JP6055565B1 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】超音波による心臓の計測における自動化技術を提供する。【解決手段】断面判定部41は、画像選択部30により選択された超音波の動画像を構成する複数フレームに対する画像認識処理により、動画像が表している心臓の断面の種類を判定する。部位特定部42は、断面の種類に応じた候補部位の中から計測対象部位を特定する。計測範囲選択部43は、計測対象の動画像を構成する複数フレームの中から計測対象となる複数フレームを選択する。追跡点設定部44は、計測対象の複数フレームに含まれる基準フレーム内において、計測対象部位の輪郭上に複数の追跡点を設定する。トラッキング処理部45は、複数の追跡点に対するトラッキング処理を実行する。計測部46はトラッキング処理の結果に基づいて計測対象部位に関する計測を実行する。【選択図】図1An automated technique for measuring a heart by ultrasonic waves is provided. A cross section determination unit 41 determines the type of a cross section of a heart represented by a moving image by image recognition processing for a plurality of frames constituting an ultrasonic moving image selected by an image selection unit 30. The part specifying unit 42 specifies a measurement target part from candidate parts corresponding to the type of cross section. The measurement range selection unit 43 selects a plurality of frames to be measured from a plurality of frames constituting the moving image to be measured. The tracking point setting unit 44 sets a plurality of tracking points on the contour of the measurement target part within the reference frame included in the plurality of measurement target frames. The tracking processing unit 45 executes tracking processing for a plurality of tracking points. The measurement unit 46 performs measurement related to the measurement target part based on the result of the tracking process. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、超音波診断装置に関し、特に、超音波による心臓の計測に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to measurement of a heart using ultrasonic waves.
超音波診断装置は、超音波を送受することにより得られた受信データに基づいて超音波画像を形成して表示する装置である。一般に、超音波診断装置は、複数の動作モード(Bモード、ドプラモードなど)を有している。さらに、複数の計測機能を有する超音波診断装置も知られている。そのような計測機能の好適な一例が心臓に係る計測機能である。 An ultrasonic diagnostic apparatus is an apparatus that forms and displays an ultrasonic image based on reception data obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves. Generally, an ultrasonic diagnostic apparatus has a plurality of operation modes (B mode, Doppler mode, etc.). Furthermore, an ultrasonic diagnostic apparatus having a plurality of measurement functions is also known. A suitable example of such a measurement function is a measurement function related to the heart.
例えば、特許文献1には、超音波による心臓の計測を支援する技術として、超音波の断層像の種類を識別する技術が記載されている。また、特許文献2には、超音波画像などの医用画像内において心臓などの対象部位の輪郭を抽出する技術が記載されている。
For example,
超音波による心臓の計測では、計測(解析)種類の選択、計測断面の選択、計測部位の選択、計測部位の輪郭設定などの多数の手順を要する。従来においては、これら多数の手順の全て又は大半を医師や検査技師等のユーザからの操作に頼ることが一般的であった。計測に係る煩雑な操作をユーザに任せることは、ユーザの負担を増大させることとなり、また、ユーザの技量や経験値に応じた判断のばらつきによる計測の再現性や客観性の低下も懸念される。 In the measurement of the heart by ultrasonic waves, a number of procedures such as selection of a measurement (analysis) type, selection of a measurement cross section, selection of a measurement site, and setting of the contour of the measurement site are required. In the past, it has been common to rely on operations from users such as doctors and laboratory technicians for all or most of these many procedures. Leaving complicated operations related to measurement to the user increases the burden on the user, and there is also a concern that measurement reproducibility and objectivity may be reduced due to variations in judgment according to the user's skill and experience value. .
本発明の目的は、超音波による心臓の計測における自動化技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an automated technique for measuring a heart by ultrasonic waves.
上記目的にかなう好適な超音波診断装置は、超音波の動画像を構成する複数フレームのうちの少なくとも1つのフレームに対する画像認識処理により、前記動画像が表している心臓の断面の種類を判定する判定部と、前記断面の種類に応じた少なくとも1つの候補部位の中から計測対象部位を特定する特定部と、前記複数フレームのうちの少なくとも一部を対象とし、前記計測対象部位にトレース処理を適用して得られる複数の代表箇所のトラッキング処理を実行する処理部と、前記トラッキング処理の結果に基づいて、前記計測対象部位に関する前記断面の種類に応じた計測を実行する計測部と、を有することを特徴とする。 An ultrasonic diagnostic apparatus suitable for the above object determines the type of a cross section of the heart represented by the moving image by image recognition processing for at least one of a plurality of frames constituting the ultrasonic moving image. A determination unit, a specifying unit that specifies a measurement target part from at least one candidate part corresponding to the type of the cross section, and at least a part of the plurality of frames, and subjecting the measurement target part to a trace process A processing unit that executes tracking processing of a plurality of representative locations obtained by application, and a measurement unit that executes measurement according to the type of the cross section related to the measurement target portion based on the result of the tracking processing It is characterized by that.
上記構成では、画像認識処理により、例えば動画像を構成する各フレーム(各断面)に内在する画像情報が活用され、動画像が表している心臓の断面の種類が判定される。動画像が本来備えている内在情報を積極的に利用することにより、ユーザによる断面選択のための操作を軽減することができ、望ましくは当該操作を不要とすることが可能になる。 In the above configuration, for example, image information inherent in each frame (each cross section) constituting the moving image is used by the image recognition process, and the type of the cross section of the heart represented by the moving image is determined. By actively using the inherent information inherent in the moving image, it is possible to reduce the operation for selecting a cross section by the user, and it is possible to make the operation unnecessary.
また、心臓の計測においては、一般に、例えば左室と右室と左房と右房のうちのいずれか1つ又は複数が計測対象部位(計測の対象となる部位)とされる。そして、計測対象部位とその計測対象部位に関する計測に応じた望ましい断面の種類が医学的に定められている。 In the measurement of the heart, generally, for example, one or more of the left ventricle, the right ventricle, the left atrium, and the right atrium are set as measurement target parts (parts to be measured). And the kind of desirable section according to measurement about a measurement object part and the measurement object part is defined medically.
したがって、画像認識処理により断面の種類が判定されると、断面の種類から、計測対象部位の候補となる部位(候補部位)を絞り込むことができる。上記構成の特定部は、断面の種類に応じた少なくとも1つの候補部位の中から計測対象部位を特定する。例えば、候補部位が1つのみであればその候補部位が計測対象部位とされ、候補部位が複数あれば予め選択された(プリセットされた)候補部位が計測対象部位とされる。なお、候補部位が複数の場合に、それらの候補部位の中からユーザが計測対象部位を選択してもよい。この場合においても、断面の種類に応じて候補部位の個数を絞り込むことにより、計測対象部位を選択するにあたってのユーザの負担を軽減することができる。 Therefore, when the type of the cross section is determined by the image recognition process, it is possible to narrow down a part (candidate part) that is a candidate for the measurement target part from the type of the cross section. The specifying unit having the above configuration specifies a measurement target part from at least one candidate part corresponding to the type of cross section. For example, if there is only one candidate part, that candidate part is set as a measurement target part, and if there are a plurality of candidate parts, a candidate part selected in advance (preset) is set as a measurement target part. When there are a plurality of candidate parts, the user may select a measurement target part from among the candidate parts. Even in this case, the burden on the user in selecting the measurement target part can be reduced by narrowing down the number of candidate parts according to the type of the cross section.
さらに、上記構成の計測部は、計測対象部位に関する断面の種類に応じた計測を実行する。上述したように、医学的な知見から、計測対象部位とその計測対象部位に関する計測に応じた望ましい断面の種類が定められている。したがって、断面の種類と計測対象部位が特定されていれば、その計測対象部位に関する計測項目を特定または絞り込むことができる。上記構成の計測部は、例えば、計測対象部位に関する断面の種類に応じた計測を自動的に(ユーザ操作なしで)実行する。 Furthermore, the measurement unit configured as described above performs measurement according to the type of cross section related to the measurement target region. As described above, from the medical knowledge, the desired cross-section type corresponding to the measurement target region and the measurement related to the measurement target region is determined. Therefore, if the cross-sectional type and the measurement target part are specified, the measurement items related to the measurement target part can be specified or narrowed down. For example, the measurement unit having the above-described configuration automatically (without user operation) performs measurement according to the type of cross section related to the measurement target region.
以上に説明したように、上記構成によれば、心臓の計測において、断面の種類の指定や計測対象部位の指定のためのユーザ操作が軽減され、望ましくは当該ユーザ操作が不要になる。さらに望ましくは、計測対象部位に関する断面の種類に応じた計測を自動的に実行することが可能になる。 As described above, according to the configuration described above, in the measurement of the heart, user operations for specifying the type of cross section and specifying the measurement target part are reduced, and the user operation is desirably unnecessary. More preferably, it is possible to automatically execute measurement according to the type of cross section related to the measurement target part.
望ましい具体例において、前記判定部は、前記断面の種類として、傍胸骨アプローチにより得られる左室の長軸断面と左室の短軸断面と、心尖部アプローチにより得られる四腔断面と三腔断面と二腔断面と、を含む複数断面の中から、前記動画像に対応した少なくとも1つの断面を特定する、ことを特徴とする。 In a preferred embodiment, the determination unit includes, as the types of cross sections, a left ventricular long axis cross section obtained by a parasternal approach, a left ventricular short axis cross section, and a four-chamber cross section and a three-chamber cross section obtained by an apex approach. And at least one cross section corresponding to the moving image is specified from a plurality of cross sections including the two-chamber cross section.
望ましい具体例において、前記特定部は、前記計測対象部位として、心臓の左室と右室と左房と右房と大動脈のうちの少なくとも1つを特定する、ことを特徴とする。 In a preferred specific example, the specifying unit specifies at least one of a left ventricle, a right ventricle, a left atrium, a right atrium, and an aorta of the heart as the measurement target site.
望ましい具体例において、前記超音波診断装置は、時間軸方向の計測範囲を指定するプリセットデータに基づいて、前記動画像を構成する複数フレームの中から計測対象となる複数フレームを選択する選択部をさらに有し、前記処理部は、前記計測対象となる複数フレームを対象として、前記トラッキング処理を実行する、ことを特徴とする。 In a desirable specific example, the ultrasonic diagnostic apparatus includes a selection unit that selects a plurality of frames to be measured from a plurality of frames constituting the moving image based on preset data designating a measurement range in a time axis direction. In addition, the processing unit is characterized in that the tracking process is executed for a plurality of frames to be measured.
望ましい具体例において、前記超音波診断装置は、前記動画像を構成する複数フレームの中から解析対象として選択される複数フレームに含まれる基準フレーム内において、前記計測対象部位に前記トレース処理を適用することにより、前記複数の代表箇所として前記計測対象部位の輪郭上に複数の追跡点を設定する設定部をさらに有し、前記処理部は、前記解析対象となる複数フレームに亘って前記各追跡点ごとに前記トラッキング処理を実行する、ことを特徴とする。 In a preferred embodiment, the ultrasonic diagnostic apparatus applies the trace processing to the measurement target portion in a reference frame included in a plurality of frames selected as an analysis target from a plurality of frames constituting the moving image. Thus, it further includes a setting unit that sets a plurality of tracking points on the outline of the measurement target region as the plurality of representative locations, and the processing unit includes the tracking points over a plurality of frames to be analyzed. The tracking process is executed every time.
望ましい具体例において、前記設定部は、前記断面の種類と前記計測対象部位に応じて選択されるアルゴリズムを利用して前記トレース処理を実行する、ことを特徴とする。 In a desirable specific example, the setting unit executes the trace processing using an algorithm selected according to the type of the cross section and the measurement target region.
望ましい具体例において、前記超音波診断装置は、前記断面の種類に応じた解析モードごとに定められた複数の計測項目のうちの少なくとも1つを対象とした計測を実行し、当該解析モードに応じた表示画面内に計測結果を表示する、ことを特徴とする。 In a desirable specific example, the ultrasonic diagnostic apparatus performs measurement for at least one of a plurality of measurement items determined for each analysis mode according to the type of the cross section, and according to the analysis mode. The measurement result is displayed on the display screen.
なお、以上に説明した超音波診断装置が備える各部に対応した機能がコンピュータにより実現されてもよい。例えば、上記構成の判定部と特定部と処理部と計測部と選択部と設定部の機能をコンピュータにより実現し、そのコンピュータを超音波診断装置として機能させてもよい。 In addition, the function corresponding to each part with which the ultrasonic diagnostic apparatus demonstrated above is provided may be implement | achieved by computer. For example, the functions of the determination unit, the identification unit, the processing unit, the measurement unit, the selection unit, and the setting unit configured as described above may be realized by a computer, and the computer may function as an ultrasonic diagnostic apparatus.
本発明により、超音波による心臓の計測における自動化技術が提供される。 According to the present invention, an automated technique for measuring a heart by ultrasonic waves is provided.
図1は、本発明の実施において好適な超音波診断装置の具体例を示す図である。図1の超音波診断装置は、心臓の計測の機能を備えている。 FIG. 1 is a diagram showing a specific example of an ultrasonic diagnostic apparatus suitable for implementing the present invention. The ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. 1 has a heart measurement function.
プローブ10は、生体内の心臓を含む領域に超音波を送受波する超音波探触子である。プローブ10は、複数の振動素子を備えており、複数の振動素子が電子的に走査制御されて、心臓を含む空間内で超音波ビームが走査される。プローブ10は、例えば、医師や検査技師等のユーザに把持されて被検者の体表面上に当接して用いられる。なお、プローブ10は、電子的な走査と機械的な走査とを組み合わせた探触子であってもよい。
The
送受信部12は、送信ビームフォーマーと受信ビームフォーマーの機能を備えている。つまり、送受信部12は、プローブ10が備える複数の振動素子の各々に対して送信信号を出力することにより送信ビームを形成し、さらに、複数の振動素子から得られる複数の受波信号に対して整相加算処理などを施して受信ビームを形成する。これにより、超音波ビーム(送信ビームと受信ビーム)が走査面内において走査され、超音波ビームに対応した受信信号(受信データ)が収集されつつ、複数時相に対応した複数フレーム(複数の走査フレーム)が形成される。なお、超音波の受信信号を得るにあたって、超音波ビームが三次空間内で立体的に走査されてもよいし、送信開口合成等の技術が利用されてもよい。
The transmission /
画像形成部20は、送受信部12から得られる各フレームを構成する超音波の受信信号(受信データ)に基づいて、超音波画像(画像データ)を形成する。画像形成部20は例えば、超音波の受信信号に対して、検波処理やフィルタ処理やAD変換処理等を施すことにより、複数フレームのBモード画像を形成する。
The
画像形成部20は、超音波の走査に対応した走査座標系、例えばビームの深さ方向に対応したr方向とビームの走査方向に対応したθ方向によるrθ座標系において画像データを形成する。走査座標系(例えばrθ座標系)において得られた画像データは、例えばデジタルスキャンコンバータにより座標変換処理等を施され、表示座標系(例えばxy直交座標系)の画像データに変換されることが望ましい。デジタルスキャンコンバータの機能は、例えば画像形成部20または表示処理部50が備える。
The
画像記憶部22は、複数の超音波動画像の画像ファイルを記憶する。各画像ファイルは画像形成部20において形成される複数フレームの断層画像(動画のBモード画像)で構成される動画像のデータである。画像記憶部22には、例えば、同じ被検者の心臓に関する複数の日時に対応した複数の画像ファイルや、複数の被検者の心臓に関する複数の画像ファイルなどが記憶される。
The
なお、画像記憶部22に記憶される各画像ファイルには、心電波形情報が対応付けられていることが望ましい。つまり、各画像ファイルを構成する複数フレームの時相と心電波形の時相とが互いに対応付けられていることが望ましい。これにより、例えば、各画像ファイルを構成する複数フレームのうち、心電波形内の特徴時相(例えばR波など)に対応したフレームを特定することができる。
In addition, it is desirable that each image file stored in the
画像選択部30は、画像記憶部22に記憶された複数の画像ファイルの中から、心臓の計測に利用される各画像ファイルを選択する。例えば、画像記憶部22に記憶された複数の画像ファイルの内容を示す表示画像(各画像ファイルに含まれる代表的なフレームのサムネイル画像の一覧など)が表示部52に表示され、医師や検査技師等のユーザがその表示画像を見ながら、操作デバイス60を操作することにより、心臓の計測に利用する少なくとも一つの画像ファイルを指定する。画像選択部30は、ユーザにより指定された少なくとも一つの画像ファイルを選択する。
The
計測処理ブロック40は、画像選択部30により選択された各画像ファイルに基づいて心臓の計測に係る処理を実行する。計測処理ブロック40は、断面判定部41と部位特定部42と計測範囲選択部43と追跡点設定部44とトラッキング処理部45と計測部46とプリセット記憶部47を備えている。計測処理ブロック40において実行される計測に係る処理については後に詳述する。
The measurement processing block 40 executes processing related to heart measurement based on each image file selected by the
表示処理部50は、画像形成部20から得られる複数フレームの断層画像に基づいて、心臓の断面に関する動画像を含む表示画像を形成する。また、表示処理部50は、画像記憶部22に記憶された各画像ファイルに対応した動画像や、画像記憶部22に記憶された複数の画像ファイルの内容を示す表示画像(例えば各画像ファイルに含まれる代表的なフレームのサムネイル画像の一覧など)を形成する。さらに、表示処理部50は、画像選択部30により選択された計測用の各画像ファイルと計測処理ブロック40から得られる計測結果に基づいて、心臓の計測に係る表示画像を形成する。表示処理部50において形成された表示画像は表示部52に表示される。
The
制御部100は、図1の超音波診断装置内を全体的に制御する。制御部100による全体的な制御には、操作デバイス60を介して医師や検査技師などのユーザから受け付けた指示も反映される。
The
図1に示す構成(符号を付した各部)のうち、送受信部12,画像形成部20,画像選択部30,断面判定部41,部位特定部42,計測範囲選択部43,追跡点設定部44,トラッキング処理部45,計測部46,表示処理部50の各部は、例えば電気電子回路やプロセッサ等のハードウェアを利用して実現することができ、その実現において必要に応じてメモリ等のデバイスが利用されてもよい。また上記各部に対応した機能の少なくとも一部がコンピュータにより実現されてもよい。つまり、上記各部に対応した機能の少なくとも一部が、CPUやプロセッサやメモリ等のハードウェアと、CPUやプロセッサの動作を規定するソフトウェア(プログラム)との協働により実現されてもよい。
Among the configurations shown in FIG. 1 (respectively assigned parts), the transmission /
画像記憶部22とプリセット記憶部47は、半導体メモリやハードディスクドライブ等の記憶デバイスにより実現できる。表示部52の好適な具体例は液晶モニタ等である。操作デバイス60は、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、タッチパネル、その他のスイッチ類等のうちの少なくとも一つにより実現できる。そして、制御部100は、例えば、CPUやプロセッサやメモリ等のハードウェアと、CPUやプロセッサの動作を規定するソフトウェア(プログラム)との協働により実現することができる。
The
図1の超音波診断装置の全体構成は以上のとおりである。次に、図1の超音波診断装置により実現される心臓の計測に係る処理と機能について詳述する。なお、図1に示した構成(部分)については以下の説明において図1の符号を利用する。 The overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus in FIG. 1 is as described above. Next, processing and functions related to heart measurement realized by the ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. 1 will be described in detail. In addition, about the structure (part) shown in FIG. 1, the code | symbol of FIG. 1 is utilized in the following description.
心臓の超音波診断では、診断の目的などに応じて様々な超音波画像が利用される。例えば、傍胸骨アプローチにより得られる左室の長軸断面と左室の短軸断面、心尖部アプローチにより得られる四腔断面と三腔断面と二腔断面などが特に利用される。なお、四腔断面には左室と右室と左房と右房の四腔が映し出され、三腔断面には左室と左房と大動脈が映し出され、二腔断面には左室と左房が映し出される。医師や検査技師などのユーザは、例えば、画像記憶部22に記憶された心臓の動画像に関する複数の画像ファイルの中から、診断(計測)に利用する各画像ファイルを指定し、画像選択部30がその画像ファイルを選択する。
In ultrasonic diagnosis of the heart, various ultrasonic images are used depending on the purpose of diagnosis. For example, the left ventricular major axis and the left ventricular minor axis section obtained by the parasternal approach, the four-chamber section, the three-chamber section, and the two-chamber section obtained by the apex approach are particularly used. The four-chamber section shows the four chambers of the left ventricle, right ventricle, left atrium, and right atrium, the three-chamber section shows the left ventricle, the left atrium, and the aorta, and the two-chamber section shows the left ventricle and the left atrium. The bunch is projected. A user such as a doctor or a laboratory technician designates each image file to be used for diagnosis (measurement) from among a plurality of image files related to the moving image of the heart stored in the
計測処理ブロック40は、画像選択部30により選択された各画像ファイルに対して以下に詳述する計測処理を実行する。なお、以下の説明では、画像選択部30により選択された1つの画像ファイル(各画像ファイル)に関する処理について詳述する。画像選択部30により複数の画像ファイルが選択された場合には、各画像ファイルごとに以下に詳述する処理を実行すればよい。
The measurement processing block 40 performs a measurement process described in detail below on each image file selected by the
断面判定部41は、計測対象となる動画像が表している心臓の断面の種類を判定する。断面判定部41は、画像選択部30により選択された各画像ファイルを構成する複数フレームのうちの少なくとも1つのフレームに対する画像認識処理により、その画像ファイル(動画像)が表している心臓の断面の種類を判定する。断面判定部41は、断面の種類として、傍胸骨アプローチにより得られる左室の長軸断面と左室の短軸断面と、心尖部アプローチにより得られる四腔断面と三腔断面と二腔断面とを含む複数断面の中から、計測対象となる動画像に対応した少なくとも1つの断面を特定する。
The cross
断面判定部41は、公知の様々な画像認識処理のうちのどれを利用してもよいが、例えば、特許文献1(特許第5242163号公報)に説明される画像認識処理に係る技術を利用して断面の種類を判定することが望ましい。特許文献1の技術を利用した判定処理の概要は次のとおりである。
The
まず、断面の種類ごとに基準となるテンプレート(基準テンプレート)を予め準備しておく。例えば、左室の長軸断面、左室の短軸断面、四腔断面、三腔断面、二腔断面の各断面ごとに基準テンプレートが準備される。断面判定部41は、画像選択部30により選択された計測対象の各画像ファイルを構成する複数フレームのうちの少なくとも1つのフレームに対して特許文献1に詳述される処理を適用してテンプレート化する。そして、テンプレート化された計測対象のフレームと各断面の基準テンプレートに対して特許文献1に詳述される処理を適用して照合することにより、計測対象のフレームがどの基準テンプレートに対応しているか(どの基準テンプレートとの照合結果の差が閾値以下となるか)を判定する。
First, a reference template (reference template) is prepared in advance for each type of cross section. For example, a reference template is prepared for each of the left ventricular long-axis cross-section, left ventricular short-axis cross-section, four-chamber cross-section, three-chamber cross-section, and two-chamber cross-section. The
例えば、計測対象のフレームが左室の長軸断面の基準テンプレートに対応していれば、その計測対象のフレームが得られた画像ファイルの断面の種類が「長軸断面」であると判定され、計測対象のフレームが左室の短軸断面の基準テンプレートに対応していれば、その計測対象のフレームが得られた画像ファイルの断面の種類が「短軸断面」であると判定される。同様に、四腔断面、三腔断面、二腔断面の基準テンプレートに対応していれば、それぞれ、「四腔断面」、「三腔断面」又は「二腔断面」と判定される。また、対応する(照合結果の差が閾値以下となる)基準テンプレートがなければ、断面の種類が「その他」であると判定される。 For example, if the measurement target frame corresponds to the left ventricular long-axis cross-section reference template, it is determined that the cross-sectional type of the image file from which the measurement target frame is obtained is “long-axis cross-section”. If the measurement target frame corresponds to the left ventricular short-axis cross-section reference template, it is determined that the type of cross-section of the image file from which the measurement target frame is obtained is “short-axis cross-section”. Similarly, if the reference templates correspond to the four-chamber cross-section, the three-chamber cross-section, and the two-chamber cross-section, they are determined as “four-chamber cross-section”, “three-chamber cross-section”, or “two-chamber cross-section”, respectively. Further, if there is no corresponding reference template (the difference between the matching results is equal to or less than the threshold value), it is determined that the cross-sectional type is “other”.
なお「短軸断面」については、例えば、断面の位置に応じて、僧帽弁レベル左室短軸像,心尖部レベル左室短軸像,乳頭筋レベル左室短軸像などに、さらに詳細に断面の種類が分類されてもよい。 The “short-axis cross section” is further detailed according to the position of the cross-section, for example, mitral valve level left ventricular short axis image, apex level left ventricular short axis image, papillary muscle level left ventricular short axis image, etc. The types of cross sections may be classified.
計測対象のフレームと各断面の基準テンプレートは、互いに同じ心拍時相に対応していることが望ましい。例えば、計測対象のフレームと各断面の基準テンプレートが共に心電波形内のR波の時相に対応したものであることが望ましい。また、同じ画像ファイル(同一の動画像)から得られる複数の計測対象フレームをテンプレート化し、各断面ごとに準備された複数の基準テンプレートと照合し、これにより得られる複数の照合結果を踏まえた総合的な断面の判定により、判定の精度を高めるようにしてもよい。 It is desirable that the measurement target frame and the reference template for each cross section correspond to the same heartbeat time phase. For example, it is desirable that both the measurement target frame and the reference template for each cross section correspond to the time phase of the R wave in the electrocardiogram waveform. In addition, multiple measurement target frames obtained from the same image file (same moving image) are templated and collated with multiple reference templates prepared for each cross section. The accuracy of the determination may be improved by determining a typical cross section.
部位特定部42は、断面の種類に応じた少なくとも1つの候補部位の中から計測対象部位を特定する。部位特定部42は、計測対象部位として、心臓の左室と右室と左房と右房のうちの少なくとも1つを特定する。例えば、計測対象である各画像ファイルの断面の種類が「長軸断面」または「短軸断面」であれば、候補部位は左室のみとなり、計測対象部位が左室とされる。
The
これに対し、計測対象である各画像ファイルの断面の種類が「四腔断面」であれば、候補部位は左室と右室と左房と右房の四腔となり、これら四腔の中から計測対象部位が特定される。この場合、部位特定部42は、例えばプリセット記憶部47に記憶されたプリセットデータに従って又はユーザからの指示に応じて計測対象部位を特定する。例えば、断面の種類が「四腔断面」の場合に、計測対象部位として左室がプリセットされていれば左室が計測対象部位とされ、右室がプリセットされていれば右室が計測対象部位とされる。またユーザが例えば操作デバイス60を利用して左房または右房を指定すれば、ユーザが指定した左房または右房が計測対象部位とされる。
On the other hand, if the cross-section type of each image file to be measured is “four-chamber cross-section”, the candidate sites are the four chambers of the left ventricle, right ventricle, left atrium, and right atrium. A measurement target part is specified. In this case, the
同様に、計測対象である各画像ファイルの断面の種類が「三腔断面」であれば、三腔断面には左室と左房と大動脈が含まれているため、候補部位は左室、左房または大動脈となり、部位特定部42は、例えばプリセット記憶部47に記憶されたプリセットデータに従って又はユーザからの指示に応じて、左室、左房または大動脈を計測対象部位として特定する。計測対象である各画像ファイルの断面の種類が「二腔断面」の場合にも、候補部位は左室と左房となり、部位特定部42は、例えばプリセット記憶部47に記憶されたプリセットデータに従って又はユーザからの指示に応じて、左室または左房を計測対象部位として特定する。
Similarly, if the cross-sectional type of each image file to be measured is “three-chamber cross-section”, the three-chamber cross-section includes the left ventricle, left atrium, and aorta, so the candidate sites are the left ventricle, left The
なお、断面の種類が「四腔断面」または「二腔断面」の場合には、後に説明する解析モードとして、心尖部断面解析モードまたは心尖部断面容量解析モードが選択される。心尖部断面解析モードは、主に左室を対象とする解析であるため、心尖部断面解析モードにおいては、左室が計測対象部位として特定される。なお、プリセットデータ又はユーザからの指示に応じて、左室以外の部位(例えば右室、右房)が計測対象部位とされてもよい。また、断面の種類が「短軸断面」の場合には、後に説明する解析モードとして短軸断面解析モードが選択され、断面の種類が「長軸断面」の場合には、後に説明する解析モードとして、自由解析モードが選択される。自由解析モードにおいては、ユーザからの指示に応じて計測対象部位が特定される。 When the type of cross section is “four-chamber cross section” or “two-chamber cross section”, the apex section analysis mode or the apex section capacity analysis mode is selected as the analysis mode described later. Since the apex section analysis mode is an analysis mainly for the left ventricle, in the apex section analysis mode, the left ventricle is specified as a measurement target part. Note that a part other than the left ventricle (for example, the right ventricle or the right atrium) may be set as a measurement target part in accordance with preset data or an instruction from the user. In addition, when the cross-section type is “short-axis cross-section”, the short-axis cross-section analysis mode is selected as the analysis mode described later. When the cross-section type is “long-axis cross-section”, the analysis mode described later is selected. The free analysis mode is selected. In the free analysis mode, the measurement target part is specified in accordance with an instruction from the user.
計測範囲選択部43は、計測対象である各画像ファイル(動画像)を構成する複数フレームの中から計測対象となる複数フレームを選択する。計測範囲選択部43は、時間軸方向の計測範囲を指定するプリセットデータに基づいて複数フレームを選択する。時間軸方向の計測範囲を指定するプリセットデータとして、例えば、選択心拍数と開始心拍位置がプリセット記憶部47に記憶される。
The measurement
選択心拍数は、計測対象として選択される心拍数(心拍区間)を示すデータである。例えば、選択心拍数として「ALL(すべて選択)」がプリセットされていれば、計測対象である画像ファイルを構成する全フレームが計測対象として選択される。また、選択心拍数として「数値」がプリセットされていれば、計測対象である画像ファイルを構成する複数フレームの中から、数値で示される心拍数の区間に対応した複数フレームが計測対象として選択される。 The selected heart rate is data indicating a heart rate (heart rate section) selected as a measurement target. For example, if “ALL (select all)” is preset as the selected heart rate, all the frames constituting the image file that is the measurement target are selected as the measurement target. If “numerical value” is preset as the selected heart rate, multiple frames corresponding to the heart rate interval indicated by the numerical value are selected as the measurement target from among the multiple frames constituting the image file that is the measurement target. The
なお、選択心拍数として設定された数値が、計測対象の画像ファイルを構成する全フレームに対応した心拍数(全心拍数)よりも大きい場合には、計測対象である画像ファイルを構成する複数フレームのうち、後述する開始心拍位置から最終フレームまでが計測対象として選択される。 If the numerical value set as the selected heart rate is larger than the heart rate (total heart rate) corresponding to all the frames constituting the measurement target image file, the plurality of frames constituting the measurement target image file Of these, a range from a starting heartbeat position to a final frame described later is selected as a measurement target.
開始心拍位置は、計測対象として選択される先頭フレームの位置(時相)を示すデータである。開始心拍位置として、例えば「数値」がプリセットされる。そして、計測対象である画像ファイルを構成する複数フレームのうちの開始フレームから、数値で示される心拍数後の心拍に対応したフレームが、計測対象の先頭フレームとされる。例えば、開始心拍位置として「2」がプリセットされていれば、計測対象の画像ファイルを構成する複数フレームのうちの開始フレームから数えて2番目のR波に対応したフレームが計測対象の先頭フレームとされる。 The start heartbeat position is data indicating the position (time phase) of the first frame selected as the measurement target. For example, “numerical value” is preset as the start heartbeat position. Then, the frame corresponding to the heart rate after the heart rate indicated by the numerical value from the start frames of the plurality of frames constituting the image file to be measured is set as the first frame of the measurement target. For example, if “2” is preset as the start heartbeat position, the frame corresponding to the second R wave counted from the start frame of the plurality of frames constituting the image file to be measured is the first frame to be measured. Is done.
なお、選択心拍数が「ALL」の場合には、開始心拍位置のプリセット設定は無視される(無効とされる)。また、計測対象である画像ファイルを構成する全フレームに対応した心拍数(全心拍数)よりも、開始心拍位置の数値が大きい場合には、画像ファイルを構成する全フレームのうちの最終心拍に対応したフレームが計測対象の先頭フレームとされる。例えば、計測対象である画像ファイルの全心拍数が2であるのに、開始心拍位置が4に設定されていれば、計測対象の画像ファイルを構成する複数フレームのうちの開始フレームから数えて2番目のR波に対応したフレームが計測対象の先頭フレームとされる。 When the selected heart rate is “ALL”, the preset setting of the start heart rate position is ignored (invalidated). In addition, if the value of the starting heartbeat position is larger than the heart rate corresponding to all the frames constituting the image file to be measured (total heart rate), the final heart rate of all the frames constituting the image file is determined. The corresponding frame is the first frame to be measured. For example, if the total heart rate of the image file to be measured is 2, but the start heart rate position is set to 4, the number is counted from the start frame of the plurality of frames constituting the image file to be measured. The frame corresponding to the R-th wave is the first frame to be measured.
部位特定部42により計測対象部位が特定され、計測範囲選択部43により計測対象である各画像ファイル(動画像)を構成する複数フレームの中から計測対象となる複数フレームが選択されると、追跡点設定部44は、解析対象として選択された複数フレームのうちの少なくとも一部を対象として計測対象部位にトレース処理を適用する。
Tracking is performed when a measurement target part is specified by the
追跡点設定部44は、解析対象として選択された複数フレームに含まれる基準フレーム内において、計測対象部位にトレース処理を適用することにより、複数の代表箇所として計測対象部位の輪郭上に複数の追跡点を設定する。これにより、複数の追跡点からなるROI(関心領域)が設定される。ROIの設定には、マニュアル設定(手動設定)とセミオート設定(複数点指定)とフルオート設定(全自動トレース)がある。
The tracking
マニュアル設定では、複数の追跡点の全てがユーザにより設定される。医師や検査技師等のユーザは、例えば、表示部52に表示される表示画像を確認しながら、操作デバイス60を操作して、解析対象の複数フレームの中から基準フレームを決定し、基準フレームの画像内における各追跡点の位置を指定して、計測対象部位の輪郭上に複数の追跡点を設定する。例えば、計測対象部位が左室であれば、左室の内膜の境界上に複数の追跡点が設定される。なお、例えば、左室の外膜を対象とした計測をしたい場合には、左室の外膜の境界上に複数の追跡点が設定される。もちろん、内膜と外膜の両方の境界上に複数の追跡点が設定され、左室における心筋の厚さに係る計測に利用されてもよい。
In the manual setting, all of the plurality of tracking points are set by the user. For example, a user such as a doctor or a laboratory technician operates the
セミオート設定では、複数の追跡点のうちの少なくとも1つの代表点がユーザにより設定され、ユーザが設定した少なくとも1つの代表点に基づいて、追跡点設定部44が残りの複数の追跡点を設定する。医師や検査技師等のユーザは、例えば、表示部52に表示される表示画像を確認しながら、操作デバイス60を操作して、解析対象の複数フレームの中から基準フレームを決定し、基準フレームの画像内における各代表点の位置を指定して計測対象部位の輪郭上に少なくとも1つの代表点を設定する。例えば、計測対象部位が左室であれば2つの弁輪部と1つの心尖部の3箇所に対応した3つの代表点が設定される。
In the semi-auto setting, at least one representative point of the plurality of tracking points is set by the user, and the tracking
セミオート設定において、追跡点設定部44は、ユーザが設定した少なくとも1つの代表点に基づいて、残りの(他の)複数の追跡点を設定する。追跡点設定部44は、公知の様々な処理のうちのいずれを利用してもよいが、例えば、特許文献2(特許第5753794号公報)に説明される対象部位の輪郭を抽出する技術を利用して、複数の追跡点が設定される計測対象部位の輪郭を抽出することが望ましい。特許文献2の技術を利用した輪郭抽出処理の概要は次のとおりである。
In the semi-auto setting, the tracking
計測対象部位(例えば左室)に対応した輪郭モデルデータがデータベース等から読み出され、少なくとも1つの代表点(例えば2つの弁輪部と1つの心尖部)に基づいて輪郭モデルデータの位置や傾きや大きさが調整され、これにより第1の初期輪郭が生成される。さらに、例えば、動的輪郭モデル(ACM),動的形状モデル(ASM),動的外観モデル(AAM)などの動的に変形する輪郭モデルを利用して、画像内における計測対象部位の輪郭に初期輪郭を近似させる。こうして、計測対象部位の輪郭(例えば左室の輪郭)を抽出し、その輪郭上に複数(例えば百個程度)の追跡点が設定される。例えば、計測対象部位が左室であれば、左室の内膜の境界上に複数の追跡点が設定される。なお、例えば、左室の外膜を対象とした計測をしたい場合には、左室の外膜の境界上に複数の追跡点が設定される。もちろん、内膜と外膜の両方の境界上に複数の追跡点が設定され、左室における心筋の厚さに係る計測に利用されてもよい。 Contour model data corresponding to a measurement target region (for example, left ventricle) is read from a database or the like, and the position and inclination of the contour model data based on at least one representative point (for example, two annulus portions and one apex portion). And the size is adjusted, thereby generating a first initial contour. Further, for example, by using a contour model that dynamically deforms such as an active contour model (ACM), a dynamic shape model (ASM), a dynamic appearance model (AAM), etc. Approximate the initial contour. Thus, the contour of the measurement target part (for example, the contour of the left ventricle) is extracted, and a plurality of (for example, about one hundred) tracking points are set on the contour. For example, if the measurement target site is the left ventricle, a plurality of tracking points are set on the boundary of the intima of the left ventricle. For example, when it is desired to measure the outer membrane of the left ventricle, a plurality of tracking points are set on the boundary of the outer membrane of the left ventricle. Of course, a plurality of tracking points may be set on the boundary between both the intima and the adventitia and used for measurement related to the myocardial thickness in the left ventricle.
フルオート設定では、追跡点設定部44が複数の追跡点の全てを設定する。追跡点設定部44は、まず、解析対象の複数フレームの中から基準フレームを決定する。例えば、解析対象の複数フレームのうちの先頭フレーム(最も早い時相のフレーム)が基準フレームとされる。もちろん、心電波形情報から判定される収縮末期や拡張末期に対応したフレーム又はユーザが指定する時相のフレームなどが基準フレームとされてもよい。
In the full auto setting, the tracking
そして、フルオート設定において、追跡点設定部44は、基準フレームの断面内における画像を解析することにより、その画像(断面)に含まれる計測対象部位の輪郭を抽出する。輪郭の抽出には、例えば、パターンマッチング、動的輪郭モデル(ACM)、機械学習を用いた動的形状モデル(ASM)、動的外観モデル(AAM)などを適用することができる。なお、輪郭の抽出において、例えば画像内で比較的高輝度となる弁輪部などを代表点として抽出してから、抽出した代表点に基づいて、例えば、特許文献2の技術を利用して計測対象部位(例えば左室)の輪郭が抽出されてもよい。もちろん、代表点の抽出において、例えばアダブースト法などの学習法が利用されてもよい。
In the full auto setting, the tracking
フルオート設定において、例えば、計測対象部位が左室であれば、左室の内膜の境界上に複数の追跡点が設定される。なお、例えば、左室の外膜を対象とした計測をしたい場合には、左室の外膜の境界上に複数の追跡点が設定される。もちろん、内膜と外膜の両方の境界上に複数の追跡点が設定され、左室における心筋の厚さに係る計測に利用されてもよい。 In the full auto setting, for example, if the measurement target region is the left ventricle, a plurality of tracking points are set on the boundary of the intima of the left ventricle. For example, when it is desired to measure the outer membrane of the left ventricle, a plurality of tracking points are set on the boundary of the outer membrane of the left ventricle. Of course, a plurality of tracking points may be set on the boundary between both the intima and the adventitia and used for measurement related to the myocardial thickness in the left ventricle.
また、フルオート設定において、追跡点設定部44は、計測対象となる動画像が表している心臓の断面の種類とその断面内の計測対象部位とに応じて選択されるアルゴリズムを利用して複数の追跡点を設定するトレース処理を実行する。
In the full auto setting, the tracking
図2,図3はトレース処理に利用されるアルゴリズムの具体例を示す図である。図2,図3には、トレース処理を必要とする心尖部断面解析モードと短軸断面解析モードと心尖部断面容量解析モードの各解析モードにおいて利用されるアルゴリズムの一覧が図示されている。 2 and 3 are diagrams showing specific examples of algorithms used for the trace processing. 2 and 3 show a list of algorithms used in each analysis mode of the apex section analysis mode, the short-axis section analysis mode, and the apex section capacity analysis mode that require the trace processing.
追跡点設定部44は、計測対象となる動画像が表している心臓の断面の種類と、その断面内の計測対象部位とに応じて、トレース処理用のアルゴリズムを選択する。また図2,図3の具体例では、トレース処理の対象となる基準フレームの時相に応じたアルゴリズムが選択される。例えば、基準フレームが心電波形のR波近傍(例えばR波の前後50msの期間)の場合には、つまり基準フレームがR波期間フレームであれば、拡張末期アルゴリズム(EDアルゴリズム)が選択され、基準フレームがそれ以外の時相(例えばR波の前後50msの期間以外の時相)の場合には、つまり他期間フレームであれば、収縮期アルゴリズム(ESアルゴリズム)が選択される。
The tracking
図2には、心尖部断面解析モードと短軸断面解析モードの各解析モードにおいて利用されるアルゴリズムの一覧が示されている。 FIG. 2 shows a list of algorithms used in each analysis mode of the apex section analysis mode and the short-axis section analysis mode.
心尖部断面解析モードでは、計測対象部位が左室であり、断面の種類と基準フレームの時相に応じてアルゴリズムが選択される。例えば、断面の種類が四腔断面であり基準フレームがR波期間フレームであれば、EDアルゴリズム4が選択される。なお、断面の種類が四腔断面であり基準フレームがR波期間フレームであっても、四腔断面の表裏が逆の場合には、EDアルゴリズム4Iが選択される。また、例えば、断面の種類が二腔断面であり基準フレームが他期間フレームであれば、ESアルゴリズム2が選択される。断面の種類が二腔断面であり基準フレームが他期間フレームであっても、二腔断面の表裏が逆の場合には、EDアルゴリズム2Iが選択される。 In the apex section analysis mode, the measurement target site is the left ventricle, and an algorithm is selected according to the type of section and the time phase of the reference frame. For example, if the type of cross section is a four-chamber cross section and the reference frame is an R wave period frame, the ED algorithm 4 is selected. Even if the cross-section type is a four-chamber cross section and the reference frame is an R wave period frame, the ED algorithm 4I is selected when the front and back of the four-chamber cross section are reversed. Further, for example, if the type of the cross section is a two-chamber cross section and the reference frame is a frame of another period, the ES algorithm 2 is selected. Even if the type of the cross section is a two-chamber cross section and the reference frame is a frame of another period, the ED algorithm 2I is selected when the front and back of the two-chamber cross section are reversed.
短軸断面解析モードでは、計測対象部位が左室であり、断面の種類と基準フレームの時相に応じてアルゴリズムが選択される。例えば、断面の種類が僧帽弁レベル左室短軸像であり基準フレームがR波期間フレームであれば、EDアルゴリズムBSが選択される。また、例えば、断面の種類が乳頭筋レベル左室短軸像であり基準フレームが他期間フレームであれば、ESアルゴリズムMSが選択される。 In the short-axis cross-section analysis mode, the measurement target site is the left ventricle, and an algorithm is selected according to the type of cross-section and the time phase of the reference frame. For example, if the cross-sectional type is a mitral valve level left ventricular short-axis image and the reference frame is an R-wave period frame, the ED algorithm BS is selected. For example, if the cross-sectional type is a papillary muscle level left ventricular short-axis image and the reference frame is a frame of another period, the ES algorithm MS is selected.
図3には、心尖部断面容量解析モードにおいて利用されるアルゴリズムの一覧が示されている。 FIG. 3 shows a list of algorithms used in the apex section capacitance analysis mode.
心尖部断面容量解析モードでは、断面の種類と計測対象部位と基準フレームの時相に応じてアルゴリズムが選択される。例えば断面の種類が四腔断面、計測対象部位が左室(LV)、基準フレームがR波期間フレームであれば、EDアルゴリズム4LVが選択される。なお、断面の種類が四腔断面、計測対象部位が左室(LV)、基準フレームがR波期間フレームであっても、四腔断面の表裏が逆(裏)の場合には、EDアルゴリズム4LVIが選択される。 In the apex section capacity analysis mode, an algorithm is selected according to the type of section, the measurement target region, and the time phase of the reference frame. For example, if the type of cross section is a four-chamber cross section, the measurement target site is the left ventricle (LV), and the reference frame is an R wave period frame, the ED algorithm 4LV is selected. Note that even if the cross-section type is a four-chamber cross section, the measurement target site is the left ventricle (LV), and the reference frame is an R-wave period frame, if the front and back of the four-chamber cross section are reversed (back), the ED algorithm 4LVI Is selected.
また、例えば断面の種類が二腔断面、計測対象部位が左室(LV)、基準フレームが他期間フレームであれば、ESアルゴリズム2LVが選択される。断面の種類が二腔断面、計測対象部位が左室(LV)、基準フレームが他期間フレームであっても、二腔断面の表裏が逆(裏)の場合には、EDアルゴリズム2LVIが選択される。 For example, if the cross-sectional type is a two-chamber cross section, the measurement target site is the left ventricle (LV), and the reference frame is a frame of another period, the ES algorithm 2LV is selected. Even if the cross-section type is a two-chamber cross section, the measurement target part is the left ventricle (LV), and the reference frame is a frame of another period, the ED algorithm 2LVI is selected when the front and back of the two-chamber cross section are reversed (back) The
フルオート設定において、追跡点設定部44は、例えば図2,図3に示す一覧から選択されるアルゴリズムを利用して複数の追跡点を設定するトレース処理を実行する。
In the full auto setting, the tracking
追跡点設定部44のトレース処理により、計測対象部位の輪郭上に複数の追跡点が設定されると、トラッキング処理部45は、それら複数の追跡点に対するトラッキング処理を実行する。追跡点設定部44により、解析対象として選択された複数フレームに含まれる基準フレーム内に複数の追跡点が設定されている。トラッキング処理部45は、各追跡点ごとに、フレーム間におけるパターンマッチング処理等により複数フレームに亘ってトラッキング処理を実行する。これにより、解析対象となる複数フレームに亘って複数の追跡点の移動先が追跡(トラッキング)される。また、例えば、各フレームごとに、そのフレーム内の複数の追跡点を結ぶROI(関心領域)が形成することにより、複数フレームに亘ってROIの形状の変化から、計測対象部位の形状の変化を確認することができる。
When a plurality of tracking points are set on the contour of the measurement target part by the tracing process of the tracking
計測部46は、トラッキング処理部45によるトラッキング処理の結果に基づいて、計測対象部位に関する計測を実行する。計測部46は、計測対象部位に関する断面の種類に応じた解析モードごとに定められた複数の計測項目のうちの少なくとも1つを対象とした計測を実行する。
Based on the result of the tracking process performed by the
図4は、解析モードごとに定められた複数の計測項目の具体例を示す図である。図4には、自由解析モード,短軸断面解析モード,心尖部断面解析モード,心尖部断面容量解析モードの各解析モードに対応した複数の計測項目の具体例が図示されている。 FIG. 4 is a diagram illustrating a specific example of a plurality of measurement items defined for each analysis mode. FIG. 4 shows specific examples of a plurality of measurement items corresponding to the analysis modes of the free analysis mode, the short-axis cross-section analysis mode, the apex section analysis mode, and the apex section capacity analysis mode.
図4の具体例では、自由解析モードに対して、体積,EF(EjectionFtaction),面積変化率などの複数の計測項目が対応付けられている。計測部46は、自由解析モードにおいて、例えば図4に示す複数の計測項目のうちの少なくとも1つを対象とした計測、望ましくは全ての計測項目を対象とした計測を実行する。
In the specific example of FIG. 4, a plurality of measurement items such as volume, EF (Ejection Faction), and area change rate are associated with the free analysis mode. In the free analysis mode, the
同様に、短軸断面解析モード,心尖部断面解析モード,心尖部断面容量解析モードにおいても、計測部46は、各解析モードに対応した複数の計測項目のうちの少なくとも1つを対象とした計測、望ましくは全ての計測項目を対象とした計測を実行する。
Similarly, in the short-axis cross-section analysis mode, the apex section analysis mode, and the apex section capacity analysis mode, the
なお、自由解析モード,短軸断面解析モード,心尖部断面解析モード,心尖部断面容量解析モードの各解析モードに対応した複数の計測項目の中から、ユーザが計測項目を指定した場合には、ユーザにより指定された計測項目のみを対象とした計測が実行されてもよい。 In addition, when the user specifies a measurement item from a plurality of measurement items corresponding to each analysis mode of the free analysis mode, the short-axis cross-sectional analysis mode, the apex section analysis mode, and the apex section capacity analysis mode, Measurement only for the measurement item specified by the user may be executed.
図5はプリセット記憶部47に記憶されるプリセットデータの具体例を示す図である。図5には、プリセットデータとして記憶されるプリセット項目とそのプリセットされる設定内容の具体例が図示されている。
FIG. 5 is a diagram showing a specific example of preset data stored in the
例えば、プリセット項目の選択心拍数と開始心拍数は、計測範囲選択部43による計測対象となる複数フレームの選択に利用されるプリセットデータである。既に説明したように、選択心拍数として「ALL」または「数値(1〜10)」のいずれか、また、開始心拍位置として「数値(1〜4)」のいずれかが、プリセットデータとしてプリセット記憶部47に記憶される。
For example, the preset heart rate and the starting heart rate of the preset items are preset data used for selecting a plurality of frames to be measured by the measurement
選択心拍数と開始心拍数の他にも、プリセット記憶部47には、例えば、図5に示す複数のプリセット項目に関するプリセットデータが記憶される。また、プリセットデータの設定内容は、ユーザが設定(変更)できることが望ましい。
In addition to the selected heart rate and the starting heart rate, the
図6は、プリセットデータの設定に利用される設定画面の具体例を示す図である。設定画面は、例えば、複数のプリセット項目に関するGUI(グラフィックユーザインターフェイス)部品で構成される。図6には、プリセット記憶部47に記憶されるプリセットデータの一部である開始方式、心尖部画像解析選択、選択心拍数、開始心拍位置などの複数のプリセット項目に関する設定画面の具体例が図示されている。プリセットデータの設定画面は表示部52に表示される。
FIG. 6 is a diagram showing a specific example of a setting screen used for setting preset data. The setting screen is composed of, for example, GUI (graphic user interface) parts related to a plurality of preset items. FIG. 6 illustrates a specific example of a setting screen regarding a plurality of preset items such as a start method, apex image analysis selection, a selected heart rate, and a start heart position that are a part of the preset data stored in the
例えば、開始方式のプリセットを変更したい場合に、ユーザは、マウス、トラックボールまたはタッチパネルなどの操作デバイス60を操作することにより、開始方式に対応した選択メニューまたはテキストフィールド内において、開始方式を「自動」または「ユーザ選択(非自動)」に設定する。また、例えば、心尖部画像解析選択のプリセットを変更したければ、ユーザは、操作デバイス60を操作して、心尖部画像解析選択に対応した選択メニューまたはテキストフィールド内において、心尖部画像解析選択を「心尖部断面」または「心尖部断面容量」に設定する。
For example, when the user wants to change the preset of the start method, the user operates the
なお、図6に示す設定画面は、一度に表示部52に表示される1ページの設定画面の具体例であるが、例えば、複数のタブを利用して選択可能な複数ページの設定画面が構成されてもよい。また、設定画面に利用されるGUI部品としては、選択メニューやテキストフィールドの他、ボタン、チェックボックス、スクローリングリスト、スクロールバーなどの公知の様々な部品を利用することができる。
Note that the setting screen shown in FIG. 6 is a specific example of a one-page setting screen displayed on the
図7は、表示部52に表示される解析画面の具体例を示す図である。図7に示す具体例において、解析画面は、超音波画像と計測結果と心電波形とメニューの表示エリアで構成される。なお、自由解析モード、短軸断面解析モード、心尖部断面解析モード、心尖部断面容量解析モードの各解析モードごとに、その解析モードに対応した解析画面を利用することが望ましい。
FIG. 7 is a diagram illustrating a specific example of an analysis screen displayed on the
超音波画像の表示エリアには、計測対象となる各画像ファイルに対応した超音波画像が表示される。例えば、計測対象となる超音波画像が動画像として表示される。なお、追跡点設定部44によるROIの設定時には、ROIの設定に利用される基準フレームの静止画像が表示され、さらに、その静止画像上に複数の追跡点からなるROIを表示させることが望ましい。また、計測結果の表示においては、計測対象となる複数フレームの動画像が表示される。例えば、計測対象となる複数フレームの動画を繰り返し表示するループ再生を行うことが望ましい。
In the ultrasonic image display area, an ultrasonic image corresponding to each image file to be measured is displayed. For example, an ultrasonic image to be measured is displayed as a moving image. When setting the ROI by the tracking
計測結果の表示エリアには、計測対象となる各画像ファイルを対象とした心臓に係る計測結果が表示される。各解析モードごとに複数の計測項目が計測対象となるため(図4参照)、計測結果の表示エリアには、各計測項目ごとに、例えばグラフや数値などにより計測結果が表示される。なお、表示対象となる各計測項目は、例えば、メニューの表示エリアに表示される計測項目の選択ボタンを利用してユーザが選択できる構成が望ましい。 In the measurement result display area, measurement results relating to the heart for each image file to be measured are displayed. Since a plurality of measurement items are to be measured for each analysis mode (see FIG. 4), the measurement results are displayed in the measurement result display area for each measurement item, for example, as a graph or a numerical value. It is desirable that each measurement item to be displayed can be selected by the user using, for example, a measurement item selection button displayed in the menu display area.
心電波形の表示エリアには、計測対象となる各画像ファイルに対応付けられた心電波形情報に基づいて形成される心電波形が表示される。心電波形内には、超音波画像の表示エリアに表示される超音波画像の時相を示す時相カーソルを表示させることが望ましい。 In the display area of the electrocardiogram waveform, an electrocardiogram waveform formed based on the electrocardiogram waveform information associated with each image file to be measured is displayed. It is desirable to display a time phase cursor indicating the time phase of the ultrasound image displayed in the ultrasound image display area in the electrocardiogram waveform.
メニューの表示エリアには、ユーザ操作(設定や選択)が可能な複数の設定項目が表示される。例えば、図7に示す自由解析、短軸断面解析、心尖部断面解析、心尖部断面容量解析のいずれかのボタンが操作(各ボタンを対象としたマウスのクリック操作やタッチパネルによるタッチ操作など)されると、そのボタンに対応した解析モードに切り替えられ、その解析モードに対応した解析画面に切り替えられる。 In the menu display area, a plurality of setting items capable of user operation (setting and selection) are displayed. For example, any of the free analysis, short-axis cross-sectional analysis, apex cross-section analysis, and apex cross-section volume analysis shown in FIG. 7 is operated (such as a mouse click operation for each button or a touch operation using a touch panel). Then, the analysis mode corresponding to the button is switched to the analysis screen corresponding to the analysis mode.
図7の具体例では、断面の種類と部位を設定する選択メニュー(またはテキストフィールド)と、ROI消去と計測開始のボタンも用意されている。また、計測項目に示される各項目(図7の例では項目A〜項目C)に対応したボタンの操作(各ボタンを対象としたマウスのクリック操作やタッチパネルによるタッチ操作など)により、そのボタンに対応付けられた計測項目の計測結果が計測結果の表示エリアに表示される。 In the specific example of FIG. 7, a selection menu (or a text field) for setting the type and part of the cross section, and buttons for deleting the ROI and starting measurement are also prepared. In addition, by operating a button corresponding to each item (item A to item C in the example of FIG. 7) indicated by the measurement item (such as a mouse click operation or a touch operation using a touch panel for each button) The measurement result of the associated measurement item is displayed in the measurement result display area.
図8は、図1の超音波診断装置による計測処理の具体例を示すフローチャートである。まず、ユーザからの指示に応じて画像選択部30において選択された各画像ファイルが計測処理ブロック40に読み込まれると(S800)、プリセットされた「開始方式(図5)」が確認される(S802)。
FIG. 8 is a flowchart showing a specific example of measurement processing by the ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. First, when each image file selected by the
「開始方式」が自動に設定されていれば(S802)、断面判定部41により各画像ファイル(動画像)が表している心臓の断面の種類が判定され(S804)、断面の種類に応じた分岐(S806)により解析モードが選択される。
If the “starting method” is set to automatic (S802), the cross
例えば、断面の種類が「長軸断面」または「その他」であれば自由解析モードが選択され(S810)、断面の種類が「三腔断面」であれば心尖部断面解析モードが選択され(S816)、断面の種類が「短軸断面」であれば短軸断面解析モードが選択される(S818)。断面の種類が「二腔断面」または「四腔断面」の場合には、プリセットされた「心尖部画像解析選択(図5)」が確認され(S812)、心尖部断面容量が設定されていれば心尖部断面容量解析モードが選択され(S814)、心尖部断面が設定されていれば心尖部断面解析モードが選択される(S816)。 For example, if the section type is “long-axis section” or “others”, the free analysis mode is selected (S810), and if the section type is “three-chamber section”, the apex section analysis mode is selected (S816). ), The short-axis cross-section analysis mode is selected if the cross-section type is “short-axis cross-section” (S818). When the type of the cross section is “two-chamber cross section” or “four-chamber cross section”, the preset “apex image analysis selection (FIG. 5)” is confirmed (S812), and the apex cross section capacity is set. For example, the apex section capacity analysis mode is selected (S814). If the apex section is set, the apex section analysis mode is selected (S816).
一方、「開始方式」が自動に設定されていなければ(S802)、ユーザにより解析モードが選択され(S808)、ユーザが選択した解析モードに移行する。 On the other hand, if the “starting method” is not set to automatic (S802), the analysis mode is selected by the user (S808), and the analysis mode selected by the user is entered.
心尖部断面容量解析モード(S814)、心尖部断面解析モード(S816)または短軸断面解析モード(S818)の場合には、プリセットされた「断面自動選択(図5)」と「時相自動選択(図5)」が確認される(S820,S824)。断面自動選択が設定されていれば(ONであれば)、断面判定部41により判定された断面の種類がそのまま利用され、断面自動選択が設定されていなければ(OFFであれば)、ユーザにより断面の種類が選択される(S822)。
In the case of the apex section volume analysis mode (S814), apex section analysis mode (S816) or short axis section analysis mode (S818), the preset “section automatic selection (FIG. 5)” and “time phase automatic selection” (FIG. 5) ”is confirmed (S820, S824). If automatic cross section selection is set (if ON), the type of cross section determined by the cross
時相自動選択が設定されていれば(ONであれば)、計測範囲選択部43により、計測対象である画像ファイル(動画像)を構成する複数フレームの中から計測対象となる複数フレームが選択される。時相自動選択が設定されていなければ(OFFであれば)、ユーザにより、計測対象となる複数フレームが選択される(S826)。
If automatic time phase selection is set (if ON), the measurement
さらに、プリセットされた「ROI設定(図5)」が確認され(S828)、「ROI設定」に応じて、マニュアル、セミオートまたはフルオートが選択される。 Further, the preset “ROI setting (FIG. 5)” is confirmed (S828), and manual, semi-auto, or full-auto is selected according to “ROI setting”.
マニュアルでは複数の追跡点がユーザにより設定される(S830)。セミオートでは代表点がユーザにより設定され(S832)、ユーザにより設定された代表点に基づいて追跡点設定部44により複数の追跡点が設定される(S834)。
In the manual, a plurality of tracking points are set by the user (S830). In the semi-auto, representative points are set by the user (S832), and a plurality of tracking points are set by the tracking
フルオートの場合には、再トレースか否かが確認され(S836)、再トレースつまりトレースのやり直しの場合には、ユーザからの画像クリックの操作(S838)を受けてから、追跡点設定部44により代表点と複数の追跡点が設定される(S840,S842)。再トレースでなければ、ユーザからの画像クリックの操作を省略して、追跡点設定部44により代表点と複数の追跡点が設定される(S840,S842)。
In the case of full auto, it is confirmed whether or not the retrace is performed (S836), and in the case of retrace, that is, the re-execution of the trace, the tracking
さらに、フルオートの場合には、プリセットされた「自動計測開始(図5)」が確認され(S844)、自動計測開始が設定されている場合には(ONであれば)、トラッキング処理部45によるトラッキング処理と計測部46による計測処理が実行される(S852)。自動計測開始が設定されていない場合には(OFFであれば)、ユーザが複数の追跡点(ROI)の確認を行う(S846)。
Further, in the case of full auto, the preset “automatic measurement start (FIG. 5)” is confirmed (S844), and when the automatic measurement start is set (if ON), the
また、ROI設定がマニュアル(S830)とセミオート(S832,S834)の場合にもユーザが複数の追跡点(ROI)の確認を行い(S846)、自由解析モード(S810)の場合にも、ユーザが複数の追跡点を設定(S811)した後に、ユーザが複数の追跡点(ROI)の確認(S811の設定を完了するか否か)を行う(S846)。 In addition, when the ROI setting is manual (S830) and semi-automatic (S832, S834), the user confirms a plurality of tracking points (ROI) (S846), and also in the free analysis mode (S810), the user After setting a plurality of tracking points (S811), the user confirms a plurality of tracking points (ROI) (whether or not the setting of S811 is completed) (S846).
S846におけるユーザの確認結果がOK(Yes)であれば、ユーザからの計測開始の操作(S850)を受けてから、トラッキング処理部45によるトラッキング処理と計測部46による計測処理が実行される(S852)。S846におけるユーザの確認結果がNG(No)であれば、ユーザが複数の追跡点(ROI)を修正し(S848)、ユーザから計測開始の操作(S850)が成されると、トラッキング処理部45によるトラッキング処理と計測部46による計測処理が実行される(S852)。
If the confirmation result of the user in S846 is OK (Yes), the tracking processing by the
トラッキング処理と計測処理(S852)が終了すると、計測対象である画像ファイル(動画像)が表示部52にループ再生(繰り返し再生)され、計測結果が表示部52に表示される(S854)。
When the tracking process and the measurement process (S852) are completed, the image file (moving image) to be measured is loop reproduced (repeatedly reproduced) on the
そして、ユーザからの断面修正(S856)、ROI消去(S858)、解析モード(解析種類)の修正(S862)の各操作が確認され、これらの操作がなければ、解析が終了する(S864)。断面修正のユーザ操作があれば(S856)、ユーザにより断面の種類が選択され(S822)、S824以降の処理が実行される。ユーザからROI消去の指示があれば(S858)、ROI消去を実行するユーザ操作(S860)の後に、S820以降の処理が実行される。また、解析モード(解析種類)修正のユーザ操作があれば(S862)、ユーザによる解析モードの選択(S808)の後に、S806以降の処理が実行される。 Then, the operations of cross-sectional correction (S856), ROI deletion (S858), and analysis mode (analysis type) correction (S862) from the user are confirmed, and if these operations are not present, the analysis ends (S864). If there is a user operation for correcting the cross section (S856), the type of the cross section is selected by the user (S822), and the processes after S824 are executed. If there is an instruction to delete the ROI from the user (S858), after the user operation for executing the ROI deletion (S860), the processes after S820 are executed. If there is a user operation for correcting the analysis mode (analysis type) (S862), after the analysis mode is selected by the user (S808), the processes after S806 are executed.
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, embodiment mentioned above is only a mere illustration in all the points, and does not limit the scope of the present invention. The present invention includes various modifications without departing from the essence thereof.
10 プローブ、12 送受信部、20 画像形成部、22 画像記憶部、30 画像選択部、41 断面判定部、42 部位特定部、43 計測範囲選択部、44 追跡点設定部、45 トラッキング処理部、46 計測部、47 プリセット記憶部、50 表示処理部、52 表示部、60 操作デバイス、100 制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記断面の種類に応じた少なくとも1つの候補部位の中から計測対象部位を特定する特定部と、
前記複数フレームのうちの少なくとも一部を対象とし、前記計測対象部位にトレース処理を適用して得られる複数の代表箇所のトラッキング処理を実行する処理部と、
前記トラッキング処理の結果に基づいて、前記計測対象部位に関する前記断面の種類に応じた計測を実行する計測部と、
を有する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 A determination unit for determining a type of a cross section of the heart represented by the moving image by image recognition processing for at least one of the plurality of frames constituting the ultrasonic moving image;
A specifying unit that specifies a measurement target part from at least one candidate part according to the type of the cross section;
A processing unit that performs at least a part of the plurality of frames and performs tracking processing of a plurality of representative portions obtained by applying trace processing to the measurement target portion;
Based on the result of the tracking process, a measurement unit that performs measurement according to the type of the cross section related to the measurement target part;
Having
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記判定部は、前記断面の種類として、傍胸骨アプローチにより得られる左室の長軸断面と左室の短軸断面と、心尖部アプローチにより得られる四腔断面と三腔断面と二腔断面と、を含む複数断面の中から、前記動画像に対応した少なくとも1つの断面を特定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1,
The determination unit, as the type of the cross section, the left ventricular long axis section and the left ventricular short axis section obtained by the parasternal approach, the four-chamber section, the three-chamber section, and the two-chamber section obtained by the apex approach Identifying at least one cross-section corresponding to the moving image from a plurality of cross-sections including
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記特定部は、前記計測対象部位として、心臓の左室と右室と左房と右房と大動脈のうちの少なくとも1つを特定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 or 2,
The specifying unit specifies at least one of a left ventricle, a right ventricle, a left atrium, a right atrium, and an aorta of the heart as the measurement target part;
An ultrasonic diagnostic apparatus.
時間軸方向の計測範囲を指定するプリセットデータに基づいて、前記動画像を構成する複数フレームの中から計測対象となる複数フレームを選択する選択部をさらに有し、
前記処理部は、前記計測対象となる複数フレームを対象として、前記トラッキング処理を実行する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Based on preset data that designates a measurement range in the time axis direction, further includes a selection unit that selects a plurality of frames to be measured from a plurality of frames constituting the moving image,
The processing unit executes the tracking process for a plurality of frames to be measured.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記動画像を構成する複数フレームの中から解析対象として選択される複数フレームに含まれる基準フレーム内において、前記計測対象部位に前記トレース処理を適用することにより、前記複数の代表箇所として前記計測対象部位の輪郭上に複数の追跡点を設定する設定部をさらに有し、
前記処理部は、前記解析対象となる複数フレームに亘って前記各追跡点ごとに前記トラッキング処理を実行する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 In the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 4,
By applying the trace processing to the measurement target part in a reference frame included in a plurality of frames selected as an analysis target from a plurality of frames constituting the moving image, the measurement target as the plurality of representative locations. It further has a setting unit for setting a plurality of tracking points on the contour of the part,
The processing unit executes the tracking process for each tracking point over a plurality of frames to be analyzed.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記設定部は、前記断面の種類と前記計測対象部位に応じて選択されるアルゴリズムを利用して前記トレース処理を実行する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The setting unit performs the trace process using an algorithm selected according to the type of the cross section and the measurement target part,
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記断面の種類に応じた解析モードごとに定められた複数の計測項目のうちの少なくとも1つを対象とした計測を実行し、当該解析モードに応じた表示画面内に計測結果を表示する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 6,
Performing measurement for at least one of a plurality of measurement items determined for each analysis mode according to the type of the cross section, and displaying a measurement result in a display screen according to the analysis mode;
An ultrasonic diagnostic apparatus.
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