(57)【要約】【課題】走査角度が所定の基準走査角度でなくとも、所定の基準走査角度で計測した場合の血管径を得ることが可能な技術を実現すること。【解決手段】超音波計測装置１は、超音波の走査角度を変更可能な超音波送受信部１１０を備える。血管検出部２２０が、超音波送受信部１１０により受信された超音波の反射波の受信データ３２０から血管の位置を判別し、走査角度設定部２４０が、血管検出部２２０の検出結果を用いて血管に対して送信する超音波の走査角度を設定する。そして、血管計測部２６０が、設定された走査角度での超音波の送信を超音波送受信部１１０に行わせ、得られた受信データ及び当該走査角度を用いて所定の基準走査角度での血管径を計測する、【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波の送信方向を変更可能な超音波送信部と、
前記超音波の反射波の受信データから、血管を判別する血管判別部と、
前記判別結果を用いて、前記血管に対して送信する前記超音波の送信方向を設定する送信方向設定部と、
前記超音波の反射波の受信データ及び前記設定された送信方向に基づいて前記超音波の基準送信方向を設定し、前記超音波の基準送信方向で前記血管の血管径を計測する血管径計測部と、
を備えた血管径計測装置。
【請求項２】
前記血管径計測部は、前記超音波の基準送信方向で計測した前記血管の血管径を基準血管径とする、
請求項１に記載の血管径計測装置。
【請求項３】
前記血管径計測部は、前記設定された送信方向での前記血管の血管径および前記基準送信方向での血管径を参照して、前記血管の血管径を計測する、
請求項１又は２に記載の血管径計測装置。
【請求項４】
前記血管判別部の判別結果を用いて、前記血管径計測部の計測に用いる超音波の送信方向を選択する送信方向選択部、
を更に備えた請求項１〜３の何れか一項に記載の血管径計測装置。
【請求項５】
前記送信方向設定部は、前記超音波送信部の送信部中央から前記血管の中心を通る方向に前記送信方向を設定する、
請求項１〜４の何れか一項に記載の血管径計測装置。
【請求項６】
前記血管判別部による判別と前記送信方向設定部による設定とを実行し、前記血管の変位に基づいて前記血管径計測部による前記血管の血管径の計測が行われる、
請求項１〜５の何れか一項に記載の血管径計測装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の血管径計測装置を備えた超音波計測装置。
【請求項８】
超音波の送信方向を変更可能な超音波送信部により送信された前記超音波の反射波の受信データから、血管を判別することと、
前記判別結果を用いて、前記血管に対して送信する前記超音波の送信方向を設定することと、
前記超音波の反射波の受信データ及び設定された前記送信方向に基づいて、前記超音波の基準送信方向を決定し、前記基準送信方向で前記血管の血管径を計測することと、
を含む血管径計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を用いて血管径を計測する血管径計測装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波を用いた測定手法として、相互に平行な超音波ビームで走査を行うリニア走査と、放射状に送信した超音波ビームで走査を行うセクタ走査とが知られている。更に、リニア走査において超音波ビームを斜めに送信する斜めリニア走査も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
リニア走査は、超音波振動子の配置範囲が走査領域の幅となるが、セクタ走査は、深さ方向に向けて扇形状に広がった走査領域となる。このため、深部の視野はセクタ走査の方が広くなるため、深い部位の観察にはセクタ走査のほうが向いている。一方、近距離の視野はリニア走査の方が広くなるため、皮膚面から１００ミリメートル程度の浅い部位の観察にはリニア走査のほうが向いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−１１４０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
超音波測定の対象は様々であり、その１つとして血管径がある。血管径を測定できれば、血管径から生体情報を求めることができる。例えば、重要な生体情報の１つである血圧を血管径から推定的に求めることができる。
【０００６】
血管径から生体情報を求める場合、基準となる血管径を精確に測定する必要がある。しかし、生体内における血管の短軸方向の断面形状は、例えば筋肉といった血管壁より硬い周辺組織に押されることで、完全な円形状ではなく、楕円に近い形状となる場合がある。こういった場合には、走査方向における測定精度や分解能がいくら高くても、走査角度が所望の角度でないことにより、精確な血管径を測定することが困難となる。血管径から血圧を推定的に求める場合には、僅かな血管径の違いが、血圧に大きな誤差を生じさせる。
【０００７】
また、継続的な血圧の測定を行う場合には、血管に対して一定の走査角度で血管径を計測し続けることが望まれる。しかし、筋肉の収縮や関節の動き等の被検者の体動によって血管の位置が変化する結果、超音波プローブと血管との相対位置関係が変化し、走査角度が変化し得る。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、送信方向が所定の基準送信方向でなくとも、所定の基準送信方向で計測した場合の血管径を得ることが可能な技術を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための第１の発明は、超音波の送信方向を変更可能な超音波送信部と、前記超音波の反射波の受信データから、血管を判別する血管判別部と、前記判別結果を用いて、前記血管に対して送信する前記超音波の送信方向を設定する送信方向設定部と、前記超音波の反射波の受信データ及び前記設定された送信方向に基づいて前記超音波の基準送信方向を決定し、前記超音波の基準送信方向で前記血管の血管径を計測する血管径計測部と、を備えた血管径計測装置である。
【００１０】
また、他の発明として、超音波の送信方向を変更可能な超音波送信部により送信された前記超音波の反射波の受信データから、血管を判別することと、前記判別結果を用いて、前記血管に対して送信する前記超音波の送信方向を設定することと、前記超音波の反射波の受信データ及び前記設定された送信方向に基づいて、前記超音波の基準送信方向を決定し、前記基準送信方向で前記血管の血管径を計測することと、を含む血管径計測方法を構成しても良い。
【００１１】
この第１の発明等によれば、超音波の反射波の受信データから血管を判別した上で超音波の送信方向を設定する。そして、超音波の反射波の受信データと設定した送信方向とに基づいて超音波の基準送信方向を決定し、基準送信方向での血管径を計測することができる。つまり、送信方向が基準送信方向でなくとも、基準送信方向での血管径を計測することができる。
【００１２】
第２の発明として、第１の発明の血管径計測装置であって、前記血管径計測部は、前記超音波の基準送信方向で計測した前記血管の血管径を基準血管径とする、血管径計測装置を構成しても良い。
【００１３】
この第２の発明によれば、超音波の基準送信方向で計測した血管の血管径を基準血管径とすることができる。
【００１４】
第３の発明として、第１又は第２の発明の血管径計測装置であって、前記設定された送信方向での前記血管の血管径および前記基準送信方向での前記血管の血管径を参照して、前記血管の血管径を計測する、血管径計測装置を構成しても良い。
【００１５】
この第３の発明によれば、設定された送信方向での血管の血管径、及び、基準送信方向での血管の血管径を参照して、血管の血管径を計測することができる。
【００１６】
第４の発明として、第１〜第３の何れかの発明の血管径計測装置であって、前記血管判別部の判別結果を用いて、前記血管径計測部の計測に用いる前記超音波の送信方向を選択する送信方向選択部、を更に備えた血管径計測装置を構成しても良い。
【００１７】
この第４の発明によれば、判別された血管に応じて、血管径の計測に用いる超音波の送信方向を選択することができる。
【００１８】
第５の発明として、第１〜第４の何れかの発明の血管径計測装置であって、前記送信方向設定部は、前記超音波送信部の送信部中央から前記血管の中心を通る方向に前記送信方向を設定する、血管径計測装置を構成しても良い。
【００１９】
この第５の発明によれば、超音波送信部の送信部中央から血管の中心を通る方向に送信方向を設定することができる。これにより、走査領域のほぼ中央に血管を位置させることができる。
【００２０】
第６の発明として、第１〜第５の何れかの発明の血管径計測装置であって、前記血管判別部による判別と前記送信方向設定部による設定とを実行し、前記血管の変位に基づいて前記血管径計測部による前記血管の血管径の計測が行われる、血管径計測装置を構成しても良い。
【００２１】
この第６の発明によれば、血管の判別と、血管の判別結果に応じた送信方向の設定とを実行して、血管の変位に基づいて血管の血管径の計測を行うことができる。これにより、血管の変位に追従しつつも、基準送信方向での血管径を継続的に計測可能となる。
【００２２】
第７の発明として、第１〜第６の何れかの発明の血管径計測装置を備えた超音波計測装置を構成しても良い。
【００２３】
第１〜第７の何れかの発明の血管径計測装置の効果を有する超音波計測装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】超音波計測装置のシステム構成図。
【図２】走査角度の説明図。
【図３】血管径の補正の説明図。
【図４】超音波計測装置の機能構成図。
【図５】血管の検出の説明図。
【図６】補正係数の算出の説明図。
【図７】血管径補正情報のデータ構成例。
【図８】走査角度の設定の説明図。
【図９】超音波の反射波の受信信号の一例。
【図１０】超音波計測処理のフローチャート。
【図１１】超音波計測装置の機能構成図。
【図１２】血管径補正情報のデータ構成例。
【図１３】超音波計測処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第１実施形態］
先ず、第１実施形態を説明する。
【００２６】
＜システム構成＞
図１は、第１実施形態における超音波計測装置１のシステム構成図である。超音波計測装置１は、超音波を利用して非侵襲に被検者３の生体情報を測定する装置である。第１実施形態では、生体情報として、超音波を利用して被検者３の血管の血管径を計測し、この血管径から血圧を推定的に計測する。つまり、超音波計測装置１は、超音波を用いて被検者３の血管径を計測する血管径計測装置でもある。
【００２７】
超音波計測装置１は、超音波プローブ１０と、本体装置２０と、ビデオモニター３０と、キーボード４０と、を備える。
【００２８】
超音波プローブ１０は、例えば数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚの計測用の超音波を送信し、被検者３からの超音波の反射波（超音波エコー）を電気信号に変換する薄膜圧電型の超音波トランスデューサーである複数の超音波振動子を有し、受信信号を本体装置２０に出力する。また、超音波プローブ１０は、被検者３の頸部等に貼り付け可能な薄型平面状のパッドタイプであり、被検者３の頸部に貼り付けて固定されて使用される。なお、超音波プローブ１０の固定位置は、頸動脈を測定対象とする頸部に限らず、他の動脈でも良い。
【００２９】
本体装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の各種マイクロプロセッサー、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）や電子回路、ＶＲＡＭやＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（（Read Only Memory）等の各種ＩＣメモリーやハードディスク等の情報記憶媒体、外部からのデータ送受を実現するインターフェースＩＣや接続端子、電源回路等により実現される。
【００３０】
本体装置２０は、超音波プローブ１０と有線接続されており、超音波プローブ１０を用いた超音波測定を行って超音波の反射波の受信データを生成し、この受信データを用いて血圧値を算出し、算出結果をビデオモニター３０に逐次更新表示させる。
【００３１】
受信データは、被検者３の生体内構造の位置情報や経時変化等のデータである、受信信号そのものの他、いわゆるＡモードやＢモード、Ｍモード、カラードップラー等の各モードの画像を含んでいる。超音波を用いた測定は、所定周期で繰り返し実行される。この測定単位を「フレーム」と呼ぶ。
【００３２】
ビデオモニター３０は、画像表示装置であって、フラットパネルディスプレイやタッチパネルディスプレイにより実現される。適宜、スピーカーを内蔵するとしても良い。
【００３３】
キーボード４０は、オペレーターが各種操作を入力するための手段である。図１の例では、キーボードはスイングアームで揺動自在に指示されており、必要なときに手前に起こして使用する形態であるが、本体装置２０と一体の構成や、ビデオモニター３０をタッチパネルとすることで兼ねる構成としても良い。更に、マウスやトラックパッド等のその他の操作入力デバイスを追加することもできる。
【００３４】
＜原理＞
（Ａ）斜めリニア走査
図２は、超音波プローブ１０を用いて超音波測定を行っている状態を概略的に示した図である。超音波プローブ１０は、その送信面１１を被検者３の体表面に密着させて使用される。超音波プローブ１０の送信面１１側には、複数の超音波振動子１２が列状に等間隔で配置されて内蔵されている。
【００３５】
図２（１）に示すように、超音波振動子１２それぞれが超音波ビームを送信するが、送信フォーカス制御によってその送信方向（フォーカス方向）を変化させることができる。超音波の送信面１１に対する法線方向をＺ軸、送信面１１に平行で且つ超音波振動子１２の配列方向をＸ軸、送信面１１に平行で且つＸ軸に直交する方向をＹ軸とする直交三次元座標を定義すると、超音波ビームは、Ｘ−Ｚ平面に平行であり、Ｙ軸周りに任意の走査角度θとなる指定方向へ送信することができる。本実施形態において、走査角度θは、超音波の送信方向を意味する。
【００３６】
また、超音波ビームの送信は、列状に配置されたＮ個（例えば、２５６個）の超音波振動子１２のうちＫ個（Ｎ≧Ｋ≧１：例えば、３２個）の超音波振動子１２を用いて送信することができる。各超音波振動子１２からの超音波の送信タイミングを調整する送信フォーカシング制御によって、超音波ビームの送信方向（フォーカス方向）やフォーカス位置を制御することができる。
【００３７】
以下では、説明の簡単化のため、Ｋ個の超音波振動子１２のうち、中央に位置する１つ超音波振動子１２から超音波ビームが送信されるとして説明するが、隣接するＫ個の超音波振動子１２を用いて１つの超音波ビームを送信することを除外する意味ではない。また、以下では、この超音波ビームの１回の送信及び反射波の受信のことを適宜「走査」と呼び、超音波ビーム（或いは、当該超音波ビームを送信する超音波振動子１２）のことを適宜「走査線」、超音波ビームの送信方向のことを適宜「走査角度」と呼ぶ。
【００３８】
図２（２）に示すように、超音波振動子１２からの超音波ビームの送信方向は、Ｘ−Ｚ平面におけるＺ軸（送信面１１に対する法線方向）に対して成す角度θによって表現する。つまり、Ｚ軸に沿った方向（送信面１１に対する法線方向）を、走査角度θ＝０、とする。そして、Ｙ軸周りに時計回りとなる方向を負値（走査角度θ＜０）、反時計回りとなる方向を正値（走査角度θ＞０）、とする。また、超音波ビームの送信方向には、超音波振動子１２の構造上の限度があり、最小走査角度θｍｉｎ（＜０）から最大走査角度θｍａｘ（＞０）までの範囲において変化させることができる。
【００３９】
第１実施形態では、１回の走査（超音波の送受信）において、各超音波振動子１２からの超音波ビームの送信方向、すなわち走査角度θは全て同じとする。つまり、各超音波振動子１２から送信される超音波ビームが並行となり、観察領域１４は平行四辺形の領域となる。また、超音波の走査角度θを変化させることで、観察領域１４が変化する。このような超音波の送信方向の制御を、斜めリニア走査と呼ぶ。
【００４０】
（Ｂ）血管径の補正
ところで、図３に示すように、生体内における血管５の短軸方向の断面形状は、筋肉等の血管壁より硬い周辺組織に近接する場合、完全な円形状（真円）ではないことがある。つまり、走査方向θの違いによって計測される“血管径Ｒ”が異なる。但し、血管径Ｒは、血管５の中央Ｏを通る内径とする。
【００４１】
図３は、血管５の短軸方向の断面形状が、Ｘ軸に沿った方向を長軸とし、Ｚ軸に沿った方向を短軸とする楕円形状となっている例である。図３（１）に示すように、時刻ｔｎにおいて、走査角度θ＝θ０＝０°で計測した場合の血管５の血管径Ｒは「Ｒ０１」であり、走査角度θ＝θｉ（≠０°）で計測した場合の血管径Ｒは「Ｒｉ１」である。
【００４２】
血管５は、拍動にともない等方的に拡張収縮を繰り返す。時刻ｔｍにおいて、図３（２）に示すように血管５が等方的に拡大した場合、同じ走査角度θで計測した血管径Ｒは、図３（１）に示した第ｎフレームと比較して増加する。すなわち、走査角度θ＝θ０で計測した場合の血管径Ｒは「Ｒ０２」であり、走査角度θ＝θｉで計測した場合の血管径Ｒは「Ｒｉ２」である。
【００４３】
血管５は等方的に拡張収縮を繰り返すため、同じ走査角度θであっても時刻によって血管径Ｒが異なるが、２つの走査角度θそれぞれでの血管径Ｒの比率は、時刻に関わらず同じである。図３に示す例においては、第ｎフレームにおける走査角度θ＝０，θｉそれぞれでの血管径Ｒ０１，Ｒｉ１の比率「Ｒｉ１／Ｒ０１」と、第ｍフレームにおける走査角度θ＝０，θｉそれぞれでの血管径Ｒ０２，Ｒｉ２の比率「Ｒｉ２／Ｒ０２」と、は等しい。そのため、次式（１）が成り立つ。
Ｒｉ１／Ｒｏ１＝Ｒｉ２／Ｒ０２ 
Ｒ０２＝（Ｒ０１／Ｒｉ１）×Ｒｉ２    ・・（１）
【００４４】
式（１）から分かる通り、ある時刻ｔｎにおける２つの走査角度θ０，θｉそれぞれでの血管径Ｒ０，Ｒｉの比率が判っていれば、別の時刻ｔｍにおける一方の走査角度θｉでの血管径Ｒｉから他方の走査角度θ０での血管径Ｒ０を求めることができる。
【００４５】
第１実施形態では、走査角度θ＝０°を基準走査角度θ０と呼び、この基準走査角度θ０で計測した血管径Ｒ０を基準血管径Ｒ０と呼ぶ。つまり、式（１）において、補正係数Ｆｉ＝Ｒ０１／Ｒｉ１、とおくと、走査角度θｉでの血管径Ｒｉから基準血管径Ｒ０を求めることができる。
【００４６】
＜機能構成＞
図４は、超音波計測装置１の機能構成を示すブロック図である。図４によれば、超音波計測装置１は、超音波送受信部１１０と、操作入力部１２０と、表示部１３０と、処理部２００と、記憶部３００とを備えて構成される。
【００４７】
超音波送受信部１１０は、超音波を送信及び受信する複数の超音波振動子を列状に配列して有する。超音波振動子それぞれは、処理部２００から入力されるパルス電圧に応じて超音波を送信するとともに、超音波の反射波を受信して電気信号である反射波信号に変換して処理部２００に出力する。図１の超音波プローブ１０がこれに該当する。
【００４８】
操作入力部１２０は、オペレーターによる各種操作入力を受け付け、操作入力に応じた操作信号を処理部２００へ出力する。この機能は、例えば、ボタンスイッチやレバースイッチ、ダイヤルスイッチ、トラックパッド、マウス等によって実現できる。図１では、キーボード４０がこれに該当する。
【００４９】
表示部１３０は、処理部２００からの表示信号に基づく各種表示を行う。この機能は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やタッチパネルにより実現できる。図１では、ビデオモニター３０がこれに該当する。
【００５０】
処理部２００は、各機能部との間でデータの入出力制御を行い、所定のプログラムやデータ、操作入力部１２０からの操作信号、超音波送受信部１１０からの反射波信号等に基づいて各種の演算処理を実行して、被検者の生体情報を算出する。この機能は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のマイクロプロセッサーや、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＩＣメモリーなどの電子部品によって実現できる。図１では、本体装置２０がこれに該当する。また、第１実施形態では、処理部２００は、超音波測定制御部２１０と、血管検出部２２０と、補正情報生成部２３０と、走査角度設定部２４０と、走査線選択部２５０と、血管径計測部２６０と、基準血管径算出部２７０と、血圧算出部２８０とを有する。
【００５１】
超音波測定制御部２１０は、駆動制御部２１１と、送受信制御部２１２と、受信合成部２１３、トラッキング部２１４とを有し、超音波送受信部１１０による超音波測定に係る制御を行う。
【００５２】
駆動制御部２１１は、所定周波数のパルス信号を生成し、所与の走査角度θに応じた送信フォーカシング制御を行って、超音波送受信部１１０の各超音波振動子に対する駆動信号を生成して送受信制御部２１２へ出力する。
【００５３】
送受信制御部２１２は、駆動制御部２１１からの駆動信号に従って各超音波振動子に対するパルス電圧を発生させて超音波送受信部１１０へ出力する。また、超音波送受信部１１０からの各超音波振動子による超音波の反射波信号に対する増幅やフィルター処理を行い、デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換を行って、受信合成部２１３へ出力する。
【００５４】
トラッキング部２１４は、超音波測定中、受信データ３２０に基づいて、予め設定されたトラッキング対象の位置を追跡するトラッキングに係る処理を行う。例えば、基準となる受信データ３２０（例えば、Ａモードデータ）にトラッキング対象を設定する処理や、トラッキング対象の位置をフレーム間で追跡する処理、トラッキング対象の変位を算出する処理等を行う。
【００５５】
受信合成部２１３は、送受信制御部２１２からの反射波信号を必要に応じて遅延させる受信フォーカシング制御を行って、受信データ３２０を生成する。
【００５６】
受信データ３２０は、フレーム毎に生成され、フレームの識別番号であるフレームＩＤ３２１に対応付けて、走査角度３２２と、走査線データ３２３と、Ｂモードデータ３２７と、を格納している。走査線データ３２３は、走査線それぞれについて、走査線の識別番号である走査線ＩＤ３２４と対応付けて、受信信号データ３２５と、この受信信号データ３２５から得られるＡモードデータ３２６とを格納している。各走査線のＡモードデータ３２６からＢモードデータ３２７が得られる。
【００５７】
血管検出部２２０は、血管を検出する。図５は、血管の検出を説明する図である。任意の走査角度θ（図５では、走査角度θ＝０°）でのリニア走査を行って、Ｂモード画像１５を生成する。そして、このＢモード画像１５において血管を判別して血管の位置を検出する。Ｂモード画像に基づく血管の判別は、任意の技術を用いることができる。
【００５８】
例えば、図５に示すように、Ｂモード画像１５中の特徴点１６を抽出する。特徴点とは、画像中から際立って観測できる点である。超音波の反射率は媒質の変化位置（媒質の境界）で高くなり、Ｂモード画像において反射率が高い位置は高輝度として表される。このため、Ｂモード画像中の特徴点は、血管壁のほか、筋や腱、脂肪などの輝度変化が生じている部分に多く表れるが、血管内部では、超音波は殆ど反射せずに血液を透過するため、特徴点は殆ど表れない。そのため、血管内部に相当する領域を検出することで、Ｂモード画像中の血管を検出することができる。なお、図５においては、特徴点１６の数を故意に少なくして示しているが、実際にはより多くの特徴点１６を抽出することができる。
【００５９】
図５に示すように、観察領域内に血管５が位置する場合、この血管５の短軸方向の断面図となるＢモード画像１５には、特徴点１６が、血管５の短軸方向の断面形状の輪郭に沿って分布する。このため、Ｂモード画像１５において、例えば環状の特徴点１６の分布を血管壁の位置として判定し、その環状の中心を血管の位置とする。この血管５の中心位置は、Ｘ−Ｚ平面上の位置座標として求めることができる。検出した血管を特定する位置（中心Ｏ）や形状は、血管検出結果データ３３０として記憶される。
【００６０】
補正情報生成部２３０は、血圧計測に先立ち、血管検出部２２０による血管の検出結果（血管判別結果）から、各走査角度θｉに対応する補正係数Ｆｉを求めて血管径補正情報３９０を生成する。図６は、補正係数Ｆｉの算出を説明するための図である。図６に示すように、超音波送受信部１１０の各超音波振動子１２と血管５との相対位置から、基準走査角度θ０（＝０°）を含む各走査角度θｉでの血管径Ｒｉを算出する。対象とする走査角度θｉは、最小走査角度θｍｉｎから最大走査角度θｍａｘの範囲において、所定角度Δθ間隔（例えば、１°間隔）で定めた角度とする。そして、基準走査角度θ０を除く各走査角度θｉについて、対応する血管径Ｒｉと、基準走査角度θ０に対応する基準血管径Ｒ０との比率（＝Ｒ０／Ｒｉ）を求め、走査角度θｉに対応する補正係数Ｆｉ（＝Ｒ０／Ｒｉ）とする。
【００６１】
図７は、血管径補正情報３９０のデータ構成の一例を示す図である。図７によれば、血管径補正情報３９０は、走査角度３９１それぞれに、血管径３９２と、補正係数３９３とを対応付けて格納している。
【００６２】
走査角度設定部２４０は、血管検出部２２０によって検出された血管をもとに、この血管の血管径を計測するための走査角度θａを設定する。図８は、走査角度θａの設定を説明する図である。図８（１）に示すように、列状に配置されている複数の超音波振動子１２のうち、中央の超音波振動子１２ａ（つまり、超音波の送信部中央）から送信される超音波ビームが、測定対象の血管５の中心Ｏを通るような走査角度θａとする。これにより、観察領域のＸ軸方向（超音波振動子１２の配列方向）におけるほぼ中央に測定対象の血管５が位置するようになる。
【００６３】
但し、超音波振動子１２の走査角度θは、最小走査角度θｍｉｎから最大走査角度θｍａｘまでの範囲において設定可能である。このため、図８（２）に示すように、測定対象の血管５の中心Ｏを通る超音波振動子１２ａの走査角度θがこの設定可能範囲を超える場合には、設定可能範囲内となるように設定する。すなわち、走査角度θが最小走査角度θｍｉｎを下回る場合には、走査角度θａを最小走査角度θｍｉｎに設定し、最大走査角度θｍａｘを超える場合には、走査角度θａを最大走査角度θｍａｘに設定する。図８（２）に示す例では、測定対象の血管５の中心Ｏを通る超音波振動子１２ａの走査角度θが最小走査角度θｍｉｎを下回っているため、走査角度θａを最小走査角度θｍｉｎに設定している。
【００６４】
設定した走査角度θａは、走査角度データ３４０として記憶される。また、最大走査方向θｍａｘ、及び、最小走査角度θｍｉｎは、走査可能範囲データ４００として記憶されている。
【００６５】
走査線選択部２５０は、血管径の計測に用いる走査線を選択する。具体的には、走査角度設定部２４０によって設定された走査角度θａとしたときに血管５の中心Ｏを通る走査線（以下、「中央走査線」という）を、血管径の計測に用いる走査線として選択する。
【００６６】
例えば、図８（１）に示した例では、列状に配置されている複数の超音波振動子１２のうち、中央の超音波振動子１２ａに係る走査線が選択されることになる。また、図８（２）に示した例では、最小走査角度θｍｉｎとした場合に血管５の中心Ｏを通る走査線となる、超音波振動子１２ｂにかかる走査線が選択されることになる。選択した中央走査線は、選択走査線データ３５０として記憶される。
【００６７】
血管径計測部２６０は、走査角度設定部２４０によって設定された走査角度θａで走査を行ったときの、走査線選択部２５０によって選択された中央走査線に係る受信データ３２０を用いて、血管径の計測を行う。
【００６８】
図９は、血管径の計測を説明するための図であり、中心走査線における反射波の受信信号の信号強度グラフを示している。受信信号から、所定の信号強度以上の２つのピークであり、且つ、当該ピーク間の信号強度が血液を示す所定の低強度以下となる２つのピークＰ１，Ｐ２を、血管壁として判定する。そして、この血管壁と判定した２つのピークＰ１，Ｐ２に係る信号部分をトラッキング対象として設定し、中心走査線による反射波の受信信号を用いて、このトラッキング対象の位置を連続する複数フレームに亘ってトラッキングし、血管壁の中心走査線に沿った方向の変位を追跡することで、血管径を算出する。計測した血管径は、計測血管径データ３６０として記憶される。
【００６９】
基準血管径算出部２７０は、血管径計測部２６０によって計測された血管径を走査角度θａに応じて補正して、基準血管径を算出する。すなわち、血管径計測部２６０によって計測された血管径Ｒａに、血管径補正情報３９０にて定められている走査角度θａに対応する補正係数Ｆを乗じることで、基準血管径Ｒ０を算出する。算出した基準血管径は、基準血管径データ３７０として記憶される。
【００７０】
血圧算出部２８０は、基準血管径算出部２７０によって算出された基準血管径Ｒ０をもとに、スティフネスパラメータβを用いた血圧算出式から血圧Ｐを算出する。算出した血圧は、血圧データ３８０として記憶される。血圧は、血管に係る生体情報の１つである。
【００７１】
記憶部３００は、ＩＣメモリーやハードディスク、光学ディスク等の記憶媒体により実現され、各種プログラムや、処理部の演算過程のデータ等の各種データを記憶する。なお、処理部２００と記憶部３００との接続は、装置内の内部バス回路による接続に限らず、ＬＡＮ（（Local Area Network）やインターネット等の通信回線で実現しても良い。その場合、記憶部３００は、超音波計測装置１とは別の外部記憶装置により実現されるとしても良い。本実形態では、記憶部３００には、超音波計測プログラム３１０と、受信データ３２０と、血管検出結果データ３３０と、走査角度データ３４０と、選択走査線データ３５０と、計測血管径データ３６０と、基準血管径データ３７０と、血圧データ３８０と、血管径補正情報３９０と、走査可能範囲データ４００と、が記憶される。
【００７２】
超音波計測プログラム３１０は、第１実施形態の機能を実現するためのプログラムであり、システムプログラムを実行した状態でこの超音波計測プログラム３１０を実行することにより、超音波計測装置１が有する各機能部が実現される。システムプログラムは、超音波計測装置１をコンピューターとして機能させるための基本プログラムである。
【００７３】
＜処理の流れ＞
図１０は、超音波計測処理の流れを説明するフローチャートである。先ず、任意の走査角度θでのリニア走査を行ってＢモード画像を生成し（ステップＡ１）、血管検出部２２０が、生成されたＢモード画像をもとに、血管の位置や断面形状を検出する（ステップＡ３）。次いで、補正情報生成部２３０が、検出された血管の位置や断面形状をもとに、各走査角度θｉでの血管径Ｒｉを算出し、血管径補正情報３９０を生成する（ステップＡ５）。
【００７４】
続いて、血管検出部２２０が、走査角度θを「０°」に初期設定する（ステップＡ７）。そして、設定した走査角度θでのリニア走査を行い、得られるＢモード画像をもとに、血管を判別することで血管の位置を検出する（ステップＡ９）。その結果、走査領域内に血管が検出されないならば（ステップＡ１１：ＮＯ）、走査角度θを変更した後（ステップＡ１３）、ステップＡ９に移行して、再度、血管の検出を試みる。なおここで、「血管５が検出される」とは、Ｂモード画像中に血管の断面形状全体が含まれることである。
【００７５】
一方、走査領域内に血管が検出されたならば（ステップＡ１１：ＹＥＳ）、走査角度設定部２４０が、検出された血管位置をもとに、血管径の計測のための走査角度θａを設定する（ステップＡ１５）。次いで、走査線選択部２５０が、設定された走査角度θａとしたときに血管の中心Ｏを通る走査線（中央走査線）を、血管径の計測に用いる走査線として選択する（ステップＡ１７）。続いて、血管径計測部２６０が、選択された走査線（中央走査線）を用いた走査を行い、中心走査線に係る反射波の受信信号をもとに、血管径Ｒを計測する（ステップＡ１９）。そして、基準血管径算出部２７０が、血管径補正情報３９０を参照して、計測された血管径Ｒを走査角度θａに応じて補正し、基準血管径を算出する（ステップＡ２１）。その後、血圧算出部２８０が、算出された基準血管径を用いて血圧を算出する（ステップＡ２３）。
【００７６】
その後、超音波計測を終了するか否かを判断し、終了しないならば（ステップＡ２５：ＮＯ）、血管の再検出タイミングとなったかを判断する。血管の再検出タイミングとなったならば（ステップＡ２７：ＹＥＳ）、ステップＡ７に移行し、再度、血管の検出を行う。再検出タイミングとなっていないならば（ステップＡ２７：ＮＯ）、ステップＡ２１に移行し、再度、血管径の計測を行う。「血管の再検出タイミング」は、前回の血管の検出（ステップＡ９）からの経過時間が所定時間（数秒〜数十用程度）に達したことで判断する。そして、超音波計測を終了するならば（ステップＡ２５：ＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００７７】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態を説明する。上述の第１実施形態では、各走査角度θｉそれぞれの補正係数Ｆの集合である血管径補正情報３９０を生成した後、この血管径補正情報３９０を用いて基準血管径Ｒ０の計測を行った。第２実施形態では、基準血管径Ｒ０の計測を行いつつ、血管径補正情報を生成・更新することを特徴とする。なお、第２実施形態において、上述の第１実施形態と同一の構成要素については同符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００７８】
［機能構成］
図１１は、第２実施形態における超音波計測装置１Ｂの機能構成図である。図１１によれば、超音波計測装置１Ｂにおいて、処理部２００Ｂは、超音波測定制御部２１０と、血管検出部２２０と、補正情報生成部２３０Ｂと、走査角度設定部２４０Ｂと、走査線選択部２５０Ｂと、血管径計測部２６０と、基準血管径算出部２７０と、血圧算出部２８０と、を備える。
【００７９】
走査角度設定部２４０Ｂは、血管検出部２２０によって、走査領域内に血管が検出されたときの走査角度θを、血管径を計測するための走査角度θとして設定する。
【００８０】
走査線選択部２５０Ｂは、走査角度設定部２４０Ｂによって設定された走査角度θとしたときに血管の中央Ｏを通る走査線を、血管径の計測に用いる走査線（中央走査線）として選択する。
【００８１】
補正情報生成部２３０Ｂは、血圧計測を行いながら、血管径補正情報３９０Ｂを生成する。具体的には、基準走査角度θ０での基準血管径Ｒ０の計測が行われる毎に、計測された基準血管径Ｒ０と、基準走査角度θ０とは異なる走査角度θｉでの血管径Ｒｉとをもとに、当該走査角度θｉに対応する補正係数Ｆｉを求め、血管径補正情報３９０Ｂを更新する。対象とする走査角度θｉは、血管を検出可能な走査角度であり、当該走査角度θｉでの走査を行って計測した血管径Ｒｉと、基準走査角度θ０での基準血管径Ｒ０との比率を、当該走査角度θｉに対応する補正係数Ｆｉ（＝Ｒ０／Ｒｉ）とする。
【００８２】
図１２は、血管径補正情報３９０Ｂのデータ構成の一例を示す図である。図１２によれば、血管径補正情報３９０Ｂは、走査角度３９４毎に生成され、計測番号３９５それぞれに、基準血管径３９６と、対応する走査角度３９４での血管径３９７と、補正係数３９８とを対応付けて格納しているとともに、補正係数３９８の平均値である平均補正係数３９９を格納している。
【００８３】
第２実施形態では、基準走査角度θ０での基準血管径Ｒ０の計測毎に、走査角度θｉでの血管径Ｒｉと補正係数Ｆｉを求める。血管は周期的に拡張収縮を繰り返しているため、計測毎に血管径Ｒ０，Ｒｉは異なるが、走査角度θｉが同じであれば補正係数Ｆｉはほぼ同じとなる。このため、各計測で得られた血管径Ｒ０，Ｒｉ及び補正係数Ｆｉを蓄積記憶し、各計測での補正係数Ｆｉの平均値である平均補正係数３９９を用いて、基準血管径算出部２７０が、血管径Ｒｉから基準血管径Ｒ０を算出する。
【００８４】
記憶部３００Ｂには、第２実施形態の機能を実現するための超音波計測プログラム３１０Ｂと、受信データ３２０と、血管検出結果データ３３０と、走査角度データ３４０と、選択走査線データ３５０と、計測血管径データ３６０と、基準血管径データ３７０と、血圧データ３８０と、血管径補正情報３９０Ｂと、走査可能範囲データ４００と、が記憶される。
【００８５】
［処理の流れ］
図１３は、超音波計測処理の流れを説明するフローチャートである。先ず、血管検出部２２０が、走査角度θ＝０°でのリニア走査を行い、得られるＢモード画像をもとに、血管を検出する（ステップＢ１）。
【００８６】
その結果、走査領域内に血管が検出されたならば（ステップＢ３：ＹＥＳ）、走査線選択部２５０が、走査角度θ＝０°としたときに血管の中心Ｏを通る走査線（中央走査線）を、血管径の計測に用いる走査線として選択する（ステップＢ５）。次いで、血管径計測部２６０が、選択された走査線（中央走査線）に係る反射波の受信信号であって、血管の検出の際に得られた受信信号をもとに、血管径Ｒを計測する（ステップＢ７）。ここで計測される血管径Ｒは、基準血管径Ｒ０である。そして、血圧算出部２８０が、算出された基準血管径Ｒ０を用いて血圧を算出する（ステップＢ９）。
【００８７】
また、補正情報生成部２３０Ｂが、血管径補正情報３９０Ｂの更新を行う。すなわち、基準走査角度θ０以外の走査角度であって、血管を検出可能な複数の走査角度θｉを判定する（ステップＢ１１）。この走査角度θｉの判定は、例えば、走査角度θを所定角度Δθずつ変更しながら、リニア走査を行って得られる受信データをもとに血管を検出することを繰り返すことで実現できる。そして、判定した各走査角度θｉそれぞれについて、当該走査角度θｉでの走査を行って血管径Ｒｉを算出し（ステップＢ１３）、計測された基準血管径Ｒ０をもとに補正係数Ｆｉを求めて血管径補正情報３９０を生成する（ステップＢ１５）。
【００８８】
一方、走査領域内に血管が検出されないならば（ステップＢ３：ＮＯ）、走査角度設定部２４０Ｂが、走査領域内に血管を検出可能な走査角度θｉを判定する（ステップＢ１７）。この走査角度θｉの判定は、例えば、走査角度θを所定角度Δθずつ変更しながら、リニア走査を行って得られる受信データをもとに血管を検出することを繰り返すことで実現できる。次いで、走査線選択部２５０Ｂが、判定された走査角度θｉとしたときに血管の中心Ｏを通る走査線を、血管径の計測に用いる走査線として選択する（ステップＢ１９）。続いて、血管径計測部２６０が、血管の検出の際に得られた、選択された走査線に係る反射波の受信信号をもとに、血管径を計測する（ステップＢ２１）。そして、基準血管径算出部２７０が、血管径補正情報３９０を参照して、計測された血管径Ｒを走査角度θｉに応じて補正し、基準血管径を算出する（ステップＢ２５）。その後、血圧算出部２８０が、算出された基準血管径を用いて血圧を算出する（ステップＢ２７）。
【００８９】
その後、超音波計測処理を終了するかを判断し、終了しないならば（ステップＢ２９：ＮＯ）、ステップＢ１に移行する。終了するならば（ステップＢ２９：ＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００９０】
［作用効果］
このように、第１及び第２実施形態によれば、基準走査角度θ０とは異なる走査角度θｉ（≠０°）で計測した血管の血管径Ｒｉと、当該走査角度θｉとから、基準走査角度θ０（＝０°）での基準血管径Ｒ０を求めることができる。これにより、継続的な血圧の測定を行う場合に、走査角度が変化したとしても、常に基準走査角度θ０で計測した場合の血管径Ｒ（基準血管径Ｒ０）を求めることができ、精確な血圧の測定が可能となる。
【００９１】
なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
【符号の説明】
【００９２】
１，１Ｂ  超音波計測装置、１０  超音波プローブ、１２  超音波振動子、２０  本体装置、３０  ビデオモニター、４０  キーボード、１１０  超音波送受信部、１２０  操作入力部、１３０  表示部、２００，２００Ｂ  処理部、２１０  超音波測定制御部、２１１  駆動制御部、２１２  送受信制御部、２１３  受信合成部、２１４  トラッキング部、２２０  血管検出部、２３０，２３０Ｂ  補正情報生成部、２４０，２４０Ｂ  走査角度設定部、２５０，２５０Ｂ  走査線選択部、２６０  血管径計測部、２７０  基準血管径算出部、２８０  血圧算出部、３００，３００Ｂ  記憶部、３１０，３１０Ｂ  超音波計測プログラム、３２０  受信データ、３３０  血管検出結果データ、３４０  走査角度データ、３５０  選択走査線データ、３６０  計測血管径データ、３７０  基準血管径データ、３８０  血圧データ、３９０，３９０Ｂ  血管径補正情報、４００  走査可能範囲データ、３  被検者、５  血管
【図１】
2016019648.tif 000003
【図２】
2016019648.tif 000004
【図３】
2016019648.tif 000005
【図４】
2016019648.tif 000006
【図６】
2016019648.tif 000007
【図７】
2016019648.tif 000008
【図８】
2016019648.tif 000009
【図９】
2016019648.tif 000010
【図１０】
2016019648.tif 000011
【図１１】
2016019648.tif 000012
【図１２】
2016019648.tif 000013
【図１３】
2016019648.tif 000014
【図５】
2016019648.tif 000015