CN106604683B

CN106604683B - 超声波诊断装置

Info

Publication number: CN106604683B
Application number: CN201580046963.8A
Authority: CN
Inventors: 前田俊德; 笠原英司; 松下典义; 村下贤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2014-09-11
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2019-08-06
Anticipated expiration: 2035-08-20
Also published as: WO2016039100A1; US20170251998A1; CN106604683A; JP5918325B2; JP2016055040A

Abstract

跟踪处理部(50)在跟踪期间内执行多样态的跟踪处理，基于通过多样态的跟踪处理得到的多个跟踪结果来对跟踪期间内的测量点的运动进行跟踪。另外，跟踪处理部(50)针对由测量点和其辅助点构成的多个跟踪点，在跟踪期间内按各跟踪点的每一个执行跟踪处理，基于从多个跟踪点得到的多个跟踪结果来对跟踪期间内的测量点的运动进行跟踪。

Description

超声波诊断装置

技术领域

本发明涉及对胎儿进行诊断的超声波诊断装置。

背景技术

超声波诊断装置是为了生物体内的组织等的诊断而利用的装置，特别在胎儿等的诊断中是极其有用的装置。但由于胎儿自身比较小，其心脏也非常小，因此用超声波诊断装置进行胎儿的心脏所涉及的诊断极其困难。例如在超声波诊断装置的M模式测量或多普勒测量中，很难在极小的心脏适当地设定光标等。鉴于这样的情形，提出了与基于超声波诊断装置的胎儿的诊断相关的各种技术。例如在专利文献1中，提出有能基于将身体的变动信息去掉后的心脏的运动信息来获得胎儿的心跳信息的划时代的技术。

于是，例如作为从妊娠的中期到后期的胎儿的诊断中的指标，已知心脏的左室内径缩短率(FS：Fractional Shortening)。在超声波诊断装置中，例如能通过利用M模式功能来测量心脏的FS。但M模式下的测量线相对于探头通常是固定的，与此相对，例如胎儿的心脏有时会因胎儿的体动、母体的呼吸或脉搏等的影响而相对于探头进行运动，很难进行M模式下的高精度的FS测量。

另外，即使想要使用利用了超声波图像的图像跟踪(tracking)技术来跟踪胎儿的心脏的运动并同时进行FS测量，也会因例如乳头肌或二尖瓣等的运动的影响而难以在FS测量中高精度地跟踪所需要的测量部位。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2013-198636号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明鉴于上述的背景技术而形成，其目的在于，在对与胎儿的心脏相关的测量点的运动进行跟踪时使跟踪的精度得到提高。

用于解决课题的手段

达成上述目的的适合的超声波诊断装置的特征在于，具有：发送接收超声波的探头；对探头进行发送控制来得到超声波的接收信号的收发部；基于超声波的接收信号来形成包含胎儿的心脏在内的超声波图像的图像形成部；在超声波图像内对与胎儿的心脏相关的测量点的运动进行跟踪的跟踪处理部，所述跟踪处理部在跟踪期间内执行多样态的跟踪处理，基于通过多样态的跟踪处理而得到的多个跟踪结果来对该跟踪期间内的测量点的运动进行跟踪。

在上述装置中，跟踪处理部在跟踪期间内执行多样态的跟踪处理。优选多样态的跟踪处理彼此的处理的样态不同。例如，使跟踪处理中的时间方向或相关运算等彼此不同的多样态的跟踪处理是优选的。

根据上述装置，由于基于通过多样态的跟踪处理而得到的多个跟踪结果来跟踪测量点的运动，因此例如通过重视多样态的跟踪处理当中与跟踪的状况相应的适合的样态，从而使与测量点的运动相关的跟踪的精度得到提高。

在优选的具体例中，特征在于，所述跟踪处理部在所述跟踪期间内执行时间经过的正向的跟踪处理和反向的跟踪处理，综合正向的跟踪结果和反向的跟踪结果来对该跟踪期间内的测量点的运动进行跟踪。

在优选的具体例中，特征在于，所述跟踪处理部将胎儿的心脏的舒张收缩运动中周期性出现的特征时间相位至特征时间相位作为所述跟踪期间，在该跟踪期间内执行以一个特征时间相位为起点往另一个特征时间相位去的正向的跟踪处理、和以另一个特征时间相位为起点往一个特征时间相位去的反向的跟踪处理，以与距成为起点的特征时间相位的时间上的距离相应的比例将正向的跟踪结果和反向的跟踪结果加权相加，由此对该跟踪期间内的测量点的运动进行跟踪。

在优选的具体例中，特征在于，所述跟踪处理部在所述跟踪期间内执行基于自相关的跟踪处理和基于互相关的跟踪处理，综合基于自相关的跟踪结果和基于互相关的跟踪结果来对该跟踪期间内的测量点的运动进行跟踪。

在优选的具体例中，特征在于，所述跟踪处理部将胎儿的心脏的舒张收缩运动中周期性出现的特征时间相位至特征时间相位作为所述跟踪期间，时间上越接近于特征时间相位就越增大自相关的比例地将基于自相关的跟踪结果和基于互相关的跟踪结果加权相加，由此对该跟踪期间内的测量点的运动进行跟踪。

在优选的具体例中，特征在于，所述跟踪处理部针对由测量点和其辅助点构成的多个跟踪点，在所述跟踪期间内按各跟踪点的每一个执行跟踪处理，基于从多个跟踪点得到的多个跟踪结果来对所述跟踪期间内的测量点的运动进行跟踪。

在优选的具体例中，特征在于，所述跟踪处理部通过利用了从多个跟踪点得到的多个跟踪结果的动态规划法来对测量点的运动进行跟踪。

在优选的具体例中，特征在于，所述超声波诊断装置针对超声波图像内设定于胎儿的心脏的2个测量点，按各测量点的每一个对运动进行跟踪，历经胎儿的心跳的至少1个周期来导出2个测量点间的距离所涉及的时间上的变化。

在优选的具体例中，特征在于，所述超声波诊断装置基于设定于胎儿的心脏的所述2个测量点间的距离所涉及的时间上的变化来算出该胎儿的心脏所涉及的FS值。

发明的效果

通过本发明，在对与胎儿的心脏相关的测量点的运动进行跟踪时，使跟踪的精度得到提高。

附图说明

图1是本发明的实施中适合的超声波诊断装置的整体构成图。

图2是表示在心跳测量部得到的心跳波形的具体例的图。

图3是表示由跟踪点设定部设定的多个跟踪点的具体例的图。

图4是用于说明与各跟踪点相关的跟踪处理的具体例的图。

图5是用于说明利用了多个辅助点的测量点的跟踪的具体例的图。

图6是表示对正向和反向的跟踪结果进行合成的具体例的图。

图7是表示对自相关和互相关的跟踪结果进行合成的具体例的图。

图8是用于说明左室内径缩短率(FS)的算出例的图。

具体实施方式

图1是表示在本发明的实施中适合的超声波诊断装置的整体构成的图。探头10是对包含胎儿在内的诊断区域发送接收超声波的超声波探测器。探头10具有发送接收超声波的多个振动元件，多个振动元件由收发部12进行发送控制而形成发送波束。另外，多个振动元件从诊断区域接收超声波，将由此得到的信号输出到收发部12，收发部12形成接收波束而得到接收信号(回波数据)。另外，也可以在超声波的发送接收中利用发送孔径合成等技术。

图像形成部20基于从收发部12得到的接收信号来形成超声波图像的图像数据。图像形成部20根据需要对接收信号进行增益补正、日志压缩、检波、轮廓强调、滤波处理等信号处理，例如按各帧的每一个(按各时间相位的每一个)历经多个帧来形成映出了胎儿的断层图像(B模式图像)的图像数据。

图像形成部20中形成的断层图像的图像数据例如暂时存储在电影回放存储器(cine memory)中。电影回放存储器既可以由图像形成部20具备，也可以设置在图像形成部20的外部。另外，图像形成部20中形成的图像数据、例如存储于电影回放存储器的图像数据在显示处理部70中进行显示处理，与该图像数据对应的断层图像显示在显示部72。

心跳测量部30、跟踪点设定部40和跟踪处理部50将在图像形成部20中形成的图像数据、例如存储于电影回放存储器的图像数据作为处理对象。心跳测量部30基于图像数据来测量胎儿的心跳(心脏的舒张收缩运动)。跟踪点设定部40在断层图像的图像数据内设定在与胎儿的心脏相关的测量中需要的多个跟踪点。跟踪处理部50历经图像数据的多个帧来跟踪各跟踪点的运动。

FS测量部60基于与多个跟踪点相关的跟踪结果来算出成为与胎儿的心脏相关的诊断的指标的左室内径缩短率(FS：Fractional Shortening)。所算出的FS经由显示处理部70显示在显示部72。另外，关于心跳测量部30、跟踪点设定部40、跟踪处理部50和FS测量部60中的处理，之后进一步详述。

控制部90对图1的超声波诊断装置内整体进行控制。在控制部90所进行的整体的控制中还反映经由操作设备80从用户接受的指示。

图1所示的构成(标注了标号的各部)当中的收发部12、图像形成部20、心跳测量部30、跟踪点设定部40、跟踪处理部50、FS测量部60、显示处理部70的各部例如能利用电气电子电路或处理器等硬件来实现，在其实现中可以根据需要利用存储器等器件。另外，还能通过计算机来实现与上述各部对应的功能的至少一部分。即，与上述各部对应的功能的至少一部分可以通过CPU、处理器、存储器等硬件和规定CPU、处理器的动作的软件(程序)的协作来实现。

显示部72的适合的具体例是液晶显示器等，操作设备80例如能通过鼠标、键盘、轨迹球、触控面板、其他开关类等当中的至少一者来实现。并且控制部90例如能通过CPU、处理器、存储器等硬件、和规定CPU、处理器的动作的软件(程序)的协作来实现。

图1的超声波诊断装置的整体构成如以上那样。接下来说明该超声波诊断装置中的处理的具体例。另外，关于图1所示的构成(标注了标号的各部)，在以下的说明中利用图1的标号。

图2是表示在心跳测量部30中得到的心跳波形的具体例的图。在图2中图示了以横轴为时间轴(历经多个帧的图像数据的帧编号)且在纵轴表示振幅即平均亮度的心跳波形。

当得到图2的心跳波形时，首先在断层图像的图像数据内对胎儿的心脏设定关心区域。例如按照经由操作设备80输入的用户操作来设定关心区域。用户例如一边观看在显示部72映出的断层图像一边操作操作设备80例如将胎儿的心脏(特别是心脏壁)包含在内来设定关心区域的位置和大小。另外，图1的超声波诊断装置也可以对断层图像内的图像状态进行解析来在胎儿的心脏设定关心区域。

关心区域优选设定在易于检测胎儿的心脏的运动的部位。具体地，例如将成为比较高的亮度的胎儿的心脏部分包含在内，特别优选将心脏壁包含在内，这样来由用户指定关心区域的位置和大小。另外，图1的超声波诊断装置例如可以通过二值化处理等图像解析处理来判定成为比较高的亮度的胎儿的心脏部分，从而决定关心区域的位置和大小。另外，也可以在易于检测到胎儿的心脏的运动的其他部位设定关心区域。

若设定了关心区域，则心跳测量部30基于关心区域内的图像数据来生成胎儿的心跳波形。心跳测量部30例如基于关心区域内的图像数据来算出该关心区域内的平均亮度(亮度值的平均)，历经从电影回放存储器得到的多个帧、即历经多个时刻来算出平均亮度，由此生成图2所示的心跳波形。

胎儿的心脏由于周期性地进行舒张收缩运动，因此平均亮度伴随舒张收缩运动而变化，从而得到例如图2所示的具体例那样的心跳波形。例如若将心脏壁包含在内来设定关心区域，则由于关心区域内的心肌的比例伴随心脏的收缩而变高，因此平均亮度变大，由于关心区域内的心腔的比例伴随心脏的舒张而变高，因此平均亮度变小。由此，如图2所示的具体例那样，得到使平均亮度周期性变化且周期性重复舒张末期ED和收缩末期ES的心跳波形。

另外，也可以取代平均亮度，根据图像数据的时间相位间(帧间)的相关值来生成心跳波形。另外，也可以将关心区域分割成多个区块，按各区块的每一个来形成心跳波形，从与多个区块对应的多个心跳波形之中选择可靠性高的心跳波形。

图3是表示由跟踪点设定部40设定的多个跟踪点的具体例的图。在图3中图示断层图像内的胎儿的心脏(例如左室的内腔部分)。图1的超声波诊断装置具备胎儿的心脏所涉及的各种测量功能，特别具备适合左室内径缩短率(FS)的测量的功能。在FS测量中，对心脏(例如左室)设定2个测量点A、B。

2个测量点A、B例如按照经由操作设备80输入的用户操作来设定。用户例如一边观看在显示部72映出的断层图像一边指定希望进行FS测量的2个部位的位置。跟踪点设定部40在由用户指定的2个部位当中的一个部位设定测量点A，在另一个部位设定测量点B。

测量点A和测量点B优选分别设定在心脏的内膜面(心脏壁与内腔的边界面)。例如图1的超声波诊断装置也可以通过二值化处理等图像解析处理，在断层图像内检测心脏的内膜面，省略用户的指定或对由用户指定的位置进行修正，从而来决定测量点A和测量点B的位置。另外，也可以在适于容易检测到胎儿的心脏的运动的其他部位设定测量点A和测量点B。

若设定了2个测量点A、B，则跟踪点设定部40在测量点A、B各自的周边设定多个辅助点。例如如图3所示那样，历经多个帧按各帧的每一个在测量点A的附近设定多个辅助点(a1～a4)，在测量点B的附近设定多个辅助点(b1～b4)。

跟踪点设定部40例如在垂直于穿过测量点A和测量点B的直线AB的穿过测量点A的直线上设定多个辅助点(a1～a4)。从测量点A到各辅助点的距离、由测量点A和多个辅助点(a1～a4)构成的多个点的间隔既可以利用预先设定的值，电可以适当地调整。另外，也可以在穿过测量点A且与内膜面大致平行的(例如外切于与内膜面对应的边界线的)直线上设定多个辅助点(a1～a4)。

另外，跟踪点设定部40例如在垂直于直线AB的穿过测量点B的直线上设定多个辅助点(b1～b4)。从测量点B到各辅助点的距离、由测量点B和多个辅助点(b1～b4)构成的多个点的间隔既可以利用预先设定的值，也可以适当地调整。另外，也可以在穿过测量点B且与内膜面大致平行的(例如外切于与内膜面对应的边界线的)直线上设定多个辅助点(b1～b4)。

若设定了测量点A和与其对应的多个辅助点(a1～a4)，且设定了测量点B和与其对应的多个辅助点(b1～b4)，则将这些全部点(图3的具体例中为10点)作为跟踪点，由跟踪处理部50对各跟踪点的运动进行跟踪。

在与各跟踪点相关的跟踪处理中，按各跟踪点的每一个设定模板。例如，在图3中，将黑圆所示的各跟踪点包围的实线的矩形是模板的具体例。模板的尺寸例如设为M×N(M、N都是自然数)，即横向M像素、纵向N像素。

图4是用于说明与各跟踪点相关的跟踪处理的具体例的图。在图4中，作为多个跟踪点当中的代表例，图示了与测量点A相关的跟踪处理的具体例，在搜索帧f+1内搜索与基准帧f内的测量点A相关的移动目的地。在图4的具体例中，基准帧f和搜索帧f+1是彼此在时间上(在时间相位上)相邻的帧。另外，也可以取代基准帧f，例如将舒张末期或收缩末期等特征时间相位的帧作为基准。

在图4所示的具体例中，在基准帧f内的坐标(3，3)、即X坐标为3、Y坐标为3的位置有测量点A。例如在图4中，在与坐标(3，3)对应的被实线包围的矩形的区域的中心有测量点A，该矩形的区域相当于测量点A的模板。

进而在搜索帧f+1内，例如将与测量点A对应的区域(A)包含在内来设定搜索区域。在图4所示的具体例中，在搜索帧f+1内，X坐标为1～5、Y坐标为1～5的区域成为搜索区域。另外，在搜索区域的设定中能利用公知的各种手法。当然也可以将搜索帧f+1的图像整体作为搜索区域。

跟踪处理部50在搜索帧f+1的搜索区域内，使测量点A的模板移动，同时在各移动位置基于基准帧f的模板内的多个像素和搜索帧f+1的各移动位置的多个像素来进行相关运算，算出相关的评价值。例如在图4所示的具体例中，按搜索帧f+1内的各坐标的每一个算出评价值，形成表示搜索帧f+1的搜索区域内的评价值的分布的评价值图。

相关的评价值是表示图像数据间的相关关系的程度(相似的程度)的数值，在图4的具体例中，评价值是负(minus)的数值，表示评价值越小(绝对值越大)则相似的程度越大。另外，图4所示的评价值终归不过是具体例之一，当算出评价值时，能利用相关运算所涉及的各种公知的数学表达式等。

跟踪处理部50针对多个跟踪点的每一个，执行利用图4说明的跟踪处理，按各跟踪点的每一个得到搜索帧f+1中的评价值图。即，与测量点A所涉及的评价值图(图4)同样地按各辅助点(a1～a4)的每一个算出评价值图，进而还算出测量点B所涉及的评价值图和各辅助点(b1～b4)的每一个的评价值图。

然后，跟踪处理部50当对测量点A的运动进行跟踪时，除了利用测量点A所涉及的评价值图以外，还利用多个辅助点(a1～a4)所涉及的评价值图，当对测量点B的运动进行跟踪时，除了利用测量点B所涉及的评价值图以外，还利用多个辅助点(b1～b4)所涉及的评价值图。

图5是用于说明利用了多个辅助点的测量点的跟踪的具体例的图。在图5中，作为2个测量点A、B当中的代表例，图示了与测量点A相关的跟踪的具体例。

跟踪处理部50当对测量点A的运动进行跟踪时，除了利用测量点A所涉及的评价值图以外，还利用多个辅助点(a1～a4)所涉及的评价值图。在图5中图示了相同的搜索帧(例如图4的搜索帧f+1)中的测量点A的评价值图和多个辅助点(a1～a4)的评价值图的具体例。

各跟踪点的评价值图成为获知该跟踪点的移动目的地(搜索帧中的位置)的方面的指标。例如在图5所示的具体例中，测量点A的评价值图在坐标(2，4)即X坐标为2、Y坐标为4的位置处最小，表示测量点A的移动目的地是坐标(2，4)的可能性高。然而，由于该评价值图是仅根据测量点A通过相关运算得到的值，因此有时评价值例如会在与测量点A偶然一致(近似)的图像部位成为最小，有可能误检测出移动目的地，而不能检测测量点A的真正的移动目的地。

因此，跟踪处理部50为了抑制误检测的可能性，优选为了不出现误检测而利用与测量点A对应的多个辅助点(a1～a4)所涉及的评价值图。即，多个辅助点(a1～a4)设定在测量点A的附近，由于成为与测量点A酷似的运动的或然性高，因此当检测测量点A的移动目的地时参照多个辅助点(a1～a4)的移动目的地。

具体地，对测量点A的评价值图和多个辅助点(a1～a4)的评价值图进行相加处理，算出测量点A所涉及的综合评价值图。测量点A和多个辅助点(a1～a4)虽然在实空间内位于彼此不同的位置(参照图3)，但是在评价值图的相加中，测量点A和多个辅助点(a1～a4)在彼此相同的位置重合。

例如使各辅助点(a1～a4)评价值图平行移动，以使得各辅助点(a1～a4)所涉及的评价值图的中心位置(移动前的各辅助点的位置)重叠于测量点A的评价值图的中心位置(移动前的测量点A的位置)、即图5的具体例中坐标(3，3)的位置，从而使多个评价值图(图5的具体例中为5个评价值图)重合。然后，按各坐标的每一个将测量点A的评价值和多个辅助点(a1～a4)的评价值相加，得到表示按各坐标的每一个进行相加后的评价值的综合评价值图。

图5所示的仅测量点A的评价值图在坐标(2，4)处最小，与此相对，示出参照了多个辅助点(a1～a4)的运动的综合性评价图中的测量点A的移动目的地是坐标(4，2)。即，在图5的具体例中，在仅测量点A的评价值图中，有可能将测量点A的移动目的地误检测为是坐标(2，4)，与此相对，在综合评价值图中，参照与测量点A的运动酷似的或然性高的多个辅助点(a1～a4)的运动，能够检测出被认为是测量点A的本来的移动目的地的坐标(4，2)。

另外，当将测量点A的评价值图和多个辅助点(a1～a4)的评价值图相加时，优选利用动态规划法。在利用动态规划法的情况下，例如进行以下说明的处理。

在动态规划法中，例如按照辅助点a4、辅助点a2、测量点A、辅助点a1、辅助点a3的顺序(图3所示的排列顺序)来将评价值图相加。

例如，在辅助点a4的评价值图和辅助点a2的评价值图的相加中，在将辅助点a2的评价值图的坐标(4，2)、即X坐标为4、Y坐标为2的位置设为关注点的情况下，在不利用动态规划法的前述的处理中，仅仅在辅助点a2的评价值图的坐标(4，2)的评价值上加上辅助点a4的评价值图中的相同的坐标(4，2)的评价值。

与此相对，在利用了动态规划法的处理中，在将辅助点a2的评价值图的坐标(4，2)设为关注点的情况下，将包含该关注点在内的附近范围作为搜索范围，例如将以坐标(4，2)为中心针对X方向和Y方向的每一个方向从+1到-1的范围、具体是X轴的坐标为3～5、Y轴的坐标为1～3的范围作为搜索范围，对辅助点a4的评价值图进行搜索，将辅助点a4的搜索范围内最佳的评价值(最小的评价值)与辅助点a2的关注点处的评价值相加。

以上叙述了关于以辅助点a2的坐标(4，2)为关注点的情况下的相加处理的具体例，针对辅助点a2的评价值图内的全部坐标将各坐标作为关注点来执行上述的相加处理。由此，将辅助点a4的评价值图和辅助点a2的评价值图相加，将辅助点a2的评价值图更新为相加后的评价值。

接下来，将更新后的辅助点a2的评价值图和测量点A的评价值图相加。在该相加中也运用上述的具体例。即，针对测量点A的评价值图内的全部坐标，将各坐标作为关注点，在包含关注点在内的搜索范围内对辅助点a2的评价值图进行搜索，将搜索范围内最佳的评价值(更新后的最小的评价值)与测量点A的关注点处的评价值相加。由此，将更新后的辅助点a2的评价值图和测量点A的评价值图相加，将测量点A的评价值图更新为相加后的评价值。

另外，遵循上述的具体例将更新后的测量点A的评价值图和辅助点a1的评价值图相加来更新辅助点a1的评价值图，进而遵循上述的具体例将更新后的辅助点a1的评价值图和辅助点a3的评价值图相加来更新辅助点a3的评价值图。

这样得到的辅助点a3的更新后的评价值图可以说追溯了辅助点a4、辅助点a2、测量点A、辅助点a1、辅助点a3的评价值图之中最合适的评价值。然后，将辅助点a3的更新后的评价值图之中最佳的评价值(更新后的最小的评价值)的坐标作为辅助点a3的选择点。

若决定了辅助点a3的选择点，则接下来决定辅助点a1的选择点。在前述的相加处理中，在得到辅助点a3的选择点处的更新后的评价值时，在包含该选择点(关注点)在内的搜索范围内对辅助点a1的评价值图进行搜索。因此，在包含辅助点a3的选择点在内的搜索范围内对辅助点a1的评价值图进行搜索，将搜索范围内最佳的评价值(更新后的最小的评价值)作为辅助点a1的选择点。

若决定了辅助点a1的选择点，则按照测量点A、辅助点a2、辅助点a4的顺序依次决定选择点。即，在包含辅助点a1的选择点在内的搜索范围内对测量点A的评价值图进行搜索，将搜索范围内最佳的评价值(更新后的最小的评价值)作为测量点A的选择点。另外，在包含测量点A的选择点在内的搜索范围内对辅助点a2的评价值图进行搜索，将搜索范围内最佳的评价值(更新后的最小的评价值)作为辅助点a2的选择点。进而，在包含辅助点a2的选择点在内的搜索范围内对辅助点a4的评价值图进行搜索，将搜索范围内最佳的评价值(更新后的最小的评价值)作为辅助点a4的选择点。

另外，在上述的具体例中，按照辅助点a4、辅助点a2、测量点A、辅助点a1、辅助点a3的顺序将评价值图相加，并按照辅助点a3、辅助点a1、测量点A、辅助点a2、辅助点a4的顺序来决定选择点，但也可以反过来，按照辅助点a3、辅助点a1、测量点A、辅助点a2、辅助点a4的顺序将评价值图相加，并按照辅助点a4、辅助点a2、测量点A、辅助点a1、辅助点a3的顺序来决定选择点。

如此通过动态规划法来决定针对测量点A和多个辅助点(a1～a4)的每一个的选择点。然后，例如将测量点A的选择点处的坐标作为测量点A的移动目的地(移动后的坐标)。另外，也可以基于测量点A和多个辅助点(a1～a4)所涉及的多个选择点来决定测量点A的移动目的地。例如，也可以将与测量点A和多个辅助点(a1～a4)所涉及的多个选择点相关的平均位置(与X轴和Y轴分别相关的坐标值的平均值)作为测量点A的移动目的地。

另外，也可以基于用动态规划法得到的测量点A的选择点来判断通过测量点A的当初的评价值图(通过相加处理进行更新前的评价值图)得到的测量点A的移动目的地是否有妥当性，从而决定测量点A的真正的移动目的地。例如，将包含用动态规划法得到的测量点A的选择点在内的附近范围作为搜索范围，具体是将以选择点的坐标为中心针对X方向和Y方向的每一个方向从+1到-1的范围作为搜索范围，对测量点A的当初的评价值图进行搜索。并且，若仅根据测量点A的当初的评价值图而得到的测量点A的移动目的地(图5的具体例中为坐标(2，4))处于搜索范围内，则将该移动目的地作为测量点A的真正的移动目的地，若不处于搜索范围内，则将用动态规划法得到的测量点A的选择点作为真正的移动目的地。另外，也可以在仅根据测量点A的当初的评价值图而得到的移动目的地不处于搜索范围内的情况下，基于该移动目的地和选择点来决定测量点A的真正的移动目的地。例如，可以将仅根据测量点A的当初的评价值图而得到的移动目的地与用动态规划法得到的测量点A的选择点的平均位置(中点)作为测量点A的真正的移动目的地。

跟踪处理部50若通过例如利用图4、图5说明的处理而检测到搜索帧f+1内的测量点A的位置，则将下一时间相位的帧f+2作为搜索帧来执行例如利用图4、图5说明的处理，检测帧f+2中的测量点B的位置。如此，跟踪处理部50例如历经存储于电影回放存储器的图像数据的多个帧来跟踪测量点A的运动，进而也通过与测量点A的跟踪同样的处理历经多个帧来跟踪测量点B的运动。

另外，跟踪处理部50当历经多个帧对测量点A和测量点B的运动进行跟踪时，也可以例如在与1次心跳对应的期间内，基于通过多样态的跟踪处理得到的多个跟踪结果来对该期间内的测量点A和测量点B的运动进行跟踪。例如，跟踪处理部50也可以在与1次心跳对应的期间内执行时间经过的正向的跟踪处理和反向的跟踪处理，综合正向的跟踪结果和反向的跟踪结果来跟踪该期间内的测量点A和测量点B的运动。

图6是表示对正向和反向的跟踪结果进行合成的具体例的图。在图6图示了在心跳测量部30中形成的心跳波形的具体例(参照图2)。心跳测量部30在使平均亮度周期性变化的心跳波形内，检测平均亮度成为极大的收缩末期ES的时间相位和平均亮度成为极小的舒张末期ED的时间相位。

跟踪处理部50例如在由舒张末期ED的时间相位或收缩末期ES的时间相位确定的1次心跳的期间内执行正向和反向的跟踪处理。在图6图示将从舒张末期ED1起经过收缩末期ES1到下一舒张末期ED2为止的1次心跳的期间作为处理对象的具体例。

跟踪处理部50首先针对舒张末期ED1的帧内的测量点A导出舒张末期ED2的帧内的测量点A的对应位置。例如，通过基于利用了与舒张末期ED1的测量点A对应的模板的相关运算的模式匹配来在舒张末期ED2的帧内确定与测量点A对应的位置。另外，也可以通过参照了与测量点A相关的多个辅助点(a1～a4)的运动的处理(参照图5)来确定舒张末期ED2的帧内的测量点A的位置。

接下来，跟踪处理部50正向地对舒张末期ED1的测量点A的运动进行跟踪。即，在从舒张末期ED1起经过收缩末期ES1往舒张末期ED2去的时间方向上，历经多个时间相位、即历经多个帧，对舒张末期ED1的测量点A的运动进行跟踪。

进一步地，跟踪处理部50反向地对舒张末期ED2的测量点A的运动进行跟踪。即，在从舒张末期ED2起经过收缩末期ES1往舒张末期ED1去的时间方向上，历经多个时间相位、即历经多个帧，对舒张末期ED2的测量点A的运动进行跟踪。

另外，跟踪处理部50优选当正向和反向地对测量点A的运动进行跟踪时，通过参照了与测量点A有关的多个辅助点(a1～a4)的运动的处理(参照图5)来跟踪各帧内的测量点A的位置。

然后，跟踪处理部50以与距成为跟踪的起点的舒张末期ED1(或舒张末期ED2)的时间上的距离相应的比例来对正向的跟踪结果和反向的跟踪结果进行加权相加，由此对从舒张末期ED1至舒张末期ED2的1次心跳的期间中的测量点A的运动进行跟踪。

例如，历经多个时间相位(多个帧)，按各时间相位(各帧)的每一个，将作为正向的跟踪结果的测量点A的坐标值和作为反向的跟踪结果的测量点A的坐标值加权相加，算出该时间相位(该帧)的测量点A的合成后的坐标值。即，通过与x坐标相关的加权相加来算出合成后的x坐标，通过与y坐标相关的加权相加来算出合成后的y坐标。在图6图示了该加权相加中的加权系数的具体例。

图6<A>的线性函数表示通过线性函数使加权系数与距舒张末期ED1(或舒张末期ED2)的时间上的距离相应地进行变化的具体例。即，舒张末期ED1的正向的加权系数成为最大值1，正向的加权系数随着从舒张末期ED1起在时间上远离而直线地减少，舒张末期ED2的正向的加权系数成为最小值0。另一方面，反向的加权系数成为从最大值1减去正向的加权系数后得到的值。

根据图6<A>的线性函数，能够在越接近于舒张末期ED1则越尊重正向的跟踪结果，越接近于舒张末期ED2则越尊重反向的跟踪结果的同时，跟踪测量点A。

另外，图6<B>的S型函数表示通过S型函数使加权系数与距舒张末期ED1(或者舒张末期ED2)的时间上的距离相应地进行变化的具体例。即，舒张末期ED1的正向的加权系数成为最大值1，正向的加权系数随着从舒张末期ED1起在时间上远离而遵循S型函数曲线地减少，舒张末期ED2的正向的加权系数成为最小值0。另一方面，反向的加权系数成为从最大值1减去正向的加权系数后得到的值。

根据图6<B>的S型函数，在与线性函数的比较中，进一步尊重舒张末期ED1的附近的正向的跟踪结果，并进一步尊重舒张末期ED2的附近的反向的跟踪结果。另外，S型函数的曲率优选适当地进行调整。

跟踪处理部50针对测量点B也进行与上述的测量点A同样的正向和反向的跟踪处理，将正向的跟踪结果和反向的跟踪结果加权相加，由此对从舒张末期ED1至舒张末期ED2的1次心跳的期间中的测量点B的运动进行跟踪。

另外，跟踪处理部50可以在例如与1次心跳对应的期间内执行基于自相关的跟踪处理和基于互相关的跟踪处理，综合基于自相关的跟踪结果和基于互相关的跟踪结果来对该期间内的测量点A和测量点B的运动进行跟踪。

图7是表示对自相关和互相关的跟踪结果进行合成的具体例的图。在图7图示了在心跳测量部30中形成的心跳波形的具体例(参照图2)。

跟踪处理部50例如在由舒张末期ED的时间相位或收缩末期ES的时间相位确定的1次心跳的期间内执行自相关和互相关的跟踪处理。图7表示将从舒张末期EDI起经过收缩末期ESI到下一舒张末期ED2为止的1次心跳的期间作为处理对象的具体例。

跟踪处理部50当正向地(参照图6)对舒张末期ED1的测量点A的运动进行跟踪时，利用自相关和互相关这两种运算。在自相关中，以舒张末期ED1的帧为基准，通过利用了舒张末期ED1的测量点A的模板的相关运算，来在各帧(搜索帧)内确定与测量点A对应的位置。与此相对，在互相关中，针对彼此相邻的帧f和帧f+1，通过利用了帧f的测量点A的模板的相关运算，来在帧f+1(搜索帧)内确定与测量点A对应的位置。

另外，跟踪处理部50优选当利用自相关和互相关来跟踪测量点A的运动时，通过基于参照了与测量点A相关的多个辅助点(a1～a4)的运动的动态规划法的处理(参照图5)来对各帧内的测量点A的位置进行跟踪。例如在利用了自相关的跟踪中，基于自相关的运算来算出相关的评价值(参照图4)，在利用了互相关的跟踪中，基于互相关的运算来算出相关的评价值。

然后，跟踪处理部50以与距舒张末期ED1(或舒张末期ED2)的时间上的距离相应的比例将自相关的跟踪结果和互相关的跟踪结果加权相加，由此对从舒张末期ED1至舒张末期ED2的1次心跳的期间中的测量点A的运动进行跟踪。

例如，历经多个时间相位(多个帧)，按各时间相位(各帧)的每一个，将作为自相关的跟踪结果的测量点A的坐标值和作为互相关的跟踪结果的测量点A的坐标值加权相加，来算出该时间相位(该帧)的测量点A的合成后的坐标值。即，通过与x坐标相关的加权相加来算出合成后的x坐标，通过与y坐标相关的加权相加来算出合成后的y坐标。在图7图示了该加权相加中的自相关的加权系数的具体例。

在图7所示的自相关的加权系数的具体例中，使自相关的加权系数与距舒张末期ED1(或舒张末期ED2)的时间上的距离相应地线性地进行变化。即，舒张末期ED1的自相关的加权系数成为最大值1，自相关的加权系数随着从舒张末期ED1在时间上远离而直线地减少，自相关的加权系数在收缩末期ES1成为最小值0。另外，自相关的加权系数随着从收缩末期ES1向舒张末期ED2靠近而直线地增加，自相关的加权系数在舒张末期ED2成为最大值1。另外，互相关的加权系数是从最大值1减去自相关的加权系数后得到的值。

根据图7所示的自相关的加权系数，能够在越接近于舒张末期ED1或舒张末期ED2则越尊重自相关的跟踪结果，越从舒张末期ED1或舒张末期ED2远离则越尊重互相关的跟踪结果的同时，跟踪测量点A。

另外，在以收缩末期ES为起点从收缩末期ES起通过自相关和互相关来跟踪测量点A的运动的情况下，越接近于成为起点的收缩末期ES就越尊重自相关的跟踪结果，越从收缩末期ES远离、即越接近于舒张末期ED就越尊重互相关的跟踪结果即可。

另外，跟踪处理部50在反向地(参照图6)对舒张末期ED2的测量点A的运动进行跟踪的情况下，也利用自相关和互相关这两种运算。在自相关中，以舒张末期ED2的帧为基准，通过利用了舒张末期ED2的测量点A的模板的相关运算，来在各帧(搜索帧)内确定与测量点A对应的位置。在互相关中，针对彼此相邻的帧f和帧f+1，通过利用了帧f+1的测量点A的模板的相关运算，来在帧f(搜索帧)内确定与测量点A对应的位置。

进一步地，跟踪处理部50针对测量点B也进行与上述的测量点A同样的自相关和互相关的跟踪处理，将自相关的跟踪结果和互相关的跟踪结果加权相加，由此对从舒张末期ED1至舒张末期ED2的1次心跳的期间中的正向和反向的测量点B的运动进行跟踪。

若通过跟踪处理部50在至少1次心跳的期间、优选历经多次心跳对测量点A和测量点B的运动进行了跟踪，则在FS测量部60中算出成为与胎儿的心脏相关的诊断的指标的左室内径缩短率(FS：Fractional Shortening)。

图8是用于说明左室内径缩短率(FS)的算出例的图。FS测量部60基于测量点A和测量点B的跟踪结果，历经多个时间相位按各时间相位的每一个算出测量点A与测量点B之间的距离(2点间距离)。

在图8图示了历经多个时间相位的2点间距离的变化波形。由于胎儿的心脏周期性地进行舒张收缩运动，因此测量点A和测量点B(参照图3)伴随舒张收缩运动而变化，能得到图8所述具体例那样2点间距离的变化波形。即，由于2点间距离伴随心脏的收缩而变小，因此在收缩末期，2点间距离成为作为极小值的LVDsn，由于2点间距离伴随心脏的舒张而变大，因此在舒张末期，2点间距离成为作为极大值的LVDdn。由此，如图8所示的具体例那样，得到使2点间距离周期性地变化且周期性地重复LVDsn和LVDdn的变化波形。

FS测量部60基于测量点A与测量点B的2点间距离，通过下式来算出左室内径缩短率(FS)。另外，也可以通过将数学表达式1式的结果乘以100(百分数)来算出％FS(百分数FS)。

<数学表达式1>

FS＝(LVDdn-LVDsn)/LVDdn

在FS测量部60算出的FS(％FS)经由显示处理部70而显示在显示部72。另外，也可以将心跳波形(图2)、2点间距离的变化波形(图8)显示在显示部72。

以上说明了本发明的适合的实施方式，但上述的实施方式在所有点上不过仅仅是例示，不对本发明的范围进行限定。本发明在不脱离其本质的范围内包含各种变形形态。

标号的说明

10 探头

12 收发部

20 图像形成部

30 心跳测量部

40 跟踪点设定部

50 跟踪处理部

60 FS测量部

70 显示处理部

72 显示部

80 操作设备

90 控制部

Claims

1.一种超声波诊断装置，其特征在于，具有：

发送接收超声波的探头；

对探头进行发送控制来得到超声波的接收信号的收发部；

基于超声波的接收信号来形成包含胎儿的心脏在内的超声波图像的图像形成部；和

在超声波图像内对与胎儿的心脏相关的测量点的运动进行跟踪的跟踪处理部，

所述跟踪处理部在跟踪期间内执行多样态的跟踪处理，基于通过多样态的跟踪处理而得到的多个跟踪结果来对该跟踪期间内的测量点的运动进行跟踪，

所述跟踪处理部在所述跟踪期间内执行基于自相关的跟踪处理和基于互相关的跟踪处理，综合基于自相关的跟踪结果和基于互相关的跟踪结果来对该跟踪期间内的测量点的运动进行跟踪。

2.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，

所述跟踪处理部在所述跟踪期间内执行时间经过的正向的跟踪处理和反向的跟踪处理，综合正向的跟踪结果和反向的跟踪结果来对该跟踪期间内的测量点的运动进行跟踪。

3.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在于，

所述跟踪处理部将胎儿的心脏的舒张收缩运动中周期性出现的特征时间相位至特征时间相位作为所述跟踪期间，在该跟踪期间内执行以一个特征时间相位为起点往另一个特征时间相位去的正向的跟踪处理、和以另一个特征时间相位为起点往一个特征时间相位去的反向的跟踪处理，以与距成为起点的特征时间相位的时间上的距离相应的比例将正向的跟踪结果和反向的跟踪结果加权相加，由此对该跟踪期间内的测量点的运动进行跟踪。

4.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，

所述跟踪处理部将胎儿的心脏的舒张收缩运动中周期性出现的特征时间相位至特征时间相位作为所述跟踪期间，时间上越接近于特征时间相位就越增大自相关的比例地将基于自相关的跟踪结果和基于互相关的跟踪结果加权相加，由此对该跟踪期间内的测量点的运动进行跟踪。

5.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在于，

6.根据权利要求3所述的超声波诊断装置，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，

所述跟踪处理部针对由测量点和其辅助点构成的多个跟踪点，在所述跟踪期间内按各跟踪点的每一个执行跟踪处理，基于从多个跟踪点得到的多个跟踪结果来对所述跟踪期间内的测量点的运动进行跟踪。

8.根据权利要求7所述的超声波诊断装置，其特征在于，

所述跟踪处理部通过利用了从多个跟踪点得到的多个跟踪结果的动态规划法对测量点的运动进行跟踪。

9.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，

针对超声波图像内设定于胎儿的心脏的2个测量点，按各测量点的每一个对运动进行跟踪，历经胎儿的心跳的至少1个周期来导出2个测量点间的距离所涉及的时间上的变化。

10.根据权利要求9所述的超声波诊断装置，其特征在于，

基于设定于胎儿的心脏的所述2个测量点间的距离所涉及的时间上的变化来算出该胎儿的心脏所涉及的FS值。

11.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在于，

12.根据权利要求11所述的超声波诊断装置，其特征在于，