JP4679141B2 - Ultrasonic diagnostic apparatus and method for displaying ultrasonic diagnostic image - Google Patents
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Description
本発明は、DモードやMモード等の時間変化を表す波形データを表示することが可能な超音波診断装置および超音波診断画像の表示方法に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic diagnostic image display method capable of displaying waveform data representing temporal changes such as D mode and M mode.
超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された圧電振動子から発生する超音波パルスを被検体内に放射し、被検体組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる超音波反射波を前記圧電振動子によって受信してモニタ上に表示するものである。この診断方法は、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作でリアルタイムの2次元画像が容易に観察できるため、生体の各種臓器の機能診断や形態診断に広く用いられている。生体内の組織あるいは血球からの反射波により生体情報を得る超音波診断法は、超音波パルス反射法と超音波ドプラ法の2つの大きな技術開発により急速な進歩を遂げ、これらの技術を用いて得られるBモード画像、Mモード画像およびカラードプラ画像は、今日の超音波画像診断において不可欠のものとなっている。 The ultrasonic diagnostic apparatus radiates an ultrasonic pulse generated from a piezoelectric vibrator built in an ultrasonic probe into a subject, and generates an ultrasonic reflected wave generated by a difference in acoustic impedance of the subject tissue by the piezoelectric vibrator. It is received and displayed on the monitor. This diagnostic method is widely used for functional diagnosis and morphological diagnosis of various organs of a living body because a real-time two-dimensional image can be easily observed with a simple operation by simply bringing an ultrasonic probe into contact with the body surface. Ultrasound diagnostic methods for obtaining biological information from reflected waves from tissues or blood cells in a living body have made rapid progress with the development of two major technologies, the ultrasonic pulse reflection method and the ultrasonic Doppler method. The obtained B-mode image, M-mode image, and color Doppler image are indispensable in today's ultrasonic image diagnosis.
一方、被検体の任意の位置における血流速度を定量的且つ正確に得る方法としてドプラスペクトラム法がある。このドプラスペクトラム法では、被検体の同一部位に対して一定間隔で複数回の超音波送受波を行ない、血球などの移動反射体において反射した超音波反射波に対し、超音波送受波に使用した圧電振動子の共振周波数と略等しい周波数の基準信号を用いて直交位相検波しドプラ信号を検出する。そして、このドプラ信号の中から所望部位におけるドプラ信号をレンジゲートによって抽出し、更に、抽出したドプラ信号をFFT(fast Fourier transform)分析することによってドプラスペクトラムデータを生成する。 On the other hand, there is a Doppler spectrum method as a method for quantitatively and accurately obtaining a blood flow velocity at an arbitrary position of a subject. In this Doppler spectrum method, ultrasonic transmission / reception is performed a plurality of times on the same part of the subject at regular intervals, and the ultrasonic reflected wave reflected by a moving reflector such as a blood cell is used for ultrasonic transmission / reception. Quadrature detection is performed using a reference signal having a frequency substantially equal to the resonance frequency of the piezoelectric vibrator to detect a Doppler signal. Then, a Doppler signal at a desired portion is extracted from the Doppler signal by using a range gate, and Doppler spectrum data is generated by performing FFT (Fast Fourier transform) analysis on the extracted Doppler signal.
このような手順により、被検体の所望部位から得られたドプラ信号に対してドプラスペクトラムデータを連続的に生成し、生成した複数のドプラスペクトラムデータを順次配列することによって、所謂ドプラスペクトラム画像データ(Dモード像)を生成する。尚、一般には、レンジゲートを被検体における所望の観測部位に正確に設定するために、レンジゲートの設定はBモード画像観測下において行なわれ、レンジゲートの位置はBモード画像上に表示される。 According to such a procedure, Doppler spectrum data is continuously generated for Doppler signals obtained from a desired part of the subject, and a plurality of generated Doppler spectrum data are sequentially arranged, so-called Doppler spectrum image data ( D mode image) is generated. In general, in order to accurately set the range gate at a desired observation site in the subject, the range gate is set under B-mode image observation, and the position of the range gate is displayed on the B-mode image. .
この超音波ドプラ診断装置によって得られるドプラスペクトラムデータは、一般に、縦軸に周波数(f)、横軸に時間(t)、各周波数成分のパワー(強さ)を輝度(階調)として生成され、このドプラスペクトラムデータに基づいて、各種の診断パラメータの計測を行なっている。 The Doppler spectrum data obtained by this ultrasonic Doppler diagnostic device is generally generated with frequency (f) on the vertical axis, time (t) on the horizontal axis, and the power (intensity) of each frequency component as luminance (gradation). Based on the Doppler spectrum data, various diagnostic parameters are measured.
即ち、この計測法においては、まず、時間的に連続して得られるドプラスペクトラムデータの各々に対して、その周波数軸方向に分布するドプラ周波数成分の最大周波数fpに対応する最大流速Vp、あるいは平均周波数fcに対応する平均流速Vcの位置を設定し、これら最大流速Vp及び平均流速Vcの位置の時間変化を示すトレース波形を生成する。次いで、このトレース波形において、心拍区間の1区間毎に心臓収縮期において生ずる波形ピークPS(Peak of Systolic)及び心臓拡張期において生ずる波形ピークED(End of Diastolic)の検出を行なう。そして、これらのPSあるいはEDの位置情報に基づいて、血管内血流のHR(Heart Rate:心拍数)を計測し、更には、PSあるいはEDによって設定された心拍区間におけるトレース波形から末梢血管の診断パラメータであるPI(Pulsatility Index)やRI(Resistance Index)等の計測を行なう。 That is, in this measurement method, first, for each Doppler spectrum data obtained continuously in time, the maximum flow velocity Vp corresponding to the maximum frequency fp of the Doppler frequency component distributed in the frequency axis direction, or the average The position of the average flow velocity Vc corresponding to the frequency fc is set, and a trace waveform indicating the time change of the position of the maximum flow velocity Vp and the average flow velocity Vc is generated. Next, in this trace waveform, a waveform peak PS (Peak of Systolic) occurring in the systole and a waveform peak ED (End of Diastolic) occurring in the diastole are detected for each of the heartbeat intervals. Based on the position information of the PS or ED, the HR (Heart Rate) of the blood flow in the blood vessel is measured. Further, from the trace waveform in the heart beat section set by the PS or ED, the peripheral blood vessel is measured. Measures diagnostic parameters such as PI (Pulsatility Index) and RI (Resistance Index).
尚、上述のVpやVcのトレース波形の生成、PS/EDの検出、PIやRI等の診断パラメータの計測は、従来、フリーズされたドプラスペクトラム画像を対象としたマニュアル操作が基本であったが、近年では、リアルタイム表示されたドプラスペクトラム画像を対象としたVpやVcの自動トレースやHR,PIあるいはRIの自動計測が可能となってきている(例えば、特許文献1参照)。 The above-described generation of trace waveforms of Vp and Vc, detection of PS / ED, and measurement of diagnostic parameters such as PI and RI have conventionally been based on manual operations for frozen Doppler spectrum images. In recent years, automatic tracing of Vp and Vc and automatic measurement of HR, PI, or RI for a Doppler spectrum image displayed in real time has become possible (see, for example, Patent Document 1).
さらに、VpやVcのトレース波形の生成、PS/EDの検出、PIやRI等の診断
パラメータの自動計測等の各処理において、感度や診断部位、ノイズの影響に起因する誤動作の発生や誤った計測値の表示を回避させるための技術として、各処理に用いるパラメータを変更できるようにした超音波診断装置が考案されている(例えば、特許文献2参照)。
Furthermore, in each processing such as generation of trace waveforms of Vp and Vc, detection of PS / ED, automatic measurement of diagnostic parameters such as PI and RI, malfunctions caused by the effects of sensitivity, diagnostic part, noise, etc. As a technique for avoiding the display of measurement values, an ultrasonic diagnostic apparatus has been devised in which parameters used for each process can be changed (see, for example, Patent Document 2).
この超音波診断装置では、VpやVcのトレース波形や心電波形に同期したトリガを生成し、生成された同期トリガを用いてPS/EDを検出する技術も考案されている。 In this ultrasonic diagnostic apparatus, a technique for generating a trigger synchronized with a trace waveform of Vp or Vc or an electrocardiographic waveform and detecting PS / ED using the generated synchronous trigger has been devised.
また、関連する技術として、Mモード画像やスペクトラムドプラ画像等のスイープ画像を表示する場合に、心臓等の臓器の時相にあわせて表示タイミングを設定できるようにした超音波診断装置も考案されている(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、従来の技術では、心臓や頸動脈などの拍動血流のスペクトラム画像を表示する場合、横軸の時間軸スケールを決めるスィープ速度を、例えば1、2、4、6、8秒とする場合のように離散的にしか設定することができない。一方、心拍数は、被検者によってばらつくことがあることから、計測に必要な数心拍の波形以外の余分な時相のスペクトラムを表示することが困難となり、また、心拍波形が途中で途切れる恐れもある。つまり、従来の技術では、必要な心拍数分の波形(スペクトラム)データを過不足なく適切に表示することが困難である。 However, in the conventional technique, when displaying a spectrum image of a pulsating blood flow such as a heart or a carotid artery, the sweep speed that determines the time axis scale of the horizontal axis is set to 1, 2, 4, 6, 8 seconds, for example. It can only be set discretely as in the case. On the other hand, since the heart rate may vary depending on the subject, it is difficult to display the spectrum of the extra time phase other than the waveform of several heartbeats necessary for measurement, and the heartbeat waveform may be interrupted in the middle There is also. That is, with the conventional technology, it is difficult to appropriately display waveform (spectrum) data corresponding to the required heart rate without excess or deficiency.
この結果、ユーザは、ドプラ計測のたびに最適なスペクトラムの場所(時相)を探し出し、連続した前後の複数心拍の計測範囲を設定するという煩雑な操作を行う必要がある。例えば、計測に使う領域を得るのにスィープ速度を変更してスペクトラムデータを取り直すかシネで最適な場所を探し、スペクトラム画像が表示された表示枠中にタイムカーソルの必要な場所(最大1心拍のズレがある。)から所望の心拍数の波形が入ることを確認しておく必要がある。 As a result, the user needs to perform a complicated operation of finding an optimal spectrum location (time phase) each time Doppler measurement is performed and setting a measurement range of a plurality of consecutive heartbeats. For example, to obtain the area to be used for measurement, change the sweep speed and re-acquire the spectrum data or search for the optimum place with cine, and the place where the time cursor is necessary (up to 1 heartbeat in the display frame where the spectrum image is displayed) It is necessary to confirm that the waveform of the desired heart rate is entered.
このため、ユーザが最適なスペクトラムの場所(時相)を探し出し、複数心拍の計測範囲を設定するといった煩雑な操作を伴うことなく、所望の範囲の、例えば必要な心拍数分の画像を過不足なく表示させるような範囲のドプラスペクトラム画像を適切に表示させる技術の開発が望まれる。そして、このような技術の開発は、ドプラスペクトラム画像(Dモード像)のみならずMモード像等の時間変化を表す波形データを表示する場合にも同様に重要である。 For this reason, the user finds the optimal spectrum location (time phase), and does not involve complicated operations such as setting the measurement range of multiple heartbeats. Development of a technique for appropriately displaying a Doppler spectrum image in a range that can be displayed without any problem is desired. The development of such a technique is equally important when displaying waveform data representing time changes such as an M-mode image as well as a Doppler spectrum image (D-mode image).
本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、DモードやMモード等の時間変化を表す波形データを表示する場合に、所望の範囲の波形データを容易かつ適切に表示させることが可能な超音波診断装置および超音波診断画像の表示方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to cope with such a conventional situation, and when displaying waveform data representing a time change such as D mode or M mode, the waveform data in a desired range is easily and appropriately displayed. An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus and a method for displaying an ultrasonic diagnostic image.
本発明に係る超音波診断装置は、上述の目的を達成するために、請求項1に記載したように、心拍同期により心拍周期を算出する心拍周期算出手段と、ドプラ信号データを生成する波形データ生成手段と、前記ドプラ信号データに基づいてドプラスペクトラムを得るドプラスペクトラム生成手段と、前記ドプラスペクトラムを記憶する記憶手段と、前記ドプラスペクトラムに基づいて特徴点の時相を検出する時相検出手段と、前記心拍周期に基づいて、所望の心拍数分の時間軸スケールを設定する時間軸スケール設定手段と、前記時間軸スケールおよび前記特徴点の時相に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記ドプラスペクトラムのうち少なくとも一部を表示用ドプラスペクトラムとして読み出す読み出し手段と、前記表示用ドプラスペクトラムを表示する表示手段と、を有することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes a heartbeat cycle calculating means for calculating a heartbeat cycle by heartbeat synchronization and waveform data for generating Doppler signal data as described in
また、本発明に係る超音波診断画像の表示方法は、上述の目的を達成するために、請求項7に記載したように、心拍同期により心拍周期を算出するステップと、ドプラ信号データを生成するステップと、前記ドプラ信号データに基づいてドプラスペクトラムを得るステップと、前記ドプラスペクトラムを記憶するステップと、前記ドプラスペクトラムに基づいて特徴点の時相を検出するステップと、前記心拍周期に基づいて、所望の心拍数分の時間軸スケールを設定するステップと、前記時間軸スケールおよび前記特徴点の時相に基づいて、前記記憶されたドプラスペクトラムのうち少なくとも一部を表示用ドプラスペクトラムとして読み出すステップと、前記表示用ドプラスペクトラムを表示手段に表示させるステップと、を有することを特徴とするものである。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for displaying an ultrasonic diagnostic image, wherein, in order to achieve the above-described object, as described in claim 7, a step of calculating a heartbeat period by heartbeat synchronization and generating Doppler signal data Obtaining a Doppler spectrum based on the Doppler signal data; storing the Doppler spectrum; detecting a time point of a feature point based on the Doppler spectrum; Setting a time axis scale corresponding to a desired heart rate ; and reading at least a part of the stored Doppler spectrum as a display Doppler spectrum based on the time axis scale and the time phase of the feature points; , that it has the steps of: displaying on the display means the display Doppler spectrum It is an butterfly.
本発明に係る超音波診断装置および超音波診断画像の表示方法においては、時間変化を表す波形データを表示する場合に、時間軸スケールや波形データの切り出し位置を設定することで、心拍波形が途中で途切れることなく計測に必要な所望の範囲の波形データを容易かつ適切に表示させることができる。 In the display method of an ultrasound diagnostic apparatus and an ultrasonic diagnostic image according to the present invention, when displaying the waveform data representing the time between changes, by setting the cut-out position of the time axis scale and waveform data, the heartbeat waveform Waveform data in a desired range necessary for measurement can be displayed easily and appropriately without being interrupted .
本発明に係る超音波診断装置および超音波診断画像の表示方法の実施の形態について添付図面を参照して説明する。 Embodiments of an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic diagnostic image display method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明に係る超音波診断装置の実施の形態を示す構成図であり、図2は、図1に示す超音波診断装置におけるDSP31、PS/ED検出部32および計測部33の詳細構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a detailed configuration of a
この超音波診断装置は、超音波断層像(Bモード断層像)を表示するBモード、超音波ビーム方向の反射源の時間的位置変化を運動曲線として表示するMモード、血流情報を表示するドプラモード(パルスドプラ(PW)/連続波ドプラ(CW))、血流情報を二次元的に表示するCFM(カラー・フロー・マッピング)モード、MモードにCFMモードによるカラー画像を重ねたMCモード等の既知の各種モードに応じて動作可能なものである。 This ultrasonic diagnostic apparatus displays a B mode for displaying an ultrasonic tomographic image (B mode tomographic image), an M mode for displaying a temporal position change of a reflection source in the ultrasonic beam direction as a motion curve, and blood flow information. Doppler mode (pulse Doppler (PW) / continuous wave Doppler (CW)), CFM (color flow mapping) mode for displaying blood flow information two-dimensionally, MC mode in which color images in CFM mode are superimposed on M mode, etc. It can operate according to various known modes.
超音波診断装置は、被検体PS内の血流BLを含む診断部位に対し超音波を送信しその超音波エコーをそれに対応する電圧信号に変換して受信する複数の圧電振動子を有する電子走査型の超音波プローブ1と、この超音波プローブ1に接続される装置本体2とを備える。装置本体2には、被検体PSの心電波形(ECG波形)を計測するECGモジュール3aおよび心音波形(PCG:phonocardiogram波形)を計測するPCGモジュール3bが接続される。
The ultrasonic diagnostic apparatus is an electronic scan having a plurality of piezoelectric vibrators that transmit ultrasonic waves to a diagnostic site including the blood flow BL in the subject PS, convert the ultrasonic echoes into corresponding voltage signals, and receive them. A type
装置本体2は、装置全体の制御中枢としての全体コントローラ11のほか、この全体コントローラ11からの制御信号に基づきその動作が制御可能な各部(後述)を備える。すなわち、この装置本体2には、超音波プローブ1に接続される送受信部(T/R)21が含まれる。この送受信部21には、図示しない送信側の構成要素として、超音波プローブ1に接続されその各圧電振動子を励振するパルサ、そのパルサに遅延を与えた駆動信号を供給するディレイライン(受信時の遅延も兼用)、及びそのディレイラインに基準クロックを与える基準発信器が、また図示しない受信側の構成要素として、超音波プローブ1の各圧電振動子に接続されたプリアンプ、そのプリアンプの出力信号に遅延を与えるディレイライン、及びそのディレイラインからの遅延を与えた出力信号を整相加算する加算器が、それぞれ内蔵されている。
In addition to the
また、装置本体2には、上記のT/R21の出力側に、その加算器出力を対数増幅及び包絡線検波に付す検波器(EP)22と、その検波出力をBモード断層像及びMモード画像等の画像信号として超音波走査から標準TV走査の信号に変換するデジタル・スキャン・コンバータ(DSC)23と、そのDSC23の変換信号をD/A変換器24を介してBモード断層像等として表示あるいは音声出力する出力装置25(表示器25aおよびオーディオ出力器25b)とが含まれる。
In addition, the apparatus
また、装置本体2には、上記のT/R21の出力側に、ドプラモード(CW/PW)モード等に関する信号処理系として、2チャンネル構成で基準発信器からの基準信号及びその90度の位相差をもつ基準信号とT/R21の加算器出力を混合する位相検波用のミキサ26と、その混合信号の内の高周波成分を除去してドプラ偏移周波数成分のみから成るドプラ信号を得て、その内、被検体PS内の所望深さ位置(ROIに相当するレンジゲートで指定された位置)のドプラ信号を抽出するローパスフィルタ及びサンプルホールド回路を有するレンジゲート(RG)処理部27と、その出力から比較的動きの遅い血管壁、心臓壁等の不要低周波ドプラ信号を除去して検出すべき血流BLのドプラ信号を抽出するドプラフィルタとしてのハイパスフィルタ(HPF)28と、そのドプラ信号の出力に対し周波数解析を行なってその解析結果であるドプラスペクトラム信号を得て、前述のDSC23に出力する高速フーリエ変換器(FFT)29とが装備される。これにより、表示器25a上には、例えばBモード断層像と共にドプラスペクトラム画像が表示される。
The
さらに、装置本体2には、CFMモードに関する信号処理系として、ミキサ26の出力側に、ミキサ26の出力から心臓壁等の不要固定反射信号を除去するMTIフィルタ及びその出力に対し自己相関法を用いて各点の平均速度演算、分散演算、及びパワー演算を行ない、その演算結果である二次元の血流情報(血流BLの速度、方向、分散)を前述のDSC23に出力するCFM処理部(CFM・FP)30が接続される。これにより、表示器25a上には、例えばBモード断層像上に2次元的に血流情報、例えば、血流BLの速度を輝度、その方向を赤と青、その分散をグリーンの色相とするカラー情報として表示される。
Further, in the apparatus
また、装置本体2には、超音波診断装置の要部構成(波形データ生成手段としてのオートトレース装置、ピーク検出装置、及びオート計測装置)として、レンジゲート処理部27からのドプラスペクトラム信号を入力して、そのスペクトラムの周波数方向の最大速度Vp、平均速度Vmの位置を時間方向にトレースしてそのトレース波形をリアルタイムで検出する機能を有するDSP(Digital Signal Processor)31と、このDSP31からのVp、Vmトレース波形から上述のPS/EDのピーク位置をリアルタイム又はフリーズ後に検出する機能を有するPS/ED検出部32と、このPS/ED検出部32により検出されたPS/EDの情報を元に血管内の血液流量や拍動流のHR、PI、及びRI(Resistance Index)等の診断に関する各種パラメータを計測する機能を有する計測部33とを備える。この内、PS/ED検出部32及び計測部33は、例えば装置本体2に搭載されるコンピュータで実行されるソフトウェア部品を構成するアプリケーション・ソフトとして実装される。
Further, the apparatus
尚、最大流速Vpおよび平均速度Vmのトレース方法やPS/EDのピーク位置の検出方法は任意であるが、詳細例については、例えば特開2003−284718や米国特許5,628,321号明細書に開示されている。 The tracing method of the maximum flow velocity Vp and the average velocity Vm and the detection method of the peak position of PS / ED are arbitrary, but for detailed examples, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-284718 and US Pat. No. 5,628,321. Is disclosed.
上記のDSP31及び計測部33の各出力は、I/F34を介してDSC23に供給される。これにより、表示器25a上には、Vp、Vmのトレース波形の画像上に、PS/ED、及び各計測結果がリアルタイムで表示される。また、DSP31のVp、Vmのトレース波形データは、画像ストレージ部35に保持され、フリーズ後にPS/ED検出部32に供給可能となっている。
Each output of the
DSP31は、図2に示す例では、上述のハイパスフィルタ28及びFFT29の機能を一体に搭載して成り、機能上、レンジゲート処理部27からのレンジゲートで指定された被検体PS内の所望位置のドプラ信号から、上述のハイパスフィルタ28と同様の処理を行なって検出すべき血流BLのドプラ信号を抽出するウォール・フィルタ(Wall Filter)41と、その抽出されたドプラ信号をシネメモリバッファ42を介して入力し、上述のFFT29と同様の処理を行なってそのドプラスペクトラム信号を得るFFTスペクトラム処理部43と、そのスペクトラム信号からVp、Vmのトレース波形を得るVp、Vmトレース波形検出処理部44と、そのVp、Vmのトレース波形を入力する表示用オーディオ・ビデオ・バッファ45とを備える。
In the example shown in FIG. 2, the
つまり、Vp、Vmトレース波形検出処理部44とその前段の構成要素により、超音波診断装置には、時間変化を表す波形データを生成する波形データ生成手段としての機能が備えられる。
That is, with the Vp and Vm trace waveform
また、このDSP31には、FFTスペクトラム処理部43からのドプラスペクトラム信号を音声信号(ドプラ音)に変換して表示用オーディオ・ビデオ・バッファ45に出力するオーディオ処理部46と、ECGモジュール3aからのECG波形データおよびPCGモジュール3bからのPCG波形データに所定の波形処理を施して、ECG波形のR波トリガやPCG波形のS1、S2トリガを検出し、表示用オーディオ・ビデオ・バッファ45に出力する波形処理部47と、上述の検波器(EP)22からのMモード像等の検波出力やCFM処理部(CFM・FP)30からの二次元的な血流情報に所定のカラー処理を施してMCモード像等のデータを表示用オーディオ・ビデオ・バッファ45に出力するM/Mカラー処理部48とを備える。さらに、M/Mカラー処理部48では、必要に応じて、Mモード像やMCモード像から心拍同期に連動したトリガが検出され、表示用オーディオ・ビデオ・バッファ45に出力される。
The
これにより、Vp、Vmトレース波形検出処理部44からのトレース波形データは、表示用オーディオ・ビデオ・バッファ45からピンポンバッファ34aを介してビデオ・インターフェース34bに供給され、表示器25a上でVp、Vmのオートトレース波形としてリアルタイム表示される。また、オーディオ処理部46からのドプラ信号の音声信号は、表示用オーディオ・ビデオ・バッファ45からピンポンバッファ34aを介してオーディオインターフェース34cに供給され、オーディオ出力器(スピーカ)25bから音声出力される。
Thus, the trace waveform data from the Vp, Vm trace waveform
また、図2に示す例では、Vp、Vmトレース波形検出処理部44からのトレース波形データは、PS/ED検出部32(図2中ではCPU32aの処理により実行されるピーク検出処理部32bを有する)及び計測部33(図2中では、リアルタイムオート計測処理部33a及びシネ・フリーズ後の再計測処理部33bの機能上の各部を有する)を介して、オーディオインターフェース34cに供給され、表示器25a上で、Vp、Vmのオートトレース波形に加え、PS/EDの情報に基づくオート計測値としてリアルタイムに数値表示される。
In the example shown in FIG. 2, the trace waveform data from the Vp and Vm trace waveform
上記のDSP31及びPS/ED検出部32には、図1に示すように、時間軸スケール設定手段としての機能を備えたパラメータ設定回路36が接続又は内蔵され、このパラメータ設定回路36は、オペレータ操作用のユーザーインターフェース37に接続される。
As shown in FIG. 1, a
ユーザーインターフェース37には、図1に示すように、装置本体2の操作パネル上の各種操作器(スイッチ、ジョイスティック、キーボード、マウス等)からの操作信号(パラメータ設定等)を入力する操作パネル回路38と、その操作パネル上に搭載されたTCS(タッチ・コマンド・スクリーン)の画面上からの操作信号(パラメータ設定等)を入力するTCS回路39と、表示器25a上のGUI(グラフィカル・ユーザー・インターフェース)からの操作信号(パラメータ設定等)を入力するGUI回路40とが含まれる。なお、上記のレンジゲート(ROI)指定は、このユーザーインターフェース37により操作可能となっている。
As shown in FIG. 1, an
そして、ユーザーインターフェース37を通してパラメータ設定回路36により、ドプラスペクトラム波形やVp、Vmのオートトレース波形等の拍動波形データを表示器25aに表示させる場合における横軸の時間軸スケールや波形データの切出し位置を手動あるいは自動的に切り換えて設定することができる。特に、パラメータ設定回路36では、波形データを表示させる場合における時間枠に所定の心拍数分の波形データが入るように、心拍同期周期に応じて時間軸スケールや波形データの切出し位置を自動設定することができる。
Then, the time axis scale on the horizontal axis and the cut-out position of the waveform data when the pulsating waveform data such as the Doppler spectrum waveform and auto trace waveforms of Vp and Vm are displayed on the
また、パラメータ設定回路36には、適宜、波形データ表示のために必要なパラメータの設定機能が備えられる。例えば、特開2003−284718に記載された各種機能をパラメータ設定回路36に備えることができる。
The
尚、拍動波形データとして、Dモード像(ドプラスペクトラム波形やVp、Vmのオートトレース波形)の他、Mモード像等の時間変化を表す画像を表示させる場合にも、パラメータ設定回路36により横軸の時間軸スケールや波形データの切出し位置を手動あるいは自動的に切り換えて設定することができる。以下、ここではDモード像を例にとって説明する。
In addition to the D mode image (the Doppler spectrum waveform and the Vp and Vm auto trace waveforms) as the pulsation waveform data, the
図3は、図1に示す超音波診断装置におけるパラメータ設定回路36の詳細機能を示す機能ブロック図である。
FIG. 3 is a functional block diagram showing detailed functions of the
パラメータ設定回路36には、表示領域時間軸計算部36a、スイープ速度設定部36b、心拍同期平均値計算部36c、平均計算用心拍数設定部36d、心拍同期検出部36e、時間スケール切出し位置設定部36fが設けられる。また、これらの構成要素に合わせて、例えば表示器25aに自動時間軸設定機能スイッチSW1、スイープ速度設定スイッチSW2、平均計算用心拍数スイッチSW3、トリガ選択スイッチSW4、時間スケール切出し位置スイッチSW5が表示され、あるいは操作パネルに操作器として設けられ、これらのスイッチの操作信号がユーザーインターフェース37からパラメータ設定回路36に与えられる。パラメータ設定回路36は、コンピュータにプログラムを読み込ませて構築することもできるし、回路を用いて構成することもできる。
The
表示領域時間軸計算部36aは、適切な時間軸スケールおよび表示器25aへの波形データの切出し位置を計算する機能を有する。このとき、表示領域時間軸計算部36aは、自動時間軸設定機能スイッチSW1から自動時間軸設定機能オン(AutoTimeRange On)の信号を受けた場合には所望の心拍数Nが含まれる波形データが表示器25aに表示されるように、心拍同期周期に応じて自動的に時間軸スケールおよび波形データの切出し位置を計算する一方、自動時間軸設定機能オフ(AutoTimeRange Off)の信号を受けた場合にはユーザーインターフェース37から指定されたスイープ速度SSに従って時間軸スケールおよび波形データの切出し位置を計算する。
The display area time axis calculation unit 36a has a function of calculating an appropriate time axis scale and a cutout position of the waveform data to the
ただし、自動時間軸設定機能スイッチSW1を設けずに、常時、自動時間軸設定機能オンとして、心拍同期周期に応じて自動的に時間軸スケールおよび波形データの切出し位置を計算するようにしてもよい。また、自動時間軸設定機能オフの場合にスイープ速度SSに依らず、他の任意の方法により時間軸スケールおよび波形データの切出し位置を計算するよう構成してもよい。つまり、自動時間軸設定機能のオンオフ操作により、時間軸スケールの設定方法を任意の他の設定方法に切り換えることができるように構成してもよい。 However, the automatic time axis setting function switch SW1 is not provided, and the automatic time axis setting function is always turned on, and the time axis scale and the cut-out position of the waveform data are automatically calculated according to the heartbeat synchronization period. . Further, when the automatic time axis setting function is off, the time axis scale and the cut-out position of the waveform data may be calculated by any other method regardless of the sweep speed SS. In other words, the time axis scale setting method may be switched to any other setting method by an on / off operation of the automatic time axis setting function.
そして、表示領域時間軸計算部36aによって計算された時間軸スケールおよび波形データの切出し位置は、FFTスペクトラム処理部43に与えられ、FFTスペクトラム処理部43は、時間軸スケールおよび波形データの切出し位置で定まる範囲のドプラ信号をシネメモリバッファ42から読み込んで、表示用のドプラスペクトラム信号を生成するように構成される。
Then, the time axis scale calculated by the display area time axis calculator 36a and the cut-out position of the waveform data are given to the FFT
次に、自動時間軸設定機能の詳細について説明する。 Next, details of the automatic time axis setting function will be described.
自動時間軸設定機能オフの場合には、時間軸スケールRateは、式(1−1)により、波形データの切出し位置Xstartは式(1−2)により計算される。
[数1]
Rate=Xsize/SS ・・・(1−1)
Xstart=0 ・・・(1−2)
但し、Xsizeは画像時間軸のコラム数、SSはスイープ速度である。スイープ速度SSは、例えば画面スクロールする時間1、2、4、6、8秒等の離散的な設定値を設定することができる。スイープ速度SSは、ユーザーインターフェース37からスイープ速度設定スイッチSW2の操作情報としてスイープ速度設定部36bにより取得され、スイープ速度設定部36bから表示領域時間軸計算部36aに与えられる。すなわち、ユーザーインターフェース37によってスイープ速度SSを離散的な値として任意に設定することができる。
When the automatic time axis setting function is off, the time axis scale Rate is calculated by the equation (1-1), and the waveform data cut-out position Xstart is calculated by the equation (1-2).
[Equation 1]
Rate = Xsize / SS (1-1)
Xstart = 0 (1-2)
Where Xsize is the number of columns on the image time axis, and SS is the sweep speed. The sweep speed SS can be set to a discrete set value such as a
図4は、自動時間軸設定機能をオフとした場合における時間軸スケールおよび波形データの切出し位置の設定例を説明するための概念図、図5は、図4に示すドプラオートトレース波形においてスイープ速度SSを2sとした場合に表示器25aの時間枠に表示される画像を示す図、図6は、図4に示すドプラオートトレース波形においてスイープ速度SSを4sとした場合に表示器25aの時間枠に表示される画像を示す図である。
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining an example of setting the time axis scale and waveform data extraction position when the automatic time axis setting function is turned off, and FIG. 5 is the sweep speed in the Doppler auto trace waveform shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing an image displayed in the time frame of the
図4、図5、図6において横軸は時間(s)、縦軸は血流の速度(cm/s)であり、破線は表示対象となる波形データの一例としてのドプラオートトレース波形である。また逆三角印はPS/ED検出部32において検出されたPSを、三角印はPS/ED検出部32において検出されたEDをそれぞれ示す。
4, 5, and 6, the horizontal axis represents time (s), the vertical axis represents blood flow velocity (cm / s), and the broken line represents a Doppler auto trace waveform as an example of waveform data to be displayed. . The inverted triangle mark indicates the PS detected by the PS /
スイープ速度SSを2s、4sとすると図4に示す範囲が時間枠に表示される範囲となるように時間軸スケールRateが設定される。また、波形データの切出し位置Xstartは最新時相となる。例えば、図4のようにスクロールが左から右へ移動する場合には右端が現最新時相であるため、波形データの切出し位置Xstartは右端となる。 When the sweep speed SS is 2s and 4s, the time axis scale Rate is set so that the range shown in FIG. 4 is the range displayed in the time frame. Further, the cut-out position Xstart of the waveform data is the latest time phase. For example, when the scroll moves from left to right as shown in FIG. 4, since the right end is the current latest time phase, the cut-out position Xstart of the waveform data is the right end.
このため、表示器25aの時間枠に表示される画像は、スイープ速度SSが2sの場合には図5のようになり、スイープ速度SSが4sの場合には図6のようになる。図5および図6では心拍数に関係なくドプラオートトレース波形が表示器25aの時間枠に表示されている。
Therefore, the image displayed in the time frame of the
一方、自動時間軸設定機能オンの場合には、所望の心拍数Nが含まれる波形データが表示器25aに表示されるように、時間軸スケールRateは、式(2−1)により、波形データの切出し位置Xstartは式(2−2)により計算される。
[数2]
Rate=Xsize/{(MHR/60)×(N+2α)}・・・(2−1)
Xstart=α×MHR ・・・(2−2)
ただし、MHRは心拍同期平均周期(同期させる各心拍の平均周期)、Nは表示させる波形データに含まれる心拍数、αは切出し位置および波形データの表示範囲を指定するためのパラメータであり任意に設定することができる。
On the other hand, when the automatic time axis setting function is ON, the time axis scale Rate is calculated by the equation (2-1) so that the waveform data including the desired heart rate N is displayed on the
[Equation 2]
Rate = Xsize / {(MHR / 60) × (N + 2α)} (2-1)
Xstart = α × MHR (2-2)
However, MHR is a heartbeat synchronization average period (average period of each heartbeat to be synchronized), N is a heart rate included in the waveform data to be displayed, α is a parameter for designating the cutout position and the display range of the waveform data, and is arbitrarily set Can be set.
図7は、自動時間軸設定機能をオンとした場合における時間軸スケールおよび波形データの切出し位置の設定例を説明するための概念図、図8は、図7に示すドプラオートトレース波形において心拍数Nを2とした場合に表示器25aの時間枠に表示される画像を示す図、図9は、図7に示すドプラオートトレース波形において心拍数Nを3とした場合に表示器25aの時間枠に表示される画像を示す図である。
FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining an example of setting a time axis scale and a waveform data extraction position when the automatic time axis setting function is turned on, and FIG. 8 is a heart rate in the Doppler auto trace waveform shown in FIG. FIG. 9 is a diagram showing an image displayed in the time frame of the
図7、図8、図9において横軸は時間(s)、縦軸は血流の速度(cm/s)であり、破線は表示対象となる波形データの一例としてのドプラオートトレース波形である。また逆三角印はPS/ED検出部32において検出されたPSを、三角印はPS/ED検出部32において検出されたEDをそれぞれ示す。
7, 8, and 9, the horizontal axis represents time (s), the vertical axis represents blood flow velocity (cm / s), and the broken line represents a Doppler autotrace waveform as an example of waveform data to be displayed. . The inverted triangle mark indicates the PS detected by the PS /
時間軸スケールRateおよび波形データの切出し位置Xstartを式(2−1)および式(2−2)により設定すると、時間スケールRateは表示させたい心拍数N+α分の時間となり、波形データの切出し位置Xstartは最新時相に近い計測スタートポイントとなる。 When the time axis scale Rate and the waveform data cutout position Xstart are set according to the equations (2-1) and (2-2), the time scale Rate becomes the time corresponding to the heart rate N + α to be displayed, and the waveform data cutout position Xstart. Is the measurement start point close to the latest time phase.
例えば、心拍数Nを2心拍、3心拍とすると図7に示す範囲が時間枠に表示される範囲となるように時間軸スケールRateが設定される。また、波形データの切出し位置Xstartは最新時相からα×MHRだけシフトした位置となる。例えば、図7のようにスクロールが左から右へ移動する場合には右端が現最新時相であるため、波形データの切出し位置Xstartは右端からα×MHRだけ左側にシフトした位置となる。 For example, when the heart rate N is 2 heartbeats and 3 heartbeats, the time axis scale Rate is set so that the range shown in FIG. 7 is the range displayed in the time frame. The waveform data cut-out position Xstart is shifted by α × MHR from the latest time phase. For example, when the scroll moves from left to right as shown in FIG. 7, since the right end is the current latest time phase, the waveform data cut-out position Xstart is shifted to the left by α × MHR from the right end.
このため、表示器25aの時間枠に表示される画像は、心拍数Nが2心拍の場合には図8のようになり、心拍数Nが3心拍の場合には図9のようになる。図8および図9では所望の心拍数分のドプラオートトレース波形が表示器25aの時間枠に表示されている。
Therefore, the image displayed in the time frame of the
つまり、計測特徴点である心拍波形トリガ(図7のように例えばドプラオートトレース波形のEDの検出点)の時相の先の(時間的に後の)αの位置から過去のN心拍の波形データが表示器25aの表示枠に入るように、時間軸スケールRateおよび波形データの切出し位置Xstartを設定することができる。
That is, the waveform of the past N heartbeats from the position of α (before time) of the time phase of the heartbeat waveform trigger (for example, the detection point of ED of the Doppler autotrace waveform as shown in FIG. 7) that is the measurement feature point. The time axis scale Rate and the waveform data cutout position Xstart can be set so that the data falls within the display frame of the
心拍同期平均周期MHRは、心拍同期平均値計算部36cによって計算されて表示領域時間軸計算部36aに与えられる。心拍同期平均周期MHRの計算には、時間軸に表示する複数心拍の数(心拍数N)と心拍同期が必要である。そこで、心拍同期平均周期MHRの計算に用いる平均計算用心拍数Nは、ユーザーインターフェース37から平均計算用心拍数(Auto Time Scale HRNumber)スイッチSW3の操作情報として平均計算用心拍数設定部36dにより任意の値として取得され、平均計算用心拍数設定部36dから心拍同期平均値計算部36cに与えられる。また、心拍同期検出部36eによって心拍同期平均周期MHRの計算に用いる心拍同期が波形トリガに基づいて検出され、検出された心拍同期が心拍同期検出部36eから心拍同期平均値計算部36cに与えられる。
The heartbeat synchronization average period MHR is calculated by the heartbeat synchronization average
ここで、心拍同期を検出するための波形トリガは、ドプラオートトレース波形のPS、EDの他、左心室(LV:left ventricle)診断時において検出可能なドプラオートトレース波形のA波、E波ピーク、ECG信号のR波トリガ、PCG信号のS1、S2トリガ、Mモード波形やMCモード波形の心拍周期に連動したトリガ等の任意の心拍波形トリガから選択することができる。 Here, waveform triggers for detecting heartbeat synchronization include PS and ED of Doppler autotrace waveforms, and A wave and E wave peaks of Doppler autotrace waveforms that can be detected at the time of left ventricular (LV) diagnosis. It is possible to select from any R-wave trigger of the ECG signal, S1, S2 trigger of the PCG signal, and a trigger associated with the heartbeat period of the M mode waveform or MC mode waveform.
波形トリガの選択は、トリガ選択(HRCSel)スイッチSW4の操作により行うことが可能であり、ユーザーインターフェース37から心拍同期検出部36eに与えられる。つまり、心拍同期検出部36eへの入力信号である波形トリガの切換機能がパラメータ設定回路36に設けられる。
The selection of the waveform trigger can be performed by operating the trigger selection (HRCSel) switch SW4, and is given from the
そして、心拍同期検出部36eは、選択された波形トリガをPS/ED検出部32や表示用オーディオ・ビデオ・バッファ45から取得する。ただし、波形処理部47やM/Mカラー処理部48から直接、ECG信号のR波トリガ、PCG信号のS1、S2トリガ、Mモード波形やMCモード波形の心拍周期に連動したトリガ等の波形トリガを取得してもよい。また、ドプラオートトレース波形のA波、E波ピークを検出機能が適宜PS/ED検出部32に備えられるか、あるいは別途A波、E波ピークの検出部が設けられる。
The heartbeat
一方、パラメータαは、ユーザーインターフェース37から時間スケール切出し位置スイッチ(Trace Disp Start)SW5の操作情報として時間スケール切出し位置設定部36fにより取得され、時間スケール切出し位置設定部36fから表示領域時間軸計算部36aに与えられる。すなわち、ユーザーインターフェース37によってパラメータαを任意に設定することができる。
On the other hand, the parameter α is acquired by the time scale cutout
ただし、実用的なパラメータαの値は、平均計算用心拍数スイッチSW3で設定した心拍数Nの心拍の平均周期の0%〜50%程度の値である。このため、パラメータαの値は、50%〜100%の値や100%以上の値、負値とすることも可能であるが、心拍数Nの心拍の平均周期の0%〜50%程度の値が任意に設定できれば十分である。 However, the value of the practical parameter α is a value of about 0% to 50% of the average cycle of the heart rate N set by the average calculation heart rate switch SW3. For this reason, the value of the parameter α can be a value of 50% to 100%, a value of 100% or more, or a negative value, but it is about 0% to 50% of the average cycle of the heart rate N. It is sufficient if the value can be set arbitrarily.
図10は、表示対象となるドプラオートトレース波形と時間スケールの設定例を示す図である。 FIG. 10 is a diagram illustrating a setting example of a Doppler auto trace waveform to be displayed and a time scale.
図10において横軸は時間(s)、縦軸は血流の速度(cm/s)であり、画像は表示対象となるスペクトラムおよびドプラオートトレース波形である。このような画像を表示器25aの時間枠に表示させる場合に、自動時間軸設定機能をオフにしてスイープ速度SSを2s、4sとして時間軸スケールRateを設定することもできるし、自動時間軸設定機能をオンにして心拍数Nを2心拍、3心拍として時間軸スケールRateを設定することもできる。自動時間軸設定機能をオンにした場合には、波形データの切出し位置Xstartをパラメータαによって調整することもできる。
In FIG. 10, the horizontal axis represents time (s), the vertical axis represents blood flow velocity (cm / s), and the image represents a spectrum to be displayed and a Doppler autotrace waveform. When displaying such an image in the time frame of the
図11は、図10に示す画像データにおいてスイープ速度SSを2sとした場合に表示器25aの時間枠に表示される画像を示す図、図12は、図10に示す画像データにおいてスイープ速度SSを4sとした場合に表示器25aの時間枠に表示される画像を示す図、図13は、図10に示す画像データにおいて心拍数Nを2とした場合に表示器25aの時間枠に表示される画像を示す図、図14は、図10に示す画像データにおいて心拍数Nを3とした場合に表示器25aの時間枠に表示される画像を示す図である。
11 shows an image displayed in the time frame of the
図11、図12、図13、図14において横軸は時間(s)、縦軸は血流の速度(cm/s)であり、画像は表示対象となるスペクトラムおよびドプラオートトレース波形である。 11, 12, 13, and 14, the horizontal axis represents time (s), the vertical axis represents blood flow velocity (cm / s), and the image represents the spectrum to be displayed and the Doppler auto trace waveform.
図11、図12、図13、図14に示すように、パラメータ設定回路36によれば、時間軸スケールを決めるスィープ速度を、従来のように例えば1、2、4、6、8秒とする場合のように離散的に設定することもできるし、所望の心拍数分の波形データが表示器25aの時間枠に入るように、心拍同期周期に応じて時間軸スケールや波形データの切出し位置を自動設定することもできる。
As shown in FIGS. 11, 12, 13, and 14, according to the
このため、被検者によって心拍数がばらついたとしても、所望の心拍数分の波形データが表示器25aの時間枠に入るように時間軸スケールや波形データの切出し位置を自動設定すれば、心拍波形が途中で途切れることなく計測に必要な数心拍の波形データを過不足なく適切に表示することが可能となる。
For this reason, even if the heart rate varies depending on the subject, if the time axis scale and the cutout position of the waveform data are automatically set so that the waveform data for the desired heart rate falls within the time frame of the
このような、時間軸スケールや波形データの切出し位置の自動設定は、ライブ時においてリアルタイムに波形データを表示する場合およびフリーズ後に波形データを表示する場合のいずれにおいても独自に行うことができる。 Such automatic setting of the time axis scale and the cut-out position of the waveform data can be independently performed both when displaying the waveform data in real time during the live and when displaying the waveform data after freezing.
図15は、図1に示す超音波診断装置により、ライブ時およびフリーズ後において表示器25aの時間枠にそれぞれ表示させる波形データの心拍数を個別に設定する場合の処理の流れを示すフローチャートであり、図中Sに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。
FIG. 15 is a flowchart showing the flow of processing when individually setting the heart rate of waveform data to be displayed in the time frame of the
まずステップS1において、ライブ時における表示心拍数Nが、予めユーザーインターフェース37を介して平均計算用心拍数スイッチSW3の操作によりパラメータ設定回路36に入力される。また、自動時間軸設定機能スイッチSW1の操作により、自動時間軸設定機能がオンにされる。さらに、時間スケール切出し位置スイッチSW5の操作によりパラメータαがパラメータ設定回路36に入力される。そして、例えば、トリガ選択スイッチSW4によりドプラオートトレース波形のPS、EDが波形トリガとして選択される。
First, in step S1, the displayed heart rate N at the time of live is input to the
このため、表示心拍数Nおよびパラメータαがそれぞれ平均計算用心拍数設定部36dおよび時間スケール切出し位置設定部36fによって取得される。そして、平均計算用心拍数設定部36dは、取得した表示心拍数Nを心拍同期平均値計算部36cに与え、時間スケール切出し位置設定部36fは、取得したパラメータαを表示領域時間軸計算部36aに与える。
Therefore, the displayed heart rate N and the parameter α are acquired by the average calculation heart
次に、ステップS2において、超音波の送受信によりデータ収集が実行され、収集データは図1に示す送受信部(T/R)21、ミキサ26、レンジゲート(RG)処理部27を経由して図2に示すDSP31のウォール・フィルタ(Wall Filter)41に与えられる。ウォール・フィルタ(Wall Filter)41では、時間変化データである血流BLのドプラ信号が時間変化データプリ処理により順次抽出される。
Next, in step S2, data collection is performed by transmission / reception of ultrasonic waves, and the collected data is transmitted via the transmission / reception unit (T / R) 21,
次に、ステップS3において、ウォール・フィルタ(Wall Filter)41において抽出されたドプラ信号は、ストレージ機能を有するシネメモリバッファ42に順次記録される。このため、シネメモリバッファ42には、時間軸で変化する過去の時系列のドプラ信号データが複数心拍分逐次記憶される。
Next, in step S3, the Doppler signals extracted by the
図16は、図2に示すDSP31のシネメモリバッファ42に記録されるドプラ信号データの一例を示す概念図である。
FIG. 16 is a conceptual diagram showing an example of Doppler signal data recorded in the
図16において、円周方向は時間を示す。また、一点鎖線は心拍のタイミングを示す。図16に示すように、シネメモリバッファ42内のループ領域には、巡回するように過去から現在のドプラ信号データが順次新しいデータに更新されて記憶される。
In FIG. 16, the circumferential direction indicates time. The alternate long and short dash line indicates the timing of the heartbeat. As shown in FIG. 16, in the loop area in the
次に、ステップS4において、シネメモリバッファ42内のドプラ信号データが順次FFTスペクトラム処理部43に読み込まれ、FFTスペクトラム処理部43では時間変化データポスト処理が実行される。すなわち、FFTスペクトラム処理部43ではFFTによりドプラ信号データの周波数解析が行われ、解析結果としてドプラスペクトラム信号が得られる。さらに、ドプラスペクトラム信号はFFTスペクトラム処理部43からVp、Vmトレース波形検出処理部44に与えられ、Vp、Vmトレース波形検出処理部44ではVp、Vmのトレース波形がリアルタイムに得られる。そして、Vp、Vmのトレース波形はVp、Vmトレース波形検出処理部44から表示用オーディオ・ビデオ・バッファ45に出力されて一旦保存される。
Next, in step S4, the Doppler signal data in the
次に、表示用オーディオ・ビデオ・バッファ45に記憶されたVp、Vmのトレース波形がPS/ED検出部32に読み込まれ、PS/EDのピーク位置がリアルタイムに検出される。また、必要に応じて、PS/EDのピーク位置は計測部33に与えられ、血管内の血液流量や拍動流のHR、PI、及びRI(Resistance Index)等の診断に関する各種パラメータが計測される。
Next, the trace waveforms of Vp and Vm stored in the display audio /
さらに、PS/ED検出部32において検出されたPS/EDのピーク位置は、パラメータ設定回路36の心拍同期検出部36eを介して心拍同期平均値計算部36cに与えられる。そして、心拍同期平均値計算部36cは、平均計算用心拍数設定部36dから受けた表示心拍数NとPS/EDのピーク位置とから心拍同期平均周期MHRを計算し、表示心拍数Nとともに表示領域時間軸計算部36aに与える。
Further, the PS / ED peak position detected by the PS /
そうすると、表示領域時間軸計算部36aは、心拍同期平均周期MHR、表示心拍数Nおよび時間スケール切出し位置設定部36fから受けたパラメータαを用いて、適切な時間軸スケールおよび表示器25aへの波形データの切出し位置を式(2−1)、式(2−2)により計算することができる。
Then, the display area time axis calculation unit 36a uses the heartbeat synchronization average period MHR, the displayed heart rate N, and the parameter α received from the time scale cutout
この結果、得られた時間軸スケールおよび波形データの切出し位置は、FFTスペクトラム処理部43に与えられる。そして、FFTスペクトラム処理部43は表示領域時間軸計算部36aにより求められた時間軸スケールおよび波形データの切出し位置に基づいて、パラメータ設定回路36において設定された心拍数Nにパラメータαで定まる時間を付加した時間分のドプラ信号データをシネメモリバッファ42から読み込んで表示用のドプラスペクトラム信号を生成する。
As a result, the obtained time axis scale and the cut-out position of the waveform data are given to the FFT
例えば、図16の点線の矢印で示す6心拍分のドプラ信号データD1からドプラスペクトラム信号やVp、Vmトレース波形が生成される。 For example, Doppler spectrum signals and Vp and Vm trace waveforms are generated from the Doppler signal data D1 for six heartbeats indicated by the dotted arrows in FIG.
次に、ステップS5において、このように生成されたドプラスペクトラム信号、Vp、Vmトレース波形および検出されたPS/EDのピーク位置は、ビデオ・インターフェース34bに供給されて時間変化データ表示処理の対象とされ、表示器25a上で所定心拍数分のVp、Vmのオートトレース波形としてリアルタイム表示される。
Next, in step S5, the Doppler spectrum signal, Vp, Vm trace waveform and the detected PS / ED peak position generated in this way are supplied to the
そして、Vp、Vmのオートトレース波形の表示範囲(表示心拍数および波形データの切出し位置)は、フリーズ後において変更して再設定することもできる。 The display range of the auto trace waveform of Vp, Vm (display heart rate and waveform data cut-out position) can be changed and reset after freezing.
その場合には、ステップS6において、フリーズ後における表示心拍数Nおよび波形データの切出し位置がユーザーインターフェース37を介してパラメータ設定回路36により再設定される。
In that case, in step S 6, the display heart rate N after freezing and the cut-out position of the waveform data are reset by the
例えば、図16の二点鎖線の矢印で示すようにライブ時より少ない、4心拍分のドプラ信号データD2をドプラスペクトラム信号やVp、Vmトレース波形の生成に用いる範囲とすることができる。つまり、ライブ時は横軸スケールを大きくして表示させる心拍数を多め設定し、フリーズ後は最適に波形データが切出せるように心拍数を設定することができる。 For example, as indicated by the two-dot chain line arrow in FIG. 16, the Doppler signal data D2 for four heartbeats, which is smaller than that at the time of live, can be used as a range used for generating Doppler spectrum signals, Vp, and Vm trace waveforms. That is, it is possible to set a larger heart rate to be displayed by enlarging the horizontal scale during live performance, and to set the heart rate so that the waveform data can be optimally extracted after freezing.
そして、フリーズ後において表示心拍数Nおよび波形データの切出し位置が再設定されると、再びステップS4において、該当するドプラ信号データがFFTスペクトラム処理部43に読み込まれて時間変化データポスト処理が実行される。さらに、Vp、Vmトレース波形が生成される。このため、計測等の目的にあった精度の良い画像を表示器25aに表示させることが可能となる。
After the freeze, when the displayed heart rate N and the cutout position of the waveform data are reset, the corresponding Doppler signal data is read into the FFT
つまり以上のような超音波診断装置は、必要な心拍数のドプラ波形データが表示器25aの表示枠に一定の余裕を持って表示されるように、自動的にスィープ速度を設定する機能を備えた装置である。そして、これによってDモードやMモード等の時間変化を表す画像を表示する場合に、所望の範囲の画像を適切に表示させることが可能となり、スペクトラム画像やドプラ計測の最適化に要する時間の短縮ができる。
That is, the ultrasonic diagnostic apparatus as described above has a function of automatically setting the sweep speed so that the Doppler waveform data of the required heart rate is displayed with a certain margin on the display frame of the
1 超音波プローブ
2 装置本体
3a ECGモジュール
3b PCGモジュール
11 全体コントローラ
21 送受信部(T/R)
22 検波器(E/P)
23 デジタル・スキャン・コンバータ(DSC)
24 D/A変換器
25 出力装置
25a 表示器
25b オーディオ出力器(スピーカ)
26 ミキサ
27 レンジゲート(RG)処理部
28 ハイパスフィルタ(HPF)
29 高速フーリエ変換器(FFT)
30 CFM処理部(CFM・FP)
31 DSP
32 PS/ED検出部
33 計測部
34 I/F
34a ピンポンバッファ
34b ビデオ・インターフェース
34c オーディオインターフェース
35 画像ストレージ部
36 パラメータ設定回路
36a 表示領域時間軸計算部
36b スイープ速度設定部
36c 心拍同期平均値計算部
36d 平均計算用心拍数設定部
36e 心拍同期検出部
36f 時間スケール切出し位置設定部
37 ユーザーインターフェース
38 操作パネル回路
39 TCS回路
40 GUI回路
41 ウォール・フィルタ(Wall Filter)
42 シネメモリバッファ
43 FFTスペクトラム処理部
44 Vp、Vmトレース波形検出処理部
45 表示用オーディオ・ビデオ・バッファ
46 オーディオ処理部
47 波形処理部
48 M/Mカラー処理部
SW1 自動時間軸設定機能スイッチ
SW2 スイープ速度設定スイッチ
SW3 平均計算用心拍数スイッチ
SW4 トリガ選択スイッチ
SW5 時間スケール切出し位置スイッチ
DESCRIPTION OF
22 Detector (E / P)
23 Digital Scan Converter (DSC)
24 D /
26
29 Fast Fourier Transform (FFT)
30 CFM processing unit (CFM / FP)
31 DSP
32 PS /
34a Ping-
42
Claims (7)
ドプラ信号データを生成する波形データ生成手段と、
前記ドプラ信号データに基づいてドプラスペクトラムを得るドプラスペクトラム生成手段と、
前記ドプラスペクトラムを記憶する記憶手段と、
前記ドプラスペクトラムに基づいて特徴点の時相を検出する時相検出手段と、
前記心拍周期に基づいて、所望の心拍数分の時間軸スケールを設定する時間軸スケール設定手段と、
前記時間軸スケールおよび前記特徴点の時相に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記ドプラスペクトラムのうち少なくとも一部を表示用ドプラスペクトラムとして読み出す読み出し手段と、
前記表示用ドプラスペクトラムを表示する表示手段と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。 A heartbeat cycle calculating means for calculating a heartbeat cycle by heartbeat synchronization;
Waveform data generating means for generating Doppler signal data ;
Doppler spectrum generation means for obtaining a Doppler spectrum based on the Doppler signal data;
Storage means for storing the Doppler spectrum;
A time phase detection means for detecting a time phase of a feature point based on the Doppler spectrum;
A time axis scale setting means for setting a time axis scale for a desired heart rate based on the heartbeat cycle ;
Reading means for reading at least a part of the Doppler spectrum stored in the storage means as a display Doppler spectrum based on the time axis scale and the time phase of the feature point;
Display means for displaying the display Doppler spectrum;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記入力操作に基づいて前記時相検出手段が検出する特徴点の種類、及び前記心拍数を設定することを特徴とする請求項1または2に記載の超音波診断装置。 An input means for receiving an input operation;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that said time phase detecting means for setting the type of a feature point to be detected and the heart rate based on the input operation.
ドプラ信号データを生成するステップと、
前記ドプラ信号データに基づいてドプラスペクトラムを得るステップと、
前記ドプラスペクトラムを記憶するステップと、
前記ドプラスペクトラムに基づいて特徴点の時相を検出するステップと、
前記心拍周期に基づいて、所望の心拍数分の時間軸スケールを設定するステップと、
前記時間軸スケールおよび前記特徴点の時相に基づいて、前記記憶されたドプラスペクトラムのうち少なくとも一部を表示用ドプラスペクトラムとして読み出すステップと、
前記表示用ドプラスペクトラムを表示手段に表示させるステップと、
を有することを特徴とする超音波診断画像の表示方法。 Calculating a cardiac cycle by heartbeat synchronization;
Generating Doppler signal data;
Obtaining a Doppler spectrum based on the Doppler signal data;
Storing the Doppler spectrum;
Detecting a time phase of a feature point based on the Doppler spectrum;
Setting a time axis scale for a desired heart rate based on the heartbeat cycle ;
Reading at least a part of the stored Doppler spectrum as a display Doppler spectrum based on the time axis scale and the time phase of the feature point;
Displaying the display Doppler spectrum on a display means ;
A method for displaying an ultrasonic diagnostic image, comprising:
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