特許 7457566 超音波診断装置、臍帯長測定方法及びプログラム

(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】

(24)【登録日】2024-03-19

(45)【発行日】2024-03-28

(54)【発明の名称】超音波診断装置、臍帯長測定方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/08 20060101AFI20240321BHJP

   A61B 8/06 20060101ALN20240321BHJP

【ＦＩ】

A61B8/08

A61B8/06

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020080111

(22)【出願日】2020-04-30

(65)【公開番号】P2021171542

(43)【公開日】2021-11-01

【審査請求日】2023-04-05

(73)【特許権者】

【識別番号】320011683

【氏名又は名称】富士フイルムヘルスケア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】笠原 英司

【審査官】永田 浩司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０９３８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１４３３０９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０７０３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２５６５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ８／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波の送受波により得られたデータに基づいて、注目組織を走行する注目血管の第１端部における拍動の揺らぎを表すテンプレートを生成するテンプレート生成部と、
前記データに基づいて、前記注目血管の第２端部における拍動の揺らぎを表すグラフを生成するグラフ生成部と、
前記グラフの中で前記テンプレートにマッチングする部分を特定することにより、前記第１端部と前記第２端部の間での血液の移動時間を演算する演算部と、
前記血液の移動時間に基づいて前記第１端部と前記第２端部の間の長さを演算し、演算された長さ又はそれを補正した長さを前記注目組織の長さとして推定する推定部と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。

【請求項2】

請求項１記載の超音波診断装置において、
前記注目組織は臍帯であり、
前記推定部は前記注目組織の長さとして臍帯長を推定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。

【請求項3】

請求項１記載の超音波診断装置において、
前記推定部は、前記血液の移動時間に前記血液の平均速度を乗算することにより、前記注目組織の長さを推定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。

【請求項4】

請求項３記載の超音波診断装置において、
前記データに含まれるドプラ情報に基づいて前記血液の平均速度を演算する流速演算部を含む、
ことを特徴とする超音波診断装置。

【請求項5】

請求項３記載の超音波診断装置において、
前記血液の平均速度は、ユーザー指定又は胎児情報に基づいて特定される、
ことを特徴とする超音波診断装置。

【請求項6】

請求項１記載の超音波診断装置において、
前記データに基づいて超音波画像を形成する画像形成部を含み、
前記テンプレート生成部は、前記超音波画像における前記第１端部の輝度情報の時間的変化に基づいて前記テンプレートを生成し、
前記グラフ生成部は、前記超音波画像における前記第２端部の輝度情報の時間的変化に基づいて前記グラフを生成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。

【請求項7】

請求項６記載の超音波診断装置において、
前記第１端部が含まれるように前記第１端部の輝度情報の時間的変化を観測するための第１関心領域が設定され、
前記第２端部が含まれるように前記第２端部の輝度情報の時間的変化を観測するための第２関心領域が設定される、
ことを特徴とする超音波診断装置。

【請求項8】

超音波の送受波により得られたデータに基づいて、臍帯内を走行する注目血管の上流側端部での拍動の揺らぎを表すテンプレートを生成する工程と、
前記データに基づいて、前記注目血管の下流側端部での拍動の揺らぎを表すグラフを生成する工程と、
前記グラフに対して前記テンプレートを比較することにより、前記上流側端部から前記下流側端部への血液の移動時間を演算する工程と、
前記血液の移動時間に基づいて前記上流側端部と前記下流側端部の間の長さを演算し、その演算された長さ又はそれを補正した長さを臍帯長として推定する工程と、
を含むことを特徴とする臍帯長測定方法。

【請求項9】

請求項８記載の臍帯長測定方法において、
前記注目血管は動脈であり、
前記上流側端部は胎児の内部又は近傍に位置し、
前記下流側端部は胎盤の内部又は近傍に位置する、
ことを特徴とする臍帯長測定方法。

【請求項10】

請求項８記載の臍帯長測定方法において、
前記注目血管は静脈であり、
前記上流側端部は胎盤の内部又は近傍に位置し、
前記下流側端部は胎児の内部又は近傍に位置する、
ことを特徴とする臍帯長測定方法。

【請求項11】

情報処理装置において実行されるプログラムであって、
母体に対する超音波の送受波により得られたデータに基づいて、臍帯内を走行する注目血管の上流側端部の時間的変化を表すテンプレートを生成する機能と、
前記データに基づいて、前記注目血管の下流側端部の時間的変化を表すグラフを生成する機能と、
前記グラフの中で前記テンプレートとマッチングする部分を特定することにより、前記上流側端部から前記下流側端部への血液の移動時間を演算する機能と、
前記血液の移動時間に基づいて前記上流側端部と前記下流側端部の間の長さを演算し、その演算された長さ又はそれを補正した長さを臍帯長として推定する機能と、
を含むことを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、超音波診断装置、臍帯長測定方法及びプログラムに関し、特に、血管の拍動を観測する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

医療の分野において超音波診断装置が活用されている。超音波診断装置は、被検者に対する超音波の送受波により得られたデータに基づいて超音波画像を形成する装置である。産科においては、母体の健康状態や胎児の発育状態を検査するために、超音波検査が実施される。

【0003】

産科における超音波検査に際しては、様々な測定が実施される。現状において、それらの測定の中に、臍帯長測定は含まれていない。臍帯は、胎盤と胎児を繋ぐ重要な器官である。臍帯が長過ぎる場合及び臍帯が短過ぎる場合のいずれにおいても、胎児又は母体に問題が生じ易くなる。超音波検査時に臍帯長を測定することが望まれるが、現状においては、そのような測定は実現されていない。他の組織についても超音波検査時にその長さを測定することが望まれる。

【0004】

なお、特許文献１には、脈波速度を測定する超音波診断装置が開示されている。その超音波診断装置においては、血管上の２点においてドプラ情報が観測され、それらに基づいて脈波伝搬時間が演算されている。２点間の距離を脈波伝搬時間で割ることにより、脈波速度が演算されている。２点間の距離は既知の情報である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平６－２６１８９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記のように超音波検査時に注目組織の長さを計測することが望まれる。注目組織の長さは、その中を走行する注目血管を流れる血液の平均速度に対して、注目血管の両端間を血液が移動する時間（時間差）を乗算することにより算出し得る。その場合において、注目血管の両端間において血液速度分布やドプラ波形を比較することにより時間差を特定することも考えられる。しかし、血液速度分布やドプラ波形は瞬時的に激しく変化する情報であるため、上記の方法で時間差を特定することは現実的ではない。

【0007】

本開示の目的は、超音波診断を利用して注目組織の長さを測定することにある。あるいは、本開示の目的は、血液の移動時間を正確に測定する新しい方法を実現することにある。あるいは、本開示の目的は、臍帯長を測定する新しい技術を実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示に係る超音波診断装置は、超音波の送受波により得られたデータに基づいて、注目組織内を走行する注目血管の第１端部における拍動の揺らぎを表すテンプレートを生成するテンプレート生成部と、前記データに基づいて、前記注目血管の第２端部における拍動の揺らぎを表すグラフを生成するグラフ生成部と、前記グラフの中で前記テンプレートにマッチングする部分を特定することにより、前記第１端部と前記第２端部の間での血液の移動時間を演算する演算部と、前記血液の移動時間に基づいて前記注目組織の長さを推定する推定部と、を含むことを特徴とする。

【0009】

本開示に係る臍帯長計測方法は、超音波の送受波により得られたデータに基づいて、臍帯内を走行する注目血管の上流側端部での拍動の揺らぎを表すテンプレートを生成する工程と、前記データに基づいて、前記注目血管の下流側端部での拍動の揺らぎを表すグラフを生成する工程と、前記グラフに対して前記テンプレートを比較することにより、前記上流側端部から前記下流側端部への血液の移動時間を演算する工程と、前記血液の移動時間に基づいて臍帯長を推定する工程と、を含むことを特徴とする。

【0010】

本開示に係るプログラムは、情報処理装置において実行されるプログラムであって、母体に対する超音波の送受波により得られたデータに基づいて、臍帯内を走行する注目血管の上流側端部の時間的変化を表すテンプレートを生成する機能と、前記データに基づいて、前記注目血管の下流側端部の時間的変化を表すグラフを生成する機能と、前記グラフの中で前記テンプレートとマッチングする部分を特定することにより、前記上流側端部から前記下流側端部への血液の移動時間を演算する機能と、を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、超音波診断を利用して注目組織の長さを測定できる。あるいは、本開示によれば、血液の移動時間を正確に測定できる新しい方法を実現することにある。あるいは、本開示によれば、臍帯長を測定する技術を実現することにある。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態に係る超音波診断装置を示すブロック図である。

【図2】注目血管の上流側端部（第１端部）及び下流側端部（第２端部）を示す図である。

【図3】第１関心領域及び第２関心領域を示す図である。

【図4】テンプレートとグラフの比較を説明するための図である。

【図5】測定結果の表示例を示す図である。

【図6】動作例を示すフローチャートである。

【図7】変形例に係る超音波診断装置を示すブロック図である。

【図8】テンプレートとグラフの他の比較方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

【0014】

（１）実施形態の概要
実施形態に係る超音波診断装置は、テンプレート生成部、グラフ生成部、演算部、及び、推定部を有する。テンプレート生成部は、超音波の送受波により得られたデータに基づいて、注目組織を走行する注目血管の第１端部における拍動の揺らぎを表すテンプレートを生成する。グラフ生成部は、データに基づいて、注目血管の第２端部における拍動の揺らぎを表すグラフを生成する。演算部は、グラフの中でテンプレートにマッチングする部分を特定することにより、第１端部と第２端部の間での血液の移動時間を演算する。推定部は、血液の移動時間に基づいて注目組織の長さを推定する。

【0015】

拍動の揺らぎは、拍動周期（拍動数といってもいい）の時間的変動であり、血流速度分布やドプラ波形のように時間的に激しく変化するものとは異なり、時間的に緩やかな長周期の変動である。よって、２つの端部での拍動の揺らぎを表すテンプレート及びグラフを相互比較することにより、２つの端部間を流れる血液の移動時間を比較的に正確に演算することが可能となる。上記構成によれば、注目組織の長さを推定でき、また、その推定の精度を高められる。

【0016】

測定対象となる各端部は、注目組織内に設定され、又は、注目組織が連なる他の組織内に設定される。注目組織の端部と注目血管の端部との間に空間的なずれが生じる場合、そのずれが解消されるように注目組織の長さを補正してもよい。そのずれが僅かであればそのずれを無視してもよい。

【0017】

実施形態において、注目組織は臍帯であり、推定部は注目組織の長さとして臍帯長を推定する。臍帯内を２本の動脈及び１本の静脈が走行している。それらの血管内を流れる血流については、比較的長い周期（例えば数秒の周期）で拍動周期が時間的に変化する現象が認められる。そのような現象がテンプレートに反映される。実施形態においては、３本の血管の中から測定対象となる注目血管が選択される。個々の血管に対して個別的な測定を行った上で、それにより得られる３つの測定結果を総合してもよい。

【0018】

実施形態において、推定部は、血液の移動時間に血液の平均速度を乗算することにより、注目組織の長さを推定する。実施形態に係る超音波診断装置は、更に、データに含まれるドプラ情報に基づいて血液の平均速度を演算する流速演算部を含む。平均速度の演算に際しては各種の方法を利用し得る。超音波ビームと血液の流れの方向とがなす角度に基づいて、演算された流速が補正されてもよい。

【0019】

実施形態においては、血液の平均速度は、ユーザー指定又は胎児情報に基づいて特定される。この構成によれば、超音波ドプラ法を用いることなく、換言すれば、胎児への超音波の照射量を上げることなく、平均速度を特定できる。例えば、過去の測定結果に基づいて平均速度がユーザーにより指定されてもよい。あるいは、妊娠週数に基づいて平均速度が自動的に特定されてもよい。

【0020】

実施形態に係る超音波診断装置は、更に、データに基づいて超音波画像を形成する画像形成部を含む。テンプレート生成部は、超音波画像における第１端部の輝度情報の時間的変化に基づいてテンプレートを生成する。グラフ生成部は、超音波画像における第２端部の輝度情報の時間的変化に基づいてグラフを生成する。

【0021】

血管の拍動に伴って血管（及びその内外）の輝度情報が変化する。上記構成は、そのような輝度情報の時間的変化を利用してテンプレート及びグラフを生成するものである。血管の直径の変化、血管中のトラッキング点の変位等、他の情報が利用されてもよい。

【0022】

実施形態においては、第１端部が含まれるように第１端部の輝度情報の時間的変化を観測するための第１関心領域が設定される。また、第２端部が含まれるように第２端部の輝度情報の時間的変化を観測するための第２関心領域が設定される。第１関心領域及び第２関心領域はユーザーにより設定され、あるいは、それらの領域は画像解析により自動的に設定される。

【0023】

実施形態においては、超音波画像上に、第１関心領域及び第２関心領域を示す２つのマーカーが表示される。また、超音波画像と共に、血流の移動時間及び注目組織の長さが表示される。

【0024】

実施形態に係る臍帯長測定方法は、テンプレート生成工程、グラフ生成工程、演算工程、及び、推定工程を含む。テンプレート生成工程では、超音波の送受波により得られたデータに基づいて、臍帯内を走行する注目血管の上流側端部での拍動の揺らぎを表すテンプレートが生成される。グラフ生成工程では、データに基づいて、注目血管の下流側端部での拍動の揺らぎを表すグラフが生成される。演算工程では、グラフに対してテンプレートを比較することにより、上流側端部から下流側端部への血液の移動時間が演算される。推定工程では、血液の移動時間に基づいて臍帯長が推定される。

【0025】

実施形態において、注目血管は動脈である。その場合、上流側端部は胎児の内部又は近傍に位置し、下流側端部は胎盤の内部又は近傍に位置する。あるいは、注目血管は静脈である。その場合、上流側端部は胎盤の内部又は近傍に位置し、下流側端部は胎児の内部又は近傍に位置する。

【0026】

実施形態に係るプログラムは、情報処理装置において実行されるプログラムであって、テンプレート生成機能、グラフ生成機能、及び、演算機能を有する。テンプレート生成機能は、母体に対する超音波の送受波により得られたデータに基づいて、臍帯内を走行する注目血管の上流側端部の時間的変化を表すテンプレートを生成する機能である。グラフ生成機は、データに基づいて、注目血管の下流側端部の時間的変化を表すグラフを生成する機能である。演算機能は、グラフの中でテンプレートとマッチングする部分を特定することにより、上流側端部から下流側端部への血液の移動時間を演算する機能である。

【0027】

情報処理装置に対して、可搬型記憶媒体を介して又はネットワークを介して、プログラムがインストールされる。情報処理装置は、プログラムを実行するプロセッサを備える装置であり、その概念には、超音波診断装置、超音波診断システム、コンピュータ等が含まれる。

【0028】

（２）実施形態の詳細
図１には、実施形態に係る超音波診断装置が開示されている。超音波診断装置は、病院等の医療機関に設置され、被検者に対する超音波の送受波により得られた受信信号に基づいて超音波画像を形成及び表示する装置である。以下、産科における妊婦の超音波検査を前提として、超音波診断装置の構成及び動作について説明する。

【0029】

プローブ１０は、可搬型の送受波器である。プローブ１０は、ユーザーである検査者（医師、検査技師等）によって保持される。その送受波面が母体（妊婦）の腹部表面１１上に当接される。プローブ１０には、振動素子アレイが含まれる。振動素子アレイは、一次元配列された複数の振動素子により構成される。振動素子アレイにより超音波ビーム１２が形成され、それが電子走査される。これにより走査面１４が形成される。胎児内の1又は複数の観測部位が走査面１４に含まれるように、プローブ１０の位置及び姿勢が検査者により調整される。

【0030】

超音波ビーム１２の電子走査方式として、電子リニア走査方式、電子セクタ走査方式等があげられる。走査面Ｓは、深さ方向ｒ及び走査方向θによって特定される座標系を有する。プローブ１０に二次元振動素子アレイを設けてもよい。すなわち、超音波ビームの二次元走査により、三次元空間からボリュームデータが取得されてもよい。

【0031】

断層画像を表示するＢモードが選択されている場合、上記のように、超音波ビーム１２が電子走査される。ドプラ情報を観測するＰＷモード（又はＣＷモード）が選択されている場合、特定の観測方位に超音波ビーム１６が繰り返し形成される。実施形態においては、必要に応じて、ＢモードとＰＷモードとを時分割で実行する複合モードが選択される。

【0032】

送信回路１８は、送信ビームフォーマーとして機能する電子回路である。受信回路２０は、受信ビームフォーマーとして機能する電子回路である。送信時において送信回路１８から振動素子アレイへ複数の送信信号が並列的に供給される。これにより送信ビームが形成される。受信時において、生体内からの反射波が振動素子アレイで受信されると、複数の振動素子から複数の受信信号が並列的に出力される。

【0033】

複数の受信信号は、受信回路２０において、整相加算（遅延加算）され、これにより受信ビームに相当するビームデータが生成される。Ｂモード実行時には、１回の超音波ビーム１２の電子走査当たり１つの受信フレームデータが生成される。１つの受信フレームデータは、走査方向に並ぶ複数のビームデータにより構成される。１つのビームデータは深さ方向に並ぶ複数のエコーデータにより生成される。なお、ＰＷモードの実行時には特定方位に超音波ビームが繰り返し形成される。複合モードの実行時には、例えば、Ｂモード用の複数回の送受信とＰＷモード用の１回の送受信とが交互に実行される。

【0034】

受信回路２０の後段にはビームデータ処理部が設けられているが、その図示が省略されている。ドプラ処理部２２は、ＰＷモードに従う送受信により得られた各ビームデータからドプラ情報を抽出する回路である。具体的には、各ビームデータからサンプルゲートの情報が取り出され、それに対する周波数解析により、ドプラ情報の周波数解析結果であるスペクトルが生成される。スペクトルを示すデータがドプラ処理部２２から表示処理部２６へ送られている。また、そのデータが臍帯長演算部３８へ送られている。臍帯長演算部３８は、スペクトルに基づいて平均速度を演算する。平均速度の演算がドプラ処理部２２で実行されてもよい。

【0035】

断層画像形成部２４は、受信フレームデータ列から表示フレームデータ列を生成するモジュールである。断層画像形成部２４は、デジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）を有している。ＤＳＣは、座標変換機能、補間機能、フレームレート調整機能、等を有している。生成された各表示フレームデータがそれぞれ断層画像に相当する。二次元血流画像等、他の超音波画像が形成されてもよい。そのような他の超音波画像から平均速度が演算されてもよい。表示フレームデータ列（つまり時系列順の断層画像列）は、表示処理部２６及び拍動周期演算部２８へ送られている。

【0036】

表示処理部２６は、画像合成機能、カラー演算機能、等を有する。断層画像のデータは、表示処理部２６を介して、表示器４０に送られている。表示器４０は、ＬＣＤ、有機ＥＬデバイス、等により構成される。表示器４０の画面上には、超音波画像としての断層画像が表示され、また、後述するように、２つの関心領域を示す２つのマーカー、血液の移動時間、推定された臍帯長、等が表示される。

【0037】

実施形態に係る超音波診断装置は、拍動周期演算部２８、テンプレート生成部３０、テンプレート記憶部３２、グラフ生成部３４、時間差演算部３６、及び、臍帯長演算部３８を有している。それらの構成は、例えば、プロセッサ（後述するＣＰＵであってもよい）が実現する複数の機能に相当する。それらの構成の説明に先立って、前提となる事項について説明しておく。

【0038】

プローブ１０の位置及び姿勢の調整により、胎児像及び胎盤像を含む断層画像が表示される。その際には、臍帯の２つの端部が断層画像上に現れるように、より具体的には、臍帯内を走行する注目血管の第１端部（実施形態において上流側端部）及び第２端部（実施形態において下流側端部）が断層画像上に現れるように、プローブ１０の位置及び姿勢が調整される。なお、後述するパターンマッチングを行える限りにおいて、各端部が断層画像に順次現れるように、プローブ１０の位置及び姿勢が調整されてもよい。

【0039】

臍帯内を２つの動脈及び１つの静脈が走行しており、ユーザーにより、それらの中の１つの血管が注目血管として選択される。その選択が自動化されてもよい。臍帯は羊水内で曲がりくねっており、断層画像上には、通常、臍帯それ全体が現れることはなく、せいぜいその一部だけが現れる。

【0040】

実施形態においては、プローブ１０の位置及び姿勢の調整後、断層画像上において、注目血管の第１端部を含むように、第１関心領域（第１ＲＯＩ）がマニュアルで設定され、注目血管の第２端部を含むように、第２関心領域（第２ＲＯＩ）がマニュアルで設定される。断層画像の解析により、２つの関心領域が自動的に設定されてもよい。各関心領域内に他の血管が含まれないように、各関心領域の位置、サイズ、形状等が適宜定められる。

【0041】

拍動周期演算部２８は、各関心領域内の輝度情報の時間変化から拍動周期を順次演算する。拍動周期として、単位時間当たりの拍動数が演算されてもよい。断層画像上において、注目血管の各端部は、周期的に膨らんだりしぼんだりする。あるいは、各端部の形態や位置が周期的に変化する。つまり、その部分は周期的に明るくなったり暗くなったりする。断層画像の変化から個々の時刻における拍動周期を演算し得る。胎児においては、その周期がかなり長い周期（例えば、４，５秒の周期）で時間的に変動し、つまり拍動の揺らぎが認められる。なお、成人においてもそのような拍動の揺らぎが認められることもある。

【0042】

拍動周期演算部２８は、第１関心領域内の輝度情報から演算された周期列をテンプレート生成部３０へ出力し、第２関心領域内の輝度情報から演算された周期列をグラフ生成部３４へ出力する。

【0043】

テンプレート生成部３０は、入力された周期列として、又は、その一部として、テンプレートを生成する。テンプレートは、実施形態において、一定期間にわたる拍動周期の時間的変化を示す波形である。例えば、一定時間は、１秒から１０秒の範囲内に設定される。但し、本願明細書に記載した数値はいずれも例示である。テンプレート記憶部３２には、第１端部の輝度情報から生成されたテンプレートが記憶される。

【0044】

グラフ生成部３４は、第２端部の輝度情報から生成された周期列に基づいて拍動の時間的な変化を示すグラフを生成する。そのグラフは波形である。テンプレート生成とグラフ生成が同時進行で実行される。以下のパターンマッチングを適正に行える限りにおいて、それらを別々のタイミングで実行してもよい。

【0045】

時間差演算部３６は、マッチング部として機能するものである。すなわち、生成されたグラフの中からテンプレートがマッチングする部分を特定する。その際には、例えば、グラフに対してテンプレート位置を変更しながら、各テンプレート位置で相関演算が実行され、相関値が一定条件を満たした時点で、マッチング成立が判定される。

【0046】

時間差演算部３６は、テンプレート生成時とマッチング成立時の差（時間差）を演算する。その時間差は、テンプレート移動時間とも言い得る。つまり、その時間差は、注目血管において第１端部から第２端部まで血液が移動した時間に相当する。実施形態においては、拍動の揺らぎが長周期で変動することに着目し、両端間での揺らぎのパターンマッチングにより血流の移動時間を求めている。

【0047】

臍帯長演算部３８は、移動時間に対して平均速度（平均流速）を乗算することにより、臍帯長を推定する。平均速度は、ドプラ情報に基づいて特定される。あるいは、妊娠週数等から特定される。妊娠週数等の情報に基づいて平均速度を特定するテーブルを用意しておいてもよい。なお、ドプラ情報は、通常、第１端部から取得される。第２端部又は他の部位からドプラ情報が取得されてもよい。臍帯長を示すデータが表示処理部２６へ送られている。

【0048】

表示処理部２６に対して、テンプレートを示すデータ、グラフを示すデータが送られてもよい。すなわち、表示器４０の画面上に、テンプレート及びグラフが表示されてもよい。実施形態においては、動画像としての断層画像と共に、リアルタイム測定された移動時間及び臍帯長が数値として表示される。

【0049】

制御部４２は、図１に示されている各構成の動作を制御する。制御部４２は、例えば、プログラムを実行するＣＰＵにより構成される。制御部４２には、操作パネル４４が接続されている。操作パネル４４は、複数のボタン、トラックボール、キーボード等を備える入力デバイスである。操作パネル４４を利用して、２つの関心領域やサンプルゲートが設定される。操作パネル４４を利用してテンプレート取得開始が指示される。操作パネル４４を利用して平均速度が指定されてもよいし、妊娠週数が入力されてもよい。

【0050】

図２には、断層画像４６が示されている。但し、図２は実施形態を説明するための模式図である。図示の例において、断層画像４６には、子宮の断面４８が現れている。符号５０は羊水を示し、符号５２は子宮壁を示している。胎盤５４と胎児５７が臍帯５６を介して繋がっている。臍帯５６には、胎児側から見て２つの動脈及び１つの静脈が含まれる。通常、臍帯５６それ全体は断層画像４６に現れないが、図２においては、実施形態の理解のために、その全体が模式的に表現されている。

【0051】

図示の例において、注目血管は特定の動脈である。その動脈における上流側端部ａがテンプレート生成用の測定対象としての第１端部であり、その動脈における下流側端部ｂがグラフ生成用の測定対象としての第２端部である。

【0052】

臍帯５６の一方側端部及び他方側端部が胎児５７内及び胎盤５４内にまで及んでいるとの理解の下では、上流側端部ａは臍帯５６の一方側端部に属し、下流側端部ｂは臍帯５６の他方側端部に属することになる。一方、臍帯５６の一方側端部及び他方側端部が胎児５７内及び胎盤５４内にまで及んでいないとの理解の下では、上流側端部ａは臍帯５６の一方側端部の近傍であって胎児４７内に位置し、下流側端部ｂは臍帯５６の他方側端部の近傍であって胎盤５４内に位置することになる。もっとも、いずれの理解を採用しても、臍帯長に実質的な違いは生じない。

【0053】

図２においては、上流側端部ａを通過するように、ドプラ情報観測用の方位５８が設定されている。また、その方位５８上において、上流側端部ａを含むようにサンプルゲート６０が設定されている。サンプルゲート６０内からドプラ情報が取得される。ドプラ情報の取得が、テンプレート及びグラフの生成前に実施されてもよいし、それらの生成中に実施されてもよいし、それらの生成後に実施されてもよい。ドプラ情報から平均速度を演算する際に、血流方向とビーム方向のなす角度に応じた速度補正が適用されてもよい。

【0054】

図３には、２つの関心領域６２，６４が示されている。断層画像４６上において、上流側端部を囲むように第１関心領域６２が設定され、下流側端部を囲むように第２関心領域６４が設定される。なお、既に説明した要素と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。このことは図４以降の各図において同様である。第１関心領域６２の設定及び上記サンプルゲートの設定の内で一方が他方を兼ねるようにしてもよい。

【0055】

図４には、テンプレート７０及びグラフ７２が示されている。横軸ｔは時間軸であり、縦軸Ｄは拍動周期を示している。拍動周期は長い周期をもって変動する。つまり、拍動周期には揺らぎが認められる。その揺らぎにおける一周期の全部又は一部が入るようにテンプレート期間ｔｗが設定される。例えば、テンプレート期間ｔｗとして０．５秒～１０秒の範囲内の期間が指定されてもよい。あるいは、２秒～８秒の範囲内の期間が指定されてもよい。図示の例では、テンプレート期間ｔｗの中心がｔ１で示されている。

【0056】

グラフ７２は時間的に成長していく。各タイミングでグラフ７２に対してテンプレート７０が比較される（例えば符号７０Ａを参照）。それらの比較に際しては相関演算が実行される。相関値が一定条件を満たした場合に一致が判定される。図示の例では、グラフ７２の中で、符号７２Ａで示す部分がテンプレート７０に一致している（符号７０Ｂを参照）。部分７２Ａの中心が符号ｔ２で示されている。ｔ１からｔ２までの時間差ｄｔが注目血管内における血液の移動時間であるとみなせる。血液の移動時間に対して血液の平均速度を乗算することにより、注目血管長を推定でき、その注目血管長を臍帯長であると推定できる。その際においては、必要に応じて、各種の補正を適用し得る。

【0057】

図５には、表示例が示されている。画面７４内には断層画像７６が表示されている。断層画像７６内には、第１端部に対して設定された第１関心領域を示すマーカー６２Ａ、及び、第２端部に対して設定された第２関心領域を示すマーカー６４Ａが含まれる。断層画像７６の下側には、演算された移動時間を示す数値７８、及び、推定された臍帯長を示す数値が表示されている。それらの数値を参照することにより、臍帯が長過ぎる異常又は短過ぎる異常を診断することが可能となる。

【0058】

上記実施形態では、動脈が観測対象であったが、静脈が観測対象とされてもよい。その場合、上流側端部が胎盤側に設定され、下流側端部が胎児側に設定される。

【0059】

図６には、動作例がフローチャートとして示されている。Ｓ１０では、断層画像上において、注目血管の第１端部及び第２端部を含むように第１関心領域（第１ＲＯＩ）及び第２関心領域（第２ＲＯＩ）が設定される。Ｓ１２では、血液の平均速度が特定される。その場合、ドプラ情報が利用されてもよい。妊娠週数から平均速度が特定されてもよい。Ｓ１４では第１関心領域内の輝度情報に基づいてテンプレートが生成される。

【0060】

Ｓ１６では、第２関心領域内の輝度情報に基づいて生成されるグラフに対してテンプレートが順次比較される。Ｓ１８において一致が判定されるまでその比較が繰り返される。一致が判定された場合、Ｓ２０において、時間差つまり移動時間が演算される。Ｓ２２では、血液の移動時間に血液の平均速度を乗算することにより、臍帯長が推定される。Ｓ２４では、推定された臍帯長が表示される。

【0061】

臍帯内の２本又は３本の血管に対して上記同様の手法により臍帯長を求め、それらの平均値を演算するようにしてもよい。記録された断層画像列に対して上記手法を適用してもよい。輝度情報の変化に代えて、血管径の変化、トラッキング点の変位、等を参照してもよい。ボリュームデータに基づいて上記手法により臍帯長が演算されてもよい。その場合には、プローブの位置及び姿勢の調整時の負担を軽減でき、第１関心領域及び第２関心領域をより適切に設定することが可能となる。同様の手法を他の血管を含む組織に適用してもよい。

【0062】

図７には変形例が示されている。送信回路１８及び受信回路２０には、同時に動作する２つのプローブ１０Ａ及び１０Ｂが接続されている。例えば、プローブ１０Ａにより注目血管の第１端部が観測され、プローブ１０Ｂにより注目血管の第２端部が観測される。図７に示される構成を採用する場合、並列動作する２つの送信系統、及び、並列動作する２つの受信系統を設けてもよいし、１つの送信系統及び１つの受信系統をそれぞれ時分割動作させてもよい。

【0063】

図８には他のマッチング方法が示されている。第１端部における拍動周期の揺らぎを示す波形８２に対して平均化処理を適用することにより平均曲線８６が生成される。平均曲線８６と波形８２の差分８２Ａがテンプレートを構成する。差分８２Ａが実施形態において注目する揺らぎ成分である。テンプレート期間がｔｗ１で示されている。

【0064】

一方、第２端部における拍動周期の揺らぎを示す波形８４に対して上記同様に平均化処理を適用することにより平均曲線８８が生成される。平均曲線８８と波形８４との差分８４Ａがグラフを構成する。差分８４Ａも実施形態において注目する揺らぎ成分である。

【0065】

グラフ（符号８４Ａを参照）に対してテンプレート（符号８２Ａを参照）が逐次的に比較される。テンプレートに対して一致する部分が見付かった場合、時間差ｄｔ１が特定される。その時間差ｄｔ１が血液の移動時間である。図８に示した手法によれば、更に長周期の時間的変化が存在していても、その影響を受け難くなる。すなわち、移動時間の演算精度を高められる。

【符号の説明】

【0066】

１０ プローブ、２２ ドプラ処理部、２４ 断層画像形成部、２６ 表示処理部、２８ 拍動周期演算部、３０ テンプレート生成部、３２ テンプレート記憶部、３４ グラフ生成部、３６ 時間差演算部、３８ 臍帯長演算部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】