JP2023521466A - ロードマップ画像を生成するためのバイプレーン及び３次元超音波画像取得、並びに関連づけられたシステム及びデバイス - Google Patents

Abstract

開示されるのは、超音波ロードマップ画像生成システムである。このシステムは、患者に対し移動可能な超音波イメージングデバイスとの通信を含む。プロセッサは、患者内の第１のボリュームを表す第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と、患者内の第２のボリュームを表す第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とを受信する。プロセッサは、次いで、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像との間の動きを決定するために、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とをレジストレーションする。プロセッサは、次いで、決定された動きに基づいて、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とを組み合わせることによって、３Ｄロードマップ画像関心領域の２Ｄロードマップ画像を生成し、２Ｄロードマップ画像を備えた画面表示を出力する。

Description

[0001] 本明細書において説明される主題は、一般に、超音波画像の取得及び表示に関する。より詳細には、本開示は、パノラマ超音波画像を生成するためのシステム及び方法について説明する。説明されるデバイス、システム、及び方法は、診断用医療イメージングのための、限定的ではないが特定の有用性を有する。

[0002] 超音波イメージングは、患者の内部解剖学的構造の画像を得るために頻繁に使用される。超音波システムは、一般的には、プローブハウジングに結合されたトランスデューサアレイを含む超音波トランスデューサプローブを備える。トランスデューサアレイは、超音波エネルギーを患者の解剖学的構造に伝達し、次いで、画像を作成するために患者の解剖学的構造によって反映又は後方散乱された超音波エコーを受信するように超音波周波数で振動するために作動される。そのようなトランスデューサアレイは、所望の圧力波を生じさせるために印加電圧に応答して振動する、圧電材料をもついくつかの層を含む、さまざまな層を含む。これらのトランスデューサは、身体のさまざまな組織を通るいくつかの超音波圧力波を連続して送信及び受信するために使用される。さまざまな超音波応答は、身体のさまざまな構造及び組織を表示するために超音波イメージングシステムによってさらに処理される。

[0003] 超音波イメージングは、特にＸ線、ＣＴ、及びＭＲＩなどの他のイメージングモダリティと比較して、小さい撮像視野によって制限される。制限された撮像視野は、困難なワークフロー、増加された手技時間、及び減少された臨床的有効性をもたらすことができる。限定された個々のフレームから拡張された超音波画像を合成する１つのやり方は、現在の撮像視野の外部にある特徴を視覚化するように心的イメージ及び記憶に対する依拠を減少させるパノラマ「ロードマップ」画像を作成するためにフレームを１つにスティッチングすることによるものである。

[0004] 超音波でのロードマップ画像作成と関連づけられた課題がある。たとえば、超音波画像内に存在するランダムなスペックル及びノイズは、ロードマップ作成を、不確実性及び誤差を起こしやすい。第２に、ロードマップ画像は多くの場合、音波検査者が患者の解剖学的構造上で超音波プローブを手動で移動させている間に撮影された超音波画像の系列に依拠するので、逐次的な超音波画像が互いと同一面内にあるかどうかを決定することは難易度が高くなり得る。そのことについては、超音波プローブの移動は、直線状経路をたどらず、時系列画像の平面は、互いと平行でない。連続的な２次元（２Ｄ）フレームが互いと同一面内にない場合、フレーム間の目立つ画像特徴の数は制限され、不良なフレーム間レジストレーション精度をもたらす。

[0005] したがって、拡張ビューを作成するための２Ｄ超音波フレーム間アライメントに対する画像ベースのレジストレーション技法の使用に著しい関心があるにもかかわらず、これらの技法の臨床的及び商業的平行移動は限定されていた。

[0006] 本明細書において引用される参考文献とその説明又は議論とを含めて、本明細書のこの「背景技術」セクションに含まれる情報は、技術的参考目的で含まれ、本開示の範囲が拘束されるべき主題とみなされるべきでない。

[0007] 開示されるのは、複数のバイプレーン及び／又は３Ｄ超音波画像を使用して拡張撮像視野パノラマロードマップを構築することを含む新規な画像取得システム及び方法である。バイプレーン及び／又は３Ｄ超音波画像の使用は、２Ｄ画像とは異なり、これらの画像タイプは、各画像のための相対的ポーズ（たとえば、超音波スキャナ位置及び方位）を決定し、したがって、改善されたランドマークレジストレーションを可能にするために使用可能である情報を含むので、従来の２Ｄ画像ベースの方法と比較してロードマッピング精度を著しく改善することができる。複数の画像は、したがって、共通座標系へと平行移動及び／又は回転され、組み立てられ、平滑化されて、単一の画像を用いて可能であるよりも大きい、患者の解剖学的構造の領域を包含するパノラマロードマップ画像を形成することができる。このシステムは、以下では、超音波ロードマップ生成システムと呼ばれる。

[0008] 本明細書において開示される超音波ロードマップ生成システムは、診断用医療イメージングのための、限定的ではないが特定の有用性を有する。本開示の一実施形態によれば、超音波ロードマップ生成システムは、患者に対して移動可能な超音波イメージングデバイスとの通信のために構成されたプロセッサ回路であって、患者内の第１のボリュームを表す第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と、患者内の第２のボリュームを表す第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とを受信し、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像との間の第１の動きを決定するために、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とをレジストレーションし、決定された第１の動きに基づいて、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とを組み合わせることによって、関心領域の２Ｄロードマップ画像を生成し、プロセッサ回路と通信するディスプレイに、２Ｄロードマップ画像を含む画面表示を出力するように構成されたプロセッサ回路を備える。この態様の他の実施形態は、対応するコンピュータシステムと、装置と、各々が方法のアクションを行うように構成された、１つ又は複数のコンピュータ記憶デバイス上に記録されたコンピュータプログラムとを含む。

[0009] いくつかの実施形態では、プロセッサ回路は、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とが同じ座標系にあるように第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像に対して第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像を変換することによって第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とを組み合わせるように構成される。プロセッサ回路は、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像及び第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像の各々における画像ランドマークを識別し、決定された第１の動きに基づいて、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像内の画像ランドマークが第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像内の画像ランドマークとアライメントされるように第１のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像又は第２のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像のうちの少なくとも１つを変換することによって、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とを組み合わせるように構成される。プロセッサ回路は、患者内の第３のボリュームを表す第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像を受信し、第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と、第１のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像又は第２のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像のうちの少なくとも１つとの間の第２の動きを決定するために、第１のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像又は第２のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像のうちの少なくとも１つに第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像をレジストレーションし、決定された第１の動き及び決定された第２の動きに基づいて、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と、第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と、第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とを組み合わせることによって、関心領域の２Ｄロードマップ画像を生成するようにさらに構成される。第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像、第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像、及び第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像のうちの２つの画像は３Ｄ画像であり、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像、第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像、及び第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像のうちの１つの画像はバイプレーン画像であり、プロセッサ回路は、２つの３Ｄ画像を互いに対してレジストレーションし、２つの３Ｄ画像のうちの最も近い３Ｄ画像に対してバイプレーン画像をレジストレーションし、抽出された画像データに基づいて、２Ｄロードマップ画像を生成するように構成される。３Ｄ画像は、バイプレーン画像よりも低い解像度を有する。３つのバイプレーン画像又は３Ｄ画像の各々は、３Ｄ画像でもよい。３つのバイプレーン画像又は３Ｄ画像の各々は、バイプレーン画像でもよい。プロセッサ回路は、スペックルベースの非相関を使用して隣接するバイプレーン画像間の面外平行移動又は回転を検出することによって第１の動きを決定するように構成される。説明される技法の実装形態は、ハードウェア、方法若しくはプロセス、又はコンピュータアクセス可能媒体上のコンピュータソフトウェアを含む。

[0010] 別の実施形態によれば、方法は、患者に対して移動可能な超音波イメージングデバイスとの通信のために構成されたプロセッサ回路において、患者内の第１のボリュームの第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と患者内の第２の、重複するボリュームの第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とを受信することと、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像との間の第１の動きを決定するために、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とをレジストレーションすることと、決定された第１の動きに基づいて、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とを組み合わせることによって、関心領域の２Ｄロードマップ画像を生成することと、プロセッサ回路と通信するディスプレイに、２Ｄロードマップ画像を含む画面表示を出力することとを有する。この態様の他の実施形態は、対応するコンピュータシステムと、装置と、各々が方法のアクションを行うように構成された、１つ又は複数のコンピュータ記憶デバイス上に記録されたコンピュータプログラムとを含む。

[0011] いくつかの実施形態では、ロードマップ画像を生成することは、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とが同じ座標系にあるように第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像に対して第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像を変換することを有する。ロードマップ画像を生成することは、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とバイプレーン画像又は３Ｄ画像とに共通する画像ランドマークを識別することと、決定された第１の動きに基づいて、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像内の画像ランドマークが第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像内の画像ランドマークとアライメントされるように第１のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像又は第２のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像のうちの少なくとも１つを変換することによって、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とを組み合わせることを有する。方法は、患者内の第３のボリュームを表す第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像を受信することと、第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と、第１のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像又は第２のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像のうちの少なくとも１つとの間の第２の動きを決定するために、第１のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像又は第２のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像のうちの少なくとも１つに第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像をレジストレーションすることと、決定された第１の動き及び決定された第２の動きに基づいて、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と、第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と、第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とを組み合わせることによって、関心領域の２Ｄロードマップ画像を生成することとをさらに有する。第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像、第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像、及び第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像のうちの２つの画像は３Ｄ画像であり、第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像、第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像、及び第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像のうちの１つの画像はバイプレーン画像であり、方法は、２つの３Ｄ画像を互いに対してレジストレーションすることと、２つの３Ｄ画像のうちの最も近い３Ｄ画像に対してバイプレーン画像をレジストレーションすることと、バイプレーン画像から画像データを抽出することと、抽出された画像データに基づいて、２Ｄロードマップ画像を生成することとをさらに有する。バイプレーン画像は、３Ｄ画像よりも高い解像度を有する。３つのバイプレーン画像又は３Ｄ画像の各々は、３Ｄ画像でもよい。３つのバイプレーン画像又は３Ｄ画像の各々は、バイプレーン画像でもよい。３つのバイプレーン画像を組み合わせることは、スペックルベースの非相関を使用して隣接するバイプレーン画像間の面外平行移動又は回転を検出するステップを有する。説明される技法の実装形態は、ハードウェア、方法若しくはプロセス、又はコンピュータアクセス可能媒体上のコンピュータソフトウェアを備える。

[0012] この概要は、以下で詳細な説明においてさらに説明される、簡略化された形をした概念の選択を紹介するために提供される。この概要は、特許請求される主題の主要な特徴又は本質的な特徴を識別することを意図したものではなく、特許請求される主題の範囲を限定することを意図したものでもない。特許請求の範囲に記載の超音波ロードマップ生成システムの特徴、詳細、有用性、及び利点のより広範な提示は、本開示のさまざまな実施形態の以下の説明において提供され、添付の図面において示される。

[0013]
本開示の例示的な実施形態は、添付の図面を参照して説明される。

[0014] 本開示の態様による、例示的な超音波システムのブロック図である。 [0015] 本開示の態様による、血管を取り囲む組織のバイプレーン超音波画像を示す図である。 [0016] 本開示の態様による、図２Ａのバイプレーン画像の断面平面を示す図である。 [0017] 本開示の態様による、血管を含む３Ｄ超音波画像を示す図である。 [0018] 本開示の態様による、図３Ａの３Ｄ画像から抽出された２Ｄ長手方向図である。 [0019] 本開示の態様による、第１の血管を取り囲む組織の第１の合成長手方向図である。 [0020] 本開示の態様による、第２の血管を取り囲む組織の第２の合成長手方向図である。 [0021] 本開示の態様による、患者の解剖学的構造上でのプローブの連続スイープ中に複数の個々の画像フレームを得る超音波プローブの線図である。 [0022] 本開示の態様による、患者の解剖学的構造上でのプローブの漸増的スイープ又は段階的スイープ中に複数の個々の画像フレームを得る超音波プローブの線図である。 [0023] 本開示の態様による、バイプレーン画像レジストレーション手技中に発生するプローブ動きの図式表現である。 [0024] 本開示の態様による、ロードマップ画像の精度及び解像度を改善するために用いられ得るさまざまな異なるハイブリッドイメージングワークフローである。 [0025] 本開示の態様による、例示的な超音波ロードマップ生成方法の流れ図である。 [0026] 本開示の態様による、プロセッサ回路の概略図である。 [0027] 本開示の少なくとも１つの実施形態による、長手方向スキャンを用いて画像化された、狭窄を含む血管の線図である。 [0028] 本開示の少なくとも１つの実施形態による、図１１Ａの湾曲した長手方向画像から導かれた平坦な長手方向画像である。 [0029] 本開示の少なくとも１つの実施形態による、ロードマップ生成のための例示的な２パスイメージング技法の図式表現である。

[0030] 上記で言及されたように、超音波画像の制限された撮像視野は、困難なワークフロー、増加された手技時間、及び減少された臨床的有効性をもたらすことができる。本開示は、多断面画像（たとえば、バイプレーン画像又は３Ｄ画像）から提供される情報を活用することによってロードマップ画像を生成するための新規なデバイス、システム、及び方法について説明する。いくつかの態様では、本開示は、バイプレーンイメージングと３Ｄイメージングを組み合わせて使用してロードマップを作成する方法について説明する。そのことについては、外部追跡システム又はセンサは、多くの場合、超音波イメージングシステムにおいて利用可能ではなく、ロードマップが、超音波画像の画像処理を使用して生成される。しかしながら、ポーズ（画像キャプチャ時の超音波トランスデューサ位置及び方位）情報が、ロードマップ画像が構築される個々の画像に対して利用可能である場合、ロードマップイメージングワークフローが改善される。

[0031] 本開示の少なくとも１つの実施形態によれば、ロードマップを作成するために使用される個々の超音波画像のいずれか１つよりも広い又は大きい撮像視野を表す単一のロードマップ画像に複数のバイプレーン画像及び／又は３Ｄ超音波画像を組み合わせる超音波ロードマップ生成システムが提供される。バイプレーン画像及び３Ｄ超音波画像は、各画像のための相対的ポーズ（たとえば、超音波スキャナ位置及び方位）を決定し、したがって、連続した画像がキャプチャされるのでポーズの変動がある（偶然であるにせよ故意であるにせよ）ときですら、画像ごとの改善されたランドマークレジストレーションを可能にするために使用可能である多断面情報を含むので、バイプレーンイメージング及び／又は３Ｄ超音波イメージングの使用は、単一の平面、２Ｄ画像のみを使用する手法と比較して、ロードマップスティッチングの精度を著しく改善することができる。したがって、複数の画像は、共通座標系に平行移動及び／又は回転可能され、組み立てられ、接合され、平滑化されて、患者の解剖学的構造を正確に表し、単一の画像を用いて可能であるよりも大きい、患者の解剖学的構造の領域を包含するパノラマロードマップ画像を形成することができる。このシステムは、以下では、超音波ロードマップ生成システムと呼ばれる。

[0032] 本開示の態様は、（１）拡張撮像視野３Ｄ画像を作成するために、連続的又は漸増的なプローブ動きとともに、拡大されたエリア上で超音波プローブをスイープすることを伴うワークフローと、（２）マトリックスプローブがスイープに使用されるハードウェア構成と、（３）バイプレーンイメージング、３Ｄイメージング、又はバイプレーンイメージングと３Ｄイメージングの組み合わせを利用する画像取得モードとを含む。本開示の超音波ロードマップ生成システムは、超音波ロードマッピング技術の精度を改善する可能性を有する。超音波ロードマップ生成システムは、ロードマッピングの精度を改善するために、外部超音波、血管内カテーテル、又は血管内超音波を含む任意の超音波イメージングタイプと、経食道エコーに適用されてよい。

[0033] 本開示は、パノラマロードマップ画像が組み立てられるスピード、精度、及び信頼度を改善することによって、診断用超音波画像を取得及び解釈することを実質的に助ける。超音波イメージングプローブと通信するコンピューティングシステム上で実施されるように、本明細書において開示される超音波ロードマップ生成システムは、超音波ロードマップ画像の品質及び精度の実用的な改善を提供し、並びにロードマップ画像を構築して用いるために関係するユーザ作業の量を減少させる。この改善されたワークフローは、超音波スキャナの現在の撮像視野の外部の解剖学的特徴を視覚化する又は現在の２Ｄロードマップ内の画像アーチファクト及び他の誤りを解釈するために記憶及び心的イメージのみに依拠することなく、断片的なプロセスを完全自動化ロードマッピングシステムに変換する。さらに、システムによって生成される３Ｄ超音波ロードマップは、臨床報告に統合され、疾患診断及び治療計画のために臨床医に対して視覚化可能である。従来と異なったこの手法は、日常的なイメージングの過程において正確なロードマップ画像を自動的に提供することによって、超音波イメージングシステムの機能を改善する。

[0034] 超音波ロードマップ生成システムは、ディスプレイ上での見ることができる超音波画像結合器として実施され、キーボードインタフェース、マウスインタフェース、又はタッチスクリーンインタフェースからユーザ入力を受け入れ、１つ又は複数の超音波イメージングプローブ又はイメージングアレイと通信するプロセッサ上で実行する制御プロセスによって動作される。そのことについては、制御プロセスは、異なるときになされる異なる入力、選択、又はプローブ移動に応答して、いくつかの特定の動作を行う。

[0035] 本開示の原理の理解を促進する目的で、次は、図面に示される実施形態に対する参照がなされ、同じものについて説明するために、特定の言い回しが使用される。それにもかかわらず、本開示の範囲に対する制限はないことが意図されることが理解される。説明されるデバイス、システム、及び方法に対する改変形態及びさらなる修正形態、並びに本開示の原理のさらなる適用例は、通常ならば本開示が関係する当業者に想到されるように、十分に企図され、本開示内に含まれる。特に、一実施形態に関して説明される特徴、構成要素、及び／又はステップは、本開示の他の実施形態に関して説明される特徴、構成要素、及び／又はステップと組み合わされてよいことが十分に企図される。しかしながら、簡潔のために、これらの組み合わせの多数の繰り返しは、別々に説明されない。

[0036] 図１は、本開示の態様による、例示的な超音波システム１００のブロック図を示す。超音波プローブ１０は、複数の超音波トランスデューサ要素又は音響的要素を備えるトランスデューサアレイ１２を有する。いくつかの例では、アレイ１２は、任意の数の音響的要素を含む。たとえば、アレイ１２は、２つの音響的要素、４つの音響的要素、３６の音響的要素、６４の音響的要素、１２８の音響的要素、３００の音響的要素、８１２の音響的要素、３０００の音響的要素、９０００の音響的要素、３０，０００の音響的要素、６５，０００の音響的要素、及び／又はより大きいとより小さいの両方である他の値などの値を含む、１つの音響的要素から１００，０００の音響的要素を含むことができる。いくつかの例では、アレイ１２の音響的要素は、直線状アレイ、平面アレイ、湾曲したアレイ、曲線形アレイ、円周アレイ、環状アレイ、フェーズドアレイ、マトリックスアレイ、１次元（１Ｄ）アレイ、１．Ｘ次元アレイ（たとえば、１．５Ｄアレイ）、又は２次元（２Ｄ）アレイなどの、任意の適切な構成で設置される。音響的要素のアレイ（たとえば、１つ若しくは複数の行、１つ若しくは複数の列、及び／又は１つ若しくは複数の方位）は、一様に又は独立して制御及び作動可能である。アレイ１２は、患者解剖学的構造の１次元画像、２次元画像、バイプレーン画像、及び／又は３次元画像を得るように構成可能である。

[0037] 本開示は、外部超音波プローブを使用する合成開口外部超音波イメージングを指すが、本開示の１つ又は複数の態様は、外部超音波プローブと腔内超音波プローブとを含む任意の適切な超音波イメージングプローブ又はシステム内で実施可能であることが理解される。たとえば、本開示の態様は、機械的にスキャンされる外部超音波イメージングプローブ、心臓内（ＩＣＥ）心エコーカテーテル及び／若しくは経食道的心エコー（ＴＥＥ）プローブ、回転性血管内超音波（ＩＶＵＳ）イメージングカテーテル、フェーズドアレイＩＶＵＳイメージングカテーテル、経胸壁心エコー（ＴＴＥ）イメージングデバイス、又は他の任意の適切なタイプの超音波イメージングデバイスを使用する超音波イメージングシステム内で実施可能である。

[0038] 再び図１を参照すると、アレイ１２の音響的要素は、１つ又は複数の圧電／圧電抵抗要素、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）、圧電型マイクロマシン化超音波トランスデューサ（ＰＭＵＴ）要素、容量性マイクロマシン化超音波トランスデューサ（ＣＭＵＴ）要素、及び／又は他の任意の適切なタイプの音響的要素を備える。アレイ１２の１つ又は複数の音響的要素は、電子回路１４と通信する（たとえば、これに電気的に結合される）。図１の実施形態などのいくつかの実施形態では、電子回路１４は、マイクロビーム形成器（μＢＦ）を備えることができる。他の実施形態では、電子回路は、マルチプレクサ回路（ＭＵＸ）を備える。電子回路１４は、プローブ１０内に配置され、トランスデューサアレイ１２に通信可能に結合される。いくつかの実施形態では、電子回路１４の１つ又は複数の構成要素は、プローブ１０内で位置決め可能である。いくつかの実施形態では、電子回路１４の１つ又は複数の構成要素は、コンピューティングデバイス又は処理システム２８内で位置決め可能である。コンピューティングデバイス２８は、メモリと通信する１つ又は複数のプロセッサなどのプロセッサであってもよいし、これを含んでもよい。以下でさらに説明されるように、コンピューティングデバイス２８は、図１０に示されるようなプロセッサ回路を含む。いくつかの態様では、電子回路１４のいくつかの構成要素はプローブ１０の中に位置決めされ、電子回路１４の他の構成要素はコンピューティングデバイス２８の中に位置決めされる。電子回路１４は、１つ又は複数の電気スイッチ、トランジスタ、プログラマブル論理デバイス、又は他の１つ又は複数の共通通信チャネル上で複数の入力の各々から信号を送るために複数の入力を組み合わせる及び／若しくは連続的に切り換えるように構成された電子的構成要素を備える。電子回路１４は、複数の通信チャネルによってアレイ１２の要素に結合される。電子回路１４は、ケーブル１６に結合され、ケーブル１６は、コンピューティングデバイス２８に超音波イメージングデータ信号を送る。

[0039] コンピューティングデバイス２８では、信号は、デジタル化され、システムビーム形成器２２のチャネルに結合され、これは各信号を適切に遅延させる。次いで、遅延された信号は、コヒーレント操縦及び集束された受信ビームを形成するために組み合わされる。システムビーム形成器は、電子ハードウェア構成要素、ソフトウェアによって制御されたハードウェア、又はビームフォーミングアルゴリズムを実行するマイクロプロセッサを備える。そのことについては、ビーム形成器２２は、電子回路として参照されることがある。いくつかの実施形態では、ビーム形成器２２は、図１のシステムビーム形成器２２などのシステムビーム形成器とすることができる、又はビーム形成器２２は、超音波プローブ１０内の回路によって実施されるビーム形成器であってもよい。いくつかの実施形態では、システムビーム形成器２２は、プローブ１０内に配されたマイクロビーム形成器（たとえば、電子回路１４）とともに働く。ビーム形成器２２は、いくつかの実施形態ではアナログビーム形成器とすることができ、又はいくつかの実施形態ではデジタルビーム形成器とすることができる。デジタルビーム形成器の場合、システムは、アレイ１２からのアナログ信号をサンプリング化されたデジタルエコーデータに変えるＡ／Ｄコンバータを備える。ビーム形成器２２は一般に、エコーデータをコヒーレントエコー信号データへと処理するために、１つ又は複数のマイクロプロセッサ、シフトレジスタ、及び又はデジタルメモリ若しくはアナログメモリを備える。遅延は、受信信号のサンプリングの時間によって、メモリ内に一時的に記憶されるデータの書き込み／読み出し間隔、又はたとえばその全体が参照により本明細書に組み込まれるＭｃＫｅｉｇｈｅｎらの米国特許第４，１７３，００７号において説明されるシフトレジスタの長さ若しくはクロックレートによってなどの、さまざまな手段によって成し遂げられる。さらに、いくつかの実施形態では、ビーム形成器は、アレイ１２によって生成される信号の各々に適切な重みを適用することができる。画像視野からのビームフォーミングされた信号は、画像ディスプレイ３０上での表示のための２Ｄ画像又は３Ｄ画像を生じさせるために、信号及び画像プロセッサ２４によって処理される。信号及び画像プロセッサ２４は、電子ハードウェア構成要素、ソフトウェアによって制御されたハードウェア、又は画像処理アルゴリズムを実行するマイクロプロセッサを備える。信号及び画像プロセッサ２４は、一般に、受信エコーデータをスキャンコンバータなどの所望の表示フォーマットの画像のための画像データに処理する専用のハードウェア又はソフトウェアも備える。いくつかの実施形態では、ビームフォーミング機能は、異なるビームフォーミング構成要素間で分割可能である。たとえば、いくつかの実施形態では、システム１００は、プローブ１０内に配置され、システムビーム形成器２２と通信する、マイクロビーム形成器を備えることができる。マイクロビーム形成器は、コンピューティングデバイス２８に信号を送るために使用される通信チャネルの数を減少させることができる暫定的なビームフォーミング及び／又は信号処理を行う。

[0040] スキャンモード（たとえば、Ｂモード、Ｍモード）、プローブ選択、ビームステアリング及び集束、並びに信号及び画像処理などの超音波システムパラメータの制御は、システム１００のさまざまなモジュールに結合されたシステムコントローラ２６の制御下でなされる。システムコントローラ２６は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又はマイクロプロセッサ回路と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、又はディスクドライブなどのソフトウェアデータ記憶デバイスによって形成される。プローブ１０の場合、この制御情報のうちのいくつかは、特定のスキャン手技によるアレイの動作のために電子回路１４を調節する、ケーブル１６上でコンピューティングデバイス２８から電子回路１４に提供される。ユーザは、ユーザインタフェースデバイス２０の手段によって、これらの動作パラメータを入力する。

[0041] いくつかの実施形態では、画像プロセッサ２４は、さらに分析される又はディスプレイ３０に出力されることになる、異なるモードの画像を生成するように構成される。たとえば、いくつかの実施形態では、画像プロセッサは、患者の解剖学的構造の、ライブＢモード画像などのＢモード画像を編集するように構成可能である。他の実施形態では、画像プロセッサ２４は、Ｍモード画像を生成又は編集するように構成される。Ｍモード画像は、単一のスキャンラインに沿った画像化された解剖学的構造内の時間的変化を示す画像として説明可能である。

[0042] コンピューティングデバイス２８は、コンピュータプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、キャパシタ、抵抗、及び／若しくは他の電子デバイスなどのハードウェア回路、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせを備えることが理解される。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス２８は、単一のコンピューティングデバイスである。他の実施形態では、コンピューティングデバイス２８は、互いと通信する別個のコンピュータデバイスを備える。

[0043] コンピューティングデバイス２８は、ロードマップ生成システム２５をさらに含み、ロードマップ生成システム２５は、複数のバイプレーン画像及び／又は３Ｄ超音波画像に基づいてロードマップ画像を生成するために使用される。ロードマップ生成システム２５は、超音波プローブ１０、システムビーム形成器２２、及び／又は信号及び画像プロセッサ２４からのインタフェースデバイス２０からの入力、超音波イメージングデータを含む、システムからのさまざまな入力を受け取るように構成される。

[0044] 図２Ａは、本開示の態様による、血管２３０を取り囲む組織のバイプレーン超音波画像２００を示す。この画像は、長手方向平面２１０と、断面平面２２０とを含む。実装形態に応じて、バイプレーン画像は、バイプレーン超音波イメージングセンサによって、バイプレーンイメージングモードにおける２Ｄアレイ超音波センサによって、又は２つの異なるイメージング平面（たとえば、互いに直交又はほぼ直交する）内の２つの別個の画像をキャプチャするために手動で回転される線形（１Ｄ）センサによってキャプチャされる。

[0045] 複数のバイプレーン画像２００を組み合わせることによって、合成長手方向画像２１０は、個々の長手方向の画像から１つにスティッチングされてもよいし、個々のバイプレーン画像から構築される３Ｄモデルの２Ｄ断面から１つにスティッチングされてもよい。

[0046] 図２Ｂは、図２Ａのバイプレーン画像の断面平面２２０を示す図である。画像内で目に見えるのは、血管２３０である。血管２３０は２つの直交平面内に出現するので、異なるタイプの移動は、両方の平面を使用して検出可能である。たとえば、長手方向変位は断面画像の変化とみなされ、側方移動は長手方向画像の変化とみなされ得るが、対角線上の移動は、両方の画像の変化と観察され得る。いくつかの実施形態では、バイプレーン画像の平面は、互いに直交する。他の実施形態では、２つの平面は、鋭角で交差してもよいし、斜角で交差してもよい。

[0047] 図３Ａは、血管２３０を含む３Ｄ超音波画像３００を示す。ボリューム的（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ）画像は、超音波センサのマトリックスを有する３Ｄ超音波イメージングシステム、又は３Ｄ画像イメージングを作成するためにセンサの２Ｄアレイを電気的若しくは機械的に操縦するデバイスによってキャプチャされる。複数の３Ｄ画像を組み合わせることによって、超音波ロードマップ生成システムは、個々の３Ｄフレームから合成３Ｄロードマップを１つにスティッチングすることができる。

[0048] 図３Ｂは、図３Ａの３Ｄロードマップ３００から抽出された（たとえば、３Ｄ画像の長手方向断面として）２Ｄ長手方向図３１０を示す。複数の３Ｄ画像が、合成３Ｄロードマップ３００を作成するために１つにスティッチングされるとき、超音波ロードマップ生成システムは、たとえば、合成３Ｄ画像３００の長手方向断面を撮影することによって、合成長手方向図３１０を抽出することができる。複数の３Ｄロードマップ３００は、互いに対してレジストレーションされ、より大きい合成３Ｄロードマップ３００を生成するために１つに組み合わされる。次いで、より大きい合成３Ｄロードマップ３００から、合成２Ｄ長手方向図３１０が抽出される。

[0049] 図４Ａ及び図４Ｂは、２つの異なる血管２３０、２３１を取り囲む組織の２つの異なる合成長手方向図４００を示す。合成長手方向図４００、４０１は各々、複数の単一画像フレーム４１０、４１１（バイプレーン画像フレームであるにせよ３Ｄ画像フレームであるにせよ）から１つにスティッチングされたものであり、臨床医又は他のユーザによるロードマップ画像としての使用に適している。そのことについては、各合成長手方向図４００は、画像のいくつかの次元又は他の特徴を強調するために臨床医又は他のユーザによって追加されたアノテーション４２０、４２１を含む。そのようなロードマップ画像は、アノテーションが付与されているにせよ付与されていないにせよ、組織の異なる領域の複数の画像フレーム４１０若しくは４１１を調査することなく、又は個々の画像フレーム４１０若しくは４１１の撮像視野の外部にある特徴を頭の中で視覚化するために、臨床的意志決定において臨床医及び他のユーザによって用いられる。

[0050] パノラマ超音波ロードマッピングの臨床的な価値は、相当なものである。たとえば、拡張された撮像視野は、臨床医が、長い血管及びデバイスをサイズ決定することなどの、より正確な測定を行うことを可能にすることができる。本開示は、有利には、超音波を用いた拡張された撮像視野の解剖学的構造マップの作成を可能にする。いくつかの実施形態では、ロードマップは、解像度、精度、及び可読性／解釈可能性において、Ｘ線血管造影、ＣＴ、及びＭＲＩなどの現在のモダリティと同等である。拡張された撮像視野は、限定するものではないが、末梢血管疾患（ＰＶＤ）において長い血管及びデバイスをサイズ決定すること、身体内のＩＶＵＳ位置を追跡すること、ＴＥＥ挿管距離を測定することなどの、より正確な測定を行うことができることを含めて、いくつかの重要な二次使用を可能にすることができる。一般的には、超音波は、それを用いてマルチモダリティ融合及びレジストレーションを行うために、解剖学的情報の小さいウィンドウのみを与える。Ｘ線／ＣＴ／ＭＲＩ）他のイメージングモダリティ（たとえばと同等であるように画像ベースの融合の精度を改善することは、図４Ａ及び４Ｂに示されるような解剖学的コンテキストを増加させる正確なロードマップの作成を可能にし、それによって、レジストレーション忠実度を改善することができる。これは、たとえば、患者間の解剖学的変動を調べるために、超音波ベースの解剖学的アトラスの作成も可能にする。

[0051] 図５は、患者の解剖学的構造上でのプローブ１０の連続スイープ中に複数の個々の画像フレーム４１０を収集する超音波プローブ１０を示す。このモダリティでは、超音波フレーム４１０（たとえば、バイプレーン画像フレーム又は３Ｄ画像フレーム）は、連続して取得され、レジストレーションは、フレーム間の相対的ポーズ変換を計算するために行われる。変換は、連続したフレームの各ペア間の相対的プローブ動きに到達するために、画像空間から物理的空間に変えられる。最後に、変換は、全体的なプローブ動きを得るために互いに「積み重ねられ」（作られ）、それから、フル３Ｄロードマップが再構成可能である。１つの画像を別の画像と関係づける変換は、回転又は平行移動だけでなく、限定するものではないが、拡大、歪み、又は輝度若しくはカラーパレットの変更を含む、他の変化も含むことが留意される。ロードマップの精度は、フレーム間レジストレーションに使用される特定のソフトウェアアルゴリズムに依存することが留意される。例示的な方法は、最適なフレーム間アライメントを見つけるために、強度ベース又は特徴ベースの厳密な（ｒｉｇｉｄ）レジストレーションアルゴリズムを適用する。

[0052] 画像取得は、いくつかの異なるワークフローに従って進行することができる。図５は、バイプレーンイメージングに基づいた連続的取得、又は３Ｄイメージングに基づいた連続的取得のどちらかを示す。しかしながら、画像は、３Ｄイメージングに基づく漸増的（段階的）取得ワークフロー、又はバイプレーン及び３Ｄを組み合わせて使用するハイブリッド画像取得モード、インタリーブ型バイプレーン及び３Ｄ取得、同時バイプレーン及び３Ｄ取得、並びにマルチバイプレーン取得を通じても取得されることが理解されるべきである。

[0053] いくつかの実施形態では、位置センサ及び／又は方位センサが超音波プローブ１０内に存在し、各画像は、それと関連づけられており、変換行列は、画像がキャプチャされたときに超音波プローブ１０の相対的又は絶対的な位置及び／又は方位を符号化し、初期の粗い幾何学的スティッチングステップは単に、その既知の３Ｄ位置及び／又は方位にマッチングする場所における各構成要素画像４１０を含む３Ｄモデルを構築することを伴い、３Ｄモデルに追加された各新しい個々の画像４１０は単に、それより速く追加された画像４１０の同じ位置に配置された部分を上書きする。次いで、ロードマップ画像４００（たとえば、たとえば図４に示されるような２Ｄ長手方向ロードマップ画像）が、（たとえば、３Ｄモデルの長手方向断面を撮影することによって）３Ｄモデルから抽出される。

[0054] いくつかの実施形態では、幾何学的スティッチングステップの代わりに、又はこれに加えて、より細かい画像スティッチングステップが、画像認識及び画像スティッチング技法を使用して実行される。そのようなアルゴリズムは、画像間の解剖学的ランドマーク（たとえば、血管２３０内の分岐又は交差点）の認識及びマッチングに依拠する。これらのランドマーク場所は、複数の画像を単一の画像又は座標系にレジストレーション及び位置合わせするために使用可能である。複数の画像を１つにスティッチングするためのアルゴリズムは、ランダムサンプルコンセンサス法（ＲＡＮＳＡＣ）を含み、たとえば、キーポイント又はランドマーク検出、キーポイント又はランドマークレジストレーション、画像較正、画像アライメント、合成、動き補償、ゴースト除去（ｄｅ－ｇｈｏｓｔｉｎｇ）、混色、及び縫い目線消去のステップを含むことがある。そのようなアルゴリズムは、ほぼリアルタイムで稼働可能であり、ハードウェア制限を条件として、リアルタイムで稼働することが可能であることがある。いくつかの実施形態では、幾何学的スティッチングが、追加の画像スティッチングステップなしで、もっぱら使用される。他の実施形態では、画像スティッチングが、以前の幾何学的スティッチングステップなしで、もっぱら使用される。さらに他の実施形態では、幾何学的スティッチングと画像スティッチングの両方が使用される。しかしながら、これらの場合の各々では、ロードマップ画像４００内の各ピクセルの位置が既知であり、たとえば患者中心座標系又はテーブル中心座標系において表わされ得る。

[0055] いくつかの実施形態では、超音波システムによって取得される画像のスティッチンググレースケール又はカラーピクセルの代わりに、画像から抽出されたデータが、ロードマップの３Ｄ画像プレゼンテーションを提示するためにスティッチングされる。画像からのデータ抽出のためのアルゴリズムは、オブジェクトセグメンテーションと、画像圧縮と、画像－ポイントクラウドコンバージョンと、物体検出と、オブジェクト追跡とを含む。いくつかの実施形態では、血管輪郭が、超音波画像からセグメントテーションされ、ロードマップ生成システムから３Ｄ血管メッシュ表現を作成するためにスティッチングされる。

[0056] 或いは、データ抽出は、再構成された３Ｄロードマップ自体に適用される。前述のように、３Ｄロードマップからのデータ抽出のためのアルゴリズムは、オブジェクトセグメンテーションと、画像圧縮と、画像－ポイントクラウドコンバージョンと、物体検出と、オブジェクト追跡とを含む。たとえば、血管輪郭は、３Ｄロードマップからセグメンテーションされ、ユーザに表示される。

[0057] 一例では、超音波イメージングシステム１００によってキャプチャされた複数のバイプレーンフレーム又は３Ｄフレーム４１０から、より少ない数のフレーム４１０がスティッチングのために選択される。選択されるフレームの数は、２つ、３つ、４つ、５つ、またはそれよりも多いフレームであってよい。一例では、選択されるフレーム４１０は、ランドマーク識別アルゴリズムが少なくとも２つの画像間の任意の所与のランドマークにマッチングすることが可能であるのに十分な重複を有する。画像間のランドマークをレジストレーションするのに十分な重複はあるが、そうでなければ重複が最小化される場合、このことによって解剖学的関心領域の全長を包含するために、スティッチングされることになる画像の数が減少され、したがって、アルゴリズムを行うために使用される時間、メモリ、及び消費電力が減少される。重複を最小化することはまた、各フレームによって３Ｄモデルに、したがって３Ｄモデルから抽出されたロードマップ画像４００に追加される追加の情報の量を増加させる。一例では、ロードマップ画像は、３Ｄモデル内の単一の２Ｄ断面平面（たとえば、長手方向平面）に沿って配置される画像データとして抽出される。

[0058] 図５に示される例では、ユーザが解剖学的関心エリア上でトランスデューサをスイープするとき、バイプレーン画像又は３Ｄ画像が連続的に取得される。バイプレーンイメージングに基づいた連続的取得ワークフローの場合、利点は、３Ｄイメージングに対して高いフレームレート（２０～４０Ｈｚ）及び高い画像解像度でマトリックストランスデューサを使用して、取得バイプレーン画像が可能であることである。トランスデューサが移動されるとき、長手方向画像データと短軸画像データは両方とも、フレーム間レジストレーションを算出するために使用可能であり、このことは、プローブ移動が逆算されることを可能にする。たとえば、動きの主要な方向に沿ったプローブ動きは、最初に、長軸画像内の動き（すなわち、長手方向画像を参照して「面内」動き）を決定することによって推定可能である。「面外」動きは、第２のステップにおいて短軸画像データから決定可能である。或いは、動きは、逆の順序で計算可能であり、最初に「面外」動きが短軸から算出され、長軸からの「面内」動きは最後に決定される。いくつかの実施形態は、画像ベースの手法を、追加の計算を行って又は行わずにこれらの動きの大きさ及び方向を提供する追跡センサたとえば慣性測定センサと組み合わせる。

[0059] ３Ｄイメージングに基づく連続的な取得ワークフローを用いる実施形態の場合、パノラマロードマップが、バイプレーン画像の代わりに３Ｄボリュームから作成可能である。この手法の１つの利点は、画像はボリューム的であり、画像間の位置又は方位の差を推論するために使用可能である空間情報を本質的に含むので、面外平行移動及び回転はもはや問題でないことである。したがって、完全な６自由度（ＤＯＦ）変換が、ほとんど又はまったく曖昧さなしで、３Ｄフレームごとに算出可能である。しかしながら、この手法では、フレームレート及び／又は画像解像度は、バイプレーン手法と比較して低いことがある。

[0060] いくつかの実施形態では、３Ｄ取得のパラメータは、上記の欠点を最小化するように最適化される。たとえば、いくつかの実施形態は、レジストレーションのためにイメージングアレイによって取得可能なフル３Ｄボリュームを使用しない。代わりに、アルゴリズムは、各画像に使用されるデータの量を制限し、したがって、バイプレーンイメージングと類似したフレームレート及び解像度を維持しながら、疑似３Ｄ「厚いスライス」又は「ブレッドスライス」、たとえば、フル６ＤＯＦレジストレーションを可能にするのにちょうど十分な３Ｄ深度とボリューム的情報をもつ２Ｄ画像を取得する 。

[0061] 図６は、患者の解剖学的構造上でのプローブ１０の漸増的スイープ又は段階的スイープ中に複数の個々の画像フレーム４１０を収集する超音波プローブ１０を示す。３Ｄイメージングに基づくこの漸増的（段階的）取得ワークフローでは、連続的に３Ｄボリュームを取得する代わりに、システム又は方法は、漸増的又は段階的な様式でボリュームを１つにスティッチングする。ここで、ユーザのためのワークフローはわずかに変更される。解剖学的構造上での連続スイープではなく、ユーザは、最初にプローブを置き、３Ｄ画像を取得し、別の取得場所までの距離（たとえば、３Ｄイメージング場の約半分に等しい距離）プローブを移動させ、第２の３Ｄ画像を取得して、ユーザが解剖学的関心領域の終端に到達するまで反復する。この手法の１つの利点は、画像解像度が増加可能であることである。しかしながら、ワークフローは、正確なレジストレーションを可能にするのに連続した３Ｄ取得間で十分な重複を確保しなければならない臨床医又は他のユーザにとっては若干さらに難易度が高いことがあり得る。

[0062] 図７は、バイプレーンベースの画像レジストレーションのための、難易度が高いプローブ動きの図式表現である。超音波プローブ１０が、バイプレーン画像２００を取得しながら患者の解剖学的構造上で連続的又は漸増的にスイープされるとき、いくつかのプローブ移動は、レジストレーションプロセスに関する追加の課題を作り出す。イメージングスイープ中の超音波プローブ１０のための所望の平行移動的な動きは、一般的には、長軸（長手方向）画像平面の方向に沿っている。面外平行移動的な動き７１０では、プローブ１０は、長軸（長手方向）画像平面と短軸（断面）画像平面の両方に対して対角である方向、たとえば、どちらの平面とも平行でない任意の方向に移動される。面外回転動きでは、プローブ１０の垂直軸の周りの方位又はクロック角度は、所与のバイプレーン画像の長軸画像平面及び短軸画像平面が以前にキャプチャされたバイプレーン画像の長軸画像平面及び短軸画像平面と平行でないように、患者の身体に対して異なる方位に（たとえば、偶然に）回転される。プローブのスイープが臨床医又は他のユーザによって手動で行われるとき、ある程度の面外平行移動７１０及び面外回転７２０が通常、発生する。

[0063] 面外平行移動７１０は、画像のアライメントが両方の画像平面内で歪みを生じさせるように、著しい面外動きが両方の軸で発生するとき、問題がある。本開示 のいくつかの実施形態は、スペックルベースの非相関を使用して各平面内の面外動きを推定し、これは、２Ｄ超音波イメージングのための、難易度が高い公開質問（ｏｐｅｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｑｕｅｓｔｉｏｎ）であるが、バイプレーン画像では大幅に容易になる。

[0064] 別の困難な状況は、また両方の軸における大幅な「面外」動きがある場合、プローブ軸の周りでの回転７２０である。本開示のいくつかの実施形態は、スペックルベースの非相関を使用して各平面内の面外動きを推定する。他の実施形態は、フル画像の代わりに小さい画像小領域を使用して、面外回転を推定し、したがって、関与する算出の量を減少させる。さらに他の実施形態は、深層学習アルゴリズム又は他の学習用人工知能によって、訓練データから異なる組織に関する面外非相関を自動的に学習する。画像スティッチングは、たとえば、２０１９年１１月６日に出願された「ＣＯ－ＲＥＧＩＳＴＲＡＴＩＯＮ ＯＦ ＩＮＴＲＡＶＡＳＣＵＬＡＲ ＤＡＴＡ ＡＮＤ ＭＵＬＴＩ－ＳＥＧＭＥＮＴ ＶＡＳＣＵＬＡＴＵＲＥ， ＡＮＤ ＡＳＳＯＣＩＡＴＥＤ ＤＥＶＩＣＥＳ， ＳＹＳＴＥＭＳ， ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ」という名称の米国出願第６２／９３１，６９３号（代理人整理番号 ２０１９Ｐ００５４３ＵＳ）で論じられており、この出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる。

[0065] さらに他の実施形態は、既知の制約を適用しながら面内動き及び面外動きを別々に推定することを伴う。特に、２つの画像平面は互いに対して垂直であるので、長軸における任意の面外動きは、短軸における面内動きと同一であるべきであり、その逆も同様である。この制約を動き推定に適用することは、面外動き推定値に関する誤差を減少させるために使用可能である。いくつかの実施形態は、単に面外平行移動又は回転を検出するだけでなく、それらを補正しようとする。面内動き補正後のフレーム間非相関に基づいて、又は長軸における変位とバイプレーン画像の短軸の比に基づいて、システムは、長手方向平面は、プローブ自体の方位ではなく、プローブ平行移動の方向とより密接に位置合わせするように、リアルタイムで、プローブに対する画像平面の回転方位を適応的に操縦することができる。

[0066] 図８は、ロードマップ画像の精度及び解像度を改善するために用いられ得るさまざまな異なるハイブリッドイメージングワークフロー（Ａ～Ｅ）を示す。粗い６－ＤＯＦレジストレーションに３Ｄ画像を、細かい面内補正並びに実際のイメージング詳細にバイプレーン画像を使用することによって、新規なやり方でバイプレーンイメージングと３Ｄイメージングを組み合わせてレジストレーション精度を最大化することが可能である。モードは、バイプレーン及び３Ｄをインタリーブすることによって、又は同時に両方のモードで画像を取得することによって、組み合わせ可能である。

[0067] ワークフローＡは、インタリーブされた又は交互のバイプレーン画像取得及び３Ｄ画像取得を示す。ここで、トランスデューサは、手動制御下で、又はプローブの平行移動中に設定されたスケジュールで、のどちらかで、バイプレーンと３Ｄを交互にする。バイプレーンイメージングと３Ｄイメージングの交替のパターンは、調整可能であり、フレームレートと、画像解像度と、処理電力要件と、ロードマッピング精度との間のトレードオフを表す。

[0068] たとえば、３Ｄボリュームが頻繁に取得されるので、３Ｄイメージングとバイプレーンイメージングとの単純な交替などのパターンは、高いロードマップ精度をもたらす。しかしながら、３Ｄボリュームは、より多くの時間がかかり、まだロードマップ内の実際の解剖学的画像を生成するために使用されないので、イメージングフレームレートが減少される。各バイプレーンは、最新の３Ｄボリュームに対してレジストレーションされ、各３Ｄボリュームは、その直前の３Ｄボリュームに対してレジストレーションされる。

[0069] １つの３Ｄ画像に続いて３つのバイプレーン画像を含む反復パターンは、をロードマップ構造に関するあまり頻繁でない３Ｄ情報を犠牲にして、画像情報のより速い更新を可能にする。空間分解能の増加は時間分解能の減少につながるので、３Ｄボリュームの画像解像度は、正確なロードマッピングに十分な解像度を超えないことが望ましい。

[0070] ワークフローＢは、バイプレーン画像と３Ｄ画像が、固定スケジュールではなく適応的スケジュールで交互にされていることを示す。固定パターンを設定するのではなく、インタリービングは、プローブがプローブボリュームの約１／３又は約１／２を移動させると推定されるときのみ３Ｄボリュームが取得されるように変化される。このようにして、最小数のボリュームが、正確なレジストレーションを達成するために取得される。ロードマップ構造は、精度の損失を防止するために断続的な３Ｄ取得／レジストレーションを用いる、バイプレーン－バイプレーンレジストレーションに基づく。

[0071] ワークフローＣは、フレームごとの動きがバイプレーン－３Ｄレジストレーションから計算されるさらに別の実施形態を示す。３Ｄボリュームが取得されるたび、すべてのその後のバイプレーン取得が、３Ｄボリュームと類似した解像度にダウンサンプリングされ、次いで、ボリュームに対してレジストレーションされる。これは、次の３Ｄボリュームを待機する必要のない、フレームごとのフル６－ＤＯＦレジストレーションを可能にする。新しい３Ｄボリュームが取得されるとき、追加の３Ｄ－３Ｄレジストレーションステップが、ロードマップを更新するために行われる。したがって、ロードマップ構造は、バイプレーン－３Ｄレジストレーションの系列に基づく。これは、フレームレートを高速化するために、複数のバイプレーンが３Ｄボリュームごとに取得されることを除いて、ワークフローＡに示される実施形態に類似している。

[0072] ワークフローＤは、同時バイプレーン及び３Ｄ取得を示す。バイプレーン及び３Ｄ取得をインタリーブするのではなく、特殊なイメージングモードが、両方のタイプの画像を同時に得るために導入される。一例では、疎な（低解像度）３Ｄボリュームが、同時に、バイプレーン画像とともに取得される。疎な３Ｄは、フレーム間レジストレーションに使用され、バイプレーンは、画像再構成に使用される。

[0073] ワークフローＥは、マルチバイプレーン取得を示す。この実施形態では、バイプレーン画像と３Ｄ画像を組み合わせるのではなく、複数のバイプレーンが、レジストレーション及び画像形成に使用されるボリューム情報を提供するために、同時に又は矢継ぎ早に（すなわち、プローブ動きよりも著しく速く）始動される。

[0074] 上記の実施形態の各々の場合、エリア上での複数のパスが行われ、各パスから結果として生じる画像は、１つのパスのみを用いて可能であるよりも高精度のロードマップを生じさせるために（たとえば、重み付け平均化又は同時最適化を介して）組み合わされる。

[0075] 同様に、取得の１つの方法（又は方法の組み合わせ）を用いてパスを、次いで、異なる方法（又は方法の組み合わせ）を用いてその後の１つ又は複数のパスを行うことが可能である。他の例では、バイプレーン取得と３Ｄ取得をインタリーブすること、バイプレーン取得と３Ｄ取得を同時に取得すること、又はバイプレーン取得を３Ｄ取得と組み合わせることではなく、類似の又は同一の様式で２Ｄ取得と３Ｄ取得を組み合わせることも可能である。たとえば、図８では、バイプレーン取得の各インスタンスは、ロードマップ作成に対する類似の効果を達成するために２Ｄ取得と置き換えられる。２Ｄ取得を使用する利点は、２Ｄ取得は、バイプレーンと比較してフレームレート又は線密度（画像解像度）の増加を可能にすることができることである。欠点は、ことである ３Ｄボリュームに対する２Ｄフレームのレジストレーションは、バイプレーン－３Ｄレジストレーションよりも正確でない可能性がある。限定するものではないが上記の組み合わせを含む他のワークフローが企図される。

[0076] 図９は、本開示の少なくとも１つの実施形態による例示的な超音波ロードマップ生成方法９００の流れ図を示す。他の実施形態では、図９に示されるものとは異なる順序で方法９００のステップが行われてよい、又は追加のステップが、ステップの前、その間、及びその後に提供可能である、並びに／又は説明されるステップのうちのいくつかが置き換え若しくは削除可能であることが理解される。ステップはサブステップに再分割され、サブステップはまた、異なる順序で行われてよい。方法９００のステップのうちの１つ又は複数は、図１のイメージングシステム１００及び／又は図１０のプロセッサ回路１０５０の構成要素などの、本明細書において説明される１つ又は複数のデバイス及び／又はシステムによって行われ得る。

[0077] ステップ９１０では、方法９００は、たとえば図５～図８に説明されるように、２つ以上のバイプレーン画像及び／又は３Ｄ画像をキャプチャすることを有する。キャプチャされた画像データセットは、方法を行うプロセッサのスピード制約、メモリ制約、及び帯域幅制約の範囲内で、適切な３Ｄレジストレーション情報と結果として生じるロードマップ画像のための適切な詳細及び解像度の両方を提供するために選択された、バイプレーン画像と３Ｄ画像のさまざまな組み合わせを含む。イメージングプローブは、１つの画像のキャプチャと次の画像のキャプチャの間に移動されるので、各画像は、患者内部の組織のわずかに異なるボリュームを表す。

[0078] ステップ９２０では、方法は、画像間で共通するランドマーク又はキーポイントを識別する。そのような解剖学的ランドマークは、画像によって位置を変更するので、たとえば、血管内の分岐又は交差点を含む。或いは、共通ランドマークは、画像ピクセル自体の未処理強度である。ランドマーク、キーポイント、及び未処理画像強度の組み合わせも使用されてよい。

[0079] ステップ９３０では、方法は、共通ランドマークを使用して、画像の相対的ポーズを決定する。これは、たとえば、２つの異なる画像内のランドマークの３Ｄ場所を使用し、画像による、観察される場所の変化を生じさせるために関与する平行移動及び回転を算出することによって、行われ得る。これは、単一のランドマークを用いて行われ得るが、２つ以上のランドマークが使用される場合、３Ｄ精度は大きく改善される。

[0080] ステップ９４０では、方法は、たとえば、画像を共通座標系に回転及び／又は平行移動し、したがって、２つ以上のバイプレーン画像及び／又は３Ｄ画像からの画像データを組み込む解剖学的関心領域の３Ｄモデルを作成することによって、画像をレジストレーションする。これは、たとえば、上記で説明されたＲＡＮＳＡＣ法を使用して行われ得る。未処理画像強度が共通ランドマークとして使用される場合、当技術分野で知られている画像ベースのレジストレーション技法が使用される。

[0081] ステップ９５０では、方法は、たとえば、解剖学的関心領域の所望の解剖学的特徴を示す３Ｄモデルの適切な長手方向断面を撮影することによって、ロードマップ画像を構築する。次いで、ロードマップは、（たとえば、図１のディスプレイ３０上に）表示される又は（たとえば、図１０のメモリ１０６４に）記憶される。

[0082] ステップ９６０では、方法は、報告、臨床的意志決定、記録管理などを助けるために、ロードマップ画像上にテキストアノテーション又はグラフィカルアノテーションを置く効果を有するユーザインタフェースを介してユーザ入力を受け入れる。そのようなアノテーションの例は、たとえば図４Ａ及び図４Ｂで見ることができる。

[0083] 図１０は、本開示の実施形態による、プロセッサ回路１０５０の概略図である。プロセッサ回路１０５０は、方法を実施するために必要に応じて、図１の超音波イメージングシステム１００内で実施されてもよいし、他のデバイス又はワークステーション（たとえば、サードパーティワークステーション、ネットワークルータなど）内で実施されてもよいし、クラウドプロセッサ又は他のリモート処理ユニット上で実施されてもよい。図示のように、プロセッサ回路１０５０は、プロセッサ１０６０と、メモリ１０６４と、通信モジュール１０６８とを含む。これらの要素は、たとえば、１つ又は複数のバスを介して、互いと直接的又は間接的に通信する。

[0084] プロセッサ１０６０は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ＡＳＩＣ、コントローラ、又は機械的コンピュータと量子コンピュータとを含めて、汎用コンピューティングデバイス、縮小命令セットコンピューティング（ＲＩＳＣ）デバイス、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、若しくは他の関連論理デバイスの任意の組み合わせを備える。プロセッサ１０６０は、別のハードウェアデバイス、ファームウェアデバイス、又は本明細書において説明される動作を行うように構成された、それらの任意の組み合わせも備える。プロセッサ１０６０はまた、コンピューティングデバイスの組み合わせ、たとえば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに関連する１つ若しくは複数のマイクロプロセッサ、又は他の任意のそのような構成として実施される。

[0085] メモリ１０６４は、キャッシュメモリ（たとえば、プロセッサ１０６０のキャッシュメモリ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気抵抗ＲＡＭ（ＭＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブル読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ソリッドステートメモリデバイス、ハードディスクドライブ、他の形式の揮発性メモリ及び不揮発性メモリ、又は異なるタイプのメモリの組み合わせを含む。一実施形態では、メモリ１０６４は、非一時的なコンピュータ可読媒体を含む。メモリ１０６４は、命令１０６６を記憶する。命令１０６６は、プロセッサ１０６０によって実行されるとき、プロセッサ１０６０に本明細書において説明される動作を行わせる命令を含む。命令１０６６は、コードとも呼ばれる。「命令」及び「コード」という用語は、任意のタイプのコンピュータ可読命令文を含むように広義に解釈されるべきである。たとえば、「命令」及び「コード」という用語は、１つ又は複数のプログラム、ルーチン、サブルーチン、関数、プロシージャなどを指す。「命令」及び「コード」は、単一のコンピュータ可読命令文を含んでもよいし、多数のコンピュータ可読命令文を含んでもよい。

[0086] 通信モジュール１０６８は、プロセッサ回路１０５０と他のプロセッサ又はデバイスとの間のデータの直接的又は間接的な通信を容易にするために、任意の電子回路及び／又は論理回路を備えることができる。そのことについては、通信モジュール１０６８は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイスとすることができる。いくつかの例では、通信モジュール１０６８は、プロセッサ回路１０５０及び／又は図１の超音波イメージングシステム１００のさまざまな要素間の直接的又は間接的な通信を容易にする／促進する。通信モジュール９６８は、数多くの方法又はプロトコルを通してプロセッサ回路９５０内で通信する。シリアル通信プロトコルには、限定するものではないが、ＵＳ ＳＰＩ、Ｉ２Ｃ、ＲＳ－２３２、ＲＳ－４８５、ＣＡＮ、イーサネット、ＡＲＩＮＣ４２９、ＭＯＤＢＵＳ、ＭＩＬ－ＳＴＤ－１５５３、又は他の任意の適切な方法若しくはプロトコルがある。パラレルプロトコルには、限定するものではないが、ＩＳＡ、ＡＴＡ、ＳＣＳＩ、ＰＣＩ、ＩＥＥＥ－４８８、ＩＥＥＥ－１２８４、及び他の適切なプロトコルを含む。適切な場合には、シリアル通信及びパラレル通信は、ＵＡＲＴ、ＵＳＡＲＴ、又は他の適切なサブシステムによって橋渡しされる。

[0087] 外部通信（限定するものではないが、ソフトウェア更新、ファームウェア更新、又は超音波デバイスからの読み出しを含む）は、ＵＳＢインタフェース、マイクロＵＳＢインタフェース、Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇインタフェース、又はＦｉｒｅＷｉｒｅインタフェースなどのケーブルインタフェース、ブルートゥース（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｌｉ－Ｆｉ、又は２Ｇ／ＧＳＭ、３Ｇ／ＵＭＴＳ、４Ｇ／ＬＴＥ／ＷｉＭａｘ、若しくは５Ｇなどのセルラーデータ接続などの任意の適切なワイヤレス通信技術又はワイヤード通信技術を使用して、達成される。たとえば、ブルートゥース（登録商標）低エネルギー（ＢＬＥ）無線は、データの送信のために、及びソフトウェアパッチの受信のために、クラウドサービスとの接続性を確立するために使用可能である。コントローラは、リモートサーバ、又はラップトップ、タブレット、若しくはハンドヘルドデバイスなどのローカルデバイスと通信するように構成されてもよいし、ステータス変数及び他の情報を示すことが可能なディスプレイを含んでもよい。情報はまた、ＵＳＢフラッシュドライブ又はメモリスティックなどの物理媒体上で転送される。

[0088] 図１１Ａは、本開示の少なくとも１つの実施形態による、長手方向スキャン２００を用いて画像化された、狭窄１１１０を含む血管２３０の斜視線図である。データ抽出は、個々にキャプチャされた画像からにせよロードマップからにせよ、追加の情報及び可視化を提供するためにさらに使用される。図１１Ａに示される例では、ロードマップからセグメンテーションされる血管２３０の輪郭は、次いで、血管の軌跡１１１２（たとえば、中心線）をたどるロードマップを通して湾曲した長手方向スライスを生成するために使用される。図３Ａ及び図３Ｂに示されるものなどのまっすぐな長手方向スライスと比較して、図１１Ａに示される湾曲したスライスは、血管が湾曲している又は蛇行しているときですら、血管が各フレーム内に示される可能性を増加させる。次いで、ロードマップを通る湾曲したスライスは、スクリーン上に、平坦な画像として表示される。

[0089] 図１１Ｂは、本開示の少なくとも１つの実施形態による、図１１Ａの軌跡１１１２に沿って撮影された湾曲した長手方向画像２００から導かれた平坦な長手方向画像２００を示す。眼に見えるのは、血管２３０及び狭窄１１１０である。図１１Ａは、湾曲した長手方向スライスの垂直軸を、軸方向に沿う（すなわち超音波イメージングビームとアライメントされる）ように示しているが、いくつかの実施形態では、湾曲した長手方向スライスの垂直軸は、たとえば、図３Ａに示される長手方向スライスに直交することができる。いくつかの実施形態では、複数の湾曲したスライスは、並んで同時に表示されるように抽出される（たとえば、１つは軸長手方向、１つは高さ方向（ｅｌｅｖａｔｉｏｎａｌ）長手方向）。これらの複数の湾曲したスライスは、と、その長さに沿った血管内腔の円形度長さに沿ったプラーク負担をより良く評価する助けとなる。

[0090] 複数の個々のペアワイズ（フレーム間）レジストレーションを単一のスティッチングされたロードマップに蓄積する方法が適用される。たとえば、複数の個々のペアワイズレジストレーションを単一のスティッチングされたロードマップに蓄積するための技法は、再構成されたロードマップに対してグローバル制約を強要するために複数のペアワイズレジストレーションを最適化することを有する。これらの制約は、重複画像又はボリュームの複数のセットにわたっての一貫性を含む。たとえば、連続スイープでは、第２のフレームに対して第１のフレームを、次いで第３のフレームに対して第２のフレームをレジストレーションすることによって推定される追加された回転及び平行移動が、（重複があると仮定して）第３のフレームに対して第１のフレームを直接的にレジストレーションすることによって推定される回転及び平行移動と一致するべきである。バンドル調整、同時配置及びマッピング（ＳＬＡＭ）、カルマン推定、及び他のグローバルな最適な技法などの方法は、複数フレームスティッチング問題に対処するために適用される。

[0091] 解剖学的構造の既知の寸法若しくは長さがロードマップされる、又は二次センサ若しくはイメージングからの情報などの他の以前の制約は、最終ロードマップ再構成の精度をさらに改善するために使用される。同様に、対象となる血管などの、画像フレーム内の構造が、ロードマップスイープ中又はその後でセグメンテーションされる場合、この情報は、ロードマップを最適化するために使用される。

[0092] 図１２は、本開示の少なくとも１つの実施形態による、ロードマップ生成のための例示的な２パスイメージング技法の図式表現である。図１２に示されるように、ロードマップは、複数のパスから構築される。そのうえ、各パスから構築される中間ロードマップは、フル拡張ロードマップを作成するため、又は任意の１つのロードマップだけから不正確さを解消するために、互いとレジストレーションされる。図１２に示される例では、第１の方向における第１のパスは、３Ｄ画像の系列を収集及びレジストレーションし、次いで、反対方向における第２のパスは、バイプレーン画像の系列を収集し、その各々は、次いで、最も近い３Ｄ画像に対してレジストレーション可能である。

[0093] 複数のパス又はスイープが行われる場合、これらは、異なる取得ワークフロー（たとえば、連続的に続いて漸増的、又はその逆）を用いて行われてもよいし、異なる取得モード（たとえば３Ｄに続いてバイプレーン、又はその逆）を用いて行われてもよい。たとえば、図１２に示されるように、第１のパスは、より低い解像度及びフレームレートで３Ｄ取得とともに行われ、第２のパスは、より高い解像度及びフレームレートバイプレーンとともに行われる。第１のパスにおいて取得される３Ｄ取得に対して各バイプレーン取得をレジストレーションすることによって、高解像度の最終ロードマップが生じられ得、幾何学的精度は、３Ｄボリューム取得を通して与えられる。

[0094] 本開示では、超音波トランスデューサは、拡張されたパノラマロードマップ画像を作成するために解剖学的構造の拡張エリア上でスイープされる。一般的には、マトリックスプローブは、標準２Ｄプローブとは反対に使用され、バイプレーン及び／若しくは３Ｄ、又はそれらの組み合わせは、スイープ中のイメージングの主なモードである。ユーザからの面外プローブ動きは、標準的な２Ｄ画像ベースのレジストレーションに基づく既存の方法を用いて可能でないやり方で、自動的に考えられる。超音波ロードマップ生成システムは、外部超音波、血管内カテーテル、又は血管内超音波を含む任意の超音波イメージングシステムと、経食道エコーに適用されてよい。超音波ロードマップ生成システムは、ロードマッピング技術の精度を大きく改善し、将来の超音波プラットフォーム、特に（限定するものではないが）マトリックストランスデューサ技術をサポートするプラットフォーム上の重要な新しい特徴となる可能性を有する。

[0095] 上記で説明された例及び実施形態に関するいくつかの変形形態が可能である。たとえば、超音波ロードマップ生成システムと協働するために最適化された専用超音波プローブ、ビーム形成器、又はプロセッサ回路が開発されることがある。本明細書において説明される技術は、獣医学、材料検査、及び製造を含めて、人間医学以外の分野に適用されてよい。本明細書において説明される本技術の実施形態を構成する論理的動作は、動作、ステップ、物体、要素、構成要素、又はモジュールとしてさまざまに参照される。これらは、別段明示的に特許請求されない限り又は特許請求される言語によって特定の順序が本質的に必要とされない限り、任意の順序で行われてもよいし、行われてもよいし、並べられてもよいことが理解されるべきである。

[0096] すべての方向的言及、たとえば、上部、下部、内側、外側、上方、下方、左、右、側方、前面、背面、頂部、底部、上、下、垂直、水平、時計回り、反時計回り、近位、及び遠位は、の特許請求される主題の読者の理解を助けるために、識別目的のみに使用され、特に超音波ロードマップ生成システムの位置、方位、又は使用に関して、制限を作成しない。接続的言及、たとえば、取り付けられる、結合される、接続される、及び接合される、は、広義に解釈されるべきであり、別段に示されない限り、要素の集合間の中間部材と、要素間の相対的移動を含んでよい。したがって、接続的言及は必ずしも、２つの要素が、直接的に及び互いに固定された関係で接続されることを暗示するとは限らない。「又は、若しくは」という用語は、「排他的論理和」ではなく「及び／又は」を意味すると解釈されるべきである。特許請求の範囲において特に記載のない限り、述べられた値は、例示にすぎないと解釈されるべきであり、限定的とみなされるべきではない。

[0097] 上記の明細書、例、及びデータは、特許請求の範囲に記載される超音波ロードマップ生成システムの例示的な実施形態の構造及び使用の完全な説明を提供する。特許請求される主題のさまざまな実施形態は、ある程度の詳細を伴って、又は１つ若しくは複数の個々の実施形態に関して、上記で説明されてきたが、当業者は、特許請求される主題の趣旨又は範囲から逸脱することなく、開示される実施形態に対して数多くの改変をなすことができる。

[0098] さらに他の実施形態が企図される。上記の説明に含まれ添付の図面に示されるあらゆる事柄は、特定の実施形態の例示にすぎず、限定的でないと解釈されるべきであることが意図されている。詳細又は構造の変更は、以下の特許請求の範囲において定義される主題の基本要素から逸脱することなくなされてよい。

Claims (18)

1. 患者に対して移動可能な超音波イメージングデバイスとの通信のために構成されたプロセッサ回路を備えるシステムであって、前記プロセッサ回路は、
   前記患者内の第１のボリュームを表す第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と、前記患者内の第２のボリュームを表す第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とを受信し、
   前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像との間の第１の動きを決定するために、前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とをレジストレーションし、
   決定された前記第１の動きに基づいて、前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とを組み合わせることによって、関心領域の２Ｄロードマップ画像を生成し、
   前記プロセッサ回路と通信するディスプレイに、前記２Ｄロードマップ画像を含む画面表示を出力する、
   システム。
2. 前記プロセッサ回路は、前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とが同じ座標系にあるように前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像に対して前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像を変換することによって前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とを組み合わせる、請求項１に記載のシステム。
3. 前記プロセッサ回路は、
   前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像及び前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像の各々における画像ランドマークを識別し、
   決定された前記第１の動きに基づいて、前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像内の前記画像ランドマークが前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像内の前記画像ランドマークとアライメントされるように前記第１のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像又は前記第２のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像のうちの少なくとも１つを変換することによって、前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とを組み合わせる、
   請求項１に記載のシステム。
4. 前記プロセッサ回路は、さらに、
   前記患者内の第３のボリュームを表す第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像を受信し、
   前記第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と、前記第１のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像又は前記第２のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像のうちの少なくとも１つとの間の第２の動きを決定するために、前記第１のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像又は前記第２のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像のうちの前記少なくとも１つに前記第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像をレジストレーションし、
   決定された前記第１の動き及び決定された前記第２の動きに基づいて、前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と、前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と、前記第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とを組み合わせることによって、関心領域の前記２Ｄロードマップ画像を生成する、
   請求項１に記載のシステム。
5. 前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像、前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像、及び前記第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像のうちの２つの画像が３Ｄ画像であり、
   前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像、前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像、及び前記第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像のうちの１つの画像がバイプレーン画像であり、
   前記プロセッサ回路が、
   前記２つの３Ｄ画像を互いに対してレジストレーションし、
   前記２つの３Ｄ画像のうちの最も近い３Ｄ画像に対して前記バイプレーン画像をレジストレーションし、
   前記バイプレーン画像から画像データを抽出し、
   抽出された前記画像データに基づいて、前記２Ｄロードマップ画像を生成する、
   請求項４に記載のシステム。
6. 前記３Ｄ画像が、前記バイプレーン画像よりも低い解像度を有する、請求項５に記載のシステム。
7. これら３つのバイプレーン画像又は３Ｄ画像の各々が３Ｄ画像である、請求項４に記載のシステム。
8. これら３つのバイプレーン画像又は３Ｄ画像の各々がバイプレーン画像である、請求項４に記載のシステム。
9. 前記プロセッサ回路が、スペックルベースの非相関を使用して隣接するバイプレーン画像間の面外平行移動又は回転を検出することによって前記第１の動きを決定する、請求項８に記載のシステム。
10. 患者に対して移動可能な超音波イメージングデバイスとの通信のために構成されたプロセッサ回路が、前記患者内の第１のボリュームの第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と前記患者内の第２の、重複するボリュームの第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とを受信するステップと、
    前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像との間の第１の動きを決定するために、前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とをレジストレーションするステップと、
    前記プロセッサ回路が、決定された前記第１の動きに基づいて、前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像を組み合わせることによって、関心領域の２Ｄロードマップ画像を生成するステップと、
    前記プロセッサ回路と通信するディスプレイに、前記２Ｄロードマップ画像を含む画面表示を出力するステップと
    を有する、方法。
11. 前記ロードマップ画像を生成するステップが、前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とが同じ座標系にあるように前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像に対して前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像を変換するステップを有する、請求項１０に記載の方法。
12. 前記ロードマップ画像を生成するステップが、
    前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と前記バイプレーン画像又は３Ｄ画像とに共通する画像ランドマークを識別するステップと、
    決定された前記第１の動きに基づいて、前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像内の前記画像ランドマークが前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像内の前記画像ランドマークとアライメントされるように前記第１のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像又は前記第２のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像のうちの少なくとも１つを変換することによって、前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とを組み合わせるステップと
    を有する、請求項１０に記載の方法。
13. 前記患者内の第３のボリュームを表す第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像において受信するステップと、
    前記第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と、前記第１のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像又は前記第２のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像のうちの少なくとも１つとの間の第２の動きを決定するために、前記第１のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像又は前記第２のバイプレーン画像若しくは３Ｄ画像のうちの前記少なくとも１つに前記第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像をレジストレーションするステップと、
    決定された前記第１の動き及び決定された前記第２の動きに基づいて、前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と、前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像と、前記第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像とを組み合わせることによって、前記関心領域の前記２Ｄロードマップ画像を生成するステップと
    をさらに有する、請求項１０に記載の方法。
14. 前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像、前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像、及び前記第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像のうちの２つの画像が３Ｄ画像であり、
    前記第１のバイプレーン画像又は３Ｄ画像、前記第２のバイプレーン画像又は３Ｄ画像、及び前記第３のバイプレーン画像又は３Ｄ画像のうちの１つの画像がバイプレーン画像であり、
    前記方法が、
    前記２つの３Ｄ画像を互いに対してレジストレーションするステップと、
    前記２つの３Ｄ画像のうちの最も近い３Ｄ画像に対して前記バイプレーン画像をレジストレーションするステップと、
    前記バイプレーン画像から画像データを抽出するステップと、
    抽出された前記画像データに基づいて、前記２Ｄロードマップ画像を生成するステップと
    をさらに有する、請求項１３に記載の方法。
15. 前記バイプレーン画像が、前記３Ｄ画像よりも高い解像度を有する、請求項１４に記載の方法。
16. これら３つのバイプレーン画像又は３Ｄ画像の各々が３Ｄ画像である、請求項１３に記載の方法。
17. これら３つのバイプレーン画像又は３Ｄ画像の各々がバイプレーン画像である、請求項１３に記載の方法。
18. これら３つのバイプレーン画像を組み合わせるステップが、スペックルベースの非相関を使用して隣接するバイプレーン画像間の面外平行移動又は回転を検出するステップを伴う、請求項１７に記載の方法。

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