血圧および超音波データの取り込みおよび表示のためのシステムおよび方法
【課題】血圧および超音波データの取り込みおよび表示のためのシステムおよび方法の提供。
【解決手段】超音波画像システムは、処理システムと、被験体の選択された部位に超音波エネルギーを送信し、そこからのエコーを受信し、それを表現するデータ信号を処理システムに送信するように構成された、超音波撮像プローブとを備える。このシステムは、被験体の血圧を測定しそれを表現するデータ信号を処理システムに送信するように構成された、血圧センサをさらに備える。処理システムは、受信超音波データ信号を処理して超音波画像を生成し、受信血圧データを処理して血圧トレースを生成し得る。処理システムはまた、超音波画像および血圧トレースを表示画像に表示し得、その表示画像においては、超音波画像の部分が血圧トレースの部分と時間的に同期して表示される。
【解決手段】超音波画像システムは、処理システムと、被験体の選択された部位に超音波エネルギーを送信し、そこからのエコーを受信し、それを表現するデータ信号を処理システムに送信するように構成された、超音波撮像プローブとを備える。このシステムは、被験体の血圧を測定しそれを表現するデータ信号を処理システムに送信するように構成された、血圧センサをさらに備える。処理システムは、受信超音波データ信号を処理して超音波画像を生成し、受信血圧データを処理して血圧トレースを生成し得る。処理システムはまた、超音波画像および血圧トレースを表示画像に表示し得、その表示画像においては、超音波画像の部分が血圧トレースの部分と時間的に同期して表示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
本出願は、米国特許仮出願第６０／７０９，８３７号（２００５年８月１９日出願）の利益を主張し、該仮出願はその全体として、本明細書において参考として援用される。
【背景技術】
【０００２】
心臓病の既往または疑いのある多くの患者を検査する場合に、心筋の特性、機能および収縮性の評価は極めて重要である。左右両心室の圧力と寸法との間の瞬時的関係に依拠する心臓収縮の動的評価について、ますます関心が高まっている。
【０００３】
圧力−容積または圧力−寸法の閉曲線は、右心室および左心室のポンプとしての特性に関する視覚的およびパラメトリック的情報を提供し、心機能不全の病態および心臓障害の程度を判断することを助ける。さらに、これらの閉曲線は、多くの治療介入の結果を判定し、定量化することを可能にする。それ故に、患者の心臓における、および小動物被験体を用いた臨床試験における、心臓の圧力と寸法との関係の正確かつ効率的な解析は、病気および治療に対する反応の評価を行う上で、ならびに、人間および小動物の患者を処置する新らしい治療法および方策を開発する上で極めて重要である。
【０００４】
圧力−容積または圧力−寸法関係を評価するための、当該分野における現在の方法は、従来の心臓エコー検査法およびコンダクタンス法を含めて、過度に複雑で時間がかかり、かつ信頼性が低い。血圧および超音波データの取り込みと表示とを行うシステムおよび方法が、当該分野において求められている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
被験体から超音波データおよび血圧データを取り込み表示する方法は、被験体から超音波データおよび血圧データを取り込むことを含む。取り込まれた超音波および血圧データは、タイムスタンプを付され得る。タイムスタンプ付き超音波データおよびタイムスタンプ付き血圧データは、表示装置上の表示のために処理され得、処理されたデータは表示装置上に同期して表示され得る。
【０００６】
被験体から超音波データおよび血圧データを取り込み表示するシステムは、被験体への超音波の送信と、被験者からのエコーデータの受信とを行える、超音波トランスデューサを備え得る。このシステムは、被験者からの血圧データを収集できる血圧受信機構、およびエコーデータと収集血圧データとを受信する処理システムを、さらに備え得る。この処理システムはさらに、タイムスタンプ付き受信データを識別し、タイムスタンプ付きの超音波および血圧データを表示装置上に同期して表示するために使用され得る。
【０００７】
本発明の他のシステム、方法、ならびに、局面および利点は、図面と詳細な説明とを参照して説明される。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
処理システムと、
被験体の選択された部位に超音波エネルギーを送信し、そこからエコーを受信し、それを表現するデータ信号を該処理システムに送信するように構成された超音波撮像プローブと、
該被験体の血圧を測定し、それを表現するデータ信号を該処理システムに送信するように構成された血圧センサと、
を備える、超音波撮像システムであって、
該処理システムは、受信された該超音波データ信号を処理して超音波画像を生成し、および、受信された該血圧データ信号を処理して血圧トレースを生成し、該処理システムは該超音波画像および血圧トレースを表示画像に表示し、該表示画像においては、該超音波画像の複数部分が該血圧トレースの複数部分と時間的に同期して表示される、
超音波撮像システム。
（項目２）
被験体の選択された部位に超音波エネルギーを送信し、そこからエコーを受信し、それを表現するデータ信号を送信するように構成された超音波撮像プローブと、
該被験体の血圧を測定し、それを表現するデータ信号を送信するように構成された血圧センサと、
プロセッサとクロッキング機構とを備える処理システムであって、該処理システムは該撮像プローブおよび該血圧センサと動作可能に接続され、該クロッキング機構は該プロセッサと通信し、それぞれの該超音波データ信号および血圧データ信号に時間的識別子を割り当て、該プロセッサは受信された該超音波データ信号を処理して超音波画像を生成し、および、受信された該血圧データ信号を処理して血圧トレースを生成し、該処理システムは該超音波画像および該血圧トレースを表示画像に表示し、該表示画像においては、特定の時間的同一性を有する該超音波画像の複数部分が同じ時間的同一性を有する該血圧トレースの複数部分と共に表示される、処理システムと、
を備える、超音波撮像システム。
（項目３）
前記超音波画像の複数部分は、前記血圧トレースの複数部分と時間的に同期して表示される、項目２に記載のシステム。
（項目４）
前記プロセッサは、同じ時間的同一性を有する前記超音波画像の複数部分と前記血圧トレースの複数部分とを関係付ける、項目３に記載のシステム。
（項目５）
特定の時間的同一性を有する前記超音波画像の一部は、少なくとも１本の超音波データ信号のラインである、項目２に記載のシステム。
（項目６）
前記少なくとも１本のラインは、Ｍ−モード超音波画像を備える、項目５に記載のシステム。
（項目７）
特定の時間的同一性を有する前記超音波画像の一部は、少なくとも１つの超音波データ信号のフレームである、項目２に記載のシステム。
（項目８）
前記少なくとも１つの超音波データのフレームは、少なくとも１つのＢ−モード超音波画像を備える、項目７に記載のシステム。
（項目９）
特定の時間的同一性を有する前記超音波画像またはその一部は、同じ時間的同一性を有する前記血圧トレースまたはその一部と関係付けられ得る、項目２に記載のシステム。
（項目１０）
同じ時間的同一性を有するそれぞれのデータ信号および圧力信号を識別することによって、特定の時間的同一性を各々の信号が有している、複数の超音波データ信号と複数の血圧データ信号とを関係付けることを備える、項目９に記載のシステム。
（項目１１）
複数の前記関係付けられた超音波データおよび血圧データ点から、圧力対容積関係を生成するプロセッサをさらに備える、項目１０に記載のシステム。
（項目１２）
前記圧力対容積関係は、圧力対容積ループ曲線である、項目１１に記載のシステム。
（項目１３）
前記圧力対容積ループ曲線は、前記超音波システムの表示装置上に表示される、項目１２に記載のシステム。
（項目１４）
前記受信されたデータは、そのデータが前記被験体から受信された時間によって識別される、項目２に記載のシステム。
（項目１５）
前記受信されたデータは、そのデータが前記クロッキング機構によって受信された時間によって識別される、項目２に記載のシステム。
（項目１６）
被験体の選択された部位に超音波エネルギーを送信し、そこからエコーを受信し、それを表現するデータ信号を送信するように構成された超音波撮像プローブと、
該被験体の血圧を測定し、それを表現するデータ信号を送信するように構成された血圧センサと、
プロセッサとクロッキング機構とを備える処理システムであって、該処理システムは該撮像プローブおよび該血圧センサと動作可能に接続され、該クロッキング機構は該プロセッサと通信し、それぞれの該超音波データ信号および血圧データ信号に時間的識別子を割り当て、該プロセッサは同一の時間的同一性を有する少なくとも１つの超音波データ信号と少なくとも１つの血圧データ信号とを識別する、処理システムと、
を備える、超音波撮像システム。
（項目１７）
前記処理システムは、同じ時間的同一性を有する超音波データ信号および血圧データ信号を識別することによって、特定の時間的同一性を各々の信号が有している、複数の超音波データ信号と複数の血圧データ信号とを関係付けるように構成される、項目１６に記載のシステム。
（項目１８）
超音波画像データおよび血圧測定データを被験体から受信することと、
時間的識別子で該受信されたデータを識別することと、
超音波画像と血圧トレースとを備える表示画像を生成するために該受信されたデータを処理することであって、特定の時間的同一性を有する該超音波画像の複数部分が、同じ時間的同一性を有する該血圧トレースの複数部分と共に表示される、処理することと、
を包含する、撮像方法。
（項目１９）
前記超音波画像の複数部分は、前記血圧トレースの複数部分と時間的に同期して表示される、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
同期表示は、同じ時間的同一性を有する前記超音波画像の複数部分と前記血圧トレースの複数部分とを関係付けることを含む、項目１９に記載の方法。
（項目２１）
特定の時間的同一性を有する前記超音波画像の一部は、少なくとも１本の超音波画像データのラインである、項目１８に記載の方法。
（項目２２）
前記少なくとも１本のラインは、Ｍ−モード超音波画像を備える、項目２１に記載の方法。
（項目２３）
前記少なくとも１本の超音波データのラインはＭ−モード画像として表示され、前記血圧データは圧力波形として表示される、項目２２に記載の方法。
（項目２４）
前記Ｍ−モード画像は、前記被験体内に位置する臓器またはその一部の２次元表現を備える、項目２３に記載の方法。
（項目２５）
前記臓器は心臓である、項目２４に記載の方法。
（項目２６）
時間的同一性を有する前記Ｍ−モード画像の第一の選択部位と、同じ時間的同一性を有する該Ｍ−モード画像の第二の選択部位との間の距離を測定することによって、時間点における前記臓器またはその一部の寸法を求めることをさらに包含する、項目２５に記載の方法であって、該測定距離は該臓器またはその一部の該寸法を提供する、方法。
（項目２７）
前記時間点における圧力対寸法関係を求めるために、該時間点において求められた前記寸法を同じ時間点に取られた圧力読み取り値と対比することをさらに包含する、項目２６に記載の方法。
（項目２８）
前記Ｍ−モード画像上に作成された第一のトレースと、該Ｍ−モード画像上に作成された第二のトレースとの間の距離を計算することによって、少なくとも１つの後続時間点において、臓器またはその一部の寸法を求めることをさらに包含する、項目２６に記載の方法であって、該第一と第二のトレースは該少なくとも１つの後続時間点に対応する、方法。
（項目２９）
前記少なくとも１つの後続時間点における圧力対寸法関係を求めるために、その時間点において求められた前記寸法を同じ時間点に取られた圧力読み取り値と対比することをさらに包含する、項目２８に記載の方法。
（項目３０）
前記圧力対寸法関係は、圧力対直径関係である、項目２９に記載の方法。
（項目３１）
複数の時間点において求められた前記圧力対直径関係は、圧力対寸法閉曲線として表現される、項目３０に記載の方法。
（項目３２）
特定の時間的同一性を有する前記超音波画像の一部は、少なくとも１つの超音波データのフレームである、項目１８に記載の方法。
（項目３３）
前記１つ以上の超音波データのフレームは、少なくとも１つのＢ−モード超音波画像を備える、項目３２に記載のシステム。
（項目３４）
前記超音波データはＢ−モードフレームとして表示され、前記圧力データは圧力波形として表示される、項目３３に記載の方法。
（項目３５）
前記Ｂ−モードフレームは、臓器またはその一部の画像を備える、項目３４に記載の方法。
（項目３６）
前記撮像される臓器は内腔を備え、表示画像は該臓器の断面表現である、項目３５に記載の方法。
（項目３７）
前記臓器は心臓である、項目３６に記載の方法。
（項目３８）
前記画像の一部をトレースすることをさらに包含する、項目３６に記載の方法。
（項目３９）
前記トレースすることは、実質的に、前記撮像された臓器の内腔表面を表す前記画像の一部をなぞって、領域を規定する、項目３８に記載の方法。
（項目４０）
前記規定された領域の大きさを求めることをさらに包含する、項目３９に記載の方法。
（項目４１）
前記規定された領域に対応する容積を求めることをさらに包含する、項目３９に記載の方法。
（項目４２）
圧力対容積関係を求めるために、前記求められた容積を、該容積が求められた前記Ｂ−モードフレームと同じ時間的識別子を有する圧力読み取り値と対比することをさらに包含する、項目４１に記載の方法。
（項目４３）
少なくとも１つの後続表示されるＢ−モードフレームから容積を求めることと、対応する圧力対容積関係を求めるために、該後続フレームから求められた該容積を該後続フレームと同じ時間的識別子を有する圧力読み取り値と対比することと、をさらに包含する、項目４２に記載の方法。
（項目４４）
複数の時間点からの前記圧力対容積関係を、圧力対容積閉曲線として表現することをさらに包含する、項目４３に記載の方法。
（項目４５）
特定の時間的同一性を有する前記超音波画像またはその一部が、同じ時間的同一性を有する前記血圧トレースまたはその一部と関係付けられ得る、項目１８に記載の方法。
（項目４６）
同じ時間的同一性を有する超音波データ点および血圧データ点を識別することによって、特定の時間的同一性を両方の複数のデータ点の各々が有している、複数の超音波データ点と複数の血圧データ点とを関係付けることを包含する、項目４５に記載の方法。
（項目４７）
複数の前記関係付けられた超音波データおよび血圧データ点から、圧力対容積関係を生成することをさらに包含する、項目４６に記載の方法。
（項目４８）
前記圧力対容積関係は、圧力対容積ループ曲線である、項目４７に記載の方法。
（項目４９）
前記圧力対容積ループ曲線は、前記超音波システムの表示装置上に表示される、項目４８に記載の方法。
（項目５０）
前記受信されたデータは、被験体から受信された時間によって識別される、項目１８に記載の方法。
（項目５１）
前記受信されたデータは、受信器によって受信された時間によって識別される、項目１８に記載の方法。
（項目５２）
超音波画像データおよび血圧測定データを受信することと、
時間的識別子で該受信されたデータを識別することと、
同じ時間的同一性を有する超音波データ点および血圧データ点を識別するために、該受信されたデータを処理することと、
を包含する、撮像方法。
（項目５３）
前記処理することは、同じ時間的同一性を有する超音波データ点および血圧データ点を識別することによって、特定の時間的同一性を両方の複数のデータ点の各々が有している、複数の超音波データ点と複数の血圧データ点とを関係付けることをさらに包含する、項目５２に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、例示的な画像システムを示すブロック図である。
【図２】図２は、図１の例示的な画像システムをさらに示すブロック図である。
【図３】図３は、図１および図２の例示的な画像システムの一部を示す概略ブロック図である。
【図４】図４は、Ｍ−モード超音波データおよび血圧データを、図１および図２の例示的なシステムを用いて取り込み表示する、例示的な方法を示すブロック図である。
【図５】図５は、Ｍ−モード超音波画像および血圧データを、図１および図２の例示的なシステムを用いて処理する、例示的な方法を示すブロック図である。
【図６】図６は、図１および図２の例示的なシステムを用いて生成されたＭ−モード超音波データ、血圧データ、およびＥＣＧデータの、例示的な表示の画像である。
【図７】図７は、典型的な心周期における圧力対寸法閉曲線グラフおよび関連事象を示す概略図である。
【図８】図８は、単数または複数のＢ−モードフレームおよび血圧データを、図１および図２の例示的なシステムを用いて取り込み表示する、例示的な方法を示すブロック図である。
【図９】図９は、単数または複数のＢ−モードフレームおよび血圧データを、図１および図２の例示的なシステムを用いて処理する、例示的な方法を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、２つの例示的なＢ−モードフレームおよび１つの例示的な血圧波形を示す概略図である。
【図１１】図１１は、図１および図２の例示的なシステムを用いて生成されたＢ−モードフレームおよび血圧データを備える例示的な表示の画像である。
【図１２】図１２は、典型的な心周期における圧力対容積閉曲線グラフおよび関連事象を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は詳細な説明において、特に添付図面を参照して、例示を目的として説明される。
【００１０】
本明細書において、血圧および超音波データを取り込み、同期表示するシステムおよび方法が提供される。これらの方法およびシステムは、人間の患者および小動物被験体の心血管系における圧力−容積または圧力−寸法の関係の正確な決定を可能にする。
【００１１】
全体を通して用いられているように、文脈が明確にそうではないことを示している場合を除き、単数形の「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は複数の指示対象を含む。それ故に、例えば、「１つのプロセッサ（ａ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）」への言及は、文脈がそうではないことを示している場合を除き、２つ以上のプロセッサを含み得る。
【００１２】
１つの「被験体（ｓｕｂｊｅｃｔ）」は、一個体を指す。この被験体という用語は、小動物または実験動物、ならびに人間を含む霊長類を包含する。実験動物は、マウスまたはラット等の齧歯動物を含むが、これらに限定されない。この実験動物という用語は、動物、小動物、実験小動物、または、マウス、ラット、猫、犬、魚、ウサギ、モルモット、齧歯動物等を含む被験体についても、区別なく用いられる。この実験動物という用語は、特定の年齢または性別を指すことはない。それ故に、成体動物および新生動物、ならびに胎児（胚を含む）は、オス、メスに関わらず包含される。
【００１３】
「血圧」または「圧力」は、本明細書において互換可能に用いられ、被験体の循環する血液によって被験体の血管または心臓の壁上に作用される検出可能な圧力を指す。
【００１４】
本明細書において、被験体からの超音波データおよび血圧データを取り込むことを含む、被験体からの超音波データおよび血圧データを取り込み表示する方法が提供される。血圧および超音波データは、任意ではあるが、被験体から同時に取り込まれ得る。取り込まれた超音波および血圧データにはタイムスタンプが付され得、タイムスタンプ付きデータは、表示装置の表示のために処理され得る。タイムスタンプ付き超音波データおよびタイムスタンプ付き血圧データは、任意ではあるが、表示装置上に同期して表示される。
【００１５】
「同期表示（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｄｉｓｐｌａｙ）」または「同期して表示（ｄｉｓｐｌａｙｅｄ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｌｙ）」は、血圧および超音波データが表示装置上に同時に表示され得ることを意味する。超音波データはまた、タイムスタンプ付きＢ−モードフレームまたはＭ−モードデータのラインが対応するタイムスタンプ付き血圧データ点と一緒に表示され得るように、同期して表示され得る。これらのデータは、時間的同時状態にあると考えられ得る。一局面においては、処理システムは、受信超音波データ信号を処理して超音波画像を生成し、受信血圧データ信号を処理して血圧トレースを生成する。この処理システムは、表示画像の中に超音波画像と血圧トレースとを表示し、その表示画像の中に、超音波画像の複数部分が血圧トレースの複数部分と時間的に同期して表示され得る。例えば、この処理システムは、超音波画像および血圧トレースを１つの表示画像の中に表示し、その表示画像の中で特定の時間的同一性（ｔｅｍｐｏｒａｌ ｉｄｅｎｔｉｔｙ）を有する超音波画像の複数部分が、同じ時間的同一性を有する血圧トレースの複数部分と一緒に表示されるように、使用され得る。
【００１６】
それ故に、超音波画像の複数部分が、血圧トレースの複数部分と同期して表示され得る。特定の時間的同一性を有する超音波画像の一部は、少なくとも１本の超音波データ信号のラインであり得る。この少なくとも１本のラインは、Ｍ−モード超音波画像を備え得る。特定の時間的同一性を有する超音波画像の一部は同様に、少なくとも１つの超音波データ信号のフレームであり得る。例えば、１つの超音波データのフレームは、Ｂ−モード超音波画像を備え得る。
【００１７】
特定の時間的同一性を有する超音波画像またはその一部が、同じ時間的同一性を有する血圧トレースまたはその一部と関係付けられ得る。複数の超音波データ信号および複数の血圧データ信号は、両者のそれぞれの信号が特定の時間的同一性を有し、同じ時間的同一性を有するそれぞれのデータ信号および血圧信号を識別することによって、関係付けられ得る。
【００１８】
エコー信号または超音波データを取り込むことは、超音波を発生することと、超音波を被験体内部に送信することと、被験体によって反射されたエコーを受信することと、を含み得る。受信エコーは、超音波画像またはその複数部分を生成するために使用され得る。超音波データを取り込むために、広範囲の超音波周波数が使用され得る。例えば、臨床用周波数超音波（２０ＭＨｚ未満）または高周波数超音波（２０ＭＨｚ以上）が使用され得る。当業者であれば、例えば、これらには限定されないが、撮像の深さまたは所望の分解能等の要因に基づいて使用すべき周波数を容易に決定し得る。
【００１９】
高周波数超音波は、高分解能撮像が望まれ、かつ、被験体内の撮像すべき構造の位置があまり深くない場合に要請され得る。それ故に、超音波データを取り込むことは、少なくとも２０ＭＨｚの周波数の超音波を被験体内に送信することと、被験体によって反射された送信超音波の一部を受信することと、を含み得る。例えば、約２０ＭＨｚ、３０ＭＨｚ、４０ＭＨｚまたはそれ以上の中心周波数を有するトランスデューサが使用され得る。
【００２０】
適切な侵入深さで高分解能が達成され得る小動物を撮像するときには、しばしば高周波超音波送信が望まれる。そのため、この方法は、臨床用周波数または高周波数で小動物被験体に対して使用され得る。小動物は、任意ではあるが、マウス、ラット、およびウサギから成る群から選択される。
【００２１】
さらに、この方法とシステムは、特定の種類のトランスデューサに限定されない。臨床用周波数または高周波数で超音波を送信できる任意のトランスデューサが使用され得る。多くのこのようなトランスデューサが、当業者には公知である。例えば、高周波数伝送用では、ビジュアルソニックス・インコーポレイテッド（トロント、カナダ国）のＶｅｖｏ（登録商標）６６０またはＶｅｖｏ（登録商標）７７０高周波数超音波システムなどに用いられるトランスデューサが使用され得る。また、高周波数および臨床用周波数のアレイ型トランスデューサおよびシステムが、使用され得る。
【００２２】
超音波データは、超音波データのラインまたは超音波データのフレームとして取り込まれ得る。例えば、超音波のラインはＭ−モードで取り込まれ得、あるいは、超音波のフレームはＢ−モードで取り込まれ得る。デジタルクロックを使用することによって、取り込まれた超音波および血圧データはタイムスタンプを付され得る。任意ではあるが、取り込まれた超音波データおよび血圧データにタイムスタンプを付すために、同じデジタルクロックが使用され得る。この超音波データはＭ−モード画像あるいはＢ−モードのフレームまたは画像として表示され得、この圧力データは圧力波形として表示され得る。超音波データと血圧データの両方が、１つの表示装置上に表示され得る。
【００２３】
この方法およびシステムは、被験体内に位置する臓器またはその一部を撮像するために使用され得る。さらに、この臓器、またはその一部は、時間の経過とともに撮像され得る。例えば、Ｍ−モード画像は被験体内に位置する臓器、またはその一部の２次元表現（深さと時間）を備え得、これは、収集された超音波データから生成され得る。Ｍ−モード撮像は、当業者には周知の手法である。さらに、画像はＢ−モードフレームを備え得る。１つ以上のＢ−モードフレームが、Ｂ−モードフレームのループを形成するように直列状にして観察され得る。Ｂ−モード撮像およびＢ−モードフレームからのループ形成は、当業者には公知の技術である。
【００２４】
内腔を有する動的臓器を含む、対象とする多数の異なる臓器が撮像され得る。例えば、本明細書に記載の方法およびシステムを用いて、心臓、またはその一部が撮像され得る。しかしながら、この方法およびシステムは心臓の撮像に限定されず、心血管系の他の部分を含む他の臓器が撮像され得る。それ故に、例えば、大動脈の一部が撮像され解析され得る。
【００２５】
本明細書において、ある時間点における臓器、またはその一部の寸法を定めることをさらに含む方法が提供される。Ｍ−モード画像上に形成された第一のトレースと、Ｍ−モード画像上に形成された第二のトレースとの間の距離を求めることによって、寸法が定められ得、形成されたこれらのトレースは少なくとも１つの時間点に対応する。
【００２６】
ある時間的同一性を有するＭ−モード画像の第一の選択部と、同じ時間的同一性を有するＭ−モード画像の第二の選択部との間の距離を測定することによって、ある時間点における臓器またはその一部の寸法が計測され得、この測定距離が臓器またはその一部の寸法を与える。その時間点において定められた寸法は、同じ時間点に取られた圧力読み取り値と対比され得、その時間点における圧力と寸法の関係を決定する。一局面においては、Ｍ−モード画像上に形成された第一のトレースと、Ｍ−モード画像画像上に形成された第二のトレースとの間の距離から、少なくとも１つの後続の時間点における臓器またはその一部のさらなる寸法が計算され得、これらのトレースは、少なくとも１つの後続時間点に対応する。
【００２７】
それ故に、利用者は、自動または半自動ソフトウェアを用いて、Ｍ−モード画像上に位置する構造をトレースし得る。利用者はまた、Ｍ−モード画像表示で観察される、第一のトレースから少し離れた位置にある第二の構造をもトレースし得る。よって、第一のトレースと第二のトレースとは、距離（ｄ）だけ離れている。内腔を含む臓器が撮像された場合には、この距離は内腔の範囲であり得る。例えば、Ｍ−モード心臓エコー検査法において一般的に行われるように、心臓の一部が撮像された場合には、心臓の内腔壁は、内腔とからおよび対応する内腔壁とから識別可能である。それ故に、Ｍ−モード超音波によって心室等の心臓の小室が撮像され得、それは断面画像を提供し、送信超音波を反射する構造がトランスデューサからその構造までの距離に基づいて表示される。
【００２８】
図６に示されるように、Ｍ−モード表示は、内腔６０８上方に横たわる表面６２０を有する心室の壁６０２を示しており、内腔は第二の表面６１８を有する心臓の壁６２２の上方に横たわっている。Ｍ−モード画像がスクロールするにつれて、心臓の１つの撮像部分が時間の経過とともに動的に画像化され、心臓壁の収縮および弛緩が視覚化され得、および／または、心臓のその解剖学上の断面において内腔の狭窄および拡張が実時間で視覚化され得る。
【００２９】
開示された方法は、その時間点の臓器またはその一部について定められた寸法を同一時間点に取られた圧力の読み取り値と対比して、その時間点の圧力と寸法の関係を求めることをさらに含み得る。Ｍ−モード画像上に形成された第一のトレースと、Ｍ−モード画像画像上に形成された第二のトレースとの間の距離を計算することによって、少なくとも１つの後続時間点のその臓器またはその一部の寸法が求められ得、これらのトレースは少なくとも１つの後続時間点に対応する。この少なくとも１つの後続時間点において求められた寸法は、同一時間点に取られた圧力の読み取り値と対比され得、その時間点における圧力と寸法の関係を定める。任意ではあるが、圧力と寸法の関係は圧力対直径の関係である。この圧力対直径の関係は、任意ではあるが複数の時間点において定められ、圧力対直径の閉曲線として表現される。さらに、このＭ−モード画像から撮像物体の容積が求められ得、さらに、圧力対容積の関係が求められ得る。例えば、Ｍ−モードにおいて、対象物またはその一部、例えば心室の容積は、タイショロツ式（Ｔｅｉｃｈｏｌｚ ｆｏｒｍｕｌａ）を用いて推定され得る：
【００３０】
【数１】
ここで：
ｖは、マイクロリッタ単位の推定容積であり、
ｄは、Ｍ−モード画像上で測定されたミリメートル単位の心室の寸法である。
【００３１】
本明細書に記載の方法はまた、１つ以上のＢ−モードフレームを用いて、ある時間点における臓器またはその一部の面積または容積を定めることを含み得る。臓器またはその一部の画像を備えるＢ−モードフレームを用いて、この面積および／または容積が求められ得る。例えば、撮像された臓器が内腔を含み得、表示されるＢ−モードフレームまたは画像は臓器の断面表現である。任意ではあるが、この臓器は心臓とする。心室の画像を備える例示的なＢ−モードフレームが、図１０および図１１に示される。
【００３２】
表示装置上のＢ−モードフレームは、その一定の部分についてトレースされ得る。領域を規定するために、トレースは、撮像臓器の内腔表面を示すＢ−モードフレームの一定部分を実質的になぞることであり得る。例えば、心室の断面形状がトレースされ得る。心室画像を備えた例示的なＢ−モードフレームを、心内膜を実質的になぞるトレースと共に図１０および図１１に示す。このＢ−モードフレームのトレース領域に基づき、またトレースにより規定される領域の大きさが定められ得る。この領域に対応する容積が求められ得る。
【００３３】
例えば、Ｂ−モードにおいて、容積はシンプソン法（Ｓｉｍｐｓｏｎ’ｓ ｍｅｔｈｏｄ）を用いて推定され得る。この方法において、心室の長軸像は、以下の図に示すように、数学的に薄片に切断（ｓｌｉｃｅｄ）される）。各薄片の容積が計算され得、次いで、最終的容積を得るために足し合わされ得る。例えば、下記の等式が用いられ得る：
【００３４】
【数２】
ここで：
ｖは、マイクロリッタ単位の推定容積であり、
ｄは、心室の各薄片のミリメートル単位の直径であり、
ｎは、薄片の数であり、
ｈは、薄片の間の間隔である。
【００３５】
求められた容積は、容積が求められたＢ−モードフレームと同一のタイムスタンプを有する圧力の読み取り値と対比され得、圧力と容積の関係を定める。さらに、少なくとも１つの引き続いて表示されたタイムスタンプ付きＢ−モードフレームから容積が定められ得、後続フレームから定められた容積が後続フレームと同一のタイムスタンプを有する圧力の読み取り値と対比され得、対応する圧力と容積の関係を求める。複数の時間点からの圧力と容積の関係が、圧力対容積の閉曲線として表示され得る。
【００３６】
被験体からの超音波データおよび血圧データを取り込み表示するシステムは、被験体への超音波の送信と、被験者からの反射エコーデータまたは信号の受信とを行える、超音波トランスデューサを備える。このシステムは、被験者からの血圧データの収集が可能な血圧受信機構またはセンサと、反射超音波データまたはエコーおよび収集血圧データを受信し、画像を生成する処理システムとをさらに備え得る。これら超音波データおよび血圧データは、表示装置上に同期して表示され得る。トランスデューサはアレイ型、単一部品、または別の種類のトランスデューサであり得る。アレイ型または非アレイ型のトランスデューサは、臨床用周波数および／または高周波数の超音波を送信し得る。それ故に、トランスデューサの中心周波数は２０ＭＨｚ以上であり得、あるいは２０ＭＨｚ未満であり得る。トランスデューサは、広帯域トランスデューサであり得る。
【００３７】
この処理システムは、同期して表示される超音波および血圧データから圧力と寸法の関係を求めるために使用され得、あるいはそのようにプログラムされ得る。この処理システムは、１つ以上のプロセッサを備え得る。当業者なら分かることであるが、複数の機能を実行するために単一プロセッサまたは処理システムが記載されている場合にも、同じ機能を別々に実施するために多数のプロセッサが用いられ得、また多機能プロセッサと単一機能プロセッサとの組合せが用いられ得る。
【００３８】
この処理システムは、Ｍ−モード画像上に形成された第一のトレースと、Ｍ−モード画像上に形成された第二のトレースとの間の距離を計算することによって、ある時間点における臓器またはその一部の寸法を定めるために使用され得、あるいはそのようにプログラムされ得、これらのトレースは１つ以上の時間点における受信エコーデータからの表現（ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ）データを備える。さらに、この処理システムは、その時間点における圧力と寸法の関係を求めるために、その時間点において定められた寸法を同一時間点に取られた圧力の読み取り値と対比するために使用され得、あるいはそのようにプログラムされ得る。この処理システムはまた、Ｍ−モード画像上に形成された第一のトレースと、Ｍ−モード画像上に形成された第二のトレースとの間の距離を計算することによって、少なくとも１つの後続時間点における臓器またはその一部の寸法を定めるために使用され得、あるいはそのようにプログラムされ得、これらのトレースは少なくとも１つの後続時間点に対応するエコーデータを表現するデータを備える。この処理システムは、その時間点における圧力と寸法の関係を求めるために、少なくとも１つの後続時間点において定められた寸法を同一時間点に取られた圧力の読み取り値と対比するために使用され得、あるいはそのようにプログラムされ得る。任意ではあるが、圧力と寸法の関係は圧力対直径の関係とする。この圧力対直径の関係は、任意ではあるが複数の時間点で求められ、圧力対直径の閉曲線として表現される。
【００３９】
この処理システムは、表示装置上の臓器またはその一部のＢ−モードフレームの一定部分をトレースするために使用され得、あるいはそのようにプログラムされ得る。臓器が内腔、例えば心室を備える場合には、このトレースは、領域を規定するために、図１０および図１１に示すように、撮像臓器の内腔表面を示すフレームの一定部分を実質的になぞることであり得る。この処理システムはさらに、この規定された領域の大きさを定め、規定された領域に対応する容積を定めるために使用され得、あるいはそのようにプログラムされ得る。この処理システムはさらに、圧力と容積の関係を求めるために、この定められた容積を、この容積が定められたＢ−モードフレームと同一のタイムスタンプを有する圧力の読み取り値と対比するために使用され得、あるいはそのようにプログラムされ得る。この処理システムはさらに、少なくとも１つの後続して表示されたタイムスタンプ付きＢ−モードフレームから容積を定め、後続の圧力と容積の関係を求めるために、後続フレームから定められた容積をこの後続フレームと同一のタイムスタンプを有する圧力の読み取り値と対比するために使用され得、あるいはそのようにプログラムされ得る。この処理システムは、複数の時間点からの圧力と容積の関係を圧力対容積の閉曲線として表現するために使用され得、あるいはそのようにプログラムされ得る。
【００４０】
本明細書においてさらに、被験体からの超音波エコーデータおよび血圧データを取り込むシステムであって、被験体への超音波の送信と、被験者からの反射エコーデータの受信とを行える超音波トランスデューサを備えるシステムが提供される。このシステムはさらに、反射エコーデータを受信し、被験体から収集された血圧データを受信する処理システムを含み得る。
【００４１】
本明細書においてさらに、被験体からのエコーデータおよび血圧データを取り込むシステムであって、エコーデータを受信し、被験体から収集された血圧データを受信するようにプログラムされたプロセッサを備えるシステムが提供される。
【００４２】
図１は、超音波画像データと共に血圧データを取り込み、表示する、例示的な超音波システム１００を示す。この超音波システム１００は、被験体１１４に対して作用する。被験体１１４はマウス、ウサギまたはラット等の小動物であり得、あるいは被験体１１４は人間等の霊長類であり得る。
【００４３】
血圧信号は被験体１１４から、血圧モニタ装置または検出装置を用いて得られ得る。これらの装置および方法は当該分野において公知である。例えば、血圧を電気信号に変換するＭｉｌｌａｒ（登録商標）カテーテル（ミラーインスツルメンツ・インコーポレイテッド、ヒューストン、テキサス州）が、血圧データを取得するためにカテーテルを被験体内に挿入または位置決めすることによって、用いられ得る。被験体からの血圧データまたは信号は、圧力検出装置によってアナログ波形に変換され得る。
【００４４】
圧力検出装置の別の実施例は、尾カフ（ｔａｉｌ ｃｕｆｆ）である。被験体１１４が尾を有する小動物の場合には、尾カフが尾の周囲に取り付けられ得、当業者に公知の方法で血圧データが得られ得る。さらに、体内の任意の場所から血圧データを送信するＲＦリンクと共に、インプラントが用いられ得る。それ故に、血圧信号を収集する公知の方法および装置、ならびに、血圧信号をアナログ波形に変換する公知の方法および装置が、超音波システム１００で用いられ得る。被験体から血圧信号を収集し、それをアナログ波形に変形する任意の従来の装置または方法が、超音波システム１００と共に用いられ得ると考えられる。
【００４５】
被験体から収集された血圧データを表現するアナログ波形は、アナログ増幅器１０８に送達され得る。以下では、例示的なアナログ増幅器についてさらに詳細に説明する。アナログ血圧データは、図２に示すように、超音波システム１３１に提供するために、アナログデジタルコンバータ１２４で処理され、デジタルデータに変換され得る。この超音波システム１３１は、使用され得る処理システムの一実施例である。アナログデジタルコンバータ１２４によってアナログデータから変換されたデジタルデータは、受信サブシステム１２０に送達され得、そこでデジタル処理が行われる。デジタル処理は、タイムスタンプロジックまたはタイムスタンプクロックを含み、これらは受信サブシステム１２０のサブコンポーネント１５０と見なし得る。それ故に、アナログデジタルコンバータ１２４からのデータは、デジタル処理（サブシステム１５０参照）に送達され得、さらに、このデータは、データの時間的特徴（ｔｅｍｐｏｒａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ）、すなわち超音波システムの受信サブシステムによってこの特定のデータが受信された時間点を示す、タイムスタンプが与えられ得る。
【００４６】
画像システム１００は、血圧データの受信の他に、臨床用周波数または高周波数の超音波の送信と受信とを行える超音波トランスデューサ１０６によって受信された超音波画像データの収集を行う。被験体またはその一部から反射された受信エコーは、受信サブシステム１２０への出力が可能な超音波受信信号に変換され得る。ブロック１２０において、受信超音波信号はデジタルデータに変換され得、さらに、デジタル血圧データにスタンプを付すのと同一のタイムスタンプロジック１５０（図２）またはクロックを用いて、タイムスタンプを付され得る。それ故に、ブロック１２０において、血圧と超音波の両デジタルデータがタイムスタンプで識別される。受信サブシステム１２０からのタイムスタンプ付きデータは、デジタル記憶装置１５１に保存され得、このデジタル記憶装置は、ランダムアクセスメモリ１２１（図２）の中またはコンピュータのハードドライブ１３８（図２）上の一時記憶装置を含み得る。
【００４７】
画像および血圧データは、表示装置１１６上に表示され得る。例えば、画像データは、図６に示すようなＭ−モード画像として、または、図１０および図１１に示すようなＢ−モードフレームとして表示され得る。圧力データは、Ｍ−モード画像またはＢ−モードフレームと対応付けされ、同期して表示され得る。それ故に、超音波画像と血圧波形の同期表示が表示装置上に表示され得る。
【００４８】
ＥＣＧ、呼吸、および温度のデータを含むその他の源流（ｓｏｕｒｃｅｓ）のデータがまた、被験体１１４から受信され得る。これらの付加的源流のデータは、被験体からアナログデータとして収集され得、超音波システム１３１に提供するためにアナログデジタルコンバータ１２４によってデジタルデータに変換され得る。この付加的データはまた、受信サブシステム１２０においてタイムスタンプを付され得、血圧波形およびＭ−モードまたはＢ−モード超音波画像と同期して表示せれ得る。
【００４９】
Ｍ−モードまたはＢ−モード超音波画像と同期する血圧データの表示は、正確な圧力／寸法または圧力／容積の測定、および／または推定を行うことを可能にする。さらに、ＥＣＧデータ等の被験体からのその他の受信データとの同期表示は、圧力／寸法／容積の、心電活動または呼吸サイクルとの同時進行的な解析を可能にする。
【００５０】
血圧データは、Ｍ−モード画像を縦断する超音波データの対応する縦ライン、またはＢ−モードフレームと組み合わされ得、同期して表示され得る。
【００５１】
Ｍ−モード画像は、所定の速度で右から左に流れるストリップレコーダと類似している。血圧データおよび、もし用いられるならＥＣＧデータおよび呼吸データも同様に、Ｍ−モード画像に同期して連続的に右から左に進む。Ｍ−モード画像は、同期表示の血圧および／またはＥＣＧのデータと共に、任意の時間点で静止することができ、これにより、Ｍ−モード画像に沿った任意の点、血圧曲線に沿った任意の点、またはＥＣＧ表示に沿った任意の点が、表示画面上で正確に対応付けられ得る。
【００５２】
本明細書に記載のシステムまたは方法は、心臓の鼓動、または心収縮時および心拡張時の大動脈の動特性等の心血管系内の他の拍動性動特性を含む、被験体１１４の心血管系を解析するために使用され得る。
【００５３】
画像からの圧力データおよび寸法データの解析は、ソフトウェアを用いて実施され得る。心臓の場合には、Ｍ−モード画像またはＢ−モードフレームを生成するために、収集された超音波データが用いられ得る。Ｍ−モード画像において、対向する２つの波形（６２０と６１８）は、心周期の間に収縮し、弛緩する心臓の表面を示す。Ｂ−モードフレームは、深さと幅の寸法を備え、撮像臓器の断面図を示し得る。例えば、心臓の断面画像がＢ−モードフレーム上に画像化され得る。この断面画像は内腔および内腔壁を含み得て、これらはＢ−モードフレーム上でトレースされ得る。特定の断面において、トレースの面積および／または容積が求められ得、Ｂ−モードフレームと同一のタイムスタンプを有する圧力の読み取り値と関係付けられ得る。
【００５４】
さらに詳細に後述するように、Ｍ−モード画像またはＢ−モードフレームの任意の部分が、対応する圧力および／またはＥＣＧのデータと同時に、すなわち同期して表示され得、その結果として、心室、心房、またはそれらの撮像部分の直径の変化を圧力曲線および／またはＥＣＧ曲線と正確に対比することが可能であり、心臓の圧力／寸法／容積の関係を同時に判定できる。心臓の圧力／寸法の関係および／または圧力／容積の関係の正確な算定は、血圧／寸法曲線（閉曲線）（図７）および／または圧力／容積曲線（閉曲線）（図１２）を生成するために使用され得、それは心臓の生理的パラメータを解析するために使用され得る。
【００５５】
図２は、図１の画像システム１００をさらに展開したブロック図である。システム１００は被験体１１４に対して作用し、超音波プローブ１０６は、画像情報を得るために、被験体１１４に近接して配置され得る。したがって、超音波プローブ１０６は、超音波を被験体に送信し、被験体から超音波を受信するトランスデューサを備え得る。このようなトランスデューサは、単一部品トランスデューサまたはアレイを備え得て、臨床用周波数と高周波数の両方で超音波を送信し受信し得る。任意ではあるが、トランスポンダの中心周波数は２０ＭＨｚ以上で動作する。
【００５６】
血圧および超音波データを取り込み表示するシステムおよび方法は、ハードウェアとソフトウェアの組合せを用いて実装され得る。システムのハードウェア面の実装は、すべて当該分野において周知である、ディスクリート電子部品、データ信号に応じて論理関数を実行する論理ゲートを有するディスクリート論理回路（単数または複数）、適切な論理ゲートを有する特定用途向け集積回路、プログラマブルゲートアレイ（単数または複数）（ＰＧＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などの技術の、任意のものまたはその組合せを含み得る。
【００５７】
例示的な画像システム１００は、超音波システム１３１を含む。上述したように、本明細書に記載の超音波撮像システム１３１は、処理システムの一実施例である。超音波システム１３１は、制御システム１２７、スキャンコンバータ１２９、送信サブシステム１１８、受信サブシステム１２０、およびユーザ入力装置１３６を含み得る。プロセッサ１３４は制御サブシステム１２７に接続され、表示装置１１６はプロセッサ１３４に接続される。メモリ１２１はプロセッサ１３４に接続される。メモリ１２１は、任意の種類のコンピュータメモリであり得、その中で超音波撮像システムのソフトウェア１２３およびその他のソフトウェア（１４０、１４２）が動作するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）として参照され得る。その他のソフトウェアは、取り込みソフトウェア１４０および解析ソフトウェア１４２を含み得る。
【００５８】
システムのソフトウェアは、論理関数を実装する実行可能命令の順番付きリストを備え得、コンピュータベースのシステム、プロセッサ内蔵システム、または命令実行システム、機器、もしくは装置から命令を読み込んで命令を実行し得る他のシステム等の、命令実行システム、機器、あるいは装置による使用のために、またはこれらと関連する使用のために、任意のコンピュータ読み取り可能媒体の中に具現化され得る。
【００５９】
メモリ１２１はまた、画像システム１００によって得られた画像データおよび圧力データ（すなわち、収集データ１１０）を含み得る。収集データ１１０はまた、超音波システムによって受信されたＥＣＧデータ、呼吸データおよび温度データを含み得る。プロセッサ１３４は制御サブシステム１２７に接続され、表示装置１１６はプロセッサ１３４に接続される。メモリ１２１はプロセッサ１３４に接続される。ソフトウェア１２３、１４０、１４２は、超音波データおよび血圧データの取得、処理および表示を制御し、超音波システム１３１による血圧データを含む画像の表示を可能とし、圧力と寸法または圧力と容積の関係を求めるために用いられ得る。メモリ１２１はまた、超音波システム１３１によって得られた収集データ１１０を含み得る。
【００６０】
超音波システム１３１の動作に関連するステップまたはアルゴリズムを実行するようにプロセッサ１３４を指図するおよび／または設定する命令をプロセッサ１３４に提供するために、コンピュータ読み取り可能記録媒体１３８がプロセッサに接続される。このコンピュータ読み取り可能媒体は、これらは単なる例示に過ぎないが、磁気ディスク、磁気テープ、ＣＤＲＯＭなどの光読み取り可能媒体、およびＰＣＭＣＩＡカードなどの半導体メモリ、などのハードウェアおよび／またはソフトウェアを含み得る。それぞれの例において、この媒体は、小型ディスク、フロッピディスク、カセット等の携帯品の形態を取り得、あるいは補助システムの形態で提供されるハードディスクドライブ、固体メモリカード、またはＲＡＭなどの比較的大型または固定品の形態を取り得る。上記例示の媒体は、単体または組合せのいずれでも用いられ得ることに留意するべきである。
【００６１】
本明細書の文脈において、「コンピュータ読み取り可能媒体」は、命令実行システム、機器、もしくは装置によって、またはこれらと関連して使用されるプログラムを収容（ｃｏｎｔａｉｎ）、保存（ｓｔｏｒｅ）、通信（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅ）、伝搬（ｐｒｏｐａｇａｔｅ）、もしくは移送（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）し得る任意の手段であり得る。このコンピュータ読み取り可能媒体は、例えば、電子式、磁気式、光学式、電磁気式、赤外線式、または半導体式のシステム、機器、装置、あるいは伝搬媒体であり得るが、これらに限定されない。コンピュータ読み取り可能媒体のさらに具体的な実施例（非網羅的なリスト）は、以下のものを含み得る：１つ以上の配線を有する電気的接続（電子式）、携帯コンピュータディスケット（磁気式）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読出専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）（磁気式）、光ファイバ（光学式）、および携帯コンパクトディスク読出専用メモリ（ＣＤＲＯＭ）（光学式）。なお、このコンピュータ読み取り可能媒体は、その上にプログラムが印刷される紙または別の適切な媒体ですらあり得、このプログラムは、紙または他の媒体を例えば光学的に走査することで電気的に取り込まれ得、次いで必要であれば、コンパイルされ、翻訳され、または他の適切な態様で処理され、次いで、コンピュータメモリに保存され得る。
【００６２】
制御サブシステム１２７は、各種構成要素の動作を超音波システム１３１に向けるために用いられる。この制御サブシステム１２７および関連の構成要素は、汎用プロセッサに指示を出すソフトウェアとして、またはハードウェアの実装における専用電子部品として提供され得る。
【００６３】
超音波システム１３１は、受信超音波エコーによって生成された電気信号を、プロセッサ１３４によって処理され表示装置１１６上の画像に描画され得るデータに変換するための、スキャンコンバータ１２９を含む。制御サブシステム１２７は、超音波送信信号を超音波プローブ１０６に提供するために、送信サブシステム１１８に接続される。この超音波プローブ１０６が次に超音波受信信号を受信サブシステム１２０に提供する。受信サブシステム１２０はまた、受信信号を表現する信号をスキャンコンバータ１２９に提供する。受信サブシステム１２０はまた、制御サブシステム１２７に接続される。スキャンコンバータ１２９は、制御サブシステム１２７によって、受信データを処理し収集データ１１０を用いて表示用画像を提供するように指図される。収集データ１１０は、画像データおよび血圧データを含み得るが、これに限定されない。受信サブシステム１２０はサブコンポーネント１５０を含み、サブコンポーネント１５０はタイムスタンプロジックまたはクロックを備え、それは超音波プローブ１０６からの受信超音波信号に、時間識別子（ｔｉｍｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）でデータを識別する時間上のスタンプ（ｔｅｍｐｏｒａｌ
ｓｔａｍｐ）でスタンプ付けし得る。この時間識別子は、データを、それが被験体１１４から収集された時間、および／または、いつデータが受信サブシステム１２０に送達され、もしくは受信サブシステム１２０によって受信されたかによって識別する。同じクロックによって、血圧データおよび画像データがタイムスタンプ付けされ得る。
【００６４】
画像システム１００は、被験体１１４から血圧信号を得て、そして、可変利得増幅器１０８に送達するために、被験体１１４から受信した圧力信号をアナログ波形に変換する圧力検出装置１０４をさらに備え得る。図３に示すように、この可変利得増幅器は７つの制御レベルを有し得、３つの制御ビットを有する。利得は、超音波システム１３１のソフトウェア１２３によって制御され得る。可変利得増幅器１０８は、使用される圧力検出装置１０４に応じた異なる入力を許容する。
【００６５】
画像システム１００はレベルシフタ１１２をさらに備え得、レベルシフタ１１２は可変利得増幅器１０８からのアナログ波形をシフトし、選択された周波数のデータを除去するようにデータをフィルタリングするフィルタ１２２に、シフトされた血圧データを送達する。例えば、２．５ＫＨｚ以上の周波数を有するデータをフィルタリングするために、ローパスフィルタが使用され得る。増幅と、シフトと、フィルタリングとを施されたデータは、アナログデジタルコンバータ１２４に送達され得、そこでそのデータはアナログフォーマットからデジタルフォーマトに変換される。このデジタルデータは、デジタルデータバスを介して、タイムスタンプ付与を含むデジタル処理のために受信サブシステム１２０に送信され得る。アナログ／デジタルコンバータ１２４はまた被験体１１４から、デジタルデータバスを通して受信サブシステム１２０に提供するＥＣＧデータ、呼吸データ、および温度データを含む付加的アナログデータをも受信し得る。
【００６６】
超音波システム１３１は、超音波プローブ１０６を介して超音波データの送信および受信を行い、画像システム１００の動作パラメータを制御するためのインターフェースを利用者に提供し、ならびに、インターフェース表示１３６または表示装置１１６により利用者に提供される、解剖学的および／または生理学的構造を示す静止画および動画を構成するために適切なデータの処理を行う。圧力および超音波のデータは、制御サブシステムおよび画像形成サブシステムに提供するために、ならびに、後続の処理および／または保存を行うために、ならびに、圧力波形およびＭ−モードまたはＢモード超音波画像データを表示装置１１６上に同期表示するために、ならびに、後続の圧力／寸法または圧力／容積の解析を行うために、タイムスタンプを付され得る。
【００６７】
図３は、超音波Ｍ−モードまたはＢ−モード超音波データと共に同期表示、解析するために、被験体１１４からの血圧データを取得し送達するために用いられる、例示的な画像システム１００の一部を示す概略図である。図３に示す構成要素は、可変利得増幅器１０８、レベルシフタ１１２、ローパスフィルタ１２２、アナログデジタルコンバータ１２４、およびデジタルデータバス３０２を含む。
【００６８】
可変利得増幅器１０８は、ソフトウェア１２３により７つのレベルに制御され得る３つの制御ビットを含む。可変利得増幅器１０８は、被験体からの血圧信号をアナログ波形に変換可能な血圧モニタ／検出装置からの入力を受け入れる。例えば、Ｍｉｌｌａｒ圧力モニタが使用される場合には、ＶＧＡへの入力は、一般的には約−２．５ボルトから＋２．５ボルトまでを変動するアナログ圧力波形である。しかしながら、用いられる圧力モニタまたは検出装置に応じて、出力はアナログ圧力波電圧の点で異なり得る。例えば、尾カフが用いられる場合には、可変利得増幅器への入力は約−１．０ボルトから＋１．０ボルトまでの振幅を有するアナログ波形の形態であり得る。当業者であれば分かることであるが、入力または用いられる血圧検出装置に応じて他の電圧振幅が起こり得るのであり、その振幅は−１．０ボルトから＋１．０ボルトまでよりも小さいこともあれば、−２．５ボルトから２．５ボルトまでよりも大きいこともあり得る。例えば、可変利得増幅器１０８は−５．０ボルトから＋５．０ボルトまで、またはそれ以上の入力を受け入れ得る。
【００６９】
可変利得増幅器１０８は、圧力検出装置からのアナログ波形の入力電圧振幅に基づいて、利用者が異なる電圧利得を選択することを可能にする。可変利得増幅器の利得は、レベルシフタ１１２に−２．５ボルトから＋２．５ボルトまでの信号を提供するように、圧力検出装置からの入力に依存して設定され得る。それ故に、可変利得増幅器への入力が−２．５ボルトから＋２．５ボルト電圧振幅のアナログ波形である場合には、利得は１となる。可変利得増幅器１０８は３つの制御ビットによって７つの制御レベルに調整される。制御ビット３０４は、圧力検出装置１０４からの入力に依存して可変利得増幅１０８の利得を決定するように、ソフトウェア１２３によって制御される。
【００７０】
一局面においては、レベルシフタは、入力電圧振幅を正の電圧振幅に変換またはシフトする。それ故に、−２．５ボルトから＋２．５ボルトまでの振幅は、０ボルトから＋５．０ボルトまでの正の電圧振幅にシフトされる。こシフトされた信号は、信号の２．５ＫＨｚ以上の周波数を有する部分をフィルタリングして除去するローパスフィルタ１２２に送達される。このフィルタリングは、帯域外ノイズを低減し、さらに、Ａ／Ｄコンバータが一般的に８．０ＫＨｚで動作しているために、エイリアシングをも防止する。このフィルタリングされたアナログ信号は、１６ビットのアナログデジタルコンバータ１２４に入力され、アナログデジタルコンバータ１２４は、デジタルデータバス３０２を通して超音波システム１３１に提供するために、アナログ入力をデジタルデータ出力に変換する。
【００７１】
図４は、Ｍ−モード超音波データまたはエコー信号および血圧データを、図１および図２の例示的なシステムを用いて取り込み表示する、例示的方法を示すブロック図である。一般的に、超音波データは、被験体の解剖学的構造の同じ位置において、一連のラインとして、時間の経過とともに取り込まれ得る。取り込まれた超音波データのラインは、取り込まれた圧力データと共にタイムスタンプを付され、同期して表示され得る。この圧力データは、圧力波形として表示装置上に表示され得る。
【００７２】
ブロック４０２において、トランスデューサを備える超音波プローブが、被験体内に超音波を送信し、被験体からの反射超音波信号を受信するように、被験体１１４に近接して配置され得る。圧力検出装置は１つ以上のリードを介して被験体１１４に接続され得、圧力データの取り込みおよび圧力データのアナログ圧力波への変換を可能にする。
【００７３】
ブロック４０４において、画像システム１００は一ライン分の超音波データを取り込み得、１つの圧力読み取り値を取り込み得る。血圧および超音波のデータは、任意ではあるが、被験体から同時に取り込まれ得る。取り込まれた超音波データのラインおよび取り込まれた圧力読み取り値は、受信サブシステム１２０のタイムスタンプロジック１５０を用いて、超音波システム１３１によってタイムスタンプを付され得る。同期する超音波データのラインおよび圧力読み取り値は、同じタイムスタンプを付した識別子を有することによって識別され得る。Ｍ−モードでは、解剖学的構造の同じ位置において、時間の経過とともに一連のデータラインが取り込まれ得る。このデータのラインは、バッファの中に取り込まれ得る。取り込まれた超音波データのラインは、取り込まれた圧力値の読み取り値と共に表示され得る。超音波データラインおよび血圧読み取り値上のタイムスタンプが共通なため、超音波システム上の同期した実時間表示のために、データラインと圧力読み取り値とが対応付けられ得る。
【００７４】
ブロック４０６では、Ｍ−モード超音波では一般的に行われるように、表示領域がスクロールされ得、表示またはスクリーンは、ブロック４０４で取り込まれた超音波データのラインおよび圧力読み取り値で更新され得る。スクロール上でスクリーンの端に到達したときは、最古のデータが脱落する。最古のデータが脱落すると同時に、表示は、利用者がブロック４１０で取得プロセスを停止するまで、超音波データの新ラインおよび新圧力データで更新され得る。
【００７５】
ブロック４０８において、タイムスタンプ付き超音波データおよび圧力データは、後続の表示または解析用に、ＲＡＭ内にまたはコンピュータのハードドライブ上に保存され得る。ブロック４１０において、利用者は取得プロセスを停止するか否かを決定できる。答えが「いいえ」である場合には、取得プロセスは継続し得て、１ミリ秒後に、ブロック４０４において、第二のまたは新規の圧力読み取り値と共に、超音波データの第二のまたは新規のラインが取り込まれ得る。再度、ブロック４０６に示すように、最古のデータが脱落し、新規の超音波ラインおよび圧力データが表示上で更新されて、表示が更新され得る。この新データは、ブロック４０８で前回に保存されたデータと共に保存され得る。ブロック４０８で保存されたデータのブロックは、データが取得されると埋められる循環型バッファにおいて、後続の解析のために使用され得る。４０８においてこの循環型バッファがいっぱいのときには、データの次のラインが、データの最古のラインを循環型バッファから押し出し得る。
【００７６】
４１０で利用者が取得の停止を決定すると、データ収集は停止し、Ｍ−モード画像上に位置する同期圧力波形と共にＭ−モード画像を超音波システムの表示装置上に示した状態で、画面は静止し得る。図６は、上述の方法を用いて生成された超音波データおよび血圧データの例示的な表示画面を示し、ここでは血圧データがＭ−モード画像と同期して表示され得る。ブロック図４００の最後でブロック４１２において、利用者が取得を停止させ、この表示画面を静止させた。ブロック４１２で利用者が画像を静止させた後に、図５に示すように、保存データは処理され解析され得る。
【００７７】
図５は、Ｍ−モード超音波画像を、図１および図２の例示的なシステムを用いて処理する、例示的な方法を示すブロック図である。ブロック５０４において、ブロック４１２で表示画面上に静止された画像上にトレース線が置かれる。２つのトレース（６１４と６１６）が表示画像上に生成され得る（図６）。６２０と６１８の両波形を自動トレースするために、解析ソフトウェア１４２が用いられ得る。
【００７８】
１本のトレース６１４は、この例示的な画像の約１０．５ｍｍに位置する波形６２０をトレースするものであり、第二のトレース６１６は、この例示的な画像の約１５．０ｍｍに位置する波形６１８をトレースするものである。波形をトレースするために用いられるソフトウェア１４２は、当業者にとって公知の波形トレース用ソフトウェアを用いて、容易に適合され得る。波形（６２０と６１８）上の各点は、約１ミリ秒間隔で取得された超音波データのタイムスタンプ付きラインに対応する。それ故に、トレース（６１４と６１６）に沿った各点はまた、超音波データのタイムスタンプ付きラインに対応する。
【００７９】
２本のトレースされた波形またはトレースの間の距離（ｄ）は、撮像された構造の寸法、例えば、超音波が受信される位置における心室の直径、を表す。ブロック５０６において、トレースの各点に対する直径、容積または面積などの寸法が、トレース間の距離を用いることによって計算および／または推定され得る。各計算された寸法または断面は、対応するタイムスタンプを有する。
【００８０】
ブロック５０８において、圧力波形上の各点に対してトレース上の時間点に対応して、圧力が求められ得る。それ故に、圧力波形に沿ったタイムスタンプを、Ｍ−モード画像を用いて２つのトレースによって定められた同一タイムスタンプの寸法と対応付けることによって、Ｍ−モード画像に沿った任意の寸法または容積点に対して、圧力波形からの血圧が求められ得る。例えば、Ｍ−モード画像が１ＫＨｚで走っていると想定すると、対応する圧力および寸法を有する一ライン分のデータが１ミリ秒毎に取得される。それ故に、１ミリ秒毎に新しい寸法または容積が求められ得る。しかしながら、読み取り値は、Ｍ−モード動作の速度に応じて、１ミリ秒毎に１回よりも速くもまたは遅くも定められ得る。例えば、この速度は８ＫＨｚであり得る。それ故に、サンプリング周波数は変化し得、例えば約１ＫＨｚから約８ＫＨｚの範囲をとり得る。サンプリング速度が８ＫＨｚの場合には、１ＫＨｚの場合よりも１秒当り８個多い読み取り値が存在する。一局面においては、Ｍ−モードにおけるパルス繰返し周波数（ＰＲＦ）がサンプリング周波数に用いられ得る。
【００８１】
ブロック５１０において、このシステムが生成した圧力対寸法または圧力対容積のデータを用いてグラフが作成され得る。例えば、圧力対容積または圧力対寸法の閉曲線が作成され得、これにより一回拍出量、心拍出量、および心筋弾力性の解析が可能になる。心収縮の終点を含む心周期の異なる点における容積および圧力を求めるために、圧力および寸法をＥＣＧ読み取り値と対応付けるグラフがまた、作成され得る。Ｍ−モードでは単一の寸法が測定されるために、圧力対寸法のグラフがシステムによって生成されたデータを用いて作成され得る。この単一の寸法から、心臓の形状に関するある種の仮定に基づいて、容積の推定が実行され得る。
【００８２】
図６は、図１および図２の例示的なシステムを用いて生成された超音波データ、血圧データ、およびＥＣＧデータの、例示的な表示の画像である。図６は例示的なＭ−モード超音波画像６００であって、圧力波形６０４およびＥＣＧトレース６０６と共に、かつ同期して表示される複数のラインのＭ−モードデータを備える。このＭ−モードは、データの軸方向ラインを端から端までを実時間観察するものであり、データの個々のラインは１ＫＨｚの速度で収集され得る。１ＫＨｚでは、一ラインのデータが１ミリ秒毎に取得され、取り込まれる。
【００８３】
心収縮期および心拡張期には、心臓壁６０２および６２２は収縮し弛緩するので、その結果として、心室の直径は心臓周期全体を通して動的に動く。上述したように、Ｍ−モードで観察するときには、心臓壁の収縮および弛緩は、心臓壁（６０２と６２２）のトランスデューサからの距離を表す２つの波形（６２０と６１８）を生成する。これらの波形は、トレース６１４および６１６を生成するソフトウェアによって自動的にトレースされ得、６１４はトランスデューサに近い方の心臓表面６２０をトレースし、６１６はトランスデューサからより離れている方の心臓表面６１８をトレースする。例えば、上述したように、１本の波形／トレースは約１０．５ｍｍの深さに位置し、他方の波形／トレースは約１５ｍｍの深さに位置する。撮像された心室の内腔６０８は２つの表面（６２０と６１８）の間の空間に位置し、その内腔６０８の寸法または直径は、２本のトレース間の距離を、これらトレースに沿った任意の点で測定することによって決定され得る。同様に、圧力トレース６０４に沿った任意の特定の点における圧力は、波形上の所定点、例えば点６１０にカーソルを置くことによって、心臓表面の波形上の同期点と関係付けられ得、対応する線または他の指示マークが圧力トレース６０４に沿って形成され得る。例えば、線状マーク６１２は、壁６０２の波形６２０に沿って位置するカーソル点６１０と、同一タイムスタンプの同じ点に対応する。さらに図６に示すように、Ｍ−モード画像および圧力波形はＥＣＧトレース６０６と同期化され得るので、その結果として、圧力対直径および／または容積が、心臓のこの電気的周期における所定の点と同期して関係付けられ得る。
【００８４】
図７は、典型的な心周期における圧力対寸法閉曲線グラフと関連事象を示す概略図である。同期する圧力／寸法または圧力／容積データは、本明細書に記載の方法を用いて、図６に示すような表示によって達成され得、このデータは、寸法を圧力と関係付けるグラフを作成するために使用され得る。このグラフは、圧力対寸法閉曲線と呼ばれており、その例が図７に示されている。この圧力対寸法閉曲線により、充満、僧帽弁閉鎖、等容性収縮、大動脈弁開放、駆出、大動脈弁閉鎖、等容性弛緩、および僧帽弁開放を含む種々の心臓周期時相（ｐｈａｓｅ）を通じて、心室内の圧力ならびにその圧力に同期するタイミングの寸法が、追跡され得る。さらに、この圧力対寸法グラフよって心臓が機能する上で重要な多くのパラメーが決定され得、このグラフは心臓病の診断または心臓機能に対する治療の効果の研究にとって有益となり得る。
【００８５】
図８は、図１および図２の例示的なシステムを用いて、単数または複数のＢ−モードフレームおよび血圧データを取り込み表示する、例示的な方法８００を示すブロック図である。ブロック８０２において、トランスデューサを備える超音波プローブが、被験体１１４の中に超音波を送信し、被験体からの反射超音波信号を受信するように、被験体１１４に近接して配置され得る。圧力検出装置１０４が１つ以上のリードを介して被験体１１４に接続され得、圧力データの取り込みおよび圧力データのアナログ圧力波への変換を可能にする。
【００８６】
ブロック８０４において、上記の方法およびシステムを用いて一フレーム分のＢ−モード超音波が取得され得、さらに圧力トレースが取得され得る。血圧および超音波データは、任意ではあるが、被験体から同時に取り込まれ得る。Ｂ−モードフレーム全体を取得するのに要する期間中に、システによって複数の血圧読み取り値が取得され得る。Ｍ−モードにおいては、取得データの各ラインに対し、対応する取得血圧データ読み取り値が存在し得る。Ｂ−モードのフレームに対しては、フレームＢ−モード超音波データに対応する多数の圧力読み取り値が存在し得る。そのために、各Ｂ−モードフレーム当り、１つ以上の圧力読み取り値が取得され得る。
【００８７】
Ｂ−モードフレームは一定の期間にわたって取得され得、その期間は、超音波データを取得するために用いられるフレームレートに応じて異なり得る。フレームは、例えば毎秒約３０フレームから約２３０フレーム（ｆｐｓ）までの間で変動し得、当業者にとっては公知の要因に依存して利用者によって選択され得る。例えば、心拍数に基づいて特定のフレームレートが選択され得、心拍数は撮像される種または他の撮像条件の間で異なり得る。それ故に、例えば、一心臓周期当り少なくとも約５フレームから少なくとも約１０フレームの取り込みを可能にするフレームレートが選択され得る。任意ではあるが、選択されたフレームレートは毎秒約１００フレームである。Ｂ−モードフレーム時間を取得するのに要する時間は、フレームレートに依存して異なり得るために、１つのＢ−モードフレームを取得する期間に取得される圧力読み取り値の数も異なり得る。
【００８８】
フレーム取得の終了時が、フレームにタイムスタンプ識別子を付すタイミングとして用いられ得る。しかしながら、これらに限定するものではないが、取得終了時、取得開始時、またはこれらの間の任意の点を含むフレームの任意の部分が、取得されたフレームにタイムスタンプを付すタイミングとして用いられ得る。
【００８９】
ブロック８０４において一旦フレームが取得され、タイムスタンプを付されると、そのフレームは、ブロック８０６においてスクリーンに描かれ得る。ブロック８０６において、ブロック８０４で取得されたフレームで、および８０４でこのフレームが取られた期間中に取られた圧力読み取り値で、表示が更新され得る。それ故に、８０６における表示は、ブロック８０４で取得されたフレームを、ブロック８０４でこのフレームが取得された期間中に取得された圧力波形と共に示し得る。図１１は、Ｂ−モード超音波データの一フレーム１１００および圧力波形１１１０を備える、例示的な表示の画像である。このフレームが取得された期間に対応する部分の圧力波形が、取得されたＢ−モードフレームと共に画面上に表示され得る。取得されたフレーム１１００のタイムスタンプに対応するインジケータ１１２０が、圧力波形１１１０上に配置され得る。
【００９０】
図１０は、２つの例示的なＢ−モードフレームと、１つの例示的な血圧波形とを示す概略図である。図１０は、ブロックに８０６おいて表示される形態で、２つのＢ−モードフレーム１０１０および１０２０を示す。各フレームは、個別にも、またはループ状にも表示され得る。ループ表示が示されるときには、それぞれがそのループ表示のフレームを代表する複数のフレームが、ループ表示を形成するようにして連続的に観察され得る。それ故に、図９では、ループ表示の２つの例示的なフレームが示されている。これらフレームの間の３つの黒丸は、フレーム１０１０と１０２０との間で取られた３つの追加のフレームを簡略化して図示したものであり、それらはループ表示を形成するために使用され得る。ループ表示を構成するために、２つ以上のフレームが用いられ得る。
【００９１】
この２つの例示的なフレームの下に、１つの例示的な血圧波形１０３０がある。現在フレーム（ｃｕｒｒｅｎｔ ｆｒａｍｅ）のタイムスタンプに対応する波形内の位置を示すために、インジケータ１０４０が例示的な波形１０３０上に重ねられている。「現在フレーム」とは、画面上に今まさに表示されているフレームを意味する。しかしながら、ループ表示の各フレームは独立したタイムスタンプを有し得て、それぞれが圧力波形上に対応するタイムスタンプ位置を有する。
【００９２】
ブロック８０８ではＢ−モードフレームおよび圧力読み取り値が保存され得、ブロック８１０では、利用者が取得を停止しようとしているか否かを、システムが確認し得る。ブロック８１０において、超音波データおよび／または血圧データの取得を停止すべきか否が決定され得る。利用者が取得を停止しようとした場合には、ブロック８１２において、表示は静止状態にされ、データ収集は停止され得る。利用者が取得を停止しようとしなかった場合には、別のＢ−モードフレームが圧力読み取り値と共に取得され、両者ともブロック８０４で説明したようにタイムスタンプが付され得、そして、この方法が上述のブロック図のステップ全体にわたって繰り返し実施され得る。
【００９３】
Ｂ−モードフレームが対応する圧力波形と共に画面上で一旦静止状態にされると、図９に示される例示的な方法９００に示されるように、Ｂ−モードフレームおよび圧力トレースを含む表示画像の処理が実施され得る。
【００９４】
図９は、単数または複数のＢ−モードフレームおよび血圧データを、図１および図２の例示的なシステムを用いて処理する、例示的な方法を示すブロック図である。ブロック９０４において、ブロック８０４で取得された最初のまたは任意のＢ−モードフレーム上で、心内膜、もしくは撮像された臓器、構造、またはその一部の他の表面を、利用者がトレースする。ブロック８０４で利用者によって生成されるＢ−モードフレーム上の心内膜の例示的なトレースが、図１０にＢ−モードフレーム１０１０上の１０５０として、およびＢ−モードフレーム１０２０上のトレース１０６０によって示されている。
【００９５】
例示的なトレース１１４０がまた、図１１の例示的なフレーム上に示されている。図１１は、図１および図２の例示的なシステムを用いて生成されたＢ−モードフレームおよび血圧データの例示的な表示の画像である。トレースされるべき心内膜、あるいは任意の臓器の表面、腔を備える臓器の内腔表面、または、例えば、大動脈もしくは心室の内面、などの別の構造は、ヒューマンマシンインターフェース１３６を操作する利用者の手作業によってトレースされ得る。利用者は、心内膜の内面または他の所望の表面を手作業でトレースすることによって、表示装置１１６上に例示的なトレースを描き得る。
【００９６】
この表面はまた、ソフトウェア１４２を用いて自動的にトレースされ得、図１０のフレーム１０１０上のトレース１０５０のように、トレースが一旦所定フレーム上に配置されると、次いで、ソフトウェア１４２は、図１０のフレーム１０２０上のトレース１０６０のように、各後続の取得されたフレーム上にトレースを自動的に配置し得る。それ故に、一実施例において、利用者が特定の構造をトレースし得、そうすると、ソフトウェア１４２が引き続いて取得されたそれぞれのフレームにおいてその構造を自動的にトレースし得る。フレームの間で構造を自動的にトレースするために用いられるソフトウェアは、当業者にとって公知のアルゴリズムおよびソフトウェアを用いて、容易に適合され得る。構造をトレースするプロセスは自動化され得、またはユーザ支援自動化され得る。ユーザ支援自動化とは、利用者が最初のトレース、例えば利用者によりトレースされた多角形で示される図１０のトレース１０５０を配置し、次いで、ソフトウェアが、フレーム１０２０またはフレーム１０２０に後続して取られる任意のフレーム上に、自動的にトレース１０６０を配置することを意味する。利用者はまた、ソフトウェアによって自動的に配置されたトレースを、より細密に所望の構造をなぞるように調整し得、または、自動化ソフトウェアが用いられない場合には、利用者がデータを取得したいと望む任意のフレーム上に、利用者は手動でトレースを配置し得る。
【００９７】
後続フレーム上でのソフトウェアによる自動的トレースは、ブロック９０６に示されている。ブロック９０６で起こる処理の結果は、トレースされた構造の表面を表すトレースされた多角形または他の幾何学的構造を有する、一連のＢ−モード超音波フレームの中の１つである。その多角形の点に基づいてその面積が計算され得、その例が図１１に示されている。図１１において、トレース上に複数の点１１５０が示されており、ソフトウェア１４２を用いて多角形の面積を求めるために、これらの点が使用され得る。このソフトウェアは、当該分野において公知のアルゴリズムを使用し得る。
【００９８】
その断面において、すなわち、そのＢ−モードフレームを得るために超音波が送受信された点において、面積は、トレースされた臓器の内腔またはその一部の容積を求めるために、他の公知の計算式を用いて容積読み取り値または容積推定値に変換され得る。それ故に、例えば心室の容積は、画面上の心室の内面をトレースすることによって、トレースされた図形内の面積を求めることによって、および公知の計算式を用いて面積を心室の容積推定に変換することによって、推定され得る。
【００９９】
容積推定値は、そこからこの容積推定値が生成されたタイムスタンプ付きＢ−モードフレームに基づき得る。圧力波形は対応するタイムスタンプを有し得る。それ故に、９１０に示すように、単数または複数のフレームのタイムスタンプを血圧波形の対応する点と結びつけることによって、各容積に対する圧力が決定され得る。
【０１００】
ブロック９１２において、Ｍ−モード法を用いて生成された圧力／寸法グラフと同様に、圧力／容積グラフなどのグラフが生成され得る。生成され得る例示的な圧力対容積グラフを図１２に示す。図１２は、典型的な心周期における圧力対容積閉曲線と関連事象を示す概略図である。この事例におけるＭ−モードとＢ−モードと間の違いは、Ｍ−モードでは寸法が取得されるという点である。Ｍ−モードグラフの寸法は直径である。一方では、Ｂ−モードでは面積が取得され得て、この面積が圧力対容積グラフを得るための容積に変換され得る。
【０１０１】
上記の詳細な説明は、本発明の例示的な実施例を理解するためだけのものであり、当業者にとっては特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲から逸脱しない改変は明らかであるので、そこからの不要な制限が考慮されるべきではない。
【０１０２】
別段に記述しない限り、本明細書に記載のいずれの方法も、そのステップが特定の順序で実施されることを要求するように考えられることは、全く意図されていない。したがって、方法の請求項がそのステップによって追従されるべき順序を実際に述べているのではない場合、またはステップが特定の順序に限定されることが請求項もしくは説明で具体的に述べられているのではない場合には、いかなる関連においても順序が推論されることは全く意図されていない。このことは、ステップの配列または動作フローに関するロジックの問題、文法構成または句読点から導びかれる単純な意味、および本明細書に記載の実施形態の数量またはタイプを含む、翻訳に対して起こり得るいかなる黙示原則（ｎｏｎ−ｅｘｐｒｅｓｓ ｂａｓｉｓ）にも当てはまる。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
本出願は、米国特許仮出願第６０／７０９，８３７号（２００５年８月１９日出願）の利益を主張し、該仮出願はその全体として、本明細書において参考として援用される。
【背景技術】
【０００２】
心臓病の既往または疑いのある多くの患者を検査する場合に、心筋の特性、機能および収縮性の評価は極めて重要である。左右両心室の圧力と寸法との間の瞬時的関係に依拠する心臓収縮の動的評価について、ますます関心が高まっている。
【０００３】
圧力−容積または圧力−寸法の閉曲線は、右心室および左心室のポンプとしての特性に関する視覚的およびパラメトリック的情報を提供し、心機能不全の病態および心臓障害の程度を判断することを助ける。さらに、これらの閉曲線は、多くの治療介入の結果を判定し、定量化することを可能にする。それ故に、患者の心臓における、および小動物被験体を用いた臨床試験における、心臓の圧力と寸法との関係の正確かつ効率的な解析は、病気および治療に対する反応の評価を行う上で、ならびに、人間および小動物の患者を処置する新らしい治療法および方策を開発する上で極めて重要である。
【０００４】
圧力−容積または圧力−寸法関係を評価するための、当該分野における現在の方法は、従来の心臓エコー検査法およびコンダクタンス法を含めて、過度に複雑で時間がかかり、かつ信頼性が低い。血圧および超音波データの取り込みと表示とを行うシステムおよび方法が、当該分野において求められている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
被験体から超音波データおよび血圧データを取り込み表示する方法は、被験体から超音波データおよび血圧データを取り込むことを含む。取り込まれた超音波および血圧データは、タイムスタンプを付され得る。タイムスタンプ付き超音波データおよびタイムスタンプ付き血圧データは、表示装置上の表示のために処理され得、処理されたデータは表示装置上に同期して表示され得る。
【０００６】
被験体から超音波データおよび血圧データを取り込み表示するシステムは、被験体への超音波の送信と、被験者からのエコーデータの受信とを行える、超音波トランスデューサを備え得る。このシステムは、被験者からの血圧データを収集できる血圧受信機構、およびエコーデータと収集血圧データとを受信する処理システムを、さらに備え得る。この処理システムはさらに、タイムスタンプ付き受信データを識別し、タイムスタンプ付きの超音波および血圧データを表示装置上に同期して表示するために使用され得る。
【０００７】
本発明の他のシステム、方法、ならびに、局面および利点は、図面と詳細な説明とを参照して説明される。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
処理システムと、
被験体の選択された部位に超音波エネルギーを送信し、そこからエコーを受信し、それを表現するデータ信号を該処理システムに送信するように構成された超音波撮像プローブと、
該被験体の血圧を測定し、それを表現するデータ信号を該処理システムに送信するように構成された血圧センサと、
を備える、超音波撮像システムであって、
該処理システムは、受信された該超音波データ信号を処理して超音波画像を生成し、および、受信された該血圧データ信号を処理して血圧トレースを生成し、該処理システムは該超音波画像および血圧トレースを表示画像に表示し、該表示画像においては、該超音波画像の複数部分が該血圧トレースの複数部分と時間的に同期して表示される、
超音波撮像システム。
（項目２）
被験体の選択された部位に超音波エネルギーを送信し、そこからエコーを受信し、それを表現するデータ信号を送信するように構成された超音波撮像プローブと、
該被験体の血圧を測定し、それを表現するデータ信号を送信するように構成された血圧センサと、
プロセッサとクロッキング機構とを備える処理システムであって、該処理システムは該撮像プローブおよび該血圧センサと動作可能に接続され、該クロッキング機構は該プロセッサと通信し、それぞれの該超音波データ信号および血圧データ信号に時間的識別子を割り当て、該プロセッサは受信された該超音波データ信号を処理して超音波画像を生成し、および、受信された該血圧データ信号を処理して血圧トレースを生成し、該処理システムは該超音波画像および該血圧トレースを表示画像に表示し、該表示画像においては、特定の時間的同一性を有する該超音波画像の複数部分が同じ時間的同一性を有する該血圧トレースの複数部分と共に表示される、処理システムと、
を備える、超音波撮像システム。
（項目３）
前記超音波画像の複数部分は、前記血圧トレースの複数部分と時間的に同期して表示される、項目２に記載のシステム。
（項目４）
前記プロセッサは、同じ時間的同一性を有する前記超音波画像の複数部分と前記血圧トレースの複数部分とを関係付ける、項目３に記載のシステム。
（項目５）
特定の時間的同一性を有する前記超音波画像の一部は、少なくとも１本の超音波データ信号のラインである、項目２に記載のシステム。
（項目６）
前記少なくとも１本のラインは、Ｍ−モード超音波画像を備える、項目５に記載のシステム。
（項目７）
特定の時間的同一性を有する前記超音波画像の一部は、少なくとも１つの超音波データ信号のフレームである、項目２に記載のシステム。
（項目８）
前記少なくとも１つの超音波データのフレームは、少なくとも１つのＢ−モード超音波画像を備える、項目７に記載のシステム。
（項目９）
特定の時間的同一性を有する前記超音波画像またはその一部は、同じ時間的同一性を有する前記血圧トレースまたはその一部と関係付けられ得る、項目２に記載のシステム。
（項目１０）
同じ時間的同一性を有するそれぞれのデータ信号および圧力信号を識別することによって、特定の時間的同一性を各々の信号が有している、複数の超音波データ信号と複数の血圧データ信号とを関係付けることを備える、項目９に記載のシステム。
（項目１１）
複数の前記関係付けられた超音波データおよび血圧データ点から、圧力対容積関係を生成するプロセッサをさらに備える、項目１０に記載のシステム。
（項目１２）
前記圧力対容積関係は、圧力対容積ループ曲線である、項目１１に記載のシステム。
（項目１３）
前記圧力対容積ループ曲線は、前記超音波システムの表示装置上に表示される、項目１２に記載のシステム。
（項目１４）
前記受信されたデータは、そのデータが前記被験体から受信された時間によって識別される、項目２に記載のシステム。
（項目１５）
前記受信されたデータは、そのデータが前記クロッキング機構によって受信された時間によって識別される、項目２に記載のシステム。
（項目１６）
被験体の選択された部位に超音波エネルギーを送信し、そこからエコーを受信し、それを表現するデータ信号を送信するように構成された超音波撮像プローブと、
該被験体の血圧を測定し、それを表現するデータ信号を送信するように構成された血圧センサと、
プロセッサとクロッキング機構とを備える処理システムであって、該処理システムは該撮像プローブおよび該血圧センサと動作可能に接続され、該クロッキング機構は該プロセッサと通信し、それぞれの該超音波データ信号および血圧データ信号に時間的識別子を割り当て、該プロセッサは同一の時間的同一性を有する少なくとも１つの超音波データ信号と少なくとも１つの血圧データ信号とを識別する、処理システムと、
を備える、超音波撮像システム。
（項目１７）
前記処理システムは、同じ時間的同一性を有する超音波データ信号および血圧データ信号を識別することによって、特定の時間的同一性を各々の信号が有している、複数の超音波データ信号と複数の血圧データ信号とを関係付けるように構成される、項目１６に記載のシステム。
（項目１８）
超音波画像データおよび血圧測定データを被験体から受信することと、
時間的識別子で該受信されたデータを識別することと、
超音波画像と血圧トレースとを備える表示画像を生成するために該受信されたデータを処理することであって、特定の時間的同一性を有する該超音波画像の複数部分が、同じ時間的同一性を有する該血圧トレースの複数部分と共に表示される、処理することと、
を包含する、撮像方法。
（項目１９）
前記超音波画像の複数部分は、前記血圧トレースの複数部分と時間的に同期して表示される、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
同期表示は、同じ時間的同一性を有する前記超音波画像の複数部分と前記血圧トレースの複数部分とを関係付けることを含む、項目１９に記載の方法。
（項目２１）
特定の時間的同一性を有する前記超音波画像の一部は、少なくとも１本の超音波画像データのラインである、項目１８に記載の方法。
（項目２２）
前記少なくとも１本のラインは、Ｍ−モード超音波画像を備える、項目２１に記載の方法。
（項目２３）
前記少なくとも１本の超音波データのラインはＭ−モード画像として表示され、前記血圧データは圧力波形として表示される、項目２２に記載の方法。
（項目２４）
前記Ｍ−モード画像は、前記被験体内に位置する臓器またはその一部の２次元表現を備える、項目２３に記載の方法。
（項目２５）
前記臓器は心臓である、項目２４に記載の方法。
（項目２６）
時間的同一性を有する前記Ｍ−モード画像の第一の選択部位と、同じ時間的同一性を有する該Ｍ−モード画像の第二の選択部位との間の距離を測定することによって、時間点における前記臓器またはその一部の寸法を求めることをさらに包含する、項目２５に記載の方法であって、該測定距離は該臓器またはその一部の該寸法を提供する、方法。
（項目２７）
前記時間点における圧力対寸法関係を求めるために、該時間点において求められた前記寸法を同じ時間点に取られた圧力読み取り値と対比することをさらに包含する、項目２６に記載の方法。
（項目２８）
前記Ｍ−モード画像上に作成された第一のトレースと、該Ｍ−モード画像上に作成された第二のトレースとの間の距離を計算することによって、少なくとも１つの後続時間点において、臓器またはその一部の寸法を求めることをさらに包含する、項目２６に記載の方法であって、該第一と第二のトレースは該少なくとも１つの後続時間点に対応する、方法。
（項目２９）
前記少なくとも１つの後続時間点における圧力対寸法関係を求めるために、その時間点において求められた前記寸法を同じ時間点に取られた圧力読み取り値と対比することをさらに包含する、項目２８に記載の方法。
（項目３０）
前記圧力対寸法関係は、圧力対直径関係である、項目２９に記載の方法。
（項目３１）
複数の時間点において求められた前記圧力対直径関係は、圧力対寸法閉曲線として表現される、項目３０に記載の方法。
（項目３２）
特定の時間的同一性を有する前記超音波画像の一部は、少なくとも１つの超音波データのフレームである、項目１８に記載の方法。
（項目３３）
前記１つ以上の超音波データのフレームは、少なくとも１つのＢ−モード超音波画像を備える、項目３２に記載のシステム。
（項目３４）
前記超音波データはＢ−モードフレームとして表示され、前記圧力データは圧力波形として表示される、項目３３に記載の方法。
（項目３５）
前記Ｂ−モードフレームは、臓器またはその一部の画像を備える、項目３４に記載の方法。
（項目３６）
前記撮像される臓器は内腔を備え、表示画像は該臓器の断面表現である、項目３５に記載の方法。
（項目３７）
前記臓器は心臓である、項目３６に記載の方法。
（項目３８）
前記画像の一部をトレースすることをさらに包含する、項目３６に記載の方法。
（項目３９）
前記トレースすることは、実質的に、前記撮像された臓器の内腔表面を表す前記画像の一部をなぞって、領域を規定する、項目３８に記載の方法。
（項目４０）
前記規定された領域の大きさを求めることをさらに包含する、項目３９に記載の方法。
（項目４１）
前記規定された領域に対応する容積を求めることをさらに包含する、項目３９に記載の方法。
（項目４２）
圧力対容積関係を求めるために、前記求められた容積を、該容積が求められた前記Ｂ−モードフレームと同じ時間的識別子を有する圧力読み取り値と対比することをさらに包含する、項目４１に記載の方法。
（項目４３）
少なくとも１つの後続表示されるＢ−モードフレームから容積を求めることと、対応する圧力対容積関係を求めるために、該後続フレームから求められた該容積を該後続フレームと同じ時間的識別子を有する圧力読み取り値と対比することと、をさらに包含する、項目４２に記載の方法。
（項目４４）
複数の時間点からの前記圧力対容積関係を、圧力対容積閉曲線として表現することをさらに包含する、項目４３に記載の方法。
（項目４５）
特定の時間的同一性を有する前記超音波画像またはその一部が、同じ時間的同一性を有する前記血圧トレースまたはその一部と関係付けられ得る、項目１８に記載の方法。
（項目４６）
同じ時間的同一性を有する超音波データ点および血圧データ点を識別することによって、特定の時間的同一性を両方の複数のデータ点の各々が有している、複数の超音波データ点と複数の血圧データ点とを関係付けることを包含する、項目４５に記載の方法。
（項目４７）
複数の前記関係付けられた超音波データおよび血圧データ点から、圧力対容積関係を生成することをさらに包含する、項目４６に記載の方法。
（項目４８）
前記圧力対容積関係は、圧力対容積ループ曲線である、項目４７に記載の方法。
（項目４９）
前記圧力対容積ループ曲線は、前記超音波システムの表示装置上に表示される、項目４８に記載の方法。
（項目５０）
前記受信されたデータは、被験体から受信された時間によって識別される、項目１８に記載の方法。
（項目５１）
前記受信されたデータは、受信器によって受信された時間によって識別される、項目１８に記載の方法。
（項目５２）
超音波画像データおよび血圧測定データを受信することと、
時間的識別子で該受信されたデータを識別することと、
同じ時間的同一性を有する超音波データ点および血圧データ点を識別するために、該受信されたデータを処理することと、
を包含する、撮像方法。
（項目５３）
前記処理することは、同じ時間的同一性を有する超音波データ点および血圧データ点を識別することによって、特定の時間的同一性を両方の複数のデータ点の各々が有している、複数の超音波データ点と複数の血圧データ点とを関係付けることをさらに包含する、項目５２に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、例示的な画像システムを示すブロック図である。
【図２】図２は、図１の例示的な画像システムをさらに示すブロック図である。
【図３】図３は、図１および図２の例示的な画像システムの一部を示す概略ブロック図である。
【図４】図４は、Ｍ−モード超音波データおよび血圧データを、図１および図２の例示的なシステムを用いて取り込み表示する、例示的な方法を示すブロック図である。
【図５】図５は、Ｍ−モード超音波画像および血圧データを、図１および図２の例示的なシステムを用いて処理する、例示的な方法を示すブロック図である。
【図６】図６は、図１および図２の例示的なシステムを用いて生成されたＭ−モード超音波データ、血圧データ、およびＥＣＧデータの、例示的な表示の画像である。
【図７】図７は、典型的な心周期における圧力対寸法閉曲線グラフおよび関連事象を示す概略図である。
【図８】図８は、単数または複数のＢ−モードフレームおよび血圧データを、図１および図２の例示的なシステムを用いて取り込み表示する、例示的な方法を示すブロック図である。
【図９】図９は、単数または複数のＢ−モードフレームおよび血圧データを、図１および図２の例示的なシステムを用いて処理する、例示的な方法を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、２つの例示的なＢ−モードフレームおよび１つの例示的な血圧波形を示す概略図である。
【図１１】図１１は、図１および図２の例示的なシステムを用いて生成されたＢ−モードフレームおよび血圧データを備える例示的な表示の画像である。
【図１２】図１２は、典型的な心周期における圧力対容積閉曲線グラフおよび関連事象を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は詳細な説明において、特に添付図面を参照して、例示を目的として説明される。
【００１０】
本明細書において、血圧および超音波データを取り込み、同期表示するシステムおよび方法が提供される。これらの方法およびシステムは、人間の患者および小動物被験体の心血管系における圧力−容積または圧力−寸法の関係の正確な決定を可能にする。
【００１１】
全体を通して用いられているように、文脈が明確にそうではないことを示している場合を除き、単数形の「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は複数の指示対象を含む。それ故に、例えば、「１つのプロセッサ（ａ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）」への言及は、文脈がそうではないことを示している場合を除き、２つ以上のプロセッサを含み得る。
【００１２】
１つの「被験体（ｓｕｂｊｅｃｔ）」は、一個体を指す。この被験体という用語は、小動物または実験動物、ならびに人間を含む霊長類を包含する。実験動物は、マウスまたはラット等の齧歯動物を含むが、これらに限定されない。この実験動物という用語は、動物、小動物、実験小動物、または、マウス、ラット、猫、犬、魚、ウサギ、モルモット、齧歯動物等を含む被験体についても、区別なく用いられる。この実験動物という用語は、特定の年齢または性別を指すことはない。それ故に、成体動物および新生動物、ならびに胎児（胚を含む）は、オス、メスに関わらず包含される。
【００１３】
「血圧」または「圧力」は、本明細書において互換可能に用いられ、被験体の循環する血液によって被験体の血管または心臓の壁上に作用される検出可能な圧力を指す。
【００１４】
本明細書において、被験体からの超音波データおよび血圧データを取り込むことを含む、被験体からの超音波データおよび血圧データを取り込み表示する方法が提供される。血圧および超音波データは、任意ではあるが、被験体から同時に取り込まれ得る。取り込まれた超音波および血圧データにはタイムスタンプが付され得、タイムスタンプ付きデータは、表示装置の表示のために処理され得る。タイムスタンプ付き超音波データおよびタイムスタンプ付き血圧データは、任意ではあるが、表示装置上に同期して表示される。
【００１５】
「同期表示（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｄｉｓｐｌａｙ）」または「同期して表示（ｄｉｓｐｌａｙｅｄ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｌｙ）」は、血圧および超音波データが表示装置上に同時に表示され得ることを意味する。超音波データはまた、タイムスタンプ付きＢ−モードフレームまたはＭ−モードデータのラインが対応するタイムスタンプ付き血圧データ点と一緒に表示され得るように、同期して表示され得る。これらのデータは、時間的同時状態にあると考えられ得る。一局面においては、処理システムは、受信超音波データ信号を処理して超音波画像を生成し、受信血圧データ信号を処理して血圧トレースを生成する。この処理システムは、表示画像の中に超音波画像と血圧トレースとを表示し、その表示画像の中に、超音波画像の複数部分が血圧トレースの複数部分と時間的に同期して表示され得る。例えば、この処理システムは、超音波画像および血圧トレースを１つの表示画像の中に表示し、その表示画像の中で特定の時間的同一性（ｔｅｍｐｏｒａｌ ｉｄｅｎｔｉｔｙ）を有する超音波画像の複数部分が、同じ時間的同一性を有する血圧トレースの複数部分と一緒に表示されるように、使用され得る。
【００１６】
それ故に、超音波画像の複数部分が、血圧トレースの複数部分と同期して表示され得る。特定の時間的同一性を有する超音波画像の一部は、少なくとも１本の超音波データ信号のラインであり得る。この少なくとも１本のラインは、Ｍ−モード超音波画像を備え得る。特定の時間的同一性を有する超音波画像の一部は同様に、少なくとも１つの超音波データ信号のフレームであり得る。例えば、１つの超音波データのフレームは、Ｂ−モード超音波画像を備え得る。
【００１７】
特定の時間的同一性を有する超音波画像またはその一部が、同じ時間的同一性を有する血圧トレースまたはその一部と関係付けられ得る。複数の超音波データ信号および複数の血圧データ信号は、両者のそれぞれの信号が特定の時間的同一性を有し、同じ時間的同一性を有するそれぞれのデータ信号および血圧信号を識別することによって、関係付けられ得る。
【００１８】
エコー信号または超音波データを取り込むことは、超音波を発生することと、超音波を被験体内部に送信することと、被験体によって反射されたエコーを受信することと、を含み得る。受信エコーは、超音波画像またはその複数部分を生成するために使用され得る。超音波データを取り込むために、広範囲の超音波周波数が使用され得る。例えば、臨床用周波数超音波（２０ＭＨｚ未満）または高周波数超音波（２０ＭＨｚ以上）が使用され得る。当業者であれば、例えば、これらには限定されないが、撮像の深さまたは所望の分解能等の要因に基づいて使用すべき周波数を容易に決定し得る。
【００１９】
高周波数超音波は、高分解能撮像が望まれ、かつ、被験体内の撮像すべき構造の位置があまり深くない場合に要請され得る。それ故に、超音波データを取り込むことは、少なくとも２０ＭＨｚの周波数の超音波を被験体内に送信することと、被験体によって反射された送信超音波の一部を受信することと、を含み得る。例えば、約２０ＭＨｚ、３０ＭＨｚ、４０ＭＨｚまたはそれ以上の中心周波数を有するトランスデューサが使用され得る。
【００２０】
適切な侵入深さで高分解能が達成され得る小動物を撮像するときには、しばしば高周波超音波送信が望まれる。そのため、この方法は、臨床用周波数または高周波数で小動物被験体に対して使用され得る。小動物は、任意ではあるが、マウス、ラット、およびウサギから成る群から選択される。
【００２１】
さらに、この方法とシステムは、特定の種類のトランスデューサに限定されない。臨床用周波数または高周波数で超音波を送信できる任意のトランスデューサが使用され得る。多くのこのようなトランスデューサが、当業者には公知である。例えば、高周波数伝送用では、ビジュアルソニックス・インコーポレイテッド（トロント、カナダ国）のＶｅｖｏ（登録商標）６６０またはＶｅｖｏ（登録商標）７７０高周波数超音波システムなどに用いられるトランスデューサが使用され得る。また、高周波数および臨床用周波数のアレイ型トランスデューサおよびシステムが、使用され得る。
【００２２】
超音波データは、超音波データのラインまたは超音波データのフレームとして取り込まれ得る。例えば、超音波のラインはＭ−モードで取り込まれ得、あるいは、超音波のフレームはＢ−モードで取り込まれ得る。デジタルクロックを使用することによって、取り込まれた超音波および血圧データはタイムスタンプを付され得る。任意ではあるが、取り込まれた超音波データおよび血圧データにタイムスタンプを付すために、同じデジタルクロックが使用され得る。この超音波データはＭ−モード画像あるいはＢ−モードのフレームまたは画像として表示され得、この圧力データは圧力波形として表示され得る。超音波データと血圧データの両方が、１つの表示装置上に表示され得る。
【００２３】
この方法およびシステムは、被験体内に位置する臓器またはその一部を撮像するために使用され得る。さらに、この臓器、またはその一部は、時間の経過とともに撮像され得る。例えば、Ｍ−モード画像は被験体内に位置する臓器、またはその一部の２次元表現（深さと時間）を備え得、これは、収集された超音波データから生成され得る。Ｍ−モード撮像は、当業者には周知の手法である。さらに、画像はＢ−モードフレームを備え得る。１つ以上のＢ−モードフレームが、Ｂ−モードフレームのループを形成するように直列状にして観察され得る。Ｂ−モード撮像およびＢ−モードフレームからのループ形成は、当業者には公知の技術である。
【００２４】
内腔を有する動的臓器を含む、対象とする多数の異なる臓器が撮像され得る。例えば、本明細書に記載の方法およびシステムを用いて、心臓、またはその一部が撮像され得る。しかしながら、この方法およびシステムは心臓の撮像に限定されず、心血管系の他の部分を含む他の臓器が撮像され得る。それ故に、例えば、大動脈の一部が撮像され解析され得る。
【００２５】
本明細書において、ある時間点における臓器、またはその一部の寸法を定めることをさらに含む方法が提供される。Ｍ−モード画像上に形成された第一のトレースと、Ｍ−モード画像上に形成された第二のトレースとの間の距離を求めることによって、寸法が定められ得、形成されたこれらのトレースは少なくとも１つの時間点に対応する。
【００２６】
ある時間的同一性を有するＭ−モード画像の第一の選択部と、同じ時間的同一性を有するＭ−モード画像の第二の選択部との間の距離を測定することによって、ある時間点における臓器またはその一部の寸法が計測され得、この測定距離が臓器またはその一部の寸法を与える。その時間点において定められた寸法は、同じ時間点に取られた圧力読み取り値と対比され得、その時間点における圧力と寸法の関係を決定する。一局面においては、Ｍ−モード画像上に形成された第一のトレースと、Ｍ−モード画像画像上に形成された第二のトレースとの間の距離から、少なくとも１つの後続の時間点における臓器またはその一部のさらなる寸法が計算され得、これらのトレースは、少なくとも１つの後続時間点に対応する。
【００２７】
それ故に、利用者は、自動または半自動ソフトウェアを用いて、Ｍ−モード画像上に位置する構造をトレースし得る。利用者はまた、Ｍ−モード画像表示で観察される、第一のトレースから少し離れた位置にある第二の構造をもトレースし得る。よって、第一のトレースと第二のトレースとは、距離（ｄ）だけ離れている。内腔を含む臓器が撮像された場合には、この距離は内腔の範囲であり得る。例えば、Ｍ−モード心臓エコー検査法において一般的に行われるように、心臓の一部が撮像された場合には、心臓の内腔壁は、内腔とからおよび対応する内腔壁とから識別可能である。それ故に、Ｍ−モード超音波によって心室等の心臓の小室が撮像され得、それは断面画像を提供し、送信超音波を反射する構造がトランスデューサからその構造までの距離に基づいて表示される。
【００２８】
図６に示されるように、Ｍ−モード表示は、内腔６０８上方に横たわる表面６２０を有する心室の壁６０２を示しており、内腔は第二の表面６１８を有する心臓の壁６２２の上方に横たわっている。Ｍ−モード画像がスクロールするにつれて、心臓の１つの撮像部分が時間の経過とともに動的に画像化され、心臓壁の収縮および弛緩が視覚化され得、および／または、心臓のその解剖学上の断面において内腔の狭窄および拡張が実時間で視覚化され得る。
【００２９】
開示された方法は、その時間点の臓器またはその一部について定められた寸法を同一時間点に取られた圧力の読み取り値と対比して、その時間点の圧力と寸法の関係を求めることをさらに含み得る。Ｍ−モード画像上に形成された第一のトレースと、Ｍ−モード画像画像上に形成された第二のトレースとの間の距離を計算することによって、少なくとも１つの後続時間点のその臓器またはその一部の寸法が求められ得、これらのトレースは少なくとも１つの後続時間点に対応する。この少なくとも１つの後続時間点において求められた寸法は、同一時間点に取られた圧力の読み取り値と対比され得、その時間点における圧力と寸法の関係を定める。任意ではあるが、圧力と寸法の関係は圧力対直径の関係である。この圧力対直径の関係は、任意ではあるが複数の時間点において定められ、圧力対直径の閉曲線として表現される。さらに、このＭ−モード画像から撮像物体の容積が求められ得、さらに、圧力対容積の関係が求められ得る。例えば、Ｍ−モードにおいて、対象物またはその一部、例えば心室の容積は、タイショロツ式（Ｔｅｉｃｈｏｌｚ ｆｏｒｍｕｌａ）を用いて推定され得る：
【００３０】
【数１】
ここで：
ｖは、マイクロリッタ単位の推定容積であり、
ｄは、Ｍ−モード画像上で測定されたミリメートル単位の心室の寸法である。
【００３１】
本明細書に記載の方法はまた、１つ以上のＢ−モードフレームを用いて、ある時間点における臓器またはその一部の面積または容積を定めることを含み得る。臓器またはその一部の画像を備えるＢ−モードフレームを用いて、この面積および／または容積が求められ得る。例えば、撮像された臓器が内腔を含み得、表示されるＢ−モードフレームまたは画像は臓器の断面表現である。任意ではあるが、この臓器は心臓とする。心室の画像を備える例示的なＢ−モードフレームが、図１０および図１１に示される。
【００３２】
表示装置上のＢ−モードフレームは、その一定の部分についてトレースされ得る。領域を規定するために、トレースは、撮像臓器の内腔表面を示すＢ−モードフレームの一定部分を実質的になぞることであり得る。例えば、心室の断面形状がトレースされ得る。心室画像を備えた例示的なＢ−モードフレームを、心内膜を実質的になぞるトレースと共に図１０および図１１に示す。このＢ−モードフレームのトレース領域に基づき、またトレースにより規定される領域の大きさが定められ得る。この領域に対応する容積が求められ得る。
【００３３】
例えば、Ｂ−モードにおいて、容積はシンプソン法（Ｓｉｍｐｓｏｎ’ｓ ｍｅｔｈｏｄ）を用いて推定され得る。この方法において、心室の長軸像は、以下の図に示すように、数学的に薄片に切断（ｓｌｉｃｅｄ）される）。各薄片の容積が計算され得、次いで、最終的容積を得るために足し合わされ得る。例えば、下記の等式が用いられ得る：
【００３４】
【数２】
ここで：
ｖは、マイクロリッタ単位の推定容積であり、
ｄは、心室の各薄片のミリメートル単位の直径であり、
ｎは、薄片の数であり、
ｈは、薄片の間の間隔である。
【００３５】
求められた容積は、容積が求められたＢ−モードフレームと同一のタイムスタンプを有する圧力の読み取り値と対比され得、圧力と容積の関係を定める。さらに、少なくとも１つの引き続いて表示されたタイムスタンプ付きＢ−モードフレームから容積が定められ得、後続フレームから定められた容積が後続フレームと同一のタイムスタンプを有する圧力の読み取り値と対比され得、対応する圧力と容積の関係を求める。複数の時間点からの圧力と容積の関係が、圧力対容積の閉曲線として表示され得る。
【００３６】
被験体からの超音波データおよび血圧データを取り込み表示するシステムは、被験体への超音波の送信と、被験者からの反射エコーデータまたは信号の受信とを行える、超音波トランスデューサを備える。このシステムは、被験者からの血圧データの収集が可能な血圧受信機構またはセンサと、反射超音波データまたはエコーおよび収集血圧データを受信し、画像を生成する処理システムとをさらに備え得る。これら超音波データおよび血圧データは、表示装置上に同期して表示され得る。トランスデューサはアレイ型、単一部品、または別の種類のトランスデューサであり得る。アレイ型または非アレイ型のトランスデューサは、臨床用周波数および／または高周波数の超音波を送信し得る。それ故に、トランスデューサの中心周波数は２０ＭＨｚ以上であり得、あるいは２０ＭＨｚ未満であり得る。トランスデューサは、広帯域トランスデューサであり得る。
【００３７】
この処理システムは、同期して表示される超音波および血圧データから圧力と寸法の関係を求めるために使用され得、あるいはそのようにプログラムされ得る。この処理システムは、１つ以上のプロセッサを備え得る。当業者なら分かることであるが、複数の機能を実行するために単一プロセッサまたは処理システムが記載されている場合にも、同じ機能を別々に実施するために多数のプロセッサが用いられ得、また多機能プロセッサと単一機能プロセッサとの組合せが用いられ得る。
【００３８】
この処理システムは、Ｍ−モード画像上に形成された第一のトレースと、Ｍ−モード画像上に形成された第二のトレースとの間の距離を計算することによって、ある時間点における臓器またはその一部の寸法を定めるために使用され得、あるいはそのようにプログラムされ得、これらのトレースは１つ以上の時間点における受信エコーデータからの表現（ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ）データを備える。さらに、この処理システムは、その時間点における圧力と寸法の関係を求めるために、その時間点において定められた寸法を同一時間点に取られた圧力の読み取り値と対比するために使用され得、あるいはそのようにプログラムされ得る。この処理システムはまた、Ｍ−モード画像上に形成された第一のトレースと、Ｍ−モード画像上に形成された第二のトレースとの間の距離を計算することによって、少なくとも１つの後続時間点における臓器またはその一部の寸法を定めるために使用され得、あるいはそのようにプログラムされ得、これらのトレースは少なくとも１つの後続時間点に対応するエコーデータを表現するデータを備える。この処理システムは、その時間点における圧力と寸法の関係を求めるために、少なくとも１つの後続時間点において定められた寸法を同一時間点に取られた圧力の読み取り値と対比するために使用され得、あるいはそのようにプログラムされ得る。任意ではあるが、圧力と寸法の関係は圧力対直径の関係とする。この圧力対直径の関係は、任意ではあるが複数の時間点で求められ、圧力対直径の閉曲線として表現される。
【００３９】
この処理システムは、表示装置上の臓器またはその一部のＢ−モードフレームの一定部分をトレースするために使用され得、あるいはそのようにプログラムされ得る。臓器が内腔、例えば心室を備える場合には、このトレースは、領域を規定するために、図１０および図１１に示すように、撮像臓器の内腔表面を示すフレームの一定部分を実質的になぞることであり得る。この処理システムはさらに、この規定された領域の大きさを定め、規定された領域に対応する容積を定めるために使用され得、あるいはそのようにプログラムされ得る。この処理システムはさらに、圧力と容積の関係を求めるために、この定められた容積を、この容積が定められたＢ−モードフレームと同一のタイムスタンプを有する圧力の読み取り値と対比するために使用され得、あるいはそのようにプログラムされ得る。この処理システムはさらに、少なくとも１つの後続して表示されたタイムスタンプ付きＢ−モードフレームから容積を定め、後続の圧力と容積の関係を求めるために、後続フレームから定められた容積をこの後続フレームと同一のタイムスタンプを有する圧力の読み取り値と対比するために使用され得、あるいはそのようにプログラムされ得る。この処理システムは、複数の時間点からの圧力と容積の関係を圧力対容積の閉曲線として表現するために使用され得、あるいはそのようにプログラムされ得る。
【００４０】
本明細書においてさらに、被験体からの超音波エコーデータおよび血圧データを取り込むシステムであって、被験体への超音波の送信と、被験者からの反射エコーデータの受信とを行える超音波トランスデューサを備えるシステムが提供される。このシステムはさらに、反射エコーデータを受信し、被験体から収集された血圧データを受信する処理システムを含み得る。
【００４１】
本明細書においてさらに、被験体からのエコーデータおよび血圧データを取り込むシステムであって、エコーデータを受信し、被験体から収集された血圧データを受信するようにプログラムされたプロセッサを備えるシステムが提供される。
【００４２】
図１は、超音波画像データと共に血圧データを取り込み、表示する、例示的な超音波システム１００を示す。この超音波システム１００は、被験体１１４に対して作用する。被験体１１４はマウス、ウサギまたはラット等の小動物であり得、あるいは被験体１１４は人間等の霊長類であり得る。
【００４３】
血圧信号は被験体１１４から、血圧モニタ装置または検出装置を用いて得られ得る。これらの装置および方法は当該分野において公知である。例えば、血圧を電気信号に変換するＭｉｌｌａｒ（登録商標）カテーテル（ミラーインスツルメンツ・インコーポレイテッド、ヒューストン、テキサス州）が、血圧データを取得するためにカテーテルを被験体内に挿入または位置決めすることによって、用いられ得る。被験体からの血圧データまたは信号は、圧力検出装置によってアナログ波形に変換され得る。
【００４４】
圧力検出装置の別の実施例は、尾カフ（ｔａｉｌ ｃｕｆｆ）である。被験体１１４が尾を有する小動物の場合には、尾カフが尾の周囲に取り付けられ得、当業者に公知の方法で血圧データが得られ得る。さらに、体内の任意の場所から血圧データを送信するＲＦリンクと共に、インプラントが用いられ得る。それ故に、血圧信号を収集する公知の方法および装置、ならびに、血圧信号をアナログ波形に変換する公知の方法および装置が、超音波システム１００で用いられ得る。被験体から血圧信号を収集し、それをアナログ波形に変形する任意の従来の装置または方法が、超音波システム１００と共に用いられ得ると考えられる。
【００４５】
被験体から収集された血圧データを表現するアナログ波形は、アナログ増幅器１０８に送達され得る。以下では、例示的なアナログ増幅器についてさらに詳細に説明する。アナログ血圧データは、図２に示すように、超音波システム１３１に提供するために、アナログデジタルコンバータ１２４で処理され、デジタルデータに変換され得る。この超音波システム１３１は、使用され得る処理システムの一実施例である。アナログデジタルコンバータ１２４によってアナログデータから変換されたデジタルデータは、受信サブシステム１２０に送達され得、そこでデジタル処理が行われる。デジタル処理は、タイムスタンプロジックまたはタイムスタンプクロックを含み、これらは受信サブシステム１２０のサブコンポーネント１５０と見なし得る。それ故に、アナログデジタルコンバータ１２４からのデータは、デジタル処理（サブシステム１５０参照）に送達され得、さらに、このデータは、データの時間的特徴（ｔｅｍｐｏｒａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ）、すなわち超音波システムの受信サブシステムによってこの特定のデータが受信された時間点を示す、タイムスタンプが与えられ得る。
【００４６】
画像システム１００は、血圧データの受信の他に、臨床用周波数または高周波数の超音波の送信と受信とを行える超音波トランスデューサ１０６によって受信された超音波画像データの収集を行う。被験体またはその一部から反射された受信エコーは、受信サブシステム１２０への出力が可能な超音波受信信号に変換され得る。ブロック１２０において、受信超音波信号はデジタルデータに変換され得、さらに、デジタル血圧データにスタンプを付すのと同一のタイムスタンプロジック１５０（図２）またはクロックを用いて、タイムスタンプを付され得る。それ故に、ブロック１２０において、血圧と超音波の両デジタルデータがタイムスタンプで識別される。受信サブシステム１２０からのタイムスタンプ付きデータは、デジタル記憶装置１５１に保存され得、このデジタル記憶装置は、ランダムアクセスメモリ１２１（図２）の中またはコンピュータのハードドライブ１３８（図２）上の一時記憶装置を含み得る。
【００４７】
画像および血圧データは、表示装置１１６上に表示され得る。例えば、画像データは、図６に示すようなＭ−モード画像として、または、図１０および図１１に示すようなＢ−モードフレームとして表示され得る。圧力データは、Ｍ−モード画像またはＢ−モードフレームと対応付けされ、同期して表示され得る。それ故に、超音波画像と血圧波形の同期表示が表示装置上に表示され得る。
【００４８】
ＥＣＧ、呼吸、および温度のデータを含むその他の源流（ｓｏｕｒｃｅｓ）のデータがまた、被験体１１４から受信され得る。これらの付加的源流のデータは、被験体からアナログデータとして収集され得、超音波システム１３１に提供するためにアナログデジタルコンバータ１２４によってデジタルデータに変換され得る。この付加的データはまた、受信サブシステム１２０においてタイムスタンプを付され得、血圧波形およびＭ−モードまたはＢ−モード超音波画像と同期して表示せれ得る。
【００４９】
Ｍ−モードまたはＢ−モード超音波画像と同期する血圧データの表示は、正確な圧力／寸法または圧力／容積の測定、および／または推定を行うことを可能にする。さらに、ＥＣＧデータ等の被験体からのその他の受信データとの同期表示は、圧力／寸法／容積の、心電活動または呼吸サイクルとの同時進行的な解析を可能にする。
【００５０】
血圧データは、Ｍ−モード画像を縦断する超音波データの対応する縦ライン、またはＢ−モードフレームと組み合わされ得、同期して表示され得る。
【００５１】
Ｍ−モード画像は、所定の速度で右から左に流れるストリップレコーダと類似している。血圧データおよび、もし用いられるならＥＣＧデータおよび呼吸データも同様に、Ｍ−モード画像に同期して連続的に右から左に進む。Ｍ−モード画像は、同期表示の血圧および／またはＥＣＧのデータと共に、任意の時間点で静止することができ、これにより、Ｍ−モード画像に沿った任意の点、血圧曲線に沿った任意の点、またはＥＣＧ表示に沿った任意の点が、表示画面上で正確に対応付けられ得る。
【００５２】
本明細書に記載のシステムまたは方法は、心臓の鼓動、または心収縮時および心拡張時の大動脈の動特性等の心血管系内の他の拍動性動特性を含む、被験体１１４の心血管系を解析するために使用され得る。
【００５３】
画像からの圧力データおよび寸法データの解析は、ソフトウェアを用いて実施され得る。心臓の場合には、Ｍ−モード画像またはＢ−モードフレームを生成するために、収集された超音波データが用いられ得る。Ｍ−モード画像において、対向する２つの波形（６２０と６１８）は、心周期の間に収縮し、弛緩する心臓の表面を示す。Ｂ−モードフレームは、深さと幅の寸法を備え、撮像臓器の断面図を示し得る。例えば、心臓の断面画像がＢ−モードフレーム上に画像化され得る。この断面画像は内腔および内腔壁を含み得て、これらはＢ−モードフレーム上でトレースされ得る。特定の断面において、トレースの面積および／または容積が求められ得、Ｂ−モードフレームと同一のタイムスタンプを有する圧力の読み取り値と関係付けられ得る。
【００５４】
さらに詳細に後述するように、Ｍ−モード画像またはＢ−モードフレームの任意の部分が、対応する圧力および／またはＥＣＧのデータと同時に、すなわち同期して表示され得、その結果として、心室、心房、またはそれらの撮像部分の直径の変化を圧力曲線および／またはＥＣＧ曲線と正確に対比することが可能であり、心臓の圧力／寸法／容積の関係を同時に判定できる。心臓の圧力／寸法の関係および／または圧力／容積の関係の正確な算定は、血圧／寸法曲線（閉曲線）（図７）および／または圧力／容積曲線（閉曲線）（図１２）を生成するために使用され得、それは心臓の生理的パラメータを解析するために使用され得る。
【００５５】
図２は、図１の画像システム１００をさらに展開したブロック図である。システム１００は被験体１１４に対して作用し、超音波プローブ１０６は、画像情報を得るために、被験体１１４に近接して配置され得る。したがって、超音波プローブ１０６は、超音波を被験体に送信し、被験体から超音波を受信するトランスデューサを備え得る。このようなトランスデューサは、単一部品トランスデューサまたはアレイを備え得て、臨床用周波数と高周波数の両方で超音波を送信し受信し得る。任意ではあるが、トランスポンダの中心周波数は２０ＭＨｚ以上で動作する。
【００５６】
血圧および超音波データを取り込み表示するシステムおよび方法は、ハードウェアとソフトウェアの組合せを用いて実装され得る。システムのハードウェア面の実装は、すべて当該分野において周知である、ディスクリート電子部品、データ信号に応じて論理関数を実行する論理ゲートを有するディスクリート論理回路（単数または複数）、適切な論理ゲートを有する特定用途向け集積回路、プログラマブルゲートアレイ（単数または複数）（ＰＧＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などの技術の、任意のものまたはその組合せを含み得る。
【００５７】
例示的な画像システム１００は、超音波システム１３１を含む。上述したように、本明細書に記載の超音波撮像システム１３１は、処理システムの一実施例である。超音波システム１３１は、制御システム１２７、スキャンコンバータ１２９、送信サブシステム１１８、受信サブシステム１２０、およびユーザ入力装置１３６を含み得る。プロセッサ１３４は制御サブシステム１２７に接続され、表示装置１１６はプロセッサ１３４に接続される。メモリ１２１はプロセッサ１３４に接続される。メモリ１２１は、任意の種類のコンピュータメモリであり得、その中で超音波撮像システムのソフトウェア１２３およびその他のソフトウェア（１４０、１４２）が動作するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）として参照され得る。その他のソフトウェアは、取り込みソフトウェア１４０および解析ソフトウェア１４２を含み得る。
【００５８】
システムのソフトウェアは、論理関数を実装する実行可能命令の順番付きリストを備え得、コンピュータベースのシステム、プロセッサ内蔵システム、または命令実行システム、機器、もしくは装置から命令を読み込んで命令を実行し得る他のシステム等の、命令実行システム、機器、あるいは装置による使用のために、またはこれらと関連する使用のために、任意のコンピュータ読み取り可能媒体の中に具現化され得る。
【００５９】
メモリ１２１はまた、画像システム１００によって得られた画像データおよび圧力データ（すなわち、収集データ１１０）を含み得る。収集データ１１０はまた、超音波システムによって受信されたＥＣＧデータ、呼吸データおよび温度データを含み得る。プロセッサ１３４は制御サブシステム１２７に接続され、表示装置１１６はプロセッサ１３４に接続される。メモリ１２１はプロセッサ１３４に接続される。ソフトウェア１２３、１４０、１４２は、超音波データおよび血圧データの取得、処理および表示を制御し、超音波システム１３１による血圧データを含む画像の表示を可能とし、圧力と寸法または圧力と容積の関係を求めるために用いられ得る。メモリ１２１はまた、超音波システム１３１によって得られた収集データ１１０を含み得る。
【００６０】
超音波システム１３１の動作に関連するステップまたはアルゴリズムを実行するようにプロセッサ１３４を指図するおよび／または設定する命令をプロセッサ１３４に提供するために、コンピュータ読み取り可能記録媒体１３８がプロセッサに接続される。このコンピュータ読み取り可能媒体は、これらは単なる例示に過ぎないが、磁気ディスク、磁気テープ、ＣＤＲＯＭなどの光読み取り可能媒体、およびＰＣＭＣＩＡカードなどの半導体メモリ、などのハードウェアおよび／またはソフトウェアを含み得る。それぞれの例において、この媒体は、小型ディスク、フロッピディスク、カセット等の携帯品の形態を取り得、あるいは補助システムの形態で提供されるハードディスクドライブ、固体メモリカード、またはＲＡＭなどの比較的大型または固定品の形態を取り得る。上記例示の媒体は、単体または組合せのいずれでも用いられ得ることに留意するべきである。
【００６１】
本明細書の文脈において、「コンピュータ読み取り可能媒体」は、命令実行システム、機器、もしくは装置によって、またはこれらと関連して使用されるプログラムを収容（ｃｏｎｔａｉｎ）、保存（ｓｔｏｒｅ）、通信（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅ）、伝搬（ｐｒｏｐａｇａｔｅ）、もしくは移送（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）し得る任意の手段であり得る。このコンピュータ読み取り可能媒体は、例えば、電子式、磁気式、光学式、電磁気式、赤外線式、または半導体式のシステム、機器、装置、あるいは伝搬媒体であり得るが、これらに限定されない。コンピュータ読み取り可能媒体のさらに具体的な実施例（非網羅的なリスト）は、以下のものを含み得る：１つ以上の配線を有する電気的接続（電子式）、携帯コンピュータディスケット（磁気式）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読出専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）（磁気式）、光ファイバ（光学式）、および携帯コンパクトディスク読出専用メモリ（ＣＤＲＯＭ）（光学式）。なお、このコンピュータ読み取り可能媒体は、その上にプログラムが印刷される紙または別の適切な媒体ですらあり得、このプログラムは、紙または他の媒体を例えば光学的に走査することで電気的に取り込まれ得、次いで必要であれば、コンパイルされ、翻訳され、または他の適切な態様で処理され、次いで、コンピュータメモリに保存され得る。
【００６２】
制御サブシステム１２７は、各種構成要素の動作を超音波システム１３１に向けるために用いられる。この制御サブシステム１２７および関連の構成要素は、汎用プロセッサに指示を出すソフトウェアとして、またはハードウェアの実装における専用電子部品として提供され得る。
【００６３】
超音波システム１３１は、受信超音波エコーによって生成された電気信号を、プロセッサ１３４によって処理され表示装置１１６上の画像に描画され得るデータに変換するための、スキャンコンバータ１２９を含む。制御サブシステム１２７は、超音波送信信号を超音波プローブ１０６に提供するために、送信サブシステム１１８に接続される。この超音波プローブ１０６が次に超音波受信信号を受信サブシステム１２０に提供する。受信サブシステム１２０はまた、受信信号を表現する信号をスキャンコンバータ１２９に提供する。受信サブシステム１２０はまた、制御サブシステム１２７に接続される。スキャンコンバータ１２９は、制御サブシステム１２７によって、受信データを処理し収集データ１１０を用いて表示用画像を提供するように指図される。収集データ１１０は、画像データおよび血圧データを含み得るが、これに限定されない。受信サブシステム１２０はサブコンポーネント１５０を含み、サブコンポーネント１５０はタイムスタンプロジックまたはクロックを備え、それは超音波プローブ１０６からの受信超音波信号に、時間識別子（ｔｉｍｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）でデータを識別する時間上のスタンプ（ｔｅｍｐｏｒａｌ
ｓｔａｍｐ）でスタンプ付けし得る。この時間識別子は、データを、それが被験体１１４から収集された時間、および／または、いつデータが受信サブシステム１２０に送達され、もしくは受信サブシステム１２０によって受信されたかによって識別する。同じクロックによって、血圧データおよび画像データがタイムスタンプ付けされ得る。
【００６４】
画像システム１００は、被験体１１４から血圧信号を得て、そして、可変利得増幅器１０８に送達するために、被験体１１４から受信した圧力信号をアナログ波形に変換する圧力検出装置１０４をさらに備え得る。図３に示すように、この可変利得増幅器は７つの制御レベルを有し得、３つの制御ビットを有する。利得は、超音波システム１３１のソフトウェア１２３によって制御され得る。可変利得増幅器１０８は、使用される圧力検出装置１０４に応じた異なる入力を許容する。
【００６５】
画像システム１００はレベルシフタ１１２をさらに備え得、レベルシフタ１１２は可変利得増幅器１０８からのアナログ波形をシフトし、選択された周波数のデータを除去するようにデータをフィルタリングするフィルタ１２２に、シフトされた血圧データを送達する。例えば、２．５ＫＨｚ以上の周波数を有するデータをフィルタリングするために、ローパスフィルタが使用され得る。増幅と、シフトと、フィルタリングとを施されたデータは、アナログデジタルコンバータ１２４に送達され得、そこでそのデータはアナログフォーマットからデジタルフォーマトに変換される。このデジタルデータは、デジタルデータバスを介して、タイムスタンプ付与を含むデジタル処理のために受信サブシステム１２０に送信され得る。アナログ／デジタルコンバータ１２４はまた被験体１１４から、デジタルデータバスを通して受信サブシステム１２０に提供するＥＣＧデータ、呼吸データ、および温度データを含む付加的アナログデータをも受信し得る。
【００６６】
超音波システム１３１は、超音波プローブ１０６を介して超音波データの送信および受信を行い、画像システム１００の動作パラメータを制御するためのインターフェースを利用者に提供し、ならびに、インターフェース表示１３６または表示装置１１６により利用者に提供される、解剖学的および／または生理学的構造を示す静止画および動画を構成するために適切なデータの処理を行う。圧力および超音波のデータは、制御サブシステムおよび画像形成サブシステムに提供するために、ならびに、後続の処理および／または保存を行うために、ならびに、圧力波形およびＭ−モードまたはＢモード超音波画像データを表示装置１１６上に同期表示するために、ならびに、後続の圧力／寸法または圧力／容積の解析を行うために、タイムスタンプを付され得る。
【００６７】
図３は、超音波Ｍ−モードまたはＢ−モード超音波データと共に同期表示、解析するために、被験体１１４からの血圧データを取得し送達するために用いられる、例示的な画像システム１００の一部を示す概略図である。図３に示す構成要素は、可変利得増幅器１０８、レベルシフタ１１２、ローパスフィルタ１２２、アナログデジタルコンバータ１２４、およびデジタルデータバス３０２を含む。
【００６８】
可変利得増幅器１０８は、ソフトウェア１２３により７つのレベルに制御され得る３つの制御ビットを含む。可変利得増幅器１０８は、被験体からの血圧信号をアナログ波形に変換可能な血圧モニタ／検出装置からの入力を受け入れる。例えば、Ｍｉｌｌａｒ圧力モニタが使用される場合には、ＶＧＡへの入力は、一般的には約−２．５ボルトから＋２．５ボルトまでを変動するアナログ圧力波形である。しかしながら、用いられる圧力モニタまたは検出装置に応じて、出力はアナログ圧力波電圧の点で異なり得る。例えば、尾カフが用いられる場合には、可変利得増幅器への入力は約−１．０ボルトから＋１．０ボルトまでの振幅を有するアナログ波形の形態であり得る。当業者であれば分かることであるが、入力または用いられる血圧検出装置に応じて他の電圧振幅が起こり得るのであり、その振幅は−１．０ボルトから＋１．０ボルトまでよりも小さいこともあれば、−２．５ボルトから２．５ボルトまでよりも大きいこともあり得る。例えば、可変利得増幅器１０８は−５．０ボルトから＋５．０ボルトまで、またはそれ以上の入力を受け入れ得る。
【００６９】
可変利得増幅器１０８は、圧力検出装置からのアナログ波形の入力電圧振幅に基づいて、利用者が異なる電圧利得を選択することを可能にする。可変利得増幅器の利得は、レベルシフタ１１２に−２．５ボルトから＋２．５ボルトまでの信号を提供するように、圧力検出装置からの入力に依存して設定され得る。それ故に、可変利得増幅器への入力が−２．５ボルトから＋２．５ボルト電圧振幅のアナログ波形である場合には、利得は１となる。可変利得増幅器１０８は３つの制御ビットによって７つの制御レベルに調整される。制御ビット３０４は、圧力検出装置１０４からの入力に依存して可変利得増幅１０８の利得を決定するように、ソフトウェア１２３によって制御される。
【００７０】
一局面においては、レベルシフタは、入力電圧振幅を正の電圧振幅に変換またはシフトする。それ故に、−２．５ボルトから＋２．５ボルトまでの振幅は、０ボルトから＋５．０ボルトまでの正の電圧振幅にシフトされる。こシフトされた信号は、信号の２．５ＫＨｚ以上の周波数を有する部分をフィルタリングして除去するローパスフィルタ１２２に送達される。このフィルタリングは、帯域外ノイズを低減し、さらに、Ａ／Ｄコンバータが一般的に８．０ＫＨｚで動作しているために、エイリアシングをも防止する。このフィルタリングされたアナログ信号は、１６ビットのアナログデジタルコンバータ１２４に入力され、アナログデジタルコンバータ１２４は、デジタルデータバス３０２を通して超音波システム１３１に提供するために、アナログ入力をデジタルデータ出力に変換する。
【００７１】
図４は、Ｍ−モード超音波データまたはエコー信号および血圧データを、図１および図２の例示的なシステムを用いて取り込み表示する、例示的方法を示すブロック図である。一般的に、超音波データは、被験体の解剖学的構造の同じ位置において、一連のラインとして、時間の経過とともに取り込まれ得る。取り込まれた超音波データのラインは、取り込まれた圧力データと共にタイムスタンプを付され、同期して表示され得る。この圧力データは、圧力波形として表示装置上に表示され得る。
【００７２】
ブロック４０２において、トランスデューサを備える超音波プローブが、被験体内に超音波を送信し、被験体からの反射超音波信号を受信するように、被験体１１４に近接して配置され得る。圧力検出装置は１つ以上のリードを介して被験体１１４に接続され得、圧力データの取り込みおよび圧力データのアナログ圧力波への変換を可能にする。
【００７３】
ブロック４０４において、画像システム１００は一ライン分の超音波データを取り込み得、１つの圧力読み取り値を取り込み得る。血圧および超音波のデータは、任意ではあるが、被験体から同時に取り込まれ得る。取り込まれた超音波データのラインおよび取り込まれた圧力読み取り値は、受信サブシステム１２０のタイムスタンプロジック１５０を用いて、超音波システム１３１によってタイムスタンプを付され得る。同期する超音波データのラインおよび圧力読み取り値は、同じタイムスタンプを付した識別子を有することによって識別され得る。Ｍ−モードでは、解剖学的構造の同じ位置において、時間の経過とともに一連のデータラインが取り込まれ得る。このデータのラインは、バッファの中に取り込まれ得る。取り込まれた超音波データのラインは、取り込まれた圧力値の読み取り値と共に表示され得る。超音波データラインおよび血圧読み取り値上のタイムスタンプが共通なため、超音波システム上の同期した実時間表示のために、データラインと圧力読み取り値とが対応付けられ得る。
【００７４】
ブロック４０６では、Ｍ−モード超音波では一般的に行われるように、表示領域がスクロールされ得、表示またはスクリーンは、ブロック４０４で取り込まれた超音波データのラインおよび圧力読み取り値で更新され得る。スクロール上でスクリーンの端に到達したときは、最古のデータが脱落する。最古のデータが脱落すると同時に、表示は、利用者がブロック４１０で取得プロセスを停止するまで、超音波データの新ラインおよび新圧力データで更新され得る。
【００７５】
ブロック４０８において、タイムスタンプ付き超音波データおよび圧力データは、後続の表示または解析用に、ＲＡＭ内にまたはコンピュータのハードドライブ上に保存され得る。ブロック４１０において、利用者は取得プロセスを停止するか否かを決定できる。答えが「いいえ」である場合には、取得プロセスは継続し得て、１ミリ秒後に、ブロック４０４において、第二のまたは新規の圧力読み取り値と共に、超音波データの第二のまたは新規のラインが取り込まれ得る。再度、ブロック４０６に示すように、最古のデータが脱落し、新規の超音波ラインおよび圧力データが表示上で更新されて、表示が更新され得る。この新データは、ブロック４０８で前回に保存されたデータと共に保存され得る。ブロック４０８で保存されたデータのブロックは、データが取得されると埋められる循環型バッファにおいて、後続の解析のために使用され得る。４０８においてこの循環型バッファがいっぱいのときには、データの次のラインが、データの最古のラインを循環型バッファから押し出し得る。
【００７６】
４１０で利用者が取得の停止を決定すると、データ収集は停止し、Ｍ−モード画像上に位置する同期圧力波形と共にＭ−モード画像を超音波システムの表示装置上に示した状態で、画面は静止し得る。図６は、上述の方法を用いて生成された超音波データおよび血圧データの例示的な表示画面を示し、ここでは血圧データがＭ−モード画像と同期して表示され得る。ブロック図４００の最後でブロック４１２において、利用者が取得を停止させ、この表示画面を静止させた。ブロック４１２で利用者が画像を静止させた後に、図５に示すように、保存データは処理され解析され得る。
【００７７】
図５は、Ｍ−モード超音波画像を、図１および図２の例示的なシステムを用いて処理する、例示的な方法を示すブロック図である。ブロック５０４において、ブロック４１２で表示画面上に静止された画像上にトレース線が置かれる。２つのトレース（６１４と６１６）が表示画像上に生成され得る（図６）。６２０と６１８の両波形を自動トレースするために、解析ソフトウェア１４２が用いられ得る。
【００７８】
１本のトレース６１４は、この例示的な画像の約１０．５ｍｍに位置する波形６２０をトレースするものであり、第二のトレース６１６は、この例示的な画像の約１５．０ｍｍに位置する波形６１８をトレースするものである。波形をトレースするために用いられるソフトウェア１４２は、当業者にとって公知の波形トレース用ソフトウェアを用いて、容易に適合され得る。波形（６２０と６１８）上の各点は、約１ミリ秒間隔で取得された超音波データのタイムスタンプ付きラインに対応する。それ故に、トレース（６１４と６１６）に沿った各点はまた、超音波データのタイムスタンプ付きラインに対応する。
【００７９】
２本のトレースされた波形またはトレースの間の距離（ｄ）は、撮像された構造の寸法、例えば、超音波が受信される位置における心室の直径、を表す。ブロック５０６において、トレースの各点に対する直径、容積または面積などの寸法が、トレース間の距離を用いることによって計算および／または推定され得る。各計算された寸法または断面は、対応するタイムスタンプを有する。
【００８０】
ブロック５０８において、圧力波形上の各点に対してトレース上の時間点に対応して、圧力が求められ得る。それ故に、圧力波形に沿ったタイムスタンプを、Ｍ−モード画像を用いて２つのトレースによって定められた同一タイムスタンプの寸法と対応付けることによって、Ｍ−モード画像に沿った任意の寸法または容積点に対して、圧力波形からの血圧が求められ得る。例えば、Ｍ−モード画像が１ＫＨｚで走っていると想定すると、対応する圧力および寸法を有する一ライン分のデータが１ミリ秒毎に取得される。それ故に、１ミリ秒毎に新しい寸法または容積が求められ得る。しかしながら、読み取り値は、Ｍ−モード動作の速度に応じて、１ミリ秒毎に１回よりも速くもまたは遅くも定められ得る。例えば、この速度は８ＫＨｚであり得る。それ故に、サンプリング周波数は変化し得、例えば約１ＫＨｚから約８ＫＨｚの範囲をとり得る。サンプリング速度が８ＫＨｚの場合には、１ＫＨｚの場合よりも１秒当り８個多い読み取り値が存在する。一局面においては、Ｍ−モードにおけるパルス繰返し周波数（ＰＲＦ）がサンプリング周波数に用いられ得る。
【００８１】
ブロック５１０において、このシステムが生成した圧力対寸法または圧力対容積のデータを用いてグラフが作成され得る。例えば、圧力対容積または圧力対寸法の閉曲線が作成され得、これにより一回拍出量、心拍出量、および心筋弾力性の解析が可能になる。心収縮の終点を含む心周期の異なる点における容積および圧力を求めるために、圧力および寸法をＥＣＧ読み取り値と対応付けるグラフがまた、作成され得る。Ｍ−モードでは単一の寸法が測定されるために、圧力対寸法のグラフがシステムによって生成されたデータを用いて作成され得る。この単一の寸法から、心臓の形状に関するある種の仮定に基づいて、容積の推定が実行され得る。
【００８２】
図６は、図１および図２の例示的なシステムを用いて生成された超音波データ、血圧データ、およびＥＣＧデータの、例示的な表示の画像である。図６は例示的なＭ−モード超音波画像６００であって、圧力波形６０４およびＥＣＧトレース６０６と共に、かつ同期して表示される複数のラインのＭ−モードデータを備える。このＭ−モードは、データの軸方向ラインを端から端までを実時間観察するものであり、データの個々のラインは１ＫＨｚの速度で収集され得る。１ＫＨｚでは、一ラインのデータが１ミリ秒毎に取得され、取り込まれる。
【００８３】
心収縮期および心拡張期には、心臓壁６０２および６２２は収縮し弛緩するので、その結果として、心室の直径は心臓周期全体を通して動的に動く。上述したように、Ｍ−モードで観察するときには、心臓壁の収縮および弛緩は、心臓壁（６０２と６２２）のトランスデューサからの距離を表す２つの波形（６２０と６１８）を生成する。これらの波形は、トレース６１４および６１６を生成するソフトウェアによって自動的にトレースされ得、６１４はトランスデューサに近い方の心臓表面６２０をトレースし、６１６はトランスデューサからより離れている方の心臓表面６１８をトレースする。例えば、上述したように、１本の波形／トレースは約１０．５ｍｍの深さに位置し、他方の波形／トレースは約１５ｍｍの深さに位置する。撮像された心室の内腔６０８は２つの表面（６２０と６１８）の間の空間に位置し、その内腔６０８の寸法または直径は、２本のトレース間の距離を、これらトレースに沿った任意の点で測定することによって決定され得る。同様に、圧力トレース６０４に沿った任意の特定の点における圧力は、波形上の所定点、例えば点６１０にカーソルを置くことによって、心臓表面の波形上の同期点と関係付けられ得、対応する線または他の指示マークが圧力トレース６０４に沿って形成され得る。例えば、線状マーク６１２は、壁６０２の波形６２０に沿って位置するカーソル点６１０と、同一タイムスタンプの同じ点に対応する。さらに図６に示すように、Ｍ−モード画像および圧力波形はＥＣＧトレース６０６と同期化され得るので、その結果として、圧力対直径および／または容積が、心臓のこの電気的周期における所定の点と同期して関係付けられ得る。
【００８４】
図７は、典型的な心周期における圧力対寸法閉曲線グラフと関連事象を示す概略図である。同期する圧力／寸法または圧力／容積データは、本明細書に記載の方法を用いて、図６に示すような表示によって達成され得、このデータは、寸法を圧力と関係付けるグラフを作成するために使用され得る。このグラフは、圧力対寸法閉曲線と呼ばれており、その例が図７に示されている。この圧力対寸法閉曲線により、充満、僧帽弁閉鎖、等容性収縮、大動脈弁開放、駆出、大動脈弁閉鎖、等容性弛緩、および僧帽弁開放を含む種々の心臓周期時相（ｐｈａｓｅ）を通じて、心室内の圧力ならびにその圧力に同期するタイミングの寸法が、追跡され得る。さらに、この圧力対寸法グラフよって心臓が機能する上で重要な多くのパラメーが決定され得、このグラフは心臓病の診断または心臓機能に対する治療の効果の研究にとって有益となり得る。
【００８５】
図８は、図１および図２の例示的なシステムを用いて、単数または複数のＢ−モードフレームおよび血圧データを取り込み表示する、例示的な方法８００を示すブロック図である。ブロック８０２において、トランスデューサを備える超音波プローブが、被験体１１４の中に超音波を送信し、被験体からの反射超音波信号を受信するように、被験体１１４に近接して配置され得る。圧力検出装置１０４が１つ以上のリードを介して被験体１１４に接続され得、圧力データの取り込みおよび圧力データのアナログ圧力波への変換を可能にする。
【００８６】
ブロック８０４において、上記の方法およびシステムを用いて一フレーム分のＢ−モード超音波が取得され得、さらに圧力トレースが取得され得る。血圧および超音波データは、任意ではあるが、被験体から同時に取り込まれ得る。Ｂ−モードフレーム全体を取得するのに要する期間中に、システによって複数の血圧読み取り値が取得され得る。Ｍ−モードにおいては、取得データの各ラインに対し、対応する取得血圧データ読み取り値が存在し得る。Ｂ−モードのフレームに対しては、フレームＢ−モード超音波データに対応する多数の圧力読み取り値が存在し得る。そのために、各Ｂ−モードフレーム当り、１つ以上の圧力読み取り値が取得され得る。
【００８７】
Ｂ−モードフレームは一定の期間にわたって取得され得、その期間は、超音波データを取得するために用いられるフレームレートに応じて異なり得る。フレームは、例えば毎秒約３０フレームから約２３０フレーム（ｆｐｓ）までの間で変動し得、当業者にとっては公知の要因に依存して利用者によって選択され得る。例えば、心拍数に基づいて特定のフレームレートが選択され得、心拍数は撮像される種または他の撮像条件の間で異なり得る。それ故に、例えば、一心臓周期当り少なくとも約５フレームから少なくとも約１０フレームの取り込みを可能にするフレームレートが選択され得る。任意ではあるが、選択されたフレームレートは毎秒約１００フレームである。Ｂ−モードフレーム時間を取得するのに要する時間は、フレームレートに依存して異なり得るために、１つのＢ−モードフレームを取得する期間に取得される圧力読み取り値の数も異なり得る。
【００８８】
フレーム取得の終了時が、フレームにタイムスタンプ識別子を付すタイミングとして用いられ得る。しかしながら、これらに限定するものではないが、取得終了時、取得開始時、またはこれらの間の任意の点を含むフレームの任意の部分が、取得されたフレームにタイムスタンプを付すタイミングとして用いられ得る。
【００８９】
ブロック８０４において一旦フレームが取得され、タイムスタンプを付されると、そのフレームは、ブロック８０６においてスクリーンに描かれ得る。ブロック８０６において、ブロック８０４で取得されたフレームで、および８０４でこのフレームが取られた期間中に取られた圧力読み取り値で、表示が更新され得る。それ故に、８０６における表示は、ブロック８０４で取得されたフレームを、ブロック８０４でこのフレームが取得された期間中に取得された圧力波形と共に示し得る。図１１は、Ｂ−モード超音波データの一フレーム１１００および圧力波形１１１０を備える、例示的な表示の画像である。このフレームが取得された期間に対応する部分の圧力波形が、取得されたＢ−モードフレームと共に画面上に表示され得る。取得されたフレーム１１００のタイムスタンプに対応するインジケータ１１２０が、圧力波形１１１０上に配置され得る。
【００９０】
図１０は、２つの例示的なＢ−モードフレームと、１つの例示的な血圧波形とを示す概略図である。図１０は、ブロックに８０６おいて表示される形態で、２つのＢ−モードフレーム１０１０および１０２０を示す。各フレームは、個別にも、またはループ状にも表示され得る。ループ表示が示されるときには、それぞれがそのループ表示のフレームを代表する複数のフレームが、ループ表示を形成するようにして連続的に観察され得る。それ故に、図９では、ループ表示の２つの例示的なフレームが示されている。これらフレームの間の３つの黒丸は、フレーム１０１０と１０２０との間で取られた３つの追加のフレームを簡略化して図示したものであり、それらはループ表示を形成するために使用され得る。ループ表示を構成するために、２つ以上のフレームが用いられ得る。
【００９１】
この２つの例示的なフレームの下に、１つの例示的な血圧波形１０３０がある。現在フレーム（ｃｕｒｒｅｎｔ ｆｒａｍｅ）のタイムスタンプに対応する波形内の位置を示すために、インジケータ１０４０が例示的な波形１０３０上に重ねられている。「現在フレーム」とは、画面上に今まさに表示されているフレームを意味する。しかしながら、ループ表示の各フレームは独立したタイムスタンプを有し得て、それぞれが圧力波形上に対応するタイムスタンプ位置を有する。
【００９２】
ブロック８０８ではＢ−モードフレームおよび圧力読み取り値が保存され得、ブロック８１０では、利用者が取得を停止しようとしているか否かを、システムが確認し得る。ブロック８１０において、超音波データおよび／または血圧データの取得を停止すべきか否が決定され得る。利用者が取得を停止しようとした場合には、ブロック８１２において、表示は静止状態にされ、データ収集は停止され得る。利用者が取得を停止しようとしなかった場合には、別のＢ−モードフレームが圧力読み取り値と共に取得され、両者ともブロック８０４で説明したようにタイムスタンプが付され得、そして、この方法が上述のブロック図のステップ全体にわたって繰り返し実施され得る。
【００９３】
Ｂ−モードフレームが対応する圧力波形と共に画面上で一旦静止状態にされると、図９に示される例示的な方法９００に示されるように、Ｂ−モードフレームおよび圧力トレースを含む表示画像の処理が実施され得る。
【００９４】
図９は、単数または複数のＢ−モードフレームおよび血圧データを、図１および図２の例示的なシステムを用いて処理する、例示的な方法を示すブロック図である。ブロック９０４において、ブロック８０４で取得された最初のまたは任意のＢ−モードフレーム上で、心内膜、もしくは撮像された臓器、構造、またはその一部の他の表面を、利用者がトレースする。ブロック８０４で利用者によって生成されるＢ−モードフレーム上の心内膜の例示的なトレースが、図１０にＢ−モードフレーム１０１０上の１０５０として、およびＢ−モードフレーム１０２０上のトレース１０６０によって示されている。
【００９５】
例示的なトレース１１４０がまた、図１１の例示的なフレーム上に示されている。図１１は、図１および図２の例示的なシステムを用いて生成されたＢ−モードフレームおよび血圧データの例示的な表示の画像である。トレースされるべき心内膜、あるいは任意の臓器の表面、腔を備える臓器の内腔表面、または、例えば、大動脈もしくは心室の内面、などの別の構造は、ヒューマンマシンインターフェース１３６を操作する利用者の手作業によってトレースされ得る。利用者は、心内膜の内面または他の所望の表面を手作業でトレースすることによって、表示装置１１６上に例示的なトレースを描き得る。
【００９６】
この表面はまた、ソフトウェア１４２を用いて自動的にトレースされ得、図１０のフレーム１０１０上のトレース１０５０のように、トレースが一旦所定フレーム上に配置されると、次いで、ソフトウェア１４２は、図１０のフレーム１０２０上のトレース１０６０のように、各後続の取得されたフレーム上にトレースを自動的に配置し得る。それ故に、一実施例において、利用者が特定の構造をトレースし得、そうすると、ソフトウェア１４２が引き続いて取得されたそれぞれのフレームにおいてその構造を自動的にトレースし得る。フレームの間で構造を自動的にトレースするために用いられるソフトウェアは、当業者にとって公知のアルゴリズムおよびソフトウェアを用いて、容易に適合され得る。構造をトレースするプロセスは自動化され得、またはユーザ支援自動化され得る。ユーザ支援自動化とは、利用者が最初のトレース、例えば利用者によりトレースされた多角形で示される図１０のトレース１０５０を配置し、次いで、ソフトウェアが、フレーム１０２０またはフレーム１０２０に後続して取られる任意のフレーム上に、自動的にトレース１０６０を配置することを意味する。利用者はまた、ソフトウェアによって自動的に配置されたトレースを、より細密に所望の構造をなぞるように調整し得、または、自動化ソフトウェアが用いられない場合には、利用者がデータを取得したいと望む任意のフレーム上に、利用者は手動でトレースを配置し得る。
【００９７】
後続フレーム上でのソフトウェアによる自動的トレースは、ブロック９０６に示されている。ブロック９０６で起こる処理の結果は、トレースされた構造の表面を表すトレースされた多角形または他の幾何学的構造を有する、一連のＢ−モード超音波フレームの中の１つである。その多角形の点に基づいてその面積が計算され得、その例が図１１に示されている。図１１において、トレース上に複数の点１１５０が示されており、ソフトウェア１４２を用いて多角形の面積を求めるために、これらの点が使用され得る。このソフトウェアは、当該分野において公知のアルゴリズムを使用し得る。
【００９８】
その断面において、すなわち、そのＢ−モードフレームを得るために超音波が送受信された点において、面積は、トレースされた臓器の内腔またはその一部の容積を求めるために、他の公知の計算式を用いて容積読み取り値または容積推定値に変換され得る。それ故に、例えば心室の容積は、画面上の心室の内面をトレースすることによって、トレースされた図形内の面積を求めることによって、および公知の計算式を用いて面積を心室の容積推定に変換することによって、推定され得る。
【００９９】
容積推定値は、そこからこの容積推定値が生成されたタイムスタンプ付きＢ−モードフレームに基づき得る。圧力波形は対応するタイムスタンプを有し得る。それ故に、９１０に示すように、単数または複数のフレームのタイムスタンプを血圧波形の対応する点と結びつけることによって、各容積に対する圧力が決定され得る。
【０１００】
ブロック９１２において、Ｍ−モード法を用いて生成された圧力／寸法グラフと同様に、圧力／容積グラフなどのグラフが生成され得る。生成され得る例示的な圧力対容積グラフを図１２に示す。図１２は、典型的な心周期における圧力対容積閉曲線と関連事象を示す概略図である。この事例におけるＭ−モードとＢ−モードと間の違いは、Ｍ−モードでは寸法が取得されるという点である。Ｍ−モードグラフの寸法は直径である。一方では、Ｂ−モードでは面積が取得され得て、この面積が圧力対容積グラフを得るための容積に変換され得る。
【０１０１】
上記の詳細な説明は、本発明の例示的な実施例を理解するためだけのものであり、当業者にとっては特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲から逸脱しない改変は明らかであるので、そこからの不要な制限が考慮されるべきではない。
【０１０２】
別段に記述しない限り、本明細書に記載のいずれの方法も、そのステップが特定の順序で実施されることを要求するように考えられることは、全く意図されていない。したがって、方法の請求項がそのステップによって追従されるべき順序を実際に述べているのではない場合、またはステップが特定の順序に限定されることが請求項もしくは説明で具体的に述べられているのではない場合には、いかなる関連においても順序が推論されることは全く意図されていない。このことは、ステップの配列または動作フローに関するロジックの問題、文法構成または句読点から導びかれる単純な意味、および本明細書に記載の実施形態の数量またはタイプを含む、翻訳に対して起こり得るいかなる黙示原則（ｎｏｎ−ｅｘｐｒｅｓｓ ｂａｓｉｓ）にも当てはまる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
明細書に記載された発明。
【請求項１】
明細書に記載された発明。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−９１０４４（Ｐ２０１２−９１０４４Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−３０１１４（Ｐ２０１２−３０１１４）
【出願日】平成２４年２月１５日（２０１２．２．１５）
【分割の表示】特願２００８−５２７２０９（Ｐ２００８−５２７２０９）の分割
【原出願日】平成１８年８月１８日（２００６．８．１８）
【出願人】（５０６３５２４１８）ビジュアルソニックス インコーポレイテッド (11)
【出願人】（５０８０５０１２９）
【出願人】（５０８０４９５８１）
【出願人】（５０８０５０１３０）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−３０１１４（Ｐ２０１２−３０１１４）
【出願日】平成２４年２月１５日（２０１２．２．１５）
【分割の表示】特願２００８−５２７２０９（Ｐ２００８−５２７２０９）の分割
【原出願日】平成１８年８月１８日（２００６．８．１８）
【出願人】（５０６３５２４１８）ビジュアルソニックス インコーポレイテッド (11)
【出願人】（５０８０５０１２９）
【出願人】（５０８０４９５８１）
【出願人】（５０８０５０１３０）
【Ｆターム（参考）】
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