JP6050257B2 - 画像診断装置 - Google Patents
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Description
第一実施形態は、解析対象とする心電データを予め記憶部6に記憶してから解析処理する、いわゆるオフライン処理の例であり被検者毎の画像診断に最適な検出期間を一つ表示する実施形態である。すなわち、生体信号データと超音波画像データとを同期して記憶部6に記憶し、生体信号解析部10は、記憶部6から読み出した生体信号データを基に前記検出期間を抽出する。
検者は、被検者2に心電計(生体信号取得部9)を装着し心電データを計測するとともに、超音波探触子3を被検者2の胸部に当接して所定の撮像条件の超音波を送受信して超音波計測を行う。超音波画像生成部5は、超音波送受信部4が出力した反射エコー信号を基に、超音波画像データやドプラ計測データを含む超音波計測データを生成する。制御部11は、心電データと超音波計測データとを同期させて記憶部6に記憶する(S101)。このとき、表示部8の表示画面には、例えば、心電波形図と超音波画像の動画とが表示される。
次いで、検者が入力部7からフリーズ操作を行うと、表示部8の表示画面への描出が停止される(S102)。第一実施形態は、オフライン処理で心機能の解析を行うので、記憶部6による心電データと超音波計測データとを同期させて記憶する処理は、本ステップで終了する。そして、ステップS103以降では、記憶部6に記憶された心電データ及び超音波計測データを基に、心機能の解析を行う。
生体信号解析部10は、記憶部6に記憶された心電データを読み出す(S103)。
生体信号解析部10は、心電データの解析を開始する(S104)。生体解析部10が検出する特定信号波形として、心電波形のR波を検出対象として設定する。R波の検出は、心電波形のパターンマッチングなどの公知の手法によって行う。
評価値2=|(先々行R-R)/(先々々行R-R)−1|
評価値=評価値1+評価値2 式(1)
上記の場合、0が最適な評価値となる。
R3-R2期間の評価値=|(R4-R3期間)/(R5-R4期間)-1|+|(R5-R4期間)/(R6-R5期間)-1|
となる。
例えば、隣接する3心拍の時間差を用いて評価値を算出する場合には、下式(2)により、3心拍のうち、隣接する心拍を用いた評価値1、評価値2を算出し、それらの評価値の累積値を、3心拍を用いた評価値として算出してもよい。
評価値2=|(先々行R-R)−(先々々行R-R)|
評価値=評価値1+評価値2 式(2)
上記の場合も、0が最適な評価値となる。
R3-R2期間の評価値=|(R4-R3期間)-(R5-R4期間)|+|(R5-R4期間)-(R6-R5期間)|
となる。
生体信号解析部10は、ステップS104で算出された全ての評価値の中から最も良い評価値(最良値)を検索し、最良値を持つ期間だけを検出期間として抽出する(S105)。本書で定義する最良値とは、評価値として時間比(R-R比)を用いた場合には、「1」に最も近い評価値を称し、評価値として時間差、例えば図4の(a)において、R4-R3期間の評価値を{(R5-R4期間)-(R6-R5期間)}で求めた場合には、その時間差の絶対値が最小のものを称する。生体信号解析部10は、最良値を抽出する。
表示部8は、検出結果を示す画面を表示する(S106)。
第二実施形態は、第一実施形態と同様、いわゆるオフライン処理の例であるが、第一実施形態が最良値をもつ期間のみを検出期間として表示した実施形態であるのに対し、第二実施形態は、検出結果として残す検出期間の数を指定する点に特徴がある。第二実施形態のメリットは、例えば、最良値の期間を検出しても、記憶部6に保存されている超音波画像が不整脈の影響で乱れていたりすると心機能の計測に使用できない場合に、他の検出期間の超音波画像を用いて心機能の計測ができる点、及び一般的に不整脈では複数の心拍での計測結果を平均することが推奨されていることから、不整脈の被検者に対する心機能の計測の利便性が向上する点がある。
ステップS104が終了すると、シネメモリ内に存在する心電データから全期間の評価値が算出・記憶されている。ここで、生体信号解析部10は、次のステップで実行するソート処理のための第二評価値を算出する。生体信号解析部10は、周期的運動が安定しているときに出現する評価値(以下「望ましい評価値」という)に対する各期間の評価値の乖離を示す第二評価値を算出する。例えば、評価値がR-R比の場合には、「望ましい評価値」は「1」であるため、(各評価値-1)の絶対値を第二評価値として求め、各評価値とその評価値に対応する第二評価値とを対応付けて算出・記憶する。なお、上記「望ましい評価値」は、評価値として時間比(R-R比)を用いた場合には「1」であり、評価値として時間差の場合には「0」である。
第三実施形態は、一般的に心機能計測に利用されない頻脈や徐脈を除いて検出期間を抽出する実施形態である。第三実施形態は、第一実施形態及び第二実施形態と併用して利用してもよい。
図10、図11を基に、(1)の態様について説明する。図10は、検出期間を抽出してから頻脈、徐脈の検出期間を取り除く処理の流れを示すフローチャートである。図11は、検出期間を抽出してから頻脈、徐脈の検出期間を取り除く処理を示す説明図であって、(a)は心電データを示し、(b)は検出期間群を示し、(c)は、第一の検出期間選定方法による表示を示し、(d)は、第二の検出期間選定方法による表示を示し、(e)は、第三の検出期間選定方法による表示を示す。
生体信号解析部10は、ステップS105で検出された検出期間から、頻脈及び徐脈に該当する検出期間を選定する。そして、選定された検出期間を取り除くことで、頻脈でもなく、かつ徐脈でもない範囲に含まれる検出期間のみを残す(S301)。そして、表示部8は、残った検出期間のみを表示する(S302)。
生体信号解析部10は、検出期間と、事前に設定された頻脈、徐脈時のR-R期間とを比較する。そして、検出期間が、頻脈と指定されたR-R時間、上記の例では0.6(秒)以下の場合には頻脈と判定する。また、検出期間が、徐脈と指定されたR-R時間、上記の例では1.5(秒)以上の場合には徐脈と判定する。そして、頻脈または徐脈と判定された検出期間を除外する。図11では、R4-R3が0.4秒であるので頻脈と判定され取り除かれる(第一設定時間0.6以下のため「頻脈」と判定されて取り除かれる)。
生体信号解析部10は、検出期間の評価値の算出に用いたR-R期間が頻脈か徐脈の何れかに該当しないかを判定し、どちらか一つでも頻脈か徐脈に該当すると、その検出期間を取り除く。これにより、頻脈や徐脈が含まれているR-R期間を用いて生体解析をした結果、検出された検出期間を取り除くことができる。図11の(b)では、R2-R1は、R3-R2とR4-R3との比を用いた評価値が良好だったため検出期間として検出されたが、R3-R2及びR4-R3は、共に0.4sであるので、生体信号解析部10は、R3-R2及びR4-R3を頻脈と判定する。そして、R3-R2及びR4-R3から評価値を算出したR2-R1を検出期間から除く。その結果、図10のステップS302の表示処理では、図11の(d)に示すように、R4-R3だけが検出結果として表示される。上記(1-2)の方法によれば、生体信号解析部10は、検出期間の評価値の算出に用いた期間と、予め定められた第一設定時間及び第二設定時間と、を比較し、第一設定時間よりも長く第二設定時間よりも短い時間の期間だけを用いて評価値を算出した検出期間を抽出するので、頻脈、徐脈の影響をうけた検出期間が抽出されると言った不具合が生じなくなる。
生体構造解析部10は、検出期間、及びその検出期間の評価値算出に用いたR-R期間の何れかに頻脈又は徐脈が含まれないかを判定し、それらの何れかに頻脈又は徐脈が含まれている場合には、その検出期間を除く。
図12を基に(2)の態様について説明する。図12は、心電データから頻脈、徐脈に該当するR-R期間を取り除いてから検出期間を検出する処理の流れを示すフローチャートである。
生体信号解析部10は、心電データから特定波形信号であるR波を抽出する。そして、心電データの全R-R期間が、頻脈又は徐脈に該当しないかを判定し、頻脈又は徐脈に該当する期間を除く(S303)。例えば上記の例では、R-R期間が0.6秒以下又は1.5秒以上の期間を除く(次の心電データの解析対象としない)。
生体信号解析部10は、ステップS303で頻脈及び徐脈に該当する期間を除いた残りの各R-R期間の評価値を算出する(S304)。心電データからは、頻脈、徐脈のR-R期間が取り除かれているため、残っているR-R期間のうち、連続している三つのR-R期間のうち、先行の二つのR-R期間比を用いて、連続する三つのR-R期間のうちの最後のR-R期間の評価値を求める。
生体信号解析部10は、第一実施形態のS105と同様、評価値を基に検出期間を検出し(S105)、図10のステップS302と同様、その検出結果を表示する(S302)。
第四実施形態は、解析対象とする心電データが記憶部6内に逐次記憶されていくと同時に解析処理する実施形態である。つまり、いわゆるリアルタイム処理の例である。より詳しくは、第四実施形態では、生体信号解析部10は、生体信号取得部9からリアルタイムで生体信号データを取得して検出期間の抽出を行い、表示部8は、新たな検出期間に撮像された画像に更新表示を行う。
検者は、被検者2に心電計を装着し心電データを計測するとともに、超音波探触子3を被検者2の胸部に当接して所定の撮像条件の超音波を送受信して超音波計測を行う。超音波画像生成部5は、超音波送受信部4が受信した反射エコー信号を基に、超音波画像データやドプラ計測データを含む超音波計測データを生成する。記憶部6は、心電データと超音波計測データとを同期させて記憶する(S401)。表示部8の表示画面には、心電波形図と超音波画像の動画とが、表示される(S401)。
生体信号解析部10は、順次入力される心電データの解析を行う(S402)。すなわち、生体信号解析部10は、記憶部6に記憶された最新の2つのR-R期間を用いた評価値を算出する(S402)。
生体信号解析部10は、ステップS402で算出した評価値が、最良値を更新する否かを判定する(S403)。「Yes」であればステップS404へ進み、「No」で有ればステップS401へ戻り、心電データの取得を続行する。最初に求められた評価値は最良値となるので、S401からS403の初回のループでは、「Yes」に進む。次のループからは、記憶された最良値と、直前のステップS402で求まった評価値とを比較する。
表示部8は、第一実施形態と同様、図5のように、最良値206や検出した期間数207といった心電データに関する情報を表示画面201上に表示する(S404)。
入力部7からのフリーズ指令の有無が判断され、「Yes」であればステップS406へ進み、「No」で有ればステップS401へ戻り、心電データの取得を続行する。
新しい心電データの記憶部6への記憶が停止され、生体信号解析部10の処理を終了する(S406)。
Claims (13)
- 被検者の部位を撮像して画像データを生成する撮像部と、前記生成された画像データを表示する表示部と、被検者の部位の周期的運動である生体信号データを取得する生体信号取得部と、前記生成された画像データと前記取得された生体信号データとを同期して記憶する記憶部と、前記生体信号データを解析して特定信号波形を検出する生体信号解析部と、前記検出された前記特定信号波形間からなる複数の連続する期間同士の時間差又は時間比を基に、各期間同士における前記周期的運動の安定性を示す評価値を算出し、算出された評価値に基づき前記複数の連続する期間から検出期間を前記生体信号解析部に抽出させ、前記記憶部に記憶された画像データのうち、抽出された前記検出期間に生成された画像データを前記記憶部より読み出し、前記読み出された画像データを前記表示部に表示させる制御部を備え、
前記制御部は、前記時間比を用いた場合には、「1」に最も近い評価値、前記時間差を用いた場合には、その時間差の絶対値が最小の評価値に基づいて前記検出期間を前記生体信号解析部に抽出させる、ことを特徴とする画像診断装置。 - 被検者の部位を撮像して画像データを生成する撮像部と、前記生成された画像データを表示する表示部と、被検者の部位の周期的運動である生体信号データを取得する生体信号取得部と、前記生成された画像データと前記取得された生体信号データとを同期して記憶する記憶部と、前記生体信号データを解析して特定信号波形を検出する生体信号解析部と、前記検出された前記特定信号波形間からなる複数の連続する期間同士の時間差又は時間比を基に、各期間同士における前記周期的運動の安定性を示す評価値を算出し、算出された評価値に基づき前記複数の連続する期間から検出期間を前記生体信号解析部に抽出させ、前記記憶部に記憶された画像データのうち、抽出された前記検出期間に生成された画像データを前記記憶部より読み出し、前記読み出された画像データを前記表示部に表示させる制御部を備え、
前記制御部は、前記周期的運動が安定しているときに出現する望ましい第一評価値に対する、各期間の評価値の乖離を示す第二評価値を算出し、前記各期間の第二評価値が小さい順にソート処理を行い、ソート処理の結果上位に位置したものから順に前記検出期間を抽出する、又は前記各期間の第二評価値が大きい順にソート処理を行い、ソート処理の結果下位に位置したものから順に前記検出期間を前記生体信号解析部に抽出させる、ことを特徴とする画像診断装置。 - 被検者の部位を撮像して画像データを生成する撮像部と、前記生成された画像データを表示する表示部と、被検者の部位の周期的運動である生体信号データを取得する生体信号取得部と、前記生成された画像データと前記取得された生体信号データとを同期して記憶する記憶部と、前記生体信号データを解析して特定信号波形を検出する生体信号解析部と、前記検出された前記特定信号波形間からなる複数の連続する期間同士の時間差又は時間比を基に、各期間同士における前記周期的運動の安定性を示す評価値を算出し、算出された評価値に基づき前記複数の連続する期間から検出期間を前記生体信号解析部に抽出させ、前記記憶部に記憶された画像データのうち、抽出された前記検出期間に生成された画像データを前記記憶部より読み出し、前記読み出された画像データを前記表示部に表示させる制御部を備え、
前記制御部は、前記評価値として、評価値の算出対象となる期間に連続する二つの時間比又は時間差の一方を算出し、前記時間比の場合はその評価値が1に近いものから順に検出期間として前記生体信号解析部に抽出させ、前記時間差の場合はその時間差の絶対値が0に近いものから順に検出期間として前記生体信号解析部に抽出させる、ことを特徴とする画像診断装置。 - 前記検出期間として抽出する数を指定する第一指定部を更に備え、前記制御部は、前記時間比を用いた場合には、「1」に最も近い評価値から順に前記指定された数の検出期間を前記生体信号解析部に抽出させ、
前記時間差を用いた場合には、その時間差の絶対値が最小の評価値から順に前記指定された数の検出期間を前記生体信号解析部に抽出させる、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の画像診断装置。 - 前記制御部は、前記生体信号データを示す生体信号図における前記検出期間を他の期間と識別して前記表示部に表示させる、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の画像診断装置。
- 強調表示をする評価値の範囲を指定する第二指定部を更に備え、
前記制御部は、前記生体信号データを示す生体信号図における前記強調表示をする評価値の範囲に含まれる評価値を示す期間を前記表示部に強調表示させる、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の画像診断装置。 - 前記制御部は、前記検出期間で取得された画像データに基づく画像を相対的に小さい表示領域内に表示し、最も評価値が良好な検出期間の画像データに基づく画像を前記表示部の相対的に大きい表示領域内に拡大表示する、ことを特徴とする請求項4に記載の画像診断装置。
- 前記制御部は、前記検出期間と、予め定められた第一設定時間及び当該第一設定時間よりも相対的に長い第二設定時間と、を比較し、前記第一設定時間よりも長く前記第二設定時間よりも短い時間の検出期間を前記生体信号解析部に抽出させる、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の画像診断装置。
- 前記制御部は、前記検出期間の評価値の算出に用いた期間と、予め定められた第一設定時間及び当該第一設定時間よりも相対的に長い第二設定時間と、を比較し、前記第一設定時間よりも長く前記第二設定時間よりも短い時間の期間だけを用いて前記評価値を算出した検出期間を前記生体信号解析部に抽出させる、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の画像診断装置。
- 前記制御部は、前記生体信号データの全期間と、予め定められた第一設定時間及び当該第一設定時間よりも相対的に長い第二設定時間と、を比較し、前記第一設定時間よりも長く前記第二設定時間よりも短い時間の期間だけを抽出し、当該期間が少なくとも三つ以上連続する期間に基づいて、前記検出期間を前記生体信号解析部に抽出させる、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の画像診断装置。
- 前記生体信号データと前記画像データとを同期して記憶する記憶部を更に備え、
前記制御部は、前記記憶部から読み出した前記生体信号データを基に前記検出期間を前記生体信号解析部に抽出させる、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の画像診断装置。 - 前記制御部は、前記生体信号取得部からリアルタイムで前記生体信号データを取得して前記検出期間の抽出を前記生体信号解析部に行わせ、前記検出期間の画像を前記表示部に表示させ、前記生体信号解析部に新たな検出期間を抽出させると、前記表示部に当該新たな検出期間に撮像された画像に更新表示を行わせる、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の画像診断装置。
- 前記生体信号取得部は、前記被検者の心電データを取得し、
前記被検者に超音波を送信するとともに反射波を受信して反射エコー信号を生成する超音波探触子と、
前記超音波探触子に対して、超音波を放射させるためのパルス信号を送信するとともに前記反射エコー信号を取得させるための制御を行う超音波送受信部と、
前記反射エコー信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成部と、を備え、
前記制御部は、前記超音波送受信部と前記超音波画像生成部を制御し、
前記被検者の部位に前記超音波探触子を当接して、前記被検者の部位の前記検出期間の超音波画像を撮像し、
前記検出期間に撮像された前記超音波画像を前記表示部に表示する、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の画像診断装置。
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