(57)【要約】【課題】  造影剤からの反射波に基づき、対象領域内の圧力情報を高精度に取得することが求められる。【解決手段】  被検体内の対象領域内の造影剤からの反射波を受信する変換素子と、前記対象領域内の圧力情報を取得する圧力情報取得手段と、を有し、前記変換素子は、第１の期間と、前記第１の期間とは前記対象領域内の圧力が異なる第２の期間と、の夫々において造影剤からの反射波を受信し、前記圧力情報取得手段は、前記第１の期間における反射波に基づく受信信号と、前記第２の期間における反射波に基づく受信信号と、前記第１の期間において取得された対象領域とは異なる部位の圧力情報と、に基づいて前記対象領域内の第２の期間における圧力情報を取得する。【選択図】  図１
2015150391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内の対象領域内の造影剤からの反射波を受信し、時系列の受信信号を出力する変換素子と、
前記対象領域内の圧力情報を取得する圧力情報取得手段と、
を有し、
前記変換素子は、第１の期間と、前記第１の期間とは前記対象領域内の圧力が異なる第２の期間と、の夫々において造影剤からの反射波を受信し、
前記圧力情報取得手段は、前記第１の期間における反射波に基づく受信信号と、前記第２の期間における反射波に基づく受信信号と、前記第１の期間において取得された対象領域とは異なる部位の圧力情報と、に基づいて前記対象領域内の第２の期間における圧力情報を取得することを特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項２】
前記受信信号から求められる周波数に関する情報と、前記対象領域内の造影剤の存在濃度に関する情報と、圧力情報と、の関係を示すテーブルを保持するメモリを備えることを特徴とする請求項１に記載の被検体情報取得装置。
【請求項３】
前記圧力情報取得手段は、前記第１の期間における反射波に基づく受信信号と、前記第１の期間における前記異なる部位の圧力情報と、に基づいて前記対象領域内の造影剤の存在濃度に関する情報を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の被検体情報取得装置。
【請求項４】
前記対象領域は左心室であり、前記第１の期間は左室収縮期であり、前記第２の期間は左室拡張末期であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項５】
前記異なる部位の圧力情報として、圧力測定器により測定された上腕血圧の情報が前記圧力情報取得手段に入力されることを特徴とする請求項４に記載の被検体情報取得装置。
【請求項６】
心拍情報取得手段により取得された心拍に関連する情報を基に、前記左室収縮期及び前記左室拡張末期のタイミングが前記圧力情報取得手段に入力されることを特徴とする請求項４又は５に記載の被検体情報取得装置。
【請求項７】
前記圧力情報取得手段は、心拍情報取得手段により取得された複数の心拍毎に前記左室拡張末期における圧力情報を取得し、複数の前記圧力情報を平均化することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項８】
表示手段に表示するため表示データを生成する画像処理手段をさらに有し、
前記画像処理手段は、前記圧力情報を前記表示手段に表示することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項９】
表示手段に表示するため表示データを生成する画像処理手段をさらに有し、
前記画像処理手段は、前記心拍関連情報により得られる心拍に同期して前記圧力情報の表示を更新することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１０】
前記変換素子から出力される受信信号を用いて前記対象領域の音響特性分布を生成する分布生成手段をさらに有し、
前記画像処理手段は、前記音響特性分布と前記圧力情報とを同じ画面内に表示することを特徴とする請求項８又は９に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１１】
前記造影剤は殻の内部に気体を含むバブルを備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１２】
被検体内の対象領域内の造影剤からの反射波を受信し、時系列の受信信号を出力する変換素子と、
前記対象領域内の圧力情報を取得する圧力情報取得手段と、
を有し、
前記圧力情報取得手段は、
所定の期間における前記造影剤の存在濃度に関する情報を取得し、
前記存在濃度に関する情報と、前記所定の期間において前記変換素子が受信した反射波に基づく受信信号と、に基づいて前記対象領域内の前記所定の期間における圧力情報を取得することを特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項１３】
被検体の対象領域内の圧力情報を取得する被検体情報取得方法であって、
第１の期間と、前記第１の期間とは前記対象領域内の圧力が異なる第２の期間と、の夫々において前記対象領域内の造影剤からの反射波に基づく受信信号を取得するステップと、
前記対象領域とは異なる部位の圧力情報を取得するステップと、
前記対象領域内の圧力情報を取得するステップと、
を有し、
前記第１の期間における反射波に基づく受信信号と、前記第２の期間における反射波に基づく受信信号と、前記第１の期間において取得された対象領域とは異なる部位の圧力情報と、に基づいて前記対象領域内の第２の期間における圧力情報を取得する
ことを特徴とする被検体情報取得方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の被検体情報取得方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体情報取得装置、被検体情報取得方法、及びプログラムに関する。特に、被検体に音響波を送信し、被検体内で反射した反射波を受信して、被検体内の対象領域における圧力情報を取得する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療等の現場において被検体情報取得装置である超音波診断装置は広く用いられている。その適用領域は広く、多くの部位を対象としており、その対象の中には心臓も含まれる。
【０００３】
心臓疾患の検査や診断においては血圧の測定が重要である。血圧を測定する方法としては、上腕などにカフを巻いて測定する非観血的測定や、カテーテルを血管内へ挿入する観血的測定などが実際の医療現場で実施されている。
【０００４】
特許文献１では微小なバブルを含む超音波造影剤（以下、単に「造影剤」と称する）を血管内に注入し、造影剤からの反射波に基づく信号成分の周波数分布を解析することで心内圧を測定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５３４１９９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非観血的測定は、非侵襲ではあるが、心内圧そのものを継続的に測定しているわけではない。特に、心臓弁が閉鎖し、非観血測定による圧力の測定部位と心臓内部との交通が遮断している場合、測定部位における圧力から心内圧を推定することは困難である。また、カテーテルを用いた観血的測定は侵襲性が高い。そのため、より高精度で侵襲性の低い心内圧の測定手法が求められている。
【０００７】
特許文献１のように造影剤を用いた方法は、侵襲性が低く、心内圧そのものを測定できる可能性がある。しかしながら、造影剤に含まれるバブルは、周囲のバブルとの相互作用が大きく、その挙動は周囲のバブルの影響を受ける。例えば、バブルの構造を考慮した理論式を用いて算出した共振周波数は、バブル群からの反射波に基づく信号が実際に有する周波数スペクトルの形状から推定される共振周波数よりも高い。
【０００８】
上記課題に鑑み、本発明は、対象領域内の圧力情報を高精度に取得することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様の被検体情報取得装置は、被検体内の対象領域内の造影剤からの反射波を受信し、時系列の受信信号を出力する変換素子と、前記対象領域内の圧力情報を取得する圧力情報取得手段と、を有し、
前記変換素子は、第１の期間と、前記第１の期間とは前記対象領域内の圧力が異なる第２の期間と、の夫々において造影剤からの反射波を受信し、
前記圧力情報取得手段は、前記第１の期間における反射波に基づく受信信号と、前記第２の期間における反射波に基づく受信信号と、前記第１の期間において取得された対象領域とは異なる部位の圧力情報と、に基づいて前記対象領域内の第２の期間における圧力情報を取得することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、対象領域内の圧力情報を高精度の取得することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態の被検体情報取得装置の概要を示す模式図。
【図２】第１の実施形態の処理フローを示すフローチャート。
【図３】心臓の動作を示す概念図。
【図４】心臓の左心室の動作と心内圧の表示との関係を示す模式図。
【図５】表示画面の例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。同一の構成要素には原則として同一の符号を付して、説明を省略する。
【００１３】
なお、本発明において、音響波とは、典型的には超音波であり、音波、超音波、と呼ばれる弾性波を含む。本発明の被検体情報取得装置とは、被検体に音響波を送信し、被検体内部で反射した反射波（反射した音響波）を受信して、被検体内の情報を数値や画像データとして取得する装置を含む。取得される被検体内の情報とは、圧力情報や、組織の音響インピーダンスの違いを反映した情報、移動情報等を含む。圧力情報とは、血圧に関する情報を含み、特に心臓内部の心内圧などを示す。音響インピーダンスの違いを反映した情報とは、Ｂモード画像等の断層像や３次元画像等の音響特性分布を含む。移動情報とは、血流等を示す速度情報や、ドップラー情報等を含む。
【００１４】
なお、本発明の一態様は、造影剤に含まれるバブル同士の相互作用に着目している。バブル単体の挙動としては、周囲の圧力に応じてバブル単体の径が変化するため、その周波数スペクトルが周囲の圧力に対応して変化する。しかし実際はバブルの存在濃度が高くなるにつれて、バブル間の相互作用の影響が増大し、得られる周波数スペクトルが低周波側に移動する。つまりバブル群からの反射波の特性がバブルの存在濃度によって変化する。よって、本発明の一態様では、このバブルの存在濃度に関する情報を考慮して、対象領域内の圧力情報を求める。なお、本明細書において「存在濃度」とは、単位体積あたりのバブルの数を示す。
【００１５】
＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態の装置構成及び処理フローについて説明する。
【００１６】
（被検体情報取得装置の構成）
図１は本実施形態の被検体情報取得装置の構成を示す模式図である。本実施形態の被検体情報取得装置は、複数の変換素子００２を有する探触子００１、受信回路００５、送信回路００３、整相加算ブロック００６、を備える。さらに、画像情報生成ブロック００７、圧力情報取得ブロック００９、画像処理ブロック０１０、画像表示系０１１、システム制御部００４を備える。
【００１７】
探触子００１は、音響波を被検体０００に送信し、被検体内の複数の位置で反射した反射波を受信する送受信器であり、音響波を電気信号（時系列の受信信号）に変換する変換素子００２を複数備える。被検体０００内には対象領域０２１（例えば左心室内の領域）があり、その対象領域０２１内を超音波送信ビーム（仮想的に０２０で示した）が通過するよう、複数の変換素子００２から音響波を送信する。対象領域０２１からの反射波は複数の変換素子００２で受信される。変換素子００２は、圧電現象を用いた圧電素子等の変換素子、光の共振を用いた変換素子、ＣＭＵＴ等の静電容量の変化を用いた変換素子など、音響波を受信して電気信号に変換できるものであればどのようなものを用いてもよい。また、複数の変換素子は、１Ｄアレイ、１．５Ｄアレイ、１．７５Ｄアレイ、２Ｄアレイのように配置されていることが好ましい。
【００１８】
送信回路００３は、システム制御部００４からの制御信号に従って、注目位置や注目方向に応じた遅延時間や振幅を有する電圧波形の送信信号（パルス信号）を生成する送信信号生成器である。送信信号は複数の変換素子００２へ夫々入力されて音響波に変換され、音響波パルス（パルス波）として送信される。送信回路００３は、マルチプレクサ、スイッチ等を含む。被検体からの反射波は、複数の変換素子００２によって受信され、複数の変換素子００２から出力される複数の受信信号は受信回路００５に入力される。
【００１９】
受信回路００５は、各変換素子から時系列に出力された受信信号を増幅し、デジタル信号（デジタル化された受信信号）に変換する受信信号処理器であり、増幅器、Ａ／Ｄ変換器等を含む。なお、受信回路００５のチャネル数と変換素子００２の数とは必ずしも同じ数とは限らない。典型的には変換素子００２の数より受信回路００５のチャネル数のほうが少ない。例えば２５６個の変換素子のうち３２個の変換素子単位でビームフォーミングを行う場合、受信回路のチャネル数は３２個でよい。受信回路００５から出力チャネル毎に出力された受信信号は、整相加算ブロック００６に入力される。
【００２０】
整相加算ブロック００６は、システム制御部００４からの制御信号に従って動作する受信ビームフォーマーである。具体的には、入力信号に対して所定の位置から各変換素子００２までの反射波の到達時間に関する情報（遅延時間情報）に基づき、位相を調整した後に加算する処理、いわゆる整相加算処理を実施する。なお、位相の調整は、チャネル毎のデジタル変換後の受信信号を時系列に記憶しているメモリから、遅延時間に対応するアドレスの信号成分を読み出す処理を含む。整相加算ブロック００６は、ＦＩＦＯメモリやランダムアクセスメモリ等の記憶媒体、加算器等を含む。整相加算後の受信データは画像情報生成ブロック００７と圧力情報取得ブロック００９とに入力される。
【００２１】
画像情報生成ブロック００７は、入力された受信データを用いて、被検体内の位置に対応する特性情報の分布（Ｂモード画像、Ｍモード画像、ドップラー画像、等となる分布データ）を生成する分布生成手段である。具体的には、入力された受信データに対し、バンドパスフィルタの適用、包絡線の算出（包絡線検波）を行い、２次元又は３次元の分布データを生成する。生成された分布データは、画像処理ブロック０１０に入力される。
【００２２】
圧力情報取得ブロック００９は、整相加算ブロック００６から入力された受信データと、システム制御部００４から入力されたデータとに基づき、図２を用いて後述する手法により、対象領域０２１内の圧力情報を求める圧力情報取得手段である。求められた圧力情報は、画像処理ブロック０１０に入力される。
【００２３】
画像処理ブロック０１０は、画像情報生成ブロック００７から入力された分布データに対してエッジ強調や各種画像フィルタを適用する。さらに、圧力情報取得ブロック００９から入力された圧力情報を用いて、最終的に表示する表示データを生成し出力する。具体的に画像処理ブロック０１０は、第２の実施形態に記載されているように、Ｂモード画像と圧力情報とを同じ画面内に表示することができる。
【００２４】
システム制御部００４は、各構成手段に制御信号を送信したり、各構成手段から情報が入力される制御手段である。また、後述する３つのパラメータに関するテーブル等を保持するメモリを備える。
【００２５】
画像表示系０１１は、画像処理ブロック０１０から出力された表示データをもとに画像を表示する表示手段である。ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）やＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）、有機ＥＬディスプレイ等で構成される。なお、画像表示系０１１は、本発明の被検体情報処理装置が有する構成とはせずに、別に用意して、被検体情報取得装置に接続しても良い。
【００２６】
画像情報生成ブロック００７、圧力情報取得ブロック００９、画像処理ブロック０１０、システム制御部００４は、メモリ、ＣＰＵやＭＰＵやＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のプロセッサーから構成される。また、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）チップ等から構成されてもよい。メモリは、典型的にはＲＯＭ、ＲＡＭ、およびハードディスクなどの記憶媒体から構成される。なお、記憶部は、１つの記憶媒体から構成されるだけでなく、複数の記憶媒体から構成されていてもよい。
【００２７】
造影剤としては、マイクロバブルあるいはナノバブルと呼ばれる直径１００μｍ未満のバブルを複数備える造影剤を用いることができる。具体的には、特許文献１に記載されているように、殻を有さないバブルや、生分解性高分子の殻の内部に気体を含むバブル、殻の内部に液体を含むバブルを用いることができる。
【００２８】
（圧力情報取得ブロックにおける処理フロー）
次に、図２と図３とを用いて、圧力情報取得ブロック００９の動作について説明する。図２は、本実施形態の処理フローを示したフローチャートである。図３は、本実施形態の一例を説明するための心臓の動作を示す概念図である。
【００２９】
心筋梗塞などに罹患した場合、その重篤度や肺水腫などの予後不良を予測するため左室拡張末期の心内圧を測定する必要がある。そのため以下では、左室拡張末期圧を測定する手法を例にとって説明する。なお、上述したように、本発明では、圧力を測定するためバブルの存在濃度に着目している。そこで、本実施形態では、左室拡張末期における左心室内のバブルの存在濃度を求めるため、左室収縮期の状態を利用する。左室収縮期は左室拡張末期とは心内圧が異なる。
【００３０】
図３（ａ）は左室収縮期であり、左心室３０２が収縮し、大動脈弁３０４が開放されている状態を示す。図３（ｂ）は左室拡張末期であり、左心房３０１から左心室３０２へと血液が流入しており、僧帽弁３０３が開放されている。
【００３１】
本実施形態では、左心室３０２に造影剤が存在する状況下で、左心室３０２内の対象領域に探触子００１が超音波パルスを複数回送信し、その領域からの反射波を夫々受信する。圧力情報取得ブロック００９は、Ｓ２０１のステップで、この反射波に基づく受信データを取得する。なお、超音波の送受信は、左室収縮期及び左室拡張末期の両期間で夫々最低１回ずつは行われるものとする。
【００３２】
次に、Ｓ２０２のステップで、圧力情報取得ブロック００９は、受信データの中から左室収縮期（第１の期間ｔ１）と左室拡張末期（第２の期間ｔ２）に対応する信号を抽出する。それぞれの信号をＳ（ｔ１）、Ｓ（ｔ２）とする。左室収縮期や左室拡張末期のタイミングは、心電図を取得するための心電計や、心拍計、心音計等、心臓の拍動（心拍）に関連する情報を取得する心拍情報取得手段０１３からの出力結果を基に得ることができる。また、本手法では、左心室等を超音波エコーで抽出しているため、この超音波エコー画像によっても心拍情報を取得することができる。具体的には、まず、画像情報生成ブロック００７が生成する分布データから心臓の拍動をシステム制御部００４が検出する。そして、画像情報生成ブロック００７からの情報を基にシステム制御部００４は左室収縮期と左室拡張末期のタイミングを圧力情報取得ブロック００９に送信する。つまり、Ｂモード画像、Ｍモード画像、ドップラー画像等に基づき、左室収縮期と左室拡張末期のタイミングを取得してもよい。
【００３３】
本実施形態では、システム制御部００４に、心拍情報取得手段０１３が接続されているため、システム制御部００４は入力される心拍関連情報を基に、左室収縮期と左室拡張末期のタイミングを圧力情報取得ブロック００９に送信する。なお、心拍情報取得手段０１３は、本発明の被検体情報処理装置が有する構成とはせずに、別に用意して、被検体情報取得装置に接続しても良い。
【００３４】
次に、Ｓ２０３のステップで、圧力情報取得ブロック００９は、左室収縮期（ｔ１）における左心室内の心内圧Ｐ（ｔ１）を求める。ここで、左室収縮期においては、図３（ａ）に記載されているように、左心室３０２と大動脈起始部との間の大動脈弁３０４が開いている。よって、この期間は左心室３０２内の血圧と大動脈起始部の血圧とを近似することができる。なお、大動脈起始部の血圧は、“Ｗｉｌｌｉａｍｓ  Ｂ  ｅｔ  ａｌ．  Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ，  １１３，  １２１３−１２２５，  ２００６”に記載されているように、非観血的測定であるカフを用いた上腕血圧測定により求めることができる。
【００３５】
本実施形態では、上腕の血圧を測定するための血圧測定手段０１２（圧力測定器）がシステム制御部００４に接続されており、システム制御部００４は入力される血圧情報を圧力情報取得ブロック００９に入力する。圧力情報取得ブロック００９は、入力された血圧情報を基に、左室収縮期ｔ１の左心室内の心内圧Ｐ（ｔ１）を求める。
【００３６】
なお、血圧測定手段０１２である血圧計は、本発明の被検体情報処理装置が有する構成とはせずに、別に用意して、被検体情報取得装置に接続しても良い。
【００３７】
次に、Ｓ２０４のステップで、圧力情報取得ブロック００９は、左室収縮期（ｔ１）の信号Ｓ（ｔ１）と心内圧Ｐ（ｔ１）とを用いて、造影剤の存在濃度Ｎ（ｔ１）を求める。Ｓ２０３で求められた左室収縮期の心内圧Ｐ（ｔ１）は、一旦システム制御部００４に記憶しておき、このステップＳ２０４で再度圧力情報取得ブロック００９へ入力されてもよい。
【００３８】
圧力情報取得ブロック００９は、信号Ｓ（ｔ１）から造影剤エコーの周波数スペクトルを求める。周波数スペクトルは、信号Ｓ（ｔ１）のスペクトルを算出し、適当なフィルタを使用することにより、そのスペクトルに含まれる造影剤エコーの周波数スペクトルを推定するとよい。ここで適当なフィルタとは、送信周波数に応じた周波数付近の周波数を有する信号を通過するものでも良く、またバブルから発生する波形に含まれる主成分付近の周波数を抽出するものでも良い。さらにバブルから発生する波形の高調波付近の周波数を通過するものでも良い。また、推定した周波数スペクトルからさらに特徴を抽出する場合は、そのピーク強度が存在する周波数やスペクトルの１次モーメントの値、総エネルギー量、複数の周波数スペクトルから算出した比率などを用いても構わない。
【００３９】
ここで、システム制御部００４は、造影剤の存在濃度Ｎ（ｔ）に関する情報と、造影剤エコーの周波数スペクトル（周波数に関する情報）と、造影剤周囲の圧力情報と、の３つのパラメータの関係性を示すテーブルを記憶するメモリを有する。この３つのパラメータの関係性は、予め測定しておきメモリに記憶しておくとよい。
【００４０】
システム制御部００４は、このテーブル情報を圧力情報取得ブロック００９へ送信する。圧力情報取得ブロック００９は、この３つのパラメータ（存在濃度、周波数スペクトル、周囲の圧力）の関係性が分かることにより、既にそのうち２つのパラメータ（周波数スペクトル、周囲の圧力）を求めているため、残りのパラメータ（存在濃度）を取得することができる。
【００４１】
最後にＳ２０５のステップで、圧力情報取得ブロック００９は、左室拡張末期（ｔ２）の受信信号Ｓ（ｔ２）と造影剤の存在濃度Ｎ（ｔ２）とを用いて、左室拡張末期における心内圧Ｐ（ｔ２）を求める。
【００４２】
具体的には、圧力情報取得ブロック００９は、信号Ｓ（ｔ１）から造影剤エコーの周波数スペクトルを求める。周波数スペクトルは、信号Ｓ（ｔ２）のスペクトルを算出し、そのスペクトルに含まれる造影剤エコーの周波数スペクトルを求めるとよい。さらに、造影剤の存在濃度Ｎ（ｔ２）として、Ｓ２０４のステップで求めたＮ（ｔ１）を用いる。つまりＮ（ｔ２）＝Ｎ（ｔ１）として近似する。これは、左室収縮期ｔ１と左室拡張末期ｔ２とはタイミングが非常に近いため左心室内の造影剤の存在濃度はほとんど変化がないと仮定出来るためである。特に、左室拡張末期ｔ２から左室収縮期ｔ１までの間隔は、左心房と左心室間の弁が閉鎖しており、左心室内に新たな血液が入ってこない。よってこの間隔では、濃度変化（単位体積あたりのバブルの数）は変化がないとみなせる。このため、先に左室拡張末期ｔ２で測定を行い、続けて左室収縮期ｔ１での測定を行うことが好ましい。つまり時系列的には、Ｓ（ｔ２）を得るための超音波送受信を行った後に、Ｓ（ｔ１）を得るための超音波送受信を行うとよい。
【００４３】
以上より、圧力情報取得ブロック００９は、２つのパラメータ（周波数スペクトル、存在濃度）を決定する。そして、システム制御部００４から入力された３つのパラメータ（存在濃度、周波数スペクトル、周囲の圧力）の関係性を基に、最終的に、残りのパラメータである周囲の圧力、つまり心内圧Ｐ（ｔ２）を求めることが出来る。
【００４４】
本実施形態では、このようにして、左室収縮期及び左室拡張末期において夫々得られる反射波に基づく受信信号と、左室収縮期において得られる上腕血圧（対象領域とは異なる部位の圧力）と、を基に左室拡張末期の心内圧を測定することが出来る。
【００４５】
（本実施形態の効果について）
次に、本実施形態の効果について述べる。まず、造影剤の３つのパラメータの関係性について述べる。上述したように、造影剤に含まれるバブル単体の挙動は周囲の圧力に対して微小気泡単体の径が変化するため、その周波数スペクトルが周囲の圧力に対応して変化する。しかし実際はバブルの存在濃度が高くなるにつれて、バブル間の相互作用の影響が増大し、得られる周波数スペクトルが低下する。つまりバブルからの反射波の特性がバブルの存在濃度によって変化する。
【００４６】
このように、造影剤の存在濃度、反射波の周波数特性、造影剤の周囲の圧力はそれぞれが相関するパラメータとなる。そのため、このうちの１つのパラメータ（例えば周波数特性）を測定できたとしても、造影剤周囲の圧力を精度良く算出することは困難である。
【００４７】
本実施形態は、この３つのパラメータの関係性に注目し、左室収縮期の造影剤の存在濃度を、別の部位で測定した圧力から推定した心内圧と、反射波に対応する信号から求めた周波数特性と、を基に算出する。さらに、継続した左室拡張末期と左室収縮期とでは左心室内の造影剤の存在濃度が変化しないことを利用する。
【００４８】
つまり、左室拡張末期での造影剤の存在濃度は左室収縮期での存在濃度と同じ値を用い、さらに、左室拡張末期の左心室内からの反射波に対応する信号を用いて周波数スペクトルを求めることで、左室拡張末期の造影剤の周囲の圧力を算出することができる。
【００４９】
このようにすることで、造影剤の存在濃度のパラメータも考慮した、高精度な圧力の算出が可能となる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、３つのパラメータのうちのひとつとして周波数スペクトルを用いる例を示したが、造影剤周囲の圧力に応じて変化する造影剤からの反射波の特性に着目すれば本発明の効果を得ることが可能である。例えばバブルが非線形的な挙動を示した結果生じる高調波成分や低周波数成分の大きさを用いる場合は、特定の周波数成分を通過させるフィルタを使用しても良い。
【００５１】
また、送信する超音波パルスの周波数やパルスの幅に応じてバブルからの反射波形の特性は変化する。そのため、あらかじめ送信する超音波パルスの周波数やパルスの幅に対応して、３つのパラメータの関係性を示すテーブルを複数用意しておき、そのパルスに対応するテーブルを用いることが好ましい。このような複数のテーブルを用いることで、さらに信頼性の高い心内圧の算出が可能となる。
【００５２】
さらに、被検体内の深さに応じてもバブルからの反射波形の特性が変化する。そのため、対象領域の深さに応じて、３つのパラメータの関係性を示すテーブルを複数用意しておき、深さに対応したテーブルを用いるのが好ましい。このような複数のテーブルを用いることでさらに信頼性の高い心内圧の算出が可能となる。
【００５３】
また、本実施形態では、超音波パルスの送受信は連続して複数回行い、後段の圧力情報取得ブロック００９にて左室拡張末期及び左室収縮期の信号を抽出したが、超音波の送受信タイミング自体を制御してもよい。つまり、心拍情報取得手段０１３からの出力を基に左室拡張末期及び左室収縮期のタイミングを取得し、左室拡張末期及び左室収縮期のタイミングにのみ超音波の送信を行い反射波を受信してもよい。
【００５４】
さらに、本実施形態では、第２の期間として左室拡張末期の心内圧を求めたが、拡張末期だけでなく、拡張期間中であればその他のタイミングでの心内圧を求めることもできる。
【００５５】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。本実施形態では、圧力情報取得ブロック００９での処理のタイミングや圧力情報の表示について説明する。なお、本実施形態の被検体情報取得装置は第１の実施形態において説明した構成と同様のものを使用することができる。よって第１の実施形態と同様の部分については、説明を省略する。
【００５６】
図４は、心臓の左心室の動作と心内圧の表示との関係を示す模式図である。図４（ａ）は、心臓の左心室の動作のタイミングを模式的に示している。図４（ｂ）（ｃ）は心内圧の表示期間を模式的に示している。なお、第１の実施形態と同様に、左心室の動作は、心拍情報取得手段０１３又は画像情報生成ブロック００７からの出力を基に、取得することができる。
【００５７】
左室拡張期４０１の末期と左室収縮期４０２との間では、左心室内に新たな血液が入ってこない。そのため、この左室拡張期４０１の末期と左室収縮期４０２との間で造影剤の存在濃度が一致しているという仮定が精度良く成立する。よってこの左室拡張期４０１の末期と左室収縮期４０２との期間で夫々取得した反射波に基づく信号と、血圧測定手段からの出力を基に得られる左室収縮期４０２の心内圧と、を用いることで、精度良く左室拡張期４０１の末期の心内圧を算出することが出来る。左室収縮期においては、収縮初期の造影剤の存在濃度を求めることが好ましい。つまり収縮初期における反射波の受信信号と、収縮初期における心内圧と、を用いることが好ましい。
【００５８】
ここで、算出された心内圧は、左室拡張期４０１の末期の期間での心内圧であるが、算出が終了するタイミングは、左室収縮期４０２の期間中か左室収縮期が終了した後となる。そのため、実際にリアルタイムで医師等のユーザーが装置を使っている場合（ユーザーが被検体を検査している場合）、リアルタイムに表示されているＢモード画像等と同期した心内圧を表示することができない。つまり左室拡張期４０１の対象領域の画像とその左室拡張期４０１の心内圧とを同時に表示することはできない。
【００５９】
そのため、この場合は、左室拡張期４０１末期と左室収縮期４０２とを基に算出した左室拡張期４０１の心内圧を、次の左室拡張期４０３末期と左室収縮期４０４とが終了した時点（左室拡張期４０３末期の心内圧を算出できた時点）まで表示するとよい。すなわち、図４（ｂ）では、左室拡張期４０１の末期の心内圧を期間４１０の間、表示する。心内圧の表示形式は、棒グラフでも折れ線グラフでも数字でも構わない。同様に、左室拡張期４０３の末期の心内圧を期間４１１の間表示し、左室拡張期４０５の末期の心内圧を期間４１２の間表示する。
【００６０】
このようなタイミングで表示を更新することで、左心室内部の造影剤の存在濃度が変化していないデータ同士から算出した高精度な心内圧を、１心拍遅れではあるが、ほぼリアルタイム表示することが可能となる。また、適当な忘却係数を用いて左室拡張末期血圧を一定時間平均した値を使用してもよい。
【００６１】
ここで、本実施形態の表示画面の一例について図５を用いて説明する。図５は、表示の一例を示す模式図であり、図５（ａ）はＢモード画像上に、圧力を測定する対象領域を示すガイドとしてマーカー５０１を表示した様子を示す。そして、このマーカー５０１で示した対象領域からの反射波を用いて算出した心内圧を符号５０２のように数値の形式で表示している。
【００６２】
図５（ｂ）（ｃ）は、本実施形態の表示の別の例を示している。図５（ｂ）では、左室拡張期に算出した心内圧を棒グラフで表示している。図５（ｃ）では、左室拡張期に算出した心内圧を実線のグラフで示し、左室収縮期において血圧測定手段からの出力を基に算出される心内圧を点線のグラフで示している。
【００６３】
また、ユーザーが被検者を検査している状態ではなく、既に取得した反射波形を用いて、後で左室拡張期の心内圧を算出する場合は、左室拡張期４０１の心内圧を図４（ｃ）の期間４２０、つまり左室拡張期４０１に合わせて表示することができる。このようなタイミングで表示することで、左室拡張期の心内圧を、同じ左室拡張期のＢモード画像と同じタイミングで表示することが出来る。
【００６４】
さらに別の例として、リアルタイムにユーザーが装置を使用している場合（ユーザーが被検体を検査している場合）に、左室収縮期４０２と左室拡張期４０３とから算出した左室拡張期４０３の心内圧を期間４２１に表示しても良い。この場合、左室収縮期４０２と左室拡張期４０３との間で血液の入れ替えはあるが、タイミングが非常に近いため左心室内の造影剤の存在濃度はほとんど変化がないと仮定出来る。そのため本実施形態が適用可能であり、心内圧を算出することが可能となる。また、このようなタイミングで表示することで、左室拡張期４０３の心内圧を期間４２１に表示できるため、リアルタイム性が向上する。
【００６５】
また、本実施の形態では、一つの左室拡張末期と一つの左室収縮期とに基づき一つの左室拡張末期の心内圧を算出したが、心拍毎に算出される左室拡張末期の心内圧同士を平均化して良い。このようにすることで、意図しない外部からのノイズなどの影響を抑制し、さらに安定して高精度に心内圧を算出できる。
【００６６】
また、左室拡張期４０１、左室拡張期４０３、左室拡張期４０５における造影剤からの反射波に基づき周波数特性を算出し、さらに左室収縮期４０２、左室収縮期４０４、左室収縮期４０６における造影剤からの反射波に基づいて周波数特性を算出してもよい。そして、これらの周波数特性と、血圧測定手段０１２により求められる別部位の血圧と、を用いて、左室拡張期における左心室の心内圧を算出してもよい。このように処理することで、周波数特性の算出精度が向上するため、さらに精度良く心内圧を算出することができる。
【００６７】
＜その他の実施形態＞
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００６８】
０００  被検体
００１  探触子
００２  変換素子
００３  送信回路
００４  システム制御部
００５  受信回路
００６  整相加算ブロック
００７  画像情報生成ブロック
００９  圧力情報取得ブロック
０１０  画像処理ブロック
０１１  画像表示系
０２０  超音波送信ビーム
０２１  対象領域
【図１】
2015150391.tif 000003
【図２】
2015150391.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015150391.tif 000006
【図５】
2015150391.tif 000007