JP6518130B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents

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Description

本発明は、超音波診断装置に関し、特に心臓内における血流を診断する技術に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to a technique for diagnosing blood flow in the heart.

血流に超音波を送受して得られる受信信号から血流の移動情報(運動情報)を得る技術が知られている。例えば、特許文献1には、生体内における血流などの流体に対して超音波を送受して得られる受信信号に基づいて、観測面内の複数点において流体に関する2次元の速度ベクトルを得る技術が記載されている。観測面内の複数点における2次元の速度ベクトルの分布から、流体の流れを示す流線などの診断情報を得ることが可能になり、例えば、心臓等の診断への応用が期待される。   There is known a technique for obtaining movement information (motion information) of blood flow from a received signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to the blood flow. For example, Patent Document 1 discloses a technique for obtaining a two-dimensional velocity vector of a fluid at a plurality of points in an observation plane based on received signals obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from fluid such as blood flow in a living body. Is described. The distribution of two-dimensional velocity vectors at a plurality of points in the observation plane makes it possible to obtain diagnostic information such as streamlines indicating fluid flow, and is expected to be applied to, for example, diagnosis of the heart and the like.

また、特許文献2には、生体内の血流を複数の表示要素の運動として表現した画像を形成する超音波診断装置が開示されている。各表示要素としては、血流の仮想的な粒子が好適であり、特許文献2に記載された装置は、各粒子の現フレームにおける速度ベクトルに基づいて、その粒子の次フレームにおける位置(移動先)を決定し、例えば、複数フレームに亘って各粒子の移動先を追跡することにより得られる各粒子の軌跡等を表示する。これにより、例えば、血流内における渦流、乱流、停滞などの状態を視覚的に直感的に確認できるようになる。   Further, Patent Document 2 discloses an ultrasonic diagnostic apparatus that forms an image in which blood flow in a living body is expressed as motion of a plurality of display elements. A virtual particle of blood flow is suitable as each display element, and the device described in Patent Document 2 has determined the position of the particle in the next frame based on the velocity vector in the current frame of each particle ), And displays, for example, the trajectories of each particle obtained by tracking the moving destinations of each particle over a plurality of frames. This makes it possible to visually and intuitively confirm, for example, the state of eddy current, turbulent flow, stagnation, etc. in the blood flow.

特開2013−192643号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2013-192643 特開2008−73279号公報JP 2008-73279 A

特許文献1,2に記載された技術は、血流の移動情報(運動情報)を得るにあたって実用面での利用価値が極めて高い画期的な技術であり、これらの技術の更なる応用や改良が期待されている。特に、心臓内における血流の診断への応用が期待される。   The techniques described in Patent Documents 1 and 2 are ground-breaking technologies that are extremely useful for practical use in obtaining blood flow movement information (exercise information), and further applications and improvements of these techniques are possible. Is expected. In particular, application to the diagnosis of blood flow in the heart is expected.

ところで、生体内の心臓は拡張収縮運動を繰り返しており、心臓内における血流は拡張収縮運動によって複雑に変化する。そのため、従来から、複雑に変化する血流の状態を適切に分かり易く表現する試みが成されてきた。   By the way, the heart in a living body repeats expansion and contraction movement, and the blood flow in the heart is complicatedly changed by the expansion and contraction movement. Therefore, in the past, attempts have been made to express the state of complicatedly changing blood flow appropriately in an easy-to-understand manner.

本発明は、上述した背景技術に鑑みて成されたものであり、その目的は、心臓内における血流の状態を表現する新たな表示態様を提供することにある。   The present invention has been made in view of the background art described above, and its object is to provide a new display mode that expresses the state of blood flow in the heart.

上記目的にかなう好適な超音波診断装置は、超音波を送受して得られた信号に基づいて心臓の心腔内における血流の血流ベクトルを得るベクトル演算部と、前記心腔内における血流の仮想的な複数粒子を生成する粒子生成部と、前記血流ベクトルに基づいて前記各粒子の移動先を導出する粒子演算部と、前記複数粒子の移動先を互いに結び付けて示した血流画像を形成する画像形成部と、を有することを特徴とする。   An ultrasonic diagnostic apparatus suitable for the above purpose includes a vector operation unit for obtaining a blood flow vector of blood flow in the heart chamber of the heart based on signals obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves, and blood in the heart chamber. A particle generation unit that generates a plurality of virtual particles in a flow, a particle operation unit that derives a movement destination of each particle based on the blood flow vector, and a blood flow in which the movement destinations of the plurality of particles are linked to one another And an image forming unit for forming an image.

上記構成において、血流ベクトルとは、血流の運動に関するベクトル情報であり、例えば、血流内の各座標(各血流部分)における速度と方向を示す速度ベクトルや、血流内の各座標における移動量と方向を示す移動ベクトルなどが好適な具体例である。血流ベクトルは、例えば、特許文献1(特開2013−192643号公報)に記載された技術、つまり2次元の速度ベクトル分布を利用して得ることができるものの、他の公知の技術を利用して血流ベクトルが得られてもよい。   In the above configuration, the blood flow vector is vector information on motion of the blood flow, and for example, a velocity vector indicating the velocity and direction at each coordinate (each blood flow portion) in the blood flow, or each coordinate in the blood flow The movement vector and the movement vector indicating the direction are preferable specific examples. The blood flow vector can be obtained, for example, using the technique described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2013-192643), that is, although it can be obtained using a two-dimensional velocity vector distribution, other known techniques are used. Blood flow vectors may be obtained.

また、血流の仮想的な各粒子は、血流(血液の流れ)を解析するにあたって利用される演算上の仮想的な要素であり、例えば、診断対象となる血流内に複数の仮想的な粒子が生成される。   In addition, each virtual particle of blood flow is a virtual element in operation used to analyze blood flow (flow of blood), and, for example, a plurality of virtual particles in blood flow to be diagnosed. Particles are produced.

さらに、上記構成においては、複数粒子の移動先を互いに結び付けて示した血流画像が形成される。例えば、複数粒子の移動先を互いに密接に関連付ける表示態様により血流画像が形成される。具体的には、複数粒子の移動先に対応した複数の位置を通るラインにより、それら複数粒子の移動先を互いに結び付けて示した血流画像が好適であるものの、ライン以外の表示態様により複数粒子の移動先が互いに結び付けられてもよい。   Furthermore, in the above configuration, a blood flow image is formed in which the destinations of the plurality of particles are linked to one another. For example, a blood flow image is formed by a display mode in which destinations of a plurality of particles are closely associated with each other. Specifically, although a blood flow image in which the moving destinations of the plurality of particles are linked to one another by a line passing through a plurality of positions corresponding to the moving destinations of the plurality of particles is suitable, the plurality of particles are displayed Destinations of may be linked to each other.

そして、上記構成を備えた装置によれば、複数粒子の移動先を互いに結び付けて示した新たな表示態様の血流画像が提供される。この血流画像により、医師や検査技師などのユーザは、例えば、複数粒子のうちのどの粒子が心臓内のどの部分に到達しているのか等を視覚的に直感的に把握することが可能になる。   And according to the apparatus provided with the said structure, the blood flow image of the new display aspect which tied and showed the moving-destination of several particle mutually is provided. With this blood flow image, it is possible for a user such as a doctor or a laboratory technician to intuitively grasp, for example, which part of a plurality of particles has reached which part in the heart, etc. Become.

望ましい具体例において、前記画像形成部は、前記複数粒子の移動先に対応した複数の位置を通るラインを示すことにより、当該ラインにより当該複数粒子の移動先を互いに結び付けて示した前記血流画像を形成する、ことを特徴とする。   In a desirable embodiment, the image forming unit is a blood flow image in which the moving destinations of the plurality of particles are shown by connecting the plurality of moving destinations by showing the line passing through a plurality of positions corresponding to the moving destinations of the plurality of particles. To form.

望ましい具体例において、前記画像形成部は、前記ライン上において前記各粒子の移動先に対応したライン部分を当該各粒子が生成された位置に応じた色で表現した前記血流画像を形成する、ことを特徴とする。   In a desirable embodiment, the image forming unit forms the blood flow image in which a line portion corresponding to the moving destination of each particle on the line is expressed in a color corresponding to a position at which each particle is generated. It is characterized by

望ましい具体例において、前記画像形成部は、複数時相に亘って各時相ごとに当該時相における前記複数粒子の移動先に対応した複数の位置を通る前記ラインを形成する、ことを特徴とする。   In a desirable embodiment, the image forming unit forms the line passing through a plurality of positions corresponding to destinations of the plurality of particles in the time phase for each time phase over a plurality of time phases. Do.

望ましい具体例において、前記画像形成部は、前記複数粒子の各粒子ごとに当該粒子の生成位置から移動先までの距離を示したグラフを形成する、ことを特徴とする。   In a desirable embodiment, the image forming unit forms a graph indicating the distance from the generation position of the particles to the movement destination for each particle of the plurality of particles.

望ましい具体例において、前記画像形成部は、前記各粒子の生成位置を一方軸に示して前記各粒子の距離を他方軸に示した前記グラフを形成する、ことを特徴とする。   In a desirable embodiment, the image forming unit forms the graph in which the generation position of each particle is indicated on one axis and the distance of each particle is indicated on the other axis.

望ましい具体例において、前記画像形成部は、前記各粒子の距離を当該各粒子が生成された位置に応じた色で表現した前記グラフを形成する、ことを特徴とする。   In a desirable embodiment, the image forming unit forms the graph in which the distance of each particle is expressed in a color according to the position where each particle is generated.

本発明により、心臓内における血流の状態を表現する新たな表示態様が提供される。例えば、本発明の好適な態様によれば、複数粒子の移動先を互いに結び付けて示した新たな表示態様の血流画像が提供され、これにより、医師や検査技師などのユーザは、例えば、複数粒子のうちのどの粒子が心臓内のどの部分に到達しているのか等を視覚的に直感的に把握することが可能になる。   The present invention provides a new display mode that expresses the state of blood flow in the heart. For example, according to a preferred embodiment of the present invention, a blood flow image of a new display mode in which destinations of a plurality of particles are linked to one another is shown, whereby a user such as a doctor or a laboratory technician can It is possible to visually and intuitively grasp which particles of the particles have reached to which portion in the heart.

本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the ultrasonic diagnosing device suitable in implementation of this invention. 心臓内腔に対応した関心領域の具体例を示す図である。It is a figure which shows the example of the region of interest corresponding to a cardiac lumen. 流入ラインと流出ラインの他の具体例を示す図である。It is a figure which shows the other specific example of an inflow line and an outflow line. 速度ベクトル分布の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of speed vector distribution. フレーム列を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a flame | frame row | line. フレーム間の補間処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the interpolation process between frames. 複数粒子の生成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the production | generation of several particle | grains. 各粒子の移動先の演算の具体例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the specific example of the calculation of the movement destination of each particle | grain. 各粒子の移動先の演算の例外処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating exception processing of operation of the movement place of each particle. 各粒子の移動先の演算の終了条件を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the completion | finish conditions of calculation of the movement destination of each particle | grain. 波面ラインの具体例を示す図である。It is a figure which shows the example of a wave front line. 血流表示画像の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of a blood-flow display image. 健常例と疾患例の血流表示画像を示す図である。It is a figure which shows the blood-flow display image of a healthy example and a disease example. 粒子距離グラフの具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of a particle | grain distance graph. 生成位置に応じた色付け処理の具体例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the specific example of the coloring process according to the production | generation position.

図1は、本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成図である。図1の超音波診断装置は、血流(血液の流れ)の移動情報を得る機能を備えており、特に、生体の心臓内における血流の診断に好適である。   FIG. 1 is an overall block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus suitable for practicing the present invention. The ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. 1 has a function of acquiring movement information of blood flow (blood flow), and is particularly suitable for diagnosing blood flow in the heart of a living body.

プローブ10は、例えば生体内の心臓などの診断対象を含む領域に超音波を送受波する超音波探触子である。プローブ10は、複数の振動素子を備えており、複数の振動素子が電子的に走査制御されて、心臓を含む空間内で超音波ビームが走査される。プローブ10は、例えば、医師等のユーザ(検査者)に把持されて被検者の体表面上に当接して用いられる。なお、プローブ10は、被検者の体腔内に挿入して用いられるものであってもよいし、電子的な走査と機械的な走査とを組み合わせた探触子であってもよい。プローブ10としては例えばコンベックス型が望ましいもののセクタ型やリニア型等であってもよい。   The probe 10 is an ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves to a region including a diagnostic target such as a heart in a living body, for example. The probe 10 includes a plurality of vibrating elements, and the plurality of vibrating elements are electronically scan-controlled to scan an ultrasonic beam in a space including the heart. For example, the probe 10 is held by a user (examiner) such as a doctor and used in contact with a body surface of a subject. The probe 10 may be inserted into a body cavity of a subject and may be used, or may be a probe in which an electronic scan and a mechanical scan are combined. As the probe 10, for example, a convex type is preferable, but a sector type, a linear type, or the like may be used.

送受信部12は、送信ビームフォーマーおよび受信ビームフォーマーとしての機能を備えている。つまり、送受信部12は、プローブ10が備える複数の振動素子の各々に対して送信信号を出力することにより送信ビームを形成し、さらに、複数の振動素子から得られる複数の受波信号に対して整相加算処理などを施して受信ビームを形成する。これにより、超音波ビーム(送信ビームと受信ビーム)が走査面内において走査され、超音波ビームに対応した受信信号が形成される。   The transmission / reception unit 12 has functions as a transmission beamformer and a reception beamformer. That is, the transmission / reception unit 12 forms a transmission beam by outputting a transmission signal to each of the plurality of transducer elements included in the probe 10, and further, for a plurality of received wave signals obtained from the plurality of transducer elements. The reception beam is formed by performing phasing addition processing and the like. As a result, the ultrasound beams (the transmission beam and the reception beam) are scanned in the scan plane, and a reception signal corresponding to the ultrasound beam is formed.

なお、送受信部12において、超音波の受信信号に対して、検波処理やフィルタ処理やAD変換処理等が施されてもよい。また、超音波の受信信号を得るにあたって、超音波ビームが三次空間内で立体的に走査されてもよいし、送信開口合成等の技術が利用されてもよい。   In addition, in the transmission / reception unit 12, detection processing, filter processing, AD conversion processing, and the like may be performed on the reception signal of the ultrasonic waves. In addition, in order to obtain an ultrasonic reception signal, an ultrasonic beam may be three-dimensionally scanned in a third-order space, or a technique such as transmission aperture synthesis may be used.

超音波画像形成部20は、走査面内から得られる超音波の受信信号に基づいて、超音波画像のデータ(画像データ)を形成する。超音波画像形成部20は、例えば、検波処理やフィルタ処理やAD変換処理等が施された超音波の受信信号に基づいて、Bモード画像用のフレームデータを形成する。もちろん、Bモード画像以外の公知の超音波画像に係る画像データが形成されてもよい。   The ultrasonic image forming unit 20 forms data (image data) of an ultrasonic image based on a reception signal of ultrasonic waves obtained from the inside of a scanning plane. The ultrasound image forming unit 20 forms frame data for a B-mode image, for example, based on a received signal of ultrasound that has been subjected to detection processing, filter processing, AD conversion processing, and the like. Of course, image data related to a known ultrasound image other than the B mode image may be formed.

ドプラ処理部30は、超音波ビームに対応した受信信号に含まれるドプラシフト量を計測する。ドプラ処理部30は、例えば公知のドプラ処理により、血流によって超音波の受信信号内に生じるドプラシフトを計測し、血流についての超音波ビーム方向の速度情報(ドプラ情報)を得る。   The Doppler processing unit 30 measures the amount of Doppler shift included in the received signal corresponding to the ultrasonic beam. The Doppler processing unit 30 measures, for example, a Doppler shift generated in the received signal of the ultrasonic wave by the blood flow by known Doppler processing, and obtains velocity information (doppler information) of the ultrasonic beam direction about the blood flow.

速度ベクトル演算部40は、血流についての超音波ビーム方向の速度情報から、走査面内における2次元の速度ベクトルの分布を形成する。速度ベクトル演算部40は、例えば特許文献1(特開2013−192643号公報)に説明されるように、血流についての超音波ビーム方向の速度情報に加えて、心臓壁の運動情報を利用して、走査面内の各位置における血流の2次元速度ベクトルを得る。   The velocity vector calculator 40 forms a two-dimensional distribution of velocity vectors in the scanning plane from the velocity information in the ultrasonic beam direction of the blood flow. For example, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-192643), the velocity vector computing unit 40 uses motion information of the heart wall in addition to velocity information in the ultrasonic beam direction for blood flow. Thus, a two-dimensional velocity vector of blood flow at each position in the scan plane is obtained.

なお、超音波ビーム方向に沿った1次元の速度情報を利用して、走査面内における2次元の速度ベクトルの分布を形成するにあたっては、公知の様々な手法を利用することができる。もちろん、互いに方向が異なる2本の超音波ビームを形成して、2本の超音波ビームの各々から速度情報を得て、2次元の速度ベクトルを形成するようにしてもよい。   In order to form a two-dimensional velocity vector distribution in the scanning plane using one-dimensional velocity information along the ultrasonic beam direction, various known methods can be used. Of course, two ultrasonic beams having different directions may be formed, and velocity information may be obtained from each of the two ultrasonic beams to form a two-dimensional velocity vector.

速度ベクトル演算部40は、超音波が送受される空間に対応した演算用座標系において複数のサンプル点について、各サンプル点ごとに速度ベクトルを得る。例えば、演算用座標系をxyz直交座標系で表し、超音波の走査面に対応したxy平面内で、各サンプル点ごとに速度ベクトルを得て2次元の速度ベクトルの分布を形成する。なお、超音波の走査に対応した走査座標系、例えばビームの深さ方向rとビームの走査方向θによるrθ座標系において2次元の速度ベクトルの分布が形成されてもよい。   The velocity vector calculation unit 40 obtains a velocity vector for each sample point for a plurality of sample points in the calculation coordinate system corresponding to the space in which the ultrasonic waves are transmitted and received. For example, the coordinate system for calculation is represented by the xyz orthogonal coordinate system, and in the xy plane corresponding to the scan plane of ultrasonic waves, velocity vectors are obtained for each sample point to form a two-dimensional distribution of velocity vectors. Note that a two-dimensional distribution of velocity vectors may be formed in a scanning coordinate system corresponding to ultrasound scanning, for example, an rθ coordinate system according to the beam depth direction r and the beam scanning direction θ.

速度ベクトル演算部40は、複数のサンプル点(複数座標)に対応した速度ベクトルで構成される2次元の速度ベクトルの分布を示す各ベクトルフレームを生成する。また、速度ベクトル演算部40は、複数時相に亘って複数のベクトルフレームを次々に生成する。   The velocity vector calculation unit 40 generates vector frames each showing a distribution of a two-dimensional velocity vector composed of velocity vectors corresponding to a plurality of sample points (plural coordinates). Also, the velocity vector calculation unit 40 generates a plurality of vector frames one after another over a plurality of time phases.

内腔ライン設定部42は、超音波画像形成部20による処理で得られた画像データ内において心臓内腔の外縁となる内腔ラインを設定する。また流入流出ライン設定部44は、画像データ内において、心臓内腔へ流入する血流の流路に流入ラインを設定し、心臓内腔から流出する血流の流路に流出ラインを設定する。そして、内腔ラインと流入ラインと流出ラインにより囲まれた領域が関心領域とされる。   The lumen line setting unit 42 sets a lumen line to be an outer edge of the heart lumen in the image data obtained by the processing by the ultrasound imaging unit 20. Further, the inflow / outflow line setting unit 44 sets an inflow line in the flow path of the blood flow into the heart lumen in the image data, and sets an outflow line in the flow path of the blood flow out of the heart lumen. Then, a region surrounded by the lumen line, the inflow line, and the outflow line is taken as a region of interest.

図2は、心臓内腔に対応した関心領域の具体例を示す図である。図2には超音波画像形成部20において得られる画像データ22の具体例が図示されており、図2の画像データ22内には、周囲を心筋や弁によって囲まれた心臓左室の内腔(心腔)が含まれている。   FIG. 2 is a diagram showing a specific example of a region of interest corresponding to a cardiac lumen. FIG. 2 shows a specific example of the image data 22 obtained in the ultrasound image forming unit 20. In the image data 22 of FIG. 2, the lumen of the left ventricle surrounded by the myocardium and the valve is shown. (Heart chamber) is included.

内腔ライン52は、心腔(例えば心臓左室の内腔)の外縁に対応した複数のトレースポイントに基づいて形成される。例えば、画像データ22に対応した表示画像が表示部82に表示され、医師等のユーザがその表示画像を見ながら操作デバイス90を利用して、心腔と心筋の境界上または境界付近にいくつかの(数個程度でよい)トレース基準ポイントを設定する。また、内腔ライン設定部42が、ユーザによって設定されたトレース基準ポイントに基づいて、例えば補間処理等によりトレース基準ポイント間に複数のトレースポイントを追加する。   The lumen line 52 is formed based on a plurality of trace points corresponding to the outer edge of the heart chamber (e.g., the lumen of the left ventricle). For example, a display image corresponding to the image data 22 is displayed on the display unit 82, and a user such as a doctor uses the operation device 90 while looking at the display image, Set a trace reference point (which may be several). In addition, the lumen line setting unit 42 adds a plurality of trace points between the trace reference points by, for example, interpolation processing based on the trace reference points set by the user.

そして、いくつかのトレース基準ポイントと追加された複数のトレースポイントからなる複数のサンプル点(例えば100点程度)に基づいて、内腔ライン設定部42が内腔ライン52を形成する。例えば、複数のサンプル点を互いに連結するように内腔ライン52が形成される。なお、画像データ22に対する二値化処理等の画像処理により、心腔と心筋の境界が特定され、その境界に沿って内腔ライン52が形成されてもよい。   Then, the lumen line setting unit 42 forms the lumen line 52 based on a plurality of sample points (for example, about 100 points) consisting of several trace reference points and a plurality of added trace points. For example, a lumen line 52 is formed to connect a plurality of sample points to one another. The boundary of the heart chamber and the myocardium may be identified by image processing such as binarization processing on the image data 22, and the lumen line 52 may be formed along the boundary.

流入ライン54と流出ライン56は、ユーザからの操作に応じて、流入流出ライン設定部44により設定される。例えば、画像データ22に対応した表示画像を見ながら、医師等のユーザが、流入ライン54と流出ライン56のそれぞれの始点Sと終点Eの位置を指定する。例えば、流入ライン54の始点Sと終点E、流出ライン56の始点Sと終点Eの順にこれら4点が設定される。   The inflow line 54 and the outflow line 56 are set by the inflow / outflow line setting unit 44 according to the operation from the user. For example, while looking at the display image corresponding to the image data 22, a user such as a doctor specifies the positions of the start point S and the end point E of the inflow line 54 and the outflow line 56, respectively. For example, these four points are set in the order of start point S and end point E of the inflow line 54 and start point S and end point E of the outflow line 56.

ユーザにより流入ライン54と流出ライン56のそれぞれの始点Sと終点Eの位置が設定されると、流入流出ライン設定部44は、内腔ライン52と流入ライン54を接続するように流入ライン54を設定し、内腔ライン52と流出ライン56を接続するように流出ライン56を設定する。   When the positions of start point S and end point E of the inflow line 54 and the outflow line 56 are set by the user, the inflow / outflow line setting unit 44 connects the inflow line 54 to connect the lumen line 52 and the inflow line 54. Set up and set the outflow line 56 to connect the lumen line 52 and the outflow line 56.

例えば、流入流出ライン設定部44は、流入ライン54の始点Sを、その始点Sに最も近い内腔ライン52上のサンプル点(トレースポイント又はトレース基準ポイント)の位置に移動し、流入ライン54の終点Eを、その終点Eに最も近い内腔ライン52上のサンプル点(トレースポイント又はトレース基準ポイント)の位置に移動する。   For example, the inflow / outflow line setting unit 44 moves the start point S of the inflow line 54 to the position of the sample point (trace point or trace reference point) on the lumen line 52 closest to the start point S. The end point E is moved to the position of the sample point (trace point or trace reference point) on the lumen line 52 closest to the end point E.

また、流入流出ライン設定部44は、流出ライン56の始点Sを、その始点Sに最も近い内腔ライン52上のサンプル点(トレースポイント又はトレース基準ポイント)の位置に移動し、流出ライン56の終点Eを、その終点Eに最も近い内腔ライン52上のサンプル点(トレースポイント又はトレース基準ポイント)の位置に移動する。なお、流入ライン54の終点Eと流出ライン56の始点Sとを結ぶ直線または曲線が形成されることが望ましい。   Further, the inflow / outflow line setting unit 44 moves the start point S of the outflow line 56 to the position of the sample point (trace point or trace reference point) on the lumen line 52 closest to the start point S. The end point E is moved to the position of the sample point (trace point or trace reference point) on the lumen line 52 closest to the end point E. Preferably, a straight line or a curve connecting the end point E of the inflow line 54 and the start point S of the outflow line 56 is formed.

こうして、内腔ライン52と流入ライン54と流出ライン56によって囲まれた領域が形成され、その領域が関心領域とされる。なお、図2には、流入ライン54と流出ライン56を直線とする具体例を示したが、直線以外のラインが利用されてもよい。   Thus, an area surrounded by the lumen line 52, the inflow line 54 and the outflow line 56 is formed, and the area is taken as the area of interest. In addition, although the specific example which makes the inflow line 54 and the outflow line 56 straight in FIG. 2, lines other than a straight line may be utilized.

図3は、流入ライン54と流出ライン56の他の具体例を示す図である。例えば、図3(A)に示す具体例のように、閉曲線の内腔ライン52が得られている場合には、図3(B)に示すように、始点Sと終点Eを内腔ライン52に沿って結んだ曲線状の流入ライン54と流出ライン56が形成されてもよい。   FIG. 3 is a view showing another specific example of the inflow line 54 and the outflow line 56. As shown in FIG. For example, as shown in FIG. 3 (A), when the lumen line 52 of the closed curve is obtained, as shown in FIG. 3 (B), the start point S and the end point E A curved inflow line 54 and an outflow line 56 may be formed along the line.

図1に戻り、内腔ライン速度演算部46は、超音波画像形成部20において形成された画像データに基づいて、内腔ライン(図2の符号52)上における心筋(心臓壁)の速度情報を生成する。内腔ライン速度演算部46は、内腔ライン上の複数サンプル点について、各サンプル点ごとに心筋の速度情報を生成する。   Returning to FIG. 1, the lumen line velocity calculator 46 calculates the velocity information of the myocardium (heart wall) on the lumen line (symbol 52 in FIG. 2) based on the image data formed in the ultrasound image forming unit 20. Generate The lumen line velocity calculating unit 46 generates myocardial velocity information for each sample point for a plurality of sample points on the lumen line.

内腔ライン速度演算部46は、例えば、複数フレームに亘って得られる超音波画像の画像データのフレーム間において、画像データの画素値(輝度値等)に基づく相関演算等を利用したパターンマッチングにより、内腔ライン上の各サンプル点ごとに、複数フレームに亘ってそのサンプル点の移動位置を2次元平面内で追跡する。これにより、各サンプル点ごとに、2次元的な移動情報が得られ、例えば、フレーム間における移動量(移動ベクトル)とフレーム間の時間に基づいて、2次元の速度ベクトルが算出される。画像データがxy直交座標系に対応したデータであれば、xy直交座標系における速度ベクトルが算出され、画像データがrθ座標系に対応したデータであれば、rθ座標系における速度ベクトルが算出される。   The lumen line speed calculating unit 46 performs, for example, pattern matching using correlation calculation based on pixel values (such as luminance values) of image data between frames of image data of ultrasound images obtained over a plurality of frames. For each sample point on the lumen line, the movement position of the sample point is tracked in a two-dimensional plane over a plurality of frames. Thereby, two-dimensional movement information is obtained for each sample point, and, for example, a two-dimensional velocity vector is calculated based on the movement amount (movement vector) between the frames and the time between the frames. If the image data is data corresponding to the xy orthogonal coordinate system, a velocity vector in the xy orthogonal coordinate system is calculated, and if the image data is data corresponding to the rθ coordinate system, a velocity vector in the rθ coordinate system is calculated .

また、内腔ライン速度演算部46による内腔ライン上の各サンプル点の追跡結果は、内腔ライン設定部42に送られ、内腔ライン設定部42は、複数サンプル点の移動に追従するように内腔ラインの形状を変化させる。   Also, the tracking result of each sample point on the lumen line by the lumen line speed calculating unit 46 is sent to the lumen line setting unit 42, and the lumen line setting unit 42 follows the movement of the plurality of sample points. Change the shape of the lumen line.

さらに、流入ライン54と流出ライン56のそれぞれの始点Sと終点E(図2参照)がそれらに対応した各サンプル点(内腔ライン上の各サンプル点)の移動に追従する。こうして、流入流出ライン設定部44により、内腔ラインの形状の変化に応じて、つまり画像データ内における心臓の運動に追従するように、流入ライン54と流出ライン56が設定される。   Furthermore, the start point S and the end point E (see FIG. 2) of the inflow line 54 and the outflow line 56 respectively follow the movement of the corresponding sample points (each sample point on the lumen line). Thus, the inflow line 54 and the outflow line 56 are set by the inflow / outflow line setting unit 44 in accordance with the change in the shape of the lumen line, that is, the movement of the heart in the image data.

なお、速度ベクトル演算部40において、特許文献1に説明される手法により血流の2次元速度ベクトルを得る場合には、心臓壁の運動情報を利用するが、この場合には、心臓壁の運動情報として、内腔ライン速度演算部44において算出された内腔ライン上の各サンプル点における速度ベクトルが利用される。   When obtaining a two-dimensional velocity vector of blood flow in the velocity vector computing unit 40 by the method described in Patent Document 1, motion information of the heart wall is used. In this case, motion of the heart wall is used. As information, the velocity vector at each sample point on the lumen line calculated by the lumen line velocity calculator 44 is used.

補間処理部50と粒子生成部60と粒子演算部70における処理と機能については、後に図面を参照して詳述する。表示画像形成部80は、超音波画像形成部20から得られる超音波画像の画像データと、粒子演算部70から得られる演算結果に基づいて、血流表示画像を形成する、表示画像形成部80において形成された血流表示画像は表示部82に表示される。   The processes and functions of the interpolation processing unit 50, the particle generation unit 60, and the particle operation unit 70 will be described in detail later with reference to the drawings. The display image forming unit 80 forms a blood flow display image based on the image data of the ultrasonic image obtained from the ultrasonic image forming unit 20 and the calculation result obtained from the particle calculating unit 70. The blood flow display image formed in the above is displayed on the display unit 82.

制御部100は、図1の超音波診断装置内を全体的に制御する。制御部100による全体的な制御には、操作デバイス90を介して、医師や検査技師などのユーザから受け付けた指示も反映される。   The control unit 100 generally controls the inside of the ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. In the overall control by the control unit 100, an instruction received from a user such as a doctor or a laboratory technician is also reflected via the operation device 90.

図1に示す構成(符号を付された各部)のうち、送受信部12,超音波画像形成部20,ドプラ処理部30,速度ベクトル演算部40,内腔ライン設定部42,流入流出ライン設定部44,内腔ライン速度演算部46,補間処理部50,粒子生成部60,粒子演算部70,表示画像形成部80の各部は、例えば電気電子回路やプロセッサ等のハードウェアを利用して実現することができ、その実現において必要に応じてメモリ等のデバイスが利用されてもよい。また、上記各部に対応した機能の少なくとも一部がコンピュータにより実現されてもよい。つまり、上記各部に対応した機能の少なくとも一部が、CPUやプロセッサやメモリ等のハードウェアと、CPUやプロセッサの動作を規定するソフトウェア(プログラム)との協働により実現されてもよい。   Of the configuration shown in FIG. 1 (each part denoted by reference numerals), the transmitting / receiving unit 12, the ultrasonic image forming unit 20, the Doppler processing unit 30, the velocity vector calculating unit 40, the lumen line setting unit 42, and the inflow / outflow line setting unit 44. The lumen line speed calculating unit 46, the interpolation processing unit 50, the particle generating unit 60, the particle calculating unit 70, and the display image forming unit 80 are realized by using hardware such as an electric and electronic circuit or a processor. Devices, such as a memory, may be used as necessary in the implementation. In addition, at least a part of the functions corresponding to the above-described units may be realized by a computer. That is, at least a part of the functions corresponding to the above-described units may be realized by cooperation of hardware such as a CPU, a processor, or a memory, and software (program) defining operations of the CPU or the processor.

表示部82の好適な具体例は、液晶ディスプレイ等であり、操作デバイス90は、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、タッチパネル、その他のスイッチ類等のうちの少なくとも一つにより実現できる。そして、制御部100は、例えば、CPUやプロセッサやメモリ等のハードウェアと、CPUやプロセッサの動作を規定するソフトウェア(プログラム)との協働により実現することができる。   A preferable specific example of the display unit 82 is a liquid crystal display or the like, and the operation device 90 can be realized by, for example, at least one of a mouse, a keyboard, a trackball, a touch panel, and other switches. The control unit 100 can be realized, for example, by cooperation of hardware such as a CPU, a processor, and a memory, and software (program) that defines the operation of the CPU and the processor.

図1の超音波診断装置の全体構成は以上のとおりである。次に、図1の超音波診断装置により実現される機能の具体例について詳述する。なお、図1に示した構成(符号を付された各部)については、以下の説明において図1の符号を利用する。   The overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. 1 is as described above. Next, a specific example of the function realized by the ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. 1 will be described in detail. In addition, about the structure (each part which attached the code | symbol) shown in FIG. 1, the code | symbol of FIG. 1 is utilized in the following description.

図4は、速度ベクトル分布の具体例を示す図である。速度ベクトル演算部40は、例えば特許文献1(特開2013−192643号公報)に説明されるように、血流についての超音波ビーム方向の速度情報と心臓壁の運動情報を利用して、走査面内の各位置における血流の2次元速度ベクトルを得る。具体的には、ドプラ処理部30から得られる超音波ビーム方向の速度情報(ドプラ情報)と、内腔ライン速度演算部46から得られる内腔ライン52上の各サンプル点における速度情報に基づいて、例えば、図4に示す速度ベクトル分布が形成される。   FIG. 4 is a diagram showing a specific example of the velocity vector distribution. For example, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-192643), the velocity vector calculation unit 40 performs scanning using the velocity information in the ultrasonic beam direction of the blood flow and the motion information of the heart wall. Obtain a two-dimensional velocity vector of blood flow at each position in the plane. Specifically, based on velocity information (doppler information) in the ultrasonic beam direction obtained from the Doppler processing unit 30 and velocity information at each sample point on the lumen line 52 obtained from the lumen line velocity calculating unit 46 For example, the velocity vector distribution shown in FIG. 4 is formed.

図4に示す速度ベクトル分布は、心臓の内腔ライン52(図2参照)を含むxy座標系(直交座標系)で表現されており、xy座標系内の複数座標において算出された複数の速度ベクトル(血流の速度ベクトル)Vで構成されている。速度ベクトル演算部40は、例えば、超音波の走査に対応した走査座標系、例えばビームの深さ方向rとビームの走査方向θによるrθ座標系において2次元の速度ベクトル分布を形成してから、座標変換処理を行って図4に示すxy座標系の速度ベクトル分布を得る。   The velocity vector distribution shown in FIG. 4 is expressed by the xy coordinate system (orthogonal coordinate system) including the lumen line 52 of the heart (see FIG. 2), and a plurality of velocities calculated at plural coordinates in the xy coordinate system It is composed of a vector (velocity vector of blood flow) V. The velocity vector calculator 40 forms, for example, a two-dimensional velocity vector distribution in a scanning coordinate system corresponding to ultrasound scanning, for example, in the rθ coordinate system according to the beam depth direction r and the beam scanning direction θ, Coordinate conversion processing is performed to obtain velocity vector distribution in the xy coordinate system shown in FIG.

速度ベクトル演算部40は、複数のサンプル点(複数座標)に対応した速度ベクトルVで構成される各ベクトルフレーム、つまり2次元の速度ベクトル分布を示す各ベクトルフレームを生成する。速度ベクトル演算部40は、複数時相に亘って複数のベクトルフレームを次々に生成する。これにより、複数のベクトルフレームからなるベクトルフレーム列が得られる。   The velocity vector computing unit 40 generates vector frames each composed of velocity vectors V corresponding to a plurality of sample points (plural coordinates), that is, vector frames indicating a two-dimensional velocity vector distribution. The velocity vector calculator 40 generates a plurality of vector frames one after another over a plurality of time phases. Thereby, a vector frame sequence consisting of a plurality of vector frames is obtained.

図5は、フレーム列を説明するための図であり、図5(A)には、ベクトルフレーム列の具体例が図示されている。図5(A)に示す具体例において、ベクトルフレーム列は、複数のベクトルフレーム(1〜5を代表的に図示)で構成される。   FIG. 5 is a diagram for explaining a frame sequence, and FIG. 5A shows a specific example of a vector frame sequence. In the specific example shown in FIG. 5A, the vector frame sequence is composed of a plurality of vector frames (1 to 5 are representatively shown).

複数座標における速度ベクトルで構成された各ベクトルフレームは、ドプラ処理部30から得られる超音波ビーム方向の速度情報(ドプラ情報)を利用して生成される。ドプラ情報を得るにあたり、例えばカラードプラ法の送受信を利用すると、同じビーム方向に超音波が繰り返し送受されるため、例えばBモード画像を得る場合等に比べて、ドプラ情報を得る場合の送受信フレームレートは低くなってしまう。各ベクトルフレームを構成する速度ベクトルはドプラ情報を利用して算出されるため、ベクトルフレーム列のフレームレートも比較的低いものとなる。   Each vector frame composed of velocity vectors at multiple coordinates is generated using velocity information (doppler information) in the ultrasonic beam direction obtained from the Doppler processing unit 30. When obtaining Doppler information, for example, transmission and reception of the color Doppler method is used to transmit and receive ultrasound information in the same beam direction repeatedly, so that the transmitting and receiving frame rate in the case of obtaining Doppler information as compared to, for example, Will be lower. Since the velocity vectors constituting each vector frame are calculated using Doppler information, the frame rate of the vector frame sequence is also relatively low.

そこで、補間処理部50により、ベクトルフレーム列に対してフレーム間補間処理が実行される。図5(B)は、フレーム間補間処理を施された補間後のフレーム列の具体例が図示されている。図5(B)に示す具体例において、補正後のフレーム列は、複数のベクトルフレーム(図5(A)に代表的に図示された1〜5)と、それらのベクトルフレーム間に追加された複数の補間フレームで構成される。各補間フレームは、互いに隣接する2つのベクトルフレーム間に速度ベクトルに基づく補間処理を適用して生成される。   Therefore, the inter-frame interpolation process is performed by the interpolation processing unit 50 on the vector frame sequence. FIG. 5B shows a specific example of the frame sequence after interpolation subjected to the interframe interpolation process. In the example shown in FIG. 5 (B), the frame sequence after correction is added between the vector frames and a plurality of vector frames (1 to 5 representatively shown in FIG. 5 (A)). Composed of a plurality of interpolation frames. Each interpolation frame is generated by applying a velocity vector-based interpolation process between two vector frames adjacent to each other.

なお、補間後のフレーム列のフレームレートは、例えば、表示部82における表示フレームレートに応じて決定するようにしてもよい。具体的には、例えば、表示フレームレートが60Hzであれば、補間後のフレーム列のフレームレートも60Hzとなるように、追加される補間フレームの枚数等が決定される。もちろん、表示フレームレートと補間後のフレーム列のフレームレートは必ずしも一致させる必要はない。   The frame rate of the frame sequence after interpolation may be determined, for example, according to the display frame rate on the display unit 82. Specifically, for example, if the display frame rate is 60 Hz, the number of interpolation frames to be added is determined so that the frame rate of the frame sequence after interpolation is also 60 Hz. Of course, the display frame rate and the frame rate of the frame sequence after interpolation do not necessarily have to match.

図6は、フレーム間の補間処理を説明するための図である。補間処理部50は、複数のベクトルフレームからなるベクトルフレーム列(図5参照)内において、互いに隣接する2つのベクトルフレーム間に補間処理を適用し、そのベクトルフレーム間に1又は複数の補間フレームを追加する。各補間フレームは、複数座標における補間ベクトルで構成される。   FIG. 6 is a diagram for explaining an inter-frame interpolation process. The interpolation processing unit 50 applies an interpolation process between two vector frames adjacent to each other in a vector frame sequence (see FIG. 5) consisting of a plurality of vector frames, and one or more interpolation frames between the vector frames. to add. Each interpolation frame is composed of interpolation vectors at a plurality of coordinates.

補間処理部50は、各座標ごとに、互いに隣接する2つのベクトルフレームから得られる当該座標に対応した2つの速度ベクトルに基づく補間処理により、当該座標に対応した補間ベクトルを算出する。   The interpolation processing unit 50 calculates an interpolation vector corresponding to the coordinates by interpolation based on two velocity vectors corresponding to the coordinates obtained from two vector frames adjacent to each other for each coordinate.

図6には、座標(x,y)におけるフレーム間補間処理の具体例が図示されている。図6において、ベクトルフレーム(n)とベクトルフレーム(n+1)は、ベクトルフレーム列内において互いに隣接する2つのベクトルフレームである。図6に示す具体例では、ベクトルフレーム(n)とベクトルフレーム(n+1)の間に、等間隔で4つの補間フレーム(1)〜(4)が追加される。ベクトルフレーム(n)とベクトルフレーム(n+1)の時間間隔はΔTであり、ΔT内において4つの補間フレーム(1)〜(4)が等間隔Δtで追加される。したがって、ΔT=5×Δtとなる。   FIG. 6 shows a specific example of inter-frame interpolation processing at coordinates (x, y). In FIG. 6, vector frame (n) and vector frame (n + 1) are two vector frames adjacent to each other in a vector frame sequence. In the specific example shown in FIG. 6, four interpolation frames (1) to (4) are added at equal intervals between the vector frame (n) and the vector frame (n + 1). The time interval between the vector frame (n) and the vector frame (n + 1) is ΔT, and four interpolation frames (1) to (4) are added at equal intervals Δt within ΔT. Therefore, ΔT = 5 × Δt.

補間処理部50は、例えば、時間間隔に応じた線形補間により、各補間フレームを構成する補間ベクトルを算出する。例えば、ベクトルフレーム(n)内の座標(x,y)における速度ベクトル(x方向成分,y方向成分)が(Vx0,Vy0)であり、ベクトルフレーム(n+1)内の座標(x,y)における速度ベクトル(x方向成分,y方向成分)が(Vx1,Vy1)である場合に、補間フレーム(1)〜(4)の各々の座標(x,y)における補間ベクトルのx方向成分とy方向成分は、それぞれ数1式から数4式により算出される。   The interpolation processing unit 50 calculates, for example, interpolation vectors constituting each interpolation frame by linear interpolation according to a time interval. For example, the velocity vector (x-direction component, y-direction component) at coordinates (x, y) in vector frame (n) is (Vx0, Vy0), and at coordinates (x, y) in vector frame (n + 1) When the velocity vector (x-direction component, y-direction component) is (Vx1, Vy1), the x-direction component of the interpolation vector at each coordinate (x, y) of the interpolation frames (1) to (4) and the y direction The components are calculated by Equations 1 to 4 respectively.

[数1]
補間フレーム(1)の座標(x,y)における補間ベクトル
x方向成分={(Vx0・4Δt)+(Vx1・Δt)}/5Δt
y方向成分={(Vy0・4Δt)+(Vy1・Δt)}/5Δt
[数2]
補間フレーム(2)の座標(x,y)における補間ベクトル
x方向成分={(Vx0・3Δt)+(Vx1・2Δt)}/5Δt
y方向成分={(Vy0・3Δt)+(Vy1・2Δt)}/5Δt
[数3]
補間フレーム(3)の座標(x,y)における補間ベクトル
x方向成分={(Vx0・2Δt)+(Vx1・3Δt)}/5Δt
y方向成分={(Vy0・2Δt)+(Vy1・3Δt)}/5Δt
[数4]
補間フレーム(4)の座標(x,y)における補間ベクトル
x方向成分={(Vx0・Δt)+(Vx1・4Δt)}/5Δt
y方向成分={(Vy0・Δt)+(Vy1・4Δt)}/5Δt
[Equation 1]
Interpolation vector at coordinate (x, y) of interpolation frame (1) x direction component = {(Vx 0 · 4 Δt) + (Vx 1 · Δt)} / 5 Δt
y-direction component = {(Vy 0 · 4 Δt) + (Vy 1 · Δt)} / 5 Δt
[Equation 2]
Interpolation vector at coordinates (x, y) of interpolation frame (2) x direction component = {(Vx 0 · 3 Δt) + (Vx 1 · 2 Δt)} / 5 Δt
y-direction component = {(Vy0.3.t) + (Vy1.2.t)} / 5Δt
[Equation 3]
Interpolation vector at coordinates (x, y) of interpolation frame (3) x direction component = {(Vx 0 · 2 Δt) + (Vx 1 · 3 Δt)} / 5 Δt
y-direction component = {(Vy0.2.DELTA.t) + (Vy1.3.DELTA.t)} / 5.DELTA.t
[Equation 4]
Interpolation vector at the coordinates (x, y) of the interpolation frame (4) x direction component = {(Vx0 · Δt) + (Vx1 · 4Δt)} / 5Δt
y direction component = {(Vy0 · Δt) + (Vy1 · 4Δt)} / 5Δt

なお、数1式から数4式は、時間間隔に応じた線形補間を利用した場合における一つの具体例に過ぎず、他の数式を利用して線形補間が実現されてもよいし、線形補間以外の補間処理を利用して補間ベクトルが算出されてもよい。さらに、各座標における補間ベクトルを算出する際に、その座標以外の、例えばその座標近傍の速度ベクトルが参照されてもよい。また、例えば、ベクトルフレーム(n)とベクトルフレーム(n+1)の間における補間処理に、これら2つのベクトルフレーム以外の、例えばこれら2つのベクトルフレームの近傍のベクトルフレーム内における速度ベクトルが利用されてもよい。   Equations 1 to 4 are only one specific example in the case of using linear interpolation according to a time interval, and linear interpolation may be realized using other equations, or linear interpolation An interpolation vector may be calculated using interpolation processing other than that. Furthermore, when calculating an interpolation vector at each coordinate, a velocity vector other than the coordinate, for example, near the coordinate may be referred to. Also, for example, in interpolation processing between vector frame (n) and vector frame (n + 1), velocity vectors within vector frames near these two vector frames other than these two vector frames may be used, for example. Good.

補間処理部50は、速度ベクトル分布が得られた複数座標について、各座標ごとにフレーム間補間処理を実行して補間ベクトルを得ることにより、複数座標における補間ベクトルで構成された各補間フレームを形成する。こうして、複数のベクトルフレームとそれらのベクトルフレーム間に追加された複数の補間フレームで構成される補間後のフレーム列(図5(B)参照)が得られる。そして、補間後のフレーム列に基づいて、血流に関する仮想的な複数粒子の移動先が算出される。仮想的な複数粒子は、粒子生成部60により生成される。   The interpolation processing unit 50 performs inter-frame interpolation processing for each of the plurality of coordinates for which the velocity vector distribution is obtained to obtain an interpolation vector, thereby forming each interpolation frame composed of interpolation vectors in the plurality of coordinates. Do. In this way, a post-interpolation frame sequence (see FIG. 5B) composed of a plurality of vector frames and a plurality of interpolation frames added between the vector frames is obtained. Then, based on the post-interpolation frame sequence, virtual multiple particle movement destinations related to blood flow are calculated. A plurality of virtual particles are generated by the particle generator 60.

図7は、複数粒子の生成を説明するための図である。粒子生成部60は、血流が含まれる座標系内、つまり超音波画像と2次元速度ベクトル分布が形成された座標系内に、血流に関する複数粒子を設定する。粒子生成部60は、例えば、超音波画像内において心臓に対して設定された流入ライン54上に複数粒子を生成する。この場合には、流入ライン54が複数粒子を生成する生成ラインとなる。   FIG. 7 is a diagram for explaining generation of a plurality of particles. The particle generation unit 60 sets a plurality of particles related to the blood flow in the coordinate system including the blood flow, that is, in the coordinate system in which the ultrasonic image and the two-dimensional velocity vector distribution are formed. The particle generator 60 generates, for example, a plurality of particles on an inflow line 54 set for the heart in an ultrasound image. In this case, the inflow line 54 is a production line for producing a plurality of particles.

例えば、図7に示す基本例のように、始点Sと終点Eを直線で結んだ流入ライン54上に、等間隔で一例に並ぶ複数粒子が生成される。例えば50個の粒子が流入ライン54上に等間隔で生成される。なお、流入ライン54の長さが50画素(ピクセル)以下の場合には、流入ライン54上の1画素につき1個の粒子が生成される。もちろん、50個以外の設定個数で複数粒子が生成されてもよい。ユーザが複数粒子の個数を設定又は変更できるようにしてもよい。   For example, as in the basic example shown in FIG. 7, a plurality of particles arranged in an example at equal intervals are generated on the inflow line 54 connecting the start point S and the end point E by a straight line. For example, 50 particles are generated on the inflow line 54 at equal intervals. When the length of the inflow line 54 is 50 pixels or less, one particle is generated per one pixel on the inflow line 54. Of course, a plurality of particles may be generated with a set number other than 50. The user may set or change the number of particles.

粒子生成部60は、特定の1フレームのみ(1時相のみ)で複数粒子を発生させることが望ましい。粒子生成部60は、例えば、演算の起点となる最初のフレームにおいて複数粒子を発生される。なお、粒子生成部60は、複数フレームに亘って定期的に各フレーム内に複数粒子を発生させてもよい。例えば、後に説明する血流表示画像の視認性を損なわない程度に数フレーム間隔で各フレーム内に複数粒子が生成されてもよい。   It is desirable that the particle generation unit 60 generate a plurality of particles in only one specific frame (only one time phase). The particle generation unit 60 generates a plurality of particles, for example, in the first frame that is the starting point of the calculation. The particle generation unit 60 may generate a plurality of particles in each frame periodically over a plurality of frames. For example, a plurality of particles may be generated in each frame at intervals of several frames to the extent that the visibility of the blood flow display image described later is not impaired.

粒子生成部60により複数粒子が生成されると、粒子演算部70は、補正後のフレーム列(図5(B))に基づいて、各粒子ごとにその粒子の移動先を算出する。   When a plurality of particles are generated by the particle generation unit 60, the particle operation unit 70 calculates the movement destination of each particle for each particle based on the corrected frame sequence (FIG. 5 (B)).

図8は、各粒子の移動先の演算の具体例を説明するための図である。図8には、ベクトルフレーム(n)とベクトルフレーム(n+1)の間に、等間隔で4つの補間フレーム(1)〜(4)が追加された補正後のフレーム列(図6参照)に基づく、一つの粒子Pに関する演算の具体例が示されている。   FIG. 8 is a diagram for describing a specific example of calculation of the movement destination of each particle. FIG. 8 is based on a corrected frame sequence (see FIG. 6) in which four interpolation frames (1) to (4) are added at equal intervals between the vector frame (n) and the vector frame (n + 1). , A specific example of the operation regarding one particle P is shown.

ベクトルフレーム(n)内において粒子Pが位置P0(座標P0)に存在する場合、例えばベクトルフレーム(n)内の位置P0に粒子Pが生成された場合、まず、位置P0における血流の速度ベクトルV0が利用される。ベクトルフレーム(n)を構成する複数座標の速度ベクトルの中に、位置P0(座標P0)に対応する座標の速度ベクトルが存在すれば当該速度ベクトルが速度ベクトルV0とされる。もし、位置P0に対応する座標の速度ベクトルがなければ、位置P0の近傍にある複数座標の速度ベクトルに基づく線形補間処理(フレーム内補間処理)等により速度ベクトルV0が算出される。   When the particle P exists at the position P0 (coordinate P0) in the vector frame (n), for example, when the particle P is generated at the position P0 in the vector frame (n), first, the velocity vector of blood flow at the position P0 V0 is used. If there is a velocity vector of coordinates corresponding to the position P0 (coordinate P0) among the velocity vectors of plural coordinates constituting the vector frame (n), the velocity vector is set as the velocity vector V0. If there is no velocity vector of coordinates corresponding to the position P0, the velocity vector V0 is calculated by linear interpolation processing (intra-frame interpolation processing) or the like based on velocity vectors of plural coordinates in the vicinity of the position P0.

そして、速度ベクトルV0とフレーム間隔Δt(図6参照)を乗算することにより移動ベクトル(大きさが速度ベクトルV0のΔt倍で速度ベクトルV0と同じ方向)が算出され、位置P0からその移動ベクトルだけ移動した位置P1(座標P1)が導出される。これにより得られた位置P1が、ベクトルフレーム(n)の次のフレーム(次の時相)である補間フレーム(1)における粒子Pの位置(移動先の座標)となる。   Then, by multiplying the velocity vector V0 by the frame interval Δt (see FIG. 6), a movement vector (the magnitude is Δt times the velocity vector V0 and the same direction as the velocity vector V0) is calculated, and only the movement vector is calculated from the position P0. The moved position P1 (coordinate P1) is derived. The position P1 thus obtained is the position (coordinate of the movement destination) of the particle P in the interpolation frame (1) which is the next frame (next phase) of the vector frame (n).

次に、位置P1における血流の速度ベクトルV1が利用される。補間フレーム(1)を構成する複数座標の補間ベクトルの中に、位置P1(座標P1)に対応する座標の補間ベクトルが存在すれば当該補間ベクトルが速度ベクトルV1とされ、位置P1に対応する座標の補間ベクトルがなければ、位置P1の近傍にある複数座標の補間ベクトルに基づく線形補間処理(フレーム内補間処理)等により速度ベクトルV1が算出される。   Next, the velocity vector V1 of the blood flow at the position P1 is used. If there is an interpolation vector of coordinates corresponding to the position P1 (coordinate P1) among the interpolation vectors of plural coordinates constituting the interpolation frame (1), the interpolation vector is regarded as the velocity vector V1 and coordinates corresponding to the position P1 If there is no interpolation vector, the velocity vector V1 is calculated by linear interpolation processing (intra-frame interpolation processing) or the like based on interpolation vectors of a plurality of coordinates near the position P1.

そして、速度ベクトルV1とフレーム間隔Δtを乗算することにより移動ベクトル(大きさが速度ベクトルV1のΔt倍で速度ベクトルV1と同じ方向)が算出され、位置P1からその移動ベクトルだけ移動した位置P2(座標P2)が導出される。これにより得られた位置P2が、補間フレーム(1)の次のフレーム(次の時相)である補間フレーム(2)における粒子Pの位置(移動先の座標)となる。   Then, by multiplying the velocity vector V1 by the frame interval Δt, a movement vector (the magnitude is Δt times the velocity vector V1 and the same direction as the velocity vector V1) is calculated, and the position P2 is moved from the position P1 by the movement vector Coordinates P2) are derived. The position P2 obtained by this becomes the position (coordinate of the movement destination) of the particle P in the interpolation frame (2) which is the next frame (next time phase) of the interpolation frame (1).

補間フレーム(2)に続く補間フレーム(3)と補間フレーム(4)についても、上記と同様な処理が実行される。つまり、粒子Pの位置における速度ベクトル(V2,V3)とフレーム間隔Δtを乗算することにより得られる移動ベクトルに基づいて粒子Pの移動先の座標が算出される。図8の具体例において、補間フレーム(3)における位置P3と補間フレーム(4)における位置P4が粒子Pの移動先の座標である。   The same process as described above is performed on the interpolation frame (3) and the interpolation frame (4) following the interpolation frame (2). That is, the coordinates of the movement destination of the particle P are calculated based on the movement vector obtained by multiplying the velocity vector (V2, V3) at the position of the particle P by the frame interval Δt. In the specific example of FIG. 8, the position P3 in the interpolation frame (3) and the position P4 in the interpolation frame (4) are the coordinates of the movement destination of the particle P.

さらに、位置P4における血流の速度ベクトルV4が利用される。補間フレーム(4)を構成する複数座標の補間ベクトルの中に、位置P4(座標P4)に対応する座標の補間ベクトルが存在すれば当該補間ベクトルが速度ベクトルV4とされ、位置P4に対応する座標の補間ベクトルがなければ、位置P4の近傍にある複数座標の補間ベクトルに基づく線形補間処理(フレーム内補間処理)等により速度ベクトルV4が算出される。   Furthermore, the velocity vector V4 of the blood flow at the position P4 is used. If there is an interpolation vector of coordinates corresponding to the position P4 (coordinate P4) among the interpolation vectors of plural coordinates constituting the interpolation frame (4), the interpolation vector is regarded as the velocity vector V4 and coordinates corresponding to the position P4 If there is no interpolation vector, the velocity vector V4 is calculated by linear interpolation processing (intra-frame interpolation processing) or the like based on interpolation vectors of plural coordinates in the vicinity of the position P4.

そして、速度ベクトルV4とフレーム間隔Δtを乗算することにより移動ベクトル(大きさが速度ベクトルV4のΔt倍で速度ベクトルV4と同じ方向)が算出され、位置P4からその移動ベクトルだけ移動した位置P5(座標P5)が導出される。これにより得られた位置P5が、補間フレーム(5)の次のフレーム(次の時相)であるベクトルフレーム(n+1)における粒子Pの位置(移動先の座標)となる。   Then, by multiplying the velocity vector V4 by the frame interval Δt, the movement vector (the magnitude is Δt times the velocity vector V4 and in the same direction as the velocity vector V4) is calculated, and the position P5 moved by the movement vector from the position P4 ( Coordinates P5) are derived. The position P5 obtained by this becomes the position (coordinate of the movement destination) of the particle P in the vector frame (n + 1) which is the next frame (next time phase) of the interpolation frame (5).

こうして、粒子演算部70は、ベクトルフレーム(n+1)の以降に続く複数フレーム(補間フレームまたはベクトルフレーム)においても、上記と同様な処理を実行し、後に説明する終了条件が満たされるまで、次々に粒子Pの移動先を導出する。また、粒子演算部70は、粒子生成部60が生成した複数粒子の各々について、各粒子が生成されたフレーム(時相)から、その粒子の移動先を導出する。   Thus, the particle operation unit 70 executes the same processing as above also in a plurality of frames (interpolated frame or vector frame) subsequent to the vector frame (n + 1) until one of the end conditions described later is satisfied. The destination of the particle P is derived. In addition, for each of the plurality of particles generated by the particle generation unit 60, the particle operation unit 70 derives a movement destination of the particles from the frame (time phase) in which each particle is generated.

図8に示す具体例によれば、ベクトルフレーム間に複数の補間フレームが追加された補間後のフレーム列に基づいて各粒子の移動先が導出されるため、複数の補間フレームを追加しない場合に比べて、移動先の推定精度が高められる。   According to the specific example shown in FIG. 8, since the movement destination of each particle is derived based on the frame sequence after interpolation in which a plurality of interpolation frames are added between vector frames, the case where a plurality of interpolation frames are not added In comparison, the estimation accuracy of the moving destination is enhanced.

例えば、図8において補間フレーム(1)〜(4)を利用せずに、ベクトルフレーム(n)における粒子Pの位置P0から、速度ベクトルV0にベクトルフレーム間隔ΔT(図6参照)を乗算して得られる移動ベクトル(大きさが速度ベクトルV0のΔT倍で速度ベクトルV0と同じ方向)だけ移動した位置をベクトルフレーム(n+1)における粒子Pの移動先としてしまうと、図8の具体例で得られる位置P5(座標P5)とは大きく異なる移動先が得られてしまう。補間フレーム(1)〜(4)を利用しないと、ベクトルフレーム(n)とベクトルフレーム(n+1)との間における粒子Pの速度ベクトルの変化が反映されないためである。   For example, velocity vector V0 is multiplied by vector frame interval ΔT (see FIG. 6) from position P0 of particle P in vector frame (n) without using interpolation frames (1) to (4) in FIG. If the position moved by the obtained movement vector (size is ΔT times the velocity vector V0 and in the same direction as the velocity vector V0) is the movement destination of the particle P in the vector frame (n + 1), the example shown in FIG. A destination largely different from the position P5 (coordinate P5) is obtained. This is because changes in the velocity vector of the particle P between the vector frame (n) and the vector frame (n + 1) are not reflected unless the interpolation frames (1) to (4) are used.

図9は、各粒子の移動先の演算の例外処理を説明するための図である。粒子演算部70は、図8を利用して説明した基本処理により各粒子の移動先を導出するが、図9に示すように、各粒子の移動先が内腔ライン52を超えてしまう場合には、各粒子の移動先を内腔ライン52上または内腔ライン52の内側(心腔側)近傍に移動先を修正する。   FIG. 9 is a diagram for explaining exception processing of operation of movement destination of each particle. The particle operation unit 70 derives the moving destination of each particle by the basic processing described using FIG. 8, but as shown in FIG. 9, when the moving destination of each particle exceeds the lumen line 52. The destination of each particle is corrected on the lumen line 52 or near the inner side (cardiac space side) of the lumen line 52.

例えば、図9に示す具体例のように、各フレーム(ベクトルフレーム又は補間フレーム)において粒子Pが位置P6にあり、基本処理により得られる次フレーム(ベクトルフレーム又は補間フレーム)における移動先が位置P7となる場合、つまり移動ベクトル(破線矢印)と内腔ライン52が交差する場合には、次フレームにおける移動先が位置P7から位置P7´に修正される。図9の具体例において、位置P7´は、内腔ライン52と移動ベクトルの交点であるが、当該交点の近傍に、例えば内腔ライン52の内側(心腔側)の近傍が位置P7´とされてもよい。   For example, as in the specific example shown in FIG. 9, the particle P is at the position P6 in each frame (vector frame or interpolation frame), and the movement destination in the next frame (vector frame or interpolation frame) obtained by basic processing is the position P7. If the movement vector (broken line arrow) intersects the lumen line 52, the movement destination in the next frame is corrected from the position P7 to the position P7 '. In the specific example of FIG. 9, the position P7 'is the intersection of the lumen line 52 and the movement vector, but for example, the vicinity (in the heart chamber side) of the lumen line 52 is the position P7' near the intersection. It may be done.

図10は、各粒子の移動先の演算の終了条件を説明するための図である。粒子演算部70は、図8を利用して説明した基本処理と図9を利用して説明した例外処理により各粒子の移動先を次々に導出し、図10に示すように、各粒子の移動先が流出ライン56を通過した場合に、その粒子の移動先の演算を終了する。   FIG. 10 is a diagram for explaining an end condition of calculation of the movement destination of each particle. The particle operation unit 70 derives the moving destination of each particle one after another by the basic processing described using FIG. 8 and the exception processing described using FIG. 9, and as shown in FIG. 10, the movement of each particle When the tip passes through the outflow line 56, the calculation of the movement destination of the particle is ended.

例えば、図10に示す具体例のように、各フレーム(ベクトルフレーム又は補間フレーム)において粒子Pが位置P8にあり、次フレーム(ベクトルフレーム又は補間フレーム)における移動先が位置P9となる場合、つまり移動ベクトル(破線矢印)と流出ライン56が交差する場合に、粒子演算部70は、次フレームにおける移動先を位置P9から位置P9´に修正して、粒子Pの移動先の演算を終了する。   For example, as in the specific example shown in FIG. 10, when the particle P is at the position P8 in each frame (vector frame or interpolation frame) and the movement destination in the next frame (vector frame or interpolation frame) is the position P9, that is When the movement vector (broken line arrow) intersects the outflow line 56, the particle operation unit 70 corrects the movement destination in the next frame from the position P9 to the position P9 ', and ends the calculation of the movement destination of the particle P.

なお、図10の具体例において、位置P9´は、流出ライン56と移動ベクトルの交点であるが、当該交点の近傍、例えば流出ライン56の上側(心腔側)の近傍が位置P9´とされてもよい。   In the specific example of FIG. 10, the position P9 'is the intersection of the outflow line 56 and the movement vector, but the vicinity of the intersection, for example, the upper side (cardiac cavity side) of the outflow line 56 is taken as the position P9'. May be

粒子生成部60により複数粒子が生成され、粒子演算部70により各粒子ごとにその粒子の複数時相(複数フレーム)に亘る移動先が次々に算出されると、表示画像形成部80は、複数粒子の移動先を互いに結び付けて示した血流表示画像を形成する。表示画像形成部80は、複数粒子の移動先に対応した複数の位置を通る波面ラインにより、それら複数粒子の移動先を互いに結び付けて示した血流表示画像を形成する。   When the particle generation unit 60 generates a plurality of particles, and the particle operation unit 70 sequentially calculates the movement destinations of the particles over a plurality of time phases (a plurality of frames) of each particle, the display image formation unit 80 A bloodstream display image is formed showing the particle destinations linked to one another. The display image forming unit 80 forms a blood flow display image in which the moving destinations of the plurality of particles are linked to each other by the wavefront line passing through the plurality of positions corresponding to the moving destinations of the plurality of particles.

図11は、波面ラインの具体例を示す図である。図11には、始点Sと終点Eを直線で結んだ流入ライン54上に生成された複数粒子(1)〜(18)が図示されている。図11において、各黒丸(塗りつぶされた円)が各粒子の生成位置を示している。なお、流入ライン54上には、例えば50個の粒子が生成されるが、図11においては、図示の都合上により18個のみが示されている。   FIG. 11 is a diagram showing a specific example of a wavefront line. In FIG. 11, a plurality of particles (1) to (18) generated on the inflow line 54 connecting the start point S and the end point E by a straight line are illustrated. In FIG. 11, each black circle (filled circle) indicates the generation position of each particle. Although, for example, 50 particles are generated on the inflow line 54, only 18 particles are shown in FIG. 11 for convenience of illustration.

粒子演算部70により各粒子ごとにその粒子の複数時相(複数フレーム)に亘る移動先の座標値が次々に算出される。図11には、ある1時相(1フレーム)における複数粒子(1)〜(18)の移動先が図示されている。図11において、各破線円が各粒子の移動先を示している。   The particle operation unit 70 sequentially calculates, for each particle, coordinate values of movement destinations of the particle over a plurality of time phases (plural frames) of the particle. The moving destinations of the plurality of particles (1) to (18) in one phase (one frame) are shown in FIG. In FIG. 11, each dashed circle indicates the destination of each particle.

表示画像形成部80は、各時相ごとに、複数粒子(1)〜(18)の移動先に対応した複数の位置を通る波面ラインWを形成する。例えば、図11に示す具体例のように、生成時に隣接していた2粒子間を直線で結び、複数粒子(1)〜(18)を折れ線で結んだ波面ラインWが形成される。なお、複数粒子(1)〜(18)の移動先を通る曲線や、複数粒子(1)〜(18)の移動先の近傍を通る近似曲線などにより、波面ラインWが形成されてもよい。また、追跡された全ての粒子のうちのいくつかの粒子に基づいて波面ラインWが形成されてもよい。   The display image forming unit 80 forms wavefront lines W passing through a plurality of positions corresponding to the destinations of the plurality of particles (1) to (18) for each time phase. For example, as in the specific example shown in FIG. 11, a wavefront line W is formed by connecting two particles adjacent to each other at the time of generation with a straight line and connecting a plurality of particles (1) to (18) with a broken line. The wavefront line W may be formed by a curve passing through the moving destinations of the plurality of particles (1) to (18) or an approximate curve passing through the vicinity of the moving destinations of the plurality of particles (1) to (18). Also, the wavefront line W may be formed based on some of all the tracked particles.

図11には、複数時相のうちの1時相のみの波面ラインWが図示されているが、表示画像形成部80は、複数時相に亘って各時相ごとに、その時相における複数粒子(1)〜(18)の移動先に対応した複数の位置を通る波面ラインWを形成し、波面ラインWを示した血流表示画像を形成する。   Although the wavefront line W of only one of the multiple phases is shown in FIG. 11, the display image forming unit 80 displays multiple particles in that phase for each of the multiple phases. A wavefront line W passing through a plurality of positions corresponding to the movement destinations (1) to (18) is formed, and a blood flow display image showing the wavefront line W is formed.

図12は、血流表示画像の具体例を示す図である。表示画像形成部80は、複数時相に亘って各時相ごとに波面ラインWを形成し、例えば、超音波画像形成部20から得られる心臓の超音波画像上に波面ラインWを示した血流表示画像を形成する。また、ドプラ処理部30から得られるドプラ情報を利用して形成されるカラードプラ画像上に波面ラインWを示した血流表示画像が形成されてもよい。   FIG. 12 is a view showing a specific example of a blood flow display image. The display image forming unit 80 forms the wave front line W for each time phase over a plurality of time phases, and for example, the blood showing the wave front line W on the ultrasound image of the heart obtained from the ultrasound image forming unit 20 Form a stream display image. In addition, a blood flow display image showing the wavefront line W may be formed on a color Doppler image formed by using the Doppler information obtained from the Doppler processing unit 30.

図12には、流入ライン54上に生成された複数粒子に関する複数時相の波面ラインW1〜W5が図示されている。例えば、補間後のフレーム列(図5参照)の各フレームごとに、波面ラインW1,W2,W3,W4,W5,・・・の順に波面ラインWが次々に形成される。   In FIG. 12, wavefront phases W1 to W5 of multiple phases relating to multiple particles generated on the inflow line 54 are illustrated. For example, wavefront lines W are sequentially formed in the order of wavefront lines W1, W2, W3, W4, W5,... For each frame of a frame sequence after interpolation (see FIG. 5).

なお、波面ラインWが形成される時相間隔の好適な具体例は、補間後のフレーム列(図5参照)のフレーム間隔であるが、波面ラインWが形成される時相間隔は、例えば20mSec(20ミリ秒)等の任意の時間に設定されてもよいし、例えばユーザが好みの長さに調整できるようにしてもよい。   A preferred example of the time phase interval in which the wavefront line W is formed is the frame interval of the frame sequence after interpolation (see FIG. 5), but the time phase interval in which the wavefront line W is formed is, for example, 20 mSec. It may be set to an arbitrary time such as (20 milliseconds), or may be adjustable to a desired length by the user, for example.

さらに、血流表示画像内に一度に(同じ表示フレームで)表示させる波面ラインWの個数(図12の具体例では5個)や、一度に表示させる波面ラインWの選択条件(どの時相からどの時相までを表示させるか等)についても、例えば、診断内容やユーザの好み等に応じて適宜に調整されることが望ましい。   Furthermore, the number (five in the specific example of FIG. 12) of wavefront lines W to be displayed at one time (in the same display frame) in the blood flow display image or the selection condition of wavefront lines W to be displayed at one time As to which time phase is to be displayed, etc.), for example, it is desirable to be appropriately adjusted in accordance with the diagnostic content, the preference of the user, and the like.

医師や検査技師などのユーザは、血流表示画像から、例えば、複数粒子のうちのどの粒子が心臓内のどの部分に到達しているのか等を視覚的に直感的に把握することが可能になる。そのため、血流表示画像は、心臓に関する様々な疾患の発見や診断への利用が期待される。   A user such as a doctor or a laboratory technician can visually and intuitively grasp, for example, which part of a plurality of particles has reached which part of the heart from a blood flow display image Become. Therefore, the blood flow display image is expected to be used for detection and diagnosis of various diseases related to the heart.

図13は、健常例と疾患例の血流表示画像を示す図である。図13<A>に示す健常例は、健常な心臓の左室内における血流表示画像の具体例であり、画像内の僧帽弁上または僧帽弁の近傍に流入ライン54が設定されている。図13<A>の健常例では、流入ライン54上に発生した複数粒子の波面ラインWが、左室内(内腔ライン52内)において、全体的に広がるように形成されている。つまり、僧帽弁を介して左室内に流れ込んだ血流が、左室内の全体に広く行きわたっている。   FIG. 13 is a view showing blood flow display images of a healthy example and a disease example. The healthy example shown in FIG. 13 <A> is a specific example of a blood flow display image in the left ventricle of a healthy heart, and an inflow line 54 is set on the mitral valve or in the vicinity of the mitral valve in the image. . In the healthy example of FIG. 13 <A>, the wavefront line W of the plurality of particles generated on the inflow line 54 is formed so as to extend entirely in the left ventricle (within the lumen line 52). That is, the blood flowed into the left chamber through the mitral valve spreads throughout the left chamber.

これに対し、図13<B>に示す疾患例は、例えば、心筋梗塞などにより心臓壁の動きが健常ではない心臓の左室内における血流表示画像の具体例である。図13<B>の疾患例では、流入ライン54上に発生した複数粒子の波面ラインWが図の左側に偏っている。つまり、僧帽弁を介して左室内に流れ込んだ血流が、左室内の全体に行きわたっていないことが分かる。   On the other hand, the disease example shown in FIG. 13 <B> is a specific example of a blood flow display image in the left ventricle of a heart whose movement of the heart wall is not healthy due to, for example, a myocardial infarction. In the example of the disease of FIG. 13 <B>, the wavefront line W of the plurality of particles generated on the inflow line 54 is biased to the left side of the figure. That is, it can be seen that the blood flowed into the left chamber through the mitral valve does not extend to the entire left chamber.

また、図13<C>に示す疾患例は、瘤ができた心臓の左室内における血流表示画像の具体例である。図13<C>の疾患例では、瘤の領域に血液が流れていない又は血流が不足していることが分かる。   Moreover, the example of a disease shown to FIG. 13 <C> is a specific example of the blood-flow display image in the left ventricle of the heart in which the aneurysm was made. In the example of the disease of FIG. 13 <C>, it can be seen that the blood does not flow to the area of the mass or the blood flow is insufficient.

このように、血流表示画像から視覚的に心臓の状態を診断できることが期待される。なお、実際の診断においては、医師等の専門家の診断により症例等が判別されるべきことは言うまでもない。   Thus, it is expected that the condition of the heart can be diagnosed visually from the blood flow display image. Needless to say, in the actual diagnosis, cases and the like should be determined by the diagnosis of a specialist such as a doctor.

また、表示画像形成部80は、複数粒子の各粒子ごとに、その粒子の生成位置から移動先までの距離を示した粒子距離グラフを形成する。   In addition, the display image forming unit 80 forms, for each particle of the plurality of particles, a particle distance graph indicating the distance from the generation position of the particles to the movement destination.

図14は、粒子距離グラフの具体例を示す図である。表示画像形成部80は、例えば図14に示す具体例のように、各粒子の生成位置を横軸に示し、各粒子の距離を縦軸に示した粒子距離グラフを形成する。   FIG. 14 is a diagram showing a specific example of a particle distance graph. The display image forming unit 80 forms a particle distance graph in which the generation position of each particle is shown on the horizontal axis and the distance of each particle is shown on the vertical axis, as in the example shown in FIG. 14, for example.

流入ライン54上に複数粒子が生成されていれば(図7,図11参照)、図14に示す粒子距離グラフの横軸が流入ライン54に対応する。   If a plurality of particles are generated on the inflow line 54 (see FIGS. 7 and 11), the horizontal axis of the particle distance graph shown in FIG. 14 corresponds to the inflow line 54.

縦軸の距離は、各粒子が生成された位置(例えば流入ライン54上)から、その粒子の移動先までの距離であり、例えば、各粒子の生成位置から移動先までの直線距離が好適であるものの、各粒子の生成位置から移動先までの移動距離(追跡された経路に沿った距離)が利用されてもよい。図14に示す具体例では、各粒子の距離が破線直線の長さで示されている。   The distance on the vertical axis is the distance from the position where each particle is generated (for example, on the inflow line 54) to the movement destination of that particle, for example, the linear distance from the generation position of each particle to the movement destination is preferred Although there is a certain distance, the movement distance (the distance along the traced path) from the generation position of each particle to the movement destination may be used. In the example shown in FIG. 14, the distance of each particle is shown by the length of the broken straight line.

表示画像形成部80は、複数時相に亘って各時相ごとに複数粒子の距離を示した粒子距離グラフを形成する。例えば、図14に示す具体例のように、時相1,2,3,4,5,6,・・・の順に、各時相ごとに複数粒子の距離が示される。なお、図14の具体例では各時相ごとに示され得る黒丸(塗りつぶされた円)の位置が各粒子の距離を示している。   The display image forming unit 80 forms a particle distance graph showing distances of a plurality of particles for each time phase over a plurality of time phases. For example, as in the specific example shown in FIG. 14, the distances of a plurality of particles are shown for each time phase in the order of time phases 1, 2, 3, 4, 5, 6,. In the specific example of FIG. 14, the positions of black circles (filled circles) which can be indicated for each time phase indicate the distance of each particle.

図14の粒子距離グラフには、複数粒子に関する各粒子の最大距離が示される。粒子距離グラフ内において各粒子の距離の最大値が維持(ピークホールド)され、複数粒子の最大距離を折れ線または曲線で結んだ最大距離ラインが形成される。   The particle distance graph of FIG. 14 shows the maximum distance of each particle with respect to multiple particles. The maximum value of the distance of each particle is maintained (peak hold) in the particle distance graph, and a maximum distance line is formed by connecting the maximum distances of the plurality of particles by a line or a curve.

さらに、表示画像形成部80は、血流表示画像(図12,図13)と粒子距離グラフ(図14)に対して、各粒子が生成された位置に応じた色付け処理を施す。   Furthermore, the display image forming unit 80 subjects the blood flow display image (FIGS. 12 and 13) and the particle distance graph (FIG. 14) to a coloring process according to the position at which each particle is generated.

図15は、生成位置に応じた色付け処理の具体例を説明するための図である。図15には、血流表示画像と粒子距離グラフに対する色付け処理に利用されるカラーパレットの具体例が図示されている。   FIG. 15 is a diagram for describing a specific example of the coloring process according to the generation position. FIG. 15 shows a specific example of a color palette used for coloring processing on a blood flow display image and a particle distance graph.

図15のカラーパレットには、各粒子が生成された位置を横軸として各位置における色が対応付けられている。流入ライン54上に複数粒子が生成されていれば(図7,図11参照)、図15に示すカラーパレットの横軸が流入ライン54に対応する。つまり、カラーパレット内には、始点Sから終点Eまでの流入ライン54上の各位置に対応した色が示される。   In the color palette of FIG. 15, the color at each position is associated with the position at which each particle is generated as the horizontal axis. If a plurality of particles are generated on the inflow line 54 (see FIGS. 7 and 11), the horizontal axis of the color pallet shown in FIG. 15 corresponds to the inflow line 54. That is, in the color palette, colors corresponding to the respective positions on the inflow line 54 from the start point S to the end point E are shown.

RGBカーブ(1)は、カラーパレット内における配色パターンの具体例である。RGBカーブ(1)の横軸はカラーパレットと同じであり、始点Sから終点Eまでの流入ライン54上の各位置に対応している。また、RGBカーブ(1)の縦軸は、赤(R),緑(G),青(B)の各原色の輝度値を示している。   The RGB curve (1) is a specific example of the color arrangement pattern in the color palette. The horizontal axis of the RGB curve (1) is the same as that of the color palette, and corresponds to each position on the inflow line 54 from the start point S to the end point E. The vertical axis of the RGB curve (1) indicates the luminance value of each primary color of red (R), green (G) and blue (B).

RGBカーブ(1)では、始点Sの位置において、青の輝度値が最大値(例えば255)とされ、緑と赤の輝度値が最小値(例えば0)とされる。また、始点Sの位置から中間位置Mにかけて、青の輝度値を低下させつつ緑の輝度値を増加させ、中間位置Mにおいて緑の輝度値が最大値とされ、青と赤の輝度値が最小値とされる。さらに、中間位置Mから終点Eの位置にかけて、緑の輝度値を低下させつつ赤の輝度値を増加させ、終点Eの位置において、赤の輝度値が最大値とされ、青と緑の輝度値が最小値とされる。   In the RGB curve (1), at the position of the start point S, the luminance value of blue is set to the maximum value (for example, 255), and the luminance values of green and red are set to the minimum value (for example, 0). Also, from the position of the starting point S to the middle position M, the green brightness value is increased while decreasing the blue brightness value, and the green brightness value is made maximum at the middle position M, and the blue and red brightness values are minimum. It is considered a value. Furthermore, from the intermediate position M to the position of the end point E, the red luminance value is increased while decreasing the green luminance value, and at the position of the end point E, the red luminance value is made the maximum value, and blue and green luminance values Is the minimum value.

また、RGBカーブ(2)に示すように、オフセットを加えることにより赤(R),緑(G),青(B)の各原色の輝度値を全体的に上昇させてもよい。オフセットの大きさは例えば、輝度値の最大値と最小値の差の1/3程度とされる。もちろん、オフセットの大きさを例えばユーザが調整できるようにしてもよい。   Further, as shown in the RGB curve (2), the luminance values of the respective primary colors of red (R), green (G) and blue (B) may be generally increased by adding an offset. The magnitude of the offset is, for example, about 1/3 of the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance values. Of course, the magnitude of the offset may be adjustable by the user, for example.

表示画像形成部80は、血流表示画像(図12,図13)と粒子距離グラフ(図14)に対して、例えば図15のカラーパレットに従って色付け処理を施す。   The display image forming unit 80 subjects the blood flow display image (FIGS. 12 and 13) and the particle distance graph (FIG. 14) to a coloring process, for example, in accordance with the color palette of FIG.

表示画像形成部80は、血流表示画像内の各時相に対応した波面ラインW内において、各粒子の移動先に対応したライン部分をその各粒子が生成された位置に応じた色で表現する。例えば、図11に示す波面ラインW内において、粒子(1)の移動先(破線円)の近傍におけるライン部分を、粒子(1)が生成された位置(塗りつぶし円)に対応した色で表現する。粒子(1)が生成された位置に対応した色は、例えば図15のカラーパレットから選択される。同様に、図11に示す波面ラインW内における他のライン部分についても、その部分における粒子(破線円)が生成された位置(塗りつぶし円)に対応した色が割り当てられる。   In the wavefront line W corresponding to each time phase in the blood flow display image, the display image forming unit 80 expresses the line portion corresponding to the movement destination of each particle in a color according to the position at which each particle is generated. Do. For example, in the wavefront line W shown in FIG. 11, the line portion in the vicinity of the movement destination (broken line circle) of the particle (1) is expressed by a color corresponding to the position (filled circle) at which the particle (1) is generated. . The color corresponding to the position where the particle (1) is generated is selected, for example, from the color palette of FIG. Similarly, the color corresponding to the position (solid circle) at which the particle (broken line circle) in that portion is assigned to the other line portion in the wavefront line W shown in FIG.

また、表示画像形成部80は、各粒子の距離をその各粒子が生成された位置に応じた色で表現した粒子距離グラフを形成する。例えば図14に示す粒子距離グラフ内において、各粒子の距離を示す破線直線をその粒子が生成された位置に対応した色で表現する。各粒子が生成された位置に対応した色は、例えば図15のカラーパレットから選択される。なお、粒子距離グラフ内に示される最大距離ラインにも、各粒子が生成された位置に対応した色付け処理を施すことが望ましい。   Further, the display image forming unit 80 forms a particle distance graph in which the distance of each particle is expressed in a color corresponding to the position at which each particle is generated. For example, in the particle distance graph shown in FIG. 14, a broken line indicating the distance of each particle is represented by a color corresponding to the position at which the particle is generated. The color corresponding to the position where each particle was generated is selected from, for example, the color palette of FIG. In addition, it is desirable to perform coloring processing corresponding to the position where each particle was generated also on the maximum distance line shown in the particle distance graph.

そして、血流表示画像と粒子距離グラフに対して共通のカラーパレット(例えば図15のカラーパレット)を利用することにより、血流表示画像内における各粒子と粒子距離グラフ内における各粒子との対応関係が視覚的に把握することが容易になる。   Then, by using a common color palette (for example, the color palette in FIG. 15) for the blood flow display image and the particle distance graph, the correspondence between each particle in the blood flow display image and each particle in the particle distance graph It becomes easy for the relationship to be understood visually.

表示画像形成部80は、血流表示画像と粒子距離グラフを並べた表示画像を形成してもよいし、血流表示画像と粒子距離グラフを個別に示した表示画像を形成してもよい。   The display image forming unit 80 may form a display image in which the blood flow display image and the particle distance graph are arranged, or may form a display image in which the blood flow display image and the particle distance graph are individually shown.

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。   While the preferred embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments are merely illustrative in every respect, and do not limit the scope of the present invention. The present invention includes various modifications without departing from the essence thereof.

10 プローブ、12 送受信部、20 超音波画像形成部、30 ドプラ処理部、40 速度ベクトル演算部、42 内腔ライン設定部、44 流入流出ライン設定部、46 内腔ライン速度演算部、50 補間処理部、60 粒子生成部、70 粒子演算部、80 表示画像形成部、100 制御部。   Reference Signs List 10 probe 12 transmitting / receiving unit 20 ultrasound image forming unit 30 Doppler processing unit 40 velocity vector computing unit 42 lumen line setting unit 44 inflow / outflow line setting unit 46 lumen line velocity calculating unit 50 interpolation processing Part, 60 particle generation part, 70 particle operation part, 80 display image forming part, 100 control part.

Claims (6)

超音波を送受して得られた信号に基づいて心臓の心腔内における血流の血流ベクトルを得るベクトル演算部と、
前記心腔内における血流の仮想的な複数粒子を生成する粒子生成部と、
前記血流ベクトルに基づいて前記各粒子の移動先を導出する粒子演算部と、
前記複数粒子の移動先を互いに結び付けて示した血流画像を形成する画像形成部と、
を有し、
前記画像形成部は、前記複数粒子の各粒子ごとに当該粒子の生成位置から移動先までの距離を示したグラフを形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
A vector operation unit for obtaining a blood flow vector of blood flow in a heart chamber of a heart based on a signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves;
A particle generation unit for generating virtual multiple particles of blood flow in the heart chamber;
A particle operation unit for deriving a movement destination of each particle based on the blood flow vector;
An image forming unit for forming a blood flow image in which moving destinations of the plurality of particles are shown in connection with each other;
I have a,
The image forming unit forms a graph indicating the distance from the generation position of the particles to the movement destination for each particle of the plurality of particles.
An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by
請求項1に記載の超音波診断装置において、
前記画像形成部は、前記複数粒子の移動先に対応した複数の位置を通るラインを示すことにより、当該ラインにより当該複数粒子の移動先を互いに結び付けて示した前記血流画像を形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1,
The image forming unit forms a blood flow image in which the moving destinations of the plurality of particles are linked to each other by showing the line passing through the plurality of positions corresponding to the moving destinations of the plurality of particles.
An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by
請求項2に記載の超音波診断装置において、
前記画像形成部は、前記ライン上において前記各粒子の移動先に対応したライン部分を当該各粒子が生成された位置に応じた色で表現した前記血流画像を形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2,
The image forming unit forms the blood flow image in which a line portion corresponding to the moving destination of each particle on the line is expressed in a color corresponding to the position at which each particle is generated.
An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by
請求項2または3に記載の超音波診断装置において、
前記画像形成部は、複数時相に亘って各時相ごとに当該時相における前記複数粒子の移動先に対応した複数の位置を通る前記ラインを形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2 or 3,
The image forming unit forms the line passing through a plurality of positions corresponding to destinations of the plurality of particles in the time phase for each time phase over a plurality of time phases.
An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by
請求項1から4のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
前記画像形成部は、前記各粒子の生成位置を一方軸に示して前記各粒子の距離を他方軸に示した前記グラフを形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 4 .
The image forming unit forms the graph in which the generation position of each particle is indicated on one axis and the distance of each particle is indicated on the other axis.
An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by
請求項に記載の超音波診断装置において、
前記画像形成部は、前記各粒子の距離を当該各粒子が生成された位置に応じた色で表現した前記グラフを形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 5 ,
The image forming unit forms the graph in which the distance of each particle is expressed in a color according to the position where each particle is generated.
An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by
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