JP2024522310A - 肝腎指数測定値を取得するためのユーザ誘導を提供するシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
少なくとも部分的に、超音波画像の表示上のグラフィックなオーバレイによって、誘導がユーザに提供される。この誘導は、肝腎指数(HRI)の測定を行うために適した画像を取得する際に、ユーザを助ける。いくつかの例では、この誘導は、肝臓及び腎臓の一部を含む適切な撮像面を見つける際に、ユーザを助ける。いくつかの例では、この誘導は、同じ深度並びに肝臓及び腎臓の適当な部分など、HRIを計算するために画像の内部において関心領域を適切に配置する際に、ユーザを更に助ける。いくつかの例では、1つ又は複数のプロセッサが、HRIを計算するのに画質が適切であることを保証するために、画像を解析する。
Description
[001] 本出願は、肝腎指数測定値を取得するためにユーザ誘導を提供することに関する。より詳しくは、本出願は、肝腎指数を計算するために撮像面と関心領域とを選択するための誘導を提供することに関する。
[002] 非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)は、肥満及び糖尿病の高い有病率に起因して、肝疾患の主要な原因の1つになっている。その発症率は着実に増加してきており、欧米諸国及び発展途上国における人口の約25%~30%に影響を与えている。脂肪肝に対する臨床用語は、肝臓脂肪過多症であり、肝臓細胞におけるトリグリセリドとしての脂肪の過剰な集積(体重の約5%~10%)として定義される。肝臓脂肪過多症の早い段階は、症状がなく、例えば規則的な運動及び健康なダイエットを通じてなど、単純なライフスタイルの変化による反転が可能である。肝臓脂肪過多症は、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)及び肝線維症など、より進行した肝疾患に変わる可能性がある。これらの段階で治療を受けないまま放置される場合には、脂肪肝は、肝硬変と原発性肝細胞癌とを含む末期の疾病に進む。
[003] 現在の臨床的診療では、脂肪肝診断の至適基準は肝生検であるが、これは、サンプリング誤差及び解釈可変性が生じる余地がある侵襲的な手順である。磁気共鳴プロトン密度脂肪分画測定(MR-PDFF)は、NAFLD診断のための新たな参照標準として考えられているが、その理由は、それが、肝臓の脂肪含有率の定量的なバイオマーカを提供することができるからである。しかし、MR-PDFFは、特に小規模な病院においては常に利用可能であるとは限らない、高価な診断機器である。磁気共鳴撮像法(MRI)と比較すると、超音波は、広く利用可能で費用効果の高い撮像モダリティである。よって、超音波は、一般的な人口集団の危険性が低いスクリーニング及び/又は診断に、より適している。
[004] 肝腎指数(HRI)という超音波に基づく方法が、脂肪肝を検出する目的で、臨床的に用いられてきている。肝臓における過剰な脂肪の浸潤は、音響的な後方散乱係数を上昇させ、超音波Bモード撮像において、より高いグレイスケール値を生じさせる。正常な状態では、肝実質と腎臓の腎皮質(RC)とは、類似のエコー輝度を有する。より多くの脂肪の堆積があると、肝臓は、RCよりも、より高いエコー輝度を有するように(すなわち、より明るく)見えるようになる。HRIは、多くの場合、RCに対する肝臓のエコー強度比として計算される。Bモードデータに基づき、肝臓及び腎臓からのエコー強度が、肝実質内部の関心領域(ROI)と同様の深度におけるRCとを選択し、次に、ROIにおけるグレイスケールのエコー強度値を平均化することによって、概算される。しかし、HRIには、ユーザのエラーに起因して、その適用を制限することになる信頼性に関わる問題が存在することがある。例えば、ユーザが、肝臓と腎臓の両方における十分な組織を含む画面から画像を取得していないことがあり得るし、又は肝臓におけるROIとは異なる深度にある腎臓におけるROIを選択することがあり得る。したがって、ユーザのエラーを生じさせる傾向がより低い、HRIを取得するための改善された技法が望まれる。
[005] ユーザが、適切な画面において画像を取得し、肝臓及び腎臓で同じ深度にあるROIを選択するように誘導するためのシステム、装置、及び方法が開示される。いくつかの例では、画像及び/又は選択されたROIは、HRIを計算するために十分な品質を確認するために、解析される。選択されたROIの品質が十分でない場合には、ユーザは、新たなROIを選択する及び/又は新たな画像を取得することを促される。
[006] 本明細書に開示されている少なくとも1つの例によると、超音波撮像システムが、肝腎指数の測定に適した画像を取得するためのユーザ誘導を提供するように構成され、この超音波撮像システムは、命令でエンコードされた非一時的コンピュータ可読媒体と、非一時的コンピュータ可読媒体と通信し、命令を実行する少なくとも1つのプロセッサとを含んでおり、これらの命令は、実行されると、少なくとも1つのプロセッサに、肝臓領域と腎臓領域と肝腎インターフェースとを画像からセグメント化させ、肝腎インターフェースに曲線を適合させ、曲線の中間点のアンカポイントを計算させ、アンカポイントにおける曲線との接線を決定させ、中間点における水平線を決定させ、接線と水平線との間の角度を計算させ、接線と、接線と水平線との間の角度とに少なくとも部分的に基づく、表示のための視覚的キューを生成させる。この超音波撮像システムは、画像と、画像上のグラフィカルなオーバレイとしての視覚的キューとを表示するディスプレイを含む。
[007] 本明細書に開示されている少なくとも1つの例によると、肝腎指数の測定に適した画像を取得するためのユーザ誘導を提供するための方法は、画像を受け取るステップと、肝臓領域と腎臓領域と肝腎インターフェースとを画像からセグメント化するステップと、肝腎インターフェースに曲線を適合させるステップと、曲線の中間点のアンカポイントを計算するステップと、アンカポイントにおける曲線との接線を決定するステップと、中間点における水平線を決定するステップと、接線と水平線との間の角度を計算するステップと、画像を表示するステップと、接線と、接線と水平線との間の角度とに少なくとも部分的に基づく視覚的キューを、画像上のグラフィカルなオーバレイとして表示するステップと、を含む。
[019] ある例示的な例に関する以下の説明は、性質として単に例示的であり、どのような意味でも、本開示又はその適用若しくは利用を限定することは意図されていない。本システム及び方法の例に関する以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成する添付の図面が参照され、添付の図面には、説明されているシステム及び方法が実践されている特定の例が、図解によって示されている。これらの例は、当業者が本明細書に開示されているシステム及び方法を実践することを可能にするのに十分な詳細の程度に説明されており、他の例も用いられ得ること、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく構造的及び論理的な変更がなされ得ることを理解されたい。更に、わかりやすいように、ある特徴に関する詳細な説明は、それらが当業者にとって明らかであるときには、本開示の説明を曖昧にしないために、論じられることがない。したがって、以下の詳細な説明は、限定の意味に解釈されるべきではなく、本システム及び方法の範囲は、添付の特許請求の範囲のみによって、定義される。
[020] 肝腎指数(HRI)は、典型的には、超音波撮像システムにおいて表示されるBモード画像のピクセル強度に基づいて、取得される。HRIは、それが適切に測定されるときには、脂肪性肝疾患のための有用な診断指標である。HRIの信頼性は、不良画像の取得によって、並びに/又は肝臓及び/若しくは腎臓における関心領域(ROI)の不適切な選択によって、損なわれる。
[021] HRI測定値が望まれる肝臓の撮像検査の間には、肝臓及び腎臓が、それぞれの臓器におけるROIの選択のために、画像の一方の側(典型的には、本発明によるシステムでは、画像の左側)における肝臓の十分な部分と、画像の他方の側(典型的には、本発明によるシステムでは、画像の右側)における腎臓の十分な部分とを提供する撮像面において、撮像されるべきである。更に、画像面は、肝臓と腎臓との両方の十分な部分が類似の撮像深度(好ましくは、同じ撮像深度)に存在するようなものであるべきである。すなわち、肝臓及び腎臓は、撮像ビームに対して垂直方向に重なり合って現れるのではなく、むしろ、ほぼ並んで現れるべきである。しかし、現実的には、肋骨のために、肝臓及び腎臓が見える範囲は限定されている。典型的には、特定の解剖学的位置において、特定の走査角度で、二次元(2D)超音波画像が得られる。例えば、「モリソン」窩における肝腎インターフェースの画像が得られる。肝腎インターフェースの画像が得られた後で、プローブは、HRI測定値を求めてほぼ横並びの肝臓及び腎臓の所望の画像を得るために、若干回転される。
[022] 肝臓と腎臓との間のインターフェース(肝腎インターフェース)が画像において水平又はほぼ水平(例えば、ビームの向きに対して垂直又はほぼ垂直)である場合には、超音波画像における腎臓の有効な深度情報が欠けている可能性があり、HRIの計算のための信頼性の高い基準ではない可能性がある。肝臓と腎臓との間のインターフェースにおける水平線(例えば、ビームの向きに対して垂直な直線)に対する角度がより高ければ、腎臓に対してより優れた有効な深度情報が提供され得る。しかし、肋骨及び他の超音波プローブの視野を制限する解剖学的構造のために、実際には、肝臓と腎臓とのインターフェースにおける角度は範囲が制限され得るのであって、例えば検査の間ではゼロ度から数十度(例えば40度、50度など)である。
[023] 超音波プローブの配置及び方向付けに対して物理的制約を課する解剖学的現実が与えられているため、HRI計算のために適切な画像を取得するには、相当な量の時間及び/又は熟練した音波検査担当者を必要とすることになる。更に、画像が取得されたとしても、HRIに用いるために画像において適当なROIを決定するためには、やはり著しい時間及び熟練が必要になる。したがって、超音波ユーザが適切な画像と適当なROIとを取得することを助ける技法が、望まれるのである。
[024] 本開示は、超音波撮像システムのディスプレイにおいて、走査の間に、画像の上のグラフィカルなオーバレイとして視覚的キューを提供することによって、受入可能な撮像面をユーザが選択するように誘導するためのシステム及び方法に向けられている。例えば、視覚的キューは、肝腎インターフェースに接する直線の角度の指示を含む。画像が取得された後で、取得された画像の異なる深度バンドにおける統計的性質が、取得された画像がHRI測定値を計算するのに適していることを確認するように評価される。いくつかの例では、深度バンドのグラフィカルな指示が、肝臓及び腎臓で同じ深度にある2つのROIをユーザが選択することを助けるように、ディスプレイ上に提供される。いくつかの適用では、HRI測定値の信頼性及び再現可能性が、改善される。いくつかの適用では、HRI測定値を取得するためのワークフローが、改善される。いくつかの適用では、ユーザがHRI測定値を取得するために要求される時間及び/又は熟練が、軽減される。
[025] 図1は、本開示の原理に従って構築された超音波撮像システム100のブロック図を示している。本開示による超音波撮像システム100は、トランスデューサアレイ114を含んでおり、トランスデューサアレイ114は、例えば外部プローブ又は内部プローブである超音波プローブ112に含まれる。トランスデューサアレイ114は、超音波信号(例えば、ビーム、波動)を送信し、超音波信号に応答するエコーを受信するように、構成されている。例えば線形アレイ、曲線型アレイ、又はフェイズドアレイなど、多様なトランスデューサアレイが用いられる。トランスデューサアレイ114は、例えば、2D及び/又は3D撮像のために、高さと方位との両方の次元での走査が可能なトランスデューサ要素の(示されているような)二次元アレイを含む。一般的に知られているように、軸方向は、アレイの面に対して法線方向(曲線型アレイの場合には、軸方向は末広がり)であり、方位方向は、一般的にアレイの長手次元によって定義され、高さ方向は、方位方向に対して横断する方向である。
[026] いくつかの実施形態では、トランスデューサアレイ114はマイクロビームフォーマ116に結合されており、マイクロビームフォーマ116は、超音波プローブ112に配置されていて、アレイ114におけるトランスデューサ要素による信号の送信及び受信を制御する。いくつかの実施形態では、マイクロビームフォーマ116は、アレイ114における能動要素(例えば、いずれかの与えられた時刻において能動アパーチャを画定するアレイの要素の能動的な部分集合)による信号の送信及び受信を制御する。
[027] いくつかの実施形態では、マイクロビームフォーマ116は、例えばプローブケーブルによって又は無線で、送信/受信(T/R)スイッチ118に結合され、送信/受信(T/R)スイッチ118は、送信と受信との間での切り換えを行って、メインビームフォーマ222を高エネルギの送信信号から保護する。いくつかの実施形態、例えばポータブルな超音波システムでは、T/Rスイッチ118とシステムにおける他の要素とが、画像処理用電子機器を収納している超音波システム本体の内部にではなく、超音波プローブ112に含まれる場合がある。超音波システム本体は、典型的には、信号処理及び画像データ生成のための回路構成とユーザインターフェースを提供する実行可能な命令とを含む、ソフトウェア及びハードウェアコンポーネントを含む(例えば、処理回路構成150及びユーザインターフェース124)。
[028] マイクロビームフォーマ116の制御下でのトランスデューサアレイ114からの超音波信号の送信は、T/Rスイッチ118とメインビームフォーマ122とに結合された送信コントローラ120によって、指示される。送信コントローラ120は、ビームが操向される向きを制御する。ビームは、トランスデューサアレイ114から先に直線状に(直交方向に)、又はより広い視野のために異なる複数の角度で、操向される。送信コントローラ120は、また、ユーザインターフェース124に結合されており、ユーザコントロールのユーザによる操作からの入力を受け取る。ユーザインターフェース124は、制御パネル152など1つ又は複数の入力デバイスを含んでおり、制御パネル152は、1つ又は複数の機械式コントロール(例えば、ボタン、エンコーダなど)、タッチ感知式コントロール(例えば、トラックパッド、タッチスクリーンなど)、及び/又は他の知られている入力デバイスを含む。
[029] いくつかの実施形態では、マイクロビームフォーマ116によって生じた部分的にビーム形成された信号が、メインビームフォーマ122に結合され、そこで、トランスデューサ要素の個別のパッチからの部分的にビーム形成された信号が合成され、完全にビーム形成された信号になる。いくつかの実施形態では、マイクロビームフォーマ116が排除され、トランスデューサアレイ114は、信号の全部のビーム形成を行うメインビームフォーマ122の制御下にある。マイクロビームフォーマ116を有する及び有しない実施形態において、メインビームフォーマ122のビーム形成された信号は、処理回路構成150に結合されるのであるが、この処理回路構成150は、ビーム形成された信号(例えばビーム形成されたRFデータ)から超音波画像を作成するように構成された、1つ又は複数のプロセッサ(例えば、信号プロセッサ126、Bモードプロセッサ128、ドップラプロセッサ160、並びに1つ又は複数の画像生成及び処理コンポーネント168)を含む。
[030] 信号プロセッサ126は、受信されたビーム形成されたRFデータを、バンドパスフィルタリング、デシメーション、I及びQ成分分離、高調波信号分離などの、様々な態様で処理するように構成されている。信号プロセッサ126は、また、スペックル低減、信号合成、及びノイズ削減など、追加的な信号強調も行う。処理された信号(IQ信号のI及びQ成分とも称される)は、画像生成のために、追加的な下流の信号処理回路に結合される。IQ信号は、システム内部の複数の信号経路に結合されるが、これらの信号経路は、それぞれが、異なるタイプの画像データ(例えば、Bモード画像データ、ドップラ画像データ)を生成するのに適した特定の配列の信号処理コンポーネントと関連する。例えば、システムは、Bモード画像データを生じさせるBモードプロセッサ128に信号プロセッサ126からの信号を結合するBモード信号経路158を含む。
[031] Bモードプロセッサは、身体における構造の撮像のために、振幅検出を用いることができる。Bモードプロセッサ128によって生じる信号は、走査コンバータ130及び/又は多断面リフォーマッタ132に結合される。走査コンバータ130は、エコー信号を、それらが受信された空間的関係から、所望の画像フォーマットに配列するように構成されている。例えば、走査コンバータ130は、エコー信号を、二次元(2D)の扇形フォーマットに、又はピラミッド形若しくはそれ以外の形状の三次元(3D)フォーマットに、アレンジする。多断面リフォーマッタ132は、例えば米国特許第6,443,896号(Detmer)に記載されているように、身体のボリューム領域における共通平面における点から受信されたエコーを、その平面の超音波画像(例えば、Bモード画像)に変換することができる。走査コンバータ130と多断面リフォーマッタ132とは、いくつかの実施形態では、1つ又は複数のプロセッサとして実施され得る。
[032] ボリュームレンダラ134は、米国特許第6,530,885号(Entrekin他)に記載されているように、与えられた基準点から見られた3Dデータセットの画像(投影、レンダ、又はレンダリングとも称される)を生成する。ボリュームレンダラ134は、いくつかの実施形態では、1つ又は複数のプロセッサとして実施され得る。ボリュームレンダラ134は、表面レンダリング及び最大強度レンダリングなど、いずれかの知られている又は将来知られることになる技法により、正のレンダ又は負のレンダなどのレンダを生成する。
[033] いくつかの実施形態では、このシステムは、信号プロセッサ126からの出力をドップラプロセッサ160に結合するドップラ信号経路162を、含む。ドップラプロセッサ160は、ドップラシフトを推定してドップラ画像データを生成するように構成されている。ドップラ画像データは、表示のために次にBモード(すなわちグレイスケール)画像データとオーバレイされるカラーデータを含む。ドップラプロセッサ160は、例えばウォールフィルタを用いて、望まない信号(すなわち、移動しない組織に関連するノイズ又はクラッタ)をフィルタリングによって除去するように、構成されている。ドップラプロセッサ160は、更に、知られている技法に従って速度及びパワーを評価するように、構成されている。例えば、ドップラプロセッサは、自己相関器などのドップラ推定器を含んでおり、その場合、速度(ドップラ周波数、スペクトルドップラ)の推定は、ラグ-1の自己相関関数の引数に基づき、ドップラパワーの推定は、ラグ-ゼロの自己相関関数のマグニチュードに基づく。また、動きも、知られている位相-領域(例えば、MUSIC、ESPRITなどのパラメトリック周波数推定器)又は時間-領域(例えば、相互相関)信号処理技法によって、推定されることが可能である。速度及び/又はパワー推定は、次に、カラーマップに従って、ディスプレイカラーの所望の範囲にマッピングされる。ドップラ画像データとも称されるカラーデータは、次に、走査コンバータ130に結合され、そこでは、ドップラ画像データが、カラードップラ又はパワードップラ画像を形成するように、所望の画像フォーマットに変換され、組織構造のBモード画像上にオーバレイされる。
[034] 走査コンバータ130、多断面リフォーマッタ132、及び/又はボリュームレンダラ134からの出力は、画像ディスプレイ138上に表示される前の更なる強調、バッファリング、一時的記憶のために、画像プロセッサ136に結合される。グラフィックスプロセッサ140は、画像と共に表示するために、グラフィックなオーバレイを生成する。これらのグラフィックなオーバレイは、例えば、患者氏名、画像の日付及び時刻、撮像パラメータなどの標準的識別情報を含む。これらの目的のために、グラフィックスプロセッサ140は、タイプされた患者氏名又はそれ以外の注釈などの入力を、ユーザインターフェース124から受け取るように構成されている。また、ユーザインターフェース124は、複数の多断面再構成された(MPR)画像の表示の選択及び制御のために、多断面リフォーマッタ132にも結合されることが可能である。
[035] システム100は、ローカルメモリ142を含む。ローカルメモリ142は、いずれかの適切な非一時的コンピュータ可読媒体(例えば、フラッシュドライブ、ディスクドライブ)として実施される。ローカルメモリ142は、超音波画像、実行可能な命令、患者の医療履歴、又はシステム100の操作に必要ないずれかの他の情報を含む、システム100によって生成されるデータを記憶する。いくつかの例では、ローカルメモリ1242は、同じ又は異なるタイプであり得る複数のメモリを含む。例えば、ローカルメモリ142は、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)とフラッシュメモリとを含む。
[036] 上述されたように、システム100は、ユーザインターフェース124を含む。ユーザインターフェース124は、ディスプレイ138と制御パネル152とを含む。ディスプレイ138は、LCD、LED、OLED、又はプラズマディスプレイ技術など、様々な知られているディスプレイ技術を用いて実施された表示デバイスを含む。いくつかの実施形態では、ディスプレイ138は、複数のディスプレイを備える場合があり得る。制御パネル152は、ユーザ入力(例えば、検査のタイプ、画像フレームの記憶、ウィンドウのフリーズ、ROI選択)を受け取るように構成されている。制御パネル152は、1つ又は複数のハードウェアであるコントロール(例えば、ボタン、ノブ、ダイアル、エンコーダ、マウス、トラックボールなど)を含む。いくつかの実施形態では、制御パネル152は、追加的に又は代替的に、ソフトウェアであるコントロール(例えば、GUI制御要素、又は単純に、タッチ感知式のディスプレイ上に提供されているGUIコントロール)を含む。いくつかの実施形態では、ディスプレイ138は、制御パネル152の1つ又は複数のソフトウェアであるコントロールを含むタッチ感知式のディスプレイであり得る。
[037] 図1に示されているシステム100のコンポーネントは、システム100のコンポーネントの全部を含んでいない可能性がある。例えば、システム100は、本明細書で説明されているGUI要素を提供する、システムのためのオペレーティングシステムを実施する1つ又は複数のプロセッサを含む。他の例では、システム100は、取得された画像を写真アーカイビング及び通信システム(PACS)に送信する及び電子的な医療記録を病院サーバから受信するなど、情報を無線で又は有線接続を介して受信又は送信するための様々なインターフェースを含む。
[038] いくつかの実施形態では、図1に示されている様々なコンポーネントが組み合わされることがあり得る。例えば、多断面リフォーマッタ132とボリュームレンダラ134とが、単一のプロセッサとして実施される場合があり得る。いくつかの実施形態では、図1に示されている様々なコンポーネントが、別個のコンポーネントとして実施される場合があり得る。例えば、信号プロセッサ126は、それぞれの撮像モード(例えば、Bモード、ドップラ)のための別々の複数のプロセッサとして実施される場合があり得る。他の例では、画像プロセッサ136が、異なるタスク及び/又は同じタスクの並列処理のために、別々の複数のプロセッサとして実施される場合があり得る。いくつかの実施形態では、図1に示されている様々なプロセッサのうちの1つ又は複数が、特定のタスクを行うように構成された汎用のプロセッサ及び/又はマイクロプロセッサによって実施される場合があり得る。いくつかの例では、プロセッサが、非一時的コンピュータ可読媒体から(例えばローカルメモリ142から)のタスクのための命令を提供することによって、構成される場合があり得る。これらの命令は、次に、プロセッサによって実行される。いくつかの実施形態では、様々なプロセッサのうちの1つ又は複数が、特定用途向けの回路によって実施されることがあり得る。いくつかの実施形態では、様々なプロセッサのうちの1つ又は複数(例えば、画像プロセッサ136)が、1つ又は複数のグラフィカル処理ユニット(GPU)を用いて実施されることがあり得る。
[039] いくつかの例では、ユーザは、HRI測定値が対象者から望まれるときには、ユーザインターフェース124を介してユーザ入力を提供する。例えば、ユーザは、システム100のオペレーティングシステムのメニュから、HRIオプションを選択する。任意選択で、システム100は、対象者の医療記録を(例えば、病院情報システム(HIS)から)インポートし、対象者をHRIの測定には不適とするような慢性の腎疾患又は共存している腎臓及び肝臓の疾患をその対象者が有していないことを確認することがあり得る。その代わりに、システム100が、ユーザに対して、対象者がHRI測定に適していることを確認するために、その対象者の医療記録をチェックすることを促す場合もあり得る。対象者がHRI測定に不適である場合には、その対象者には、NAFLDを評価するための異なる技法が適用され得る。他の技法には、異なる超音波技法(例えば、機械学習ベースの解析)及び/又は他の撮像モダリティ(例えば、MRI)が含まれる。
[040] 撮像システム100は、HRI測定値を取得するのに適当な撮像面を取得するための誘導をユーザに提供する。ユーザは、肝臓及び腎臓(又は、それらの部分)の初期画像を取得する。撮像システム100は、初期画像から肝腎インターフェースの位置(例えば、インターフェース)を決定して、肝腎インターフェースの曲線に少なくとも部分的に基づき、システム100は、HRI測定値を取得するのに適切な撮像面を取得するための誘導をユーザに提供する。いくつかの例では、この位置は、システム100の画像プロセッサ136など、1つ又は複数のプロセッサによって決定される。この誘導は、解剖学的特徴の幾何学的形状及び/若しくは解剖学的特徴の相互に対する位置、画像フレーム(例えば、超音波プローブ112の視野)、並びに/又は超音波ビーム(例えば、トランスデューサアレイ114によって提供されるビーム)を示す、1つ又は複数の視覚的キューを含む。視覚的キューにより、肝臓及び腎臓の適切な部分が画像に存在するとき、及び/又は肝臓及び腎臓が画像において相互に対して適切な位置にあるときを、ユーザが視覚的に決定することが可能になる。視覚的キューの例には、これらに限定されることはないが、肝腎インターフェースの中間点を示すアンカポイント、中間点における肝腎インターフェースへの接線、中間点を通過する水平線、及び/又は画像の中心部分を周囲のバウンディングボックスが含まれる。いくつかの例では、視覚的キューは、画像上のグラフィカルなオーバレイとして提供される。いくつかの例では、このグラフィカルなオーバレイは、画像プロセッサ136及び/又はグラフィックスプロセッサ140など、1つ又は複数のプロセッサによって生成される。
[041] 図2は、本開示の原理による肝臓及び腎臓の一部を含む例示的な画像を示している。画像200は、肝臓202の一部と腎臓204の一部とを含む超音波画像である。いくつかの例では、撮像システム100は、画像セグメント化技法(例えば、エッジ検出、機械学習)に自動的に基づいて、肝臓202と腎臓204との間のインターフェース206の位置を決定する。その代わりに、インターフェース206の位置が、半自動技法によって、見つけられる場合もあり得る。例えば、ユーザは、インターフェース206に沿った1つ又は複数のシードポイント208を指示するために、ユーザインターフェース124を介して、入力を提供する。図2に示されている例のような、いくつかの例では、ユーザは、2~4つのシードポイント208を提供する。撮像システム100は、画像セグメント化及び/又は深層学習技法を用いて、これらのシードポイント208に少なくとも部分的に基づいて、インターフェース206の位置を決定する。いくつかの例では、インターフェース206の位置を決定することに加えて、撮像システム100は、画像200からの肝臓202及び/又は腎臓204をセグメント化する。いくつかの例では、画像プロセッサ136など、撮像システム100の1つ又は複数のプロセッサが、インターフェース206の位置を決定し、及び/又は画像からの肝臓202及び腎臓204をセグメント化する。
[042] いくつかの例では、1つ又は複数のプロセッサによって、曲線が、インターフェースに適合される。図3は、本開示の原理による、インターフェースに曲線が適合された状態にある、肝臓及び腎臓の一部を含む例示的な画像を示している。画像300は、肝臓302の一部と腎臓304の一部とを含む超音波画像である。また、肝腎インターフェース306の少なくとも一部が、画像300において、見えている。画像プロセッサ136などのプロセッサが、インターフェース306に適合された曲線310を定義する方程式を計算する。曲線310は、インターフェース306の位置を決定するために用いられる、例えば図2を参照して説明されたような自動的又は半自動的なセグメント化技法に少なくとも部分的に基づく。いくつかの例では、非線形曲線適合技法が、曲線310を定義するのに用いられる。曲線310は画像300上のオーバレイとしてディスプレイ138に提供されているが、他の例では、曲線310を定義する方程式は計算されてシステム100に記憶されるが、曲線310は、表示される必要がない。
[043] 肝腎インターフェースの曲線に少なくとも部分的に基づいて、システム100は、HRI測定値を取得するのに適切な撮像面を得るための誘導をユーザに提供する。例えば、システム100は、1つ又は複数の視覚的キューを、ディスプレイ138上に提供する。この視覚的キューは、肝腎インターフェースの曲線に少なくとも部分に基づいて生成された、1つ又は複数のグラフィカルなオーバレイを含む。
[044] 図4A及び図4Bは、本開示の原理による、ユーザに誘導を提供するためのグラフィカルなオーバレイを伴うディスプレイ上の例示的な画像を示している。ディスプレイ400は、いくつかの例におけるディスプレイ138に含まれる。このディスプレイは、図4Aの画像401及び図4Bの画像403など、超音波画像を提供している。画像401及び403の両方が、肝臓402、腎臓404、及び肝腎インターフェース406の一部を含んでいるが、肝腎インターフェース406とは、肝臓402と腎臓404との間のより明るいグレイスケール領域(例えば、一般的には、より白い線)である。ディスプレイ400は、更に、HRI測定値を得るのに適した画像を取得するようにユーザを誘導するため、インターフェース406の幾何学的形状に少なくとも部分的に基づくグラフィカルなオーバレイとして、視覚的キューを提供する。いくつかの例では、グラフィカルなオーバレイには、アンカポイント412、水平線414、接線418、バウンディングボックス418、及び/又は角度インジケータ424が含まれる。図4A及び図4Bには示されていないが、グラフィカルなオーバレイは、更に、図3に示されている曲線310のような、肝腎インターフェース406に適合された曲線を含み得る。
[045] 画像401及び403はセグメント化され、図2及び図3を参照して説明されたように、(曲線は表示されていない場合であっても)曲線が肝腎インターフェース406に適合される。肝腎インターフェース406に適合された曲線の中間点が計算され、アンカポイント412によって指示される。アンカポイント412を通過して延長する水平線(例えば、トランスデューサアレイ114などのトランスデューサアレイによって放射される超音波ビームの中心走査線に垂直な直線)が計算され、水平線414として提供される。しかし、いくつかの例では、水平線414は、ディスプレイに示されない場合があり得る。アンカポイント412において肝腎インターフェース406に適合された曲線に接する直線が計算され、接線416として提供される。任意選択で、いくつかの例では、接線416だけが表示され、アンカポイント412はディスプレイ上に提供されない。セグメント化、曲線、アンカポイント412、水平線414、及び/又は接線416は、画像プロセッサ136など、1つ又は複数のプロセッサによって計算される。いくつかの例では、計算に基づく表示情報は、グラフィックスプロセッサ140など、他のプロセッサによって生成される。
[046] 接線416と水平線414との間の角度が、(表示されていない場合であっても)1つ又は複数のプロセッサによって計算される。接線416と水平線414との間の角度がより大きい(例えば、接線416の勾配がより大きい)と、ある適用例ではHRI測定のためにより適した画像が提供されるが、その理由は、それによって、肝臓402及び腎臓404のより多くの組織が同じ深度に存在することが可能になるからである。図4Aに示されているように、画像401における接線416と水平線414との間の角度420は、図4Bの画像403における角度422よりも大きい。画像401では、肝臓402及び腎臓404の相当な部分が相互に隣接して見えているのに対し、画像403では、肝臓402は圧倒的に腎臓404の上方にある。こうして、画像403では、肝臓402及び腎臓404の組織がHRI測定値を計算するために同じ深度にあるような面積はほとんどないし全く存在しない。
[047] 接線416と水平線414との間の角度(及び/又は接線416の勾配)に関する視覚的キューを提供することによって、ユーザは、より容易に、視覚的誘導を用いて、HRI測定値に適当な画像を見つけることが可能になる。いくつかの例では、ディスプレイ400が、少なくとも接線414を、また、いくつかの場合には、アンカポイント412及び/又は水平線414も、表示すると、ユーザは、例えば、水平に対する接線の傾斜を視覚的に点検することによって、いつ適切な角度が達成されるのかを「じっと見る」(すなわち、視覚的に推定する)ことになる。いくつかの例では、適切な角度は、30度又はそれよりも大きな角度である。いくつかの例では、角度及び/又は接線416の数値が、角度インジケータ412によって、ディスプレイ400上にテキストとして提供される。これに加えて又はこの代わりに、角度及び/又は勾配の定性的なインジケータが、インジケータ424によって提供される場合がある。図4A及び図4Bに示されている例では、「良好」及び「小さすぎる」などのテキストが、提供される。しかし、異なる色、異なる形状など、他の定性的なインジケータが用いられる場合もある。定性的なインジケータは、1つ又は複数の閾値に基づく。例えば、インジケータは、角度が30度未満であるときには「小さすぎる」又は赤であり、角度が30度を超えるときには「良好」又は緑である。いくつかの例では、角度インジケータ424は、他のグラフィックなオーバレイの1つに「ビルトイン」されている。例えば、接線416は、適切な角度が得られると、ある色から他の色に変化する。ユーザを誘導するための視覚的キューは、例えば、接線と水平線との間の角度が最小の閾値角度と等しい又はそれよりも大きいときに、接線の色を(例えば、赤又はオレンジから緑に)変化させるなどにより、様々な他の態様で提供され得る。
[048] 適切な角度に加え、いくつかの例では、ユーザは、画像401、403の中心近くで、アンカポイント412によって指示されているように、肝腎インターフェース406の中間点を維持するように、誘導され得る。これは、肝臓402及び腎臓404のHRI測定値を取得するのに十分な部分が見えることを保証することを助ける。図4A及び図4Bに示されている例では、バウンディングボックス418が、画像においてアンカポイント412を適切に配置するようにユーザを誘導するために表示されている。バウンディングボックス418の位置は、画像401、403の中間点に基づいて決定される。バウンディングボックス418の幅は、画像401、403の幅に少なくとも部分的に基づいている。例えば、バウンディングボックス418は、画像401、403のピクセルの走査線/カラムの約5~20%を含むようなサイズになっている。いくつかの例では、バウンディングボックス418及び/又はアンカポイント412は、アンカポイント412がバウンディングボックス418の外部に出ると、ある色から他の色に変化する。いくつかの例では、ディスプレイ400は、アンカポイント412がバウンディングボックス418の外部にあるというテキストによる警告を提供する。任意選択で、アンカポイント412及び/又はバウンディングボックス418がディスプレイ上に提供されていない例では、肝腎インターフェース406の中間点がバウンディングボックス418によって(たとえ表示されていない場合でも)画定されている画像401、403の中心領域の外部に出ると、接線416が、色及び/又は質感を変化させる(例えば、実線から破線に)。
[049] 肝腎インターフェース406の中間点が適切な位置(例えば、アンカポイント412が、バウンディングボックス418の内部にある)と、適切な角度(例えば、30度の角度、又は接線416と水平線414との間よりも大きい)になった後で、撮像面は、HRI測定値を取得するのに適切である。ユーザは、その画像(例えば、画像401)を、例えばローカルメモリ142に保存する。
[050] 図4A及び図4Bは、アンカポイント412と、水平線414と、接線416と、バウンディングボックス418と、角度インジケータ424とが表示されている様子を示しているが、他の例では、グラフィカルなオーバレイのうちの一部のみが提供されることがあり得る。述べたように、いくつかの例では、接線416だけが提供される。いくつかの例では、角度インジケータ424だけが提供される。いくつかの例では、接線416と角度インジケータ424だけが提供される。視覚的キューの他の組合せも、用いられる。いくつかの例では、ユーザは、例えばユーザインターフェース124を介して入力を提供することによって、どの視覚的キューが提供されるのかを選択できる。
[051] 任意選択で、いくつかの実施形態では、肝腎インターフェース406のピクセルの平均強度が、1つ又は複数のプロセッサによって計算される。平均強度が高すぎる場合には、それは、腎臓404のエコー強度、特に腎臓404のRCが、HRI測定値を取得するには低すぎることを示す。いくつかの例では、肝腎インターフェース406の幅は、約3~5ピクセルである。また、肝臓402の一部の平均強度も、計算される。例えば、肝腎インターフェース406の一部と同じ又は類似の深度における、肝臓402の一部(例えば、幅が20~50ピクセル)である。いくつかの例では、肝腎インターフェース406の複数の部分における同じ又は類似の深度での肝臓402の複数の部分である。肝腎インターフェース406(又はその1つ若しくは複数の部分)の平均強度は、撮像面が適切であるかどうかを決定するために、腎臓402の一部(又はその複数の部分)の平均強度と比較される。いくつかの例では、肝腎インターフェース406の平均強度が肝臓402の平均強度のある百分率よりも下である及び/又は肝臓402の平均強度のある百分率よりも上である場合には、その撮像面は適切ではない。例えば、肝腎インターフェース406の平均強度が1.5*肝臓402の平均強度以上であるが、1.3*肝臓402の平均強度以下である場合には、その撮像面は適切である。
[052] それに加えて又はその代わりに、肝腎インターフェース406の平均強度が、撮像面が適切であるかどうかを決定するために、画像401、403の最大輝度と比較される。例えば、肝腎インターフェース406の平均強度が最大輝度(例えば、0.7、0.8)のある百分率より大きい場合には、肝腎インターフェース406は明るすぎ、腎臓404は暗すぎる。いくつかの例では、画像面の適切性を決定するために、肝腎インターフェース406の平均強度が、画像の最大輝度と肝臓402の平均強度との両方と比較される。
[053] いくつかの例では、ディスプレイ400は、肝腎インターフェース406のピクセルの平均強度が角度インジケータ424と類似の態様でテキストとして適切であるかどうかに関して、インジケータを提供する。グラフィカルなオーバレイが肝腎インターフェース406に適合された曲線を含むいくつかの例では、この曲線は、平均強度が適切な範囲にあるときには、色を変化させる。
[054] 画像が取得された後で、いくつかの例では、超音波撮像システムは、画質がHRI測定値を取得するのに適切であることを確認するため、及び/又は画像において適切なROIを選択するようにユーザを誘導するために、画像を解析する。いくつかの例では、超音波撮像システムは、取得された画像を複数の部分に細分化する。1つ又は複数のパラメータが、それぞれの部分から抽出される。いくつかの例では、抽出されたパラメータがある範囲内に属する場合には、その画像は、HRI測定値を取得するのに適した画質を有すると決定される。いくつかの例では、隣接する部分のパラメータが比較される。いくつかの例では、2つの隣接する部分が十分に類似する値のパラメータを有する場合には、その画像は、HRI測定値を取得するのに適した画質を有すると決定される。画像が適切な画質を有していないと見なされる場合には、超音波撮像システムは、他の画像を取得することを、(例えば、ディスプレイ138上でのテキストによる警告を介して)ユーザに促す。超音波撮像システムは、次に、図4A及び図4Bを参照して説明されたように、取得誘導に戻る。
[055] 図5は、本開示の原理による、複数の部分に細分化された肝臓及び腎臓の一部分を含む例示的な画像を示している。画像500は、肝臓502の一部と、腎臓504の一部と、肝腎インターフェース506の一部とを含む。説明されているように、画像プロセッサ136など、1つ又は複数のプロセッサが、画像500をセグメント化し及び/又は曲線510を肝腎インターフェース506に適合させる。このセグメント化及び/又は曲線510に少なくとも部分的に基づいて、1つ又は複数のプロセッサが、腎臓504の上側境界526と腎臓504の下側境界528とを決定する。腎臓504の上側境界526と下側境界528との間の領域は、複数のサブバンド(例えば、深度バンド)530に分けられる。いくつかの例では、サブバンドの幅は、約1cm~1.5cmである。それぞれのサブバンド内部のピクセルの1つ又は複数のパラメータ(例えば、強度分布、平均強度、強度の標準偏差、信号対雑音比など)が、決定される。いくつかの例では、サブバンドのうちの1つ又は複数のパラメータが受入可能な範囲内にある場合には、画像500は、HRI測定値を取得するのに適した画質を有するものと決定される。いくつかの例では、あるサブバンドのパラメータが、1つ又は複数の隣接するサブバンドのパラメータと比較される。いくつかの例では、2つの隣接するサブバンドが十分に類似する(例えば、10%以内、20%以内の)パラメータを有する場合には、その画像は、HRI測定値を取得するのに適切な画質を有すると決定される。
[056] いくつかの例では、この超音波撮像システムは、サブバンドをサブレングスに分割し、それぞれのサブバンドからの少なくとも1つのサブレングスから、ピクセルのパラメータを抽出する。図6は、本開示の原理による、複数の部分に細分化された肝臓及び腎臓の一部分を含む例示的な画像を示している。画像600は、肝臓602の一部と、腎臓604の一部と、肝腎インターフェース606の一部とを含む。説明されているように、画像プロセッサ136など、1つ又は複数のプロセッサが、画像600をセグメント化し及び/又は曲線610を肝腎インターフェース606に適合させる。このセグメント化及び/又は曲線610に少なくとも部分的に基づいて、1つ又は複数のプロセッサが、腎臓604の上側境界から腎臓604の下側境界への画像600の一部を、サブレングスに分割する。破線636は、肝腎インターフェース606の肝臓602側における第1のサブレングス638と、肝腎インターフェース606の腎臓604側におけるサブレングス640とを定義する。
[057] いくつかの例では、パラメータが、それぞれのサブバンド(図6には示されていない、図5を参照のこと)に対するサブレングス638、640から抽出される。すなわち、サブバンド全体に含まれているピクセルの全部が、パラメータの抽出に用いられるとは限らず、むしろ、サブレングスに含まれるピクセルだけが、用いられる。いくつかの例では、2つのパラメータ値が、それぞれのサブバンドに対して、抽出される。例えば、あるパラメータの値が、あるサブバンドのサブレングス638に対して抽出され、そのパラメータの他の値が、そのサブバンドのサブレングス640に対して抽出される。隣接するサブバンドのパラメータが比較されるいくつかの例では、サブレングス638に対するパラメータの値が相互に比較され、サブレングス640に対するパラメータの値が相互に比較される。
[058] いくつかの例では、第2のサブレングス640の幅は、腎臓604の腎皮質642の幅に、少なくとも部分的に基づく。いくつかの例では、それぞれのサブバンドのそれぞれのサブレングスからパラメータを抽出するために、それぞれのサブバンドのそれぞれのサブレングスに十分なピクセルが存在するように、第1及び第2のサブレングス638、640の幅は、サブバンドの幅に少なくとも部分的に基づいている。例えば、あるサブバンドのあるサブレングス内にある画像の一部分は、約1cm~1.5cm×1cm~1.5cmである。
[059] 図7は、本開示の原理による、画像から抽出されたパラメータの値の例示的なプロットを示している。プロット700及び705は、画像500及び/又は画像600など、ある画像の異なる複数のサブバンドのピクセルの強度の分布を示す。プロット700では、それぞれの曲線は、肝臓と関連するサブ幅(例えば、サブ幅638)の異なるサブバンド(例えば、サブバンド530)に対するピクセルの強度分布である。プロット705では、それぞれの曲線は、腎臓と関連するサブ幅(例えば、サブ幅640)の異なるサブバンド(例えば、サブバンド530)に対するピクセルの強度分布である。第5のバンドは、腎臓の底部に最も近いサブバンド(例えば、下側境界528に対する直線に隣接する)であり、第1のサブバンドは、腎臓の頂部に最も近いサブバンド(例えば、上側境界526に対する直線に隣接する)である。
[060] プロット700及び705の両方において、それぞれのサブバンドに対する曲線は、ほぼガウス分布であり、深度が増加するに連れて、減衰のためにピークが徐々にシフトしている。しかし、隣接するサブバンドの間では、分布の幅又はピークのシフトの著しい変化は存在しない。よって、それぞれのサブバンドの抽出されたパラメータは、この画像がHRI測定値を取得するのに適した画質を有することを示唆している。いくつかの例では、相互相関係数(CCC)が、2つの隣接する曲線に対して計算される。CCCは、隣接するサブバンドが十分に類似しているかを決定するために、閾値と比較される。例えば、CCCの最大値は1であり、CCCが0.70以上である場合には、これらのサブバンドが十分に類似すると見なされる。
[061] 曲線の1つ又は複数が非ガウス分布であって、低いCCC及び/又は隣接するサブバンドのピークの間で著しいシフトが発生した場合には、それは、その画像がHRI測定に適した画質を有していないことを示唆している。例えば、ピーク強度における著しいシフトは、サブバンドにおける血管又は嚢腫の存在を示唆している。他の例では、非ガウス分布は、HRI測定値に影響を与え得る画像アーチファクトを示唆する。
[062] 図7に示されている例は、ピクセルの強度分布を示しているが、他のパラメータが、サブバンド及び/又は他の例のサブバンドのサブ幅から抽出されることがあり得る。例えば、SNR及び/又は平均ピクセル強度が、計算される。いくつかの例では、サブバンドのパラメータを相互に計算するのではなく、抽出されたパラメータの平均が、画像が適切な画質を有するかどうかを決定するために、計算される。いくつかの例では、重み付けされた平均が用いられる。いくつかの例では、腎臓の底部に最も近いサブバンドと、腎臓の頂部に最も近いサブバンドとは、無視される及び/又はより小さな重みが与えられるのであるが、その理由は、これらのバンドは、HRI測定値を取得するのに用いられる蓋然性がより小さいからである。抽出されたパラメータに基づいて、画像が適切な画質を有していないと決定される場合には、超音波撮像システムは、ユーザに、新たな画像を取得することを促す。
[063] いくつかの例では、サブバンドから抽出されたパラメータは、HRI測定値を取得するための適切性に関し、それぞれのサブバンドを個別的に評価するのに用いられる。例えば、特定のサブバンドのSNRが閾値を満足しない場合には、超音波撮像システムは、ユーザに新たな画像を取得することを要求するのではなく、その特定のサブバンドがHRI測定のためにROIを選択するのに用いられるべきではないという指示をユーザに提供する。
[064] 画像がHRI測定値を取得するのに適した画質を有すると見なされる場合には、超音波撮像システムは、HRIを計算するのに適当なROIを選択するための視覚的キューなどの誘導を、ユーザに提供する。
[065] 図5を再び参照すると、いくつかの例では、ディスプレイ138などのディスプレイは、曲線510、直線526、528、及び/又はサブバンド530の限界を定める直線に対応するグラフィックなオーバレイを提供する。任意選択で、ディスプレイは、サブ幅638、630に対応するグラフィックなオーバレイを提供する。いくつかの例では、グラフィックなオーバレイのための表示情報は、グラフィックプロセッサ140及び/又は画像プロセッサ136など、1つ又は複数のプロセッサによって提供される。ディスプレイ上にサブバンド530を提供することによって、ユーザは、同じ深度におけるROIを適切に選択するように誘導される。曲線510を提供することによって、ユーザは、例示的な肝臓のROI532などの肝臓502における1つのROIと、例示的なROI534のような腎臓504における1つのROIとを適切に選択するように、誘導される。サブ幅640を提供することによって、ユーザは、ROI534を、腎臓504の他の部分ではなく腎皮質に適切に配置するように誘導される。サブ幅638を提供することによって、ユーザは、腎臓504に近い肝臓502の部分を選択するように誘導される。
[066] 図7を参照して述べたように、任意選択で、いくつかの例では、ディスプレイは、あるサブバンドがROI532、534を配置するのに用いられるべきではないことを指示するグラフィカルなオーバレイ(図示せず)を提供する。例には、これらに限定されることはないが、ハッシュマーク、サブバンドを「グレイアウト」すること、及び/又はサブバンドの上の「使用禁止」というテキストなどが含まれる。
[067] 任意選択で、いくつかの例では、テキスト及び/又は他の誘導が、ユーザに向けてディスプレイ上に提供される。例えば、ユーザがROI532、534を異なるサブバンドに及び/又はサブ幅の外部に配置する場合には、テキストによる警告が現れる。他の例では、一方が異なるサブバンドに及び/又はサブ幅の外部に配置されると、ROI532、534のうちの1つ又は両方が、色を変化させる。他の例では、システムは、ユーザがROIを異なるサブバンドに及び/又は適当なサブ幅に配置することを許可しない。いくつかの例では、ユーザは、ROIを選択するためのサブバンド、サブ幅、及び/又は他の視覚的キューがディスプレイ上に提供されるかどうかを、ユーザインターフェース124などのユーザインターフェースを介して入力を提供することによって、選択する。
[068] 図8は、本開示の原理による例示的な関心領域を示している。画像800は肝臓のROIであり、これは、画像500及び/又は画像600などの画像から取得される。画像805は腎臓のROIであり、これは、画像500及び/又は画像600などの画像から取得される。いくつかの例では、画像800はROI532に対応し、画像805はROI534に対応する。HRI測定値は、画像800及び画像805に少なくとも部分的に基づいて、計算される。典型的には、HRIは、画像800の平均強度を計算し画像805の平均強度を計算することによって、決定される。画像800の平均強度が画像805の平均強度によって除算されることにより、HRIが得られる。
[069] よって、本明細書に開示されているように、第1の段階では、例えば、中心に配置されているバウンディングボックスの内部における肝腎インターフェースの角度及び/又は肝腎インターフェースの位置に関係する誘導を提供することによって、ユーザは、適切な撮像面において画像を取得するように誘導される。任意選択で、肝腎インターフェースのピクセルの平均強度に基づいて、追加的な誘導が提供される。第2の段階では、第1の段階の間に適切な撮像面において取得された画像が、画質に関して評価される。いくつかの例では、画像の一部がサブバンドに細分化され、この評価は、個々のサブバンドのピクセルのうちの少なくともいくつかの解析に基づく場合があり得る。画質が適切ではない場合には、撮像システムは、第1の段階に戻る。しかし、画像の画質が適切であると決定された後で、サブバンド及び/又は他の視覚的誘導(例えばサブ幅)が、ユーザが画像上でROIを適切に配置するのを助けるために、提供される。ROIが配置された後で、HRIが計算される。
[070] 図9Aは、本開示の原理による方法のフローチャートである。フローチャート900Aは、HRI測定値を取得するのに適した撮像面における画像を取得するための誘導を、ユーザに提供するための技法を提供する。いくつかの例では、図9Aに示されている方法は、超音波撮像システム100などの超音波撮像システムによって、行われる。例えば、画像プロセッサ136及びグラフィックプロセッサ140など、超音波撮像システム100の1つ又は複数のプロセッサは、図9Aに示されている方法の一部又は全部を行うために、1つ又は複数の命令を実行する。いくつかの例では、これらの命令は、ローカルメモリ142など、非一時的コンピュータ可読媒体に記憶される。
[071] ブロック902に示されているように、1つ又は複数のプロセッサが画像を受け取る。1つ又は複数のプロセッサは、ブロック904に示されているように、肝臓領域と腎臓領域と肝腎インターフェースとを抽出するために、画像をセグメント化する。1つ又は複数のプロセッサは、ブロック906によって示されているように、肝腎インターフェースに曲線を適合させる。曲線が適合された後で、ブロック908によって示されているように、アンカポイントの位置を見つけるために、曲線の中間点が計算される。曲線とアンカポイントとに少なくとも部分的に基づいて、1つ又は複数のプロセッサは、ブロック910によって示されているように、アンカポイントにおける曲線との接線を決定する。また、アンカポイントにおける水平線も、ブロック912によって示されているように、1つ又は複数のプロセッサによって、決定される。
[072] ブロック914によって示されているように、1つ又は複数のプロセッサは、接線と水平線との間の角度を計算する。いくつかの例では、画像の適切性は、この角度と閾値(例えば30度)との比較に少なくとも部分的に基づく。
[073] ブロック916によって示されているように、現時点で取得されている画像が、(例えばディスプレイ138上に)表示される。また、視覚的キューも、ブロック918によって示されているように、画像上のグラフィカルなオーバレイとして表示される。いくつかの例では、視覚的キューは、接線と、接線と水平線との間の角度とに少なくとも部分的に基づく。いくつかの例では、視覚的キューは、アンカポイント、接線、及び/又は水平線を含む。いくつかの例では、インジケータ424など、角度のインジケータも表示される。いくつかの例では、バウンディングボックス418などのバウンディングボックスが、表示されている画像の中央部分に表示される。これは、HRI測定値を取得するために適切な撮像面で画像を取得する際に、ユーザを助ける。もちろん、ブロック902~918で行われる動作は、ユーザが超音波プローブを移動させ新たな画像が超音波撮像システムによって取得される際に、連続的及び/又は反復的に行われる。
[074] 図9Bは、本開示の原理による方法のフローチャートである。フローチャート900Bに示されている方法は、適切なROIを選択し、同様にHRIの測定のために画像の適切性を決定する際に、ユーザを誘導するための技法を提供する。いくつかの例では、図9Bに示されている方法は、超音波撮像システム100などの超音波撮像システムによって行われる。例えば、画像プロセッサ136及びグラフィックプロセッサ140など、超音波撮像システム100の1つ又は複数のプロセッサが、図9Aに示されている方法の一部又は全部を行うために、1つ又は複数の命令を実行する。いくつかの例では、これらの命令は、ローカルメモリ142など、非一時的コンピュータ可読媒体に記憶される。いくつかの例では、図9Bに示されている方法が、図9Aに示されている方法が行われた後に、行われる。
[075] ブロック920によって示されるように、1つ又は複数のプロセッサが、画像における腎臓領域の上側及び下側境界を決定する。1つ又は複数のプロセッサは、ブロック922によって示されているように、これらの境界の間の領域を、複数のサブバンドに分割する。いくつかの例では、1つ又は複数のプロセッサは、ブロック924によって示されているように、これらのサブバンドのそれぞれ又はこれらのサブバンドの少なくとも一部のピクセルの少なくとも一部から、パラメータを抽出する。いくつかの例では、1つ又は複数のプロセッサは、更に、サブバンドを、サブ幅638及び640などのサブ幅に分割し、これらのサブバンドのサブ幅から、パラメータが抽出される。1つ又は複数のプロセッサは、ブロック926によって示されているように、これらのパラメータに少なくとも部分的に基づいて、画像が適切な画質を有するかどうかを決定する。いくつかの例では、画像が、隣接するサブバンドのパラメータを相互に比較することに少なくとも部分的に基づいて、適切な画質を有するかどうか決定される。いくつかの例では、画像は、パラメータの1つ又は複数と1つ又は複数の閾値との比較に少なくとも部分的に基づいて、適切な画質を有することが決定される。
[076] サブバンド及び/又はサブ幅は、ブロック928によって示されているように、画像上のグラフィカルなオーバレイとして、表示される。ディスプレイ上に提供されているサブバンド及び/又はサブ幅は、肝臓及び腎臓の適切な領域にROIを配置するように、ユーザを誘導する。グラフィカルなオーバレイは、更に、ROIを同じ深度に配置するように、ユーザを誘導する。1つ又は複数のプロセッサは、ブロック930及び932に示されているように、ROIを示すユーザ入力を(例えば、ユーザインターフェース124などのユーザインターフェースを介して)受け取る。ROIに位置するピクセルに少なくとも部分的に基づいて、1つ又は複数のプロセッサは、ブロック934によって示されているように、HRIを計算する。いくつかの例では、HRIは、ディスプレイ上のテキストとして、画像と共に、提供される。
[077] 図10は、本開示の原理による例示的なプロセッサ1000を図解しているブロック図である。プロセッサ1000は、例えば図1に示されている画像プロセッサ136及び/又は図1に示されているいずれかの他のプロセッサ若しくはコントローラなど、本明細書で説明されている1つ又は複数のプロセッサ及び/又はコントローラを実施するのに用いられる。プロセッサ1000は、これらに限定されることはないが、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、プロセッサを形成するようにプログラムされているフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、グラフィカル処理ユニット(GPU)、プロセッサを形成するように設計されている特定用途向け集積回路(ASIC)、又はそれらの組合せを含む、いずれかの適切なプロセッサのタイプであり得る。
[078] プロセッサ1000は、1つ又は複数のコア1002を含む。コア1002は、1つ又は複数の算術論理ユニット(ALU)1004を含む。いくつかの実施形態では、コア1002は、ALU1004に加えて又はALU1004の代わりに、浮動小数点論理ユニット(FPLU)1006及び/又はデジタル信号処理ユニット(DSPU)1008を含む。
[079] プロセッサ1000は、コア1002と通信可能に結合されている1つ又は複数のレジスタ1012を含む。レジスタ1012は、専用の論理ゲート回路(例えば、フリップフロップ)及び/又はいずれかのメモリ技術を用いて、実施される。いくつかの実施形態では、レジスタ1012は、スタティックメモリを用いて、実施される。レジスタは、データ、命令及びアドレスを、コア1002に提供する。
[080] いくつかの実施形態では、プロセッサ1000は、コア1002と通信可能に結合されている1つ又は複数のレベルのキャッシュメモリ1010を含む。キャッシュメモリ1010は、実行のために、コンピュータ可読命令をコア1002に提供する。キャッシュメモリ1010は、コア1002による処理のためのデータを提供する。いくつかの実施形態では、コンピュータ可読命令が、例えば外部バス1116に付属のローカルメモリなどのローカルメモリによって、キャッシュメモリ1010に提供されている。キャッシュメモリ1010は、例えば、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)、及び/又はいずれかの他の適切なメモリ技術などの金属酸化物半導体(MOS)メモリである、いずれかの適切なキャッシュメモリのタイプを用いて、実施される。
[081] プロセッサ1000は、コントローラ1014を含んでいるが、コントローラ1014は、システムに含まれている他のプロセッサ及び/若しくはコンポーネント(例えば、図1に示されている制御パネル152及びスキャンコンバータ130)からプロセッサ1000への入力、並びに/又はプロセッサ1000からシステムに含まれている他のプロセッサ及び/若しくはコンポーネント(例えば、図1に示されているディスプレイ138及びボリュームレンダラ134)への出力を制御する。コントローラ1014は、ALU1004、FPLU1006及び/又はDSPU1008におけるデータ経路を制御する。コントローラ1014は、1つ又は複数のステートマシン、データ経路及び/又は専用の制御論理として、実施される。コントローラ1014のゲートは、スタンドアロンのゲート、FPGA、ASIC又はいずれかの他の適切な技術として、実施される。
[082] レジスタ1012及びキャッシュメモリ1010は、内部接続1020A、1020B、1020C及び1020Dを介して、コントローラ1014及びコア1102と通信する。内部接続は、バス、マルチプレクサ、クロスバースイッチ、及び/又はいずれかの他の適切な接続技術として、実施される。
[083] プロセッサ1000のための入力及び出力は、バス1016を介して提供されるのであるが、バス1016は1つ又は複数の導電性の線路を含む。バス1016は、例えばコントローラ1014、キャッシュメモリ1010、及び/又はレジスタ1012など、プロセッサ1000の1つ又は複数のコンポーネントに通信可能に接続されている。バス1016は、先に言及されたディスプレイ138及び制御パネル152など、システムの1つ又は複数のコンポーネントに結合されている。
[084] バス1016は、1つ又は複数の外部メモリに結合されている。外部メモリは、読出し専用メモリ(ROM)1032を含む。ROM1032は、マスクROM、電子的プログラマブル読出し専用メモリ(EPROM)又はいずれかの他の適切な技術である。外部メモリは、ランダムアクセスメモリ(RAM)1033を含む。RAM1033は、スタティックRAM、バッテリバックアップされたスタティックRAM、ダイナミックRAM(DRAM)又はいずれかの他の適切な技術である。外部メモリは、電気的消去可能プログラマブル読出し専用メモリ(EEPROM)1035を含む。外部メモリは、フラッシュメモリ1034を含む。外部メモリは、ディスク1036など、磁気記憶デバイスを含む。いくつかの実施形態では、外部メモリが、例えばローカルメモリ142などのように、図1に示されている超音波撮像システム100などのシステムに含まれている。
[085] 本明細書に開示されているシステム、方法、及び装置は、いくつかの例では多忙な超音波ユーザの作業負荷を軽減するHRI測定値が望まれる一般的に肝臓の撮像において用いられることが可能な、走査又は撮像面識別技法及び/又は超音波画質制御技法を提供する。いくつかの例では、これらのシステム、方法、及び装置は、生データ/RF信号及び/又はDICOM画像を提供する超音波撮像システムにおいて、実施される。いくつかの例では、これらのシステム、方法、及び装置は、肝臓超音波検査を行う医師がキーとなるパラメータ測定及び報告を決定することを助けるための、コンピュータ補助診断(CAD)システムのコンポーネントとして、含まれる。
[086] 肝臓の撮像を参照して説明されているが、本明細書で説明されている技法は、写真アーカイビング及び通信システム(PACS)に記憶されているDICOM画像など、以前に取得された画像に適用され得る。例えば、以前に取得された画像でも、図2~図4を参照して説明されたようにセグメント化され解析されることが可能であり、角度が適切であると考えられる場合には、以前に取得された画像が、図5~図7を参照して説明されたように解析され得る。以前に取得された画像がHRI測定値を取得するのに適している場合には、ユーザは、ROIを適切に選択するように誘導され、HRI測定値が、図5及び図8を参照して説明されたように、計算される。
[087] コンポーネント、システム及び/又は方法が、コンピュータベースのシステム又はプログラマブルな論理など、プログラマブルなデバイスを用いて実施される様々な実施形態では、上述したシステム及び方法が、「C」、「C++」、「C#」、「Java」、「Python」などの様々な知られている又は今後に開発されるプログラミング言語のいずれかを用いて実施されることが可能であることを理解されたい。したがって、コンピュータなどのデバイスに上述のシステム及び/又は方法を実施するように命じることができる情報を含むことができる、磁気コンピュータディスク、光ディスク、電子メモリなどの様々な記憶媒体が用意されることが可能である。適切なデバイスが記憶媒体上に含まれる情報及びプログラムにアクセスした後で、記憶媒体は、情報及びプログラムをデバイスに提供することができ、それによって、デバイスが、本明細書で説明されているシステム及び/又は方法の機能を行うことが可能になる。例えば、ソースファイル、オブジェクトファイル、実行可能ファイルなど適切な材料を含むコンピュータディスクがコンピュータに提供された場合には、コンピュータは、その情報を受け取り、それ自体を適切に設定し、様々な機能を実施するための上述した図面及びフローチャートに概観された様々なシステム及び方法の機能を行うことが可能である。すなわち、コンピュータは、上述のシステム及び/又は方法の異なる要素に関する情報の様々な部分をディスクから受け取り、個々のシステム及び/又は方法を実施し、上述の個々のシステム及び/又は方法の機能を調整することが可能である。
[088] 本開示によると、本明細書で説明されている様々な方法及びデバイスがハードウェア、ソフトウェア及びファームウェアとして実施されることが可能であることに留意されたい。更に、様々な方法及びパラメータは、例によってのみ、そしてどのような限定も意味することなく、含まれている。本開示を参照することで、当業者であれば、これらの技法に影響する彼ら自身の技法と必要とされる機器とを決定する際に、本発明の範囲内に留まりながら、本教示を実施することができる。本明細書で説明されているプロセッサの1つ又は複数の機能は、より少数の又は単一の処理ユニット(例えば、CPU)の中に組み込まれることが可能であり、特定用途向け集積回路(ASIC)を用いて、又は本明細書で説明されている機能を行うための実行可能な命令に応答してプログラムされている汎用処理回路を用いて、実施されることが可能である。更に、本システムは、また、本システムの特徴及び長所を提供するように従来型の撮像システムと共に用いられる1つ又は複数のプログラムも含む。本開示の特定の追加的な長所及び特徴は、本開示を検討することにより、当業者には明らかであり、本開示の新規なシステム及び方法を採用する者によって、体験され得る。本システム及び方法の他の長所は、本システム、デバイス、及び方法の特徴及び長所を組み込むように、従来型の医療撮像システムが容易にアップグレードされ得ることである。
[089] もちろん、本システム、デバイス及び方法によると、本明細書で説明されている例、実施形態若しくはプロセスのいずれも、1つ又は複数の他の例、実施形態及び/又はプロセスと組み合わされる若しくは分離され得るし、並びに/又は、別々のデバイス若しくはデバイスの部分の間で行われ得ることを理解されたい。
[090] 最後に、以上の考察は、本システムの単なる例示として意図されており、添付の特許請求の範囲をどの特定の実施形態又は実施形態のグループに限定するようにも解釈されるべきではない。よって、本システムは例示的な実施形態を参照して特定の詳細において説明されてきたが、当業者によれば、下記の特許請求の範囲に記載されている本システムのより広く、意図されている精神及び範囲から逸脱することなく、多くの修正及び代替的な実施形態が考案され得ることを理解されたい。したがって、本明細書及び図面は、例示的な態様として見なされるべきであり、添付の特許請求の範囲の範囲を限定するようには意図されていない。
Claims (20)
- 肝腎指数の測定に適した画像を取得するためのユーザ誘導を提供する超音波撮像システムであって、前記超音波撮像システムは、
命令でエンコードされた非一時的コンピュータ可読媒体と、
前記非一時的コンピュータ可読媒体と通信し、前記命令を実行する少なくとも1つのプロセッサであって、前記命令は、実行されると、前記少なくとも1つのプロセッサに、
肝臓領域と腎臓領域と肝腎インターフェースとを画像からセグメント化させ、
前記肝腎インターフェースに曲線を適合させ、
前記曲線の中間点のアンカポイントを計算させ、
前記アンカポイントにおける前記曲線との接線を決定させ、
前記中間点における水平線を決定させ、
前記接線と前記水平線との間の角度を計算させ、
前記接線と、前記接線と前記水平線との間の角度とに少なくとも部分的に基づく表示のための視覚的キューを生成させる、
少なくとも1つのプロセッサと、
前記画像と、前記画像上のグラフィカルなオーバレイとしての前記視覚的キューとを表示するディスプレイと、
を備える、超音波撮像システム。 - 前記命令は、更に、前記少なくとも1つのプロセッサに、前記肝腎インターフェースの複数のピクセルの平均強度を計算させる、請求項1に記載の超音波撮像システム。
- 前記視覚的キューは前記角度を示すインジケータを含み、前記ディスプレイは前記インジケータを表示する、請求項1に記載の超音波撮像システム。
- 前記インジケータは前記角度の定性的なインジケータを提供し、前記定性的なインジケータは前記角度と閾値との比較に少なくとも部分的に基づく、請求項3に記載の超音波撮像システム。
- 前記命令は、前記少なくとも1つのプロセッサに、更に、
前記腎臓領域の上側境界と下側境界とを決定させ、
前記上側境界と前記下側境界との間の前記画像の領域を複数のサブバンドに分割させ、
前記複数のサブバンドのうちの対応するサブバンドから複数のパラメータを抽出させ、
前記複数のパラメータに少なくとも部分的に基づいて前記画像が適切な画質を有するかどうかを決定させる、
請求項1に記載の超音波撮像システム。 - 前記複数のパラメータの個別のパラメータは、前記複数のサブバンドの前記対応するサブバンドのピクセルの一部から抽出される、請求項5に記載の超音波撮像システム。
- 前記画像は、前記複数のパラメータと閾値との比較に基づいて適切な画質を有すると決定される、請求項5に記載の超音波撮像システム。
- 前記画像は、前記複数のサブバンドのうちの1つのサブバンドの前記複数のパラメータのうちの1つのパラメータと前記複数のサブバンドのうちの1つの隣接するサブバンドの前記複数のパラメータのうちの他のパラメータとの比較に少なくとも部分的に基づいて適切な画質を有すると決定される、請求項5に記載の超音波撮像システム。
- 前記命令は、更に、前記少なくとも1つのプロセッサに、前記複数のサブバンドの個別のサブバンドを少なくとも2つのサブ幅に分割させ、第1のサブ幅は前記肝臓領域の少なくとも一部を含み、第2のサブ幅は前記腎臓領域の少なくとも一部を含む、請求項5に記載の超音波撮像システム。
- 前記命令は、更に、前記少なくとも1つのプロセッサに、
前記腎臓領域の上側境界と下側境界とを決定させ、
前記上側境界と前記下側境界との間の前記画像の領域を複数のサブバンドに分割させ、
前記複数のサブバンドに対する表示情報を生成させ、
前記ディスプレイは、前記複数のサブバンドを表示する、
請求項1に記載の超音波撮像システム。 - 前記肝臓領域における第1の関心領域と前記腎臓領域における第2の関心領域との指示を含むユーザ入力を受け取るユーザインターフェースを更に備える、請求項10に記載の超音波撮像システム。
- 肝腎指数の測定に適した画像を取得するためのユーザ誘導を提供するための方法であって、前記方法は、
画像を受け取るステップと、
肝臓領域と腎臓領域と肝腎インターフェースとを前記画像からセグメント化するステップと、
前記肝腎インターフェースに曲線を適合させるステップと、
前記曲線の中間点のアンカポイントを計算するステップと、
前記アンカポイントにおける前記曲線との接線を決定するステップと、
前記中間点における水平線を決定するステップと、
前記接線と前記水平線との間の角度を計算するステップと、
前記画像を表示するステップと、
前記接線と、前記接線と前記水平線との間の角度とに少なくとも部分的に基づく視覚的キューを、前記画像上のグラフィカルなオーバレイとして表示するステップと、
を有する、方法。 - 前記視覚的キューは前記角度のインジケータを更に含む、請求項12に記載の方法。
- 前記視覚的キューは、前記接線又は前記水平線のうちの少なくとも一方を含み、前記方法は、前記角度と閾値との比較に基づいて、前記接線又は前記水平線の少なくとも一方の色を変化させるステップを更に有する、請求項12に記載の方法。
- 前記画像の中心部分におけるグラフィカルなオーバレイとしてバウンディングボックスを表示するステップを更に有する、請求項12に記載の方法。
- 前記腎臓領域の上側境界と下側境界とを決定するステップと、
前記上側境界と前記下側境界との間の前記画像の領域を複数のサブバンドに分割するステップと、
を更に有する、請求項12に記載の方法。 - 前記複数のサブバンドのうちの対応するサブバンドから複数のパラメータを抽出するステップと、
前記複数のパラメータに少なくとも部分的に基づいて前記画像が適切な画質を有するかどうかを決定するステップと、
を更に有する、請求項16に記載の方法。 - 前記画像は、前記複数のサブバンドのうちの1つのサブバンドの前記複数のパラメータのうちの1つのパラメータと前記複数のサブバンドのうちの1つの隣接するサブバンドの前記複数のパラメータのうちの他のパラメータとの比較に少なくとも部分的に基づいて適切な画質を有すると決定される、請求項17に記載の方法。
- 前記画像上のグラフィカルなオーバレイとして前記複数のサブバンドを表示するステップを更に有する、請求項16に記載の方法。
- 前記肝臓領域における前記複数のサブバンドのうちの1つのサブバンドにおける第1の関心領域を指示する第1のユーザ入力を受け取るステップと、
前記腎臓領域における前記複数のサブバンドのうちの前記サブバンドにおける第2の関心領域を指示する第2のユーザ入力を受け取るステップと、
前記第1の関心領域と前記第2の関心領域とに少なくとも部分的に基づいて、肝腎指数を計算するステップと、
を更に有する、請求項19に記載の方法。
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