WO2006043528A1

WO2006043528A1 - 超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法

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Publication number: WO2006043528A1
Application number: PCT/JP2005/019088
Authority: WO
Inventors: Makoto Kato; Hisashi Hagiwara; Yoshinao Tannaka
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2007-04-19
Also published as: US20090030324A1; JPWO2006043528A1; CN100496411C; EP1806099A4; CN101039627A; EP1806099A1

Abstract

本発明の超音波診断装置は、生体の組織へ超音波送信波を送信するための超音波プローブ１３を駆動する送信部１４と、超音波送信波が生体組織において反射することにより得られ、超音波プローブ１３により受信する超音波反射波を増幅し、受信信号を生成する受信部１５と、受信信号から組織の形状測定値を求め、組織の形状測定値から生体の心周期毎の形状測定値および性状測定値の少なくともいずれか一方の空間分布を示す空間分布フレームを演算するフレーム演算部１９と、心周期毎に得られる複数の空間分布フレームから選ばれる２つの空間分布フレーム間において、空間分布フレームを構成する形状測定値または性状測定値の差異を求める差異演算部１９と、形状測定値、性状測定値、および差異のうち少なくともいずれか１つを記憶する記憶部と、空間分布フレームを表示する表示部２１とを備える。

Description

明細書

超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法

技術分野

[0001] 本発明は、超音波診断装置に関し、特に、生体内の組織の性状診断を行う超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法に関する。

背景技術

[0002] 近年、心筋梗塞や脳梗塞などの循環器系疾病を患う人々が増力！]してきており、このような疾病の予防および治療を行うことが大きな課題となっている。

[0003] 心筋梗塞や脳梗塞の発病には、動脈硬化が深く関係している。具体的には、動脈壁に粥腫が形成されたり、高血圧等の種々の要因によって動脈の新しい細胞が作られなくなったりすると、動脈は弾力性を失い、硬ぐ脆くなる。そして、粥腫が形成された部分において血管が閉塞したり、粥腫を覆う血管組織が破裂することにより粥腫が血管内へ流出し、別の部分において動脈を閉塞させたり、動脈が硬化した部分が破裂したりすることによって、これらの疾病が引き起こされる。このため、動脈硬化を早期に診断することがこれらの疾病予防や治療には重要となる。

[0004] 従来、動脈硬化病変の診断は、血管カテーテルを用いて血管内部の様子を直接観察することによって行われていた。しかし、この診断には、血管カテーテルを血管に挿入する必要があるため、被験者への負荷が大きいという問題があった。このため、血管カテーテルによる観察は、動脈硬化病変が存在していることが確かである被験者に対して、その場所を特定するために用いられ、例えば、健康管理のための検査として、この方法が用いられることはな力つた。

[0005] 動脈硬化の一因であるコレステロール値を測定したり、血圧値を測定したりすることは、被験者への負担が少なぐ容易に行うことのできる検査である。しかし、これらの値は、動脈硬化の度合、を直接示すものではな、。

[0006] また、動脈硬化を早期に診断して、動脈硬化の治療薬を被験者に対して投与することができれば、動脈硬化の治療に効果を発揮する。しかし、動脈硬化が進行してしまうと、治療薬によって動脈硬化の進展を抑制することはできても、硬化した動脈を完全に回復させることは難 U、と言われて、る。

[0007] こうした理由から、被験者への負担が少なぐ動脈硬化が進行する前に早期段階で診断する診断方法あるいは診断装置が求められている。

[0008] 一方、被験者への負担が少ない非侵襲の医療診断装置として、超音波診断装置や X線診断装置が従来用いられている。超音波や X線を体外から照射することによつて、被験者に苦痛を与えることなぐ体内の形状情報、あるいは形状の時間変化情報を得ることができる。体内の測定対象物の形状の時間変化情報 (運動情報)が得られると、測定対象物の性状情報を求めることができる。つまり、生体内の血管の弹性特性を求めることができ、動脈硬化の度合!/、を直接知ることが可能となる。

[0009] 特に超音波診断は、 X線診断と比較した場合、被験者に超音波プローブをあてるだけで測定できるので、被験者への造影剤投与が不要である点や X線被爆のおそれがなヽ点で優れて、る。

[0010] また、近年のエレクトロニクス技術の進歩によって、超音波診断装置の測定精度を飛躍的に向上させることも可能になってきた。これに伴って、生体組織の微小運動を計測する超音波診断装置の開発が進んでいる。例えば、特許文献 1に記載された技術を用いると、血管運動の振幅数ミクロンで数百 Hzまでの速、振動成分を高精度に計測できるため、血管壁の厚み変化や歪みを数ミクロンのオーダーで高精度な計測をすることが可能になると報告されて、る。

[0011] このような高精度な計測手法を用いることにより、動脈壁の弾性特性の二次元分布を詳細に測定することが可能となる。例えば非特許文献 1では、頸動脈血管壁の弾性率の二次元分布の様子を Bモード断層像に重ねて表示した一例を示して、る。動脈壁の硬さ度合いは一様ではなぐある分布を持って存在しており、動脈硬化症の診断にお 1、ては、動脈の硬化度合!/、を示す特徴量である弾性率の局所的な分布を的確に把握することが重要なためである。

特許文献 1：特開平 10— 5226号公報

特干文献 1 : Hiroshi Kanai et al, "Elasticity Imaging of Atheroma Witn Transcutane ous Ultrasound Preliminary Study , し lrculation, Vol.107, p.3018— 3021, 2003.

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0012] 動脈等の循環器組織は、心臓の拍動にともなって変位や伸縮を繰り返している。したがって、超音波診断装置を用いて循環器組織の歪みや弾性特性を求める場合には、心臓の一心周期毎に一回の測定を行うことが好適であり、一心周期毎に歪み分布や弾性特性分布が得られる。しカゝしながら、得られた弾性特性は一心周期毎に異なっていることが多い。その理由として、心周期は厳密には一定の周期ではないこと、測定中に超音波プローブを操作する者や被験者が不要な動きをしてしまうこと、測定環境に応じて様々なノイズの影響を受けること等があげられる。このような要因により、得られた弾性特性は変動している可能性があり、測定結果が正しい数値であるの力どうか判断することは難しい。

[0013] 以上に鑑み、本発明は、上述したような要因によって計測値が変動しているかどうかを評価することの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

[0014] 本発明の超音波診断装置は、生体の組織へ超音波送信波を送信するための超音波プローブを駆動する送信部と、前記超音波送信波が前記生体組織におヽて反射することにより得られ、前記超音波プローブにより受信する超音波反射波を増幅し、受信信号を生成する受信部と、前記受信信号から前記糸且織の形状測定値を求め、前記組織の形状測定値力前記生体の心周期毎の形状測定値および性状測定値の少なくともいずれか一方の空間分布を示す空間分布フレームを演算するフレーム演算部と、前記心周期毎に得られる複数の前記空間分布フレーム力選ばれる 2つの空間分布フレーム間にお、て、前記空間分布フレームを構成する形状測定値または性状測定値の差異を求める差異演算部と、前記形状測定値、性状測定値、および差異のうち少なくともいずれか 1つを記憶する記憶部と、前記空間分布フレームを表示する表示部とを備える。

[0015] ある好ましい実施形態において、前記差異演算部は、最新の空間分布フレームと直前の空間分布フレームとの差異を求める。

[0016] ある好ましい実施形態において前記差異演算部は、最新の空間分布フレームおよび直前の連続した N— 1個の空間分布フレームから N— 1個の差異を求め、 N— 1個の差異に基づいて、 N個の空間分布フレームの変化の度合いを示す 1個の特徴量をさらに演算する。

[0017] ある好ましい実施形態において、前記差異演算部は、時間軸上において連続する 2つの空間分布フレーム間の差異を求める。

[0018] ある好ましい実施形態において前記差異演算部は、前記心周期毎に前記特徴量を更新する。

[0019] ある好ましい実施形態において、前記表示部は前記差異を表示する。

[0020] ある好ましい実施形態において、前記表示部は前記差異および前記特徴量の少なくとも一方を表示する。

[0021] ある好ましい実施形態において、前記差異演算部は、前記差異に基づいて、画像情報を生成し、前記表示部は、前記画像情報を表示する。

[0022] ある好ましい実施形態において、超音波診断装置は、音響変換器をさらに備え、前記差異演算部は、前記差異に基づいて音声情報を生成し、前記音響変換器は、前記音声情報を出力する。

[0023] ある好ま、実施形態にお!、て、前記差異演算部は、前記差異および前記特徴量の少なくとも一方に基づいて画像情報をそれぞれ生成し、前記表示部は、前記画像情報を表示する。

[0024] ある好ましい実施形態において、超音波診断装置は、音響変換器をさらに備え、前記差異演算部は、前記差異および前記特徴量の少なくとも一方に基づいて音声情報をそれぞれ生成し、前記音響変換器は、前記音声情報を出力する。

[0025] ある好ま、実施形態にお!、て、前記差異演算部は、前記差異または前記特徴量と所定の値とを比較し、比較結果に基づいて、前記フレーム演算部は前記表示部に表示する空間分布フレームを更新する。

[0026] ある好ましい実施形態において、前記差異演算部は、空間分布フレームの変化が最も小さ!/ヽことを示す差異または特徴量を特定し、前記表示部は特定された差異または特徴量が得られたときの空間分布フレームを表示する。

[0027] ある好ましい実施形態において前記差異は、複数の前記空間分布フレームから選ばれる 2つの空間分布フレーム間における、前記空間分布フレームを構成する形状測定値または性状測定値の平均値、絶対値の平均値、和、絶対値の和、分散、標準偏差、二乗平均平方根、および最大値と最小値との差のうちの少なくともいずれかひとつである。

[0028] ある好ましい実施形態において前記特徴量は、 N— 1個の差異の平均値、和、分散、標準偏差、二乗平均平方根、および最大値と最小値との差のうちの少なくともいずれかひとつである。

[0029] ある好ま、実施形態にぉ、て、前記形状測定値は、生体組織の最大厚さ変化量である。

[0030] ある好ま、実施形態にぉ、て、前記性状測定値は、生体組織の歪みおよび弾性特性の少なくとも、ずれか一方である。

[0031] 本発明の超音波診断装置の制御方法は、超音波診断装置の制御部による超音波診断装置の制御方法であって、超音波プローブを用いて、超音波送信波を送信し、前記超音波送信波が生体組織において反射することにより得られる超音波反射波を受信し、受信信号を生成するステップ (a)と、前記受信信号から前記組織の形状測定値を求め、前記組織の形状測定値力前記生体の心周期毎の形状測定値および性状測定値の少なくともいずれか一方の空間分布を示す空間分布フレームを演算するステップ (b)と、前記心周期毎に得られる複数の前記空間分布フレーム力選ばれる 2つの空間分布フレーム間において、前記空間分布フレームを構成する形状測定値または性状測定値の差異を求めるステップ (c)と、前記空間分布フレームを表示するステップ (d)とを包含する。

[0032] ある好ま、実施形態にぉ、て前記ステップ (c)は、最新の空間分布フレームと直前の空間分布フレームとの差異を求める。

[0033] ある好ま、実施形態にぉ、て前記ステップ (c)は、最新の空間分布フレームおよび直前の連続した N— 1個の空間分布フレームから N— 1個の差異を求め、 N— 1個の差異に基づいて、 N個の空間分布フレームの変化の度合いを示す 1個の特徴量をさらに演算する。

[0034] ある好ま、実施形態にぉ、て前記ステップ (c)は、時間軸上にぉ、て連続する 2 つの空間分布フレーム間の差異を求める。

[0035] ある好まヽ実施形態にぉ、て前記ステップ (c)は、前記心周期毎に前記特徴量を更新する。

[0036] ある好ま、実施形態にお!、て、超音波診断装置の制御方法は、前記差異を表示するステップ (e 1 )をさらに包含する。

[0037] ある好ま、実施形態にお!、て、超音波診断装置の制御方法は、前記差異および前記特徴量の少なくとも一方を表示するステップ (e2)をさらに包含する。

[0038] ある好ま、実施形態にぉ、て、前記ステップ (el)は、前記差異に基づ!/、て画像情報を生成し、前記画像情報を表示する。

[0039] ある好ま、実施形態にお!、て、超音波診断装置の制御方法は、前記差異に基づいて音声情報を生成し、前記音声情報を音響変力出力するステップ (e3)をさらに包含する。

[0040] ある好まヽ実施形態にお!ヽて、前記ステップ (e2)は、前記差異および前記特徴量の少なくとも一方に基づいて画像情報をそれぞれ生成し、前記画像情報を表示する。

[0041] ある好ま、実施形態にお!、て、超音波診断装置の制御方法は前記差異および前記特徴量の少なくとも一方に基づいて音声情報をそれぞれ生成し、前記音声情報を音響変 ^^力出力するステップ (e4)をさらに包含する。

[0042] ある好まヽ実施形態にお!ヽて、前記ステップ (c)は、前記差異または前記特徴量と所定の値とを比較し、前記ステップ (d)は、前記比較結果に基づいて、表示する空間分布フレームを更新する。

[0043] ある好ま、実施形態にぉ、て、前記ステップ (c)は、空間分布フレームの変化が最も小さいことを示す差異または特徴量を特定し、前記ステップ (d)は、前記特定された差異または特徴量が得られたときの空間分布フレームを表示する。

[0044] ある好ま、実施形態にぉ、て、前記差異は、複数の前記空間分布フレームから選ばれる 2つの空間分布フレーム間における、前記空間分布フレームを構成する形状測定値または性状測定値の平均値、絶対値の平均値、和、絶対値の和、分散、標準偏差、二乗平均平方根、および最大値と最小値との差のうちの少なくともいずれかひとつである。

[0045] ある好ましい実施形態において、前記特徴量は、 N— 1個の差異の平均値、和、分散、標準偏差、二乗平均平方根、および最大値と最小値との差のうちの少なくともいずれかひとつである。

[0046] ある好まヽ実施形態にお!ヽて、前記形状測定値は、生体組織の最大厚さ変化量である。

[0047] ある好ま、実施形態にぉ、て、前記性状測定値は、生体組織の歪みおよび弾性特性の少なくとも、ずれか一方である。

発明の効果

[0048] 本発明によれば、超音波を用いて得られた生体組織内の任意領域における位置情報や運動情報から求められる最大厚さ変化量、歪み、あるいは弾性特性等のフレーム間の差異を演算する。この差異は、フレームを構成するデータの変化の度合いを示す。あるいは、複数の差異を求め、さらにフレームの変化の度合いを示す特徴量を生成する。これにより、差異または特徴量力も計測の安定性を判断することができ、正確な生体組織の形状あるいは性状特性を測定することができる。また、差異または特徴量を利用して形状あるいは性状特性を表示させることにより、測定結果の信頼性を向上させ、また、測定結果を見易く表示することが可能となる。

図面の簡単な説明

[0049] [図 1]本発明による超音波診断装置を用いて血管壁組織性状の診断を行うための構成を示すブロック図である。

[図 2]本発明による超音波診断装置の第 1の実施形態の構成を示すブロック図である

[図 3]図 2に示す超音波診断装置の演算部の構成を詳細に示すブロック図である。る

[図 4]血管壁を伝播する超音波ビームと測定対象位置とを模式的に示す図である。

[図 5]測定対象位置と弾性率を求める対象組織との関係を示す図である。

[図 6] (a)は血管壁に設定する ROIを模式的に示す図であり、 (b)は表示部に表示される空間分布フレームを模式的に示す図である。 [図 7]空間分布フレームと、空間分布フレーム間の差異および差異の特徴量の関係を模試的に説明する図である。

[図 8]本発明による超音波診断装置の第 2の実施形態における動作を説明するフロ一チャートである。

[図 9]第 2の実施形態において、計測中に求められる差異を模式的に示すグラフである。

[図 10]本発明による超音波診断装置の第 3の実施形態における動作を説明するフロ一チャートである。

[図 11]第 3の実施形態において、計測中に求められる差異を模式的に示すグラフである。

符号の説明

1 血管外組織

2 体表

3 血管

4 血管前壁

5 血液

11 超音波診断装置

12 血圧計

13 超音波プローブ

14 送信部

15 受信部

16 遅延時間制御部

17 位相検波部

18 フイノレタ咅

19 演算部

20 演算データ記憶部

21 表示部

22 心電計 31 形状測定値演算部

32 性状特性値演算部

33 差異演算部

34 フレーム演算部

発明を実施するための最良の形態

[0051] 本発明の超音波診断装置は測定対象物である生体組織の各部の形状測定値である最大厚さ変化量や、性状測定値である歪みや弾性特性を演算し、その二次元分布を心周期毎のフレームとして求める。以下、血管壁の弾性特性の二次元分布を求める場合を例にとり、本発明の超音波診断装置に関して説明する。

[0052] (第 1の実施形態）

以下、本発明による超音波診断装置の第 1の実施形態を説明する。

[0053] 図 1は、本実施形態の超音波診断装置 11を用いて血管壁組織の性状診断を行うための構成を示すブロック図である。超音波診断装置 11に接続された超音波プロ一ブ 13は被験者の体表 2に密着するよう設置され、血管外組織 1の内部へ超音波を送信する。送信された超音波は血管 3や血液 5にて反射、散乱し、その一部が超音波プローブ 13へ戻り、エコー (超音波反射波）として受信される。超音波診断装置 11は、受信信号の解析、演算を行い、血管前壁 4の形状情報や運動情報を求める。また、超音波診断装置 11には血圧計 12が接続されており、血圧計 12が測定した被験者の血圧データは超音波診断装置 11へと入力される。超音波診断装置 11は、例えば特許文献 1に開示されている方法にしたがって、検波信号の振幅および位相の両方を用い、制約付最小二乗法によって対象の瞬時の位置を決定する。高精度な (位置変化量の測定精度は ±0. 2ミクロン)位相トラッキングを行うことにより、血管前壁 4における微小部位の厚みや厚み変化量の時間変化の様子を十分な精度で測定することができる。さらに、血圧計 12から得た血圧データを用いることで、血管前壁 4における微小部位の弾性特性を求めることができる。また、超音波診断装置 11には心電計 22が接続されており、心電計 22が測定した心電波形は超音波診断装置 11へと入力され、データ取得やデータリセットのタイミングを決定するトリガ信号として使用される。心電計 22は他の生体信号検出手段である心音計や脈波計と置き換えることも可能であり、心電波形の替わりに心音波形や脈波波形をトリガ信号として用いることも可能である。

[0054] 以下、超音波診断装置 11の構成および動作を詳細に説明する。図 2は、超音波診断装置 11の構成を示すブロック図である。超音波診断装置 11は、送信部 14、受信部 15、遅延時間制御部 16、位相検波部 17、フィルタ部 18、演算部 19、演算データ記憶部 20および表示部 21を備えている。また、これら各部を制御するために、マイク口コンピュータなどを含む制御部 30をさらに備えている。

[0055] 送信部 14は、所定の駆動パルス信号を生成し、超音波プローブ 13に出力する。駆動パルス信号により超音波プローブ 13から送信される超音波送信波は、血管 3等の生体組織において反射、散乱し、生じた超音波反射波が超音波プローブ 13で受信される。超音波を発生させる駆動パルスの周波数は、時間軸上で隣接している前後の超音波パルスが重ならな、ように、測定対象の深さと超音波の音速とを考慮して決定される。

[0056] 受信部 15は超音波プローブ 13を用いて超音波反射波を受信する。受信部 15は A ZD変換部を含み、超音波反射波を増幅して受信信号を生成し、さらにデジタル信号に変換する。送信部 14および受信部 15は電子部品などを用いて構成される。

[0057] 遅延時間制御部 16は送信部 14および受信部 15に接続されており、送信部 14から超音波プローブ 13の超音波振動子群に与える駆動パルス信号の遅延時間を制御する。これにより、超音波プローブ 13から送信される超音波送信波の超音波ビームの音響線の方向や焦点深度を変化させる。また、超音波プローブ 13によって受信され、受信部 15によって増幅された受信信号の遅延時間を制御することにより、開口径を変化させたり、焦点位置を変化させたりすることができる。遅延時間制御部 16の出力は位相検波部 17に入力される。

[0058] 位相検波部 17は、遅延時間制御部 16で遅延制御された受信信号を位相検波し、実部信号と虚部信号とに分離する。分離された実部信号および虚部信号はフィルタ部 18に入力される。フィルタ部 18は、高周波成分、測定対象以外からの反射成分およびノイズ成分等を除去する。位相検波部 17およびフィルタ部 18はソフトウェアによつてもハードウェアによっても構成することができる。 [0059] 位相検波された受信信号の実部信号および虚部信号は、演算部 19へ入力される。図 3は演算部 19の構成を詳細に示すブロック図である。演算部 19は、形状測定値演算部 31、性状測定値演算部 32および差異演算部 33を含む。形状測定値演算部 31および性状測定値演算部 32はフレーム演算部 34を構成している。演算部 19は、ソフトウェアによってもハードウェアによっても構成することができる。

[0060] 形状測定値演算部 31は、受信信号の実部信号および虚部信号に基づいて、複数の測定対象位置における生体組織の運動速度を求め、運動速度を積分することによつて、位置変位量 (位置の時間変位量)を求める。求めた位置変位量力も各測定対象位置間における生体組織の厚さ変化量 (伸縮量)を求める。また、心電計 22から一心周期に関する情報を受け取り、一心周期における厚さ変化量の最大値と最小値との差分である最大厚さ変化量と厚さの最大値を求める。

[0061] 性状測定値演算部 32は、最大厚さ変化量と厚さの最大値を受け取り、生体組織の歪みを求める。さらに血圧計 12から得られる血圧データを用いて、各測定対象位置間の組織の弾性特性を求める。

[0062] このようにして求められた生体糸且織の最大厚さ変化量、歪み、あるいは弾性特性は、計測領域に対応してマッピングされ、形状測定値または性状測定値の空間分布を示す心周期毎の空間分布フレームとして表示部 21へ出力される。

[0063] 図 4および図 5を参照して、フレーム演算部 34におけるこれらの演算をさらに詳しく説明する。図 4は、生体 60を伝播する超音波ビーム 67を模式的に示しており、図では血管壁 64および血管以外の生体組織 62が示されている。生体 60の表面に配置された超音波プローブ 13から送信した超音波送信波は、生体 60中を進行する。超音波送信波は、ある有限の幅を持つ超音波ビーム 67として生体 60中を伝播し、その過程において生体組織 62および血管壁 64によって反射または散乱した超音波の一部が超音波プローブ 13へ戻り、超音波反射波として受信される。超音波反射波は時系列信号 r (t)として検出され、超音波プローブ 13に近い組織力も得られる反射の時系列信号ほど、時間軸上で原点近くに位置する。超音波ビーム 67の幅 (ビーム径）は、遅延時間を変化させることにより制御することができる。

[0064] 超音波ビームの中心軸である音響線 66上に位置する血管壁 62中の複数の測定対象位置 Pn (Pl、 P2、 P3、 Pk- · ·Ρη、 nは 3以上の自然数）は、ある一定間隔しで超音波プローブ 13に近い順に Pl、 P2、 P3、 Pk- · ·Ρηと配列している。生体 60の表面を原点とする深さ方向の座標を Zl、 Z2、 Z3、 Zk、 · · ·Ζηとすると、測定対象位置 Ρ kからの反射は、時間軸上で tk=2ZkZcに位置することになる。ここで cは生体内での超音波の音速を示す。反射波信号 r (t)を位相検波部 17において位相検波し、検波した信号を実部信号および虚部信号に分離してフィルタ部 18を通過させる。演算部 10の形状測定値演算部 31では、反射波信号 r (t)と微小時間 A t後の反射波信号 r (t+ A t)において振幅は変化せず、位相および反射位置のみが変化するという制約のもとで、反射波信号 r (t)と!: (t+ A t)との波形の整合誤差が最小となるよう最小二乗法によって位相差を求める。この位相差から、測定対象位置 Pnの運動速度 Vn( t)が求められ、さらにこれを積分することにより、位置変位量 dn(t)を求めることができる。

[0065] 図 6は、測定対象位置 Pnと弾性率演算の対象組織 Tnとの関係を示している。対象組織 Tkは、隣接する測定対象位置 Pkと Pk+ 1とに挟まれた範囲に厚み Lを有して位置している。 n個の測定対象位置 P1 · · · ·Ρηからは (η— 1)個の対象組織 T1 · · · · Tn- 1を設けることができる。

[0066] 対象組織 Tkの伸縮量である厚み変化量 Hk (t)は、測定対象位置 Pkと Pk+ 1の位置変位量 hk (t)と hk+ 1 (t)と力ら、 Hk (t) =hk+ l (t) -hk (t)として求められる。

[0067] 血管壁 64の組織 Tkの厚みの変化は、心拍による血圧の変化に応じて生じ、心周期におよそ同期して繰り返される。したがって、弾性特性も心周期に同期して一心拍毎の数値を求めることが好適である。一心周期内の厚み変化量 Hk(t)力も最大値と最小値とを抽出し、最大値と最小値との差分を最大厚み変化量 A hkとする。また、血圧の最大値と最小値との差分を脈圧 Δ pとする。対象組織の厚みの最大値を Hmとしたとき、歪み Skおよび弾性特性 % kはそれぞれ次式で求めることができる。

[0068] Sk= A hk/Hm

% k= A p/Sk= A p-Hm/ A hk

[0069] 測定対象位置 Pnの数やその間隔は、測定の目的や測定対象物である生体組織の特性に応じて任意に設定できる。また、上述の説明では、隣接する測定対象位置間の厚さ変化量や弾性特性を求める例を示しているが、厚さ変化量や弾性特性は、 1 つ以上の測定対象位置を挟む 2点間の値を求めてもよい。この場合、その 2点間の位置変位量は、その 2点およびその間の測定対象位置の位置変位量の平均値を用、ることが好まし!/、。

[0070] 厚さ変化量や弾性特性を求める範囲は、任意の 2点で挟まれた 1箇所でも力まわないが、本実施の形態で用いている超音波プローブ 13は、アレー状に配列された複数の超音波振動子を有しており、断層面内の任意の領域内すベての箇所の弾性特性を求めることが可能である。任意領域は、 ROI (Region Of Interestの略）によって操作者が規定することができる。 ROIは、操作者が弾性特性を求めたい領域を指定するための表示で、その大きさや位置を表示部 21上で確認しながら、超音波診断装置 11のインターフェース部（図示しな!、）を介して自由に設定することが可能である。

[0071] フレーム演算部は、このようにして求められた生体糸且織の最大厚さ変化量、歪み、あるいは弾性特性をマッピングし、形状測定値または性状測定値の空間分布を示す心周期毎の空間分布フレームとして表示部 21へ出力する。空間分布フレームは 1次元であってもよいし、 2次元あるいは 3次元であってもよい。図 6 (a)は、表示部 21上に示された血管壁 40と ROI41とを模式的に示している。血管壁 40の画像はたとえば上述の演算とは別に受信信号を振幅強度に応じた輝度で変調することにより得られる。図 6 (b)は、血管壁 40の ROI41で規定される領域における弾性特性を示している。 ROI41で規定される領域には、 6行 X 5列にマッピングされたフレームデータ f (k ) 〜f (k) が配置され、フレームデータ f (k) 〜f (k) が空間分布フレーム Fkを構

11 65 11 65

成している。前述したようにフレームデータ f (k) 〜f (k) は、生体組織の最大厚さ変

11 65

化量などの形状測定値あるいは歪みや弾性特性などの性状特性値である。

[0072] フレーム演算部 34は、空間分布フレーム Fkを演算データ記憶部 20へ出力し、記憶させる。また表示部 21へ出力する。表示部 21は受け取った空間分布フレーム Fk を表示する。図 6 (b)ではたとえば、弾性特性をその値に応じた濃淡で示している。フレーム中の弾性特性の値に応じた配色を用いて弾性特性分布を二次元カラー画像としてちよい。

[0073] 前述したように生体組織の最大厚さ変化量、歪み、ある!/、は弾性特性は心周期毎に求められるため、フレームデータ f (k) 〜f (k) および空間分布フレーム Fkも心周

11 65

期毎に更新される。

[0074] フレーム演算部 34で演算された最大厚さ変化量、歪み、弾性特性等のデータは、記憶容量の許す範囲内で演算データ記憶部 20に記憶され、随時読み取ることが可能である。演算データ記憶部 20に例えばリングメモリ等の素子を用いれば、常に最新のデータを更新蓄積することができる。したがって、演算データ記憶部 20に記憶された各種データは、表示部 21に随時表示することもできる。

[0075] 差異演算部 33は、心周期毎の複数の空間分布フレーム力選ばれる 2つの空間分布フレーム間にお、て、空間分布フレームを構成する各形状測定値または性状測定値の差異を求める。具体的には、最新の空間分布フレーム Fkをフレーム演算部 3 4または演算データ記憶部 20から受け取り、演算データ記憶部 20に記憶されていた直前の空間分布フレーム Fk— 1とにおいて、対応するフレームデータ間の差分の二乗平均平方根 (RMS)を求め、これを差異 dkとする。つまり以下の式で示される演算を行う。

[0076] [数 1]

[0077] 求めた差異 dkは、演算データ記憶部 20へ出力され記憶される。また表示部 21に表示される。一心周期が経過すると、フレーム演算部 34は最新の空間分布フレーム Fk+ 1を演算し、差異演算部 33は最新フレーム Fk+ 1と直前の空間分布フレーム F kとの間で差異 dk+ 1を求め、演算データ記憶部 20へ出力する。また表示部 21に差異 dk+ 1を表示する。このように新しい空間分布フレーム Fnが求められると、その都度直前の空間分布フレーム Fn— 1との間で差異 dnが求められる。差異 dnの値は、空間分布フレーム Fnともに心周期に同期して表示部 21に更新されて表示される。

[0078] 差異 dnは、連続する二枚のフレーム間の差分の RMSであり、測定が安定しているほど小さくなる。すなわち、差異 dnは計測の安定性を示す評価値である。このため、超音波診断装置 11の操作者は、超音波プローブ 13を操作しながら表示されている差異 dnの値を確認し、測定安定ィ匕の参考とすることができる。

[0079] 差異 dnは数値以外の表示方法によって表示部 21に表示してもよ、。たとえば、差異演算部 33において、さらに差異 dnの値の大きさに基づいて画像情報を生成し、その画像情報を表示してもよい。より具体的には差異 dnが大きい場合には振幅や周波数が大きい波形、あるいは、任意の形状を有する大きい図形の動画を作成し、差異 d nが小さい場合には振幅や周波数が小さい波形、あるいは、任意の形状を有する小さい図形の動画を作成する。このような動画を表示部 21に表示させる場合、差異 dn 力、さくなるにつれて、動画で示される図形、あるいは、波形の振幅や周波数が小さくなつて示される。したがって、操作者は表示部 21に数値が表示される場合に比べて直感的に差異 dnの変化を理解することが可能となる。

[0080] このほか、図形や線画、文字などの輝度、色調、長さ、大きさ、個数、角度、形状などを差異 dnの大きさに応じた変化させてもよい。また、動画に限られず、静止画を差異 dnに応じて生成してもよ、。

[0081] また、差異演算部 33において、差異 dnの大きさに基づいて音声情報を生成し、生成した音声情報を超音波診断装置 11に設けたスピーカなどの電気的信号を音声に変換する音響変から出力してもよい。たとえば、差異 dnの値が大きい場合には周波数の高ヽ音を生成し、差異 dnが小さ、場合には周波数の低!、音を生成してもよい。このような音声情報を音響変 31から出力する場合、差異 (気が小さくなるにつれて音響変から出力される音声の周波数は低下する。あるいは、音響変 1として圧電ブザーなどを用、、差異 dnの値に応じて断続的に出力されるブザ一音の周期を変化させてもょ、。

[0082] 差異 dnの値の変化が、直感的に理解しやすい画像情報として表示されたり、聴覚によって認識できる音声情報として出力されたりすることによって、超音波診断装置 1 1を用いた測定中、操作者がプローブの位置や、表示部に表示される弾性特性などの他の計測情報、被験者の状態など多くの状態など、他の多くの情報の把握に注意を集中させることが可能となる。

[0083] なお、表示部 21に表示される空間分布フレーム内に形状測定値または性状測定値を求める必要がない領域が含まれている場合には、差異演算部 33は、空間分布フレーム内の形状測定値または性状測定値を求めたい領域についてのみを抽出し、差異を求めてもよい。たとえば、図 6 (a)に示すように ROI41に血管壁 40以外の生体組織の領域が含まれており、血管壁 40のみの形状測定値または性状測定値を求めたい場合、空間分布フレーム中から血管壁に相当する領域のフレームデータだけを抽出して、血管壁組織における差異を求めてもよい。空間分布フレーム中から血管壁に相当する領域を抽出するには、たとえば音響インピーダンスの差を利用することができる。また、逆に、図 6 (a)に示すように ROI41に血管壁 40以外の生体組織の領域が含まれており、血管壁 40のみの形状測定値または性状測定値を求めたい場合、血管壁 40のみを含むように ROI41を修正してもよい。

[0084] また、差異 dnは RMS以外に差分の平均値、差分の絶対値の平均値、差分の和、差分の絶対値の和、差分の分散、差分の標準偏差、差分の最大値と最小値との差などを用いて求めてもよい。これらの演算によって求められる差異 dnは、値が小さいほど、空間分布フレームの形状測定値または性状測定値の変化が小さく測定が安定していることを示す。しかし、値が大きいほど形状測定値または性状測定値の変化が小さいことを示す演算方法を採用してもよい。たとえば、これらの演算の結果得られる値の逆数を差異 dnとしてもよ、。

[0085] また、差異 dnを複数個用いて、測定の安定性を評価してもよ!/、。フレーム演算部 3 4が最新の空間分布フレーム Fkを演算した後、差異演算部 33は一心周期前のフレーム Fk— 1から N— 1心周期前のフレーム Fk— (N- 1)までの連続した N— 1データを演算データ記憶部 20から読み出す。次に差異演算部 33は、最新フレーム Fkからフレーム Fk— (N— 1)までの連続した N個のデータにおいて、隣接するフレーム間にてフレームデータの差分の RMSを求めて、これらを差異 dk、 dk— 1、 dk— 2、 · · -d k- (N- 2)とする。そして差異演算部 33はこれら N—l個の差異の平均値を求めて、これを差異の特徴量 Dkとする。差異の特徴量 Dkは、演算データ記憶部 20へ記憶され、さらに表示部 21にて表示される。差異演算部 33は一心周期毎に、つまり、最新の空間分布フレームが更新されるたびにこれら動作を繰り返し行う。

[0086] 前述したように特徴量 Dkは数値としてそのまま表示部 21に表示してもよ、し、特徴量 Dkの値の大きさに応じた図形や線画などの動画や静止画による画像情報として表示部 21に表示してもよい。また、特徴量 Dkの大きさに応じた音声情報を生成し、音声変翻 31から出力してもよい。

[0087] 特徴量 Dkを求めるために用いる差異 dnの個数 Nの好まし、範囲は、操作者および被験者がどれだけの期間、安定な姿勢を維持できるかに依存する。たとえば、人体の頸動脈を測定する場合、 Nは 2〜6の範囲であることが好ま、。

[0088] 図 7を参照して N = 5の場合を説明する。フレーム演算部 34が最新の空間分布フレーム Fkを演算した後、差異演算部 33は一心周期前のフレーム Fk— 1から四心周期前のフレーム Fk— 4までの連続した 4データを演算データ記憶部 20から読み出す。次に差異演算部 33は、最新フレーム Fkからフレーム Fk— 4までの連続した 5データにおいて、隣接するフレーム間にてフレームデータの差分の RMSを求めて、これらを差異 dk、 dk—l、 dk— 2、 dk— 3とする。そして差異演算部 33はこれら 4個の差異の平均値を求めて、これを差異の特徴量 Dkとする。図に示すように、一心周期前の空間分布フレーム Fk— 1が得られたときの特徴量 Dk— 1は差異 dk— 1、 dk— 2、 dk —3、 dk— 4から求められる。このように最新の空間分布フレームが更新されるたびに特徴量 Dkも更新される。

[0089] このようにして求められた差異の特徴量 Dnは、測定が安定しているほど小さくなる。

すなわち、差異の特徴量 Dnも測定の安定性を示しており、本発明による超音波診断装置 11の操作者は、超音波プローブ 13を操作しながら表示されている差異の特徴量 Dnの値を確認し、測定安定ィ匕の参考とすることができる。このとき、差異 dnもあわせて表示部 21に表示してもよ、。

[0090] 差異の特徴量 Dnは、複数個の差異 dnの平均値として求める以外に、差異の和、差異の分散、差異の標準偏差、差異の RMS、および差異の最大値と最小値との差などとして求めてもよい。差異 dnについて説明したように、これらの値も一般に小さいほうが変化が少ないことを示す。しかし、値が大きいほうが変化が小さいことを示すように演算を選んでもよい。

[0091] また、特徴量を求めるために用いる差異は、隣接あるいは連続する 2つの空間分布フレーム間から求めなくてもよい。たとえば、 5つの連続した空間分布フレーム Fk— 4 〜Fkを用いて差異の特徴量を求め場合、 Fkと Fk— 1との差異 d' k、 Fkと Fk— 2との差異 d' k—l、Fkと Fk—3との差異 d' k—2および Fkと Fk—4との差異 d' k—3を求め、これら 4つの差異 d' k〜d' k— 3の平均 D' kを求めてもよ!、。

[0092] なお、本実施形態では血管壁の弾性特性の二次元分布を求める場合を例示しているが、本発明の超音波診断装置は、心臓等の血管壁以外の循環器組織や、肝臓や乳房等の体組織も好適に測定できる。

[0093] また、本実施形態では、形状測定値や性状測定値の二次元分布を測定し、心周期毎のフレームとして表示する超音波診断装置を説明したが、 3Dメカ-カルプローブなどを用いて形状測定値や性状測定値の三次元分布を測定し、心周期毎のフレームとして表示してもよい。

[0094] (第 2の実施形態）

本実施形態では、第 1の実施形態で詳細に説明した差異 dnあるいは差異の特徴量 Dnを用いて空間分布フレームの表示を行う超音波診断装置およびその制御方法を説明する。差異 dnあるいは差異の特徴量 Dnの演算方法は第 1の実施形態で説明した通りである。また、以下において、特に言及しない超音波診断装置の構成は第 1 の実施形態と同じである。

[0095] 図 8は、差異 dnを用いて超音波診断装置 11を制御する一例を示すフローチャートである。差異演算部 33が求めた差異 dnと超音波診断装置 11の操作者が予め設定した差異の閾値 dsとの比較結果に基づいて、空間分布フレームの表示を制御する方法を示している。以下で説明する手順は、たとえば、コンピュータに実行可能なプログラムある!/、はファームウェアなどとして超音波診断装置 11に設けられた ROMなどの記録媒体に記録されて、る。

[0096] まず、測定を行う前に、操作者は差異の閾値 dsを定め、超音波診断装置 11に設定する (ステップ Sl)。具体的には、 dsは連続する二枚の空間分布フレーム間の差分の RMSの閾値である。

[0097] 次に、操作者は超音波診断装置 11を操作し、第 1の実施形態において詳細に説明したようにフレーム演算部 34に所望の箇所の形状測定値や性状測定値、たとえば、弾性特性の空間分布である空間分布フレーム Fを演算させ、これを演算データ記憶部 20へ記憶させる (ステップ S2)。ここで測定した空間分布フレーム Fは、測定開始後、最初のフレームという意味で FOと示す。さらにフレーム演算部 34はフレーム F 0を表示部 21にて表示する（ステップ S3)。

[0098] 次の心周期において、フレーム演算部 34はフレーム F1を演算し、これを演算データ記憶部 20に記憶し (ステップ S4)する。さらに演算データ記憶部 20に記憶されているフレーム FOと演算したフレーム F1とから、差異 dlを演算し、これを表示部 21にて表示する (ステップ S 5)。

[0099] 差異演算部 33は、差異 dlと閾値 dsとを比較し (ステップ S6)、閾値 dsよりも演算した差異 dlが計測の安定性が高いことを示しているかどうかを判断する。具体的には R MSが閾値 dsよりも小さいか否かの判断を行う（ステップ S7)。ここで差異 dlが閾値 ds よりも小さい場合、差異演算部 33はフレーム F1を表示部 19に表示させ (ステップ S8 )、この心周期における動作を完了する。そしてステップ S4へ戻り、ステップ S4〜ステップ S7を繰り返し実行する。

[0100] なお、ステップ S7における閾値 dsとの比較は、差異 dnをどのように定義しているかによって、計測の安定性が高いと判断する基準は異なる。つまり、差異 dnの定義によつては、閾値 dsよりも差異 dnが大きくなつた場合に計測の安定性が高くなる場合がある。

[0101] 差異 dlが閾値 dsよりも大きい場合、演算部 19はこの心周期における動作を完了し、最新の空間分布フレームを表示させることなぐステップ 4へ戻り、ステップ S4〜ステツプ S7を繰り返し実行する。

[0102] 操作者が測定を中断あるいは終了したい場合、操作者は超音波診断装置 11にフリーズ信号を入力することができる。フリーズ信号は、図 8に示したどのステップにおいても入力することが可能であり、超音波診断装置 11はフリーズ信号の入力を確認すると、すべての測定を中止する。表示部 21上には差異 dが閾値 dsよりも安定していることを示して、るフレームのなかで最後に得られたフレーム Fと、このときの差異 dとを表示する。このような動作を行うために、ステップ S8においてフレーム Fを表示し、かつフレーム Fとこのときの差異 dとを演算データ記憶部 20に記憶することが必要となる。 [0103] 図 9は、本実施形態の超音波診断装置において、心周期毎に求められた差異 dnを示すグラフである。横軸は計測開始力空間分布フレームが得られた回数、つまり計測開始力もの心周期の回数を示している。計測開始直後は、被験者あるいは、超音波プローブ 13を保持する操作者の姿勢や呼吸状態が安定していないなどの理由により、差異 dnは大きいが、次第に差異 dnは小さくなつてゆく。図 9において、横軸上の数字に丸をつけて示すように、 5〜8および 10心周期目に得られた差異 dnは、閾値 dsより小さい。超音波診断装置 11は、閾値 dsよりも小さい差異が得られたときの空間分布フレームを表示部 21に表示する。具体的には、計測開始後、 4心周期までは表示部 21に空間分布フレームが表示されず、その後、 5心周期目に初めて空間分布フレーム F5が表示される。以降、 8心周期まで心周期毎に空間分布フレームが更新される。 9心周期目に得られる際 dnは閾値 dsよりも大きい。このため、 9心周期目では、空間分布フレームの更新を行わず、空間分布フレーム F8の表示を維持する。その後、 10心周期目で表示を更新し空間分布フレーム F10を表示する。

[0104] このように、本実施形態によれば、差異演算部 33が求めた差異 dと操作者が予め設定した差異の閾値 dsと比較し、閾値 dsよりも優れた差異 dの場合のみフレーム Fを表示する。このため、操作者はある一定の安定性を有する測定結果のみを選択的に見ることができ、より正確な診断を行うことが可能となる。

[0105] 本実施の形態では差異 dnを用いた制御方法にっ、て詳細に説明したが、差異の特徴量 Dnを用いて設定した閾値 Dsと比較し、比較結果に基づ!/、て空間分布フレームの表示を制御する超音波診断装置を実現できる。差異の特徴量 Dnを用いて空間分布フレームの表示を制御する場合、図 8のフローチャートにおいて、最初の差異の特徴量 D4を求めるためにステップ 2を 5回繰り返して 5個の差異を求め、 d0〜d4を平均することによって D4を求める点力差異 dnを用いた制御方法と異なっている。この場合、 D4が得られるまでの 5心周期においては、ステップ 3を実行するたびにフレーム Fnを表示してもよぐ表示しなくてもよい。測定が実施されていることを操作者に示すためには表示したほうが好ましい。

[0106] また、差異 dnまたは差異の特徴量 Dnを利用して測定の終了を制御してもよい。たとえば、閾値 d' ' sまたは D' ' sとして、十分計測が安定していることを示す値を設定し、差異 dnまたは差異の特徴量 Dnが閾値 d' ' sまたは D' ' sよりも計測の安定性が高いことを示しているかどうかを判断する。差異 dnまたは差異の特徴量 Dnが、閾値 d' ' s または D' ' sより計測が安定していることを示す値に達した場合、計測を終了し、最後に得られた空間分布フレームをプリントアウトしたり、記録媒体に記録を行う。この制御は、上述した空間分布フレームの表示の制御と組み合わせてもよい。空間分布フレームの表示も行う場合には、測定終了の制御に用いる閾値 d' ' sまたは D' ' sは、空間分布フレームの表示させるために閾値 dsまたは Dsよりも計測の安定性が高いことを示す数値であることが好ましい。これにより、計測開始後空間分布フレームが表示され、安定性が高まった時点で自動的に測定を終了させることができる。

[0107] (第 3の実施形態）

本実施形態では、第 2の実施形態と同様、第 1の実施形態で詳細に説明した差異 d nあるいは差異の特徴量 Dnを用いて空間分布フレームの表示を行う超音波診断装置およびその制御方法を説明する。差異 dnあるいは差異の特徴量 Dnの演算方法は第 1の実施形態で説明した通りである。また、以下において、特に言及しない超音波診断装置の構成は第 1の実施形態と同じである。

[0108] 図 10は、差異 dnを用いて超音波診断装置 11を制御する一例を示すフローチヤ一トである。差異演算部 33が求めた差異 dnと超音波診断装置 11の操作者が予め設定した差異の閾値 dsとの比較結果に基づいて、空間分布フレームの表示を制御する方法を示している。

[0109] まず、操作者は超音波診断装置 11を操作し、第 1の実施形態において詳細に説明したようにフレーム演算部 34に所望の箇所の形状測定値や性状測定値、たとえば、弾性特性の空間分布である空間分布フレーム Fを演算させ、これを演算データ記憶部 20へ記憶させ、そして表示部 21にて表示する (ステップ S21)。ここで測定したフレーム Fは、測定開始後最初の空間分布フレームと!/、う意味で FOと示す。

[0110] 次の心周期において、フレーム演算部 34は空間分布フレーム F1を演算し、演算データ記憶部 20へ記憶し、そして表示部 21にて表示する (ステップ S22)。フレーム演算部 34は、演算データ記憶部 20に記憶されている空間分布フレーム FOと演算した空間分布フレーム F1とから、差異 dlを演算してこれを表示部 21にて表示する (ステツプ S23)。

[0111] 差異演算部 33は、フレーム F1と差異 dlとをこの時点での最良値 F と d としてそ

best best れぞれ記憶する (ステップ S24)。

[0112] 次の心周期にお!/、て、フレーム演算部 34はフレーム F2を演算し、これを演算データ記憶部 20に記憶させる (ステップ S25)。さらに演算データ記憶部 20に記憶されているフレーム F1と演算したフレーム F2とから、差異 d2を演算してこれを表示部 21にて表示する (ステップ S 26)。

[0113] 差異演算部 34は、差異 d2と差異の最良値 d とを比較し (ステップ S27)、最良値 d

best

よりも演算した差異 d2が計測の安定性が高いかどうか、具体的には RMSが d よ best oest りも小さいか否かの判断を行う（ステップ S28)。ここで差異 d2が d よりも計測の安定

oest

性が高い（小さい）場合、差異演算部 33はフレーム F2と差異 d2とを新たな最良値 F

be と d としてそれぞれ記憶する (ステップ S29)。そしてフレーム F を表示部 19に表 st best oest

示させ (ステップ S30)、この心周期における動作を完了する。その後、ステップ S25 へと戻り、ステップ S25から 28を繰り返し実行する。

[0114] 差異 d2が d よりも大きい場合、差異演算部 33はこの心周期における動作を完了

best

し、最新の空間分布フレームを表示させることなぐステップ S25へと戻り、ステップ S 25から 28を繰り返し実行する。

[0115] 図 11は、本実施形態の超音波診断装置において、心周期毎に求められた差異 dn を示すグラフである。図 9と同様、横軸は計測開始力も空間分布フレームが得られた回数、つまり計測開始力の心周期の回数を示している。計測開始直後は、被験者あるいは、超音波プローブ 13を保持する操作者の姿勢や呼吸状態が安定していないなどの理由により、差異 dnは大きいが、次第に差異 dnは小さくなつてゆく。図 11において、横軸上の数字に丸をつけて示す心周期では、最良値 F と d が更新され

best best

る。このため、空間分布フレームが更新される。つまり、開始直後は、心周期毎に差異 dn力 S小さくなるため、心周期毎に空間分布フレームが更新される。やがて、計測が安定し、差異 dnがほぼ一定の値をとるようになると、差異 dnがさらに計測の安定性が高ヽ値を示す場合のみ空間分布フレームが更新される。

[0116] このように本実施形態によれば、測定開始直後は頻繁に空間分布フレームを更新して表示するが、計測が安定してくると、最も安定したときの空間分布フレームを維持する。このため、計測が安定するにつれて表示部に表示される画像が見易くなり、また、安定性の高い測定結果を選択的に見ることができる。これにより、操作者はより正確な診断を行うことが可能となる。

[0117] 本実施形態においても差異 dnの代わりに差異の特徴量 Dnを用いても同様な制御を行うことができる。差異の特徴量 Dnを用いて空間分布フレームの表示を制御する場合、図 10のフローチャートにおいて、最初の差異の特徴量 D4を求めるためにステップ S23を 5回繰り返して 5個の差異を求め、 d0〜d4を平均することによって D4求める点が、差異 dnを用いた制御と異なっている。この場合、 D4が得られるまでの 5心周期においては、ステップ S23を実行するたびにフレーム Fnを表示してもよぐ表示しなくてもょ、。測定が実施されて、ることを操作者に示すためには表示したほうが好ましい。

産業上の利用可能性

[0118] 本発明の超音波診断装置は、血管壁、心臓等の血管壁以外の循環器組織や肝臓や乳房等の体組織など、生体組織の形状および性状特性を好適に測定できる。また、医師が生体組織の形状および性状特性を正確に診断することが可能な超音波診断装置として有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 生体の組織へ超音波送信波を送信するための超音波プローブを駆動する送信部と、

前記超音波送信波が前記生体組織において反射することにより得られ、前記超音波プローブにより受信する超音波反射波を増幅し、受信信号を生成する受信部と、前記受信信号から前記組織の形状測定値を求め、前記組織の形状測定値から前記生体の心周期毎の形状測定値および性状測定値の少なくともいずれか一方の空間分布を示す空間分布フレームを演算するフレーム演算部と、

前記心周期毎に得られる複数の前記空間分布フレーム力選ばれる 2つの空間分布フレーム間にお、て、前記空間分布フレームを構成する形状測定値または性状測定値の差異を求める差異演算部と、

前記形状測定値、性状測定値、および、差異のうち少なくともいずれか 1つを記憶する記憶部と、

前記空間分布フレームを表示する表示部と、

を備える超音波診断装置。

[2] 前記差異演算部は、最新の空間分布フレームと直前の空間分布フレームとの差異を求める請求項 1に記載の超音波診断装置。

[3] 前記差異演算部は、最新の空間分布フレームおよび直前の連続した N— 1個の空間分布フレームから N— 1個の差異を求め、 N— 1個の差異に基づいて、 N個の空間分布フレームの変化の度合いを示す 1個の特徴量をさらに演算する請求項 1に記載の超音波診断装置。

[4] 前記差異演算部は、時間軸上において連続する 2つの空間分布フレーム間の差異を求める請求項 3に記載の超音波診断装置。

[5] 前記差異演算部は、前記心周期毎に前記特徴量を更新する請求項 4に記載の超音波診断装置。

[6] 前記表示部は前記差異を表示する請求項 1に記載の超音波診断装置。

[7] 前記表示部は前記差異および前記特徴量の少なくとも一方を表示する請求項 3に記載の超音波診断装置。

[8] 前記差異演算部は、前記差異に基づ!、て、画像情報を生成し、前記表示部は、前記画像情報を表示する請求項 6に記載の超音波診断装置。

[9] 音響変換器をさらに備え、

前記差異演算部は、前記差異に基づいて音声情報を生成し、前記音響変換器は

、前記音声情報を出力する請求項 1に記載の超音波診断装置。

[10] 前記差異演算部は、前記差異および前記特徴量の少なくとも一方に基づいて画像情報をそれぞれ生成し、前記表示部は、前記画像情報を表示する請求項 6に記載の超音波診断装置。

[11] 音響変をさらに備え、

前記差異演算部は、前記差異および前記特徴量の少なくとも一方に基づいて音声情報をそれぞれ生成し、前記音響変換器は、前記音声情報を出力する請求項 3に記載の超音波診断装置。

[12] 前記差異演算部は、前記差異または前記特徴量と所定の値とを比較し、比較結果に基づいて、前記フレーム演算部は前記表示部に表示する空間分布フレームを更新する請求項 5に記載の超音波診断装置。

[13] 前記差異演算部は、空間分布フレームの変化が最も小さいことを示す差異または特徴量を特定し、前記表示部は特定された差異または特徴量が得られたときの空間分布フレームを表示する請求項 5に記載の超音波診断装置。

[14] 前記差異は、複数の前記空間分布フレーム力選ばれる 2つの空間分布フレーム間における、前記空間分布フレームを構成する形状測定値または性状測定値の平均値、絶対値の平均値、和、絶対値の和、分散、標準偏差、二乗平均平方根、および最大値と最小値との差のうちの少なくともいずれかひとつである請求項 1から 13のいずれかに記載の超音波診断装置。

[15] 前記特徴量は、 N— 1個の差異の平均値、和、分散、標準偏差、二乗平均平方根

、および最大値と最小値との差のうちの少なくともいずれかひとつである請求項 3から

5の、ずれかに記載の超音波診断装置。

[16] 前記形状測定値は、生体組織の最大厚さ変化量である請求項 1から 15のいずれかに記載の超音波診断装置。

[17] 前記性状測定値は、生体組織の歪みおよび弾性特性の少なくともいずれか一方である請求項 1から 15のいずれかに記載の超音波診断装置。

[18] 超音波診断装置の制御部による超音波診断装置の制御方法であって、

超音波プローブを用いて、超音波送信波を送信し、前記超音波送信波が生体組織にお、て反射することにより得られる超音波反射波を受信し、受信信号を生成するステツプ (a)と、

前記受信信号から前記組織の形状測定値を求め、前記組織の形状測定値から前記生体の心周期毎の形状測定値および性状測定値の少なくともいずれか一方の空間分布を示す空間分布フレームを演算するステップ (b)と、

前記心周期毎に得られる複数の前記空間分布フレーム力選ばれる 2つの空間分布フレーム間にお、て、前記空間分布フレームを構成する形状測定値または性状測定値の差異を求めるステップ (c)と、

前記空間分布フレームを表示するステップ (d)と、

を包含する超音波診断装置の制御方法。

[19] 前記ステップ (c)は、最新の空間分布フレームと直前の空間分布フレームとの差異を求める請求項 18に記載の超音波診断装置の制御方法。

[20] 前記ステップ (c)は、最新の空間分布フレームおよび直前の連続した N— 1個の空間分布フレームから N— 1個の差異を求め、 N— 1個の差異に基づいて、 N個の空間分布フレームの変化の度合いを示す 1個の特徴量をさらに演算する請求項 18に記載の超音波診断装置の制御方法。

[21] 前記ステップ (c)は、時間軸上において連続する 2つの空間分布フレーム間の差異を求める請求項 20に記載の超音波診断装置の制御方法。

[22] 前記ステップ (c)は、前記心周期毎に前記特徴量を更新する請求項 17に記載の超音波診断装置の制御方法。

[23] 前記差異を表示するステップ (el)をさらに包含する請求項 18に記載の超音波診断装置の制御方法。

[24] 前記差異および前記特徴量の少なくとも一方を表示するステップ (e2)をさらに包含する請求項 20に記載の超音波診断装置の制御方法。

[25] 前記ステップ (el)は、前記差異に基づ!/、て画像情報を生成し、前記画像情報を表示する請求項 23に記載の超音波診断装置の制御方法。

[26] 前記差異に基づいて音声情報を生成し、前記音声情報を音響変換器から出力するステップ (e3)をさらに包含する請求項 18に記載の超音波診断装置の制御方法。

[27] 前記ステップ (e2)は、前記差異および前記特徴量の少なくとも一方に基づ!/、て画像情報をそれぞれ生成し、前記画像情報を表示する請求項 24に記載の超音波診断装置の制御方法。

[28] 前記差異および前記特徴量の少なくとも一方に基づいて音声情報をそれぞれ生成し、前記音声情報を音響変換器から出力するステップ (e4)をさらに包含する請求項

8に記載の超音波診断装置の制御方法。

[29] 前記ステップ (c)は、前記差異または前記特徴量と所定の値とを比較し、

前記ステップ (d)は、前記比較結果に基づいて、表示する空間分布フレームを更新する請求項 22に記載の超音波診断装置の製造方法。

[30] 前記ステップ (c)は、空間分布フレームの変化が最も小さ!/、ことを示す差異または特徴量を特定し、

前記ステップ (d)は、前記特定された差異または特徴量が得られたときの空間分布フレームを表示する請求項 22に記載の超音波診断装置の制御方法。

[31] 前記差異は、複数の前記空間分布フレーム力選ばれる 2つの空間分布フレーム間における、前記空間分布フレームを構成する形状測定値または性状測定値の平均値、絶対値の平均値、和、絶対値の和、分散、標準偏差、二乗平均平方根、および最大値と最小値との差のうちの少なくともいずれかひとつである請求項 18から 30 の!、ずれかに記載の超音波診断装置の制御方法。

[32] 前記特徴量は、 N— 1個の差異の平均値、和、分散、標準偏差、二乗平均平方根、および最大値と最小値との差のうちの少なくともいずれかひとつである請求項 20から 26のいずれかに記載の超音波診断装置の制御方法。

[33] 前記形状測定値は、生体組織の最大厚さ変化量である請求項 18から 32のいずれかに記載の超音波診断装置の制御方法。

[34] 前記性状測定値は、生体組織の歪みおよび弾性特性の少なくともいずれか一方である請求項 18から 32のいずれかに記載の超音波診断装置の制御方法。