(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの関心領域のそれぞれに対して所定手順を連続的に行う超音波システム１００に関する。超音波システム１００は、関心領域に向けて第１の超音波信号ＳＧ１を送信し、関心領域からエコー信号を受信する超音波プローブ１０１を含む。超音波システム１００は更に、超音波プローブ１０１の動きを検出し、超音波プローブの動きを示す動き信号ＭＳを生成する動きセンサ１０２を含む。超音波システム１００は更に、動き信号ＭＳが超音波プローブ１０１は静止していることを示す場合に、関心領域から受信するエコー信号に基づいて、関心領域に対する所定手順を行うプロセッサ１０３を含む。本発明は更に、対応する超音波方法に関する。
2019500143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの関心領域のそれぞれに対して所定手順を連続的に行う超音波システムであって、
関心領域に向けて第１の超音波信号を送信し、前記関心領域からエコー信号を受信する超音波プローブと、
前記超音波プローブの動きを検出し、前記超音波プローブの前記動きを示す動き信号を生成する動きセンサと、
前記動き信号が前記超音波プローブは静止していることを示す場合に、前記関心領域から受信する前記エコー信号に基づいて、関心領域に対する所定手順を行うプロセッサと、
を含む、超音波システム。
【請求項２】
前記超音波プローブは、前記動き信号が前記超音波プローブは静止していることを示す場合に、前記第１の超音波信号を送信し始める、請求項１に記載の超音波システム。
【請求項３】
前記超音波プローブは、前記第１の超音波信号を送信する前に、第２の超音波信号を送信する、請求項２に記載の超音波システム。
【請求項４】
前記プロセッサは更に、前記所定手順の完了を示す指標を生成する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の超音波システム。
【請求項５】
前記指標を提示するユーザインターフェースを更に含む、請求項４に記載の超音波システム。
【請求項６】
関心領域に対する前記所定手順は、前記関心領域から受信する前記エコー信号から前記関心領域の特徴を抽出する手順を含む、請求項１乃至３の何れか一項に記載の超音波システム。
【請求項７】
関心領域に対する前記所定手順は、前記関心領域から受信する前記エコー信号に基づいて、気胸を検出する手順を含む、請求項６に記載の超音波システム。
【請求項８】
報告モジュールを更に含み、前記プロセッサは、関心領域に対する前記所定手順の結果を提供し、前記報告モジュールは、前記少なくとも１つの関心領域の所定順序に従って、前記少なくとも１つの関心領域のうちの現在の関心領域を特定し、前記プロセッサによって提供された結果を、前記現在の関心領域の結果として記録し、前記少なくとも１つの関心領域は、複数の関心領域を含む、請求項１に記載の超音波システム。
【請求項９】
前記報告モジュールによって記録される前記結果を視覚化する前記ユーザインターフェースを更に含む、請求項８に記載の超音波システム。
【請求項１０】
戻るためのユーザ入力を受信する前記ユーザインターフェースと、
記録された前記結果及び前記ユーザ入力に基づいて、前記現在の関心領域を特定する戻りモジュールと、
を更に含む、請求項８に記載の超音波システム。
【請求項１１】
前記関心領域から受信する前記エコー信号から、超音波音響陰影のサイズと関心領域の総面積との比を計算し、前記比を所定閾値と比較することによって位置インジケータを生成する位置検証モジュールを更に含む、請求項１に記載の超音波システム。
【請求項１２】
前記動きセンサは加速度計である、請求項１に記載の超音波システム。
【請求項１３】
少なくとも１つの関心領域のそれぞれに対して所定手順を連続的に行う超音波方法であって、
関心領域に向けて第１の超音波信号を送信し、前記関心領域からエコー信号を受信するステップと、
超音波プローブの動きを検出し、前記超音波プローブの前記動きを示す動き信号を生成するステップと、
前記動き信号が前記超音波プローブは静止していることを示す場合に、前記関心領域から受信する前記エコー信号に基づいて、関心領域に対する所定手順を行うステップと、
を含む、超音波方法。
【請求項１４】
前記動き信号が前記超音波プローブは静止していることを示す場合に、前記第１の超音波信号を送信し始めるステップを更に含む、請求項１３に記載の超音波方法。
【請求項１５】
前記第１の超音波信号を送信する前に、第２の超音波信号を送信するステップを更に含む、請求項１４に記載の超音波方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波の分野に関し、具体的には、少なくとも１つの関心領域のそれぞれに対して所定手順を連続的に行うシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
気胸（ＰＴＸ）は、例えば緊急看護、呼吸管理、画像診断的介入治療、救命救急診療及び麻酔等の様々な状況に共通する問題である。ＰＴＸは、鈍的胸部外傷の分野において肋骨骨折の次に多い損傷である。広範ＰＴＸは呼吸困難を引き起こす可能性があり、緊張性ＰＴＸは心肺不全を引き起こす可能性がある。これらの疾患が生命に関わる性質を持つことから、ＰＴＸの迅速検出が重要である。
【０００３】
現在のところ、気胸（ＰＴＸ）の検出には超音波が広く使用されている。超音波プローブが、臨床プロトコルによって規定される特定手順に従って、胸部の様々な部分に連続的に置かれ、胸部の各部分におけるＰＴＸの存在が検出される。超音波システムは、各部分の得られた超音波データに基づいて、超音波データを解析して各部分の特徴を抽出し、自動的にＰＴＸがない又はあると判定する。図６に示されるように、ＰＴＸを判定するために確認される箇所は胸部全体で１０か所以上あり、超音波システムがＰＴＸを判定するために取得した超音波データをタイムリーに解析し始めることができなければ非常に時間がかかることになる。しかし、超音波システムが、超音波データを早く解析し始めると、例えば超音波プローブがまだ次の部分に移動しておらず、取得される超音波データは、胸部の２つの部分から取得したデータを含み、解析結果は完全に不正確となる。したがって、胸部の複数部分の各部分でのＰＴＸ確認をいつ開始するかを決定する超音波システムを提供するには、効率と精度とのバランスが重要である。
【０００４】
上記問題を部分的に解決する解決策がある。図９の上部に示されるように、例えば各部分でのＰＴＸ判定に最大で時間Ｔかかると仮定すると、図９の下部に示されるように、超音波システムが各部分でＰＴＸ判定を行うためには、妥当に十分に長い時間２Ｔが定期的に取っておかれる。もう１つの例では、解決策は、被験者上に多数のマーカを配置することによって超音波プローブの正確な位置情報を入手し、位置情報に基づき、プローブが特定の部分上で検出されると、超音波システムがＰＴＸ判定を行うことである。しかし、上記２つの解決策は、実施するのに時間がかかり過ぎるか、複雑過ぎる。
【０００５】
米国特許出願公開第２００７／００７８３４０Ａ１号は、撮像システムのワークステーションに動作コマンドを提供する方法及びシステムについて開示している。ワークステーションは、位置決め可能なトランスデューサから撮像データが提供される。上記方法及びシステムは、システムのオペレータによってトランスデューサに入力された所定の複数の動作パターンのうちの少なくとも１つを、動作コマンド信号に変換する。しかし、米国特許出願公開第２００７／００７８３４０Ａ１号は、制御変更を開始することを意図する動作と、走査中に通常生じる動作とを区別するために幾つかの動作パターンを使用する解決策を提供するが、人体上での複数の連続的な判定を伴うＰＴＸ判定の上記問題を解決する適切な解決策は提供しない。
【０００６】
米国特許出願公開第２０１４／０１２８７３９Ａ１号は、プローブを用いてジェスチャを行い、加速度計、ジャイロセンサ及び磁気センサの群から選択される少なくとも１つのセンサを含む動作検知システムからのデータに基づいて、ジェスチャを検出することを含む超音波撮像システム及び方法について開示している。しかし、米国特許出願公開第２０１４／０１２８７３９Ａ１号は、超音波システムの電力消費に関する問題を解決する解決策は提供するが、ＰＴＸ判定の上記問題については触れていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、被験者の様々な部分での自動検出を連続的に行う改良された超音波システム及び方法を提供することが有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、少なくとも１つの関心領域のそれぞれに対して所定手順を連続的に行う超音波システムが提案される。当該システムは、
関心領域に向けて第１の超音波信号を送信し、関心領域からエコー信号を受信する超音波プローブと、
超音波プローブの動きを検出し、超音波プローブの動きを示す動き信号を生成する動きセンサと、
動き信号が超音波プローブは静止していることを示す場合に、関心領域から受信するエコー信号に基づいて、関心領域に対する所定手順を行うプロセッサとを含む。
【０００９】
臨床プロトコルによるＰＴＸ判定処理全体は、胸部の複数の部分での複数回の判定処理によって非常に複雑に思われる。しかし、本発明の発明者は、すべてのオペレータが従う臨床プロトコルによる所定順序があるため、オペレータは、様々な部分間で移動するために繰り返されるストップ・アンド・ゴーモード（即ち、オペレータは超音波プローブを被験者の１つの部分に移動させ、当該部分上である時間の間停止した後、次の部分に行く）で作業することを認識した。超音波システムがＰＴＸ確認といった所定手順を行うための超音波データを超音波プローブが収集する準備が整ったとオペレータが考えると、超音波プローブは、任意の動きなく、オペレータによって被験者上に置かれる。つまり、超音波プローブは、オペレータによって胸部の一部といった関心領域上に置かれ、確認のための超音波データを得る準備が整うと動かない。
【００１０】
動きセンサは、超音波プローブの動きをモニタリングし、プローブの動きを示す動き信号を提供する。動き信号が、超音波プローブは静止していることを示すと、プロセッサは、関心領域に対してＰＴＸ確認といった所定手順をすぐに行うようにトリガされる。超音波システムは、所定手順を開始するようにシステムを制御する任意の追加の作業をオペレータに要求しないので、追加の時間遅延はない。関心領域に追加のデバイスを置く必要もないので、システム全体を簡単に実現でき、費用効果的である。更に、オペレータが、少なくとも１つの関心領域のそれぞれに対して所定手順を連続的に行うために臨床プロトコルに従うように訓練されてさえいれば、解決策の精度は良い。
【００１１】
本発明による超音波システムの一実施形態では、超音波プローブは、動き信号が超音波プローブは静止していることを示す場合に、第１の超音波信号を送信し始める。この超音波システムでは、超音波プローブは、超音波プローブが静止していると検出されると、第１の超音波信号を送信し始めるように作動する。超音波プローブは、超音波プローブが静止していないと検出されると、作動せず、これは、エネルギーを節約し、超音波照射を低減する。
【００１２】
本発明による超音波システムの別の実施形態では、超音波プローブは、第１の超音波信号を送信する前に、第２の超音波信号を送信する。この特徴によって、超音波プローブが静止していないことが示される場合に、超音波システムが第２の超音波信号を送信することができる。この特徴によって、ユーザは常に超音波信号にアクセスすることができる。したがって、超音波信号は、常にユーザによって視覚化されることが可能である。
【００１３】
本発明による超音波システムの一実施形態では、プロセッサは更に、所定手順の完了を示す指標を生成する。プロセッサは、所定手順が完了した後、タイムリーに指標を生成することを可能にする。状態を示すインジケータは、ユーザにタイムリーに情報を提供することを可能にする。ユーザは、インジケータの指標に反応して、超音波プローブを次の関心領域に移動させ、これにより、各関心領域において費やされる必要のある時間が短縮される。
【００１４】
本発明による超音波システムの一実施形態では、超音波システムは更に、指標を提示するユーザインターフェースを含む。この特徴によって、指標をオペレータに提示することができ、したがって、ユーザは、関心領域における所定手順の完了を認識する。特定の応用では、所定手順を行うために必要な時間は、様々な関心領域において異なる。この特徴によって、ユーザに、関心領域における所定手順の完了に関する情報をタイムリーに提示することができる。ユーザは、指標に反応して、超音波プローブを次の関心領域に移動させ、これにより、各関心領域において費やされる必要のある時間が短縮される。
【００１５】
本発明による超音波システムの一実施形態では、関心領域に対する所定手順は、関心領域から受信するエコー信号から関心領域の特徴を抽出する手順を含む。この特徴によって、超音波システムは、関心領域の特徴を自動的に抽出することができる。
【００１６】
本発明による超音波システムの一実施形態では、関心領域に対する所定手順は、関心領域から受信するエコー信号に基づいて、気胸を検出する手順を含む。この特徴により、超音波システムは、関心領域における気胸を自動的に検出することができる。
【００１７】
本発明による超音波システムの一実施形態では、超音波システムは更に、報告モジュールを含み、プロセッサは、関心領域に対する所定手順の結果を提供し、報告モジュールは、少なくとも１つの関心領域の所定順序に従って、少なくとも１つの関心領域のうちの現在の関心領域を特定し、プロセッサによって提供された結果を、現在の関心領域の結果として記録し、少なくとも１つの関心領域は、複数の関心領域を含む。この特徴は、複数の関心領域に当てはまる。このようにすると、各関心領域の結果が自動的にシーケンスで記録され、オペレータによる追加の動作が不要である。ＰＴＸ確認といった特定の作業について確認しなければならない領域の数が多い場合、各領域の確認結果を記録する時間が大幅に短縮される。ワークフロー全体が、オペレータが作業するのに簡単であり、確認結果は、オペレータが臨床プロトコルによる正しい順序で確認を行いさえすれば、任意のエラーなく良好に記録される。
【００１８】
本発明による超音波システムの一実施形態では、超音波システムは更に、報告モジュールによって記録される結果を視覚化するユーザインターフェースを含む。この特徴により、記録された結果をユーザに対して視覚化することができる。
【００１９】
本発明による超音波システムの一実施形態では、超音波システムは更に、戻るためのユーザ入力を受信するユーザインターフェースと、記録された結果及びユーザ入力に基づいて、現在の関心領域を特定する戻りモジュールとを含む。このようにすると、オペレータは、何かが十分ではない又は正しくないことを見つけた場合に、確認処理を制御することができる。
【００２０】
本発明による超音波システムの一実施形態では、超音波システムは更に、関心領域から受信するエコー信号から、超音波音響陰影のサイズと関心領域の総面積との比を計算し、比を所定閾値と比較することによって位置インジケータを生成する位置検証モジュールを含む。任意選択的に、位置インジケータは、超音波プローブがこの関心領域に適切に置かれているか、又は、別の関心領域に置かれる必要があるかに関する情報を提供する。
【００２１】
本発明による超音波システムの一実施形態では、動きセンサは加速度計である。加速度計を動きセンサとして使用すると、高精度の測定値が得られる。
【００２２】
本発明の第２の態様によれば、超音波方法が提供される。当該方法は、
関心領域に向けて第１の超音波信号を送信し、関心領域からエコー信号を受信するステップと、
超音波プローブの動きを検出し、超音波プローブの動きを示す動き信号を生成するステップと、
動き信号が超音波プローブは静止していることを示す場合に、関心領域から受信する受信エコー信号に基づいて、関心領域に対する所定手順を行うステップとを含む。
【００２３】
本発明による超音波方法の一実施形態では、超音波方法は更に、動き信号が超音波プローブは静止していることを示す場合に、第１の超音波信号を送信し始めるステップを含む。
【００２４】
本発明による超音波方法の一実施形態では、超音波システムは更に、第１の超音波信号を送信する前に、第２の超音波信号を送信するステップを含む。
【００２５】
本発明の詳細な説明及び他の態様は、以下に述べる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
次に、本発明の特定の態様を、以下に説明される実施形態を参照して説明され、添付図面に関連して検討される。添付図面中、同一の部分又はサブステップは同様に指定される。
【００２７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態によるシステムの図を概略的に示す。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による超音波プローブの一例を示す。
【図３】図３は、本発明の一実施形態による超音波信号の一例を示す。
【図４】図４は、本発明の一実施形態による超音波信号の別の例を示す。
【図５】図５は、本発明の一実施形態によるＰＴＸ検出方法のフローチャートを示す。
【図６】図６は、本発明の一実施形態による複数の関心領域の一例を示す。
【図７】図７は、本発明の一実施形態に従って記録された連続結果の一例を示す。
【図８】図８は、本発明の一実施形態による方法のフローチャートを概略的に示す。
【図９】図９は、本発明の一実施形態に従って所定手順を行う一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明は、特定の実施形態に関して、且つ、図面を参照して説明されるが、本発明はこれらに限定されず、請求項によってのみ限定される。図面は概要に過ぎず、非限定である。図面中、幾つかの要素のサイズは拡大され、例示のため縮尺通りではない。
【００２９】
図１は、本発明による少なくとも１つの関心領域のそれぞれに対して所定手順を連続的に行うシステム１００の概略図を示す。
【００３０】
超音波システム１００は、関心領域に向けて第１の超音波信号ＳＧ１を送信し、関心領域からエコー信号を受信する超音波プローブ１０１を含む。超音波システム１００は更に、超音波プローブ１０１の動きを検出し、超音波プローブ１０１の動きを示す動き信号ＭＳを生成する動きセンサ１０２を含む。超音波システム１００は更に、動き信号ＭＳが超音波プローブ１０１は静止していることを示す場合に、関心領域から受信するエコー信号に基づいて関心領域に対し所定手順を行うプロセッサ１０３を含む。
【００３１】
図２は、本発明の一実施形態による超音波プローブ１０１の一例を示す。超音波プローブ１０１は、関心領域ＲＯＩに向けて第１の超音波信号ＳＧ１を送信する。関心領域ＲＯＩは、第１の超音波信号ＳＧ１に晒される。関心領域ＲＯＩが第１の超音波信号ＳＧ１の一部を反射して返すと、関心領域ＲＯＩから受信する第１の超音波信号ＳＧ１のエコー信号ＥＣが形成される。超音波プローブ１０１は、関心領域ＲＯＩから、第１の超音波信号ＳＧ１に関連するエコー信号ＥＣを受信する。したがって、エコー信号ＥＣは、関心領域ＲＯＩの情報を含む。
【００３２】
動きセンサ１０２は、超音波プローブ１０１の動きをモニタリングし、超音波プローブ１０１の動きを示す動き信号ＭＳを生成する。例えば加速度計が、動きセンサ１０２として使用される既知のデバイスである。加速度計が、超音波プローブ１０１に置かれ、超音波プローブ１０１の加速度データを測定する。したがって、測定されたデータに基づいて、加速度計の正確なリアルタイム速度が導出可能である。したがって、超音波プローブ１０１の動静状態がそれに応じて導出される。
【００３３】
ジャイロスコープも既知のデバイスである。ジャイロスコープは、向きの測定又は維持に有用であり、加速度計と共に使用されて、６次元における動きを測定する。バロメータ、カメラ及びＧＰＳセンサ等といった動きを検出する既知のデバイスが他にもある。動きセンサ１０２の実施形態は、これらの上記されたものに限定されない。
【００３４】
超音波プローブ１０１が静止しているかどうかは、多くのやり方で決定することができる。
【００３５】
一実施形態では、動きセンサ１０２によって導出される超音波プローブ１０１の速度が、動きセンサ１０２によって測定可能である最小値未満であるならば、超音波プローブ１０１は静止していると決定される。測定データの最小値は、動きセンサ１０２の精度に依存する。例えば特定のタイプの動きセンサは、０．０００５ｃｍ／ｓ以上の速度しか測定できない。
【００３６】
別の実施形態では、所定手順を完了するために超音波プローブ１０１の最大速度閾値がある。最大速度閾値は、検出の様々な種類によって異なる。超音波検出の当業者であれば、最大速度閾値が、超音波プローブ１０１は静止しているかどうかを決定するのに十分に小さいと考えるであろう。動きセンサ１０２によって導出される超音波プローブ１０１の速度が、最大速度閾値未満であるならば、超音波プローブ１０１は静止していると決定される。最大速度閾値は、動きセンサ１０２によって測定可能である最小値以上である。例えば動きセンサ１０２が０．０００５ｃｍ／ｓ以上の速度しか測定できない場合、最大速度閾値は０．０００９ｃｍ／ｓである。
【００３７】
超音波プローブ１０１の動きは、動きセンサ１０２によってモニタリングされる。上記されたように、動きセンサ１０２が超音波プローブ１０１の動きは静止していることを検出すると、動きセンサ１０２は、超音波プローブ１０１の静止状態を示す動き信号ＭＳを生成する。次に、プロセッサ１０３は、動き信号に応えて、関心領域から受信するエコー信号に基づいて関心領域に対する所定手順をすぐに行い始める。
【００３８】
図３は、本発明の一実施形態による超音波信号の一例を示す。本発明の一実施形態では、超音波プローブ１０１は、動き信号ＭＳが超音波プローブ１０１は静止していることを示す場合に、第１の超音波信号ＳＧ１を送信し始める。
【００３９】
一実施形態では、加速度計が使用されて、超音波プローブ１０１の動きが検出され、図３に示されるように、動き信号ＭＳが生成される。動き信号ＭＳ内には、低振幅を有する静止期間ＳＰがある。静止期間ＳＰの振幅から導出される速度値が、動きセンサ１０２によって測定可能である最小値（例えば０．０００５ｃｍ／ｓ）未満である場合、静止期間ＳＰは、超音波プローブ１０１の静止状態を示す。
【００４０】
図３に示されるように、動きセンサ１０２から生成される動き信号ＭＳが、超音波プローブ１０１の静止状態を示す場合、超音波プローブ１０１は、第１の超音波信号ＳＧ１を送信し始める。第１の超音波信号ＳＧ１は、一連の超音波データフレームであってよい。例えば超音波プローブ１０１は、動き信号ＭＳが超音波プローブ１０１は静止していることを示す期間と同時に作動させられる。超音波プローブ１０１は、超音波プローブ１０１が作動させられると、即ち、超音波プローブ１０１が静止していると、第１の超音波信号ＳＧ１を送信し始める。
【００４１】
図４は、本発明の一実施形態による超音波信号の別の例を示す。別の実施形態では、超音波プローブ１０１は、第１の超音波信号ＳＧ１を送信する前に、第２の超音波信号ＳＧ２を送信する。この実施形態では、図４に示されるように、超音波プローブ１０１は、超音波信号を連続的に送信する。動きセンサ１０２が、超音波プローブ１０１は静止していないことを検出すると、超音波プローブ１０１は、第２の超音波信号ＳＧ２を送信し始める。第２の超音波信号ＳＧ２は、図４に示されるように、一連の超音波データフレームであってよい。動き信号が超音波プローブ１０１は静止していることを示すと、超音波プローブ１０１は、関心領域に第１の超音波信号ＳＧ１を送信し始める。
【００４２】
第１の超音波信号ＳＧ１及び第２の超音波信号ＳＧ２は、同じ時間基準システムを使用することによって、動き信号ＭＳと同期させられる。第１の超音波信号ＳＧ１及び第２の超音波信号ＳＧ２は、Ｂモード、ドップラーモードといった多くのモード下で生成される超音波データフレームを含む。
【００４３】
別の実施形態では、プロセッサ１０３は更に、所定手順の完了を示す指標ＩＤＡを生成する。
【００４４】
図３及び図４に示されるように、所定手順の完了はＥ０と示される。関心領域に対する所定手順が完了すると、プロセッサ１０３は指標をすぐに生成する。
【００４５】
図１に示されるように、別の実施形態では、超音波画像システム１００は更に、指標ＩＤＡを提示するユーザインターフェース１０７を含む。
【００４６】
ユーザインターフェース１０７は、オペレータを次のステップに導くために、指標ＩＤＡをオペレータに提示する。例えばオペレータは、超音波プローブ１０１を次の関心領域に移動させるように導かれる。ユーザインターフェース１０７によって提示される指標ＩＤＡは、オペレータに可視又は可聴である。一例は、様々な種類のフィードバック信号を示すために様々な色の光を使用する光インジケータである。別の例は、様々な種類のフィードバック信号を表すように状態を視覚化するディスプレイ上のアイコンである。代替例は、様々な種類のフィードバック信号に基づいてオペレータを導くために音声命令を提供するボイスリマインダである。ユーザインターフェース１０７の実施形態は、上記例に限定されない。
【００４７】
システム１００の別の実施形態では、関心領域に対する所定手順は、関心領域から受信するエコー信号から関心領域の特徴を抽出する手順を含む。
【００４８】
システム１００の別の実施形態では、関心領域に対する所定手順は、関心領域から受信するエコー信号に基づいて、気胸の存在を検出する手順を含む。
【００４９】
超音波撮像は、気胸（ＰＴＸ）検出に広く使用されている。ＰＴＸ検出について４つの特徴、即ち、胸膜滑走（lung sliding）、Ｂライン（B-line）、肺の拍動（lung pulse）及び肺点（lung point）が説明される。
【００５０】
図５は、本発明の一実施形態によるＰＴＸ検出方法のフローチャートを示す。図５に示されるように、胸膜滑走の存在の検出ステップＳ１、肺の拍動の存在の検出ステップＳ２、又は、Ｂラインの存在の検出ステップＳ３が行われる。胸膜滑走、肺の拍動又はＢラインの何れか１つの存在が検出されると、これは、胸部の該当位置においてＰＴＸがないことを意味する。ＰＴＸ検出の完了を示す指標ＩＤＡが生成される。インジケータ１０７はこれに応じてオペレータに示す。このシナリオでは、オペレータへの指示は、胸膜滑走、肺の拍動又はＢラインの何れか１つの存在が検出された後すぐに、胸部の次の部分に超音波プローブ１０１を移動させることである。
【００５１】
胸膜滑走、肺の拍動又はＢラインの何れの存在も検出されない場合、図５に示されるように、アルゴリズムによって、肺点の存在の検出ステップＳ４が更に行われる。次に、ＰＴＸ検出の完了を示す指標ＩＤＡが生成される。ユーザインターフェース１０７は、これに応じて指標ＩＤＡをオペレータに提示する。このシナリオでは、オペレータへの指示は、肺点が検出された後すぐに胸部の次の部分に超音波プローブ１０１を移動させることである。
【００５２】
胸部の様々な部分において、ＰＴＸ検出に必要な時間は異なる。ＰＴＸが検出された胸部の部分は、通常、胸部のＰＴＸのない部分よりも時間がかかる。ＰＴＸがないとの決定は、図５に示されるように、上記特徴（例えば胸膜滑走、肺の拍動又はＢライン）のうちの１つの検出がない限り迅速になされる。ＰＴＸがないとの決定をするまでに、少なくとも１回のフルの呼吸サイクルについて、胸部の各部分において超音波データを取得する必要がなく、これは、胸部の当該一部における時間を節約する。したがって、オペレータは、ユーザインターフェース１０７によって提示される標識ＩＤＡに反応して、ユーザインターフェース１０７によって超音波プローブ１０１を胸部の次の部分に移動させることができ、これにより、胸部の各部分において費やす時間が少なくて済む。
【００５３】
図１に示されるように、別の実施形態では、超音波システム１００は更に、報告モジュール１０８を含み、プロセッサ１０３は、関心領域に対する所定手順の結果を提供し、報告モジュール１０８は、少なくとも１つの関心領域の所定順序に従って、少なくとも１つの関心領域のうちの現在の関心領域を特定し、プロセッサ１０３によって提供された結果を、現在の関心領域の結果として記録する。少なくとも１つの関心領域は、複数の関心領域を含む。
【００５４】
図６は、本発明の一実施形態による複数の関心領域の一例を示す。超音波プローブ１０１は、臨床プロトコルの所定順序に従って複数の関心領域上に置かれる必要がある。所定順序は、ユーザインターフェース１０７によって示され、すべてのオペレータが従う。図６を参照するに、複数の関心領域は、水平方向及び垂直方向に沿った線によって分けられる複数の領域である。図６に示される番号は、超音波プローブ１０１が複数の関心領域上に置かれるべき順序を示し、この順序は上記所定順序である。各関心領域について、複数の関心領域のシーケンスにおける対応する順序がある。
【００５５】
オペレータは、超音波プローブ１０１を、複数の関心領域上に連続的に置き、プロセッサ１０３は、複数の関心領域に対して所定手順を連続的に行う。報告モジュール１０８は、超音波システム１００が特定の被験者を確認し始め、動きセンサ１０２によって生成される動き信号ＭＳが超音波プローブ１０１は静止していることを示す１回目であると、現在の関心領域を、複数の関心領域のうちの第１の領域と特定する。同様に、報告モジュール１０８は、動きセンサ１０２によって生成される動き信号ＭＳが超音波プローブ１０１は静止していることを示す２回目であるとき、現在の関心領域を、複数の関心領域のうちの第２の領域として特定する。同様に報告モジュール１０８は、動きセンサ１０２によって生成される動き信号ＭＳが超音波プローブ１０１は静止していることを示すｎ回目であるとき、現在の関心領域を、複数の関心領域のうちの第ｎの領域として特定する。このようにすると、複数の関心領域のうちの各関心領域のシーケンスが特定され、各関心領域の対応する結果は、各関心領域に関連付けられて記録される。図７は、本発明の一実施形態によって記録される連続結果の一例を示す。図７の上部に示されるように、複数の関心領域のうちの１つの関心領域ＲＯＩｉについて、対応する結果Ｒｉが提供される。更に、図７の下部に示されるように、所定順序から導出される関心領域ＲＯＩｉに関連付けられる特定の順序番号があり、この例では１である。報告モジュール１０８は、複数の関心領域からの現在の関心領域ＲＯＩｉを第１の関心領域として特定する。したがって、結果Ｒｉは、特定された現在の関心領域ＲＯＩｉに関連付けられる。
【００５６】
図１に示されるように、別の実施形態では、超音波システム１００は更に、報告モジュール１０８によって記録された結果を視覚化するユーザインターフェース１０７を含む。
【００５７】
報告モジュール１０８によって記録される結果は、ユーザインターフェース１０７上に直接視覚化される。或いは、結果は、事前に取得された情報上にマッピングされ、当該事前に取得された情報と共に視覚化されてもよい。事前に取得された情報は、ＣＴ画像、ＭＲ画像といった複数の関心領域の解剖学情報、又は、複数の関心領域の解剖学モデルである。
【００５８】
図１に示されるように、別の実施形態では、超音波システム１００は更に、戻るためのユーザ入力を受信するユーザインターフェース１０７と、記録されている結果及びユーザ入力に基づいて、現在の関心領域を特定する戻り（go back）モジュール１０５とを含む。
【００５９】
ユーザインターフェース１０７は、例えばユーザが作業は適切に行われていない又は作業は関心領域について満足のいくものではないと感じる場合に、戻るための入力をユーザが与えることを可能にする。ユーザは、戻る、即ち、関心領域の結果を記録しないための入力を与える。戻るためのユーザ入力に基づいて、戻りモジュール１０５は、現在の関心領域を特定し、結果を記録する。
【００６０】
例えば図７では、複数の関心領域に対する所定手順の結果が連続的に記録される。関心領域ＲＯＩｐの所定手順が完了し、その対応する順序は、所定順序に基づいてｋ−１である。次に、超音波プローブ１０１は、所定順序に従って、その順序はｋである次の関心領域に移動させられる。図７を参照するに、関心領域ＲＯＩｑが現在の関心領域である。戻りモジュール１０５が、この瞬間に、戻るためのユーザ入力を受信すると、関心領域ＲＯＩｐが現在の関心領域となる。したがって、所定手順が、現在のＲＯＩ（本実施形態ではＲＯＩｐ）に対して最初からやり直される。
【００６１】
別の実施形態では、超音波システム１００は更に、関心領域から受信するエコー信号から、超音波音響陰影のサイズと関心領域の総面積との比を計算し、当該比を所定閾値と比較することによって、位置インジケータを生成する位置検証モジュール１１０を含む。
【００６２】
図１に実施形態が示される。超音波プローブ１０１がある関心領域に置かれると、位置検証モジュール１１０は、所定閾値との比の比較に基づいて、超音波プローブ１０１が適切に置かれているかどうかを示す位置インジケータを生成する。位置インジケータが、超音波プローブ１０１は適切に置かれていないことを示すならば、オペレータは、位置インジケータが超音波プローブ１０１は適切に置かれていると示すまで、超音波プローブ１０１の位置を変更する必要がある。その後、超音波プローブ１０１、動き検出器１０２及びプロセッサ１０３は動作を開始する。
【００６３】
超音波音響陰影は、超音波信号が、例えば骨又は骨構造である生物の一部によって遮断されると形成される。例えば超音波プローブ１０１が胸部に置かれると、超音波プローブ１０１によって生成される超音波信号は、肋骨を通過することができない。超音波音響陰影のサイズと関心領域の総面積との比は、超音波プローブ１０１が正しい位置に置かれたかどうかを示す。比が大きいほど、当該位置は、超音波プローブ１０１を置くのに適している。
【００６４】
例えば取得した超音波画像では、肋骨の下には暗い領域がある。したがって、取得した超音波画像を使用して比を計算する一実施形態が提供される。この実施形態では、超音波音響陰影のサイズと関心領域の総面積との比は、超音波音響陰影の面積と超音波画像フレームの総面積との比によって表される。超音波画像フレームの幅は、超音波プローブ１０１の幅であり、直接測定することができる。超音波画像フレームの奥行きは、作業前に、オペレータによって決定される。したがって、超音波画像フレームの総面積は、超音波画像フレームの幅と超音波画像フレームの奥行きとを掛け算することによって計算される。
【００６５】
超音波音響陰影の面積は、例えば超音波音響陰影の範囲を特定するためにエッジを検出し、次に特定された範囲の面積を計算する既知の画像処理アルゴリズムを超音波画像フレームに適用することによって求められる。
【００６６】
所定閾値は、実験結果に基づいて［１／４〜１／３］の範囲において選択される。所定閾値よりも小さい比は、超音波プローブ１０１が適切な位置に置かれていることを示す。所定閾値よりも大きい比は、超音波プローブ１０１が適切な位置に置かれていないことを示す。
【００６７】
システム１００の別の実施形態では、動きセンサ１０２は加速度計である。
【００６８】
加速度計は、３つの直交方向の何れか１つの方向における加速度を検出する３軸加速度計であってよい。例えば加速度計の第１の軸はｘ方向に配置され、第２の軸はｙ方向に配置され、第３の軸はｚ方向に配置される。加速度計は、３軸それぞれからの信号を組み合わせることによって、任意の３次元方向における加速度を検出することができる。プロセッサは、ある期間に亘って生じる加速度を積分することによって、加速度計からのデータに基づいて、加速度計の正確なリアルタイム速度を生成する。
【００６９】
図８は、本発明による方法のフローチャートを概略的に示す。
【００７０】
少なくとも１つの関心領域のそれぞれに対して所定手順を連続的に行う超音波方法２００は、関心領域に向けて第１の超音波信号ＳＧ１を送信し、関心領域からエコー信号を受信するステップ２０１を含む。超音波方法２００は更に、超音波プローブ１０１の動きを検出し、超音波プローブ１０１の動きを示す動き信号ＭＳを生成するステップ２０２を含む。超音波方法２００は更に、動き信号ＭＳが超音波プローブ１０１は静止していることを示す場合に、関心領域から受信するエコー信号に基づいて、関心領域に対して所定手順を行うステップ２０３を含む。
【００７１】
一実施形態では、超音波方法２００は更に、動き信号ＭＳが超音波プローブ１０１は静止していることを示す場合に、第１の超音波信号ＳＧ１を送信し始めるステップを含む。
【００７２】
一実施形態では、超音波方法２００は更に、第１の超音波信号ＳＧ１を送信する前に、第２の超音波信号ＳＧ２を送信するステップを含む。
【００７３】
本発明は、図面及び上記説明において詳細に例示及び説明されたが、当該例示及び説明は、例示であって、限定と解釈されるべきではない。本発明は、開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態の他の変形態様は、図面、開示内容及び添付の請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解され、実施される。
【００７４】
請求項において、「含む」との用語は、他の要素又はステップを除外するものではなく、また、「ａ」又は「ａｎ」との不定冠詞も、複数形を除外するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に記載される幾つかのアイテムの機能を果たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されることだけで、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。請求項における任意の参照符号は、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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【国際調査報告】
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