JP6199677B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents

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Description

本発明は、被検体の注目部位を診断する超音波診断装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus for diagnosing a site of interest of a subject.

超音波診断装置は、生体等の被検体内における組織等の注目部位の診断に利用されており、特に、胎児の診断において極めて重要な装置となっている。こうした事情から、超音波診断装置による胎児の診断に関する様々な技術が提案されている。例えば、特許文献1には、胎児の心臓について、心筋の各部位における動きの時間差を計測することができる画期的な技術が提案されている。   The ultrasonic diagnostic apparatus is used for diagnosing a site of interest such as a tissue in a subject such as a living body, and is an extremely important apparatus particularly for fetal diagnosis. Under these circumstances, various techniques relating to fetal diagnosis using an ultrasonic diagnostic apparatus have been proposed. For example, Patent Document 1 proposes an epoch-making technique capable of measuring a time difference of movement in each part of the myocardium of a fetal heart.

ところが、例えば妊娠第10週程度までの早期の胎児については、胎児そのものが未だ小さく、その心臓も非常に小さいために、超音波診断装置による心臓の診断が極めて難しい。例えば、超音波診断装置のMモード計測やドプラ計測において、極めて小さい心臓にカーソル等を設定することが困難であり、また、カーソル等を設定することができたとしても、母体の呼吸などに伴って胎児が全体的に動いて、カーソル等が心臓からずれてしまい、心拍情報等に関する測定の精度を維持することが難しい。   However, for example, an early fetus until about the 10th week of gestation is still very small and the heart is very small, making it very difficult to diagnose the heart with an ultrasonic diagnostic apparatus. For example, in M-mode measurement or Doppler measurement of an ultrasonic diagnostic apparatus, it is difficult to set a cursor or the like on a very small heart, and even if the cursor or the like can be set, it is accompanied by maternal breathing or the like. As a result, the fetus moves as a whole and the cursor and the like are displaced from the heart, and it is difficult to maintain the accuracy of measurement relating to heartbeat information and the like.

そのため、超音波診断装置において、例えば胎児の心臓に係る診断の精度を高める改良技術が望まれていた。   Therefore, there has been a demand for an improved technique for improving the accuracy of diagnosis related to the fetal heart, for example, in an ultrasonic diagnostic apparatus.

特開2011−177338号公報JP 2011-177338 A

本発明は、上述した背景技術に鑑みて成されたものであり、その目的は、被検体の注目部位(例えば胎児の心臓)に係る診断の精度を高める装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described background art, and an object of the present invention is to provide an apparatus that improves the accuracy of diagnosis related to a region of interest (for example, a fetal heart) of a subject.

上記目的にかなう好適な超音波診断装置は、被検体を含む診断領域を対象として超音波を送受するプローブと、プローブを制御して診断領域から超音波の受信信号を得る送受信部と、受信信号に基づいて得られる診断領域の画像データ内において、被検体の注目部位を避けつつ当該注目部位の外側部位を含むように第1参照領域を設定し、当該注目部位を含むように第2参照領域を設定する参照領域設定部と、第1参照領域内の画像データに基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する被検体をトラッキングするトラッキング処理部と、前記トラッキングの結果に基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する被検体に追従するように第2参照領域を移動させる移動処理部と、複数の時相に亘って移動する第2参照領域内の画像データに基づいて、前記注目部位の運動を反映した診断波形を形成する診断波形処理部とを有することを特徴とする。   An ultrasonic diagnostic apparatus suitable for the above object includes a probe that transmits and receives an ultrasonic wave for a diagnostic region including a subject, a transmission and reception unit that controls the probe to obtain an ultrasonic reception signal from the diagnostic region, and a received signal In the image data of the diagnostic region obtained based on the first reference region, the first reference region is set so as to include the outer region of the target region while avoiding the target region of the subject, and the second reference region so as to include the target region A reference region setting unit for setting the object, a tracking processing unit for tracking a subject that moves in the image data over a plurality of time phases based on the image data in the first reference region, and a result of the tracking And a movement processing unit that moves the second reference region so as to follow the subject moving in the image data over a plurality of time phases, and a movement processing unit that moves over the plurality of time phases. Based on the image data of the second reference area which is characterized by having a diagnostic waveform processing section which forms a diagnostic waveform reflecting the movement of the target site.

上記構成において、被検体の具体例は生体であり注目部位の具体例は組織である。例えば、被検体の注目部位として好適な具体例には、胎児の心臓が含まれる。また、診断領域の画像データとして好適な具体例は、二次元のBモード画像(断層画像)の画像データであるが、カラードプラ画像や三次元画像の画像データであってもよい。また、参照領域(第1参照領域と第2参照領域)の形状については様々な態様が可能であり、例えば、二次元の画像データであれば二次元形状(矩形、その他の多角形、円形、楕円形等)の参照領域が利用され、三次元の画像データであれば三次元形状の参照領域が利用される。第2参照領域は、例えば注目部位に応じた大きさとされ、注目部位の少なくとも一部を含むように設定され、好適には、注目部位の全体を含むように設定されることが望ましい。第1参照領域は、被検体に対して、注目部位を避けつつ注目部位の外側部位を含むように設定される。なお、第1参照領域と第2参照領域は、互いに重ならないように設定されてもよいし、互いに一部が重なるように設定されてもよい。   In the above configuration, a specific example of the subject is a living body, and a specific example of the region of interest is a tissue. For example, a fetal heart is included as a specific example suitable as a site of interest of a subject. Further, a specific example suitable as image data of the diagnostic region is image data of a two-dimensional B-mode image (tomographic image), but may be image data of a color Doppler image or a three-dimensional image. Moreover, various modes are possible for the shape of the reference region (the first reference region and the second reference region). For example, if the image data is two-dimensional, a two-dimensional shape (rectangle, other polygons, a circle, An elliptical reference area is used, and if it is three-dimensional image data, a three-dimensional reference area is used. For example, the second reference region is sized according to the site of interest, and is set to include at least a part of the site of interest, and is preferably set to include the entire site of interest. The first reference region is set to the subject so as to include an outer part of the target part while avoiding the target part. The first reference area and the second reference area may be set so as not to overlap each other, or may be set so as to partially overlap each other.

上記構成によれば、例えば被検体が移動する場合においても、第1参照領域を用いて被検体をトラッキングし、そのトラッキングの結果に基づいて被検体に追従するように第2参照領域を移動させるため、第2参照領域が注目部位に追従するように移動され、第2参照領域内の画像データに基づいて得られる診断波形の信頼性が高まり、診断波形に基づいた診断の精度が高められる。   According to the above configuration, for example, even when the subject moves, the subject is tracked using the first reference region, and the second reference region is moved so as to follow the subject based on the tracking result. Therefore, the second reference region is moved so as to follow the attention site, the reliability of the diagnostic waveform obtained based on the image data in the second reference region is increased, and the accuracy of diagnosis based on the diagnostic waveform is increased.

望ましい具体例において、前記診断波形処理部は、複数の時相に亘って周期的に変化する診断波形内において、バイアス成分の時間的な変動を抑制して診断波形を整形した整形波形を形成する、ことを特徴とする。   In a preferred embodiment, the diagnostic waveform processing unit forms a shaped waveform obtained by shaping a diagnostic waveform by suppressing temporal fluctuations of a bias component in a diagnostic waveform that periodically changes over a plurality of time phases. It is characterized by that.

望ましい具体例において、前記診断波形処理部は、複数の時相に亘って診断波形内に現れる複数の極値について、各極値の時相を維持しつつ複数の極値の大きさを揃えることにより前記整形波形を形成する、ことを特徴とする。   In a preferred embodiment, the diagnostic waveform processing unit aligns the sizes of a plurality of extreme values while maintaining the time phase of each extreme value for a plurality of extreme values appearing in the diagnostic waveform over a plurality of time phases. To form the shaped waveform.

望ましい具体例において、前記診断波形処理部は、複数の時相に亘って診断波形内において、互いに隣接する極大値と極小値の間に現れる複数の中間値について、各中間値の時相を維持しつつ複数の中間値の大きさを揃えることにより前記整形波形を形成する、ことを特徴とする。   In a preferred embodiment, the diagnostic waveform processing unit maintains a time phase of each intermediate value for a plurality of intermediate values appearing between a maximum value and a minimum value adjacent to each other in the diagnostic waveform over a plurality of time phases. However, the shaped waveform is formed by aligning the sizes of a plurality of intermediate values.

望ましい具体例において、前記診断波形処理部は、周期的に変化する前記診断波形に基づいて、当該診断波形内において複数の時相に亘って変動する周期についての安定性を評価し、その評価結果に応じた表示態様を形成する、ことを特徴とする。   In a desirable specific example, the diagnostic waveform processing unit evaluates the stability of a period that varies over a plurality of time phases in the diagnostic waveform based on the periodically changing diagnostic waveform, and the evaluation result The display mode according to the above is formed.

望ましい具体例において、前記診断波形処理部は、前記診断波形内において周期の安定した期間を示す表示態様を形成する、ことを特徴とする。   In a preferred specific example, the diagnostic waveform processing unit forms a display mode indicating a period with a stable period in the diagnostic waveform.

望ましい具体例において、前記参照領域設定部は、前記画像データ内において、胎児の心臓を含むように第2参照領域を設定し、第2参照領域を取り囲むように第1参照領域を設定する、ことを特徴とする。例えば、第2参照領域の全周囲を完全に包み込むように第1参照領域が設定されてもよいし、一部を開口させて第2参照領域を取り囲む第1参照領域が設定されてもよい。また、第1参照領域を複数の部分領域からなるセットで構成し、それら複数の部分領域が第2参照領域の周囲に配置されてもよい。   In a preferred embodiment, the reference area setting unit sets a second reference area so as to include a fetal heart in the image data, and sets the first reference area so as to surround the second reference area. It is characterized by. For example, the first reference area may be set so as to completely enclose the entire periphery of the second reference area, or the first reference area surrounding the second reference area by opening a part thereof may be set. Further, the first reference area may be configured by a set including a plurality of partial areas, and the plurality of partial areas may be arranged around the second reference area.

本発明により、被検体の注目部位に係る診断の精度を高める装置が提供される。例えば本発明の好適な態様によれば、被検体が移動する場合においても、第1参照領域を用いて被検体をトラッキングし、そのトラッキングの結果に基づいて被検体に追従するように第2参照領域を移動させるため、第2参照領域が注目部位に追従するように移動され、第2参照領域内の画像データに基づいて得られる診断波形の信頼性が高まり、診断波形に基づいた診断の精度が高められる。   According to the present invention, an apparatus for improving the accuracy of diagnosis related to a region of interest of a subject is provided. For example, according to a preferred aspect of the present invention, even when the subject moves, the second reference is made so that the subject is tracked using the first reference region and the subject is followed based on the tracking result. Since the region is moved, the second reference region is moved so as to follow the region of interest, the reliability of the diagnostic waveform obtained based on the image data in the second reference region is increased, and the accuracy of diagnosis based on the diagnostic waveform is increased. Is increased.

本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus suitable for implementing the present invention. 身体参照領域と心臓参照領域の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of a body reference area and a heart reference area. 図1の超音波診断装置による処理の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the process by the ultrasonic diagnosing device of FIG. 心拍波形の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of a heartbeat waveform. 心拍波形の表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of a heartbeat waveform. 心拍波形の極値を利用した整形処理の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the shaping process using the extreme value of a heartbeat waveform. 心拍波形の中間値を利用した整形処理の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the shaping process using the intermediate value of a heartbeat waveform. 心拍波形の極大値と極小値を揃える整形処理の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the shaping process which arranges the maximum value and minimum value of a heartbeat waveform. 心拍波形の極大値と極小値を揃える整形処理の他の具体例を示す図である。It is a figure which shows the other specific example of the shaping process which arranges the maximum value and minimum value of a heartbeat waveform. 整形波形の表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of a shaping waveform. 周期の安定した期間の判定処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the determination process of the period where the period was stabilized. 心拍波形または整形波形内の安定期間の表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of the stable period in a heartbeat waveform or a shaping waveform. 計測結果の他の表示例を示す図である。It is a figure which shows the other example of a display of a measurement result.

図1は、本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成図である。プローブ10は、胎児を含む診断領域に超音波を送波し、その診断領域から反射される超音波を受波する。プローブ10は、超音波を送受する複数の振動素子を備えており、複数の振動素子が送受信部12によって送信制御されて送信ビームが形成される。また、複数の振動素子が診断領域から反射された超音波を受波し、これにより得られた信号が送受信部12へ出力され、送受信部12が受信ビームを形成する。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus suitable for implementing the present invention. The probe 10 transmits an ultrasonic wave to a diagnostic region including the fetus and receives an ultrasonic wave reflected from the diagnostic region. The probe 10 includes a plurality of vibration elements that transmit and receive ultrasonic waves, and transmission of the plurality of vibration elements is controlled by the transmission / reception unit 12 to form a transmission beam. Further, the plurality of vibration elements receive the ultrasonic waves reflected from the diagnostic region, and signals obtained thereby are output to the transmission / reception unit 12, and the transmission / reception unit 12 forms a reception beam.

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応した送信信号を出力することにより、超音波の送信ビームを形成してその送信ビームを走査する。また、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から得られる受信信号に対して整相加算処理などを施すことにより、走査される送信ビームに対応した受信ビームを形成し、受信ビームに沿って得られるエコーデータ(受信信号)を出力する。つまり、送受信部12は、送信ビームフォーマと受信ビームフォーマの機能を備えている。   The transmission / reception unit 12 outputs a transmission signal corresponding to each of the plurality of vibration elements included in the probe 10, thereby forming an ultrasonic transmission beam and scanning the transmission beam. In addition, the transmission / reception unit 12 forms a reception beam corresponding to the transmission beam to be scanned by performing a phasing addition process on the reception signal obtained from each of the plurality of vibration elements included in the probe 10, and receives Echo data (received signal) obtained along the beam is output. That is, the transmission / reception unit 12 has functions of a transmission beamformer and a reception beamformer.

超音波画像形成部20は、複数の時相に亘って得られるエコーデータ(受信信号)に基づいて、胎児を含んだ診断領域に関する複数の時相に亘る超音波画像の画像データを形成する。超音波画像形成部20は、例えば、胎児を映し出した断層画像(Bモード画像)の画像データを各フレームごとに(各時相ごとに)複数フレームに亘って形成する。超音波画像形成部20において形成された断層画像の画像データは、各フレームごとに次々に参照領域設定部30に出力される。また、超音波画像形成部20において形成された画像データは、表示画像形成部80に出力されて、その画像データに対応した断層画像が表示部82に表示される。   The ultrasound image forming unit 20 forms image data of ultrasound images over a plurality of time phases related to a diagnostic region including the fetus based on echo data (received signals) obtained over a plurality of time phases. For example, the ultrasonic image forming unit 20 forms image data of a tomographic image (B-mode image) showing a fetus over a plurality of frames for each frame (for each time phase). The image data of the tomographic image formed in the ultrasonic image forming unit 20 is output to the reference region setting unit 30 one after another for each frame. The image data formed in the ultrasonic image forming unit 20 is output to the display image forming unit 80, and a tomographic image corresponding to the image data is displayed on the display unit 82.

参照領域設定部30は、超音波画像形成部20において形成された断層画像の画像データ内に参照領域を設定する。参照領域設定部30は、胎児の身体に対して身体参照領域を設定し、胎児の心臓に対して心臓参照領域を設定する。参照領域設定部30は、例えば、操作デバイス40を介して入力されるユーザ操作に応じて、身体参照領域と心臓参照領域を設定する。ユーザは、例えば、表示部82に映し出される断層画像を見ながら、所望の位置に身体参照領域と心臓参照領域が設定されるように、操作デバイス40を操作する。なお、参照領域設定部30が断層画像内の画像状態を解析して、胎児の身体に身体参照領域を設定し、胎児の心臓に心臓参照領域を設定してもよい。   The reference region setting unit 30 sets a reference region in the image data of the tomographic image formed by the ultrasonic image forming unit 20. The reference region setting unit 30 sets a body reference region for the fetal body and sets a heart reference region for the fetal heart. For example, the reference region setting unit 30 sets a body reference region and a heart reference region in accordance with a user operation input via the operation device 40. For example, the user operates the operation device 40 so that the body reference region and the heart reference region are set at desired positions while viewing the tomographic image displayed on the display unit 82. The reference region setting unit 30 may analyze the image state in the tomographic image, set the body reference region in the fetal body, and set the heart reference region in the fetal heart.

参照領域設定部30により断層画像の画像データ内に身体参照領域と心臓参照領域が設定されると、トラッキング処理部50は、身体参照領域内の画像データに基づいて、複数の時相に亘って断層画像の画像データ内において移動する胎児をトラッキングする。そして、移動処理部60は、トラッキング処理部50におけるトラッキング結果に基づいて、複数の時相に亘って断層画像の画像データ内において移動する胎児に追従するように心臓参照領域を移動させる。これにより、胎児の心臓に対して設定された心臓参照領域が、移動する胎児の心臓に追従するように制御される。   When the body reference region and the heart reference region are set in the image data of the tomographic image by the reference region setting unit 30, the tracking processing unit 50 covers a plurality of time phases based on the image data in the body reference region. The moving fetus is tracked in the image data of the tomographic image. Then, the movement processing unit 60 moves the heart reference region based on the tracking result in the tracking processing unit 50 so as to follow the moving fetus in the image data of the tomographic image over a plurality of time phases. Thereby, the heart reference area set for the fetal heart is controlled to follow the moving fetal heart.

心拍波形処理部70は、複数の時相に亘って移動する心臓参照領域内の画像データに基づいて、胎児の心臓の周期的な運動、つまり心拍を反映した心拍波形を形成し、その心拍波形のデータを表示画像形成部80に出力する。   The heartbeat waveform processing unit 70 forms a heartbeat waveform reflecting the periodic motion of the fetal heart, that is, the heartbeat, based on the image data in the heart reference region moving over a plurality of time phases, and the heartbeat waveform Is output to the display image forming unit 80.

表示画像形成部80は、超音波画像形成部20から得られる断層画像の画像データと、心拍波形処理部70から得られる心拍波形のデータに基づいて、断層画像と心拍波形の表示画像を形成する。表示画像形成部80において形成された表示画像は表示部82に表示される。   The display image forming unit 80 forms a tomographic image and a display image of the heartbeat waveform based on the image data of the tomographic image obtained from the ultrasonic image forming unit 20 and the heartbeat waveform data obtained from the heartbeat waveform processing unit 70. . The display image formed in the display image forming unit 80 is displayed on the display unit 82.

なお、図1に示した構成のうち、送受信部12、超音波画像形成部20、参照領域設定部30、トラッキング処理部50、移動処理部60、心拍波形処理部70、表示画像形成部80は、それぞれ、例えばプロセッサや電子回路等のハードウェアを利用して実現することができ、操作デバイス40は、例えば、マウス、トラックボール、キーボード、タッチパネル、その他のスイッチ類などのうちの少なくとも一部で実現することができる。また、表示部82の好適な具体例は液晶ディスプレイ等であるがこれに限定されない。   In the configuration illustrated in FIG. 1, the transmission / reception unit 12, the ultrasonic image forming unit 20, the reference region setting unit 30, the tracking processing unit 50, the movement processing unit 60, the heartbeat waveform processing unit 70, and the display image forming unit 80 The operation device 40 can be realized by using hardware such as a processor or an electronic circuit, respectively, and the operation device 40 is at least a part of, for example, a mouse, a trackball, a keyboard, a touch panel, and other switches. Can be realized. A suitable specific example of the display unit 82 is a liquid crystal display or the like, but is not limited thereto.

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機能等について詳述する。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, functions and the like 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.

図2は、身体参照領域31と心臓参照領域32の具体例を示す図である。断層画像(Bモード画像)22には、母体(子宮)内の胎児が映し出されており、母体内において胎児は羊水に取り囲まれている。   FIG. 2 is a diagram illustrating specific examples of the body reference region 31 and the heart reference region 32. The tomographic image (B-mode image) 22 shows the fetus in the mother body (uterus), and the fetus is surrounded by amniotic fluid in the mother body.

身体参照領域31は、第1参照領域の好適な具体例であり、胎児の身体に関する全体的な動きを解析するために利用される。そのため、身体参照領域31は、胎児の身体の動きが検出され易い箇所に設定されることが望ましい。具体的には、例えば、胎児と羊水の境界が含まれるように、ユーザが身体参照領域31の位置を指定する。また、参照領域設定部30が、例えば二値化処理等の画像解析処理により胎児と羊水の境界を判定し、身体参照領域31の設定位置を決定してもよい。なお、胎児の身体の動きが検出され易い他の箇所を含むように身体参照領域31が設定されてもよい。   The body reference area 31 is a preferred specific example of the first reference area, and is used to analyze the overall movement of the fetal body. Therefore, it is desirable that the body reference region 31 is set at a place where the movement of the fetal body is easily detected. Specifically, for example, the user designates the position of the body reference region 31 so that the boundary between the fetus and the amniotic fluid is included. Further, the reference region setting unit 30 may determine the boundary between the fetus and the amniotic fluid by image analysis processing such as binarization processing and determine the setting position of the body reference region 31. Note that the body reference region 31 may be set so as to include other places where the movement of the fetal body is easily detected.

心臓参照領域32は、第2参照領域の好適な具体例であり、胎児の心臓に関する運動を解析するために利用される。そのため、心臓参照領域32は、胎児の心臓の運動が検出され易い箇所に設定されることが望ましい。具体的には、例えば、比較的高い輝度となる胎児の心臓部分が全体的に含まれるように、ユーザが心臓参照領域32の位置を指定する。また、参照領域設定部30が、例えば二値化処理等の画像解析処理により、比較的高い輝度となる胎児の心臓部分を判定して、心臓参照領域32の設定位置を決定してもよい。なお、胎児の心臓の運動が検出できる限りにおいて、心臓の一部分のみを含むように心臓参照領域32が設定されてもよい。   The heart reference region 32 is a preferred embodiment of the second reference region and is used to analyze the movement of the fetus heart. Therefore, it is desirable that the heart reference region 32 is set at a place where the fetal heart motion is easily detected. Specifically, for example, the user designates the position of the heart reference region 32 so that the fetal heart portion having relatively high luminance is entirely included. Further, the reference region setting unit 30 may determine a setting position of the heart reference region 32 by determining a fetal heart portion having a relatively high luminance by image analysis processing such as binarization processing, for example. The heart reference region 32 may be set so as to include only a part of the heart as long as the fetal heart motion can be detected.

図2に示す具体例においては、身体参照領域31と心臓参照領域32は共に矩形状であるが、これらの参照領域はその他の多角形や円形や楕円形であってもよい。また、図2に示す具体例のように、心臓参照領域32は胎児の心臓の大きさに合わせて比較的小さく、身体参照領域31は胎児の身体の大きさに合わせて、心臓参照領域32よりも大きいことが望ましい。   In the specific example shown in FIG. 2, the body reference region 31 and the heart reference region 32 are both rectangular, but these reference regions may be other polygons, circles, or ellipses. Further, as in the specific example shown in FIG. 2, the heart reference area 32 is relatively small in accordance with the size of the fetal heart, and the body reference area 31 is larger than the heart reference area 32 in accordance with the size of the fetal body. Is also desirable to be large.

また、身体参照領域31は、胎児の心臓を避けるように設定される。なお、身体参照領域31は、心臓を含まないように設定されることが望ましいものの、胎児の身体の動きを検出できる限りにおいて、心臓の一部を含むように設定されてもよい。心臓参照領域32が心臓に対して設定されるため、身体参照領域32は、心臓参照領域32に対応する領域が刳り抜かれた形状で、心臓参照領域32を取り囲むように設定されることが望ましい。なお、身体参照領域31と心臓参照領域32が互いに部分的に重なってもよい。また、心臓参照領域32の位置のみがユーザによって指定され、その心臓参照領域32を取り囲むように参照領域設定部30が身体参照領域31を設定してもよい。   The body reference region 31 is set so as to avoid the fetal heart. The body reference region 31 is desirably set so as not to include the heart, but may be set so as to include a part of the heart as long as the movement of the fetal body can be detected. Since the heart reference region 32 is set with respect to the heart, the body reference region 32 is preferably set so as to surround the heart reference region 32 in a shape in which the region corresponding to the heart reference region 32 is hollowed out. The body reference area 31 and the heart reference area 32 may partially overlap each other. Alternatively, only the position of the heart reference region 32 may be specified by the user, and the reference region setting unit 30 may set the body reference region 31 so as to surround the heart reference region 32.

図3は、図1の超音波診断装置による処理の具体例を示す図である。まず、超音波が送受されて胎児を含む診断領域に関する断層画像の画像データが得られると、参照領域設定部30により断層画像の画像データ内に参照領域が設定される(S301)。例えば、基準となるフレームの断層画像内において、身体参照領域31と心臓参照領域32が設定される(図2参照)。   FIG. 3 is a diagram showing a specific example of processing by the ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. First, when image data of a tomographic image relating to a diagnostic region including a fetus is obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves, a reference region is set in the image data of the tomographic image by the reference region setting unit 30 (S301). For example, the body reference region 31 and the heart reference region 32 are set in the tomographic image of the reference frame (see FIG. 2).

続いて、処理対象となる複数フレームに亘る断層画像の画像データが各フレームごとに取得される(S302)。例えば、参照領域が設定された断層画像(基準となるフレーム)以降のフレームの断層画像の画像データが、各フレームごとに次々にトラッキング処理部50と移動処理部60に送られる。   Subsequently, image data of tomographic images over a plurality of frames to be processed is acquired for each frame (S302). For example, image data of tomographic images of frames after the tomographic image (reference frame) in which the reference region is set is sent to the tracking processing unit 50 and the movement processing unit 60 one after another for each frame.

トラッキング処理部50は、基準となるフレームの断層画像内に設定された身体参照領域31(図2)をテンプレートとし、処理対象となるフレームの断層画像内において、テンプレート内の画像データに最も類似する(相関の高い)画像部分を探索し、テンプレートの移動位置とするマッチング処理を実行する。そして、処理対象となる複数フレームの断層画像内において、次々にテンプレートの移動位置を探索してトラッキングする(S303)。   The tracking processing unit 50 uses the body reference region 31 (FIG. 2) set in the tomographic image of the reference frame as a template, and is most similar to the image data in the template in the tomographic image of the frame to be processed. An image portion (highly correlated) is searched, and a matching process is performed with the template moving position. Then, in the tomographic images of a plurality of frames to be processed, the movement position of the template is sequentially searched and tracked (S303).

トラッキング処理部50は、複数フレームに亘って身体参照領域31をテンプレートとしたトラッキング処理を実行し、各フレームごとに身体参照領域31の移動位置を算出する。例えば、基準となるフレームの断層画像内における身体参照領域31の位置から、処理対象となるフレームにおける身体参照領域31の移動位置までの移動ベクトルを、各フレームごとに算出する。なお、互いに時相的に近接するフレーム間のマッチング処理により、当該フレーム間における身体参照領域31の移動ベクトルが算出されてもよい。   The tracking processing unit 50 performs a tracking process using the body reference region 31 as a template over a plurality of frames, and calculates the movement position of the body reference region 31 for each frame. For example, a movement vector from the position of the body reference region 31 in the tomographic image of the reference frame to the movement position of the body reference region 31 in the processing target frame is calculated for each frame. Note that the movement vector of the body reference region 31 between the frames may be calculated by a matching process between the frames that are temporally adjacent to each other.

移動処理部60は、次々に送られてくる複数フレームに亘る断層画像の画像データ内において、身体参照領域31の移動距離と同じ距離だけ心臓参照領域32を移動させる。つまり、各フレームごとに算出される身体参照領域31の移動ベクトルと同じベクトル量だけ心臓参照領域32を移動させる。これにより、身体参照領域31の移動に追従するように、つまり、移動する胎児の心臓に追従するように心臓参照領域32が移動する(S304)。   The movement processing unit 60 moves the heart reference region 32 by the same distance as the movement distance of the body reference region 31 in the image data of tomographic images over a plurality of frames that are sequentially sent. That is, the heart reference area 32 is moved by the same vector amount as the movement vector of the body reference area 31 calculated for each frame. Thereby, the heart reference area 32 moves so as to follow the movement of the body reference area 31, that is, so as to follow the heart of the moving fetus (S304).

心拍波形処理部70は、移動する心臓参照領域32内における画像データに基づいて、複数フレームに亘って周期的に変化する心拍波形を形成する(S305)。心拍波形が形成されると、その心拍波形を含んだ表示画像が表示部82に表示される(S306)。そして、処理対象となる全てのフレームに関する処理が終了したか否かが確認され(S307)、全てのフレームに関する処理が終了するまで、S302からS306の処理が繰り返される。   The heartbeat waveform processing unit 70 forms a heartbeat waveform that periodically changes over a plurality of frames based on the image data in the moving heart reference region 32 (S305). When the heartbeat waveform is formed, a display image including the heartbeat waveform is displayed on the display unit 82 (S306). Then, it is confirmed whether or not the processing for all the frames to be processed has been completed (S307), and the processing from S302 to S306 is repeated until the processing for all the frames is completed.

図4は、心拍波形の具体例を示す図である。心拍波形処理部70は、各フレームごとに心臓参照領域32(図2)内の画像データに基づいて波形値を算出し、複数のフレームに亘って波形値を繋ぎ合わせた心拍波形72を形成する。   FIG. 4 is a diagram showing a specific example of a heartbeat waveform. The heartbeat waveform processing unit 70 calculates a waveform value for each frame based on the image data in the heart reference region 32 (FIG. 2), and forms a heartbeat waveform 72 by connecting the waveform values over a plurality of frames. .

波形値の好適な具体例は、心臓参照領域32内における複数の画素に関する画素値の平均値である。画像データ内における胎児の心臓は、全体的に画素値(輝度値)を心拍に応じて周期的に変化させている。心臓参照領域32は、移動する胎児の心臓に追従するように制御されており、従って、心臓参照領域32内における全体的な画素値の変化、例えば画素値の平均値は、心拍に応じて周期的に変化する。そこで、心拍波形処理部70は、各フレームごとに、波形値として画素値の平均値を算出して心拍波形72を形成する。   A preferable specific example of the waveform value is an average value of pixel values related to a plurality of pixels in the heart reference region 32. The fetal heart in the image data has its pixel values (luminance values) changed periodically according to the heart rate as a whole. The heart reference region 32 is controlled so as to follow the moving fetal heart, and therefore, the overall change in pixel values within the heart reference region 32, for example, the average value of the pixel values, is a period according to the heartbeat. Changes. Therefore, the heartbeat waveform processing unit 70 calculates the average value of the pixel values as the waveform value for each frame to form the heartbeat waveform 72.

なお、各フレームの心臓参照領域32内における画素値の平均値と、基準フレームの心臓参照領域32内における画素値の平均値と、の差分を波形値として心拍波形72を形成してもよい。また、波形値として、各フレームごとに、心臓参照領域32内の画像データに基づいて例えば基準フレームとの間の相関値等が算出されてもよい。相関値としては、例えばSSD(Sum of Square Difference:差の二乗和)やSAD(Sum of Absolute Difference:差の絶対値の和)などが好適であるものの他の演算式が利用されてもよい。   The heartbeat waveform 72 may be formed using a difference between an average value of pixel values in the heart reference region 32 of each frame and an average value of pixel values in the heart reference region 32 of the base frame as a waveform value. Further, as a waveform value, for example, a correlation value with a reference frame or the like may be calculated for each frame based on image data in the heart reference region 32. As the correlation value, for example, other arithmetic expressions that are suitable, such as SSD (Sum of Square Difference) or SAD (Sum of Absolute Difference), may be used.

図5は、心拍波形72の表示例を示す図である。図5には、表示画像形成部80により形成されて表示部82に表示される表示画像の具体例が示されている。   FIG. 5 is a diagram illustrating a display example of the heartbeat waveform 72. FIG. 5 shows a specific example of the display image formed by the display image forming unit 80 and displayed on the display unit 82.

図5<A>は、断層画像(Bモード画像)22と心拍波形72を上下に並べて配置した表示画像を示しており、図5<B>は、心拍波形72と断層画像22を左右に並べて配置した表示画像を示している。なお、例えば、心拍波形72の近傍に平均心拍数(BPM)が数値で表示されてもよい。   FIG. 5 <A> shows a display image in which the tomographic image (B-mode image) 22 and the heartbeat waveform 72 are arranged one above the other, and FIG. 5 <B> shows the heartbeat waveform 72 and the tomographic image 22 arranged side by side. The arranged display image is shown. For example, an average heart rate (BPM) may be displayed in the vicinity of the heartbeat waveform 72 as a numerical value.

図5<C>は、断層画像22と心拍数波形74を上下に並べて配置した表示画像を示している。心拍数波形74は、複数の時相に亘って心拍数の変化を示した波形であり、例えば、各時相ごとに、波形の高さにより、その時相における心拍数(例えばその時相の近傍における平均の心拍数)を示した波形である。   FIG. 5 <C> shows a display image in which the tomographic image 22 and the heart rate waveform 74 are arranged one above the other. The heart rate waveform 74 is a waveform showing a change in heart rate over a plurality of time phases. For example, for each time phase, the heart rate at that time phase (for example, in the vicinity of that time phase), depending on the height of the waveform. It is a waveform showing the average heart rate.

図5<D>は、断層画像22と心拍波形72と心拍数波形74を含んだ表示画像を示している。心拍波形72と心拍数波形74は、互いに時相を揃えて(同期させて)表示されることが望ましい。   FIG. 5 <D> shows a display image including the tomographic image 22, the heartbeat waveform 72, and the heartbeat waveform 74. It is desirable that the heart rate waveform 72 and the heart rate waveform 74 are displayed with the time phases aligned (synchronized) with each other.

図6から図9は、心拍波形72の整形処理を説明するための図である。画素の平均値や相関値を波形値として心拍波形72を形成すると、時間とともに変動するバイアス成分が含まれる傾向にある。そこで、心拍波形処理部70は、複数の時相に亘って周期的に変化する心拍波形72内において、バイアス成分の時間的な変動を抑制し、心拍波形72を整形した整形波形73を形成する。そして、心拍波形72に代えて又は心拍波形72と共に整形波形73が表示部82に表示される。   6 to 9 are diagrams for explaining the heartbeat waveform 72 shaping process. When the heartbeat waveform 72 is formed using the average value or correlation value of pixels as a waveform value, a bias component that varies with time tends to be included. Therefore, the heartbeat waveform processing unit 70 suppresses temporal variation of the bias component in the heartbeat waveform 72 that periodically changes over a plurality of time phases, and forms a shaped waveform 73 that shapes the heartbeat waveform 72. . Then, a shaped waveform 73 is displayed on the display unit 82 instead of the heartbeat waveform 72 or together with the heartbeat waveform 72.

図6は、心拍波形72の極値を利用した整形処理の具体例を示す図である。心拍波形処理部70は、複数の時相に亘って心拍波形72内に現れる複数の極値について、各極値の時相を維持しつつ複数の極値の大きさを揃えることにより、整形波形73を形成する。   FIG. 6 is a diagram illustrating a specific example of the shaping process using the extreme value of the heartbeat waveform 72. The heartbeat waveform processing unit 70 arranges a plurality of extreme values that appear in the heartbeat waveform 72 over a plurality of time phases by aligning the sizes of the plurality of extreme values while maintaining the time phases of the respective extreme values. 73 is formed.

心拍波形処理部70は、まず、複数フレームに亘る心拍波形72内に含まれる複数の極大点(ピーク点)を検出し、複数の極大点の中から任意の極大点を基準点(基準ピーク)とする。そして、基準点の波形値を基準値(例えば1.0p)とし、他の複数の極大点における波形値を基準値に基づいて規格化する。つまり、基準値に対する相対的な大きさにより、他の複数の極大点における波形値を算出する。図6には、心拍波形72に含まれる複数の極大点の規格化された波形値(0.5p,0.9p,0.9p,1.0p,・・・)が示されている。   The heartbeat waveform processing unit 70 first detects a plurality of maximum points (peak points) included in the heartbeat waveform 72 over a plurality of frames, and selects an arbitrary maximum point from the plurality of maximum points as a reference point (reference peak). And Then, the waveform value at the reference point is set as a reference value (for example, 1.0 p), and the waveform values at other local maximum points are normalized based on the reference value. That is, the waveform values at other local maximum points are calculated based on the relative size with respect to the reference value. FIG. 6 shows standardized waveform values (0.5p, 0.9p, 0.9p, 1.0p,...) Of a plurality of maximum points included in the heartbeat waveform 72.

次に、心拍波形処理部70は、基準値と複数の極大点の規格化された波形値との比率に関する逆数を算出し、複数の極大点に対応した複数の逆数を時相方向に沿って線で結んだ重み係数を形成する。図6には、複数の極大点に対応した複数の逆数(1.0/0.5,1.0/0.9,1.0/0.9,1.0/1.0,・・・)を折れ線で繋いだ重み係数が図示されている。なお、折れ線を平滑化した曲線状の重み係数が形成されてもよい。   Next, the heartbeat waveform processing unit 70 calculates an inverse of the ratio between the reference value and the normalized waveform value of the plurality of local maximum points, and calculates the plurality of inverses corresponding to the local maximum points along the time phase direction. A weighting factor connected by a line is formed. FIG. 6 shows a plurality of reciprocals corresponding to a plurality of local maximum points (1.0 / 0.5, 1.0 / 0.9, 1.0 / 0.9, 1.0 / 1.0,... The weighting coefficient connecting ()) with a broken line is shown. A curved weight coefficient obtained by smoothing the polygonal line may be formed.

そして、心拍波形処理部70は、心拍波形72に重み係数を乗算して整形波形73を形成する。つまり、心拍波形72の各時相の波形値に、その時相に対応した重み係数が乗算されて、その時相に対応した整形波形値が算出され、複数の時相に対応した複数の整形波形値を繋ぎ合わせて整形波形73が形成される。   Then, the heartbeat waveform processing unit 70 forms a shaped waveform 73 by multiplying the heartbeat waveform 72 by a weighting coefficient. That is, the waveform value of each time phase of the heartbeat waveform 72 is multiplied by the weighting coefficient corresponding to that time phase, and a shaped waveform value corresponding to that time phase is calculated, and a plurality of shaped waveform values corresponding to a plurality of time phases are calculated. Are combined to form a shaped waveform 73.

こうして形成された整形波形73は、複数の極大点の波形値(極大値)の大きさが揃えられており、心拍波形72に含まれていたバイアス成分の時間的な変動が抑制され、望ましくは、その変動が完全に除去される。   The shaped waveform 73 formed in this way has the waveform values (maximum values) of a plurality of maximum points aligned, and the temporal fluctuation of the bias component included in the heartbeat waveform 72 is suppressed. The variation is completely eliminated.

なお、複数の極大点に代えて、複数の極小点の大きさを揃えることにより整形波形73が形成されてもよい。また、極大点と極小点の間の中間点を揃えて整形波形73が形成されてもよい。   Instead of the plurality of maximum points, the shaped waveform 73 may be formed by aligning the sizes of the plurality of minimum points. Moreover, the shaping waveform 73 may be formed by aligning an intermediate point between the maximum point and the minimum point.

図7は、心拍波形72の中間値を利用した整形処理の具体例を示す図である。心拍波形処理部70は、複数の時相に亘って心拍波形72内において、互いに隣接する極大値と極小値の間に現れる複数の中間値について、各中間値の時相を維持しつつ複数の中間値の大きさを揃えることにより、整形波形73を形成する。   FIG. 7 is a diagram illustrating a specific example of the shaping process using the intermediate value of the heartbeat waveform 72. The heartbeat waveform processing unit 70 maintains a time phase of each intermediate value with respect to a plurality of intermediate values appearing between adjacent maximum and minimum values in the heartbeat waveform 72 over a plurality of time phases. By adjusting the size of the intermediate value, the shaped waveform 73 is formed.

心拍波形処理部70は、まず、複数フレームに亘る心拍波形72内に含まれる複数の極大点(ピーク点)と複数の極小点(谷点)を検出し、互いに隣接する極大点と極小点の中間点(波形値の中間点または時相の中間点)を設定し、複数の中間点の中から任意の中間点を基準点とする。   The heartbeat waveform processing unit 70 first detects a plurality of local maximum points (peak points) and a plurality of local minimum points (valley points) included in the heartbeat waveform 72 over a plurality of frames, and detects the local maximum points and local minimum points adjacent to each other. An intermediate point (intermediate point of waveform value or intermediate point of time phase) is set, and an arbitrary intermediate point among a plurality of intermediate points is set as a reference point.

そして、心拍波形処理部70は、基準点の波形値を基準値(例えば1.0p)とし、他の複数の中間点における波形値が基準値に揃うように心拍波形72を整形して、整形波形73を形成する。なお、図6の場合と同様に、重み係数を利用して、図7の整形波形73が形成されてもよい。   Then, the heartbeat waveform processing unit 70 sets the waveform value at the reference point as a reference value (for example, 1.0 p), shapes the heartbeat waveform 72 so that the waveform values at the other plurality of intermediate points are aligned with the reference value, and performs shaping. A waveform 73 is formed. As in the case of FIG. 6, the shaped waveform 73 of FIG. 7 may be formed using a weighting factor.

図8は、心拍波形72の極大値と極小値を揃える整形処理の具体例を示す図である。心拍波形処理部70は、複数の時相に亘って心拍波形72内に現れる複数の極値について、各極値の時相を維持しつつ複数の極値の大きさを揃えることにより、整形波形73を形成する。   FIG. 8 is a diagram illustrating a specific example of shaping processing for aligning the maximum value and the minimum value of the heartbeat waveform 72. The heartbeat waveform processing unit 70 arranges a plurality of extreme values that appear in the heartbeat waveform 72 over a plurality of time phases by aligning the sizes of the plurality of extreme values while maintaining the time phases of the respective extreme values. 73 is formed.

心拍波形処理部70は、まず、複数フレームに亘る心拍波形72内に含まれる複数の極大点(ピーク点)と複数の極小点(谷点)を検出する。さらに、心拍波形処理部70は、各極大点の時相を維持しつつ複数の極大点を一定の大きさに揃え、各極小点の時相を維持しつつ複数の極小点を一定の大きさ(極大点よりも小さい)に揃える。そして、心拍波形処理部70は、大きさが揃えられた複数の極大点と複数の極小点を、例えばスプライン等の曲線で繋いで整形波形73を形成する。   The heartbeat waveform processing unit 70 first detects a plurality of maximum points (peak points) and a plurality of minimum points (valley points) included in the heartbeat waveform 72 over a plurality of frames. Further, the heartbeat waveform processing unit 70 aligns a plurality of local maximum points with a constant size while maintaining the time phase of each local maximum point, and maintains a plurality of local minimum points with a constant size while maintaining the time phase of each local minimum point. Align (smaller than the maximum point). Then, the heartbeat waveform processing unit 70 forms a shaped waveform 73 by connecting a plurality of local maximum points and a plurality of local minimum points with a curve such as a spline.

図9は心拍波形72の極大値と極小値を揃える整形処理の他の具体例を示す図である。心拍波形処理部70は、まず、複数フレームに亘る心拍波形72内に含まれる複数の極大点(ピーク点)と複数の極小点(谷点)を検出し、互いに隣接する極大点と極小点との間に区間を設定する。図9には、設定された区間の具体例として、極大点H(1)から極小点L(1)までの区間1と、極小点L(1)から極大点H(2)までの区間2が図示されている。   FIG. 9 is a diagram showing another specific example of shaping processing for aligning the maximum value and the minimum value of the heartbeat waveform 72. The heartbeat waveform processing unit 70 first detects a plurality of local maximum points (peak points) and a plurality of local minimum points (valley points) included in the heartbeat waveform 72 over a plurality of frames, and detects local maximum points and local minimum points adjacent to each other. Set the interval between. In FIG. 9, as a specific example of the set section, section 1 from the maximum point H (1) to the minimum point L (1) and section 2 from the minimum point L (1) to the maximum point H (2). Is shown.

そして、心拍波形処理部70は、各区間ごとに、次式に基づいて整形波形値を算出して整形波形73を形成する。
[数1] 整形波形値={(グラフ高さ)/(極大値−極小値)}×(波形値−極小値)
上式において、「グラフ高さ」は整形波形73の極小値から極大値までの高さであり、区間1の「極大値」と「極小値」は、それぞれ、H(1)とL(1)であり、区間2における「極大値」と「極小値」は、それぞれ、H(2)とL(1)である。また、「波形値」は、心拍波形72における各時相(フレーム番号i)の波形値Diff(i)である。
Then, the heartbeat waveform processing unit 70 calculates a shaped waveform value based on the following equation for each section to form a shaped waveform 73.
[Formula 1] Shaped waveform value = {(graph height) / (maximum value−minimum value)} × (waveform value−minimum value)
In the above equation, “graph height” is the height from the minimum value to the maximum value of the shaped waveform 73, and the “maximum value” and the “minimum value” in section 1 are H (1) and L (1), respectively. The “maximum value” and “minimum value” in section 2 are H (2) and L (1), respectively. The “waveform value” is the waveform value Diff (i) of each time phase (frame number i) in the heartbeat waveform 72.

図10は、整形波形73の表示例を示す図である。図10には、表示画像形成部80により形成されて表示部82に表示される表示画像の具体例が示されている。   FIG. 10 is a diagram illustrating a display example of the shaped waveform 73. FIG. 10 shows a specific example of the display image formed by the display image forming unit 80 and displayed on the display unit 82.

図10<A>は、断層画像(Bモード画像)22と整形波形73を上下に並べて配置した表示画像を示している。例えば、整形波形73の近傍に平均心拍数(BPM)が数値で表示されてもよい。さらに、整形波形73に含まれる複数の極大点(ピーク)の位置を示す線分状のマークが表示されてもよい。   FIG. 10 <A> shows a display image in which the tomographic image (B-mode image) 22 and the shaped waveform 73 are arranged one above the other. For example, the average heart rate (BPM) may be displayed as a numerical value in the vicinity of the shaped waveform 73. Further, a line-shaped mark indicating the positions of a plurality of maximum points (peaks) included in the shaped waveform 73 may be displayed.

なお、複数の極大点(ピーク)の位置を示すマークは線分状に限らず、例えば、図10<B>に示す点状のマークや、図10<C>に示す矢印状のマークが表示されてもよい。また、複数の極大点に代えて又は複数の極大点と共に、複数の極小点の位置を示すマークが表示されてもよい。   Note that marks indicating the positions of a plurality of local maximum points (peaks) are not limited to line segments, and for example, dot-like marks shown in FIG. 10 <B> and arrow-like marks shown in FIG. 10 <C> are displayed. May be. Further, a mark indicating the position of a plurality of minimum points may be displayed instead of or together with the plurality of maximum points.

図11から図13は、心拍数または心拍周期についての安定性の評価に係る機能を説明するための図である。超音波画像を利用した胎児の心拍数または心拍周期の計測では、心拍運動を安定的に計測できる区間と安定的に計測できない区間が発生する場合がある。そこで、心拍波形処理部70は、心拍波形72または整形波形73内において、周期の安定した期間を判定し、例えば周期の安定した期間を示す表示態様を形成する。   FIG. 11 to FIG. 13 are diagrams for explaining functions related to the evaluation of the stability with respect to the heart rate or the heart cycle. In the measurement of the fetal heart rate or heartbeat cycle using an ultrasound image, there may be a section in which heartbeat movement can be stably measured and a section in which stable heartbeat movement cannot be measured. Therefore, the heartbeat waveform processing unit 70 determines a period with a stable period in the heartbeat waveform 72 or the shaped waveform 73, and forms a display mode indicating the period with a stable period, for example.

図11は、周期の安定した期間の判定処理を説明するための図である。心拍波形処理部70は、心拍波形72または整形波形73内おいて、例えば、互いに隣接する2つの極大点の期間、又は、互いに隣接する2つの極小点の期間に基づいて、心拍周期を算出する。そして、N個の極大値または極小値を含むNサンプル長のゲート期間内で得られるN個の心拍周期についての分散値を算出する。   FIG. 11 is a diagram for explaining a determination process in a period with a stable cycle. In the heartbeat waveform 72 or the shaped waveform 73, the heartbeat waveform processing unit 70 calculates a heartbeat cycle based on, for example, a period of two adjacent maximum points or a period of two adjacent minimum points. . Then, a variance value is calculated for N heartbeat cycles obtained within an N sample length gate period including N local maximum values or local minimum values.

心拍波形処理部70は、Nサンプル長のゲート期間を例えば1フレームずつ移動させながら、1フレームごとに心拍周期の分散値を算出し、分散値が閾値よりも小さいゲート期間を、周期の安定した期間であると判定する。そして、心拍波形72または整形波形73内において、周期の安定した期間とそれ以外の期間とを、例えば互いに異なる表示態様とする。   The heartbeat waveform processing unit 70 calculates the variance value of the heartbeat period for each frame while moving the N sample length gate period frame by frame, for example, and the gate period whose variance value is smaller than the threshold value It is determined that it is a period. Then, in the heartbeat waveform 72 or the shaped waveform 73, a period in which the cycle is stable and a period other than that are different from each other, for example.

図11には、心拍波形72または整形波形73内において、心拍周期の安定した期間の波形部分を実線とし、心拍周期の不安定な期間の波形部分を破線とした、表示態様の具体例が示されている。   FIG. 11 shows a specific example of a display mode in which the waveform portion of the heartbeat period 72 or the shaped waveform 73 is a solid line and the waveform portion of the heartbeat period is unstable. Has been.

図12は、心拍波形72または整形波形73内の安定期間の表示例を示す図である。図12には、表示画像形成部80により形成されて表示部82に表示される表示画像の具体例が示されている。図12<A>〜<C>は、各々、断層画像(Bモード画像)22と心拍波形72または整形波形73を上下に並べて配置した表示画像を示している。   FIG. 12 is a diagram illustrating a display example of a stable period in the heartbeat waveform 72 or the shaped waveform 73. FIG. 12 shows a specific example of a display image formed by the display image forming unit 80 and displayed on the display unit 82. FIGS. 12A to 12C each show a display image in which the tomographic image (B-mode image) 22 and the heartbeat waveform 72 or the shaped waveform 73 are arranged one above the other.

図12<A>は、心拍波形72または整形波形73内において、安定期間とそれ以外の期間を、色または輝度の相違により識別した表示態様を示している。また、図12<B>は、安定期間の例えば極値にマーカを形成して、それ以外の期間を識別した表示態様を示している。   FIG. 12 <A> shows a display mode in which a stable period and other periods are identified by a difference in color or brightness in the heartbeat waveform 72 or the shaped waveform 73. Further, FIG. 12 <B> shows a display mode in which markers are formed at, for example, extreme values in the stable period and other periods are identified.

そして、図12<C>は、例えばリアルタイム計測時において、心拍波形72または整形波形73が安定して得られている時に、例えばハート形状のマーカを点滅または点灯する表示態様を示している。また、マーカの点滅または点灯に合わせて効果音を発生させてもよい。   FIG. 12 <C> shows a display mode in which, for example, a heart-shaped marker blinks or lights up when the heartbeat waveform 72 or the shaped waveform 73 is stably obtained during real-time measurement, for example. Further, a sound effect may be generated in accordance with the blinking or lighting of the marker.

なお、不安定な期間が例えば予め設定されて設定値を超える場合に、再計測をユーザ(検査者)に促すメッセージ等が表示されてもよい。また、安定した期間のみの波形を利用して心拍数や心拍周期を算出するようにしてもよい。また、ある期間内に得られる複数の心拍数または心拍周期のうち、上位(大きな値)と下位(小さな値)のいくつかを除いた残りの平均値を、安定した心拍数または心拍周期として表示してもよい。   For example, when the unstable period is set in advance and exceeds a set value, a message or the like that prompts the user (inspector) to perform re-measurement may be displayed. Alternatively, the heart rate and the heart cycle may be calculated using a waveform only during a stable period. In addition, among the multiple heart rate or heart rate cycle obtained within a certain period, the remaining average value excluding some of the upper (large value) and lower (small value) is displayed as a stable heart rate or heart rate cycle. May be.

図13は、計測結果の他の表示例を示す図である。図13には、表示画像形成部80により形成されて表示部82に表示される表示画像の具体例が示されている。図13<A>〜<D>は、各々、断層画像(Bモード画像)22と心拍波形72または整形波形73を上下に並べて配置した表示画像を示している。   FIG. 13 is a diagram illustrating another display example of the measurement result. FIG. 13 shows a specific example of a display image formed by the display image forming unit 80 and displayed on the display unit 82. FIGS. 13A to 13D each show a display image in which the tomographic image (B-mode image) 22 and the heartbeat waveform 72 or the shaped waveform 73 are arranged one above the other.

図13<A>は、平均心拍数(BPM)と心拍数のバラつきを数値で表した表示態様を示している。バラつきは、例えば、図11を利用して説明した分散値から算出される。なお、ガウス分布を仮定した場合の分散値や標準偏差等を数値で表示してもよい。図13<B>は、心拍数の平均値(ave)に加えて、心拍数の最大値(max)や心拍数の最小値(min)を数値で表した表示態様を示している。   FIG. 13 <A> shows a display mode in which the average heart rate (BPM) and the variation in heart rate are represented by numerical values. For example, the variation is calculated from the variance value described with reference to FIG. Note that a variance value, a standard deviation, or the like when a Gaussian distribution is assumed may be displayed as a numerical value. FIG. 13 <B> shows a display mode in which the maximum value (max) of the heart rate and the minimum value (min) of the heart rate are represented by numerical values in addition to the average value (ave) of the heart rate.

そして、図13<C>は、心拍波形72または整形波形73の近傍に、各時相における心拍数を数値で表した表示態様を示しており、さらに、図13<D>に示すように、安定した期間とそれ以外の期間において心拍数の数値の色や輝度を異ならせてもよい。また、頻脈、徐脈、正常領域で波形や数値の表示態様(色や輝度)を異ならせてもよいし、一般に胎児の週数によって心拍数が変わるため、週数の入力値に基づいて、頻脈や徐脈などを判定する機能が実現されてもよい。   FIG. 13 <C> shows a display mode in which the heart rate in each time phase is represented by a numerical value in the vicinity of the heartbeat waveform 72 or the shaped waveform 73. Further, as shown in FIG. The color and brightness of the heart rate value may be different between the stable period and other periods. In addition, the display mode (color and brightness) of waveforms and numerical values may be different for tachycardia, bradycardia, and normal regions, and since the heart rate generally changes depending on the number of weeks of the fetus, based on the input value of the number of weeks A function for determining tachycardia or bradycardia may be realized.

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 超音波画像形成部、30 参照領域設定部、50 トラッキング処理部、60 移動処理部、70 心拍波形処理部、80 表示画像形成部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 probe, 12 transmission / reception part, 20 ultrasonic image formation part, 30 reference area setting part, 50 tracking process part, 60 movement process part, 70 heart rate waveform process part, 80 display image formation part.

Claims (7)

被検体を含む診断領域を対象として超音波を送受するプローブと、
プローブを制御して診断領域から超音波の受信信号を得る送受信部と、
受信信号に基づいて得られる診断領域の画像データ内において、被検体の注目部位を避けつつ当該注目部位の外側部位を含むように第1参照領域を設定し、当該注目部位を含むように第2参照領域を設定する参照領域設定部と、
第1参照領域内の画像データに基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する被検体をトラッキングするトラッキング処理部と、
前記トラッキングの結果に基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する被検体に追従するように第2参照領域を移動させる移動処理部と、
複数の時相に亘って移動する第2参照領域内の画像データに基づいて、前記注目部位の運動を反映した診断波形を形成する診断波形処理部と、
を有する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
A probe that transmits and receives ultrasound for a diagnostic region including a subject;
A transmission / reception unit for controlling the probe to obtain an ultrasonic reception signal from the diagnostic region;
In the image data of the diagnostic region obtained based on the received signal, the first reference region is set so as to include the outer portion of the target site while avoiding the target site of the subject, and the second reference is set so as to include the target site. A reference area setting unit for setting a reference area;
A tracking processing unit for tracking a subject moving in the image data over a plurality of time phases based on the image data in the first reference region;
A movement processing unit that moves the second reference region so as to follow the subject moving in the image data over a plurality of time phases based on the result of the tracking;
A diagnostic waveform processing unit that forms a diagnostic waveform that reflects the motion of the region of interest based on image data in a second reference region that moves over a plurality of time phases;
Having
An ultrasonic diagnostic apparatus.
請求項1に記載の超音波診断装置において、
前記診断波形処理部は、複数の時相に亘って周期的に変化する診断波形内において、バイアス成分の時間的な変動を抑制して診断波形を整形した整形波形を形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1,
In the diagnostic waveform that periodically changes over a plurality of time phases, the diagnostic waveform processing unit forms a shaped waveform in which the diagnostic waveform is shaped by suppressing temporal variation of the bias component.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
請求項2に記載の超音波診断装置において、
前記診断波形処理部は、複数の時相に亘って診断波形内に現れる複数の極値について、各極値の時相を維持しつつ複数の極値の大きさを揃えることにより前記整形波形を形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2,
The diagnostic waveform processing unit, for a plurality of extreme values appearing in the diagnostic waveform over a plurality of time phases, aligns the magnitudes of the plurality of extreme values while maintaining the time phases of the respective extreme values, thereby shaping the shaped waveform. Form,
An ultrasonic diagnostic apparatus.
請求項2に記載の超音波診断装置において、
前記診断波形処理部は、複数の時相に亘って診断波形内において、互いに隣接する極大値と極小値の間に現れる複数の中間値について、各中間値の時相を維持しつつ複数の中間値の大きさを揃えることにより前記整形波形を形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2,
The diagnostic waveform processing unit is configured to maintain a plurality of intermediate values while maintaining a time phase of each intermediate value for a plurality of intermediate values appearing between a maximum value and a minimum value adjacent to each other in a diagnostic waveform over a plurality of time phases. Forming the shaped waveform by aligning the magnitudes of the values;
An ultrasonic diagnostic apparatus.
請求項1から4のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
前記診断波形処理部は、周期的に変化する前記診断波形に基づいて、当該診断波形内において複数の時相に亘って変動する周期についての安定性を評価し、その評価結果に応じた表示態様を形成する、
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,
The diagnostic waveform processing unit evaluates the stability of a period that fluctuates over a plurality of time phases in the diagnostic waveform based on the diagnostic waveform that periodically changes, and a display mode according to the evaluation result Forming,
An ultrasonic diagnostic apparatus.
請求項5に記載の超音波診断装置において、
前記診断波形処理部は、前記診断波形内において周期の安定した期間を示す表示態様を形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 5,
The diagnostic waveform processing unit forms a display mode indicating a period with a stable period in the diagnostic waveform;
An ultrasonic diagnostic apparatus.
請求項1から6のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
前記参照領域設定部は、前記画像データ内において、胎児の心臓を含むように第2参照領域を設定し、第2参照領域を取り囲むように第1参照領域を設定する、
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,
The reference area setting unit sets a second reference area so as to include a fetal heart in the image data, and sets the first reference area so as to surround the second reference area;
An ultrasonic diagnostic apparatus.
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