JP2005185456A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】治療前と治療後の治療効果判定を容易に行うことが可能な超音波診断装置を提供する。
【解決手段】造影剤が投与された被検体の所定部位との間で超音波信号の送受信を行う超音波送受信手段と、送受信により得られた信号に基づいて画像データを生成する画像生成手段と、画像生成手段が生成した第１の画像データを記憶する画像記憶手段と、画像生成手段が生成した第２の画像データをリアルタイム表示するリアルタイム表示手段と、画像記憶手段が記憶した第１の画像データを再生表示する再生表示手段と、画像記憶手段が記憶した第1の画像データを指定する指定手段を有し、第２の画像データのリアルタイム表示に際し、リアルタイム表示に同期して指定手段が指定した第１の画像データを再生表示するように制御する表示制御手段を有することを特徴とする超音波診断装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、超音波診断装置に係り、特に被検体に投与した超音波造影剤を利用して血流などの動態の情報を得ることができる超音波診断装置に関する。

超音波診断は、超音波プローブを体表に当てるだけの簡単な操作で心臓の拍動や胎児の動きの画像をリアルタイムに表示でき、Ｘ線などの被曝の影響がないので安全性が高いため繰り返して検査が行える。また、システムの規模がＸ線診断装置、Ｘ線ＣＴ装置、核磁気共鳴画像診断装置など他の診断装置に比べて小さいので、ベッドサイドでの検査も容易に行うことができ、その大きさは具備する機能の種類によって異なるが、片手で持ち運べる程度の小形のものまで開発されている。

ところで、肝細胞癌の局所治療法として、経皮的エタノール注入法（ＰＥＩＴ）、マイクロ波凝固療法（ＰＭＣＴ）、ラジオ波焼灼療法（ＲＦＡ）が広く行われている。

例えば、経皮的エタノール注入法は超音波のガイド下で治療用の針を腫瘍部位に穿刺し薬品を注入して癌細胞を死滅させる治療法であり、マイクロ波凝固療法は腫瘍部位にマイクロ波をあてて腫瘍を凝固させて癌細胞を死滅させる治療法であり、ラジオ波焼灼療法は腫瘍部位を高温に加熱して癌細胞を死滅させる治療法であり、夫々比較的簡便で患者への負担も小さいという利点がある。

そして、治療前の腫瘍部位の確認と治療後の効果判定は、現在はダイナミックＣＴ、核磁気共鳴診断装置等による画像診断が主流であるが、近年、静脈投与型の超音波造影剤の登場と超音波診断装置の改良により、造影超音波法が普及しつつあり、例えば心臓または腹部臓器などの検査で静脈から超音波造影剤を注入して血流信号を増強し、血流動態の評価を行うなどその有用性が報告されている（例えば特許文献１参照。）。

造影超音波法を用いて治療効果判定を行う場合、同一部位の治療前と治療後の造影画像を比較する。例えば、治療前に腫瘍に血流が豊富に流入していたものが、治療後に血流が流れてなくなっていれば、治療が成功したことがわかる。このとき、まだ腫瘍に血流が流入していれば、治療が完全には成功していないので、再び治療を行う。

また、造影超音波法では、造影剤を投入してからの時相における画像が重要となる。例えば肝臓の場合、最初に肝動脈、門脈に造影剤が流入して血管が染影し、いわゆるバスキュラー像が得られる。その後、造影剤が肝臓内の微小血管まで流入して肝全体が染影し、いわゆるパフュージョン像が得られる。

このように、診断を行う際には、造影剤を投入してからの時相によりバスキュラー像からとパフュージョン像へと画像が変わっていくので、それぞれが重要な診断情報になる。そのため、造影超音波を行う超音波診断装置には、一般に造影剤投与後に投与からの時間経過がわかるインジェクションタイマーなどの機能が備わっている。
特開２００３−１５３９００号公報（第２−３頁）

以上のように、造影超音波法により治療効果判定を行うためには、治療前と治療後における動画像が必要であり、さらに造影剤を投与してからの時相における画像が重要となってくる。

しかしながら、造影超音波を行う際には、造影剤を投与したと同時に投与してからの時間をカウントするインジェクションタイマーをＯＮし、さらに撮影した動画像の保存を開始させる必要がある。また、治療後には、治療前の画像を画像ファイルの中から探して、治療前と治療後の動画像を、時相毎に比較し診断する必要があり、煩雑な操作が必要であった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、治療前と治療後の画像の比較と治療効果判定を簡便に行うことが可能な超音波診断装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の超音波診断装置は、造影剤が投与された被検体の所定部位との間で超音波信号の送受信を行う超音波送受信手段と、前記送受信手段により得られた信号に基づいて画像データを生成する画像生成手段と、前記画像データを生成するための画像条件を設定する画像条件設定手段と、前記画像生成手段によって生成された第1の画像データを記憶する画像記憶手段と、前記第１の画像データに関連付けて前記第１の画像データが生成された画像データ生成時刻を記憶する時刻データ記憶手段と、前記画像生成手段によって生成された第２の画像データをリアルタイム表示するリアルタイム表示手段と、前記画像記憶手段によって記憶された前記第１の画像データを再生表示する再生表示手段と、前記画像記憶手段によって記憶された前記第1の画像データを指定する指定手段と、前記第２の画像データをリアルタイム表示するに際して、前記リアルタイム表示に同期して前記指定手段によって指定された前記第１の画像データを再生表示するように制御する表示制御手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、治療前の画像を保存しておき、治療前に保存しておいた画像を選択することによって、治療前の再生画像と治療後のリアルタイム画像を同期させて同時に比較できるので、治療効果判定を正確に簡便に行うことができる。

以下に、本発明による超音波診断装置の実施例を図１乃至図７を参照して説明する。なお本発明は、造影超音波法により治療後の効果判定を行う場合の関心領域全てに適用可能であるが、以下に説明する実施例では、肝臓実質へ流入する造影剤の染影度から、治療後の効果判定を行うものとして説明する。

図１は、本発明による超音波診断装置の構成を示すブロック図である。この超音波診断装置１は、被検体Ｐとの間で超音波信号の送受信を担う超音波プローブ１２と、超音波プローブ１２との間で超音波信号の送受信を行い、受信した信号を処理して画像データを生成する装置本体１１と、装置本体１１へ操作者の各種設定条件などを与える入力部１３と、装置本体１１から出力された画像データを表示するモニター１４とから構成される。

超音波プローブ１２は、その先端に複数の圧電セラミック等の音響／電気可逆的変換素子として圧電振動子が並列に配置されており、装置本体１１から印加された電圧パルスを受けて、それらの圧電振動子が振動することによって超音波パルスが発生され、被検体Ｐへ放射される。

そして、被検体Ｐへ放射された超音波パルスは被検体Ｐ内を伝播していき、伝播途中の音響インピーダンスの不連続面で次々と反射してエコーとして超音波プローブ１２に返ってくる。返ってきたエコーは、超音波プローブ１２の先端の圧電振動子によって電気信号に変換されて、電気信号に変換されたエコー信号は装置本体１１に送られる。このエコー信号の振幅は、反射する被検体Ｐ内の不連続面での音響インピーダンスの差に依存している。

また、超音波パルスが移動している血流や心臓壁などの表面で反射したときのエコーは、ドプラー効果により当該移動体のビーム方向の速度成分に依存して周波数偏移を受けることになる。

一方、装置本体１１は、超音波プローブ１２に電圧パルスを送信し、超音波プローブ１２から送信されたエコー信号を受信する送受信ユニット２１と、送受信ユニット２１から出力されたエコー信号を処理するエコー信号処理部２２と、エコー信号処理部２２で処理された信号に基づいて画像データを生成する画像生成回路２５と、超音波診断装置１全体の動作に対する制御を行う制御プロセッサ２３と、画像データなどを保存する内部記憶部２４と、超音波診断装置１の外部に設置される外部記憶装置、外部モニターまたはネットワークに接続するためのインターフェース２５を備えている。

送受信ユニット２１は、超音波プローブ１２に中心周波数ｆ０Ｈｚの高周波の電圧パルスを印加すると共に、超音波プローブ１２から受信したエコー信号を増幅して処理する。

エコー信号処理部２２では、送受信ユニット２１で処理されて送られてきたエコー信号が、Ｂモード処理ユニット３１あるいはドプラー処理ユニット３２に送り込まれ、Ｂモード処理ユニット３１ではＢモード（断層像）の画像を生成するための信号として処理され、ドプラー処理ユニット２３ではドプラモードの画像を生成するための信号として処理されて出力される。

画像生成回路２５は、Ｂモード処理ユニット３１あるいはドプラー処理ユニット３２で処理された信号に基づいて画像データを生成する。

内部記憶部２４は、画像データの収集、処理、表示に必要な制御プログラム、エコー信号処理部２２で生成された複数の画像データを保存すると共に、それらの画像データに対して、ゲインダイナミックレンジ、送信周波数、送信フォーカス位置、ＰＲＦ（パルス繰り返し周波数）、視野深度、走査線密度流速レンジなどの画像データを収集した時の画像条件の情報と、患者ＩＤや患者名などの患者情報と、画像名と、画像データを生成した時の時刻データなどを関連付けて保存する。

入力部１３には、タッチコマンドスクリーン、ボタン、キーボード、後述するインジェクションタイマースイッチなどが配置され、操作するための諸条件を入力できるようになっている。

従って、ゲインダイナミックレンジ、送信周波数、送信フォーカス位置、ＰＲＦ、視野深度、走査線密度流速レンジなどの画像データを収集する時の画像条件の情報、患者ＩＤや患者名などの患者情報、画像名などの情報は、この入力部１３から入力される。

モニター１４は、ＣＲＴ、液晶等からなり、画像生成回路２５から出力された信号に基づいて被検体Pの測定部位の静止画像または動画像を表示する。

図２は、治療前の造影超音波検査における操作の手順を示している。図１と図３を参照しながらその手順を説明する。

最初に、治療前の造影超音波検査を行う図１の被検体の患者IDと患者名を、図１の入力部１３から入力する（ステップＳ１）。

次に、図３に示した入力部１３のタッチコマンドスクリーン４０のタッチキーを押して「治療前造影検査モード」を指定すれば（ステップＳ２）、これから内部記憶部２４に保存する動画像の画像名を入力するように要求してくるので、例えば「ＩＮＪ−１」と入力する（ステップＳ３）。

次に、造影超音波検査を行うためのゲインダイナミックレンジ、送信周波数、送信フォーカス位置、ＰＲＦ、視野深度、走査線密度流速レンジなどの画像条件を入力部１３から設定する（ステップＳ４）。

ここで、ステップＳ４で設定された画像条件が適切か否かを確かめ（ステップＳ５）、モニター１４に映し出される画像に問題がなければステップＳ６へ移行し、画像に問題があればステップＳ４へ戻り画像条件を変更する。

その後、造影剤の投与を開始し（ステップＳ６）、入力部１３からインジェクションタイマースイッチをONする（ステップＳ７）。

ここでは、インジェクションタイマースイッチをONすることによって、制御プロセッサ２３の指令のもとに、超音波プローブ１２から被検体Ｐに放射された超音波パルスは、被検体Ｐ内を伝播し、反射して返ってきたエコーは超音波プローブ１２によって電気信号に変換され、送受信ユニット２１を経てエコー信号処理部２２で処理された後、画像生成回路２５で画像データに生成されて、モニター１４に動画像がリアルタイム表示されると共に、「ＩＮＪ−１」の動画像データとして内部記憶部２４に保存される。

また、インジェクションタイマースイッチのＯＮと同時に、「ＩＮＪ−１」の画像データに関連付けて、インジェクションタイマースイッチをＯＮした時の時刻及びインジェクションタイマースイッチをＯＮしたと同時にカウントアップされる時間の時間情報と、ステップＳ４で設定された画像条件が内部記憶部２４に保存される。

そして、治療前の造影超音波検査が終了し、インジェクションタイマースイッチをＯＦＦすると（ステップＳ８）、同時に内部記憶部２４への画像データと画像データに関連付けてカウントアップされた時間の時間情報の保存も終了し、治療前検査モードは解除される。

治療前の造影超音波検査の終了後に、同一患者に対して、もう一度、新たに治療前の造影検査を行う場合、ステップＳ２から同様の操作を繰り返す。

ここでは、例えば画像名「ＩＮＪ―１」に相当する治療前の造影超音波検査が首尾よく終了したので、「ＩＮＪ―１」の画像データが採用される。

以上のように、「治療前造影検査モード」の機能を利用することによって、インジェクションタイマーのスイッチを押すだけで、画像データの保存とその画像に関連付けてその画像の前記時間情報と画像条件の保存が自動的に行われるので、造影剤投与後前後に迅速な操作が必要な造影超音波検査においては、煩雑な操作が必要なくなり非常に有用である。

図４は、図２のステップＳ７でインジェクションタイマーをＯＮ後、図１のモニター１４にリアルタイム表示される動画像の例を示している。図１と図２を参照しながら画面４１を説明する。

画面４１の左上の「ＩＮＪ―１」はステップＳ５で入力部１３から入力した画像名を表し、右下の「０１：３２」はインジェクションタイマーをＯＮしてから１分３２秒後の画像であることを示している。

また、扇形４２は超音波のスキャン領域を示し、斜線部は測定部位の画像を表している。そして、丸い部分４３は白くなっていることから造影剤が流入している、つまり血流が流入しているので、そこに腫瘍があることが分かる。

図５は、図２で治療前の造影超音波検査が行われた被検体Ｐの治療後の造影超音波検査における操作の手順を示している。図１、図３及び図６を参照しながらその手順を説明する。

治療後の効果判定は治療後数日後に行われることが多いので、図１の入力部１３から新たに被検体Ｐの患者ＩＤと患者名を入力する（ステップＳ１１）。

次に、図３に示した入力部１３のタッチコマンドスクリーン４０のタッチキーを押して「治療効果判定モード」を指定すれば（ステップＳ１２）、これから内部記憶部２４に保存する動画像の画像名を入力するように要求してくるので、例えば画像名は「ＩＮＪ―ＡＦＴＥＲ−１」と入力する（ステップＳ１３）。

次に、図6に示した表４４が図１のモニタ１４に表示される。この表４４には、図２に示した治療前に行った造影検査の画像名とその画像のインジェクションタイマーをＯＮした時の時刻の一覧表が表示されているので、治療後の治療効果判定の比較対象に適する治療前の造影超音波検査の画像データを選択する（ステップＳ１４）。例えば、図２の治療前の造影超音波検査で採用された「ＩＮＪ−１」を選択する。

「ＩＮＪ−１」を選択することによって、内部記憶部２４に保存されている「ＩＮＪ−１」の画像データがモニター１４に再生表示される。モニター１４の１画面の右側にはリアルタイム像が表示され、左側にはインジェクションタイマースイッチをＯＮした直後の静止画像が表示されるので、更にタッチコマンドスクリーン４０の「動画像」スイッチを押して数日前に撮影した治療前の造影超音波検査の動画像を再確認する（ステップＳ１５）。

次に、「ＩＮＪ―ＡＦＴＥＲ−１」の画像条件として、図２で設定した「ＩＮＪ−１」の画像条件が表示されるので、「ＩＮＪ−１」と同じか否かを判断して（ステップＳ１６）、「ＩＮＪ―ＡＦＴＥＲ−１」の画像条件が「ＩＮＪ−１」と同じでよいのであれば、そのままステップＳ１７へ移行し、別の条件がよければ表４４に戻り画像条件を変更する（ステップＳ１８）。

そして、造影剤の投与を開始し（ステップＳ１７）、入力部１３からインジェクションタイマーのスイッチをONする（ステップＳ１９）。

ここでは、インジェクションタイマースイッチをＯＮすることによって、制御プロセッサ２３の指令のもとに、超音波プローブ１２から被検体Ｐに放射された超音波パルスは、被検体Ｐ内を伝播し、反射して返ってきたエコーは超音波プローブ１２によって受信され、電気信号に変換されたエコー信号は、送受信ユニット２１を経てエコー信号処理部２２で処理された後、画像生成回路３３で画像データに生成されて、モニター１４にリアルタイム表示される。

また、制御プロセッサ２３の指令のもとに、インジェクションタイマーのＯＮのタイミングに同期して、内部記憶装置２４に保存されている「ＩＮＪ−１」の動画像データが、モニター１４に「ＩＮＪ―ＡＦＴＥＲ−１」のリアルタイム表示と並べて再生表示される。あるいは「ＩＮＪ−１」の動画像データのみ外部モニターに再生表示することも可能である。

更に、インジェクションタイマースイッチのＯＮと同時に、「ＩＮＪ―ＡＦＴＥＲ−１」の画像データに関連付けて、インジェクションタイマースイッチをＯＮした時の時刻及びインジェクションタイマースイッチのＯＮと同時にカウントアップされる時間の時間情報と、インジェクションタイマースイッチON時に設定されている「ＩＮＪ―ＡＦＴＥＲ−１」の画像条件が内部記憶部２４に保存される。

そして、治療後の造影超音波検査が終了し、インジェクションタイマースイッチをＯＦＦすると（ステップＳ２０）、同時に内部記憶部２４への画像データと画像データに関連付けてカウントアップされた時間の時間情報の保存も終了し、治療効果判定モードは解除される。

治療後の造影超音波検査の終了後に、同一患者に対して、もう一度、新たに治療後の造影検査を行う場合、ステップＳ１２から同様の操作を繰り返す。

ここでは、例えば画像名「ＩＮＪ―ＡＦＴＥＲ−１」の治療後の造影超音波検査に問題はなかったので、「ＩＮＪ―ＡＦＴＥＲ−１」が治療後の造影超音波検査の画像データとして採用される。

以上のように、「治療効果判定モード」の機能を利用することによって、治療後の造影超音波検査の画像条件を設定する必要がなくなり、インジェクションタイマースイッチをＯＮするだけで、治療前と治療後の画像を同期して比較しながら観察できるので、例えばバスキュラー画像やパフュージョン像などの異なる時相における染影を正確に且つ簡便に比較することができる。

図７は、「治療効果判定モード」によってモニター１４に表示される動画像の例を示している。画面４５では、左側の画像が図５のステップＳ１４で選択された「ＩＮＪ―１」の画像が再生表示されているのに対して、右側の画像は図５のステップＳ１３で入力された治療後の造影超音波検査の「ＩＮＪ―ＡＦＴＥＲ−１」の画像がリアルタイム表示されている。

まず、画面４５の左側の画像について説明する。左側の一番上の「ＩＮＪ−１」は画像名、上から２番目の「２００３／７／１１ＰＭ１：３０」はその画像のインジェクションタイマーＯＮ時の時刻が２００３年７月１１日午後１時３０分であり、右下の「０１：３２」はインジェクションタイマーがＯＮしてから１分３２秒後の再生画像であることを示している。

次に、画面４５の右側の画像について説明する。右側の左上の「ＩＮＪ―ＡＦＴＥＲ−１」は画像名、右下の「０１：３２」はインジェクションタイマーをＯＮしてから１分３２秒後のリアルタイム画像であることを示している。

また、扇形４２は超音波のスキャン領域を表し、左側と右側の斜線部は同一患者のほぼ同じ測定部位における画像を表し、左側の画像の丸い部分４３が白いのに対して右側の丸い部分４６がその周辺部と同じ斜線になっているのは、その部分に造影剤が流入していない、つまり血流が流入しなくなっていることが分かる。

このように、治療前の画像で腫瘍に血流が流入していたものが、治療後の画像で血流が流れなくなっていれば、治療が成功したことがわかる。

また、治療後の腫瘍にまだ血流が残っていれば治療が完全には成功していないので、再び治療を行う。このとき、治療後のリアルタイム画像は、図５で説明した「治療前造影検査モード」の時と同じように、画像条件の保存と動画像の保存が自動的に行われ、図６の一覧表に追加されるので、「治療効果判定モード」の機能を利用したときに、一覧表の中から治療前に行った造影検査の画像データとして選択できる。

本発明の超音波診断装置の構成を示す図。 本発明の治療前の造影超音波検査における操作手順を示す図。 本発明の治療前後の造影検査モードを指定するタッチコマンドスクリーンを示す図。 本発明の治療前の造影検査でリアルタイム表示される画面の例を示す図。 本発明の治療後の造影超音波検査における操作手順を示す図。 本発明の治療前に行った造影検査の一覧表が表示されるタッチコマンドスクリーンを示す図。 本発明の治療前及び治療後の造影検査で再生表示及びリアルタイム表示される画面の例を示す図。

符号の説明

Ｐ 被検体
１ 超音波診断装置
１２ 超音波プローブ
１３ 入力部
１４ モニター
２１ 送受信ユニット
２２ エコー信号処理部
２３ 制御プロセッサ
２４ 内部記憶部
２５ 画像生成回路
４０ タッチコマンドスクリーン
４４ タッチコマンドスクリーン
４５ 画面

Claims (6)

1. 造影剤が投与された被検体の所定部位との間で超音波信号の送受信を行う超音波送受信手段と、
   前記送受信手段により得られた信号に基づいて画像データを生成する画像生成手段と、
   前記画像データを生成するための画像条件を設定する画像条件設定手段と、
   前記画像生成手段によって生成された第1の画像データを記憶する画像記憶手段と、
   前記第１の画像データに関連付けて前記第１の画像データが生成された画像データ生成時刻を記憶する時刻データ記憶手段と、
   前記画像生成手段によって生成された第２の画像データをリアルタイム表示するリアルタイム表示手段と、
   前記画像記憶手段によって記憶された前記第１の画像データを再生表示する再生表示手段と、
   前記画像記憶手段によって記憶された前記第1の画像データを指定する指定手段と、
   前記第２の画像データをリアルタイム表示するに際して、前記リアルタイム表示に同期して前記指定手段によって指定された前記第１の画像データを再生表示するように制御する表示制御手段とを有することを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記表示制御手段は、前記リアルタイム表示と前記再生表示を１画面に表示するものであることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記画像条件設定手段は、前記指定手段によって指定された前記第１の画像データに関連付けて記憶されている画像条件に一致し、前記画像条件から導かれるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 前記画像記憶手段は、前記第１の画像データを記憶すると共に、前記画像条件設定手段に基づいて設定された画像条件を関連付けて記憶することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
5. 前記時刻データ記憶手段は、前記第１の画像データ生成の開始時刻を記憶するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
6. 前記指定手段は、前記時刻データ記憶手段によって記憶されている前記画像データ生成時刻を一覧表示させ、この一覧表示の中から指定するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の超音波診断装置。

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