【発明の詳細な説明】
超音波走査
本発明は超音波走査の分野に関する。特に、本発明は医療用途において生物学
的組織を超音波走査することに関する。
生物学的組織の超音波走査は医療における診断技術として広く使用されている
。超音波走査は非侵入的で、迅速で、患者に対する危険性は低く、かつその他の
走査技術と比較して比較的安価な設備ですむ。超音波走査の使用例はアテローム
性動脈硬化の検出と特性指摘に対して血管の壁を検査することである。
病的な血管の壁は病気の主要な原因となる。血液の流れを抑制することと並ん
で、病的な血管の壁はいずれかに溜まって身体のある器官への血液の供給を完全
に閉塞し、例えば卒中のような臨床問題を生じる塞栓の生成を解放あるいは発生
させる可能性がある。超音波走査は、血管の壁におけるプラークを識別するため
に血管の横方向あるいは長手方向の断面のグレースケールの像を形成するために
使用しうる。
超音波Ｂ−モードのグレースケールの像は解釈が困難で、この解釈をし易くす
るために、かつプラークの厳しさ程度をより定量的に評価するために、超音波走
査を使用した血液の流量測定技術が開発された。この技術の一例は血管の管腔を
通しての血液の流速を検出するためにドップラー効果を使用したカラーフローマ
ッピングである。血管の壁に狭窄／プラークが介在する場合、これらは均一な血
液の流れを阻害する（例えば、血液の流れにおいて下流での乱流をもたらす）傾
向があり、これはカラーフローマッピング技術を使用して簡単に確認でき、ドッ
プラー効果を使用して定量化できる。
そのような診断において使用する超音波走査装置および方法における現在の開
発努力は、主として血管内の像と血液の流れとをリアルタイムで滑らかに運動表
示するために超音波走査装置によって発生する像のフレームレートを増大させる
ことを指向している。そのような努力は診断を改善するが、一方多数の固有で、
顕著な問題もある。
血管内のプラークは多数の種々の特性タイプに分類されるものと考えることが
出来る。第１の種類は血管の壁において繊維状の肥厚によって形成される血管の
管腔における狭窄である。そのような繊維状肥厚は、破壊したり、血栓崩壊に至
ることが少ないので、破裂の危険性は比較的低い。別の種類のプラークは、肥厚
が比較的硬質で脆性である石灰化した領域を包含するようなものである。そのよ
うな石灰化した領域は血管の壁の組織損傷、出血、血栓崩壊に至り得る亀裂の危
険性をもたらすものと考えられている。多分、プラークの最も危険な種類は脂質
プラークであろう。肥厚した血管の壁内の脂質プラークは繊維質の被覆（キャッ
プ）によって適所に保持された脂肪質組織のポケットから構成される。繊維質の
被覆が応力により（あるいはその他の理由で）破裂する場合、脂質材料は血液の
流れの中へ解放され、その結果有害な結果をもたらす可能性があり、破裂した繊
維質のキャップ自体は血栓崩壊をもたらす可能性がある。治癒過程の間、血液の
凝塊が破裂した部分の周りで形成され、塞栓を起因する、すなわち血管を閉塞す
る可能性がある。
血管の壁が肥厚するのは極めて種々の危険レベルを有する種々の種類のプラー
クの結果でありうることが判る。これらの種々の危険性レベルの結果種々の処置
が適当となる。しかしながら、超音波走査装置では、血管の狭窄と血管の壁の肥
厚とが確認可能であるが、どの種類のプラークが存在しているかの確認ははるか
に困難である。この困難さは、特に繊維質のプラークと脂質のプラークとの間で
は顕著である。
本発明の一局面によれば、生物学的組織を像形成する超音波像形成装置であっ
て、
像形成すべき生物学的組織内へ超音波エネルギを放射し、受け取られた反射し
た超音波エネルギから無線周波数の信号を発生させる超音波変換器と、
前記無線周波数の信号を種々の種類の生物学的組織を示す所定の信号パラメー
タと比較して種々組織の１個以上の領域を識別し、前記種々の組織の１個以上の
領域を視覚的に区別する組織学的像を発生させる信号処理器とを含む超音波像形
成装置を提供する。
本発明は超音波走査によって発生した信号を分析するために種々の方法を採用
する。本発明は、（解像度とフレームレートとが益々向上している）グレースケ
ール像を発生するために反射した超音波エネルギからの無線周波数信号を単に使
用するのではなく、むしろ無線周波数信号がそれ自体に埋設された情報を含み、
その信号が慎重に分析することにより走査しつつある組織の組織学的特性を表示
可能であることを認識する。これは顕微鏡のスライドに関しては真正の組織学的
像ではなく、組織の組織学的特徴を指示する像である。この組織学的情報は多く
の場合、解像度あるいはフレームレートの向上以上にはるかに貴重である。
特に、無線周波数の信号は信号処理器によって、個別にあるいは集約的に、あ
るときには周りの領域からの特性と組み合わされて、特定の組織を識別する（例
えば、振幅特性、ピークあるいは谷レベル特性、分散特性、位相不規則特性等の
）所定の信号パラメータと比較することが出来る。前記例において、本発明は血
管の壁内での通常の組織、脂質のプラーク、繊維質プラークよび石灰化したプラ
ークの間の区別のために使用可能である。本発明は、またその他の生物学的組織
の走査、例えば乳房撮影法、肝臓の走査、腎臓の走査等に使用可能である。
本発明によって提供される組織学的像は独立して表示可能である。しかしなが
ら、本発明の好適実施例において、前記信号処理器は前記無線周波数信号の強度
に基づいて前記生物学的組織のグレースケールの像を発生させ、該グレースケー
ルの像は前記組織学的像と重ねられる。
グレースケールの像に組織学的像を重ねることは、各々の内部に包含された情
報が、走査の結果の解釈を確認する診断目的に対して相互に支援出来るようにす
る。
組織学的像の解釈は、前記組織学的像が種々の組織あるいは均一性を表わす種
種のカラーの像である本発明の実施例においては容易にされる。
前述のように、本発明は多様な種類の生物学的組織の検査に使用可能である。
しかしながら、本発明は、特に前記生物学的組織が生体内の血管であり、種々の
組織の前記領域が種々の種類の血管の壁のプラークを含むような器官系において
使用するのに適している。
そのような血管分析において、生体内の血管の管腔領域が所定の管腔振幅閾値
以下のピークから谷値の信号および所定の管腔レベル閾値以下のピーク信号を有
する隣接領域に対して前記無線周波数信号をサーチすることにより識別されるよ
うに信号処理器が作動することが便利であることが判明した。
管腔領域のサーチは管腔領域内に存在するものとして手動あるいは自動的に識
別可能なある既知の点から開始される。この識別は超音波による血液の流れの検
出のために使用するか、あるいは支援可能である。
脂質プラークを識別する好適な技術は所定のノイズ振幅閾値以上のピークから
谷までの値の信号と、所定の脂質プラークのレベル閾値以下のピーク値の信号と
、繊維質キャップの存在とを有する隣接領域に対して管腔領域の外側の前記無線
周波数信号をサーチする技術である。
石灰化したプラークを識別する好適技術は、所定の石灰化したプラークのピー
クレベルの閾値以上のピーク値の信号と、所定の石灰化したプラークの谷レベル
の閾値と、所定の決壊化したプラークの振幅変動閾値以下のピークから谷までの
値の信号の変動および所定の石灰化したプラークの時間変動閾値以下の信号時間
の変動とを有する隣接領域に対して管腔領域の外の前記無線周波数信号をサーチ
する技術である。
診断の上で有用である別の組織学的特徴は、前記信号処理器が前記無線周波数
信号を特性指摘するパラメータの変動から、前記組織学的像の１個以上の領域内
の組織の均一程度を示す組織学的値を計算し、前記計算された均一性の値を視覚
的に表示するように均一性の値を計算した前記１個以上の領域の前記組織学的像
内のデイスプレイを制御するような実施例において得ることが出来る。
好適実施例においては、均一性の値は管腔、脂質プラーク、あるいは石灰化し
たプラークとして既に識別されていない領域に対してのみ計算される。肥厚した
血管の壁領域として示された線維質プラークは血管の壁のプラークとして識別さ
れない高度の均一性の値を有する。
組織をより安定して識別するために、前記信号処理器は前記無線周波数信号を
信号領域に分割し、少なくともある信号領域は周りの信号領域の信号特性と組み
合わせて独自の信号特性を参照して生物学的組織を識別するように試験される。
本発明は反射された超音波エネルギによって発生した無線周波数信号に対して
アクセス可能なようにする無線周波数信号と制御信号出力ポートを有する既存の
超音波走査器に対する付加的な装置として実施可能である。従って、別の観点か
ら検討すれば、本発明は、反射した超音波エネルギから発生した無線周波数信号
を使用して生物学的組織を像形成する超音波像形成装置であって、
前記無線周波数信号を種々の種類の生物学的組織を指示する所定の信号パラメ
ータと比較して１個以上の種々の組織を識別し、前記種々の組織の１個以上の領
域を視覚的に区別する組織学的像を発生する信号処理器を含む、超音波像形成装
置を提供する。
更に別の局面から検討すれば、本発明は生物学的組織を超音波像形成する方法
であって、
超音波エネルギを像形成すべき生物学的組織内へ放射する段階と、
受け取られた、反射した超音波エネルギから無線周波数信号を発生させる段階
と、
前記無線周波数信号を種々の種類の生物学的組織を指示する所定の信号パラメ
ータと比較して種々の組織の１個以上の領域を識別する段階と、
種々の組織の前記１個以上の領域を視覚的に区別する組織学的像を発生させる
段階とを含む超音波像形成方法を提供する。
本発明の実施例を添付図面を参照して、例示のみとして以下説明する。
第１図は血管を走査する超音波走査装置を概略的に示す図、
第２図は種類が不明のプラークによる血管の壁の肥厚による狭窄を患っている
血管のグレースケール像を概略的に示す図、
第３図は脂質プラークを示す特徴を有する、第２図に示す血管を通しての走査
ラインに沿った無線周波数信号を示す図、
第４図は第３図に示す無線周波数信号であるが、ここでは石灰化したプラーク
を示す特徴を有する無線周波数信号を示す図、
第４図は第３図に示す無線周波数信号であるが、ここでは繊維質プラークを示
す特徴を有する無線周波数信号を示す図、
第６図は第１図に示すシステムの信号処理部分の作動順序を示す図、
第７図は第６図に示す技術の組織学的分析方法を示す図である。
第１図は、患者の胸腔８内の血管６を検査するために使用しうる（既知の周波
数の）超音波変換器４を有する（例えばヒューレットパッカード社（Hewlett Pa
ckard）によって製造されているソーナス（Sonus）２５００のような）従来の超
音波走査器２を含む超音波走査装置を示す。超音波走査器は各走査ラインに対す
る生の無線周波数信号データへのアクセスを可能とする無線周波数信号出力ポー
トを有する。（テレビの受信機に対するラスタ走査入力と類似の）無線周波数信
号走査ラインと共に、個別の同期化信号がある。
無線周波数信号は高速のアナログからデジタルへの変換器１０へ増幅器ステー
ジを介して供給される。アナログからデジタルへの変換器１０は制御装置からの
制御信号によって制御されて信号をデジタル化し、ワークステーションコンピュ
ータ１２に通すまでバッファメモリに記憶しておく。完全な信号フレームのため
のデジタル化した無線周波数信号データがワークステーションコンピュータ１２
のＲＡＭ内に記憶されている。一旦このデジタル化したデータがワークステーシ
ョンコンピュータ１２によって捕捉されると、それは該コンピュータ内でソフト
ウエア制御により操作可能で、ワークステーションコンピュータは信号処理装置
として機能する。アナログからデジタルへの変換器１０とワークステーションコ
ンピュータ１２との機能は超音波走査器２自体内に組み込み可能で、希望に応じ
て一体のユニットを形成することが可能で、あるいは個別の単独の装置として実
施可能である。
第２図は血管のグレースケール像の一例を示す。血管の壁は肥厚部分１４を有
する。管腔１６は血液のフローマッピング技術によって操作者が手動で識別可能
であり、あるいは（例えば、この情報がワークステーションまで通されている場
合、最高速の血液の流れを有する点を識別するカラーのフローマッピングを使用
して）自動的に識別可能である。血管の壁の肥厚した部分１４はある形態のプラ
ークであることは明らかであるが、操作者がどの種類のプラークが示されている
のかはっきりと識別することが困難なことがよくある。
第３図は第2図に示す血管と、血管を通しての走査ラインＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ
およびＦに沿って発生した無線周波数信号とを示している。この場合、プラーク
は脂質プラークである。肥厚していない血管の壁Ａ，Ｂは無線周波数信号におい
て強力で、比較的不規則な一連のエコーを発生している。これに、管腔１６内の
血管からの反射に対応する低振幅の部分が続く。脂質プラークの繊維質キャップ
が比較的強力な反射の狭い領域Ｃ，Ｄとして示されている。脂質の本体はＤ、Ｅ
の部分において比較的低い反射の特徴を有する。最後の部分は外壁Ｅ，Ｆである
。
実際には、管腔１６は使用者によって既に識別されているので、無線周波数信
号のＢ，Ｃの部分も既に識別され、考慮されている。このように、管腔からの低
振幅反射は脂質プラークからの低振幅の反射と混同されない。走査ラインに沿っ
た無線周波数の信号の残りの部分がサーチされるにつれて、Ｄ，Ｅの部分はノイ
ズレベル以上であるが、脂質プラークの所定の限界特徴以下であるピークから谷
までの値（振幅）を有し、ピークの絶対値は脂質プラークを示す閾値以下である
。このように、Ｄ、Ｅの部分は脂質プラークに対応するものとして識別可能で、
隣接する走査ラインにおける対応部分は組織学的像内での隣接した領域を形成す
るものとして識別可能である。一旦走査ラインの管腔と脂質部分とが識別される
と、残りの部分が石灰化したプラーク（以下説明する）に関してサーチされ、次
にピーク値の変動とピークから谷までの値の変動の積に等しい組織学的値が検出
される。次に、この組織学的値はカラーパレットの対応するカラー範囲に対して
マッピングされる。脂質領域はカラーパレット内で独自の明白なカラーを有する
。
脂質プラーク検査およびその他の検査において使用される閾値は使用される特
定の超音波走査器とパワー設定に対して特定のものであることが認められる。種
種のパワー設定に対する限界スケーリング係数の参照用テーブルは信号処理装置
内に保持され、走査器は較正が行われ、使用された閾値の信頼性を更に向上させ
ることが出来る。閾値の絶対値は走査器およびセットアップに対して特定である
が、閾値の相対値ははるかに小さく、共に組織の良好な指示を提供する。閾値は
参照用テーブルからの単一の値に割り出すことが可能である。
第４図は、領域Ｄ，Ｅが石灰化したプラークを含むことを除いて第３図に対応
する。石灰化したプラークの特性信号パラメータは強力で規則的なエコーである
。これらの特徴は管腔の外側で、所定の閾値以上の信号ピーク値、所定の閾値以
下の信号に谷値と、閾値以下の信号時間の変動を関連した閾値以下のピークから
谷までの変動とを有する連続した領域に対してサーチすることにより識別可能で
ある。これらの信号のパラメータを組み合わせて高度に規則的で高度の振幅の信
号
を規定する。そのような石灰化したプラーク領域が識別されると、組織学的像内
で独自の明白なカラーが割り当てられ、組織学的値の計算から除外される。
最後に第５図は、プラークが繊維質プラークであり、Ｄ，Ｅの領域が繊維質組
織を含むこと以外第３図と類似である。Ｄ，Ｅの領域は脂質プラークあるいは石
灰化したプラークを識別する検査基準のいずれも満足させないので、これらの種
類のいずれも識別されない。従って、Ｄ，Ｅの領域はＡ，Ｂ，Ｃ，ＤおよびＥ，
Ｆの部分と共に組織学的値の計算が行われる。このように、組織学的像において
、肥厚は脂質あるいは石灰化した領域を何ら含有しない血管の比較的均一な部分
として見られる。
第６図は信号処理装置の作動順序を示す。１８の段階において、信号処理装置
は、最大の動的範囲においてデータの単一のフレームを捕捉し（ポストタイムゲ
イン補正処理）、ゲレースケールの像を再構成する。２０の段階において、使用
者はフレームの対応するグレースケール像を検査し、管腔内の一つの点を識別す
る。２２の段階において、信号処理装置は管腔領域を流出し、信号の値が到達し
た管腔の壁を示す所定の振幅の閾値を上回るまで識別した点からサーチすること
により該領域を管腔として特定する。識別した点を含む走査ラインに隣接した走
査ラインは超音波変換器から識別された点までの距離に対応する点から始めてサ
ーチすることが出来る。
２４の段階において、使用者はマウスとして指針装置を使用して、再構成され
たグレースケール像における血管の外縁部の周りを追跡して血管の外縁部を識別
する。血管の外側部分を識別することは経験のある操作者には比較的簡単なこと
である。血管の外縁部は構造についてのその後のサーチや組織学的値の計算を停
止するために使用される。
２６の段階において、た管腔の外側にあるが、使用者によって画定された輪郭
の内縁部内にある領域が脂質の組織を示すパラメータのための領域（例えば、そ
の特徴に意義を与えるのに値するのに十分なサイズの領域として処理される４個
の信号サイクル領域）のためにサーチされる。そのような領域が見つかる場合、
それらは無線周波数信号データ内でマークされ、それ以上の評価から除外される
。
段階２８において、石灰化した構造に対してサーチが実行され、これらの領域
も同様にマークされる。段階３０において管腔でない像内の全ての残りの領域は
均一性の値が計算され、この値から対数が採られ、この値はある範囲のカラーの
パレットを割り出すために使用される。繊維質組織は低均一性値と関連している
。
３２の段階において、独自のカラー並びに計算された均一性の値に応じて決ま
るカラーでマークされた脂質領域と石灰化した領域と共に表示された組織学的像
はその他の領域に対しても表示される。管腔は黒いままとするか、あるいは独自
のカラーが割り当てられる。
第７図は個々の無線周波数の走査ラインに関連した第６図に示す作動の順序を
示す。先ず、管腔部分Ｂ，Ｃが所定の点からサーチして、信号の値が所定の閾値
を上回る位置を見つけることにより識別される。次に、この領域は管腔としてマ
ークされ、それ以上のサーチから除外される。管腔以外のその他の全ての領域を
通して第２のサーチが実行され、脂質組織の特徴の信号をサーチする。この場合
、そのような信号はＤ，Ｅの領域で見つかり、従って、この領域がマークされ、
それ以上のサーチから除外される。第３の段階は既にマークされていない残りの
全ての領域を通して石灰化した組織の信号パラメータをサーチすることである。
この場合、そのような特徴の信号は識別されなかった。最後に、全ての残りの領
域が均一性の値の計算がなされ、この均一性の値から得られたカラーの値でマー
クされる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Ultrasonic scanning
The invention relates to the field of ultrasonic scanning. In particular, the invention relates to biological applications in medical applications.
Ultrasound scanning of target tissue.
Ultrasonic scanning of biological tissue is widely used as a diagnostic technique in medicine
. Ultrasound scanning is non-invasive, rapid, low risk to the patient, and other
Only relatively inexpensive equipment is required compared to scanning technology. An example of using ultrasound scanning is atheroma
Examining the walls of blood vessels for detection and characterization of atherosclerosis.
Pathological vascular walls are a major cause of disease. Alongside suppressing blood flow
The walls of the diseased blood vessels accumulate somewhere to completely supply blood to certain organs of the body
Releases or produces emboli that occlude and create clinical problems such as stroke
There is a possibility. Ultrasound scanning to identify plaque in the walls of blood vessels
To form a grayscale image of the transverse or longitudinal cross section of the blood vessel
Can be used.
Ultrasound B-mode grayscale images are difficult to interpret and make this interpretation easier.
Ultrasound and to evaluate the severity of the plaque more quantitatively.
A technique for measuring blood flow using a probe has been developed. One example of this technology is the vascular lumen
Color flowmer using Doppler effect to detect blood flow rate through
It is ping. If stenosis / plaque is intervened in the wall of the blood vessel, these
Obstruction of fluid flow (eg, causing downstream turbulence in blood flow)
Which can be easily verified using color flow mapping technology and
It can be quantified using the puller effect.
Current developments in ultrasound scanning devices and methods for use in such diagnostics
Effort is mainly a smooth, real-time motion table of images and blood flow in blood vessels.
Increase the frame rate of the image generated by the ultrasound scanner to show
That is oriented. Such efforts improve diagnosis, while a number of unique,
There are also significant issues.
Intravascular plaque can be considered to fall into a number of different characteristic types.
I can do it. The first type is the type of blood vessels formed by fibrous thickening in the walls of blood vessels.
Stenosis in the lumen. Such fibrous thickening can lead to destruction and thrombolysis.
The risk of rupture is relatively low because it is less likely. Another kind of plaque is thickened
Are such that they include calcified areas that are relatively hard and brittle. That's it
Such calcified areas can cause cracks that can lead to tissue damage, bleeding, or thrombolysis of the vessel wall.
It is thought to bring ruggedness. Probably the most dangerous type of plaque is lipid
Probably plaque. Lipid plaques within the walls of the thickened blood vessels form a fibrous coating (cap
) Consists of a pocket of fatty tissue held in place by the Fibrous
If the coating ruptures due to stress (or for other reasons), the lipid material will
Ruptured fibers can be released into the stream, which can have deleterious consequences.
The fibrous cap itself can lead to thrombolysis. During the healing process, blood
A clot forms around the ruptured part, resulting in an embolus, i.e., obstructing a blood vessel
May be
The thickening of the vessel wall can be caused by different types of pullers with very different levels of risk.
This can be the result of the Different treatments resulting from these different risk levels
Is appropriate. However, with an ultrasound scanner, stenosis of blood vessels and fertilization of the walls of
Thickness can be confirmed, but it is far less clear what kind of plaque is present
Difficult. This difficulty, especially between fibrous and lipid plaques
Is remarkable.
According to one aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic imaging apparatus for imaging biological tissue.
hand,
Radiates ultrasonic energy into the biological tissue to be imaged,
An ultrasonic transducer for generating a radio frequency signal from the ultrasonic energy,
The radio frequency signal is converted to predetermined signal parameters indicative of various types of biological tissues.
Identifying one or more regions of the various tissues as compared to the one or more regions of the various tissues.
Ultrasound image form including a signal processor for generating a histological image that visually distinguishes regions
An apparatus is provided.
The present invention employs various methods to analyze signals generated by ultrasonic scanning
I do. The present invention relates to grayscale (with increasing resolution and frame rate).
Simply use the radio frequency signal from the reflected ultrasound energy to generate
Rather, the radio frequency signal contains information embedded in itself,
The signal shows the histological characteristics of the tissue being scanned by careful analysis
Recognize that it is possible. This is a true histology for microscope slides
It is not an image, but an image that indicates the histological characteristics of the tissue. This histological information is a lot
Is much more valuable than increasing the resolution or frame rate.
In particular, radio frequency signals are individually or collectively processed by a signal processor.
When combined with characteristics from surrounding areas to identify a particular tissue (eg,
For example, amplitude characteristics, peak or valley level characteristics, dispersion characteristics, irregular phase characteristics, etc.
) It can be compared with a predetermined signal parameter. In the above example, the invention relates to blood
Normal tissue, lipid plaque, fibrous plaque and calcified plaque within the wall of the vessel
Can be used for discrimination between peaks. The invention also relates to other biological tissues
Scan, for example, mammography, liver scan, kidney scan, etc.
The histological images provided by the present invention can be displayed independently. But
In a preferred embodiment of the present invention, the signal processor is configured to control the strength of the radio frequency signal.
Generating a gray scale image of the biological tissue based on the gray scale
The histological image is superimposed on the histological image.
Overlaying the histological image on the grayscale image is the information contained within each.
Information can assist each other for diagnostic purposes to confirm the interpretation of the scan results.
You.
Interpretation of the histological image is based on the fact that the histological image
This is facilitated in embodiments of the present invention which are images of different colors.
As described above, the present invention can be used for examining various types of biological tissues.
However, the present invention particularly relates to the case where the biological tissue is a blood vessel in a living body,
In an organ system in which said area of tissue contains plaques of various types of blood vessel walls
Suitable for use.
In such a blood vessel analysis, the luminal region of a blood vessel in a living body is determined by a predetermined luminal amplitude threshold.
The following peak-to-valley signals and peak signals below a predetermined lumen level threshold
By searching the radio frequency signal for adjacent regions
It has proven convenient to operate the signal processor in this way.
A search for a lumen region is manually or automatically identified as existing within the lumen region.
It starts from some known point that can be different. This identification is based on ultrasonic blood flow detection.
You can use it to get out or help.
A preferred technique for identifying lipid plaques is to use peaks above a predetermined noise amplitude threshold.
A signal with a value up to the valley and a signal with a peak value below the level threshold of a given lipid plaque
The presence of a fibrous cap and the radio outside of the luminal region with respect to the adjacent region
This is a technique for searching for a frequency signal.
A preferred technique for identifying calcified plaques is to determine the peak of a given calcified plaque.
Signal above the threshold of the calc level and the valley level of the predetermined calcified plaque
And a threshold from the peak to the valley below the predetermined amplitude variation threshold of the broken plaque.
Value signal fluctuations and signal times below a given calcified plaque time fluctuation threshold
Search for the radio frequency signal outside the luminal region for an adjacent region having a variation of
Technology.
Another histological feature that is diagnostically useful is that the signal processor
Within one or more regions of the histological image from variations in parameters characterizing the signal
Calculate the histological value indicating the degree of uniformity of the tissue, and visually check the calculated uniformity value.
The histological image of the one or more regions for which uniformity values have been calculated to display
In such an embodiment as to control the display within.
In a preferred embodiment, the homogeneity value is luminal, lipid plaque, or calcified.
It is calculated only for those regions that have not already been identified as plaques. Thickened
Fibrous plaques shown as vascular wall regions were identified as plaques on the vascular wall.
Has a high degree of uniformity value.
In order to more stably identify the tissue, the signal processor may convert the radio frequency signal.
Signal region, and at least one signal region is combined with the signal characteristics of the surrounding signal region.
Together, they are tested to identify biological tissue with reference to unique signal characteristics.
The present invention relates to radio frequency signals generated by reflected ultrasonic energy.
Existing radio frequency signal and control signal output ports to make it accessible
It can be implemented as an additional device to the ultrasound scanner. So another perspective?
Considered from the perspective of the present invention, the present invention relates to a radio frequency signal generated from reflected ultrasonic energy.
An ultrasound imaging device for imaging biological tissue using
The radio frequency signal is a predetermined signal parameter indicative of various types of biological tissue.
Identifying one or more different tissues as compared to the data, and one or more regions of the different tissues.
Ultrasound imaging apparatus including a signal processor for generating a histological image that visually distinguishes regions
Provide a replacement.
Considered from yet another aspect, the present invention is directed to a method of ultrasound imaging biological tissue.
And
Emitting ultrasound energy into the biological tissue to be imaged;
Generating a radio frequency signal from the received reflected ultrasound energy
When,
The radio frequency signal is a predetermined signal parameter indicative of various types of biological tissue.
Identifying one or more regions of various tissues as compared to the data;
Generating a histological image that visually distinguishes the one or more regions of various tissues
And an ultrasonic imaging method.
Embodiments of the present invention will be described below by way of example only with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing an ultrasonic scanning apparatus for scanning a blood vessel,
Fig. 2 suffers from stenosis due to thickening of the vessel wall due to plaque of unknown type
A diagram schematically showing a grayscale image of a blood vessel,
FIG. 3 is a scan through the blood vessel shown in FIG. 2 with features indicative of lipid plaques
Diagram showing radio frequency signals along the line,
FIG. 4 shows the radio frequency signal shown in FIG. 3, but here the calcified plaque
A diagram showing a radio frequency signal having the characteristic of
FIG. 4 shows the radio frequency signal shown in FIG. 3, in which a fibrous plaque is shown.
A diagram showing a radio frequency signal having the following characteristics:
FIG. 6 is a diagram showing an operation sequence of a signal processing portion of the system shown in FIG. 1,
FIG. 7 is a view showing a histological analysis method of the technique shown in FIG.
FIG. 1 can be used to examine a blood vessel 6 in a patient's thoracic cavity 8 (known frequency).
A number of ultrasonic transducers 4 (for example, Hewlett Pa
conventional (such as Sonus 2500) manufactured by ckard)
1 shows an ultrasonic scanning device including an ultrasonic wave scanner 2. Ultrasound scanner for each scan line
RF signal output port that allows access to raw RF signal data
Have Radio frequency signals (similar to raster scan input to a television receiver)
There is a separate synchronization signal along with the signal scan line.
The radio frequency signal is fed into a high speed analog to digital converter 10 by an amplifier stage.
Supplied via The analog to digital converter 10 is connected to the
Controlled by control signals to digitize the signal, the workstation computer
The data is stored in the buffer memory until it passes through the data 12. For a complete signal frame
The digitized radio frequency signal data is transmitted to the workstation computer 12.
Is stored in the RAM. Once this digitized data is
Once captured by the application computer 12, it is
Operable by hardware control, workstation computer is a signal processing device
Function as Analog to digital converter 10 and workstation co
The function with the computer 12 can be incorporated into the ultrasonic scanner 2 itself, and if desired.
To form an integral unit or implement as a separate unit
It is possible.
FIG. 2 shows an example of a gray scale image of a blood vessel. The vessel wall has a thickened part 14
I do. The lumen 16 can be manually identified by the operator using a blood flow mapping technique
Or (for example, if this information is passed to a workstation)
Use color flow mapping to identify points with the fastest blood flow
And) automatically identifiable. The thickened portion 14 of the wall of the vessel
Plaque is obvious, but the operator has shown what kind of plaque
Often it is difficult to identify clearly.
FIG. 3 shows the blood vessels shown in FIG. 2 and the scanning lines A, B, C, D and E through the blood vessels.
And a radio frequency signal generated along F. In this case, the plaque
Is a lipid plaque. The walls A and B of the blood vessels that are not thickened are in the radio frequency signal.
It produces a powerful, relatively irregular series of echoes. In addition to this,
A low amplitude portion corresponding to the reflection from the blood vessel follows. Lipid plaque fibrous cap
Are shown as relatively strong reflection narrow areas C and D. Lipids are D, E
Has the characteristic of relatively low reflection in the portion. The last part is outer walls E and F
.
In practice, since the lumen 16 has already been identified by the user, the radio frequency signal
The B and C parts of the signal have already been identified and considered. In this way, low
Amplitude reflections are not confused with low amplitude reflections from lipid plaques. Along the scan line
As the remaining portion of the transmitted radio frequency signal is searched, the portions D and E
Peak to valley that are greater than or equal to the
And the absolute value of the peak is less than or equal to the lipid plaque threshold
. Thus, the portions D and E are identifiable as corresponding to lipid plaques,
Corresponding portions in adjacent scan lines form adjacent regions in the histological image
Identifiable. Once the lumen and lipid portion of the scan line are identified
And the rest was searched for calcified plaque (described below),
A histological value equal to the product of the peak value variation and the peak-to-valley value variation is detected
Is done. This histological value is then converted to the corresponding color range of the color palette.
Is mapped. Lipid regions have their own distinct color in the color palette
.
The thresholds used in lipid plaque tests and other tests
It will be appreciated that it is specific for a given ultrasound scanner and power setting. seed
Lookup table for critical scaling factors for different power settings is a signal processor
The scanner is calibrated and further improves the reliability of the threshold used
Rukoto can. Absolute threshold value is scanner and setup specific
However, the relative values of the thresholds are much smaller, both providing good indication of the tissue. The threshold is
It is possible to index to a single value from a look-up table.
FIG. 4 corresponds to FIG. 3 except that areas D and E contain calcified plaques
I do. Characterized signal parameters of calcified plaques are strong regular echoes
. These features are signal peaks outside the lumen, above a certain threshold, below a certain threshold.
The lower signal has a valley value and the sub-threshold signal time variation from the associated sub-threshold peak
Identifiable by searching for a continuous area with valley variation
is there. The parameters of these signals are combined to provide highly regular and high amplitude signals.
issue
Is specified. Once such a calcified plaque area is identified,
Will be assigned their own distinct color and excluded from the histological value calculation.
Finally, FIG. 5 shows that the plaque is a fibrous plaque and the areas D and E are fibrous plaques.
Similar to FIG. 3 except that it includes a weave. D and E areas are lipid plaque or stone
These species do not satisfy any of the testing criteria for identifying ashed plaques,
None of the classes are identified. Therefore, the areas of D and E are A, B, C, D and E,
The histological value is calculated together with the F part. Thus, in the histological image
Thickening is a relatively uniform part of the blood vessel that does not contain any lipids or calcified areas
Seen as.
FIG. 6 shows the operation sequence of the signal processing device. In step 18, the signal processing device
Captures a single frame of data in the largest dynamic range (post-time
In-correction processing), and reconstructs the image of the Guerray scale. Use in 20 stages
Examines the corresponding grayscale image of the frame to identify one point in the lumen
You. At step 22, the signal processor exits the luminal region and the signal value reaches
Searching from identified points above a predetermined amplitude threshold that indicates the wall of the lumen
Specifies the region as a lumen. Run adjacent to the scan line containing the identified point
The survey line starts at a point corresponding to the distance from the ultrasonic transducer to the identified point.
Can be reached.
In step 24, the user is reconfigured using the pointer device as a mouse.
Around the outer edge of a blood vessel in a shaded grayscale image to identify the outer edge of the blood vessel
I do. Identifying outer parts of blood vessels is relatively easy for experienced operators
It is. The outer edge of the vessel stops further searching for structures and calculating histological values.
Used to stop.
At step 26, a contour outside the lumen but defined by the user
The region within the inner edge of the region is a region for parameters that indicate lipid tissue (eg,
That are treated as regions of sufficient size to give meaning to the features of
Of the signal cycle area). If you find such an area,
They are marked in the radio frequency signal data and excluded from further evaluation
.
In step 28, a search is performed on the calcified structures to find those regions.
Are similarly marked. In step 30, all remaining areas in the non-lumen image are
A uniformity value is calculated and a logarithm is taken from this value, which is used for a range of colors.
Used to determine pallets. Fibrous tissue is associated with low homogeneity values
.
In 32 steps, it is decided according to the unique color and the calculated uniformity value.
Histological image displayed with lipid and calcified areas marked with different colors
Is also displayed for other areas. Lumens should remain black or unique
Are assigned.
FIG. 7 illustrates the sequence of operation shown in FIG. 6 with respect to individual radio frequency scan lines.
Show. First, the luminal portions B and C are searched from a predetermined point, and the signal value is set to a predetermined threshold.
Identified by finding a position above This area is then used as a lumen
And will be excluded from further searches. All other areas except the lumen
A second search is performed to search for signals of lipid tissue characteristics. in this case
, Such a signal is found in the area of D, E, thus this area is marked,
Excluded from further searches. The third stage is the remaining
The search is for signal parameters of the calcified tissue through all regions.
In this case, no signal of such a feature was identified. Finally, all remaining territories
The gamut is calculated for the uniformity value and the color values derived from this uniformity value are then marked.
Clicked.
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項
【提出日】平成１０年１１月２５日（１９９８．１１．２５）
【補正内容】
明細書
超音波走査
本発明は超音波走査の分野に関する。特に、本発明は医療用途において生物学
的組織を超音波走査することに関する。
生物学的組織の超音波走査は医療における診断技術として広く使用されている
。超音波走査は非侵入的で、迅速で、患者に対する危険性は低く、かつその他の
走査技術と比較して比較的安価な設備ですむ。超音波走査の使用例はアテローム
性動脈硬化の検出と特性指摘に対して血管の壁を検査することである。
病的な血管の壁は病気の主要な原因となる。血液の流れを抑制することと並ん
で、病的な血管の壁はいずれかに溜まって身体のある器官への血液の供給を完全
に閉塞し、例えば卒中のような臨床問題を生じる塞栓の生成を解放あるいは発生
させる可能性がある。超音波走査は、血管の壁におけるプラークを識別するため
に血管の横方向あるいは長手方向の断面のグレースケールの像を形成するために
使用しうる。
超音波Ｂ−モードのグレースケールの像は解釈が困難で、この解釈をし易くす
るために、かつプラークの厳しさ程度をより定量的に評価するために、超音波走
査を使用した血液の流量測定技術が開発された。この技術の一例は血管の管腔を
通しての血液の流速を検出するためにドップラー効果を使用したカラーフローマ
ッピングである。血管の壁に狭窄／プラークが介在する場合、これらは均一な血
液の流れを阻害する（例えば、血液の流れにおいて下流での乱流をもたらす）傾
向があり、これはカラーフローマッピング技術を使用して簡単に確認でき、ドッ
プラー効果を使用して定量化できる。
国際特許出願WO-８７／０４１４２は、動脈に挿入し、結果として生じる信号
の再構成し、それにより動脈の壁がさらに容易に見えるようにする超音波変換器
および方法を開示している。
そのような診断において使用する超音波走査装置および方法における現在の開
発努力は、主として血管内の像と血液の流れとをリアルタイムで滑らかに運動表
示するために超音波走査装置によって発生する像のフレームレートを増大させる
ことを指向している。そのような努力は診断を改善するが、一方多数の固有で、
顕著な問題もある。
血管内のプラークは多数の種々の特性タイプに分類されるものと考えることが
出来る。第１の種類は血管の壁において繊維状の肥厚によって形成される血管の
管腔における狭窄である。そのような繊維状肥厚は、破壊したり、血栓崩壊に至
ることが少ないので、破裂の危険性は比較的低い。別の種類のプラークは、肥厚
が比較的硬質で脆性である石灰化した領域を包含するようなものである。そのよ
うな石灰化した領域は血管の壁の組織損傷、出血、血栓崩壊に至り得る亀裂の危
険性をもたらすものと考えられている。多分、プラークの最も危険な種類は脂質
プラークであろう。肥厚した血管の壁内の脂質プラークは繊維質の被覆（キャッ
プ）によって適所に保持された脂肪質組織のポケットから構成される。繊維質の
被覆が応力により（あるいはその他の理由で）破裂する場合、脂質材料は血液の
流れの中へ解放され、その結果有害な結果をもたらす可能性があり、破裂した繊
維質のキャップ自体は血栓崩壊をもたらす可能性がある。治癒過程の間、血液の
凝塊が破裂した部分の周りで形成され、塞栓を起因する、すなわち血管を閉塞す
る可能性がある。
血管の壁が肥厚するのは極めて種々の危険レベルを有する種々の種類のプラー
クの結果でありうることが判る。これらの種々の危険性レベルの結果種々の処置
が適当となる。しかしながら、超音波走査装置では、血管の狭窄と血管の壁の肥
厚とが確認可能であるが、どの種類のプラークが存在しているかの確認ははるか
に困難である。この困難さは、特に繊維質のプラークと脂質のプラークとの間で
は顕著である。
本発明の一局面によれば、生物学的組織を像形成する超音波像形成装置であっ
て、
像形成すべき生物学的組織内へ超音波エネルギを放射し、受け取られ反射した
超音波エネルギから無線周波数の信号を発生させる超音波変換器を含む超音波像
形成装置において、
前記無線周波数の信号を、種々の種類の生物学的組織構造を示す所定の信号パ
ラメータと比較して種々の組織構造の１個以上の領域を識別し、また前記種々の
組織構造の１個以上の領域を視覚的に区別する組織学的像を発生させる信号処理
器を含むことを特徴とする超音波像形成装置を提供する。
本発明は超音波走査によって発生した信号を分析するために種々の方法を採用
する隣接領域に対して前記無線周波数信号をサーチすることにより識別されるよ
うに信号処理器が作動することが便利であることが判明した。
管腔領域のサーチは管腔領域内に存在するものとして手動あるいは自動的に識
別可能なある既知の点から開始される。この識別は超音波による血液の流れの検
出のために使用するか、あるいは支援可能である。
脂質プラークを識別する好適な技術は所定のノイズ振幅閾値以上のピークから
谷までの値の信号と、所定の脂質プラークのレベル閾値以下のピーク値の信号と
、繊維質キャップの存在とを有する隣接領域に対して管腔領域の外側の前記無線
周波数信号をサーチする技術である。
石灰化したプラークを識別する好適技術は、所定の石灰化したプラークのピー
クレベルの閾値以上のピーク値の信号と、所定の石灰化したプラークの谷レベル
の閾値と、所定の決壊化したプラークの振幅変動閾値以下のピークから谷までの
値の信号の変動および所定の石灰化したプラークの時間変動閾値以下の信号時間
の変動とを有する隣接領域に対して管腔領域の外の前記無線周波数信号をサーチ
する技術である。
診断の上で有用である別の組織学的特徴は、前記信号処理器が前記無線周波数
信号を特性指摘するパラメータの変動から、前記組織学的像の１個以上の領域内
の組織の均一程度を示す組織学的値を計算し、前記計算された均一性の値を視覚
的に表示するように均一性の値を計算した前記１個以上の領域の前記組織学的像
内のデイスプレイを制御するような実施例において得ることが出来る。
好適実施例においては、均一性の値は管腔、脂質プラーク、あるいは石灰化し
たプラークとして既に識別されていない領域に対してのみ計算される。肥厚した
血管の壁領域として示された線維質プラークは血管の壁のプラークとして識別さ
れない高度の均一性の値を有する。
組織をより安定して識別するために、前記信号処理器は前記無線周波数信号を
信号領域に分割し、少なくともある信号領域は周りの信号領域の信号特性と組み
合わせて独自の信号特性を参照して生物学的組織を識別するように試験される。
本発明は反射された超音波エネルギによって発生した無線周波数信号に対して
アクセス可能なようにする無線周波数信号と制御信号出力ポートを有する既存の
超音波走査器に対する付加的な装置として実施可能である。従って、別の観点か
ら検討すれば、本発明は、反射した超音波エネルギから発生した無線周波数信号
を使用して生物学的組織を像形成する超音波像形成装置であって、
前記無線周波数信号を種々の種類の生物学的組織を指示する所定の信号パラメ
ータと比較して１個以上の種々の組織を識別し、前記種々の組織の１個以上の領
域を視覚的に区別する組織学的像を発生する信号処理器を含む、超音波像形成装
置を提供する。
更に別の局面から検討すれば、本発明は生物学的組織を超音波像形成する方法
であって、
超音波エネルギを像形成すべき生物学的組織内へ放射する段階と、
受け取られ反射した超音波エネルギから無線周波数信号を発生させる段階とを
含む方法において、
前記無線周波数信号を種々の種類の生物学的組織を指示する所定の信号パラメ
ータと比較して種々の組織の１個以上の領域を識別する段階と、
種々の組織の前記１個以上の領域を視覚的に区別する組織学的像を発生させる
段階とを含むことを特徴とする超音波像形成方法を提供する。
本発明の実施例を添付図面を参照して、例示のみとして以下説明する。
第１図は血管を走査する超音波走査装置を概略的に示す図、
第２図は種類が不明のプラークによる血管の壁の肥厚による狭窄を患っている
血管のグレースケール像を概略的に示す図、
第３図は脂質プラークを示す特徴を有する、第２図に示す血管を通しての走査
ラインに沿った無線周波数信号を示す図、
第４図は第３図に示す無線周波数信号であるが、ここでは石灰化したプラーク
を示す特徴を有する無線周波数信号を示す図、
第４図は第３図に示す無線周波数信号であるが、ここでは繊維質プラークを示
す特徴を有する無線周波数信号を示す図、
第６図は第１図に示すシステムの信号処理部分の作動順序を示す図、
第７図は第６図に示す技術の組織学的分析方法を示す図である。
第１図は、患者の胸腔８内の血管６を検査するために使用しうる（既知の周波
請求の範囲
1. 生物学的組織を像形成する超音波像形成装置であって、
超音波エネルギを像形成すべき生物学的組織内へ放射し、受け取られた反射し
た超音波エネルギから無線周波数の信号を発生させる超音波変換器（４）を含む
超音波像形成装置において、
前記無線周波数信号を種々の種類の生物学的組織を示す所定の信号パラメータ
と比較して種々の組織の１個以上の領域を識別し、かつ種々の組織の１個以上の
領域を視覚的に区別する組織学的像を発生させる信号処理装置（１２）を含むこ
とを特徴とする生物学的組織を像形成する超音波像形成装置。
2. 前記信号処理装置が前記無線周波数信号の強さに基づいた前記生物学的組
織のグレースケール像を発生させ、前記グレースケール像が前記組織学的像に重
ねられることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の超音波像形成装置。
3. 前記組織学的像が種々の組織を表わす種々のカラーのカラー像であること
を特徴とする請求の範囲第２項に記載の超音波像形成装置。
4. 前記生物学的組織が生体内の血管であり、前記種々の組織の領域が通常の
組織および血管の壁の種々の種類のプラークを含むことを特徴とする請求の範囲
第１項、第２項および第３項に記載の超音波像形成装置。
5. 生体の血管の管腔領域が、所定の管腔振幅閾値以下の信号のピークから谷
までの値と所定の管腔レベルの閾値以下の信号のピーク値とを有する隣接領域に
対して前記無線周波数の信号をサーチすることによって識別されることを特徴と
する請求の範囲第４項に記載の超音波像形成装置。
13．前記信号処理装置（１２）が、前記無線周波数信号の特徴を有するパラメ
ータの変動から、前記組織学的像の１個以上の領域内での組織の均一度を示す均
一性の値を計算し、前記計算された均一性の値を視覚的に表示するように均一性
の値が計算された前記１個以上の領域の前記組織学的像内でのデイスプレイを制
御することを特徴とする請求の範囲第４項から第１２項までのいずれか１項に記
載の超音波像形成装置。
14．前記均一性の値が管腔、脂質プラークあるいは石灰化したプラーが識別さ
れていない領域に対して計算されることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載
の超音波像形成装置。
15．前記信号処理装置が前記無線周波数の信号を信号領域に分割し、少なくと
もある信号領域が、周りの信号領域の信号特徴と組み合わせて独自の信号特徴を
参照して生物学的組織を識別するように検査されることを特徴とする請求の範囲
第１項から第１４項までのいずれか１項に記載の超音波像形成装置。
16．反射した超音波エネルギから発生した無線周波数信号を使用して生物学的
組織を像形成する超音波像形成装置において、
前記無線周波数信号を種々の種類の生物学的組織を示す所定の信号パラメータ
と比較して種々組織の１個以上の領域を識別し、かつ種々組織の前記１個以上の
領域を視覚的に区別する組織学的像を発生する信号処理装置（１２）を含むこと
を特徴とする超音波像形成装置。
17．生物学的組織を像形成する超音波像形成方法において、
超音波エネルギを像形成すべき生物学的組織内へ放射する段階と、
受け取られた、反射した超音波エネルギから無線周波数信号を発生させる段階
と、
前記無線周波数の信号を種々の種類の生物学的組織を示す所定の信号パラメー
タと比較して種々組織の１個以上の領域を識別する段階と、
種々組織の前記１個以上の領域を視覚的に区別する組織学的像を発生させる段
階とを含むことを特徴とする超音波像形成方法。[Procedure of Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act
[Submission date] November 25, 1998 (1998.11.25)
[Correction contents]
Specification
Ultrasonic scanning
The invention relates to the field of ultrasonic scanning. In particular, the invention relates to biological applications in medical applications.
Ultrasound scanning of target tissue.
Ultrasonic scanning of biological tissue is widely used as a diagnostic technique in medicine
. Ultrasound scanning is non-invasive, rapid, low risk to the patient, and other
Only relatively inexpensive equipment is required compared to scanning technology. An example of using ultrasound scanning is atheroma
Examining the walls of blood vessels for detection and characterization of atherosclerosis.
Pathological vascular walls are a major cause of disease. Alongside suppressing blood flow
The walls of the diseased blood vessels accumulate somewhere to completely supply blood to certain organs of the body
Releases or produces emboli that occlude and create clinical problems such as stroke
There is a possibility. Ultrasound scanning to identify plaque in the walls of blood vessels
To form a grayscale image of the transverse or longitudinal cross section of the blood vessel
Can be used.
Ultrasound B-mode grayscale images are difficult to interpret and make this interpretation easier.
Ultrasound and to evaluate the severity of the plaque more quantitatively.
A technique for measuring blood flow using a probe has been developed. One example of this technology is the vascular lumen
Color flowmer using Doppler effect to detect blood flow rate through
It is ping. If stenosis / plaque is intervened in the wall of the blood vessel, these
Obstruction of fluid flow (eg, causing downstream turbulence in blood flow)
Which can be easily verified using color flow mapping technology and
It can be quantified using the puller effect.
International Patent Application WO-87 / 04142 discloses a method for inserting into an artery and resulting signal.
Ultrasound transducer to reconstruct the artery and thereby make the wall of the artery more visible
And methods are disclosed.
Current developments in ultrasound scanning devices and methods for use in such diagnostics
Effort is mainly a smooth, real-time motion table of images and blood flow in blood vessels.
Increase the frame rate of the image generated by the ultrasound scanner to show
That is oriented. Such efforts improve diagnosis, while a number of unique,
There are also significant issues.
Intravascular plaque can be considered to fall into a number of different characteristic types.
I can do it. The first type is the type of blood vessels formed by fibrous thickening in the walls of blood vessels.
Stenosis in the lumen. Such fibrous thickening can lead to destruction and thrombolysis.
The risk of rupture is relatively low because it is less likely. Another kind of plaque is thickened
Are such that they include calcified areas that are relatively hard and brittle. That's it
Such calcified areas can cause cracks that can lead to tissue damage, bleeding, or thrombolysis of the vessel wall.
It is thought to bring ruggedness. Probably the most dangerous type of plaque is lipid
Probably plaque. Lipid plaques within the walls of the thickened blood vessels form a fibrous coating (cap
) Consists of a pocket of fatty tissue held in place by the Fibrous
If the coating ruptures due to stress (or for other reasons), the lipid material will
Ruptured fibers can be released into the stream, which can have deleterious consequences.
The fibrous cap itself can lead to thrombolysis. During the healing process, blood
A clot forms around the ruptured part, resulting in an embolus, i.e., obstructing a blood vessel
May be
The thickening of the vessel wall can be caused by different types of pullers with very different levels of risk.
This can be the result of the Different treatments resulting from these different risk levels
Is appropriate. However, with an ultrasound scanner, stenosis of blood vessels and fertilization of the walls of
Thickness can be confirmed, but it is far less clear what kind of plaque is present
Difficult. This difficulty, especially between fibrous and lipid plaques
Is remarkable.
According to one aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic imaging apparatus for imaging biological tissue.
hand,
Emitted, received and reflected ultrasonic energy into the biological tissue to be imaged
Ultrasound image including an ultrasonic transducer for generating radio frequency signals from ultrasonic energy
In the forming device,
The radio frequency signal is converted to a predetermined signal pattern indicative of various types of biological tissue structures.
Identifying one or more regions of various tissue structures as compared to the
Signal processing for generating histological images that visually distinguish one or more regions of a tissue structure
An ultrasonic image forming apparatus, comprising:
The present invention employs various methods to analyze signals generated by ultrasonic scanning
By searching the radio frequency signal for adjacent regions
It has proven convenient to operate the signal processor in this way.
A search for a lumen region is manually or automatically identified as existing within the lumen region.
It starts from some known point that can be different. This identification is based on ultrasonic blood flow detection.
You can use it to get out or help.
A preferred technique for identifying lipid plaques is to use peaks above a predetermined noise amplitude threshold.
A signal with a value up to the valley and a signal with a peak value below the level threshold of a given lipid plaque.
The presence of a fibrous cap and the radio outside of the luminal region with respect to the adjacent region
This is a technique for searching for a frequency signal.
A preferred technique for identifying calcified plaques is to determine the peak of a given calcified plaque.
Signal above the threshold of the calc level and the valley level of the predetermined calcified plaque
And a threshold from the peak to the valley below the predetermined amplitude variation threshold of the broken plaque.
Value signal fluctuations and signal times below a given calcified plaque time fluctuation threshold
Search for the radio frequency signal outside the luminal region for an adjacent region having a variation of
Technology.
Another histological feature that is diagnostically useful is that the signal processor
Within one or more regions of the histological image from variations in parameters characterizing the signal
Calculate the histological value indicating the degree of uniformity of the tissue, and visually check the calculated uniformity value.
The histological image of the one or more regions for which uniformity values have been calculated to display
In such an embodiment as to control the display within.
In a preferred embodiment, the homogeneity value is luminal, lipid plaque, or calcified.
It is calculated only for those regions that have not already been identified as plaques. Thickened
Fibrous plaques shown as vascular wall regions were identified as plaques on the vascular wall.
Has a high degree of uniformity value.
In order to more stably identify the tissue, the signal processor may convert the radio frequency signal.
Signal region, and at least one signal region is combined with the signal characteristics of the surrounding signal region.
Together, they are tested to identify biological tissue with reference to unique signal characteristics.
The present invention relates to radio frequency signals generated by reflected ultrasonic energy.
Existing radio frequency signal and control signal output ports to make it accessible
It can be implemented as an additional device to the ultrasound scanner. So another perspective?
Considered from the perspective of the present invention, the present invention relates to a radio frequency signal generated from reflected ultrasonic energy.
An ultrasound imaging device for imaging biological tissue using
The radio frequency signal is a predetermined signal parameter indicative of various types of biological tissue.
Identifying one or more different tissues as compared to the data, and one or more regions of the different tissues.
Ultrasound imaging apparatus including a signal processor for generating a histological image that visually distinguishes regions
Provide a replacement.
Considered from yet another aspect, the present invention is directed to a method of ultrasound imaging biological tissue.
And
Emitting ultrasound energy into the biological tissue to be imaged;
Generating a radio frequency signal from the received and reflected ultrasonic energy.
Including the method,
The radio frequency signal is a predetermined signal parameter indicative of various types of biological tissue.
Identifying one or more regions of various tissues as compared to the data;
Generating a histological image that visually distinguishes the one or more regions of various tissues
And an ultrasonic imaging method.
Embodiments of the present invention will be described below by way of example only with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing an ultrasonic scanning apparatus for scanning a blood vessel,
Fig. 2 suffers from stenosis due to thickening of the vessel wall due to plaque of unknown type
A diagram schematically showing a grayscale image of a blood vessel,
FIG. 3 is a scan through the blood vessel shown in FIG. 2 with features indicative of lipid plaques
Diagram showing radio frequency signals along the line,
FIG. 4 shows the radio frequency signal shown in FIG. 3, but here the calcified plaque
A diagram showing a radio frequency signal having the characteristic of
FIG. 4 shows the radio frequency signal shown in FIG. 3, in which a fibrous plaque is shown.
A diagram showing a radio frequency signal having the following characteristics:
FIG. 6 is a diagram showing an operation sequence of a signal processing portion of the system shown in FIG. 1,
FIG. 7 is a view showing a histological analysis method of the technique shown in FIG.
FIG. 1 can be used to examine a blood vessel 6 in a patient's thoracic cavity 8 (known frequency).
The scope of the claims
1. an ultrasonic imaging device for imaging biological tissue,
Ultrasonic energy is emitted into the biological tissue to be imaged and the received reflected
Including an ultrasonic transducer (4) for generating a radio frequency signal from the generated ultrasonic energy
In an ultrasonic image forming apparatus,
The radio frequency signal is a predetermined signal parameter indicative of various types of biological tissues.
Identifying one or more regions of various tissues as compared to one or more of
A signal processing device (12) for generating a histological image for visually distinguishing regions.
An ultrasonic image forming apparatus for forming an image of a biological tissue.
2. The biological set based on the strength of the radio frequency signal.
Generating a grayscale image of the fabric, wherein the grayscale image overlaps the histological image.
The ultrasonic image forming apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic image forming apparatus is rotated.
3. The histological image is a color image of various colors representing various tissues.
The ultrasonic image forming apparatus according to claim 2, wherein:
4. The biological tissue is a blood vessel in a living body, and the area of the various tissues is a normal tissue.
Claims comprising various types of plaques of tissue and blood vessel walls
Item 4. The ultrasonic image forming apparatus according to any one of items 1, 2 and 3.
5. The luminal region of the blood vessel of the living body is changed from the peak to the
To the adjacent region having a value up to and a peak value of a signal below a predetermined lumen level threshold.
Characterized in that it is identified by searching for the radio frequency signal.
The ultrasonic image forming apparatus according to claim 4, wherein
13. The signal processing device (12) includes a parameter having characteristics of the radio frequency signal.
Data variations indicate the uniformity of the tissue within one or more regions of the histological image.
Calculate the value of uniformity and uniformity to visually display the calculated uniformity value
Controlling the display in the histological image of the one or more regions for which the values of
The method according to any one of claims 4 to 12, characterized in that:
On-board ultrasonic image forming apparatus.
14. The homogeneity value identifies lumens, lipid plaques or calcified plaques
14. The method according to claim 13, wherein the calculation is performed for an area that has not been set.
Ultrasonic image forming apparatus.
15． The signal processing device divides the radio frequency signal into signal regions, and at least
Some signal regions combine their signal features with surrounding signal regions to create unique signal characteristics.
Claims characterized by being examined to identify biological tissue by reference
Item 15. The ultrasonic image forming apparatus according to any one of Items 1 to 14.
16． Biological using radio frequency signals generated from reflected ultrasonic energy
In an ultrasonic imaging apparatus for imaging a tissue,
The radio frequency signal is a predetermined signal parameter indicative of various types of biological tissues.
Identifying one or more regions of various tissues and comparing said one or more regions of various tissues
Including a signal processor (12) for generating a histological image that visually distinguishes regions
An ultrasonic image forming apparatus, comprising:
17． An ultrasonic imaging method for imaging biological tissue, comprising:
Emitting ultrasound energy into the biological tissue to be imaged;
Generating a radio frequency signal from the received reflected ultrasound energy
When,
The radio frequency signal is converted to predetermined signal parameters indicative of various types of biological tissues.
Identifying one or more regions of various tissues as compared to the
Generating a histological image that visually distinguishes the one or more regions of various tissues
A method for forming an ultrasonic image, comprising:
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(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ
Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ
，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，
ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ
Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ
，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ
，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，
ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ
Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ
，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，
ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ
Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ
，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，
ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ
(72)発明者 キトニイ，リチャード，イーアン
イギリス国，ロンドン，エクスビション
ロード，デパートメント オブ バイオロ
ジカル アンド メディカル システム
ズ，インペリアル カレッジ オブ サイ
エンス，テクノロジー アンド メディス
ン────────────────────────────────────────────────── ───
Continuation of front page
(81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE,
DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L
U, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF)
, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE,
SN, TD, TG), AP (GH, KE, LS, MW, S
D, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG)
, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT
, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA,
CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, F
I, GB, GE, GH, HU, ID, IL, IS, JP
, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR,
LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, M
W, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD
, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR,
TT, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZW
(72) Inventor Kitniy, Richard, Ian
UK, London, Exhibition
Road, Department of Violo
Zical and Medical System
, Imperial College of Sai
Enss, Technology and Medis
N