JP7407725B2 - ニューラルネットワークのための超音波撮像平面整列ガイダンス並びに関連するデバイス、システム、及び方法 - Google Patents
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Description
本発明は、参照によって組み込まれる2018年3月12日出願の米国仮特許出願第62/641,540号の利益及びこれに対する優先権を主張する。
mt=qend-qt (1)
適格性確認コンポーネント530は、撮像デバイス570が位置qendに再配置されたときに撮像デバイス570によって撮影された対象者の身体580の次の画像を受信し、この画像はUt+1として示される。適格性確認コンポーネント530は、画像Ut+1が目標画像ビューUtargetを含むか否かに基づいて、画像Ut+1を生成する動きコマンドのためのスコアltを決定する。代替的に、対象者の身体580が模型であるときは、目標画像ビューを撮影するための目標位置は既知である。故に、適格性確認コンポーネント530は、位置qendを目標位置と比較することによってスコアltを決定する。
dt=(Ut,mt,lt) (2)
手法500は、目標画像ビューに到達するための各試行又は試みにおいてKステップのシーケンスを行い、ここでKは正の整数である。各試行又は試みは、Snとして示されるシーケンスによって表される。これは以下のように表される。
Sn={d1,d2,...,dK} (3)
ここで、dtは、シーケンスSnにおける特定のステップtにおけるデータタプルを表す。データ関連付けコンポーネント540は、シーケンスSnをデータベース生成コンポーネント550に提供する。
D={S1,S2,...,SN} (4)
ここで、Nは正の整数である。
mt=qt+1-qt=(α,β,γ,ω)T (5)
ここで、Tは転置演算子である。
mt=pt+1-pt=(νxt,νyt,νzt,ωxt,ωyt,ωzt)T(6)
ここで、νxt、νyt、及びνztはそれぞれ、x、y、及びz軸に沿った線速度を表し、ωxt、ωyt、及びωztはそれぞれ、x、y、及びz軸に対する角速度を表す。TTEプローブ310を使用する手法500を適用するとき、ユーザは、TTEプローブ310が再配置される位置(例えば、患者の心臓を撮像するときの患者の胸部エリア周辺の境界)を限定する境界条件又は終了条件を任意的に決定する。
M={mx_1,mx_2,...,mx_n} (7)
ここで、mx_1からmx_nは動きベクトルであり、これらは式(5)又は(6)において上述されたmtと同様であり、撮像デバイス1504に依存する。例えば、撮像デバイス1504がTEEプローブ110と同様のTEEプローブであるとき、動きベクトルmx_1からmx_nは、上記の式(5)において示されるように、パラメータα、β、γ、及びωを含む。代替的に、撮像デバイス1504がTTEプローブ310と同様のTTEプローブであるとき、動きベクトルmx_1からmx_nは、上記の式(6)において示されるように、パラメータνxt、νyt、νzt、ωxt、ωyt、及びωztを含む。いくつかの他の場合には、動きベクトルのセットは、ボリュメトリック画像内で撮像平面を変化させるパラメータを含む。
Claims (19)
- 医療用画像を取得するためのガイダンスシステムであって、前記ガイダンスシステムは、
対象者の身体に挿入されるように構成されている撮像デバイスを前記撮像デバイスと通信する制御コンポーネントを用いて前記対象者の身体に対する第1の撮像位置から第2の撮像位置に再配置するための動き制御設定を取得するプロセッサであって、前記動き制御設定は、予測ネットワーク、前記撮像デバイスが前記第1の撮像位置に配置されているときに撮影された前記対象者の身体の画像、及び臨床特性を含む目標画像ビューに基づいて取得される、プロセッサと、
前記プロセッサと通信し、前記動き制御設定に基づいて、前記撮像デバイスが前記第2の撮像位置に再配置されるように前記制御コンポーネントを動作させるための命令を表示するディスプレイとを備え、
前記予測ネットワークは、
前記目標画像ビューを取得するために、少なくとも2つの撮像位置から前記撮像デバイスによって取得された複数の画像を提供することと、
前記少なくとも2つの撮像位置に関連付けられた前記撮像デバイスの向き又は運動に基づいて複数の動き制御設定を取得することと、
前記目標画像ビューに対する前記複数の動き制御設定と前記複数の画像との間の関係性にスコアを割り当てることとによって訓練される、ガイダンスシステム。 - 前記ディスプレイは更に、前記制御コンポーネントのグラフィカルビューと、前記制御コンポーネントを動作させるための運動の方向又は運動の量のうちの少なくとも1つを示す視覚的インジケータとを表示することによって前記命令を表示する、請求項1に記載のガイダンスシステム。
- 前記グラフィカルビューは、前記制御コンポーネントの斜視図を含む、請求項2に記載のガイダンスシステム。
- 前記プロセッサと通信し、前記制御コンポーネントの複数のビューのうちの第1のビューのリクエストを受信する通信デバイスを更に備え、前記プロセッサは更に、前記リクエストに基づいて、前記グラフィカルビューを前記複数のビューのうちの現在のビューから前記第1のビューへと切り替える、請求項2に記載のガイダンスシステム。
- 前記複数のビューは、前記制御コンポーネントの前方ビュー、前記制御コンポーネントの側方ビュー、又は前記制御コンポーネントの後方ビューのうちの少なくとも1つを含む、請求項4に記載のガイダンスシステム。
- 前記制御コンポーネントは、前記対象者の身体の左-右平面に沿った前記撮像デバイスの運動を制御する第1のサブコンポーネント、前記対象者の身体の前-後平面に沿った前記撮像デバイスの運動を制御する第2のサブコンポーネント、又は前記撮像デバイスの撮像平面の向きを制御する第3のサブコンポーネントのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のガイダンスシステム。
- 前記動き制御設定は、前記第1のサブコンポーネントを動作させるための第1のパラメータ、前記第2のサブコンポーネントを動作させるための第2のパラメータ、前記第3のサブコンポーネントを動作させるための第3のパラメータ、又は前記撮像デバイスを前記撮像デバイスの軸に対して回転させるための第4のパラメータのうちの少なくとも1つを含む、請求項6に記載のガイダンスシステム。
- 前記ディスプレイは更に、前記第1のパラメータ、前記第2のパラメータ、前記第3のパラメータ、又は前記第4のパラメータのうちの少なくとも1つに基づいて、矢印又はオン/オフインジケータのうちの少なくとも1つを含む視覚的インジケータを表示することによって前記命令を表示する、請求項7に記載のガイダンスシステム。
- 前記撮像デバイスは経食道的心エコー検査法(TEE)プローブである、請求項1に記載のガイダンスシステム。
- 前記制御コンポーネントは、前記TEEプローブのハンドルに設置される、請求項9に記載のガイダンスシステム。
- 前記プロセッサと通信し、前記画像を受信する通信デバイスを更に備え、前記プロセッサは更に、前記予測ネットワークを前記画像及び前記制御コンポーネントを動作させるための複数のパラメータに適用することによって前記動き制御設定を取得する、請求項1に記載のガイダンスシステム。
- 前記通信デバイスは更に、前記複数のパラメータを受信する、請求項11に記載のガイダンスシステム。
- 医療用画像を取得するためのガイダンスシステムのプロセッサに、
対象者の身体に挿入されるように構成されている撮像デバイスを前記撮像デバイスと通信する制御コンポーネントを用いて前記対象者の身体に対する第1の撮像位置から第2の撮像位置に再配置するための動き制御設定を取得するステップであって、前記動き制御設定は、予測ネットワーク、前記撮像デバイスが前記第1の撮像位置に配置されているときに撮影された前記対象者の身体の画像、及び臨床特性を含む目標画像ビューに基づいて取得される、ステップと、
前記動き制御設定に基づいて、前記撮像デバイスが前記第2の撮像位置に再配置されるように前記制御コンポーネントを動作させるための命令をディスプレイ上に表示するステップと、
前記目標画像ビューを取得するために、少なくとも2つの撮像位置から前記撮像デバイスによって取得された複数の画像を提供することと、
前記少なくとも2つの撮像位置に関連付けられた前記撮像デバイスの向き又は運動に基づいて複数の動き制御設定を取得することと、
前記目標画像ビューに対する前記複数の動き制御設定と前記複数の画像との間の関係性にスコアを割り当てることとによって前記予測ネットワークを訓練するステップと、を実行させるためのプログラム。 - 前記表示するステップは、前記制御コンポーネントのグラフィカルビューと、前記制御コンポーネントを動作させるための運動の方向又は前記運動の量のうちの少なくとも1つを示す視覚的インジケータとを表示するステップを有する、請求項13に記載のプログラム。
- 前記プロセッサに、
前記制御コンポーネントの複数のビューのうちの第1のビューのリクエストを受信するステップと、
前記リクエストに基づいて、前記グラフィカルビューを前記複数のビューのうちの現在のビューから前記第1のビューへと切り替えるステップと、をさらに実行させるための請求項14に記載のプログラム。 - 前記複数のビューは、前記制御コンポーネントの前方ビュー、前記制御コンポーネントの側方ビュー、又は前記制御コンポーネントの後方ビューのうちの少なくとも1つを含む、請求項15に記載のプログラム。
- 前記制御コンポーネントは、前記対象者の身体の左-右平面に沿った前記撮像デバイスの運動を制御する第1のサブコンポーネント、前記対象者の身体の前-後平面に沿った前記撮像デバイスの運動を制御する第2のサブコンポーネント、又は前記撮像デバイスの撮像平面の向きを制御する第3のサブコンポーネントのうちの少なくとも1つを含む、請求項13に記載のプログラム。
- 前記動き制御設定は、前記第1のサブコンポーネントを動作させるための第1のパラメータ、前記第2のサブコンポーネントを動作させるための第2のパラメータ、前記第3のサブコンポーネントを動作させるための第3のパラメータ、又は前記撮像デバイスを前記撮像デバイスの軸に対して回転させるための第4のパラメータのうちの少なくとも1つを含む、請求項17に記載のプログラム。
- 前記表示するステップは、第1のパラメータ、第2のパラメータ、又は第3のパラメータのうちの少なくとも1つに基づいて、矢印又はオン/オフインジケータのうちの少なくとも1つを含む視覚的インジケータを表示するステップを有する、請求項17に記載のプログラム。
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