(57)【要約】被験体の皮膚の表面から被験体の血管（２１）に向かって超音波信号を発信する発信手段（１）と、反射された超音波エコーを受信し電気信号に変換して、皮膚の表面からの深さ方向に沿った超音波エコー信号を得る受信手段（３）と、血管を横切る方向の超音波エコー信号の位相を解析して、血管壁及びその近傍を含む複数部位の移動量を各々算出する移動検出手段（５）と、算出された各部位の移動量の変化に基づいて血管の状態を解析する解析手段（７）と、解析手段による解析結果に基づいて、血管壁と血管の血液流領域との間の境界位置を検出する境界位置検出手段（８）と、検出された境界位置を、以前のサイクルの検出結果と比較する安定度判定手段（１５）とを具備する。
2005002446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験体の皮膚の表面から前記被験体の血管に向かって少なくとも１つの超音波信号を発信する発信手段と、
前記血管によって反射された超音波エコーを受信し電気信号に変換して、前記皮膚の表面からの深さ方向に沿った前記超音波エコー信号を得る受信手段と、
前記血管を横切る方向の前記超音波エコー信号の位相を解析して、前記血管を構成する血管壁及びその近傍を含む複数部位の移動量を各々算出する移動検出手段と、
算出された前記各部位の移動量の変化に基づいて前記血管の状態を解析する解析手段と、
前記解析手段による解析結果に基づいて、前記血管の血液流領域と前記血管壁との間の境界位置を検出する境界位置検出手段と、
前記境界位置検出手段により検出された前記境界位置を以前のサイクルの検出結果と比較する安定度判定手段とを具備する超音波診断装置。
【請求項２】
前記境界検出手段により前記皮膚の表面からの深さ方向に沿った前記境界位置を検出する対象とするＲＯＩ（関心領域：Ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）の配置を設定するＲＯＩ配置手段をさらに具備し、
前記ＲＯＩ配置手段は、前記ＲＯＩを、前記血管壁における前記発信手段に近い側の前壁と前記発信手段から遠い側の後壁との少なくとも一方を跨ぐように配置する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記発信手段は、前記血管の長手方向に沿った複数の部位に向けて複数の超音波信号を発信し、前記境界位置検出手段は、前記血管の長手方向に沿った複数の前記境界位置を検出し、前記安定度判定手段は、前記境界位置検出手段によって検出された前記複数の境界位置を比較して、前記境界位置の検出結果の安定度を判定する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記境界位置検出手段は前記皮膚の表面からの深さ方向に沿った複数の前記境界位置を検出し、検出された前記複数の境界位置に基づいて前記血管の直径を算出する血管径算出手段をさらに具備する請求項１または２記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記安定度判定手段は、前記血管径算出手段によって算出された前記血管の直径を、以前のサイクルの算出結果と比較して、前記境界位置の検出結果の安定度を判定する請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記境界位置検出手段は、前記血管の長手方向に沿った複数の部位における前記境界位置を検出し、前記境界位置検出手段によって検出された前記複数の境界位置の時間的な変化に基づいて、脈波が伝播する速度を表す脈波伝播速度を算出する脈波伝播速度算出手段をさらに具備する請求項１〜５のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記安定度判定手段は、前記脈波伝播速度算出手段によって算出された前記脈波伝播速度を、以前のサイクルにおいて算出した脈波伝播速度と比較して、前記脈波伝播速度の算出結果の安定度を判定する請求項６記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記脈波伝播速度算出手段は、前記血管の長手方向に沿った近接する複数部位の脈波伝播速度を算出し、前記安定度判定手段は、前記近接する複数部位の脈波伝播速度を比較して、前記脈波伝播速度の算出結果の安定度を判定する請求項６または７記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記境界位置検出手段は、前記深さ方向に沿った組織の硬さ値に基づいて、前記血管の内膜と前記血液流領域との間の境界位置と、前記血管の中膜の位置とを検出し、前記安定度判定手段は、前記境界位置検出手段によって検出された前記境界位置および前記中膜の位置を、所定のサイクル以上前に算出した前記境界位置および前記中膜の位置と比較して、前記境界位置および前記中膜の位置の検出結果の安定度を判定する請求項１〜８のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記発信手段は、前記血管の長手方向に沿った複数の部位に向けて複数の超音波信号を発信し、前記境界位置検出手段は、前記血管の内膜と前記血液流領域との間の境界位置、及び前記血管の中膜の位置とを、前記血管の長手方向に沿って互いに近接する複数の部位について検出し、前記安定度判定手段は、前記境界位置検出手段によって検出された前記互いに近接する境界位置および中膜の位置を比較して、前記境界位置検出手段によって検出された前記境界位置および前記中膜の位置の安定度を判定する請求項１〜９のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記血管の内膜と前記血液流領域との間の境界位置の時間的変化と前記血管の中膜の位置の時間的変化とに基づいて、前記内膜から中膜までの厚みＩＭＴ（Ｉｎｔｉｍａ−Ｍｅｄｉａ  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）を計測するＩＭＴ算出手段をさらに具備しており、前記安定度判定手段は、前記算出手段によって計測された前記ＩＭＴに基づいて、前記境界位置検出手段による前記境界位置の検出結果の安定度を判定する請求項１〜１０のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記ＩＭＴ算出手段は、前記血管の長手方向に沿って互いに近接する複数部位の前記ＩＭＴ値を算出し、前記安定度判定手段は、前記複数部位の前記ＩＭＴ値を比較して、前記境界位置検出手段による前記境界位置の検出結果の安定度を判定する、請求項１１に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記安定度判定手段によって判定された安定度を表示するための表示手段をさらに具備する請求項１〜１２のいずれかに記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、血管の状態を超音波によって計測する機能を有する超音波診断装置に関する。
【背景技術】  超音波診断装置の機能の一種として、被験体の皮膚の表面から前記被験体の血管に向かって超音波パルスを発信し、血管によって反射された超音波エコー信号に基づいて、血管の種々の状態に関する計測を行う機能が知られている。
例えば、超音波によって血管壁の境界を検出する方法が、特開２０００−２７１１１７号公報に開示されている。この方法は、標準的な血管構造を有していることを前提とし、血管によって反射された超音波に基づく画像データにおける輝度信号の最大ピーク値と第２ピーク値とに基づいて、血管変位、血管径および血管壁の厚さ等を測定するものである。
あるいは、血管における脈波の伝播速度を算出する方法が、特開平１１−７６２３３号公報に開示されている。この方法は、血管の長手方向に沿った複数の部位における血管の断面形状の時間的な変化に基づいて、脈波の伝播速度を算出する。
また、超音波によって血管壁（頚動脈）のＩＭＴ（Ｉｎｔｉｍａ−Ｍｅｄｉａ  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）値を検出する方法が、特許第２８８９５６８号公報に開示されている。この方法は、標準的な血管構造を有していることを前提とし、血管によって反射された超音波に基づく画像データにおける輝度信号の最大ピーク値と第２ピーク値とに基づいて、血管壁（頚動脈）のＩＭＴ値を測定するものである。
しかしながら、血管を対象とした実際の医療診断時においては、超音波プローブの固定状態、被験体の静止状態および呼吸状態等の多種類の要因により、安定した状態において計測することが困難な場合が多い。
このため実際の計測において、大掛かりな装置によってプローブと被験体とを固定し、かつ被験体に測定期間中呼吸の停止を要請することによって、安定した計測を行うことができる確率を高める。さらに、複数回の測定を行って、精度良く測定することができた測定データを選別する。従って、測定のための診断時間が長くなる上に、測定者によって測定精度が一定にならないという問題がある。また、健康診断など多人数を対象とした診断現場においての使用を将来的に目指すためにも、測定の安定状態を判定する手段が求められている。
【発明の開示】
本発明の目的は、計測の安定状態を判定することができる超音波診断装置を提供することにある。
本発明に係る超音波診断装置は、被験体の皮膚の表面から前記被験体の血管に向かって少なくとも１つの超音波信号を発信する発信手段と、前記血管によって反射された超音波エコーを受信し電気信号に変換して、前記皮膚の表面からの深さ方向に沿った前記超音波エコー信号を得る受信手段と、前記血管を横切る方向の前記超音波エコー信号の位相を解析して、前記血管を構成する血管壁及びその近傍を含む複数部位の移動量を各々算出する移動検出手段と、算出された前記各部位の移動量の変化に基づいて前記血管の状態を解析する解析手段と、前記解析手段による解析結果に基づいて、前記血管の血液流領域と前記血管壁との間の境界位置を検出する境界位置検出手段と、前記境界位置検出手段により検出された前記境界位置を以前のサイクルの検出結果と比較する安定度判定手段とを具備する。
この構成によれば、検出された血液流領域と血管壁の境界位置を以前のサイクルの検出結果と比較した結果により、境界位置検出の安定度を判定することが可能となり、測定データが適切か否かを、測定中に容易かつ迅速に測定者が知ることができる。
上記の構成において、前記境界検出手段により前記皮膚の表面からの深さ方向に沿った前記境界位置を検出する対象とするＲＯＩ（関心領域：Ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）の配置を設定するＲＯＩ配置手段をさらに具備し、前記ＲＯＩ配置手段は、前記ＲＯＩを、前記血管壁における前記発信手段に近い側の前壁と前記発信手段から遠い側の後壁との少なくとも一方を跨ぐように配置することが好ましい。この構成により、血管壁と血液流領域との間の境界位置を確実に検出することができる。
また、前記発信手段は、前記血管の長手方向に沿った複数の部位に向けて複数の超音波信号を発信し、前記境界位置検出手段は、前記血管の長手方向に沿った複数の前記境界位置を検出し、前記安定度判定手段は、前記境界位置検出手段によって検出された前記複数の境界位置を比較して、前記境界位置の検出結果の安定度を判定することが好ましい。この構成により、安定度の判定精度を高めることができる。
上記の構成において、前記境界位置検出手段は前記皮膚の表面からの深さ方向に沿った複数の前記境界位置を検出し、検出された前記複数の境界位置に基づいて前記血管の直径を算出する血管径算出手段をさらに具備することができる。この構成により、血管の状態を多面的に検出することができる。
また、前記安定度判定手段は、前記血管径算出手段によって算出された前記血管の直径を、以前のサイクルの算出結果と比較して、前記境界位置の検出結果の安定度を判定する構成とすることができる。この構成により、血管の状態を安定して検出することができる。
また、前記境界位置検出手段は、前記血管の長手方向に沿った複数の部位における前記境界位置を検出し、前記境界位置検出手段によって検出された前記複数の境界位置の時間的な変化に基づいて、脈波が伝播する速度を表す脈波伝播速度を算出する脈波伝播速度算出手段をさらに具備することができる。この構成により、血管の状態を多面的に検出することができる。
また、前記安定度判定手段は、前記脈波伝播速度算出手段によって算出された前記脈波伝播速度を、以前のサイクルにおいて算出した脈波伝播速度と比較して、前記脈波伝播速度の算出結果の安定度を判定する構成とすることができる。この構成により、脈波伝播速度を安定して検出することができる。
また、前記脈波伝播速度算出手段は、前記血管の長手方向に沿った近接する複数部位の脈波伝播速度を算出し、前記安定度判定手段は、前記近接する複数部位の脈波伝播速度を比較して、前記脈波伝播速度算出手段によって算出された前記脈波伝播速度の安定度を判定する構成とすることができる。この構成により、安定度の判定精度を高めることができる。
また、前記境界位置検出手段は、前記深さ方向に沿った組織の硬さ値に基づいて、前記血管の内膜と前記血液流領域との間の境界位置と、前記血管の中膜の位置とを検出し、前記安定度判定手段は、前記境界位置検出手段によって検出された前記境界位置および前記中膜の位置を、所定のサイクル以上前に算出した前記境界位置および前記中膜の位置と比較して、前記境界位置および前記中膜の位置の検出結果の安定度を判定する構成とすることができる。この構成により、境界位置および中膜の位置を安定して検出することができる。
また、前記発信手段は、前記血管の長手方向に沿った複数の部位に向けて複数の超音波信号を発信し、前記境界位置検出手段は、前記血管の内膜と前記血液流領域との間の境界位置、及び前記血管の中膜の位置とを、前記血管の長手方向に沿って互いに近接する複数の部位について検出し、前記安定度判定手段は、前記境界位置検出手段によって検出された前記互いに近接する境界位置および中膜の位置を比較して、前記境界位置検出手段によって検出された前記境界位置および前記中膜の位置の安定度を判定する構成とすることができる。この構成により、境界位置および中膜の位置を安定して検出することができる。
また、前記血管の内膜と前記血液流領域との間の境界位置の時間的変化と前記血管の中膜の位置の時間的変化とに基づいて、前記内膜から中膜までの厚みＩＭＴ（Ｉｎｔｉｍａ−Ｍｅｄｉａ  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）を計測するＩＭＴ算出手段をさらに具備しており、前記安定度判定手段は、前記算出手段によって計測された前記ＩＭＴに基づいて、前記境界位置検出手段による前記境界位置の検出結果の安定度を判定する構成とすることができる。この構成により、境界位置を安定して検出することができる。
また、前記ＩＭＴ算出手段は、前記血管の長手方向に沿って互いに近接する複数部位の前記ＩＭＴ値を算出し、前記安定度判定手段は、前記複数部位の前記ＩＭＴ値を比較して、前記境界位置検出手段による前記境界位置の検出結果の安定度を判定する構成とすることができる。この構成により、境界位置を安定して検出することができる。
また、前記安定度判定手段によって判定された安定度を表示するための表示手段をさらに具備することができる。この構成により、安定度を視覚を通じて認識することができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
図２は、図１の超音波診断装置の動作を説明するための模式図である。
図３は、図１の超音波診断装置の他の動作を説明するための模式図である。
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
図５は、図４の超音波診断装置の動作を説明するための模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を模式的に示すブロック図である。但し、図１には、この超音波診断装置によって受信されたＢモード画像２０も図示されている。発信部１は、超音波パルスを生成して超音波プローブ２へ供給する。超音波プローブ２は、発信部１から供給された超音波パルスを、生体の皮膚の表面から生体内に向かって発信する。Ｂモード画像２０は、超音波パルスを、血管２１に向かって発信したときの画像である。
この画像においては、血管２１は、皮膚の表面に対して傾いた方向に伸びており、その内腔の血液が流れる血液流領域２２を囲む前壁２３ａおよび後壁２３ｂにより示される。前壁２３ａは、超音波プローブ２に近い側の血管壁を示し、後壁２３ｂは、超音波プローブ２から遠い側の血管壁を示す。この血管２１は、後壁２３ｂの内側に局所的病変であるアテローム２４が形成されている場合の例である。
前壁２３ａ及び後壁２３ｂとして示される血管壁は、血管壁の内側に形成され血液流領域２２に面する内膜２５と、血管壁の外側に形成された外膜２６と、内膜２５と外膜２６との間に形成された中膜２７とを有している。図８には、内膜２５と中膜２７との間に、局所的病変であるアテローム２４が形成されている様子が示される。
血管２１によって反射された超音波エコーは、超音波プローブ２によって電気信号に変換され、得られた超音波エコー信号は受信部３および遅延合成部４を経由して、一方で移動検出部５へ供給される。移動検出部５は、受信された超音波エコー信号に基づいて、皮膚の表面からの深さ方向に沿った各部位の移動量を検出する。移動検出部５による各部位の移動量の検出は、受信信号の位相変化に基づいて周知の方法により行うことができるので、具体的な説明は省略する。
Ｂモード画像２０には、皮膚の表面からの深さ方向に沿った境界位置を検出するためのＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ：関心領域）２５が示されている。ＲＯＩ２８の断層画像における配置は、ＲＯＩ配置部６により設定される。ＲＯＩ２８は、本実施の形態の目的のためには、前壁２３ａと後壁２３ｂの少なくとも一方を跨ぐように設定される。図１に示す例では、ＲＯＩ２８は、前壁２３ａと後壁２３ｂの双方を跨ぐように配置されている。
移動検出部５により検出された移動量は、硬さ値変換部７に供給される。硬さ値変換部２は、移動検出部５によって検出された移動量を、皮膚の表面からの深さ方向に沿った組織の硬さ値に変換する。例えば、血管壁の各部位の移動量の変化から、隣接する部位間の移動量の差分（厚み変化量）を分析すれば、柔らかい部位は厚み変化量が大きく、硬い部分は厚み変化量が少ない結果が得られので、これを利用して、各部位の硬さ値を検出することが可能である。硬さ値変換部７により得られた組織の硬さ値は、境界位置検出部８に供給される。
境界位置検出部８は、硬さ値に基づいて血管２１の内膜２５と血液流領域２２との間の境界位置、及び中膜２７の位置を検出する。深さ方向に沿った組織の硬さ値に基づいて実施される為、組織の変化状態が明確化されており、簡単なアルゴリズムで境界位置が自動認識される。境界位置検出部８はさらに血管２１の断面を表す２次元にマッピングしたカラー表示画像を生成して画像合成部９へ供給する。
なお、硬さ値変換部７に代えて、移動検出部５によって検出された移動量に基づき血管の他の状態を解析する方法を用い、その解析結果に基づいて、境界位置検出部８により境界位置を検出することも可能である。例えば、１心拍中の血管の移動量の変化状態（軌跡）に着目すると、血液流領域２２と後壁２３ｂでは軌跡の移動方向が逆転するなど、異なった特徴を持つ軌跡が得られるので、これを分析することで、軌跡が逆転している中間点が境界位置２５であることを判別できる。
受信部３及び遅延合成部４を経由した受信信号は、他方で、Ｂモード処理部１０にも供給される。Ｂモード処理部１０は、受信信号に基づいて、血管２１の断面を表す画像情報を生成して画像合成部９へ供給する。画像合成部９は、Ｂモード処理部１０から供給された画像情報と、境界位置検出部８が自動認識した境界情報とを合成して、表示部１１にモニタ表示する。
境界位置検出部８による検出信号は、血管径算出部１２、脈波伝播速度算出部１３、ＩＭＴ算出部１４、及び安定度判定部１５にも供給される。
血管径算出部１２は、境界位置検出部８によって自動認識された複数の境界位置に基づいて血管２１の内腔の直径を算出する。脈波伝播速度算出部１３は、境界位置検出部８によって自動認識された複数の境界位置の時間的な変化に基づいて、脈波が伝播する速度を表す脈波伝播速度を算出する。すなわち、境界位置検出部８は、血管の長手方向に沿った複数の部位における境界位置を検出して、脈波伝播速度算出部１３に供給する。脈波伝播速度算出部１３は、複数の境界位置の時間的な変化に基づいて脈波伝播速度を算出する。具体的な方法としては、特開平１１−７６２３３号公報に開示された方法を用いることができる。
ＩＭＴ算出部１４は、境界位置検出部８から出力される検出信号を用い、１心拍サイクルにおける、内膜２５と血液流領域２２との間の境界位置の時間的変化と、中膜２７の位置の時間的変化とに基づいて、中膜２７の厚みをＩＭＴ値として計測する。ＩＭＴ算出部１４は、１心拍サイクルにおけるＩＭＴ値の最大値、最小値および平均値の少なくとも１つを算出する。
血管径算出部１２、脈波伝播速度算出部１３、及びＩＭＴ算出部１４の出力は、安定度判定部１５に供給される。安定度判定部１５は、計測の安定度を判定する機能を有する。安定度判定部１５には、移動検出部５、境界位置検出部８の検出信号が供給され、それらの信号に基づいて安定度を判定する。例えば、移動検出部５によって算出された血管壁の移動量を、所定のサイクル以上前の血管壁の移動量と比較して、移動検出部５による血管壁の移動量の検出結果の安定度を判定する。その動作の詳細については後述する。
図２は、本実施の形態に係る超音波診断装置の動作を説明するための模式図である。図２における（ａ）部は、図１に示したＢモード画像２０と同様の画像を示す。２９は、超音波プローブ２から発信される超音波の軌跡を表す１本の走査線である。（ｂ）には、走査線２９上の各部において得られる、硬さ値変換部７により得られた組織の硬さ値２７が示される。
ここで、走査線２９上の、皮膚の表面に近い側である前壁２３ａの内膜２５上の点Ｒ０と、皮膚の表面に遠い側の後壁２３ｂの内膜２５上の点Ｒ１と、後壁２３ｂの中膜２７上の点Ｒ２とに着目する。点Ｒ０は、皮膚の表面から深さＤｔの位置に配置されており、点Ｒ１は、皮膚の表面から深さＤｂの位置に配置されており、点Ｒ２は、皮膚の表面から深さＤｉの位置に配置されている。点Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２における硬さ値が、それぞれ（ｂ）におけるＥ０、Ｅ１、Ｅ２に示される。
皮膚の表面からの深さ方向に沿った硬さ値３０は、血液流領域２２においては血管壁よりもはるかに低くなっている。従って、硬さ値３０を利用すると、血液流領域２２と内膜２５との間の境界位置を、簡単なアルゴリズムにより容易に自動認識することができる。
併せて、下記の（式１）によって血管内径を算出することができ、また、下記の（式２）をアルゴリズムに盛り込む事によってＩＭＴ値を自動的に算出することができる。
（血管径）＝Ｄｂ−Ｄｔ  …（１）
（ＩＭＴ）＝Ｄｉ−Ｄｂ  …（２）
ここで、Ｄｉ−Ｄｂは、内膜から中膜までの厚みに相当する。
また、また発信部３から、血管２１の長手方向に沿った複数の部位に向けて複数の超音波信号を発信し、複数の超音波エコー信号に対応する複数本の走査線２９に対して同様の処理を実施すれば、脈波の伝播速度および硬さ値等について、血管２１の長手方向に沿った分布を得ることができる。
次に図３を参照して、安定度判定部１５の動作について説明する。前述したように、血管を対象とした実際の医療診断時においては、超音波プローブ２の固定状態、被験体の静止状態および呼吸状態等の多種類の要因により、安定した状態において計測することは困難である。このため、現実には、大掛かりな装置によってプローブ２と被験体とを固定し、かつ被験体に測定期間中呼吸の停止を要請することによって、安定して測定することができる確率を高め、さらに複数回測定して精度良く測定することができた測定データを選別する。従って、測定のための診断時間が長くなる上に、測定者によって測定精度が一定にならないという問題がある。
被験体と超音波プローブ２との間の位置関係が一定である状態、または被験体が呼吸を停止して安定状態を保っている状態において理想的な測定データが得られた場合には、心拍ごとの血管壁の移動軌跡が近似することを利用して、ＩＭＴ値を検出するための測定自体の安定度を判定する。
図３は、安定度判定部１５の動作を説明するための模式図である。（ａ）は、ＥＣＧ（Ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈ）波形２８を示す。（ｂ）〜（ｄ）の波形は、（ａ）に示すＥＣＧ波形３１の心拍サイクルに同期した、各測定サイクルにおける血管壁の移動軌跡３２、３３、３４を示す。（ｂ）に示す移動軌跡３２は、（ｃ）、（ｄ）に示す移動軌跡３３、３４を測定したサイクルの直前サイクルのものである。
図３の（ｂ）には、直前サイクルの移動軌跡３２に、許容誤差３５を加味した許容範囲３３が示される。この許容範囲３６と、次回の測定サイクルにおける移動軌跡とを比較する。例えば、（ｃ）に示す移動軌跡３０のように、許容範囲３６に常に収まっている場合には、安定して測定されたものと判定する。（ｄ）に示す移動軌跡３１のように、許容範囲３６外となる不適箇所３７が存在する場合には、非安定測定と判定する。
このように安定して測定されたか非安定測定であるかを示す情報を、リアルタイムに測定者に通知すると、現在の測定結果が信頼できる測定結果であるか否かを測定中に判定することができる。その結果、測定時間を短縮することができる。
また安定度判定部１５により、境界位置検出部８によって検出された血液流領域２２と内膜２５との間の境界位置および中膜２７の位置を、所定のサイクル以上前に算出した境界位置および中膜２７の位置と比較して、境界位置および中膜２７の位置の検出結果の安定度を判定する構成とすることもできる。
また、現在のサイクルにおける測定結果と直前のサイクルにおける測定結果との差分に基づいて、安定測定であるか非安定測定であるかを判定してもよい。あるいは、直前のサイクルだけでなく、過去の複数のサイクルにおいて測定した安定な移動軌跡との比較に基づいて、安定測定であるか非安定測定であるかを判定してもよい。また、安定測定であるか非安定測定であるかを判定するための閾値（許容誤差３５）を変動させてもよい。
また、境界位置検出部８により、血管２１の長手方向に沿った複数の境界位置を検出する構成とし、安定度判定部１５では、境界位置検出部８によって検出された複数の境界位置を比較して、境界位置の検出結果の安定度を判定する構成とすることもできる。
本実施の形態においてはさらに、血管径算出部１２、脈波伝播速度算出部１３、あるいはＩＭＴ算出部１４の出力に基づき、安定度判定部１５により計測の安定度を以下のように判定することも可能である。例えば、血管径算出部１２によって算出された血管の直径を、以前のサイクルの算出結果と比較して、血液流領域２２と内膜２５との間の境界位置の検出結果の安定度を判定する。あるいは、脈波伝播速度算出部１３によって算出された脈波伝播速度を、以前のサイクルにおいて算出した脈波伝播速度と比較して、脈波伝播速度の算出結果の安定度を判定する。あるいは、血管の長手方向に沿った近接する複数部位の脈波伝播速度を算出し、近接する複数部位の脈波伝播速度を比較して、脈波伝播速度の算出結果の安定度を判定する。あるいはＩＭＴ算出部１４により、血管２１の長手方向に沿って互いに近接する複数部位のＩＭＴ値を算出し、複数部位のＩＭＴ値を比較して、境界位置検出部６による境界位置の検出結果の安定度を判定する。
さらに、境界判定には不向きなエコー輝度値から求まる、例えば擬似境界判別位置等の値について、直前のサイクルにおいて得られた値と現在のサイクルにおいて得られた値とを比較してもよい。このような複数の測定安定度を判定する機能を組み合わせると、測定結果の信頼性をさらに高めることができる。
（第２の実施の形態）
図４は、第２の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。図１に示した第１の実施の形態に係る超音波診断装置と共通の構成要素については、同一の参照番号を付して説明の繰り返しを省略する。
本実施の形態においては、安定度判定部１５Ａの構成が、図１における安定度判定部１５と相違する。安定度判定部１５Ａは、境界位置検出部８によって検出された、血管２１を横切る方向において互いに近接する境界位置、および中膜の位置を比較して、境界位置検出部８によって検出された境界位置および中膜の位置の安定度を判定する。
図５は、本実施の形態に係る超音波診断装置の動作を説明するための模式図である。図５の（ａ）には、血管の横断面３８が示されている。この血管の横断面３８を、３本の走査線３９ａ、３９ｂおよび３９ｃが透過するように計測を行う。（ｂ）〜（ｄ）に、各走査線３９ａ、３９ｂおよび３９ｃによりそれぞれ計測された硬さ値４０ａ、４０ｂおよび４０ｃを示す。
血管の中央を正しく透過している走査線３９ｂに対応する硬さ値４０ｂにおいては、超音波信号が壁面、膜面にほぼ垂直に当たるため、超音波エコー信号での強弱がより明瞭になる。従って、内膜２５と中膜２７とを分離するためのピーク波形４１が明瞭に表われている。一方、血管の中央を正しく透過していない走査線３９ａおよび走査線３９ｃにそれぞれ対応する硬さ値４０ａおよび硬さ値４０ｃにおいては、超音波エコー信号の強弱が壁面、膜面で不明瞭になり、波形４２および波形４３がピークを示していない。そのため、内膜２５と中膜２７とを分離することが困難であり、ＩＭＴ値を求めることができない。
このような硬さ値の特性を利用すると、ＩＭＴ値を安定して計測することができている場合には、走査線によって表される超音波の経路が血管の断面の中央を正しく通過していると判定することができる。それにより、超音波診断装置による測定自体の安定度を判定することができる。
また、血管を横切る方向に沿った複数部位におけるＩＭＴ値の計測結果を同時に参照して、測定の安定度を判定することができる。また、直前のサイクルにおけるＩＭＴ値との比較等と組み合わせることによって測定の信頼性をさらに高めることもできる。
このように、ＩＭＴ値を計測しているときには、血管断面の中央を常に捕らえていることが不可欠であることを利用して、測定自体の安定（一定）度を判定することができる。
また、測定自体の安定（一定）度合いを示す情報をリアルタイムに測定者に通知すれば、現在測定している測定結果が信頼できる測定結果であるか否かを、測定中に判定することもできる。その結果、測定時間も短縮することができる。
産業上の利用の可能性
本発明によれば、測定の安定状態を判定することができる超音波診断装置を提供することができる。
【図１】
2005002446.tif 000003
【図２】
2005002446.tif 000004
【図３】
2005002446.tif 000005
【図４】
2005002446.tif 000006
【図５】
2005002446.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月27日(2005.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験体の皮膚の表面から前記被験体の血管に向かって少なくとも１つの超音波信号を発信する発信手段と、
前記血管によって反射された超音波エコーを受信し電気信号に変換して、前記皮膚の表面からの深さ方向に沿った前記超音波エコー信号を得る受信手段と、
前記血管を横切る方向の前記超音波エコー信号の位相を解析して、前記血管を構成する血管壁の移動量を算出する移動検出手段と、
算出された前記血管壁の移動量の時間に対する軌跡の相違に基づいて前記血管の状態を解析する解析手段と、
前記解析手段による解析結果に基づいて、前記血管の血液流領域と前記血管壁との間の境界位置を検出する境界位置検出手段と、
前記境界位置検出手段により検出された前記境界位置を以前のサイクルの検出結果と比較する安定度判定手段とを具備する超音波診断装置。
【請求項２】
前記境界検出手段により前記皮膚の表面からの深さ方向に沿った前記境界位置を検出する対象とするＲＯＩ（関心領域：Region of Interest）の配置を設定するＲＯＩ配置手段をさらに具備し、
前記ＲＯＩ配置手段は、前記ＲＯＩを、前記血管壁における前記発信手段に近い側の前壁と前記発信手段から遠い側の後壁との少なくとも一方を跨ぐように配置する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記発信手段は、前記血管の長手方向に沿った複数の部位に向けて複数の超音波信号を発信し、前記境界位置検出手段は、前記血管の長手方向に沿った複数の前記境界位置を検出し、前記安定度判定手段は、前記境界位置検出手段によって検出された前記複数の境界位置を比較して、前記境界位置の検出結果の安定度を判定する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記境界位置検出手段は前記皮膚の表面からの深さ方向に沿った複数の前記境界位置を検出し、検出された前記複数の境界位置に基づいて前記血管の直径を算出する血管径算出手段をさらに具備する請求項１または２記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記安定度判定手段は、前記血管径算出手段によって算出された前記血管の直径を、以前のサイクルの算出結果と比較して、前記境界位置の検出結果の安定度を判定する請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記境界位置検出手段は、前記血管の長手方向に沿った複数の部位における前記境界位置を検出し、前記境界位置検出手段によって検出された前記複数の境界位置の時間的な変化に基づいて、脈波が伝播する速度を表す脈波伝播速度を算出する脈波伝播速度算出手段をさらに具備する請求項１〜５のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記安定度判定手段は、前記脈波伝播速度算出手段によって算出された前記脈波伝播速度を、以前のサイクルにおいて算出した脈波伝播速度と比較して、前記脈波伝播速度の算出結果の安定度を判定する請求項６記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記脈波伝播速度算出手段は、前記血管の長手方向に沿った近接する複数部位の脈波伝播速度を算出し、前記安定度判定手段は、前記近接する複数部位の脈波伝播速度を比較して、前記脈波伝播速度の算出結果の安定度を判定する請求項６または７記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記境界位置検出手段は、前記深さ方向に沿った組織の硬さ値に基づいて、前記血管の内膜と前記血液流領域との間の境界位置と、前記血管の中膜の位置とを検出し、前記安定度判定手段は、前記境界位置検出手段によって検出された前記境界位置および前記中膜の位置を、所定のサイクル以上前に算出した前記境界位置および前記中膜の位置と比較して、前記境界位置および前記中膜の位置の検出結果の安定度を判定する請求項１〜８のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記発信手段は、前記血管の長手方向に沿った複数の部位に向けて複数の超音波信号を発信し、前記境界位置検出手段は、前記血管の内膜と前記血液流領域との間の境界位置、及び前記血管の中膜の位置とを、前記血管の長手方向に沿って互いに近接する複数の部位について検出し、前記安定度判定手段は、前記境界位置検出手段によって検出された前記互いに近接する境界位置および中膜の位置を比較して、前記境界位置検出手段によって検出された前記境界位置および前記中膜の位置の安定度を判定する請求項１〜９のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記血管の内膜と前記血液流領域との間の境界位置の時間的変化と前記血管の中膜の位置の時間的変化とに基づいて、前記内膜から中膜までの厚みＩＭＴ（Intima-Media Thickness）を計測するＩＭＴ算出手段をさらに具備しており、前記安定度判定手段は、前記算出手段によって計測された前記ＩＭＴに基づいて、前記境界位置検出手段による前記境界位置の検出結果の安定度を判定する請求項１〜１０のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記ＩＭＴ算出手段は、前記血管の長手方向に沿って互いに近接する複数部位の前記ＩＭＴ値を算出し、前記安定度判定手段は、前記複数部位の前記ＩＭＴ値を比較して、前記境界位置検出手段による前記境界位置の検出結果の安定度を判定する、請求項１１に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記安定度判定手段によって判定された安定度を表示するための表示手段をさらに具備する請求項１〜１２のいずれかに記載の超音波診断装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血管の状態を超音波によって計測する機能を有する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置の機能の一種として、被験体の皮膚の表面から前記被験体の血管に向かって超音波パルスを発信し、血管によって反射された超音波エコー信号に基づいて、血管の種々の状態に関する計測を行う機能が知られている。
【０００３】
例えば、超音波によって血管壁の境界を検出する方法が、特許文献１に開示されている。この方法は、標準的な血管構造を有していることを前提とし、血管によって反射された超音波に基づく画像データにおける輝度信号の最大ピーク値と第２ピーク値とに基づいて、血管変位、血管径および血管壁の厚さ等を測定するものである。
【０００４】
あるいは、血管における脈波の伝播速度を算出する方法が、特許文献２に開示されている。この方法は、血管の長手方向に沿った複数の部位における血管の断面形状の時間的な変化に基づいて、脈波の伝播速度を算出する。
【０００５】
また、超音波によって血管壁（頚動脈）のＩＭＴ（Intima-Media Thickness）値を検出する方法が、特許文献３に開示されている。この方法は、標準的な血管構造を有していることを前提とし、血管によって反射された超音波に基づく画像データにおける輝度信号の最大ピーク値と第２ピーク値とに基づいて、血管壁（頚動脈）のＩＭＴ値を測定するものである。
【特許文献１】特開２０００−２７１１１７号公報
【特許文献２】特開平１１−７６２３３号公報
【特許文献３】特許第２８８９５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、血管を対象とした実際の医療診断時においては、超音波プローブの固定状態、被験体の静止状態および呼吸状態等の多種類の要因により、安定した状態において計測することが困難な場合が多い。
【０００７】
このため実際の計測において、大掛かりな装置によってプローブと被験体とを固定し、かつ被験体に測定期間中呼吸の停止を要請することによって、安定した計測を行うことができる確率を高める。さらに、複数回の測定を行って、精度良く測定することができた測定データを選別する。従って、測定のための診断時間が長くなる上に、測定者によって測定精度が一定にならないという問題がある。また、健康診断など多人数を対象とした診断現場においての使用を将来的に目指すためにも、測定の安定状態を判定する手段が求められている。
【０００８】
本発明の目的は、計測の安定状態を判定することができる超音波診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る超音波診断装置は、被験体の皮膚の表面から前記被験体の血管に向かって少なくとも１つの超音波信号を発信する発信手段と、前記血管によって反射された超音波エコーを受信し電気信号に変換して、前記皮膚の表面からの深さ方向に沿った前記超音波エコー信号を得る受信手段と、前記血管を横切る方向の前記超音波エコー信号の位相を解析して、前記血管を構成する血管壁の移動量を算出する移動検出手段と、算出された前記血管壁の移動量の時間に対する軌跡の相違に基づいて前記血管の状態を解析する解析手段と、前記解析手段による解析結果に基づいて、前記血管の血液流領域と前記血管壁との間の境界位置を検出する境界位置検出手段と、前記境界位置検出手段により検出された前記境界位置を以前のサイクルの検出結果と比較する安定度判定手段とを具備する。
【００１０】
この構成によれば、検出された血液流領域と血管壁の境界位置を以前のサイクルの検出結果と比較した結果により、境界位置検出の安定度を判定することが可能となり、測定データが適切か否かを、測定中に容易かつ迅速に測定者が知ることができる。
【００１１】
上記の構成において、前記境界検出手段により前記皮膚の表面からの深さ方向に沿った前記境界位置を検出する対象とするＲＯＩ（関心領域：Region of Interest）の配置を設定するＲＯＩ配置手段をさらに具備し、前記ＲＯＩ配置手段は、前記ＲＯＩを、前記血管壁における前記発信手段に近い側の前壁と前記発信手段から遠い側の後壁との少なくとも一方を跨ぐように配置することが好ましい。この構成により、血管壁と血液流領域との間の境界位置を確実に検出することができる。
【００１２】
また、前記発信手段は、前記血管の長手方向に沿った複数の部位に向けて複数の超音波信号を発信し、前記境界位置検出手段は、前記血管の長手方向に沿った複数の前記境界位置を検出し、前記安定度判定手段は、前記境界位置検出手段によって検出された前記複数の境界位置を比較して、前記境界位置の検出結果の安定度を判定することが好ましい。この構成により、安定度の判定精度を高めることができる。
【００１３】
上記の構成において、前記境界位置検出手段は前記皮膚の表面からの深さ方向に沿った複数の前記境界位置を検出し、検出された前記複数の境界位置に基づいて前記血管の直径を算出する血管径算出手段をさらに具備することができる。この構成により、血管の状態を多面的に検出することができる。
【００１４】
また、前記安定度判定手段は、前記血管径算出手段によって算出された前記血管の直径を、以前のサイクルの算出結果と比較して、前記境界位置の検出結果の安定度を判定する構成とすることができる。この構成により、血管の状態を安定して検出することができる。
【００１５】
また、前記境界位置検出手段は、前記血管の長手方向に沿った複数の部位における前記境界位置を検出し、前記境界位置検出手段によって検出された前記複数の境界位置の時間的な変化に基づいて、脈波が伝播する速度を表す脈波伝播速度を算出する脈波伝播速度算出手段をさらに具備することができる。この構成により、血管の状態を多面的に検出することができる。
【００１６】
また、前記安定度判定手段は、前記脈波伝播速度算出手段によって算出された前記脈波伝播速度を、以前のサイクルにおいて算出した脈波伝播速度と比較して、前記脈波伝播速度の算出結果の安定度を判定する構成とすることができる。この構成により、脈波伝播速度を安定して検出することができる。
【００１７】
また、前記脈波伝播速度算出手段は、前記血管の長手方向に沿った近接する複数部位の脈波伝播速度を算出し、前記安定度判定手段は、前記近接する複数部位の脈波伝播速度を比較して、前記脈波伝播速度算出手段によって算出された前記脈波伝播速度の安定度を判定する構成とすることができる。この構成により、安定度の判定精度を高めることができる。
【００１８】
また、前記境界位置検出手段は、前記深さ方向に沿った組織の硬さ値に基づいて、前記血管の内膜と前記血液流領域との間の境界位置と、前記血管の中膜の位置とを検出し、前記安定度判定手段は、前記境界位置検出手段によって検出された前記境界位置および前記中膜の位置を、所定のサイクル以上前に算出した前記境界位置および前記中膜の位置と比較して、前記境界位置および前記中膜の位置の検出結果の安定度を判定する構成とすることができる。この構成により、境界位置および中膜の位置を安定して検出することができる。
【００１９】
また、前記発信手段は、前記血管の長手方向に沿った複数の部位に向けて複数の超音波信号を発信し、前記境界位置検出手段は、前記血管の内膜と前記血液流領域との間の境界位置、及び前記血管の中膜の位置とを、前記血管の長手方向に沿って互いに近接する複数の部位について検出し、前記安定度判定手段は、前記境界位置検出手段によって検出された前記互いに近接する境界位置および中膜の位置を比較して、前記境界位置検出手段によって検出された前記境界位置および前記中膜の位置の安定度を判定する構成とすることができる。この構成により、境界位置および中膜の位置を安定して検出することができる。
【００２０】
また、前記血管の内膜と前記血液流領域との間の境界位置の時間的変化と前記血管の中膜の位置の時間的変化とに基づいて、前記内膜から中膜までの厚みＩＭＴ（Intima-Media Thickness）を計測するＩＭＴ算出手段をさらに具備しており、前記安定度判定手段は、前記算出手段によって計測された前記ＩＭＴに基づいて、前記境界位置検出手段による前記境界位置の検出結果の安定度を判定する構成とすることができる。この構成により、境界位置を安定して検出することができる。
【００２１】
また、前記ＩＭＴ算出手段は、前記血管の長手方向に沿って互いに近接する複数部位の前記ＩＭＴ値を算出し、前記安定度判定手段は、前記複数部位の前記ＩＭＴ値を比較して、前記境界位置検出手段による前記境界位置の検出結果の安定度を判定する構成とすることができる。この構成により、境界位置を安定して検出することができる。
【００２２】
また、前記安定度判定手段によって判定された安定度を表示するための表示手段をさらに具備することができる。この構成により、安定度を視覚を通じて認識することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、検出された血液流領域と血管壁の境界位置を以前のサイクルの検出結果と比較した結果により、境界位置検出の安定度を判定することが可能となり、測定データが適切か否かを、測定中に容易かつ迅速に測定者が知ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を模式的に示すブロック図である。但し、図１には、この超音波診断装置によって受信されたＢモード画像２０も図示されている。発信部１は、超音波パルスを生成して超音波プローブ２へ供給する。超音波プローブ２は、発信部１から供給された超音波パルスを、生体の皮膚の表面から生体内に向かって発信する。Ｂモード画像２０は、超音波パルスを、血管２１に向かって発信したときの画像である。
【００２６】
この画像においては、血管２１は、皮膚の表面に対して傾いた方向に伸びており、その内腔の血液が流れる血液流領域２２を囲む前壁２３ａおよび後壁２３ｂにより示される。前壁２３ａは、超音波プローブ２に近い側の血管壁を示し、後壁２３ｂは、超音波プローブ２から遠い側の血管壁を示す。この血管２１は、後壁２３ｂの内側に局所的病変であるアテローム２４が形成されている場合の例である。
【００２７】
前壁２３ａ及び後壁２３ｂとして示される血管壁は、血管壁の内側に形成され血液流領域２２に面する内膜２５と、血管壁の外側に形成された外膜２６と、内膜２５と外膜２６との間に形成された中膜２７とを有している。図８には、内膜２５と中膜２７との間に、局所的病変であるアテローム２４が形成されている様子が示される。
【００２８】
血管２１によって反射された超音波エコーは、超音波プローブ２によって電気信号に変換され、得られた超音波エコー信号は受信部３および遅延合成部４を経由して、一方で移動検出部５へ供給される。移動検出部５は、受信された超音波エコー信号に基づいて、皮膚の表面からの深さ方向に沿った各部位の移動量を検出する。移動検出部５による各部位の移動量の検出は、受信信号の位相変化に基づいて周知の方法により行うことができるので、具体的な説明は省略する。
【００２９】
Ｂモード画像２０には、皮膚の表面からの深さ方向に沿った境界位置を検出するためのＲＯＩ（Region of Interest：関心領域）２５が示されている。ＲＯＩ２８の断層画像における配置は、ＲＯＩ配置部６により設定される。ＲＯＩ２８は、本実施の形態の目的のためには、前壁２３ａと後壁２３ｂの少なくとも一方を跨ぐように設定される。図１に示す例では、ＲＯＩ２８は、前壁２３ａと後壁２３ｂの双方を跨ぐように配置されている。
【００３０】
移動検出部５により検出された移動量は、硬さ値変換部７に供給される。硬さ値変換部２は、移動検出部５によって検出された移動量を、皮膚の表面からの深さ方向に沿った組織の硬さ値に変換する。例えば、血管壁の各部位の移動量の変化から、隣接する部位間の移動量の差分（厚み変化量）を分析すれば、柔らかい部位は厚み変化量が大きく、硬い部分は厚み変化量が少ない結果が得られので、これを利用して、各部位の硬さ値を検出することが可能である。硬さ値変換部７により得られた組織の硬さ値は、境界位置検出部８に供給される。
【００３１】
境界位置検出部８は、硬さ値に基づいて血管２１の内膜２５と血液流領域２２との間の境界位置、及び中膜２７の位置を検出する。深さ方向に沿った組織の硬さ値に基づいて実施される為、組織の変化状態が明確化されており、簡単なアルゴリズムで境界位置が自動認識される。境界位置検出部８はさらに血管２１の断面を表す２次元にマッピングしたカラー表示画像を生成して画像合成部９へ供給する。
【００３２】
なお、硬さ値変換部７に代えて、移動検出部５によって検出された移動量に基づき血管の他の状態を解析する方法を用い、その解析結果に基づいて、境界位置検出部８により境界位置を検出することも可能である。例えば、１心拍中の血管の移動量の変化状態（軌跡）に着目すると、血液流領域２２と後壁２３ｂでは軌跡の移動方向が逆転するなど、異なった特徴を持つ軌跡が得られるので、これを分析することで、軌跡が逆転している中間点が境界位置２５であることを判別できる。
【００３３】
受信部３及び遅延合成部４を経由した受信信号は、他方で、Ｂモード処理部１０にも供給される。Ｂモード処理部１０は、受信信号に基づいて、血管２１の断面を表す画像情報を生成して画像合成部９へ供給する。画像合成部９は、Ｂモード処理部１０から供給された画像情報と、境界位置検出部８が自動認識した境界情報とを合成して、表示部１１にモニタ表示する。
【００３４】
境界位置検出部８による検出信号は、血管径算出部１２、脈波伝播速度算出部１３、ＩＭＴ算出部１４、及び安定度判定部１５にも供給される。
【００３５】
血管径算出部１２は、境界位置検出部８によって自動認識された複数の境界位置に基づいて血管２１の内腔の直径を算出する。脈波伝播速度算出部１３は、境界位置検出部８によって自動認識された複数の境界位置の時間的な変化に基づいて、脈波が伝播する速度を表す脈波伝播速度を算出する。すなわち、境界位置検出部８は、血管の長手方向に沿った複数の部位における境界位置を検出して、脈波伝播速度算出部１３に供給する。脈波伝播速度算出部１３は、複数の境界位置の時間的な変化に基づいて脈波伝播速度を算出する。具体的な方法としては、特許文献２に開示された方法を用いることができる。
【００３６】
ＩＭＴ算出部１４は、境界位置検出部８から出力される検出信号を用い、１心拍サイクルにおける、内膜２５と血液流領域２２との間の境界位置の時間的変化と、中膜２７の位置の時間的変化とに基づいて、中膜２７の厚みをＩＭＴ値として計測する。ＩＭＴ算出部１４は、１心拍サイクルにおけるＩＭＴ値の最大値、最小値および平均値の少なくとも１つを算出する。
【００３７】
血管径算出部１２、脈波伝播速度算出部１３、及びＩＭＴ算出部１４の出力は、安定度判定部１５に供給される。安定度判定部１５は、計測の安定度を判定する機能を有する。安定度判定部１５には、移動検出部５、境界位置検出部８の検出信号が供給され、それらの信号に基づいて安定度を判定する。例えば、移動検出部５によって算出された血管壁の移動量を、所定のサイクル以上前の血管壁の移動量と比較して、移動検出部５による血管壁の移動量の検出結果の安定度を判定する。その動作の詳細については後述する。
【００３８】
図２は、本実施の形態に係る超音波診断装置の動作を説明するための模式図である。図２における（ａ）部は、図１に示したＢモード画像２０と同様の画像を示す。２９は、超音波プローブ２から発信される超音波の軌跡を表す１本の走査線である。（ｂ）には、走査線２９上の各部において得られる、硬さ値変換部７により得られた組織の硬さ値２７が示される。
【００３９】
ここで、走査線２９上の、皮膚の表面に近い側である前壁２３ａの内膜２５上の点Ｒ０と、皮膚の表面に遠い側の後壁２３ｂの内膜２５上の点Ｒ１と、後壁２３ｂの中膜２７上の点Ｒ２とに着目する。点Ｒ０は、皮膚の表面から深さＤｔの位置に配置されており、点Ｒ１は、皮膚の表面から深さＤｂの位置に配置されており、点Ｒ２は、皮膚の表面から深さＤｉの位置に配置されている。点Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２における硬さ値が、それぞれ（ｂ）におけるＥ０、Ｅ１、Ｅ２に示される。
【００４０】
皮膚の表面からの深さ方向に沿った硬さ値３０は、血液流領域２２においては血管壁よりもはるかに低くなっている。従って、硬さ値３０を利用すると、血液流領域２２と内膜２５との間の境界位置を、簡単なアルゴリズムにより容易に自動認識することができる。
【００４１】
併せて、下記の（式１）によって血管内径を算出することができ、また、下記の（式２）をアルゴリズムに盛り込む事によってＩＭＴ値を自動的に算出することができる。
【００４２】
（血管径）＝Ｄｂ−Ｄｔ  …（１）
（ＩＭＴ）＝Ｄｉ−Ｄｂ  …（２）
ここで、Ｄｉ−Ｄｂは、内膜から中膜までの厚みに相当する。
【００４３】
また、また発信部３から、血管２１の長手方向に沿った複数の部位に向けて複数の超音波信号を発信し、複数の超音波エコー信号に対応する複数本の走査線２９に対して同様の処理を実施すれば、脈波の伝播速度および硬さ値等について、血管２１の長手方向に沿った分布を得ることができる。
【００４４】
次に図３を参照して、安定度判定部１５の動作について説明する。前述したように、血管を対象とした実際の医療診断時においては、超音波プローブ２の固定状態、被験体の静止状態および呼吸状態等の多種類の要因により、安定した状態において計測することは困難である。このため、現実には、大掛かりな装置によってプローブ２と被験体とを固定し、かつ被験体に測定期間中呼吸の停止を要請することによって、安定して測定することができる確率を高め、さらに複数回測定して精度良く測定することができた測定データを選別する。従って、測定のための診断時間が長くなる上に、測定者によって測定精度が一定にならないという問題がある。
【００４５】
被験体と超音波プローブ２との間の位置関係が一定である状態、または被験体が呼吸を停止して安定状態を保っている状態において理想的な測定データが得られた場合には、心拍ごとの血管壁の移動軌跡が近似することを利用して、ＩＭＴ値を検出するための測定自体の安定度を判定する。
【００４６】
図３は、安定度判定部１５の動作を説明するための模式図である。（ａ）は、ＥＣＧ（Electrocardiograph）波形２８を示す。（ｂ）〜（ｄ）の波形は、（ａ）に示すＥＣＧ波形３１の心拍サイクルに同期した、各測定サイクルにおける血管壁の移動軌跡３２、３３、３４を示す。（ｂ）に示す移動軌跡３２は、（ｃ）、（ｄ）に示す移動軌跡３３、３４を測定したサイクルの直前サイクルのものである。
【００４７】
図３の（ｂ）には、直前サイクルの移動軌跡３２に、許容誤差３５を加味した許容範囲３３が示される。この許容範囲３６と、次回の測定サイクルにおける移動軌跡とを比較する。例えば、（ｃ）に示す移動軌跡３０のように、許容範囲３６に常に収まっている場合には、安定して測定されたものと判定する。（ｄ）に示す移動軌跡３１のように、許容範囲３６外となる不適箇所３７が存在する場合には、非安定測定と判定する。
【００４８】
このように安定して測定されたか非安定測定であるかを示す情報を、リアルタイムに測定者に通知すると、現在の測定結果が信頼できる測定結果であるか否かを測定中に判定することができる。その結果、測定時間を短縮することができる。
【００４９】
また安定度判定部１５により、境界位置検出部８によって検出された血液流領域２２と内膜２５との間の境界位置および中膜２７の位置を、所定のサイクル以上前に算出した境界位置および中膜２７の位置と比較して、境界位置および中膜２７の位置の検出結果の安定度を判定する構成とすることもできる。
【００５０】
また、現在のサイクルにおける測定結果と直前のサイクルにおける測定結果との差分に基づいて、安定測定であるか非安定測定であるかを判定してもよい。あるいは、直前のサイクルだけでなく、過去の複数のサイクルにおいて測定した安定な移動軌跡との比較に基づいて、安定測定であるか非安定測定であるかを判定してもよい。また、安定測定であるか非安定測定であるかを判定するための閾値（許容誤差３５）を変動させてもよい。
【００５１】
また、境界位置検出部８により、血管２１の長手方向に沿った複数の境界位置を検出する構成とし、安定度判定部１５では、境界位置検出部８によって検出された複数の境界位置を比較して、境界位置の検出結果の安定度を判定する構成とすることもできる。
【００５２】
本実施の形態においてはさらに、血管径算出部１２、脈波伝播速度算出部１３、あるいはＩＭＴ算出部１４の出力に基づき、安定度判定部１５により計測の安定度を以下のように判定することも可能である。例えば、血管径算出部１２によって算出された血管の直径を、以前のサイクルの算出結果と比較して、血液流領域２２と内膜２５との間の境界位置の検出結果の安定度を判定する。あるいは、脈波伝播速度算出部１３によって算出された脈波伝播速度を、以前のサイクルにおいて算出した脈波伝播速度と比較して、脈波伝播速度の算出結果の安定度を判定する。あるいは、血管の長手方向に沿った近接する複数部位の脈波伝播速度を算出し、近接する複数部位の脈波伝播速度を比較して、脈波伝播速度の算出結果の安定度を判定する。あるいはＩＭＴ算出部１４により、血管２１の長手方向に沿って互いに近接する複数部位のＩＭＴ値を算出し、複数部位のＩＭＴ値を比較して、境界位置検出部６による境界位置の検出結果の安定度を判定する。
【００５３】
さらに、境界判定には不向きなエコー輝度値から求まる、例えば擬似境界判別位置等の値について、直前のサイクルにおいて得られた値と現在のサイクルにおいて得られた値とを比較してもよい。このような複数の測定安定度を判定する機能を組み合わせると、測定結果の信頼性をさらに高めることができる。
【００５４】
（第２の実施の形態）
図４は、第２の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。図１に示した第１の実施の形態に係る超音波診断装置と共通の構成要素については、同一の参照番号を付して説明の繰り返しを省略する。
【００５５】
本実施の形態においては、安定度判定部１５Ａの構成が、図１における安定度判定部１５と相違する。安定度判定部１５Ａは、境界位置検出部８によって検出された、血管２１を横切る方向において互いに近接する境界位置、および中膜の位置を比較して、境界位置検出部８によって検出された境界位置および中膜の位置の安定度を判定する。
【００５６】
図５は、本実施の形態に係る超音波診断装置の動作を説明するための模式図である。図５の（ａ）には、血管の横断面３８が示されている。この血管の横断面３８を、３本の走査線３９ａ、３９ｂおよび３９ｃが透過するように計測を行う。（ｂ）〜（ｄ）に、各走査線３９ａ、３９ｂおよび３９ｃによりそれぞれ計測された硬さ値４０ａ、４０ｂおよび４０ｃを示す。
【００５７】
血管の中央を正しく透過している走査線３９ｂに対応する硬さ値４０ｂにおいては、超音波信号が壁面、膜面にほぼ垂直に当たるため、超音波エコー信号での強弱がより明瞭になる。従って、内膜２５と中膜２７とを分離するためのピーク波形４１が明瞭に表われている。一方、血管の中央を正しく透過していない走査線３９ａおよび走査線３９ｃにそれぞれ対応する硬さ値４０ａおよび硬さ値４０ｃにおいては、超音波エコー信号の強弱が壁面、膜面で不明瞭になり、波形４２および波形４３がピークを示していない。そのため、内膜２５と中膜２７とを分離することが困難であり、ＩＭＴ値を求めることができない。
【００５８】
このような硬さ値の特性を利用すると、ＩＭＴ値を安定して計測することができている場合には、走査線によって表される超音波の経路が血管の断面の中央を正しく通過していると判定することができる。それにより、超音波診断装置による測定自体の安定度を判定することができる。
【００５９】
また、血管を横切る方向に沿った複数部位におけるＩＭＴ値の計測結果を同時に参照して、測定の安定度を判定することができる。また、直前のサイクルにおけるＩＭＴ値との比較等と組み合わせることによって測定の信頼性をさらに高めることもできる。
【００６０】
このように、ＩＭＴ値を計測しているときには、血管断面の中央を常に捕らえていることが不可欠であることを利用して、測定自体の安定（一定）度を判定することができる。
【００６１】
また、測定自体の安定（一定）度合いを示す情報をリアルタイムに測定者に通知すれば、現在測定している測定結果が信頼できる測定結果であるか否かを、測定中に判定することもできる。その結果、測定時間も短縮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によれば、測定の安定状態を判定することができる超音波診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の超音波診断装置の動作を説明するための模式図である。
【図３】図１の超音波診断装置の他の動作を説明するための模式図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図４の超音波診断装置の動作を説明するための模式図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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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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【国際調査報告】
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