JP2009066430A - 血管内超音波像形成システムで不均一回転歪みを検出する装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】特定の実施形態では、本発明は、泡の多い液体が流れるカテーテル(13)から受取った信号と、反響した超音波からの画像ベクトルの相関関係を使用して、カテーテル(13)内のトランスデューサ(22)の不均一回転を求める。言換えると、本発明は、血液スペックル領域内の画像ベクトルの相関関係を使用し、トランスデューサ(22)からの超音波エネルギーの特定のビーム幅を求め、トランスデューサ(22)の不均一回転を求める。
【選択図】図2
Description
収集したデータは、走査した(掃引、又は回転)2次元画像のポイントを表す画素に変換される。例えば、画素は黒と白の間のグレースケール上の値を割当てられる。もちろん、他の実施例ではカラースケール上の値を割当てることも出来る。血管内超音波像形成システムが画像データを得た後、信号プロセッサ10は、収集した画像データの信号処理を実行する。画像データを、走査、変換してx−yラスタ走査した画像データとして、表示メモリー32に記憶出来るようにし、ラスタ画像を提供し、信号プロセッサ10に結合した表示デバイス30で見られるようにする。信号プロセッサ10はまた、後述するように、本発明の特定の実施例を実行するため、コンピュータで読取り可能なプログラムを記憶するのに使用するプログラムメモリー38を備えても良い。又は、本発明の特定の実施例を実行するためのコンピュータで読取り可能なプログラムは、信号プロセッサ10に結合したメモリーに記憶しても良い。例えば、メモリーは、読み出し専用メモリー、固定ディスクドライブ、又は取外し可能ディスクドライブでも良い。
図7bに示すように、トランスデューサ22は、θiについての画像ベクトル72からθi+1についての画像ベクトル74まで一定の回転速度ωで回転し、一定の角度分離Δθだけ分離している。しかし、トランスデューサ22は、θi+1についての画像ベクトル74からθi+2についての画像ベクトル82まで増加した回転速度ω+Δω1で回転し始める。しかし、所定の範囲rP1とrP2における各連続する画像ベクトル74と82の間の相関(例えば、rP1とrP2におけるベクトル72と74の間の相関は、各々約0.4である)は、共にベクトル72と74の間の相関Cω1及びCω2より低い。連続する画像ベクトル74と82は、ビーム幅と比較して広い角度分離を有するからである。連続する画像ベクトルにおいて、相関係数がCω1及びCω2より減少することは、トランスデューサ22の回転速度が増加していることを示す。
ベクトル74と82の間のrP1及びrP2における相関係数は、同じなので(角度で測定したビーム幅が、選択した範囲rP1及びrP2の各々で一定であると仮定して)、値が異なっても(値の違いはノイズに寄与する)、ベクトル72と74の間での相関係数の増加又は減少にかかわらず、rP1での相関係数の値とrP2での相関係数の値を平均することが出来る。
図7bに示すように、トランスデューサ22は、θiについての画像ベクトル72からθi+1についての画像ベクトル74まで一定の回転速度ωで回転し、一定の角度分離Δθだけ分離している。しかし、トランスデューサ22は、θi+1についての画像ベクトル74からθi+2についての画像ベクトル82まで増加した回転速度ω+Δω1で回転し始める。しかし、所定の範囲rP1とrP2における各連続する画像ベクトル74と82の間の相関(例えば、所定の範囲rP1でのベクトル72と74の間の相関は約0.72、rP2でのベクトル72と74の間の相関係数は約0.81である)は、共にベクトル72と74の間の相関係数Cω1及びCω2より同じ割合だけ低い。rP2での連続する画像ベクトル74と82は、rP2での増加したビーム幅と比較して狭い角度分離を有し、rP1での連続する画像ベクトル74と82は、rP1での減少したビーム幅と比較して広い角度分離を有するからである。連続する画像ベクトル74と82で、相関係数がCω1及びCω2より減少することは、トランスデューサ22の回転速度が増加していることを示す。
rfar-field=(A2)/λ
ここに、Aは円形トランスデューサの半径、λはトランスデューサの中心周波数f0の波長である。
2 超音波圧力波
3 カテーテル
4 エコー
5 駆動軸
7 ビーコン
9 シース
10 血管内超音波像形成システム
12 超音波像形成システム
13 カテーテルプローブ
14 超音波ビーム
16 励振器
18 超音波エコー信号
20 ターゲット
22 トランスデューサ
24 血液の管腔(血液領域)
26 壁構造(血液−壁界面)
30 表示デバイス
32 表示メモリー
40 液体
42 微小な泡
50 領域
52,54,56 画像ベクトル
62,64 画像ベクトル
72,74,76 画像ベクトル
Claims (21)
- 血管内の超音波血管画像で不均一回転歪みを検出する方法において、
血管内にカテーテルプローブを設け、該カテーテルプローブは、シースとシース内のほぼ中心に位置するトランスデューサを備え、前記トランスデューサは機械的に制御され、また前記カテーテルプローブは、前記シースと前記トランスデューサの間に泡の多い液体を含み、
超音波ビームを放出して、前記泡の多い液体と前記シースから反射するエコーを生じて、与えられた画像ベクトルを得て、
前記与えられた画像ベクトルについて、複数時間ウィンドーで前記エコーをサンプリングし、
複数時間ウィンドーでサンプリングされた前記エコーを相関させて、前記トランスデューサの不均一な回転速度が存在することを求める、
ステップを備えることを特徴とする方法。 - 前記トランスデューサの不均一な回転速度を定量し、補償するステップを備える請求の範囲第項1項に記載の方法。
- 前記泡の多い液体は、直径が約1〜10μmの微小な泡を含む請求の範囲第項2項に記載の方法。
- 前記複数時間ウィンドーの連続するウィンドーの開始の間の時間t0は、前記トランスデューサが前記超音波ビームを放出してから前記トランスデューサが最初のエコーを受取るまでの時間tS=(2rS)/cより長い請求の範囲第項1項に記載の方法。
- 第1ウィンドーと第2ウィンドーの間の第1相関係数が、前記第2ウィンドーと第3ウィンドーの間の第2相関係数より小さければ、前記トランスデューサの回転速度の低下が起こり、前記第1ウィンドーと前記第2ウィンドーの間の前記第1相関係数が、前記第2ウィンドーと前記第3ウィンドーの間の第2相関係数より大きければ、前記トランスデューサの回転速度の増加が起こっている請求の範囲第項1項に記載の方法。
- 血管内の超音波血管画像で不均一回転歪みを検出する装置において、
血管内で使用するためのカテーテルを備え、前記カテーテルは、
シースと、
前記カテーテル内のトランスデューサと前記シースの間の泡の多い液体と、
前記カテーテル内で機械的に回転するトランスデューサとを含み、前記トランスデューサは、超音波ビームを放出し、前記泡の多い液体の微小な泡と前記シースとから、前記超音波ビームのエコーを受取り、
前記トランスデューサに結合できる画像プロセッサーを備え、前記画像プロセッサーは、コンピュータで読取り可能なプログラムを記憶するため、コンピュータで読取り可能な媒体に固定されたコンピュータで読取り可能なプログラムコードを含み、前記コンピュータで読取り可能な媒体は、前記画像プロセッサーにより読取るため接続され、前記コンピュータで読取り可能なプログラムコードは、反響した前記超音波ビームからの画像ベクトル内の複数のセグメントを相関させ、前記トランスデューサの回転の不均一を検出することを特徴とする装置。 - 前記泡の多い液体は、直径が約1〜10μmの微小な泡を含む請求の範囲第項6項に記載の装置。
- 前記複数のセグメントの連続するウィンドーの開始の間の時間t0は、前記トランスデューサが前記超音波ビームを放出してから前記トランスデューサが最初のエコーを受取るまでの時間tS=(2rS)/cより長い請求の範囲第項6項に記載の装置。
- 第1ウィンドーと第2ウィンドーの間の第1相関係数が、前記第2ウィンドーと第3ウィンドーの間の第2相関係数より小さければ、前記トランスデューサの回転速度の低下が起こり、前記第1ウィンドーと前記第2ウィンドーの間の前記第1相関係数が、前記第2ウィンドーと前記第3ウィンドーの間の第2相関係数より大きければ、前記トランスデューサの回転速度の増加が起こっている請求の範囲第項8項に記載の装置。
- 血管内の超音波血管画像で不均一回転歪みを検出する方法において、
血管内にカテーテルプローブを設け、該カテーテルプローブは、ほぼ中心に位置するトランスデューサを備え、前記トランスデューサは機械的に制御され、
複数の超音波ビームを放出して、前記血管内の血液領域から反射するエコーを生じて、複数の連続する画像ベクトルを得て、
前記複数の連続する画像ベクトルの各々について、所定の範囲(rP)で前記エコーをサンプリングし、ここに前記連続する画像ベクトルの各々のrPは前記血液領域内にあり、
前記連続する画像ベクトルの各々の間のrPにおいて、前記サンプリングされたエコーの相関係数を得て、前記トランスデューサの回転速度の変化を求める、ステップを備えることを特徴とする方法。 - 前記相関係数を得るステップは、相関係数の減少から前記トランスデューサの前記回転速度が増加したと求め、又は相関係数の増加から前記トランスデューサの前記回転速度が減少したと求めることを含む請求の範囲第項10項に記載の方法。
- 前記所定の範囲rPは、前記トランスデューサの遠視野を超えて存在するように選択される請求の範囲第項10項に記載の方法。
- 前記サンプリングするステップは、前記連続する画像ベクトルの各々について、複数の所定の範囲で前記エコーをサンプリングすることを含み、前記所定の範囲rPは前記複数の所定の範囲の1つであり、第2の所定の範囲rP2は前記複数の所定の範囲の他の1つであり、rP2は前記血液領域内で前記トランスデューサから前記rPより遠くにあるように選択され、前記相関係数を得るステップは、rP2でサンプリングされたエコーについて相関係数を求めることを含む請求の範囲第項11項に記載の方法。
- 前記所定の範囲rPと前記第2の所定の範囲rP2とは、それぞれ前記トランスデューサの遠視野を超えて存在するように選択される請求の範囲第項13項に記載の方法。
- 前記超音波ビームの角度で測定したビーム幅は、前記所定の範囲rPとrP2の各々で一定である請求の範囲第項14項に記載の方法。
- 連続するベクトルの間のrPとrP2の両方で、前記連続するベクトルがほぼ同じ角度分離を維持するとき、前記相関係数はほぼ同じである請求の範囲第項15項に記載の方法。
- 連続するベクトルの間のrPとrP2の両方で前記相関係数がそれぞれ減少するとき、前記連続するベクトルは角度分離を増加し、前記連続するベクトルの間のrPとrP2の両方で前記相関係数がそれぞれ増加少するとき、前記連続するベクトルは角度分離を減少する請求の範囲第項15項に記載の方法。
- 前記超音波ビームの角度で測定したビーム幅が、前記所定の範囲rPから前記第2の所定の範囲rP2に増加する請求の範囲第項14項に記載の方法。
- 連続するベクトルの間のrPとrP2の両方で前記相関係数がそれぞれ減少するとき、前記連続するベクトルは角度分離を増加し、前記連続するベクトルの間のrPとrP2の両方で前記相関係数がそれぞれ増加少するとき、前記連続するベクトルは角度分離を減少する請求の範囲第項18項に記載の方法。
- 血管内の超音波血管画像で不均一回転歪みを検出する装置において、
血管内で使用するためのカテーテルを備え、前記カテーテルは、
シースと、
前記カテーテル内で機械的に回転するトランスデューサとを含み、前記トランスデューサは、複数の超音波ビームを放出し、前記血管内の血液領域から反射するエコーを生じ、複数の連続する画像ベクトルを得て、
前記トランスデューサに結合できる画像プロセッサーを備え、前記画像プロセッサーは、コンピュータで読取り可能なプログラムを記憶するため、コンピュータで読取り可能な媒体に固定されたコンピュータで読取り可能なプログラムコードを含み、前記コンピュータで読取り可能な媒体は、前記画像プロセッサーにより読取るため接続され、前記コンピュータで読取り可能なプログラムコードは、前記連続する画像ベクトルの各々について、所定の範囲(rP)で前記エコーをサンプリングし、ここに前記連続する画像ベクトルの各々のrPは前記血液領域内にあり、前記コンピュータで読取り可能なプログラムコードは、前記連続する画像ベクトルの各々の間のrPで前記サンプリングされたエコーの相関係数を求め、前記トランスデューサの回転速度の変化を求めることを特徴とする装置。 - 前記コンピュータで読取り可能なプログラムコードは、相関係数の減少から前記トランスデューサの前記回転速度が増加したと求め、及び/又は相関係数の増加から前記トランスデューサの前記回転速度が減少したと求めることを含む請求の範囲第項20項に記載の装置。
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