JP7253540B2 - 患者適応型のせん断波生成による超音波せん断波イメージング - Google Patents
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Description
超音波システムによるせん断波速度の測定は、せん断波生成段階とせん断波追跡段階との2つの段階で行われる。生成段階では、プッシュパルスと呼ばれる比較的エネルギーの高いパルス(つまり、高い機械的インデックスMIを伴う)が被検体のある点に収束され、収束したエネルギーによって物理的な組織運動が引き起こされる。
その後、追跡段階中に、せん断波がプッシュパルスの位置から横方向外向きに発散し、追跡パルスと呼ばれる問合せ(interrogation)パルスによってサンプリング及び追跡される。せん断波生成段階及び追跡段階は、順次又は並行して行われ得る。この追跡段階中に、図1のマルチライン受信ビームフォーマは、図2aに示されるように、せん断波の移動の測定のための単一の送受信間隔中にエコー信号の空間的に異なる複数の受信ライン(Aライン又は追跡ライン)を生成する。エコー信号は、信号プロセッサ22によってフィルタリング、ノイズ低減等によって処理され、次に、Aラインメモリ24に記憶される。同じ空間ベクトル位置に関連する時間的に異なるAラインサンプルは、画像フィールドの共通点に関連するエコーのアンサンブルにおいて互いに関連付けられる。同じ空間ベクトルの連続するAラインサンプリングのr.f.エコー信号は、ベクトル上のサンプリング点毎に組織変位のサンプルのシーケンスを生成するAラインr.f.相互相関器26によって相互相関される。あるいはまた、空間ベクトルのAラインをドップラー処理して、ベクトルに沿ったせん断波の動きを検出するか、他の位相感知の手法を使用できる。波面ピーク検出器28は、Aラインベクトルに沿ったせん断波変位の検出に応答して、Aライン上の各サンプリング点においてせん断波変位のピークを検出する。好ましい実施形態では、これは曲線フィッティングによって行われるが、必要に応じて相互相関及び他の補間手法も使用することができる。せん断波変位のピークが発生する時間は、他のAライン位置での同じイベントの時間に関連して、共通の時間基準に対して全てメモされ、この情報は波面速度検出器30に結合され、波面速度検出器30は、隣接するAラインのピーク変位時間からせん断波速度を微分によって計算する。この速度情報は速度表示マップ32に結合され、速度表示マップ32は、2D又は3D画像フィールド内の空間的に異なる点におけるせん断波の速度を示す。速度表示マップは画像プロセッサ34に結合され、画像プロセッサ34は、速度マップを処理する、好ましくは、Bモード画像等の組織の解剖学的超音波画像を、組織の剛性又は弾性を表す陰影又は色でオーバーレイして、画像表示装置36に表示させる。
al.)号に記載されている。これらのマルチラインビームフォーマは、典型的に取得時間を減らすために使用され、それにより、ライブ超音波画像のフレーム速度を増大させ、これは、拍動する心臓及び血流をリアルタイムの心エコー検査でイメージングするときに特に役立つ。これらは3D超音波イメージングにも役立ち、リアルタイムの表示フレーム速度を実現できる。この点については、米国特許第6,494,838号(Cooley et al.)を参照されたい。本発明の実施態様において、マルチライン取得の利点は2倍である:それは、狭い間隔のサンプリングライン密度と、減衰により消散する前の組織を短い距離だけ通過する短い持続時間のせん断波の迅速な取得とを可能にする。
Claims (11)
- せん断波解析のための超音波診断イメージングシステムであって、当該超音波診断イメージングシステムは、
所定のベクトルに沿った特定の焦点でプッシュパルスを生成してせん断波を生成し、前記プッシュパルスの焦点に隣接する追跡ラインに沿って追跡パルスを送信し、前記追跡ラインに沿った点からエコー信号を受信するように適合された超音波アレイプローブと、
該アレイプローブに結合されたビームフォーマであって、前記アレイプローブを制御し、プッシュパルスを生成して追跡パルスを送信し、追跡ラインに沿ってエコーを受信するように適合されたビームフォーマと、
前記追跡ラインの位置を通過するせん断波の速度を測定するように適合された速度検出器と、
イメージング中にエコー信号を受信し、標的領域のパイロット画像を生成するように適合された画像プロセッサであって、前記パイロット画像には、フロー画像及び/又は組織の剛性又は弾性の画像が含まれる、画像プロセッサと、
前記パイロット画像に応答し、該パイロット画像を解析してプッシュパルスの焦点位置を決定するように適合されたプッシュパルスロケータであって、前記焦点位置は、前記プッシュパルスの焦点位置と標的位置との間のフローの存在を回避し及び/又は前記焦点位置と前記標的位置との間の剛性の不均一性を減らす、前記標的領域内の予め設定した標的位置に向けた移動経路を有するせん断波を生成するように前記移動経路に沿って位置選択され、前記プッシュパルスロケータは、前記ビームフォーマにさらに結合され、前記プッシュパルスの焦点位置の設定を制御するように適合される、プッシュパルスロケータと、
前記プッシュパルスロケータによって設定された前記プッシュパルスの焦点位置から生成された前記せん断波を使用して実行されるせん断波測定の結果を表示するように適合された表示装置と、を含む、
超音波診断イメージングシステム。 - 前記パイロット画像は、Bモード画像をさらに含む、請求項1に記載の超音波診断イメージングシステム。
- 前記パイロット画像は、組織運動の画像をさらに含む、請求項1に記載の超音波診断イメージングシステム。
- 前記プッシュパルスロケータは、動きのパイロット画像に応答して、プッシュパルス生成のタイミング及び位置を設定するようにさらに適合される、請求項3に記載の超音波診断イメージングシステム。
- 前記表示装置は、前記パイロット画像を表示するようにさらに適合される、請求項1に記載の超音波診断イメージングシステム。
- 前記画像プロセッサは、さらに、複数の異なる種類のパイロット画像を生成するように適合された複数の異なる画像プロセッサを含み、
前記プッシュパルスロケータは、前記複数の異なる種類のパイロット画像に応答して、プッシュパルスの焦点位置をさらに決定する、請求項1に記載の超音波診断イメージングシステム。 - 前記画像プロセッサは、異なる種類のパイロット画像の新しいセットを定期的に生成するように適合される、請求項6に記載の超音波診断イメージングシステム。
- 前記プッシュパルスロケータと前記ビームフォーマとの間に結合され、前記ビームフォーマを制御して、前記プッシュパルスロケータによって決定されるプッシュパルスの焦点位置を設定するように適合されたビームフォーマ制御装置をさらに含む、請求項1に記載の超音波診断イメージングシステム。
- せん断波生成のためのプッシュパルスの焦点を設定する方法であって、当該方法は、
フロー情報、及び/又は組織剛性情報を含む標的領域の1つ又は複数のパイロット画像を取得するステップと、
1つ又は複数のパイロット画像を解析してプッシュパルスの焦点位置を決定するステップであって、該焦点位置は、前記プッシュパルスの焦点と前記標的領域との間のフローの存在を回避する及び/又はプッシュパルスの焦点と前記標的領域との間の剛性の不均一性を減らす、前記標的領域内の予め設定した標的領域に向けた移動経路を有するせん断波を生成するように前記移動経路に沿って位置選択される、決定するステップと、
前記解析を考慮して、前記焦点位置を設定するステップと、を含む、
方法。 - 取得するステップは、Bモードパイロット画像、カラーフローパイロット画像、組織ドップラーパイロット画像、又は剛性パイロット画像のうちの1つ又は複数を取得するステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。
- 取得及び解析するステップは、せん断波測定の期間中に1つ又は複数の新しく取得したパイロット画像を用いて定期的に実行される、請求項9に記載の方法。
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