JP2023135682A - 超音波診断装置及び心電波形処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】心電波形中の安定区間内で拡張末期及び収縮末期が自動的に検出されるようにする。【解決手段】設定器４２は、心電波形に対して複数の心拍区間を設定する。一次判定器４４は、複数の心拍区間の内で一次判定条件を満たす区間を仮安定区間として判定する。二次判定器４６は、仮安定区間が二次判定条件を満たす場合に仮安定区間を安定区間として判定する。拡張末期検出器４８及び収縮末期検出器５０は、注目区間内において拡張末期及び収縮末期を検出する。選択制御部３３は、注目区間の変更時に、変更後の注目区間が安定区間となるように、注目区間の選択を制御する。【選択図】図２

Description

本開示は、超音波診断装置及び心電波形処理方法に関し、特に、拡張末期及び収縮末期を検出する技術に関する。

心臓の超音波検査で用いられる超音波診断装置は、一般に、心電信号（ＥＣＧ信号）を取得する機能を備えている。そのような超音波診断装置では、超音波画像と共に心電信号を表す波形（心電波形）が表示される。心電波形は、時間軸上において連なる複数の心拍波形により構成される。リアルタイム動作後のフリーズ状態においては、心電波形上でユーザーにより指定又は選択された時相（注目時相）に対応する超音波画像が表示器に表示される。

心臓の機能を評価するために各種の計測が実行される。代表的な計測値（心機能評価値）として、駆出率（ＥＦ）が知られている。駆出率は、一般に、拡張末期の左室体積及び収縮末期の左室体積から演算される。各体積は、例えば、断層画像上において演算される左室面積から求められる。拡張末期及び収縮末期の特定精度が低い場合、演算される駆出率の信頼性が低下してしまう。

特許文献１、２には、複数の心拍の中において安定している心拍を安定区間として判定する機能を備えた超音波診断装置が開示されている。特許文献３には、収縮末期及び拡張末期を検出する機能を備えた超音波診断装置が開示されている。安定期間を判定する機能と収縮末期・拡張末期を検出する機能とを連携させる技術は、いずれの特許文献にも記載されていない。

国際公開２０１２／０２９６１６号公報 国際公開２０１３／１０５５６８号公報 国際公開２０１２／０２３３９９号公報

本開示の目的は、適切な心拍区間内において拡張末期及び収縮末期を検出できる超音波診断装置及び心電波形処理方法を提供することにある。

本発明に係る超音波診断装置は、被検者から取得された受信データに基づいて超音波画像を形成する画像形成部と、前記被検者から取得された心電信号を表す心電波形に対して、心拍を単位として複数の区間を定める設定部と、前記心電波形に基づいて、前記複数の区間の中の注目区間内において拡張末期及び収縮末期を検出する検出部と、前記超音波画像と共に前記心電波形を表示する場合において、前記注目区間内の前記拡張末期を表す拡張末期マーカー、及び、前記注目区間内の前記収縮末期を表す収縮末期マーカーを表示する表示処理部と、を含み、更に、前記複数の区間の中で安定条件を満たす各区間を安定区間として判定する判定部と、前記注目区間を変更する操作があった場合に、前記判定部が判定した複数の安定区間の中から変更後の注目区間が選択されるように前記変更後の注目区間の選択を制御する選択制御部と、を含み、前記検出部は、前記注目区間を変更する操作があった場合に、前記変更後の注目区間である特定の安定区間内において拡張末期及び収縮末期を検出する、ことを特徴とするものである。

本開示に係る心電波形処理方法は、被検者から取得された心電信号を表す心電波形に対して、心拍を単位として複数の区間を定める工程と、前記心電波形に基づいて、前記複数の区間の中の注目区間内において拡張末期及び収縮末期を検出する工程と、超音波画像と共に前記心電波形を表示する場合において、前記注目区間内の前記拡張末期を表す拡張末期マーカー、及び、前記注目区間内の前記収縮末期を表す収縮末期マーカーを表示する工程と、を含み、更に、前記複数の区間の中で安定条件を満たす各区間を安定区間として判定する工程と、前記注目区間を変更する操作があった場合に、前記判定された複数の安定区間の中から変更後の注目区間が選択されるように前記変更後の注目区間の選択を制御する工程と、を含み、前記注目区間を変更する操作があった場合に、前記変更後の注目区間である特定の安定区間内において拡張末期及び収縮末期が検出される、ことを特徴とするものである。

本開示によれば、適切な心拍区間内において拡張末期及び収縮末期を検出できる。

実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。 波形解析部の構成例を示す図である。 注目区間変更時の波形画像の変化を示す図である。 幾つかの仮安定区間判定方法を示す図である。 第１の仮安定区間判定例を示す図である。 第２の仮安定区間判定例を示す図である。 安定区間内での拡張末期及び収縮末期の検出を示す図である。 安定区間判定方法を示す模式図である。 選択可能な複数のオプションを説明するための図である。 オプション２に係る動作例及びオプション３に係る動作例を示す図である。 超音波診断装置の動作例を示すフローチャートである。 ２画面表示の一例を示す図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

（１）実施形態の概要
実施形態に係る超音波診断装置は、画像形成部、設定部、検出部、表示処理部、判定部、及び、選択制御部、を有する。画像形成部は、被検者から取得された受信データに基づいて超音波画像を形成する。設定部は、被検者から取得された心電信号を表す心電波形に対して、心拍を単位として複数の区間（複数の心拍区間）を定める。検出部は、心電波形に基づいて、複数の区間の中の注目区間内において拡張末期及び収縮末期を検出する。表示処理部は、超音波画像と共に心電波形を表示する場合において、注目区間内の拡張末期を表す拡張末期マーカー、及び、注目区間内の前記収縮末期を表す収縮末期マーカーを表示する。判定部は、複数の区間の中で安定条件を満たす各区間を安定区間として判定する。選択制御部は、注目区間を変更する操作があった場合に、判定部が判定した複数の安定区間の中から変更後の注目区間が選択されるように変更後の注目区間の選択を制御する。検出部は、注目区間を変更する操作があった場合に、変更後の注目区間である特定の安定区間内において拡張末期及び収縮末期を検出する。

上記構成によれば、注目区間の変更後において、安定区間内での拡張末期及び収縮末期の検出が保証される。注目区間を繰り返し変更しても、常に安定区間内で拡張末期及び収縮末期が検出されることになる。よって、検出された拡張末期及び収縮末期の信頼性を高められる。

なお、フリーズ時に時相検出機能が自動的に起動した場合、注目区間としての最新区間が安定区間か否かにかかわらず、その最新区間内において拡張末期及び収縮末期が検出されてもよい。フリーズ状態において時相検出機能の実行開始が指示された場合に、現在の注目区間が安定区間か否かにかかわらず、その現在の注目区間において拡張末期及び収縮末期が検出されてもよい。いずれの場合においても、時相検出機能がオンになっていれば、注目区間の変更後において、変更後の注目区間として安定区間が選択される。フリーズ状態は、送受信を停止した状態であり、フリーズ状態においては、記憶されている断層画像が表示され、また、記憶されている心電波形が表示される。

実施形態において、選択制御部は、戻し操作があった場合に、注目区間より前にある最も近い安定区間を変更後の注目区間として選択する。一方、選択制御部は、送り操作があった場合に、注目区間より後にある最も近い安定区間を変更後の注目区間として選択する。例えば、注目区間の変更を繰り返す場合、注目区間が順次ジャンプする。注目区間の変更の都度、拡張末期及び収縮末期が再検出される。

上記構成によれば、ユーザーにおいて安定区間を指定又は選択する必要がないので、ユーザーの負担を軽減できる。また、上記構成によれば、不適切な区間内において検出された拡張末期及び収縮末期に基づく心機能計測を回避できる。

実施形態においては、リアルタイム動作中及びフリーズ状態において、心電波形の表示に際し、個々の安定区間が識別表示される。例えば、個々の安定区間が特定の色相で表示される。心電波形上には、拡張末期マーカー及び収縮末期マーカーの他、注目時相を示す注目時相マーカーが表示される。注目時相に対応する超音波画像が表示される。

実施形態において、選択制御部は、複数の安定区間の中から最良安定区間を特定し、最良安定区間を最初の注目区間又は変更後の注目区間として選択する機能を有する。この機能によれば、信頼性の高い拡張末期及び収縮末期に基づいて心機能計測を行える。最良安定区間は、複数の安定区間の中で最も安定していると判断された区間である。例えば、個々の安定区間ごとに評価値を演算した上で、最良評価値に対応する安定区間が最良安定区間として判定されてもよい。

実施形態において、選択制御部は、複数の安定区間の中から現在の注目時相に最も近い最寄り安定区間を特定し、最寄り安定区間を最初の注目期間又は変更後の注目区間として選択する機能を有する。この機能によれば、ユーザーが関心をもっている時相に近い且つ心機能計測の観点から見て適切な区間を、拡張末期及び収縮末期の検出対象とすることができる。換言すれば、ユーザーが関心をもっている時相から時間的にかなり離れた安定区間が選択されてしまうことを回避できる。現在の注目時相は、一般に、時間軸上において注目時相マーカーが示す時相である。例えば、フリーズ直後においては最新時相が現在の注目時相である。ユーザーが注目時相マーカーを移動（シフト）させた場合、それに伴って注目時相が時間軸に沿って移動する。

実施形態において、判定部は、リアルタイム動作中において複数の安定区間を判定する。検出部は、リアルタイム動作後のフリーズ状態において拡張末期及び収縮末期を検出する。リアルタイム動作中に安定期間の判定を継続的に実施すれば、リアルタイム動作中において各安定期間を認識でき、また、リアルタイム動作後において直ちに各安定期間を識別できる。更に、リアルタイム動作後のフリーズ状態において拡張末期及び収縮末期の検出を迅速に行える。

実施形態において、安定条件には、時間的に連なる複数の区間が有する複数の時間長に基づいて仮安定区間を判定するための一次判定条件と、一次判定条件を満たした仮安定区間の時間長が頻脈徐脈に該当しないことを判定するための二次判定条件と、が含まれる。判定部は、各区間に対して一次判定条件を適用する一次判定部と、一次判定条件を満たした仮判定区間に対して二次判定条件を適用する二次判定部と、を含む。

この構成によれば、安定性が認められる区間ではあるが頻脈に相当する区間や、安定性が認められる区間ではあるが徐脈に相当する区間が、注目区間とされてしまうことを防止できる。三次判定条件等の他の判定条件が追加されてもよい。

実施形態に係る心電波形処理方法は、設定工程、検出工程、表示処理工程、判定工程及び選択制御工程、を有する。設定工程では、被検者から取得された心電信号を表す心電波形に対して、心拍を単位として複数の区間が定められる。検出工程では、心電波形に基づいて、複数の区間の中の注目区間内において拡張末期及び収縮末期が検出される。表示処理工程では、超音波画像と共に心電波形を表示する場合において、注目区間内の拡張末期を表す拡張末期マーカー、及び、注目区間内の収縮末期を表す収縮末期マーカーが表示される。判定工程では、複数の区間の中で安定条件を満たす各区間が安定区間として判定される。選択制御工程では、注目区間を変更する操作があった場合に、判定された複数の安定区間の中から変更後の注目区間が選択されるように変更後の注目区間の選択が制御される。注目区間を変更する操作があった場合に、変更後の注目区間である特定の安定区間内において拡張末期及び収縮末期が検出される。

上記の方法は、ハードウエアの機能として又はソフトウエアの機能として実現される。上記の方法を実行するためのプログラムがネットワーク又は可搬型記憶媒体を介して情報処理装置へインストールされてもよい。情報処理装置には、超音波診断装置が含まれる。情報処理装置にはプログラムを格納する非一時的記憶媒体が含まれる。

（２）実施形態の詳細
図１には、実施形態に係る超音波診断装置の構成例が示されている。この超音波診断装置は、病院等の医療機関において用いられる医用装置である。

図１において、超音波診断装置は、プローブ１０を有する。プローブ１０の送受波面が被検者の表面に当接される。その状態において、プローブ１０から生体内へ超音波が送信され、生体内からの反射波がプローブ１０で受信される。

具体的には、プローブ１０は、複数の振動素子からなる振動素子アレイを有する。振動素子アレイによって超音波ビームが形成され、その超音波ビームが電子走査される。電子走査方式として、電子リニア走査方式、電子セクタ走査方式、等が知られている。超音波ビームの電子走査によりビーム走査面が形成される。プローブ１０内に二次元振動素子アレイを設け、二次元振動素子アレイを用いて生体内からボリュームデータが取得されてもよい

送信部１２は送信ビームフォーマーとして機能する電子回路であり、受信部１４は受信ビームフォーマーとして機能する電子回路である。送信時において、送信部１２から振動素子アレイに対して複数の送信信号が並列的に供給される。これにより送信ビームが形成される。受信時において、振動素子アレイから受信部１４に対して複数の受信信号が並列的に出力される。受信部１４において、複数の受信信号に対して整相加算（遅延加算）が適用される。これにより受信ビームデータが生成される。

電子走査方向に並ぶ複数の受信ビームデータにより受信フレームデータが構成される。個々の受信ビームデータは深さ方向に並ぶ複数のエコーデータにより構成される。個々の受信フレームデータは断層画像に相当する。なお、カラーフローマッピング（ＣＦＭ）モードにおいては、一般に、断層画像形成用の受信フレームデータ及び血流画像形成用の受信フレームデータセットが交互に取得される。

画像形成部１６は、入力される受信フレームデータ列に基づいて表示フレームデータ列を生成し、表示フレームデータ列を出力するものである。表示フレームデータ列は動画像としての断層画像に相当する。個々の表示フレームデータは静止画像としての断層画像に相当する。画像形成部１６は、デジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）を有している。それは、座標変換機能、補間機能、フレームレート変換機能、等を有する。表示フレームデータ列が表示処理部２０に送られている。

メモリ１８はいわゆるシネメモリであり、メモリ１８には一定時間にわたる表示フレームデータ列が格納される。フリーズ状態において、メモリ１８から読み出された表示フレームデータが表示処理部２０及び計測部３０へ送られる。画像形成部１６の前段にメモリ１８が配置されてもよい。

表示処理部２０は、グラフィック画像生成機能、画像合成機能、カラー演算機能、等を有する。表示処理部２０において表示器２１に表示される画像が生成される。実施形態において、表示処理部２０は、心電波形を含む波形画像を生成する機能（後述する波形画像生成器）を有する。

心電計２２は、被検者に装着される複数の電極を有する。心電計２２により、被検者から心電信号（ＥＣＧ信号）が取得される。心電信号は、信号処理回路２４を介して、波形解析部２６に送られる。

波形解析部２６は、心電信号の波形（心電波形）を解析するものであり、実施形態において、波形解析部２６は、心電波形に対して複数の心拍区間を定める機能、複数の心拍区間の中において安定条件を満たす各心拍区間を安定区間として判定する機能、選択された心拍区間（注目区間）内において拡張末期及び収縮末期を検出する機能、等を有する。

波形解析部２６は、波形メモリ２８を有する。波形メモリ２８内に一定時間にわたる心電波形が格納される。波形メモリに格納された心電波形における各波形要素の時相と、メモリ１８に格納された各表示フレームデータの時相とが対応付けられる。

計測部３０は、心機能を評価するための評価値を計測及び演算するものである。その評価値には例えば駆出率（ＥＦ）が含まれる。駆出率は、拡張末期の左室体積及び収縮末期の左室体積から演算される。信頼性ある駆出率を求めるためには、検出される拡張末期及び収縮末期の信頼性を高める必要があり、換言すれば、不適切な心拍区間内ではなく、安定した心拍区間内において、拡張末期及び収縮末期が検出される必要がある。

制御部３２は、図１に示されている各構成の動作を制御するものである。制御部３２は、選択制御部３３として機能する。選択制御部３３は、安定区間が注目区間として選択されるように、注目区間の選択を制御する。注目区間は、注目時相を含む心拍区間である。注目時相は、画面上に表示される注目時相マーカーが示す時相である。注目区間内において拡張末期及び収縮末期が検出される。実施形態においては、選択制御部３３の制御により、注目区間の変更時に安定区間が注目区間として選択される。

制御部３２は、例えば、プログラムを実行するプロセッサで構成され、それは例えばＣＰＵである。符号３６が示すように、制御部３２、波形解析部２６及び計測部３０それら全体が１つのプロセッサにより実現されてもよい。更に、そのプロセッサを表示処理部２０として機能させてもよい。

操作パネル３４には、複数のスイッチ、トラックボール、キーボード等が含まれる。操作パネル３４には、実施形態において、後述する戻しボタン及び送りボタンが含まれ、また、安定区間判定機能を実行させるボタンや時相検出機能を実行させるボタン等が含まれる。表示器２１は、有機ＥＬデバイス、液晶表示器等により構成される。

図２には、波形解析部２６の構成例が示されている。図２には、制御部内の選択制御部３３及び表示処理部２０内の波形画像生成器５２も示されている。波形メモリ２８には心電波形が格納される。リアルタイム動作時には、入力される心電波形が、メモリ２８に格納されつつ、Ｒ波検出器３８、演算部４０、拡張末期検出器４８及び収縮末期検出器５０へ並列的に供給される。

Ｒ波検出器３８は、心電波形に含まれる各Ｒ波（具体的には各Ｒ波の頂点）を検出するものである。演算部４０は、設定器４２、一次判定器４４及び二次判定器４６を有する。設定器４２は、設定部又は設定手段として機能するものであり、検出された複数のＲ波に基づいて心電波形を分割又は区分し、これにより心電波形に対して複数の心拍区間を設定する。

一次判定器４４及び二次判定器４６は、それら全体として、判定部又は判定手段として機能するものである。一次判定器４４は、各心拍区間が一次判定条件（安定条件）を満たすか否かを判定するものである。一次判定条件を満たす心拍区間が仮安定区間として判定される。一次判定器４４においては、例えば、時間軸上において連なる複数の心拍区間が有する複数の時間長が相互に比較される。一次判定条件については後に詳述する。

二次判定器４６は、仮安定区間が二次判定条件（非頻脈条件、非徐脈条件）を満たすか否かを判定するものである。二次判定条件を満たす仮安定区間が安定区間として判定される。二次判定器４６は、頻脈フィルタ及び徐脈フィルタとして機能するものである。二次判定器４６においては、例えば、仮判定区間の時間長が参照される。第２判定条件については後に詳述する。

実施形態においては、演算部４０が、リアルタイム動作中において心拍区間ごとにそれが安定区間であるか否かを判定する機能を有する。その機能を働かせた場合、リアルタイム動作後のフリーズ状態において、拡張末期及び収縮末期の検出を迅速に行える。なお、フリーズ状態において安定区間の判定が実施されてもよい。

拡張末期検出器４８及び収縮末期検出器５０それら全体が検出部又は検出手段として機能する。拡張末期検出器４８及び収縮末期検出器５０は、注目区間が変更される都度、新しい注目区間内において拡張末期及び収縮末期を検出する。それらの検出方法については後に説明する。選択制御部３３が拡張末期検出器４８及び収縮末期検出器５０の動作を制御している。

選択制御部３３は、注目区間を変更する操作があった場合に、安定区間が変更後の新たな注目区間となるように、つまり、安定区間でない区間が変更後の新たな注目区間とならないように、注目区間の選択を制限する。演算部４０から選択制御部３３に対して、区間情報、安定区間情報、等が送られている。

波形画像生成器５２は、グラフィック画像としての波形画像を生成するものである。波形画像には、心電波形、マーカーセット等が含まれる。安定区間の判定が実施された場合、心電波形において個々の安定区間が識別表示される。例えば、心電波形が第１色相で表示されている場合において、各安定区間が第１色相とは異なる第２色相で表示される。マーカーセットは、フリーズ状態において表示されるものであり、それには、注目時相マーカー、拡張末期マーカー、収縮末期マーカー、等が含まれる。フリーズ状態においては、注目時相に対応する断層画像（静止画像）が表示される。なお、フリーズ状態において、記憶された動画像が再生されてもよい。

図３には、フリーズ状態が示されている。表示画面５４内には、静止画像としての断層画像５８が表示されており、心電波形６２を含む波形画像６０が表示されている。操作パネル５６には、安定区間を判定する機能の実行開始を指示するボタン７４、拡張末期・収縮末期を検出する機能の実行開始を指示するボタン７６、戻しボタン７８、送りボタン８０、フリーズボタン８２、等が含まれる。各ボタンを、タッチスクリーンパネルに表示される仮想ボタンとして構成してもよい。

リアルタイム動作中において、ボタン７４が操作された場合、リアルタイム動作を行いながら各安定区間が順次判定される。実施形態において、リアルタイム動作中においては、ボタン７６の操作は許容されていない。ボタン８２が操作された時点で、リアルタイム動作状態からフリーズ状態に移行する。フリーズ状態においては、ボタン７４及びボタン７６を操作し得る。リアルタイム動作中においてボタン７４が既に操作されている場合及びフリーズ状態においてボタン７４が操作された場合、ボタン７６を自動的にオンさせてもよい。リアルタイム動作中においてボタン７６の操作つまり時相検出機能の実行を指示できるようにしてもよい。

心電波形６２において、太い線６４で表現された各心拍区間が安定区間である。符号６３は、フリーズ時点での最初の注目時相（初期注目時相）を示している。図示の例においては、カーソルに相当する注目時相マーカー６６は、現在注目している注目時相を示すものであり、それは、図３において、時間軸（横軸）上において中央の心拍区間（安定区間）に属している。その心拍区間においては既に拡張末期及び収縮末期が検出されており、その心拍区間内に拡張末期マーカー６８及び収縮末期マーカー７０が表示されている。トラックボール等を用いて、注目時相マーカー６６を時間軸に沿ってシフトさせると、断層画像の内容が変化する。すなわち、変化する注目時相に従って断層画像の内容が変化する。注目時相マーカー６６を拡張末期マーカー６８に一致させると、拡張末期に対応する断層画像が表示される。注目時相マーカー６６を収縮末期マーカー７０に一致させると、収縮末期に対応する断層画像が表示される。注目時相マーカー６６の移動がいずれかの安定区間内においてのみ行えるようにその移動に制限を課してもよいし、注目時相マーカー６６の移動を自由としてもよい。

図３に示した状態において、戻しボタン７８を操作した場合、注目区間が時間軸上において前に存在する最も近い安定区間へジャンプする（符号８４を参照）。図３に示す例では、左側の安定区間が新たな注目区間となる。その場合、注目時相マーカー６６Ａは、新たな注目区間の先頭へジャンプする。その先頭の時相に対応する断層画像が表示される。新たな注目区間において、拡張末期及び収縮末期が自動的に検出され、それらを表す拡張末期マーカー６８Ａ及び収縮末期マーカー７０Ａが直ちに表示される。

図３に示した状態において、送りボタン８０を操作した場合、注目区間が時間軸上において後に存在する最も近い安定区間へジャンプする（符号８６を参照）。図３に示す例では右側の安定区間が新たな注目区間となる。その場合、注目時相マーカー６６Ｂは、新たな注目区間の先頭へジャンプする。その先頭の時相に対応する断層画像が表示される。新たな注目区間において、拡張末期及び収縮末期が自動的に検出され、それらを表す拡張末期マーカー６８Ｂ及び収縮末期マーカー７０Ｂが直ちに表示される。戻しボタン７８及び送りボタン８０の操作の都度、上記動作が自動的に実行される。

実施形態によれば、注目区間の変更時に、安定区間が変更後の注目区間となるので、つまり注目区間対象が安定区間に制限されているので、ユーザーにおいて各心拍区間が安定区間であるか否かを判断することなく、安定区間内での拡張末期及び収縮末期の検出を保証できる。つまり、心機能計測の準備又は前提を適正化できる。

図４には、幾つかの一次判定条件が示されている。心電波形９０には、時間軸上において連なる３つの心拍区間ｎ，ｎ－１，ｎ－２が含まれる。その中で心拍区間ｎが評価対象区間である。

第１の一次判定条件９４は、評価対象区間ｎの１つ前の心拍区間ｎ－１の時間長Ｔｎ－１と、評価対象区間ｎの２つ前の心拍区間ｎ－２の時間長Ｔｎ－２と、に基づいて、評価対象区間ｎが安定区間（仮安定区間）であるか否かを判定するための条件である。具体的には、Ｔｎ－１／Ｔｎ－２が閾値Ｔｈ１よりも小さい場合に、評価対象区間ｎが安定区間であると判定される。これは時間的に連続する２つの心拍区間の時間長に差があまりない場合、それらの直後に到来する心拍区間が安定区間であると推認するものである。第１の一次判定条件によれば、評価対象区間ｎの終期が到来していない時点でも、評価対象区間ｎを評価することが可能である。

第２の一次判定条件９６及び第３の一次判定条件９８は、評価対象区間ｎを含む３つの心拍区間の時間長に基づいて、評価対象区間ｎが安定区間（仮安定区間）であるか否かを判定するものである。第２の一次判定条件９６を適用する場合には、３つの心拍区間の時間長の中から、最大値Ｔｍａｘ及び最小値Ｔｍｉｎが特定される。それらの比Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎが閾値Ｔｈ２よりも小さい場合、評価対象区間ｎが安定区間であると判定される。第３の一次判定条件９８を適用する場合、｜Ｔｎ－｜Ｔｎ－１－Ｔｎ－２｜│が閾値Ｔｈ３よりも小さい場合に、評価対象区間ｎが安定区間であると判定される。

第２の一次判定条件９６及び第３の一次判定条件を採用する場合、評価対象区間ｎの終期が到来してはじめてその評価を行える。一方、評価対象区間ｎの時間長を考慮できるので、評価対象区間ｎが安定区間であるか否かをより正確に判定することが可能である。

図５に示すように、第１の一次判定条件が採用された場合、リアルタイム動作中において、心電波形１００において、最新の心拍区間を含む時間的に連なる３つの心拍期間ごとに、先頭の心拍期間以外の２つの心拍期間の時間長に基づいて、先頭の心拍期間が安定区間（仮安定区間）であるか否かが判定される（符号１０３及び符号１０４を参照）。なお、符号１０２は現在の時相を示している。

図６に示すように、第２又は第３の一次判定条件が採用された場合、リアルタイム動作中において、心電波形１０８において、最新の心拍区間を含まない時間的に連なる３つの心拍期間ごとに、それらが有する３つの時間長に基づいて、先頭の心拍期間が安定区間であるか否かが判定される（符号１１１及び符号１１２を参照）。なお、符号１１０は現在の時相を示している。

上記の二次判定において適用される二次判定条件は、頻脈に相当する心拍区間及び徐脈に相当する心拍区間を除外するため条件である。実施形態においては、仮安定区間の時間長が閾値Ｔｈ４より大きく且つ閾値Ｔｈ５より小さい場合に二次判定条件が満たされる。つまり、その場合、一次判定条件を満たした仮判定区間が判定区間として判定される。仮安定区間の時間長に代えて、それに相当する心拍数を評価する二次判定条件を用いてもよい。いずれにしても、仮安定区間の大きさを評価することにより、不適切な心拍区間が安定区間であると判定されてしまうことを回避できる。

図７には、拡張末期及び収縮末期の検出方法が示されている。図７はフリーズ状態を示すものである。図７の下段には心電波形１１８が示されており、図７の上段には断層画像列１１６が示されている。

注目時相マーカー１２２を含む注目区間１２０は安定区間である。注目区間１２０が識別表示されている（符号１２１を参照）。注目時相に対応する断層画像１３０が表示されている。注目区間１２０は、時間的に隣接する２つのＲ波の間の区間である。注目区間１２０の先頭にあるＲ波から一定時間１２６後のタイミングとして拡張末期が推定され、その時相に対応する位置に、拡張末期マーカー１２３が表示される。一方、注目区間１２０内のＴ波の解析により（符号１２８を参照）、収縮末期が推定され、その時相に対応する位置に、収縮末期マーカー１２４が表示される。例えば、Ｔ波の最後の部分において傾きゼロとなった時相が収縮末期として判定される。以上挙げた方法以外の方法により、拡張末期及び収縮末期が検出されてもよい。

拡張末期マーカー１２３に対して注目時相マーカー１２２を一致させると、断層画像列１１６の中から拡張末期に対応した断層画像が選択され、それが表示される（符号１３２を参照）。収縮末期マーカー１２４に対して注目時相マーカー１２２を一致させると、断層画像列１１６の中から収縮末期に対応した断層画像が選択され、それが表示される（符号１３４を参照）。

図８には、安定区間を判定する動作、つまり一次判定器及び二次判定器の動作が示されている。一次判定条件１３６及び二次判定条件１３８の両方が満たされた心拍区間が安定区間１４０と判定される。一次判定条件１３６及び二次判定条件１３８の両方を満たさない心拍区間は非安定区間と判定される。

図９には、拡張末期・収縮末期を検出する機能（時相検出機能）に関わる幾つかのオプションが示されている。時相検出機能がオンにされた時点で、既に選択されているオプションが実行される。例えば、フリーズ時において自動検出機能が自動的にオンにされる場合、既に選択されているオプションに従って初期注目区間が選択される。また、フリーズ状態において自動検出機能がマニュアルでオンにされた場合であって、注目区間を変更する操作が行われた場合、既に選択されているオプションに従って注目時相マーカーのジャンプ先つまり変更後の注目区間が選択される。

符号１４６が示すオプション２が選択された場合、最良安定区間が初期注目区間又はジャンプ先となる。安定区間ごとに安定度を示す評価値を演算し、最良評価値に対応する安定区間が最良安定区間であると判定される。評価値として図４に示したもの（各数式の左辺）を採用してもよい。オプション２によれば、最も信頼性できる安定区間を計測対象にすることが可能となる。

符号１４８が示すオプション３が選択された場合、最寄り安定区間が初期注目区間又はジャンプ先となる。最寄り安定区間は、現在の注目時相の前又は後において、注目時相又は注目区間に最も近い安定区間である。フリーズ時点では、最新時相が現在の注目時相となるので、そこを基準として最も新しい安定区間が最寄り安定区間と定められる。フリーズ状態において注目時相マーカーが任意の位置にある場合、注目時相又は注目区間を基準として、最寄り安定区間が定められる。オプション３によれば、フリーズ時に最も近い安定区間を計測対象にすることが可能となり、あるいは、現在の注目時相に最も近い安定区間を計測対象にすることが可能となる。

図１０には、オプション２に係る動作例及びオプション３に係る動作例が示されている。心電波形１５０において、最新時相１５２がフリーズ時点での時相である。図１０において、現在の注目時相は注目時相マーカー１５４によって特定される時相である。現在、オプション２が選択されている状態において、自動検出機能をＯＮにした場合、符号１５６が示すように、最良安定区間ｎ－４が新たな注目区間となり、その先頭１５８が新たな注目時相となる。その先頭に注目時相マーカーが表示される。

一方、現在、オプション３が選択されている状態において、自動検出機能をＯＮにした場合、符号１６４が示すように、最寄り安定区間ｎ－２が新たな注目区間となり、その先頭が新たな注目時相となる。その先頭１６６に注目時相マーカーが表示される。

図１１には、実施形態に係る超音波診断装置の動作例、特にフリーズ後の動作例が示されている。Ｓ１０では、リアルタイム動作中での安定区間判定が実施されたか否かが判断される。それが実施されていない場合、Ｓ１２において、心電波形を構成する各心拍区間が安定区間であるか否かが判定される。それに先立って、必要に応じて、安定区間判定機能を実行させるためのボタンが操作され、また、拡張末期・収縮末期を自動的に検出する機能を実行させるためのボタンが操作される。

Ｓ１４においては、選択されたオプションに従って、最初の注目区間及び最初の注目時相が定められる。オプション０が選択されている場合、最初の注目時相はフリーズ時点の最新時相であり、最初の注目区間は最新時相を含む心拍区間である。オプション１が選択されている場合、最良安定区間が注目区間となり、その先頭が注目時相となる。オプション２が選択されている場合、最新時相を基準として、最寄り安定区間が注目区間となり、その先頭が注目時相となる。

Ｓ１８では、注目区間内において拡張末期及び収縮末期が検出される。続いて、注目区間内にマーカーセット、つまり注目時相マーカー、拡張末期マーカー及び収縮末期マーカーが表示される。Ｓ２０では、本処理を継続させるか否かが判断される。

Ｓ２２では、注目時相マーカーをシフトさせる操作の有無が判定される。その操作があった場合、Ｓ２４において、波形画像が更新され、同時に、断層画像が更新される。注目時相マーカーが隣の心拍区間に入った場合には、その新しい注目区間内において拡張末期及び収縮末期が検出される。

Ｓ２６では、戻しボタン又は送りボタンの操作の有無が判定される。Ｓ２６において、戻しボタンの操作が判定された場合、Ｓ２８において、現在の注目区間よりも前にある最も近い安定期間が変更後の新たな注目期間となる。つまり、注目期間が過去方向へジャンプする。その後、Ｓ２４において、波形画像及び断層画像が更新される。一方、Ｓ２８において、送りボタンの操作が判定された場、Ｓ３０において、現在の注目区間よりも後にある最も近い安定期間が変更後の新たな注目期間となる。つまり、注目期間が未来方向へジャンプする。その後、Ｓ２４において、波形画像及び断層画像が更新される。

以上のように、実施形態に係る動作によれば、戻し操作及び送り操作があった場合に安定区間が新たな注目区間とされるので、安定区間内における拡張末期及び収縮末期の検出が保証される。よって、ユーザーが安定区間か否かを判断する必要がないという利点を得られる。また、不適切な心拍区間において検出された拡張末期及び収縮末期が心機能計測において用いられてしまうことを防止できる。

図１２において、表示画面１７２内には、２つの断層画像１８２，１８４が表示されており、また、波形画像１７４が表示されている。波形画像１７４に含まれる心電波形において特定の安定区間が注目区間になっている。その注目区間内に注目時相マーカー１７６、拡張末期マーカー１７８、及び、収縮末期マーカー１８０が表示されている。断層画像１８２は、拡張末期マーカー１７８が示す拡張末期に対応する断層画像であり、断層画像１８４は、収縮末期マーカー１８０が示す収縮末期に対応する断層画像である。それらの断層画像１８２，１８４に基づいて計測を行って評価値が求められる。安定区間内において拡張末期及び収縮末期が検出されるので、適切な２つの断層画像に基づいて評価値を演算することが可能である。なお、断層画像１８２，１８４ごとに波形画像が表示されてもよい。

２２ 心電計、２６ 波形解析部、３０ 計測部、３８ Ｒ波検出器、４０ 演算部、４２ 設定器、４４ 一次判定器、４６ 二次判定器、４８ 拡張末期検出器、５０ 収縮末期検出器、５２ 波形画像生成器。

Claims (7)

1. 被検者から取得された受信データに基づいて超音波画像を形成する画像形成部と、
   前記被検者から取得された心電信号を表す心電波形に対して、心拍を単位として複数の区間を定める設定部と、
   前記心電波形に基づいて、前記複数の区間の中の注目区間内において拡張末期及び収縮末期を検出する検出部と、
   前記超音波画像と共に前記心電波形を表示する場合において、前記注目区間内の前記拡張末期を表す拡張末期マーカー、及び、前記注目区間内の前記収縮末期を表す収縮末期マーカーを表示する表示処理部と、
   を含み、更に、
   前記複数の区間の中で安定条件を満たす各区間を安定区間として判定する判定部と、
   前記注目区間を変更する操作があった場合に、前記判定部が判定した複数の安定区間の中から変更後の注目区間が選択されるように前記変更後の注目区間の選択を制御する選択制御部と、
   を含み、
   前記検出部は、前記注目区間を変更する操作があった場合に、前記変更後の注目区間である特定の安定区間内において拡張末期及び収縮末期を検出する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
2. 請求項１記載の超音波診断装置において、
   前記選択制御部は、
   戻し操作があった場合に、前記注目区間より前にある最も近い安定区間を前記変更後の注目区間として選択し、
   送り操作があった場合に、前記注目区間より後にある最も近い安定区間を前記変更後の注目区間として選択する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
3. 請求項１記載の超音波診断装置において、
   前記選択制御部は、前記複数の安定区間の中から最良安定区間を特定し、前記最良安定区間を最初の注目区間又は前記変更後の注目区間として選択する機能を有する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
4. 請求項１記載の超音波診断装置において、
   前記選択制御部は、前記複数の安定区間の中から現在の注目時相に最も近い最寄り安定区間を特定し、前記最寄り安定区間を最初の注目期間又は前記変更後の注目区間として選択する機能を有する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
5. 請求項１記載の超音波診断装置において、
   前記判定部は、リアルタイム動作中において前記複数の安定区間を判定し、
   前記検出部は、前記リアルタイム動作後のフリーズ状態において前記拡張末期及び前記収縮末期を検出する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
6. 請求項１記載の超音波診断装置において、
   前記安定条件は、
   時間的に連なる複数の区間が有する複数の時間長に基づいて仮安定区間を判定するための一次判定条件と、
   前記一次判定条件を満たした仮安定区間の時間長が頻脈徐脈に該当しないことを判定するための二次判定条件と、
   を含み、
   前記判定部は、
   前記各区間に対して前記一次判定条件を適用する一次判定部と、
   前記一次判定条件を満たした仮判定区間に対して前記二次判定条件を適用する二次判定部と、
   を含む、ことを特徴とする超音波診断装置。
7. 被検者から取得された心電信号を表す心電波形に対して、心拍を単位として複数の区間を定める工程と、
   前記心電波形に基づいて、前記複数の区間の中の注目区間内において拡張末期及び収縮末期を検出する工程と、
   超音波画像及び前記心電波形を表示する場合において、前記注目区間内の前記拡張末期を表す拡張末期マーカー、及び、前記注目区間内の前記収縮末期を表す収縮末期マーカーを表示する工程と、
   を含み、更に、
   前記複数の区間の中で安定条件を満たす各区間を安定区間として判定する工程と、
   前記注目区間を変更する操作があった場合に、前記判定された複数の安定区間の中から変更後の注目区間が選択されるように前記変更後の注目区間の選択を制御する工程と、
   を含み、
   前記注目区間を変更する操作があった場合に、前記変更後の注目区間である特定の安定区間内において拡張末期及び収縮末期が検出される、
   ことを特徴とする心電波形処理方法。
   

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