JP2015073584A - 超音波診断装置、超音波診断装置の制御器及び超音波診断装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内腔内膜境界と中膜外膜境界とを精度良く検出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器及び超音波診断装置の制御方法を提供する。【解決手段】頸動脈の前壁に関心領域を設定するＲＯＩ設定部６と、関心領域内の受信信号の深さ方向における信号強度分布を生成し、第１の血管境界候補位置として、信号強度分布の中で第１の中膜外膜候境界補位置及び第１の内腔内膜境界候補位置を検出する第１の境界候補検出部７と、第２の血管境界候補位置として、第２の中膜外膜境界候補位置及び第２の内腔内膜境界候補位置を検出する第２の境界候補検出部８と、第１の血管境界候補位置及び第２の血管境界候補位置のいずれか一方を選択する境界候補選択部９と、選択された血管境界候補位置の中膜外膜境界候補位置及び内腔内膜境界候補位置に基づきＩＭＴ計測を行うＩＭＴ計測部１０と、を備えた。【選択図】図１

Description

本願は、超音波診断装置、超音波診断装置の制御器及び超音波診断装置の制御方法に関する。

動脈硬化の診断において、超音波診断装置を用いた頸動脈エコー検査が行われている。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おり、頚動脈エコー検査は、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（以下、「ＩＭＴ計測」とする。）するものであって、計測された値（以下、「ＩＭＴ値」とする。）は動脈硬化の進行度合いの指標として用いられる。

従来、ＩＭＴ計測は、頚動脈の血管伸長方向（以下、「長軸方向」とする。）に切断した断面（以下、「長軸断面」とする。）の断層画像に基づき、血管内腔と内膜との境界（以下、「内腔内膜境界」とする。）及び中膜と外膜との境界（以下、「中膜外膜境界」とする。）との間の距離（すなわち、内中膜複合体厚）を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手動で行われていたが、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、頚動脈を含む断層画像データの輝度分布に基づき内腔内膜境界と中膜外膜境界とを検出し、検出した内腔内膜境界と中膜外膜境界とに基づきＩＭＴ計測を行う構成である（例えば、特許文献１。）。

特開２００８−１６１２２０号公報

上述した従来の技術では、正しく測定したり、測定の精度を高めるため、内腔内膜境界と中膜外膜境界とを精度良く検出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、精度良く内腔内膜境界と中膜外膜境界とを検出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器及び超音波診断装置の制御方法を提供する。

本願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、前記超音波探触子から頚動脈を含む被検体に対し超音波の送信及び受信を行うことで前記頸動脈の長軸断面を含む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超音波診断装置であって、前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号に対し、前記頸動脈の血管内腔の位置を基準に前記頸動脈の前壁に関心領域を設定するＲＯＩ設定部と、前記関心領域内の前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号の前記超音波の送信方向である深さ方向における信号強度分布を生成し、第１の血管境界候補位置として、前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第１の中膜外膜候境界補位置及び前記第１の中膜外膜境界候補位置より深い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第１の内腔内膜境界候補位置を検出する第１の境界候補検出部と、第２の血管境界候補位置として、前記第１の中膜外膜境界候補位置より深い位置において前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第２の
中膜外膜境界候補位置及び前記第２の中膜外膜境界候補位置より深い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第２の内腔内膜境界候補位置を検出する第２の境界候補検出部と、前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置と仮定した場合に、前記第２の中膜外膜境界候補位置における外膜と中膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号及び前記第２の内腔内膜境界候補位置における血管内腔と内膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号とに基づく第１の判定と、前記第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の内腔内膜境界候補位置の距離とに基づく第２の判定を行い、前記第１及び前記第２の判定結果により前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かを判定し、前記ＲＯＩ内の前記真の血管境界候補位置と判定された前記深さ方向に直交する方向である音響線方向の前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であると判定された範囲に基づき、前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かの第３の判定を行い、前記第３の判定結果に基づき前記第１の血管境界候補位置及び前記第２の血管境界候補位置のいずれか一方を選択する境界候補選択部と、選択された血管境界候補位置の中膜外膜境界候補位置及び内腔内膜境界候補位置に基づきＩＭＴ計測を行うＩＭＴ計測部と、を備えた。

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器及び超音波診断装置の制御方法によれば、内腔内膜境界と中膜外膜境界とを精度良く検出することができる。

本願の実施の形態１による超音波診断装置の機能ブロック図の一例である。 本願の実施の形態１による超音波診断装置のハードウエアの構成図の一例である。 本願の実施の形態１による超音波診断装置の第１のテンプレートの一例を示す図である。 本願の実施の形態１による超音波診断装置の第２のテンプレートの一例を示す図である。 本願の実施の形態１による超音波診断装置の第３のテンプレートの一例を示す図である。 本願の実施の形態１による超音波診断装置の動作フローチャートの一例である。 本願の実施の形態１による超音波診断装置の第１の血管境界候補を検出した結果の一例を示す図である。 本願の実施の形態１による超音波診断装置の第２の血管境界候補を検出した結果の一例を示す図である。 本願の実施の形態１による超音波診断装置の境界候補選択部が第１及び第２の血管境界候補の検出結果に基づき血管境界位置を選択する方法の一例を説明する補助図である。

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、取得した頸動脈の長軸断面を含む受信信号の中に、頸動脈の内腔内膜境界及び中膜外膜境界に相当する受信信号の信号強度と類似するパターンを有する組織（頚静脈や筋肉層等）が含まれ、頸動脈の血管壁に近接する位置に係る組織が位置していた場合、係る組織を頸動脈の内腔内膜境界及び中膜外膜境界として誤って検出する場合があることが分かった。

本願発明者らは、上記のような場合でも、頸動脈の内腔内膜境界及び中膜外膜境界を自動で精度良く検出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、超音波診断装置の制御方法及び超音波診断装置の制御器を想到するに至った。本願の一
態様の概要は以下の通りである。

本願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、前記超音波探触子から頚動脈を含む被検体に対し超音波の送信及び受信を行うことで前記頸動脈の長軸断面を含む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超音波診断装置であって、前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号に対し、前記頸動脈の血管内腔の位置を基準に前記頸動脈の前壁に関心領域を設定するＲＯＩ設定部と、前記関心領域内の前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号の前記超音波の送信方向である深さ方向における信号強度分布を生成し、第１の血管境界候補位置として、前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第１の中膜外膜候境界補位置及び前記第１の中膜外膜境界候補位置より深い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第１の内腔内膜境界候補位置を検出する第１の境界候補検出部と、第２の血管境界候補位置として、前記第１の中膜外膜境界候補位置より深い位置において前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の中膜外膜境界候補位置より深い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第２の内腔内膜境界候補位置を検出する第２の境界候補検出部と、前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置と仮定した場合に、前記第２の中膜外膜境界候補位置における外膜と中膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号及び前記第２の内腔内膜境界候補位置における血管内腔と内膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号とに基づく第１の判定と、前記第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の内腔内膜境界候補位置の距離とに基づく第２の判定を行い、前記第１及び前記第２の判定結果により前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かを判定し、前記ＲＯＩ内の前記真の血管境界候補位置と判定された前記深さ方向に直交する方向である音響線方向の前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であると判定された範囲に基づき、前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かの第３の判定を行い、前記第３の判定結果に基づき前記第１の血管境界候補位置及び前記第２の血管境界候補位置のいずれか一方を選択する境界候補選択部と、選択された血管境界候補位置の中膜外膜境界候補位置及び内腔内膜境界候補位置に基づきＩＭＴ計測を行うＩＭＴ計測部と、を備える。

本願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、前記超音波探触子から頚動脈を含む被検体に対し超音波の送信及び受信を行うことで前記頸動脈の長軸断面を含む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超音波診断装置であって、前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号に対し、前記頸動脈の血管内腔の位置を基準に前記頸動脈の後壁に関心領域を設定するＲＯＩ設定部と、前記関心領域内の前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号の前記超音波の送信方向である深さ方向における信号強度分布を生成し、第１の血管境界候補位置として、前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第１の中膜外膜候境界補位置及び前記第１の中膜外膜境界候補位置より浅い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第１の内腔内膜境界候補位置を検出する第１の境界候補検出部と、前記信号強度分布に対し、第２の血管境界候補位置として、前記第１の中膜外膜境界候補位置より浅い位置において前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の中膜外膜境界候補位置より浅い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第２の内腔内膜境界候補位置を検出する第２の境界候補検出部と、前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置と仮定した場合に、前記第２の中膜外膜境界候補位置における外膜と中膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号及び前記第２の内腔内膜境界候補位置における血管内腔と内膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号とに基づく第１の判定と、前記第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の内腔内膜境界候補位置の距離とに基づく第２の判定を行い、前記第１及び前記第２の判定結
果により前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かを判定し、前記ＲＯＩ内の前記真の血管境界候補位置と判定された前記深さ方向に直交する方向である音響線方向の前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であると判定された範囲に基づき、前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かの第３の判定を行い、前記第３の判定結果に基づき前記第１の血管境界候補位置及び前記第２の血管境界候補位置のいずれか一方を選択する境界候補選択部と、選択された血管境界候補位置の中膜外膜境界候補位置及び内腔内膜境界候補位置に基づきＩＭＴ計測を行うＩＭＴ計測部と、を備える。

本願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、前記超音波探触子から頚動脈を含む被検体に対し超音波の送信及び受信を行うことで前記頸動脈の長軸断面を含む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超音波診断装置の制御器であって、前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号に対し、前記頸動脈の血管内腔の位置を基準に前記頸動脈の前壁に関心領域を設定するＲＯＩ設定部と、前記関心領域内の前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号の前記超音波の送信方向である深さ方向における信号強度分布を生成し、第１の血管境界候補位置として、前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第１の中膜外膜候境界補位置及び前記第１の中膜外膜境界候補位置より深い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第１の内腔内膜境界候補位置を検出する第１の境界候補検出部と、第２の血管境界候補位置として、前記第１の中膜外膜境界候補位置より深い位置において前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の中膜外膜境界候補位置より深い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第２の内腔内膜境界候補位置を検出する第２の境界候補検出部と、前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置と仮定した場合に、前記第２の中膜外膜境界候補位置における外膜と中膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号及び前記第２の内腔内膜境界候補位置における血管内腔と内膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号とに基づく第１の判定と、前記第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の内腔内膜境界候補位置の距離とに基づく第２の判定を行い、前記第１及び前記第２の判定結果により前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かを判定し、前記ＲＯＩ内の前記真の血管境界候補位置と判定された前記深さ方向に直交する方向である音響線方向の前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であると判定された範囲に基づき、前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かの第３の判定を行い、前記第３の判定結果に基づき前記第１の血管境界候補位置及び前記第２の血管境界候補位置のいずれか一方を選択する境界候補選択部と、選択された血管境界候補位置の中膜外膜境界候補位置及び内腔内膜境界候補位置に基づきＩＭＴ計測を行うＩＭＴ計測部と、を備える。

本願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、前記超音波探触子から頚動脈を含む被検体に対し超音波の送信及び受信を行うことで前記頸動脈の長軸断面を含む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超音波診断装置の制御器であって、前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号に対し、前記頸動脈の血管内腔の位置を基準に前記頸動脈の後壁に関心領域を設定するＲＯＩ設定部と、前記関心領域内の前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号の前記超音波の送信方向である深さ方向における信号強度分布を生成し、第１の血管境界候補位置として、前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第１の中膜外膜候境界補位置及び前記第１の中膜外膜境界候補位置より浅い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第１の内腔内膜境界候補位置を検出する第１の境界候補検出部と、第２の血管境界候補位置として、前記第１の中膜外膜境界候補位置より浅い位置において前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の中膜外膜境界候補位置より浅い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第２の内腔内膜境界候補位置を検出する
第２の境界候補検出部と、前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置と仮定した場合に、前記第２の中膜外膜境界候補位置における外膜と中膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号及び前記第２の内腔内膜境界候補位置における血管内腔と内膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号とに基づく第１の判定と、前記第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の内腔内膜境界候補位置の距離とに基づく第２の判定を行い、前記第１及び前記第２の判定結果により前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かを判定し、前記ＲＯＩ内の前記真の血管境界候補位置と判定された前記深さ方向に直交する方向である音響線方向の前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であると判定された範囲に基づき、前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かの第３の判定を行い、前記第３の判定結果に基づき前記第１の血管境界候補位置及び前記第２の血管境界候補位置のいずれか一方を選択する境界候補選択部と、選択された血管境界候補位置の中膜外膜境界候補位置及び内腔内膜境界候補位置に基づきＩＭＴ計測を行うＩＭＴ計測部と、を備える。

本願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、前記超音波探触子から頚動脈を含む被検体に対し超音波の送信及び受信を行うことで前記頸動脈の長軸断面を含む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超音波診断装置の制御方法であって、前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号に対し、前記頸動脈の血管内腔の位置を基準に前記頸動脈の前壁に関心領域を設定する工程Ａと、前記関心領域内の前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号の前記超音波の送信方向である深さ方向における信号強度分布を生成し、第１の血管境界候補位置として、前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第１の中膜外膜候境界補位置及び前記第１の中膜外膜境界候補位置より深い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第１の内腔内膜境界候補位置を検出する工程Ｂと、第２の血管境界候補位置として、前記第１の中膜外膜境界候補位置より深い位置において前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の中膜外膜境界候補位置より深い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第２の内腔内膜境界候補位置を検出する工程Ｃと、前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置と仮定した場合に、前記第２の中膜外膜境界候補位置における外膜と中膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号及び前記第２の内腔内膜境界候補位置における血管内腔と内膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号とに基づく第１の判定と、前記第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の内腔内膜境界候補位置の距離とに基づく第２の判定を行い、前記第１及び前記第２の判定結果により前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かを判定し、前記ＲＯＩ内の前記真の血管境界候補位置と判定された前記深さ方向に直交する方向である音響線方向の前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であると判定された範囲に基づき、前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かの第３の判定を行い、前記第３の判定結果に基づき前記第１の血管境界候補位置及び前記第２の血管境界候補位置のいずれか一方を選択する工程Ｄと、選択された血管境界候補位置の中膜外膜境界候補位置及び内腔内膜境界候補位置に基づきＩＭＴ計測を行う工程Ｅと、を含む。

本願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、前記超音波探触子から頚動脈を含む被検体に対し超音波の送信及び受信を行うことで前記頸動脈の長軸断面を含む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超音波診断装置の制御方法であって、前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号に対し、前記頸動脈の血管内腔の位置を基準に前記頸動脈の後壁に関心領域を設定する工程Ａと、前記関心領域内の前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号の前記超音波の送信方向である深さ方向における信号強度分布を生成し、第１の血管境界候補位置として、前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界
らしさを示す位置を第１の中膜外膜候境界補位置及び前記第１の中膜外膜境界候補位置より浅い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第１の内腔内膜境界候補位置を検出する工程Ｂと、第２の血管境界候補位置として、前記第１の中膜外膜境界候補位置より浅い位置において前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の中膜外膜境界候補位置より浅い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第２の内腔内膜境界候補位置を検出する工程Ｃと、前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置と仮定した場合に、前記第２の中膜外膜境界候補位置における外膜と中膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号及び前記第２の内腔内膜境界候補位置における血管内腔と内膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号とに基づく第１の判定と、前記第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の内腔内膜境界候補位置の距離とに基づく第２の判定を行い、前記第１及び前記第２の判定結果により前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かを判定し、前記ＲＯＩ内の前記真の血管境界候補位置と判定された前記深さ方向に直交する方向である音響線方向の前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であると判定された範囲に基づき、前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かの第３の判定を行い、前記第３の判定結果に基づき前記第１の血管境界候補位置及び前記第２の血管境界候補位置のいずれか一方を選択する工程Ｄと、選択された血管境界候補位置の中膜外膜境界候補位置及び内腔内膜境界候補位置に基づきＩＭＴ計測を行う工程Ｅと、を含む。

以下に、本願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器及び超音波診断装置の制御方法について、図面とともに説明する。

（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器及び超音波診断装置の制御方法について、図面を参照しながら説明する。

図１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。図１は、超音波診断装置１００に、超音波探触子１０１及び表示器１０２が接続された状態を示している。

実施の形態１の超音波診断装置１００は、制御器１及び操作部２を備える。制御器１は、送信部３、受信部４、断層画像処理部５、ＲＯＩ設定部６、第１の境界候補検出部７、第２の境界候補検出部８、境界候補選択部９、ＩＭＴ計測部１０、表示処理部１１及び制御部１２を含んでいる。

図２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５２、ＡＤコンバーター５３、増幅器５４、送信ビームフォーマー５５、受信ビームフォーマー５６、画像処理器５７、断層画像処理器５８、メモリ５９及び演算処理器６０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５２、ＡＤコンバーター５３及び増幅器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５９には、図１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、及び、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及び表示器１０２を制御し、ＩＭＴ計測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５９から逐次読みだされ、演算処理器６０により実行される。

図１に示す各構成要素は、図２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５２及び送信ビームフォーマー５５によって構成される。受信部４は、増幅器５３及びＡＤコンバーター５４によって構成される。断層画像処理部５及び表示処理部１１はそれぞれ、断層画像処理器５８及び画像処理器５７によって構成される。制御部１２は、演算処理器６０及びメモリ５９によって構成される。

ＲＯＩ設定部６、第１の境界候補検出部７、第２の境界候補検出部８、境界候補選択部９及びＩＭＴ計測部１０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５９に記憶されたプログラムを演算処理器６０が実行することにより、第１の境界候補検出部７、第２の境界候補検出部８、境界候補選択部９及びＩＭＴ計測部１０の機能が実現される。つまり、第１の境界候補検出部７、第２の境界候補検出部８、境界候補選択部９及びＩＭＴ計測部１０は、演算処理器６０及びプログラムによって構成されているともいえる。

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。例えば、断層画像処理部５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５５及び受信ビームフォーマー５６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６０、メモリ５９及び画像処理器５７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。

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。

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。

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。

上述したように、超音波探触子１０１は、一次元方向に配列された複数の圧電変換素子を有し、この圧電変換素子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。従って、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。ＩＭＴ計測にあっては、操作者が超音波探触子１０１を頸動脈の長軸断面の断層画像を取得できる頚部位置（すなわち、圧電変換素子の配列方向と頸動脈の血管の伸長方向が沿うように）に当接させ、頚動脈を含む被検体内部に超音波ビームを照射させる。そして、超音波探触子１０１は、被検体内部からの反射超音波を受信し、複数の圧電変換素子でその反射超音波を受信電気信号へと変換して後述する受信部４に供給する。

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１３の制御に基づき、送信部３は、超音波探触子１０１における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。

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、受信した反射超音波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構成が挙げられる。

表示器１０２は、超音波診断装置１００（後述する表示処理部１２）からの出力された画像を表示する、いわゆるモニタである。

操作部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。

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５１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。

受信部４は、少なくとも反射超音波に基づく受信信号を生成する受信処理を行う。受信部４は、例えば、超音波探触子１０１で反射超音波を受信し、その反射超音波に基づき変換された受信電気信号に対し、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。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受信部４は、複数の画像フレームに対応する複数の受信信号を取得する。そして、取得したフレームに対応する受信信号は、断層画像処理部５及びＲＯＩ設定部６へ供給される。なお、受信部４は、超音波の送受信により、複数の受信信号からなる画像フレームを逐次生成するものであるが、説明を容易にするため、逐次生成した画像フレームのうちの１つ（以下、「第１のフレーム」という。）で説明を行う。

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。

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、走査変換器及びその他の信号／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、「断層画像データ」とする。）を生成する。この断層画像データは、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。断層画像処理部５で生成された第１のフレームの断層画像データは、表示処理部１１に供給される。

ＲＯＩ設定部６は、受信部４から供給された第１のフレームの受信信号に基づき、頸動
脈の血管壁に関心領域（Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ；以下、「ＲＯＩ」と略する。）を設定する。この第１のフレームの受信信号は、頸動脈の長軸断面の受信信号が含まれる複数の受信信号であって、このデータには深さ方向において相対的に浅い方向と相対的に深い方向とに頸動脈の２つの血管壁が含まれる。以下、この相対的に浅い方向に現れる頸動脈の血管壁を「前壁」といい、相対的に浅い方向に現れる頸動脈の血管壁を「後壁」ということとする。

ＲＯＩは、所定の範囲を有する矩形領域であって、深さ方向及び深さ方向に直交する方向（以下、「音響線方向」という。）において、それぞれ所定の長さを有し、前壁或いは後壁を跨ぐことができる範囲を有する。

ＲＯＩ設定部６は、第１のフレームの受信信号の信号強度に基づき頸動脈の長軸断面での血管内腔の位置（具体的には、血管中心の位置）を検出し、その位置を基準に頸動脈の前壁或いは後壁にＲＯＩを自動で設定する。このように自動でＲＯＩを設定する方法は、例えば、特開２００７−２８３０３５号に開示されている。なお、実施の形態１においては、頸動脈の前壁のＩＭＴ計測を例に説明するため、ＲＯＩ設定部６は第１のフレームの受信信号中の頸動脈の前壁を含む範囲の受信信号にＲＯＩを設定する。

第１の境界候補検出部７は、ＲＯＩ内の受信信号に対し、深さ方向における信号強度分布を生成し、この信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第１の中膜外膜境界候補位置として検出する。また、第１の境界候補検出部７は、この信号強度分布のうち、第１の中膜外膜境界公報位置より深い位置で最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第１の内腔内膜境界候補位置として検出する。第１の境界候補検出部７は、これら処理を、ＲＯＩ内の音響線方向の各位置で行う。

具体的には、第１の境界候補検出部７は、頸動脈の前壁の中膜外膜境界検出用の第１のテンプレート及び内腔内膜境界検出用の第２のテンプレートを予め備え、この信号強度分布に対して第１のテンプレート及び第２のテンプレートを用いてそれぞれ類似度を算出する。次に、第１の境界候補検出部７は、第１のテンプレートに最も類似した位置を第１の中膜外膜境界候補位置として検出し、第１の中膜外膜境界候補位置より深い位置で第２のテンプレートに最も類似した位置を第１の内腔内膜境界候補位置として検出する。

そして、第１の境界候補検出部７は、第１の中膜外膜境界候補位置及び第１の内腔内膜境界候補位置のそれぞれの位置を基準に音響線方向の境界の連続度を算出し、ＲＯＩ内の音響線方向の各位置で算出した類似度と連続度の組合せを評価することで、ＲＯＩ内のそれぞれの境界候補位置を決定する。

なお、第１の境界候補検出部７が処理する詳細な境界検出法は、ＷＯ０１１／０９９１０２号公報に基づく。また、以後、第１の中膜外膜境界候補及び第１の内腔内膜境界候補の２つを示す時は、第１の血管境界候補位置と称することとする。

次に、上述した第１のテンプレート及び第２のテンプレートの詳細について説明する。

第１のテンプレートは、例えば、図３に示すものである。頸動脈の前壁の外膜及び中膜は、深さ方向において浅い方から外膜、中膜の順に位置し、外膜の受信信号の信号強度は相対的に強く、中膜の受信信号の信号強度は相対的に弱く現れる。従って、図３に示す第１のテンプレートは、一般的な頸動脈の前壁の深さ方向における外膜及び中膜の信号強度パターンに基づき設定されている。

図３に示す第１のテンプレートのうち、図３中のＬ１は、頸動脈の前壁の外膜の信号強
度及び深さ方向における長さに基づき設定された部分であって、Ｌ１の長さは、外膜の一般的な長さに基づき適宜設定することができる。また、図３中のＬ１の係数は、超音波は外膜部分で強く反射し、受信信号の信号強度が相対的に強くなることから、それに対応する係数を設定してあり、この係数も適宜設定することができる。

また、図３中のＬ２は、頸動脈の前壁の中膜の信号強度及び深さ方向における長さに基づき設定された部分であって、Ｌ２の長さは、中膜の一般的な長さ（厚み）に基づき適宜設定することができる。また、図３中のＬ２の係数は、中膜部分の超音波の反射は、外膜部分の反射と比べて弱く反射し、受信信号の信号強度が相対的に弱くなることから、それに対応する係数を設定してあり、この係数も適宜設定することができる。

第２のテンプレートは、例えば、図４に示すものである。頸動脈の前壁の内膜及び血管内腔は、深さ方向において浅い方から内膜、血管内腔の順に位置し、内膜の受信信号の信号強度は相対的に強く、血管内腔の受信信号の信号強度は相対的に弱く現れる。従って、図４に示す第２のテンプレートは、一般的な頸動脈の前壁の深さ方向における内膜及び血管内腔の信号強度パターンに基づき設定されている。

図４に示す第２のテンプレートのうち、図４中のＬ３は、頸動脈の前壁の内膜の信号強度及び深さ方向における長さに基づき設定された部分であって、Ｌ３の長さは、内膜の一般的な長さに基づき適宜設定することができる。また、図４中のＬ３の係数は、超音波は内膜部分で強く反射し、受信信号の信号強度が相対的に強くなることから、それに対応する係数を設定してあり、この係数も適宜設定することができる。

また、図４中のＬ４は、頸動脈の前壁の血管内腔の信号強度及び深さ方向における長さに基づき設定された部分であって、Ｌ４の長さは、血管内腔の一般的な長さ以内収まる長さであって、その長さは適宜設定することができる。また、図４中のＬ４の係数は、血管内腔部分の超音波の反射は、内膜部分の反射と比べて弱く反射し、受信信号の信号強度が相対的に弱くなることから、それに対応する係数を設定してあり、この係数も適宜設定することができる。

第２の境界候補検出部８は、上記信号強度分布のうち、第１の中膜外膜境界候補位置よりも深い位置で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第２の中膜外膜境界候補位置として検出する。また、第２の境界候補検出部８は、この信号強度分布のうち、第２の中膜外膜境界候補位置よりも深い位置で最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第２の内腔内膜境界候補位置として検出する。第２の境界候補検出部８は、これら処理を、ＲＯＩ内の音響線方向の各位置で行う。

具体的には、第２の境界候補検出部８は、第１の境界候補検出部７と同じ第１のテンプレート及び第２のテンプレートを予め備え、第１の境界候補検出部７から第１の中膜外膜境界候補の位置に関する情報を取得する。そして、第２の境界候補検出部８は、第１及び第２のテンプレートを用いて上記信号強度分布に対して算出した類似度のうち、第１の中膜外膜境界候補位置よりも深い位置で最も第１のテンプレートに類似する位置を第２の中膜外膜境界候補位置、第２の中膜外膜境界候補位置よりも深い位置で第２のテンプレートに最も類似する位置を第２の内腔内膜境界候補位置として検出する。

そして、第２の境界候補検出部８は、第２の中膜外膜境界候補位置及び第２の内腔内膜境界候補位置のそれぞれの位置を基準に音響線方向の境界の連続度を算出し、ＲＯＩ内の音響線方向の各位置で算出した類似度と連続度の組合せを評価することで、ＲＯＩ内のそれぞれの境界候補位置を決定する。

以後、第２の中膜外膜境界候補及び第２の内腔内膜境界候補の２つを示す時は、第２の血管境界候補と称することとする。

境界候補選択部９は、第１の血管境界候補及び第２の血管境界候補の中から、ＩＭＴ計測を行う血管境界候補を選択する。境界候補選択部９の具体的な選択方法については、次に説明する。

境界候補選択部９は、第２の血管境界候補を真の血管境界候補と仮定し、以下の第１の判定〜第３の判定を行うことで、真の血管境界候補を決定・選択を行う。

境界候補選択部９が、第２の血管境界候補を真の血管境界候補と仮定して後述の処理を行う理由は、第２の血管境界候補は、第１の血管境界候補よりも血管内腔側に位置し、中膜外膜境界及び内腔内膜境界から血管内腔までには、血管境界と誤って検出する組織がないことから、第２の血管境界候補が血管境界らしさを示せば、必然的に第２の血管境界候補を真の血管境界候補として選択することができるからである。

第１の判定は、ＲＯＩ内の音響線方向における所定の位置で、（１）第２の内腔内膜境界候補位置の血管内腔及び内膜に相当する受信信号の信号強度の明確さと、（２）第２の内腔内膜境界候補位置の血管内腔及び内膜に相当する受信信号の信号強度と第２の中膜外膜境界候補位置の中膜及び外膜に相当する受信信号の信号強度の明確さ、とに基づき、真の血管境界候補であるか否かを判定する。

第１の判定について、以下に具体的に説明する。

第２の内腔内膜境界候補位置の血管内腔及び内膜に相当する受信信号の信号強度の明確さについては、第２の内腔内膜境界候補位置における血管内腔及び内膜に相当する受信信号の信号強度の差が、一般的に得られる血管内腔と内膜との受信信号の信号強度の差を満たしているかを判定する。
より具体的には、境界候補選択部９は、第２の境界候補検出部８で算出した第２の内腔内膜境界候補位置における類似度が、所定の第１の基準を満たしているか否かで判定する。この所定の第１の基準は、適宜定めることができる。

第２の内腔内膜境界候補位置の血管内腔及び内膜に相当する受信信号の信号強度と第２の中膜外膜境界候補位置の中膜及び外膜に相当する受信信号の明確さについては、第２の中膜外膜境界候補位置における血管内腔及び内膜、中膜及び外膜に相当する受信信号の信号強度の差が、一般的に得られる血管内腔と内膜と中膜と外膜との受信信号の信号強度の差を満たしているかを判定する。

より具体的には、境界候補選択部９は、頚動脈の前壁において、浅い方から深い方にかけて位置する外膜、中膜、内膜、血管内腔の信号強度及びこれら各組織の深さ方向の長さに基づき設定された第３のテンプレートを備える。そして、前述の信号強度分布に対し、第３のテンプレートを用いて類似度を算出し、第２の血管候補位置における類似度が所定の第２の基準を満たしているか否かを判定する。

第３のテンプレートについて、以下に詳細な説明を行う。

第３のテンプレートについてより詳細に説明すると、第３のテンプレートは、第１のテンプレートと第２のテンプレートを組み合わせたものであって、図５は、第３のテンプレートの一例を示している。

図５に示す第３のテンプレートのうち、図５中のＬ１は、図３の第１のテンプレートのＬ１と同一であり、図５中のＬ４は、図４の第２のテンプレートのＬ４と同一であり、Ｌ１とＬ４の長さは、取得したフレームに拘わらず固定の長さである。一方、図６中のＬ２’及びＬ３’は、それぞれ図３中の第１のテンプレートのＬ２、図４中の第２のテンプレートのＬ３に対応するが、その長さが異なる。すなわち、Ｌ２’及びＬ３’の長さは、取得したフレームに応じて可変されるものであって、深さ方向における第２の中膜外膜境界候補から第２の内腔内膜境界候補までの距離を計測し、その計測した距離に対応して設定される。

第２の判定は、第２の中膜外膜境界候補位置と第２の内腔内膜境界候補位置の距離に基づき、真の血管境界候補であるか否かを判定する。
第２の中膜外膜境界候補位置と第２の内腔内膜境界候補位置の距離については、第２の中膜外膜境界候補位置と第２の内腔内膜境界候補位置が、基準となる位置から一般的な中膜外膜境界候補位置と第２の内腔内膜境界候補位置の距離に存在しているか否かを判定する。例えば、血管中心から第２の血管境界までの距離が、一般的な頚動脈の距離（概ね２〜４ｍｍ）内に存するかを判定する。

なお、第２の判定において、実施の形態１では、血管中心から第２の血管境界までの距離を用いたが、前壁のＩＭＴ計測の場合は後壁の外膜からの距離（後壁のＩＭＴ計測の場合は前壁の外膜からの距離）を用いることも可能である。

境界候補選択部９は、上述の第１の判定と第２の判定をＲＯＩ内の音響線方向における各位置で行う。

次に、第３の判定について、以下に具体的に説明する。

境界候補選択部９は、ＲＯＩ内の音響線方向における各位置で行なわれた第１の判定と第２の判定のうち、判定項目を満たす位置を真の血管境界位置であると判定し、その割合（すなわち、音響線方向において、ＲＯＩ内の真の血管境界位置と判定された範囲）を算出する。そして、境界候補選択部９は、算出した割合が、それぞれ所定の割合以上（すなわち、所定の第３の基準以上）であれば、第２の血管境界候補位置をＩＭＴ計測の対象として選択する。一方、所定の割合未満（すなわち、所定の第３の基準を満たしていない場合）であれば、第１の血管境界候補位置をＩＭＴ計測の対象として選択する。

ＩＭＴ計測部１１は、境界候補選択部１０で決定した血管境界位置（内腔内膜境界候補及び中膜外膜境界候補）に対して、深さ方向における内腔内膜境界候補と中膜外膜境界候補との距離を音響線方向における各位置で計測する。そして、ＩＭＴ計測部１１は、算出されたＲＯＩ内の内腔内膜境界と中膜外膜境界との距離のうち、例えば、最大値（ｍａｘＩＭＴ）、または平均値（ｍｅａｎＩＭＴ）をＩＭＴ値として決定する。そして、ＩＭＴ計測部１１は、決定したＩＭＴ値を表示処理部１２に出力する。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。

表示処理部１２は、断層画像処理部５からの断層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１２は、ＩＭＴ計測部１１からのＩＭＴ計測結果を表示器１０２に表示する処理を行う。表示処理部１２は、表示器１０２に表示する断層画像の測定領域内の内腔内膜境界及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ＲＯＩ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計測結果等が表示される。

制御部１３は、操作部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。

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６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、ここでは、頚動脈の前壁の血管境界を決定し、ＩＭＴ計測する動作について説明する。

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及び受信部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の送信処理及び受信部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複数の画像フレームに対応する受信信号を取得する。

ステップ２（Ｓ０２）では、ＲＯＩ設定部６が、ステップ１（Ｓ０１）で取得した第１のフレームに対応する複数の受信信号の中から、頸動脈の前壁に相当する受信信号を含む範囲にＲＯＩを設定する。

具体的には、ＲＯＩ設定部６が、第１のフレームの受信信号の信号強度に基づき頸動脈の長軸断面での血管中心の位置を検出し、その血管中心の位置を基準に深さ方向における相対的に浅い方向に予め備えた矩形領域を配置することで、頸動脈の前壁にＲＯＩを設定する。

ステップ３（Ｓ０３）では、第１の境界候補検出部７が、ＲＯＩ内の音響線方向における各位置の深さ方向における受信信号の信号強度の強度分布を生成する。そして、第１の境界候補検出部７が、上述の第１及び第２のテンプレートを用い、生成した信号強度分布に対してテンプレートとの類似度をそれぞれ算出し、それに基づき第１の血管境界候補位置（第１の中膜外膜境界候補位置及び第１の内腔内膜境界候補位置）を検出する。

図７は、第１の境界候補検出部７による第１の血管境界候補位置の検出結果の一例を示す図である。なお、実施の形態１による第１の境界候補検出部７では、第１のフレームの受信信号に対して第１の血管境界候補を検出する構成であるが、ここでは理解を容易にするため、受信信号の信号強度に応じて変換された輝度信号に基づき構築された断層画像を用いて説明を行う。

図７（特に図７（ｂ））に示す矩形領域は、ＲＯＩ設定部６により設定されたＲＯＩであって、ＲＯＩ内の２つの線は、第１の境界候補検出部７が検出した第１の血管境界候補位置であって、紙面上から順に第１の中膜外膜境界候補位置、第１の内腔内膜境界候補位置である。

ステップ４（Ｓ０４）では、第２の境界候補検出部８が、上述の信号強度分布に対し、第１及び第２のテンプレートに基づき算出した類似度に基づき、第２の血管境界候補位置（第２の中膜外膜境界候補位置及び第２の内腔内膜境界候補位置）を検出する。

図８は、第２の境界候補検出部８による第２の血管境界候補位置の検出結果の一例を示す図である。図８（特に図７（８））に示す矩形領域は、ＲＯＩ設定部６により設定されたＲＯＩであって、ＲＯＩ内の２つの線は、第２の境界候補検出部８が検出した第１の血管境界候補位置であって、紙面上から順に第２の中膜外膜境界候補位置、第２の内腔内膜境界候補位置である。

ステップ５（Ｓ０５）では、境界候補選択部９が、第２の血管境界候補位置において、上述の第１の判定〜第３の判定を行い、第２の血管境界候補位置が、真の血管境界候補位置であるか否かを判定する。そして、境界候補選択部９が、第２の血管境界候補位置を真の血管境界候補位置と判定した場合には、第２の血管境界候補位置をＩＭＴ計測の対象として選択する。一方、境界候補選択部９が、第２の血管境界候補位置を真の血管境界候補位置ではない判定した場合には、第１の血管境界候補位置をＩＭＴ計測の対象として選択する。

図９は、第１のフレームの断層画像上にステップ３（Ｓ０３）及びステップ４（Ｓ０４）の第１及び第２の血管境界候補位置を同時に表示した図であって、図９のＲＯＩ中の４つの線は、それぞれ、第１の中膜外膜境界候補位置（図９中のａ）、第１の内腔内膜境界候補位置（図９中のｂ）、第２の中膜外膜境界候補位置（図９中のｃ）及び第２の内腔内膜境界候補位置（図９中のｄ）である。

実施の形態１で示した第１のフレームの断層画像を、本願発明者らが確認したところ、第２の血管境界候補位置が、真の血管境界候補位置であったが、上述の第１及び第２の判定を行った場合においても、第２の血管境界候補位置を真の血管境界候補位置として選択することができた。

ステップ６（Ｓ０６）では、ステップ５（Ｓ０５）で選択された血管境界位置に基づきＩＭＴ計測部１１がＲＯＩ内の内腔内膜境界候補と中膜外膜境界候補との距離を音響線方向における各位置で計測する。そして、ＩＭＴ計測部１１は、算出されたＲＯＩ内の内腔内膜境界と中膜外膜境界との距離のうち、例えば、最大値（ｍａｘＩＭＴ）、または平均値（ｍｅａｎＩＭＴ）をＩＭＴ値として決定し、その結果を表示処理部１２に出力する。

ステップ７（Ｓ０７）では、表示処理部１２が、ＩＭＴ計測部１１から供給されたＩＭＴの計測結果を表示器１０２に表示する処理を行う。これにより、ＩＭＴ計測結果が、表示器１０２に表示され、操作者はそれを基に計測結果を知ることができる。

以上の構成で示した本願の一実施形態によれば、取得した頸動脈の長軸断面を含む受信信号の中に、頸動脈の内腔内膜境界及び中膜外膜境界に相当する受信信号の信号強度と類似するパターンを有する組織（頚静脈や筋肉層等）が含まれ、頸動脈の血管壁に近接する位置に係る組織が位置していた場合であっても、頸動脈の内腔内膜境界及び中膜外膜境界を自動で精度良く検出することができる。

なお、本願の実施形態においては、ＲＯＩ設定部６、第１の境界候補検出部７、第２の境界候補検出部８、境界候補選択部９及びＩＭＴ計測部１０の処理は、受信信号を用いる構成で説明したが、受信信号から所定の処理が行われた信号を用いてもよいことはいうまでもない。この受信信号から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する信号であって、例えば、断層画像データのもととなる輝度信号や受信信号から輝度信号を生成する過程の信号をいう。

なお、これら機能ブロックが、例えば、輝度信号を用いて処理する場合には、図１の受信部４から受信信号をＲＯＩ設定部６に出力する構成ではなく、断層画像処理部６から係る輝度信号をＲＯＩ設定部６に出力する構成となる。

本願の実施の形態においては、頸動脈の長軸断面における前壁のＩＭＴ計測の例を説明しているが、本願の実施形態としては、当然、後壁のＩＭＴ計測の場合にも用いることができることはいうまでもない。

この場合、ＲＯＩ設定部６は、頸動脈の血管内腔の位置を基準に深い側、すなわち、頸動脈の後壁にＲＯＩを設定することとなる。

また、これらの場合、第１の境界候補検出部は、生成した信号強度分布に対し、第１の血管境界候補位置として、最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第１の中膜外膜境界候補位置として検出し、第１の中膜外膜境界候補位置より浅い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第１の内腔内膜境界候補位置として検出することとなる。

さらに、これらの場合、第２の境界候補検出部は、生成した信号強度分布に対し、第２の血管境界候補位置として、第１の中膜外膜境界候補位置より浅い位置において最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第２の中膜外膜境界候補位置として検出し、第２の中膜外膜境界候補位置よりも浅い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第２の内腔内膜境界候補位置として検出することとなる。

さらにまた、これらの場合、深さ方向において頸動脈の長軸断面における後壁は、浅い方から深い方にかけて、血管内腔、内膜、中膜及び外膜の順に位置するため、第１及び第２のテンプレートもそれに応じて変更する必要がある。

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及び超音波診断装置の制御器によれば、内腔内膜境界と中膜外膜境界とを精度良く検出することができる。

１ 制御器
２ 操作部
３ 送信部
４ 受信部
５ 断層画像処理部
６ ＲＯＩ設定部
７ 第１の境界候補検出部
８ 第２の境界候補検出部
９ 境界候補選択部
１０ ＩＭＴ計測部
１１ 表示処理部
１２ 制御部
５１ 圧電変換素子
５２ パルサー
５３ ＡＤコンバーター
５４ 増幅器
５５ 送信ビームフォーマー
５６ 受信ビームフォーマー
５７ 画像処理機
５８ 断層画像処理器
５９ メモリ
６０ 演算処理機
１００ 超音波診断装置
１０１ 超音波探触子
１０２ 表示器

Claims (12)

1. 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、前記超音波探触子から頚動脈を含む被検体に対し超音波の送信及び受信を行うことで前記頸動脈の長軸断面を含む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超音波診断装置であって、
   前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号に対し、前記頸動脈の血管内腔の位置を基準に前記頸動脈の前壁に関心領域を設定するＲＯＩ設定部と、
   前記関心領域内の前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号の前記超音波の送信方向である深さ方向における信号強度分布を生成し、第１の血管境界候補位置として、前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第１の中膜外膜候境界補位置及び前記第１の中膜外膜境界候補位置より深い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第１の内腔内膜境界候補位置を検出する第１の境界候補検出部と、
   第２の血管境界候補位置として、前記第１の中膜外膜境界候補位置より深い位置において前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の中膜外膜境界候補位置より深い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第２の内腔内膜境界候補位置を検出する第２の境界候補検出部と、
   前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置と仮定した場合に、前記第２の中膜外膜境界候補位置における外膜と中膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号及び前記第２の内腔内膜境界候補位置における血管内腔と内膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号とに基づく第１の判定と、前記第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の内腔内膜境界候補位置の距離とに基づく第２の判定を行い、前記第１及び前記第２の判定結果により前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かを判定し、前記ＲＯＩ内の前記真の血管境界候補位置と判定された前記深さ方向に直交する方向である音響線方向の前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であると判定された範囲に基づき、前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かの第３の判定を行い、前記第３の判定結果に基づき前記第１の血管境界候補位置及び前記第２の血管境界候補位置のいずれか一方を選択する境界候補選択部と、
   選択された血管境界候補位置の中膜外膜境界候補位置及び内腔内膜境界候補位置に基づきＩＭＴ計測を行うＩＭＴ計測部と、を備えた超音波診断装置。
2. 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、前記超音波探触子から頚動脈を含む被検体に対し超音波の送信及び受信を行うことで前記頸動脈の長軸断面を含む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超音波診断装置であって、
   前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号に対し、前記頸動脈の血管内腔の位置を基準に前記頸動脈の後壁に関心領域を設定するＲＯＩ設定部と、
   前記関心領域内の前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号の前記超音波の送信方向である深さ方向における信号強度分布を生成し、第１の血管境界候補位置として、前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第１の中膜外膜候境界補位置及び前記第１の中膜外膜境界候補位置より浅い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第１の内腔内膜境界候補位置を検出する第１の境界候補検出部と、
   前記信号強度分布に対し、第２の血管境界候補位置として、前記第１の中膜外膜境界候補位置より浅い位置において前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の中膜外膜境界候補位置より浅い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第２の内腔内膜境界候補位置を検出する第２の境界候補検出部と、
   前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置と仮定した場合に、前記第２の中膜外膜境界候補位置における外膜と中膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号及び前記第２の内腔内膜境界候補位置における血管内腔と内膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号とに基づく第１の判定
   と、前記第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の内腔内膜境界候補位置の距離とに基づく第２の判定を行い、前記第１及び前記第２の判定結果により前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かを判定し、前記ＲＯＩ内の前記真の血管境界候補位置と判定された前記深さ方向に直交する方向である音響線方向の前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であると判定された範囲に基づき、前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かの第３の判定を行い、前記第３の判定結果に基づき前記第１の血管境界候補位置及び前記第２の血管境界候補位置のいずれか一方を選択する境界候補選択部と、
   選択された血管境界候補位置の中膜外膜境界候補位置及び内腔内膜境界候補位置に基づきＩＭＴ計測を行うＩＭＴ計測部と、を備えた超音波診断装置。
3. 前記境界候補選択部は、第２の内腔内膜境界候補位置の血管内腔及び内膜に相当する受信信号の信号強度の明確さと、第２の内腔内膜境界候補位置の血管内腔及び内膜に相当する受信信号の信号強度と第２の中膜外膜境界候補位置の中膜及び外膜に相当する受信信号の信号強度の明確さ、とに基づき、前記第１の判定を行う、請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
4. 前記境界候補選択部は、前記第３の判定として、前記ＲＯＩ内の各位置で検出された前記第２の血管境界候補位置のうち、前記第１の判定により真の血管境界位置と判定された割合を算出し、その割合が所定以上であれば前記第２の血管境界候補を選択し、所定未満であれば前記第１の血管境界候補を選択する、請求項３に記載の超音波診断装置。
5. 前記第１の境界候補検出部は、前記ＲＯＩ内の前記音響線方向における各位置で前記第１の中膜外膜境界候補位置を検出し、前記ＲＯＩ内の前記音響線方向における各位置で前記第１の内腔内膜境界候補位置を検出する、請求項１〜４のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
6. 前記第２の境界候補検出部は、前記ＲＯＩ内の前記音響線方向における各位置で前記第２の中膜外膜境界候補位置を検出し、前記ＲＯＩ内の前記音響線方向における各位置で前記第１の内腔内膜境界候補位置を検出する、請求項５に記載の超音波診断装置。
7. 前記第１の境界候補検出部は、血管壁の深さ方向における前記外膜及び前記中膜の信号強度パターン及びそれぞれの長さに基づき設定された第１のパターンと、前記血管壁の深さ方向における前記血管内腔及び前記内膜の信号強度パターン及びそれぞれの長さに基づき設定された第２のパターンとを備え、
   前記信号強度分布に対して第１のパターン及び第２のパターンを用いて類似度をそれぞれ算出し、前記類似度に基づき前記第１の中膜外膜境界候補位置及び前記第１の内腔内膜境界候補位置を検出する、請求項１〜５のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
8. 前記第２の境界候補検出部は、前記類似度に基づき前記第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の内腔内膜境界候補位置を検出する、請求項６に記載の超音波診断装置。
9. 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、前記超音波探触子から頚動脈を含む被検体に対し超音波の送信及び受信を行うことで前記頸動脈の長軸断面を含む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超音波診断装置の制御器であって、
   前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号に対し、前記頸動脈の血管内腔の位置を基準に前記頸動脈の前壁に関心領域を設定するＲＯＩ設定部と、
   前記関心領域内の前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号の前記超音波の送信方向である深さ方向における信号強度分布を生成し、第１の血管境界候補位
   置として、前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第１の中膜外膜候境界補位置及び前記第１の中膜外膜境界候補位置より深い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第１の内腔内膜境界候補位置を検出する第１の境界候補検出部と、
   第２の血管境界候補位置として、前記第１の中膜外膜境界候補位置より深い位置において前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の中膜外膜境界候補位置より深い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第２の内腔内膜境界候補位置を検出する第２の境界候補検出部と、
   前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置と仮定した場合に、前記第２の中膜外膜境界候補位置における外膜と中膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号及び前記第２の内腔内膜境界候補位置における血管内腔と内膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号とに基づく第１の判定と、前記第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の内腔内膜境界候補位置の距離とに基づく第２の判定を行い、前記第１及び前記第２の判定結果により前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かを判定し、前記ＲＯＩ内の前記真の血管境界候補位置と判定された前記深さ方向に直交する方向である音響線方向の前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であると判定された範囲に基づき、前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かの第３の判定を行い、前記第３の判定結果に基づき前記第１の血管境界候補位置及び前記第２の血管境界候補位置のいずれか一方を選択する境界候補選択部と、
   選択された血管境界候補位置の中膜外膜境界候補位置及び内腔内膜境界候補位置に基づきＩＭＴ計測を行うＩＭＴ計測部と、を備えた超音波診断装置の制御器。
10. 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、前記超音波探触子から頚動脈を含む被検体に対し超音波の送信及び受信を行うことで前記頸動脈の長軸断面を含む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超音波診断装置の制御器であって、
    前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号に対し、前記頸動脈の血管内腔の位置を基準に前記頸動脈の後壁に関心領域を設定するＲＯＩ設定部と、
    前記関心領域内の前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号の前記超音波の送信方向である深さ方向における信号強度分布を生成し、第１の血管境界候補位置として、前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第１の中膜外膜候境界補位置及び前記第１の中膜外膜境界候補位置より浅い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第１の内腔内膜境界候補位置を検出する第１の境界候補検出部と、
    第２の血管境界候補位置として、前記第１の中膜外膜境界候補位置より浅い位置において前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の中膜外膜境界候補位置より浅い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第２の内腔内膜境界候補位置を検出する第２の境界候補検出部と、
    前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置と仮定した場合に、前記第２の中膜外膜境界候補位置における外膜と中膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号及び前記第２の内腔内膜境界候補位置における血管内腔と内膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号とに基づく第１の判定と、前記第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の内腔内膜境界候補位置の距離とに基づく第２の判定を行い、前記第１及び前記第２の判定結果により前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かを判定し、前記ＲＯＩ内の前記真の血管境界候補位置と判定された前記深さ方向に直交する方向である音響線方向の前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であると判定された範囲に基づき、前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かの第３の判定を行い、前記第３の判定結果に基づき前記第１の血管境界候補位置及び前記第２の血管境界候補位置のいずれか一方を選択する境界候補選択部と、
    選択された血管境界候補位置の中膜外膜境界候補位置及び内腔内膜境界候補位置に基づ
    きＩＭＴ計測を行うＩＭＴ計測部と、を備えた超音波診断装置の制御器。
11. 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、前記超音波探触子から頚動脈を含む被検体に対し超音波の送信及び受信を行うことで前記頸動脈の長軸断面を含む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超音波診断装置の制御方法であって、
    前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号に対し、前記頸動脈の血管内腔の位置を基準に前記頸動脈の前壁に関心領域を設定する工程Ａと、
    前記関心領域内の前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号の前記超音波の送信方向である深さ方向における信号強度分布を生成し、第１の血管境界候補位置として、前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第１の中膜外膜候境界補位置及び前記第１の中膜外膜境界候補位置より深い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第１の内腔内膜境界候補位置を検出する工程Ｂと、
    第２の血管境界候補位置として、前記第１の中膜外膜境界候補位置より深い位置において前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の中膜外膜境界候補位置より深い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第２の内腔内膜境界候補位置を検出する工程Ｃと、
    前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置と仮定した場合に、前記第２の中膜外膜境界候補位置における外膜と中膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号及び前記第２の内腔内膜境界候補位置における血管内腔と内膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号とに基づく第１の判定と、前記第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の内腔内膜境界候補位置の距離とに基づく第２の判定を行い、前記第１及び前記第２の判定結果により前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かを判定し、前記ＲＯＩ内の前記真の血管境界候補位置と判定された前記深さ方向に直交する方向である音響線方向の前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であると判定された範囲に基づき、前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かの第３の判定を行い、前記第３の判定結果に基づき前記第１の血管境界候補位置及び前記第２の血管境界候補位置のいずれか一方を選択する工程Ｄと、
    選択された血管境界候補位置の中膜外膜境界候補位置及び内腔内膜境界候補位置に基づきＩＭＴ計測を行う工程Ｅと、を含む超音波診断装置の制御方法。
12. 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、前記超音波探触子から頚動脈を含む被検体に対し超音波の送信及び受信を行うことで前記頸動脈の長軸断面を含む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超音波診断装置の制御方法であって、
    前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号に対し、前記頸動脈の血管内腔の位置を基準に前記頸動脈の後壁に関心領域を設定する工程Ａと、
    前記関心領域内の前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号の前記超音波の送信方向である深さ方向における信号強度分布を生成し、第１の血管境界候補位置として、前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第１の中膜外膜候境界補位置及び前記第１の中膜外膜境界候補位置より浅い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第１の内腔内膜境界候補位置を検出する工程Ｂと、
    第２の血管境界候補位置として、前記第１の中膜外膜境界候補位置より浅い位置において前記信号強度分布の中で最も中膜外膜境界らしさを示す位置を第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の中膜外膜境界候補位置より浅い位置において最も内腔内膜境界らしさを示す位置を第２の内腔内膜境界候補位置を検出する工程Ｃと、
    前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置と仮定した場合に、前記第２の中膜外膜境界候補位置における外膜と中膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号及び前記第２の内腔内膜境界候補位置における血管内腔と内膜とに相当する前記受信信号又は前記受信信号から所定の処理が行われた信号とに基づく第１の判定
    と、前記第２の中膜外膜境界候補位置及び前記第２の内腔内膜境界候補位置の距離とに基づく第２の判定を行い、前記第１及び前記第２の判定結果により前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かを判定し、前記ＲＯＩ内の前記真の血管境界候補位置と判定された前記深さ方向に直交する方向である音響線方向の前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であると判定された範囲に基づき、前記第２の境界候補位置が真の血管境界位置であるか否かの第３の判定を行い、前記第３の判定結果に基づき前記第１の血管境界候補位置及び前記第２の血管境界候補位置のいずれか一方を選択する工程Ｄと、
    選択された血管境界候補位置の中膜外膜境界候補位置及び内腔内膜境界候補位置に基づきＩＭＴ計測を行う工程Ｅと、を含む超音波診断装置の制御方法。