(57)【要約】  本発明は、より正確な歪、平均弾性率および平均粘性率などの組織性状値を得ることができる超音波診断装置を提供することを目的とする。  本発明の超音波診断装置は、受信部１０３からの超音波エコーに基づく受信信号に基づいて、境界検出部１１０で被検体の組織境界を検出し、組織追跡部１０８で被検体の組織境界の動きを追跡する。そして、組織性状値算出部１０９で、組織追跡部１０８で追跡した前記被検体の組織境界の動きと血圧値取得部１１２から取り込んだ被検体の血圧値とに基づいて、被検体の組織性状値を算出する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波が照射された被検体内部から反射してきた超音波エコーに基づく受信信号を出力する受信部と、
前記受信信号に基づいて、前記被検体の組織境界の動きを追跡する組織追跡部と、
前記組織追跡部で追跡した前記被検体の組織境界の動きに基づいて、前記被検体の組織性状値を算出する組織性状値算出部と、
を有する超音波診断装置。
【請求項２】
超音波が照射された被検体内部から反射してきた超音波エコーに基づく受信信号を出力する受信部と、
前記受信信号に基づいて、前記被検体の組織境界を検出する境界検出部と、
前記受信信号に基づいて、前記境界検出部で検出した前記被検体の組織境界の動きを追跡する組織追跡部と、
前記組織追跡部で追跡した前記被検体の組織境界の動きに基づいて、前記被検体の組織性状値を算出する組織性状値算出部と、
を有する超音波診断装置。
【請求項３】
超音波が照射された被検体内部から反射してきた超音波エコーに基づく受信信号を出力する受信部と、
前記受信信号に基づいて、前記被検体の組織の動きを追跡する組織追跡部と、
前記受信信号と前記組織追跡部で追跡した前記被検体の組織の動きとの少なくとも一方に基づいて、前記被検体の組織境界を検出する組織境界検出部と、
前記組織境界検出部で検出した前記被検体の組織境界に対応する前記被検体の組織の動きに基づいて、前記被検体の組織性状値を算出する組織性状値算出部と、
を有する超音波診断装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の超音波診断装置であって、
少なくとも２つの組織性状値算出モードを有し、
第１の組織性状値算出モードでは、前記被検体の組織境界の動きに基づく組織性状値を出力し、
他の組織性状値算出モードでは、前記被検体の固定サイズの微小領域の組織性状値を求めて出力する超音波診断装置。
【請求項５】
請求項４記載の超音波診断装置であって、
受信信号を記憶するメモリをさらに有し、
フリーズ時に算出モード切替を行った場合、前記メモリから読み出した受信信号に基づいて、切替後の算出モードにおける組織性状値を出力する超音波診断装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項記載の超音波診断装置であって、
さらに前記被検体の組織性状値を表示する表示部を有し、
前記表示部は、前記被検体の組織境界の動きに基づく組織性状値と、前記被検体の固定サイズの微小領域で算出した組織性状値とを、同時に表示する超音波診断装置。
【請求項７】
請求項６記載の超音波診断装置であって、
前記組織境界の動きに基づく組織性状値は数値で、前記固定サイズの微小領域で算出した組織性状値は分布画像で表示する超音波診断装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項記載の超音波診断装置であって、
さらに前記被検体の血圧値を取り込む血圧値取得部を有し、
前記組織性状値算出部は、前記被検体の組織境界の動きと前記血圧値取得部で取り込んだ前記血圧値とに基づいて、前記被検体の組織性状値として少なくとも弾性率または粘性率のいずれかを算出する超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の組織性状を測定する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の超音波診断装置は、超音波を被検体に照射し、その反射エコー信号の強度を対応する画素の輝度に変換することで、被検体の構造を断層画像として得るものである。また、近年、反射エコー信号の主に位相を解析することで、被検体の動きを精密に計測し、そこから被検体組織の歪みや弾性率、粘性率などの組織性状を求めるという試みがある。        【０００３】
特許文献１には、反射エコー信号の検波出力信号の振幅と位相の両者を用いて、被検体の瞬間的な位置を決定することによって被検体組織の追跡を高精度に行ない、拍動による大振幅変位運動上の微小振動を捕らえる方法が記載されている。【０００４】
図６を用いて、特許文献１に示された被検体組織追跡方法を説明する。被検体の同一方向に対して、ΔＴの間隔をおいて送信された超音波パルスの、それぞれの受信エコー信号をｙ（ｔ）とｙ（ｔ＋ΔＴ）とする。ある位置（深度）ｘに設定された計測点からの反射エコーの受信時刻ｔxは、パルス送信時刻をｔ＝０、音速をＣとすると、ｔx＝ｘ／（Ｃ／２）となる。このとき、ｙ（ｔx）とｙ（ｔx＋ΔＴ）の間の位相差をΔθ、ｔx付近での超音波の中心周波数をｆとすると、この期間ΔＴにおける計測点の移動量Δｘは、（式１）で表される。【０００５】
Δｘ＝−Ｃ・Δθ／４πｆ    ・・・  （式１）【０００６】
これをｘに加算することで、ΔＴ後の計測点の位置（深度）ｘ'は、（式２）によって求めることができる。【０００７】
ｘ'＝ｘ＋Δｘ              ・・・  （式２）【０００８】
そして、これを繰り返すことにより、被検体内の計測点の位置を追跡していくことができる。つまり、ｘ'の深度から反射されたエコーの受信時刻をｔx'とし、続いて送受信された受信信号をｙ（ｔ＋２ΔＴ）とすると、ｙ（ｔx'＋ΔＴ）とｙ（ｔx'＋２ΔＴ）の位相差Δθ'から（式１）および（式２）の演算により、２ΔＴ後の計測点の位置ｘ"を求めることができる。【０００９】
特許文献２には、特許文献１の方法をさらに発展させ、心拍に起因する血管壁に設定された計測点の各大振幅変位運動を精密に追跡し、その差から血管壁の歪み量を計測し、歪み量と血圧差から局所弾性率を求める方法および、弾性率の空間分布を画像表示する装置が記載されている。【００１０】
図７を用いて、特許文献２に示された弾性率算出方法を説明する。特許文献２によれば、探触子１０１は被検体に対して超音波を照射し、血管、特に動脈からのエコーを受信する。血管壁上に深さ方向に等間隔Ｗｓを隔てて計測点Ａ、Ｂ、Ｃを設定し、計測点Ａ、Ｂ、Ｃからの受信信号を特許文献１に示された方法により解析し、計測点Ａ、Ｂ、Ｃの動きを追跡する。動脈は心拍によって収縮拡張を繰り返しており、このため計測点Ａ、Ｂ、Ｃの動きは、追跡波形ＴＡ、ＴＢ、ＴＣに示すような周期的なものとなり、心臓収縮期には急激に血管壁が広がり、心臓拡張期にはゆっくりと血管が収縮するという動きとなる。      【００１１】
追跡波形ＴＡ、ＴＢ、ＴＣから計測点Ａ−Ｂ間の厚み変化波形ＷＡＢおよび計測点Ｂ−Ｃ間の厚み変化波形ＷＢＣを求める。厚み変化波形ＷＡＢの変化量をΔＷ（ＡＢ）とすると、計測点Ａ−Ｂ間の歪み量ε（ＡＢ）は、（式３）で表される。【００１２】
ε（ＡＢ）＝ΔＷ（ＡＢ）／Ｗｓ                            ・・・  （式３）【００１３】
このときの血圧差ΔＰ＝（最高血圧）−（最低血圧）とすると、計測点Ａ−Ｂ間の弾性率Ｅ（ＡＢ）は、（式４）によって求めることができる。【００１４】
Ｅ（ＡＢ）＝ΔＰ／ε（ＡＢ）＝ΔＰ・Ｗｓ／ΔＷ（ＡＢ）    ・・・  （式４）【００１５】
同様にして計測点Ｂ−Ｃ間の弾性率Ｅ（ＢＣ）を求めることができ、さらに同様の操作を断層画像上の複数点に対して行うことで、弾性率の分布画像が得られる。【００１６】
図８は、従来例における実際の診断画面の一例である。画面は血管の縦割り断面を表示している。画面に表示されるモノクロ断層画像２００上には、弾性率を計算する領域（ＲＯＩ）２０４が設定され、ＲＯＩ２０４内に縦横それぞれ別の等間隔に複数の計測点が設定される。全ての計測点の動きは、（式１）および（式２）により計算され、計測点間、つまり血管壁内の微小領域の弾性率は（式３）および（式４）により計算される。このようにして得られた弾性率をカラーコードに変換に変換し、所定位置に配置することで、弾性率画像２０１画像を作成する。この弾性率画像２０１は、モノクロ断層画像２００上の対応する位置に重畳表示される。これにより血管壁内の弾性率の分布を詳細に観察することができる。計測点間の距離は、縦方向が数十ｕｍ、横方向が百数十ｕｍ程度である。画面上にはさらに、受信信号の振幅と画面上の輝度との関係を示す断層画像用反射強度スケール２０２、弾性率と画面上の色との関係を示す弾性率画像用弾性率スケール２０３、さらに図示はしていないが、平均弾性率値や、血管径値、心電波形など診断に有用な各種情報が表示される。【００１７】
弾性率と実際の疾患との対応はまだ研究段階であるが、一例として非特許文献１では平均弾性率と動脈硬化危険因子の関連について発表されている。【００１８】
【特許文献１】特開平１０−５２２６号
【特許文献２】特開２０００−２２９０７８号
【非特許文献１】沖本他「新規診断法による頚動脈血管弾性特性と動脈硬化危険因子との関連」第42回日本糖尿病学会東北支部例会
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、非特許文献１で発表された平均弾性率は、基準厚みＷｓを固定し、固定された大きさの微小領域の弾性率値を、必要な領域に渡って平均して得られたものである。一方、図８における血管壁の平均弾性率は、血管壁上の微小領域の弾性率を平均したものである。一般に、対象とする領域の平均弾性率といった場合、その領域全体の歪と、領域全体にかかる力から求めた弾性率が正しい平均弾性率と考えられ、領域を分割してそれぞれにおける歪とそれにかかる力から求めた弾性率を平均して、全体の平均弾性率とすることは、正しい平均弾性率と比較して誤差を含むことになる。【００２０】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、より正確な歪、平均弾性率および平均粘性率などの組織性状値を得ることができる超音波診断装置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】
【００２１】
本発明の超音波診断装置は、超音波が照射された被検体内部から反射してきた超音波エコーに基づく受信信号を出力する受信部と、前記受信信号に基づいて、前記被検体の組織境界の動きを追跡する組織追跡部と、前記組織追跡部で追跡した前記被検体の組織境界の動きに基づいて、前記被検体の組織性状値を算出する組織性状値算出部と、を有するものである。本発明によれば、領域全体の歪から求めたより正しい平均組織性状値を得ることができる。【００２２】
本発明の超音波診断装置は、超音波が照射された被検体内部から反射してきた超音波エコーに基づく受信信号を出力する受信部と、前記受信信号に基づいて、前記被検体の組織境界を検出する境界検出部と、前記受信信号に基づいて、前記境界検出部で検出した前記被検体の組織境界の動きを追跡する組織追跡部と、前記組織追跡部で追跡した前記被検体の組織境界の動きに基づいて、前記被検体の組織性状値を算出する組織性状値算出部と、を有するものである。本発明によれば、領域全体の歪から求めたより正しい平均組織性状値を得ることができる。【００２３】
本発明の超音波診断装置は、超音波が照射された被検体内部から反射してきた超音波エコーに基づく受信信号を出力する受信部と、前記受信信号に基づいて、前記被検体の組織の動きを追跡する組織追跡部と、前記受信信号と前記組織追跡部で追跡した前記被検体の組織の動きとの少なくとも一方に基づいて、前記被検体の組織境界を検出する組織境界検出部と、前記組織境界検出部で検出した前記被検体の組織境界に対応する前記被検体の組織の動きに基づいて、前記被検体の組織性状値を算出する組織性状値算出部と、を有するものである。本発明によれば、領域全体の歪から求めたより正しい平均組織性状値を得ることができる。【００２４】
本発明の超音波診断装置は、少なくとも２つの組織性状値算出モードを有し、第１の組織性状値算出モードでは、前記被検体の組織境界の動きに基づく組織性状値を出力し、他の組織性状値算出モードでは、前記被検体の固定サイズの微小領域の組織性状値を求めて出力するものを含む。本発明によれば、異なる２種類の平均組織性状値を求めることができる。【００２５】
本発明の超音波診断装置は、受信信号を記憶するメモリをさらに有し、フリーズ時に算出モード切替を行った場合、前記メモリから読み出した受信信号に基づいて、切替後の算出モードにおける組織性状値を出力するものを含む。本発明によれば、再び計測することなく複数種類の組織性状値を得ることができる。【００２６】
本発明の超音波診断装置は、さらに前記被検体の組織性状値を表示する表示部を有し、前記表示部は、前記被検体の組織境界の動きに基づく組織性状値と、前記被検体の固定サイズの微小領域で算出した組織性状値とを、同時に表示するものを含む。本発明によれば、異なる２種類の平均組織性状値を同時に認識することができる。【００２７】
本発明の超音波診断装置は、前記組織境界の動きに基づく組織性状値は数値で、前記固定サイズの微小領域で算出した組織性状値は分布画像で表示するものを含む。本発明によれば、異なる２種類の平均組織性状値を同時に認識することができる。【００２８】
本発明の超音波診断装置は、さらに前記被検体の血圧値を取り込む血圧値取得部を有し、前記組織性状値算出部は、前記被検体の組織境界の動きと前記血圧値取得部で取り込んだ前記血圧値とに基づいて、前記被検体の組織性状値として少なくとも弾性率または粘性率のいずれかを算出するものを含む。本発明によれば、領域全体の歪と、領域全体にかかる圧力から求めた被検体組織の特性が認識しやすい組織性状値を得ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、より正確な歪、平均弾性率または平均粘性率などの組織性状値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置のブロック図
【図２】本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置の動作説明図
【図３】本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置の動作説明図
【図４】本発明の第２の実施の形態の超音波診断装置のブロック図
【図５】本発明の第２の実施の形態の超音波診断装置の動作説明図
【図６】反射エコー信号の検波出力信号を利用した被検体組織追跡方法を説明する図
【図７】組織追跡波形から歪み量を求める方法を説明する図
【図８】従来の超音波診断装置のモニタ画面の一例を示す図
【符号の説明】
【００３１】
１００  制御部
１０１  探触子
１０２  送信部
１０３  受信部
１０４  断層画像処理部
１０５  メモリ
１０６  画像合成部
１０７  モニタ
１０８  組織追跡部
１０９  組織性状値算出部
１１０  境界検出部
１１１  メモリ
１１２  血圧値取得部
１１３  組織追跡部
１１４  組織性状値算出部
１１５  境界検出部
２００  断層画像
２０１  弾性率画像
２０２  断層画像用反射強度スケール
２０３  弾性率画像用弾性率スケール
２０４  ＲＯＩ
２０５  血流−内膜境界
２０６  外膜−周辺組織境界
２０７  計測点
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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。【００３３】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置のブロック図である。図１の超音波診断装置は、制御部１００、探触子１０１、送信部１０２、受信部１０３、断層画像処理部１０４、メモリ１０５、画像合成部１０６、モニタ１０７、組織追跡部１０８、組織性状値算出部１０９、境界検出部１１０、メモリ１１１、血圧値取得部１１２を含んで構成される。【００３４】
制御部１００は、超音波診断装置全体を制御するものであり、図示していないが、キーボードやトラックボール、スイッチ、ボタンといったユーザーインターフェースも制御部１００に接続されている。【００３５】
送信部１０２は、制御部１００の指示を受けて、指定されたタイミングで探触子１０１を駆動する高圧の送信信号を発生する。探触子１０１は、送信部１０２で発生した送信信号を超音波に変換して被検体に照射するとともに、被検体内部から反射してきた超音波エコーを電気信号に変換する。探触子１０１内には複数の圧電変換素子が配置され、これらの圧電変換素子の選択、および、圧電変換素子に電圧を与えるタイミングによって送信する超音波の偏向角およびフォーカスを制御する。【００３６】
受信部１０３は、超音波エコーを電気信号に変換した受信信号を増幅するとともに、各圧電変換素子で受信された受信信号毎に異なる遅延を与えて加算することで、定められた位置（フォーカス）または方向（偏向角）からの超音波のみに基づく受信信号を出力する。【００３７】
断層画像処理部１０４は、フィルタ、検波器、対数増幅器などからなり、受信部１０３から出力される受信信号の少なくとも振幅を解析して、被検体の内部構造を画像化する。境界検出部１１０は受信信号の少なくとも振幅を解析して、被検体の組織の境界、具体的には少なくとも血管壁の血流−内膜境界、中膜−外膜境界、外膜−周辺組織境界のいずれかを検出し、その境界位置を組織追跡部１０８に出力する。組織追跡部１０８は、少なくとも受信信号の位相を解析して計測点の動きを追跡する。例えば、従来例に示す（式１）および（式２）を用いて、計測点の動きを追跡してもよい。計測点は、境界検出部１１０から出力された境界位置、または、深さ方向に等間隔に設定された位置である。【００３８】
血圧値取得部１１２は、血圧値を取得する手段であり、検者が血圧値の手入力に使用するキーボードであっても、接続された血圧計そのものであってもよい。【００３９】
組織性状値算出部１０９は、追跡した被検体組織の境界部の動きから（式３）で示される歪み量を計算し、得られた歪み量と血圧値から、（式４）で示される弾性率Ｅ、または（式５）で示される粘性率ηの少なくとも一方を算出する。【００４０】
Ｐ＝ηｄε／ｄｔ＋Ｅε                    ・・・  （式５）【００４１】
そして、得られた弾性率Ｅまたは粘性率ηを、組織性状を示す数値や組織性状分布画像として出力する。【００４２】
画像合成部１０６は、断層画像と、少なくとも組織性状を示す数値や組織性状分布画像のいずれか一方を合成し、モニタ１０７に表示する。【００４３】
メモリ１１１は、受信信号を記憶するものであり、超音波送受信停止時（以下フリーズ状態という）に組織性状値を再計算する際に利用される。メモリ１０５は、断層画像を記憶するものであり、フリーズ状態のときに組織性状値に同期した断層画像を出力する。【００４４】
以上のように構成された超音波診断装置の動作について、図２および図３を用いて説明する。なお、図２および図３では、組織性状値として弾性率を利用しているが、これに限るものではなく、歪や粘性率、その他の組織性状値を利用してもよい。歪を利用する場合は、血圧値が不要であるので、血圧値取得部１１２は省略可能である。【００４５】
図２および図３は、図８と同様の、血管の縦割り断面を表示した診断画面である。画面に表示されるモノクロ断層画像２００上には、組織性状値を計算する領域（ＲＯＩ）２０４が設定されている。【００４６】
この超音波診断装置では、まず境界検出部１１０は、受信信号を解析して、血流−内膜境界２０５、および中膜−外膜境界２０６を検出する。境界の検出は、受信信号を解析して求めてもよいし、検者がトラックボールを使って手動で入力してもよい。一例として、血流および中膜は受信信号の振幅が小さいので、受信信号の振幅を解析して、振幅が急激に大きくなるところを境界とする。また、カラードプラ法などを用いて、血流を検出して、血流−内膜境界２０５を検出してもよい。なお、境界位置が検出するまでもなく明確な場合には、境界検出部１１５を設けず、あらかじめ装置に情報を登録しておいたり、検者が測定前に入力するようにしてもよい。例えば超音波以外のモダリティによって位置が特定されている場合では、そのモダリティから情報を得るようにしてもよい。また、境界位置が皮膚表面であり、探触子１０１と皮膚の間にスタンドオフ材を用いる場合には、そのスタンドオフ材のサイズをあらかじめ設定するようにしてもよい。【００４７】
組織追跡部１０８は、境界検出部１１０で検出された境界上、または境界付近に計測点を設定し、この計測点の動きを追跡する。図２では、計測点を境界線上の白丸で示してある。組織性状値算出部１０９は、追跡した被検体組織の境界部の動きから（式３）で示される歪み量を計算するが、この際、基準厚みＷｓは、血流−内膜境界２０５と中膜−外膜境界２０６との間の幅（図２に両端矢印で示す幅）とする。これにより、境界間の部分（図２では血管内膜および中膜領域）の正確な平均組織性状値を求めることができる。【００４８】
図３は、組織性状値をカラーコードに変換し、断層画像２００に重畳表示した診断画面である。図３の例では、境界の間は縦方向に同じ色で表示される。この組織性状値を横方向に平均することで、血管壁のより正確な平均組織性状値を求めることができる。また、境界は一般的に受信信号の振幅が大きいところなのでＳＮ比が大きく、他の部分よりも正確に組織の動きの追跡を行なうことができるため、さらに正確に組織性状値を求めることができる。【００４９】
なお、組織追跡部１０８において、境界検出部１１０で検出された境界線上ではなく、ＲＯＩ２０４中に等間隔に複数の計測点を設定することで、従来例に示したような、血管壁の微小領域それぞれの組織性状値を求めることができ、血管壁内の組織性状値の分布を詳細に観察することができる。【００５０】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態の超音波診断装置のブロック図である。図１の超音波診断装置と共通する部分については同じ符号を付し、説明を省略する。【００５１】
組織追跡部１１３は、受信信号間の位相差から（式１）および（式２）を用いて、深さ方向に等間隔で設定された計測点位置の動きを追跡する。境界検出部１１５は、少なくとも受信信号、追跡した計測点の動きのいずれかを解析して、組織の境界、具体的には少なくとも血管壁の血流−内膜境界、中膜−外膜境界、外膜−周辺組織境界のいずれかを検出し、その境界位置が組織追跡部１１３で追跡されたどの計測点に相当するかを特定する。組織性状値算出部１１４は、境界検出部１１３で特定された計測点の動きから（式３）で示される歪み量を計算し、得られた歪み量と血圧値から、（式４）で示される弾性率または（式５）で示される粘性率の少なくとも一方を算出する。そして、得られた弾性率または粘性率を、組織性状を示す数値や組織性状分布画像として出力する。【００５２】
以上のように構成された超音波診断装置の動作について、図５を用いて説明する。なお、図５では、組織性状値として弾性率を利用しているが、これに限るものではなく、歪や粘性率、その他の組織性状値を利用してもよい。歪を利用する場合は、血圧値が不要であるので、血圧値取得部１１２は省略可能である。【００５３】
図５は、図８と同様の、血管の縦割り断面を表示した診断画面である。画面に表示されるモノクロ断層画像２００上には、組織性状値を計算する領域（ＲＯＩ）２０４が設定され、ＲＯＩ２０４内に縦横それぞれ等間隔に複数の計測点が設定される。図５中、計測点は白丸で示す。【００５４】
組織追跡部１１３は、従来例と同様、全ての計測点の動きを（式１）および（式２）を用いて追跡する。境界検出部１１５は、少なくとも受信信号または追跡した被検体組織の動きのいずれかを解析して、血流−内膜境界２０５および中膜−外膜境界２０６を検出し、その境界位置が組織追跡部１１３で追跡されたどの計測点に相当するかを特定する。境界の検出は、受信信号を解析して求めてもよいし、検者がトラックボールを使って手動で入力してもよい。一例として、前述の受信信号の振幅を使う方法の他に、血流部分の動きはノイズが多く、血管壁部分の動きはノイズが少ないことを利用してもよい。また、血流部分の動きは、心収縮期には、血管前壁の多重エコーの影響により探触子側に動き、血管後壁内膜は反対側に動くということを利用してもよい。また、図示していないが、組織性状値算出部１１４によって求められた等間隔に設定された計測点間の弾性率が、血流部分は低く、血管内膜部分は高いことを利用してもよい。図５では、上から２つ目の計測点と、下から３つ目の計測点が境界上の計測点として特定される。【００５５】
組織性状値算出部１１４は、境界検出部１１０で特定した計測点の動きから（式３）で示される歪み量を計算する。この際、基準厚みＷｓは、特定された計測点間の距離、つまり、血流−内膜境界２０５および中膜−外膜境界２０６間の幅（図５に両端矢印で示す幅）とする。これにより、境界間の部分（図５では血管内膜および中膜領域）の正確な平均組織性状値を求めることができる。また、境界は一般的に受信信号の振幅が大きいところなのでＳＮ比が大きく、他の部分よりも正確に組織の追跡を行なうことができるため、さらに正確に組織性状値を求めることができる。【００５６】
なお、組織性状値算出部１１４でＲＯＩ２０４中の全ての計測点間の組織性状値を求めるようにすることで、従来例に示したような、血管壁の微小領域それぞれの組織性状値を求めることができ、血管壁内の組織性状値の分布を詳細に観察することができる。【００５７】
また、組織性状値算出モードを少なくとも２つ設け、制御部１００によって制御してもよい。組織性状算出モードとしては、例えば平均組織性状値モードと組織性状値分布モードを設ける。ここで、平均組織性状値モードは、以上の実施の形態で説明したように、血管壁の境界に囲まれた部分を１つの領域として領域全体の歪と血圧から平均的な組織性状値を求めるモードであり、組織性状値分布モードは、従来例（非特許文献１参照）に示したように、血管壁内の固定サイズの微小領域の組織性状値を求めるモードである。【００５８】
制御部１００によるモードの制御は、検者がユーザーインターフェースを用いて切り換えてもよいし、同時に計算して２画面表示してもよい。このように、平均組織性状値モードと組織性状値分布モードを設け、組織性状値の分布を詳細に観察できるように制御することにより、さらに有用な診断を行うことができる。【００５９】
また、モニタ１０７に表示する際、平均組織性状値は、以上説明した方法によって算出した数値を表示し、断層画像上には従来例に示した方法により求めた組織性状値の分布をカラーとして重畳表示してもよい。【００６０】
また、図２、図３、および図５の説明では、血管壁の内中膜の平均組織性状値について説明したが、血流−内膜境界と外膜−周辺組織境界を用いて血管壁全体の平均組織性状値を求めてもよいし、中膜−外膜境界と外膜−周辺組織境界を用いて外膜の平均組織性状値を求めてもよい。【００６１】
さらに、フリーズ中の切り換え操作により、メモリ１０５に記憶された断層画像、メモリ１１１に記憶した受信信号を読み出し、再計算させて表示しなおすようにしてもよい。これにより、再び計測することなく２種類の組織性状値を得ることができる。【００６２】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2005年9月20日出願の日本特許出願（特願2005−272571）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上説明したように、本発明によれば、より正確な歪、平均弾性率または平均粘性率などの組織性状値を得ることができ、被検体組織の組織性状を計測する超音波診断装置として有用である。
【図１】
2007034738.tif 000002
【図２】
2007034738.tif 000003
【図３】
2007034738.tif 000004
【図４】
2007034738.tif 000005
【図５】
2007034738.tif 000006
【図６】
2007034738.tif 000007
【図７】
2007034738.tif 000008
【図８】
2007034738.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成19年1月12日(2007.1.12)
【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】
超音波が照射された被検体内部から反射してきた超音波エコーに基づく受信信号を出力する受信部と、
前記受信信号に基づいて、前記被検体の組織境界の動きを追跡する組織追跡部と、
前記組織追跡部で追跡した前記被検体の組織境界の動きに基づいて、前記被検体の組織性状値を算出する組織性状値算出部と、
少なくとも２つの組織性状値算出モードと、
を有し、
第１の組織性状値算出モードでは、前記被検体の組織境界の動きに基づく組織性状値を出力し、
他の組織性状値算出モードでは、前記被検体の固定サイズの微小領域の組織性状値を求めて出力する超音波診断装置。
【請求項２】
超音波が照射された被検体内部から反射してきた超音波エコーに基づく受信信号を出力する受信部と、
前記受信信号に基づいて、前記被検体の組織境界を検出する境界検出部と、
前記受信信号に基づいて、前記境界検出部で検出した前記被検体の組織境界の動きを追跡する組織追跡部と、
前記組織追跡部で追跡した前記被検体の組織境界の動きに基づいて、前記被検体の組織性状値を算出する組織性状値算出部と、
少なくとも２つの組織性状値算出モードと、
を有し、
第１の組織性状値算出モードでは、前記被検体の組織境界の動きに基づく組織性状値を出力し、
他の組織性状値算出モードでは、前記被検体の固定サイズの微小領域の組織性状値を求めて出力する超音波診断装置。
【請求項３】
超音波が照射された被検体内部から反射してきた超音波エコーに基づく受信信号を出力する受信部と、
前記受信信号に基づいて、前記被検体の組織の動きを追跡する組織追跡部と、
前記受信信号と前記組織追跡部で追跡した前記被検体の組織の動きとの少なくとも一方に基づいて、前記被検体の組織境界を検出する組織境界検出部と、
前記組織境界検出部で検出した前記被検体の組織境界に対応する前記被検体の組織の動きに基づいて、前記被検体の組織性状値を算出する組織性状値算出部と、
少なくとも２つの組織性状値算出モードと、
を有し、
第１の組織性状値算出モードでは、前記被検体の組織境界の動きに基づく組織性状値を出力し、
他の組織性状値算出モードでは、前記被検体の固定サイズの微小領域の組織性状値を求めて出力する超音波診断装置。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の超音波診断装置であって、
受信信号を記憶するメモリをさらに有し、
フリーズ時に算出モード切替を行った場合、前記メモリから読み出した受信信号に基づいて、切替後の算出モードにおける組織性状値を出力する超音波診断装置。
【請求項６】
請求項１，２，３および５のいずれか１項記載の超音波診断装置であって、
さらに前記被検体の組織性状値を表示する表示部を有し、
前記表示部は、前記被検体の組織境界の動きに基づく組織性状値と、前記被検体の固定サイズの微小領域で算出した組織性状値とを、同時に表示する超音波診断装置。
【請求項７】
請求項６記載の超音波診断装置であって、
前記組織境界の動きに基づく組織性状値は数値で、前記固定サイズの微小領域で算出した組織性状値は分布画像で表示する超音波診断装置。
【請求項８】
請求項１，２，３，５，６および７のいずれか１項記載の超音波診断装置であって、
さらに前記被検体の血圧値を取り込む血圧値取得部を有し、
前記組織性状値算出部は、前記被検体の組織境界の動きと前記血圧値取得部で取り込んだ前記血圧値とに基づいて、前記被検体の組織性状値として少なくとも弾性率または粘性率のいずれかを算出する超音波診断装置。
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月21日(2008.2.21)
【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】
超音波が照射された被検体内部から反射してきた超音波エコーに基づく受信信号を出力する受信部と、
前記受信信号に基づいて、前記被検体の組織境界の動きを追跡する組織追跡部と、
前記組織追跡部で追跡した前記被検体の組織境界の動きに基づいて、前記被検体の組織性状値を算出する組織性状値算出部と、
少なくとも２つの組織性状値算出モードと、
を有し、
第１の組織性状値算出モードでは、前記被検体の組織境界の動きに基づく組織性状値を出力し、
他の組織性状値算出モードでは、前記被検体の固定サイズの微小領域の組織性状値を求めて出力する超音波診断装置。
【請求項２】
超音波が照射された被検体内部から反射してきた超音波エコーに基づく受信信号を出力する受信部と、
前記受信信号に基づいて、前記被検体の組織境界を検出する境界検出部と、
前記受信信号に基づいて、前記境界検出部で検出した前記被検体の組織境界の動きを追跡する組織追跡部と、
前記組織追跡部で追跡した前記被検体の組織境界の動きに基づいて、前記被検体の組織性状値を算出する組織性状値算出部と、
少なくとも２つの組織性状値算出モードと、
を有し、
第１の組織性状値算出モードでは、前記被検体の組織境界の動きに基づく組織性状値を出力し、
他の組織性状値算出モードでは、前記被検体の固定サイズの微小領域の組織性状値を求めて出力する超音波診断装置。
【請求項３】
超音波が照射された被検体内部から反射してきた超音波エコーに基づく受信信号を出力する受信部と、
前記受信信号に基づいて、前記被検体の組織の動きを追跡する組織追跡部と、
前記受信信号と前記組織追跡部で追跡した前記被検体の組織の動きとの少なくとも一方に基づいて、前記被検体の組織境界を検出する組織境界検出部と、
前記組織境界検出部で検出した前記被検体の組織境界に対応する前記被検体の組織の動きに基づいて、前記被検体の組織性状値を算出する組織性状値算出部と、
少なくとも２つの組織性状値算出モードと、
を有し、
第１の組織性状値算出モードでは、前記被検体の組織境界の動きに基づく組織性状値を出力し、
他の組織性状値算出モードでは、前記被検体の固定サイズの微小領域の組織性状値を求めて出力する超音波診断装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の超音波診断装置であって、
受信信号を記憶するメモリをさらに有し、
フリーズ時に算出モード切替を行った場合、前記メモリから読み出した受信信号に基づいて、切替後の算出モードにおける組織性状値を出力する超音波診断装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載の超音波診断装置であって、
さらに前記被検体の組織性状値を表示する表示部を有し、
前記表示部は、前記被検体の組織境界の動きに基づく組織性状値と、前記被検体の固定サイズの微小領域で算出した組織性状値とを、同時に表示する超音波診断装置。
【請求項６】
請求項５記載の超音波診断装置であって、
前記組織境界の動きに基づく組織性状値は数値で、前記固定サイズの微小領域で算出した組織性状値は分布画像で表示する超音波診断装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項記載の超音波診断装置であって、
さらに前記被検体の血圧値を取り込む血圧値取得部を有し、
前記組織性状値算出部は、前記被検体の組織境界の動きと前記血圧値取得部で取り込んだ前記血圧値とに基づいて、前記被検体の組織性状値として少なくとも弾性率または粘性率のいずれかを算出する超音波診断装置。
【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、被検体の組織性状を測定する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の超音波診断装置は、超音波を被検体に照射し、その反射エコー信号の強度を対応する画素の輝度に変換することで、被検体の構造を断層画像として得るものである。また、近年、反射エコー信号の主に位相を解析することで、被検体の動きを精密に計測し、そこから被検体組織の歪みや弾性率、粘性率などの組織性状を求めるという試みがある。
【０００３】
特許文献１には、反射エコー信号の検波出力信号の振幅と位相の両者を用いて、被検体の瞬間的な位置を決定することによって被検体組織の追跡を高精度に行ない、拍動による大振幅変位運動上の微小振動を捕らえる方法が記載されている。
【０００４】
図６を用いて、特許文献１に示された被検体組織追跡方法を説明する。被検体の同一方向に対して、ΔＴの間隔をおいて送信された超音波パルスの、それぞれの受信エコー信号をｙ（ｔ）とｙ（ｔ＋ΔＴ）とする。ある位置（深度）ｘに設定された計測点からの反射エコーの受信時刻ｔｘは、パルス送信時刻をｔ＝０、音速をＣとすると、ｔｘ＝ｘ／（Ｃ／２）となる。このとき、ｙ（ｔｘ）とｙ（ｔｘ＋ΔＴ）の間の位相差をΔθ、ｔｘ付近での超音波の中心周波数をｆとすると、この期間ΔＴにおける計測点の移動量Δｘは、（式１）で表される。
【０００５】
Δｘ＝−Ｃ・Δθ／４πｆ    ・・・  （式１）
【０００６】
これをｘに加算することで、ΔＴ後の計測点の位置（深度）ｘ’は、（式２）によって求めることができる。
【０００７】
ｘ’＝ｘ＋Δｘ              ・・・  （式２）
【０００８】
そして、これを繰り返すことにより、被検体内の計測点の位置を追跡していくことができる。つまり、ｘ’の深度から反射されたエコーの受信時刻をｔｘ’とし、続いて送受信された受信信号をｙ（ｔ＋２ΔＴ）とすると、ｙ（ｔｘ’＋ΔＴ）とｙ（ｔｘ’＋２ΔＴ）の位相差Δθ’から（式１）および（式２）の演算により、２ΔＴ後の計測点の位置ｘ”を求めることができる。
【０００９】
特許文献２には、特許文献１の方法をさらに発展させ、心拍に起因する血管壁に設定された計測点の各大振幅変位運動を精密に追跡し、その差から血管壁の歪み量を計測し、歪み量と血圧差から局所弾性率を求める方法および、弾性率の空間分布を画像表示する装置が記載されている。
【００１０】
図７を用いて、特許文献２に示された弾性率算出方法を説明する。特許文献２によれば、探触子１０１は被検体に対して超音波を照射し、血管、特に動脈からのエコーを受信する。血管壁上に深さ方向に等間隔Ｗｓを隔てて計測点Ａ、Ｂ、Ｃを設定し、計測点Ａ、Ｂ、Ｃからの受信信号を特許文献１に示された方法により解析し、計測点Ａ、Ｂ、Ｃの動きを追跡する。動脈は心拍によって収縮拡張を繰り返しており、このため計測点Ａ、Ｂ、Ｃの動きは、追跡波形ＴＡ、ＴＢ、ＴＣに示すような周期的なものとなり、心臓収縮期には急激に血管壁が広がり、心臓拡張期にはゆっくりと血管が収縮するという動きとなる。
【００１１】
追跡波形ＴＡ、ＴＢ、ＴＣから計測点Ａ−Ｂ間の厚み変化波形ＷＡＢおよび計測点Ｂ−Ｃ間の厚み変化波形ＷＢＣを求める。厚み変化波形ＷＡＢの変化量をΔＷ（ＡＢ）とすると、計測点Ａ−Ｂ間の歪み量ε（ＡＢ）は、（式３）で表される。
【００１２】
ε（ＡＢ）＝ΔＷ（ＡＢ）／Ｗｓ                            ・・・  （式３）
【００１３】
このときの血圧差ΔＰ＝（最高血圧）−（最低血圧）とすると、計測点Ａ−Ｂ間の弾性率Ｅ（ＡＢ）は、（式４）によって求めることができる。
【００１４】
Ｅ（ＡＢ）＝ΔＰ／ε（ＡＢ）＝ΔＰ・Ｗｓ／ΔＷ（ＡＢ）    ・・・  （式４）
【００１５】
同様にして計測点Ｂ−Ｃ間の弾性率Ｅ（ＢＣ）を求めることができ、さらに同様の操作を断層画像上の複数点に対して行うことで、弾性率の分布画像が得られる。
【００１６】
図８は、従来例における実際の診断画面の一例である。画面は血管の縦割り断面を表示している。画面に表示されるモノクロ断層画像２００上には、弾性率を計算する領域（ＲＯＩ）２０４が設定され、ＲＯＩ２０４内に縦横それぞれ別の等間隔に複数の計測点が設定される。全ての計測点の動きは、（式１）および（式２）により計算され、計測点間、つまり血管壁内の微小領域の弾性率は（式３）および（式４）により計算される。このようにして得られた弾性率をカラーコードに変換に変換し、所定位置に配置することで、弾性率画像２０１画像を作成する。この弾性率画像２０１は、モノクロ断層画像２００上の対応する位置に重畳表示される。これにより血管壁内の弾性率の分布を詳細に観察することができる。計測点間の距離は、縦方向が数十ｕｍ、横方向が百数十ｕｍ程度である。画面上にはさらに、受信信号の振幅と画面上の輝度との関係を示す断層画像用反射強度スケール２０２、弾性率と画面上の色との関係を示す弾性率画像用弾性率スケール２０３、さらに図示はしていないが、平均弾性率値や、血管径値、心電波形など診断に有用な各種情報が表示される。
【００１７】
弾性率と実際の疾患との対応はまだ研究段階であるが、一例として非特許文献１では平均弾性率と動脈硬化危険因子の関連について発表されている。
【００１８】
【特許文献１】特開平１０−５２２６号
【特許文献２】特開２０００−２２９０７８号
【非特許文献１】沖本他「新規診断法による頚動脈血管弾性特性と動脈硬化危険因子との関連」第42回日本糖尿病学会東北支部例会
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、非特許文献１で発表された平均弾性率は、基準厚みＷｓを固定し、固定された大きさの微小領域の弾性率値を、必要な領域に渡って平均して得られたものである。一方、図８における血管壁の平均弾性率は、血管壁上の微小領域の弾性率を平均したものである。一般に、対象とする領域の平均弾性率といった場合、その領域全体の歪と、領域全体にかかる力から求めた弾性率が正しい平均弾性率と考えられ、領域を分割してそれぞれにおける歪とそれにかかる力から求めた弾性率を平均して、全体の平均弾性率とすることは、正しい平均弾性率と比較して誤差を含むことになる。
【００２０】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、より正確な歪、平均弾性率および平均粘性率などの組織性状値を得ることができる超音波診断装置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】
【００２１】
本発明の超音波診断装置は、超音波が照射された被検体内部から反射してきた超音波エコーに基づく受信信号を出力する受信部と、前記受信信号に基づいて、前記被検体の組織境界の動きを追跡する組織追跡部と、前記組織追跡部で追跡した前記被検体の組織境界の動きに基づいて、前記被検体の組織性状値を算出する組織性状値算出部と、を有するものである。本発明によれば、領域全体の歪から求めたより正しい平均組織性状値を得ることができる。
【００２２】
本発明の超音波診断装置は、超音波が照射された被検体内部から反射してきた超音波エコーに基づく受信信号を出力する受信部と、前記受信信号に基づいて、前記被検体の組織境界を検出する境界検出部と、前記受信信号に基づいて、前記境界検出部で検出した前記被検体の組織境界の動きを追跡する組織追跡部と、前記組織追跡部で追跡した前記被検体の組織境界の動きに基づいて、前記被検体の組織性状値を算出する組織性状値算出部と、を有するものである。本発明によれば、領域全体の歪から求めたより正しい平均組織性状値を得ることができる。
【００２３】
本発明の超音波診断装置は、超音波が照射された被検体内部から反射してきた超音波エコーに基づく受信信号を出力する受信部と、前記受信信号に基づいて、前記被検体の組織の動きを追跡する組織追跡部と、前記受信信号と前記組織追跡部で追跡した前記被検体の組織の動きとの少なくとも一方に基づいて、前記被検体の組織境界を検出する組織境界検出部と、前記組織境界検出部で検出した前記被検体の組織境界に対応する前記被検体の組織の動きに基づいて、前記被検体の組織性状値を算出する組織性状値算出部と、を有するものである。本発明によれば、領域全体の歪から求めたより正しい平均組織性状値を得ることができる。
【００２４】
本発明の超音波診断装置は、少なくとも２つの組織性状値算出モードを有し、第１の組織性状値算出モードでは、前記被検体の組織境界の動きに基づく組織性状値を出力し、他の組織性状値算出モードでは、前記被検体の固定サイズの微小領域の組織性状値を求めて出力するものを含む。本発明によれば、異なる２種類の平均組織性状値を求めることができる。
【００２５】
本発明の超音波診断装置は、受信信号を記憶するメモリをさらに有し、フリーズ時に算出モード切替を行った場合、前記メモリから読み出した受信信号に基づいて、切替後の算出モードにおける組織性状値を出力するものを含む。本発明によれば、再び計測することなく複数種類の組織性状値を得ることができる。
【００２６】
本発明の超音波診断装置は、さらに前記被検体の組織性状値を表示する表示部を有し、前記表示部は、前記被検体の組織境界の動きに基づく組織性状値と、前記被検体の固定サイズの微小領域で算出した組織性状値とを、同時に表示するものを含む。本発明によれば、異なる２種類の平均組織性状値を同時に認識することができる。
【００２７】
本発明の超音波診断装置は、前記組織境界の動きに基づく組織性状値は数値で、前記固定サイズの微小領域で算出した組織性状値は分布画像で表示するものを含む。本発明によれば、異なる２種類の平均組織性状値を同時に認識することができる。
【００２８】
本発明の超音波診断装置は、さらに前記被検体の血圧値を取り込む血圧値取得部を有し、前記組織性状値算出部は、前記被検体の組織境界の動きと前記血圧値取得部で取り込んだ前記血圧値とに基づいて、前記被検体の組織性状値として少なくとも弾性率または粘性率のいずれかを算出するものを含む。本発明によれば、領域全体の歪と、領域全体にかかる圧力から求めた被検体組織の特性が認識しやすい組織性状値を得ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、より正確な歪、平均弾性率または平均粘性率などの組織性状値を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
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。
【００３１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置のブロック図である。図１の超音波診断装置は、制御部１００、探触子１０１、送信部１０２、受信部１０３、断層画像処理部１０４、メモリ１０５、画像合成部１０６、モニタ１０７、組織追跡部１０８、組織性状値算出部１０９、境界検出部１１０、メモリ１１１、血圧値取得部１１２を含んで構成される。
【００３２】
制御部１００は、超音波診断装置全体を制御するものであり、図示していないが、キーボードやトラックボール、スイッチ、ボタンといったユーザーインターフェースも制御部１００に接続されている。
【００３３】
送信部１０２は、制御部１００の指示を受けて、指定されたタイミングで探触子１０１を駆動する高圧の送信信号を発生する。探触子１０１は、送信部１０２で発生した送信信号を超音波に変換して被検体に照射するとともに、被検体内部から反射してきた超音波エコーを電気信号に変換する。探触子１０１内には複数の圧電変換素子が配置され、これらの圧電変換素子の選択、および、圧電変換素子に電圧を与えるタイミングによって送信する超音波の偏向角およびフォーカスを制御する。
【００３４】
受信部１０３は、超音波エコーを電気信号に変換した受信信号を増幅するとともに、各圧電変換素子で受信された受信信号毎に異なる遅延を与えて加算することで、定められた位置（フォーカス）または方向（偏向角）からの超音波のみに基づく受信信号を出力する。
【００３５】
断層画像処理部１０４は、フィルタ、検波器、対数増幅器などからなり、受信部１０３から出力される受信信号の少なくとも振幅を解析して、被検体の内部構造を画像化する。境界検出部１１０は受信信号の少なくとも振幅を解析して、被検体の組織の境界、具体的には少なくとも血管壁の血流−内膜境界、中膜−外膜境界、外膜−周辺組織境界のいずれかを検出し、その境界位置を組織追跡部１０８に出力する。組織追跡部１０８は、少なくとも受信信号の位相を解析して計測点の動きを追跡する。例えば、従来例に示す（式１）および（式２）を用いて、計測点の動きを追跡してもよい。計測点は、境界検出部１１０から出力された境界位置、または、深さ方向に等間隔に設定された位置である。
【００３６】
血圧値取得部１１２は、血圧値を取得する手段であり、検者が血圧値の手入力に使用するキーボードであっても、接続された血圧計そのものであってもよい。
【００３７】
組織性状値算出部１０９は、追跡した被検体組織の境界部の動きから（式３）で示される歪み量を計算し、得られた歪み量と血圧値から、（式４）で示される弾性率Ｅ、または（式５）で示される粘性率ηの少なくとも一方を算出する。
【００３８】
Ｐ＝ηｄε／ｄｔ＋Ｅε                    ・・・  （式５）
【００３９】
そして、得られた弾性率Ｅまたは粘性率ηを、組織性状を示す数値や組織性状分布画像として出力する。
【００４０】
画像合成部１０６は、断層画像と、少なくとも組織性状を示す数値や組織性状分布画像のいずれか一方を合成し、モニタ１０７に表示する。
【００４１】
メモリ１１１は、受信信号を記憶するものであり、超音波送受信停止時（以下フリーズ状態という）に組織性状値を再計算する際に利用される。メモリ１０５は、断層画像を記憶するものであり、フリーズ状態のときに組織性状値に同期した断層画像を出力する。
【００４２】
以上のように構成された超音波診断装置の動作について、図２および図３を用いて説明する。なお、図２および図３では、組織性状値として弾性率を利用しているが、これに限るものではなく、歪や粘性率、その他の組織性状値を利用してもよい。歪を利用する場合は、血圧値が不要であるので、血圧値取得部１１２は省略可能である。
【００４３】
図２および図３は、図８と同様の、血管の縦割り断面を表示した診断画面である。画面に表示されるモノクロ断層画像２００上には、組織性状値を計算する領域（ＲＯＩ）２０４が設定されている。
【００４４】
この超音波診断装置では、まず境界検出部１１０は、受信信号を解析して、血流−内膜境界２０５、および中膜−外膜境界２０６を検出する。境界の検出は、受信信号を解析して求めてもよいし、検者がトラックボールを使って手動で入力してもよい。一例として、血流および中膜は受信信号の振幅が小さいので、受信信号の振幅を解析して、振幅が急激に大きくなるところを境界とする。また、カラードプラ法などを用いて、血流を検出して、血流−内膜境界２０５を検出してもよい。なお、境界位置が検出するまでもなく明確な場合には、境界検出部１１５を設けず、あらかじめ装置に情報を登録しておいたり、検者が測定前に入力するようにしてもよい。例えば超音波以外のモダリティによって位置が特定されている場合では、そのモダリティから情報を得るようにしてもよい。また、境界位置が皮膚表面であり、探触子１０１と皮膚の間にスタンドオフ材を用いる場合には、そのスタンドオフ材のサイズをあらかじめ設定するようにしてもよい。
【００４５】
組織追跡部１０８は、境界検出部１１０で検出された境界上、または境界付近に計測点を設定し、この計測点の動きを追跡する。図２では、計測点を境界線上の白丸で示してある。組織性状値算出部１０９は、追跡した被検体組織の境界部の動きから（式３）で示される歪み量を計算するが、この際、基準厚みＷｓは、血流−内膜境界２０５と中膜−外膜境界２０６との間の幅（図２に両端矢印で示す幅）とする。これにより、境界間の部分（図２では血管内膜および中膜領域）の正確な平均組織性状値を求めることができる。
【００４６】
図３は、組織性状値をカラーコードに変換し、断層画像２００に重畳表示した診断画面である。図３の例では、境界の間は縦方向に同じ色で表示される。この組織性状値を横方向に平均することで、血管壁のより正確な平均組織性状値を求めることができる。また、境界は一般的に受信信号の振幅が大きいところなのでＳＮ比が大きく、他の部分よりも正確に組織の動きの追跡を行なうことができるため、さらに正確に組織性状値を求めることができる。
【００４７】
なお、組織追跡部１０８において、境界検出部１１０で検出された境界線上ではなく、ＲＯＩ２０４中に等間隔に複数の計測点を設定することで、従来例に示したような、血管壁の微小領域それぞれの組織性状値を求めることができ、血管壁内の組織性状値の分布を詳細に観察することができる。
【００４８】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態の超音波診断装置のブロック図である。図１の超音波診断装置と共通する部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００４９】
組織追跡部１１３は、受信信号間の位相差から（式１）および（式２）を用いて、深さ方向に等間隔で設定された計測点位置の動きを追跡する。境界検出部１１５は、少なくとも受信信号、追跡した計測点の動きのいずれかを解析して、組織の境界、具体的には少なくとも血管壁の血流−内膜境界、中膜−外膜境界、外膜−周辺組織境界のいずれかを検出し、その境界位置が組織追跡部１１３で追跡されたどの計測点に相当するかを特定する。組織性状値算出部１１４は、境界検出部１１３で特定された計測点の動きから（式３）で示される歪み量を計算し、得られた歪み量と血圧値から、（式４）で示される弾性率または（式５）で示される粘性率の少なくとも一方を算出する。そして、得られた弾性率または粘性率を、組織性状を示す数値や組織性状分布画像として出力する。
【００５０】
以上のように構成された超音波診断装置の動作について、図５を用いて説明する。なお、図５では、組織性状値として弾性率を利用しているが、これに限るものではなく、歪や粘性率、その他の組織性状値を利用してもよい。歪を利用する場合は、血圧値が不要であるので、血圧値取得部１１２は省略可能である。
【００５１】
図５は、図８と同様の、血管の縦割り断面を表示した診断画面である。画面に表示されるモノクロ断層画像２００上には、組織性状値を計算する領域（ＲＯＩ）２０４が設定され、ＲＯＩ２０４内に縦横それぞれ等間隔に複数の計測点が設定される。図５中、計測点は白丸で示す。
【００５２】
組織追跡部１１３は、従来例と同様、全ての計測点の動きを（式１）および（式２）を用いて追跡する。境界検出部１１５は、少なくとも受信信号または追跡した被検体組織の動きのいずれかを解析して、血流−内膜境界２０５および中膜−外膜境界２０６を検出し、その境界位置が組織追跡部１１３で追跡されたどの計測点に相当するかを特定する。境界の検出は、受信信号を解析して求めてもよいし、検者がトラックボールを使って手動で入力してもよい。一例として、前述の受信信号の振幅を使う方法の他に、血流部分の動きはノイズが多く、血管壁部分の動きはノイズが少ないことを利用してもよい。また、血流部分の動きは、心収縮期には、血管前壁の多重エコーの影響により探触子側に動き、血管後壁内膜は反対側に動くということを利用してもよい。また、図示していないが、組織性状値算出部１１４によって求められた等間隔に設定された計測点間の弾性率が、血流部分は低く、血管内膜部分は高いことを利用してもよい。図５では、上から２つ目の計測点と、下から３つ目の計測点が境界上の計測点として特定される。
【００５３】
組織性状値算出部１１４は、境界検出部１１０で特定した計測点の動きから（式３）で示される歪み量を計算する。この際、基準厚みＷｓは、特定された計測点間の距離、つまり、血流−内膜境界２０５および中膜−外膜境界２０６間の幅（図５に両端矢印で示す幅）とする。これにより、境界間の部分（図５では血管内膜および中膜領域）の正確な平均組織性状値を求めることができる。また、境界は一般的に受信信号の振幅が大きいところなのでＳＮ比が大きく、他の部分よりも正確に組織の追跡を行なうことができるため、さらに正確に組織性状値を求めることができる。
【００５４】
なお、組織性状値算出部１１４でＲＯＩ２０４中の全ての計測点間の組織性状値を求めるようにすることで、従来例に示したような、血管壁の微小領域それぞれの組織性状値を求めることができ、血管壁内の組織性状値の分布を詳細に観察することができる。
【００５５】
また、組織性状値算出モードを少なくとも２つ設け、制御部１００によって制御してもよい。組織性状算出モードとしては、例えば平均組織性状値モードと組織性状値分布モードを設ける。ここで、平均組織性状値モードは、以上の実施の形態で説明したように、血管壁の境界に囲まれた部分を１つの領域として領域全体の歪と血圧から平均的な組織性状値を求めるモードであり、組織性状値分布モードは、従来例（非特許文献１参照）に示したように、血管壁内の固定サイズの微小領域の組織性状値を求めるモードである。
【００５６】
制御部１００によるモードの制御は、検者がユーザーインターフェースを用いて切り換えてもよいし、同時に計算して２画面表示してもよい。このように、平均組織性状値モードと組織性状値分布モードを設け、組織性状値の分布を詳細に観察できるように制御することにより、さらに有用な診断を行うことができる。
【００５７】
また、モニタ１０７に表示する際、平均組織性状値は、以上説明した方法によって算出した数値を表示し、断層画像上には従来例に示した方法により求めた組織性状値の分布をカラーとして重畳表示してもよい。
【００５８】
また、図２、図３、および図５の説明では、血管壁の内中膜の平均組織性状値について説明したが、血流−内膜境界と外膜−周辺組織境界を用いて血管壁全体の平均組織性状値を求めてもよいし、中膜−外膜境界と外膜−周辺組織境界を用いて外膜の平均組織性状値を求めてもよい。
【００５９】
さらに、フリーズ中の切り換え操作により、メモリ１０５に記憶された断層画像、メモリ１１１に記憶した受信信号を読み出し、再計算させて表示しなおすようにしてもよい。これにより、再び計測することなく２種類の組織性状値を得ることができる。
【００６０】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2005年9月20日出願の日本特許出願（特願2005−272571）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上説明したように、本発明によれば、より正確な歪、平均弾性率または平均粘性率などの組織性状値を得ることができ、被検体組織の組織性状を計測する超音波診断装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置のブロック図
【図２】本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置の動作説明図
【図３】本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置の動作説明図
【図４】本発明の第２の実施の形態の超音波診断装置のブロック図
【図５】本発明の第２の実施の形態の超音波診断装置の動作説明図
【図６】反射エコー信号の検波出力信号を利用した被検体組織追跡方法を説明する図
【図７】組織追跡波形から歪み量を求める方法を説明する図
【図８】従来の超音波診断装置のモニタ画面の一例を示す図
【符号の説明】
【００６３】
１００  制御部
１０１  探触子
１０２  送信部
１０３  受信部
１０４  断層画像処理部
１０５  メモリ
１０６  画像合成部
１０７  モニタ
１０８  組織追跡部
１０９  組織性状値算出部
１１０  境界検出部
１１１  メモリ
１１２  血圧値取得部
１１３  組織追跡部
１１４  組織性状値算出部
１１５  境界検出部
２００  断層画像
２０１  弾性率画像
２０２  断層画像用反射強度スケール
２０３  弾性率画像用弾性率スケール
２０４  ＲＯＩ
２０５  血流−内膜境界
２０６  外膜−周辺組織境界
２０７  計測点 
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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