JP2022508950A - 超音波カラーフロー撮像における動きのアーチファクト抑制 - Google Patents

Abstract

超音波プローブの感知された動きが動き閾値を超えていることに応答して、装置、システム、及び方法が、１つ以上のカラーフローパラメータを調整する。このような方法の１つは、超音波プローブを含む超音波撮像装置によって超音波画像情報を取得することと、動きセンサによって超音波プローブの動きを感知することと、超音波プローブの感知された動きが動き閾値を超えているかどうかを判定することと、超音波プローブの感知された動きが動き閾値を超えていると判定されたことに応答して、１つ以上のカラーフローパラメータを調整することと、取得された超音波画像情報及び１つ以上のカラーフローパラメータに基づいて超音波カラーフロー画像を生成することと、を含む。

Description

本開示は、超音波システムに関し、より詳細には、超音波プローブの動きによる、超音波カラーフロー画像における動きのアーチファクトを抑制するための超音波システム及び方法に関する。

カラーフロー超音波撮像は、撮像された領域における流れの存在及び方向を識別するために一般的に使用される超音波撮像モダリティである。典型的なカラーフロードプラ超音波撮像システムでは、ドプラシフト（カラーフローデータ）のカラーコード化マップが、Ｂモード超音波画像上に重畳表示される。カラーフローデータは、異なる色を異なる流れ特性に割り当てることによって、流れ情報（例えば、血流情報）を示す。例えば、赤色は、典型的には、超音波トランスデューサに近づく流れ方向を示すために使用され、一方、青色は、典型的には、超音波トランスデューサから遠ざかる流れ方向を示すために使用される。同様に、異なる流速が異なる色相又は彩度で示されてもよい。

使用中、患者のある領域が撮像されている間に、超音波プローブを移動させる場合がある。そのような超音波プローブの移動は、間違って血流として検出され、生成された超音波カラーフロー画像においてフラッシュアーチファクト（又は動きのアーチファクト）の外観をもたらす場合がある。より具体的には、フラッシュアーチファクトは、プローブの移動によって引き起こされる信号の非相関性から生じ、典型的には狭帯域であり低速度である。アーチファクトは、多くの場合、撮像された組織及び真の流れの両方を覆う疑似流れの大きなパッチとして現れる。

超音波カラーフロー画像から動きのアーチファクトを抑制するために、様々な技法が実現されてきた。そのような技法の１つは、従来のフーリエベースのクラッタフィルタの使用を伴い、これは、動きのアーチファクトを除去するのに有効な場合があるが、超音波カラーフロー画像の低流量感度を減少させる場合もある。したがって、そのような技法によって、特に関心の対象であり得る流れ（例えば、比較的低速の血流）が、得られる超音波カラーフロー画像から不必要にフィルタで除去され得る。

他の方法は、連続するフレーム間での大きな流れの振れを除去することによってフラッシュアーチファクトの抑制を試みている。これらの方法は、フラッシュアーチファクトがインパルス状であること、例えば、１フレームだけ又は数フレームにわたって継続するものであることを想定しているが、これは常に正しいとは限らない。そのうえ、動脈流などのいくつかの種類の速度が、連続するフレーム間での大きな振れをもたらし、したがって偽陽性の除去をもたらし得る。それに応じて、関心の対象である特定の流れが、望ましくないことに、超音波カラーフロー画像から除去される場合がある。他の技法は、ライン又はフレームなどの固定カーネルサイズの領域における絶対エネルギー及び速度に基づいてフラッシュアーチファクトを識別することを試みている。そのような技法は、フラッシュアーチファクト及び真の流れがエネルギー速度空間内で重なり合わないという仮定に依存するが、これは常に正しいとは限らない。そのうえ、固定カーネルサイズは、大きく変動するサイズを有するフラッシュアーチファクトを識別する有効性を著しく制限する。

本開示は、部分的には、血流感度に影響を及ぼすことなく、従来のフーリエベースのクラッタフィルタによって除去することができないカラードプラの動きのアーチファクトを抑制することが可能な超音波システムに対する要望に対処する。組織又はプローブの動きから生じるフラッシュアーチファクトは、血流及びＢモード画像を不明瞭にするので望ましくない。本開示は、低流量感度を犠牲にすることなく、そのようなフラッシュアーチファクトを識別し、かつ除去することが可能なシステム、装置、及び方法を提供する。

本開示によって提供されるいくつかの実施形態では、加速度計及び／又はジャイロスコープなどの動きセンサは、超音波プローブに組み込まれるか又は別の方法で結合されて、プローブの動きを識別する。動きのアーチファクトは、感知されたプローブの動きに基づいて超音波カラーフロー画像から除去される。動きセンサ信号は、プローブ内のトランスデューサの動きを示す動き情報を含み、動き情報は、カラーフロープロセッサに提供される。動き情報に基づいて、カラーフロープロセッサは、プローブの感知された動きが動き閾値レベルを超えているかどうかを判定する。プローブの動きが閾値を超えている場合、カラーフロープロセッサは、１つ以上の超音波処理又はカラーフローパラメータを調整することによって動きのアーチファクトを低減又は除去する。いくつかの実施形態では、動きのアーチファクトは、それらのエネルギー及び／又は速度を低減させることによって、又は１つ以上のカラー閾値を増加させることによって、除去又は低減されてもよい。動き情報はまた、プローブの動きがある場合に、パーシスタンス及び／又はカラーゲインを低減させるための更なる処理のために使用することもできる。

いくつかの実施形態では、動き閾値処理演算（例えば、プローブの感知された動きが動き閾値を超えているかどうかを判定すること）は、動きセンサ自体に組み込まれてもよい。このような実施形態では、感知された動きが動き閾値未満である場合、センサ信号（又は動き情報）はカラーフロープロセッサに送信されず、カラーフロープロセッサは、生成された超音波カラーフロー画像における動きのアーチファクトを除去又は低減しない。

少なくとも１つの実施形態では、超音波プローブを含む超音波撮像装置によって超音波画像情報を取得することと、動きセンサによって超音波プローブの動きを感知することと、超音波プローブの感知された動きが動き閾値を超えているかどうかを判定することと、超音波プローブの感知された動きが動き閾値を超えていると判定されたことに応答して、１つ以上のカラーフローパラメータを調整することと、取得された超音波画像情報及び１つ以上のカラーフローパラメータに基づいて超音波カラーフロー画像を生成することと、を含む方法が提供される。

別の実施形態では、本開示は、超音波プローブを含む超音波撮像装置を提供する。超音波プローブは、使用時に、超音波プローブの動きを感知する少なくとも１つの動きセンサを含む。コンピュータ可読メモリは、カラーフローパラメータを記憶し、カラーフロープロセッサは、動きセンサに結合される。カラーフロープロセッサは、使用時に、超音波プローブによって取得された超音波画像情報を受信し、コンピュータ可読メモリに記憶されたカラーフローパラメータのうちの少なくとも１つにアクセスし、少なくとも１つの動きセンサから、超音波プローブの感知された動きを示す動き情報を受信し、超音波プローブの感知された動きが動き閾値を超えていることに応答して、カラーフローパラメータのうちの少なくとも１つを調整し、超音波画像情報と、カラーフローパラメータのうちの少なくとも１つと、に基づいて超音波画像を生成する。

更に別の実施形態では、本開示は、超音波画像情報を取得するように構成された超音波プローブを含むシステムを提供する。少なくとも１つの動きセンサは、超音波プローブに結合され、超音波プローブの動きを感知するように構成されている。コンピューティング装置は、超音波プローブ及び少なくとも１つの動きセンサに結合される。コンピューティング装置は、カラーフロープロセッサを含み、カラーフロープロセッサは、超音波プローブの感知された動きが動き閾値を超えているかどうかを判定することと、超音波プローブの感知された動きが動き閾値を超えていると判定されたことに応答して、１つ以上のカラーフローパラメータを調整することと、取得された超音波画像情報及び１つ以上のカラーフローパラメータに基づいて超音波カラーフロー画像を生成することと、を行うように構成されている。

本開示の１つ以上の実施形態による、超音波撮像装置の概略図である。 本開示の１つ以上の実施形態による、超音波撮像装置の構成要素を示すブロック図である。 本開示の１つ以上の実施形態による方法を示すフロー図である。

超音波撮像装置は、ハンドヘルドコンピューティング装置と、超音波パルス又は他の超音波伝送信号の送信に応答して標的構造から戻って来た超音波撮像信号、例えば、超音波エコー信号を受信する超音波プローブと、を含んでもよい。超音波プローブは、例えば、超音波画像情報の取得中に、プローブの動きを感知することが可能な動きセンサを含む。動きセンサによって感知された動き情報が動き閾値と比較されて、プローブの動きが動き閾値を超えているかどうかを判定されてもよい。動き情報が動き閾値を超えていると判定されたことに応答して、１つ以上のカラーフローパラメータが調整されてもよい。カラーフローパラメータは、例えば、コンピューティング装置内に配置されてもよいカラーフロープロセッサによって調整されてもよい。カラーフローパラメータは、超音波画像情報及びカラーフローパラメータに基づいて生成された超音波カラーフロー画像から動きのアーチファクトをフィルタで除去するか、又は別の方法で低減若しくは除去するように調整されてもよい。例えば、プローブの動きが、超音波カラーフロー画像においてフラッシュアーチファクトを生じさせるほどに十分に大きい場合、そのような動きは動きセンサによって感知され、動き閾値を超える。それに応じて、カラーフロー（又は速度）パラメータ、パワー（又はエネルギー）パラメータ、カラーゲインパラメータ、パーシスタンスパラメータなどの１つ以上のカラーフローパラメータが調整されて、生成された超音波カラーフロー画像から動きのアーチファクトが除去される。本開示の様々な実施形態では、動き情報は、動き情報の性質及び実施される閾値との比較に依存して、動き閾値を正又は負の方向に超える、すなわち、正の方向に閾値を上回る値を有するか、又は負の方向に閾値を下回る値を有すると考えられ得る。

図１は、本開示の１つ以上の実施形態による、超音波撮像装置１０（本明細書では「超音波装置」１０と称される）の概略図である。超音波装置１０は、図示した実施形態では、ケーブル１７によってハンドヘルドコンピューティング装置１４に電気的に結合された超音波プローブ１２を含む。ケーブル１７は、プローブ１２をコンピューティング装置１４に取り外し可能に接続するコネクタ１８を含む。ハンドヘルドコンピューティング装置１４は、タブレットコンピュータ、スマートフォンなどの、ディスプレイを有する任意のポータブルコンピューティング装置であってもよい。いくつかの実施形態では、超音波プローブ１２は、ハンドヘルドコンピューティング装置１４に電気的に結合されている必要はないが、場合によっては、無線通信チャネルを介してハンドヘルドコンピューティング装置１４と通信しながら、ハンドヘルドコンピューティング装置１４とは独立して動作してもよい。

プローブ１２は、超音波信号を標的構造に向けて送信し、超音波信号の送信に応答して標的構造から戻って来たエコー信号を受信するように構成されている。図示するように、プローブ１２は、超音波信号を送信し、その後に続くエコー信号を受信することが可能なトランスデューサ素子を含むトランスデューサアレイ２０を含む。

図２に関連してより詳細に記載されるように、超音波装置１０は、処理回路及び駆動回路を更に含む。部分的には、処理回路は、トランスデューサアレイ２０からの超音波信号の送信を制御する。駆動回路は、例えば、処理回路から受信した制御信号に応答して、超音波信号の送信を駆動するためのトランスデューサアレイ２０に動作可能に結合される。駆動回路及びプロセッサ回路は、超音波プローブ１２及びハンドヘルドコンピューティング装置１４の一方又は両方に含まれてもよい。超音波装置１０はまた、例えば、パルス波動作モード又は連続波動作モードで超音波信号を送信するための駆動回路に電力を供給する電源を含む。

プローブのトランスデューサアレイ２０は、超音波信号を送信する１つ以上の送信トランスデューサ素子１１と、超音波信号の送信に応答して標的構造から戻って来るエコー信号を受信する１つ以上の受信トランスデューサ素子１３と、を含んでもよい。いくつかの実施形態では、トランスデューサアレイ２０のトランスデューサ素子の一部又は全部は、第１の期間中に送信トランスデューサ素子１１として機能し、第１の期間とは異なる第２の期間中に受信トランスデューサ素子１３として機能してもよい（すなわち、同じトランスデューサ素子が異なる時間に、超音波信号を送信し、エコー信号を受信するために使用可能であってもよい）。

プローブ１２は、プローブ１２の動きを感知するように動作可能な動きセンサ１６を更に含む。動きセンサ１６は、プローブ１２内又はプローブ１２上に含まれ、例えば、プローブ１２の動きを感知するための１つ以上の加速度計又はジャイロスコープを含んでもよい。例えば、動きセンサ１６は、プローブ１２の動きを感知することが可能な圧電式、ピエゾ抵抗式、又は静電容量式の加速度計のいずれかを含んでもよい。いくつかの実施形態では、動きセンサ１６は、３つの軸のうちのいずれかの周りの動きを感知することが可能な３軸動きセンサであってもよい。いくつかの実施形態では、２つ以上の動きセンサ１６がプローブ１２内又はプローブ１２上に含まれる。いくつかの実施形態では、動きセンサ１６は、少なくとも１つの加速度計及び少なくとも１つのジャイロスコープを含む。

動きセンサ１６は、プローブ１２の外側ハウジング内に少なくとも部分的に収容されてもよい。いくつかの実施形態では、動きセンサ１６は、プローブ１２の感知面２１に又は感知面２１の近くに配置される。いくつかの実施形態では、感知面２１は、超音波撮像中に患者と動作可能に接触する表面である。トランスデューサアレイ２０は、図１に示すように、感知面２１に又は感知面２１の近くに配置される。いくつかの実施形態では、例えば、１つ以上の心電図（ＥＫＧ）センサ又は電極、１つ以上の聴診センサなどを含む、１つ以上の追加のセンサが、感知面２１に又は感知面２１の近くに配置される。

動きセンサ１６をプローブ１２の感知面２１の近くに、それゆえトランスデューサアレイ２０の近くに配置することにより、動きセンサ１６は、それが使用される際に、例えば超音波撮像中に、感知面２１（及びトランスデューサアレイ２０）の動きを感知してもよい。

図１に示すコンピューティング装置１４は、ディスプレイ画面２２及びユーザインターフェース２４を含む。ディスプレイ画面２２は、ＬＥＤディスプレイ技術を含むがこれに限定されない、任意の種類のディスプレイ技術を組み込んだディスプレイであってもよい。ディスプレイ画面２２を使用して、超音波信号の送信に応答して受信されたエコー信号から得られたエコーデータから生成された１つ以上の画像を表示し、いくつかの実施形態では、ディスプレイ画面２２は、例えば、カラードプライメージング（ＣＤＩ）モードで提供され得るようなカラーフロー画像情報を表示するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、ディスプレイ画面２２は、画面にタッチするユーザから入力を受け取ることができるタッチスクリーンであってもよい。そのような実施形態では、ユーザインターフェース２４は、タッチを介してユーザ入力を受信することが可能な、ディスプレイ画面２２の一部分又は全体を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ユーザインターフェース２４は、超音波装置１０のユーザから入力を受け取ることが可能な１つ以上のボタン、ノブ、スイッチなどを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ユーザインターフェース２４は、音声コマンドなどの可聴入力を受け取ることができるマイクロフォン３０を含んでもよい。

コンピューティング装置１４は、エコー信号の可聴表現、又は超音波装置１０の動作に由来する他の特徴を生成するために使用され得る１つ以上のオーディオスピーカ２８を更に含んでもよい。

図２は、いくつかの実施形態における、超音波プローブ１２及びコンピューティング装置１４を含む、超音波装置１０の構成要素を示すブロック図である。図２に示すように、超音波装置１０は、超音波プローブ１２のトランスデューサアレイ２０からの超音波信号の送信を制御して駆動するための駆動回路３２及び処理回路３４を含んでもよい。駆動回路３２及び処理回路３４は、プローブ１２及び／又はコンピューティング装置１４に含まれてもよい。いくつかの実施形態では、駆動回路３２及び処理回路３４の一方又は両方が超音波プローブ１２に含まれる。すなわち、超音波プローブ１２は、トランスデューサアレイ２０を駆動して超音波信号を送信することを制御する回路を含んでもよく、受信したエコー信号を処理するための回路を更に含んでもよい。

様々な実施形態では、処理回路３４は、コンピュータ実行可能命令に従って動作する１つ以上のプログラムされたプロセッサを含み、コンピュータ実行可能命令は、実行に応答して、プログラムされたプロセッサ（複数可）に様々なアクションを実施させる。例えば、処理回路３４は、１つ以上の制御信号を駆動回路３２に送信して、超音波プローブ１２のトランスデューサアレイ２０による超音波信号の送信を制御するように構成されてもよい。

駆動回路３２は、トランスデューサアレイ２０によって送信される超音波信号を生成する時に使用される発振器又は他の回路を含んでもよい。このような発振器又は他の回路は、駆動回路３２によって使用されて、超音波信号を形成する超音波パルスを生成し、かつ成形してもよい。

コンピューティング装置１４は、受信した超音波画像情報（例えば、受信トランスデューサ素子１３から及び／又は処理回路３４から受信した超音波情報）を処理し、ディスプレイ２２上に表示するための超音波画像情報を生成する、画像プロセッサ４０を更に含む。いくつかの実施形態では、画像プロセッサ４０は、Ｂモード撮像用に超音波画像情報を生成する。いくつかの実施形態では、画像プロセッサ４０は、例えばＡモード、Ｃモード、ドプラなどを含む任意の超音波撮像モダリティに対して超音波画像情報を生成するように動作可能である。

コンピューティング装置１４は、カラーフロープロセッサ４２を更に含む。カラーフロープロセッサ４２は、例えば、ＣＤＩモードでのカラーフロー撮像中に、カラーフロー情報を処理する。カラーフロープロセッサ４２は、血流速度又は流体流速度を示すカラーフロー情報などの、受信した超音波情報（例えば、受信トランスデューサ素子１３から及び／又は処理回路３４から受信した超音波情報）に基づいて、カラーフロー情報を判定又は推定するように動作可能な任意のプロセッサ又は処理回路であってもよい。カラーフロープロセッサ４２は、受信した超音波情報に基づいて、カラーフロー情報を生成してもよい。

画像プロセッサ４０及びカラーフロープロセッサ４２のそれぞれは、コンピュータ実行可能命令に従って動作する１つ以上のプログラムされたプロセッサを含んでもよく、コンピュータ実行可能命令は、実行に応答して、プログラムされたプロセッサ（複数可）に、本明細書に記載されるような様々なアクションを実施させる。いくつかの実施形態では、画像プロセッサ４０及び／又はカラーフロープロセッサ４２は、本明細書に記載される画像処理機能及びカラーフロー処理機能を提供するように構成された、プログラムされたプロセッサ及び／又は特定用途向け集積回路であってもよい。

カラーフロープロセッサ４２によって生成されたカラーフロー情報は、画像プロセッサ４０によって生成された超音波画像情報と組み合わされるか、又は別の方法で関連付けられて、超音波カラーフロー画像を表示するためにディスプレイ２２に提供され得るカラーフロー画像情報を生成してもよい。例えば、超音波カラーフロー画像は、画像プロセッサ４０によって生成されたＢモード画像情報に重ね合わされた又は重畳表示された、カラーフロープロセッサ４２によって生成されたカラーフロー情報を含んでもよい。

カラーフロープロセッサ４２は、本明細書で更に詳細に説明するように、表示された超音波カラーフロー画像の１つ以上のパラメータを制御又は調整するように更に構成されている。画像プロセッサ４０及び／又はカラーフロープロセッサ４２は、コンピュータ実行可能命令を記憶するコンピュータ可読メモリ４４に結合されてもよく、コンピュータ実行可能命令は、部分的に画像プロセッサ４０及び／又はカラーフロープロセッサ４２によって実行可能であり、本明細書に記載される様々なアクションを画像プロセッサ４０及び／又はカラーフロープロセッサ４２に実施させてもよい。

画像プロセッサ４０及びカラーフロープロセッサ４２は、ユーザインターフェース２４に結合されている。ユーザインターフェース２４は、例えば、ディスプレイ２２上でのタッチ入力として、又は１つ以上のボタン、ノブ、スイッチなどを介したユーザ入力として、ユーザ入力を受信してもよい。いくつかの実施形態では、ユーザインターフェース２４は、コンピューティング装置１４のマイクロフォン３０によって受信された、音声コマンドなどの可聴ユーザ入力を受信してもよい。画像プロセッサ４０及びカラーフロープロセッサ４２は、ユーザインターフェース２４によって受信されたユーザ入力に基づいて、超音波カラーフロー画像情報を提供し、ディスプレイ２２上に表示された超音波カラーフロー画像の１つ以上のパラメータを制御するように構成されている。

超音波装置１０の動作中、超音波プローブ１２は、送信された超音波信号に応答して標的構造から戻って来た超音波信号、例えば、エコー信号を取得する。エコー信号は、処理回路３４及び／又は画像プロセッサ４０に提供されてもよく、これらのどちらか又は両方は、受信したエコー信号に基づいて超音波画像情報を生成するための超音波画像処理回路を含んでもよい。そのような超音波画像処理回路は、受信したエコー信号に基づいて超音波画像情報を生成するように構成された、例えば、増幅器、アナログデジタル変換器、遅延回路、論理回路などを含んでもよい。

超音波画像情報は、画像プロセッサ４０に提供され、画像プロセッサ４０は、受信した超音波信号に関連付けられた超音波画像を生成するか、又は別の方法で超音波画像を表示するためのディスプレイ２２に出力する。そのような超音波画像は、Ａモード（振幅モード）、Ｂモード（輝度モード）、Ｍモード（動きモード）、ドプラモード（カラードプラ、連続波（ＣＷ）ドプラ、及びパルス波（ＰＷ）ドプラを含む）などの、様々な超音波撮像モードのいずれかに関連付けられた超音波画像であってもよい。そのうえ、超音波画像は、２Ｄ、３Ｄ、又は４Ｄの超音波画像であってもよい。

加えて、受信したエコー信号に基づくエコー信号又は任意の処理された情報は、カラーフロー情報を推定又は判定するためにカラーフロープロセッサ４２に提供されてもよい。そのようなカラーフロー情報は、例えば、速度及びパワー（又はエネルギー）情報を含み得る。

カラーフロープロセッサ４２はまた、動きセンサ１６から動き情報を受信する。動き情報は、例えば画像プロセッサ４０に提供される超音波画像情報に時間的に相関させることができる。カラーフロープロセッサ４２は、受信した動き情報に基づいて、ディスプレイ２２上への表示のために提供される超音波カラーフロー画像に関連付けられた１つ以上のカラーフローパラメータを調整してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、カラーフロープロセッサ４２は、動きセンサ１６から受信した動き情報に基づいてカラー（又は速度）フロー閾値を調整するように構成されている。カラーフロー閾値は、判定された又は推定された流速に関連付けられた任意の閾値であってもよい。例えば、カラーフロー閾値は、カラーフロー閾値を下回る流速が、ディスプレイ２２に提供される超音波カラーフロー画像から除去されるか、又は別の方法で抑制される低速度閾値であってもよい。いくつかの実施形態では、カラーフロー閾値は、カラーフロー閾値を上回る流速が、ディスプレイ２２に提供される超音波カラーフロー画像から除去されるか、又は別の方法で抑制される高速度閾値であってもよい。いくつかの実施形態では、カラーフロー閾値は、例えば、低速度閾値及び高速度閾値の両方を含む、２つ以上の閾値であってもよく、これにより、カラーフロー閾値は、超音波カラーフロー画像内のカラーフロー情報として表示され得る速度の範囲を表す。

いくつかの実施形態では、カラーフロープロセッサ４２によって調整可能なカラーフローパラメータは、パワー（又はエネルギー）閾値を含んでもよい。そのような実施形態では、パワー又はエネルギーが低パワー閾値を下回るか、又は高パワー閾値を上回る場合、低パワー情報又は高パワー情報に関連付けられた特定の空間的場所に関連付けられた流れは、ディスプレイ２２に提供される超音波カラーフロー画像から除去されるか、又は抑制されてもよい。

いくつかの実施形態では、カラーフロープロセッサ４２は、動きセンサ１６から受信した動き情報を１つ以上の動き閾値と比較してもよく、動き情報が１つ以上の動き閾値を超えていることに応答して、１つ以上のカラーフローパラメータを調整してもよい。そのような調整は、典型的には、例えば、受信した動き情報が１つ以上の動き閾値を超えている時に対応する期間にわたって一時的である。例えば、いくつかの実施形態では、カラーフロープロセッサ４２は、動きセンサ１６から受信した動き情報を加速度閾値と比較し、カラーフロープロセッサ４２は、プローブ１２の動きが加速度閾値を超えていることを示す動き情報に応答してカラーフローパラメータを調整してもよい。そのような場合、カラーフロープロセッサ４２は、例えば、カラー流速閾値を増加させてもよく、それにより、プローブ１２の移動によって引き起こされた動きのアーチファクト又は偽の流れ情報が、増加されたカラー流速閾値（例えば、低速度閾値）によってフィルタで除去され、したがって、そのような動きのアーチファクトは、ディスプレイ２２に提供される超音波カラーフロー画像内には存在しない。カラー流速閾値を増加させることにより、カラーフロープロセッサ４２は、超音波カラーフロー画像から、例えば超音波プローブ１２の突然の又は急な移動によって引き起こされる動きのアーチファクトを除去することができる。プローブ１２のそのような動きは、超音波カラーフロー画像において、関心の対象である流れ（例えば血流）を示さない高速で大振幅のカラー情報を構築する場合がある。動き情報が１つ以上の動き閾値を超えていないとカラーフロープロセッサ４２が判定した場合、カラーフロープロセッサ４２は、調整されたカラーフローパラメータ（複数可）を以前の調整されていない値（複数可）に戻してもよい。

いくつかの実施形態では、カラーフロープロセッサ４２は、動きセンサ１６から受信した動き情報をプローブ速度閾値と比較してもよい。例えば、プローブ１２が滑らかに（例えば、過剰な加速なしに）、しかし高速で移動する場合、これにより、超音波カラーフロー画像に望ましくない動きのアーチファクトが存在する結果になり得る。そのような動きのアーチファクトは、例えば、動きセンサ１６によって感知されたプローブの動きがプローブ速度閾値を超えていると判定されたことに応答して、カラーフロー閾値を動的に増加させ、それにより、プローブ１２の高速の動きに関連付けられた動きのアーチファクトをフィルタで除去することにより、カラーフロープロセッサ４２によって除去することができる。

カラーフローパラメータは、カラーフロープロセッサ４２によってアクセス可能であり、それにより、カラーフロープロセッサ４２は、動きセンサから受信した動き情報に基づいてカラーフローパラメータを動的に調整してもよい。いくつかの実施形態では、カラーフローパラメータ、又はカラーフローパラメータに関連付けられた若しくは別の方法でカラーフローパラメータを定める情報は、メモリ４４に記憶されてもよい。同様に、１つ以上の動き閾値（又は１つ以上の動き閾値に関連付けられた情報又は１つ以上の動き閾値を定める情報）は、メモリ４４に記憶され、カラーフロープロセッサ４２によってアクセス可能であってもよい。

いくつかの実施形態では、異なるカラーフローパラメータ及び／又は動き閾値が、例えば、超音波装置１０を使用して実施される検査の種類に応じて選択されてもよい。流速などの流れ特性は、実施される検査に応じて異なる場合がある。例えば、肝臓を撮像する場合、一般に、比較的遅い又は低速の血流が懸念事項である。これに対して、心臓における乱流が関心の対象である場合、高速流が特に関心の対象である。カラーフロープロセッサ４２は、例えば、ユーザインターフェース２４を介して受信されたユーザ入力によって選択されてもよい、実施される選択された検査に基づいて、カラーフローパラメータの特定のセットにアクセスして使用してもよい。一例として、ユーザが、ユーザインターフェース２４を介して、超音波装置１０によって肝臓検査が実施されることを示す入力を提供してもよく、カラーフロープロセッサ４２は、肝臓検査に関連付けられた１つ以上のカラーフローパラメータにアクセスして適用することができ、カラーフローパラメータは、例えば、肝臓内での比較的低速の血流に関連付けられたカラーフロー情報を保持するために、比較的低い下側速度閾値を含んでもよい。同様に、心臓検査が実施されることをユーザが示してもよく、カラーフロープロセッサ４２は、心臓検査に関連付けられた１つ以上のカラーフローパラメータにアクセスして適用することができ、カラーフローパラメータは、心臓内での比較的高速の血流に関連付けられたカラーフロー情報を保持するために、比較的高い上側速度閾値を含んでもよい。

そのうえ、カラーフロープロセッサ４２によってアクセスされて、超音波装置１０の使用中に適用される１つ以上の動き閾値は、実施される検査の種類に基づいて選択されてもよい。例えば、肝臓検査が実施されることをユーザが示す場合、関心の対象である信号（例えば、肝臓での血流）は、比較的低速の流れを示すので、カラーフロープロセッサ４２は、比較的低い動き閾値にアクセスして適用してもよい。すなわち、特定の検査（例えば、肝臓検査）に対して比較的低い動き閾値を選択することにより、ユーザがプローブ１２を動かすことにより引き起こされる動きのアーチファクトに対して、カラーフロープロセッサ４２は、より敏感になる場合がある。例えば、心臓検査が実施されることをユーザが示す場合、関心の対象である信号は、比較的高速の流れを示すので、カラーフロープロセッサ４２は、ユーザがプローブ１２をより大きく動かすことを許容することになる比較的高い動き閾値にアクセスして適用してもよい。

いくつかの実施形態では、動きセンサ１６は、２つ以上の動きセンサを含み、これらがそれぞれ、関連付けられた動き閾値を有してもよい。例えば、一実施形態では、プローブ１２は、加速度計及びジャイロスコープを含む。加速度計から受信した動き情報は、加速度計動き閾値と比較されてもよく、ジャイロスコープから受信した動き情報は、ジャイロスコープ動き閾値と比較されてもよい。カラーフロープロセッサ４２は、加速度計及びジャイロスコープのいずれか又は両方から受信した動き情報に基づいて、ディスプレイ２２上への表示のために提供される超音波カラーフロー画像に関連付けられた１つ以上のカラーフローパラメータを調整してもよい。

例えば、いくつかの実施形態では、たとえジャイロスコープから受信した動き情報がジャイロスコープ動き閾値を下回った場合であっても、加速度計から受信した動き情報が加速度計動き閾値よりも大きいことに応答して、カラーフロープロセッサ４２は、カラーフローパラメータを調整してもよい。同様に、いくつかの実施形態では、たとえ加速度計から受信した動き情報が加速度計動き閾値を下回った場合であっても、ジャイロスコープから受信した動き情報がジャイロスコープの動き閾値よりも大きいことに応答して、カラーフロープロセッサ４２は、カラーフローパラメータを調整してもよい。

いくつかの実施形態では、カラーフロープロセッサ４２は、加速度計及びジャイロスコープの両方から受信した動き情報がそれぞれ、加速度計の動き閾値及びジャイロスコープの動き閾値よりも大きいことに応答して、カラーフローパラメータを調整してもよい。

いくつかの実施形態では、カラーフロープロセッサ４２は、ディスプレイ２２上に表示される超音波カラーフロー画像に関連付けられた任意のパラメータを調整してもよく、このパラメータは、本明細書ではカラーフローパラメータと称される。例えば、そのようなカラーフローパラメータの１つは、フレーム平均又は「パーシスタンス」パラメータであり、これは、表示された超音波画像における滑らかさを変化させるようにかつ／又はノイズを低減させるように調整されてもよい。例えば、１つ以上の動き閾値を超えるプローブ１２の動きに応答して、カラーフロープロセッサ４２は、パーシスタンスパラメータを低減させてもよく、これは、プローブ１２の突然の又は急激な動きに関連付けられた、カラーフロー情報のパーシスタンスを低減させてもよい。プローブ１２の動きが１つ以上の動き閾値を超えていることに応答して、カラーフロープロセッサ４２によって調整されてもよい別のカラーフローパラメータは、カラーゲインである。カラーゲインを調整することにより、流れ信号に対する超音波撮像装置１０の感度が変化し得る。例えば、カラーゲインを増加させることにより、取得された超音波信号における流れの外観が増幅され、一方で、カラーゲインを減少させることにより、超音波信号における流れの外観が減少することになる。いくつかの実施形態では、カラーフロープロセッサ４２は、プローブ１２の動きが１つ以上の動き閾値を超えていることに応答して、カラーゲインを低減させてもよく、これは、動きのアーチファクトに対する超音波撮像装置１０の感度を減少させることとなり、それにより、超音波カラーフロー画像における流れの誤った外観がもたらされる場合がある。

いくつかの実施形態では、動きセンサ１６は、動きセンサ１６によって感知された動き情報（例えば、プローブ１２の感知された動きを示す情報）が動き閾値を超えているかどうかを判定してもよい。すなわち、いくつかの実施形態では、カラーフロープロセッサ４２ではなく、動きセンサ１６自体が、本明細書に記載される動き閾値処理演算を実施する。そのような実施形態では、動きセンサ１６は、感知された動き情報が動き閾値を超えていない場合にのみ、感知された動き情報を出力してもよい。例えば、感知された動きが動き閾値を下回る場合、プローブ１２の動きを示す動き情報は、カラーフロープロセッサ４２に提供されない。この場合、そのような移動は、動き閾値を下回るので、カラーフロープロセッサ４２は、プローブ１２のいかなる移動をも考慮することなく、カラーフロー情報を生成してもよい。これに対して、感知された動きが動き閾値を超えていると動きセンサ１６が判定した場合、動きセンサ１６によって感知された動き情報は、カラーフロープロセッサ４２に提供され、カラーフロープロセッサは、動き情報に基づいて１つ以上のカラーフローパラメータを調整してもよい。動きセンサ１６は、処理回路を含むか、又は別の方法で処理回路にアクセスして、感知された動き情報と動き閾値との間の比較を実施するか、又は別の方法で、プローブ１２の感知された動きが動き閾値を超えているかどうかを判定してもよい。

図３は、本開示の１つ以上の実施形態による方法１００を示すフロー図である。少なくとも１つの実施形態では、方法１００は、１０２において超音波画像情報を取得することを含む。超音波画像情報は、例えば、超音波撮像装置１０によって取得され得る。

１０４において、方法１００は、超音波撮像装置１０のプローブ１２の動きを感知することを含む。プローブ１２の動きは、例えば、動きセンサ１６によって感知されてもよく、動きセンサは、プローブ１２の感知された動きを示す動き情報を生成してもよい。いくつかの実施形態では、動きセンサ１６によって感知された動き情報は、取得された超音波画像情報と時間的に相関させてもよく、これにより、対応する超音波画像情報が取得された時点でのプローブ１２の感知された動きに基づいて（例えば、１つ以上のカラーフローパラメータを調整することにより）動きが補償された超音波カラーフロー画像の生成が容易になり得る。いくつかの実施形態では、プローブ１２の動きは、加速度計によって、ジャイロスコープによって、又は加速度計とジャイロスコープとの両方によって感知される。例えば、加速度計は、超音波プローブの動きを示す第１の動き信号を生成してもよく、ジャイロスコープは、超音波プローブの動きを示す第２の動き信号を生成してもよい。

１０６において、動きセンサ１６によって感知された動き情報が動き閾値と比較されて、プローブ１２の動きが動き閾値を超えているかどうかが判定される。プローブ１２の動きが動き閾値を超えているかどうかの判定は、例えば、カラーフロープロセッサ４２によって、又は動きセンサ１６によって実施されてもよい。いくつかの実施形態では、動きセンサ１６によって感知された動き情報は、複数の動き閾値と比較される。例えば、動きセンサ１６が加速度計及びジャイロスコープの両方を含む実施形態では、加速度計及びジャイロスコープのそれぞれは、対応する感知された動き情報を出力してもよく、これらの動き情報が、別々の動き閾値と比較されて、例えば、（例えば、加速度計によって生成された）第１の動き信号が第１の動き閾値を超えているかどうか、及び（例えば、ジャイロスコープによって生成された）第２の動き信号が第２の動き閾値を超えているかどうかが判定されてもよい。

１０６においてプローブ１２の動きが動き閾値を超えていると判定されたことに応答して、１０８において１つ以上のカラーフローパラメータが調整される。１つ以上のカラーフローパラメータは、例えば、本明細書で前述したように、カラーフロープロセッサ４２によって調整されてもよい。動きセンサ１６が加速度計及びジャイロスコープの両方を含むいくつかの実施形態では、加速度計及びジャイロスコープのそれぞれからの感知された動き情報が対応する動き閾値を超えていることに応答して、１つ以上のカラーフローパラメータが調整されてもよい。いくつかの実施形態では、加速度計又はジャイロスコープのいずれかによって感知された動き情報が対応する動き閾値を超えていることに応答して、１つ以上のカラーフローパラメータが調整されてもよい。

１１０において、超音波カラーフロー画像は、例えば、超音波撮像装置１０によって生成される。１０６において、プローブ１２の感知された動きが動き閾値を超えていると判定された場合、取得された超音波画像情報及び調整された１つ以上のカラーフローパラメータ（例えば、１０８において調整されたような）に基づいて、１１０において超音波カラーフロー画像が生成される。そのような場合、プローブ１２の動きに起因する動きのアーチファクトは、調整されたカラーフローパラメータによって、生成された超音波カラーフロー画像からフィルタ処理される。これに対して、１０６において、プローブ１２の感知された動きが動き閾値を下回ると判定された場合、超音波カラーフロー画像は、カラーフローパラメータを調整することなく、取得された超音波画像情報に基づいて生成される。

１１２において、生成された超音波カラーフロー画像は、例えば、コンピューティング装置１４のディスプレイ２２上に表示される。

いくつかの実施形態では、方法１００は、超音波撮像装置によって実施される検査の種類の選択を受信することを更に含んでもよい。例えば、（１０２において）超音波画像情報を取得し、（１０４において）プローブの動きを感知するのに先立ち、超音波撮像装置１０は、実施される検査の種類の選択を受信してもよい。選択は、例えば、ユーザインターフェース２４を介したユーザ入力によって受信されてもよい。ユーザは、実施される複数の異なる種類の検査の中から選択することができ、これは、肝臓検査、心臓検査、又は任意の他の超音波検査種類などの患者の異なる内部領域又は器官に対して実施される超音波検査を含んでもよい。

いくつかの実施形態では、方法１００は、実施される検査の選択された種類に関連付けられたカラーフローパラメータにアクセスすることを含んでもよく、（１０８において）１つ以上のカラーフローパラメータを調整することは、実施する検査の選択された種類に関連付けられた、アクセスされたカラーフローパラメータを調整することを含んでもよい。更に、（１１０において）超音波カラーフロー画像を生成することは、実施される検査の選択された種類に関連付けられた、取得された超音波画像情報及びアクセスされたカラーフローパラメータに基づいて、超音波カラーフロー画像を生成することを含んでもよい。

いくつかの実施形態では、方法１００は、実施される検査の選択された種類に関連付けられた動き閾値にアクセスすることを含んでもよく、（１０６において）超音波プローブの感知された動きが動き閾値を超えているかどうかを判定することは、超音波プローブの感知された動きが、実施される検査の選択された種類に関連付けられたアクセスされた動き閾値を超えているかどうかを判定することを含んでもよい。

本出願は、２０１８年１０月２２日出願された米国特許仮出願第６２／７４８，８６６号明細書の優先権の利益を主張し、その出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

上に記載した種々の実施形態を組み合わせ、更なる実施形態を得てもよい。［注記：本質的事項は、外国特許、外国特許出願書又は非特許文献から参照によって援用することはできないが、米国特許商標局では、不適切に援用された主題を、出願日に影響を与えることなく、補正により明示的に明細書に補充できるものとする。ＡＤＳへの参照による援用が可能であるかは、試みていない。本出願人らは、参照として組み込むことを発明者が希望する参考文献を、本文書内の適切な場所に明確に列挙することを強く推奨する。］これらの変更及び他の変更が、上記にて詳述した明細書に照らして、実施形態に適用することができる。一般的に、以下の特許請求の範囲において、使用される用語は、請求項を、明細書及び請求項に開示される具体的な実施形態に限定するものと解釈すべきではないが、このような請求項によって権利が与えられる全均等物の範囲に沿った全ての可能な実施形態を含むと解釈すべきである。したがって、特許請求の範囲は、本開示によって制限されるものではない。

Claims (20)

1. 超音波プローブを含む超音波撮像装置によって超音波画像情報を取得することと、
   動きセンサによって前記超音波プローブの動きを感知することと、
   前記超音波プローブの前記感知された動きが動き閾値を超えているかどうかを判定することと、
   前記超音波プローブの前記感知された動きが前記動き閾値を超えていると判定されたことに応答して、１つ以上のカラーフローパラメータを調整することと、
   前記取得された超音波画像情報及び前記１つ以上のカラーフローパラメータに基づいて超音波カラーフロー画像を生成することと、を含む、方法。
2. 前記超音波カラーフロー画像をコンピューティング装置のディスプレイ上に表示することを更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記超音波プローブの動きを感知することは、加速度計又はジャイロスコープのうちの少なくとも１つによって前記超音波プローブの動きを感知することを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記１つ以上のカラーフローパラメータを調整することは、カラーフロー閾値又はパワー閾値のうちの少なくとも１つを調整することを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記１つ以上のカラーフローパラメータを調整することは、前記カラーフロー閾値を増加させることを含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記超音波プローブの動きを感知することは、
   前記超音波プローブの前記動きを示す第１の動き信号を加速度計によって生成することと、
   前記超音波プローブの前記動きを示す第２の動き信号をジャイロスコープによって生成することと、を含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記超音波プローブの前記感知された動きが動き閾値を超えているかどうかを判定することは、
   前記第１の動き信号が第１の動き閾値を超えているかどうかを判定することと、
   前記第２の動き信号が第２の動き閾値を超えているかどうかを判定することと、を含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記取得された超音波画像情報及び前記１つ以上のカラーフローパラメータに基づいて超音波カラーフロー画像を生成することは、
   前記１つ以上のカラーフローパラメータに基づいて、前記超音波カラーフロー画像から動きのアーチファクトを除去することを含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記超音波撮像装置によって実施される検査の種類の選択を受信することと、
   実施する検査の前記選択された種類に関連付けられたカラーフローパラメータにアクセスすることと、を更に含み、
   前記１つ以上のカラーフローパラメータを調整することは、実施する検査の前記選択された種類に関連付けられた前記アクセスされたカラーフローパラメータを調整することを含み、
   前記超音波カラーフロー画像を生成することは、前記取得された超音波画像情報と、実施する検査の前記選択された種類に関連付けられた前記アクセスされたカラーフローパラメータと、に基づいて、超音波カラーフロー画像を生成することを含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記超音波撮像装置によって実施される検査の種類の選択を受信することと、
    実施する検査の前記選択された種類に関連付けられた動き閾値にアクセスすることと、を更に含み、
    前記超音波プローブの前記感知された動きが動き閾値を超えているかどうかを判定することは、前記超音波プローブの前記感知された動きが、実施する検査の前記選択された種類に関連付けられた前記アクセスされた動き閾値を超えているかどうかを判定することを含む、請求項１に記載の方法。
11. 超音波プローブであって、前記超音波プローブは、使用時に、前記超音波プローブの動きを感知する少なくとも１つの動きセンサを含む、超音波プローブと、
    カラーフローパラメータを記憶するコンピュータ可読メモリと、
    前記動きセンサに結合されたカラーフロープロセッサであって、前記カラーフロープロセッサは、使用時に、
    前記超音波プローブによって取得された超音波画像情報を受信し、
    前記コンピュータ可読メモリに記憶された前記カラーフローパラメータのうちの少なくとも１つにアクセスし、
    前記少なくとも１つの動きセンサから、前記超音波プローブの感知された動きを示す動き情報を受信し、
    前記超音波プローブの前記感知された動きが動き閾値を超えていることに応答して、前記カラーフローパラメータのうちの前記少なくとも１つを調整し、
    前記超音波画像情報と、前記カラーフローパラメータのうちの前記少なくとも１つと、に基づいて超音波画像を生成する、カラーフロープロセッサと、を備える、超音波撮像装置。
12. 前記カラーフロープロセッサに結合されたディスプレイであって、前記ディスプレイは、使用時に、生成された超音波カラーフロー画像を表示する、ディスプレイを更に備える、請求項１１に記載の超音波撮像装置。
13. 前記少なくとも１つの動きセンサは、加速度計又はジャイロスコープのうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の超音波撮像装置。
14. 前記少なくとも１つの動きセンサは、加速度計及びジャイロスコープを含む、請求項１１に記載の超音波撮像装置。
15. 前記カラーフロープロセッサは、使用時に、
    前記超音波プローブの前記感知された動きが前記動き閾値を超えているかどうかを判定する、請求項１１に記載の超音波撮像装置。
16. 前記少なくとも１つの動きセンサは、使用時に、
    前記超音波プローブの前記感知された動きが前記動き閾値を超えているかどうかを判定し、
    前記超音波プローブの前記感知された動きが前記動き閾値を超えていると判定されたことに応答して、前記超音波プローブの前記感知された動きを示す前記動き情報を出力する、請求項１１に記載の超音波撮像装置。
17. システムであって、
    超音波画像情報を取得するように構成された超音波プローブと、
    前記超音波プローブに結合された少なくとも１つの動きセンサであって、前記少なくとも１つの動きセンサは、前記超音波プローブの動きを感知するように構成されている、少なくとも１つの動きセンサと、
    前記超音波プローブ及び前記少なくとも１つの動きセンサに結合されたコンピューティング装置であって、前記コンピューティング装置は、
    前記超音波プローブの前記感知された動きが動き閾値を超えているかどうかを判定することと、
    前記超音波プローブの前記感知された動きが前記動き閾値を超えていると判定されたことに応答して、１つ以上のカラーフローパラメータを調整することと、
    前記取得された超音波画像情報及び前記１つ以上のカラーフローパラメータに基づいて超音波カラーフロー画像を生成することと、を行うように構成されたカラーフロープロセッサを含む、コンピューティング装置と、を備える、システム。
18. 前記コンピューティング装置は、前記生成された超音波カラーフロー画像を表示するように構成されたディスプレイを含む、請求項１７に記載のシステム。
19. 前記コンピューティング装置は、前記１つ以上のカラーフローパラメータ及び前記動き閾値を記憶するように構成されたコンピュータ可読メモリを含む、請求項１７に記載のシステム。
20. 前記少なくとも１つの動きセンサは、加速度計及びジャイロスコープを含む、請求項１７に記載のシステム。

Images