JP2016025958A - 経胸壁肺ドップラー超音波 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2009年10月27に出願された米国仮出願第61/255,322号明細書、2010年4月20日に出願された米国仮出願第61/326,133号明細書、および2010年10月21日に出願された米国仮出願第61/405,454号明細書の利益を主張するものであり、これらのそれぞれは参照により本明細書に組み込まれる。
記号的には、これは、以下の3つのステップとして、すなわち、
(a)各t={1,2,...N}について、P(t)={ノイズ領域におけるA(t)の平均}を計算するステップ、
(b){P(1),P(2),...P(N)}の平均および標準偏差(average and std)に基づく閾値「thr2」を決定するステップ、
(c)P(t’)>thr2である各t’について、P(t’)≦thr2となるまで上方の包絡線を高くすることまたは下方の包絡線を低くすることによってP(t’)を減少させるステップとして表すことができる。
好ましくは、より良い結果を求めて、ステップ(a)〜(c)が複数回(例えば、10回)繰り返される。
Claims (15)
- 超音波信号を処理する方法であって、
少なくとも1心周期に対応するパワーおよび速度のデータを与えるために、肺から取得した反射超音波信号測定のドップラーシフトを検出するステップと、
前記肺内の血管と、該血管を囲みかつ空気で満たされた肺胞との間の動く境界によって引き起こされる信号に対応し、他の反射超音波信号よりもノイズが低減されたパワーおよび速度のデータの組を生成するために、ノイズ・リダクション・アルゴリズムを用いて前記パワーおよび速度のデータを処理するステップと、
前記生成されたパワーおよび速度のデータの組を表示するステップと
を含む方法。 - 前記超音波のエネルギーは、随意に1〜2kHzのパルス繰り返し周波数を有する
パルスビームとして送信される、請求項1に記載の方法。 - 前記超音波のエネルギーは、少なくとも0.5cm、随意に0.5cm〜3cmの有効断面を有する超音波ビームとして送信され、随意に単一要素のトランデューサーを使用して生み出される、請求項1に記載の方法。
- 前記反射超音波は、複数のセンサを使用して検出される、請求項1に記載の方法。
- 前記表示されたパワーおよび速度のデータの組と時間を合わせたECGを、共通の時間スケールを用いて表示するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ノイズ・リダクション・アルゴリズムは、少なくとも1つのエッジ検出アルゴリズムを使用したエッジ検出および包絡線の計算を含み、
それにより、前記肺内の血管と該血管を囲みかつ空気で満たされた肺胞との間の境界の動きを表す前記パワーおよび速度のデータの部分が、他の反射超音波信号から生じるノイズを表す部分から分離され、
前記少なくとも1つのエッジ検出アルゴリズムが、
(A)
任意の所定時(ti)に関して、各パワースペクトルA(ti)に対する閾値thr(ti)を、閾値thr(ti)が所定時(ti)の近傍の最低エネルギーの領域における最大パワーレベルと等しくなるように設定することによって決定するステップ、および
閾値thr(ti)より上のパワースペクトルA(ti)のすべての部分を、前記肺内の血管と該血管を囲みかつ空気で満たされた肺胞との間の境界の動きを表す前記パワーおよび速度のデータの部分に対応する部分とし、パワースペクトルA(ti)のそれ以外のすべての部分を、他の反射超音波信号から生じるノイズを表す前記パワーおよび速度のデータの部分に対応する部分とするステップ、
ならびに/または
(B)
時間t={1,2,...N}のそれぞれについてP(t)={ノイズ領域におけるパワースペクトルA(t)の平均}を計算するステップ、
{P(1),P(2),...P(N)}の平均および標準偏差に基づいて閾値thr2を決定するステップ、および
P(t’)>閾値thr2である各t’について、P(t’)≦閾値thr2となるまで上方の包絡線を高くすることまたは下方の包絡線を低くすることによってP(t’)を減少させるステップ、
から随意に選択され、
随意にこれらエッジ検出アルゴリズムを組み合わせることによりエッジが計算される、請求項1に記載の方法。 - 前記少なくとも1つのエッジ検出アルゴリズムの使用の前に、前記パワーおよび速度のデータが複数の心周期から平均化され、随意に4〜20周期の間で平均化され、随意にそれぞれR波によって境界を定められる、請求項6に記載の方法。
- 前記送信するステップおよび検出するステップは、患者の前記肺の第1および第2の位置に向けられる超音波プローブを用いて、少なくとも1心周期に対応する期間について、前記第1および第2の位置のそれぞれの前記パワーおよび速度のデータを与えるステップが繰り返され、
前記処理するステップは、パワーおよび速度のデータの第1の組および第2の組を生成するために、少なくとも1つのノイズ・リダクション・アルゴリズムを用いて、前記第1および第2の位置のそれぞれの前記パワーおよび速度のデータを処理するステップを含み、
前記表示するステップは、前記生成されたパワーおよび速度のデータの第1の組および第2の組を表示するステップを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記送信するステップおよび検出するステップは、前記患者の肺の第3の位置に向けられる超音波プローブを用いて、前記少なくとも1心周期に対応する期間について、前記第3の位置の前記パワーおよび速度のデータを与えるステップがさらに繰り返され、
前記第1の位置は前記患者の体に関して前記第2の位置より高い位置にあり、前記第2の位置は前記患者の体に関して前記第3の位置より高い位置にあり、
前記処理するステップは、パワーおよび速度のデータの第3の組を生成するために、少なくとも1つのノイズ・リダクション・アルゴリズムを用いて、前記第3の位置の前記パワーおよび速度のデータを処理するステップを含み、
前記表示するステップは、前記生成されたデータの第3の組を表示するステップを含む、請求項8に記載の方法。 - 超音波信号を処理するための経胸壁肺ドップラーシステムであって、
超音波エネルギーを患者の肺に送信し、少なくとも1心周期に対応するパワーおよび速度のデータを与えるために、前記肺から反射超音波信号測定のドップラーシフトを検出するよう構成された超音波プローブと、
前記肺内の血管と、該血管を囲みかつ空気で満たされた肺胞との間の動く境界によって引き起こされる信号に対応し、他の反射超音波信号よりもノイズが低減されたパワーおよび速度のデータの組を生成するために、ノイズ・リダクション・アルゴリズムを用いて前記パワーおよび速度のデータを処理すると共に、前記生成されたパワーおよび速度のデータの組を表示するよう構成されたパーソナルコンピューターと
を備える経胸壁肺ドップラーシステム。 - 前記超音波プローブは、随意に1〜2kHzのパルス繰り返し周波数を有するパルスビームとして、前記超音波エネルギーを送信するよう構成される、請求項10に記載のシステム。
- 前記超音波プローブは、少なくとも0.5cm、随意に0.5cm〜3cmの有効断面を有し、随意に単一要素のトランデューサーを使用して生み出される超音波ビームとして、前記超音波エネルギーを送信するよう構成される、請求項10に記載のシステム。
- 前記超音波プローブは、前記反射超音波を検出するための複数のセンサを有する、請求項10に記載のシステム。
- 前記ノイズ・リダクション・アルゴリズムは、少なくとも1つのエッジ検出アルゴリズムを使用したエッジ検出および包絡線の計算を含み、
それにより、前記肺内の血管と該血管を囲みかつ空気で満たされた肺胞との間の境界の動きを表す前記パワーおよび速度のデータの部分が、他の反射超音波信号から生じるノイズを表す部分から分離され、
前記少なくとも1つのエッジ検出アルゴリズムが、
(A)
任意の所定時(ti)に関して、各パワースペクトルA(ti)に対する閾値thr(ti)を、閾値thr(ti)が所定時(ti)の近傍の最低エネルギーの領域における最大パワーレベルと等しくなるように設定することによって決定するステップ、および
閾値thr(ti)より上のパワースペクトルA(ti)のすべての部分を、前記肺内の血管と該血管を囲みかつ空気で満たされた肺胞との間の境界の動きを表す前記パワーおよび速度のデータの部分に対応する部分とし、パワースペクトルA(ti)のそれ以外のすべての部分を、他の反射超音波信号から生じるノイズを表す前記パワーおよび速度のデータの部分に対応する部分とするステップ、
ならびに/または
(B)
時間t={1,2,...N}のそれぞれについてP(t)={ノイズ領域におけるパワースペクトルA(t)の平均}を計算するステップ、
{P(1),P(2),...P(N)}の平均および標準偏差に基づいて閾値thr2を決定するステップ、および
P(t’)>閾値thr2である各t’について、P(t’)≦閾値thr2となるまで上方の包絡線を高くすることまたは下方の包絡線を低くすることによってP(t’)を減少させるステップ、
から随意に選択され、
随意にこれらエッジ検出アルゴリズムを組み合わせることによりエッジが計算される、請求項10に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つのエッジ検出アルゴリズムの使用の前に、前記パワーおよび速度のデータが複数の心周期から平均化され、随意に4〜20周期の間で平均化され、随意にそれぞれR波によって境界を定められる、請求項14に記載のシステム。
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