(57)【要約】超音波撮像システム（１）が、複数の超音波トランスデューサ・タイル（１０１ａ〜ｄ）を有する超音波トランスデューサ・アレイ（１００）を有する。前記タイルのそれぞれは、超音波送出表面を、ペースメーカー、ステントまたは介入ツールのような外来オブジェクト（２００）を含むボディ（５０）の領域に適合させるよう独立して調整可能な配向をもつ。外来オブジェクト（２００）の複数の特徴（２０１〜２０４）の既知の空間配列を使って、超音波トランスデューサ・タイルによって生成されるそれぞれの超音波画像が、複合画像を生成するために位置合わせされる。複合画像では、個々の画像における外来オブジェクトの位置および配向が重ね合わされている。介入ツールの位置および配向は、各画像について、オブジェクト認識アルゴリズムを使って、あるいは介入ツール上に既知の空間配列で配列されている少なくとも三つの超音波センサー（２０１〜２０４）によって提供される音響フィードバック情報を使って、決定されうる。
2019532697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の超音波トランスデューサ・タイルを有する超音波トランスデューサ・アレイであって、前記タイルのそれぞれは、そのタイルの超音波送信表面を、ボディの、ある領域に適合させるよう独立して調整可能な配向をもつ、超音波トランスデューサ・アレイと；
前記超音波トランスデューサ・アレイに結合され、前記超音波トランスデューサ・タイルを位置合わせするよう構成された処理装置を含むユーザー・インターフェースとを有する超音波撮像システムであって、前記位置合わせは：
前記超音波トランスデューサ・アレイが前記領域の上に位置されるときに前記超音波トランスデューサ・タイルの少なくともいくつかからそれぞれの超音波画像を受領し；
ボディ内に位置する外来オブジェクトの複数の特徴の既知の空間配置を使って、それぞれ前記特徴のうちの少なくともいくつかを含む受領された個々の超音波画像の集合における前記外来オブジェクトの位置およびロケーションを識別し；
前記個々の超音波画像における前記外来オブジェクトの識別されたそれぞれの位置および配向を重ね合わせることによって前記集合における個々の超音波画像から複合超音波画像を生成することによる、
超音波撮像システム。
【請求項２】
前記処理装置がさらに、個々の超音波画像における前記外来オブジェクトのそれぞれの位置および配向を使って：
前記個々の超音波画像のうちの一つを基準超音波画像として選択し；
前記基準超音波画像における前記外来オブジェクトの位置および配向を基準として定義し；他のそれぞれの個々の超音波画像について：
その超音波画像における前記外来オブジェクトの位置および配向を前記基準に変換するための変換行列を生成し；
その画像をその変換行列に従って変換する、
よう構成されている、請求項１記載の超音波撮像システム。
【請求項３】
前記外来オブジェクトが当該超音波システムの一部をなす、請求項１または２記載の超音波撮像システム。
【請求項４】
前記外来オブジェクトが介入ツールである、請求項３記載の超音波撮像システム。
【請求項５】
前記複数の特徴が、前記介入ツール上の、定義された空間配列にある、少なくとも三つの超音波センサーを含み、前記処理装置は：
前記少なくとも三つの超音波センサーのうちの少なくともいくつかからセンサー信号を受信するよう構成されており、前記センサー信号は、前記超音波トランスデューサ・アレイを用いて生成された、前記超音波画像が生成されるもとになる超音波信号に対応するものであり；前記受領された個々の超音波画像の集合における前記介入ツールの位置および配向を識別することは、少なくとも部分的には前記センサー信号に基づく、
請求項４記載の超音波撮像システム。
【請求項６】
少なくとも部分的には前記センサー信号に基づいて前記受領された個々の超音波画像の集合における前記介入ツールの位置および配向を識別するよう構成された前記処理装置は：
前記センサー信号から飛行時間情報および超音波信号振幅情報を導出し；
前記集合からの個々の超音波画像における前記介入ツールの少なくとも位置および配向を、少なくとも部分的には前記個々の超音波画像が生成されるもとになる超音波信号に対応する前記センサー信号からの前記飛行時間情報および超音波信号振幅情報に基づいて、識別するよう構成されている、
請求項５記載の超音波撮像システム。
【請求項７】
前記処理装置はさらに、超音波トランスデューサ・タイルのクラスターを同時に位置合わせすることによって前記超音波トランスデューサ・タイルを位置合わせするよう構成され、前記クラスター内のタイルを用いて生成された超音波画像は少なくとも三つの共通の超音波センサーを含む、請求項４ないし６のうちいずれか一項記載の超音波撮像システム。
【請求項８】
前記超音波センサーが、前記処理装置によって制御されるマルチプレクサによって前記処理装置に結合され、前記処理装置は、前記クラスター内の超音波トランスデューサ・タイルによる超音波画像の生成の間、前記マルチプレクサを用いて前記少なくとも三つの共通の超音波センサーを有効にするよう構成される、請求項７記載の超音波撮像システム。
【請求項９】
前記超音波トランスデューサ・アレイは、前記超音波トランスデューサ・アレイにおいて前記介入ツールをマウントするための案内チャネルを有する、請求項４ないし８のうちいずれか一項記載の超音波撮像システム。
【請求項１０】
前記処理装置はさらに、前記ユーザー・インターフェースにおいて受領されるユーザー入力に応答して、前記集合内の位置合わせされた超音波トランスデューサ・タイルで合成されたさらなる複合超音波画像を生成するよう構成されている、請求項１ないし９のうちいずれか一項記載の超音波撮像システム。
【請求項１１】
各超音波トランスデューサ・タイルが複数の超音波トランスデューサ素子を有し、前記処理装置はさらに、前記集合内の位置合わせされた超音波トランスデューサ・タイルのうち少なくともいくつかの超音波トランスデューサ・タイルの超音波トランスデューサ素子のセレクションを用いて前記さらなる複合超音波画像を生成するよう構成され、選択される超音波トランスデューサ素子は、その超音波トランスデューサ・タイルを用いて生成される個々の超音波画像における外来物体の撮像に寄与するものである、請求項１０記載の超音波撮像システム。
【請求項１２】
複数の超音波トランスデューサ・タイルを有する超音波撮像システムの超音波トランスデューサ・タイルを位置合わせする方法であって、前記タイルのそれぞれは、そのタイルの超音波送信表面を、ボディの、ある領域に適合させるよう独立して調整可能な配向をもち、当該方法は：
前記超音波トランスデューサ・アレイが前記領域の上に位置されるときに前記超音波トランスデューサ・タイルの少なくともいくつかからそれぞれの超音波画像を受領し；
ボディ内に位置する外来オブジェクトの複数の特徴の既知の空間配置を使って、それぞれ前記特徴のうちの少なくともいくつかを含む受領された個々の超音波画像の集合における前記外来オブジェクトの位置およびロケーションを識別し；
前記個々の超音波画像における前記外来オブジェクトの識別されたそれぞれの位置および配向を重ね合わせることによって前記集合における個々の超音波画像から複合超音波画像を生成することを含む、
方法。
【請求項１３】
個々の超音波画像における前記外来オブジェクトのそれぞれの位置および配向を使って：
前記個々の超音波画像のうちの一つを基準超音波画像として選択し；
前記基準超音波画像における前記外来オブジェクトの位置および配向を基準として定義し；他のそれぞれの個々の超音波画像について：
その超音波画像における前記外来オブジェクトの位置および配向を前記基準に変換するための変換行列を生成し；
その画像をその変換行列に従って変換する、
ことをさらに含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記外来オブジェクトは介入ツールであり、前記複数の特徴は、前記介入ツール上の、既知の空間配列にある、少なくとも三つの超音波センサーを有し、当該方法はさらに、前記少なくとも三つの超音波センサーの少なくともいくつかからセンサー信号を受信することを含み、前記センサー信号は、前記超音波トランスデューサ・アレイを用いて生成された、前記超音波画像が生成されるもとになる超音波信号に対応するものであり；前記受領された個々の超音波画像の集合における前記介入ツールの位置および配向を識別することは、少なくとも部分的には前記センサー信号に基づく、請求項１２または１３記載の方法。
【請求項１５】
前記センサー信号から飛行時間情報および超音波信号振幅情報を導出し；
前記集合からの個々の超音波画像における前記介入ツールの位置および配向を、少なくとも部分的には前記個々の超音波画像が生成されるもとになる超音波信号に対応する前記センサー信号からの前記飛行時間情報および超音波信号振幅情報に基づいて、識別することをさらに含む、
請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の超音波トランスデューサ・タイルを有する超音波トランスデューサ・アレイであって、前記タイルのそれぞれは、タイルの超音波送信表面を、ボディの、ある領域に適合させるよう独立して調整可能な配向をもつ、アレイと；超音波トランスデューサ・アレイに結合され、超音波トランスデューサ・タイルを位置合わせするよう構成された処理装置を含むユーザー・インターフェースとを有する超音波撮像システムに関する。
【０００２】
本発明はさらに、そのような超音波トランスデューサ・システムの超音波トランスデューサ・タイルを位置合わせする方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
超音波撮像は、介入または調査手順をサポートするために一般的に使われる。かかる手順では、介入ツール、たとえばカテーテル、生検針などのような外来オブジェクト、動脈ステント、心臓ペースメーカー、除細動器などのような固定オブジェクトが超音波撮像システムを用いて撮像されて、医療専門家が（最小）侵襲医療手順を実行したり、あるいは外来オブジェクトを含む関心対象のボディ部分を評価したりするのを支援する。そのような応用において、超音波撮像システムを用いて生成された画像において外来オブジェクトの位置および配向を正確に判別することが必要であることがある。特に、生検針のような介入ツールの場合には、超音波撮像システムによる介入ツールの位置および配向についてのリアルタイムのフィードバックが、たとえば身体組織への不慮の損傷を提供するために決定的に重要である。これはたとえば、生検針の正しくない位置決めが胎児損傷または妊娠中絶につながりうる絨毛生検において、主要な懸念である。
【０００４】
この目的に向けて、超音波撮像システムの超音波トランスデューサは、グローバル座標系において外来オブジェクトを追跡することにおいて支援しうる。これはたとえば、既知の空間的配置の、外来オブジェクト上の超音波センサーによる。ここで、超音波トランスデューサ・タイルを用いて生成される超音波信号、たとえばビームに関する情報が超音波センサーを用いて検出されて、超音波トランスデューサのそのような空間的な基準付けを容易にしてもよい。そのような技法の例が特許文献１に与えられている。この文献は、画像と追跡システムとの間で座標をマッピングするための方法を開示しており、固定の幾何形状をもつ較正ツールを提供することを含む。較正ツールは、撮像モードに関連する第一の諸センサーおよび追跡モードに関連する第二の諸センサーを含む。第一および第二のセンサーは、固定した幾何学形状の上の既知の諸位置に分散され、マウントされる。第一のセンサーは、画像空間における較正ツールの位置を決定するために、撮像システムの視野内に位置される。第二のセンサーは、追跡空間において較正ツールの同じ位置を決定するために、追跡される。画像空間および追跡空間は、較正ツールのアーチファクトに基づいて共通の座標系においてマッピングされる。
【０００５】
しかしながら、通常の超音波トランスデューサの欠点は、外来オブジェクト全体、たとえば介入ツール全体を撮像するには小さすぎることがあるその限られた視野と、より大きな深さで高い画像解像度を得られないことである。これらの問題の少なくとも一部は、いわゆる大面積超音波トランスデューサ・アレイの使用によって対処されうる。そのようなアレイは典型的には、それぞれ複数の超音波トランスデューサを含む複数のタイルを有する。トランスデューサは、ジルコン酸チタン酸鉛（PZT）またはポリフッ化ビニリデン（PVDF）のような材料で形成される圧電トランスデューサ素子およびミクロ機械加工による容量性超音波トランスデューサ（CMUT:  capacitive  micro-machined  ultrasonic  transducer）素子といったものである。後者では、第一の電極を含む膜を第二の電極を有する空洞上にわたしたもの（第二の電極は該空洞によって第一の空洞から離間され、第一の電極に対向する）が、第一および第二の電極への適切な刺激、たとえば交流電流の印加を通じて超音波を生成するため（または受信モードでは超音波を受信するため）に使われる。そのようなタイルはたとえば、超音波トランスデューサ素子が位置している半導体基板のチップであってもよく、該タイルはいくつかの応用では数平方センチメートル（cm2）の寸法を有していてもよい。これは、超音波トランスデューサ・アレイが、撮像または処置されるべき被験者のボディのより大きな面積をカバーすることを許容する。そのようなタイルの超音波トランスデューサ素子は、一緒にまとめられて、一斉に動作させられてもよく、それによりタイルは、組み合わさって複合超音波トランスデューサ素子を形成する複数のファセット、すなわち超音波トランスデューサ・セルを有する複合超音波トランスデューサ素子として振る舞う。あるいは独立して動作させられてもよい。
【０００６】
そのような超音波トランスデューサ・アレイについて、特に大面積超音波トランスデューサ・アレイ、たとえば複数のそのようなトランスデューサ・タイルを有する超音波トランスデューサ・アレイについて、超音波プローブのトランスデューサ素子（タイル）、すなわち大面積超音波トランスデューサ・アレイと、撮像されるべきボディの部分との間の良好な共形接触を確立することは、決して些細なことではない。より小さな超音波プローブについては、これは典型的には、超音波トランスデューサ・アレイとボディ部分との間の接触を改善する特殊なゲルを使うことによって達成される。しかしながら、この手法の欠点は、通例、大量のゲルを使う必要があり、ゲルは超音波信号の送信または受信に干渉する気泡を含むことがあるということである。
【０００７】
また、そのようなゲル塗布は、大面積超音波トランスデューサ・アレイについて、アレイと該アレイが置かれるボディ領域との間に必要とされる共形的な音響上の結合を生成するためだけのためには、もはや実際上可能ではないことがある。個々のトランスデューサ素子、たとえばタイルにゲルを効果的に塗布することは、このプロセスが過剰なゲルの使用のために混乱することなくしては、実際上は不可能になるからである。いくつかの場合には、超音波トランスデューサ・アレイと該アレイを受け容れるボディ部分の表面との間の所望される共形接触を達成することは、たとえば表面の比較的大きな曲率のため、不可能にさえなる。
【０００８】
この目的に向けて、柔軟な超音波トランスデューサ・アレイが市場に登場した。これは、輪郭のある表面、たとえば患者の身体の曲がった部分との改善された適合を示しうる。そのようなアレイについては、低下した量の結合ゲルを使うことができる。これは、所望される共形的な結合が主にトランスデューサ・アレイの柔軟性によって達成されるので、典型的には音響結合を改善する。しかしながら、そのような超音波トランスデューサ・アレイの動作には課題がなくもない。そのようなアレイでは、超音波トランスデューサ・タイルはいくつかの自由度、たとえば、X、Y、Z平面における並進自由度および傾き／傾斜自由度をもつ。そのようなシナリオにおいてコヒーレントなビームフォーミングを達成するために、各超音波トランスデューサ・タイルの実際の配向（相対位置）が、そのような超音波トランスデューサ・アレイを展開している超音波システムのビームフォーミング回路に知られなければならない。すなわち、それぞれのタイルを用いて生成された画像が空間的に位置合わせされねばならない。これは典型的には、個々のタイルに付随する高価な配向センサーを含めることを要求する。
【０００９】
非特許文献１では、高品質の体積画像を生成しつつ、超音波案内手順を著しく単純化しうる超音波撮像システムが記載されている。このシステムは、曲がった身体表面に適合する、取り付け可能な薄い柔軟な超音波トランスデューサと、逆伝搬に基づく画像再構成技法とを特徴とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第2015/0269728号
【特許文献２】米国特許第5,997,479号（Savordら）
【特許文献３】米国特許第6,013,032号（Savord）
【特許文献４】米国特許第6,623,432号（Powersら）
【特許文献５】米国特許第6,283,919号（Roundhillら）
【特許文献６】米国特許第6,485,083号（Jagoら）
【特許文献７】米国特許第6,443,896号（Detmer）
【特許文献８】米国特許第6,530,885号（Entrekinら）
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】R.S.  Singh  et  al.、2009  IEEE  International  Ultrasonics  Symposium  Proceedings、20  September  2009,  pp.1852-1855  (XP031654735)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、複数の超音波トランスデューサ・タイルを有する超音波トランスデューサ・アレイを有する超音波撮像システムであって、前記タイルのそれぞれは、タイルの超音波送信表面をボディの、ある領域に適合させるよう独立して調整可能な配向をもち、それぞれのタイルによって生成された超音波画像が、そのような配向センサーなしに空間的に位置合わせされうるシステムに関する。
【００１３】
本発明はさらに、そのような超音波撮像システムの超音波トランスデューサ・タイルを空間的に位置合わせする方法を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
ある側面によれば、複数の超音波トランスデューサ・タイルであって、前記タイルのそれぞれは、タイルの超音波送信表面を、ボディの、ある領域に適合させるよう独立して調整可能な配向をもつ、超音波トランスデューサ・タイルと、前記超音波トランスデューサ・アレイに結合され、超音波トランスデューサ・タイルを位置合わせするよう構成された処理装置を含むユーザー・インターフェースとを有する超音波撮像システムであって、該位置合わせは、前記超音波トランスデューサ・アレイが前記領域の上に位置されるときに前記超音波トランスデューサ・タイルの少なくともいくつかからそれぞれの超音波画像を受領し；ボディ内に位置する外来オブジェクトの複数の特徴の既知の空間配置を使って、それぞれ前記特徴のうちの少なくともいくつかを含む受領された個々の超音波画像の集合における前記外来オブジェクトの位置およびロケーションを識別し；前記個々の超音波画像における外来オブジェクトの識別されたそれぞれの位置および配向を重ね合わせることによって前記集合における個々の超音波画像から複合超音波画像を生成することによる、システムが提供される。
【００１５】
本発明は、患者の身体における外来オブジェクト、たとえば生検針のような介入ツールが、独立して調整可能な超音波トランスデューサ・タイルを用いて異なる視角から生成された複数の画像における基準として使用されうるという洞察に基づく。それにより、それぞれの画像における外来オブジェクトの異なる配向が、超音波トランスデューサ・タイルの配向情報をこれらの画像から導出するために、すなわちこれらの画像を共通の参照系において位置合わせするために使用でき、そこから、外来オブジェクトをもつボディ内の関心領域を高い精度で、すなわち高画質で視覚化する複合超音波画像が生成されうる。
【００１６】
ある実施形態では、これは、前記処理装置がさらに、個々の超音波画像における外来オブジェクトのそれぞれの位置および配向を使って、前記個々の超音波画像の一つを基準超音波画像として選択し；前記基準超音波画像における前記外来オブジェクトの位置および配向を基準として定義し；他のそれぞれの個々の超音波画像について：
その超音波画像における前記外来オブジェクトの位置および配向を前記基準に変換するための変換行列を生成して；その画像をその変換行列に従って変換する、
よう構成されていることによって、達成されうる。
【００１７】
好ましくは、外来オブジェクトは介入ツールであって、該介入ツールは当該超音波撮像システムの一部をなしていてもよい。ある実施形態では、それぞれの超音波画像における介入ツールの位置および配向情報は、これらの画像から、オブジェクト認識アルゴリズムのような画像処理アルゴリズムを使って抽出されうる。かかるアルゴリズムは、既知の空間配列になっている介入ツールの諸特徴、たとえば介入ツールの諸形状特徴をこれらの画像において識別するために使われてもよい。それにより、それぞれの超音波画像における介入ツールのそれぞれのローカルな空間的配向を導出し、得られたローカルな空間的配向に基づいてこれらの画像を位置合わせしうる。
【００１８】
上記の実施形態において、外来オブジェクト、たとえば介入ツールは、位置合わせプロセスが単に超音波トランスデューサ・アレイを用いて生成される超音波画像に基づくという意味で、受動的なオブジェクトである。しかしながら、特に有利な実施形態では、介入ツールの既知の空間配列をもつ諸特徴は、超音波撮像システムに音響フィードバックを提供することのできる、介入ツール上の、定義された空間配列にある、少なくとも三つの超音波センサーを有していてもよく、該フィードバックに基づいて、それぞれの超音波画像の前述した位置合わせプロセスが実行されてもよい。この目的に向けて、処理装置は、前記少なくとも三つの超音波センサーの少なくともいくつかからセンサー信号を受信するよう構成されてもよく、前記センサー信号は、超音波トランスデューサ・アレイを用いて生成された、前記超音波画像が生成されるもとになる超音波信号に対応するものであり；前記受領された個々の超音波画像の集合における介入ツールの位置および配向を識別することは、少なくとも部分的には前記センサー信号に基づく。
【００１９】
たとえば、少なくとも部分的には前記センサー信号に基づいて前記受領された個々の超音波画像の集合における前記介入ツールの位置および配向を識別するよう構成された処理装置は、前記センサー信号から飛行時間情報および超音波信号振幅情報の少なくとも一方を導出し；前記集合からの個々の超音波画像における前記介入ツールの少なくとも位置および配向を、少なくとも部分的には前記個々の超音波画像が生成されるもとになる超音波信号に対応する前記センサー信号からの前記飛行時間情報および超音波信号振幅情報に基づいて、識別するよう構成される。これは、少なくとも部分的には、いくつかの実施形態では単に介入ツール（または特定の空間配置でそのような超音波センサーを含んでいるボディ内の他の外来オブジェクト）上の超音波センサーによって提供される音響フィードバックに基づく位置合わせプロセスを容易にする。
【００２０】
ある実施形態では、前記処理装置はさらに、超音波トランスデューサ・タイルのクラスターを同時に位置合わせすることによって超音波トランスデューサ・タイルを位置合わせするよう構成される。ここで、前記クラスター内のタイルを用いて生成された超音波画像は少なくとも三つの共通の超音波センサーを含む。これは、それぞれの超音波トランスデューサにとってすべての超音波センサーが可視とは限らず、いくつかの超音波トランスデューサ・タイルが「視線」内に（すなわち音響レンジ内に）それぞれの超音波画像の位置合わせを容易にするための十分な数の超音波センサーをもたないことがありうるシナリオにおいて特に有利である。このように、介入ツールの十分な量の同じ（共通の）超音波センサーを見る隣接した（クラスターにまとめられた）超音波トランスデューサ・タイルのみが、同時位置合わせプロセスにおいて位置合わせされうる。
【００２１】
さらなるシナリオでは、超音波トランスデューサ・タイルの異なるクラスターが、音響レンジ内の共通の超音波センサーの異なる集合を有していてもよい。そのようなシナリオでは、たとえば介入ツールと超音波撮像システムのユーザー・インターフェース、たとえばコンソールとの間のチャネル数が限られている場合、超音波撮像システムがすべての超音波センサーから同時に超音波信号を受信することは実際上可能ではないことがありうる。そのような場合、超音波センサーは、前記処理装置によって制御されるマルチプレクサによって前記処理装置に結合されてもよく、前記処理装置は、前記クラスター内のタイルによる超音波画像の生成の間、マルチプレクサを用いて前記少なくとも三つの共通の超音波センサーを有効にするよう構成される。それにより、特定のクラスターの超音波トランスデューサ・タイルの音響レンジ内の超音波センサーのみが、超音波撮像システムの処理装置に、マルチプレクサを通じて、通信上結合されうる。
【００２２】
ある実施形態では、超音波トランスデューサ・アレイは、超音波トランスデューサ・アレイにおいて介入ツールをマウントするための案内チャネルを有する。それにより、介入ツールは超音波トランスデューサ・アレイを通じて患者の身体内に案内されうる。これは、超音波トランスデューサ・アレイと介入ツールとの間の配向上の結合を達成するという利点をもつ。それにより、介入ツールを超音波トランスデューサ・アレイの視野内に維持することが、より単純になる。
【００２３】
前記処理装置はさらに、ユーザー・インターフェースにおいて受領されるユーザー入力に応答して、前記集合内の位置合わせされた超音波トランスデューサ・タイルで合成されたさらなる複合超音波画像を生成するよう構成されてもよい。外来オブジェクト、たとえば介入ツールが見える超音波画像のみを含めることによって、このオブジェクトのズームされた画像が生成され、そのような高精細度のズームされた画像を提供することにより、超音波トランスデューサ・アレイのオペレーターおよび／または介入ツールのオペレーターが介入ツールを正しく案内することをさらに支援しうる。
【００２４】
各超音波トランスデューサ・タイルは、複数の超音波トランスデューサ素子を有していてもよい。前記処理装置はさらに、前記集合内の位置合わせされた超音波トランスデューサ・タイルの少なくともいくつかのタイルの超音波トランスデューサ素子のセレクションを用いて前記さらなる複合超音波画像を生成するよう構成される。選択された超音波トランスデューサ素子は、その超音波トランスデューサ・タイルを用いて生成される個々の超音波画像における外来物体の撮像に寄与するものである。これは、外来オブジェクト、たとえば介入ツールの視覚化に寄与する超音波トランスデューサ素子のみを含めることによって、そのようなズームされた画像の精細度をさらに改善しうる。
【００２５】
もう一つの側面によれば、複数の超音波トランスデューサ・タイルを有する超音波撮像システムの超音波トランスデューサ・タイルを位置合わせする方法であって、前記タイルのそれぞれは、タイルの超音波送信表面を、ボディの、ある領域に適合させるよう独立して調整可能な配向をもち、当該方法は、前記超音波トランスデューサ・アレイが前記領域の上に位置されるときに前記超音波トランスデューサ・タイルの少なくともいくつかからそれぞれの超音波画像を受領し；ボディ内に位置する外来オブジェクトの複数の特徴の既知の空間配置を使って、それぞれ前記特徴のうちの少なくともいくつかを含む受領された個々の超音波画像の集合における前記外来オブジェクトの位置およびロケーションを識別し；前記個々の超音波画像における外来オブジェクトの識別されたそれぞれの位置および配向を重ね合わせることによって前記集合における個々の超音波画像から複合超音波画像を生成することを含む。
【００２６】
そのような方法は、たとえば各超音波トランスデューサ・タイルに付随する位置センサーによって提供されるような位置フィードバック情報を要求することなく、患者の体内の外来オブジェクトがそれぞれの画像の位置合わせを達成するための共通の基準として使用されうるという洞察に基づいて、そのような超音波トランスデューサ・アレイを用いて生成される超音波画像の位置合わせを容易にする。
【００２７】
そのような位置合わせは、たとえば、個々の超音波画像における外来オブジェクトのそれぞれの位置および配向を使って、前記個々の超音波画像の一つを基準超音波画像として選択し；前記基準超音波画像における前記外来オブジェクトの位置および配向を基準として定義し；他のそれぞれの個々の超音波画像について：その超音波画像における前記外来オブジェクトの位置および配向を前記基準に変換するための変換行列を生成して；その画像をその変換行列に従って変換する、ことによって、達成されうる。
【００２８】
ある好ましい実施形態では、外来オブジェクトは介入ツールであり、前記複数の特徴は、介入ツール上の、既知の空間配列にある、少なくとも三つの超音波センサーを有し、当該方法はさらに、前記少なくとも三つの超音波センサーの少なくともいくつかからセンサー信号を受信することを含み、前記センサー信号は、超音波トランスデューサ・アレイを用いて生成された、前記超音波画像が生成されるもとになる超音波信号に対応するものであり；前記受領された個々の超音波画像の集合における介入ツールの位置および配向を識別することは、少なくとも部分的には前記センサー信号に基づく。この実施形態では、超音波画像位置合わせは、超音波センサーによって提供される音響フィードバックを使って達成されてもよい。該音響フィードバックは、これらの超音波センサーの既知の空間配列および任意的にはたとえばオブジェクト認識アルゴリズムなどを使って超音波画像から抽出される情報と組み合わさって、これらの画像の生成を受け持つそれぞれの超音波トランスデューサ・タイルの実際の位置および配向を決定する必要なしに、超音波画像の位置合わせを容易にする。
【００２９】
そのような音響フィードバックはたとえば、前記センサー信号から飛行時間情報および超音波信号振幅情報の少なくとも一方を導出し；前記集合からの個々の超音波画像における前記介入ツールの位置および配向を、少なくとも部分的には前記個々の超音波画像が生成されるもとになる超音波信号に対応する前記センサー信号からの前記飛行時間情報および超音波信号振幅情報に基づいて、識別することを含んでいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
本発明の実施形態は、付属の図面を参照して、限定しない例において、より詳細に記述される。
【図１】ある実施形態に基づく超音波撮像システムを概略的に描く図である。
【図２】そのような超音波撮像システムのある側面の例示的実施形態を概略的に描く図である。
【図３】そのような超音波撮像システムのさらなる側面の斜視図を概略的に描く図である。
【図４】そのような超音波撮像システムのさらなる側面の斜視図を概略的に描く図である。
【図５】ある実施形態に基づく超音波撮像システムのブロック図を概略的に描く図である。
【図６】もう一つの実施形態に基づく超音波撮像システムを概略的に描く図である。
【図７】ある実施形態に基づく超音波撮像システムを用いて捕捉された、位置合わせされていない超音波画像を概略的に描く図である。
【図８】ある実施形態に基づく超音波画像位置合わせ方法のフローチャートである。
【図９】ある実施形態に基づく超音波画像位置合わせ方法を用いて得られた複合超音波画像を概略的に描く図である。
【図１０】さらにもう一つの実施形態に基づく超音波撮像システムを概略的に描く図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図面は単に概略的であり、同縮尺で描かれていないことを理解しておくべきである。諸図面を通じて同じまたは同様の部分を示すために同じ参照符号が使われることも理解しておくべきである。
【００３２】
図１は、本発明のある実施形態に基づく超音波撮像システム１を概略的に描いている。超音波撮像システム１は、患者の身体部分の超音波撮像のために患者の身体５０のある領域上に位置させるための超音波トランスデューサ・アレイ１００を有する。超音波トランスデューサ・アレイ１００は複数の超音波トランスデューサ・タイル１０１（ここでは限定しない例として、概略的に四つの個々に同定される超音波トランスデューサ・タイル１０１ａ〜ｄによって描かれている）を有する。それらの超音波トランスデューサ・タイル１０１は、たとえば身体５０のある領域にタイルの超音波送信表面を適合させるよう独立して調整可能な配向をもつ。すなわち、各超音波トランスデューサ・タイル１０１の配向は独立して調整可能である。
【００３３】
そのような超音波トランスデューサ・アレイ１００の限定しない例が図２を援用して、より詳細に記載される。図２は、独立して調整可能な超音波トランスデューサ素子タイル１０１を有する超音波トランスデューサ・アレイ１００の例示的実施形態を描いている。各タイル１０１は、一つまたは複数の超音波トランスデューサ素子（図示せず）を有していてもよい。各タイル１０１はたとえば、その上に一つまたは複数の超音波トランスデューサ素子が形成されているまたはマウントされているダイシングされたチップなどであってもよい。本発明の実施形態では、超音波トランスデューサ素子は、いかなる好適な仕方で実装されてもよい。たとえば、超音波トランスデューサ素子は、ジルコン酸チタン酸鉛（PZT）ベースの材料、圧電性の単結晶または複合材料のような圧電セラミック材料、ミクロ機械加工による容量性超音波トランスデューサ（CMUT）などによって実装されてもよい。
【００３４】
超音波トランスデューサ素子タイル１０１は、いかなる好適な形状であってもよく、たとえば円形または多角形であってもよい。長方形、たとえば正方形のような多角形の形状が特に言及される。そのような形状は、隣接する超音波トランスデューサ素子タイル１０１の間の空隙１３１が最小化される、トランスデューサ・アレイ内での超音波トランスデューサ素子タイル１０１の密な充填を容易にするからである。隣接する超音波トランスデューサ素子タイル１０１の間の比較的大きな空隙１３１を避けることは、超音波トランスデューサ・アレイ１００により実質的に連続的な画像が生成されうることを保証するとともに、格子ローブのような超音波アーチファクトの形成を少なくとも軽減しうる。超音波トランスデューサ・アレイ１００は、いかなる好適な形状を有していてもよく、たとえば、一次元または二次元の超音波トランスデューサ・アレイであってもよい。タイル１０１は好ましくは二次元マトリクスの形に配置され、個々のタイル１０１により生成され、収集される超音波データから3D画像／体積が形成できる。ある好ましい実施形態では、超音波プローブ１００は複数の超音波トランスデューサ・タイル１０１を有し、各タイルは数cm2、たとえば2〜50cm2のトランスデューサ表面積をもち、大面積の超音波トランスデューサ・アレイ１００を形成する。
【００３５】
超音波トランスデューサ・アレイ１００は、（診断）超音波撮像システム１の一部として、超音波、たとえば超音波パルスを送信し、（パルス）エコー情報を受信するよう適応されてもよい。本例示的実施形態に基づく超音波トランスデューサ・アレイ１００は、超音波トランスデューサ素子タイル１０１がマウントされるマウント領域１２１を有する本体１２０を有する。そのような本体１２０の詳細は図３に概略的に描かれている。図示していないが、超音波トランスデューサ素子タイル１０１のトランスデューサ表面は、超音波トランスデューサ・アレイを直接触れられることから保護するために、時に音響窓と称される音響層によって覆われてもよい。それにより、トランスデューサ・アレイを損傷から保護するとともに、トランスデューサ・アレイによって生成される超音波にさらされる被験体、たとえば患者の身体５０をトランスデューサ・アレイによって直接触れられることから保護し、たとえば身体５０を不慮の電気ショックから保護する。それ自身はよく知られているように、そのような音響窓はさらに、トランスデューサ・アレイと身体の間のインピーダンス整合を提供しうる。音響層は、そのような目的のための、当業者に既知の任意の材料または材料の組み合わせでできていてもよい。
【００３６】
本体のマウント領域１２１は柔軟であってもよく、このことは、超音波トランスデューサ素子タイル１０１を担持するマウント領域１２１が、たとえば患者の丸みのある身体のような非平面状の表面に適合するよう、変形されて、超音波トランスデューサ素子タイル１０１と患者の身体５０との間の接触の品質を改善しうるという利点をもつ。これは、アレイが患者の身体の大きな面積、たとえば数十または数百cm2の面積に適合する必要がある場合がある大面積超音波トランスデューサ・アレイ１００の場合には特に重要である。マウント領域１２１に所望される柔軟性を与えるために、たとえばマウント領域１２１は、エラストマー、すなわちゴム状の材料を有していてもよい。そのようなエラストマーの例は、ポリオレフィン、ジエンポリマーまたはPDMSのようなポリシロキサン、ポリオレフィン、ジエンポリマーもしくはポリシロキサンを含むコポリマーもしくはブロックコポリマーまたはそれらの混合物を含むが、実施形態はそれに限定されない。ポリブタジエン、ポリジメチルシロキサン（PDMS）およびカテーテルにおいて普通に使われる比較的軟らかいポリエーテル・ブロック・アミド（PEBA）が特に言及される。医療等級のPDMSは特に好ましい。たとえば、超音波トランスデューサ・アレイ１００は、被験体の表面（すなわち身体５０の皮膚）に適合するための柔軟なマットとして実装されてもよい。
【００３７】
超音波トランスデューサ素子タイル１０１は、いくつかの実施形態（図示せず）ではマウント領域１２１に直接取り付けられてもよい。図２に概略的に描かれる実施形態のような代替的な実施形態では、マウント領域１２１は、超音波トランスデューサ素子タイルがマウントされうる支持部材を受け容れるための、複数の受容部分１２２を有していてもよい。そのような支持部材の詳細は図４に概略的に描かれる。支持部材はそれぞれ、マウント領域１２１の受容部分１２２の一つにフィットする柱１３７を有していてもよい。各柱１３７は、超音波トランスデューサ素子タイル１０１がマウントされうるマウント部分１３９を担持する。諸支持部材は、柔軟な材料、たとえばゴム様材料でできていてもよい。諸支持部材は、隣接するマウント部分１３９の間の相互接続領域１３８を通じて、マウント部分１３９を通じて相互接続され、たとえば柔軟なマット１３５を形成してもよい。
【００３８】
図４に示されるように、各相互接続領域１３８は、マウント部分１３９の四つの象限を接続する。各象限は相互接続領域１３８に相互接続されるコーナーをもつ。このようにして、各タイル１０１は、少なくとも二つの回転自由度を示す。それにより、のちにより詳細に説明するように空間１１０内の圧力が空気の一部の排出によって下げられ、結果として、柱１３７を通じて伝達されるマウント部分１３９に対する下向きの力がこれらの回転自由度を通じてタイル１０１の所望される共形接触に変換されるときに、被験体の身体５０との良好な共形接触が達成されることができる。代替的な実施形態では、支持部材配置、たとえばマット１３５は、マウント領域１３９が柔軟なジョイント、たとえば自在継手、ボールソケット形継手などにマウントされる剛性の配置であってもよい。
【００３９】
マウント領域１２１は、被験体上に超音波トランスデューサ・アレイ１００を配置したときに被験体に接触するよう構成される柔軟なリップ１２３によって画定されてもよい。リップ１２３は、被験体上に超音波トランスデューサ・アレイ１００を配置したときにリップ１２３が本体１２０のマウント領域１２１と被験体の身体５０の、マウント領域１２１に対向する部分との間の空間１１０を密封する。リップ１２３は、本体１２０の一体的な部分をなしていてもよく、あるいはマウント領域１２１に接着されるまたは他の仕方で取り付けられるのでもよい。リップ１２３は、超音波トランスデューサ・アレイ１００をこの身体上に配置したときの超音波トランスデューサ素子タイル１０１と被験体の身体５０との間の密封された空間１１０の形成を容易にするいかなる好適な形状を有していてもよい。柔軟なリップ１２３は、たとえば上記のエラストマーのような、いかなる好適な材料でできていてもよい。ある実施形態では、マウント領域１２１および柔軟なリップ１２３は同じ材料でできており、好ましくは柔軟なリップ１２３はマウント領域１２１と一体であり、すなわち柔軟な材料の単一片から形成される。図３に描かれる実施形態では、リップ１２３はエッジ１２３’を含んでいてもよく、あるいはエッジ１２３’によって空間１１０から分離されていてもよい。該エッジ１２３’は、空間１１０内の圧力が下げられた場合、被験体と係合してマウント領域１２１を補強する。エッジ１２３’はさらに、超音波プローブ１００と被験体１との間の密封を形成することを支援してもよい。それにより、上記で説明したように空間１１０において負圧が確立されることができる。
【００４０】
本体１２０のマウント領域１２１はさらに、空間１１０における圧力が下げられた場合にマウント領域１２１を補強する、受容部分１２２の間の支持部分１２４を有していてもよい。マウント領域１２１は図２に概略的に描かれるように波状であってもよく、マウント領域はばねのはたらきをすることができる。結果として、空間１１０に負圧を生じるためにある体積の空気がたとえば真空ポンプなどを使って出口１２７を通じて空間１１０から排出されるとき、超音波トランスデューサ・アレイ１００に対する大気圧が、ばね仕掛けのマウント領域１２１をボディ５０に対して押しつける。マウント領域１２１に対する1N/cm2の下向き圧力を達成するために、空間１１０における圧力のたった10%の低下で十分でありうる。超音波トランスデューサ・アレイ１００の上記の実施形態は単に限定しない例であって、患者の身体５０の一部に適合するよう独立して調整可能な複数の超音波トランスデューサ・タイル１０１を有する任意の超音波トランスデューサ・アレイ１００が、本発明のコンテキストにおいて使用されうることを理解しておくべきである。
【００４１】
ここで図１に戻ると、超音波撮像システム１はさらに、超音波トランスデューサ・アレイ１００を制御するための、ユーザー・コンソールなどのようなユーザー・インターフェース１０を有する。この目的に向けて、ユーザー・インターフェース１０は典型的には、超音波パルスを生成するよう超音波トランスデューサ・アレイ１００を制御し、超音波トランスデューサ・アレイ１００から超音波パルス・エコー情報を受信するために、一つまたは複数の専用もしくは汎用のプロセッサのような回路を含みうる処理装置を有する。該情報は、表示装置４０での表示のために、超音波画像、たとえば2Dまたは3D画像を生成するために処理装置によって処理されてもよい。そのようなユーザー・インターフェース１０の限定しない例を、図５を援用してここでより詳細に記述する。図５は、たとえば診断撮像目的のために超音波、たとえば超音波パルスの生成および超音波エコー、たとえばパルス・エコーの受信のために超音波トランスデューサ・アレイ１００とインターフェースをもち、これを制御するよう展開されうる電子回路の例示的実施形態のブロック図を概略的に描いている。超音波トランスデューサ・アレイ１００は、マイクロビームフォーマー１２に結合されてもよい。マイクロビームフォーマー１２はいくつかの実施形態では超音波トランスデューサ・アレイ１００内に位置していてもよく、超音波トランスデューサ・セル１００による信号の送受信を制御する。マイクロビームフォーマーは、たとえば特許文献２、特許文献３、特許文献４に記載されるトランスデューサ素子タイルのグループまたは「パッチ」によって受信される信号の少なくとも部分的なビームフォーミングができる。
【００４２】
マイクロビームフォーマー１２は、プローブ・ケーブル、たとえば同軸ワイヤによって端末、たとえばユーザー・コンソール装置など結合されてもよい。端末は、送信モードと受信モードの間で切り換える送受切り換え（T/R）スイッチ１６を有する。該スイッチは、マイクロビームフォーマーザが存在しないまたは使用されず、トランスデューサ・アレイがメイン・システム・ビームフォーマー２０によって直接動作させられるときに、高エネルギー送信信号からメイン・ビームフォーマー２０を保護する。マイクロビームフォーマー１２の制御のもとで超音波トランスデューサ・アレイ１００から超音波ビームを送信することは、T/Rスイッチ１６によってマイクロビームフォーマーに、またメイン・システム・ビームフォーマー２０に結合されたトランスデューサ・コントローラ１８によって指揮されてもよい。それは、コントロール・パネル３８を通じてユーザー・インターフェース１０のユーザーによる操作から入力を受け取る。トランスデューサ・コントローラ１８によって制御される機能の一つは、ビームが方向制御され、合焦される方向である。ビームはトランスデューサ・アレイから真正面に（トランスデューサ・アレイに直交して）方向制御されてもよく、あるいはより幅広い視野のために異なる角度で方向制御されてもよい。トランスデューサ・コントローラ１８は、超音波トランスデューサ・アレイ１１０のための前述した電圧源４５を制御するよう結合されてもよい。たとえば、電圧源４５は、CMUTアレイのCMUT素子に加えられるDCおよびACバイアス電圧（単数または複数）を設定する。たとえば、それ自身としてはよく知られているつぶれ（collapse）モードでCMUT素子を動作させるためである。トランスデューサ・コントローラ１８はさらに、たとえば超音波トランスデューサ素子タイル１０１が臨界温度に達することを示す温度センサー信号に応答して超音波トランスデューサ素子タイル１０１を低電力モードに切り換えるなどするために、電圧源４５を制御するよう適応されてもよい。
【００４３】
マイクロビームフォーマー１２によって生成される部分的にビームフォーミングされた信号は、メイン・ビームフォーマー２０に転送されてもよく、そこで、トランスデューサ素子の個々のパッチからの部分的にビームフォーミングされた信号は完全にビームフォーミングされた信号に組み合わされる。たとえば、メイン・ビームフォーマー２０は128個のチャネルを有していてもよく、各チャネルが数十または数百の超音波トランスデューサ・タイル１０１のパッチからおよび／またはそのような超音波トランスデューサ・タイル１０１の個々の超音波トランスデューサ素子からの部分的にビームフォーミングされた信号を受信する。このようにして、超音波トランスデューサ・アレイ１００の数千のトランスデューサ素子によって受信される信号が、単一のビームフォーミングされた信号に効率的に寄与できる。
【００４４】
ビームフォーミングされた信号は信号プロセッサ２２に結合される。信号プロセッサ２２は、帯域通過フィルタリング、間引き、I、Q成分分離および高調波信号分離といったさまざまな仕方で受信されたエコー信号を処理できる。高調波信号分離とは、組織および微小泡から返される非線形な（基本周波数の高次高調波）エコー信号の識別を可能にするよう、線形信号と非線形信号を分離するはたらきをする。
【００４５】
信号プロセッサ２２は任意的には、スペックル低減、信号複合化（signal  compounding）およびノイズ消去といった追加的な信号向上をも実行してもよい。信号プロセッサ２２における帯域通過フィルタは、エコー信号が受信される奥行きが増すにつれて、より高い周波数帯域からより低い周波数帯域に通過帯域がスライドする追跡フィルタであってもよい。これにより、高周波数に解剖学的情報が含まれない、より大きな奥行きからの、より高い周波数におけるノイズを拒否する。のちにより詳細に説明するように、信号プロセッサ２２はさらに、超音波トランスデューサ・アレイ１００の別個の超音波トランスデューサ・タイル１０１によって生成された個々の画像を位置合わせするよう適応されてもよい。
【００４６】
処理された信号はBモード・プロセッサ２６および任意的にはドップラー・プロセッサ２８に転送されてもよい。Bモード・プロセッサ２６は、身体中の器官および血管の組織のような身体中の構造の撮像のために、受信された超音波信号の振幅の検出を用いる。身体の構造のBモード画像は、たとえば特許文献５、６に記載されるように、高調波画像モードまたは基本画像モードまたは両者の組み合わせで形成されうる。
【００４７】
ドップラー・プロセッサ２８はもし存在すれば、画像フィールドにおける血球の流れのような物質の動きの検出のために組織動きおよび血流からの時間的に異なる信号を処理する。ドップラー・プロセッサは典型的には、体内の物質の選択された種別から返されるエコーを通過させるおよび／または拒否するよう設定されうるパラメータをもつ壁フィルタを含む。たとえば、壁フィルタは、より大きな速度の物質からの比較的小さな振幅の信号を通過させる一方、より小さなまたはゼロの速度の物質からの比較的強い信号を拒否する通過帯域特性をもつよう設定されることができる。
【００４８】
この通過帯域特性は、流れている血液からの信号を通過させる一方、心臓の壁のような近くの静止しているまたはゆっくり動いているオブジェクトからの信号を拒否する。逆の特性は、組織の動きを検出し、描出する組織ドップラー撮像というもののための、心臓の動いている組織からの信号を通過させる一方、血流信号を拒否するものであろう。ドップラー・プロセッサは、画像フィールドにおける種々の点から時間的に離散的なエコー信号のシーケンスを受領し、処理してもよい。特定の点からのエコーのシーケンスは、アンサンブル（ensemble）と称される。比較的短い期間にわたってすばやく相次いで受信されるエコーのアンサンブルは、流れる血液のドップラー偏移周波数を推定するために使用でき、ドップラー周波数と速度との対応が血流速度を示す。より長い時間期間にわたって受信されるエコーのアンサンブルは、よりゆっくり流れる血液またはゆっくり動いている組織の速度を推定するために使われる。
【００４９】
Bモード（およびドップラー）・プロセッサによって生成された構造および動き信号はスキャン・コンバーター３２および多断面再構成器（multiplanar  reformatter）４４に結合される。スキャン・コンバーター３２は、所望される画像フォーマットにおいて、エコー信号を、該エコー信号がそこから受領された空間的関係において配列する。たとえば、スキャン・コンバーターはエコー信号を二次元（2D）の扇形フォーマットまたは角錐状の三次元（3D）画像に配列してもよい。
【００５０】
スキャン・コンバーターは、Bモード構造画像を、ドップラー推定された速度をもつ画像フィールド中の諸点における動きに対応する色と重ねて、画像フィールド中の組織の動きおよび血流を描くカラー・ドップラー画像を生成することができる。多断面再構成器４４は、たとえば特許文献７に記載されるように、身体の体積領域内の共通平面内の諸点から受け取られるエコーを、その平面の超音波画像に変換する。ボリューム・レンダラー４２は、特許文献８に記載されるように、3Dデータセットのエコー信号を所与の基準点から見た投影3D画像に変換する。
【００５１】
2Dまたは3D画像はスキャン・コンバーター３２、多断面再構成器４４およびボリューム・レンダラー４２から画像プロセッサ３０に、さらなる向上、バッファリングおよび画像ディスプレイ４０での表示のための一時的記憶のために、結合される。撮像のために使われることに加えて、ドップラー・プロセッサ２８によって生成される血流値およびBモード・プロセッサ２６によって生成される組織構造情報は定量化プロセッサ３４に結合される。定量化プロセッサは、体積血流量のような種々の流れ状態の指標および器官のサイズおよび在胎期間のような構造的な測定値を生成する。定量化プロセッサは、測定がなされるべき画像の解剖構造内の点のような、ユーザー・コントロール・パネル３８からの入力を受け取ってもよい。
【００５２】
定量化プロセッサからの出力データは、ディスプレイ４０上で画像とともに測定グラフィックおよび値を再生するためのグラフィック・プロセッサ３６に結合される。グラフィック・プロセッサ３６は、超音波画像と一緒に表示するためのグラフィック・オーバーレイを生成することもできる。これらのグラフィック・オーバーレイは、患者名、画像の日時、撮像パラメータなどといった標準的な識別情報を含むことができる。これらの目的のために、グラフィック・プロセッサは、患者名のようなコントロール・パネル３８からの入力を受け取る。
【００５３】
ユーザー・インターフェースは、トランスデューサ・アレイ１１０からの超音波信号の生成を、よってトランスデューサ・アレイおよび超音波システムによって生成される画像を制御する送信コントローラ１８にも結合される。ユーザー・インターフェースは、MPR画像の画像フィールドにおける定量化された指標（measures）を実行するために使用されうる複数の多断面再構成された（MPR:  multiplanar  reformatted）画像の面の表示の選択および制御のために、多断面再構成器４４にも結合される。
【００５４】
当業者によって理解されるであろうように、超音波診断撮像システム１０の上記の実施形態は、そのような超音波診断撮像システムの限定しない例を与えることが意図されている。当業者は、本発明の教示から外れることなく、超音波診断撮像システムのアーキテクチャーにおけるいくつかの変形が実現可能であることをすぐに認識するであろう。たとえば、上記の実施形態でも示されているように、マイクロビームフォーマー１２および／またはドップラー・プロセッサ２８は省略されてもよく、超音波プローブ１０は3D撮像機能をもたなくてもよい、など。他の変形も当業者には明白であろう。
【００５５】
ある実施形態では、超音波トランスデューサ・アレイ１００は、外来オブジェクトを含む患者の身体５０の部分を撮像するために使われる。外来オブジェクトは、たとえばペースメーカー、除細動器、ステントなどといった静的な外来オブジェクトであってもよく、あるいは超音波撮像システム１の一部をなしていてもよい介入ツール２００であってもよい。たとえばそのような介入ツール２００は、カテーテル、生検針などであってもよい。これらは、患者の身体５０を通じて医療専門家によって案内されてもよい。その場合、超音波トランスデューサ・アレイ１００、たとえば超音波トランスデューサ・プローブを用いて生成される超音波画像が、患者の身体５０内の適切な領域まで介入ツール２００を案内することにおいて医療専門家を支援しうる。そのような領域はたとえば、超音波トランスデューサ・アレイ１００を用いて生成される超音波画像内で明瞭に識別できることがあるからである。そのような介入ツール２００の使用（案内）は、図１に概略的に描かれているように超音波トランスデューサ・アレイ１００とは独立であってもよく、あるいは代替的には、そのような介入ツール２００の使用（案内）は、図６に概略的に描かれているように超音波トランスデューサ・アレイ１００を通じてであってもよい。後者の場合、超音波トランスデューサ・アレイ１００は、それを通じて介入ツール２００が患者の身体５０中に案内されうる案内チャネル１５０を含んでいてもよい。後者の実施形態は、超音波トランスデューサ・アレイ１００と介入ツール２００との間の空間的な相互関係のため、超音波トランスデューサ・アレイ１００を用いて生成される超音波画像において介入ツール２００を捕捉することが、よりストレートであるという恩恵をもつ。
【００５６】
超音波トランスデューサ・タイル１０１の独立して調整可能な性質のため、超音波トランスデューサ・タイル１０１を用いて生成されるそれぞれの超音波画像は同じ参照系に位置合わせされていない。図１および図６において概略的に描かれるように異なる超音波トランスデューサ・タイル１０１は互いに対して異なる未知の相対配向をもちうるからである。結果として、介入ツール２００のような外来物体が（少なくとも部分的に）含まれるそれぞれの超音波トランスデューサ・タイル１０１を用いて捕捉された超音波画像は、その外来物体、たとえば介入ツール２００を、それぞれの超音波トランスデューサ・タイル１０１によって生成されたそれぞれの超音波画像内で異なる位置および配向で描くことになる。これは、図７に概略的に描かれている。図７は、介入ツール２００がそれぞれの超音波画像１１１ａ〜ｄ内で異なる位置および配向で少なくとも部分的に捕捉されている、それぞれ超音波トランスデューサ・タイル１０１ａ〜ｄを用いて生成された四つの超音波画像１１１ａ〜ｄを概略的に描いている。
【００５７】
本発明の実施形態では、超音波撮像システム１、たとえばユーザー・インターフェース１０の処理装置、たとえば信号プロセッサ２６および／またはユーザー・インターフェース１０の他のプロセッサは、複合超音波画像を生成するために、超音波トランスデューサ・タイル１０１によって生成されたそれぞれの超音波画像１１１を位置合わせするよう構成される。複合超音波画像とはすなわち、超音波画像１１１のうち、少なくとも、外来オブジェクト、たとえば介入ツール２００の少なくとも一部が捕捉されており、個々の超音波画像１１１における介入ツール２００のような外来オブジェクトの位置および配向が整列されている、たとえば重ね合わされているものによって構成される超音波画像である。実施形態は、そのような外来物体は複数の特徴２０１〜２０４を既知の空間配列、たとえば特定の幾何学的レイアウトで含んでいてもよく、かかる既知の空間的配置がユーザー・インターフェース１０の処理装置によって、個々の超音波画像１１１を位置合わせするために利用されうるという洞察に基づいている。
【００５８】
ある実施形態では、処理装置はオブジェクト認識アルゴリズムを配備してもよい。それぞれの特徴２０１〜２０４の少なくともいくつかをそのような特徴を含むそれぞれの超音波画像１１１において識別し、外来物体上での特徴２０１〜２０４、たとえば介入ツール２００のシャフトなどに沿って分布している特徴の既知の空間配列を利用してそれぞれの個々の超音波画像１１１における外来オブジェクト、たとえば介入ツール２００の位置および配向情報を抽出するためである。
【００５９】
しかしながら、特に有利な実施形態では、介入ツール２００は複数の超音波センサー２０１〜２０４を、介入ツール２００（または他の外来物体）上での定義された空間配列において、有する。これらの超音波センサーは、超音波撮像システム１のユーザー・インターフェース１０の処理装置に通信上結合される。この実施形態では、超音波センサー２０１〜２０４は処理装置に音響フィードバック情報を提供してもよく、それに基づいて処理装置は、超音波センサー２０１〜２０４のうちの少なくともいくつかを用いて検出される超音波送信、たとえば超音波パルスなどを生成することを受け持つ特定の超音波トランスデューサ・タイル１０１に対する、超音波センサー２０１〜２０４の相対位置を決定できる。そのような超音波センサー２０１〜２０４が四つ示されているが、介入ツール２００がそのような超音波センサーを少なくとも三つ有する限り、介入ツール２００上には任意の好適な数の超音波センサーが設けられうる。当業者によって容易に理解されるように、超音波トランスデューサ・タイル１０１のうちの一つで生成された超音波信号に基づいてユーザー・インターフェース１０の処理装置による三角測量計算を実行するためには、最小で三つの超音波センサー２０１〜２０４が必要とされる。三つの超音波センサーを超えた追加的な超音波センサーがあれば、そのような三角測量法の精度が改善される、あるいは超音波センサー２０１〜２０４のうちの一つまたは複数の障害の場合に利用されうる冗長性が提供される。
【００６０】
そのような計算はたとえば、送信元の超音波トランスデューサ・タイル１０１から超音波信号を検出する特定の超音波センサーまでの飛行時間情報、超音波センサー２０１〜２０４の一つまたは複数によって提供される超音波信号振幅測定情報などの決定を含んでいてもよい。該情報が、各超音波センサーの横方向および／または角度方向の位置を決定するために処理装置によって利用されてもよく、それにより、超音波センサーのこれらそれぞれの位置が、介入ツール２００上での超音波センサー２０１〜２０４の既知の空間配置に基づいて、特定の超音波画像１１１内での介入ツール２００の位置および配向に変換されてもよい。
【００６１】
臨床作業フローの一部としてユーザー・インターフェース１０の処理装置を用いて実行される超音波画像位置合わせ方法３００の実施形態が、図８のフローチャートによって描かれている。方法３００は、たとえば処置テーブルなどの患者を位置させ、超音波撮像システム１をスイッチオンすることによって、３０１で始まる。その後、方法３００は３０３に進んでもよく、介入ツール２００が任意の好適な仕方で、患者の身体５０内の初期位置に案内される。これはたとえば、一つまたは複数の超音波トランスデューサ素子を既知の配向で有している通常の超音波トランスデューサ・プローブの案内のもとで行なわれる。それにより、この通常のプローブを用いて生成されたそれぞれの超音波画像は共通の参照系に関係する、すなわち位置合わせされる。
【００６２】
次に、超音波トランスデューサ・アレイ１００は、３０５において、患者の身体５０上に位置されてもよい。任意的には超音波トランスデューサ・アレイ１００のそれぞれの超音波トランスデューサ・タイル１０１と超音波トランスデューサ・アレイ１００が位置される身体５０の部分との間の共形接触を改善するよう特殊なゲルを使う。この位置決めの間に、各超音波トランスデューサ・タイル１０１は、該タイルが接触する身体５０の部分に適合するような配向を取る。先に説明したように、身体５０の典型的には曲がった性質のため、これは、それぞれの超音波トランスデューサ・タイル１０１が、互いに対して異なる配向を取る結果となる。それにより、これらの超音波トランスデューサ・タイル１０１を用いて生成されたそれぞれの超音波画像１１１は位置合わせを要する。
【００６３】
３０７では、それぞれの超音波画像１１１が超音波トランスデューサ・アレイ１００を用いて取得される。その結果、介入ツール２００が可視でありうるいくつかの画像１１１の取得につながることがある。該画像１１１の数は、超音波トランスデューサ・タイル１０１の数に等しくてもよい。すなわち、各超音波トランスデューサ・タイル１０１が、前記特徴、たとえば超音波センサー２０１〜２０４の少なくともいくつかを前記既知の空間配置において含む介入ツール２００の部分が見える超音波画像１１１を生成したことがありうる。あるいはまた、画像１１１の数は、超音波トランスデューサ・タイル１０１の数より少ないことがある。すなわち、超音波トランスデューサ・タイル１０１の部分集合のみが、前記特徴、たとえば超音波センサー２０１〜２０４の少なくともいくつかを前記既知の空間配置において含む介入ツール２００の部分が見える超音波画像１１１を生成している。後者のシナリオでは、３０７における超音波画像の取得はさらに、介入ツール２００の前述した部分が画像位置合わせプロセスのために見える超音波画像、たとえば１１１ａ〜１１１ｄを選択し、介入ツール２００のこの部分が見えない超音波画像１１１を破棄することを含んでいてもよい。
【００６４】
次に、それぞれの（選択された）超音波画像１１１について、介入ツール２００の相対的な位置および配向が、３０９において、先に説明したように、オブジェクト認識アルゴリズムおよび／または超音波センサー２０１〜２０４によって提供される音響フィードバック情報を使って、決定される。四つの超音波トランスデューサ・タイル１０１ａ〜ｄが四つの超音波画像１１１ａ〜ｄを生成し、各超音波画像がそれぞれの超音波画像１１１ａ〜ｄにおいて四つの特徴、たとえば超音波センサー２０１〜２０４の位置を同定することに基づく簡略化された例として、ユーザー・インターフェース１０の処理装置は、各超音波画像１０１ａ〜ｄにおける各特徴２０１〜２０４の位置を推定して、これらの推定された位置をデカルト座標(x,y,z)系で次のように表現してもよい。
【数１】
2019532697.tif 000003
【００６５】
次に、処理装置は、超音波画像１１１ａ〜ｄのうちの一つ（すなわち、超音波トランスデューサ・タイル１０１ａ〜ｄのうちの一つの配向）を３１１において基準として選択してもよい。この例では、画像１１１ａが基準画像として選択され、残りの超音波画像１１１ｂ〜ｄはその後、この基準画像１１１ａに対して３１３において位置合わせされる。この目的に向けて、それぞれの残りの超音波画像について、該超音波画像を、参照系、すなわち基準超音波画像１１１の生成を受け持つ超音波トランスデューサ・タイル１０１、ここでは基準超音波画像１１１ａの生成を受け持つ超音波トランスデューサ・タイル１０１ａの基準配向に変換する変換行列Tが構築されてもよい。
【数２】
2019532697.tif 000004
ここで、T111b→R、T111c→R、T111c→Rはそれぞれ超音波トランスデューサ・タイル１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄから基準タイル１０１ａへの変換である。それぞれの変換T111b→R、T111c→R、T111c→Rはその後、対応する超音波画像１１１ａ〜ｄに適用されて、それらの超音波画像１１１における介入ツール２００のそれぞれの位置および配向が重ね合わされている複合超音波画像３１５を形成する。これは図９に概略的に描かれている。その後、方法３００は３１７において終了してもよい。
【００６６】
この位置合わせ方法３００は、複合超音波画像が典型的には介入ツール２００のまわりに高解像度の領域１１３を有することを保証する。それにより、患者の身体５０内の関心領域に向けて介入ツール２００を正確に案内することにおいて、医療実務者を支援する。領域１１３の解像度を最大にするために、複合超音波画像のもとになる超音波画像１１１の数は好ましくは最大にされる。すなわち、介入ツール２００の関連する部分が見えるすべての超音波画像１１１が、複合画像に含められる。ただし、介入ツール２００の関連する部分が見える超音波画像１１１の部分集合のみ（すなわち全部ではない）が複合画像に含められる実施形態も考えられてもよいことは理解しておくべきである。当業者によって容易に理解されるように、位置合わせ方法３００は、連続的にリアルタイムで実行されて、それにより、超音波トランスデューサ・アレイ１００が変位するまたは他の仕方でこの挿入プロセスの間に調整される場合に備えて、介入ツール２００挿入プロセスを通じて、更新される画像位置合わせを提供してもよい。
【００６７】
この時点で、タイル１０１上の超音波トランスデューサ素子は好ましくは、各センサー２０１〜２０４についての(X,Y,Z)座標を得るために2Dマトリクスにおいて配列されていることを注意しておく。各タイル１０１において超音波素子の1Dアレイしかない場合には、タイル１０１を用いて形成される画像の画像平面がセンサー２０１〜２０４の一つまたは複数を含む位置／角度を得るために、タイル１０１を外的にトラッキングして機械的にタイル１０１を方向制御する／枢動させることが必要であることがある。
【００６８】
ある実施形態では、超音波撮像システム１のユーザー・インターフェース１０は、図９に概略的に描かれるような複合画像のもとになる超音波画像１１１の生成を受け持つ超音波トランスデューサ・タイル１０１のみが、介入ツール２００を含む患者の身体５０内の関心領域のその後の撮像に従事する撮像モードを容易にしうる。この目的に向けて、超音波撮像システム１のユーザーは、たとえばボタンなどを押すこと、音声コマンドを発することなどによって、ユーザー・インターフェース１０、たとえば制御モジュール３８に、触覚または発話による命令を与えてもよく、それに対して超音波撮像システム１は、単に、領域１１３を含む複合画像に寄与することを受け持つ超音波トランスデューサ・タイル１０１を有効にすることによって応答する。結果として、複合画像を合成するのに先立って取得される必要のある超音波画像１１１がより少数になるという事実のため、複合画像の、より高いフレームレートが達成でき、これは超音波撮像システム１を用いて生成される複合画像（または複合画像のストリーム）の分解能をさらに改善する。介入ツール２００（または先に説明したような他の外来物体）の撮像を担う超音波信号、たとえば超音波パルスなどを生成することを受け持つ超音波トランスデューサ・タイルの超音波トランスデューサ素子のみを有効にすることによってさらに向上されうる。
【００６９】
ある実施形態では、図１０に概略的に描かれるように、介入ツール２００、すなわち超音波センサー２０１〜２０４は、処理装置によって制御されるマルチプレクサ（MUX）１６０を通じてユーザー・インターフェース１０の処理装置に通信上結合されてもよい。そのようなMUX  １６０はたとえば、介入ツール２００が、必要最小限の数の超音波センサーを超える追加的な超音波センサーを有する、すなわち三つより（ずっと）多くの超音波センサー２０１〜２０４を有する場合に配備されてもよい。そのようなシナリオでは、いくつかの超音波トランスデューサ・タイル１０１がそれぞれ十分な数の超音波センサー２０１、２０２、２０３、２０４を視野に収めることがあるが、異なる超音波トランスデューサ・タイルが異なる超音波センサーを見ることができることがある。たとえば、超音波トランスデューサ・タイル１０１ａは超音波センサー２０１、２０２、２０３を見ることができてもよく、超音波トランスデューサ・タイル１０１ｂは超音波センサー２０１、２０２、２０３、２０４を見ることができてもよく、一方、超音波トランスデューサ・タイル１０１ｃは超音波センサー２０２、２０３、２０４を見ることができてもよい。そのようなシナリオでは、超音波トランスデューサ・タイル１０１はクラスター、たとえばペアにおいて位置合わせされてもよい。クラスターは、たとえば、第一のペアとしての超音波トランスデューサ・タイル１０１ａおよび１０１ｂ、第二のペアとしての超音波トランスデューサ・タイル１０１ｂおよび１０１ｃなど、それぞれの位置合わせのために、クラスター内のすべての超音波トランスデューサ・タイル１０１に共通の固定数の超音波センサー、たとえば三つの超音波センサーを含むものである。任意的なMUX  １６０は、この位置合わせプロセスの間にアクティブである超音波センサー２０１〜２０４の適切な部分集合を選択するために使われてもよい。これはたとえば、たとえば介入ツール２００とユーザー・インターフェース１０の処理装置との間のチャネルの数が超音波センサー２０１〜２０４と介入ツール２００の総数よりも少なく、超音波センサーの適切な部分集合がMUX  １６０によって、この部分集合を利用可能なチャネルに接続することによって有効にされうるシナリオにおいてである。
【００７０】
本発明の実施形態に基づく超音波撮像システム１は、先に説明したような介入ツール２００を含んでいてもよい。本発明の実施形態に基づく超音波撮像システム１は、最小侵襲外科手順において展開されてもよい。限定しない例として、絨毛生検（CVS:  chorionic  villus  sampling）、針ベースの生検および局所麻酔のための神経ブロックを含むがそれに限られない針ベースの手順などである。ここで、本発明の実施形態に基づく超音波撮像システム１は、超音波トランスデューサ・アレイ１００、たとえば大面積超音波トランスデューサ・アレイ１００を使って高解像度撮像を提供することによって介入ツール２００の正しい位置決めをサポートできる。
【００７１】
上述した実施形態が本発明を限定するのではなく例解するものであり、当業者は付属の請求項の範囲から外れることなく多くの代替実施形態を設計できるであろうことを注意しておくべきである。請求項では、括弧内に参照符号があったとしてもその請求項を限定するものと解釈してはならない。単語「有する／含む」は、請求項において挙げられているもの以外の要素やステップの存在を排除しない。要素の単数形の表現はそのような要素の複数の存在を排除しない。本発明は、いくつかの相異なる要素を有するハードウェアによって実装できる。いくつかの手段を列挙する装置請求項では、これらの手段のいくつかが同一のハードウェア項目によって具現されることができる。ある種の施策が互いに異なる従属請求項において記載されているというだけの事実が、これらの施策の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。
【図１】
2019532697.tif 000005
【図２】
2019532697.tif 000006
【図３】
2019532697.tif 000007
【図４】
2019532697.tif 000008
【図５】
2019532697.tif 000009
【図６】
2019532697.tif 000010
【図７】
2019532697.tif 000011
【図８】
2019532697.tif 000012
【図９】
2019532697.tif 000013
【図１０】
2019532697.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月22日(2019.3.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の超音波トランスデューサ・タイルを有する超音波トランスデューサ・アレイであって、前記タイルのそれぞれは、そのタイルの超音波送信表面を、ボディの、ある領域に適合させるよう独立して調整可能な配向をもつ、超音波トランスデューサ・アレイと；
前記超音波トランスデューサ・アレイに結合され、前記超音波トランスデューサ・タイルを位置合わせするよう構成された処理装置を含むユーザー・インターフェースとを有する超音波撮像システムであって、前記位置合わせは：
前記超音波トランスデューサ・アレイが前記領域の上に位置されるときに前記超音波トランスデューサ・タイルの少なくともいくつかからそれぞれの超音波画像を受領し；
ボディ内に位置する外来オブジェクトの複数の特徴の既知の空間配置を使って、それぞれ前記特徴のうちの少なくともいくつかを含む受領された個々の超音波画像の集合における前記外来オブジェクトの位置およびロケーションを識別し；
前記個々の超音波画像における前記外来オブジェクトの識別されたそれぞれの位置および配向を重ね合わせることによって前記集合における個々の超音波画像から複合超音波画像を生成することによる、
超音波撮像システム。
【請求項２】
前記処理装置がさらに、個々の超音波画像における前記外来オブジェクトのそれぞれの位置および配向を使って：
前記個々の超音波画像のうちの一つを基準超音波画像として選択し；
前記基準超音波画像における前記外来オブジェクトの位置および配向を基準として定義し；他のそれぞれの個々の超音波画像について：
その超音波画像における前記外来オブジェクトの位置および配向を前記基準に変換するための変換行列を生成し；
その画像をその変換行列に従って変換する、
よう構成されている、請求項１記載の超音波撮像システム。
【請求項３】
前記外来オブジェクトが当該超音波システムの一部をなす介入ツールである、請求項１または２記載の超音波撮像システム。
【請求項４】
前記複数の特徴が、前記介入ツール上の、定義された空間配列にある、少なくとも三つの超音波センサーを含み、前記処理装置は：
前記少なくとも三つの超音波センサーのうちの少なくともいくつかからセンサー信号を受信するよう構成されており、前記センサー信号は、前記超音波トランスデューサ・アレイを用いて生成された、前記超音波画像が生成されるもとになる超音波信号に対応するものであり；前記受領された個々の超音波画像の集合における前記介入ツールの位置および配向を識別することは、少なくとも部分的には前記センサー信号に基づく、
請求項３記載の超音波撮像システム。
【請求項５】
少なくとも部分的には前記センサー信号に基づいて前記受領された個々の超音波画像の集合における前記介入ツールの位置および配向を識別するよう構成された前記処理装置は：
前記センサー信号から飛行時間情報および超音波信号振幅情報を導出し；
前記集合からの個々の超音波画像における前記介入ツールの少なくとも位置および配向を、少なくとも部分的には前記個々の超音波画像が生成されるもとになる超音波信号に対応する前記センサー信号からの前記飛行時間情報および超音波信号振幅情報に基づいて、識別するよう構成されている、
請求項４記載の超音波撮像システム。
【請求項６】
前記処理装置はさらに、超音波トランスデューサ・タイルのクラスターを同時に位置合わせすることによって前記超音波トランスデューサ・タイルを位置合わせするよう構成され、前記クラスター内のタイルを用いて生成された超音波画像は少なくとも三つの共通の超音波センサーを含む、請求項３ないし５のうちいずれか一項記載の超音波撮像システム。
【請求項７】
前記超音波センサーが、前記処理装置によって制御されるマルチプレクサによって前記処理装置に結合され、前記処理装置は、前記クラスター内の超音波トランスデューサ・タイルによる超音波画像の生成の間、前記マルチプレクサを用いて前記少なくとも三つの共通の超音波センサーを有効にするよう構成される、請求項６記載の超音波撮像システム。
【請求項８】
前記超音波トランスデューサ・アレイは、前記超音波トランスデューサ・アレイにおいて前記介入ツールをマウントするための案内チャネルを有する、請求項３ないし７のうちいずれか一項記載の超音波撮像システム。
【請求項９】
前記処理装置はさらに、前記ユーザー・インターフェースにおいて受領されるユーザー入力に応答して、前記集合内の位置合わせされた超音波トランスデューサ・タイルで合成されたさらなる複合超音波画像を生成するよう構成されている、請求項１ないし８のうちいずれか一項記載の超音波撮像システム。
【請求項１０】
各超音波トランスデューサ・タイルが複数の超音波トランスデューサ素子を有し、前記処理装置はさらに、前記集合内の位置合わせされた超音波トランスデューサ・タイルのうち少なくともいくつかの超音波トランスデューサ・タイルの超音波トランスデューサ素子のセレクションを用いて前記さらなる複合超音波画像を生成するよう構成され、選択される超音波トランスデューサ素子は、その超音波トランスデューサ・タイルを用いて生成される個々の超音波画像における外来物体の撮像に寄与するものである、請求項９記載の超音波撮像システム。
【請求項１１】
複数の超音波トランスデューサ・タイルを有する超音波撮像システムの超音波トランスデューサ・タイルを位置合わせする方法であって、前記タイルのそれぞれは、そのタイルの超音波送信表面を、ボディの、ある領域に適合させるよう独立して調整可能な配向をもち、当該方法は：
前記超音波トランスデューサ・アレイが前記領域の上に位置されるときに前記超音波トランスデューサ・タイルの少なくともいくつかからそれぞれの超音波画像を受領し；
ボディ内に位置する外来オブジェクトの複数の特徴の既知の空間配置を使って、それぞれ前記特徴のうちの少なくともいくつかを含む受領された個々の超音波画像の集合における前記外来オブジェクトの位置およびロケーションを識別し；
前記個々の超音波画像における前記外来オブジェクトの識別されたそれぞれの位置および配向を重ね合わせることによって前記集合における個々の超音波画像から複合超音波画像を生成することを含む、
方法。
【請求項１２】
個々の超音波画像における前記外来オブジェクトのそれぞれの位置および配向を使って：
前記個々の超音波画像のうちの一つを基準超音波画像として選択し；
前記基準超音波画像における前記外来オブジェクトの位置および配向を基準として定義し；他のそれぞれの個々の超音波画像について：
その超音波画像における前記外来オブジェクトの位置および配向を前記基準に変換するための変換行列を生成し；
その画像をその変換行列に従って変換する、
ことをさらに含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記外来オブジェクトは介入ツールであり、前記複数の特徴は、前記介入ツール上の、既知の空間配列にある、少なくとも三つの超音波センサーを有し、当該方法はさらに、前記少なくとも三つの超音波センサーの少なくともいくつかからセンサー信号を受信することを含み、前記センサー信号は、前記超音波トランスデューサ・アレイを用いて生成された、前記超音波画像が生成されるもとになる超音波信号に対応するものであり；前記受領された個々の超音波画像の集合における前記介入ツールの位置および配向を識別することは、少なくとも部分的には前記センサー信号に基づく、請求項１１または１２記載の方法。
【請求項１４】
前記センサー信号から飛行時間情報および超音波信号振幅情報を導出し；
前記集合からの個々の超音波画像における前記介入ツールの位置および配向を、少なくとも部分的には前記個々の超音波画像が生成されるもとになる超音波信号に対応する前記センサー信号からの前記飛行時間情報および超音波信号振幅情報に基づいて、識別することをさらに含む、
請求項１３記載の方法。
【国際調査報告】
2019532697.tif 000015
2019532697.tif 000016
2019532697.tif 000017