JP4615103B2 - 組織運動追跡方法および超音波診断装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、組織運動追跡方法および超音波診断装置に関し、さらに詳しくは、運動する目標組織を高い空間分解能で正確に追跡できる組織運動追跡方法および超音波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の超音波診断装置において、目標測定点の速度を求める場合、目標測定点を中心とする一定領域内に含まれる各測定点のドプラ速度の測定値の空間平均をとっている。これは、ドプラ速度の測定値のバラツキを抑えるためである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
運動する目標組織を追跡して観察する場合、次のように行っている。
(1)目標組織の予測位置を目標測定点として速度を求める。
(2)求めた速度に観測時刻間隔を乗じて移動量を算出し、その移動量を現在の目標測定点の位置に加算し、次の観測時刻での目標組織の予測位置とする。
(3)上記(1)(2)を繰り返す。
【0004】
しかし、従来は、目標測定点を中心とする一定領域でのドプラ速度の測定値の空間平均をとって目標測定点の速度としているため、実質的に目標測定点が空間的な広がりを持ち、空間分解能が低下してしまう問題点がある。
一方、目標測定点のドプラ速度の測定値をそのまま目標測定点の速度とすれば、ドプラ速度の測定値のバラツキが追跡に従って累積されるため、正確な追跡を行えない問題点がある。
【0005】
そこで、本発明の目的は、空間分解能を低下させないで、運動する目標組織を正確に追跡できる組織運動追跡方法および超音波診断装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
第1の観点では、本発明は、
(1)目標組織の予測位置を目標測定点としてドプラ速度を測定する。
(2)最新に測定したドプラ速度と最新に求めた速度を加重平均して目標測定点の速度を求める。
(3)求めた速度に観測時刻間隔を乗じて移動量を算出し、その移動量を現在の目標測定点の位置に加算し、次の観測時刻での目標組織の予測位置とする。
(4)上記(1)(2)(3)を繰り返す。
により、運動する目標組織を追跡することを特徴とする組織運動追跡方法を提供する。
上記第1の観点による組織運動追跡方法では、目標測定点を中心とする一定領域内に含まれる各測定点のドプラ速度の測定値の空間平均をとって目標測定点の速度を求めるのではなく、最新に測定したドプラ速度と最新に求めた速度を加重平均して目標測定点の速度を求める。従って、空間的な広がりを生じないため、空間分解能は低下しない。一方、過去に求めた速度を最新の速度に反映させるため、ドプラ速度の測定値のバラツキを抑えることが出来る。よって、空間分解能を低下させないで、運動する目標組織を正確に追跡できる。また、過去の軌跡との連続性を維持でき、滑らかな運動をする組織の追跡に好適である。
【0007】
第2の観点では、本発明は、
(1)目標組織の予測位置を目標測定点としてドプラ速度を測定する。
(2)最新に測定したドプラ速度とそれ以前に測定したドプラ速度を加重平均して目標測定点の速度を求める。
(3)求めた速度に観測時刻間隔を乗じて移動量を算出し、その移動量を現在の目標測定点の位置に加算し、次の観測時刻での目標組織の予測位置とする。
(4)上記(1)(2)(3)を繰り返す。
により、運動する目標組織を追跡することを特徴とする組織運動追跡方法を提供する。
上記第2の観点による組織運動追跡方法では、目標測定点を中心とする一定領域内に含まれる各測定点のドプラ速度の測定値の空間平均をとって目標測定点の速度を求めるのではなく、最新に測定したドプラ速度とそれ以前に測定したドプラ速度を加重平均して目標測定点の速度を求める。従って、空間的な広がりを生じないため、空間分解能は低下しない。一方、加重平均をとっているため、ドプラ速度の測定値のバラツキを抑えることが出来る。よって、空間分解能を低下させないで、運動する目標組織を正確に追跡できる。また、過去の軌跡との連続性を維持でき、滑らかな運動をする組織の追跡に好適である。
【0008】
第3の観点では、本発明は、上記構成の組織運動追跡方法において、目標測定点の予測位置の時間変化軌跡を表示することを特徴とする組織運動追跡方法を提供する。
上記第3の観点による組織運動追跡方法では、目標測定点がどのように動いたかの時間変化を画面上で視認できるようになる。
【0009】
第4の観点では、本発明は、超音波探触子と、その超音波探触子を駆動して被検体を超音波で走査しデータを取得する送受信手段と、前記データに基づいて目標測定点のドプラ速度を測定するドプラ処理手段と、最新に測定したドプラ速度と最新に求めた速度を加重平均して目標測定点の速度を求める速度取得手段と、求めた速度に観測時刻間隔を乗じて移動量を算出しその移動量を現在の目標測定点の位置に加算し次の観測時刻での目標組織の予測位置とする予測位置取得手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第4の観点による超音波診断装置では、前記第1の観点による組織運動追跡方法を好適に実施できる。
【0010】
第5の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、前記速度取得手段は、最新に測定したドプラ速度を第1の入力とし、最新に求めた速度を第2の入力とし、第1の入力値と第2の入力値の加重平均値を出力とするルックアップテーブルであることを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第5の観点による超音波診断装置では、前記第1の観点による組織運動追跡方法を好適に実施できる。また、ルックアップテーブルを用いるため、演算を行うよりも処理を高速化できる。
【0011】
第6の観点では、本発明は、超音波探触子と、その超音波探触子を駆動して被検体を超音波で走査しデータを取得する送受信手段と、前記データに基づいて目標測定点のドプラ速度を測定するドプラ処理手段と、最新に測定したドプラ速度とそれ以前に測定したドプラ速度を加重平均して目標測定点の速度を求める速度取得手段と、求めた速度に観測時刻間隔を乗じて移動量を算出しその移動量を現在の目標測定点の位置に加算し次の観測時刻での目標組織の予測位置とする予測位置取得手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第6の観点による超音波診断装置では、前記第2の観点による組織運動追跡方法を好適に実施できる。
【0012】
第7の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、目標測定点の予測位置の時間変化軌跡を表示する軌跡表示手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第7の観点による超音波診断装置では、前記第3の観点による組織運動追跡方法を好適に実施できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【0014】
図1は、本発明の一実施形態にかかる超音波診断装置を示す構成図である。
この超音波診断装置100は、超音波探触子1と、被検体内の目標測定点jへ超音波パルスを送信しそれに対応するエコーを受信し音線信号を得ることを観測時刻間隔τで繰り返す送受信部2と、前記音線信号から観測時刻iにおける目標測定点J(i)のドプラ速度V(i,J(i))を得るドプラ処理部3と、最新に測定したドプラ速度V(i,J(i))と最新に求めた速度V’(i-1,J(i-1))を加重平均して目標測定点の速度V’(i,J(i))を求める速度取得部4と、求めた速度V’(i,J(i))に観測時刻間隔τを乗じて移動量S(i)を算出しその移動量S(i)を現在の目標測定点J(i)に加算して次の観測時刻(i+1)での目標測定点J(i+1)を得る予測位置取得部5と、目標測定点Jの時間変化の軌跡画像を生成する軌跡画像生成部6と、Bモード処理部10と、前記軌跡画像やBモード画像を表示する表示部7とを具備して構成されている。
なお、超音波診断装置100は、上記以外の一般的な超音波診断装置の構成(CFM処理部など)を備えていてもよい。
【0015】
操作者は、Bモード画像上に初期目標測定点J(0)を設定し、その初期目標測定点J(0)に運動している目標組織が来た時点で、軌跡画像を表示する動作をスタートさせる。
【0016】
図2は、速度取得部4の構成ブロック図である。
この速度取得部4は、第1のアドレス値A1と第2のアドレス値A2の加重平均値をデータDとして出力するルックアップテーブル41と、軌跡画像を表示する動作をスタートした最初に測定したドプラ速度V(0,J(0))はそのまま速度V’(0,J(0))として出力させるがその後に測定したドプラ速度V(1,J(1))〜は第1のアドレス値A1としてルックアップテーブル41に入力し且つルックアップテーブル41のデータDを速度V’(1,J(1))〜として出力させる切換スイッチ42と、最新に出力した速度V’(i-1,J(i-1))を記憶し第2のアドレス値A2としてルックアップテーブル41に入力するメモリ43とを具備してなる。
ルックアップテーブル41のデータDとして出力されるV’(i,J(i))は、次式で示される。
V’(i,J(i))=0.5・V(i,J(i))+0.5・V’(i-1,J(i-1))
上式では、重みを0.5,0.5にしているが、例えば0.7,0.3としてもよい。
【0017】
予測位置取得部5は、次式により次の観測時刻(i+1)での目標測定点J(i+1)を得る。
S(i)=V’(i,J(i))・τ
J(i+1)=J(i)+S(i)
【0018】
次の観測時刻(i+1)には、ドプラ処理部3は、目標測定点J(i+1)のドプラ速度V(i+1,J(i+1))を出力し、速度取得部4は、速度V’(i+1,J(i+1))を出力し、予測位置取得部5は、目標測定点J(i+2)を出力する。
以下、同様の動作が繰り返される。
【0019】
図3に示すように、軌跡画像生成部6は、横軸を観測時間…,i-1,i,i+1,i+2,…とし、縦軸を目標測定点…,J(i-1),J(i),J(i+1),J(i+2),…のX方向位置およびY方向位置とした軌跡画像を生成する。
【0020】
以上の超音波診断装置100によれば、目標組織の運動を軌跡画像で好適に観察できるようになる。
【0021】
図4の速度取得部4を、図2の速度取得部4に代えて、用いてもよい。
この速度取得部4は、第1のアドレス値A1と第2のアドレス値A2の加重平均値をデータDとして出力するルックアップテーブル41と、前回のドプラ速度V(i-1,J(i-1))を記憶するメモリ52と、軌跡画像を表示する動作をスタートした最初に測定したドプラ速度V(0,J(0))はそのまま第2のアドレス値A2としてルックアップテーブル41に入力するがその後はメモリ52の出力を第2のアドレス値A2としてルックアップテーブル41に入力する切換スイッチ53とを具備してなる。
ルックアップテーブル41のデータDとして出力されるV’(i,J(i))は、次式で示される。
軌跡画像を表示する動作をスタートした最初は、
V’(0,J(0))=0.5・V(0,J(0))+0.5・V(0,J(0))
その後は、
V’(i,J(i))=0.5・V(i,J(i))+0.5・V(i-1,J(i-1))
上式では、重みを0.5,0.5にしているが、例えば0.6,0.4としてもよい。
【0022】
図5の速度取得部4を、図2の速度取得部4に代えて、用いてもよい。
この速度取得部4は、第1のアドレス値A1と第2のアドレス値A2と第3のアドレス値A3の加重平均値をデータDとして出力するルックアップテーブル61と、前回のドプラ速度V(i-1,J(i-1))を記憶するメモリ62aと、前々回のドプラ速度V(i-2,J(i-2))を記憶するメモリ62bと、軌跡画像を表示する動作をスタートした最初に測定したドプラ速度V(0,J(0))はそのまま第2のアドレス値A2としてルックアップテーブル61に入力するがその後はメモリ62aの出力を第2のアドレス値A2としてルックアップテーブル61に入力する切換スイッチ63aと、軌跡画像を表示する動作をスタートした最初およびその次は第2のアドレス値A2を第3のアドレス値A3としてルックアップテーブル61に入力するがその後はメモリ62bの出力を第3のアドレス値A3としてルックアップテーブル61に入力する切換スイッチ63bとを具備してなる。
ルックアップテーブル41のデータDとして出力されるV’(i,J(i))は、次式で示される。
軌跡画像を表示する動作をスタートした最初は、
V’(0,J(0))=0.5・V(0,J(0))+0.4・V(0,J(0))+0.1・V(0,J(0))
その次は、
V’(1,J(1))=0.5・V(1,J(1))+0.4・V(0,J(0))+0.1・V(0,J(0))
その後は、
V’(i,J(i))=0.5・V(i,J(i))+0.4・V(i-1,J(i-1))+0.1V(i-2,J(i-2))
上式では、重みを0.5,0.4,0.1にしているが、例えば0.6,0.3,0.1としてもよい。
【0023】
【発明の効果】
本発明の組織運動追跡方法および超音波診断装置によれば、空間分解能を低下させないで、運動する目標組織を正確に追跡することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の超音波診断装置を示すブロック図である。
【図2】本発明に係る速度取得部の第1構成例を示すブロック図である。
【図3】本発明に係る軌跡画像の例示図である。
【図4】本発明に係る速度取得部の第2構成例を示すブロック図である。
【図5】本発明に係る速度取得部の第3構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 超音波探触子
2 送受信部
3 ドプラ信号処理部
4 速度取得部
5 予測位置取得部
6 軌跡画像生成部
7 表示部
10 Bモード処理部
41,61 ルックアップテーブル
43,52,62a,62b メモリ
42,53,63a,63b 切換スイッチ
100 超音波診断装置
Claims (5)
- (1)被検体を超音波で走査して取得したデータに基づいて、観測時刻iにおける目標組織の予測位置を目標測定点J(i)としてドプラ速度V(i,J(i))を測定する。
(2)最新に測定したドプラ速度V(i,J(i))と最新に求めた速度V’(i−1,J(i−1))を加重平均して目標測定点の速度V’(i,J(i))を求める。
(3)求めた速度V’(i,J(i))に観測時刻間隔τを乗じて移動量を算出し、前記移動量を現在の目標測定点の位置J(i)に加算し、次の観測時刻(i+1)での目標組織の予測位置J(i+1)とする。
(4)上記(1)(2)(3)を繰り返す。
により、運動する目標組織を追跡することを特徴とする組織運動追跡方法。 - 請求項1に記載の組織運動追跡方法において、
前記目標測定点の予測位置の時間変化軌跡を表示することを特徴とする組織運動追跡方法。 - 超音波探触子と、
前記超音波探触子を駆動して被検体を超音波で走査しデータを取得する送受信手段と、
前記データに基づいて観測時刻iにおける目標測定点J(i)のドプラ速度V(i,J(i))を測定するドプラ処理手段と、
最新に測定したドプラ速度V(i,J(i))と最新に求めた速度V’(i−1,J(i−1))を加重平均して目標測定点の速度V’(i,J(i))を求める速度取得手段と、
求めた速度V’(i,J(i))に観測時刻間隔τを乗じて移動量を算出し前記移動量を現在の目標測定点の位置J(i)に加算し次の観測時刻(i+1)での目標組織の予測位置J(i+1)とする予測位置取得手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項3に記載の超音波診断装置において、
前記速度取得手段は、前記最新に測定したドプラ速度V(i,J(i))を第1の入力とし、前記最新に求めた速度V’(i−1,J(i−1))を第2の入力とし、第1の入力値と第2の入力値の加重平均値を出力とするルックアップテーブルであることを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項3又は請求項4に記載の超音波診断装置において、
前記目標測定点の予測位置の時間変化軌跡を表示する軌跡表示手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置。
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