JP3263171B2 - Ultrasound diagnostic equipment - Google Patents

Ultrasound diagnostic equipment

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JP3263171B2
JP3263171B2 JP7596593A JP7596593A JP3263171B2 JP 3263171 B2 JP3263171 B2 JP 3263171B2 JP 7596593 A JP7596593 A JP 7596593A JP 7596593 A JP7596593 A JP 7596593A JP 3263171 B2 JP3263171 B2 JP 3263171B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は心筋や血管壁等、運動す
る器官の運動速度をカラー表示する超音波診断装置に係
り、特に、負荷を加える前後での運動の違いを認識する
技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus for displaying the moving speed of a moving organ such as a myocardium or a blood vessel wall in color, and more particularly to a technique for recognizing a difference in motion before and after a load is applied.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、医用診断装置の開発が進められる
中で、超音波診断装置が多く用いられている。このよう
な超音波診断装置では、ドプラ法を用いて血流の流速を
求め、これをカラー表示するものが実現されている。ま
た昨今では、特願平4−265052号に示されるよう
に、心筋や血管壁等の運動する器官の運動速度をやはり
ドプラ法にて求め、これをカラー表示することによっ
て、例えば心筋が正常に動いているかどうかを診断しよ
うというものが提案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, an ultrasonic diagnostic apparatus has been widely used in the development of a medical diagnostic apparatus. In such an ultrasonic diagnostic apparatus, an apparatus that obtains a blood flow velocity using a Doppler method and displays the blood flow velocity in color is realized. In recent years, as shown in Japanese Patent Application No. 4-265052, the motion velocity of a moving organ such as a myocardium or a blood vessel wall is also obtained by the Doppler method, and this is displayed in color, so that, for example, the myocardium can be normalized. It has been proposed to diagnose whether it is moving.

【0003】この方法によれば、心筋や血管壁の種々の
運動情報をリアルタイムでしかも種々の態様でカラー表
示ができ、定量的な解析が可能となる。
According to this method, various kinds of motion information of the myocardium and the blood vessel wall can be displayed in real time and in various colors, and quantitative analysis becomes possible.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、超音波診断
装置を用いたストレスエコー法が注目されつつある。こ
の方法は、例えば被検体にジョギングをさせ、ジョギン
グする前とジョギングをした後とのそれぞれにおいて心
筋の画像を撮影し、これらを比較して異常のある部位を
判断しようというものである。
Incidentally, a stress echo method using an ultrasonic diagnostic apparatus has been receiving attention. In this method, for example, a subject is jogged, images of the myocardium are taken before and after jogging, and these are compared to determine an abnormal site.

【0005】ところが、前記した特願平4−26505
2号に示された方法はストレスエコー法については言及
しておらず、従来においてはストレスエコー法により例
えば虚血性疾患等の診断をする場合にはBモード又はM
モード画像による左室壁運動の観察が行なわれている。
更には、このような検者の主観に頼った診断を避けるた
めに、専用の左室壁運動解析装置を用いる方法が適用さ
れている。
However, the aforementioned Japanese Patent Application No. Hei 4-26505.
The method described in No. 2 does not refer to the stress echo method. Conventionally, when diagnosing ischemic disease or the like by the stress echo method, the B mode or the M mode is used.
The observation of the left ventricular wall motion by the mode image is performed.
Further, in order to avoid such a diagnosis relying on the subject's subjectivity, a method using a dedicated left ventricular wall motion analyzer is applied.

【0006】しかしながら、このような方法では心内膜
のトレース等が必要で煩雑な操作が必要であるという欠
点があった。
[0006] However, such a method has a drawback in that it requires tracing of the endocardium and the like, which requires complicated operations.

【0007】この発明はこのような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、心
筋や血管壁等の運動する器官の運動速度画像を撮影する
方法を利用し、容易かつ高精度にストレスエコー法によ
る診断を行なうことのできる超音波診断装置を提供する
ことにある。
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to utilize a method of capturing a moving velocity image of a moving organ such as a myocardium or a blood vessel wall. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of easily and accurately performing a diagnosis by a stress echo method.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、心筋や血管壁などの運動する器官を含む
領域を超音波ビームで走査してドプラ偏移を受けた超音
波エコー信号を得る走査手段と、この走査手段が得た超
音波エコー信号に基づき上記器官の運動速度を演算する
速度演算手段と、この速度演算手段が演算した運動速度
をカラー表示する表示手段とを備えた超音波診断装置に
おいて、前記運動する器官に負荷を与える前後で走査を
行い負荷前後の運動速度を求める手段と、求められた負
荷前後の運動速度から負荷前後の運動速度の変化量を表
すパラメータ値を求める手段と、前記パラメータの値に
基づきカラー表示を行う手段とを有することが特徴であ
る。
In order to achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic echo signal obtained by scanning a region including a moving organ such as a myocardium or a blood vessel wall with an ultrasonic beam and receiving a Doppler shift. Scanning means for obtaining the above, a speed calculating means for calculating the moving speed of the organ based on the ultrasonic echo signal obtained by the scanning means, and a display means for displaying the moving speed calculated by the speed calculating means in color. In the ultrasonic diagnostic apparatus, means for scanning before and after applying a load to the moving organ to obtain a motion speed before and after the load, and a parameter value representing a change amount of the motion speed before and after the load from the obtained motion speed before and after the load And a means for performing color display based on the value of the parameter.

【0009】[0009]

【作用】上述のごとく構成され本発明では、ジョギング
や薬の投与等の負荷を加える前と後とで運動する器官の
運動速度を求め、これに基づいてその差や比率を演算す
る。そして、この演算結果に基づいたカラー表示を行う
ことにより、負荷を加える前後での変化を知ることがで
きる。例えば、負荷を加える前には正常に動作していた
部位が負荷を加えることによりその運動に変化が生じた
場合にはその部位を速やかに知ることができるようにな
る。
According to the present invention constructed as described above, the movement speeds of the moving organs are determined before and after the application of a load such as jogging or drug administration, and the differences and ratios are calculated based on the obtained speeds. By performing color display based on the calculation result, it is possible to know a change before and after the load is applied. For example, if a part that was operating normally before applying a load changes its motion due to the application of a load, the part can be quickly known.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明が適用された超音波診断装置の第1
実施例の構成を示すブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first example of an ultrasonic diagnostic apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an example.

【0011】同図に示すように、この超音波診断装置1
0は、被検者との間で超音波信号の送受信を担う超音波
プローブ11と、この超音波プローブ11を駆動し且つ
超音波プローブ11の受信信号を処理する装置本体12
と、この装置本体12に接続され且つ心電情報を検出す
るECG(心電計)13と、装置本体12に接続され且
つオペレータからの指示情報を装置本体に出力可能な操
作パネル14とを備える。
As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus 1
Reference numeral 0 denotes an ultrasonic probe 11 for transmitting and receiving an ultrasonic signal to and from a subject, and an apparatus body 12 for driving the ultrasonic probe 11 and processing a received signal of the ultrasonic probe 11.
An ECG (electrocardiograph) 13 connected to the apparatus main body 12 and detecting electrocardiographic information; and an operation panel 14 connected to the apparatus main body 12 and capable of outputting instruction information from an operator to the apparatus main body. .

【0012】装置本体12は、その扱う信号経路の種別
に拠り超音波プローブ系統、ECG系統及び操作パネル
系統に大別することができる。プローブ系統としては、
超音波プローブ11に接続された超音波送受信部15を
備え、この超音波送受信部15の出力側に配置されたB
モード用DSC(ディジタルスキャンコンバータ)部1
6、Bモード用フレームメモリ(FM)17、メモリ合
成部18及び表示器19を備える一方、同じく超音波プ
ローブ11に接続された、カラーフローマッピング(C
FM)のための位相検波部20、フィルタ部21、周波
数解析部22、ホールド処理回路50、CFM用DSC
部55、第1及び第2のCFM用フレームメモリ53,
54、及びフレーム間変化量演算回路55を備えてる。
The apparatus main body 12 can be broadly classified into an ultrasonic probe system, an ECG system, and an operation panel system depending on the type of a signal path to be handled. As a probe system,
An ultrasonic transmission / reception unit 15 connected to the ultrasonic probe 11 is provided.
Mode DSC (Digital Scan Converter) Unit 1
6, a B-mode frame memory (FM) 17, a memory synthesizing unit 18 and a display unit 19, and also connected to the ultrasonic probe 11, the color flow mapping (C
FM), phase detector 20, filter 21, frequency analyzer 22, hold processing circuit 50, DSC for CFM
Unit 55, first and second CFM frame memories 53,
54, and an inter-frame change amount calculation circuit 55.

【0013】また、ECG系統としては、ECG13に
接続されたECG用アンプ40を備え、このアンプ40
の出力側に接続されたトリガ信号発生器41及び参照デ
ータメモリ42を備える。さらに、操作パネル系統とし
ては、操作パネル14からの操作情報を入力するCPU
(中央処理装置)43と、このCPU43の管理下に置
かれるタイミング信号発生器44とを備える。なお、C
PU43は、オペレータが操作パネル14を介して指令
したROI(関心領域)の設定信号を、ROI設定に必
要な各構成要素に供給できるようになっている。
As an ECG system, an ECG amplifier 40 connected to the ECG 13 is provided.
Trigger signal generator 41 and reference data memory 42 connected to the output side. Further, the operation panel system includes a CPU for inputting operation information from the operation panel 14.
(Central processing unit) 43 and a timing signal generator 44 under the control of the CPU 43. Note that C
The PU 43 can supply an ROI (region of interest) setting signal instructed by the operator via the operation panel 14 to each component required for ROI setting.

【0014】この実施例にあっては、超音波プローブ1
1及び超音波送受信部15が本発明の走査手段を形成
し、位相検波部20、フィルタ部21、周波数解析部2
2及びベクトル演算部23が本発明の速度演算手段を形
成している。また、CFM用DSC部24、CFM用フ
レームメモリ25、メモリ合成部18及び表示器19が
本発明の表示手段を形成している。
In this embodiment, the ultrasonic probe 1
1 and the ultrasonic transmission / reception unit 15 form the scanning unit of the present invention, and the phase detection unit 20, the filter unit 21, and the frequency analysis unit 2
2 and the vector calculation unit 23 form the speed calculation means of the present invention. The CFM DSC unit 24, the CFM frame memory 25, the memory synthesizing unit 18, and the display unit 19 form a display unit of the present invention.

【0015】超音波プローブ11は、短冊状の複数の圧
電振動子を配列させたトランスデューサを内蔵してい
る。各圧電振動子は、超音波送受信部15からの駆動信
号によって励振できる。各駆動信号の遅延時間を制御す
ることにより、スキャン方向を変更してセクタ電子走査
可能になっている。超音波送受信部15の遅延時間パタ
ーンは、後述するタイミング信号発生器44から送られ
てくる基準信号を基準時として、CPU43により制御
される。超音波送受信部15は、スキャン方向に対応し
て遅延時間パターンが制御された駆動電圧信号を超音波
プローブ11に出力する。この駆動電圧信号を受けた超
音波プローブ11は、そのトランスデューサにおいて電
圧信号を超音波信号に変換する。この変換された超音波
信号は、被検者の器官に向けて送波される。この送波さ
れた超音波信号は、心臓を含む各組織で反射され、再び
超音波プローブ11に戻ってくる。そこで、プローブ1
1内のトランスデューサでは反射超音波信号が再び電圧
信号(エコー信号)に変換され、そのエコー信号は超音
波送受信部15に出力される。
The ultrasonic probe 11 has a built-in transducer in which a plurality of strip-shaped piezoelectric vibrators are arranged. Each piezoelectric vibrator can be excited by a drive signal from the ultrasonic transmission / reception unit 15. By controlling the delay time of each driving signal, the scanning direction can be changed to enable sector electronic scanning. The delay time pattern of the ultrasonic transmission / reception unit 15 is controlled by the CPU 43 using a reference signal sent from a timing signal generator 44 described later as a reference time. The ultrasonic transmission / reception unit 15 outputs to the ultrasonic probe 11 a drive voltage signal whose delay time pattern is controlled according to the scanning direction. The ultrasonic probe 11 receiving this drive voltage signal converts the voltage signal into an ultrasonic signal in the transducer. The converted ultrasonic signal is transmitted toward the organ of the subject. The transmitted ultrasonic signal is reflected by each tissue including the heart, and returns to the ultrasonic probe 11 again. So, probe 1
In the transducer 1, the reflected ultrasonic signal is converted again into a voltage signal (echo signal), and the echo signal is output to the ultrasonic transmission / reception unit 15.

【0016】上記超音波送受信部15の信号処理回路
は、送信時と同様に、入力したエコー信号に遅延をかけ
て整相加算し、スキャン方向に超音波ビームを絞ったと
等価なエコービーム信号を生成する。この整相加算され
たエコービーム信号は、検波された後、Bモード用DS
C部16に出力される。このDSC部16は超音波走査
のエコーデータを標準テレビ走査のデータに変換し、メ
モリ合成部18に出力する。また、これと並行して、B
モード用DSC部16は、任意の心時相における複数枚
の画像データをBモード用フレームメモリに記憶させ
る。
The signal processing circuit of the ultrasonic transmission / reception unit 15 delays and adds a phase to the input echo signal in the same manner as at the time of transmission to generate an echo beam signal equivalent to narrowing the ultrasonic beam in the scanning direction. Generate. After the phasing-added echo beam signal is detected, the B-mode DS
It is output to C section 16. The DSC unit 16 converts the echo data of the ultrasonic scanning into the data of the standard television scanning, and outputs the data to the memory synthesizing unit 18. In parallel with this,
The mode DSC unit 16 stores a plurality of image data in an arbitrary cardiac phase in the B-mode frame memory.

【0017】一方、超音波送受信部15で処理されたエ
コー信号は、位相検波部20にも出力される。位相検波
部20はミキサとローパスフィルタを備える。心筋のよ
うな運動をしている部位で反射したエコー信号は、ドプ
ラ効果によって、その周波数にドプラ偏移(ドプラ周波
数)を受けている。位相検波部20はそのドプラ周波数
について位相検波を行い、低周波数のドプラ信号のみを
フィルタ部21に出力する。
On the other hand, the echo signal processed by the ultrasonic transmission / reception unit 15 is also output to the phase detection unit 20. The phase detector 20 includes a mixer and a low-pass filter. The echo signal reflected from a portion that is exercising, such as the myocardium, has a Doppler shift (Doppler frequency) at its frequency due to the Doppler effect. The phase detector 20 performs phase detection on the Doppler frequency, and outputs only a low-frequency Doppler signal to the filter 21.

【0018】フィルタ部21は、運動速度の大きさが
「心筋<弁<血流」の関係にあることを利用して、位相
検波されたドプラ信号から、心臓壁以外の弁運動、血流
などの不要なドプラ成分を除去し、超音波ビーム方向の
心筋のドプラ信号を効率良く検出する。この場合、フィ
ルタ部21はローパスフィルタとして機能する。
The filter unit 21 uses the fact that the magnitude of the movement velocity has a relationship of “myocardium <valve <blood flow” to extract valve movements other than the heart wall, blood flow, etc., from the phase-detected Doppler signal. Unnecessary Doppler components are removed, and Doppler signals of the myocardium in the ultrasonic beam direction are detected efficiently. In this case, the filter unit 21 functions as a low-pass filter.

【0019】上記フィルタ部は既に実用化されている、
血流情報を得るためのカラードプラ断層装置にも搭載さ
れているものである。この血流情報を得るカラードプラ
断層装置の場合には、血流と心臓壁、弁運動とのドプラ
信号が混在した信号に対してハイパスフィルタとして機
能させ、血流以外のドプラ信号を除去している。このた
め、フィルタ部は装置の目的に応じてローパスフィルタ
とハイパスフィルタとを切換可能にすることで汎用性を
高めることができる。
The above filter unit has already been put into practical use.
It is also mounted on a color Doppler tomography apparatus for obtaining blood flow information. In the case of a color Doppler tomography apparatus that obtains this blood flow information, a signal in which the Doppler signals of the blood flow, the heart wall, and the valve motion are mixed functions as a high-pass filter to remove the Doppler signals other than the blood flow. I have. For this reason, the filter section can switch between a low-pass filter and a high-pass filter according to the purpose of the device, so that versatility can be enhanced.

【0020】フィルタ部21でフィルタリングされたド
プラ信号は、次段の周波数解析部22に出力される。周
波数解析部22は、超音波ドプラ血流計測で用いられて
いる血流信号(ドプラ信号)の代表的な周波数分析法で
ある、FFT法及び自己相関法を応用するものであり、
個々のサンプルボリュームにおける観測時間(時間窓)
内での平均速度や最大速度を演算する。具体的には、例
えば、FFT法又は自己相関法を用いてスキャン各点の
平均ドプラ周波数(即ち、その点での観測対象の運動の
平均速度)や分散値(ドプラスペクトラムの乱れ度)
を、さらにはFFT法を用いてドプラ周波数の最大値
(即ち、その点での観測対象の運動の最大速度)などを
リアルタイムで演算する。このドプラ周波数の解析結果
はカラードプラ情報として次段のホールド処理回路50
に出力され、ここで一旦蓄えられる。
The Doppler signal filtered by the filter unit 21 is output to the next-stage frequency analysis unit 22. The frequency analysis unit 22 applies a FFT method and an autocorrelation method, which are typical frequency analysis methods of a blood flow signal (Doppler signal) used in ultrasonic Doppler blood flow measurement,
Observation time (time window) for each sample volume
Calculate the average speed and the maximum speed within. More specifically, for example, using the FFT method or the autocorrelation method, the average Doppler frequency of each scan point (that is, the average velocity of the movement of the observation target at that point) and the variance value (the degree of disturbance of the Doppler spectrum)
And the maximum value of the Doppler frequency (that is, the maximum speed of the movement of the observation target at that point) and the like are calculated in real time using the FFT method. The analysis result of the Doppler frequency is used as color Doppler information as the next-stage hold processing circuit 50.
And temporarily stored here.

【0021】ここでホールド処理回路とは、心拍毎に各
ピクセルの最大収縮速度を求める機能(マックスホール
ド処理)を有する回路である。
Here, the hold processing circuit is a circuit having a function of obtaining the maximum contraction speed of each pixel for each heartbeat (max hold processing).

【0022】その後、このホールド処理回路50の記憶
内容はCFM用DSC部56に出力される。このCFM
用DSC部56は走査方式変換用のDSC51と速度デ
ータをカラー化するためにルックアップ用テーブルを備
えたカラー回路52とを備えている。このため、ホール
ド処理回路50の出力はDSC51で超音波走査信号が
標準テレビ走査信号に変換されると共に、カラー回路5
2でカラー表示用データに変換され、その変換信号が前
記メモリ合成部18に出力される。
Thereafter, the contents stored in the hold processing circuit 50 are output to the CFM DSC unit 56. This CFM
The DSC unit 56 includes a DSC 51 for converting the scanning method and a color circuit 52 having a look-up table for colorizing the speed data. For this reason, the output of the hold processing circuit 50 is converted by the DSC 51 from the ultrasonic scanning signal into a standard television scanning signal and the color circuit 5
The data is converted into color display data by 2 and the converted signal is output to the memory synthesizing unit 18.

【0023】また、CFM用DSC部56のDSC51
は、被検体に負荷を与える前に適当な心拍を選びその心
拍内での各ピクセル(2次元座標(x,y))の最大収
縮速度Vmax (0,x,y)を求め、これを第1のCF
M用フレームメモリ53に記憶させる。更に、被検体に
負荷を与えながら各心拍毎に最大収縮速度を求めn心拍
目の各ピクセルの最大収縮速度をVmax (n,x,y)
として第2のCFM用フレームメモリ54に記憶させ
る。
The DSC 51 of the CFM DSC unit 56
Calculates a maximum contraction speed V max (0, x, y) of each pixel (two-dimensional coordinates (x, y)) within the heartbeat before applying a load to the subject. First CF
It is stored in the M frame memory 53. Further, the maximum contraction speed is determined for each heartbeat while applying a load to the subject, and the maximum contraction speed of each pixel at the nth heartbeat is calculated as V max (n, x, y)
In the second CFM frame memory 54.

【0024】その後、フレーム間変化量演算回路55で
は第1のCFM用フレームメモリ53よりVmax (0,
x,y)、第2のCFM用フレームメモリ54よりV
max (n,x,y)を読み出し、下記のパラメータ3式
のうちいずれかの変化量を演算する。
Thereafter, in the inter-frame change amount calculation circuit 55, V max (0,
x, y), V is obtained from the second CFM frame memory 54.
max (n, x, y) is read out, and one of the following three parameter equations is calculated.

【0025】 Vmax (n,x,y)/Vmax (0,x,y) ……(1) Vmax (n,x,y)−Vmax (0,x,y) ……(2) (Vmax (n,x,y)−Vmax (0,x,y))/Vmax (0,x,y) ……(3) そして、カラー回路52では求められた変化量や符号に
応じて色や輝度を変えこれを画面表示する。そして、こ
の表示画像はホールド処理回路50でデータが心拍毎に
更新されることから心拍毎に更新される。
V max (n, x, y) / V max (0, x, y) (1) V max (n, x, y) −V max (0, x, y) (2) (V max (n, x, y) −V max (0, x, y)) / V max (0, x, y) (3) The color and brightness are changed in accordance with, and this is displayed on the screen. The display image is updated for each heartbeat because the data is updated for each heartbeat in the hold processing circuit 50.

【0026】例えば、上記(3)式の変化量の符号の
「+」を赤、「−」を青、変化量の大きさを輝度で表現
すると、負荷前は正常な壁運動の患者に対して、負荷を
与えてくと正常心筋では心臓のポンプ機能を増大させる
ため収縮力が赤色で表示されるが、心筋虚血が誘発され
壁運動の低下部位が出現するとその領域が青色で表示さ
れて容易に正常心筋と区別できる。
For example, when the sign of the amount of change in the above equation (3) is represented by "+" in red, "-" in blue, and the magnitude of the amount of change by luminance, a patient with normal wall motion before loading is expressed. However, when a load is applied, the contractile force is displayed in red to increase the pump function of the heart in the normal myocardium, but when a myocardial ischemia is induced and a site of reduced wall motion appears, the region is displayed in blue. It can be easily distinguished from normal myocardium.

【0027】また、負荷前に壁運動の低下部位がある患
者に対して、薬物投与等による収縮能回復の検査をする
場合に、収縮力が回復した領域は明るい赤色で表示され
この部分の心筋はvaibility が残っていることがわか
る。一方収縮力が回復しなければ、図5の符号101に
示すようにその部分の運動速度の程度に応じて暗い赤,
黒,青で表示されるためこの部分の心筋は完全に壊死し
ていることか容易にわかる。
When a patient who has a portion where wall motion has decreased before loading is examined for recovery of contractility due to drug administration or the like, the region where the contractility has recovered is displayed in bright red and the myocardium in this portion is displayed. Shows that vaibility remains. On the other hand, if the contraction force does not recover, as indicated by reference numeral 101 in FIG.
Since it is displayed in black and blue, it is easy to see that the myocardium in this part is completely necrotic.

【0028】このようにして、本実施例では負荷を加え
る前後の差がわかり易くかつ高精度に表示されるので、
リアルタイムで正確な診断を行なうことができる。
As described above, in this embodiment, the difference between before and after the load is applied is displayed easily and with high accuracy.
An accurate diagnosis can be made in real time.

【0029】図2は本発明の第2実施例を示す構成図で
ある。この例は心拍での心周期に同期させて運動速度を
求めるものであり、図2においては前記第1実施例で示
した図1におけるホールド処理回路50を必要としない
ところが異なる。
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. In this example, the exercise speed is obtained in synchronization with the cardiac cycle of the heartbeat. FIG. 2 differs from the first embodiment in that the hold processing circuit 50 in FIG. 1 shown in the first embodiment is not required.

【0030】この実施例では、負荷を与える前に適当な
心拍を選びその心拍内での各フレーム、各ピクセル(2
次元座標(x,y))の運動速度V(0,m0,x,
y)及びその心拍での心周期(心電図R−R間隔)T0
を求め第1のCFM用フレームメモリ53に記憶させ
る。ここでm0は負荷前の心電図のR波を基準とした超
音波スキャンフレームのNo.である。次いで、負荷を
与えながら各心拍毎に運動速度を求めn心拍目の各ピク
セルの運動速度をV(n,,m1,x,y)として第2
のCFM用フレームメモリ54に記憶させる。ここでm
1は負荷中の心電図のR波を基準とした超音波スキャン
フレームのNo.である。また各心拍の心周期Tn も同時
に求める。そして、第1のCFM用フレームメモリ53
よりV(0,m0,x,y)、第2のCFM用フレーム
メモリ54よりVmax (n,m1,x,y)を同時に読
みだしてきてフレーム間変化量演算回路55において下
記の3式のうち何れかの変化量を演算する。
In this embodiment, an appropriate heartbeat is selected before applying a load, and each frame and each pixel (2
Motion velocity V (0, m0, x, dimensional coordinate (x, y))
y) and the cardiac cycle (electrocardiogram RR interval) T0 in the heartbeat
Is obtained and stored in the first CFM frame memory 53. Here, m0 is the number of the ultrasonic scan frame based on the R wave of the electrocardiogram before loading. It is. Next, the exercise speed is determined for each heartbeat while applying a load, and the exercise speed of each pixel at the nth heartbeat is defined as V (n ,, m1, x, y).
In the CFM frame memory 54. Where m
No. 1 is the number of the ultrasonic scan frame based on the R wave of the electrocardiogram under load. The cardiac cycle T n for each heartbeat also determined at the same time. Then, the first CFM frame memory 53
More V (0, m0, x, y), V max from the second CFM frame memory 54 (n, m1, x, y) 3 Formula below in inter-frame variation calculation circuit 55 been read at the same time Is calculated.

【0031】 V(n,m1,x,y)/V(0,m0,x,y) ……(4) V(n,m1,x,y)−V(0,m0,x,y) ……(5) (V(n,m1,x,y)−V(0,m0,x,y))/V(0,m0,x, y) ……(6) また、一般に心拍数は負荷前後で変化するため、負荷前
と負荷中の同一心時相での心筋の運動速度を比較する場
合に注意が必要である。ここでは負荷中のn心拍目のフ
レームNo.m1に対応する負荷前の同一心時相のフレ
ームm0を次のようにして求める。
V (n, m1, x, y) / V (0, m0, x, y) (4) V (n, m1, x, y) −V (0, m0, x, y) (5) (V (n, m1, x, y) -V (0, m0, x, y)) / V (0, m0, x, y) In general, the heart rate is Care must be taken when comparing myocardial movement velocities in the same cardiac phase before and during loading because they change before and after loading. Here, the frame number of the n-th heartbeat under load is set. A frame m0 of the same cardiac phase before the load corresponding to m1 is obtained as follows.

【0032】 m0=m1×(T0/Tn) ……(7) そして、上記で求めた変化量の大きさや符号に応じてカ
ラー回路52において色または輝度を変え、図5の如く
2次元断層像(Bモード画像)に重畳表示する。この変
化量の画像は負荷中にリアルタイム表示が可能となる。
M0 = m1 × (T0 / Tn) (7) Then, the color or luminance is changed in the color circuit 52 in accordance with the magnitude or sign of the amount of change obtained above, and a two-dimensional tomographic image as shown in FIG. (B mode image) is superimposed and displayed. The image of the change amount can be displayed in real time during the load.

【0033】次に、負荷を加える前と負荷を加えた後の
変化を比較する場合の表示方法の一例について説明す
る。まず、負荷を与える前の心筋において心腔内中心よ
り放射状に速度平均値を求めそれぞれの部位に対応する
メモリに記憶しておき、次に負荷を与えたあとも同様に
演算を行う。負荷前と負荷後とで各部位毎にv2/v1
またはv2−v1または(v2−v1)/v1等の演算
を行いその結果を図3示す如くの表示を行う。図示のよ
うにこの表示例では負荷前の速度画像と負荷後の速度画
像を表示するとともに、符号62に示すように負荷前と
負荷後との演算結果を表示する。この画像は縦軸は部
位、横軸にフレーム(時間)をとり、演算結果に応じて
輝度変調を行う。また演算結果に応じて色彩、色相、色
調を割り付けることが可能である。
Next, an example of a display method for comparing changes before and after applying a load will be described. First, in the myocardium before the load is applied, the velocity average value is obtained radially from the center of the heart chamber and stored in the memory corresponding to each part, and the same calculation is performed after the load is applied. V2 / v1 for each part before and after loading
Alternatively, an operation such as v2-v1 or (v2-v1) / v1 is performed, and the result is displayed as shown in FIG. As shown in the drawing, in this display example, the speed image before the load and the speed image after the load are displayed, and, as indicated by reference numeral 62, the calculation results of the before and after the loads are displayed. In this image, the vertical axis indicates a region, and the horizontal axis indicates a frame (time), and luminance modulation is performed according to the calculation result. It is also possible to assign colors, hues and tones according to the calculation results.

【0034】また、カラーバー61を表示することによ
り変化量の大きさを色彩や輝度を比較して認識すること
が可能となる。
By displaying the color bar 61, the magnitude of the change can be recognized by comparing the color and the luminance.

【0035】また、上記の表示方法を適用するためには
負荷前と負荷後の画像の空間的な位置を合わせる必要が
あり、この方法としては表示されている生体組織の重心
を負荷前後でそれぞれ求め、これらの重心を合わせれば
良い。
In order to apply the above-mentioned display method, it is necessary to match the spatial positions of the images before and after the load. It suffices to find and match these centers of gravity.

【0036】更に、空間的な位置合わせの他の方法とし
て図4に示すように負荷後の診断を行う場合に、画面上
に負荷前の画像のリアルタイム再生を行い、医師はその
画像を見ながらマニュアル的に位置合せを行う。
Further, as another method of spatial positioning, when performing a diagnosis after loading as shown in FIG. 4, a real-time reproduction of an image before loading is performed on a screen, and a doctor looks at the image while watching the image. Perform manual alignment.

【0037】尚、上述した実施例では心筋の運動速度と
して速度を用いたが、本発明は各実施例において速度の
代わりに加速度を用いるようにしてもよい。
Although the velocity is used as the movement velocity of the myocardium in the above-described embodiments, the present invention may use acceleration instead of velocity in each embodiment.

【0038】この場合、加速度は周波数解析部22の出
力端に心筋の運動の加速度を演算する加速度演算部を設
け、その加速度演算部の出力を次段のホールド処理回路
50又はCFM用DSC部56に出力させるようにすれ
ばよい。
In this case, at the output end of the frequency analyzing unit 22, an acceleration calculating unit for calculating the acceleration of the movement of the myocardium is provided, and the output of the acceleration calculating unit is output to the next-stage hold processing circuit 50 or the CFM DSC unit 56. May be output.

【0039】加速度演算部は、周波数解析部22の解析
結果、即ち超音波ビーム方向のサンプルボリューム毎の
運動速度から、その加速度を演算するものである。具体
的には、超音波スキャン領域内のサンプルボリュームに
着目すると、n−1番目の超音波フレームでのそのサン
プルボリュームの検出速度をVn-1 、n番目のその検出
速度をVn とすると、そのサンプルボリュームの位置で
の心筋の運動加速度は、次式によって近似的に求められ
る。
The acceleration calculation section calculates the acceleration from the analysis result of the frequency analysis section 22, that is, the motion velocity of each sample volume in the ultrasonic beam direction. Specifically, when attention is focused on the sample volume of ultrasound scans region, when the detected speed thereof to detect the speed of the sample volume V n-1, n-th in the (n-1) th ultrasound frame is V n The motion acceleration of the myocardium at the position of the sample volume is approximately determined by the following equation.

【0040】dV/dt(Vn −Vn-1 )/T ここで、Tは超音波フレームのスキャン周期である。な
お、この式に基づく加速度演算はサンプルボリューム毎
に実施される。
The dV / dt (V n -V n -1) / T where, T is a scanning period of the ultrasound frame. The acceleration calculation based on this equation is performed for each sample volume.

【0041】このようにして加速度演算部にて演算され
た各サンプル点の加速度データは、CFM用DSC部5
6でカラー表示のための処理を受ける。加速度を表示す
る場合にも、加速度の大きさ(絶対値)のみを表示する
場合と、運動の方向と加速度の大きさを表示する場合と
に分けられる。夫々の表示態様に対する表現法は、前述
した実施例における速度表示項目を加速度表示項目に置
き換えたもので対応できる。
The acceleration data of each sample point calculated by the acceleration calculator in this way is stored in the CFM DSC 5
At step 6, processing for color display is performed. The display of the acceleration is also divided into a case where only the magnitude (absolute value) of the acceleration is displayed and a case where the direction of the motion and the magnitude of the acceleration are displayed. The expression method for each display mode can be handled by replacing the speed display item in the above-described embodiment with the acceleration display item.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、被検
体の心筋や血管壁等の運動する器官をストレスエコー法
にて診断する際には、負荷を加える前に撮影した運動速
度画像と負荷を加えた後に撮影した運動速度画像との差
分や比率を求め、この演算結果をカラー表示するので、
負荷を加えたことによって運動に異常が発生する部位を
容易に認識することができ、診断の精度が著しく向上す
るという効果が得られる。
As described above, according to the present invention, when diagnosing a moving organ such as a myocardium or a blood vessel wall of a subject by the stress echo method, a motion velocity image taken before applying a load is used. Since the difference and ratio with the motion velocity image taken after applying the load are obtained, and this calculation result is displayed in color,
By applying a load, it is possible to easily recognize a portion where an abnormality occurs in the exercise, and it is possible to obtain an effect that diagnostic accuracy is significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例に係る超音波診断装置の構
成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例に係る超音波診断装置の構
成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図3】負荷前と負荷後の変化を比較するための表示例
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a display example for comparing changes before and after a load.

【図4】負荷前と負荷後の画像の位置合わせを行なう際
の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram when performing image alignment before and after loading.

【図5】心筋にて壁運動が低下した部位が表示された例
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example in which a portion of the myocardium where wall motion has been reduced is displayed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 超音波診断装置 11 超音波プローブ 12 装置本体 15 超音波送受信部 50 ホールド処理回路 51 DSC(ディジタルスキャンコンバータ) 52 カラー回路 53 第1のCFM用フレームメモリ 54 第2のCFM用フレームメモリ 55 フレーム間変化量演算回路 56 CFM用DSC部 REFERENCE SIGNS LIST 10 ultrasonic diagnostic apparatus 11 ultrasonic probe 12 apparatus main body 15 ultrasonic transmitting / receiving unit 50 hold processing circuit 51 DSC (digital scan converter) 52 color circuit 53 first CFM frame memory 54 second CFM frame memory 55 between frames Variation calculation circuit 56 DSC unit for CFM

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−20158(JP,A) 特開 昭58−200737(JP,A) 特開 昭61−181449(JP,A) 特開 昭62−62268(JP,A) 特開 平2−4339(JP,A) 特開 平2−92347(JP,A) 特開 平2−193650(JP,A) 特開 平3−170133(JP,A) 特開 平3−215251(JP,A) 特開 平4−176447(JP,A) 特開 平4−208143(JP,A) 特開 平5−84246(JP,A) 特開 平5−337110(JP,A) 特開 平6−78921(JP,A) 特開 平6−114059(JP,A) 特開 平6−233767(JP,A) 国際公開91/19457(WO,A1) 三谷秀樹、栗田明,運動負荷断層心エ コー法による陳旧性心筋梗塞患者の冠動 脈病変の局在診断,日本超音波医学会第 60回研究発表会講演論文集,(社)日本 超音波医学会,1992年4月25日,201− 202 福井雅子 他,ドブタミン負荷断層心 エコー法による虚血性心疾患患者の冠動 脈病変診断能についての検討,日本超音 波医学会第61回研究発表会講演論文集, (社)日本超音波医学会,1992年10月20 日,179−180 内藤文詞 他,ドブタミン負荷による 超音波心筋組織性状評価,日本超音波医 学会第61回研究発表会講演論文集, (社)日本超音波医学会,1992年10月20 日,409−410 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 8/00 Continuation of front page (56) References JP-A-58-20158 (JP, A) JP-A-58-200737 (JP, A) JP-A-61-181449 (JP, A) JP-A-62-62268 (JP, A) JP-A-2-4339 (JP, A) JP-A-2-92347 (JP, A) JP-A-2-193650 (JP, A) JP-A-3-170133 (JP, A) JP-A-4-215251 (JP, A) JP-A-4-176447 (JP, A) JP-A-4-208143 (JP, A) JP-A-5-84246 (JP, A) JP-A-5-337110 (JP, A A) JP-A-6-78921 (JP, A) JP-A-6-114059 (JP, A) JP-A-6-233767 (JP, A) WO 91/19457 (WO, A1) Hideki Mitani, Akira Kurita , Localization of coronary artery lesions in patients with old myocardial infarction by exercise echocardiography, Proceedings of the 60th Annual Meeting of the Japanese Society of Sonographers, 1992 April 25, 201-202 Masako Fukui et al., Dobuta Examination of diagnosability of coronary artery lesions in patients with ischemic heart disease by min-loaded tomography echocardiography, Proceedings of the 61st Annual Meeting of the Japanese Society of Ultrasonics, 1992 October 20, 179-180 Naito Fumi et al., Evaluation of Ultrasonic Myocardial Tissue Properties by Dobutamine Loading, Proceedings of the 61st Annual Meeting of the Japanese Society of Ultrasonics, The Japanese Society of Ultrasonics, October 1992 20th, 409-410 (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) A61B 8/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 心筋や血管壁などの運動する器官を含む
領域を超音波ビームで走査してドプラ偏移を受けた超音
波エコー信号を得る走査手段と、この走査手段が得た超
音波エコー信号に基づき上記器官の運動速度を演算する
速度演算手段と、この速度演算手段が演算した運動速度
をカラー表示する表示手段とを備えた超音波診断装置に
おいて、 前記運動する器官に負荷を与える前後で走査を行い負荷
前後の運動速度を求める手段と、 求められた負荷前後の運動速度から負荷前後の運動速度
の変化量を表すパラメータ値を求める手段と、 前記パラメータの値に基づきカラー表示を行う手段とを
有することを特徴とする超音波診断装置。
1. A scanning unit for scanning an area including a moving organ such as a myocardium or a blood vessel wall with an ultrasonic beam to obtain an ultrasonic echo signal subjected to a Doppler shift, and an ultrasonic echo obtained by the scanning unit. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a speed calculating unit that calculates a moving speed of the organ based on a signal; and a display unit that displays a color of the moving speed calculated by the speed calculating unit. Means for obtaining a movement speed before and after the load by scanning with; a means for obtaining a parameter value representing an amount of change in the movement speed before and after the load from the obtained movement speed before and after the load; and performing color display based on the parameter value And an ultrasonic diagnostic apparatus.
【請求項2】 前記運動速度は速度又は加速度であるこ
とを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the movement speed is a speed or an acceleration.
【請求項3】 前記パラメータは、 (負荷後の運動速度)−(負荷前の運動速度) または (負荷後の運動速度)/(負荷前の運動速度) または ((負荷後の運動速度)−(負荷前の運動速度))/
(負荷前の運動速度) であることを特徴とする請求項1または2記載の超音波
診断装置。
3. The parameter is: (motion speed after load) − (motion speed before load) / (motion speed after load) / (motion speed before load) or ((motion speed after load) − (Motion speed before load)) /
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein: (exercise speed before load).
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