JP6647831B2 - Signal processing device, imaging device, and signal processing method - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は信号処理装置、撮像装置及び信号処理方法に関する。   Embodiments of the present invention relate to a signal processing device, an imaging device, and a signal processing method.

心電計は、生体に電極を取り付け、電極間の電位差を計測する装置である。心電計によって計測される信号はECG(ECG:Electrocardiogram)信号と呼ばれ、医療分野で広く用いられている。ECG信号は、例えば、P波(P-wave)、R波(R-wave)、QRS複合波(QRS complex)、T波(T-wave)と呼ばれる波形を有している。これらの波形は、各種の心疾患の診断に用いられる他、心電同期撮像が可能な医療撮像装置の同期信号に利用されるため、波形の自動検出は産業応用上重要である。例えば、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置を用いた心臓の画像診断では、ECG信号から検出される同期信号(トリガ信号とも呼ばれる)を用いて、例えば、心臓の収縮や拡張に同期したタイミングで撮像が行われる。このような撮像を心電同期撮像と呼ぶ。   An electrocardiograph is a device that attaches electrodes to a living body and measures a potential difference between the electrodes. A signal measured by an electrocardiograph is called an ECG (Electrocardiogram) signal, and is widely used in the medical field. The ECG signal has, for example, a waveform called a P-wave (P-wave), an R-wave (R-wave), a QRS complex (QRS complex), or a T-wave (T-wave). Since these waveforms are used not only for diagnosis of various heart diseases but also for synchronization signals of a medical imaging device capable of performing ECG-gated imaging, automatic detection of waveforms is important for industrial applications. For example, in an image diagnosis of a heart using an MRI (Magnetic Resonance Imaging) device, imaging is performed at a timing synchronized with, for example, contraction or expansion of the heart using a synchronization signal (also called a trigger signal) detected from an ECG signal. Done. Such imaging is called electrocardiographic synchronized imaging.

心電同期撮像を行う場合、ECG信号中の特定の波形を検出してトリガ信号を生成し、このトリガ信号に同期したタイミングで撮像の開始や終了を制御している。特に、ECG信号の中のR波を検出してトリガ信号を生成することが多い。この場合、R波の直後から撮像を開始することもあり、R波を検出してからトリガ信号を生成するまでの遅延時間は可能な限り短い方がよい。   When performing ECG-gated imaging, a specific waveform in an ECG signal is detected to generate a trigger signal, and the start and end of imaging are controlled at a timing synchronized with the trigger signal. In particular, a trigger signal is often generated by detecting an R wave in an ECG signal. In this case, imaging may be started immediately after the R wave, and the delay time from the detection of the R wave to the generation of the trigger signal is preferably as short as possible.

また、ECG信号から特定の波形を検出する場合においては、ECG信号の正常波形からだけでなく、ECG信号の異常波形からも高精度でかつ低遅延でトリガ信号を検出する必要がある。MRI装置等で心臓の診断を受ける被験者は、一般に心臓に何らかの疾患が疑われている場合が多く、トリガ信号の検出対象であるECG信号に異常波形を含む場合がある。このような異常波形であっても心臓の収縮、拡張は起こるため、収縮や拡張に同期した撮像を行うためには、ECG信号中の異常波形からも、短い遅延時間でトリガ信号を確実に検出する必要がある。   When a specific waveform is detected from an ECG signal, it is necessary to detect a trigger signal with high accuracy and low delay not only from a normal waveform of the ECG signal but also from an abnormal waveform of the ECG signal. A subject who is diagnosed with a heart by an MRI apparatus or the like generally has a suspicion of a heart disease in some cases, and an ECG signal from which a trigger signal is to be detected may include an abnormal waveform. Even with such an abnormal waveform, the heart contracts and expands, so in order to perform imaging synchronized with the contraction and dilation, the trigger signal is reliably detected with a short delay time even from the abnormal waveform in the ECG signal. There is a need to.

一方、MRI装置での撮像は、パルス状の傾斜磁場や、パルス状のRF(Radio Frequency)磁場の印加を伴うため、これらの印加に起因してECG信号に動的に変化する大きなノイズが重畳する。このようなノイズが重畳したECG信号に対しても、確実に同期信号を検出する必要がある。   On the other hand, imaging with an MRI apparatus involves the application of a pulsed gradient magnetic field or a pulsed RF (Radio Frequency) magnetic field, and large noise that dynamically changes on the ECG signal due to these applications is superimposed. I do. It is necessary to reliably detect a synchronization signal even for an ECG signal on which such noise is superimposed.

特開2007−301101号公報JP 2007-301101 A

”ECG-based gating in ultra high field cardiovascular magnetic resonance using an independent component analysis approach” J.W.Krug, et.al., Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance, 2013."ECG-based gating in ultra high field cardiovascular magnetic resonance using an independent component analysis approach" J.W.Krug, et.al., Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance, 2013.

本発明が解決しようとする課題は、生体信号中の異常波形からも同期信号を検出することができ、また、ノイズが重畳した生体信号からも確実に同期信号を検出する信号処理装置、撮像装置及び信号処理方法を提供することである。   A problem to be solved by the present invention is to provide a signal processing device and an imaging device that can detect a synchronization signal from an abnormal waveform in a biological signal and also reliably detect a synchronization signal from a biological signal on which noise is superimposed. And a signal processing method.

実施形態の信号処理装置は、心拍に関連する生体信号の中の特定の波形を検出するための検出パラメータを、前記生体信号の波形に基づいて生成する生成部と、生成した前記検出パラメータを2つ以上格納する格納部と、格納した前記2つ以上の検出パラメータを用いて前記特定の波形を検出し、心拍同期撮像を行うための同期信号を生成する検出部と、を備える。   The signal processing device of the embodiment includes: a generation unit configured to generate a detection parameter for detecting a specific waveform in a biological signal related to a heartbeat based on the waveform of the biological signal; A storage unit that stores one or more detection parameters, and a detection unit that detects the specific waveform using the stored two or more detection parameters and generates a synchronization signal for performing heartbeat synchronous imaging.

ECG信号を模式的に示す図。The figure which shows an ECG signal typically. ノイズ等が重畳するECG信号を例示する図。The figure which illustrates the ECG signal on which noise etc. are superimposed. ECG信号処理装置のハードウェア構成を示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration of an ECG signal processing device. 第1の実施形態のECG信号処理装置の構成例を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an ECG signal processing device according to a first embodiment. 第1の実施形態のECG信号処理装置の処理例を示すフローチャート。5 is a flowchart illustrating a processing example of the ECG signal processing device according to the first embodiment. 高域強調されたECG信号の概念を模式的に示す図。FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a concept of an ECG signal in which high-frequency emphasis is performed. テンプレート生成の概念を示す図。The figure which shows the concept of template generation. テンプレート更新の概念を示す図。The figure which shows the concept of a template update. R波検出の評価結果を示す第1の図。The 1st figure which shows the evaluation result of R wave detection. 第1の実施形態の変形例におけるテンプレート更新の概念を示す図。FIG. 9 is a view showing a concept of updating a template in a modification of the first embodiment. 第2の実施形態のECG信号処理装置の構成例を示すブロック図。FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of an ECG signal processing device according to a second embodiment. 第2の実施形態の効果を説明する図。FIG. 9 is a view for explaining effects of the second embodiment. 第3の実施形態のECG信号処理装置の構成例を示すブロック図。FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of an ECG signal processing device according to a third embodiment. 第3の実施形態のECG信号処理装置の処理例を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating a processing example of the ECG signal processing device according to the third embodiment. 第3の実施形態の動作概念を示すタイミングチャート。9 is a timing chart illustrating the operation concept of the third embodiment. 第4の実施形態のECG信号処理装置の構成例を示すブロック図。FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of an ECG signal processing device according to a fourth embodiment. R波検出の評価結果を示す第2の図。FIG. 13 is a second diagram illustrating evaluation results of R-wave detection. ECG信号処理装置を含む心電同期撮像装置の構成例を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of an electrocardiographic synchronous imaging device including an ECG signal processing device. 第5の実施形態のECG信号処理装置の構成例を示すブロック図。FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of an ECG signal processing device according to a fifth embodiment. ベクトルカーディオグラムに対する第5の実施形態のECG信号処理装置の動作概念を説明する第1の図。FIG. 14 is a first diagram illustrating an operation concept of the ECG signal processing device according to the fifth embodiment for a vector cardiogram; ベクトルカーディオグラムに対する第5の実施形態のECG信号処理装置の動作概念を説明する第2の図。FIG. 19 is a second diagram illustrating the operation concept of the ECG signal processing device according to the fifth embodiment for a vector cardiogram; 第5の実施形態の変形例に係るECG信号処理装置の構成例を示すブロック図。FIG. 19 is a block diagram showing a configuration example of an ECG signal processing device according to a modification of the fifth embodiment.

実施形態に係るECG信号処理装置、心電同期撮像装置(撮像装置)及びECG信号処理方法の実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作をするものとして、重複する説明を適宜省略する。   An embodiment of an ECG signal processing device, an ECG synchronous imaging device (imaging device), and an ECG signal processing method according to the embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. In the following embodiments, portions denoted by the same reference numerals perform the same operation, and duplicate description will be omitted as appropriate.

(第1の実施形態)
図1(a)は、本実施形態に係るECG信号処理装置1の検出対象であるECG信号を模式的に示す図である。図1(a)に示すように、ECG信号は、P波、R波、T波等の特定の波形を有している。
(First embodiment)
FIG. 1A is a diagram schematically illustrating an ECG signal to be detected by the ECG signal processing device 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1A, the ECG signal has a specific waveform such as a P wave, an R wave, and a T wave.

以下の各実施形態では、特定の波形のうち、R波を検出する例を説明する。R波を検出する例は、一例であり、実施形態のECG信号処理装置1は、R波以外の波形(例えば、P波、T波等)を検出することが可能である。   In the following embodiments, an example will be described in which an R wave is detected from a specific waveform. The example of detecting an R wave is an example, and the ECG signal processing device 1 of the embodiment can detect a waveform other than the R wave (for example, a P wave, a T wave, and the like).

図1(b)は、R波の近傍を拡大した図であり、R波のピークから心拍同期信号(以下、単に同期信号と呼ぶ)までの時間を遅延時間としている。心拍と同期して撮像することができる心電同期撮像装置(撮像装置)200としては、例えばCT(Computed Tomography)装置や、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置等がある。例えば、心電同期撮像装置200は、R波の発生位置を基準としてデータ収集の開始タイミングを決定する撮像法(心電同期撮像法)を用いる。心電同期撮像装置200は、R波の位置に対応する同期信号を取得し、取得した同期信号を基準としてデータ収集の開始タイミングを決定する。撮像の目的によっては、R波の直後から撮像データ収集が必要となる。このため、ECG信号の中からR波の到来を検出し、同期信号を生成するまでの時間、即ち、遅延時間を短くする必要がある。   FIG. 1B is an enlarged view of the vicinity of the R wave, and the time from the peak of the R wave to the heartbeat synchronization signal (hereinafter, simply referred to as a synchronization signal) is defined as the delay time. Examples of an electrocardiographic synchronous imaging device (imaging device) 200 capable of imaging in synchronization with a heartbeat include a CT (Computed Tomography) device and an MRI (Magnetic Resonance Imaging) device. For example, the electrocardiographic synchronized imaging apparatus 200 uses an imaging method (electrocardiographically synchronized imaging method) in which the start timing of data collection is determined based on the position where the R wave is generated. The ECG-gated imaging apparatus 200 acquires a synchronization signal corresponding to the position of the R wave, and determines the start timing of data collection based on the acquired synchronization signal. Depending on the purpose of imaging, it is necessary to collect imaging data immediately after the R wave. For this reason, it is necessary to shorten the time required for detecting the arrival of the R wave from the ECG signal and generating the synchronization signal, that is, the delay time.

例えば、MRI装置の場合を例に挙げて説明すると、MRI装置では、FBI(Fresh Blood Imaging)法や、Time−SLIP(Time−Spatial Labeling Inversion Pulse)法等、各種の非造影MRA(Magnetic Resonance Angiography)の手法が用いられる。MRI装置は、FBI法によるデータ収集において、例えば、同期信号を基準としてデータ収集のタイミングを制御することで拡張期画像及び収縮期画像を収集し、これらの差分画像を算出することにより、動脈が描出された血管像を得ることができる。また、MRI装置は、Time−SLIP法によるデータ収集において、例えば、同期信号を基準として標識化パルスを印加するタイミングやデータ収集のタイミングを制御することで、血流の画像を得ることができる。このように、MRI装置は、ECG信号から生成された同期信号を基準として、データ収集のタイミングや各種パルスの印加タイミングの制御を行っている。これらのタイミングは、R波の直後となる場合も多いため、この遅延時間はできるだけ短い方が望ましい。なお、上記は一例に過ぎず、無論、心臓等を対象とした各種撮像や、造影剤を用いた撮像等、MRI装置は、他の撮像においても同期信号を基準とした撮像を行う。   For example, the case of an MRI apparatus will be described as an example. In the MRI apparatus, various non-contrast MRAs (Magnetic Resonance Angiography) such as an FBI (Fresh Blood Imaging) method and a Time-SLIP (Time-Spatial Labeling Inversion Pulse) method. ) Is used. In data collection by the FBI method, for example, the MRI apparatus collects diastolic images and systolic images by controlling the timing of data collection based on a synchronization signal, and calculates a difference image between the diastolic images and the systolic images. The drawn blood vessel image can be obtained. In data acquisition by the Time-SLIP method, the MRI apparatus can obtain a blood flow image by controlling, for example, the timing of applying a labeling pulse and the timing of data acquisition based on a synchronization signal. As described above, the MRI apparatus controls the data collection timing and the application timing of various pulses with reference to the synchronization signal generated from the ECG signal. Since these timings are often immediately after the R wave, it is desirable that the delay time be as short as possible. Note that the above is merely an example. Needless to say, the MRI apparatus performs imaging based on the synchronization signal in other imaging, such as various imaging of the heart and the like, imaging using a contrast agent, and the like.

図1(a)からも明らかなように、ECG信号に含まれる波形の中では、通常R波が最も大きな振幅を示す。しかしながら、このR波ですらMRI装置の撮像中ではノイズの影響を大きく受けて検出が難しくなる。図2はこのこと示す図である。なお、図2では、心電計から出力される2チャンネルの信号を重ねて表示している。   As is clear from FIG. 1A, among the waveforms included in the ECG signal, the R wave usually has the largest amplitude. However, even this R-wave is greatly affected by noise during the imaging of the MRI apparatus, and is difficult to detect. FIG. 2 illustrates this. In FIG. 2, signals of two channels output from the electrocardiograph are displayed in a superimposed manner.

図2(a)は、被検体(例えば、患者)がMRI装置の外にいる状態で観察したECG信号の一例であり、ノイズは比較的少なく、R波が顕著に現れている。図2(b)は、被検体がMRI装置のボアの内部にいる状態で観察したECG信号の一例である。但し、MRI装置は非動作(撮像していない状態)であり、被検体に静磁場のみが印加されている。静磁場中を流れる血液の影響によってR波の後ろのT波が図2(a)に比べて大きくなっているが、動的なノイズはそれ程大きくはない。   FIG. 2A is an example of an ECG signal observed when a subject (for example, a patient) is outside the MRI apparatus, in which the noise is relatively small and the R wave is prominent. FIG. 2B is an example of an ECG signal observed when the subject is inside the bore of the MRI apparatus. However, the MRI apparatus is not operating (a state where no image is captured), and only a static magnetic field is applied to the subject. The T wave behind the R wave is larger than that in FIG. 2A due to the influence of blood flowing in the static magnetic field, but the dynamic noise is not so large.

一方、図2(c)は、被検体の撮像中に観察したECG信号の一例を示す図である。撮像中に印加される傾斜磁場やRF(radio frequency)磁場等の影響を受けて、ECG信号に大きなノイズが重畳されている様子がわかる。   On the other hand, FIG. 2C is a diagram illustrating an example of an ECG signal observed during imaging of the subject. It can be seen that large noise is superimposed on the ECG signal due to the influence of a gradient magnetic field, a radio frequency (RF) magnetic field, or the like applied during imaging.

なお、MRI装置においては、傾斜磁場やRFパルスの強度や印加タイミング等が規定された「パルスシーケンス」が実行されることによりデータが収集される。また、パルスシーケンスの実行開始から、必要数のTR(Repetition Time)が繰り返されて所定のデータを収集するまでの撮像単位は、「プロトコル」等と称される。本明細書において、MRI装置が「動作している」、「撮像中」若しくは「撮像している状態である」のように述べる場合は、例えば、パルスシーケンスが実行されている期間であることを意味する。反対に、本明細書において、MRI装置が「非動作」、「停止中」若しくは「撮像していない状態である」のように述べる場合は、例えば、パルスシーケンスが実行されていない期間であることを意味する。例えば、一連の検査に含まれる最初のプロトコルの開始前や、プロトコルとプロトコルとの間等が、「非動作」、「停止中」若しくは「撮像していない状態」に相当する。なお、パルスシーケンスに含まれる1つのTRの中においても、傾斜磁場やRFパルスが印加されていない期間が存在し得る。かかる期間を、「非動作」、「停止中」若しくは「撮像していない状態」として取り扱うことも可能である。   In the MRI apparatus, data is collected by executing a “pulse sequence” in which the gradient magnetic field, the intensity of the RF pulse, the application timing, and the like are defined. An imaging unit from the start of the execution of the pulse sequence to the repetition of a required number of TRs (Repetition Times) to collect predetermined data is referred to as a “protocol” or the like. In this specification, when the MRI apparatus is described as “operating”, “imaging” or “imaging state”, for example, it is a period during which a pulse sequence is being executed. means. Conversely, in this specification, when the MRI apparatus is described as “non-operation”, “stopped”, or “in a state where no image is captured”, for example, a period during which the pulse sequence is not executed Means For example, before the start of the first protocol included in a series of examinations, between protocols, or the like, corresponds to “non-operation”, “stopping”, or “non-imaging state”. Note that even in one TR included in the pulse sequence, there may be a period during which no gradient magnetic field or RF pulse is applied. Such a period can be treated as “non-operation”, “stopping”, or “imaging is not performed”.

図3は、ECG信号処理装置1のハードウェア構成を示す図である。ECG信号処理装置1は、入出力インターフェース301、処理回路302、通信インターフェース303、記憶回路307を有する。また、記憶回路307は、RAM(Random Access Memory)304、不揮発性メモリ305、ディスクドライブ306を有する。   FIG. 3 is a diagram illustrating a hardware configuration of the ECG signal processing device 1. The ECG signal processing device 1 includes an input / output interface 301, a processing circuit 302, a communication interface 303, and a storage circuit 307. The storage circuit 307 includes a RAM (Random Access Memory) 304, a nonvolatile memory 305, and a disk drive 306.

記憶回路307の不揮発性メモリ305は、例えばハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶装置であり、各種のプログラムやデータを記憶する。   The nonvolatile memory 305 of the storage circuit 307 is a storage device such as a hard disk or a flash memory, and stores various programs and data.

処理回路302は、例えば、1つ又は複数のプロセッサを備えて構成される。ここで、「プロセッサ」という用語は、例えば、CPU(Central Processing Unit)や信号処理プロセッサ等の専用、或いは汎用のプロセッサを含む。処理回路の302のプロセッサは、1つまたは複数のプログラムを不揮発性メモリ305からRAM304に読み出して実行する処理、即ち、ソフトウェア処理によって、後述するECG信号処理装置1の各種の機能を実現する。プロセッサは、不揮発性メモリ305の他、磁気ディスク、光ディスク、USBメモリ等の記録媒体に保存されたプログラムを、ディスクドライブ306或いは入出力インターフェース301から読み込んでも良い。また、外部のサーバから通信インターフェース303を介してダウンロードしても良い。   The processing circuit 302 includes, for example, one or a plurality of processors. Here, the term “processor” includes a dedicated or general-purpose processor such as a CPU (Central Processing Unit) or a signal processing processor. The processor of the processing circuit 302 realizes various functions of the ECG signal processing device 1 described later by a process of reading and executing one or a plurality of programs from the nonvolatile memory 305 to the RAM 304, that is, a software process. The processor may read a program stored in a recording medium such as a magnetic disk, an optical disk, or a USB memory in addition to the nonvolatile memory 305 from the disk drive 306 or the input / output interface 301. Alternatively, the program may be downloaded from an external server via the communication interface 303.

また、処理回路302は、ASIC(Application Specific Integration Circuit)やFPGA(Field-Programmable Gate Array)等のハードウェアで構成してもよい。ASICやFPGA、或いは専用の電子回路によるハードウェア処理によっても、ECG信号処理装置1の各種の機能を実現することができる。また、処理回路302は、ハードウェアとソフトウェア処理とを組み合わせて、ECG信号処理装置1の各種の機能を実現してもよい。   Further, the processing circuit 302 may be configured by hardware such as an ASIC (Application Specific Integration Circuit) or an FPGA (Field-Programmable Gate Array). Various functions of the ECG signal processing device 1 can also be realized by hardware processing using an ASIC, an FPGA, or a dedicated electronic circuit. In addition, the processing circuit 302 may realize various functions of the ECG signal processing device 1 by combining hardware and software processing.

図4は、第1の実施形態のECG信号処理装置1の機能構成と、ECG信号処理装置1に接続される装置の構成を示すブロック図である。心電計100はECG信号を生成し、ECG信号処理装置1に送る。ECG信号処理装置1は、ECG信号から同期信号を生成し、心電同期撮像装置200に送る。   FIG. 4 is a block diagram illustrating a functional configuration of the ECG signal processing device 1 according to the first embodiment and a configuration of a device connected to the ECG signal processing device 1. The electrocardiograph 100 generates an ECG signal and sends it to the ECG signal processing device 1. The ECG signal processing device 1 generates a synchronization signal from the ECG signal and sends it to the electrocardiographic synchronized imaging device 200.

心電計100は、電極101a、101b、増幅器110、及びAD変換器120を備える。電極101a、101bは人体に取り付けられる。増幅器110は、電極101a、101b間の微弱な電位差を増幅する。AD変換器120は、増幅器110が増幅したアナログ信号をデジタル信号に変換する。   The electrocardiograph 100 includes electrodes 101a and 101b, an amplifier 110, and an AD converter 120. The electrodes 101a and 101b are attached to a human body. The amplifier 110 amplifies a weak potential difference between the electrodes 101a and 101b. The AD converter 120 converts the analog signal amplified by the amplifier 110 into a digital signal.

心電計100は、2つの電極101a、101bを例示しているが、電極の数は2つに限定されるものではない。例えば、12誘導心電図を得るために、四肢に夫々取り付ける4つの電極と、胸部に取り付ける6つの電極を備える構成でもよい。また、体の2点間の電位差を求める方法ではなく、あらかじめ決めておいた基準と電極装着点の電位差を記録する方法であっても構わない。   Although the electrocardiograph 100 exemplifies two electrodes 101a and 101b, the number of electrodes is not limited to two. For example, in order to obtain a 12-lead electrocardiogram, a configuration including four electrodes each attached to a limb and six electrodes attached to a chest may be used. Further, instead of a method of calculating a potential difference between two points on the body, a method of recording a potential difference between a predetermined reference and an electrode attachment point may be used.

ECG信号処理装置1は、前述したように、処理回路302と格納回路50とを少なくとも有する。格納回路50は、記憶回路307の一部である。処理回路302は、フィルタ処理機能10、検出機能20、テンプレート生成機能部30、及びテンプレート更新機能40を、例えば処理回路302のプロセッサが、記憶回路307から読み出したプログラムを実行することによって実現する。 フィルタ処理機能10は、心電計100からECG信号を取得し、ECG信号中のR波を強調する処理を行う。R波を強調する処理としては、例えば、ECG信号の高周波成分を強調する高域通過フィルタによってECG信号を高域強調する処理や、帯域通過フィルタによってECG信号を帯域強調する処理がある。以下では、フィルタ処理機能10によって高域強調や帯域強調されたECG信号を、強調ECG信号と呼ぶ。   The ECG signal processing device 1 has at least the processing circuit 302 and the storage circuit 50 as described above. The storage circuit 50 is a part of the storage circuit 307. The processing circuit 302 implements the filter processing function 10, the detection function 20, the template generation function unit 30, and the template update function 40 by, for example, the processor of the processing circuit 302 executing a program read from the storage circuit 307. The filter processing function 10 obtains an ECG signal from the electrocardiograph 100 and performs a process of emphasizing the R wave in the ECG signal. Examples of the process of emphasizing the R wave include a process of emphasizing the ECG signal in a high frequency band using a high-pass filter that emphasizes a high-frequency component of the ECG signal and a process of emphasizing the band of the ECG signal using a band-pass filter. Hereinafter, an ECG signal that has been subjected to high-frequency emphasis or band emphasis by the filter processing function 10 is referred to as an enhanced ECG signal.

テンプレート生成機能30は、強調ECG信号から、R波を検出するための検出パラメータを生成する。R波を検出するための検出パラメータとしては種々のものが考えられる。検出パラメータの1つに波形テンプレートがある。本実施形態においては、心電計100から逐次入力するECG波形から、そのR波の近傍の波形を切り出して、波形テンプレート(以下、単にテンプレートと呼ぶ)を生成する。   The template generation function 30 generates a detection parameter for detecting an R wave from the enhanced ECG signal. Various detection parameters are possible for detecting the R wave. One of the detection parameters is a waveform template. In the present embodiment, a waveform near the R wave is cut out from the ECG waveform sequentially input from the electrocardiograph 100 to generate a waveform template (hereinafter, simply referred to as a template).

格納回路50は生成されたテンプレートを格納する。ここで、格納回路50は、2以上のテンプレートを格納する。例えば、図3に例示するように、テンプレート(1)からテンプレート(M)の互いに異なるM個(Mは2以上)のテンプレートを格納する。格納回路50は、書き換え可能なメモリとして構成される。   The storage circuit 50 stores the generated template. Here, the storage circuit 50 stores two or more templates. For example, as illustrated in FIG. 3, M (M is 2 or more) different templates (1) to (M) are stored. The storage circuit 50 is configured as a rewritable memory.

テンプレート更新機能40は、格納回路50に格納されているテンプレートを更新する。更新の具体的な方法については後述する。   The template update function 40 updates the template stored in the storage circuit 50. The specific method of updating will be described later.

検出機能20は、フィルタ処理機能10から時系列で出力されてくる強調ECG信号の中からR波を検出し、R波の検出に対応させて同期信号を生成する。そして、生成した同期信号を心電同期撮像装置200に出力する。   The detection function 20 detects an R wave from the emphasized ECG signal output in time series from the filter processing function 10, and generates a synchronization signal corresponding to the detection of the R wave. The generated synchronization signal is output to the electrocardiographic synchronized imaging device 200.

検出機能20は、評価値算出機能21と判定機能22とを有している。評価値算出機能21は、格納回路50に格納された2以上のテンプレートのそれぞれと、強調ECG信号とから評価値を算出する。判定機能22は、算出された評価値と所定の閾値とを比較判定してR波を検出する。   The detection function 20 has an evaluation value calculation function 21 and a determination function 22. The evaluation value calculation function 21 calculates an evaluation value from each of the two or more templates stored in the storage circuit 50 and the enhanced ECG signal. The determination function 22 compares the calculated evaluation value with a predetermined threshold to detect an R wave.

R波を検出するための検出パラメータとしては、テンプレートの他に、例えば、R波のピーク値、R波の立ち上がりや立下りの傾き、R波の半値幅等の特徴量が考えられる。これらの特徴量を用いてR波を検出する場合は、テンプレート生成機能30は、強調ECG信号からこれらの特徴量を抽出して検出パラメータを生成することになる。また、格納回路50は、生成されたこれらの検出パラメータを複数格納することになる。例えば、検出パラメータが、R波のピーク値と半値幅の組み合わせである場合には、格納回路50は、R波のピーク値と半値幅の複数の組み合わせを格納する。また、検出機能20は、格納回路50に格納されている検出パラメータ(R波のピーク値、半値幅等)と、強調ECG信号から抽出した検出パラメータ(R波のピーク値、半値幅等)とを比較照合してR波を検出することになる。このように、検出パラメータとして種々の特徴量を取り得るが、以下では、検出パラメータがテンプレートであるものとして説明する。   As a detection parameter for detecting the R wave, in addition to the template, for example, feature values such as a peak value of the R wave, a slope of rising and falling of the R wave, and a half value width of the R wave can be considered. When detecting an R-wave using these features, the template generation function 30 extracts these features from the enhanced ECG signal and generates a detection parameter. Further, the storage circuit 50 stores a plurality of these generated detection parameters. For example, when the detection parameter is a combination of the peak value and the half width of the R wave, the storage circuit 50 stores a plurality of combinations of the peak value and the half width of the R wave. The detection function 20 includes a detection parameter (peak value, half width, etc. of the R wave) stored in the storage circuit 50 and a detection parameter (peak value, half width, etc., of the R wave) extracted from the enhanced ECG signal. Are compared and the R wave is detected. As described above, various feature amounts can be taken as the detection parameters. Hereinafter, the description will be made assuming that the detection parameters are templates.

図5は、第1の実施形態に係るECG信号処理装置1の処理の概要を示すフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart illustrating an outline of processing of the ECG signal processing device 1 according to the first embodiment.

ステップST100及びステップST101は、処理回路302のフィルタ処理機能10に対応するステップである。ステップST100で、処理回路302は、ECG信号を時系列信号として入力する。入力するECG信号は、心電計100のAD変換器120において、例えば、1000Hzでサンプリングされたデジタル信号(サンプリング間隔1ms)である。フィルタ処理機能10は、遅延時間等の性能を劣化させない範囲で、フィルタ処理以降の計算コストを抑えるために、例えば偶数サンプル或いは奇数サンプルを間引き、500Hzにダウンサンプリングしてもよい。   Steps ST100 and ST101 are steps corresponding to the filter processing function 10 of the processing circuit 302. In step ST100, the processing circuit 302 inputs the ECG signal as a time-series signal. The input ECG signal is, for example, a digital signal sampled at 1000 Hz (1 ms sampling interval) in the AD converter 120 of the electrocardiograph 100. The filter processing function 10 may thin out even-numbered samples or odd-numbered samples and down-sample to 500 Hz, for example, in order to suppress the calculation cost after the filtering as long as the performance such as the delay time is not deteriorated.

ステップST101で、処理回路302は、ダウンサンプリングされたECG信号に対して、例えば高域強調のフィルタ処理を施し、強調ECG信号を生成する。   In step ST101, the processing circuit 302 performs, for example, high-frequency emphasis filter processing on the down-sampled ECG signal to generate an enhanced ECG signal.

図6は、高域強調されたECG信号の概念を模式的に示す図である。図6の上段は入力されるECG信号の波形を、また下段は高域強調処理後のECG波形を、それぞれ簡略化して図示したものである。高域強調処理により、立ち上がりと立下りの急峻なR波は強調される。その一方で、立ち上がりと立下りが緩やかなT波やP波は抑制されることになる。なお、ノイズを抑制するために、低域通過フィルタを高域通過フィルタと併用してもよい。   FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the concept of an ECG signal in which high-frequency emphasis is performed. The upper part of FIG. 6 shows a simplified waveform of an input ECG signal, and the lower part of FIG. 6 shows a simplified ECG waveform after high-frequency emphasis processing. By the high-frequency emphasizing process, the steep rising and falling R waves are emphasized. On the other hand, T waves and P waves whose rising and falling are gradual are suppressed. Note that a low-pass filter may be used together with a high-pass filter to suppress noise.

ステップST102及びステップST103は、処理回路302のテンプレート生成機能30に対応するステップである。図7に、テンプレート生成機能30で行うテンプレート生成処理の概念を示す。   Steps ST102 and ST103 are steps corresponding to the template generation function 30 of the processing circuit 302. FIG. 7 shows the concept of template generation processing performed by the template generation function 30.

ステップST102では、処理回路302は強調ECG信号のピークを検出する。ノイズ等が小さな場合は、強調ECG信号のピークは、通常、R波のピークに概ね対応する。処理回路302のテンプレート生成機能30には、強調ECG信号がサンプリング間隔毎(例えば、2ms毎)に入力されており、ピークが到来したか否かの判定、即ち、ピークの検出処理は、サンプリング間隔毎に行われる。   In step ST102, the processing circuit 302 detects a peak of the enhanced ECG signal. When the noise or the like is small, the peak of the enhanced ECG signal generally corresponds to the peak of the R wave. The enhanced ECG signal is input to the template generation function 30 of the processing circuit 302 at each sampling interval (for example, every 2 ms), and it is determined whether or not a peak has arrived, that is, the peak detection process is performed at the sampling interval. It is performed every time.

ピークが検出されると(ステップST102のYES)、ステップST103では、処理回路302は、入力した強調ECG信号の中から、検出したピークの位置に基づいてR波の一部を切り出してテンプレートを生成する。   When a peak is detected (YES in step ST102), in step ST103, the processing circuit 302 generates a template by cutting out a part of the R wave from the input enhanced ECG signal based on the position of the detected peak. I do.

図7では、N番目、(N+1)番目、(N+2)番目の3つのR波から、それぞれのピークから直近の過去の所定期間分(Wミリ秒分)の波形(破線のボックスで示す領域の波形)を切り出して、テンプレート(N)、テンプレート(N+1)、テンプレート(N+2)がそれぞれ生成される様子を例示している。図7から判るように、R波のピークの高さが心拍間で変動した場合には、少しずつ形状の異なったテンプレートが生成されることになる。   In FIG. 7, waveforms of the Nth, (N + 1) th and (N + 2) th three R-waves for a predetermined period (W milliseconds) in the past from the respective peaks (for the region indicated by the dashed box) The waveform (waveform) is cut out, and the template (N), the template (N + 1), and the template (N + 2) are generated. As can be seen from FIG. 7, when the peak height of the R wave fluctuates between heartbeats, templates having slightly different shapes are generated.

R波のピーク位置から過去どの程度の期間の波形を切り出すかは特に限定するものではないが、例えば、ピーク位置から過去20msの期間の波形を切り出してテンプレートを生成する。   There is no particular limitation on how long in the past the waveform is cut out from the peak position of the R wave, but, for example, a template is generated by cutting out the waveform in the past 20 ms from the peak position.

なお、強調ECG信号のピークを検出するのは、あくまでテンプレートを生成するために行う処理であり、R波を検出するための処理ではない。   Note that detecting the peak of the enhanced ECG signal is a process performed only for generating a template, not a process for detecting an R wave.

次にステップST104及びステップST105は、処理回路302のテンプレート更新機能40に対応するステップである。ステップST104では、処理回路302は、新たに生成したテンプレートを用いて格納回路50のテンプレートを更新するか否か、或いはその更新方法を判断する。そして、ステップST105では、その判断にしたがって格納回路50のテンプレートを更新する。   Next, steps ST104 and ST105 are steps corresponding to the template update function 40 of the processing circuit 302. In step ST104, the processing circuit 302 determines whether to update the template of the storage circuit 50 using the newly generated template, or determines a method of updating the template. Then, in step ST105, the template of the storage circuit 50 is updated according to the determination.

更新方法として、例えば、格納回路50に格納されている複数のテンプレートのうち、最も古いテンプレートを破棄し、新たに生成されたテンプレートを格納回路50に追加するようにしてもよい。例えば、図8に示すように、テンプレート(N−1)からテンプレート(N−M)までのM個のテンプレートが格納回路50に格納されている場合、最も古いテンプレート(N−M)を破棄し、新たに生成されたテンプレート(N)を格納回路50に追加する。この更新方法では、テンプレートが新たに生成される都度、格納回路50のテンプレートが更新されることになる。   As an updating method, for example, of the plurality of templates stored in the storage circuit 50, the oldest template may be discarded, and a newly generated template may be added to the storage circuit 50. For example, as shown in FIG. 8, when M templates from template (N-1) to template (NM) are stored in the storage circuit 50, the oldest template (NM) is discarded. , The newly generated template (N) is added to the storage circuit 50. In this updating method, each time a template is newly generated, the template of the storage circuit 50 is updated.

ステップST106からステップST108までは、処理回路302の検出機能20に対応するステップである。ステップST106では、処理回路302は、評価値算出機能21によって、フィルタ処理後の強調ECG信号と、格納回路50に格納されている各テンプレートを照合し、テンプレート毎に評価値を算出する。   Steps ST106 to ST108 are steps corresponding to the detection function 20 of the processing circuit 302. In step ST106, the processing circuit 302 uses the evaluation value calculation function 21 to collate the enhanced ECG signal after the filter processing with each template stored in the storage circuit 50, and calculates an evaluation value for each template.

具体的には、強調ECG信号の直近Wミリ秒分と、格納回路50に格納されているm番目のテンプレートから、各時刻のサンプルごとに差分を求め、差分の絶対値の総和を評価値Eとする。この評価値Eは、格納回路50に格納されているテンプレートのそれぞれに対して算出するため、格納回路50に格納されているテンプレートの総数をM個とすると、M個の評価値Eが算出される。 Specifically, a difference is obtained for each sample at each time from the latest W milliseconds of the enhanced ECG signal and the m-th template stored in the storage circuit 50, and the sum of the absolute values of the differences is evaluated as an evaluation value E m . Since the evaluation values Em are calculated for each of the templates stored in the storage circuit 50, if the total number of templates stored in the storage circuit 50 is M, the M evaluation values Em are calculated as follows. Is calculated.

ステップST107で、処理回路302は、判定機能22によって、このM個の評価値Eの最小値Eminを求め、最小値Eminに対して閾値処理を行い、R波を検出する。具体的には、最小値Eminが所定の閾値よりも小さいとき、R波が検出されたと判定する。 In step ST 107, the processing circuit 302, the determination function 22 determines the minimum value Emin of the M number of evaluation values E m, performs a threshold processing for the minimum value Emin, for detecting the R-wave. Specifically, when the minimum value Emin is smaller than a predetermined threshold, it is determined that the R wave has been detected.

R波が検出されると、ステップST108で、処理回路302は、同期信号を生成し、心電同期撮像装置200に出力する。R波が検出されないときはステップST100に戻る。   When the R wave is detected, the processing circuit 302 generates a synchronization signal and outputs the synchronization signal to the electrocardiographic synchronized imaging apparatus 200 in step ST108. If no R wave is detected, the process returns to step ST100.

なお、上記の処理では、評価値として強調ECG信号とテンプレートとの差分を用いているが、これに換えて、強調ECG信号とテンプレートとの相関値を評価値とすることもできる。この場合、処理回路302の判定機能22では、M個の評価値Eの最大値Emaxを求め、最大値Emaxが所定の閾値よりも大きいとき、R波が検出されたと判定することになる。 In the above processing, the difference between the emphasized ECG signal and the template is used as the evaluation value. Alternatively, a correlation value between the emphasized ECG signal and the template may be used as the evaluation value. In this case, the determination function 22 of the processing circuit 302, the maximum value Emax of the M evaluation values E m, when the maximum value Emax is greater than a predetermined threshold value, it is judged as the R-wave is detected.

ステップST109は処理終了判定であり、処理回路302は、処理終了の指示が外部から入力されるまで、ステップST100からステップST108までの処理を繰り返す。   Step ST109 is a processing end determination, and the processing circuit 302 repeats the processing from step ST100 to step ST108 until a processing end instruction is input from the outside.

上述した第1の実施形態に係るECG信号処理装置1は、格納回路50に、複数の異なるテンプレートを格納する構成となっている。このため、検出機能20に入力される強調ECG信号のR波の波形(例えば、R波の波高値)がR波毎に変動した場合であっても、その変動したR波が格納回路50に格納されている複数のテンプレートのうちのいずれかと類似すれば、変動したR波を高い信頼性で検出することができる。つまり、複数のテンプレートを用いてR波を検出することにより、変動するECG信号に対する頑健性を高めることができる。   The ECG signal processing device 1 according to the first embodiment described above is configured to store a plurality of different templates in the storage circuit 50. Therefore, even if the R-wave waveform (for example, the peak value of the R-wave) of the enhanced ECG signal input to the detection function 20 fluctuates for each R-wave, the fluctuated R-wave is stored in the storage circuit 50. If it is similar to any of the stored templates, the fluctuating R wave can be detected with high reliability. That is, by detecting an R wave using a plurality of templates, robustness to a fluctuating ECG signal can be improved.

図9は、第1の実施形態に係るECG信号処理装置1の効果を確認すべく、ECG信号に対してR波検出を行った結果を示す図である。ボランティア13名に、1.5テスラ及び3テスラのMRI装置を用いてMRI診断を受けてもらい、その間に収集したECG信号に含まれるR波の全数(22298個)のうち、いくつを正確に検出できるかを評価した。R波の全数のうち、8006個は、MRIが動作中(撮像中)に収集したものであり、それ以外はMRIが非動作のときに収集したものである。評価指標としてF値を用い、これを図9の縦軸とした。F値は、次の(式1)から(式3)で表せる。
F値=(2PR)/(P+R) (式1)
P=TP/(TP+FP) (式2)
R=TP/(TP+FN) (式3)
ここで、正解のR波位置から前後20ミリ秒以内の誤差でR波を検出できた場合を成功とした。また、TP(True Positive)は成功の数、FP(False Positive)は誤検出(検出はしたが正しい検出ではない)の数、FN(False Negative)は検出すべきR波を検出できなかった(取りこぼし)数である。F値は、成功の他、取りこぼしと誤検出が考慮された評価指標であり、F値が高い程、検出の信頼性が高いことを意味している。
FIG. 9 is a diagram illustrating a result of performing R-wave detection on the ECG signal to confirm the effect of the ECG signal processing device 1 according to the first embodiment. Thirteen volunteers received MRI diagnoses using 1.5 Tesla and 3 Tesla MRI equipment, and accurately detected how many out of the total number of R waves (22,298) contained in the ECG signal collected during that time We evaluated whether we could do it. Of the total number of R-waves, 8006 were collected during MRI operation (imaging), and the others were collected during MRI non-operation. The F value was used as an evaluation index, and this was set as the vertical axis in FIG. The F value can be expressed by the following (Equation 1) to (Equation 3).
F value = (2PR) / (P + R) (Equation 1)
P = TP / (TP + FP) (Equation 2)
R = TP / (TP + FN) (Equation 3)
Here, the case where the R wave was detected within an error of 20 milliseconds before and after the correct R wave position was determined to be successful. In addition, TP (True Positive) was the number of successes, FP (False Positive) was the number of false detections (detected but not correct), and FN (False Negative) could not detect the R wave to be detected ( Missing) number. The F value is an evaluation index that takes into account not only success but also missing and erroneous detection. The higher the F value, the higher the reliability of detection.

図9のグラフの横軸は、格納回路50に格納しているテンプレートの数である。特に、MRI装置の動作中(撮像中)において、テンプレートの数を増やすことによってF値が向上しており、ECG信号処理装置1の前述した処理の効果が確認できる。   The horizontal axis of the graph in FIG. 9 is the number of templates stored in the storage circuit 50. In particular, during the operation of the MRI apparatus (during imaging), the F value is improved by increasing the number of templates, and the effect of the above-described processing of the ECG signal processing apparatus 1 can be confirmed.

(第1の実施形態の変形例)
前述した第1の実施形態では、図5のステップST104、105におけるテンプレートの更新処理において、格納回路50に格納されているテンプレートのうち、最も古いテンプレートを破棄し、新たに生成されたテンプレートを追加するようにしていた(図8参照)。これに対して、第1の実施形態の変形例では、新たに生成されたテンプレートと、格納回路50に格納されているテンプレートのそれぞれとの類似度を求め、類似度が所定値よりも低いと判定されると、この新たに生成されたテンプレートを格納回路50に格納して、格納回路50内のテンプレートを更新する構成としている。
(Modification of First Embodiment)
In the above-described first embodiment, in the template update processing in steps ST104 and ST105 in FIG. 5, the oldest template among the templates stored in the storage circuit 50 is discarded, and a newly generated template is added. (See FIG. 8). On the other hand, in the modification of the first embodiment, the similarity between the newly generated template and each of the templates stored in the storage circuit 50 is obtained, and when the similarity is lower than a predetermined value. When it is determined, the newly generated template is stored in the storage circuit 50, and the template in the storage circuit 50 is updated.

具体的には、図10に示すように、新たに生成されたテンプレートが、格納回路50のテンプレートのいずれとも似ていない(類似度が低い)とき、格納回路50のテンプレートを更新するようにする。一方、新たに生成されたテンプレートが、格納回路50のテンプレートのいずれかと似ている(類似度が高い)ときは、格納回路50のテンプレートを更新しない。この場合、新たに生成された類似度が低いテンプレートが格納回路50に追加され、類似度が高いテンプレートが破棄される。   Specifically, as shown in FIG. 10, when the newly generated template is not similar to any of the templates of the storage circuit 50 (the similarity is low), the template of the storage circuit 50 is updated. . On the other hand, when the newly generated template is similar to any of the templates of the storage circuit 50 (the similarity is high), the template of the storage circuit 50 is not updated. In this case, a newly generated template with a low similarity is added to the storage circuit 50, and the template with a high similarity is discarded.

このような更新方法によって、格納回路50には、互いに類似度の低いテンプレートが残ることになる。この結果、ECG波形に異常波形が含まれていた場合(図12(a)参照)、この異常波形に対応して生成されたテンプレートは格納回路50に格納され、格納後も維持されることになる。このため、次に異常波形が到来したとき、この異常波形を、既に格納されている異常波形テンプレートによって検出することができる。   By such an updating method, templates having low similarity to each other remain in the storage circuit 50. As a result, when the abnormal waveform is included in the ECG waveform (see FIG. 12A), the template generated corresponding to the abnormal waveform is stored in the storage circuit 50 and is maintained after the storage. Become. Therefore, when an abnormal waveform arrives next time, the abnormal waveform can be detected by the already stored abnormal waveform template.

(第2の実施形態)
図11は、第2の実施形態のECG信号処理装置1aの構成例を示すブロック図である。第2の実施形態は、第1の実施形態に対して、第2の格納回路60が追加された構成となっている。
(Second embodiment)
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of an ECG signal processing device 1a according to the second embodiment. The second embodiment has a configuration in which a second storage circuit 60 is added to the first embodiment.

第2の格納回路60には、事前に作成した1以上、好ましくは2以上の固定の事前作成テンプレートが格納される。「事前に作成」するとは、被検体が心電同期撮像装置200で診断を受ける前に作成することである。事前作成テンプレートは、同じ被検体のECG信号をフィルタ処理した強調ECG信号から作成しても良いし、異なる被検体の強調ECG信号から作成しても良い。また、異なる被検体から作成したテンプレートを平均し、代表的なテンプレートを作成しても良い。   The second storage circuit 60 stores one or more, preferably two or more fixed pre-created templates created in advance. “Preliminary creation” means to create the subject before the subject is diagnosed with the ECG-gated imaging apparatus 200. The pre-created template may be created from an enhanced ECG signal obtained by filtering an ECG signal of the same subject, or may be created from an enhanced ECG signal of a different subject. Alternatively, a template created from different subjects may be averaged to create a representative template.

第2の格納回路60には、ECG信号の正常波形に基づく事前作成テンプレートを少なくとも1つ格納するが、好ましくは、正常波形と異常波形に対応する複数種の事前生成テンプレートを格納する。   The second storage circuit 60 stores at least one pre-created template based on the normal waveform of the ECG signal, but preferably stores a plurality of types of pre-generated templates corresponding to the normal waveform and the abnormal waveform.

第2の実施形態に係るECG信号処理装置1aの処理は、基本的には第1の実施形態と同じであるが、図5のフローチャートにおいて、ステップST106の評価値算出処理のと、ステップST107のR波検出判定が若干異なる。   The processing of the ECG signal processing device 1a according to the second embodiment is basically the same as that of the first embodiment. However, in the flowchart of FIG. 5, the evaluation value calculation processing of step ST106 and the processing of step ST107 are performed. R wave detection judgment is slightly different.

格納回路50に格納されるテンプレートの個数をM個とし、第2の格納回路60に格納される事前作成テンプレートの数をK個とした場合、ステップST106では、格納回路50のテンプレートと、第2の格納回路60の事前作成テンプレートのそれぞれに対して評価値を算出する。つまり、評価値算出機能21は、(M+K)個の評価値を算出する。そして、ステップST107では、この(M+K)個の評価値の中の最小値Eminが、所定の閾値よりも小さい場合、R波として検出する。   When the number of templates stored in the storage circuit 50 is M and the number of pre-created templates stored in the second storage circuit 60 is K, in step ST106, the template of the storage circuit 50 and the second An evaluation value is calculated for each of the pre-created templates in the storage circuit 60 of FIG. That is, the evaluation value calculation function 21 calculates (M + K) evaluation values. Then, in step ST107, if the minimum value Emin of the (M + K) evaluation values is smaller than a predetermined threshold value, it is detected as an R wave.

図12は、第2の実施形態のECG信号処理装置1aの効果を、従来の検出方法と比較して説明する図である。特に、図12(a)に示すように、ECG信号に異常波形が含まれている場合について比較する。従来は、事前作成した1つの固定テンプレートでR波を検出する方法(従来方法(1)と呼ぶ)や、逐次更新する1つのテンプレートのみで検出する方法(従来方法(2)と呼ぶ)を用いていた。   FIG. 12 is a diagram illustrating the effect of the ECG signal processing device 1a according to the second embodiment in comparison with a conventional detection method. In particular, as shown in FIG. 12A, a comparison is made for a case where an abnormal waveform is included in the ECG signal. Conventionally, a method of detecting an R wave with one fixed template created in advance (referred to as a conventional method (1)) or a method of detecting only one template that is sequentially updated (referred to as a conventional method (2)) is used. I was

従来方法(1)では、固定テンプレートを正常波形に基づいて作成した場合、図12(b)に示すように、異常波形の検出に失敗する。一方、固定テンプレートを異常波形に基づいて作成した場合、図12(c)に示すように、正常波形の検出に失敗する   In the conventional method (1), when a fixed template is created based on a normal waveform, detection of an abnormal waveform fails as shown in FIG. On the other hand, when the fixed template is created based on the abnormal waveform, the detection of the normal waveform fails as shown in FIG.

従来方法(2)では、図12(d)に示すように、ECG信号の取得開始から逐次更新するテンプレートが生成されるまで間は、検出の失敗を続けることになる。また、逐次更新するテンプレートが1つであるため、正常波形に対してテンプレートが更新された後に異常波形が出現すると、その異常波形を検出することができない。   In the conventional method (2), as shown in FIG. 12D, the detection failure continues from the start of the acquisition of the ECG signal to the generation of the template to be sequentially updated. Further, since one template is sequentially updated, if an abnormal waveform appears after the template is updated for the normal waveform, the abnormal waveform cannot be detected.

これに対して、第2の実施形態では、逐次更新するテンプレートを複数格納する格納回路50に加え、固定テンプレートを格納する第2の格納回路60を有している。そして、第2の格納回路60の好ましい形態として、正常波形に対応するテンプレート1と、異常波形に対応するテンプレート2とが少なくとも格納されている。このような構成により、図12(e)に示すように、ECG信号の取得開始直後においても、第2の格納回路60のテンプレート1とテンプレート2によって、異常波形と正常波形の双方を検出することができる。   On the other hand, the second embodiment has a second storage circuit 60 for storing fixed templates in addition to the storage circuit 50 for storing a plurality of templates to be sequentially updated. As a preferred embodiment of the second storage circuit 60, at least a template 1 corresponding to a normal waveform and a template 2 corresponding to an abnormal waveform are stored. With such a configuration, both the abnormal waveform and the normal waveform can be detected by the template 1 and the template 2 of the second storage circuit 60 immediately after the start of the ECG signal acquisition, as shown in FIG. Can be.

また、格納回路50にテンプレートが生成された後は、逐次更新される複数のテンプレートによって、R波を頑健に検出することができる。さらに、第1の実施形態の変形例で説明したように、格納回路50内には、正常波形に対応するテンプレートと異常波形に対応するテンプレートとが直近のECG波形に基づいて生成され格納されるため、異常波形と正常波形の双方を頑健に検出することができる。   After the template is generated in the storage circuit 50, the R wave can be robustly detected by a plurality of templates that are sequentially updated. Further, as described in the modification of the first embodiment, the template corresponding to the normal waveform and the template corresponding to the abnormal waveform are generated and stored in the storage circuit 50 based on the latest ECG waveform. Therefore, both the abnormal waveform and the normal waveform can be robustly detected.

(第3の実施形態)
図13は、第3の実施形態のECG信号処理装置1bの構成例を示すブロック図である。第3の実施形態は、第2の実施形態に対して、テンプレート生成判定機能70が追加された構成となっている。テンプレート生成判定機能70も処理回路302によって実現される機能である。
(Third embodiment)
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of an ECG signal processing device 1b according to the third embodiment. The third embodiment has a configuration in which a template generation determination function 70 is added to the second embodiment. The template generation determination function 70 is also a function realized by the processing circuit 302.

図14は、第3の実施形態のECG信号処理装置1bの動作例を示すフローチャートである。第1、第2の実施形態のフローチャート(図5)に対して、ステップST200の処理が追加されている。   FIG. 14 is a flowchart illustrating an operation example of the ECG signal processing device 1b according to the third embodiment. The process of step ST200 is added to the flowchart (FIG. 5) of the first and second embodiments.

ステップST200において、処理回路302は、テンプレート生成判定機能70によって、心電同期撮像装置200の動作状態をモニタし、心電同期撮像装置200の動作状態に応じて、テンプレート生成機能30で新たなテンプレートを生成するか否かを判定する。   In step ST200, the processing circuit 302 monitors the operation state of the ECG-gated imaging apparatus 200 by the template generation determination function 70, and generates a new template by the template generation function 30 in accordance with the operation state of the ECG-gated imaging apparatus 200. Is determined.

例えば、心電同期撮像装置200がMRI装置の場合、処理回路302は、MRI装置が撮像中であるのか、或いは停止中(撮像していない)であるのかを示す動作信号をMRI装置から入力し、MRI装置が撮像中であるか否かを判定する。撮像中の場合には、処理回路302は、ステップST102、103の処理をスキップする、即ち、強調ECG信号から新たにテンプレートを生成する処理を行わない。また、撮像中の場合には、処理回路302は、ステップST104、105の処理もさらにスキップし、格納回路50のテンプレートを更新する処理も行わない。   For example, when the electrocardiographic synchronized imaging apparatus 200 is an MRI apparatus, the processing circuit 302 inputs an operation signal from the MRI apparatus indicating whether the MRI apparatus is capturing an image or stopping (not capturing an image). , It is determined whether the MRI apparatus is taking an image. If an image is being captured, the processing circuit 302 skips the processing in steps ST102 and ST103, that is, does not perform processing for generating a new template from the enhanced ECG signal. When the image is being captured, the processing circuit 302 further skips the processing of steps ST104 and ST105 and does not perform the processing of updating the template of the storage circuit 50.

図15は、第3の実施形態のECG信号処理装置1bの動作例を示すタイミングチャートである。図15(a)、(b)(図2(a)−(c)も参照)に示すように、MRI装置が非動作の状態では、ECG信号に重畳するノイズは小さい。しかしながら、MRI装置の撮像期間中は、MRI装置が発生させる傾斜磁場やRF磁場の影響を受けてECG信号に大きなノイズが重畳する。このような大きなノイズが重畳したECG信号からテンプレートを作成すると、検出すべき波形(R波)とは大きく異なる形状のテンプレートが生成されることになり、正しい検出が期待できない。   FIG. 15 is a timing chart illustrating an operation example of the ECG signal processing device 1b according to the third embodiment. As shown in FIGS. 15A and 15B (see also FIGS. 2A to 2C), when the MRI apparatus is not operating, noise superimposed on the ECG signal is small. However, during the imaging period of the MRI apparatus, large noise is superimposed on the ECG signal under the influence of the gradient magnetic field and the RF magnetic field generated by the MRI apparatus. When a template is created from an ECG signal on which such large noise is superimposed, a template having a shape significantly different from the waveform to be detected (R wave) is generated, and correct detection cannot be expected.

そこで、第3の実施形態では、図15(c)、(d)に示すように、撮像中はテンプレートの生成と更新を停止し、撮像期間の直前に格納回路50に格納されているテンプレートを保持するものとしている。そして、撮像中は、格納回路50に保持されたテンプレートを用いてR波を検出するものとしている。検出対象であるECG信号には撮像中かなり大きなノイズが重畳するが、照合に用いるテンプレート自体はノイズの影響を受けていないため、R波を高い信頼性で検出することができる。   Therefore, in the third embodiment, as shown in FIGS. 15C and 15D, the generation and update of the template are stopped during the imaging, and the template stored in the storage circuit 50 immediately before the imaging period is deleted. Shall be retained. During imaging, the R wave is detected using the template held in the storage circuit 50. Although considerably large noise is superimposed on the ECG signal to be detected during imaging, the R wave can be detected with high reliability because the template itself used for matching is not affected by the noise.

MRI装置では、操作者から入力された撮像条件に従って、複数のプロトコル(例えば、T1強調画像、T2強調画像等、複数の撮像種の画像を収集するための複数のプロトコル)を順次実行する場合がある。このような場合、ある1つのプロトコルによる撮像が終了とすると、次のプロトコルの撮像が開始するまでにある程度の非動作期間が存在する場合もある。この場合、非動作期間を利用してテンプレートの作成と更新を再開することができる。   The MRI apparatus may sequentially execute a plurality of protocols (for example, a plurality of protocols for collecting images of a plurality of imaging types such as a T1-weighted image and a T2-weighted image) according to an imaging condition input by an operator. is there. In such a case, if imaging by one protocol ends, there may be some non-operation period before imaging of the next protocol starts. In this case, the creation and update of the template can be restarted using the non-operation period.

なお、図13においては、処理回路302のテンプレート生成機能30が強調ECG信号からテンプレートを切り出すタイミングを、第2の格納回路60に格納された事前作成テンプレートと強調ECG信号とを照合して決定するようにしている。具体的には、事前作成テンプレートと強調ECG信号との照合によってR波が検出されると、このR波の検出位置からWミリ秒過去、例えば20ミリ秒過去までの期間の強調ECG信号の波形を切り出して、テンプレートを生成する。なお、第3の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、テンプレート生成機能30が単独で強調ECG信号のピークを検出し、テンプレートを切り出すタイミングを決定しても良い。   In FIG. 13, the timing at which the template generating function 30 of the processing circuit 302 cuts out the template from the enhanced ECG signal is determined by comparing the pre-created template stored in the second storage circuit 60 with the enhanced ECG signal. Like that. Specifically, when the R wave is detected by comparing the pre-created template with the enhanced ECG signal, the waveform of the enhanced ECG signal in the period from the detection position of the R wave to the past W milliseconds, for example, 20 milliseconds ago And generate a template. In the third embodiment as well, similarly to the first embodiment, the template generation function 30 may independently detect the peak of the enhanced ECG signal and determine the timing for cutting out the template.

(第4の実施形態)
図16は、第4の実施形態のECG信号処理装置1cの構成例を示すブロック図である。第4の実施形態は、第3の実施形態が高域通過フィルタ或いは帯域通過フィルタのいずれか1つのフィルタ処理機能10を有する構成であったのに対して、高域通過フィルタを有するフィルタ処理機能H10aと、帯域通過フィルタを有するフィルタ処理機能B10bの2つのフィルタ処理機能を有する構成となっている。
(Fourth embodiment)
FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration example of an ECG signal processing device 1c according to the fourth embodiment. The fourth embodiment has a configuration in which the third embodiment has a configuration in which either one of a high-pass filter and a band-pass filter is provided, whereas the fourth embodiment has a filter processing function having a high-pass filter. The configuration has two filter processing functions of H10a and a filter processing function B10b having a band-pass filter.

フィルタ処理機能H10aからは高域強調ECG信号が出力され、フィルタ処理機能B10bからは帯域強調ECG信号が出力される。これに伴って、テンプレート生成機能、テンプレート更新機能及び格納回路もそれぞれ2つもつ構成となっている。高域強調ECG信号は、テンプレート生成機能H30a、テンプレート更新機能H40a及び格納回路H50aで処理し、帯域強調ECG信号は、テンプレート生成機能B30b、テンプレート更新機能B40b及び格納回路50Bbで処理する。   The filter processing function H10a outputs a high-frequency emphasized ECG signal, and the filter processing function B10b outputs a band-enhanced ECG signal. Along with this, the configuration has two template generation functions, two template update functions, and two storage circuits. The high-frequency emphasized ECG signal is processed by the template generation function H30a, the template update function H40a, and the storage circuit H50a, and the band-enhanced ECG signal is processed by the template generation function B30b, the template update function B40b, and the storage circuit 50Bb.

一方、検出機能20にも高域強調ECG信号と帯域強調ECG信号の2つが入力される。検出機能20の評価値算出機能21は、高域強調ECG信号と格納回路H50aに格納されているM個のテンプレートとの評価値(差分の絶対値の総和)をそれぞれ算出して、評価値の最小値を高域強調評価値EHminとする。同様に、評価値算出機能21は、帯域強調ECG信号と格納回路B50bに格納されているM個のテンプレートとの評価値(差分の絶対値の総和)をそれぞれ算出して、評価値の最小値を帯域強調評価値EBminとする。   On the other hand, the detection function 20 also receives two signals, a high-frequency emphasized ECG signal and a band-enhanced ECG signal. The evaluation value calculation function 21 of the detection function 20 calculates the evaluation value (sum of absolute values of the differences) between the high-frequency emphasized ECG signal and the M templates stored in the storage circuit H50a, respectively. The minimum value is set as the high-frequency emphasis evaluation value EHmin. Similarly, the evaluation value calculation function 21 calculates the evaluation value (sum of the absolute values of the differences) between the band emphasized ECG signal and the M templates stored in the storage circuit B50b, and calculates the minimum value of the evaluation value. Is the band emphasis evaluation value EBmin.

さらに、評価値算出機能21は、高域強調評価値EHminと帯域強調評価値EBminとを重み付け加算して、複合評価値Eを算出する。具体的には、重みをα(0≦α≦1)とするとき、複合評価値Eを、E=αEHmin+(1−α)EBmin、により算出する。   Further, the evaluation value calculation function 21 calculates the composite evaluation value E by weighting and adding the high-frequency emphasis evaluation value EHmin and the band emphasis evaluation value EBmin. Specifically, when the weight is α (0 ≦ α ≦ 1), the composite evaluation value E is calculated by E = αEHmin + (1−α) EBmin.

判定機能22では、算出された複合評価値Eを用いてR波を検出する。具体的には、複合評価値Eが所定の閾値よりも小さい場合に、R波であると判定する。   The determination function 22 detects an R wave using the calculated composite evaluation value E. Specifically, when the composite evaluation value E is smaller than a predetermined threshold, it is determined to be an R wave.

なお、判定機能22は、R波が検出されてから後の所定の時間の間は常にR波ではないと判定しても良い。また、心電計100から2チャネル以上のECG信号が入力される場合には、チャネルごとに複合評価値Eを算出し、その平均値と所定の閾値とを比較してR波か否かを判定しても良い。   Note that the determination function 22 may always determine that the R wave is not the R wave during a predetermined time after the detection of the R wave. When ECG signals of two or more channels are input from the electrocardiograph 100, the composite evaluation value E is calculated for each channel, and the average value is compared with a predetermined threshold to determine whether or not the signal is an R wave. It may be determined.

図17は、第4の実施形態に係るECG信号処理装置1cの効果を確認するために行った評価試験の結果を示す図である。図17(a)が1.5テスラのMRI装置を用いたR波検出結果であり、図17(b)が3テスラのMRI装置を用いたR波検出結果である。   FIG. 17 is a diagram illustrating the results of an evaluation test performed to confirm the effect of the ECG signal processing device 1c according to the fourth embodiment. FIG. 17A shows an R-wave detection result using a 1.5 Tesla MRI apparatus, and FIG. 17B shows an R-wave detection result using a 3 Tesla MRI apparatus.

評価に用いたECG信号のデータは、図9と同じものであり、収集したECG信号に含まれるR波の全数(22298個)のうち、いくつを正確に検出できるかを評価した。R波の全数のうち、8006個は、MRIが動作中(撮像中)に収集したものであり、それ以外はMRIが非動作のときに収集したものである。評価指標としても図9と同様にF値を用いており、これを図9の縦軸としている。   The data of the ECG signals used for the evaluation are the same as those in FIG. 9, and it was evaluated how many of the total number (22,298) of R waves included in the collected ECG signals could be accurately detected. Of the total number of R-waves, 8006 were collected while the MRI was operating (during imaging), and the others were collected when the MRI was not operating. As in the case of FIG. 9, the F value is used as the evaluation index, and this is set as the vertical axis in FIG.

横軸において評価対象が「全期間(撮像中+停止中)」のものは、R波の全数(22298個)を評価対象としており、評価対象が「撮像期間のみ」のものは、撮像中に収集したR波(8006個)を評価対象としている。   When the evaluation target on the horizontal axis is “all periods (during imaging + during stop)”, the total number of R waves (22,298) is evaluated, and when the evaluation target is “only during the imaging period”, The collected R-waves (8006) are evaluated.

横軸の「事前作成」に該当する棒グラフは、事前に作成した固定のテンプレートを用いてR波検出を行ったときの評価結果である。「逐次更新」に該当する棒グラフは、撮像中と停止中のいずれにおいてもテンプレートを逐次更新させてR波検出を行ったときの評価結果である。また、「撮像中非更新」に該当する棒グラフは、第4の実施形態に係るECG信号処理装置1cの構成で評価した結果であり、停止中のみテンプレートを更新し、撮像中は更新しないという方法でR波検出を行ったときの評価結果である。   The bar graph corresponding to “Pre-created” on the horizontal axis is an evaluation result when R-wave detection is performed using a fixed template created in advance. The bar graph corresponding to “sequential update” is an evaluation result when the template is sequentially updated and the R-wave detection is performed during both imaging and stopping. Further, a bar graph corresponding to “not updated during imaging” is a result evaluated by the configuration of the ECG signal processing device 1c according to the fourth embodiment, and a method in which the template is updated only during stoppage and not updated during imaging. Is an evaluation result when R wave detection is performed.

図17より、第4の実施形態に係るECG信号処理装置1cが高い検出性能を示していることが判る。特に、3テスラのMRI装置において、第4の実施形態に該当する「撮像中非更新」の性能が、「事前作成」や「逐次更新」に比べて向上していることが示された。   FIG. 17 shows that the ECG signal processing device 1c according to the fourth embodiment has high detection performance. In particular, it was shown that the performance of “non-update during imaging”, which corresponds to the fourth embodiment, in a 3 Tesla MRI apparatus is improved as compared to “pre-production” and “sequential update”.

図18は、心電同期撮像装置200aがECG信号処理装置1を含む例を示す図である。心電同期撮像装置200aは、同期信号を生成するECG信号処理装置1の他、同期信号に同期して被検体から撮像用のデータを収集するデータ収集回路210、収集した撮像用のデータから被検体の画像を生成する画像生成回路220、生成した画像を表示するディスプレイ230を有する。心電同期撮像装置200aが含むECG信号処理装置1は、第1の実施形態に限らず、第2乃至第4の実施形態のECG信号処理装置1a、1b、1cを含みうる。   FIG. 18 is a diagram illustrating an example in which the electrocardiographic synchronized imaging device 200a includes the ECG signal processing device 1. The ECG synchronous imaging apparatus 200a includes an ECG signal processing apparatus 1 that generates a synchronization signal, a data collection circuit 210 that collects imaging data from a subject in synchronization with the synchronization signal, and an imaging apparatus that performs processing based on the collected imaging data. It has an image generation circuit 220 for generating an image of a specimen and a display 230 for displaying the generated image. The ECG signal processing device 1 included in the ECG synchronous imaging device 200a is not limited to the first embodiment, and may include the ECG signal processing devices 1a, 1b, and 1c of the second to fourth embodiments.

心電同期撮像装置200aがMRI装置である場合、MRI装置が具備する静磁場磁石、傾斜磁場コイル、RFコイル、送信回路、受信回路、及びシーケンスコントローラによって、上記のデータ収集回路を構成する。また、MRI装置のホストコンピュータが具備するプロセッサ等の処理回路が上記の画像生成回路220を構成する。   When the electrocardiographic synchronous imaging apparatus 200a is an MRI apparatus, the above-described data collection circuit is configured by a static magnetic field magnet, a gradient magnetic field coil, an RF coil, a transmission circuit, a reception circuit, and a sequence controller included in the MRI apparatus. Further, a processing circuit such as a processor included in the host computer of the MRI apparatus constitutes the image generation circuit 220 described above.

上記の各実施形態では、ECG信号処理装置1、1a、1b、1cは、心電計100とは別個の構成である例を示した。心電計100をECG信号処理装置1、1a、1b、1cの内部構成としてもよい。   In each of the above embodiments, an example has been described in which the ECG signal processing apparatuses 1, 1 a, 1 b, and 1 c are configured separately from the electrocardiograph 100. The electrocardiograph 100 may have an internal configuration of the ECG signal processing devices 1, 1a, 1b, and 1c.

(第5の実施形態)
上述した第1乃至第4の各実施形態では、心電計100から出力されるECG信号に基づいて同期信号を生成している。一方、例えば、12誘導式の心電計は、I、II、III、aVR、aVL、aVF、V1〜V6、といった12個(12次元)のECG信号を出力する。また、例えば、4端子の心電計であれば、2〜3個のECG信号(2〜3次元)を出力する。また、例えば、ベクトルカーディオグラムは、複数の電極信号から生成した2乃至3のECG信号を利用する。
(Fifth embodiment)
In each of the first to fourth embodiments described above, the synchronization signal is generated based on the ECG signal output from the electrocardiograph 100. On the other hand, for example, a 12-lead type electrocardiograph outputs 12 (12-dimensional) ECG signals such as I, II, III, aVR, aVL, aVF, and V1 to V6. For example, in the case of a four-terminal electrocardiograph, two to three ECG signals (two to three dimensions) are output. Also, for example, the vector cardiogram uses two or three ECG signals generated from a plurality of electrode signals.

第5の実施形態に係るECG信号処理装置1では、2以上のECG信号を利用するベクトルカーディオグラムからR波を検出する。図19は、第5の実施形態に係るECG信号処理装置1dの構成例を示す図である。   The ECG signal processing device 1 according to the fifth embodiment detects an R wave from a vector cardiogram using two or more ECG signals. FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration example of an ECG signal processing device 1d according to the fifth embodiment.

ECG信号処理装置1dには、例えば、2つの心電計100a、100bが接続される。心電計100a、100bは、異なる電極(101a、101b)と、電極(102a、102b)とを有している。心電計100aから出力されるECG信号を、ECG第1誘導信号(X)とし、心電計100bから出力されるECG信号を、ECG第2誘導信号(Y)とする。   For example, two electrocardiographs 100a and 100b are connected to the ECG signal processing device 1d. The electrocardiographs 100a and 100b have different electrodes (101a and 101b) and electrodes (102a and 102b). The ECG signal output from the electrocardiograph 100a is referred to as an ECG first lead signal (X), and the ECG signal output from the electrocardiograph 100b is referred to as an ECG second lead signal (Y).

ECG信号処理装置1dの構成は、第1の実施形態のECG信号処理装置1(図4参照)に対して、座標変換機能80を有している点が異なる。座標変換機能80以外の構成は、第1の実施形態と同じである。なお、座標変換機能80も、処理回路302によって実現される。   The configuration of the ECG signal processing device 1d is different from the ECG signal processing device 1 of the first embodiment (see FIG. 4) in that a coordinate conversion function 80 is provided. The configuration other than the coordinate conversion function 80 is the same as that of the first embodiment. Note that the coordinate conversion function 80 is also realized by the processing circuit 302.

図20及び図21は、ECG第1誘導信号(X)と、ECG第2誘導信号(Y)とを出力するベクトルカーディオグラムを例として、座標変換機能80の動作概念を説明する図である。   FIG. 20 and FIG. 21 are diagrams illustrating the operation concept of the coordinate conversion function 80 by taking, as an example, a vector cardiogram that outputs an ECG first guide signal (X) and an ECG second guide signal (Y).

図20(a)の左側の上下の図は、ECG第1誘導信号(X)と、ECG第2誘導信号(Y)の波形例を示す図である。夫々の横軸は時間であり、縦軸は振幅を示す。図20(a)の右側の図は、時間の経過に沿って、ECG第1誘導信号(X)の振幅をX軸(横軸)に、ECG第2誘導信号(Y)の振幅をY軸(縦軸)にプロットした図である。以下、右側の図をベクトルプロット図と呼ぶ。   The upper and lower diagrams on the left side of FIG. 20A are diagrams illustrating waveform examples of the ECG first induction signal (X) and the ECG second induction signal (Y). The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents amplitude. The right side of FIG. 20A shows the amplitude of the ECG first induction signal (X) on the X axis (horizontal axis) and the amplitude of the ECG second induction signal (Y) on the Y axis over time. It is the figure plotted (vertical axis). Hereinafter, the diagram on the right side is referred to as a vector plot diagram.

図20(a)は、ノイズの無い状態、例えば、被検体がMRI装置の外にいる状態での波形を示している。ノイズの無い状態では、ECG第1誘導信号(X)と、ECG第2誘導信号(Y)とは、互いに相関関係を有している。このため、位置P1にあるR波は、ベクトルプロット図上では、原点から右斜め方向に強いピークをもつ形状となる。また、位置P2にあるT波も、R波と同じ方向にピークを持つ傾向となる。   FIG. 20A shows a waveform when there is no noise, for example, when the subject is outside the MRI apparatus. In a state without noise, the ECG first guide signal (X) and the ECG second guide signal (Y) have a correlation with each other. Therefore, the R wave at the position P1 has a shape having a strong peak obliquely rightward from the origin on the vector plot diagram. The T wave at the position P2 also tends to have a peak in the same direction as the R wave.

これに対して、図20(b)は、ノイズ有り状態、例えば、被検体がMRI装置の内部に載置され、強い静磁場の影響を受けている状態での波形を例示している。この状態では、図20(b)の左側の上下の図に例示するように、ECG第1誘導信号(X)と、ECG第2誘導信号(Y)とにノイズが重畳しやすくなる。例えば、位置P3にノイズが重畳する。通常、このようなノイズでのECG第1誘導信号(X)とECG第2誘導信号(Y)との相関は、R波での間でECG第1誘導信号(X)とECG第2誘導信号(Y)との相関とはことなる。このため、図20(b)の右側のベクトルプロット図では、位置P3に対応するノイズは、位置P1にあるR波のピーク方向とは異なる方向、例えば、90度離れた方向等にピークをもつ。   On the other hand, FIG. 20B illustrates a waveform in a state with noise, for example, in a state in which the subject is placed inside the MRI apparatus and is affected by a strong static magnetic field. In this state, noise is likely to be superimposed on the ECG first induction signal (X) and the ECG second induction signal (Y), as illustrated in the upper and lower left diagrams of FIG. For example, noise is superimposed on the position P3. Usually, the correlation between the ECG first guide signal (X) and the ECG second guide signal (Y) due to such noise is based on the ECG first guide signal (X) and the ECG second guide signal between R waves. The correlation with (Y) is different. For this reason, in the vector plot on the right side of FIG. 20B, the noise corresponding to the position P3 has a peak in a direction different from the peak direction of the R wave at the position P1, for example, a direction separated by 90 degrees. .

第5の実施形態では、ベクトルカーディオグラムのこのような特徴を利用して、R波等の特定の波形をより確実に検出する。具体的には、座標変換機能80によって、ECG第1誘導信号(X)とECG第2誘導信号(Y)とを座標変換し、ベクトルプロット図上におけるR波のピーク方向に射影する。   In the fifth embodiment, a specific waveform such as an R wave is more reliably detected by using such a feature of the vector cardiogram. Specifically, the coordinate conversion function 80 converts the coordinates of the ECG first guide signal (X) and the ECG second guide signal (Y), and projects them in the peak direction of the R wave on the vector plot diagram.

図21は、座標変換機能80の概念を説明する図である。ノイズが無い状態でのR波のピーク方向が、X−Y座標系で傾きθであるとする。座標変換機能80は、これをθだけ回転させて、例えば、次の式によって、x−y座標系に座標変換する。   FIG. 21 is a diagram illustrating the concept of the coordinate conversion function 80. It is assumed that the peak direction of the R wave in the absence of noise has a slope θ in the XY coordinate system. The coordinate conversion function 80 rotates this by θ and performs coordinate conversion to the xy coordinate system by the following equation, for example.

x=X・cos(θ)+Y・sin(θ) (式4)
y=−X・sin(θ)+Y・cos(θ) (式5)
この結果、例えば、ノイズのピーク方向がR波のピーク方向と直交している場合、座標変換後の信号xは、図21の右側に例示するように、ノイズが低減された波形となる。
x = X · cos (θ) + Y · sin (θ) (Equation 4)
y = −X · sin (θ) + Y · cos (θ) (Equation 5)
As a result, for example, when the peak direction of the noise is orthogonal to the peak direction of the R wave, the signal x after coordinate conversion has a noise-reduced waveform as illustrated on the right side of FIG.

座標変換で必要となる傾きθは、ノイズが無い状態、例えば、被検体がMRI装置の外部にいる状態でECG第1誘導信号(X)とECG第2誘導信号(Y)を取得し、ベクトルプロット図上でのR波のピーク方向から求めることができる。   The gradient θ required for the coordinate transformation is obtained by acquiring the ECG first guide signal (X) and the ECG second guide signal (Y) in a state where there is no noise, for example, when the subject is outside the MRI apparatus, It can be obtained from the peak direction of the R wave on the plot.

座標変換後のECG信号xに対する処理は、第1乃至第4の実施形態と同じである。このように、第5の実施形態に係るECG信号処理装置1dによれば、ベクトルカーディオグラムを第1乃至第4の実施形態のECG信号処理装置1、1a、1b、1cに適用することができ、ノイズの影響をさらに低減することができる。   The processing for the ECG signal x after the coordinate conversion is the same as in the first to fourth embodiments. As described above, according to the ECG signal processing device 1d according to the fifth embodiment, the vector cardiogram can be applied to the ECG signal processing devices 1, 1a, 1b, and 1c according to the first to fourth embodiments. In addition, the effect of noise can be further reduced.

(第5の実施形態の変形例)
図22は、第5の実施形態の変形例に係るECG信号処理装置1eの構成例を示す図である。図19に示す構成は、座標変換後の信号の一方に対して、つまり、(式4)で得られるECG信号xに対して、第1乃至第4の実施形態の処理を適用するものである。これに対して、第5の実施形態の変形例に係るECG信号処理装置1eでは、座標変換後の複数の信号、例えば、(式4)で得られるECG信号xと、(式5)で得られるECG信号yの双方に対して、第1乃至第4の実施形態の処理を並列に適用する。この場合、2つの評価値算出機能21から、2つの評価値が得られることになる。この2つの評価値は、統合判定機能90に入力される。統合判定機能90も処理回路302によって実現される。統合判定機能90は、例えば、2つの評価値を重み付け加算し、加算値に対して所定の閾値を適用することでR波を検出し、同期信号を生成する。
(Modification of Fifth Embodiment)
FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration example of an ECG signal processing device 1e according to a modification of the fifth embodiment. The configuration shown in FIG. 19 applies the processing of the first to fourth embodiments to one of the signals after the coordinate transformation, that is, to the ECG signal x obtained by (Equation 4). . On the other hand, in the ECG signal processing device 1e according to the modification of the fifth embodiment, a plurality of signals after coordinate conversion, for example, an ECG signal x obtained by (Equation 4) and an ECG signal x obtained by (Equation 5) The processing of the first to fourth embodiments is applied in parallel to both of the ECG signals y to be obtained. In this case, two evaluation values are obtained from the two evaluation value calculation functions 21. These two evaluation values are input to the integration determination function 90. The integration determination function 90 is also realized by the processing circuit 302. The integrated determination function 90 detects, for example, an R wave by weighting and adding two evaluation values and applying a predetermined threshold value to the added value, and generates a synchronization signal.

ここまで説明してきたように、MRI装置を用いた同期撮像に用いられる同期信号の多くはECG信号から生成される。ECG信号は、心拍に関連する生体信号の1つであるが、心拍に関連する生体信号には、ECG信号の他にも、脈波信号や心音信号等がある。上述した各実施形態のECG信号処理装置において、入力信号をECG信号に換えて、脈波信号や心音信号等の心拍に関連する生体信号とすることにより、心拍同期信号を生成することができる。この場合、上述した説明において、「ECG信号処理装置」を「信号処理装置」に、「ECG信号処理方法」を「信号処理装置」に、また「心電同期撮像装置」を「心拍同期撮像装置」に読み替えれば良い。さらに、上述した説明において、「ECG信号」を「心拍に関連する生体信号」に、「心電同期信号」を「心拍同期信号」に、また「心電同期撮像」を「心拍同期撮像」に読み替えればよい。   As described above, many of the synchronization signals used for synchronous imaging using the MRI apparatus are generated from the ECG signals. The ECG signal is one of the biological signals related to the heartbeat, and the biological signals related to the heartbeat include a pulse wave signal, a heart sound signal, and the like in addition to the ECG signal. In the ECG signal processing device of each of the above-described embodiments, a heartbeat synchronization signal can be generated by converting an input signal into an ECG signal and using a biological signal related to a heartbeat such as a pulse wave signal or a heart sound signal. In this case, in the above description, “ECG signal processing device” is referred to as “signal processing device”, “ECG signal processing method” is referred to as “signal processing device”, and “ECG synchronous imaging device” is referred to as “heart rate synchronous imaging device”. ". Further, in the above description, the “ECG signal” is replaced with “biological signal related to heartbeat”, the “ECG synchronization signal” is replaced with “heartbeat synchronization signal”, and the “ECG synchronized imaging” is replaced with “heartbeat synchronization imaging”. Just read it.

以上説明してきた、少なくとも1つの実施形態に係るECG信号処理装置によれば、撮像中などにおいてECG信号に大きなノイズが重畳している場合においても、EGC信号中のR波をより確実に検出することができ、また、ECG信号中に異常波形が含まれていた場合においても、その異常波形も検出することができる。この結果、心電同期撮像を行う撮像装置に対して、安定かつ確実に同期信号を供給することができる。   According to the ECG signal processing device according to at least one embodiment described above, even when a large noise is superimposed on an ECG signal during imaging or the like, the R wave in the EGC signal is more reliably detected. In addition, even when an abnormal waveform is included in the ECG signal, the abnormal waveform can be detected. As a result, a synchronization signal can be supplied stably and reliably to an imaging device that performs ECG-gated imaging.

なお、実施形態におけるテンプレート生成機能、格納回路、及び検出機能は、夫々、特許請求の範囲の生成部、格納部、及び検出部の一例である。また、実施形態におけるテンプレート更新機能、テンプレート生成判定機能、フィルタ処理機能、及び第2の格納回路は、夫々、特許請求の範囲の更新部、生成判定部、フィルタ処理部、及び第2の格納部の一例である。また、実施形態におけるデータ処理回路、及び画像生成回路は、夫々、特許請求の範囲のデータ収集部、及び画像生成部の一例である。   Note that the template generation function, the storage circuit, and the detection function in the embodiment are examples of the generation unit, the storage unit, and the detection unit in the claims, respectively. Further, the template updating function, the template generation determining function, the filter processing function, and the second storage circuit in the embodiment respectively include an update unit, a generation determination unit, a filter processing unit, and a second storage unit in the claims. This is an example. Further, the data processing circuit and the image generation circuit in the embodiment are examples of a data collection unit and an image generation unit in the claims, respectively.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are provided by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These new embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and their equivalents.

1 ECG信号処理装置、信号処理装置
10 フィルタ処理機能
20 検出機能
21 評価値算出機能
22 判定機能
30 テンプレート生成機能
40 テンプレート更新機能
50 格納回路
60 第2の格納回路
70 テンプレート生成判定機能
100 心電計
200 心電同期撮像装置、撮像装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ECG signal processing apparatus, signal processing apparatus 10 Filter processing function 20 Detection function 21 Evaluation value calculation function 22 Judgment function 30 Template generation function 40 Template update function 50 Storage circuit 60 Second storage circuit 70 Template generation determination function 100 Electrocardiograph 200 ECG synchronous imaging device, imaging device

Claims (18)

心拍に関連する生体信号の中の特定の波形を検出するための検出パラメータを、前記生体信号の波形に基づいて生成する生成部と、
生成した前記検出パラメータを2以上格納する格納部と、
格納した前記2以上の検出パラメータを用いて前記特定の波形を検出し、心拍同期撮像を行うための同期信号を生成する検出部と、
前記格納部に格納された前記2以上の検出パラメータを更新する更新部と、
を備え、
前記生成部は、時系列で入力される前記生体信号から新たな検出パラメータを順次生成し、
前記更新部は、生成された前記新たな検出パラメータによって、前記格納部に格納されている前記検出パラメータを更新し、前記生成部で生成された前記新たな検出パラメータと、前記格納部に格納されている前記2以上の検出パラメータのそれぞれとの類似度を求め、前記類似度が所定値よりも低いと判定された前記新たな検出パラメータを、前記格納部に格納する、
信号処理装置。
A generation unit that generates a detection parameter for detecting a specific waveform in a biological signal related to a heartbeat based on the waveform of the biological signal,
A storage unit for storing two or more generated detection parameters,
A detection unit that detects the specific waveform using the stored two or more detection parameters and generates a synchronization signal for performing heartbeat synchronous imaging ;
An updating unit that updates the two or more detection parameters stored in the storage unit;
With
The generating unit sequentially generates new detection parameters from the biological signal input in time series,
The updating unit updates the detection parameters stored in the storage unit with the generated new detection parameters, and stores the new detection parameters generated by the generation unit and the storage parameters in the storage unit. Calculating a similarity with each of the two or more detection parameters, and storing the new detection parameter determined to have the similarity lower than a predetermined value in the storage unit;
Signal processing device.
心拍に関連する生体信号の中の特定の波形を検出するための検出パラメータを、前記生体信号の波形に基づいて生成する生成部と、A generation unit that generates a detection parameter for detecting a specific waveform in a biological signal related to a heartbeat based on the waveform of the biological signal,
生成した前記検出パラメータを2以上格納する格納部と、  A storage unit for storing two or more generated detection parameters,
格納した前記2以上の検出パラメータを用いて前記特定の波形を検出し、心拍同期撮像を行うための同期信号を生成する検出部と、  A detection unit that detects the specific waveform using the stored two or more detection parameters and generates a synchronization signal for performing heartbeat synchronous imaging;
前記格納部に格納された前記2以上の検出パラメータを更新する更新部と、  An updating unit that updates the two or more detection parameters stored in the storage unit;
生成判定部と、  A generation determining unit;
を備え、With
前記生成部は、時系列で入力される前記生体信号から新たな検出パラメータを順次生成し、  The generating unit sequentially generates new detection parameters from the biological signal input in time series,
前記生成判定部は、外部に接続される撮像装置の動作状態をモニタし、前記撮像装置の動作状態に応じて、前記生成部で前記新たな検出パラメータを生成するか否かを判定し、  The generation determination unit monitors an operation state of an imaging device connected to the outside, and determines whether to generate the new detection parameter in the generation unit according to the operation state of the imaging device,
前記更新部は、生成された前記新たな検出パラメータによって、前記格納部に格納されている前記検出パラメータを更新する、  The updating unit updates the detection parameters stored in the storage unit with the generated new detection parameters,
信号処理装置。Signal processing device.
心拍に関連する生体信号の中の特定の波形を検出するための検出パラメータを、前記生体信号の波形に基づいて生成する生成部と、A generation unit that generates a detection parameter for detecting a specific waveform in a biological signal related to a heartbeat based on the waveform of the biological signal,
生成した前記検出パラメータを2以上格納する格納部と、  A storage unit for storing two or more generated detection parameters,
格納した前記2以上の検出パラメータを用いて前記特定の波形を検出し、心拍同期撮像を行うための同期信号を生成する検出部と、  A detection unit that detects the specific waveform using the stored two or more detection parameters and generates a synchronization signal for performing heartbeat synchronous imaging;
前記格納部に格納された前記2以上の検出パラメータを更新する更新部と、  An updating unit that updates the two or more detection parameters stored in the storage unit;
生成判定部と、  A generation determining unit;
を備え、With
前記生成部は、時系列で入力される前記生体信号から新たな検出パラメータを順次生成し、  The generating unit sequentially generates new detection parameters from the biological signal input in time series,
前記生成判定部は、外部に接続されるMRI装置の動作状態をモニタし、前記MRI装置の動作状態に応じて、前記生成部で前記新たな検出パラメータを生成するか否かを判定し、  The generation determination unit monitors the operating state of an externally connected MRI apparatus, and determines whether to generate the new detection parameter in the generating unit, according to the operating state of the MRI apparatus,
前記更新部は、前記MRI装置が撮像していないときに、前記検出パラメータを更新し、前記MRI装置の撮像中は、前記検出パラメータを更新することなく撮像開始直前に格納されている前記検出パラメータを保持する、  The updating unit updates the detection parameter when the MRI apparatus is not imaging, and during the imaging of the MRI apparatus, the detection parameter stored immediately before the start of imaging without updating the detection parameter. Hold the
信号処理装置。Signal processing device.
前記生体信号はECG信号であり、前記特定の波形はR波であり、前記検出パラメータは、前記R波の一部の波形に対応する波形テンプレートである、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の信号処理装置。
The biological signal is an ECG signal, the specific waveform is an R wave, and the detection parameter is a waveform template corresponding to a partial waveform of the R wave.
The signal processing device according to claim 1 .
前記生成部は、前記ECG信号に含まれる2以上のR波から、前記R波の一部の波形をそれぞれ切り取って、前記波形テンプレートを2以上生成し、
前記格納部は、生成された前記2以上の波形テンプレートを格納し、
前記検出部は、時系列で入力される前記ECG信号の波形と、前記2以上の波形テンプレートとを照合して前記R波を検出する、
請求項4に記載の信号処理装置。
The generating unit cuts out a partial waveform of the R wave from two or more R waves included in the ECG signal to generate two or more waveform templates,
The storage unit stores the generated two or more waveform templates,
The detection unit detects the R wave by comparing the waveform of the ECG signal input in time series with the two or more waveform templates,
The signal processing device according to claim 4 .
前記検出部は、前記ECG信号の波形と前記2以上の波形テンプレートとを照合して、前記2以上の波形テンプレートに対応する2以上の評価値をそれぞれ算出し、前記2以上の評価値から求めた1つの統合評価値と所定の閾値とを比較して、前記R波を検出する、
請求項5に記載の信号処理装置。
The detection unit collates the waveform of the ECG signal with the two or more waveform templates, calculates two or more evaluation values corresponding to the two or more waveform templates, and obtains the two or more evaluation values from the two or more evaluation values. Comparing the one integrated evaluation value with a predetermined threshold to detect the R wave;
The signal processing device according to claim 5 .
前記評価値は、前記ECG信号の波形と前記2以上の波形テンプレートのそれぞれとの差分に基づく差分評価値であり、前記統合評価値は、2以上の差分評価値のうち最も小さい値である、
請求項6に記載の信号処理装置。
The evaluation value is a difference evaluation value based on a difference between the waveform of the ECG signal and each of the two or more waveform templates, and the integrated evaluation value is the smallest value among the two or more difference evaluation values.
The signal processing device according to claim 6 .
前記ECG信号中のR波をフィルタ処理によって強調するフィルタ処理部、をさらに備え、
前記生成部は、前記フィルタ処理部によって前記R波が強調されたECG信号から前記2以上の波形テンプレートを生成する、
請求項4乃至7のいずれか1項に記載の信号処理装置。
A filter processing unit that enhances the R wave in the ECG signal by filtering.
The generating unit generates the two or more waveform templates from the ECG signal in which the R wave is emphasized by the filtering unit.
The signal processing device according to claim 4 .
前記フィルタ処理部は、前記ECG信号を高域強調する第1のフィルタと、前記ECG信号を帯域強調する第2のフィルタと、を有し、
前記生成部は、高域強調されたECG信号から生成される2以上の第1の波形テンプレートと、帯域強調されたECG信号から生成される2以上の第2の波形テンプレートと、を生成し、
前記格納部は、前記2以上の第1の波形テンプレートと、前記2以上の第2の波形テンプレートとを格納し、
前記検出部は、前記高域強調されたECG信号の波形と前記2以上の第1の波形テンプレートとを照合して第1の評価値を算出する一方、前記帯域強調されたECG信号の波形と前記2以上の第2の波形テンプレートとを照合して第2の評価値を算出し、前記第1の評価値と、前記第2の評価値とに基づいて、前記R波を検出する、
請求項8に記載の信号処理装置。
The filter processing unit includes a first filter that emphasizes the ECG signal in a high frequency band, and a second filter that emphasizes the band of the ECG signal,
The generation unit generates two or more first waveform templates generated from the high-frequency-emphasized ECG signal and two or more second waveform templates generated from the band-emphasized ECG signal,
The storage unit stores the two or more first waveform templates and the two or more second waveform templates,
The detection unit calculates a first evaluation value by comparing the waveform of the high-frequency-emphasized ECG signal with the two or more first waveform templates. Comparing the two or more second waveform templates to calculate a second evaluation value, and detecting the R wave based on the first evaluation value and the second evaluation value;
The signal processing device according to claim 8 .
事前に生成された1又は2以上の固定テンプレートを格納する第2の格納部、をさらに備え、
前記検出部は、入力されたECGの波形と前記固定テンプレートとを照合して算出された固定テンプレート評価値と、入力されたECGの波形と前記格納部に格納された前記2以上の波形テンプレートとを照合して算出された評価値とに基づいて、前記R波を検出する、
請求項8に記載の信号処理装置。
A second storage unit that stores one or more fixed templates generated in advance,
The detection unit includes a fixed template evaluation value calculated by comparing the input ECG waveform with the fixed template, the input ECG waveform, and the two or more waveform templates stored in the storage unit. Detecting the R wave based on the evaluation value calculated by comparing
The signal processing device according to claim 8 .
前記生体信号は、ECG信号、脈波信号、及び心音信号の少なくとも1つを含む、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の信号処理装置。
The biological signal includes at least one of an ECG signal, a pulse wave signal, and a heart sound signal,
The signal processing device according to claim 1 .
前記生体信号は、2つ以上のECG信号を含むベクトルカーディオグラムであり、
前記ベクトルカーディオグラムを座標変換する座標変換部、をさらに備え、
前記検出部は、座標変換後の1つ、または2以上のECG信号から前記同期信号を生成する、
請求項1に記載の信号処理装置。
The biological signal is a vector cardiogram including two or more ECG signals,
A coordinate conversion unit that performs coordinate conversion on the vector cardiogram,
The detection unit generates the synchronization signal from one or two or more ECG signals after coordinate conversion,
The signal processing device according to claim 1.
心拍に関連する生体信号の中の特定の波形を検出するための検出パラメータを、前記生体信号の波形に基づいて生成する生成部と、
生成した前記検出パラメータを2以上格納する格納部と、
格納した前記2以上の検出パラメータを用いて前記特定の波形を検出し、心拍同期撮像を行うための同期信号を生成する検出部と、
前記格納部に格納された前記2以上の検出パラメータを更新する更新部と、
生成判定部と、
前記同期信号に同期して、被検体から撮像用のデータを収集するデータ収集部と、
収集した前記撮像用のデータから、前記被検体の画像を生成する画像生成部と、
備え、
前記生成部は、時系列で入力される前記生体信号から新たな検出パラメータを順次生成し、
前記生成判定部は、外部に接続される撮像装置の動作状態をモニタし、前記撮像装置の動作状態に応じて、前記生成部で前記新たな検出パラメータを生成するか否かを判定し、
前記更新部は、生成された前記新たな検出パラメータによって、前記格納部に格納されている前記検出パラメータを更新する、
撮像装置。
A generation unit that generates a detection parameter for detecting a specific waveform in a biological signal related to a heartbeat based on the waveform of the biological signal,
A storage unit for storing two or more generated detection parameters,
A detection unit that detects the specific waveform using the stored two or more detection parameters and generates a synchronization signal for performing heartbeat synchronous imaging;
An updating unit that updates the two or more detection parameters stored in the storage unit;
A generation determining unit;
In synchronization with the synchronization signal, a data collection unit that collects data for imaging from the subject,
From the collected data for imaging, an image generating unit that generates an image of the subject,
Equipped with a,
The generating unit sequentially generates new detection parameters from the biological signal input in time series,
The generation determination unit monitors an operation state of an imaging device connected to the outside, and determines whether to generate the new detection parameter in the generation unit according to the operation state of the imaging device,
The updating unit updates the detection parameters stored in the storage unit with the generated new detection parameters,
Imaging device.
前記撮像装置はMRI装置である、
請求項13に記載の撮像装置。
The imaging device is an MRI device;
The imaging device according to claim 13 .
前記生体信号は、ECG信号、脈波信号、及び心音信号の少なくとも1つを含む、
請求項13に記載の撮像装置。
The biological signal includes at least one of an ECG signal, a pulse wave signal, and a heart sound signal,
The imaging device according to claim 13 .
前記生体信号は、2以上のECG信号を含むベクトルカーディオグラムであり、
前記ベクトルカーディオグラムを座標変換する座標変換部、をさらに備え、
前記検出部は、座標変換後の1つ、または2以上のECG信号から前記同期信号を生成する、
請求項13に記載の撮像装置。
The biological signal is a vector cardiogram including two or more ECG signals,
A coordinate conversion unit that performs coordinate conversion on the vector cardiogram,
The detection unit generates the synchronization signal from one or two or more ECG signals after coordinate conversion,
The imaging device according to claim 13 .
心拍に関連する生体信号の中の特定の波形を検出するための検出パラメータを、前記生体信号に基づいて生成するステップと、
生成した前記検出パラメータを2以上格納するステップと、
格納された前記2以上の検出パラメータを更新するステップと、
判定するステップと、
格納した前記2以上の検出パラメータを用いて前記特定の波形を検出し、心電同期撮像を行うための同期信号を生成するステップと、
備え、
前記検出パラメータを生成するステップでは、時系列で入力される前記生体信号から新たな検出パラメータを順次生成し、
前記判定するステップでは、外部に接続される撮像装置の動作状態をモニタし、前記撮像装置の動作状態に応じて、前記新たな検出パラメータを生成するか否かを判定し、
前記更新するステップでは、生成された前記新たな検出パラメータによって、格納部に格納されている前記検出パラメータを更新する、
信号処理方法。
Generating a detection parameter for detecting a specific waveform in a biological signal related to a heartbeat based on the biological signal ;
Storing two or more of the generated detection parameters ;
Updating the stored two or more detection parameters;
Determining;
Detecting the specific waveform using the stored two or more detection parameters, and generating a synchronization signal for performing ECG-gated imaging ;
Prepared,
In the step of generating the detection parameters, a new detection parameter is sequentially generated from the biological signal input in time series,
In the determining step, monitor the operation state of the imaging device connected to the outside, according to the operation state of the imaging device, determine whether to generate the new detection parameters,
In the updating step, the detection parameter stored in the storage unit is updated by the generated new detection parameter,
Signal processing method.
前記生体信号は、2以上のECG信号を含むベクトルカーディオグラムであり、
前記ベクトルカーディオグラムを座標変換し、座標変換後の1つ、または2以上のECG信号から前記同期信号を生成する、
請求項17に記載の信号処理方法。
The biological signal is a vector cardiogram including two or more ECG signals,
Transforming the vector cardiogram and generating the synchronization signal from one or more ECG signals after the coordinate transformation;
The signal processing method according to claim 17 .
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