(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一連の動作を実行するための超音波装置であって、前記一連の動作は、
ａ）超音波装置の超音波プローブを用いて、体積内に存在する身体血管を見つけるために該体積を検査するステップと、
ｂ）前記検査するステップにおいて一つ以上の血管が前記体積内に見つかる場合、
ｂ１）流体流動解析のために前記体積内に見つけられた前記血管の中から血管を選択し、
ｂ２）前記流体流動解析のために、前記選択された血管に特徴的な情報を生成し、前記生成された情報が波形の定量的特性を有し、
ｂ３）前記生成された情報に基づいて、前記選択された血管が標的血管に合致するかどうか決定し、
ｂ４）前記選択された血管が標的血管に合致する場合、
ｂ４）（ｉ）前記生成された情報に基づき、前記選択された血管における流体流動の正常性についての指標を提供し、
前記選択された血管が標的血管に合致しない場合、
ｂ４）（ｉｉ）前記体積内に見つけられた血管の中に更なる次の血管がなくなるまで、前記見つけられた血管の中の次の血管に関して前記選択、生成及び決定の処理を繰り返す、ステップと、
を有し、前記検査及び前記選択は、（ｉ）超音波スキャン画像の表示に依存せず、（ｉｉ）超音波スキャン画像を解釈するために、ユーザ介入の必要なく自動的に実施される、超音波装置。
【請求項２】
前記波形は前記選択された血管における流体の速度の経時的な大きさをあらわす、請求項１に記載の超音波装置。
【請求項３】
前記一連の動作が更に、前記生成された情報の流体流動解析を実行するステップ、及び、前記流体流動解析に基づく結果に依存して、前記生成された情報に基づき、前記選択された血管における流体流動の正常性についての指標を提供するステップと
を有する、請求項２に記載の超音波装置。
【請求項４】
前記一連の動作が、ｃ）少なくとも前記提供するステップが実行されるまで、前記選択された血管を現在の血管として、前記見つかった血管の中から次の血管の各々に対してステップｂ）を繰り返すステップ、を更に有する、請求項３に記載の超音波装置。
【請求項５】
前記一連の動作が、前記生成された情報に基づいて前記選択された血管を分類するステップをさらに有し、前記提供するステップは前記分類するステップの結果に依存する、請求項３に記載の超音波装置。
【請求項６】
前記一連の動作が更に、前記検査するステップの前に、血管カテゴリ内の標的血管を指定するステップを含み、当該カテゴリは生理学に基づく、請求項１に記載の超音波装置。
【請求項７】
前記検査するステップが、検査される体積データを収集するために超音波を使用するステップをさらに有する、請求項１に記載の超音波装置。
【請求項８】
前記一連の動作が、前記選択された血管に固有の情報を生成するために超音波を使用するステップと、前記生成された情報に基づいて、前記選択された血管における流体流動の正常性についての指標を提供するステップとをさらに有する、請求項１に記載の超音波装置。
【請求項９】
携帯型、独立型装置として実現される、請求項１に記載の超音波装置。
【請求項１０】
一つ以上の集積回路を含む、請求項１に記載の超音波装置。
【請求項１１】
超音波体液流動解析装置のためのコンピュータ可読媒体であって、前記媒体は一連の動作を実行するための超音波体液流動解析装置のプロセッサによって実行可能な命令を有し、前記一連の動作が、
ａ）超音波体液流動解析装置の超音波プローブを用いて、体積内に存在する身体血管を見つけるために該体積を検査するステップと、
ｂ）前記検査するステップにおいて一つ以上の血管が前記体積内に見つかる場合、
ｂ１）流体流動解析のために、前記体積内に見つけられた前記血管の中から血管を選択し、
ｂ２）前記流体流動解析のために、前記選択された血管に特徴的な情報を生成し、前記生成された情報が波形の定量的特性を有し、
ｂ３）前記生成された情報に基づいて、前記選択された血管が標的血管に合致するかどうか決定し、
ｂ４）前記選択された血管が標的血管に合致する場合、
ｂ４）（ｉ）前記生成された情報に基づき、前記選択された血管における流体流動の正常性についての指標を提供し、
前記選択された血管が標的血管に合致しない場合、
ｂ４）（ｉｉ）前記体積内に見つけられた血管の中に更なる次の血管がなくなるまで、前記見つけられた血管の中の次の血管に関して前記選択、生成及び決定の処理を繰り返す、ステップと、
を有し、前記検査及び前記選択は、（ｉ）超音波スキャン画像の表示に依存せず、（ｉｉ）超音波スキャン画像を解釈するために、ユーザ介入の必要なく自動的に実行される、
コンピュータ可読媒体。
【請求項１２】
超音波体液流動解析のための方法であって、
超音波スキャン画像を解釈するために、ユーザ介入の必要なく自動的に一連の動作を実行するための超音波装置を構成するステップを有し、前記一連の動作が、
ａ）超音波装置の超音波プローブを用いて、体積内に存在する身体血管を見つけるために該体積を検査するステップと、
ｂ）前記検査するステップにおいて一つ以上の血管が前記体積内に見つかる場合、
ｂ１）流体流動解析のために、前記体積内に見つけられた前記血管の中から血管を選択し、
ｂ２）前記流体流動解析のために、前記選択された血管に特徴的な情報を生成し、前記生成された情報が波形の定量的特性を有し、
ｂ３）前記生成された情報に基づいて、前記選択された血管が標的血管に合致するかどうか決定し、
ｂ４）前記選択された血管が標的血管に合致する場合、
ｂ４）（ｉ）前記生成された情報に基づき、前記選択された血管における流体流動の正常性についての指標を提供し、
前記選択された血管が標的血管に合致しない場合、
ｂ４）（ｉｉ）前記体積内に見つけられた血管の中に更なる次の血管がなくなるまで、前記見つけられた血管の中の次の血管に関して前記選択、生成及び決定の処理を繰り返す、ステップと、
を有し、前記検査及び前記選択は、（ｉ）超音波スキャン画像の表示に依存しない、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は身体血管について関心体積を検査すること、及びより具体的には検査のために超音波を使用することに関する。
【背景技術】
【０００２】
胎児の健康を評価することは妊娠ケアにおいて非常に重要な臨床診療である。現在、医師が胎児の健康を評価する最も一般的な方法はカーディオトコグラフ（ＣＴＧ）を用いる胎児心拍数の分析と、超音波ドップラを用いる母体と胎児の血管血流の評価である。胎児と母親の固有血流の超音波ドップラ波形解析は確立した医療業務の一部であり、高リスク妊娠（母親の２型糖尿病、高血圧若しくは子癇前症及び胎児のＩＵＧＲ‐子宮内胎児発育遅延）の診断と評価のための様々な臨床ガイドラインにおける標準的推奨である。定期的な出産前ケアの主な目的の一つは、臨床的に介入するために"危険な状態にある"胎児を特定し、それによって周産期罹病率及び死亡率の発生率を削減することである。胎児の健康の評価で有用な血管の一部は、臍動脈、中大脳動脈、静脈管、及び（左右）子宮動脈と臍静脈である。
【０００３】
超音波スキャナは世界中で妊娠の観察において不可欠になっている。これは現在胎児の成長と発達を観察する最適な選択肢を提供する。複式超音波スキャナは通常スキャンに加えて超音波パルス波ドップラを提供する。カラー及びパワードップラは血管イメージングを提供するスキャナの範囲に新たに加えられるものである。特にカラードップラが一般に提供され、しばしば"ｔｒｉｐｌｅｘ"スキャナと呼ばれるものをもたらす。
【０００４】
ドップラ検査は典型的に臨床的に有用な測定を得るために高度な技術を要する。例えば、ビーム‐フロー角度が６０度未満であることを確実にするために血管に対するプローブの正確な配向が必須である。測定における誤差は６０度よりも大きい角度が速度の決定に使用されると増幅される。臨床超音波スキャナでの標準的なワークフローは超音波検査技師が標準Ｂモード及びカラーフロー表示を用いて血管に対するプローブの配向を決定することを可能にする。そしてスペクトルドップラ測定が得られ、こうして測定された速度が正しいことを確実にする。
【０００５】
ドップラ速度計測を実行するための血管適用における超音波の使用は熟練者の利用可能性を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インドなどの新興市場国において、専門家の不足は超音波の利用とアクセスを制限する。従って、臨床診断のためにドップラ信号を取得し評価する自動化法（ユーザが超音波スキャン画像を解釈する必要がない）が、初期治療提供者である産婦人科医若しくは心臓専門医などの非放射線科医にとって有用であろう。
【０００７】
加えて、新興市場環境において魅力的な解決法を提供するためには低コストシステムが必須である。出産前検査及び陣痛のための現在市販されている装置は超音波及びＣＴＧマシンである。しかしながら、これらの装置は両方とも比較的高価である。
【０００８】
高リスク妊娠を検査及び観察するためにドップラ速度計測を提供する低コストで使いやすい解決法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上述の課題の一つ以上に取り組むことを対象とする。
【００１０】
本発明によれば、ユーザ介入の必要なく自動的に一連のステップを実行するための超音波装置が設計される。これらのステップは、超音波を用いて、存在する身体血管について体積を検査するステップと、検査において一つ以上の血管が見つかる場合、流体流動解析のために一つ以上の血管の中から血管を選択するステップとを含む。この装置は本明細書で以下にさらに詳述する通り低コストに設計されることができる。
【００１１】
本発明の一態様において、ステップは選択された血管に固有の情報を解析のために生成するステップをさらに含む。
【００１２】
別の態様において、生成された情報は波形の定量的特性を含む。波形は選択された血管における流体の速度の経時的な大きさをあらわす。
【００１３】
さらなる態様において、ステップは検査、選択、及び生成するステップを含み、生成された情報の解析を実行するステップをさらに含む。さらに含まれるステップは、解析に基づく結果に依存して、生成された情報に基づき、選択された血管における流体流動の正常性についての指標を与えるステップである。
【００１４】
なおさらなる態様において、ステップは検査及び選択するステップを含み、さらに、少なくとも提供するステップが実行されるまで、選択された血管を現在の血管として、見つかった血管の中から次の血管の各々に対し、一連のステップを繰り返すステップを含む。一連のステップとは、選択するステップ、生成するステップ、解析を実行するステップ、及び提供するステップである。
【００１５】
さらに別の態様において、ステップは生成された情報に基づいて選択された血管を分類するステップを含み、提供するステップは分類するステップの結果に依存する。
【００１６】
追加の態様において、検査の前に、血管カテゴリ内の標的血管が指定され、カテゴリは生理学に基づく。生成された情報に基づき、選択された血管が標的血管にマッチするかどうかが決定される。
【００１７】
関連する態様において、検査するステップと選択するステップに続いて、超音波を用いて選択された血管に固有の情報を生成するステップと、生成された情報に基づいて選択された血管における流体流動の正常性についての指標を与えるステップがある。
【００１８】
異なる態様において、装置は携帯型独立型装置として実現される。
【００１９】
さらに異なる態様において、装置は一つ以上の集積回路として実現される。
【００２０】
代替的な態様から、装置は超音波を用いて、存在する身体血管について体積を検査するための素子を有する二次元振動子を含む。素子は検査において素子から放出される超音波の少なくとも１波長の間隔で配列される。
【００２１】
関連する態様において、装置は検査の結果に基づいて自動的に結論を導き出すように構成される。
【００２２】
下位の態様において、導き出すステップは検査に基づいて検査において見つかった血管における流体流動の正常性について決定するステップを有する。
【００２３】
他の下位の一態様において、装置は流体流動の解析のために検査において見つかった一つ以上の血管の中から選択するように構成され、導き出すステップは解析の結果に基づく。
【００２４】
なおさらなる下位の態様において、装置は動脈の選択と静脈の選択のために構成される。
【００２５】
なお別の態様において、装置は超音波の電子フォーカシングを伴わず、血管のいずれの画像の表示も必要なく構成される。
【００２６】
異なる代替的な態様において、素子は各々が少なくとも１０平方ミリメートルの表面積を持つ各自の超音波受信面を持つ。
【００２７】
追加の態様において、面は各々少なくとも２５平方ミリメートルの表面積を持つ。
【００２８】
さらなる追加の一態様において、間隔は超音波の少なくとも２波長の間隔である。
【００２９】
さらなる代替的な一態様において、超音波装置は一連の動作を実行するように構成され、一連とは、身体血管を見つけるために体積を検査するステップ、及び、検査において見つかった身体血管から臨床ドップラパラメータを抽出するステップを有し、一連はユーザ介入の必要なく自動的に実行される。
【００３０】
超音波検査装置の詳細は以下の図面を用いて以下にさらに記載される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に従って例として超音波プローブ、送信／受信タイミング図、血管を含む関心体積、及び血流波形と各臨床ドップラ指数を示す略図である。
【図２】本発明にかかる信号処理例の概念的フロー図である。
【図３Ａ】本発明にかかるプローブ操作の実施例を示すフローチャートである。
【図３Ｂ】本発明にかかるプローブ操作の実施例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は説明であって限定ではない実施例として、超音波プローブ１００、送信／受信タイミング図１０２，１０４、及び血管１０８，１１０，１１２を含む体積若しくは"関心体積"１０６を図示する。血流、若しくは"スペクトルドップラ超音波"波形１１４及び各臨床ドップラ指数１１６，１１８がさらに描かれる。
【００３３】
プローブ１００は自動、携帯型、独立型、自立型の超音波検査装置として実現可能である。これは振動子筐体１２０とハンドル１２２を持つ。
【００３４】
振動子筐体１２０内で、ノンフェーズド二次元振動子１２４が振動子素子１２６から構成され、素子の数はスキャン体積と解剖構造によって決定される。
【００３５】
例として図1に見られる通り、素子１２６の数は３２である。従って、１０ｍｍの素子サイズで、およそ６ｃｍ×６ｃｍの体積がカバーされる。振動子素子１２６の超音波受信面１３２は筐体１２０の前面１３０と同一平面であり、同じ面はまた超音波を送信する、すなわち放つ。
【００３６】
全部で単に３２の素子１２６は、同じ６ｃｍ×６ｃｍの体積をカバーするために従来の医用イメージングで要求され得る、より多数の素子とは全く対照的である。
【００３７】
これについて、フェーズドアレイ振動子と同様に、医用イメージングのための電子フォーカシングは１／２波長、すなわち１／２λ以下の素子間間隔を必要とする。イメージングのためのドップラ超音波は典型的には毎秒２×１０６乃至４×１０６周期（２乃至４ＭＨｚ）に及び得る。超音波は約１５４０メートル／秒の速さで身体軟組織を通過する。波長、すなわちλは速度を周波数で除したものに等しい。ここで、これは１５４０ｍ／ｓをおよそ２×１０６周期／秒で除すると０．８ミリメートルである。従ってディスプレイ用の医用超音波イメージングは０．４ｍｍ未満の素子間間隔、及び０．２ｍｍ２未満である（０．４ｍｍ）２未満の素子表面積を必要とし得る。従って、約１／２λの小さな素子サイズで、図１に見られるような６ｃｍ×６ｃｍの体積をカバーする２Ｄアレイを作るために、何千もの素子１２６が要求され得る。
【００３８】
図１における素子の間隔（サイズ）は１０ｍｍであり、これは上述の通り、通常は存在する血管１０８，１１０，１１２について関心体積１０６を検査するのに使用される超音波の１２λを上回る。
【００３９】
より一般的に、素子１２６は、本明細書に提示されるものによれば、１／２λを上回る間隔であるが、素子間間隔１２８は上述の通りλ、２λ若しくはそれ以上であり得る。それに対応して面１３２の面積は少なくとも０．６平方ミリメートル（ｍｍ２）であり、図１の通り１０ｍｍ２，２５ｍｍ２，若しくは１００ｍｍ２など、それ以上であり得る。
【００４０】
有利なことに、自動超音波装置１００は診断に達するために医用画像の表示に頼らず、代わりに、より少ない振動子素子、従ってより少ないチャネルからなるアレイを特徴とする。従って、製造コストが低く、一方自動操作のおかげで、信頼性が維持される。信頼性は医療検査がより速いペースで実行されなければならないときにさらに改善され得る。自動操作は検査時間を減らす傾向もあるので、作業負荷を軽減し、検査をより簡便にする。
【００４１】
ドップラデータ収集中、素子１２６はタイミング図１０２，１０４で示される通り連続的に発射されるか、若しくは一つの素子からの音響信号が同時に励起される他の素子に影響を及ぼさないように注意しながらグループで発射される。図１に見られる通り、１から３２の数で示す通り、受信期間は所与の素子について送信期間より素子ごとに遅れる。ドップラ受信ゲートは関心体積１０６内の対応する深さからのサンプリングを可能にするように、それに対応して受信期間に位置付けられる。
【００４２】
筐体１２０の背面１３４に、ユーザに面するように、複数のユーザインターフェース、トップパネル１３６、左パネル１３８、右パネル１４０を含む入力‐出力パネルがある。オン‐オフスイッチ１４２とオーディオスピーカ面１４４がトップパネル１３６に位置する。左パネル１３８は機能ナビゲーション／駆動ボタン１４６、ディスプレイ１４８、ドップラパワー検出インジケータ１５０、胎児心拍収集インジケータ１５２、母体心拍収集インジケータ１５４、正常血流インジケータ１５６、及び異常血流インジケータ１５８を構成する。右パネル１４０は三つの初期化パラメータ入力フィードバックウィンドウ１６０，１６２，１６４を含む。
【００４３】
拍動指数（ＰＩ）１１６及び抵抗指数（ＲＩ）１１８などの臨床ドップラ指数は血液拍動のドップラ角度非依存測度である。記号Ｓ，Ｄ及びＡは各々、収縮期最大周波数シフト、拡張末期周波数シフト、及び１心周期をあらわす。これはドップラ周波数、従って血流速度対時間のグラフである血流波形１１４から見られる。
【００４４】
プローブ１００は血管を識別し血流の正常性を評価するのに指数ＰＩとＲＩの両方を利用することができる。プローブ１００内で、請求項１若しくは２４の装置としてはたらく制御回路（不図示）が一つ以上の集積回路（ＩＣ）の形をとることができる。請求項１若しくは２４にかかる一つ以上のＩＣは代替的に超音波複式スキャナなどの既存装置への設置のために構成されることができる。
【００４５】
関心体積１０６においてプローブ１００によって見つけられる血管１０８‐１１２を分類するのに関与する信号処理が、例として図２に示される。
【００４６】
血管分類器２００は例えばＫ＝３であるｋ近傍（Ｋ‐ＮＮ）分類器として実現されることができる。
【００４７】
分類器は最初に血管１０８‐１１２が静脈であるか若しくは動脈であるかを予測するために使用される。ＰＩなど、分類器２００への様々な特徴入力が使用され、Ｍ型の入力の各々がＭ次元特徴空間における次元に対応する。分類器への別の入力型は訓練例である。各訓練例は実際の臨床症例に対応し、その症例に対するＭ特徴入力を含み、その例をＭ次元空間における特定点、すなわち"例点"として規定する。その訓練例が実際に静脈若しくは動脈に関連するかどうかに依存して、各例点は"静脈"若しくは"動脈"の各出力と関連する。分類器２００は訓練例で初期化されており、Ｍ次元空間内の点は現在分類されている血管１０８‐１１２について得られる特徴入力を用いて形成される。Ｋ＝３に対して、３最近傍（例）点が識別される。各近傍はその出力として"動脈"若しくは"静脈"の値のいずれかを持つ。多数決が有効である。３は奇数なので同順位はあり得ない。
【００４８】
血管が動脈と分類される場合、分類器２００は次に同じ近傍アルゴリズムによってこれが母体であるか若しくは胎児であるかを決定する。血管が母体の動脈である場合、これが子宮動脈であるかどうかについて決定がなされる。他方、血管が胎児の動脈である場合、これが臍動脈であるかどうかについて決定がなされる。後者の二つの決定は同じ近傍アルゴリズムを使用する。
【００４９】
近傍分類器は簡潔さの利益を享受するが、ニューラルネットワーク、若しくはサポートベクターマシン（ＳＶＭ）などの他の代替的な方法が代わりに使用されることができる。
【００５０】
ユーザからの分類器入力は妊娠期間２０４、及び母親の腹部におけるプローブの大まかなおおよその位置２０８を含む。分類器２００に対する訓練例の形で血管モデル２１２も提供される。
【００５１】
他の入力は受信超音波２１６からのパルスエコー情報から直接若しくは間接的に得られる。
【００５２】
超音波２１６から直接、プローブ１００の周辺組織について平均反射指数推定２１８がなされる。この指数は母体上のプローブ１００の位置を決定するために所定反射指数リストと比較される。
【００５３】
間接的入力を形成するために、受信超音波は復調器２２０において復調され、搬送波周波数から超音波ドップラ信号２２４を抽出する。高速フーリエ変換（ＦＦＴ）２２８がドップラ信号２２４に対して実行され、スペクトログラム、若しくは"ＦＦＴベースソノグラム"２３０を生成する。スペクトログラム２３０から、一つ以上の関連スペクトルプロファイル２３２が抽出される。"スペクトルプロファイル"という語は動脈若しくは静脈を通る血流に対応するソノグラム２３０の部分をあらわす。スペクトルプロファイル２３２は最大及び最小スペクトル速度（若しくはスペクトル周波数）に対応する曲線間の領域として近似されることができる。抽出されたスペクトルプロファイル２３２のスペクトル幅２３６が推定され、分類器２００へ提供される。スペクトルプロファイル２３２から、ピーク（若しくは代替的に平均）スペクトル速度に対応する曲線２４０が抽出される。固有の時間的特徴２４８もスペクトルプロファイル２３２から抽出される。これらの特徴は例えば子宮動脈の血流波形１１４におけるパルスの直前にあるノッチの存在を含む。分類２５２がなされようとしている血管に対するＰＩとＲＩも抽出される。現在の関心体積１０６の検査に先行する初期化手順において、パルス周期時間推定２５６が、そのとき抽出されるスペクトルプロファイル２３２に基づいて実行される。
【００５４】
操作上、及び図３Ａと図３Ｂに示す通り、臨床医、助産師、一般開業医、産婦人科医、若しくは胎児放射線科医であり得るユーザは、初期化手順の一部として、検査のための標的血管、例えば左子宮動脈（"子宮動脈"血管生理学カテゴリに含まれる）、妊娠期間、及び初期化が終了して検査が開始したらプローブがとり得る位置の大まかな記述を入力する。具体的に、オン／オフスイッチ１４２を駆動した後、ユーザは機能ナビゲーション／駆動ボタン１４６を素早く続けて二回押す。それに応じて、第１の血管選択肢がディスプレイ１４８にあらわれる。あらわれている選択肢が検査のための標的血管でない場合、ボタン１４６が一度押されてディスプレイ１４８に新たな選択肢を出す。表示される選択肢が選択の一つとなるまでこれが繰り返しなされる。そしてボタン１４８が押し下げられ、その選択肢が初期化パラメータ入力フィードバックウィンドウ１６０において反映される。ディスプレイ１４８には妊娠期間の選択肢が月齢若しくは週齢であらわれている。同様に、ユーザは正確な妊娠期間へとナビゲートし、ボタン１４６を押し下げて選択をウィンドウ１６２へ反映させる。初期化パラメータ入力を完了するために、同じ手順がプローブ位置に対して実行され、選択された位置はウィンドウ１６４に表示される（ステップＳ３０４）。
【００５５】
ユーザはここでパルス周期時間推定２５６のためにプローブを母親の腹部に置くことによって初期化を続ける。ユーザは機能ナビゲーション／駆動ボタン１４６を押して超音波ドップラ操作を立ち上げる。振動子は血液の移動、すなわちドップラパワーを検出するために各素子の位置において深さをスキャンする。ドップラパワー検出インジケータ１５０が点灯する場合、血流をあらわす３００‐１０００Ｈｚの周波数帯におけるドップラパワーが検出され、これは動脈血流から胎児若しくは母体の心拍が測定されることができると結論付けるために十分な大きさである。母親の心拍数は通常胎児心拍数よりも低い。インジケータ１５０に加えて、ドップラパワーの検出の開始をユーザに警告するためにオーディオスピーカ１４４から短いビープ音が発せられ得る。代替的に若しくは付加的に、ドップラ信号の音響フィードバックがオーディオスピーカ１４４から聞こえてもよい。プローブ１００は数秒間適所に保たれ、さもなければ、ドップラパワーが下降し、点灯したインジケータライト１５０が再度得られなければならない。数秒間の終わりに、胎児心拍も母体心拍も検出されない場合、ユーザはプローブを母親の腹部の上で別の位置へ動かし、検出が起こるまでこれを繰り返し行い得る。胎児若しくは母体の心拍が検出される場合、すなわち身体血管、特に動脈が見つかる場合、信号処理ルート２２０‐２３２，２４０，２５６によって、対応する胎児心拍収集インジケータ１５２若しくは母体心拍収集インジケータ１５４が点灯する（ステップＳ３０８）。ユーザは、繰り返し、母親と胎児の両方に対してパルス周期時間、臨床ドップラパラメータが収集され、抽出されていることを示す両インジケータ１５２，１５４が点灯するまで（ステップＳ３１２）、プローブ１００を母親の腹部の上で次の位置へ動かす。
【００５６】
ユーザはここで標的血管である対応する母体若しくは胎児血管における血流の正常性／異常性をチェックするためにプローブを位置付ける（ステップＳ３１６）。ドップラパワー検出インジケータ１５０が点灯しない場合（ステップＳ３２０）、血流をあらわす３００‐１０００Ｈｚの周波数帯におけるドップラパワーは検出されず、若しくは一つ以上の血管を見つけるには不十分な大きさである。その場合、ユーザはインジケータ１５０が点灯するまでプローブ１００を動かすか若しくは傾ける（ステップＳ３２４）。
【００５７】
インジケータが点灯すると、関心体積１０６を処理するためにプローブ１００は数秒間適所に保たれる（ステップＳ３２８）。
【００５８】
有利なことに、この処理はユーザ介入の必要なく自動的に起こる。血管の画像の表示が要求されないので、超音波の電子フォーカシングが必要ない。その結果装置は簡略化され費用効果的になる。
【００５９】
処理の結果は正常血流インジケータ１５６の緑色光、異常血流インジケータ１５８の赤色光であるか、若しくは現在検査されている血管が標的血管とマッチしない場合いずれの光もない。インジケータ１５６，１５８がいずれも点灯しない場合（ステップＳ３３２）、処理はステップＳ３２４へ戻る。
【００６０】
ステップＳ３２８における処理の実施例が図３Ｂに与えられる。プローブ１００が動かされる若しくは傾けられるたびに変化し得るが、ユーザがプローブを安定して握っている間は固定される、関心体積１０６が、存在する血管についての検査を受ける。特に、３００‐１０００Ｈｚの周波数帯であるドップラパワーが計算される。これはスキャン体積における血管１０８‐１１２の３次元（３Ｄ）表現を生成する。スキャン体積における血管の総数が連続性基準を用いて特定される。例えば、８個の直接隣接したピクセル、すなわち４辺及び４対角ピクセルについて、血流が検出される隣接ピクセルは同じ血管をあらわすと推定される。ただし、振動子受信ゲートは異なる深さに対して設定され得るので、血管は３Ｄにマップされ得る。３Ｄにおいて、連続性基準を用いて特定される点を結ぶ直線を見つけるために最小二乗ベースの直線フィッティングアルゴリズムが使用される。そして振動子素子１２６の超音波受信面１３２からの直線の角度が計算される。これは３Ｄマップをもたらし、そこから個々の血管、及びそれらの個々の配向が特定可能である。配向が特定されると、空間的特徴がマップから決定され得る。例えば、子宮動脈スキャンにおいてドップラサンプル体積は典型的には子宮動脈と腸骨動脈の疑似交点に置かれる。交点は血管上のピクセル間の二乗距離の最小和の位置として決定される（ステップ３３６）。
【００６１】
血管マップが血管１０８‐１１２を含まない場合（ステップＳ３４０）、現在の関心体積１０６の処理が完了し、診断は与えられず、制御はステップＳ３３２へ進む。
【００６２】
そうでなければ、血管１０８‐１１２が検出される場合、関心体積１０６において見つかったものの中から血管が流体流動解析のために、標的血管にマッチする候補として選択される（ステップＳ３４４）。候補の選択は標的血管が見つかるまで、若しくは関心体積１０６における血管１０８‐１１２の全部が処理されるまで終了しないので、任意の基準が選択に使用され得る。
【００６３】
図２に見られる通り、選択血管に固有の情報が生成される（ステップＳ３４８）。情報は例えばスペクトルドップラ波形特性（中心周波数推定、２連続ピーク間の周期時間‐時間間隔、山及び谷における最大及び最小周波数エンベロープ間のスペクトル幅‐幅）、ピーク到達時間、所持者の不具合、及び臨床ドップラ指数（Ｓ／Ｄ，ＰＩ及びＲＩなど）を含む。
【００６４】
生成される情報とその解析に基づいて、血管分類器２００は選択血管を分類する（ステップＳ３５２）。
【００６５】
分類が標的血管にマッチせず（ステップＳ３５６）、関心体積１０６において見つかったものの中から次の血管が存在しない（ステップＳ３６０）場合、制御はステップＳ３３２へ進む。
【００６６】
そうでなければ、分類が標的血管とマッチしないが、次の血管が存在する場合、制御はステップＳ３４４へ戻って分岐し、その次の血管が選択血管となる（ステップＳ３６４）。
【００６７】
他方、分類が標的血管とマッチする場合、プローブ１００は標的、すなわち選択された血管における血流の正常性について結論を導き出す。特に、例として、ドップラパラメータがノモグラム、すなわち予測ドップラ指数の範囲を妊娠期間の関数としてあらわす表と比較され、フロープロファイルが正常であるか若しくは異常であるかを決定する（ステップＳ３６８）。
【００６８】
結論に基づいて、選択血管における血流の正常性についての指標が正常血流インジケータ１５６の緑色光若しくは異常血流インジケータ１５８の赤色光によって提供される（ステップＳ３７２）。
【００６９】
本発明の方法論は人若しくは動物の対象に医療診断を提供するのに有利に適用されることができるが、本発明の範囲はそれに限定されない。より広範に、本発明の技術はｉｎ  ｖｉｖｏ、ｉｎ  ｖｉｔｒｏ、若しくはｅｘ  ｖｉｖｏで身体組織における血管を発見すること、及び流体流動解析を行うことを対象とする。
【００７０】
本明細書に提案されるものはスペクトルドップラ波形の特性を解析する結果に基づいて臨床診断を提供するための自動ドップラ装置に関する。応用は胎児健康評価に加えて、頸動脈及び腎動脈スクリーニング、末梢動脈疾患（ＰＡＤ）を検出するためのＡＢＩ測定、経頭蓋、外傷若しくは他の大出血における出血検出を含む。
【００７１】
自動、独立型、携帯型超音波血管検査装置は、血管のいずれの画像も表示する必要なく、少ない数の振動子素子を必要とし、簡便なユーザインターフェースを提示する。プローブは一実施形態において、全て自動的にユーザ介入の必要なく、関心体積を取得して検査し、標的血管を検索し、血流の正常性について血管を検査し、診断を報告する。別の実施形態において、プローブは全て自動的にユーザ介入の必要なく、体積内の身体血管を発見し、臨床ドップラ指数を抽出する。
【００７２】
本発明は図面と上記説明に詳細に図示され記載されているが、かかる図示と記載は説明若しくは例示であって限定ではないとみなされる。本発明は開示の実施形態に限定されない。
【００７３】
例えば、一つよりも多くの標的血管が初期化中に指定されることができる。これらは見つかった順に処理されるか、若しくは特定順序が初期化中に指定されることができる。
【００７４】
開示の実施形態への他の変更は図面、開示、及び添付の請求項の考察から、請求される発明を実践する上で当業者によって理解されもたらされることができる。請求項において"有する"という語は他の要素若しくはステップを除外せず、不定冠詞"ａ"若しくは"ａｎ"は複数を除外しない。請求項における任意の参照符号は発明を限定するものと解釈されてはならない。
【００７５】
コンピュータプログラムは瞬間的に、一時的に、若しくはより長い期間、光学記憶媒体若しくは固体媒体などの適切なコンピュータ可読媒体上に記憶されることができる。かかる媒体は一時的な伝搬信号ではないという意味でのみ非一時的であり、従って例えばレジスタメモリ、プロセッサキャッシュ若しくはＲＡＭとして実現されることができる。
【００７６】
単一のプロセッサ若しくは他のユニットは請求項に列挙される複数の項目の機能を満たし得る。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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