JP4812372B2 - Ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic image processing apparatus, and ultrasonic image processing program - Google Patents
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Description
本発明は、心筋等の生体組織の速度を推定し、推定した速度情報を処理して組織の局所的な運動情報を出力することで医学診断に有効な情報を提供する超音波診断装置、超音波画像処理装置及び超音波画像処理プログラムに関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that provides information useful for medical diagnosis by estimating the velocity of a living tissue such as a myocardium, processing the estimated velocity information, and outputting local motion information of the tissue. The present invention relates to a sonic image processing apparatus and an ultrasonic image processing program.
心筋等の生体組織に関して、その機能を客観的かつ定量的に評価することは、その組織の診断にとって非常に重要である。特に、主に心臓を例として様々な定量的評価法が試みられている。近年は、組織速度を用いて歪みや変位といった局所的な壁運動指標による定量的評価法を提供する超音波診断装置及び画像処理方法が開示されている(例えば、特許公報1参照。)。これによれば、心臓の短軸像に仮想収縮中心を設定することで、壁厚方向の運動情報である壁の伸縮成分の評価が可能となる。 An objective and quantitative evaluation of the function of a living tissue such as the myocardium is very important for diagnosis of the tissue. In particular, various quantitative evaluation methods have been attempted mainly using the heart as an example. In recent years, an ultrasonic diagnostic apparatus and an image processing method that provide a quantitative evaluation method using local wall motion indices such as strain and displacement using tissue velocity have been disclosed (see, for example, Patent Document 1). According to this, by setting the virtual contraction center in the short-axis image of the heart, it becomes possible to evaluate the expansion / contraction component of the wall, which is motion information in the wall thickness direction.
図8は、従来の仮想収縮中心位置の設定画面を示す模式図である。 FIG. 8 is a schematic diagram showing a conventional virtual contraction center position setting screen.
図8に示すように、ユーザが仮想収縮中心位置を設定するには、短軸像に重畳表示された印(×)を画面上で操作することにより、任意に仮想収縮中心位置を設定する。 As shown in FIG. 8, in order for the user to set the virtual contraction center position, the virtual contraction center position is arbitrarily set by operating the mark (x) superimposed and displayed on the short axis image on the screen.
また、生体組織の歪みや変位の算出方法は異なるが、組織変形の実時間を計算及び表示する装置及び方法が開示されている(例えば、特許公報2参照。)。
しかしながら、従来の技術では、心臓の短軸像に対して要手的に収縮中心位置を設定する際に×印が表示させるだけなので、仮想収縮中心を設定し難いという問題があった。よって、仮想収縮中心位置の設定に慣れるまで時間を要する。また、同じ画像データに対しても、操作者が異なると異なる仮想収縮中心が設定される恐れがあった。 However, the conventional technique has a problem that it is difficult to set the virtual contraction center because only the cross mark is displayed when manually setting the contraction center position for the short-axis image of the heart. Therefore, it takes time to get used to setting the virtual contraction center position. Also, different virtual contraction centers may be set for the same image data if the operator is different.
また、歪みや変位を組織速度から求める場合には、時間的な積分処理が必要となる。ここで積分の開始時相では歪み及び変位等の運動情報メモリをクリアしている。よって、心臓を対象とすると、心電図のR波に同期した時相において心拍毎に所定の時相で本メモリがクリアされる。しかし、このような構成においては、操作者によって×印の移動中、次の心拍まで運動情報メモリがクリアされず遷移中の画像が表示されてしまうという問題があった。 Further, when obtaining strain and displacement from the tissue velocity, temporal integration processing is required. Here, the motion information memory such as strain and displacement is cleared in the integration start phase. Therefore, when the heart is the target, this memory is cleared at a predetermined time phase for each heartbeat in the time phase synchronized with the R wave of the electrocardiogram. However, in such a configuration, there is a problem in that the movement information memory is not cleared until the next heartbeat and the transition image is displayed during the movement of the x mark by the operator.
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、仮想収縮中心の位置の設定に慣れるまでの時間が短縮させることができ、また、異なるユーザであっても同じ仮想収縮中心の位置を設定することを容易ならしめる超音波診断装置、超音波画像処理装置及び超音波画像処理プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and can shorten the time until the user gets used to the setting of the position of the virtual contraction center. An object is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic image processing apparatus, and an ultrasonic image processing program that can be easily set.
また、本発明の他の目的は、遷移中の過渡的な画像を非表示とする超音波診断装置、超音波画像処理装置及び超音波画像処理プログラムを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic image processing apparatus, and an ultrasonic image processing program that do not display a transient image during transition.
本発明に係る超音波診断装置は、上述した課題を解決するために、組織を含む領域に超音波を送受信することで、超音波画像を生成する画像生成手段と、円形のマーカを前記超音波画像に重畳して表示させる表示制御手段と、入力操作に基づいて前記超音波画像に対する前記マーカの位置を設定する入力手段と、前記マーカの中心を仮想収縮中心として設定し、前記仮想収縮中心に基づいて、前記組織の収縮拡張に伴う成分の運動情報画像を取得する取得手段と、を有し、前記入力手段は、入力操作に基づいて前記設定されたマーカの位置を変更可能であり、前記表示制御手段は、前記運動情報画像と前記超音波画像とを重畳して表示する一方、前記入力手段による前記マーカの位置の変更中は前記重畳された運動情報画像の表示を非表示に変更する構成とした。 In order to solve the above-described problem, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention transmits an ultrasonic wave to a region including a tissue, thereby generating an ultrasonic image, and a circular marker. Display control means for displaying the image superimposed on the image; input means for setting the position of the marker with respect to the ultrasonic image based on an input operation; and setting the center of the marker as a virtual contraction center; An acquisition means for acquiring a motion information image of a component accompanying contraction and expansion of the tissue, and the input means can change the position of the set marker based on an input operation, display control means, said one of motion information image and the superimposed an ultrasonic image display, during change in the position of the marker by the input means to hide the display of the superimposed motion information image It was further be configured.
本発明に係る超音波画像処理装置は、上述した課題を解決するために、円形のマーカを超音波画像に重畳して表示させる表示制御手段と、入力操作に基づいて前記超音波画像に対する前記マーカの位置を設定する入力手段と、前記マーカの中心を仮想収縮中心として設定し、前記仮想収縮中心に基づいて、前記組織の収縮拡張に伴う成分の運動情報画像を取得する取得手段と、を有し、前記入力手段は、前記設定されたマーカの位置を変更可能であり、前記表示制御手段は、前記運動情報画像と前記超音波画像とを重畳して表示する一方、前記入力手段による前記マーカの位置の変更中は前記重畳された運動情報画像の表示を非表示に変更する構成とした。 Ultrasonic image processing apparatus according to the present invention, in order to solve the problems described above, the display control means for displaying by overlapping the circular marker in the ultrasonic image, with respect to the ultrasound image based on the input operation marker And an acquisition means for setting the center of the marker as a virtual contraction center and acquiring a motion information image of a component accompanying contraction / expansion of the tissue based on the virtual contraction center. The input means can change the position of the set marker , and the display control means superimposes and displays the motion information image and the ultrasonic image, while the marker by the input means During the change of the position, the display of the superimposed motion information image is changed to non-display.
本発明に係る超音波画像処理プログラムは、上述した課題を解決するために、コンピュータに、円形のマーカを超音波画像に重畳して表示させる機能と、入力操作に基づいて前記超音波画像に対する前記マーカの位置を設定する機能と、前記マーカの中心を仮想収縮中心として設定し、前記仮想収縮中心に基づいて、前記組織の収縮拡張に伴う成分の運動情報画像を取得する機能と、入力操作に基づいて前記設定されたマーカの位置を変更する機能と、前記運動情報画像と前記超音波画像とを重畳して表示する一方、前記マーカの位置の変更中は前記重畳された運動情報画像の表示を非表示に変更する機能と、を実現させる。 In order to solve the above-described problem, an ultrasound image processing program according to the present invention has a function of causing a computer to display a circular marker superimposed on an ultrasound image, and the ultrasound image processing program based on an input operation. A function for setting the position of the marker , a function for setting the center of the marker as a virtual contraction center, and acquiring a motion information image of a component accompanying contraction and expansion of the tissue based on the virtual contraction center, and an input operation The function of changing the position of the set marker based on the display and the motion information image and the ultrasonic image are superimposed and displayed, while the superimposed motion information image is displayed during the change of the marker position. And the function of changing the display to non-display.
本発明に係る超音波診断装置、超音波画像処理装置及び超音波画像処理プログラムによると、仮想収縮中心の位置の設定に慣れるまでの時間が短縮させることができ、また、異なるユーザであっても同じ仮想収縮中心の位置を設定することを容易ならしめる。 According to the ultrasonic diagnostic apparatus, the ultrasonic image processing apparatus, and the ultrasonic image processing program according to the present invention, it is possible to shorten the time until the user gets used to the setting of the position of the virtual contraction center, and even different users It makes it easy to set the position of the same virtual contraction center.
また、本実施の形態に係る超音波診断装置、超音波画像処理装置及び超音波画像処理プログラムによると、遷移中の過渡的な画像を非表示とすることができる。 Moreover, according to the ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic image processing apparatus, and ultrasonic image processing program according to the present embodiment, it is possible to hide a transitional image during transition.
本発明に係る超音波診断装置、超音波画像処理装置及び超音波画像処理プログラム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 ultrasound diagnostic apparatus, an ultrasound image processing apparatus, and an ultrasound image processing program 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、超音波画像処理装置及び超音波画像処理プログラムの実施の形態を示す構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic image processing apparatus, and an ultrasonic image processing program according to the present invention.
図1は、超音波診断装置10を示し、この超音波診断装置10は、心電計(ECG:Electro Cardio Gram)11、超音波プローブ12、超音波画像処理装置13、表示装置14及び入力装置15から構成されている。以下、各構成要素について説明する。
FIG. 1 shows an ultrasonic
心電計11は、被検体(図示しない)の心臓の電気現象の時間的変化を記録したグラフ、すなわち心電図を計測する。心電計11で検出された心電波形信号は超音波画像処理装置13に送られる。
The
超音波プローブ12は、電気信号を超音波に変換する複数の超音波振動子を配列した超音波振動子アレイを備え、この超音波振動子アレイにより被検体に対して超音波の送受信を行なう。ここでは、超音波プローブ12は、被検体の心臓を対象としたセクタプローブであるものとする。
The
表示装置14は、CRT(Cathode Ray Tube)、LCD(Liquid Crystal Display)及びプラズマディスプレイ等を有しており、超音波画像処理装置13で生成した表示画面を表示する。
The
入力装置15は、例えば、キーボードや、マウス等で構成され、ユーザによって操作等される。そして、入力装置15は、ユーザによる操作等に対応する信号を超音波画像処理装置13に供給する。
The
図2は、超音波画像処理装置13のハードウェアの構成図である。
FIG. 2 is a hardware configuration diagram of the ultrasonic
図2に示すように超音波画像処理装置13は、コンピュータをベースとして構成されており、CPU(Central Processing Unit)21、ROM(Read Only Memory)22、内部メモリとしてのRAM(Random Access Memory)23及び外部メモリとしてのHD(Hard Disk)24等の基本的なハードウェアから構成される。CPU21は、共通信号伝送路としてのバスBを介して、超音波画像処理装置13を構成する各ハードウェア構成要素に相互接続されている。なお、超音波画像処理装置13は、通信制御装置27やドライブ28を具備する場合もある。
As shown in FIG. 2, the ultrasonic
CPU21は、ユーザによって入力装置15(図1に示す)が操作等されることにより指令が入力されると、ROM22に記憶しているプログラムを実行する。又は、CPU21は、HD24に記憶しているプログラム、ネットワークNから転送され通信制御装置27で受信されてHD24にインストールされたプログラム、又はドライブ28に装着されたフレキシブルディスク、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、MO(Magneto Optical)ディスク、DVD(Digital Versatile Disc)、磁気ディスク及び半導体メモリ等のリムーバブルである記録媒体28aから読み出されてHD24にインストールされたプログラムを、RAM23にロードして実行する。表示画面にグラフィックを使用し、基礎的な操作を入力装置15によって行なうことができるGUI(Graphical User Interface)を利用するためのプログラムを有している。
The
ROM22は、HD24からOS(Operating System)を読み込んでRAM23に展開し起動する役目を果たすIPL(Initial Program Loading)や、入力装置15及びドライブ28等の周辺機器を制御するBIOS(Basic Input/Output System)やデータを記憶する不揮発性の記憶装置である。
The
RAM23は、CPU21のワークメモリや一時的な記憶に用いられる揮発性の記憶装置である。なお、ROM22は、書き換えができないタイプのマスクROMであっても書き換えができるタイプのPROM(Programmable ROM)であってもよい。
The
HD24は、超音波画像処理装置13にインストールされたプログラム(アプリケーションプログラムの他、OS等も含まれる)や、超音波画像処理プログラム100や、CPU21が処理を行なう上で必要なデータを記憶する記憶装置である。
The
通信制御装置27は、例えば、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)1394ポートや、USB(Universal Serial Bus)ポート、LAN(Local Area Network)接続用のNIC(Network Interface Card)等で構成された通信I/F(InterFace)であり、各規格に応じた通信制御を行なう。また、通信制御装置27は、アナログモデムや、TA(Terminal Adapter)及びDSU(Digital Service Unit)、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)モデム等の電話回線を通じて、インターネットであるネットワークNに接続することができる機能を有しており、これにより、超音波画像処理装置13は、通信制御装置27からネットワークNに接続することができる。
The
ドライブ28は、記録媒体28aの着脱が可能となっており、記録媒体28aに記録されたデータ(超音波画像処理プログラム100等のプログラムを含む)を読み出して、バスB上に出力し、また、バスBを介して供給されるデータを記録媒体28aに書き込む。
The
以上のように構成される超音波画像処理装置13としてのコンピュータでは、CPU21がコンピュータにインストールされた超音波画像処理プログラム100を実行することにより、図3に示すように、送信手段101、受信手段102、Bモード処理手段103、組織ドプラ処理手段104、運動情報処理手段105、心電図信号増幅手段106、運動情報記録手段107及び表示制御手段108として機能する。なお、超音波画像処理プログラム100によらず、特定の回路を設けて超音波画像処理装置13を構成してもよい。
In the computer as the ultrasonic
図3に示した送信手段101は、超音波プローブ12の超音波振動子アレイから超音波を送波するための駆動信号を発生するものであり、所定のスキャンラインに向けて超音波ビームが形成されるよう振動子毎に所定の遅延特性をもたせた駆動信号を発生する機能を有する。
The transmission means 101 shown in FIG. 3 generates a drive signal for transmitting ultrasonic waves from the ultrasonic transducer array of the
受信手段102は、超音波振動子アレイの各超音波振動子で受波された超音波エコー信号に対して遅延加算処理を行なって所定のスキャンラインに対応した超音波エコー信号を生成する機能を有する。 The receiving means 102 has a function of performing a delay addition process on the ultrasonic echo signals received by each ultrasonic transducer of the ultrasonic transducer array and generating an ultrasonic echo signal corresponding to a predetermined scan line. Have.
Bモード処理手段103は、遅延加算処理された超音波エコー信号に対して包絡線検波処理を施すことにより、超音波エコーの振幅強度に対応したBモード信号を生成する機能を有する。また、Bモード処理手段103は、Bモード信号の所定断面にかかる2次元分布を表したBモード超音波像を生成する機能を有する。
The B-
組織ドプラ処理手段104は、直交検波処理及び自己相関処理等を行ない、遅延加算処理された超音波エコー信号のドプラ偏移成分に基づいて、被検体内で移動している組織の速度、分散及びパワーに対応した組織ドプラ信号を求める機能を有する。また、組織ドプラ処理手段104は、速度、分散及びパワー値の所定断面にかかる2次元分布を表した組織ドプラ超音波像を生成する機能を有する。
The tissue Doppler processing means 104 performs orthogonal detection processing, autocorrelation processing, and the like, and based on the Doppler shift component of the ultrasonic echo signal subjected to delay addition processing, the velocity, dispersion, and It has a function to obtain a tissue Doppler signal corresponding to power. The tissue
運動情報処理手段105は、Bモード処理手段103及び組織ドプラ処理手段104の出力するBモード超音波像及びドプラ超音波像に基づいて、運動情報画像を取得するための各処理を実行する機能を有する。また、運動情報処理手段105は、演算区間の設定を行なう機能を有する。一連の組織ドプラ動画像に対して、HD24に記憶された画像の中から積分を開始する時相t=0(初期時相t0)を設定する。さらに、運動情報処理手段105は、初期時相t0だけでなく、ユーザによる仮想収縮中心の位置合わせ中は運動情報の記憶(メモリ)をゼロクリアする。
The motion
心電図信号増幅手段106は、心電計12で検出した心電図信号を増幅する。
The electrocardiogram signal amplification means 106 amplifies the electrocardiogram signal detected by the
運動情報記録手段107は、運動情報処理手段105と心電図信号増幅手段106との出力に基づいた各時相に対応する速度分布画像をHD24(RAM23)に記録する。 The motion information recording means 107 records a velocity distribution image corresponding to each time phase based on the outputs of the motion information processing means 105 and the electrocardiogram signal amplifying means 106 in the HD 24 (RAM 23).
表示制御手段108は、Bモード超音波像、ドプラ超音波像及び運動情報画像に基づいて表示画像を生成し、表示装置14に表示させる機能を有する。表示画像としては、例えば、Bモード超音波像と組織ドプラ超音波像の重畳画像や、Bモード超音波像と変位又は歪みの2次元分布像の重畳画像等がある。
The
ここで、CPU21が実行するプログラムは、コンピュータに内蔵されている記録媒体としてのHD15やROM12に予め記録しておくことができる。又は、プログラムは、記録媒体28aに、一時的あるいは永続的に格納(記録)しておくことができる。このような記録媒体28aは、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することができる。
Here, the program executed by the
続いて、超音波診断装置10、超音波画像処理装置13及び超音波画像処理プログラム100の動作について、図4に示したフローチャートを用いて説明する。なお、超音波画像処理装置13に各種の処理を行なわせる超音波画像処理プログラム100を記述する処理ステップは、必ずしも、フローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的又は個別に実行される処理(例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理)も含むものである。また、超音波画像処理プログラム100は、1つのCPUによって処理されるものであってもよいし、複数のCPUによって分散処理されるものであってもよい。さらには、超音波画像処理プログラム100は、遠方のCPUに転送されて実行されるものであってもよい。
Next, the operations of the ultrasonic
被検体の心臓を対象とし、セクタプローブを用いて、心筋の組織の局所的な運動について2D画像を用い、組織ドプラ法により組織の速度情報を得て運動情報を評価する場合への本発明の適用について説明する。 The present invention is applied to a case where a subject's heart is used as a target, a sector probe is used, 2D images are used for local motion of myocardial tissue, tissue velocity information is obtained by tissue Doppler method, and motion information is evaluated. The application will be described.
CPU21がコンピュータにインストールされた超音波画像処理プログラム100を実行することにより、送信手段101では、超音波プローブ12の超音波振動子アレイから超音波を送波するための駆動信号が発生される。所定のスキャンラインに向けて超音波ビームが形成されるよう振動子毎に所定の遅延特性をもたせた駆動信号が発生される(ステップS1)。
When the
超音波プローブ12では、超音波振動子アレイにより被検体に対して超音波の送受信が行なわれる。
In the
受信手段102では、超音波振動子アレイの各超音波振動子で受波された超音波エコー信号に対して遅延加算処理を行なって所定のスキャンラインに対応した超音波エコー信号が生成される(ステップS2)。 In the receiving means 102, an ultrasonic echo signal corresponding to a predetermined scan line is generated by performing a delay addition process on the ultrasonic echo signal received by each ultrasonic transducer of the ultrasonic transducer array ( Step S2).
Bモード処理手段103では、遅延加算処理された超音波エコー信号に対して包絡線検波処理を施すことにより、超音波エコーの振幅強度に対応したBモード信号が生成される。また、Bモード処理手段103では、Bモード信号の所定断面にかかる2次元分布を表したBモード超音波像が生成される(ステップS3)。
The B-
組織ドプラ処理手段104では、直交検波処理及び自己相関処理等を行ない、遅延加算処理された超音波エコー信号のドプラ偏移成分に基づいて、被検体内で移動している組織の速度、分散及びパワーに対応した組織ドプラ信号が求められる。また、組織ドプラ処理手段104では、速度、分散及びパワー値の所定断面にかかる2次元分布を表した組織ドプラ超音波像が生成される(ステップS4)。
The tissue Doppler processing means 104 performs orthogonal detection processing, autocorrelation processing, and the like, and based on the Doppler shift component of the ultrasonic echo signal subjected to delay addition processing, the velocity, dispersion, and A tissue Doppler signal corresponding to the power is required. In addition, the tissue
運動情報処理手段105では、Bモード処理手段103及び組織ドプラ処理手段104の出力するBモード超音波像及びドプラ超音波像に基づいて運動情報画像が取得される(ステップS5)。
The motion
次に、運動情報処理手段105の処理内容について説明する。 Next, processing contents of the exercise information processing means 105 will be described.
まず、運動情報処理手段105では、運動場で定義された運動方向への速度の時空間分布像(時相毎の2次元分布像)が求められる。 First, the motion information processing means 105 obtains a spatiotemporal distribution image (two-dimensional distribution image for each time phase) of the velocity in the motion direction defined by the motion field.
図5(a),(b)は、運動場の定義についての説明図である。 5A and 5B are explanatory diagrams for the definition of the playground.
図5(a)は、ラスタモーションフィールド(raster motion field)、図5(b)は、コントラクションモーションフィールド(Contraction Motion field)という運動場をそれぞれ示している。各図において×印が運動の向かう点であり、矢印が運動の向かう方向である。 5A shows a motion field called a raster motion field, and FIG. 5B shows a motion field called a contraction motion field. In each figure, the crosses are points where the movement is directed, and the arrows are directions where the movement is directed.
図5(a)のラスタモーションフィールドとは、超音波スキャンの各超音波ビーム方向に沿った運動場のことであり、この時の速度の符号は超音波プローブ12に近づくものが正、離れるものが負である。このようなラスタモーションフィールドにおいて、組織ドプラ法で推定される観察速度は、よく知られているように、実際の運動方向と超音波ビーム方向の速度成分とのなす角度(ドプラ角)をθとして、
[数1]
(観測速度)=cosθ×(実際の運動速度)
(0°≦θ≦180°)
のように表される。
The raster motion field in FIG. 5A is a motion field along each ultrasonic beam direction of the ultrasonic scan, and the sign of the velocity at this time is positive when it approaches the
[Equation 1]
(Observation speed) = cosθ x (actual motion speed)
(0 ° ≦ θ ≦ 180 °)
It is expressed as
心臓における組織の運動状態は大変複雑であり、全てをラスタモーションフィールドで想定することには難がある。とりわけ、心筋の厚さ方向への収縮拡張の評価に最適な短軸画像を評価する場合には、超音波ビーム方向が運動方向と一致する収縮中心から見て、時計の12時方向(真上方向)の極狭い範囲でしか運動方向が合致しない。収縮中心から見て6時方向(真下方向)は、超音波ビーム方向と運動の方向が平行であるが向きは逆となる。 The motion state of the tissue in the heart is very complex, and it is difficult to assume everything in a raster motion field. In particular, when evaluating a short-axis image optimal for evaluating contraction and expansion in the thickness direction of the myocardium, the 12 o'clock direction of the clock (directly above) is viewed from the contraction center where the ultrasonic beam direction matches the motion direction. The direction of motion matches only in a very narrow range. In the 6 o'clock direction (directly downward direction) as viewed from the contraction center, the direction of the ultrasonic beam is parallel to the direction of motion, but the direction is opposite.
よって、短軸で心筋の収縮拡張方向での運動を評価するには、図5(b)のようなコントラクションモーションフィールドという運動場を定義し、その運動場の方向が実際の運動方向であると仮定して補正速度を求めるのが好適である。コントラクションモーションフィールドは、心壁の仮想収縮中心を画像中に設定し、この仮想収縮中心に向かう方向を運動場として定義している。 Therefore, in order to evaluate the motion of the myocardium in the direction of contraction and expansion along the short axis, a motion field called a contraction motion field as shown in FIG. 5B is defined, and the direction of the motion field is assumed to be the actual motion direction. Thus, it is preferable to obtain the correction speed. In the contraction motion field, the virtual contraction center of the heart wall is set in the image, and the direction toward the virtual contraction center is defined as a motion field.
コントラクションモーションフィールドでは、
[数2]
(補正速度)=(観測速度)/cosθ
(0°≦θ≦180°)
により、仮想収縮中心に向かう速度成分が得られる。速度の符号は、仮想収縮中心に近づくものが正、離れるものが負である。このようなコントラクションモーションフィールドに対応して求められた補正速度の2次元分布像を求める。なお、必要に応じて補正速度の2次元分布像を表示装置14に表示するようにしてもよい。
In the contraction motion field,
[Equation 2]
(Correction speed) = (observation speed) / cos θ
(0 ° ≦ θ ≦ 180 °)
Thus, a velocity component toward the virtual contraction center is obtained. The sign of velocity is positive when approaching the virtual contraction center and negative when moving away from the virtual contraction center. A two-dimensional distribution image of the correction speed obtained corresponding to such a contraction motion field is obtained. Note that a two-dimensional distribution image of the correction speed may be displayed on the
ここで、コントラクションモーションフィールドにおける仮想収縮中心位置の設定は、ユーザが入力装置15を用いて行なう。
Here, the setting of the virtual contraction center position in the contraction motion field is performed by the user using the
図6は、仮想収縮中心位置の設定を行なうためのレーダーチャート状ガイドを示す模式図である。 FIG. 6 is a schematic diagram showing a radar chart guide for setting the virtual contraction center position.
図6に示すように、表示画面上に、心臓の短軸像と、同心円(円)及びその中心を交点とする十時線からなるマーカとが重畳表示される(ステップS5a)。ユーザは、解剖学的に円形の内外膜の輪郭に、マーカとしての同心円のいずれかを合わせることで、同心円の中心を仮想収縮中心として設定することができる。よって、ユーザはガイドを頼りに仮想収縮中心の位置を設定し易くなり、ユーザに依らず短時間で同じ位置に仮想収縮中心が設定され易くなる。そして、設定された仮想収縮中心に向かう速度成分が取得され、運動情報画像が取得される(ステップS5b)。 As shown in FIG. 6, a short-axis image of the heart and a marker composed of a concentric circle (circle) and a ten-time line having the center thereof as an intersection are superimposed on the display screen (step S5a). The user can set the center of the concentric circle as the virtual contraction center by aligning one of the concentric circles as the marker with the contour of the anatomically circular intima and outer membrane. Therefore, the user can easily set the position of the virtual contraction center by relying on the guide, and the virtual contraction center can be easily set at the same position in a short time without depending on the user. And the velocity component which goes to the set virtual contraction center is acquired, and a motion information image is acquired (step S5b).
ユーザによって心電図が参照されながら、運動情報処理手段105では、一連の組織ドプラ動画像に対して、HD24に記憶された画像の中から積分を開始する時相t=0(初期時相t0)が設定される。この場合は、積分開始時相だけでなく、積分終了時相t_endも選択可能としておくことが好適である。これにより、心周期に対する評価の関心時相の区間をユーザ所望の区間に設定することができる。
While the electrocardiogram is referred to by the user, the motion information processing means 105 sets a time phase t = 0 (initial time phase t0) for starting integration from the images stored in the
図7は、演算区間の設定を説明するための図である。 FIG. 7 is a diagram for explaining calculation interval setting.
図7に示した心電図のR波でトリガされる所定の時相(R波の時相をtRとして、tR+t_delayの時相。t_delayは制御可能であり、t_delay=0の場合がR波同期と呼ばれる。)を自動的にt0として設定する(すなわち、t0=tR+t_delay)ものであってもよい。この場合の処理の終了時相は、次のトリガが生じるタイミングとして、ちょうど1心周期分の区間を定めておくのが好適であるが、開始時相から所定の時間間隔(t_int)を予め設定しておけば、t0+t_intの時相を終了時相として、心周期に対する評価の関心時相の区間を所望の区間に設定することができる。 A predetermined time phase triggered by the R wave of the electrocardiogram shown in FIG. 7 (the time phase of the R wave is tR, the time phase of tR + t_delay. T_delay is controllable, and the case where t_delay = 0 is called R wave synchronization. .) May be automatically set as t0 (that is, t0 = tR + t_delay). In this case, the end time phase of the process is preferably determined as an interval corresponding to one cardiac cycle as the timing when the next trigger occurs, but a predetermined time interval (t_int) is set in advance from the start time phase. By setting the time phase of t0 + t_int as the end time phase, it is possible to set the section of the time phase of interest for evaluation with respect to the cardiac cycle as a desired section.
また、運動情報処理手段105では、初期時相t0だけでなく、ユーザによる仮想収縮中心の位置合わせ中は運動情報の記憶がゼロクリアされる(ステップS5c)。このように演算区間を設定することで、遷移中の過渡的な画像を非表示とすることができる。 Further, in the exercise information processing means 105, not only the initial time phase t0 but also the exercise information storage is cleared to zero during the positioning of the virtual contraction center by the user (step S5c). By setting the calculation interval in this way, it is possible to hide a transitional image during transition.
心電図信号増幅手段106では、心電計12で検出した心電図信号が増幅され(ステップS6)、運動情報記録手段107にて運動情報画像と共に心電図信号がHD24に記録される。なお、必要に応じて心電図信号を表示装置14に表示するようにしてもよい。
The electrocardiogram signal amplifying means 106 amplifies the electrocardiogram signal detected by the electrocardiograph 12 (step S6), and the motion information recording means 107 records the electrocardiogram signal together with the motion information image on the
表示制御手段108では、Bモード処理手段103で生成したBモード超音波像、組織ドプラ処理手段104で生成した組織ドプラ超音波像、運動情報処理手段105で取得した歪み及び変位画像に基づいて表示画像が生成される(ステップS8)。歪み及び変位画像は、HD24に記憶されたものであってもよい。表示装置14には、Bモード超音波像と組織ドプラ超音波像の重畳画像や、Bモード超音波像と歪み及び変位画像の重畳画像等が表示される。
The
なお、Bモード画像にカラーコード化した運動情報を重畳した表示画像を表示する場合では、運動情報処理手段105で、初期時相t0のみ運動情報の記憶をゼロクリアしてもよい。その場合、ユーザによる仮想収縮中心の位置合わせ中は、表示制御手段108によって運動情報のカラーを消して表示画面を表示させることで、遷移中の過渡的な画像を非表示とすることができる。
When displaying a display image in which exercise information that is color-coded is superimposed on a B-mode image, the exercise
また、本実施の形態では心臓への適用例を示したが、その場合に限定されるものではなく、例えば、頸動脈等の血管系に対する運動情報の診断であっても適用が可能である。さらに、紹介してきた一連の処理手続きは、ネットワークNで接続されたワークステーション等のコンピュータにより、超音波診断装置10及び超音波画像処理装置13と切り離して行なっても構わない。
Further, although an example of application to the heart has been described in the present embodiment, the present invention is not limited to this case. For example, the present invention can also be applied to diagnosis of motion information for a vascular system such as a carotid artery. Furthermore, the introduced series of processing procedures may be performed separately from the ultrasonic
本実施の形態に係る超音波診断装置10、超音波画像処理装置13及び超音波画像処理プログラム100によると、ユーザよる仮想収縮中心の位置設定が容易となり、仮想収縮中心の位置の設定に慣れるまでの時間が短縮させることができ、また、異なるユーザであっても同じ仮想収縮中心の位置を設定することを容易ならしめる。
According to the ultrasonic
また、本実施の形態に係る超音波診断装置10、超音波画像処理装置13及び超音波画像処理プログラム100によると、遷移中の過渡的な画像を非表示とすることができる。
Further, according to the ultrasonic
10 超音波診断装置
11 心電計
12 超音波プローブ
13 超音波画像処置装置
14 表示装置
15 入力装置
100 超音波画像処理プログラム
101 送信手段
102 受信手段
103 Bモード処理手段
104 組織ドプラ処理手段
105 運動情報処理手段
106 心電図信号増幅手段
107 運動情報記録手段
108 表示制御手段
DESCRIPTION OF
Claims (15)
円形のマーカを前記超音波画像に重畳して表示させる表示制御手段と、
入力操作に基づいて前記超音波画像に対する前記マーカの位置を設定する入力手段と、
前記マーカの中心を仮想収縮中心として設定し、前記仮想収縮中心に基づいて、前記組織の収縮拡張に伴う成分の運動情報画像を取得する取得手段と、を有し、
前記入力手段は、入力操作に基づいて前記設定されたマーカの位置を変更可能であり、
前記表示制御手段は、前記運動情報画像と前記超音波画像とを重畳して表示する一方、前記入力手段による前記マーカの位置の変更中は前記重畳された運動情報画像の表示を非表示に変更する構成としたことを特徴とする超音波診断装置。 Image generating means for generating an ultrasound image by transmitting and receiving ultrasound to a region including the tissue;
Display control means for displaying a circular marker superimposed on the ultrasound image;
Input means for setting a position of the marker with respect to the ultrasonic image based on an input operation;
An acquisition means for setting a center of the marker as a virtual contraction center, and acquiring a motion information image of a component accompanying contraction expansion of the tissue based on the virtual contraction center;
The input means can change the position of the set marker based on an input operation,
The display control means superimposes and displays the motion information image and the ultrasonic image, while changing the display of the superimposed motion information image to non-display while changing the position of the marker by the input means. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that it is configured to perform.
入力操作に基づいて前記超音波画像に対する前記マーカの位置を設定する入力手段と、
前記マーカの中心を仮想収縮中心として設定し、前記仮想収縮中心に基づいて、前記組織の収縮拡張に伴う成分の運動情報画像を取得する取得手段と、を有し、
前記入力手段は、前記設定されたマーカの位置を変更可能であり、
前記表示制御手段は、前記運動情報画像と前記超音波画像とを重畳して表示する一方、前記入力手段による前記マーカの位置の変更中は前記重畳された運動情報画像の表示を非表示に変更する構成としたことを特徴とする超音波画像処理装置。 Display control means for displaying a circular marker superimposed on the ultrasonic image;
Input means for setting a position of the marker with respect to the ultrasonic image based on an input operation;
An acquisition means for setting a center of the marker as a virtual contraction center, and acquiring a motion information image of a component accompanying contraction expansion of the tissue based on the virtual contraction center;
The input means can change the position of the set marker ,
The display control means superimposes and displays the motion information image and the ultrasonic image, while changing the display of the superimposed motion information image to non-display while changing the position of the marker by the input means. An ultrasonic image processing apparatus, characterized in that:
円形のマーカを超音波画像に重畳して表示させる機能と、
入力操作に基づいて前記超音波画像に対する前記マーカの位置を設定する機能と、
前記マーカの中心を仮想収縮中心として設定し、前記仮想収縮中心に基づいて、前記組織の収縮拡張に伴う成分の運動情報画像を取得する機能と、
入力操作に基づいて前記設定されたマーカの位置を変更する機能と、
前記運動情報画像と前記超音波画像とを重畳して表示する一方、前記マーカの位置の変更中は前記重畳された運動情報画像の表示を非表示に変更する機能と、を実現させることを特徴とする超音波画像処理プログラム。 On the computer,
A function to display a circular marker superimposed on the ultrasound image;
A function of setting the position of the marker with respect to the ultrasonic image based on an input operation;
A function of setting a center of the marker as a virtual contraction center, and acquiring a motion information image of a component accompanying contraction and expansion of the tissue based on the virtual contraction center;
A function of changing the position of the set marker based on an input operation;
The motion information image and the ultrasound image are superimposed and displayed, and the function of changing the display of the superimposed motion information image to non-display during the change of the position of the marker is realized. An ultrasonic image processing program.
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