(57)【要約】本明細書に開示されるのは、標的ゾーン内のプローブのリアルタイム監視を提供するためのシステムおよび方法である。プローブを追跡するための装置は、変換器要素の２次元アレイを備える、変換器アセンブリを備える。２次元アレイは、複数の横方向アレイと、複数の縦方向アレイとを備える。監視システムはさらに、標的ゾーンおよびプローブの進行方向を横断する横軸に沿って延在する、少なくとも１つの横方向アレイをアクティブ化し、そこからデータを受信するように構成される、プロセッサと、横軸を横断する縦軸に沿って延在する、２つまたはそれを上回る縦方向アレイとを備える。２つまたはそれを上回る縦方向アレイは、プログラムされたシーケンスにおいて連続してアクティブ化されてもよい。
2019500190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標的ゾーンにおけるプローブの組織内検査を促進するための装置であって、前記装置は、
変換器要素の２次元アレイを備える変換器アセンブリであって、前記２次元アレイは、複数の横方向アレイと、複数の縦方向アレイとを備え、各横方向アレイは、前記２次元アレイの横軸に沿って延在し、各縦方向アレイは、前記横軸を横断する前記２次元アレイの縦軸に沿って延在する、変換器アセンブリと、
プロセッサであって、
少なくとも１つの横方向アレイをアクティブ化することであって、前記少なくとも１つの横方向アレイは、前記標的ゾーンおよび前記プローブの進行方向を横断する横軸に沿って延在する、ことと
プログラムされたシーケンスにおいて２つまたはそれを上回る縦方向アレイを連続してアクティブ化することと、
前記少なくとも１つの横方向アレイから、前記標的ゾーンの横方向断面を備えるデータを受信することと、
前記２つまたはそれを上回る縦方向アレイから、前記プローブの少なくとも一部の縦方向断面を備えるデータを受信することと、
前記２つまたはそれを上回る縦方向アレイからのデータに基づいて、前記２次元アレイに対する前記プローブのプローブ先端の位置を判定することと、
前記少なくとも１つの横方向アレイからのデータに基づいて、前記標的ゾーンの横方向断面ビューを生成することであって、前記横方向断面ビューは、深度座標および横方向座標を有し、前記プローブ先端は、前記横方向断面ビュー内に対応する深度座標および横方向座標を有する、ことと、
前記横方向断面ビューを前記プローブ先端に対応する前記深度座標および横方向座標におけるプローブインジケータとともに表示することと
を行うように構成される、プロセッサと
を備える、装置。
【請求項２】
前記プロセッサはさらに、前記２次元アレイの複数の縦方向アレイのサブセットを備える、縦方向サンプリング窓を選択するように構成され、前記サブセットは、前記プローブの完全長の１つまたはそれを上回る縦方向断面を集合的に作成するように構成される、１つまたはそれを上回る縦方向アレイを備え、前記プロセッサは、前記縦方向サンプリング窓の１つまたはそれを上回る縦方向アレイを選択的にアクティブ化するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記プロセッサはさらに、前記プローブの位置または配向に基づいて、前記縦方向サンプリング窓の幅または前記縦方向サンプリング窓を備える前記複数の縦方向アレイのサブセットの選択を調節するように構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記プロセッサはさらに、前記プローブ先端の位置の判定において使用するための前記２次元アレイの複数の縦方向アレイのサブセットを選択するように構成され、前記サブセットは、前記プローブの完全長の１つまたはそれを上回る縦方向断面を集合的に作成するように構成される１つまたはそれを上回る縦方向アレイを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記２次元アレイはさらに、前記横軸に対して斜角に配向される対角軸に沿って延在する１つまたはそれを上回る対角線アレイを備え、前記プロセッサはさらに、前記１つまたはそれを上回る対角線アレイをアクティブ化し、前記１つまたはそれを上回る対角線アレイから、前記プローブの少なくとも一部の対角線断面を備えるデータを受信するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記１つまたはそれを上回る対角線アレイは、２つまたはそれを上回る対角線アレイを備え、前記プロセッサは、プログラムされたシーケンスにおいて前記２つまたはそれを上回る対角線アレイを連続してアクティブ化するように構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの横方向アレイおよび前記２つまたはそれを上回る縦方向アレイは、類似周波数において同時にアクティブ化される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの横方向アレイおよび前記２つまたはそれを上回る縦方向アレイは、異なる周波数において同時にアクティブ化される、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの横方向アレイおよび前記２つまたはそれを上回る縦方向アレイは、実質的に干渉しない周波数において同時にアクティブ化される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記２つまたはそれを上回る縦方向アレイは、前記２次元アレイの複数の縦方向アレイの全てを備え、前記プロセッサは、プログラムされたシーケンスにおいて前記複数の縦方向アレイをアクティブ化し、前記２次元アレイの全ての変換器要素をサンプリングするように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記プロセッサは、所定の時間間隔において前記プローブ先端の位置を判定し、各時間間隔において前記標的ゾーンの横方向断面の表示を更新し、前記プローブインジケータを各時間間隔において判定された前記プローブ先端の位置に対応する深度および横方向座標に示すように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記所定の時間間隔は、前記２つまたはそれを上回る縦方向アレイのプログラムされたシーケンスによるデータ取得率に実質的に合致する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記所定の時間間隔は、各アクティブ化された横方向アレイまたは縦方向アレイによるデータ取得率に実質的に合致する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
単一のアクティブ化された横方向アレイまたは縦方向アレイの全ての変換器要素は、同時にパルス化される、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
単一のアクティブ化された横方向アレイまたは縦方向アレイの変換器要素はそれぞれ、タイミングが合わせられたシーケンスにおいて個々にパルス化される、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記プロセッサは、前記少なくとも１つの横方向アレイおよび前記２つまたはそれを上回る縦方向アレイから受信されたデータに基づいて、前記標的ゾーンおよび前記プローブの３次元画像を生成するように構成される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記プローブインジケータは、１つまたはそれを上回る色、動画、もしくは他のソフトウェア生成特殊効果を使用して表示される、１つまたはそれを上回る記号もしくは形状を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記プロセッサはさらに、２つまたはそれを上回る時間点における前記プローブ先端の位置に基づいて、前記プローブの投影されたプローブ経路を判定し、前記投影されたプローブ経路に対応する深度および横方向座標における投影されたプローブ軌道とともに、前記横方向断面ビューを表示するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記２つまたはそれを上回る時間点のうちの１つは、前記標的ゾーンの中への前記プローブの挿入の挿入時間点であり、前記プローブ先端は、前記挿入時間点において既知の所定の位置にある、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記投影されたプローブ軌道は、着色線、破線、点線、点滅線、または矢印のうちの１つもしくはそれを上回るものを備える、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記プロセッサはさらに、前記２次元アレイに対して、前記標的ゾーン内の標的場所の位置を判定し、前記標的場所の位置が前記プローブ先端の位置に合致するとき、前記プローブ先端に対応する深度および横方向座標における標的命中インジケータとともに、前記横方向断面ビューを表示するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
前記標的命中インジケータは、前記プローブインジケータの放射または光輝先端、前記プローブインジケータの点滅先端、または前記プローブインジケータの先端の色変化のうちの１つまたはそれを上回るものを備える、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記プロセッサはさらに、前記少なくとも１つの横方向アレイまたは前記２つもしくはそれを上回る縦方向アレイからのデータに基づいて、前記標的ゾーンのトポグラフィ描出を生成および表示するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項２４】
前記プロセッサはさらに、前記表示される横方向断面ビュー内の前記標的ゾーンの１つまたはそれを上回る組織構造を識別するように構成され、前記プロセッサは、前記少なくとも１つの横方向アレイまたは前記２つもしくはそれを上回る縦方向アレイからのデータを用いて判定されるような前記１つまたはそれを上回る組織構造の形状、密度、相対的位置、脈動性、もしくはエコー源性のうちの１つまたはそれを上回るものに基づいて、前記１つまたはそれを上回る組織構造を識別するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項２５】
標的ゾーンにおけるプローブのリアルタイム監視を提供するための方法であって、前記方法は、
変換器アセンブリを前記標的ゾーンにわたって位置付けるステップであって、前記変換器アセンブリは、複数の横方向アレイおよび複数の縦方向アレイを有する変換器要素の２次元アレイを備える、ステップと、
少なくとも１つの横方向アレイをアクティブ化するステップであって、前記少なくとも１つの横方向アレイは、前記標的ゾーンおよび前記プローブの進行方向を横断する横軸に沿って延在する、ステップと、
プログラムされたシーケンスにおいて２つまたはそれを上回る縦方向アレイを連続してアクティブ化するステップであって、各縦方向アレイは、前記横軸を横断する縦軸に沿って延在する、ステップと、
前記少なくとも１つの横方向アレイから、前記標的ゾーンの横方向断面を備えるデータを得るステップと、
前記２つまたはそれを上回る縦方向アレイから、前記プローブの少なくとも一部の縦方向断面を備えるデータを得るステップと、
前記２つまたはそれを上回る縦方向アレイからのデータに基づいて、前記２次元アレイに対する前記プローブのプローブ先端の位置を判定するステップと、
前記少なくとも１つの横方向アレイからのデータに基づいて、前記標的ゾーンの横方向断面ビューを生成するステップであって、前記横方向断面ビューは、深度座標および横方向座標を有し、前記プローブ先端は、前記横方向断面ビュー内に対応する深度座標および横方向座標を有する、ステップと、
前記プローブ先端に対応する深度座標および横方向座標におけるプローブインジケータとともに、前記横方向断面ビューを表示するステップと
を含む、方法。
【請求項２６】
前記２次元アレイの複数の縦方向アレイのサブセットを備える縦方向サンプリング窓を選択するステップをさらに含み、前記サブセットは、前記プローブの完全長の１つまたはそれを上回る縦方向断面を集合的に作成するように構成される１つまたはそれを上回る縦方向アレイを備え、２つまたはそれを上回る縦方向アレイをアクティブ化するステップは、前記縦方向サンプリング窓の１つまたはそれを上回る縦方向アレイを選択的にアクティブ化するステップを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記プローブの位置または配向に基づいて、前記縦方向サンプリング窓の幅または前記縦方向サンプリング窓を備える前記複数の縦方向アレイのサブセットの選択を調節するステップをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記プローブの完全長の１つまたはそれを上回る縦方向断面を集合的に作成するように構成される１つまたはそれを上回る縦方向アレイを備える前記複数の縦方向アレイのサブセットを選択するステップをさらに含み、前記判定するステップは、前記複数の縦方向アレイのサブセットからのデータに基づいて、前記プローブ先端の位置を判定するステップを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記２次元アレイはさらに、前記横軸に対して斜角に配向される対角軸に沿って延在する、１つまたはそれを上回る対角線アレイを備え、前記方法はさらに、前記１つまたはそれを上回る対角線アレイをアクティブ化するステップと、前記１つまたはそれを上回る対角線アレイから、前記プローブの少なくとも一部の対角線断面を備えるデータを受信するステップとを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
前記１つまたはそれを上回る対角線アレイは、２つまたはそれを上回る対角線アレイを備え、前記２つまたはそれを上回る対角線アレイは、プログラムされたシーケンスにおいて連続してアクティブ化される、請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記少なくとも１つの横方向アレイおよび前記２つまたはそれを上回る縦方向アレイは、類似周波数において同時にアクティブ化される、請求項２５に記載の方法。
【請求項３２】
前記少なくとも１つの横方向アレイおよび前記２つまたはそれを上回る縦方向アレイは、異なる周波数において同時にアクティブ化される、請求項２５に記載の方法。
【請求項３３】
前記少なくとも１つの横方向アレイおよび前記２つまたはそれを上回る縦方向アレイは、実質的に干渉しない周波数において同時にアクティブ化される、請求項２５に記載の方法。
【請求項３４】
前記２つまたはそれを上回る縦方向アレイは、前記２次元アレイの複数の縦方向アレイの全てを備え、前記２つまたはそれを上回る縦方向アレイをアクティブ化するステップは、プログラムされたシーケンスにおいて前記複数の縦方向アレイをアクティブ化し、前記２次元アレイの全ての変換器要素をサンプリングするステップを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３５】
前記判定するステップは、所定の時間間隔において前記プローブ先端の位置を判定するステップを含み、前記表示するステップは、各時間間隔において前記標的ゾーンの横方向断面を更新し、前記プローブインジケータを各時間間隔において判定された前記プローブ先端の位置に対応する深度および横方向座標に示すステップを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３６】
前記所定の時間間隔は、前記２つまたはそれを上回る縦方向アレイのプログラムされたシーケンスによるデータ取得率に実質的に合致する、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記所定の時間間隔は、各アクティブ化された横方向アレイまたは縦方向アレイによるデータ取得率に実質的に合致する、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
単一のアクティブ化された横方向アレイまたは縦方向アレイの全ての変換器要素は、同時にパルス化される、請求項２５に記載の方法。
【請求項３９】
単一のアクティブ化された横方向アレイまたは縦方向アレイの変換器要素はそれぞれ、タイミングが合わせられたシーケンスにおいて個々にパルス化される、請求項２５に記載の方法。
【請求項４０】
前記少なくとも１つの横方向アレイおよび前記２つまたはそれを上回る縦方向アレイから受信されたデータに基づいて、前記標的ゾーンおよび前記プローブの３次元画像を生成および表示するステップをさらに含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記プローブインジケータは、１つまたはそれを上回る色、動画、もしくは他のソフトウェア生成特殊効果を使用して表示される１つまたはそれを上回る記号もしくは形状を備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項４２】
２つまたはそれを上回る時間点における前記プローブ先端の位置に基づいて、前記プローブの投影されたプローブ経路を判定するステップと、前記投影されたプローブ経路に対応する深度および横方向座標における投影されたプローブ軌道とともに、前記横方向断面ビューを表示するステップとをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項４３】
前記２つまたはそれを上回る時間点のうちの１つは、前記標的ゾーンの中への前記プローブの挿入の挿入時間点であり、前記プローブ先端は、前記挿入時間点において既知の所定の位置にある、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記投影されたプローブ軌道は、着色線、破線、点線、点滅線、または矢印のうちの１つもしくはそれを上回るものを備える、請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
前記２次元アレイに対して、前記標的ゾーン内の標的場所の位置を判定するステップと、前記標的場所の位置が前記プローブ先端の位置に合致するとき、前記プローブ先端に対応する深度および横方向座標における標的命中インジケータとともに、前記横方向断面ビューを表示するステップとをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項４６】
前記標的命中インジケータは、前記プローブインジケータの放射または光輝先端、前記プローブインジケータの点滅先端、または前記プローブインジケータの先端の色変化のうちの１つまたはそれを上回るものを備える、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
標的ゾーンにおけるプローブの組織内検査を促進するための装置であって、前記装置は、
変換器要素の２次元アレイを備える変換器アセンブリであって、前記２次元アレイは、複数の縦方向アレイを備える、変換器アセンブリと、
プロセッサであって、
プログラムされたシーケンスにおいて前記複数の縦方向アレイを連続してアクティブ化することと、
前記複数の縦方向アレイから、前記プローブの複数の縦方向断面を備えるデータを受信することと、
前記複数の縦方向アレイからのデータに基づいて、前記２次元アレイに対する前記プローブの位置および配向を判定することと、
前記プローブの位置および配向に基づいて、前記複数の縦方向アレイのサブセットを備える縦方向サンプリング窓を選択することであって、前記サブセットは、前記プローブの完全長にわたって前記プローブの１つまたはそれを上回る縦方向断面を集合的に作成するように構成される、１つまたはそれを上回る縦方向アレイを備える、ことと、
プログラムされたシーケンスにおいて前記縦方向サンプリング窓の１つまたはそれを上回る縦方向アレイを連続してアクティブ化することと
を行うように構成される、プロセッサと
を備える、装置。
【請求項４８】
前記プロセッサはさらに、前記プローブの位置および配向に基づいて、前記縦方向サンプリング窓の幅または前記縦方向サンプリング窓の複数の縦方向アレイのサブセットの選択を調節するように構成される、請求項４７に記載の装置。
【請求項４９】
前記プロセッサは、前記２次元アレイの第２の面積より小さく定寸される寸法を伴う前記アレイの第１の面積に対応するように、前記窓を画定するための命令とともに構成され、前記アレイに結合される回路は、前記第１の面積より大きく定寸される前記第２の面積にわたってデータをサンプリングするように構成される、前記請求項のいずれか１項に記載の装置または方法。
【請求項５０】
前記窓は、前記アレイの一部に対応し、前記プロセッサは、ハードウェア内に、前記窓とともに画定された前記アレイの一部のみをサンプリングするための命令とともに構成される、前記請求項のいずれか１項に記載の装置または方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（相互参照）
本願は、米国仮特許出願第６２／２６８，４１３号、出願日２０１５年１２月１６日、発明の名称“ＮＥＥＤＬＥ  ＴＲＡＣＫＩＮＧ  ＴＲＡＮＳＤＵＣＥＲ  ＡＲＲＡＹ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ”、米国仮特許出願第６２／３２１，６５１号、出願日２０１６年４月１２日、発明の名称  “ＮＥＥＤＬＥ  ＴＲＡＣＫＩＮＧ  ＴＲＡＮＳＤＵＣＥＲ  ＡＲＲＡＹ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ”の利益を主張するものであり、これらの全体の開示は、参照により本明細書中に援用される。さらに、本願の主題は、米国出願第１４／７０３，７０８号、出願日２０１５年５月４日、発明の名称“ＨＡＮＤＨＥＬＤ  ＩＭＡＧＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＡＮＤ  ＲＥＬＡＴＥＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ”に関連しており、この全体の開示は、参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
超音波デバイス等の非侵襲性監視システムは、患者内の皮膚または組織の他の層下の血管、器官、骨、神経、腫瘍、および他の標的構造のリアルタイム画像を作成することができる。そのような監視システムは、標的ゾーンに対する針またはプローブの位置を監視することによって、他の手技の中でもとりわけ、介入放射線、硬膜外留置、腰椎穿刺、神経ブロック、腫瘍生検、および血管脈管のカニューレ挿入のための手技を補助するために適用されることができる。例えば、血管脈管カニューレ挿入手技への非侵襲性監視システムの適用は、誤った血管脈管もしくは構造への穿刺、および／または正しい構造を特定し、カニューレを挿入するための繰り返される疼痛を伴う試行等、望ましくない結果を防止することに役立つことができる。
【０００３】
非侵襲性監視のための従来の方法およびデバイスは、患者の標的ゾーンの中へのプローブの挿入を促進するためにあまり理想的に好適ではあり得ない。例えば、多くの従来の監視システムでは、医療施術者に表示される標的ゾーンの２次元断層撮影画像は、プローブ先端の位置をリアルタイムで示さず、施術者がプローブ先端の位置を検索することを要求する。その結果、監視システムによって生成された断層撮影画像を観察しながら、施術者が手でプローブを操作するため、高レベルの手／眼の協調が、手技を行うために要求される。
【０００４】
上記に照らして、標的ゾーンの内部画像および標的ゾーンに対するプローブの位置をリアルタイムで表し、それによって、手技の性能を促進することができる、監視システムを提供することが望ましいであろう。理想的には、そのような監視システムは、計算上効率的であって、費用効果的であって、かつユーザが動作させるために単純である。
【０００５】
（参照による引用）
本明細書で記述される全ての出版物、特許、および特許出願は、各個別出版物、特許、または特許出願が、参照することによって組み込まれるように具体的かつ個別に示された場合と同一の程度に、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に開示される方法およびデバイスは、患者の中に挿入される伸長プローブの改良された追跡を提供する。具体的には、本明細書に開示される方法およびデバイスは、２次元超音波変換器アレイ内の種々の配向のアレイを使用して、患者の組織内の標的ゾーンに対するプローブの位置のリアルタイム追跡を提供し、組織の種々の断面を生成する。２次元変換器アレイに動作可能に結合される、プロセッサは、プログラムされたシーケンスにおいて１つまたはそれを上回るアレイをアクティブ化し、プローブの位置に関連するデータを生成するように構成されてもよい。血管のカニューレ挿入が参照されるが、本明細書に開示される方法およびデバイスは、硬膜外留置、腰椎穿刺、ならびに神経ブロック等の多くの手技のために組織の中に挿入される伸長プローブを追跡するために使用されることができる。
【０００７】
一側面では、標的ゾーンにおけるプローブの組織内検査を促進するための装置は、変換器アセンブリと、プロセッサとを備える。変換器アセンブリは、変換器要素の２次元アレイを備える。２次元アレイは、複数の横方向アレイと、複数の縦方向アレイとを備える。各横方向アレイは、２次元アレイの横軸に沿って延在し、各縦方向アレイは、横軸を横断する２次元アレイの縦軸に沿って延在する。プロセッサは、少なくとも１つの横方向アレイをアクティブ化するように構成され、少なくとも１つの横方向アレイは、標的ゾーンおよびプローブの進行方向を横断する横軸に沿って延在する。プロセッサはさらに、プログラムされたシーケンスにおいて２つまたはそれを上回る縦方向アレイを連続してアクティブ化するように構成される。プロセッサはさらに、少なくとも１つの横方向アレイから、標的ゾーンの横方向断面を備えるデータを受信するように構成される。プロセッサはさらに、２つまたはそれを上回る縦方向アレイから、プローブの少なくとも一部の縦方向断面を備えるデータを受信するように構成される。プロセッサはさらに、２つまたはそれを上回る縦方向アレイからのデータに基づいて、２次元アレイに対するプローブのプローブ先端の位置を判定するように構成される。プロセッサはさらに、少なくとも１つの横方向アレイからのデータに基づいて、標的ゾーンの横方向断面ビューを生成するように構成され、横方向断面ビューは、深度座標および横方向座標を有し、プローブ先端は、横方向断面ビュー内に対応する深度座標および横方向座標を有する。プロセッサはさらに、横方向断面ビューをプローブ先端に対応する深度座標および横方向座標におけるプローブインジケータとともに表示するように構成される。
【０００８】
プロセッサはさらに、２次元アレイの複数の縦方向アレイのサブセットを備える、縦方向サンプリング窓を選択するように構成されてもよい。サブセットは、プローブの完全長の１つまたはそれを上回る縦方向断面を集合的に作成するように構成される、１つまたはそれを上回る縦方向アレイを備えてもよい。プロセッサは、縦方向サンプリング窓の１つまたはそれを上回る縦方向アレイを選択的にアクティブ化するように構成されてもよい。プロセッサはさらに、プローブの位置または配向に基づいて、縦方向サンプリング窓の幅または縦方向サンプリング窓を備える複数の縦方向アレイのサブセットの選択を調節するように構成されてもよい。
【０００９】
プロセッサはさらに、プローブ先端の位置の判定において使用するための２次元アレイの複数の縦方向アレイのサブセットを選択するように構成されてもよい。サブセットは、プローブの完全長の１つまたはそれを上回る縦方向断面を集合的に作成するように構成される、１つまたはそれを上回る縦方向アレイを備えてもよい。
【００１０】
２次元アレイはさらに、横軸に対して斜角に配向される対角軸に沿って延在する、１つまたはそれを上回る対角線アレイを備えてもよい。プロセッサはさらに、１つまたはそれを上回る対角線アレイをアクティブ化し、１つまたはそれを上回る対角線アレイから、プローブの少なくとも一部の対角線断面を備えるデータを受信するように構成されてもよい。１つまたはそれを上回る対角線アレイは、２つまたはそれを上回る対角線アレイを備えてもよく、プロセッサは、プログラムされたシーケンスにおいて２つまたはそれを上回る対角線アレイを連続してアクティブ化するように構成されてもよい。
【００１１】
少なくとも１つの横方向アレイおよび２つまたはそれを上回る縦方向アレイは、類似周波数において同時にアクティブ化されてもよい。少なくとも１つの横方向アレイおよび２つまたはそれを上回る縦方向アレイは、異なる周波数において同時にアクティブ化されてもよい。少なくとも１つの横方向アレイおよび２つまたはそれを上回る縦方向アレイは、実質的に干渉しない周波数において同時にアクティブ化されてもよい。
【００１２】
２つまたはそれを上回る縦方向アレイは、２次元アレイの複数の縦方向アレイの全てを備えてもよい。プロセッサは、プログラムされたシーケンスにおいて複数の縦方向アレイをアクティブ化し、２次元アレイの全ての変換器要素をサンプリングするように構成されてもよい。
【００１３】
プロセッサは、所定の時間間隔においてプローブ先端の位置を判定し、各時間間隔において標的ゾーンの横方向断面の表示を更新し、プローブインジケータを各時間間隔において判定されたプローブ先端の位置に対応する深度および横方向座標に示すように構成されてもよい。所定の時間間隔は、２つまたはそれを上回る縦方向アレイのプログラムされたシーケンスによるデータ取得率に実質的に合致してもよい。所定の時間間隔は、各アクティブ化された横方向アレイまたは縦方向アレイによるデータ取得率に実質的に合致してもよい。
【００１４】
単一のアクティブ化された横方向アレイまたは縦方向アレイの全ての変換器要素は、同時にパルス化されてもよい。単一のアクティブ化された横方向アレイまたは縦方向アレイの変換器要素はそれぞれ、タイミングが合わせられたシーケンスにおいて個々にパルス化されてもよい。プロセッサは、少なくとも１つの横方向アレイおよび２つまたはそれを上回る縦方向アレイから受信されたデータに基づいて、標的ゾーンおよびプローブの３次元画像を生成するように構成されてもよい。
【００１５】
プローブインジケータは、１つまたはそれを上回る色、動画、または他のソフトウェア生成特殊効果を使用して表示される、１つまたはそれを上回る記号または形状を備えてもよい。
【００１６】
プロセッサはさらに、２つまたはそれを上回る時間点におけるプローブ先端の位置に基づいて、プローブの投影されたプローブ経路を判定するように構成されてもよい。プロセッサはさらに、投影されたプローブ経路に対応する深度および横方向座標における投影されたプローブ軌道とともに、横方向断面ビューを表示するように構成されてもよい。２つまたはそれを上回る時間点のうちの１つは、標的ゾーンの中へのプローブの挿入の挿入時間点であってもよく、プローブ先端は、挿入時間点において既知の所定の位置にある。投影されたプローブ軌道は、着色線、破線、点線、点滅線、または矢印のうちの１つまたはそれを上回るものを備えてもよい。
【００１７】
プロセッサはさらに、２次元アレイに対して、標的ゾーン内の標的場所の位置を判定するように構成されてもよい。プロセッサはさらに、標的場所の位置がプローブ先端の位置に合致するとき、プローブ先端に対応する深度および横方向座標における標的命中インジケータとともに、横方向断面ビューを表示するように構成されてもよい。標的命中インジケータは、プローブインジケータの放射または光輝先端、プローブインジケータの点滅先端、またはプローブインジケータの先端の色変化のうちの１つまたはそれを上回るものを備えてもよい。
【００１８】
プロセッサはさらに、少なくとも１つの横方向アレイまたは２つもしくはそれを上回る縦方向アレイからのデータに基づいて、標的ゾーンのトポグラフィ描出を生成および表示するように構成されてもよい。
【００１９】
プロセッサはさらに、表示される横方向断面ビュー内の標的ゾーンの１つまたはそれを上回る組織構造を識別するように構成されてもよい。プロセッサは、少なくとも１つの横方向アレイまたは２つもしくはそれを上回る縦方向アレイからのデータを用いて判定されるような１つまたはそれを上回る組織構造の形状、密度、相対的位置、脈動性、またはエコー源性のうちの１つまたはそれを上回るものに基づいて、１つまたはそれを上回る組織構造を識別するように構成されてもよい。
【００２０】
別の側面では、標的ゾーンにおけるプローブのリアルタイム監視を提供するための方法は、変換器アセンブリを標的ゾーンにわたって位置付けるステップであって、変換器要素の２次元アレイは、複数の横方向アレイおよび複数の縦方向アレイを有する変換器アセンブリを備える、ステップを含む。本方法はさらに、少なくとも１つの横方向アレイをアクティブ化するステップであって、少なくとも１つの横方向アレイは、標的ゾーンおよびプローブの進行方向を横断する横軸に沿って延在する、ステップを含む。本方法はさらに、プログラムされたシーケンスにおいて２つまたはそれを上回る縦方向アレイを連続してアクティブ化するステップであって、各縦方向アレイは、横軸を横断する縦軸に沿って延在する、ステップを含む。本方法はさらに、少なくとも１つの横方向アレイから、標的ゾーンの横方向断面を備えるデータを得るステップを含む。本方法はさらに、２つまたはそれを上回る縦方向アレイから、プローブの少なくとも一部の縦方向断面を備えるデータを得るステップを含む。本方法はさらに、２つまたはそれを上回る縦方向アレイからのデータに基づいて、２次元アレイに対するプローブのプローブ先端の位置を判定するステップを含む。本方法はさらに、少なくとも１つの横方向アレイからのデータに基づいて、標的ゾーンの横方向断面ビューを生成するステップであって、横方向断面ビューは、深度座標および横方向座標を有し、プローブ先端は、横方向断面ビュー内に対応する深度座標および横方向座標を有する、ステップを含む。本方法はさらに、プローブ先端に対応する深度座標および横方向座標におけるプローブインジケータとともに、横方向断面ビューを表示するステップを含む。
【００２１】
本方法はさらに、２次元アレイの複数の縦方向アレイのサブセットを備える、縦方向サンプリング窓を選択するステップを含んでもよい。サブセットは、プローブの完全長の１つまたはそれを上回る縦方向断面を集合的に作成するように構成される、１つまたはそれを上回る縦方向アレイを備えてもよい。２つまたはそれを上回る縦方向アレイをアクティブ化するステップは、縦方向サンプリング窓の１つまたはそれを上回る縦方向アレイを選択的にアクティブ化するステップを含んでもよい。本方法はさらに、プローブの位置または配向に基づいて、縦方向サンプリング窓の幅または縦方向サンプリング窓を備える複数の縦方向アレイのサブセットの選択を調節するステップを含んでもよい。
【００２２】
本方法はさらに、プローブの完全長の１つまたはそれを上回る縦方向断面を集合的に作成するように構成される、１つまたはそれを上回る縦方向アレイを備える、複数の縦方向アレイのサブセットを選択するステップを含んでもよい。判定するステップは、複数の縦方向アレイのサブセットからのデータに基づいて、プローブ先端の位置を判定するステップを含んでもよい。
【００２３】
２次元アレイはさらに、横軸に対して斜角に配向される対角軸に沿って延在する、１つまたはそれを上回る対角線アレイを備えてもよい。本方法はさらに、１つまたはそれを上回る対角線アレイをアクティブ化するステップと、１つまたはそれを上回る対角線アレイから、プローブの少なくとも一部の対角線断面を備えるデータを受信するステップとを含んでもよい。１つまたはそれを上回る対角線アレイは、２つまたはそれを上回る対角線アレイを備えてもよく、２つまたはそれを上回る対角線アレイは、プログラムされたシーケンスにおいて連続してアクティブ化されてもよい。
【００２４】
少なくとも１つの横方向アレイおよび２つまたはそれを上回る縦方向アレイは、類似周波数において同時にアクティブ化されてもよい。少なくとも１つの横方向アレイおよび２つまたはそれを上回る縦方向アレイは、異なる周波数において同時にアクティブ化されてもよい。少なくとも１つの横方向アレイおよび２つまたはそれを上回る縦方向アレイは、実質的に干渉しない周波数において同時にアクティブ化されてもよい。
【００２５】
２つまたはそれを上回る縦方向アレイは、２次元アレイの複数の縦方向アレイの全てを備えてもよく、２つまたはそれを上回る縦方向アレイをアクティブ化するステップは、プログラムされたシーケンスにおいて複数の縦方向アレイをアクティブ化し、２次元アレイの全ての変換器要素をサンプリングするステップを含んでもよい。
【００２６】
判定するステップは、所定の時間間隔においてプローブ先端の位置を判定するステップを含んでもよい。表示するステップは、各時間間隔において標的ゾーンの横方向断面を更新し、プローブインジケータを各時間間隔において判定されたプローブ先端の位置に対応する深度および横方向座標に示すステップを含んでもよい。所定の時間間隔は、２つまたはそれを上回る縦方向アレイのプログラムされたシーケンスによるデータ取得率に実質的に合致してもよい。所定の時間間隔は、各アクティブ化された横方向アレイまたは縦方向アレイによるデータ取得率に実質的に合致してもよい。
【００２７】
単一のアクティブ化された横方向アレイまたは縦方向アレイの全ての変換器要素は、同時にパルス化されてもよい。単一のアクティブ化された横方向アレイまたは縦方向アレイの変換器要素はそれぞれ、タイミングが合わせられたシーケンスにおいて個々にパルス化されてもよい。本方法はさらに、少なくとも１つの横方向アレイおよび２つまたはそれを上回る縦方向アレイから受信されたデータに基づいて、標的ゾーンおよびプローブの３次元画像を生成ならびに表示するステップを含んでもよい。
【００２８】
プローブインジケータは、１つまたはそれを上回る色、動画、もしくは他のソフトウェア生成特殊効果を使用して表示される、１つまたはそれを上回る記号もしくは形状を備えてもよい。
【００２９】
本方法はさらに、２つまたはそれを上回る時間点におけるプローブ先端の位置に基づいて、プローブの投影されたプローブ経路を判定するステップと、投影されたプローブ経路に対応する深度および横方向座標における投影されたプローブ軌道とともに、横方向断面ビューを表示するステップとを含んでもよい。２つまたはそれを上回る時間点のうちの１つは、標的ゾーンの中へのプローブの挿入の挿入時間点であってもよく、プローブ先端は、挿入時間点において既知の所定の位置にある。投影されたプローブ軌道は、着色線、破線、点線、点滅線、または矢印のうちの１つもしくはそれを上回るものを備えてもよい。
【００３０】
本方法はさらに、２次元アレイに対して、標的ゾーン内の標的場所の位置を判定するステップを含んでもよい。本方法はさらに、標的場所の位置がプローブ先端の位置に合致するとき、プローブ先端に対応する深度および横方向座標における標的命中インジケータとともに、横方向断面ビューを表示するステップを含んでもよい。標的命中インジケータは、プローブインジケータの放射または光輝先端、プローブインジケータの点滅先端、もしくはプローブインジケータの先端の色変化のうちの１つまたはそれを上回るものを備えてもよい。
【００３１】
別の側面では、標的ゾーンにおけるプローブの組織内検査を促進するための装置は、変換器アセンブリと、プロセッサとを備え、変換器アセンブリは、変換器要素の２次元アレイを備え、２次元アレイは、複数の縦方向アレイを備える。プロセッサは、プログラムされたシーケンスにおいて複数の縦方向アレイを連続してアクティブ化し、複数の縦方向アレイから、プローブの複数の縦方向断面を備えるデータを受信するように構成される。プロセッサはさらに、複数の縦方向アレイからのデータに基づいて、２次元アレイに対するプローブの位置および配向を判定するように構成される。プロセッサはさらに、プローブの位置および配向に基づいて、複数の縦方向アレイのサブセットを備える、縦方向サンプリング窓を選択するように構成される。サブセットは、プローブの完全長にわたってプローブの１つまたはそれを上回る縦方向断面を集合的に作成するように構成される、１つまたはそれを上回る縦方向アレイを備えてもよい。プロセッサはさらに、プログラムされたシーケンスにおいて縦方向サンプリング窓の１つまたはそれを上回る縦方向アレイを連続してアクティブ化するように構成される。
【００３２】
プロセッサはさらに、プローブの位置および配向に基づいて、縦方向サンプリング窓の幅または縦方向サンプリング窓の複数の縦方向アレイのサブセットの選択を調節するように構成されてもよい。
【００３３】
本明細書に開示される任意の実施形態のプロセッサは、２次元アレイの第２の面積より小さく定寸される寸法を伴うアレイの第１の面積に対応するように、窓を画定するための命令とともに構成されてもよい。アレイに結合される回路は、第１の面積より大きく定寸される第２の面積にわたってデータをサンプリングするように構成されてもよい。
【００３４】
本明細書に開示される任意の実施形態では、窓は、アレイの一部に対応してもよく、プロセッサは、ハードウェア内に、窓とともに画定されたアレイの一部のみをサンプリングするための命令とともに構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
本発明の新規の特徴が、請求項において詳細に説明される。本発明の原理が利用される、例証的実施形態を記載する以下の発明を実施するための形態、および添付図面を参照することにより、本発明の特徴ならびに利点のより深い理解が得られるであろう。
【００３６】
【図１】図１は、例示的監視システムの概略図である。
【００３７】
【図２Ａ】図２Ａは、本明細書に開示されるような監視システムとともに組み込むために好適な変換器アセンブリを示す。
【００３８】
【図２Ｂ】図２Ｂおよび２Ｃは、図２Ａの変換器アセンブリの横方向アレイの例示的構成を示す。
【図２Ｃ】図２Ｂおよび２Ｃは、図２Ａの変換器アセンブリの横方向アレイの例示的構成を示す。
【００３９】
【図２Ｄ】図２Ｄおよび２Ｅは、図２Ａの変換器アセンブリの縦方向アレイの例示的構成を示す。
【図２Ｅ】図２Ｄおよび２Ｅは、図２Ａの変換器アセンブリの縦方向アレイの例示的構成を示す。
【００４０】
【図２Ｆ】図２Ｆは、図２Ａの変換器アセンブリの対角線アレイの例示的構成を示す。
【００４１】
【図２Ｇ】図２Ｇは、本明細書に開示されるような変換器アセンブリの例示的対角線アレイを示す。
【００４２】
【図３】図３は、位相２次元変換器アレイを使用した標的ゾーンの３次元走査を図示する。
【００４３】
【図４】図４Ａ−４Ｄは、本明細書に開示されるような変換器アセンブリを使用したプローブの追跡を図式的に図示する。
【００４４】
【図５】図５Ａ−５Ｃは、ある時間経過にわたる図４Ａ−４Ｂの監視システムによって生成された例示的表示画像を示す。
【００４５】
【図６】図６Ａ−６Ｃは、ある時間経過にわたる図４Ｃ−４Ｄの監視システムによって生成された例示的表示画像を示す。
【００４６】
【図７】図７Ａおよび７Ｂは、本明細書に開示されるような監視システムを使用したプローブの進行経路の投影を図示する。
【００４７】
【図８】図８Ａおよび８Ｂは、本明細書に開示されるような監視システムを使用した標的命中インジケータの表示を図示する。
【００４８】
【図９】図９は、標的ゾーンにおけるプローブのリアルタイム監視を提供するための方法のフローチャートを示す。
【００４９】
【図１０】図１０は、標的ゾーンにおけるプローブのリアルタイム監視を提供するための方法１０００のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
本明細書に開示されるのは、患者内の標的ゾーンの非侵襲性超音波撮像のための方法、システム、およびデバイスである。特に、本明細書に開示されるのは、患者の組織の中へのプローブの挿入を監視し、ユーザに、組織内の標的ゾーンに対するプローブのリアルタイム位置を示すための方法およびデバイスである。
【００５１】
図１は、例示的監視システム１００の概略図である。本システムは、変換器アセンブリ１０５と、プロセッサ１１０とを備え、プロセッサは、変換器アセンブリの動作を制御するように構成される。本システムはさらに、プロセッサ１１０に動作可能に結合される、メモリ１１５と、ビーム形成器１２０と、走査コンバータ１２５とを備えてもよい。メモリ１１５は、監視システムを動作させるためのソフトウェア命令を記憶するように構成されてもよい。ビーム形成器１２０は、プロセッサから、変換器アセンブリの動作を制御するための命令を受信するように構成されてもよい。例えば、ビーム形成器は、変換器アセンブリによって伝送される超音波信号のタイミング、強度、角度、振幅、および位相のうちの１つまたはそれを上回るものを制御するように構成されてもよい。ビーム形成器は、Ｂモード、Ｆモード、およびＤモード取得モードのうちの少なくとも１つを備えることができる。走査コンバータ１２５は、変換器アセンブリから、典型的には、変換器アセンブリによって受信された超音波信号を備える、走査データを受信し、走査データを画像フォーマットに変換するように構成されてもよい。画像データは、プロセッサに伝送されてもよく、プロセッサは、順に、画像データをプロセッサ１１０に結合される表示１３０に伝送してもよい。表示は、変換器アセンブリによって走査される組織領域の１つまたはそれを上回る画像を監視システムのユーザに表示するように構成されてもよい。
【００５２】
プロセッサ１１０は、パーソナルコンピュータのための一般的マイクロプロセッサおよび／またはアナログおよび混合信号動作等の具体的実装のための特殊マイクロプロセッサ等のマイクロプロセッサを備えてもよい。メモリ１１５は、監視システムを動作させるためのソフトウェア命令および／または監視システムを使用して走査される画像等の情報を記憶してもよい。メモリは、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリおよび／またはハードディスク等の磁気記憶装置を備えてもよい。メモリは、セキュアデジタル（ＳＤ）カード等の可撤性メモリデバイスを備えてもよい。プロセッサ１１０およびメモリ１１５は、組み合わせられ、マイクロコントローラを形成してもよい。
【００５３】
表示は、監視システムに動作可能に結合される、独立型表示デバイスであってもよい。代替として、または組み合わせて、表示は、変換器アセンブリとともに提供される、統合された表示であってもよい。例えば、変換器アセンブリ、プロセッサ、メモリ、および表示は、筐体内に封入され、単一の統合されたハンドヘルド撮像デバイスを提供してもよい。ハンドヘルド撮像デバイスの構成に関する付加的詳細は、同時係属中の米国特許出願第１４／７０３，７０８号および米国特許第９，０２２，９４０号（その全内容は、参照することによって本明細書に組み込まれる）に見出され得る。
【００５４】
監視システム１００は、患者の組織内または皮下検査のために、医療分野で使用されることができる。例えば、監視システムは、皮膚および／または他の組織を通した静脈ならびに動脈等の血管脈管の非侵襲性撮像を促進するために使用されてもよい。一実施例では、そのような撮像は、血管脈管カニューレ挿入手技を行う医療施術者を誘導し、医療施術者が、針またはカテーテル等のプローブを血管脈管の中に整合させ、位置付け、誘導することを可能にする際、有用であり得る。
【００５５】
監視システムは、主に、針等のプローブを使用した脈管のカニューレ挿入に関連して本明細書に説明されるであろう。しかしながら、当業者は、これが限定することを意図するものではなく、本明細書に開示されるデバイスおよび方法が、媒体内を移動する物体の監視を伴う、他の用途において使用されてもよいことを理解されるであろう。例えば、監視システムは、材料内の具体的構造（例えば、瑕疵）を識別し、材料の中への物体の挿入を誘導するために使用されてもよい。
【００５６】
変換器アセンブリは、主に、２次元変換器アレイとして本明細書に説明されるが、変換器アセンブリは、代替として、３次元変換器アレイを備えてもよく、本明細書に説明されるような１つまたはそれを上回る２次元アレイを備える、３次元変換器アレイは、垂直またはｚ−軸方向にスタックされる。３次元変換器アレイは、２次元変換器アレイに関して本明細書に説明されるように実質的に動作されてもよく、２次元アレイの２つまたはそれを上回る層は、同時に、もしくはプログラムされたシーケンスにおいて、アクティブ化されてもよい。
【００５７】
図２Ａは、本明細書に開示されるような監視システムとともに組み込むために好適な変換器アセンブリ１０５を示す。変換器アセンブリ１０５は、超音波エネルギーのビームを放出し、超音波ビームの反射を検出するように構成される、圧電要素等の複数の変換器要素２０５を備える。変換器要素は、示されるように、２次元アレイ２００で配列されてもよい。２次元アレイは、それぞれ、Ｔｎ−Ｔｎ’として標識される、複数の横方向アレイ２１０と、それぞれ、Ｌｎ−Ｌｎ’として標識される、複数の縦方向アレイ２１５とを備えてもよい。各横方向アレイは、２次元アレイの横軸２２０に沿って整合される、または延在する、複数の変換器要素によって形成されてもよく、横軸は、図２Ａに示されるように、変換器アセンブリの幅に沿って延在する、または変換器アセンブリのｙ−軸と平行であってもよい。各縦方向アレイは、横軸２２０を横断する、２次元アレイの縦軸２２５に沿って整合される、または延在する、複数の変換器要素によって形成されてもよく、縦軸は、図２Ａに示されるように、変換器アセンブリの長さに沿って延在する、または変換器アセンブリのｘ−軸と平行であってもよい。２次元アレイの各変換器要素は、縦方向および横方向アレイに対して２次元アレイ上の既知の位置を有してもよい。例えば、変換器要素２０５ａは、縦方向アレイＬ０および横方向アレイＴ０上に位置付けられてもよい一方、変換器要素２０５ｂは、縦方向アレイＬ１および横方向アレイＴ１上に位置付けられてもよい。横方向アレイおよび縦方向アレイは、部分的に重複してもよい、またはそうではなくてもよい。例えば、図２Ａに示されるように、横方向アレイＴｎは、変換器要素Ｌｎ／Ｔｎにおいて、縦方向アレイＬｎと重複してもよく、変換器要素Ｌｎ／Ｔｎは、横方向アレイＴｎおよび縦方向アレイＬｎの両方の一部である。
【００５８】
動作時、変換器アセンブリ１０５は、標的ゾーン１０を含有する、患者の組織にわたって設置され、１つまたはそれを上回る横方向アレイが標的ゾーンおよびプローブの進行方向を横断して位置付けられるように配向されてもよい。例えば、図２Ａに示されるように、標的ゾーンは、カニューレ挿入のための血管を備えてもよく、変換器アセンブリ１０５は、横方向アレイ２１０が、示されるように、標的ゾーンの縦軸１７を横断するように、血管の上方の患者の皮膚にわたって設置されてもよい。アクティブ化されると、横方向アレイは、本明細書にさらに詳細に説明されるように、標的ゾーンの横方向断面をサンプリングすることができる。プローブ２０は、プローブの進行方向２５が横方向アレイを横断するように、血管に向かって患者の組織の中に挿入されてもよい。変換器アセンブリの１つまたはそれを上回る縦方向アレイは、本明細書にさらに詳細に説明されるように、プローブが標的ゾーンに向かってナビゲートされるにつれて、その長さに沿ってプローブを追跡するようにアクティブ化されることができる。
【００５９】
図２Ｂおよび２Ｃは、図２Ａの変換器アセンブリ１０５の横方向アレイの例示的構成を示す。変換器アセンブリの２次元変換器アレイ２００の１つまたはそれを上回る横方向アレイ２１０は、変換器アセンブリ（例えば、図１に示されるプロセッサ１１０）に動作可能に結合されるプロセッサによってアクティブ化され、標的ゾーンの１つまたはそれを上回る横方向断面のデータを得てもよい。図２Ｂは、２次元アレイの遠位端２０１の近傍に位置付けられるアクティブ化された横方向アレイＴｎを伴う、２次元アレイ２００を示す。図２Ｃは、２次元アレイの近位端２０２の近傍に位置付けられるアクティブ化された横方向アレイＴｎ’を伴う、変換器アセンブリ２００を示す。示されるように、プロセッサは、２次元アレイ内の任意の位置における任意の横方向アレイを選択的にアクティブ化してもよい。アクティブ化のための横方向アレイの選択は、標的ゾーンの横方向断面の安定したビューを提供するように固定されてもよく、ユーザは、変換器アセンブリを手動で移動させることによって、標的ゾーンに対する横方向アレイの位置を調節してもよい。例えば、プロセッサは、横方向アレイＴｎをサンプリングし、２次元アレイの遠位端の近傍の標的ゾーンの横方向断面の安定したビューを得るように構成されてもよく、ユーザは、所望に応じて、変換器アセンブリを移動させ、標的ゾーンの異なる断面にわたって横方向アレイＴｎを整合させてもよい。代替として、アクティブ化のための横方向アレイの選択は、標的ゾーンに対する横方向アレイの位置が、変換器アセンブリの手動移動を要求せずに調節され得るように、監視システムのユーザによって調節可能であってもよい。例えば、ユーザは、アクティブ化のために横方向アレイＴｎ’を選択し、２次元アレイの近位端の近傍の標的ゾーンの横方向断面を得てもよい。図２Ｂおよび２Ｃは、単一横方向アレイのみのアクティブ化を示すが、プロセッサは、必要に応じて、標的ゾーンの横方向断面画像の生成のための十分なデータを得るために、任意の数の横方向アレイをアクティブ化してもよい。例えば、プロセッサは、２つまたはそれを上回る横方向アレイをアクティブ化してもよく、２つまたはそれを上回る横方向アレイからのデータは、標的ゾーンの横方向断面画像を作成するために使用されてもよい。
【００６０】
図２Ｄおよび２Ｅは、図２Ａの変換器アセンブリ１０５の縦方向アレイの例示的構成を示す。変換器アセンブリの２次元変換器アレイ２００の１つまたはそれを上回る縦方向アレイ２２０が、変換器アセンブリに動作可能に結合されるプロセッサ（例えば、図１に示されるプロセッサ１１０）によってアクティブ化され、２次元アレイに対するプローブの位置のデータを含む、標的ゾーンの１つまたはそれを上回る縦方向断面のデータを得てもよい。図２Ｄは、５つのアクティブ化された縦方向アレイＬ０−Ｌｎを伴う、２次元アレイ２００を示す。図２Ｅは、５つのアクティブ化された縦方向アレイＬ０−Ｌｎ’を伴う、変換器アセンブリ２００を示す。示されるように、プロセッサは、２次元アレイ内の任意の位置における任意の縦方向アレイを選択的にアクティブ化してもよい。図２Ｄおよび２Ｅは、５つの縦方向アレイのアクティブ化を示すが、プロセッサは、必要に応じて、２次元アレイに対するプローブ位置の判定のための十分なデータを得るために、任意の数の縦方向アレイをアクティブ化してもよい。プロセッサは、縦方向アレイのサブセットを選択的にアクティブ化してもよく、サブセットは、幅２２３を有する縦方向サンプリング窓２２２を形成する、複数の隣接する縦方向アレイを備える。例えば、図２Ｄは、縦方向アレイＬ０−Ｌｎを備える、縦方向サンプリング窓２２２を示す一方、図２Ｅは、縦方向アレイＬ０−Ｌｎ’を備える、縦方向サンプリング窓２２２を示す。図２Ｄおよび２Ｅに示される構成の両方では、縦方向サンプリング窓の幅２２３は、５つの縦方向アレイに及ぶ幅に対応する。処理ユニットは、本明細書にさらに詳細に説明されるように、プローブの位置および配向に基づいて、縦方向サンプリング窓およびその幅を選択ならびに動的に調節してもよい。
【００６１】
図２Ｆは、図２Ａの変換器アセンブリ１０５の対角線アレイ２３０の例示的構成を示す。横方向および縦方向アレイに加え、変換器アセンブリの２次元変換器アレイ２００はまた、１つまたはそれを上回る対角線アレイ２３０を備えてもよく、対角線アレイは、２次元アレイの縦軸２２５に対して斜角２３８において対角軸２３５に沿って整合される、または延在する、複数の変換器要素を備える。変換器アセンブリの１つまたはそれを上回る対角線アレイは、変換器アセンブリに動作可能に結合されるプロセッサ（例えば、図１に示されるプロセッサ１１０）によってアクティブ化され、２次元アレイに対するプローブの位置のデータを含む、標的ゾーンの１つまたはそれを上回る対角線断面のデータを得てもよい。図２Ｆは、Ｌ０／Ｔｎ’、Ｌ１／Ｔ２’、Ｌ２’／Ｔ０、Ｌ３’／Ｔ２、およびＬｎ’／Ｔｎにおける変換器要素を備えるアクティブ化された対角線アレイを伴う、変換器アセンブリを示す。図２Ｇは、本明細書に開示されるような変換器アセンブリの例示的対角線アレイ２３０を示す。２次元アレイ２００の近位端２０２におけるＬ０／Ｔｎ’に対応する位置で組織の中に挿入される、プローブは、１つまたはそれを上回る対角線アレイをアクティブ化することによって追跡されてもよい。例えば、Ｌ０／Ｔｎ’とＬｎ／Ｔｎ、Ｌ０／Ｔｎ’とＬ０／Ｔｎ、Ｌ０／Ｔｎ’、Ｌ０／Ｔｎ’とＬｎ’／Ｔｎ等間に延在する対角線アレイ等のＬ０／Ｔｎ’から２次元アレイの遠位端２０１における横軸に沿って種々の縦方向位置まで延在する、対角線アレイが、アクティブ化されてもよい。対角線アレイは、プログラムされたシーケンスにおいて連続してアクティブ化されてもよい。プロセッサは、２次元アレイ内の任意の位置における変換器要素を備える、任意の対角線アレイを選択的にアクティブ化してもよい。プロセッサは、必要に応じて、変換器アセンブリに対するプローブ位置の判定のための十分なデータを得るために、任意の数の対角線アレイをアクティブ化してもよい。プロセッサは、対角線サンプリング窓２３２を形成する、複数の隣接する対角線アレイを選択的にアクティブ化してもよい。例えば、図２Ｇに示されるように、対角線サンプリング窓２３２は、Ｌ０／Ｔｎ’とＬｎ／Ｔｎ、Ｌ０／Ｔｎ’とＬ３／Ｔｎ、Ｌ０／Ｔｎ’、Ｌ０／Ｔｎ’とＬ２／Ｔｎ、Ｌ０／Ｔｎ’、Ｌ０／Ｔｎ’とＬ１／Ｔｎ、Ｌ０／Ｔｎ’、Ｌ０／Ｔｎ’とＬ０／Ｔｎ間に延在する、対角線アレイを備えてもよい。処理ユニットは、本明細書にさらに詳細に説明されるように、プローブの位置および配向に基づいて、対角線サンプリング窓（例えば、サンプリング窓内に含まれる対角線アレイの数および配向）を選択および動的に調節してもよい。
【００６２】
図２Ｂ−２Ｇのアクティブ化されたアレイ構成が、一例としてのみ、図示および説明され、変換器要素の２次元アレイは、任意の他の好適なアレイ構成またはパターンにおいてサンプリングされ、標的ゾーンの近傍の組織の任意の所望の断面をサンプリングしてもよい。変換器アセンブリに動作可能に結合されるプロセッサ（例えば、図１に示されるプロセッサ１１０）は、任意の好適なパターンにおいて、２次元アレイの複数の変換器要素をアクティブ化し、組織の所望の断面をサンプリングするように構成されてもよい。例えば、縦方向アレイまたは横方向アレイは、アクティブ化された縦方向もしくは横方向アレイが２次元アレイの幅または長さの一部のみにわたって延在するように、部分的にサンプリングされてもよい。対角線アレイは、２次元アレイに対する任意の軸または配向において対角線上に延在してもよい。線形パターンにおいてアクティブ化されるアレイのみが、図２Ｂ−２Ｆに示されるが、プロセッサは、２次元アレイにわたって任意の好適な配向で延在する曲線パターンまたは任意の他の好適なパターンもしくは形状を有するアレイ等、非線形パターンを有する変換器要素のアレイをアクティブ化するように構成されてもよい。
【００６３】
横方向アレイ、縦方向アレイ、および対角線アレイのうちの１つまたはそれを上回るもの等の２次元変換器アレイの複数のアレイが、類似周波数または異なる周波数において動作されてもよい。複数のアレイは、異なる変換器アレイが、同時に動作され、並行して、標的ゾーンの異なる断面のデータを得るように動作され得るように、相互に実質的に干渉しない周波数において動作されてもよい。
【００６４】
２次元アレイの複数のアレイは、同時に、またはプログラムされ、タイミングが合わせられたシーケンスにおいて、オンおよびオフに発振されてもよい。複数のアレイは、種々の率、シーケンス、またはパターンにおいて、オンおよびオフに発振され、全体的グリッドをサンプリングしてもよい。アレイの発振シーケンスは、ソフトウェアプログラミング（例えば、メモリ１１５内に記憶され、プロセッサ１１０によって実行される）の機能であってもよく、２次元アレイ全体の連続監視を提供するように構成されてもよい。例えば、図２Ａを参照すると、２次元アレイの複数の縦方向アレイの全部または一部が、プログラムされた発振シーケンスにおいて、持続的にサンプリングされてもよい（例えば、ＬｎからＬｎ’までのアレイの全部またはＬｎからＬ０までのアレイの一部）。例えば、選択された縦方向サンプリング窓の縦方向アレイが、プログラムされた発振シーケンスにおいて、持続的にサンプリングされてもよい。代替として、または加えて、２次元アレイの複数の横方向アレイの全部または一部が、プログラムされたシーケンスにおいて、持続的にサンプリングされてもよい（例えば、ＴｎからＴｎ’までのアレイの全部またはＴｎからＴ０までのアレイの一部）。プログラムされたシーケンスにおいてアクティブ化された複数のアレイはそれぞれ、第１のアレイが第１の軸に沿って走査するためにアクティブ化されると、第２のアレイが、非アクティブ化され、第２の軸に沿った走査を中止し、第２のアレイが、第２の軸に沿って走査するためにアクティブ化されると、第１のアレイが、非アクティブ化され、第１の軸に沿った走査を中止するように、相互に対して交互に発振されてもよい。好ましくは、変換器アレイは、好適な率でオンおよびオフに発振され、データ取得および流体画像表示を維持する。例えば、各変換器アレイによるデータ取得率は、約２４ヘルツ（Ｈｚ）〜約３８ｋＨｚの範囲内であってもよい、または複数のアレイの各プログラムされた発振シーケンスによるデータ取得率は、約２４Ｈｚ〜約３８ｋＨｚの範囲内であってもよい。１つまたはそれを上回る変換器アレイは、少なくとも２４フレーム／秒（ｆｐｓ）のフレームレートまたは約２４ｆｐｓ〜約３８，０００ｆｐｓの範囲内のフレームレートにおける画像表示を可能にするために十分な率でデータを取得するように構成されてもよく、より高いデータ取得率は、例えば、ロボット外科手術用途における、より高速で移動する物体の監視のためのより高いフレームレート画像表示を支援するために使用されてもよい。本システムは、変換器アレイの発振から取得されたデータに基づく表示される画像の更新まで、約５０ｍｓ〜約１ｍｓの範囲内の待ち時間を有するように構成されてもよい。
【００６５】
２次元アレイの１つまたはそれを上回るアレイは、オンおよびオフで発振せず、代わりに、標的ゾーンの選択された断面を持続的にサンプリングするために、標的ゾーンを持続的に走査してもよい。例えば、本明細書にさらに詳細に説明されるように、２次元アレイの横方向アレイは、組織の対応する横方向断面を持続的に走査し、着目標的ゾーンの固定されたビューを提供するように構成されてもよい。随意に、２つまたはそれを上回る横方向アレイは、組織の対応する横方向断面を持続的に走査するように構成されてもよく、２つまたはそれを上回る断面からの情報は、集合的に処理され、標的ゾーンの固定されたビューを提供してもよい。各持続的にサンプリングされる変換器アレイは、約２４ヘルツ（Ｈｚ）〜約３８ｋＨｚの率、または少なくとも２４フレーム／秒の（ｆｐｓ）のフレームレートもしくは約２４ｆｐｓ〜約３８，０００ｆｐｓの範囲内のフレームレートにおいて画像表示を可能にするために十分な率において、データを取得するように構成されてもよい。
【００６６】
図３は、位相２次元変換器アレイを使用した標的ゾーンの３次元走査を図示する。本明細書に開示されるような２次元超音波変換器アレイ２００は、複数の横方向アレイ２２０、縦方向アレイ２１０、および／または対角線アレイを備えてもよく、それぞれ、線形アレイまたは位相アレイを備えてもよい。線形アレイは、同時にともにアクティブ化され、標的ゾーンの横方向断面画像を生成する、変換器要素を備えることができる。位相アレイは、それぞれ、タイミングが合わせられたシーケンスにおいて個々にパルス化される、変換器要素を備えることができる。２次元アレイは、ともに、標的ゾーンならびにプローブ２０の深度、長さ、および側方移動２６に関連するデータをリアルタイムで生成することができる、線形および位相アレイの組み合わせを備えてもよい。随意に、２次元アレイ全体は、位相アレイとして動作され、走査される標的ゾーンの３次元体積１２に関連するデータを生成してもよい。２次元位相アレイは、当技術分野において既知の集束および操向技法を使用して動作され、組織の３次元体積の画像データを作成してもよい。
【００６７】
図４Ａ−４Ｄは、本明細書に開示されるような変換器アセンブリを使用したプローブの追跡を図式的に図示する。図４Ａおよび４Ｃは、患者の組織の中に挿入され、血管等の標的ゾーン１０内の標的場所５に向かってナビゲートされるにつれてプローブ２０を追跡する、変換器アセンブリ１０５の上面ビューであって、図４Ｂおよび４Ｄは、側面斜視図である。標的場所５は、標的ゾーン内のプローブの意図される最終位置に対応することができる。本明細書に説明されるように、変換器アセンブリの２次元変換器アレイ２００は、標的ゾーンの縦軸１７および／またはプローブの進行方向２５を横断する、標的ゾーンの１つまたはそれを上回る横方向断面３０をサンプリングするように構成される、１つまたはそれを上回る横方向アレイ２１０を備えてもよい。複数の横方向アレイは、プログラムされたシーケンスにおいて、オンおよびオフに発振され、部分的または完全に２次元アレイに及ぶ、組織の複数の横方向断面を走査してもよい。代替として、または加えて、１つまたはそれを上回る横方向アレイは、持続的にサンプリングされ、標的場所を備える標的ゾーンの画像表示のためのデータを提供してもよい。例えば、図４Ａ−４Ｄに示されるように、変換器アセンブリは、標的ゾーンにわたって位置付けられ、遠位横方向アレイＴｎを２次元変換器アレイの平面２０３から深度７における標的場所５にわたって整合させてもよく、２次元アレイの遠位端２０１の近傍に位置する横方向アレイＴｎは、持続的にサンプリングされ、標的場所５を含有する標的ゾーンの横方向断面３０の画像を得てもよい。
【００６８】
プローブが、横方向アレイの走査範囲内に位置するとき、横方向アレイに対応する横方向断面は、プローブの少なくとも一部を含有してもよい。そのような場合、プローブの幅は、プローブを含有する横方向断面走査から判定されてもよい。プローブが、横方向アレイの走査範囲の外側に位置するとき、標的ゾーンの対応する横方向断面は、プローブを含有しないであろう。故に、標的ゾーンに向かって進行するにつれてプローブを追跡するために、１つまたはそれを上回る縦方向アレイ２２０が、本明細書に説明されるようにサンプリングされてもよく、縦方向アレイによって走査される標的ゾーンの１つまたはそれを上回る縦方向断面３５は、プローブの少なくとも一部を含有してもよい。例えば、縦方向アレイＬｎ−Ｌｎ’を含み、縦方向アレイＬｎ−Ｌｎ’に及ぶ幅に対応する幅を有する、縦方向サンプリング窓は、プローブが標的ゾーンに向かってナビゲートされている間、プログラムされたシーケンスにおいてサンプリングされ、プローブを含有する標的ゾーンの対応する縦方向断面を捕捉してもよい。変換器アセンブリは、標的ゾーンにわたって位置付けられてもよく、遠位横方向アレイＴｎおよび中心縦方向アレイＬ０は、標的場所５が２次元アレイのＬ０／Ｔｎ位置から深度７に位置付けられるように、標的ゾーンの標的場所５にわたって位置付けられる。変換器アセンブリのそのような位置付けは、本明細書にさらに詳細に説明されるように、標的場所に対するプローブの場所の追跡および可視化を最適化することができる。縦方向アレイからのデータはまた、２次元変換器アレイ２２０の平面２０３に対するプローブの深度を測定するために使用されることができる。例えば、プローブ先端２２の深度４０またはプローブ先端と２次元変換器アレイの平面との間の垂直距離は、超音波信号の伝送と変換器アレイによって反射された超音波信号の感知との間の時間に基づいて判定されてもよい。
【００６９】
データ取得および処理の効率を改良するために、２次元アレイの縦方向および／または対角線アレイのサブセットまたは一部のみが、サンプリングされてもよく、アレイのサブセットによって生成された走査は、集合的に、プローブの完全長を含有する。プロセッサは、１つまたはそれを上回る隣接する縦方向および／または対角線アレイを備える、縦方向および／または対角線サンプリング窓を選択するように構成されてもよく、その断面走査は、集合的に、プローブの完全長を含有する。１つまたはそれを上回る時間点におけるプローブの位置および配向は、２次元アレイ全体を使用して、１つまたはそれを上回る初期走査に基づいて判定されてもよい。プローブの既知の形状ならびに１つまたはそれを上回る時間点におけるその位置および配向に基づいて、２次元アレイに対するプローブの投影された進行経路が、本明細書にさらに詳細に説明されるように判定されてもよい。適切な縦方向および／または対角線サンプリング窓が、次いで、プローブの現在の位置および配向に基づいて、および／またはプローブの投影された経路に基づいて、選択されてもよい。例えば、サンプリング窓は、その走査範囲内にプローブの全長が現在位置付けられている、アレイのサブセットを含むように選択されてもよい、またはサンプリング窓は、その走査範囲内にプローブの全長がプローブの完全な投影された進行経路全体を通して位置付けられる、アレイのサブセットを含むように選択されてもよい。プローブの位置および配向は、プローブの進行の間、複数の時間点において判定されてもよく、プロセッサは、プローブの現在の位置、配向、および／または投影された経路に基づいて、サンプリング窓の選択を動的に調節してもよい。例えば、縦方向サンプリング窓の幅が、調節されてもよく、および／またはサンプリング窓のアレイのサブセットの選択が、調節されてもよい。２次元変換器アレイのそのような選択的サンプリングは、有用な情報を含有しない（例えば、プローブを含有しない）アレイを用いた走査を省略することによって、より高速かつより効率的データ捕捉を可能にすることができるだけではなく、また、処理および分析されるべきデータの量が、２次元アレイ全体を用いた連続走査と比較して、大幅に低減されるため、システムの計算負担を低減させることができる。
【００７０】
代替として、データ処理の効率を改良するために、プローブの長さを含有する、縦方向および／または対角線アレイのサブセットもしくは一部からのデータのみが、分析されてもよい。例えば、２次元アレイの複数の縦方向アレイは、プローブの進行全体を通して持続的にサンプリングされてもよく、プロセッサは、縦方向サンプリング窓の選択を参照して本明細書に説明されるように（例えば、所与の縦方向アレイからの縦方向走査がプローブから反射された超音波信号を含有するかどうかに基づいて）、プローブの完全長を含有する縦方向アレイを判定してもよい。続いて、プローブの長さを含有する縦方向アレイの一部からのデータのみが、本明細書にさらに詳細に説明されるように、さらに処理され、２次元アレイに対するプローブの位置および配向を判定してもよい。プロセッサは、進行全体を通したプローブの位置および配向に基づいて、データが処理されるアレイの選択を動的に調節するように構成されてもよい。アレイの窓は、ハードウェアまたはソフトウェアおよびそれらの組み合わせ内に定義されてもよい。例えば、アレイ全体が、データ取得を伴ってハードウェア内でサンプリングされ、窓が、サンプリングされるデータアレイの一部のみを備えるように、ソフトウェア内に定義されることができる。代替として、または組み合わせて、プロセッサは、窓に対応するアレイの一部のみをアクティブ化し、窓の一部のみからデータを捕捉するための回路を備えてもよい。両事例では、そのような選択的データ処理は、計算負担を低減させ、より高速かつより効率的データ分析を可能にし、かつシステムによる電力消費の効率を改良することができる。
【００７１】
窓およびサンプリングは、ハードウェアおよびソフトウェアを用いて、多くの方法で構成されることができるが、プロセッサは、２次元アレイの第２の面積より小さく定寸される寸法を伴うアレイの第１の面積に対応するように、窓を画定するための命令とともに構成されることができ、アレイに結合される回路は、第１の面積より大きく定寸される第２の面積にわたってデータをサンプリングするように構成されることができる。代替として、または組み合わせて、窓は、アレイの一部に対応してもよく、プロセッサは、ハードウェア内に、窓とともに画定されたアレイの一部のみをサンプリングするための命令とともに構成されることができる。
【００７２】
図４Ａおよび４Ｂに示されるように、ある場合には、プローブは、プローブの縦方向平面２７と標的ゾーンの横方向断面３０の平面との間の角度４５が約９０°であるように、プローブの縦方向平面２７が横方向アレイによって撮像される標的ゾーンの横方向断面３０の平面に直交して配向された状態で、標的ゾーンに接近し得る。そのような場合、プローブの縦方向平面２７は、１つまたはそれを上回る縦方向断面がプローブの全長を含有し得るように、１つまたはそれを上回る縦方向アレイ２２０によって得られる組織の縦方向断面３５と重複し得る。例えば、プローブが、その縦軸１７が、図４Ａおよび４Ｂに示されるように、縦方向アレイＬ０と整合された状態で配向される場合、縦方向アレイＬ０を用いて得られる縦方向断面は、プローブの完全長を含有することができる。システムによる電力消費およびデータ処理における計算負担を低減させながら、プローブの長さを含有するデータの捕捉を確実にするために、縦方向アレイＬ１、Ｌ０、およびＬ１’を備える、縦方向サンプリング窓２２２が、プログラムされたシーケンスにおいて持続的にサンプリングされてもよい。代替として、サンプリング窓２２２は、アレイＬ０がプローブの全長を備えるデータを捕捉し得るように、プローブの縦軸１７が縦方向アレイＬ０と整合したままである限り、縦方向アレイＬ０のみを備えてもよい。プローブの位置、配向、および投影された経路は、プローブの進行の間、複数の時間点において判定されてもよく、縦方向サンプリング窓は、適宜、調節されてもよい。例えば、その縦軸１７が縦方向アレイＬ０ともはや整合されないような変化が、プローブの配向内で検出される場合、縦方向サンプリング窓２２２の幅２２３は、増加されてもよく、および／または縦方向アレイの異なるセットが、プローブの完全長の捕捉を確実にするため、サンプリングのために選択されてもよい。
【００７３】
ある場合には、図４Ｃおよび４Ｄに示されるように、プローブは、プローブの縦方向平面２７が標的ゾーンの横方向断面３０の平面に対して斜角４５で配向された状態で、標的ゾーンに接近し得る。そのような場合、プローブの縦方向平面２７は、縦方向アレイによって得られる組織の単一の縦方向断面３５と完全に重複しないが、複数の縦方向アレイによって得られる複数の縦方向断面と部分的に重複することができる。図４Ｃおよび４Ｄに示される実施例では、プローブの縦方向平面２７は、縦方向アレイＬ３、Ｌ２、Ｌ１、およびＬ０によって得られる縦方向断面と部分的に重複することができる。プローブが走査データ内で検出されることを確実にするために、２次元アレイの縦方向アレイの全部または一部等の複数の縦方向アレイが、プログラムされたシーケンスにおいてサンプリングされてもよい。システムによる電力消費およびデータ処理における計算負担を低減させながら、プローブの長さを含有するデータの捕捉を確実にするために、縦方向アレイＬ３、Ｌ２、Ｌ１、およびＬ０を備える、縦方向サンプリング窓２２２が、プログラムされたシーケンスにおいて持続的にサンプリングされてもよい。プローブの位置、配向、および投影された経路は、プローブの進行の間、複数の時間点において判定されてもよく、縦方向サンプリング窓は、適宜、調節されてもよい。例えば、プローブの縦方向平面２７と標的ゾーンの横方向断面３０の平面との間の角度４５が変化するような変化が、プローブの配向内で検出される場合、縦方向サンプリング窓２２２の幅２２３は、増加されてもよく、および／または縦方向アレイの異なるセットが、プローブの完全長の捕捉を確実にするため、サンプリングのために選択されてもよい。加えて、または代替として、複数の縦方向アレイをサンプリングするために、１つまたはそれを上回る対角線アレイが、プローブの長さを走査するためにサンプリングされてもよい。例えば、図４Ｃおよび４Ｄに示されるように配向されるプローブに関して、プロセッサは、プローブの縦軸１７に沿って整合される、もしくは延在する、またはそれと略平行である複数の変換器要素を備える、１つまたはそれを上回る対角線アレイをサンプリングするように構成されてもよい。複数の対角線アレイは、プログラムされたシーケンスにおいてサンプリングされ、プローブの長さをサンプリングしてもよい。システムによる電力消費およびデータ処理における計算負担を低減させながら、プローブの長さを含有するデータの捕捉を確実にするために、２次元アレイの対角線アレイの一部のみを備える、対角線サンプリング窓は、プログラムされたシーケンスにおいて持続的にサンプリングされてもよい。
【００７４】
再び、図４Ａ−４Ｄを参照すると、２次元アレイ内の種々のアレイが、組織内のプローブの深度、幅、および長さをリアルタイムで追跡するために、プローブが、組織の中に挿入され、標的ゾーン１０内の標的場所５に向かってナビゲートされるにつれて、経時的にサンプリングされてもよい。組織の種々の断面が、プローブの挿入およびナビゲーション全体を通した間、複数の時間点において走査されてもよく、変換器アレイは、所定の時間間隔において断面を生成するように構成されてもよい。例えば、図４Ａおよび４Ｂに示されるように、２次元変換器アレイの下方の組織の体積は、時間ｔ０、ｔ１、およびｔ２において走査されてもよく、プローブは、時間ｔ０において、組織の中に挿入され、プローブは、時間ｔ１では、挿入点と横方向断面３０の平面との間にあって、プローブは、時間ｔ２において、横方向断面３０の平面に到達した。
【００７５】
標的ゾーンに対するプローブのリアルタイム位置は、プローブ進行度の視覚的監視のために、ユーザに表示されてもよい。ユーザに表示される画像は、変換器アセンブリの１つまたはそれを上回る種々のアレイによって生成された画像データを備えてもよい。例えば、表示される画像は、標的ゾーンの横方向断面、標的ゾーンの縦方向断面、または２次元変換器アレイの任意の他の軸に沿った標的ゾーンの断面（対角線断面等）を備えてもよい。標的ゾーンの断面ビューは、標的ゾーンの具体的領域の固定されたビューであってもよい、または断面ビューは、プローブが標的ゾーンに向かって進行するにつれて組織の断面のビューを動的に変化させてもよい。代替として、または加えて、表示される画像は、２次元変換器アレイによって走査される組織の体積全体の３次元ビューを備えてもよい。
【００７６】
表示される画像はさらに、標的ゾーンの断面ビュー上にオーバーレイされたプローブの画像を備えてもよい。例えば、プローブの画像は、プローブの横方向断面（プローブの幅を示す）、プローブの縦方向断面（プローブの長さを示す）、または２次元アレイによって走査される組織の３次元体積の任意の側からのプローブのビュー（プローブの上面ビューまたは側面ビュー等）の画像を備えてもよい。標的ゾーンおよび組織内のプローブのリアルタイム位置の両方を示す、表示される画像は、プローブ位置の実質的にリアルタイムのビューを提供するために好適な率でリフレッシュされることができる。例えば、表示される画像は、２次元アレイによるデータ取得率、各アクティブ化された変換器アレイによるデータ取得率、および／または複数の横方向もしくは縦方向アレイの単一のプログラムされた発振シーケンスによるデータ取得率に実質的に合致する率でリフレッシュされてもよい。好ましくは、画像は、流体画像表示が維持されるように、表示される画像を視認しているユーザに検出不可能な率でリフレッシュされる。
【００７７】
図５Ａ−５Ｃは、ある時間経過にわたる図４Ａ−４Ｂの監視システムによって生成された例示的表示画像を示す。表示される画像３００は、横方向アレイによって生成された標的ゾーン１０の横方向断面３０のビューを備え、標的ゾーンは、血管を備え、横方向断面は、血管の縦軸を横断する。標的ゾーンの横方向断面ビューは、複数の深度（ｚ）座標３０５および複数の横方向（ｙ）座標３１０に対して表示され、深度座標は、２次元変換器アレイの平面からの表示される物体の距離に対応し、横方向座標は、２次元変換器アレイの横軸に沿って表示される物体の位置に対応する。例えば、中心横方向座標ｙ０は、中心縦方向アレイＬ０に対応する遠位横方向アレイＴｎに沿った位置に対応してもよい。表示される画像は、標的場所５を中心として心合され、標的場所に対するプローブのユーザ追跡を促進する、横方向断面３０を示してもよい。例えば、本明細書に説明されるように、変換器アセンブリは、標的ゾーンにわたって位置付けられ、標的場所５にわたって遠位横方向アレイＴｎと中心縦方向アレイＬ０の交差点を整合させてもよく、標的場所５は、２次元変換器アレイの平面２０３から深度７に位置する。この場合、表示される画像は、遠位横方向アレイＴｎによって生成された横方向断面ビューを備えてもよく、ｚ０座標は、深度７に対応してもよく、ｙ０座標は、遠位横方向アレイＴｎに沿った中心縦方向アレイＬ０の位置に対応してもよい。
【００７８】
表示される画像はさらに、標的ゾーンの横方向断面３０の画像上にオーバーレイされる、プローブインジケータ３１５を備える。具体的には、プローブインジケータは、プローブ先端のリアルタイム位置に対応する深度および横方向座標における標的ゾーン断面の画像にわたって表示されてもよい。プローブインジケータは、プローブが横方向断面を生成する横方向アレイの走査範囲の外側に位置するときでも、ソフトウェア生成特殊効果を介して、横方向断面の画像にわたって示されることができる。本明細書に説明されるように、プロセッサは、縦方向および／または対角線アレイを用いた１つまたはそれを上回る走査からのデータに基づいて、２次元変換器アレイの平面に対するプローブの深度および２次元変換器アレイの縦方向ならびに横方向アレイに対するプローブの位置を判定するように構成されてもよい。プロセッサはさらに、プローブ位置に対応する深度および横方向座標を計算するように構成されてもよい。プローブインジケータは、プローブの位置に対応する画像の１つまたはそれを上回る深度および横方向座標に表示されてもよい。プローブインジケータは、標的ゾーンに対するプローブの実質的にリアルタイムの位置がユーザに表示され得るように、２次元変換器アレイの種々の縦方向および対角線アレイから集められたライブデータに基づいて、持続的に更新されることができる。例えば、プロセッサは、組織内へのプローブの挿入およびナビゲーション全体を通して、所定の時間間隔においてプローブの空間位置を判定し、各時間間隔において、対応する深度および横方向座標を計算し、各時間間隔において、表示される画像内のプローブインジケータの位置を更新するように構成されてもよい。
【００７９】
図５Ａは、プローブ２０が患者の組織の中に挿入されるときの図４Ａおよび４Ｂに示される時間ｔ０に対応する、時間ｔ０における表示される画像３００を示す。プローブインジケータ３１５は、時間ｔ０におけるプローブの位置に対応する深度および横方向座標に表示される。図５Ｂは、プローブが挿入点と標的場所５との間にあるときの図４Ａおよび４Ｂに示される時間ｔ１に対応する、時間ｔ１における表示される画像３００を示す。プローブインジケータ３１５は、時間ｔ１におけるプローブ本体の位置に対応する画像の座標に沿って延在する、線を備える。図５Ｃは、プローブが標的場所５に到達したときの図４Ａおよび４Ｂに示される時間ｔ２に対応する、時間ｔ２における表示される画像３００を示す。プローブインジケータ３１５は、時間ｔ２におけるプローブ本体の位置に対応する画像の座標に沿って延在する、線を備える。図５Ａ−５Ｃでは、表示される画像は、プローブが最終的に時間ｔ２において標的場所に命中するように、標的場所５を交差する経路（プローブ２７の縦方向平面２７と整合される、図４Ｂ）に沿って進行する、プローブを示す。
【００８０】
図６Ａ−６Ｃは、ある時間経過にわたる図４Ｃ−４Ｄの監視システムによって生成された例示的表示画像を示す。表示される画像３００は、横方向アレイによって生成された標的ゾーン１０の横方向断面３０のビューを備え、標的ゾーンの横方向断面ビューは、本明細書に説明されるように、複数の深度（ｚ）座標３０５および複数の横方向（ｙ）座標３１０に対して表示される。横方向断面３０は、標的ゾーン内のプローブの意図される最終位置に対応する標的場所５を中心として心合され、標的場所に対するプローブのユーザ追跡を促進するように表示される。表示される画像はさらに、図５Ａ−５Ｃを参照して説明されるようなプローブインジケータ３１５を実質的に備える。図６Ａは、プローブ２０が患者の組織の中に挿入されるときの図４Ｃおよび４Ｄに示される時間ｔ０に対応する、時間ｔ０における表示される画像３００を示す。図６Ｂは、プローブが挿入点と横方向断面３０の平面との間にあるときの図４Ｃおよび４Ｄに示される時間ｔ１に対応する、時間ｔ１における表示される画像３００を示す。図６Ｃは、プローブが横方向断面３０の平面に到達したときの図４Ｃおよび４Ｄに示される時間ｔ２に対応する、時間ｔ２における表示される画像３００を示す。図６Ａ−６Ｃでは、表示される画像は、プローブが標的場所を逸失するように、標的場所５を交差しない経路（図４Ｄに示されるように、プローブ２７の縦方向平面と整合される）に沿って進行するプローブを示す。
【００８１】
表示される画像は、プローブの移動の間の複数の時間点におけるプローブの位置を示してもよい（例えば、画像は、それぞれ対応する時間で標識される、異なる時間点におけるプローブ先端位置のためのインジケータを含んでもよい）。代替として、表示される画像は、単に、時間点にかかわらず、プローブの現在の位置を示してもよい。プローブの移動の間の任意の所与の時間において、プローブ先端の現在の位置が、１つまたはそれを上回る変換器アレイから生成された直近のデータに基づいて判定されてもよい。プローブの挿入場所が既知であると仮定して（例えば、Ｌ０／Ｔｎ’に対応する位置および２次元変換器アレイの表面からゼロ深度（ｚ＝０））、プローブインジケータは、挿入場所に対応する表示される画像上の位置と現在のプローブ先端場所に対応する表示される画像上の位置との間に延在する、線を備えることができる。
【００８２】
図５Ａ−６Ｃのプローブインジケータは、一例としてのみ図示および説明され、プローブインジケータは、プローブのリアルタイム位置を示すために適切な任意の形態を備えてもよい。プローブインジケータは、プローブ先端の位置に対応する深度および横方向座標に表示される、任意の記号（例えば、ドット、円形、正方形、十字、星等）を備えてもよく、記号は、プローブ先端が標的場所に向かって進むにつれて、リアルタイムで持続的に移動してもよい。代替として、または加えて、プローブインジケータは、プローブ先端を含み得る、プローブ本体に沿った複数の点の位置に対応する複数の深度および横方向座標にわたって延在する、任意の形状（例えば、実線、破線、点線等）を備えてもよい。例えば、プローブインジケータは、プローブ本体の位置を示す、実線と、プローブ先端に対応する、異なるように着色されたドットとを備えてもよい。プローブインジケータは、種々の色または動画（例えば、点滅オフおよびオン、光輝、または放射等）等の任意の好適な特殊効果を使用して、表示されてもよい。
【００８３】
図７Ａおよび７Ｂは、本明細書に開示されるような監視システムを使用したプローブの進行経路の投影を図示する。図７Ａは、本明細書に説明されるように、変換器アセンブリ１０５の２次元変換器アレイ２００に対するプローブ２０の投影された経路４０５を示す。組織の標的ゾーン１０内のプローブの進行のある時間経過にわたる２次元アレイの種々のアレイのサンプリングを使用して、プローブの投影された経路４０５または軌道が、予測されることができる。例えば、変換器アセンブリに動作可能に結合されるプロセッサは、１つまたはそれを上回る変換器アレイによって生成された走査データに基づいて、２つまたはそれを上回る異なる時間点においてプローブ先端２２の位置を判定するように構成されてもよい。プローブは、任意の有意な程度まで屈曲せず、組織内の進行の間、実質的に線形のままであって、したがって、プローブの進行経路は、実質的に線形であると仮定すると、将来的時間点におけるプローブの投影された経路は、２つまたはそれを上回る異なる時間点におけるプローブ先端の位置間の線形関係に基づいて、計算されることができる。２つの異なる時間点のうちの１つは、プローブが変換器アレイに対する既知の場所に挿入される場合、プローブ先端の位置が既知であり得る、組織の中へのプローブの挿入点であってもよい。例えば、プローブが、Ｌ０／Ｔｎ’に対応する場所において組織の中に挿入される場合、挿入時間点におけるプローブ先端の位置は、ｚ＝０におけるＬ０／Ｔｎ’に対応すると仮定され得る。この場合、投影されたプローブ経路は、挿入時の既知の所定のプローブ先端位置と、プローブの進行の間のある時間点において判定されたプローブ先端位置とを使用して計算されてもよい。
【００８４】
図７Ｂは、投影されたプローブ経路４０５を示す、監視システムによって生成された例示的表示画像４００を示す。表示される画像４００は、標的ゾーン１０の横方向断面３０と、好ましくは、標的ゾーンの標的場所５の周囲に心合される、複数の深度（ｚ）座標３０５および複数の横方向（ｙ）座標３１０に対して示される、本明細書に説明されるようなプローブインジケータ３１５のビューを備えることができる。表示される画像４００はさらに、本明細書に説明されるように判定された投影されたプローブ経路に対応する、投影されたプローブ軌道４０５を備えることができる。投影されたプローブ軌道は、ソフトウェア生成特殊効果を介して、横方向断面の画像上にオーバーレイされることができる。例えば、投影されたプローブ軌道は、着色線、破線、点線、点滅線、または任意の他の選定される効果を備えることができる。投影されたプローブ軌道は、プローブ進行の方向を示すための矢印頭等、指向性インジケータ４１０を備えてもよい。投影されたプローブ軌道は、標的ゾーンの最新走査データに基づいて、リアルタイムで表示内で再計算および更新されることができる。投影されたプローブ経路の表示は、ユーザが、プローブの選定される軌道および標的ゾーンの標的場所５に命中する潜在的成功率を評価することを可能にすることができる。図７Ａおよび７Ｂに示される実施例では、表示は、投影されたプローブ経路が標的場所を交差しないことを示し、ユーザに、プローブ挿入の方向がプローブが標的場所に正常に到達するために調節されるべきであることを知らせる。
【００８５】
図８Ａおよび８Ｂは、本明細書に開示されるような監視システムを使用した標的命中インジケータの表示を図示する。図８Ａは、本明細書に説明されるように、変換器アセンブリ１０５の２次元変換器アレイ２００を使用して、標的ゾーン１０内の標的場所５に向かってナビゲートされるプローブ２０の追跡を示す。監視システムのユーザは、遠位横方向アレイＴｎおよび中心縦方向アレイＬ０が、標的ゾーンの横方向断面の表示される画像を使用して、標的場所５の上方に位置付けられ、変換器アセンブリの設置を調節するように、２次元変換器アレイを患者の皮膚にわたって位置付けてもよい。標的場所は、次いで、２次元変換器アレイのＴｎ／Ｌ０位置の下方のある深度に位置付けられると仮定され得る。プロセッサは、１つまたはそれを上回る変換器アレイによって生成された標的ゾーンに関連するデータに基づいて、深度を判定してもよい。代替として、または組み合わせて、プロセッサは、ユーザ誘導に基づいて、標的場所の位置を判定してもよく、ユーザは、標的ゾーンの横方向断面の表示される画像から標的場所を選択する（例えば、タッチ画面表示上の場所にタッチする、カーソルを所望の場所にドラッグすること等によって）。プロセッサは、次いで、選択された標的場所の座標位置を２次元変換器アレイに対する標的場所の空間位置に変換することができる。遠位横方向アレイＴｎは、標的場所５を含有する標的ゾーン１０の横方向断面３０の連続画像を得るために、変換器アセンブリを移動させずに、持続的にサンプリングされてもよい。
【００８６】
図８Ｂは、図８Ａの監視システムによって生成された標的命中インジケータを備える、例示的表示画像を図示する。本明細書に説明されるように、表示される画像５００は、標的場所５を含有する標的ゾーン１０の横方向断面３０の画像と、プローブのリアルタイム位置を示すプローブインジケータ３１５のオーバーレイされた画像とを備えてもよい。表示される画像５００はさらに、標的命中インジケータ５０５を備え、プローブが標的ゾーン内の標的場所５に到達したことを視覚的に示してもよい。標的命中インジケータは、プロセッサが、プローブ先端の空間位置が、標的場所の空間位置に実質的に合致する、またはその所定の範囲内にあることを判定するときに表示されることができる。例えば、変換器アセンブリが、その中心縦方向アレイＬ０および遠位横方向アレイＴｎが標的場所にわたって心合された状態で位置付けられたと仮定すると、プロセッサは、プローブ先端が、中心縦方向アレイＬ０によって生成された縦方向断面と遠位横方向アレイＴｎによって生成された横方向アレイ３０との界面に位置付けられる場所に到達するとき、プローブ先端が標的に到達したことを判定することができる。標的命中インジケータは、放射もしくは光輝先端、点滅先端、先端の色変化、または任意の他の好適なグラフィカル効果等、プローブインジケータの先端に適用される、特殊効果を備えてもよい。随意に、標的場所５は、任意の好適な視覚的効果（ドット、円形、十字等）を介して、画像５００内で強調される、または表示される画像の中心が標的場所と実質的に整合されるように、表示される画像が標的場所を中心として心合されるように構成されてもよい。
【００８７】
随意に、２次元アレイはさらに、監視システムを通した表示のために、組織のトポグラフィ描出を生成するように構成されてもよい。例えば、変換器アレイの少なくとも一部は、組織の形状、組織の密度、アレイに対する組織の相対的位置、組織の脈動性、または組織のエコー源性のうちの１つまたはそれを上回るものに基づいて、標的組織をマップするように構成されてもよい。データに基づいて、変換器アレイに結合されるプロセッサは、血管、静脈、動脈、または組織塊等の組織の１つもしくはそれを上回る構造または器官を認識するように構成されてもよい。識別された組織構造は、本明細書に説明されるように、標的ゾーンの横方向断面画像等の表示される画像上に示されてもよい。例えば、異なる組織構造が、テキストまたは色およびそれらの組み合わせで標識されるために、ユーザに示されてもよい。血管では、例えば、脈管の内側の流体は、黒色で表示されてもよい一方、よりエコー源性の脈管壁は、より明るい色で表示されてもよい。標識は、プローブが正しい脈管の中に挿入されることを確実にするために、例えば、動脈を赤色で、静脈を青色で着色することによって、ユーザが動脈を静脈から区別するために適切であることができる。
【００８８】
随意に、２次元アレイの変換器要素の全部または一部は、ドップラー超音波を行うように適合されてもよく、高周波数超音波が、赤血球に向かって放出され、移動する赤血球からの反射が、血流および血圧を測定するために処理される。測定された超音波信号は、ドップラー周波数を得て、フロー表示またはドップラーソノグラムを作成するために処理されてもよい。
【００８９】
図９は、標的ゾーンにおけるプローブのリアルタイム監視を提供するための方法９００のフローチャートを示す。
【００９０】
ステップ９０５では、変換器アセンブリが、標的ゾーンにわたって位置付けられ、変換器アセンブリは、本明細書に説明されるように、２次元変換器アレイを備える。変換器アセンブリは、２次元アレイの遠位横方向アレイおよび中心縦方向アレイが、例えば、標的ゾーン内の標的場所にわたって心合されるように設置されてもよい。
【００９１】
ステップ９１０では、少なくとも１つの横方向アレイが、アクティブ化され、横方向アレイは、標的ゾーンおよびプローブの進行方向を横断する、横軸に沿って延在する。少なくとも１つの横方向アレイは、例えば、標的場所を含有する標的ゾーンの横軸に沿って延在する、遠位横方向アレイを備えてもよく、遠位横方向アレイは、横方向断面を持続的に走査するように構成されてもよい。
【００９２】
ステップ９１５では、２つまたはそれを上回る縦方向アレイが、プログラムされたシーケンスにおいて連続してアクティブ化され、各縦方向アレイは、横軸を横断する、縦軸に沿って延在する。２つまたはそれを上回る縦方向アレイに加えて、またはその代替として、２次元アレイの縦軸に対して斜角で軸に沿って整合される、もしくは延在する、２つまたはそれを上回る対角線アレイが、プログラムされたシーケンスにおいてアクティブ化されてもよい。
【００９３】
ステップ９２０では、標的ゾーンの横方向断面を備えるデータが、少なくとも１つの横方向アレイからから得られる。本データは、横方向アレイからそこに動作可能に結合されるプロセッサに送信されてもよく、プロセッサは、２次元変換器アレイの動作を制御し、および／または変換器アレイを使用して生成されたデータを受信および処理するように構成されてもよい。
【００９４】
ステップ９２５では、プローブの少なくとも一部の縦方向断面を備えるデータが、２つまたはそれを上回る縦方向アレイから得られる。本データは、縦方向アレイから変換器アレイに動作可能に結合されるプロセッサに送信されてもよい。
【００９５】
ステップ９３０では、プローブ先端の位置が、２つまたはそれを上回る縦方向アレイからのデータに基づいて判定される。
【００９６】
ステップ９３５では、標的ゾーンの横方向断面ビューが、少なくとも１つの横方向アレイからのデータに基づいて生成される。横方向断面ビューは、深度座標と、横方向座標とを備える。２次元変換器アレイに対するその位置がステップ９３０において判定された、プローブ先端は、対応する深度および横方向座標を横方向断面ビュー内に有する。
【００９７】
ステップ９４０では、横方向断面ビューが、プローブ先端に対応する深度座標および横方向座標におけるプローブインジケータとともに表示される。プローブインジケータは、任意の適切なソフトウェア生成特殊効果を備え、標的場所における標的ゾーンの横方向断面ビューに対するプローブ先端位置のリアルタイム可視化を可能にしてもよい。
【００９８】
ステップ９４５では、標的組織のトポグラフィ描出が、生成および表示される。本明細書に説明されるように、変換器アレイの少なくとも一部からのデータは、組織の形状、組織の密度、アレイに対する組織の相対的位置、組織の脈動性、または組織のエコー源性のうちの１つもしくはそれを上回るものに基づいて、標的組織をマップするために使用されてもよい。
【００９９】
ステップ９５０では、標的組織内の組織構造が、標的組織の表示される画像上で識別される。本明細書に説明されるように、変換器アレイに結合されるプロセッサは、血管、静脈、動脈、または組織塊等、組織の１つもしくはそれを上回る構造または器官を認識するように構成されてもよい。識別された組織構造は、テキスト標識、異なる色、および同等物とともに、表示される画像上に示されてもよい。
【０１００】
上記のステップは、多くの実施形態による、標的ゾーン内のプローブを追跡するための方法９００を示すが、当業者は、本明細書に説明される教示に基づいて、多くの変形例を認識するであろう。ステップは、異なる順序で完了されてもよい。ステップは、追加または削除されてもよい。ステップのいくつかは、サブステップを含んでもよい。ステップの多くは、測定に有益である回数だけ繰り返されてもよい。
【０１０１】
図１０は、標的ゾーンにおけるプローブのリアルタイム監視を提供するための方法１０００のフローチャートを示す。方法１０００のステップのいくつかの側面は、図９を参照して説明される方法９００のステップのいくつかに実質的に類似してもよい。
【０１０２】
ステップ１００５では、変換器アセンブリが、標的ゾーンにわたって位置付けられてもよい。
【０１０３】
ステップ１０１０では、少なくとも１つの横方向アレイが、アクティブ化されてもよく、横方向アレイは、標的ゾーンおよびプローブの進行方向を横断する、横軸に沿って延在する。
【０１０４】
ステップ１０１５では、２つまたはそれを上回る縦方向アレイが、プログラムされたシーケンスにおいて連続してアクティブ化されてもよく、各縦方向アレイは、横軸を横断する、縦軸に沿って延在する。
【０１０５】
ステップ１０２０では、プローブの位置、配向、および投影された経路が、縦方向アレイを用いて生成されたデータに基づいて判定される。
【０１０６】
ステップ１０２５では、縦方向サンプリング窓が、選択され、縦方向サンプリング窓は、２次元アレイの複数の縦方向アレイの一部を備える。本明細書に説明されるように、縦方向サンプリング窓は、その対応する縦方向走査が、集合的に、プローブの完全長を含有する、隣接する縦方向アレイを備えてもよい。
【０１０７】
ステップ１０３０では、縦方向サンプリング窓の縦方向アレイが、プログラムされたシーケンスにおいて連続してアクティブ化され、プローブの長さをサンプリングする。
【０１０８】
ステップ１０３５では、標的ゾーンの横方向断面を備えるデータが、少なくとも１つの横方向アレイからから得られる。
【０１０９】
ステップ１０４０では、プローブの完全長を含有する１つまたはそれを上回る縦方向断面を備える、データが、縦方向サンプリング窓の縦方向アレイから得られる。
【０１１０】
ステップ１０４５では、プローブ先端の位置が、２つまたはそれを上回る縦方向アレイからのデータに基づいて判定される。
【０１１１】
ステップ１０５０では、標的ゾーンの横方向断面ビューが、少なくとも１つの横方向アレイからのデータに基づいて生成される。
【０１１２】
ステップ１０５５では、横方向断面ビューが、プローブ先端に対応する深度座標および横方向座標におけるプローブインジケータとともに表示される。
【０１１３】
上記のステップは、多くの実施形態による、標的ゾーン内のプローブを追跡するための方法１０００を示すが、当業者は、本明細書に説明される教示に基づく多くの変形例を認識するであろう。ステップは、異なる順序で完了されてもよい。ステップは、追加または削除されてもよい。ステップのいくつかは、サブスステップを含んでもよい。ステップの多くは、測定に有益な回数だけ繰り返されてもよい。例えば、ステップ１０１５−１０２５は、縦方向サンプリング窓が、プローブが標的ゾーンに向かって進行するにつれて動的に調節され得るように、手技の間、複数の時間点において繰り返されてもよい。
【０１１４】
方法９００または１０００のステップのうちの１つまたはそれを上回るものは、本明細書に説明されるような種々の回路、例えば、上記および本明細書に説明されるプロセッサ、コントローラ、または回路基板のうちの１つまたはそれを上回るものを用いて行われてもよい。そのような回路は、方法９００または１０００の１つもしくはそれを上回るステップを提供するようにプログラムされてもよく、プログラムは、例えば、プログラマブルアレイ論理もしくはフィールドプログラマブルゲートアレイ等、コンピュータ可読メモリ上に記憶されたプログラム命令または論理回路のプログラムされたステップを含んでもよい。
【０１１５】
本発明の好ましい実施形態が、本明細書で示され、説明されているが、そのような実施形態は、一例のみとして提供されることが当業者に明白となるであろう。多数の変形例、変更、および置換が、本発明から逸脱することなく、当業者に明白となるであろう。本明細書に説明される本発明の実施形態の種々の代替案が、本発明を実践する際に採用され得ることを理解されたい。以下の請求項は、本発明の範囲を定義し、それによって、これらの請求項およびそれらの均等物の範囲内の方法ならびに構造が対象となることが意図される。
【図１】
2019500190.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
2019500190.tif 000009
【図２Ｇ】
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【図３】
2019500190.tif 000011
【図４Ａ】
2019500190.tif 000012
【図４Ｂ】
2019500190.tif 000013
【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019500190.tif 000021
【国際調査報告】
2019500190.tif 000022
2019500190.tif 000023