特許 5851907 流体粘度算定装置、超音波診断装置、流体粘度算定装置の流体粘度算定プログラム及び超音波診断装置の制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5851907

(24)【登録日】2015年12月11日

(45)【発行日】2016年2月3日

(54)【発明の名称】流体粘度算定装置、超音波診断装置、流体粘度算定装置の流体粘度算定プログラム及び超音波診断装置の制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/06 20060101AFI20160114BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/06

【請求項の数】13

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-72635(P2012-72635)

(22)【出願日】2012年3月28日

(65)【公開番号】特開2013-202135(P2013-202135A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2014年6月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】300019238

【氏名又は名称】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

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(72)【発明者】

【氏名】劉 磊

【審査官】 宮川 哲伸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２３５００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１３４１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１２１７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０５５６２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０２ − ５／０３

Ａ６１Ｂ ８／００ − ８／１５

Ｇ０１Ｎ １１／００ − １３／０４

Ｇ０１Ｎ ２９／００ − ２９／５２

Ｇ０１Ｎ ３３／４８ − ３３／９８

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体の流体について二つの異なる粘度を用いて流れ場を解析するシミュレーションを行なうシミュレーション部と、該シミュレーション部で得られる前記流体の速度ベクトルと前記被検体に送信された超音波のエコー信号に基づいて求まる前記流体の速度ベクトルとの差分ベクトルを前記シミュレーション部へフィードバックするフィードバック部と、を有する計測融合シミュレーション部であって、前記シミュレーション部は、前記二つの異なる粘度の他、前記差分ベクトルを用いて前記シミュレーションを行なう計測融合シミュレーション部と、
前記フィードバック部から前記シミュレーション部へフィードバックされる差分ベクトルの大きさに基づいて、前記二つの粘度のうち、前記流体の粘度から離れている粘度を特定する特定部と、
前記二つの粘度のうち、前記特定部で特定された粘度を変更して他方の粘度に近づけた変更粘度を設定する粘度設定部と、
前記変更粘度と前記他方の粘度との差が所定の範囲内になると、前記変更粘度と前記他方の粘度とから、前記流体の粘度を算定する粘度算定部と、
を備えることを特徴とする流体粘度算定装置。

【請求項2】

前記特定部は、前記差分ベクトルの大きさが大きい方のシミュレーションで用いられた粘度を、前記流体の粘度から離れている粘度とすることを特徴とする請求項１に記載の粘度算定装置。

【請求項3】

被検体の流体について二つの異なる粘度を用いて流れ場を解析するシミュレーションを行なうシミュレーション部と、該シミュレーション部で得られる前記流体の速度ベクトルと前記被検体に送信された超音波のエコー信号に基づいて求まる前記流体の速度ベクトルとの差分ベクトルを前記シミュレーション部へフィードバックするフィードバック部と、を有する計測融合シミュレーション部であって、前記シミュレーション部は、前記二つの異なる粘度の他、前記差分ベクトルを用いて前記シミュレーションを行なう計測融合シミュレーション部と、
前記シミュレーション部におけるシミュレーションの収束時間に基づいて、前記二つの粘度のうち、前記流体の粘度から離れている粘度を特定する特定部と、
前記二つの粘度のうち、前記特定部で特定された粘度を変更して他方の粘度に近づけた変更粘度を設定する粘度設定部と、
前記変更粘度と前記他方の粘度との差が所定の範囲内になると、前記変更粘度と前記他方の粘度とから、前記流体の粘度を算定する粘度算定部と、
を備えることを特徴とする流体粘度算定装置。

【請求項4】

前記特定部は、前記収束時間が長い方のシミュレーションで用いられた粘度を、前記流体の粘度から離れている粘度とすることを特徴とする請求項３に記載の粘度算定装置。

【請求項5】

前記粘度算定部は、前記変更粘度から前記他方の粘度までの範囲に含まれる特定値を、前記流体の粘度として算定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の粘度算定装置。

【請求項6】

前記変更粘度と前記他方の粘度との差が所定の範囲内であるか否かを判定する判定部を備え、
前記判定部によって、前記変更粘度と前記他方の粘度との差が所定の範囲内ではないと判定された場合、前記シミュレーション部は、前記変更粘度と前記他方の粘度を用いて再度シミュレーションを行なうことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の粘度算定装置。

【請求項7】

前記シミュレーション部は、前記変更粘度と前記他方の粘度との差が所定の範囲内になるまで、前記粘度設定部によって繰り返し設定される変更粘度及び前記他方の粘度によるシミュレーションを繰り返し行うことを特徴とする請求項６に記載の流体粘度算定装置。

【請求項8】

前記粘度算定部によって算定された流体の粘度を表示する表示部を備え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流体粘度算定装置。

【請求項9】

請求項１〜８のいずれか一項に記載の流体粘度算定装置を有することを特徴とする超音波診断装置。

【請求項10】

コンピュータに、
被検体の流体について二つの異なる粘度を用いて流れ場を解析するシミュレーションを行なうシミュレーション機能と、該シミュレーション機能で得られる前記流体の速度ベクトルと、前記被検体に送信された超音波のエコー信号に基づいて求まる前記流体の速度ベクトルとの差分ベクトルを前記シミュレーション機能によるシミュレーションを行なうためにフィードバックするフィードバック機能と、を含む計測融合シミュレーション機能であって、前記シミュレーション機能は、前記二つの異なる粘度の他、前記差分ベクトルを用いて前記シミュレーションを行なう計測融合シミュレーション機能と、
前記フィードバック部から前記シミュレーション部へフィードバックされる差分ベクトルの大きさに基づいて、前記二つの粘度のうち、前記流体の粘度から離れている粘度を特定する特定機能と、
前記二つの粘度のうち、前記特定機能で特定された粘度を変更して他方の粘度に近づけた変更粘度を設定する粘度設定機能と、
前記変更粘度と前記他方の粘度との差が所定の範囲内になると、前記変更粘度と前記他方の粘度とから、前記流体の粘度を算定する粘度算定機能と、
を実行させることを特徴とする流体粘度算定装置の流体粘度算定プログラム。

【請求項11】

コンピュータに、
被検体の流体について二つの異なる粘度を用いて流れ場を解析するシミュレーションを行なうシミュレーション機能と、該シミュレーション機能で得られる前記流体の速度ベクトルと、前記被検体に送信された超音波のエコー信号に基づいて求まる前記流体の速度ベクトルとの差分ベクトルを前記シミュレーション機能によるシミュレーションを行なうためにフィードバックするフィードバック機能と、を含む計測融合シミュレーション機能であって、前記シミュレーション機能は、前記二つの異なる粘度の他、前記差分ベクトルを用いて前記シミュレーションを行なう計測融合シミュレーション機能と、
前記フィードバック部から前記シミュレーション部へフィードバックされる差分ベクトルの大きさに基づいて、前記二つの粘度のうち、前記流体の粘度から離れている粘度を特定する特定機能と、
前記二つの粘度のうち、前記特定機能で特定された粘度を変更して他方の粘度に近づけた変更粘度を設定する粘度設定機能と、
前記変更粘度と前記他方の粘度との差が所定の範囲内になると、前記変更粘度と前記他方の粘度とから、前記流体の粘度を算定する粘度算定機能と、
を実行させることを特徴とする超音波診断装置の制御プログラム。

【請求項12】

コンピュータに、
被検体の流体について二つの異なる粘度を用いて流れ場を解析するシミュレーションを行なうシミュレーション機能と、該シミュレーション機能で得られる前記流体の速度ベクトルと、前記被検体に送信された超音波のエコー信号に基づいて求まる前記流体の速度ベクトルとの差分ベクトルを前記シミュレーション機能によるシミュレーションを行なうためにフィードバックするフィードバック機能と、を有する計測融合シミュレーション機能であって、前記シミュレーション機能は、前記二つの異なる粘度の他、前記差分ベクトルを用いて前記シミュレーションを行なう計測融合シミュレーション機能と、
前記シミュレーション機能におけるシミュレーションの収束時間に基づいて、前記二つの粘度のうち、前記流体の粘度から離れている粘度を特定する特定機能と、
前記二つの粘度のうち、前記特定機能で特定された粘度を変更して他方の粘度に近づけた変更粘度を設定する粘度設定機能と、
前記変更粘度と前記他方の粘度との差が所定の範囲内になると、前記変更粘度と前記他方の粘度とから、前記流体の粘度を算定する粘度算定機能と、
を実行させることを特徴とする流体粘度算定装置の流体粘度算定プログラム。

【請求項13】

コンピュータに、
被検体の流体について二つの異なる粘度を用いて流れ場を解析するシミュレーションを行なうシミュレーション機能と、該シミュレーション機能で得られる前記流体の速度ベクトルと、前記被検体に送信された超音波のエコー信号に基づいて求まる前記流体の速度ベクトルとの差分ベクトルを前記シミュレーション機能によるシミュレーションを行なうためにフィードバックするフィードバック機能と、を有する計測融合シミュレーション機能であって、前記シミュレーション機能は、前記二つの異なる粘度の他、前記差分ベクトルを用いて前記シミュレーションを行なう計測融合シミュレーション機能と、
前記シミュレーション機能におけるシミュレーションの収束時間に基づいて、前記二つの粘度のうち、前記流体の粘度から離れている粘度を特定する特定機能と、
前記二つの粘度のうち、前記特定機能で特定された粘度を変更して他方の粘度に近づけた変更粘度を設定する粘度設定機能と、
前記変更粘度と前記他方の粘度との差が所定の範囲内になると、前記変更粘度と前記他方の粘度とから、前記流体の粘度を算定する粘度算定機能と、
を実行させることを特徴とする超音波診断装置の制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、血液などの流体の粘度を算定する流体粘度算定装置、超音波診断装置、流体粘度算定装置の流体粘度算定プログラム及び超音波診断装置の制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

血液の粘度は、健康のバロメータとして一般的に認識が高い。近年では、メタボリックシンドローム（特に高脂血症）の進行と血液の粘度とを関連付ける研究も多い。

【0003】

従来、血液粘度の検査として、被検体から採取した血液サンプルを試験機にかけて行なう手法が広く行われている（例えば、非特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】有限会社山久化成ホームページ、血液サラサラ測定装置の紹介ページ、平成２４年３月７日検索、URL：http://www.yamahisa-net.co.jp/product/kenkoukanri/mcfan/mcfan.htm

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、被検体から採取された血液は時間の経過とともに変質する。従って、検査によって得られた粘度が実際の粘度とは異なる恐れがある。また、被検体から血液を採取する必要があるので侵襲的であり、できるだけ非侵襲で血液の粘度を得ることができる手法が望まれる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本願発明者は、上記課題を解決すべく、特許第４２６９６２３号公報やその他非特許文献（例えば、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−ｐ．２６）等に記載された流体の流れ場を解析する計測融合シミュレーション（ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）に着目した。この計測融合シミュレーションでは、数値シミュレーションで得られた前記流体の速度ベクトル（ｖｅｃｔｏｒ）と、前記被検体に送信された超音波のエコー（ｅｃｈｏ）信号に基づいて求まる前記流体の速度ベクトルとの差（差分ベクトル）がフィードバック（ｆｅｅｄｂａｃｋ）されて数値シミュレーションを行なう。この数値シミュレーションを行なうにあたっては、流体の粘度をパラメータ（ｐａｒａｍｅｔｅｒ）として用いる。本願発明者は、数値シミュレーションにおけるパラメータとして用いた粘度と、流体の実際の粘度との差によって、前記差分ベクトルの大きさや数値シミュレーションの収束時間が変わるなど、数値シミュレーションに影響を与えると考え、本願発明に至った。
すなわち、上記課題を解決するためになされた発明は、被検体の流体について二つの異なる粘度を用いて流れ場を解析するシミュレーションを行なうシミュレーション部と、このシミュレーション部で得られる前記流体の速度ベクトルと、前記被検体に送信された超音波のエコー信号に基づいて求まる前記流体の速度ベクトルとの差分ベクトルを前記シミュレーション部によるシミュレーションを行なうためにフィードバックするフィードバック部と、前記シミュレーション部で行われるシミュレーションに基づいて、前記二つの粘度のうち、前記流体の粘度から離れている粘度を特定する特定部と、前記二つの粘度のうち、前記特定部で特定された粘度を変更して他方の粘度に近づけた変更粘度を設定する粘度設定部と、前記変更粘度と前記他方の粘度との差が所定の範囲内になると、前記変更粘度と前記他方の粘度とから、前記流体の粘度を算定する粘度算定部と、を備えることを特徴とする流体粘度算定装置である。

【発明の効果】

【0007】

上記観点の発明によれば、前記シミュレーション部で行われるシミュレーションに基づいて、前記二つの粘度のうち、前記流体の粘度から離れている粘度を変更して他方の粘度に近づけた変更粘度を設定し、この変更粘度と前記他方の粘度との差が所定の範囲内になると、流体の粘度が算定されるので、非侵襲でより正確な粘度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明に係る流体粘度算定装置の一実施形態の解析ワークステーションの概略構成の一例を示すブロック図である。

【図2】超音波診断装置の構成を示すブロック図である。

【図3】エコーデータ処理部の詳細構成を示すブロック図である。

【図4】血液の粘度を算定するための処理を示すフローチャートである。

【図5】変更粘度の設定を説明する図である。

【図6】変更粘度と他方の粘度との差が所定の範囲内ではない状態を示す図である。

【図7】変更粘度と他方の粘度との差が所定の範囲内である状態を示す図である。

【図8】第二実施形態の超音波診断装置におけるエコーデータ処理部と制御部の構成を示すブロック図である。

【図9】第二実施形態において、血液の粘度を算定するための処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
（第一実施形態）
先ず、第一実施形態について、図１〜図７に基づいて説明する。本発明に係る流体粘度算定装置は、図１に示す解析ワークステーション（ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ）１において実現される。前記解析ワークステーション１は、汎用のパーソナルコンピュータ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）であってもよい。解析ワークステーション１は、本発明に係る流体粘度算定装置の実施の形態の一例である。

【0010】

前記解析ワークステーション１は、被検体内の流体の流れ場を解析するものであり、コンピュータとして既知の構成を有している。ここでは、その詳細な構成は省略するものとし、機能ブロックについて主として説明する。

【0011】

前記解析ワークステーション１は、前記計測融合シミュレーション部２、特定部３、粘度設定部４、判定部５、粘度算定部６、表示部７、記憶部８を有している。前記計測融合シミュレーション部２は、数値シミュレーション部２１及びフィードバック部２２を有している。前記数値シミュレーション部２１は、血液などの流体の流れ場を解析する数値シミュレーションを行なう（数値シミュレーション機能）。前記数値シミュレーション部２１は、本発明に係るシミュレーション部の実施の形態の一例である。また、前記数値シミュレーション部２１が実行する数値シミュレーション機能は、本発明におけるシミュレーション機能の実施の形態の一例である。

【0012】

前記数値シミュレーション部２１による数値シミュレーションでは、ナビエ・ストークス（Ｎａｖｉｅｒ−Ｓｔｏｋｅｓ）方程式と圧力方程式を基本支配方程式とする。後述するように、ナビエ・ストークス方程式では、粘度を含む項を有している。前記数値シミュレーション部２１は、二つの異なる粘度μを用いて、数値シミュレーションＳｍ１、Ｓｍ２を行なう。詳細は後述する。

【0013】

前記フィードバック部２２には、被検体に送信された超音波のエコー信号に基づいて作成される流体情報が、超音波診断装置１００から入力される。前記フィードバック部２２では、前記数値シミュレーション部２１で得られる流体情報と前記超音波診断装置１００から入力される流体情報との差を算出して、前記数値シミュレーション部２１へフィードバックする（フィードバック機能）。詳細は後述する。前記フィードバック部２２は、本発明におけるフィードバック部の実施の形態の一例である。また、前記フィードバック部２２が実行するフィードバック機能は、本発明におけるフィードバック機能の実施の形態の一例である。

【0014】

前記超音波診断装置１００から入力される流体情報は、カラードプラデータである。また、前記超音波診断装置１００からは、後述するようにＢモードデータも前記解析ワークステーション１へ入力される。

【0015】

前記特定部３は、前記数値シミュレーション部２１で行われるシミュレーションに基づいて、前記二つの粘度μのうち、解析対象の流体の粘度から離れている粘度を特定する（特定機能）。前記二つの粘度μのうち、解析対象の流体の粘度から離れている粘度をμｆ、解析対象の粘度に近い粘度をμｎとする。前記特定部３は、本発明における特定部の実施の形態の一例である。また、前記特定部３が実行する特定機能は、本発明における特定機能の実施の形態の一例である。

【0016】

前記粘度設定部４は、前記二つの粘度μのうち、前記特定部３で特定された前記粘度μｆを変更して粘度μｎに近づけた変更粘度μｆ′を設定する（粘度設定機能）。前記粘度設定部４は、本発明における粘度設定部の実施の形態の一例である。また、前記粘度設定部４が実行する粘度設定機能は、本発明における粘度設定機能の実施の形態の一例である。

【0017】

前記判定部５は、前記変更粘度μｆ′と前記粘度μｎとが所定の範囲内であるか否かを判定する。

【0018】

前記粘度算定部６は、前記変更粘度μｆ′と前記粘度μｎとが所定の範囲内になると、解析対象の流体の粘度を算定する。前記粘度算定部６は、本発明における粘度算定部の実施の形態の一例である。また、前記粘度算定部６が実行する粘度算定機能は、本発明における粘度算定機能の実施の形態の一例である。

【0019】

ちなみに、前記特定部３、前記粘度設定部４、判定部５及び前記粘度算定部６の処理についても、詳細は後述する。

【0020】

前記表示部７は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）などである。前記表示部７は、本発明における表示部の実施の形態の一例である。また、前記記憶部８は、半導体メモリ（ｍｅｍｏｒｙ）やハードディスクドライブ（Ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ）などである。

【0021】

次に、前記超音波診断装置１００について図２に基づいて説明する。前記超音波診断装置１００は、超音波プローブ１０１、送受信部１０２、エコーデータ処理部１０３、表示制御部１０４、表示部１０５、操作部１０６、制御部１０７及び記憶部１０８を備える。

【0022】

前記超音波プローブ１０１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１０２は、前記超音波プローブ１０１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１０２は、前記超音波プローブ１０１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。

【0023】

前記エコーデータ処理部１０３は、図３に示すようにＢモード処理部１０３１及びドプラ処理部１０３２を有する。前記Ｂモード処理部１０３１は、前記送受信部１０２から出力されたエコー信号に対し、対数圧縮処理及び包絡線検波処理等を含むＢモード処理を行なってＢモードデータを作成する。また、前記ドプラ処理部１０３２は、前記送受信部１０２から出力されたエコー信号に対し、直交検波処理及びフィルタ処理等を含むドプラ（ｄｏｐｐｌｅｒ）処理を行なってドプラデータを作成したりする。ドプラデータは、例えば血流などの流体の速度、分散、パワーを含むカラードプラデータである。

【0024】

前記表示制御部１０４は、前記Ｂモードデータに対し、スキャンコンバータ（Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）による走査変換を行なってＢモード画像データを作成し、このＢモード画像データに基づくＢモード画像を前記表示部１０５に表示させる。ただし、前記表示制御部１０４は、Ｂモード画像データの作成に加え、前記ドプラデータに対してスキャンコンバータによる走査変換を行なってカラードプラ画像データを作成し、このカラードプラ画像データに基づくカラードプラ画像を表示させるようになっていてもよい。

【0025】

前記表示部１０５は、ＬＣＤやＣＲＴなどである。前記操作部１０６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。

【0026】

前記制御部１０７は、特に図示しないがＣＰＵ（ＣｅｎｔＲａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有して構成される。この制御部１０７は、前記記憶部１０８に記憶された制御プログラムを読み出し、前記超音波診断装置１の各部における機能を実行させる。

【0027】

前記記憶部１０８は、半導体メモリやハードディスクドライブなどである。

【0028】

さて、本例の解析ワークステーション１による流体の粘度の算定について説明する。ここでは、被検体の血液の粘度を算定する例について、図４のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップＳ１では、前記超音波診断装置１００において、被検体に対して超音波の送受信を行ない、少なくとも数心周期分のエコー信号を取得する。前記超音波診断装置１００では、エコー信号に基づいてＢモードデータ及びカラードプラデータが作成される。Ｂモードデータ及びカラードプラデータは、前記解析ワークステーション１の前記記憶部８へ入力され記憶される。

【0029】

次に、ステップＳ２では、前記計測融合シミュレーション部２が計測融合シミュレーションを行なう。計測融合シミュレーションは、前記超音波診断装置１００において得られる超音波ドプラ計測と数値シミュレーションとを融合した血流解析手法である。

【0030】

ステップＳ２における計測融合シミュレーションについて具体的に説明する。この計測融合シミュレーションは、上述の特許第４２６９６２３号公報等の記載と基本的には同様にして行われる。先ず、前記数値シミュレーション部２１は、前記記憶部８に記憶されたＢモードデータに基づいて、被検体における血管を特定する。ここで、血管はＢモード画像において低輝度で表示される。従って、前記数値シミュレーション部２１は、Ｂモードデータを二値化することにより、血管を特定することができる。前記数値シミュレーション部２１は、特定された血管内に、数値シミュレーションを行なう計算格子を設定する。

【0031】

前記計測融合シミュレーション部２１は、前記各計算格子に対して数値シミュレーションを行なう。前記計測融合シミュレーション部２は、前記超音波診断装置１００において計測された血流の速度ベクトルと数値シミュレーションで得られる速度ベクトルとの誤差に応じた体積力をフィードバックして反復計算を行ない実際の血流場に収束するよう数値シミュレーションを行なう。

【0032】

具体的には、前記数値シミュレーション部２１は、数値シミュレーションにおいて、下記（式１）のナビエ・ストークス方程式と、下記（式２）の圧力方程式のそれぞれに、前記フィードバック部２２からのフィードバック信号である体積力（ベクトルｆ）を加えた式を基本支配方程式とする。

【数1】

【数2】

上記（式１）及び（式２）において、ベクトルｕは三次元の速度ベクトル、ｐは圧力、ρは密度、μは粘度である。これら圧力ｐ、密度ρ及び粘度μとしては、設定された所定値が用いられる。

【0033】

前記フィードバック部２２は、前記数値シミュレーション部２１で得られる血流速の速度ベクトルｕ_ｃの超音波ビーム方向の速度成分と、前記超音波診断装置１００の前記ドプラ処理部１０３２で得られた超音波ビーム方向の速度成分ｕｍ（ベクトル）の差（本発明の差分ベクトル）を求めて、フィードバックする。

【0034】

実際の前記フィードバック部２２からのフィードバック信号であるベクトルｆ（体積力）は、下記（式３）である。

【数3】

上記（式３）において、Ｋはフィードバックゲインであり、ベクトルｕ_ｃ及びベクトルｕ_ｍは三次元ベクトルで、ベクトルｕ_ｃ＝［ｕ_ｃ，ｖ_ｃ，ｗ_ｃ］、ベクトルｕ_ｍ＝［ｕｍ，ｖｍ，ｖｃ］である（上述の特許第４２６９６２３号の段落［０００８］及び図７参照）。前記ベクトルｆは、本発明の差分ベクトルの実施の形態の一例である。

【0035】

前記数値シミュレーション部２１は、二つの異なる粘度を用いた数値シミュレーションを行なう。具体的には、前記（式１）において、粘度μをμ１としたナビエ・ストークス方程式ＮＳ１を用いた数値シミュレーションＳｍ１と、前記（式１）において、粘度μをμ２（μ１≠μ２）としたナビエ・ストークス方程式ＮＳ２を用いた数値シミュレーションＳｍ２とを行なう。

【0036】

前記粘度μ１，μ２は、例えば被検体における血液がとりうる粘度の範囲の最小値と最大値に設定される。従って、前記粘度μ１と前記粘度μ２の間に実際の血液の粘度が含まれる。

【0037】

次に、ステップＳ３では、前記特定部３が、前記数値シミュレーションＳｍ１，Ｓｍ２に基づいて、前記粘度μ１，μ２のうち、実際の血液の粘度から離れていると推定される粘度（前記粘度μｆ）を特定する。例えば、前記特定部３は、前記ベクトルｆの大きさに基づいて、前記粘度μ１，μ２のうち、どちらが実際の血液の粘度から離れているか判定する。

【0038】

ここで、数値シミュレーションにおいて設定された粘度μが、実際の血液の粘度から離れているほど、前記数値シミュレーション部２１で得られる血流速の速度ベクトルと前記超音波診断装置１００のドプラ処理部１０３２で得られる血流速の速度ベクトルとの差が大きくなるので、前記ベクトルｆの大きさは大きくなる。従って、前記特定部３は、前記数値シミュレーションＳｍ１におけるベクトルｆと，前記数値シミュレーションＳｍ２におけるベクトルｆとを比較する。そして、ベクトルｆの大きさが大きい方の数値シミュレーションで用いられた粘度μを、実際の血液の粘度から離れているとする。前記数値シミュレーションＳｍ１，Ｓｍ２でそれぞれ用いられる二つの粘度のうち、実際の血液の粘度から離れている方が前記粘度μｆであり、近い方が前記粘度μｎである。

【0039】

次に、ステップＳ４では、図５に示すように、前記粘度設定部４が、前記粘度μｆ，μｎのうち、一方の前記粘度μｆを他方の前記粘度μｎに近づけた変更粘度μｆ′を設定する。例えば、前記粘度設定部４は、黄金分割法などの手法を用いて変更粘度μｆ′を設定する。ただし、黄金分割法に限られるものではない。

【0040】

ちなみに、図５において符号μｒは実際の血液の粘度である。この粘度μｒは、前記粘度μｆと前記粘度μｎの間に含まれている。

【0041】

次に、ステップＳ５では、前記判定部５が、前記変更粘度μｆ′と他方の前記粘度μｎとの差ｄが所定の範囲Ｘ内であるか否かを判定する。前記所定の範囲Ｘについては後述する。

【0042】

前記ステップＳ５において、図６に示すように、前記変更粘度μｆ′と前記粘度μｎとの差ｄが所定の範囲Ｘ内ではないと判定された場合（前記ステップＳ５において「ＮＯ」）、前記ステップＳ２の処理へ戻り、再び前記ステップＳ２〜Ｓ５の処理を繰り返す。この場合の前記ステップＳ２における数値シミュレーションＳｍ１，Ｓｍ２では、前記変更粘度μｆ′と前記粘度μｎとが用いられる。

【0043】

一方、前記ステップＳ５において、図７に示すように、前記変更粘度μｆ′と前記粘度μｎとの差ｄが所定の範囲Ｘ内であると判定された場合（前記ステップＳ５において「ＹＥＳ」）、ステップＳ６の処理へ移行する。このステップＳ６では、前記粘度算定部６が、前記変更粘度μｆ′と前記粘度μｎとから、血液の粘度を算定する。前記粘度算定部６は、例えば前記変更粘度μｆ′と前記粘度μｎの中間の値を、流体の粘度と推定する。ただし、前記粘度算定部６によって算定される粘度は、前記変更粘度μｆ′から前記粘度μｎまでの範囲に含まれる特定値であればよく、上述のものに限られるものではない。

【0044】

ここで、前記ステップＳ５で前記判定部５による判定基準とされる前記所定の範囲Ｘは、前記ステップＳ６において算定される粘度が、実際の血液の粘度と一致するかできるだけ近い値になるように設定される。

【0045】

前記粘度算定部６によって算定された粘度は、前記解析ワークステーション１の表示部７に表示されてもよい。

【0046】

以上説明した本例によれば、前記解析ワークステーション１によって、非侵襲でより正確な血液の粘度を得ることができる。

【0047】

また、本例によれば、特に血管の分岐部分や蛇行している部分において、正確な血液の粘度を得ることができる。その理由について説明する。血管の分岐部分や蛇行している部分においては、血液の粘度が高くなるほど乱流が発生しやすく、その結果前記ベクトルｆの大きさが大きくなるので、数値シミュレーションＳｍ１，Ｓｍ２におけるベクトルｆは、これら数値シミュレーションＳｍ１，Ｓｍ２で用いられた粘度と実際の血液の粘度との差をより確実に反映した大きさになり、なおかつ二つのベクトルｆの大きさの差が顕著になりやすい。従って、ステップＳ３において、数値シミュレーションＳｍ１，Ｓｍ２で用いられた二つの粘度のうち、実際の血液の粘度から離れている方をより正確に特定でき、最終的により正確な血液の粘度を得ることができる。

【0048】

（第二実施形態）
次に、第二実施形態について説明する。以下、第一実施形態と同一の構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

【0049】

本例では、前記超音波診断装置１００が流体粘度算定装置を有している。具体的には、図８に示すように、本例の超音波診断装置１００の制御部１０７は、第一実施形態の解析ワークステーション１とほぼ同一の構成になっている。すなわち、前記制御部１０７は、計測融合シミュレーション部２、特定部３、粘度設定部４、判定部５、粘度算定部６を有している。

【0050】

本例の超音波診断装置１００においては、図９に示すフローチャートの処理が行われて被検体の血液の粘度が算定される。この図９のフローチャートも、第一実施形態の図４に示されたフローチャートと基本的には同一であるが、ステップＳ１′の処理が異なっている。このステップＳ１′では、上述のステップＳ１と同様に、被検体に対して超音波の送受信を行なって、少なくとも数心周期分のエコー信号を取得する。そして、このエコー信号に基づいて作成されたＢモードデータ及びカラードプラデータは、前記制御部１０７へ入力される。前記Ｂモードデータは、前記数値シミュレーション部２１へ入力される。また、前記カラードプラデータは、前記フィードバック部２２へ入力される。

【0051】

本例では、前記ステップＳ６において、前記粘度算定部６によって算定された粘度が、前記超音波診断装置１００の表示部１０５に表示されてもよい。本例では、前記表示部１０５が本発明における表示部の実施の形態の一例である。

【0052】

以上説明した本例においても、超音波診断装置１００によって、第一実施形態と同様に、非侵襲でより正確な血液の粘度を得ることができる。

【0053】

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、前記ステップＳ３において、前記特定部３は、前記数値シミュレーション部２１によって行われた数値シミュレーションＳｍ１，Ｓｍ２の収束時間に基づいて、実際の血液の粘度から離れている方の前記粘度μｆを特定してもよい。ここで、数値シミュレーションＳｍ１，Ｓｍ２で用いられた粘度μが、実際の血液の粘度から離れているほど、数値シミュレーションの収束時間は長くなる。従って、前記特定部３は、前記数値シミュレーションＳｍ１，Ｓｍ２のうち、収束時間が長い方の数値シミュレーションで用いられた粘度μを、実際の血液の粘度から離れているとする。

【符号の説明】

【0054】

１ 解析ワークステーション（流体粘度算定装置）
３ 特定部
４ 粘度設定部
５ 判定部
６ 粘度算定部
７ 表示部
２１ 数値シミュレーション部
２２ フィードバック部
１００ 超音波診断装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】