針描出のための方法及びデバイス
【課題】針描出のための方法及びデバイスを提供すること。
【解決手段】本発明は針描出のための方法及びデバイスを提供する。本発明の針描出のための方法は、ある時間間隔で交互に１つの組織フレームに続いて１つの針フレームを収集してフレームシーケンスを形成するステップと、該フレームシーケンスを空間合成するステップと、空間合成から得られた画像フレームを出力するステップと、を含む。また本発明による針描出のためのデバイスは、収集のための手段、空間合成のための手段及び出力のための手段を備える。本発明は１つの組織フレームに続いて１つの針フレームを反復方式で収集してフレームシーケンスを形成しているため、針フレームと組織フレームの間の均等な間隔が達成され、針のリアルタイム表示が実現される。
【解決手段】本発明は針描出のための方法及びデバイスを提供する。本発明の針描出のための方法は、ある時間間隔で交互に１つの組織フレームに続いて１つの針フレームを収集してフレームシーケンスを形成するステップと、該フレームシーケンスを空間合成するステップと、空間合成から得られた画像フレームを出力するステップと、を含む。また本発明による針描出のためのデバイスは、収集のための手段、空間合成のための手段及び出力のための手段を備える。本発明は１つの組織フレームに続いて１つの針フレームを反復方式で収集してフレームシーケンスを形成しているため、針フレームと組織フレームの間の均等な間隔が達成され、針のリアルタイム表示が実現される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には医用超音波撮像に関し、またより詳細には針描出のための方法及びデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波撮像デバイスは人の血管及び血流に関する明瞭な画像を提供可能でありかつ侵襲的な心臓治療などの処置における位置決め及び支援ツールとして特に有用であるため、超音波撮像デバイスによれば医師は患者の病変部位及び処置の各進捗を識別可能となり、またこのため手術の成功にとって極めて重要なものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６５２４２４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
神経や血管に対して侵襲を及ぼすような処置では、針探査並びにリアルタイムで高品質の針像の描出が最も重要である。したがって、移動する針の像をリアルタイムかつ高品質の方式で表示するための超音波撮像デバイスに対する必要性が存在する。
【０００５】
超音波撮像システムにおける既存の針描出技法には主に、Ｂ ｓｔｅｅｒ、ＳｔｅｅｒＸＢｅａｍ、Ｅｘｐａｎｄｅｄ ＳｔｅｅｒＸＢｅａｍ、その他が含まれる。米国特許第３５５６０７９号、米国特許第４２４９５３９号、米国特許第４４３１００６号、米国特許第４４０７２９４号及び米国特許第４４２８３７９号の書類は、針に関する超音波トランスジューサについて開示しており；Ｋｕｒｏｈｉｊｉらは「Ｍｏｔｉｏｎ ｍａｒｋｉｎｇ ｉｎ ｃｏｌｏｒ Ｄｏｐｐｌｅｒ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｎｅｅｄｌｅ ａｎｄ ｃａｔｈｅｔｅｒ ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ」（Ｊ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ Ｍｅｄ、９：２４３〜２４５、１９９０）と題するドプラ法について教示しており；米国特許第５０９５９１０号は「Ａｐｐｌｙｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｎｅｅｄｌｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｄｏｐｐｌｅｒ ｍｅｔｈｏｄ」と題する針描出方法を示しており；米国特許第４８６９２５９号、米国特許第４９７７８９７号、ＥＰ第１１３２０４９号及びその他は音響反射を増強するように針を修正するための技法を記載しており；ＭＫＥは針先に取り付ける電磁気デバイスを開発しており；Ｕｈｅｒｃｉｋらは、「Ｍｕｌｔｉ−ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐａｒａｌｌｅｌ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｆａｓｔ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｓｔｒａｉｇｈｔ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｉｎ ３Ｄ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｉｍａｇｅｓ」（ＩＳＢＩ ２００８）と題する記事を出版し振幅情報に基づいた画像解析について示しており；ＥＰ第０９５２４６２号は走査角度の調整について教示しており；また米国特許第６５２４２４７号は針描出に関する走査技法を開示している。
【０００６】
上述の技法にとって特徴的なことは、人体組織フレーム（本明細書の以下では、組織フレームと呼ぶ）に対して針を検出するための追加のフレーム（本明細書の以下では、針フレームと呼ぶ）を付加することにある。例えば、組織フレームの各５フレームごとの表示に続いて針フレームを１フレーム表示する。前記の技法は超音波画像内に針像を提示することは可能であるが、その針像表示には遅延が存在する。換言すると針を操作した後に医師は、人体内の目下の針位置が超音波画像内に表示されるまである時間間隔だけ待たなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によって対処しようとする主要な技術的問題は、リアルタイムかつ均等な方式での針の表示が可能な針描出のための方法及びデバイスを提供することである。
【０００８】
前記の問題を解決するために本発明は：
ある時間間隔で交互に１つの組織フレームに続いて１つの針フレームを収集してフレームシーケンスを形成するステップと；
フレームシーケンスを空間合成するステップと；
空間合成から得られた画像フレームを出力するステップと；
を含む針描出のための方法を提供する。
【０００９】
同じ解剖空間に対して複数の正規角度で複数の組織フレームが収集される。
【００１０】
各針フレームは、複数の組織フレームを収集するための正規角度のすべてと比べてより大きな角度で収集される。
【００１１】
フレームシーケンスを空間合成するステップはさらに：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するステップと；
該多数の順次フレームにおいて同じ位置の値を平均化するステップと；
を含む。
【００１２】
別法として、フレームシーケンスを空間合成するステップはさらに：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するステップと；
該多数の順次フレームにおいて同じ位置の値から最大値を選択するステップと；
を含む。
【００１３】
好ましくはフレームシーケンスを空間合成するステップはさらに：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するステップと；
該多数の順次フレームの内部において組織フレームを空間合成し新規組織フレームを形成するステップと；
深度に連れて増加する比に従って針フレームと新規組織フレーム内の同じ位置の値を選択し次いでこれらの値を足し合わせるステップであって、該深度は超音波探触子の走査深度を意味する選択ステップと；
を含む。
【００１４】
前記多数の順次フレームは複数の組織フレーム及び複数の針フレームを含む。
【００１５】
別法としてその多数の順次フレームは、複数の組織フレーム及び１つの最新の針フレームを含む。
【００１６】
本発明はさらに：
ある時間間隔で交互に１つの組織フレームに続いて１つの針フレームを収集してフレームシーケンスを形成するための手段と；
フレームシーケンスを空間合成するための手段と；
空間合成から得られた画像フレームを出力するための手段と；
を備えた針描出のためのデバイスを提供する。
【００１７】
本デバイスでは、同じ解剖空間に対して複数の正規角度で複数の組織フレームが収集される。
【００１８】
本デバイスでは、各針フレームは、複数の組織フレームを収集するための正規角度のすべてと比べてより大きな角度で収集される。
【００１９】
前記空間合成のための手段はさらに：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するための手段と；
該多数の順次フレームにおいて同じ位置の値を平均化するための手段と；
を備える。
【００２０】
別法として、前記空間合成のための手段はさらに：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するための手段と；
該多数の順次フレームにおいて同じ位置の値から最大値を選択するための手段と；
を備える。
【００２１】
好ましくは前記空間合成のための手段はさらに：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するための手段と；
該多数の順次フレームの内部の組織フレームを空間合成し新規組織フレームを形成するための手段と；
深度に連れて増加する比に従って針フレームと新規組織フレーム内の同じ位置の値を選択し次いでこれらの値を足し合わせるための手段であって、該深度は超音波探触子の走査深度を意味する手段と；
を備える。
【００２２】
前記多数の順次フレームは複数の組織フレーム及び複数の針フレームを含む。
【００２３】
別法としてその多数の順次フレームは、複数の組織フレーム及び１つの最新の針フレームを含む。
【００２４】
従来技術と比較して本針描出のための方法及びデバイスによれば以下の利点が得られる。
【００２５】
先ず本発明によれば、１つの組織フレームに続いて１つの針フレームを反復方式で収集することによってフレームシーケンスを得ており、針フレームと組織フレームの間の均等な間隔が達成されており、これにより針のリアルタイム表示が実現される。
【００２６】
第２に本発明によれば、深度に連れて増加する比に従って針フレームと新規組織フレーム内の同じ位置の値が選択されており、これにより組織画像の品質を保証しながらノイズが抑制される。
【００２７】
添付の図面を参照しながら以下の説明を読むことによって当業者には本発明がより明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来技術の針描出のための方法の一実施形態に従った流れ図である。
【図２】従来技術の一実施形態により得られるフレームシーケンスを表した図である。
【図３】本発明の針描出のための方法の一実施形態に従った流れ図である。
【図４】本発明の一実施形態により得られるフレームシーケンスを表した図である。
【図５】本発明の針描出のための方法の一実施形態により収集される組織フレームの図である。
【図６】本発明の針描出のための方法の一実施形態により収集される針フレームの図である。
【図７】本発明の針描出のための方法の一実施形態により出力される画像フレームの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
具体的な実施形態により本発明について詳細に説明することにする。しかし、本発明はこれらの具体的な実施形態に限定されないことを理解されたい。
【００３０】
明瞭にするために、先ず図１に示すような従来技術の技術的解決法であって：
１）複数の組織フレームと１つの針フレームをある時間間隔で交互に収集しフレームシーケンスを形成するステップと；
２）フレームシーケンスを空間合成するステップと；
３）空間合成から得られた画像フレームを出力するステップと；
を含む解決法を導入しており、その複数とは一般的には３である（例えば、０度、１５度、−１５度のそれぞれにおける走査を通じて３つの組織フレームを取得している）。これは単に一例であり、走査は別の任意の角度で実行されることがある。
【００３１】
さらに、組織フレームを４フレーム、５フレームまたは別の任意のフレーム数で収集し続いて針フレームを１フレーム収集することも可能であることに留意すべきである。
【００３２】
図２に示したようにこの実施形態では、３つの正規角度（０度、１０度、−１０度）で組織が走査されており、これにより組織フレーム（角度を用いて示す）０、＋１０、−１０、０、＋１０、−１０、・・・０、＋１０、−１０、以下同様（ここで、０は角度０度の走査により得られる組織フレームを意味し、＋１０はステアリング角１０度の走査により得られる組織フレームを意味し、また−１０はステアリング角−１０度による組織フレームを意味する）が取得される。解剖空間においてその針フレームは、組織フレームに採用されたこれらの角度と異なる角度での走査によって得られる。この実施形態では、針フレームについて＋２０の角度が採用される。
【００３３】
図２のフレームシーケンスは、Ｆ’（１）、Ｆ’（２）、Ｆ’（３）、Ｆ’（４）、Ｆ’（５）、・・・Ｆ’（ｉ）、以下同様を含む。次に、各多数のフレーム（その数は３、４、５、その他とし得る）について空間合成が実行される。その数が３に等しければ、Ｆ’（１）、Ｆ’（２）及びＦ’（３）に対して空間合成が実施され、次いでＦ’（２）、Ｆ’（３）及びＦ’（４）に対して空間合成が実施され、またその後にＦ’（３）、Ｆ’（４）及びＦ’（５）に対して空間合成が実施され、以下同様となる。したがって空間合成が順番に実行される。その数が４に等しければ、Ｆ’（１）、Ｆ’（２）、Ｆ’（３）及びＦ’（４）に対して空間合成が実施され、次いでＦ’（２）、Ｆ’（３）、Ｆ’（４）及びＦ’（５）に対して空間合成が実施され、またその後にＦ’（３）、Ｆ’（４）、Ｆ’（５）及びＦ’（６）に対して空間合成が実施され、以下同様となり、これにより空間合成が順番に実行される。空間合成に続いて、医師に対して表示させるために得られた画像フレームが超音波撮像デバイスに出力される。
【００３４】
さらに図２から明らかなように、このフレームシーケンスは未ステアリングの組織フレーム、右ステアリングの組織フレーム、左ステアリングの組織フレーム、大角度の針フレーム、その他を順番に含む。フレーム同士の時間間隔は等しい。すなわちフレームは、固定の時間間隔（この実施形態では、ｋミリ秒など）で収集される。
【００３５】
さらに図２に示したように、未ステアリング組織フレームと隣接する左ステアリング組織フレームとの間の時間間隔をｍとし、未ステアリング組織フレームと最も近い針フレームとの間の時間間隔をｎとし、かつ隣接する２つの未ステアリング組織フレーム同士の間の時間間隔をＴとしてみると、ｍ＝２ｋ、Ｔ＝４ｋかつｎ＝３ｋとなる。
【００３６】
このためステアリング方向を無視すると、そのフレーム速度は１／ｋ（Ｈｚ）となる一方、その針フレーム速度は１／ｎ＝１／３ｋ（Ｈｚ）となり、したがって超音波画像に針表示遅延が生じることになる。
【００３７】
図３に示したように本発明の一態様では、針描出のための方法であって：
１０）ある時間間隔で交互に１つの組織フレームに続いて１つの針フレームを収集してフレームシーケンスを形成するステップと；
２０）フレームシーケンスを空間合成するステップと；
３０）空間合成から得られた画像フレームを出力するステップと；
を含む針描出方法を開示する。
【００３８】
本発明の針描出のための方法に従って形成されるフレームシーケンスは、１つの組織フレーム、１つの針フレーム、１つの組織フレーム、１つの針フレーム、以下同様を含むことが了解されよう。ステアリング方向を無視すると、最も近い２つの針フレーム同士の間の時間間隔は、最も近い２つの組織フレーム同士の間の時間間隔に等しく、またしたがって組織フレームに関するフレーム速度は針フレームに関するフレーム速度に等しく、これにより針描出に関して従来技術の方法で見られる針フレーム遅延が排除される。
【００３９】
この実施形態では、複数の組織フレームが同じ解剖空間に対して複数の正規角度で収集された後に合成されており、これにより画像ノイズの抑制が可能である。
【００４０】
この実施形態では各針フレームは、組織フレームを収集するための正規角度のすべてと比べてより大きな角度で収集されている。別法として、針の高品質像の取得を可能とするように針フレームに関する角度を針の貫通角度と概ね直交させることが好ましい。
【００４１】
上述の角度はすべて同じ走査方向に沿った角度を意味している。
【００４２】
例えば同じ解剖空間（すなわち、人体内の同じ位置）が同じ走査方向に沿った３つの正規角度（例えば、０度、＋１０度、−１０度）で走査され、組織フレームが取得される。さもなければ、同じ解剖空間は５つの正規角度（例えば、０度、＋１０度、−１０度、＋１５度、−１５度）で走査され、組織フレームが取得される。正規角度の数並びに正規角度の度数は状況に応じて自由に選択可能である。
【００４３】
この実施形態ではステップ２０）はさらに：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するステップと；
該多数の順次フレームにおいて同じ位置の値を平均化するステップと；
を含む。
【００４４】
代替的な一実施形態ではステップ２０）はさらに、：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するステップと；
該多数の順次フレームにおいて同じ位置の値から最大値を選択するステップと；
を含むことがある。
【００４５】
ステップ２０）の目的は主に、ノイズを低減することである。空間合成に関しては、すでに複数の周知の技法が存在する。
【００４６】
得られる画像が過強調となるのを避けるため、深度に沿った段階的な強調（ここで深度は超音波探触子の走査深度を意味する）を採用することがある。ステップ２０）はさらに：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択すること；
該多数の順次フレームの内部において組織フレームを空間合成し新規組織フレームを形成すること；
深度に連れて増加する比に従って針フレームと新規組織フレームにおいて同じ位置の値を選択し、次いでこれらの値を足し合わせること；
に従って実現されることもある。
【００４７】
先ずある数の順次フレーム内部の組織フレームを空間合成し、新規の組織フレームを形成することが確認されよう。次に１つの針フレーム及びこの組織フレーム内の同じ位置にある画素点の値がある比に従って選択される。例えば１〜２ｃｍの深度では、３：７の比を適用することがある。すなわち、針フレームの同じ位置の画素点の値の３０％と新規組織フレームの同じ位置の画素点の値の７０％とが選択され、次いで足し合わされる。この比３：７は単に例示であって、別の比が採用されることもある。
【００４８】
「深度に連れて増加」とは、深度を３ｃｍまで増加させる場合、針フレームと組織フレーム内の同じ位置の値の間の比を深度が１〜２ｃｍの場合の比と比べてより大きくさせることを意味する。例えば、深度２ｃｍについて３：７の比が採用されている場合、深度が３ｃｍの場合の比は３：７より大きくする（例えば、４：６やその他の比とさせる）ことになる。
【００４９】
深度が５ｃｍ以上の場合では、針フレームの値だけを採用する一方、組織フレームの値は無視することになる。すなわち得られる強調がより低くなるように、針フレームの対応する画素点の値が１００パーセントで取り入れられる。
【００５０】
別法としてその多数の順次フレームは、複数の組織フレーム及び複数の針フレームを含む。多数の組織フレームと多数の針フレームを順繰りに空間合成することによって得られる画像フレーム内の針は、多くの場合に十分に明瞭とならない。このため、その画像フレーム内の針が明瞭に識別可能となるように複数の組織フレーム及び１つの最新の針フレームに対して空間合成が実施されることもある。
【００５１】
以下では、本発明の針描出のための方法について神経に対する侵襲的処置を例として詳述することにする。
【００５２】
図４は、本発明の針描出のための方法の一実施形態により得られるフレームシーケンスを表している。この実施形態では、組織フレームは３つの正規角度（０度、＋１０度、−１０度）における走査によって取得されており、また針フレームは２０度のステアリング角度での走査によって取得されている。この実施形態では、２つのフレーム収集同士の時間間隔をＫで表すと共に、初期収集時間を０で表している。
【００５３】
図４で明瞭に分かるようにフレームシーケンスはＦ（１）、Ｆ（２）、Ｆ（３）、Ｆ（４）、Ｆ（５）、・・・Ｆ（ｉ）、以下同様を含んでおり、ここでＦ（１）は角度０度で時点０において収集した組織フレームを意味しており、Ｆ（２）はステアリング角２０度で時点ｋにおいて収集した針フレームであり、Ｆ（３）は角度＋１０度で時点２ｋにおいて収集した組織フレームであり、Ｆ（４）はステアリング角２０度で時点３ｋにおいて収集した針フレームであり、Ｆ（５）は角度−１０度で時点４ｋにおいて収集した組織フレームであり、Ｆ（６）はステアリング角２０度で時点５ｋにおいて収集した針フレームであり、Ｆ（７）は角度０度で時点６ｋにおいて収集した組織フレームであり、以下同様である。０度における組織フレーム収集から０度における次の組織フレーム収集までの時間間隔のことを周期Ｔと呼ぶことが可能であり、本実施形態ではこれは６Ｋに等しい。
【００５４】
図５は、第１の時点において０度で取り込んだ収集組織フレームを示しており、また図６は、第２の時点において大きな角度で走査した針フレームである。針の貫通角度が大きいため、組織フレームは針についての情報を全く包含していない。針フレームでは、走査角度が針の貫通角度と概ね直交するため、針フレーム内でかなり良質の針像が見られる。
【００５５】
次に、その各々が連続する６フレームを含むことがあるフレームシーケンスに対して順番に空間合成が実行される。例えば、Ｆ（１）、Ｆ（２）、Ｆ（３）、Ｆ（４）、Ｆ（５）及びＦ（６）が先ず空間合成され、次いでＦ（２）、Ｆ（３）、Ｆ（４）、Ｆ（５）、Ｆ（６）及びＦ（７）が空間合成され、以下同様となる。換言すると、各空間合成に関する連続する６フレームのうちに、３つの組織フレームと３つの針フレームとを存在させている。しかしこの３つの針フレームは、同じステアリング角度であるが異なる時点で収集されている。これら３つの針フレームが合成されると、テーリング（ｔａｉｌｉｎｇ）が生じることになる。このため本実施形態では、最初に収集される２つの針フレームを棄却し、最新の針フレームのみを保持することになる。このため、空間合成されるのは４つのフレームである。角度で示した場合、そのシーケンスは０、＋１０、−１０、＋２０；＋１０、−１０、＋２０、０；・・・；０、＋１０、−１０、＋２０；以下同様のように読み取れられる。このシーケンスはまた、Ｆ（１）、Ｆ（３）、Ｆ（５）、Ｆ（６）；Ｆ（３）、Ｆ（５）、Ｆ（６）、Ｆ（７）；・・・のように表現することもできる。
【００５６】
この実施形態では、平均化を採用している。すなわち、Ｆ（１）、Ｆ（３）、Ｆ（５）、Ｆ（６）内の同じ位置の値を平均して画像フレームを取得し次いでこれを出力する、この後にＦ（３）、Ｆ（５）、Ｆ（６）、Ｆ（７）内の同じ位置の値を平均して別の画像フレームを取得し次いでこれを出力する、以下同様のようにして順番に平均化が実行される。図７は、空間合成後に出力される取り込み画像フレームの図であり、組織内にある針の表示が組織画像を損なうことなく強調されている。
【００５７】
以下の表１は、従来技術と本発明のテスト結果を表している。１行目の「データ速度」は超音波システムのフロントエンド走査に関するデータ更新速度であり、２行目は該システムのリアーエンドにおける実際の処理速度を提供している。３行目及び４行目は、同じデータ速度における本発明と従来技術のそれぞれに関するテストデータのリストである。５行目は、本発明と従来技術の針フレームリフレッシュ速度間の比を提供している。本発明による針フレームのリフレッシュ速度が大幅に改善されていることは明らかであろう。データ速度が１５フレーム／秒または２０フレーム／秒のとき、本発明の針フレームリフレッシュ速度は従来技術の場合と比べて１．８６または１．９７倍であり、またデータ速度が２５、３０または３６のとき、本発明の針フレームリフレッシュ速度は従来技術の場合と比べて２倍である。
【００５８】
【表１】
【００５９】
本発明の別の態様では：
ある時間間隔で交互に１つの組織フレームに続いて１つの針フレームを収集してフレームシーケンスを形成するための手段と；
フレームシーケンスを空間合成するための手段と；
空間合成から得られた画像フレームを出力するための手段と；
を備える超音波撮像デバイス向けの針描出のためのデバイスを提供する。
【００６０】
前記デバイスでは同じ解剖空間に対して複数の正規角度で複数の組織フレームが収集される。
【００６１】
前記デバイスでは各針フレームは、複数の組織フレームを収集するための正規角度のすべてと比べてより大きな角度で収集される。
【００６２】
好ましくはある解決法における空間合成のための手段はさらに：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するための手段と；
該多数の順次フレームにおいて同じ位置の値を平均化するための手段と；
を備える。
【００６３】
好ましくは別の解決法における空間合成のための手段は：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するための手段と；
該多数の順次フレームにおいて同じ位置の値から最大値を選択するための手段と；
を備えることがある。
【００６４】
好ましくは空間合成のための手段はさらに：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するための手段と；
該多数の順次フレームの内部の組織フレームを空間合成し新規組織フレームを形成するための手段と；
深度に連れて増加する比に従って針フレームと新規組織フレーム内の同じ位置の値を選択し次いでこれらの値を足し合わせるための手段であって該深度は超音波探触子の走査深度を意味する手段と；
を備えることがある。
【００６５】
前記多数の順次フレームは複数の組織フレーム及び複数の針フレームを含む。
【００６６】
別法として、前記多数の順次フレームは複数の組織フレーム及び１つの最新の針フレームを含むことがある。
【００６７】
本発明の針描出のためのデバイスは本針描出のための方法に対応するため、本明細書の以下では本デバイスに関する詳細部分は提供しないことにする。
【００６８】
要約すると本発明は１つの組織フレームに続いて１つの針フレームを反復方式で収集することによって１つのフレームシーケンスを取得し、これにより針フレームと組織フレームの間の均等な間隔を達成すると共に、針のリアルタイム表示を実現している。
【００６９】
さらに本発明は、針フレームと新規組織フレーム内で深度に連れて増加する比に従って同じ位置の値を選択しており、これにより組織画像の品質を保証しながらノイズが抑制される。
【００７０】
上では本発明について図面と関連した具体的な実施形態に関して説明してきたが、本発明の精神及び趣旨を逸脱することなくそのすべてが添付の特許請求の範囲に規定した精神及び趣旨の域内にあるような様々な変更、修正及び代替が行われ得ることは当業者であれば理解されよう。
【符号の説明】
【００７１】
ｋ フレーム同士の固定時間間隔
ｍ 未ステアリング組織フレームと隣接する左ステアリング組織フレームの間の時間間隔
ｎ 未ステアリング組織フレームと最も近い針フレームの間の時間間隔
Ｔ 隣接する２つの未ステアリング組織フレーム同士の間の時間間隔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には医用超音波撮像に関し、またより詳細には針描出のための方法及びデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波撮像デバイスは人の血管及び血流に関する明瞭な画像を提供可能でありかつ侵襲的な心臓治療などの処置における位置決め及び支援ツールとして特に有用であるため、超音波撮像デバイスによれば医師は患者の病変部位及び処置の各進捗を識別可能となり、またこのため手術の成功にとって極めて重要なものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６５２４２４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
神経や血管に対して侵襲を及ぼすような処置では、針探査並びにリアルタイムで高品質の針像の描出が最も重要である。したがって、移動する針の像をリアルタイムかつ高品質の方式で表示するための超音波撮像デバイスに対する必要性が存在する。
【０００５】
超音波撮像システムにおける既存の針描出技法には主に、Ｂ ｓｔｅｅｒ、ＳｔｅｅｒＸＢｅａｍ、Ｅｘｐａｎｄｅｄ ＳｔｅｅｒＸＢｅａｍ、その他が含まれる。米国特許第３５５６０７９号、米国特許第４２４９５３９号、米国特許第４４３１００６号、米国特許第４４０７２９４号及び米国特許第４４２８３７９号の書類は、針に関する超音波トランスジューサについて開示しており；Ｋｕｒｏｈｉｊｉらは「Ｍｏｔｉｏｎ ｍａｒｋｉｎｇ ｉｎ ｃｏｌｏｒ Ｄｏｐｐｌｅｒ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｎｅｅｄｌｅ ａｎｄ ｃａｔｈｅｔｅｒ ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ」（Ｊ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ Ｍｅｄ、９：２４３〜２４５、１９９０）と題するドプラ法について教示しており；米国特許第５０９５９１０号は「Ａｐｐｌｙｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｎｅｅｄｌｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｄｏｐｐｌｅｒ ｍｅｔｈｏｄ」と題する針描出方法を示しており；米国特許第４８６９２５９号、米国特許第４９７７８９７号、ＥＰ第１１３２０４９号及びその他は音響反射を増強するように針を修正するための技法を記載しており；ＭＫＥは針先に取り付ける電磁気デバイスを開発しており；Ｕｈｅｒｃｉｋらは、「Ｍｕｌｔｉ−ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐａｒａｌｌｅｌ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｆａｓｔ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｓｔｒａｉｇｈｔ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｉｎ ３Ｄ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｉｍａｇｅｓ」（ＩＳＢＩ ２００８）と題する記事を出版し振幅情報に基づいた画像解析について示しており；ＥＰ第０９５２４６２号は走査角度の調整について教示しており；また米国特許第６５２４２４７号は針描出に関する走査技法を開示している。
【０００６】
上述の技法にとって特徴的なことは、人体組織フレーム（本明細書の以下では、組織フレームと呼ぶ）に対して針を検出するための追加のフレーム（本明細書の以下では、針フレームと呼ぶ）を付加することにある。例えば、組織フレームの各５フレームごとの表示に続いて針フレームを１フレーム表示する。前記の技法は超音波画像内に針像を提示することは可能であるが、その針像表示には遅延が存在する。換言すると針を操作した後に医師は、人体内の目下の針位置が超音波画像内に表示されるまである時間間隔だけ待たなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によって対処しようとする主要な技術的問題は、リアルタイムかつ均等な方式での針の表示が可能な針描出のための方法及びデバイスを提供することである。
【０００８】
前記の問題を解決するために本発明は：
ある時間間隔で交互に１つの組織フレームに続いて１つの針フレームを収集してフレームシーケンスを形成するステップと；
フレームシーケンスを空間合成するステップと；
空間合成から得られた画像フレームを出力するステップと；
を含む針描出のための方法を提供する。
【０００９】
同じ解剖空間に対して複数の正規角度で複数の組織フレームが収集される。
【００１０】
各針フレームは、複数の組織フレームを収集するための正規角度のすべてと比べてより大きな角度で収集される。
【００１１】
フレームシーケンスを空間合成するステップはさらに：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するステップと；
該多数の順次フレームにおいて同じ位置の値を平均化するステップと；
を含む。
【００１２】
別法として、フレームシーケンスを空間合成するステップはさらに：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するステップと；
該多数の順次フレームにおいて同じ位置の値から最大値を選択するステップと；
を含む。
【００１３】
好ましくはフレームシーケンスを空間合成するステップはさらに：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するステップと；
該多数の順次フレームの内部において組織フレームを空間合成し新規組織フレームを形成するステップと；
深度に連れて増加する比に従って針フレームと新規組織フレーム内の同じ位置の値を選択し次いでこれらの値を足し合わせるステップであって、該深度は超音波探触子の走査深度を意味する選択ステップと；
を含む。
【００１４】
前記多数の順次フレームは複数の組織フレーム及び複数の針フレームを含む。
【００１５】
別法としてその多数の順次フレームは、複数の組織フレーム及び１つの最新の針フレームを含む。
【００１６】
本発明はさらに：
ある時間間隔で交互に１つの組織フレームに続いて１つの針フレームを収集してフレームシーケンスを形成するための手段と；
フレームシーケンスを空間合成するための手段と；
空間合成から得られた画像フレームを出力するための手段と；
を備えた針描出のためのデバイスを提供する。
【００１７】
本デバイスでは、同じ解剖空間に対して複数の正規角度で複数の組織フレームが収集される。
【００１８】
本デバイスでは、各針フレームは、複数の組織フレームを収集するための正規角度のすべてと比べてより大きな角度で収集される。
【００１９】
前記空間合成のための手段はさらに：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するための手段と；
該多数の順次フレームにおいて同じ位置の値を平均化するための手段と；
を備える。
【００２０】
別法として、前記空間合成のための手段はさらに：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するための手段と；
該多数の順次フレームにおいて同じ位置の値から最大値を選択するための手段と；
を備える。
【００２１】
好ましくは前記空間合成のための手段はさらに：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するための手段と；
該多数の順次フレームの内部の組織フレームを空間合成し新規組織フレームを形成するための手段と；
深度に連れて増加する比に従って針フレームと新規組織フレーム内の同じ位置の値を選択し次いでこれらの値を足し合わせるための手段であって、該深度は超音波探触子の走査深度を意味する手段と；
を備える。
【００２２】
前記多数の順次フレームは複数の組織フレーム及び複数の針フレームを含む。
【００２３】
別法としてその多数の順次フレームは、複数の組織フレーム及び１つの最新の針フレームを含む。
【００２４】
従来技術と比較して本針描出のための方法及びデバイスによれば以下の利点が得られる。
【００２５】
先ず本発明によれば、１つの組織フレームに続いて１つの針フレームを反復方式で収集することによってフレームシーケンスを得ており、針フレームと組織フレームの間の均等な間隔が達成されており、これにより針のリアルタイム表示が実現される。
【００２６】
第２に本発明によれば、深度に連れて増加する比に従って針フレームと新規組織フレーム内の同じ位置の値が選択されており、これにより組織画像の品質を保証しながらノイズが抑制される。
【００２７】
添付の図面を参照しながら以下の説明を読むことによって当業者には本発明がより明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来技術の針描出のための方法の一実施形態に従った流れ図である。
【図２】従来技術の一実施形態により得られるフレームシーケンスを表した図である。
【図３】本発明の針描出のための方法の一実施形態に従った流れ図である。
【図４】本発明の一実施形態により得られるフレームシーケンスを表した図である。
【図５】本発明の針描出のための方法の一実施形態により収集される組織フレームの図である。
【図６】本発明の針描出のための方法の一実施形態により収集される針フレームの図である。
【図７】本発明の針描出のための方法の一実施形態により出力される画像フレームの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
具体的な実施形態により本発明について詳細に説明することにする。しかし、本発明はこれらの具体的な実施形態に限定されないことを理解されたい。
【００３０】
明瞭にするために、先ず図１に示すような従来技術の技術的解決法であって：
１）複数の組織フレームと１つの針フレームをある時間間隔で交互に収集しフレームシーケンスを形成するステップと；
２）フレームシーケンスを空間合成するステップと；
３）空間合成から得られた画像フレームを出力するステップと；
を含む解決法を導入しており、その複数とは一般的には３である（例えば、０度、１５度、−１５度のそれぞれにおける走査を通じて３つの組織フレームを取得している）。これは単に一例であり、走査は別の任意の角度で実行されることがある。
【００３１】
さらに、組織フレームを４フレーム、５フレームまたは別の任意のフレーム数で収集し続いて針フレームを１フレーム収集することも可能であることに留意すべきである。
【００３２】
図２に示したようにこの実施形態では、３つの正規角度（０度、１０度、−１０度）で組織が走査されており、これにより組織フレーム（角度を用いて示す）０、＋１０、−１０、０、＋１０、−１０、・・・０、＋１０、−１０、以下同様（ここで、０は角度０度の走査により得られる組織フレームを意味し、＋１０はステアリング角１０度の走査により得られる組織フレームを意味し、また−１０はステアリング角−１０度による組織フレームを意味する）が取得される。解剖空間においてその針フレームは、組織フレームに採用されたこれらの角度と異なる角度での走査によって得られる。この実施形態では、針フレームについて＋２０の角度が採用される。
【００３３】
図２のフレームシーケンスは、Ｆ’（１）、Ｆ’（２）、Ｆ’（３）、Ｆ’（４）、Ｆ’（５）、・・・Ｆ’（ｉ）、以下同様を含む。次に、各多数のフレーム（その数は３、４、５、その他とし得る）について空間合成が実行される。その数が３に等しければ、Ｆ’（１）、Ｆ’（２）及びＦ’（３）に対して空間合成が実施され、次いでＦ’（２）、Ｆ’（３）及びＦ’（４）に対して空間合成が実施され、またその後にＦ’（３）、Ｆ’（４）及びＦ’（５）に対して空間合成が実施され、以下同様となる。したがって空間合成が順番に実行される。その数が４に等しければ、Ｆ’（１）、Ｆ’（２）、Ｆ’（３）及びＦ’（４）に対して空間合成が実施され、次いでＦ’（２）、Ｆ’（３）、Ｆ’（４）及びＦ’（５）に対して空間合成が実施され、またその後にＦ’（３）、Ｆ’（４）、Ｆ’（５）及びＦ’（６）に対して空間合成が実施され、以下同様となり、これにより空間合成が順番に実行される。空間合成に続いて、医師に対して表示させるために得られた画像フレームが超音波撮像デバイスに出力される。
【００３４】
さらに図２から明らかなように、このフレームシーケンスは未ステアリングの組織フレーム、右ステアリングの組織フレーム、左ステアリングの組織フレーム、大角度の針フレーム、その他を順番に含む。フレーム同士の時間間隔は等しい。すなわちフレームは、固定の時間間隔（この実施形態では、ｋミリ秒など）で収集される。
【００３５】
さらに図２に示したように、未ステアリング組織フレームと隣接する左ステアリング組織フレームとの間の時間間隔をｍとし、未ステアリング組織フレームと最も近い針フレームとの間の時間間隔をｎとし、かつ隣接する２つの未ステアリング組織フレーム同士の間の時間間隔をＴとしてみると、ｍ＝２ｋ、Ｔ＝４ｋかつｎ＝３ｋとなる。
【００３６】
このためステアリング方向を無視すると、そのフレーム速度は１／ｋ（Ｈｚ）となる一方、その針フレーム速度は１／ｎ＝１／３ｋ（Ｈｚ）となり、したがって超音波画像に針表示遅延が生じることになる。
【００３７】
図３に示したように本発明の一態様では、針描出のための方法であって：
１０）ある時間間隔で交互に１つの組織フレームに続いて１つの針フレームを収集してフレームシーケンスを形成するステップと；
２０）フレームシーケンスを空間合成するステップと；
３０）空間合成から得られた画像フレームを出力するステップと；
を含む針描出方法を開示する。
【００３８】
本発明の針描出のための方法に従って形成されるフレームシーケンスは、１つの組織フレーム、１つの針フレーム、１つの組織フレーム、１つの針フレーム、以下同様を含むことが了解されよう。ステアリング方向を無視すると、最も近い２つの針フレーム同士の間の時間間隔は、最も近い２つの組織フレーム同士の間の時間間隔に等しく、またしたがって組織フレームに関するフレーム速度は針フレームに関するフレーム速度に等しく、これにより針描出に関して従来技術の方法で見られる針フレーム遅延が排除される。
【００３９】
この実施形態では、複数の組織フレームが同じ解剖空間に対して複数の正規角度で収集された後に合成されており、これにより画像ノイズの抑制が可能である。
【００４０】
この実施形態では各針フレームは、組織フレームを収集するための正規角度のすべてと比べてより大きな角度で収集されている。別法として、針の高品質像の取得を可能とするように針フレームに関する角度を針の貫通角度と概ね直交させることが好ましい。
【００４１】
上述の角度はすべて同じ走査方向に沿った角度を意味している。
【００４２】
例えば同じ解剖空間（すなわち、人体内の同じ位置）が同じ走査方向に沿った３つの正規角度（例えば、０度、＋１０度、−１０度）で走査され、組織フレームが取得される。さもなければ、同じ解剖空間は５つの正規角度（例えば、０度、＋１０度、−１０度、＋１５度、−１５度）で走査され、組織フレームが取得される。正規角度の数並びに正規角度の度数は状況に応じて自由に選択可能である。
【００４３】
この実施形態ではステップ２０）はさらに：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するステップと；
該多数の順次フレームにおいて同じ位置の値を平均化するステップと；
を含む。
【００４４】
代替的な一実施形態ではステップ２０）はさらに、：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するステップと；
該多数の順次フレームにおいて同じ位置の値から最大値を選択するステップと；
を含むことがある。
【００４５】
ステップ２０）の目的は主に、ノイズを低減することである。空間合成に関しては、すでに複数の周知の技法が存在する。
【００４６】
得られる画像が過強調となるのを避けるため、深度に沿った段階的な強調（ここで深度は超音波探触子の走査深度を意味する）を採用することがある。ステップ２０）はさらに：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択すること；
該多数の順次フレームの内部において組織フレームを空間合成し新規組織フレームを形成すること；
深度に連れて増加する比に従って針フレームと新規組織フレームにおいて同じ位置の値を選択し、次いでこれらの値を足し合わせること；
に従って実現されることもある。
【００４７】
先ずある数の順次フレーム内部の組織フレームを空間合成し、新規の組織フレームを形成することが確認されよう。次に１つの針フレーム及びこの組織フレーム内の同じ位置にある画素点の値がある比に従って選択される。例えば１〜２ｃｍの深度では、３：７の比を適用することがある。すなわち、針フレームの同じ位置の画素点の値の３０％と新規組織フレームの同じ位置の画素点の値の７０％とが選択され、次いで足し合わされる。この比３：７は単に例示であって、別の比が採用されることもある。
【００４８】
「深度に連れて増加」とは、深度を３ｃｍまで増加させる場合、針フレームと組織フレーム内の同じ位置の値の間の比を深度が１〜２ｃｍの場合の比と比べてより大きくさせることを意味する。例えば、深度２ｃｍについて３：７の比が採用されている場合、深度が３ｃｍの場合の比は３：７より大きくする（例えば、４：６やその他の比とさせる）ことになる。
【００４９】
深度が５ｃｍ以上の場合では、針フレームの値だけを採用する一方、組織フレームの値は無視することになる。すなわち得られる強調がより低くなるように、針フレームの対応する画素点の値が１００パーセントで取り入れられる。
【００５０】
別法としてその多数の順次フレームは、複数の組織フレーム及び複数の針フレームを含む。多数の組織フレームと多数の針フレームを順繰りに空間合成することによって得られる画像フレーム内の針は、多くの場合に十分に明瞭とならない。このため、その画像フレーム内の針が明瞭に識別可能となるように複数の組織フレーム及び１つの最新の針フレームに対して空間合成が実施されることもある。
【００５１】
以下では、本発明の針描出のための方法について神経に対する侵襲的処置を例として詳述することにする。
【００５２】
図４は、本発明の針描出のための方法の一実施形態により得られるフレームシーケンスを表している。この実施形態では、組織フレームは３つの正規角度（０度、＋１０度、−１０度）における走査によって取得されており、また針フレームは２０度のステアリング角度での走査によって取得されている。この実施形態では、２つのフレーム収集同士の時間間隔をＫで表すと共に、初期収集時間を０で表している。
【００５３】
図４で明瞭に分かるようにフレームシーケンスはＦ（１）、Ｆ（２）、Ｆ（３）、Ｆ（４）、Ｆ（５）、・・・Ｆ（ｉ）、以下同様を含んでおり、ここでＦ（１）は角度０度で時点０において収集した組織フレームを意味しており、Ｆ（２）はステアリング角２０度で時点ｋにおいて収集した針フレームであり、Ｆ（３）は角度＋１０度で時点２ｋにおいて収集した組織フレームであり、Ｆ（４）はステアリング角２０度で時点３ｋにおいて収集した針フレームであり、Ｆ（５）は角度−１０度で時点４ｋにおいて収集した組織フレームであり、Ｆ（６）はステアリング角２０度で時点５ｋにおいて収集した針フレームであり、Ｆ（７）は角度０度で時点６ｋにおいて収集した組織フレームであり、以下同様である。０度における組織フレーム収集から０度における次の組織フレーム収集までの時間間隔のことを周期Ｔと呼ぶことが可能であり、本実施形態ではこれは６Ｋに等しい。
【００５４】
図５は、第１の時点において０度で取り込んだ収集組織フレームを示しており、また図６は、第２の時点において大きな角度で走査した針フレームである。針の貫通角度が大きいため、組織フレームは針についての情報を全く包含していない。針フレームでは、走査角度が針の貫通角度と概ね直交するため、針フレーム内でかなり良質の針像が見られる。
【００５５】
次に、その各々が連続する６フレームを含むことがあるフレームシーケンスに対して順番に空間合成が実行される。例えば、Ｆ（１）、Ｆ（２）、Ｆ（３）、Ｆ（４）、Ｆ（５）及びＦ（６）が先ず空間合成され、次いでＦ（２）、Ｆ（３）、Ｆ（４）、Ｆ（５）、Ｆ（６）及びＦ（７）が空間合成され、以下同様となる。換言すると、各空間合成に関する連続する６フレームのうちに、３つの組織フレームと３つの針フレームとを存在させている。しかしこの３つの針フレームは、同じステアリング角度であるが異なる時点で収集されている。これら３つの針フレームが合成されると、テーリング（ｔａｉｌｉｎｇ）が生じることになる。このため本実施形態では、最初に収集される２つの針フレームを棄却し、最新の針フレームのみを保持することになる。このため、空間合成されるのは４つのフレームである。角度で示した場合、そのシーケンスは０、＋１０、−１０、＋２０；＋１０、−１０、＋２０、０；・・・；０、＋１０、−１０、＋２０；以下同様のように読み取れられる。このシーケンスはまた、Ｆ（１）、Ｆ（３）、Ｆ（５）、Ｆ（６）；Ｆ（３）、Ｆ（５）、Ｆ（６）、Ｆ（７）；・・・のように表現することもできる。
【００５６】
この実施形態では、平均化を採用している。すなわち、Ｆ（１）、Ｆ（３）、Ｆ（５）、Ｆ（６）内の同じ位置の値を平均して画像フレームを取得し次いでこれを出力する、この後にＦ（３）、Ｆ（５）、Ｆ（６）、Ｆ（７）内の同じ位置の値を平均して別の画像フレームを取得し次いでこれを出力する、以下同様のようにして順番に平均化が実行される。図７は、空間合成後に出力される取り込み画像フレームの図であり、組織内にある針の表示が組織画像を損なうことなく強調されている。
【００５７】
以下の表１は、従来技術と本発明のテスト結果を表している。１行目の「データ速度」は超音波システムのフロントエンド走査に関するデータ更新速度であり、２行目は該システムのリアーエンドにおける実際の処理速度を提供している。３行目及び４行目は、同じデータ速度における本発明と従来技術のそれぞれに関するテストデータのリストである。５行目は、本発明と従来技術の針フレームリフレッシュ速度間の比を提供している。本発明による針フレームのリフレッシュ速度が大幅に改善されていることは明らかであろう。データ速度が１５フレーム／秒または２０フレーム／秒のとき、本発明の針フレームリフレッシュ速度は従来技術の場合と比べて１．８６または１．９７倍であり、またデータ速度が２５、３０または３６のとき、本発明の針フレームリフレッシュ速度は従来技術の場合と比べて２倍である。
【００５８】
【表１】
【００５９】
本発明の別の態様では：
ある時間間隔で交互に１つの組織フレームに続いて１つの針フレームを収集してフレームシーケンスを形成するための手段と；
フレームシーケンスを空間合成するための手段と；
空間合成から得られた画像フレームを出力するための手段と；
を備える超音波撮像デバイス向けの針描出のためのデバイスを提供する。
【００６０】
前記デバイスでは同じ解剖空間に対して複数の正規角度で複数の組織フレームが収集される。
【００６１】
前記デバイスでは各針フレームは、複数の組織フレームを収集するための正規角度のすべてと比べてより大きな角度で収集される。
【００６２】
好ましくはある解決法における空間合成のための手段はさらに：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するための手段と；
該多数の順次フレームにおいて同じ位置の値を平均化するための手段と；
を備える。
【００６３】
好ましくは別の解決法における空間合成のための手段は：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するための手段と；
該多数の順次フレームにおいて同じ位置の値から最大値を選択するための手段と；
を備えることがある。
【００６４】
好ましくは空間合成のための手段はさらに：
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するための手段と；
該多数の順次フレームの内部の組織フレームを空間合成し新規組織フレームを形成するための手段と；
深度に連れて増加する比に従って針フレームと新規組織フレーム内の同じ位置の値を選択し次いでこれらの値を足し合わせるための手段であって該深度は超音波探触子の走査深度を意味する手段と；
を備えることがある。
【００６５】
前記多数の順次フレームは複数の組織フレーム及び複数の針フレームを含む。
【００６６】
別法として、前記多数の順次フレームは複数の組織フレーム及び１つの最新の針フレームを含むことがある。
【００６７】
本発明の針描出のためのデバイスは本針描出のための方法に対応するため、本明細書の以下では本デバイスに関する詳細部分は提供しないことにする。
【００６８】
要約すると本発明は１つの組織フレームに続いて１つの針フレームを反復方式で収集することによって１つのフレームシーケンスを取得し、これにより針フレームと組織フレームの間の均等な間隔を達成すると共に、針のリアルタイム表示を実現している。
【００６９】
さらに本発明は、針フレームと新規組織フレーム内で深度に連れて増加する比に従って同じ位置の値を選択しており、これにより組織画像の品質を保証しながらノイズが抑制される。
【００７０】
上では本発明について図面と関連した具体的な実施形態に関して説明してきたが、本発明の精神及び趣旨を逸脱することなくそのすべてが添付の特許請求の範囲に規定した精神及び趣旨の域内にあるような様々な変更、修正及び代替が行われ得ることは当業者であれば理解されよう。
【符号の説明】
【００７１】
ｋ フレーム同士の固定時間間隔
ｍ 未ステアリング組織フレームと隣接する左ステアリング組織フレームの間の時間間隔
ｎ 未ステアリング組織フレームと最も近い針フレームの間の時間間隔
Ｔ 隣接する２つの未ステアリング組織フレーム同士の間の時間間隔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波撮像デバイス向けの針描出のための方法であって、
ある時間間隔で交互に１つの組織フレームに続いて１つの針フレームを収集してフレームシーケンスを形成するステップと、
前記フレームシーケンスを空間合成するステップと、
空間合成から得られた画像フレームを出力するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記複数の組織フレームは同じ解剖空間に対して複数の正規角度で収集される、請求項１に記載の針描出方法。
【請求項３】
各針フレームは、複数の組織フレームを収集するための正規角度のすべてと比べてより大きな角度で収集される、請求項２に記載の針描出方法。
【請求項４】
フレームシーケンスを空間合成する前記ステップはさらに、
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するステップと、
前記多数の順次フレームにおいて同じ位置の値を平均化するステップと、
を含む、請求項３に記載の針描出方法。
【請求項５】
フレームシーケンスを空間合成する前記ステップはさらに、
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するステップと、
前記多数の順次フレームにおいて同じ位置の値から最大値を選択するステップと、
を含む、請求項３に記載の針描出方法。
【請求項６】
フレームシーケンスを空間合成する前記ステップはさらに、
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するステップと、
前記多数の順次フレームの内部において組織フレームを空間合成し新規組織フレームを形成するステップと、
深度に連れて増加する比に従って針フレームと新規組織フレーム内の同じ位置の値を選択し次いでこれらの値を足し合わせるステップであって、該深度は超音波探触子の走査深度を意味するステップと、
を含む、請求項３に記載の針描出方法。
【請求項７】
前記多数の順次フレームは複数の組織フレーム及び複数の針フレームを含む、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の針描出方法。
【請求項８】
前記多数の順次フレームは複数の組織フレーム及び１つの最新の針フレームを含む、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の針描出方法。
【請求項９】
超音波撮像向けの針描出のためのデバイスであって、
ある時間間隔で交互に１つの組織フレームに続いて１つの針フレームを収集してフレームシーケンスを形成するための手段と、
前記フレームシーケンスを空間合成するための手段と、
空間合成から得られた画像フレームを出力するための手段と、
を備える針描出デバイス。
【請求項１０】
同じ解剖空間に対して複数の正規角度で複数の組織フレームが収集される、請求項９に記載の針描出デバイス。
【請求項１１】
各針フレームは、複数の組織フレームを収集するための正規角度のすべてと比べてより大きな角度で収集される、請求項１０に記載の針描出デバイス。
【請求項１２】
前記空間合成のための手段はさらに、
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するための手段と、
前記多数の順次フレームにおいて同じ位置の値を平均化するための手段と、
を備える、請求項１１に記載の針描出デバイス。
【請求項１３】
前記空間合成のための手段はさらに、
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するための手段と、
前記多数の順次フレームにおいて同じ位置の値から最大値を選択するための手段と、
を備える、請求項１１に記載の針描出デバイス。
【請求項１４】
前記空間合成のための手段はさらに、
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するための手段と、
前記多数の順次フレームの内部の組織フレームを空間合成し新規組織フレームを形成するための手段と、
深度に連れて増加する比に従って針フレームと新規組織フレーム内の同じ位置の値を選択し次いでこれらの値を足し合わせるための手段であって、該深度は超音波探触子の走査深度を意味する手段と、
を備える、請求項１１に記載の針描出デバイス。
【請求項１５】
前記多数の順次フレームは複数の組織フレーム及び複数の針フレームを含む、請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の針描出デバイス。
【請求項１６】
前記多数の順次フレームは複数の組織フレーム及び１つの最新の針フレームを含む、請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の針描出デバイス。
【請求項１】
超音波撮像デバイス向けの針描出のための方法であって、
ある時間間隔で交互に１つの組織フレームに続いて１つの針フレームを収集してフレームシーケンスを形成するステップと、
前記フレームシーケンスを空間合成するステップと、
空間合成から得られた画像フレームを出力するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記複数の組織フレームは同じ解剖空間に対して複数の正規角度で収集される、請求項１に記載の針描出方法。
【請求項３】
各針フレームは、複数の組織フレームを収集するための正規角度のすべてと比べてより大きな角度で収集される、請求項２に記載の針描出方法。
【請求項４】
フレームシーケンスを空間合成する前記ステップはさらに、
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するステップと、
前記多数の順次フレームにおいて同じ位置の値を平均化するステップと、
を含む、請求項３に記載の針描出方法。
【請求項５】
フレームシーケンスを空間合成する前記ステップはさらに、
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するステップと、
前記多数の順次フレームにおいて同じ位置の値から最大値を選択するステップと、
を含む、請求項３に記載の針描出方法。
【請求項６】
フレームシーケンスを空間合成する前記ステップはさらに、
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するステップと、
前記多数の順次フレームの内部において組織フレームを空間合成し新規組織フレームを形成するステップと、
深度に連れて増加する比に従って針フレームと新規組織フレーム内の同じ位置の値を選択し次いでこれらの値を足し合わせるステップであって、該深度は超音波探触子の走査深度を意味するステップと、
を含む、請求項３に記載の針描出方法。
【請求項７】
前記多数の順次フレームは複数の組織フレーム及び複数の針フレームを含む、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の針描出方法。
【請求項８】
前記多数の順次フレームは複数の組織フレーム及び１つの最新の針フレームを含む、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の針描出方法。
【請求項９】
超音波撮像向けの針描出のためのデバイスであって、
ある時間間隔で交互に１つの組織フレームに続いて１つの針フレームを収集してフレームシーケンスを形成するための手段と、
前記フレームシーケンスを空間合成するための手段と、
空間合成から得られた画像フレームを出力するための手段と、
を備える針描出デバイス。
【請求項１０】
同じ解剖空間に対して複数の正規角度で複数の組織フレームが収集される、請求項９に記載の針描出デバイス。
【請求項１１】
各針フレームは、複数の組織フレームを収集するための正規角度のすべてと比べてより大きな角度で収集される、請求項１０に記載の針描出デバイス。
【請求項１２】
前記空間合成のための手段はさらに、
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するための手段と、
前記多数の順次フレームにおいて同じ位置の値を平均化するための手段と、
を備える、請求項１１に記載の針描出デバイス。
【請求項１３】
前記空間合成のための手段はさらに、
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するための手段と、
前記多数の順次フレームにおいて同じ位置の値から最大値を選択するための手段と、
を備える、請求項１１に記載の針描出デバイス。
【請求項１４】
前記空間合成のための手段はさらに、
フレームシーケンス内部において多数の順次フレームを順番に選択するための手段と、
前記多数の順次フレームの内部の組織フレームを空間合成し新規組織フレームを形成するための手段と、
深度に連れて増加する比に従って針フレームと新規組織フレーム内の同じ位置の値を選択し次いでこれらの値を足し合わせるための手段であって、該深度は超音波探触子の走査深度を意味する手段と、
を備える、請求項１１に記載の針描出デバイス。
【請求項１５】
前記多数の順次フレームは複数の組織フレーム及び複数の針フレームを含む、請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の針描出デバイス。
【請求項１６】
前記多数の順次フレームは複数の組織フレーム及び１つの最新の針フレームを含む、請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の針描出デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２１３６２９（Ｐ２０１２−２１３６２９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−７８４９１（Ｐ２０１２−７８４９１）
【出願日】平成２４年３月３０日（２０１２．３．３０）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−７８４９１（Ｐ２０１２−７８４９１）
【出願日】平成２４年３月３０日（２０１２．３．３０）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
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