JP4598260B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波診断装置に関し、特に計測位置の自動設定に関する。
【0002】
【従来の技術】
超音波診断装置には、各種の計測モードが搭載されている。Bモードは、生体の二次元断層画像を表示するモードである。Mモードは一定方位に超音波ビームを順次形成し、各超音波ビーム上の一連のエコーデータを時間軸上に表したMモード画像を表示するモードである。Mモード画像の横軸は時間軸に相当し、その縦軸は深さ軸に相当する。Dモード画像は、あるサンプルボリューム(サンプル位置)において取得されたドプラ情報の周波数解析結果を時間軸上に表した画像であり、その横軸は時間軸に相当し、その縦軸は速度軸(周波数軸)に相当する。そのDモード画像において各周波数ごとのパワーは輝度値として表示される。
【0003】
従来において、Mモード画像を表示する場合には、まず、Bモード画像上において特定の方位がMラインとしてユーザー設定され、当該方位について連続的にあるいは間欠的に超音波ビームが形成される。同様に、Dモード画像を表示する場合には、まず、Bモード画像上においてサンプルボリュームがユーザー設定され、そのサンプルボリュームを通過する方位に対して連続的にあるいは間欠的に超音波ビームが形成され、各超音波ビーム上のエコーデータの中でサンプルボリュームに相当するエコーデータが抽出されて、それらに対してドプラ解析(例えばFFT演算)が実行される。
【0004】
従来においては、上記のMラインあるいはサンプルボリュームは、例えば心臓の所定時相におけるBモード画像上において設定され、その心臓が心拍に伴って運動しても固定されたままであった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従って、心臓などの臓器が周期的に運動しても、その運動にかかわらずMラインあるいはサンプルボリュームは送受波座標系上において絶対的に固定されており、当初設定された臓器中の特定位置が相対的に運動しても、それに追従することはない。このため、その特定位置から外れた場所について超音波計測が行われて画像が形成されてしまうという問題があった。この問題は、心臓の拍動の他、呼吸運動などによっても引き起こされる。また、この問題は、例えば、関心領域(ROI)の設定を行うような計測においても同様に生じ得る。
【0006】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、臓器の周期的な運動に追従させて計測位置を動的に設定し、これによって信頼性の高い計測を実現することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
(1)上記目的を達成するために、本発明は、周期的に運動する臓器の超音波診断を行う超音波診断装置において、各運動時相における臓器の二次元断層画像上で、当該臓器の特定位置を登録計測位置としてユーザー登録するための入力手段と、前記臓器の運動時相に関連付けて一連の登録計測位置が記憶される記憶手段と、前記臓器の運動時相に応じて、前記一連の登録計測位置に従って実計測位置を動的に設定する設定手段と、前記実計測位置において所定データの計測を実行する計測手段と、を含むことを特徴とする。
【0008】
上記構成によれば、準備登録工程において、各二次元断層画像上で登録計測位置がユーザーにより指定され、それが臓器の運動時相に関連付けられつつ登録される。次に、実計測工程において、臓器の運動時相に従って、一連の登録計測位置に基づいて実計測位置が動的に設定される。よって、本発明によれば、過去の臓器の周期的な運動の軌跡を基礎として、実計測位置を動的に設定(つまり自動追従設定)できるので、計測精度を向上することができる。臓器は例えば心臓であるが、それ以外にも一定周期で運動する臓器であれば上記同様の作用効果を得られる。
【0009】
望ましくは、前記臓器の生体信号に基づいて当該臓器の運動時相が特定される。ここで、生体信号としては、心電信号、脈波信号、呼吸信号などである。
【0010】
望ましくは、前記実計測位置に対して超音波の送受波を実行する送受波制御手段を含む。実計測位置が方位を表すものであれば、当該方位に超音波ビームが形成され、実計測位置がサンプル位置あるいはサンプルボリュームであれば当該位置を通過する超音波ビームが設定され、その超音波ビーム上において得られたエコーデータ列の中から実計測位置に対応する計測データが抽出される。
【0011】
望ましくは、2つの登録計測位置から補間演算により実計測位置を求める補間演算手段を含む。この構成によれば、隣接する2つの運動時相の登録計測位置から実計測位置を特定することが可能となる。
【0012】
(2)また、上記目的を達成するために、本発明は、周期的に運動する臓器の超音波診断を行う超音波診断装置において、各運動時相の臓器の二次元断層画像上で、当該臓器を通過するMライン方位をユーザー登録するための入力手段と、前記臓器の運動時相に関連付けて一連のMライン方位が記憶される記憶手段と、前記臓器の運動時相に応じて、前記一連のMライン方位に従って超音波ビーム方位を動的に設定する設定手段と、超音波ビーム上において取得された各運動時相のエコーデータに基づいてMモード画像を形成する画像形成手段と、を含むことを特徴とする。
【0013】
(3)また、上記目的を達成するために、本発明は、周期的に運動する臓器の超音波診断を行う超音波診断装置において、各運動時相における臓器の二次元断層画像上で、当該臓器の特定位置を登録サンプル位置としてユーザー登録するための入力手段と、前記臓器の運動時相に関連付けて一連の登録サンプル位置が記憶される記憶手段と、前記臓器の運動時相に応じて、前記一連の登録サンプル位置に従って超音波ビーム方位を動的に設定する方位設定手段と、前記一連の登録サンプル位置に従って、各超音波ビーム上に実サンプル位置を動的に設定する位置設定手段と、前記実サンプル位置において取得された各運動時相のドプラ情報に基づいてドプラ画像を形成する画像形成手段と、を含むことを特徴とする。ここで、ドプラ画像はいわゆるDモード画像であってもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【0015】
図1には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図1はその全体構成を示すブロック図である。
【0016】
超音波探触子10は、図示されていないアレイ振動子を有しており、そのアレイ振動子は複数の振動素子によって構成される。そのアレイ振動子を利用して超音波ビームが形成され、その超音波ビームを走査することによって公知の走査面が形成される。この超音波探触子10は体表面上に当接して用いられ、あるいは体腔内に挿入して用いられるものである。
【0017】
送信回路12は、前記のアレイ振動子を構成する複数の振動素子に対して送信信号を供給する回路であり、いわゆる送信ビームフォーマーとして機能する。
【0018】
受信回路14は、アレイ振動子を構成する複数の振動素子からの複数の受信信号を入力して整相加算処理を実行することにより、整相加算後の受信信号を出力する回路である。この受信回路14は、いわゆる受信ビームフォーマーとして機能する。
【0019】
送受信制御回路24は、上記の送信回路12及び受信回路14などを制御する回路であり、Mモードにおいては後述するように登録された計測位置に対して超音波ビームが形成されるように送信回路12及び受信回路14を制御する。また、Dモードにおいては、後述するように登録されたサンプル位置に対してドプラ計測が行われるように当該サンプル位置を通過する超音波ビームを形成する制御を実行し、また当該サンプル位置においてドプラ情報の抽出を行ってドプラ情報の検出を行うためにドプラ検出回路20を制御する。
【0020】
Bモード処理回路16は、受信回路14から出力される整相加算後の受信信号に基づいてBモード画像のデータを生成する回路であり、これにより形成されたBモード画像のデータは表示処理回路18に出力され、一方、必要に応じてBモード記憶回路17に格納される。このBモード記憶回路17は、複数フレームのBモード画像を記憶するメモリによって構成される。
【0021】
ドプラ検出回路20は、受信回路14から出力される整相加算後の受信信号に対して例えばFFT演算を実行し、ドプラ情報の周波数スペクトラムを解析する演算を実行する回路である。その周波数解析結果は表示処理回路18に出力され、そのような周波数解析結果からDモード画像データが形成される。Mモード処理回路22は、受信回路14から出力される整相加算後の受信信号に基づいてMモード画像を形成する回路であり、そのMモード画像のデータは表示処理回路18に出力されている。
【0022】
表示処理回路18は、いわゆるデジタルスキャンコンバータ(DSC)によって構成される回路であり、座標変換機能やデータ補間機能などを有している。表示装置26はディスプレイによって構成され、この表示装置26における表示画面上にBモード画像、Dモード画像、Mモード画像などの所望の超音波画像が表示される。
【0023】
一方、生体信号受信部28には、図示されていない心電計からの心電信号が生体信号として入力されている。生体信号受信部28を介して受信された生体信号は表示処理回路18に出力される一方、生体信号記憶回路30に記憶されている。表示装置26には、必要に応じて例えばBモード画像やMモード画像などと共に生体信号の波形が表示される。
【0024】
入力装置32はキーボードやトラックボールなどによって構成され、この入力装置32を利用して後に詳述するように準備登録段階において各Bモード画像上で計測位置を登録することが可能である。具体的には、メモリ36上に、生体信号の時相に関連付けながら各フレームごとの計測位置の情報が格納される。ここで、その計測位置は例えばMモードに関してはMラインの方位であり、Dモードに関してはサンプル位置(サンプルボリューム)の座標である。
【0025】
時相検出回路34は、生体信号記憶回路30から出力された生体信号あるいは直接的に入力される生体信号に対して時相検出を行って、心臓の心拍における時相を表す情報をメモリ36に出力する回路である。上述したように、メモリ36上においては、各時相に関連付けながら計測位置の情報が格納されることになる。補間回路38は、メモリ36上に格納された2つの計測位置に基づき補間演算を行って、それらの中間に補間値としての計測位置を生成する回路であり、本実施形態においては後述するようにいわゆる線形補間が実行されている。
【0026】
計測位置設定制御部40は後に詳述する準備登録段階及び実計測段階において各回路の動作を制御する回路である。
【0027】
ちなみに、補間回路38から出力された計測位置の情報は、表示処理回路18に送られ、例えば後に説明するようなMラインあるいはサンプルボリュームを表すカーソルの表示に利用され、また、計測位置の情報は送受信制御回路24に出力され、その送受信制御回路24では、計測位置に基づいて超音波ビームの方位やドプラ情報を抽出するサンプルボリュームの深さなどの設定を行っている。
【0028】
上記の図1に示す構成例はもちろん一例であって、これ以外にも各種の構成例を採用し得る。
【0029】
図2には表示装置26の表示画面42が概念的に示されている。この表示画面42上には、例えばBモード画像44としての二次元断層画像が表示される。Mモード計測を実行する場合、このBモード画像44上においてユーザーによりMライン46が任意の方位に設定され、そのMライン上のエコーデータを利用して図示されていないMモード画像が形成される。具体的には、当該Mライン46の方位に繰り返し超音波ビームが形成され、各超音波ビーム上のエコーデータ列を時間軸上に表すことによってMモード画像が形成される。これは上述したMモード処理回路22によって実行される。
【0030】
また、Dモード計測を行う場合には、Bモード画像44上においてサンプル位置(サンプルボリューム)48がユーザーにより設定され、そのサンプル位置48を通過する方向に繰り返し超音波ビームが形成され、これにより得られた複数のエコーデータの中からサンプル位置48に相当するエコーデータが抽出され、それに対してドプラ情報の解析が行われる。そして、その解析結果に基づいて上述のようにDモード画像が形成される。
【0031】
図2において、符号50は生体信号としての心電信号の波形を表しており、ここにおいてマーカー52はBモード画像44の時相を表している。もちろん、図2に示す表示例は一例であってこれ以外にも各種の表示例を採用し得る。
【0032】
図3には、メモリ36における記憶内容が概念的に示されている。メモリ36上においては、後述する準備登録段階において、心臓の1心拍分にわたる各フレームのBモード画像上で計測位置がユーザー設定され、その計測位置の座標データがメモリ36の各記憶セル内に格納される。図3に示す例では、XアドレスとYアドレスのそれぞれについての記憶セルが示されており、いずれにしても各時相ごとに計測位置の情報が管理されることになる。
【0033】
図4には、補間回路38の処理内容が概念的に示されている。
【0034】
図の上段に示す準備登録段階においては、例えば心電信号におけるR波から次のR波までの心臓の1心拍にわたって複数(例えばN=4)のBモード画像が取得され、それらのBモード画像がいったんBモード記憶回路17に格納される。そして、後に詳述すように各Bモード画像が順番に読み出され、各Bモード画像上において計測位置の座標(方位を含む)がユーザーによって登録されることになる。その登録される座標の情報は上記のようにメモリ36上に格納される。
【0035】
図4の下段に示す実計測段階においては、まず先行して心臓の1心拍分の複数のフレームにわたるBモード画像が取得され、1心拍分のフレーム数があらかじめ確認される。そして、次の心拍における各フレームの時相に基づいて補間演算によって計測位置を定め、その計測位置について超音波ビームの形成やサンプル位置の設定などがなされることになる。
【0036】
図4においては、準備登録段階として4個のフレームが描かれ、実計測段階として8個のフレームが描かれているが、もちろんそれは一例であって、実際にはより多数のフレームについて計測位置の登録や実計測位置の補間演算が実行される。
【0037】
本実施例では、準備登録段階及び実計測段階とも1心拍分をベースとした実施であるが、準備登録段階と実計測段階とが同数心拍分であれば複数の心拍分で実施しても本発明と同様な効果が得られる。
【0038】
図5を用いて、本実施形態に係る準備登録段階における装置の動作を説明する。まず、S100では、例えば1心拍分にわたってあるいは数心拍分にわたってBモード画像及び生体信号が記憶される。S101では、ユーザーによる計測位置の設定方法が選択され、ここで逐次設定が設定されると、S102においては変数iに初期値として0が代入され、次に、S103においてi番目のBモード画像が画面表示される。そこで、ユーザーによりS104においてそのBモード画像上において計測位置が指定され、それがメモリ36上に登録される。
【0039】
S105では、そのような登録作業が終了したか否かが判断され、終了していなければS106において変数iが1つインクリメントされた後、上記のS103以降の各工程が繰り返し実行される。
【0040】
一方、S101において、設定方法としてスロー再生設定が選択された場合には、S107において、再生速度がユーザーによって任意に選択され、S108では、Bモード画像のスロー再生を行いながら、同時にユーザーにより計測位置を登録する作業が実行される。すなわち計測位置のマニュアルトレースが実行されることになる。
【0041】
他方、S101において、設定方法として間引き設定が選択された場合には、S109で間引き率kがユーザーによって設定され、S110では変数jに初期値として0が代入され、さらにS111ではj番目のBモード画像が画面表示されることになる。そこで、S112においては、そのBモード画像上においてユーザーにより計測位置が指定され、それがメモリ36上に登録される。S114では、そのような登録作業が終了したか否かが判断され、終了していなければS113において変数jにkが加算され、その加算値がjとなってS111以降の各工程が繰り返し実行される。
【0042】
以上の図5に示すような準備登録段階を経ると、心電信号におけるR波から次のR波までの1心拍分においてM個の計測位置が登録されることになる。
【0043】
図6には、本実施形態に係る実計測段階における装置の動作が示されている。
【0044】
まず、S201では、生体信号としての心電信号を参照して、R波から次のR波までの1心拍分にわたってBモード画像の形成を行う。S202では、1心拍分におけるBモード画像の枚数Mが演算され、次に、S203では、変数mに初期値として0が代入され、変数sに初期値として0が代入される。
【0045】
S204では、本処理を終了するか否かが判断され、終了しない場合には、S205においてmがMよりも小さいか否かが判断される。その条件が満たされればS206において後に図7を用いて説明するサンプル位置の補間演算が実行され、一方、S205における条件が満たされなければ、S205から処理がS207へ移行する。すなわちS205は、カウンタとしての変数mが事前に確認された1心拍におけるBモード画像の枚数Mを超えているか否かを判断するステップであり、事前に確認されたBモード画像の枚数Mよりも実際のBモード画像の枚数が超過した場合には、補間処理を行えないために過去のサンプル位置をそのまま採用する処理が実行されている。S207では、S206によって演算されたサンプル位置に実計測位置を設定する制御が実行される。そして、S208では、そのサンプル位置について超音波の送受信すなわち超音波ビームの形成が実行される。S209では、R波を検出したか否かが判断され、R波の検出が行われていなければ、S210において変数mを1つインクリメントして上記S204からの各工程が実行される。一方、S209においてR波が検出されれば、S211において実計測段階におけるRR間隔の画像枚数mを逐次Mに代入して、1心拍における画像枚数Mを更新する。そして次の心拍について上記同様の処理を行うため、S203以降の各工程が繰り返し実行される。
【0046】
すなわち、図6による処理によれば、1つ前の心拍におけるBモード画像の枚数を利用して、次の心拍におけるサンプル位置の補間演算を行うことができる。
【0047】
図7には、図6に示した補間演算ステップS206の具体的な処理内容がフローチャートとして示されている。
【0048】
S301では、上記S203において設定されたsの値がnに代入される。そして、S302では、nがNよりも小さいか否かが判断される。すなわちnがNに一致すると、次の心拍であると判断され、図7に示す処理が迂回されることになる。
【0049】
S303では、図4に示したように、実計測段階における全フレーム数における現在のフレーム位置が、準備登録段階から実計測段階において逐次更新され登録された複数のフレーム区間のいずれに該当するか否かが判断され、S304においてnを1つずつインクリメントさせながらS303に示される条件を具備するか否かが判断され、その条件が具備されるとS305が実行される。
【0050】
すなわち、nをインクリメントさせている段階において、実計測段階における現在のフレームが属する区間に該当した場合には、S305が実行される。S305では、いわゆる線形補間演算を行うために、重み値α及びβが利用され、図7のS305に示される公知の線形演算を行って計測位置を補間演算により求めている。S306では、nの値がsに代入される。すなわち、このようにすでに演算されたnの値を保存しておくことによって、次の補間区間における補間演算を高速で実行することが可能である。S301において、n=0とすることにより、S306の工程を除外することもできる。この場合には、変数sが不要となるのでS203における「s=0」の設定もいらない。
【0051】
上記の補間演算によれば、準備登録段階から実計測段階において逐次更新される1心拍分のフレーム数と実計測段階における1心拍分のフレーム数の対比に基づいてサンプル位置の補間演算を行うことができ、準備登録段階においては詳細にサンプル位置の登録を行わなくても、実計測段階において高精度にサンプル位置を設定できるという利点がある。また、実計測段階実行中に1心拍分に相当するフレーム数Mの値は随時更新されるため準備登録段階と実計測段階とでフレーム数が異なってもそれによってサンプル位置の設定精度は低下しないという利点がある。本実施形態においてはR波から次のR波までの心拍の時相が0から1.0までの数値によって表されており、その数値によりフレームの時相が管理されている。
【0052】
また、上記実施形態においては、XY座標系すなわち直交座標系上においてサンプル位置の格納を行ったが、もちろん極座標系においてその格納を行うようにしてもよい。
【0053】
特に、Mモード計測を行う場合においては、極座標形式で方位としてのサンプル位置を登録すれば、送受信制御をより簡便に行えるという利点がある。
【0054】
図5〜図7に示した動作例は、もちろん一例であって、これ以外にも各種の動作を採用することが可能である。また、準備登録段階と実計測段階とでは1心拍分に相当する画像枚数Mの値の変化は通常少ないと考えられ、その場合にはMの値を準備登録段階の枚数に固定させて動作させてもよい。いずれにしてもあらかじめ心臓の周期的な運動に対応づけて計測位置を事前に登録しておくことにより、実際に計測を行う場合において心臓の周期的な運動に連動させて計測位置を動的に設定することが可能であり、その結果、計測位置において取得されたデータの信頼性を著しく高めることができる。
【0055】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、臓器の周期的な運動に追従させて計測位置を自動的に設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態に係る超音波診断装置のブロック図である。
【図2】 画面表示例を示す図である。
【図3】 メモリに格納される情報を示す概念図である。
【図4】 準備登録段階及び実計測段階を示す概念図である。
【図5】 準備登録段階における装置の動作を示すフローチャートである。
【図6】 実計測段階における装置の動作を示すフローチャートである。
【図7】 補間演算を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 超音波探触子、12 送信回路、14 受信回路、16 Bモード処理回路、17 Bモード記憶回路、18 表示処理回路、20 ドプラ検出回路、22 Mモード処理回路、24 送受信制御回路、28 生体信号受信部、30生体信号記憶回路、32 入力装置、34 時相検出回路、36 メモリ、38 補間回路、40 計測位置設定制御部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to automatic setting of a measurement position.
[0002]
[Prior art]
The ultrasonic diagnostic apparatus is equipped with various measurement modes. The B mode is a mode for displaying a two-dimensional tomographic image of a living body. The M mode is a mode in which ultrasonic beams are sequentially formed in a fixed direction and an M mode image in which a series of echo data on each ultrasonic beam is represented on the time axis is displayed. The horizontal axis of the M-mode image corresponds to the time axis, and the vertical axis thereof corresponds to the depth axis. The D-mode image is an image representing the frequency analysis result of Doppler information acquired at a certain sample volume (sample position) on the time axis, the horizontal axis corresponds to the time axis, and the vertical axis represents the velocity axis ( Corresponds to the frequency axis). In the D-mode image, the power for each frequency is displayed as a luminance value.
[0003]
Conventionally, when displaying an M-mode image, first, a specific azimuth is set as an M line on the B-mode image, and an ultrasonic beam is formed continuously or intermittently with respect to the azimuth. Similarly, when displaying a D-mode image, first, the sample volume is set by the user on the B-mode image, and an ultrasonic beam is formed continuously or intermittently with respect to the direction passing through the sample volume. The echo data corresponding to the sample volume is extracted from the echo data on each ultrasonic beam, and Doppler analysis (for example, FFT operation) is performed on them.
[0004]
Conventionally, the M line or sample volume is set on a B-mode image at a predetermined time phase of the heart, for example, and remains fixed even when the heart moves with a heartbeat.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, even if an organ such as the heart moves periodically, the M line or sample volume is absolutely fixed on the transmission / reception coordinate system regardless of the movement, and the specific position in the initially set organ is Even if it moves relatively, it does not follow it. For this reason, there has been a problem in that an ultrasonic measurement is performed at a place deviated from the specific position and an image is formed. This problem is caused not only by the heart beat but also by breathing exercises. In addition, this problem can occur similarly in measurement for setting a region of interest (ROI), for example.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its purpose is to dynamically set the measurement position by following the periodic movement of the organ, thereby realizing highly reliable measurement. It is in.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
(1) In order to achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic diagnostic apparatus for performing ultrasonic diagnosis of an organ that moves periodically, on a two-dimensional tomographic image of the organ in each movement time phase. Input means for registering a specific position as a registered measurement position, storage means for storing a series of registered measurement positions in association with the movement time phase of the organ, and the series according to the movement time phase of the organ And a setting unit that dynamically sets the actual measurement position according to the registered measurement position, and a measurement unit that performs measurement of predetermined data at the actual measurement position.
[0008]
According to the above configuration, in the preparation registration step, the registered measurement position is designated by the user on each two-dimensional tomographic image, and is registered while being associated with the motion phase of the organ. Next, in the actual measurement step, the actual measurement position is dynamically set based on a series of registered measurement positions according to the motion phase of the organ. Therefore, according to the present invention, since the actual measurement position can be dynamically set (that is, automatic follow-up setting) based on the trajectory of the periodic motion of the past organ, the measurement accuracy can be improved. The organ is, for example, the heart, but other than the above, the same effects as those described above can be obtained if the organ moves at a constant cycle.
[0009]
Desirably, the movement time phase of the organ is specified based on the biological signal of the organ. Here, examples of the biological signal include an electrocardiogram signal, a pulse wave signal, and a respiratory signal.
[0010]
Desirably, a transmission / reception control means for executing transmission / reception of an ultrasonic wave with respect to the actual measurement position is included. If the actual measurement position represents an azimuth, an ultrasonic beam is formed in the azimuth. If the actual measurement position is a sample position or a sample volume, an ultrasonic beam passing through the position is set. Measurement data corresponding to the actual measurement position is extracted from the echo data string obtained above.
[0011]
Desirably, an interpolation calculation means for obtaining an actual measurement position by interpolation calculation from two registered measurement positions is included. According to this configuration, it is possible to specify the actual measurement position from the registered measurement positions of two adjacent movement time phases.
[0012]
(2) In order to achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic diagnostic apparatus for performing an ultrasonic diagnosis of an organ that moves periodically, on a two-dimensional tomographic image of the organ in each movement phase. Input means for user registration of the M line orientation passing through the organ, storage means for storing a series of M line orientations in association with the movement time phase of the organ, and depending on the movement time phase of the organ, Setting means for dynamically setting the ultrasonic beam azimuth according to a series of M line azimuths, and image forming means for forming an M-mode image based on echo data of each motion time phase acquired on the ultrasonic beam. It is characterized by including.
[0013]
(3) Further, in order to achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic diagnostic apparatus for performing ultrasonic diagnosis of an organ that moves periodically, on a two-dimensional tomographic image of the organ in each movement time phase. In accordance with the movement time phase of the organ, the input means for registering the specific position of the organ as a registered sample position, the storage means for storing a series of registered sample positions in association with the movement time phase of the organ, An azimuth setting means for dynamically setting an ultrasonic beam azimuth according to the series of registered sample positions; a position setting means for dynamically setting an actual sample position on each ultrasonic beam according to the series of registered sample positions; Image forming means for forming a Doppler image based on Doppler information of each movement time phase acquired at the actual sample position. Here, the Doppler image may be a so-called D-mode image.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 shows a preferred embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, and FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration thereof.
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The transmission /
[0020]
The B-
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
On the other hand, an electrocardiogram signal from an electrocardiograph (not shown) is input to the
[0024]
The
[0025]
The time
[0026]
The measurement position setting
[0027]
Incidentally, the information on the measurement position output from the
[0028]
The above configuration example shown in FIG. 1 is, of course, an example, and various other configuration examples can be adopted.
[0029]
FIG. 2 conceptually shows the
[0030]
When performing D-mode measurement, a sample position (sample volume) 48 is set by the user on the B-
[0031]
In FIG. 2,
[0032]
FIG. 3 conceptually shows the contents stored in the
[0033]
FIG. 4 conceptually shows the processing contents of the
[0034]
In the preparatory registration stage shown in the upper part of the figure, for example, a plurality of (for example, N = 4) B-mode images are acquired over one heart beat from the R wave to the next R wave in the electrocardiogram signal, and these B-mode images are acquired. Is once stored in the B-
[0035]
In the actual measurement stage shown in the lower part of FIG. 4, first, a B-mode image over a plurality of frames for one heart beat is acquired in advance, and the number of frames for one heart beat is confirmed in advance. A measurement position is determined by interpolation calculation based on the time phase of each frame in the next heartbeat, and an ultrasonic beam is formed and a sample position is set for the measurement position.
[0036]
In FIG. 4, four frames are drawn as the preparation and registration stage, and eight frames are drawn as the actual measurement stage. Of course, this is an example. Registration and actual measurement position interpolation are performed.
[0037]
In this embodiment, both the preparation registration stage and the actual measurement stage are based on one heart rate. However, if the preparation registration stage and the actual measurement stage are the same number of heartbeats, even if the preparation registration stage and the actual measurement stage are performed for a plurality of heartbeats, The same effect as the invention can be obtained.
[0038]
The operation of the apparatus in the preparation registration stage according to the present embodiment will be described with reference to FIG. First, in S100, for example, a B-mode image and a biological signal are stored for one heartbeat or several heartbeats. In S101, the measurement position setting method by the user is selected. When the setting is sequentially set here, 0 is substituted for the variable i as an initial value in S102, and then the i-th B-mode image is displayed in S103. Displayed on the screen. Therefore, the measurement position is designated on the B-mode image by the user in S104 and is registered in the
[0039]
In S105, it is determined whether or not such registration work has been completed. If the registration has not been completed, the variable i is incremented by one in S106, and the above-described steps after S103 are repeatedly executed.
[0040]
On the other hand, when the slow playback setting is selected as the setting method in S101, the playback speed is arbitrarily selected by the user in S107. In S108, the user performs the slow playback of the B-mode image and simultaneously the measurement position by the user. The work of registering is executed. That is, the manual trace of the measurement position is executed.
[0041]
On the other hand, if the thinning setting is selected as the setting method in S101, the thinning rate k is set by the user in S109, 0 is substituted for the variable j in S110, and the j-th B mode in S111. The image will be displayed on the screen. Therefore, in S112, the measurement position is designated by the user on the B-mode image and registered in the
[0042]
After the preparation registration stage as shown in FIG. 5 described above, M measurement positions are registered in one heartbeat from the R wave to the next R wave in the electrocardiogram signal.
[0043]
FIG. 6 shows the operation of the apparatus in the actual measurement stage according to this embodiment.
[0044]
First, in S201, a B-mode image is formed over one heartbeat from an R wave to the next R wave with reference to an electrocardiogram signal as a biological signal. In S202, the number M of B-mode images for one heartbeat is calculated. Next, in S203, 0 is substituted for the variable m and 0 is substituted for the variable s.
[0045]
In S204, it is determined whether or not to end this process. If not, it is determined whether or not m is smaller than M in S205. If the condition is satisfied, the interpolation operation of the sample position described later with reference to FIG. 7 is executed in S206. On the other hand, if the condition in S205 is not satisfied, the process proceeds from S205 to S207. That is, S205 is a step of determining whether or not the variable m as a counter exceeds the number M of B-mode images confirmed in advance for one heartbeat, and is greater than the number M of B-mode images confirmed in advance. When the actual number of B-mode images exceeds, interpolation processing cannot be performed, and thus processing for adopting past sample positions is performed. In S207, control for setting the actual measurement position to the sample position calculated in S206 is executed. In S208, transmission / reception of ultrasonic waves, that is, formation of an ultrasonic beam, is executed for the sample position. In S209, it is determined whether or not an R wave has been detected. If no R wave has been detected, the variable m is incremented by 1 in S210, and the processes from S204 are executed. On the other hand, if an R wave is detected in S209, the number of images m at the RR interval in the actual measurement stage is sequentially substituted for M in S211, and the number of images M for one heartbeat is updated. Then, in order to perform the same processing as described above for the next heartbeat, each step after S203 is repeatedly executed.
[0046]
That is, according to the processing shown in FIG. 6, it is possible to perform the interpolation calculation of the sample position at the next heartbeat using the number of B-mode images at the previous heartbeat.
[0047]
FIG. 7 shows a specific processing content of the interpolation calculation step S206 shown in FIG. 6 as a flowchart.
[0048]
In S301, the value of s set in S203 is substituted for n. In S302, it is determined whether n is smaller than N. That is, when n matches N, it is determined that the next heartbeat occurs, and the process shown in FIG. 7 is bypassed.
[0049]
In S303, as shown in FIG. 4, whether the current frame position in the total number of frames in the actual measurement stage corresponds to any of a plurality of frame sections that are sequentially updated and registered in the actual measurement stage from the preparation registration stage. In step S304, it is determined whether or not the condition shown in step S303 is satisfied while incrementing n by 1. If the condition is satisfied, step S305 is executed.
[0050]
That is, in the stage where n is incremented, if it corresponds to the section to which the current frame belongs in the actual measurement stage, S305 is executed. In S305, the weight values α and β are used to perform so-called linear interpolation calculation, and the measurement position is obtained by interpolation calculation by performing the known linear calculation shown in S305 of FIG. In S306, the value of n is substituted for s. That is, by storing the value of n already calculated in this way, the interpolation calculation in the next interpolation section can be executed at high speed. By setting n = 0 in S301, the process of S306 can be excluded. In this case, since the variable s is not required, it is not necessary to set “s = 0” in S203.
[0051]
According to the above-described interpolation calculation, the interpolation calculation of the sample position is performed based on the comparison between the number of frames for one heartbeat that is sequentially updated from the preparation registration stage to the actual measurement stage and the number of frames for one heartbeat in the actual measurement stage. Therefore, there is an advantage that the sample position can be set with high accuracy in the actual measurement stage without registering the sample position in detail in the preparation registration stage. In addition, during execution of the actual measurement stage, the value of the number of frames M corresponding to one heartbeat is updated at any time, so even if the number of frames differs between the preparation registration stage and the actual measurement stage, the setting accuracy of the sample position does not decrease. There is an advantage. In this embodiment, the time phase of the heartbeat from the R wave to the next R wave is represented by a numerical value from 0 to 1.0, and the time phase of the frame is managed by the numerical value.
[0052]
In the above embodiment, the sample position is stored on the XY coordinate system, that is, the orthogonal coordinate system. Of course, the storage may be performed on the polar coordinate system.
[0053]
In particular, when performing M-mode measurement, there is an advantage that transmission / reception control can be performed more simply by registering the sample position as an orientation in the polar coordinate format.
[0054]
Of course, the operation examples shown in FIGS. 5 to 7 are merely examples, and various other operations can be employed. In addition, it is considered that the change in the value of the number M of images corresponding to one heartbeat is usually small between the preparation registration stage and the actual measurement stage. In this case, the M value is fixed to the number in the preparation registration stage. May be. In any case, by registering the measurement position in advance in association with the periodic movement of the heart, the measurement position is dynamically linked to the periodic movement of the heart when actually measuring. As a result, the reliability of data acquired at the measurement position can be remarkably increased.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to automatically set the measurement position by following the periodic movement of the organ.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a screen display example.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing information stored in a memory.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a preparation registration stage and an actual measurement stage.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the apparatus in a preparation registration stage.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the apparatus in an actual measurement stage.
FIG. 7 is a flowchart showing an interpolation calculation.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
各運動時相における臓器の二次元断層画像上で、当該臓器の特定位置を登録計測位置としてユーザー登録するための入力手段と、
前記臓器の運動時相に関連付けて一連の登録計測位置が記憶される記憶手段と、
前記臓器の運動時相に応じて、前記一連の登録計測位置に従って実計測位置を動的に設定する設定手段と、
前記実計測位置において所定データの計測を実行する計測手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。In an ultrasonic diagnostic apparatus for performing ultrasonic diagnosis of periodically moving organs,
On the two-dimensional tomographic image of the organ in each motion time phase, an input means for registering the specific position of the organ as a registered measurement position;
Storage means for storing a series of registered measurement positions in association with the movement phase of the organ;
Setting means for dynamically setting an actual measurement position according to the series of registered measurement positions according to the movement time phase of the organ;
Measuring means for executing measurement of predetermined data at the actual measurement position;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記臓器の生体信号に基づいて当該臓器の運動時相が特定されることを特徴とする超音波診断装置。The apparatus of claim 1.
An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that a movement time phase of an organ is specified based on a biological signal of the organ.
前記実計測位置に対して超音波の送受波を実行する送受波制御手段を含むことを特徴とする超音波診断装置。The apparatus of claim 1.
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a transmission / reception control means for executing transmission / reception of an ultrasonic wave with respect to the actual measurement position.
2つの登録計測位置から補間演算により実計測位置を求める補間演算手段を含むことを特徴とする超音波診断装置。The apparatus of claim 1.
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising an interpolation calculation means for obtaining an actual measurement position from two registered measurement positions by interpolation calculation.
各運動時相の臓器の二次元断層画像上で、当該臓器を通過するMライン方位をユーザー登録するための入力手段と、
前記臓器の運動時相に関連付けて一連のMライン方位が記憶される記憶手段と、
前記臓器の運動時相に応じて、前記一連のMライン方位に従って超音波ビーム方位を動的に設定する設定手段と、
前記超音波ビーム上において取得された各運動時相のエコーデータに基づいてMモード画像を形成する画像形成手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。In an ultrasonic diagnostic apparatus for performing ultrasonic diagnosis of periodically moving organs,
An input means for registering the M line direction passing through the organ on the two-dimensional tomographic image of the organ in each motion phase,
Storage means for storing a series of M-line orientations in association with the movement phase of the organ;
Setting means for dynamically setting an ultrasonic beam azimuth according to the series of M-line azimuth according to the movement phase of the organ;
Image forming means for forming an M-mode image based on echo data of each motion time phase acquired on the ultrasonic beam;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
各運動時相における臓器の二次元断層画像上で、当該臓器の特定位置を登録サンプル位置としてユーザー登録するための入力手段と、
前記臓器の運動時相に関連付けて一連の登録サンプル位置が記憶される記憶手段と、
前記臓器の運動時相に応じて、前記一連の登録サンプル位置に従って超音波ビーム方位を動的に設定する方位設定手段と、
前記一連の登録サンプル位置に従って、各超音波ビーム上に実サンプル位置を動的に設定する位置設定手段と、
前記実サンプル位置において取得された各運動時相のドプラ情報に基づいてドプラ画像を形成する画像形成手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。In an ultrasonic diagnostic apparatus for performing ultrasonic diagnosis of periodically moving organs,
On the two-dimensional tomographic image of the organ in each movement time phase, an input means for registering the specific position of the organ as a registered sample position,
Storage means for storing a series of registered sample positions in association with the motion phase of the organ;
Orientation setting means for dynamically setting the ultrasonic beam orientation according to the series of registered sample positions according to the movement time phase of the organ;
Position setting means for dynamically setting an actual sample position on each ultrasonic beam according to the series of registered sample positions;
Image forming means for forming a Doppler image based on Doppler information of each motion time phase acquired at the actual sample position;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
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