JP2000210284A - Ultrasonic diagnostic system - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は超音波診断装置に関
し、特に、心機能の計測に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to measurement of cardiac function.
【０００２】[0002]
【従来の技術】左室の機能を評価する際に、駆出率（Ej
ection Fraction:EF）が利用される。その駆出率ＥＦ
は、一般に、拡張末期の左室体積ＥＤＶ、収縮末期の左
室体積ＥＳＶを利用して、 ＥＦ＝（ＥＤＶ−ＥＳＶ）／ＥＤＶ×１００（％） ・・・（１） と定義される。2. Description of the Related Art Ejection rate (Ej
Section Fraction: EF) is used. Ejection rate EF
Is generally defined as EF = (EDV−ESV) / EDV × 100 (%) (1) using the left ventricular volume EDV at the end diastole and the left ventricular volume ESV at the end systole.
【０００３】従来、超音波診断を利用して駆出率を計測
する場合、まず、左室断面に相当する超音波画像が表示
される。その超音波画像上において、左室が複数の微少
の長方形領域に分割され、各領域ごとに回転体を想定し
て部分体積を求められ、最終的に各部分体積を加算して
近似値としての左室体積が演算される。そして、拡張末
期及び収縮末期の左室体積から上記（１）の計算式に従
って駆出率が演算される。Conventionally, when measuring the ejection fraction using ultrasonic diagnosis, first, an ultrasonic image corresponding to a left ventricle cross section is displayed. On the ultrasonic image, the left ventricle is divided into a plurality of small rectangular areas, and a partial volume is obtained by assuming a rotating body for each area, and finally, each partial volume is added to obtain an approximate value. The left ventricular volume is calculated. Then, the ejection fraction is calculated from the left ventricular volume at the end diastole and the end systole according to the above formula (1).
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の計算手法では、演算量が大きく処理負担が増加す
る。そこで、左室断面を単に楕円近似し、その長軸及び
短軸の長さから、楕円体の体積として左室を近似するこ
とも考えられたが、その場合には誤差が大きくなる可能
性があった。However, in the above-mentioned conventional calculation method, the amount of calculation is large and the processing load is increased. Therefore, it was conceivable to simply approximate the left ventricle cross section with an ellipse and to approximate the left ventricle as the volume of an ellipsoid from the lengths of its major axis and minor axis, but in that case, the error may increase. there were.
【０００５】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、演算量を少なくかつできるだ
け誤差を少なくして心腔体積の演算を行うことにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to calculate a heart chamber volume with a small amount of calculation and as few errors as possible.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、超音波画像を処理して心腔の輪郭像を生
成する輪郭像生成手段と、前記輪郭像に基づいて心腔面
積を演算する面積演算手段と、前記輪郭像の楕円近似を
想定した場合における長軸又は短軸の一方軸の長さを演
算する軸長演算手段と、前記心腔面積と前記一方軸の長
さとから、前記心腔を楕円体近似した場合における心腔
体積を演算する体積演算手段と、を含むことを特徴とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the above object, the present invention provides a contour image generating means for processing an ultrasonic image to generate a contour image of a heart chamber, and a heart chamber based on the contour image. Area calculating means for calculating the area, axis length calculating means for calculating the length of one of the major axis or the minor axis when elliptical approximation of the contour image is assumed, and the heart chamber area and the length of the one axis And volume calculation means for calculating a heart chamber volume when the heart chamber is approximated by an ellipsoid.
【０００７】上記構成によれば、心腔の楕円近似を前提
としつつも、一方軸に加えて面積を考慮して楕円体の体
積演算を行えるので、単なる楕円近似に比べて近似精度
を高めることができる。超音波画像が輪郭像に処理され
ていれば、心腔の面積はその内部にあるピクセルないし
データをカウントするだけで求めることができる。よっ
て、楕円に近い複雑な形状であっても、比較的精度良く
体積の演算を行うことができる。望ましくは、前記心腔
は左室であり、心臓の拡張末期及び収縮末期の各左室体
積から駆出率を演算する手段が設けられる。望ましく
は、前記一方軸は長軸である。短軸よりも長軸を利用し
た方が設定が容易であり、また誤差を低減できる。長軸
の設定はマニュアル又は自動で行われる。[0007] According to the above configuration, the volume calculation of the ellipsoid can be performed in consideration of the area in addition to the one axis while presuming the elliptical approximation of the heart chamber. Can be. If the ultrasound image has been processed into a contour image, the area of the heart chamber can be determined simply by counting the pixels or data inside it. Therefore, even with a complicated shape close to an ellipse, the volume can be calculated relatively accurately. Preferably, the heart chamber is the left ventricle, and means for calculating the ejection fraction from the left ventricular volume at the end diastole and the end systole of the heart is provided. Preferably, the one axis is a long axis. Using the long axis rather than the short axis facilitates setting and reduces errors. The setting of the major axis is performed manually or automatically.
【０００８】ところで、楕円の面積Ｓは、長軸の長さを
Ａとし、短軸の長さをＢとした場合、 Ｓ＝πＡＢ／４ ・・・（２） であり、従って、 Ｂ＝４Ｓ／πＡ ・・・（３） である。一方、楕円体の体積Ｖは、 Ｖ＝πＡＢ2／６ ・・・（４） であるから、（３）式から、 Ｖ＝８πＳ2／３πＡ ・・・（５） となる。故に、長軸の長さＡと楕円面積Ｓによって、楕
円体の体積を表せる。By the way, the area S of the ellipse is as follows: S = πAB / 4 (2) where A is the length of the major axis and B is the length of the minor axis, so that B = 4S / ΠA (3) On the other hand, the volume V of the ellipsoid, since a V = πAB 2/6 ··· ( 4), the equation (3), V = 8πS 2 / 3πA ··· (5). Therefore, the volume of the ellipsoid can be represented by the length A of the major axis and the ellipse area S.
【０００９】ここで、図２に示すように、例えば左室の
輪郭１０２を楕円１００と近似する場合、ユーザーによ
り例えば長軸上の２つの端点が直接指定され、あるいは
長軸に相当するラインがユーザー指定されてそのライン
上でエッジ検出を自動的に行うことにより２つの端点が
特定され、いずれにしても、結果として長軸の長さＡが
特定され、その一方、輪郭１０２の内部の面積Ｓがピク
セル個数のカウントなどの手法によって求められる。そ
れらを上記（５）式に代入すれば、楕円体の体積を求め
ることができる。ちなみに、短軸の長さＢと面積Ｓを用
いても同様に体積を演算できる。Here, as shown in FIG. 2, when the contour 102 of the left ventricle is approximated to an ellipse 100, for example, two end points on the long axis are directly specified by the user, or a line corresponding to the long axis is drawn. Two end points are specified by automatically performing edge detection on the line specified by the user, and in any case, the length A of the long axis is specified as a result, while the area inside the contour 102 is determined. S is obtained by a method such as counting the number of pixels. By substituting them into the above equation (5), the volume of the ellipsoid can be obtained. Incidentally, the volume can be similarly calculated by using the length B and the area S of the minor axis.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１１】図１には、本発明に係る超音波診断装置の
好適な実施形態が示されており、図１はその要部構成を
示すブロック図である。超音波の送受波によりエコーデ
ータが取り込まれる。そのエコーデータに対しては所定
の処理が行われ、その処理後のエコーデータはデジタル
スキャンコンバータ（ＤＳＣ）１０内に設けられたフレ
ームメモリ１２に格納される。フレームメモリ１２から
は各エコーデータが順次出力される。FIG. 1 shows a preferred embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, and FIG. 1 is a block diagram showing a main part of the apparatus. Echo data is captured by transmission and reception of ultrasonic waves. A predetermined process is performed on the echo data, and the processed echo data is stored in a frame memory 12 provided in a digital scan converter (DSC) 10. Each echo data is sequentially output from the frame memory 12.
【００１２】ＲＯＩ発生器１６は、輪郭抽出範囲の外縁
を定めるＲＯＩ（関心領域）を発生する回路である。そ
のＲＯＩの中心点及び大きさは例えばマニュアルで設定
される。The ROI generator 16 is a circuit that generates an ROI (region of interest) that defines the outer edge of the contour extraction range. The center point and the size of the ROI are set manually, for example.
【００１３】ゲート回路１４は、ＲＯＩ発生器１６にて
発生されたＲＯＩのアドレスにしたがって、ＲＯＩ内に
属するデータのみを抽出する回路である。The gate circuit 14 is a circuit for extracting only data belonging to the ROI according to the address of the ROI generated by the ROI generator 16.
【００１４】輪郭抽出部１８は、フィルタリング、圧縮
伸長、二値化処理、などの各種の処理を利用して例えば
左室の輪郭像を抽出する手段である。本実施形態におい
て、輪郭抽出部１８から二値化データが出力されてい
る。その二値化データは面積演算部２０及び長さ演算部
２２に入力されている。The contour extraction unit 18 is a means for extracting a contour image of the left ventricle, for example, by using various processes such as filtering, compression / decompression, and binarization. In the present embodiment, the binarized data is output from the contour extraction unit 18. The binarized data is input to the area calculator 20 and the length calculator 22.
【００１５】面積演算部２０は、輪郭内におけるピクセ
ルすなわちデータの個数をカウントすることにより、輪
郭の面積すなわち左室内空の面積を演算する回路であ
る。The area calculating section 20 is a circuit for calculating the area of the contour, that is, the area of the left indoor space by counting the number of pixels in the contour, that is, the number of data.
【００１６】長さ演算部２２は、輪郭を楕円近似した場
合における長軸の長さを演算する回路であり、その長軸
の方向は、長軸指定部２４を利用してユーザー設定され
る。もちろん、そのような長軸の指定を自動的に行わせ
てもよく、その場合には長軸の指定と共にその長さが自
動的に認識されることになる。ちなみに、図２において
は、輪郭１０２に対する近似楕円１００が示されている
が、その近似楕円１００自体は特に発生させる必要はな
い。本実施形態においては、上述したように面積Ｓと長
軸又は短軸の一方軸の長さＡ又はＢによって簡便に楕円
体の体積すなわち左室の体積を演算することが可能とな
る。The length calculating section 22 is a circuit for calculating the length of the major axis when the contour is approximated by an ellipse. The direction of the major axis is set by the user using the major axis specifying section 24. Of course, such designation of the major axis may be performed automatically, in which case the length is automatically recognized together with the designation of the major axis. Incidentally, although the approximate ellipse 100 for the outline 102 is shown in FIG. 2, the approximate ellipse 100 itself does not need to be particularly generated. In the present embodiment, as described above, the volume of the ellipsoid, that is, the volume of the left ventricle, can be easily calculated based on the area S and the length A or B of one of the major axis and the minor axis.
【００１７】体積演算部２６は、上述した（５）式に従
って体積を演算する回路である。この場合体積演算部２
６は、各フレームごとに体積演算を行っている。The volume calculating section 26 is a circuit for calculating the volume according to the above-mentioned equation (5). In this case, the volume calculation unit 2
Numeral 6 performs volume calculation for each frame.
【００１８】ＥＦ算出部３０は、駆出率ＥＦを算出する
回路であり、具体的には上述した（１）式を実行する回
路である。この場合、拡張末期の左室体積ＥＤＶ及び収
縮末期の左室体積ＥＳＶは心電信号のＲ波に従って特定
されている。なお、このような心電信号を利用すること
なく体積の最大値及び最小値をそれぞれＥＤＶ及びＥＳ
Ｖと見なしてもよい。表示部３２には算出された駆出率
ＥＦが数値表示される。また、必要に応じて演算された
体積が数値表示され、さらに断層画像なども表示され
る。The EF calculating section 30 is a circuit for calculating the ejection fraction EF, and specifically, is a circuit for executing the above-mentioned equation (1). In this case, the end-diastolic left ventricular volume EDV and the end-systolic left ventricular volume ESV are specified according to the R wave of the electrocardiographic signal. It should be noted that the maximum value and the minimum value of the volume are determined by using EDV and ES, respectively, without using such an electrocardiographic signal.
V. The calculated ejection ratio EF is numerically displayed on the display unit 32. Further, the calculated volume is displayed as a numerical value as needed, and further, a tomographic image and the like are displayed.
【００１９】上述の実施形態によれば、長軸及び短軸を
利用した体積演算に比べて、実際の輪郭内の面積を考慮
しつつ体積演算を行えるので、その演算精度を高めるこ
とができるという利点がある。その結果、駆出率ＥＦの
高精度な演算が可能となる。上記の実施形態では、長軸
の長さＡを利用して体積演算が行われていたが、もちろ
ん短軸の長さＢを利用して体積演算を行うようにしても
よい。しかしながら、長軸を利用すれば、その設定は容
易となり、また演算精度も向上できるという利点があ
る。According to the above-described embodiment, since the volume calculation can be performed in consideration of the area within the actual contour as compared with the volume calculation using the long axis and the short axis, the calculation accuracy can be improved. There are advantages. As a result, highly accurate calculation of the ejection fraction EF becomes possible. In the above embodiment, the volume calculation is performed using the length A of the long axis, but the volume calculation may be performed using the length B of the short axis. However, if the long axis is used, there is an advantage that the setting can be facilitated and the calculation accuracy can be improved.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
演算量を少なくして高精度に心腔体積の演算を行える。As described above, according to the present invention,
The amount of calculation can be reduced to calculate the heart chamber volume with high accuracy.
【図１】 本発明に係る超音波診断装置の要部構成を示
すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.
【図２】 輪郭と近似楕円との関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a contour and an approximate ellipse.
１２ フレームメモリ、１４ ゲート回路、１６ ＲＯ
Ｉ（関心領域）発生器、１８ 輪郭抽出部、２０ 面積
演算部、２２ 長さ演算部、２４ 長軸指定部、２６
体積演算部、３０ ＥＦ（駆出率）算出部、３２ 表示
部。12 frame memory, 14 gate circuit, 16 RO
I (region of interest) generator, 18 contour extraction unit, 20 area calculation unit, 22 length calculation unit, 24 long axis designation unit, 26
Volume calculation unit, 30 EF (ejection rate) calculation unit, 32 display unit.
Claims (3)
成する輪郭像生成手段と、 前記輪郭像に基づいて心腔面積を演算する面積演算手段
と、 前記輪郭像の楕円近似を想定した場合における長軸又は
短軸の一方軸の長さを演算する軸長演算手段と、 前記心腔面積と前記一方軸の長さとから、前記心腔を楕
円体近似した場合における心腔体積を演算する体積演算
手段と、 を含むことを特徴とする超音波診断装置。1. An outline image generating means for processing an ultrasonic image to generate an outline image of a heart chamber, an area calculating means for calculating a heart chamber area based on the outline image, and an ellipse approximation of the outline image. Axis length calculating means for calculating the length of one of the major axis or the minor axis in an assumed case; and the heart chamber volume when the heart chamber is approximated to an ellipsoid from the heart chamber area and the length of the one axis. An ultrasonic diagnostic apparatus, comprising:
演算する手段が設けられたことを特徴とする超音波診断
装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the heart chamber is a left ventricle, and means for calculating an ejection fraction from each left ventricular volume at the end diastole and the end systole of the heart is provided. Ultrasonic diagnostic equipment.
置。3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein said one axis is a long axis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11016322A JP2000210284A (en) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | Ultrasonic diagnostic system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11016322A JP2000210284A (en) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | Ultrasonic diagnostic system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000210284A true JP2000210284A (en) | 2000-08-02 |
Family
ID=11913253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11016322A Pending JP2000210284A (en) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | Ultrasonic diagnostic system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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1999
- 1999-01-25 JP JP11016322A patent/JP2000210284A/en active Pending
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