(57)【要約】【課題】動脈と静脈を識別するための技術の実現。【解決手段】Ｂモード画像内に動脈の血管壁と思われる関心領域を設定し、関心領域毎にトラッキング処理を行う。そして、血管壁の変位速度のピーク値として正方向の最大位置速度Ｖｕと負方向の最大変位速度Ｖｄとを求める。そして、求めた正方向の最大位置速度Ｖｕと負方向の最大変位速度Ｖｄとを用いて、前壁に相当する関心領域の第１ピーク比（Ｖｕ／Ｖｄ）が所定の第１特徴閾値（例えば、２．０）以上であれば、当該関心領域を動脈と判定する。【選択図】図３
2014233522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内組織に向けて照射した超音波の反射波信号に基づいて、当該生体内組織中に存在する血管の血管壁の位置をトラッキングする血管壁トラッキング部と、
前記トラッキング対象の前記血管壁の位置変化が、動脈の血管壁の位置変化であるか否かに基づいて、前記トラッキング対象の血管が動脈であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果を報知する報知部と、
を備えた超音波測定装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記血管壁の正方向の変位速度と負方向の変位速度との相対関係を用いて前記判定を行う、
請求項１に記載の超音波測定装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記負方向の変位速度に対する前記正方向の変位速度の比と、正方向の変位速度に対する負方向の変位速度の比とを用いて前記判定を行う、
請求項２に記載の超音波測定装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記負方向の変位速度に対する前記正方向の変位速度の比と、前記正方向の変位速度に対する前記負方向の変位速度の比とが、所定の同程度条件を満たす場合には、前記トラッキング対象の血管が動脈ではないと判定する、
請求項２又は３に記載の超音波測定装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記血管壁が血管前壁である場合には、血管前壁用の条件を用いて前記判定を行い、前記血管壁が血管後壁である場合には、血管後壁用の条件を用いて前記判定を行う、
請求項１〜４の何れか一項に記載の超音波測定装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記血管壁の変位速度のピーク波形を用いて前記判定を行う、
請求項１〜５の何れか一項に記載の超音波測定装置。
【請求項７】
生体内組織に向けて照射した超音波の反射波信号に基づいて、当該生体内組織中に存在する血管の血管壁の位置をトラッキングすることと、
前記トラッキング対象の前記血管壁の位置変化が、動脈の血管壁の位置変化であるか否かに基づいて、前記トラッキングの対象の血管が動脈であるか否かを判定することと、
前記判定の結果を報知することと、
を含む超音波測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波測定により生体内組織を測定する超音波測定装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波測定装置により体内の生体情報を測定することで、血管機能の評価や血管疾患の判断が行われている。
例えば、動脈硬化の指標となる頸動脈のＩＭＴ（Intima Media Thickness：内膜中膜複合体厚）を計測することもその１つである。ＩＭＴ等に係る測定では頸動脈を見つけ、測定ポイントを適切に決定しなければならない。通常は、オペレーターが、超音波プローブを頸部に当て、モニターに表示されるＢモード画像を見ながら測定対象とする頸動脈を探し出し、探し出した頸動脈を計測ポイントとして手動で設定する。
【０００３】
従来、こうした一連の測定操作を速やかに実行し且つ適切に頸動脈を見つけるには熟練を要するとされてきたが、近年、測定操作を補助する機能が考案されるようになった。例えば、特許文献１には、受信した反射波の振幅情報を処理することによって得られる生体組織からの反射波信号強度と、受信した反射波の位相情報を処理することによって得られる生体組織の移動速度とを用いて、血管壁を自動的に検出する方法が開示されている。具体的には、「血管内の血流領域における反射波信号の強度は、血管壁における反射波信号の強度に比べると非常に小さくなる」という第１の知見と、「反射波信号の位相情報から算出される移動速度は血流領域では速く血管壁では遅くなる」という第２の知見とに基づいて、血管壁と血流領域との境界を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７３１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示されている検出方法では、血管を検出することはできても当該血管が動脈であるか静脈であるかの判断はできない。
【０００６】
一般に、動脈は拍動を伴い静脈は拍動を伴わないはずであるから、脈動の有無で動脈と静脈を識別できると安易に考えてしまいがちである。しかし、内頸静脈など比較的心臓に近い血管部位では、右心房の収縮と心室の収縮とが伝わることにより静脈であっても拍動を伴う場合がある。そのため、脈動の有無だけでは正確な識別は困難である。
【０００７】
本発明は、こうした事情を鑑みて、動脈と静脈を識別するための技術の実現を目的として考案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するための第１の発明は、生体内組織に向けて照射した超音波の反射波信号に基づいて、当該生体内組織中に存在する血管の血管壁の位置をトラッキングする血管壁トラッキング部と、前記トラッキング対象の前記血管壁の位置変化が、動脈の血管壁の位置変化であるか否かに基づいて、前記トラッキング対象の血管が動脈であるか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果を報知する報知部と、を備えた超音波測定装置である。
【０００９】
別形態として、生体内組織に向けて照射した超音波の反射波信号に基づいて、当該生体内組織中に存在する血管の血管壁の位置をトラッキングすることと、前記トラッキング対象の前記血管壁の位置変化が、動脈の血管壁の位置変化であるか否かに基づいて、前記トラッキングの対象の血管が動脈であるか否かを判定することと、前記判定の結果を報知することと、を含む超音波測定方法を構成することができる。
【００１０】
第１の発明および別形態によれば、超音波を利用して血管壁の位置を時々刻々に追跡して位置変化を測定することができる。そして、測定した位置変化が動脈の血管壁の位置変化であるか否かで、トラッキング対象の血管が動脈か否かを判定することができる。
【００１１】
第２の発明は、前記判定部が、前記血管壁の正方向の変位速度と負方向の変位速度との相対関係を用いて前記判定を行う、第１の発明の超音波測定装置である。
【００１２】
第２の発明によれば、血管壁の正方向（例えば超音波プローブに近づく方向）の変位速度と負方向（例えば超音波プローブから遠ざかる方向）の変位速度との相対関係に基づいて、トラッキング対象の血管が動脈か否かを判定できる。
【００１３】
第３の発明は、前記判定部が、前記負方向の変位速度に対する前記正方向の変位速度の比と、正方向の変位速度に対する負方向の変位速度の比とを用いて前記判定を行う、第２の発明の超音波測定装置である。
【００１４】
第３の発明によれば、負方向の変位速度と正方向の変位速度との比を用いて、トラッキング対象の血管が動脈か否かを判定を行うことができる。トラッキング対象の血管が動脈であれば、負方向の変位速度に対する正方向の変位痩躯度の比と、正方向の変位速度に対する負方向の変位痩躯度の比とに特徴が表れるからである。
【００１５】
第４の発明は、前記判定部が、前記負方向の変位速度に対する前記正方向の変位速度の比と、前記正方向の変位速度に対する前記負方向の変位速度の比とが、所定の同程度条件を満たす場合には、前記トラッキング対象の血管が動脈ではないと判定する、第２又は第３の発明の超音波測定装置である。
【００１６】
第４の発明によれば、負方向の変位速度と正方向の変位速度とが同程度であれば、トラッキング対象の血管を動脈ではない判定することができる。
【００１７】
第５の発明は、前記判定部が、前記血管壁が血管前壁である場合には、血管前壁用の条件を用いて前記判定を行い、前記血管壁が血管後壁である場合には、血管後壁用の条件を用いて前記判定を行う、第１〜第４の何れかの発明の超音波測定装置である。
【００１８】
第５の発明によれば、トラッキング対象の血管が前壁であるか後壁であるかによって適用する判定基準を選択することで、より適切な判定が可能になる。
【００１９】
第６の発明は、前記判定部が、前記血管壁の変位速度のピーク波形を用いて前記判定を行う、第１〜第５の何れかの発明の超音波測定装置である。
【００２０】
第６の発明によれば、変位速度のピーク波形に基づいて、トラッキング対象の血管が動脈か否かを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】生体情報測定装置のシステム構成例を示す図。
【図２】およそ心周期１拍分の血管径の変化例を示すグラフであり、（１）が動脈血管径のグラフ、（２）が静脈血管径のグラフ。
【図３】動脈と静脈とを識別する具体的な方法の一例について説明するための図であって、動脈に係る（１）変位速度グラフ、（２）第１ピーク比の例、（３）第２ピーク比の例を示す図。
【図４】動脈と静脈とを識別する具体的な方法の一例について説明するための図であって、静脈に係る（１）変位速度グラフ、（２）第１ピーク比の例、（３）第２ピーク比の例を示す図。
【図５】変位速度波形の半値幅に基づいて動脈と静脈とを識別する方法を説明するための概念図。
【図６】生体情報測定装置の機能構成例を示すブロック図。
【図７】超音波測定装置における処理の流れを説明するためのフローチャート。
【図８】図７より続くフローチャート。
【図９】第１の変形例における超音波測定装置の処理の流れを説明するためのフローチャート。
【図１０】第２の変形例における超音波測定装置の処理の流れを説明するためのフローチャート。
【図１１】第３の変形例における超音波測定装置の処理の流れを説明するためのフローチャート。
【図１２】第４の変形例における超音波測定装置の処理の流れを説明するためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本実施形態における超音波測定装置１０のシステム構成例を示す図である。超音波測定装置１０は、超音波の反射波を測定することにより被検体２の生体情報を測定する装置である。本実施形態では、動脈４と静脈６とを自動的に識別し、生体情報の１つとして動脈４のＩＭＴ（Intima Media Thickness：血管の内膜中膜複合体厚）を算出する。
【００２３】
超音波測定装置１０は、測定結果や操作情報を画像表示するための手段及び操作入力のための手段を兼ねるタッチパネル１２と、操作入力をするためのキーボード１４と、超音波プローブ１６（深触子）と、処理装置３０とを備える。処理装置３０には、制御基板３１が搭載されており、タッチパネル１２，キーボード１４，超音波プローブ１６などの装置各部と信号送受可能に接続されている。
【００２４】
制御基板３１には、ＣＰＵ３２や、ＡＳＩＣ、各種ＬＳＩの他、ＩＣメモリーやハードディスク等による記憶媒体３３と、外部装置とのデータ通信を実現する通信ＩＣ３４とが搭載されている。処理装置３０は、ＣＰＵ３２等で記憶媒体３３に記憶されている測定プログラムを実行することにより、超音波測定をはじめとして、動脈と静脈との識別、識別された動脈のＩＭＴの算出、測定結果の画像表示制御、といった本実施形態に係る各種機能を実現する。
【００２５】
具体的には、処理装置３０の制御により、超音波測定装置１０は超音波プローブ１６から被検体２へ超音波パルスを発信・照射し、その反射波を受信する。そして受信した反射波を増幅・信号処理することにより、被検体２の生体内構造の位置情報や経時変化などの反射波データを生成することができる。反射波データには、いわゆるＡモード、Ｂモード、Ｍモード、カラードップラーの各モードの画像がこれに含まれる。超音波を用いた測定は所定周期で繰り返し実行される。測定単位を「フレーム」と呼称する。
【００２６】
また、超音波測定装置１０は、基準となる反射波データに関心領域（トラッキングポイント）を設定することで、各関心領域を異なるフレーム間で追跡し変位を算出する、いわゆる「トラッキング」を行うことができる。
【００２７】
そして、超音波測定装置１０は、超音波測定により得られる反射波データと、トラッキングにより取得される関心領域の位置変化とに基づいて動脈であるか静脈であるかを識別する。すなわち、動脈を識別する。そして、識別した動脈の位置（動脈の血管壁を構造する各層の位置を含む。）を特定し、特定した動脈について超音波測定を実行してＩＭＴを算出することができる。
【００２８】
［原理の説明］
次に、動脈と静脈とを識別する原理について説明する。
図２は、およそ心周期１拍分の血管径の変化例を示すグラフであり、（１）が動脈血管径のグラフ、（２）が静脈血管径のグラフである。
【００２９】
動脈の血管壁（動脈壁）は、心臓から流れてくる拍動性の血流と血圧に耐え得るように、伸縮性と弾性とに富んだ構造をしている。そのため、心臓の拍動に応じて収縮期（Ｔｓ）から血管が急激に膨らみ、拡張期（Ｔｄ）からは緩やかに元の太さに戻る。よって、動脈血管径のグラフは、収縮期（Ｔｓ）の直後は血管径が急激に増加するのでグラフは急に立ち上がる（例えば、図２（１）中の破線で囲んだ部分）。一方、拡張期（Ｔｄ）以降は血管径が緩やかに減少するのでグラフはなだらかに下降する。このように、動脈の場合には、血管径が太くなる方向の変化度合は、細くなる方向の変化度合に比べて大きく、また、その差が顕著である。
【００３０】
一方、静脈の血管壁（静脈壁）は、動脈壁に比べて薄くて弾性に乏しい。また静脈壁にかかる血圧は動脈壁にかかる血圧よりも低い。従って、静脈の場合には、血管径が太くなる方向であるグラフの立ち上がり（図２（２）中の破線で囲んだ部分）の変化度合と、細くなる方向であるグラフの下降の変化度合とを比較すると、動脈ほどの差が現れない。
【００３１】
本実施形態では、この動脈と静脈の拍動に伴う血管壁の変位の違い、より具体的には変位速度の違いで動脈と静脈とを識別し、血管壁の位置を含む動脈の位置を検出する。
【００３２】
図３〜図４は、動脈と静脈とを識別する具体的な方法の一例について説明するための図である。前者は動脈に係り、後者は静脈に係る。
【００３３】
図３（１）及び図４（１）は、横軸を「時間」、縦軸を「変位速度」としたグラフであって、血管壁の前壁（超音波プローブ１６に近い側の壁部）と後壁（超音波プローブ１６から遠い側の壁部）の心周期５拍分の変位速度波形を示している。実線が前壁の変位速度波形を示し、破線が後壁の変位速度波形を示している。変位速度波形は、例えばトラッキング処理の機能を用いて得られる。具体的には、Ｂモード画像に関心領域を設定することにより、当該関心領域に係る変位速度をトラッキング処理で得ることができる。
【００３４】
縦軸「変位速度」の「＋（プラス）」は超音波プローブ１６に近づく方向（正方向）への変位を示し、「−（マイナス）」は超音波プローブ１６から遠ざかる方向（負方向）への変位を示している。
また、波形上の黒四角プロットが各心周期１拍内における前壁のピークを示し、白丸プロットが後壁のピークをそれぞれ示している。
動脈の血管壁も、静脈の血管壁も、プラス方向とマイナス方向に行き来しながら変位運動を繰り返している。
【００３５】
ここで、血管径の変化度合を示す指標値として、心周期１拍内における「正方向の最大変位速度Ｖｕ」と「負方向の最大変位速度Ｖｄ」との比を求める。
第１の指標値は、分子を正方向の最大変位速度Ｖｕとし、分母を負方向の最大変位速度Ｖｄとした「第１ピーク比」である。第１ピーク比は、負方向の最大変位速度Ｖｄに対する正方向の最大変位速度Ｖｕとも言える。図３（２）及び図４（２）のグラフが、心周期毎の第１ピーク比を示しており、黒四角プロットが前壁の第１ピーク比を、白丸プロットが後壁の第１ピーク比を示している。
【００３６】
第２の指標値は、分子を負方向の最大変位速度Ｖｄとし、分母を正方向の最大変位速度Ｖｕとした「第２ピーク比」である。第２ピーク比は、正方向の最大変位速度Ｖｕに対する負方向の最大変位速度Ｖｄとも言える。図３（３）及び図４（３）のグラフが、心周期毎の第２ピーク比を示しており、黒四角プロットが前壁の第２ピーク比を、白丸プロットが後壁の第２ピーク比を示している。
【００３７】
先ず図３の動脈について見ると、図３（１）に示すように、動脈前壁の変位速度波形では、収縮期の血管の急激な膨らみによって正方向に顕著なピーク（正方向の最大変位速度Ｖｕ）が出現している。しかし、血管が縮む時は緩やかに元の大きさに戻るため負方向のピーク（負方向の最大変位速度Ｖｄ）は、正方向へのピークよりも小さくなる。そのため、図３（２）に示すように、動脈前壁変位についての第１ピーク比（黒四角プロット）は、後壁の第１ピーク比（白丸プロット）に比べて大きな値になる。
【００３８】
同様に、動脈後壁の変位速度波形は、収縮期の血管の膨らみによって負方向に顕著なピーク（Ｖｄ）が出現する。しかし、血管が縮むときには緩やかに元の大きさに戻るため、正方向のピーク（Ｖｕ）は負方向のピークに比べて小さくなる。そのため、図３（３）に示すように、動脈後壁についての第２ピーク比は、動脈前壁についての第２ピーク比に比べて大きな値になる。
【００３９】
次に、図４の静脈について見ると、拍動によって変位速度の最大ピークが動脈以上に大きくなる場合があるが、正方向と負方向の双方の傾向が同じ様であるため、図４（２）及び（３）に示すように、第１ピーク比及び第２ピーク比の何れも「１」に近い値となる。つまり、第１ピーク比と第２ピーク比は略同等の値となる。
【００４０】
よって、動脈と静脈との識別は、第１ピーク比及び第２ピーク比を用いることで可能である。
より具体的には、動脈の血管壁の位置変化を示す特徴条件、すなわち動脈であると識別するための条件として、次の第１〜第３特徴条件を設定することができる。
【００４１】
「第１特徴条件」は、前壁の第１ピーク比が第１特徴閾値（動脈判定ピーク比閾値）以上であることである。第１特徴閾値は例えば「２．０」に定めることができるが、「２．５」や「１．５」等としてもよい。１．５〜３．０程度の間の値に定めると好適である。
【００４２】
「第２特徴条件」は、前壁の第１ピーク比から後壁の第１ピーク比を引いた値が第２特徴閾値（第１ピーク比差閾値）以上であることである。第２特徴閾値は、例えば「１．０」に定めることができるが、「０．８」や「１．２」等としてもよい。０．５〜２．０程度の間の値に定めると好適である。当該条件は、前壁または前壁相当と判断される関心領域に適用可能であり「前壁用特徴条件」と言い換えることができる。
【００４３】
「第３特徴条件」は、後壁の第２ピーク比から前壁の第２ピーク比を引いた値が第３特徴閾値（第２ピーク比差閾値）以上であることである。第３特徴閾値は、例えば「１．０」に定めることができるが、「０．８」や「１．２」等としてもよい。０．５〜２．０程度の間の値に定めると好適である。当該条件は、後壁または後壁相当と判断される関心領域に適用可能であり「後壁用特徴条件」と言い換えることができる。
【００４４】
第１〜第３特徴条件をＡＮＤ条件とした包括的な条件を、動脈と認識するための条件としてもよいし、第１〜第３特徴条件のうちの少なくとも１つの条件を満たすことを、動脈と認識するための条件としてもよい。勿論、第１〜第３特徴条件のうちの２以上の条件を満たすことを、動脈と認識するための条件としてもよい。
【００４５】
逆説的に、動脈ではないと判定するための除外条件として、次の第１〜第３除外条件を設定することができる。
「第１除外条件」は、前壁及び後壁それぞれについて、第１ピーク比と第２ピーク比とが同程度条件を満たすことである。具体的には、両者の差の絶対値が、所定の第１除外閾値未満であれば同等条件を満たすと判定する。
「第２除外条件」は、前壁の第１ピーク比と後壁の第１ピーク比とが同程度条件を満たすことである。具体的には、両者の差の絶対値が第２除外閾値未満であれば同等条件を満たすと判定する。当該条件は、前壁または前壁相当と判断される関心領域に適用可能であり「前壁用除外条件」と言い換えることができる。
「第３除外条件」は、前壁の第２ピーク比と後壁の第２ピーク比とが同程度条件を満たすことである。具体的には、両者の差の絶対値が第３除外閾値未満であれば同等条件を満たすと判定する。当該条件は、後壁または後壁相当と判断される関心領域に適用可能であり「後壁用除外条件」と言い換えることができる。
なお、第１〜第３除外閾値は、例えば「１．０」と定めることができるが、「０．８」や「１．２」等としてもよい。
【００４６】
また、本実施形態では、変位速度波形の半値幅に基づいて動脈と静脈とを識別することもできる。
図５は、変位速度波形の半値幅に基づいて動脈と静脈とを識別する方法を説明するための概念図である。上段グラフが動脈における変位速度を示し（図３（１）に相当）、下段グラフが静脈における変位速度を示している（図４（１）に相当）。
【００４７】
「変位速度波形の半値幅」とは、ピーク波形の正方向部分（図中の太実線表示部分）において、ピーク値（正方向の最大変位速度Ｖｕ）の１／２すなわち半値における時間軸方向の幅Ｗｈを言う。動脈の変位速度波形の半値幅Ｗｈ１と、静脈の変位速度波形の半値幅Ｗｈ２とを比較すると、動脈の半値幅Ｗｈ１は静脈の半値幅Ｗｈ２よりも小さくなることがわかる。よって、動脈を識別する条件として次の第４特徴条件を更に設定することができる。
「第４特徴条件」は、半値幅Ｗｈが所定の第４特徴閾値未満であることである。
また、逆説的に次の第４除外条件を設定することができる。
「第４除外条件」は、半値幅Ｗｈが所定の第４特徴閾値以上であることである。なお、「第４除外条件」を、半値幅Ｗｈが所定の第５特徴閾値以上であることとし、第５特徴閾値を第４特徴閾値より大きな値としてもよい。
【００４８】
［機能構成の説明］
次に、本実施形態を実現するための機能構成について説明する。
図６は、本実施形態の超音波測定装置１０の機能構成例を示すブロック図である。超音波測定装置１０は、操作入力部１００と、超音波送受信部１０２と、処理部２００と、画像表示部３６０と、記憶部５００とを備える。
【００４９】
操作入力部１００は、オペレーターによる各種操作入力を受け付け、操作入力に応じた操作入力信号を処理部２００へ出力する。ボタンスイッチやレバースイッチ、ダイヤルスイッチ、トラックパッド、マウス、などにより実現できる。図１のタッチパネル１２やキーボード１４がこれに該当する。
【００５０】
超音波送受信部１０２は、処理部２００から出力されるパルス電圧で超音波を発信する。そして、発信した超音波の反射波を受信して反射波信号に変換し、処理部２００へ出力する。図１の超音波プローブ１６がこれに該当する。
【００５１】
処理部２００は、例えば、ＣＰＵやＧＰＵ等のマイクロプロセッサーや、ＡＳＩＣ、ＩＣメモリーなどの電子部品によって実現される。そして、処理部２００は、各機能部との間でデータの入出力制御を行い、所定のプログラムやデータ、操作入力部１００からの操作入力信号、超音波送受信部１０２からの反射波信号等に基づいて各種の演算処理を実行して被検体２の生体情報を算出する。図１の処理装置３０、制御基板３１がこれに該当する。
【００５２】
本実施形態では、処理部２００は、超音波測定制御部２０２と、心拍測定部２２０と、動脈判定部２２４と、生体情報算出部２２６と、報知制御部２３０と、画像生成部２６０とを有する。
【００５３】
超音波測定制御部２０２は、駆動制御部２０４と、送受信制御部２０６と、受信合成部２０８と、血管壁トラッキング部２１０とを有し、超音波測定を統合的に制御する。超音波測定制御部２０２は公知技術により実現できる。
【００５４】
駆動制御部２０４は、超音波プローブ１６から超音波パルスの発信タイミングを制御し、送信制御信号を送受信制御部２０６へ出力する。
【００５５】
送受信制御部２０６は、駆動制御部２０４からの送信制御信号に従ってパルス電圧を発生させて超音波送受信部１０２へ出力する。その際、送信遅延処理を行って各超音波振動子へのパルス電圧の出力タイミングの調整を行うことができる。また、超音波送受信部１０２から出力された反射波信号の増幅やフィルター処理を行って、その結果を受信合成部２０８へ出力することができる。
【００５６】
受信合成部２０８は、必要に応じて遅延処理等を行っていわゆる受信信号のフォーカスに係る処理等を実行して反射波データを生成する。
【００５７】
血管壁トラッキング部２１０は、反射波データ（反射波信号）に基づいて、生体内組織中に存在する血管（より具体的には血管壁）の位置を、超音波測定のフレーム間で追跡するいわゆる「トラッキング」に係る処理を行う。例えば、基準となる反射波データ（例えば、Ｂモード画像）に関心領域（トラッキングポイント）を設定するための処理、各関心領域を異なるフレーム間で追跡する処理、関心領域毎の変位を算出する処理を行うことができる。いわゆる公知の「エコートラッキング」や「位相差トラッキング」などの機能が実現される。
【００５８】
心拍測定部２２０は、心周期拍動を測定する。本実施形態では、反射波データのピークを検索することで心周期拍動を測定するものとするが、外部の血圧測定装置から取得した血圧の変動から測定するとしても良い。
【００５９】
動脈判定部２２４は、血管壁トラッキング部２１０により得られる血管壁に設定された関心領域の位置変化が、動脈の血管壁の位置変化であることを示す所定の特徴条件を満たすか否かに基づいて、トラッキング対象の関心領域が設定されている箇所（つまり血管）が動脈であるか否かを判定する。ここで言う、特徴条件は、前述の第１特徴条件〜第４特徴条件の少なくとも１つを含み、ＡＮＤ条件としてもよいし、ＯＲ条件としてもよい。
【００６０】
また、血管壁に設定された関心領域の位置変化が、所定の除外条件を満たすとき、トラッキング対象の血管を静脈と判断して動脈判定から除外することができる。ここで言う除外条件は、前述の第１除外条件〜第４除外条件の少なくとも１つを含み、ＡＮＤ条件としてもよいし、ＯＲ条件としてもよい。例えば、第１除外条件に基づくならば、動脈判定部２２４は、負方向の変位速度に対する正方向の変位速度の比と、正方向の変位速度に対する負方向の変位速度の比とが、所定の同程度条件を満たす場合には、トラッキング対象の血管が動脈ではないと判定することができる。
【００６１】
生体情報算出部２２６は、動脈判定部２２４により判定された動脈の反射波データから目的とする生体情報（本実施形態ではＩＭＴ）を算出する。
生体情報の算出方法は、公知技術を適宜利用可能であり、算出する生体情報はＩＭＴに限らず、血管径や血圧などその他の情報を算出する構成とすることもできる。例えば、ＩＭＴの場合であれば、内腔内膜境界と中外膜境界とを判定して、これらの境界間の距離からＩＭＴを算出することができる。あるいは、血管径を算出し、スティフネスパラメーターβを用いた血圧算出式から血圧を算出するとしてもよい。なお、算出する生体情報の種類によっては、図１で示した構成に適宜他の測定装置（例えば、血圧計など）を追加することができる。
【００６２】
報知制御部２３０は、動脈判定部２２４の判定結果を報知する制御を行う。具体的には、例えば、トラッキング対象の血管が動脈か否かの判定中であることを画像表示部３６０に表示し、動脈判定部２２４による判定結果が得られた時に、その判定結果を画像表示部３６０に表示する、といった表示制御を行う。関心領域が複数箇所ある場合には、動脈と判定された関心領域があったか否かを表示制御することとしてもよい。生体情報の算出に一定時間を要する場合には、動脈と判定された関心領域があった旨の表示は、超音波プローブ１６の位置を動かさないようにするという注意喚起の表示にもなる。なお、「報知」は、表示に限らず、音声出力や、所定の通知信号の出力等でもよい。
【００６３】
画像生成部２６０は、超音波測定や生体情報測定に必要な各種操作画面や測定結果を表示するための画像を生成し画像表示部３６０へ出力する。
【００６４】
画像表示部３６０は、画像生成部２６０から入力される画像データを表示する。図１のタッチパネル１２がこれに該当する。
【００６５】
記憶部５００は、ＩＣメモリーやハードディスク、光学ディスクなどの記憶媒体により実現され、各種プログラムや、処理部２００の演算過程のデータなどの各種データを記憶する。図１では、処理装置３０の制御基板３１に搭載されている記憶媒体３３がこれに該当する。なお、処理部２００と記憶部５００の接続は、装置内の内部バス回路による接続に限らず、ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネットなどの通信回線で実現しても良い。その場合、記憶部５００は超音波測定装置１０とは別の外部記憶装置により実現されるとしてもよい。
【００６６】
記憶部５００は、測定プログラム５０１と、反射波データ５１０と、関心領域設定データ５１２と、１拍内変位速度ピークデータ５２０と、変位速度ピーク履歴データ５２２と、ピーク比データ５２４と、半値幅データ５２６と、動脈登録データ５３０と、生体情報測定結果５３２とを記憶する。勿論、これら以外にも、適宜フレーム識別情報や、各種フラグ、計時用のカウンター値などを適宜記憶する。
【００６７】
処理部２００は、測定プログラム５０１を読み出して実行することにより、超音波測定制御部２０２や、心拍測定部２２０、動脈判定部２２４、生体情報算出部２２６、報知制御部２３０、画像生成部２６０等の機能を実現する。なお、これらの機能部を電子回路等のハードウェアで実現する場合には、当該機能を実現させるためのプログラムの一部を省略することができる。例えば、動脈判定部２２４をＬＳＩ（Large Scale Integration）等で実現するならば、動脈判定プログラム５０２を省略できる。
【００６８】
反射波データ５１０は、超音波測定により得られ反射波データであって、超音波測定制御部２０２によってフレーム毎に生成される。
【００６９】
関心領域設定データ５１２は、動脈候補と対応づけられた関心領域の定義データである。１つの関心領域設定データ５１２は、対応する動脈候補の血管識別情報（BV）と、関心領域識別情報（ROI）と、関心領域の基準点を定義する座標値（X，Y）と、前壁／後壁の識別用フラグ（Flag：前壁＝１、後壁＝０）とを含む。
【００７０】
１拍内変位速度ピークデータ５２０は、関心領域毎に用意され、関心領域識別情報（ROI）と、正方向の変位速度（Vu'）と、負方向の変位速度（Vd'）とを格納する。具体的には、当該データは、心周期１拍分の超音波測定が実行される間、最新の正方向の変位速度が現在格納されている値（Vu'）よりも大きければ、その最新の正方向の変位速度で更新される。そして、心周期１拍分の測定が完了した時点で記録されているピーク値が、その心周期における正方向の最大変位速度Ｖｕとなる。
なお、負方向についても同様であり、心周期１拍分の測定が完了した時点で記録されているピーク値がその心周期における負方向の最大変位速度Ｖｄとなる。
【００７１】
変位速度ピーク履歴データ５２２は、関心領域（ROI）毎に設けられ、正方向の最大変位速度Ｖｕ及び負方向の最大変位速度Ｖｄの組み合わせが時系列に格納される（Vu1，Vd1，Vu2，Vd2，…）。具体的には、心周期１拍毎に、そのとき１拍内変位速度ピークデータ５２０に格納されている正方向の変位速度（Vu'）および負方向の変位速度（Vd'）が、当該心周期における正方向の最大変位速度Ｖｕ及び負方向の最大変位速度Ｖｄとして組み合わせて格納される。この組み合わせが時系列に履歴的に格納される。
【００７２】
ピーク比データ５２４は、関心領域毎に設けられ、対応する関心領域における第１ピーク比（Vu／Vd）と第２ピーク比（Vd／Vu）とが格納される。ピーク比の算出に当たっては、変位速度ピーク履歴データ５２２に格納されている所定の心周期分の正方向の最大変位速度Ｖｕの平均値と、負方向の最大変位速度Ｖｄの平均値とが用いられる。
【００７３】
半値幅データ５２６は、関心領域毎に設けられ、ピーク比の算出に用いられた正方向の最大変位速度（Vu）及び負方向の最大変位速度（Vd）と、半値幅（Wh）とを格納する。
【００７４】
動脈登録データ５３０は、判定された動脈の定義データである。例えば、血管識別情報（BV）と、血管中心座標（Xc，Yc）とを格納する。
生体情報測定結果５３２は、算出された生体情報を時系列に格納する。
【００７５】
［処理の流れの説明］
次に、超音波測定装置１０の動作について説明する。
前提として、すでに超音波測定は開始されており、記憶部５００には測定のフレーム識別情報と対応づけられた反射波データ５１０が逐次記憶されるものとする。
【００７６】
また、反射波データ５１０を用いて、動脈候補とする血管毎に前壁及び後壁と思われる２つの関心領域が設定されており、記憶部５００には設定された関心領域を定義する関心領域設定データ５１２が作成されている。なお、関心領域の設定は、オペレーターによる手動設定によるものとしてもよいし、所定の信号処理により自動設定としてもよい。
【００７７】
図７〜図８は、本実施形態における超音波測定装置１０における処理の流れを説明するためのフローチャートである。
処理部２００は、先ず血管壁と思われる箇所にセットされた各関心領域のトラッキング処理を開始し（ステップＳ２）、関心領域毎の１拍内変位速度ピークデータ５２０に含まれる正方向の変位速度Ｖｕ’と負方向の変位速度Ｖｄ’の値を所定の初期値に初期化する（ステップＳ４）。
【００７８】
そして、関心領域別に１拍内の変位速度のピーク検索を開始する（ステップＳ６）。例えば、最新のフレームの反射波データから得られる正方向の変位速度と、１拍内変位速度ピークデータ５２０の正方向の変位速度Ｖｕ’とを比較し、前者が上回っていれば、当該変位速度で正方向の変位速度Ｖｕ’を更新する。同様に、最新のフレームの反射波データから得られる負方向の変位速度と、１拍内変位速度ピークデータ５２０に格納されている負方向の変位速度Ｖｄ’とを比較し、前者が上回っていれば、当該変位速度で負方向の変位速度Ｖｄ’を更新する。
【００７９】
ピーク検索開始から心周期１拍分が経過したならば（ステップＳ８のＹＥＳ）、処理部２００は、関心領域識別情報（ROI）に対応づけられた変位速度ピーク履歴データ５２２に、その時の１拍内変位速度ピークデータ５２０に格納されている正方向の変位速度Ｖｕ’及び負方向の変位速度Ｖｄ’を、当該心周期における正方向の最大変位速度Ｖｕ及び負方向の最大変位速度Ｖｄとして格納する（ステップＳ１０）。これで、心周期１拍分の変位速度のピーク履歴が得られたことになる。
【００８０】
処理部２００は、ステップＳ４〜Ｓ１０を繰り返す（ステップＳ１２のＮＯ）。
そして、所定心拍数分（例えば、４〜５拍分）のピーク履歴が得られたならば（ステップＳ１２のＹＥＳ）、次に関心領域毎に第１ピーク比と第２ピーク比とを算出する（ステップＳ１４）。
【００８１】
具体的には、変位速度ピーク履歴データ５２２に格納されている複数の拍動期間での正方向の最大変位速度Ｖｕの平均値と、負方向の最大変位速度Ｖｄの平均値とを算出する。そして、それらを当該関心領域における正方向の最大変位速度Ｖｕ及び負方向の最大変位速度Ｖｄと見なして第１ピーク比（Ｖｕ／Ｖｄ）を算出し、算出した第１ピーク比を関心領域の識別情報（ROI）と対応づけてピーク比データ５２４として記憶部５００に記憶する。同様にして、正方向の最大変位速度Ｖｕの平均値と、負方向の最大変位速度Ｖｄの平均値とを算出して関心領域毎に第２ピーク比（Ｖｄ／Ｖｕ）を算出してピーク比データ５２４に格納する。なお、当該ステップで言う「平均値」に代えて、中央値など他の統計値を用いることもできる。あるいは変位速度ピーク履歴データ５２２に格納されている正方向の最大変位速度Ｖｕの最大値、負方向の最大変位速度Ｖｄの最大値を用いる構成も可能である。
【００８２】
第１ピーク比と第２ピーク比とが求められたならば、処理部２００は次に、関心領域の中から動脈に該当する領域の絞り込みを行う（絞り込み処理：Ｓ４０〜Ｓ７０）。
【００８３】
第１段階の絞り込みとして、処理部２００は除外条件を満たす関心領域の関心領域設定データ５１２を削除する（ステップＳ４０〜Ｓ４４）。
【００８４】
具体的には、第１ピーク比から第２ピーク比を引いた値の絶対値が第１除外閾値未満の関心領域を「第１ピーク比と第２ピーク比が同等条件を満たす関心領域」と見なし、対応する関心領域設定データ５１２を削除する（ステップＳ４０）。すなわち、上述の第１除外条件を満たす関心領域を動脈判定の候補から除外する。
【００８５】
次に、処理部２００は、同じ関心領域の前壁の第１ピーク比から後壁の第１ピーク比を引いた値の絶対値が第１除外閾値未満となる関心領域の関心領域設定データ５１２を削除する（ステップＳ４２）。すなわち、上述の第２除外条件を満たす関心領域を動脈判定の候補から除外する。
【００８６】
次に、処理部２００は、同じ関心領域の前壁の第２ピーク比から後壁の第２ピーク比を引いた値の絶対値が第３除外閾値未満となる関心領域の関心領域設定データ５１２を削除する（ステップＳ４４）。すなわち、上述の第３除外条件を満たす関心領域を動脈判定の候補から除外する。
【００８７】
図８に移って、次に処理部２００は第２段階目の絞り込みとして特徴条件を満たす関心領域を抽出する（ステップＳ５０〜Ｓ６０）。
【００８８】
具体的には、「前壁の第１ピーク比が第１特徴閾値以上」となる関心領域を、第１特徴条件を満たす関心領域と見なして１次抽出する（ステップＳ５０）。
次いで、１次抽出された中から更に「前壁の第１ピーク比から後壁の第１ピーク比を引いた値が第２特徴閾値以上」となる関心領域を、第２特徴条件を満たす関心領域と見なして２次抽出する（ステップＳ５２）。
次いで、２次抽出された中から更に「前壁の第２ピーク比から後壁の第２ピーク比を引いた値が第２ピーク比を引いた値が第２特徴閾値以上」となる関心領域を、第３特徴条件を満たす関心領域と見なして３次抽出する（ステップＳ５４）。
【００８９】
続く第３段階の絞り込みとして、処理部２００は、３次抽出された関心領域を対象として、半値幅Ｗｈ（図５参照）を算出し（ステップＳ６０）、「半値幅Ｗｈが第４特徴閾値以上」の関心領域を４次抽出する（ステップＳ６２）。
【００９０】
そして、抽出されている関心領域を動脈と見なし、当該関心領域の識別情報を動脈登録データ５３０に登録する（ステップＳ７０）。これで動脈と静脈の識別が完了し、動脈の中心位置が判定されたことになる。また、報知制御部２３０が、動脈と判定された関心領域があるか否か、すなわちトラッキング対象の血管が動脈か否かの判定結果を報知出力する制御を行う（ステップＳ７２）。
【００９１】
次に、処理部２００は、判定された動脈を対象として生体情報の算出に必要な超音波測定を実行し（ステップＳ８０）、測定結果から生体情報を算出する（ステップＳ８２）。
【００９２】
以上、本実施形態によれば、動脈と静脈を識別し、動脈の位置を自動的に特定することができる。
【００９３】
なお、本発明の形態は上記実施形態に限るものではなく、適宜構成要素の追加・省略・変更を施すことができる。
【００９４】
例えば、上記実施形態では、絞り込みの過程において第１特徴条件〜第４特徴条件、及び第１除外条件〜第３除外条件を用いる構成としたが、採用する特徴条件や除外条件の数や組み合わせは適宜変更可能である。
具体的には、図９に示すように、上記実施形態の構成からステップＳ４０〜Ｓ４４の全てまたは一部を削除することができる。また、図ｌ０に示すように、上記実施形態の構成からステップＳ６０〜Ｓ６２の全てまたは一部を削除した構成も可能であるし、図１１に示すように、ステップＳ４０〜Ｓ４４、Ｓ６０〜Ｓ６２の両方を削除した構成も可能である。逆に、図１２に示すように、ステップＳ５０〜Ｓ５４を上記実施形態から除外する構成も可能である。
【００９５】
また、上記実施形態における変位速度は、適宜、変位加速度に置き換えることができる。
【符号の説明】
【００９６】
２  被検体、４  動脈、６  静脈、１０  超音波測定装置、  １６  超音波プローブ、  ２０：超音波測定ユニット、  ３０  処理装置、  １００  操作入力部、  １０２  超音波送受信部、  ２００  処理部、  ２０２  超音波測定制御部、  ２０４  駆動制御部、  ２０６  送受信制御部、  ２０８  受信合成部、  ２１０  血管壁トラッキング部、  ２２０  心拍測定部、  ２２４  動脈判定部、  ２２６  生体情報算出部
【図１】
2014233522.tif 000003
【図２】
2014233522.tif 000004
【図３】
2014233522.tif 000005
【図４】
2014233522.tif 000006
【図５】
2014233522.tif 000007
【図６】
2014233522.tif 000008
【図７】
2014233522.tif 000009
【図８】
2014233522.tif 000010
【図９】
2014233522.tif 000011
【図１０】
2014233522.tif 000012
【図１１】
2014233522.tif 000013
【図１２】
2014233522.tif 000014