JPH11146880A - ドプラ波形解析方法及び超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数心拍の計測値を平均して計算を行う際
に、正常でない心拍の計測値が入り込んだとしても、計
算結果における変動の影響を小さくすることが可能なド
プラ波形解析方法及び超音波診断装置を実現する。 【解決手段】 超音波受波信号を分析して得てドプラ波
形を生成し、心拍周期を求める機能を備えた超音波診断
装置であって、心拍周期が所定範囲内であるときの計測
値と、心拍周期が所定範囲外であるときの計測値とにつ
いて、心拍周期が所定範囲内であるときの計測値が設定
数に達するまで求め、心拍周期が所定範囲内であるとき
の計測値と心拍周期が所定範囲外であるときの計測値と
から平均の計測値を求める演算手段４２を備えたことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はドプラ波形解析方法
及び超音波診断装置に関し、特に、ドプラ処理により得
た計測値を平均した後に演算を行うドプラ波形解析方法
及び超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波を被検体内に照射すると、生体組
織を媒体として超音波が伝達されるが、臓器等の組織や
病変部のような周囲の組織との音響インピーダンス（im
pedance）の差のある所（反射体）から反射，散乱され
て、送波した超音波の一部が戻ってくる。

【０００３】この反射体が視線方向に運動又は移動する
物体であった場合、その反射波の周波数はドプラ（dopp
ler）効果によって送信周波数から偏移する。超音波ド
プラ診断装置はこの周波数偏移量を測定して移動物体の
速度及び移動方向を表示することにより診断に寄与する
装置である。

【０００４】また、超音波診断装置にはドプラオートト
レース（Doppler Auto Trace）機能あるいはドプラリア
ルタイム（Doppler Realtime）算出機能と呼ばれる機能
を備えているものがあり、ドプラ波形に含まれる所定の
成分をトレースすることでトレースデータ（Trace Dat
a）を自動かつリアルタイム（Real Time）で検出する。

【０００５】なお、トレースデータには複数の種類があ
り、ドプラ波形に含まれる周波数スペクトルの広がりの
うちのどの成分をトレースするかによって異なってい
る。すなわち、ドプラ波形のピーク（peak）成分をトレ
ースしたものはピークフロー、ドプラ波形の平均成分を
トレースしたものはミーン（mean）フロー、ドプラ波形
のミニマム（minimum）成分をトレースしたものはフロ
ア（floor）フローと呼ばれている。

【０００６】そして、ドプラ波形のピーク成分をトレー
スした１心拍分のトレースデータを用いて１心拍中の最
大流速値Ｖmax，最小流速値Ｖmin，時間平均最大流速Ｔ
ＡＭＡＸ（Time Average Max Velocity，または、時間
平均ピーク流速ＴＡＰＥＡＫとも言う）などを計測し、
これらの計測値を用いて、心指標ＰＩ（PulsatilityInd
ex），抵抗指数（Resistivity Index）を始め、各種の
指標や指数といった数値を計算し、この計算結果をリア
ルタイムで表示する装置が存在している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上の計算において
は、ユーザが決定した平均数Ｎ（たとえば、Ｎ＝３）を
用いて、Ｖmax，Ｖmin，ＴＡＭＡＸについて連続する最
新のＮ個の計測値の移動平均をとるようにしている。

【０００８】このＮ個の平均をとるに際して、不整脈な
どの正常でない心拍の計測値が入り込むことにより、計
測値の平均値に悪影響が生じ、求めようとする計算結果
の安定性が損なわれることがある。

【０００９】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、複数心拍の計測値を平均して計算を行
う際に、正常でない心拍の計測値が入り込んだとして
も、計算結果における変動の影響を小さくすることが可
能なドプラ波形解析方法及び超音波診断装置を実現する
ことである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、課題を解決す
る手段としての本発明は以下に説明するようなものであ
る。

【００１１】第１の発明は、超音波受波信号を分析して
得てドプラ波形を生成し、このドプラ波形から求められ
る心拍周期が所定範囲内であるかを調べ、心拍周期が所
定範囲内であるときの計測値が設定数に達するまで複数
の計測値を求め、前記複数の計測値から平均の計測値を
求めることを特徴とするドプラ波形解析方法である。

【００１２】第２の発明は、超音波受波信号を分析して
得てドプラ波形を生成し、心拍周期を求める機能を備え
た超音波診断装置であって、心拍周期が所定範囲内であ
るときの計測値が設定数に達するまで複数の計測値を求
め、この複数の計測値から平均の計測値を求める演算手
段を備えたことを特徴とする超音波診断装置である。

【００１３】これらの発明では、心拍周期が所定範囲内
である計測値が設定数に達するまで複数の計測値を求
め、この複数の計測値から平均の計測値を求める。な
お、心拍周期が所定範囲内であるか否かについては、心
拍周期の逆数から心拍数を求めて判定を行うことが好ま
しい。

【００１４】すなわち、正常でない心拍の計測値（心拍
周期が所定範囲外の計測値）が入り込んだ場合には、心
拍周期が所定範囲内であるときの設定数の計測値を含む
複数の計測値から平均の計測値を求める。

【００１５】なお、以上の超音波診断装置において、演
算手段が、前記平均の計測値を用いて各種指標，指数を
算出する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態例を詳細に説明する。図１は本発明の第１の実
施の形態例としてのドプラ波形解析方法に用いる装置及
び本発明の第１の実施の形態例としての超音波診断装置
の構成を示すブロック（block）図である。そして、図
２及び図３以降は本実施の形態例の処理状態を説明する
ためのフローチャート（flow chart）である。

【００１７】＜超音波診断装置の構成＞まず、本発明の
実施の形態例における超音波診断装置としての超音波イ
メージング装置の構成について図１を用いて説明を行な
う。

【００１８】この図１に示す超音波イメージング装置は
大きく分けて、超音波探触子１０と、送受信回路２０
と、Ｂモード処理部３０と、ドプラ処理部４０と、ディ
ジタルスキャンコンバータ（Digital Scan Converter：
ＤＳＣ）５０と、表示部６０とから構成されている。

【００１９】超音波探触子１０は送波電気信号を超音波
に変換して被検体内に送波し、被検体内から反射されて
戻って来た超音波信号を電気信号に変換する電気音響変
換素子である。

【００２０】送受信部２０は送信信号を増幅して超音波
探触子１０に送り、また、受波された受信信号を復調と
整相加算とによりシリアル（serial）信号として後述す
る各処理部に送るための回路である。

【００２１】Ｂモード処理部３０ではシリアル信号に対
して増幅，対数圧縮，検波等を行って、断層像のＢモー
ド表示のための信号を出力して、ディジタルスキャンコ
ンバータ５０に供給する。

【００２２】ドプラ処理部４０はＦＦＴ分析部４１とＤ
ＳＰ４２とを有している。ＦＦＴ分析部４１は、高速フ
ーリエ変換処理などにより、整相加算されたシリアル信
号を直交検波して運動物体の信号を抽出し、たとえば血
流からの反射波を抽出して演算を行い血流速度などを検
出する。なお、このＦＦＴ分析部４１は、ドプラオート
トレース機能あるいはドプラリアルタイム算出機能と呼
ばれる機能が備えられ、ドプラ波形に含まれる所定の成
分をトレースすることでトレースデータを自動かつリア
ルタイムで検出する。また、ＤＳＰ４２は、トレースデ
ータを監視し、後述する処理を行うディジタルシグナル
プロセッサ（digital signal processor）である。

【００２３】なお、これらＢモード処理部３０及びドプ
ラ処理部４０のそれぞれの出力はディジタルスキャンコ
ンバータ５０に供給され、ディジタルスキャンコンバー
タ５０で所定の走査周波数に変換されて表示部６０に供
給されて画像表示がなされる。

【００２４】なお、表示部６０においては、たとえば、
Ｂモードの断層像の表示と、そのＢモードの断層像の任
意の音線ビームにおけるドプラ波形の表示とが、並んだ
状態で画像表示がなされる。

【００２５】＜画像処理（超音波イメージング処理）の
手順＞以上のように構成された超音波イメージング装置
の動作及びドプラ波形解析方法について、処理手順を示
した図２，図３のフローチャート、並びに、図４及び図
５の説明図を参照して以下に説明する。

【００２６】ドプラ波形解析方法の手順は大きく分け
て、以下の，の各サブルーチン（sub routine）に
より構成されている。なお、これらのサブルーチンは、
装置の動作を司るメインルーチン（main routine）から
コール（call）されるものであり、所定のタイミング
（timing）、すなわち必要なデータが得られた時点でコ
ールされる。図２，図３を参照して、このステップ（st
ep）を順を追って説明する。

【００２７】処理Ａ，トレースデータの判定：送受信
回路２０で入力された送波信号は増幅された後に超音波
探触子１０に送られる。超音波探触子１０は送波信号を
超音波信号に変換して図示しない被検体内に送波する。

【００２８】この超音波信号は被検体内の反射，散乱部
位から反射，散乱されて、その一部が超音波探触子１０
に戻って受波され、電気信号（受波信号）に変換されて
送受信回路２０に入力される。この受波信号は送受信回
路２０で増幅や整相加算がなされて、ドプラ処理部４０
に供給される。

【００２９】まず、ＦＦＴ分析部４１が、内蔵している
ドプラオートトレース機能によりドプラ波形に含まれる
所定の成分（ピーク成分など）をトレースしてトレース
データを得る（図２Ｓ１）。

【００３０】たとえば、表示部６０の表示画面の一部に
断層像を表示し、他の部分にトレースデータを表示する
ようにしておく。そして、断層像に表示を用いてサンプ
リング位置を決定し、その決定された位置のドプラ波形
に含まれる周波数スペクトルのピーク成分をトレースす
ることで、図４に示すような波形のトレースデータが自
動的に得られ、リアルタイムで表示される。なお、図４
では、最新のトレースデータが右から左に向かってスク
ロールするものを示している。

【００３１】そして、ＤＳＰ４２が上記トレースデータ
を監視しており、ドプラ波形の１心拍の周期を求める。
たとえば、ドプラ波形の拡張期に相当するタイミングと
次の拡張期に相当するタイミングのと間隔から１心拍の
周期を求める。図４に示すトレースデータの波形では、
最大流速値Ｖmax，最小流速値Ｖmin，拡張期流速値Ｖｄ
が周期的に現れるため、ある時点のＶｄと次に現れたＶ
ｄとの間の時間により１心拍の周期が求まる。

【００３２】ここでは、１心拍の周期（心拍周期）の逆
数によりハートレート（心拍数）ＨＲを計算により求め
る（図２Ｓ２）。なお、ここに述べる処理は、カウンタ
のカウント値（count）を初期値０として、１心拍の処
理をする毎に＋１ずつインクリメントして進めてゆく。

【００３３】そして、処理の進行状況を示すカウント値
（count）が０である場合（図２Ｓ３）、ハートレート
ＨＲの基準値ＨＲＳを参照して、ハートレートＨＲの正
常範囲についてのしきい値の下限値ＨＲＳLと上限値Ｈ
ＲＳHとを定める。

【００３４】なお、基準値ＨＲＳについては、被検体毎
に個人差があるので、測定しようとする被検体について
所定数（たとえば、１０心拍〜２０心拍程度）のハート
レートＨＲを平均したものから求めるようにすればよ
い。

【００３５】そして、スレッショルド値Ｔｈを用いて、
下限値ＨＲＳLについてはＨＲＳL＝ＨＲＳ−Ｔｈ，上限
値ＨＲＳHについてはＨＲＳH＝ＨＲＳ＋Ｔｈとする（図
２Ｓ４）。この場合のＴｈは、ＨＲＳの１０％程度の値
を選択しておく。

【００３６】たとえば、ＨＲＳ＝８０［ｂｐｍ］（ここ
で、ｂｐｍはbeat per minuteの略）である場合（１分
間あたり心拍数８０である場合）には、Ｔｈ＝８とな
り、ＨＲＳL＝８０−８＝７２、ＨＲＳH＝８０＋８＝８
８になる。なお、カウント値（count）が１より大きい
場合には、後述する処理により、ハートレートＨＲの平
均値ＨＲＢと、下限値及び上限値が求められる。

【００３７】このようにして定めたしきい値を用いて、
計算されたハートレートＨＲが正常範囲（所定の範囲
内）に収まっているか否かを調べる（図２Ｓ５）。すな
わち、ＨＲＳL＜ＨＲ＜ＨＲＳHであればハートレートＨ
Ｒが正常範囲であり、外れていれば正常範囲外（異常）
であるとする。

【００３８】なお、この実施の形態例ではハートレート
ＨＲ（心拍数）を用いて正常／異常の判定を行うが、も
ちろん心拍周期を用いて判定を行ってもよい。ハートレ
ートＨＲが、ＨＲＳL＜ＨＲ＜ＨＲＳHである場合、当該
カウント値におけるハートレートＨＲが正常である旨の
フラグを立てる。すなわち、Ｂｕｆ［count］＿Ａ＝
０，Ｂｕｆ［count］＿Ｂ＝１とする（図２Ｓ６）。上
述した例では、７２＜ＨＲ＜８８の範囲を正常範囲とし
て、Ｂｕｆ［count］＿Ａ＝０，Ｂｕｆ［count］＿Ｂ＝
１とする。

【００３９】なお、Ｂｕｆ［count］＿Ａは異常である
ことを示すフラグ、Ｂｕｆ［count］＿Ｂは正常である
ことを示すフラグである。したがって、正常と判定され
れば、Ｂｕｆ［count］＿Ａ＝０，Ｂｕｆ［count］＿Ｂ
＝１と設定し、異常と判定されれば、Ｂｕｆ［count］
＿Ａ＝１，Ｂｕｆ［count］＿Ｂ＝０と設定する。

【００４０】一方、ハートレートＨＲが、ＨＲＳL＜Ｈ
Ｒ＜ＨＲＳHでない場合、当該カウント値におけるハー
トレートＨＲが異常である旨のフラグを立てる。すなわ
ち、Ｂｕｆ［count］＿Ａ＝１，Ｂｕｆ［count］＿Ｂ＝
０とする（図２Ｓ７）。

【００４１】次に、この心拍における計測値（最大流速
値Ｖmax，最小流速値Ｖmin，拡張期流速値Ｖｄ，時間平
均最大流速ＴＡＭＡＸ（Time Average Max Velocity）
など）を記憶部やバッファなどに保存する（図２Ｓ
８）。なお、Ｖmax，Ｖmin，Ｖｄはトレースデータから
直接求められる値であり、図４及び図５のＶmax（ｎ）
はcount＝ｎの時点でのＶmax、Ｖmin（ｎ）はcount＝ｎ
の時点でのＶmin、Ｖｄ（ｎ）はcount＝ｎの時点でのＶ
ｄを示している。そして、ＴＡＭＡＸは１心拍期間で流
速値Ｖを積分し、この積分した結果を心拍周期ｔで割っ
て得た数値である。また、これと並行して、カウント値
（count）をインクリメントして＋１する。

【００４２】そして、カウント値（count）が１より大
きい場合は（図２Ｓ９）、ハートレートＨＲの移動平均
であるＨＲＢを算出する（図２Ｓ１０）。移動平均とは
現時点で得られている最新のデータから過去の所定数の
データについて平均をとることであり、ここでは、それ
までのハートレートＨＲの全ての平均からＨＲＢを求め
るものとする。また、カウント値（count）が１以下で
あれば最初のカウントであるので、ＨＲをＨＲＢとする
（図２Ｓ１１）。なお、以上のＨＲからＨＲＢを求める
様子を模式的に示せば図６のようになる。

【００４３】そして、ここで、ハートレートＨＲの正常
範囲についてのしきい値の下限値ＨＲＳLと上限値ＨＲ
ＳHとを、ＨＲの移動平均であるＨＲＢを基準にして定
める。すなわち、スレッショルド値Ｔｈ（ＨＲＳの１０
％程度の値）を用いて、下限値ＨＲＳLについてはＨＲ
ＳL＝ＨＲＢ−Ｔｈ，上限値ＨＲＳHについてはＨＲＳH
＝ＨＲＢ＋Ｔｈとする（図２Ｓ１２）。

【００４４】ここまでが、１心拍のトレースデータの判
定に関する処理Ａであり、次に心拍間平均の計算に関す
る処理Ｂに移行する。 処理Ｂ，心拍間平均の計算：まず、ユーザが決定した
データの平均数Ｎとカウント値（count）とを比較し、
カウント値（count）がＮより小さい場合は処理Ｂを終
了し（図３エンド）、カウント値（count）がＮ以上で
あれば処理Ｂを続行する（図３Ｓ１）。

【００４５】すなわち、カウント値（count）がＮ未満
であれば処理Ｂのルーチンを終了し、メインルーチンか
らコールされることにより再び処理Ａを実行すること
で、カウント値（count）が平均数Ｎに達するまで前述
した処理Ａを繰り返し、その後に処理Ｂに入ることを意
味する。

【００４６】カウント値（count）がＮ以上であれば、
そのカウント値（count）をＮＵＭとおき、ＬＯＯＰ＿
ＡとＬＯＯＰ＿Ｂとを初期化して０とする（図３Ｓ
２）。なお、ＬＯＯＰ＿ＡはハートレートＨＲが異常
（所定範囲外）であるときの計測値を何個得たかを示す
数、ＬＯＯＰ＿ＢはハートレートＨＲが正常（所定範囲
内）であるときの計測値を何個得たかを示す数である。

【００４７】そして、ＬＯＯＰ＿Ｂが平均数Ｎと等しい
かを調べる（図３Ｓ３）。ＬＯＯＰ＿ＢがＮに等しくな
っていれば、ハートレートＨＲが所定範囲内である計測
値が既に設定数に達したことを意味しているので、後述
するステップ１０以降の平均値算出処理を実行する。

【００４８】ＬＯＯＰ＿Ｂが平均数Ｎに達していない場
合には、そのカウント値（count）における正常／異常
を示すフラグを点検する（図３Ｓ４）。すなわち、Ｂｕ
ｆ［count］＿Ａ＝１であれば、ＬＯＯＰ＿Ａをインク
リメントして＋１する（図３Ｓ５）。また、Ｂｕｆ［co
unt］＿Ａ＝１でない場合は、ＬＯＯＰ＿Ｂをインクリ
メントして＋１する（図３Ｓ６）。これにより、いずれ
の計測値を何個得たかを記録する。

【００４９】そして、既に保存してある計測値（図２Ｓ
８）をロードし（図３Ｓ７）、ＮＵＭをデクリメントし
１マイナスする（図３Ｓ８）。そして、ＮＵＭが０より
大きかを調べ（図３Ｓ９）、ＮＵＭが０より大きい場合
は上記Ｓ３に戻り、ＮＵＭが０になれば以下のＳ１０に
進む。

【００５０】なお、このステップ９は、ハートレートＨ
Ｒが所定範囲内である計測値が設定数に達していない場
合に、その時点で存在する全計測値についての正常／以
上の点検が完了したか否かを判定するものである。

【００５１】このようにすることは、ＬＯＯＰ＿ＢがＮ
に達するまで、すなわち、ハートレートＨＲが正常な計
測値が平均数Ｎになるまでループ処理を繰り返すことを
意味する。なお、この処理を最新のカウント値（coun
t）から順に行うようにすることで、ハートレートＨＲ
が正常な計測値をＮ個含む最新の計測値を得ることがで
きる。

【００５２】そして、以上のループ処理で得られたＬＯ
ＯＰ＿ＡとＬＯＯＰ＿Ｂとを加算して、ハートレートＨ
Ｒが正常な計測値をＮ個含む範囲の一連の最新の計測値
の個数ＡＶＥを得る（図３Ｓ１０）。

【００５３】ここで、ロードされているＡＶＥ個の計測
値を用いて、計測値の平均値を算出する（図３Ｓ１
１）。たとえば、 Ｖmax＿ave＝ΣＶmax（ｉ）／（ＡＶＥ）， Ｖmin＿ave＝ΣＶmin（ｉ）／（ＡＶＥ）， Ｖｄ＿ave＝ΣＶｄ（ｉ）／（ＡＶＥ）， ＴＡＭＡＸ＿ave＝ΣＴＡＭＡＸ（ｉ）／（ＡＶＥ）， となる。

【００５４】ここで、ｉは１〜ＡＶＥであり、Σにより
１からＡＶＥまでの計測値の総和を求め、この計測値の
総和をＡＶＥで割って平均値を求めるようにしている。
ここで、平均数ＡＶＥは、ハートレートＨＲが正常な計
測値をＮ個含む最新の計測値の個数であるため、正常で
ない計測値が入り込んだとしても計算結果における変動
の影響を小さくすることが可能になる。すなわち、正常
でない計測値の個数がいくつであっても、正常な計測値
をＮ個確実に含んだ状態で平均するので、変動の影響を
小さくすることができる。

【００５５】図４ではトレースデータの波形と、カウン
ト値（count）が４である時点でのカウント値（coun
t），ハートレートＨＲ，心拍が異常であるかを示すフ
ラグＢｕｆ＿Ａ，心拍が正常であるかを示すフラグＢｕ
ｆ＿Ｂ，ＬＯＯＰ＿Ａの値，ＬＯＯＰ＿Ｂの値，計測値
の番号の一例を示している。

【００５６】この図４と上述したフローチャートとを参
照して、具体的数値による動作説明を行う。この場合、
平均数Ｎ＝３、基準値ＨＲＳ＝８０であるとする。ま
ず、計測されたトレースデータからハートレートＨＲを
求める（図２Ｓ１，Ｓ２）。ここでは、図４の一番左の
波形についてＨＲ＝８１と求まるとする。次に、ＨＲＳ
からＨＲＳL＝７２，ＨＲＳH＝８８を求める（図２Ｓ
４）。そして、ハートレートＨＲが正常範囲に収まって
いるか否かを調べる（図２Ｓ５）。ここでは、ＨＲ＝８
１であるので、正常である旨のフラグとして、Ｂｕｆ
［count］＿Ａ＝０，Ｂｕｆ［count］＿Ｂ＝１とする
（図２Ｓ６）。そして、countをインクリメントしてcou
nt＝１として、計測値Ｂ1をセーブする（図２Ｓ８）。
ここで、ＨＲＢ＝ＨＲにより、ＨＲＢを８１とし（図２
Ｓ１１）、ＨＲＳL＝７３，ＨＲＳH＝８９と設定して
（図２Ｓ１２）、処理Ａを完了する。

【００５７】続いて、図３の処理Ｂに移るが、count＝
１であり、Ｎ（＝３）に達していないので、処理Ｂを終
了して図２の処理Ａに戻る。そこで、図４の左から２番
目の波形が得られた時点で処理Ａを行う。まず、ＨＲ＝
８０が得られたとすると（図２Ｓ１，２）、ハートレー
トＨＲが正常範囲に収まっているか否かを調べる（図２
Ｓ５）。ここでは、ＨＲ＝８０であるので、正常である
旨のフラグとして、Ｂｕｆ［count］＿Ａ＝０，Ｂｕｆ
［count］＿Ｂ＝１とする（図２Ｓ６）。そして、count
をインクリメントしてcount＝２として、計測値Ｂ2をセ
ーブする（図２Ｓ８）。ここで、今までのＨＲＢと今回
のＨＲとの平均により、ＨＲＢを８０．５とし（図２Ｓ
１０）、ＨＲＳL＝７２．５，ＨＲＳH＝８８．５と設定
して（図２Ｓ１２）、処理Ａを完了する。

【００５８】続いて、図３の処理Ｂに移るが、count＝
２であり、Ｎ（＝３）に達していないので、処理Ｂを終
了して図２の処理Ａに戻る。そして、図４の左から３番
目の波形が得られた時点で処理Ａを行う。まず、ＨＲ＝
７０が得られたとすると（図２Ｓ１，２）、ハートレー
トＨＲが正常範囲に収まっているか否かを調べる（図２
Ｓ５）。ここでは、ＨＲ＝７０であるので、ＨＲＳLか
らＨＲＳHの範囲外であり、異常である旨のフラグとし
て、Ｂｕｆ［count］＿Ａ＝１，Ｂｕｆ［count］＿Ｂ＝
０とする（図２Ｓ７）。そして、countをインクリメン
トしてcount＝３として、計測値Ａ1をセーブする（図２
Ｓ８）。ここで、今までのＨＲＢと今回のＨＲとの平均
により、ＨＲＢを７７とし（図２Ｓ１０）、ＨＲＳL＝
６９．３，ＨＲＳH＝８４．７と設定して（図２Ｓ１
２）、処理Ａを完了する。

【００５９】続いて、図３の処理Ｂに移り、count＝３
であり、Ｎ（＝３）に達しているで、処理Ｂで実際の処
理に入る。ここで、count＝３であるので、ＮＵＭ＝３
とする。また、ＬＯＯＰ＿ＡとＬＯＯＰ＿Ｂとを初期化
して０とする（図３Ｓ２）。

【００６０】そして、その時点までに得た計測値につい
て、ＮＵＭをデクリメントしつつＮＵＭが０に達するま
で（図３Ｓ８，Ｓ９）、すなわち現時点から過去にさか
のぼる方向に処理を繰り返し、Ｂｕｆ［count］＿Ａ＝
１か否かを調べる（図３Ｓ４）。

【００６１】これにより、count＝３，count＝２，coun
t＝１の順に計測値を調べた時点で、異常計測値の個数
（ＬＯＯＰ＿Ａ）から１を得て（図３Ｓ５）、正常計測
値の個数（ＬＯＯＰ＿Ｂ）から２を得る（図３Ｓ６）。

【００６２】そして、ＮＵＭが０に達するので（図３Ｓ
８，Ｓ９）、この時点では、ＡＶＥ＝１＋２＝３（図３
Ｓ１０）により、ロードされている３個の計測値（Ｂ
2，Ａ1，Ｂ1）を用いて、計測値の平均値を算出する
（図３Ｓ１１）。

【００６３】次に、図４の左から４番目の波形について
も処理Ａを行う。まず、ＨＲ＝７９が得られたとすると
（図２Ｓ１，２）、ハートレートＨＲが正常範囲に収ま
っているか否かを調べる（図２Ｓ５）。ここでは、ＨＲ
＝７９であるので、正常である旨のフラグとして、Ｂｕ
ｆ［count］＿Ａ＝０，Ｂｕｆ［count］＿Ｂ＝１とする
（図２Ｓ７）。そして、countをインクリメントしてcou
nt＝４として、計測値Ｂ3をセーブする（図２Ｓ８）。
ここで、今までのＨＲＢと今回のＨＲとの平均により、
ＨＲＢを７７．５とし（図２Ｓ１０）、ＨＲＳL＝６
９．７，ＨＲＳH＝８５．２と設定して（図２Ｓ１
２）、処理Ａを完了する。

【００６４】続いて、図３の処理Ｂに移り、count＝４
であり、Ｎ（＝３）に達しているで、処理Ｂに入る。こ
こで、count＝４であるので、ＮＵＭ＝４とする。ま
た、ＬＯＯＰ＿ＡとＬＯＯＰ＿Ｂとを初期化して０とす
る（図３Ｓ２）。

【００６５】そして、その時点までに得た計測値につい
て、ＮＵＭをデクリメントしつつＮＵＭが０に達するま
で（図３Ｓ８，Ｓ９）、すなわち現時点から過去にさか
のぼる方向に処理を繰り返し、Ｂｕｆ［count］＿Ａ＝
１か否かを調べる（図３Ｓ４）。

【００６６】これにより、count＝４，count＝３，coun
t＝２，count＝１の順に計測値を調べた時点で異常計測
値の個数（ＬＯＯＰ＿Ａ）から１を得て（図３Ｓ５）、
正常計測値の個数（ＬＯＯＰ＿Ｂ）から３を得る（図３
Ｓ６）。

【００６７】そして、ＮＵＭが０に達するので（図３Ｓ
８，Ｓ９）、ＡＶＥ＝１＋３＝４（図３Ｓ１０）を求
め、ロードされている４個の計測値（Ｂ3，Ａ1，Ｂ2，
Ｂ1）を用いて、計測値の平均値を算出する（図３Ｓ１
１）。すなわち、平均数Ｎ＝３である場合に、これら４
個の計測値は正常な計測値を３個含んでいる。

【００６８】この図４の波形において従来の手法によれ
ば最新の３個の計測値（２個が正常な心拍の計測値）で
平均を行うのに対し、本実施の形態例の手法では４個の
計測値（３個が正常な心拍の計測値）で平均を行うた
め、本実施の形態例の手法による平均値のほうが変動の
影響が小さい。

【００６９】また、異常計測値を除いて正常計測値のみ
で平均する手法では計測値の連続性が保たれないという
不具合が生じるが、本実施の形態例の手法によればその
ような問題も発生せず、実際に連続する最新の計測値に
よる平均値が得られる。

【００７０】また、図４の後に１心拍の計測値が得られ
た状態を図５に示す。ここでは、流速値を示す波形と、
ハートレートＨＲ，カウント値（count）が５である時
点でのカウント値（count），心拍が異常であるかを示
すフラグＢｕｆ＿Ａ，心拍が正常であるかを示すフラグ
Ｂｕｆ＿Ｂ，ＬＯＯＰ＿Ａの値，ＬＯＯＰ＿Ｂの値，計
測値の番号を示している。

【００７１】ここで、左端の波形から処理を行って左か
ら４番目の波形の処理までは、上述した図４と同一であ
るので重複した説明は省略する。したがって、左端から
処理を初めて４番目の波形までの処理が完了した後に、
図４の左から５番目の波形についても処理Ａを行う。ま
ず、ＨＲ＝８０が得られたとすると（図２Ｓ１，２）、
ハートレートＨＲが正常範囲に収まっているか否かを調
べる（図２Ｓ５）。ここでは、ＨＲ＝８０であるので、
正常である旨のフラグとして、Ｂｕｆ［count］＿Ａ＝
０，Ｂｕｆ［count］＿Ｂ＝１とする（図２Ｓ７）。そ
して、countをインクリメントしてcount＝５として、計
測値Ｂ4をセーブする（図２Ｓ８）。ここで、今までの
ＨＲＢと今回のＨＲとの平均により、ＨＲＢを７８とし
（図２Ｓ１０）、ＨＲＳL＝７１．２，ＨＲＳH＝８５．
８と設定して（図２Ｓ１２）、処理Ａを完了する。

【００７２】続いて、図３の処理Ｂに移り、count＝５
であり、Ｎ（＝３）に達しているで、処理Ｂに入る。こ
こで、count＝５であるので、ＮＵＭ＝５とする。ま
た、ＬＯＯＰ＿ＡとＬＯＯＰ＿Ｂとを初期化して０とす
る（図３Ｓ２）。

【００７３】そして、その時点までに得た計測値につい
て、ＮＵＭをデクリメントしつつＮＵＭが０に達するま
で（図３Ｓ８，Ｓ９）、または、ＬＯＯＰ＿Ｂが３に達
するまで（図３Ｓ３）、現時点から過去にさかのぼる方
向に処理を繰り返し、Ｂｕｆ［count］＿Ａ＝１か否か
を調べる（図３Ｓ４）。

【００７４】これにより、count＝５，count＝４，coun
t＝３，count＝２の順に計測値を調べた時点で、異常計
測値の個数（ＬＯＯＰ＿Ａ）から１を得て（図３Ｓ
５）、正常計測値の個数（ＬＯＯＰ＿Ｂ）から３を得る
（図３Ｓ６）。

【００７５】そして、ＮＵＭは０に達していないため
（図３Ｓ８，Ｓ９）、Ｓ３に戻る。ここで、ＮとＬＯＯ
Ｐ＿Ｂとが共に３であって等しいので、これ以上の繰り
返し処理は中止し、count＝１の計測値については処理
をしない。

【００７６】そして、ＡＶＥ＝１＋３＝４（図３Ｓ１
０）を求め、ロードされている４個の計測値（Ｂ3，Ｂ
2，Ａ1，Ｂ1）を用いて、計測値の平均値を算出する
（図３Ｓ１１）。すなわち、平均数Ｎ＝３である場合
に、count＝５から始ってcount＝２までさかのぼった時
点においてＬＯＯＰ＿Ｂ＝３が得られ、ＡＶＥ＝４でＮ
＝３を満足し、４個の計測値は正常な計測値を３個含ん
だ状態になっている。

【００７７】この図５の波形において従来の手法によれ
ば最新の３個の計測値（２個が正常な心拍の計測値）で
平均を行うのに対し、本実施の形態例の手法では４個の
計測値（３個が正常な心拍の計測値）で平均を行うた
め、本実施の形態例の手法による平均値のほうが変動の
影響が小さい。

【００７８】そして、このようなＡＶＥ個の平均から求
めた計測値の平均値を用いて、心指標ＰＩを始め、各種
の指標や指数といった数値を計算する（図３Ｓ１２）。
この場合、ハートレートＨＲが正常な計測値をＮ個含む
最新の計測値の平均値を用いているので、ハートレート
ＨＲが正常でない計測値が入り込んだとしても、計算結
果における変動の影響を小さくすることが可能になる。

【００７９】なお、これ以降の心拍でも、正常な計測値
をＮ個含んだ最新の計測値の平均値を求めるような動作
を続ける。

【００８０】

【発明の効果】本発明によれば、正常でない心拍の計測
値（心拍周期が所定範囲外の計測値）が入り込んだとし
ても、計算結果における変動の影響を小さくすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態例の超音波診断装置
の主要部の構成を示す構成図である。

【図２】本発明の実施の形態例の処理手順を示すフロー
チャートである。

【図３】本発明の実施の形態例の処理手順を示すフロー
チャートである。

【図４】本発明の実施の形態例の処理の様子を示す説明
図である。

【図５】本発明の実施の形態例の処理の様子を示す説明
図である。

【図６】本発明の実施の形態例の処理における移動平均
の様子を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 超音波探触子 ２０ 送受信回路 ３０ Ｂモード処理部 ４０ ドプラ処理部 ５０ ディジタルスキャンコンバータ ６０ 表示部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波受波信号を分析して得てドプラ波
   形を生成し、 このドプラ波形から求められる心拍周期が所定範囲内で
   あるかを調べ、 心拍周期が所定範囲内であるときの計測値が設定数に達
   するまで複数の計測値を求め、 前記複数の計測値から平均の計測値を求めることを特徴
   とするドプラ波形解析方法。
2. 【請求項２】 超音波受波信号を分析して得てドプラ波
   形を生成し、心拍周期を求める機能を備えた超音波診断
   装置であって、 心拍周期が所定範囲内であるときの計測値が設定数に達
   するまで複数の計測値を求め、この複数の計測値から平
   均の計測値を求める演算手段を備えたことを特徴とする
   超音波診断装置。
3. 【請求項３】 前記演算手段は、前記平均の計測値を用
   いて各種指標，指数を算出することを特徴とする請求項
   ２記載の超音波診断装置。