JP2015131060A - ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波診断装置に関し、特に、血流速度を計測する装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an apparatus for measuring a blood flow velocity.
ドプラ法によって被検体の血流速度を計測する超音波診断装置が広く用いられている。このような超音波診断装置では、ベクトル量である血流速度を矢印等によって断層画像に重ねて表示することで、血管、心臓等の循環器の診断が行われる。血流速度の超音波ビーム方向の成分はドプラ法によって計測され、超音波ビームに直交する方向の成分(直交方向成分)は演算によって求められる。血流速度の直交方向成分を求める技術としては、特許文献1に記載されているものがある。
An ultrasonic diagnostic apparatus that measures the blood flow velocity of a subject by the Doppler method is widely used. In such an ultrasonic diagnostic apparatus, a blood flow velocity, which is a vector quantity, is displayed superimposed on a tomographic image with an arrow or the like, thereby diagnosing a circulatory organ such as a blood vessel or a heart. The component in the ultrasonic beam direction of the blood flow velocity is measured by the Doppler method, and the component in the direction orthogonal to the ultrasonic beam (orthogonal direction component) is obtained by calculation. As a technique for obtaining the orthogonal component of the blood flow velocity, there is one described in
図8には、特許文献1に先行技術として記載されている速度検出処理が概念的に示されている。この処理は、連続の式から血流速度の直交方向成分Vθを求めるものである。初めに各超音波ビーム方向について、血流速度の超音波ビーム方向成分Vrがドプラ法により計測される。そして、超音波ビームに直交する直交経路Cにおいて、直交方向成分Vθの直交経路方向への変化量が超音波ビーム方向成分Vrを用いて求められ、さらに、直交経路Cに沿って変化量を積分することで、直交方向成分Vθが求められる。積分開始位置Pは、心臓、血管等の循環器の壁面W上の位置であり、積分の初期値は、積分開始位置Pの運動速度の直交経路方向成分VWである。
FIG. 8 conceptually shows the speed detection process described as the prior art in
上記の速度検出処理では、直交経路Cにおける積分開始位置Pは循環器の壁面W上の位置とされ、積分の初期値は、積分開始位置Pの運動速度の直交経路方向成分VWとされる。積分開始位置Pは断層画像に基づいて求められ、積分の初期値は時間経過と共に順次取得される複数の断層画像に基づいて求められる。 In the speed detection process described above, the integration start position P in the orthogonal path C is a position on the wall surface W of the circulator, and the initial value of the integration is the orthogonal path direction component V W of the motion speed of the integration start position P. . The integration start position P is obtained based on the tomographic image, and the initial value of integration is obtained based on a plurality of tomographic images that are sequentially acquired with time.
しかし、断層画像によっては、積分開始位置Pおよび積分の初期値が得られない場合があり、血流速度の直交方向成分を求めることが困難な場合がある。血流速度を求めることが困難な領域がある場合には、診断の妨げとなることがある。 However, depending on the tomographic image, the integration start position P and the initial value of the integration may not be obtained, and it may be difficult to obtain the orthogonal component of the blood flow velocity. If there is a region where it is difficult to determine the blood flow velocity, it may hinder diagnosis.
本発明は、血流速度を求めることが困難な領域がある場合に、その領域を適切に表示することを目的とする。 An object of the present invention is to appropriately display a region where it is difficult to obtain a blood flow velocity.
本発明は、超音波を送受信する送受信部と、前記送受信部を制御して、前記送受信部によって送受信される超音波のビームを走査する制御部と、前記送受信部で受信された超音波に基づき、断層画像データを生成する断層画像データ生成部と、前記送受信部で受信された超音波に基づき、各超音波ビーム方向について血流速度の超音波ビーム方向成分を求めるドプラ計測部と、時間経過と共に生成される複数の断層画像データに基づいて、循環器の壁面の運動速度を求める運動検出部と、各超音波ビーム方向について求められた前記超音波ビーム方向成分と、前記壁面の運動速度とに基づいて、各超音波ビーム方向に対し、超音波ビームに直交する方向についての血流速度の成分である直交方向成分を求める速度演算部と、前記複数の断層画像データのうち少なくとも1つに基づく断層画像と共に、前記直交方向成分が求められなかった不確定領域を表示部に表示する表示処理部と、を備えることを特徴とする。 The present invention is based on a transmission / reception unit that transmits / receives an ultrasonic wave, a control unit that controls the transmission / reception unit to scan an ultrasonic beam transmitted / received by the transmission / reception unit, and an ultrasonic wave received by the transmission / reception unit. A tomographic image data generating unit that generates tomographic image data, a Doppler measuring unit that obtains an ultrasonic beam direction component of blood flow velocity for each ultrasonic beam direction based on the ultrasonic waves received by the transmitting / receiving unit, and time lapse A motion detection unit for determining the motion speed of the wall surface of the circulatory organ based on the plurality of tomographic image data, the ultrasonic beam direction component determined for each ultrasonic beam direction, and the motion speed of the wall surface For each ultrasonic beam direction, a velocity calculation unit that obtains an orthogonal direction component that is a blood flow velocity component in a direction orthogonal to the ultrasonic beam, and the plurality of tomographic images. With tomographic image based on at least one of the data, characterized in that it comprises a display processing unit that displays an indeterminate region where the orthogonal direction component could not be determined on the display unit.
本発明における送受信部は、例えば、プローブ、およびプローブに送信信号を出力し、プローブから受信信号を取得する送受信回路を備えるものとする。本発明によれば、血流速度の直交方向成分が求められなかった不確定領域が表示される。これによって、循環器の診断が容易となる。不確定領域は、断層画像に重ねて表示してもよい。この場合、断層画像および不確定領域が重なる領域は、一方が他方を透過するように表示してもよい。 The transmission / reception unit in the present invention includes, for example, a probe and a transmission / reception circuit that outputs a transmission signal to the probe and acquires a reception signal from the probe. According to the present invention, an indeterminate region where the orthogonal component of the blood flow velocity has not been obtained is displayed. This facilitates cardiovascular diagnosis. The indeterminate region may be displayed so as to overlap the tomographic image. In this case, the region where the tomographic image and the indeterminate region overlap may be displayed so that one is transmitted through the other.
本発明に係る超音波診断装置は、望ましくは、前記表示処理部は、前記超音波ビーム方向成分および前記直交方向成分に基づいて、超音波ビーム走査面における血流速度を前記表示部に表示する。 In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, preferably, the display processing unit displays a blood flow velocity on an ultrasonic beam scanning plane on the display unit based on the ultrasonic beam direction component and the orthogonal direction component. .
本発明によれば、超音波ビーム方向成分および直交方向成分を含むベクトル量として、血流速度が表示される。直交方向成分が求められなかった領域は、不確定領域として表示されるため、循環器の診断における誤認を低減できる。 According to the present invention, the blood flow velocity is displayed as a vector quantity including the ultrasonic beam direction component and the orthogonal direction component. Since the area where the orthogonal direction component is not obtained is displayed as an indeterminate area, it is possible to reduce misperception in cardiovascular diagnosis.
本発明に係る超音波診断装置は、望ましくは、前記運動検出部は、前記複数の断層画像データが示す各断層画像から前記壁面の像を検出する検出部と、各断層画像から検出された前記壁面の像に基づいて、前記壁面の運動速度を求める演算部と、を備える。 In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, preferably, the motion detection unit includes a detection unit that detects an image of the wall surface from each tomographic image indicated by the plurality of tomographic image data, and the detection unit that detects the tomographic image. A computing unit that obtains the motion speed of the wall surface based on the image of the wall surface.
本発明によれば、循環器の壁面を検出する技術を用いて、壁面の運動速度が求められる。これによって、例えば、循環器の壁面を検出して断層画像と重ねて表示する処理と共に、血流速度の直交方向成分を求める処理を実行することができる。 According to the present invention, the motion speed of the wall surface is determined using a technique for detecting the wall surface of the circulator. Thereby, for example, the processing for obtaining the orthogonal direction component of the blood flow velocity can be executed along with the processing for detecting the wall surface of the circulatory organ and displaying it on the tomographic image.
本発明に係る超音波診断装置は、望ましくは、前記循環器は血管を含み、前記制御部は、前記超音波ビームを前記血管の長手方向に対して垂直でない方向とし、前記超音波ビームを前記血管の長手方向に沿ってリニア走査する。 In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, preferably, the circulator includes a blood vessel, and the control unit sets the ultrasonic beam in a direction not perpendicular to a longitudinal direction of the blood vessel, and the ultrasonic beam is A linear scan is performed along the longitudinal direction of the blood vessel.
本発明によれば、超音波ビームがリニア走査される。これによって、直交座標系において確立された演算方法を用いたデータ処理が可能となる。 According to the present invention, the ultrasonic beam is linearly scanned. As a result, data processing using the calculation method established in the orthogonal coordinate system becomes possible.
本発明に係る超音波診断装置は、望ましくは、前記速度演算部は、前記壁面の運動速度に基づく値を積分の初期値とし、前記壁面上の位置を積分開始位置として、各超音波ビームに直交する方向に沿った積分を行うことにより前記直交方向成分を求め、前記表示処理部は、前記超音波ビームが走査された領域のうち、前記壁面上の積分開始位置が定まらず、前記積分の経路が通過しない領域を前記不確定領域として求める。 In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, preferably, the velocity calculation unit sets a value based on a motion speed of the wall surface as an initial value of integration, and sets a position on the wall surface as an integration start position for each ultrasonic beam. The display processing unit obtains the orthogonal direction component by performing integration along the orthogonal direction, and the integration processing start position on the wall surface is not determined in the region scanned with the ultrasonic beam, and the integration processing is performed. A region where the route does not pass is obtained as the uncertain region.
本発明によれば、血流速度の直交方向成分を求めるための演算と共に、不確定領域が求められる。これによって、不確定領域を求める処理が簡単となる。 According to the present invention, the indeterminate region is obtained together with the calculation for obtaining the orthogonal component of the blood flow velocity. This simplifies the process for obtaining the indeterminate area.
本発明によれば、血流速度を求めることが困難な領域がある場合に、その領域を適切に表示することができる。 According to the present invention, when there is a region where it is difficult to obtain the blood flow velocity, the region can be appropriately displayed.
図1には、本発明の実施形態に係る超音波診断装置が示されている。超音波診断装置は、被検体に対して送受信される超音波のビームを走査し、受信された超音波に基づいて断層画像を表示すると共に、被検体の血管内の血流速度を計測して表示する。血流速度は、方向および大きさを有するベクトル量であり、矢印等の図形や、色および輝度の組み合わせ、または2つの成分値によって表示される。 FIG. 1 shows an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. The ultrasonic diagnostic apparatus scans an ultrasonic beam transmitted / received to / from the subject, displays a tomographic image based on the received ultrasonic wave, and measures a blood flow velocity in the blood vessel of the subject. indicate. The blood flow velocity is a vector quantity having a direction and a magnitude, and is displayed by a figure such as an arrow, a combination of color and luminance, or two component values.
計測において、プローブ10は被検体の表面に接触した状態とされる。プローブ10は、複数の超音波振動子を備える。送受信回路12は、制御部14による制御に基づいてプローブ10の各超音波振動子に送信信号を送信する。これによって、プローブ10からは超音波が送信される。被検体内で反射した超音波がプローブ10の各超音波振動子で受信されると、各超音波振動子は、電気信号を送受信回路12に出力する。送受信回路12は、各超音波振動子から出力された電気信号に対してレベル調整等を行うと共に整相加算を行う。
In the measurement, the
超音波診断装置は、次のようなBモード計測によって断層画像を表示する。送受信回路12は、制御部14による制御に従い、プローブ10において送信超音波ビームを形成し、その送信超音波ビームを被検体に対して走査する。また、送受信回路12は、制御部14による制御に従い、プローブ10の各超音波振動子から出力された電気信号を整相加算して受信信号を生成し、断層画像データ生成部16に出力する。これによって、送受信回路12において受信超音波ビームが形成され、その受信超音波ビームに応じた受信信号が、送受信回路12から断層画像データ生成部16に出力される。
The ultrasonic diagnostic apparatus displays a tomographic image by B-mode measurement as follows. The transmission /
断層画像データ生成部16は、各超音波ビーム方向に対して得られた受信信号に基づいて断層画像データを生成し、表示処理部20に出力する。表示処理部20は、断層画像データに基づく断層画像を表示部30に表示する。
The tomographic image
超音波診断装置は、次のようなドプラ計測によって血流速度を求め、断層画像に重ねて血流速度を表示部30に表示する。Bモード計測用の超音波の送受信と、ドプラ計測用の超音波の送受信とは時分割で行われ、Bモード計測およびドプラ計測は時分割で行われる。
The ultrasonic diagnostic apparatus obtains the blood flow velocity by the following Doppler measurement and displays the blood flow velocity on the
送受信回路12は、制御部14による制御に従い、プローブ10において送信超音波ビームを形成し、その送信超音波ビームを被検体に対して走査する。また、送受信回路12は、制御部14による制御に従い、プローブ10の各超音波振動子から出力された電気信号を整相加算して受信信号を生成し、ドプラ計測部18に出力する。これによって、送受信回路12において受信超音波ビームが形成され、その受信超音波ビームに応じた受信信号が、ドプラ計測用の受信信号として送受信回路12からドプラ計測部18に出力される。ドプラ計測部18は、各超音波ビーム方向に対して得られた受信信号のドプラシフト周波数を解析し、各超音波ビーム上の各位置における血流速度の超音波ビーム方向成分(以下、血流速度ビーム方向成分とする。)を求める。ドプラ計測部18は、血流速度ビーム方向成分が求められた各位置の座標値と共に、血流速度ビーム方向成分を表示処理部20に出力する。
The transmission /
図2には、断層画像32と血流速度ビーム方向成分40との関係が概念的に示されている。この例では、プローブ10によって形成される超音波ビーム42が、x軸正方向に対して角度φだけ傾けられ、y軸方向に超音波ビーム42がリニア走査されている。断層画像32には、血管の前壁34および後壁36の像が現れている。前壁34および後壁36に挟まれた領域は血管内腔38である。超音波ビームは血管の長手方向に対して垂直でない方向とされ、血管の長手方向に沿ってリニア走査される。図2には、ドプラ計測によって求められた各血流速度ビーム方向成分40が、矢印によって概念的に示されている。
FIG. 2 conceptually shows the relationship between the
図1のドプラ計測部18は、血流速度ビーム方向成分を求めるものの、超音波ビームに直交する方向の成分を求めることはできない。そこで、表示処理部20は、以下に説明する質量保存則に基づく積分によって、断層画像データ生成部16から時間経過と共に順次出力される複数の断層画像データと、各位置における血流速度ビーム方向成分とに基づいて、血流速度の超音波ビームに直交する方向の成分(以下、直交方向成分とする。)を求める。
The
図3には、質量保存則に基づく積分における処理が概念的に示されている。質量保存則に基づく積分においては、超音波ビーム方向にα軸、超音波ビームに直交する方向にβ軸が定められる。図3に示される例では、超音波ビーム方向がx軸方向(縦方向)に対し角度φだけ傾けられている。 FIG. 3 conceptually shows processing in integration based on the law of conservation of mass. In the integration based on the law of conservation of mass, the α axis is determined in the ultrasonic beam direction, and the β axis is determined in the direction orthogonal to the ultrasonic beam. In the example shown in FIG. 3, the ultrasonic beam direction is inclined by an angle φ with respect to the x-axis direction (vertical direction).
直交方向成分Vβは、血流速度ビーム方向成分Vαのα軸方向の変化量(∂Vα/∂α)を、β軸方向に積分することで求められる。すなわち、点Qにおける直交方向成分Vβ(Q)は次の(数1)によって表される。 Perpendicular direction component V beta is, alpha axial variation of the blood flow velocity beam direction component V alpha a (∂V α / ∂α), obtained by integrating the beta axially. That is, the orthogonal direction component V β (Q) at the point Q is expressed by the following (Equation 1).
ここで、積分開始位置Pは、関心領域44内における前壁面上または後壁面上の位置である。前壁面上の位置を積分開始位置とすることが可能な場合には、前壁面上の点を積分開始位置Pとし、後壁面上の位置を積分開始位置とすることが可能な場合には、後壁面上の点を積分開始位置Pとすればよい。(数1)の右辺は、偏微分および積分で表されているが、実際の演算は、積分経路上の各位置におけるVαの差分を加算合計することで行われる。
Here, the integration start position P is a position on the front wall surface or the rear wall surface in the region of
例えば、図3の点Q1における直交方向成分Vβ(Q1)は、後壁面上の位置P1を積分開始位置とし、点Q1に至るβ軸方向の積分経路46に沿って、血流速度ビーム方向成分Vαのα軸方向の変化量を積分することで求められる。また、点Q2における直交方向成分Vβ(Q2)は、前壁面上の位置P2を積分開始位置とし、点Q2に至るβ軸方向の積分経路48に沿って、血流速度ビーム方向成分Vαのα軸方向の変化量を積分することで求められる。
For example, the orthogonal direction component V β (Q1) at the point Q1 in FIG. 3 has the position P1 on the rear wall surface as the integration start position, and the blood flow velocity beam direction along the
図1の表示処理部20がこれらの積分値を求めるに際しては、積分開始位置Pにおける運動速度のβ軸方向成分Vβ(P)が積分の初期値として必要である。そこで、表示処理部20は、断層画像データ生成部16から時間経過と共に順次出力される複数の断層画像データに基づいて、積分開始位置Pの運動速度のβ軸方向成分を積分の初期値として求める。そして、求められた積分の初期値を用いて質量保存則に基づく積分を行い、血管内腔38における各位置Qにおける直交方向成分Vβ(Q)を求める。
When the
表示処理部20が、質量保存則に基づく積分に基づいて血流速度を求め、断層画像と共に血流速度を表示部30に図形表示する具体的な処理について説明する。この処理の前提として、制御部14、送受信回路12、プローブ10、および断層画像データ生成部16は、Bモード計測によって断層画像データを生成する処理を繰り返し実行するものとする。これによって、断層画像データ生成部16は、時間経過と共に複数の断層画像データを表示処理部20に順次出力する。
A specific process in which the
表示処理部20は、断層画像データ生成部16から順次出力される断層画像データに基づいて、断層画像を動画として表示部30に表示する。また、表示処理部20は、1つの断層画像データに基づいて、断層画像を静止画として表示部30に表示してもよい。
The
血管領域設定部28は、トラックボール、マウス等のユーザインターフェースを備える。血管領域設定部28は、表示部30に表示された断層画像を参照したユーザの操作に基づいて、表示部30に表示された断層画像上に血流速度を求める関心領域を設定する。
The blood vessel
運動検出部22は、複数の断層画像データが示す各断層画像から血管壁面の像を検出する検出部、および、各断層画像から検出された血管壁面の像に基づいて、血管壁面の運動速度を求める演算部を有する。すなわち、運動検出部22は、断層画像データに基づいて、断層画像上の関心領域における血管壁面の像を検出し、検出された血管壁面の像に積分開始位置を設定する。そして、過去に遡った複数画像分の複数の断層画像データ、例えば、時間を前後して生成された2つの断層画像データに基づいて、積分開始位置の運動速度のβ軸方向成分を積分の初期値として求める。速度演算部24は、求められた積分の初期値を用いて質量保存則に基づく積分を行い、積分経路上の各位置における直交方向成分を求める。
The
運動検出部22は、前壁面および後壁面のそれぞれに沿って複数の積分開始位置を設定し、速度演算部24は、各積分開始位置から質量保存則に基づく積分を行う。これによって、血管内腔の各位置における直交方向成分が求められる。前壁面に設定された積分開始位置に対する質量保存則に基づく積分、および、後壁面に設定された積分開始位置に対する質量保存則に基づく積分によって、2つの直交方向成分が重複して求められる位置が生じ得る。このような位置については、特許文献1に記載されているように、2つの直交方向成分を重み付け加算して、1つの直交方向成分を求めてもよい。
The
このような処理によって、血管内腔の各位置に対し、血流速度ビーム方向成分および直交方向成分によって表される血流速度が求められる。表示画像形成部26は、血管内腔の各位置における血流速度を図形表示する血流速度データを生成し、断層画像に血流速度を示す図形を重ねた画像を表示部30に表示する。
By such processing, the blood flow velocity represented by the blood flow velocity beam direction component and the orthogonal direction component is obtained for each position of the blood vessel lumen. The display
制御部14は、送受信回路12を制御して、ドプラ計測用の超音波ビームを繰り返しリニア走査する。これに伴い、運動検出部22および速度演算部24は、血管内腔の各位置における血流速度をリニア走査ごとに順次求める。表示画像形成部26は、血流速度データを順次生成し、断層画像に血流速度を示す図形を重ねた画像を表示部30に順次表示する。これによって、血管の運動と共に血流速度が表示部30に表示される。
The
上記のように運動検出部22は、血管壁面の像を検出する。表示画像形成部26は、運動検出部22の処理結果に基づいて、断層画像に血管壁面の像を線で示す等、血管壁面の像を強調して表示する処理を実行してもよい。
As described above, the
なお、ドプラ計測用の超音波ビームが通過しなかった領域については、血流速度は求められない。そのため、このような領域に血流速度は表示されない。また、ドプラ計測用の超音波ビームが通過した領域であっても、質量保存則に基づく積分の積分開始位置が定まらず、積分経路が通過しなかった領域については、直交方向成分が求められない。そこで、表示画像形成部26は、積分開始位置が定まらず、積分経路が通過しなかった領域を不確定領域として求め、不確定領域を表示部30に表示する。
It should be noted that the blood flow velocity cannot be obtained for the region where the ultrasonic beam for Doppler measurement has not passed. Therefore, the blood flow velocity is not displayed in such a region. Also, even in the region where the ultrasonic beam for Doppler measurement has passed, the integration start position of the integration based on the law of conservation of mass is not determined, and the orthogonal component cannot be obtained for the region where the integration path has not passed. . Therefore, the display
表示画像形成部26が不確定領域を求める処理について説明する。上述のように、ドプラ計測部18からは、血流速度ビーム方向成分が求められた各位置の座標値が出力されており、表示画像形成部26は、各位置の座標値に基づいて、超音波ビーム通過領域を求める。
A process in which the display
次に表示画像形成部26は、質量保存則に基づく積分の積分経路が通過した積分領域を求める。この処理は、速度演算部24から各積分経路を表す情報を取得することで行われる。表示画像形成部26は、超音波ビーム通過領域から積分領域を取り除いた領域を不確定領域として求める。
Next, the display
図4には、表示部30に表示される画像が例示されている。この例では、リニア走査面の左端のドプラ計測用超音波ビーム50、リニア走査面の右端のドプラ計測用超音波ビーム52、前壁34および後壁36で囲まれる領域が、超音波ビーム通過領域として求められる。
FIG. 4 illustrates an image displayed on the
また、表示画像形成部26は、前壁面、積分経路54および右端のドプラ計測用超音波ビーム52によって囲まれる上側の略三角形の領域を第1の積分領域53として求める。ここで、積分経路54は、左端のドプラ計測用超音波ビーム50と前壁面との交点を通る積分経路である。さらに、表示画像形成部26は、後壁面、積分経路56、および左端のドプラ計測用超音波ビーム50によって囲まれる下側の略三角形の領域を第2の積分領域55として求める。ここで、積分経路56は、右端のドプラ計測用超音波ビーム52と後壁面との交点を通る積分経路である。
Further, the display
表示画像形成部26は、超音波ビーム通過領域から、第1の積分領域53および第2の積分領域55を取り除いた領域を不確定領域57として求める。図4には、不確定領域57が、ハッチングによって示されている。
The display
表示画像形成部26は、第1の積分領域53および第2の積分領域55に、血流速度を断像画像に重ねて表示部30に図形表示する。表示画像形成部26は、不確定領域57には血流速度を表示しない。
The display
なお、両端のドプラ計測用超音波ビームの間隔が十分に広い場合や、血管の延伸方向と各ドプラ計測用超音波ビームの方向とがなす角度が十分小さい場合には、不確定領域は生じず、不確定領域は表示部30に表示されない。ここでは、右端および左端のドプラ計測用超音波ビームを表示部30に表示しているが、これらのドプラ計測用超音波ビームは表示部30に表示されなくてもよい。
If the distance between the Doppler measurement ultrasonic beams at both ends is sufficiently wide, or if the angle between the blood vessel stretching direction and the direction of each Doppler measurement ultrasonic beam is sufficiently small, an indeterminate region does not occur. The indeterminate region is not displayed on the
このような処理によれば、血流速度の直交方向成分が求められない不確定領域が表示部30に明確に表示される。これによって、循環器の診断が容易となる。
According to such processing, an indeterminate region in which the orthogonal component of the blood flow velocity cannot be obtained is clearly displayed on the
次に、質量保存則に基づく積分の応用例について説明する。上記の質量保存則に基づく積分では、超音波ビーム通過領域のうち、不確定領域については直交方向成分を求めないものとした。本応用例は、予め設定された補助定数を積分の初期値として用いることで、不確定領域について直交方向成分を求めるものである。 Next, an application example of integration based on the law of conservation of mass will be described. In the integration based on the above-mentioned law of conservation of mass, the orthogonal direction component is not obtained for the uncertain region in the ultrasonic beam passage region. In this application example, an orthogonal direction component is obtained for an indeterminate region by using a preset auxiliary constant as an initial value of integration.
図5には、積分の初期値として補助定数が設定される位置が、線分ABによって概念的に表されている。線分ABは、右端のドプラ計測用超音波ビーム52のうち、不確定領域57を仕切る部分に対応する。運動検出部22は、線分ABに沿って複数の積分開始位置を設定し、各積分開始位置に積分の初期値として補助定数を設定する。各補助定数には、例えば、ユーザの操作によって適切な値が設定される。また、第1の積分領域53または第2の積分領域55で求められた血流速度の平均値、中央値等の統計値に基づいて各補助定数が設定されてもよい。速度演算部24は、線分AB上の各積分開始位置に対して、β軸方向の経路に沿って質量保存則に基づく積分を行い、各積分経路上の各位置における直交方向成分を求める。
In FIG. 5, the position where the auxiliary constant is set as the initial value of integration is conceptually represented by a line segment AB. The line segment AB corresponds to a portion of the right end Doppler measurement
このような処理によって、不確定領域57の各位置に対し、血流速度ビーム方向成分および直交方向成分によって表される血流速度が求められる。表示画像形成部26は、不確定領域57の各位置における血流速度を図形表示する血流速度データを生成し、断層画像に血流速度を示す図形を重ねた画像を表示部30に表示する。
By such processing, the blood flow velocity represented by the blood flow velocity beam direction component and the orthogonal direction component is obtained for each position of the
図5には、不確定領域57に対して求められた血流速度が矢印によって示されている。表示画像形成部26は、血流速度を示す矢印が透過して見えるように、不確定領域57のハッチングを表示してもよい。
In FIG. 5, the blood flow velocity obtained for the
このような処理によれば、補助定数を用いることで、不確定領域について直交方向成分を求め、血流速度を求めることができる。さらに、血流速度を求めることが困難である不確定領域を、ユーザに明示すことができる。 According to such processing, by using the auxiliary constant, the orthogonal direction component can be obtained for the uncertain region, and the blood flow velocity can be obtained. Furthermore, an indeterminate region where it is difficult to determine the blood flow velocity can be clearly indicated to the user.
次に、超音波ビームをセクタ走査する実施形態について説明する。超音波診断装置の構成は、リニア走査を行う場合の構成と同様であるため、ここでは図1を援用する。セクタ走査は、超音波ビームを揺動させて、超音波ビーム方向を変化させるものである。制御部14は、送受信回路12を制御して、プローブ10においてBモード計測用超音波ビームおよびドプラ計測用超音波ビームを時分割で形成し、各超音波ビームを被検体に対してセクタ走査する。
Next, an embodiment in which an ultrasonic beam is sector-scanned will be described. Since the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus is the same as that in the case of performing linear scanning, FIG. 1 is used here. Sector scanning changes the direction of the ultrasonic beam by oscillating the ultrasonic beam. The
断層画像データ生成部16は、セクタ走査に応じて送受信回路12から出力された受信信号に基づいて断層画像データを生成し、表示処理部20に出力する。ドプラ計測部18は、セクタ走査に応じて送受信回路12から出力された受信信号に基づいて、各超音波ビーム上の各位置での血流速度ビーム方向成分を求め、表示処理部20に出力する。
The tomographic image
図6には、セクタ走査による断層画像58およびドプラ計測用超音波ビーム59が概念的に示されている。この断層画像58は、心臓の左心房60および左心室62を示している。左心室62のうち破線で示された部分は、測定条件が良好でないことによって像が得られなかった部分である。図6においては、超音波ビーム方向がr軸方向とされ、超音波ビームに直交する方向がθ軸方向とされている。
FIG. 6 conceptually shows a
ドプラ計測用超音波ビーム59は、セクタ走査によって送受信点Oを中心に揺動する。ドプラ計測部18においては、各方位における超音波ビーム59上の各位置での血流速度ビーム方向成分Vr(r軸方向成分)が求められる。
The Doppler measurement
超音波ビーム59上の各位置での直交方向成分Vθ(θ軸方向成分)は、質量保存則に基づく積分によって求められる。運動検出部22は、断層画像データに基づいて、左心房60の壁面および左心室62の壁面に沿って複数の積分開始位置を設定する。そして、過去に遡った複数画像分の複数の断層画像データ、例えば、時間を前後して生成された2つの断層画像データに基づいて、断層画像58上に設定された積分開始位置の運動速度のθ軸方向成分を積分の初期値として求める。図6の点Pは、複数の積分開始位置のうちの1つを示している。
The orthogonal component V θ (θ-axis component) at each position on the
速度演算部24は、積分開始位置Pに対してθ軸方向に質量保存則に基づく積分を行い、積分経路上の点Qにおける直交方向成分Vθ(Q)を求める。具体的には、点Qにおける直交方向成分Vθ(Q)は次の(数2)によって表される。
The
この質量保存則に基づく積分の初期値Vθ(P)は、積分開始位置Pの運動速度のθ軸方向成分であり、上述のように、運動検出部22によって求められる。(数2)の右辺は、偏微分および積分で表されているが、実際の演算は、積分経路上の各位置における(r・Vr)の差分を加算合計することで行われる。
The integration initial value V θ (P) based on the law of conservation of mass is a θ-axis direction component of the motion speed at the integration start position P, and is obtained by the
このような処理によって、左心房60および左心室62の各位置に対し、血流速度が求められる。表示画像形成部26は、左心房60および左心室62の各位置における血流速度を矢印等の図形で表示する血流速度データを生成し、断層画像に血流速度を示す図形を重ねた画像を表示部30に表示する。
By such processing, the blood flow velocity is obtained for each position of the
上述のリニア走査を行う実施形態と同様の処理によって、表示画像形成部26は、不確定領域66を表示部30に表示する。図6の例では、不確定領域66がハッチングによって示されている。不確定領域66は、断層画像58において左心室62の左右の内壁面の像が得られなかったために、質量保存則に基づく積分が行われなかった領域である。
The display
なお、セクタ走査を行う本実施形態においても、リニア走査を行う実施形態と同様、積分の初期値として補助定数を設定することで、不確定領域66における直交方向成分を求めてもよい。
In the present embodiment in which sector scanning is performed, as in the embodiment in which linear scanning is performed, an orthogonal constant component in the
図7には、表示部30に表示される画像の例が示されている。表示部30には、左心房60および左心室62の像が表示されている。左心房60および左心室62には、血流速度が色彩68によって示されている。色彩68は、例えば、プローブから遠ざかる方向を青、プローブに近づく方向を赤、その他の方向を中間色とする。また、血流速度の大きさが大きい程、色彩68を表示する際の輝度を大きくしてもよい。不確定領域66はハッチングによって示されている。
FIG. 7 shows an example of an image displayed on the
本発明に係る超音波診断装置によれば、血流速度が完全に求められない不確定領域が表示部に明示される。これによって、循環器の診断における誤認を低減できる。 According to the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, an indeterminate region where the blood flow velocity cannot be completely obtained is clearly indicated on the display unit. This can reduce false positives in cardiovascular diagnosis.
10 プローブ、12 送受信回路、14 制御部、16 断層画像データ生成部、18 ドプラ計測部、20 表示処理部、22 運動検出部、24 速度演算部、26 表示画像形成部、28 血管領域設定部、30 表示部、32,58 断層画像、34 前壁、36 後壁、38 血管内腔、40 血流速度ビーム方向成分、42,50,52 超音波ビーム、44 関心領域、46,48,54,56,64 積分経路、53 第1の積分領域、55 第2の積分領域、57,66 不確定領域、60 左心房、62 左心室。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記送受信部を制御して、前記送受信部によって送受信される超音波のビームを走査する制御部と、
前記送受信部で受信された超音波に基づき、断層画像データを生成する断層画像データ生成部と、
前記送受信部で受信された超音波に基づき、各超音波ビーム方向について血流速度の超音波ビーム方向成分を求めるドプラ計測部と、
時間経過と共に生成される複数の断層画像データに基づいて、循環器の壁面の運動速度を求める運動検出部と、
各超音波ビーム方向について求められた前記超音波ビーム方向成分と、前記壁面の運動速度とに基づいて、各超音波ビーム方向に対し、超音波ビームに直交する方向についての血流速度の成分である直交方向成分を求める速度演算部と、
前記複数の断層画像データのうち少なくとも1つに基づく断層画像と共に、前記直交方向成分が求められなかった不確定領域を表示部に表示する表示処理部と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。 A transmission / reception unit for transmitting and receiving ultrasonic waves;
A controller that controls the transceiver to scan an ultrasonic beam transmitted and received by the transceiver;
A tomographic image data generation unit that generates tomographic image data based on the ultrasonic waves received by the transceiver unit;
Based on the ultrasonic wave received by the transceiver unit, a Doppler measurement unit for obtaining an ultrasonic beam direction component of blood flow velocity for each ultrasonic beam direction;
Based on a plurality of tomographic image data generated with the passage of time, a motion detector that determines the motion speed of the wall surface of the circulator
Based on the ultrasonic beam direction component obtained for each ultrasonic beam direction and the motion velocity of the wall surface, the blood flow velocity component in the direction orthogonal to the ultrasonic beam is obtained for each ultrasonic beam direction. A speed calculation unit for obtaining a certain orthogonal component;
A display processing unit that displays an indeterminate region in which the orthogonal direction component is not obtained together with a tomographic image based on at least one of the plurality of tomographic image data on a display unit;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記表示処理部は、
前記超音波ビーム方向成分および前記直交方向成分に基づいて、超音波ビーム走査面における血流速度を前記表示部に表示することを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1,
The display processing unit
An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein a blood flow velocity on an ultrasonic beam scanning plane is displayed on the display unit based on the ultrasonic beam direction component and the orthogonal direction component.
前記運動検出部は、
前記複数の断層画像データが示す各断層画像から前記壁面の像を検出する検出部と、
各断層画像から検出された前記壁面の像に基づいて、前記壁面の運動速度を求める演算部と、を備えることを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 or 2,
The motion detector is
A detection unit for detecting an image of the wall surface from each tomographic image indicated by the plurality of tomographic image data;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: an arithmetic unit that obtains a motion speed of the wall surface based on the image of the wall surface detected from each tomographic image.
前記循環器は血管を含み、
前記制御部は、
前記超音波ビームを前記血管の長手方向に対して垂直でない方向とし、前記超音波ビームを前記血管の長手方向に沿ってリニア走査することを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The circulatory system includes blood vessels;
The controller is
An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the ultrasonic beam is set in a direction that is not perpendicular to the longitudinal direction of the blood vessel, and the ultrasonic beam is linearly scanned along the longitudinal direction of the blood vessel.
前記速度演算部は、
前記壁面の運動速度に基づく値を積分の初期値とし、前記壁面上の位置を積分開始位置として、各超音波ビームに直交する方向に沿った積分を行うことにより前記直交方向成分を求め、
前記表示処理部は、
前記超音波ビームが走査された領域のうち、前記壁面上の積分開始位置が定まらず、前記積分の経路が通過しない領域を前記不確定領域として求めることを特徴とする超音波診断装置。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The speed calculator is
The value based on the motion speed of the wall surface is an initial value of integration, the position on the wall surface is set as an integration start position, and the orthogonal direction component is obtained by performing integration along the direction orthogonal to each ultrasonic beam,
The display processing unit
An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that, in an area scanned with the ultrasonic beam, an integration start position on the wall surface is not determined and an area through which the integration path does not pass is obtained as the indeterminate area.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017051424A (en) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 東芝メディカルシステムズ株式会社 | Ultrasonic diagnostic apparatus, medical image processing system and medical image processing program |
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2014
- 2014-01-15 JP JP2014005328A patent/JP2015131060A/en active Pending
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