JP4744994B2 - 超音波ドプラ診断装置及び診断パラメータ計測方法 - Google Patents
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Description
請求項20に記載の発明は、超音波ドプラ診断装置の制御ユニットが、ドプラ信号検出ユニットに、被検体に対し超音波送受波を行なって得られた受信信号から、所定部位におけるドプラ信号を検出させ、スペクトラム算出ユニットに、前記ドプラ信号の周波数スペクトラムを算出させ、トレース波形生成ユニットに、前記周波数スペクトラムにおける所定のスペクトラム成分の時間的変化をトレース波形として生成させ、CAB処理ユニットに、生成されたトレース波形から一心拍周期毎にトレース波形を切り出し、切り出された当該複数のトレース波形を心拍数に関する時間方向を示す第1の時間軸、一心拍周期内の時間方向を示す第2の時間軸に配列することでCABデータを生成させ、統計処理ユニットに、前記CABデータを用いて統計処理を行うことで、診断用波形を生成させ、特徴量選定ユニットに、記憶された選定基準に基づいて、前記診断用波形に対して特徴量を自動選定させ、診断パラメータ計測ユニットに、前記特徴量に基づいて診断パラメータを計測させ、表示ユニットに、前記CABデータ及び前記診断パラメータの計測結果を表示させること、を具備することを特徴とする診断パラメータ計測方法である。
以下、図面を参照して本発明の第1の実施形態を説明する。
以下に述べる本発明の実施形態では、左室流入血流のドプラスペクトラムデータに対して生成された最高流速Vpのトレース波形に対して複数の極大/極小ペアを検出し、更に、ECG信号に基づいて設定された所定心拍周期における複数の極大/極小ペアの中から予めデータベース化された選定基準に基づいて特徴量のE波及びA波を選定する。そして、選定されたE波及びA波の位置情報や速度情報を用いて診断パラメータ「E/A」及び「DCT」の計測を行なう。
は、送受信部2のレートパルス発生器211から出力されるドプラスペクトラム用のレートパルス、(c)は、受信部22の加算器224から得られる整相加算後の受信信号を示している。
次に、本実施形態における診断パラメータの計測手順につき図1乃至図11を用いて説明する。尚、図11は、本実施形態における診断パラメータの計測手順を示すフローチャートである。
次に、本願発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態に係る超音波ドプラ診断装置は、オートトレース処理によって得られたトレース波形を用いてCAB(Cut and Arraign by Beat)処理を実行し、その結果を解析することで診断を支援し得る情報を提供するものである。
次に、本実施形態に係る超音波ドプラ診断装置が有するCAB機能について説明する。CAB機能とは、オートトレース処理によって得られるトレース波形を、所定の時相を基準として一心拍毎に切り出し、切り出した各波形を振幅、第1の時間軸(心拍数に関する時間方向)、第2の時間軸(一心拍周期における時間方向)によって定義される座標系に配列するものである。
次に、本実施形態に係る超音波ドプラ診断装置が有するCABデータを用いた診断パラメータ計測機能について説明する。本機能は、図19に示すCAB処理によって得られるCABデータ(ただし、同図は二次元表示)を用いて統計処理を行うことで、診断用波形を生成し、これを用いて診断パラメータ計測を行うものである。利用可能な統計処理としては、例えば複数心拍平均処理、AR(Auto-Regressive)時間軸モデル計算処理、ARX(Auto-Regressive and exogenious)時間軸モデル計算処理等が挙げられる。
また、周波数パラメトリックモデルを用いることも可能である。例えば、図12に示す周波数パラメトリックモデルでは、(4)を用いてARモデルを求め、さらに式(5)を用いて展開する。
次に、本実施形態に係る超音波ドプラ診断装置が有するCABデータを用いた診断支援機能について説明する。ここで、CABデータを用いた診断支援機能とは、診断パラメータ計測機能によって得られる診断用波形及び診断パラメータの少なくとも一方を用いた解析を行い、その結果に基づいて診断対象部位が正常であるか異常であるかの判定を行うものである。
次に、本実施形態に係る超音波ドプラ診断装置の動作について説明する。
次に、本願発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態に係る超音波ドプラ診断装置は、第2の実施形態における統計処理において不適切な事象(例えば、他の事象と著しく異なり、信頼性の低い事象)をリジェクト又はピックアップする機能を有するものである。
次に、本実施形態に係る超音波ドプラ診断装置が有するリジェクト機能について説明する。この機能は、診断パラメータ計測における精度の安定化を図るため、信頼性の低いトレース波形を、CABデータを用いた診断パラメータ計測処理の対象から除外等するものである。これは、図30に示すように、切り出されたトレース波形を母集団とした場合に、ある閾値から外れる事象を除外することに相当する。このリジェクト機能には、手動リジェクト機能と自動リジェクト機能とがある。以下、それぞれについて、フリーズ操作直後から10心拍までのトレース波形を、CABデータを用いた診断パラメータ計測処理の対象とする場合を例に説明する。
次に、本実施形態に係る超音波ドプラ診断装置の動作について説明する。
Claims (20)
- 被検体に対し超音波送受波を行なって得られた受信信号から、所定部位におけるドプラ信号を検出するドプラ信号検出ユニットと、
前記ドプラ信号の周波数スペクトラムを算出するスペクトラム算出ユニットと、
前記周波数スペクトラムにおける所定のスペクトラム成分の時間的変化をトレース波形として生成するトレース波形生成ユニットと、
生成されたトレース波形から一心拍周期毎にトレース波形を切り出し、切り出された当該複数のトレース波形を心拍数に関する時間方向を示す第1の時間軸、一心拍周期内の時間方向を示す第2の時間軸に配列することでCABデータを生成するCAB処理ユニットと、
前記CABデータを用いて統計処理を行うことで、診断用波形を生成する統計処理ユニットと、
選定基準を記憶する記憶ユニットと、
記憶された前記選定基準に基づいて、前記診断用波形に対して特徴量を自動選定する特徴量選定ユニットと、
前記特徴量に基づいて診断パラメータを計測する診断パラメータ計測ユニットと、
前記CABデータ及び前記診断パラメータの計測結果を表示する表示ユニットと、
を具備することを特徴とする超音波ドプラ診断装置。 - 前記CAB処理ユニットは、前記被検体の心電波形及び心音波形の少なくとも一方を用いて前記切り出しを行うことを特徴とする請求項1記載の超音波ドプラ診断装置。
- 心拍周期数を設定する心拍周期設定ユニットをさらに具備し、
前記CAB処理ユニットは、設定された心拍周期数を含む前記トレース波形を用いて前記切り出しを行うことを特徴とする請求項1又は2記載の超音波ドプラ診断装置。 - 前記統計処理は、複数心拍に関する平均処理、Auto-Regressive時間軸モデル計算処理、Auto-Regressive and exogenous時間軸モデル計算処理のいずれかであることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の超音波ドプラ診断装置。
- 前記CABデータを構成する一心拍周期のトレース波形のうち、所定の基準を満たさないトレース波形を除外するリジェクト処理を実行するリジェクト処理ユニットをさらに具備し、
前記統計処理ユニットは、前記リジェクト処理が施された前記CABデータを用いて、前記統計処理を実行することを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか一項記載の超音波ドプラ装置。 - 前記表示ユニットは、前記CABデータに含まれる複数の前記トレース波形を同時に表示し、
前記リジェクト処理ユニットは、表示された前記トレース波形のうち、操作者によって直接的に又は間接的に選択されたトレース波形を用いて前記統計処理が実行されるように、前記リジェクト処理を行うこと、
を特徴とする請求項5記載の超音波ドプラ診断装置。 - 前記リジェクト処理ユニットは、前記CABデータに含まれる前記トレース波形の複数の組み合わせを選択し、
前記統計処理手段は、前記組み合わせ毎に前記統計処理を実行することで、複数の前記診断用波形を生成すること、
を特徴とする請求項5記載の超音波ドプラ診断装置。 - 前記トレース波形生成ユニットは、前記所定部位における最高血流速あるいは平均血流速に対応した前記所定スペクトラム成分の時間的変化を示す前記トレース波形を生成することを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか一項記載の超音波ドプラ診断装置。
- 前記トレース波形に対して極大及び極小、又は極大を検出する極大/極小検出ユニットをさらに具備し、
前記特徴量選定ユニットは、前記被検体の所定心拍周期におけるトレース波形の極大及び極小、又は極大に基づいて前記特徴量を選定すること、
を特徴とする請求項1乃至8のうちいずれか一項記載の超音波ドプラ診断装置。 - 前記被検体の心拍情報に対して心拍周期を設定する心拍周期設定ユニットをさらに具備し、
前記特徴量選定ユニットは、設定された前記所定心拍周期におけるトレース波形の極大及び極小、又は極大に基づいて前記特徴量を選定することを特徴とする請求項9記載の超音波ドプラ診断装置。 - 前記心拍周期設定ユニットは、前記被検体の心電波形及び心音波形の少なくとも一方に基づいて、前記トレース波形に対して前記所定心拍周期を設定することを特徴とする請求項10記載の超音波ドプラ診断装置。
- 前記表示ユニットは、前記心拍周期設定ユニットが設定した前記トレース波形の最新心拍周期において計測された前記診断パラメータの計測結果をリアルタイム表示することを特徴とする請求項10記載の超音波ドプラ診断装置。
- 前記特徴量は、左室流入血流計測において得られる前記トレース波形のE波及びA波であることを特徴とする請求項1乃至12のうちいずれか一項記載の超音波ドプラ診断装置。
- 前記診断パラメータ計測ユニットは、前記特徴量選定ユニットが選定した前記特徴量に基づいて、最高流速のトレース波形におけるE波及びA波の振幅比E/A及びE波の下限期間DCTの少なくとも一方を診断パラメータとして計測することを特徴とする請求項13記載の超音波ドプラ診断装置。
- 前記特徴量は、肺動脈血流計測において得られる前記トレース波形のS波、D波及びAD波の少なくとも何れかであることを特徴とする請求項1乃至14のうちいずれか一項記載の超音波ドプラ診断装置。
- 前記診断パラメータ計測ユニットは、前記特徴量選定ユニットが選定した前記特徴量に基づいて、肺動脈血流の計測におけるS波の速度VS、肺動脈血流の計測におけるD波の速度VD、及び肺動脈血流の計測におけるAR波の速度VADのうちの少なくともいずれかを診断パラメータとして計測することを特徴とする請求項15記載の超音波ドプラ診断装置。
- 前記トレース波形を記憶する記憶ユニットをさらに具備し、
前記特徴量選定ユニットは、前記記憶ユニットに一旦保存された前記トレース波形の所望心拍周期において前記特徴量を選定すること、
を特徴とする請求項1乃至16のうちいずれか一項記載の超音波ドプラ診断装置。 - 前記選定基準は、計測対象別あるいは被検体の年齢層別に予めデータベース化されていることを特徴とする請求項1乃至17のうちいずれか一項記載の超音波ドプラ診断装置。
- 前記表示ユニットは、
前記トレース波形と前記診断パラメータの計測結果をリアルタイム表示し、
前記診断パラメータの計測結果に対応した前記トレース波形の最新心拍周期を強調表示すること、
を特徴とする請求項1乃至18のうちいずれか一項記載の超音波ドプラ診断装置。 - 超音波ドプラ診断装置の制御ユニットが、
ドプラ信号検出ユニットに、被検体に対し超音波送受波を行なって得られた受信信号から、所定部位におけるドプラ信号を検出させ、
スペクトラム算出ユニットに、前記ドプラ信号の周波数スペクトラムを算出させ、
トレース波形生成ユニットに、前記周波数スペクトラムにおける所定のスペクトラム成分の時間的変化をトレース波形として生成させ、
CAB処理ユニットに、生成されたトレース波形から一心拍周期毎にトレース波形を切り出し、切り出された当該複数のトレース波形を心拍数に関する時間方向を示す第1の時間軸、一心拍周期内の時間方向を示す第2の時間軸に配列することでCABデータを生成させ、
統計処理ユニットに、前記CABデータを用いて統計処理を行うことで、診断用波形を生成させ、
特徴量選定ユニットに、記憶された選定基準に基づいて、前記診断用波形に対して特徴量を自動選定させ、
診断パラメータ計測ユニットに、前記特徴量に基づいて診断パラメータを計測させ、
表示ユニットに、前記CABデータ及び前記診断パラメータの計測結果を表示させること、
を具備することを特徴とする診断パラメータ計測方法。
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