(57)【要約】  血管内超音波画像を用いて患者組織を撮像する方法は、カテーテル（１０２）を患者血管内に挿入する段階を含む。カテーテルは、カテーテルの内腔内への挿入に向けて構成かつ配置された少なくとも１つの変換器（３１２）を含む。少なくとも１つの変換器の増分回転の合間に、少なくとも１つの変換器から一連の走査線に沿って患者組織に向けて音響信号が送信される。送信音響信号は、第１の中心周波数を中心とする第１の周波数帯域幅を有する第１の音響信号と、第２の中心周波数を中心とする第２の周波数帯域幅を有する第２の音響信号とを含む。患者組織から反射された対応するエコー信号が受信、変形、処理、及び表示される。【選択図】      図１
2013515593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カテーテルベースの血管内超音波撮像システムであって、
患者血管内に少なくとも部分的に挿入可能なカテーテルに配置され、制御モジュールに結合された少なくとも１つの撮像器と、
前記制御モジュールと通信するプロセッサであって、該プロセッサが、
一連の走査線に沿って送信される該音響信号の少なくとも一部が、第１の中心周波数を中心とする第１の周波数帯域幅を有する第１の周波数の音響信号であり、かつ一連の走査線に沿って送信される音響信号の少なくとも一部が、第１の中心周波数よりも低い第２の中心周波数を中心とする第２の周波数帯域幅を有する第２の周波数の音響信号である音響信号を少なくとも１つの変換器の増分回転の合間に一連の走査線に沿って患者組織に向けて送信し、
各走査線に対して、患者組織から反射された対応するエコー信号を受信し、
前記受信エコー信号を電気信号に変形し、
前記撮像器からの前記受信電気信号を処理して少なくとも１つの画像を形成し、かつ
結合されたディスプレイ上に前記少なくとも１つの画像を表示する、
ことを含む動作を可能にするプロセッサ可読命令を実行するためのものである前記プロセッサと、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
プロセッサ可読命令を実行するための前記プロセッサは、更に、各走査線に対して、前記第１の音響信号のうちの少なくとも１つ及び前記第２の音響信号のうちの少なくとも１つを送信することを可能にすることを特徴とする請求項１に記載のカテーテルベースの血管内超音波撮像システム。
【請求項３】
プロセッサ可読命令を実行するための前記プロセッサは、更に、各走査線に対して、前記第１の音響信号のうちの少なくとも１つ又は前記第２の音響信号のうちの少なくとも１つを送信することを可能にすることを特徴とする請求項１に記載のカテーテルベースの血管内超音波撮像システム。
【請求項４】
プロセッサ可読命令を実行するための前記プロセッサは、更に、各走査線に対して、前記第１の音響信号のうちの少なくとも１つを２つの隣接走査線の一方に沿って送信し、かつ前記第２の音響信号のうちの少なくとも１つを該２つの隣接走査線の他方に沿って送信することを可能にすることを特徴とする請求項１に記載のカテーテルベースの血管内超音波撮像システム。
【請求項５】
血管内超音波画像を用いて患者組織を撮像する方法であって、
カテーテルを患者血管内に挿入する段階であって、該カテーテルが、該カテーテルの内腔内への挿入及び該カテーテルの遠位端での配置に向けて構成かつ配置された撮像コアを含み、該撮像コアが、印加される電気信号を複数の音響信号に変形するように構成かつ配置された少なくとも１つの超音波変換器を含む前記挿入する段階と、
前記少なくとも１つの変換器の増分回転の合間に一連の走査線に沿って患者組織に向けて前記音響信号を送信する段階であって、該一連の走査線に沿って送信される該音響信号のうちの複数のものが、第１の中心周波数を中心とする第１の周波数帯域幅を有する第１の音響信号であり、かつ該一連の走査線に沿って送信される該音響信号のうちの複数のものが、該第１の中心周波数よりも低い第２の中心周波数を中心とする第２の周波数帯域幅を有する第２の音響信号である前記送信する段階と、
各走査線に対して、患者組織から反射された対応するエコー信号を受信する段階と、
前記受信エコー信号を電気信号に変形する段階と、
前記少なくとも１つの変換器からの前記受信電気信号を処理して少なくとも１つの画像を形成する段階と、
前記少なくとも１つの画像をディスプレイ上に表示する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの変換器の増分回転の合間に一連の走査線に沿って患者組織に向けて前記音響信号を送信する段階は、各走査線に対して、前記第１の音響信号のうちの少なくとも１つ及び前記第２の音響信号のうちの少なくとも１つを送信する段階を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの変換器の増分回転の合間に一連の走査線に沿って患者組織に向けて前記音響信号を順次送信する段階は、各走査線に対して、前記第１の音響信号のうちの少なくとも１つ又は前記第２の音響信号のうちの少なくとも１つを送信する段階を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの変換器の増分回転の合間に一連の走査線に沿って患者組織に向けて前記音響信号を順次送信する段階は、各２つの隣接走査線に対して、前記第１の音響信号のうちの少なくとも１つを該２つの隣接走査線の一方に沿って送信し、かつ前記第２の音響信号のうちの少なくとも１つを該２つの隣接走査線の他方に沿って送信する段階を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの変換器の増分回転の合間に一連の走査線に沿って患者組織に向けて前記音響信号を順次送信する段階は、隣接走査線の各第１の対に対して、前記第１の音響信号のうちの少なくとも１つを送信し、かつ隣接走査線の該第１の対に隣接して位置決めされた隣接走査線の各第２の対に対して、前記第２の音響信号のうちの少なくとも１つを送信する段階を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの変換器の増分回転の合間に一連の走査線に沿って患者組織に向けて前記音響信号を順次送信する段階は、Ｎ番目毎の走査線（Ｎは、２よりも大きい整数である）に沿って少なくとも１つの第１の音響信号を送信し、かつ残りの走査線の各々に沿って少なくとも１つの第２の音響信号を送信する段階を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの変換器の増分回転の合間に一連の走査線に沿って患者組織に向けて前記音響信号を順次送信する段階は、Ｎ番目毎の走査線（Ｎは、２よりも大きい整数である）に沿って少なくとも１つの第２の音響信号を送信し、かつ残りの走査線の各々に沿って少なくとも１つの第１の音響信号を送信する段階を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの変換器の増分回転の合間に一連の走査線に沿って患者組織に向けて前記音響信号を順次送信する段階は、走査周回の第１の扇形に沿って前記第１の音響信号のうちの少なくとも１つを送信し、かつ該走査周回の別の扇形に沿って前記第２の音響信号のうちの少なくとも１つを送信する段階を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の中心周波数は、前記第１の中心周波数よりも少なくとも２０ＭＨｚ低いことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の周波数は、アテロームの壊死性領域が撮像される時に前記第２の音響信号が該アテロームの該壊死性領域に進入して該壊死性領域を撮像するように選択されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の周波数帯域幅又は前記第２の周波数帯域幅のうちの少なくとも一方が設定可能であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の周波数帯域幅は、前記第２の周波数帯域幅と重なることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１７】
変換器からの複数の音響信号の送信に応答して形成される血管内超音波画像を発生させるためのプロセッサ実行可能命令を有するコンピュータ可読媒体であって、
プロセッサ実行可能命令は、デバイス上にインストールされた時に、該デバイスが、
一連の走査線に沿って送信される音響信号の少なくとも一部が、第１の中心周波数を中心とする第１の周波数帯域幅を有する第１の周波数の音響信号であり、かつ一連の走査線に沿って送信される音響信号の少なくとも一部が、該第１の中心周波数よりも低い第２の中心周波数を中心とする第２の周波数帯域幅を有する第２の周波数の音響信号である音響信号を少なくとも１つの変換器の増分回転の合間に一連の走査線に沿って患者組織に向けて送信し、
各走査線に対して、患者組織から反射された対応するエコー信号を受信し、
前記受信エコー信号を電気信号に変形し、
前記変換器からの前記受信電気信号を処理して少なくとも１つの画像を形成し、かつ
前記少なくとも１つの画像をディスプレイ上に表示する、
ことを含む動作を実施することを可能にする、
ことを特徴とするコンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
前記プロセッサ実行可能命令は、前記デバイス上にインストールされた時に、更に、各走査線に対して前記第１の音響信号のうちの少なくとも１つ及び前記第２の音響信号のうちの少なくとも１つを送信することを可能にすることを特徴とする請求項１７に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１９】
前記プロセッサ実行可能命令は、前記デバイス上にインストールされた時に、更に、各走査線に対して前記第１の音響信号のうちの少なくとも１つ又は前記第２の音響信号のうちの少なくとも１つを送信することを可能にすることを特徴とする請求項１７に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２０】
前記プロセッサ実行可能命令は、前記デバイス上にインストールされた時に、更に、各走査線に対して前記第１の音響信号のうちの少なくとも１つを２つの隣接走査線の一方に沿って送信し、かつ前記第２の音響信号のうちの少なくとも１つを該２つの隣接走査線の他方に沿って送信することを可能にすることを特徴とする請求項１７に記載のコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願への相互参照〕
本出願は、引用によって本明細書に組み込まれる２００９年１２月２９日出願の米国特許仮出願、出願番号第６１／２９０，８４２号の米国特許法第１１９（ｅ）条の下での恩典を請求するものである。
【０００２】
本発明は、血管内超音波撮像システムの分野及びこのシステムを製造かつ使用する方法に関する。本発明はまた、血管内超音波撮像システムを用いて音響信号を複数の周波数で送信することによって患者組織を撮像するためのシステム及び方法、並びに血管内超音波撮像システムを製造かつ使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
血管内超音波（ＩＶＵＳ）撮像システムは、様々な疾患及び障害に対する診断機能を証明してきた。例えば、血管内超音波撮像システムは、梗塞を診断し、血流を回復又は増加させるためにステント及び他のデバイスを選択して配置する際に医師を補助する情報を提供するための撮像方式として使用されている。ＩＶＵＳ撮像システムは、血管内の特定の場所に形成されたアテローム斑を診断するのに使用されている。ＩＶＵＳ撮像システムは、血管内の閉塞又は狭窄の存在に加えて、これらの閉塞又は狭窄の性質及び程度を判断するのに使用することができる。ＩＶＵＳ撮像システムは、血管系のうちで、例えば、運動（例えば、拍動する心臓）又は１つ又はそれよりも多くの構造（例えば、撮像することが望まれない１つ又はそれよりも多くの血管）による遮蔽に起因して血管造影法のような他の血管内撮像技術を用いて視覚化することが困難である場合があるセグメントを視覚化するのに使用することができる。ＩＶＵＳ撮像システムは、バルーン血管形成術及びステント配置のような実施中の血管内治療を実時間（又はほぼ実時間）でモニタ又は評価するのに使用することができる。更に、ＩＶＵＳ撮像システムは、１つ又はそれよりも多くの心腔をモニタするのに使用することができる。
【０００４】
ＩＶＵＳ撮像システムは、様々な疾患又は障害を視覚化するための診断ツールを提供するために開発されてきた。ＩＶＵＳ撮像システムは、制御モジュール（パルス発生器、画像処理プロセッサ、及びモニタを有する）と、カテーテルと、カテーテルに配置された１つ又はそれよりも多くの変換器とを含むことができる。変換器搭載カテーテルは、血管壁又は血管壁の近くの患者組織のような撮像される領域内又はその近くの内腔又は空洞に位置決めすることができる。制御モジュール内のパルス発生器は、電気信号を発生させ、これは、１つ又はそれよりも多くの変換器に送出されて、患者組織を通じて送信される音響信号に変形される。送信された音響信号の反射信号は、１つ又はそれよりも多くの変換器によって吸収され、電気信号に変形される。変形された電気信号は、画像処理プロセッサに送出され、モニタ上に表示可能な画像に変換される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，３０６，５６１号明細書
【特許文献２】米国特許第６，９４５，９３８号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００６／０２５３０２８号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００７／００１６０５４号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００７／００３８１１１号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００６／０１７３３５０号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２００６／０１００５２２号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態では、血管内超音波画像を用いて患者組織を撮像する方法は、カテーテルを患者血管内に挿入する段階を含む。カテーテルは、カテーテルの内腔内への挿入及びカテーテルの遠位端における配置に向けて構成かつ配置された撮像コアを含む。撮像コアは、印加電気信号を複数の音響信号に変形するように構成かつ配置された少なくとも１つの超音波変換器を含む。音響信号は、少なくとも１つの変換器の増分回転の合間に一連の走査線に沿って患者組織に向けて送信される。一連の走査線に沿って送信される音響信号のうちの複数のものは、第１の中心周波数を中心とする第１の周波数帯域幅を有する第１の音響信号である。一連の走査線に沿って送信される音響信号のうちの複数のものは、第１の中心周波数よりも低い第２の中心周波数を中心とする第２の周波数帯域幅を有する第２の音響信号である。各走査線に対して、患者組織から反射された対応するエコー信号が受信される。受信エコー信号は、電気信号に変形される。少なくとも１つの変換器からの受信電気信号が処理され、少なくとも１つの画像が形成される。少なくとも１つの画像は、ディスプレイ上に表示される。
【０００７】
別の実施形態では、コンピュータ可読媒体は、変換器からの複数の音響信号の送信に応答して形成される血管内超音波画像を発生させるためのプロセッサ実行可能命令を含む。プロセッサ実行可能命令は、デバイス上にインストールされた時に、デバイスが、少なくとも１つの変換器の増分回転の合間に一連の走査線に沿って患者組織に向けて音響信号を送信する段階を含む動作を実施することを可能にする。一連の走査線に沿って送信される音響信号の少なくとも一部は、第１の中心周波数を中心とする第１の周波数帯域幅を有する第１の周波数の音響信号である。一連の走査線に沿って送信される音響信号の少なくとも一部は、第１の中心周波数よりも低い第２の中心周波数を中心とする第２の周波数帯域幅を有する第２の周波数の音響信号である。各走査線に対して、患者組織から反射された対応するエコー信号が受信される。受信エコー信号は、電気信号に変形される。少なくとも１つの変換器からの受信電気信号が処理され、少なくとも１つの画像が形成される。少なくとも１つの画像は、ディスプレイ上に表示される。
【０００８】
更に別の実施形態では、カテーテルベースの血管内超音波撮像システムは、患者血管内に少なくとも部分的に挿入可能なカテーテルに配置された少なくとも１つの撮像器を含む。少なくとも１つの撮像器は、制御モジュールに結合される。プロセッサは、制御モジュールと通信している。プロセッサは、少なくとも１つの撮像器の増分回転の合間に一連の走査線に沿って患者組織に向けて音響信号を送信する段階を含む動作を可能にするプロセッサ可読命令を実行する。一連の走査線に沿って送信される音響信号の少なくとも一部は、第１の中心周波数を中心とする第１の周波数帯域幅を有する第１の周波数の音響信号である。一連の走査線に沿って送信される音響信号の少なくとも一部は、第１の中心周波数よりも低い第２の中心周波数を中心とする第２の周波数帯域幅を有する第２の周波数の音響信号である。各走査線に対して、患者組織から反射された対応するエコー信号が受信される。受信エコー信号は、電気信号に変形される。少なくとも１つの変換器からの受信電気信号が処理され、少なくとも１つの画像が形成される。少なくとも１つの画像は、ディスプレイ上に表示される。
【０００９】
本発明の非限定的かつ非網羅的な実施形態を以下の図面を参照して説明する。図面内では、類似の参照番号は、別途指定しない限り、様々な図を通して類似の部分を指す。
【００１０】
本発明のより明快に理解のために、添付図面と関連して読まれる以下の「発明を実施するための形態」を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による血管内超音波撮像システムの一実施形態の概略図である。
【図２】本発明による血管内超音波撮像システムのカテーテルの一実施形態の概略側面図である。
【図３】本発明によりカテーテル内に形成された内腔に配置された撮像コアを有する図２に示すカテーテルの遠位端の一実施形態の概略斜視図である。
【図４】例示的なアテロームを有する血管の一部分の縦方向の概略断面図である。
【図５】繊維性被膜が破裂したアテロームを有する図４に示す血管の一部分の縦方向の概略断面図である。
【図６Ａ】繊維性被膜の破裂部内に形成された閉塞血栓を有する図４に示す血管の一部分の縦方向の概略断面図である。
【図６Ｂ】血栓が剥離された図４に示す血管の一部分の縦方向の概略断面図である。
【図７】血管内に位置するアテロームの別の実施形態の横断方向の概略断面図である。
【図８】本発明により高周波数を有する音響信号から発生させた血管内に位置するアテロームのＩＶＵＳ画像の一実施形態の概略図である。
【図９Ａ】本発明により異なる中心周波数及び帯域幅を各々が有する撮像手順中に出力される複数の音響信号のスペクトルを示すグラフである。
【図９Ｂ】本発明による図９Ａの音響信号のうちの一部の患者組織からの反射の後に受信されたエコー信号のスペクトルを示すグラフである。
【図１０Ａ】本発明により低周波数で送信される音響信号を用いて得られた血管内のアテロームを示す第１のＩＶＵＳ画像の一実施形態の概略図である。
【図１０Ｂ】本発明により図１０Ａの低周波数よりも高い高周波数で送信される音響信号を用いて得られた図１０Ａの血管内の図１０Ａのアテロームを示す第２のＩＶＵＳ画像の一実施形態の概略図である。
【図１１Ａ】本発明により複数の異なる周波数で送信された音響信号の患者組織からの反射の後に受信されたエコー信号のスペクトルを示すグラフである。
【図１１Ｂ】本発明により単一の広帯域周波数で送信される音響信号を用いて得られた血管内のアテロームを示す第１のＩＶＵＳ画像の一実施形態の概略図である。
【図１１Ｃ】本発明により高周波数で送信される音響信号と低周波数で送信される音響信号とを用いて得られた図１１Ｂの血管内の図１１Ｂのアテロームを示す第２のＩＶＵＳ画像の一実施形態の概略図である。
【図１２】本発明により血管内撮像手順中にアテロームの壊死性領域に進入するように強化されたＩＶＵＳ画像手順の一例示的実施形態を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、血管内超音波撮像システムの分野及びこのシステムを製造かつ使用する方法に関する。本発明はまた、血管内超音波撮像システムを用いて音響信号を複数の周波数で送信することによって患者組織を撮像するためのシステム及び方法、並びに血管内超音波撮像システムを製造かつ使用する方法に関する。
【００１３】
本明細書に説明する方法、システム、及びデバイスは、多くの異なる形態に実施することができ、本明細書に開示する実施形態に限定されるものと解釈すべきではない。従って、本明細書に説明する方法、システム、及びデバイス、又はそれらの一部分は、完全なハードウエア実施形態、完全なソフトウエア実施形態、又はソフトウエア態様とハードウエア態様を組み合わせた実施形態の形態を取ることができる。本明細書に説明する方法の段階のうちの多くのものは、プロセッサを含むコンピュータのようなあらゆる種類のコンピュータデバイス、又は処理の少なくとも一部を各々が実施するコンピュータデバイスのあらゆる組合せを用いて実施することができる。
【００１４】
適切なコンピュータデバイスは、一般的に大容量メモリを含み、一般的にデバイス間の通信を含む。大容量メモリは、一種のコンピュータ可読媒体、すなわち、コンピュータ記憶媒体を例示するものである。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータのような情報の記憶のためのいずれかの方法又は技術に実施された揮発性、不揮発性、取外し可能、及び着脱不能な媒体を含むことができる。コンピュータ記憶媒体の例は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、又は他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、又は他の光学ストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ、又は他の磁気記憶デバイス、又は望ましい情報を格納するのに使用することができてコンピュータデバイスがアクセス可能なあらゆる他の媒体を含む。
【００１５】
システムのデバイス又は構成要素間の通信方法は、有線と無線（例えば、ＲＦ、光、又は赤外線）の両方の通信方法を含むことができ、そのような方法は、別の種類のコンピュータ可読媒体、すなわち、通信媒体を可能にする。一般的に通信媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータを搬送波、データ信号、又は他の伝達機構のような変調データ信号内に収録し、いずれかの情報配信媒体を含む。「変調データ信号」及び「搬送波信号」という用語は、情報、命令、及びデータなどを信号内に符号化するような方式で設定又は変更された特性のうちの１つ又はそれよりも多くを有する信号を含む。例示的に、通信媒体は、ツイストペア、同軸ケーブル、光ファイバ、導波管、及び他の有線媒体のような有線媒体、並びに音響、ＲＦ、赤外線、及び他の無線媒体のような無線媒体を含む。
【００１６】
適切な血管内超音波（ＩＶＵＳ）撮像システムは、患者内への経皮挿入に向けて構成かつ配置されたカテーテルの遠位端に配置された１つ又はそれよりも多くの変換器を含むが、これらに限定されない。カテーテルを用いたＩＶＵＳ撮像システムの例は、例えば、米国特許第７，３０６，５６１号明細書及び第６，９４５，９３８号明細書、並びに米国特許出願公開第２００６０２５３０２８号明細書、第２００７００１６０５４号明細書、第２００７００３８１１１号明細書、第２００６０１７３３５０号明細書、及び第２００６０１００５２２号明細書に見出され、これらの文献の全てが引用によって組み込まれている。
【００１７】
図１は、ＩＶＵＳ撮像システムの一実施形態１００を略示している。ＩＶＵＳ撮像システム１００は、制御モジュール１０４に結合可能なカテーテル１０２を含む。制御モジュール１０４は、例えば、プロセッサ１０６、パルス発生器１０８、駆動ユニット１１０、及び１つ又はそれよりも多くのディスプレイ１１２を含むことができる。少なくとも一部の実施形態では、パルス発生器１０８は、カテーテル１０２に配置された１つ又はそれよりも多くの変換器（図３の３１２）に入力することができる電気信号を形成する。少なくとも一部の実施形態では、カテーテル１０２に配置された撮像コア（図３の３０６）を駆動するのに、駆動ユニット１１０からの機械エネルギを使用することができる。少なくとも一部の実施形態では、１つ又はそれよりも多くの変換器（図３の３１２）から送信される電気信号は、処理に向けてプロセッサ１０６に入力することができる。少なくとも一部の実施形態では、１つ又はそれよりも多くの変換器（図３の３１２）からの処理済み電気信号は、１つ又はそれよりも多くのディスプレイ１１２上に１つ又はそれよりも多くの画像として表示することができる。少なくとも一部の実施形態では、プロセッサ１０６は、制御モジュール１０４の他の構成要素のうちの１つ又はそれよりも多くの機能を制御するのに使用することができる。例えば、プロセッサ１０６は、パルス発生器１０８から送信される電気信号の周波数又は持続時間、駆動ユニット１１０による撮像コア（図３の３０６）の回転速度、駆動ユニット１１０による撮像コア（図３の３０６）の引き戻しの速度又は長さ、又は１つ又はそれよりも多くのディスプレイ１１２上に形成される１つ又はそれよりも多くの画像の１つ又はそれよりも多くの特性のうちの少なくとも１つを制御するのに使用することができる。
【００１８】
図２は、ＩＶＵＳ撮像システム（図１の１００）のカテーテルの一実施形態１０２の概略側面図である。カテーテル１０２は、細長部材２０２及びハブ２０４を含む。細長部材２０２は、近位端２０６と遠位端２０８を含む。図２では、細長部材２０２の近位端２０６は、カテーテルハブ２０４に結合され、細長部材の遠位端２０８は、患者内への経皮挿入に向けて構成かつ配置される。少なくとも一部の実施形態では、カテーテル１０２は、洗浄ポート２１０のような少なくとも１つの洗浄ポートを形成する。少なくとも一部の実施形態では、洗浄ポート２１０は、ハブ２０４内に形成される。少なくとも一部の実施形態では、ハブ２０４は、制御モジュール（図１の１０４）に結合されるように構成かつ配置される。一部の実施形態では、細長部材２０２とハブ２０４は、単体として形成される。他の実施形態では、細長部材２０２とカテーテルハブ２０４は、別々に形成され、その後に組み合わされる。
【００１９】
図３は、カテーテル１０２の細長部材２０２の遠位端の一実施形態２０８の概略斜視図である。細長部材２０２は、鞘３０２及び内腔３０４を含む。撮像コア３０６は、内腔３０４に配置される。撮像コア３０６は、駆動ケーブル３１０の遠位端に結合された撮像デバイス３０８を含む。
【００２０】
鞘３０２は、患者内への挿入に適するあらゆる可撓性生体適合材料で形成することができる。適切な材料の例は、例えば、ポリエチレン、ポリウレタン、プラスチック、螺旋状切り込み付きステンレス鋼、及びニチノールハイポチューブなど、又はこれらの組合せを含む。
【００２１】
１つ又はそれよりも多くの変換器３１２は、撮像デバイス３０８に装着されて音響信号を送受信するために使用することができる。好ましい実施形態（図３に示す）では、変換器３１２のアレイが撮像デバイス３０８に装着される。他の実施形態では、単一の変換器を使用することができる。更に別の実施形態では、不規則アレイにある複数の変換器を使用することができる。あらゆる個数の変換器３１２を使用することができる。例えば、１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１２個１５個、１６個、２０個、２５個、５０個、１００個、５００個、１０００個、又はそれよりも多い変換器を存在させることができる。認識されるであろうが、他の個数の変換器を使用することができる。
【００２２】
１つ又はそれよりも多くの変換器３１２は、印加電気信号を１つ又はそれよりも多くの変換器３１２の面に対する圧力歪みに変換することができる１つ又はそれよりも多くの材料で形成することができる。適切な材料の例は、圧電セラミック材料、圧電複合材料、圧電プラスチック、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、メタニオブ酸鉛、及びフッ化ポリビニリデンなどを含む。
【００２３】
１つ又はそれよりも多くの変換器３１２の面に対する圧力歪みは、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２の共振周波数に基づく周波数の音響信号を形成する。１つ又はそれよりも多くの変換器３１２の共振周波数は、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２を形成するのに使用されるサイズ、形状、及び材料によって影響を受ける場合がある。１つ又はそれよりも多くの変換器３１２は、カテーテル１０２に位置決めするのに適し、かつ１つ又はそれよりも多くの選択された方向に望ましい周波数の音響信号を伝播させるのに適するあらゆる形状で形成することができる。例えば、変換器は、円盤形、ブロック形、矩形、及び楕円形などとすることができる。１つ又はそれよりも多くの変換器は、例えば、ダイスカット、ダイスアンドフィル、機械加工、及び微細製作などを含むあらゆる工程によって望ましい形状に形成することができる。
【００２４】
例として、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２の各々は、導電性音響レンズと、音響吸収剤材料（例えば、タングステン粒子を有するエポキシ基板）で形成された導電性の裏材との間に圧着された圧電材料の層を含むことができる。作動中に、音響信号の送信をもたらすために、圧電層は、裏材と音響レンズの両方によって電気的に励起することができる。
【００２５】
少なくとも一部の実施形態では、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２は、周囲空間のラジアル断面画像を形成するために使用することができる。従って、例えば、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２がカテーテル１０２に配置されて患者血管内に挿入される場合に、血管の壁及びその血管を取り囲む組織の画像を形成するために、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２を使用することができる。
【００２６】
少なくとも一部の実施形態では、撮像コア３０６は、カテーテル１０２の縦方向軸の回りに回転させることができる。撮像コア３０６が回転する時に、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２は、異なるラジアル方向に音響信号を送信する。十分なエネルギを伴って送信された音響信号が、１つ又はそれよりも多くの組織境界のような１つ又はそれよりも多くの媒体境界に遭遇すると、送信された音響信号の一部分は、送信した変換器にエコー信号として反射して戻される。十分なエネルギを伴って変換器に到達して検出される各エコー信号は、受信した変換器内で電気信号に変形される。１つ又はそれよりも多くの変換済み電気信号は、制御モジュール（図１の１０４）に伝達され、制御モジュール内でプロセッサ１０６が電気信号特性を処理して、送信された音響信号及び受信されたエコー信号の各々からの情報の集合に少なくとも部分的に基づいて表示可能な撮像領域画像を形成する。少なくとも一部の実施形態では、撮像コア３０６の回転は、制御モジュール（図１の１０４）に配置された駆動ユニット１１０によって駆動ケーブル３１０を通じて駆動される。
【００２７】
１つ又はそれよりも多くの変換器３１２が音響信号を送信しながらカテーテル１０２の縦方向軸の回りを回転すると、着目する血管の壁及びその血管を取り囲む組織のような１つ又はそれよりも多くの変換器３１２を取り囲む領域の一部分のラジアル断面画像を集合的に形成する複数の画像が形成される。少なくとも一部の実施形態では、ラジアル断面画像は、１つ又はそれよりも多くのディスプレイ１１２上に表示することができる。
【００２８】
少なくとも一部の実施形態では、血管の軸長に沿って複数の断面画像を形成することができるように、撮像コア３０６は、カテーテル１０２が挿入される血管に縦方向に沿って移動することができる。少なくとも一部の実施形態では、撮像手順中に、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２は、カテーテル１０２の縦方向の長さに沿って後退させる（すなわち、引き戻す）ことができる。少なくとも一部の実施形態では、カテーテル１０２は、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２の引き戻し中に後退させることができる少なくとも１つの伸縮性部分を含む。少なくとも一部の実施形態では、駆動ユニット１１０は、カテーテル１０２内での撮像コア３０６の引き戻しを駆動する。少なくとも一部の実施形態では、駆動ユニット１１０の撮像コア引き戻し距離は、少なくとも５ｃｍである。少なくとも一部の実施形態では、駆動ユニット１１０の撮像コア引き戻し距離は、少なくとも１０ｃｍである。少なくとも一部の実施形態では、駆動ユニット１１０の撮像コア引き戻し距離は、少なくとも１５ｃｍである。少なくとも一部の実施形態では、駆動ユニット１１０の撮像コア引き戻し距離は、少なくとも２０ｃｍである。少なくとも一部の実施形態では、駆動ユニット１１０の撮像コア引き戻し距離は、少なくとも２５ｃｍである。
【００２９】
少なくとも一部の実施形態では、１つ又はそれよりも多くの変換器導体３１４が、変換器３１２を制御モジュール１０４に電気的に接続する（図１を参照されたい）。少なくとも一部の実施形態では、１つ又はそれよりも多くの変換器導体３１４は、駆動ケーブル３１０に沿って延びている。
【００３０】
少なくとも一部の実施形態では、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２は、撮像コア３０８の遠位端２０８に装着することができる。撮像コア３０８は、カテーテル１０２の内腔内に挿入することができる。少なくとも一部の実施形態では、カテーテル１０２（及び撮像コア３０８）は、ターゲット撮像場所から離れた部位において大腿動脈のような到達可能な血管を通じて患者内に経皮挿入することができる。次に、患者の脈管構造を通じて、選択された血管の一部分のようなターゲット撮像場所にカテーテル１０２を進めることができる。
【００３１】
一般的に、変換器３１２は、いずれか所定の時点において比較的小さい周囲組織領域のみをターゲットとして音響信号を誘導し、エコー信号を受信する。脈管又は組織の１つの領域からの後方散乱エコー信号を受信した後に、次の領域からのＩＶＵＳ信号を取得するために、変換器３１２は回転される（例えば、０．５度から２度までの範囲の量だけ）。このようにして円の回りに完全に回転させることにより、３６０°のＩＶＵＳ画像を発生させることができる。変換器の各位置は、「走査線」と呼ぶことができるＩＶＵＳ信号を生成する。変換器３１２の進行中の回転は、「実時間」ＩＶＵＳ画像の発生を可能にする。少なくとも一部の実施形態では、変換器３１２は、１秒間に少なくとも１回、２回、３回、５回、１０回、２０回、又は３０回回転する。他の回転速度を使用することができる。
【００３２】
構成成分組織タイプを識別（すなわち、組織特徴付け）するために、１つ又はそれよりも多くのＩＶＵＳ画像を分析するのにコンピュータ支援による方法を使用することができる。組織特徴付けは、グレースケールＩＶＵＳ画像の視覚的な読取又はＩＶＵＳ画像の「視認」から利用可能にされるものを超える情報を提供することができる。組織特徴付け法は、患者の脈管構造に関する病状及び病変の可視化を可能にすることができる。組織特徴付けは、疾患の進行又は治療に対する患者の反応をモニタするのに使用することができる。
【００３３】
異なる組織タイプは、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２によって受信されるエコー信号上にそれらの独自の「形跡」を刷り込む。エコー信号を受信し、形跡を読み取り、組織タイプに一意的に結びつけることができる。組織特徴付けは、臨床的に着目する各組織タイプの多数の試料のエコー信号特性の生体外記録を含むことができる。各組織タイプの範囲でエコー信号特性の類似性を維持し、組織タイプの間でその相違性を維持するようにエコー信号特性を示すことができる場合は（数学的解析により）、エコー信号特性を組織タイプに対する代理物と見なすことができる。従って、適切な信号特徴付けシステムを実施することにより、組織特徴付けシステムを作成することができる。
【００３４】
組織特徴付けの１つの潜在的な臨床用途は、血管内に位置する不安定プラーク（すなわち、アテローム）の検出である。破裂又は糜爛の傾向がある危険性の高い又は不安定な冠状アテロームは、多くの場合に、表層の薄被膜が大食細胞に浸潤された脂質に豊むコア（コア）を含む。図４は、例示的なアテロームを有する血管の一部分の縦方向の概略断面図である。血管４００は、内腔４０２、複数の組織層を有する壁４０４、及び内腔４０２を通じて一般的に方向矢印４０６に示す方向に流れる血液を含む。更に、血管４００は、壁１０４内のいくつかの組織層の間にアテローム４０８を含む。アテローム４０８は、被膜４１０及び壊死性コア４１２を含む。一般的に被膜は、１つ又はそれよりも多くの繊維性結合組織層を含み、一般的にコアは、大食細胞、脂肪細胞、脂質に富む物質、コレステロール、カルシウム、泡沫細胞、及び微細石灰化物などを含む多くの異なる種類の物質を含む。
【００３５】
図５は、被膜が破裂したアテロームを有する図４に示す血管の一部分の縦方向の概略断面図である。図５では、被膜４１０は破裂しており、アテローム４０８のコア４１２を血管４００の内腔４０２に露出させている。被膜が破裂すると、コアの各部分がアテロームから流出して、血管の内腔内に流入する可能性がある。例えば、図５では、コア４１２の一部分５０２が、破裂した被膜４１０を通じて延びており、コア４１２の分離した部分５０４が、アテローム４０８の下流に示されている。コア４１２の分離した部分５０４は下流に移送され、その後に、アテローム４０８の下流の血管４００を塞ぐか又は血管４００の下流の１つ又はそれよりも多くの他の血管を塞ぐ場合がある。
【００３６】
被膜破裂の結果として、血栓の形成がトリガされる場合がある。図６Ａは、被膜破裂部において閉塞血栓が形成された図４に示す血管の一部分の縦方向の概略断面図である。図６Ａでは、被膜４１０の破裂部内又はその回りに血栓６０２が形成されている。時に基づいて血管を塞ぐのに十分大きい血栓が形成される可能性がある。図６Ａでは、血栓６０２が被膜４１０の破裂部を満たしており、拡大して血管４００の内腔４０２を塞いでいる。一部の場合には、閉塞血栓は、図６ＡにＵ字形の方向矢印６０４に示すように、血栓の下流の血流を止める可能性がある。アテロームの上流では、動脈瘤の発達、又は後に内出血及び更に別の血栓の形成を有するか又は伴わない血管壁内の亀裂のような多くの異なる弊害をもたらす可能性がある血溜まりが発生する場合がある。
【００３７】
血栓又は血栓の一部分は、被膜の破裂部から剥離して下流に移送される場合がある。図６Ｂは、血栓が剥離した図４に示す血管の一部分の縦方向の概略断面図である。図６Ｂでは、血栓（図６Ａの６０２）の一部分６０４が剥離し、アテローム４０８の下流の場所に移送されている位置が示されている。その後に、血栓（図６Ａの６０２）の剥離部分６０４は、アテロームの下流の血管４００を塞ぐか又は血管４００の下流の１つ又はそれよりも多くの他の血管を塞ぐ場合がある。
【００３８】
上述のように、壊死性コア（ＮＣ）を有するアテロームは、患者に対して１つ又はそれよりも多くの悪影響を招く場合がある。従って、組織を分類する際に、壊死性コア（ＮＣ）の分類は、重要度の高い臨床的着目点とすることができる。上述のように、多くの場合に、ＮＣ領域は、ある程度の微細石灰化を含む。ＮＣ領域内の微細石灰化は、ＩＶＵＳ画像上で信号の減衰をもたらす場合がある。ＩＶＵＳ画像上での信号減衰量は、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２から送信される音響信号の中心周波数に比例すると考えられる。
【００３９】
１つ又はそれよりも多くの変換器３１２からの異なる深度において生成される画像の品質は、例えば、帯域幅、変換器の焦点、ビームパターン、並びに音響信号の周波数を含む１つ又はそれよりも多くのファクタによって影響を受ける可能性がある。１つ又はそれよりも多くの変換器３１２から出力される音響信号の周波数を増大させることにより、発生させる画像の解像度を改善することができる。１つ又はそれよりも多くの変換器３１２から出力される音響信号の周波数はまた、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２から出力される音響信号の進入深度に影響を及ぼす可能性もある。一般的に、音響信号の周波数が低下する時に、患者組織内での音響信号の進入深度は増大する。
【００４０】
少なくとも一部の従来のＩＶＵＳ撮像システムは、単一の広帯域周波数範囲を有する音響信号を送信する変換器を使用する。広帯域周波数範囲を使用することは、高い周波数に関連付けられた高い解像度というある程度の利点を有することができ、同時に低周波数に関連付けられた進入の改善というある程度の利点も有する。しかし、変換器の帯域幅及びピーク振幅に起因して、広帯域周波数範囲のある一定の周波数におけるＳＮ比は、着目する周波数に対して不十分である可能性がある。
【００４１】
強化ＩＶＵＳ撮像技術（撮像技術）は、少なくとも一部が、少なくとも一部の他のものの中心周波数とは異なる中心周波数を有する複数の音響信号を送信する段階を含む。少なくとも一部の実施形態では、音響信号の少なくとも一部は、高周波音響信号である。少なくとも一部の実施形態では、音響信号の少なくとも一部は、低周波音響信号である。
【００４２】
少なくとも一部の実施形態では、高周波音響信号は、少なくとも３５ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、４５ＭＨｚ、５０ＭＨｚ、５５ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、６５ＭＨｚ、７０ＭＨｚ、７５ＭＨｚ、又はそれよりも高い中心周波数を有する。少なくとも一部の実施形態では、高周波音響信号は、３５ＭＨｚと５５ＭＨｚの間の中心周波数を有する。少なくとも一部の実施形態では、高周波音響信号は、４０ＭＨｚと５０ＭＨｚの間の中心周波数を有する。少なくとも一部の実施形態では、高周波音響信号は、４０ＭＨｚの中心周波数を有する。少なくとも一部の実施形態では、高周波音響信号は、５０ＭＨｚの中心周波数を有する。
【００４３】
少なくとも一部の実施形態では、低周波音響信号は、３０ＭＨｚよりも高くない中心周波数を有する。少なくとも一部の実施形態では、低周波音響信号は、２５ＭＨｚよりも高くない中心周波数を有する。少なくとも一部の実施形態では、低周波音響信号は、２０ＭＨｚよりも高くない中心周波数を有する。少なくとも一部の実施形態では、低周波音響信号は、１５ＭＨｚよりも高くない中心周波数を有する。少なくとも一部の実施形態では、低周波音響信号は、１０ＭＨｚよりも高くない中心周波数を有する。少なくとも一部の実施形態では、低周波音響信号は、１０ＭＨｚと３０ＭＨｚの間の中心周波数を有する。少なくとも一部の実施形態では、低周波音響信号は、１５ＭＨｚと２５ＭＨｚの間の中心周波数を有する。少なくとも一部の実施形態では、低周波音響信号は、２５ＭＨｚの中心周波数を有する。少なくとも一部の実施形態では、低周波音響信号は、２０ＭＨｚの中心周波数を有する。
【００４４】
少なくとも一部の実施形態では、複数の音響信号の少なくとも一部は、これらの複数の音響信号の少なくとも一部の他のものの中心周波数よりも少なくとも１５ＭＨｚ低い中心周波数を有する。少なくとも一部の実施形態では、複数の音響信号の少なくとも一部は、これらの複数の音響信号の少なくとも一部の他のものの中心周波数よりも少なくとも２０ＭＨｚ低い中心周波数を有する。少なくとも一部の実施形態では、複数の音響信号の少なくとも一部は、これらの複数の音響信号の少なくとも一部の他のものの中心周波数よりも少なくとも２５ＭＨｚ低い中心周波数を有する。少なくとも一部の実施形態では、複数の音響信号の少なくとも一部は、これらの複数の音響信号の少なくとも一部の他のものの中心周波数よりも少なくとも３０ＭＨｚ低い中心周波数を有する。
【００４５】
少なくとも一部の実施形態では、撮像技術は、単一の広帯域周波数有する音響信号を使用するのと比較した場合に、受信エコー信号の利用可能な帯域幅を増幅し、不十分なＳＮ比（すなわち、信頼性が高い組織分類を妨げるＳＮ比）をもたらすことはない。少なくとも一部の実施形態では、送信音響信号の帯域幅は設定可能である。少なくとも一部の実施形態では、送信音響信号の個々の部分的帯域幅は、２０ＭＨｚから７０ＭＨｚまでの範囲にわたる中心周波数の１０％、２０％、３０％よりも大きくない。少なくとも一部の実施形態では、送信音響信号の帯域幅は互いに重なる。少なくとも一部の実施形態では、所定の走査深度に対する最少所要時間によって音響信号繰返し数を判断することができる。撮像技術は、２つの非常に異なる周波数（例えば、２５ＭＨｚと５０ＭＨｚ）における信号強度も測定する。本明細書で解説する全ての帯域幅は、半値全幅で判断される。
【００４６】
図７は、血管７０４内に位置するアテロームの別の実施形態７０２の横断方向の概略断面図である。アテローム７０２は、ＮＣ領域７０８の上に位置する被膜７０６を含み、ＮＣ領域７０８は、早期壊死性コア７１０と末期壊死性コア７１２を含む。
【００４７】
高周波音響信号を送信することによってアテロームのＩＶＵＳ画像を発生させる場合には、典型的な石灰化病変（例えば、損傷組織）と類似の方式で、ＮＣ領域がＩＶＵＳ画像上に陰影を形成する場合がある。図８は、ＮＣ領域８０６（図８に矢印に示す）を有するアテローム８０４を含むＩＶＵＳ画像の１つの実施形態８０２を示している。ＩＶＵＳ画像８０２は、高周波音響信号を送信することによって発生する。アテローム８０４は、典型的な石灰化病変に似た外観を有する目視可能なエコーの層と、その背後にあるＮＣ領域８０６に対応する陰影とを有する。ＮＣ領域８０６によってもたらされる減衰度は、例えば、ＮＣ領域８０６内の微細石灰化物の量、ＮＣ領域８０６の厚み、又は音響信号の入射角などを含む１つ又はそれよりも多くのファクタに基づくことができる。図８に示すように、高周波音響信号を用いてＩＶＵＳ画像８０２を発生させる場合には、ＮＣ領域８０６が、組織分類の有効性を妨げる可能性がある有意な減衰量を含む場合がある。
【００４８】
低周波音響信号を用いてアテロームを撮像することにより、ＮＣ領域内の陰影形成を低減することができる。低周波音響信号を送信することによってアテロームのＩＶＵＳ画像を発生させる場合には、音響信号は、音響陰影をもたらすことなくＮＣ領域に高頻度で進入することができる。従って、低周波音響信号を使用することにより、高度の減衰を伴ってアテロームを撮像する場合の組織分類を改善することができる。しかし、低周波音響信号を用いて発生させたＩＶＵＳ画像は、高周波音響信号を用いて発生させたＩＶＵＳ画像と比較して低い解像度を有する場合がある。
【００４９】
一部の実施形態では、撮像技術は、撮像手順中に各走査線に対して、第１の中心周波数を有する少なくとも１つの音響信号と、第１の周波数とは異なる第２の中心周波数を有する少なくとも１つの音響信号とを送信する段階を含む。音響信号の各周波数の相対値を変更することができることは理解されるであろう。
【００５０】
他の実施形態では、撮像技術は、第１の中心周波数を有する音響信号を第１の走査線に沿って送信し、第２の中心周波数を有する音響信号を第２の走査線に沿って送信する。各走査線が、１つの所定の中心周波数を有する音響信号のみを含む場合には、音響信号は、一連の走査線の間で繰り返すパターンを用いて送信することができる。例えば、ａ）奇数の走査線に沿って１つ又はそれよりも多くの高周波信号のみを送信し、偶数の走査線に沿って１つ又はそれよりも多くの低周波数信号のみを送信する段階、ｂ）偶数の走査線に沿って１つ又はそれよりも多くの高周波信号のみを送信し、奇数の走査線に沿って１つ又はそれよりも多くの低周波数信号のみを送信する段階、ｃ）２つ又はそれよりも多くの隣接走査線に沿って１つ又はそれよりも多くの高周波信号のみを送信し、２つ又はそれよりも多くの他の隣接走査線に沿って１つ又はそれよりも多くの低周波信号のみを送信する段階、ｄ）Ｎ番目毎の走査線（この場合、Ｎは、２よりも大きい整数である）に沿って１つ又はそれよりも多くの高周波信号のみを送信する段階、ｅ）Ｎ番目毎の走査線（この場合、Ｎは、２よりも大きい整数である）に沿って１つ又はそれよりも多くの低周波信号のみを送信する段階、又はｆ）走査周回の所定の扇形に沿って１つ又はそれよりも多くの高周波信号のみを送信し、走査周回の別の扇形に沿って１つ又はそれよりも多くの低周波信号のみを送信する段階などを含むあらゆる送信パターンを使用することができる。
【００５１】
あらゆる個数の音響信号を変換器３１２から送信することができる。送信音響信号は、あらゆる個数の異なる中心周波数を含むことができる。変換器３１２は、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、又はそれよりも多い異なる中心周波数を有する音響信号を送信するように構成かつ配置することができる。変換器３１２は、６つよりも多い中心周波数を含む音響信号を送信するように構成かつ配置することができることは理解されるであろう。
【００５２】
撮像手順中に、少なくとも１つの高周波音響信号と少なくとも１つの低周波信号とを送信することは有利であると考えられる。高周波音響信号は、低周波信号と比較して画像の解像度を改善するのに特に有利である場合があり、低周波数は、高周波音響信号が単独に使用される場合に陰影内に覆い隠される可能性がある被膜の背後のＮＣ領域を撮像するのに有利である場合がある。更に、各々が異なる周波数範囲にある複数の音響信号を送信することにより、単一の広帯域周波数を用いて得られる有害なＳＮ比を回避することができる。
【００５３】
図９Ａは、撮像手順中の１つ又はそれよりも多くの変換器からの送信に適する異なる中心周波数を有する音響信号のスペクトルを示すグラフである。図９Ａでは、第１の音響信号９０２は、２５ＭＨｚの中心周波数及び約７．５ＭＨｚの帯域幅を有する低周波信号である。第２の音響信号９０４は、５０ＭＨｚの中心周波数及び約１５ＭＨｚの帯域幅を有する高周波信号である。比較として図９Ａには、約４０ＭＨｚの中心周波数を有する約４５ＭＨｚの帯域幅を有する広帯域信号９０６を示している。
【００５４】
図９Ｂは、音響信号９０２、９０４、及び９０６の患者組織からの反射の後に１つ又はそれよりも多くの変換器によって受信された例示的なエコー信号のスペクトルを示すグラフである。エコー信号９０２は、音響信号９０２に対応し、エコー信号９０４は、音響信号９０４に対応し、エコー信号９０６は、音響信号９０６に対応する。図９Ｂは、２５ＭＨｚにおいて、エコー信号９０２の相対強度がエコー信号９０６よりも約１０ｄＢ高いことを示している。同様に図９Ｂは、５０ＭＨｚにおいて、エコー信号９０４の相対強度がエコー信号９０６よりも約１０ｄＢ高いことも示している。
【００５５】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、異なる周波数の音響信号を用いて得られるアテロームの異なる外観の例を提供している。図１０Ａ及び図１０Ｂは、血管１００６内のアテローム１００４を示すＩＶＵＳ画像の概略図である。図１０Ａは、第１の中心周波数で送信される音響信号を用いて発生させたＩＶＵＳ画像の一実施形態１００２を示している。第１の中心周波数は、低周波音響信号（例えば、２５ＭＨｚの中心周波数を有する）である。図１０Ｂは、第１の中心周波数よりも高い第２の中心周波数で送信される音響信号を用いて発生させたＩＶＵＳ画像の一実施形態１０２２を示している。図１０Ｂでは、第２の中心周波数は高周波音響信号である。
【００５６】
図１０Ａと図１０Ｂの比較は、超音波散乱又は減衰又はその両方の周波数依存性に起因して、低周波数と高周波数の両方においてアテロームを撮像することにより、組織特徴付けを強化するための有利な情報を提供することができることを明らかにしている。図１０Ｂの解像度は、図１０Ａの解像度よりも高いが、一方、図１０Ｂに対する図１０Ａの比較により、組織分類に潜在的に有利な情報を図１０Ｂではなく図１０Ａに見ることができることが明らかである。図１０Ａでは、外膜壁１００８（図１０Ａに矢印に示す）を見ることができる。しかし、図１０Ｂでは、陰影（図１０Ｂの１０２８）が外膜壁（図１０Ａの１００８）を不明瞭にしている。
【００５７】
図１１Ａ〜図１１Ｃは、単一の広帯域周波数を有する音響信号の送信に応答して受信されたエコー信号から発生させた血管のＩＶＵＳ画像と、複数の異なる周波数における音響信号の送信に応答して受信されたエコー信号の組合せから発生させた同じ血管のＩＶＵＳ画像との間の潜在的な差の例を示している。図１１Ａは、患者組織からの音響信号の反射の後に１つ又はそれよりも多くの変換器によって受信されたエコー信号の例示的なスペクトルを示すグラフである。音響信号１１０２は、低周波信号から及び高周波信号からの組合せ信号である。図１１Ａでは、低周波信号は、２５ＭＨｚの中心周波数及び３０％の帯域幅を有し、高周波信号は、５０ＭＨｚの中心周波数及び３０％の帯域幅を有する。比較のために、図１１Ａには、４０ＭＨｚの中心周波数及び全帯域幅を有する広帯域信号１１０４を図示している。図１１Ｂは、単一の広帯域信号１１０４を用いて発生させた血管１１３０のＩＶＵＳ画像の一実施形態１１２０を示している。図１１Ｃは、組合せ音響信号１１０２を用いて発生させた血管１１３０のＩＶＵＳ画像の一実施形態１１４０を示している。ＩＶＵＳ画像１１４０に対するＩＶＵＳ画像１１２０の比較により、ＩＶＵＳ画像１１４０において血管１１３０の軸線方向に沿ってＩＶＵＳ画像１１２０よりも微細な模様が明らかである。
【００５８】
図１２は、強化ＩＶＵＳ撮像技術の一例示的実施形態を示す流れ図である。段階１２０２では、変換器の増分回転の合間に、少なくとも２つの異なる中心周波数を有する音響信号が一連の走査線に沿って患者組織に向けて送信される。少なくとも一部の実施形態では、音響信号のうちの少なくとも１つは、第１の周波数を中心とする周波数帯域幅を有し、音響信号のうちの少なくとも１つは、第１の周波数よりも低い第２の周波数を中心とする周波数帯域幅を有する。少なくとも一部の実施形態では、第１の周波数は高周波数であり、第２の周波数は低周波数である。段階１２０４では、各走査線に対して、患者組織から反射された対応するエコー信号が変換器によって受信される。段階１２０６では、受信エコー信号が電気信号に変形される。段階１２０８では、変換器からの受信電気信号が処理され、少なくとも１つの画像が形成される。
【００５９】
本明細書に開示する例示的な流れ図の各ブロック、及び例示的な流れ図内のブロックの組合せ、並びに組織分類器、撮像器、制御モジュール、システム、及び方法のあらゆる部分は、コンピュータプログラム命令によって実施することができることは理解されるであろう。これらのプログラム命令は、プロセッサ上で実行されるこれらの命令が、流れ図の１つ又は複数のブロック内に指定された動作、又は本明細書に開示する組織分類器、撮像器、制御モジュール、システム、及び方法に対して説明した動作を実施するための手段を作成するようなマシンが生成されるようにプロセッサに供給することができる。コンピュータプログラム命令は、プロセッサによって実行され、プロセッサによって実施されてコンピュータ実施式処理を生じる一連の作動段階をもたらすことができる。コンピュータプログラム命令は、作動段階の少なくとも一部のものを並列に実施させることができる。更に、段階の一部はまた、マルチプロセッサコンピュータシステムにおいて発生すると思われるような１つよりも多いプロセッサにわたって実施することができる。更に、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、１つ又はそれよりも多くの処理を他の処理と同時に実施することができ、又は例示しているものとは異なるシーケンスで実施することさえ可能である。
【００６０】
コンピュータプログラム命令は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、又は他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、又は他の光学ストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ、又は他の磁気記憶デバイス、又は望ましい情報を格納するのに使用することができてコンピュータデバイスがアクセス可能であるあらゆる他の媒体を含むが、これらに限定されないあらゆる適切なコンピュータ可読媒体上に格納することができる。
【００６１】
代替実施形態では、撮像技術は、異なる方式で実施することができる。少なくとも一部の実施形態では、血流抑制のための特に限られた帯域幅のみを有するＩＶＵＳ変換器に対して多重周波数方法を改善するのに撮像技術を使用することができる。少なくとも一部の実施形態では、撮像技術は、ＳＮ比を最大にするための符号化送受信法のような１つ又はそれよりも多くの他の技術と組み合わせることができる。少なくとも一部の実施形態では、カルシウム沈着物の背後に位置する１つ又はそれよりも多くの構造体の識別又は分類を改善するのに撮像技術を使用することができる。少なくとも一部の実施形態では、ガイドワイヤの背後に位置決めされた１つ又はそれよりも多くの構造体のような他の物体の背後での識別を改善するのに撮像技術を使用することができる。少なくとも一部の実施形態では、ＳＮ比に対する有意な改善により、組織減衰の定量化を改善するのに撮像技術を使用することができる。少なくとも一部の実施形態では、構造体（例えば、アテローム又は血管など）内の境界検出を改善するのに撮像技術を使用することができる。少なくとも一部の実施形態では、誘発される歪みを心周期から推定するための適切な時間ステップサイズを選択するためにより良好な粒度を与えることにより、超音波弾性撮像法を改善するのに撮像技術を使用することができる。
【００６２】
以上の仕様、実施例、及びデータは、本発明の構成物の製造及び使用の説明を提供するものである。本発明の多くの実施形態を本発明の精神及び範囲から逸脱することなく作成することができるので、本発明は、以下に添付する特許請求の範囲にも属するものである。
【符号の説明】
【００６３】
１００  ＩＶＵＳ撮像システム
１０２  カテーテル
１０６  プロセッサ
１０８  パルス発生器
１１０  駆動ユニット
【図１】
2013515593.tif 000003
【図２】
2013515593.tif 000004
【図３】
2013515593.tif 000005
【図４】
2013515593.tif 000006
【図５】
2013515593.tif 000007
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ−１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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