JP2009189691A - 超音波診断装置及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】任意に設定した観測期間における時系列的な画像データを効率よく表示する。
【解決手段】画像データ生成部４は、ストレスエコー法を適用した超音波の送受信によって被検体から得られた受信信号に基づいて所定心拍周期分の時系列的な画像データ（第１の画像データ群）を生成し、画像データ記憶部５は、第１の画像データ群の生成と並行して前記被検体から計測された心電波形のＲ波タイミング情報や入力部１０から供給された画像データ生成条件を第１の画像データ群に付加して保存する。一方、観測期間設定部６は、前記Ｒ波タイミング情報と前記画像データ生成条件に含まれるフレームレートとに基づいて観測期間を設定し、画像データ抽出部７は、第１の画像データ群の中から前記観測期間における時系列的な画像データ（第２の画像データ群）を抽出して表示部９に繰り返し表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波診断装置及び画像表示装置に係り、特に、被検体から収集された所望心拍期間の時系列的な画像データを容易に表示することが可能な超音波診断装置及び画像表示装置に関する。

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してモニタ上に表示するものである。この診断方法は、超音波プローブを被検体の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次元画像データや３次元画像データが容易に観測できるため、生体臓器の形態診断や機能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のものとなっている。

ところで、超音波を用いた心臓の機能診断においては、被検体に対し運動負荷や薬物負荷を与えた状態で収集した画像データを用いて心筋の運動機能を評価する、所謂「ストレスエコー法」が広く行なわれている。ストレスエコー法においては、予め設定されたストレスエコープロトコールに基づいて負荷の大きさや走査断面の位置を順次変更しながら、例えば、収縮期や拡張期等の心拍期間におけるＢモード画像データやカラードプラ画像データを時系列的に収集し、異なる負荷条件あるいは異なる走査断面にて得られたこれらの画像データ群を心拍同期させて繰り返し表示（ループ表示）する方法が一般に行なわれている。

更に、近年では、上述のカラードプラ法を応用して心筋組織の移動速度を２次元的に表示するＴＤＩ（Tissue Doppler Imaging）画像データやこのＴＤＩ画像データにおける心筋組織の移動速度情報に基づいて歪量を２次元表示するストレイン画像データ等を用いたストレスエコー法が試みられている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１３０８７７号公報

上述のストレスエコー法では、通常、心臓の収縮期において収集された時系列的な画像データの繰り返し表示（ループ表示）により当該被検体に対する診断が行なわれるが、症状によっては拡張期や１心拍周期等において収集された時系列的な画像データの観察が要求される場合がある。

このような場合、従来のストレスエコー法では、薬物負荷あるいは運動負荷の負荷条件を順次更新しながら収縮期における画像データの収集と表示を行ない、更に、必要に応じて拡張期や１心拍周期における画像データの収集と表示を行なう方法がとられてきた。しかしながら、この方法によれば、画像データの収集に煩雑な操作と多くの時間を要し、薬物負荷後あるいは運動負荷後の所望タイミングにおける時系列的な画像データを正確に収集することができないという問題点を有していた。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、所定心拍期間における時系列的な画像データを表示する際、予め収集された時系列的な複数の画像データの中から前記所定心拍期間の画像データを抽出することにより、任意に設定された心拍期間の画像データを効率よく表示することが可能な超音波診断装置及び画像表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１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走査によって得られた受信信号に基づいて所望の観測期間における時系列的な画像データの生成と表示を行なう超音波診断装置において、少なくとも１心拍周期において収集された時系列的な複数の画像データを有する第１の画像データ群を、前記画像データの収集と並行して検出された前記被検体の心拍情報と共に保存する画像データ記憶手段と、前記第１の画像データ群あるいは前記心拍情報に基づいて観測期間を設定する観測期間設定手段と、前記第１の画像データ群の前記観測期間における時系列的な複数の画像データを抽出して第２の画像データ群を形成する画像データ抽出手段と、前記第２の画像データ群を表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。

又、請求項１１に係る本発明の画像表示装置は、被検体に対する超音波走査によって得られた少なくとも１心拍周期の時系列的な複数の画像データを有する第１の画像データ群を、前記画像データの収集と並行して検出された前記被検体の心拍情報と共に保管する画像データ保管手段と、前記第１の画像データ群あるいは前記心拍情報に基づいて観測期間を設定する観測期間設定手段と、前記第１の画像データ群の前記観測期間における時系列的な複数の画像データを抽出して第２の画像データ群を形成する画像データ抽出手段と、前記第２の画像データ群を表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。

本発明によれば、所定心拍期間における時系列的な画像データを表示する際、予め収集された時系列的な複数の画像データの中から前記所定心拍期間の画像データを抽出することにより、任意に設定された心拍期間の画像データを効率よく表示することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

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では、先ず、薬物負荷が順次更新されるストレスエコー法が適用された被検体に対し超音波の送受信を行なって所定心拍周期分の時系列的な画像データを生成し、これら画像データの生成と並行して前記被検体から計測された心電波形のＲ波タイミング情報や薬物負荷条件及び画像データ生成条件を付帯情報として第１の画像データ群を形成する。次いで、Ｒ波タイミング情報及び画像データ生成条件に含まれるフレームレートに基づいてＲ波を基準とした所望の観測期間を設定し、第１の画像データ群の中から前記観測期間における時系列的な複数の画像データを抽出して表示部に繰り返し表示する。

尚、以下の実施例では、薬物負荷によるストレスエコー法が適用された当該被検体から収集される受信信号を処理してＢモードデータを生成し、このＢモードデータに基づいて第１の画像データ群を形成する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、カラードプラ画像データやＴＤＩ画像データ、更には、これらの画像データに基づいて生成されるストレイン画像データ等のパラメトリック画像データに基づいて第１の画像データ群を形成してもよい。又、薬物負荷の替わりに運動負荷を用いたストレスエコー法であっても構わない。

（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と基本動作につき図１乃至図５を用いて説明する。尚、図１は、超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図２は、こ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である。

図１に示す超音波診断装置１００は、薬物投与前あるいは所定量の薬物が投与された当該被検体の診断対象部位（心臓領域）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が配列された超音波プローブ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処理して画像データを生成する画像データ生成部４と、後述のＥＣＧ計測ユニット１１から供給される心電波形の波形情報及びＲ波タイミング情報と入力部１０からシステム制御部１２を介して供給される薬物負荷条件及び画像データ生成条件を画像データ生成部４から供給される所定心拍周期分の時系列的な複数の画像データ（以下では、第１の画像データ群と呼ぶ。）に付加して保存する画像データ記憶部５を備えている。

又、超音波診断装置１００は、画像データ記憶部５から読み出した第１の画像データ群に付加されているＲ波タイミング情報及び画像データ生成条件と入力部１０から供給される観測モード情報に基づきストレスエコー法において繰り返し表示する心拍期間（以下では、観測期間と呼ぶ。）を設定する観測期間設定部６と、画像データ記憶部５に保存された第１の画像データ群の中から前記観測期間における時系列的な複数の画像データを抽出して第２の画像データ群を形成する画像データ抽出部７と、薬物負荷条件を更新しながら形成される上述の第２の画像データ群を薬物負荷条件に対応させて保存する画像データ記憶部８と、異なる薬物負荷条件にて得られた複数種類の第２の画像データ群を心拍同期させて並列表示する表示部９を備え、更に、薬物負荷条件の入力、観測モードの選択、観測期間の更新等を行なう入力部１０と、当該被検体の心電波形を計測するＥＣＧ計測ユニット１１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１２を備えている。

超音波プローブ３は、配列されたＮ個の図示しない振動素子をその先端部に有し、前記先端部を被検体の体表に接触させて超音波の送受信を行なう。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。そして、これら振動素子の各々は、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。尚、本実施例では、Ｎ個の振動素子を有するセクタ走査用の超音波プローブ３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。

次に、図２に示す送受信部２は、超音波プローブ３の振動素子に対して駆動信号を供給する送信部２１と、振動素子から得られた受信信号に対して整相加算を行なう受信部２２を備えている。

送信部２１は、レートパルス発生器２１１と、送信遅延回路２１２と、駆動回路２１３を備え、レートパルス発生器２１１は、システム制御部１２から供給される基準信号を分周することにより送信超音波の繰り返し周期を決定するレートパルスを生成する。送信遅延回路２１２は、送信に使用されるＮｔ個の振動素子と同数の独立な遅延回路から構成され、送信超音波を所定の深さに集束するための集束用遅延時間と所定方向θｐに送信するための偏向用遅延時間をレートパルス発生器２１１から供給されるレートパルスに与える。駆動回路２１３は、送信遅延回路２１２と同数の独立な駆動回路を有し、送信遅延回路２１２にて上述の遅延時間が与えられたレートパルスに基づいて駆動信号を生成する。そして、超音波プローブ３にて配列されたＮ個の振動素子の中から送信用として選択されたＮｔ（Ｎｔ≦Ｎ）個の振動素子を前記駆動信号によって駆動し、被検体の体内に送信超音波を放射する。

一方、受信部２２は、超音波プローブ３に内蔵されたＮ個の振動素子の中から受信用として選択されたＮｒ（Ｎｒ≦Ｎ）個の振動素子に対応するＮｒチャンネルのプリアンプ２２１、Ａ／Ｄ変換器２２２及び受信遅延回路２２３と加算器２２４を備えており、受信用の振動素子からプリアンプ２２１を介して供給されたＮｒチャンネルの受信信号はＡ／Ｄ変換器２２２にてデジタル信号に変換され、受信遅延回路２２３に送られる。

受信遅延回路２２３は、所定の深さからの受信超音波を集束するための集束用遅延時間と、所定方向θｐに対して受信指向性を設定するための偏向用遅延時間をＡ／Ｄ変換器２２２から出力されるＮｒチャンネルの受信信号の各々に与え、加算器２２４は、受信遅延回路２２３から出力される受信信号を加算合成する。即ち、受信遅延回路２２３と加算器２２４により、所定方向θｐから得られた受信信号は整相加算される。尚、受信遅延回路２２３及び加算器２２４は、その遅延時間の制御によって複数方向に対する受信指向性を同時に形成する所謂並列同時受信を可能とし、この並列同時受信法の適用により走査に要する時間は大幅に短縮される。

次に、画像データ生成部４は、Ｂモード画像データを生成する機能を有し、包絡線検波器４１、対数変換器４２及び超音波データ記憶部４３を備えている。包絡線検波器４１は、受信部２２の加算器２２４から供給される整相加算後の受信信号を包絡線検波し、包絡線検波後の受信信号は対数変換器４２においてその振幅が対数変換され所定方向θｐにおける超音波データ（Ｂモードデータ）が生成される。そして、送受信方向θｐ（θｐ＝θ１乃至θＰ）に対する超音波送受信に伴なって対数変換器４２から順次供給される超音波データは、送受信方向に対応させて超音波データ記憶部４３に保存され画像データ（Ｂモード画像データ）が生成される。尚、包絡線検波器４１と対数変換器４２は順序を入れ替えて構成しても構わない。

図１へ戻って、画像データ記憶部５は、画像データ生成部４から供給される所定心拍周期分の時系列的な画像データにＥＣＧ計測ユニット１１から供給される心電波形の波形情報及びＲ波タイミング情報と入力部１０からシステム制御部１２を介して供給される薬物負荷条件及びフレームレート等の画像データ生成条件を付加して保存する。このとき、心電波形のＲ波が検出された時刻に画像データ生成部４が生成した画像データ（以下では、基準画像データと呼ぶ。）に対しＲ波タイミング情報が付加される。

一方、観測期間設定部６は、心拍数計測部６１、期間データ保管部６２及び期間設定部６３を備え、心拍数計測部６１は、画像データ記憶部５に保存されている第１の画像データ群においてＲ波タイミング情報が付加されている基準画像データを検出し、更に、基準画像データ間に存在する画像データの数を計測する。そして、この画像データ数と上述の画像データ生成条件によって決定される第１の画像データ群のフレームレート（単位時間内に収集される画像データ数）とに基づいて当該被検体の心拍周期及び心拍数を計測する。

期間データ保管部６２は、心拍数に対応した観測期間のデータが予め保管されている図示しない記憶回路を備えている。図３は、観測モードとして収縮期観測モードあるいは拡張期観測モードが選択された場合に使用される期間データ保管部６２の期間データを示したものであり、この図３に示すように期間データ保管部６２の前記記憶回路には、異なる心拍数の各々に対して設定された収縮期の観測期間を示す期間データが予め保管されている。尚、この場合の心拍数に対する期間データは、過去のＥＣＧ計測から得られた検査データを統計処理することによって得ることができるが、この方法に限定されるものではなく、例えば、操作者が任意に設定してもよい。

次に、図１に示した観測期間設定部６の期間設定部６３は、心拍数計測部６１から供給される当該被検体の心拍数情報を受信し、この心拍数に対応した期間データを期間データ保管部６２から読み出す。但し、心拍数計測部６１にて計測された心拍数に対応する期間データが期間データ保管部６２に存在しない場合、期間データ保管部６２から読み出した複数の期間データを補間処理して前記心拍数に対応した期間データを生成する。次いで、期間設定部６３は、期間データ保管部６２から読み出した期間データあるいは上述の補間処理により新たに生成した期間データと上述のＲ波タイミング情報と入力部１０からシステム制御部１２を介して供給される観測モード情報（例えば、収縮期観測モードの情報）に基づき第１の画像データ群に対して観測期間（収縮期）を設定する。

一方、画像データ抽出部７は、観測期間設定部６の期間設定部６３から供給される観測期間の情報に基づき、画像データ記憶部５にて心電波形の波形情報や薬物負荷条件等を付帯情報として保存されている第１の画像データ群の中から前記観測期間に対応した時系列的な複数の画像データを抽出して第２の画像データ群を形成し画像データ記憶部８に一旦保存する。このとき、画像データ記憶部８には、第２の画像データ群が薬物負荷条件を単位として保存される。又、画像データ記憶部８に保存された第２の画像データ群は、図示しないネットワークＩＦ（インターフェィス）及びネットワークを介して接続された汎用のワークステーションや画像ビューア等に供給される。

次に、観測期間設定部６によって設定される観測期間と、この観測期間において形成される第２の画像データ群につき図４を用いて説明する。尚、図４（ａ）は、ＥＣＧ計測ユニット１１において計測された当該被検体の心電波形Ｅｃを、又、図４（ｂ）は、上述の心電波形Ｅｃの計測と並行して収集される第１の画像データ群を示しており、第１の画像データ群を構成する時系列的な画像データの各々には、既に述べたように心電波形のＲ波タイミング情報及び波形情報、フレームレートを含む画像データ生成条件、更には、薬物負荷条件等が付帯情報として付加されている。

そして、観測期間設定部６の心拍数計測部６１は、画像データ記憶部５に第１の画像データ群と共に保存されているＲ波タイミング情報及び画像データ生成条件のフレームレートに基づいて当該被検体の心拍周期τａを計測し、更に、この心拍周期τａの逆数から心拍数を計測する。

一方、期間設定部６３は、心拍数計測部６１から供給される前記心拍数に対応した期間データを期間データ保管部６２から読み出し、この期間データとＲ波タイミング情報に基づいて当該被検体の収縮期を示す観測期間τｘを第１の画像データ群に対して設定する。このとき、拡張期を示す観測期間τｂ（τｂ＝τａ−τｘ）も必要に応じて設定される。

次いで、画像データ抽出部７は、入力部１０から供給される観測モード（例えば、収縮期観測モード）の情報に基づき、画像データ記憶部５に保存されている第１の画像データ群の中から観測期間τｘに対応した時系列的な複数の画像データ（斜線にて示す）を抽出して第２の画像データ群を形成する。

再び図１へ戻って、表示部９は表示データ生成部９１とモニタ９２を備えている。表示データ生成部９１は、画像データ記憶部８から供給された薬物負荷条件が異なる複数種類の第２の画像データ群に対して所定の変換処理を行ない、更に、変換処理後の第２の画像データ群を心拍同期させて合成することにより表示データを生成する。そして得られた表示データをモニタ９２に表示する。

図５は、表示部９の表示データ生成部９１において生成される表示データの具体例を示したものであり、この表示データは、第２の画像データ群の所定心拍時相における画像データに対応した複数のサムネールデータが表示されるサムネール表示領域３０１と、これらのサムネールデータの中から選択されたサムネールデータに対応する複数種類の第２の画像データ群が心拍同期して表示される画像データ表示領域３０２を有している。

例えば、被検体に対して薬物負荷条件が「無負荷（０γ）」、「５γ」、「１０γ」、「１５γ」、・・・「４５γ」の薬物（例えば、「ドブタミン」）を投与したストレスエコーにより収縮期における１０種類の第２の画像データ群が収集された場合、サムネール表示領域３０１には、上述の薬物負荷条件の各々にて得られた第２の画像データ群に対応する１０種類のサムネールデータが一覧表示される。そして、これらのサムネールデータの中から薬物負荷条件「０γ」、「１０γ」、「２５γ」及び「４０γ」のサムネールデータが選択された場合、選択されたこれらのサムネールデータに対応した第２の画像データ群が画像データ表示領域３０２において動画像として同期表示される。更に、画像データ表示領域３０２に示された画像データの下部には、第２の画像データ群に付加された波形情報に基づいて生成された１心拍周期及び収縮期の心電波形が表示される。

次に、入力部１０は、操作パネル上にキーボード、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や表示パネルを備え、薬物負荷条件を入力する負荷条件入力部１０１、予め設定された複数の観測モードの中から所望の観測モードを選択する観測モード選択部１０２及び観測期間設定部６が設定した第１の画像データ群に対する観測期間を必要に応じて更新する観測期間更新部１０３を有している。又、被検体情報の入力、画像データ生成条件や画像データ表示条件の設定、更には、各種コマンド信号の入力等も上述の表示パネルや入力デバイスを用いて行なわれる。

尚、薬物負荷条件として「無負荷（０γ）」、「５γ」、「１０γ」、「１５γ」、・・・「４５γ」等の「ドブタミン」投与量があり、観測モードとして、１心拍周期の画像データを繰り返し表示する全期間観測モード、収縮期の画像データを繰り返し表示する収縮期観測モード、拡張期の画像データを繰り返し表示する拡張期観測モード、更には、操作者によって任意に設定された期間の画像データを繰り返し表示する任意期間観測モード等がある。

図１へ戻って、ＥＣＧ計測ユニット１１は、被検体の心電波形から検出したＲ波に基づいてＲ波タイミング情報を発生する機能を有し、被検体体表面に装着され心電波形を計測する計測用電極と、この計測用電極によって計測され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変換器と、デジタル信号に変換された心電波形に所定の閾値を設定してＲ波を検出するＲ波検出部（何れも図示せず）を備えている。

一方、システム制御部１２は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、入力部１０において入力／設定／選択／更新された各種の情報は前記記憶回路に保存される。そして、前記ＣＰＵは、入力部１０から供給された上述の情報や自己の記憶回路に予め保管された情報に基づいて超音波診断装置１００の各ユニットを統括的に制御し、予め生成された第１の画像データ群の中から抽出した所望観測期間における第２の画像データ群を表示部９に表示する。

（画像データ群の表示手順）
次に、本実施例における第２の画像データ群の表示手順につき図６のフローチャートを用いて説明する。

画像データの生成に先立ち超音波診断装置１００の操作者は、入力部１０にて被検体情報の入力、画像データ生成条件及び画像データ表示条件の設定を行なった後負荷条件「０γ」を入力する。更に、ＥＣＧ計測ユニット１１の計測用電極を被検体の所定部位に装着することにより心電波形の計測が開始される。（図６のステップＳ１）。

上述の初期設定が終了したならば、操作者は入力部１０にて第１の画像データ群の収集開始コマンドを入力し、このコマンド信号がシステム制御部１２へ供給されることにより負荷条件「０γ」における画像データの生成が開始される。

即ち、図２に示した送受信部２のレートパルス発生器２１１は、システム制御部１２から供給される基準信号を分周することによって被検体内に放射される超音波パルスの繰り返し周期を決定するレートパルスを生成し、このレートパルスを送信遅延回路２１２に供給する。

送信遅延回路２１２は、所定の深さに超音波を集束するための集束用遅延時間と、最初の送受信方向θ１に超音波を送信するための偏向用遅延時間をレートパルスに与え、このレートパルスを駆動回路２１３に供給する。そして、駆動回路２１３は、レートパルスに基づいて生成された駆動信号を図示しないケーブルを介して超音波プローブ３におけるＮｔ個の送信用振動素子に供給し、被検体のθ１方向に対し超音波パルスを放射する。

被検体内に放射された超音波パルスの一部は音響インピーダンスの異なる心臓の境界面や心筋組織等において反射し、これらの超音波反射波（受信超音波）は、超音波プローブ３におけるＮｒ個の受信用振動素子によってＮｒチャンネルの電気信号（受信信号）に変換される。そして、これらの受信信号は、受信部２２のプリアンプ２２１にて所定の大きさに増幅され、Ａ／Ｄ変換器２２２にてデジタル信号に変換された後、受信遅延回路２２３にて所定の遅延時間が与えられ、加算器２２４にて加算合成（整相加算）される。このとき、受信遅延回路２２３では、所定の深さからの超音波反射波を集束するための収束用遅延時間と超音波反射波に対し送受信方向θ１に強い受信指向性をもたせるための偏向用遅延時間がシステム制御部１２からの制御信号に基づいて設定される。

次いで、加算器２２４における整相加算によって１チャンネルに束ねられた受信信号に対し画像データ生成部４の包絡線検波器４１及び対数変換器４２は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、得られたＢモードデータは超音波データ記憶部４３に保存される。

次に、システム制御部１２は、送受信方向θ２乃至θＰに対して同様な手順で超音波送受信を行ない、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４３に保存される。即ち、超音波データ記憶部４３には、送受信方向θ１乃至θＰに対する超音波送受信によって得られたＢモードデータが順次保存されて１フレーム分の画像データ（Ｂモード画像データ）が生成され、得られた画像データは図１の画像データ記憶部５へ供給される（図６のステップＳ２）。

更に、同様の手順を繰り返すことにより、例えば、数心拍周期分の画像データが順次生成され、これらの画像データも画像データ記憶部５へ供給される。

一方、ＥＣＧ計測ユニット１１は、計測用電極によって検出されＡ／Ｄ変換器にてデジタル信号に変換された心電波形に対し所定の閾値を設定してＲ波を検出する（図６のステップＳ３）。そして、このＲ波が検出されたタイミングを示すＲ波タイミング情報と心電波形の波形情報は画像データ記憶部５へ供給されて上述の画像データに付加され、更に、入力部１０からシステム制御部１２を介して供給される負荷条件「０γ」や画像データ生成条件も画像データ記憶部５へ供給されて前記画像データに付加される。即ち、画像データ記憶部５には、Ｒ波タイミング情報、波形情報、負荷条件「０γ」及び画像データ生成条件を付帯情報とする数心拍周期分の時系列的な複数の画像データ（第１の画像データ群）が保存される（図６のステップＳ４）。

負荷条件「０γ」における第１の画像データ群の保存が終了したならば、負荷条件「５γ」への更新（図６のステップＳ５）及び５γの薬物投与を行なった後（図６のステップＳ６）第１の画像データ群の収集開始コマンドを再度入力する。そして、同様の手順で負荷条件「５γ」における第１の画像データ群の保存が行なわれ（図６のステップＳ２乃至Ｓ４）、更に、上述のステップＳ２乃至Ｓ６を繰り返して負荷条件「１０γ」乃至「４５γ」における第１の画像データ群の保存が行なわれる（図６のステップＳ２乃至Ｓ６）。

負荷条件「０γ」乃至「４５γ」における第１の画像データ群の保存が終了したならば、操作者は、入力部１０の観測モード選択部１０２において、例えば、収縮期観測モードを選択し（図６のステップＳ７）、更に、第２の画像データ群の収集開始コマンドを入力部１０にて入力する。

一方、システム制御部１２を介して上述のコマンド信号を受信した観測期間設定部６の心拍数計測部６１は、画像データ記憶部５に第１の画像データ群と共に保存されているＲ波タイミング情報及び画像データ生成条件のフレームレートに基づいて当該被検体の心拍周期を計測し、更に、この心拍周期から心拍数を計測する。

次いで、期間設定部６３は、心拍数計測部６１から供給された前記心拍数に対応した期間データを期間データ保管部６２から読み出し、この期間データとＲ波タイミング情報に基づき第１の画像データ群に対して観測期間（収縮期）を設定する（図６のステップＳ８）。

そして、画像データ抽出部７は、画像データ記憶部５に保存されている第１の画像データ群の中から前記観測期間に対応した時系列的な複数の画像データを抽出して負荷条件「０γ」乃至「４５γ」における第２の画像データ群を形成し、画像データ記憶部８に保存する（図６のステップＳ９）。

負荷条件「０γ」乃至「４５γ」における第２の画像データ群の保存が終了したならば、表示部９の表示データ生成部９１は、画像データ記憶部８に保存されている第２の画像データ群の所定心拍時相における画像データに基づいて負荷条件「０γ」乃至「４５γ」のサムネールデータを生成しモニタ９２に表示する。そして、操作者は、このサムネールデータに基づき、画像データ記憶部８に保存された負荷条件「０γ」乃至「４５γ」における第２の画像データ群の中から所望の負荷条件（例えば、負荷条件「０γ」、「１０γ」、「２５γ」及び「４０γ」）における第２の画像データ群を選択する。

次いで、表示部９の表示データ生成部９１は、この選択情報に基づいて画像データ記憶部８から読み出した上述の第２の画像データ群を心拍同期させて合成し、モニタ９２に動画像として繰り返し表示する（図５参照）（図６のステップＳ１０）。

このとき、当該被検体の心拍数に基づいて観測期間設定部６が設定した観測期間が不適当な場合、操作者は、表示部９に表示された第２の画像データ群の観測下にて入力部１０の観測期間更新部１０３を操作し、好適な観測期間へ更新する（図６のステップＳ１１）。一方。観測期間設定部６が設定した観測期間が適当な場合、操作者は、表示部９に表示された第２の画像データ群に基づいて当該被検体に対する超音波診断を行なう。

（変形例）
次に、本実施例の変形例につき図７を用いて説明する。上述の実施例における観測期間設定部６では、既に述べたように第１の画像データ群の画像データに付加されているＲ波タイミング情報と画像データ生成条件のフレームレートに基づいて当該被検体の心拍数を計測し、この心拍数に対応した期間データを期間データ保管部６２から読み出すことにより第１の画像データ群に対する観測期間（収縮期）の設定を行なったが、本変形例では、第１の画像データ群の画像データを用いて心腔内容積を計測し、この心腔内容積の時間的変化から第１の画像データ群に対する観測期間の設定を行なう。

即ち、図７に示すように、本変形例の超音波診断装置１００ａが備える観測期間設定部６ａは、容積計測部６４と期間設定部６５を備え、容積計測部６４は、画像データ記憶部５に保存された第１の画像データ群の画像データに対しＡＣＴ法とModified-Simpson法を適用して心腔内容積を計測する機能を有している。

図８は、容積計測部６４による心腔内容積の計測方法を説明するための図であり、容積計測部６４は、図８（ａ）に示すように、先ず、画像データ記憶部５に保存された第１の画像データ群の最初の画像データを読み出し、輪郭抽出技術を用いて心腔内壁の輪郭線５１を抽出する。この輪郭抽出法として、例えば、Automated-Contour-Tracking（ＡＣＴ）法（“ＡＣＴ法を用いた超音波心壁輪郭の自動抽出”、西浦正英 他,メディカルレビュー７１号、PP.50-54、(1998)参照）が好適である。

次いで、容積計測部６４は、上述の輪郭抽出法によって得られた心腔内壁の輪郭線５１から弁輪部を検出し、この弁輪部の位置を基準に設定した心臓長軸５２を間隔ΔｈでJ分割する。そして、分割点ｈｊ（ｊ＝１乃至Ｊ）から心臓長軸５２に対して引いた垂線５３と心腔内壁の輪郭線５１との交点Ｃ１ｊ及びＣ２ｊの間隔Ａｊを計測し、直径Ａｊと高さΔｈを有した円柱で微小体積を近似したModified-Simpson法（図８（ｂ）参照）を適用して心腔内容積を計測する。

更に、容積計測部６４は、第１の画像データ群の最初の画像データに後続する少なくとも１心拍周期分の画像データに対し同様の手順によって心腔内容積を計測する。尚、Modified-Simpson法による心腔容積の計測法については、“心腔の大きさの正確な撮り方２”（竹内陽史郎他、両心房,心エコーVol.2、No.3 P.192-197、(2001)）等に記載されているため、詳細な説明は省略する。

一方、図７の期間設定部６５は、容積計測部６４から供給される心腔内容積の時間的変化に基づいて第１の画像データ群に対する観測期間（即ち、収縮期）を設定する。この場合、心腔内容積が最大となる心拍時相から最小となる心拍時相までの期間が収縮期として設定される。

以上述べた本発明の第１の実施例及びその変形例によれば、ストレスエコー法が適用された被検体から収集される所定心拍期間の時系列的な画像データを繰り返し表示する際、予め収集された所定心拍周期分の時系列的な複数の画像データの中から前記所定心拍期間の画像データを抽出することにより、任意に設定された所望心拍期間（観測期間）における時系列的な画像データを効率よく表示することが可能となる。このため診断効率が大幅に向上するのみならず、超音波検査における操作者や被検体の負担を軽減することができる。

又、上述の実施例における観測期間の設定は、その検出が比較的容易なＲ波の検出タイミングと過去のＥＣＧ測定によって得られた統計的な期間データに基づいているため所望の観測期間を確実に設定することができる。

一方、上述の変形例における観測期間の設定は、画像データを用いて計測した心腔内容積の時間的変化に基づいて行なわれるため、良好な心電波形が得られない被検体に対しても正確な観測期間を確実に設定することが可能となる。

又、上述の実施例及びその変形例によれば、観測期間設定部にて設定された観測期間を画像データの観測下で更新することができるため、好適な観測期間を有した第２の画像データ群の観測を容易に行なうことができる。

次に本発明の第２の実施例について述べる。この第２の実施例に示した画像表示装置では、先ず、ストレスエコー法が適用された被検体から収集される所定心拍周期分の時系列的な画像データ（第１の画像データ群）と、これらの画像データの生成と並行して前記被検体から計測された心電波形のＲ波タイミング情報や画像データ生成条件等の付帯情報を画像データ保管部から読み出す。次いで、Ｒ波タイミング情報及び画像データ生成条件に含まれるフレームレートに基づいて所望の観測期間を設定し、第１の画像データ群の中から前記観測期間における時系列的な複数の画像データを抽出して表示部に繰り返し表示する。

（装置の構成）
本発明の第２の実施例における画像表示装置の構成につき図９を用いて説明する。尚、図９は、本実施例における画像表示装置の全体構成を示すブロック図であり、図１に示した第１の実施例における超音波診断装置１００のユニットと同一の構成及び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。

即ち、図９に示す画像表示装置２００は、別途設置された超音波診断装置からネットワークあるいは記憶媒体を介して供給される当該被検体の所定心拍周期における時系列的な画像データ（第１の画像データ群）を付帯情報と共に保管する画像データ保管部１３と、この画像データ保管部１３から読み出した第１の画像データ群に付加されているＲ波タイミング情報及び画像データ生成条件と後述の入力部１０ａから供給される観測モード情報に基づいてストレスエコー法の観測期間を設定する観測期間設定部６と、画像データ保管部１３に保管された第１の画像データ群の中から前記観測期間における時系列的な複数の画像データを抽出して第２の画像データ群を形成する画像データ抽出部７と、薬物負荷条件を更新しながら生成される上述の第２の画像データ群を薬物負荷条件に対応させて保存する画像データ記憶部８と、異なる薬物負荷条件にて得られた複数種類の第２の画像データ群を心拍同期させて並列表示する表示部９を備え、更に、観測モードの選択や観測期間の更新等を行なう入力部１０ａと、画像表示装置２００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１２ａを備えている。

画像データ保管部１３は、別途設置された超音波診断装置により薬物投与前あるいは薬物投与後の当該被検体から収集された所定心拍周期分の時系列的な複数の画像データを第１の画像データ群として保管する。このとき、上述の画像データの収集と並行して当該被検体から検出された心電波形のＲ波タイミング情報及び波形情報と画像データ生成条件及び薬物負荷条件も第１の画像データ群の付帯情報として画像データ保管部１３に保管される。

入力部１０ａは、操作パネル上にキーボード、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や表示パネルを備え、予め設定された複数の観測モードの中から所望の観測モードを選択する観測モード選択部１０２と、観測期間設定部６が設定した第１の画像データ群に対する観測期間を必要に応じて更新する観測期間更新部１０３を有している。又、画像データ表示条件の設定や各種コマンド信号の入力等も上述の表示パネルや入力デバイスを用いて行なわれる。

システム制御部１２ａは、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、入力部１０ａにおいて入力／選択／更新／設定された各種情報は前記記憶回路に保存される。そして、前記ＣＰＵは、入力部１０ａから供給された上述の情報や自己の記憶回路に予め保管された情報に基づいて画像表示装置２００の各ユニットを統括的に制御し、予め保管された第１の画像データ群の中から抽出した所望観測期間における第２の画像データ群を表示部９に表示する。

尚、本実施例における画像データ群の表示手順は、図６に示した第１の実施例における画像データ群の表示手順におけるステップＳ７乃至Ｓ１１と同様であるため説明は省略する。

但し、本実施例における観測期間設定部６では、図１に示した第１の実施例と同様にして第１の画像データ群に付加されている心電波形のＲ波タイミング情報と画像データ生成条件のフレームレートに基づいて観測期間を設定するが、図７に示した第１の実施例の変形例と同様にして、第１の画像データ群を用いて計測した心腔内容積の時間的変化に基づいて観測期間の設定を行なってもよい。

以上述べた本発明の第２の実施例によれば、第１の実施例と同様にして、ストレスエコー法が適用された被検体から収集される所定心拍期間の時系列的な画像データを繰り返し表示する際、予め収集された所定心拍周期分の時系列的な複数の画像データの中から前記所定心拍期間の画像データを抽出することにより、任意に設定された所望心拍期間（観測期間）における時系列的な画像データを効率よく表示することが可能となる。このため診断効率が大幅に向上するのみならず、超音波検査における操作者や被検体の負担を軽減することができる。

又、上述の第２の実施例によれば、観測期間設定部にて設定された観測期間を画像データの観測下で更新することができるため、好適な観測期間を有した第２の画像データ群の観測を容易に行なうことができる。

更に、別途設置された超音波診断装置からネットワーク等を介して供給される第１の画像データ群の所望観測期間における時系列的な画像データを容易に表示することができるため、操作者は、時間や場所の制約をあまり受けることなく当該被検体に対する診断を効率よく行なうことが可能となる。

以上、本発明の実施例（即ち、第１の実施例及びその変形例と第２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なく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例では、薬物負荷条件の異なる複数種類の第２の画像データ群を心拍同期させて並列表示する場合について述べたが、特定の薬物負荷条件にて得られた第２の画像データ群のみを動画像として単独表示してもよく、第２の画像データ群の所定心拍時相における画像データを静止画像として並列表示あるいは単独表示してもよい。

又、薬物負荷を用いたストレスエコー法によって収集された第１の画像データ群の中から所望観測期間の画像データを抽出して第２の画像データ群を形成する場合について述べたが、運動負荷を用いたストレスエコー法あるいは通常の超音波検査法によって収集された第１の画像データ群の中から所望観測期間における画像データを抽出して第２の画像データ群を形成してもよい。

更に、心臓の収縮期を観測期間として設定する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、心臓の拡張期や１心拍周期等を観測期間としてもよい。

又、当該被検体の心電波形から検出されるＲ波の検出タイミングと予め設定された期間データ、あるいは、第１の画像データ群の画像データから計測される心腔内容積の時間的変化に基づいて観測期間を設定する場合について述べたが、前記心電波形から検出されるＲ波の検出タイミング及びＴ波の検出タイミングに基づいて観測期間を設定してもよい。

一方、上述の第１の実施例及びその変形例では、当該被検体から収集された受信信号を処理してＢモードデータを生成し、このＢモードデータに基づいて第１の画像データ群を形成する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、カラードプラ画像データやＴＤＩ画像データ、更には、これらの画像データに基づいて生成されるストレイン画像データ等のパラメトリック画像データに基づいて第１の画像データ群を形成してもよい。

又、第１の画像データ群及び第２の画像データ群は、被検体に対する２次元走査によって得られた２次元画像データに基づいて形成する場合について述べたが３次元走査によって得られる３次元画像データ等に基づいて形成してもよい。

更に、上述の第１の実施例における観測期間設定部６の期間データ保管部６２には、被検体の心拍数に対応する期間データが予め保管されている場合について述べたが、心拍周期に対応する期間データが保管されていても構わない。

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。 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。 同実施例の観測モードとして収縮期観測モードあるいは拡張期観測モードが選択された場合に使用される期間データ保管部の期間データを示す図。 同実施例の観測期間設定部によって設定される観測期間とこの観測期間において形成される第２の画像データ群を説明するための図。 同実施例の表示データ生成部において生成される表示データの具体例を示す図。 本実施例における第２の画像データ群の表示手順を示すフローチャート。 同実施例の変形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。 同変形例の容積計測部による心腔内容積の計測方法を説明するための図。 本発明の第２の実施例における画像表示装置の全体構成を示すブロック図。

符号の説明

２…送受信部
２１…送信部
２２…受信部
３…超音波プローブ
４…画像データ生成部
５…画像データ記憶部
６、６ａ…観測期間設定部
６１…心拍数計測部
６２…期間データ保管部
６３、６５…期間設定部
６４…容積計測部
７…画像データ抽出部
８…画像データ記憶部
９…表示部
９１…表示データ生成部
９２…モニタ
１０、１０ａ…入力部
１０１…負荷条件入力部
１０２…観測モード選択部
１０３…観測期間更新部
１１…ＥＣＧ計測ユニット
１２、１２ａ…システム制御部
１３…画像データ保管部
１００…超音波診断装置
２００…画像表示装置

Claims (13)

1. 被検体に対する超音波走査によって得られた受信信号に基づいて所望の観測期間における時系列的な画像データの生成と表示を行なう超音波診断装置において、
   少なくとも１心拍周期において収集された時系列的な複数の画像データを有する第１の画像データ群を、前記画像データの収集と並行して検出された前記被検体の心拍情報と共に保存する画像データ記憶手段と、
   前記第１の画像データ群あるいは前記心拍情報に基づいて観測期間を設定する観測期間設定手段と、
   前記第１の画像データ群の前記観測期間における時系列的な複数の画像データを抽出して第２の画像データ群を形成する画像データ抽出手段と、
   前記第２の画像データ群を表示する表示手段とを
   備えたことを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記観測期間設定手段は、前記心拍情報に基づいて前記被検体の１心拍周期、収縮期及び拡張期の少なくとも何れかを前記観測期間として設定することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
3. 観測モードを選択する観測モード選択手段を備え、前記観測期間設定手段は、前記観測モード選択手段から供給される選択情報に基づいて前記被検体の１心拍周期、収縮期及び拡張期の少なくとも何れかを前記観測期間として設定することを特徴とする請求項２記載の超音波診断装置。
4. 前記観測期間設定手段は、前記心拍情報に基づいて前記被検体の心拍数あるいは心拍周期を計測し、これらの計測結果に対応して予め設定された期間データに基づいて前記観測期間を設定することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
5. 前記画像データ記憶手段は、前記被検体から計測された心電波形のＲ波タイミング情報を前記心拍情報として前記第１の画像データ群と共に保存し、前記観測期間設定手段は、前記Ｒ波タイミング情報と前記第１の画像データ群のフレームレートに基づいて前記心拍数あるいは前記心拍周期を計測することを特徴とする請求項４記載の超音波診断装置。
6. 前記観測期間設定手段は、前記第１の画像データ群が有する時系列的な複数の画像データを用いて計測した心腔内容積の時間的変化に基づいて前記観測期間を設定することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
7. 前記表示手段は、異なる負荷条件のストレスエコー法が適用された前記被検体から得られる複数種類の前記第２の画像データ群を前記心拍情報に基づいて心拍同期表示することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
8. 前記表示手段は、前記第２の画像データ群を繰り返し表示することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
9. 観測期間更新手段を備え、前記観測期間更新手段は、前記観測期間設定手段が設定した観測期間を必要に応じて更新することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
10. 前記画像データ抽出手段によって抽出された前記第２の画像データ群を汎用のワークステーションや画像ビューアに供給する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
11. 被検体に対する超音波走査によって得られた少なくとも１心拍周期の時系列的な複数の画像データを有する第１の画像データ群を、前記画像データの収集と並行して検出された前記被検体の心拍情報と共に保管する画像データ保管手段と、
    前記第１の画像データ群あるいは前記心拍情報に基づいて観測期間を設定する観測期間設定手段と、
    前記第１の画像データ群の前記観測期間における時系列的な複数の画像データを抽出して第２の画像データ群を形成する画像データ抽出手段と、
    前記第２の画像データ群を表示する表示手段とを
    備えたことを特徴とする画像表示装置。
12. 観測モードを選択する観測モード選択手段を備え、前記観測期間設定手段は、前記観測モード選択手段から供給される選択情報に基づいて前記被検体の１心拍周期、収縮期及び拡張期の少なくとも何れかを前記観測期間として設定することを特徴とする請求項１１記載の画像表示装置。
13. 前記表示手段は、異なる負荷条件のストレスエコー法が適用された前記被検体から得られる複数種類の前記第２の画像データ群を前記心拍情報に基づき心拍同期させて繰り返し表示することを特徴とする請求項１１記載の画像表示装置。

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