(57)【要約】【課題】超音波診断システムにおいて、心拍の異常時の画像を確実に記録することである。【解決手段】被検者の体表面には超音波探触子４０が当接され、心電計２２の電極が取り付けられる。超音波探触子４０を用いて被検者の心臓に対し超音波が送受信され、その受信信号がディジタルスキャンコンバータ４４等により処理されて画像データが形成され、モニタ４６に例えば断層画像として表示される。カウンタ２４および第１ラッチ２６は、継続的に被検者の心拍周期６４を計測する。レベル判定部３６は、心拍周期６４を許容範囲と比較して、心拍周期６４が許容範囲にないときは、異常状態トリガ信号７４を制御部５０に出力する。制御部５０は、異常状態トリガ信号７４を受取ると、対応する画像データをハードディスク４８に格納する制御を行う。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の心電信号を処理する心電処理装置と、前記被検者に対し超音波を送受波しその受信信号を処理して画像データを形成する超音波診断装置と、を含む超音波診断システムにおいて、
前記心電処理装置は、
心電信号に基づいて前記被検者の心拍周期を計測する周期計測手段と、
前記心拍周期が許容範囲にあるか否かを判定し、許容範囲にないときはトリガ信号を出力するトリガ出力手段と、
を備え、
前記超音波診断装置は、
前記トリガ信号の出力により、前記画像データを格納する格納手段と、
前記格納手段に格納する制御を行う制御手段と、
を備えることを特徴とする超音波診断システム。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波診断システムにおいて、
前記周期計測手段の出力に基づいて被検者の標準心拍周期を決定する標準周期決定手段を備え、
前記許容範囲は、前記標準心拍周期に基づいて定められることを特徴とする超音波診断システム。
【請求項３】
請求項２に記載の超音波診断システムにおいて、
前記許容範囲の上限値と下限値は、前記標準心拍周期に所定の比率を乗じて定められることを特徴とする超音波診断システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波診断システムに係り、特に、生体の心電信号の処理と超音波診断装置とを含む超音波診断システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、心臓疾患を有する被検者の心臓の収縮、拡張の様子を観察するのに、超音波診断装置が用いられる。すなわち、被検者の体表面に超音波探触子を当接して心臓に向けて超音波を送信し、心臓からの受信信号を処理して画像データを形成し、心臓の断層画像を表示して、心臓の収縮、拡張の様子を観察することができる。また、心電計により被検者の心電信号を得て、その心電信号を断層画像とともに観察することもできる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、超音波診断装置で被検者の心臓の断層画像を観察していても、心拍の異常時の断層画像を得ることは困難である。すなわち、心拍の異常、例えば瞬間的に脈が飛ぶあるいは脈が抜ける期外収縮、心拍が速くなる頻脈、遅くなる徐脈等の不整脈は、不規則に発生し、また一過性である。そのため、心拍の異常にあとで気づいても、そのときには超音波診断装置は既に次の画像を表示していて、異常状態のときの画像は失われてしまっている。仮に、画像を記憶しようとしても、心拍の異常発生の予測が困難で、無駄な画像記憶を繰り返すことになる。
【０００４】
本発明は、かかる従来技術の課題を解決し、心拍の異常時の画像を確実に記録できる超音波診断システムを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る超音波診断システムは、被検者の心電信号を処理する心電処理装置と、前記被検者に対し超音波を送受波しその受信信号を処理して画像データを形成する超音波診断装置と、を含む超音波診断システムにおいて、前記心電処理装置は、心電信号に基づいて前記被検者の心拍周期を計測する周期計測手段と、前記心拍周期が許容範囲にあるか否かを判定し、許容範囲にないときはトリガ信号を出力するトリガ出力手段と、を備え、前記超音波診断装置は、前記トリガ信号の出力により、前記画像データを格納する格納手段と、前記格納手段に格納する制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
この構成により、心拍周期が許容範囲を超えて頻脈、徐脈あるいは期外収縮等の異常のときにはトリガ信号が出力され、そのトリガ信号によって画像データを記憶し、心拍の異常時の画像を確実に記録することができる。
【０００７】
また、本発明に係る超音波診断システムにおいては、前記周期計測手段の出力に基づいて被検者の標準心拍周期を決定する標準周期決定手段を備え、前記許容範囲は、前記標準心拍周期に基づいて定められることを特徴とする。この構成により、被検者自身の心拍周期に基づいてトリガ信号の出力を規定する許容範囲を定めることができ、個人差等に適応的に対応できる。また、前記許容範囲の上限値と下限値は、前記標準心拍周期に所定の比率を乗じて定められることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１は、超音波診断システム１０のブロック図である。超音波診断システム１０は、被検者の心電信号を処理する心電処理装置１２と、超音波診断装置１４を含む。
【０００９】
心電処理装置１２において、クロック発生器２０は、基準クロックを発生し、カウンタ２４に入力する回路である。心電計２２は、被検者に例えば３個の電極を取り付けて被検者の心臓の状態を検出し心電信号を出力する機器で、ここでは心電信号のうちＲ波信号を出力し、カウンタ２４、第１ラッチ２６および後述の超音波診断装置１４に出力する。もちろんＲ波信号以外のＱ波、Ｓ波等を出力してもよい。
【００１０】
カウンタ２４と第１ラッチ２６とは、被検者の心拍周期を計測する周期計測手段としての機能を有する。カウンタ２４は、被検者のＲ波信号６２をリセット信号として基準クロック６０を計数し、第１ラッチ２６に出力するカウンタである。第１ラッチ２６は、カウンタ２４の出力値をＲ波信号６２によりラッチする回路である。したがって、Ｒ波信号が入力されてから次のＲ波信号まで基準クロックのカウント値をラッチでき、そのカウント値を被検者の心拍周期６４として用いる。心拍周期６４は、第２ラッチ３０と、コンパレータ部３４に入力される。
【００１１】
第２ラッチ３０は、被検者の標準心拍周期を決定する機能を有するラッチ回路で、入力された心拍周期６４を、被検者が標準状態であることを示す標準状態信号６６によりラッチし、その結果を標準心拍周期６７としてレート演算部３２に出力する回路である。
【００１２】
標準状態信号６６は、被検者の心拍周期が安定している場合にその心拍周期の値をラッチさせる制御信号で、例えば図示されていない心電計の心電波形の観察により心拍周期が安定している場合に手動あるいは自動的に第２ラッチ３０に入力することができる。あるいは心拍周期の平均値を算出する手段を設け、その平均値の推移が一定の範囲に収まっている場合に信号を出力し、これを標準状態信号６６として用いることもできる。また、標準状態信号６６は、後述の超音波診断装置１４に、標準状態トリガ発生器３７を介して標準状態トリガ信号７５として出力される。
【００１３】
レート演算部３２は、入力された標準心拍周期６７に所定の比率すなわちレートを乗算する回路で、複数の乗算器３２ａ，３２ｂ等から構成される。各乗算器３２ａ，３２ｂ等には、レート設定部３３からそれぞれ対応するレートａ（信号線６８ａ），レートｂ（信号線６８ｂ）等が入力され、標準心拍周期６７との間でそれぞれ乗算が実行される。乗算の結果は各レート乗算値７０ａ，７０ｂ等としてコンパレータ部３４に出力され、被検者の心拍周期が許容範囲にあるか否かの判定のための比較値として用いられる。
【００１４】
レート設定部３３は、各レートａ，レートｂ等を設定して記憶する回路で、例えばレジスタで構成できる。各レートａ，レートｂ等は、標準状態を１として、標準状態からの乖離度を比率で示す値で、例えば、０．２，０．４、０．６，０．８，１．０，１．２，１．４の７段階のレートとすることができる。レートが１のときが標準心拍周期に対応し、１未満のレートは徐脈の程度を示し、１を超えるレートは頻脈の程度を示す。
【００１５】
コンパレータ部３４は、入力された各レート乗算値７０ａ，７０ｂ等と、時々刻々の被検者の心拍周期６４とを比較する回路で、複数のコンパレータ３４ａ，３４ｂ等から構成される。各コンパレータ３４ａ，３４ｂ等には、それぞれ対応する各レート乗算値７０ａ，７０ｂ等が入力され、心拍周期６４との間で大小の比較が行われる。大小の比較の結果は、１組の信号Ｓ１１，Ｓ１２等を用いて各コンパレータ３４ａ，３４ｂ等からレベル判定部３６に出力される。例えば、コンパレータ３４ａにおいては、心拍周期６４とレート乗算値７０ａとが比較され、前者が後者以上のときに信号Ｓ１１を「Ｈ」とし、前者が後者以下のときに信号Ｓ１２を「Ｈ」とすることで、心拍周期６４とレート乗算値７０ａとの間の大小を表すことができる。
【００１６】
レベル判定部３６は、被検者の心拍周期が許容範囲にないときトリガ信号を出力するトリガ出力手段としての機能を有する回路である。すなわち、各コンパレータ３４ａ，３４ｂ等からそれぞれ入力された信号Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２等を用いて、心拍周期６４が標準心拍周期に対してどの状態にあるかを判定し、心拍周期６４の状態を許容範囲と比較し、許容範囲にないときは異常状態トリガ信号７４を後述の超音波診断装置１４に出力する。
【００１７】
許容範囲は、下限のレートと上限のレートとを、許容範囲設定信号７３により選択して設定することができる。例えば、上記の各レートの場合で、下限のレートを０．８、上限のレートを１．２と選択して、０．８から１．２の範囲を許容範囲とし、その範囲を超える頻脈と、その範囲未満の徐脈を許容範囲外とすることができる。この場合、標準心拍周期６７が１秒とすれば、心拍周期６４が０．８秒から１．２秒の範囲が許容範囲となり、標準心拍周期６７が０．８秒とすれば、心拍周期６４が０．６４秒から０．９６秒の範囲が許容範囲となる。
【００１８】
超音波診断装置１４は、一般に用いられる超音波診断装置より小型でポータブルな装置である。例えばモニタ等は一般の超音波診断装置に用いられるものより小型でよく、機能もＢモードを中心にして限定した機能でよい。もちろん据付型の一般的な超音波診断装置を用いることもできる。
【００１９】
超音波診断装置１４において、超音波探触子４０は、被検者の体表面に固定して取り付けられ、内部に複数の振動素子からなるアレイ振動子を備えるプローブである。
【００２０】
送受信回路４２は、アレイ振動子を構成する複数の振動素子に送信信号を供給する送信ビームフォーマとしての機能と、アレイ振動子を構成する複数の振動素子からの複数のエコー信号の位相差を調整して受信信号として出力する受信ビームフォーマとしての機能とを有する回路である。
【００２１】
ディジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）４４は、受信信号を信号処理し、画像処理して画像データ、例えば被検者の心臓の断層画像データを形成する回路である。また、ディジタルスキャンコンバータ４４には、心電計２２からＲ波信号８０が入力されるので、心電信号波形を画像データ化し、断層画像データと合成することもできる。このことで、断層画像データと心電波形データとの対応を容易に行うことができる。形成された画像データは、小型のモニタ４６に出力して表示することができる。
【００２２】
ハードディスク４８は、形成された画像データを、制御部５０の制御の下で格納する記憶装置である。ハードディスク以外の高速大容量メモリ、例えば半導体メモリ等を用いてもよい。格納された画像データは、送信部５２を介して、例えばネットワークにより他の表示装置、診断装置等に伝送することができる。
【００２３】
制御部５０は、超音波診断装置１４の各構成要素を制御する機能を有し、特に、前述の心電処理装置１２から異常状態トリガ信号７４が入力されたときは、対応する画像データをハードディスク４８に格納する制御を行う機能を有する。この場合、リングバッファを用いて、異常状態トリガ信号７４が入力される過去の一定時間、例えば異常状態トリガ信号７４の入力される数秒前からの画像データもあわせてハードディスク４８に格納することもできる。
【００２４】
また、標準状態トリガ発生器３７から標準状態トリガ信号７５が入力されたときも、対応する画像データ、すなわち心拍周期の標準状態における断層画像データ等をハードディスク４８に格納する制御を行うこともできる。このことで、心拍周期の異常時の断層画像等を標準状態の断層画像と比較を容易に行うことができる。
【００２５】
図１の構成の超音波診断システムの動作を説明する。被検者の体表面には超音波探触子４０が取り付けられ、また、心電計２２の電極が取り付けられる。超音波探触子４０を用いて被検者の心臓に対し超音波が送受信され、その受信信号がディジタルスキャンコンバータ４４等により処理されて例えば断層画像データが形成される。一方、心電計からは被検者のＲ波信号８０が出力され、これを用いて断層画像データに心電波形データを付加することもできる。また、Ｒ波信号６２を用いて、カウンタ２４および第１ラッチ２６により、継続的に被検者の心拍周期６４が計測され、レベル判定部３６において、心拍周期６４が許容範囲にあるか否か判定される。心拍周期６４が許容範囲にないときは、異常状態トリガ信号７４が超音波診断装置１４の制御部５０に出力され、制御部５０は、ハードディスク４８に断層画像データ等を格納する。このようにして、心拍周期６４が許容範囲にないときは、対応する画像データ等がハードディスク４８に格納される制御が行われるので、心拍の異常時の画像を確実に記憶することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明に係る超音波診断システムによれば、心拍の異常時の画像を確実に記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態における超音波診断システムのブロック図である。
【符号の説明】
１０　超音波診断システム、１２　心電処理装置、１４　超音波診断装置、２４　カウンタ（周期計測手段）、２６　第１ラッチ（周期計測手段）、３０　第２ラッチ（標準心拍周期決定手段）、３２　レート演算部、３３　レート設定部、３６　レベル判定部、４０　超音波探触子、４２　送受信回路、４４　ディジタルスキャンコンバータ、４８　ハードディスク（格納手段）、５０　制御部、６２，８０　Ｒ波信号（心電信号）、６４　心拍周期、６７　標準心拍周期、６８ａ，６８ｂ　各レート（比率）、７４　異常状態トリガ信号。
【図１】
2004049294.tif 000003