JP6665167B2 - スクリーニング用途のための高調波画像及び基本波画像の並行取得 - Google Patents

Description

本開示は、医療機器に関し、より具体的には、単一のスクリーニング取得中に様々な撮像モード（例えば、基本波画像及び高調波画像）が取得され、その結果、後で任意のモードを選択的にレビューすることができる超音波診断に関する。

乳房（ｂｒｅａｓｔ）密度は、マンモグラフィによる癌検出失敗の最大の予測因子の１つであり、乳癌リスクのよく定着した予測因子でもある。乳房超音波スクリーニングの基本概念とは、操作者は、超音波画像の解釈に熟練していようといまいと、可能な限り効率的に乳房組織のすべてをカバーする超音波画像を取得する、というものである。この取得は、フリーハンドで実行されてもよいし、電磁（ＥＭ）追跡を使用してフリーハンドで実行されてもよい。この取得は、半自動でもよいし、全自動でもよい。これらの場合のすべてにおいて、これらの画像の判読及び解釈は、放射線専門医によってオフラインで非常に効率的に実行される。放射線専門医は、ワークステーション上で画像一式をレビューし、「Ｃ」面画像など、収集された画像からレンダリングされる画像もレビューし得る。

疑わしい所見のある患者は、超音波診断のために再度呼び出される。放射線専門医は、関連コストが発生し、患者が不安になっても、患者を再度呼び出す必要があるかどうかについての重要な判断を下すことになるので、例えば、病変がただの単純性嚢胞ではなく本当に疑わしいのかどうかを判断するのに、可能な限り多くの情報を放射線専門医が有することが重要になる。

旧来の超音波診断においては、疑わしい病変の特徴が調べられるが、その際、病変が癌の特徴を有しているか、それとも良性である可能性の方が高いかどうかを判断するために数多くの異なる超音波撮像モードを使用することが典型的な臨床診療である。例えば、基本波撮像は、典型的には、充実性病変の内部構造を視覚化するのに最適であるが、これに対し、高調波撮像は、クラッターアーチファクトが減少されるため、嚢胞を識別するのに最適である。空間合成（例えば、ＳｏｎｏＣＴ）は、病変の縁辺を視覚化するのに最適であり、その縁辺の不規則性は、悪性腫瘍の重要なインジケータである。空間合成は、シャドーイングを抑制するというマイナス面を有する。シャドーイング自体は、重要なインジケータである。

既存の乳房超音波スクリーニングソリューションにおける限界の１つは、画像が手作業で取得されるか、自動で取得されるかにかかわらず、例えば、基本波又は高調波、空間合成又は合成なし、カラー、カラーパワーアンジオプラスティ、エラストグラフィなど、取得のために使用する最適な超音波撮像モードを操作者が判断しなければならないことである。これは、すべてのモードでスイープを再取得するだけの時間がなく、検査を判読する放射専門医にとって、データセットすべてを個別にレビューするだけの時間がないからである。実際には、スクリーニングは、典型的には、基本波モードで実行される。というのも、高調波モードでは、病変に由来する影がより濃くなり、クーパー靱帯などの複数の他のターゲットによって影が生じる場合もあるからである。これらの影により、画像の以降の判読が、放射線専門医にとって大幅に難しくなる。例えば、濃い影は、「Ｃ」面レンダリング画像において低エコー病変のように見える可能性があり、クーパー靱帯に由来する影が、非常に紛らわしくなる可能性がある。このため、典型的なスクリーニングワークフローでは、放射線専門医は、（空間合成を使った、又は空間合成を使わない）基本波画像に制限され、病変が疑わしいかどうかを判断するのを補助するために高調波を使用したり、合成を有効／無効にしたりすることはできない。

本原理に従えば、単一の取得スキャンで複数のレビューモードを提供するための方法は、単一の取得シーケンス中にリアルタイムで画像取得モードを切り替えることにより、複数の撮像モードについての画像フレームを取得することを含む。画像フレームは、以降のレビューのために、各取得モードについて非一時的メモリに記憶される。レビュー中、複数の画像モードの各々が単一の取得シーケンスからレビューのために利用可能であるように、選択された撮像モードについての記憶された画像から、複数の撮像モードの各々についての表示が選択的に生成される。

単一の取得スキャンで複数のレビューモードを提供するための別の方法は、単一の取得シーケンスにおいて、複数の撮像モードの各々について、相対的フレームレートを選択することと、単一の取得シーケンス中に画像取得モードを切り替えることにより、複数の撮像モードについての画像フレームを取得することと、単一の取得中に単一の撮像モードを表示することと、画像フレームを、以降のレビューのために、各取得モードについて非一時的メモリに記憶することと、レビュー中、複数の画像モードの各々が単一の取得シーケンスからレビューのために利用可能であるように、ユーザによって選択された、記憶された画像から、複数の撮像モードの各々についての表示を生成することと、を含む。

単一の取得スキャンで複数のレビューモードを提供するための別の方法は、単一の取得シーケンス中に、複数の撮像モードを生成するための生データを含む画像フレームを取得することと、画像フレームを、以降のレビューのために非一時的メモリに記憶することと、レビュー中、単一の取得シーケンスからの生データを後処理することにより複数の画像モードの各々が生成されるように、ユーザによって選択された、記憶された画像から、複数の撮像モードの各々についての表示を生成することと、を含む。

単一の取得スキャンで複数のレビューモードを提供するためのシステムは、単一の取得シーケンス中に画像取得モードを自動的に切り替えることにより、複数の撮像モードについての画像フレームを取得するように構成される超音波撮像デバイスを含む。代替的に又は組み合わせで、生データが超音波撮像デバイスにより収集され、当該生データから複数の撮像モードを生成するように後処理される。メモリデバイスは、各取得モードについて、以降のレビューのために、画像フレームを非一時的メモリに記憶するように構成される。レビュー用ワークステーションは、複数の撮像モードの各々が単一の取得シーケンスからレビューのために利用可能であるように、選択された撮像モードについての記憶された画像から複数の撮像モードのうちの１つを表示するためのディスプレイを有する。

本開示のこれら及び他の目的、特徴、並びに利点は、添付の図面に関連して読まれるべき以下の本開示の例示的な実施形態の詳細な説明から明らかになるであろう。

本開示は、好ましい実施形態についての以下の説明を、以下の図面を参照して詳細に提示する。

１つの実施形態に従って単一の取得シーケンスで複数の撮像モードを収集するように構成されるウルトラソニックシステムを示すブロック／フロー図である。 １つの実施形態に従って２つの撮像モードについて画像を取得するための交互モードパターンを示す図である。 別の実施形態に従って１つ以上の撮像モードについて設定数のシーケンシャルフレームで画像が撮影される、画像を取得するための交互モードパターンを示す図である。 １つの実施形態に従って単一の取得シーケンスからの記憶済みウルトラソニック画像をレビューするためのレビュー用ワークステーションを示すブロック／フロー図である。 例示的な実施形態に従って単一の取得スキャンで複数のレビューモードを提供するための方法を示すブロック／フロー図である。

本原理に従えば、例えば、基本波撮像、高調波撮像、カラー撮像、カラーパワーアンジオプラスティ撮像、エラストグラフィ撮像などの複数の撮像モードを生成するために、単一のスキャン中に取得される超音波データを用いることができる超音波スクリーニング方法及び超音波スクリーニングシステムが提供される。旧来のスキャンプロセス及びレビュープロセスは、しばしば、スキャンモードが典型的には単一の撮像モードに対応している、組織の自動スキャニングを用いる。本原理に従えば、単一スキャンは、複数の異なる撮像モードについての複数のフレームを順次提供する。これらのフレームは、記憶され、後で、複数の撮像モード各々についてのレビューのために表示を生成するために用いられることができる。言い換えれば、単一スキャンの結果、（例えば、基本波、高調波、合成を使った基本波などの）複数の特定モードスキャンを必要とすることなく、基本波画像、高調波画像などがレビューされる。超音波診断（例えば、リアルタイムスキャニング）では、病変の特徴を調べるために基本波撮像と高調波撮像を両方とも使用することが一般的である。これは、基本波撮像及び高調波撮像の各々が何らかの固有の情報を提供するからである。超音波診断中、様々な撮像モードが用いられる。しかしながら、記憶された超音波画像を使用してスクリーニングするために、撮像モードは、スキャン中にあらかじめ選択されており、異なる撮像モードを用いることは、レビュー担当者にはできなかった。本原理に従えば、スクリーニング取得中に、複数の撮像モード（例えば、基本波画像及び高調波画像）が収集されて、後でレビュー中に臨床医がどちらかのモードで調べることができる。これは、十分に生のデータを収集し、ソフトウェア後処理を適用することで所望のモードを生成することによって達成されてもよいし、取得中、設定された持続時間の間、モード間を自動的に切り替えることにより複数のモードについてのデータを取得することによって達成されてもよい。

本発明は、医療機器に関して説明されるが、本発明の教示は、はるかに広く、任意のウルトラソニック撮像システム及び方法に適用できることを理解されたい。いくつかの実施形態では、本原理は、複雑な生物システム又は機械システムを追跡又は分析するのに用いられる。特に、本原理は、生物システムの内部追跡処置、即ち、乳房、肺臓、消化管、排泄器官、血管、肝臓など、身体のすべてのエリアにおける処置に適用できる。図に示されている要素は、ハードウェア及びソフトウェアの種々の組み合わせで実装され、単一の要素又は複数の要素において組み合わされる機能を提供する。

図に示される種々の要素の機能は、専用のハードウェアを使用することによっても、ソフトウェアを実行可能なハードウェアを適切なソフトウェアと連携して使用することによっても、提供されることができる。プロセッサによって提供される場合、これらの機能は、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、又は複数の個々のプロセッサ（そのうちのいくつかは共有されることができる）によって提供されることができる。また、用語「プロセッサ」又は「コントローラ」の明示的使用は、ソフトウェアを実行することができるハードウェアを排他的に言及するものと解釈されるべきではなく、デジタル信号プロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ（「ＤＳＰ」））ハードウェア、ソフトウェアを記憶するための読み出し専用メモリ（ｒｅａｄ‐ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ（「ＲＡＭ」）、不揮発性記憶装置などを暗黙に含むことができるが、これらに限定されない。

また、本発明の原理、態様、及び実施形態、並びにそれらの具体的な例を説明する本明細書におけるすべての記述は、それらの構造的均等物及び機能的均等物を両方とも包含するように意図されている。加えて、そのような均等物は、現在知られている均等物、及び将来開発される均等物（即ち、構造に関係なく同じ機能を実行する、開発される要素はどれでも）の両方を含むことを意図している。このため、例えば、本明細書に記載されるブロック図は、本発明の原理を具体化する例示的なシステム構成要素及び／又は回路の概念図を表すことが当業者には理解されるであろう。同様に、フローチャート、フロー図などはどれも、コンピュータ可読記憶媒体において実質的に表される種々のプロセスであって、そのため、コンピュータ又はプロセッサが明示的に示されていようがいまいが、そのようなコンピュータ又はプロセッサにより実行される、種々のプロセスを表すことが理解されるであろう。

さらに、本発明の実施形態は、コンピュータ若しくは任意の命令実行システムによって又はコンピュータ若しくは任意の命令実行システムに関連して使用されるためのプログラムコードを提供するコンピュータ使用可能記憶媒体又はコンピュータ可読記憶媒体からアクセスできるコンピュータプログラムプロダクトの形式をとることができる。この説明のために、コンピュータ使用可能記憶媒体又はコンピュータ可読記憶媒体としては、命令実行システム、装置、又はデバイスによって、又は命令実行システム、装置、又はデバイスに関連して使用されるためのプログラムを含む、記憶する、通信する、伝搬する、又は伝送する任意の装置が可能である。この媒体としては、電子、磁気、光、電磁、赤外線、若しくは半導体のシステム（若しくは装置、若しくはデバイス）、又は伝搬媒体が可能である。コンピュータ可読媒体の例は、半導体メモリ又はソリッドステートメモリ、磁気テープ、取り外し可能コンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、固定磁気ディスク、及び光ディスクを含む。光ディスクの現在の例は、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクトディスク読み出し／書き込み可能（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）メモリ、Ｂｌｕ−Ｒａｙ（商標）、及びＤＶＤを含む。

以下、図面を参照するが、図中、同様の数字は同じ又は同様の要素を表す。最初に図１を参照して、本原理に従って構築された超音波撮像システム１０をブロック図形式で示す。図１のウルトラソニック診断撮像システムにおいて、超音波システム１０は、ウルトラソニックウェーブを送信してエコー情報を受信するためのトランスデューサ又はトランスデューサアレイ１４を有するプローブ１２を含む。当該技術分野では、様々なトランスデューサアレイがよく知られている。例えば、線形アレイ、凸状アレイ、又はフェーズドアレイが挙げられる。例えば、トランスデューサアレイ１４は、２Ｄ撮像及び／又は３Ｄ撮像のために垂直次元と方位次元の両方においてスキャンすることができるトランスデューサ素子の（示されているような）二次元アレイを含むことができる。トランスデューサアレイ１４は、プローブ１２内のマイクロビームフォーマ１６に結合され、マイクロビームフォーマ１６は、当該アレイ内のトランスデューサ素子による信号の送信及び受信を制御する。この例では、マイクロビームフォーマ１６は、プローブケーブルによって、送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ１８に結合され、このスイッチは、送信と受信を切り替え、高エネルギ送信信号からメインビームフォーマ２２を保護する。いくつかの実施形態では、このシステムにおけるＴ／Ｒスイッチ１８及び他の要素は、別々の超音波システムベース内ではなく、トランスデューサプローブ内に含まれることができる。マイクロビームフォーマ１６の制御下でのトランスデューサアレイ１４からのウルトラソニックビームの送信は、Ｔ／Ｒスイッチ１８に結合された送信コントローラ２０と、ビームフォーマ２２とによって指示される。ビームフォーマ２２は、ユーザインターフェース又は制御パネル２４のユーザ操作からの入力を受信する。

１つの実施形態に従って、送信コントローラ２０は、複数の撮像モードで複数のエコー／画像を並行して取得（受信）するために、１つ以上のフレームに対応する撮像モードを自動的に切り替える。ユーザは、インターフェース２４、特にフレームレート制御４８を使用して撮像モード間の相対的フレームレートを調整する。送信コントローラ２０によって制御される別の機能は、ビームを向ける方向である。ビームは、トランスデューサアレイ１４から（アレイに直角に）まっすぐ前方へ向けられてもよいし、より広い視野のために様々な角度に向けられてもよい。マイクロビームフォーマ１６によって生成される部分的にビーム形成される信号は、メインビームフォーマ２２に結合され、ここで、トランスデューサ素子の個々のパッチからの部分的にビーム形成された複数の信号が組み合わさって、１つの完全にビーム形成された信号になる。

ビーム形成された信号は、信号プロセッサ２６に結合される。信号プロセッサ２６は、バンドパスフィルタリング、デシメーション、Ｉ及びＱ構成要素分離、並びに高調波信号分離などの種々の様式で、受信されたエコー信号を処理することができる。信号プロセッサ２６は、スペックル低減、信号の合成、及び雑音除去など、追加の信号強調も実行する場合がある。処理された信号は、Ｂモードプロセッサ２８に結合される。Ｂモードプロセッサ２８は、体内の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２８によって生成される信号は、スキャンコンバータ３０及び多断面リフォーマッタ３２に結合される。スキャンコンバータ３０は、受信されたエコー信号の出所の空間関係におけるエコー信号を、所望の画像フォーマットで配置する。例えば、スキャンコンバータ３０は、エコー信号を二次元（２Ｄ）扇形フォーマット、又はピラミッド型三次元（３Ｄ）画像になるように配置する場合がある。米国特許第６，４４３，８９６号（Ｄｅｔｍｅｒ）に記載されているように、多断面リフォーマッタ３２は、身体の容積領域における共通面内の複数の地点から受信されるエコーを、その面の１つのウルトラソニック画像に変換することができる。例えば、米国特許第６，５３０，８８５号（Ｅｎｔｒｅｋｉｎ他）に記載されているように、ボリュームレンダラー３４は、３Ｄデータセットのエコー信号を、所与の基準点から見た投影３Ｄ画像に変換する。２Ｄ画像又は３Ｄ画像は、スキャンコンバータ３０、多断面リフォーマッタ３２、及びボリュームレンダラー３４から画像プロセッサ３６に結合されて、画像ディスプレイ３８上での表示のためにさらなる強調、バッファリング、及び一時的記憶が実行される。グラフィックスプロセッサ４０は、超音波画像とともに表示するために、グラフィックオーバーレイを生成することができる。これらのグラフィックオーバーレイ又はパラメータブロックは、例えば、患者名、画像の日時、撮像パラメータ、フレームインデックスなどの標準的な識別情報を含むことができる。これらの目的で、グラフィックスプロセッサ４０は、タイプ入力された患者名など、ユーザインターフェース２４からの入力を受信する。ユーザインターフェース２４は、複数の多断面再フォーマット（ＭＰＲ）画像の表示を選択して制御するために、多断面リフォーマッタ３２にも結合されることができる。

本原理に従えば、スクリーニング超音波データは、例えば、疑わしい病変などの特徴を調べるのを助けるために、しかし取得又はレビューのためのワークフローを大幅に複雑化したり延長したりすることなく、オフラインの読者／レビュー担当者でも複数の撮像モードにアクセスすることができるようにするフォーマットで、取得され且つメモリ４２に記憶される。１つの実施形態では、超音波システム１０は、例えば、基本波、高調波などのモードが交互に入れ替わる複数の画像を取得するようにプログラムされる。１つの例では、操作者にとって取得を容易にするために、ディスプレイ３８上に基本波（又は高調波）画像のみが示され、他の画像は取得されるが示されない。メモリ４２は、複数のメモリ構造内に複数のフレームを記憶するか、又は同じモードのフレームを論理的に接続する（例えば、ポイントする、又は索引付けする）。これは、各撮像モードにどのフレームが関連付けられるのかを指定するために、索引付け、多重化、又は他の手法を使用することによってストリームのフレームを編成することを含む。１つの実施形態では、特定の撮像モードで画像を再生成しようとする際に容易にアクセスできるように、これらのフレームは、別々のデータ構造４４、４６に記憶される。メモリ４２は、スキャンコンバータ３０の後に配置されているものとして示される。しかしながら、メモリ４２は、信号経路内のどの位置でデータを記憶してもよい。特に有用な実施形態では、記憶されるデータは、十分に生のデータであり、この十分に生のデータは、複数のモードでレンダリングのためにその生データが利用可能となるように、信号経路内でより早期に記憶される必要がある。そのような場合には、モード間の切り替えは不要である。というのも、レビュー中に又はレビューのために所望のモードを生成するために後処理においてこれらのモードを再作成するために上記データは記憶されるからである。

１つのモードの解像度は、フレームレート制御４８を使用して調整される。他のモードとの対比で１つのモードについてのフレーム数を調整するためにフレームレート制御４８が用いられる。フレームレート制御４８は、ソフトウェア、ハードウェア、又はその両方の組み合わせで実装されてよい。これについて、図２Ａ及び図２Ｂを参照してさらに説明する。

図２Ａ及び図２Ｂを参照して、図面は、撮像モードフレーム収集を例示的に示す。図２Ａは、取得されたフレーム１５０を示す。取得されたフレーム１５０は、第１のモード（モードＡ）と第２のモード（モードＢ）とが交互に入れ替わる。１つの実施形態では、モードＡ及びモードＢは、基本波撮像モード及び高調波撮像モードを含む。各モードについて、フレームレートは２分の１だけ減少されるが、超音波システムは今や高フレームレートで画像を取得できるので、精度／解像度が損なわれることはない。例えば、フレームレート設定（速度）は１００Ｈｚを超えるのが好ましい。

撮像モードストリームは分離され、例えば、基本波撮像及び高調波撮像の両方のストリームは、別々だがリンクされたループとして記憶され、エクスポートされる。このリンキングは、タイムスタンプ、フレーム数、索引などの使用を含む。放射線専門医が最初にデータをレビューする場合、放射線専門医は、基本波画像のみを調べる場合がある。これは、これらの基本波画像が、最小のアーチファクトシャドーイングを有するため、疑わしい病変を発見するために最も効率的だからである。しかしながら、疑わしい病変が識別されると、放射線専門医は、同じ場所から得られた対応する高調波画像に切り替えることができ、その結果、両方のモードから診断情報を得ることができる。この説明は、画像のスクリーニングに言及し、画像のスクリーニングは、典型的には、スキャニングとは別個のプロセスで実行されることに注意されたい。スキャンされた画像は、しばしば、設定された１つの撮像モードでスキャンされたものである。旧来のシステムでは、レビュー担当者は、しばしば、選択された撮像モードを変更できない。本原理に従えば、同じワークフローが、複数の撮像モードへのアクセスを提供する。これらの撮像モードは、その後になって（必ずしもスキャニング中でなくても良い）集約され、レビュー担当者は、最小限の精度の低下で、スキャニングプロセス中に時間を無駄にすることなく、表示する撮像モードを選択することができる。このスクリーニングプロセスは、別個の時間及び／又は場所においての、例えば、レビュー用に構成されたワークステーションにおいての画像のレビューを含む。

図２Ｂは、撮像モードごとに１つ又は複数のフレーム１６０が収集される、より一般的なフレーム収集方式を示す。１つの実施形態では、モードＡのフレームが１つ収集された後、モードＢのフレームがＮ（整数）個収集され、その後、これが繰り返される。別の実施形態では、モードＡのフレームがＮ個撮影された後、モードＢのフレームが１つ撮影され、その後、これが繰り返される。さらに別の実施形態では、モードＡのフレームがＮ個収集された後、モードＢのフレームがＮ個収集され、その後、これが繰り返される。他の実施形態では、より多くの数のモードが用いられ、フレーム数の様々な組み合わせが用いられる。ある特定の撮像モードについての追加のフレーム数は、１つ又は複数の他の撮像モードと比べてその撮像モードについての解像度を増加するために選択される。フレーム数に関するこれらの調整は、経験、所望の結果、又は他の基準に基づいてスキャニングのために選択される。

空間合成撮像又は空間合成（ＳｏｎｏＣＴ）は、トランスデューサアレイの電子ビーム方向操作を使用して様々な視野角から対象物の複数（例えば、３〜９）の重複スキャンをすばやく取得する超音波手法である。これらの単一角度スキャンは平均化されて、以降の各スキャンによって更新される１つの多角度合成画像を形成する。合成撮像は、主にスペックル、クラッタ、及び他の音響アーチファクトが減少するため、旧来の超音波と比較して改善された画像品質を示し、改善されたコントラスト分解能及び組織分化を提供し、これらは、乳房、周辺の血管、及び筋骨格外傷を撮像するのに有益である。

本原理に従えば、空間合成のオンオフ切り替えは、ユーザによってスクリーニング段階でも対応されることができる。超音波データは、ＳｏｎｏＣＴ（及び、所望であれば、基本波モード及び高調波モード）で取得され、操作者又はスキャン担当者にはＳｏｎｏＣＴ画像が見えるが、メモリ４２内には、合成されたフレームではなく、構成要素のフレームが（例えば、別個のモードとして）記憶される。レビュー中、ワークステーションのソフトウェアは、放射線専門医に提示するＳｏｎｏＣＴ画像を生成するのに必要な合成ステップを実行する。或いは、放射線専門医は、非ＳｏｎｏＣＴ画像を表示する（即ち、病変のシャドーイングを診断する）ことを選択することができ、その場合、方向操作されていない構成要素の画像のみが提示される。画像ストリームの後処理は、モード切り替え処理ステップを伴って実行されてもよいし、モード切り替え処理ステップを伴わずに実行されてもよい。例えば、切り替えモードデータの集まりを後処理することで、合成のオンオフを切り替えることができる。同様に、十分に生のデータを収集して後処理することで、合成のオンオフを切り替えることができる。

図３を参照して、１つの実施形態に従った、超音波画像をレビューするためのシステム１００が例示的に示される。システム１００は、ワークステーション又はコンソール１１２を含み、ここから、画像をレビューし、モードを選択する。ワークステーション１１２は、好ましくは、１つ以上のプロセッサ１１４と、プログラム、アプリケーション、及びデータを記憶するためのメモリ１１６と、を含む。メモリ１１６は、１つ以上の撮像モードの表示のために画像フレームを収集及びレンダリングするように構成される画像レンダリングモジュール１１５を記憶する。

画像レンダリングモジュール１１５は、画像データを受信し、表示のために複数の画像モードをリンク又は処理するように構成される。画像１３４は、メモリ１１６内に記憶されているフレーム１４０から生成されることができ、表示デバイス１１８上に表示されることができる。ワークステーション１１２は、被験者（例えば、患者）の内部画像をレビューするためにディスプレイ１１８を含む。ディスプレイ１１８により、ユーザは、ワークステーション１１２、並びにその構成要素及び機能、又はシステム１００内の任意の他の要素と対話することもできる。これは、インターフェース１２０によってさらに容易になる。インターフェース１２０は、ワークステーション１１２からのユーザフィードバック及びワークステーション１１２との対話を可能にするために、キーボード、マウス、ジョイスティック、ハプティックデバイス、又は他の任意の周辺機器若しくは制御を含む。

１つの実施形態では、各撮像モードが順次取得されるため、各モードは、例えば、取得設計（例えば、走査線密度、焦点ゾーン（ｆｏｃａｌ ｚｏｎｅ））、信号及び画像処理、表示パラメータなどに関して妥協することなく完全に最適化されることができる。例えば、ＳｏｎｏＣＴ（空間合成）の場合には、方向操作されていないフレームは、他の構成要素フレームと異なった指定がされてよい。というのも、この方向操作されていないフレームが、合成の恩恵なしに単独で視覚化されるからである。即ち、そのフレームは、異なる走査線密度、より多くの焦点ゾーン、より多くの周波数合成、又は異なる表示マップを有してよい。

別の実施形態では、画像のレビュー及び解釈は、システム１０（図１）上で実行されてもよいし、システム１０から外れてワークステーション１１２上で実行されてもよい。どちらの場合も、画像レンダリングモジュール１１５のレビュー用ソフトウェアは、提示されている別々のモードを適正に処理する機能をサポートすることができる必要がある。一方が高調波撮像で他方が基本波撮像の場合、これには、適切なデータストリームから画像を取り出し、好適な表示マップを適用することのみが伴う。一方がＳｏｎｏＣＴで他方が非ＳｏｎｏＣＴの場合、画像レンダリングモジュール１１５のレビュー用ソフトウェアは、方向操作されていないフレームのみを抽出し、非ＳｏｎｏＣＴに適切な表示マップを適用すること、又は、すべてのフレームを抽出して、これらのフレームに合成アルゴリズムを適用し、加えて、ＳｏｎｏＣＴに適切な表示マッピングを適用すること、ができる必要がある。

代替の実施形態に従えば、モードを切り替えることによって画像を取得するのではなく、取得は、十分に生のデータストリームとして得られる。そのような実施形態では、取得（最初のスキャン）は、取得される撮像のすべてが、２つ以上のモードで表示するのに利用されることができる（即ち、交互モードがない）ため、より効率的である。例えば、レビュー中に表示される基本波画像及び高調波画像は両方とも、同じ取得及び同じデータから抽出される。データから抽出されるモードは、モード切り替えではなくソフトウェア操作に基づいてよい。例えば、モード構成要素をすべて含む単一の種類のデータ取得が記憶され、これらのモード構成要素は、例えば、ＩＱデータのバンドパスフィルタリングや、異極性の送信波形で取得される無線周波数（ＲＦ）データに異なる総和重みを適用することなど、画像レンダリングモジュール１１５による追加の処理を通じて分離される。記憶されるデータは、すべてのモード（例えば、基本波及び高調波）の構成要素が十分な品質で抽出されることができるように、十分に生の（即ち、最小限に処理された）フォーマットで記憶される。

例えば、レビュー中に表示される基本波画像及び高調波画像は両方とも、同じ取得から抽出される。スキャニング中、基本波構成要素及び高調波構成要素の両方（並びに、他のモード）を含む１種類の取得のみが定義され記憶され、これらの構成要素は、ワークステーション１１２において追加処理を通じて分離される。この追加処理は、画像レンダリングモジュール１１５により実行され、画像フィルタリング、ＩＱデータのバンドパスフィルタリング、異極性の送信波形で取得されたＲＦデータへの異なる総和重みの適用、などの機能を含む。

本原理は、乳房スクリーニング又は他のスクリーニング処置のためなど、医療処置において特に有用である。本原理は、取得中に行う解釈を最小限にして、すばやく取得をした後、取得後の解釈及びレビューを徹底的に行う必要性を伴うどの臨床用途にも適用可能である。１つの例は、超音波による肝臓癌についてのスクリーニングを含む。本原理に対応するターゲットプラットフォームは、スクリーニングのために設計された任意の超音波システム及びワークステーションを含む。

図４を参照して、単一の取得スキャンで複数のレビューモードを提供するための方法が例示的に示される。ブロック２０２で、取得シーケンスにおける複数の撮像モードの各々について、相対的フレームレートが選択される。このフレームレートは、異なる連続した持続時間の間、複数の異なる撮像モード間で切り換えて、撮像モードごとに、受信されるフレームの数を制御するように、（例えば、トランスミッタを制御することによって）システム内にプログラムされる。撮像モード間の相対的フレームレートは、取得シーケンスにおける複数の撮像モードのうちの少なくとも１つについての連続フレームの整数倍を含む。

ブロック２０４で、画像フレームが取得される。これは、単一の取得シーケンス中に画像取得モードを切り替えることにより、複数の撮像モードについての画像フレームを取得することを含む。ブロック２０６で、撮像フレームは、少なくとも２つの（例えば、２つの）撮像モードから取得されてよいし、画像取得モードは、これら２つのモードの各々について交互にフレームが取得されるように切り替えられる。代替的に、画像フレームを取得することは、ブロック２０５で、ソフトウェア処理によって複数のモードで画像を生成するために、十分に生のデータを取得することを含む。これは、即ち、収集されたデータが、複数の所望の撮像モダリティの各々を生成するのに十分な情報を含むことを意味する。１つの実施形態では、ブロック２０７で、少なくとも２つの撮像モードを生成するために生データが取得される。

撮像モードは、ウルトラソニック撮像モードを含み、ウルトラソニック撮像モードは、基本波、高調波、合成基本波、合成高調波、カラー、カラーパワーアンジオプラスティ、エラストグラフィなどのうちの１つ以上を含む。取得中、画像フレームは、スキャンによって取得され、単一の取得中に単一の撮像モードで操作者に表示される。

ブロック２０８で、以降のレビューのために、取得モードごとに画像フレームが非一時的メモリに記憶される。この記憶には、特定のモードの画像を一緒にして（別個のデバイス、メモリパーティションなどに）記憶すること、特定のモードの画像を論理的にリンクすること、画像の索引付けを用いてルックアップテーブルを提供すること、十分に生のデータからモード画像を生成することなどが含まれる。

ブロック２１０で、レビュー中（例えば、スキャン後、スキャンをしていない状態で）、単一の取得シーケンスからレビューのために複数の画像モードの各々が利用可能であるように、選択された撮像モードについての記憶された画像から、複数の撮像モードの各々についての表示が選択的に生成される。画像の生成には、十分に生のデータを後処理すること、単一の撮像モードから収集されたフレームのグループ化を提供すること、などが含まれる。

レビュー担当者は、各撮像モードの長所を用いることによって、より正確な結果を得るために、異なる撮像モード、例えば、基本波モード、高調波モード、合成基本波モード、合成高調波モードなどの間で切り替えることができる。所望の撮像モードがすべて利用可能であるため、旧来のワークフローなどで他の撮像モードで患者を再スキャンする必要が大幅に減少する。複数の撮像モードには、器官内の病変を識別するために用いられる様々な診断情報を発見するための、又は他の用途のための、複数の撮像モードが含まれる。そのような用途には、乳癌のスクリーニング、肝臓癌のスクリーニングなどが含まれる。

ブロック２１２で、記憶された画像を使用した合成を有効化／無効化することは、ソフトウェア機能を使用して実行される。他の画像処理機能も、ソフトウェア機能を使用して実行されてよく、例えば、フィルタリング、コントラスト強調、生データからのモードの生成などが挙げられる。

添付の特許請求の範囲を解釈するにあたり、以下を理解されたい：
ａ）「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という言葉は、所与の請求項に列挙された要素又は行為以外の要素又は行為の存在を排除するものではない；
ｂ）要素の前に付く「ａ」又は「ａｎ」という言葉は、そのような要素が複数存在することを排除するものではない；
ｃ）特許請求の範囲内の参照符号はすべて、特許請求の範囲を限定するものではない；
ｄ）複数の「手段」は、同一のアイテム又はハードウェア若しくはソフトウェアで実装される構造若しくは機能により表現されてもよい；
ｅ）特記されていない限り、複数の行為に特定のシーケンスが求められることは意図されない。

スクリーニング用途のために高調波画像及び基本波画像を並行して取得するための好ましい実施形態を説明してきたが、（それらは例示を意図し、限定を意図するものではないが、）上述の教示に照らして当業者により修正及び変形がなされることができることを注記しておく。したがって、本開示の開示された特定の実施形態において変更がなされることができ、それらの変更は添付の特許請求の範囲によって概説される本明細書に開示された実施形態の範囲内であると理解されたい。特許法により求められる特殊性及び詳細事項を以上に述べてきたが、特許請求され且つ特許証による保護が望まれる内容は、添付の特許請求の範囲に明記される。

Claims (13)

1. 単一の取得シーケンスで複数のレビューモードを提供するための方法であって、
   単一の取得シーケンス中にリアルタイムで、少なくとも基本波取得モード及び高調波取得モードを含む超音波画像取得モードの間で切り替えることにより、少なくとも基本波モード及び高調波モードを含む複数の超音波撮像モードについての画像フレームを取得するステップと、
   前記画像フレームを、以降のレビューのために、前記超音波画像取得モードの各々について非一時的メモリに記憶するステップと、
   レビュー中、前記複数の超音波撮像モードの各々が前記単一の取得シーケンスからレビューのために利用可能であるように、記憶された前記画像フレームから、前記複数の超音波撮像モードの各々についての表示を選択的に生成するステップと、
   記憶された前記画像フレームを使用した合成を有効化／無効化するステップと、
   を含む、方法。
2. 前記単一の取得シーケンスにおいて、前記複数の超音波撮像モードの各々について、相対的フレームレートを選択するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 画像フレームを取得する前記ステップは、２つの撮像モードから画像フレームを取得するステップを含み、前記超音波画像取得モードは、前記２つの撮像モードの各々について交互にフレームが取得されるように切り替えられる、請求項１に記載の方法。
4. 画像フレームを取得する前記ステップは、前記単一の取得シーケンス中に単一の撮像モードを表示するステップを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記複数の超音波撮像モードは、第１の診断情報を発見するための第１の撮像モードと、器官内の病変を識別するための第２の診断情報を発見するための第２の撮像モードと、を含む、請求項１に記載の方法。
6. 単一の取得シーケンスで複数のレビューモードを提供するためのコンピュータ可読プログラムを含む非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータ可読プログラムは、コンピュータ上で実行されると、請求項１に記載の方法のステップを前記コンピュータに実行させる、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
7. 単一の取得シーケンスで複数のレビューモードを提供するためのシステムであって、
   単一の取得シーケンス中に、少なくとも基本波取得モード及び高調波取得モードを含む超音波画像取得モードの間で自動的に切り替えることにより、少なくとも基本波モード及び高調波モードを含む複数の超音波撮像モードについての画像フレームを取得する超音波撮像デバイスと、
   前記超音波画像取得モードの各々について、以降のレビューのために、前記画像フレームを非一時的メモリに記憶するメモリデバイスと、
   前記複数の超音波撮像モードの各々が前記単一の取得シーケンスからレビューのために利用可能であるように、記憶された前記画像フレームから前記複数の超音波撮像モードのうちの１つを表示するためのディスプレイを有するレビュー用ワークステーションと、
   を含み、
   前記レビュー用ワークステーションは、記憶された前記画像フレームを使用した合成を有効化／無効化する、システム。
8. 前記単一の取得シーケンスにおいて、前記複数の超音波撮像モードの各々について、シーケンシャルフレームの数を設定するための相対的フレームレートの制御をさらに含む、請求項７に記載のシステム。
9. 前記相対的フレームレートは、前記単一の取得シーケンスにおける前記複数の超音波撮像モードのうちの少なくとも１つについての連続フレームの整数倍を含む、請求項８に記載のシステム。
10. 前記複数の超音波撮像モードは２つの撮像モードを含み、前記撮像モードは、前記２つの撮像モードの各々について交互にフレームが取得されるように切り替えられる、請求項７に記載のシステム。
11. 前記複数の超音波撮像モードは、合成基本波モード、合成高調波モード、カラーモード、カラーパワーアンジオプラスティモード、及び／又はエラストグラフィモードのうちの１つ以上をさらに含む、請求項７に記載のシステム。
12. 前記レビュー用ワークステーションは、前記超音波撮像デバイスによって収集された生データから複数の超音波撮像モードを生成するために前記生データを後処理する画像レンダリングモジュールを含む、請求項７に記載のシステム。
13. 前記レビュー用ワークステーションは、乳癌のスクリーング用である、請求項７に記載のシステム。