JP2007509722A - 超音波流体の流動中心線を決定するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】超音波装置(64)を用いて管中の流体流動の有効中心位置を決定するための方法およびそれに関連する装置(46)が開示される。超音波エネルギー(30)は伝播軸(32)に沿って伝達されて、管(16)に投射される。管中の流体(8)から反射されたドップラーでシフトされた信号(12)が受信され、濃度として表された一組の量が座標セット毎のドップラーシフト信号(12)から導き出される。その濃度は、前記各座標セットに関連する周波数におけるドップラーシフト関数である。平均値、最頻値または中央値の一つが、それに関連した濃度の座標セットのそれぞれについてその大きさを計算される。この計算は、中心線(14)を決めるために、管(16)の視野(18)にわたって繰り返される。
【選択図】図5
Description
であり、a(x)が標準化されるならば、それは単位となる。中央値は、
のような値x0であり、最頻値は
の値xpである。
ここで、cおよびf0は、それぞれ音の伝播速度および周波数である。より一層興味深い5-DデータセットはA4(x、 y、 z、 s、 t)であるであろう。sは流体速度(例えば血液速度)、すなわち、流体の流れの真の総合ベクトル速度の符号付きの大きさであり、v = s cos θであり、θは図3および4について前記した角度である。
s(x,y,z,t) 「4-Dの真の流速」 (10)
および
である。
10 波面
12 ドップラーシフト信号
14 中心線
16 管(血管)
18 視野
20 領域
30 超音波探触子
32 伝播軸
Claims (29)
- 管中の流体流動の有効中心位置を決定するための方法であって、
(A)ディメンジョンzが伝播軸Zと同じ方向にある空間座標系(x、 y、 z)で前記伝播軸Zに沿って超音波エネルギーを伝達すること、
(B)前記管中の流体にディメンジョンyの所定値で衝突する前記超音波エネルギーを前記空間座標系で座標セットを定義する前記管に投射すること
(C)多数の前記座標セットで前記管中の前記流体から反射したドップラーシフトを受けた信号を受信すること、
(D)前記座標セット毎に前記ドップラーシフト信号から、前記座標セット毎に関連する周波数におけるドップラーシフトの関数たる濃度であって前記流体の移動を表示する濃度aとして表わされた一組の量を導き出すこと、および
(E)前記座標セット毎の該座標セットに関連した濃度についての各ディメンジョンの平均値(mean)、最頻値(mode)または中央値(median)の一つを算出すること、
の各ステップを含む決定方法。 - 前記座標セットは、円錐曲線の少なくとも一部に近似する、請求項1に記載の方法。
- さらに、前記管の長さに沿った異なる点で前記流体流動の他の中心を決定するために第2の座標セットに変更した後、前記ステップ(A)ないし(E)を繰り返すこと、および、次に前記2つの中心を接続するベクトルであって近似の流れ方向および近似の中心線を示すベクトルvを決定することの各ステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 視野の全体にわたって前記管の中心線を確認すべく、多数の中心点およびベクトルのために、さらに、前記ステップ(A)ないし(E)を繰り返すステップを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記濃度は、パワードップラー測定値、カラードップラー測定値および閾値フローデータの少なくとも一つから導き出される請求項4に記載の方法。
- 前記パワードップラー測定値は、ウォールフィルタの後に表れる、請求項5に記載の方法。
- 前記カラードップラー測定値は、ディメンジョンzの方向の真の流動速度の視線方向成分から得られる、請求項5に記載の方法。
- 前記パワードップラー測定値、カラードップラー測定値および閾値フローデータの少なくとも一つは、2-D、3-Dおよび4-D超音波技術の少なくとも一つに基づく、請求項5に記載の方法。
- さらに、前記ステップ(E)の前に前記座標セットを多数のボクセルに分割するステップを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記平均値は、多数の前記ボクセルに関連した濃度値の合計によって分割された前記ボクセルのz以外の一つのディメンジョンの値を乗算された前記ボクセルの中の濃度の値の合計として算出される、請求項9に記載の方法。
- 前記ベクトルvを決定する前記ステップは、有効中心と他の中心とのそれぞれに対応するディメンジョン間での差違を見つけ出すことを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記ベクトルvの速度sは、測定された視線速度をz方向と前記近似中心線の方向との間の角度の余弦で除することによって計算される、請求項11に記載の方法。
- ボクセルn中の前記ベクトルvnの視線方向成分vnは、
によって測定されたドップラー周波数fn に関連し、ここで、cは音の伝播速度であり、f0 は音の送信周波数であり、さらに、式
に従って前記ボクセルn中での速度cを決定するステップとを含み、前記座標(a、 b、 0)は、点(x、 y、 z)を観察するために前記超音波探触子の現在アクティブなサブアレーの中心に置かれ、ドップラー周波数fn = (PRF/2π)atan2 [Im(F)/Re(F)]であり, Im(F) は量Fの虚数部であり、Re(F)は量Fの実数部であり、PRFは超音波のパルス繰り返し周波数であり、量Fは複素(コンプレックス)ウォールフィルタの遅延出力の自己相関関数である、請求項13に記載の方法。 - (F)前記中心線に直角な平面を選択すること、
(G)前記管と前記平面との交差を見つけること、および
(H)前記交差内のピクセル数を計数すること、
により、さらに、前記内腔領域を決定するステップを含む、請求項9に記載の方法。 - さらに、ボクセルnの前記ベクトルvn に対応するディスプレイの色を表示するステップを含む、請求項15に記載の方法。
- さらに、ボクセルnの前記ベクトルvn に基づいてディスプレイ上に管中の半透明性の程度を表示するステップを含む、請求項15に記載の方法。
- さらに、
(F)最初の時点で計算された前記中心線を通り抜ける少なくとも1つのボクセル中で前記ベクトルvn を得ること、および
(G)前記ステップ(F)中で見出された前記ベクトルvn を再配置するために、超音波探触子に関連するビームを調整すること、
の各ステップを含む、請求項15に記載の方法。 - さらに、
(F)前記中心線を通り抜ける多数のボクセルのための多数の真のベクトル速度を得ること、および
(G)多数の真のベクトル速度から心収縮期最大速度を見付け出すこと、
の各ステップを含む請求項15に記載の方法。 - さらに、前記管の狭窄部分に位置する前記中心線上の複数の真のベクトル速度から真のベクトル速度の最大速度を見付け出すステップを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記中心線は前記視野の一つのエッジで前記中心線の前記交差に対応する第1の座標セットを有し、さらに、
(F)第1の視野にわたり前記管の第1の中心線を確認すべく複数の中心点およびベクトルのために前記ステップ(A)ないし(E)を繰り返すこと、
(G)第2の視野にわたり前記管の第2の中心線を確認すべく複数の中心点およびベクトルのために前記ステップ(A)ないし(E)を繰り返すこと、および
(H)前記第1および第2の視野の合成像を形成すべく前記第1の中心線を前記第2の中心線に整列させること
の各ステップを含む、請求項15に記載の方法。 - さらに、
(F)多数のボクセルと前記中心線とにわたって真のベクトル速度を見つけてディスプレイ上に前記管を造形すること、
(G)前記管の壁および中心線を通り抜ける平面で前記管を少なくとも2つの部分にスライスすること、および
(H)ディスプレイ上の前記管の少なくとも2つの部分のうちの一つを表示すること、
の各ステップを含む、請求項15に記載の方法。 - (A)ディメンジョンzが伝播軸Zと同じ方向にある空間座標系(x、 y、 z)で前記伝播軸Zに沿って超音波エネルギーを伝達し、
(B)前記管中の流体にディメンジョンyの所定値で衝突する前記超音波エネルギーを前記空間座標系で座標セットを定義する前記管に投射し、および
(C)多数の前記座標セットで前記管中の前記流体から反射したドップラーシフトを受けた信号を受信するためのトランスジューサアレイと、
(D)前記座標セット毎に前記ドップラーシフト信号から、前記座標セット毎に関連する周波数におけるドップラーシフトの関数たる濃度であって前記流体の移動を表示する濃度として表わされた一組の量を導き出し、および
(E)前記座標セット毎の該座標セットに関連した濃度についての各ディメンジョンの平均値、最頻値または中央値の一つを算出するための処理装置とを含む超音波装置。 - 前記座標セットは、円錐曲線の少なくとも一部に近似する、請求項26に記載の装置。
- 前記管の長さに沿った異なる点で前記流体流動の他の中心を決定するために第2の座標セットに変更した後、前記処理装置は、前記ステップ(A)ないし(E)を繰り返し、次に前記2つの中心を接続するベクトルであって近似の流れ方向および近似の中心線を示すベクトルvを決定する、請求項27に記載の装置。
- 前記処理装置は、視野の全体にわたって前記管の中心線を確認すべく、多数の中心点およびベクトルのために、前記機能(A)ないし(E)を果たす、請求項28に記載の装置。
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