(57)【要約】【課題】被検体の注目部位に係る診断の精度を高める装置を提供する。【解決手段】参照領域設定部３０は、断層画像の画像データ内において、胎児の身体に対して身体参照領域を設定し、胎児の心臓に対して心臓参照領域を設定する。トラッキング処理部５０は、身体参照領域内の画像データに基づいて、複数の時相に亘って断層画像の画像データ内において移動する胎児をトラッキングする。移動処理部６０は、トラッキング処理部５０におけるトラッキング結果に基づいて、複数の時相に亘って断層画像の画像データ内において移動する胎児に追従するように心臓参照領域を移動させる。心拍波形処理部７０は、複数の時相に亘って移動する心臓参照領域内の画像データに基づいて心拍波形を形成し、その心拍波形のデータを表示画像形成部８０に出力する。【選択図】図１
2015062550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を含む診断領域を対象として超音波を送受するプローブと、
プローブを制御して診断領域から超音波の受信信号を得る送受信部と、
受信信号に基づいて得られる診断領域の画像データ内において、被検体の注目部位を避けつつ当該注目部位の外側部位を含むように第１参照領域を設定し、当該注目部位を含むように第２参照領域を設定する参照領域設定部と、
第１参照領域内の画像データに基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する被検体をトラッキングするトラッキング処理部と、
前記トラッキングの結果に基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する被検体に追従するように第２参照領域を移動させる移動処理部と、
複数の時相に亘って移動する第２参照領域内の画像データに基づいて、前記注目部位の運動を反映した診断波形を形成する診断波形処理部と、
を有する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記診断波形処理部は、複数の時相に亘って周期的に変化する診断波形内において、バイアス成分の時間的な変動を抑制して診断波形を整形した整形波形を形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項２に記載の超音波診断装置において、
前記診断波形処理部は、複数の時相に亘って診断波形内に現れる複数の極値について、各極値の時相を維持しつつ複数の極値の大きさを揃えることにより前記整形波形を形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項２に記載の超音波診断装置において、
前記診断波形処理部は、複数の時相に亘って診断波形内において、互いに隣接する極大値と極小値の間に現れる複数の中間値について、各中間値の時相を維持しつつ複数の中間値の大きさを揃えることにより前記整形波形を形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記診断波形処理部は、周期的に変化する前記診断波形に基づいて、当該診断波形内において複数の時相に亘って変動する周期についての安定性を評価し、その評価結果に応じた表示態様を形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項５に記載の超音波診断装置において、
前記診断波形処理部は、前記診断波形内において周期の安定した期間を示す表示態様を形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記参照領域設定部は、前記画像データ内において、胎児の心臓を含むように第２参照領域を設定し、第２参照領域を取り囲むように第１参照領域を設定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の注目部位を診断する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、生体等の被検体内における組織等の注目部位の診断に利用されており、特に、胎児の診断において極めて重要な装置となっている。こうした事情から、超音波診断装置による胎児の診断に関する様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、胎児の心臓について、心筋の各部位における動きの時間差を計測することができる画期的な技術が提案されている。
【０００３】
ところが、例えば妊娠第１０週程度までの早期の胎児については、胎児そのものが未だ小さく、その心臓も非常に小さいために、超音波診断装置による心臓の診断が極めて難しい。例えば、超音波診断装置のＭモード計測やドプラ計測において、極めて小さい心臓にカーソル等を設定することが困難であり、また、カーソル等を設定することができたとしても、母体の呼吸などに伴って胎児が全体的に動いて、カーソル等が心臓からずれてしまい、心拍情報等に関する測定の精度を維持することが難しい。
【０００４】
そのため、超音波診断装置において、例えば胎児の心臓に係る診断の精度を高める改良技術が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１７７３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した背景技術に鑑みて成されたものであり、その目的は、被検体の注目部位（例えば胎児の心臓）に係る診断の精度を高める装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的にかなう好適な超音波診断装置は、被検体を含む診断領域を対象として超音波を送受するプローブと、プローブを制御して診断領域から超音波の受信信号を得る送受信部と、受信信号に基づいて得られる診断領域の画像データ内において、被検体の注目部位を避けつつ当該注目部位の外側部位を含むように第１参照領域を設定し、当該注目部位を含むように第２参照領域を設定する参照領域設定部と、第１参照領域内の画像データに基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する被検体をトラッキングするトラッキング処理部と、前記トラッキングの結果に基づいて、複数の時相に亘って前記画像データ内において移動する被検体に追従するように第２参照領域を移動させる移動処理部と、複数の時相に亘って移動する第２参照領域内の画像データに基づいて、前記注目部位の運動を反映した診断波形を形成する診断波形処理部とを有することを特徴とする。
【０００８】
上記構成において、被検体の具体例は生体であり注目部位の具体例は組織である。例えば、被検体の注目部位として好適な具体例には、胎児の心臓が含まれる。また、診断領域の画像データとして好適な具体例は、二次元のＢモード画像（断層画像）の画像データであるが、カラードプラ画像や三次元画像の画像データであってもよい。また、参照領域（第１参照領域と第２参照領域）の形状については様々な態様が可能であり、例えば、二次元の画像データであれば二次元形状（矩形、その他の多角形、円形、楕円形等）の参照領域が利用され、三次元の画像データであれば三次元形状の参照領域が利用される。第２参照領域は、例えば注目部位に応じた大きさとされ、注目部位の少なくとも一部を含むように設定され、好適には、注目部位の全体を含むように設定されることが望ましい。第１参照領域は、被検体に対して、注目部位を避けつつ注目部位の外側部位を含むように設定される。なお、第１参照領域と第２参照領域は、互いに重ならないように設定されてもよいし、互いに一部が重なるように設定されてもよい。
【０００９】
上記構成によれば、例えば被検体が移動する場合においても、第１参照領域を用いて被検体をトラッキングし、そのトラッキングの結果に基づいて被検体に追従するように第２参照領域を移動させるため、第２参照領域が注目部位に追従するように移動され、第２参照領域内の画像データに基づいて得られる診断波形の信頼性が高まり、診断波形に基づいた診断の精度が高められる。
【００１０】
望ましい具体例において、前記診断波形処理部は、複数の時相に亘って周期的に変化する診断波形内において、バイアス成分の時間的な変動を抑制して診断波形を整形した整形波形を形成する、ことを特徴とする。
【００１１】
望ましい具体例において、前記診断波形処理部は、複数の時相に亘って診断波形内に現れる複数の極値について、各極値の時相を維持しつつ複数の極値の大きさを揃えることにより前記整形波形を形成する、ことを特徴とする。
【００１２】
望ましい具体例において、前記診断波形処理部は、複数の時相に亘って診断波形内において、互いに隣接する極大値と極小値の間に現れる複数の中間値について、各中間値の時相を維持しつつ複数の中間値の大きさを揃えることにより前記整形波形を形成する、ことを特徴とする。
【００１３】
望ましい具体例において、前記診断波形処理部は、周期的に変化する前記診断波形に基づいて、当該診断波形内において複数の時相に亘って変動する周期についての安定性を評価し、その評価結果に応じた表示態様を形成する、ことを特徴とする。
【００１４】
望ましい具体例において、前記診断波形処理部は、前記診断波形内において周期の安定した期間を示す表示態様を形成する、ことを特徴とする。
【００１５】
望ましい具体例において、前記参照領域設定部は、前記画像データ内において、胎児の心臓を含むように第２参照領域を設定し、第２参照領域を取り囲むように第１参照領域を設定する、ことを特徴とする。例えば、第２参照領域の全周囲を完全に包み込むように第１参照領域が設定されてもよいし、一部を開口させて第２参照領域を取り囲む第１参照領域が設定されてもよい。また、第１参照領域を複数の部分領域からなるセットで構成し、それら複数の部分領域が第２参照領域の周囲に配置されてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、被検体の注目部位に係る診断の精度を高める装置が提供される。例えば本発明の好適な態様によれば、被検体が移動する場合においても、第１参照領域を用いて被検体をトラッキングし、そのトラッキングの結果に基づいて被検体に追従するように第２参照領域を移動させるため、第２参照領域が注目部位に追従するように移動され、第２参照領域内の画像データに基づいて得られる診断波形の信頼性が高まり、診断波形に基づいた診断の精度が高められる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成図である。
【図２】身体参照領域と心臓参照領域の具体例を示す図である。
【図３】図１の超音波診断装置による処理の具体例を示す図である。
【図４】心拍波形の具体例を示す図である。
【図５】心拍波形の表示例を示す図である。
【図６】心拍波形の極値を利用した整形処理の具体例を示す図である。
【図７】心拍波形の中間値を利用した整形処理の具体例を示す図である。
【図８】心拍波形の極大値と極小値を揃える整形処理の具体例を示す図である。
【図９】心拍波形の極大値と極小値を揃える整形処理の他の具体例を示す図である。
【図１０】整形波形の表示例を示す図である。
【図１１】周期の安定した期間の判定処理を説明するための図である。
【図１２】心拍波形または整形波形内の安定期間の表示例を示す図である。
【図１３】計測結果の他の表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成図である。プローブ１０は、胎児を含む診断領域に超音波を送波し、その診断領域から反射される超音波を受波する。プローブ１０は、超音波を送受する複数の振動素子を備えており、複数の振動素子が送受信部１２によって送信制御されて送信ビームが形成される。また、複数の振動素子が診断領域から反射された超音波を受波し、これにより得られた信号が送受信部１２へ出力され、送受信部１２が受信ビームを形成する。
【００１９】
送受信部１２は、プローブ１０が備える複数の振動素子の各々に対応した送信信号を出力することにより、超音波の送信ビームを形成してその送信ビームを走査する。また、送受信部１２は、プローブ１０が備える複数の振動素子の各々から得られる受信信号に対して整相加算処理などを施すことにより、走査される送信ビームに対応した受信ビームを形成し、受信ビームに沿って得られるエコーデータ（受信信号）を出力する。つまり、送受信部１２は、送信ビームフォーマと受信ビームフォーマの機能を備えている。
【００２０】
超音波画像形成部２０は、複数の時相に亘って得られるエコーデータ（受信信号）に基づいて、胎児を含んだ診断領域に関する複数の時相に亘る超音波画像の画像データを形成する。超音波画像形成部２０は、例えば、胎児を映し出した断層画像（Ｂモード画像）の画像データを各フレームごとに（各時相ごとに）複数フレームに亘って形成する。超音波画像形成部２０において形成された断層画像の画像データは、各フレームごとに次々に参照領域設定部３０に出力される。また、超音波画像形成部２０において形成された画像データは、表示画像形成部８０に出力されて、その画像データに対応した断層画像が表示部８２に表示される。
【００２１】
参照領域設定部３０は、超音波画像形成部２０において形成された断層画像の画像データ内に参照領域を設定する。参照領域設定部３０は、胎児の身体に対して身体参照領域を設定し、胎児の心臓に対して心臓参照領域を設定する。参照領域設定部３０は、例えば、操作デバイス４０を介して入力されるユーザ操作に応じて、身体参照領域と心臓参照領域を設定する。ユーザは、例えば、表示部８２に映し出される断層画像を見ながら、所望の位置に身体参照領域と心臓参照領域が設定されるように、操作デバイス４０を操作する。なお、参照領域設定部３０が断層画像内の画像状態を解析して、胎児の身体に身体参照領域を設定し、胎児の心臓に心臓参照領域を設定してもよい。
【００２２】
参照領域設定部３０により断層画像の画像データ内に身体参照領域と心臓参照領域が設定されると、トラッキング処理部５０は、身体参照領域内の画像データに基づいて、複数の時相に亘って断層画像の画像データ内において移動する胎児をトラッキングする。そして、移動処理部６０は、トラッキング処理部５０におけるトラッキング結果に基づいて、複数の時相に亘って断層画像の画像データ内において移動する胎児に追従するように心臓参照領域を移動させる。これにより、胎児の心臓に対して設定された心臓参照領域が、移動する胎児の心臓に追従するように制御される。
【００２３】
心拍波形処理部７０は、複数の時相に亘って移動する心臓参照領域内の画像データに基づいて、胎児の心臓の周期的な運動、つまり心拍を反映した心拍波形を形成し、その心拍波形のデータを表示画像形成部８０に出力する。
【００２４】
表示画像形成部８０は、超音波画像形成部２０から得られる断層画像の画像データと、心拍波形処理部７０から得られる心拍波形のデータに基づいて、断層画像と心拍波形の表示画像を形成する。表示画像形成部８０において形成された表示画像は表示部８２に表示される。
【００２５】
なお、図１に示した構成のうち、送受信部１２、超音波画像形成部２０、参照領域設定部３０、トラッキング処理部５０、移動処理部６０、心拍波形処理部７０、表示画像形成部８０は、それぞれ、例えばプロセッサや電子回路等のハードウェアを利用して実現することができ、操作デバイス４０は、例えば、マウス、トラックボール、キーボード、タッチパネル、その他のスイッチ類などのうちの少なくとも一部で実現することができる。また、表示部８２の好適な具体例は液晶ディスプレイ等であるがこれに限定されない。
【００２６】
図１の超音波診断装置の全体構成は以上のとおりである。次に、図１の超音波診断装置により実現される機能等について詳述する。なお、図１に示した構成（部分）については以下の説明において図１の符号を利用する。
【００２７】
図２は、身体参照領域３１と心臓参照領域３２の具体例を示す図である。断層画像（Ｂモード画像）２２には、母体（子宮）内の胎児が映し出されており、母体内において胎児は羊水に取り囲まれている。
【００２８】
身体参照領域３１は、第１参照領域の好適な具体例であり、胎児の身体に関する全体的な動きを解析するために利用される。そのため、身体参照領域３１は、胎児の身体の動きが検出され易い箇所に設定されることが望ましい。具体的には、例えば、胎児と羊水の境界が含まれるように、ユーザが身体参照領域３１の位置を指定する。また、参照領域設定部３０が、例えば二値化処理等の画像解析処理により胎児と羊水の境界を判定し、身体参照領域３１の設定位置を決定してもよい。なお、胎児の身体の動きが検出され易い他の箇所を含むように身体参照領域３１が設定されてもよい。
【００２９】
心臓参照領域３２は、第２参照領域の好適な具体例であり、胎児の心臓に関する運動を解析するために利用される。そのため、心臓参照領域３２は、胎児の心臓の運動が検出され易い箇所に設定されることが望ましい。具体的には、例えば、比較的高い輝度となる胎児の心臓部分が全体的に含まれるように、ユーザが心臓参照領域３２の位置を指定する。また、参照領域設定部３０が、例えば二値化処理等の画像解析処理により、比較的高い輝度となる胎児の心臓部分を判定して、心臓参照領域３２の設定位置を決定してもよい。なお、胎児の心臓の運動が検出できる限りにおいて、心臓の一部分のみを含むように心臓参照領域３２が設定されてもよい。
【００３０】
図２に示す具体例においては、身体参照領域３１と心臓参照領域３２は共に矩形状であるが、これらの参照領域はその他の多角形や円形や楕円形であってもよい。また、図２に示す具体例のように、心臓参照領域３２は胎児の心臓の大きさに合わせて比較的小さく、身体参照領域３１は胎児の身体の大きさに合わせて、心臓参照領域３２よりも大きいことが望ましい。
【００３１】
また、身体参照領域３１は、胎児の心臓を避けるように設定される。なお、身体参照領域３１は、心臓を含まないように設定されることが望ましいものの、胎児の身体の動きを検出できる限りにおいて、心臓の一部を含むように設定されてもよい。心臓参照領域３２が心臓に対して設定されるため、身体参照領域３２は、心臓参照領域３２に対応する領域が刳り抜かれた形状で、心臓参照領域３２を取り囲むように設定されることが望ましい。なお、身体参照領域３１と心臓参照領域３２が互いに部分的に重なってもよい。また、心臓参照領域３２の位置のみがユーザによって指定され、その心臓参照領域３２を取り囲むように参照領域設定部３０が身体参照領域３１を設定してもよい。
【００３２】
図３は、図１の超音波診断装置による処理の具体例を示す図である。まず、超音波が送受されて胎児を含む診断領域に関する断層画像の画像データが得られると、参照領域設定部３０により断層画像の画像データ内に参照領域が設定される（Ｓ３０１）。例えば、基準となるフレームの断層画像内において、身体参照領域３１と心臓参照領域３２が設定される（図２参照）。
【００３３】
続いて、処理対象となる複数フレームに亘る断層画像の画像データが各フレームごとに取得される（Ｓ３０２）。例えば、参照領域が設定された断層画像（基準となるフレーム）以降のフレームの断層画像の画像データが、各フレームごとに次々にトラッキング処理部５０と移動処理部６０に送られる。
【００３４】
トラッキング処理部５０は、基準となるフレームの断層画像内に設定された身体参照領域３１（図２）をテンプレートとし、処理対象となるフレームの断層画像内において、テンプレート内の画像データに最も類似する（相関の高い）画像部分を探索し、テンプレートの移動位置とするマッチング処理を実行する。そして、処理対象となる複数フレームの断層画像内において、次々にテンプレートの移動位置を探索してトラッキングする（Ｓ３０３）。
【００３５】
トラッキング処理部５０は、複数フレームに亘って身体参照領域３１をテンプレートとしたトラッキング処理を実行し、各フレームごとに身体参照領域３１の移動位置を算出する。例えば、基準となるフレームの断層画像内における身体参照領域３１の位置から、処理対象となるフレームにおける身体参照領域３１の移動位置までの移動ベクトルを、各フレームごとに算出する。なお、互いに時相的に近接するフレーム間のマッチング処理により、当該フレーム間における身体参照領域３１の移動ベクトルが算出されてもよい。
【００３６】
移動処理部６０は、次々に送られてくる複数フレームに亘る断層画像の画像データ内において、身体参照領域３１の移動距離と同じ距離だけ心臓参照領域３２を移動させる。つまり、各フレームごとに算出される身体参照領域３１の移動ベクトルと同じベクトル量だけ心臓参照領域３２を移動させる。これにより、身体参照領域３１の移動に追従するように、つまり、移動する胎児の心臓に追従するように心臓参照領域３２が移動する（Ｓ３０４）。
【００３７】
心拍波形処理部７０は、移動する心臓参照領域３２内における画像データに基づいて、複数フレームに亘って周期的に変化する心拍波形を形成する（Ｓ３０５）。心拍波形が形成されると、その心拍波形を含んだ表示画像が表示部８２に表示される（Ｓ３０６）。そして、処理対象となる全てのフレームに関する処理が終了したか否かが確認され（Ｓ３０７）、全てのフレームに関する処理が終了するまで、Ｓ３０２からＳ３０６の処理が繰り返される。
【００３８】
図４は、心拍波形の具体例を示す図である。心拍波形処理部７０は、各フレームごとに心臓参照領域３２（図２）内の画像データに基づいて波形値を算出し、複数のフレームに亘って波形値を繋ぎ合わせた心拍波形７２を形成する。
【００３９】
波形値の好適な具体例は、心臓参照領域３２内における複数の画素に関する画素値の平均値である。画像データ内における胎児の心臓は、全体的に画素値（輝度値）を心拍に応じて周期的に変化させている。心臓参照領域３２は、移動する胎児の心臓に追従するように制御されており、従って、心臓参照領域３２内における全体的な画素値の変化、例えば画素値の平均値は、心拍に応じて周期的に変化する。そこで、心拍波形処理部７０は、各フレームごとに、波形値として画素値の平均値を算出して心拍波形７２を形成する。
【００４０】
なお、各フレームの心臓参照領域３２内における画素値の平均値と、基準フレームの心臓参照領域３２内における画素値の平均値と、の差分を波形値として心拍波形７２を形成してもよい。また、波形値として、各フレームごとに、心臓参照領域３２内の画像データに基づいて例えば基準フレームとの間の相関値等が算出されてもよい。相関値としては、例えばＳＳＤ（Sum of Square Difference：差の二乗和）やＳＡＤ（Sum of Absolute Difference：差の絶対値の和）などが好適であるものの他の演算式が利用されてもよい。
【００４１】
図５は、心拍波形７２の表示例を示す図である。図５には、表示画像形成部８０により形成されて表示部８２に表示される表示画像の具体例が示されている。
【００４２】
図５＜Ａ＞は、断層画像（Ｂモード画像）２２と心拍波形７２を上下に並べて配置した表示画像を示しており、図５＜Ｂ＞は、心拍波形７２と断層画像２２を左右に並べて配置した表示画像を示している。なお、例えば、心拍波形７２の近傍に平均心拍数（ＢＰＭ）が数値で表示されてもよい。
【００４３】
図５＜Ｃ＞は、断層画像２２と心拍数波形７４を上下に並べて配置した表示画像を示している。心拍数波形７４は、複数の時相に亘って心拍数の変化を示した波形であり、例えば、各時相ごとに、波形の高さにより、その時相における心拍数（例えばその時相の近傍における平均の心拍数）を示した波形である。
【００４４】
図５＜Ｄ＞は、断層画像２２と心拍波形７２と心拍数波形７４を含んだ表示画像を示している。心拍波形７２と心拍数波形７４は、互いに時相を揃えて（同期させて）表示されることが望ましい。
【００４５】
図６から図９は、心拍波形７２の整形処理を説明するための図である。画素の平均値や相関値を波形値として心拍波形７２を形成すると、時間とともに変動するバイアス成分が含まれる傾向にある。そこで、心拍波形処理部７０は、複数の時相に亘って周期的に変化する心拍波形７２内において、バイアス成分の時間的な変動を抑制し、心拍波形７２を整形した整形波形７３を形成する。そして、心拍波形７２に代えて又は心拍波形７２と共に整形波形７３が表示部８２に表示される。
【００４６】
図６は、心拍波形７２の極値を利用した整形処理の具体例を示す図である。心拍波形処理部７０は、複数の時相に亘って心拍波形７２内に現れる複数の極値について、各極値の時相を維持しつつ複数の極値の大きさを揃えることにより、整形波形７３を形成する。
【００４７】
心拍波形処理部７０は、まず、複数フレームに亘る心拍波形７２内に含まれる複数の極大点（ピーク点）を検出し、複数の極大点の中から任意の極大点を基準点（基準ピーク）とする。そして、基準点の波形値を基準値（例えば１．０ｐ）とし、他の複数の極大点における波形値を基準値に基づいて規格化する。つまり、基準値に対する相対的な大きさにより、他の複数の極大点における波形値を算出する。図６には、心拍波形７２に含まれる複数の極大点の規格化された波形値（０．５ｐ，０．９ｐ，０．９ｐ，１．０ｐ，・・・）が示されている。
【００４８】
次に、心拍波形処理部７０は、基準値と複数の極大点の規格化された波形値との比率に関する逆数を算出し、複数の極大点に対応した複数の逆数を時相方向に沿って線で結んだ重み係数を形成する。図６には、複数の極大点に対応した複数の逆数（１．０／０．５，１．０／０．９，１．０／０．９，１．０／１．０，・・・）を折れ線で繋いだ重み係数が図示されている。なお、折れ線を平滑化した曲線状の重み係数が形成されてもよい。
【００４９】
そして、心拍波形処理部７０は、心拍波形７２に重み係数を乗算して整形波形７３を形成する。つまり、心拍波形７２の各時相の波形値に、その時相に対応した重み係数が乗算されて、その時相に対応した整形波形値が算出され、複数の時相に対応した複数の整形波形値を繋ぎ合わせて整形波形７３が形成される。
【００５０】
こうして形成された整形波形７３は、複数の極大点の波形値（極大値）の大きさが揃えられており、心拍波形７２に含まれていたバイアス成分の時間的な変動が抑制され、望ましくは、その変動が完全に除去される。
【００５１】
なお、複数の極大点に代えて、複数の極小点の大きさを揃えることにより整形波形７３が形成されてもよい。また、極大点と極小点の間の中間点を揃えて整形波形７３が形成されてもよい。
【００５２】
図７は、心拍波形７２の中間値を利用した整形処理の具体例を示す図である。心拍波形処理部７０は、複数の時相に亘って心拍波形７２内において、互いに隣接する極大値と極小値の間に現れる複数の中間値について、各中間値の時相を維持しつつ複数の中間値の大きさを揃えることにより、整形波形７３を形成する。
【００５３】
心拍波形処理部７０は、まず、複数フレームに亘る心拍波形７２内に含まれる複数の極大点（ピーク点）と複数の極小点（谷点）を検出し、互いに隣接する極大点と極小点の中間点（波形値の中間点または時相の中間点）を設定し、複数の中間点の中から任意の中間点を基準点とする。
【００５４】
そして、心拍波形処理部７０は、基準点の波形値を基準値（例えば１．０ｐ）とし、他の複数の中間点における波形値が基準値に揃うように心拍波形７２を整形して、整形波形７３を形成する。なお、図６の場合と同様に、重み係数を利用して、図７の整形波形７３が形成されてもよい。
【００５５】
図８は、心拍波形７２の極大値と極小値を揃える整形処理の具体例を示す図である。心拍波形処理部７０は、複数の時相に亘って心拍波形７２内に現れる複数の極値について、各極値の時相を維持しつつ複数の極値の大きさを揃えることにより、整形波形７３を形成する。
【００５６】
心拍波形処理部７０は、まず、複数フレームに亘る心拍波形７２内に含まれる複数の極大点（ピーク点）と複数の極小点（谷点）を検出する。さらに、心拍波形処理部７０は、各極大点の時相を維持しつつ複数の極大点を一定の大きさに揃え、各極小点の時相を維持しつつ複数の極小点を一定の大きさ（極大点よりも小さい）に揃える。そして、心拍波形処理部７０は、大きさが揃えられた複数の極大点と複数の極小点を、例えばスプライン等の曲線で繋いで整形波形７３を形成する。
【００５７】
図９は心拍波形７２の極大値と極小値を揃える整形処理の他の具体例を示す図である。心拍波形処理部７０は、まず、複数フレームに亘る心拍波形７２内に含まれる複数の極大点（ピーク点）と複数の極小点（谷点）を検出し、互いに隣接する極大点と極小点との間に区間を設定する。図９には、設定された区間の具体例として、極大点Ｈ（１）から極小点Ｌ（１）までの区間１と、極小点Ｌ（１）から極大点Ｈ（２）までの区間２が図示されている。
【００５８】
そして、心拍波形処理部７０は、各区間ごとに、次式に基づいて整形波形値を算出して整形波形７３を形成する。
[数１]  整形波形値＝｛（グラフ高さ）／（極大値−極小値）｝×（波形値−極小値）
上式において、「グラフ高さ」は整形波形７３の極小値から極大値までの高さであり、区間１の「極大値」と「極小値」は、それぞれ、Ｈ（１）とＬ（１）であり、区間２における「極大値」と「極小値」は、それぞれ、Ｈ（２）とＬ（１）である。また、「波形値」は、心拍波形７２における各時相（フレーム番号ｉ）の波形値Ｄｉｆｆ（ｉ）である。
【００５９】
図１０は、整形波形７３の表示例を示す図である。図１０には、表示画像形成部８０により形成されて表示部８２に表示される表示画像の具体例が示されている。
【００６０】
図１０＜Ａ＞は、断層画像（Ｂモード画像）２２と整形波形７３を上下に並べて配置した表示画像を示している。例えば、整形波形７３の近傍に平均心拍数（ＢＰＭ）が数値で表示されてもよい。さらに、整形波形７３に含まれる複数の極大点（ピーク）の位置を示す線分状のマークが表示されてもよい。
【００６１】
なお、複数の極大点（ピーク）の位置を示すマークは線分状に限らず、例えば、図１０＜Ｂ＞に示す点状のマークや、図１０＜Ｃ＞に示す矢印状のマークが表示されてもよい。また、複数の極大点に代えて又は複数の極大点と共に、複数の極小点の位置を示すマークが表示されてもよい。
【００６２】
図１１から図１３は、心拍数または心拍周期についての安定性の評価に係る機能を説明するための図である。超音波画像を利用した胎児の心拍数または心拍周期の計測では、心拍運動を安定的に計測できる区間と安定的に計測できない区間が発生する場合がある。そこで、心拍波形処理部７０は、心拍波形７２または整形波形７３内において、周期の安定した期間を判定し、例えば周期の安定した期間を示す表示態様を形成する。
【００６３】
図１１は、周期の安定した期間の判定処理を説明するための図である。心拍波形処理部７０は、心拍波形７２または整形波形７３内おいて、例えば、互いに隣接する２つの極大点の期間、又は、互いに隣接する２つの極小点の期間に基づいて、心拍周期を算出する。そして、Ｎ個の極大値または極小値を含むＮサンプル長のゲート期間内で得られるＮ個の心拍周期についての分散値を算出する。
【００６４】
心拍波形処理部７０は、Ｎサンプル長のゲート期間を例えば１フレームずつ移動させながら、１フレームごとに心拍周期の分散値を算出し、分散値が閾値よりも小さいゲート期間を、周期の安定した期間であると判定する。そして、心拍波形７２または整形波形７３内において、周期の安定した期間とそれ以外の期間とを、例えば互いに異なる表示態様とする。
【００６５】
図１１には、心拍波形７２または整形波形７３内において、心拍周期の安定した期間の波形部分を実線とし、心拍周期の不安定な期間の波形部分を破線とした、表示態様の具体例が示されている。
【００６６】
図１２は、心拍波形７２または整形波形７３内の安定期間の表示例を示す図である。図１２には、表示画像形成部８０により形成されて表示部８２に表示される表示画像の具体例が示されている。図１２＜Ａ＞〜＜Ｃ＞は、各々、断層画像（Ｂモード画像）２２と心拍波形７２または整形波形７３を上下に並べて配置した表示画像を示している。
【００６７】
図１２＜Ａ＞は、心拍波形７２または整形波形７３内において、安定期間とそれ以外の期間を、色または輝度の相違により識別した表示態様を示している。また、図１２＜Ｂ＞は、安定期間の例えば極値にマーカを形成して、それ以外の期間を識別した表示態様を示している。
【００６８】
そして、図１２＜Ｃ＞は、例えばリアルタイム計測時において、心拍波形７２または整形波形７３が安定して得られている時に、例えばハート形状のマーカを点滅または点灯する表示態様を示している。また、マーカの点滅または点灯に合わせて効果音を発生させてもよい。
【００６９】
なお、不安定な期間が例えば予め設定されて設定値を超える場合に、再計測をユーザ（検査者）に促すメッセージ等が表示されてもよい。また、安定した期間のみの波形を利用して心拍数や心拍周期を算出するようにしてもよい。また、ある期間内に得られる複数の心拍数または心拍周期のうち、上位（大きな値）と下位（小さな値）のいくつかを除いた残りの平均値を、安定した心拍数または心拍周期として表示してもよい。
【００７０】
図１３は、計測結果の他の表示例を示す図である。図１３には、表示画像形成部８０により形成されて表示部８２に表示される表示画像の具体例が示されている。図１３＜Ａ＞〜＜Ｄ＞は、各々、断層画像（Ｂモード画像）２２と心拍波形７２または整形波形７３を上下に並べて配置した表示画像を示している。
【００７１】
図１３＜Ａ＞は、平均心拍数（ＢＰＭ）と心拍数のバラつきを数値で表した表示態様を示している。バラつきは、例えば、図１１を利用して説明した分散値から算出される。なお、ガウス分布を仮定した場合の分散値や標準偏差等を数値で表示してもよい。図１３＜Ｂ＞は、心拍数の平均値（ａｖｅ）に加えて、心拍数の最大値（ｍａｘ）や心拍数の最小値（ｍｉｎ）を数値で表した表示態様を示している。
【００７２】
そして、図１３＜Ｃ＞は、心拍波形７２または整形波形７３の近傍に、各時相における心拍数を数値で表した表示態様を示しており、さらに、図１３＜Ｄ＞に示すように、安定した期間とそれ以外の期間において心拍数の数値の色や輝度を異ならせてもよい。また、頻脈、徐脈、正常領域で波形や数値の表示態様（色や輝度）を異ならせてもよいし、一般に胎児の週数によって心拍数が変わるため、週数の入力値に基づいて、頻脈や徐脈などを判定する機能が実現されてもよい。
【００７３】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。
【符号の説明】
【００７４】
１０  プローブ、１２  送受信部、２０  超音波画像形成部、３０  参照領域設定部、５０  トラッキング処理部、６０  移動処理部、７０  心拍波形処理部、８０  表示画像形成部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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