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JP2008073279A - Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic image display method - Google Patents

Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic image display method Download PDF

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JP2008073279A JP2006256743A JP2006256743A JP2008073279A JP 2008073279 A JP2008073279 A JP 2008073279A JP 2006256743 A JP2006256743 A JP 2006256743A JP 2006256743 A JP2006256743 A JP 2006256743A JP 2008073279 A JP2008073279 A JP 2008073279A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To display ultrasonic images of the condition of the blood in vivo flows in an easily understandable fashion. <P>SOLUTION: The flow of the blood is displayed in a particulate image as a dynamic image. The particulate image has a group of particles 61 and the group of particles 61 is composed of a plurality of particles 62. A plurality of novel particles are generated in a prescribed spawning line. The two-dimensional velocity vectors referred at the respective display positions determines the moving destinations of the individual particles. As prescribed finishing requirements are met, the display is finished for the particles involved. It is possible to vary the size, hue (brightness), shape and the like of the particles, for example, according to the magnitude, large or small, of the velocity. The adoption of the particles peripherally blurred is also possible. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は超音波診断装置及び超音波画像表示方法に関し、特に、時間的に変化する血流の表示に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic image display method, and more particularly to display of a blood flow changing with time.

超音波診断装置は、二次元断層面についての血流画像を表示する機能を有する。血流画像はカラー画像であり、それは白黒画像としての二次元組織画像(Bモード断層画像)上に合成表示される。血流画像は従来からカラードプラ画像あるいはカラーフロー画像と称されている。特許文献1に記載されているように、典型的な血流画像においては、例えば、超音波探触子に近付く方向に流れる血液が赤で表現され、超音波探触子から遠ざかる方向に流れる血液が青で表示される。そして、各方向における速度が輝度に対応付けられている。高速で運動する血流は高輝度で表現され、低速で運動する血流は低輝度で表現される。なお、速度情報と一緒に分散情報も表示される場合があり、その場合において、分散の大小は色相の変化によって表現されている。従来の血流画像は、走査面上における血流の速度分布を単にカラー表示した画像であり、しかもビーム方向の速度成分しか表していないものなので、その血流画像から実際の流れの様子を認識するのは非常に難しい。   The ultrasonic diagnostic apparatus has a function of displaying a blood flow image on a two-dimensional tomographic plane. The blood flow image is a color image, which is synthesized and displayed on a two-dimensional tissue image (B-mode tomographic image) as a black and white image. The blood flow image is conventionally called a color Doppler image or a color flow image. As described in Patent Document 1, in a typical blood flow image, for example, blood that flows in a direction approaching the ultrasound probe is expressed in red, and blood that flows in a direction away from the ultrasound probe. Is displayed in blue. The speed in each direction is associated with the luminance. Blood flow that moves at high speed is expressed with high brightness, and blood flow that moves at low speed is expressed with low brightness. Note that dispersion information may be displayed together with the speed information, and in this case, the magnitude of the dispersion is expressed by a change in hue. A conventional blood flow image is an image that simply displays the velocity distribution of the blood flow on the scanning plane in color, and represents only the velocity component in the beam direction, so it recognizes the actual flow from the blood flow image. It is very difficult to do.

血流に関して二次元速度ベクトルを演算する技術が既に幾つか提案されている(特許文献2−8)。特許文献2−4には、互いに偏向角度が異なる2つのビーム上で得られた2つの速度成分から二次元速度ベクトル(あるいはそれに相当する情報)を演算することが記載されている。特許文献5−6には、ターゲット上で交差する2つのビーム上で得られた2つの速度成分から二次元速度ベクトルを演算することが記載されている。特許文献7には、走査面上に分布するビーム方向速度成分から、流れについてのある仮定に基づいて、二次元速度ベクトルを演算することが記載されている。特許文献8には二次元ベクトル情報を色相の変化を利用して表示することが記載されている。   Several techniques for calculating a two-dimensional velocity vector for blood flow have already been proposed (Patent Documents 2-8). Patent Documents 2-4 describe calculating a two-dimensional velocity vector (or information corresponding thereto) from two velocity components obtained on two beams having different deflection angles. Patent Documents 5-6 describe that a two-dimensional velocity vector is calculated from two velocity components obtained on two beams that intersect on a target. Patent Document 7 describes that a two-dimensional velocity vector is calculated from a beam direction velocity component distributed on a scanning plane based on a certain assumption about the flow. Patent Document 8 describes that two-dimensional vector information is displayed using a change in hue.

特開昭59−20820号公報JP 59-20820 A 特開昭62−152436号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-152436 特開昭62−152437号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-152437 特開平3−4842号公報JP-A-3-4842 特開平3−47241号公報JP-A-3-47241 特開平7−204204号公報JP-A-7-204204 特開2005−110939号公報JP 2005-110939 A 特開昭62−152439号公報JP 62-152439 A

従来の血流画像から血流の流れの様子を直感的に理解することは困難であり、あるいは、そのために熟練を要する。また、従来の血流画像では血流の流れの詳細を必ずしも表示できていない。   It is difficult to intuitively understand the state of blood flow from a conventional blood flow image, or skill is required for this purpose. Further, details of blood flow cannot always be displayed in a conventional blood flow image.

本発明の目的は、従来の血流表示法に代わる新しい血流表示法を実現することにある。   An object of the present invention is to realize a new blood flow display method that replaces the conventional blood flow display method.

本発明の他の目的は、血流の流れの様子を直感的にかつ具体的に認識できる血流画像を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a blood flow image capable of intuitively and specifically recognizing the state of blood flow.

本発明に係る超音波診断装置は、生体に対して超音波を送受波することによって得られた受信信号に基づいて、生体内の複数の点について複数の運動情報を演算する演算部と、前記複数の運動情報に基づいて、前記生体内の血流を複数の表示要素の運動として表現した画像を形成する画像形成部と、を含む。   An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes a calculation unit that calculates a plurality of pieces of motion information for a plurality of points in a living body based on a reception signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a living body, And an image forming unit that forms an image expressing blood flow in the living body as motion of a plurality of display elements based on a plurality of motion information.

上記構成によれば、画面上で運動する複数の表示要素を観察することによって血流の具体的な流れの様子を観察することができる。例えば、渦流、乱流、停滞などを画面上で特定することも可能となる。これにより、例えば対象臓器が心臓であれば、心臓内で発生している異常な流れ(例えば、短絡流、逆流)を特定することも可能となる。なお、1つの表示要素だけを表示することも可能であるが、複数の表示要素を同時に表示するのが望ましく、これによれば空間的に広がる流れの様子をより理解し易い。表示要素の個数は観察目的や演算量を考慮して増減可能である。   According to the above configuration, a specific state of the blood flow can be observed by observing a plurality of display elements that move on the screen. For example, eddy currents, turbulent flows, stagnation, etc. can be specified on the screen. Thereby, for example, if the target organ is the heart, it is possible to identify an abnormal flow (for example, short-circuit flow, reverse flow) occurring in the heart. Although it is possible to display only one display element, it is desirable to display a plurality of display elements at the same time, which makes it easier to understand the state of the spatially expanding flow. The number of display elements can be increased or decreased in consideration of the purpose of observation and the amount of calculation.

望ましくは、前記各表示要素は粒子(particle)であり、前記画像形成部は前記画像としての粒子画像を形成する粒子画像形成部である。粒子画像は複数の血液要素(例えば赤血球)が心臓、血管などの組織内を移動している様子をそのまま表現したようなまったく新しい画像である。表示要素としての仮想的な粒子は望ましくは人工的に生成されるコンピュータグラフィック要素であり、各種の形態をもってそれを表示できる。その輪郭を明確に表示してもよいが、あえてぼかして表示するようにしてもよい。あるいは、流動体のように擬似的に不定形としてもよい。そのサイズや色も任意に定めることができる。粒子画像は通常、動画像として表示され、複数の粒子が流れの具体的な様子を模擬しつつ運動する。例えば対象臓器が心臓であれば弁の付近での流れの様子を詳細に観察可能である。対象臓器が頸動脈であれば血管内に存在しているプラークによる流れの乱れを粒子の運動として観察可能である。望ましくは、複数の粒子は画面上でそれぞれ互いに独立して運動するものである。ある粒子の表示位置を演算する場合に、当該粒子に対応する運動情報に加えて、他の粒子に対応する運動情報あるいは表示位置が考慮されてもよい。粒子群の分散状態あるいは流れの傾向を考慮して、各粒子の表示位置を演算するようにしてもよい。   Preferably, each display element is a particle, and the image forming unit is a particle image forming unit that forms a particle image as the image. The particle image is a completely new image that directly represents a state in which a plurality of blood elements (for example, red blood cells) are moving in a tissue such as a heart or a blood vessel. The virtual particles as display elements are preferably artificially generated computer graphic elements that can be displayed in various forms. The outline may be clearly displayed, but may be intentionally blurred. Or it is good also as a pseudo-indefinite shape like a fluid. The size and color can also be determined arbitrarily. The particle image is usually displayed as a moving image, and a plurality of particles move while simulating a specific state of flow. For example, if the target organ is the heart, it is possible to observe in detail the state of flow near the valve. If the target organ is the carotid artery, the flow disturbance due to the plaque present in the blood vessel can be observed as the movement of the particles. Desirably, the plurality of particles move independently of each other on the screen. When calculating the display position of a certain particle, in addition to the movement information corresponding to the particle, movement information or display position corresponding to another particle may be considered. The display position of each particle may be calculated in consideration of the dispersion state of the particle group or the flow tendency.

望ましくは、前記運動情報は二次元又は三次元の速度ベクトルである。速度ベクトルは、上記の特許文献1−7に記載された手法、フレーム間パターンマッチング法、運動情報の空間的勾配を利用する方法、等によって演算可能である。すなわち、直交する(あるいは交差する)2つの速度成分を実際に計測するようにしてもよいし、1方向の速度成分のみを計測して速度成分の空間分布等から速度ベクトル(あるいはそれに相当する情報)を演算するようにしてもよい。三次元速度ベクトルを演算して三次元の粒子画像を形成するようにしてもよいし、三次元速度ベクトルが反映された二次元粒子画像を形成するようにしてもよい。そのような画像によれば、例えば走査面と直交する流れを表現することも可能となる。運動情報は通常、ドプラ情報から演算されるが、血流部分の輝度情報から運動情報が演算されてもよい。   Preferably, the motion information is a two-dimensional or three-dimensional velocity vector. The velocity vector can be calculated by the method described in Patent Documents 1-7, the inter-frame pattern matching method, the method using the spatial gradient of motion information, and the like. That is, two velocity components that are orthogonal (or intersecting) may be actually measured, or only a velocity component in one direction is measured and a velocity vector (or information corresponding thereto) is obtained from a spatial distribution of the velocity components. ) May be calculated. A three-dimensional velocity vector may be calculated to form a three-dimensional particle image, or a two-dimensional particle image reflecting the three-dimensional velocity vector may be formed. According to such an image, for example, it is possible to represent a flow orthogonal to the scanning plane. The exercise information is usually calculated from the Doppler information, but the exercise information may be calculated from the luminance information of the blood flow portion.

望ましくは、前記演算部は、前記複数の運動情報として速度ベクトルマトリックスを生成し、前記粒子画像形成部は、前記各粒子ごとに、k(但し、kは整数)番目の速度ベクトルマトリックスに基づいてk番目の粒子位置に対応する速度ベクトルを特定し、前記特定された速度ベクトルに基づいてk+1番目の粒子位置を決定する。速度ベクトルマトリックスは、空間的に配列された複数の速度ベクトルで構成される。k番目の粒子位置に対応する速度ベクトルは、速度ベクトルマトリックスの中から選択され、あるいは、補間処理によって生成される。速度ベクトルマトリックスの作成段階で補間処理が適用されてもよい。速度ベクトルマトリックスは、送受波空間内の複数の位置(複数のサンプル点)で計測された複数の速度ベクトルで構成され、ここで、複数の位置の相互間隔は均等であってもよいし、非均等であってもよい。上記のkは個々の粒子についての表示回数あるいは表示位置シリアル番号に相当する。   Preferably, the calculation unit generates a velocity vector matrix as the plurality of motion information, and the particle image forming unit, for each particle, based on a kth (where k is an integer) velocity vector matrix. A velocity vector corresponding to the k-th particle position is specified, and the (k + 1) -th particle position is determined based on the specified velocity vector. The velocity vector matrix is composed of a plurality of velocity vectors arranged spatially. The velocity vector corresponding to the kth particle position is selected from the velocity vector matrix or is generated by interpolation processing. Interpolation processing may be applied at the generation stage of the velocity vector matrix. The velocity vector matrix is composed of a plurality of velocity vectors measured at a plurality of positions (a plurality of sample points) in the transmission / reception space. Here, the intervals between the plurality of positions may be equal or non- It may be even. The above k corresponds to the number of display times or the display position serial number for each particle.

望ましくは、前記演算部は、各フレームごとに、前記複数の運動情報として速度ベクトルマトリックスを生成し、前記粒子画像形成部は、前記各粒子ごとに、現在の速度ベクトルマトリックスに基づいて現在の粒子位置に対応する速度ベクトルを特定する特定部と、前記各粒子ごとに、前記特定された速度ベクトルに基づいて次の粒子位置を決定する決定部と、を含む。現在の粒子位置に対応した速度ベクトルの参照と、それに基づく移動先(次の表示位置)の決定と、を繰り返すことにより(表示位置のリレーあるいは更新により)、粒子を画面上で運動させることができる。ある粒子が速度ゼロの位置に到達した場合、当該粒子は画面上で停止することになる。その際、画面上から当該粒子をいったん消失させてもよいし、その表示を継続させてもよい。その後、当該位置に速度ベクトルが生じれば、それに従って粒子が再び動き出す。長時間にわたって停止し続ける粒子が生じる可能性があれば後述のように個別的な又は集団的な時間管理を適用すればよい。演算される表示位置が適正な範囲を超えているような場合にエラー処理を適用するようにしてもよい。上記のフレームは、送受波フレーム、表示フレーム、あるいは、演算単位を構成するデータ配列に相当する。   Preferably, the calculation unit generates a velocity vector matrix as the plurality of motion information for each frame, and the particle image forming unit generates a current particle based on a current velocity vector matrix for each of the particles. A specifying unit that specifies a velocity vector corresponding to the position; and a determining unit that determines a next particle position based on the specified velocity vector for each of the particles. By repeatedly referencing the velocity vector corresponding to the current particle position and determining the movement destination (next display position) based on it (by relaying or updating the display position), the particles can be moved on the screen. it can. When a particle reaches the position of zero velocity, the particle will stop on the screen. At that time, the particles may disappear once from the screen, or the display may be continued. After that, if a velocity vector occurs at that position, the particles will move again accordingly. If there is a possibility of generating particles that are stopped for a long time, individual or collective time management may be applied as described later. Error processing may be applied when the calculated display position exceeds an appropriate range. The above-described frame corresponds to a transmission / reception frame, a display frame, or a data array constituting an operation unit.

望ましくは、前記粒子画像形成部は所定の時間間隔で複数の新規粒子を画面上に登場させる生成部を含む。望ましくは、前記所定の時間間隔はm(但し、mは整数)個のフレームに相当する時間間隔である。1フレームごとに1又は複数の新規粒子が生成されてもよいし、複数フレームごとに1又は複数の新規粒子が生成されてもよい。望ましくは、前記所定の時間間隔はn(但し、nは整数)個の心拍に相当する時間間隔である。1心拍ごとに1又は複数の新規粒子が生成されてもよいし、複数心拍ごとに1又は複数の新規粒子が生成されてもよい。あるいは、所定条件が満たされた場合に1又は複数の新規粒子が生成されるようにしてもよい。望ましくは、前記生成部は画面内に定められた粒子生成ラインを基準として前記複数の新規粒子を登場させる。粒子生成ラインは血流における上流側に設定されるのが望ましいが、特に注目している部位があれば、その直前に粒子生成ラインを設定してもよい。複数の粒子生成ラインを同時に設定するようにしてもよい。望ましくは、前記生成部は画面内に定められた生成エリア内に前記複数の新規粒子を登場させる。生成エリアはユーザー指定された領域、弁別された心腔領域、等である。   Preferably, the particle image forming unit includes a generating unit that causes a plurality of new particles to appear on the screen at predetermined time intervals. Preferably, the predetermined time interval is a time interval corresponding to m (where m is an integer) frames. One or a plurality of new particles may be generated for each frame, or one or a plurality of new particles may be generated for each frame. Preferably, the predetermined time interval is a time interval corresponding to n (where n is an integer) heartbeats. One or a plurality of new particles may be generated for each heartbeat, or one or a plurality of new particles may be generated for a plurality of heartbeats. Alternatively, one or a plurality of new particles may be generated when a predetermined condition is satisfied. Preferably, the generation unit causes the plurality of new particles to appear on the basis of a particle generation line defined in the screen. The particle generation line is preferably set on the upstream side in the bloodstream, but if there is a particularly focused part, the particle generation line may be set immediately before that. A plurality of particle generation lines may be set simultaneously. Preferably, the generation unit causes the plurality of new particles to appear in a generation area defined in the screen. Generation areas are user-specified areas, discriminated heart chamber areas, and the like.

望ましくは、前記粒子画像形成部は、各フレームごとに、1つ前の粒子位置に表示されていた粒子を非表示とし、且つ、現在の粒子位置に粒子を表示する更新部を含む。望ましくは、前記粒子画像形成部は、各フレームごとに、過去の1又は複数の粒子位置に対して1又は複数の残像粒子を表示し、且つ、現在の粒子位置に粒子を表示する更新部を含む。1又は複数の残像粒子を表示すれば各粒子の移動経路を認識することが容易となる。   Preferably, the particle image forming unit includes an updating unit that hides the particle displayed at the previous particle position and displays the particle at the current particle position for each frame. Preferably, the particle image forming unit displays an update unit that displays one or more afterimage particles for one or more past particle positions and displays particles at the current particle position for each frame. Including. If one or a plurality of afterimage particles are displayed, it becomes easy to recognize the movement path of each particle.

望ましくは、前記粒子画像形成部は所定の消滅条件が満たされた特定粒子を画面上から消去する消去部を含む。望ましくは、前記消去部は生成時からの経過時間が終了時間に到達した特定粒子を画面上から個別的に消去する。この構成によれば演算上のエラーに対応できる。望ましくは、前記消去部は粒子消滅ラインに到達した特定粒子を画面上から個別的に消去する。望ましくは、前記消去部は粒子表示エリアから外れた特定粒子を画面上から個別的に消去する。望ましくは、前記消去部は画面上に今まで表示されていた全粒子を心拍に従って一斉に消去する。例えば、各心拍ごとに最初の時相で複数の粒子を登場させておいて、その後の所定の時相でそれらの粒子を消滅させるようにしてもよい。また、拡張期又は収縮期に限って粒子表示を間欠的に行うようにしてもよい。   Preferably, the particle image forming unit includes an erasing unit that erases specific particles satisfying a predetermined disappearance condition from the screen. Preferably, the erasing unit individually erases specific particles whose elapsed time from the generation time has reached the end time from the screen. According to this configuration, it is possible to cope with a calculation error. Preferably, the erasing unit individually erases specific particles that have reached the particle extinction line from the screen. Preferably, the erasing unit individually erases specific particles out of the particle display area from the screen. Preferably, the eraser erases all particles that have been displayed on the screen at the same time according to the heartbeat. For example, a plurality of particles may appear at the first time phase for each heartbeat, and the particles may disappear at a predetermined time phase thereafter. Further, the particle display may be intermittently performed only in the diastole or systole.

望ましくは、前記粒子画像形成部は前記各粒子の輝度及び色相の少なくとも一方を連続的に又は段階的に可変する表示処理部を含む。望ましくは、前記粒子画像形成部は前記各粒子に対応する運動情報に基づいて前記各粒子の形態を連続的に又は段階的に可変する表示処理部を含む。   Preferably, the particle image forming unit includes a display processing unit that changes at least one of luminance and hue of each particle continuously or stepwise. Preferably, the particle image forming unit includes a display processing unit that changes the form of each particle continuously or stepwise based on motion information corresponding to each particle.

望ましくは、前記各粒子は明瞭な外形を有する又はぼやけた形態を有するコンピュータグラフィック要素である。望ましくは、リアルタイム表示モードでは前記各粒子が血流と同じ速度で運動し、再生モードでは前記各粒子が再生速度に従った速度で運動する。フロー再生の場合には見かけ上血流の速度も遅くなり、各粒子の運動もゆっくりとなるので、流れの様子をより明確に認識することができる。望ましくは、前記各粒子と共に前記各粒子の軌跡が表示される。軌跡表示に当たっては補間処理を適用して、軌跡が滑らかな曲線となるようにしてもよい。静止画表示の場合に軌跡表示を採用すれば静止画上でも粒子の動きを認識できる。望ましくは、前記粒子画像はカラー画像であり、前記粒子画像は白黒断層画像上に重ねて表示される。白黒断層画像はモノトーン背景画像であり、そこにカラー表現された粒子画像を表示すれば血流を浮かび上がらせて明瞭に明示できる。   Preferably, each particle is a computer graphic element having a clear outline or a blurred shape. Preferably, in the real-time display mode, the particles move at the same speed as the blood flow, and in the regeneration mode, the particles move at a speed according to the regeneration speed. In the case of flow regeneration, the speed of blood flow is apparently slow and the movement of each particle is slow, so that the state of the flow can be recognized more clearly. Preferably, the locus of each particle is displayed together with each particle. When displaying the locus, interpolation processing may be applied so that the locus becomes a smooth curve. If the trajectory display is adopted in the case of still image display, the movement of particles can be recognized even on the still image. Preferably, the particle image is a color image, and the particle image is displayed so as to be superimposed on a black and white tomographic image. A black and white tomographic image is a monotone background image, and if a particle image expressed in color is displayed there, the blood flow can be raised and clearly shown.

本発明に係る方法は、生体に対して超音波を送受波することによって得られたドプラ情報に基づいて、二次元又は三次元の生体空間内の複数の点について複数の速度ベクトルを演算する工程と、前記複数の速度ベクトルに基づいて、前記生体内の流体の運動を複数の仮想的な粒子の二次元運動又は三次元運動として表現した粒子画像を形成する工程と、前記粒子画像を動画像として表示する工程と、を含む。本発明に係る方法は、超音波の送受波機能及び画像処理機能を具備する超音波診断装置上において実現される他、超音波診断から出力されたデータを処理する情報処理装置上においても実現可能である。   The method according to the present invention includes a step of calculating a plurality of velocity vectors for a plurality of points in a two-dimensional or three-dimensional living space based on Doppler information obtained by transmitting / receiving ultrasonic waves to / from a living body. Forming a particle image representing the motion of the fluid in the living body as a two-dimensional motion or a three-dimensional motion of a plurality of virtual particles based on the plurality of velocity vectors; and moving the particle image into a moving image And a step of displaying as The method according to the present invention can be realized not only on an ultrasonic diagnostic apparatus having an ultrasonic transmission / reception function and an image processing function, but also on an information processing apparatus that processes data output from the ultrasonic diagnosis. It is.

望ましくは、前記粒子画像を形成する工程は、現在の粒子位置に対応する速度ベクトルを特定する工程と、前記求められた速度ベクトルから次の粒子位置を決定する工程と、前記次の粒子位置に粒子を表示する工程と、を含む。これによれば、個々の粒子に着目してその表示位置が逐次的に更新される。例えば心腔内において粒子密度が非均等になり得るが、そのような空間的な密度変化も診断情報として参酌できる有用な情報である。   Preferably, the step of forming the particle image includes a step of identifying a velocity vector corresponding to a current particle position, a step of determining a next particle position from the obtained velocity vector, and a step of determining the next particle position. Displaying the particles. According to this, paying attention to each particle, the display position is sequentially updated. For example, the particle density can be non-uniform in the heart chamber, but such spatial density change is also useful information that can be considered as diagnostic information.

以上説明したように、本発明によれば、血流の流れの様子を直感的にかつ具体的に認識することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to recognize the state of the blood flow intuitively and specifically.

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

図1には、本実施形態に係る超音波診断装置の全体構成がブロック図として示されている。この超音波診断装置は以下に詳述するように生体内の血流を表現する粒子画像を形成する機能を具備する。   FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment. As will be described in detail below, this ultrasonic diagnostic apparatus has a function of forming a particle image representing blood flow in a living body.

プローブ10はアレイ振動子を有している。アレイ振動子は複数の振動素子により構成され、アレイ振動子によって超音波ビームが形成される。超音波ビームは電子的に走査されるものである。電子走査方式としては、電子リニア走査、電子セクタ走査などが知られている。プローブ10に対して2Dアレイ振動子を設け、その2Dアレイ振動子によって三次元エコーデータ取込空間を形成するようにしてもよい。プローブ10は、本実施形態において生体の表面に当接して用いられるものであるが、体腔内に挿入して用いられるものであってもよい。後述するように、運動情報として速度ベクトルを計測するために、必要に応じて複数のプローブあるいは複数のアレイ振動子を同時に用いることも可能である。   The probe 10 has an array transducer. The array transducer is composed of a plurality of transducer elements, and an ultrasonic beam is formed by the array transducer. The ultrasonic beam is scanned electronically. As an electronic scanning method, electronic linear scanning, electronic sector scanning, and the like are known. A 2D array transducer may be provided for the probe 10, and a 3D echo data capturing space may be formed by the 2D array transducer. The probe 10 is used in contact with the surface of a living body in the present embodiment, but may be used by being inserted into a body cavity. As will be described later, in order to measure a velocity vector as motion information, a plurality of probes or a plurality of array transducers can be used simultaneously as necessary.

送信部12は送信ビームフォーマーとして機能する。送信部12は複数の振動素子に対して複数の送信信号を供給する。これによりアレイ振動子によって送信ビームが形成される。生体内からの反射波は複数の振動素子にて受波され、これにより複数の受信信号がプローブ10から受信部14へ出力される。本実施形態においては、超音波診断の対象となる臓器は心臓である。生体内からの反射波には血流の速度に応じたドプラシフト周波数成分が含まれる。   The transmission unit 12 functions as a transmission beam former. The transmission unit 12 supplies a plurality of transmission signals to the plurality of vibration elements. As a result, a transmission beam is formed by the array transducer. Reflected waves from the living body are received by a plurality of vibration elements, whereby a plurality of received signals are output from the probe 10 to the receiving unit 14. In the present embodiment, the organ to be subjected to ultrasonic diagnosis is the heart. The reflected wave from the living body includes a Doppler shift frequency component corresponding to the blood flow velocity.

受信部14は受信ビームフォーマーとして機能する。受信部14に入力された複数の受信信号に対して整相加算処理が実行され、これによって電子的に受信ビームが形成される。各受信ビームに対応する受信信号は、本実施形態において断層画像形成部16及びベクトル演算部18に出力される。なお、1つの送信ビームに対して複数の受信ビームが同時形成されてもよい。通常、ドプラ情報の測定精度を高めるため、1つのビームアドレスに対して複数回の送受信が実行される。   The reception unit 14 functions as a reception beam former. A phasing addition process is performed on a plurality of reception signals input to the reception unit 14, thereby forming a reception beam electronically. The reception signals corresponding to the respective reception beams are output to the tomographic image forming unit 16 and the vector calculation unit 18 in the present embodiment. A plurality of reception beams may be simultaneously formed for one transmission beam. Usually, in order to improve the measurement accuracy of Doppler information, transmission / reception is performed a plurality of times for one beam address.

断層画像形成部16は、超音波ビームの電子走査によって形成される走査面上のエコーデータ群(すなわち複数の超音波ビームに対応する複数の受信信号)に基づいてBモード画像としての断層画像を形成する。その画像データは表示処理部22へ送られる。断層画像形成部16はデジタルスキャンコンバータ(DSC)等のモジュールを具備している。   The tomographic image forming unit 16 generates a tomographic image as a B-mode image based on echo data groups (that is, a plurality of received signals corresponding to a plurality of ultrasonic beams) on the scanning surface formed by electronic scanning of the ultrasonic beam. Form. The image data is sent to the display processing unit 22. The tomographic image forming unit 16 includes a module such as a digital scan converter (DSC).

一方、ベクトル演算部18は受信部14から出力される受信信号に基づいて、走査面上における各点(各座標)毎に二次元速度ベクトルを演算するものである。ベクトル演算部18は、本実施形態において、受信信号を直交検波処理によって複素信号に変換する複素信号変換器、複素信号に対する自己相関演算を実行する自己相関器、自己相関結果からビーム方向速度成分を演算する速度演算器、等を具備している。さらに、走査面上における各位置(サンプル点としての座標)毎に、直交する2つの速度成分を二次元速度ベクトルとして演算するベクトル演算器を具備している。走査面上における複数の位置について演算された複数の二次元速度ベクトルはベクトルマトリックス(ベクトル集合あるいはベクトルアレイ)を構成する。このベクトルマトリックスは各フレーム毎に生成される。ベクトル演算部18は、DSCその他のモジュールも具備している。速度成分を演算するためにFFT演算器、その他の演算器を利用することも可能である。ベクトル演算部18の全部又は一部の機能がソフトウエアの機能として実現されてもよい。   On the other hand, the vector calculation unit 18 calculates a two-dimensional velocity vector for each point (each coordinate) on the scanning plane based on the reception signal output from the reception unit 14. In this embodiment, the vector calculation unit 18 converts a received signal into a complex signal by quadrature detection processing, an autocorrelator that performs an autocorrelation operation on the complex signal, and a beam direction velocity component from the autocorrelation result. It includes a speed calculator for calculating. Further, for each position (coordinates as sample points) on the scanning plane, a vector calculator that calculates two orthogonal velocity components as a two-dimensional velocity vector is provided. A plurality of two-dimensional velocity vectors calculated for a plurality of positions on the scanning plane constitute a vector matrix (vector set or vector array). This vector matrix is generated for each frame. The vector calculation unit 18 also includes a DSC and other modules. In order to calculate the velocity component, it is also possible to use an FFT calculator and other calculators. All or some of the functions of the vector calculation unit 18 may be realized as software functions.

二次元速度ベクトルは、上述した特許文献1−7に記載された方法、フレーム間パターンマッチング法、空間的な速度勾配を利用する方法、などの各種の方法を利用して演算することが可能である。ベクトル演算部18から出力されるベクトルマトリックスの情報は後述するベクトル画像形成部26、軌跡画像形成部28及び粒子画像形成部30に出力される。ここで、ベクトル画像は後に図14を用いて説明するように複数の矢印によって血液の流れを表した画像である。軌跡画像は後に図13を用いて説明するように複数のラインによって血液の流れを表した画像である。二次元速度ベクトルに代えて三次元速度ベクトルが演算されてもよい。また、速度ベクトルに代えて、流れの向き及び大きさを表す他の運動情報が演算されてもよい。更に、ドプラ情報を利用することなく、血液部分のエコー情報(輝度情報)から運動情報を求めてもよい。例えば、2つの断層画像フレーム間において、血流部分における複数のサンプル点に対してパターンマッチング処理を適用し、各フレームごとに個々のサンプル点の時間変化を観測するようにしてもよい。粒子画像の形成に当たって、分散情報、パワー情報、加速度情報、その他の情報を利用することも考えられる。   The two-dimensional velocity vector can be calculated using various methods such as the method described in Patent Documents 1-7, the inter-frame pattern matching method, and the method using a spatial velocity gradient. is there. The vector matrix information output from the vector calculation unit 18 is output to a vector image forming unit 26, a locus image forming unit 28, and a particle image forming unit 30 described later. Here, the vector image is an image representing a blood flow by a plurality of arrows as will be described later with reference to FIG. The trajectory image is an image representing the blood flow by a plurality of lines as will be described later with reference to FIG. Instead of the two-dimensional velocity vector, a three-dimensional velocity vector may be calculated. Further, instead of the velocity vector, other motion information indicating the direction and magnitude of the flow may be calculated. Furthermore, exercise information may be obtained from echo information (luminance information) of the blood portion without using Doppler information. For example, between two tomographic image frames, pattern matching processing may be applied to a plurality of sample points in the blood flow portion, and temporal changes of individual sample points may be observed for each frame. In forming a particle image, it may be considered to use dispersion information, power information, acceleration information, and other information.

粒子画像形成部30は、生体内の血流を複数の表示要素の運動として表現した血流画像を形成するモジュールであり、本実施形態において複数の表示要素として複数の仮想的な粒子が利用されている。粒子画像については後に図2等を用いて詳述するが、複数の粒子はそれぞれコンピュータグラフィック要素であり、画面上で互いに独立して運動するものである。粒子画像は心臓内を複数の血液要素(例えば赤血球)が流れていく様子を表したような画像に相当するものである。それぞれの粒子の運動方向及び運動速度は上述したベクトルマトリックスに基づいて決定される。粒子画像形成部30によって形成された粒子画像の画像データは表示処理部22へ出力される。   The particle image forming unit 30 is a module that forms a blood flow image in which blood flow in a living body is expressed as movement of a plurality of display elements. In the present embodiment, a plurality of virtual particles are used as a plurality of display elements. ing. The particle image will be described in detail later with reference to FIG. 2 and the like. Each of the plurality of particles is a computer graphic element and moves independently of each other on the screen. The particle image corresponds to an image representing a state in which a plurality of blood elements (for example, red blood cells) flow in the heart. The direction and speed of movement of each particle are determined based on the vector matrix described above. The image data of the particle image formed by the particle image forming unit 30 is output to the display processing unit 22.

表示処理部22はカラー演算機能、画像合成機能、等を具備している。本実施形態においては、血流画像として、ベクトル画像、軌跡画像及び粒子画像を選択的に表示することが可能である。その場合、それらの背景となる画像として断層画像が表示される。特に本実施形態においては白黒断層画像(輝度画像、モノトーン画像)上にカラー処理された粒子画像が合成され、そのような合成画像が表示器32に表示される。断層画像及び粒子画像のいずれも動画像であり、心臓の構造の時間的変化及び血流の運動の時間的変化がそのような合成画像を介して観察できる。なお、本実施形態においては、リアルタイムで上記合成画像を表示器32に表示させることができるが、記憶部20に格納されたデータに基づいて再生画像を表示器32に表示させることも可能である。この場合において、上記合成画像の再生スピードを任意に設定できる。粒子画像、ベクトル画像及び軌跡画像をそれぞれ静止画像として表示してもよいし、あるいは、それらを複合した画像を表示してもよい。   The display processing unit 22 has a color calculation function, an image composition function, and the like. In the present embodiment, a vector image, a trajectory image, and a particle image can be selectively displayed as a blood flow image. In that case, a tomographic image is displayed as the background image. In particular, in the present embodiment, a color-processed particle image is synthesized on a black and white tomographic image (luminance image, monotone image), and such a synthesized image is displayed on the display 32. Both tomographic images and particle images are moving images, and temporal changes in the structure of the heart and temporal changes in blood flow motion can be observed through such synthesized images. In the present embodiment, the composite image can be displayed on the display device 32 in real time, but a reproduced image can be displayed on the display device 32 based on the data stored in the storage unit 20. . In this case, the playback speed of the composite image can be arbitrarily set. The particle image, the vector image, and the trajectory image may be displayed as still images, or an image obtained by combining them may be displayed.

制御部34は図1に示される各構成の動作制御を行う。制御部34はCPU及び動作プログラムによって構成されるものである。ちなみに、粒子画像形成部30は専用ハードウエア又はソフトウェアの機能によって実現される。制御部34が粒子画像の形成機能を具備してもよい。制御部34にはキーボードやトラックボールなどを有する操作パネル36が接続されている。心電計38は超音波診断の対象である被検体から心電信号を計測するユニットである。心電信号あるいはそれに相当する情報が粒子画像形成部30及び表示処理部22に送られている。必要に応じて、そのような情報を制御部34に出力するようにしてもよい。   The controller 34 controls the operation of each component shown in FIG. The control unit 34 includes a CPU and an operation program. Incidentally, the particle image forming unit 30 is realized by a function of dedicated hardware or software. The control unit 34 may have a particle image forming function. An operation panel 36 having a keyboard and a trackball is connected to the control unit 34. The electrocardiograph 38 is a unit that measures an electrocardiogram signal from a subject that is an object of ultrasonic diagnosis. An electrocardiogram signal or information corresponding thereto is sent to the particle image forming unit 30 and the display processing unit 22. Such information may be output to the control unit 34 as necessary.

図2には表示例が示されている。符号40は表示画面を表している。表示画面40上には超音波画像としての合成画像42が表示され、また心電波形44が表示されている。合成画像42は断層画像と粒子画像とによって構成されるものである。望ましくは、前者は白黒画像としての背景画像であり、後者はカラー画像としてのオーバーレイ画像である。但し、粒子画像を背景画像とし、断層画像をオーバーレイ画像としてもよい。いずれかの画像データを画素単位で選択することによって合成画像を形成することも可能である。なお、図2において、r方向は超音波ビーム方向すなわち深さ方向を示している。θ方向は超音波ビームの電子走査方向を示している。本実施形態においては電子セクタ方式が採用されている。   A display example is shown in FIG. Reference numeral 40 represents a display screen. On the display screen 40, a composite image 42 as an ultrasonic image is displayed, and an electrocardiogram waveform 44 is displayed. The composite image 42 is composed of a tomographic image and a particle image. Preferably, the former is a background image as a black and white image, and the latter is an overlay image as a color image. However, the particle image may be a background image and the tomographic image may be an overlay image. It is also possible to form a composite image by selecting any image data in units of pixels. In FIG. 2, the r direction indicates the ultrasonic beam direction, that is, the depth direction. The θ direction indicates the electronic scanning direction of the ultrasonic beam. In this embodiment, the electronic sector method is adopted.

この例では、走査面の全体の中で一部の領域56に対してドプラ情報の計測が行われており、すなわち当該領域56は血流の観測を行う関心領域に相当する。もちろん、Bモード断層画像を形成する領域の全体に渡ってドプラ情報の観測を行うようにしてもよい。あるいは深さ方向において血流の観測を行う領域の大きさを制限してもよい。本実施形態においては、領域56は、ライン58,60によって囲まれる領域として定義されている。ライン58,60の位置はユーザーによって任意に設定することが可能である。   In this example, Doppler information is measured for a part of the region 56 in the entire scanning plane, that is, the region 56 corresponds to a region of interest where blood flow is observed. Of course, you may make it observe Doppler information over the whole area | region which forms a B-mode tomographic image. Or you may restrict | limit the magnitude | size of the area | region which observes a blood flow in the depth direction. In the present embodiment, the region 56 is defined as a region surrounded by the lines 58 and 60. The positions of the lines 58 and 60 can be arbitrarily set by the user.

図2に示される断層画像は本実施形態において生体(人体)の左室を中心とした断層画像である。符号46は左室を示しており、符号48は左房を表しており、符号50は僧帽弁を表しており、符号52は大動脈弁を表している。また、符号54は大動脈の一部を表している。符号202は心筋(心壁)を表しており、符号200は血液が満たされる心腔を表している。本実施形態に係る粒子画像は動画像として表示されるものであり、各フレーム上に粒子群61が表される。粒子群61は時間的に表示位置が変化する複数の粒子62によって構成される。つまり、各フレームにおいて、表示される個々の粒子の表示位置を順次更新することによって、あたかも粒子が実際に移動したような視覚的表現を実現することが可能となる。もちろん、実質的に血流が動いていない部位に入り込んだ粒子は画面上で止まったように表現され、その後、当該部位に流れが生じると、それに従って粒子が動き出す。健常者の場合には、心拍に従って、左房48から僧帽弁50を介して複数の粒子が左室46内に入り込み、そして、左室46から大動脈弁52を介して複数の粒子が大動脈54へ流れ出す。その場合において、一部の粒子は左室46内に一旦蓄えられ、次の心拍において、後から左室46内に入り込む粒子群と混ざり合う。各心拍ごとに、このような過程が繰り返されると、心臓のポンプ作用を動画像として観察することが可能となる。   The tomographic image shown in FIG. 2 is a tomographic image centered on the left ventricle of the living body (human body) in the present embodiment. Reference numeral 46 indicates the left ventricle, reference numeral 48 indicates the left atrium, reference numeral 50 indicates the mitral valve, and reference numeral 52 indicates the aortic valve. Reference numeral 54 represents a part of the aorta. Reference numeral 202 represents a myocardium (heart wall), and reference numeral 200 represents a heart chamber filled with blood. The particle image according to the present embodiment is displayed as a moving image, and a particle group 61 is represented on each frame. The particle group 61 includes a plurality of particles 62 whose display positions change with time. That is, by sequentially updating the display position of each displayed particle in each frame, it is possible to realize a visual expression as if the particle actually moved. Of course, the particles that have entered the region where the blood flow does not substantially move are expressed as if they stopped on the screen, and thereafter, when a flow occurs in the region, the particles start to move accordingly. In the case of a healthy person, a plurality of particles enter the left ventricle 46 from the left atrium 48 via the mitral valve 50 according to the heartbeat, and a plurality of particles pass from the left ventricle 46 via the aortic valve 52 to the aorta 54. To flow. In that case, some of the particles are temporarily stored in the left ventricle 46 and are mixed with a particle group that later enters the left ventricle 46 in the next heartbeat. If such a process is repeated for each heartbeat, the pumping action of the heart can be observed as a moving image.

このように、動画像として粒子画像を表示すれば、血液の流れを粒子群の運動して視覚的に容易に把握することが可能となる。個々の粒子は例えば赤色に表現されたコンピュータグラフィック要素として発生させることができるので、個々の粒子の表示は鮮明となる。従来、受信信号のレベルが低い場合あるいは血流速度が低い場合には、それらに起因して血流情報の表示が不鮮明となる問題があったが、粒子画像の表示によれば、そのような問題を解消又は軽減できる。また、例えば左室46内において渦流が生じている場合、それを反映して粒子が渦巻き運動を行うことになる。従来のようなカラードプラ画像では表現困難な流れの具体的態様を視覚的に明瞭に表現できるという利点がある。後に説明するように、粒子の個数、密度、大きさ、色相、等の様々なパラメータについてはユーザーにより任意に設定することが可能である。例えば、数個の粒子だけを表示して演算量を低減するようにしてもよいし、数十個あるいは数百個の粒子を表示して各地点における流れの様子を詳細に表現してもよい。   Thus, if a particle image is displayed as a moving image, it becomes possible to easily grasp the blood flow visually by moving the particle group. The individual particles can be generated, for example, as computer graphic elements expressed in red, so that the display of the individual particles is clear. Conventionally, when the level of the received signal is low or when the blood flow velocity is low, there has been a problem that the display of blood flow information is unclear due to them, but according to the display of the particle image, The problem can be solved or reduced. In addition, for example, when a vortex is generated in the left chamber 46, the particles reflect the vortex motion. There is an advantage that a specific aspect of a flow that is difficult to express in a conventional color Doppler image can be expressed visually and clearly. As will be described later, various parameters such as the number, density, size, and hue of the particles can be arbitrarily set by the user. For example, only a few particles may be displayed to reduce the amount of computation, or tens or hundreds of particles may be displayed to express the flow state at each point in detail. .

図2において、符号204は左房を横切る辺縁としてのラインを表しており、同様に符号206は大動脈を横切る辺縁としてのラインを表している。但し、図示の例では、当該ライン206は大動脈の全体を横切ってはおらず、領域56の端部に相当するライン60まで伸びている。後に説明するように、例えば、ライン204を粒子沸き出しライン(粒子生成ライン)として定義し、ライン206を粒子吸い込みライン(粒子消滅ライン)として定義するようにしてもよい。なお、ライン58及びライン60を越える粒子については表示エリアの逸脱が判定されて非表示となる。よって、本実施形態ではそれらのライン58,60も事実上、粒子消滅ラインとして機能する。   In FIG. 2, reference numeral 204 represents a line as a margin crossing the left atrium, and similarly, reference numeral 206 represents a line as a margin crossing the aorta. However, in the illustrated example, the line 206 does not cross the entire aorta and extends to the line 60 corresponding to the end of the region 56. As will be described later, for example, the line 204 may be defined as a particle boiling line (particle generation line), and the line 206 may be defined as a particle suction line (particle disappearance line). In addition, about the particle | grains exceeding the line 58 and the line 60, the deviation of a display area is determined and it does not display. Therefore, in the present embodiment, these lines 58 and 60 also function as particle extinction lines.

粒子画像の形成にあたって、各粒子が誤って心筋内に進入してしまわないように粒子の運動領域を制限するのが望ましい。そこで、心筋202と心腔200との間の境界200Aを検出し、その内側(つまり心腔200)が粒子表示エリアつまり粒子運動領域として定義するようにしてもよい。また、上記の領域56とは別に、円形あるいは楕円形などの所定形状をもった関心領域を設定し、その関心領域内において各粒子の表示を許容するようにしてもよい。つまり、当該関心領域を逸脱する粒子については、それを画面上から消去するようにしてもよい。粒子の発生条件、消滅条件及び位置更新条件については様々な条件を定めることが可能であり、それについては後に詳述する。   In forming a particle image, it is desirable to limit the particle movement region so that each particle does not enter the myocardium by mistake. Therefore, the boundary 200A between the myocardium 202 and the heart chamber 200 may be detected, and the inside (that is, the heart chamber 200) may be defined as a particle display area, that is, a particle motion region. In addition to the region 56, a region of interest having a predetermined shape such as a circle or an ellipse may be set, and display of each particle may be allowed in the region of interest. That is, particles that deviate from the region of interest may be deleted from the screen. Various conditions can be defined for the particle generation condition, the extinction condition, and the position update condition, which will be described in detail later.

粒子画像は動画像として構成され、各フレームごとに粒子群61が新しく表示される。つまり、1つ前のフレーム上で表示されていた粒子群の全部が現在のフレームで消去され、現在のフレームにおいては新しく粒子群が表示される。その一方、過去の1又は複数の粒子位置に粒子の残像を表示するようにしてもよい。例えば、符号63−1から符号63−4で示されるように、ある粒子の過去の移動軌跡上に残像粒子を表示させるようにしてもよい。その場合においては、より時間軸の逆方向に行くに従って粒子輝度を低減する処理、等を適用するのが望ましい。また、粒子の移動軌跡に沿って、符号64で示されるようなラインを合わせて表示するようにしてもよい。このようなライン表示によれば移動軌跡をより直感的に理解できるという利点がある。   The particle image is configured as a moving image, and a particle group 61 is newly displayed for each frame. That is, all of the particle groups displayed on the previous frame are erased in the current frame, and a new particle group is displayed in the current frame. On the other hand, an afterimage of particles may be displayed at one or more past particle positions. For example, as indicated by reference numerals 63-1 to 63-4, afterimage particles may be displayed on the past movement trajectory of a certain particle. In that case, it is desirable to apply a process for reducing the particle luminance as it goes in the opposite direction of the time axis. Further, a line as indicated by reference numeral 64 may be displayed along the particle movement trajectory. Such a line display has an advantage that the movement locus can be understood more intuitively.

図3には粒子表示の更新方法が示されている。本実施形態においては、画面上に登場した各粒子ごとに、各フレーム上において表示位置が逐次演算される。これによって動画像として粒子画像を観察した場合において、粒子があたかも実際に運動しているかのような画像を構成できる。図3において(A)には表示座標系が示されており、(B)には各フレームごとに演算されたベクトルマトリックス72が示されている。例えば、現在の表示位置がP0であり、そこに対応づけられた二次元速度ベクトルがv0である場合、当該二次元速度ベクトルv0のx方向の成分及びy方向の成分が特定され、それぞれの成分に対してフレーム間時間であるΔtを乗算すれば、次の表示位置p1を特定できる。つまり、次の表示位置におけるx方向の座標x1は(x0+vx0×Δt)よって求められ、y1は(y0+vy0×Δt)によって求められる。続いて、表示位置P1を基準として次の表示位置P2を演算する場合でも、同様の演算が実行される。すなわち、各フレームごとに、ベクトルマトリックス72上で各粒子に対応する二次元速度ベクトルが参照され、その参照結果に基づいて、次のフレーム上の粒子表示位置が計算される。それが各フレームごとに繰り返されて、粒子の表示位置が順次更新される。 FIG. 3 shows a method for updating the particle display. In the present embodiment, the display position is sequentially calculated on each frame for each particle that appears on the screen. Thus, when a particle image is observed as a moving image, an image as if the particles are actually moving can be constructed. In FIG. 3, (A) shows a display coordinate system, and (B) shows a vector matrix 72 calculated for each frame. For example, when the current display position is P 0 and the two-dimensional velocity vector associated therewith is v 0 , the x-direction component and the y-direction component of the two-dimensional velocity vector v 0 are specified, By multiplying each component by Δt, which is the time between frames, the next display position p 1 can be specified. That is, the coordinate x 1 in the x direction at the next display position is obtained by (x 0 + v x0 × Δt), and y 1 is obtained by (y 0 + v y0 × Δt). Subsequently, even when the next display position P 2 is calculated based on the display position P 1 , the same calculation is executed. That is, for each frame, the two-dimensional velocity vector corresponding to each particle is referenced on the vector matrix 72, and the particle display position on the next frame is calculated based on the reference result. This is repeated for each frame, and the display position of the particles is sequentially updated.

ちなみに、現在の表示位置に対応する二次元速度ベクトルがベクトルマトリックス72上に存在しない場合には、当該表示位置の近傍に存在する複数の二次元速度ベクトルを参照し、それらに基づくベクトル補間処理によって、二次元速度ベクトルを求めることが可能である。あるいは、複数のサンプル点について複数の二次元速度ベクトルを求めた上で補間処理を適用して高密度の二次元速度ベクトルマトリックスを構成しておくようにしてもよい。この方法によれば、各フレームごとに高密度の二次元速度ベクトルマトリックスの中から、表示位置に対応する二次元速度ベクトルを直ちに選択することができる。本実施形態においては、上記の表示位置更新処理が各粒子ごとに実行される。この場合において、複数の粒子について計算された表示位置が同一となる場合には、それらの粒子をそのまま同じ表示位置に表示するようにしてもよいし、いずれかの粒子を代表させて表示させてもよい。あるいは、複数の粒子を1つの粒子とみなすマージ処理を適用するようにしてもよい。それとは逆に、分散が大きいような場合、1つの粒子をその運動の途中で複数の粒子に分割するようにしてもよい。各地点における流れの状態に応じて多様な表示形態を選択的に採用することができる。   Incidentally, when the two-dimensional velocity vector corresponding to the current display position does not exist on the vector matrix 72, a plurality of two-dimensional velocity vectors existing in the vicinity of the display position are referred to, and vector interpolation processing based on them is performed. A two-dimensional velocity vector can be obtained. Alternatively, a high-density two-dimensional velocity vector matrix may be configured by obtaining a plurality of two-dimensional velocity vectors for a plurality of sample points and then applying an interpolation process. According to this method, a two-dimensional velocity vector corresponding to a display position can be immediately selected from a high-density two-dimensional velocity vector matrix for each frame. In the present embodiment, the above display position update process is executed for each particle. In this case, when the display positions calculated for a plurality of particles are the same, these particles may be displayed as they are at the same display position, or any one of the particles may be displayed as a representative. Also good. Alternatively, a merge process in which a plurality of particles are regarded as one particle may be applied. On the other hand, when the dispersion is large, one particle may be divided into a plurality of particles during the movement. Various display forms can be selectively employed according to the flow state at each point.

次に、図4及び図5を用いて粒子の発生について説明する。図4には粒子生成ライン74が示されている。この発生ライン74上において、所定のタイミングで複数の粒子(新規粒子列76)が生成される。その際、各粒子位置に対応する二次元速度ベクトルが参照され、上述したプロセスに従って、それぞれの粒子が運動を開始する。多くの場合に、各粒子は左房から僧帽弁を介して左室内に流入していくことになる。図4に示されるように、粒子生成ライン74は図示の例では血流の上流部位に設定されており、具体的には左房内に設定されている。特に、最上流であるライン204の近傍に設定されている。各フレームごとに新しい新規粒子列を発生させるようにしてもよいし、複数フレームごとに新規粒子列を発生させるようにしてもよい。フレームを単位とした発生周期を定めるm(但し、mは整数)をユーザーにより可変設定させてもよい。あるいは、一心拍内における代表フレームにおいてのみ新規粒子列を生成するようにしてもよいし、複数心拍内における代表フレームにおいて新規粒子列を生成するようにしてもよい。心拍を単位とした発生周期を定めるn(但し、nは整数)をユーザーにより可変設定させてもよい。粒子生成ライン74の位置、長さ、形状はユーザーによって任意に定めることができる。一次元の粒子生成ラインに代えて二次元の粒子発生領域を設定するようにしてもよい。また、走査面の辺縁を構成するライン204を粒子生成ラインとして定義するようにしてもよい。この場合において、ユーザーによって当該ライン204の両端80A,80Bを入力させ、それらの間の区間80において新規粒子列を逐次的に発生させるようにしてもよい。僧帽弁の働きや逆流の観測を行う場合には、図4に示されるように上流側である左房の内部で粒子を発生させるのが望ましい。   Next, generation | occurrence | production of particle | grains is demonstrated using FIG.4 and FIG.5. FIG. 4 shows a particle generation line 74. On this generation line 74, a plurality of particles (new particle row 76) are generated at a predetermined timing. At that time, the two-dimensional velocity vector corresponding to each particle position is referred to, and each particle starts to move according to the above-described process. In many cases, each particle will flow from the left atrium through the mitral valve into the left ventricle. As shown in FIG. 4, the particle generation line 74 is set in the upstream portion of the blood flow in the illustrated example, and specifically, is set in the left atrium. In particular, it is set near the most upstream line 204. A new new particle array may be generated for each frame, or a new particle array may be generated for each of a plurality of frames. The user may variably set m (where m is an integer) that defines the generation cycle in units of frames. Alternatively, a new particle train may be generated only in a representative frame within one heartbeat, or a new particle train may be generated in a representative frame within a plurality of heartbeats. The user may variably set n (where n is an integer) that defines the generation cycle in units of heartbeats. The position, length, and shape of the particle generation line 74 can be arbitrarily determined by the user. Instead of the one-dimensional particle generation line, a two-dimensional particle generation region may be set. Further, the line 204 constituting the edge of the scanning surface may be defined as a particle generation line. In this case, both ends 80A and 80B of the line 204 may be input by the user, and new particle arrays may be sequentially generated in the section 80 between them. In the case of observing the function of the mitral valve and the backflow, it is desirable to generate particles inside the left atrium which is upstream as shown in FIG.

また、図4には粒子消滅ライン78が示されている。各粒子は粒子消滅ライン78に到達した時点で画面上から消去される。従って、粒子消滅ライン78は望ましくは粒子が通過する経路の全部を横切るように設定されるのが望ましく、本実施形態においては、大動脈の両側の心壁の内部に両端が含まれるように、粒子消滅ライン78が設定されている。この粒子消滅ライン78に代えて、ライン206を粒子消滅ラインとして定義することも可能である。この場合において、例えば大動脈の両端である地点82A,82Bをユーザーにより指定させて、大動脈を横切る区間82を定義した上で、その中で実質的に粒子流入可能である範囲として区間84が自動的に定義されるようにしてもよい。あるいは、粒子表示エリアからの逸脱という条件を用いて、粒子の画像表示を停止させるようにしても良い。   Also shown in FIG. 4 is a particle extinction line 78. Each particle is erased from the screen when it reaches the particle extinction line 78. Accordingly, the particle annihilation line 78 is desirably set so as to traverse the entire path through which the particle passes. In this embodiment, the particle annihilation line 78 includes both ends inside the heart wall on both sides of the aorta. An extinction line 78 is set. Instead of the particle annihilation line 78, the line 206 may be defined as a particle annihilation line. In this case, for example, the points 82A and 82B which are both ends of the aorta are designated by the user, the section 82 crossing the aorta is defined, and the section 84 is automatically set as a range in which particles can substantially flow. It may be defined as follows. Alternatively, the image display of particles may be stopped using a condition of deviation from the particle display area.

なお、上述したように心壁202と心腔200との境界を検出し、あるいは、心腔202の外縁全体を抽出して、心腔内においてだけ粒子の運動を許容するようにしてもよい。あるいは、心壁それ自体が低速運動体であることから、心壁領域を自動認識し、当該領域に入り込んだ粒子の表示を停止させるようにしてもよい。ただし、中隔欠損孔などを通過する粒子を確実に表示するためには、心壁を通過する異常流を表す粒子の表示が途絶えないようにするのが望ましい。同様に、僧帽弁等で生じる逆流を表す粒子については他の正常流を表す粒子とは異なる表示態様をもって表現されるのが望ましい。   Note that, as described above, the boundary between the heart wall 202 and the heart chamber 200 may be detected, or the entire outer edge of the heart chamber 202 may be extracted to allow movement of particles only within the heart chamber. Alternatively, since the heart wall itself is a low-speed moving body, the heart wall region may be automatically recognized and the display of particles entering the region may be stopped. However, in order to reliably display the particles passing through the septal defect hole or the like, it is desirable that the display of particles representing an abnormal flow passing through the heart wall is not interrupted. Similarly, it is desirable that the particles representing the reverse flow generated by the mitral valve or the like be expressed with a display mode different from the particles representing the other normal flows.

図5に示す発生方法においては、心腔200内に複数の格子86が定められ、一心拍における所定時相のフレームにおいて、複数の格子点上に粒子群が生成される。もちろん各フレームごとに粒子群を生成させるようにしてもよい。図5に示す例では、縦方向及び横方向に規則的に並んだ粒子群が生成されていたが、ランダムに粒子群を生成させる事も可能である。   In the generation method shown in FIG. 5, a plurality of lattices 86 are defined in the heart chamber 200, and particle groups are generated on the plurality of lattice points in a frame of a predetermined time phase in one heartbeat. Of course, a particle group may be generated for each frame. In the example shown in FIG. 5, the particle groups regularly arranged in the vertical direction and the horizontal direction are generated, but it is also possible to generate the particle groups at random.

また、図4及び図5に示した発生方法において、新規粒子列が同じ位置で繰り返し登場することから、画像観察上、違和感が生じる場合には、フェードイン方式で、ばらばらになった状態が形成されてから複数の新規粒子を登場させるのが望ましい。このような構成によれば、画面上に各粒子を徐々に浮かび上がらせることができるので、不自然な態様での粒子の沸き出しという問題を解消できる。ただし、各粒子の表示位置を的確に順次指定する為には、最初のフレームから粒子移動先の演算を途切れることなく継続的に行う必要がある。   In addition, in the generation method shown in FIGS. 4 and 5, since new particle arrays repeatedly appear at the same position, when a sense of incongruity occurs in image observation, a state of dissociation is formed by a fade-in method. It is desirable to make a plurality of new particles appear after being made. According to such a configuration, each particle can be gradually lifted on the screen, so that the problem of unnatural particle boiling can be solved. However, in order to accurately specify the display position of each particle sequentially, it is necessary to continuously perform the calculation of the particle movement destination from the first frame without interruption.

上記の説明においては、ある部位に到達する条件をもって粒子を非表示とするあるいは表示位置の更新処理を停止させるようにしたが、個々の粒子についてその生成からの経過時間を参照し、個々の粒子について強制的な消滅のタイミングを決定するようにしてもよい。例えば何らかの演算上の不具合から心腔内に特定の粒子が留まってしまうような場合でも、タイムアウト方式を利用すれば、そのような粒子を自然消滅させることが可能となる。あるいは、上記は逆に、例えば心臓内に滞留している粒子を強調表示して疾病診断に役立てることも可能である。   In the above description, the particles are not displayed or the display position update process is stopped with the condition to reach a certain part, but the individual particles are referred to by the elapsed time from the generation for each particle. Forcibly extinguishing timing may be determined. For example, even when a specific particle stays in the heart chamber due to some problem in computation, such a particle can be naturally extinguished by using the timeout method. Alternatively, conversely, for example, particles staying in the heart can be highlighted and used for disease diagnosis.

粒子の発生部位によっては、心臓の一部分にほとんどの粒子が流れ込んで、それ以外の部位にあまり粒子が入り込まない事態が生じ得る。そのような場合には、発生部位や新規粒子密度などを適宜調整すればよい。あるいは、粒子の欠乏が定常的に生じる部位については、その近傍に粒子沸き出し場所を設定するようにしてもよい。   Depending on where the particles are generated, most of the particles may flow into a part of the heart and not so much into other parts. In such a case, the generation site and the new particle density may be adjusted as appropriate. Or you may make it set a particle | grain boiling place in the vicinity about the site | part where particle | grain deficiency produces regularly.

本実施形態においては心電信号が取得されており、例えば心電信号に同期して粒子を発生させ、また心電信号に同期して粒子を消滅させることができる。また各心拍ごとに異なる色相を粒子に与えて、心拍間での血流の置換状態を明瞭に観察できるように構成してもよい。   In the present embodiment, an electrocardiogram signal is acquired. For example, particles can be generated in synchronization with the electrocardiogram signal, and particles can be extinguished in synchronization with the electrocardiogram signal. Further, a different hue for each heartbeat may be given to the particles so that the replacement state of blood flow between heartbeats can be clearly observed.

図6には、表示動作がタイミングチャートとして示されている。(A)は心電信号を表しており、この心電信号によって各心拍及び時相を特定できる。(B)はフレーム同期信号を示しており、それによって各フレームのタイミングが規定される。(C)で示すように、各フレームごとに新規粒子群を繰り返し生成するようにしてもよい。ここで、符号210,212,214はそれぞれのフレームで生成される新規粒子群を表している。それらの粒子群はそれぞれ複数の新規粒子によって構成され、各粒子はいずれかの消滅条件に該当した場合に画面上から消去される。すなわち、個々のライン210aは個々の粒子について発生から消滅までの一生を示している。また、(D)には別の発生方法が示されており、この例では、心電信号に同期して各心拍ごとに新規粒子群が生成される。それが符号216,218で示されている。それらの新規粒子群には互いに異なる色相を付与するのが望ましい。ちなみに、(C)に示した動作において、各フレームごとに発生させる新規粒子の個数を自動的に可変するのが望ましい。例えば、粒子生成ライン上における平均速度の大きさに基づいて、新規粒子の発生個数を可変してもよい。例えば、僧帽弁が開いている時には、瞬時流量が増大するので、新規粒子の生成数を増大させ、僧帽弁が閉じている時には、瞬時流量が減少するので、新規粒子の発生個数を減少させるようにしてもよい。いずれにしても、可能な限り実際の血液の流れを忠実に模擬した粒子画像を形成するのが望ましい。   FIG. 6 shows a display operation as a timing chart. (A) represents an electrocardiogram signal, and each heartbeat and time phase can be specified by this electrocardiogram signal. (B) shows a frame synchronization signal, which defines the timing of each frame. As shown in (C), a new particle group may be repeatedly generated for each frame. Here, reference numerals 210, 212, and 214 represent new particle groups generated in the respective frames. Each of these particle groups is composed of a plurality of new particles, and each particle is erased from the screen when one of the extinction conditions is met. That is, each individual line 210a represents the lifetime of each particle from generation to disappearance. Further, (D) shows another generation method. In this example, a new particle group is generated for each heartbeat in synchronization with an electrocardiogram signal. This is indicated by reference numerals 216 and 218. It is desirable to give different hues to these new particle groups. Incidentally, in the operation shown in (C), it is desirable to automatically change the number of new particles generated for each frame. For example, the number of new particles generated may be varied based on the average velocity on the particle generation line. For example, since the instantaneous flow rate increases when the mitral valve is open, the number of new particles generated is increased, and when the mitral valve is closed, the instantaneous flow rate decreases, so the number of new particles generated is reduced. You may make it make it. In any case, it is desirable to form a particle image that faithfully simulates the actual blood flow as much as possible.

図7には、粒子表示方法がフローチャートとして示されている。図7に示す動作は各粒子ごとに実行されるものである。以下、説明対象となる1つの粒子を注目粒子と称することにする。S101では初期フレームに相当する現在のフレーム番号iが認識される。S102では、当該i番目のフレームにおいて、粒子生成ライン上における注目粒子の初期座標が特定され、それに対応する二次元速度ベクトルが参照される。このS102において注目粒子が初期座標に表示される。ただし、上述したフェードイン方式を適用して注目粒子が徐々に画面上に浮かび上がるように登場させてもよい。また、S102では、注目粒子についてタイムアウトを管理するためのタイマが計時動作を開始する。   FIG. 7 shows a particle display method as a flowchart. The operation shown in FIG. 7 is executed for each particle. Hereinafter, one particle to be described is referred to as a target particle. In S101, the current frame number i corresponding to the initial frame is recognized. In S102, the initial coordinates of the target particle on the particle generation line are specified in the i-th frame, and the corresponding two-dimensional velocity vector is referred to. In S102, the target particle is displayed at the initial coordinates. However, the above-described fade-in method may be applied so that the target particle gradually appears on the screen. In S102, a timer for managing a timeout for the target particle starts a timing operation.

S103では、k(=i+1)番目のフレームにおける注目粒子の移動先(次の表示位置)が決定される。すなわち、血流中のある微小部分が1フレーム後にどの位置に移動するのかが推定される。この推定は二次元速度ベクトル及びフレーム間の時間に基づいて実行される。   In S103, the movement destination (next display position) of the target particle in the k (= i + 1) th frame is determined. That is, it is estimated to which position a certain minute part in the bloodstream moves after one frame. This estimation is performed based on the two-dimensional velocity vector and the time between frames.

S104では、タイマによる経過時間が所定時間(消滅時間)に到達したか否かが判断され、S105では、注目粒子の移動先が粒子表示エリア(粒子運動エリア)を逸脱したか否かが判断され、S106では他の終了条件に該当したか否かが判断される。いずれかの終了条件が満たされた場合、S107において注目粒子についての表示が終了する。この場合において、フェードアウト方式を適用し、画面上から徐々に注目粒子が消えるようにしてもよい。   In S104, it is determined whether or not the elapsed time by the timer has reached a predetermined time (disappearance time). In S105, it is determined whether or not the target particle has moved out of the particle display area (particle motion area). In S106, it is determined whether or not other termination conditions are met. If any termination condition is satisfied, the display of the target particle is terminated in S107. In this case, the target particle may gradually disappear from the screen by applying a fade-out method.

一方、いずれの終了条件も満たされない場合、S108において、上記のS103で決定された移動先に注目粒子が表示される。すなわち、注目粒子の表示位置が更新される。そして、S109において、k番目のフレームに対応するベクトルマトリックスに基づいて、現在の表示位置に対応する二次元速度ベクトルが特定され、S110においてk+1番目のフレーム上における注目粒子の移動先が決定される。そして、S111においてk+1で表される数値が新しくkに代入される。このような処理が繰り返し実行される。ちなみに、k番目のフレームは現在のフレームを意味し、k+1番目のフレームは次のフレームを意味する。   On the other hand, when none of the end conditions is satisfied, the target particle is displayed at the destination determined in S103 above in S108. That is, the display position of the target particle is updated. In S109, the two-dimensional velocity vector corresponding to the current display position is specified based on the vector matrix corresponding to the kth frame, and in S110, the movement destination of the target particle on the (k + 1) th frame is determined. . In S111, a numerical value represented by k + 1 is newly substituted for k. Such processing is repeatedly executed. Incidentally, the kth frame means the current frame, and the (k + 1) th frame means the next frame.

この図7に示される動作によれば、現在の粒子位置から次の表示位置が特定され、それが繰り返される。これにより、画面上で注目粒子が運動する。その過程において、いずれかの終了条件が満たされると、注目粒子の表示が終了する。以上の処理が画面上に登場しているすべての粒子に対して適用され、すなわち、図7に示された動作が粒子数分だけ実行される。それ故、演算量及び装置の演算能力を考慮して、画面上に表示する粒子の個数を定めるようにすればよい。例えば2、3個の粒子の表示であっても、それらの粒子を繰り返し画面上に表示させれば、血液の流れの全体を頭の中でイメージすることが容易となる。あるいは、数百個あるいは数千個の粒子を同時表示すれば、実際の血流にかなり近い表現形態を得られる。但し、表示する粒子数が過度に多いと、特に、粒子間の隙間がほとんど存在しないような状態になると、個々の粒子の位置やその動きを認識するのが困難となる。そこで、診断目的、演算能力、ユーザーの好み、等を総合考慮して、表示する粒子数を適宜定めるのが望ましい。あるいは、高密度で多数の粒子を表示する場合、個々の粒子を明確に視認できるような表示形態を採用するのが望ましい。   According to the operation shown in FIG. 7, the next display position is specified from the current particle position, and this is repeated. As a result, the target particle moves on the screen. In the process, when any termination condition is satisfied, the display of the target particle is terminated. The above processing is applied to all the particles appearing on the screen, that is, the operation shown in FIG. 7 is executed by the number of particles. Therefore, the number of particles to be displayed on the screen may be determined in consideration of the calculation amount and the calculation capability of the apparatus. For example, even if two or three particles are displayed, if the particles are repeatedly displayed on the screen, the whole blood flow can be easily imaged in the head. Alternatively, if hundreds or thousands of particles are displayed at the same time, an expression that is very close to the actual blood flow can be obtained. However, when the number of particles to be displayed is excessively large, it becomes difficult to recognize the position and movement of each particle, particularly when there is almost no gap between the particles. Therefore, it is desirable to appropriately determine the number of particles to be displayed in consideration of the overall purpose of diagnosis, computing ability, user preference, and the like. Alternatively, when a large number of particles are displayed at a high density, it is desirable to adopt a display form in which individual particles can be clearly recognized.

図8の(A)−(C)に示すように、粒子のサイズ、色相(輝度)、形状を自在に可変できるように構成するのが望ましい。この場合において、ユーザーにより所望のパラメーターを選択させてもよいし、速度その他の情報に基づいてパラメータを自動的に可変するようにしてもよい。(A)には90a−90eによって互いにサイズの異なる複数の粒子が示されており、(B)には92a−92eによって色相の異なる粒子が示されており、(C)には94a−94cによって形状の異なる粒子が示されている。例えば、速度が高くなった場合には粒子のサイズを増大させ、それと共に粒子の輝度を増加させるようにしてもよい。また、視認性を高めるために、粒子の速度に応じて赤色からオレンジ色までの色相変化をもたらすようにしてもよい。また、粒子の速度が上がった場合には円形から楕円形、更には涙滴(ティアドロップ)形といったように段階的に形状を変化させるようにしてもよい。   As shown in FIGS. 8A to 8C, it is desirable that the size, hue (luminance), and shape of the particles can be freely changed. In this case, the user may select a desired parameter, or the parameter may be automatically varied based on speed or other information. (A) shows a plurality of particles having different sizes by 90a-90e, (B) shows particles having different hues by 92a-92e, and (C) shows 94a-94c. Particles with different shapes are shown. For example, when the speed increases, the particle size may be increased, and the luminance of the particle may be increased at the same time. Moreover, in order to improve visibility, you may make it bring about the hue change from red to orange according to the speed of particle | grains. Further, when the speed of the particles is increased, the shape may be changed stepwise such as a circle, an ellipse, or a tear drop shape.

図9には、速度等に応じて粒子の輝度を可変するための各種の関数が示されている。まずDは速度等に応じて輝度を変えない関数を示しており、A及びBは輝度を速度等に応じて線形に可変する関数を示している。Cは速度等に応じて輝度を非線形に可変させる関数を示している。ユーザーの希望あるいは計測条件に応じて適切な関数を選択して利用することが可能である。例えば、流速が大きい部位ほど画面上で高輝度で表現されるようにしてもよい。また、低速の領域あるいは速度成分がほとんどない領域については粒子をいったん非表示とすることもできるが、実際にそこには血流が存在しているのであるから、そこについても粒子に一定の輝度を割り当てるのが望ましい。そのような観点から、図9に示される関数Bあるいは関数Cを選択するのが望ましい。図9には輝度関数が示されていたが、色相関数あるいは彩度関数を利用するようにしてもよい。なお、速度の大小によって粒子の属性を可変するのではなく、他の運動情報、例えば分散やパワーに応じて粒子の属性を連続的に又は段階的に変更してもよい。   FIG. 9 shows various functions for varying the luminance of the particles according to the speed or the like. First, D indicates a function that does not change the luminance according to the speed or the like, and A and B indicate functions that linearly change the luminance according to the speed or the like. C represents a function for changing the luminance in a non-linear manner according to the speed or the like. It is possible to select and use an appropriate function according to the user's desire or measurement conditions. For example, a portion with a higher flow velocity may be expressed with higher luminance on the screen. In the low-speed region or the region where there is almost no velocity component, the particles can be hidden once, but since there is actually blood flow there, the particles also have a certain brightness. It is desirable to assign From such a viewpoint, it is desirable to select the function B or the function C shown in FIG. Although the luminance function is shown in FIG. 9, the number of color correlations or the saturation function may be used. In addition, the attribute of the particle may be changed continuously or stepwise according to other motion information, for example, dispersion or power, instead of changing the attribute of the particle depending on the speed.

図10には粒子消滅条件の1つが示されている。この例では、心腔と心壁との間の境界100Aに沿ってその心腔側に判定ライン96が定められている。粒子98の中心座標100がその判定ライン96を超えて心壁側に至った場合には当該粒子が非表示となる。すなわち、図10に示す例では、前方へ進行した粒子98Aの中心100Aは判定エリア96よりも心腔側に位置しているため、粒子98Aはそのまま表示され、その粒子が更に前方へ進行し、粒子98Bのようにその中心100Bが判定ライン96よりも心壁側へ達すると、その粒子98Bが非表示とされる。これによって心壁内に粒子が進入してしまう問題あるいは心壁表面に粒子が張り付いてしまう問題を防止することが可能となる。ただし、中隔欠損孔などを通過する血流についての表示が行われるように消滅条件を定めるのが望ましい。具体的にはある程度の速度を持った粒子については積極的に表示するように表示条件を定めるのが望ましい。   FIG. 10 shows one of the particle extinction conditions. In this example, a determination line 96 is defined on the heart chamber side along the boundary 100A between the heart chamber and the heart wall. When the center coordinate 100 of the particle 98 exceeds the determination line 96 and reaches the heart wall side, the particle is not displayed. That is, in the example shown in FIG. 10, since the center 100A of the particle 98A that has advanced forward is located on the heart cavity side of the determination area 96, the particle 98A is displayed as it is, and the particle further advances forward, When the center 100B of the particle 98B reaches the heart wall side with respect to the determination line 96, the particle 98B is not displayed. This makes it possible to prevent the problem that particles enter the heart wall or the problem that particles stick to the surface of the heart wall. However, it is desirable to determine the extinction conditions so that the blood flow passing through the septal defect hole is displayed. Specifically, it is desirable to set display conditions so that particles having a certain speed are positively displayed.

図11には渦流の例が示されている。すなわち粒子102a−102jは複数のフレームにわたる粒子の表示位置を表しており、この例では渦巻きのように粒子が運動した上で最終的にタイムアウトによって粒子の表示が終了している。それが符号102jで表されている。例えば走査面と直交する奥行き方向に血流が生じた場合、二次元速度ベクトルの観測では正確な速度を観測できなくなるが、そのような場合、そのまま画面上に粒子を滞留させておくと、実際の流れとは異なる表示態様となってしまう。そこで、本実施形態では、タイムアウト処理が利用されており、心腔内に不自然に滞留する粒子が画面上からできるだけ消去されるようにしている。但し、当該部位において流れが復活すれば粒子が再び運動し始めることになるため、それを考慮して、一定時間以上、動きが途絶えた場合に滞留粒子を判定し、それを消滅させるのが望ましい。   FIG. 11 shows an example of vortex flow. That is, the particles 102a to 102j represent the display positions of the particles over a plurality of frames. In this example, the particles are moved like a spiral, and finally the display of the particles is terminated by a timeout. This is represented by reference numeral 102j. For example, when blood flow occurs in the depth direction perpendicular to the scanning plane, it is impossible to observe the accurate speed by observing the two-dimensional velocity vector. In such a case, if particles are kept on the screen as they are, It becomes a display mode different from the flow of. Therefore, in this embodiment, time-out processing is used, and particles that unnaturally stay in the heart chamber are erased as much as possible from the screen. However, if the flow is restored at the site, the particles will start to move again. Therefore, it is desirable to determine the staying particles when the movement has stopped for a certain period of time and eliminate them. .

図1に示した超音波診断装置は、図12に示すように、動作状態に応じて各種の表示方法を選択的に採用することができる。動作状態としては、リアルタイム計測104、フリーズ/静止画表示106、通常再生108、スロー再生(あるいは逆スロー再生)110、等をあげることができる。リアルタイム計測104は通常の計測状態を示しており、フリーズ操作によってフリーズまたは静止画表示状態106となり、その後、シネメモリからのデータの読み出しにより通常再生108あるいはスロー再生110となる。一方、表示方法としては、従来同様のカラードプラ表示112とは別に、ベクトル表示114、粒子表示116、軌跡表示118、複合表示120を選択することが可能である。複合表示120は上述した複数の表示を同時に適用するものである。   As shown in FIG. 12, the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 1 can selectively adopt various display methods according to the operation state. Examples of the operating state include real-time measurement 104, freeze / still image display 106, normal playback 108, slow playback (or reverse slow playback) 110, and the like. The real-time measurement 104 indicates a normal measurement state, and a freeze or still image display state 106 is obtained by a freeze operation, and then normal reproduction 108 or slow reproduction 110 is performed by reading data from the cine memory. On the other hand, as a display method, a vector display 114, a particle display 116, a trajectory display 118, and a composite display 120 can be selected in addition to the conventional color Doppler display 112. The composite display 120 applies the plurality of displays described above simultaneously.

図13には、軌跡画像の例が示されている。表示画面122上には断層画像と共に軌跡画像124が示されており、その軌跡画像124は流れの様子を表す複数のライン126によって構成される。この例では湧き出しライン128上の複数の位置から複数のライン126が伸びており、その場合において各ラインの先端が向かう方向は上述した粒子移動先の演算法によって決定できる。軌跡画像によれば、血流における各微少部分がどのように流れていくかの様子を複数のラインによって表現することができる。その場合において符号127で示されるように各ライン上に複数の粒子を併せて表示するようにしてもよい。   FIG. 13 shows an example of a trajectory image. A trajectory image 124 is shown together with the tomographic image on the display screen 122, and the trajectory image 124 is composed of a plurality of lines 126 representing the flow state. In this example, a plurality of lines 126 extend from a plurality of positions on the spring line 128, and in this case, the direction in which the front ends of the respective lines can be determined by the above-described calculation method of the particle movement destination. According to the trajectory image, how each minute part in the bloodstream flows can be expressed by a plurality of lines. In that case, a plurality of particles may be displayed together on each line as indicated by reference numeral 127.

図14にはベクトル画像の例が示されている。表示画面124上にはベクトル画像126が表示されており、その背景画像は白黒の断層画像である。ベクトル画像126は複数の粒子128と各粒子毎に設定された複数の矢印(記号)130とによって構成されるものである。それぞれの矢印は当該地点における2次元速度ベクトルを表している。リアルタイム動画像にそのままベクトル画像を合成すると、激しく流れが変わる部位においては矢印130が激しく運動して、それを観察できなくなる。このため、ベクトル画像126は静止画像として表示するのが望ましい。あるいはスロー再生モードにおいてこのようなベクトル画像を表示するのが望ましい。   FIG. 14 shows an example of a vector image. A vector image 126 is displayed on the display screen 124, and its background image is a black and white tomographic image. The vector image 126 includes a plurality of particles 128 and a plurality of arrows (symbols) 130 set for each particle. Each arrow represents a two-dimensional velocity vector at the point. If a vector image is directly combined with a real-time moving image, the arrow 130 moves violently at a site where the flow changes drastically, and it cannot be observed. For this reason, it is desirable to display the vector image 126 as a still image. Alternatively, it is desirable to display such a vector image in the slow playback mode.

本実施形態においては、各粒子ごとに複数の属性情報が管理されている。その具体例が図14に示されている。ちなみに、図14には、ベクトル画像における特定の粒子がポインティングデバイスによって指定され、属性情報が表示された状態が示されている。勿論、図2に示した粒子画像においても同様の手法により各粒子毎に属性情報を表示できることができる。この例では、属性情報132には、粒子識別子(ID)、粒子座標(表示座標)、ベクトル情報(向き、大きさ)、発生からの経過時間、グラフィック情報(サイズ、形態、カラー)、分散値、パワー値、等が含まれる。必要に応じて更に他の情報を属性情報に加えるようにしてもよい。   In the present embodiment, a plurality of attribute information is managed for each particle. A specific example is shown in FIG. Incidentally, FIG. 14 shows a state in which specific particles in a vector image are designated by a pointing device and attribute information is displayed. Of course, also in the particle image shown in FIG. 2, attribute information can be displayed for each particle by the same method. In this example, the attribute information 132 includes particle identifier (ID), particle coordinates (display coordinates), vector information (direction, size), elapsed time since generation, graphic information (size, form, color), variance value. , Power values, etc. If necessary, other information may be added to the attribute information.

上述した実施形態においては、2次元速度ベクトルが取得されていたが、それに代えて3次元速度ベクトルを観測するようにしてもよい。3次元画像としての粒子画像を構成することも可能である。例えば、図15に示すように、血管134を立体的に表現しつつ、その内部の血流を複数の粒子からなる粒子画像136として表示することも可能である。このような表現によれば、血管内面上にプラークが存在し、それによって局所的な乱流が生じているような場合に、その乱流を粒子の動きから捉えることが可能となる。ちなみに、ある平面上における複数のサンプル点ついてそれぞれ3次元速度ベクトルを観測した上で、それらの3次元速度ベクトルを利用して2次元の粒子画像を構成することも可能である。その場合には奥行き方向の速度成分を考慮して粒子画像を形成できるという利点がある。   In the above-described embodiment, the two-dimensional velocity vector is acquired, but a three-dimensional velocity vector may be observed instead. It is also possible to construct a particle image as a three-dimensional image. For example, as shown in FIG. 15, the blood flow inside the blood vessel 134 can be displayed three-dimensionally and the blood flow inside the blood vessel 134 can be displayed as a particle image 136 composed of a plurality of particles. According to such an expression, when there is a plaque on the inner surface of the blood vessel and local turbulence is generated thereby, the turbulence can be captured from the movement of the particles. Incidentally, it is also possible to construct a two-dimensional particle image by observing a three-dimensional velocity vector for each of a plurality of sample points on a certain plane and using those three-dimensional velocity vectors. In that case, there is an advantage that the particle image can be formed in consideration of the velocity component in the depth direction.

図16には、粒子画像の他の表示例が示されている。なお、図2に示した構成と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図16に示される粒子画像においては、粒子群140が複数の粒子142によって構成され、各粒子142はその外縁があいまいでぼけたものとして構成されている。ちなみに、粒子の中心座標が符号143で示されている。すなわち、粒子画像を構成する各粒子の外縁は明確である必要はなく、その位置(つまり運動)が視覚的に特定できれば足りる。例えば、図17の符号142Aで示されるように、粒子の基本形態として、中央部から周辺部に掛けて序々に濃度が低減された態様を採用し、そして符号142C及び142Dで示されるように、速度ベクトルの方向に応じて粒子の形態を可変させてもよい。あるいは、速度の大きさに応じて符号142Bで示されるように、粒子のサイズを可変することも可能である。ちなみに、符号143は中心座標を示している。なお、粒子の形態として不定形の液状形態を採用するようにしてもよい。   FIG. 16 shows another display example of the particle image. The same components as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the particle image shown in FIG. 16, the particle group 140 is composed of a plurality of particles 142, and each particle 142 is configured such that its outer edge is vague and blurred. Incidentally, the center coordinate of the particle is indicated by reference numeral 143. That is, the outer edge of each particle constituting the particle image does not need to be clear, and it is sufficient if the position (that is, movement) can be visually identified. For example, as shown by reference numeral 142A in FIG. 17, a mode in which the concentration is gradually reduced from the central part to the peripheral part is adopted as the basic form of the particles, and as shown by reference numerals 142C and 142D, The particle morphology may be varied according to the direction of the velocity vector. Alternatively, the particle size can be varied as indicated by reference numeral 142B in accordance with the magnitude of the velocity. Incidentally, reference numeral 143 indicates the center coordinates. In addition, you may make it employ | adopt an amorphous liquid form as a form of particle | grains.

粒子画像を形成するにあたり、超音波ビームの密度は、粒子画像を的確に構成できる限りにおいて、従来方法よりも削減することが可能である。また、従来方法においては1ビーム方向あたり例えば10回程度の送受信が必要であったが、本実施形態によれば送受信回数を削減してもそれが直ちに粒子を不鮮明とすることにはならない。心臓の計測にあたって、心臓自体の並進運動やプローブの手振れによる影響が生じる場合には、フレーム間においてそのような全体的運動を検出し、そのような運動成分をキャンセルして個々の2次元速度ベクトルを求めるようにしてもよい。また上記実施形態においては主に心臓についての表示を説明したが、頸動脈その他の血管の表示にあたって上記の粒子画像を採用するようにしてもよい。上記実施形態においては生体の血液についての表示について説明したが、もちろん人間以外の動物の血液の流れを表示する場合にも同様の手法を適用することが可能である。   In forming the particle image, the density of the ultrasonic beam can be reduced as compared with the conventional method as long as the particle image can be accurately configured. In the conventional method, for example, about 10 transmissions / receptions per beam direction are necessary. However, according to the present embodiment, even if the number of transmissions / receptions is reduced, it does not immediately blur the particles. When the heart is affected by the translational motion of the heart itself or the hand shaking of the probe, such an overall motion is detected between frames, and such motion components are canceled and individual two-dimensional velocity vectors are detected. May be requested. In the above-described embodiment, the display on the heart is mainly described. However, the above-described particle image may be used for displaying the carotid artery and other blood vessels. In the above embodiment, the display of the blood of the living body has been described. Of course, the same technique can be applied to the case of displaying the blood flow of an animal other than a human.

上記実施形態によれば、従来方法よりも流れの詳細を認識可能であるという利点が得られる。つまり、従来方法では、各時相において速度分布が単にカラー表示されていたが、本実施形態においてはそれぞれ独立して運動する複数の粒子によって実際の流れの様子を視覚的に表現可能であるので、乱流あるいは渦流といった各種の流れを詳細に表示できるという利点がある。また、本実施形態によれば、2次元速度情報が画像上に反映されるため、従来方法よりも正確に疾病診断を行うことが可能である。従来方法においては、血流の速度が小さくなると血流表示が途絶えるが、本実施形態によれば低速部位においても粒子を継続的に表示することも可能である。血流が一旦停止してから再び動き出すような場合においても、それを粒子の動きとして克明に表現することが可能である。   According to the above-mentioned embodiment, the advantage that the details of a flow can be recognized rather than the conventional method is acquired. That is, in the conventional method, the velocity distribution is simply displayed in color in each time phase, but in this embodiment, the actual flow state can be visually represented by a plurality of particles that move independently. There is an advantage that various flows such as turbulent flow or vortex flow can be displayed in detail. Further, according to the present embodiment, since the two-dimensional velocity information is reflected on the image, it is possible to perform disease diagnosis more accurately than the conventional method. In the conventional method, the blood flow display is interrupted when the blood flow velocity decreases, but according to the present embodiment, it is also possible to continuously display particles even at a low speed region. Even when the blood flow stops and then moves again, it is possible to express it clearly as the movement of particles.

本実施形態においては従来方法のように受信信号に基づいて演算された速度情報そのものを色相あるいは輝度によって表現するのではなく、得られた速度情報を粒子の表示位置の演算で利用するものである。しかも粒子はグラフィック要素として構成されているので、仮にドプラ情報の計測感度があまりよくないような場合でも、各粒子それ自体の形状を明瞭に表示することが可能である。そして、多くの粒子を表示させなくても、流れの全体的様子を容易にイメージできるので、その場合には演算量を削減できるという利点が得られる。また、従来方法よりも1フレームを構成するビーム本数を削減することも可能であり、また同一ビーム方向上での送信繰り返し回数を削減することも可能である。結果として、フレームレートを向上できる可能性がある。また、本実施形態によれば仮に断層画像が不鮮明であっても、血流の表示それ自体は鮮明となるため、組織の構造認識を間接的に支援できるという利点がある。例えば心臓内に不鮮明な瘤が存在しているような場合にそれを粒子の運動軌跡の形状から間接的に捉えることもでき、また弁が不鮮明であってもその動きを粒子の運動として間接的に特定することも可能となる。   In the present embodiment, the speed information calculated based on the received signal is not expressed by hue or luminance as in the conventional method, but the obtained speed information is used in the calculation of the display position of the particles. . Moreover, since the particles are configured as graphic elements, even if the measurement sensitivity of Doppler information is not so good, the shape of each particle itself can be clearly displayed. And since the whole state of a flow can be imaged easily, without displaying many particles, the advantage that the amount of calculations can be reduced in that case is acquired. In addition, the number of beams constituting one frame can be reduced as compared with the conventional method, and the number of transmission repetitions in the same beam direction can be reduced. As a result, the frame rate may be improved. Further, according to the present embodiment, even if the tomographic image is unclear, the blood flow display itself is clear, so that there is an advantage that the structure recognition of the tissue can be indirectly supported. For example, if there is an unclear aneurysm in the heart, it can be indirectly captured from the shape of the particle motion trajectory, and even if the valve is unclear, the motion is indirectly detected as particle motion. It is also possible to specify.

本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a preferred embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. 粒子画像の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a particle image. 粒子表示位置の演算方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of a particle | grain display position. 粒子の湧き出し及び消滅を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the spring and disappearance of particle | grains. 粒子の生成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the production | generation of particle | grains. 粒子の生成から消滅までを表す図である。It is a figure showing from production | generation of a particle | grain to extinction. 粒子の表示処理方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the display processing method of particle | grains. 粒子についての各種の表示態様を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the various display aspects about particle | grains. 各種の輝度関数を示す図である。It is a figure which shows various brightness | luminance functions. 心壁へ向かう粒子に対する表示処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the display process with respect to the particle | grains which go to a heart wall. 渦流と粒子の消滅を説明するための図である。It is a figure for demonstrating eddy current and disappearance of a particle. 各種の動作状態と各種の表示方法とを説明するための図である。It is a figure for demonstrating various operation states and various display methods. ライン表示の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a line display. ベクトル表示の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a vector display. 3次元粒子画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a three-dimensional particle image. 他の粒子画像を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another particle image. 周辺がぼけた粒子とその形態変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the particle | grains with which the periphery was blurred, and its shape change.

符号の説明Explanation of symbols

10 プローブ、12 送信部、14 受信部、16 断層画像形成部、18 ベクトル演算部、22 表示処理部、26 ベクトル画像形成部、28 軌跡画像形成部、30 粒子画像形成部、38 心電計、46 左室、48 左房、50 僧帽弁、52 大動脈弁、54 大動脈、61 粒子群、62 粒子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Probe, 12 Transmission part, 14 Reception part, 16 Tomographic image formation part, 18 Vector calculation part, 22 Display processing part, 26 Vector image formation part, 28 Trajectory image formation part, 30 Particle image formation part, 38 Electrocardiograph, 46 left ventricle, 48 left atrium, 50 mitral valve, 52 aortic valve, 54 aorta, 61 particles, 62 particles.

Claims (25)

生体に対して超音波を送受波することによって得られた受信信号に基づいて、生体内の複数の点について複数の運動情報を演算する演算部と、
前記複数の運動情報に基づいて、前記生体内の血流を複数の表示要素の運動として表現した画像を形成する画像形成部と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
Based on a reception signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a living body, a calculation unit that calculates a plurality of motion information for a plurality of points in the living body,
An image forming unit that forms an image representing blood flow in the living body as movements of a plurality of display elements based on the plurality of movement information;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
請求項1記載の装置において、
前記各表示要素は粒子であり、
前記画像形成部は前記画像としての粒子画像を形成する粒子画像形成部であることを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 1.
Each display element is a particle,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the image forming unit is a particle image forming unit that forms a particle image as the image.
請求項1記載の装置において、
前記運動情報は二次元又は三次元の速度ベクトルであることを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 1.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the motion information is a two-dimensional or three-dimensional velocity vector.
請求項2記載の装置において、
前記演算部は前記複数の運動情報として速度ベクトルマトリックスを生成し、
前記粒子画像形成部は、前記各粒子ごとに、k(但し、kは整数)番目の速度ベクトルマトリックスに基づいてk番目の粒子位置に対応する速度ベクトルを特定し、前記特定された速度ベクトルに基づいてk+1番目の粒子位置を決定する、ことを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 2.
The arithmetic unit generates a velocity vector matrix as the plurality of motion information,
The particle image forming unit identifies a velocity vector corresponding to the kth particle position based on a k (where k is an integer) velocity vector matrix for each particle, and sets the identified velocity vector to the identified velocity vector. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that a k + 1-th particle position is determined on the basis thereof.
請求項2記載の装置において、
前記演算部は、各フレームごとに、前記複数の運動情報として速度ベクトルマトリックスを生成し、
前記粒子画像形成部は、
前記各粒子ごとに、現在の速度ベクトルマトリックスに基づいて現在の粒子位置に対応する速度ベクトルを特定する特定部と、
前記各粒子ごとに、前記特定された速度ベクトルに基づいて次の粒子位置を決定する決定部と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 2.
The calculation unit generates a velocity vector matrix as the plurality of motion information for each frame,
The particle image forming unit includes:
A specifying unit for specifying a velocity vector corresponding to a current particle position based on a current velocity vector matrix for each particle;
A determination unit for determining a next particle position based on the identified velocity vector for each particle;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
請求項2記載の装置において、
前記粒子画像形成部は所定の時間間隔で複数の新規粒子を画面上に登場させる生成部を含むことを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 2.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the particle image forming unit includes a generation unit that causes a plurality of new particles to appear on a screen at predetermined time intervals.
請求項6記載の装置において、
前記所定の時間間隔はm(但し、mは整数)個のフレームに相当する時間間隔であることを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 6.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the predetermined time interval is a time interval corresponding to m (where m is an integer) frames.
請求項6記載の装置において、
前記所定の時間間隔はn(但し、nは整数)個の心拍に相当する時間間隔であることを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 6.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the predetermined time interval is a time interval corresponding to n (where n is an integer) heartbeats.
請求項6記載の装置において、
前記生成部は画面内に定められた粒子生成ラインを基準として前記複数の新規粒子を登場させることを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 6.
The ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that the generation unit causes the plurality of new particles to appear on the basis of a particle generation line defined in a screen.
請求項6記載の装置において、
前記生成部は画面内に定められた粒子生成エリア内に前記複数の新規粒子を登場させることを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 6.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the generation unit causes the plurality of new particles to appear in a particle generation area defined in a screen.
請求項5記載の装置において、
前記粒子画像形成部は、各フレームごとに、1つ前の粒子位置に表示されていた粒子を非表示とし、且つ、現在の粒子位置に粒子を表示する更新部を含むことを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 5.
The particle image forming unit includes an updating unit that hides the particles displayed at the previous particle position and displays the particles at the current particle position for each frame. Ultrasonic diagnostic equipment.
請求項5記載の装置において、
前記粒子画像形成部は、各フレームごとに、過去の1又は複数の粒子位置に対して1又は複数の残像粒子を表示し、且つ、現在の粒子位置に粒子を表示する更新部を含むことを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 5.
The particle image forming unit includes an updating unit that displays one or a plurality of afterimage particles for one or a plurality of particle positions in the past and displays a particle at a current particle position for each frame. A characteristic ultrasonic diagnostic apparatus.
請求項2記載の装置において、
前記粒子画像形成部は所定の消滅条件が満たされた特定粒子を画面上から消去する消去部を含むことを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 2.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the particle image forming unit includes an erasing unit that erases specific particles satisfying a predetermined disappearance condition from the screen.
請求項13記載の装置において、
前記消去部は生成時からの経過時間が終了時間に到達した特定粒子を画面上から消去することを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 13.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the erasing unit erases the specific particles whose elapsed time from the generation time has reached the end time from the screen.
請求項13記載の装置において、
前記消去部は粒子消滅ラインに到達した特定粒子を画面上から個別的に消去することを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 13.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the erasing unit individually erases specific particles that have reached the particle disappearance line from the screen.
請求項13記載の装置において、
前記消去部は粒子表示エリアから外れた特定粒子を画面上から個別的に消去することを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 13.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the erasing unit individually erases specific particles that are out of the particle display area from the screen.
請求項13記載の装置において、
前記消去部は画面上に今まで表示されていた全粒子を心拍に従って一斉に消去することを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 13.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the erasing unit erases all particles that have been displayed on the screen all at once according to a heartbeat.
請求項2記載の装置において、
前記粒子画像形成部は前記各粒子の輝度及び色相の少なくとも一方を連続的に又は段階的に可変する表示処理部を含むことを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 2.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the particle image forming unit includes a display processing unit that changes at least one of luminance and hue of each particle continuously or stepwise.
請求項2記載の装置において、
前記粒子画像形成部は前記各粒子に対応する運動情報に基づいて前記各粒子の形態を連続的に又は段階的に可変する表示処理部を含むことを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 2.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the particle image forming unit includes a display processing unit that continuously or stepwise changes the form of each particle based on motion information corresponding to each particle.
請求項2記載の装置において、
前記各粒子は明瞭な外形を有する又はぼやけた形態を有するコンピュータグラフィック要素であることを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 2.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein each particle is a computer graphic element having a clear outer shape or a blurred shape.
請求項2記載の装置において、
リアルタイム表示モードでは前記各粒子が血流と同じ速度で運動し、
再生モードでは前記各粒子が再生速度に従った速度で運動する、ことを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 2.
In the real-time display mode, each particle moves at the same speed as the blood flow,
An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein each particle moves at a speed according to a reproduction speed in a reproduction mode.
請求項2記載の装置において、
前記各粒子と共に前記各粒子の軌跡が表示されることを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 2.
An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein a trajectory of each particle is displayed together with each particle.
請求項2記載の装置において、
前記粒子画像はカラー画像であり、
前記粒子画像は白黒断層画像上に重ねて表示されることを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 2.
The particle image is a color image;
An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the particle image is displayed superimposed on a black and white tomographic image.
生体に対して超音波を送受波することによって得られたドプラ情報に基づいて、二次元又は三次元の生体空間内の複数の点について複数の速度ベクトルを演算する工程と、
前記複数の速度ベクトルに基づいて、前記生体内の流体の運動を複数の仮想的な粒子の二次元運動又は三次元運動として表現した粒子画像を形成する工程と、
前記粒子画像を動画像として表示する工程と、
を含むことを特徴とする超音波画像表示方法。
Calculating a plurality of velocity vectors for a plurality of points in a two-dimensional or three-dimensional living space based on Doppler information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a living body;
Forming a particle image representing the motion of the fluid in the living body as a two-dimensional motion or a three-dimensional motion of a plurality of virtual particles based on the plurality of velocity vectors;
Displaying the particle image as a moving image;
An ultrasonic image display method comprising:
請求項24記載の装置において、
前記粒子画像を形成する工程は、
現在の粒子位置に対応する速度ベクトルを特定する工程と、
前記求められた速度ベクトルから次の粒子位置を決定する工程と、
前記次の粒子位置に粒子を表示する工程と、
を含むことを特徴とする超音波画像表示方法。
The apparatus of claim 24.
The step of forming the particle image includes:
Identifying a velocity vector corresponding to the current particle position;
Determining a next particle position from the determined velocity vector;
Displaying a particle at the next particle position;
An ultrasonic image display method comprising:
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Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009005829A (en) * 2007-06-27 2009-01-15 Aloka Co Ltd Ultrasonic diagnostic apparatus and processing program
JP2010274120A (en) * 2009-06-01 2010-12-09 Medison Co Ltd Ultrasonic system and method for providing motion vector
CN103181788A (en) * 2011-12-28 2013-07-03 三星麦迪森株式会社 Ultrasound system and method of estimating at least one particle
EP2609869A1 (en) * 2011-12-28 2013-07-03 Samsung Medison Co., Ltd. Providing particle flow image in ultrasound system
KR101348773B1 (en) * 2011-12-29 2014-01-09 삼성메디슨 주식회사 Ultrasound system and method for providing turbulent flow information based on doppler doppler
JP2014036735A (en) * 2012-08-14 2014-02-27 Hitachi Aloka Medical Ltd Ultrasonic diagnostic device
JP2014126429A (en) * 2012-12-26 2014-07-07 Chubu Electric Power Co Inc Radiation display method and radiation display device
JP2015073801A (en) * 2013-10-10 2015-04-20 有限会社医用超音波技術研究所 In-plane flow display device and display method thereof, and ultrasonic blood flow display device
KR101534088B1 (en) * 2012-10-12 2015-07-24 삼성메디슨 주식회사 Method for displaying ultrasound image using doppler data and ultrasound medical apparatus thereto
KR20150089837A (en) * 2014-01-28 2015-08-05 삼성메디슨 주식회사 Ultrasonic diagnostic apparatus and operating method for the same
US9113811B2 (en) 2008-05-20 2015-08-25 Toshiba Medical Systems Corporation Image processing apparatus and computer program product
JP2016214438A (en) * 2015-05-18 2016-12-22 株式会社日立製作所 Ultrasound diagnostic device
JP2016214550A (en) * 2015-05-20 2016-12-22 株式会社日立製作所 Ultrasound diagnostic device
JP2017051424A (en) * 2015-09-09 2017-03-16 東芝メディカルシステムズ株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus, medical image processing system and medical image processing program
JP2017538458A (en) * 2014-10-14 2017-12-28 イースト カロライナ ユニバーシティ Method, system and computer program product for visualizing anatomical structures and blood flow and perfusion physiology using imaging techniques
JP2018015155A (en) * 2016-07-26 2018-02-01 東芝メディカルシステムズ株式会社 Medical image processor and medical image processing program
US10064600B2 (en) 2012-10-12 2018-09-04 Samsung Medison Co., Ltd. Method for displaying ultrasound image using doppler data and ultrasound medical apparatus thereto
JP2020512136A (en) * 2017-03-30 2020-04-23 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. System and method for simultaneous visualization and quantification of blood flow using ultrasound vector flow imaging
US10667708B2 (en) 2015-04-23 2020-06-02 Hitachi, Ltd. Ultrasound diagnostic device
JP2021065783A (en) * 2021-02-04 2021-04-30 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Medical image processing device and medical image processing program
JP2022529724A (en) * 2019-04-24 2022-06-23 セント・ジュード・メディカル,カーディオロジー・ディヴィジョン,インコーポレイテッド Systems, methods, and devices for visualization of cardiac excitement

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02305559A (en) * 1989-05-20 1990-12-19 Fujitsu Ltd System for bringing blood flow into visible state
JPH03269679A (en) * 1990-03-19 1991-12-02 Fujitsu Ltd Visualized display method for flow
JPH0592001A (en) * 1991-10-03 1993-04-16 Toshiba Corp Ultrasonic diagnosing device
JP2006075590A (en) * 2004-08-09 2006-03-23 Hirochika Matsuoka Apparatus, program and method for motion analysis in inside of living body

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02305559A (en) * 1989-05-20 1990-12-19 Fujitsu Ltd System for bringing blood flow into visible state
JPH03269679A (en) * 1990-03-19 1991-12-02 Fujitsu Ltd Visualized display method for flow
JPH0592001A (en) * 1991-10-03 1993-04-16 Toshiba Corp Ultrasonic diagnosing device
JP2006075590A (en) * 2004-08-09 2006-03-23 Hirochika Matsuoka Apparatus, program and method for motion analysis in inside of living body

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009005829A (en) * 2007-06-27 2009-01-15 Aloka Co Ltd Ultrasonic diagnostic apparatus and processing program
US9113811B2 (en) 2008-05-20 2015-08-25 Toshiba Medical Systems Corporation Image processing apparatus and computer program product
JP2010274120A (en) * 2009-06-01 2010-12-09 Medison Co Ltd Ultrasonic system and method for providing motion vector
CN103181788A (en) * 2011-12-28 2013-07-03 三星麦迪森株式会社 Ultrasound system and method of estimating at least one particle
EP2609869A1 (en) * 2011-12-28 2013-07-03 Samsung Medison Co., Ltd. Providing particle flow image in ultrasound system
KR101348771B1 (en) * 2011-12-28 2014-01-07 삼성메디슨 주식회사 Ultrasound system and method for estimating motion of particle based on vector doppler
KR101390187B1 (en) * 2011-12-28 2014-04-29 삼성메디슨 주식회사 Ultrasound system and method for providing particle flow image
EP2610639A3 (en) * 2011-12-28 2014-09-03 Samsung Medison Co., Ltd. Estimating motion of particle based on vector doppler in ultrasound system
KR101348773B1 (en) * 2011-12-29 2014-01-09 삼성메디슨 주식회사 Ultrasound system and method for providing turbulent flow information based on doppler doppler
JP2014036735A (en) * 2012-08-14 2014-02-27 Hitachi Aloka Medical Ltd Ultrasonic diagnostic device
US10064600B2 (en) 2012-10-12 2018-09-04 Samsung Medison Co., Ltd. Method for displaying ultrasound image using doppler data and ultrasound medical apparatus thereto
KR101534088B1 (en) * 2012-10-12 2015-07-24 삼성메디슨 주식회사 Method for displaying ultrasound image using doppler data and ultrasound medical apparatus thereto
JP2014126429A (en) * 2012-12-26 2014-07-07 Chubu Electric Power Co Inc Radiation display method and radiation display device
JP2015073801A (en) * 2013-10-10 2015-04-20 有限会社医用超音波技術研究所 In-plane flow display device and display method thereof, and ultrasonic blood flow display device
KR20150089837A (en) * 2014-01-28 2015-08-05 삼성메디슨 주식회사 Ultrasonic diagnostic apparatus and operating method for the same
KR102185727B1 (en) * 2014-01-28 2020-12-02 삼성메디슨 주식회사 Ultrasonic diagnostic apparatus and operating method for the same
JP2017538458A (en) * 2014-10-14 2017-12-28 イースト カロライナ ユニバーシティ Method, system and computer program product for visualizing anatomical structures and blood flow and perfusion physiology using imaging techniques
US10667708B2 (en) 2015-04-23 2020-06-02 Hitachi, Ltd. Ultrasound diagnostic device
JP2016214438A (en) * 2015-05-18 2016-12-22 株式会社日立製作所 Ultrasound diagnostic device
JP2016214550A (en) * 2015-05-20 2016-12-22 株式会社日立製作所 Ultrasound diagnostic device
JP2017051424A (en) * 2015-09-09 2017-03-16 東芝メディカルシステムズ株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus, medical image processing system and medical image processing program
JP2018015155A (en) * 2016-07-26 2018-02-01 東芝メディカルシステムズ株式会社 Medical image processor and medical image processing program
JP2020512136A (en) * 2017-03-30 2020-04-23 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. System and method for simultaneous visualization and quantification of blood flow using ultrasound vector flow imaging
JP7252131B2 (en) 2017-03-30 2023-04-04 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ System and method for simultaneous visualization and quantification of blood flow using ultrasound vector flow imaging
US11701081B2 (en) 2017-03-30 2023-07-18 Koninklijke Philips N.V. System and method for concurrent visualization and quantification of blood flow using ultrasound
JP2022529724A (en) * 2019-04-24 2022-06-23 セント・ジュード・メディカル,カーディオロジー・ディヴィジョン,インコーポレイテッド Systems, methods, and devices for visualization of cardiac excitement
JP7220305B2 (en) 2019-04-24 2023-02-09 セント・ジュード・メディカル,カーディオロジー・ディヴィジョン,インコーポレイテッド Methods for visualization of cardiac excitation
JP2021065783A (en) * 2021-02-04 2021-04-30 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Medical image processing device and medical image processing program

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