(57)【要約】【課題】超音波診断装置を利用した血管径の測定精度を高める。【解決手段】（Ａ）には、安静時におけるＢモード画像２４Ｒが図示されており、Ｂモード画像２４Ｒを基準時相の断層画像として、基準マーカＭが生成される。（Ｂ）には、複数の時相に亘って次々に形成されるＢモード画像２４が図示されている。（Ｂ）では、血管ＢＶの位置が安静時の位置からずれている。（Ｂ）に示す状態の場合に、ユーザは、Ｂモード画像２４を見ながら、基準マーカＭが（Ａ）のように血管ＢＶの前壁ＦＷと後壁ＢＷに重なるように、プローブの位置を調整する。これにより、血管径を測定する位置が修正され、望ましくは、安静時と同じ位置において血管径を測定することが可能になる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
血管に対して超音波を送受するプローブと、
プローブを制御してエコー信号を得る送受信部と、
エコー信号に基づいて血管の超音波画像を形成する超音波画像形成部と、
エコー信号に基づいて血管壁の位置を特定する血管壁特定部と、
血管壁の位置に基づいて血管径の測定データを得る血管径測定部と、
基準時相の超音波画像内の特徴位置を示す基準マーカを生成する基準マーカ生成部と、
複数時相に亘って得られる超音波画像に前記基準マーカを重畳した表示画像を形成する表示画像形成部と、
を有する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記基準マーカ生成部は、基準時相の超音波画像内における血管と他組織の少なくとも一方の特徴位置を示す基準マーカを生成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の超音波診断装置において、
前記基準マーカ生成部は、基準時相の超音波画像内にユーザによって設定された複数の特徴点に基づいて基準マーカを生成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項３に記載の超音波診断装置において、
前記基準マーカ生成部は、複数の特徴点を線で結んだ基準マーカを生成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項４に記載の超音波診断装置において、
前記基準マーカ生成部は、１つずつ順に設定される複数の特徴点について、設定された順に２つの特徴点間を直線で結んだ基準マーカを生成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項３から５のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記基準マーカ生成部は、複数の特徴点の各々を頂点とする多角形の基準マーカを生成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【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、特に血管を診断する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血管の機能の評価において、例えば血管内皮機能評価の方法として、血流反応性血管拡張（ＦＭＤ：Flow Mediated Dilatation）が知られている。ＦＭＤによる血管内皮機能測定は、血管の内皮機能の評価や動脈硬化の診断などに有用とされている。ＦＭＤの一般的な測定手順は次のとおりである。
【０００３】
まず、被検者の安静時における上腕動脈の血管径を計測し、次に被検者の前腕部分をカフなどで５分程度駆血する。その後、駆血を解除すると上腕動脈の血管径が拡張し、徐々に安静時の血管径に戻る。そして、駆血解除からの血管径変化と安静時の血管の状態から上腕動脈の内皮機能が評価される。
【０００４】
ＦＭＤによる血管内皮機能評価において、血管径の計測には超音波診断装置を利用することができる（例えば特許文献１参照）。つまり、超音波診断装置により、安静時、駆血時、駆血解除後の血管壁の位置がトラッキングされ、例えば、安静時の血管径と駆血解除後の血管径が比較される。
【０００５】
ＦＭＤにおいて安静時の血管径と駆血解除後の血管径を比較する場合には、安静時と駆血解除後において同一部位の血管径を計測することが望ましい。ところが、駆血解除のためにカフを開放すると、例えば前腕部分が動いてしまい、安静時と駆血解除後における血管径の計測位置がずれてしまう可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４７８７７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した背景技術に鑑み、本願の発明者は、超音波診断装置を利用した血管の評価の精度、例えば血管内皮機能評価の精度を高める技術について研究開発を重ねてきた。
【０００８】
本発明は、その研究開発の過程において成されたものであり、その目的は、超音波診断装置を利用した血管径の測定精度を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的にかなう好適な超音波診断装置は、血管に対して超音波を送受するプローブと、プローブを制御してエコー信号を得る送受信部と、エコー信号に基づいて血管の超音波画像を形成する超音波画像形成部と、エコー信号に基づいて血管壁の位置を特定する血管壁特定部と、血管壁の位置に基づいて血管径の測定データを得る血管径測定部と、基準時相の超音波画像内の特徴位置を示す基準マーカを生成する基準マーカ生成部と、複数時相に亘って得られる超音波画像に前記基準マーカを重畳した表示画像を形成する表示画像形成部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
上記構成において、血管径の測定データは、例えば、プローブに近い側の血管壁（前壁）の位置とプローブから遠い側の血管壁（後壁）の位置とに基づいて得られる。例えば、前壁と後壁の間の距離が測定データとされる。また、基準時相とは、複数の時相に亘って血管径を測定する際の基準となる血管径を得るための時相であり、例えば、血流反応性血管拡張（ＦＭＤ：Flow Mediated Dilatation）における血管径の測定においては、安静時の時相が基準時相とされる。また、基準マーカは、基準時相の超音波画像内の特徴位置、例えば測定対象となる血管の血管壁や血管の近傍にある組織などの位置に設定される。
【００１１】
上記超音波診断装置によれば、複数時相に亘って得られる超音波画像に基準マーカを重畳した表示画像が形成されるため、ユーザ（測定者）は、その表示画像から、基準時相における特徴位置と現時相における特徴位置のずれを視覚的に確認することができる。そのため、ユーザは、例えば、表示画像を見ながらプローブの位置を調整して特徴位置のずれを修正することができ、ずれに伴う測定精度の悪化が抑えられ、血管径の測定精度が高められる。
【００１２】
望ましい具体例において、前記基準マーカ生成部は、基準時相の超音波画像内における血管と他組織の少なくとも一方の特徴位置を示す基準マーカを生成する、ことを特徴とする。
【００１３】
望ましい具体例において、前記基準マーカ生成部は、基準時相の超音波画像内にユーザによって設定された複数の特徴点に基づいて基準マーカを生成する、ことを特徴とする。
【００１４】
望ましい具体例において、前記基準マーカ生成部は、複数の特徴点を線で結んだ基準マーカを生成する、ことを特徴とする。
【００１５】
望ましい具体例において、前記基準マーカ生成部は、１つずつ順に設定される複数の特徴点について、設定された順に２つの特徴点間を直線で結んだ基準マーカを生成する、ことを特徴とする。
【００１６】
望ましい具体例において、前記基準マーカ生成部は、複数の特徴点の各々を頂点とする多角形の基準マーカを生成する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、超音波診断装置を利用した血管径の測定精度が高められる。例えば、本発明の好適な態様によれば、ユーザは、表示画像を見ながらプローブの位置を調整して特徴位置のずれを修正することができ、ずれに伴う測定精度の悪化が抑えられ、血管径の測定精度が高められる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の好適な超音波診断装置の全体構成を示す機能ブロック図である。
【図２】エコートラッキング処理を説明するための図である。
【図３】基準マーカの具体例を示す図である。
【図４】複数の特徴点の設定処理を示すフローチャートである。
【図５】基準マーカを含んだ表示画像の具体例１を示す図である。
【図６】基準マーカを含んだ表示画像の具体例２を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成を示す機能ブロック図である。プローブ１０は、血管に対して超音波を送受する複数の振動素子を備えている。図１の超音波診断装置において、プローブ１０は、リニア走査型の探触子であることが望ましいものの、例えば用途等に応じて他の走査態様の探触子が利用されてもよい。
【００２０】
送受信部１２は、プローブ１０が備える複数の振動素子を送信制御して送信ビームを形成し、血管を含む診断領域内で送信ビームを走査する。つまり、送受信部１２は、送信ビームフォーマの機能を備えている。
【００２１】
また、送受信部１２は、複数の振動素子から得られる複数の受信信号を整相加算処理するなどして受信ビームを形成し、受信ビームに沿って診断領域内から受信ビーム信号（エコー信号）を収集する。つまり、送受信部１２は、受信ビームフォーマの機能も備えている。送受信部１２において得られた受信ビーム信号は、断層画像形成部２０と血管壁特定部３０に出力される。
【００２２】
断層画像形成部２０は、受信ビーム信号に基づいて血管の断層画像を形成する。断層画像形成部２０は、例えば、複数の時相に亘って各時相ごとに血管のＢモード画像を形成する。複数の時相に亘って次々に形成されたＢモード画像は、表示画像形成部５０において表示処理が施されて表示部５２に表示される。また、断層画像形成部２０において形成された断層画像（画像データ）は、複数の時相の全て又は一部がメモリ２２に記憶される。
【００２３】
血管壁特定部３０は、受信ビーム信号に基づいて血管壁の位置を特定する。血管壁特定部３０は、例えばエコートラッキング処理により、複数の時相に亘って血管壁の位置をトラッキングする。図１に示した符号を参照しつつ、以下にエコートラッキング処理について説明する。
【００２４】
図２は、エコートラッキング処理を説明するための図である。図２には、血管ＢＶのＢモード画像２４の具体例が図示されている。Ｂモード画像２４内に心電波形Ｅが表示されてもよい。
【００２５】
エコートラッキング処理においては、Ｂモード画像２４内にビームカーソルＢＣが設定され、ビームカーソルＢＣの位置に対応した超音波ビーム上において、血管壁の位置がトラッキングされる。例えば、ユーザ（測定者）が所望の位置（ライン）にビームカーソルＢＣを設定してもよいし、血管壁特定部３０が規定の位置にビームカーソルＢＣを設定してもよい。
【００２６】
血管壁特定部３０は、ビームカーソルＢＣの位置（ライン）に対応した超音波ビーム上において、プローブ１０側に位置する前壁ＦＷとプローブ１０から遠方側に位置する後壁ＢＷを検出する。超音波の送受において、血管壁からは比較的強い反射波が取得される。したがって、ビームカーソルＢＣに沿って得られる受信ビーム信号は、前壁ＦＷと後壁ＢＷに対応する部分において比較的大きな振幅となって取得される。
【００２７】
エコートラッキング処理では、血管壁に対応した比較的振幅が大きな受信ビーム信号内において、代表点としてゼロクロス点が検知され、検知されたゼロクロス点をトラッキングすることにより、抽出の精度を飛躍的に高めている。ゼロクロス点は、トラッキングゲートＴＧの期間内において、受信ビーム信号の振幅が正から負へ、または、負から正へと極性が反転するタイミングとして検知される。ゼロクロス点が検知されるとその点を中心として、次の時相のトラッキングゲートＴＧが設定される。そして、当該次の時相においては、新たに設定されたトラッキングゲートＴＧの期間内でゼロクロス点が検知される。このようにして、前壁ＦＷと後壁ＢＷの各々について、複数の時相に亘ってゼロクロス点がトラッキングされる。
【００２８】
図１に戻り、血管径測定部３２は、血管壁特定部３０により特定される血管の前壁と後壁の位置に基づいて、前壁と後壁との間の距離である血管径を測定する。血管の前壁と後壁の位置、つまり、前壁に対応したゼロクロス点と後壁に対応したゼロクロス点は、血管壁特定部３０により複数の時相に亘ってトラッキングされる。血管径測定部３２は、複数の時相に亘って前壁と後壁との間の距離、つまり２つのゼロクロス点間の距離である血管径を測定する。
【００２９】
血流反応性血管拡張（ＦＭＤ：Flow Mediated Dilatation）による血管内皮機能測定においては、例えば、まず、被検者の安静時における上腕動脈の血管径を計測し、次に被検者の前腕部分をカフなどで５分程度駆血する。その後、駆血を解除すると上腕動脈の血管径が拡張し、徐々に安静時の血管径に戻る。そして、駆血解除からの血管径変化と安静時の血管の状態から上腕動脈の内皮機能が評価される。
【００３０】
ＦＭＤによる血管内皮機能評価において、血管壁特定部３０は、安静時から駆血時を経て駆血解除後の数分（又はそれ以上）までの測定期間において、複数の時相に亘って前壁と後壁の位置をトラッキングする。そして、血管径測定部３２は、その測定期間内において複数の時相に亘って前壁と後壁との間の距離である血管径を測定する。血管径測定部３２は、例えば、時々刻々と変化する血管径の値を表す血管径変化波形を生成して表示画像形成部５０へ出力する。表示画像形成部５０へ出力された血管径変化波形は、表示部５２に表示される。
【００３１】
基準マーカ生成部４０は、メモリ２２に記憶された基準時相の断層画像について、その断層画像内の特徴位置を示す基準マーカを生成する。ＦＭＤによる血管内皮機能評価においては、安静時におけるＢモード画像がメモリ２２に記憶され、安静時のＢモード画像が基準時相の断層画像とされる。基準マーカ生成部４０は、安静時のＢモード画像内における血管の特徴位置を示す基準マーカを生成する。例えば、血管壁の位置を示す基準マーカが生成される。図１に示した符号を参照しつつ、以下に基準マーカの生成について説明する。
【００３２】
図３は、基準マーカの具体例を示す図である。図３には、血管ＢＶの安静時におけるＢモード画像２４Ｒが図示されている。基準マーカ生成部４０は、安静時のＢモード画像２４Ｒ内に設定される複数の特徴点（Ｐ１〜Ｐ６）に基づいて基準マーカＭを生成する。
【００３３】
複数の特徴点（Ｐ１〜Ｐ６）の位置は、ユーザによって指定される。例えば、安静時のＢモード画像２４Ｒが表示部５２に表示され、ユーザは、表示部５２に表示される安静時のＢモード画像２４Ｒを見ながら、血管ＢＶの前壁ＦＷと後壁ＢＷの位置に、複数の特徴点（Ｐ１〜Ｐ６）を設定する。ユーザは、例えばマウスやトラックボールなどの操作デバイス４２を利用して、Ｂモード画像２４Ｒ内における複数の特徴点（Ｐ１〜Ｐ６）の位置を指定する。
【００３４】
図４は、複数の特徴点の設定処理を示すフローチャートである。まず、安静時のＢモード画像が表示部５２に表示され（Ｓ４０１）、特徴点が初期化される（Ｓ４０２）。特徴点の初期化においては、例えば、以前に設定された特徴点の位置等のデータがクリアされて新たに特徴点を設定できる状態とされる。
【００３５】
そして、ユーザが、表示部５２に表示される安静時のＢモード画像を見ながら、操作デバイス４２を利用して、例えば血管壁の箇所に１つの特徴点の位置を指定する（Ｓ４０３）。なお、血管の近傍に存在する他組織の位置に特徴点が指定されてもよい。
【００３６】
１つの特徴点の位置が指定されると、基準マーカ生成部４０は、その指定された位置が特徴点としての条件に適合するか否かを確認する（Ｓ４０４）。血管や組織から得られる受信ビーム信号は、比較的大きなエコー値（輝度値）となる。そこで、基準マーカ生成部４０は、ユーザによって指定された位置を中心とした所定の局所的な領域内のエコー値の平均値を算出し、平均値が例えば閾値以上であれば、血管や組織の箇所に特徴点が指定されたと判断し、条件に適合すると判定する。
【００３７】
また、血管や組織の境界を含む領域においては、エコー値が空間的に比較的大きく変化する。そこで、基準マーカ生成部４０は、ユーザによって指定された位置を中心とした所定の局所的な領域内のエコー値の分散値やエコー値の勾配に基づいて、血管や組織の箇所に特徴点が指定されたか否か、つまり条件に適合するか否かを判定してもよい。
【００３８】
Ｓ４０４において指定位置が条件に適合しないと判定されると、表示部５２にエラーメッセージが表示され（Ｓ４０５）、ユーザが特徴点の位置を指定し直し（Ｓ４０３）、基準マーカ生成部４０は、その指定された位置が特徴点としての条件に適合するか否かを確認する（Ｓ４０４）。条件に適合するまで、Ｓ４０３からＳ４０５の処理が繰り返し実行される。
【００３９】
Ｓ４０４において指定位置が条件に適合すると判定されると、条件に適合した指定位置に１つの特徴点が設定され（Ｓ４０６）、設定された特徴点が表示部５２に表示される。
【００４０】
そして、基準マーカ生成部４０は、特徴点が所定数に達したか否かを確認する（Ｓ４０７）。例えば、特徴点の個数が指定されていれば、その指定された個数に達したか否かが確認される。なお、ユーザが特徴点の個数を指定できるようにしてもよいし、ユーザが終了操作を行った時点で特徴点が所定数に達したと判定してもよい。
【００４１】
こうして、Ｓ４０７において特徴点が所定数に達したと判定されるまで、Ｓ４０３からＳ４０７の処理が繰り返し実行され、Ｓ４０７において特徴点が所定数に達したと判定されると、本フローチャートが終了する。
【００４２】
図３に戻り、所定数の特徴点が設定されると、例えば、６つの特徴点（Ｐ１〜Ｐ６）の全てが設定されると、基準マーカ生成部４０は、６つの特徴点（Ｐ１〜Ｐ６）に基づいて基準マーカＭを生成する。基準マーカ生成部４０は、例えば図３に示すように、６つの特徴点（Ｐ１〜Ｐ６）を線で結んだ基準マーカＭを生成する。
【００４３】
基準マーカ生成部４０は、例えば、１つずつ順に設定される複数の特徴点について、設定された順に２つの特徴点間を直線で結ぶことにより、基準マーカＭを生成する。つまり６つの特徴点がＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６の順に設定される場合に、基準マーカ生成部４０は、Ｐ１の次にＰ２が設定された時点でＰ１とＰ２の間を直線で結び、Ｐ３が設定された時点でＰ２とＰ３の間を直線で結び、Ｐ４が設定された時点でＰ３とＰ４の間を直線で結び、Ｐ５が設定された時点でＰ４とＰ５の間を直線で結び、Ｐ６が設定された時点でＰ５とＰ６の間を直線で結び、さらに、Ｐ６とＰ１の間を直線で結んで、図３に示す多角形の基準マーカＭを生成する。
【００４４】
基準マーカ生成部４０は、全ての特徴点が設定されてから、例えば６つの特徴点（Ｐ１〜Ｐ６）の各々を頂点とする多角形の基準マーカＭを生成するようにしてもよい。その際に、基準マーカ生成部４０は、複数の点を結んで多角形を描画する既知のアルゴリズムを利用してもよい。
【００４５】
図１に戻り、表示画像形成部５０は、断層画像形成部２０において複数の時相に亘って次々に形成されるＢモード画像上に、基準マーカ生成部４０において生成された基準マーカを重畳した表示画像を形成する。形成された表示画像は、表示部５２に表示される。図１に示した符号を参照しつつ、以下に表示画像の具体例について説明する。
【００４６】
図５は、基準マーカを含んだ表示画像の具体例１を示す図である。図５（Ａ）には、安静時におけるＢモード画像２４Ｒが図示されており、Ｂモード画像２４Ｒを基準時相の断層画像として、基準マーカＭが生成される。
【００４７】
図５（Ｂ）には、複数の時相に亘って次々に形成されるＢモード画像２４が図示されている。図５（Ｂ）のＢモード画像２４は、例えば、ＦＭＤによる血管内皮機能評価においてカフを開放した後の断層画像である。図５（Ｂ）では、例えば被検者の前腕部分が動いてしまい、血管ＢＶの位置が安静時の位置からずれている。
【００４８】
そのため、図５（Ａ）において血管ＢＶの前壁ＦＷと後壁ＢＷの位置に設定されていた基準マーカＭが、図５（Ｂ）のＢモード画像２４内において、血管ＢＶからずれてしまっている。
【００４９】
図５（Ｂ）に示す状態の場合に、ユーザ（測定者）は、表示部５２に表示される図５（Ｂ）のＢモード画像２４を見ながら、基準マーカＭが図５（Ａ）のように血管ＢＶの前壁ＦＷと後壁ＢＷに重なるように、プローブ１０の位置を調整する。これにより、血管径を測定する位置が修正され、望ましくは、安静時と同じ位置において血管径を測定することが可能になる。
【００５０】
図６は、基準マーカを含んだ表示画像の具体例２を示す図である。図６（Ａ）には、安静時におけるＢモード画像２４Ｒが図示されており、Ｂモード画像２４Ｒを基準時相の断層画像として、基準マーカＭ１，Ｍ２が生成される。図６（Ａ）に示す基準マーカＭ１は安静時における前壁ＦＷと後壁ＢＷの境界線であり、基準マーカＭ２は血管ＢＶの近傍における他組織の位置に設定される。
【００５１】
基準マーカ生成部４０は、Ｂモード画像２４Ｒ内において、例えばエコー値の大きさに基づいて、前壁ＦＷの境界と後壁ＢＷの境界を検出して、基準マーカＭ１を生成する。また、基準マーカ生成部４０は、例えば、Ｂモード画像２４Ｒ内において比較的エコー値の大きな組織を検出し、その組織の位置に対応した基準マーカＭ２を生成する。
【００５２】
図６（Ｂ）には、複数の時相に亘って次々に形成されるＢモード画像２４が図示されている。図６（Ｂ）のＢモード画像２４は、例えば、ＦＭＤによる血管内皮機能評価においてカフを開放した後の断層画像であり、血管ＢＶの位置が安静時の位置からずれている。
【００５３】
そのため、図６（Ａ）において血管ＢＶの前壁ＦＷと後壁ＢＷの位置に設定されていた基準マーカＭ１が、図６（Ｂ）のＢモード画像２４内において、血管ＢＶからずれてしまっている。また、図６（Ａ）において組織に設定されていた基準マーカＭ２が、図６（Ｂ）のＢモード画像２４内において、その組織の位置からずれてしまっている。
【００５４】
図６（Ｂ）に示す状態の場合に、ユーザ（測定者）は、表示部５２に表示される図６（Ｂ）のＢモード画像２４を見ながら、基準マーカＭ１が図６（Ａ）のように血管ＢＶの前壁ＦＷと後壁ＢＷに重なるように、また、基準マーカＭ２が図６（Ａ）のように組織に重なるように、プローブ１０の位置を調整する。これにより、血管径を測定する位置が修正され、望ましくは、安静時と同じ位置において血管径を測定することが可能になる。
【００５５】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。
【符号の説明】
【００５６】
１０  プローブ、１２  送受信部、２０  断層画像形成部、２２  メモリ、３０  血管壁特定部、３２  血管径測定部、４０  基準マーカ生成部、４２  操作デバイス、５０  表示画像形成部、５２  表示部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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