專利名稱：超聲波診斷系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種超聲波診斷系統(tǒng)，尤其涉及測量內臟脂肪的超聲波診斷系統(tǒng)。
背景技術：
在醫(yī)療領域，正在使用超聲波診斷系統(tǒng)。通常地，超聲波診斷系統(tǒng)是由超聲波診斷裝置形成的或者由超聲波診斷裝置和計算機的組合形成的。超聲波診斷裝置包括超聲波探頭，其向活體發(fā)射超聲波并且接收來自活體的反射波；以及裝置主體，其基于從超聲波探頭接收到的信號來執(zhí)行圖像形成和各種測量。通過超聲波診斷，可以避免在X射線診斷中發(fā)生的諸如輻射曝光的問題，并且超聲波診斷不需要諸如X射線診斷所需的大型裝置。由于這種便利性，理想的是將超聲波診斷技術應用至代謝綜合癥(即，由于內臟脂肪引起的肥胖病)的醫(yī)療檢查。目前，在代謝綜合癥的醫(yī)療檢查中，因為腹圍和內臟脂肪量之間存在一定程度的相關性，通常對腹圍進行測量。然而，腹圍僅僅是包括皮下脂肪(包括肌肉)的長度信息，而并不直接表示腹腔中內臟脂肪的量或者其中存在內臟脂肪的范圍的大小。提出了ー種方法，其中將弱電流施加至腹部區(qū)域并且基于其電阻來估算內臟脂肪的量。然而，為了實現這種方法，可能需要大型的裝置，并且不能獲得充分反映腹部區(qū)域中的結構的結果，因此，不能改善測量的可靠性。在使用X射線CT裝置測量內臟脂肪量的方法中，能夠實現具有高精度的測量，但是必須為這個方法構造非常大規(guī)模的系統(tǒng)，導致了規(guī)模和成本方面的問題。此夕卜，產生了關于輻射曝光的問題?？紤]到這點，進行了超聲波診斷(其能夠無創(chuàng)傷地觀測體內構造)應用至代謝綜合癥的醫(yī)療檢查，即內臟脂肪測量的研究。非專利文獻I是描述內臟脂肪和心血管疾病危險因數之間的關系的論文。雖然細節(jié)并不清楚，但是能夠推斷出的是，內臟脂肪量是使用超聲波圖像測量出的。更具體地，在非專利文獻I的圖I中示出的腹部區(qū)域的橫截面(垂直地橫跨腰椎的截面)上，設定了從腰椎至腹部區(qū)域的前表面?zhèn)确派錉钫归_的三個路徑，在這些路徑上確定了從腰椎至皮下脂肪的距離a、b和C，并且計算出平均值(a+b+c) /3)作為與內臟脂肪量相對應的信息VFD (內臟脂肪距離)。在這種計算中，沒有考慮相鄰路徑之間的角度。也即是說，在這個方法中，僅使用了一個維度的距離信息，而沒有使用ニ維信息或者結構信息。這個論文還沒有公開用于設定具有良好再現性的三個路徑的裝置。專利文獻I公開了ー種內臟脂肪肥胖檢查裝置，其通過對超聲波圖像進行圖像處理來計算皮下脂肪的截面積和腹膜前脂肪的截面積之間的比率。然而，這個裝置并不是將測量腹部區(qū)域內的寬范圍作為目標，并且并不具有用于實現良好再現性的測量條件和測量支持裝置。專利文獻2公開了ー種內臟脂肪測量裝置，其確認肝臟附近的腹膜前脂肪厚度和肚臍附近的腹膜前脂肪厚度，并且基于這些信息來確定取決于內臟脂肪量的內臟脂肪系數。這個裝置觀測在脊柱延伸的方向上間隔的兩個點處的內臟脂肪，而沒有考慮垂直于脊柱的截面的形狀和結構。
專利文獻3公開了ー種用于超聲波探頭的配件，其防止了當超聲波探頭與患者接觸時脂肪厚度的變化。然而，這個配件僅具有一個探頭保持部。專利文獻4公開了ー種具有帶形細繩的近紅外光型體脂肪測量裝置。在細繩上，設置有肚臍位置匹配部。在代謝綜合癥的檢查中，尤其是在代謝綜合癥的団體性醫(yī)療檢查中，要求對與內臟脂肪量相對應的信息進行簡易、快速且可靠的測量。然而，通過相關領域的技木，并不一定能夠充分地滿足這種要求。在通過按順序在體表面上的多個位置處接觸探頭進行檢查的情形中，要求提高探頭定位準確度以及實現探頭定位的良好可操作性，但是通過相關領域的技術，并不一定能夠充分滿足這種要求。
[相關領域參考文獻][專利文獻][專利文獻1]JP 2007-135980A[專利文獻2]JP2008-194240A[專利文獻3] JP 2008-284136A[專利文獻4] JP 2006-296770A[非專利文獻][非專利文獻 I] Yu CHIBA 等，“ Relationship between Visceral Fat andCardiovascular Disease Risk Factors:The Tanno and Sobetsu Stuayへ HypertensRes, 2007年第30卷第3期第229頁至第236頁。

發(fā)明內容
[技術問題]本發(fā)明的優(yōu)勢在于提供了ー種超聲波診斷系統(tǒng)，其能夠使用超聲波高精度地測量與內臟脂肪量相對應的信息。本發(fā)明的另ー個優(yōu)勢在于提供了ー種超聲波診斷系統(tǒng)，其能夠在活體的截面上設定具有良好再現性的多個內臟脂肪測量路徑。本發(fā)明的另ー個優(yōu)勢在于提供了ー種超聲波診斷系統(tǒng)，其能夠通過簡單的結構獲得可靠的測量結果，并且該系統(tǒng)適于代謝綜合癥的団體性醫(yī)療檢查。本發(fā)明的另ー個優(yōu)勢在于提供了ー種超聲波診斷系統(tǒng)，其能夠改善探頭在活體表面上的定位精度和定位再現性。本發(fā)明的另ー個優(yōu)勢在于提供了ー種超聲波診斷系統(tǒng)，其能夠改善探頭在活體表面上定位期間的可操作性。本發(fā)明的另ー個優(yōu)勢在于提供了ー種超聲波診斷系統(tǒng)，其能夠容易地捜索在體軸向方向上延伸的基準組織并且其能夠構建良好的測量狀況。[解決問題的方案]本申請的每個權利要求中描述的發(fā)明g在實現上述優(yōu)勢中的ー個。根據本發(fā)明的ー個方案，提供了ー種超聲波診斷系統(tǒng)，包括超聲波探頭，其與活體相接觸，發(fā)射和接收超聲波，并且輸出接收信號；圖像形成単元，其基于所述接收信號來形成超聲波圖像；距離測量単元，其使用包括放射狀設定在所述活體的截面上的多個測量路徑的多個超聲波圖像，在各個所述測量路徑上測量深部位置處的基準部位和淺部位置處的預定的邊界表面之間的距離；指標值計算單元，其基于多個所述測量路徑之間的相對位置關系和在多個所述測量路徑上測量出的多個距離來計算與內臟脂肪量相關的指標值；以及輸出單元，其輸出指標值。根據上述結構，其中存在內臟脂肪存在于活體中的可能性的范圍被確認為沿著多個測量路徑的多個距離?；诙鄠€測量路徑之間的相對位置關系(優(yōu)選地，相交角度)和多個距離，計算出與內臟脂肪量相關的指標值。在作為現有技術方法的腹圍測量方法中，肌肉的厚度和皮下脂肪也被包括以作為測量目標，但是通過上述構造，當移除皮下脂肪層等時能夠確認其中可能存在內臟脂肪的范圍，并且使用這個范圍作為用于指標值計算的基礎。更具體地，根據本申請中公開的方法，沿著多個測量路徑測量多個距離，并且因此，能夠考慮內臟脂肪的ニ維展開或者大小。由此，能夠改善指標值的可靠性。當使用X射線CT裝置進行內臟脂肪測量時，發(fā)生了輻射曝光的問題并且需要大型機構。然而，通過上述構造，能夠快速并且無創(chuàng)傷地測量指標值，并且能夠獲得高度的醫(yī)療可用性。預定的邊界表面是圍 繞其中存在內臟脂肪的區(qū)域的邊界表面。優(yōu)選地，預定的邊界表面是其中不存在內臟脂肪的皮下層的內表面；更具體地，是肌肉層的內表面或者皮下脂肪層的內表面。測量路徑的數量大于或者等于兩個，并且優(yōu)選的是三個。通過設定三個測量路徑，除了其中可能存在內臟脂肪的范圍的展開之外，能夠考慮范圍的大致形狀(或者右側形式和左側形式之間的差別)。可選地，可以設定四個或者更多個測量路徑。距離測量是自動、手動或者半自動地執(zhí)行的。在手動執(zhí)行的情形中，考慮到用戶的負擔，優(yōu)選的是設定三個測量路徑。多個測量路徑優(yōu)選地被設定為使得多個測量路徑在身體的深部處相交。其中可能存在內臟脂肪的范圍或者體腔的形狀大致為橢圓形，并且因此，特別優(yōu)選的是將基準部位設定在橢圓形的中心附近以及設定從基準部位放射狀展開的多個測量路徑。為了實現在多個測量路徑上的距離測量，使得探頭逐漸或者同時地與活體表面上的多個接觸位置相接觸。優(yōu)選地，顯示的多個超聲波圖像中的每個包括表示測量路徑的線，并且設置了輸入單元，用戶通過輸入單元在每條線上指定基準部位和預定的邊界表面。優(yōu)選地，所述基準部位是血管，與每個測量路徑相對應的每個超聲波圖像顯示為斷層分析圖像，并且在每個所述斷層分析圖像上測量所述血管和所述預定的邊界表面之間的距離。顯示斷層分析圖像有利于預定的邊界表面的視覺確認。此外，還有利于血管的確認?？蛇x地，可以使用超聲波多普勒方法自動執(zhí)行血管的確認。優(yōu)選地，所述血管是搏動的降主動脈。能夠在斷層分析圖像上非常容易地識別出這種搏動的血管，并且，通過參照這種血管設定測量路徑，即使對于手動測量，也能夠改善測量的可靠性。優(yōu)選地，多個斷層分析圖像對應于垂直于所述截面并且在所述降主動脈上相交的多個掃描平面。優(yōu)選地，所述活體的截面是活體的腹部區(qū)域上的橫截面，并且所述多個掃描平面中的中央掃描平面形成在避開存在于腹部區(qū)域中的肚臍的位置處。優(yōu)選地，所述多個掃描平面包括中央掃描平面、右側掃描平面和左側掃描平面，并且所述右側掃描平面和左側掃描平面相對于所述中央掃描平面以實質相同的傾斜角度設置在所述中央掃描平面的右側和左側。優(yōu)選地，多個所述測量路徑包括中央路徑、右側路徑和左側路徑，并且所述指標值計算単元包括基于沿著所述中央路徑的距離、沿著所述右側路徑的距離以及所述中央路徑和所述右側路徑之間的右側角度，來計算所述中央路徑和所述右側路徑之間的右側部的右側部面積的單元；基于所述中央路徑上的距離、沿著所述左側路徑的距離以及所述中央路徑和所述左側路徑之間的左側角度，來計算所述中央路徑和所述左側路徑之間的左側部的左側部面積的單元；以及至少使用所述右側部面積和所述左側部面積來計算所述指標值的単元。計算出的面積值可以不經過進一歩的處理而被輸出以作為指標值，或者可以通過在活體的各個位置處計算面積值來確定體積值并且將體積值輸出以作為指標值。作為面積計算和體積計算的方法，可以考慮各種方法。在任何情形中，優(yōu)選的是沿著多個徑向測量路徑計算多個距離以及在活體中的ニ維形狀信息的基礎上計算指標值。

優(yōu)選地，超聲波診斷系統(tǒng)進一歩包括探頭保持設備。優(yōu)選地，所述探頭保持設備包括多個保持部，其保存待與所述腹部區(qū)域相接觸的探頭；以及固定単元，其將多個所述保持部固定在所述腹部區(qū)域上，并且所述多個保持部在使用期間在腹部區(qū)域的左右方向上排列設置，并且設置為使所述探頭的發(fā)射接收表面朝向于所述基準部位的角度。通過上述構造，多個保持部設置有預定的位置關系，并且用戶能夠按順序地將探頭設定在保持部中，以及在每個位置處執(zhí)行超聲波診斷。通過這種構造，因為探頭能夠快速并且準確地定位，所以能夠減輕用戶的負擔，并且能夠獲得測量的良好再現性。基準部位例如是定位在身體的深部中的血管，并且調整探頭的取向以使得掃描平面通過基準部位。特別地，調整傾斜角度。在探頭插進多個保持部中的每個中的狀態(tài)下，通常地，電子掃描方向變得相互平行，并且僅調整掃描平面的側傾角度。當電子掃描方向和用作基準部位的血管的流動方向處于平行關系時，多個掃描平面可以在血管的中心軸線上相交。根據測量目標來確定保持部的數量，并且對于內臟脂肪的測量，例如，設置有三個保持部。可選地，可以設置兩個、四個或者更多個保持部。固定單元優(yōu)選地圍繞整個腹部區(qū)域，但是可選地，可以使用其他結構。優(yōu)選地，每個保持部具有允許保存在其中的探頭的側傾運動的可變形性。每個保持部優(yōu)選地由彈性的可變形材料構成。可以在保持部中設置間隙以允許探頭的運動。保持部優(yōu)選地形成為使得即使當用戶沒有用手保持探頭時，探頭也不會掉落。優(yōu)選地，當觀測超聲波圖像時，用戶執(zhí)行掃描平面的定位。優(yōu)選地，所述探頭包括ー維陣列傳感器，并且每個保持部保持所述探頭以使得所述ー維陣列傳感器的元件布置方向平行于所述活體的體軸向方向。優(yōu)選地，在每個保持部中，形成有用于將所述探頭的發(fā)射接收表面暴露于活體側的開ロ以及圍繞且保持所述探頭的中空結構。優(yōu)選地，多個所述保持部包括中央保持部、右側保持部和左側保持部；所述右側保持部和所述左側保持部相對于所述中央保持部傾斜，并且整個保持部呈扇形展開，并且在使用中，所述右側保持部和所述左側保持部相對于所述中央保持部的傾斜角度被設定在30度和50度之間。優(yōu)選地，所述固定単元是包繞在體部上的帶形構件。優(yōu)選地，設置有用于相對于肚臍進行位置匹配的標記。


圖I是用于說明本發(fā)明的測量方法的圖，并且特別地示出了用于計算指標值的三個測量路徑。
圖2是用于說明在與三個測量路徑相對應的三個斷層分析圖像上的距離測量的圖。圖3是用于說明基于三個距離的面積計算的圖。圖4是示出面積計算中的具體示例計算的概念圖。圖5是用于說明右側部面積和左側部面積的示例性計算的圖。圖6是用于說明使用表的面積計算方法的圖。圖7是用于說明沿著測量路徑的自動距離計算的圖。 圖8是示出具有計算與內臟脂肪量相關的指標值的功能的超聲波診斷系統(tǒng)的圖。圖9是圖8所示的裝置的示例性操作的流程圖。圖10是用于說明用于將探頭固定在體表面上的多個位置上的一件設備的立體圖。圖11是圖10所示的設備的剖視圖。圖12是用于說明圖10所示的設備的整體結構的圖。
具體實施例方式
現在將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。圖I示意性地示出了活體的腹部區(qū)域的橫截面。圖I特別地示出了其中測量和計算與內臟脂肪量相關的指標值的情形。X方向是脊柱的方向，Z方向是活體厚度的方向，Y方向是左右方向。圖I的橫截面是通過從大腿側朝向頭部側設定視線而觀測到的截面。在圖I中，附圖標記10表示活體的腹部區(qū)域，其中腹部區(qū)域10的下側表示背部，腹部區(qū)域10的上側表示腹部區(qū)域10的表面12。例如，活體面朝上放置在床上。在腹部區(qū)域10的內部，存在皮下脂肪層14。皮下脂肪層14是包括皮膚和肌肉的層。肌肉16也存在于皮下脂肪層14的內側。內臟脂肪區(qū)域20存在于肌肉16的更內側。在圖I中，內臟脂肪區(qū)域20是在YZ平面上延伸的間隙區(qū)域，并且存在于器官的周圍。存在百分比因人而異。通過下文描述的本方法，能夠計算出與內臟脂肪量顯著相關的特定指標值。皮下層可以限定為包括皮下脂肪層14和肌肉16的層。在圖I中，內臟脂肪區(qū)域20由皮下層的內表面(邊界表面)16A包圍。在圖I中，附圖標記18表示腰椎，并且附圖標記24表示諸如器官的其他組織。這里應該觀測到的組織是降主動脈22。降主動脈是寬動脈，并且能夠在超聲波圖像上容易地看到降主動脈的搏動。降主動脈22定位在腹部區(qū)域的近似中央處，并且在本實施例中，降主動脈22用作基準組織或者基準部位。對于指標值的測量，在本實施例中，設定了 3個測量路徑36A、36B和36C。在圖I中，這些路徑示為3條線，并且這些線在降主動脈22的中央處相交。相對于中央處的測量路徑36A，其他的兩個測量路徑36B和36C傾斜相同的角度。該角度是諸如40度。可選地，該角度值可以被設定在30度至50度的范圍內或者設定為另外的角度。為了放射狀地設定三個測量路徑36A、36B和36C，確定了三個接觸位置A、B和C。更具體地，一件保持設備26設置在腹部區(qū)域表面12上，并且探頭32通過保持設備26按順序地被保持在三個接觸位置A、B和C處。保持設備26具有三個保持部30A、30B和30C，探頭32可以被選擇性地插入和保持在保持部30A、30B和30C中的ー個中。例如，在圖I中，探頭32設置在接觸位置A處；也即是說，探頭32插入保持部30A中。探頭32的發(fā)射接收表面與腹部區(qū)域表面12緊密接觸，并且在這個狀態(tài)下發(fā)射和接收超聲波；也即是說，執(zhí)行了超聲波束的電子掃描。當完成了這個位置處的測量時，探頭32接下來運動至接觸位置B，并且在這個位置處執(zhí)行類似的超聲波測量。然后，在接觸位置C處執(zhí)行與上文類似的超聲波測量。附圖標記28表示保持設備26的底部，并且附圖標記32-2和32_3表示探頭被重新插入之后的探頭。探頭32的電子掃描方向沿X方向。也即是說，沿垂直于圖I中所示的橫截面的方向執(zhí)行電子掃描，并且掃面平面形成在這個方向上。中央接觸位置A設定在稍稍避開其中趨于產生空氣層間隙的肚臍位置的位置處。通過這種構造，總是能確保良好的聲傳播。接觸位置A定位在降主動脈22的正上方。
在本實施例中，為了測量與圖I中所示的內臟脂肪區(qū)域20的面積相對應的值，如上文描述地設定了三個測量路徑36A、36B和36C，并且，沿著測量路徑36A、36B和36C中的每個，手動或者自動地測量出從降主動脈的中心至存在于活體的前表面?zhèn)鹊倪吔绫砻?6A的距離。圖2示出了其中手動地測量距離的示例性構造。在圖I中，邊界表面16A是肌肉層的內表面?？蛇x地，皮下脂肪層14的內表面可以用作基準表面。在圖2中，示出了與上文描述的三個接觸位置A、B和C相對應的三個斷層分析圖像Fa、Fb和Fe。斷層分析圖像Fa、Fb和Fe是基于三個掃描平面上的回聲數據形成的。這里，每個掃描平面是通過超聲波束的電子掃描形成的。在圖2中，概念性地示出了放置在每個接觸位置處的探頭32。在每個斷層分析圖像中，展示了表示測量路徑的線。例如，當參照中央斷層分析圖像Fa時，在這個圖像中測量路徑示為附圖標記La。當執(zhí)行距離測量吋，由用戶指定降主動脈的中心0，并且由用戶指定與邊界表面Ra的深度位置相對應的點40A。這兩個點O和40A被指定在與中心線相對應的測量路徑La上?？蛇x地，可以采用其中這種路徑能夠自由傾斜或者偏轉的構造。邊界表面Ra通常是能夠容易地被視覺確認的表面，并且也能夠在圖像上非常容易地確認出降主動脈。因此，能夠以高的精度水平確認距離。類似地，同樣在接觸位置B處，沿著測量路徑Lb，由用戶指定降主動脈的中心O和邊界表面Rb上的點40B，并且作為結果自動地確認距離b。類似地，同樣在接觸位置C處，沿著測量路徑Lc，由用戶指定中點O和邊界表面Re上的點C，并且自動地計算距離C。通過上述處理，識別出三個距離a、b和C。圖3再次示出了活體的橫截面。測量路徑36A、36B和36C上的點38A、38B和38C表示發(fā)射接收表面上的中心點，并且O表示如上文所述的降主動脈的中心點。附圖標記40A、40B和40C表示由上述處理指定的邊界表面上的點。在本實施例中，中央測量路徑36A被垂直地設定。其他兩個測量路徑36B和36C相對于中央測量路徑的傾斜角度0b和0C是已知的，例如，傾斜角度Qb和Θ c都是40度。通過這種處理，限定了用于確認兩個三角形的四個點。也即是說，能夠確認由包括中心點O、邊界點40B、邊界點40A和邊界點40C的四個點圍繞的四邊形或者兩個三角形的ニ維形狀。根據本發(fā)明人的實驗，已經顯示的是該ニ維形狀的這種大小或者面積與腹腔中的內臟脂肪量存在很強的相關關系。因此，能夠使用ニ維形狀的這種大小或者面積計算出表示內臟脂肪量的大小的指標值。作為獲得這種指標值的方法，存在函數計算方法和表方法。在下文中，首先，將描述函數計算方法。在這種方法中，從幾何視角(即，三個測量路徑和三個距離之間的相對位置關系)計算出面積?，F在將描述細節(jié)。
能夠基于已經計算出的距離a、b和c以及已知的兩個角度Θ b和Θ c容易地確定兩個三角形的面積Sb和Sc。在本實施例中，這種方法被擴展以進ー步計算四個三角形的面積。SP，計算局部面積Sbl、Sb2、Scl和Sc2。面積Sbl是由點0、40B和Rl包圍的三角形的面積，并且能夠通過角度Θ bl和兩個邊長b和bl計算出。角度0bl是已知值，并且在本實施例中邊長bl被定義為與邊長b相同，或者被定義為通過以邊長b乘以預定系數得到的長度。面積Sb2是由3個點O、Rl和R2包圍的三角形的面積，并且基于邊長bl和b2以及角度0b2計算出。角度0b2是已知值，并且能夠例如使用預定系數且基于b和c來計算出長度b2。通過類似的方法，確定局部面積Scl和局部面積Sc2。通過c、cl和Θ cl計算局部面積Scl，并且通過cl、c2和Θ c2計算局部面積Sc2。因為已知了角度0C1和0C2，可以基于c或者基于c和b來估算Cl和c2。最后,確定其中局部面積Sb、Sc、Sbl、Sb2、Scl和Sc2相加得到的面積S。面積S被輸 出作為表示內臟脂肪量的指標值，或者通過對面積S進行換算或者校正來確定指標值。在任一情形中，內臟脂肪區(qū)域20的大小是從ニ維視角測量的，因此能夠比腹圍的測量(即，現有技術的方法)更可靠地獲得指標值。圖4是示出上述方法的概念圖。附圖標記52表示計算模塊。計算模塊的計算是諸如通過軟件功能來實現的。以附圖標記42-50表示的數值a、b、c、0b和0C被輸入至模塊52。此外，必要時提供由附圖標記54-60表不的值0bl、Θ b2、Θ cl和Θ c2。基于這些參數值，如附圖標記62-72所示，通過圖中所示的函數計算出六個局部面積Sb-Sc。示例性構造僅僅是ー個示例，并且，在任何構造中，理想地，使用已知的三個測量出的距離a、b和c以及兩個角度0 13和0(；。附圖標記74表示六個局部面積的相加?？梢暂敵鲎鳛橄嗉咏Y果的面積S以作為指標值，或者可以基于多個面積計算出體積并且將體積輸出。而且，在估算值的計算中，可以考慮對象的體型、年齡、性別等，其示為附圖標記76。特別地，基于對作為相加結果的S的各種條件來施加校正，并且可以確定最終的指標值S'。指標值可以是體積Vi。當確定了體積時，在活體上的多個位置處確定面積，并且基于這些面積來理想地確定體積。可選地，如果能夠基于實驗由面積確定體積，那么可以執(zhí)行這種換算。圖5例示了兩個局部面積的基本計算等式。附圖標記78示出了局部面積Sb的計算方法。也即是說，執(zhí)行1/2 *ab sin0b的計算。附圖標記80示出了局部面積Sc的計算方法。也即是說，執(zhí)行1/2 · ac sin Θ c的計算。如圖6所不,可以米用表82,其中a、b、c、Θ b和Θ c被提供以作為輸入值,并且S被確定為輸出值。例如，為了構建這個表，可以從多個對象獲得數據并且數據可以累加。圖7示出了距離的自動計算方法。在框F中，測量線L被設定為中心線。W表示搜索范圍。例如，通過從搜索范圍W的原點執(zhí)行邊緣檢測處理，可以確認邊界表面R上的邊緣點40。捜索方向可以朝向于向上的方向?？蛇x地，可以使用超聲波多普勒方法來提取血流部D，并且可以基于這種圖像處理的結果來確認兩個邊緣點84和86，并且可以將中心點O確認為邊緣點的中間點。可以不使用多普勒信息而是通過ニ值化處理等來確認血流部。通過這種自動計算，能夠明顯地減少用戶的負擔。自動計算的有效性能夠被認可，尤其是對于団體性醫(yī)療檢查等。圖8是示出具有上述計算指標值的功能的超聲波診斷裝置的方塊圖。探頭180通過線纜連接至身體，并且在本實施例中，探頭180包括ID (—維)陣列傳感器。ID陣列傳感器由布置為線形或者弧形的多個傳感器元件形成。由陣列傳感器形成超聲波束。超聲波束被電子掃描。作為這種掃描方法，已知了電子線性掃描、電子扇形掃描等。在本實施例 中，使用弧形陣列傳感器，并且執(zhí)行被稱為凸掃描的掃描方法。使用單個探頭180，并且在多個階段中相同的探頭在多個接觸位置處按順序地形成接觸。發(fā)射接收單元182用作發(fā)射波束形成器和接收波束形成器。在發(fā)射期間，發(fā)射接收單元182與陣列傳感器并行地提供多個發(fā)射信號。通過這種處理，發(fā)射波束形成在探頭180處。來自活體內部的反射波由探頭180接收，并且多個接收信號被輸出至發(fā)射接收單元182。在接收期間，發(fā)射接收單元182對多個接收信號執(zhí)行整相求和(phase align andsumming)處理以形成整相求和后的接收信號，并且輸出波束數據。波束數據被提供給信號處理單元184。信號處理單元184包括對數轉換器、檢波器等。信號處理之后的波束數據被提供給圖像形成単元186。圖像形成単元186由數字掃描轉換器形成，數字掃描轉換器包括坐標轉換功能和插值處理功能。B模式黑白斷層分析圖像由多組波束數據形成。圖像數據被提供給顯示處理單元188。斷層分析圖像被顯示在顯示單元192上。測量單元190是執(zhí)行自動距離測量的模塊或者基于手動輸入的位置執(zhí)行距離計算的模塊?？刂茊卧?94執(zhí)行圖I所示的結構的操作控制。控制單元194由CPU和操作程序構成。輸入單元196由操作面板等構成，并且更具體地，包括鍵盤、軌跡球等。用戶能夠借助于輸入単元196來指定位置。圖9示出了圖8所示的裝置的操作。特別地，圖9示出了計算指標值時的操作。在其中活體面朝上躺在床上的狀態(tài)下，保持設備被放置在腹部區(qū)域上。然后，在S101，將探頭設定在位置A處。位置A為例如中央位置。在S102，在使用這樣放置的探頭形成的斷層分析圖像上，由用戶輸入血管的中心點和邊界點，并且測量出其間的距離。在這ー處理之前，由用戶調整探頭的取向從而繪制出理想的截面。這ー處理相當于設定中央測量線的處理。保持設備由柔軟的材料制成以允許這種傾斜運動；即側傾運動。當在中央位置完成了距離測量時，在S103，將探頭設定在位置B處，并且在S104，調整探頭的取向和位置，并且由用戶在B模式斷層分析圖像上指定血管的中心點和邊界點。通過這種處理，測量出第二距離。類似地，在S105，將探頭設定在位置C處，并且在S106，調整探頭的位置和取向，并且由用戶在超聲波圖像上指定血管的中心點和邊界點。通過這種處理，測量出第三距離。在S107，基于預先限定的三個距離和兩個角度，計算出與內臟脂肪量高度相關的指標值。計算相當于內臟脂肪量的估算。在S108中，顯示指標值。在団體性醫(yī)療檢查中，不僅通過測量腹圍，而且如上文所述通過使用超聲波診斷且在ニ維形狀下來估算腹腔中的內臟脂肪存在區(qū)域，可以獲得對于診斷或者評估代謝綜合癥更加有用的指標值。為了進一步改善指標值和內臟脂肪量之間的相關性，在診斷中，理想的是基于性別、體質和關于對象的其他信息來施加校正?；诮涷灮蛘吒鶕嶒瀬泶_定用于這種校正的系數。接下來，參照圖10至圖12，將詳細描述用于上文描述的指標值測量的保持設備。保持設備可以用于除了上述測量以外的用途。圖10示出了保持設備100的主要部分的結構。附圖標記100A表示主體単元。主體單元100A具有底部102，并且三個保持部104、106和108設置在底部102上。保持部104、106和108分別具有其中插入和平緩地保持探頭的中空部104AU06A和108A。中空部104AU06A和108A的水平截面形狀沿著深度方向是一致的。可選地，該形狀可以沿著探頭的外形變形。主體單元100A由柔軟的材料構成，諸如橡膠，并且連接至主體單元100A的帶式部110也由橡膠等構成。然而，當帶式部110用于測量腹圍等吋，帶式部110理想地由不可拉伸的材料構成。通過設置帶式部110，當腹部區(qū)域的周圍由帶式部110包繞時可以固定主體単元100A，并且能夠容易地將探頭保持在穩(wěn)定狀態(tài)。通過這種構造，能夠容易地限定以對象為基準的正交坐標系。此外，通過這種保持設備100的使用，在呼吸期間，探頭能夠隨著活體的表面運動而跟隨運動，能夠減少例如測量位置偏離的問題，并且能夠改善測量的再現性。因為如上文所述在指標值的測量中限定了三個探頭位置，所以圖10中所示的主 體單元100A具有三個保持部104、106和108。中央處的保持部104直立；即，具有沿Z方向延伸的垂直取向。另外兩個保持部106和108相對于保持部104設置有預定角度的傾斜角度；更加具體地為40度。這些保持部在YZ平面上傾斜。因為主體単元100A本身由柔軟的材料制成，插入每個保持部中的探頭能夠傾斜。探頭本身在YZ平面的方向上的運動是允許的，而探頭在其他方向上的運動被限制。通過這種構造，能夠容易地執(zhí)行降主動脈的捜索，并且三個掃描平面能夠在降主動脈上準確地相交。附圖標記112示出了肚臍標記，標記的突出部與肚臍的位置相匹配。通過這個構造，能夠確保測量的再現性和超聲波傳播的良好性。圖11示出了主體單元100A的截面。如上文所述，三個保持部104、106和108是中空結構，并且放射狀排列。在圖11中，角度Θ I是例如40度，并且角度0 2也是例如40度?？蛇x地，只要在裝備中能夠實現適當的角度，在初始形成狀態(tài)下，角度Θ1和Θ2可以是更小的角度。中央保持部104直立。中空內部104AU06A和108A具有剛好包住探頭外側的形狀，并且，當探頭被保持時，由于在中空內部中運動的自由度以及主體的弾性，探頭可以傾斜，但是探頭不易于從保持部掉落。附圖標記114A表示上開ロ，并且附圖標記114B表示下開ロ。類似地，附圖標記116A表示上開ロ，附圖標記116B表示下開ロ，附圖標記118A表示上開ロ，并且附圖標記118B表示下開ロ。在其中設定了探頭的狀態(tài)下，理想的是探頭的發(fā)射接收表面，尤其是聲透鏡表面，與主體表面緊密地接觸，并且，為了移除發(fā)射接收表面和活體表面之間的空氣層，例如，使用了膠狀物形式的聲學聯接構件。主體単元100A可以由透明材料構成以確?？梢曅?。圖12概念性地示出了整個保持設備100。如上文所述，保持設備100包括主體單元100A，和連接在主體單元100A兩端上的帶式部110。帶式部110將包繞在活體的體部上。帶式部110本身可以是可拉伸的，或者，例如，可以如附圖標記120所示設置具有可調整長度的機構。此外，為了允許在長度調整期間測量腹圍，可以在帶式部110上設置刻度標記。在包括一側和另ー側的主體単元100A的兩側，突出標記112設置為使得標記112能夠與肚臍的位置相匹配，而無論主體単元100A放置的取向，并且能夠預先避免例如重新進行保持設備12的放置等問題。通過肚臍標記112的采用，探頭接觸位置總是能夠從活體的中央向ー側移動預定的距離，這允許了良好的傳播路徑的形成和測量的良好再現性。這個位置對應于降主動脈上方的位置，并且能夠同時執(zhí)行垂直定位。
因為圖10至圖12所示的保持設備有利于將多個掃描平面設定在存在于活體內的深部中的基準部位上相交的狀態(tài)下，除了上文所述的指標值的計算以外，保持設備通常能夠用于其中需要類似測量的情形?？梢愿鶕猛緛碚{整保持設備的弾性或者保持作用的程度。通過這種保持設備的使用，在団體性醫(yī)療檢查中，醫(yī)生能夠僅僅通過將探頭按順序地插進保持部中來容易地完成探頭的定位，并且因此，能夠顯著地減少醫(yī)生的負擔。此外，因為能夠顯著地改善測量的再現性，所以能夠提高団體性醫(yī)療檢查的效率。在本實施例中，指標值是在其中活體面對橫向的狀態(tài)下測量的。可選地，可以在其中活體站立的狀態(tài)下使用類似的保持設備來測量 指標值。
權利要求
1.一種超聲波診斷系統(tǒng)，包括 超聲波探頭，其與活體相接觸，發(fā)射和接收超聲波，并且輸出接收信號； 圖像形成單元，其基于所述接收信號來形成超聲波圖像； 距離測量單元，其使用包括放射狀設定在所述活體的截面上的多個測量路徑的多個超聲波圖像，沿著各個所述測量路徑測量深部位置處的基準部位和淺部位置處的預定的邊界表面之間的距離； 指標值計算單元，其基于多個所述測量路徑之間的相對位置關系和沿著多個所述測量路徑測量出的多個距離來計算與內臟脂肪量相關的指標值；以及輸出單元，其輸出所述指標值。
2.根據權利要求I所述的超聲波診斷系統(tǒng)，其中 所述基準部位是血管， 與每個測量路徑相對應的每個超聲波圖像顯示為斷層分析圖像，并且 在每個所述斷層分析圖像上測量所述血管和所述預定的邊界表面之間的距離。
3.根據權利要求2所述的超聲波診斷系統(tǒng)，其中 所述血管是搏動的降主動脈。
4.根據權利要求3所述的超聲波診斷系統(tǒng)，其中 多個斷層分析圖像對應于垂直于所述截面并且在所述降主動脈上相交的多個掃描平面。
5.根據權利要求4所述的超聲波診斷系統(tǒng)，其中 所述活體的截面是活體的腹部區(qū)域上的橫截面，并且 所述多個掃描平面中的中央掃描平面形成在避開存在于腹部區(qū)域中的肚臍的位置處。
6.根據權利要求5所述的超聲波診斷系統(tǒng)，其中 所述多個掃描平面包括中央掃描平面、右側掃描平面和左側掃描平面，并且所述右側掃描平面和左側掃描平面相對于所述中央掃描平面以實質相同的傾斜角度設置在所述中央掃描平面的右側和左側。
7.根據權利要求I所述的超聲波診斷系統(tǒng)，其中 多個所述測量路徑包括中央路徑、右側路徑和左側路徑，并且 所述指標值計算單元包括 基于沿著所述中央路徑的距離、沿著所述右側路徑的距離以及所述中央路徑和所述右側路徑之間的右側角度，來計算所述中央路徑和所述右側路徑之間的右側部的右側部面積的單元； 基于所述中央路徑上的距離、沿著所述左側路徑的距離以及所述中央路徑和所述左側路徑之間的左側角度，來計算所述中央路徑和所述左側路徑之間的左側部的左側部面積的單元；以及 至少使用所述右側部面積和所述左側部面積來計算所述指標值的單元。
8.根據權利要求I所述的超聲波診斷系統(tǒng)，其中 所述預定的邊界表面是皮下層的內表面。
9.根據權利要求I所述的超聲波診斷系統(tǒng)，其中 每個所述超聲波圖像包括表示相應的測量路徑的線，并且所述系統(tǒng)進一步包括輸入單元，用戶通過所述輸入單元在每條線上指定基準部位和預定的邊界表面。
10.根據權利要求I所述的超聲波診斷系統(tǒng)，進一步包括 探頭保持設備，其用于保持其中所述探頭與所述活體的腹部區(qū)域的表面相接觸的狀態(tài)。
11.根據權利要求10所述的超聲波診斷系統(tǒng)，其中 所述探頭保持設備包括 多個保持部，其保存待與所述腹部區(qū)域相接觸的探頭，以及固定單元，其將多個所述保持部固定在所述腹部區(qū)域上，并且所述多個保持部在使用期間在左右方向上排列設置，并且設置為使所述探頭的發(fā)射接收表面朝向于所述基準部位的角度。
12.根據權利要求11所述的超聲波診斷系統(tǒng)，其中 每個所述保持部具有允許保存在其中的探頭的側傾運動的可變形性。
13.根據權利要求11所述的超聲波診斷系統(tǒng)，其中 所述探頭包括一維陣列傳感器，并且 每個所述保持部保持所述探頭以使得所述一維陣列傳感器的元件布置方向平行于所述活體的體軸向方向。
14.根據權利要求11所述的超聲波診斷系統(tǒng)，其中 在每個所述保持部中，形成有用于將所述探頭的發(fā)射接收表面暴露于活體側的開口以及圍繞且保持所述探頭的中空結構。
15.根據權利要求11所述的超聲波診斷系統(tǒng)，其中 多個所述保持部包括中央保持部、右側保持部和左側保持部； 所述右側保持部和所述左側保持部相對于所述中央保持部傾斜，并且整個保持部呈扇形展開，并且 在使用中，所述右側保持部和所述左側保持部相對于所述中央保持部的傾斜角度被設定在30度和50度之間。
16.根據權利要求11所述的超聲波診斷系統(tǒng)，其中 所述固定單元是包繞在體部上的帶形構件。
17.根據權利要求11所述的超聲波診斷系統(tǒng)，其中 設置有用于相對于肚臍進行位置匹配的標記。
全文摘要
當在代謝綜合癥的醫(yī)療檢查期間使用超聲波測量內臟脂肪量時，在腹部區(qū)域的表面上限定了三個接觸位置，并且通過使探頭在接觸位置處與腹部區(qū)域的表面相接觸來測量活體內部的三個距離。特別地，設定了以降主動脈的中心為起點的三個測量路徑，并且觀測在測量路徑中從中心至與體表面相鄰的脂肪層表面(皮下層的內表面)的距離。能夠通過三個距離和由三個測量路徑限定的兩個角度來確定內臟脂肪區(qū)域(20)的近似面積，并且基于所述面積來計算指標值。在上述測量中理想地使用探頭保持件。探頭保持件包括選擇性地保持探頭的三個保持部。
文檔編號A61B8/00GK102639062SQ20108005099
公開日2012年8月15日 申請日期2010年11月10日 優(yōu)先權日2009年11月10日
發(fā)明者佐久間一郎, 光石衛(wèi), 大西真, 小泉憲裕, 廖洪恩, 望月剛, 湯橋一仁, 洼田直人, 淺野岳晴, 門脅孝 申請人:國立大學法人東京大學, 日立阿洛卡醫(yī)療株式會社