JPS5944241A - Apparatus for measuring pulse of embryo - Google Patents

Apparatus for measuring pulse of embryo

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JPS5944241A
JPS5944241A JP15536782A JP15536782A JPS5944241A JP S5944241 A JPS5944241 A JP S5944241A JP 15536782 A JP15536782 A JP 15536782A JP 15536782 A JP15536782 A JP 15536782A JP S5944241 A JPS5944241 A JP S5944241A
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JP
Japan
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heart rate
mode
fetal heart
fetal
image
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Inventor
穂垣 正暢
康人 竹内
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Hokushin Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は胎児心拍検出装置、特に妊娠初期における胎児
の生存の検証を行うためにその心血管系の拍動性をとら
えるための装置に関する。本発明は特に超音波イメージ
ング装置を応用し、その高速実時間的に撮像する超音波
画像を、電気信号を介してディジタルビデオデータの形
で入手し、そのフレーム間にわたって運動物体の検出を
行い、またその運動の規則性の同定を行うことによυ周
期性拍動の検出を行わんとするものである。かかる方式
および装置は肉眼により超音波像を注視してその拍動性
成分を発見するよシは確実容易に胎児心拍を検出同定せ
しめることの有益さのほかに、装置手段による自動発見
、追跡、ないしは心拍レートがただちに求まるように構
成されることができるという特徴を有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a fetal heartbeat detection device, and particularly to a device for detecting the pulsatility of the cardiovascular system in order to verify the survival of a fetus in early pregnancy. In particular, the present invention applies an ultrasonic imaging device, obtains an ultrasonic image captured in real time at high speed in the form of digital video data via an electric signal, and detects a moving object between the frames. We also aim to detect υ periodic beats by identifying the regularity of their movements. Such a system and device is useful for detecting and identifying fetal heartbeats by observing the ultrasound image with the naked eye and discovering its pulsatile components. Alternatively, it has the feature that it can be configured so that the heart rate rate can be determined immediately.

従来、妊娠した可能性を有する婦人を検診するに際し、
即ちその場で検査の結果を知ることが出来る手法として
は超音波法に勝るものはないと考えられる。HGCテス
トなどの生化学的方法は、感度は高いが他の要因によ)
誤判定を下すこともあり、まだ何としても被検者から検
体を採取しなければならない点が抵抗を1ねく。超音波
法に関しても、以前はCWドプラ装置が胎児発見器とし
てもてはやされた時代があったが、昨今ではパルスエコ
一方式のイメージング装置、特にリアルタイムBスキャ
ン装置がその主役と力っている。というのは、検出原理
のちがいはあってもCWドプラ。
Traditionally, when examining a woman who may be pregnant,
In other words, it is considered that there is no better method than the ultrasonic method as a method that allows testing results to be obtained on the spot. Biochemical methods such as the HGC test are highly sensitive but depend on other factors)
One of the points of resistance is that it may give a false positive result, and samples must still be collected from the test subject. As for ultrasound, there was a time when CW Doppler equipment was touted as a fetal detector, but these days, pulse-echo imaging equipment, especially real-time B-scan equipment, has become the mainstay. This is because, although the detection principle is different, it is CW Doppler.

パルスエコーの両方式とも同程度のエネルギー密度の超
音波照射量のもとでは指向性ゲインも、究極的なS/N
もしくはディテクタビリティ−は大差ないのに対し、実
用的な検出限界(大多数の例において1見つかる1はず
の妊娠週数)がCWドプラでは8.5〜9週、電子式リ
ニヤBスキャンでは6週程度、と大きく開いている。こ
のわけは、CWドプラ方式では「耳でききながらめくら
で探触子正面の有感領域内に胎児心をもってくる」とい
う利用方法しかできず、それ故にあまり指向性の鋭いも
のはかえって使いづらいため最高感度が実現できない(
指向性ゲインを最大にできない)という難点があるのに
対し、後者は指向性ゲインは理論上の最大値に近づける
ことができ(分解能向上のためそうせざるを得ない)、
ンステムのノイズフィギーアが最良でなくても装置出力
が人間の視覚に良く訴えることができることが幸して、
′胎児捜し1にidはるかに有利である。かかる条件の
ちがいが上記の実用再検眼界のちがいをもたらすもので
ある。
For both pulse echo methods, the directional gain and the ultimate S/N under the ultrasound irradiation amount with the same energy density
However, while there is not much difference in detectability, the practical detection limit (the number of weeks of pregnancy that should be detected in most cases) is 8.5 to 9 weeks for CW Doppler and 6 weeks for electronic linear B-scan. It's wide open. The reason for this is that the CW Doppler method can only be used by ``bringing the fetal heart into the sensitive area in front of the probe using a blind eye while being able to hear,'' and therefore, it is difficult to use a device with too sharp directivity. The highest sensitivity cannot be achieved (
The latter has the disadvantage that the directivity gain cannot be maximized), whereas the latter can bring the directivity gain close to the theoretical maximum value (this is necessary to improve resolution),
Fortunately, even if the noise figure of the system is not the best, the output of the device can appeal well to human vision.
``ID is much more advantageous for searching for a fetus. These differences in conditions lead to the differences in the field of practical re-optometry mentioned above.

所で、Bクコ−1画像上で胎児心拍を発見、同定し得た
ら次に、多くの場合、同じ探触子を用いてMモード(T
Mモード)での記録も行われる。
By the way, once a fetal heartbeat has been detected and identified on a B-Cucco-1 image, in most cases, the same transducer can be used in M mode (T
Recording is also performed in M mode).

多くの装置はこれを切替え式に、又は同時に行う機構を
そなえており、またMモードの音線を胎児心をよこぎる
ように調整する機構もそなえている1、Mモードでの記
録を行うわけは、これが問題の胎児心の拍動性を客観的
に証拠づけ得る記録となシ得るからでアシ、リアルタイ
ムBスコープの画像をメチル写真にとったとてそのよう
な証拠にはできない。また該画像をTV方式のビデオ信
号に何らかの形で変換して結果をVTRに収めるという
方法もあるが、大袈沙にすぎて実用性に劣る。
Many devices have a mechanism to do this either in a switching manner or simultaneously, and also have a mechanism to adjust the sound rays in M mode so that they cross the fetal heart. 1. Reasons for recording in M mode This is because this cannot be used as a record that can objectively prove the pulsation of the fetal heart in question, and even if the real-time B-scope image was taken as a methyl photograph, it cannot be used as such evidence. There is also a method of converting the image into a TV format video signal in some way and storing the result in a VTR, but this method is too exaggerated and is not practical.

かかるMモード超音波システムに関しても、実時間的に
実施したとしてもそれ単独で胎児心を発見することは非
常に困、ゴtといわざるを得す、それ故に発見と同定は
リアルタイムBスコープノ方テ、証拠をのこすためには
Mモードの記録で、という分業が行われている。しかし
、成人のMモードと異り、胎児特に週数の少ない胎児の
Mモード情報は、拍動性があった、つまシ生存していた
ことの証拠以上にはほとんど利用されていない。
Regarding such an M-mode ultrasound system, even if it is implemented in real time, it is very difficult to discover the fetal heart by itself. Therefore, discovery and identification are only possible using the real-time B scope. In order to leave evidence behind, there is a division of labor between recording in M mode. However, unlike the M-mode of adults, M-mode information of fetuses, especially those of a young fetus, is rarely used beyond evidence that the fetus has pulsatility or is alive.

そこで本発明は、このような点に鑑みなされたもので、
その目的は、上記1発見1の段階を半自動化せんとする
ものであり、また一方一たんとらえ得た胎児心を含む超
音波像からその胎児心を見失わないようにして維持する
ことを半自動的に行わんとするものであり、更にばかが
る手法で得られた拍動性の情報から胎児心拍数を求め、
その値を表示し、寸だ連続記録にして胎児心拍数図を描
かせんとするものである。
Therefore, the present invention was made in view of these points,
The purpose is to semi-automate the step 1 of discovery 1 above, and on the other hand, to semi-automatically maintain the fetal heart without losing sight of the fetal heart from the ultrasound image containing the fetal heart once captured. The method is to calculate the fetal heart rate from the pulsatility information obtained using a more advanced method.
The purpose is to display these values and record them continuously to draw a fetal heart rate diagram.

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図であり、こ
れにおいて上方の点線で囲まれた部分は公知の電子式リ
アルタイムリニヤBスキャン方式の超音波イメージング
装置であシ、特にそれ自身が静止画像保持(フリーズ・
フレーム)のためないしTV方式への走査変換のための
フレームメモリを有するものである必要はない(しかし
、それを有することは多少有利方構成をとることができ
る)。なお同図点線中の各部はごく模式的に示したもの
で、これにより本発明の主旨が拘束されるものではない
。ここで必要なことは、スキャンが規則正しく行われて
いて、(っまり一定のフレームレートにて)そのフレー
ム同期寂よびライン(走査線)同期信号が抽出され得る
べきことのみである。すなわち第1図の下のブロック2
0−1はビデオ信号と両同期信号が供給される。このビ
デオ信号として、同じ意味内容すなわちエコー強度をい
みするものならばビデオアンプ17の出力から得ずとも
、検波器16から、もしくは検波前の高周波(エコーそ
のものの)信号から得てもよい。一方、上のブロック内
でA/D変換してしまうことも可能である。更に、上の
ブロック内に走査変換系があれば超音波システムの固有
の送受信レートにもとづくラインレートおよびフレーム
レートでなく、標準TV方式に変換後のものを利用する
形にて実施することもできる。いずれにおいても本質的
なちがいはない。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, in which the upper portion surrounded by a dotted line is a known electronic real-time linear B-scan type ultrasound imaging device, in particular, Still image retention (Freeze/
It is not necessary (although it may be somewhat advantageous to have one) to have a frame memory for frames (frames) or for scan conversion to TV format. It should be noted that the parts indicated by dotted lines in the figure are shown very schematically, and the gist of the present invention is not restricted thereby. All that is required here is that the scan be performed regularly (at a fairly constant frame rate) so that its frame and line synchronization signals can be extracted. That is, block 2 at the bottom of Figure 1
0-1 are supplied with a video signal and both synchronization signals. This video signal does not have to be obtained from the output of the video amplifier 17, but may be obtained from the detector 16 or from the high frequency (echo itself) signal before detection, as long as it has the same meaning, that is, the echo intensity. On the other hand, it is also possible to perform A/D conversion within the upper block. Furthermore, if there is a scan conversion system in the upper block, it is also possible to implement it by using the line rate and frame rate converted to the standard TV system, rather than the line rate and frame rate based on the unique transmission and reception rate of the ultrasound system. . There is no essential difference in either case.

そこで、第1図の下のブロック20について説明する。Therefore, the lower block 20 in FIG. 1 will be explained.

このものは一種のビデオMTIシステムであり、フレー
ム間の不相関成分を抽出して運動している物体のイメー
ジを求める。この目的のためにマス何フレーム分かのフ
レームメモリ(バッファメモリ)をそなえ、そのお互い
に対応するピクセル間においてディジタルフィルタ(サ
ンプル値フィルタ)の手法によシかかるビデオMT■シ
ステムを確立する。こういうたぐいのものはレーダーな
どですでに古くから知られかつ応用されているので、類
似の技法でここで援用できるものは色々ある。たとえば
一様なノイズを抑圧しないと不相関成分としてMTr出
方に入れられてしまうとか、そのため、多少スムージン
グをかけ(フレーム内のX+y方向のみならずフレーム
間にても)てがらした方がよいとか、差分値に対して非
線形処理(ゼロクリップなど)を行うことがよいとかへ
である(ここではそういうディテールには触れない)。
This is a kind of video MTI system, which extracts uncorrelated components between frames to obtain an image of a moving object. For this purpose, a video MT system is established in which a frame memory (buffer memory) for a certain number of frames is provided and a digital filter (sample value filter) is used between mutually corresponding pixels. This type of technique has already been known and applied in radar and other applications for a long time, so there are many similar techniques that can be used here. For example, if uniform noise is not suppressed, it will be included in the MTr output as an uncorrelated component, so it is better to apply some smoothing (not only in the X+Y direction within a frame but also between frames). Or, it is better to perform non-linear processing (zero clip, etc.) on the difference value (I won't go into those details here).

典型的な電子式リニヤBスキャンのフレームレートは大
体10〜30枚/秒程度である。これに対して1初期の
1胎児の心拍レートは180〜2JOBPM(拍/分)
にも達し、それ故に各心拍周期中に高々数フレームしか
有効に撮像され々い。これは一つの困難のようにみえる
が逆に、周期性の検定をするために処理しなければなら
ないデータ量がかえって少くて済み、よシ好ましい場面
もある。注目すべきことはこの場合、処理に付されるの
が胎児心音ないし胎児ドプラ信号の如き複雑な波形のも
のではなく、高々、胎児心のストロークの往復行程その
ものを示す、基本周期信号に類されるべき(よく似た信
号は脈波や血圧、血流等の波形である)ものだという点
である。
The frame rate of a typical electronic linear B-scan is approximately 10 to 30 frames per second. In contrast, the heart rate of a fetus in the early stages is 180 to 2 JOBPM (beats per minute).
even then, only a few frames can be effectively imaged during each cardiac cycle. This may seem like a difficulty, but on the contrary, the amount of data that must be processed to test for periodicity can be reduced, which can be advantageous in some cases. What should be noted is that in this case, what is processed is not a complex waveform such as fetal heart sounds or fetal Doppler signals, but rather a basic periodic signal similar to that representing the reciprocating stroke of the fetal heart itself. (similar signals include waveforms of pulse waves, blood pressure, blood flow, etc.).

とにかく、フレーム間でビデオMTI処理をする。Anyway, video MTI processing is done between frames.

これには専用の高速なマイクロプロセ、すを各フレーム
メモリおよび処理結果を入れるもう1つのフレームメモ
リ(出力バッファ)と密接にはりつけておけばよい。M
TI出力バッファの中の、特に特徴的な拍動性を呈する
所の位置(番地)を連続的によみ出しつづければ前記1
基本周期1信号が得られ、ただちに周期の測定、ひいて
は心拍レートの測定(演算)を行うことができる會−駐
1かかる目的のビデオMTIシステムは、何モ第1図の
上のブロック10のBスキャン装置が撮像している画面
の全体にわたって行う必要はない。画面IAの中央部に
見たいものをもって来て、そのあたりに中庸なる寸法の
注目領域IAIを設定し、その中で処理を行うことにす
ればよい(第2図に示す)。
This requires a dedicated high-speed microprocessor closely coupled to each frame memory and another frame memory (output buffer) to hold the processing results. M
If you continuously read out the location (address) of a place in the TI output buffer that exhibits particularly characteristic pulsatility, you will get the above 1.
A video MTI system for such a purpose is constructed by a video MTI system in which a fundamental period signal is obtained and the period can be immediately measured, and thus the heart rate can be measured (calculated). It is not necessary to perform the scanning over the entire screen being imaged by the scanning device. All you have to do is bring what you want to see to the center of the screen IA, set a moderately sized attention area IAI around that area, and perform processing within that area (as shown in FIG. 2).

この場合、この領域よりも外のイメージが全く役に立た
ないかと言うと、そうではなく、目的の部位が的確に捕
えられて居るか否かの視覚的判定に、大いに助言する作
用を有する。すなわち、操作者は目−下映っているBモ
ー ドエコグラムを目でみながら、このよう々注目領域
の位置と大きさを指定する。もしくQよ、注目する部位
が走査音場内のこの注目領域の中に来るように探触子全
体に当てる位置や角度を調節する。後者の如くするなら
ばこの注目領域は機能として相対的に画面上に固定され
たものであってもかまわない。しかしキャリパ−の機能
を併用する々どの形でこの注目領域の設定がある程度自
由に、少くともその中心位置ぐらいは動かせた方が好ま
しい。
In this case, it is not to say that images outside this area are of no use at all; on the contrary, they have the effect of providing great advice in visually determining whether or not the target region has been accurately captured. That is, the operator specifies the position and size of the region of interest while looking at the B-mode echogram displayed below. Q, adjust the position and angle of the entire probe so that the part of interest is within this area of interest within the scanning sound field. In the latter case, this attention area may be relatively fixed on the screen as a function. However, whenever the function of the caliper is used, it is preferable to be able to set this area of interest with some degree of freedom, and to be able to move at least the center position.

そこで、このような注目領域が設定され、その中に目的
の拍動性エコー源があるようだとなった段階で、各フレ
ーム毎にこの領域のイメージのデータ、すなわ!−12
次元構造のデータセットを一時記憶させる。このようす
を第3図に示す。すなわち過去何秒外かの、数十枚のこ
のような2次元データセットがそろうことになる。
Therefore, once such a region of interest is set and it appears that the target pulsatile echo source is located within it, image data of this region is generated for each frame. -12
Temporarily store a dataset with a dimensional structure. This situation is shown in Figure 3. In other words, there will be dozens of such two-dimensional data sets from several seconds in the past.

このよりな1多数枚1のデータセットDS(もしくはデ
ータグレン(ト))の中から面に垂直な方向での周期性
をもった要素を捜すことに1問題1は帰着される。それ
故に、面間″志の差分、ないしさらに高次の変化分抽出
フィルタを成す処理を、これらデータプレーンの同じピ
クセル番地をとおして行う。このようすを第4図に示す
。用いるフィルタ(これはいわゆる対サンプル点列フィ
ルタ、ないし通称ディジタルフィルタと呼ばれているも
のそのものである)のインパルス応答として、最も簡素
には第5図(イ)の如きいわゆる1差分で代用した微分
1でもよく、これを2次に拡張した同図(ロ)の如きも
のでもよい、が、寸だ一つの好ましい手法として、大略
胎児心拍周期にマツチしたバンドパス特性を成す如きも
のも利用を推奨される。初期の胎児の心拍数はCWドプ
ラ法でみっがるころにはすでK 1ao BpM (拍
/分)ぐらいの高い値であるが(その後成長とともに下
ってゆき分娩時には140 BPMぐらいが標準となる
)、それより更に若幼なる胎児(胎芽とも言う)では5
〜6週あたりの心拍動をはじめだ直後あたりには120
 BPMぐらいしかないことがおおよそわかっている。
Problem 1 is reduced to searching for an element with periodicity in the direction perpendicular to the surface from among the data set DS (or data grain) of one large number of sheets. Therefore, the processing that constitutes the inter-plane difference or higher-order change extraction filter is performed through the same pixel address of these data planes. This situation is shown in Figure 4. The filter used (this As the impulse response of a so-called paired sample point sequence filter (or what is commonly called a digital filter), the simplest impulse response may be a differential 1 substituted with a so-called 1 difference as shown in Figure 5 (a); It is also possible to use a method like the one shown in the same figure (b), which is a quadratic extension of The heart rate of the fetus is already as high as K 1ao BpM (beats per minute) by the time it is observed using the CW Doppler method (it then decreases as the baby grows, and by the time of delivery it is around 140 BPM). In an even younger fetus (also called an embryo), 5
~120 immediately after starting heartbeat around 6 weeks
It is generally known that there is only about BPM.

これは発生掌上のおきまりのコースとして、心臓(心筋
)は出来てもその自発拍動(心室体調)がみられるだけ
で制御系が構成していないからだと考えられ、これが上
位の体調性、すなわち房室結節体調ないし洞結節体調を
得る如くに完成度が高まるのはちょうど、CWドプラ法
でもみつかるようになる8、5〜9週あたシであること
による、と考えられる。
This is thought to be due to the fact that the heart (myocardial muscle) is formed, but only its spontaneous beating (ventricular condition) is observed, and the control system is not configured, as is the usual course of development. In other words, it is thought that the degree of completeness increases as the atrioventricular nodal condition or sinus node condition is obtained, just at 8, 5 to 9 weeks, when it can be detected by the CW Doppler method.

したがって胎児心拍周期にマツチした時間軸方向のディ
ジタルフィルタの1周期1としては、120〜1sa 
])PMに和尚する範囲で可変が、それともこの位をブ
ロードにカバーする、さp乏どインパルスレスポンスの
長くない(せいぜい第5図(ハ)位の形の)ものが好ま
しい。
Therefore, one cycle 1 of the digital filter in the time axis direction that matches the fetal heartbeat cycle is 120 to 1sa.
]) It is preferable to have a variable range within a range that satisfies the PM, or one that broadly covers this range and has a short impulse response (at most, the shape shown in Figure 5 (c)).

各ピクセル番地ごとに時間軸上に関してかがるフィルタ
処理をしてゆく途上でその結果のエネルギー(即ち振幅
の2乗)をもとめ、その値に関して注目すべきピークを
発見できるよう々ビクセル番地P1が発見できれば、そ
の位置に胎児心拍がみつかったと考えてよいだろう。
In the process of performing filter processing on the time axis for each pixel address, the resulting energy (i.e., the square of the amplitude) is determined, and in order to find a noteworthy peak regarding that value, pixel address P1 is set. If you can find it, you can assume that you have found a fetal heartbeat at that location.

そのようなピクセル番地(あるいは微小領域でもよい)
に関して時間軸上に前記フィルタ後の振幅を目盛ると第
6図の如くなる。この周期の値を知りその逆数を求めれ
ば胎児心拍レートが求められるわけである。心拍数値の
瞬時変動性などはとの段階ではあ1シ問題にしなくてよ
いから、何拍分かの周期を合計して計ってもよいだろう
。もちろんここで自己相関ないしフーリエ変換、スペク
トル分析などによって周期を求めてもよい。
Such a pixel address (or even a small area)
When the amplitude after the filter is scaled on the time axis, it becomes as shown in FIG. If you know the value of this cycle and find its reciprocal, you can find the fetal heart rate. Since there is no need to worry about the instantaneous variability of heart rate values at this stage, it may be possible to measure the period by summing up the period of several beats. Of course, the period may also be determined by autocorrelation, Fourier transform, spectrum analysis, etc.

また自己相関法によるの々ら、前記第5図のし・)の如
きものより同図(イ)又は仲)のものの方がかえって心
拍周期を求めやすくなる。自己相関法による心拍周期な
いし心拍数値の認識の手法に関しては、同じ発明者らに
成るUS put 5,991,565ないし特許第1
065159号が基本的技術思想として適用され得る。
In addition, when using the autocorrelation method, it is actually easier to determine the heartbeat cycle using the method shown in FIG. Regarding the method of recognizing heart rate period or heart rate value using the autocorrelation method, US put 5,991,565 or Patent No. 1 by the same inventors
No. 065159 may be applied as the basic technical idea.

而してこれらの手続きの結果、差分ないしより高次のフ
ィルタ処理により動くターゲットを選択的に抽出したフ
レーム(データプレーン)(すなわちこれはいわゆるビ
デオ領域におけるMTI Kほかならない)を刻々と、
もとのBモードイメージのとなりに併記したり、また更
に別な色でもとのイメージと重畳して表示したシするこ
とができる。
As a result of these procedures, frames (data plane) in which moving targets are selectively extracted by differential or higher-order filtering (that is, this is nothing but the so-called MTI K in the video domain) are processed moment by moment,
It can be displayed next to the original B-mode image, or it can be displayed in a different color superimposed on the original image.

また心拍レートが求まればそれを画面上のどこかに数値
的に表示することが好ましい。
Furthermore, once the heart rate is determined, it is preferable to display it numerically somewhere on the screen.

抽出しだ1注目領域1(第2図)があまシに広大だとピ
クセルの数が犬で処理に時間がかかるが、これを実用限
界までできるだけ坐位(たとえば16×16ピクセル)
の小さなものとすれば十分実時間的においつける!もの
と考えられる/。これは実断層面で言って8×8〜+O
x10mm位に相当する。
If the extracted area of interest 1 (Fig. 2) is extremely large, the number of pixels will be large and it will take time to process, but this can be reduced to the practical limit as much as possible (for example, 16 x 16 pixels).
If it is small, it can be followed in real time! It can be considered as a thing/. This is 8×8~+O in terms of actual tomographic plane.
It corresponds to about x10mm.

実際にはいわゆるG、 S、 (Ge 5tation
 Sue )の像がみえたらそれを囲むようにこの注目
領域を設定すればよい。寸だ実用上1過去数枚分の1フ
レーム(データプレーン)がメモリに収容してあれば第
、5図(イ)、(ロ)程度の処理内容のビデオMTIは
構成し得るから、この方式にもとづく最も簡素なシステ
ムとは、その程度の処理作業用バッファと、MTI処理
結果を収容するフレームと、それを含めてディスプレイ
手段に向けて刻々と読み出す手段とがあれば(共存して
1つのCPU内に収められれば)実現し得る(即ち実時
間走行し得る)。
In reality, the so-called G, S, (Ge 5tation
When the image of Sue) is seen, this area of interest can be set to surround it. In practical terms, if one frame (data plane) for several past pictures is stored in the memory, a video MTI with processing contents as shown in Figures 5 (a) and (b) can be constructed, so this method can be used. The simplest system based on this would be as long as it has a buffer for processing work, a frame for accommodating the MTI processing result, and a means for reading it out moment by moment to a display means (coexisting in one system). (i.e., it can run in real time) if it can be stored in the CPU.

しかしながら以下にのべる如き変形手法は多少の操作の
けんざつさや発見確率の低下を招くものの装置手段をい
ちじるしく簡単化することを可能にする。すなわちまず
最初の変形例は、ビデオMTIシステムを前記選択的に
抽出された注目領域(第2図)に適用するに際してさえ
もさらに参与せしめるピクセルの数をへらそうというも
ので、前処理として第7図の如き区画わりを行いその各
々についてシーケンシャルにMTIヲ行い、その中で最
も拍動性の高い(フィルタ出力の振幅の犬なる)セルを
さらに精密に検査するようにするものである。しかしこ
の手法は実時間的に行うとその間探触子を一定画面を得
るように保持せねばならないからかえって使いづらい。
However, the modification method described below makes it possible to significantly simplify the apparatus, although it causes some troublesome operation and a decrease in the probability of detection. That is, the first modification is to further reduce the number of pixels involved even when applying the video MTI system to the selectively extracted region of interest (FIG. 2). The cell is divided into sections as shown in the figure, and MTI is performed sequentially on each section, so that the cell with the highest pulsatility (the amplitude of the filter output) is examined more precisely. However, when this method is performed in real time, it is rather difficult to use because the probe must be held so as to obtain a constant screen.

それ故にまず何秒分かのデータを作業用メモリに取り込
んでからあとで処理するときの処理速度の向上策として
役立つものである。特に処理が専用装置でない、外付の
デスクトップコンピューターの如きもので行われる場合
にはデータ転送とMTI処理以下の作業とは両立がむず
かしいからこういう手法が役立つ。
Therefore, it is useful as a measure to improve the processing speed when data for several seconds is first taken into the working memory and then processed later. This method is especially useful when the processing is not done with a dedicated device, such as an external desktop computer, since it is difficult to simultaneously perform data transfer and work below MTI processing.

処理内容をインクプリタレベルの言語で記述し、即実行
させたい場合にはインタプリタの走行のおそさが気にな
る(アセンブラの5〜200倍おそい)から、周期性を
有するビデオ値のピクセルをまず1発見1するまでの省
力ないし省処理量を考えるべきである。発見が成功裡に
行われたのちの処理手続は、先の実施例と同じと考えて
支障ない。
If you want to describe the processing content in an ink interpreter level language and execute it immediately, you will be concerned about the slowness of the interpreter (5 to 200 times slower than assembler), so first write pixels of video values with periodicity. We should consider the amount of labor and processing required to make one discovery. The processing procedure after successful discovery can be considered to be the same as in the previous embodiment.

しかしながら、さらに省力化を望めば、以下の如き手法
が可能である。即ち、MTIに付すピクセルを高々1個
に限り、これを丁度キャリパ−もしくはカーソルのマー
ク(もちろん別な手を使ってもよい)の箇所のもの、も
しくはそのまわりのピクセルを多少加味して適当な2次
元評価函数をもって抽出して得た値を、フレームのくり
返し周期ごとに入手してこれをサンプル倣動フィルタ、
もしくはサンプルホールドの前又は後でD/A変換して
アナログ値としてアナログフィルタにより心拍の周期性
の基本波成分を抽出し、これを一種の脈波信号と見てそ
の周期をゼロクロス法もしくはビーり時刻法により求め
るという手法である。この方法は、ビクセル値のサンプ
ル列を得だのちの処理がディジタル法であれ、アナログ
法であれ単に1チヤンネルの信号波形を処理すれば良い
という所に帰着されている点が特徴で、それ以降の処理
は一般の脈波心拍数計ないし心電、心音もしくはドプラ
心拍数計の技法を援用できる点が有利である。
However, if further labor saving is desired, the following method is possible. In other words, attach at most one pixel to the MTI, and place it at the exact location of the caliper or cursor mark (of course, you can use another hand), or by adding some pixels around it as you like. The values extracted using the two-dimensional evaluation function are obtained for each frame repetition period and are applied to the sample motion filter,
Alternatively, D/A conversion is performed before or after sample and hold, and the fundamental wave component of the periodicity of the heartbeat is extracted using an analog filter as an analog value. This method is to find it using the time method. This method is characterized by the fact that it is only necessary to process the signal waveform of one channel, whether the sample sequence of pixel values is obtained and the subsequent processing is done using a digital method or an analog method. It is advantageous that the processing can utilize general pulse wave heart rate metering, electrocardiogram, heart sound, or Doppler heart rate metering techniques.

この目的のサンプル値の抽出位置を表示するだめのカー
ソルもしくはキャリパ−マークの形状としては、公知の
十字線の如きものでもよいが一十字線を目的箇所にもっ
て来てしまうと目的物の像が潰されて見えなくなってし
まうことが多いだめ、四角ないし丸印、もしくは交点近
傍を除去した散開十字線の如きものがよい(第8図)。
The shape of the cursor or caliper mark to display the extraction position of the desired sample value may be something like a well-known crosshair; however, when the crosshair is brought to the target location, the image of the target object is Since they are often crushed and cannot be seen, it is better to use a square or round mark, or a spread crosshair with the area near the intersection removed (Figure 8).

なお、このピクセル(群)抜き出し法1dフレームメモ
リなしの純アナログ的イメージング装置でも実行し得る
ことに注目したい。しかしながらまだ別な問題として、
ここでのべる如き心拍開側をぜん、!: して−完断面
を走査する如く探触子と被検生体との相対関係を一定に
保たんとすることは厳密には人為的にはほぼ不可能【近
いことはよく知られている。
It should be noted that this pixel(s) extraction method can also be implemented in a purely analog imaging system without 1d frame memory. However, there is still another issue,
The opening side of the heartbeat as described here! Strictly speaking, it is virtually impossible to maintain a constant relative relationship between the probe and the living body as if scanning a complete plane (it is well known that this is close).

探触子を持っている手がふらついたり、呼吸による体動
があったりするとニセの周期的エコー像が出現したりす
る。これをできるだけ少くせんがだめにはいわゆる1平
型1の探触子(第9図)を用いればよい。これを通常の
胎児監視装置の場合におけると同様に、腹壁の上から装
着する(ベルトもしくはばんそうこうを用いる)。この
方法は長時間の連続監視や、胎動その他まで含めたモニ
タリングに向いている。
If the hand holding the probe is unsteady or the body moves due to breathing, false periodic echo images may appear. In order to reduce this as much as possible, a so-called 1-flat type 1 probe (FIG. 9) may be used. It is worn over the abdominal wall (using a belt or bandage) as in a normal fetal monitoring device. This method is suitable for long-term continuous monitoring and monitoring of fetal movements and other factors.

いずれの場合も心拍数値が刻々と求まったら、その値を
ディジタル的に数値として超音波像のそばにかき出す、
とか、さらに、心拍数図を作成し、それも同一画面上に
併記(多重)する、とかの利用方法により利用する(第
10図(イ)、(ロ))。
In either case, once the heart rate value is determined moment by moment, the value is digitally written out next to the ultrasound image.
Furthermore, it is used by creating a heart rate diagram and displaying it on the same screen (multiple) (Figures 10 (a) and (b)).

以上説明したように、本発明によれば、Bモード又はB
モードとMモード同時の超音波映像装置を利用して画像
中の周期的拍動成分を有する要素を自動的に検出すると
ともに、その周期を求めこれを表示することができる。
As explained above, according to the present invention, B mode or B mode
By using an ultrasonic imaging device that operates simultaneously in mode and M mode, it is possible to automatically detect elements having periodic pulsation components in an image, and to determine the period thereof and display it.

従って、その対象となる要素を胎児心拍とすれば、その
周期あるいは心拍数値を求め心拍数値の数字表示を容易
に行なうことができる。また、連続監視も可能であり、
胎児心拍数図の併記も容易に実現できる。これらの場合
において、勿論拍動を有する部位の自動表示が可能とな
っている。
Therefore, if the target element is the fetal heartbeat, its period or heartbeat value can be determined and the heartbeat value can be easily displayed numerically. Continuous monitoring is also possible,
It is also easy to include a fetal heart rate diagram. In these cases, it is of course possible to automatically display areas with pulsations.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
ビデオMTIシステムで処理する注目領域を説明するだ
めの図、第3図は注目領域のフレーム毎のイメージデー
タの記憶状態を示す概念図、第4図は面同志の差分ない
し更に高次の変化分抽出フィルタを成す処理について説
明するだめのデータブレーン図、第5図は使用するフィ
ルタのインパルス応答を示す図、第6図はフィルタ処理
によシ胎児心拍が求められる様子を示す図、第7図は注
目領域を区画割りした場合の説明図、第8図はカーソル
又はキャリパ−マークの形状を示す図、第9図は本発明
装置に好適な平型探触子の構成図、第10図は表示例を
示す図である。 11・・・探触子、15・・・受信アンプ、16・・・
検波器、17・・・ビデオアンプ、19・・・CRTデ
ィスプレイ、21・・・AD変換器、23・・・イメー
ジバッファメモリ、24・・・2次元MTIフィルタ、
26・・・MTIビデオノオンフア、27・・・抽出回
路、28・・・レートメータ。 /ニー
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram explaining a region of interest processed by a video MTI system, and Fig. 3 shows the storage state of image data for each frame of the region of interest. Fig. 4 is a data brain diagram for explaining the process of forming a filter for extracting differences between surfaces or higher-order changes; Fig. 5 is a diagram showing the impulse response of the filter used; Fig. 6. Figure 7 is a diagram showing how the fetal heart rate is determined by filter processing, Figure 7 is an explanatory diagram when the region of interest is divided into sections, Figure 8 is a diagram showing the shape of the cursor or caliper mark, and Figure 9 is FIG. 10 is a block diagram of a flat probe suitable for the device of the present invention, and is a diagram showing an example of display. 11... Probe, 15... Receiving amplifier, 16...
Detector, 17... Video amplifier, 19... CRT display, 21... AD converter, 23... Image buffer memory, 24... Two-dimensional MTI filter,
26...MTI video amplifier, 27...Extraction circuit, 28...Rate meter. /knee

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)リアルタイムBモード超音波像を撮像する行程と
、前記超音波像のビデオ信号の段階において画面内容の
注目箇所及びその近傍に関してフレーム間差分ないしよ
り高次の変化分抽出を行う行程と、該行程によシ変化分
を有すると認められた局部に関してその変化の周期性を
検査する行程と、その結果周期性を有する変化分あυと
認められた局部を含む音線においてMモード超音波像を
撮像する行程とによ構成るようにしたことを特徴とする
、Bモード超音波映像装置を利用した胎児心拍数値装R
3、
(1) A process of capturing a real-time B-mode ultrasound image, and a process of extracting inter-frame differences or higher-order changes regarding a point of interest in screen content and its vicinity at the stage of a video signal of the ultrasound image; In this process, the periodicity of the change in the local area that is recognized to have a periodicity is examined, and as a result, the M-mode ultrasound is applied to the sound ray that includes the local area that is recognized to have a periodic change. Fetal heart rate measurement system using a B-mode ultrasound imaging device
3,
(2)前記Bモード超音波映像装置は、MモードとBモ
ードを同時表示することができるようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の胎児心拍測定装置。 (51前記Bモード超音波映像装置は、胎児心拍数値又
は胎児心拍数の時1列グラフを表示し得るようにしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の胎児心拍測
定装置。
(2) The fetal heart rate measuring device according to claim 1, wherein the B-mode ultrasound imaging device is capable of displaying M mode and B mode simultaneously. (51) The fetal heart rate measuring device according to claim 1, wherein the B-mode ultrasound imaging device is capable of displaying a fetal heart rate value or a single column graph of the fetal heart rate.
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