JP6098641B2 - Ultrasonic diagnostic apparatus, control method for ultrasonic diagnostic apparatus, and controller for ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents
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Description
本願は、超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法および超音波診断装置の制御器に関する。 The present application relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic diagnostic apparatus control method, and an ultrasonic diagnostic apparatus controller.
近年、動脈硬化を患う人が増加しており、動脈硬化を診断するために、超音波診断装置を用いた頚動脈エコー検査が行われている。動脈硬化が進行すると動脈血管壁が厚くなって血管内腔が狭窄するため、動脈血管壁の厚さを計測することによって動脈硬化を診断することが可能である。血管壁は、血管内腔側から順に内膜、中膜、外膜の3層を有する構造を備えていることが知られており、頚動脈エコー検査では、この内膜と中膜をあわせた内中膜複合体厚(Intima−Media Thickness:以下、IMTと略する。)を計測し、その値を動脈硬化の進行度合いの指標としている。 In recent years, an increasing number of people suffer from arteriosclerosis, and carotid echocardiography using an ultrasonic diagnostic apparatus is performed to diagnose arteriosclerosis. As arteriosclerosis progresses, the arterial vascular wall becomes thicker and the blood vessel lumen is narrowed. Therefore, arteriosclerosis can be diagnosed by measuring the thickness of the arterial vascular wall. It is known that the blood vessel wall has a structure having three layers of an intima, an intima and an adventitia in order from the side of the blood vessel lumen. In carotid echocardiography, the inner and intima combined. The thickness of the intima-media complex (Intima-Media Thickness: hereinafter abbreviated as IMT) is measured, and the value is used as an index of the degree of progression of arteriosclerosis.
頚動脈に照射された超音波は、血管内腔と内膜との境界(以下、内腔内膜境界とする。)および中膜と外膜との境界(以下、中膜外膜境界とする。)で強く反射する。例えば、血管の伸長方向(以下、長軸方向とする。)に切断した頚動脈の断面(以下、長軸断面とする。)の断層画像では、図12(a)に示すように、頚動脈の前壁201および後壁202に相当する部分が強い白線で表示される。そして、その後壁202(あるいは、前壁201)を拡大観察すると(図12(a)の破線部分)、図12(b)に示すようにさらに2本の白線が表示される。これが、内腔内膜境界203、中膜外膜境界204である。頚動脈エコー検査では、この内腔内膜境界203と中膜外膜境界204との間の距離を内中膜複合体厚(IMT)205として計測する。
The ultrasonic wave irradiated to the carotid artery is defined as the boundary between the blood vessel lumen and the intima (hereinafter referred to as the lumen-intima boundary) and the boundary between the media and the outer membrane (hereinafter referred to as the media-intima boundary). ) Strongly reflected. For example, in a tomographic image of a cross section of a carotid artery (hereinafter referred to as a long axis cross section) cut in the blood vessel extension direction (hereinafter referred to as a long axis direction), as shown in FIG. The portions corresponding to the
従来、IMT測定は、一般的な超音波診断装置に搭載されている距離計測機能を用いて、内腔内膜境界203および中膜外膜境界204の位置を手動で設定することにより計測されていた。これに対し、近年ではこのIMT計測を自動で行う超音波診断装置が開発されている。このような装置は、一般的に頚動脈の血管壁の概略の位置を測定領域として設定し、その測定領域内のIMT計測が行われるように構成されている。特許文献1は、この測定領域(すなわち、血管壁の概略の位置)を自動で設定する方法を開示している。
Conventionally, IMT measurement has been performed by manually setting the positions of the lumen-
上述した従来の技術では、正しく測定をしたり、測定の精度を高めるため、測定領域をより精度よく設定したりすることが求められていた。本願の限定的ではない例示的な実施形態は、測定領域を自動で精度良く設定することができる超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法および超音波診断装置の制御器を提供する。 In the above-described conventional technology, it has been required to set the measurement region with higher accuracy in order to perform measurement correctly or increase the accuracy of measurement. The non-limiting exemplary embodiment of the present application provides an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic diagnostic apparatus control method, and an ultrasonic diagnostic apparatus controller capable of automatically and accurately setting a measurement region.
本願の一実施形態に係る超音波診断装置は、圧電変換素子を有する超音波探触子と接続可能に構成され、頚動脈に対して所定の計測を行う超音波診断装置であって、前記超音波探触子から前記頚動脈を含む被検体に超音波を送信するための送信信号を生成するように構成された送信部と、前記超音波探触子が受信したエコー信号に基づき1枚の画像フレームに対応する複数の受信信号を取得するように構成された受信部と、前記超音波の送信方向である深さ方向の各位置における前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度に基づき、前記深さ方向において、最も血管らしさを示した位置を第1の血管候補位置と選定し、前記第1の血管候補位置よりも深い位置で最も血管らしさを示した位置を第2の血管候補位置として選定するように構成された血管候補位置選定部と、前記第1の血管候補位置および前記第2の血管候補位置における受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度に基づき、前記第2の血管候補位置に対応する組織が血管であるか否かを判定し、その判定結果と前記深さ方向における前記頚動脈と頚静脈の位置関係に係る情報に基づき、前記第1の血管候補位置および前記第2の血管候補位置のいずれか一方を頚動脈の位置と決定するように構成された血管位置決定部と、決定した前記頚動脈の位置に基づき前記頚動脈に対して前記所定の計測を行う測定領域を設定するように構成された測定領域決定部とを備える。 An ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present application is configured to be connectable to an ultrasonic probe having a piezoelectric transducer, and is an ultrasonic diagnostic apparatus that performs predetermined measurement on a carotid artery. A transmission unit configured to generate a transmission signal for transmitting ultrasonic waves from the probe to the subject including the carotid artery, and one image frame based on an echo signal received by the ultrasonic probe And a receiving unit configured to acquire a plurality of received signals corresponding to the signal, and predetermined processing is performed from the signal strength of the received signal or the received signal at each position in the depth direction that is the transmission direction of the ultrasonic wave. Based on the signal strength of the broken signal, the position indicating the blood vessel most in the depth direction is selected as the first blood vessel candidate position, and the blood vessel likelihood is indicated at a position deeper than the first blood vessel candidate position. The second position A predetermined process is performed from the blood vessel candidate position selection unit configured to select as a blood vessel candidate position, and the signal strength of the received signal at the first blood vessel candidate position and the second blood vessel candidate position or the received signal. Whether the tissue corresponding to the second blood vessel candidate position is a blood vessel based on the signal intensity of the received signal, and information on the determination result and the positional relationship between the carotid artery and the jugular vein in the depth direction A blood vessel position determination unit configured to determine one of the first blood vessel candidate position and the second blood vessel candidate position as the position of the carotid artery, and the carotid artery based on the determined position of the carotid artery And a measurement area determining unit configured to set a measurement area for performing the predetermined measurement.
本願の一実施形態に係る超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法および超音波診断装置の制御器によれば、頚動脈に精度よく測定領域を設定することができる。 According to the ultrasonic diagnostic apparatus, the control method of the ultrasonic diagnostic apparatus, and the controller of the ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present application, it is possible to accurately set a measurement region in the carotid artery.
本願発明者らは、特許文献1に開示された方法の特性を詳細に検討した。その結果、従来の超音波診断装置では、頚動脈と頚動脈に類似したパターンを有する頚動脈以外の組織が断層画像上に描出される受信信号が得られると、頚動脈以外の組織を頚動脈として誤検出し、誤った位置に測定領域が設定され、頚動脈の適切な位置には測定領域を精度良く設定できない場合があることが分かった。
The inventors of the present application examined the characteristics of the method disclosed in
本発明者は、上記のような場合でも、誤った位置に測定領域を設定することなく、測定領域を自動で精度良く設定することができる技術について鋭意検討を行い、新規な超音波診断装置を想到するに至った。本発明の一態様の概要は以下の通りである。 The present inventor has conducted intensive studies on a technology that can automatically and accurately set a measurement region without setting a measurement region at an incorrect position even in the above-described case, and has developed a new ultrasonic diagnostic apparatus. I came up with an idea. The outline of one embodiment of the present invention is as follows.
本発明の一態様に係る超音波診断装置は、圧電変換素子を有する超音波探触子と接続可能に構成され、頚動脈に対して所定の計測を行う超音波診断装置であって、前記超音波探触子から前記頚動脈を含む被検体に超音波を送信するための送信信号を生成するように構成された送信部と、前記超音波探触子が受信したエコー信号に基づき1枚の画像フレームに対応する複数の受信信号を取得するように構成された受信部と、前記超音波の送信方向である深さ方向の各位置における前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度に基づき、前記深さ方向において、最も血管らしさを示した位置を第1の血管候補位置と選定し、前記第1の血管候補位置よりも深い位置で最も血管らしさを示した位置を第2の血管候補位置として選定するように構成された血管候補位置選定部と、前記第1の血管候補位置および前記第2の血管候補位置における前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度に基づき、前記第2の血管候補位置に対応する組織が血管であるか否かを判定し、その判定結果と前記深さ方向における前記頚動脈と頚静脈の位置関係に係る情報に基づき、前記第1の血管候補位置および前記第2の血管候補位置のいずれか一方を前記頚動脈の位置と決定するように構成された血管位置決定部と、決定した前記頚動脈の位置に基づき前記頚動脈に対して前記所定の計測を行う測定領域を設定するように構成された測定領域決定部とを備える。 An ultrasonic diagnostic apparatus according to one aspect of the present invention is an ultrasonic diagnostic apparatus configured to be connectable to an ultrasonic probe having a piezoelectric conversion element, and performs predetermined measurement on a carotid artery. A transmission unit configured to generate a transmission signal for transmitting ultrasonic waves from the probe to the subject including the carotid artery, and one image frame based on an echo signal received by the ultrasonic probe And a receiving unit configured to acquire a plurality of received signals corresponding to the signal, and predetermined processing is performed from the signal strength of the received signal or the received signal at each position in the depth direction that is the transmission direction of the ultrasonic wave. Based on the signal strength of the broken signal, the position indicating the blood vessel most in the depth direction is selected as the first blood vessel candidate position, and the blood vessel likelihood is indicated at a position deeper than the first blood vessel candidate position. The second position A blood vessel candidate position selection unit configured to select a candidate tube position, and a predetermined process is performed from the signal strength of the received signal or the received signal at the first blood vessel candidate position and the second blood vessel candidate position. Based on the signal strength of the broken signal, it is determined whether or not the tissue corresponding to the second blood vessel candidate position is a blood vessel, and the determination result and the positional relationship between the carotid artery and the jugular vein in the depth direction are determined. Based on the information, based on the determined position of the carotid artery, the blood vessel position determining unit configured to determine one of the first blood vessel candidate position and the second blood vessel candidate position as the position of the carotid artery A measurement region determining unit configured to set a measurement region for performing the predetermined measurement on the carotid artery.
前記血管位置決定部は、前記第2の血管候補位置に対応する組織が血管であると判定すれば、前記第2の血管候補位置を前記頚動脈の位置と決定し、前記第2の血管候補位置に対応する組織が血管ではないと判定すれば、前記第1の血管候補位置を前記頚動脈の位置と決定してもよい。 If it is determined that the tissue corresponding to the second blood vessel candidate position is a blood vessel, the blood vessel position determining unit determines the second blood vessel candidate position as the position of the carotid artery, and the second blood vessel candidate position If it is determined that the tissue corresponding to is not a blood vessel, the first blood vessel candidate position may be determined as the position of the carotid artery.
超音波診断装置は、前記深さ方向における前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度を、予め備えた所定の基準パターンを用いてパターンマッチング処理を行うことで前記深さ方向の各位置における第1の特性値を算出するように構成された第1の特性値算出部を備え、前記血管候補位置選定部は、前記第1の特性値に基づき前記第1の血管候補位置および前記第2の血管候補位置を選定してもよい。 The ultrasonic diagnostic apparatus performs a pattern matching process using a predetermined reference pattern prepared in advance for the signal intensity of the received signal in the depth direction or the signal intensity of a signal that has been subjected to a predetermined process from the received signal. A first characteristic value calculation unit configured to calculate a first characteristic value at each position in the depth direction, wherein the blood vessel candidate position selection unit is configured to perform the first characteristic value based on the first characteristic value. The first blood vessel candidate position and the second blood vessel candidate position may be selected.
前記血管位置決定部は、前記第1の血管候補位置における第1の特性値および前記第2の血管候補位置における第1の特性値に基づき、前記第2の血管候補位置における組織が血管であるか否かを判定してもよい。 The blood vessel position determination unit is configured such that the tissue at the second blood vessel candidate position is a blood vessel based on the first characteristic value at the first blood vessel candidate position and the first characteristic value at the second blood vessel candidate position. It may be determined whether or not.
前記血管位置決定部は、前記第1の血管候補位置における第1の特性値に対する前記第2の血管位置候補位置における第1の特性値の比率または差分が、予め備えた所定の第1の条件を満たすか否かを判定し、前記比率または前記差分が、前記所定の第1の条件を満たせば、前記第2の血管候補位置における組織が血管であると判定し、前記所定の第1の条件を満たさなければ、前記第2の血管候補位置における組織が血管ではないと判定してもよい。 The blood vessel position determining unit is configured to determine whether a ratio or difference of the first characteristic value at the second blood vessel position candidate position with respect to the first characteristic value at the first blood vessel candidate position is a predetermined first condition provided in advance. If the ratio or the difference satisfies the predetermined first condition, it is determined that the tissue at the second blood vessel candidate position is a blood vessel, and the predetermined first If the condition is not satisfied, it may be determined that the tissue at the second blood vessel candidate position is not a blood vessel.
前記血管位置決定部は、前記第1の血管候補位置における第1の特性値に対する前記第2の血管位置候補位置における第1の特性値の比率または差分が、予め備えた所定の第2の条件および第3の条件を満たすか否かを判定し、前記比率または前記差分が、前記所定の第2の条件を満たせば前記第2の血管候補位置における組織が血管であると判定し、前記所定の第3の条件を満たせば、前記第2の血管候補位置における組織が血管ではないと判定してもよい。 The blood vessel position determining unit is configured to determine whether a ratio or difference of the first characteristic value at the second blood vessel position candidate position with respect to the first characteristic value at the first blood vessel candidate position is a predetermined second condition provided in advance. And if the ratio or the difference satisfies the predetermined second condition, it is determined that the tissue at the second blood vessel candidate position is a blood vessel, and the predetermined condition is satisfied. If the third condition is satisfied, it may be determined that the tissue at the second blood vessel candidate position is not a blood vessel.
超音波診断装置は、第2の特性値算出部をさらに備え、前記第2の特性値算出部は、前記比率または前記差分が、前記第2の条件および前記第3の条件のいずれも満たさなかった場合、前記第1の血管候補位置において、血管内腔に相当する位置の受信信号または受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度と、血管壁の前壁または後壁の少なくとも一方に相当する受信信号の信号強度または受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度とに基づき第2の特性値を算出してもよい。 The ultrasonic diagnostic apparatus further includes a second characteristic value calculation unit, and the second characteristic value calculation unit is such that the ratio or the difference does not satisfy either the second condition or the third condition. In this case, at the first blood vessel candidate position, the received signal at the position corresponding to the blood vessel lumen or the signal intensity of the signal subjected to predetermined processing from the received signal and at least one of the front wall or the rear wall of the blood vessel wall The second characteristic value may be calculated based on the signal strength of the received signal corresponding to or the signal strength of the signal that has undergone predetermined processing from the received signal.
前記血管位置決定部は、前記第2の特性値が予め備えた所定の第4の条件を満たすか否かを判定し、前記第2の特性値が前記第4の条件を満たせば、前記第1の血管候補位置に対応する組織は血管であると判定し、前記第4の条件を満たさなければ、前記第1の血管候補位置に対応する組織は血管ではないと判定してもよい。 The blood vessel position determining unit determines whether or not the second characteristic value satisfies a predetermined fourth condition provided in advance, and if the second characteristic value satisfies the fourth condition, the second characteristic value satisfies the fourth condition. The tissue corresponding to one blood vessel candidate position may be determined to be a blood vessel, and if the fourth condition is not satisfied, it may be determined that the tissue corresponding to the first blood vessel candidate position is not a blood vessel.
前記所定の基準パターンは、前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度の前記深さ方向に沿って前記血管が示す信号強度パターンに基づき設定されていてもよい。 The predetermined reference pattern is set based on a signal intensity pattern indicated by the blood vessel along the depth direction of the signal intensity of the received signal or the signal intensity of a signal subjected to predetermined processing from the received signal. Also good.
前記信号強度パターンは、前記深さ方向に沿って前記血管の前壁、血管内腔および後壁が示す信号強度パターンであってもよい。 The signal intensity pattern may be a signal intensity pattern indicated by a front wall, a blood vessel lumen, and a rear wall of the blood vessel along the depth direction.
前記血管候補位置選定部は、第5の条件として血管壁の前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度に基づき設定された所定の第5の閾値を備え、前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度を前記第5の閾値で閾値処理を行い、前記深さ方向において前記閾値処理により前記第5の閾値を超えた各々の位置に対し、第1の位置と前記第1の位置に隣接する第2の位置との距離を計測し、前記計測した距離のうち、最も距離が長い前記第1の位置および前記第2の位置間を第1の血管候補位置として選定し、前記第1の血管候補位置よりも深い位置で最も距離が長い前記第1の位置および前記第2の位置間を第2の血管候補位置として選定してもよい。 The blood vessel candidate position selection unit sets, as a fifth condition, a predetermined fifth threshold set based on the signal strength of the received signal on the blood vessel wall or the signal strength of a signal that has been subjected to predetermined processing from the received signal. The signal strength of the received signal or the signal strength of a signal that has undergone predetermined processing from the received signal is subjected to threshold processing with the fifth threshold, and the fifth threshold is obtained by the threshold processing in the depth direction. For each position exceeding the first position, the distance between the first position and the second position adjacent to the first position is measured, and the first position having the longest distance among the measured distances and A region between the second positions is selected as a first blood vessel candidate position, and a second blood vessel is formed between the first position and the second position having the longest distance at a position deeper than the first blood vessel candidate position. You may select as a candidate position.
血管位置決定部は、第6の条件として血管内腔の前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度に基づき設定された所定の第6の閾値を備え、前記第2の血管候補位置に相当する前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度を前記第6の閾値で閾値処理を行い、前記第6の閾値を下回った前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度の深さ方向の距離に基づき前記第2の血管候補位置が血管であるか否かを判定してもよい。 The blood vessel position determining unit includes, as a sixth condition, a predetermined sixth threshold value set based on the signal strength of the received signal in the blood vessel lumen or the signal strength of a signal that has been subjected to predetermined processing from the received signal. The threshold value processing is performed on the signal intensity of the received signal corresponding to the second blood vessel candidate position or the signal intensity of the signal subjected to predetermined processing from the received signal with the sixth threshold, and the sixth threshold Whether or not the second blood vessel candidate position is a blood vessel based on the signal strength of the received signal that is less than or the distance in the depth direction of the signal strength of the signal that has undergone predetermined processing from the received signal. May be.
前記受信信号から所定の処理が行われた信号は、前記受信信号の信号強度に対応した信号強度を示す信号であってもよい。 The signal that has been subjected to predetermined processing from the received signal may be a signal that indicates a signal strength corresponding to the signal strength of the received signal.
前記受信信号から所定の処理が行われた信号は、前記受信信号の信号強度に基づき変換された輝度信号または、前記受信信号から前記輝度信号を生成する過程の信号であってもよい。 The signal that has been subjected to predetermined processing from the received signal may be a luminance signal converted based on the signal strength of the received signal or a signal in the process of generating the luminance signal from the received signal.
超音波診断装置は、前記所定の計測として、前記測定範囲内の受信信号に基づきIMT計測を行うように構成されたIMT計測部をさらに備えていてもよい。 The ultrasonic diagnostic apparatus may further include an IMT measurement unit configured to perform IMT measurement based on a received signal within the measurement range as the predetermined measurement.
本発明の一態様に係る超音波診断装置の制御方法は、圧電変換素子を有する超音波探触子と接続可能に構成され、頚動脈に対して所定の計測を行う超音波診断装置の制御方法であって、超音波を送信するための送信信号を生成する工程Aと、前記超音波探触子が受信した、前記頚動脈を含む被検体からの前記超音波のエコー信号に基づき1枚の画像フレームに対応する複数の受信信号を取得する工程Bと、前記超音波の送信方向である深さ方向の各位置における前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度に基づき、前記深さ方向において、最も血管らしさを示した位置を第1の血管候補位置と選定し、前記第1の血管候補位置よりも深い位置で最も血管らしさを示した位置を第2の血管候補位置として選定する工程Cと、前記第1の血管候補位置および前記第2の血管候補位置における前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度に基づき前記第2の血管候補位置に対応する組織が血管であるか否かを判定し、その判定結果と前記深さ方向における前記頚動脈と頚静脈の位置関係に係る情報に基づき、前記第1の血管候補位置および前記第2の血管候補位置のいずれか一方を前記頚動脈の位置と決定する工程Dと、決定した前記頚動脈の位置に基づき前記頚動脈に対して前記所定の計測を行う測定領域を設定する工程Eとを含む。 A method for controlling an ultrasonic diagnostic apparatus according to an aspect of the present invention is a method for controlling an ultrasonic diagnostic apparatus that is configured to be connectable to an ultrasonic probe having a piezoelectric transducer and that performs predetermined measurements on a carotid artery. A step of generating a transmission signal for transmitting an ultrasonic wave and one image frame based on the ultrasonic echo signal from the subject including the carotid artery received by the ultrasonic probe Step B for obtaining a plurality of reception signals corresponding to, and signal intensity of the reception signal at each position in the depth direction, which is the transmission direction of the ultrasonic wave, or a signal obtained by performing predetermined processing from the reception signal Based on the strength, the position indicating the blood vessel most in the depth direction is selected as the first blood vessel candidate position, and the position indicating the blood vessel most deeper than the first blood vessel candidate position is selected as the second blood vessel position. Blood vessel candidate position and And selecting the second C based on the signal strength of the received signal at the first blood vessel candidate position and the second blood vessel candidate position, or the signal strength of the signal that has undergone predetermined processing from the received signal. Whether or not the tissue corresponding to the blood vessel candidate position is a blood vessel, and based on the determination result and information related to the positional relationship between the carotid artery and the jugular vein in the depth direction, the first blood vessel candidate position and A step D of determining any one of the second blood vessel candidate positions as the position of the carotid artery, and a step E of setting a measurement region for performing the predetermined measurement on the carotid artery based on the determined position of the carotid artery; including.
本発明の一態様に係る超音波診断装置の制御器は、圧電変換素子を有する超音波探触子と接続可能に構成され、頚動脈に対して所定の計測を行う超音波診断装置の制御器であって、前記超音波探触子から前記頚動脈を含む被検体に超音波を送信するための送信信号を生成するように構成された送信部と、前記超音波探触子が受信したエコー信号に基づき1枚の画像フレームに対応する複数の受信信号を取得するように構成された受信部と、前記超音波の送信方向である深さ方向の各位置における前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度に基づき、前記深さ方向において、最も血管らしさを示した位置を第1の血管候補位置と選定し、前記第1の血管候補位置よりも深い位置で最も血管らしさを示した位置を第2の血管候補位置として選定するように構成された血管候補位置選定部と、前記第1の血管候補位置および前記第2の血管候補位置における前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度に基づき前記第2の血管候補位置に対応する組織が血管であるか否かを判定し、その判定結果と前記深さ方向における前記頚動脈と頚静脈の位置関係に係る情報に基づき、前記第1の血管候補位置および前記第2の血管候補位置のいずれか一方を前記頚動脈の位置と決定するように構成された血管位置決定部と、決定した前記頚動脈の位置に基づき前記頚動脈に対して前記所定の計測を行う測定領域を設定するように構成された測定領域決定部とを備える。 The controller of the ultrasonic diagnostic apparatus according to one aspect of the present invention is configured to be connectable to an ultrasonic probe having a piezoelectric transducer, and is a controller of the ultrasonic diagnostic apparatus that performs predetermined measurement on the carotid artery. A transmitter configured to generate a transmission signal for transmitting an ultrasonic wave from the ultrasonic probe to a subject including the carotid artery, and an echo signal received by the ultrasonic probe. A reception unit configured to acquire a plurality of reception signals corresponding to one image frame based on the signal intensity of the reception signal or the reception signal at each position in the depth direction that is the transmission direction of the ultrasonic wave Based on the signal intensity of the signal that has undergone the predetermined processing from the position in the depth direction, the position that is most likely to be a blood vessel is selected as the first blood vessel candidate position, and the position that is deeper than the first blood vessel candidate position Shows the most vascularity A candidate blood vessel position selecting unit configured to select the selected position as a second candidate blood vessel position, and the signal strength of the received signal or the received signal at the first candidate blood vessel position and the second candidate blood vessel position To determine whether the tissue corresponding to the second blood vessel candidate position is a blood vessel based on the signal intensity of the signal that has undergone the predetermined processing, and the determination result and the carotid artery and jugular vein in the depth direction A blood vessel position determination unit configured to determine one of the first blood vessel candidate position and the second blood vessel candidate position as the position of the carotid artery based on the information related to the positional relationship of A measurement region determining unit configured to set a measurement region for performing the predetermined measurement on the carotid artery based on the position of the carotid artery.
以下に、本発明の実施の形態の一態様に係る超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法および超音波診断装置の制御器について、図面とともに説明する。 Hereinafter, an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic diagnostic apparatus control method, and an ultrasonic diagnostic apparatus controller according to an aspect of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
以下、実施の形態1による超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法および超音波診断装置の制御器について、図面を参照しながら説明する。(Embodiment 1)
Hereinafter, an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic diagnostic apparatus control method, and an ultrasonic diagnostic apparatus controller according to
図1Aは、本発明の実施の形態1における超音波診断装置の構成を示す概略ブロック図である。
FIG. 1A is a schematic block diagram showing the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to
実施の形態1の超音波診断装置100は、制御器1とユーザインターフェース2とを備え、超音波探触子101および表示器102と電気的に接続可能に構成されている。この制御器1は、送信部3、受信部4、断層画像処理部5、心拍情報取得部6、測定領域設定部7、IMT計測部8、表示処理部9および制御部10を含んでいる。
The ultrasonic
図1Bに超音波診断装置100のハードウエア構成の一例を示す。ハードウエアの観点では、超音波診断装置100は、例えば、パルサー53、ADコンバーター55、増幅器54、送信ビームフォーマー56、受信ビームフォーマー57、画像処理器58、断層画像処理器59、心電計60、メモリ61および演算処理器62によって構成される。超音波探触子101は超音波を送受信する複数の圧電変換素子51を含み、パルサー53、ADコンバーター55および増幅器54は、圧電変換素子51の数に対応して複数用意される。メモリ61には、図1Aに示す各構成要素の機能を実現するため手順を規定したプログラム、および、各構成要素を所定の手順で動作させることにより、超音波診断装置100、超音波探触子101および表示器102を制御し、IMT測定を行うための手順を規定したプログラムが記憶されている。これらのプログラムがメモリ61から逐次読みだされ、演算処理器62により実行される。
FIG. 1B shows an example of the hardware configuration of the ultrasonic
図1Aに示す各構成要素は、図1Bに示すハードウエアを用いて構成される。送信部3は、パルサー53および送信ビームフォーマー56によって構成される。受信部4は、増幅器54、ADコンバーター55および受信ビームフォーマー57によって構成される。断層画像処理部5、心拍情報取得部6および表示処理部9はそれぞれ、断層画像処理器59、心電計60および画像処理器58によって構成される。制御部10は、演算処理器62およびメモリ61によって構成される。測定領域設定部7およびIMT計測部8の機能はソフトウエアによって実現される。具体的には、メモリ61に記憶されたプログラムを演算処理器62が実行することにより、測定領域設定部7およびIMT計測部8の機能が実現される。つまり、測定領域設定部7およびIMT計測部8は、演算処理器62およびプログラムによって構成されているともいえる。
Each component shown in FIG. 1A is configured using the hardware shown in FIG. 1B. The transmission unit 3 includes a
上述したハードウエアの構成は一例であって種々の改変が可能である。たとえば、断層画像処理部5および心拍情報取得部6の機能は、ソフトウエアにより実現してもよい。また、送信ビームフォーマー56および受信ビームフォーマー57の機能をソフトウエアにより実現してもよい。演算処理器62、メモリ61および画像処理器58を含むパソコンをこれらのハードウエアの換わりに用いてもよい。
The hardware configuration described above is merely an example, and various modifications can be made. For example, the functions of the tomographic image processing unit 5 and the heart rate
また、制御器1の各機能ブロックについて、各々の機能ブロックの一部又は全部の機能を典型的には集積回路であるLSIとして実現することもできる。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。なお、ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
Further, with respect to each functional block of the
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサー(ReConfigurablle Processor)を利用してもよい。 Further, the method of circuit integration is not limited to LSI's, and implementation using dedicated circuitry or general purpose processors is also possible. An FPGA (Field Programmable Gate Array) that can be programmed after manufacturing the LSI, or a reconfigurable processor (ReConfigurable Processor) that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used.
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。 Further, if integrated circuit technology comes out to replace LSI's as a result of the advancement of semiconductor technology or a derivative other technology, it is naturally also possible to carry out function block integration using this technology.
上述したように超音波探触子101は、複数の圧電変換素子51を有し、この圧電変換素子51それぞれが後述する送信部3からの送信電気信号を超音波へと変換し、超音波ビームを生成する。したがって、操作者は、被計測物である被検体表面に超音波探触子101を配置することで、被検体内部に超音波ビームを照射することができる。そして、超音波探触子101は、被検体内部からの反射超音波であるエコー信号を受信し、複数の圧電変換素子でそのエコー信号を受信電気信号へと変換して受信部4に供給する。
As described above, the
なお、実施の形態1においては、超音波探触子101は、複数の圧電変換素子51が一次元方向に配列された超音波探触子101を例に説明するが、本発明はこれに限定されない。例えば、複数の圧電変換素子が2次元に配列された超音波探触子101や一次元方向に配列された複数の圧電変換素子が揺動する超音波探触子101などを用いることも可能である。また、超音波探触子101は、制御部10の制御に基づき、送信部3は、超音波探触子101が使用する圧電変換素子の選択、圧電変換素子に電圧を与えるタイミングや電圧の値を個々に変化させることによって、送信する超音波ビームの照射位置や照射方向を制御することができる。
In the first embodiment, the
また、超音波探触子101は、後述する送信部3や受信部4の一部の機能を含んでいてもよい。例えば、超音波探触子101は、送信部3から出力された送信電気信号を生成するための制御信号(以下、「送信信号」とする。)に基づき、超音波探触子101内で送信電気信号を生成し、この送信信号を圧電変換素子により超音波に変換するとともに、受信したエコー信号を受信電気信号に変換し、超音波探触子101内で受信電気信号に基づき後述する受信信号を生成するように構成されていてもよい。
Further, the
ユーザインターフェース2は、操作者から入力を受け取り、操作者の入力に基づく指令を超音波診断装置100、具体的には、制御器1の制御部10に出力する。
The user interface 2 receives an input from the operator and outputs a command based on the operator's input to the ultrasonic
送信部3は、少なくとも送信部3で送信信号を生成し、超音波探触子101に超音波ビームを送信させる送信処理を行う。一例として、送信部3は、圧電変換素子51を有する超音波探触子101から超音波ビームを送信するための送信信号を生成する送信処理を行い、この送信信号に基づき超音波探触子101に対して所定のタイミングで発生する高圧の送信電気信号を供給することで、超音波探触子101の圧電変換素子を駆動させる。これにより、超音波探触子101は、送信電気信号を超音波へと変換することで、被計測物である被検体に超音波ビームを照射することができる。
The transmission unit 3 performs a transmission process in which at least the transmission unit 3 generates a transmission signal and causes the
受信部4は、少なくとも受信部4がエコー信号に基づく受信信号を取得する処理を行う。一例として、受信部4は、超音波探触子101で変換された受信電気信号を増幅してA/D変換を行うことで受信信号を生成するとともに、各圧電変換素子で受信されたエコー信号に適切な遅延を与えて加算することで定められた位置または方向からの超音波のみを検出する。そして、送信部3による送信処理及び受信部4による受信処理を行うことで1枚の画像フレームに対応する複数の受信信号を取得し、これを繰り返し連続して行うことで複数の画像フレームに対応する複数の受信信号で取得する。そして、これら受信信号は、断層画像処理部5、測定領域設定部7およびIMT計測部8へ供給される。
The
なお、この受信信号は、例えば、超音波探触子101の振動子が配列された一次元方向(以下、配列方向とする。)と超音波の送信方向(以下、深さ方向とする。)からなる複数の信号からなり、各信号はエコー信号の振幅から変換された電気信号をA/D変換したデジタル信号を意味する。
The received signal is, for example, a one-dimensional direction in which the transducers of the
断層画像処理部5は、一般的な超音波診断装置と同様の構造を備える。図示はしていないが、断層画像処理部5は、例えば各種フィルタ、検波器、対数増幅器、走査変換器、およびその他の信号/画像処理器などを含み、主に受信信号の振幅を解析して、被検体の内部構造が画像化されたデータ(以下、Bモード画像データとする。)を生成する。このBモード画像データは、表示器102に表示するためのデータであって、主に受信信号の信号強度に応じた輝度信号へと変換し、その輝度信号を直交座標系に対応するように座標変換を施した画像信号である。受信信号はデジタル化されているため、受信信号の信号強度に応じた輝度信号への変換は、上述したハードウエアによらず、ソフトウエアによって実現してもよい。
The tomographic image processing unit 5 has the same structure as a general ultrasonic diagnostic apparatus. Although not shown, the tomographic image processing unit 5 includes, for example, various filters, a detector, a logarithmic amplifier, a scan converter, and other signal / image processors, and mainly analyzes the amplitude of the received signal. Then, data in which the internal structure of the subject is imaged (hereinafter referred to as B-mode image data) is generated. This B-mode image data is data to be displayed on the
心拍情報取得部6は、被検体から心拍同期信号を取得する。心拍情報取得部6は、例えば、心拡張末期を示すタイミングを取得する。心拍情報取得部6は、具体的には、心電計であって、R波のタイミングを心拍同期信号として測定領域設定部7およびIMT計測部8に出力する。なお、心拍情報取得部6は、心電計に限定されるものではなく、心音計を用いることも可能である。また、心拍情報取得部6は、例えば特許第4189405号に示すように、エコー信号、受信信号または超音波画像から取得する構成であってもよい。この場合、心拍情報取得部6の機能は、ソフトウエアによって構成され得る。なお、心時相は、1心拍中における所定のタイミングであればよく、心拡張末期に限定されるものでもない。
The heartbeat
心拍情報取得部6に心電計あるいは心音計を用いる場合、心拍情報取得部6は必ずしも超音波診断装置100に内蔵されている必要はない。この場合、超音波診断装置100は心拍情報取得部6を含んでおらず、分離された別の機器として心電計あるいは心音計を超音波診断装置100に接続し、被検体からの心拍同期信号を取得するように構成されていてもよい。
When an electrocardiograph or a heart sound meter is used for the heart rate
測定領域設定部7は、図2に示すように第1の特性値算出部71、血管候補位置選定部72、血管位置決定部73および測定領域決定部74を含み、受信部4の出力である受信信号を解析して、IMTを求める血管壁を含む領域に測定領域を設定する。なお、実施の形態1においては、測定領域を設定するための受信信号は、心拍情報取得部6の出力である心拍同期信号のタイミングで取得する例で説明する。
As shown in FIG. 2, the measurement
第1の特性値算出部71は、心拍同期信号のタイミングで取得した深さ方向における各位置の受信信号の信号強度に基づき第1の特性値を算出する。この第1の特性値は、後述の血管候補位置選定部72が血管候補となる位置を選定するために用いる指標である。
The first characteristic
第1の特性値は、受信信号そのものの信号強度に基づき算出してもよいし、受信信号に基づき所定の処理が行われた信号の信号強度に基づき算出してもよい。この受信信号に基づき所定の処理が行われた信号とは、受信信号の信号強度に対応した信号強度を示す信号のことである。この受信信号に基づき所定の処理が行われた信号の具体的例としては、輝度信号や輝度信号を生成する過程で所定の処理が行われた信号である。この輝度信号や輝度信号を生成する過程で所定の処理が行われた信号は、受信信号の信号強度に対応する。実施の形態1においては、理解を容易にするために第1の特性値を、受信信号に基づき所定の処理が行われた信号で説明を行い、その具体例として輝度信号に基づき算出された第1の特性値で説明を行う。 The first characteristic value may be calculated based on the signal strength of the received signal itself, or may be calculated based on the signal strength of a signal that has undergone predetermined processing based on the received signal. A signal that has been subjected to predetermined processing based on the received signal is a signal that indicates a signal strength corresponding to the signal strength of the received signal. A specific example of a signal that has been subjected to predetermined processing based on the received signal is a luminance signal or a signal that has undergone predetermined processing in the process of generating the luminance signal. This luminance signal or a signal that has undergone predetermined processing in the process of generating the luminance signal corresponds to the signal strength of the received signal. In the first embodiment, in order to facilitate understanding, the first characteristic value is described using a signal that has been subjected to predetermined processing based on a received signal, and a specific example thereof is calculated based on a luminance signal. The description will be made with the characteristic value of 1.
なお、図1に示す超音波診断装置100は、受信部4から測定領域設定部7(第1の特性値算出部71)が受信信号を受け取るように示している。しかし、第1の特性値算出部71が、受信信号に基づき所定の処理が行われた信号を用いて第1の特性値を算出する場合、第1の特性値算出部71は、その受信信号に基づき所定の処理が行われた信号が生成された機能ブロックから供給された信号に基づき第1の特性値を算出するように構成される。したがって、輝度信号に基づき第1の特性値を算出する構成である場合、図示していないが、第1の特性値算出部71は、断層画像処理部5で生成された輝度信号を用いて第1の特性値を算出することとなる。
Note that the ultrasonic
第1の特性値算出部71は、予め所定の基準パターンを有し、深さ方向における輝度信号の信号強度に対し、基準パターンを用いた一般的なパターンマッチング処理を行うことで第1の特性値を算出する。この基準パターンは、深さ方向において浅い位置から深い位置に沿って現れる血管の前壁、血管内腔および後壁の順に現れる特徴的な輝度信号の信号強度パターンに基づき設定されたものである。
The first characteristic
血管候補位置選定部72は、第1の特性値算出部71で算出した第1の特性値に基づき第1の血管候補位置と第2の血管候補位置とを選定する。なお、ここでいう血管位置とは、深さ方向における前壁、血管内腔および後壁を含む範囲の一部または全部のことをいい、血管候補位置とはその血管位置の候補となり得る位置のことである。実施の形態1では、血管位置における特定の位置である基準位置に基づき血管候補位置を選定している。
The blood vessel candidate
血管候補位置選定部72の詳細な説明を次に行う。血管候補位置選定部72は、取得した深さ方向における輝度信号から、深さ方向において、もっとも血管らしさを示す位置を第1の血管候補位置として選定する。また、血管候補位置選定部72は、第1の血管候補位置よりも深い位置における輝度信号から、深さ方向の第1の血管候補位置よりも深い領域において、最も血管らしさを示した位置を第2の血管候補位置として選定する。
A detailed description of the blood vessel candidate
より詳細には、血管候補位置選定部72は、深さ方向における輝度信号の信号強度に基づくパターンマッチング処理で、最も基準パターンにマッチした位置を基準位置として第1の血管候補位置を選定する。そして、血管候補位置選定部72は、第1の血管候補位置よりも深い位置における輝度信号の信号強度の中から最も基準パターンにマッチした位置を基準位置として第2の血管候補位置を選定する。すなわち、血管候補位置選定部72で選定される血管候補位置は、基準位置を基準として深さ方向に血管の前壁、血管内腔および後壁を含む範囲の一部または全部における所定の範囲を血管位置として選定する。
More specifically, the blood vessel candidate
血管位置決定部73は、第1の血管候補位置および第2の血管候補位置に基づき、頚動脈の位置を決定する。具体的には、血管位置決定部73は、第1の血管候補位置および第2の血管候補位置の輝度信号の信号強度に基づき、第2の血管候補位置に対応する組織が血管であるか否かを判定する。そして、血管位置決定部73は、その判定結果と深さ方向における頚動脈と頚静脈の位置関係に基づき、第1の血管候補位置および第2の血管候補位置から頚動脈の位置を決定する。より詳細な説明は、以下において行う。
The blood vessel
測定領域決定部74は、血管位置決定部73において頚動脈の位置として出力された位置を基準に、IMT測定を行う範囲を規定する測定範囲を決定する。具体的には、測定領域決定部74は、例えば、被検体表面に配置された超音波探触子101の圧電変換素子の配列方向(音響線方向)および深さ方向において、それぞれの所定の長さを有する矩形の領域を画定するための情報、つまり所定の形状および大きさの領域に関する情報を格納している。所定の長さは、ユーザインターフェース2による操作者からの入力によって変更可能であってもよい。測定領域決定部74は、血管位置決定部73で決定された頚動脈の血管位置を基準として、矩形の領域を観測領域内に配置し、測定領域を決定する。したがって、頚動脈の後壁をIMT測定の対象とする場合には、所定の測定領域の深さ方向の長さは、頚動脈の後壁を含む値であることが好ましい。測定領域決定部74は、決定した測定領域の情報をIMT計測部8へ出力する。
The measurement
IMT計測部8は、測定領域設定部7から出力される測定領域の情報に基づき、測定領域内にある受信信号を解析して、頚動脈の血管壁の内腔内膜境界および中膜外膜境界を検出し、その間の距離を計測することでIMTを算出する。そして、IMT計測部8は、算出された測定領域内の境界間の距離のうち、例えば、最大値(maxIMT)、または平均値(meanIMT)をIMT値として算出する。なお、具体的なIMTの算出手順は、例えば、特許第4829960号などに記述された一般的な方法を用いることができる。なお、本実施形態では、IMT計測を行うタイミングは、心拍情報取得部6の出力である心拍同期信号のタイミングとしている。
The
表示処理部9は、断層画像処理部5からのBモード画像データを断層画像として表示する処理を行う。また、表示処理部9は、IMT計測部8からのIMT測定結果を表示器102に表示する処理を行う。なお、表示処理部9は、表示器102に表示する断層画像の測定領域内の血流内膜境界および中膜外膜境界を強調表示する処理を行ってもよく、また、断層画像上に測定領域を示す画像を重畳表示する処理を行ってもよい。これらの処理に基づき、表示器102には、断層画像、IMT測定結果等が表示される。
The display processing unit 9 performs processing for displaying the B-mode image data from the tomographic image processing unit 5 as a tomographic image. The display processing unit 9 performs processing for displaying the IMT measurement result from the
制御部10は、ユーザインターフェース2の指令に応じて、超音波診断装置100全体(制御器1内の各ブロック)を制御する。
The
以上の構成からなる超音波診断装置100の具体的な動作を、操作者の操作も踏まえて、図3の動作フローチャートを用いて説明する。なお、断層画像処理部5での処理は、一般的な超音波診断装置と同様であるため説明を省略し、頚動脈の血管壁に測定領域を設定し、その測定領域内のIMTを計測する動作について説明する。
A specific operation of the ultrasonic
ステップ1(S01)では、超音波探触子101を被検体の頸部表面に配置し、送信部3および受信部4の処理により、頚動脈の長軸断面を含む受信信号を逐次取得する。そして、送信部3の送信処理および受信部4の受信処理により、1枚の画像フレームに対応する複数の受信信号を取得する。これを繰り返すことによって1心拍期間中における複数の画像フレームに対応する受信信号を取得する。
In step 1 (S01), the
ステップ2(S02)では、心拍情報取得部6が、被検体からの所定のタイミングの心拍同期信号を取得し、測定領域設定部7およびIMT計測部8に出力する。なお、ここでは、前述の通り、心拍情報取得部6は、心拍同期信号としてR波のタイミングを取得する。
In step 2 (S02), the heartbeat
ステップ3(S03)では、第1の特性値算出部71が、心拍同期信号のタイミングで取得した深さ方向における各位置の受信信号の信号強度または受信信号に基づき所定の処理が行われた信号に基づき、一般的なパターンマッチング処理により第1の特性値を算出する。なお、ここでは、上述の通り、第1の特性値算出部71は、断層画像処理部5から出力された輝度信号をパターンマッチング処理することで第1の特性値を算出する。
In step 3 (S03), the first characteristic
第1の特性値の算出方法の一例を、図4を用いて以下に説明する。 An example of a first characteristic value calculation method will be described below with reference to FIG.
図4(a)は頚動脈の長軸断面を含む断層画像であって、図4(a)中の縦方向が超音波を送信する方向である深さ方向、横方向が音響線方向(音響線の配列方向)を示している。また、図4(b)は、図4(a)で示した断層画像の深さ方向のそれぞれの位置において、所定の範囲の音響線方向の輝度信号を平均化した平均輝度信号を示す図である。第1の特性値算出部71は、この平均輝度信号を用いて第1の特性値を算出する。
4A is a tomographic image including a long-axis cross section of the carotid artery. In FIG. 4A, the vertical direction is the depth direction in which ultrasonic waves are transmitted, and the horizontal direction is the acoustic line direction (acoustic line). The direction of arrangement). FIG. 4B shows an average luminance signal obtained by averaging the luminance signals in the acoustic line direction within a predetermined range at each position in the depth direction of the tomographic image shown in FIG. is there. The first characteristic
図4(c)は、血管位置を検出するための基準パターンである。頚動脈の長軸断面の断層画像は、図4(a)から理解されるように、深さ方向に沿って浅い位置から深い位置にかけて順に前壁201、血管内腔206、後壁202の順に表示される。この場合、図4(b)から理解されるように、前壁201に対応する平均輝度信号は、他の深さ位置における平均輝度信号よりも相対的に強く現れる。そして、血管内腔206の平均輝度信号は、他の深さ位置における平均輝度信号よりも相対的に弱くなる。後壁202に対応する平均輝度信号は、前壁201と同様に他の深さ位置における平均輝度信号よりも相対的に強くなる。これは、深さ方向における血管の特徴的な輝度信号の強度パターンである。
FIG. 4C shows a reference pattern for detecting a blood vessel position. As understood from FIG. 4A, the tomographic images of the carotid artery long-axis cross section are displayed in order of the
この基準パターンは、図4(c)に示すように、上記のように深さ方向における浅い位置から深い位置にかけて現れる前壁201、血管内腔206、後壁202の頚動脈の特徴的な頚動脈の平均輝度信号の強度パターンに対応している。なお、頚動脈の平均輝度信号の強度パターンに対応するため、図4(c)で示すような基準パターンを用いているが、この基準パターンは、第1の特性値の算出に用いる信号(すなわち、受信信号や受信信号に基づき所定野処理が行われた信号)の頚動脈特有の強度パターンに応じて、適宜変更してもよい。
As shown in FIG. 4C, this reference pattern is a characteristic carotid artery of the carotid artery of the
そして、図4(b)に示す平均輝度信号のそれぞれの深さ位置に対して、図4(c)の基準パターンを用いたパターンマッチングを行うと、図4(d)に示すマッチング係数が求められる。このマッチング係数が、第1の特性値である。パターンマッチングは、基準パターンの深さ方向の中心を平均輝度信号の深さ方向に設定された複数の計測点のそれぞれに一致させ、マッチング係数を求める。求めたマッチング係数を移動加重平均することによって、深さ方向の第1の特性値曲線を作成してもよい。 When pattern matching using the reference pattern of FIG. 4C is performed on each depth position of the average luminance signal shown in FIG. 4B, the matching coefficient shown in FIG. 4D is obtained. It is done. This matching coefficient is the first characteristic value. In pattern matching, the center of the reference pattern in the depth direction is matched with each of a plurality of measurement points set in the depth direction of the average luminance signal, and a matching coefficient is obtained. The first characteristic value curve in the depth direction may be created by moving-weighting the obtained matching coefficient.
ステップ4(S04)は、血管候補位置選定部72が、第1の特性値に基づき、第1の血管候補位置と第2の血管候補位置を選定する。
In step 4 (S04), the blood vessel candidate
ステップ3(S03)で求めた第1の特性値(マッチング係数)は、基準パターンにマッチした部分ほど大きな値を示す。すなわち、基準パターンにマッチするほど、その位置が血管らしさを示している位置と評価されるため、血管候補位置選定部72は、そのマッチした位置を血管候補位置として選定することができる。なお、実施の形態1では、血管候補位置選定部72が、最も基準パターンにマッチした位置を基準位置として第1の血管候補位置を選定し、第1の血管候補位置よりも深い位置において最も基準パターンにマッチした位置を基準候補として第2の血管候補位置を選定する構成で説明する。従って、図4(c)で示した基準パターンを用いた場合、血管候補位置選定部72が選定する基準位置は、血管内腔に相当する特定の位置である。
The first characteristic value (matching coefficient) obtained in step 3 (S03) shows a larger value as the part matches the reference pattern. That is, as the position matches the reference pattern, the position is evaluated as a position indicating the likelihood of a blood vessel, so the blood vessel candidate
一方、例えば、図4(c)の基準パターンの正負を逆にした基準パターンを用いた場合、上記の説明とは逆に、第1の特性値が最小となる深さを血管候補位置として求めることができる。すなわち、この場合、最も基準パターンにマッチしなかった深さ位置が、頚動脈の血管位置となる。本願においては、血管の前壁、血管内腔および後壁の前記信号強度に対応した基準パターンの正負を逆にした基準パターンを用いた場合にも、第一の特性値が小さい値を示す部分ほど、「マッチした」と言うこととする。 On the other hand, for example, when the reference pattern obtained by reversing the sign of the reference pattern in FIG. 4C is used, the depth at which the first characteristic value is minimized is obtained as the blood vessel candidate position, contrary to the above description. be able to. That is, in this case, the depth position that is the least matched with the reference pattern is the vascular position of the carotid artery. In the present application, even when a reference pattern in which the reference pattern corresponding to the signal intensity of the anterior wall, vascular lumen and posterior wall of the blood vessel is reversed is used, the first characteristic value has a small value. Let's say “matched”.
ステップ4(S04)を詳述する。血管候補位置選定部72は、まず、図4(d)の第1の特性値の極大点の中から最も大きい値を示す極大点に対応する深さ位置を基準位置として第1の血管候補位置を選定する。そして、第1の血管候補位置より深い位置に現れる極大点の中で最も大きい値を示す極大点に対応する深さ位置を、基準位置として第2の血管候補位置を選定する。
Step 4 (S04) will be described in detail. First, the blood vessel candidate
このように血管候補位置選定部72が、第1の血管候補位置と第2の血管候補位置とを選定する理由を以下に説明する。
The reason why the blood vessel candidate
本来であれば、上述の通り基準パターンにマッチした部分は、血管らしさを示す位置と評価される。それゆえ、最も基準パターンにマッチした位置を基準として、一般的な深さ方向における血管の太さ(すなわち、深さ方向における前壁から後壁までの距離)を含む範囲を頚動脈の位置として決定することができる。しかしながら、断層画像上に頚動脈と頚静脈とが表示される画像フレームの受信信号が得られた場合、頚静脈も頚動脈と同じ血管であるがゆえに、同じような血管の特徴的な輝度信号の強度パターンを示してしまう。その結果、頚静脈を頚動脈の位置として誤検出してしまう場合がある。それゆえ、血管候補位置選定部72が第1の血管候補位置と第2の血管候補位置とを選定し、後述するステップの処理により、頚動脈の位置を決定する。
Originally, as described above, the portion that matches the reference pattern is evaluated as a position that indicates the likelihood of blood vessels. Therefore, the position including the thickness of the blood vessel in the general depth direction (that is, the distance from the anterior wall to the posterior wall in the depth direction) is determined as the position of the carotid artery based on the position that most closely matches the reference pattern. can do. However, when the received signal of the image frame in which the carotid artery and the jugular vein are displayed on the tomographic image is obtained, since the jugular vein is the same blood vessel as the carotid artery, the intensity of the characteristic luminance signal of similar blood vessels It shows a pattern. As a result, the jugular vein may be erroneously detected as the position of the carotid artery. Therefore, the blood vessel candidate
ステップ5(S05)では、血管位置決定部73が、第1の血管候補位置と第2の血管候補位置とから頚動脈の位置を決定する。具体的には、図5および図6を用いて説明する。
In step 5 (S05), the blood vessel
図5(a)は、頚動脈および頚静脈が表示された断層画像であり、この断層画像の平均輝度信号に基づき(図5(b))、所定の基準パターン(図5(c))を用いてパターンマッチングを行うことにより、図5(d)に示す第1の特性値を取得している。一方、図6(a)は、断層画像上に頚動脈のみが表示された画像であり、この断層画像の平均輝度信号に基づき(図6(b))、図5(c)と同じ所定の基準パターン(図6(c))を用いてパターンマッチングをすることにより、図6(d)に示す第1の特性値を取得している。 FIG. 5A is a tomographic image in which the carotid artery and the jugular vein are displayed. Based on the average luminance signal of the tomographic image (FIG. 5B), a predetermined reference pattern (FIG. 5C) is used. By performing pattern matching, the first characteristic value shown in FIG. 5D is acquired. On the other hand, FIG. 6A is an image in which only the carotid artery is displayed on the tomographic image, and based on the average luminance signal of this tomographic image (FIG. 6B), the same predetermined reference as FIG. By performing pattern matching using the pattern (FIG. 6C), the first characteristic value shown in FIG. 6D is acquired.
図5(d)から理解されるように、第1の特性値の極大点の中から最も大きい値を示す極大点が第1の血管候補位置301の基準位置であり、第1の血管候補位置301より深い位置において、最も大きい値を示す極大点が第2の血管候補位置302の基準位置となる。
As can be understood from FIG. 5D, the maximum point indicating the largest value among the maximum points of the first characteristic value is the reference position of the first blood
血管位置決定部73は、第1の血管候補位置301および第2の血管候補位置302のいずれが頚動脈の位置であるかを、第1の血管候補位置301における基準位置の第1の特性値に対する第2の血管候補位置302における基準位置の第1の特性値の比率に基づいて決定する。
The blood vessel
具体的には、血管位置決定部73は、第1の条件として所定の第1の閾値を保持している。第1の閾値はたとえば0.9である。血管位置決定部73は、第1の血管候補位置301における基準位置の第1の特性値に対する第2の血管候補位置302における基準位置の第1の特性値の比率を求め、この比率が第1の閾値以上(図5(d)中には「僅差」と表示している。)であれば、第2の血管候補位置に対応する組織は、血管であると判定する。そして、血管位置決定部73は、その判定結果に基づき第1の血管候補位置は頚静脈の位置であり、第2の血管候補位置は頚動脈の位置であると決定する。一方、比率が、第1の閾値より小さければ、血管位置決定部73は、第2の血管候補位置に対応する組織は、血管以外の組織と判定し、第1の血管候補位置が頚動脈の位置であると決定する。
Specifically, the blood vessel
このように頚動脈の位置を決定する理由は以下の通りである。生体における頚動脈および頚静脈の位置の関係上、断層画像上には、必ず深さ方向において、相対的に浅い位置に頸静脈が現れ、相対的に深い位置に頚動脈が現れる。また、頚動脈も頚静脈も同じ血管であるので、算出した第1の特性値は、ほぼ近似した値を示す。したがって、上述のとおり、第1の血管候補位置301における基準位置の第1の特性値に対する第2の血管候補位置302における基準位置の第1の特性値の比率が1に近ければ(2つの第1の特性値が「僅差」)両者は血管であるといる。また、生体の頚動脈と頚静脈の位置関係を考慮すると第2の血管候補位置を頚動脈の位置と決定することができる。
The reason for determining the position of the carotid artery in this way is as follows. Due to the relationship between the positions of the carotid artery and the jugular vein in the living body, on the tomographic image, the jugular vein always appears at a relatively shallow position and the carotid artery appears at a relatively deep position in the depth direction. In addition, since the carotid artery and the jugular vein are the same blood vessel, the calculated first characteristic value is an approximately approximate value. Therefore, as described above, if the ratio of the first characteristic value of the reference position at the second blood
図5(d)では、頚動脈の位置に対応する第1の特性値が、頚静脈の位置に対応する第1の特性値より小さい場合で示した。しかし、断層画像上に頚動脈と頚静脈とが表示される画像フレームの受信信号が得られた場合には、頚動脈の位置に対応する第1の特性値が、頚静脈の位置に対応する第1の特性値より大きい場合もある。この場合においても、上記方法によると、取得した第1の特性値の中で最も大きい値を示す極大点に対応する深さ位置を基準位置として第1の血管候補位置を選定し、第1の血管候補位置よりも深い位置に現れる極大点の中で最も大きい値を示す極大点に対応する深さ位置を基準位置として第2の血管候補位置として選定するので、頚動脈より上にある頚静脈の位置が第1および第2の血管位置の候補となることはない。その結果、血管候補位置選定部72は、筋肉層等の血管以外の他の組織を第2の血管候補位置として選定することとなる。この場合、第2の血管候補位置の第1の特性値は第1の血管候補位置の第1の特性値と比べて小さくなり、2つの第1の特性値の比率は第1の閾値よりも小さくなる。よって、血管位置決定部73は、第2の血管候補位置に対応する組織は、血管以外の組織と判定し、第1の血管候補位置が頚動脈の位置であると決定する。よって、血管候補位置選定部72は、適切に頚動脈の位置を決定することができる。
FIG. 5D shows a case where the first characteristic value corresponding to the position of the carotid artery is smaller than the first characteristic value corresponding to the position of the jugular vein. However, when a reception signal of an image frame in which the carotid artery and the jugular vein are displayed on the tomographic image is obtained, the first characteristic value corresponding to the position of the carotid artery has the first characteristic value corresponding to the position of the carotid vein. It may be larger than the characteristic value. Even in this case, according to the above method, the first blood vessel candidate position is selected using the depth position corresponding to the maximum point indicating the largest value among the acquired first characteristic values as the reference position, and the first The depth position corresponding to the maximum point showing the largest value among the maximum points appearing at positions deeper than the blood vessel candidate position is selected as the second blood vessel candidate position as the reference position, so that the jugular vein above the carotid artery The position is never a candidate for the first and second blood vessel positions. As a result, the blood vessel candidate
一方、図6のように断層画像上に頚動脈のみが表示される場合、図6(d)から理解されるように、第1の特性値の極大点の中から最も大きい値を示す極大点が第1の血管候補位置303の基準位置であり、第1の血管候補位置303より深い位置において、最も大きい値を示す極大点が第2の血管候補位置304の基準位置となる。この場合、頚動脈より深い位置にさらに血管は存在しないため、第2の血管候補位置は、筋肉層等の血管以外の他の組織に設定される。
On the other hand, when only the carotid artery is displayed on the tomographic image as shown in FIG. 6, as understood from FIG. 6D, the maximum point indicating the largest value among the maximum points of the first characteristic value is displayed. The reference point of the first blood
血管位置決定部73は、第1の血管候補位置303の第1の特性値に対する第2の血管候補位置304の第1の特性値の比率を求め、第1の閾値と比較する。図6(d)に示すように、第1の血管候補位置301における基準位置の第1の特性値に対する第2の血管候補位置302における基準位置の第1の特性値の比率が、第1の閾値未満(図6(d)中には「僅差ではない」と表示している。)であるため、血管位置決定部73は、第2の血管候補位置に対応する組織は、血管以外の組織と判定し、第1の血管候補位置を頚動脈の位置として決定する。
The blood vessel
このように、断層画像上に頚動脈のみが表示される場合には、第1の血管候補位置および第2の血管候補位置の基準位置における第1の特性値に大きな乖離が生じるため、第2の血管候補位置は、血管の位置ではないと判定され、第1の血管候補位置を頚動脈の位置と決定できる。 As described above, when only the carotid artery is displayed on the tomographic image, the first characteristic value at the reference position of the first blood vessel candidate position and the second blood vessel candidate position has a large difference. It is determined that the blood vessel candidate position is not a blood vessel position, and the first blood vessel candidate position can be determined as the carotid artery position.
なお、血管位置決定部73が保持する第1の閾値は、第1の特性値を算出する受信信号または受信信号に基づく信号、パターンの形状、振幅の大きさ、パターン長といった基準パターンの種類に応じて、適宜設定することができる。
Note that the first threshold value held by the blood vessel
また、実施の形態1においては、血管位置決定部73は、第1の血管候補位置301における基準位置の第1の特性値に対する第2の血管候補位置302における基準位置の第1の特性値の比率に基づき、頚動脈の血管候補を決定するように構成されていた。しかし、本発明はこれに限定されず、例えば、第1の血管候補位置の基準位置の第1の特性値と第2の血管候補位置の基準位置の第1の特性値との差分を求め、差分が第1の閾値よりも大きいか否か基づいて頚動脈の血管候補を決定するように構成されていてもよい。
In the first embodiment, the blood vessel
ステップ6(S06)では、測定領域決定部74が、血管位置決定部73で決定した頚動脈の位置を基準に、あらかじめ格納されていた所定の形状および大きさの領域に関する情報を用い、観測領域内に所定の範囲の測定領域を配置することで血管壁を跨ぐように測定領域を設定する。
In step 6 (S06), the measurement
具体的には、頚動脈の太さは4〜10mm程度、IMTは最大5mm程度であるから、上端を決定した頚動脈の基準位置とし、あらかじめ決められた縦方向の長さを、例えば10mm程度として、測定領域を設定すればよい。または、決定した頚動脈の位置から深さ方向に向けて閾値処理やパターンマッチングなどを用いて血管壁を検出し、その位置からあらかじめ決められた距離、例えば1mm程度だけ浅い方向を上端とし、あらかじめ決められた高さ、例えば6mm程度の測定領域を設定すればよい。 Specifically, since the thickness of the carotid artery is about 4 to 10 mm and the IMT is about 5 mm at the maximum, the upper end is set as the reference position of the carotid artery, and the predetermined longitudinal length is set to about 10 mm, for example, What is necessary is just to set a measurement area. Alternatively, a blood vessel wall is detected from the determined carotid artery position in the depth direction using threshold processing or pattern matching, and a predetermined distance, for example, a direction shallower by about 1 mm is used as the upper end and determined in advance. What is necessary is just to set the measured area | region of about 6 mm, for example.
ステップ7(S07)では、IMT計測部8が、設定した測定領域に基づき、測定領域内のIMT計測を行う。例えば、測定領域内のIMTの最大厚(maxIMT)や平均厚(meanIMT)をIMT値として確定する。
In step 7 (S07), the
以上のように、実施の形態1で示した本発明の超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法は、断層画像に頚動脈および頚静脈の両方が含まれる場合であっても、頚動脈を含む測定領域をより精度よく決定することができる。 As described above, the ultrasonic diagnostic apparatus and the control method for the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention described in the first embodiment include the carotid artery even when the tomographic image includes both the carotid artery and the jugular vein. The measurement area can be determined with higher accuracy.
(実施の形態2)
以下、実施の形態2による超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法および超音波診断装置の制御器について、図面を参照しながら説明する。実施の形態2の超音波診断装置は、頚動脈のIMTを測定するためにより精度良く測定領域が設定可能である。(Embodiment 2)
Hereinafter, an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic diagnostic apparatus control method, and an ultrasonic diagnostic apparatus controller according to Embodiment 2 will be described with reference to the drawings. The ultrasonic diagnostic apparatus of the second embodiment can set the measurement region with higher accuracy in order to measure the IMT of the carotid artery.
本実施の形態の超音波診断装置は、実施の形態1とは異なる構成を有する測定領域設定部7を備えている。その他の構成要素は実施の形態1と同一であるため、主として測定領域設定部7を説明する。測定領域設定部7は、図7に示すように第1の特性値算出部71、血管候補位置選定部72、血管位置決定部76、測定領域決定部74および第2の特性値算出部75を含む。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment includes a measurement
第1の特性値算出部71、血管候補位置選定部72および測定領域決定部74は、実施の形態1の超音波診断装置と同様に構成されている。
The first characteristic
第2の特性値算出部75は、第1の血管候補位置の血管内腔に相当する位置の受信信号の信号強度または受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度と、血管壁に相当する位置の受信信号の信号強度または受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度とに基づき、第2の特性値を算出する。具体的には、第1の血管候補位置の基準位置と、深さ方向において第1の血管候補位置の基準位置から所定の距離だけ離れた位置とにおける、受信信号の信号強度または受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度の比あるいは差を第2の特性値として算出する。なお、ここでは実施の形態1同様、第2の特性値算出部75は、輝度信号を用い、第1の血管候補位置の基準位置の輝度と、深さ方向において第1の血管候補位置の基準位置から所定の距離だけ離れた位置の輝度とのコントラスト比を第2の特性値として算出する。第2の特性値算出部75は、2つの位置におけるコントラストの差を第2の特性値として算出してもよい。
The second characteristic
また、ここでいう深さ方向において第1の血管候補位置の基準位置から所定の距離離れた位置とは、深さ方向において、第1の血管候補位置を血管内腔の中心とした場合における血管壁に相当する位置である。この所定の距離は、頚動脈の太さが一般的4mm〜10mm程度、IMTが最大5mm程度であるため、これを基準に設定することができる。 In addition, the position in the depth direction that is a predetermined distance away from the reference position of the first blood vessel candidate position is a blood vessel in the case where the first blood vessel candidate position is the center of the blood vessel lumen in the depth direction. It is the position corresponding to the wall. The predetermined distance can be set based on the standard thickness of the carotid artery of about 4 mm to 10 mm and the maximum IMT of about 5 mm.
血管位置決定部76は、実施の形態1と同様、第1の血管候補位置301の基準位置の第1の特性値に対する第2の血管候補位置302の基準位置の第1の特性値の比率に基づき、頚動脈の位置を決定する。血管位置決定部76は、第1の閾値に代えて、第2、第3及び第4の閾値を保持している。実施の形態1では、求めた比率を所定の第1の閾値と比較することによって頚動脈の位置を決定していたが、実施の形態2は、求めた比率と、第2および第3の条件である第2および第3の閾値を用いて、頚動脈の位置を決定する。
Similar to the first embodiment, the blood vessel
また、血管位置決定部76は、求めた比率と、所定の第2の閾値および所定の第3の閾値を用いて、頚動脈の血管位置を決定できなかった場合、第2の特性値と第4の条件である第4の閾値とを用いて頚動脈の位置を決定する。
In addition, when the blood vessel
以上の構成からなる超音波診断装置100の具体的な動作を、操作者の操作も踏まえて、図8の動作フローチャートを用いて説明する。なお、実施の形態1と同様、断層画像処理部5での処理は、一般的な超音波診断装置と同様であるため説明を省略し、頚動脈の血管壁に測定領域を設定し、その測定領域内のIMTを計測する動作を説明する。
A specific operation of the ultrasonic
また、本実施の形態における、ステップ1(S101)〜ステップ4(S104)、ステップ6(106)およびステップ7(107)は、それぞれ実施の形態1で説明した図3のステップ1(S01)〜ステップ4(S04)、ステップ6(06)およびステップ7(07)に対応し、これらステップと同様であるので説明を省略する。
Further, Step 1 (S101) to Step 4 (S104), Step 6 (106) and Step 7 (107) in the present embodiment are the same as Step 1 (S01) to Step 1 (S01) in FIG. 3 described in
ステップ5(S105)では、血管位置決定部76が、第2の閾値と第3の閾値を用いて、第1の血管候補位置と第2の血管候補位置から頚動脈の位置を決定する。ここで、第2の閾値は、実施の形態1の第1の閾値より大きな値であって、第1の血管候補位置の第1の特性値に対する第2の血管候補位置の第1の特性値の比率が、第2の閾値以上であれば、実験的にほぼ確実に第2の血管候補位置に対応する組織が血管であると決定できる値に設定されている。また、第3の閾値は、実施の形態1の第1の閾値よりも小さい値であって、第1の血管候補位置の第1の特性値に対する第2の血管候補位置の第1の特性値の比率が、第3の閾値以下であれば、実験的にほぼ確実に第2の血管候補位置に対応する組織が血管でないと決定できる値に設定されている。
In step 5 (S105), the blood vessel
まず、実施の形態1と同様、血管位置決定部76は、第1の血管候補位置と第2の血管候補位置のいずれが頚動脈の位置であるかを、第1の血管候補位置の基準位置における第1の特性値に対する第2の血管候補位置の基準位置における第1の特性値の比率により決定する。すなわち、第1の血管候補位置の基準位置における第1の特性値に対する第2の血管候補位置の基準位置における第1の特性値の比率を求める。比率が、第2の閾値以上であれば、第2の血管候補位置に相当する組織は血管であるので、頚動脈と頚静脈の位置関係により、血管位置決定部76は第2の血管候補位置が頚動脈の位置と決定する。
First, as in the first embodiment, the blood vessel
この場合(図8の「Yes」の場合)、ステップ6(S106)に移行し、実施の形態1と同様、ステップ6(S106)で測定領域を設定し、ステップ7(S107)で測定領域内のIMT計測が行われる。 In this case (in the case of “Yes” in FIG. 8), the process proceeds to step 6 (S106), and in the same manner as in the first embodiment, the measurement area is set in step 6 (S106), and in the measurement area in step 7 (S107). IMT measurement is performed.
また、第1の血管候補位置の第1の特性値に対する第2の血管候補位置の第1の特性値の比率が、第3の閾値以下であれば、血管位置決定部76は第1の血管候補位置を頚動脈の位置として決定する。求めた比率が第3の閾値以下であれば、第2の血管候補位置に対応する組織が血管ではないため、頚動脈と頚静脈の位置関係から、第1の血管候補位置を頚動脈の位置として決定することができるからである。
If the ratio of the first characteristic value of the second blood vessel candidate position to the first characteristic value of the first blood vessel candidate position is equal to or smaller than the third threshold value, the blood vessel
この場合も(図8の「Yes」の場合)、ステップ6(S106)に移行し、実施の形態1と同様、ステップ6(S106)で測定領域を設定し、ステップ7(S107)で測定領域内のIMT計測が行われる。 Also in this case (in the case of “Yes” in FIG. 8), the process proceeds to step 6 (S106), and similarly to the first embodiment, the measurement area is set in step 6 (S106), and the measurement area is determined in step 7 (S107). IMT measurement is performed.
一方、第1の血管候補位置の基準位置における第1の特性値に対する第2の血管候補位置の基準位置における第1の特性値の比率が、第3の閾値より大きく、第2の閾値未満であれば、第1の特性値だけでは第2の血管候補位置に対応する組織が血管であるか否か判定できず、頚動脈の位置を正しく決定することができない。よって、この場合(図8の「No」の場合)、ステップ9(S109)に進む。 On the other hand, the ratio of the first characteristic value at the reference position of the second blood vessel candidate position to the first characteristic value at the reference position of the first blood vessel candidate position is greater than the third threshold and less than the second threshold. If there is, the first characteristic value alone cannot determine whether the tissue corresponding to the second blood vessel candidate position is a blood vessel, and the carotid artery position cannot be determined correctly. Therefore, in this case (in the case of “No” in FIG. 8), the process proceeds to Step 9 (S109).
ステップ9(S109)では、第2の特性値算出部75が、第2の特性値を算出する。第2の特性値の算出方法の一例を、図9を用いて具体的に説明する。
In step 9 (S109), the second
図9は、第1の血管候補位置に対応する組織の断層画像である。図9は、第1の血管候補位置が血管である場合を示している。 FIG. 9 is a tomographic image of the tissue corresponding to the first blood vessel candidate position. FIG. 9 shows a case where the first blood vessel candidate position is a blood vessel.
まず、第1の血管候補位置において基準位置の輝度を求めるために、第2の特性値算出部75は、深さ方向において血管内腔に収まるように所定の範囲(以下、血管候補位置の所定の範囲305という。)を設定する。そして、音響線方向の輝度信号を平均化した平均輝度信号を、第1の血管候補位置の所定の範囲305内において平均することによって、第1の血管候補位置における基準位置の輝度(平均輝度信号の深さ方向の平均輝度信号)を算出する。頚動脈は一般的に太さが4mm〜10mm程度、IMTが最大5mm程度であるため、これに基づいて血管候補位置の所定の範囲305を適宜設定することができる。
First, in order to obtain the luminance of the reference position at the first blood vessel candidate position, the second characteristic
一方、第1の血管候補位置に対応する血管壁の輝度を求めるために、深さ方向において、血管壁(前壁201、後壁202の少なくともいずれか一方)内に収まるように所定の範囲(以下、血管壁の所定の範囲306という。)を設定する。そして、音響線方向の輝度信号を平均化した平均輝度信号を、血管壁の所定の範囲306内において平均することによって、第1の血管候補位置に対応する血管壁の輝度(平均輝度信号の深さ方向の平均輝度信号)を算出する。この場合も、上述の一般的な頚動脈の太さ、IMTの情報と、血管候補位置に基づき、血管壁の所定の範囲306を適宜設定することができる。
On the other hand, in order to obtain the luminance of the blood vessel wall corresponding to the first blood vessel candidate position, a predetermined range (within the blood vessel wall (at least one of the
次に、算出した第1の血管候補位置の輝度およびその位置に対応する血管壁の輝度からその比率であるコントラスト比を第2の特性値として算出し、その結果を血管位置決定部76に出力する。なお、ここではコントラスト比を算出する構成を示したが、算出した第1の血管候補位置の輝度とその血管に対応する血管壁の輝度との差分であるコントラストを算出する構成であってもよい。
Next, the contrast ratio, which is the ratio, is calculated as the second characteristic value from the calculated luminance of the first blood vessel candidate position and the luminance of the blood vessel wall corresponding to the position, and the result is output to the blood vessel
ステップ10(S110)は、血管位置決定部76が、第4の閾値を用いて、第2の特性値に基づき、第1の血管候補位置と第2の血管候補位置とから頚動脈の位置を決定する。この第4の閾値は、血管内腔と血管壁の輝度のコントラスト比は、血管以外の他の組織と比較して大きいことを利用して適宜設定されるものであって、第1の血管候補位置における第2の特性値が、第4の閾値以上であれば、第1の血管候補位置を実験的にほぼ確実に血管と判定することができる値に設定する。
In step 10 (S110), the blood vessel
血管位置決定部76は、算出した第2の特性値が、第4の閾値以上であれば、血管内腔と血管壁の輝度のコントラスト比は、血管以外の他の組織と比較して大きいことから、第1の血管候補位置に対応する組織は血管(すなわち、頚静脈)であると判定し、頚動脈と頚静脈の位置関係から、第2の血管候補位置を頚動脈の位置として決定する。一方、血管位置決定部76は、算出した第2の特性値が、第4の閾値未満であれば、第1の血管候補位置に対応する組織が血管であるか否か判定できないため、この場合最も第1の特性値が大きい第1の血管候補位置を頚動脈の位置として決定し、ステップ6(106)へ移行する。
If the calculated second characteristic value is equal to or greater than the fourth threshold value, the blood vessel
その後、実施の形態1と同様、ステップ6(S106)で測定領域を設定し、ステップ7(S107)で測定領域内のIMT計測が行われる。 Thereafter, as in the first embodiment, a measurement region is set in step 6 (S106), and IMT measurement in the measurement region is performed in step 7 (S107).
次に、本実施の形態による超音波診断装置の制御方法において、第1の血管候補位置の基準位置における第1の特性値に対する第2の血管候補位置の基準位置における第1の特性値の比率が、第3の閾値より大きく、第2の閾値未満の場合、上述の手順によって、頚動脈に対してより精度良く測定領域が設定できる理由を図10および図11を用いて説明する。 Next, in the control method of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment, the ratio of the first characteristic value at the reference position of the second blood vessel candidate position to the first characteristic value at the reference position of the first blood vessel candidate position. However, when it is larger than the third threshold value and less than the second threshold value, the reason why the measurement region can be set more accurately for the carotid artery by the above procedure will be described with reference to FIGS.
図10および図11は、それぞれ、第1の血管候補位置の基準位置における第1の特性値に対する第2の血管候補位置の基準位置における第1の特性値の比率が、第3の閾値より大きく、第2の閾値未満である場合の一例である。この場合、血管位置決定部76は、第2の血管候補位置に対応する組織が血管であるか否か判定できないので、頚動脈の位置が、第1の血管候補位置か第2の血管候補位置かを決定できない。そのため、血管位置決定部76は、第2の特性値を用いて頚動脈の位置を決定する。
10 and 11, respectively, the ratio of the first characteristic value at the reference position of the second blood vessel candidate position to the first characteristic value at the reference position of the first blood vessel candidate position is larger than the third threshold value. This is an example of a case that is less than the second threshold. In this case, since the blood vessel
まず、図10の例について説明する。図10(a)は断層画像上に頚動脈および頚静脈が表示された画像であり、図10(b)はこの断層画像の深さ方向における平均輝度信号に基づく強度分布であり、図10(c)は前述同様の基準パターンを用いて移動平均加算することにより得た第1の特性値であり、図10(d)は第2の特性値を示している。上述したように、第2の特性値は、の第1の血管候補位置の基準位置においてのみ求めればよいが、図10(d)には、深さ方向の各位置で求めた値(分布)を示している。 First, the example of FIG. 10 will be described. FIG. 10A is an image in which the carotid artery and the jugular vein are displayed on the tomographic image, and FIG. 10B is an intensity distribution based on the average luminance signal in the depth direction of the tomographic image. ) Is a first characteristic value obtained by moving average addition using a reference pattern similar to that described above, and FIG. 10D shows a second characteristic value. As described above, the second characteristic value may be obtained only at the reference position of the first blood vessel candidate position. FIG. 10D shows values (distribution) obtained at each position in the depth direction. Is shown.
図10(c)に示すように、第1の血管候補位置の第1の特性値に対する第2の血管候補位置の第1の特性値の比率が、実施の形態1で用いた第1の閾値未満ではあるが、その第1の閾値に近い値であった場合(図10(c)には「やや僅差」と表示している)を考える。断層画像上に頚動脈および頚静脈が表示されているため、第1の血管候補位置および第2の血管候補位置はそれぞれ頚動脈および頚静脈にある。 As shown in FIG. 10C, the ratio of the first characteristic value of the second blood vessel candidate position to the first characteristic value of the first blood vessel candidate position is the first threshold value used in the first embodiment. Consider a case where the value is close to the first threshold value (indicated as “slightly close” in FIG. 10C), although it is less. Since the carotid artery and the jugular vein are displayed on the tomographic image, the first blood vessel candidate position and the second blood vessel candidate position are in the carotid artery and the jugular vein, respectively.
本来であれば、頚動脈、頚静脈ともに同じ血管であるため、第1の特性値は、僅差でなければならない。しかし、図10の示す例のように、頚静脈の血管壁と血管内腔の輝度のコントラスト比が、頚動脈の血管壁と血管内腔の輝度のコントラスト比より顕著に良かった場合、第1の血管候補位置の第1の特性値が、相対的に高くなってしまう。これにより、第1の血管候補位置の第1の特性値と第2の血管候補位置の第1の特性値とに大きな差がでてしまう。よって、断層画像中(図10(a))に頚動脈と頚静脈とが表示されていたとしても、頚静脈の位置である第1の血管候補位置を頚動脈の位置と誤検出してしまう可能性がある。 Originally, since the carotid artery and the jugular vein are the same blood vessel, the first characteristic value must be a close difference. However, as in the example shown in FIG. 10, when the contrast ratio of the luminance between the blood vessel wall of the jugular vein and the blood vessel lumen is significantly better than the contrast ratio of the luminance between the blood vessel wall of the carotid artery and the blood vessel lumen, The first characteristic value of the blood vessel candidate position is relatively high. As a result, there is a large difference between the first characteristic value of the first blood vessel candidate position and the first characteristic value of the second blood vessel candidate position. Therefore, even if the carotid artery and the jugular vein are displayed in the tomographic image (FIG. 10A), the first blood vessel candidate position that is the position of the jugular vein may be erroneously detected as the position of the carotid artery. There is.
しかし、断層画像に表示される血管の血管内腔と血管壁の輝度のコントラスト比は、血管以外の他の組織と比較して大きい。このため、第2の特性値が第4の閾値以上であれば、第1の血管候補位置は血管であり、第1の血管候補位置も第2の血管候補位置も共に血管の位置を検出していると判断でき、頚動脈と頚静脈の位置関係から、第2の血管候補位置を頚動脈の位置として決定することができる。 However, the contrast ratio of the luminance of the blood vessel lumen and the blood vessel wall displayed in the tomographic image is larger than that of other tissues other than the blood vessel. For this reason, if the second characteristic value is equal to or greater than the fourth threshold value, the first blood vessel candidate position is a blood vessel, and both the first blood vessel candidate position and the second blood vessel candidate position are detected as blood vessel positions. From the positional relationship between the carotid artery and the jugular vein, the second candidate blood vessel position can be determined as the position of the carotid artery.
次に、図11の例について説明する。図11(a)は断層画像上に頚動脈のみが表示され、全体的に多重エコーによるものと思われるノイズの多い画像である。図11(b)はこの断層画像の深さ方向における平均輝度信号に基づく強度分布であり、図10(c)は前述同様の基準パターンを用いて移動平均加算することにより得た第1の特性値であり、図10(d)は第2の特性値を示している。 Next, the example of FIG. 11 will be described. FIG. 11A shows a noisy image in which only the carotid artery is displayed on the tomographic image and is considered to be entirely due to multiple echoes. FIG. 11B shows an intensity distribution based on the average luminance signal in the depth direction of this tomographic image, and FIG. 10C shows the first characteristic obtained by moving average addition using the same reference pattern as described above. FIG. 10D shows the second characteristic value.
図11(c)に示すように、第1の血管候補位置の基準位置における第1の特性値に対する第2の血管候補位置の基準位置における第1の特性値の比率が、実施の形態1で用いた第1の閾値以上ではあるが、その第1の閾値に近い値であった場合(図11(c)には「やや僅差」と表示している)を考える。断層画像上に頚動脈のみが表示されているため、第1の血管候補位置は頚動脈にあり、第2の血管候補位置は頚動脈以外の組織にある。 As shown in FIG. 11C, the ratio of the first characteristic value at the reference position of the second blood vessel candidate position to the first characteristic value at the reference position of the first blood vessel candidate position is the same as that in the first embodiment. Consider a case where the value is equal to or greater than the first threshold value used but is close to the first threshold value (shown as “slightly close” in FIG. 11C). Since only the carotid artery is displayed on the tomographic image, the first blood vessel candidate position is in the carotid artery, and the second blood vessel candidate position is in a tissue other than the carotid artery.
本来であれば、頚動脈と筋肉組織等の頚動脈以外の組織とは、組織が異なることから、第1の血管候補位置と第2の血管候補位置の基準位置における第1の特性値は、僅差ではない。しかし、図11に示す例のように、頚動脈全体あるいは内腔にノイズがのることにより、本来、頚動脈の位置である第1の血管候補位置の基準位置における第1の特性値が、相対的に低くなってしまう。これにより、第1の血管候補位置の基準位置における第1の特性値と第2の血管候補位置の基準位置における第1の特性値とが、僅差となってしまう。よって、断層画像中(図11(a))に頚静脈が表示されていなかったとしても、第2の血管候補位置を頚動脈の位置と誤検出してしまう可能性がある。 Originally, since the tissue is different from the tissue other than the carotid artery such as the carotid artery and the muscular tissue, the first characteristic value at the reference position of the first blood vessel candidate position and the second blood vessel candidate position is not very different. Absent. However, as shown in the example shown in FIG. 11, the first characteristic value at the reference position of the first blood vessel candidate position, which is the position of the carotid artery, is originally relative due to noise on the entire carotid artery or the lumen. It will be low. As a result, the first characteristic value at the reference position of the first blood vessel candidate position and the first characteristic value at the reference position of the second blood vessel candidate position are slightly different. Therefore, even if the jugular vein is not displayed in the tomographic image (FIG. 11A), the second blood vessel candidate position may be erroneously detected as the carotid artery position.
しかし、算出した第2の特性値が第4の閾値未満であれば、第2の血管候補位置に対応する組織が血管であるか否か判定できないため、最も第1の特性値が大きい第1の血管候補位置はノイズののった血管であると判定し、第1の血候補補位置を頚動脈の位置として決定する。 However, if the calculated second characteristic value is less than the fourth threshold value, it cannot be determined whether or not the tissue corresponding to the second blood vessel candidate position is a blood vessel. Therefore, the first characteristic value having the largest first characteristic value is used. The blood vessel candidate position is determined to be a blood vessel with noise, and the first blood candidate complementary position is determined as the position of the carotid artery.
このように、実施の形態2で示した本発明の超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法によれば、断層画像に頚動脈および頚静脈の両方が含まれる場合であっても、頚動脈に対し、より精度よく測定領域を設定することができる。 As described above, according to the ultrasonic diagnostic apparatus and the control method of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention shown in the second embodiment, even when both the carotid artery and the jugular vein are included in the tomographic image, On the other hand, the measurement area can be set with higher accuracy.
(実施の形態3)
以下、実施の形態3による超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法および超音波診断装置の制御器について、図面を参照しながら説明する。(Embodiment 3)
Hereinafter, an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic diagnostic apparatus control method, and an ultrasonic diagnostic apparatus controller according to Embodiment 3 will be described with reference to the drawings.
実施の形態1の超音波診断装置では、血管候補位置選定部72が、第1の特性値算出部71の基準パターンに最もマッチした基準位置に基づき第1の血管候補位置を選定し、第1の血管候補位置よりも深い位置において基準パターンに最もマッチした基準位置に基づき第2の血管候補位置を選定していた。
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment, the blood vessel candidate
実施の形態3の超音波装置は、実施の形態1の超音波診断装置と異なる構成を有する血管候補位置選定部72および血管位置決定部73を備える。血管候補位置選定部72および血管位置決定部73以外の構成は、実施の形態1および2と同様であるため、以下では、主として、血管候補位置選定部72および血管位置決定部73の説明を行う。
The ultrasonic apparatus according to the third embodiment includes a blood vessel candidate
図13において、図13(a)は図5(a)と同じ断層画像であって、断層画像上に頚動脈および頚静脈が表示された断層画像である。また、図13(b)は図5(b)と同じ平均輝度信号であって、図13(a)の断層画像の平均輝度信号を示している。また、図13(c)は図5(c)と同じ所定の基準パターンであり、図13(d)は図5(d)と同じ第1の特性値であって、図13(c)に示す基準パターンを用いて図13(b)に示す平均輝度信号をパターンマッチング処理することで取得した第1の特性値を示している。 In FIG. 13, FIG. 13 (a) is the same tomographic image as FIG. 5 (a), in which the carotid artery and the jugular vein are displayed on the tomographic image. FIG. 13B shows the same average luminance signal as that in FIG. 5B and shows the average luminance signal of the tomographic image in FIG. 13C shows the same predetermined reference pattern as FIG. 5C, FIG. 13D shows the same first characteristic value as FIG. 5D, and FIG. The first characteristic value acquired by performing the pattern matching process on the average luminance signal shown in FIG. 13B using the reference pattern shown.
血管候補位置選定部72は、図13(d)中に示しているように予め第1の特性値に対する所定の閾値を有する。そして、血管候補位置選定部72は、第1の特性値算出部71で算出された第1の特性値のうち、所定の閾値を超えた領域において、それぞれ第1の特性値の積分値を算出する。図13(d)では、第1の特性値が、所定の閾値により(i)〜(v)の5つの領域で区切られている例を示している。そして、血管候補位置選定部72は、図13(d)の5つの領域のうち、最も積分値が高い領域に対応する位置を第1の血管候補位置と選定し(図13(d)においては領域(ii))、第1の血管候補位置より深い位置において最も積分値が高い領域を第2の血管候補位置と選定する(図13(d)においては領域(iii))。たとえば、最も積分値が高い領域における深さ方向の中心の位置を第1の血管候補位置と決定し、第1の血管候補位置より深い位置において、最も積分値が高い領域における深さ方向の中心の位置を第2の血管候補位置と決定する。
The blood vessel candidate
血管位置決定部73は、第1の血管候補位置および第2の血管候補位置に基づき、頚動脈の位置を決定する。具体的には、血管位置決定部73は、血管候補位置選定部72で算出した第1の特性値が所定の閾値によって区切られた第1の血管候補位置に対応する積分値および、第2の血管候補位置に対応する積分値(第1の血管候補位置を含む図13(d)の領域(ii)の積分値および第2の血管候補位置を含む図13(d)の領域(iii)の積分値)に基づき、第2の血管候補位置に対応する組織が血管であるか否かを判定する。血管位置決定部73は、第2の血管候補位置に対応する積分値が、第1の血管候補位置に対応する積分値と比較して、僅差であるか否かかによって、第2の血管候補位置が血管であるか否かを判定する。たとえば、実施の形態1と同様、2つの積分値の比率を求め、その比率が、所定の閾値以上であるか所定の閾値未満であるによって、第2の血管候補位置が血管であるか否かを判定する。そして、血管位置決定部73は、その判定結果と深さ方向における頚動脈と頚静脈の位置関係に基づき、第1の血管候補位置および第2の血管候補位置から頚動脈の位置を決定する。
The blood vessel
以上のように、第1の特性値を用いて実施の形態1に係る方法で第1および第2の血管候補位置を選定し、頚動脈の位置を決定する方法だけではなく、本実施の形態で示したように第1の特性値から求められた他の数値を用いることでも第1および第2の血管候補位置を選定し、頚動脈の位置を決定することもできる。 As described above, not only the method of selecting the first and second blood vessel candidate positions by the method according to the first embodiment using the first characteristic value and determining the position of the carotid artery, but also the present embodiment. As shown, it is also possible to select the first and second blood vessel candidate positions and determine the position of the carotid artery by using another numerical value obtained from the first characteristic value.
すなわち、本発明は、第1の特性値を用いて選定された血管らしい位置に相当する組織が血管であるか否かを判定し、それに基づき頚動脈の位置を決定することを、実施の形態1および3の例で示しただけであって、本発明は、これら実施の形態に限定されるものではないことは言うまでもない。 That is, according to the first embodiment, the present invention determines whether or not a tissue corresponding to a blood vessel-like position selected using the first characteristic value is a blood vessel, and determines the position of the carotid artery based thereon. Needless to say, the present invention is not limited to these embodiments.
また、本実施の形態では、血管位置決定部73が、第1の血管候補位置に対応する積分値(図13(d)の領域(ii))、第2の血管候補位置に対応する積分値(図13(d)の領域(iii))に基づき、第2の血管候補位置に対応する組織が血管であるか否かを判定する構成を示したが本発明はこれに限定されるものではない。
Further, in the present embodiment, the blood vessel
例えば、血管位置決定部73は、第1の特性値の積分値が最も大きい領域(図13(d)の領域(ii))内において、最も第1の特性値が高い位置(すなわち、最も基準パターンにマッチした位置)を第1の血管候補位置と決定し、第1の血管候補位置より深い位置において、最も積分値が高い領域(図13(d)の領域(iii))内の最も第1の特性値が高い位置を第2の血管候補位置と決定してもよい。また、実施の形態1と同様、このように決定した2つの血管候補位置における第1の特性値に基づき第2の血管候補位置が血管であるか否かを判定し、その判定結果をもって頚動脈の位置を決定する構成としてもよい。
For example, the blood vessel
(実施の形態4)
以下、実施の形態4による超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法および超音波診断装置の制御器について、図面を参照しながら説明する。(Embodiment 4)
Hereinafter, an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic diagnostic apparatus control method, and an ultrasonic diagnostic apparatus controller according to
実施の形態1〜3では、第1の特性値を用いて頚動脈の位置を決定する構成を示した。 In the first to third embodiments, the configuration in which the position of the carotid artery is determined using the first characteristic value is shown.
実施の形態4の超音波診断装置は、第1の特性値を用いず、受信信号または輝度信号といった受信信号に基づき所定の処理が行われた信号に対して、所定の閾値を用いて血管候補位置を選定し、頚動脈位置を決定する。なお、実施の形態4においても、受信信号に基づき所定の処理が行われた信号である輝度信号を例で説明する。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to the fourth embodiment uses a predetermined threshold value for a blood vessel candidate for a signal that has been subjected to predetermined processing based on a received signal such as a received signal or a luminance signal without using the first characteristic value. Select position and determine carotid artery position. In the fourth embodiment as well, a luminance signal that is a signal that has been subjected to predetermined processing based on a received signal will be described as an example.
実施の形態4の超音波診断装置の測定領域設定部7の構成を図14に示す。図2で示した実施の形態1の測定領域設定部7とは、第1の特性値算出部71を備えていない点が相違する。なお、測定領域決定部74については、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
FIG. 14 shows the configuration of the measurement
血管候補位置選定部72は、第5の条件として予め輝度信号の信号強度に対する所定の第5の閾値を保持している。この第5の閾値は、適宜定められるものであるが、一般的に血管壁の輝度信号の信号強度は、他の組織の輝度信号の信号強度よりも相対的に大きいため、血管壁の輝度信号の信号強度に基づき相対的に大きい値を設定することが望ましい。
The blood vessel candidate
血管候補位置選定部72の血管候補位置の選定方法について、図15を用いて具体的に説明する。図15のうち、図15(a)は図5(a)と同じ断層画像であり、図15(b)は図5(b)と同じ平均輝度信号の分布である。
A method for selecting a blood vessel candidate position by the blood vessel candidate
血管候補位置選定部72は、平均輝度信号の信号強度に対し、第5の閾値を用いて閾値処理を行う。図15(b)示す(A)〜(E)は、血管候補位置選定部72の閾値処理によって、輝度信号の信号強度が、第5の閾値を超えた位置である。なお、実際には、その他にも輝度信号の信号強度が第5の閾値を超えた位置があるが、説明の兼ね合いから(A)〜(E)の5箇所で説明することにする。また、5の閾値を超えた位置が連続する領域である場合には、その連続する領域の深さ方向における中心を「第5の閾値を超えた位置」と定義する。 血管候補位置選定部72は、第5の閾値を超えた(A)〜(E)の位置のうち、深さ方向において、それぞれ隣接する位置間の距離を計測する。すなわち、図15(b)の深さ方向における(A)−(B)間、(B)−(C)間、(C)−(D)間および(D)−(E)間の距離を計測する。
The blood vessel candidate
そして、血管候補位置選定部72は、計測した(A)−(B)間、(B)−(C)間、(C)−(D)間および(D)−(E)間の距離のうち、最も距離が長い(C)−(D)間の距離に相当する位置を第1の血管候補位置として選定する。たとえば、深さ方向における位置(C)および位置(D)の中心を第1の血管候補位置と決定する。そして、血管候補位置選定部72は、第1の血管候補位置よりも深さ方向において深い位置において、最も距離が長い(D)−(E)間を第2の血管候補位置として選定する。たとえば、同様に、深さ方向における位置(D)および位置(E)の中心を第2の血管候補位置と決定する。
Then, the blood vessel candidate
血管の輝度信号には、深さ方向に沿って前壁、血管内腔、後壁が順に現れ、前壁と後壁に相当する輝度信号の信号強度は、他の組織よりも相対的に大きく、血管内腔は他の組織よりも相対的に小さい。したがって、平均輝度信号の深さ方向の分布において、2つの輝度の高い位置が離れている部分は血管であると判断できる。 In the blood vessel luminance signal, the front wall, blood vessel lumen, and rear wall appear in order along the depth direction, and the intensity of the luminance signal corresponding to the front wall and rear wall is relatively higher than that of other tissues. The vessel lumen is relatively smaller than other tissues. Therefore, in the distribution of the average luminance signal in the depth direction, it can be determined that a portion where two high luminance positions are separated is a blood vessel.
血管位置決定部73は、第6の条件として予め輝度信号の信号強度に対する所定の第6の閾値を保持している。この第6の閾値は、適宜定められるものであるが、一般的に血管内腔の輝度信号の信号強度は、他の組織の輝度信号の信号強度よりも小さいため、血管内腔の輝度信号の信号強度に基づき相対的に小さい値を設定することが望ましい。
The blood vessel
血管位置決定部73は、第2の血管候補位置に対応する平均輝度信号の信号強度に対し、第6の閾値を用いて閾値処理を行い、予め備えた所定の第7の閾値を用いて頚動脈の位置を決定する。
The blood vessel
具体的に図15(b)を用いて説明すると、血管位置決定部73は、第2の血管候補位置の血管口腔に相当する位置である(D)−(E)間平均輝度信号の信号強度のうち、第6の閾値を下回った範囲(距離)について、予め備えた第7の閾値を用いて、第2の血管候補位置が血管であるか否かを判定する。なお、ここでは血管位置決定部73が、第7の閾値を用いて、第2の血管候補位置が血管であるか否かを判定する構成を示しているが、第1の血管候補位置も血管であるか否かを判定する構成であってもよい。すなわち、血管位置決定部73は、第7の閾値を用いて少なくとも第2の血管候補位置が血管であるか否かを判定する構成であればよい。
Specifically, with reference to FIG. 15B, the blood vessel
たとえば、第7の閾値は、血管候補位置選定部72で選定された血管候補位置のうち、第6の閾値を下回った箇所(1乃至複数存在する。)に相当する距離が、一般的な頚動脈の血管内腔の深さ方向における距離として許容できる値に設定される。したがって、血管位置決定部73は、第2の血管候補位置の第6の閾値を下回った箇所に相当する距離が、第7の閾値よりも大きければ、第2の血管候補位置は血管であると判定する。
For example, the seventh threshold is a general carotid artery having a distance corresponding to a portion (one or more) of the blood vessel candidate positions selected by the blood vessel candidate
図15(b)の例においては、第2の血管候補位置のうち、第6の閾値を下回った箇所(1乃至複数存在する。)に相当する距離が、第7の閾値を上回った例であって、この場合、血管位置決定部73は、頚動脈と頚静脈の位置関係により、第2の血管候補位置を頚動脈と決定する。
In the example of FIG. 15B, in the second blood vessel candidate position, the distance corresponding to a portion (one or more exist) that is below the sixth threshold exceeds the seventh threshold. In this case, the blood vessel
一方、第2の血管候補位置が血管ではなく、他の組織である場合については、第2の血管候補位置の血管内腔に相当する平均輝度信号の信号強度が、そもそも第6の閾値を下回ることがない、または、第6の閾値を下回ったとしても、血管内腔のように深さ方向において一定の距離で相対的に輝度信号が低い部分が存在しないため第7の閾値を上回ることはない。したがって、血管位置決定部73は、第2の血管候補位置に対応する組織は血管ではないと判定し、第1の血管候補位置を頚動脈と決定する。
On the other hand, when the second blood vessel candidate position is not a blood vessel but another tissue, the signal intensity of the average luminance signal corresponding to the blood vessel lumen at the second blood vessel candidate position is originally lower than the sixth threshold value. Even if it falls below the sixth threshold, it does not exceed the seventh threshold because there is no portion with a relatively low luminance signal at a certain distance in the depth direction as in the blood vessel lumen. Absent. Therefore, the blood vessel
以上のように、実施の形態4の超音波診断装置では、いわゆる閾値処理を用いて第1の血管候補位置および第2の血管候補位置を選定し、第2の血管候補位置が血管であるか否かを判定することにより、頚動脈の位置を決定する。この点からも理解されるように、本発明は、受信信号または受信信号に基づき所定の処理が行われた信号の信号強度から、血管らしい信号強度を示す少なくとも2つの血管候補位置を選定し、その2つの血管候補位置から頚動脈(あるいは頚静脈でも可能)の位置を決定することを要旨とするものである。したがって、実施の形態1〜4で示した実施例に限定されるものではない。 As described above, in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the fourth embodiment, the first blood vessel candidate position and the second blood vessel candidate position are selected using so-called threshold processing, and is the second blood vessel candidate position a blood vessel? By determining whether or not, the position of the carotid artery is determined. As can be understood from this point, the present invention selects at least two blood vessel candidate positions indicating a signal intensity that is likely to be a blood vessel from the received signal or the signal intensity of a signal that has been subjected to predetermined processing based on the received signal. The gist is to determine the position of the carotid artery (or even the jugular vein) from the two blood vessel candidate positions. Therefore, the present invention is not limited to the examples shown in the first to fourth embodiments.
本願に開示された超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法および超音波診断装置の制御器によれば、頚動脈に適切に測定領域を設定することができる。その結果、正確なIMT計測を実現することができる。 According to the ultrasonic diagnostic apparatus, the ultrasonic diagnostic apparatus control method, and the ultrasonic diagnostic apparatus controller disclosed in the present application, a measurement region can be appropriately set in the carotid artery. As a result, accurate IMT measurement can be realized.
1 制御器
2 ユーザインターフェース
3 送信部
4 受信部
5 断層画像処理部
6 心拍情報取得部
7 測定領域設定部
8 IMT計測部
9 表示処理部
10 制御部
71 第1の特性値算出部
72 血管候補位置選定部
73、76 血管位置決定部
74 測定領域決定部
75 第2の特性値算出部
100 超音波診断装置
101 超音波探触子
102 表示器
201 前壁
202 後壁
203 内腔内膜境界
204 中膜外膜境界
205 内中膜複合体厚
206 血管内腔
301、303 第1の血管候補位置
302 304 第2の血管候補位置
305 血管候補位置の所定の範囲
306 血管壁の所定の範囲DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記超音波探触子から前記頚動脈を含む被検体に超音波を送信するための送信信号を生成するように構成された送信部と、
前記超音波探触子が受信したエコー信号に基づき1枚の画像フレームに対応する複数の受信信号を取得するように構成された受信部と、
前記超音波の送信方向である深さ方向の各位置における前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度に基づき、前記深さ方向において、最も血管らしさを示した位置を第1の血管候補位置と選定し、前記第1の血管候補位置よりも深い位置で最も血管らしさを示した位置を第2の血管候補位置として選定するように構成された血管候補位置選定部と、
前記第1の血管候補位置および前記第2の血管候補位置における前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度に基づき、前記第2の血管候補位置に対応する組織が血管であるか否かを判定し、その判定結果と前記深さ方向における前記頚動脈と頚静脈の位置関係に係る情報に基づき、前記第1の血管候補位置および前記第2の血管候補位置のいずれか一方を前記頚動脈の位置と決定するように構成された血管位置決定部と、
決定した前記頚動脈の位置に基づき前記頚動脈に対して前記所定の計測を行う測定領域を設定するように構成された測定領域決定部と、
を備えた超音波診断装置。An ultrasonic diagnostic apparatus that is configured to be connectable to an ultrasonic probe having a piezoelectric transducer and performs predetermined measurement on the carotid artery,
A transmitter configured to generate a transmission signal for transmitting an ultrasonic wave from the ultrasonic probe to a subject including the carotid artery;
A receiving unit configured to acquire a plurality of received signals corresponding to one image frame based on an echo signal received by the ultrasonic probe;
Based on the signal strength of the received signal at each position in the depth direction, which is the transmission direction of the ultrasonic wave, or the signal strength of a signal that has been subjected to predetermined processing from the received signal, the blood vessel is most likely in the depth direction. A candidate blood vessel configured to select the indicated position as a first candidate blood vessel position and select a position that is most likely to be a blood vessel at a position deeper than the first candidate blood vessel position as a second candidate blood vessel position. A position selection section;
Corresponding to the second blood vessel candidate position based on the signal strength of the received signal at the first blood vessel candidate position and the second blood vessel candidate position or the signal strength of a signal that has undergone predetermined processing from the received signal It is determined whether the tissue to be processed is a blood vessel, and the first blood vessel candidate position and the second blood vessel candidate are determined based on the determination result and information on the positional relationship between the carotid artery and the jugular vein in the depth direction. A blood vessel position determining unit configured to determine any one of the positions as the position of the carotid artery;
A measurement region determination unit configured to set a measurement region for performing the predetermined measurement on the carotid artery based on the determined position of the carotid artery;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記血管候補位置選定部は、前記第1の特性値に基づき前記第1の血管候補位置および前記第2の血管候補位置を選定する、請求項1または2に記載の超音波診断装置。The depth direction is obtained by performing pattern matching processing on the signal strength of the received signal in the depth direction or the signal strength of the signal that has been subjected to predetermined processing from the received signal, using a predetermined reference pattern provided in advance. A first characteristic value calculation unit configured to calculate a first characteristic value at each position of
The ultrasound diagnostic apparatus according to claim 1 or 2, wherein the blood vessel candidate position selection unit selects the first blood vessel candidate position and the second blood vessel candidate position based on the first characteristic value.
前記比率または前記差分が、前記所定の第1の条件を満たせば、前記第2の血管候補位置における組織が血管であると判定し、前記所定の第1の条件を満たさなければ、前記第2の血管候補位置における組織が血管ではないと判定する、請求項4に記載の超音波診断装置。The blood vessel position determining unit is configured to determine whether a ratio or difference of the first characteristic value at the second blood vessel position candidate position with respect to the first characteristic value at the first blood vessel candidate position is a predetermined first condition provided in advance. Determine whether or not
If the ratio or the difference satisfies the predetermined first condition, it is determined that the tissue at the second blood vessel candidate position is a blood vessel, and if the ratio does not satisfy the predetermined first condition, the second The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4, wherein the tissue at the candidate blood vessel position is determined not to be a blood vessel.
前記比率または前記差分が、前記所定の第2の条件を満たせば前記第2の血管候補位置における組織が血管であると判定し、前記所定の第3の条件を満たせば、前記第2の血管候補位置における組織が血管ではないと判定する、請求項4に記載の超音波診断装置。The blood vessel position determining unit is configured to determine whether a ratio or difference of the first characteristic value at the second blood vessel position candidate position with respect to the first characteristic value at the first blood vessel candidate position is a predetermined second condition provided in advance. And whether or not the third condition is satisfied,
If the ratio or the difference satisfies the predetermined second condition, it is determined that the tissue at the second blood vessel candidate position is a blood vessel, and if the ratio satisfies the predetermined third condition, the second blood vessel is determined. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4, wherein the tissue at the candidate position is determined not to be a blood vessel.
前記第2の特性値算出部は、前記比率または前記差分が、前記第2の条件および前記第3の条件のいずれも満たさなかった場合、前記第1の血管候補位置において、血管内腔に相当する位置の受信信号または受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度と、血管壁の前壁または後壁の少なくとも一方に相当する受信信号の信号強度または受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度とに基づき第2の特性値を算出する、請求項6に記載の超音波診断装置。A second characteristic value calculation unit;
The second characteristic value calculation unit corresponds to a blood vessel lumen at the first blood vessel candidate position when the ratio or the difference does not satisfy both the second condition and the third condition. The predetermined signal is processed from the received signal at the position or the signal strength of the signal that has been subjected to the predetermined processing from the received signal and the signal strength of the received signal that corresponds to at least one of the front wall or the rear wall of the blood vessel wall or the received signal. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 6, wherein the second characteristic value is calculated based on the signal strength of the broken signal.
前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度を前記第5の閾値で閾値処理を行い、
前記深さ方向において前記閾値処理により前記第5の閾値を超えた各々の位置に対し、第1の位置と前記第1の位置に隣接する第2の位置との距離を計測し、
前記計測した距離のうち、最も距離が長い前記第1の位置および前記第2の位置間を第1の血管候補位置として選定し、
前記第1の血管候補位置よりも深い位置で最も距離が長い前記第1の位置および前記第2の位置間を第2の血管候補位置として選定する、請求項1または2に記載の超音波診断装置。The blood vessel candidate position selection unit sets, as a fifth condition, a predetermined fifth threshold set based on the signal strength of the received signal on the blood vessel wall or the signal strength of a signal that has been subjected to predetermined processing from the received signal. Prepared,
Performing threshold processing on the signal strength of the received signal or the signal strength of the signal that has undergone predetermined processing from the received signal with the fifth threshold;
For each position that exceeds the fifth threshold by the threshold processing in the depth direction, measure the distance between the first position and the second position adjacent to the first position,
Among the measured distances, the distance between the first position and the second position having the longest distance is selected as a first blood vessel candidate position,
3. The ultrasonic diagnosis according to claim 1, wherein the second blood vessel candidate position is selected between the first position and the second position having the longest distance at a position deeper than the first blood vessel candidate position. apparatus.
前記第2の血管候補位置に相当する前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度を前記第6の閾値で閾値処理を行い、
前記第6の閾値を下回った前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度の深さ方向の距離に基づき前記第2の血管候補位置が血管であるか否かを判定する、請求項11に記載の超音波診断装置。The blood vessel position determining unit includes, as a sixth condition, a predetermined sixth threshold value set based on the signal strength of the received signal in the blood vessel lumen or the signal strength of a signal that has been subjected to predetermined processing from the received signal. ,
Performing threshold processing on the signal strength of the received signal corresponding to the second blood vessel candidate position or the signal strength of the signal subjected to predetermined processing from the received signal with the sixth threshold;
Whether the second blood vessel candidate position is a blood vessel based on the signal strength of the received signal that is below the sixth threshold or the distance in the depth direction of the signal strength of the signal that has undergone predetermined processing from the received signal The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 11, which determines whether or not.
超音波を送信するための送信信号を生成する工程Aと、
前記超音波探触子が受信した、前記頚動脈を含む被検体からの前記超音波のエコー信号に基づき1枚の画像フレームに対応する複数の受信信号を取得する工程Bと、
前記超音波の送信方向である深さ方向の各位置における前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度に基づき、前記深さ方向において、最も血管らしさを示した位置を第1の血管候補位置と選定し、前記第1の血管候補位置よりも深い位置で最も血管らしさを示した位置を第2の血管候補位置として選定する工程Cと、
前記第1の血管候補位置および前記第2の血管候補位置における前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度に基づき前記第2の血管候補位置に対応する組織が血管であるか否かを判定し、その判定結果と前記深さ方向における前記頚動脈と頚静脈の位置関係に係る情報に基づき、前記第1の血管候補位置および前記第2の血管候補位置のいずれか一方を前記頚動脈の位置と決定する工程Dと、
決定した前記頚動脈の位置に基づき前記頚動脈に対して前記所定の計測を行う測定領域を設定する工程Eと、を含む超音波診断装置の制御方法。A method for controlling an ultrasonic diagnostic apparatus configured to be connected to an ultrasonic probe having a piezoelectric transducer and performing predetermined measurement on a carotid artery,
Generating a transmission signal for transmitting an ultrasonic wave; and
Obtaining a plurality of received signals corresponding to one image frame based on an echo signal of the ultrasonic wave received from the subject including the carotid artery received by the ultrasonic probe;
Based on the signal strength of the received signal at each position in the depth direction, which is the transmission direction of the ultrasonic wave, or the signal strength of a signal that has been subjected to predetermined processing from the received signal, the blood vessel is most likely in the depth direction. Selecting the indicated position as a first blood vessel candidate position, and selecting as a second blood vessel candidate position a position that is most prone to blood vessels at a position deeper than the first blood vessel candidate position;
Corresponding to the second blood vessel candidate position based on the signal strength of the received signal at the first blood vessel candidate position and the second blood vessel candidate position or the signal strength of a signal that has undergone predetermined processing from the received signal. It is determined whether or not the tissue is a blood vessel, and the first blood vessel candidate position and the second blood vessel candidate position are determined based on the determination result and information on the positional relationship between the carotid artery and the jugular vein in the depth direction. Step D for determining any one of the above as the position of the carotid artery,
And a step E of setting a measurement region for performing the predetermined measurement on the carotid artery based on the determined position of the carotid artery.
前記超音波探触子から前記頚動脈を含む被検体に超音波を送信するための送信信号を生成するように構成された送信部と、
前記超音波探触子が受信したエコー信号に基づき1枚の画像フレームに対応する複数の受信信号を取得するように構成された受信部と、
前記超音波の送信方向である深さ方向の各位置における前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度に基づき、前記深さ方向において、最も血管らしさを示した位置を第1の血管候補位置と選定し、前記第1の血管候補位置よりも深い位置で最も血管らしさを示した位置を第2の血管候補位置として選定するように構成された血管候補位置選定部と、
前記第1の血管候補位置および前記第2の血管候補位置における前記受信信号の信号強度または前記受信信号から所定の処理が行われた信号の信号強度に基づき前記第2の血管候補位置に対応する組織が血管であるか否かを判定し、その判定結果と前記深さ方向における前記頚動脈と頚静脈の位置関係に係る情報に基づき、前記第1の血管候補位置および前記第2の血管候補位置のいずれか一方を前記頚動脈の位置と決定するように構成された血管位置決定部と、
決定した前記頚動脈の位置に基づき前記頚動脈に対して前記所定の計測を行う測定領域を設定するように構成された測定領域決定部と、
を備えた超音波診断装置の制御器。A controller of an ultrasonic diagnostic apparatus configured to be connected to an ultrasonic probe having a piezoelectric transducer and performing predetermined measurement on the carotid artery,
A transmitter configured to generate a transmission signal for transmitting an ultrasonic wave from the ultrasonic probe to a subject including the carotid artery;
A receiving unit configured to acquire a plurality of received signals corresponding to one image frame based on an echo signal received by the ultrasonic probe;
Based on the signal strength of the received signal at each position in the depth direction, which is the transmission direction of the ultrasonic wave, or the signal strength of a signal that has been subjected to predetermined processing from the received signal, the blood vessel is most likely in the depth direction. A candidate blood vessel configured to select the indicated position as a first candidate blood vessel position and select a position that is most likely to be a blood vessel at a position deeper than the first candidate blood vessel position as a second candidate blood vessel position. A position selection section;
Corresponding to the second blood vessel candidate position based on the signal strength of the received signal at the first blood vessel candidate position and the second blood vessel candidate position or the signal strength of a signal that has undergone predetermined processing from the received signal. It is determined whether or not the tissue is a blood vessel, and the first blood vessel candidate position and the second blood vessel candidate position are determined based on the determination result and information on the positional relationship between the carotid artery and the jugular vein in the depth direction. A blood vessel position determination unit configured to determine one of the positions of the carotid artery,
A measurement region determination unit configured to set a measurement region for performing the predetermined measurement on the carotid artery based on the determined position of the carotid artery;
A controller for an ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
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