JP7106096B2 - Cardiac function analysis device, analysis method, program and recording medium - Google Patents
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Description
本発明は、被験者の心室の機能を手軽に解析する心機能解析装置、解析方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a cardiac function analysis device, an analysis method, and a program for easily analyzing the ventricular function of a subject.
超音波エコーの検査装置は、大学病院等の大規模な総合病院から比較的小規模なクリニックを含む様々な医療機関において、多くの診察室に配置されており、医師は患者の心臓を診察する際に手軽に利用している。また。このような医師の診察を補助するために、コンピュータを用いて被験者の心臓の機能を分析または解析する様々な技術が提案されている。 Ultrasound echo examination devices are installed in many examination rooms in various medical institutions, from large general hospitals such as university hospitals to relatively small clinics, where doctors examine the heart of patients. I use it easily. Also. Various techniques have been proposed to analyze the function of the heart of a subject using a computer in order to assist such medical examination by a doctor.
例えば特許文献1には、心機能の診断に有用な心機能表示システムが開示されている。特許文献1に記載のシステムによると、超音波エコー検査等のイメージング検査により得られる被験者の心臓の動画像に基づいて、心臓の機能を解析し解析結果を表示することができる。
For example,
特許文献1のシステムでは、心臓の動画像に対してスペックルトラッキング法を適用することにより、被験者の心臓の機能を解析している。スペックルトラッキング法では、超音波エコー信号に由来する類似したスペックル(斑点状の模様)パターンをフレーム毎に追跡することにより、拡張および収縮を繰り返す心筋の伸長または短縮の程度(以下、心筋のストレイン値と呼ぶ)を算出している。
The system of
特許文献2には、心臓活動を分析するための、及び、心臓関連の異常を診断及び治療するためのシステムであり、このような活動に有用な心臓関連情報を表示するシステムが開示されている。 US Pat. No. 6,200,000 discloses a system for analyzing cardiac activity and for diagnosing and treating cardiac-related abnormalities, the system displaying cardiac-related information useful for such activity. .
近年では、医療機関においてもスマートフォンやタブレット端末等の情報処理端末が積極的に導入されており、情報通信技術(ICT: Information and Communication Technology)を活用した診療の効率化が進められている。患者を目の前にした診察の現場においては、医師の一人一人がそのような情報処理端末を携帯して活用することにより、高度な診療を迅速に患者に提供することが求められつつある。 In recent years, information processing terminals such as smart phones and tablet terminals have been actively introduced in medical institutions, and the efficiency of medical care using ICT (Information and Communication Technology) has been promoted. At the site of medical examination in front of a patient, each doctor is required to carry and use such an information processing terminal to quickly provide advanced medical care to the patient.
特許文献1に記載されているスペックルトラッキング法では、スペックルの追跡を行うデータ処理に多大な演算能力が必要とされ、解析には例えばワークステーション等の高性能な計算機が用いられている。特許文献2のシステムにおいても、心腔の幾何学モデルは1000個を越える多数の三角形によりモデル化されている。従来の特許文献1および2のどちらの技術においても、データ処理には高性能な計算機が必要とされる。
In the speckle tracking method described in
しかしながら、クリニック等の比較的小規模な医療機関においては、超音波エコーの検査装置を診察室に既に導入していても、心臓の機能を解析するためだけの目的で、その目的に特化した高性能な計算機をさらに導入することは現実的ではない。診察室の床面積も限られており、専用の計算機を設置するスペースを診察室内に確保する余裕は無い。比較的大規模な病院であれば、病院内の例えばデータセンタ等に高性能な計算機が配置されているものの、医師が診察室において撮影した心臓の超音波エコー動画をさらに専門の解析処理にまわす必要があり、医師は各種の解析結果を即座に得ることはできていない。 However, in relatively small-scale medical institutions such as clinics, even if ultrasound echo examination equipment has already been introduced in the examination room, it is only for the purpose of analyzing the function of the heart. It is not realistic to introduce more high-performance computers. The floor space of the examination room is also limited, and there is no room to secure a space for installing a dedicated computer in the examination room. In relatively large-scale hospitals, although high-performance computers are installed in the hospital's data center, etc., the ultrasound echo video of the heart taken by the doctor in the examination room is sent to further specialized analysis processing. Physicians do not have immediate access to the results of various analyses.
医療機関の規模を問わず、多くの診察の現場においては診察室内に超音波エコーの検査装置が配置されており、医師は超音波エコーの検査装置を用いながら日々多くの患者を診察している。それにもかかわらず、医師は、目前の検査装置のモニターに表示されている心臓の超音波エコー動画に関する各種の解析情報を手軽に得ることはできていない。したがって、診察室において医師が患者を診察する際に、心臓の超音波エコー動画を医師が参照しながらより手軽に心臓の機能を解析することが求められている。 Regardless of the size of the medical institution, many medical examination sites have ultrasonic echo inspection equipment in the examination room, and doctors examine many patients every day using the ultrasonic echo examination equipment. . In spite of this, the doctor cannot easily obtain various kinds of analysis information on the cardiac ultrasonic echo moving image displayed on the monitor of the inspection device in front of him. Therefore, when a doctor examines a patient in a doctor's office, there is a need for the doctor to more easily analyze the function of the heart while referring to an ultrasonic echo video of the heart.
本発明は、被験者の心室の機能を手軽に解析する心機能解析装置、解析方法、およびプログラムを提供する。 The present invention provides a cardiac function analysis device, an analysis method, and a program for easily analyzing the ventricular function of a subject.
本発明は、例えば以下に示す態様を含む。 The present invention includes, for example, the following aspects.
(項1)
拡張および収縮する被験者の心室の断面を撮影した動画像を取得する動画像取得手段と、
複数の線分で外縁が画定される多角形のモデルを、前記動画像に含まれている前記心室の断面の画像にあてはめて、前記心室を構成する複数の心筋のそれぞれと、前記複数の線分のそれぞれとを対応付ける心筋モデル化手段と、
前記線分の時間的に連続した変化に基づいて、前記心室の機能を解析する心機能解析手段と、
を備える、解析装置。
(項2)
前記動画像取得手段は、前記被験者の左心室短軸像を撮影した動画像を取得する、項1に記載の解析装置。
(項3)
前記心筋モデル化手段は、6つの線分で外縁が画定される六角形のモデルを、前記動画像に含まれている前記心室の断面の画像にあてはめる、項1または2に記載の解析装置。
(項4)
前記心機能解析手段は、前記線分の長さの変化率を算出する、項1から3のいずれかに記載の解析装置。
(項5)
前記心機能解析手段は、前記心室の内径短縮率を算出する、項1から4のいずれかに記載の解析装置。
(項6)
前記心機能解析手段は、前記心室の駆出率を算出する、項1から5のいずれかに記載の解析装置。
(項7)
前記心室の機能の解析結果を表示する心機能表示手段をさらに備える、項1から6のいずれかに記載の解析装置。
(項8)
前記心機能表示手段は、前記線分の長さの変化を示す複数の波形を、各波形の時間軸を同期させて表示する、項7に記載の解析装置。
(項9)
前記心機能解析手段は、複数の前記線分のそれぞれについて、前記線分の短縮開始から短縮終了までの時間または前記線分の伸長開始から伸長終了までの時間を算出し、
前記心機能表示手段は、前記線分の短縮開始から短縮終了までの時間の長さまたは前記線分の伸長開始から伸長終了までの時間の長さを示すベクトルを、各ベクトルの始点をあわせて放射状に表示する、項8に記載の解析装置。
(項10)
前記心機能表示手段は、前記心室の機能の解析結果を、前記被験者の心電図の波形と共に表示する、項7から9のいずれかに記載の解析装置。
(項11)
前記モデルの外縁を画定する前記線分を、前記心室の断面の画像内に含まれている前記心筋に対応する画像の領域と対応させて識別可能に表示するモデル表示手段をさらに備える、項1から10のいずれかに記載の解析装置。
(項12)
前記心筋モデル化手段は、画像認識のアルゴリズムに基づいて、時間的に連続した前記心室の断面の一連の画像に、前記モデルを時間的に連続的にあてはめる、項1から11のいずれかに記載の解析装置。
(項13)
前記心筋モデル化手段は、時間的に連続した前記心室の断面の一連の画像内のそれぞれにおいて、前記心筋に対応する画像の領域を追跡する、項12に記載の解析装置。
(項14)
拡張および収縮する被験者の心室の断面を撮影した動画像を取得する動画像取得ステップと、
複数の線分で外縁が画定される多角形のモデルを、前記動画像に含まれている前記心室の断面の画像にあてはめて、前記心室を構成する複数の心筋のそれぞれと、前記モデルの外縁を画定する前記複数の線分のそれぞれとを対応付ける心筋モデル化ステップと、
前記線分の時間的に連続した変化に基づいて、前記心室の機能を解析する心機能解析ステップと、
を含む、解析方法。
(項15)
項1から13のいずれかに記載の解析装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
(項16)
項15に記載のプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(Section 1)
a moving image acquisition means for acquiring a moving image obtained by capturing a cross section of the subject's ventricle expanding and contracting;
A polygonal model whose outer edge is defined by a plurality of line segments is fitted to a cross-sectional image of the ventricle included in the moving image, and the plurality of myocardiums constituting the ventricle and the plurality of lines are fitted. myocardial modeling means for associating with each of the minutes;
cardiac function analysis means for analyzing the function of the ventricle based on temporally continuous changes in the line segments;
An analysis device comprising:
(Section 2)
(Section 3)
(Section 4)
(Section 5)
(Section 6)
(Section 7)
(Section 8)
(Section 9)
The cardiac function analysis means calculates, for each of the plurality of line segments, the time from the start of shortening of the line segment to the end of shortening or the time from the start of elongation of the line segment to the end of elongation;
The cardiac function display means displays a vector indicating the length of time from the start of shortening of the line segment to the end of shortening or the length of time from the start of elongation of the line segment to the end of elongation of the line segment by combining the starting point of each vector. Item 9. The analysis device according to
(Section 10)
10. The analyzer according to any one of
(Item 11)
(Item 12)
12. The method according to any one of
(Item 13)
(Item 14)
a moving image acquiring step of acquiring a moving image of a cross section of the subject's ventricle expanding and contracting;
A polygonal model whose outer edge is defined by a plurality of line segments is fitted to an image of the cross section of the ventricle included in the moving image, and each of the plurality of myocardium constituting the ventricle and the outer edge of the model. a myocardial modeling step of associating each of the plurality of line segments defining
a cardiac function analysis step of analyzing the function of the ventricle based on temporally continuous changes in the line segments;
Analysis method, including
(Item 15)
A program for causing a computer to function as each means of the analysis device according to any one of
(Item 16)
本発明によると、被験者の心室の機能を手軽に解析する心機能解析装置、解析方法、およびプログラムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cardiac function analysis device, an analysis method, and a program for easily analyzing the ventricular function of a subject.
以下、本発明の実施形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明および図面において、同じ符号は同じまたは類似の構成要素を示すこととし、よって、同じまたは類似の構成要素に関する重複した説明を省略する。 Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and drawings, the same reference numerals denote the same or similar components, and redundant description of the same or similar components will be omitted.
[発明の概要]
以下に説明する本発明の一実施形態では、拡張および収縮する被験者の心室の断面を撮影した動画像を取得し、取得した心室の動画像に基づいて、心室の機能を解析する。
[Summary of Invention]
In one embodiment of the present invention described below, a moving image of a section of the ventricle of a subject expanding and contracting is acquired, and the function of the ventricle is analyzed based on the acquired moving image of the ventricle.
解析対象とする被験者の心室の動画像は、超音波エコー検査、CT検査、およびMRI検査等の種々の心臓イメージング検査により取得される。本実施形態では、診察室での利用の手軽さから、超音波エコー検査により得られる超音波エコー動画を取得して解析する。 A moving image of the ventricle of a subject to be analyzed is acquired by various cardiac imaging examinations such as ultrasound echo examination, CT examination, and MRI examination. In the present embodiment, an ultrasonic echo moving image obtained by an ultrasonic echo examination is acquired and analyzed for ease of use in an examination room.
解析対象とする心室は、右心室または左心室であり、左心室が好ましい。対象とする心室の断面を撮影する方向は、心室の長軸像または短軸像であり、短軸像が好ましい。心室の短軸像とは、心臓の心室を、直立する被験者から見て水平方向に切断した形で示される画像である。本実施形態では、被験者の左心室短軸像を撮影した動画を取得して解析する。 The ventricle to be analyzed is the right ventricle or the left ventricle, preferably the left ventricle. The direction in which the section of the target ventricle is imaged is the long-axis image or the short-axis image of the ventricle, and the short-axis image is preferable. A short-axis view of the ventricle is an image showing the ventricle of the heart in a horizontal cut as viewed from an upright subject. In the present embodiment, a moving image obtained by capturing a left ventricular short-axis image of a subject is acquired and analyzed.
解析する心室の機能は、心室を構成する心筋の伸長または短縮の程度を意味する心筋のストレイン値や、心室の内径短縮率および心室の駆出率である。本実施形態では、左心室を解析対象とし、心室の内径短縮率および心室の駆出率として、左室内径短縮率(LVFS: left ventricular fractional shortening)および左室駆出率(LVEF: left ventricular ejection fraction)を算出する。算出した心筋のストレイン値は、モデルを構成する線分の長さの変化を示す波形として、視覚的に表示される。被験者の心室における異常の有無は、表示される波形の形状を通じて視覚的に把握される。算出した心室の内径短縮率および心室の駆出率も表示される。 The functions of the ventricle to be analyzed are the myocardial strain value, which means the degree of elongation or shortening of the myocardium constituting the ventricle, the shortening rate of the inner diameter of the ventricle, and the ejection fraction of the ventricle. In the present embodiment, the left ventricle is the object of analysis, and left ventricular fractional shortening (LVFS) and left ventricular ejection fraction (LVEF) are used as the ventricular inner diameter shortening rate and the ventricular ejection fraction. fraction). The calculated myocardial strain value is visually displayed as a waveform showing changes in the length of line segments that form the model. The presence or absence of abnormality in the ventricle of the subject can be visually grasped through the shape of the displayed waveform. The calculated ventricular diameter shortening fraction and ventricular ejection fraction are also displayed.
心室の機能の解析は、心室を構成する心筋をモデル化することにより行う。心筋のモデル化に用いるモデルは、複数の線分で外縁が画定される多角形のモデルである。本実施形態では、6つの線分で外縁が画定される六角形のモデルをモデル化に用いる。モデル化は、多角形のモデルを、心室の動画像に含まれている心室の断面の画像にあてはめることにより行う。本発明において行う心筋のモデル化では、従来のスペックルトラッキング法の開発のベースとなっていた、各心筋の運動メカニクスはある程度無視している。 Analysis of ventricular function is performed by modeling the myocardium that constitutes the ventricle. The model used to model the myocardium is a polygonal model whose perimeter is defined by a plurality of line segments. In this embodiment, a hexagonal model whose outer edge is defined by six line segments is used for modeling. Modeling is performed by fitting a polygonal model to a cross-sectional image of the ventricle included in the moving image of the ventricle. The myocardial modeling performed in the present invention ignores to some extent the motion mechanics of each myocardium, which has been the basis for the development of conventional speckle tracking methods.
図1は、超音波エコー検査により得られる左心室短軸像である。(a)は左心室の拡張期の像であり、(b)は左心室の収縮期の像である。 FIG. 1 is a left ventricular short-axis image obtained by echocardiography. (a) is an image of the left ventricle during diastole, and (b) is an image of the left ventricle during systole.
図中、符号3を付して示す領域は左心室の断面であり、符号4を付して示す領域は右心室の断面である。符号51を付して示す線分は、本発明において導入する後述する多角形のモデル5を構成する複数の線分のうちの一つである。線分51は、図示する左心室短軸像において、左心室3の前壁31の画像の領域に対応している。
In the figure, the area indicated by
時間t0において拡張期にある線分51の長さをL0とし、時間t1において収縮期にある線分51の長さをL1とすると、線分51に対応する心筋である、左心室3の前壁31のストレイン値SS(segmental strain)は、(L1-L0)/L0で算出することができる。
Let L0 be the length of the
図2は、本発明の一実施形態に係る多角形のモデルと心室を構成する心筋とを模式的に示す図である。(a)は、左心室の拡張期におけるモデルおよび心筋を示し、(b)は左心室の収縮期におけるモデルおよび心筋を示す。 FIG. 2 is a diagram schematically showing a polygonal model and myocardium forming a ventricle according to an embodiment of the present invention. (a) shows the model and myocardium in diastole of the left ventricle, and (b) shows the model and myocardium in systole of the left ventricle.
図2に示すように、左心室短軸像の視点から見ると、左心室3は、前壁31と、側壁32と、後壁33と、下壁34と、中隔35と、前壁中隔36とを含む6つの心筋で構成されている。本実施形態では、6つの線分で外縁が画定される六角形のモデル5を心筋のモデル化に用いる。六角形のモデル5は、外縁が6つの線分51~56で画定されている。後述する心筋のモデル化処理により、六角形のモデル5を構成する6つの線分51~56のそれぞれと、左心室3を構成する6つの心筋31~36のそれぞれとが対応付けられる。3つの線分57~59は、六角形のモデル5の向かい合う頂点間を結ぶ線分であり、6つの線分51~56が6つの心筋31~36に対応付けられることにより長さが決定される線分である。
As shown in FIG. 2, when viewed from the left ventricular short-axis view, the
図2(a)および(b)に示すように、時間的に連続した心室の断面の一連の画像に、六角形のモデル5を時間的に連続的にあてはめることにより、6つの線分51~56のそれぞれの長さは時間的に連続して変化する。本実施形態では、これら線分51~56の時間的に連続した変化に基づいて、心室の各種の機能を解析する。このように、本発明において行う心筋のモデル化では、従来のスペックルトラッキング法の開発のベースとなっていた、各心筋の運動メカニクスはある程度無視している。
As shown in FIGS. 2(a) and 2(b), six
[システム構成]
図3は、本発明の一実施形態に係る心機能解析装置が使用される際の態様を模式的に示す図である。以下では、心機能解析装置1を単に解析装置1とも記載し、超音波エコー検査装置9を単に検査装置9とも記載する。
[System configuration]
FIG. 3 is a diagram schematically showing how the cardiac function analysis device according to one embodiment of the present invention is used. In the following, the cardiac
一実施形態に係る心機能解析装置1は、例えば超音波エコー検査装置9等のイメージング検査装置から被験者の心室の動画像を取得し、被験者の心室の機能を解析する。
A cardiac
解析装置1は、被験者の心室の動画像を種々の態様により取得する。本実施形態では、解析装置1は、検査装置9のモニタ9b上にリアルタイムに表示されている被験者の心室の動画像を、解析装置1に接続されている動画撮影装置2を用いてリアルタイムに撮影することにより取得する。または、解析装置1は、有線の若しくは無線のネットワーク8、または例えばUSBメモリ等の記録媒体7を介して、検査装置9から心室の動画像を取得してもよい。または、解析装置1は、検査装置9により予め取得されて記録されている心室の動画像を、例えば病院内のデータセンタに配置されているデータサーバ6から取得してもよい。
The
解析装置1は、例えば汎用コンピュータや、スマートフォンまたはタブレット端末で構成されている。動画撮影装置2は、例えばCMOSイメージセンサまたはCCDイメージセンサ等の撮影素子を備える公知のビデオカメラで構成されている。本実施形態では、解析装置1と動画撮影装置2とを一体化して、例えばカメラ付きのスマートフォンやタブレット端末で解析装置1および動画撮影装置2を構成している。このようなカメラ付きのスマートフォンやタブレット端末には、医師が携帯しているものや診察室に備品として配置されているものを用いることができる。
The
超音波エコー検査装置9には、超音波プローブ9aおよび付属のモニタ9bが備えられている。検査装置9は、超音波エコーによる被験者の心室の動画像を取得し、取得した超音波エコーによる動画像を付属のモニタ9bに表示する。検査装置9には、多くの診察室に配置されている公知の超音波エコー装置を用いることができる。
The ultrasonic echo inspection device 9 is equipped with an ultrasonic probe 9a and an attached
なお、解析装置1は検査装置9に一体化して設けられてもよい。この場合、一体化された検査装置9および解析装置1間で直接的にデータ交換が可能となるため、動画撮影装置2は不要となる。本明細書において用いる用語「解析装置」は、このような超音波エコー検査装置9に一体化された解析装置も意味する。
Note that the
[ハードウェア構成]
図4は、本発明の一実施形態に係る心機能解析装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
[Hardware configuration]
FIG. 4 is a block diagram showing the hardware configuration of the cardiac function analysis device according to one embodiment of the present invention.
一実施形態に係る心機能解析装置1は、演算装置10と、入力装置16と、表示装置17とを備える。入力装置16は任意の構成である。本実施形態では、解析装置1は、動画撮影装置2と一体化されて例えばカメラ付きのスマートフォンで構成されている。解析装置1は、ネットワーク8を介して検査装置9またはデータサーバ6と接続することもできる。
A cardiac
演算装置10は、後述するデータ処理を行うCPU11と、データ処理の作業領域に使用するメモリ12と、処理データを記録する記録部13と、各部の間でデータを伝送するバス14と、外部機器とのデータの入出力を行うインタフェース部15(以下、I/F部と記す)とを備えている。
The
入力装置16および表示装置17は、演算装置10に接続されている。例示的には、入力装置16はキーボードまたはマウス等の入力装置であり、表示装置17は液晶ディスプレイ等の表示装置である。本実施形態では、解析装置1はスマートフォンであり、入力装置16および表示装置17は、一体化されてタッチパネル式の表示装置として実現されている。
The
演算装置10は、以下の機能ブロック図およびフローチャートで説明する各ステップの処理を行うためのプログラムを、例えば実行形式(例えばプログラミング言語からコンパイラにより変換されて生成される)で記録部13またはメモリ12に予め記録しており、演算装置10は、記録部13に記録したプログラムを使用して処理を行う。または、プログラムは、例えばUSBメモリやDVD-ROM等の、コンピュータ読み取り可能であって非一時的な有形の記録媒体7から記録部13またはメモリ12にインストールされてもよいし、別所に配置されたデータサーバ6からネットワーク8を介して記録部13またはメモリ12にインストールされてもよい。
以下の説明においては、特に断らない限り、演算装置10が行う処理は、記録部13またはメモリ12に格納されたプログラムに基づいて、CPU11が行う処理を意味する。CPU11はメモリ12を作業領域として必要なデータ(処理途中の中間データ等)を一時記憶し、記録部13に演算結果等の長期保存するデータを適宜記録する。
In the following description, processing performed by the
[機能ブロックおよび処理手順]
図5は、本発明の一実施形態に係る演算装置の機能を説明するためのブロック図である。
[Functional block and processing procedure]
FIG. 5 is a block diagram for explaining functions of an arithmetic device according to an embodiment of the present invention.
演算装置10は、動画像取得手段21と、心筋モデル化手段22と、モデル表示手段23と、心機能解析手段24と、心機能表示手段25と、心電図取得手段26とを備える。これらの機能ブロックは、プログラムを演算装置10の記録部13またはメモリ12にインストールし、このプログラムをCPU11が実行することにより実現される。
The
図6は、本発明の一実施形態に係る演算装置が行うデータ処理の全体的な手順を示すフローチャートである。図6に示す各ステップの処理は、演算装置10が備える各機能ブロックにより、すなわち演算装置10によりそれぞれ実行される。 FIG. 6 is a flow chart showing the overall procedure of data processing performed by the arithmetic device according to one embodiment of the present invention. Processing of each step shown in FIG.
図6に示すステップS1において、動画像取得手段21は、拡張および収縮する被験者の心室の断面を撮影した動画像を取得する。 In step S1 shown in FIG. 6, the moving image acquisition means 21 acquires a moving image of a section of the subject's ventricle expanding and contracting.
動画像取得手段21は、被験者の左心室短軸像を撮影した動画像を取得する。本実施形態では、被験者の左心室短軸像は、診察室等に配置されている超音波エコー検査装置9を用いて、医師によりリアルタイムに撮影される。検査装置9のモニタ9b上には左心室短軸像がリアルタイムに表示されており、医師および看護師等の医療従事者を含む解析装置1のユーザは、解析装置1に接続されている動画撮影装置2を用いて、検査装置9のモニタ9bをリアルタイムに撮影する。これにより、解析装置1は、被験者の左心室短軸像を撮影した動画像を取得する。
The moving
ステップS2において、心筋モデル化手段22は、複数の線分で外縁が画定される多角形のモデルを、動画像に含まれている心室の断面の画像にあてはめて、心室を構成する複数の心筋のそれぞれと、複数の線分のそれぞれとを対応付ける。 In step S2, the myocardial modeling means 22 applies a polygonal model whose outer edge is defined by a plurality of line segments to a cross-sectional image of the ventricle contained in the moving image, and a plurality of myocardium forming the ventricle. are associated with each of the plurality of line segments.
本実施形態では、心筋モデル化手段22は、図2に示す6つの線分51~56で外縁が画定される六角形のモデル5をモデル化に用いる。モデル化は、心筋モデル化手段22が、六角形のモデル5を、左心室短軸像に含まれている心室3の断面の画像にあてはめることにより行う。
In this embodiment, the myocardial modeling means 22 uses a
すなわち、モデル化は、画像認識のアルゴリズムに基づいて、時間的に連続した心室3の断面の一連の画像に、モデル5を時間的に連続的にあてはめることにより行う。より詳細には、モデル化は、時間的に連続した心室3の断面の一連の画像内のそれぞれにおいて、心室を構成する心筋31~36に対応する画像の領域を追跡することにより行う。このようなモデル化の際、モデル5を構成する線分51~56が成す角度は固定されていない。したがって、六角形のモデル5は、外縁の全体形状が六角形をなす範囲内でモデル5の全体形状を変化させながら、心室3を構成する6つの心筋31~36のそれぞれと、モデル5を構成する6つの線分51~56のそれぞれとが時間的に連続的に対応付けられる。画像認識のアルゴリズムは、所定の画像の領域を追跡する処理であり、好ましくはモーショントラッキングである。モーショントラッキングの技術は、動画像内の特定の被写体(画像)を自動的に追跡する機能である。例えば米国Adobe Systems 社のAfter Effects等の動画像処理ソフトウェアに実装されている。
That is, the modeling is performed by temporally continuously fitting the
ステップS3において、モデル表示手段23は、モデル5の外縁を画定する線分51~56を、心室3の断面の画像内に含まれている心筋31~36に対応する画像の領域と対応させて識別可能に表示する。
In step S3, the model display means 23 associates the
図7は、あてはめられた多角形のモデルを表示する際の画面イメージの一例である。図7に示すように、心筋モデル化手段22により心室の断面の画像にあてはめられた六角形のモデル5は、外縁の全体形状を時間的に連続的に変化させながら、超音波エコー動画の一連の画像に重ねて表示される。図7には、後述するステップS42およびS43において算出する、心室の内径短縮率91および心室の駆出率92もそれぞれ表示されている。
FIG. 7 is an example of a screen image when displaying a fitted polygonal model. As shown in FIG. 7, the
図6に示すステップS4において、心機能解析手段24は心室の機能を解析する処理を行う。心室の機能の解析は、線分の時間的に連続した変化に基づいて行う。 At step S4 shown in FIG. 6, the cardiac function analysis means 24 performs a process of analyzing the function of the ventricle. Analysis of ventricular function is performed based on temporally continuous changes in line segments.
図8は、図6に示す心室機能解析処理の手順を示すフローチャートである。なお、心室機能解析処理において、ステップS44の処理は任意の処理とすることができる。図9は、本発明の一実施形態に係る多角形のモデルの外縁と心室を構成する心筋とを模式的に示す図である。図9において、(a)は時間t0におけるモデルおよび心筋を示し、(b)は時間t1におけるモデルおよび心筋を示す。好ましくは、時間t0は拡張末期の時間であり、時間t1は収縮末期の時間である。 FIG. 8 is a flow chart showing the procedure of the ventricular function analysis process shown in FIG. In the ventricular function analysis process, the process of step S44 can be arbitrary. FIG. 9 is a diagram schematically showing the outer edge of a polygonal model and the myocardium forming the ventricle according to one embodiment of the present invention. In FIG. 9, ( a ) shows the model and myocardium at time t0 , and (b) shows the model and myocardium at time t1. Preferably, time t0 is the time of end diastole and time t1 is the time of end systole.
図8に示すステップS41において、心機能解析手段24は、線分の長さの変化率を算出する。 At step S41 shown in FIG. 8, the cardiac function analysis means 24 calculates the rate of change in the length of the line segment.
図9を参照しながら、一例として左心室3を構成する6つの心筋のうち前壁31に着目して説明する。時間t0における線分51の長さをL0とし、時間t1における線分51の長さをL1とすると、線分51に対応する心筋である、左心室3の前壁31のストレイン値は、(L1-L0)/L0で算出することができる。
As an example, the
左心室3を構成する残りの5つの心筋である、側壁32、後壁33、下壁34、中隔35、および前壁中隔36のそれぞれについても、前壁31と同様に、ストレイン値を算出することができる。
As with the
ステップS42において、心機能解析手段24は心室の内径短縮率を算出し、ステップS43において、心機能解析手段24は心室の駆出率を算出する。 In step S42, the cardiac function analysis means 24 calculates the inner diameter shortening rate of the ventricle, and in step S43, the cardiac function analysis means 24 calculates the ejection fraction of the ventricle.
図10は、本発明の一実施形態に係る多角形のモデルの向かい合う頂点間を結ぶ線分と心室を構成する心筋とを模式的に示す図である。図10において、(a)は時間t0におけるモデルおよび心筋を示し、(b)は時間t1におけるモデルおよび心筋を示す。好ましくは、時間t0は拡張末期の時間であり、時間t1は収縮末期の時間である。 FIG. 10 is a diagram schematically showing line segments connecting the facing vertices of a polygonal model and the myocardium forming the ventricle according to one embodiment of the present invention. In FIG. 10, ( a ) shows the model and myocardium at time t0 , and (b) shows the model and myocardium at time t1. Preferably, time t0 is the time of end diastole and time t1 is the time of end systole.
本実施形態では、左室内径短縮率(LVFS)および左室駆出率(LVEF)を算出する。左室内径短縮率および左室駆出率はどちらも、図10に示す六角形のモデル5の向かい合う頂点間を結ぶ3つの線分57~59のうち、少なくとも一つの線分の長さの変化率を用いて算出することができる。
In this embodiment, the left ventricular fractional shortening (LVFS) and the left ventricular ejection fraction (LVEF) are calculated. Both the left ventricular diameter shortening rate and the left ventricular ejection fraction are changes in the length of at least one of the three
図10を参照しながら、一例として線分57に着目して説明する。時間t0における線分57の長さをL0とし、時間t1における線分57の長さをL1とすると、左室内径短縮率(LVFS)は(L0-L1)/L0で算出することができる。左室駆出率(LVEF)は、[7×L0
3/(2.4+L0)-7×L1
3/(2.4+L1)]/[7×L0
3/(2.4+L0)]で算出することができる。
A
なお、左室内径短縮率および左室駆出率の算出に用いるモデルの線分は、例示した線分57に限定されない。左室内径短縮率および左室駆出率はどちらも、3つの線分57~59のうち、少なくとも一つの線分の長さの変化率から算出することができ、線分58または線分59の長さの変化率から算出してもよい。または、3つの線分57~59のそれぞれについて左室内径短縮率を算出し、算出された3つの左室内径短縮率の平均値を求めて、求めた平均値を左室内径短縮率としてもよい。左室駆出率(LVEF)についても左室内径短縮率(LVFS)と同様に、3つの線分57~59のそれぞれについて左室駆出率を算出し、算出された3つの左室駆出率の平均値を求めて、求めた平均値を左室駆出率としてもよい。
Note that the line segment of the model used for calculating the left ventricular diameter shortening rate and the left ventricular ejection fraction is not limited to the illustrated
図8に示すステップS44において、心機能解析手段24は、複数の線分のそれぞれについて、線分の短縮開始から短縮終了までの時間を算出する。算出した時間の情報は、後述するステップS52において利用する。なお、算出する時間の情報は、線分の伸長開始から伸長終了までの時間であってもよい。 At step S44 shown in FIG. 8, the cardiac function analysis means 24 calculates the time from the start of shortening of the line segment to the end of shortening for each of the plurality of line segments. Information on the calculated time is used in step S52, which will be described later. Information about the time to be calculated may be the time from the start of extension of the line segment to the end of extension.
図11は、心室の動きとモデルを構成する線分の長さの変化との関係を模式的に示す図である。 FIG. 11 is a diagram schematically showing the relationship between the motion of the ventricle and the change in the length of line segments forming the model.
図11を参照して、心室の動きとモデルを構成する線分の長さの変化との関係を説明し、ステップS44において算出する、線分の短縮開始から短縮終了までの時間の意味を説明する。説明では、一例として、左心室3を構成する一つの心筋とモデル5を構成する一つの線分とに着目する。
With reference to FIG. 11, the relationship between the motion of the ventricle and the change in the length of the line segment forming the model will be described, and the meaning of the time from the start of shortening of the line segment to the end of shortening calculated in step S44 will be described. do. In the description, as an example, one myocardium forming the
図中、横方向は時間の流れを意味している。図の上段には、拡張および収縮を繰り返す被験者の左心室3の、時間的に連続した一連の断面画像の模式図と、モデル5を構成する線分51とを示している。線分51は、左心室3の前壁31の画像の領域に対応している。中段には、上段に示した断面画像の模式図に対応する、被験者の心電図の波形90(Electrocardiogram: ECG)を示している。下段には、モデル5を構成する線分51の長さの変化を示す波形61を示している。図中の符号「SS」は、ステップS41において線分51の長さの変化から算出される、左心室3の前壁31のストレイン値である。
In the figure, the horizontal direction means the flow of time. The upper part of the figure shows a schematic diagram of a series of temporally continuous cross-sectional images of the subject's
図11に示すように、左心室3の断面画像の時間的に連続した変化に伴い、モデル5を構成する線分51の長さも時間的に連続して変化する。左心室3の前壁31の拡張末期から収縮末期までの時間(すなわち、線分51の短縮開始から短縮終了までの時間)の長さは、図11中に符号71で示す時間の長さに対応している。すなわち、ステップS44では、前壁31に対応する線分51について、符号71で示す時間の長さを算出する。
As shown in FIG. 11, as the cross-sectional image of the
図12は、モデルを構成する線分の長さの変化を示す波形を、心室を構成する6つの心筋のそれぞれについて模式的に示す図である。 FIG. 12 is a diagram schematically showing waveforms showing changes in the length of line segments forming a model for each of the six myocardium forming the ventricles.
モデル5を構成する他の複数の線分52~56についても、図11を参照して説明した線分51の場合と同様に、左心室3を構成する残りの5つの心筋32~36のそれぞれに対応する、心筋32~36のそれぞれの拡張末期から収縮末期までの時間の長さを算出する。図12中に符号62~66で示すそれぞれの波形は、左心室3を構成する側壁32、後壁33、下壁34、中隔35および前壁中隔36のそれぞれに対応する、線分52~56のそれぞれの長さの変化を示している。左心室3の側壁32、後壁33、下壁34、中隔35および前壁中隔36のそれぞれの、拡張末期から収縮末期までの時間(すなわち、線分52~56のそれぞれの短縮開始から短縮終了までの時間)の長さは、図13中に符号72~76で示す時間の長さにそれぞれ対応している。
As for the other plurality of
再び図6を参照する。図6に示すステップS5において、心機能表示手段25は解析結果を表示する処理を行う。 Please refer to FIG. 6 again. At step S5 shown in FIG. 6, the cardiac function display means 25 performs processing for displaying the analysis results.
図13は、図6に示す解析結果表示処理の手順を示すフローチャートである。解析結果表示処理において、ステップS52の処理は任意の処理とすることができる。 FIG. 13 is a flow chart showing the procedure of the analysis result display process shown in FIG. In the analysis result display process, the process of step S52 can be arbitrary.
図13に示すステップS51において、心機能表示手段25は、線分の長さの変化を示す複数の波形を、各波形の時間軸を同期させて表示する。 In step S51 shown in FIG. 13, the cardiac function display means 25 displays a plurality of waveforms showing changes in the length of line segments, synchronizing the time axes of the waveforms.
図14は、解析結果を波形にて表示する場合の画面イメージの一例である。(a)は心機能が正常な場合の画面イメージであり、(b)は心機能が異常な場合の画面イメージである。 FIG. 14 is an example of a screen image when the analysis result is displayed in waveform. (a) is a screen image when cardiac function is normal, and (b) is a screen image when cardiac function is abnormal.
図14に例示する画面イメージでは、被験者の超音波エコー動画を例えば画面の上半分に表示し、モデルを構成する線分の長さの変化を示す波形を例えば画面の下半分に表示する。超音波エコー動画には、ステップS42およびS43において算出した、心室の内径短縮率91および心室の駆出率92もそれぞれ表示されている。
In the screen image illustrated in FIG. 14, an ultrasonic echo moving image of the subject is displayed, for example, in the upper half of the screen, and a waveform showing changes in the length of line segments forming the model is displayed, for example, in the lower half of the screen. The ultrasonic echo moving image also displays the ventricular inner
線分の長さの変化を示す波形61~66は、心室を構成する6つの心筋31~36のそれぞれについて、各波形の時間軸を同期させて複数を表示することが好ましい。説明の簡略化のために、例示する画面イメージでは、前壁31に対応する波形61、側壁32に対応する波形62、および後壁33に対応する波形63の3つの波形を表示している。
It is preferable to display a plurality of
図14の(a)に示すように、心機能が正常な場合は、3つの波形61~63のいずれにおいても、符号AMで示す波形の振幅の大きさ、すなわちストレイン値は概ね同じ大きさである。また、各線分51~53の長さがピーク(極大または極小)となる時間41~43も、3つの波形61~63において概ね一致している。
As shown in FIG. 14(a), when the cardiac function is normal, the magnitude of the amplitude of the waveform indicated by symbol AM, that is, the strain value, is approximately the same in any of the three
これに対し、心機能が異常な場合は、図14の(b)に示すように、表示される3つの波形61~63のいずれかにおいて、振幅AMの大きさすなわちストレイン値が他のものと異なっている波形が存在する。例示する画面イメージからは、波形61,62にそれぞれ対応する前壁31および側壁32において、心筋が伸長および短縮する程度が後壁33のそれよりも弱くなっていることを読み取ることができる。また、後壁33に対応する線分53の長さがピークとなる時間43が、前壁31および側壁32に対応する線分51,52の長さがピークとなる時間41,42よりも遅れていることを読み取ることができる。
On the other hand, when the cardiac function is abnormal, as shown in FIG. There are different waveforms. From the illustrated screen image, it can be seen that the myocardial elongation and contraction are weaker in the
このように、ユーザは、表示される波形61~66の形状を通じて、被験者の心室における異常の有無を視覚的に把握することが可能となる。
Thus, the user can visually grasp the presence or absence of abnormality in the ventricle of the subject through the shapes of the displayed
なお、任意の機能として、心機能表示手段25は、図14に示すように、心室の機能の解析結果を、被験者の心電図の波形90と共に表示することができる。被験者の心電図の波形90は、心電図取得手段26が種々の態様で取得することができる。例示的には、心電図取得手段26は、ネットワーク8または記録媒体7を介して、検査装置9から心電図の波形90を示すデータを取得することができる。または、心電図取得手段26は、検査装置9により予め取得されて記録されている心電図の波形90を示すデータを、例えば病院内のデータセンタに配置されているデータサーバ6から取得してもよい。
As an optional function, the cardiac function display means 25 can display the analysis result of the ventricular function together with the
心室の機能の解析結果と共に心電図の波形90が表示されることにより、ユーザは、被験者の心室における異常の有無を、心電図の波形90と対比してより直感的に視覚的に把握することが可能となる。
By displaying the
図13に示すステップS52において、心機能表示手段25は、線分の短縮開始から短縮終了までの時間の長さを示すベクトルを、各ベクトルの始点をあわせて放射状に表示する。本ステップにおいてベクトルとして表示しようとする、線分の短縮開始から短縮終了までの時間の長さは、ステップS44において予め算出しておいたものを用いる。ステップS44において、線分の伸長開始から伸長終了までの時間を算出している場合には、心機能表示手段25は、線分の伸長開始から伸長終了までの時間の長さを示すベクトルを、各ベクトルの始点をあわせて放射状に表示する。 In step S52 shown in FIG. 13, the cardiac function display means 25 radially displays vectors indicating the length of time from the start of shortening to the end of shortening of the line segment, with the starting point of each vector aligned. The length of time from the start of shortening of the line segment to the end of shortening, which is to be displayed as a vector in this step, is calculated in advance in step S44. In step S44, when the time from the start of line segment elongation to the end of elongation has been calculated, the cardiac function display means 25 displays the vector indicating the length of time from the start of elongation to the end of elongation of the line segment as follows: Display the starting point of each vector in a radial pattern.
図15は、解析結果をベクトルにて表示する場合の表示態様の一例である。(a)は心室に非同期運動がない正常な場合の表示例であり、(b)は心室に非同期運動がある異常な場合の表示例である。具体的には、(a)に示す心室に非同期運動がない場合とは、6つの心筋の拡張および収縮のタイミングが同期している場合を意味している。(b)に示す心室に非同期運動がある場合とは、6つの心筋の拡張および収縮のタイミングが同期していない場合を意味している。 FIG. 15 is an example of a display mode when the analysis result is displayed as a vector. (a) is an example of display in a normal case where there is no asynchronous motion in the ventricle, and (b) is an example of display in an abnormal case where there is asynchronous motion in the ventricle. Specifically, the case where there is no asynchronous motion in the ventricles shown in (a) means the case where the timings of expansion and contraction of the six myocardium are synchronized. The case where there is asynchronous motion in the ventricles shown in (b) means the case where the timings of expansion and contraction of the six myocardium are not synchronized.
図15において符号71で示すベクトルは、前壁31の拡張末期から収縮末期までの時間(すなわち、線分51の短縮開始から短縮終了までの時間)の長さに対応する大きさを有する。同様に、符号72で示すベクトルは、側壁32の拡張末期から収縮末期までの時間の長さに対応する大きさを有する。同様に、符号73~76で示すそれぞれのベクトルは、それぞれの心筋33~36の拡張末期から収縮末期までの時間の長さに対応する大きさを有する。
A vector denoted by
図15に例示するように、6つのベクトルは、前壁31に対応するベクトル71を基準として、例えば時計回りに、
側壁32に対応するベクトル72が60度、
後壁33に対応するベクトル73が120度、
下壁34に対応するベクトル74が180度、
中隔35に対応するベクトル75が240度、
前壁中隔36に対応するベクトル76が300度、
の角度をそれぞれなすように配置することができる。
As illustrated in FIG. 15, the six vectors are, for example, clockwise with respect to the
the
If the
The
If the
can be arranged so as to form an angle of
または、6つのベクトルは、それぞれのベクトル71~76の向きが心室の断面の画像におけるそれぞれの心筋31~36の角度に対応するように、各ベクトルの始点をあわせて放射状に配置してもよい。 Alternatively, the six vectors may be arranged radially with the origin of each vector aligned such that the orientation of each vector 71-76 corresponds to the angle of each myocardium 31-36 in the cross-sectional image of the ventricle. .
さらに、心機能表示手段25は、6つのベクトル71~76の終点を結ぶ多角形81(例示する態様では、六角形81)を表示することができる。また、心機能表示手段25は、6つのベクトル71~76の合成ベクトル82を算出して表示することができる。表示される多角形81の形状のずれは、ベクトル71~76の長さの違い、すなわち、各線分51~56の長さがピーク(極大または極小)となる時間の違いを表している。同様に、表示される合成ベクトル82も、各線分51~56の長さがピーク(極大または極小)となる時間の違いを表している。
Furthermore, the cardiac function display means 25 can display a polygon 81 (a
図15の(a)に示すように、心室に非同期運動がない正常な場合は、表示される六角形81の形状は概ね正六角形となる。表示される合成ベクトル82も長さは短く、概ね点状となる。
As shown in FIG. 15(a), in the normal case where there is no asynchronous motion in the ventricle, the shape of the displayed
これに対し、心室に非同期運動がある異常な場合は、図15の(b)に示すように、表示される六角形81の形状はいびつとなる。表示される合成ベクトル82も長くなる。
On the other hand, in the abnormal case of asynchronous motion in the ventricles, the shape of the displayed
このように、ユーザは、表示される六角形81の形状のずれを通じて、被験者の心室における異常の有無を視覚的に把握することが可能となる。さらに、ユーザは、合成ベクトル82の向きおよび大きさを通じて、被験者の心室における異常の有無を視覚的に把握することが可能となる。
Thus, the user can visually grasp the presence or absence of abnormality in the ventricle of the subject through the deviation of the shape of the displayed
以上、一実施形態に係る心機能解析装置によると、検査装置9のモニタ9b上にリアルタイムに表示されている被験者の心室の動画像を、解析装置1に接続されている動画撮影装置2を用いてリアルタイムに撮影することにより、被験者の心室の機能を手軽に解析することができる。また、心室の機能の解析結果として、従来法においては複雑な計算過程を要する心筋のストレイン値や、心室の内径短縮率および心室の駆出率を表示装置17上に表示することができる。算出した心筋のストレイン値は、モデルを構成する線分の長さの変化を示す波形として、視覚的に表示される。被験者の心室における異常の有無は、表示される波形の形状を通じて視覚的に把握することができる。算出した心室の内径短縮率および心室の駆出率も表示される。
As described above, according to the cardiac function analysis apparatus according to one embodiment, a moving image of the subject's ventricle displayed in real time on the
[その他の形態]
以上、本発明を特定の実施形態によって説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。
[Other forms]
Although the present invention has been described in terms of specific embodiments, the present invention is not limited to the embodiments described above.
上記実施形態では、演算装置10は一体の装置として実現されているが、演算装置10は一体の装置である必要はなく、CPU11、メモリ12、記録部13等が別所に配置され、これらがネットワークで接続されていてもよい。演算装置10と、入力装置16と、表示装置17とについても、一ヶ所に配置される必要は必ずしもなく、それぞれ別所に配置されて互いにネットワークで通信可能に接続されていてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、演算装置10の各機能ブロックは、単一のCPU11で実行されているが、これら各機能ブロックは単一のCPU11で実行される必要は必ずしもなく、複数のCPUで分散して処理されてもよい。また、CPU11に代えて、FPGA(Field Programmable Gate Array)が処理を行ってもよいし、例えばGPU(Graphics Processing Unit)をアクセラレータとして用いて、CPU11が行う並列演算処理を補助してもよい。すなわちCPU11が行う処理とは、CPUまたはFPGAが、GPU等のアクセラレータを用いて行う処理も含むことを意味する。
In the above embodiment, each functional block of the
本願発明において心筋をモデル化する際に用いる、複数の線分で外縁が画定される多角形のモデルの妥当性を検証した。図16および図17に、本発明の心機能解析方法と従来法との比較結果を示す。図16はストレイン値の比較を示すグラフであり、図17は6つの心筋毎にストレイン値の相関を示すグラフである。ここでいう従来法とは、本発明者による特許文献1に記載のシステムにおける解析方法であり、スペックルの追跡を行う解析方法である。
The validity of a polygonal model whose outer edge is defined by a plurality of line segments, which is used for modeling the myocardium in the present invention, was verified. 16 and 17 show comparison results between the cardiac function analysis method of the present invention and the conventional method. FIG. 16 is a graph showing a comparison of strain values, and FIG. 17 is a graph showing correlations of strain values for six myocardiums. The conventional method referred to here is an analysis method in the system described in
図16に示すように、本発明の心機能解析方法では、従来のスペックルトラッキング法の開発のベースとなっていた各心筋の運動メカニクスをある程度無視しているにもかかわらず、従来法と比較してストレイン値の良好な対応性を得ることができた。また、図17に示すように、6つの心筋それぞれについても、従来法と比較してストレイン値の良好な対応性を得ることができた。 As shown in FIG. 16, the cardiac function analysis method of the present invention ignores to some extent the motion mechanics of each myocardium, which was the basis for the development of the conventional speckle tracking method. Then, a good correspondence of strain values could be obtained. In addition, as shown in FIG. 17, it was possible to obtain a better correspondence of strain values for each of the six myocardiums as compared with the conventional method.
1 心機能解析装置
2 動画撮影装置
3 左心室
4 右心室
5 多角形のモデル
6 データサーバ
7 記録媒体
8 ネットワーク
9 超音波エコー検査装置
10 演算装置
11 CPU
12 メモリ
13 記録部
14 バス
15 インタフェース部
16 入力装置
17 表示装置
21 動画像取得手段
22 心筋モデル化手段
23 モデル表示手段
24 心機能解析手段
25 心機能表示手段
26 心電図取得手段
31 前壁
32 側壁
33 後壁
34 下壁
35 中隔
36 前壁中隔
81 多角形
82 合成ベクトル
90 心電図の波形
91 内径短縮率
92 駆出率
1 Cardiac
12
Claims (15)
6つの線分で外縁が画定される六角形のモデルを、前記動画像に含まれている前記心室の断面の画像にあてはめて、前記心室を構成する複数の心筋のそれぞれと、前記6つの線分のそれぞれとを対応付ける心筋モデル化手段と、
前記線分の時間的に連続した変化に基づいて、前記心室の機能を解析する心機能解析手段と、
を備え、
前記心筋モデル化手段は、画像認識のアルゴリズムに基づいて、時間的に連続した前記心室の断面の一連の画像内のそれぞれにおいて、前記心筋に対応する画像の領域を追跡することにより、時間的に連続した前記心室の断面の一連の画像に、前記モデルを時間的に連続的にあてはめる、解析装置。 a moving image acquisition means for acquiring a moving image obtained by capturing a cross section of the subject's ventricle expanding and contracting;
A hexagonal model whose outer edge is defined by six line segments is applied to the cross-sectional image of the ventricle included in the moving image, and each of the plurality of myocardium constituting the ventricle and the six a myocardial modeling means that associates each of the line segments of
cardiac function analysis means for analyzing the function of the ventricle based on temporally continuous changes in the line segments;
with
Based on an image recognition algorithm, the myocardial modeling means temporally traces an image region corresponding to the myocardium in each of a series of temporally continuous cross-sectional images of the ventricle. An analysis device for continuously temporally fitting the model to a series of images of successive cross-sections of the ventricle .
前記心機能表示手段は、前記線分の短縮開始から短縮終了までの時間の長さまたは前記線分の伸長開始から伸長終了までの時間の長さを示すベクトルを、各ベクトルの始点をあわせて放射状に表示する、請求項7に記載の解析装置。 The cardiac function analysis means calculates, for each of the six line segments, the time from the start of contraction of the line segment to the end of contraction or the time from the start of elongation of the line segment to the end of elongation;
The cardiac function display means displays a vector indicating the length of time from the start of shortening of the line segment to the end of shortening or the length of time from the start of elongation of the line segment to the end of elongation of the line segment by combining the starting point of each vector. 8. The analysis device according to claim 7 , which displays radially.
6つの線分で外縁が画定される六角形のモデルを、前記動画像に含まれている前記心室の断面の画像にあてはめて、前記心室を構成する複数の心筋のそれぞれと、前記6つの線分のそれぞれとを対応付ける心筋モデル化ステップと、
前記線分の時間的に連続した変化に基づいて、前記心室の機能を解析する心機能解析ステップと、
を含み、
前記心筋モデル化ステップは、画像認識のアルゴリズムに基づいて、時間的に連続した前記心室の断面の一連の画像内のそれぞれにおいて、前記心筋に対応する画像の領域を追跡することにより、時間的に連続した前記心室の断面の一連の画像に、前記モデルを時間的に連続的にあてはめる、解析方法。 a moving image acquiring step of acquiring a moving image of a cross section of the subject's ventricle expanding and contracting;
A hexagonal model whose outer edge is defined by six line segments is applied to the cross-sectional image of the ventricle included in the moving image, and each of the plurality of myocardium constituting the ventricle and the six a myocardial modeling step of matching each of the six line segments;
a cardiac function analysis step of analyzing the function of the ventricle based on temporally continuous changes in the line segments;
including
The myocardial modeling step temporally traces a region of an image corresponding to the myocardium in each of a series of images of temporally consecutive cross-sections of the ventricle based on an image recognition algorithm. A method of analysis , wherein the model is continuously temporally fitted to a series of images of successive cross-sections of the ventricle .
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