JP2008253605A - Ultrasonic diagnostic equipment and heart rate synchronizing signal generator - Google Patents

Ultrasonic diagnostic equipment and heart rate synchronizing signal generator Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately generate a heart rate synchronizing signal and a warning signal based on the electrocardiographic waveform on which a pacemaker waveform is superposed. <P>SOLUTION: A waveform detecting part 61 of a heart rate synchronizing signal generating part 6 provided in an ultrasonic diagnostic equipment detects QRS wave and a pacemaker waveform separately from the electrocardiographic waveform of a subject on which the pacemaker waveform is superposed. A synchronizing signal generating part 62 generates a heart rate synchronizing signal for determining the time phase of heart rate synchronizing image data based on the detected QRS wave. On the other hand, a warning signal generating part 63 generates a warning signal for stopping the operation of a medical device having the possibility of giving interference noise to the heart pacemaker based on the pacemaker waveform detected by the waveform detecting part 61. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、心電波形に基づいて生成された心拍同期信号に基づいて画像データの収集や表示を行なう超音波診断装置及び心拍同期信号生成装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus and a heartbeat synchronization signal generation apparatus that collect and display image data based on a heartbeat synchronization signal generated based on an electrocardiogram waveform.

超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された振動素子から発生する超音波パルスを被検体内に放射し、被検体組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる超音波反射波を前記振動素子によって受信することにより各種生体情報を収集するものである。   The ultrasonic diagnostic apparatus radiates an ultrasonic pulse generated from a vibration element built in an ultrasonic probe into a subject and receives an ultrasonic reflected wave generated by a difference in acoustic impedance of the subject tissue by the vibration element. Thus, various biological information is collected.

この診断方法は、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作でリアルタイムの2次元画像が容易に観察できるため、生体臓器の機能診断や形態診断に広く用いられている。生体内の組織あるいは血球からの反射波により生体情報を得る超音波診断法は、超音波パルス反射法と超音波ドプラ法の2つの大きな技術開発により急速な進歩を遂げ、これらの技術を用いて得られるBモード画像とカラードプラ画像は、今日の超音波画像診断において不可欠なものとなっている。   This diagnostic method is widely used for functional diagnosis and morphological diagnosis of living organs because a real-time two-dimensional image can be easily observed with a simple operation by simply bringing an ultrasonic probe into contact with the body surface. Ultrasound diagnostic methods for obtaining biological information from reflected waves from tissues or blood cells in a living body have made rapid progress with the development of two major technologies, the ultrasonic pulse reflection method and the ultrasonic Doppler method. The obtained B-mode image and color Doppler image are indispensable in today's ultrasonic image diagnosis.

ところで、循環器領域におけるBモード画像データやカラードプラ画像データ等の超音波画像データ(以下では、画像データと呼ぶ。)は、通常、同一被検体から得られる心電波形等の生体信号に同期して生成あるいは表示される。例えば、被検体に対する時系列的な画像データの生成と並行して心電波形に基づく心拍時相を計測し、画像データを保存する際に前記心拍時相を画像データの付帯情報として保存する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この方法によれば、上述の画像データを表示する際に、心拍時相情報に基づいて画像データを読み出すことができるため所望の心拍時相における画像データを短時間かつ正確に表示することが可能となる。   By the way, ultrasonic image data (hereinafter referred to as image data) such as B-mode image data and color Doppler image data in the circulatory region is usually synchronized with a biological signal such as an electrocardiographic waveform obtained from the same subject. Generated or displayed. For example, a method of measuring a heartbeat time phase based on an electrocardiographic waveform in parallel with generation of time-series image data for a subject and storing the heartbeat time phase as incidental information of the image data when storing the image data Has been proposed (see, for example, Patent Document 1). According to this method, when displaying the above-mentioned image data, the image data can be read based on the heartbeat time phase information, so that the image data in the desired heartbeat time phase can be displayed in a short time and accurately. It becomes.

特に、同一被検体の異なる断面において得られた複数枚の画像データ、あるいは、薬物負荷や運動負荷の前後における同一診断対象部位の画像データを比較する際に、各々の画像データに付加された心拍同期信号を用いることにより所望の心拍時相における時系列的な画像データを比較観察することができ、又、心拍同期信号に基づいて所望の心拍時相における時系列的な画像データの生成と表示をリアルタイムで行なうことも可能となる。   In particular, when comparing multiple pieces of image data obtained from different sections of the same subject, or image data of the same diagnosis target part before and after drug load or exercise load, the heart rate added to each image data By using the synchronization signal, it is possible to compare and observe time-series image data in a desired heartbeat time phase, and generation and display of time-series image data in a desired heartbeat time phase based on the heartbeat synchronization signal. Can also be performed in real time.

被検体によってその振幅や形状が異なる心電波形から心拍同期信号を生成する際、この心拍同期信号のタイミングを安定かつ正確に検出するために種々の工夫がなされており、例えば、心電波形において最も振幅の大きなQRS波に基づいて心拍同期信号を生成する方法が通常行なわれている。この場合、超音波診断装置が備える心拍同期信号生成部は、予め設定された閾値とQRS波の振幅とを比較し、QRS波が閾値を超えたタイミングにおいて心拍同期信号を生成する。   When generating a heartbeat synchronization signal from an electrocardiogram waveform having a different amplitude or shape depending on the subject, various devices have been made to detect the timing of the heartbeat synchronization signal stably and accurately. A method of generating a heartbeat synchronization signal based on the QRS wave having the largest amplitude is generally performed. In this case, the heartbeat synchronization signal generation unit included in the ultrasonic diagnostic apparatus compares a preset threshold value with the amplitude of the QRS wave, and generates a heartbeat synchronization signal at a timing when the QRS wave exceeds the threshold value.

しかしながら、この方法によればQRS波に後続するT波の振幅も前記閾値より大きい場合には、T波の振幅が前記閾値を超えるタイミングにおいて新たな心拍同期信号が発生する。このようなT波に基づく心拍同期信号の発生を抑えるためにマスク期間を設定する方法が考えられる。このマスク期間をQRS波からT波までの間隔(R−T間隔)より長く、又、QRS波から次のQRS波までの間隔(R−R間隔:心拍周期)より短く設定することにより、QRS波に基づく心拍同期信号のみを得ることが可能となる。   However, according to this method, when the amplitude of the T wave following the QRS wave is also larger than the threshold value, a new heartbeat synchronization signal is generated at a timing when the amplitude of the T wave exceeds the threshold value. In order to suppress the generation of a heartbeat synchronization signal based on such a T wave, a method of setting a mask period can be considered. By setting this mask period longer than the interval from the QRS wave to the T wave (RT interval) and shorter than the interval from the QRS wave to the next QRS wave (RR interval: heartbeat cycle), QRS It is possible to obtain only the heartbeat synchronization signal based on the wave.

一方、上述のような心拍同期信号の収集や心電波形の観察を目的とした心電波形の計測と並行して計測された呼吸波形を継続的にモニタリングする方法が緊急医療の場等で行なわれつつあり、この場合の呼吸波形は、被検体胸部に装着された複数の電極間に微弱な交流電圧を印加して得られる胸部組織のインピーダンスの時間的変化から計測される。
特開2004−305453号公報
On the other hand, a method of continuously monitoring the respiratory waveform measured in parallel with the measurement of the electrocardiographic waveform for the purpose of collecting the heartbeat synchronization signal and observing the electrocardiographic waveform as described above is performed in an emergency medical field or the like. In this case, the respiratory waveform is measured from a temporal change in impedance of the breast tissue obtained by applying a weak alternating voltage between a plurality of electrodes mounted on the subject's chest.
JP 2004-305453 A

ところで、レート適用型心臓ペースメーカのように外部装置からの電磁的な干渉ノイズに対し耐性の低い心臓ペースメーカが体内に装着された被検体に対し上述のようなインピーダンス測定による呼吸波形の計測を行なう場合、印加された交流電圧に起因する干渉ノイズがそのセンサ部から混入することにより心臓ペースメーカは誤動作する危険性を有している。このような場合、装置の操作者は、干渉ノイズに対して耐性が低い心臓ペースメーカが当該被検体に装着されているか否かを被検体からの申告によって確認し、装着されている場合には呼吸波形計測ユニットの動作を手動によって停止させる方法がとられてきた。   By the way, when a cardiac pacemaker with low resistance to electromagnetic interference noise from an external device, such as a rate-applied cardiac pacemaker, measures the respiratory waveform by impedance measurement as described above for a subject mounted in the body. The cardiac pacemaker has a risk of malfunction due to interference noise caused by the applied AC voltage being mixed from the sensor unit. In such a case, the operator of the apparatus checks whether or not a cardiac pacemaker having low resistance to interference noise is attached to the subject by reporting from the subject, and if so, breathing is performed. A method of manually stopping the operation of the waveform measurement unit has been taken.

しかしながら、心臓ペースメーカの種別や機能、更には、干渉ノイズに対する耐性の有無等に関する情報を被検体から直接得ることは通常困難であり、特に、緊急に搬送された被検体や高齢の被検体から上述の情報を得ることは不可能である。このため、レート適用型心臓ペースメーカのように干渉ノイズに対する耐性が低い心臓ペースメーカが装着された被検体に対して心拍同期法を適用した超音波診断を行なう場合、呼吸波形計測ユニットの動作を確実に停止させることが困難となり、心臓ペースメーカが誤動作するという危険性を常に有していた。   However, it is usually difficult to obtain information on the type and function of the cardiac pacemaker, and whether or not it is resistant to interference noise directly from the subject. It is impossible to obtain information. For this reason, when performing an ultrasound diagnosis using the heart rate synchronization method on a subject equipped with a cardiac pacemaker that has low resistance to interference noise, such as a rate-applied cardiac pacemaker, the operation of the respiratory waveform measurement unit is ensured. There was always a risk that it would be difficult to stop and the cardiac pacemaker would malfunction.

一方、心臓ペースメーカが装着された被検体の心電波形には、心臓ペースメーカから出力されるインパルス状のトリガ波形(以下では、ペースメーカ波形と呼ぶ。)が重畳されており、このペースメーカ波形の振幅が所定の閾値を越えた場合には誤った心拍同期信号が生成される。そして、この心拍同期信号に基づいて誤った時相における画像データが収集された場合、画像データの再収集が必要となり診断効率が低下するのみならず操作者の負担が増大する。又、造影剤や薬物が投与された被検体に対する超音波検査の場合には、これらの再投与が必要となるため被検体に与える負担も増大するという問題点を有していた。   On the other hand, an impulse-like trigger waveform (hereinafter referred to as a pacemaker waveform) output from the cardiac pacemaker is superimposed on the electrocardiographic waveform of the subject on which the cardiac pacemaker is attached, and the amplitude of this pacemaker waveform is If the predetermined threshold is exceeded, an erroneous heartbeat synchronization signal is generated. When image data in an incorrect time phase is collected based on the heartbeat synchronization signal, image data needs to be collected again, which not only lowers diagnostic efficiency but also increases the burden on the operator. Further, in the case of ultrasonic examination on a subject to which a contrast medium or a drug has been administered, there is a problem in that the burden on the subject increases because re-administration of these is necessary.

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その第1の目的は、心臓ペースメーカが装着された被検体から得られる心電波形に基づいて生成された心拍同期信号を用いて前記被検体の所望心拍時相における画像データを収集する際、ペースメーカ波形が重畳された前記被検体の心電波形を用いて正確な心拍同期信号の生成を可能とする超音波診断装置及び心拍同期信号生成装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and a first object thereof is to generate a heartbeat synchronization signal generated based on an electrocardiographic waveform obtained from a subject to which a cardiac pacemaker is attached. An ultrasonic diagnostic apparatus capable of generating an accurate heartbeat synchronization signal using an electrocardiogram waveform of the subject on which a pacemaker waveform is superimposed when collecting image data at a desired heartbeat time phase of the subject using And providing a heartbeat synchronization signal generating apparatus.

更に、本発明の第2の目的は、心臓ペースメーカが装着された被検体から得られる心電波形に基づいて生成された心拍同期信号を用いて前記被検体の所望心拍時相における画像データと呼吸波形を収集する際、前記心臓ペースメーカに対して干渉ノイズを与える可能性がある呼吸波形計測ユニットの動作停止を目的とした警告信号の発生を可能とする超音波診断装置及び心拍同期信号生成装置を提供することにある。   Furthermore, a second object of the present invention is to provide image data and breathing in a desired heartbeat time phase of the subject using a heartbeat synchronization signal generated based on an electrocardiographic waveform obtained from the subject wearing a cardiac pacemaker. An ultrasonic diagnostic apparatus and a heartbeat synchronization signal generation apparatus capable of generating a warning signal for the purpose of stopping the operation of a respiratory waveform measurement unit that may give interference noise to the cardiac pacemaker when collecting waveforms It is to provide.

上記課題を解決するために、請求項1に係る本発明の心拍同期信号生成装置は、心臓ペースメーカが装着された被検体から得られる心電波形に基づいて心拍同期信号を生成する心拍同期信号生成装置であって、前記心臓ペースメーカのペースメーカ波形が重畳された前記心電波形におけるQRS波と前記ペースメーカ波形とを分離して検出する波形検出手段と、この波形検出手段によって検出された前記QRS波に基づいて心拍同期信号を発生する心拍同期信号発生手段と、前記波形検出手段によって検出された前記ペースメーカ波形に基づいて警告信号を発生する警告信号発生手段とを備えたことを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, a heartbeat synchronization signal generation apparatus according to the present invention according to claim 1 generates a heartbeat synchronization signal that generates a heartbeat synchronization signal based on an electrocardiogram waveform obtained from a subject to which a cardiac pacemaker is attached. A waveform detecting means for separating and detecting the QRS wave and the pacemaker waveform in the electrocardiographic waveform on which the pacemaker waveform of the cardiac pacemaker is superimposed, and the QRS wave detected by the waveform detecting means A heartbeat synchronization signal generating means for generating a heartbeat synchronization signal based on the signal and a warning signal generating means for generating a warning signal based on the pacemaker waveform detected by the waveform detecting means are provided.

又、請求項8に係る本発明の超音波診断装置は、被検体に対する超音波の送受信によって得られた受信信号に基づいて所望心拍時相における画像データを生成する超音波診断装置であって、請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載した心拍同期信号生成装置を心拍同期信号生成手段として備え、この心拍同期信号生成手段によって生成された前記被検体の心拍同期信号に基づいて前記所望心拍時相における画像データを生成することを特徴としている。   The ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention according to claim 8 is an ultrasonic diagnostic apparatus that generates image data in a desired heartbeat time phase based on a received signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to a subject, The heartbeat synchronization signal generation device according to any one of claims 1 to 7 is provided as a heartbeat synchronization signal generation unit, and the heartbeat synchronization signal is generated based on the heartbeat synchronization signal of the subject generated by the heartbeat synchronization signal generation unit. Image data in a desired heartbeat time phase is generated.

本発明によれば、心臓ペースメーカが装着された被検体から得られる心電波形に基づいて生成された心拍同期信号を用いて前記被検体の所望心拍時相における画像データと呼吸波形の収集を行なう際、前記心臓ペースメーカに対して干渉ノイズを与える可能性がある呼吸波形計測ユニットの動作を確実に停止することができる。   According to the present invention, image data and a respiratory waveform in a desired heartbeat time phase of the subject are collected using a heartbeat synchronization signal generated based on an electrocardiographic waveform obtained from the subject with a cardiac pacemaker. At this time, it is possible to reliably stop the operation of the respiratory waveform measurement unit that may give interference noise to the cardiac pacemaker.

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

以下に述べる本発明の第1の実施例における超音波診断装置の心拍同期信号生成部は、被検体から得られた心電波形に基づいて心拍同期信号を生成し、送受信部は、システム制御部が前記心拍同期信号に基づいて生成した所望の心拍時相における時系列的なフレームトリガ信号に従って超音波プローブに設けられた複数の振動素子を駆動し被検体に対して超音波の送受信を行なう。次いで、画像データ生成部は、前記被検体の複数方向から収集された受信信号を信号処理して前記心拍時相における画像データを生成し、表示部は、フレームトリガ信号の各々に同期して生成された時系列的な前記画像データを順次表示する。   The heart rate synchronization signal generation unit of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment of the present invention described below generates a heart rate synchronization signal based on an electrocardiogram waveform obtained from the subject, and the transmission / reception unit is a system control unit. Drives a plurality of vibration elements provided in the ultrasonic probe according to a time-series frame trigger signal in a desired heartbeat time phase generated based on the heartbeat synchronization signal, and transmits / receives ultrasonic waves to / from the subject. Next, the image data generation unit performs signal processing on reception signals collected from a plurality of directions of the subject to generate image data in the heartbeat time phase, and the display unit generates in synchronization with each of the frame trigger signals The time-series image data thus displayed are sequentially displayed.

このとき、前記心拍同期信号生成部は、ペースメーカ波形が重畳された当該被検体の心電波形におけるQRS波とペースメーカ波形を分離して検出し、検出されたQRS波に基づいて上述の心拍同期信号を生成すると共にペースメーカ波形に基づいて警告信号を生成する。そして、前記システム制御部は、前記心臓ペースメーカに対して干渉ノイズを与える可能性がある呼吸波形計測ユニットを前記警告信号に従って制御しその動作を停止させる。   At this time, the heartbeat synchronization signal generator separates and detects the QRS wave and the pacemaker waveform in the electrocardiogram waveform of the subject on which the pacemaker waveform is superimposed, and based on the detected QRS wave, the heartbeat synchronization signal described above And a warning signal based on the pacemaker waveform. And the said system control part controls the respiration waveform measurement unit which may give interference noise with respect to the said cardiac pacemaker according to the said warning signal, and stops the operation | movement.

尚、本実施例では、薬物投与前の被検体に対して動画像データの収集と表示を行ない、更に、薬物投与後の前記被検体の所望心拍時相において時系列的な画像データ(以下では、心拍同期画像データと呼ぶ。)の収集と表示を行なう場合について述べるが、これに限定されるものではなく、例えば、運動負荷前後や造影剤投与前後における画像データの生成/表示であってもよい。又、以下の実施例では、所望の心拍時相において収集されたBモードデータに基づいて薬物投与前後のBモード画像データを生成する場合について述べるが、カラードプラデータに基づくカラードプラ画像データやTDI(Tissue Doppler Imaging)画像データ、更には、受信超音波の高調波成分を用いたTHI(Tissue Harmonic Imaging)等の他の画像データであっても構わない。   In this embodiment, moving image data is collected and displayed on a subject before drug administration, and further, time-series image data (hereinafter referred to as “time-series image data”) in the desired heartbeat time phase of the subject after drug administration. Is referred to as heart rate synchronization image data), but is not limited to this. For example, image data generation / display before and after exercise load and before and after contrast agent administration Good. In the following embodiments, a case where B-mode image data before and after drug administration is generated based on B-mode data collected in a desired heartbeat time phase will be described. Color Doppler image data or TDI based on color Doppler data is described. (Tissue Doppler Imaging) Image data, and also other image data such as THI (Tissue Harmonic Imaging) using harmonic components of received ultrasonic waves may be used.

(装置の構成)
本発明の第1の実施例における超音波診断装置の構成につき図1乃至図6を用いて説明する。尚、図1は、本実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。又、前記超音波診断装置が備えた送受信部及び画像データ生成部の構成と心拍同期信号生成部の構成を図2及び図4に示す。
(Device configuration)
The configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment. 2 and 4 show the configuration of the transmission / reception unit and the image data generation unit and the configuration of the heartbeat synchronization signal generation unit provided in the ultrasonic diagnostic apparatus.

図1に示した本実施例の超音波診断装置100は、心臓ペースメーカが装着された被検体に対し超音波パルス(送信超音波)を送信し、この送信によって得られた超音波反射波(受信超音波)を電気信号(受信信号)に変換する複数個の振動素子を有した超音波プローブ3と、前記被検体の所定方向に対して超音波パルスを送信するための駆動信号を前記振動素子に供給し、これらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する送受信部2と、整相加算後の受信信号を信号処理して動画像データあるいは所望の心拍時相における画像データ(心拍同期画像データ)を生成する画像データ生成部4と、前記被検体の心電波形を計測する心電波形計測ユニット5と、前記心臓ペースメーカのペースメーカ波形が重畳された前記被検体の心電波形に基づいて心拍同期画像データの時相を決定する心拍同期信号の生成と前記心臓ペースメーカに対して干渉ノイズを与える可能性がある後述の呼吸波形計測ユニット7の動作停止を目的とした警告信号の生成を行なう心拍同期信号生成部6を備えている。   The ultrasonic diagnostic apparatus 100 of the present embodiment shown in FIG. 1 transmits an ultrasonic pulse (transmission ultrasonic wave) to a subject to which a cardiac pacemaker is attached, and an ultrasonic reflected wave (reception) obtained by this transmission. An ultrasonic probe 3 having a plurality of vibration elements for converting ultrasonic waves into electrical signals (reception signals), and a drive signal for transmitting ultrasonic pulses in a predetermined direction of the subject. The transmission / reception unit 2 that performs phasing addition of the reception signals of a plurality of channels obtained from these vibration elements, and performs signal processing on the reception signal after the phasing addition, thereby moving image data or an image in a desired heartbeat time phase. An image data generation unit 4 that generates data (heart rate synchronized image data), an electrocardiogram waveform measurement unit 5 that measures an electrocardiogram waveform of the subject, and the pacemaker waveform of the cardiac pacemaker superimposed thereon The purpose is to generate a heartbeat synchronization signal that determines the time phase of heartbeat synchronization image data based on the electrocardiogram waveform of the specimen and to stop the operation of a later-described respiratory waveform measurement unit 7 that may give interference noise to the cardiac pacemaker. Is provided with a heartbeat synchronization signal generator 6 for generating a warning signal.

更に、超音波診断装置100は、心電波形計測ユニット5から供給される心電波形及び呼吸波形計測ユニット7から供給される呼吸波形を画像データ生成部4から供給される動画像データあるいは心拍同期画像データに重畳して表示する表示部8と、被検体情報の入力や画像データ生成条件の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部9と、超音波診断装置100における上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部10を備えている。   Further, the ultrasonic diagnostic apparatus 100 uses the electrocardiogram waveform supplied from the electrocardiogram waveform measurement unit 5 and the respiration waveform supplied from the respiration waveform measurement unit 7 as moving image data supplied from the image data generation unit 4 or heartbeat synchronization. The display unit 8 that is displayed by being superimposed on the image data, the input unit 9 for inputting subject information, setting image data generation conditions, and inputting various command signals, etc., and the above-described in the ultrasonic diagnostic apparatus 100 A system control unit 10 that controls each unit in an integrated manner is provided.

超音波プローブ3は、図示しないN個の振動素子を有した先端部を被検体の体表に接触させ体内に対し超音波の送受信を行なう。そして、前記振動素子の各々は、図示しないNチャンネルの多芯ケーブルを介して送受信部2に接続されている。振動素子は電気音響変換素子であり、送信時には電気パルス(駆動信号)を超音波パルス(送信超音波)に変換し受信時には超音波反射波(受信超音波)を電気的な受信信号に変換する機能を有している。この超音波プローブ3には、セクタ走査対応、リニア走査対応、コンベックス走査対応等があり、本実施例ではセクタ走査用の超音波プローブ3を用いた場合について述べるが、リニア走査やコンベックス走査等に対応した超音波プローブであっても構わない。   The ultrasonic probe 3 transmits and receives ultrasonic waves to and from the body by bringing a tip having N vibration elements (not shown) into contact with the body surface of the subject. Each of the vibration elements is connected to the transmission / reception unit 2 via an N-channel multi-core cable (not shown). The vibration element is an electroacoustic transducer, which converts an electric pulse (driving signal) into an ultrasonic pulse (transmitting ultrasonic wave) during transmission and converts an ultrasonic reflected wave (received ultrasonic wave) into an electrical reception signal during reception. It has a function. The ultrasonic probe 3 has a sector scan support, a linear scan support, a convex scan support, and the like. In this embodiment, a case where the sector scan ultrasonic probe 3 is used will be described. A corresponding ultrasonic probe may be used.

次に、送受信部2と画像データ生成部4の具体的な構成につき図2のブロック図を用いて説明する。図2に示す送受信部2は、超音波プローブ3におけるN個の振動素子に対して駆動信号を供給する送信部21と、前記振動素子から得られたNチャンネルの受信信号を整相加算する受信部22を備えている。   Next, specific configurations of the transmission / reception unit 2 and the image data generation unit 4 will be described with reference to the block diagram of FIG. The transmission / reception unit 2 illustrated in FIG. 2 includes a transmission unit 21 that supplies a drive signal to N vibration elements in the ultrasonic probe 3 and reception that performs phasing addition of N-channel reception signals obtained from the vibration elements. A portion 22 is provided.

送信部21は、送信超音波の繰り返し周期を決定するためのレートパルスを発生するレートパルス発生器211と、送信超音波を所定の深さに集束するための遅延時間と所定の方向に送信するための遅延時間を前記レートパルスに与える送信遅延回路212と、このレートパルスの遅延時間に基づいて駆動パルスを生成し超音波プローブ3に内蔵されたN個の振動素子を駆動する駆動回路213を有している。   The transmission unit 21 transmits a rate pulse generator 211 that generates a rate pulse for determining a repetition period of the transmission ultrasonic wave, a delay time for focusing the transmission ultrasonic wave to a predetermined depth, and a predetermined direction. A transmission delay circuit 212 that gives a delay time to the rate pulse, and a drive circuit 213 that generates a drive pulse based on the delay time of the rate pulse and drives the N vibration elements built in the ultrasonic probe 3. Have.

一方、受信部22は、振動素子から供給されたNチャンネルの受信信号をA/D変換するA/D変換器221と、所定の深さからの受信超音波を集束するための遅延時間と所定方向に対して受信指向性を設定するための遅延時間をA/D変換されたNチャンネルの受信信号の各々に与える受信遅延回路222と、受信遅延回路222から出力されたNチャンネルの受信信号を加算合成する加算器223を有し、受信遅延回路222と加算器223により、被検体の所定方向から得られた受信信号は整相加算される。   On the other hand, the receiving unit 22 includes an A / D converter 221 that performs A / D conversion on the N-channel received signal supplied from the vibration element, a delay time for focusing the received ultrasonic wave from a predetermined depth, and a predetermined time. A reception delay circuit 222 that gives a delay time for setting the reception directivity to the direction to each of the N-channel reception signals subjected to A / D conversion, and an N-channel reception signal output from the reception delay circuit 222 An adder 223 for adding and synthesizing is provided, and the reception signal obtained from a predetermined direction of the subject is phased and added by the reception delay circuit 222 and the adder 223.

次に、画像データ生成部4は、送受信部2の受信部22から出力される整相加算後の受信信号に対し所定の信号処理を行なってBモードデータを生成する超音波データ生成部41と、このBモードデータを当該被検体に対する超音波の送受信方向に対応させて保存しBモード画像データを生成する超音波データ記憶部42を備えている。そして、超音波データ生成部41は、受信部22の加算器223から供給された受信信号を包絡線検波する包絡線検波器411と、包絡線検波された信号の振幅を対数変換してBモードデータを生成する対数変換器412を備えている。但し、包絡線検波器411と対数変換器412は順序を入れ替えて構成しても構わない。   Next, the image data generation unit 4 performs an ultrasonic signal generation unit 41 that performs predetermined signal processing on the reception signal after the phasing addition output from the reception unit 22 of the transmission / reception unit 2 to generate B-mode data. The B-mode data is stored in correspondence with the ultrasonic wave transmission / reception direction with respect to the subject, and an ultrasonic data storage unit 42 for generating B-mode image data is provided. Then, the ultrasonic data generation unit 41 performs logarithmic conversion on the amplitude of the envelope detector 411 that performs envelope detection on the received signal supplied from the adder 223 of the reception unit 22 and the B mode A logarithmic converter 412 for generating data is provided. However, the envelope detector 411 and the logarithmic converter 412 may be configured by changing the order.

図1に戻って、心電波形計測ユニット5は、心電波形の検出を目的として当該被検体の体表面に装着された計測用電極と、この計測用電極が検出した心電波形を所定の振幅に増幅する増幅回路と、増幅された心電波形をデジタル信号に変換するA/D変換器(何れも図示せず)を備えている。   Returning to FIG. 1, the electrocardiogram waveform measurement unit 5 uses a measurement electrode mounted on the body surface of the subject for the purpose of detecting the electrocardiogram waveform, and an electrocardiogram waveform detected by the measurement electrode as a predetermined value. An amplifying circuit for amplifying the amplitude and an A / D converter (none of which is shown) for converting the amplified electrocardiographic waveform into a digital signal are provided.

図3は、例えば、レート適合型の心臓ペースメーカが体内に装着された当該被検体の心電波形とこの心電波形に重畳された前記心臓ペースメーカのペースメーカ波形を示したものであり、心臓ペースメーカから所定周期Trで繰り返し発生されるインパルス状のペースメーカ波形Pmが、このペースメーカ波形Pmの刺激によって被検体の心筋組織から発生したP波、QRS波及びT波を有する心電波形Ecに重畳して心電波形計測ユニット5から出力される。   FIG. 3 shows, for example, an electrocardiographic waveform of the subject in which a rate-adaptive cardiac pacemaker is mounted in the body and the pacemaker waveform of the cardiac pacemaker superimposed on the electrocardiographic waveform. An impulse-like pacemaker waveform Pm repeatedly generated at a predetermined period Tr is superimposed on an electrocardiographic waveform Ec having a P wave, a QRS wave, and a T wave generated from the myocardial tissue of the subject by stimulation of the pacemaker waveform Pm. Output from the radio wave measuring unit 5.

そして、心電波形EcのP波、QRS波、T波に先行するペースメーカ波形Pmは、P波、QRS波及びT波と比較して極めて広帯域な周波数成分を有している。尚、以下では、ペースメーカ波形Pmに従って発生するP波、QRS波及びT波の中で最も振幅が大きいが故に心拍同期信号の生成に通常用いられるQRS波の検出について述べるが、これに限定されるものではない。   The pacemaker waveform Pm that precedes the P wave, QRS wave, and T wave of the electrocardiographic waveform Ec has a frequency component that is extremely wide compared to the P wave, QRS wave, and T wave. In the following, detection of a QRS wave that is normally used for generating a heartbeat synchronization signal because it has the largest amplitude among P waves, QRS waves, and T waves generated according to the pacemaker waveform Pm will be described, but the present invention is not limited to this. It is not a thing.

次に、心拍同期信号生成部6の構成につき図4を用いて説明する。この心拍同期信号生成部6は、図1の心電波形計測ユニット5から時系列的に供給される当該被検体の心電波形におけるQRS波とこの心電波形に重畳されたペースメーカ波形とを夫々分離して検出する波形検出部61と、この波形検出部61によって検出されたQRS波に基づいて心拍同期信号を発生する同期信号発生部62と、前記波形検出部61によって検出されたペースメーカ波形に基づいて警告信号を発生する警告信号発生部63を備えている。   Next, the configuration of the heartbeat synchronization signal generator 6 will be described with reference to FIG. The heartbeat synchronization signal generating unit 6 generates a QRS wave in the electrocardiographic waveform of the subject supplied in time series from the electrocardiographic waveform measurement unit 5 of FIG. 1 and a pacemaker waveform superimposed on the electrocardiographic waveform. A waveform detection unit 61 that detects the waveform separately, a synchronization signal generation unit 62 that generates a heartbeat synchronization signal based on the QRS wave detected by the waveform detection unit 61, and a pacemaker waveform detected by the waveform detection unit 61. A warning signal generator 63 for generating a warning signal based on the warning signal is provided.

上述の波形検出部61は、図3に示したようにペースメーカ波形が重畳された状態で心電波形計測ユニット5から供給される当該被検体の心電波形Ecの中からQRS波を強調して検出するQRS波検出部611と、心電波形Ecの中からペースメーカ波形のみを検出するペースメーカ波形検出部612を備えている。そして、QRS波検出部611及びペースメーカ波形検出部612の各々には、例えば、所定の帯域や遮断周波数を有する図示しないフィルタ回路が設けられている。   The waveform detector 61 described above emphasizes the QRS wave from the electrocardiogram waveform Ec of the subject supplied from the electrocardiogram waveform measurement unit 5 in a state where the pacemaker waveform is superimposed as shown in FIG. A QRS wave detection unit 611 for detecting and a pacemaker waveform detection unit 612 for detecting only the pacemaker waveform from the electrocardiogram waveform Ec are provided. Each of the QRS wave detection unit 611 and the pacemaker waveform detection unit 612 is provided with a filter circuit (not shown) having a predetermined band or cutoff frequency, for example.

図5は、QRS波の周波数成分Fr及びペースメーカ波形の周波数成分FpとQRS波検出部611が備えるフィルタ回路(第1のフィルタ回路)の周波数特性Hr及びペースメーカ波形検出部612が備えるフィルタ回路(第2のフィルタ回路)の周波数特性Hr及びHpの具体例を示したものであり、ペースメーカ波形は、例えば、10Hz乃至20Hzの周波数成分Frを有するQRS波の信号帯域より広い信号帯域を有している。このような周波数成分FrのQRS波と周波数成分Fpのペースメーカ波形に対し、フィルタ特性Hr(第1のフィルタ特性)を有したQRS波検出部611のフィルタ回路はQRS波の周波数成分Frを選択的に抽出し、フィルタ特性Hp(第2のフィルタ特性)を有したペースメーカ波形検出部612のフィルタ回路は、QRS波の周波数成分Frを排除しペースメーカ波形の高域成分を抽出する。   FIG. 5 shows the frequency component Fr of the QRS wave, the frequency component Fp of the pacemaker waveform, the frequency characteristic Hr of the filter circuit (first filter circuit) included in the QRS wave detection unit 611, and the filter circuit (first filter circuit included in the pacemaker waveform detection unit 612). 2 shows a specific example of frequency characteristics Hr and Hp, and the pacemaker waveform has a signal band wider than the signal band of a QRS wave having a frequency component Fr of 10 Hz to 20 Hz, for example. . For such QRS wave of frequency component Fr and pacemaker waveform of frequency component Fp, the filter circuit of QRS wave detector 611 having filter characteristic Hr (first filter characteristic) selectively selects frequency component Fr of QRS wave. The filter circuit of the pacemaker waveform detector 612 having the filter characteristic Hp (second filter characteristic) extracts the high frequency component of the pacemaker waveform by removing the frequency component Fr of the QRS wave.

図6は、心電波形計測ユニット5から供給され波形検出部61のQRS波検出部611及びペースメーカ波形検出部612へ入力されるペースメーカ波形が重畳された当該被検体の心電波形(図6(a))と、QRS波検出部611の出力波形(図6(b))及びペースメーカ波形検出部612の出力波形(図6(c))を模式的に示した図であり、図6(b)に示すQRS波検出部611の出力波形においてペースメーカ波形Pmの振幅は大幅に低減されQRS波が相対的に強調される。一方、図6(c)に示すペースメーカ波形波検出部612の出力波形においてQRS波形は削除されペースメーカ波形Pmの成分(特に高域成分)のみが出力される。   FIG. 6 shows an electrocardiogram waveform of the subject on which the pacemaker waveform supplied from the electrocardiogram waveform measurement unit 5 and input to the QRS wave detector 611 and the pacemaker waveform detector 612 of the waveform detector 61 is superimposed (FIG. 6 ( a)), and the output waveform of the QRS wave detector 611 (FIG. 6B) and the output waveform of the pacemaker waveform detector 612 (FIG. 6C) are schematically shown in FIG. The amplitude of the pacemaker waveform Pm is greatly reduced in the output waveform of the QRS wave detector 611 shown in FIG. On the other hand, the QRS waveform is deleted from the output waveform of the pacemaker waveform detection unit 612 shown in FIG. 6C, and only the component (particularly, the high frequency component) of the pacemaker waveform Pm is output.

図4に戻って、心拍同期信号生成部6の同期信号発生部62は、QRS波がペースメーカ波形より相対的に強調されたQRS波検出部611の出力波形と予め設定された閾値α(第1の閾値)とを比較し、例えば、前記出力波形が閾値αを越えた時点で心拍同期信号としてのトリガ信号を発生する。   Returning to FIG. 4, the synchronization signal generation unit 62 of the heartbeat synchronization signal generation unit 6 outputs an output waveform of the QRS wave detection unit 611 in which the QRS wave is relatively emphasized relative to the pacemaker waveform, and a preset threshold value α (first For example, when the output waveform exceeds the threshold value α, a trigger signal is generated as a heartbeat synchronization signal.

一方、警告信号発生部63は、QRS波の成分が排除されペースメーカ波形の高周波成分のみからなるペースメーカ波形検出部612の出力波形に基づいて当該被検体の体内に心臓ペースメーカが装着されているか否かを判定し、その判定結果に基づいて前記心臓ペースメーカに対して有害な干渉ノイズを与える危険性が有る呼吸波形計測ユニット7の動作を停止させるための警告信号を発生する。具体的には、ペースメーカ波形検出部612の出力波形と予め設定された閾値β(第2の閾値)とを比較し、前記出力波形が閾値βを所定回数超えた時点で警告信号を発生する。   On the other hand, the warning signal generation unit 63 determines whether or not a cardiac pacemaker is mounted in the body of the subject based on the output waveform of the pacemaker waveform detection unit 612 consisting only of the high frequency components of the pacemaker waveform from which the QRS wave component is eliminated. And generating a warning signal for stopping the operation of the respiratory waveform measurement unit 7 which has a risk of giving harmful interference noise to the cardiac pacemaker based on the determination result. Specifically, the output waveform of the pacemaker waveform detector 612 is compared with a preset threshold value β (second threshold value), and a warning signal is generated when the output waveform exceeds the threshold value β a predetermined number of times.

図1に戻って、呼吸波形計測ユニット7は、胸部組織のインピーダンス計測を目的として当該被検体の体表面に配置された計測用電極と、この計測用電極に印加された交流電圧に伴なう交流電流を計測して得られた胸部組織のインピーダンスに基づいて呼吸波形を推定する呼吸波形推定部と、この呼吸波形をデジタル信号に変換するA/D変換器(何れも図示せず)を備えている。但し、上述の胸部組織に対するインピーダンスの計測は、通常、心電波形の計測を目的として心電波形計測ユニット5に設けられた計測用電極を用いて行なわれる。   Returning to FIG. 1, the respiratory waveform measurement unit 7 accompanies the measurement electrode disposed on the body surface of the subject for the purpose of impedance measurement of the breast tissue and the AC voltage applied to the measurement electrode. A respiratory waveform estimation unit that estimates a respiratory waveform based on the impedance of the breast tissue obtained by measuring an alternating current, and an A / D converter (none of which is shown) that converts the respiratory waveform into a digital signal are provided. ing. However, the above-described impedance measurement for the breast tissue is usually performed using measurement electrodes provided in the electrocardiogram waveform measurement unit 5 for the purpose of measuring the electrocardiogram waveform.

一方、表示部8は、表示データ生成部81と、データ変換部82と、モニタ83を備えている。表示データ生成部81は、例えば、画像データ生成部4において生成された薬物投与前における当該被検体の動画像データ、薬物投与後の所望心拍時相における心拍同期画像データ、心電波形計測ユニット5が計測した心電波形及び呼吸波形計測ユニット7が計測した呼吸波形を合成して表示データを生成する。そして、データ変換部82は、前記表示データに対してD/A変換と表示フォーマット変換を行なって映像信号を生成しモニタ83に表示する。更に、表示部8の各ユニットは、心拍同期信号生成部6の警告信号発生部63が生成した警告信号に基づいて「被検体内に心臓ペースメーカが装着されている」旨の警告文言や警告情報を表示(報知)する。   On the other hand, the display unit 8 includes a display data generation unit 81, a data conversion unit 82, and a monitor 83. The display data generation unit 81 is, for example, the moving image data of the subject before the drug administration generated by the image data generation unit 4, the heartbeat synchronization image data in the desired heartbeat phase after the drug administration, and the electrocardiographic waveform measurement unit 5 The display unit generates the display data by synthesizing the electrocardiogram waveform measured by and the respiration waveform measured by the respiration waveform measurement unit. The data converter 82 performs D / A conversion and display format conversion on the display data to generate a video signal and display it on the monitor 83. Further, each unit of the display unit 8 has a warning message or warning information indicating that “a cardiac pacemaker is mounted in the subject” based on the warning signal generated by the warning signal generation unit 63 of the heartbeat synchronization signal generation unit 6. Is displayed (notified).

一方、入力部9は、操作パネル上に表示パネルやキーボード、トラックボール、マウス、選択ボタン、入力ボタン等の入力デバイスを備え、被検体情報の入力、観察モードの選択、画像データ収集モードの選択、画像データ収集条件や画像データ表示条件の設定、閾値α及び閾値βの設定、更には、種々のコマンド信号の入力等を行なう。尚、観察モードとして動画像観察モードと心拍同期画像観察モードがあり、画像データ収集モードとしてBモードデータに基づく画像データの収集モードやカラードプラデータに基づく画像データの収集モード等がある。   On the other hand, the input unit 9 includes input devices such as a display panel, a keyboard, a trackball, a mouse, a selection button, and an input button on the operation panel, and inputs object information, an observation mode, and an image data collection mode. The image data collection condition and the image data display condition are set, the threshold value α and the threshold value β are set, and various command signals are input. The observation mode includes a moving image observation mode and a heartbeat synchronization image observation mode, and the image data collection mode includes an image data collection mode based on B-mode data and an image data collection mode based on color Doppler data.

システム制御部10は、図示しないCPUと記憶回路を備え、前記記憶回路には、入力部9にて入力あるいは設定された上述の各種情報が保存される。そして、前記CPUは、上述の入力/設定情報に基づいて超音波診断装置100の送受信部2及び画像データ生成部4を制御し、被検体に対しセクタ走査を行なって動画像データをリアルタイムで生成する。又、心拍同期信号生成部6から供給される心拍同期信号に基づいて所望の心拍時相に対応したフレームトリガ信号を生成し、このフレームトリガ信号により送受信部2及び画像データ生成部4を制御して前記心拍時相における時系列的な心拍同期画像データを生成する。   The system control unit 10 includes a CPU and a storage circuit (not shown), and the above-described various information input or set by the input unit 9 is stored in the storage circuit. Then, the CPU controls the transmission / reception unit 2 and the image data generation unit 4 of the ultrasonic diagnostic apparatus 100 based on the input / setting information described above, performs sector scanning on the subject, and generates moving image data in real time. To do. Further, a frame trigger signal corresponding to a desired heartbeat time phase is generated based on the heartbeat synchronization signal supplied from the heartbeat synchronization signal generation unit 6, and the transmission / reception unit 2 and the image data generation unit 4 are controlled by this frame trigger signal. Then, time-sequential heartbeat synchronized image data in the heartbeat time phase is generated.

更に、システム制御部10は、心拍同期信号生成部6の警告信号発生部63から供給される警告信号に基づいて呼吸波形計測ユニット7を制御しその動作を停止させる機能を有している。   Furthermore, the system control unit 10 has a function of controlling the respiratory waveform measurement unit 7 based on the warning signal supplied from the warning signal generation unit 63 of the heartbeat synchronization signal generation unit 6 and stopping its operation.

(心拍同期画像データの収集手順)
次に、本実施例における心拍同期画像データの収集手順につき図7のフローチャートに沿って説明する。
(Heart rate synchronization image data collection procedure)
Next, the collection procedure of heartbeat synchronization image data in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

当該被検体に対する画像データの収集に先立ち超音波診断装置100の操作者は、被検体の胸部体表面に心電波形計測ユニット5及び呼吸波形計測ユニット7の計測用電極を装着し、次いで、入力部9において被検体情報の入力、画像データ収集条件の設定、画像データ表示条件の設定、閾値α及び閾値βの設定等を行なう。そして、これらの入力/設定情報は、システム制御部10の記憶回路に保存される(図7のステップS1)。   Prior to the collection of image data for the subject, the operator of the ultrasound diagnostic apparatus 100 attaches the measurement electrodes of the electrocardiogram waveform measurement unit 5 and the respiratory waveform measurement unit 7 to the surface of the chest body of the subject, and then inputs The unit 9 inputs subject information, sets image data collection conditions, sets image data display conditions, and sets threshold values α and β. The input / setting information is stored in the storage circuit of the system control unit 10 (step S1 in FIG. 7).

上述の初期設定が終了したならば、操作者は、入力部9において動画像データ観察モードを選択した後、超音波プローブ3を薬物投与前の被検体体表面に接触させた状態で入力部9より画像データ収集開始コマンドを入力する。そして、このコマンド信号がシステム制御部10に供給されることにより当該被検体に対する動画像データの収集が開始される(図7のステップS2)。   When the above initial setting is completed, the operator selects the moving image data observation mode in the input unit 9 and then makes the input unit 9 in a state where the ultrasonic probe 3 is in contact with the surface of the subject body before drug administration. Enter the image data collection start command. Then, when this command signal is supplied to the system control unit 10, collection of moving image data for the subject is started (step S2 in FIG. 7).

動画像データの収集に際し、図2に示した送信部21のレートパルス発生器211は、システム制御部10から供給された制御信号に従ってレートパルスを生成し送信遅延回路212に供給する。送信遅延回路212は、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに超音波を集束するための遅延時間と、最初の送受信方向θ1に超音波を送信するための遅延時間を前記レートパルスに与え、このレートパルスをNチャンネルの駆動回路213に供給する。次いで、駆動回路213は、送信遅延回路212から供給されたレートパルスに基づいて所定の遅延時間を有した駆動信号を生成し、この駆動信号を超音波プローブ3におけるN個の振動素子に供給して被検体内に送信超音波を放射する。   When collecting moving image data, the rate pulse generator 211 of the transmission unit 21 illustrated in FIG. 2 generates a rate pulse according to the control signal supplied from the system control unit 10 and supplies the rate pulse to the transmission delay circuit 212. The transmission delay circuit 212 determines a delay time for focusing the ultrasonic wave to a predetermined depth in order to obtain a narrow beam width in transmission and a delay time for transmitting the ultrasonic wave in the first transmission / reception direction θ1. The rate pulse is supplied to the N-channel driving circuit 213. Next, the drive circuit 213 generates a drive signal having a predetermined delay time based on the rate pulse supplied from the transmission delay circuit 212, and supplies this drive signal to the N vibration elements in the ultrasonic probe 3. The transmitted ultrasonic wave is emitted into the subject.

放射された送信超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる臓器境界面や組織にて反射し、前記振動素子によって受信されてNチャンネルの電気的な受信信号に変換される。この受信信号は、受信部22のA/D変換器221においてデジタル信号に変換された後、Nチャンネルの受信遅延回路222において所定の深さからの受信超音波を収束するための遅延時間と送受信方向θ1からの受信超音波に対し強い受信指向性を設定するための遅延時間が与えられ、加算器223にて整相加算される。   A part of the radiated transmission ultrasonic wave is reflected by an organ boundary surface or tissue having different acoustic impedance, received by the vibration element, and converted into an N-channel electrical reception signal. The received signal is converted into a digital signal by the A / D converter 221 of the receiving unit 22, and then the delay time and the transmission / reception for converging the received ultrasonic wave from a predetermined depth in the N-channel reception delay circuit 222. A delay time for setting a strong reception directivity with respect to the reception ultrasonic wave from the direction θ1 is given, and phasing addition is performed by the adder 223.

整相加算後の受信信号が供給された画像データ生成部4の超音波データ生成部41における包絡線検波器411及び対数変換器412は、この受信信号に対して包絡線検波と対数変換を行なってBモードデータを生成し超音波データ記憶部42に保存する。   The envelope detector 411 and the logarithmic converter 412 in the ultrasonic data generation unit 41 of the image data generation unit 4 to which the reception signal after the phasing addition is supplied perform envelope detection and logarithmic conversion on the reception signal. B mode data is generated and stored in the ultrasonic data storage unit 42.

送受信方向θ1に対するBモードデータの生成と保存が終了したならば、送受信方向θ2乃至θPの各々に対し同様の手順で超音波の送受信が行なわれ、このとき得られたBモードデータも超音波データ記憶部42に保存される。即ち、超音波データ記憶部42では、送受信方向θ1乃至θPに対する超音波送受信に基づいて生成されたBモードデータが送受信方向に対応して保存され画像データが生成される。そして、生成された画像データは表示部8の表示データ生成部81に供給される。   When the generation and storage of the B mode data for the transmission / reception direction θ1 is completed, ultrasonic waves are transmitted / received in the same procedure for each of the transmission / reception directions θ2 to θP, and the B mode data obtained at this time is also the ultrasonic data. It is stored in the storage unit 42. That is, in the ultrasonic data storage unit 42, B-mode data generated based on ultrasonic transmission / reception with respect to the transmission / reception directions θ1 to θP is stored corresponding to the transmission / reception direction, and image data is generated. Then, the generated image data is supplied to the display data generation unit 81 of the display unit 8.

一方、上述の画像データの生成と並行し、心電波形計測ユニット5及び呼吸波形計測ユニット7は、当該被検体に対して計測した心電波形及び呼吸波形を所定の大きさに増幅した後A/D変換して表示部8の表示データ生成部81に供給する。表示データ生成部81は、画像データ生成部4から供給された画像データに心電波形計測ユニット5から供給された心電波形と呼吸波形計測ユニット7から供給された呼吸波形を重畳して表示データを生成し、データ変換部82を介してモニタ83に表示する。   On the other hand, in parallel with the generation of the image data described above, the electrocardiogram waveform measurement unit 5 and the respiration waveform measurement unit 7 amplify the electrocardiogram waveform and the respiration waveform measured for the subject to a predetermined size A / D-converted and supplied to the display data generation unit 81 of the display unit 8. The display data generation unit 81 superimposes the electrocardiogram waveform supplied from the electrocardiogram waveform measurement unit 5 on the image data supplied from the image data generation unit 4 and the respiration waveform supplied from the respiration waveform measurement unit 7 to display data. Is displayed on the monitor 83 via the data converter 82.

更に、送受信方向θ1乃至θPに対する超音波送受信を繰り返すことにより、同一時相における心電波形及び呼吸波形が重畳された時系列的な複数の画像データは動画像データとして表示部8のモニタ83にリアルタイム表示される(図7のステップS3)。   Further, by repeating ultrasonic transmission / reception in the transmission / reception directions θ1 to θP, a plurality of time-series image data on which the electrocardiogram waveform and the respiration waveform in the same time phase are superimposed are displayed as moving image data on the monitor 83 of the display unit 8. Displayed in real time (step S3 in FIG. 7).

このとき、心拍同期信号生成部6の波形検出部61におけるペースメーカ波形検出部612は、心電波形計測ユニット5から供給される心電波形をフィルタリング処理して前記心電波形に重畳されているペースメーカ波形の有無を検出し(図7のステップS4)、ペースメーカ波形が検出された場合、警告信号発生部63は、この検出結果に基づいて警告信号を発生する(図7のステップS5)。次いで、この警告信号を受信したシステム制御部10は、表示部8を制御して「被検体内に心臓ペースメーカが装着されている」旨の警告文言あるいは警告情報を表示(報知)する(図7のステップS6)。更に、システム制御部10は、前記警告信号に基づいて生成した制御信号(動作停止信号)を呼吸波形計測ユニット7に供給してその動作を停止させる(図7のステップS7)。   At this time, the pacemaker waveform detector 612 in the waveform detector 61 of the heartbeat synchronization signal generator 6 performs a filtering process on the electrocardiogram waveform supplied from the electrocardiogram waveform measurement unit 5 and is superimposed on the electrocardiogram waveform. When the presence or absence of a waveform is detected (step S4 in FIG. 7) and a pacemaker waveform is detected, the warning signal generator 63 generates a warning signal based on the detection result (step S5 in FIG. 7). Next, the system control unit 10 that has received this warning signal controls the display unit 8 to display (notify) a warning message or warning information that “a cardiac pacemaker is mounted in the subject” (FIG. 7). Step S6). Furthermore, the system control unit 10 supplies the control signal (operation stop signal) generated based on the warning signal to the respiratory waveform measurement unit 7 to stop the operation (step S7 in FIG. 7).

一方、操作者は、上述のステップS3においてリアルタイム表示された動画像データの観測下にて超音波プローブ3の位置や方向を調節することにより好適な撮影位置を決定した後被検体に対し薬物投与を行ない(図7のステップS8)、入力部9において心拍同期画像観察モードを選択する(図7のステップS9)。   On the other hand, the operator determines a suitable imaging position by adjusting the position and direction of the ultrasonic probe 3 under the observation of the moving image data displayed in real time in step S3, and then administers the drug to the subject. (Step S8 in FIG. 7), and the heartbeat synchronization image observation mode is selected in the input unit 9 (Step S9 in FIG. 7).

このとき、心電波形計測ユニット5から心電波形の供給を受けた心拍同期信号生成部6の波形検出部61におけるQRS波検出部611は、この心電波形をフィルタリング処理してQRS波を抽出し、同期信号発生部62は、QRS波検出部611によって抽出されたQRS波と予め設定された閾値αとを比較することによって心拍同期信号としてのトリガ信号を生成する(図7のステップS10)。   At this time, the QRS wave detection unit 611 in the waveform detection unit 61 of the heartbeat synchronization signal generation unit 6 that has been supplied with the electrocardiogram waveform from the electrocardiogram waveform measurement unit 5 filters the electrocardiogram waveform and extracts the QRS wave. Then, the synchronization signal generation unit 62 generates a trigger signal as a heartbeat synchronization signal by comparing the QRS wave extracted by the QRS wave detection unit 611 with a preset threshold value α (step S10 in FIG. 7). .

次に、心拍同期信号生成部6から心拍同期信号の供給を受けたシステム制御部10は、心拍同期信号と同一のタイミングあるいはこの心拍同期信号から所定時間遅延したタイミングにおいてフレームトリガ信号を生成する(図7のステップS11)。   Next, the system control unit 10 that has received the heartbeat synchronization signal from the heartbeat synchronization signal generation unit 6 generates a frame trigger signal at the same timing as the heartbeat synchronization signal or at a timing delayed by a predetermined time from the heartbeat synchronization signal ( Step S11 in FIG.

次いで、システム制御部10は、このフレームトリガ信号を用いて送受信部2及び画像データ生成部4を制御し、上述のステップS3と同様の手順によってフレームトリガ信号に同期した画像データ(心拍同期画像データ)を生成する。一方、表示部8の表示データ生成部81は、心電波形計測ユニット5から供給された心電波形あるいはこの心電波形と呼吸波形計測ユニット7から供給された呼吸波形にシステム制御部10から供給されたフレームトリガ信号のタイミング情報を合成し、更に、合成後の心電波形あるいは心電波形と呼吸波形を上述の心拍同期画像データに重畳して表示データを生成する。そして、データ変換部82は、前記表示データに対してD/A変換と表示フォーマット変換を行なってモニタ83に表示する(図7のステップS12)。   Next, the system control unit 10 controls the transmission / reception unit 2 and the image data generation unit 4 using the frame trigger signal, and the image data (beat-synchronized image data) synchronized with the frame trigger signal by the same procedure as in step S3 described above. ) Is generated. On the other hand, the display data generation unit 81 of the display unit 8 supplies the electrocardiogram waveform supplied from the electrocardiogram waveform measurement unit 5 or the respiration waveform supplied from the electrocardiogram waveform and the respiration waveform measurement unit 7 from the system control unit 10. The timing information of the frame trigger signal thus synthesized is combined, and further, the display data is generated by superimposing the combined electrocardiogram waveform or the electrocardiogram waveform and the respiratory waveform on the above-mentioned heartbeat synchronization image data. Then, the data conversion unit 82 performs D / A conversion and display format conversion on the display data and displays them on the monitor 83 (step S12 in FIG. 7).

更に、上述のステップS10乃至ステップS12を繰り返すことにより、表示部8のモニタ83には、フレームトリガ信号のタイミング情報を有する心電波形あるいは心電波形と呼吸波形が重畳された所望心拍時相における時系列的な心拍同期画像データが表示される(図7のステップS10乃至S12)。   Further, by repeating the above steps S10 to S12, the monitor 83 of the display unit 8 has an electrocardiogram waveform having timing information of the frame trigger signal or an electrocardiogram waveform and a respiratory waveform superimposed on a desired heartbeat time phase. Time-series heartbeat synchronized image data is displayed (steps S10 to S12 in FIG. 7).

以上述べた第1の実施例によれば、心臓ペースメーカが装着された被検体から得られる心電波形に基づいて心拍同期信号を生成し、この心拍同期信号を用いて前記被検体の所望心拍時相における画像データを収集する際、心電波形のQRS波とこの心電波形に重畳されたペースメーカ波形とを夫々分離して検出し、検出されたQRS波に基づいて心拍同期信号を生成することにより正確な心拍同期信号の生成が可能となる。このため、心臓ペースメーカが装着された被検体に対しても所望の心拍時相における画像データを容易かつ正確に収集することができ、高い精度を有した超音波診断を効率よく行なうことができる。   According to the first embodiment described above, a heartbeat synchronization signal is generated based on an electrocardiogram waveform obtained from a subject on which a cardiac pacemaker is attached, and the subject's desired heartbeat time is generated using this heartbeat synchronization signal. When collecting image data in a phase, a QRS wave of an electrocardiographic waveform and a pacemaker waveform superimposed on the electrocardiographic waveform are separately detected and a heartbeat synchronization signal is generated based on the detected QRS wave This makes it possible to generate an accurate heartbeat synchronization signal. For this reason, image data in a desired heartbeat time phase can be easily and accurately collected even for a subject to which a cardiac pacemaker is attached, and ultrasonic diagnosis with high accuracy can be efficiently performed.

更に、上述の実施例によれば、心臓ペースメーカが装着された被検体から得られる心電波形に基づいて心拍同期信号を生成し、この心拍同期信号を用いて前記被検体の所望心拍時相における画像データと呼吸波形を収集する際、心電波形のQRS波とこの心電波形に重畳されたペースメーカ波形とを夫々分離して検出し、ペースメーカ波形の検出結果に基づいて生成された警告信号に従って呼吸波形計測ユニットの動作を制御することにより、心臓ペースメーカに対して干渉ノイズを与える可能性がある呼吸波形計測ユニットの動作を確実に停止させることが可能となる。このため、呼吸波形計測ユニットの干渉ノイズによる心臓ペースメーカの誤動作を未然に防止することができ超音波検査における安全性が飛躍的に向上する。   Furthermore, according to the above-described embodiment, a heartbeat synchronization signal is generated based on an electrocardiogram waveform obtained from a subject to which a cardiac pacemaker is attached, and the subject is in a desired heartbeat time phase using the heartbeat synchronization signal. When collecting the image data and the respiratory waveform, the QRS wave of the electrocardiogram waveform and the pacemaker waveform superimposed on the electrocardiogram waveform are separately detected and detected according to the warning signal generated based on the detection result of the pacemaker waveform. By controlling the operation of the respiratory waveform measurement unit, it is possible to reliably stop the operation of the respiratory waveform measurement unit that may give interference noise to the cardiac pacemaker. For this reason, the malfunction of the cardiac pacemaker due to the interference noise of the respiratory waveform measurement unit can be prevented in advance, and the safety in the ultrasonic examination is greatly improved.

次に、本発明の第2の実施例における心拍同期信号生成装置について説明する。本実施例における心拍同期信号生成装置は、心臓ペースメーカが装着された被検体から計測される心電波形のQRS波とこの心電波形に重畳されたペースメーカ波形とを夫々分離して検出し、検出されたQRS波に基づいて心拍同期画像データの時相を決定する心拍同期信号を生成すると共に検出されたペースメーカ波形に基づいて心臓ペースメーカに対し干渉ノイズを与える可能性がある呼吸波形計測ユニット等の動作を停止させるための警告信号を生成する。   Next, a heartbeat synchronization signal generating apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. The heartbeat synchronization signal generating apparatus in the present embodiment separately detects and detects a QRS wave of an electrocardiogram waveform measured from a subject on which a cardiac pacemaker is attached and a pacemaker waveform superimposed on the electrocardiogram waveform. A respiration waveform measurement unit that generates a heartbeat synchronization signal that determines the time phase of the heartbeat synchronization image data based on the QRS wave and that may cause interference noise to the heart pacemaker based on the detected pacemaker waveform A warning signal for stopping the operation is generated.

(装置の構成)
本発明の第2の実施例における心拍同期信号生成装置の構成につき図8のブロック図を用いて説明する。但し、図8において、図4に示した心拍同期信号生成部6の各ユニットと同一の構成と機能を有するユニットは同一の符号を付加し詳細な説明は省略する。
(Device configuration)
The configuration of the heartbeat synchronization signal generation apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the block diagram of FIG. However, in FIG. 8, units having the same configuration and function as each unit of the heart rate synchronization signal generation unit 6 shown in FIG.

図8に示した本実施例の心拍同期信号生成装置200は、心臓ペースメーカが装着された被検体に対し別途設置された心電波形計測ユニットが計測した心電波形のQRS波とこの心電波形に重畳されたペースメーカ波形とを夫々分離して検出する波形検出部61と、この波形検出部61によって検出されたQRS波に基づいて心拍同期信号を発生する同期信号発生部62と、前記波形検出部61によって検出されたペースメーカ波形に基づいて警告信号を発生する警告信号発生部63と、入力部64及び制御部65とを備えている。   The heartbeat synchronization signal generating apparatus 200 of the present embodiment shown in FIG. 8 includes a QRS wave of an electrocardiogram waveform measured by an electrocardiogram waveform measurement unit separately installed on a subject to which a cardiac pacemaker is attached, and the electrocardiogram waveform. A waveform detector 61 for separating and detecting a pacemaker waveform superimposed on the signal, a synchronization signal generator 62 for generating a heartbeat synchronization signal based on the QRS wave detected by the waveform detector 61, and the waveform detection A warning signal generating unit 63 that generates a warning signal based on the pacemaker waveform detected by the unit 61, an input unit 64, and a control unit 65 are provided.

波形検出部61は、ペースメーカ波形が重畳された状態で心電波形計測ユニットから供給される当該被検体の心電波形からQRS波を検出するQRS波検出部611と、前記心電波形からペースメーカ波形を検出するペースメーカ波形検出部612を備えている。そして、QRS波検出部611及びペースメーカ波形検出部612の各々には、所定の帯域や遮断周波数を有する図示しないフィルタ回路が設けられている。   The waveform detector 61 includes a QRS wave detector 611 that detects a QRS wave from the electrocardiogram waveform of the subject supplied from the electrocardiogram waveform measurement unit in a state where the pacemaker waveform is superimposed, and a pacemaker waveform from the electrocardiogram waveform. A pacemaker waveform detection unit 612 is provided. Each of the QRS wave detection unit 611 and the pacemaker waveform detection unit 612 is provided with a filter circuit (not shown) having a predetermined band and cutoff frequency.

次に、同期信号発生部62は、QRS波がペースメーカ波形より相対的に強調されたQRS波検出部611の出力波形と予め設定された閾値αとを比較し、例えば、前記出力波形が閾値αを越えた時点で心拍同期信号としてのトリガ信号を発生する。   Next, the synchronization signal generation unit 62 compares the output waveform of the QRS wave detection unit 611 in which the QRS wave is relatively emphasized with respect to the pacemaker waveform with a preset threshold value α. A trigger signal is generated as a heartbeat synchronization signal at a time exceeding

一方、警告信号発生部63は、QRS波の成分が排除されペースメーカ波形の高周波成分のみからなるペースメーカ波形検出部612の出力波形に基づいて当該被検体の体内に心臓ペースメーカが装着されているか否かを判定し、その判定結果に基づいて前記心臓ペースメーカに対し有害な干渉ノイズを与える危険性が有る呼吸波形計測ユニット等の生体信号計測装置や治療装置の動作を停止させるための警告信号を発生する。具体的には、ペースメーカ波形検出部612の出力波形と予め設定された閾値βとを比較し、前記出力波形が閾値βを所定回数超えた時点で警告信号を発生する。   On the other hand, the warning signal generation unit 63 determines whether or not a cardiac pacemaker is mounted in the body of the subject based on the output waveform of the pacemaker waveform detection unit 612 consisting only of the high frequency components of the pacemaker waveform from which the QRS wave component is eliminated. And generating a warning signal for stopping the operation of a biological signal measuring device such as a respiratory waveform measuring unit or a treatment device that has a risk of giving harmful interference noise to the cardiac pacemaker based on the determination result . Specifically, the output waveform of the pacemaker waveform detector 612 is compared with a preset threshold value β, and a warning signal is generated when the output waveform exceeds the threshold value β a predetermined number of times.

入力部64は、上述の各ユニットにおける諸定数を設定する機能を有し、例えば、QRS波検出部611及びペースメーカ波形検出部612の各々に設けられたフィルタ回路のフィルタ定数あるいはフィルタ特性の設定、同期信号発生部62における閾値αや警告信号発生部63における閾値βの設定等を行なう。そして、制御部65は、上述の各ユニットを統括的に制御し、心臓ペースメーカが装着された当該被検体から計測される心電波形に基づいて心拍同期信号の生成と警告信号の生成を行なう。   The input unit 64 has a function of setting various constants in each of the above-described units. For example, setting of filter constants or filter characteristics of filter circuits provided in each of the QRS wave detection unit 611 and the pacemaker waveform detection unit 612, The threshold α in the synchronization signal generator 62 and the threshold β in the warning signal generator 63 are set. Then, the control unit 65 comprehensively controls each of the above-described units, and generates a heartbeat synchronization signal and a warning signal based on an electrocardiogram waveform measured from the subject on which the cardiac pacemaker is attached.

以上述べた第2の実施例によれば、心臓ペースメーカが装着された被検体から得られる心電波形に基づいて心拍同期信号を生成する際、心電波形のQRS波とこの心電波形に重畳されたペースメーカ波形とを夫々分離して検出し、検出されたQRS波に基づいて心拍同期信号を生成することにより正確な心拍同期信号の生成が可能となる。   According to the second embodiment described above, when generating a heartbeat synchronization signal based on an electrocardiogram waveform obtained from a subject on which a cardiac pacemaker is worn, the QRS wave of the electrocardiogram waveform and this ECG waveform are superimposed. The detected pacemaker waveform is separately detected, and a heartbeat synchronization signal is generated based on the detected QRS wave, whereby an accurate heartbeat synchronization signal can be generated.

又、上述の実施例によれば、心臓ペースメーカが装着された被検体から得られる心電波形に基づいて心拍同期信号を生成する際、心電波形のQRS波とこの心電波形に重畳されたペースメーカ波形とを夫々分離して検出し、ペースメーカ波形の検出結果に基づいて生成された警告信号に従って同時に使用される医療装置の動作を制御することにより、前記心臓ペースメーカに対して干渉ノイズを与える可能性がある前記医療装置の動作を確実に停止させることが可能となる。このため、前記医療装置の干渉ノイズによる心臓ペースメーカの誤動作を未然に防止することができ診断や治療における安全性が大幅に向上する。   In addition, according to the above-described embodiment, when generating a heartbeat synchronization signal based on an electrocardiogram waveform obtained from a subject on which a cardiac pacemaker is worn, the QRS wave of the electrocardiogram waveform and the ECG waveform are superimposed. By detecting the pacemaker waveform separately and controlling the operation of the medical device used simultaneously according to the warning signal generated based on the detection result of the pacemaker waveform, interference noise can be given to the cardiac pacemaker It is possible to reliably stop the operation of the medical device. For this reason, the malfunction of the cardiac pacemaker due to the interference noise of the medical device can be prevented in advance, and the safety in diagnosis and treatment is greatly improved.

更に、上述の実施例における心拍同期信号生成装置は、超音波診断装置等の医用画像診断装置に対し独立して構成されているため、これらの医用画像診断装置と接続して用いることにより、如何なる医用画像診断装置に対しても心拍同期信号及び警告信号の生成と供給を容易かつ安定して行なうことができる。   Furthermore, since the heartbeat synchronization signal generation device in the above-described embodiment is configured independently of a medical image diagnosis device such as an ultrasonic diagnosis device, any device can be used by being connected to these medical image diagnosis devices. The generation and supply of the heartbeat synchronization signal and the warning signal can be easily and stably performed for the medical image diagnostic apparatus.

以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は上述の実施例に限定されるものでは無く、変形して実施することが可能である。例えば、上述の第1の実施例における心拍同期信号生成部6あるいは第2の実施例における心拍同期信号生成装置は、被検体から得られる心電波形のQRS波に基づいて心拍同期信号を生成する場合について述べたが、P波やT波に基づいて生成してもよい。   As mentioned above, although the Example of this invention has been described, this invention is not limited to the above-mentioned Example, It can change and implement. For example, the heartbeat synchronization signal generator 6 in the first embodiment described above or the heartbeat synchronization signal generator in the second embodiment generates a heartbeat synchronization signal based on the QRS wave of the electrocardiogram waveform obtained from the subject. Although the case has been described, it may be generated based on a P wave or a T wave.

又、第1の実施例における心拍同期信号生成部6あるいは第2の実施例における心拍同期信号生成装置の波形検出部61には、ペースメーカ波形が重畳された心電波形からQRS波を検出するためのフィルタ回路を有したQRS波検出部611とペースメーカ波形を検出するためのフィルタ回路を有したペースメーカ波形検出部612とが独立に備えられている場合について述べたが、これに限定されるものではない。例えば、フィルタ特性を任意に設定可能な1つのフィルタ回路によりQRS波の検出とペースメーカ波形の検出を時系列的に行なうことができる。この場合、QRS波又はT波の検出時刻から所定時間後の所定期間内においてQRS波検出用のフィルタ特性をペースメーカ波形検出用のフィルタ特性に切り替えることにより容易に実現できる。   The heartbeat synchronization signal generator 6 in the first embodiment or the waveform detector 61 of the heartbeat synchronization signal generator in the second embodiment detects a QRS wave from an electrocardiogram waveform on which a pacemaker waveform is superimposed. The QRS wave detection unit 611 having the filter circuit and the pacemaker waveform detection unit 612 having the filter circuit for detecting the pacemaker waveform have been described independently. However, the present invention is not limited to this. Absent. For example, it is possible to detect a QRS wave and a pacemaker waveform in a time series by one filter circuit whose filter characteristics can be arbitrarily set. In this case, it can be easily realized by switching the QRS wave detection filter characteristic to the pacemaker waveform detection filter characteristic within a predetermined period after the QRS wave or T wave detection time.

一方、上述の第1の実施例では、「被検体内に心臓ペースメーカが装着」等の警告文言や警告情報を表示部8に表示する場合について述べたが、入力部9が備えた表示パネルや別途設けられた図示しない報知部において表示(報知)しても構わない。   On the other hand, in the first embodiment described above, the case where warning words and warning information such as “a cardiac pacemaker is mounted in the subject” is displayed on the display unit 8 is described. You may display (notify | report) in the alerting | reporting part which is provided separately and which is not shown in figure.

又、第1の実施例では、心拍同期信号に基づいて所望の心拍時相における時系列的な画像データを生成/表示する場合について述べたが、時系列的に得られた動画像データの各々に前記心拍同期信号に基づく心拍時相データを付加して保存し、所望心拍時相における画像データを前記心拍時相データに基づいて読み出し表示してもよい。この場合、既に述べたように運動負荷前後における画像データ、あるいは、同一被検体の異なる複数走査断面における画像データ等の他の条件下で生成された画像データの比較表示であってもよく、又、この時の表示は静止画像表示あるいは動画像表示の何れであってもよい。   In the first embodiment, the case of generating / displaying time-series image data in a desired heartbeat time phase based on the heartbeat synchronization signal has been described. Further, heartbeat time phase data based on the heartbeat synchronization signal may be added and stored, and image data in a desired heartbeat time phase may be read and displayed based on the heartbeat time phase data. In this case, as described above, it may be a comparison display of image data generated under other conditions such as image data before and after exercise load, or image data in different scanning sections of the same subject, The display at this time may be either a still image display or a moving image display.

更に、第1の実施例では、薬物投与前の被検体に対して動画像データの収集と表示を行ない、更に、薬物投与後の前記被検体の所望心拍時相において時系列的な心拍同期画像データの生成と表示を行なう場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、運動負荷前後における画像データの生成/表示であってもよい。又、この実施例では、所望の心拍時相において収集されたBモードデータに基づいてBモード画像データを生成する場合について述べたが、カラードプラデータに基づくカラードプラ画像データやTDI(Tissue Doppler Imaging)画像データ、更には、受信超音波の高調波成分を用いたTHI(Tissue Harmonic Imaging)等の他の画像データであっても構わない。   Furthermore, in the first embodiment, moving image data is collected and displayed on a subject before drug administration, and further, time-sequential heartbeat synchronization images in a desired heartbeat time phase of the subject after drug administration. Although the case of generating and displaying data has been described, the present invention is not limited to this. For example, image data may be generated / displayed before and after exercise load. In this embodiment, the case where B-mode image data is generated based on B-mode data collected at a desired heartbeat time phase has been described. However, color Doppler image data based on color Doppler data or TDI (Tissue Doppler Imaging) ) Image data, and other image data such as THI (Tissue Harmonic Imaging) using harmonic components of received ultrasonic waves may be used.

本発明の第1の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention. 同実施例の超音波診断装置が備える送受信部及び画像データ生成部の具体的な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the specific structure of the transmission / reception part with which the ultrasonic diagnostic apparatus of the Example is provided, and an image data generation part. 同実施例の心電波形計測ユニットにて計測されるペースメーカ波形が重畳された心電波形を示す図。The figure which shows the electrocardiogram waveform with which the pacemaker waveform measured by the electrocardiogram waveform measurement unit of the Example was superimposed. 同実施例の超音波診断装置が備える心拍同期信号生成部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the heart rate synchronizing signal generation part with which the ultrasonic diagnostic apparatus of the Example is provided. 同実施例におけるQRS波及びペースメーカ波形の周波数成分とQRS波検出部及びペースメーカ波形検出部の各々が備えるフィルタ回路の周波数特性を示す図。The figure which shows the frequency characteristic of the filter circuit with which each of the QRS wave and the frequency component of a pacemaker waveform and the QRS wave detection part and pacemaker waveform detection part in the Example is provided. 同実施例の心拍同期信号生成部が備える波形検出部の入出力波形を説明するための図。The figure for demonstrating the input-output waveform of the waveform detection part with which the heart-rate-synchronization signal generation part of the Example is provided. 同実施例における心拍同期画像データの収集手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the collection procedure of the heartbeat synchronous image data in the Example. 本発明の第2の実施例における心拍同期信号生成装置の全体構成を示すブロック図。The block diagram which shows the whole structure of the heart rate synchronizing signal generation apparatus in 2nd Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

2…送受信部
21…送信部
211…レートパルス発生器
212…送信遅延回路
213…駆動回路
22…受信部
221…A/D変換器
222…受信遅延回路
223…加算器
3…超音波プローブ
4…画像データ生成部
41…超音波データ生成部
411…包絡線検波器
412…対数変換器
42…超音波データ記憶部
5…心電波形計測ユニット
6…心拍同期信号生成部
61…波形検出部
611…QRS波検出部
612…ペースメーカ波形検出部
62…同期信号発生部
63…警告信号発生部
64…入力部
65…制御部
7…呼吸波形計測ユニット
8…表示部
81…表示データ生成部
82…データ変換部
83…モニタ
9…入力部
10…システム制御部
100…超音波診断装置
200…心拍同期信号生成装置
2. Transmission / reception unit 21 ... Transmission unit 211 ... Rate pulse generator 212 ... Transmission delay circuit 213 ... Drive circuit 22 ... Reception unit 221 ... A / D converter 222 ... Reception delay circuit 223 ... Adder 3 ... Ultrasonic probe 4 ... Image data generation unit 41 ... Ultrasonic data generation unit 411 ... Envelope detector 412 ... Logarithmic converter 42 ... Ultrasound data storage unit 5 ... Electrocardiogram waveform measurement unit 6 ... Heartbeat synchronization signal generation unit 61 ... Waveform detection unit 611 ... QRS wave detection unit 612 ... pacemaker waveform detection unit 62 ... synchronization signal generation unit 63 ... warning signal generation unit 64 ... input unit 65 ... control unit 7 ... respiratory waveform measurement unit 8 ... display unit 81 ... display data generation unit 82 ... data conversion Unit 83 ... monitor 9 ... input unit 10 ... system control unit 100 ... ultrasonic diagnostic apparatus 200 ... heartbeat synchronization signal generation apparatus

Claims (10)

心臓ペースメーカが装着された被検体から得られる心電波形に基づいて心拍同期信号を生成する心拍同期信号生成装置であって、
前記心臓ペースメーカのペースメーカ波形が重畳された前記心電波形におけるQRS波と前記ペースメーカ波形とを分離して検出する波形検出手段と、
この波形検出手段によって検出された前記QRS波に基づいて心拍同期信号を発生する心拍同期信号発生手段と、
前記波形検出手段によって検出された前記ペースメーカ波形に基づいて警告信号を発生する警告信号発生手段とを
備えたことを特徴とする心拍同期信号生成装置。
A heartbeat synchronization signal generating device that generates a heartbeat synchronization signal based on an electrocardiogram waveform obtained from a subject to which a cardiac pacemaker is attached,
Waveform detecting means for separately detecting a QRS wave and the pacemaker waveform in the electrocardiographic waveform on which the pacemaker waveform of the cardiac pacemaker is superimposed;
A heartbeat synchronization signal generating means for generating a heartbeat synchronization signal based on the QRS wave detected by the waveform detection means;
An apparatus for generating a heartbeat synchronization signal, comprising: warning signal generation means for generating a warning signal based on the pacemaker waveform detected by the waveform detection means.
前記波形検出手段は、前記QRS波の抽出を目的とした第1のフィルタ回路を有するQRS波検出手段と前記ペースメーカ波形の抽出を目的とした第2のフィルタ回路を有するペースメーカ波形検出手段とを備えたことを特徴とする請求項1記載の心拍同期信号生成装置。   The waveform detecting means includes QRS wave detecting means having a first filter circuit for extracting the QRS wave and pacemaker waveform detecting means having a second filter circuit for extracting the pacemaker waveform. The heartbeat synchronization signal generation apparatus according to claim 1, wherein 前記第1のフィルタ回路は、前記QRS波の信号成分を強調して抽出する帯域通過フィルタ特性を有し、前記第2のフィルタ回路は、前記QRS波の信号成分を排除し前記ペースメーカ波形の高域成分を抽出する高域通過フィルタ特性を有することを特徴とする請求項2記載の心拍同期信号生成装置。   The first filter circuit has a band-pass filter characteristic that emphasizes and extracts the signal component of the QRS wave, and the second filter circuit eliminates the signal component of the QRS wave and increases the height of the pacemaker waveform. 3. The heartbeat synchronization signal generating apparatus according to claim 2, wherein the apparatus has a high-pass filter characteristic for extracting a band component. 前記同期信号発生手段は、前記波形検出手段によって検出された前記QRS波の振幅と予め設定された第1の閾値とを比較することによって前記心拍同期信号の発生タイミングを設定することを特徴とする請求項1記載の心拍同期信号生成装置。   The synchronization signal generation means sets the generation timing of the heartbeat synchronization signal by comparing the amplitude of the QRS wave detected by the waveform detection means with a preset first threshold value. The heartbeat synchronization signal generation device according to claim 1. 前記警告信号発生手段は、前記波形検出手段によって検出される前記ペースメーカ波形の有無を検出し、この検出結果に基づいて前記警告信号を発生することを特徴とする請求項1記載の心拍同期信号生成装置。   2. The heartbeat synchronization signal generation according to claim 1, wherein the warning signal generation means detects the presence or absence of the pacemaker waveform detected by the waveform detection means, and generates the warning signal based on the detection result. apparatus. 前記警告信号発生手段は、前記波形検出手段によって検出された前記ペースメーカ波形の振幅と予め設定された第2の閾値とを比較することによって前記ペースメーカ波形の有無を検出することを特徴とする請求項5記載の心拍同期信号生成装置。   The warning signal generation means detects the presence or absence of the pacemaker waveform by comparing the amplitude of the pacemaker waveform detected by the waveform detection means with a preset second threshold value. 6. The heartbeat synchronization signal generating device according to 5. 前記波形検出手段は、前記QRS波を抽出する第1のフィルタ特性と前記ペースメーカ波形を抽出する第2のフィルタ特性とを時系列的に繰り返すことにより前記QRS波と前記ペースメーカ波形を検出することを特徴とする請求項1記載の心拍同期信号生成装置。   The waveform detecting means detects the QRS wave and the pacemaker waveform by repeating in time series a first filter characteristic for extracting the QRS wave and a second filter characteristic for extracting the pacemaker waveform. The heartbeat synchronization signal generating apparatus according to claim 1, wherein 被検体に対する超音波の送受信によって得られた受信信号に基づいて所望心拍時相における画像データを生成する超音波診断装置であって、
請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載した心拍同期信号生成装置を心拍同期信号生成手段として備え、この心拍同期信号生成手段によって生成された前記被検体の心拍同期信号に基づいて前記所望心拍時相における画像データを生成することを特徴とする超音波診断装置。
An ultrasonic diagnostic apparatus that generates image data at a desired heartbeat time phase based on a reception signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to a subject,
The heartbeat synchronization signal generation device according to any one of claims 1 to 7 is provided as a heartbeat synchronization signal generation unit, and the heartbeat synchronization signal is generated based on the heartbeat synchronization signal of the subject generated by the heartbeat synchronization signal generation unit. An ultrasonic diagnostic apparatus that generates image data in a desired heartbeat time phase.
呼吸波形計測ユニットを備え、この呼吸波形計測ユニットは、前記心拍同期信号生成手段が発生した警告信号に基づいてその動作を停止することを特徴とする請求項8記載の超音波診断装置。   9. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 8, further comprising a respiratory waveform measurement unit, and the respiratory waveform measurement unit stops its operation based on a warning signal generated by the heartbeat synchronization signal generation unit. 警告情報を報知する報知手段を備え、前記報知手段は、前記被検体に心臓ペースメーカが装着されている旨の警告情報を前記警告信号に基づいて報知することを特徴とする請求項8記載の超音波診断装置。   9. The supervising device according to claim 8, further comprising notifying means for notifying warning information, wherein the notifying means notifies warning information that a cardiac pacemaker is attached to the subject based on the warning signal. Ultrasonic diagnostic equipment.
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