(57)【要約】  超音波診断装置であって、血管の長軸方向に沿って超音波探触子を走査して取得した複数の短軸断面画像から生成した３次元像に基づいて血管壁の特性を測定するための血管における測定対象領域を決定し、当該測定対象領域を含む長軸断面画像を取得できる超音波探触子の測定位置及び測定角度を決定する測定位置・角度決定部を備える。さらに、超音波探触子の現在の位置及び角度と、測定位置及び測定角度とを比較し、両者の差異が閾値以下となったときに長軸断面画像を取得させる判定部と、当該長軸断面画像を用いて血管壁の特性を測定する特性測定部を有する。
2013161277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波探触子と前記超音波探触子の位置及び角度を測定する位置・角度測定手段が接続可能に構成された超音波診断装置であって、
測定対象である血管に対して前記超音波探触子を介して超音波を送信し、前記超音波探触子を介して前記血管からの反射超音波を受信する送受信処理部と、
前記反射超音波に基づき断面画像を生成する２次元画像生成部と、
前記超音波探触子を前記血管の長軸方向に沿って走査させて取得した複数の短軸断面画像から生成された前記血管の３次元像に基づいて、前記血管における測定対象領域を決定し、当該測定対象領域を含む長軸断面画像を取得できる前記超音波探触子の測定位置及び測定角度を決定する測定位置・角度決定部と、
前記位置・角度測定手段が測定した前記超音波探触子の現在の位置及び角度と、前記測定位置及び測定角度とを比較し、両者の差異が閾値以下であるかどうかを判定する判定部と、
前記測定対象領域における血管壁の特性を算出する特性測定部とを備え、
前記両者の差異が閾値以下であるときに、
前記特性測定部は、前記血管の前記長軸断面画像に基づいて前記血管壁の特性を算出する
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
表示器がさらに接続可能に構成され、
前記血管の３次元像、前記測定位置及び測定角度、及び前記超音波探触子の現在の位置及び角度を前記表示器に表示させる表示制御部を
さらに備えたことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記位置・角度測定手段を、さらに備えたことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項４】
更に前記血管の３次元像を構築する短軸３次元像構築部を備え、
前記短軸３次元構築部は、前記２次元画像生成部によって生成された前記複数の短軸断面画像と、前記各短軸断面画像を取得したときの前記超音波探触子の位置及び角度を示す位置及び角度情報とに基づいて、前記血管の３次元像を構築する
ことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記血管は頸動脈であり、前記血管壁の特性は血管壁の内膜中膜複合体厚であることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記測定位置・角度決定部は、頸動脈における総頸動脈球部とバルブ部の境界位置に基づいて前記内膜中膜複合体厚の測定対象領域を決定し、前記超音波探触子による受信信号取得範囲が前記測定対象領域を含むように前記測定位置及び前記角度を決定することを特徴とする請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記測定位置・角度決定部は、頸動脈における総頸動脈球部、バルブ部、又は内頸動脈部のうち少なくとも１つの部位において前記内膜中膜複合体厚が最大となる最大肥厚位置を検出し、前記超音波探触子による受信信号取得範囲が前記最大肥厚位置を含むように前記測定位置及び前記角度を決定することを特徴とする請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記測定位置・角度決定部は、頸動脈における総頸動脈球部、バルブ部、又は内頸動脈部のうち少なくとも１つの部位において前記内膜中膜複合体厚が最大となる最大肥厚位置を検出し、
前記特性測定部は、さらに、前記血管の３次元像に基づいて前記最大肥厚位置を含む領域における前記内膜中膜複合体の容積を測定することを特徴とする請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
超音波探触子と前記超音波探触子の位置及び角度を測定する位置・角度測定手段が接続可能に構成された超音波診断装置であって、
測定対象である血管に対して前記超音波探触子を介して超音波を送信し、前記超音波探触子を介して前記血管からの反射超音波を受信する送受信処理部と、
前記反射超音波に基づき断面画像を生成する２次元画像生成部と、
前記超音波探触子を前記血管の長軸方向に走査させて取得した複数の短軸断面画像と、当該各短軸断面画像を取得したときの前記超音波探触子の位置及び角度情報に基づいて、前記血管における測定対象領域を決定し、当該測定対象領域を含む長軸断面画像を取得できる前記超音波探触子の測定位置及び測定角度を決定する測定位置・角度決定部と、
前記位置・角度測定手段が測定した前記超音波探触子の現在の位置及び角度と、前記測定位置及び測定角度とを比較し、両者の差異が閾値以下であるかどうかを判定する判定部と、
前記測定対象領域における血管壁の特性を算出する特性測定部とを備え、
前記両者の差異が閾値以下であるときに、
前記送受信処理部は、前記現在の位置及び角度に位置した前記超音波探触子を介して、前記超音波を送信して前記反射超音波を受信し、
前記２次元画像生成部は、前記反射超音波に基づいて前記血管の長軸断面像を生成し、
前記特性測定部は、前記長軸断面画像に基づいて前記血管壁の特性を算出する
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１０】
超音波探触子と前記超音波探触子の位置及び角度を測定する位置・角度測定手段が接続可能に構成された超音波診断装置であって、
測定対象である血管に対して前記超音波探触子を介して超音波を送信し、前記超音波探触子を介して前記血管からの反射超音波を受信する送受信処理部と、
前記反射超音波に基づき断面画像を生成する２次元画像生成部と、
前記超音波探触子を前記血管の長軸方向に沿って走査させて取得した複数の短軸断面画像と、前記位置・角度測定手段が測定した前記各短軸断面画像を取得したときの前記超音波探触子の位置及び角度を示す位置及び角度情報とに基づいて、前記血管の３次元像を構築する短軸３次元像構築部と、
前記血管の３次元像に基づいて、血管壁の特性を測定するための長軸断面画像を取得できる前記超音波探触子の測定位置及び測定角度を決定する短軸情報解析部と、
前記位置・角度測定手段が測定した前記超音波探触子の現在の位置及び角度と、前記測定位置及び測定角度とを比較し、両者の差異が閾値以下であるかどうかを判定する判定部と、
測定対象領域を含む長軸断面画像を取得できる前記超音波探触子の更新測定位置を決定する長軸情報解析部と、
前記更新測定位置に基づいて、前記血管壁の特性を測定するための前記血管における前記測定対象領域を決定する測定位置決定部と、
前記長軸断面画像に基づいて前記測定対象領域における前記血管壁の特性を算出する特性測定部と、
を備え、
前記両者の差異が閾値以下であるときに、
前記送受信処理部は、前記現在の位置及び角度に位置した前記超音波探触子を介して、前記超音波を送信して前記反射超音波を受信し、
前記２次元画像生成部は、前記反射超音波に基づいて前記血管の長軸断面画像を生成し、
前記長軸情報解析部は、前記長軸断面画像に基づいて前記更新測定位置を決定し、
前記測定位置決定部は、前記更新測定位置に基づいて前記血管壁の特性を測定するための測定対象領域を決定し、
前記特性測定部は、前記長軸断面画像に基づいて前記測定対象領域の前記血管壁の特性を算出する  
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１１】
列状に配置された複数の超音波振動子からなる振動子列が当該列と垂直な行方向に走査可能に構成されてなる超音波探触子が接続可能に構成された超音波診断装置であって、
測定対象である血管に対して、前記超音波探触子を介して超音波を送信し、前記超音波探触子を介して前記血管からの反射超音波を受信する送受信処理部と、
前記受信信号に基づき断面画像を生成する２次元画像生成部と、
前記２次元画像生成部が生成した前記血管の一方向に沿って前記振動子列を行方向に走査して取得した複数の断面画像と、前記各断面画像を取得した前記振動子列の行方向位置に基づいて、前記複数の短軸断面画像から抽出した血管壁の輪郭を３次元空間内に配置して形成した血管輪郭の３次元像に基づいて、血管壁の特性を測定するための前記血管における測定対象領域を決定する測定位置・角度決定部と、
前記測定対象領域を含む行方向と平行な断面画像を取得できる前記振動子の列位置を決定し、前記送受信処理部に対し前記列位置において特性測定用の断面画像を取得するための送信処理及び受信処理を指示するスキャン面設定部と、
前記指示に基づき取得した特性測定用の断面画像を解析して前記血管壁の特性を算出する特性測定部と
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１２】
前記超音波探触子は、列状に配置された複数の超音波振動子からなる振動子列が当該列と垂直な行方向に複数配列されている
ことを特徴とする請求項１１に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記超音波探触子は、列状に配列された複数の超音波振動子からなる振動子列が当該列と垂直方向に移動可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１１に記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
超音波探触子と前記超音波探触子の位置及び角度を測定する位置・角度測定手段が接続可能に構成された超音波診断装置の制御方法であって、
測定対象である血管に対して前記超音波探触子を介して超音波を送信し、前記超音波探触子を介して前記血管からの反射超音波を受信するステップと、
前記反射超音波に基づき断面画像を生成するステップと、
前記超音波探触子を前記血管の長軸方向に沿って走査させて取得した複数の短軸断面画像から生成された前記血管の３次元像に基づいて、前記血管における測定対象領域を決定し、当該測定対象領域を含む長軸断面画像を取得できる前記超音波探触子の測定位置及び測定角度を決定するステップと、
前記位置・角度測定手段が測定した前記超音波探触子の現在の位置及び角度と、前記測定位置及び測定角度とを比較し、両者の差異が閾値以下であるかどうかを判定するステップと、
前記両者の差異が閾値以下であるときに前記長軸断面画像に基づいて前記血管の測定対象領域における血管壁の特性を算出するステップとを有する
ことを特徴とする超音波診断装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波画像を解析して測定対象の位置を自動的に決定し、当該位置の超音波画像が取得できるようユーザーを誘導する超音波診断装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体の画像診断装置として、エックス線診断装置、ＭＲ（磁気共鳴）診断装置、あるいは、超音波診断装置が普及している。なかでも、超音波診断装置は非侵襲性や実時間性などの利点を持ち診断や検診に広く利用されている。診断部位は、心臓、血管、肝臓、乳房など多岐に渡る。特に、近年、動脈硬化のリスク判定を目的とした頸動脈診断が注目されている。【０００３】
以下、超音波診断装置による頸動脈の診断について説明する。図１９は頸動脈を超音波診断装置を用いてスキャンする際の像の見え方についての説明図である。図１９（ａ）は、超音波探触子を示す。超音波探触子には超音波振動子が列状に配置されている。これを超音波振動子列という。本例のように超音波振動子が１次元に配置されている場合、超音波振動子の直下の２次元のスキャン面の超音波画像が得られる。図１９（ｂ）に示すように、頸動脈の診断では頸動脈が伸びた方向（以後、「長軸方向」とする）と長軸方向に略直交しかつ皮膚の深さ方向とも略直交な方向（以後、「短軸方向」とする）と２方向から見た画像を取得する。頸動脈の短軸方向に超音波探触子をスキャンすると、例えば、図１９（ｃ）に示すような頸動脈血管の長軸に沿った断面画像が得られる（以後、「長軸断面画像」とする）。他方、長軸方向に超音波探触子をスキャンすると、例えば、図１９（ｄ）に示すような頸動脈血管を短軸方向に切断した断面画像が得られる（以後、「短軸断面画像」とする）。【０００４】
次に、頸動脈の血管壁の構造について説明する。図２０は、頸動脈の血管の長軸方向における構造を示した斜視図である。頸動脈は、図２０に示すように、頸動脈である血管は、中枢側に位置する総頸動脈２１３（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｃａｒｏｔｉｄ  Ａｒｔｅｒｙ：以下、ＣＣＡと略す。）、末梢側に位置する内頸動脈２１５（Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｃａｒｏｔｉｄ  Ａｒｔｅｒｙ：以下、ＩＣＡと略す。）および外頸動脈２１６（Ｅｘｔｅｒｎａｌ  Ｃａｒｏｔｉｄ  Ａｒｔｅｒｙ：以下、ＥＣＡと略す。）とから構成される。そして、ＣＣＡ２１３とＩＣＡ２１５およびＥＣＡ２１６との間には総頸動脈球部２１４（Ｂｕｌｂ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｃｏｍｍｏｎ  Ｃａｒｏｔｉｄ  Ａｒｔｅｒｙ：以下、Ｂｕｌｂと略す。）がある。また、Ｂｕｌｂ２１４からＩＣＡ２１５とＥＣＡ２１６とに分岐する部分に、総頸動脈分岐部２１７（Ｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｃｏｍｍｏｎ  Ｃａｒｏｔｉｄ  Ａｒｔｅｒｙ：以下、Ｂｉｆと略す。）がある。【０００５】
次に、血管壁の構造について説明する。図２１は、動脈の血管壁の構造を示す模式図である。図２１（ａ）、（ｂ）に示すように、動脈の血管壁は、血管内腔から外方に向けて、内膜、中膜、外膜の３層から構成される。そして、血管内腔と内膜との境界を内膜内腔境界、中膜と外膜との境界を外膜中膜境界という。【０００６】
頸動脈診断においては血管壁の厚さを指標として動脈硬化の進行度合いを把握する。動脈硬化の進展に伴い、主に内膜と中膜が肥厚する。従って、超音波による頸動脈診断では、内膜内腔境界と外膜中膜境界を検出することで、内膜と中膜を合わせた内膜中膜複合体の厚み（（Ｉｎｔｉｍａ−Ｍｅｄｉａ  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ：以下、ＩＭＴと省略する。）を測定する。内膜中膜複合体が肥大しＩＭＴが局所的に一定値を超えた状態をプラークといい、図２１（ｃ）に示すように血管壁は構造変化をきたす。プラークの大きさによって、投薬、あるいは、外科的にプラークを剥離するなどの治療が必要となる。そのため、内中膜の厚みの正確な測定が診断の鍵となる。【０００７】
しかしながら、内中膜の厚みは測定部位に依存して変化するとともに、検査者にとっては首の内部に存在する頸動脈の３次元的な走行形状を把握するのが困難であるため、頸動脈診断においては熟練した手技が必要とされてきた。これに対して、測定の自動化により、高度な手技を必要としない頸動脈診断を実現するための方法が提案されている。例えば、特許文献１には、頸動脈の短軸方向に超音波探触子を手動でスキャンして取得した複数の短軸断面画像から頸動脈の３次元像を構築し、そこからＩＭＴの測定に用いる長軸断面画像を抽出する技術が提案されている。図２２を用いて、特許文献１に記載された方法について説明する。【０００８】
図２２は、頸動脈の３次元像を構築する方法を示す模式図である。まず、頸動脈全体を長軸方向に沿ってスキャンして複数の短軸断面画像を取得し（図２２（ａ））、短軸断面画像の各フレームから血管輪郭を抽出する（図２２（ｂ））。次に、各フレームの血管輪郭を３次元空間内に配置し（図２２（ｃ））、輪郭頂点に基づいてポリゴンを生成するなどして頸動脈の３次元像を構築する（図２２（ｄ））。そして、この３次元像を解析してＩＭＴを測定するための血管中心軸に沿った長軸断面を抽出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３０５０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ＩＭＴ測定はその疾病の性質上、定期的に行う必要があり、正確な診断を行うためには毎回同一の位置でＩＭＴ測定を行うことが望ましい。ところが、特許文献１には、ＩＭＴを測定するために頸動脈の３次元像から血管中心軸に沿った長軸断面画像を抽出する方法が開示されているが、ＩＭＴ測定に適した超音波探触子の位置及び角度を精度よく決定できる技術は開示されていない。【００１１】
したがって、従来の技術では、ＩＭＴの測定対象領域を抽出しそこへ超音波探触子を案内する操作は、操作者が自ら行わなければならなかった。その結果、熟練者でなければ測定が難しく、また測定の精度を高めるためには検査時間を要した。【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑み、熟練者でなくとも簡便な操作でＩＭＴを測定できる超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る超音波診断装置は、超音波探触子と前記超音波探触子の位置及び角度を測定する位置・角度測定手段が接続可能に構成された超音波診断装置であって、測定対象である血管に対して前記超音波探触子を介して超音波を送信し、前記超音波探触子を介して前記血管からの反射超音波を受信する送受信処理部と、前記反射超音波に基づき断面画像を生成する２次元画像生成部と、前記超音波探触子を前記血管の長軸方向に沿って走査させて取得した複数の短軸断面画像から生成された前記血管の３次元像に基づいて、前記血管における測定対象領域を決定し、当該測定対象領域を含む長軸断面画像を取得できる前記超音波探触子の測定位置及び測定角度を決定する測定位置・角度決定部と、前記位置・角度測定手段が測定した前記超音波探触子の現在の位置及び角度と、前記測定位置及び測定角度とを比較し、両者の差異が閾値以下であるかどうかを判定する判定部と、前記測定対象領域における血管壁の特性を算出する特性測定部とを備え、前記両者の差異が閾値以下であるときに、前記特性測定部は、前記血管の前記長軸断面画像に基づいて前記血管壁の特性を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る超音波診断装置は、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、未熟練者によるＩＭＴ測定の精度と再現性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１に係る超音波診断装置１０の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る超音波診断装置１０の機能の概要を示す概略図である。
【図３】実施の形態１に係る超音波診断装置１０の動作を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１に係る超音波診断装置１０におけるステップＳ２０２の動作を説明する図である。
【図５】実施の形態１に係る超音波診断装置１０におけるナビゲーション用情報の表示例である。
【図６】実施の形態２に係る超音波診断装置２０の機能構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態２に係る超音波診断装置２０において短軸断面画像と長軸断面画像の両方の解析結果を併用する手法を説明する概略図である。
【図８】実施の形態２に係る超音波診断装置２０の動作を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態２に係る超音波診断装置２０における長軸断面画像と測定対象領域との関係を説明する図である。
【図１０】実施の形態２に係る超音波診断装置２０におけるＩＭＴ測定時の測定位置・角度情報の決定フロー、および、Ｍａｘ−ＩＭＴ測定時の測定位置・角度情報の決定フローを示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態３に係る超音波診断装置３０の構成を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態３に係る超音波診断装置３０におけるプラーク容積の測定方法を説明する図である。
【図１３】実施の形態３に係る超音波診断装置３０の動作を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態４に係る超音波診断装置４０の構成を示すブロック図である。
【図１５】実施の形態４に係る超音波診断装置４０に用いる超音波探触子９１の模式図である。
【図１６】実施の形態４に係る超音波診断装置４０の動作を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態４の変形例に係る超音波診断装置４０Ａに用いる超音波探触子９２の模式図である。
【図１８】実施の形態５に係る超音波画像解析方法を、フレキシブルディスク等の記録媒体に記録されたプログラムを用いて、コンピュータシステムにより実施する場合の説明図である。
【図１９】頸動脈を超音波診断装置を用いてスキャンする際の像の見え方についての説明図である。
【図２０】頸動脈の血管の長軸方向における構造を示した斜視図である。
【図２１】動脈の血管壁の構造を示す模式図である。
【図２２】従来の超音波診断装置における頸動脈の３次元像を構築する方法を示す模式図である。
【図２３】超音波診断装置における発明者らが想定したＩＭＴ測定に適した超音波画像を取得するための測定対象血管断面の位置及び角度を規定する方法について説明した模式図である。
【図２４】発明者らが想定した超音波画像解析装置００の構成を示すブロック図である。
【図２５】発明者らが想定した超音波診断装置００の動作を示すフローチャートである。
【図２６】発明者らが想定した超音波画像解析装置００を用いて頸動脈を短軸方向にスキャンして取得した複数の短軸断面画像から生成した短軸３次元像から抽出した長軸方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
≪本発明を実施するための形態に至った経緯について≫
発明者らは超音波診断装置においてＩＭＴの測定対象範囲を決定するために各種の検討を行った。
【００１７】
図２３は、超音波診断装置における発明者らが想定したＩＭＴ測定に適した超音波画像を取得するための測定対象血管断面の位置及び角度を規定する方法について説明した模式図である。図２３（ａ）は、ＩＭＴ測定に適した超音波画像を取得するための血管断面の位置及び角度を３次元像上に示した説明図である。尚、測定位置や角度は診断目的に応じて異なる場合がある。例えば、血管の長軸方向においては、図２３（ｂ）に示すように、動脈硬化の検診におけるＩＭＴ測定では頸動脈の外形形状に基づき設定した測定基準位置から所定の距離にある範囲を測定対象領域として規定する。短軸方向の面内においては、図２３（ｃ）に示すように、３次元像を構成する各フレームにおける短軸断面画像から抽出した血管輪郭の中心を結んだ線（以降、「中心線」とする）を通る任意平面（以降、「最大活面」とする）に、測定対象となる断面を規定する。短軸断面における最大活面の角度は操作者が入力する。このようにして決定した測定対象断面にあたる３次元像を解析してのＩＭＴを算出する。
【００１８】
図２４は、発明者らが想定した超音波診断装置００の構成を示すブロック図である。超音波診断装置００は、超音波画像取得部００１、短軸３次元像構築部００２、測定位置角度決定部００３、および、短軸情報測定部００４とから構成される。超音波探触子を頸動脈の短軸方向にスキャンして取得した短軸断面画像から頸動脈の３次元像を構築し、３次元像に基づいて長軸断面に沿った所定位置を規定し、その位置に相当する３次元像からＩＭＴを測定する。
【００１９】
超音波画像取得部００１は、頸動脈を長軸方向に沿ってスキャンして複数の短軸断面画像shCineを取得し、短軸３次元像構築部００２に入力する。短軸３次元像構築部００２は、短軸断面画像shCineから頸動脈の輪郭を抽出して、３次元空間内に配置して３次元像（以降、「短軸３次元像」とする）を構築する。測定位置角度決定部００３は、操作者からの入力に基づいてＩＭＴの測定位置と短軸断面における最大活面の角度を決定する。短軸情報測定部００４は、測定位置と最大活面により規定される血管断面に相当する短軸３次元像からＩＭＴを測定する。
【００２０】
図２５は、発明者らが想定した超音波画像解析装置００の動作を示すフローチャートである。ステップＳ００１において頸動脈を長軸方向に沿ってスキャンして短軸３次元像を構築する。続いて、ステップＳ００２では、短軸３次元像を解析し操作者からの入力に基づいてＩＭＴの測定位置と最大活面を決定し、ステップＳ００３において、短軸３次元像からＩＭＴを測定する。
【００２１】
超音波画像解析装置００では、超音波探触子により頸動脈を長軸方向に沿って走査して取得した複数の短軸断面画像から生成した短軸３次元像に基づいてＩＭＴを測定していた。図２６は、発明者らが想定した超音波画像解析装置００を用いて頸動脈を長軸方向に沿ってスキャンして取得した複数の短軸断面画像から生成した短軸３次元像から抽出した長軸方向の断面図である。血管は心拍に同期して拍動するため、拍動に応じて血管輪郭位置及び大きさが変化する。頸動脈を長軸方向に沿ってスキャンする際には、超音波探触子を長軸方向に沿って移動させながら頸動脈全体をスキャンするため、フレーム毎に拍動周期における異なる時相にて短軸断面画像を取得することとなる。その結果、異なる時相で取得した短軸断面画像間の血管輪郭の大きさが変動する。また、異なる時相で取得した短軸断面画像から生成した短軸３次元像から抽出した長軸断面にも、図２６に示すように凹凸が発生する。さらに、拍動に伴って長軸方向断面における血管壁の厚さも長軸方向に沿って変動するため、長軸方向断面内でＩＭＴの測定結果も変動する。したがって、頸動脈を短軸方向にスキャンして取得した短軸断面画像からはＩＭＴを正しく測定できないことが懸念される。
【００２２】
上述したように、頸動脈の血管壁のＩＭＴを測定する場合、ＩＭＴの測定対象領域を自動的に決定するために、被検体の頸動脈の外形形状、例えばＣＣＡ−Ｂｕｌｂ境界２１９に基づき設定した測定基準位置から所定の距離にある範囲を測定対象位置として規定することができる。
【００２３】
発明者らは、短軸３次元像から測定対象領域を特定し、この測定対象領域に超音波探触子を位置合わせして長軸断面画像を新たに取得することができれば、拍動の影響を受けずにＩＭＴを測定できることに着目した。そして、そのためには超音波探触子の位置及び角度を把握する手段と、超音波探触子を測定対象領域の長軸断面画像を取得するための測定位置及び角度へ導く方法を確立することが必要と考えた。そこで、発明者らは被検体の頸動脈のＩＭＴを測定するための測定対象範囲の決定し、この測定対象範囲の超音波画像を取得するための超音波探触子の位置及び角度への超音波探触子を簡便に案内する方法について鋭意検討を行い、本発明の実施の形態に係る超音波診断装置に想到するに至った。
【００２４】
以下、実施の形態に係る超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
≪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、超音波探触子と前記超音波探触子の位置及び角度を測定する位置・角度測定手段が接続可能に構成された超音波診断装置であって、測定対象である血管に対して前記超音波探触子を介して超音波を送信し、前記超音波探触子を介して前記血管からの反射超音波を受信する送受信処理部と、前記反射超音波に基づき断面画像を生成する２次元画像生成部と、前記超音波探触子を前記血管の長軸方向に沿って走査させて取得した複数の短軸断面画像から生成された前記血管の３次元像に基づいて、前記血管における測定対象領域を決定し、当該測定対象領域を含む長軸断面画像を取得できる前記超音波探触子の測定位置及び測定角度を決定する測定位置・角度決定部と、前記位置・角度測定手段が測定した前記超音波探触子の現在の位置及び角度と、前記測定位置及び測定角度とを比較し、両者の差異が閾値以下であるかどうかを判定する判定部と、前記測定対象領域における血管壁の特性を算出する特性測定部とを備え、前記両者の差異が閾値以下であるときに、前記特性測定部は、前記血管の前記長軸断面画像に基づいて前記血管壁の特性を算出することを特徴とする。
【００２６】
また、別の態様では、表示器がさらに接続可能に構成され、前記血管の３次元像、前記測定位置及び測定角度、及び前記超音波探触子の現在の位置及び角度を前記表示器に表示させる表示制御部をさらに備えた構成であってもよい。
【００２７】
また、別の態様では、記位置・角度測定手段を、さらに備えた構成であってもよい。
【００２８】
また、別の態様では、更に前記血管の３次元像を構築する短軸３次元像構築部を備え、前記短軸３次元構築部は、前記２次元画像生成部によって生成された前記複数の短軸断面画像と、前記各短軸断面画像を取得したときの前記超音波探触子の位置及び角度を示す位置及び角度情報とに基づいて、前記血管の３次元像を構築する構成であってもよい。
【００２９】
また、別の態様では、前記血管は頸動脈であり、前記血管壁の特性は血管壁の内膜中膜複合体厚である構成であってもよい。
【００３０】
また、別の態様では、前記測定位置・角度決定部は、頸動脈における総頸動脈球部とバルブ部の境界位置に基づいて前記内膜中膜複合体厚の測定対象領域を決定し、前記超音波探触子による受信信号取得範囲が前記測定対象領域を含むように前記測定位置及び前記角度を決定する構成であってもよい。
【００３１】
また、別の態様では、前記測定位置・角度決定部は、頸動脈における総頸動脈球部、バルブ部、又は内頸動脈部のうち少なくとも１つの部位において前記内膜中膜複合体厚が最大となる最大肥厚位置を検出し、前記超音波探触子による受信信号取得範囲が前記最大肥厚位置を含むように前記測定位置及び前記角度を決定する構成であってもよい。
【００３２】
また、別の態様では、前記測定位置・角度決定部は、頸動脈における総頸動脈球部、バルブ部、又は内頸動脈部のうち少なくとも１つの部位において前記内膜中膜複合体厚が最大となる最大肥厚位置を検出し、前記特性測定部は、さらに、前記血管の３次元像に基づいて前記最大肥厚位置を含む領域における前記内膜中膜複合体の容積を測定する構成であってもよい。
【００３３】
また、別の態様では、超音波探触子と前記超音波探触子の位置及び角度を測定する位置・角度測定手段が接続可能に構成された超音波診断装置であって、測定対象である血管に対して前記超音波探触子を介して超音波を送信し、前記超音波探触子を介して前記血管からの反射超音波を受信する送受信処理部と、前記反射超音波に基づき断面画像を生成する２次元画像生成部と、前記超音波探触子を前記血管の長軸方向に走査させて取得した複数の短軸断面画像と、当該各短軸断面画像を取得したときの前記超音波探触子の位置及び角度情報に基づいて、前記血管における測定対象領域を決定し、当該測定対象領域を含む長軸断面画像を取得できる前記超音波探触子の測定位置及び測定角度を決定する測定位置・角度決定部と、前記位置・角度測定手段が測定した前記超音波探触子の現在の位置及び角度と、前記測定位置及び測定角度とを比較し、両者の差異が閾値以下であるかどうかを判定する判定部と、前記測定対象領域における血管壁の特性を算出する特性測定部とを備え、前記両者の差異が閾値以下であるときに、前記送受信処理部は、前記現在の位置及び角度に位置した前記超音波探触子を介して、前記超音波を送信して前記反射超音波を受信し、前記２次元画像生成部は、前記反射超音波に基づいて前記血管の長軸断面像を生成し、前記特性測定部は、前記長軸断面画像に基づいて前記血管壁の特性を算出する構成であってもよい。
【００３４】
また、別の態様では、超音波探触子と前記超音波探触子の位置及び角度を測定する位置・角度測定手段が接続可能に構成された超音波診断装置であって、測定対象である血管に対して前記超音波探触子を介して超音波を送信し、前記超音波探触子を介して前記血管からの反射超音波を受信する送受信処理部と、前記反射超音波に基づき断面画像を生成する２次元画像生成部と、前記超音波探触子を前記血管の長軸方向に沿って走査させて取得した複数の短軸断面画像と、前記位置・角度測定手段が測定した前記各短軸断面画像を取得したときの前記超音波探触子の位置及び角度を示す位置及び角度情報とに基づいて、前記血管の３次元像を構築する短軸３次元像構築部と、前記血管の３次元像に基づいて、血管壁の特性を測定するための長軸断面画像を取得できる前記超音波探触子の測定位置及び測定角度を決定する短軸情報解析部と、前記位置・角度測定手段が測定した前記超音波探触子の現在の位置及び角度と、前記測定位置及び測定角度とを比較し、両者の差異が閾値以下であるかどうかを判定する判定部と、測定対象領域を含む長軸断面画像を取得できる前記超音波探触子の更新測定位置を決定する長軸情報解析部と、前記更新測定位置に基づいて、前記血管壁の特性を測定するための前記血管における前記測定対象領域を決定する測定位置決定部と、前記長軸断面画像に基づいて前記測定対象領域における前記血管壁の特性を算出する特性測定部とを備え、前記両者の差異が閾値以下であるときに、前記送受信処理部は、前記現在の位置及び角度に位置した前記超音波探触子を介して、前記超音波を送信して前記反射超音波を受信し、前記２次元画像生成部は、前記反射超音波に基づいて前記血管の長軸断面画像を生成し、前記長軸情報解析部は、前記長軸断面画像に基づいて前記更新測定位置を決定し、前記測定位置決定部は、前記更新測定位置に基づいて前記血管壁の特性を測定するための測定対象領域を決定し、前記特性測定部は、前記長軸断面画像に基づいて前記測定対象領域の前記血管壁の特性を算出する構成であってもよい。
【００３５】
また、別の態様では、列状に配置された複数の超音波振動子からなる振動子列が当該列と垂直な行方向に走査可能に構成されてなる超音波探触子が接続可能に構成された超音波診断装置であって、測定対象である血管に対して、前記超音波探触子を介して超音波を送信し、前記超音波探触子を介して前記血管からの反射超音波を受信する送受信処理部と、前記受信信号に基づき断面画像を生成する２次元画像生成部と、前記２次元画像生成部が生成した前記血管の一方向に沿って前記振動子列を行方向に走査して取得した複数の断面画像と、前記各断面画像を取得した前記振動子列の行方向位置に基づいて、前記複数の短軸断面画像から抽出した血管壁の輪郭を３次元空間内に配置して形成した血管輪郭の３次元像に基づいて、血管壁の特性を測定するための前記血管における測定対象領域を決定する測定位置・角度決定部と、前記測定対象領域を含む行方向と平行な断面画像を取得できる前記振動子の列位置を決定し、前記送受信処理部に対し前記列位置において特性測定用の断面画像を取得するための送信処理及び受信処理を指示するスキャン面設定部と、前記指示に基づき取得した特性測定用の断面画像を解析して前記血管壁の特性を算出する特性測定部とを備えた構成であってもよい。
【００３６】
また、別の態様では、前記超音波探触子は、列状に配置された複数の超音波振動子からなる振動子列が当該列と垂直な行方向に複数配列されている構成であってもよい。
【００３７】
また、別の態様では、前記超音波探触子は、列状に配列された複数の超音波振動子からなる振動子列が当該列と垂直方向に移動可能に構成されている構成であってもよい。
【００３８】
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の制御方法は、超音波探触子と前記超音波探触子の位置及び角度を測定する位置・角度測定手段が接続可能に構成された超音波診断装置の制御方法であって、測定対象である血管に対して前記超音波探触子を介して超音波を送信し、前記超音波探触子を介して前記血管からの反射超音波を受信するステップと、前記反射超音波に基づき断面画像を生成するステップと、前記超音波探触子を前記血管の長軸方向に沿って走査させて取得した複数の短軸断面画像から生成された前記血管の３次元像に基づいて、前記血管における測定対象領域を決定し、当該測定対象領域を含む長軸断面画像を取得できる前記超音波探触子の測定位置及び測定角度を決定するステップと、前記位置・角度測定手段が測定した前記超音波探触子の現在の位置及び角度と、前記測定位置及び測定角度とを比較し、両者の差異が閾値以下であるかどうかを判定するステップと、前記両者の差異が閾値以下であるときに前記長軸断面画像に基づいて前記血管の測定対象領域における血管壁の特性を算出するステップとを有することを特徴とする。
【００３９】
≪実施の形態１≫
以下、実施の形態１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。
【００４０】
実施の形態１に係る超音波診断装置１０は、測定対象である血管の血管壁の特性を測定する際に、特性を測定するための血管における測定対象領域を決定し、測定対象領域を含むスキャン面で超音波画像を取得できる超音波探触子の測定位置及び測定角度を自動的に決定する。ここで、「スキャン面」とは超音波画像を取得できる領域をさす。そのうえで、操作者が測定位置及び測定角度により示されるスキャン面で超音波画像を取得できるように表示画面により案内する。さらに、検査者が操作する超音波探触子の位置及び角度が測定位置及び測定角度に合致したかどうかを自動的に判定して、合致した場合にはその位置及び角度において取得した超音波画像から血管壁の特性を測定するという特徴を有する。本実施の形態では、測定対象である血管の血管壁の特性として、頸動脈のＩＭＴを例に説明する。
【００４１】
＜構成について＞
（全体構成）
図１は、実施の形態１に係る超音波診断装置１０の機能構成を示すブロック図である。図２は、実施の形態１に係る超音波診断装置１０の機能の概要を示す概略図である。
【００４２】
超音波診断装置１は、図１に示すように、被験体に対して超音波を送受信する超音波探触子９０、超音波探触子９０の位置及び角度を測定する探触子位置・角度測定手段１０４、情報を表示する表示器８０の各々が電気的に接続可能に構成されている。図１は、超音波診断装置１０に超音波探触子９０、探触子位置・角度測定手段１０４及び表示器８０が接続された状態を示す。超音波診断装置１０は、送受信処理部１００、２次元画像生成部１０１、短軸３次元像構築部１０２、測定位置・角度決定部１０３、判定部１０５、特性測定部１０６および表示制御部１０７を備える。
【００４３】
（超音波探触子９０）
超音波探触子９０は、図示しない複数の圧電素子が列状に配列された振動子列を有する。超音波探触子９０は、後述の送受信処理部１００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頸動脈に向けて超音波ビームを照射する。ここでは、頸動脈の短軸断面の２次元画像を取得するために、振動子列が頸動脈の長軸方向と垂直となるように超音波探触子９０を配置し、超音波ビームを発射する。そして、超音波探触子９０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１００に供給する。
【００４４】
そして、頸動脈の短軸断面画像を複数取得できるように、超音波探触子９０の振動子列を頸動脈の長軸方向とは略垂直方向に配置した状態で、超音波探触子９０を頸動脈の長軸方向に沿って走査する。以下、この操作を「ハンドスキャン」という。図２（ａ）は、超音波探触子９０を頸動脈の長軸方向にハンドスキャンする状態を示す模式図である。超音波探触子９０の振動子列を皮膚表面に当接させ、頸動脈の長軸方向に沿って一方向に移動させた状態で、超音波ビームを送信する。この際、一定の間隔にて短軸断面画像を複数取得するために、超音波探触子の移動は、頸動脈の長軸方向に沿って一定速度で行うことが望ましい。
【００４５】
尚、短軸断面画像を取得する測定面の位置の許容誤差が、例えば０．２５ｍｍである場合には、長軸方向に沿って２０フレーム／ｓｅｃにおいて５ｍｍ／ｓｅｃの速度で走査することが好ましい。
【００４６】
このようにして、超音波探触子９０は、超音波探触子９０を移動させた位置に対応する頸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１００に供給する。
【００４７】
（探触子位置・角度測定手段１０４）
探触子位置・角度測定手段１０４は、超音波探触子９０の位置及び角度を測定し、後述する短軸３次元像構築部１０２及び判定部１０５に出力する。探触子位置・角度測定手段１０４は、例えば、図２（ａ）に示すように、ＣＣＤカメラ等の撮像手段１０４ａと超音波探触子９０に取り付けた、例えば異なる４箇所に設けられた光学マーカ１０４ｂとから構成される。各光学マーカ１０４ｂを撮像手段１０４ａで撮影し、各光学マーカ１０４ｂの位置、各光学マーカ１０４ｂの相対的な位置関係、及びそれらの変化から、超音波探触子９０の３次元空間における位置及び角度をリアルタイムで測定する。ここで、ＩＭＴの検査時間内では被検体は動かないこと、及び操作者は被検体の頸動脈の長軸方向に沿って超音波探触子９０を走査するハンドスキャンにより少なくとも頸動脈の短軸断面画像が取得できる程度の手技を有することが前提となる。これにより、操作者がハンドスキャンにより複数の頸動脈の短軸断面画像を取得したときに、各短軸断面画像を取得した超音波探触子９０の位置及び角度を測定することができる。各短軸断面画像を取得した超音波探触子９０の位置及び角度は、探触子位置・角度測定手段１０４により、ハンドスキャンによって取得された順番とともに後述する短軸３次元像構築部１０２及び判定部１０５に送信される。
【００４８】
図２（ａ）は、超音波探触子９０の位置及び角度を探触子位置・角度測定手段１０４で測定する場合の一例である。撮像手段１０４ａを用いて光学マーカ１０４ｂの像を取得するため、超音波探触子９０が移動しても光学マーカ１０４ｂが撮像手段１０４ａに対して死角とならない位置に撮像手段１０４ａが配置される。ここでは、一例として被検者の上方に撮像手段１０４ａを配置し死角となる場合を減少している。なお、撮像手段１０４ａを複数配置すれば、光学マーカ１０４ｂのいずれか１つの撮像手段１０４ａから見えればよいため、死角を更に低減できる。このように超音波探触子９０の位置及び角度が測定できる状態で頸動脈を長軸方向に沿って走査する。
【００４９】
（送受信処理部１００）
送受信処理部１００は、超音波探触子９０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９０へ供給する送信処理を行う。
【００５０】
送受信処理部１００は、超音波探触子９０から受信した電気信号を増幅してＡ／Ｄ変換を行い、受信信号を生成する受信処理を行う。この受信信号は、例えば、振動子列に沿った方向と振動子列から離れる深さ方向からなる複数の信号からなり、各信号はエコー信号の振幅から変換された電気信号をＡ／Ｄ変換したデジタル信号である。ここでは、上述のハンドスキャンに対応した複数フレームの頸動脈の短軸断面の受信信号が生成される。これら複数フレームの受信信号は、２次元画像生成部１０１に供給される。
【００５１】
（２次元画像生成部１０１）
２次元画像生成部１０１は、受信信号に基づき、フレーム毎に対応した頸動脈の短軸画像である２次元画像ｓｈＣｉｎｅを生成し、３次元像構築部１０２へ供給する。この２次元画像ｓｈＣｉｎｅ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。これら２次元画像ｓｈＣｉｎｅはハンドスキャンによって取得された順番とともに短軸３次元像構築部１０２に供給される。
【００５２】
（短軸３次元像構築部１０２）
短軸３次元像構築部１０２は、２次元画像ｓｈＣｉｎｅから頸動脈の血管の輪郭を抽出する。図２（ｂ）に示すように、血管の輪郭の抽出は短軸断面画像に基づき、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て血管壁部分の輪郭を抽出する。そして、探触子位置・角度測定手段１０４から受信した各短軸断面画像を取得した超音波探触子９０の位置及び角度から算出したスキャン面の位置及び角度に基づき血管輪郭を３次元空間内にマッピングして頸動脈の３次元像を構築する。この際、短軸断面画像毎の輪郭頂点からポリゴンを生成するなどして、頸動脈の３次元像を構築する。３次元空間内にマッピングした血管輪郭とその座標ｓｈＣｏｎｔを測定位置・角度決定部１０３に出力する。
【００５３】
（測定位置・角度決定部１０３）
測定位置・角度決定部１０３は、血管輪郭とその座標ｓｈＣｏｎｔに基づいて血管輪郭の３次元形状を解析し、ＩＭＴ測定用の長軸断面画像を取得できるスキャン面を構成する超音波探触子９０の位置と角度を示す測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆと、ＩＭＴの測定範囲を示す測定範囲情報ｍｅｓＲａｎとを決定する。
【００５４】
例えば、血管輪郭とその座標ｓｈＣｏｎｔに基づいて、血管外膜の外径の長軸方向における変化を算出しその変曲点を、ＣＣＡ２１３と総頸動脈球部２１４との境界２１９（以後、「ＣＣＡ−Ｂｕｌｂ境界２１９」と略称する）として検出する。そして、ＣＣＡ−Ｂｕｌｂ境界２１９を起点としてＣＣＡ２１３側に向けて１ｃｍの範囲を始点とする１〜２ｃｍの範囲をＩＭＴ測定範囲２１２とし、測定範囲情報ｍｅｓＲａｎとして出力する。さらに、ＩＭＴ測定範囲２１２を含むスキャン面の長軸断面画像を取得できる超音波探触子９０の位置及び角度を求め、測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆとして出力する。
【００５５】
しかしながら、測定位置及び角度の決定は上記方法には限られず、他の方法を用いても良い、例えば、血管外膜の位置やＩＭＴの長軸方向における変化を算出しその変曲点をＣＣＡ−Ｂｕｌｂ境界２１９として検出し、これを起点として所定の範囲をＩＭＴ測定範囲２１２として規定することも可能である。
【００５６】
また、ＩＭＴ測定は、頸動脈の血管中心を通る最大活面で行うことが望ましい。最大割面においては、短軸像の血管輪郭における前壁と後壁に対して超音波信号が略垂直に入射するため、超音波振動子において取得可能な反射波の強度が高まるためである。
【００５７】
また、測定位置・角度決定部１０３は、測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆと測定範囲情報ｍｅｓＲａｎとを表示制御部１０７に出力する。そして、操作者がスキャン面の位置と角度を示す測定位置・角度に超音波探触子９０を持って行けるようナビゲーションが行われる。
【００５８】
（判定部１０５）
判定部１０５は、探触子位置・角度測定手段１０４から操作者が操作する超音波探触子９０の位置及び角度を示す位置及び角度情報ｌｏｃＣｕｒを受信する。
【００５９】
判定部１０５は、測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆと位置・角度情報ｌｏｃＣｕｒとを比較して、両者の差異が所定の閾値以下であるかどうか判定する。ここで、探触子位置・角度測定手段１０４から直接得られるのは超音波探触子９０の位置及び角度を示す位置及び角度情報ｌｏｃＣｕｒである。他方、測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆは、ＩＭＴ測定用の長軸断面画像を取得できるスキャン面を構成する超音波探触子９０の位置と角度を示す情報である。判定部１０５は、両者を直接比較することができる。
【００６０】
なお、位置及び角度情報ｌｏｃＣｕｒが超音波探触子９０の位置及び角度を示し、測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆが、例えば、ＩＭＴ測定用の長軸断面画像を取得できるスキャン面の位置及び角度を示す場合には、直接比較することはできない。その場合、測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆを上記スキャン面を構成する超音波探触子９０の位置及び角度に変換して、両者を比較することが必要である。
【００６１】
または、位置及び角度情報ｌｏｃＣｕｒが超音波探触子９０の構成するスキャン面の位置及び角度を示し、測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆがＩＭＴ測定用の長軸断面画像を取得できるスキャン面の位置及び角度を示す構成とし、両者を直接比較する構成としてもよい。
【００６２】
そして、判定部１０５は、操作者が操作する超音波探触子９０の位置及び角度を示す位置及び角度情報ｌｏｃＣｕｒを表示制御部１０７に出力する。
【００６３】
判定部１０５は、測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆと位置・角度情報ｌｏｃＣｕｒとの差異が所定の閾値以下であるとなったときに、送受信処理部１００に対し特性測定用の長軸断面画像を取得するための送信処理及び受信処理を行うよう指示して、長軸断面画像を再度取得してもよい
送受信処理部１００から受信信号を受けた２次元画像生成部１０１は、受信信号に基づき長軸画像である２次元画像ｓｈＣｉｎｅを生成し、後述する特性測定部１０６へ供給する。
【００６４】
（特性測定部１０６）
特性測定部１０６は、２次元画像ｓｈＣｉｎｅを２次元画像生成部１０１から取得し、測定範囲情報ｍｅｓＲａｎが示す範囲のＩＭＴを測定する。
【００６５】
これにより、判定部１０５において、測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆと位置・角度情報ｌｏｃＣｕｒとの差異が閾値以下であると判定された際に、当該位置において取得した長軸断面像ｌｏＣｉｎｅに基づき、特性測定部１０６にてＩＭＴが測定される。
【００６６】
上述のとおり、血管壁は、内側から外側に向けて、内膜、中膜、外膜から構成され、ＩＭＴは内膜と中膜の複合体である内中膜の厚さである。特性測定部１０６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と外膜との間に内中膜を検出することにより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。そして、これらＩＭＴ測定の結果を、表示器８０に表示させる。
【００６７】
（表示制御部１０７）
表示制御部１０７は、測定位置・角度決定部１０３から、短軸３次元像におけるＩＭＴ測定用の長軸断面画像を取得できるスキャン面を構成する超音波探触子９０の位置と角度を示す測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆと、ＩＭＴの測定範囲を示す測定範囲情報ｍｅｓＲａｎを受けて、当該スキャン面とＩＭＴの測定範囲を短軸３次元像に重畳させて表示器８０に表示させる。
【００６８】
また、表示制御部１０７は、判定部１０５から、操作者が操作する超音波探触子９０の位置及び角度を示す位置及び角度情報ｌｏｃＣｕｒを受信し、当該位置及び角度にある超音波探触子９０が構成するスキャン面を表示器８０に表示させる。
【００６９】
さらに、表示制御部１０７は、特性測定部１０６からＩＭＴ測定の結果を示す情報を受信し、ＩＭＴを表示器８０に表示させる。この際、ＩＭＴ測定を行ったＩＭＴ測定範囲２１２を３次元像とともに表示すれば、操作者により分かりやすい使い勝手のよい構成となる。
【００７０】
図２（ｃ）は、操作者に提示するナビゲーション表示の例である。測定位置情報ｌｏｃＲｅｆによって定まる測定対象領域を含むスキャン面（実線の矩形）と、超音波探触子９０の位置及び角度から算出した現在のスキャン面（点線の矩形）とを、頸動脈の３次元像に重畳して表示する。操作者は、ナビゲーション表示を見ながら実線の矩形と点線の矩形とが一致するように超音波探触子９０を移動させればよく、図２（ｄ）に示すように両者の差異が閾値以下になると当該位置において長軸断面画像を取得する。そして、取得した長軸断面画像に基づいてＩＭＴが測定され、図２（ｅ）に示すように、測定範囲情報ｍｅｓＲａｎにより定まるＩＭＴの測定範囲と、ＩＭＴ測定結果が表示される。
【００７１】
＜動作について＞
以上の構成からなる超音波診断装置１０の動作について、図３のフローチャートを用いて説明する。図３は、実施の形態１に係る超音波診断装置１０のＩＭＴ測定に関する動作を示すフローチャートである。頸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、ＩＭＴ測定範囲を自動的に決定し、測定範囲内のＩＭＴの測定を行うまでの動作について説明する。
【００７２】
（ステップＳ２０１）
ステップＳ２０１において、超音波探触子９０の振動子列を頸動脈の長軸方向とは略垂直方向に配置した状態で超音波探触子９０を頸動脈の長軸方向に沿ってハンドスキャンし、頸動脈の短軸断面画像を複数取得する。そして、複数の短軸断面画像の各々から血管輪郭を抽出し、各短軸断面画像に対応するスキャン面の位置及び角度に基づき血管輪郭を３次元空間内にマッピングし頸動脈の３次元像を構築する。このとき、スキャン面の位置及び角度は、探触子位置・角度測定手段１０４から受信した各短軸断面画像を取得した超音波探触子９０の位置及び角度から算出する。血管輪郭の抽出時には、内膜、中膜及び外膜のうち、少なくとも外膜輪郭を抽出する。
【００７３】
（ステップＳ２０２）
ステップＳ２０２では、短軸３次元像における外膜輪郭の形状を解析して血管における測定対象領域を含む断面画像を取得できる超音波探触子９０の位置及び角度を決定する。ＩＭＴの測定は長軸断面画像を用いて実施するため、測定対象領域を含む長軸断面画像像を取得するためのスキャン面に対応する超音波探触子９０の位置及び角度を測定位置及び測定角度として決定する。
【００７４】
例えば、上述したように、血管輪郭とその座標ｓｈＣｏｎｔに基づいて、血管外膜の外径の長軸方向における変化を算出しその変曲点を、ＣＣＡ−Ｂｕｌｂ境界２１９として検出し、ＣＣＡ−Ｂｕｌｂ境界２１９を起点としてＣＣＡ２１３側に向けて１ｃｍの範囲を始点として所定の範囲をＩＭＴ測定範囲２１２とする。そして、ＩＭＴ測定範囲２１２を含むスキャン面の長軸断面画像を取得できる超音波探触子９０の位置及び角度を求め、測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆとして出力する。また、ＩＭＴ測定は、頸動脈の血管中心を通り短軸方向に所定の角度を有する最大活面で行うことが望ましい。
【００７５】
図４は、実施の形態１に係る超音波診断装置１０におけるステップＳ２０２の動作を説明した図である。図４（ａ）は、ステップＳ２０１で構築した短軸３次元像の外膜輪郭を長軸断面方向から視した図である。動脈硬化の初期においては、Ｂｕｌｂ２１４付近のＩＭＴが肥厚するケースが多いため、動脈硬化のスクリーニングではＣＣＡ−Ｂｕｌｂ境界２１９からＣＣＡ２１３側に１ｃｍの位置を始点としてさらに１〜２ｃｍの範囲のＩＭＴを測定することが推奨されている。ＣＣＡ−Ｂｕｌｂ境界２１９は、血管径の勾配における変曲点として検出することができる。
【００７６】
図４（ｂ）は、頸動脈を中枢側から末梢側に向けて長軸方向に沿って走査した場合において、横軸を長軸方向とし縦軸に血管径をプロットした図である。血管径の勾配が正から負に切り替わる位置が変曲点となる。ここでは、長軸断面画像における１次元的な径変化に基づいて変曲点を決定したが、走行方向における短軸輪郭の面積変化など２次元的な情報を用いてもよい。面積変化を用いることで、輪郭抽出のエラーに起因する輪郭位置の揺らぎなどの影響をより少なくして変曲点の位置を決定できる。また、血管輪郭を長軸方向に対してローパスフィルタ処理するなどしてノイズを低減してから変曲点を求めてもよい。
【００７７】
図４（ｃ）は、ＣＣＡ−Ｂｕｌｂ境界２１９を示す変曲点からＣＣＡ２１３側に１ｃｍの位置における１ｃｍ幅の領域を測定対象領域とした状態を示す。ここで、変曲点は測定対象領域を決定する際の測定基準位置の一例であり、Ｂｉｆ２１７等、他の位置を用いても良い。また、測定基準位置からの距離や測定範囲などは診断プロトコル毎に規定されるものであり、上記１ｃｍに限定されるものではない。
【００７８】
なお、図４（ａ）における長軸断面画像は、ＣＣＡ２１３又はＢｕｌｂ２１４と、ＩＣＡ２１５及びＥＣＡ２１６の血管輪郭の中心位置を通る平面としている。しかしながら、例えば、ＣＣＡ２１３とＢｕｌｂ２１４における血管輪郭の中心線を含む任意の平面としてもよい。
【００７９】
また、最大活面については、測定基準位置付近における頸動脈の中心線を含む平面を選択する。最大活面についても、再現性の高い決定方法が望ましいため、例えば、測定基準位置付近における中心線とＢｉｆ２１７近傍のＩＣＡ２１５の輪郭中心とを含む平面、あるいは、測定基準位置付近における中心線とＢｉｆ２１７近傍のＩＣＡ２１５およびＥＣＡ２１６の輪郭中心との距離が最小２乗となる平面など、予め定めた方法により決定する。あるいは、最大活面を決定したうえで、最大活面における外膜輪郭に基づいて測定基準位置を決定してもよい。
【００８０】
測定対象領域は複数設定してもよく、例えば、ＣＣＡ２１３内、あるいはＣＣＡ２１３とＩＣＡ２１５の部位を複数組み合わせることが可能である。最大活面についても同様に、例えば、６０°の間隔で３箇所設定するなど複数の断面を設定してもよい。また、ＣＣＡ−Ｂｕｌｂ境界２１９は、図４（ｂ）のグラフにおける勾配の変化量が閾値を越える位置とするなどしてもよいし、血管径や血管面積が総頸動脈に対して所定の値だけ増加した位置などとしてもよい。
【００８１】
（ステップＳ２０３）
ステップＳ２０３において、測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆおよび、位置・角度情報ｌｏｃＣｕｒとに基づき、現在と目標のスキャン面を、同一座標空間内にマッピングしたナビゲーション情報として表示器８０に表示し操作者に提示する。操作者はナビゲーション情報に従って超音波探触子９０を移動させる。そして、操作者は上記測定位置及び角度に超音波探触子９０を移動して長軸断面画像を取得する。
【００８２】
ナビゲーション画面では、現在の超音波探触子９０の位置及び角度でのスキャン面と、超音波探触子９０が測定位置及び角度にあるときの目標スキャン面とを、両者の位置関係がわかりやすいように表示する。
【００８３】
図５は、実施の形態１に係る超音波診断装置１０におけるナビゲーション用情報の表示例である。例えば、図５に示すように、頸動脈の３次元像と頭部との位置関係、あるいは、目標スキャン面、現在の位置・角度におけるスキャン面を、超音波探触子９０を移動させるべき方向等の案内情報と共に表示する。
【００８４】
（ステップＳ２０４）
ステップＳ２０４では、測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆと位置・角度情報ｌｏｃＣｕｒとの差異が閾値以下であるかどうかを判定し、閾値以下であればステップＳ２０５に進む。閾値よりも大きければ、位置情報の差異が閾値以下となるまで操作者にプローブの移動を継続させる。
【００８５】
（ステップＳ２０５）
ステップＳ２０５において、現在の超音波探触子９０の位置で長軸断面画像を取得する。
【００８６】
（ステップＳ２０６）
ステップＳ２０６において、ステップＳ２０５で取得した超音波画像に基づいて、測定範囲情報ｍｅｓＲａｎにおけるＩＭＴを測定する。ＩＭＴの測定には、内膜内腔境界と中膜外膜境界とを検出して行う。これら境界ではＢモード画像における輝度値が急峻に変化するため、断面画像を境界に対し垂直に走査したときの輝度値の変化に基づいて境界を検出する。さらに、血管の形状は滑らかに変化するなどの血管形状に特徴的な拘束条件も補助情報として利用してもよい。また、ＩＭＴとしては、測定範囲内のＩＭＴの平均値だけでなく、測定範囲内での最大値などを用いてもよい。
【００８７】
＜効果＞
以上、説明したように超音波診断装置１０によれば、血管におけるＩＭＴ測定対象領域の長軸断面画像を取得できるスキャン面に対応した超音波探触子９０の位置及び角度を操作者に提示してナビゲーションするので、操作者は常に測定対象領域を含む長軸断面画像を取得しＩＭＴを正確に測定することができる。
【００８８】
また、ＩＭＴ測定対象領域の長軸断面画像を取得できる位置及び角度にて新たに取得した長軸断面画像に基づいてＩＭＴ測定を行う。そのため、短軸３次元像から生成した長軸断面に基づいてＩＭＴを測定していた際に生じていた拍動に伴って長軸方向においてＩＭＴの測定結果が変動するという問題が生じない。
【００８９】
さらに、操作者は提示された測定位置及び角度に向かって超音波探触子９０を移動させればよいため、未熟練者でも簡便にＩＭＴ測定が行うことができる。
【００９０】
＜変形例＞
以上、実施の形態に係る超音波診断装置１０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。
【００９１】
（１）超音波診断装置１０では測定対象として頸動脈を例に説明したが、測定対象は頸動脈に限定されるものではなく、腹部大動脈や下腿動脈などの他の血管、あるいは、肝臓や乳房など他の部位であってもよい。また、画像取得手段についても、検査者が探触子を移動させながら体表をスキャンする形態であれば、光超音波や近赤外光など超音波探触子以外のモーダル画像診断装置であってもよい。
【００９２】
（２）超音波診断装置１０では、接続可能な探触子位置・角度測定手段１０４として撮像手段１０４ａと光学マーカ１０４ｂを例に説明したが、当該態様に限定されるものではなく、例えば、磁気センサ、加速度センサ、ジャイロなどを用いて探触子の位置及び角度を測定しいてもよい。磁気センサを用いる場合には、超音波探触子に磁気センサのレシーバを取り付けて、磁場発生装置から発生させた磁場の変化を検出することで位置及び角度を測定できる。
【００９３】
（３）超音波診断装置１０では、ステップＳ２０１において超音波探触子９０を長軸方向に沿って走査して短軸３次元像を構築した。しかしながら、走査方向は限定されるものではなく、頸動脈の測定対象領域を含む範囲の全体像が取得できれば、長軸断面画像、あるいは、短軸断面画像と長軸断面画像の組合せであってもよい。なお、異なる方向から走査した場合にも、それらの超音波画像から血管輪郭を抽出することができる。
【００９４】
（４）超音波診断装置１０では、ステップＳ２０５において長軸断面画像を取得する時相は規定しない構成とした。しかしながら、血管径、および、内中膜厚は血管の拍動に伴って変動するため、血管径が最小となる心拡張末期に相当する時相で測定する構成を採ってもよい。その場合、ステップＳ２０５では、位置情報の差異に加えて、血管拍動の時相が予め定めた時相に一致するかどうかを判定する。拍動の時相は、心電図などの外部手段から取得しても良いし、超音波画像の動きを解析して取得してもよい。例えば、位置情報が閾値以下になった状態で、少なくとも１心拍以上の間プローブを静止させ、血管輪郭の径あるいは面積が極小になる時相を選択することができる。また、位置情報の差異が閾値以下となる複数の超音波画像を取得してもよい。また、ＩＭＴとして心拍における拡張末期における、一定区間内のＩＭＴの平均値を用いることができる。
【００９５】
（５）超音波診断装置１０では、ステップＳ２０２では３次元像を構築したが、必ずしも３次元像を構築する必要はなく、超音波画像から抽出した血管輪郭の３次元空間内での位置が得られればよい。
【００９６】
（６）超音波診断装置１０では、短軸３次元像を超音波探触子から取得した断面画像に基づき、送受信処理部１００及び２次元画像生成部１０１を介して生成した複数の短軸断面画像から短軸３次元像構築部にて構築する構成とした。しかしながら、短軸３次元像を構築するための複数の短軸断面画像や、３次元像はＣＴやＭＲＩなど超音波診断装置以外のモダリティから取得してもよい。この場合、３次元像を取得したときの３次元座標系と、超音波探触子の位置及び角度との対応関係は予め求めておくことにより、３次元像から決定した測定対象領域の位置及び角度に超音波探触子を案内することができる。
【００９７】
（７）ステップＳ２０２、あるいは、ステップＳ２０５の処理を全て自動化する必要はなく、一部を操作者が手動で行ってもよい。
【００９８】
（８）超音波診断装置１０では、ＩＭＴを測定する長軸断面画像を取得するスキャン面に対してナビゲーションを行う構成とした。しかしながら、短軸３次元像を構築するたえの短軸断面画像を取得する時にもナビゲーションが可能である。例えば、超音波画像のフレームレートに応じて、短軸断面画像を取得するために長軸方向に沿って走査する際に超音波探触子を移動させる最適な速度を決定するために、移動速度が推奨の範囲内であるかどうかをナビゲーション画面に表示してもよい。また、観察範囲の短軸断面画像の走査が終了した後に短軸３次元像を構築するのではなく、長軸方向に沿って走査しながら取得済みの短軸断面画像に対して実時間、あるいは、実時間に近い形で、短軸３次元像を逐次的に構築してもよい。走査済みの領域を確認しながら走査できるため、必要な領域を走査できたかどうかの判断が容易になる。
【００９９】
（９）実施の形態１に係る超音波診断装置では、頸動脈の血管壁の特性としてＩＭＴを測定する構成とした。しかしながら、本発明はこれに限定されず、頸動脈の血管壁の特性として、他の性状を測定する構成であってもよい。頸動脈の血管壁の特性として、例えば、粘弾性特性といった頸動脈の性状特性の測定にも用いることができる。粘弾性特性の例としては、頸動脈の弾性値、ひずみ量、粘度が挙げられる。
【０１００】
また、頸動脈の血管壁の特性として、拍動に起因したＩＭＴ測定値の時間的な変化を測定することにより血管壁の弾性率を測定する場合にも、本発明は有効である。毎回同じ測定位置において測定し、検査の精度を向上することができる。
【０１０１】
≪実施の形態２≫
実施の形態２の超音波診断装置２０およびその制御方法について、図面を参照しながら説明する。超音波診断装置２０は、頸動脈を長軸方向に沿って走査して取得した複数の短軸断面画像から３次元像の構築する点、及び決定した測定対象領域の長軸断面画像からＩＭＴ測定を行う点は超音波診断装置１０と同じである。しかしながら、３次元像を構成する短軸断面画像の解析結果と新たに取得した長軸断面画像の解析結果とを併用してＩＭＴの測定対象領域の測定位置・角度を決定する点において、超音波診断装置１０とは相違する。
【０１０２】
＜構成について＞
（全体構成）
図６は、実施の形態２に係る超音波診断装置２０の機能構成を示すブロック図である。超音波診断装置２０は、図６に示すように、被験体に対して超音波を送受信する超音波探触子９０、超音波探触子９０の位置及び角度を測定する探触子位置・角度測定手段１０４、情報を表示する表示器８０の各々が電気的に接続可能に構成されている。図６は、超音波診断装置２０に超音波探触子９０、探触子位置・角度測定手段１０４及び表示器８０が接続された状態を示す。
【０１０３】
超音波診断装置２０は、送受信処理部１００、２次元画像生成部１０１、短軸３次元像構築部１０２、短軸情報解析部２０３ａ、長軸情報解析部２０３ｂ、測定位置決定部２０３ｃ、判定部２０５、特性測定部２０６および表示制御部１０７を備える。
【０１０４】
このうち、短軸情報解析部２０３ａ、長軸情報解析部２０３ｂ、測定位置決定部２０３ｃは、両軸情報併用部２１０を構成する。両軸情報併用部２１０を構成する３つの部及び判定部２０５の構成及び動作について主に説明する。
【０１０５】
送受信処理部１００、２次元画像生成部１０１、短軸３次元像構築部１０２、特性測定部２０６および表示制御部１０７部は、超音波診断装置１０と同様の機能を有し説明を省略する。また、超音波探触子９０、探触子位置・角度測定手段１０４についても、超音波診断装置１０に用いた構成と同じであり説明を省略する。
【０１０６】
（短軸情報解析部２０３ａ）
短軸情報解析部２０３ａは、実施の形態１の測定位置・角度決定部１０３と同様の方法により短軸３次元像を解析して、頸動脈血管におけるＩＭＴの測定対象領域と最大活面の情報を少なくとも含む１次測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆ１を出力する。
【０１０７】
（判定部２０５）
判定部２０５は、１次測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆ１と超音波探触子９０の現在のスキャン面の位置・角度情報ｌｏｃＣｕｒとの差異に基づいて合致判定を行う。そして、判定部２０５は、測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆ１と位置・角度情報ｌｏｃＣｕｒとの差異が閾値以下であると判定された際に、現在の超音波探触子９０の位置及び角度において長軸断面画像ｌｏＣｉｎｅを取得するよう送受信処理部１００及び２次元画像生成部１０１に指示して、長軸断面画像を再度取得してもよい。送受信処理部１００及び２次元画像生成部１０１は、現在の超音波探触子９０の位置及び角度において長軸断面画像を取得し、２次元画像生成部１０１は長軸断面画像ｌｏＣｉｎｅを長軸情報解析部２０３ｂに出力する。
【０１０８】
（長軸情報解析部２０３ｂ）
長軸情報解析部２０３ｂは、長軸断面画像ｌｏＣｉｎｅを解析して測定位置の更新情報ｌｏｃＳｕｐを作成し、測定位置決定部２０３ｃに出力する。長軸情報解析部２０３ｂでは、測定位置と最大活面のうち、少なくとも、測定位置を更新する。
【０１０９】
ここで、短軸断面画像と長軸断面画像の解析結果とを併用する手法について説明する。短軸情報解析部２０３ａでは、短軸３次元像から生成した長軸断面に基づいて測定位置・角度を決定する。しかしながら、血管の拍動の影響などから、測定基準位置を検出する時の位置精度が十分に得られない場合がある。従って、長軸情報解析部２０３ｂでは、長軸断面画像ｌｏＣｉｎｅから抽出した外膜輪郭に基づいて測定基準位置を検出し、測定位置を決定する。外膜輪郭は、短軸断面画像における血管輪郭の抽出と同様に、Ｂモード画像の輝度値の変化などを用いて抽出する。長軸断面画像における輪郭は超音波画像内で直線状、あるいは、緩やかな弧を描いて変化するため、抽出結果がこれら形状の特徴を満たすように拘束条件を設定して抽出処理を実施してもよい。抽出した外膜輪郭から長軸情報解析部２０３ｂにおいて測定位置を決定する方法は、短軸情報解析部２０３ａにおいて測定位置を決定する方法と同様の方法を用いる。
【０１１０】
（測定位置決定部２０３ｃ）
測定位置決定部２０３ｃは、１次測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆ１と更新情報ｌｏｃＳｕｐに基づいて、２次測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆ２を決定する。具体的には、１次測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆ１における最大活面と、更新情報ｌｏｃＳｕｐにおける測定位置から２次測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆ２が構成される。
【０１１１】
また、２次測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆ２により決定されるスキャン面におけるＩＭＴの測定範囲情報ｍｅｓＲａｎ２についても設定し特性測定部２０６に出力する。
【０１１２】
図７は、実施の形態２に係る超音波診断装置２０において短軸断面画像と長軸断面画像の両方の解析結果を併用する手法を説明する概略図である。図７（ａ）に示す短軸断面画像における輪郭中心は拍動の影響を受け難いため、最大活面は短軸断面画像から正確に決定することができる。
【０１１３】
他方、測定位置については、図７（ｂ）に示す長軸断面画像からの長軸輪郭では拍動の影響に伴う凹凸が発生しないため測定基準位置を正確に決定することができ、測定基準位置から所定の距離に設定する測定位置も正確に決定できる。結果として、長軸断面画像と短軸断面画像の解析結果を組み合わせることで、最大活面と測定位置の両方を正確に決定することができる。
【０１１４】
（特性測定部２０６）
特性測定部２０６は、測定範囲情報ｍｅｓＲａｎ２により示される測定対象領域のＩＭＴを測定する。
【０１１５】
＜動作について＞
以上の構成からなる超音波診断装置２０の動作について、図８のフローチャートを用いて説明する。図８は、実施の形態２に係る超音波診断装置２０のＩＭＴ測定に関する動作を示すフローチャートである。頸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、ＩＭＴ測定範囲を自動的に決定し、測定範囲内のＩＭＴの測定を行うまでの動作について説明する。
【０１１６】
（ステップＳ３０１）
ステップＳ３０１において、血管を長軸方向に沿って超音波探触子９０で走査し、血管輪郭の短軸３次元像を構築する。
【０１１７】
（ステップＳ３０２）
ステップＳ３０２では、短軸３次元像を解析して測定対象領域の１次測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆ１を決定する。
【０１１８】
（ステップＳ３０３）
ステップＳ３０３では、少なくとも、短軸３次元像、１次測定位置・角度情報、および、現在の超音波探触子９０の位置及び角度におけるスキャン面を示す情報を３次元空間内にマッピングしてナビゲーション情報として表示する。操作者は、ナビゲーション情報に従って超音波探触子９０を１次測定位置・角度に移動させる。
【０１１９】
（ステップＳ３０４）
ステップＳ３０４では、超音波探触子９０の現在の位置及び角度と１次測定位置及び測定角度との差異が閾値以下であるか判定し、閾値以下であればステップＳ３０５に進み、閾値以下でなければ走査者は超音波探触子９０の移動を継続する。
【０１２０】
（ステップＳ３０５）
ステップＳ３０５では、現在の超音波探触子９０の位置及び角度において長軸断面画像ｌｏＣｉｎｅを取得する。
【０１２１】
（ステップＳ３０６）
ステップＳ３０６では、ステップＳ３０５で取得した長軸断面画像ｌｏＣｉｎｅから血管外膜の輪郭を抽出して測定基準位置を検出し更新情報ｌｏｃＳｕｐを決定する。抽出した血管からの測定位置の決定は、短軸情報解析部２０３ａと同様の方法により行う。すなわち、実施の形態１の測定位置・角度決定部１０３と同様の方法により長軸断面画像を解析して測定位置を再度決定する。
【０１２２】
（ステップＳ３０７）
ステップＳ３０７では、１次測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆ１と更新情報ｌｏｃＳｕｐに基づいて２次測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆ２を決定する。併せて、ＩＭＴの測定範囲を示す測定範囲情報ｍｅｓＲａｎ２も決定する。
【０１２３】
上記フローでは、ステップＳ３０５において測定に用いる長軸断面画像を決定した後に、ステップＳ３０６において長軸断面画像に基づいて更新情報ｌｏｃＳｕｐを決定する構成とした。しかしながら、１次測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆ１における測定位置・角度と２次測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆ２における測定位置・角度との差異が大きいと、ステップＳ３０５において取得した長軸断面画像ｌｏＣｉｎｅが２次測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆ２における測定範囲を包含しないケースが発生し得る。
【０１２４】
図９は、実施の形態２に係る超音波診断装置２０における長軸断面画像と測定対象領域との関係を説明する図である。
【０１２５】
図９（ａ）は、ステップＳ３０５で取得した長軸断面画像が測定範囲を包含するケースを示す。図９（ａ）の左側の図において、（１）は短軸３次元像の解析結果に基づく測定基準位置である。（２）は（１）に基づいて設定したスキャン面である。（３）は、長軸断面画像の解析結果に基づく測定基準位置である。（４）は、（１）に基づいて設定した測定範囲を示す。
【０１２６】
図９（ａ）の右図における（５）は、（３）に基づいて設定した測定範囲を示し、この測定範囲におけるＩＭＴが測定される。本ケースでは、（２）のスキャン面が（５）の測定位置・角度を包含するため、問題は発生しない。
【０１２７】
一方、図９（ｂ）は、（１）と（３）の位置の差異が大きいため、（２）のスキャン面が（５）の測定範囲を包含せず、ＩＭＴの測定が正しく行えないケースである。
【０１２８】
このような問題を防止するために、図９（ｃ）に示すように、ステップＳ３０５で取得した長軸断面画像に基づいて測定範囲を決定した後に、測定範囲（５）を包含するよう、（３）に基づいてスキャン面（６）を再設定し、再設定したスキャン面（６）において再度長軸断面画像を取得し、取得した長軸断面画像に基づいてステップＳ３０８においてＩＭＴの測定を行うようにしてもよい。
ここで、再設定後のスキャン面の位置についてもナビゲーション画面において提示する。例えば、再設定前のスキャン面の位置は点滅表示し、再設定後のスキャン面の位置は点滅させない表示とすれば、両者が識別できる。また、スキャン面の再設定までを一連の動作としてナビゲーションできるように、ステップＳ３０４において現在の位置・角度情報と１次測定位置・角度情報の差異が一定値以下となった時点で、当該位置における長軸断面画像を取得してスキャン面の再設定を行って再設定後のスキャン面をナビゲーション画面に反映し、再設定後のスキャン面に対して操作者を誘導してもよい。なお、ＩＭＴの測定は、再設定後のスキャン面において取得した長軸断面画像に対して実施する。
【０１２９】
（ステップＳ３０８）
ステップＳ３０８において、長軸断面画像ｌｏＣｉｎｅに基づき測定範囲情報ｍｅｓＲａｎ２により示される測定体操領域のＩＭＴを測定する。
【０１３０】
＜ＩＭＴを測定する診断方法の具体例について＞
次に、ＩＭＴを測定する診断方法の具体例について説明する。頸動脈の診断には大きく分けて２通りの方法があり、１つ目は、健康診断のようなスクリーニング目的であり、頸動脈の所定の位置におけるＩＭＴを測定することで動脈硬化の程度を判定する。この測定を、ＩＭＴ測定と呼ぶ。２つ目は、精査目的の診断であり、ＣＣＡ、Ｂｕｌｂ、あるいは、ＩＣＡ、ＥＣＡなどにおいてＩＭＴが最大となる位置を探索し、最大位置、および、最大位置の前後１ｃｍの位置など所定の距離だけ離れた位置のＩＭＴを測定する。この測定を、Ｍａｘ−ＩＭＴ測定と呼ぶ。
【０１３１】
図１０（ａ）と（ｂ）は、それぞれ、ＩＭＴ測定時の測定位置・角度情報の決定フロー、および、Ｍａｘ−ＩＭＴ測定時の測定位置・角度情報の決定フローを示すフローチャートである。
【０１３２】
（ＩＭＴ測定時の測定位置・角度情報の決定フロー）
ＩＭＴ測定時は、まず、ステップＳ３０２１において、短軸３次元像を解析して血管中心線を検出し、最大活面を決定する。
【０１３３】
続いて、ステップＳ３０２２では、短軸３次元像を解析してＣＣＡ−Ｂｕｉｂ境界２１９の位置を仮決定する。
【０１３４】
ステップＳ３０２３において、最大活面とＣＣＡ−Ｂｕｌｂ境界２１９の位置に基づいて１次測定位置・角度情報を決定する。
【０１３５】
ステップＳ３０６１では、検査者がナビゲーションに従って取得した長軸断面画像を解析して、ＣＣＡ−Ｂｕｌｂ境界２１９の位置を確定する。
【０１３６】
最後に、ステップＳ３０７１において、ステップＳ３０２１で決定した最大活面と、ステップＳ３０６１で確定したＣＣＡ−Ｂｕｌｂ境界２１９の位置に基づいて２次測定位置・角度情報を決定する。
【０１３７】
（Ｍａｘ−ＩＭＴ測定時の測定位置・角度情報の決定フロー）
Ｍａｘ―ＩＭＴ測定時には、まず、ステップＳ３０２５において、短軸３次元像を解析して血管中心線を検出し、測定に用いる最大活面を決定する。
【０１３８】
続いて、ステップＳ３０２６では、短軸３次元像を解析して内中膜の最大肥厚位置を仮決定する。ここで、最大肥厚位置は、ＣＣＡ、Ｂｕｌｂ、あるいは、ＩＣＡ、ＥＣＡなどの各部において検出してもよいし、頸動脈を走行方向に沿って複数区間に分割した各区間において検出してもよい。このとき、最大肥厚位置は部位や区間毎に複数設定される。あるいは、最大肥厚位置を検出するのではなく、ＩＭＴが所定の閾値を越える部位を全て検出してもよい。
【０１３９】
次に、ステップＳ３０２７では、最大活面と最大肥厚位置に基づいて、最大肥厚位置における最大活面がスキャン面となるように１次測定位置・角度情報を決定する。
【０１４０】
ステップＳ３０６２では、検査者がナビゲーションに従って取得した長軸断面画像を解析して、最大肥厚位置を確定する。
【０１４１】
最後に、ステップＳ３０７２において、ステップＳ３０２５で決定した最大活面と、ステップＳ３０６２で確定した最大肥厚位置に基づいて２次測定位置・角度情報を決定する。
【０１４２】
経過観察や投薬効果の確認などにおいては、初回の診断時に測定した最大肥厚位置と同一の位置を、その後の診断時に繰り返し測定できることが望ましく、上記のＭａｘ−ＩＭＴ測定方法により最大肥厚部の位置を正確に決定できることの有用性は高い。
【０１４３】
なお、測定を行う最大活面は複数設定してもよく、ナビゲーション画面においては、複数の最大活面を順に測定するように検査者に対して測定位置・角度情報を提示する。特に、プラーク部位を対象としたＭａｘ―ＩＭＴの測定などでは、複数の最大活面から測定することにより、プラークの３次元的な形状を、より正確に捉えることができる。例えば、短軸３次元像を解析してＩＭＴが最大となる最大活面を基準として、所定の角度だけ異なる最大活面についても測定対象とする。
【０１４４】
＜効果＞
短軸３次元像から生成した長軸断面画像は拍動の影響で輪郭に凹凸が発生するため、長軸断面画像における輪郭形状を解析して決定する測定基準位置の位置精度が低下し、正しい測定位置が得られない。このように、測定基準位置を決定する際の位置精度が低下するということが懸念された。
【０１４５】
これに対し、実施の形態２に係る超音波診断装置２０では、短軸３次元像に基づきＩＭＴ測定対象領域を含むようの長軸断面画像を取得できる位置及び角度を決定して新たに取得した長軸断面画像に基づいてＩＭＴ測定対象領域の決定を行う。そのため、短軸３次元像から生成した長軸断面に基づいてＩＭＴ測定対象領域の決定する場合に生じていた拍動に伴って長軸方向でのＩＭＴの測定対象領域の決定の基準となる測定基準位置の特定が変動するという問題が生じない。そのため、操作者は測定対象領域を含む長軸断面画像を取得しＩＭＴを正確に測定することができる。
【０１４６】
また、超音波診断装置２０は、短軸断面画像と長軸断面画像とを併用して測定位置を決定することでＩＭＴの測定精度が向上する。そのため、血管の超音波診断におけるＩＭＴ測定の精度と再現性を大幅に改善できる。
【０１４７】
＜変形例＞
以上、実施の形態に係る超音波診断装置２０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。
【０１４８】
（１）図１０（ｂ）におけるＭａｘ―ＩＭＴ測定の各動作は、短軸断面画像と長軸断面画像を併用して２次測定位置・角度情報を決定する例として説明したが、超音波診断装置１０においても適用できる。超音波診断装置１０は、短軸断面画像の解析結果のみから測定位置・角度情報を決定するため、１次測定位置・角度情報の決定に必要なステップのみから構成される。
【０１４９】
（２）図１０（ａ）におけるＩＭＴ測定と、（ｂ）におけるＭａｘ―ＩＭＴ測定をユーザーが切替えられるようにしてもよい。このとき、切替え信号が両軸情報併用部２１０に対して入力され、両軸情報併用部２１０は入力信号に応じて両モードを切替える。
【０１５０】
（３）本実施の形態では、ナビゲーションを目的としたが、短軸断面画像と長軸断面画像を併用して高精度に位置決定を行う方法は、短軸３次元像において検出したプラークの測定基準位置からの相対位置を、長軸断面画像を用いて正確に測定するなど、他の用途に用いることも可能である。
【０１５１】
≪実施の形態３≫
実施の形態３の超音波診断装置３０およびその制御方法について、図面を参照しながら説明する。超音波診断装置３０は、頸動脈を長軸方向に沿って走査して取得した複数の短軸断面画像から３次元像の構築する点、及び決定した測定対象領域の長軸断面画像からＩＭＴ測定を行う点は超音波診断装置１０と同じである。しかしながら、３次元像を構成する短軸断面画像に基づいて、プラーク面積、プラーク容積、血管の面積狭窄率、及び径狭窄率等、３次元像から得られる血管壁の特性を解析する点において、超音波診断装置１０とは相違する。
【０１５２】
＜構成について＞
（全体構成）
図１１は、実施の形態３に係る超音波診断装置３０の機能構成を示すブロック図である。超音波診断装置３０は、図１１に示すように、被験体に対して超音波を送受信する超音波探触子９０、超音波探触子９０の位置及び角度を測定する探触子位置・角度測定手段１０４、情報を表示する表示器８０の各々が電気的に接続可能に構成されている。図１１は、超音波診断装置３０に超音波探触子９０、探触子位置・角度測定手段１０４及び表示器８０が接続された状態を示す。
【０１５３】
超音波診断装置３０は、送受信処理部１００、２次元画像生成部１０１、短軸３次元像構築部１０２、測定位置・角度決定部１０３、判定部１０５、特性測定部３０６および表示制御部１０７を備える。このうち、測定位置・角度決定部１０３、特性測定部３０６の動作について主に説明する。超音波診断装置３０は、送受信処理部１００、２次元画像生成部１０１、短軸３次元像構築部１０２、判定部１０５および表示制御部１０７は、超音波診断装置１０と同様の機能を有し説明を省略する。また、超音波探触子９０、探触子位置・角度測定手段１０４についても、超音波診断装置１０に用いた構成と同じであり説明を省略する。
【０１５４】
（測定位置・角度決定部１０３）
測定位置・角度決定部１０３は、短軸３次元像における内腔内膜輪郭、外膜中膜輪郭の形状を解析して血管の長軸断面におけるＩＭＴの最大肥厚位置を検出し、内中膜厚の肥厚であるプラーク部位として特定する。
【０１５５】
（特性測定部３０６）
特性測定部３０６は、超音波診断装置１０と同様に２次元画像ｌｏＣｉｎｅを２次元画像生成部１０１から取得し、測定範囲情報ｍｅｓＲａｎが示す範囲のＩＭＴを測定する。ＩＭＴを測定については、超音波診断装置１０と同じ構成であり説明を省略する。  さらに、特性測定部３０６は、血管輪郭の３次元像ｓｈＣｏｎｔを短軸３次元像構築部１０２から取得し３次元像ｓｈＣｏｎｔから得られる血管壁の特性を解析し、測定結果を表示制御部１０７に出力する。３次元像ｓｈＣｏｎｔから得られる血管壁の特性として、例えば、プラーク面積、プラーク容積、血管の面積狭窄率、及び径狭窄率等を測定することができる。
【０１５６】
図１２は、実施の形態３に係る超音波診断装置３０におけるプラーク容積の測定方法を説明する図である。上述したように、血管壁における内中膜が肥大しＩＭＴが局所的に一定値を超えた状態をプラークといい、図１２（ａ）に示すように血管壁は構造変化をきたす。
【０１５７】
プラークの測定には、図１２（ａ）に示すように、測定位置・角度決定部１０３は、頸動脈における内中膜の最大肥厚位置を検出する。次に、特性測定部３０６は、最大肥厚位置付近の複数の短軸断面画像における内中膜の断面積を算出する。図１２（ａ）では、断面Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃを用いて３か所の断面における内中膜の断面積を算出する例を示している。そのため、先ず、短軸断面画像に基づき、例えばエッジ検出処理や動的輪郭法などの画像処理手法を用いて内膜内腔境界と外膜中膜境界の輪郭を抽出する。そして、内膜内腔境界の輪郭と外膜中膜境界の輪郭に含まれる範囲の面積を算出することにより、各断面における内中膜の断面積をプラーク面積として算出する。
【０１５８】
そして、図１２（ｂ）に示すように、各断面におけるプラーク面積に、隣接する各断面間の距離を乗じて長軸方向に積分することにより、プラーク容積を算出することができる。
【０１５９】
尚、各短軸断面が長軸に対して傾斜角θをなして傾斜している場合には、図１２（ｃ）に示すように、各断面のプラーク面積にｓｉｎθを乗じる補正を行った上で長軸方向に積分することにより、精度よくプラーク容積を算出することができる。
【０１６０】
＜動作について＞
以上の構成からなる超音波診断装置２０の動作について、図１３のフローチャートを用いて説明する。図１３は、実施の形態３に係る超音波診断装置３０のフローチャートである。ステップＳ２０１、Ｓ２０２、及びＳ２０３以後の動作については超音波診断装置１０と同じであり説明を省略する。
【０１６１】
（ステップＳ２０２Ａ）
ステップＳ２０２Ａでは、測定位置・角度決定部１０３は、短軸３次元像における内腔内膜輪郭、外膜中膜輪郭の形状を解析して血管の長軸断面におけるＩＭＴの最大肥厚位置を検出し、内中膜厚の肥厚であるプラーク部位を特定する。
【０１６２】
次に、特性測定部３０６は、長軸断面におけるＩＭＴの最大肥厚位置付近について、各短軸３次元像における内腔内膜輪郭、外膜中膜輪郭の形状から、各短軸断面におけるプラーク面積を算出する。プラーク面積は、上述したように、各断面における内腔内膜輪郭、外膜中膜輪郭に囲まれた内中膜の断面積を求めることにより算出できる。そして、各断面におけるプラーク面積に、隣接する各断面間の距離を乗じて長軸方向に積分することにより、プラーク容積を算出する。
【０１６３】
算出したプラーク容積を、短軸３次元像、最大肥厚位置、各短軸断面における内腔内膜輪郭、外膜中膜輪郭と共に、同一座標空間内にマッピングしたナビゲーション情報として表示器８０に表示し操作者に提示する。プラークの３次元的な輪郭は、取得した複数の長軸像の輪郭を補間することで得られる。また、補間結果などに基づいて体積を算出することもできる。
【０１６４】
＜効果＞
実施の形態３に係る超音波診断装置３０では、短軸３次元像を解析して最大肥厚位置を検出し、最大肥厚位置付近の各短軸画像におけるプラーク面積を求め、プラーク面積に隣接する各断面間の距離を乗じて長軸方向に積分することによりプラーク容積を算出する。すなわち、プラークの大きさを正確に測定することができる。これによって、これまで定量的な評価が難しかったプラーク診断の客観性を高め、プラーク診断に基づく、投薬、あるいは、外科的にプラークを剥離するなどの治療を適切に行えるようにすることができる。特に、投薬によるプラークの縮退効果を早期に見極めるには体積測定が有効とされている。
【０１６５】
＜変形例＞
以上、実施の形態に係る超音波診断装置３０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。
【０１６６】
（１）超音波診断装置３０では、３次元像から得られる血管壁の特性を解析する例として、プラーク面積及びプラーク容積を用いた例を説明した。しかしながら、３次元像から得られる血管壁の特性として、血管の面積狭窄率及び径狭窄率等を測定することも可能である。例えば、面積狭窄率の計算では、プラークが仮に存在しない場合に想定される内腔内膜境界内の断面積に対するプラークがある状態での内腔内膜境界内の断面積の比率を求めることにより算出できる。プラークが存在しない場合に想定される内腔内膜境界内の断面積は、短軸断面画像におけるプラークがない部分の内腔内膜境界を外挿することにより推定することができる。
【０１６７】
（２）超音波診断装置３０では、長軸方向に沿ってハンドスキャンにより取得した複数の短軸断面画像から構築した３次元像からプラーク面積及びプラーク容積を解析した。しかしながら、プラークの体積を測定するために、プラーク全体に対して等間隔で長軸像が得られるようにするなど、体積の測定に必要な複数の長軸像を決定し、これらの長軸像が取得できるようにナビゲーションを行う構成としてもよい。
【０１６８】
（３）プラークの経時的な変化を観察するために、基準となる診断時における３次元像とスキャン面との位置関係に基づきナビゲーションを行ってもよい。
【０１６９】
例えば、初回診断時など、基準となる診断時における３次元像とスキャン面との位置関係を少なくとも記憶しておく。具体的には、頸動脈のＢｉｆ２１７や、ＣＣＡ−Ｂｕｌｂ境界２１９などの測定基準位置からの距離と、ＣＣＡ２１３の中心線とスキャン面との相対的な角度、又は、ＣＣＡ２１３とＩＣＡ２１５、あるいはＥＣＡ２１６の中心線上の点を通る平面とスキャン面との相対的な角度を記録する。次の診断時には、長軸方向に沿って走査を行って３次元像を構築したうえで、記録しておいた基準のスキャン面を３次元像に重畳して表示する。これにより、操作者は、容易に基準のスキャン面における超音波画像を取得することができる。
【０１７０】
これにより、例えば、脳梗塞の要因である頸動脈プラークの有無や厚みを測定する場合にも、頸動脈の短軸方向断面におけるプラークの測定位置を特定し、毎回同じ位置において、プラークの大きさの推移を見ることができる。
【０１７１】
≪実施の形態４≫
実施の形態４の超音波診断装置４０およびその制御方法について、図面を参照しながら説明する。超音波診断装置４０は、頸動脈を長軸方向に沿って走査して取得した複数の短軸断面画像から３次元像の構築する点、及び決定した測定対象領域の長軸断面画像からＩＭＴ測定を行う点は超音波診断装置１０と同じである。しかしながら、列状に配置された複数の超音波振動子からなる振動子列が当該列と垂直な行方向に複数配列されてなる超音波探触子９１が接続可能に構成されており、超音波探触子の位置及び角度を測定する位置・角度測定手段１０４を必要としない点において、超音波診断装置１０とは相違する。
【０１７２】
＜構成について＞
（全体構成）
図１４は、実施の形態４に係る超音波診断装置４０の機能構成を示すブロック図である。超音波診断装置４０は、図１４に示すように、被験体に対して超音波を送受信する超音波探触子９１、情報を表示する表示器８０の各々が電気的に接続可能に構成されている。図１４は、超音波診断装置４０に超音波探触子９１及び表示器８０が接続された状態を示す。
【０１７３】
超音波診断装置４０は、送受信処理部１００、２次元画像生成部１０１、短軸３次元像構築部１０２、測定位置・角度決定部１０３、特性測定部１０６および表示制御部１０７及びスキャン面設定部４０８を備える。このうち、スキャン面設定部４０８の構成及び動作について主に説明する。また、超音波探触子９１についても説明する。超音波診断装置４０は、送受信処理部１００、２次元画像生成部１０１、短軸３次元像構築部１０２、測定位置・角度決定部１０３、特性測定部１０６および表示制御部１０７は、超音波診断装置１０と同様の機能を有し詳細な説明は省略する。
【０１７４】
（超音波探触子９１）
図１５は、実施の形態４に係る超音波診断装置４０に用いる超音波探触子９１の模式図である。超音波探触子９１は、図１５に示すように、複数の圧電素子が列方向Ｘに直線状に配列された振動子列９１ａが当該列と垂直な行方向Ｙに複数ライン配列されてなるマトリックス状振動子９１ｃを備えた構成である。
【０１７５】
超音波探触子９１は、後述の送受信処理部１００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９１ｃ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頸動脈に向けて超音波ビームを照射する。ここでは、頸動脈の短軸断面の２次元画像を取得するために、例えば、マトリックス状に配置された振動子９１ｃにおける列方向Ｘが頸動脈の長軸方向と垂直となるように超音波探触子９１を配置し、スキャン面９１ｘを長軸方向と垂直に形成するために振動子列９１ａの1行以上を駆動して超音波ビームを発射する。この際、複数行の振動子列９１ａを駆動する場合にはビームフォーミングによりスキャン面を形成する。そして、超音波探触子９１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９１ａ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１００に供給する。
【０１７６】
そして、頸動脈の短軸断面画像を複数取得するために、図１５に示すように、駆動する振動子列９１ａを頸動脈の長軸方向に沿った行方向Ｙに沿って電気的にスキャンをする。超音波探触子９１の振動子９１ｃを皮膚表面に当接させ、駆動する振動子列９１ａを頸動脈の長軸方向に沿った行方向Ｙにスキャンさせて超音波ビームを送信する。
【０１７７】
（送受信処理部１００）
ここでは、スキャン面９１ｘを長軸方向と垂直に形成し、上述の行方向Ｙへの複数回スキャン（以後、「行方向スキャン」と略称する）して振動子列９１ａを駆動することにより、各スキャン面９１ｘに対応した複数フレームの頸動脈の短軸断面の受信信号が逐次生成される。これら複数フレームの受信信号は、２次元画像生成部１０１に供給される。
【０１７８】
（２次元画像生成部１０１）
２次元画像生成部１０１は、受信信号に基づき、フレーム毎に対応した頸動脈の短軸画像である２次元画像ｓｈＣｉｎｅを生成し、３次元像構築部１０２へ供給する。これら２次元画像ｓｈＣｉｎｅは列方向スキャンによって取得された列番号とともに短軸３次元像構築部１０２に供給される。
【０１７９】
（短軸３次元像構築部１０２）
短軸３次元像構築部１０２は、２次元画像ｓｈＣｉｎｅから頸動脈の血管の輪郭を抽出する。そして、各短軸断面画像を取得したスキャン面の位置に基づき血管輪郭を３次元空間内にマッピングして頸動脈の３次元像を構築する。この際、短軸断面画像毎の輪郭部分を行方向スキャンにより得られた順に繋ぎ合わせて頸動脈の３次元像を構築する。３次元空間内にマッピングした血管輪郭とその座標ｓｈＣｏｎｔを測定位置・角度決定部１０３に出力する。
【０１８０】
（測定位置・角度決定部１０３）
測定位置・角度決定部１０３は、実施の形態１の測定位置・角度決定部１０３と同様の方法により短軸３次元像を解析して、頸動脈血管におけるＩＭＴの測定対象領域と最大活面の情報を少なくとも含む測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆを出力する。
【０１８１】
（スキャン面設定部４０８）
スキャン面設定部４０８は、測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆに基づき、超音波探触子９１のＩＭＴの測定対象領域を含む長軸断面画像を取得するためのスキャン面を決定する。そして、送受信処理部１００に対し決定したスキャン面において特性測定用の長軸断面画像を取得するための送信処理及び受信処理を行うよう指示する。
【０１８２】
具体的には、超音波探触子９１においてマトリックス状に配置された振動子９１ｃにおける列方向Ｘが頸動脈の長軸方向と垂直となるように、短軸断面画像を取得したときと同じ位置に超音波探触子９１を配置する。そして、図１５に示すように長軸方向と平行なスキャン面９１ｙを形成するために、長軸方向に沿った行方向Ｙに平行な振動子行９１ｂの1列以上を駆動して超音波ビームを発射する。この際、複数行の振動子行９１ｂを駆動する場合にはビームフォーミングによりスキャン面９１ｙを形成する。そして、超音波探触子９１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、振動子行９１ｂ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１００に供給する。
【０１８３】
送受信処理部１００から受信信号を受けた２次元画像生成部１０１は、受信信号に基づき長軸画像である２次元画像ｌｏＣｉｎｅを生成し、後述する特性測定部１０６へ供給する。
【０１８４】
（特性測定部１０６）
特性測定部１０６は、２次元画像ｌｏＣｉｎｅを２次元画像生成部１０１から取得し、測定範囲情報ｍｅｓＲａｎが示す範囲のＩＭＴを測定する。
【０１８５】
これにより、スキャン面設定部４０８において、測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆに基づいて決定されたスキャン面９１ｙにおいて取得した長軸断面像ｌｏＣｉｎｅに基づき、特性測定部１０６にてＩＭＴが測定される。
【０１８６】
（表示制御部１０７）
表示制御部１０７は、測定位置・角度決定部１０３から、スキャン面を示す測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆと、ＩＭＴの測定範囲を示す測定範囲情報ｍｅｓＲａｎを受けて、当該スキャン面とＩＭＴの測定範囲を短軸３次元像に重畳させて表示器８０に表示させる。
【０１８７】
また、表示制御部１０７は、特性測定部１０６からＩＭＴ測定の結果を示す情報を受信し、ＩＭＴを表示器８０に表示させる。この際、ＩＭＴ測定を行ったＩＭＴ測定範囲２１２を３次元像とともに表示すれば、操作者により分かりやすい使い勝手のよい構成となる。
【０１８８】
＜動作について＞
以上の構成からなる超音波診断装置４０の動作について、図１６のフローチャートを用いて説明する。図１６は、実施の形態４に係る超音波診断装置４０のフローチャートである。
【０１８９】
（ステップＳ２０１）
ステップＳ２０１において、超音波探触子９１の振動子列を頸動脈の長軸方向とは略垂直方向に配置して、駆動する振動子列を頸動脈の長軸方向に沿ってスキャンし、頸動脈の短軸断面画像を複数取得する。そして、複数の短軸断面画像の各々から血管輪郭を抽出し、各短軸断面画像が示す血管におけるスキャン面の位置及び角度に基づき血管輪郭を３次元空間内にマッピングし頸動脈の３次元像を構築する。このとき、スキャン面の位置及び角度は、超音波探触子９１から受信した各短軸断面画像を取得した行番号から算出する。血管輪郭の抽出時には、内膜、中膜及び外膜のうち、少なくとも外膜輪郭を抽出する。
【０１９０】
（ステップＳ２０２）
ステップＳ２０２では、実施の形態１と同様の方法により短軸３次元像における外膜輪郭の形状を解析して血管における測定対象領域を含む断面画像を取得できる超音波探触子９１のスキャン面の位置及び角度を決定する。ＩＭＴの測定は長軸断面画像を用いて実施するため、測定対象領域を含む長軸断面画像像を取得するためのスキャン面の位置及び角度を決定する。
【０１９１】
（ステップＳ２０４Ｂ）
ステップＳ２０４Ｂでは、測定位置・角度情報ｌｏｃＲｅｆとの差異が閾値以下となるように、ＩＭＴの測定対象領域を含む長軸断面画像を取得するための超音波探触子９１のスキャン面を決定する。スキャン面を長軸方向と平行に形成するために、長軸方向に沿った振動子行の1行以上を駆動するようスキャン面を決定する。
【０１９２】
（ステップＳ２０５Ｂ）
ステップＳ２０５において、ステップＳ２０４Ｂにて決定されたスキャン面において超音波探触子９１を駆動し長軸断面画像を取得する。そのために、スキャン面設定部４０８は、送受信処理部１００に対し決定したスキャン面において特性測定用の長軸断面画像を取得するための送信処理及び受信処理を行うよう指示する。
【０１９３】
（ステップＳ２０６Ｂ）
ステップＳ２０６Ｂにおいて、実施の形態１と同様の方法によりステップＳ２０５Ｂで取得した超音波画像に基づいて、測定範囲情報ｍｅｓＲａｎにおけるＩＭＴを測定する。
【０１９４】
＜効果＞
以上、説明したように超音波診断装置４０によれば、列方向Ｘに配置された複数の超音波振動子からなる振動子列９１ａが当該列と垂直な行方向Ｙに走査可能に構成されてなる超音波探触子９１を用いることにより、血管におけるＩＭＴ測定対象領域の長軸断面画像を取得できる超音波探触子９１のスキャン面９１ｙを容易に設定することができる。そのため、操作者は常に測定対象領域を含む長軸断面画像を取得しＩＭＴを正確に測定することができる。
【０１９５】
また、ＩＭＴ測定対象領域の長軸断面画像を取得できるスキャン面９１ｙにて新たに取得した長軸断面画像に基づいてＩＭＴ測定を行う。そのため、短軸３次元像から生成した長軸断面に基づいてＩＭＴを測定していた際に生じていた拍動に伴って長軸方向でのＩＭＴの測定結果が変動するという問題が生じない。
【０１９６】
さらに、血管におけるＩＭＴ測定対象領域の長軸断面画像を取得できる超音波探触子９１のスキャン面９１ｙの設定は自動で行われるため、操作者は超音波探触子９１を移動させる必要はなく、未熟練者でも簡便にＩＭＴ測定が行うことができる。
【０１９７】
＜変形例＞
以上、実施の形態に係る超音波診断装置４０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。
【０１９８】
（１）超音波診断装置４０では、超音波探触子９１は、列方向Ｘに配置された複数の超音波振動子からなる振動子列９１ａが当該列と垂直な行方向Ｙに複数配列されているマトリックス振動子９１ｃを用いた例を説明した。しかしながら、超音波探触子は、列方向に配置された振動子列が当該列と垂直な行方向に走査可能に構成されていればよく、例えば、振動子列が当該列と垂直方向に移動可能に構成されている構成であってもよい。１次元の超音波振動子がプローブ内で揺動することで３次元像を取得する揺動プローブなどを利用できる。
【０１９９】
図１７は、実施の形態４の変形例に係る超音波診断装置４０Ａに用いる実施の形態４に係る超音波診断装置４０に用いる超音波探触子９２の模式図である。列方向Ｘに配置された複数の超音波振動子からなる振動子列９２ａが当該列と垂直な行方向Ｙに移動可能に構成されている。また、行方向Ｙに移動は搖動によるものであってもよい。振動子列９２ａを駆動することにより列方向Ｘに平行なスキャン面９２ｘを形成することができる。他方、振動子列９２ａに含まれる１以上の振動子をＹ方向に移動させながら駆動することにより、行方向Ｙに平行なスキャン面９２ｙを形成することができる。スキャン面９２ｘにおいて取得した複数の短軸断面画像から短軸３次元像を構築し、血管におけるＩＭＴ測定対象領域の長軸断面画像を取得できる長軸断面画像の位置及び角度を決定し、スキャン面設定部４０８により当該長軸断面画像を取得できるスキャン面９２ｙを設定することができる。これにより、操作者は常に測定対象領域を含む長軸断面画像を取得しＩＭＴを正確に測定することができる。
【０２００】
（２）本実施の形態では、３次元像を取得するための３次元プローブとして、プローブ面に超音波振動子が２次元的に配置された２次元プローブの一例として、マトリクスプローブを利用した例を説明した。しかしながら、２次元プローブを使用する際にも、その種類を限定するものではなく、リニアプローブ、コンベックスプローブ、セクタープローブなど種々のプローブが選択可能である。
【０２０１】
（３）３次元プローブで得られる観察領域が狭い場合には、３次元プローブを移動させながらスキャンし、個々の位置で取得した３次元像を連結することで、広い領域の３次元像を得ることができる。すなわち、３次元プローブにおいて１度のスキャンにより取得可能な３次元領域よりも、頸動脈の範囲が大きい場合は、複数回に分けてスキャンし得られた３次元領域を連結して頸動脈全体の３次元像を得ることができる。その場合、各スキャンで得られた３次像のうち隣接する３次像がオーバーラップするようにプローブを移動させることができる。そして、３次元像の連結時には、個々の３次元像において抽出した血管の短軸断面画像における血管輪郭、あるいは、血管輪郭の中心線が整合するように位置合わせを行うことで、３次元像を連続的に連結することができる。
【０２０２】
≪実施の形態５≫
上記各実施の形態で示した超音波診断装置の制御方法を実現するためのプログラムを、フレキシブルディスク等の記録媒体に記録するようにすることにより、上記実施の形態で示した処理を、独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。
【０２０３】
図１８は、上記各実施の形態の超音波診断装置の制御方法を、フレキシブルディスク等の記録媒体に記録されたプログラムを用いて、コンピュータシステムにより実施する場合の説明図である。
【０２０４】
図１８（ｂ）は、フレキシブルディスクの正面からみた外観、断面構造、及びフレキシブルディスクを示し、図１８（ａ）は、記録媒体本体であるフレキシブルディスクの物理フォーマットの例を示している。フレキシブルディスクＦＤはケースＦ内に内蔵され、該ディスクの表面には、同心円状に外周からは内周に向かって複数のトラックＴｒが形成され、各トラックは角度方向に１６のセクタＳｅに分割されている。従って、上記プログラムを格納したフレキシブルディスクでは、上記フレキシブルディスクＦＤ上に割り当てられた領域に、上記プログラムが記録されている。
【０２０５】
また、図１８（ｃ）は、フレキシブルディスクＦＤに上記プログラムの記録再生を行うための構成を示す。超音波診断装置の制御方法を実現する上記プログラムをフレキシブルディスクＦＤに記録する場合は、コンピュータシステムＣｓから上記プログラムをフレキシブルディスクドライブを介して書き込む。また、フレキシブルディスク内のプログラムにより超音波診断装置の制御方法を実現する上記超音波診断装置の制御方法をコンピュータシステム中に構築する場合は、フレキシブルディスクドライブによりプログラムをフレキシブルディスクから読み出し、コンピュータシステムに転送する。
【０２０６】
なお、上記説明では、記録媒体としてフレキシブルディスクを用いて説明を行ったが、光ディスクを用いても同様に行うことができる。また、記録媒体はこれに限らず、ＩＣカード、ＲＯＭカセット等、プログラムを記録できるものであれば同様に実施することができる。
【０２０７】
なお、図１、図６、図１１及び図１４の超音波診断装置のブロックは典型的には集積回路であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。
【０２０８】
ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０２０９】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサーで実現してもよい。例えば、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などのグラフィクス処理用の専用回路が使用できる。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
【０２１０】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【０２１１】
また、図１、図６、図１１及び図１４の超音波診断装置の各手段は、インターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのネットワークを介して接続してもよい。例えば、ネットワーク上のサーバや蓄積デバイスに保持された超音波画像を読み込む構成などが可能である。さらに、各手段の機能追加などをネットワーク経由で行ってもよい。
≪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。
【０２１２】
また、発明の理解の容易のため、上記各実施の形態で挙げた各図の構成要素の縮尺は実際のものと異なる場合がある。また本発明は上記各実施の形態の記載によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【０２１３】
さらに、超音波診断装置においては基板上に回路部品、リード線等の部材も存在するが、電気的配線、電気回路について画像診断装置等の技術分野における通常の知識に基づいて様々な態様を実施可能であり、本発明の説明として直接的には無関係のため、説明を省略している。尚、上記示した各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
【産業上の利用可能性】
【０２１４】
本発明に係る超音波診断装置およびその制御方法によれば、最適なスキャン面において血管の内中膜厚を測定できるように検査者をナビゲーションすることで、ＩＭＴの測定が簡便かつ高い再現性をもって行える。故に、本発明に係る超音波診断装置およびその制御方法は、動脈硬化のスクリーニングなどにおける検査時間の短縮と診断精度の向上を実現できることから、医療診断機器産業において広く活用することが可能である。
【符号の説明】
【０２１５】
１０、２０、３０、４０、４０Ａ  超音波診断装置
８０  表示器
９０、９１、９２  超音波探触子
１００  送受信処理部
１０１  ２次元画像生成部
１０２  短軸３次元像構築部
１０３  測定位置・角度決定部
１０４  探触子位置・角度測定手段
１０４ａ  撮像手段
１０４ｂ  光学マーカ
１０５、２０５  判定部
１０６、２０６、３０６  特性測定部
１０７  表示制御部
２０３ａ  短軸情報解析部
２０３ｂ  長軸情報解析部
２０３ｃ  測定位置決定部
４０８  スキャン面設定部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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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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【国際調査報告】
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