(57)【要約】【課題】  動いている心臓構造及び血液に応答して画像を生成し且つ心臓内に位置する解剖学的ランドマークに基づいて臨床的に関連のある情報を抽出するための方法及び装置を提供する。【解決手段】  本発明の一実施形態では、心臓から受け取った信号に応答して、心臓の先端方向のビューを取得し、先端方向のビューの画像を表示装置上に生成し、心臓の房室平面を自動的に識別し、そして該識別した房室平面を使用して臨床管理レポートを生成するために使用される少なくとも１つの処理装置を有する。【選択図】        図１
2006068524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の心臓内の動いている心臓構造及び血液に応答して画像を生成するための方法（２００Ａ，２００Ｂ，３００）であって、
心臓の先端方向のビューを取得する段階（２１０Ａ）と、
心臓の房室平面を自動的に識別する段階（２１２Ａ）と、
前記房室平面に少なくとも部分的に基づいて臨床管理レポートを生成する段階（２１４Ａ，３１２）と、
を有する方法（２００Ａ，２００Ｂ，３００）。 
【請求項２】
心臓の前記先端方向のビューを取得する（２１０Ａ）ために超音波機械（５，１０５）を使用することを含む請求項１記載の方法（２００Ａ，２００Ｂ，３００）。
【請求項３】
前記臨床管理レポートは、次のパラメータ、すなわち、駆出率（３１２Ａ）、房室運動（３１２Ｂ）、心拍数（３１２Ｄ）、洞律動（３１２Ｅ）、収縮（３１２Ｆ）、僧帽弁流量（３１２Ｇ）及び検出した不整脈（３１２Ｈ）のうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項１記載の方法（２００Ａ，２００Ｂ，３００）。
【請求項４】
前記臨床管理レポートを少なくとも１つの遠隔の場所へ伝送する段階を含んでいる請求項１記載の方法（２００Ａ，２００Ｂ，３００）。
【請求項５】
前記臨床管理レポートを無線アプリケーション・プロトコルを使用して伝送する段階を含んでいる請求項４記載の方法（２００Ａ，２００Ｂ，３００）。
【請求項６】
被検体の心臓内の動いている心臓構造及び血液に応答して画像を生成するための超音波機械（５，１０５）において、  
超音波を前記動いている心臓構造及び血液の中へ送出し且つ前記動いている心臓構造及び血液から後方散乱された超音波に応答して受信信号を生成するように構成されているフロントエンド（２０）と、
前記受信信号に応答して、前記超音波機械（５，１０５）によって前記心臓の先端方向のビューを取得し（２１０Ａ）、前記先端方向のビューの画像を前記超音波機械（５，１０５）の表示装置上に生成し、心臓の房室平面を自動的に識別し（２１２Ａ）、そして前記識別した房室平面に少なくとも部分的に基づいて前記超音波機械（５，１０５）を使用して臨床管理レポートを生成（２１４Ａ）する少なくとも１つの処理装置（３０，４０，５０）と、
を有する装置。
【請求項７】
更に、生成された位置情報を処理し且つ少なくとも１つの解剖学的ランドマーク及び少なくとも１つの臨床的に関連のある場所のうちの少なくとも１つにオーバーレイする標識を表示するように構成されている表示装置（８０）及びモニタ（９０）を有する請求項６記載の装置（５，１０５）。
【請求項８】
前記少なくとも１つの臨床的に関連のある場所は、心臓の基底セグメントの下側部分と、心臓の中間セグメントの下側部分と、心臓の少なくとも１つの完全な心筋セグメントと、心臓の少なくとも１つの室と、心臓の少なくとも２つの室の間の少なくとも１つの境界とのうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項７記載の装置（５，１０５）。
【請求項９】
前記少なくとも１つの処理装置（３０，４０，５０）は、ドップラー処理装置（４０）、非ドップラー処理装置（３０）、制御処理装置（５０）及びＰＣバックエンドの内の少なくとも１つを含んでいる、請求項７記載の装置（５，１０５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の様々な実施形態は超音波システムに関するものである。より具体的には、本発明の様々な実施形態は、心臓を撮像して、心臓から臨床的に関連のある情報を抽出するための超音波システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超音波心臓検査法は超音波技術の一分野であり、現在では主観的な画像評価と重要な量的パラメータの抽出とが混じり合ったものである。過去では、病気（例えば、冠状動脈の疾患）の判定における精度及び客観性を向上させるために使用される充分に確立したパラメータが不足していることによって、心臓機能を評価することが妨げられていた。心臓運動の評価が主観的な性質であることにより超音波心臓検査センタの間での観察者間の変動が許容できない程に大きくなることが分かっている。
【０００３】
この問題について、量的パラメータを定めて、それらの有効性を確認することを目的として、技術的及び臨床的研究が行われている。有望な臨床的有効性研究では、診断、例えば、冠状動脈の疾患の診断における客観性及び精度を向上させるために使用することのできる一組の新しい可能性のあるパラメータがあることが報告されている。これらの新しいパラメータの多くは、実時間で生成された超音波画像の視覚検査によって直接に評価することは困難か又は不可能である。定量化には、典型的には、必要なパラメータを抽出するために単調な手作業による分析を用いる後処理段階を必要としている。心臓内の解剖学的ランドマークの場所を決定することは例外ではない。時間集中型後処理技術又は複雑な計算集中型実時間技術は望ましくない。
【０００４】
米国特許第５６０１０８４号（発明者Sheehan 等）に開示されている一方法では、撮像して、撮像データを用いて心臓の様々な部分を３次元モデル化することを記述している。米国特許第６０９９４７１号（発明者Torp等）に開示されている別の方法では、歪み速度を実時間で計算し表示している。米国特許第５５１５８５６号（発明者Olstad等）に開示されている別の方法では、生体構造が動いている間、心臓機能のような生きた生体構造の調査のために解剖学的Ｍモード表示を生成することを記述している。米国特許第６０１９７２４号（発明者Gronningsaeter等）に開示されている別の方法では、超音波イメージングによって手法を案内する目的のために準実時間帰還を生成することを記述している。
【特許文献１】米国特許第５６０１０８４号
【特許文献２】米国特許第６０９９４７１号
【特許文献３】米国特許第５５１５８５６号
【特許文献４】米国特許第６０１９７２４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
心臓壁の機能についての主観的な評価を行うために様々な超音波機器が使用されている。このような主観的な評価には、特に緊急事態において広範な訓練が必要とされる。これは必然的に、意味のある心臓の検査を行うためのユーザの潜在的な能力を制限する。本発明の１つ又は複数の実施形態では、ユーザ（救急職員又は民間の医師のような未経験のユーザを含む）が超音波機器例えば、手持ち式の機器）を使用して、意味のある心臓の検査を実行して要約情報を抽出することが出来るようにする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態は、心臓を撮像して、心臓から臨床的に関連のある情報を抽出するための超音波システムに関する。より詳しく述べると、本発明の一実施形態は、心臓を撮像して、心臓内の解剖学的ランドマークの位置を自動的に突き止めた後で、心臓から臨床的に関連のある情報を抽出するための超音波システムに関する。
【０００７】
本発明の一実施形態は、動いている心臓構造及び血液に応答して画像を生成するするためのシステム及び処置に関する。本発明の１つ又は複数の実施形態では、ユーザ（救急職員又は民間の医師のような未経験のユーザを含む）が超音波機器（例えば、手持ち式の機器）を使用して、意味のある心臓の検査を実行して要約情報を抽出することが出来るようにする。
【０００８】
超音波機械において、心臓を撮像し、且つ心臓内の或る特定の解剖学的ランドマークの位置を前もって突き止めたことに基づいて、心臓から或る特定の臨床的に関連のある情報を抽出するための装置を提供する。このような環境では、臨床的に関連のある情報を抽出するための装置は、超音波を構造の中へ送出し且つ所定の時間にわたって前記構造から後方散乱された超音波に応答して受信信号を生成するように構成されているフロントエンド部を有する。前記受信信号に応答する処理装置が、所定の時間にわたる心臓構造の動きを表す一組の分析パラメータ値を生成し、そして前記一組の分析パラメータ値の要素を分析して、解剖学的ランドマークの位置情報を自動的に抽出し且つ該ランドマークの位置を追跡する。追跡対象の解剖学的ランドマークの位置に応答する処理装置が、前記追跡対象の解剖学的ランドマークに関して心臓内の或る特定の場所からの或る特定の臨床的に関連のある情報を抽出する。表示装置が、動いている構造の画像上に位置情報に対応する標識をオーバーレイ（重ね表示）して、追跡対象の解剖学的ランドマークの位置をオペレータに示すと共に、抽出した臨床的に関連のある情報を表示するように構成されている。
【０００９】
また、超音波機械において、心臓を撮像し、且つ心臓内の或る特定の解剖学的ランドマークの位置を前もって突き止めたことに基づいて、心臓から或る特定の臨床的に関連のある情報を抽出するための方法を提供する。このような環境では、臨床的に関連のある情報を抽出するための方法は、超音波を構造の中へ送出する段階と、所定の時間にわたって前記構造から後方散乱された超音波に応答して受信信号を生成する段階とを含んでいる。前記受信信号に応答して、所定の時間にわたる心臓構造の動きを表す一組の分析パラメータ値が生成される。追跡対象の解剖学的ランドマークに関して心臓内の或る特定の場所から或る特定の臨床的に関連のある情報が抽出される。位置情報に対応する標識が、動いている構造の画像上にオーバーレイ（重ね表示）されて、追跡対象の解剖学的ランドマークの位置をオペレータに示し、また、抽出した臨床的に関連のある情報が表示される。少なくとも１つの実施形態では、臨床管理レポートが、次のパラメータ、すなわち、駆出率、房室運動、心拍数、洞律動、収縮、僧帽弁流量及び検出した不整脈のうちの少なくとも１つを有する。
【００１０】
本発明の或る特定の実施形態では、心尖及び房室平面のような心臓の重要な解剖学的ランドマークの位置を自動的に突き止めた後で心臓から或る特定の臨床的に関連のある情報を抽出する方策を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明についての上記の概要及び下記の特定の実施形態の説明は添付の図面を参照して読めばより良く理解されよう。ところで、本発明が添付の図面に示した構成及び手段に限定されないことを理解されたい。
【００１２】
本発明の一実施形態では、臨床的に関連のある情報の実時間抽出を可能にする。本発明の別の実施形態では、心臓の或る特定の解剖学的ランドマークの位置を突き止めて追跡した後に心臓内部から臨床的に関連のある情報を実時間で抽出することを可能にする。この機能を達成するために、動いている心臓構造を監視する。本書で用いる用語「構造」には、例えば心臓組織のような非液体及び非気体の物質を含む。本発明の一実施形態では、心臓の或る特定の臨床的に関連のあるパラメータの実時間の視覚化及び評価を改善する。動いている構造は、心臓の心筋セグメント内部の複数の解剖学的な点に対応する一組の分析パラメータ値によって特徴付けられる。この一組の分析パラメータ値は、例えば、組織速度値、時間積分した組織速度値、Ｂモード組織強度値、組織歪みレート値、血液流量値及び僧帽弁推測値を含むことができる。
【００１３】
図１は、本発明の様々な実施形態に従った、全体を「５」で表した超音波機械の一実施形態を例示する。トランスデューサ１０が、アナログ電気信号を超音波エネルギへ変換することによって被検体の中へ超音波を送出し、且つ超音波エネルギをアナログ電気信号へ変換することによって被検体から後方散乱した超音波を受け取る。フロントエンド２０が、一実施形態では、受信器、送信器及びビームフォーマを含んでおり、このフロントエンド２０は、必要な送信波形、ビーム・パターン、受信フィルタリング手法、及び様々なイメージング・モードのために使用される復調方式を生成するために使用することができる。フロントエンド２０はこのような機能を実行し、ディジタル・データをアナログ・データへ変換し、またその逆の変換を行う。フロントエンド２０は、アナログ・インターフェース１５を使用してトランスデューサ１０に接続され、また母線７０（例えば、ディジタル母線）を介して非ドップラー処理装置３０、ドップラー処理装置４０及び制御処理装置５０に接続される。母線７０は、各々の小母線がそれ自身の独自の構成を持ち且つ超音波機械５の様々な部分に対するディジタル・データ・インターフェースを構成するような幾つかのディジタル小母線で構成することができる。
【００１４】
非ドップラー処理装置３０は、一実施形態では、Ｂモード、Ｍモード及び高調波モードのようなイメージング・モードのために使用される振幅検出機能及びデータ圧縮機能を行うように構成されている。ドップラー処理装置４０は、一実施形態では、組織速度イメージング（ＴＶＩ）、歪みレート・イメージング（ＳＲＩ）及びカラーＭモードのようなイメージング・モードのために使用されるクラッタ・フィルタリング機能及び運動パラメータ推定機能を行う。一実施形態では、２つの処理装置３０及び４０はフロントエンド２０からディジタル信号データを受け取って、該ディジタル信号データを処理してパラメータ値を推定し、それらの推定パラメータ値を処理装置５０及び表示装置７５へディジタル母線７０を介して送る。推定パラメータ値は、当業者に既知の態様で、送信信号の基本波又は高調波又は低調波を中心にした周波数帯域の受信信号を使用して、生成することができる。
【００１５】
表示装置７５は、一実施形態では、走査変換機能、カラー・マッピング機能及び組織／流れ調停機能を提供するように構成されており、これらの機能は表示処理装置８０によって実行される。表示処理装置８０は処理装置３０、４０及び５０からディジタル・パラメータ値を受け入れて、表示のためにディジタル・データを処理し、マッピングし及び書式設定し、またディジタル表示データをアナログ表示データへ変換し、またアナログ表示データをモニタ９０へ伝送する。モニタ９０は表示処理装置８０からアナログ表示データを受け取って、結果として生じる画像を表示する。
【００１６】
ユーザ・インターフェース６０により、オペレータが制御処理装置５０を介して超音波機械５へユーザ命令を入力することが可能になる。ユーザ・インターフェース６０は、例えば、キーボード、マウス、スイッチ、ノブ、ボタン、トラック・ボール、フットペダル、音声制御及び画面上メニューなどを有することができる。
【００１７】
タイミング事象源６５は、被検体の心臓波形を表す心臓タイミング事象信号６６を発生する。このタイミング事象信号６６は制御処理装置５０を介して超音波機械５に入力される。
【００１８】
一実施形態では、制御処理装置５０は超音波機械５の中央処理装置を構成して、ディジタル母線７０を介して超音波機械５の様々な他の部分へ接続される。制御処理装置５０は様々なイメージング及び診断モードのための様々なデータ・アルゴリズム及び機能を実行する。ディジタル・データ及び命令は制御処理装置５０と超音波機械５の他の様々な部分との間で伝送することができる。代替例として、制御処理装置５０によって行われる機能は複数の処理装置によって実行してもよく、或いは処理装置３０、４０及び８０のうちの何れかに又はそれらの任意の組合せに統合させてもよい。別の代替例として、処理装置３０、４０、５０及び８０の機能は単一のＰＣバックエンド部に統合してもよい。
【００１９】
図２Ａは、本発明の少なくとも１つの実施形態に従ったポータブル超音波システム１０５の概略ブロック図である。超音波システム１０５の或る特定の実施形態では、取外し可能なトランスデューサ・モジュール１００と、ビーム形成モジュール１０８と、ＰＤＡ装置１２０と、随意選択による外部蓄電池／電源１２４とを含むことができる。トランスデューサ・モジュール１００はビーム形成モジュール１０８に取り付けられて、手持ち式のプローブ組立体１０２を形成する。本発明の一実施形態では、ＰＤＡ１２０は、このＰＤＡ１２０と手持ち式のプローブ組立体１０２に給電するための内部蓄電池を含んでいる。蓄電池電力インターフェース１４０がＰＤＡ１２０と手持ち式のプローブ組立体１０２との間を接続する。図２Ｂは超音波システム１０５のより現実的な例を示している。
【００２０】
トランスデューサ・モジュール１００は、６４素子のトランスデューサ・アレイ１０３と、６４チャンネルから１６チャンネルへのマルチプレクサ１０４とを有する。ビーム形成モジュール１０８は、パルサ１１２と、ＴＸ／ＲＸ切換えモジュール１０６と、フォルダ・モジュール１１０と、電圧制御型増幅器（ＶＣＡ）１１４と、アナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）１１６と、ビーム形成ＡＳＩＣ１１８と、ＰＤＡインターフェース制御装置１２２とを有する。ＰＤＡ装置１２０は、ウインドウズＣＥアプリケーション（「ウインドウズ」は商標）のようなウインドウズ・アプリケーションを実行し且つタッチスクリーン表示装置１２５を持つ「Palm Pilot」（商標）のような標準的な市販の装置である。ＰＤＡ１２０は、複数の超音波イメージング・モードを支持するために超音波データ処理及びアプリケーション・ソフトウエアを含むように修正することができる。
【００２１】
トランスデューサ・モジュール１００では、トランスデューサ・アレイ１０３がマルチプレクサ１０４に接続されている。トランスデューサ・モジュール１００がビーム形成モジュール１０８に接続されるとき、マルチプレクサ１０４がＴＸ／ＲＸ切換えモジュール１０６の入力に接続される。
【００２２】
ビーム形成モジュール１０８では、ＴＸ／ＲＸ切換えモジュール１０６の出力がフォルダ・モジュール１１０の入力に接続されており、またフォルダ・モジュール１１０の出力がＶＣＡ１１４の入力に接続されている。ＶＣＡ１１４の出力がＡＤＣ１１６の入力に接続されている。ＡＤＣ１１６の出力がビーム形成ＡＳＩＣ１１８の入力に接続されている。ビーム形成ＡＳＩＣ１１８の出力がＰＤＡインターフェース制御装置１２２の入力に接続されている。１６チャンネルのパルサ１１２の出力がＴＸ／ＲＸ切換えモジュール１０６の入力に接続されている。随意選択により、外部蓄電池／電源１２４がビーム形成モジュール１０８に接続される。
【００２３】
ＰＤＡインターフェース制御装置１２２はパルサ１１２に接続されていると共に、標準的なディジタル・インターフェース１５０を介してＰＤＡ装置１２０に接続される。本発明の一実施形態では、標準的なディジタル・インターフェース１５０はユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）インターフェースであり、またＰＤＡインターフェース制御装置１２２はＵＳＢ制御装置である。随意選択により、ＰＤＡインターフェース制御装置１２２がＰＣカードである場合、標準的なディジタル・インターフェース１５０は並列インターフェースとすることができる。代替例として、標準的なディジタル・インターフェースは、ＰＤＡインターフェース制御装置１２２とＰＤＡ１２０との間でＲＦ通信を行う無線インターフェース（例えば、Bluetooth ）とすることができる。
【００２４】
ポータブル超音波システム１０５の様々な素子は本発明の様々な実施形態では組み合わせても別々にしてもよい。例えば、フォルダ１１０及びＶＣＡ１１４は組み合わせて単一の処理素子にしてもよい。また、外部蓄電池１２４はビーム形成モジュール１０８の中に一体化して、内部蓄電池としてもよい。
【００２５】
ＰＤＡをベースとした超音波スキャナ１０５（及び超音波機械５）の１つの機能は、撮像しようとする被検体の中へ超音波エネルギを送出し、次いで被検体からの後方散乱された超音波信号を受信し処理して、ＰＤＡ装置１２０の表示装置１２５上に画像を生成して表示することであると考えられる。ユーザは、特定の走査用途に使用するための手持ち式のプローブ組立体１０２を形成するために、トランスデューサ・ヘッド１００を選択してビーム形成モジュール１０８に接続する。トランスデューサ・ヘッドは、直線型アレイ、湾曲型アレイ及び位相調整型アレイよりなる群から選択される。イメージング・モードは、タッチスクリーン用スタイラスを使用して、ＰＤＡ装置１２０の表示装置１２５上のメニューから選択するようにすることができる。
【００２６】
超音波エネルギの送信ビームを生成するために、ＰＤＡ装置１２０は標準的なディジタル・インターフェース１５０を介してビーム形成モジュール１０８内のＰＤＡインターフェース制御装置１２２へディジタル制御信号を送る。ディジタル制御信号は、トランスデューサ・アレイ１０３の平面の或る特定の点を起源とする或る特定の形状のビームを形成するための送信パラメータを生成するように、ビーム形成モジュール１０８に命令する。これらの送信パラメータは、ＰＤＡ装置１２０からのディジタル制御信号に応答してパルサ１１２内で選択される。パルサ１１２は送信パラメータを使用して、ＴＸ／ＲＸ切換えモジュール１０６及びマルチプレクサ１０４を介してトランスデューサ・アレイ１０３へ送るべき送信信号を適切に符号化する。送信信号は互いに対して或る特定のレベル及び位相に設定されて、トランスデューサ・アレイ１０３の個々のトランスデューサ素子に供給される。送信信号はトランスデューサ・アレイ１０３のトランスデューサ素子を励振して、送信信号と同じ位相及びレベル関係を持つ超音波を放出させる。結果として、トランスデューサ・アレイ１０３が例えば超音波用ゲルを使用することによって被検体に音響結合されているときに、超音波ビームの送信ビームが走査線に沿って走査平面内の被検体の中に形成される。
【００２７】
一旦心臓の或る特定の解剖学的ランドマーク（例えば、２００２年１２月１７日出願の米国特許出願第１０／２４８０９０号に述べられているような房室平面及び心尖）が識別されると、或る特定の臨床的に関連のある情報を、本発明の様々な面に従って、抽出し且つ超音波システム５又は１０５のユーザに対して表示することができる。上述の超音波機械５及び１０５の様々な処理装置を使用することにより、心臓内の様々な場所からの臨床的に関連のある情報を抽出して表示することができる。
【００２８】
本発明の一実施形態は、臨床的に関連のある情報場所から臨床的に関連のある情報を抽出する方法を含む。図３Ａは、本発明の様々な面に従って臨床管理レポートを生成するための方法２００Ａを例示する高レベルの流れ図を示している。例示した実施形態では、方法２００Ａは段階２１０を有し、段階２１０は、例えば超音波システム５又は１０５を使用して心臓を撮像すると共に、心臓の先端方向のビュー(apical view) を取得することを含む。一実施形態では、先端方向のビューの画像が表示装置上に生成される。段階２１２は、取得した先端方向のビューを少なくとも部分的に使用して、心臓の房室平面を（例えば、自動的に）識別することを含む。段階２１４は、識別した房室平面に少なくとも部分的に基づいて、臨床管理レポートを生成することを含む。
【００２９】
図３Ｂは、本発明の様々な面に従って、例えば図１、２Ａ及び２Ｂに例示した超音波システム５又は１０５を使用して実行される（図３Ａに示した方法２００Ａと同様な）方法２００Ｂの一実施形態を例示する流れ図を示している。方法２００Ｂは段階２２０を有し、段階２２０では、ＴＶＩモードで１つ又は複数の先端方向の画像を得るために心臓を走査する。段階２２２は、心筋セグメント内の点（場所）を選択して指定し、且つ追跡することを含む。
【００３０】
方法２００Ｂの一実施形態では、更に段階２２４を含むことができ、段階２２４では、或る期間を選択し、且つ少なくとも１つの心筋セグメントに沿って１つ又は複数の運動勾配を計算する。段階２２６は、例えば段階２２４で計算した勾配を使用して、房室平面及び心尖の位置を自動的に突き止めることを含む。段階２２８は、房室平面及び心尖に標識を自動的に付けて追跡し、少なくとも１つの解剖学的ランドマークを形成する。
【００３１】
方法２００Ｂは更に段階２３０を含むことができ、段階２３０は、少なくとも部分的に、識別した房室平面（少なくとも１つの解剖学的ランドマーク）から、臨床的に関連のある情報を抽出することを含む。段階２３２は、臨床的に関連のある情報に少なくとも部分的に基づいて、臨床管理レポートを生成することを含む。
【００３２】
ここに定義するように、「臨床的に関連のある情報」は、下記以外の他の臨床的に関連のある情報も考えられるが、ドップラー分布情報（すなわち、時間の経過にわたるもの）、速度分布情報、歪みレート分布情報、歪み分布情報、Ｍモード情報、変形情報、変位情報及びＢモード情報のうちの少なくとも１つを有する。
【００３３】
本発明の一実施形態は、動いている心臓構造及び血液に応答して画像を生成するするためのシステム及び処置に関する。本発明の１つ又は複数の実施形態では、ユーザ（救急職員又は民間の医師のような未経験のユーザを含む）が超音波機器（例えば、手持ち式の機器）を使用して、意味のある心臓の検査を実行して要約情報を抽出し、且つ少なくとも１つの実施形態では要約情報を表示することが出来るようにする。
【００３４】
ここで、心臓は本質的に電気機械的ポンプとして機能することを理解されたい。各拍動は２つの主要な作用を有する。すなわち、心臓の２つの上部の室（心房）の同期した収縮により血液を下部の室（心室）の中へ駆動することと、次いで、心室の同期した収縮により血液を循環系へ駆出することである。
【００３５】
心臓の律動的収縮は、洞房結節から心筋全体に拡がる電気的活動の波によってトリガーされる。しかしながら、休息している場合でも、心拍は厳密に周期的ではない。本質的にフラクタルである拍動の相互間の時間間隔に小さな変動があり、この可変性の喪失は心臓の健康障害の徴候である。
【００３６】
ところで、心臓を駆動する電気波の律動性が崩壊している心臓の不整脈は死を招く恐れがある。心臓の同期した律動性が失われると、心房又は心室筋肉の相異なる部分が相異なる時点に収縮して、心臓のポンプ作用が損なわれることがある。従って、不整脈は心臓の機械的故障を招く。
【００３７】
心臓の律動が正常である場合、洞結節が電気インパルスを発生し、この電気インパルスは右及び左心房の筋肉を通って進行して、電気的変化を生じる。これは、図５Ａに例示したようにＰ波によって心電図（ＥＣＧ）上で表される。電気インパルスは房室結節を通って進む。房室結節は電気をより遅いペースで導く。これにより、心室が刺激される前に一時的な休止（ＰＲ間隔）が生じる。この一時的な休止により、血液が心室の収縮より前に心室の中へ流入することが可能になる。心室の収縮は、電気的にはＥＣＧ上でＱＲＳ波によって表される。次に続くＴ波は、心室が弛緩しているときの心室における電気的変化を表す。
【００３８】
従って、洞律動が正常である場合のＥＣＧでは、図５Ａに例示されているように、Ｐ波から短い休止の後にＱＲＳ波が続き、次いでＴ波が続く。このサイクルは、図５Ｂに示されているように繰り返される。正常な洞律動は、律動が正常に発生されて、正常な態様で進行することを表すばかりでなく、心拍数が正常な限界内にあることを表す。
【００３９】
心臓の不整脈には、速い心拍すなわち頻拍と、遅い心拍と、不規則な心拍とが含まれると考えられる。速い心拍は心臓の正常な律動で生じることがあり、洞頻拍（洞頻脈）と呼ばれる。これは、心拍動を発生させるインパルスが正常であるが、インパルスが正常なペースよりも速いペースで生じることを意味する。
【００４０】
上室性頻拍（ＳＶＴ）は、心臓を刺激するインパルスが洞結節によって発生されず、代わりに房室結節の周囲の組織の集合によって発生されるような、異常な心臓の律動である。この異常な場所からのこれらの電気インパルスは、図５Ｃに例示されているように、毎分２８０回の拍動に達することのある高速のインパルスで発生される。
【００４１】
心房粗動は、異常に速い心臓の律動を有し、この場合、速い心拍を生じさせる異常な組織が心房の中にあり、しかしながら、房室結節は関与していない。房室結節は伝導の遅い組織であって、この種の異常な心臓の律動に関与しないので、この場合の心拍は、図５Ｄに例示されているように、上室性頻拍における心拍よりも速く、上室性頻拍では房室結節が異常な心臓の律動を生じさて律動をより遅くする。
【００４２】
心室頻拍は、危険な種類の速い心臓の律動を含み、通常はそれに伴って心拍出量（心臓から駆出される血液の量）が少なくなる。これは、図５Ｅに例示されているように、心室中の異常な組織が速く且つ不規則な心臓の律動を発生させることから生じる。
【００４３】
心拍が低下するが、まだ正常なパターンの律動（洞律動）が維持されている状態は、洞性徐脈として知られている。これは通常は悪性ではなく、ベータ遮断薬のような医薬品によって引き起こされることがある。遅い心拍の一例は房室ブロック（ＡＶＢ）である。ＡＶＢは、洞結節が心房を正常な心拍数で収縮させる心拍動を発生させるが、伝導のブロック（阻止）に起因して電気インパルスが全て心室まで通過するとは限らない場合に存在し得る。ＡＶＢのＥＣＧの一例が図５Ｆに例示されている。ここで、ブロックの機構に依存して様々な種類の房室ブロックが存在することを理解されたい。第２度房室ブロックは、心房からのインパルスが或る特定の数の拍動毎に阻止されるときである。完全房室ブロックでは、心房インパルスのいずれもが房室結節を通過せず、心室が図５Ｇに例示されているようにそれら自身の律動を発生させる。
【００４４】
不規則な心臓の律動の一例は早期（又は期外）心房収縮（ＰＡＣ）と呼ばれる。ＰＡＣでは、心房が早めのインパルスを発生し、このインパルスが心臓を早めに拍動させて、図５Ｈに例示されているように心臓の律動を不規則にする。
【００４５】
早期心室収縮（ＰＶＣ）は、心室が早めのインパルスを発生するときに生じ、このインパルスが心臓を早めに拍動させて、図５Ｉに例示されているように心臓の律動を不規則にする。心房細動は、心房内の多数の場所が不規則な態様で電気インパルスを発生する結果であり、これらの電気パルスが図５Ｊに例示されているように心臓の律動を不規則にする。
【００４６】
図４は、本発明の１つ又は複数の実施形態に従って前に述べた１つ又は複数の方法を使用して、全体的に３００で示した、臨床管理レポートを生成するための１つの方法を例示する。少なくとも１つの実施形態では、心臓の１つ又は複数の先端方向のビューを取得する。心臓の房室平面を識別し、臨床的に関連のある情報を抽出し、そして１つ又は複数の臨床的に関連のあるレポートを生成する。１つ又は複数の実施形態では、Ｂモード・データ３０２を表示する。けれども、房室平面を識別するために追加の情報を収集してもよく、またこのような追加の情報は表示しても表示しなくてもよい。
【００４７】
一実施形態では、位置確認を実時間で行って、誤った場所を容易に検出して新しい場所を選択できるようにする。少なくとも部分的にこの識別に基づいて、運動パターン３０４を単独で、或いは図４に設けられているように正常な範囲３０６及び／又は正常な縦方向機能３０８のグラフ表示と共に（例えば、実時間で）提供することができる。場所に関連した音３１０を機械５又は１０５によって発生して、高速パターン認識を可能にし又は支援するようにすることができる。
【００４８】
ランドマークの場所から抽出された少なくとも部分的に臨床的に関連のある情報（例えば、速度又は歪みレート分布）を評価し、そして臨床管理レポートを生成して、単独で又は（括弧内に示した）正常な値及び／又は範囲と共に表示することができる。このような臨床管理レポート３１２には、次のパラメータ、すなわち、駆出率（ＥＦ）３１２Ａ、房室運動３１２Ｂ、心拍数（ＨＲ）３１２Ｄ、洞律動３１２Ｅ、収縮３１２Ｆ、僧帽弁流量３１２Ｇ、（図５Ｃ〜５Ｊに関して前に説明したものと同様な）検出した不整脈３１２Ｈなどのうちの１つ又は複数を含むことができる。
【００４９】
本発明の実施形態に従って評価し表示することのできる１つの追加のパラメータは、グローバル機能を有する。少なくとも１つの実施形態では、本発明はグローバル機能が正常であるか又は低下しているかどうか判定することができる。ここで、各拍動により心臓から排出される血液の割合を示す駆出率すなわちＥＦ３１２Ａが、グローバル機能を評価する際に使用される充分に確立されたパラメータであることを理解されたい。例示の実施形態では、測定したＥＦ３１２Ａが３５％であり、括弧内には５５％の正常値を示す。少なくとも１つの実施形態では、ＥＦ３１２Ａは房室平面の縦方向運動と相関させて、間接的に（例えば、粗い推定値として）評価することができる。同様に、房室平面の縦方向運動３１２Ｂを定量化して、単独で又は正常値と共に表示することができる。例示の実施形態では、測定した房室平面の縦方向運動は５．６ｍｍであり、括弧内には１２ｍｍの正常な範囲を示す。
【００５０】
本発明の１つ又は複数の実施形態は、患者が安定しているかどうか判定するために使用することができる。患者の心拍数（ＨＲ）３１２Ｄは（例えば、ＥＣＧを使用することなく）速度分布における周期性から直接に評価することができる。従って、一実施形態では、心拍数及び心拍数の変動を表示することができる。更に、複数の実施形態は、（例えば、従来技術でＥＣＧ分析に適用されたものと同じ又は同様な分析手法を使用する）抽出した速度及び／又は歪み分布の経時的分析を使用して、患者が（図５Ａ及び５Ｂに関して前に説明したような）正常な洞律動３１２Ｅ及び同期した収縮３１２Ｆを有しているかどうか判定するために使用することができる。
【００５１】
また、１つ又は複数の実施形態は血流の異常を判定するために使用することができると考えられる。検出したランドマークは、必要なカラーフロー及びドップラー情報を取得するために使用することができ、これらの両情報は視覚的に評価し且つ定量化することができる。
【００５２】
一実施形態では、取得したデータの綿密な分析を行うために（例えば、遠隔地に居る）専門家に相談することができる。超音波機器（例えば、手持ち式機器）は、少なくとも１つの実施形態では、このような遠隔地と通信を行えるように、或いは取得したシネループを遠隔地へダウンロードするための組込み式の通信機器を含むように改造することができる。
【００５３】
更に、遠隔の専門家と生の通信を確立して、取得した情報を遠隔の専門家が実時間で見て、実時間の音声テキスト又はビデオ・ベースのフィードバックをオペレータへ供給できるようにすることができる。例えば、移動型インターネット接続のために使用されるｉモード又は無線アプリケーション・プロトコル（「ＷＡＰ」とも呼ばれている）が、オペレータと遠隔のアプリケーション専門家との間でこのような生の通信を実現するための適切なプロトコルである。これらのプロトコルが検討されているが、他のプロトコルも考えられる。
【００５４】
本発明を或る特定の実施形態について説明したが、当業者には、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更を為すことができ且つ等価物と置換することができることが理解されよう。その上、本発明の範囲から逸脱することなく特定の状況及び部材を本発明の教示に適合させるように多くの修正を為すことができる。従って、本発明は開示した特定の実施形態に制限されるものではなく、本発明は特許請求の範囲によって規定される範囲内に入る全ての実施形態を含むものである。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の様々な実施形態に従って作られた超音波機械の一実施形態のブロック図である。
【図２Ａ】ディジタル・ビーム形成が手持ち式プローブ組立体内で実行されるように本発明の一実施形態に従って形成されたポータブル診断用超音波システムのブロック図である。
【図２Ｂ】本発明の様々な実施形態に従った図２Ａのポータブル診断用超音波システムの現実的な例の描写図である。
【図３Ａ】本発明の様々な実施形態に従って図１に示された機械によって実行される方法の一実施形態を例示する流れ図である。
【図３Ｂ】本発明の様々な実施形態に従って図１に示された機械によって実行される方法の一実施形態を例示する流れ図である。
【図４】本発明の一実施形態に従って１つ又は複数の臨床管理レポートを生成するために図３Ａ及び図３Ｂの方法を使用した例を示す図である。
【図５Ａ】正常な洞律動のＥＣＧの例を示すグラフである。
【図５Ｂ】正常な洞律動のＥＣＧの例を示すグラフである。
【図５Ｃ】上室性頻拍のＥＣＧの例を示すグラフである。
【図５Ｄ】心房粗動のＥＣＧの例を示すグラフである。
【図５Ｅ】心室頻拍のＥＣＧの例を示すグラフである。
【図５Ｆ】房室ブロックのＥＣＧの例を示すグラフである。
【図５Ｇ】完全房室ブロックのＥＣＧの例を示すグラフである。
【図５Ｈ】早期心房収縮のＥＣＧの例を示すグラフである。
【図５Ｉ】早期心室収縮のＥＣＧの例を示すグラフである。
【図５Ｊ】心房細動のＥＣＧの例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５６】
５  超音波機械
１５  アナログ・インターフェース
６６  心臓タイミング事象信号
７０  母線
１０５  ポータブル超音波システム
１４０  蓄電池電力インターフェース
１５０  標準的なディジタル・インターフェース
２００Ａ、２００Ｂ  方法
３００  臨床管理レポートを生成するための方法
３０２  Ｂモード・データ
３０４  運動パターン
３１０  音
３１２  臨床管理レポート
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図５Ｊ】
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【図４】
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