つの受信信号に対応するライン画像が得られる。【００５３】
位相検波部１７は、遅延時間制御部１６で遅延制御され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部１８に入力される。フィルタ部１８は、高周波成分、測定対象以外からの反射成分およびノイズ成分等を除去する。位相検波部１７およびフィルタ部１８はソフトウエアによってもハードウエアによっても構成することができる。これにより、血管３の組織内部に設定された複数の測定対象位置にそれぞれ対応し、実部信号と虚部信号を含む位相検波信号を生成する。【００５４】
演算部１９は、複数の構成要素を含んでいる。図３は、演算部１９の構成を示す。演算部１９は、形状測定値演算部３１、性状特性値演算部３２および信頼度判定部３３を含む。【００５５】
形状測定値演算部３１は、位相検波信号の実部信号および虚部信号を用いて、血管３の組織内部に設定された複数の測定対象位置における位置変位量（位置の時間変位量）を求める。位置変位量は、測定対象位置（トラッキング位置）の運動速度を求め、この運動速度を積分することによっても同様に求めることができる。そして複数の位置変位量から選ばれる任意の２つの位置における位置変位量の差分を求めることにより、その２点間の厚さ変化量を求めることができる。２つの位置の初期値あるいは、２つの位置における位置変位量の差分の初期値が与えられる場合には、２点間の厚さを求めることができる。【００５６】
なお、厚さまたは厚さ変化量を規定する２点は、血管３の組織内部に設定された測定対象位置と一致していなくてもよい。たとえば、複数の測定対象位置の中心の位置を用いてもよい。この場合には、中心を求めた複数の測定対象位置の位置変位量を平均し、平均した位置変位量を用いることが好ましい。複数の測定対象位置を用いる場合には、複数の測定対象位置を代表する位置および位置変位量は、単純な平均によって求めてもよいし、重み付けを行ってもよく、複数の測定対象位置に基づいて、２つの位置およびその位置における位置変位量が求められておればよい。【００５７】
性状特性値演算部３２は、求めた厚さ変化量の最大値と最小値との差分から、最大厚さ変化量を計算し、血圧計１２から得られる血圧データとから、２点間に位置する組織の弾性特性を求める。弾性特性を求める箇所は、任意の２点で挟まれた１箇所でもかまわない。しかし、本実施の形態で用いている超音波プローブ１３は、アレイ状に配列された複数の超音波振動子を有しているため、断層面内の任意の領域内すべての箇所の弾性特性を求めることが可能である。【００５８】
信頼度判定部３３は、受信信号および／またはＢモード画像生成時の輝度の情報および／または厚さ変化量の情報と、受信信号の信頼性に関して予め定められた基準とを比較し、超音波の各音響線上の測定の信頼性を判定する。ここで「測定の信頼性」あるいは「測定の信頼度」とは、音響線から得られたデータが信頼できるか否か、測定対象である生体組織を的確にとらえているか否か、計測結果が信頼できるか否かの少なくともひとつである。以下、同様である。そして、超音波の音響線ごとの判定結果を示す画像信号または数値を、順次または一括して出力する。【００５９】
信頼度判定部３３を実現するための具体的な構成、処理および出力は、種々考えられる。具体的な構成および処理については、たとえば図１０、１５、１９、２１に示される。図１０、１５、１９、２１の各々に示された信頼度判定部３３ａ〜３３ｄは、それぞれが単独で実施され、または任意に組み合わせて実施することができる。組み合わせることにより、判定された信頼度の精度を高くすることができる。【００６０】
なお、心電計２２から得られる心電波形は、演算部１９へ入力され、測定データの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。この目的においては、心電計２２は他の生体信号検出手段である心音計や脈波計と置き換えることも可能であり、心電波形の替わりに心音波形や脈波波形をトリガー信号として用いることも可能である。【００６１】
表示部２１は、Ｂモード画像生成部１０によって生成されたＢモード画像上に、演算部１９によって求められた生体組織の最大厚さ変化量、歪み、あるいは弾性特性をマッピングして、形状測定値または性状測定値の空間分布（組織性状分布）を示す心周期毎の空間分布画像を表示する。これにより、Ｂモード画像に組織性状分布が重畳されて表示される。組織性状分布を示す画像は１次元であってもよいし、２次元あるいは３次元であってもよい。形状測定値または性状測定値に応じた色あるいは諧調によって表示すれば、測定結果を把握し易い。【００６２】
さらに表示部２１は、上述の組織性状分布を生成するために用いられた各受信信号の信頼度、言い換えれば、超音波の各音響線上の測定の信頼度を、信頼度判定部３３から出力された画像信号または数値に基づいて表示する。表示部２１に表示された測定の信頼性は、ライブモードでは、操作者が正しいデータを取得するための目安とすることができ、または操作者が正しいデータを取得できるように誘導する信号として用いることができる。操作者は、この信号に基づいてプローブを操作することにより、生体内の特定の組織を的確にとらえる正しい位置にプローブをセットすることが容易になり、信頼できるデータを得ることができる。また、表示部２１に表示された測定の信頼性は、フリーズモードでは測定した結果が本当に信頼できるものであるかどうかを確認する信号として用いられる。操作者は、この信号に基づいて、信頼できる測定結果のみを診断に用い、信頼できる測定結果のみを記録することができる。【００６３】
表示形式は種々考えられる。たとえば図１３、２３、２４、２５において、下側の血管壁１３０のＢモード画像上に、組織性状分布１３２、２２２、２３２、２４２が重畳して表示されており、さらに画面下部のインジケータ１３３、２２３、２３３、２４４に信頼度が表示されている。各表示の詳細は後述する。【００６４】
操作者は、形状測定値または性状測定値を求めたい任意領域を表示部２１上においてＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ  Ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔの略）を指定することによって決定できる。ＲＯＩは、操作者が測定値を求めたい領域を指定するための表示で、その大きさや位置を表示部２１上で確認しながら、超音波診断装置１１のインターフェース部（図示しない）を介して自由に設定することが可能である。【００６５】
図４Ａは、表示部２１上に示された血管壁４０とＲＯＩ４１とを模式的に示している。ＲＯＩ４１が規定する領域には、血管壁４０以外の組織も含まれている。血管壁４０の画像はたとえば上述の演算とは別に受信信号を振幅強度に応じた輝度で変調することにより得られる。図４Ｂは、血管壁４０のＲＯＩ４１で規定される領域における弾性特性を示している。ＲＯＩ４１で規定される領域には、６行×５列にマッピングされた画像データｆ（ｋ）11〜ｆ（ｋ）65が配置され、画像データｆ（ｋ）11〜ｆ（ｋ）65が空間分布画像Ｆｋを構成している。前述したように画像データｆ（ｋ）11〜ｆ（ｋ）65は、生体組織の最大厚さ変化量などの形状測定値あるいは歪みや弾性特性などの性状特性値である。【００６６】
演算部１９で演算された位置変位量、厚さ変化量、弾性特性等のデータは、演算データ記憶部２０に記憶され、随時読み取ることが可能である。また、演算部１９で演算された位置変位量、厚さ変化量、弾性特性等のデータは、表示部２１に入力され、データを二次元画像などに可視化することができる。さらに、表示部２１と演算データ記憶部２０とを接続することによって、記憶された各種データを表示部２１に随時表示することもできる。演算部１９で演算された各種データは、表示部２１へ出力され、記憶部２０へも出力されることにより、リアルタイムでデータを表示しつつ、データを後で利用することができるよう保存されることが好ましい。しかし、どちらか一方のみの出力を行ってもよい。【００６７】
次に図５、図６および図７を参照しながら、体組織の位置変位量の計算を詳細に説明する。【００６８】
図５は、生体の組織を伝播する超音波ビームを模式的に示す。超音波プローブ１３から出射した超音波送信波は、ある有限の幅を持つ超音波ビーム６７として生体組織６０の血管外組織１および血管３中を伝播する。そして、伝播の過程において血管外組織１および血管３によって反射または散乱した超音波の一部が超音波プローブ１３へ戻り、超音波反射波として受信される。超音波反射波は時系列信号として検出され、超音波プローブ１３に近い組織から得られる反射の時系列信号ほど、時間軸上で原点近くに位置する。超音波ビーム６７の幅（ビーム径）は、遅延時間を変化させることにより制御することができる。【００６９】
上述したように超音波反射波は血管外組織１、血管３、および血液５より生じる。しかし、本実施形態では、血管壁組織が測定対象であるので、以下の説明では血管３にのみ着目する。超音波ビームの中心軸である音響線６６上に位置する血管壁の複数の測定対象位置Ｐn（Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐk・・・Ｐn、ｎは３以上の自然数）は、ある一定間隔で超音波プローブ１３に近い順にＰ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐk・・・Ｐnと配列している。図５の血管外組織１から超音波プローブ１３へ向かう方向を正、その反対方向を負とする座標軸を深さ方向に設け、測定対象位置Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐk・・・Ｐnの座標をそれぞれＺ1、Ｚ2、Ｚ3、Ｚk、・・・Ｚnとすると、測定対象位置Ｐkからの反射は、時間軸上でｔk＝２Ｚk／ｃに位置することになる。ここでｃは体組織内での超音波の音速を示す。反射波信号ｒ（ｔ）を位相検波部１７において位相検波し、検波した信号を実部信号および虚部信号に分離してフィルタ部１８を通過させる。【００７０】
前述したように超音波診断装置１１は位相検波した信号から位置変位量、厚さ変化量および厚さ変化量の最大値、最小値を演算によって順に求める。【００７１】
図７は、形状測定値演算部３１の詳細な構成を示す。形状測定値演算部３１は、位置変化量演算部３１ａと厚さ変化量演算部３１ｂと最大最小値演算部３１ｃとを含む。【００７２】
位置変化量３１ａは、反射波信号ｒ（ｔ）と微小時間Δｔ後（Δｔは同じ音響線への送信間隔）の反射波信号ｒ（ｔ＋Δｔ）において振幅は変化せず、位相および反射位置のみが変化するという制約のもとで、反射波信号ｒ（ｔ）とｒ（ｔ＋Δｔ）との波形の整合誤差が最小となるよう最小二乗法によって位相差を求める（制約付最小二乗法）。この位相差から、測定対象位置Ｐnの運動速度Ｖn（ｔ）を求め、さらにこれを積分することにより、位置変位量ｄn（ｔ）を求める。【００７３】
図６は、測定対象位置Ｐnと弾性率を求める対象組織Ｔnとの関係を模式的に示している。対象組織Ｔkは、隣接する測定対象位置ＰkとＰk+1とに挟まれた範囲に厚さｈを有して位置している。本実施形態ではｎ個の測定対象位置Ｐ1・・・・Ｐnから（ｎ−１）個の対象組織Ｔ1・・・・Ｔn-1を規定している。【００７４】
厚さ変化量演算部３１ｂは、測定対象位置ＰkとＰk+1の位置変位量ｄk（ｔ）とｄk+1（ｔ）とから、厚さ変化量Ｄk（ｔ）をＤk（ｔ）＝ｄk（ｔ）−ｄk+1（ｔ）の関係を用いて求める。【００７５】
さらに最大最小値演算部３１ｃは、厚さ変化量の最大値および最小値を求める。血管前壁の組織Ｔkの厚さの変化は、血管前壁が構成する血管を流れる血液が心拍によって変化することにより生じる。よって、対象組織Ｔkの厚さの最大値Ｈｋ（最低血圧時の値）、対象組織の厚さ変化量Ｄk（ｔ）の最大値と最小値との差Δｈkおよび最低血圧値と最高血圧値との差である脈圧Δｐを用い、対象組織Ｔkの歪み率である血管半径方向の弾性率Ｅkを以下の式によって求めることができる。
Ｅk＝（Δｐ×Ｈk）／Δｈk【００７６】
上記説明では、隣接する測定対象位置間の対象組織Ｔkの弾性率を求めているが、弾性率は複数ある測定対象位置の任意の２点を選択することができる。この場合には、選択した２点間の厚さの最大値および選択した２点間の厚さ変化量の最大値と最小値との差を用いて同様に計算することができる。【００７７】
測定対象組織が血管壁等の循環器である場合、最大厚さ変化量Δｈ、脈圧Δｐはいずれも、一心周期毎に更新される数値である。したがって、弾性特性も心周期に同期して一心周期毎の数値を求めることが好ましい。一心周期における最大厚さ変化量Δｈを求めるためには、一心周期における厚さ変化量の最大値と最小値が必要となる。【００７８】
図８に、一心周期中に最大値測定期間および最小値測定期間を設定した一例を示す。図８において、２つの点線で挟まれた期間が一心周期である。最大値および最小値を求める期間を短くすることにより、ノイズを誤って最大値あるいは最小値として認識する可能性を低下させることができる。【００７９】
最大値測定期間および最小値測定期間内に含まれる測定サンプリング点の数は、複数個あるほうが望ましい。ノイズの影響を減少させるために最大値測定期間および最小値測定期間を１サンプリング点とすることも可能であるが、心周期は呼吸の影響等を受けるため厳密には一定ではない。したがって、最大値および最小値を見つける目的においては、最大値測定期間および最小値測定期間にはそれぞれ、複数のサンプリング点が含まれるよう設定することが好ましい。さらに、サンプリング点が複数ある場合には、最大値測定期間（または最小値測定期間）内の複数の値から平均値を求め、この値を厚さ変化量の最大値（または最小値）として用いてもよい。【００８０】
本実施形態では、最大厚さ変化量を求めるにあたり、厚さ変化量の最大値と最小値とを求めているが、上述したように厚さそのものを測定し、この最大値と最小値とから最大厚さ変化量を求めてもよい。厚さ変化量が既知である場合、厚さ変化量の測定開始時の厚さがわかれば、厚さの時間変化量は、測定開始時の厚さと厚さ変化量との和により求めることができる。測定開始時の厚さとは、二つの位置変位量を求める任意の二点間距離の初期値に他ならず、本実施形態にて説明した超音波診断装置１１では既知のパラメータである。【００８１】
上述した方法によって厚さ変化量の最大値と最小値とを求めることによりノイズによる影響を低減することができる。【００８２】
本実施形態においては、超音波を血管３に向けて送信し、その反射波を検出することにより、血管壁の最大厚さ変化量を計測する。図９Ａおよび図９Ｂは、血管３に向けて送信した超音波による音響線上の測定対象位置Ｐ1からＰ7を模式的に示している。図９Ａでは、血管前壁４内に位置Ｐ1とＰ2、血液５内に位置Ｐ3とＰ4とＰ5、血管後壁６内に位置Ｐ6とＰ7を設けている。以下の説明では、測定位置を明確にするために、図９Ａおよび９Ｂを適宜参照する。【００８３】
次に、信頼度判定部３３を詳細に説明する。【００８４】
図１０は、信頼度判定部３３ａの構成を示す。信頼度判定部３３（図３）には種々の実施例が考えられる。その実施例の一つであることを明らかにするために、符号は「３３ａ」としている。後に説明する「３３ｂ」、「３３ｃ」および「３３ｄ」も同様の趣旨である。【００８５】
信頼度判定部３３ａは、画像上の特定の要素が明瞭に表れているか否かによって、その音響線上の測定の信頼性の高低を判定する。明瞭に現れている場合は、測定対象である生体組織を的確にとらえており、測定誤差が少ない、信頼できる測定結果であると判定し、明瞭に現れていない場合は、測定対象である生体組織を的確にとらえておらず、測定誤差が多く、信頼できない測定結果であると判定する。【００８６】
本実施形態においては、「画像上の特定の要素」は、いわゆるＩＭＴとする。血管（たとえば頸動脈）は、その内側から順に内膜、中膜、外膜の３層を有する構造を備えていることが知られている。ＩＭＴとは、内膜と中膜をあわせた厚さ（内中膜複合体厚）を意味している。【００８７】
信頼度判定部３３ａは、ＩＭＴが明瞭に表れているか否かを輝度情報に基づいて判定する。輝度情報は、Ｂモード画像生成部１０によって生成される。【００８８】
信頼度判定部３３ａは、輝度検出部３３１と、ＩＭＴ判定部３３２とを有する。輝度検出部３３１は、Ｂモード画像生成部１０から出力された輝度情報に基づいて、図９Ａおよび９Ｂの位置Ｐ５および位置Ｐ６間の輝度を特定する。ＩＭＴ判定部３３２は、あるライン画像に特定の組織（ＩＭＴ）が存在しているか否かを判定し、判定結果に応じてそのライン画像を生成する際に利用された音響線上の測定の信頼度を判定する。【００８９】
図１１（ａ）はＩＭＴがはっきり表示された血管壁画像を示し、図１１（ｂ）はＩＭＴがはっきり表示されていない血管壁画像を示す。ＩＭＴがはっきり表示されているか否かは、深さＲ１、Ｒ２およびＲ３の輝度情報によって定量的に判定可能である。これらの深さ位置では、輝度変化が、血管内部の暗い状態から、明るい状態（深さＲ１）、暗い状態（深さＲ２）および明るい状態（深さＲ３）に変化している。したがって、その規則性および輝度を測定すれば、ＩＭＴがはっきり表示されているか否かを判定できる。【００９０】
図１２は、輝度検出部３３１に検出された、あるライン画像の輝度変化曲線Ｌを示す。深さ方向に輝度変化曲線Ｌの変化を観察すると、深さＲ１において、それまで低かった輝度は急激に増加し、レベルＬ２になっている。その後深さＲ２においてレベルはＬ１に下がり、その後深さＲ３ではレベルＬ２よりも大きなレベルになっている。【００９１】
ＩＭＴ判定部３３２は、レベルＬ１およびＬ２の間のレベルＴを、基準値（閾値）として予め保持している。ＩＭＴ判定部３３２は、深さＲ１、Ｒ２およびＲ３を含む範囲において、輝度変化曲線Ｌのレベルが閾値Ｔを基準として上下に複数回変化したことを検出したときは、ＩＭＴがはっきり表示されていると判定する。より具体的には、（輝度変化曲線Ｌのレベル）−（閾値Ｔ）の符号変化が「＋」→「−」→「＋」であることを検出したときはＩＭＴがはっきり表示されていると判定する。一方、上述の符号変化を検出しないときはＩＭＴがはっきり表示されていないと判定する。そして判定結果を出力する。【００９２】
なお、レベルＬ１およびＬ２は、１または複数の被験者の測定値に基づいて統計的に特定することが可能であるため、レベルＴもまた、予め特定することができる。また、血管壁の中心を的確に正確にとらえている場合には、中心をはずれている場合に比べて内膜および外膜の受信信号強度が大きいという特徴がある。この特徴を利用して、信号強度の最も強い位置を血管壁の中心を的確にとらえている位置と特定してもよい。また、信頼性の判定は全ての画像に対して行ってもよく、あるいは収縮末期の画像など１心拍に１回行ってもよい。ライブモード時に全ての画像に対して判定を行い、それを断層画像とともに表示することで、操作者は測定対象である生体組織を的確にとらえているかどうか、あるいは受信信号が信頼できるものであるかどうかを容易に判断することができ、最も信頼できる位置へのプローブを誘導することができる。【００９３】
図１３は、表示部２１に表示された断層画像を示す。超音波は、画面の上方の「断層画像」という表示されている側から、血管壁１３０の方向に向かって送信される。【００９４】
下側の血管壁１３０上には、組織性状分布１３２が重畳して表示されている。組織性状分布１３２の詳細は、たとえば図４Ｂに示されている。組織性状分布１３２は、たとえば弾性率の高さに応じて赤、青、黄の３色に色分けされ表示される。弾性率の高さを色調や輝度など連続的な情報として表してもよい。【００９５】
組織性状分布１３２の表示の下には、信頼度を示すインジケータ１３３が表示されている。インジケータ１３３は、音響線と直交する方向に延びており、各音響線に対応する位置が白色または黒色で表示されている。本実施形態においては、測定の信頼度が高い音響線に対応する位置は白色で表示され、信頼度が低い音響線に対応する位置は黒色で表示されている。インジケータ１３３を表示するための画像信号は、ＩＭＴ判定部３３２がその判定結果として出力したものである。なお、ＩＭＴ判定部３３２は画像信号ではなく、判定結果に基づいて、信頼度の高低に対応する２値信号を出力してもよい。なお、信頼度を示すインジケータは、色調や輝度など連続的な情報として表してもよい。【００９６】
インジケータ１３３を確認することにより、操作者は、ライブモードでは、音響線から得られたデータが信頼できるか否か、測定対象である生体組織を的確にとらえているか否か、を判断できる。よって、生体内の特定の組織を的確にとらえる正しい位置にプローブを容易に誘導することができる。また、操作者は、フリーズモードでは、各音響線上の測定結果、すなわち、組織性状分布１３２の正確さを判断できる。よって、不正確な測定結果を正しい結果であると誤認する可能性が低減され、測定結果に基づいて適切な診断が可能となる。よって、診断の信頼性を向上できる。【００９７】
以上のように構成された超音波診断装置１１の動作の流れを説明する。【００９８】
図１４は、超音波診断装置１１の所為手順を示すフローチャートである。ステップＳ１において、送信部１４が超音波プローブ１３に制御信号を送ると、超音波プローブ１３は超音波を発生させる。ステップＳ２において、受信部１５は、超音波反射波を検出し、その反射強度を取得する。【００９９】
ステップＳ３では、得られた反射強度に基づいてＢモード画像生成部１０はＢモード画像を生成する。一方ステップＳ４において、得られた反射強度に基づいて、演算部１９の形状測定値演算部３１および性状特性値演算部３２は組織性状分布を求める。ステップＳ５では、信頼度判定部３３は、音響線ごとの反射強度に基づいてその音響線上の測定の信頼度を判定する。また、信頼性の判定は全ての画像に対して行ってもよく、あるいは収縮末期の画像など１心拍に１回行ってもよい。【０１００】
ステップＳ６において、表示部２１は、Ｂモード画像に組織性状分布を重畳して表示する。さらにステップＳ７において表示部２１は、組織性状分布の表示に対応させて信頼度のインジケータを表示する。【０１０１】
上述の例では、輝度情報を利用してＩＭＴ判定を行い、各音響線上の測定の信頼度を判定した。そして、図１３に示すインジケータ１３３を表示するとした。【０１０２】
以下では、異なる方法による信頼度の測定と、そのための信頼度判定部３３の構成を３例説明する。また表示部２１に表示される画面例についても３例説明する。【０１０３】
（信頼度判定部３３の他の例）
図１５は、信頼度判定部３３ｂの構成を示す。信頼度判定部３３ｂの動作原理は以下のとおりである。一般に、測定点が血管内膜から外側に移行するにしたがって、最大変位のプロファイルは徐々に小さくなるという事実が知られている。そこで、１本の音響線に関して深さ方向の位置が異なる複数の測定点のプロファイルを取得し、上述の特性が検出されるか否かによって、各音響線上の測定の信頼度を判定する。【０１０４】
信頼度判定部３３ｂは、変化量演算部３３３と、プロファイル判定部３３４とを有する。変化量演算部３３３は、形状測定値演算部３１の出力を受けて、複数の測定点（測定組織）の位置変化量の最大値（最大変位）を求める。【０１０５】
図１６は、測定組織Ａ〜Ｄの位置の例を示す。血管３には粥腫１４０が存在している。図１７は、形状測定値演算部３１から出力された、図１６に示す組織Ａ〜Ｄの追跡波形ＴＡ〜ＴＤを示す。変化量演算部３３３は、波形ＴＡ〜ＴＤが最大変位をとる共通の時刻を特定するとともに、各波形ＴＡ〜ＴＤに関して、その時刻における最大変位を演算する。なお、波形ＴＤについては組織Ｄの基準位置に対応する横軸を示しているが、各波形ＴＡ〜ＴＣについてもそれぞれ図示されない基準位置が存在する。変化量演算部３３３は、各基準位置からの最大変位を特定する。【０１０６】
図１８は、図１７に示す各波形ＴＡ〜ＴＤの最大変位のプロット図である。横軸は深さ方向を示しており、組織Ａ〜Ｄの各存在位置に対応してＡ〜Ｄが記載されている。また縦軸は最大変位である。理解の便宜のため、隣接するプロット点間を結ぶ線分を記載している。【０１０７】
図１８には、３つのプロット例１６０、１６１、１６２が示されている。プロファイル判定部３３４は、測定点が血管内膜から外膜に移行するにしたがって、組織の最大変位のプロファイルが徐々に小さくなっているか否かを判定する。換言すれば、プロファイル判定部３３４は、測定点が血管の外膜から内膜に移行するにしたがって、組織の最大変位のプロファイルが徐々に大きくなっている（単調増加している）か否かを判定する。【０１０８】
たとえば、プロット例１６０に該当する場合には、血管の外側に近い組織Ａから血管内膜の組織Ｄ方向に移行するにしたがって、組織Ａ〜Ｄの最大変位のプロファイルが徐々に大きくなっている。したがって、プロット例１６０に対しては、プロファイル判定部３３４は音響線上の測定の信頼度は高いと判定する。一方、プロット例１６１またはプロット例１６２に該当する場合には、血管の外側に近い組織Ａから血管内膜の組織Ｄ方向に移行するにしたがって、組織Ａ〜Ｄの最大変位のプロファイルは単調減少しており、または、増減している。したがって、これらのプロット例に対しては、プロファイル判定部３３４は音響線上の測定の信頼度は低いと判定する。プロファイル判定部３３４は、その判定結果を示す画像信号または数値を出力する。【０１０９】
図１９は、信頼度判定部３３ｃの構成を示す。信頼度判定部３３ｃは、測定点の最大変位と厚さ変化の比率に基づいて、各音響線上の測定の信頼性の有無を判定する。【０１１０】
図２０（ａ）および（ｂ）は、血管壁の変位の例を示す。図２０（ａ）の波形において、測定点の最大変位であるＫ１およびＫ２間は１００μｍであるとする。また図２０（ｂ）の波形において、測定点の最大変位であるＫ３およびＫ４間は１００μｍであるとする。これは、厚さ変化が同じであることを意味している。【０１１１】
図２０（ａ）の波形において、測定点Ｋ１の最大変位は５００μｍであり、測定点Ｋ２の最大変位は４００μｍである。一方、図２０（ｂ）の波形において、測定点Ｋ３の最大変位は２００μｍであり、測定点Ｋ４の最大変位は１００μｍである。【０１１２】
図２０（ａ）および（ｂ）の相違点は、Ｋ１およびＫ２のレベル（絶対量）とＫ３およびＫ４のレベル（絶対量）とが異なる点にある。一般に、変位が大きいほど測定誤差も大きくなる。例えば、誤差率が１％であったとすると、図２０（ａ）において、最大変位を与えるＫ１およびＫ２の誤差は、それぞれ±５μｍおよび±４μｍ、図２０（ｂ）においては、最大変位を与えるＫ３およびＫ４の誤差は、それぞれ±２μｍおよび±１μｍとなる。【０１１３】
厚さ変化は測定点間の変位の差であるが、厚さ変化の誤差は統計学的には変位誤差の和に比例する。したがって、厚さ変化が同じ１００μｍであるとしても、誤差を考慮すると図２０（ａ）の例では１００μｍ±９μｍとなり、図２０（ｂ）の例では１００μｍ±３μｍとなる。よって、誤差を考慮すると、得られた測定値の信頼性は図２０（ｂ）の例の方が高いと判断できる。これは、厚さ変化と、前記厚さ変化に対する誤差とに基づいて測定の信頼性が判断できることを意味する。【０１１４】
再び図１９を参照する。信頼度判定部３３ｃは、変化量演算部３３５と、厚さ変化検出部３３６と、比率判定部３３７とを有する。【０１１５】
変化量演算部３３５は、形状測定値演算部３１の出力を受けて、複数の測定点の各々につき、その位置変化量の最大値（最大変位）を求める。厚さ変化検出部３３６は、当該測定点間の距離（厚さ変化）を求める。【０１１６】
比率判定部３３７は、得られた各測定点の最大変位のうち、最も大きい値を代表値として特定し、厚さ変化に対する代表値の比率を計算する。そして、その比率が閾値よりも小さいか否かで、各音響線上の測定結果が信頼できるか否かを判定する。具体的には、比率が閾値よりも小さい場合には測定結果が信頼できると判定し、比率が閾値よりも大きい場合には測定結果が信頼できないと判定する。比率判定部３３７は、その判定結果を示す画像信号または数値を出力する。【０１１７】
図２０（ａ）および（ｂ）を例に挙げて判定処理を具体的に説明する。【０１１８】
いま閾値が予め「３」に設定されているとする。図２０（ａ）に示す例では、厚さ変化は１００μｍであり、代表値は５００μｍとなる。よって、比率判定部３３７は、５００／１００＝５の演算により、比率を５と算出する。この比率は閾値よりも大きいため、その測定結果は信頼できないと判定する。【０１１９】
一方、図２０（ｂ）に示す例では、厚さ変化は１００μｍであり、代表値は２００μｍとなる。よって、比率判定部３３７は、２００／１００＝２の演算により、比率を２と算出する。この比率は閾値よりも小さいため、その測定結果は信頼できると判定する。【０１２０】
図２１は、信頼度判定部３３ｄの構成を示す。信頼度判定部３３ｄは、最小二乗法の推定誤差を利用して、各音響線上の測定の信頼度の有無を判定する。【０１２１】
信頼度判定部３３ｄは、最小二乗演算部３３８と、推定誤差判定部３３９とを有する。最小二乗演算部３３８は、形状測定値演算部３１の出力を受けて、複数の測定点（測定組織）の位置変化量の最大値（最大変位）を求め、各測定点の深さと最大変位とを利用して最小二乗法演算を行い、それらを直線近似したときの傾きを出力する。【０１２２】
図２２は、４つの測定点Ａ〜Ｄを、その深さと最大変位とをパラメータとしてプロットしたプロット図である。横軸は深さｄ、縦軸は実測した最大変位ｘ（ｄ）である。最小二乗演算部３３８は最小二乗演算により、４つの測定点に対し、直線（一次関数）による近似を行うことができる。【０１２３】
いま一次関数をｙ（ｄ）＝ａ・ｄ＋ｂと表す。ｙは近似した最大変位、ｄは深さ、ａおよびｂは、それぞれ最小二乗演算によって求められた傾きと切片である。この傾きａは、測定の歪みの程度として捉えることができる。【０１２４】
推定誤差判定部３３９は、求めた一次関数と各測定点を利用して、推定誤差を求める。具体的には、例えば推定誤差判定部３３９は、｜ｘ（ｄ）−ｙ（ｄ）｜を各測定点について求め、その和を推定誤差として計算する。推定誤差の値が大きいほど、４つの測定点はばらつきが多く、信頼度が低いといえる。推定誤差判定部３３９は、所定の閾値を予め保持しており、求めた推定誤差の値と閾値とを比較する。そして閾値より大きければ信頼度が低いと判定し、閾値より小さければ信頼度が高いと判定する。なお、推定誤差は残差誤差の総和（実測値と推定直線の最小距離の総和）としてもよい。【０１２５】
上述の例では、最小二乗演算部３３８は、一次関数による近似を行ったが、２次以上の関数による近似を行ってもよい。たとえば三次関数による近似により、
ｙ（ｄ）＝ｐｘ3＋ｑｘ2＋ｒｘ＋ｓ
と近似されたとする。このとき推定誤差判定部３３９は、高次項の係数／一次項の係数（この例ではｐ／ｒ）が大きいほど、信頼度が低いと判定してもよい。【０１２６】
（表示部２１における他の画面表示例）
図２３から図２５を参照しながら、表示部２１における断層画像、組織性状分布およびインジケータの表示例を説明する。以下の例では、図１３の表示と同じ表示には同じ参照符号を付し、説明は省略する。【０１２７】
図２３は、表示部２１に表示された他の画面例を示す。【０１２８】
組織性状分布２２２は血管壁１３０上に帯状に表示されている。この帯状の表示は、血管壁の弾性特性の２次元分布を表すのではなく、例えば、音響線毎（図４Ｂの列毎）の平均弾性特性や最大／最小弾性特性を表している。平均弾性特性の場合は、血管壁の最内面の変位と最外面の変位を用いて最大厚さ変化と最大厚さを求め、それらから血管壁の平均弾性特性を求める。あるいは２次元分布を求め、その平均としてもよい。また、最大／最小弾性特性の場合には２次元分布を求め、その最大値／最小値とすればよい。さらにインジケータ２２３は、棒グラフ状に表示されている。インジケータ２２３を構成する各バーの高さは各音響線上の測定の信頼度を示しており、信頼度が高いほどバーが高く表示される。【０１２９】
たとえば上述の信頼度判定部３３ｃ（図１９）は、比率判定部３３７が求めた比率が小さいほど信頼度が高いと判定して、バーを高く表示する画像信号を出力すればよい。また上述の信頼度判定部３３ｄ（図２１）は、推定誤差判定部３３９が求めた推定誤差が小さいほど信頼度が高いと判定して、バーを高く表示する画像信号を出力すればよい。操作者は、バーの高さによって各音響線上の測定の信頼度の高低を即座に確認できるため、その測定結果から得られたデータが信頼できると言えるか否か、生体組織を的確にとらえているといえるか否かを即座に判断できる。【０１３０】
図２４は、表示部２１に表示されたさらに他の画面例を示す。【０１３１】
組織性状分布２３２は、組織性状分布２２２（図２３）と同じである。一方、インジケータ２３３は折れ線グラフ状に表示されている。この表示は、上述の図２３の各棒グラフの最大値のみを点で表し、隣接する２点を直線で結ぶことにより実現される。この表示によってもまた、図２３の表示と同じ効果が得られる。【０１３２】
図２５は、表示部２１に表示されたさらに他の画面例を示す。【０１３３】
組織性状分布２４２は、組織性状分布２２２（図２３）と同じである。一方、インジケータ２４３は、ＲＯＩ１３１の左端および右端の音響線上の測定結果に対する信頼度のみを表示している。これは、図２３のインジケータ２２３における左端および右端のバーを横に表示することにより、実現される。血管壁、特に頚動脈の血管壁はほぼ直線状に走行しているため、左端および右端の音響線のデータが信頼できるものであれば、その間の音響線のデータも信頼できると考えられるからである。【０１３４】
さらにインジケータ２４３には、超音波が同じ位置で複数回にわたって送信されたときの、それまでの信頼度の最大値２４４が表示されている。操作者は、それまでの最大値２４４を参照することにより、現在のバーの信頼度が低いか否かを即座に判断できる。【０１３５】
なお、ＯＲＩ１３１の左端および右端のみならず、中央の音響線上の測定結果に対する信頼度を追加して表示してもよい。また、インジケータ２４３の表示に代えて、またはインジケータ２４３の表示とともに、左端および右端のそれぞれの信頼度の高さに応じた音階の音を出力してもよい。【０１３６】
図１３、２３〜２５においては、ＲＯＩ１３１の下方にインジケータを表示する例を説明した。しかしながら、インジケータの表示位置は例であり、他の位置（たとえば画面上方）であってもよい。【０１３７】
さらにインジケータは断層画像とともに画面に表示する必要はない。図２６は、インジケータ２５１を設けた超音波プローブ２５０の例を示す。また、図２７は、インジケータ２５２を設けた超音波プローブ２６０の例を示す。インジケータ２５１、２５２は液晶表示部やＬＥＤなどの光源によって構成されており、各音響線上の測定の信頼度に応じて色および／または発光強度が制御される。【０１３８】
図２６のインジケータ２５１の表示内容は図１３のインジケータ１３３と同じである。また図２７のインジケータ２５２は、図２６のインジケータ２５１から、左端、中央および右端以外の表示部を省いて構成されている。【０１３９】
図２６の超音波プローブ２６０には、操作者に対して超音波プローブ２６０の向きを修正する機能を実装することも可能である。実装例を図２８および図２９を参照しながら説明する。【０１４０】
図２８（ａ）は超音波プローブ２６０のインジケータ２５２の表示例を示し、図２８（ｂ）は超音波プローブ２６０の上面図である。視点の方向は、超音波が送信される方向と平行である。【０１４１】
図２８（ａ）のインジケータ２５２は、右端および中央の音響線上の測定の信頼度が低いことを示している。このとき、図２８（ｂ）の移動方向インジケータ２７１が点灯し、移動方向インジケータ２７２が点滅する。移動方向インジケータ２７１の点灯は、超音波プローブ２６０のその箇所は移動させなくてよいことを示す。これは、インジケータ２５２によって、左端の音響線上の測定の信頼度が高いことに基づいている。一方、移動方向インジケータ２７２の点滅は、その移動方向インジケータ２７２が指し示す矢印の方向に超音波プローブ２６０の向きを移動させる必要があることを示している。よって、操作者は、移動方向インジケータ２７１の位置を視点として、移動方向インジケータ２７２が設けられた超音波プローブ２６０の端部をその移動方向インジケータ２７２が示す方向に回転させればよいと判断できる。【０１４２】
超音波プローブ２６０をどの方向に移動させるかについては、たとえば超音波振動子を２列平行に並べた、いわゆる１．５Ｄ振動子を用いれば容易に実現できる。具体的には、それぞれの列において検出される超音波受信波の音響線上の測定の信頼度に基づいて決定することができる。たとえば図２８（ｂ）が、血管の進行方向と振動子のアレイ方向とが平行でない状態を示しているとすると、測定の信頼度が低い音響線を多く検出している振動子の方に超音波プローブ２６０がずれていると判断できる。よって、測定の信頼度が高い音響線を多く検出している振動子の方に超音波プローブ２６０を移動させるよう、移動方向インジケータ２７２を点滅させればよい。【０１４３】
なお、上述の処理において、測定の信頼度が低い音響線を多く検出している振動子を特定するために、超音波診断装置１１の受信部１５が反射波を検出し、演算部１９が各振動子の位置に応じた信頼度を判定し、制御部３０がその比較を行う。その結果、制御部３０は、どの移動方向インジケータを点灯させ、点滅させるかを特定することができ、超音波プローブ１３に対して指示することができる。【０１４４】
一方、図２９（ａ）は、インジケータ２５２の左端および右端の音響線上の測定の信頼度が低いことを示している。このとき超音波プローブ２６０は、図２９（ｂ）に示すように、移動方向インジケータ２８１および２８２を点滅させる。これにより、操作者は、移動方向インジケータ２８１および２８２が示す方向に超音波プローブ２６０を回転させればよいと判断できる。回転方向を検出するための構成は、図２８の例と同様である。【０１４５】
上述の構成によれば、測定対象物が延びる方向と超音波振動子のアレイ方向とが平行か否かを容易に判定できるとともに、平行でない場合には超音波プローブをどの方向に移動させればよいかが即座に判断できる。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本発明の超音波診断装置は、生体組織の性状特性および形状特性の測定に好適に用いられ、弾性特性の測定に適している。また、血管壁の弾性特性を測定し、動脈硬化病変の発見や動脈硬化の予防に好適に用いられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年10月30日(2009.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に、生体内の組織の性状特性を測定する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加してきており、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、硬く、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。このため、血管カテーテルによる観察は、動脈硬化病変が存在していることが確かである被験者に対して、その場所を特定するために用いられ、例えば、健康管理のための検査として、この方法が用いられることはなかった。
【０００５】
動脈硬化の一因であるコレステロール値を測定したり、血圧値を測定したりすることは、被験者への負担が少なく、容易に行うことのできる検査である。しかし、これらの値は、動脈硬化の度合いを直接示すものではない。
【０００６】
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しいと言われている。
【０００７】
こうした理由から、被験者への負担が少なく、動脈硬化が進行する早期段階において、動脈硬化の度合いを診断する診断方法あるいは診断装置が求められている。
【０００８】
一方、被験者への負担が少ない非侵襲の医療診断装置として、超音波診断装置やＸ線診断装置が従来用いられている。超音波やＸ線を体外から照射することによって、被験者に苦痛を与えることなく、体内の形状情報、あるいは形状の時間変化情報を得ることができる。体内の測定対象物の形状の時間変化情報（運動情報）が得られると、測定対象物の性状情報を求めることができる。つまり、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直接知ることが可能となる。
【０００９】
特に超音波診断は、Ｘ線診断と比較した場合、被験者に超音波プローブをあてるだけで測定できるので、被験者への造影剤投与が不要である点やＸ線被爆のおそれがない点で優れている。
【００１０】
また、近年のエレクトロニクス技術の進歩によって、超音波診断装置の測定精度を飛躍的に向上させることも可能になってきた。これに伴って、生体組織の微小運動を計測する超音波診断装置の開発が進んでいる。例えば、特許文献１は、制約付き最小二乗法を用いて超音波エコー信号の振幅と位相を解析することにより、測定対象を高精度でトラッキングする技術を開示している。この技術を位相差トラッキング法と呼ぶ。この技術によれば、血管運動による振幅が数ミクロンであり、周波数が数百Ｈｚまでの速い振動成分を高精度に計測できる。このため、血管壁の厚さ変化や歪みを数ミクロンのオーダーで高精度に計測をすることが可能になると報告されている。
【００１１】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−５２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１に開示された技術によって、数ミクロンオーダーの計測が可能となるにつれて、ノイズの影響が相対的に大きくなる。また、超音波による診断方法は、被験者の測定対象となる部位に超音波プローブを押し当てて計測を行うため、被験者が測定中に動くと測定位置がずれてしまうことがある。
【００１４】
このため、被験者の生体組織から正しい超音波反射波が得られず、正しい計測が行えなかったり、測定値がノイズの影響を受け、不正確な値になったりするという問題が生じる。また、測定結果が不正確である場合に、その結果が不正確であると判定できなければ、不正確な測定結果を正しい結果であると誤認してしまい、測定結果に基づく診断が適切ではなかったり、診断の信頼性が低下してしまったりするという問題も生じる。
【００１５】
したがって、超音波反射波の音響線から得られたデータが信頼できると言えるか否か、または測定対象である生体組織を的確にとらえていると言えるか否か、または計測結果が信頼できるか否かを、操作者が即判断できる超音波診断装置が必要とされている。
【００１６】
本発明はこのような課題の少なくとも１つを解決し、正確な測定および信頼性の高い測定を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】
【００１７】
本発明による超音波診断装置は、生体の組織へ超音波を送信するための超音波プローブを駆動する送信部と、前記超音波が前記生体の組織において反射することにより得られる反射波を、前記超音波プローブを用いて受信し、受信信号を生成する受信部と、前記受信信号に基づいて、前記生体の組織に設定された複数の測定対象位置の変位量をそれぞれ演算する形状測定値演算部と、前記超音波の各音響線に対応する前記断層画像の輝度の変化、および、前記各変位量の少なくとも一方と、前記受信信号の信頼性に関して予め定められた基準とを比較し、前記超音波の少なくとも一部の音響線上の測定の信頼性を判定する判定部と、前記断層画像のデータ、および、前記信頼性の判定結果に対応するデータを表示する表示部とを備えている。
【００１８】
前記超音波診断装置は、演算された各変位量に基づいて、前記測定対象位置における前記生体の組織の性状を示す特性値を演算する性状特性値演算部をさらに備え、前記表示部は、前記生体の組織の性状を示す特性値に基づく表示と、前記信頼性の判定結果に基づく表示とを、前記超音波の音響線に対応付けて表示してもよい。
【００１９】
前記判定部は、前記基準となる閾値を予め保持しており、前記超音波の音響線に対応する前記断層画像の輝度と前記閾値とを比較して、前記輝度が前記閾値を基準として上下に複数回変化したときは、前記音響線上の測定の信頼性が高いと判定してもよい。
【００２０】
前記判定部は、血管の内膜および中膜を示す前記断層画像の輝度と、前記閾値とを比較してもよい。
【００２１】
前記判定部は、前記超音波の各音響線について、音響線が通過する血管内の複数の組織の各最大変位を演算し、演算された前記各最大変位に基づくプロファイルがプロファイルに関する前記基準に合致しているか否かを判定し、前記超音波の音響線ごとに測定の信頼性を判定してもよい。
【００２２】
前記判定部は、前記組織が前記血管の外膜から内膜に移行するにしたがって、前記最大変位に基づくプロファイルが単調増加しているか否かを判定し、前記超音波の音響線ごとに測定の信頼性を判定してもよい。
【００２３】
前記表示部は、前記信頼性の判定結果に対応するデータを、前記信頼性の判定結果に応じて色を変化させて表示してもよい。
【００２４】
前記表示部は、前記信頼性の判定結果に対応するデータを、前記信頼性の判定結果に応じて形状を変化させて表示してもよい。
【００２５】
前記表示部は、一部の音響線に関する前記信頼性の判定結果を、前記信頼性の判定結果に応じて表示してもよい。
【００２６】
前記表示部は、信頼性の判定開始以後の、信頼性が最も高いと判定されたときの判定結果をさらに表示してもよい。
【００２７】
前記判定部は、前記超音波の各音響線について、音響線が通過する組織の２つの測定点の各最大変位に基づいて、前記２つの測定点間の厚さ変化を演算し、前記２つの測定点に対して各々定まる変位誤差と前記厚さ変化とに基づいて、前記測定の信頼性を判定してもよい。
【００２８】
前記判定部は、前記厚さ変化に対する、前記２つの測定点の各々の最大変位のうちから定められた代表値の比率を計算し、前記比率と予め定められた閾値とを比較し、前記超音波の少なくとも一部の音響線上の測定の信頼性を判定してもよい。
【００２９】
前記判定部は、前記超音波の各音響線について、音響線が通過する組織の複数の測定点の各最大変位と各測定点の深さとに基づく最小二乗演算により、所定の次数の関数による近似を行い、前記所定の次数の関数と前記複数の測定点の各々に基づいて、前記超音波の少なくとも一部の音響線上の測定の信頼性を判定してもよい。
【００３０】
前記判定部は、１次関数と前記複数の測定点の各々との誤差の和を演算し、前記誤差の和と予め定められた閾値とに基づいて、前記音響線上の測定の信頼性を判定してもよい。
【００３１】
前記判定部は、前記超音波の各音響線について、ｎ次関数（ｎ：２以上の自然数）による近似を行い、前記ｎ次項の係数に対する一次項の係数の大きさに基づいて、前記音響線上の測定の信頼性を判定してもよい。
【００３２】
本発明による超音波プローブは、超音波診断装置とともに用いられる。前記超音波診断装置は、生体の組織へ超音波を送信するために、超音波プローブを駆動する送信部と、前記超音波が生体の組織において反射することにより得られる反射波を、前記超音波プローブを用いて受信し、受信信号を生成する受信部と、前記受信信号に基づいて、前記生体の組織に設定された複数の測定対象位置の変位量をそれぞれ演算する形状測定値演算部と、前記超音波の各音響線に対応する前記断層画像の輝度の変化、および、前記各変位量の少なくとも一方と、前記受信信号の信頼性に関して予め定められた基準とを比較し、前記超音波の少なくとも一部の音響線上の測定の信頼性を判定する判定部と、前記断層画像のデータ、および、前記信頼性の判定結果に対応するデータを表示する表示装置とを有している。前記超音波プローブは、前記超音波診断装置の送信部と接続されており、前記生体の組織へ超音波を送信する振動子と、前記超音波診断装置の判定部の判定結果を表示する表示部とを備えている。
【００３３】
前記表示部は、一部の音響線に関する前記信頼性の判定結果を、前記信頼性の判定結果に応じて表示してもよい。
【００３４】
前記表示部は、各音響線に関する前記判定結果に応じて、前記超音波プローブを移動させるべき方向を示すインジケータをさらに備えていてもよい。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、超音波の各音響線に対応する断層画像の輝度の変化、および、各変位量の少なくとも一方に基づいて、受信信号の信頼性に関して予め定められた基準とを比較し、超音波の少なくとも一部の音響線上の測定の信頼性を判定する。そして、断層画像、および、前記信頼性の判定結果を表示する。これにより、超音波診断装置の操作者は、超音波反射波の音響線から得られた断層画像等のデータ（音響線上の測定結果）が信頼できると言えるか否か、または測定対象である生体組織を的確にとらえているといえるか否かを、即座に判断できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】超音波診断装置１１を用い、血管３の弾性特性の計測を行うための構成を示すブロック図である。
【図２】超音波診断装置１１の構成を示すブロック図である。
【図３】演算部１９の構成を示す。
【図４Ａ】表示部２１上に示された血管壁４０とＲＯＩ４１とを模式的に示している。
【図４Ｂ】血管壁４０のＲＯＩ４１で規定される領域における弾性特性を示している。
【図５】生体の組織を伝播する超音波ビームを模式的に示す。
【図６】測定対象位置Ｐnと弾性率を求める対象組織Ｔnとの関係を模式的に示している。
【図７】形状測定値演算部３１の詳細な構成を示す。
【図８】一心周期中に最大値測定期間および最小値測定期間を設定した一例を示す。
【図９Ａ】血管を伝播する超音波ビームの音響線上に設定される測定対象位置を模式的に示す側面図である。
【図９Ｂ】血管を伝播する超音波ビームの音響線上に設定される測定対象位置を模式的に示す断面図である。
【図１０】信頼度判定部３３ａの構成を示す。
【図１１】（ａ）はＩＭＴがはっきり表示された血管壁画像を示し、（ｂ）はＩＭＴがはっきり表示されていない血管壁画像を示す。
【図１２】輝度検出部３３１に検出された、あるライン画像の輝度変化曲線Ｌを示す。
【図１３】表示部２１に表示された断層画像を示す。
【図１４】超音波診断装置１１の所為手順を示すフローチャートである。
【図１５】信頼度判定部３３ｂの構成を示す。
【図１６】測定組織Ａ〜Ｄの位置の例を示す。
【図１７】形状測定値演算部３１から出力された、図１６に示す組織Ａ〜Ｄの追跡波形ＴＡ〜ＴＤを示す。
【図１８】図１７に示す各波形ＴＡ〜ＴＤの最大変位のプロット図である。
【図１９】信頼度判定部３３ｃの構成を示す。
【図２０】（ａ）および（ｂ）は、血管壁の変位の例を示す。
【図２１】信頼度判定部３３ｄの構成を示す。
【図２２】４つの測定点Ａ〜Ｄを、その深さと最大変位とをパラメータとしてプロットしたプロット図である。
【図２３】表示部２１に表示された他の画面例を示す。
【図２４】表示部２１に表示されたさらに他の画面例を示す。
【図２５】表示部２１に表示されたさらに他の画面例を示す。
【図２６】インジケータ２５１を設けた超音波プローブ２５０の例を示す。
【図２７】インジケータ２５２を設けた超音波プローブ２６０の例を示す。
【図２８】（ａ）は超音波プローブ２６０のインジケータ２５２の表示例を示し、（ｂ）は超音波プローブ２６０の上面図である。
【図２９】（ａ）は超音波プローブ２６０のインジケータ２５２の表示例を示し、（ｂ）は超音波プローブ２６０の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、添付の図面を参照して、本発明による超音波診断装置の実施形態を説明する。
【００３８】
本発明の超音波診断装置は測定対象物の各部の運動速度や各微小な領域における最大厚さ変化量および弾性特性を測定する。本発明の超音波診断装置は、生体の各部の弾性特性を計測するのに適しており、空間分解能も高いため、血管壁の最大厚さ変化量、歪みおよび弾性特性の計測に特に適している。
【００３９】
血圧の最大値と最小値との差（脈圧）をΔｐとし、血管壁の任意の一心周期における最大厚さ変化量をΔｈとし、血管壁の厚さの最大値をＨとすると、歪みはΔｈ／Ｈと示され、弾性特性はΔｐ・Ｈ／Δｈと示される。したがって、最大厚さ変化量を正確に測定することが、信頼性の高い歪みや弾性特性を求めるために重要である。以下、血管壁の最大厚さ変化量を計測する場合を例にとり、本発明の超音波診断装置を説明する。
【００４０】
図１は、超音波診断装置１１を用い、血管３の弾性特性の計測を行うための構成を示すブロック図である。
【００４１】
超音波プローブ１３は、アレイ状に配列された複数の超音波振動子（超音波振動子群）を内蔵している。超音波プローブ１３は被験者の体表２に密着するよう支持され、１または複数の超音波振動子を利用して血管外組織１および血管３を含む体組織内部へ超音波を送信する。血管外組織１は脂肪や筋肉等により構成される。送信された超音波は血管３や血液５にて反射、散乱され、その一部が超音波プローブ１３へ戻り、エコーとして受信される。
【００４２】
超音波診断装置１１は、超音波プローブ１３によって受信したエコーによる受信信号の解析および演算を行い、血管外組織１や血管３の運動情報を求める。また、超音波診断装置１１には血圧計１２が接続されており、血圧計１２が測定した被験者の血圧値に関する情報が超音波診断装置１１へ入力される。血圧値は手入力としてもよい。
【００４３】
超音波診断装置１１は、例えば特許文献１に開示されている方法によって、検波信号の振幅および位相の両方を用い、制約付最小二乗法によって対象の瞬時の位置を決定し、高精度な（位置変化量の測定精度は±０．２ミクロン程度）位相トラッキングを行うことにより、血管３の壁における微小部位の位置および厚さの時間変化を十分な精度で測定することができる。さらに、血圧計１２から得た血圧に関する情報を用いることによって、血管３の壁における微小部位の弾性特性を求めることができる。
【００４４】
超音波診断装置１１には血圧計１２が接続されており、血圧計１２が測定した被験者の血圧値に関する情報が超音波診断装置１１へ入力される。血圧計１２から得た血圧に関する情報を用いることによって、血管３の壁における微小部位の弾性特性を求めることができる。
【００４５】
また、超音波診断装置１１には心電計２２が接続されている。超音波診断装置１１は、心電計２２から心電波形を受け取り、測定データの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心電波形を使用する。
【００４６】
以下の実施形態においては、超音波診断装置を利用して血管の弾性特性を求める例を説明するが、血管の弾性特性以外の血管の性状特性、たとえば血管の歪み、粘性、粘弾性などを測定することも可能である。
【００４７】
図２は、超音波診断装置１１の構成を示すブロック図である。超音波診断装置１１は、送信部１４、受信部１５、遅延時間制御部１６、位相検波部１７、フィルタ部１８、演算部１９、演算データ記憶部２０、表示部２１を備えている。また超音波診断装置１１は、Ｂモード画像生成部１０を備えている。さらに、これら各部を制御するため、マイコンなどからなる制御部３０を備えている。
【００４８】
送信部１４は、所定の駆動パルス信号を生成し、超音波プローブ１３に出力する。駆動パルス信号により超音波プローブ１３から送信される超音波送信波は、血管３等の体組織において反射、散乱し、生じた超音波反射波が超音波プローブ１３により検出される。超音波を発生させる駆動パルスの周波数は、時間軸上で隣接している前後の超音波パルスが重ならないように、測定対象の深さと超音波の音速とを考慮して決定される。
【００４９】
受信部１５は超音波プローブ１３を用いて超音波反射波を検出し、検出によって得られた信号を増幅することにより、受信信号を生成する。受信部１５はＡ／Ｄ変換部を含み、受信信号をさらにデジタル信号に変換する。送信部１４および受信部１５は電子部品などを用いて構成される。
【００５０】
遅延時間制御部１６は送信部１４および受信部１５に接続されており、送信部１４から超音波プローブ１３の超音波振動子群に与える駆動パルス信号の遅延時間を制御する。これにより、超音波プローブ１３から送信される超音波送信波の超音波ビームの音響線の方向や焦点深度を変化させる。また、超音波プローブ１３によって受信され、受信部１５によって生成した受信信号の遅延時間を制御することにより、開口径を変化させたり、焦点位置を変化させたりすることができる。遅延時間制御部１６の出力は、Ｂモード画像生成部１０および位相検波部１７に入力される。
【００５１】
Ｂモード画像生成部１０は、超音波の音響線ごとに、受信信号の振幅強度に比例した明るさ（輝度）でライン画像を生成する。全ての音響線に対応するライン画像を生成すると、１枚のＢモード画像を構築する。そして、Ｂモード画像生成部１０は生成したＢモード画像を表示部２１に出力する。
【００５２】
Ｂモード画像生成部１０は、以下のようにライン画像を生成する。いま、反射体まで距離をｙ、受信信号が得られるまでの経過時間をｔ、体組織内での超音波の音速をｃとする。このとき、超音波パルスは、超音波プローブ１３と反射体との間を往復するため、距離２ｙだけ進む。よってｙ＝ｃ＊ｔ／２と表すことができる。このｙに対して画面上に表示するための適当なスケールファクタｋを用い、送信位置からＹ軸方向にｙ＊ｋの位置に、受信信号の振幅強度に比例した明るさ（輝度）を有する点を生成する。受信信号の振幅が検出される範囲で上述のプロットを行うことにより、１つの受信信号に対応するライン画像が得られる。
【００５３】
位相検波部１７は、遅延時間制御部１６で遅延制御され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部１８に入力される。フィルタ部１８は、高周波成分、測定対象以外からの反射成分およびノイズ成分等を除去する。位相検波部１７およびフィルタ部１８はソフトウエアによってもハードウエアによっても構成することができる。これにより、血管３の組織内部に設定された複数の測定対象位置にそれぞれ対応し、実部信号と虚部信号を含む位相検波信号を生成する。
【００５４】
演算部１９は、複数の構成要素を含んでいる。図３は、演算部１９の構成を示す。演算部１９は、形状測定値演算部３１、性状特性値演算部３２および信頼度判定部３３を含む。
【００５５】
形状測定値演算部３１は、位相検波信号の実部信号および虚部信号を用いて、血管３の組織内部に設定された複数の測定対象位置における位置変位量（位置の時間変位量）を求める。位置変位量は、測定対象位置（トラッキング位置）の運動速度を求め、この運動速度を積分することによっても同様に求めることができる。そして複数の位置変位量から選ばれる任意の２つの位置における位置変位量の差分を求めることにより、その２点間の厚さ変化量を求めることができる。２つの位置の初期値あるいは、２つの位置における位置変位量の差分の初期値が与えられる場合には、２点間の厚さを求めることができる。
【００５６】
なお、厚さまたは厚さ変化量を規定する２点は、血管３の組織内部に設定された測定対象位置と一致していなくてもよい。たとえば、複数の測定対象位置の中心の位置を用いてもよい。この場合には、中心を求めた複数の測定対象位置の位置変位量を平均し、平均した位置変位量を用いることが好ましい。複数の測定対象位置を用いる場合には、複数の測定対象位置を代表する位置および位置変位量は、単純な平均によって求めてもよいし、重み付けを行ってもよく、複数の測定対象位置に基づいて、２つの位置およびその位置における位置変位量が求められておればよい。
【００５７】
性状特性値演算部３２は、求めた厚さ変化量の最大値と最小値との差分から、最大厚さ変化量を計算し、血圧計１２から得られる血圧データとから、２点間に位置する組織の弾性特性を求める。弾性特性を求める箇所は、任意の２点で挟まれた１箇所でもかまわない。しかし、本実施の形態で用いている超音波プローブ１３は、アレイ状に配列された複数の超音波振動子を有しているため、断層面内の任意の領域内すべての箇所の弾性特性を求めることが可能である。
【００５８】
信頼度判定部３３は、受信信号および／またはＢモード画像生成時の輝度の情報および／または厚さ変化量の情報と、受信信号の信頼性に関して予め定められた基準とを比較し、超音波の各音響線上の測定の信頼性を判定する。ここで「測定の信頼性」あるいは「測定の信頼度」とは、音響線から得られたデータが信頼できるか否か、測定対象である生体組織を的確にとらえているか否か、計測結果が信頼できるか否かの少なくともひとつである。以下、同様である。そして、超音波の音響線ごとの判定結果を示す画像信号または数値を、順次または一括して出力する。
【００５９】
信頼度判定部３３を実現するための具体的な構成、処理および出力は、種々考えられる。具体的な構成および処理については、たとえば図１０、１５、１９、２１に示される。図１０、１５、１９、２１の各々に示された信頼度判定部３３ａ〜３３ｄは、それぞれが単独で実施され、または任意に組み合わせて実施することができる。組み合わせることにより、判定された信頼度の精度を高くすることができる。
【００６０】
なお、心電計２２から得られる心電波形は、演算部１９へ入力され、測定データの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。この目的においては、心電計２２は他の生体信号検出手段である心音計や脈波計と置き換えることも可能であり、心電波形の替わりに心音波形や脈波波形をトリガー信号として用いることも可能である。
【００６１】
表示部２１は、Ｂモード画像生成部１０によって生成されたＢモード画像上に、演算部１９によって求められた生体組織の最大厚さ変化量、歪み、あるいは弾性特性をマッピングして、形状測定値または性状測定値の空間分布（組織性状分布）を示す心周期毎の空間分布画像を表示する。これにより、Ｂモード画像に組織性状分布が重畳されて表示される。組織性状分布を示す画像は１次元であってもよいし、２次元あるいは３次元であってもよい。形状測定値または性状測定値に応じた色あるいは諧調によって表示すれば、測定結果を把握し易い。
【００６２】
さらに表示部２１は、上述の組織性状分布を生成するために用いられた各受信信号の信頼度、言い換えれば、超音波の各音響線上の測定の信頼度を、信頼度判定部３３から出力された画像信号または数値に基づいて表示する。表示部２１に表示された測定の信頼性は、ライブモードでは、操作者が正しいデータを取得するための目安とすることができ、または操作者が正しいデータを取得できるように誘導する信号として用いることができる。操作者は、この信号に基づいてプローブを操作することにより、生体内の特定の組織を的確にとらえる正しい位置にプローブをセットすることが容易になり、信頼できるデータを得ることができる。また、表示部２１に表示された測定の信頼性は、フリーズモードでは測定した結果が本当に信頼できるものであるかどうかを確認する信号として用いられる。操作者は、この信号に基づいて、信頼できる測定結果のみを診断に用い、信頼できる測定結果のみを記録することができる。
【００６３】
表示形式は種々考えられる。たとえば図１３、２３、２４、２５において、下側の血管壁１３０のＢモード画像上に、組織性状分布１３２、２２２、２３２、２４２が重畳して表示されており、さらに画面下部のインジケータ１３３、２２３、２３３、２４４に信頼度が表示されている。各表示の詳細は後述する。
【００６４】
操作者は、形状測定値または性状測定値を求めたい任意領域を表示部２１上においてＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ  Ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔの略）を指定することによって決定できる。ＲＯＩは、操作者が測定値を求めたい領域を指定するための表示で、その大きさや位置を表示部２１上で確認しながら、超音波診断装置１１のインターフェース部（図示しない）を介して自由に設定することが可能である。
【００６５】
図４Ａは、表示部２１上に示された血管壁４０とＲＯＩ４１とを模式的に示している。ＲＯＩ４１が規定する領域には、血管壁４０以外の組織も含まれている。血管壁４０の画像はたとえば上述の演算とは別に受信信号を振幅強度に応じた輝度で変調することにより得られる。図４Ｂは、血管壁４０のＲＯＩ４１で規定される領域における弾性特性を示している。ＲＯＩ４１で規定される領域には、６行×５列にマッピングされた画像データｆ（ｋ）11〜ｆ（ｋ）65が配置され、画像データｆ（ｋ）11〜ｆ（ｋ）65が空間分布画像Ｆｋを構成している。前述したように画像データｆ（ｋ）11〜ｆ（ｋ）65は、生体組織の最大厚さ変化量などの形状測定値あるいは歪みや弾性特性などの性状特性値である。
【００６６】
演算部１９で演算された位置変位量、厚さ変化量、弾性特性等のデータは、演算データ記憶部２０に記憶され、随時読み取ることが可能である。また、演算部１９で演算された位置変位量、厚さ変化量、弾性特性等のデータは、表示部２１に入力され、データを二次元画像などに可視化することができる。さらに、表示部２１と演算データ記憶部２０とを接続することによって、記憶された各種データを表示部２１に随時表示することもできる。演算部１９で演算された各種データは、表示部２１へ出力され、記憶部２０へも出力されることにより、リアルタイムでデータを表示しつつ、データを後で利用することができるよう保存されることが好ましい。しかし、どちらか一方のみの出力を行ってもよい。
【００６７】
次に図５、図６および図７を参照しながら、体組織の位置変位量の計算を詳細に説明する。
【００６８】
図５は、生体の組織を伝播する超音波ビームを模式的に示す。超音波プローブ１３から出射した超音波送信波は、ある有限の幅を持つ超音波ビーム６７として生体組織６０の血管外組織１および血管３中を伝播する。そして、伝播の過程において血管外組織１および血管３によって反射または散乱した超音波の一部が超音波プローブ１３へ戻り、超音波反射波として受信される。超音波反射波は時系列信号として検出され、超音波プローブ１３に近い組織から得られる反射の時系列信号ほど、時間軸上で原点近くに位置する。超音波ビーム６７の幅（ビーム径）は、遅延時間を変化させることにより制御することができる。
【００６９】
上述したように超音波反射波は血管外組織１、血管３、および血液５より生じる。しかし、本実施形態では、血管壁組織が測定対象であるので、以下の説明では血管３にのみ着目する。超音波ビームの中心軸である音響線６６上に位置する血管壁の複数の測定対象位置Ｐn（Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐk・・・Ｐn、ｎは３以上の自然数）は、ある一定間隔で超音波プローブ１３に近い順にＰ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐk・・・Ｐnと配列している。図５の血管外組織１から超音波プローブ１３へ向かう方向を正、その反対方向を負とする座標軸を深さ方向に設け、測定対象位置Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐk・・・Ｐnの座標をそれぞれＺ1、Ｚ2、Ｚ3、Ｚk、・・・Ｚnとすると、測定対象位置Ｐkからの反射は、時間軸上でｔk＝２Ｚk／ｃに位置することになる。ここでｃは体組織内での超音波の音速を示す。反射波信号ｒ（ｔ）を位相検波部１７において位相検波し、検波した信号を実部信号および虚部信号に分離してフィルタ部１８を通過させる。
【００７０】
前述したように超音波診断装置１１は位相検波した信号から位置変位量、厚さ変化量および厚さ変化量の最大値、最小値を演算によって順に求める。
【００７１】
図７は、形状測定値演算部３１の詳細な構成を示す。形状測定値演算部３１は、位置変化量演算部３１ａと厚さ変化量演算部３１ｂと最大最小値演算部３１ｃとを含む。
【００７２】
位置変化量３１ａは、反射波信号ｒ（ｔ）と微小時間Δｔ後（Δｔは同じ音響線への送信間隔）の反射波信号ｒ（ｔ＋Δｔ）において振幅は変化せず、位相および反射位置のみが変化するという制約のもとで、反射波信号ｒ（ｔ）とｒ（ｔ＋Δｔ）との波形の整合誤差が最小となるよう最小二乗法によって位相差を求める（制約付最小二乗法）。この位相差から、測定対象位置Ｐnの運動速度Ｖn（ｔ）を求め、さらにこれを積分することにより、位置変位量ｄn（ｔ）を求める。
【００７３】
図６は、測定対象位置Ｐnと弾性率を求める対象組織Ｔnとの関係を模式的に示している。対象組織Ｔkは、隣接する測定対象位置ＰkとＰk+1とに挟まれた範囲に厚さｈを有して位置している。本実施形態ではｎ個の測定対象位置Ｐ1・・・・Ｐnから（ｎ−１）個の対象組織Ｔ1・・・・Ｔn-1を規定している。
【００７４】
厚さ変化量演算部３１ｂは、測定対象位置ＰkとＰk+1の位置変位量ｄk（ｔ）とｄk+1（ｔ）とから、厚さ変化量Ｄk（ｔ）をＤk（ｔ）＝ｄk（ｔ）−ｄk+1（ｔ）の関係を用いて求める。
【００７５】
さらに最大最小値演算部３１ｃは、厚さ変化量の最大値および最小値を求める。血管前壁の組織Ｔkの厚さの変化は、血管前壁が構成する血管を流れる血液が心拍によって変化することにより生じる。よって、対象組織Ｔkの厚さの最大値Ｈｋ（最低血圧時の値）、対象組織の厚さ変化量Ｄk（ｔ）の最大値と最小値との差Δｈkおよび最低血圧値と最高血圧値との差である脈圧Δｐを用い、対象組織Ｔkの歪み率である血管半径方向の弾性率Ｅkを以下の式によって求めることができる。
Ｅk＝（Δｐ×Ｈk）／Δｈk
【００７６】
上記説明では、隣接する測定対象位置間の対象組織Ｔkの弾性率を求めているが、弾性率は複数ある測定対象位置の任意の２点を選択することができる。この場合には、選択した２点間の厚さの最大値および選択した２点間の厚さ変化量の最大値と最小値との差を用いて同様に計算することができる。
【００７７】
測定対象組織が血管壁等の循環器である場合、最大厚さ変化量Δｈ、脈圧Δｐはいずれも、一心周期毎に更新される数値である。したがって、弾性特性も心周期に同期して一心周期毎の数値を求めることが好ましい。一心周期における最大厚さ変化量Δｈを求めるためには、一心周期における厚さ変化量の最大値と最小値が必要となる。
【００７８】
図８に、一心周期中に最大値測定期間および最小値測定期間を設定した一例を示す。図８において、２つの点線で挟まれた期間が一心周期である。最大値および最小値を求める期間を短くすることにより、ノイズを誤って最大値あるいは最小値として認識する可能性を低下させることができる。
【００７９】
最大値測定期間および最小値測定期間内に含まれる測定サンプリング点の数は、複数個あるほうが望ましい。ノイズの影響を減少させるために最大値測定期間および最小値測定期間を１サンプリング点とすることも可能であるが、心周期は呼吸の影響等を受けるため厳密には一定ではない。したがって、最大値および最小値を見つける目的においては、最大値測定期間および最小値測定期間にはそれぞれ、複数のサンプリング点が含まれるよう設定することが好ましい。さらに、サンプリング点が複数ある場合には、最大値測定期間（または最小値測定期間）内の複数の値から平均値を求め、この値を厚さ変化量の最大値（または最小値）として用いてもよい。
【００８０】
本実施形態では、最大厚さ変化量を求めるにあたり、厚さ変化量の最大値と最小値とを求めているが、上述したように厚さそのものを測定し、この最大値と最小値とから最大厚さ変化量を求めてもよい。厚さ変化量が既知である場合、厚さ変化量の測定開始時の厚さがわかれば、厚さの時間変化量は、測定開始時の厚さと厚さ変化量との和により求めることができる。測定開始時の厚さとは、二つの位置変位量を求める任意の二点間距離の初期値に他ならず、本実施形態にて説明した超音波診断装置１１では既知のパラメータである。
【００８１】
上述した方法によって厚さ変化量の最大値と最小値とを求めることによりノイズによる影響を低減することができる。
【００８２】
本実施形態においては、超音波を血管３に向けて送信し、その反射波を検出することにより、血管壁の最大厚さ変化量を計測する。図９Ａおよび図９Ｂは、血管３に向けて送信した超音波による音響線上の測定対象位置Ｐ1からＰ7を模式的に示している。図９Ａでは、血管前壁４内に位置Ｐ1とＰ2、血液５内に位置Ｐ3とＰ4とＰ5、血管後壁６内に位置Ｐ6とＰ7を設けている。以下の説明では、測定位置を明確にするために、図９Ａおよび９Ｂを適宜参照する。
【００８３】
次に、信頼度判定部３３を詳細に説明する。
【００８４】
図１０は、信頼度判定部３３ａの構成を示す。信頼度判定部３３（図３）には種々の実施例が考えられる。その実施例の一つであることを明らかにするために、符号は「３３ａ」としている。後に説明する「３３ｂ」、「３３ｃ」および「３３ｄ」も同様の趣旨である。
【００８５】
信頼度判定部３３ａは、画像上の特定の要素が明瞭に表れているか否かによって、その音響線上の測定の信頼性の高低を判定する。明瞭に現れている場合は、測定対象である生体組織を的確にとらえており、測定誤差が少ない、信頼できる測定結果であると判定し、明瞭に現れていない場合は、測定対象である生体組織を的確にとらえておらず、測定誤差が多く、信頼できない測定結果であると判定する。
【００８６】
本実施形態においては、「画像上の特定の要素」は、いわゆるＩＭＴとする。血管（たとえば頸動脈）は、その内側から順に内膜、中膜、外膜の３層を有する構造を備えていることが知られている。ＩＭＴとは、内膜と中膜をあわせた厚さ（内中膜複合体厚）を意味している。
【００８７】
信頼度判定部３３ａは、ＩＭＴが明瞭に表れているか否かを輝度情報に基づいて判定する。輝度情報は、Ｂモード画像生成部１０によって生成される。
【００８８】
信頼度判定部３３ａは、輝度検出部３３１と、ＩＭＴ判定部３３２とを有する。輝度検出部３３１は、Ｂモード画像生成部１０から出力された輝度情報に基づいて、図９Ａおよび９Ｂの位置Ｐ５および位置Ｐ６間の輝度を特定する。ＩＭＴ判定部３３２は、あるライン画像に特定の組織（ＩＭＴ）が存在しているか否かを判定し、判定結果に応じてそのライン画像を生成する際に利用された音響線上の測定の信頼度を判定する。
【００８９】
図１１（ａ）はＩＭＴがはっきり表示された血管壁画像を示し、図１１（ｂ）はＩＭＴがはっきり表示されていない血管壁画像を示す。ＩＭＴがはっきり表示されているか否かは、深さＲ１、Ｒ２およびＲ３の輝度情報によって定量的に判定可能である。これらの深さ位置では、輝度変化が、血管内部の暗い状態から、明るい状態（深さＲ１）、暗い状態（深さＲ２）および明るい状態（深さＲ３）に変化している。したがって、その規則性および輝度を測定すれば、ＩＭＴがはっきり表示されているか否かを判定できる。
【００９０】
図１２は、輝度検出部３３１に検出された、あるライン画像の輝度変化曲線Ｌを示す。深さ方向に輝度変化曲線Ｌの変化を観察すると、深さＲ１において、それまで低かった輝度は急激に増加し、レベルＬ２になっている。その後深さＲ２においてレベルはＬ１に下がり、その後深さＲ３ではレベルＬ２よりも大きなレベルになっている。
【００９１】
ＩＭＴ判定部３３２は、レベルＬ１およびＬ２の間のレベルＴを、基準値（閾値）として予め保持している。ＩＭＴ判定部３３２は、深さＲ１、Ｒ２およびＲ３を含む範囲において、輝度変化曲線Ｌのレベルが閾値Ｔを基準として上下に複数回変化したことを検出したときは、ＩＭＴがはっきり表示されていると判定する。より具体的には、（輝度変化曲線Ｌのレベル）−（閾値Ｔ）の符号変化が「＋」→「−」→「＋」であることを検出したときはＩＭＴがはっきり表示されていると判定する。一方、上述の符号変化を検出しないときはＩＭＴがはっきり表示されていないと判定する。そして判定結果を出力する。
【００９２】
なお、レベルＬ１およびＬ２は、１または複数の被験者の測定値に基づいて統計的に特定することが可能であるため、レベルＴもまた、予め特定することができる。また、血管壁の中心を的確に正確にとらえている場合には、中心をはずれている場合に比べて内膜および外膜の受信信号強度が大きいという特徴がある。この特徴を利用して、信号強度の最も強い位置を血管壁の中心を的確にとらえている位置と特定してもよい。また、信頼性の判定は全ての画像に対して行ってもよく、あるいは収縮末期の画像など１心拍に１回行ってもよい。ライブモード時に全ての画像に対して判定を行い、それを断層画像とともに表示することで、操作者は測定対象である生体組織を的確にとらえているかどうか、あるいは受信信号が信頼できるものであるかどうかを容易に判断することができ、最も信頼できる位置へのプローブを誘導することができる。
【００９３】
図１３は、表示部２１に表示された断層画像を示す。超音波は、画面の上方の「断層画像」という表示されている側から、血管壁１３０の方向に向かって送信される。
【００９４】
下側の血管壁１３０上には、組織性状分布１３２が重畳して表示されている。組織性状分布１３２の詳細は、たとえば図４Ｂに示されている。組織性状分布１３２は、たとえば弾性率の高さに応じて赤、青、黄の３色に色分けされ表示される。弾性率の高さを色調や輝度など連続的な情報として表してもよい。
【００９５】
組織性状分布１３２の表示の下には、信頼度を示すインジケータ１３３が表示されている。インジケータ１３３は、音響線と直交する方向に延びており、各音響線に対応する位置が白色または黒色で表示されている。本実施形態においては、測定の信頼度が高い音響線に対応する位置は白色で表示され、信頼度が低い音響線に対応する位置は黒色で表示されている。インジケータ１３３を表示するための画像信号は、ＩＭＴ判定部３３２がその判定結果として出力したものである。なお、ＩＭＴ判定部３３２は画像信号ではなく、判定結果に基づいて、信頼度の高低に対応する２値信号を出力してもよい。なお、信頼度を示すインジケータは、色調や輝度など連続的な情報として表してもよい。
【００９６】
インジケータ１３３を確認することにより、操作者は、ライブモードでは、音響線から得られたデータが信頼できるか否か、測定対象である生体組織を的確にとらえているか否か、を判断できる。よって、生体内の特定の組織を的確にとらえる正しい位置にプローブを容易に誘導することができる。また、操作者は、フリーズモードでは、各音響線上の測定結果、すなわち、組織性状分布１３２の正確さを判断できる。よって、不正確な測定結果を正しい結果であると誤認する可能性が低減され、測定結果に基づいて適切な診断が可能となる。よって、診断の信頼性を向上できる。
【００９７】
以上のように構成された超音波診断装置１１の動作の流れを説明する。
【００９８】
図１４は、超音波診断装置１１の所為手順を示すフローチャートである。ステップＳ１において、送信部１４が超音波プローブ１３に制御信号を送ると、超音波プローブ１３は超音波を発生させる。ステップＳ２において、受信部１５は、超音波反射波を検出し、その反射強度を取得する。
【００９９】
ステップＳ３では、得られた反射強度に基づいてＢモード画像生成部１０はＢモード画像を生成する。一方ステップＳ４において、得られた反射強度に基づいて、演算部１９の形状測定値演算部３１および性状特性値演算部３２は組織性状分布を求める。ステップＳ５では、信頼度判定部３３は、音響線ごとの反射強度に基づいてその音響線上の測定の信頼度を判定する。また、信頼性の判定は全ての画像に対して行ってもよく、あるいは収縮末期の画像など１心拍に１回行ってもよい。
【０１００】
ステップＳ６において、表示部２１は、Ｂモード画像に組織性状分布を重畳して表示する。さらにステップＳ７において表示部２１は、組織性状分布の表示に対応させて信頼度のインジケータを表示する。
【０１０１】
上述の例では、輝度情報を利用してＩＭＴ判定を行い、各音響線上の測定の信頼度を判定した。そして、図１３に示すインジケータ１３３を表示するとした。
【０１０２】
以下では、異なる方法による信頼度の測定と、そのための信頼度判定部３３の構成を３例説明する。また表示部２１に表示される画面例についても３例説明する。
【０１０３】
（信頼度判定部３３の他の例）
図１５は、信頼度判定部３３ｂの構成を示す。信頼度判定部３３ｂの動作原理は以下のとおりである。一般に、測定点が血管内膜から外側に移行するにしたがって、最大変位のプロファイルは徐々に小さくなるという事実が知られている。そこで、１本の音響線に関して深さ方向の位置が異なる複数の測定点のプロファイルを取得し、上述の特性が検出されるか否かによって、各音響線上の測定の信頼度を判定する。
【０１０４】
信頼度判定部３３ｂは、変化量演算部３３３と、プロファイル判定部３３４とを有する。変化量演算部３３３は、形状測定値演算部３１の出力を受けて、複数の測定点（測定組織）の位置変化量の最大値（最大変位）を求める。
【０１０５】
図１６は、測定組織Ａ〜Ｄの位置の例を示す。血管３には粥腫１４０が存在している。図１７は、形状測定値演算部３１から出力された、図１６に示す組織Ａ〜Ｄの追跡波形ＴＡ〜ＴＤを示す。変化量演算部３３３は、波形ＴＡ〜ＴＤが最大変位をとる共通の時刻を特定するとともに、各波形ＴＡ〜ＴＤに関して、その時刻における最大変位を演算する。なお、波形ＴＤについては組織Ｄの基準位置に対応する横軸を示しているが、各波形ＴＡ〜ＴＣについてもそれぞれ図示されない基準位置が存在する。変化量演算部３３３は、各基準位置からの最大変位を特定する。
【０１０６】
図１８は、図１７に示す各波形ＴＡ〜ＴＤの最大変位のプロット図である。横軸は深さ方向を示しており、組織Ａ〜Ｄの各存在位置に対応してＡ〜Ｄが記載されている。また縦軸は最大変位である。理解の便宜のため、隣接するプロット点間を結ぶ線分を記載している。
【０１０７】
図１８には、３つのプロット例１６０、１６１、１６２が示されている。プロファイル判定部３３４は、測定点が血管内膜から外膜に移行するにしたがって、組織の最大変位のプロファイルが徐々に小さくなっているか否かを判定する。換言すれば、プロファイル判定部３３４は、測定点が血管の外膜から内膜に移行するにしたがって、組織の最大変位のプロファイルが徐々に大きくなっている（単調増加している）か否かを判定する。
【０１０８】
たとえば、プロット例１６０に該当する場合には、血管の外側に近い組織Ａから血管内膜の組織Ｄ方向に移行するにしたがって、組織Ａ〜Ｄの最大変位のプロファイルが徐々に大きくなっている。したがって、プロット例１６０に対しては、プロファイル判定部３３４は音響線上の測定の信頼度は高いと判定する。一方、プロット例１６１またはプロット例１６２に該当する場合には、血管の外側に近い組織Ａから血管内膜の組織Ｄ方向に移行するにしたがって、組織Ａ〜Ｄの最大変位のプロファイルは単調減少しており、または、増減している。したがって、これらのプロット例に対しては、プロファイル判定部３３４は音響線上の測定の信頼度は低いと判定する。プロファイル判定部３３４は、その判定結果を示す画像信号または数値を出力する。
【０１０９】
図１９は、信頼度判定部３３ｃの構成を示す。信頼度判定部３３ｃは、測定点の最大変位と厚さ変化の比率に基づいて、各音響線上の測定の信頼性の有無を判定する。
【０１１０】
図２０（ａ）および（ｂ）は、血管壁の変位の例を示す。図２０（ａ）の波形において、測定点の最大変位であるＫ１およびＫ２間は１００μｍであるとする。また図２０（ｂ）の波形において、測定点の最大変位であるＫ３およびＫ４間は１００μｍであるとする。これは、厚さ変化が同じであることを意味している。
【０１１１】
図２０（ａ）の波形において、測定点Ｋ１の最大変位は５００μｍであり、測定点Ｋ２の最大変位は４００μｍである。一方、図２０（ｂ）の波形において、測定点Ｋ３の最大変位は２００μｍであり、測定点Ｋ４の最大変位は１００μｍである。
【０１１２】
図２０（ａ）および（ｂ）の相違点は、Ｋ１およびＫ２のレベル（絶対量）とＫ３およびＫ４のレベル（絶対量）とが異なる点にある。一般に、変位が大きいほど測定誤差も大きくなる。例えば、誤差率が１％であったとすると、図２０（ａ）において、最大変位を与えるＫ１およびＫ２の誤差は、それぞれ±５μｍおよび±４μｍ、図２０（ｂ）においては、最大変位を与えるＫ３およびＫ４の誤差は、それぞれ±２μｍおよび±１μｍとなる。
【０１１３】
厚さ変化は測定点間の変位の差であるが、厚さ変化の誤差は統計学的には変位誤差の和に比例する。したがって、厚さ変化が同じ１００μｍであるとしても、誤差を考慮すると図２０（ａ）の例では１００μｍ±９μｍとなり、図２０（ｂ）の例では１００μｍ±３μｍとなる。よって、誤差を考慮すると、得られた測定値の信頼性は図２０（ｂ）の例の方が高いと判断できる。これは、厚さ変化と、前記厚さ変化に対する誤差とに基づいて測定の信頼性が判断できることを意味する。
【０１１４】
再び図１９を参照する。信頼度判定部３３ｃは、変化量演算部３３５と、厚さ変化検出部３３６と、比率判定部３３７とを有する。
【０１１５】
変化量演算部３３５は、形状測定値演算部３１の出力を受けて、複数の測定点の各々につき、その位置変化量の最大値（最大変位）を求める。厚さ変化検出部３３６は、当該測定点間の距離（厚さ変化）を求める。
【０１１６】
比率判定部３３７は、得られた各測定点の最大変位のうち、最も大きい値を代表値として特定し、厚さ変化に対する代表値の比率を計算する。そして、その比率が閾値よりも小さいか否かで、各音響線上の測定結果が信頼できるか否かを判定する。具体的には、比率が閾値よりも小さい場合には測定結果が信頼できると判定し、比率が閾値よりも大きい場合には測定結果が信頼できないと判定する。比率判定部３３７は、その判定結果を示す画像信号または数値を出力する。
【０１１７】
図２０（ａ）および（ｂ）を例に挙げて判定処理を具体的に説明する。
【０１１８】
いま閾値が予め「３」に設定されているとする。図２０（ａ）に示す例では、厚さ変化は１００μｍであり、代表値は５００μｍとなる。よって、比率判定部３３７は、５００／１００＝５の演算により、比率を５と算出する。この比率は閾値よりも大きいため、その測定結果は信頼できないと判定する。
【０１１９】
一方、図２０（ｂ）に示す例では、厚さ変化は１００μｍであり、代表値は２００μｍとなる。よって、比率判定部３３７は、２００／１００＝２の演算により、比率を２と算出する。この比率は閾値よりも小さいため、その測定結果は信頼できると判定する。
【０１２０】
図２１は、信頼度判定部３３ｄの構成を示す。信頼度判定部３３ｄは、最小二乗法の推定誤差を利用して、各音響線上の測定の信頼度の有無を判定する。
【０１２１】
信頼度判定部３３ｄは、最小二乗演算部３３８と、推定誤差判定部３３９とを有する。最小二乗演算部３３８は、形状測定値演算部３１の出力を受けて、複数の測定点（測定組織）の位置変化量の最大値（最大変位）を求め、各測定点の深さと最大変位とを利用して最小二乗法演算を行い、それらを直線近似したときの傾きを出力する。
【０１２２】
図２２は、４つの測定点Ａ〜Ｄを、その深さと最大変位とをパラメータとしてプロットしたプロット図である。横軸は深さｄ、縦軸は実測した最大変位ｘ（ｄ）である。最小二乗演算部３３８は最小二乗演算により、４つの測定点に対し、直線（一次関数）による近似を行うことができる。
【０１２３】
いま一次関数をｙ（ｄ）＝ａ・ｄ＋ｂと表す。ｙは近似した最大変位、ｄは深さ、ａおよびｂは、それぞれ最小二乗演算によって求められた傾きと切片である。この傾きａは、測定の歪みの程度として捉えることができる。
【０１２４】
推定誤差判定部３３９は、求めた一次関数と各測定点を利用して、推定誤差を求める。具体的には、例えば推定誤差判定部３３９は、｜ｘ（ｄ）−ｙ（ｄ）｜を各測定点について求め、その和を推定誤差として計算する。推定誤差の値が大きいほど、４つの測定点はばらつきが多く、信頼度が低いといえる。推定誤差判定部３３９は、所定の閾値を予め保持しており、求めた推定誤差の値と閾値とを比較する。そして閾値より大きければ信頼度が低いと判定し、閾値より小さければ信頼度が高いと判定する。なお、推定誤差は残差誤差の総和（実測値と推定直線の最小距離の総和）としてもよい。
【０１２５】
上述の例では、最小二乗演算部３３８は、一次関数による近似を行ったが、２次以上の関数による近似を行ってもよい。たとえば三次関数による近似により、
ｙ（ｄ）＝ｐｘ3＋ｑｘ2＋ｒｘ＋ｓ
と近似されたとする。このとき推定誤差判定部３３９は、高次項の係数／一次項の係数（この例ではｐ／ｒ）が大きいほど、信頼度が低いと判定してもよい。
【０１２６】
（表示部２１における他の画面表示例）
図２３から図２５を参照しながら、表示部２１における断層画像、組織性状分布およびインジケータの表示例を説明する。以下の例では、図１３の表示と同じ表示には同じ参照符号を付し、説明は省略する。
【０１２７】
図２３は、表示部２１に表示された他の画面例を示す。
【０１２８】
組織性状分布２２２は血管壁１３０上に帯状に表示されている。この帯状の表示は、血管壁の弾性特性の２次元分布を表すのではなく、例えば、音響線毎（図４Ｂの列毎）の平均弾性特性や最大／最小弾性特性を表している。平均弾性特性の場合は、血管壁の最内面の変位と最外面の変位を用いて最大厚さ変化と最大厚さを求め、それらから血管壁の平均弾性特性を求める。あるいは２次元分布を求め、その平均としてもよい。また、最大／最小弾性特性の場合には２次元分布を求め、その最大値／最小値とすればよい。さらにインジケータ２２３は、棒グラフ状に表示されている。インジケータ２２３を構成する各バーの高さは各音響線上の測定の信頼度を示しており、信頼度が高いほどバーが高く表示される。
【０１２９】
たとえば上述の信頼度判定部３３ｃ（図１９）は、比率判定部３３７が求めた比率が小さいほど信頼度が高いと判定して、バーを高く表示する画像信号を出力すればよい。また上述の信頼度判定部３３ｄ（図２１）は、推定誤差判定部３３９が求めた推定誤差が小さいほど信頼度が高いと判定して、バーを高く表示する画像信号を出力すればよい。操作者は、バーの高さによって各音響線上の測定の信頼度の高低を即座に確認できるため、その測定結果から得られたデータが信頼できると言えるか否か、生体組織を的確にとらえているといえるか否かを即座に判断できる。
【０１３０】
図２４は、表示部２１に表示されたさらに他の画面例を示す。
【０１３１】
組織性状分布２３２は、組織性状分布２２２（図２３）と同じである。一方、インジケータ２３３は折れ線グラフ状に表示されている。この表示は、上述の図２３の各棒グラフの最大値のみを点で表し、隣接する２点を直線で結ぶことにより実現される。この表示によってもまた、図２３の表示と同じ効果が得られる。
【０１３２】
図２５は、表示部２１に表示されたさらに他の画面例を示す。
【０１３３】
組織性状分布２４２は、組織性状分布２２２（図２３）と同じである。一方、インジケータ２４３は、ＲＯＩ１３１の左端および右端の音響線上の測定結果に対する信頼度のみを表示している。これは、図２３のインジケータ２２３における左端および右端のバーを横に表示することにより、実現される。血管壁、特に頚動脈の血管壁はほぼ直線状に走行しているため、左端および右端の音響線のデータが信頼できるものであれば、その間の音響線のデータも信頼できると考えられるからである。
【０１３４】
さらにインジケータ２４３には、超音波が同じ位置で複数回にわたって送信されたときの、それまでの信頼度の最大値２４４が表示されている。操作者は、それまでの最大値２４４を参照することにより、現在のバーの信頼度が低いか否かを即座に判断できる。
【０１３５】
なお、ＯＲＩ１３１の左端および右端のみならず、中央の音響線上の測定結果に対する信頼度を追加して表示してもよい。また、インジケータ２４３の表示に代えて、またはインジケータ２４３の表示とともに、左端および右端のそれぞれの信頼度の高さに応じた音階の音を出力してもよい。
【０１３６】
図１３、２３〜２５においては、ＲＯＩ１３１の下方にインジケータを表示する例を説明した。しかしながら、インジケータの表示位置は例であり、他の位置（たとえば画面上方）であってもよい。
【０１３７】
さらにインジケータは断層画像とともに画面に表示する必要はない。図２６は、インジケータ２５１を設けた超音波プローブ２５０の例を示す。また、図２７は、インジケータ２５２を設けた超音波プローブ２６０の例を示す。インジケータ２５１、２５２は液晶表示部やＬＥＤなどの光源によって構成されており、各音響線上の測定の信頼度に応じて色および／または発光強度が制御される。
【０１３８】
図２６のインジケータ２５１の表示内容は図１３のインジケータ１３３と同じである。また図２７のインジケータ２５２は、図２６のインジケータ２５１から、左端、中央および右端以外の表示部を省いて構成されている。
【０１３９】
図２６の超音波プローブ２６０には、操作者に対して超音波プローブ２６０の向きを修正する機能を実装することも可能である。実装例を図２８および図２９を参照しながら説明する。
【０１４０】
図２８（ａ）は超音波プローブ２６０のインジケータ２５２の表示例を示し、図２８（ｂ）は超音波プローブ２６０の上面図である。視点の方向は、超音波が送信される方向と平行である。
【０１４１】
図２８（ａ）のインジケータ２５２は、右端および中央の音響線上の測定の信頼度が低いことを示している。このとき、図２８（ｂ）の移動方向インジケータ２７１が点灯し、移動方向インジケータ２７２が点滅する。移動方向インジケータ２７１の点灯は、超音波プローブ２６０のその箇所は移動させなくてよいことを示す。これは、インジケータ２５２によって、左端の音響線上の測定の信頼度が高いことに基づいている。一方、移動方向インジケータ２７２の点滅は、その移動方向インジケータ２７２が指し示す矢印の方向に超音波プローブ２６０の向きを移動させる必要があることを示している。よって、操作者は、移動方向インジケータ２７１の位置を視点として、移動方向インジケータ２７２が設けられた超音波プローブ２６０の端部をその移動方向インジケータ２７２が示す方向に回転させればよいと判断できる。
【０１４２】
超音波プローブ２６０をどの方向に移動させるかについては、たとえば超音波振動子を２列平行に並べた、いわゆる１．５Ｄ振動子を用いれば容易に実現できる。具体的には、それぞれの列において検出される超音波受信波の音響線上の測定の信頼度に基づいて決定することができる。たとえば図２８（ｂ）が、血管の進行方向と振動子のアレイ方向とが平行でない状態を示しているとすると、測定の信頼度が低い音響線を多く検出している振動子の方に超音波プローブ２６０がずれていると判断できる。よって、測定の信頼度が高い音響線を多く検出している振動子の方に超音波プローブ２６０を移動させるよう、移動方向インジケータ２７２を点滅させればよい。
【０１４３】
なお、上述の処理において、測定の信頼度が低い音響線を多く検出している振動子を特定するために、超音波診断装置１１の受信部１５が反射波を検出し、演算部１９が各振動子の位置に応じた信頼度を判定し、制御部３０がその比較を行う。その結果、制御部３０は、どの移動方向インジケータを点灯させ、点滅させるかを特定することができ、超音波プローブ１３に対して指示することができる。
【０１４４】
一方、図２９（ａ）は、インジケータ２５２の左端および右端の音響線上の測定の信頼度が低いことを示している。このとき超音波プローブ２６０は、図２９（ｂ）に示すように、移動方向インジケータ２８１および２８２を点滅させる。これにより、操作者は、移動方向インジケータ２８１および２８２が示す方向に超音波プローブ２６０を回転させればよいと判断できる。回転方向を検出するための構成は、図２８の例と同様である。
【０１４５】
上述の構成によれば、測定対象物が延びる方向と超音波振動子のアレイ方向とが平行か否かを容易に判定できるとともに、平行でない場合には超音波プローブをどの方向に移動させればよいかが即座に判断できる。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本発明の超音波診断装置は、生体組織の性状特性および形状特性の測定に好適に用いられ、弾性特性の測定に適している。また、血管壁の弾性特性を測定し、動脈硬化病変の発見や動脈硬化の予防に好適に用いられる。
【符号の説明】
【０１４７】
１  血管外組織
２  体表
３  血管
４  血管前壁
５  血液
１０  Ｂモード画像生成部
１１  超音波診断装置
１２  血圧計
１３、２５０、２６０  超音波プローブ
１４  送信部
１５  受信部
１６  遅延時間制御部
１７  位相検波部
１８  フィルタ部
１９  演算部
２０  演算データ記憶部
２１  表示部
２２  心電計
３０  制御部
３１  形状特性値演算部
３１ａ  位置変位量演算部
３１ｂ  厚さ変化量演算部
３１ｃ  最大最小値演算部
３２  性状特性値演算部
３３、３３ａ〜３３ｄ  信頼度判定部
４０  血管壁
４１  ＲＯＩ
６０  生体
６６  音響線
６７  超音波ビーム
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の組織へ超音波を送信するための超音波プローブを駆動する送信部と、
前記超音波が前記生体の組織において反射することにより得られる反射波を、前記超音波プローブを用いて受信し、受信信号を生成する受信部と、
前記受信信号に基づいて、前記生体の組織に設定された複数の測定対象位置の変位量をそれぞれ演算する形状測定値演算部と、
前記超音波の各音響線に対応する前記断層画像の輝度の変化、および、前記各変位量の少なくとも一方と、前記受信信号の信頼性に関して予め定められた基準とを比較し、前記超音波の少なくとも一部の音響線上の測定の信頼性を判定する判定部と、
前記断層画像のデータ、および、前記信頼性の判定結果に対応するデータを表示する表示部と
を備えた、超音波診断装置。
【請求項２】
演算された各変位量に基づいて、前記測定対象位置における前記生体の組織の性状を示す特性値を演算する性状特性値演算部をさらに備え、
前記表示部は、前記生体の組織の性状を示す特性値に基づく表示と、前記信頼性の判定結果に基づく表示とを、前記超音波の音響線に対応付けて表示する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記基準となる閾値を予め保持しており、前記超音波の音響線に対応する前記断層画像の輝度と前記閾値とを比較して、前記輝度が前記閾値を基準として上下に複数回変化したときは、前記音響線上の測定の信頼性が高いと判定する、請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記判定部は、血管の内膜および中膜を示す前記断層画像の輝度と、前記閾値とを比較する、請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記超音波の各音響線について、音響線が通過する複数の組織の各最大変位を演算し、演算された前記各最大変位に基づくプロファイルがプロファイルに関する前記基準に合致しているか否かを判定し、前記超音波の音響線ごとに測定の信頼性を判定する、請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記判定部は、組織が前記血管の外膜から内膜に移行するにしたがって、前記最大変位に基づくプロファイルが単調増加しているか否かを判定し、前記超音波の音響線ごとに測定の信頼性を判定する、請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記表示部は、前記信頼性の判定結果に対応するデータを、前記信頼性の判定結果に応じて色を変化させて表示する、請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記表示部は、前記信頼性の判定結果に対応するデータを、前記信頼性の判定結果に応じて形状を変化させて表示する、請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記表示部は、一部の音響線に関する前記信頼性の判定結果を、前記信頼性の判定結果に応じて表示する、請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記表示部は、信頼性の判定開始以後の、信頼性が最も高いと判定されたときの判定結果をさらに表示する、請求項８または９に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記判定部は、前記超音波の各音響線について、音響線が通過する組織の２つの測定点の各最大変位に基づいて、前記２つの測定点間の厚さ変化を演算し、前記２つの測定点に対して各々定まる変位誤差と前記厚さ変化とに基づいて、前記測定の信頼性を判定する、請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記判定部は、前記厚さ変化に対する、前記２つの測定点の各々の最大変位のうちから定められた代表値の比率を計算し、前記比率と予め定められた閾値とを比較し、前記超音波の少なくとも一部の音響線上の測定の信頼性を判定する、請求項１１に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記判定部は、前記超音波の各音響線について、音響線が通過する組織の複数の測定点の各最大変位と各測定点の深さとに基づく最小二乗演算により、所定の次数の関数による近似を行い、前記所定の次数の関数と前記複数の測定点の各々に基づいて、前記超音波の少なくとも一部の音響線上の測定の信頼性を判定する、請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記判定部は、１次関数と前記複数の測定点の各々との誤差の和を演算し、前記誤差の和と予め定められた閾値とに基づいて、前記音響線上の測定の信頼性を判定する、請求項１３に記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
前記判定部は、前記超音波の各音響線について、ｎ次関数（ｎ：２以上の自然数）による近似を行い、前記ｎ次項の係数に対する一次項の係数の大きさに基づいて、前記音響線上の測定の信頼性を判定する、請求項１３に記載の超音波診断装置。
【請求項１６】
超音波診断装置とともに用いられる超音波プローブであって、
前記超音波診断装置は、
生体の組織へ超音波を送信するために、超音波プローブを駆動する送信部と、
前記超音波が生体の組織において反射することにより得られる反射波を、前記超音波プローブを用いて受信し、受信信号を生成する受信部と、
前記受信信号に基づいて、前記生体の組織に設定された複数の測定対象位置の変位量をそれぞれ演算する形状測定値演算部と、
前記超音波の各音響線に対応する前記断層画像の輝度の変化、および、前記各変位量の少なくとも一方と、前記受信信号の信頼性に関して予め定められた基準とを比較し、前記超音波の少なくとも一部の音響線上の測定の信頼性を判定する判定部と、
前記断層画像のデータ、および、前記信頼性の判定結果に対応するデータを表示する表示装置とを有しており、
前記超音波プローブは、前記超音波診断装置の送信部と接続されており、
前記生体の組織へ超音波を送信する振動子と、
前記超音波診断装置の判定部の判定結果を表示する表示部と
を備えた、超音波プローブ。
【請求項１７】
前記表示部は、一部の音響線に関する前記信頼性の判定結果を、前記信頼性の判定結果に応じて表示する、請求項１６に記載の超音波プローブ。
【請求項１８】
前記表示部は、各音響線に関する前記判定結果に応じて、前記超音波プローブを移動させるべき方向を示すインジケータをさらに備えた、請求項１７に記載の超音波プローブ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009013871.tif 000034
【図２】
2009013871.tif 000035
【図３】
2009013871.tif 000036
【図４Ａ】
2009013871.tif 000037
【図４Ｂ】
2009013871.tif 000038
【図５】
2009013871.tif 000039
【図６】
2009013871.tif 000040
【図７】
2009013871.tif 000041
【図８】
2009013871.tif 000042
【図９Ａ】
2009013871.tif 000043
【図９Ｂ】
2009013871.tif 000044
【図１０】
2009013871.tif 000045
【図１１】
2009013871.tif 000046
【図１２】
2009013871.tif 000047
【図１３】
2009013871.tif 000048
【図１４】
2009013871.tif 000049
【図１５】
2009013871.tif 000050
【図１６】
2009013871.tif 000051
【図１７】
2009013871.tif 000052
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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