JP5231768B2 - Ultrasonic diagnostic apparatus and data processing program for ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、被検体からのドプラ信号を取得して3次元血流情報を得る超音波診断装置および超音波診断装置のデータ処理プログラムに係り、特に、血流の流速情報を積算して得られる血流の流量の時間変化を表示させる超音波診断装置および超音波診断装置のデータ処理プログラムに関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that acquires Doppler signals from a subject and obtains three-dimensional blood flow information, and a data processing program for the ultrasonic diagnostic apparatus, and in particular, is obtained by integrating blood flow velocity information. The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that displays a temporal change in blood flow and a data processing program for the ultrasonic diagnostic apparatus.
超音波診断装置は、被検体内に超音波を送受信することによって、被検体内の組織の断層像を無侵襲に得る画像診断装置である。超音波診断法のうち、超音波のドプラ効果を利用して被検体内の血流や組織の速度を計測する手法は超音波ドプラ法と呼ばれる。さらに、超音波パルスを用いた超音波ドプラ法は、パルスドプラ法(PWD: pulsed wave Doppler method)として知られている。 An ultrasound diagnostic apparatus is an image diagnostic apparatus that non-invasively obtains a tomographic image of a tissue in a subject by transmitting and receiving ultrasound within the subject. Among ultrasonic diagnostic methods, a method for measuring blood flow and tissue velocity in a subject using the ultrasonic Doppler effect is called an ultrasonic Doppler method. Furthermore, an ultrasonic Doppler method using an ultrasonic pulse is known as a pulsed wave Doppler method (PWD).
従来、PWDによって血流の流速から流量が求められている。一般的な血流の流量の計測手法では、PWDによる2次元走査によって血流の流速が求められる。 Conventionally, the flow rate is obtained from the blood flow velocity by PWD. In a general blood flow measurement method, the blood flow velocity is obtained by two-dimensional scanning using PWD.
図21は、従来の2次元走査によって計測された血流速度の時間変化を示す図である。 FIG. 21 is a diagram showing temporal changes in blood flow velocity measured by conventional two-dimensional scanning.
図21において横軸は時間を示し、縦軸は血流の流速を示す。図21に示すように血流の流速は、周期的に変化し、一定の間隔でピークとなる。そして、血流速度のピーク値Vpから血流の流量が求められる。 In FIG. 21, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the blood flow velocity. As shown in FIG. 21, the flow rate of the blood flow changes periodically and peaks at regular intervals. Then, the blood flow rate is obtained from the peak value Vp of the blood flow velocity.
図22は、従来の2次元走査によって計測された血流速度を用いて血流の流量を求める一般的な方法を説明する模式図である。 FIG. 22 is a schematic diagram for explaining a general method for obtaining a blood flow rate using a blood flow velocity measured by a conventional two-dimensional scan.
図22に示すように、ある瞬間の血流の速度分布が線対称の楕円放物面状であると仮定する。そうすると、楕円放物面状の速度分布の中心軸にあたる血流速度のピーク値Vpを用いて式(1)に示すように2次元的な血流の瞬時流量を求めることができる。
[数1]
V2D=Vp×S (1)
但し、式(1)において、
V2D:血流の2次元瞬時流量(cm3/s)
Vp:中心軸上における血流速度のピーク値(cm/s)
S:血流断面積(cm2)
As shown in FIG. 22, it is assumed that the velocity distribution of blood flow at a certain moment is an axisymmetric elliptic paraboloid. Then, using the peak value Vp of the blood flow velocity corresponding to the central axis of the elliptical parabolic velocity distribution, the instantaneous flow rate of the two-dimensional blood flow can be obtained as shown in Equation (1).
[Equation 1]
V 2D = Vp × S (1)
However, in Formula (1),
V 2D : 2D instantaneous blood flow (cm 3 / s)
Vp: Peak value of blood flow velocity on the central axis (cm / s)
S: Blood flow cross section (cm 2 )
さらに、近年では、血流の流量計測を高精度かつ簡便に行うことができる3次元超音波診断装置が考案されている(例えば特許文献1参照)。この3次元超音波診断装置では、3次元走査によって得られたカラードプラ血流速度情報から血流量が計算される。3次元の血流速度情報から血流量を求める方法では、2次元断層像から補間等の処理を伴って体積を推定する方法に比べて高精度で安定した結果を得ることができる。そして、このように求められた血流の流量値がモニタに数値表示される。
Furthermore, in recent years, a three-dimensional ultrasonic diagnostic apparatus has been devised that can easily and accurately measure blood flow (see
また、3次元走査により得られるカラードプラ速度情報の積算を自動的に行って心拍出量を計測する技術も考案されている。
しかしながら、従来の超音波診断装置による3次元のカラードプラ法では、得られる血流の速度情報のうち、超音波の進行方向である音軸方向の成分のみが検出される。このため、血流が流れる方向と超音波の音軸とのなす角度が90度付近になると、血流速度の検出精度が極端に低下するという問題がある。この結果、血流速度が誤認識される恐れがある。 However, in the three-dimensional color Doppler method using the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, only the component in the sound axis direction, which is the traveling direction of the ultrasonic wave, is detected from the obtained blood flow velocity information. For this reason, when the angle formed between the direction in which the blood flows and the sound axis of the ultrasonic wave is close to 90 degrees, there is a problem that the detection accuracy of the blood flow velocity is extremely lowered. As a result, the blood flow velocity may be erroneously recognized.
従って、たとえ3次元の血流の速度情報から血流の流量を高精度で求める方法を採用したとしても、走査の方法、つまり血流が流れる方向と超音波の音軸との相対的な傾斜によっては、正確に血流の流量を求めることが困難な場合があるという問題がある。 Therefore, even if a method of obtaining the blood flow rate with high accuracy from the three-dimensional blood flow velocity information is adopted, the scanning method, that is, the relative inclination between the direction of blood flow and the sound axis of the ultrasonic wave In some cases, it may be difficult to accurately determine the blood flow.
この問題を解決するためには、血流の向きと超音波の音軸との相対角度ができるだけ小さな角度になるように走査することが必要になる。しかしながら、超音波診断は、被検体の限られた位置からしか走査することができない。例えば、骨や肺は超音波を通過させないので避けて走査しなければならない。 In order to solve this problem, it is necessary to perform scanning so that the relative angle between the direction of blood flow and the sound axis of ultrasonic waves is as small as possible. However, the ultrasonic diagnosis can be scanned only from a limited position of the subject. For example, bones and lungs do not pass ultrasound and must be avoided.
これに対し、血流の流れ方向と超音波の音軸との間の角度が大きい状態で、可能な限り血流速度の計測精度を向上させる方法として、走査する位置を動かしながら、検出される血流の流速や血流の流速から演算して得られる流量の絶対値が最大になるような位置を探るという方法が知られている。 On the other hand, as a method for improving the measurement accuracy of the blood flow velocity as much as possible in a state where the angle between the flow direction of the blood flow and the sound axis of the ultrasonic wave is large, it is detected while moving the scanning position. A method of searching for a position where the absolute value of the flow rate obtained by calculating from the blood flow velocity or the blood flow velocity is maximized is known.
従来の3次元走査によって得られる血流の流量を数値表示させた状態で、最大の血流の流量が得られる走査位置を見つけようとする場合には、走査位置を変化させて血流の流量の数値表示を最大にするという作業が必要になる。このため、操作者は超音波画像と数値表示された血流の流量を同時に注視することとなる。加えて、操作者は、血流の流量の最大値が得られた走査位置を記憶しなければならない。そして、このような負担が発生することから現実的には、容易に血流の最大流速や最大流量を捕らえることが困難な状況にある。 In a state where the blood flow obtained by the conventional three-dimensional scanning is numerically displayed, when trying to find a scanning position where the maximum blood flow can be obtained, the scanning position is changed to change the blood flow. It is necessary to maximize the numerical display. For this reason, the operator pays attention simultaneously to the ultrasonic image and the numerically displayed blood flow. In addition, the operator must memorize the scanning position where the maximum value of blood flow is obtained. And since such a burden generate | occur | produces, it is in the situation where it is difficult to catch the maximum flow velocity and the maximum flow rate of blood flow easily.
また、心拍出量についてみても、超音波の走査位置に依存して変化する。これは、上述したように超音波ドプラ法に特有の走査角度依存性によるものである。従って、ある走査位置の血流の流量を時間方向に積分することによって心拍出量を計測した場合に、適切な精度で心拍出量が計測されたか否かを判断することが困難である。 The cardiac output also changes depending on the scanning position of the ultrasonic wave. As described above, this is due to the scan angle dependency unique to the ultrasonic Doppler method. Therefore, when measuring the cardiac output by integrating the blood flow at a certain scanning position in the time direction, it is difficult to determine whether the cardiac output has been measured with appropriate accuracy. .
本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、より適切な部位において血流の流量を計測することが可能な超音波診断装置および超音波診断装置のデータ処理プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to cope with such a conventional situation, and provides an ultrasonic diagnostic apparatus and a data processing program for the ultrasonic diagnostic apparatus capable of measuring a blood flow rate at a more appropriate site. For the purpose.
本発明に係る超音波診断装置は、上述の目的を達成するために、超音波の送受信による3次元走査によって被検体から3次元のドプラ速度情報を取得するドプラ速度情報取得手段と、関心領域を空間的に設定する関心領域設定手段と、前記3次元のドプラ速度情報を用いて前記関心領域における血流の瞬時流量を求める瞬時流量算出手段と、前記血流の瞬時流量から血流の流量の時間変化を示すグラフ情報を作成し、前記グラフ情報をリアルタイムで表示するグラフ表示手段と、を有することを特徴とするものである。 In order to achieve the above-described object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes a Doppler velocity information acquisition unit that acquires three-dimensional Doppler velocity information from a subject by three-dimensional scanning by transmitting and receiving ultrasonic waves , and a region of interest. and region of interest setting means for setting spatially, and instantaneous flow rate calculating means for calculating the instantaneous flow rate of blood flow in the region of interest by using the Doppler velocity information of the three-dimensional, from the instantaneous blood flow rate of the blood flow And graph display means for generating graph information indicating a time change and displaying the graph information in real time .
本発明に係る超音波診断装置および超音波診断装置のデータ処理プログラムにおいては、より適切な部位において血流の流量を計測することができる。 In the ultrasonic diagnostic apparatus and the data processing program of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the blood flow rate can be measured at a more appropriate site.
本発明に係る超音波診断装置および超音波診断装置のデータ処理プログラムの実施の形態について添付図面を参照して説明する。 Embodiments of an ultrasonic diagnostic apparatus and a data processing program of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明に係る超音波診断装置の実施の形態を示す機能ブロック図である。 FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.
超音波診断装置1は、送信回路2、2次元(2D: two-dimensional)アレイプローブ(2Dアレイ探触子)3、受信回路4、カラードプラ演算部5、3次元デジタルスキャンコンバータ(3D-DSC: three-dimensional-digital scan converter)座標変換部6、関心領域(ROI: region of interest)入力部7、流量演算部8、流量−時間グラフ処理部9、心拍出量演算部10、入力装置11および表示部12を備えている。各構成要素は、回路により、またはコンピュータにプログラムを読み込ませて構築することができる。
The ultrasonic
送信回路2は、2Dアレイプローブ3から所望の方向に所望の送信タイミングおよび送信間隔で超音波が送信されるように送信信号としてパルス信号を生成し、生成した送信信号を2Dアレイプローブ3に印加する機能を有する。
The
2Dアレイプローブ3は、超音波を送受信するための複数の超音波振動子を備えている。各超音波振動子は、2次元に配列される。そして2Dアレイプローブ3は、各超音波振動子を用いた遅延時間の制御による電子走査によって3次元走査を行うことができるように構成されている。そして、2Dアレイプローブ3は、送信回路2から電気信号として与えられた送信信号を超音波として被検体内に送信する一方、被検体内において生じた超音波エコーを受信して電気信号としてのエコー信号に変換し、受信回路4に与えるように構成される。特に超音波断層像であるBモード画像用のエコー信号の他、超音波ドプラ法による血流像を生成するための3次元のドプラ信号が2Dアレイプローブ3により受信され、受信されたドプラ信号は受信回路4に出力される。
The
受信回路4は、2Dアレイプローブ3からドプラ信号およびBモード画像用のエコー信号を取得してBモード画像用のエコー信号を図示しないBモード画像処理系に与える一方、ドプラ信号をカラードプラ演算部5に与える機能を有する。
The
カラードプラ演算部5は、受信回路4から取得したドプラ信号から血流の3次元的な速度情報であるカラードプラ速度情報を求める機能と、求めたカラードプラ速度情報を3D-DSC座標変換部6に与える機能とを有する。
The color
3D-DSC座標変換部6は、カラードプラ演算部5から取得したカラードプラ速度情報の走査方式を2Dアレイプローブ3による走査方式からテレビ走査の方式に変換するための座標変換処理を行う機能と、座標変換後のカラードプラ速度情報を表示部12および流量演算部8に与える機能とを有する。また、3D-DSC座標変換部6には、フリーズや補間処理等の必要な画像処理機能が備えられる。
The 3D-DSC
すなわち、3D-DSC座標変換部6から表示部12にテレビ走査方式にカラードプラ速度情報が出力されることによって、表示部12には、カラードプラ像が表示される。また、図示しないBモード画像処理系において生成されたBモード画像情報が表示部12に与えられる場合には、表示部12においてBモード画像上にカラードプラ像を重畳表示させることができる。
In other words, the color Doppler image is displayed on the
ROI入力部7は、入力装置11からの指示情報に従ってROIを設定する機能と、設定したROIを流量演算部8に与える機能とを有する。ROIは、任意の平面上または曲面上における2次元の領域として空間的に設定することができる。
The
流量演算部8は、3D-DSC座標変換部6から取得した3次元のカラードプラ速度情報に基づいてROI入力部7から取得したROI内における血流の瞬時流量を計算する機能と、計算により得られた血流の瞬時流量を流量−時間グラフ処理部9に与える機能とを有する。また、流量演算部8は、ROI内における血流の瞬時流量を計算するためのカラードプラ速度情報が不足する場合には、取得した他のカラードプラ速度情報から不足するカラードプラ速度情報を補間により求めることができるように構成される。
The flow
流量−時間グラフ処理部9は、流量演算部8から取得したROI内における各時刻の血流の瞬時流量値から血流の流量の時間変化を示すグラフを表示部12に表示させるためのグラフ情報を作成する機能と、作成したグラフ情報を表示部12に与えることによりグラフを表示させる機能とを有する。また、流量−時間グラフ処理部9は、作成したグラフ情報を心拍出量演算部10に与えるように構成される。
The flow rate-time
また、流量−時間グラフ処理部9には、生体信号取得部9aを設けることができる。生体信号取得部9aは、被検体から所望の生体信号の時間変化を示す信号を取得する機能を有する。生体信号取得部9aは、例えば、被検体からのECG(electro cardiogram)信号を取得するECG信号取得部で構成することができる。
The flow rate-time
そして、ECG信号等の生体信号が取得される場合には、血流の流量の時間変化と時相を同期させて生体信号の時間変化がグラフに並列表示されるように流量−時間グラフ処理部9がグラフ情報を作成するように構成される。 When a biological signal such as an ECG signal is acquired, a flow rate-time graph processing unit so that the temporal change of the blood flow is synchronized with the time phase and the temporal change of the biological signal is displayed in parallel in the graph. 9 is configured to create graph information.
心拍出量演算部10は、流量−時間グラフ処理部9から取得したグラフ情報に基づいて心臓における1心拍分の拍出量、すなわち心拍出量を求める機能と、求めた心拍出量を表示部12に与えて表示させる機能とを有する。
The cardiac
次に超音波診断装置1の動作および作用について説明する。
Next, the operation and action of the ultrasonic
図2は、図1に示す超音波診断装置1により超音波画像とともに血流量の時間変化を取得して表示させる手順を示すフローチャートであり、図中Sに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for acquiring and displaying a temporal change in blood flow along with an ultrasound image by the ultrasound
まずステップS1において、3次元走査により被検体からのドプラ信号が収集される。すなわち、送信回路2は、送信信号としてパルス信号を生成し、生成した送信信号を2Dアレイプローブ3に印加する。そうすると、2Dアレイプローブ3は、電気信号である送信信号を超音波に変換し、走査線に沿って被検体内の所定の深さの位置に送信する。そして、被検体内において生じたドプラ信号が2Dアレイプローブ3により受信され、受信されたドプラ信号は電気信号に変換されて受信回路4に出力される。受信回路4は、2Dアレイプローブ3から受けたドプラ信号をカラードプラ演算部5に与える。
First, in step S1, Doppler signals from the subject are collected by three-dimensional scanning. That is, the
このようなドプラ信号の収集は、3次元走査によって3次元的に行われる。3次元走査で得られる超音波画像用のデータの1単位は、Volumeと呼ばれる。1つのVolumeを得るためには2Dアレイプローブ3を血流像の生成対象となる部位へ向けて同一走査線上において必要な回数だけ超音波信号の送受信が行われ、複数回に亘って走査が行われる。そして、カラードプラ演算部5には被検体内の3次元空間の各位置からの複数のドプラ信号が蓄積される。
Such Doppler signal acquisition is performed three-dimensionally by three-dimensional scanning. One unit of ultrasonic image data obtained by three-dimensional scanning is called Volume. In order to obtain one Volume, the ultrasonic signal is transmitted and received as many times as necessary on the same scanning line with the
次にステップS2において、カラードプラ演算部5において、収集されたドプラ信号から3次元のカラードプラ速度情報が求められる。カラードプラ速度情報は3次元空間の各位置においてある空間的な大きさの単位を持ち、カラードプラ速度情報の各位置において単位となる大きさはピクセル(画素)と呼ばれる。一般的には血流像の表示用に求められるピクセルは全て均一な大きさとして扱われる。
Next, in step S2, the color
図3は、図1に示すカラードプラ演算部5において求められる3次元カラードプラ速度情報の一例を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of three-dimensional color Doppler velocity information obtained by the color
図3に示すようにある断面A上の各位置には、同一サイズの複数のピクセルが形成される。そしてカラードプラ演算部5では、同一走査線上の複数のドプラ信号からピクセルごとに大きさと向きを持った3次元のカラードプラ速度情報が求められる。そして、求められたピクセルごとのカラードプラ速度情報は、3次元空間の対応する位置に配置される。
As shown in FIG. 3, a plurality of pixels of the same size are formed at each position on a cross section A. The color
次に、カラードプラ演算部5において求められた3次元のカラードプラ速度情報は、3D-DSC座標変換部6に与えられる。3D-DSC座標変換部6では、カラードプラ演算部5から取得したカラードプラ速度情報の走査方式が2Dアレイプローブ3による走査方式からテレビ走査の方式に変換される。これにより血流像を表示部12に表示させるための血流像データとして座標変換後のカラードプラ速度情報が生成される。また、3D-DSC座標変換部6では、フリーズや補間処理等の必要な画像処理が施される。
Next, the three-dimensional color Doppler velocity information obtained by the color
3D-DSC座標変換部6において生成された座標変換後のカラードプラ速度情報は、流量演算部8および表示部12に与えられる。これにより、表示部12には、カラードプラ像が表示される。また、図示しないBモード画像処理系において生成されたBモード画像情報が表示部12に与えられる場合には、表示部12においてBモード画像上にカラードプラ像を重畳表示させることができる。
The color Doppler velocity information after the coordinate conversion generated in the 3D-DSC coordinate
カラードプラ像は、前述のように1Volume分のドプラ信号から生成される。1Volumeのカラードプラ像の構成を完了させるために必要な時間は、超音波の被検体内における伝播速度、超音波信号の送信時間の間隔、1Volume分の3次元のドプラ信号を収集するための走査線の本数(超音波の送信回数)等の条件により決定される。これらの条件によって定まる1秒間に構成可能なVolume数はVolumeレートと呼ばれる。Volumeレートの単位は、Volume/秒である。 The color Doppler image is generated from the Doppler signal for 1 Volume as described above. The time required to complete the construction of a color Doppler image of 1 Volume is the propagation speed of ultrasound within the subject, the transmission time interval of the ultrasound signal, and the scan to collect 3 volume Doppler signals for 1 Volume. It is determined by conditions such as the number of lines (number of times of transmission of ultrasonic waves). The number of Volumes that can be configured per second determined by these conditions is called the Volume rate. The unit of Volume rate is Volume / second.
そしてカラードプラ像のVolumeごとの構成が繰返し行われることにより、時間的に連続した画像が作成される。そして、作成された画像が順次表示部12に表示されることにより、いわゆる画像のリアルタイム表示が実現される。
Then, by repeating the configuration of each color Doppler image for each volume, temporally continuous images are created. Then, the created images are sequentially displayed on the
次に、ステップS3において、入力装置11の操作によって指示情報がROI入力部7に入力され、ROI入力部7において血流量を求めるための所望の領域がROIとして設定される。このとき表示部12には、ROIを設定するための画面が表示される。ROIを設定するための画面情報は、ROI入力部7において作成することができる。そして、GUI(Graphical User Interface)技術により表示部12に表示された画面を参照しつつマウス等の入力装置11の操作によってROIを容易に設定することができる。
Next, in step S <b> 3, instruction information is input to the
ROIを設定するための画面には、例えばvolume rendering画像、surface rendering画像や単一又は複数の断面変換(MPR: multi-planar reconstruction)画像等の3次元画像を表示させることができる。このROI設定用の3次元画像は、3次元走査で得られる超音波画像用のvolumeデータから作成することができる。 On the screen for setting the ROI, for example, a three-dimensional image such as a volume rendering image, a surface rendering image, or a single or a plurality of multi-planar reconstruction (MPR) images can be displayed. This ROI setting three-dimensional image can be created from volume data for ultrasonic images obtained by three-dimensional scanning.
そして、例えば、マウス等の入力装置11の操作によって3次元画像上の任意の位置に点を指定するとともに半径を入力することにより、指定された点を中心とする円内の2次元領域をROIとして設定することができる。但し、2次元領域は円に限らず任意の形状とすることができる。2次元領域を作成するための3次元空間内の平面或いは曲面は入力装置11の操作によって任意に決定することができる。
Then, for example, by specifying a point at an arbitrary position on the three-dimensional image by operating the
さらに、入力装置11の操作によって一旦作成したROIを任意の倍率で拡大あるいは縮小することが可能であり、任意方向へのROIの並行移動や任意に選択された軸を中心とするROIの回転移動を行うことができる。また、ROIは、1つのみならず、複数設定することもできる。また、データ収集が行われる全範囲をROIとして設定することもできる。
Furthermore, the ROI once created by the operation of the
そして、ROI入力部7は、最終的に設定されたROIを流量演算部8に与える。
Then, the
次に、ステップS4において、流量演算部8により、設定されたROI内におけるカラードプラ速度情報から血流の瞬時流量が求められる。すなわち、流量演算部8は、3次元走査によって得られたカラードプラ速度情報を1Volumeごとに積分(加算)し、積分(加算)の結果にカラーピクセルの大きさを乗算する。これにより、3次元の血流の瞬時流量が得られる。図3に示す断面A上における3次元カラードプラ速度情報から血流の瞬時流量を求める場合には、式(2)に示す演算が流量演算部8において行われる。
但し、式(2)において、
V3D:断面Aを通過する血流の3次元瞬時流量(cm3/s)
Vp:ピクセル上におけるカラードプラ速度情報(cm/s)
Sp:ピクセルのサイズ(cm2)
である。
However, in Formula (2),
V 3D : Three-dimensional instantaneous flow (cm 3 / s) of blood flow through section A
Vp: Color Doppler velocity information on pixel (cm / s)
Sp: Pixel size (cm 2 )
It is.
このように3次元走査により得られたカラードプラ速度情報から血流の瞬時流量を求めれば、2次元走査により得られたカラードプラ速度情報から血流の瞬時流量を求める場合に比べて、高い精度で血流の瞬時流量を求めることができる。その理由は、次に述べる通りである。 Thus, if the instantaneous blood flow is obtained from the color Doppler velocity information obtained by the three-dimensional scanning, the accuracy is higher than that obtained when the instantaneous blood flow is obtained from the color Doppler velocity information obtained by the two-dimensional scanning. Can be used to determine the instantaneous blood flow. The reason is as described below.
一般的な被検体内の血流は、血管が様々な方向に走行することからその速度分布が複雑となる。このため、式(1)のような2次元走査により得られたカラードプラ速度情報を用いた単純な計算では、正確な血流の流量を算出することが困難である。つまり、通常の血流の速度分布は図22に示すように中心線の周囲に回転対称な分布とはならない。このため、2次元走査による血流の流量測定には精度上の限界がある。 The blood flow in a general subject has a complicated velocity distribution because blood vessels travel in various directions. For this reason, it is difficult to calculate an accurate blood flow rate by a simple calculation using color Doppler velocity information obtained by two-dimensional scanning as in Expression (1). That is, the normal blood flow velocity distribution is not a rotationally symmetric distribution around the center line as shown in FIG. For this reason, there is a limit in accuracy in the measurement of blood flow by two-dimensional scanning.
これに対し、3次元走査による血流の流量測定では、血管が様々な方向に走行していても、より適切に複雑な血流の速度分布を3次元的に求めることが可能である。このため、3次元走査による血流の流量測定は、精度上2次元走査による血流の流量測定に比べて有利である。 On the other hand, in the blood flow measurement by three-dimensional scanning, it is possible to obtain a more appropriate complex blood flow velocity distribution three-dimensionally even if the blood vessel is traveling in various directions. For this reason, blood flow measurement by three-dimensional scanning is more advantageous than blood flow measurement by two-dimensional scanning in terms of accuracy.
3次元カラードプラ速度情報から求められる血流の瞬時流量は、1Volumeごとに算出される。従って、連続するVolumeに対してそれぞれ3次元カラードプラ速度情報から血流の瞬時流量が順次算出される。 The instantaneous blood flow obtained from the three-dimensional color Doppler velocity information is calculated for each volume. Accordingly, the instantaneous blood flow is sequentially calculated from the three-dimensional color Doppler velocity information for each continuous Volume.
ここで、ROIが設定された断面と異なる複数の断面上のカラードプラ速度情報から血流の瞬時流量を算出することもできる。 Here, the instantaneous blood flow can also be calculated from color Doppler velocity information on a plurality of cross sections different from the cross section where the ROI is set.
図4は、図1に示す超音波診断装置1により3次元の走査対象となる複数の断面の例を示す図であり、図5は、図4に示す複数の断面を上方から見た図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a plurality of cross sections that are three-dimensionally scanned by the ultrasonic
図4に示すように、例えばROIが設定される断面と垂直な方向の複数の断面Sscanを走査対象とすることができる。このような場合、走査対象となる断面Sscan間においてカラードプラ速度情報のデータが不足する領域が発生する恐れがある。そこで、血流の瞬時流量の算出のためにカラードプラ速度情報が不足する場合には、流量演算部8により不足するカラードプラ速度情報が他の取得可能なカラードプラ速度情報から補間によって推定される。 As shown in FIG. 4, for example, a plurality of cross sections Sscan in a direction perpendicular to the cross section where the ROI is set can be set as the scanning target. In such a case, there is a possibility that a region where data of color Doppler velocity information is insufficient is generated between the cross sections Sscan to be scanned. Therefore, when the color Doppler velocity information is insufficient for calculating the instantaneous blood flow, the insufficient color Doppler velocity information is estimated by interpolation from other obtainable color Doppler velocity information. .
カラードプラ速度情報を補間によって推定する場合には、推定精度を確保するために走査対象となる断面Sscan間における空間Rを十分に小さくすることが必要となる。そこで、流量演算部8にカラードプラ速度情報の補間精度を十分に得るために必要な走査断面Sscanを求める機能を設けてもよい。そして、流量演算部8により求められた走査断面Sscanを送信回路2に与えて超音波の送信条件を制御できるようにすることもできる。
When the color Doppler velocity information is estimated by interpolation, it is necessary to sufficiently reduce the space R between the cross sections Sscan to be scanned in order to ensure estimation accuracy. Therefore, the flow
また、流量演算部8に走査断面Sscanを求める機能を設けない場合には、十分な補間精度でカラードプラ速度情報が得られるように操作者により予め超音波の送受信による走査対象となる断面Sscanが設定される。
Further, when the flow
図6は、図1に示す超音波診断装置1によりROIに合わせて走査対象となる複数の断面間の空間の大きさを設定した例を示す図であり、図7は、図6に示す複数の断面を上方から見た図である。
6 is a diagram illustrating an example in which the size of a space between a plurality of cross-sections to be scanned is set in accordance with the ROI by the ultrasonic
図6に示すようにROIが設定された領域において、局所的に走査対象となる複数の断面Sscan間の距離が小さくなるように走査断面Sscanを設定すれば、走査線数の増加を抑制しつつ、カラードプラ速度情報の補間精度を確保することができる。 As shown in FIG. 6, in the region where the ROI is set, if the scanning section Sscan is set so that the distance between the plurality of sections Sscan to be scanned locally becomes small, the increase in the number of scanning lines is suppressed. Interpolation accuracy of color Doppler speed information can be ensured.
そして、このように必要に応じて補間処理を伴って求められた1Volumeごとの血流の瞬時流量は、流量演算部8から流量−時間グラフ処理部9に与えられる。
Then, the instantaneous blood flow for each Volume obtained with interpolation processing as necessary is provided from the flow
次に、ステップS5において、流量−時間グラフ処理部9は、流量演算部8から取得したROI内における血流の瞬時流量値から血流の流量の時間変化を示すグラフ情報を作成する。すなわち、流量−時間グラフ処理部9は、流量演算部8から順次取得した1Volumeごとの血流の瞬時流量の時間変化をプロットする。これにより血流の瞬時流量と時間を軸とするグラフを作成することができる。そして、流量−時間グラフ処理部9は、作成したグラフ情報を表示部12に与えることによりグラフを表示させる。
Next, in step S <b> 5, the flow rate-time
グラフ上の流量値は、3次元カラードプラ速度情報から血流の瞬時流量が算出される都度得られる。すなわち、カラードプラ像と同様に1Volumeごとに血流の流量を求めることができる。従って、1Volumeごとに継続的に血流の流量の時間変化グラフを更新することが可能である。このため、表示部12に1Volumeごとに更新しつつ血流の流量の時間変化グラフを表示させれば、カラードプラ像と同様にグラフのリアルタイム表示を行うことができる。
The flow value on the graph is obtained every time the instantaneous blood flow is calculated from the three-dimensional color Doppler velocity information. That is, the flow rate of blood flow can be obtained every 1 Volume as in the color Doppler image. Therefore, it is possible to continuously update the time change graph of the blood flow for each Volume. For this reason, if the time change graph of the blood flow is displayed on the
グラフは、任意の方式で表示部12に表示および更新させることができる。
The graph can be displayed and updated on the
図8は、図1に示す表示部12に血流の流量の時間変化グラフをムービングバー方式で表示させる場合の例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example in which a time change graph of the blood flow is displayed on the
図8の(a),(b)において、横軸は時間を示し、縦軸は血流の流量を示す。図8(a),(b)に示すように、血流の流量の時間変化は、例えば時間方向に移動するムービングバー(移動カーソル)Bを用いて表示することができる。すなわち、図8(a)に示すようにムービングバーBで示されるある時刻以前の血流の流量の時間変化が表示される。そして、時間が経過すると、図8(b)に示すようにムービングバーBが時間方向に移動し、血流の流量の時間変化が順次追加表示される。 In FIGS. 8A and 8B, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents blood flow. As shown in FIGS. 8A and 8B, the temporal change in the blood flow rate can be displayed using, for example, a moving bar (moving cursor) B that moves in the time direction. That is, as shown in FIG. 8A, the time change of the blood flow before a certain time indicated by the moving bar B is displayed. Then, when time elapses, the moving bar B moves in the time direction as shown in FIG. 8B, and the time change of the blood flow rate is additionally displayed sequentially.
すなわち、ムービングバー方式は、画像更新の位置を移動カーソルで示すものである。ムービングバー方式によるグラフの表示方法は、超音波診断装置1において一般的に利用されている表示方法であり、Mモード像やパルスドプラモードにより得られる画像の表示にもしばしば用いられている。このため、操作者の読影に適していると言える。
That is, in the moving bar method, the image update position is indicated by the movement cursor. The graph display method by the moving bar method is a display method generally used in the ultrasonic
図9は、図1に示す表示部12に血流の流量の時間変化グラフをスクロール方式で表示させる場合の例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example in which a time change graph of the blood flow is displayed on the
図9の(a),(b)において、横軸は時間を示し、縦軸は血流の流量を示す。図9(a),(b)に示すように、血流の流量の時間変化は、例えば血流の流量変化を示す波形Wを時間とともに移動させるスクロール方式により表示させることもできる。すなわち、図9(a)に示すようにある時刻以前における血流の流量の時間変化が表示部12に表示される。そして、時間が経過すると、図9(b)に示すように血流の流量変化を示す波形Wが左側(過去方向)に向かって移動し、時間の経過後の時刻以前における血流の流量の時間変化が表示部12に表示される。すなわち、スクロール方式では、最新の血流の流量が常に左端に固定表示される。
9A and 9B, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates blood flow. As shown in FIGS. 9A and 9B, the time change of the blood flow rate can be displayed by, for example, a scroll method in which a waveform W indicating the blood flow rate change is moved with time. That is, as shown in FIG. 9A, the time change of the blood flow before a certain time is displayed on the
また、複数のROIが設定されている場合には、ROIごとに血流の流量の時間変化がグラフとして表示部12に表示される。
Further, when a plurality of ROIs are set, the time change of the blood flow is displayed on the
図10は、図1に示すROI入力部7において複数のROIを設定した例を示す図であり、図11は、図10に示す各ROI内における血流の流量の時間変化をそれぞれグラフ表示させた例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an example in which a plurality of ROIs are set in the
図10に示すように走査範囲内の血流が存在する領域R1, R2の一部が含まれるように、例えば2箇所の断面をROI 1, ROI 2としてそれぞれ設定することができる。
As shown in FIG. 10, for example, two cross sections can be set as
そして、図11に示すように、図10に示すROI 1, ROI 2におけるそれぞれ血流の流量の時間変化グラフをECG波形と時間的に同期して並列表示させることができる。すなわち、図11において横軸は時間を示す。また図11の上段における縦軸は、ROI 1における血流の流量を、中段における縦軸は、ROI 2における血流の流量を、下段における縦軸は、ECG波形の値をそれぞれ示す。
Then, as shown in FIG. 11, the temporal change graphs of the blood flow rates in
このように、3次元走査により得られるカラードプラ速度情報のうち、ある限られた空間内の速度情報のみを利用して血流の瞬時流速を求めることが診断に有用である。このため、ROIを操作者の指定により設定できるようにすることで、操作者の利便性を向上させることができる。 Thus, it is useful for diagnosis to obtain an instantaneous blood flow velocity using only velocity information in a limited space among color Doppler velocity information obtained by three-dimensional scanning. Therefore, the convenience of the operator can be improved by enabling the ROI to be set by the operator's designation.
また、ここまでは、2Dアレイプローブ3を固定した場合における血流の流量の時間変化グラフの例を示したが、前述したように、血流の流れ方向と超音波の音軸との間の角度が大きい場合には、血流速度の計測精度を向上させるために2Dアレイプローブ3により走査する位置を動かしながら、最大の血流の流量が得られる走査位置を見つけることが必要となる。2Dアレイプローブ3を動かしながら走査を行った場合には、血流の瞬時流量が同様な振幅の波形の繰返しとならずに、振幅が大きく変化することとなる。
In addition, heretofore, an example of a time change graph of the blood flow when the
図12は、図1に示す2Dアレイプローブ3を動かしながら走査を行った場合に得られる血流の流量の時間変化グラフの例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a time change graph of blood flow obtained when scanning is performed while moving the
図12において、横軸は時間を示し、縦軸は血流の流量を示す。図12に示すように2Dアレイプローブ3を動かしながら走査を行うと、血流の流れ方向と超音波の音軸との間の角度が変化するため、血流の流量が変化する。そして、操作者は、血流の流量が最大となる走査位置を把握する作業が必要となる。
In FIG. 12, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates blood flow. When scanning is performed while moving the
このような作業にあたり、操作者が図12に示すような血流の流量の時間変化グラフを参照できるようにすることで、操作者は容易に血流の流量の最大値や起伏を把握することが可能となる。また、時間と走査位置との間には相関関係があるため、時間と走査位置との関係が既知であれば、走査位置ごとの血流の流量値をグラフとして間接的に記録することができる。このため、操作者は血流の流量値と走査位置との関係を走査中のみならず事後的にも把握することができる。従って、操作者は走査中に超音波画像を重点的に注視することが可能となる。また、時間と走査位置とを予め決めておけば、走査位置や走査位置に対応する血流の流量を操作者が記憶する必要がない。そして、このような操作者の負担軽減により適切な走査位置および血流の流量を取得することが期待できる。 In such work, by allowing the operator to refer to the time change graph of the blood flow as shown in FIG. 12, the operator can easily grasp the maximum value and the undulation of the blood flow. Is possible. Further, since there is a correlation between the time and the scanning position, if the relationship between the time and the scanning position is known, the blood flow rate value at each scanning position can be indirectly recorded as a graph. . For this reason, the operator can grasp the relationship between the blood flow rate value and the scanning position not only during the scanning but also after the fact. Therefore, the operator can focus closely on the ultrasonic image during scanning. If the time and the scanning position are determined in advance, the operator does not need to store the blood flow corresponding to the scanning position or the scanning position. And it can be expected that an appropriate scanning position and blood flow rate are acquired by reducing the burden on the operator.
さらに、このように作成されたグラフ情報は、流量−時間グラフ処理部9から心拍出量演算部10にも与えられる。そして、2Dアレイプローブ3が固定されている場合には、心拍出量演算部10において、心拍出量を求めることができる。
Further, the graph information created in this way is also given from the flow rate-time
すなわち、ステップS6において、心拍出量演算部10において、血流量の時間変化を示すグラフ情報から心拍出量が求められる。心拍出量は、心臓における1心拍分の拍出量に相当する1心拍分の流量の総和であり、心機能の診断に用いられる。一般的に被検体内の血流は、心臓が拍動することで周期的に移動している。このため、ドプラ信号から得られるカラードプラ速度情報や、血流の瞬時流量は心拍に同期して周期的に変化している。
That is, in step S6, the cardiac
そこで、血流の瞬時流量の時間変化を利用して1心拍分の周期を求め、求めた周期の区間における血流量から心拍出量を求めることができる。 Therefore, the period for one heartbeat is obtained by using the temporal change of the instantaneous blood flow, and the cardiac output can be obtained from the blood flow in the obtained period.
図13は、図1に示す心拍出量演算部10において血流の流量の時間変化グラフから心拍出量を算出する方法を説明する図であり、図14は、図13に示す血流の流量の時間変化グラフにおいて選択された時刻間の血流量の時間変化を示す拡大図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining a method for calculating the cardiac output from the temporal change graph of the blood flow rate in the cardiac
図13において横軸は時間を示し、縦軸は血流の流量を示す。図13に示すような血流の流量の時間変化グラフから、血流の流量が最低値となる時刻または血流の流量が最高値となる時刻が心拍出量演算部10により自動検出される。血流の流量が最低値となる時刻または血流の流量が最高値となる時刻の検出方法としては、例えば一般的にパルスドプラの自動トレース等の処理に用いられる公知のアルゴリズムを用いて検出する方法が挙げられる。
In FIG. 13, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the blood flow rate. From the time change graph of the blood flow rate as shown in FIG. 13, the time when the blood flow rate becomes the lowest value or the time when the blood flow rate becomes the highest value is automatically detected by the cardiac
図13は、血流の流量が最低値となる時刻を自動検出した例を示しており、自動検出された流量が最低となる時刻には、マーカM1が表示されている。このように心拍出量演算部10においてマーカM1を表示部12に表示させるための画像情報を作成し、グラフ上にマーカM1を表示させるようにしてもよい。
FIG. 13 shows an example in which the time at which the blood flow rate becomes the lowest value is automatically detected, and the marker M1 is displayed at the time when the automatically detected flow rate becomes the lowest value. In this manner, the cardiac
次に、心拍出量演算部10では、検出された時刻を用いて周期性の確認が行われる。すなわち、安定した周期が得られている時刻間、すなわち血流の流量が最低となるある時刻から次に血流の流量が最低となる時刻までの間が1周期分の区間として選択される。1周期分の区間として選択された時刻間における血流の流量は、図14に示すように1Volumeに対応する時間Tvおきの各瞬時流量で構成される。そして、心拍出量演算部10は、選択した1周期分の区間における血流の各瞬時流量を積算することにより、心拍出量を算出する。
Next, the cardiac
このような血流の流量変化に基づく1心周期の検出方法には、心電図のECG信号に同期して1心周期を検出する方法に比べて被検体の体位移動による影響を受け難いという利点がある。 Such a method for detecting one cardiac cycle based on a change in blood flow has an advantage that it is less affected by the movement of the subject's body position than a method for detecting one cardiac cycle in synchronization with an ECG signal of an electrocardiogram. is there.
図15は、1心周期の検出に通常用いられる正常な安定したECG波形を呈する心電図を示し、図16は、被検体の体位変化によりECG波形が乱れた心電図の例を示す図である。 FIG. 15 shows an electrocardiogram exhibiting a normal stable ECG waveform that is normally used for detection of one cardiac cycle, and FIG. 16 is a diagram showing an example of an electrocardiogram in which the ECG waveform is disturbed due to a change in the posture of the subject.
図15,図16において横軸は時間を示し、縦軸はECG信号の値を示す。図15に示すように正常な安定したECG波形を呈する心電図から1心周期を検出する手法がしばしばとられる。しかしながら、被検体の動きにより体位が変化すると、図16に示すようにECG波形に乱れが生じる。このため、図16に示すようなECG波形から1心周期を検出しようとすると、被検体の体位移動の影響を受けて適切に1心周期を検出できない恐れがある。 15 and 16, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the value of the ECG signal. As shown in FIG. 15, a technique for detecting one cardiac cycle from an electrocardiogram exhibiting a normal and stable ECG waveform is often used. However, when the posture changes due to the movement of the subject, the ECG waveform is disturbed as shown in FIG. For this reason, if one cardiac cycle is detected from an ECG waveform as shown in FIG. 16, there is a possibility that one cardiac cycle cannot be detected properly due to the influence of the body position movement of the subject.
これに対し、血流の流量変化に基づいて1心周期を検出すれば、被検体の体位移動による影響を抑制し、適切に1心周期を検出することが可能となる。 On the other hand, if one cardiac cycle is detected based on the change in blood flow, the influence of the subject's body position movement can be suppressed, and one cardiac cycle can be detected appropriately.
さらに、上述したような1心周期の区間における血流の瞬時流量の積算による心拍出量の算出方法以外の方法で心拍出量を算出することもできる。例えば、複数周期分の区間に含まれる血流の瞬時流量を加算し、加算の対象となった区間に含まれる心拍数で除算することにより心拍平均をとれば、より安定した心拍出量を算出することができる。 Furthermore, the cardiac output can be calculated by a method other than the method for calculating the cardiac output by integrating the instantaneous blood flow in the section of one cardiac cycle as described above. For example, by adding the instantaneous blood flow included in the sections for a plurality of cycles and dividing by the heart rate included in the section to be added, the heart rate average can be obtained, and a more stable cardiac output can be obtained. Can be calculated.
このようにして得られる心拍出量は、心拍出量演算部10から表示部12に与えられて表示される。このため、操作者は、超音波診断装置1の表示部12を目視することにより、数値として被検体の心拍出量を知ることができる。心拍出量とともに表示されるカラードプラ像および血流の流量の時間変化グラフは、1Volume分の画像生成に必要な時間の経過に伴って常時更新される。そこで、心拍出量については、例えば1心拍ごとに算出し、表示部12に数値として表示させる心拍出量も常時更新させることができる。
The cardiac output thus obtained is given to the
ここで、複数周期分の区間に含まれる血流の瞬時流量から心拍平均により心拍出量を算出した場合には、心拍出量の演算に用いた血流の瞬時流量の範囲を表示部12に表示させることが診断に有用である場合がある。そこで、記号や色を用いて心拍出量の演算に用いた血流の瞬時流量の範囲を視覚的に表示部12に示すことも可能である。血流の瞬時流量の範囲を視覚的に表示させるための画像情報は、心拍出量演算部10において作成し、表示部12に出力することができる。
Here, when the cardiac output is calculated from the instantaneous blood flow included in the sections for a plurality of cycles by the heartbeat average, the range of the instantaneous blood flow used for calculating the cardiac output is displayed on the display unit. 12 may be useful for diagnosis. Therefore, the range of the instantaneous blood flow used for calculating the cardiac output can be visually shown on the
図17は、図1に示す表示部12に点線で示すマーカにより心拍出量の演算に用いた血流の瞬時流量の範囲を表示させた例を示す図、図18は、図1に示す表示部12に三角記号で示すマーカにより心拍出量の演算に用いた血流の瞬時流量の範囲を表示させた例を示す図、図19は、図1に示す表示部12に着色またはパターン表示により心拍出量の演算に用いた血流の瞬時流量の範囲を表示させた例を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing an example in which the range of the instantaneous blood flow used for calculating the cardiac output is displayed on the
図17、図18、図19において、横軸は時間を示し、縦軸は血流の流量を示す。図17に示すように、心拍出量の演算に用いた血流の瞬時流量の区間を点線で示すマーカM2により視覚的に表示部12に表示させることができる。また、図18に示すように、心拍出量の演算に用いた血流の瞬時流量の区間を三角記号で示す2つのマーカM3により視覚的に表示部12に表示させることもできる。さらに、図19に示すように、心拍出量の演算に用いた血流の瞬時流量の区間を着色またはパターン表示することにより視覚的に表示部12に表示させることもできる。
In FIGS. 17, 18, and 19, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents blood flow. As shown in FIG. 17, the section of the instantaneous blood flow used for calculating the cardiac output can be visually displayed on the
そして、以上のように得られた3次元カラードプラ像、血流の流量の時間変化グラフおよび心拍出量は、表示部12に並列表示させることができる。
Then, the three-dimensional color Doppler image, the blood flow time change graph, and the cardiac output obtained as described above can be displayed in parallel on the
図20は、図1に示す超音波診断装置1の表示部12に3次元カラードプラ像、血流の流量の時間変化グラフおよび心拍出量を並列表示させた場合における画面の一例を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing an example of a screen when a three-dimensional color Doppler image, a time change graph of blood flow, and a cardiac output are displayed in parallel on the
図20に示すように表示部12の左側には、3次元の走査範囲とともにカラードプラ像Idが表示される。カラードプラ像Idには、別途作成したBモード画像を重畳表示させることもできる。カラードプラ像Id上には、血流の流量の算出範囲としてROIが設定される。また、表示部12の右側には、ROIとして設定されたある断面上における血流の流量の時間変化グラフが表示される。また、血流の流量の時間変化グラフと時間的に同期して心電図等の生体信号の時間変化を示すグラフを表示させることもできる。
As shown in FIG. 20, a color Doppler image Id is displayed on the left side of the
さらに、表示部12の下部には、心拍出量が数値表示される。また、心拍出量の算出に用いた血流の瞬時流量の範囲は、点線で示すマーカM4により血流の流量の時間変化グラフ上において視覚的に示される。このため、操作者は表示部12を参照することによりリアルタイムに、或いは事後的にカラードプラ像Idとともに血流の流量や心拍出量を容易に知ることができる。
Further, the cardiac output is displayed numerically at the bottom of the
つまり以上のような超音波診断装置1は、3次元走査により得られるカラードプラ速度情報を用いて血流量の時間変化を求め、求めた血流量の時間変化をグラフとして視覚的に表示させるものである。超音波診断装置1に表示されるグラフの横軸である時間は、走査位置と相関関係を有する。
That is, the ultrasonic
このため、超音波診断装置1によれば、操作者の記憶に頼ることなく、走査位置の移動による流量の変化の履歴を簡便に参照することができる。そして、血流量の時間変化グラフを参照しつつ走査を行えば、或いは走査後に血流量の時間変化グラフを参照すれば、血流量が最大になる走査位置を短時間で探すことができる。このため、最大の血流量を計測することが可能な走査位置で安定した走査を行うことが可能となる。
For this reason, according to the ultrasonic
また、超音波診断装置1によれば、血流量の時間変化に基づいて心拍出量を求めることができる。このため、心電図に基づいて心拍出量を求める場合に比べて、被検体の体位の移動や呼吸による動きの影響を抑えることができる。これにより、良好な精度での血流量の計測を短時間で行うことが可能となる。さらに、診断の効率向上や操作者の負担軽減を図ることもできる。具体的には、心機能の診断効率および心拍出量の測定精度等の値として示される信頼性を格段に向上させることができる。
Moreover, according to the ultrasonic
尚、上述した実施形態では、超音波の送受信による走査によって得られるカラードプラ速度情報から即時に血流量を演算し、かつ即時に血流量の時間変化グラフを表示させる、いわゆるリアルタイム処理を行う例を示したが、リアルタイム処理に限らず任意のタイミングで各処理を行うことができる。例えば、超音波走査後の任意のタイミングでカラードプラ速度情報からの血流量の演算および血流量の時間変化グラフの表示をそれぞれ行うことができる。 In the above-described embodiment, an example of performing so-called real-time processing in which blood flow is immediately calculated from color Doppler velocity information obtained by scanning by transmission and reception of ultrasonic waves, and a time change graph of blood flow is immediately displayed. Although shown, each process can be performed not only in real time processing but at arbitrary timing. For example, blood flow can be calculated from color Doppler velocity information and a time change graph of blood flow can be displayed at any timing after ultrasonic scanning.
より具体的な例としては、超音波走査によってカラードプラ速度情報を取得した後、カラードプラ像を所定の時間分シネ画像メモリに記憶またはHDD(hard disk drive)に保存する場合が挙げられる。通常数心拍分に亘る複数枚のカラードプラ像の表示時間は、2秒から30秒程度であり、しばしばシネ画像メモリに記憶またはHDDに保存される。このような場合には、カラードプラ像の保存後の所望の機会に、必要なカラードプラ像を読み出して、血流量を計測したい空間的領域をROIとして設定することができる。そして、ROIとして設定された空間的領域におけるカラードプラ速度情報を用いて、上述したリアルタイム処理の場合と同様な方法で積分(加算)することによって血流の瞬時流量を求めることができる。さらに、複数のカラードプラ像に対して同様にROI内における血流の瞬時流量を求めれば、各カラードプラ像に対応するそれぞれの血流の瞬時流量から血流の流量の時間変化グラフを作成することができる。 As a more specific example, after acquiring color Doppler velocity information by ultrasonic scanning, a color Doppler image is stored in a cine image memory for a predetermined time or stored in an HDD (hard disk drive). Usually, the display time of a plurality of color Doppler images over several heartbeats is about 2 to 30 seconds, and is often stored in a cine image memory or stored in an HDD. In such a case, at a desired opportunity after the color Doppler image is stored, a necessary color Doppler image can be read and a spatial region in which blood flow is to be measured can be set as the ROI. Then, using the color Doppler velocity information in the spatial region set as the ROI, the instantaneous blood flow can be obtained by integrating (adding) the same method as in the real-time processing described above. Furthermore, if the instantaneous blood flow in the ROI is obtained for a plurality of color Doppler images in the same manner, a time change graph of the blood flow is created from the instantaneous blood flow corresponding to each color Doppler image. be able to.
また、上述した実施形態では、3次元走査により得られるカラードプラ速度情報のデータ群が等間隔に配列されたVolumeデータであるものとして説明した。しかし、カラードプラ速度情報のデータ群は、必ずしも等間隔に配列されたVolumeデータである必要はなく、カラードプラ像に向かって縦方向、横方向、奥行き方向のうち任意の方向におけるデータ間隔が他の方向におけるデータ間隔と異なっていても同様な血流量の時間変化グラフを作成することが可能である。 In the above-described embodiment, the data group of color Doppler velocity information obtained by three-dimensional scanning has been described as being Volume data arranged at equal intervals. However, the color Doppler velocity information data group does not necessarily have to be Volume data arranged at equal intervals, and the data interval in any direction among the vertical, horizontal, and depth directions toward the color Doppler image is different. Even if the data interval is different from that in the direction, it is possible to create a similar time change graph of blood flow.
また、心臓にROIを設定し、心臓における血流の流量を求める例について説明したが、心臓に限らず任意の部位にROIを設定することができる。そして、心臓以外の任意の部位における血管内の流量を求め、グラフ表示させることができる。 Moreover, although the example which sets ROI in the heart and calculates | requires the flow volume of the blood flow in the heart was demonstrated, ROI can be set not only in a heart but in arbitrary site | parts. And the flow volume in the blood vessel in arbitrary site | parts other than the heart can be calculated | required, and it can display on a graph.
1 超音波診断装置
2 送信回路
3 2次元(2D)アレイプローブ
4 受信回路
5 カラードプラ演算部
6 3次元デジタルスキャンコンバータ(3D-DSC)座標変換部
7 関心領域(ROI)入力部
8 流量演算部
9 流量−時間グラフ処理部
9a 生体信号取得部
10 心拍出量演算部
11 入力装置
12 表示部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
関心領域を空間的に設定する関心領域設定手段と、
前記3次元のドプラ速度情報を用いて前記関心領域における血流の瞬時流量を求める瞬時流量算出手段と、
前記血流の瞬時流量から血流の流量の時間変化を示すグラフ情報を作成し、前記グラフ情報をリアルタイムで表示するグラフ表示手段と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。 Doppler velocity information acquisition means for acquiring three-dimensional Doppler velocity information from the subject by three-dimensional scanning by transmission and reception of ultrasonic waves;
A region of interest setting means for spatially setting the region of interest;
Instantaneous flow rate calculating means for obtaining an instantaneous flow rate of blood flow in the region of interest using the three-dimensional Doppler velocity information;
Creating graph information indicating temporal changes in blood flow from the instantaneous blood flow, and graph display means for displaying the graph information in real time;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
関心領域を空間的に設定する関心領域設定手段、
超音波の送受信による3次元走査によって被検体から取得された3次元のドプラ速度情報を用いて前記関心領域における血流の瞬時流量を求める瞬時流量算出手段、および
前記血流の瞬時流量から血流の流量の時間変化を示すグラフ情報を作成し、前記グラフ情報をリアルタイムで表示するグラフ表示手段と、
として機能させることを特徴とする超音波診断装置のデータ処理プログラム。 Computer
Region-of- interest setting means for spatially setting the region of interest;
Instantaneous flow rate calculating means for determining an instantaneous flow rate of blood flow in the region of interest using three-dimensional Doppler velocity information acquired from a subject by three-dimensional scanning by transmitting and receiving ultrasonic waves; and
Creating graph information indicating temporal changes in blood flow from the instantaneous blood flow, and graph display means for displaying the graph information in real time;
A data processing program for an ultrasonic diagnostic apparatus, characterized in that
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