JP2006006932A - 超音波造影用プロトコルを規定する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数走査平面に沿って超音波画像を自動的に取得する。
【解決手段】セル（５０２〜５１６，８０２〜８１２，９１０〜９１２）からなるテンプレート（１４０）を記憶するメモリ（１３６）を備え、各セルが対象を通る少なくとも２枚の走査平面（２１０，７１２，７１４）に沿う超音波画像（９０６）を取得（３０８）する走査シーケンスを規定する走査パラメータ（１３８）を含むプロトコル準拠超音波システム（１００，２００）が提供される。本システムは、対象の走査（３０６）前にテンプレート内のセルに関連する走査パラメータについてパラメータ値を入力し、少なくとも２枚の走査平面に沿う走査シーケンスを規定するユーザ入力（１３４）を含む。対象を走査し、セル内の走査パラメータのパラメータ値に基づき少なくとも２枚の走査平面に沿う超音波画像（９０６）を自動的かつ連続的に取得する探触子（１０６，２０２）もまた含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波診断方法及び装置に関する。特に、本発明は超音波走査を自動的に行なうプロトコルを規定する方法及び装置に関する。

医用診断法における用途へ向け、多数の超音波法およびシステムが存在する。患者の超音波画像に基づく患者の検査や診断を容易にする様々な機構が提案されてきた。例えば、負荷−エコー型心研究では、心臓各部を負荷検査の前後で走査し、心臓の被選択部分の対応する基準線及び負荷−レベル画像を提供することができる。

しかしながら、検査の基準線と負荷レベルの間に心臓の同一部分を走査することは、現在の技術を用いては困難である。技師は負荷検査期間中に心臓の同一部分を反復捕捉することに困難を抱えており、何故なら例えば患者は各負荷レベルにおいてより激しく呼吸をしており、また基準線取得期間中よりもより速く鼓動し患者体内により広範囲に血流を送り込んでいるからである。技師は、進んだ負荷レベルにおいて走査対象について基準線記録用の先の負荷と同じ基準図及び角度を得るよう探触子を配置することに窮することがある。基準線と負荷レベル画像断層は、心臓の同一部分及び／又は図を示さず、かくして医師は異なる２Ｄ走査に基づいて解剖図を頭の中で視覚化し、前後の断層間での差異を補正しなければならないことがある。

さらに、ユーザは一般に患者が基準線状態にある間の複数の超音波画像と各負荷レベルにある同数の超音波画像を取得する。基準線と各負荷レベルにおいて、選択走査平面に沿う心筋の実時間画像の映写ループを形成するよう超音波画像を連続的に記録する。また、各基準線及び負荷レベルにおいて、複数走査平面に沿って超音波画像の映写ループを取得する。
米国特許第６５００１２３号

これまで、ユーザは各走査平面に沿う取得の間に一連の走査パラメータを手動調整していた。手動調整工程は、各走査平面ごとに基準線と各負荷レベルで繰り返していた。この工程は、ユーザにとって緩慢で面倒であり、負荷検査の完了遅延をもたらしていた。

複数走査平面に沿って超音波画像を自動的に取得するプロトコルを規定することのできる方法及びシステムに対する必要性が存在する。

プロトコル準拠超音波法を、提供する。超音波法は、セルからなるテンプレートを用いる。各セルは、対象を通る走査平面に沿う超音波画像取得用の走査シーケンスを規定する走査パラメータを含む。対象を走査する前に、テンプレート内のセルに関連する走査パラメータについてのパラメータ値を入力し、ユーザが少なくとも２枚の走査平面に沿う走査シーケンスを規定する。対象は超音波探触子を用いて自動的に走査し、セル内の走査パラメータについてのパラメータ値に基づき少なくとも２枚の平面に沿う超音波画像を自動的かつ連続的に取得する。

代替実施形態では、一つの方法がプロトコルに従って状態を変える対象の超音波画像を表示する。各超音波画像は、対象を通る対応走査平面に沿って取得する。超音波画像の収集を、提供する。各超音波画像は、対象が関連状態にある間に関連走査平面に沿って取得する。表示は、少なくとも２つの四半部すなわち領域に分割する。対応する超音波画像は四半部内に提示され、ここで並列表示超音波画像は対象の共通状態と対象を介する共通走査平面のうちの一方に対応する。

さらにもう一つの実施形態によれば、超音波システムにはセルからなるテンプレートを記憶するメモリが備わる。各セルは、対象を通る対応走査平面に沿う超音波画像に関する取得を規定するパラメータを含む。この構成は、対象走査前にテンプレート内のセルに関連する走査パラメータについてのパラメータ値を入力する入力端を含む。本システムは、対象を走査し、セル内の走査パラメータに関する走査パラメータに基づき少なくとも２枚の走査平面に沿う超音波画像を自動的に取得する探触子を含む。

図１は、本発明の一実施形態に従って形成した超音波システム１００のブロック図である。超音波システム１００は、対象或いは患者内の関心領域（ＲＯＩ；ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ）の複数の二次元（２Ｄ）表示或いは画像に対応する超音波情報を取得するよう構成可能としてある。この種の一つのＲＯＩが、ヒト心臓又はヒト心臓の心筋であろう。超音波システム１００は、２又は３枚の異なる方位平面内で２Ｄ画像平面を取得するよう構成可能としてある。超音波システム１００は、ビーム成形器１１０の案内下で、配列変換器１０６内で複数の変換器素子１０４を駆動して人体内にパルス駆動超音波信号を放射する送信器１０２を含む。配列変換器１０６内の素子１０４は、ビーム成形器１１０から受信した制御情報に基づいて送信器１０２からの受信励起信号により励起する。

励起時に、変換器素子１０４は送信ビームに沿って物体へ導かれる超音波波形を生成する。超音波は血球や筋肉組織等の人体内の密度インタフェース及び／又は構造で散乱し戻され、変換器素子１０４へ戻るエコーを生成する。エコー情報を受信し、変換器素子１０４が電気信号へ変換する。電気信号は、配列変換器１０６により受信器１０８へ送信され、続いてビーム成形器１１０へ送られる。後述する実施形態では、ビーム成形器１１０は送受信ビーム成形器として動作する。

ビーム成形器１１０は、走査パラメータ１３８を用いて送信器１０２の動作を制御し超音波走査ビームを生成するとともに受信器１０８を制御してエコー情報を収集する。ビーム成形器は、走査パラメータ１３８内に供給される情報の使用を通じ、超音波画像の生成に用いることのできる受信ビーム情報を生成する。ビーム成形器１１０は、配列変換器１０６から受信した他の電気信号を用いて各電気信号を遅延し隣接像重複制御し合算する。合算信号は、超音波ビーム或いは超音波線からのエコーを表わす。合算信号は、ビーム成形器１１０からＲＦプロセッサ１１２へ出力する。ＲＦプロセッサ１１２は、同相と直交位相（ＩとＱ）情報を生成することができる。或いは、ビーム成形器１１０から受信した情報から実数値を生成することができる。ＲＦプロセッサ１１２は一つのフレームに関連する情報（例えば、Ｉ／Ｑ情報）を収集し、刻印及び方位／回転情報付きのフレーム情報を画像バッファ１１４内に記憶させる。方位／回転情報は、一つのフレームが別のフレームとなす回転角度を示すことができる。例えば、３枚の異なる方位平面又は図について超音波情報を同時取得する３平面状況では、一つのフレームを角度０度に関連付け、別のフレームを角度６０度に関連付け、第３のフレームを角度１２０度に関連付けることができる。このように、フレームを０度、６０度、１２０度・・・０度、６０度、１２０度の繰り返し順で画像バッファ１１４へ追加することができる。画像バッファ１１４内の第１と第４のフレームは、第１の共通平面方位を有する。第２と第５のフレームは第２の共通平面方位を有し、第３と第６のフレームは第３の共通平面方位を有する。

また、２平面状況にあっては、ＲＦプロセッサ１１２はフレーム情報を収集し、０度、９０度、０度、９０度等のフレーム方位順の繰り返しにて情報を記憶する。画像バッファ１１４内に記憶させた情報のフレームは、２Ｄ表示プロセッサ１１６により処理する。

２Ｄ表示プロセッサ１１６，１１８，１２０は、画像バッファ１１４からの画像フレームを総当り様式で交互に上手に処理する。例えば、表示プロセッサ１１６，１１８，１２０は画像バッファ１１４内の全てのデータ断層へのアクセスを有するが、一つの角度方位を有するデータ断層上で動作する構成としてある。例えば、表示プロセッサ１１６は０度の回転角度に関連する画像バッファ１１４から画像フレームを処理できるだけである。同様に、表示プロセッサ１１８は６０度方位フレームを処理できるだけであり、表示プロセッサ１２０は１２０度方位フレームを処理できるだけである。

２Ｄ表示プロセッサ１１６は画像バッファ１１４から共通方位を有するフレーム集合を処理し、コンピュータディスプレイ１２４の四半部１２６内に走査対象の２Ｄ画像すなわち２Ｄ図を生成することができる。四半部１２６で為される一連の画像フレームが、映写ループを形成しよう。同様に、表示プロセッサ１１８は共通方位を有する画像バッファ１１４からのフレーム集合を処理して四半部１３０内に走査対象の第２の異なる２Ｄ図を生成することができる。表示プロセッサ１２０は、画像バッファ１１４からの共通方位を有するフレーム集合を処理して四半部１２８内に走査対象の第３の異なる２Ｄ図を生成することができる。

例えば、表示プロセッサ１１６が処理するフレームは四半部１２６に示す心臓の尖−４腔断面図を生成することができる。表示プロセッサ１１８が処理するフレームは、四半部１３０に示す心臓の尖−２腔断面図を生成することができる。表示プロセッサ１２０は、フレームを生成して四半部１２８に示す心臓の尖−長軸（ＡＰＬＡＸ；ａｐｉｃａｌ ｌｏｎｇ−ａｘｉｓ）図を形成することができる。ヒト心臓の３図は全て、コンピュータディスプレイ１２４の３個の四半部１２６，１２８，１３０内に実時間で同時に示すことができる。

２Ｄ表示プロセッサ、例えばプロセッサ１１６は、フレーム情報の処理だけでなく画像バッファ１１４から受信したフレーム情報のフィルタ処理を実行して被処理画像フレームを生成することができる。被処理画像フレームの一部形式は、Ｂモードデータ（例えば、エコー信号強度又は振幅）或いはドプラデータとすることができる。ドプラデータの例は、カラードプラ速度データ（ＣＤＶ；ｃｏｌｏｒ Ｄｏｐｐｌｅｒ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｄａｔａ）やカラードプラエネルギデータ（ＣＤＥ；ｃｏｌｏｒ Ｄｏｐｐｌｅｒ ｅｎｅｒｇｙ ｄａｔａ）やドプラ組織データ（ＤＴＩ；Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｔｉｓｓｕｅ ｄａｔａ）を含む。表示プロセッサ１１６はそこで走査変換を実行し、一極からのデータをデカルト座標系へ写像し、コンピュータディスプレイ１２４上に表示することができる。

随意選択的には、他の２Ｄ表示プロセッサ１１６，１１８，１２０からの出力の処理に３Ｄ表示プロセッサ１２２を用いることができる。プロセッサ１２２は、２Ｄ表示プロセッサ１１６，１１８，１２０が生成する３枚の図を組み合わせ、コンピュータディスプレイ１２４の四半部１３２内に３平面図を形成する。３平面図は、３Ｄ画像、例えば３平面の３枚の分断平面に対し整列させたヒト心臓の３Ｄ画像を示すことができる。一実施形態では、３平面の３枚の平面は共通回転軸にて交差する。他の実施態様では、任意の数の平面に任意の方位をもたせることができる。例えば、ユーザは頂点から心臓の僧帽状平面まで異なるレベルでの胸骨傍窓から幾つかの短軸走査平面を同時に取得したいと欲することがある。この場合、Ｎ個の数の平面が同一の回転角度ながら異なる傾斜角度でもって得られる。

ユーザに走査パラメータ１３８を入力させるユーザインタフェース１３４が、設けてある。走査パラメータ１３８は、メモリ１３６に記憶させたテンプレート１４０のセルに関連付けてある。走査パラメータ１３８は、ユーザに２平面走査又は３平面走査のいずれを所望か、平面間の回転角度と傾斜角度を指定させることができる。走査パラメータ１３８には、２平面や３平面の各平面に関する対象走査の深度及び幅の調整を見込ませることができる。走査パラメータ１３８には、利得や周波数や焦点位置やモードや当て方やズームに関するパラメータを含めることができる。３平面の３枚の平面からの走査データの同時取得を行なうと、ビーム成形器１１０は送信器１０２と併せ配列変換器１０６に発信し、走査対象を薄切りした３枚の平面内に隣接して合焦する超音波ビームを生成する。反射された超音波エコーは同時に収集され、画像バッファ１１４内に記憶させる画像フレームを生成する。ＲＦプロセッサ１１２が画像バッファ１１４を書き込んでいる最中に、２Ｄ表示プロセッサ１１６，１１８，１２０が画像バッファ１１４を空にする。２Ｄ表示プロセッサ１１６，１１８，１２０は、対応するコンピュータディスプレイ四半部１２６，１３０，１２８内の走査対象の３枚の図を視認するデータを形成する。四半部１３２内の３枚の図の組み合わせの随意選択的な表示だけでなく、四半部１２６，１３０，１２８内の３枚の図の表示も実時間である。実時間ディスプレイは、表示用にデータが利用可能になるや否や走査データを用いる。

図２は、本発明の実施形態に従い形成した超音波システム２００のブロック図である。本システムは、送信器２０４と受信器２０６に接続した探触子２０２を含む。探触子２０２は、超音波パルスを送信するとともに走査した超音波立体２０８の内部構造からエコーを受信する。メモリ２１２は、走査した超音波立体２０８から導出された受信器２０６からの超音波データを記憶する。立体２０８は、様々な技法（例えば、３Ｄ走査、実時間３Ｄ造影、立体走査、位置決めセンサを有する変換器を用いた２Ｄ走査、三次元画素相関技術を用いた自在走査、２Ｄ又はマトリクス配列変換器等）により得ることができる。

探触子２０２は、関心対象領域（ＲＯＩ）を走査する間、直線路或いは弧状路等に沿って動かす。各直線或いは弧状位置において、探触子２０２は走査平面２１０を得る。或いは、電子ビーム操縦機能付きマトリクス配列変換器探触子２０２を用い、探触子２０２を動かすことなく走査平面２１０を入手することもできる。走査平面２１０は、一群の或いは一組の隣接走査平面２１０等の肉厚について収集する。走査平面２１０はメモリ２１２に記憶させ、続いて立体走査変換器２１４へ送る。一部実施形態では、探触子２０２は走査平面２１０の代りに線を入手し、メモリ２１２は走査平面２１０ではなく探触子２０２が入手した線を記憶することができる。立体走査変換器２１４は、走査平面２１０ではなく探触子２０２が入手した線を処理することができる。立体走査変換器２１４は制御入力２１６から断層肉厚設定を受信し、それが走査平面２１０から作られる断層の肉厚を特定する。立体走査変換器２１４は、複数の隣接走査平面２１０から２Ｄフレームを作成する。フレームは断層メモリ２１８内に記憶し、立体描画プロセッサ２２０によりアクセスする。立体描画プロセッサ２２０は、隣接フレームの値の補間を行なうことで時間軸中の所定時点でフレーム上に立体描画を行なう。立体描画プロセッサ２２０の出力は、映像プロセッサ２２２とディスプレイ２２４へ送る。

各エコー信号サンプル（三次元画素）の位置は、幾何学的精度（すなわち一つの三次元画素からその次までの距離）と超音波応答（及び超音波応答からの導出値）について規定される。適当な超音波応答には、グレースケール値やカラー血流値や血管やパワードプラ情報が含まれる。パワードプラ情報は、定量的情報の面描画には相応しくない。定量的情報の面描画は、Ｂモード（或いはグレースケール）断層の取得を必要とする。異なる深度での隣接フレーム又は平面の補間は共通軸に沿って互いを二分する第１と第２の走査平面内で実行し、対象の表面を推定する統合的超音波データを導出する。

図３は、患者の負荷エコー検査を行なうテンプレートに規定したプロトコルの例示的使用方法のフローチャート３００である。本方法は、３０２においてセルで構成されたテンプレートを設ける。各セルは、対象を通る対応走査平面に沿うデータの取得を規定する走査パラメータを含む。対象には、患者が該当しよう。超音波システム１００は、走査パラメータに関する関連値に基づき各走査平面に沿って一又は一連の超音波画像を取得する。多平面、例えば２平面や３平面やＮ平面の種別は、ユーザによりテンプレートのセル内で特定することができる。システム１００は、所定のデフォルト値或いはユーザが入力したパラメータ値に基づき平面間の所与の種別の多平面走査について角度や方位や傾斜等を設定する。例えば、ユーザがテンプレート用に３平面造影を指定した場合、ユーザはそこで平面の角度についてパラメータ値を基本の基準面に対し０度、６０度、１２０度に設定することができる。システム１００は基準線検査期間中にユーザ入力パラメータ値を用いるが、同じパラメータ値が検査期間中にシステム１００が検査中に各負荷レベルにて記憶し使用する。一例では、テンプレートは患者に関する負荷エコー検査に対応させ、各セルが基準線と離散負荷レベルの一つに対応させる。

対象を走査する前に、３０４において、ユーザはプロトコルを規定するテンプレート内のセルに関連付けた走査パラメータについてパラメータ値を入力することができる。属性走査パラメータを、実施する負荷検査の種別に基づく等して患者が検査に至る前に設定することができる。走査パラメータには、患者が検査に至ったときに設定する属性走査パラメータに加え、特定患者向け走査パラメータを含めることができる。例えば、患者の心臓寸法が標準体よりも大きいか小さい場合は、特定患者向け走査パラメータをしかるべく調整する必要があろう。

テンプレート内の全セルに関するパラメータ値は、全検査のどの部分を始める前にもユーザが入力する。例えば、第２と第３のセルは、平面角度や傾斜、さらにデフォルト値に設定したり第１のセル内に特定できる複数走査の種別に基づきユーザが設定するもの等に関する走査パラメータを特定することができる。

走査パラメータは、プロトコル属性パラメータを含む。走査パラメータは、探触子から延びる共通軸に沿う３枚の走査平面の分断を規定することができる。対象は、関連付けられたセルのパラメータ値に基づきほぼ同時に３枚の走査平面に沿って走査する。また、走査パラメータは探触子から延びる共通軸に沿い２枚の走査平面の分断を規定することができる。対象は、関連付けられたセルのパラメータ値に基づき２枚の走査平面に沿ってほぼ同時に走査する。一般に、走査パラメータは関連セルの値に基づき走査する複数の平面を規定することができる。走査プロトコルの規定に用いることのできるセルのテンプレートフォーマットの例が、図５と図８に提示してある。

図５は、本発明の一実施形態に従うセル５０２〜５１６のテンプレート５００を示す。図５により例示した実施形態では、セルは２平面或いは３平面記録用に全平面に関する情報を含む。映写記録はセルのパラメータ情報により特定された全平面について取得し、セルに関連付けられた画像ファイル内に記憶させることができる。例えば、セル５０２を選択し移植することで、ユーザは超音波システム１００（図１）が或る種の２平面走査、例えば患者に関するＰＬＡＸ−ＰＳＡＸ走査を行なうよう選択したことになる。セル５１０を選択して移植することで、ユーザは超音波システム１００が患者用に３平面走査を行なうよう設定したことになる。セル５０２のパラメータＰ１，Ｐ２は走査の走査幅と深度に対応し、ユーザによる数値化を必要としよう。他のパラメータは、利得と周波数と焦点深度に対応しよう。一旦ユーザによる数値化を必要とするセル５０２内のパラメータを数値化すると、テンプレートは所要のパラメータ向けに入力された値に基づきセル５０２の残るパラメータについての値を自動的に移植することができる。セル５０４，５０６，５０８は、データの負荷レベル１（ＳＬ１）や負荷レベル２（ＳＬ２）や負荷レベル３（ＳＬ３）の取得を規定する走査パラメータに対応する。セル５０４，５０６，５０８のパラメータはセル５０２のパラメータから自動的に移植することができ、この場合走査データはセル５０２に関するデータと同様の仕方で収集される。基準線とＳＬ１〜ＳＬ３について生成された画像の差異は、患者内の異なる負荷レベルの誘起に起因して発生する。

ユーザはテンプレート５００のセル５０２，５１０を選択して移植し、２平面と３平面の両方の記録用に走査データの取得を指定する。テンプレート５００の両列（２平面と３平面）に関するパラメータ情報の選択と入力では、図１のシステム１００は２平面図と３平面図の両方について走査データを取得する。一つの負荷レベルにおける２平面及び３平面取得は、例えば以下の如くなされよう。先ず、胸骨傍窓（経胸腔窓）からの２平面取得を行ない、ＰＬＡＸ及びＰＳＡＸ投影を取得し、続いて探触子１０６（図１）を動かし尖端窓（経胸腔窓）からの３平面取得を実施して４チャンネルと２チャンネルとＡＰＬＡＸ投影を取得する。

図８は、本発明の一実施形態に従い形成したテンプレート８００の一部を示す。図８が例示する実施形態は、複数のセルが記録平面に関するパラメータ情報を含む点で図５が示す実施形態とは異なる。例えば、２平面記録は図８内にセル８０２，８０４，８０６，８０８を移植することができ、その一方でセル５０２だけを図５に移植して２平面記録を特定する。テンプレート８００は、患者に実施する超音波検査を患者に対し規定するセル８０２，８０４，８０６，８０８，８１０の行を示す。セル８０２〜８１２の行に関する値は基準線検査用に用いることができ、連続する負荷レベル検査向けにシステム１００（図１）が記憶する。セル８０２は、患者の名前と情報を用いて数値化する。セル８０２〜８１２に関する数値化或いは数値の移植は、患者が検査に達する前に果たすことができる。セル８０４は患者に実施するプロトコル名或いは検査種を特定し、これに走査情報を収集する走査平面の数を含ませ或いは決めることができる。走査平面の数が、数値化を必要とする行の一連のセル数を決めることができる。セル８０６が、走査平面＃１に関する走査パラメータ情報を規定する。セル８０８が、走査平面＃２に関する走査パラメータ情報と走査平面＃３に関するセル８１０を規定する。角度８１４と傾斜８１６は、走査パラメータの一例である。一例として、セル８０６は０度でもって数値化した角度８１４と０度でもって数値化した傾斜８１６を持とう。セル８０８は、６０度でもって数値化した角度８１４と０度でもって数値化した傾斜８１６を持とう。セル８１０は、１２０度でもって数値化した角度８１４と１０度でもって数値化した傾斜８１６を持とう。テンプレート８００は、デフォルトの列数或いは行内セル、例えばＮ番目の走査平面に関するセル８１２を備える。

一部走査パラメータは、ユーザが走査パラメータに関する値を入力する際に通常の好適なデフォルト値を用いて自動的に数値化することができる。例えば、ユーザは４腔ＰＬＡＸ３平面走査検査が必要なことを示すプロトコル名を備えるセル８０４を数値化することができる。本システム１００は、そこで通常の心臓寸法及び形状をもった患者に関する適当なデフォルト値を用いてセル８０６，８０８，８１０の角度８１４及び傾斜８１６を数値化する。患者が検査に至った後で患者の心臓寸法及び／又は形状が標準体でない場合、ユーザは角度８１４と傾斜８１６のパラメータに関する値をしかるべく調整することができる。走査パラメータ値に対するこの種の変化は、システム１００により記憶させ一連の負荷検査を行なわせることができる。代替実施形態では、テンプレート（例えば、「ＰａｒＬＡＸＳＡＸ」）内の列の名称の選択が幾つかの平面と角度（例えば、９０度回転角度と−５度の傾斜角度をもった２枚の平面）に関するデフォルトの走査パラメータを生み出そう。

図３に戻るに、３０６において対象を超音波探触子を用いて走査し、セル内の走査パラメータに関するパラメータ値に基づき少なくとも２枚の走査平面に沿う超音波画像を自動的に取得する。対象は、対象の状態を切り換える間の期間により隔てられる第１回と第２回の走査を受ける。対象は、探触子を少なくとも第１回と第２回の間で動かさずかつユーザにより走査パラメータを調整されることなく、第１と第２の走査平面に沿ってほぼ同時（例えば、０．０２秒以内）に少なくとも第１回と第２回の走査を受ける。少なくとも２枚の走査平面のそれぞれに沿って取得した一連の超音波画像は、映写ループとしての再生用に記録することができる。基準線は、異なる負荷レベルだけでなく映写ループとしての再生用にも記録することができる。

プロトコルに従い状態を変えつつある対象の超音波画像を、３０８において収集する。各超音波画像は、対象を通る対応走査平面に沿って取得する。超音波画像の収集は、メモリ１１４内に記憶させる。各超音波画像は、対象が関連状態にある間に関連走査平面に沿って取得する。

図９は、患者の検査期間中に採取した超音波画像９０６を編成する記憶フォーマット９００を示す。記憶フォーマット９００は、行９０２と列９０４内に編成したセル配列９１０である。各列９０４は、走査パラメータ、例えば走査平面＃１や走査平面＃２や走査平面＃３や走査平面＃４が規定する取得状態に関連付ける。各行９０２は、対象すなわち患者の容体、例えば基準線や負荷レベル＃１や負荷レベル＃２や負荷レベル＃３や負荷レベル＃４に関連させる。例えば、セル９１０は患者が誘起負荷を一切持たない基準線にあるときに、走査平面＃４に沿って得られる走査に関する超音波画像９０６を記憶する。映写ループ９０８を形成する実時間の一連の超音波画像を、セル９１２内に記憶させることができる。セル９１２の映写ループ９０８は、患者が負荷レベル＃１にあるときに走査平面＃４に沿って得られる画像の再生をもたらす。代替実施形態では、走査平面＃１と走査平面＃２と走査平面＃３と走査平面＃４に関する図９に示す４個の列を一つの列に圧壊し、基準線行ごとに一つのセルを備えるようにできる。この場合の実施形態は、一つのセルに対する所与の対象状態（例えば、基準線）に関する全平面に対し映写ループを関連付けることができる。

図３に戻るに、３１０において、ディスプレイを少なくとも二つの四半部に分割する。４個の四半部を示したが、四半部は対象が４個の異なる状態にある間に共通走査面に沿って取得した超音波画像を含む。

３１２において対応する超音波画像を四半部に提示するが、ここでは並列表示超音波画像は対象の共通状態と対象を通る共通走査面の一方に対応する。対象が共通状態にある間に３枚の異なる走査平面で取得した超音波画像を含む四半部を提示することができる。記録された一連の連続超音波画像は、少なくとも２個の四半部内で再生することができる。

図４は、本発明の一実施形態に従い４個の四半部４０２，４０４，４０６，４０８に分割した画面ディスプレイ４００を示す。左側すなわち画面ディスプレイ４００の列の四半部４０２，４０４は、対象、例えば患者の心臓の２枚の平面に沿う基準線走査（２平面走査）を示す。四半部４０２は胸骨傍長軸（ＰＬＡＸ；ｐａｒａｓｔｅｒｎａｌ ｌｏｎｇ−ａｘｉｓ）平面に沿う患者の心臓の走査画像を表示し、四半部４０４は胸骨傍短軸（ＰＳＡＸ；ｐａｒａｓｔｅｒｎａｌ ｓｈｏｒｔ−ａｘｉｓ）平面に沿う患者の心臓の走査画像を表示する。２枚の平面のそれぞれに沿って一連の連続的な超音波画像を取得し、２枚の平面それぞれについて映写ループを形成することができる。四半部４０２，４０４に示した画像は、基準線である。患者を負荷にさらす前に、基準線ＰＬＡＸ，ＰＳＡＸ走査を執り行う。画面ディスプレイ４００の選択された右列４１０は、負荷レベル走査、例えば患者を負荷にさらした後の患者の心臓の負荷レベル１（ＳＬ１）の走査を示す。四半部４０６に示した画像は、四半部４０６の画像が患者に負荷を誘発した後である点を除き、患者４０２内に示したものと同じ心臓の方位及び部分からのものである。

四半部４０２，４０６内の図の比較において、ユーザは負荷の誘起前後にしかるべく心臓の同一領域を視認することができる。同様に、四半部４０４，４０８は負荷誘起の前後での心臓の同じ図を示す。基準線四半部４０２，４０４は基準線間で得られた画像の映写ループとすることができ、その一方で四半部４０６，４０８は負荷レベル１（ＳＬ１）を受けた後の患者のライブ画像を示すこともできる。四半部４０２〜４０８に示した画像を取得或いは収集３０８すべく、負荷テンプレートを用いることができる。図４は負荷検査画像表示用の列４１０だけを示すが、ユーザはマウスポインタを、例えば列４１０内で逐次クリックすることで列４１０内のＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３について取得される画像表示間で交互させることができる。図４は、画面の左側が基準画像（基準線）を示し右側がライブ画像を示すときのプロトコル取得（ライブ走査）における状態を示す。全ての負荷レベルの取得が完了した後、例えばマウスカーソルを用いて画像を選択することで、より一般にはプロトコル分析群を召還することで、ユーザはプロトコル分析において画像の組み合わせを検討することができる。３平面図或いは表示は、第３の走査平面に関する３平面ディスプレイ内に第３行を追加した画面ディスプレイ４００内の２平面図の表示に類似する。

図６は、本発明の一実施形態に従い４個の四半部６０２，６０４，６０６，６０８に分割した画面ディスプレイ６００を示す。各四半部は、同一平面に沿うものの異なる回の、例えば基準線ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３における図を示す。画面ディスプレイ６００は、レベルの異なる誘起負荷における同一走査平面に沿う患者の図をユーザに提供する。ユーザインタフェース１３４（図１）は、マウスの使用法、例えば基準線ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３に対応する４個の四半部６０２〜６０８内で視認する異なる走査平面を選択する方法を提供しよう。２平面又は３平面記録からの４個の異なるレベルからの走査平面の分析時に、記録内の全ての走査平面について順番付けするユーザインタフェース１３４内に次釦を実装することができる。目下最後の走査平面を見ながら次釦を叩いた場合、このシステムを記録の次の分析群に繋ぐことができる。

図７は、本発明の一実施形態に従う立体３Ｄ／４Ｄ負荷エコー走査を表示する画面ディスプレイ７００を示す。図７は、４個の四半部７０２，７０４，７０６，７０８と同様の四半部７１０を備える画面ディスプレイ７００の一実施形態を示す。一般に、各負荷レベルごとに一つの立体が得られ、一つの負荷レベルにおけるこの立体の様々な図が画面ディスプレイ７００の四半部７０２〜７０８に表示される。代替実施形態では、２以上の図或いは探触子位置に対応する負荷レベルについて２以上の立体を取得することができる。代替実施形態では、画面ディスプレイの各四半部は１以上の負荷レベルについて取得した異なる立体の図を表示することができる。図７は、基準線すなわち四半部７１０内の所定の負荷レベルで取得した同一立体の図を示す。

四半部７１０は、基準線における立体の２Ｄ図を表示することができる。対応図を他の四半部、例えば四半部７０２の一つにおいて、負荷レベル、例えば負荷レベル１（ＳＬ１）にて示すことができる。四半部７０４，７０６は、ＳＬ１における立体の二つの異なる２Ｄ図を示すことができる。例えば、四半部７０４に提示した図はＳＬ１における短軸心臓図に関する立体を視認することができる。四半部７０６に提示した図は、ＳＬ１における２腔心臓図に関する立体を視認することができる。四半部７０２に提示した図は、ＳＬ１における４腔心臓図に関する立体を視認することができる。四半部７０８は、四半部７０２，７０６に示した図を示す少なくとも２枚の切断面７１２，７１４を備えるＳＬ１からの３Ｄ図を示す。水平切断面７１６は、どの深度で四半部７０４内に短軸図を示したかをユーザに示すものである。ユーザはユーザインタフェース１３４（図１）を介して走査パラメータ１３８を調整し、ＬＤＶ軸に沿って水平切断面７１６を昇降し、四半部７０４内に表示する短軸図の深度を可変することができる。本発明の他の実施形態では、幾つかの負荷レベルそれぞれからの短軸表示を示し、ユーザに全ての表示について切断面を同時に昇降（短軸（ＳＡＸ；ｓｈｏｒｔ−ａｘｉｓ）摺動としても公知）させることができる。このことは、ライブ走査又は検査の分析位相期間中の全ての負荷レベルの取得後に果たすことができる。

複数平面取得負荷検査用のテンプレート５００の用途と同様、立体３Ｄ／４Ｄ負荷エコー走査用にテンプレートを配設し実装することができる。ユーザが必要とするパラメータ、例えば表示対象である特定患者向けパラメータや選択図を数値化した後、例えばＥＣＧ（心電図）縫合を使用すべきかどうか、またそうであれば使用する縫合数を自動的に割り出すことができる。パラメータは、基準線セルからテンプレートの負荷レベルセル内に自動的に移植することができる。３Ｄ／４Ｄテンプレートは、同じ幾何構造方位及び／又は負荷レベル検査用立体取得用の基準線に用いる立体幾何構造を保存するものである。例えば、四半部７０２，７０４，７０６は同じ幾何構造方位及び／又は四半部７１０内の基準線立体について使用する立体幾何構造を用いて取得する立体のＳＬ１の図を表示する。負荷レベル用の立体収集に用いる基準線立体幾何構造の保存は、負荷レベルに関するテンプレートセル内のパラメータの自動移植により達成される。四半部７０８内の参照図の切断面７１２，７１４は、回転させることができる。四半部７０８内で基準図を回転させると、四半部７０２，７０４，７０６，７１０内の図はしかるべく回転する。かくして、四半部７０２，７０４，７０６，７１０に提示した図の方位は、四半部７０８の参照図内においてユーザに提示される図面の方位に同期する。

代替実施形態では、プロトコルテンプレートには容量（３Ｄ／４Ｄ），２Ｄ複数平面記録と単一平面記録の組み合わせを持たせることができる。テンプレートは、立体と複数平面と単一平面負荷検査を含む負荷検査に関し患者の到着前に一人の患者（数値化した属性パラメータ）について移植することができる。

診断用超音波システムの例示的実施形態を、上記に詳しく説明した。本システムは本願明細書に記載した特定の実施形態には限定されないが、むしろ各システムの構成要素は本願明細書に記載した他の構成要素から独立してかつ個別に活用することができる。各システム構成要素は、他のシステム構成要素と組み合わせて用いることもできる。

本発明は様々な特定の実施形態に関し説明してきたが、当業者には本発明が特許請求の趣旨ならびに範囲内での変更態様をもって実施できることが認識されよう。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。

本発明の一実施形態に従い形成した超音波システムのブロック線図である。 本発明の一実施形態に従い形成した超音波システムのブロック線図である。 負荷走査実行時にプロトコルテンプレートを用いる例示方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態に従い４個の四半部に分割した画面ディスプレイを示す図である。 本発明の一実施形態になるセルのテンプレートを示す図である。 本発明の一実施形態に従い４個の四半部に分割した画面ディスプレイを示す図である。 本発明の一実施形態に従い立体測定３Ｄ／４Ｄ負荷エコー走査を表示する画面ディスプレイを示す図である。 本発明の一実施形態に従い形成したテンプレートの一部を示す図である。 本発明の一実施形態に従い形成した患者検査期間中に造影した超音波画像を編成する記憶フォーマットを示す図である。

符号の説明

１００ 超音波システム
１０２ 送信器
１０４ 探触子
１０６ 配列変換器
１０８ 受信器
１１０ ビーム成形器
１１２ ＲＦプロセッサ
１１４ 画像バッファ
１１６，１１８，１２０ ２Ｄ表示プロセッサ
１２２ ３Ｄ表示プロセッサ
１２４ コンピュータディスプレイ
１２６，１２８，１３０，１３２ 四半部
１３４ ユーザインタフェース
１３６ 走査パラメータメモリ
１３８ 走査パラメータ
１４０ 画像バッファ
２００ 超音波システム
２０２ 探触子
２０４ 送信器
２０６ 受信器
２０８ 走査超音波立体
２１０ 走査平面
２１２ データメモリ
２１４ 立体走査変換器
２１６ 断層肉厚設定制御
２１８ 断層メモリ
２２０ 立体描画プロセッサ
２２２ 映像プロセッサ
２２４ ディスプレイ
４００ 画面ディスプレイ
４０２，４０４，４０６，４０８ 四半部
４１０ 列
５００ テンプレート
５０２，５０４，５０６，５０８，５１０，５１２，５１４，５１６ セル
６００ 画面ディスプレイ
６０２，６０４，６０６，６０８ 四半部
７００ 画面ディスプレイ
７０２，７０４，７０６，７０８，７１０ 四半部
７１２，７１４ 切断面
７１６ 水平切断面
８００ テンプレート
８０２，８０４，８０６，８０８，８１０，８１２ セル
８１４ 角度
８１６ 傾斜
９００ 記憶フォーマット
９０２ 行
９０４ 列
９０６ 超音波画像
９０８ 映写ループ
９１０，９１２ セル

Claims (10)

1. 超音波システム（１００，２００）であって、
   セル（５０２〜５１６，８０２〜８１２，９１０〜９１２）からなるテンプレート（１４０）を記憶するメモリ（１３６）で、前記各セル（５０２〜５１６，８０２〜８１２，９１０〜９１２）が対象を通る少なくとも２枚の走査平面（２１０，７１２，７１４）に沿う超音波画像（９０６）を取得（３０８）する走査シーケンスを規定する走査パラメータ（３０８）を含む前記メモリと、
   前記対象（３０６）の走査前に前記テンプレート（１４０）内の前記セル（５０２〜５１６，８０２〜８１２，９１０〜９１２）に関連する前記走査パラメータ（１３８）に関するパラメータ値を入力（３０４）し、前記少なくとも２枚の走査平面（２１０，７１２，７１４）に沿う前記走査シーケンスを規定するユーザ入力（１３４）と、
   前記対象を走査（３０６）し、前記セル（５０２〜５１６，８０２〜８１２，９１０〜９１２）内の前記走査パラメータ（１３８）の前記パラメータ値に基づき少なくとも２枚の走査平面（２１０，７１２，７１４）に沿う超音波画像（９０６）を自動的かつ連続的に取得（３０８）する探触子（１０６，２０２）とを備える、超音波システム。
2. 患者プロトコルに従って患者検査の異なる段階期間中に前記走査パラメータ（１３８）を用いるビーム成形器（１１０）をさらに備える、請求項１記載の超音波システム（１００，２００）。
3. 前記探触子（１０６，２０２）は、前記探触子（１０６，２０２）を動かすことなく前記第１と第２の走査平面（２１０，７１２，７１４）の両方に沿って前記超音波画像（９０６）を取得（３０８）する、請求項１記載の超音波システム（１００，２００）。
4. 前記メモリ（１３６）は、映写ループ（９０８）としての再生用に前記少なくとも２枚の走査平面（２１０，７１２，７１４）のそれぞれに沿って取得（３０８）した一連の連続超音波画像（９０６）を記録する、請求項１記載の超音波システム（１００，２００）。
5. 前記走査パラメータ（１３８）は、利得と深度と幅とモードとズームと回転と傾斜（８１６）のうちの少なくとも一つを含む、請求項１記載の超音波システム（１００，２００）。
6. ユーザが入力（３０４）する前記テンプレート（１４０）内の第１のセル（５０２〜５１６，８０２〜８１２，９１０〜９１２）に関する前記パラメータ値に基づき前記テンプレート（１４０）内の第２のセル（５０２〜５１６，８０２〜８１２，９１０〜９１２）に関する前記パラメータ値を自動的に算出するプロセッサ（１１６，１１８，１２０，１２２）をさらに備える、請求項１記載の超音波システム（１００，２００）。
7. 前記探触子（１０６，２０２）は、第１と第２の走査平面（２１０，７１２，７１４）にほぼ同時に沿って少なくとも第１回と第２回、該少なくとも第１回と第２回の間で前記探触子（１０６，２０２）を動かさずかつユーザに新たな走査パラメータ（１３８）を入力させずに前記対象を走査（３０６）する、請求項１記載の超音波システム（１００，２００）。
8. 前記走査パラメータ（１３８）はプロトコル属性パラメータを含み、前記システムは前記プロトコル属性パラメータに関する前記パラメータ値を前記テンプレート（１４０）の前記セル（５０２〜５１６，８０２〜８１２，９１０〜９１２）へ自動的に入力（３０４）するプロセッサ（１１６，１１８，１２０，１２２）を含む、請求項１記載の超音波システム（１００，２００）。
9. 前記走査パラメータ（１３８）は前記探触子（１０６，２０２）から延びる共通軸沿いに分断する少なくとも３枚の走査平面（２１０，７１２，７１４）を規定し、前記探触子（１０６，２０２）は関連する前記セル（５０２〜５１６，８０２〜８１２，９１０〜９１２）の前記パラメータ値に基づきほぼ同時に前記少なくとも３枚の走査平面（２１０，７１２，７１４）に沿って前記対象を走査する、請求項１記載の超音波システム（１００，２００）。
10. プロトコル準拠超音波法（３００）であって、
    セル（５０２〜５１６，８０２〜８１２，９１０〜９１２）からなるテンプレート（１４０）を配設（３０２）するステップで、前記各セル（５０２〜５１６，８０２〜８１２，９１０〜９１２）が対象を通る走査平面（２１０，７１２，７１４）に沿って超音波画像（９０６）を取得（３０８）する走査シーケンスを規定（３０４）する走査パラメータ（１３８）を含む前記ステップと、
    前記対象の走査（３０６）の前に、前記テンプレート（１４０）内の前記セル（５０２〜５１６，８０２〜８１２，９１０〜９１２）に関連する前記走査パラメータ（１３８）に関連するパラメータ値（１３８）を入力（３０４）し、少なくとも２枚の走査平面（２１０，７１２，７１４）に沿って前記走査シーケンスを規定（３０４）するステップと、
    超音波探触子（１０６，２０２）を用いて前記対象を走査（３０６）し、前記セル（５０２〜５１６，８０２〜８１２，９１０〜９１２）内の前記走査パラメータ（１３８）に関する前記パラメータ値に基づき少なくとも２枚の走査平面（２１０，７１２，７１４）に沿う超音波画像（９０６）を自動的かつ連続的に取得（３０８）するステップとを含む、超音波法。

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