超音波診断装置、血流可視化装置及び制御プログラム
【課題】血管壁に働く壁ずり応力とこの壁ずり応力以外の血流情報とを同時に観察することができる超音波診断装置を提供する。
【解決手段】エコー信号に基づいて、血管壁の各地点に働く壁ずり応力を算出する壁ずり応力算出部８３と、前記エコー信号に基づいて、前記壁ずり応力以外の血流情報として血流速度及び血流の圧力を算出する血流速度・圧力算出部８２と、エコー信号に基づいて作成されたＢモード画像を表示する表示部７と、表示部７に表示されたＢモード画像における血管部分に前記血流情報を表す血流情報表示を表示させるとともに、血管壁の各地点における前記壁ずり応力の大きさを表す壁ずり応力表示を、前記生体組織画像における血管壁に沿って表示させる表示処理部６と、を備えることを特徴とする。
【解決手段】エコー信号に基づいて、血管壁の各地点に働く壁ずり応力を算出する壁ずり応力算出部８３と、前記エコー信号に基づいて、前記壁ずり応力以外の血流情報として血流速度及び血流の圧力を算出する血流速度・圧力算出部８２と、エコー信号に基づいて作成されたＢモード画像を表示する表示部７と、表示部７に表示されたＢモード画像における血管部分に前記血流情報を表す血流情報表示を表示させるとともに、血管壁の各地点における前記壁ずり応力の大きさを表す壁ずり応力表示を、前記生体組織画像における血管壁に沿って表示させる表示処理部６と、を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血流の動態を表示する超音波診断装置、血流可視化装置及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
血流の動態を知るための超音波画像としてドプラ画像がある。このドプラ画像は、生体組織に対する超音波の送受信により得られたエコー信号のドプラシフトを求め、例えば超音波の音線方向に沿った血流の速度成分をカラーで表示するものである。
【０００３】
しかし、ドプラ画像においては、超音波の音線方向に沿った血流の速度成分しか表示できない。このため、音線方向と直交する方向の血流の速度については表示することができない。
【０００４】
そこで、血流の流れ方向に沿った速度を算出するための手法が特許文献１や非特許文献１に開示されている。また、これら特許文献１及び非特許文献１では、血流の圧力を算出することもできるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２６９６２３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】船本健一、早瀬敏幸、「医療計測と数値シミュレーションを融合した血管内血流の解析」、可視化情報、Ｖｏｌ．２９、Ｎｏ．１１４（２００９年７月）、ｐ．２０−２６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、診断に有用な情報として、動脈硬化など循環器系の疾患と大きな関わりがある血管壁に働くずり応力（以下、「壁ずり応力」と云う）が注目されている。このため、超音波診断装置において、壁ずり応力を観察できることが望まれている。しかも、血流の速度や圧力といった血流情報とともに、壁ずり応力を観察できるようになっていることが診断に非常に有用である。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、血管壁に働く壁ずり応力とこの壁ずり応力以外の血流情報とを同時に観察することができる超音波診断装置、血流可視化装置及び制御プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、第１の観点の発明は、生体組織に対して超音波の送受信を行なってエコー信号を取得するエコー信号取得部と、前記エコー信号に基づいて、血管壁の各地点に働く壁ずり応力を算出する壁ずり応力算出部と、前記エコー信号に基づいて、前記壁ずり応力以外の血流情報を算出する血流情報算出部と、エコー信号に基づいて作成された生体組織画像を表示する表示部と、該表示部に表示された生体組織画像における血管部分に前記血流情報を表す血流情報表示を表示させるとともに、血管壁の各地点における前記壁ずり応力の大きさを表す壁ずり応力表示を、前記生体組織画像における血管壁に沿って表示させる表示処理部と、を備えることを特徴とする超音波診断装置である。
【００１０】
第２の観点の発明は、第１の観点の発明において、前記壁ずり応力表示は、前記壁ずり応力の大きさの相違を前記血管壁の各地点毎に異なる表示形態で表すものであることを特徴とする超音波診断装置である。
【００１１】
第３の観点の発明は、第１又は２の観点の発明において、前記生体組織画像は、生体組織の断面画像であることを特徴とする超音波診断装置である。
【００１２】
第４の観点の発明は、第３の観点の発明において、前記壁ずり応力表示は、前記血管壁の各地点毎に表示される棒状表示を含んでおり、該棒状表示の長さ及び色相のうちの少なくとも一方が前記壁ずり応力の大きさに応じたものになることにより、前記壁ずり応力の大きさに応じた表示形態となるものであることを特徴とする超音波診断装置である。
【００１３】
第５の観点の発明は、第３又は４の観点の発明において、前記壁ずり応力表示は、前記血管壁の各地点毎に該血管壁と交差する方向に延びるようにして表示される棒状表示を含んでおり、該棒状表示の前記血管壁に対する傾きがずり応力の大きさに応じた角度になることにより、前記壁ずり応力の大きさに応じた表示形態となるものであることを特徴とする超音波診断装置である。
【００１４】
第６の観点の発明は、第３の観点の発明において、前記壁ずり応力表示は、前記血管壁に沿って表示される帯状表示であり、該帯状表示が前記血管壁の各地点毎に壁ずり応力の大きさに応じた色相になることにより、前記壁ずり応力の大きさに応じた表示形態となるものであることを特徴とする超音波診断装置である。
【００１５】
第７の観点の発明は、第３の観点の発明において、前記壁ずり応力表示は、前記血管壁の各地点毎に表示される図形であり、該図形は、壁ずり応力の大きさに応じた大きさになることにより、前記壁ずり応力の大きさに応じた表示形態となるものであることを特徴とする超音波診断装置である。
【００１６】
第８の観点の発明は、第１〜７のいずれか一の観点の発明において、前記血流情報は、血流方向に沿った血流の速度、血流の圧力又はドプラ情報であることを特徴とする超音波診断装置である。
【００１７】
第９の観点の発明は、生体組織に対して超音波の送受信を行なって取得されたエコー信号に基づいて、血管壁の各地点に働く壁ずり応力を算出する壁ずり応力算出部と、前記エコー信号に基づいて、前記壁ずり応力以外の血流情報を算出する血流情報算出部と、エコー信号に基づいて作成された生体組織画像を表示する表示部と、該表示部に表示された生体組織画像における血管部分に前記血流情報を表す血流情報表示を表示させるとともに、血管壁の各地点における前記壁ずり応力の大きさを表す壁ずり応力表示を、前記生体組織画像における血管壁に沿って表示させる表示処理部と、を備えることを特徴とする血流可視化装置である。
【００１８】
第１０の観点の発明は、第９の観点の発明において、前記壁ずり応力表示は、前記壁ずり応力の大きさの相違を前記血管壁の各地点毎に異なる表示形態で表すものであることを特徴とする血流可視化装置である。
【００１９】
第１１の観点の発明は、コンピュータに、生体組織に対して超音波の送受信を行なってエコー信号を取得するエコー信号取得機能と、前記エコー信号に基づいて、血管壁の各地点に働く壁ずり応力を算出する壁ずり応力算出機能と、前記エコー信号に基づいて、前記壁ずり応力以外の血流情報を算出する血流情報算出機能と、エコー信号に基づいて作成され表示部に表示された生体組織画像における血管部分に前記血流情報を表す血流情報表示を表示させるとともに、血管壁の各地点における前記壁ずり応力の大きさを表す壁ずり応力表示を、前記生体組織画像における血管壁に沿って表示させる表示処理機能と、を実行させることを特徴とする制御プログラムである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、血管壁の各地点における壁ずり応力の大きさを表す壁ずり応力表示が表示されるとともに、壁ずり応力以外の血流情報を表す血流情報表示が表示されるので、壁ずり応力とこの壁ずり応力以外の血流情報とを、生体組織画像上において同時に観察することができる。また、血管壁に沿って前記壁ずり応力表示が表示されるので、どの位置の壁ずり応力を表しているかが一目で分かり、診断が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第一実施形態の超音波診断装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】Ｂモード画像上に血流速度表示、血流の圧力表示及び壁ずり応力表示が重畳して表示された表示部の一例を示す図である。
【図３】Ｂモード画像上にドプラ画像及び壁ずり応力表示が重畳して表示された表示部の一例を示す図である。
【図４】Ｂモード画像上に血流速度表示、血流の圧力表示及び壁ずり応力表示が重畳して表示された表示部の他例を示す図である。
【図５】Ｂモード画像上にドプラ画像及び壁ずり応力表示が重畳して表示された表示部の他例を示す図である。
【図６】Ｂモード画像上に血流速度表示、血流の圧力表示及び壁ずり応力表示が重畳して表示された表示部の他例を示す図である。
【図７】Ｂモード画像上に血流速度表示、血流の圧力表示及び壁ずり応力表示が重畳して表示された表示部の他例を示す図である。
【図８】Ｂモード画像上に血流速度表示、血流の圧力表示及び壁ずり応力表示が重畳して表示された表示部の他例を示す図である。
【図９】本発明の第二実施形態の血流可視化装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
（第一実施形態）
先ず、第一実施形態について、図１〜図３に基づいて詳細に説明する。図１に示す超音波診断装置１は、超音波プローブ２、送受信部３、Ｂモード処理部４、ドプラ処理部５、表示処理部６、表示部７、表示情報算出部８を備え、さらに制御部９及び操作部１０を備える。
【００２３】
前記超音波プローブ２は、生体組織に対して超音波の送受信を行なう。また、 前記送受信部３は、前記超音波プローブ２を所定のスキャンパラメータで駆動させてスキャン面を走査させる。そして、前記送受信部３は、前記超音波プローブ２で得られたエコー信号について、整相加算処理等の信号処理を行なう。前記超音波プローブ２及び前記送受信部３は、エコー信号を取得するエコー信号取得機能を実行するものであり、本発明におけるエコー信号取得部の実施の形態の一例である。
【００２４】
前記Ｂモード処理部４は、前記送受信部３から出力されたエコー信号に対し、対数圧縮処理、包絡線検波処理等のＢモード処理を行ない、Ｂモード画像データを作成する。このＢモード画像データに基づいて前記表示部７に表示されるＢモード画像ＢＧは、本発明における生体組織画像の実施の形態の一例である。
【００２５】
前記ドプラ処理部５は、前記送受信部３から出力されたエコー信号に基づいてドプラ画像データ（ドプラ情報）を作成する（ドプラ画像データ作成機能）。ドプラ画像データには、流速データ、分散データ及びパワーデータが含まれる。ドプラ画像データは本発明における血流情報の実施の形態の一例であり、前記ドプラ処理部５は本発明における血流情報算出部の実施の形態の一例である。また、ドプラ画像データ作成機能は本発明における血流情報算出機能の実施の形態の一例であり、ドプラ画像データに基づいて前記表示部７に表示されるドプラ画像ＤＧは、本発明における血流情報表示の実施の形態の一例である。
【００２６】
具体的には、前記ドプラ処理部５は、前記送受信部３から出力されたエコー信号に対し、直交検波処理を行ない、ＭＴＩフィルタ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｔａｒｇｅｔ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｆｉｌｔｅｒ）でＭＴＩ処理してエコーのドプラ信号を求め、さらにＭＴＩ処理後の信号に対し、自己相関演算を行なう。そして、自己相関演算結果から平均流速と、流速の分散と、パワーとを求める。
【００２７】
前記表示処理部６は、後述するように前記表示情報算出部８からの情報に基づいて血流速度表示ＶＩ、血流の圧力表示ＰＩ及び壁ずり応力表示ＳＩを作成し、これらの表示を図２に示すようにＢモード画像ＢＧ上に重畳した表示画像Ｇ１を作成するようになっている（表示処理機能）。また、前記表示処理部６は、図３に示すようにＢモード画像ＢＧとドプラ画像ＤＧとを重畳した画像上に前記壁ずり応力表示ＳＩを重畳した表示画像Ｇ２を作成するようになっている（表示処理機能）。前記表示処理部６は、前記操作部１０における操作者による指示入力に基づいて、前記各表示画像Ｇ１，Ｇ２のうちいずれかを作成し、作成された画像が前記表示部７に表示される。前記表示処理部６は、本発明における表示処理部の実施の形態の一例である。
【００２８】
なお、表示画像Ｇ１，Ｇ２において、横方向に延びる帯状の部分を指す符号ｂｌは血管部分であり、また符合ｗは血管壁である。
【００２９】
前記血流速度表示ＶＩは、血流の速度と方向を表す表示であり、図２に示すように血流の速度及び方向に応じた長さと方向の矢印ＶＩａからなる。この矢印ＶＩａの長さが長いほど血流の速度が大きいことを表す。前記血流速度表示ＶＩは、本発明における血流情報表示の実施の形態の一例である。
【００３０】
また、前記圧力表示ＰＩは血流の圧力に応じた色相からなる（図２では、ドット（ｄｏｔ）で表されている）。前記表示部７には、前記圧力表示ＰＩにおいて表示されうる全色相を表すカラーバーＣＢが表示される。前記血流速度表示ＶＩ及び前記圧力表示ＰＩは、本発明における血流情報表示の実施の形態の一例である。
【００３１】
ちなみに、前記表示画像Ｇ２においては、ドプラ画像ＤＧが本発明における血流情報表示の実施の形態の一例となる。前記表示部７には、前記ドプラ画像ＤＧに対応するカラーバーＣＢが表示される。
【００３２】
前記壁ずり応力表示ＳＩは、血管壁ｗの各地点における壁ずり応力の大きさを表す表示である。本例では、前記壁ずり応力表示ＳＩは、血管壁ｗと直交する方向に延び、この血管壁ｗの各地点における壁ずり応力に応じた長さの棒状表示ＳＩｓからなる。従って、棒状表示ＳＩｓは、壁ずり応力の大きさの相違に応じて異なる長さとなり、壁ずり応力の大きさに応じて異なる表示形態となる。前記壁ずり応力表示ＳＩは、本発明における壁ずり応力表示の実施の形態の一例である。
【００３３】
前記表示処理部６は、Ｂモード画像ＢＧにおける血管部分ｂｌに前記血流速度表示ＶＩ及び前記圧力表示ＰＩを表示させ、また血管壁ｗに沿って前記壁ずり応力表示ＳＩを表示させる。より詳細には、前記表示処理部６は、後述する計算格子に対応する部分に、各計算格子で得られた血流速度及び血流の圧力を表す血流速度表示ＶＩ及び圧力表示ＰＩを表示させる。また、前記表示処理部６は、後述する血管抽出部８１で抽出された血管部分ｂｌの縁部を血管壁ｗとして特定し、この血管壁ｗとして特定された部分の近傍であって血管部分ｂｌの外側に前記壁ずり応力表示ＳＩを表示させる。これにより、前記壁ずり応力表示ＳＩは、血管壁ｗに沿って表示される。
【００３４】
前記表示情報算出部８は、血管抽出部８１、血流速度・圧力算出部８２及び壁ずり応力算出部８３を有している。前記血管抽出部８１は、前記ドプラ処理部５からのドプラ画像データに基づいて、血管部分ｂｌを抽出する。例えば、前記血管抽出部８１は、流速データが得られた部分を血管部分ｂｌとする。
【００３５】
なお、前記血管抽出部８１は、Ｂモード画像データに基づいて血管部分ｂ１を抽出してもよい。具体的には、Ｂモード画像において血管は他の組織よりも暗く表示されるので、前記血管抽出部８１は、隣り合う画素間の輝度の差が所定の閾値よりも大きい部分（血管壁にあたる部分）を検出して血管部分ｂ１を抽出してもよい。
【００３６】
血流速度・圧力算出部８２は、前記血管抽出部８１によって抽出された血管部分ｂｌに計算格子を設定し、この計算格子における血流速度及び血流の圧力を算出する（血流速度・圧力算出機能）。この血流速度・圧力算出部８２で算出される血流速度は、血流方向に沿った速度である。ちなみに、ドプラ処理部５で算出される流速データは、超音波のビーム方向の速度成分であり、この点で異なる。従って、血流方向に沿った速度である前記血流速度・圧力算出部８２で算出される血流速度の方が、より正確な速度となる。
【００３７】
具体的には、前記血流速度・圧力算出部８２は、前記ドプラ処理部５で算出された流速データを、ナビエ・ストークス方程式と圧力方程式とを基礎方程式とするシミュレーションにフィードバックし、シミュレーションで推定される速度との誤差を補償するように計算結果を実際の血流場に収束させて、血流速度及び血流の圧力を算出する（具体的な算出方法については特許文献１又は非特許文献１参照）。血流速度及び血流の圧力は本発明における血流情報の実施の形態の一例であり、また前記血流速度・圧力算出部８２は本発明における血流情報算出部の実施の形態の一例である。さらに、血流速度・圧力算出機能は、本発明における血流情報算出機能の実施の形態の一例である。
【００３８】
前記壁ずり応力算出部８３は、血管壁ｗの各地点に働く壁ずり応力を算出する（壁ずり応力算出機能）。具体的には、前記壁ずり応力算出部８３は、先ず前記血流速度・圧力算出部８２で算出された血流速度の速度勾配（ずり速度）を算出する。血流速度の速度勾配としては、血管壁ｗの部分の血流速度と、血管内における計算格子の中で、血管壁ｗに一番近い計算格子における血流速度との間の速度勾配を算出する。血管壁ｗの部分は、血流速度が零であるため、血管内における計算格子の中で血管壁ｗに一番近い計算格子における血流速度を血管壁ｗまでの距離で除して速度勾配とする。そして、前記壁ずり応力算出部８３は、この速度勾配と血液の粘性率とを積算することによって、壁ずり応力を算出する。前記壁ずり応力算出部８３は、本発明における壁ずり応力算出部の実施の形態の一例である。
【００３９】
ちなみに、前記壁ずり応力算出部８３で算出される壁ずり応力は、前記血流速度・圧力算出部８２で算出された血流の速度のうち、血管壁ｗの方向に沿った血流の速度の成分を用いて算出される。そして、このように、超音波のビーム方向ではなく、実際の血流の速度に基づく速度成分を用いて壁ずり応力の算出が行なわれるので、より正確な値を得ることができる。
【００４０】
前記血流速度・圧力算出部８２で算出された血流速度及び血流の圧力、前記壁ずり応力算出部８３で算出された壁ずり応力は、前記表示処理部６へ入力される。そして、この表示処理部６では、入力された血流速度、血流の圧力及び壁ずり応力の大きさに応じた前記血流速度表示ＶＩ、前記圧力表示ＰＩ及び前記壁ずり応力表示ＳＩを作成する。
【００４１】
前記制御部９は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で構成され、図示しない記憶部に記憶された制御プログラムを読み出し、エコー信号取得機能、ドプラ画像データ作成機能、血流速度・圧力算出機能、壁ずり応力算出機能、表示処理機能を始めとする前記超音波診断装置１における各部の機能を実行する。
【００４２】
前記操作部１０は、操作者が指示や情報を入力するためのキーボード及びポインティングデバイス（図示省略）などを含んで構成されている。前記操作部１０で入力された指示や情報は、前記制御部９へ入力される。
【００４３】
さて、本例の超音波診断装置１の作用について説明する。前記表示画像Ｇ１又はＧ２を表示させるにあたっては、先ず前記超音波プローブ２において超音波の送受信を行なう。そして、得られたエコー信号に基づいて、前記Ｂモード処理部４はＢモード画像データを作成し、また前記ドプラ処理部５はドプラ画像データを作成する。
【００４４】
前記表示情報算出部８においては、前記血管抽出部８１がドプラ画像データのうちの流速データに基づいて血管部分ｂｌの抽出を行なう。また、前記血流速度・圧力算出部８２が血流速度及び血流の圧力を算出する。さらに、前記壁ずり応力算出部８３が壁ずり応力を算出する。
【００４５】
前記表示処理部６は、前記表示部７に表示画像Ｇ１を表示させるように前記操作部１０において指示入力があった場合、前記血流速度表示ＶＩ、前記血流の圧力表示ＰＩ及び前記壁ずり応力表示ＳＩを作成する。そして、前記表示処理部６は、図２に示すように、Ｂモード画像ＢＧにおける血管部分ｂｌに前記血流速度表示ＶＩ及び前記圧力表示ＰＩが表示され、また血管壁ｗに沿って前記壁ずり応力表示ＳＩが表示された表示画像Ｇ１を表示させる。
【００４６】
また、前記表示処理部６は、前記表示部７に表示画像Ｇ２を表示させるように前記操作部１０において指示入力があった場合、前記壁ずり応力表示ＳＩを作成する。そして、前記表示処理部６は、図３に示すように、Ｂモード画像ＢＧとドプラ画像ＤＧとを重畳した画像に、血管壁ｗに沿って前記壁ずり応力表示ＳＩが表示された表示画像Ｇ２を表示させる。
【００４７】
本例の超音波診断装置１によれば、血管壁ｗの各地点における壁ずり応力の大きさを表す壁ずり応力表示ＳＩが表示されるとともに、壁ずり応力以外の血流情報を表す血流情報表示として、前記血流速度表示ＶＩ及び前記圧力表示ＰＩやドプラ画像ＤＧが表示されるので、壁ずり応力とこの壁ずり応力以外の血流情報とを、Ｂモード画像ＢＧ上において同時に観察することができる。また、血管壁ｗに沿って前記壁ずり応力表示ＳＩが表示されるので、どの位置の壁ずり応力を表しているかが一目で分かり、診断が容易である。
【００４８】
次に、第一実施形態の変形例について説明する。先ず第一変形例について図４及び図５に基づいて説明する。図４及び図５に示す表示画像Ｇ１，Ｇ２において、前記壁ずり応力表示ＳＩを構成する棒状表示ＳＩｓは、壁ずり応力の大きさに応じた長さと色相で表示される。図４において、前記表示部７には、前記圧力表示ＰＩにおいて表示されうる全色相を表す第一カラーバーＣＢ１のほか、前記壁ずり応力表示ＳＩにおいて表示されうる全色相を表す第二カラーバーＣＢ２が表示される。また、図５において、前記表示部７には前記ドプラ画像ＤＧに対応する第一カラーバーＣＢ１のほか、前記壁ずり応力表示ＳＩにおいて表示されうる全色相を表す第二カラーバーＣＢ２が表示される。
【００４９】
次に、第二変形例について図６に基づいて説明する。図６に示す表示画像Ｇ１において、前記壁ずり応力表示ＳＩは、血管壁ｗから血管内部に向かって延びる棒状表示ＳＩｓ′からなる。そして、この棒状表示ＳＩｓ′は、壁ずり応力の大きさに応じて長さは変わらないものの、血管壁ｗに対する傾きが異なる角度となっている。すなわち、前記棒状表示ＳＩｓ′は、壁ずり応力の大きさに応じて異なる角度で表示される。本例では、壁ずり応力が小さいほど、血管壁ｗに対する前記棒状表示ＳＩｓ′の角度が垂直に近くなり、一方で壁ずり応力が大きいほど、血管壁ｗに対する前記棒状表示ＳＩｓ′の角度が垂直から遠ざかり血管壁ｗに近づく角度になる。すなわち、前記棒状表示ＳＩｓ′は、壁ずり応力の大きさに応じて、血管壁Ｗに対して垂直となる角度から血管壁ｗと平行な角度までの間の角度で表示される。
【００５０】
この第二変形例においても、前記壁ずり応力表示ＳＩは、壁ずり応力に応じて異なる長さで表示されてもよい。また、壁ずり応力の大きさに応じて異なる色相で表示されてもよい。
【００５１】
ちなみに、図６では、前記表示画像Ｇ１における前記壁ずり応力表示ＳＩの表示例を示したが、この第二変形例の前記壁ずり応力表示ＳＩは、前記表示画像Ｇ２においても同様に表示される。
【００５２】
次に第三変形例について図７に基づいて説明する。図７に示す表示画像Ｇ１において、前記壁ずり応力表示ＳＩは、血管壁ｗに沿って血管部分ｂｌの外側に表示される帯状表示ＳＩｂからなる。この帯状表示ＳＩｂは、血管壁ｗの各地点毎に壁ずり応力の大きさに応じて異なる色相で表示されている。前記表示部７には、前記圧力表示ＰＩにおいて表示されうる全色相を表す第一カラーバーＣＢ１のほか、帯状表示ＳＩｂにおいて表示されうる全色相を表す第二カラーバーＣＢ２′が表示される。
【００５３】
ちなみに、図７では、前記表示画像Ｇ１における前記壁ずり応力表示ＳＩの表示例を示したが、この第三変形例の前記壁ずり応力表示ＳＩは、前記表示画像Ｇ２においても同様に表示される。
【００５４】
次に第四変形例について図８に基づいて説明する。図８に示す表示画像Ｇ１において、前記壁ずり応力表示ＳＩは、血管壁ｗに沿って表示される円形表示ＳＩｃからなる。この円形表示ＳＩｃは、壁ずり応力の大きさに応じて異なる大きさで表示される。具体的には、前記円形表示ＳＩｃは、壁ずり応力が大きくなるほど大きくなり、一方で壁ずり応力が小さいほど小さくなる。
【００５５】
ただし、本発明においては、前記壁ずり応力表示ＳＩは、壁ずり応力の大きさに応じて異なる大きさで表示される図形であれば円形に限られるものではなく、例えば壁ずり応力の大きさに応じて異なる大きさで表示される多角形であってもよい。
【００５６】
ちなみに、図８では、前記表示画像Ｇ１における前記壁ずり応力表示ＳＩの表示例を示したが、この第四変形例の前記壁ずり応力表示ＳＩは、前記表示画像Ｇ２においても同様に表示される。
【００５７】
（第二実施形態）
次に第二実施形態について図９に基づいて説明する。図９に示す血流可視化装置２０においては、超音波診断装置とは別に表示情報算出部８が設けられる。具体的に説明すると、前記血流可視化装置２０は、超音波診断装置１′及び表示情報処理装置２１からなる。前記超音波診断装置１′は、前記表示情報算出部８を備えていない以外は、第一実施形態の超音波診断装置１と同一の構成になっている。また、前記表示情報処理装置２１は、前記表示情報算出部８、表示処理部２２、表示部２３、制御部２４及び入力部２５を備えている。前記表示情報処理装置２１は、例えば計算サーバ及びワークステーションからなり、後述するように前記表示画像Ｇ１又はＧ２が前記表示部２３に表示される。
【００５８】
前記表示処理部２２には、前記超音波診断装置１′のＢモード処理部４からＢモード画像データが入力される。そして、前記表示処理部２２は、前記表示情報算出部８からの情報に基づいて血流速度表示ＶＩ、血流の圧力表示ＰＩ及び壁ずり応力表示ＳＩを作成し、これらの表示をＢモード画像ＢＧ上に重畳した表示画像Ｇ１を作成する（表示処理機能）。また、前記表示処理部２２は、Ｂモード画像ＢＧとドプラ画像ＤＧとを重畳した画像上に前記壁ずり応力表示ＳＩを重畳した表示画像Ｇ２を作成する（表示処理機能）。前記表示処理部２２は、本発明における表示処理部の実施の形態の一例である。
【００５９】
前記表示処理部２２は、前記入力部２５における指示入力に基づいて、前記各表示画像Ｇ１，Ｇ２のうちいずれかを作成し、作成された画像が前記表示部２３に表示される。前記表示部２３は、本発明における表示部の実施の形態の一例である。前記表示部２３に表示される前記表示画像Ｇ１，Ｇ２は、第一実施形態と同様であり、ここでは説明を省略する。
【００６０】
なお、本例では、血流速度・圧力算出機能、壁ずり応力算出機能、表示処理機能は、前記制御部２４により実行される。
【００６１】
以上説明した本例の血流可視化装置２０によっても、第一実施形態の超音波診断装置１と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
なお、この第二実施形態において、前記表示情報処理装置２１の構成を有する装置をもって、本発明に係る血流可視化装置としてもよい。すなわち、前記超音波診断装置１′からドプラ画像データやＢモード画像データの供給を受けて、壁ずり応力、血流速度、血流の圧力等を算出し、前記表示画像Ｇ１や前記表示画像Ｇ２を表示させる装置をもって、本発明に係る血流可視化装置としてもよい。
【００６３】
以上、本発明を前記各実施形態によって説明したが、本発明はその主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。例えば、前記壁ずり応力表示ＳＩ、前記血流速度表示ＶＩ及び前記圧力表示ＰＩの表示形態は一例であり、上記実施形態の表示形態に限られるものではない。例えば、血流速度（または血流の圧力）をその大きさに応じて異なる色相で表すとともに、血流の圧力（または血流速度）をその大きさに応じて異なる輝度で表すようにしてもよい。
【００６４】
さらに、前記ずり応力表示ＳＩとともに表示される血流情報表示は、前記血流速度表示ＶＩ及び前記圧力表示ＰＩのいずれか一方であってもよい。この場合には、前記血流速度表示ＶＩ及び前記圧力表示ＰＩを色相で表してもよい。そして、前記ずり応力表示ＳＩとともに前記血流速度表示ＶＩを表示した表示画像と、前記ずり応力表示ＳＩとともに前記圧力表示ＰＩを表示した表示画像とを切り替えて表示できるようになっていてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１，１′ 超音波診断装置
２ 超音波プローブ（エコー信号取得部）
３ 送受信部（エコー信号取得部）
５ ドプラ処理部（血流情報算出部）
６，２２ 表示処理部
７，２３ 表示部
２０ 血流可視化装置
８２ 血流速度・圧力算出部（血流情報算出部）
８３ 壁ずり応力算出部
ＶＩ 血流速度表示（血流情報表示）
ＰＩ 圧力表示（血流情報表示）
ＳＩ 壁ずり応力表示
ＢＧ Ｂモード画像
ＤＧ ドプラ画像（血流情報表示）
ｂｌ 血管部分
ｗ 血管壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血流の動態を表示する超音波診断装置、血流可視化装置及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
血流の動態を知るための超音波画像としてドプラ画像がある。このドプラ画像は、生体組織に対する超音波の送受信により得られたエコー信号のドプラシフトを求め、例えば超音波の音線方向に沿った血流の速度成分をカラーで表示するものである。
【０００３】
しかし、ドプラ画像においては、超音波の音線方向に沿った血流の速度成分しか表示できない。このため、音線方向と直交する方向の血流の速度については表示することができない。
【０００４】
そこで、血流の流れ方向に沿った速度を算出するための手法が特許文献１や非特許文献１に開示されている。また、これら特許文献１及び非特許文献１では、血流の圧力を算出することもできるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２６９６２３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】船本健一、早瀬敏幸、「医療計測と数値シミュレーションを融合した血管内血流の解析」、可視化情報、Ｖｏｌ．２９、Ｎｏ．１１４（２００９年７月）、ｐ．２０−２６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、診断に有用な情報として、動脈硬化など循環器系の疾患と大きな関わりがある血管壁に働くずり応力（以下、「壁ずり応力」と云う）が注目されている。このため、超音波診断装置において、壁ずり応力を観察できることが望まれている。しかも、血流の速度や圧力といった血流情報とともに、壁ずり応力を観察できるようになっていることが診断に非常に有用である。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、血管壁に働く壁ずり応力とこの壁ずり応力以外の血流情報とを同時に観察することができる超音波診断装置、血流可視化装置及び制御プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、第１の観点の発明は、生体組織に対して超音波の送受信を行なってエコー信号を取得するエコー信号取得部と、前記エコー信号に基づいて、血管壁の各地点に働く壁ずり応力を算出する壁ずり応力算出部と、前記エコー信号に基づいて、前記壁ずり応力以外の血流情報を算出する血流情報算出部と、エコー信号に基づいて作成された生体組織画像を表示する表示部と、該表示部に表示された生体組織画像における血管部分に前記血流情報を表す血流情報表示を表示させるとともに、血管壁の各地点における前記壁ずり応力の大きさを表す壁ずり応力表示を、前記生体組織画像における血管壁に沿って表示させる表示処理部と、を備えることを特徴とする超音波診断装置である。
【００１０】
第２の観点の発明は、第１の観点の発明において、前記壁ずり応力表示は、前記壁ずり応力の大きさの相違を前記血管壁の各地点毎に異なる表示形態で表すものであることを特徴とする超音波診断装置である。
【００１１】
第３の観点の発明は、第１又は２の観点の発明において、前記生体組織画像は、生体組織の断面画像であることを特徴とする超音波診断装置である。
【００１２】
第４の観点の発明は、第３の観点の発明において、前記壁ずり応力表示は、前記血管壁の各地点毎に表示される棒状表示を含んでおり、該棒状表示の長さ及び色相のうちの少なくとも一方が前記壁ずり応力の大きさに応じたものになることにより、前記壁ずり応力の大きさに応じた表示形態となるものであることを特徴とする超音波診断装置である。
【００１３】
第５の観点の発明は、第３又は４の観点の発明において、前記壁ずり応力表示は、前記血管壁の各地点毎に該血管壁と交差する方向に延びるようにして表示される棒状表示を含んでおり、該棒状表示の前記血管壁に対する傾きがずり応力の大きさに応じた角度になることにより、前記壁ずり応力の大きさに応じた表示形態となるものであることを特徴とする超音波診断装置である。
【００１４】
第６の観点の発明は、第３の観点の発明において、前記壁ずり応力表示は、前記血管壁に沿って表示される帯状表示であり、該帯状表示が前記血管壁の各地点毎に壁ずり応力の大きさに応じた色相になることにより、前記壁ずり応力の大きさに応じた表示形態となるものであることを特徴とする超音波診断装置である。
【００１５】
第７の観点の発明は、第３の観点の発明において、前記壁ずり応力表示は、前記血管壁の各地点毎に表示される図形であり、該図形は、壁ずり応力の大きさに応じた大きさになることにより、前記壁ずり応力の大きさに応じた表示形態となるものであることを特徴とする超音波診断装置である。
【００１６】
第８の観点の発明は、第１〜７のいずれか一の観点の発明において、前記血流情報は、血流方向に沿った血流の速度、血流の圧力又はドプラ情報であることを特徴とする超音波診断装置である。
【００１７】
第９の観点の発明は、生体組織に対して超音波の送受信を行なって取得されたエコー信号に基づいて、血管壁の各地点に働く壁ずり応力を算出する壁ずり応力算出部と、前記エコー信号に基づいて、前記壁ずり応力以外の血流情報を算出する血流情報算出部と、エコー信号に基づいて作成された生体組織画像を表示する表示部と、該表示部に表示された生体組織画像における血管部分に前記血流情報を表す血流情報表示を表示させるとともに、血管壁の各地点における前記壁ずり応力の大きさを表す壁ずり応力表示を、前記生体組織画像における血管壁に沿って表示させる表示処理部と、を備えることを特徴とする血流可視化装置である。
【００１８】
第１０の観点の発明は、第９の観点の発明において、前記壁ずり応力表示は、前記壁ずり応力の大きさの相違を前記血管壁の各地点毎に異なる表示形態で表すものであることを特徴とする血流可視化装置である。
【００１９】
第１１の観点の発明は、コンピュータに、生体組織に対して超音波の送受信を行なってエコー信号を取得するエコー信号取得機能と、前記エコー信号に基づいて、血管壁の各地点に働く壁ずり応力を算出する壁ずり応力算出機能と、前記エコー信号に基づいて、前記壁ずり応力以外の血流情報を算出する血流情報算出機能と、エコー信号に基づいて作成され表示部に表示された生体組織画像における血管部分に前記血流情報を表す血流情報表示を表示させるとともに、血管壁の各地点における前記壁ずり応力の大きさを表す壁ずり応力表示を、前記生体組織画像における血管壁に沿って表示させる表示処理機能と、を実行させることを特徴とする制御プログラムである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、血管壁の各地点における壁ずり応力の大きさを表す壁ずり応力表示が表示されるとともに、壁ずり応力以外の血流情報を表す血流情報表示が表示されるので、壁ずり応力とこの壁ずり応力以外の血流情報とを、生体組織画像上において同時に観察することができる。また、血管壁に沿って前記壁ずり応力表示が表示されるので、どの位置の壁ずり応力を表しているかが一目で分かり、診断が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第一実施形態の超音波診断装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】Ｂモード画像上に血流速度表示、血流の圧力表示及び壁ずり応力表示が重畳して表示された表示部の一例を示す図である。
【図３】Ｂモード画像上にドプラ画像及び壁ずり応力表示が重畳して表示された表示部の一例を示す図である。
【図４】Ｂモード画像上に血流速度表示、血流の圧力表示及び壁ずり応力表示が重畳して表示された表示部の他例を示す図である。
【図５】Ｂモード画像上にドプラ画像及び壁ずり応力表示が重畳して表示された表示部の他例を示す図である。
【図６】Ｂモード画像上に血流速度表示、血流の圧力表示及び壁ずり応力表示が重畳して表示された表示部の他例を示す図である。
【図７】Ｂモード画像上に血流速度表示、血流の圧力表示及び壁ずり応力表示が重畳して表示された表示部の他例を示す図である。
【図８】Ｂモード画像上に血流速度表示、血流の圧力表示及び壁ずり応力表示が重畳して表示された表示部の他例を示す図である。
【図９】本発明の第二実施形態の血流可視化装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
（第一実施形態）
先ず、第一実施形態について、図１〜図３に基づいて詳細に説明する。図１に示す超音波診断装置１は、超音波プローブ２、送受信部３、Ｂモード処理部４、ドプラ処理部５、表示処理部６、表示部７、表示情報算出部８を備え、さらに制御部９及び操作部１０を備える。
【００２３】
前記超音波プローブ２は、生体組織に対して超音波の送受信を行なう。また、 前記送受信部３は、前記超音波プローブ２を所定のスキャンパラメータで駆動させてスキャン面を走査させる。そして、前記送受信部３は、前記超音波プローブ２で得られたエコー信号について、整相加算処理等の信号処理を行なう。前記超音波プローブ２及び前記送受信部３は、エコー信号を取得するエコー信号取得機能を実行するものであり、本発明におけるエコー信号取得部の実施の形態の一例である。
【００２４】
前記Ｂモード処理部４は、前記送受信部３から出力されたエコー信号に対し、対数圧縮処理、包絡線検波処理等のＢモード処理を行ない、Ｂモード画像データを作成する。このＢモード画像データに基づいて前記表示部７に表示されるＢモード画像ＢＧは、本発明における生体組織画像の実施の形態の一例である。
【００２５】
前記ドプラ処理部５は、前記送受信部３から出力されたエコー信号に基づいてドプラ画像データ（ドプラ情報）を作成する（ドプラ画像データ作成機能）。ドプラ画像データには、流速データ、分散データ及びパワーデータが含まれる。ドプラ画像データは本発明における血流情報の実施の形態の一例であり、前記ドプラ処理部５は本発明における血流情報算出部の実施の形態の一例である。また、ドプラ画像データ作成機能は本発明における血流情報算出機能の実施の形態の一例であり、ドプラ画像データに基づいて前記表示部７に表示されるドプラ画像ＤＧは、本発明における血流情報表示の実施の形態の一例である。
【００２６】
具体的には、前記ドプラ処理部５は、前記送受信部３から出力されたエコー信号に対し、直交検波処理を行ない、ＭＴＩフィルタ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｔａｒｇｅｔ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｆｉｌｔｅｒ）でＭＴＩ処理してエコーのドプラ信号を求め、さらにＭＴＩ処理後の信号に対し、自己相関演算を行なう。そして、自己相関演算結果から平均流速と、流速の分散と、パワーとを求める。
【００２７】
前記表示処理部６は、後述するように前記表示情報算出部８からの情報に基づいて血流速度表示ＶＩ、血流の圧力表示ＰＩ及び壁ずり応力表示ＳＩを作成し、これらの表示を図２に示すようにＢモード画像ＢＧ上に重畳した表示画像Ｇ１を作成するようになっている（表示処理機能）。また、前記表示処理部６は、図３に示すようにＢモード画像ＢＧとドプラ画像ＤＧとを重畳した画像上に前記壁ずり応力表示ＳＩを重畳した表示画像Ｇ２を作成するようになっている（表示処理機能）。前記表示処理部６は、前記操作部１０における操作者による指示入力に基づいて、前記各表示画像Ｇ１，Ｇ２のうちいずれかを作成し、作成された画像が前記表示部７に表示される。前記表示処理部６は、本発明における表示処理部の実施の形態の一例である。
【００２８】
なお、表示画像Ｇ１，Ｇ２において、横方向に延びる帯状の部分を指す符号ｂｌは血管部分であり、また符合ｗは血管壁である。
【００２９】
前記血流速度表示ＶＩは、血流の速度と方向を表す表示であり、図２に示すように血流の速度及び方向に応じた長さと方向の矢印ＶＩａからなる。この矢印ＶＩａの長さが長いほど血流の速度が大きいことを表す。前記血流速度表示ＶＩは、本発明における血流情報表示の実施の形態の一例である。
【００３０】
また、前記圧力表示ＰＩは血流の圧力に応じた色相からなる（図２では、ドット（ｄｏｔ）で表されている）。前記表示部７には、前記圧力表示ＰＩにおいて表示されうる全色相を表すカラーバーＣＢが表示される。前記血流速度表示ＶＩ及び前記圧力表示ＰＩは、本発明における血流情報表示の実施の形態の一例である。
【００３１】
ちなみに、前記表示画像Ｇ２においては、ドプラ画像ＤＧが本発明における血流情報表示の実施の形態の一例となる。前記表示部７には、前記ドプラ画像ＤＧに対応するカラーバーＣＢが表示される。
【００３２】
前記壁ずり応力表示ＳＩは、血管壁ｗの各地点における壁ずり応力の大きさを表す表示である。本例では、前記壁ずり応力表示ＳＩは、血管壁ｗと直交する方向に延び、この血管壁ｗの各地点における壁ずり応力に応じた長さの棒状表示ＳＩｓからなる。従って、棒状表示ＳＩｓは、壁ずり応力の大きさの相違に応じて異なる長さとなり、壁ずり応力の大きさに応じて異なる表示形態となる。前記壁ずり応力表示ＳＩは、本発明における壁ずり応力表示の実施の形態の一例である。
【００３３】
前記表示処理部６は、Ｂモード画像ＢＧにおける血管部分ｂｌに前記血流速度表示ＶＩ及び前記圧力表示ＰＩを表示させ、また血管壁ｗに沿って前記壁ずり応力表示ＳＩを表示させる。より詳細には、前記表示処理部６は、後述する計算格子に対応する部分に、各計算格子で得られた血流速度及び血流の圧力を表す血流速度表示ＶＩ及び圧力表示ＰＩを表示させる。また、前記表示処理部６は、後述する血管抽出部８１で抽出された血管部分ｂｌの縁部を血管壁ｗとして特定し、この血管壁ｗとして特定された部分の近傍であって血管部分ｂｌの外側に前記壁ずり応力表示ＳＩを表示させる。これにより、前記壁ずり応力表示ＳＩは、血管壁ｗに沿って表示される。
【００３４】
前記表示情報算出部８は、血管抽出部８１、血流速度・圧力算出部８２及び壁ずり応力算出部８３を有している。前記血管抽出部８１は、前記ドプラ処理部５からのドプラ画像データに基づいて、血管部分ｂｌを抽出する。例えば、前記血管抽出部８１は、流速データが得られた部分を血管部分ｂｌとする。
【００３５】
なお、前記血管抽出部８１は、Ｂモード画像データに基づいて血管部分ｂ１を抽出してもよい。具体的には、Ｂモード画像において血管は他の組織よりも暗く表示されるので、前記血管抽出部８１は、隣り合う画素間の輝度の差が所定の閾値よりも大きい部分（血管壁にあたる部分）を検出して血管部分ｂ１を抽出してもよい。
【００３６】
血流速度・圧力算出部８２は、前記血管抽出部８１によって抽出された血管部分ｂｌに計算格子を設定し、この計算格子における血流速度及び血流の圧力を算出する（血流速度・圧力算出機能）。この血流速度・圧力算出部８２で算出される血流速度は、血流方向に沿った速度である。ちなみに、ドプラ処理部５で算出される流速データは、超音波のビーム方向の速度成分であり、この点で異なる。従って、血流方向に沿った速度である前記血流速度・圧力算出部８２で算出される血流速度の方が、より正確な速度となる。
【００３７】
具体的には、前記血流速度・圧力算出部８２は、前記ドプラ処理部５で算出された流速データを、ナビエ・ストークス方程式と圧力方程式とを基礎方程式とするシミュレーションにフィードバックし、シミュレーションで推定される速度との誤差を補償するように計算結果を実際の血流場に収束させて、血流速度及び血流の圧力を算出する（具体的な算出方法については特許文献１又は非特許文献１参照）。血流速度及び血流の圧力は本発明における血流情報の実施の形態の一例であり、また前記血流速度・圧力算出部８２は本発明における血流情報算出部の実施の形態の一例である。さらに、血流速度・圧力算出機能は、本発明における血流情報算出機能の実施の形態の一例である。
【００３８】
前記壁ずり応力算出部８３は、血管壁ｗの各地点に働く壁ずり応力を算出する（壁ずり応力算出機能）。具体的には、前記壁ずり応力算出部８３は、先ず前記血流速度・圧力算出部８２で算出された血流速度の速度勾配（ずり速度）を算出する。血流速度の速度勾配としては、血管壁ｗの部分の血流速度と、血管内における計算格子の中で、血管壁ｗに一番近い計算格子における血流速度との間の速度勾配を算出する。血管壁ｗの部分は、血流速度が零であるため、血管内における計算格子の中で血管壁ｗに一番近い計算格子における血流速度を血管壁ｗまでの距離で除して速度勾配とする。そして、前記壁ずり応力算出部８３は、この速度勾配と血液の粘性率とを積算することによって、壁ずり応力を算出する。前記壁ずり応力算出部８３は、本発明における壁ずり応力算出部の実施の形態の一例である。
【００３９】
ちなみに、前記壁ずり応力算出部８３で算出される壁ずり応力は、前記血流速度・圧力算出部８２で算出された血流の速度のうち、血管壁ｗの方向に沿った血流の速度の成分を用いて算出される。そして、このように、超音波のビーム方向ではなく、実際の血流の速度に基づく速度成分を用いて壁ずり応力の算出が行なわれるので、より正確な値を得ることができる。
【００４０】
前記血流速度・圧力算出部８２で算出された血流速度及び血流の圧力、前記壁ずり応力算出部８３で算出された壁ずり応力は、前記表示処理部６へ入力される。そして、この表示処理部６では、入力された血流速度、血流の圧力及び壁ずり応力の大きさに応じた前記血流速度表示ＶＩ、前記圧力表示ＰＩ及び前記壁ずり応力表示ＳＩを作成する。
【００４１】
前記制御部９は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で構成され、図示しない記憶部に記憶された制御プログラムを読み出し、エコー信号取得機能、ドプラ画像データ作成機能、血流速度・圧力算出機能、壁ずり応力算出機能、表示処理機能を始めとする前記超音波診断装置１における各部の機能を実行する。
【００４２】
前記操作部１０は、操作者が指示や情報を入力するためのキーボード及びポインティングデバイス（図示省略）などを含んで構成されている。前記操作部１０で入力された指示や情報は、前記制御部９へ入力される。
【００４３】
さて、本例の超音波診断装置１の作用について説明する。前記表示画像Ｇ１又はＧ２を表示させるにあたっては、先ず前記超音波プローブ２において超音波の送受信を行なう。そして、得られたエコー信号に基づいて、前記Ｂモード処理部４はＢモード画像データを作成し、また前記ドプラ処理部５はドプラ画像データを作成する。
【００４４】
前記表示情報算出部８においては、前記血管抽出部８１がドプラ画像データのうちの流速データに基づいて血管部分ｂｌの抽出を行なう。また、前記血流速度・圧力算出部８２が血流速度及び血流の圧力を算出する。さらに、前記壁ずり応力算出部８３が壁ずり応力を算出する。
【００４５】
前記表示処理部６は、前記表示部７に表示画像Ｇ１を表示させるように前記操作部１０において指示入力があった場合、前記血流速度表示ＶＩ、前記血流の圧力表示ＰＩ及び前記壁ずり応力表示ＳＩを作成する。そして、前記表示処理部６は、図２に示すように、Ｂモード画像ＢＧにおける血管部分ｂｌに前記血流速度表示ＶＩ及び前記圧力表示ＰＩが表示され、また血管壁ｗに沿って前記壁ずり応力表示ＳＩが表示された表示画像Ｇ１を表示させる。
【００４６】
また、前記表示処理部６は、前記表示部７に表示画像Ｇ２を表示させるように前記操作部１０において指示入力があった場合、前記壁ずり応力表示ＳＩを作成する。そして、前記表示処理部６は、図３に示すように、Ｂモード画像ＢＧとドプラ画像ＤＧとを重畳した画像に、血管壁ｗに沿って前記壁ずり応力表示ＳＩが表示された表示画像Ｇ２を表示させる。
【００４７】
本例の超音波診断装置１によれば、血管壁ｗの各地点における壁ずり応力の大きさを表す壁ずり応力表示ＳＩが表示されるとともに、壁ずり応力以外の血流情報を表す血流情報表示として、前記血流速度表示ＶＩ及び前記圧力表示ＰＩやドプラ画像ＤＧが表示されるので、壁ずり応力とこの壁ずり応力以外の血流情報とを、Ｂモード画像ＢＧ上において同時に観察することができる。また、血管壁ｗに沿って前記壁ずり応力表示ＳＩが表示されるので、どの位置の壁ずり応力を表しているかが一目で分かり、診断が容易である。
【００４８】
次に、第一実施形態の変形例について説明する。先ず第一変形例について図４及び図５に基づいて説明する。図４及び図５に示す表示画像Ｇ１，Ｇ２において、前記壁ずり応力表示ＳＩを構成する棒状表示ＳＩｓは、壁ずり応力の大きさに応じた長さと色相で表示される。図４において、前記表示部７には、前記圧力表示ＰＩにおいて表示されうる全色相を表す第一カラーバーＣＢ１のほか、前記壁ずり応力表示ＳＩにおいて表示されうる全色相を表す第二カラーバーＣＢ２が表示される。また、図５において、前記表示部７には前記ドプラ画像ＤＧに対応する第一カラーバーＣＢ１のほか、前記壁ずり応力表示ＳＩにおいて表示されうる全色相を表す第二カラーバーＣＢ２が表示される。
【００４９】
次に、第二変形例について図６に基づいて説明する。図６に示す表示画像Ｇ１において、前記壁ずり応力表示ＳＩは、血管壁ｗから血管内部に向かって延びる棒状表示ＳＩｓ′からなる。そして、この棒状表示ＳＩｓ′は、壁ずり応力の大きさに応じて長さは変わらないものの、血管壁ｗに対する傾きが異なる角度となっている。すなわち、前記棒状表示ＳＩｓ′は、壁ずり応力の大きさに応じて異なる角度で表示される。本例では、壁ずり応力が小さいほど、血管壁ｗに対する前記棒状表示ＳＩｓ′の角度が垂直に近くなり、一方で壁ずり応力が大きいほど、血管壁ｗに対する前記棒状表示ＳＩｓ′の角度が垂直から遠ざかり血管壁ｗに近づく角度になる。すなわち、前記棒状表示ＳＩｓ′は、壁ずり応力の大きさに応じて、血管壁Ｗに対して垂直となる角度から血管壁ｗと平行な角度までの間の角度で表示される。
【００５０】
この第二変形例においても、前記壁ずり応力表示ＳＩは、壁ずり応力に応じて異なる長さで表示されてもよい。また、壁ずり応力の大きさに応じて異なる色相で表示されてもよい。
【００５１】
ちなみに、図６では、前記表示画像Ｇ１における前記壁ずり応力表示ＳＩの表示例を示したが、この第二変形例の前記壁ずり応力表示ＳＩは、前記表示画像Ｇ２においても同様に表示される。
【００５２】
次に第三変形例について図７に基づいて説明する。図７に示す表示画像Ｇ１において、前記壁ずり応力表示ＳＩは、血管壁ｗに沿って血管部分ｂｌの外側に表示される帯状表示ＳＩｂからなる。この帯状表示ＳＩｂは、血管壁ｗの各地点毎に壁ずり応力の大きさに応じて異なる色相で表示されている。前記表示部７には、前記圧力表示ＰＩにおいて表示されうる全色相を表す第一カラーバーＣＢ１のほか、帯状表示ＳＩｂにおいて表示されうる全色相を表す第二カラーバーＣＢ２′が表示される。
【００５３】
ちなみに、図７では、前記表示画像Ｇ１における前記壁ずり応力表示ＳＩの表示例を示したが、この第三変形例の前記壁ずり応力表示ＳＩは、前記表示画像Ｇ２においても同様に表示される。
【００５４】
次に第四変形例について図８に基づいて説明する。図８に示す表示画像Ｇ１において、前記壁ずり応力表示ＳＩは、血管壁ｗに沿って表示される円形表示ＳＩｃからなる。この円形表示ＳＩｃは、壁ずり応力の大きさに応じて異なる大きさで表示される。具体的には、前記円形表示ＳＩｃは、壁ずり応力が大きくなるほど大きくなり、一方で壁ずり応力が小さいほど小さくなる。
【００５５】
ただし、本発明においては、前記壁ずり応力表示ＳＩは、壁ずり応力の大きさに応じて異なる大きさで表示される図形であれば円形に限られるものではなく、例えば壁ずり応力の大きさに応じて異なる大きさで表示される多角形であってもよい。
【００５６】
ちなみに、図８では、前記表示画像Ｇ１における前記壁ずり応力表示ＳＩの表示例を示したが、この第四変形例の前記壁ずり応力表示ＳＩは、前記表示画像Ｇ２においても同様に表示される。
【００５７】
（第二実施形態）
次に第二実施形態について図９に基づいて説明する。図９に示す血流可視化装置２０においては、超音波診断装置とは別に表示情報算出部８が設けられる。具体的に説明すると、前記血流可視化装置２０は、超音波診断装置１′及び表示情報処理装置２１からなる。前記超音波診断装置１′は、前記表示情報算出部８を備えていない以外は、第一実施形態の超音波診断装置１と同一の構成になっている。また、前記表示情報処理装置２１は、前記表示情報算出部８、表示処理部２２、表示部２３、制御部２４及び入力部２５を備えている。前記表示情報処理装置２１は、例えば計算サーバ及びワークステーションからなり、後述するように前記表示画像Ｇ１又はＧ２が前記表示部２３に表示される。
【００５８】
前記表示処理部２２には、前記超音波診断装置１′のＢモード処理部４からＢモード画像データが入力される。そして、前記表示処理部２２は、前記表示情報算出部８からの情報に基づいて血流速度表示ＶＩ、血流の圧力表示ＰＩ及び壁ずり応力表示ＳＩを作成し、これらの表示をＢモード画像ＢＧ上に重畳した表示画像Ｇ１を作成する（表示処理機能）。また、前記表示処理部２２は、Ｂモード画像ＢＧとドプラ画像ＤＧとを重畳した画像上に前記壁ずり応力表示ＳＩを重畳した表示画像Ｇ２を作成する（表示処理機能）。前記表示処理部２２は、本発明における表示処理部の実施の形態の一例である。
【００５９】
前記表示処理部２２は、前記入力部２５における指示入力に基づいて、前記各表示画像Ｇ１，Ｇ２のうちいずれかを作成し、作成された画像が前記表示部２３に表示される。前記表示部２３は、本発明における表示部の実施の形態の一例である。前記表示部２３に表示される前記表示画像Ｇ１，Ｇ２は、第一実施形態と同様であり、ここでは説明を省略する。
【００６０】
なお、本例では、血流速度・圧力算出機能、壁ずり応力算出機能、表示処理機能は、前記制御部２４により実行される。
【００６１】
以上説明した本例の血流可視化装置２０によっても、第一実施形態の超音波診断装置１と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
なお、この第二実施形態において、前記表示情報処理装置２１の構成を有する装置をもって、本発明に係る血流可視化装置としてもよい。すなわち、前記超音波診断装置１′からドプラ画像データやＢモード画像データの供給を受けて、壁ずり応力、血流速度、血流の圧力等を算出し、前記表示画像Ｇ１や前記表示画像Ｇ２を表示させる装置をもって、本発明に係る血流可視化装置としてもよい。
【００６３】
以上、本発明を前記各実施形態によって説明したが、本発明はその主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。例えば、前記壁ずり応力表示ＳＩ、前記血流速度表示ＶＩ及び前記圧力表示ＰＩの表示形態は一例であり、上記実施形態の表示形態に限られるものではない。例えば、血流速度（または血流の圧力）をその大きさに応じて異なる色相で表すとともに、血流の圧力（または血流速度）をその大きさに応じて異なる輝度で表すようにしてもよい。
【００６４】
さらに、前記ずり応力表示ＳＩとともに表示される血流情報表示は、前記血流速度表示ＶＩ及び前記圧力表示ＰＩのいずれか一方であってもよい。この場合には、前記血流速度表示ＶＩ及び前記圧力表示ＰＩを色相で表してもよい。そして、前記ずり応力表示ＳＩとともに前記血流速度表示ＶＩを表示した表示画像と、前記ずり応力表示ＳＩとともに前記圧力表示ＰＩを表示した表示画像とを切り替えて表示できるようになっていてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１，１′ 超音波診断装置
２ 超音波プローブ（エコー信号取得部）
３ 送受信部（エコー信号取得部）
５ ドプラ処理部（血流情報算出部）
６，２２ 表示処理部
７，２３ 表示部
２０ 血流可視化装置
８２ 血流速度・圧力算出部（血流情報算出部）
８３ 壁ずり応力算出部
ＶＩ 血流速度表示（血流情報表示）
ＰＩ 圧力表示（血流情報表示）
ＳＩ 壁ずり応力表示
ＢＧ Ｂモード画像
ＤＧ ドプラ画像（血流情報表示）
ｂｌ 血管部分
ｗ 血管壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織に対して超音波の送受信を行なってエコー信号を取得するエコー信号取得部と、
前記エコー信号に基づいて、血管壁の各地点に働く壁ずり応力を算出する壁ずり応力算出部と、
前記エコー信号に基づいて、前記壁ずり応力以外の血流情報を算出する血流情報算出部と、
エコー信号に基づいて作成された生体組織画像を表示する表示部と、
該表示部に表示された生体組織画像における血管部分に前記血流情報を表す血流情報表示を表示させるとともに、血管壁の各地点における前記壁ずり応力の大きさを表す壁ずり応力表示を、前記生体組織画像における血管壁に沿って表示させる表示処理部と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記壁ずり応力表示は、前記壁ずり応力の大きさの相違を前記血管壁の各地点毎に異なる表示形態で表すものであることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記生体組織画像は、生体組織の断面画像であることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記壁ずり応力表示は、前記血管壁の各地点毎に表示される棒状表示を含んでおり、該棒状表示の長さ及び色相のうちの少なくとも一方が前記壁ずり応力の大きさに応じたものになることにより、前記壁ずり応力の大きさに応じた表示形態となるものであることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記壁ずり応力表示は、前記血管壁の各地点毎に該血管壁と交差する方向に延びるようにして表示される棒状表示を含んでおり、該棒状表示の前記血管壁に対する傾きがずり応力の大きさに応じた角度になることにより、前記壁ずり応力の大きさに応じた表示形態となるものであることを特徴とする請求項３又は４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記壁ずり応力表示は、前記血管壁に沿って表示される帯状表示であり、該帯状表示が前記血管壁の各地点毎に壁ずり応力の大きさに応じた色相になることにより、前記壁ずり応力の大きさに応じた表示形態となるものであることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記壁ずり応力表示は、前記血管壁の各地点毎に表示される図形であり、該図形は、壁ずり応力の大きさに応じた大きさになることにより、前記壁ずり応力の大きさに応じた表示形態となるものであることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記血流情報は、血流方向に沿った血流の速度、血流の圧力又はドプラ情報であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
生体組織に対して超音波の送受信を行なって取得されたエコー信号に基づいて、血管壁の各地点に働く壁ずり応力を算出する壁ずり応力算出部と、
前記エコー信号に基づいて、前記壁ずり応力以外の血流情報を算出する血流情報算出部と、
エコー信号に基づいて作成された生体組織画像を表示する表示部と、
該表示部に表示された生体組織画像における血管部分に前記血流情報を表す血流情報表示を表示させるとともに、血管壁の各地点における前記壁ずり応力の大きさを表す壁ずり応力表示を、前記生体組織画像における血管壁に沿って表示させる表示処理部と、
を備えることを特徴とする血流可視化装置。
【請求項１０】
前記壁ずり応力表示は、前記壁ずり応力の大きさの相違を前記血管壁の各地点毎に異なる表示形態で表すものであることを特徴とする請求項９に記載の血流可視化装置。
【請求項１１】
コンピュータに、
生体組織に対して超音波の送受信を行なってエコー信号を取得するエコー信号取得機能と、
前記エコー信号に基づいて、血管壁の各地点に働く壁ずり応力を算出する壁ずり応力算出機能と、
前記エコー信号に基づいて、前記壁ずり応力以外の血流情報を算出する血流情報算出機能と、
エコー信号に基づいて作成され表示部に表示された生体組織画像における血管部分に前記血流情報を表す血流情報表示を表示させるとともに、血管壁の各地点における前記壁ずり応力の大きさを表す壁ずり応力表示を、前記生体組織画像における血管壁に沿って表示させる表示処理機能と、
を実行させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項１】
生体組織に対して超音波の送受信を行なってエコー信号を取得するエコー信号取得部と、
前記エコー信号に基づいて、血管壁の各地点に働く壁ずり応力を算出する壁ずり応力算出部と、
前記エコー信号に基づいて、前記壁ずり応力以外の血流情報を算出する血流情報算出部と、
エコー信号に基づいて作成された生体組織画像を表示する表示部と、
該表示部に表示された生体組織画像における血管部分に前記血流情報を表す血流情報表示を表示させるとともに、血管壁の各地点における前記壁ずり応力の大きさを表す壁ずり応力表示を、前記生体組織画像における血管壁に沿って表示させる表示処理部と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記壁ずり応力表示は、前記壁ずり応力の大きさの相違を前記血管壁の各地点毎に異なる表示形態で表すものであることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記生体組織画像は、生体組織の断面画像であることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記壁ずり応力表示は、前記血管壁の各地点毎に表示される棒状表示を含んでおり、該棒状表示の長さ及び色相のうちの少なくとも一方が前記壁ずり応力の大きさに応じたものになることにより、前記壁ずり応力の大きさに応じた表示形態となるものであることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記壁ずり応力表示は、前記血管壁の各地点毎に該血管壁と交差する方向に延びるようにして表示される棒状表示を含んでおり、該棒状表示の前記血管壁に対する傾きがずり応力の大きさに応じた角度になることにより、前記壁ずり応力の大きさに応じた表示形態となるものであることを特徴とする請求項３又は４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記壁ずり応力表示は、前記血管壁に沿って表示される帯状表示であり、該帯状表示が前記血管壁の各地点毎に壁ずり応力の大きさに応じた色相になることにより、前記壁ずり応力の大きさに応じた表示形態となるものであることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記壁ずり応力表示は、前記血管壁の各地点毎に表示される図形であり、該図形は、壁ずり応力の大きさに応じた大きさになることにより、前記壁ずり応力の大きさに応じた表示形態となるものであることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記血流情報は、血流方向に沿った血流の速度、血流の圧力又はドプラ情報であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
生体組織に対して超音波の送受信を行なって取得されたエコー信号に基づいて、血管壁の各地点に働く壁ずり応力を算出する壁ずり応力算出部と、
前記エコー信号に基づいて、前記壁ずり応力以外の血流情報を算出する血流情報算出部と、
エコー信号に基づいて作成された生体組織画像を表示する表示部と、
該表示部に表示された生体組織画像における血管部分に前記血流情報を表す血流情報表示を表示させるとともに、血管壁の各地点における前記壁ずり応力の大きさを表す壁ずり応力表示を、前記生体組織画像における血管壁に沿って表示させる表示処理部と、
を備えることを特徴とする血流可視化装置。
【請求項１０】
前記壁ずり応力表示は、前記壁ずり応力の大きさの相違を前記血管壁の各地点毎に異なる表示形態で表すものであることを特徴とする請求項９に記載の血流可視化装置。
【請求項１１】
コンピュータに、
生体組織に対して超音波の送受信を行なってエコー信号を取得するエコー信号取得機能と、
前記エコー信号に基づいて、血管壁の各地点に働く壁ずり応力を算出する壁ずり応力算出機能と、
前記エコー信号に基づいて、前記壁ずり応力以外の血流情報を算出する血流情報算出機能と、
エコー信号に基づいて作成され表示部に表示された生体組織画像における血管部分に前記血流情報を表す血流情報表示を表示させるとともに、血管壁の各地点における前記壁ずり応力の大きさを表す壁ずり応力表示を、前記生体組織画像における血管壁に沿って表示させる表示処理機能と、
を実行させることを特徴とする制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−６２３５８（Ｐ２０１１−６２３５８Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１５９６９（Ｐ２００９−２１５９６９）
【出願日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 〔研究集会名〕 日本超音波医学会第８２回学術集会 〔主催者名〕 社団法人日本超音波医学会 〔開催日〕 平成２１年５月２３日
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 〔研究集会名〕 日本超音波医学会第８２回学術集会 〔主催者名〕 社団法人日本超音波医学会 〔開催日〕 平成２１年５月２３日
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
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