JP2000210283A - Motion cycle calculation system for medical moving image - Google Patents
Motion cycle calculation system for medical moving imageInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、超音波診断装置
などの各種の医学的診断装置で得られる医用動画像にお
ける運動周期を求出する運動周期求出装置に係り、特に
超音波断層画像などの医用動画像における運動周期を動
画像に基づいて求出するための技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion cycle calculating apparatus for calculating a motion cycle in a medical moving image obtained by various medical diagnostic apparatuses such as an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an ultrasonic tomographic image. The present invention relates to a technique for obtaining a motion cycle in a medical moving image based on the moving image.
【0002】[0002]
【従来の技術】病院等の医療現場では、超音波診断装置
が既に汎用的なレベルで用いられている。従来の超音波
診断装置は、図8に示すように、患者Mの関心部位に当
てがわれるプローブ(探触子)51と、プローブ51に
よる超音波の送信・受信を司る送受信部52と、受信信
号に従って超音波診断画像の作成処理を行うDSC(デ
ィジタルスキャンコンバータ)53と、超音波診断画像
を画面に映し出す表示モニタ54と、送受信部52やD
SC53が所定の動作を実行するのに必要なコントロー
ルを行う制御部55とを備え、プローブ51から発信さ
れた超音波の一部が患者Mの体内で反射してプローブ5
1で受信された後、送受信部52を経て送り込まれるD
SC53で超音波診断画像に仕上げられてから、表示モ
ニタ54に送られて超音波診断画像が表示される構成と
なっている。2. Description of the Related Art At medical sites such as hospitals, ultrasonic diagnostic apparatuses are already used at a general-purpose level. As shown in FIG. 8, a conventional ultrasonic diagnostic apparatus includes a probe (probe) 51 applied to a site of interest of a patient M, a transmitting / receiving unit 52 for transmitting and receiving ultrasonic waves by the probe 51, and a receiving unit. A DSC (Digital Scan Converter) 53 for performing a process of creating an ultrasonic diagnostic image according to a signal, a display monitor 54 for displaying the ultrasonic diagnostic image on a screen,
The control unit 55 controls the SC 53 to execute a predetermined operation. A part of the ultrasonic wave transmitted from the probe 51 is reflected in the body of the patient M and the probe 5
1 and then sent through the transceiver 52
After being converted into an ultrasonic diagnostic image in SC53, the ultrasonic diagnostic image is sent to the display monitor 54 and the ultrasonic diagnostic image is displayed.
【0003】超音波診断装置の場合、関心部位のスライ
ス断面を非侵襲かつリアルタイムで表示する所謂Bモー
ド表示の超音波断層画像が、患者Mの体内を直に観察で
きるので特に有用視される。この所謂Bモード表示の超
音波断層画像は循環器系などのように関心部位に周期運
動する部分がある場合にも適用可能であり、例えば心臓
の超音波断層画像の場合だと、動悸に伴う心臓の周期的
な動きが出ている動画像として表示モニタ54の画面に
映し出され、医師が適正な診断を下す上で大いに威力を
発揮する。In the case of an ultrasonic diagnostic apparatus, a so-called B-mode display ultrasonic tomographic image that non-invasively and in real time displays a slice cross section of a site of interest is particularly useful because the body of the patient M can be directly observed. This so-called B-mode display ultrasonic tomographic image can be applied to a case where a region of interest has a periodic motion such as a circulatory system. For example, in the case of an ultrasonic tomographic image of the heart, it is accompanied by palpitations. The moving image is displayed on the screen of the display monitor 54 as a moving image showing the periodic movement of the heart, and is extremely useful for a doctor to make an appropriate diagnosis.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波診断装置の場合、心臓の動きの観察と同時に心拍
数(動画像中の心臓部分の運動周期)をリアルタイムで
知ることが難しいことから、十分な装置であるとは言え
ない。心臓の実際の動きと共にその心拍数もリアルタイ
ムで判れば、心臓を的確に観察することが出来て、より
適正な診断が下せるけれども、Bモード表示の超音波断
層画像からは心臓の動きが掴めるだけで、心拍数までは
判らない。However, in the case of the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, it is difficult to observe the heart motion and to know the heart rate (the motion cycle of the heart portion in the moving image) at the same time in real time. It is not enough equipment. Knowing the heart rate as well as the actual movement of the heart in real time allows accurate observation of the heart and a more appropriate diagnosis, but only the movement of the heart can be grasped from the ultrasonic tomographic image displayed in the B mode. I do not know the heart rate.
【0005】ECG(心電図)装置の心電信号を使えば
心拍数をリアルタイムで知ることも可能になるが、EC
G(Electrocardiogram)装置および此の装置を患者Mに
セットする作業が必要であるので、ECG装置を用いた
からといって、心拍数が簡単に判るようになるわけでは
ない。また、超音波診断装置の場合、通常、患者Mにお
ける関心部位の動きの時間経過を示す所謂Mモード表示
の波形も表示モニタ54の画面に映し出せる構成となっ
ているが、このMモード表示の場合の波形はノイズが多
いので、Mモード表示の波形から正確な心拍数を掴むこ
とは容易でない。[0005] The heart rate can be known in real time by using an electrocardiogram signal of an ECG (electrocardiogram) device.
Since an electrocardiogram (G) device and an operation of setting this device to the patient M are required, the use of the ECG device does not mean that the heart rate can be easily determined. Further, in the case of an ultrasonic diagnostic apparatus, a waveform of a so-called M-mode display, which indicates the lapse of time of the movement of the region of interest in the patient M, is usually displayed on the screen of the display monitor 54. Since the waveform in the case is noisy, it is not easy to obtain an accurate heart rate from the waveform displayed in the M mode.
【0006】この発明は、上記事情に鑑み、超音波断層
画像などの医用動画像における運動周期を動画像に基づ
き求出することができる医用動画像の運動周期求出装置
を提供することを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a medical-moving-image motion-period calculating apparatus capable of calculating a motion cycle in a medical moving image such as an ultrasonic tomographic image based on the moving image. And
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項1の発明に係る医用動画像の運動周期求出装
置は、周期的な運動を行う周期運動領域が画像中に存在
する医用動画像の周期運動領域の運動周期を求出する装
置であって、医用動画像の画素の濃度値の時間的変化に
基づいて周期運動領域の運動周期を求出する手段を備え
ている。According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for calculating a motion cycle of a medical moving image, wherein a periodic motion area for performing a periodic motion is present in the image. An apparatus for calculating a motion cycle of a periodic motion area of a medical moving image, comprising means for calculating a motion cycle of the periodic motion area based on a temporal change of a density value of a pixel of the medical moving image.
【0008】また、請求項2の発明は、請求項1に記載
の医用動画像の運動周期求出装置において、運動周期を
求出する手段が、医用動画像の各画素の濃度値の時間的
変化に基づき周期運動領域を抽出する周期運動領域抽出
手段と、周期運動領域抽出手段により抽出された周期運
動領域の内に存在する画素を少なくとも含む複数個の画
素の平均濃度値を求出する平均濃度値求出手段と、平均
濃度値求出手段により求められる平均濃度値の変化周期
を周期運動領域の運動周期として求出する変化周期求出
手段とから構成されている。According to a second aspect of the present invention, in the medical motion image motion cycle calculating apparatus according to the first aspect, the means for calculating the motion cycle includes a time-varying density value of each pixel of the medical moving image. A periodic motion region extracting means for extracting a periodic motion region based on the change; and an average for calculating an average density value of a plurality of pixels including at least pixels existing in the periodic motion region extracted by the periodic motion region extracting device. It comprises a density value calculating means and a change cycle calculating means for calculating a change cycle of the average density value obtained by the average density value calculating means as a motion cycle of the periodic motion area.
【0009】また、請求項3の発明は、請求項2に記載
の医用動画像の運動周期求出装置において、平均濃度値
求出手段は、周期運動領域内の微小領域に存在する複数
個の画素の濃度値の平均値を平均濃度値として求出する
よう構成されている。According to a third aspect of the present invention, in the medical motion image motion cycle calculating apparatus according to the second aspect, the average density value calculating means includes a plurality of the plurality of microscopic areas existing in a minute area within the periodic motion area. The average density value of the pixel is calculated as an average density value.
【0010】〔作用〕次に、この発明の医用動画像の運
動周期求出装置(以下、適宜「周期求出装置」と略記)
による周期求出実行の際の作用を説明する。この発明の
周期求出装置の場合、運動周期を求出する手段により、
周期的な運動を行う周期運動領域が画像中に存在する医
用動画像の運動周期が、医用動画像の画素の濃度値の時
間的変化に基づいて求出される。つまり、この発明の周
期求出対象である医用動画像の場合、周期運動領域の画
素の濃度値は周期運動領域の運動周期と同期した時間的
変化を生じるので、逆に画素の濃度値の時間的変化から
周期運動領域の運動周期が求まるのである。[Operation] Next, a motion cycle calculating apparatus for medical moving images of the present invention (hereinafter abbreviated as "cycle calculating apparatus").
The operation at the time of the execution of the period finding by will be described. In the case of the cycle finding device of the present invention, by means for finding the motion cycle,
A motion cycle of a medical moving image in which an image includes a periodic motion region that performs a periodic motion is calculated based on a temporal change of a density value of a pixel of the medical moving image. In other words, in the case of a medical moving image which is a target for periodic calculation according to the present invention, the density value of the pixel in the periodic motion area changes with time in synchronization with the motion cycle of the periodic motion area. The movement period of the periodic movement region is obtained from the target change.
【0011】また、請求項2の周期求出装置により医用
動画像の運動周期を求出する場合、先ず、周期運動領域
抽出手段により、医用動画像において周期的な運動を行
う周期運動領域を各画素の濃度値の変化に基づき抽出す
る。周期運動領域は周期運動に伴って像自体が変化する
領域であり、像自体に変化があれば当然に個々の画素の
濃度値は変化する。これに対し、非運動領域は像自体の
変化はなく、個々の画素の濃度値は実質的に変化しな
い。したがって、周期運動領域抽出手段は、個々の各画
素の濃度値の変化に基づいて医用動画像中の周期運動領
域を抽出画定することができる。Further, when the motion cycle of the medical moving image is calculated by the cycle calculating device according to the second aspect, first, a periodic motion area for performing a periodic motion in the medical moving image is determined by the periodic motion area extracting means. The extraction is performed based on a change in the density value of the pixel. The periodic motion region is a region in which the image itself changes with the periodic motion, and if the image itself changes, the density value of each pixel naturally changes. In contrast, in the non-motion area, the image itself does not change, and the density value of each pixel does not substantially change. Therefore, the periodic motion region extracting means can extract and define the periodic motion region in the medical moving image based on the change in the density value of each pixel.
【0012】周期運動領域の抽出が終われば、平均濃度
値求出手段により、周期運動領域の内に含まれる複数個
の画素の平均濃度値を求出する。周期運動領域の内に存
在する画素の濃度値が幾つか(或る程度の個数)含まれ
ている場合は、平均濃度値には周期運動領域の運動周期
と実質的に同じ周期の顕著な時間的変化が確実に見られ
るようになる。したがって、変化周期求出手段により、
画素の平均濃度値の変化周期を求出すると、この求出周
期が周期運動領域の運動周期ということになる。平均濃
度値における時間的変化が顕著であるので、周期運動領
域の運動周期である平均濃度値の変化周期を的確に求出
できる。When the extraction of the periodic motion area is completed, the average density value obtaining means obtains the average density value of a plurality of pixels included in the periodic motion area. When several (a certain number) of the density values of the pixels present in the periodic motion area are included, the average density value indicates the remarkable time of substantially the same cycle as the motion cycle of the periodic motion area. Changes can be clearly seen. Therefore, by the change period finding means,
When the change cycle of the average density value of the pixel is calculated, the calculated cycle is the motion cycle of the periodic motion area. Since the temporal change in the average density value is remarkable, the change cycle of the average density value, which is the motion cycle of the periodic motion area, can be accurately obtained.
【0013】また、請求項3の周期求出装置では、周期
運動領域内の微小領域に固まるようにして存在する複数
の画素の各濃度値の平均値が、平均濃度値求出手段によ
り平均濃度値として求出される。微小領域の各画素は濃
度値の変化傾向が揃いがちであることから、求出された
平均濃度値が周期運動領域の運動周期で非常に大きく変
化するものとなり、動画像の運動周期がより一層正確に
求められる上、処理対象の画素数が少なくて必要な処理
も容易である。According to the third aspect of the present invention, the average value of the respective density values of a plurality of pixels existing in a minute area within the periodic motion area is determined by the average density value obtaining means. Calculated as a value. Since each pixel in the micro-area tends to have a uniform density value change tendency, the calculated average density value changes very greatly in the motion cycle of the periodic motion area, and the motion cycle of the moving image is further increased. In addition to being accurately obtained, the number of pixels to be processed is small and necessary processing is easy.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】続いて、この発明の一実施例を図
面を参照しながら説明する。図1はこの発明の一例に係
る周期求出装置が組み込まれた実施例の超音波診断装置
の全体構成を示すブロック図、図2は実施例の超音波診
断装置で得られる模式的な超音波断層画像を示す平面図
である。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment in which a period finding device according to an embodiment of the present invention is incorporated, and FIG. 2 is a schematic ultrasonic wave obtained by the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment. It is a top view showing a tomographic image.
【0015】実施例の超音波診断装置は、図1に示すよ
うに、患者Mにおける関心部位のスライス断面を非侵襲
かつリアルタイムで表示する所謂Bモード表示の超音波
断層画像(動画像)を作成できるよう構成された診断装
置本体部1と、医用動画像である超音波断層画像の中の
運動周期を求出できるよう構成された周期求出部2とか
らなる。以下、実施例の超音波診断装置における各部の
構成を具体的に説明する。As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus of the embodiment creates an ultrasonic tomographic image (moving image) of a so-called B-mode display for displaying a slice section of a site of interest in a patient M in a non-invasive and real-time manner. The diagnostic apparatus includes a diagnostic apparatus main body 1 configured to be able to perform the calculation, and a cycle determining unit 2 configured to determine a motion cycle in an ultrasonic tomographic image that is a medical moving image. Hereinafter, the configuration of each unit in the ultrasonic diagnostic apparatus of the embodiment will be specifically described.
【0016】診断装置本体部1は、患者Mの関心部位に
当てがわれる電子リニア走査方式のプローブ(探触子)
3と、プローブ(探触子)3による超音波の送信・受信
を司る送受信部4と、受信信号に従って超音波診断画像
の作成処理を行うDSC(ディジタルスキャンコンバー
タ)5とを備え、電子リニア走査の開始に伴ってプロー
ブ3から発信された超音波の一部が患者Mの体内で反射
してプローブ3で受信された後、送受信部4による増幅
などの処理を経てから、さらにDSC53でディジタル
変換に続く必要な処理が行われることによりBモード表
示の超音波断層画像が完成されて画像用メモリ6に記憶
される構成となっている。The diagnostic apparatus main body 1 is an electronic linear scanning type probe (probe) applied to a site of interest of the patient M.
3, a transmission / reception unit 4 for transmitting and receiving ultrasonic waves by a probe (probe) 3, and a DSC (digital scan converter) 5 for performing ultrasonic diagnostic image creation processing in accordance with a received signal. After a part of the ultrasonic wave transmitted from the probe 3 is reflected in the body of the patient M and received by the probe 3 at the start of the process, the digital signal is further converted by the DSC 53 after being subjected to processing such as amplification by the transmitting and receiving unit 4. After that, necessary processing is performed, and an ultrasonic tomographic image in B-mode display is completed and stored in the image memory 6.
【0017】画像用メモリ6は電子リニア走査に対応し
た2次元アドレス方式の番地付けがなされた多数のメモ
リセルを有する公知のフレームメモリである。画像用メ
モリ6の各メモリセル(図示省略)には、超音波断層画
像の各画素の濃度値がそれぞれ格納されることになる。The image memory 6 is a known frame memory having a large number of memory cells addressed by a two-dimensional address system corresponding to electronic linear scanning. Each memory cell (not shown) of the image memory 6 stores the density value of each pixel of the ultrasonic tomographic image.
【0018】さらに、診断装置本体部1は、超音波診断
画像を画面に映し出す表示モニタ7や、必要な処理を実
行するためのコントロールを行う制御部8を備え、画像
用メモリ6に記憶された超音波断層画像は読み出され
て、表示モニタ7の画面に映し出されるとともに、制御
部8のコントロールにより、プローブ(探触子)3によ
る超音波発信から表示モニタ7による画像表示までの必
要な各部の連携動作が適正かつ整然と進行するよう構成
されている。また、診断装置本体部1では、心臓の動画
像を表示モニタ7の画面に映し出す場合、電子リニア走
査を繰り返して超音波断層画像を連続して次々と作成し
て表示モニタ7の画面を更新する構成になっている。勿
論、新たな超音波断層画像が作成される度に、画像用メ
モリ6のメモリ画像が次の画像に更新されることにな
る。Further, the diagnostic apparatus main unit 1 includes a display monitor 7 for displaying an ultrasonic diagnostic image on a screen and a control unit 8 for performing control for executing necessary processing, and is stored in the image memory 6. The ultrasonic tomographic image is read out and displayed on the screen of the display monitor 7, and under the control of the control unit 8, necessary parts from transmission of ultrasonic waves by the probe (probe) 3 to image display by the display monitor 7. Are configured so that the cooperative operation proceeds properly and orderly. When displaying a moving image of the heart on the screen of the display monitor 7, the diagnostic apparatus main body 1 updates the screen of the display monitor 7 by repeating electronic linear scanning and successively creating ultrasonic tomographic images. It has a configuration. Of course, each time a new ultrasonic tomographic image is created, the memory image in the image memory 6 is updated to the next image.
【0019】一方、周期求出部2は、画像用メモリ6に
記憶された超音波断層画像の画像信号の各画素の濃度値
の時間的変化に基づき超音波断層画像において周期的な
運動を行う周期運動領域を抽出する周期運動領域抽出部
9と、周期運動領域抽出部7により抽出された周期運動
領域の微小領域に存在する複数個の画素の平均濃度値を
求出する平均濃度値求出部10と、平均濃度値求出部1
0により求められる平均濃度値の変化周期を周期運動領
域の運動周期として求出する変化周期求出部11とを備
えることにより、診断装置本体部1により作成される医
用動画像である超音波断層画像中の運動周期Tが求出さ
れる構成となっている。以下、周期求出部2の各部の構
成を詳細に説明する。On the other hand, the period finding section 2 performs a periodic motion in the ultrasonic tomographic image based on the temporal change of the density value of each pixel of the image signal of the ultrasonic tomographic image stored in the image memory 6. A periodic motion area extracting unit 9 for extracting a periodic motion area, and an average density value obtaining for calculating an average density value of a plurality of pixels existing in a minute area of the periodic motion area extracted by the periodic motion area extracting unit 7. Unit 10 and average density value calculating unit 1
And a change cycle calculating unit 11 for calculating a change cycle of the average density value obtained by the zero as a motion cycle of the periodic motion area. The motion cycle T in the image is determined. Hereinafter, the configuration of each unit of the cycle finding unit 2 will be described in detail.
【0020】図2は、診断装置本体部1により得られる
患者Mの心臓の模式的な超音波断層画像を示す平面図で
あって、この図2の超音波断層画像Pが運動周期T(後
出の図6を参照)の求出対象の医用動画像である。すな
わち、超音波断層画像Pは、心臓の鼓動に伴い心筋が移
動するので、図2(a)に示すように、心筋外部Paが
最大限収縮して血流Pbが後退した状態と、図2(b)
に示すように心筋外部Paが最大限膨張して血流Pbが
進出した状態の間で周期的に像が変化する動画像となっ
ている。したがって、超音波断層画像Pの場合、このよ
うな心筋外部Paと血流Pbの像部分の周期的な変化に
より、図3に示すように、心臓の鼓動周期と同期した周
期で動く周期運動領域PA,PBが画像中に存在する。
周期運動領域PAは心筋外部Paの像変化で生じ、周期
運動領域PBは血流Pbの像変化で生じるものである。FIG. 2 is a plan view showing a schematic ultrasonic tomographic image of the heart of the patient M obtained by the diagnostic apparatus main body 1, and the ultrasonic tomographic image P of FIG. 7) (see FIG. 6). That is, in the ultrasonic tomographic image P, since the myocardium moves with the heartbeat, as shown in FIG. 2A, the state where the myocardial external Pa is maximally contracted and the blood flow Pb is retreated is shown in FIG. (B)
As shown in FIG. 7, the moving image is a moving image in which the image periodically changes during a state in which the outside of the myocardium Pa expands to the maximum and the blood flow Pb advances. Accordingly, in the case of the ultrasonic tomographic image P, as shown in FIG. 3, a periodic motion region that moves at a period synchronized with the heartbeat period due to the periodic change of the image portion of the myocardial outside Pa and the blood flow Pb. PA and PB exist in the image.
The periodic motion area PA is generated by an image change of the outside of the myocardium Pa, and the periodic motion area PB is generated by an image change of the blood flow Pb.
【0021】そして、超音波断層画像Pの周期運動領域
PA,PBは、周期求出部2の周期運動領域抽出部9に
より以下のようにして抽出される。図2に示すように、
超音波断層画像Pの周期運動領域外に存在する画素A,
C,Eの濃度値には、図4に示すように、時間的な変化
がない。一方、超音波断層画像Pの周期運動領域内に存
在する画素B,Dの濃度値には、図4に示すように、周
期運動領域PA,PBの運動周期に対応した時間的変化
がある。周期運動領域抽出部9は、次々とリアルタイム
で得られる超音波断層画像Pの画像信号の各画素の濃度
値の時間微分(時間的変化)の絶対値を時間積分すると
いう積分処理を先ず実行して積分値Iを得る。この積分
処理における積分時間は画像フレームの間隔よりも長く
設定されることは言うまでもない。積分処理の結果を1
水平走査ラインに沿ってみると、図5に示す通りとな
る。すなわち、上にみたように、周期運動領域PA,P
Bの外では各画素の濃度値に時間的変化が実質的にない
ので、積分値Iは極く僅かでしかないが、周期運動領域
PA,PBの内では画素の濃度値に時間的変化があるの
で、積分値Iは一定以上の値をもつことになる。The periodic motion areas PA and PB of the ultrasonic tomographic image P are extracted by the periodic motion area extracting unit 9 of the cycle finding unit 2 as follows. As shown in FIG.
Pixels A existing outside the periodic motion region of the ultrasonic tomographic image P,
The density values of C and E do not change with time as shown in FIG. On the other hand, the density values of the pixels B and D existing in the periodic motion area of the ultrasonic tomographic image P have a temporal change corresponding to the motion cycle of the periodic motion areas PA and PB, as shown in FIG. The periodic motion region extraction unit 9 first executes an integration process of integrating the absolute value of the time derivative (temporal change) of the density value of each pixel of the image signal of the ultrasonic tomographic image P obtained one after another in real time. To obtain an integral value I. It goes without saying that the integration time in this integration process is set longer than the interval between image frames. The result of the integration process is 1
When viewed along the horizontal scanning line, the result is as shown in FIG. That is, as seen above, the periodic motion areas PA, P
Outside B, there is substantially no temporal change in the density value of each pixel, so that the integrated value I is very small, but within the periodic motion areas PA and PB, there is no temporal change in the density value of the pixel. Therefore, the integrated value I has a certain value or more.
【0022】したがって、積分値Iが一定以上の値であ
る画素が判れば、周期運動領域PA,PBが抽出できた
ことになるので、周期運動領域抽出部9は、積分値Iが
一定の閾値It 以上である画素を検出して(画素と対応
するメモリセルの番地を)記憶する。なお、この場合、
積分値Iが一定以上である区間の端に位置する画素だけ
記憶(つまり周期運動領域PA,PBの輪郭だけ記憶)
するようにしてもよい。このようにして、周期運動領域
抽出部9による周期運動領域PA,PBの抽出画定が行
われる。なお、周期運動領域抽出部9での判定基準とな
る閾値It は、例えば次式で求められる値が用いられ
る。 It =最小積分値Imin +(最大積分値Imax −最小積
分値Imin )×0.9 勿論、閾値It は上の式のものに限られず、医用動画像
の種類・状態に応じて適当な閾値が設定可能であること
は言うまでもない。Therefore, if a pixel having an integral value I equal to or greater than a certain value is determined, the periodic motion regions PA and PB can be extracted. A pixel that is equal to or greater than It is detected (the address of the memory cell corresponding to the pixel) is stored. In this case,
Only pixels located at the end of the section where the integral value I is equal to or greater than a certain value are stored (that is, only the outlines of the periodic motion areas PA and PB are stored)
You may make it. In this manner, the extraction of the periodic motion areas PA and PB by the periodic motion area extraction unit 9 is performed. As the threshold value It serving as a criterion in the periodic motion region extraction unit 9, a value obtained by the following equation is used, for example. It = minimum integral value Imin + (maximum integral value Imax−minimum integral value Imin) × 0.9 Of course, the threshold value It is not limited to the above expression, and an appropriate threshold value can be set according to the type and state of the medical moving image. Needless to say,
【0023】周期求出部2の平均濃度値求出部10は、
抽出画定された周期運動領域PAの内に微小領域Psを
設定するとともに、微小領域Psの内に存在する複数個
(例えば20個)の画素の平均濃度値Qを求出する。具
体的には、微小領域Psの真ん中の画素とその周囲の1
9個の画素について濃度値の平均値を算出する。微小領
域Psの内の各画素の濃度値は、図6に示すように、多
くが周期運動領域PAの運動周期、つまり心臓の鼓動周
期に対応した時間的な濃度値変化を示すことから、20
個の画素の平均濃度値Qも、周期運動領域Aの運動周期
と実質的に同じ周期で時間的に変化するものとなる。な
お、微小領域Psの設定は、周期運動領域PBの方に対
して行われるようであってもよい。The average density value calculation unit 10 of the cycle calculation unit 2
A minute area Ps is set in the extracted and defined periodic motion area PA, and an average density value Q of a plurality of (for example, 20) pixels existing in the minute area Ps is calculated. Specifically, a pixel in the middle of the micro area Ps and one pixel
The average of the density values is calculated for the nine pixels. As shown in FIG. 6, the density value of each pixel in the micro area Ps mostly shows a temporal density change corresponding to the motion cycle of the periodic motion area PA, that is, the heart beat cycle.
The average density value Q of the pixels also changes temporally at substantially the same cycle as the motion cycle of the periodic motion area A. The setting of the minute area Ps may be performed on the periodic movement area PB.
【0024】したがって、次に周期求出部2の変化周期
求出部11により平均濃度値Qの変化周期が求出される
と、これが周期運動領域PA,PBの運動周期Tとな
る。具体的には、図6に示すように、平均濃度値Qに経
時的に次々と現れる各ピークPKの間隔を変化周期求出
部11が変化周期として求出することになる。実施例の
変化周期求出部11の場合、単位が秒の運動周期Tが求
められた後、さらに60/Tの簡単な演算により最終的
に心拍数Nが求められる構成となっている。運動周期T
が求出されるので、心拍数Nもリアルタイムで求まる。
このようにして、周期求出部2により求出された心拍数
Nは、は表示モニタ7へ逐次送られて超音波断層画像P
と一緒に表示モニタ7の画面に表示されることになる。
なお、上の周期求出部2の周期運動領域抽出部9および
平均濃度値求出部10や変化周期求出部11はコンピュ
ータおよびその動作プログラム(ソフトウエア)などを
中心に構成されるものである。Therefore, when the change cycle of the average density value Q is calculated by the change cycle calculating section 11 of the cycle calculating section 2, this becomes the motion cycle T of the periodic motion areas PA and PB. Specifically, as shown in FIG. 6, the interval between the peaks PK appearing one after another in the average density value Q over time is determined by the change period determining unit 11 as the change period. In the case of the change period calculating unit 11 of the embodiment, after the movement period T in seconds is obtained, the heart rate N is finally obtained by a simple calculation of 60 / T. Exercise cycle T
Is determined, the heart rate N is also determined in real time.
In this manner, the heart rate N determined by the cycle determining unit 2 is sequentially transmitted to the display monitor 7 and is transmitted to the ultrasonic tomographic image P.
Is displayed on the screen of the display monitor 7 together with the
The periodical motion region extraction unit 9 and the average density value calculation unit 10 and the change period calculation unit 11 of the period calculation unit 2 are mainly composed of a computer and its operation program (software). is there.
【0025】次に、以上に述べた構成を有する実施例装
置の周期求出部によって超音波断層画像における運動周
期が求出される際の一連の処理動作を、図面を参照しな
がら説明する。図7は実施例装置による周期求出の進行
状況を経時的に示すフローチャートである。なお、実施
例装置の診断装置本体部1の方は、周期求出と平行し
て、患者Mの心臓の所謂Bモード表示の超音波断層画像
Pが繰り返し作成されて画像用メモリ2に更新記憶され
るとともに、表示モニタ7の画面に超音波断層画像Pが
映し出されるという稼働状態が継続している。Next, a series of processing operations when the motion period in the ultrasonic tomographic image is calculated by the period calculating unit of the embodiment device having the above-described configuration will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a flow chart showing the progress of the period finding by the embodiment device over time. The diagnostic apparatus main body 1 of the embodiment apparatus repeatedly generates a so-called B-mode display ultrasonic tomographic image P of the heart of the patient M in parallel with the period determination and updates and stores the ultrasonic tomographic image P in the image memory 2. At the same time, the operation state in which the ultrasonic tomographic image P is displayed on the screen of the display monitor 7 continues.
【0026】〔ステップS1〕周期求出部2の周期運動
領域抽出部9により、次々と繰り返し得られる超音波断
層画像Pの画像信号に基づいて周期運動領域を抽出する
ための積分値Iが得られるとともに、周期運動領域の抽
出基準となる閾値It が得られる。[Step S1] The periodic motion area extracting section 9 of the cycle finding section 2 obtains an integral value I for extracting the periodic motion area based on the image signals of the ultrasonic tomographic image P repeatedly obtained one after another. At the same time, a threshold value It as a reference for extracting the periodic motion region is obtained.
【0027】〔ステップS2〕周期運動領域抽出部9に
より、積分値Iが閾値It 以上である画素が検出される
ことにより、周期運動領域PA,PBが抽出される。[Step S2] The periodic motion areas PA and PB are extracted by detecting pixels whose integral value I is equal to or larger than the threshold value It by the periodic motion area extracting section 9.
【0028】〔ステップS3〕平均濃度値求出部10に
より周期運動領域PAに内に微小領域Psが設定され
る。[Step S3] The average density value calculating section 10 sets a small area Ps in the periodic motion area PA.
【0029】〔ステップS4〕平均濃度値求出部10に
より微小領域Psの内にある20個の画素の平均濃度値
Qが求出される。[Step S4] The average density value calculating section 10 calculates an average density value Q of 20 pixels in the minute area Ps.
【0030】〔ステップS5〕変化周期求出部11によ
り、平均濃度値Qの変化周期が運動周期Tとして求出さ
れた後、さらに心拍数Nが求出される。[Step S5] After the change cycle calculating section 11 calculates the change cycle of the average density value Q as the exercise cycle T, the heart rate N is further calculated.
【0031】〔ステップS6〕求出された患者Mの心拍
数Nが表示モニタ7へ送られて表示モニタ7の画面に超
音波断層画像Pと共に映し出される。[Step S6] The determined heart rate N of the patient M is sent to the display monitor 7 and displayed on the screen of the display monitor 7 together with the ultrasonic tomographic image P.
【0032】〔ステップS7〕心拍数Nの求出・表示を
引き続き行う必要のある場合はステップS1以下が繰り
返される。その必要がなければ、周期求出部2による周
期求出動作は終了することとなる。[Step S7] If it is necessary to continuously calculate and display the heart rate N, the steps from step S1 are repeated. If this is not necessary, the cycle finding operation by the cycle finding unit 2 ends.
【0033】以上のように、実施例装置では、ECG装
置が無くても、超音波断層画像Pにおける周期運動領域
PA,PBの運動周期Tが動画像に基づいて求出され
る。また、これに加えて、実施例装置の場合、抽出され
た周期運動領域内の微小領域Psに固まってある画素の
平均濃度値Qを用いるので、平均濃度値Qが周期運動領
域の運動周期で顕著に変化するものとなる結果、平均濃
度値Qの変化周期が極めて的確に求まることから、周期
運動領域の運動周期Tが非常に正確に求まるとともに、
処理対象の画素数が少なくて必要な処理も容易である。As described above, in the apparatus of the embodiment, the motion cycle T of the periodic motion areas PA and PB in the ultrasonic tomographic image P is obtained based on the moving image even without the ECG apparatus. In addition, in the case of the embodiment apparatus, since the average density value Q of the pixels that are fixed in the minute area Ps in the extracted periodic motion area is used, the average density value Q is the motion cycle of the periodic motion area. As a result, the change period of the average density value Q can be determined very accurately, so that the movement period T of the periodic movement region can be determined very accurately.
The number of pixels to be processed is small, and necessary processing is easy.
【0034】この発明は上記実施の形態に限られること
はなく、下記のように変形実施することができる。 (1)実施例装置の場合、微小領域Psが完全に周期運
動領域の内になるように設定されていたが、微小領域P
sは周期運動領域の内と外の両方に跨がるように設定さ
れるようであってもよい。また、さらには、周期運動領
域の抽出は行わずに、平均濃度値Qが全画素の濃度値を
平均した値とするようであってもよい。The present invention is not limited to the above embodiment, but can be modified as follows. (1) In the case of the embodiment, the minute area Ps is set to be completely within the periodic motion area.
s may be set to straddle both inside and outside the periodic motion region. Furthermore, the average density value Q may be a value obtained by averaging the density values of all pixels without extracting the periodic motion region.
【0035】(2)実施例装置の場合、平均濃度値求出
部10の平均化対象画素は、微小領域Psという狭い範
囲に固まって存在する画素であったが、平均濃度値求出
部8の平均化対象画素は、周期運動領域に全体にわたっ
て広く点在する画素であってもよい。(2) In the case of the apparatus of the embodiment, the averaging target pixel of the average density value calculating section 10 is a pixel which is present in a small area called a small area Ps. May be pixels that are widely scattered throughout the periodic motion region.
【0036】(3)実施例の超音波診断装置の場合、電
子リニア走査方式であったが、この発明に係る超音波診
断装置は機械的走査方式あるいはセクタ走査方式あるい
はコンベックス走査方式などの他の走査方式の装置であ
ってもよい。(3) In the case of the ultrasonic diagnostic apparatus of the embodiment, the electronic linear scanning method is used. However, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention employs another method such as a mechanical scanning method, a sector scanning method, or a convex scanning method. A scanning type device may be used.
【0037】(4)実施例の場合、周期求出対象の医用
動画像が超音波断層画像であったが、この発明による周
期求出対象の医用動画像は超音波断層画像に限られず、
例えばX線透視撮影装置により得られるX線透視画像な
どであってもよい。(4) In the case of the embodiment, the medical moving image of which period is to be determined is an ultrasonic tomographic image. However, the medical moving image of which period is to be determined according to the present invention is not limited to an ultrasonic tomographic image.
For example, it may be an X-ray fluoroscopic image obtained by an X-ray fluoroscopic apparatus.
【0038】(5)実施例の場合、周期求出装置が超音
波診断装置に組み込まれた形態であったが、この発明の
周期求出装置は他の装置に組み込まれない単独形態であ
ってもよい。(5) In the case of the embodiment, the period finding device is incorporated in the ultrasonic diagnostic apparatus, but the period finding device of the present invention is a single form which is not incorporated in other devices. Is also good.
【0039】[0039]
【発明の効果】以上に詳述したように、請求項1の発明
の医用動画像の運動周期求出装置によれば、医用動画像
の画素の濃度値の時間的変化に基づいて医用動画像にお
ける運動周期を求出する手段を備えているので、ECG
装置を用いずとも、医用動画像中の運動周期を画像の濃
度値に基づき求出することができる。As described above in detail, according to the medical moving image motion cycle calculating apparatus of the first aspect of the present invention, the medical moving image based on the temporal change of the density value of the pixel of the medical moving image. ECG is provided with means for finding the motion cycle in
The motion cycle in the medical moving image can be obtained based on the density value of the image without using a device.
【0040】また、請求項2の発明の医用動画像の運動
周期求出装置によれば、画素の濃度値の変化に基づき抽
出された周期運動領域の内に存在する画素を含む複数の
画素の平均濃度値の変化周期を運動周期として求出する
構成を備えているので、平均濃度値における顕著な時間
的変化から平均濃度値の変化周期が的確に求まり、動画
像の運動周期をより正確に求めることができる。According to the medical moving image motion cycle calculating device of the second aspect of the present invention, a plurality of pixels including a pixel existing in the periodic motion area extracted based on the change in the density value of the pixel. Since it is equipped with a configuration that calculates the change cycle of the average density value as the motion cycle, the change cycle of the average density value is accurately obtained from the remarkable temporal change in the average density value, and the motion cycle of the moving image is more accurately determined. You can ask.
【0041】また、請求項3の周期求出装置では、周期
運動領域内の微小領域に固まるようにして存在する複数
の画素の各濃度値の平均値が、平均濃度値求出手段によ
り平均濃度値として求出される。微小領域の各画素は濃
度値の変化傾向が揃いがちであることから、求出された
平均濃度値が周期運動領域の運動周期で非常に大きく変
化するものとなり、動画像の運動周期がより一層正確に
求められる上、処理対象の画素数が少なくて必要な処理
も容易である。According to the third aspect of the present invention, the average value of the density values of a plurality of pixels existing in a small area within the periodic motion area is determined by the average density value obtaining means. Calculated as a value. Since each pixel in the micro-area tends to have a uniform density value change tendency, the calculated average density value changes very greatly in the motion cycle of the periodic motion area, and the motion cycle of the moving image is further increased. In addition to being accurately obtained, the number of pixels to be processed is small and necessary processing is easy.
【図1】実施例の超音波診断装置の全体構成を示すブロ
ック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment.
【図2】実施例装置で得られる模式的な超音波断層画像
を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a schematic ultrasonic tomographic image obtained by the apparatus according to the embodiment.
【図3】図2の超音波断層画像中の周期運動領域を示す
模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a periodic motion region in the ultrasonic tomographic image of FIG. 2;
【図4】超音波断層画像の画素の濃度値の時間変化を示
すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a temporal change of a density value of a pixel of an ultrasonic tomographic image.
【図5】超音波断層画像における画素の濃度値に関する
積分値を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing an integrated value relating to a density value of a pixel in an ultrasonic tomographic image.
【図6】周期運動領域内の複数個の画素の平均濃度値の
時間変化を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a time change of an average density value of a plurality of pixels in a periodic motion region.
【図7】実施例装置による周期求出の進行状況を経時的
に示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the progress of periodical calculation by the embodiment device over time.
【図8】従来の超音波診断装置の全体構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 8 is a block diagram showing the overall configuration of a conventional ultrasonic diagnostic apparatus.
2 …周期求出部 9 …周期運動領域抽出部 10 …平均濃度値求出部 11 …変化周期求出部 P …超音波断層画像 PA,PB…周期運動領域 Ps …微小領域 2 ... period finding section 9 ... periodical movement area extracting section 10 ... average density value finding section 11 ... change period finding section P ... ultrasonic tomographic image PA, PB ... periodical movement area Ps ... minute area
Claims (3)
に存在する医用動画像の周期運動領域の運動周期を求出
する装置であって、医用動画像の画素の濃度値の時間的
変化に基づいて周期運動領域の運動周期を求出する手段
を備えている医用動画像の運動周期求出装置。An apparatus for calculating a motion cycle of a periodic motion region of a medical moving image in which a periodic motion region performing a periodic motion exists in an image, the temporal motion of a density value of a pixel of the medical moving image being obtained. An apparatus for calculating a motion cycle of a medical moving image, comprising: means for calculating a motion cycle of a periodic motion area based on a change.
出装置において、運動周期を求出する手段が、医用動画
像の各画素の濃度値の時間的変化に基づき周期運動領域
を抽出する周期運動領域抽出手段と、周期運動領域抽出
手段により抽出された周期運動領域の内に存在する画素
を少なくとも含む複数個の画素の平均濃度値を求出する
平均濃度値求出手段と、平均濃度値求出手段により求め
られる平均濃度値の変化周期を周期運動領域の運動周期
として求出する変化周期求出手段とから構成されている
医用動画像の運動周期求出装置。2. The medical motion image motion cycle calculating apparatus according to claim 1, wherein the means for calculating the motion cycle determines the periodic motion area based on a temporal change in the density value of each pixel of the medical moving image. A periodic motion region extracting means for extracting, and an average density value calculating means for calculating an average density value of a plurality of pixels including at least a pixel present in the periodic motion region extracted by the periodic motion region extracting means, A motion cycle calculating apparatus for medical moving images, comprising: a change cycle calculating means for calculating a change cycle of the average density value calculated by the average density value calculating means as a motion cycle of a periodic motion area.
出装置において、平均濃度値求出手段は、周期運動領域
内の微小領域に存在する複数個の画素の濃度値の平均値
を平均濃度値として求出するよう構成されている医用動
画像の運動周期求出装置。3. An apparatus according to claim 2, wherein said average density value calculating means is configured to calculate an average density value of a plurality of pixels present in a minute area within the periodic motion area. Is obtained as an average density value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11015622A JP2000210283A (en) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | Motion cycle calculation system for medical moving image |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11015622A JP2000210283A (en) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | Motion cycle calculation system for medical moving image |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=11893819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11015622A Pending JP2000210283A (en) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | Motion cycle calculation system for medical moving image |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2000210283A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016503707A (en) * | 2013-01-17 | 2016-02-08 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | How to reduce the effects of exercise |
-
1999
- 1999-01-25 JP JP11015622A patent/JP2000210283A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016503707A (en) * | 2013-01-17 | 2016-02-08 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | How to reduce the effects of exercise |
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