(57)【要約】  超音波画像を取得及び表示する方式を標準化するシステム、方法及び媒体が提供される。本発明の一実施形態において、器官のボリューム画像は標準化された方式で取得される。式等の関係は、ユーザに依存せずに表示されるボリューム内で関心解剖断面を自動的に生成するために利用される。
2008534082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
器官の少なくとも１つの解剖断面を取得及び表示するためにソノグラフィ機器を利用する方法であって、
前記器官の基準解剖断面の超音波画像を取得するために超音波トランスデューサを移動する工程と、
前記少なくとも１つの解剖断面を自動的に検索及び表示するために、前記基準解剖断面及び前記少なくとも１つの解剖断面に関する少なくとも１つの所定の数学的関係を使用する工程と、から成る方法。
【請求項２】
前記器官は胎児心臓である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記解剖断面は、肺動脈、スリー  ベッセル  ビュー（three vessel view)、左室流出路、ダクタル  アーチ（ductal arch）、静脈還流及び大動脈弓のうちの少なくとも１つを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
画像取得境界線の少なくとも２つの対辺は、胎児の皮膚の第１の表面及び第２の表面の外側にそれぞれ配置される請求項２に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１本の肋骨は、前記画像取得境界線の対辺上に現れる請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記画像取得境界線内の画像が胃の像を下部に含み且つ下部頚部の像を上部に含むように、取得角度を十分に大きく利用することを、更に含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
胎児心臓の超音波画像を取得及び表示するためにソノグラフィ機器を利用する方法であって、
ａ）前記胎児の脊椎が略６時方向の位置になり且つ心尖が左上腹部になるように、Ｘ軸が水平軸であり、Ｙ軸が垂直軸であり且つＺ軸が前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸により規定される断面に対して垂直方向を指し示す座標系において、前記Ｚ軸を中心に胎児心臓の四腔像の横断面の画像を回転するために、超音波システムに関連する装置を使用する工程と、
ｂ）前記横断面の基準点を前記脊椎に移動するために、前記装置を使用し、矢状断像の前記脊椎の左右の縦断像及び冠状断像の前記脊椎の前後の縦断像を得る工程と、
ｃ）胸部中部の脊椎の部分が冠状断面に略垂直に位置合わせされ、且つ前記心臓の後部の前記胸部中部の脊椎の部分が、矢状断面において略水平に位置合わせされるまで、前記Ｚ軸を中心に前記冠状断像の前記画像を回転するために前記装置を使用する工程と、
ｄ）三尖弁の内側小葉を隔壁に付着したレベルにおいて、前記横断面の前記基準点を心臓十字に位置付けるために前記装置を利用する工程と、
ｅ）前記胎児心臓の１つ以上の関心断面を、自動的に検索及び表示するために、所定の数学的関係を使用する工程とから成る方法。
【請求項８】
前記胎児が殿位である場合において、前記画像は前記工程ａ）〜ｅ）の実行前に前記Ｙ軸を中心に約１８０度回転される請求項７に記載の方法。
【請求項９】
胎児腹部の超音波画像を取得及び表示するためにソノグラフィ機器を利用する方法であって、
腹囲の断面のレベルで胎児腹部の軸方向像の超音波画像を取得するために超音波トランスデューサを移動する工程と、
前記胎児腹部が前記画像の取得ボックス内に位置するように前記ボックスを開く工程と、
前記画像が仙骨の像を下部に含み且つ横隔膜の像を上部に含むように取得角度を十分に大きく利用する工程と、
前記胎児腹部の１つ以上の関心断面を自動的に取得及び表示するために、少なくとも１つの所定の数学的関係を使用する工程とから成る方法。
【請求項１０】
前記胎児の少なくとも１本の肋骨が、前記画像の対辺上に現れる請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記取得ボックス境界線の少なくとも２つの対辺は、胎児の皮膚の第１の表面及び第２の表面のすぐ外側にそれぞれ配置される請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
胎児腹部のボリュームスキャンを表示する方法であって、
ａ）前記胎児の脊椎が略６時方向の位置になり且つ胃が左腹部になるように、Ｘ軸が水平軸であり、Ｙ軸が垂直軸であり且つＺ軸が前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸により規定される断面に対して垂直方向を指し示す座標系において、前記Ｚ軸を中心に腹囲の画像を回転するために超音波システムに関連する装置を使用する工程と、
ｂ）前記横断面の基準点を前記脊椎に移動するために前記装置を使用し、矢状断像の前記脊椎の左右の縦断像及び冠状断像の前記脊椎の前後の縦断像を得る工程と、
ｃ）腰部中部の脊椎の部分が冠状断面において略垂直に且つ矢状断面において略水平に位置合わせされるまで、前記Ｚ軸を中心に前記冠状断像の前記画像を回転するために前記装置を使用する工程と、
ｄ）前記横断面の前記基準点を前記胎児腹部の中心に位置付けるために前記装置を使用する工程と、
ｅ）前記胎児腹部の１つ以上の関心断面を自動的に検索及び表示するために、少なくとも１つの所定の数学的関係を使用する工程とから成る方法。
【請求項１３】
前記胎児が殿位である場合において、前記画像は前記工程ａ）〜ｅ）の実行前に前記Ｙ軸を中心に約１８０度回転される請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
児頭の超音波画像を取得及び表示するためにソノグラフィ機器を利用する方法であって、
側脳室のレベルの断面のレベルで児頭の軸方向像の超音波画像を取得するために超音波トランスデューサを移動する工程と、
前記児頭が前記画像の取得ボックス内に位置するように前記ボックスを開く工程と、
前記画像が上部脊椎の像を下部に含み且つ前記胎児の頭頂の像を上部に含むように取得角度を十分に大きく利用する工程と、
前記児頭の１つ以上の関心断面を自動的に取得及び表示するために、少なくとも１つの所定の数学的関係を使用する工程とから成る方法。
【請求項１５】
前記取得ボックス境界線の少なくとも２つの対辺は、胎児の頭骨の第１の表面及び第２の表面のすぐ外側にそれぞれ配置される請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
児頭のボリュームスキャンを表示する方法であって、
ａ）半球間裂溝が略水平に位置合わせされ且つ胎児の脳の前頭部が観察者から見て画像の右側部分に位置付けられるように、Ｘ軸が水平軸であり、Ｙ軸が垂直軸であり且つＺ軸が前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸により規定される断面に対して垂直方向を指し示す座標系において、前記Ｚ軸を中心に側脳室を含む前記画像を回転するために超音波システムに関連する装置を使用する工程と、
ｂ）胎児の顔がミリタリ位置になるまで、前記Ｚ軸を中心に矢状断面の前記画像を回転するために前記装置を使用する工程と、
ｃ）半球間裂溝が略水平に位置合わせされるまで前記Ｚ軸を中心に前記冠状断面の前記画像を回転するために前記装置を利用する工程と、
ｄ）半球間裂溝の中点に基準点を位置付けるために前記装置を利用する工程と、
ｅ）前記児頭の１つ以上の関心断面を自動的に検索及び表示するために、少なくとも１つの所定の数学的関係を使用する工程とから成る方法。
【請求項１７】
前記胎児が頭位である場合、前記画像は前記工程ａ）〜ｅ）の実行前に前記Ｙ軸を中心に約１８０度回転される請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
新生児の器官の少なくとも１つの解剖断面を取得及び表示するためにソノグラフィ機器を利用する方法であって、
前記新生児の器官の基準解剖断面の超音波画像を取得するために超音波トランスデューサを移動する工程と、
前記新生児の器官の前記少なくとも１つの解剖断面を自動的に検索及び表示するために、前記基準解剖断面及び前記少なくとも１つの解剖断面に関する少なくとも１つの所定の数学的関係を使用する工程とから成る方法。
【請求項１９】
前記新生児の器官は、頭部である請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
３次元超音波画像の少なくとも１つの解剖断面をリアルタイムで取得及び表示するためにソノグラフィ機器を利用する方法であって、
器官の基準解剖断面の超音波画像を取得するために超音波トランスデューサを移動する工程と、
前記少なくとも１つの解剖断面をリアルタイムで自動的に検索及び表示するために、前記基準解剖断面及び前記少なくとも１つの解剖断面に関する少なくとも１つの所定の数学的関係を使用する工程とから成る方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、超音波静止画像、リアルタイム画像を取得及び生成することの少なくともいずれかに関し、特に、胎児、新生児、成体の器官の標準解剖断面の超音波静止画像、リアルタイム画像のオペレータに依存しない表示を取得及び生成することの少なくともいずれかに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療イメージングの技術において、３次元（３Ｄ）及び４次元（４Ｄ）超音波検査法の開発により、撮像技術は進歩した。３Ｄ超音波検査法を使用して、目標ボリュームから（又は目標ボリューム内で）無数の２次元（２Ｄ）断面が取得される。３Ｄ超音波検査法により取得されたボリュームは、そのボリューム内の代表的な２Ｄ断面の横断面（又は軸断面）（上下）、冠状断面（前後）及び矢状断面（左右）を表す３つの直交断面によりディスプレイモニタ上に表示される。３つの直交断面による取得した３Ｄボリュームの表示は、多断面撮像（又は多断面表示）として周知である。
【０００３】
超音波ボリュームの多断面表示により、オペレータは、それらボリューム内で再構成２Ｄ断面を作成及び表示するために、取得した目標ボリュームを操作できる。例えば多断面表示において、ボリュームは、３つの像のいずれかにおいて平行断面上をスクロールし且つ関心構造の像を得るためにボリュームを回転することにより調査される。ボリュームが取得され且つ患者が解放された後、オペレータは、任意の所望の部分の断面を得るためにボリュームデータを操作できる。
【０００４】
従って、３Ｄ超音波の１つの利点は、１つの格納されたボリュームから種々の像を得られる能力である。しかし、特にボリュームが中枢神経系又は心臓等の相対的に複雑な解剖学的器官を含む場合は、訓練された担当者でも多断面表示処理により３Ｄボリュームの操作を行なうのは困難である。
【０００５】
いくつかの研究が、胎児の撮像における従来の２Ｄソノグラフィ（sonography）と比較してボリュームソノグラフィ（すなわち、３Ｄソノグラフィ）の追加の利点を提供している。例えば、Dyson R.L.、Pretorius D.H.、Budorick N.E.、Johnson D.D.、Sklansky M.S.、Cantrell C.J.、Lai S、Nelson T.R.のThree-Dimensional Ultrasound in the Evaluation of Fetal Anomalies、Ultrasound Obstetrics Gynecology、2000; 16:321-328、Merz E.、Bahlmann F.、Weber G.のVolume Scanning in the Evaluation of Fetal Malformations: A New Dimension in Prenatal Diagnosis、Ultrasound Obstetrics Gynecology、1995; 5:222-227、Levaillant R.D.のTwo and Three Dimensional Sonographic Assessment of the Fetal Face; A Systematic Analysis of the Normal Face、Ultrasound Obstetrics Gynecology、2004; 23:224-231を参照。
【０００６】
しかし、その利点にも関わらず、超音波検査法はオペレータに依存する撮像方式である。すなわち、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）及び磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）等の他の撮像技術とは異なり、超音波技術により提供される画質は画像を取得する撮影者又は医師の技量に直接依存する。更に産科の超音波撮像においては、子宮内の胎児の位置が変動することにより更に困難になる。
【０００７】
産科のソノグラフィにおけるこの画像生成の手動処理は、診断の標準化、画像認識及び一貫性の欠如をもたらす。いくつかの母集団に基づく研究は、特に胎児心臓等の複雑な解剖学的器官が目標となる場合に胎児の異常の次善の検出方法を提供している。例えば、Ewigman B.G.、Crane J.P.、Frigoletto F.D.、Leferve M.L.、Bain R.P.、McNellis D.のEffect of Prenatal Ultrasound Screening on Perinatal Outcome、The RADIUS Study Group、New England Journal of Medicine、1993; 171:821-827、Todros T.、Faggiano F.、Chiappa E.、Gaglioti P.、Mitola B、Sciarrone A.及び先天性心疾患の出生前スクリーニングに対するgruppo piemonteseのAccuracy of Routine Ultrasonography in Screening for Heart Disease Prenatally、Prenatal Diagnosis、1997; 17(10):901-906、Klein S.K.、Cans C.、Robert E.、Jouk P.S.のEfficacy of Routine Fetal Ultrasound Screening for Congenital Heart Disease in Isere County, France、Prenatal Diagnosis、1999; 19:318-322、Buskens E.、Grobbee D.E.、Frohn-Mulder I.M.E、Stewart P.A.、Juttmann R.E.、Wladimiroff J.W.、Hess J.のEfficacy of Routine Fetal Ultrasound Screening for Congenital Heart Disease in Normal Pregnancy、Circulation 1996; 94:67-72、Stoll C.、Dott A.B.、Meyer M.J.、Pennerath A.、Peter M.O.、De Geeter B.のEvaluation of Prenatal Diagnosis of Congenital Heart Disease、Prenatal Diagnosis、1998; 18:801-807を参照。
【０００８】
Medicine Accreditation ProgramにおけるAmerican Institute of Ultrasoundの価値を評価することを意図した近年の研究において、初期認定を要請する実現例の４０％が産科学における超音波試験の実行に対して発行された最低限のガイドラインに従わずに実施されていた。例えば、Abuhamad A.Z.、Benacerraf B.R.、Woletz P.、Burke B.L.のThe Accreditation of Ultrasound Practices: Impact on Compliance with Minimum Performance Guidelines、Journal of Ultrasound Medicine、2004; 23:1023-1029を参照。
【０００９】
従って、ボリュームソノグラフィが提供する利点があるにも関わらず、現在でもボリュームソノグラフィにおいて大きな制限が存在する。３Ｄボリュームの取得、表示及び操作には、実質的な学習曲線が必要とされる。産科学におけるボリュームソノグラフィは、子宮内の胎児の位置が変動することに起因する均一性の欠如及び３Ｄボリュームから診断用２Ｄ断面を検索するのに必要な技術的能力により妨害される。これら問題点は、胎児の脳及び／又は心臓等の解剖学的に複雑な器官を含む３Ｄボリュームに対して更に複雑になる。３Ｄボリュームの取得及び表示における標準化の欠如は訓練の妨げとなる。
【００１０】
コンピュータ断層撮影及び磁気共鳴イメージングにより提供される画像の表示及び再現を容易にするために、ボリュームソノグラフィで得られる３Ｄボリュームの取得及び表示を標準化することが有利であることを発見した。更に、３Ｄボリュームの取得及び表示に対する方法を標準化し且つボリュームソノグラフィに自動化を導入することにより、従来の２Ｄソノグラフィ固有の現在の制限は最小限になることを発見した。更に詳細には、３Ｄボリュームが取得及び表示される方法の標準化は、３Ｄボリュームからの診断用２Ｄ断面の検索を容易にし且つ自動化する方法を開発するために使用されることを発見した。
【発明の開示】
【００１１】
本発明の特徴及び利点は、胎児、新生児及び／又は成体の器官のオペレータに依存しない標準超音波画像を取得及び生成するのに使用されるシステム、方法及び媒体の少なくともいずれかを提供することである。
【００１２】
本発明の更に別の特徴及び利点は、器官内の正常及び／又は異常な画像関係の検出対象となる胎児、新生児及び／又は成体の器官の標準解剖断面のオペレータに依存しない標準超音波画像を取得及び生成するのに使用されるシステム、方法及び媒体の少なくともいずれかを提供することである。
【００１３】
本発明の更に別の特徴及び利点は、胎児、新生児及び／又は成体の器官の現在の超音波検査の効率及び診断能力を向上するために使用されるシステム、方法及び媒体の少なくともいずれかを提供することである。
【００１４】
本発明の更なる特徴は、ソノグラフィに関係する教示及び教育、並びに種々の医療担当者の訓練を容易にすることである。
【００１５】
本発明の少なくとも１つの実施形態は、２Ｄ、３Ｄ及び／又は４Ｄ超音波画像を取得し且つオプションで表示するために、例えば汎用コンピュータ及び／又は標準ソノグラフィ機器と共に例えばコンピュータプログラムを利用できる。更に、本発明の少なくとも１つの実施形態は、胎児、新生児及び成体の器官（例えば、胎児心臓）の様子の医療評価又は診断を行なえる。
【００１６】
本発明による好適な方法において、基準面は、特定の体器官に対して取得され、胎児心臓の四腔断面等の他の関心断面を取得する際の基線として使用される。オプションとして、基準面は、胎児心臓の四腔断面等の２Ｄ超音波検査法において比較的容易に取得される標準代表断面である。児頭に対する基準面の例は、軸方向大横径、軸方向後頭蓋窩、軸方向側脳室及び冠状断脳梁である。
【００１７】
３Ｄ超音波撮像装置は、例えば基準面のレベルから（又は基準面を基準に）開始する組織のボリュームを取得するために使用される。この取得したボリュームの多断面表示は、通常Ａ断面（現在の標準３Ｄ取得断面）である表示された３つの直交断面のうちの１つにおいて基準面を示す。本発明の少なくとも１つの実施形態によると、基準面に対する標準断面の空間的な数学的関係は、種々の胎児、新生児及び成体の器官に対して提供される。汎用コンピュータ及び／又は標準ソノグラフィ機器により利用されるソフトウェア及び／又はハードウェアは、オプションで自動的に１つ以上の数学的関係を利用して１つ以上の標準断面を表示してもよい。本発明の少なくとも１つの実施形態において、特定の体器官に対する全ての関心標準断面が表示されてもよい。更に、多断面表示（３つの断面による多断面表示の１つの像が標準断面である）又は１つ以上の標準断面のみ（多断面像の一部分である非標準断面を除く）を示す表示が提供される。トランスデューサ及び／又は処理機能が可能であるため、本発明の少なくとも１つの実施形態は、体器官に対する１つ以上の標準断面をリアルタイムに自動的に表示でき、それにより体の一部に対してスキャン済みボリュームを取得した時の多断面表示を回避する。
【００１８】
それら標準断面の解剖学的関係が互いに一定しているため、標準断面は任意の患者に対して使用できるのが有利である。胎児の器官の場合、胎児の在胎齢と関係して僅かに変更されたものが利用され、表示を容易にしてもよい。特定の器官の全ての標準断面を表示する処理は、超音波により器官を評価するオペレータに依存しない方法である。本発明の少なくとも１つの実施形態において、オペレータは、自動的に生成される標準断面のリアルタイム表示を見るというオプションを有する。
【００１９】
本発明の少なくとも１つの実施形態において、コンピュータ診断機能は、１つ以上の標準断面と関連する画像を評価するために使用される。例えば、画像（例えば胎児心臓の一部分を表す）内の特定の構造を認識し、その画像を基準画像と比較し且つ例えば正常及び異常な解剖学的構造及び／又はその一部を識別するために、撮像ソフトウェアが利用される。胎児心臓に対する撮像ソフトウェアは、例えば１つ以上の断面において、心室の大きさ及び／又は流出路、心臓内の種々の弁全体にわたる血流を認識し、正常及び異常な関係の表示（例えば、レポート）を生成できる。更に、最適又は適切な断面が表示されることを保証するために、撮像ソフトウェアが使用され、断面レベルを調整する。これは、ボリュームの標準化を助長し、エラーを減少する。
【００２０】
本発明によるシステム、方法及び媒体の実施形態は、画像の解釈を容易にし、且つ／又は例えば参照している医師及び患者に対して診断情報を容易に及び明確に搬送することを可能にする２Ｄ画像と３Ｄ画像との間の２点間基準等の方向付けツール、並びに画像分割機能を提供できる。また更に、本発明によるシステム、方法及び媒体の実施形態は、例えば３Ｄボリューム（２Ｄ断面だけでなく）に基づく胎児の体積及び体重の推定値を提供できる。
【００２１】
本発明は、画像を標準化し且つ画像の検索を自動化することにより超音波撮像の診断の洞察力を一般に有利に向上し、それにより人為的エラーの可能性を非常に減少するか又は除去する。オペレータの影響を非常に減少するか又は除去することにより、本発明は、超音波検査を完了するのに必要な時間を減少することで超音波撮像の効率を向上する。その結果、超音波検査室のスループット及び効率は向上する。
【００２２】
更に本発明の実施形態は、胎児の頭部、胸部及び腹部の取得及び表示の標準化に関する。３Ｄ超音波ボリュームを取得する際のトランスデューサの適切な方向付けを保証することが、正常な標準化に対して必要とされる。３Ｄソノグラフィにおけるボリュームの標準化は、ボリュームの取得及び表示のレベルで適用される必要がある。特定の解剖学的領域に対する標準取得パラメータは、最速で最も一貫した取得を達成することを保証し、それにより、特に胎児心臓等の器官内の胎動又は胎児の動きに対処する際のアーティファクトを最小限にする。ボリュームの取得における標準化は、取得の基準面、取得ボックスの大きさ及び特定の目標解剖学的領域の取得の角度に対処すべきである。
【００２３】
例えば、胎児胸部のボリュームの取得は、胸部の軸方向像における四腔像のレベルで取得基準面を設定することにより標準化される。取得ボックスの境界線は、胎児の皮膚のすぐ外側に配置され、取得の角度は、胃を下部に含み且つ下部頚部を上部に含むことを保証するのに十分な大きさである。
【００２４】
更に詳細には、本発明の一実施形態において、器官の超音波画像を取得及び表示するためにソノグラフィ機器を利用する方法は、器官の基準解剖断面の超音波画像を取得するために超音波トランスデューサを移動することと、器官の少なくとも１つの解剖断面を自動的に検索し且つ各々を表示するために少なくとも１つの所定の数学的関係を使用することとを含む。器官が胎児心臓である場合、解剖断面は、肺動脈、スリー  ベッセル  ビュー（three vessel view)、左室流出路、ダクタル  アーチ（ductal arch）、静脈還流及び大動脈弓のうち少なくとも１つを含むことができる。画像を取得する時、取得ボックスの境界線の少なくとも２つ対辺は、胎児の少なくとも１本の肋骨が対辺の各々に現れるように、胎児の皮膚の第１及び第２の表面のすぐ外側にそれぞれ配置される。取得ボックスは、胎児心臓がボックス内に位置するように開かれる。取得角度は、画像が胃の像を下部に含み且つ下部頚部の像を上部に含むのに十分な大きさである必要がある。
【００２５】
本発明の別の実施形態において、胎児心臓の超音波画像を取得及び表示するためにソノグラフィ機器を利用する方法が提供される。方法は、胎児の脊椎が略６時方向の位置になり且つ心尖が左上腹部になるように、Ｘ軸が水平軸であり、Ｙ軸が垂直軸であり且つＺ軸がＸ軸及びＹ軸により規定される断面に対して垂直方向を指し示す座標系のＺ軸を中心に胎児心臓の四腔像の横断面の画像を回転するために超音波システムに関連する装置を使用することを含む。装置は、横断面の基準点を脊椎に移動するために使用され、矢状断像の脊椎の左右の縦断像及び冠状断像の脊椎の前後の縦断像を得る。更に装置は、胸部中部の脊椎の部分が冠状断面において略垂直に位置合わせされ且つ心臓の後部の胸部中部の脊椎の部分が矢状断面において略水平に位置合わせされるまでＺ軸を中心に冠状断像の画像を回転するために使用される。装置は、三尖弁の内側小葉を隔壁に付着したレベルにおいて、横断面の基準点を心臓十字に位置付けるために使用される。最後に、所定の数学的関係は、胎児心臓の１つ以上の関心断面を自動的に検索及び表示するために使用される。胎児が殿位である場合、ボリュームは、方法を実行する前にＹ軸を中心に約１８０度回転される。
【００２６】
本発明の別の実施形態において、胎児腹部の超音波画像を取得及び表示するためにソノグラフィ機器を利用する方法が提供される。方法は、腹囲の断面のレベルで胎児腹部の軸方向像の超音波画像を取得するために超音波トランスデューサを移動することと、胎児腹部が画像の取得ボックス内に位置するようにボックスを開くことと、仙骨の像を下部に含み且つ横隔膜の像を上部に含むように取得角度を十分に大きく利用することと、胎児腹部の１つ以上の関心断面を自動的に検索及び表示するために所定の数学的関係を使用することとを含む。胎児の少なくとも１本の肋骨は、画像の対辺に現れるのが好ましい。更に、ボックスの境界線の少なくとも２つの対辺は、胎児の皮膚の第１及び第２の表面のすぐ外側にそれぞれ配置される。
【００２７】
本発明の更に別の実施形態において、胎児腹部のボリュームスキャンを表示する方法が提供される。超音波システムに関連する装置は、胎児の脊椎が略６時方向の位置になり且つ胃が左腹部になるように、Ｘ軸が水平軸であり、Ｙ軸が垂直軸であり且つＺ軸がＸ軸及びＹ軸により規定される断面に対して垂直方向を指し示す座標系のＺ軸を中心に腹囲の画像を回転するために使用される。装置は、横断面の基準点を脊椎に移動するために使用され、矢状断面の脊椎の水平方向の像及び冠状断面の脊椎の前後の縦断像を得る。更に装置は、腰部中部の脊椎の部分が冠状断面において略垂直に且つ矢状断面において略水平に位置合わせされるまでＺ軸を中心に冠状断像の画像を回転するために使用される。最後に装置は、横断面の基準点を胎児腹部の中心に位置付けるために使用される。所定の数学的関係は、胎児腹部の１つ以上の関心断面を自動的に検索及び表示するために使用される。胎児が殿位である場合には、ボリュームは、方法の実行前にＹ軸を中心に約１８０度回転される。
【００２８】
本発明の別の実施形態において、児頭の超音波画像を取得及び表示するためにソノグラフィ機器を利用する方法が提供される。方法は、側脳室のレベルの断面のレベルにおいて児頭の軸方向像の超音波画像を取得するために超音波トランスデューサを移動することと、児頭が画像の取得ボックス内に位置するようにボックスを開くことと、画像が上部脊椎の像を下部に含み且つ胎児の頭頂を上部に含むように取得角度を十分に大きく利用することと、児頭の１つ以上の関心断面を自動的に検索及び表示するために所定の数学的関係を使用することとを含む。ボックスの境界線の少なくとも２つの対辺は、胎児の頭骨の第１及び第２の表面のすぐ外側にそれぞれ配置される。
【００２９】
本発明による更に別の方法は、児頭のボリュームスキャンを表示するために使用される。方法は、半球間裂溝が略水平に位置合わせされ且つ胎児の脳の前頭部が観察者の視点に対して画像の右側部分に位置付けられるように、Ｘ軸が水平軸であり、Ｙ軸が垂直軸であり且つＺ軸がＸ軸及びＹ軸により規定される断面に対して垂直方向を指し示す座標系のＺ軸を中心に側脳室を含む画像を回転するために超音波システムに関連する装置を使用することを含む。装置は、胎児の顔がミリタリ位置になるまでＺ軸を中心に矢状断面の画像を回転するために使用される。更に装置は、半球間裂溝が略水平に位置合わせされるまでＺ軸を中心に冠状断面の画像を回転し且つ半球間裂溝の中点に基準点を位置付けるために使用される。所定の数学的関係は、児頭の１つ以上の関心断面を自動的に検索及び表示するために使用される。胎児が頭位である場合、ボリュームは方法の実行前にＹ軸を中心に約１８０度回転される。
【００３０】
以下の本発明の詳細な説明及び従来技術への寄与がよく理解されるように、本発明の特徴の概略を幅広く説明した。当然、以下に説明される本発明の追加の特徴が存在し、添付の請求の範囲の主題を構成する。
【００３１】
この点において、本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その応用例において、以下に説明されるか又は図示される構成の詳細及び構成要素の配置に限定されないことが理解される。本発明は、他の実施形態が可能であり、種々の方法で実現及び実行される。また、本明細書において採用される表現法及び専門用語は、説明の目的で使用され、限定するものとして考えられるべきではないことが理解される。
【００３２】
従って、本開示が基づく概念は、本発明のいくつかの目的を実行するための他の構成、方法及びシステムの設計に対する基礎として容易に利用されることが当業者には理解されるだろう。本発明の趣旨の範囲から逸脱しない限り、請求の範囲はそのような同等の構成を含むものとして考えられることが重要である。
【００３３】
本発明を特徴付ける新しい種々の特徴と共に本発明の他の目的は、本開示に添付され且つ本開示の一部を形成する請求の範囲の特徴により示される。本発明、本発明の動作利点及び本発明を利用することにより達成される特定の目的をよく理解するために、本発明の好適な実施形態が示される添付の図面及び説明される内容を参照すべきである。
【００３４】
本発明の他の特徴は、特に以下の好適な実施形態の詳細な説明を考慮することにより当業者には明らかとなるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その応用例において、以下の説明で示されるか又は図示される構成の詳細及び構成要素の配置に限定されないことが理解される。本発明は、他の実施形態が可能であり、種々の方法で実現及び実行される。また、本明細書において採用される表現法及び専門用語は、説明の目的で使用され、限定するものとして考えられるべきではないことが理解される。
【００３６】
従って、本開示が基づく概念は、本発明のいくつかの目的を実行するための他の構成、方法及びシステムの設計に対する基礎として容易に利用されることが当業者には理解されるだろう。本発明の趣旨の範囲から逸脱しない限り、本発明は本明細書で説明される構成と同等の構成を含むものとして考えられることが重要である。
【００３７】
３Ｄ撮像の２つの概念は、本発明に関して適切である。第１に、胎児心臓のボリューム等の３Ｄ超音波検査法により取得した特定の解剖学的構造のボリュームは、正常及び異常な状態であるその構造の完全な評価のために全ての解剖２Ｄ断面を含む。第２に、ヒトの器官毎に、特定の器官の完全な解剖学的評価を実行するのに必要な解剖２Ｄ断面が互いに一定の解剖学的関係で構成される。従って、胎児心臓等の特定の器官のボリュームを取得し、そのボリュームから器官の評価を容易にする１つ以上の２Ｄ断面を表示するためにオプションで自動化されたソフトウェアプログラムを利用できることを発見した。本発明のこの面は、自動多断面撮像（ＡＭＩ）／自動ソノグラフィと呼ばれる。更に、特定の体器官に対する１つ以上の標準断面の取得及び表示を標準化する方法を発見した。
【００３８】
図１は、一般に１００において、本発明の１つ以上の実施形態と関連して使用される好適なソノグラフィシステムを示すブロック図である。トランスデューサ１０２は、患者の体のボリュームをスキャンするために使用され、スキャンしたボリュームの画像を取得する。従来技術において周知のように、一般にトランスデューサ１０２は、送信ビームフォーマ１０４により生成された信号に応答して集束音響信号を生成する複数のトランスデューサ素子を含む。トランスデューサ１０２は、十分なエレクトロニクス及び／又は処理機能を含んでもよく、特定の体器官に対する画像データを取得した（例えば、リアルタイム又は略リアルタイムで）後に１つ以上の標準断面の表示を提供又は容易にする。転送ビームフォーマ１０４の出力は、トランスデューサ１０２に到達する前に増幅器１２２により増幅される。
【００３９】
例えば複数のダイオードを利用できる送受信スイッチ１１０は、送信ビームフォーマ１０４の電圧パルスが増幅器１２４、Ａ／Ｄ変換器１１６及び受信ビームフォーマ１１８において受信されるのを阻止する。送受信スイッチ１１０は、受信ビームフォーマ１１８が送信ビームフォーマ１０４の送信パルスにより損傷することを防止する。動作中、送信ビームフォーマ１０４からの送信パルスが存在する場合、送受信スイッチ１１０のダイオードはオンになり、受信ビームフォーマ１１８を地面に短絡する。その一方で、ダイオードは送信ビームフォーマ１０４に高インピーダンスパスを提供する。本発明の少なくとも１つの別の実施形態において、別個の送信トランスデューサ及び受信トランスデューサ（不図示）がそれぞれ送信ビームフォーマ１０４及び受信ビームフォーマ１１８に接続される場合、送受信スイッチ１１０は利用される必要がない。
【００４０】
トランスデューサ１０２は、通常は異なる時間に患者の体内の点から超音波エネルギーを受信し、その受信した超音波エネルギーをトランスデューサ信号に変換する。トランスデューサ信号は、増幅器１２４により増幅され、Ａ／Ｄコンバータ１１６によりデジタル信号に変換され且つ受信ビームフォーマ１１８により受信されてもよい。別の実施形態において、Ａ／Ｄコンバータ１１６が利用されない場合、ビームフォーマ１１８はアナログ信号を操作できる。
【００４１】
信号プロセッサ１２０は、少なくとも３つの主画像取得モードのうち１つ以上のモードに従って、受信ビームフォーマ１１８から受信した信号を処理するために動作してもよい。第１のモードは、Ｂモードと呼ばれる２Ｄグレースケール撮像である。第２のモードは、血流に対して使用され且つＦモードと呼ばれるドップラーイメージングである。第３のモードは、血流速度及びその周波数を示すことができ且つＤモードと呼ばれるスペクトルドップラーイメージングである。一般に信号プロセッサ１２０は、選択した表示モードで出力するために信号を略最適化するように、受信ビームフォーマ１１８から受信した信号を処理する。信号プロセッサは、スピーカ１０８を使用して音声出力を行なうために信号を最適化し、処理信号をメモリ１２６及び／又は記憶装置１２８に格納してもよい。メモリ１２６は、例えばランダムアクセスメモリであってもよく、記憶装置１２８は、標準ハードドライブ及び／又はＣＤ−ＲＯＭ等の媒体であってもよい。
【００４２】
スキャンコンバータ１１４は、オプションで中央処理装置（ＣＰＵ）１３０と共に、信号プロセッサ１２０から受信した信号の走査速度をユーザインタフェース／ディスプレイ１０６により使用される標準ラスタ走査速度等の走査速度に変更する標準装置である。ディスプレイ１０６は、ユーザが表示される１つ以上の関心断面を選択することを可能にする標準マウス等のユーザが制御し且つ動作させるセレクタをオプションとして提供できる。ユーザは、表示される特定の体器官に対する任意の（又は全ての）標準断面をオプションとして選択できる。本発明の少なくとも１つの実施形態において、システム１００に対する動作のデフォルトモードは、基準面がシステム１００により取得されると、特定の体器官に対する全ての関心標準断面を表示するようなモードであってもよい。更にスキャンコンバータ１１４は、信号プロセッサ１１４から受信した信号をスピーカ１０８において可聴出力されるように処理できる。
【００４３】
制御システム１１２は、例えばシステム１００の送信ビームフォーマ１０４、受信ビームフォーマ１１８、信号プロセッサ１２０及び関連要素の動作を調整する。メモリ１２６及び記憶装置１２８は、例えば本発明に従って関心標準断面を生成するソフトウェア及び制御器１１２に対する制御命令を格納するために使用されてもよい。
【００４４】
図２を参照すると、本発明による好適な方法が示される。ステップ１において、例えば撮影者又は医師が従来の２Ｄ超音波検査法を使用することにより、通常、基準面は従来の方法で取得される。通常は２Ｄ超音波検査法により容易に取得される断面である基準面（例えば、心臓の四腔像又は頭部の側脳室の軸断面）は、特定の器官に対する他の関心断面を取得する際の基線として使用される。図１に示すようなソノグラフィシステムは、基準面を取得するために使用される。トランスデューサ技術が可能である場合、基準面は、３Ｄ／４Ｄ超音波検査法によりボリュームとして直接取得される。一般に、関心標準断面に対する数学的関係（例えば、三角関数の関係）が周知の基準面に対して定義されると、任意の断面が特定の器官に対する基準面として使用される。任意の基準面の座標が確立されると、必要に応じて（又は要望に応じて）、周知の基準面に対する数学的関係は、標準の数学的技術及び／又は任意の基準面に対する動作を使用して調整又は再定義（例えば、再計算）される。利用される胎児心臓に対する断面の例は以下の通りである、
ａ．四腔像
ｂ．右室流出路
ｃ．左室流出路
ｄ．ダクタル  アーチ
ｅ．大動脈弓
ｆ．静脈還流
ｇ．スリー  ベッセル  ビュー
上述の断面ｄ、ｅ及びｆは特定の胎児心臓の断面である。成体の肺における空気の存在及び胎児心臓と比較して相対的に大きい成体の心臓を仮定すると、断面ｄ、ｅ及びｆは成体の心臓においては超音波検査により表示されない。
【００４５】
図２を再び参照すると、ステップ２において、図１に示すような３Ｄ超音波撮像装置は、例えば基準面のレベルから開始する組織のボリュームを取得するために使用される。取得の方向は標準化され、産科の撮像においては母体の腹部内の胎児の位置に基づく。
【００４６】
図３は、静脈還流像３０４、ダクタル  アーチ  ビュー（view）３０６、左室流出路３０８、右室流出路３１０及び大動脈弓３１２を生成するために基準面として使用される胎児心臓３０２の標準四腔像を示す。別の実施形態において、１つ以上の図３０２、３０４、３０６、３０８、３１０、３１２は、画像データの取得後に自動的に表示される。他の体器官に対する他の標準像が更に表示される。
【００４７】
先に示したように、任意の断面が胎児心臓及び他の器官に対する基準面として使用される。例えば、側脳室横断面（不図示）が児頭の基準面として使用される。
【００４８】
図２のステップ３において、ボリューム内の基準面の向きは図１に示すような標準３Ｄソノグラフィ機器を使用して固定及び標準化され、ボリューム内の事前設定済みの向きに基準面を回転させる。例えば、胎児心臓３０２の四腔像の断面は、標準座標系のＺ軸を中心とする回転を使用して回転され、脊椎を約６時方向の位置に配置し且つ心尖を左上腹部に配置する。図１２〜２７と関連して、種々の器官のボリューム取得及び表示の標準化を説明する。
【００４９】
図２のステップ４において、基準面を特定の器官（例えば、胎児心臓）に対する全ての標準断面に関連付ける数式を含むコンピュータプログラムは、取得した３Ｄボリュームから１つ以上の標準断面を自動的に検索するのに適用される。胎児心臓の場合、コンピュータプログラムが基準面（たとえば、四腔像）を含む３Ｄボリュームに適用されると、上記識別された任意の又は全ての断面ｂ〜ｇは図３に示すようにボリュームの１度の取得により表示される。
【００５０】
以下の式（１）〜（９）は、妊娠約１８〜２３週の四腔断面と数学的関係にある胎児心臓の種々の関心断面に対する回帰モデルに関する。
肺動脈＝−０．００１７＋０．４３９３＊週数                                （１）
スリー  ベッセル  ビュー＝０．４４０７＋０．５３２＊週数                  （２）
軸方向胃＝−５．１４９９＋０．９４２６＊週数                              （３）
左室流出路−基準＝１．２４０２＋０．１２６８＊週数                        （４）
左室流出路−Ｙ＝２９．７７２−０．１５６８＊週数                          （５）
ダクタル  アーチ＝９４．３１３−０．２１５１＊週数                        （６）
静脈還流−Ｙ＝９４．３１３−０．２１５１＊週数                            （７）
静脈還流−基準＝１．７５７７＋０．２０４７＊週数                          （８）
大動脈弓＝５３．４５９＋０．８７２７＊週数                                （９）
図４Ａ〜図４Ｉは、式（１）〜（９）とそれぞれ関連する種々の回帰グラフ及び種々のデータを示す。図４Ａ〜図４Ｉに示す表において、予想値、低信頼水準（ｌｃｌ）、高信頼水準（ｕｃｌ）及び標準エラーが各回帰に対して示される。
【００５１】
以下の表１は、基準面が四腔像である場合に、妊娠約２０週における胎児心臓の標準断面を生成するために使用される追加の式を説明する。胎児腹部から頚部まで回転なしの横断面を使用することにより、医療担当者は胎児心臓の評価を提供できる。この場合、トランスデューサ１０２を胎児の胃から頚部までスライドさせることによりボリュームが取得されると、胎児心臓は評価される。
【００５２】
【表１】
2008534082.tif 000003
【００５３】
従って、左室流出路の像は、四腔像と平行に断面を四腔像から３．８ｍｍシフトする（例えば、胃から３．８ｍｍ隔てる）ことにより取得される。更に、胃のレベルの腹部の軸方向像は、断面を四腔像から１３．７ｍｍシフトすることにより取得される。尚、表１の３つの断面がそれぞれ横断面である（すなわち、四腔像と平行である）ため、１つの距離（ｍｍ）が利用され、任意の断面を中心とする回転は必要とされない。図５は、四腔像の基準面において取得される多断面撮像ボリュームの例を示す。
【００５４】
図６〜図１１において、胎児心臓の３Ｄ多断面表示が示される。ここで、Ａ断面（左上）、Ｂ断面（右上）及びＣ断面（左下）は、研究において特定の標準断面（Ａ、左上）に対する３つの直交断面をそれぞれ表す。図６〜図１１の各々において、断面Ａは標準化された胎児心臓の断面（先に一覧表示されたｂ〜ｇ）を表し、図６〜図１１に示す各標準断面（Ａ）は、上記式（１）〜（９）で説明される数学的関係を使用して図５に表示されるボリュームから生成された断面である。
【００５５】
図１２は、表１に関して説明された技術に従って生成される断面の例を示す。特に、図１２０２は胎児の胃（四腔像から１３．７ｍｍシフトされた）のレベルの腹部の軸断面を表し、図１２０４は四腔像を示す。図１２０６は左室流出路（四腔像から３．８ｍｍシフトされた）を示し、図１２０８は右室流出路（ＰＡ）（四腔像から８．７ｍｍシフトされた）を示し、図１２１０はスリー  ベッセル  ビュー（四腔像から１０．２ｍｍシフトされた）を示す。図２のステップ５において、画像はリアルタイム（又は略リアルタイム）に自動的に表示されるか、または適切な機器により心臓周期のシネループで表示されることになる。
【００５６】
本発明の少なくとも１つの実施形態において、各標準断面は、ボリューム内の基準面の取得後に自動的に表示される。特定の器官に対する標準ボリュームの数学的及び空間的関係が確立されると、任意の標準断面が基準面（例えば、胎児心臓の大動脈弓）としての役割を果たすことができる。大動脈弓のみが２Ｄ超音波検査法で撮像されることを可能にする子宮内の向きに胎児がいると仮定すると、これは産科の超音波検査法において有用である。本発明の１つ以上の実施形態は、四腔像等の他の標準断面を自動的に表示できる。新生児及び成体の器官と共に心臓以外の胎児の器官に対して、標準断面が表示される。
【００５７】
本発明の少なくとも１つの実施形態において、画像ボリュームは高度なトランスデューサにより取得され、特定の器官に対する１つ以上の関心断面は取得した際にリアルタイムに自動的に表示される。すなわち、標準断面Ａ、Ｂ及びＣは、１つ以上の関心標準基準面を表示する前に表示される必要はない。特定の器官に対する１つ以上の関心基準面は、ボリュームから直接表示でき、またボリューム取得後に表示できる。
【００５８】
胎児の大きさが相対的に小さいため、産科の３Ｄ及び４Ｄ超音波撮像は、単一の３Ｄボリューム内で複数の器官を取得することを考慮する。例えば、一般に胎児胸部の単一の３Ｄボリュームは、心臓、大血管、心臓に対する静脈還流及び双方の肺を含む。従って、本発明の少なくとも１つの実施形態は、単一の３Ｄボリュームから胎児の心臓血管系の総合的又は略総合的な診断又は評価を考慮する。胎児全体を含むボリュームが取得される場合、胎児は、取得したボリューム内で標準化された基準位置に再度方向付けされる。任意の又は全ての超音波検査法による標準断面は、オプションで自動的に表示され、例えば医師が胎児の解剖学的構造（例えば、頭部、胸部、腹部及び／又は四肢）を評価することを可能にする。成体及び新生児の器官は、このように診断される。
【００５９】
ステップ６において、本発明の１つ以上の実施形態は、標準断面のレベルを評価し且つ撮像した器官を診断するか又は診断を容易にするために、例えば標準（例えば、既成の）画像認識ソフトウェアを利用できる。例えば、グレースケールパターン認識は、自動的に生成された標準断面の適切な向きを保証し且つ特定の画像（例えば、胎児心臓の画像及び／又は胎児心臓内の画像）を１つ以上のそれぞれの基準画像と比較するために使用される。グレースケールパターン認識の比較は、正常及び異常な解剖学的構造及び／又はその一部を識別するために使用される。胎児心臓の場合、心室の大きさ及び／又は流出路は、心室及び／又は流出路の１つ以上の対応する基準画像と比較される。例えば正常及び異常な関係の指標を提供するレポートが生成される。本発明の１つ以上の実施形態は、心室及び／又は大血管等の胎児心臓構造の場所を判定でき、オプションとして、例えば構造の大きさ及び／又は形状、並びに相対関係に関するデータを提供できる。成体及び新生児の器官は、このように診断される。
【００６０】
図１３Ａ〜図１６は、妊娠約１９週における胎児心臓の標準ボリュームから生成されるＡ、Ｂ及びＣ断面の表示を示す。断面Ａ（左上）、Ｂ（右上）及びＣ（左下）は、研究において特定の標準断面（Ａ、左上）に対する３つの直交断面（軸断面（又は横断面）、矢状断面及び冠状断面）をそれぞれ表す。更に詳細には、図１３Ａ〜図１６の各々において、断面Ａは標準化された胎児心臓の断面（取得断面）を表し、断面Ｂ及びＣは基準面（断面Ａ）に対する２つの直交断面を表す。
【００６１】
図１３Ａは、妊娠約１９週における四腔像のレベルで得られる胎児胸部の３Ｄ超音波ボリュームの初期多断面像を示す。
【００６２】
図１３Ｂは、断面Ａにおいて拡大され且つ標準化された図１３Ａの３Ｄボリュームを示す。図１３Ｂにおいて、１３０２で示すように、脊椎が６時方向の位置に位置付けられるまでＺ回転が断面Ａに適用された。
【００６３】
本発明の１つ以上の実施形態によると、３次元の向きの均一性を保証するために、３Ｄボリュームの表示の標準化は断面Ａ、Ｂ及びＣにおいて適用されるべきである。胎児の胸部を含むボリュームの場合、胸部及び腹部のボリュームに対する断面Ａ、Ｂ及びＣにおいて脊椎の一様な向きを保証することにより、標準化は最適に達成されることを発見した。頭位の胎児の場合、これは、脊椎を６時方向の位置に配置し且つ心尖を左上胸部に配置するためにＺ軸を中心に断面Ａを回転すること（Ｚ回転）により達成される。図１３Ａの断面Ａは、時計方向に約２０度回転され（Ｚ軸を中心に）、結果として図１３Ｂの断面Ａを得る。図１３Ｂの断面Ｂ及びＣは、それぞれ図１３Ａに示す断面Ｂ及びＣに対して約２０度回転される。図１３Ｂに標準ボリュームを示すが、胎児のいくつかの断面は、断面Ａ及び／又はＢ及び／又はＣを標準化せずに自動的に生成（及び表示）されてもよい。
【００６４】
図１４は、断面Ａにおいて基準点１４０２が脊椎に移動された時、断面Ｂの脊椎の左右の縦断像が提供され且つ断面Ｃの前後の縦断像が提供される方法を示す。
【００６５】
図１５は、図１４に関して、断面Ｂ及びＣに適用されるＺ軸を中心とする回転、並びにその結果として得られる断面Ｂの胸部中部の脊椎の水平配列１５０２及び断面Ｃの胸部中部の脊椎の垂直配列１５０４を示す。脊椎が断面Ｂにおいて略水平に且つ断面Ｃにおいて略垂直に位置合わせされる（各断面においてＺ回転）場合、断面Ｂ及びＣの標準化は達成される。
【００６６】
図１６は、三尖弁の小葉を隔壁に付着したレベルにおいて心臓十字に移動される断面Ａの基準点１６０２を示す。本発明の一実施形態によると、基準点は、胎児胸部のボリュームに対する断面Ａにおいて心臓十字に配置される。
【００６７】
図１７Ａは、胎児心臓が頭位である場合に胎児心臓のボリュームを取得する好適な方法を示すフローチャートである。ステップ１７０２において、四腔像のレベルの胸部の軸方向像が取得される。図１３Ａの断面Ａに示すように、胎児の１本の肋骨全体が各側で捕捉されるべきである。
【００６８】
ステップ１７０４において、取得ボックスは、胎児胸部がボックス内に位置することを保証するのに十分な程大きく開かれる。ボックスの境界線は、胎児の皮膚のすぐ外側に配置されるべきである。ステップ１７０６において、図１３Ａの断面Ｂに示すように、取得角度は胃を下部に含み且つ下部頚部を上部に含むのに十分な大きさである必要がある。
【００６９】
図１７Ｂは、胎児心臓のボリュームを表示する好適な方法を示すフローチャートである。ステップ１７５２において、断面Ａの画像（例えば、四腔像の画像）は、脊椎が６時方向の位置になり且つ心尖が左上胸部になるまでＺ軸を中心に回転される。これを図１３Ｂの断面Ａとして示す。これは、図１３Ａが回転された結果である。
【００７０】
図１４の断面Ａに１４０２で示すように、ステップ１７５４において、断面Ａの基準点は脊椎（椎体）に移動される。これにより、図１４の断面Ｂ及びＣに示すように、断面Ｂの脊椎の左右の縦断像及び断面Ｃの脊椎の前後の縦断像が得られる。
【００７１】
ステップ１７５６において、断面Ｃ（冠状断像）及び断面Ｂ（左右の縦断像）の画像は、胸部中部の脊椎の部分が図１５の１５０４で示すように垂直に位置合わせされ且つ断面Ｂの胸部中部の脊椎の部分（心臓の後部）が図１５の１５０２で示すように水平に位置合わせされるまでＺ軸を中心に回転される。ステップ１７５８において、断面Ａの基準点１６０２（図１６）は、三尖弁の内側小葉を隔壁に付着したレベルにおいて心臓十字に配置される。殿位の場合、３Ｄボリュームは、ステップ１７５２〜１７５８の実行前にＹ軸を中心に１８０度回転される。
【００７２】
図１８〜図２２は、妊娠約２０週における胎児腹部の標準ボリュームから生成されるＡ、Ｂ及びＣ断面の表示を示す。断面Ａ（左上）、Ｂ断面（右上）及びＣ断面（左下）は、研究において特定の標準断面（Ａ、左上）に対する３つの直交断面（軸断面（又は横断面）、矢状断面及び冠状断面）をそれぞれ表す。更に詳細には、図１８〜図２２の各々において、断面Ａは標準化された胎児腹部（取得断面）を表し、断面Ｂ及びＣは基準面（断面Ａ）に対する２つの直交断面を表す。
【００７３】
胎児腹部のボリュームの場合、基準面は、腹囲の解剖学的ランドマークのレベルにおいて、胎児腹部の軸断面として取得されてもよい。基準点は、腹部の中心（断面Ａの中心）に配置され、腰椎は、胎児胸部の３Ｄボリュームに対して説明されたように表示を標準化するために使用される。多くの胎児において、脊柱湾曲が腰部及び仙骨部において存在する。それら脊柱湾曲が過度である場合に、腹部のボリュームの取得及び表示の標準化は困難になる。腹部及び骨盤臓器が解剖学的に単純であると仮定すると、腹部の３Ｄボリュームから解剖２Ｄ断面を検索することに対する脊柱湾曲の臨床的な影響は最小限になる。
【００７４】
更に詳細には、図１８は、妊娠約２０週における胎児腹部の３Ｄ超音波ボリュームの初期多断面像を示す。図１９は、断面Ａにおいて拡大され且つ標準化された図１８の３Ｄボリュームを示す。図１９において、断面Ａで白色の円により示されるように、脊椎が６時方向に位置付けられるまでＺ回転が断面Ａに適用された。
【００７５】
図２０は、断面Ａにおいて矢印により指し示される白色の点で示される基準点が脊椎に移動された時、断面Ｂの脊椎の左右の縦断像及び断面Ｃの前後の縦断像が提供される方法を示す。
【００７６】
図２１は、図２０に関して、断面Ｂ及びＣに適用されるＺ軸を中心とする回転を示し、断面Ｂにおいて水平に且つ断面Ｃにおいて垂直に腰椎を位置合わせする。白色の矢印は、断面Ｂ及びＣにおいて腰椎を指し示す。図２２において、断面Ａで矢印により指し示され且つ矢印に最近接する断面Ａの基準点は腹部の中心に移動される。
【００７７】
図２３Ａは、胎児腹部のボリュームを取得する好適な方法を示すフローチャートである。ステップ２３０２において、腹囲の断面のレベルの腹部の軸方向像が取得される。図１８Ａに示すように、胎児の１本の肋骨全体が各側に捕捉されるべきである。
【００７８】
ステップ２３０４において、取得ボックスは、胎児腹部がボックス内に位置することを保証するのに十分な程大きく開かれる。図１８Ａに示すように、ボックスの境界線は、胎児の皮膚のすぐ外側に配置されるべきである。図１８Ｂに示すように、ステップ２３０６において、取得角度は仙骨を下部に含み且つ横隔膜を上部に含むのに十分な大きさである必要がある。
【００７９】
図２３Ｂは、胎児腹部のボリュームを表示する好適な方法を示すフローチャートである。図１９の断面Ａに示すように、ステップ２３５２において、断面Ａの画像（例えば、腹囲）は、脊椎が６時方向になり且つ胃が左腹部になるまでＺ軸を中心に回転される。
【００８０】
図２０の断面Ａに示すように、ステップ２３５４において、脊椎が６時方向の位置になった場合に断面Ａの基準点は脊椎（椎体）に移動される。これにより、図２０の断面Ｂ及びＣにそれぞれ示すように、断面Ｂの脊椎の左右の縦断像及び断面Ｃの前後の縦断像が得られる。
【００８１】
ステップ２３５６において、図２１の断面Ｃに示すように、断面Ｃの画像（冠状断像）は、腰部中部の脊椎の部分が略垂直に位置合わせされるまでＺ軸を中心に回転され、図２１の断面Ｂに示すように、断面Ｂの画像は、腰部中部の脊椎が略水平に位置合わせされるまでＺ軸を中心に回転される。ステップ２３５８において、図２２の断面Ａに示すように、断面Ａの基準点は胎児腹部の中心に配置される。殿位の場合、３Ｄボリュームは、ステップ２３５２〜２３５８の実行前にＹ軸を中心に１８０度回転される。
【００８２】
図２４は、第１後頭位の胎児において、妊娠約１８週で得られる側脳室のレベルの児頭の初期３Ｄ超音波ボリュームを示す。断面Ａは中枢神経系の軸方向像を表し、断面Ｂは冠状断像を表し、断面Ｃは矢状断像を表す。頭位の胎児から取得される３Ｄボリュームの多断面表示において、中枢神経系の矢状断像は、画像の下部において頭頂と共に反転された画像で表示される（図２４の断面Ｃ）。
【００８３】
図２５は、図２４の断面ＡがＹ軸及びＺ軸を中心に回転された後の図２４に表示される同一の３Ｄボリュームを示す図である。断面ＡにおけるＹ軸を中心とする１８０度の回転により、断面Ｃにおける児頭の矢状断像の向きは画像の上向きの頭頂の通常の向きに反転される。Ｚ回転により、脳の前頭部を含む３Ｄボリュームは観察者から見て右側に向けられる。結果として得られる向きを図２５に示す。従って、殿位の場合、脳の前頭部を含む３Ｄボリュームを観察者から見て右側に向けるためにＺ軸を中心とする回転のみが必要とされる。
【００８４】
図２４〜図２６に示すような胎児の中枢神経系を含むボリュームの場合、側脳室のレベルの児頭の軸方向像で得られる断面は、基準面（図２４の断面Ａ）としての役割を果たすことができる。半球間裂溝は、断面Ａ及びＢにおける標準化、並びに断面Ｃにおける胎児の顔の位置に対して使用される（図２６）。
【００８５】
殿位の胎児から得られる３Ｄボリュームにおいて、冠状断面（図２４の断面Ｃ）は、画像の上向きの頭頂の通常の解剖学的向きで表示される。
【００８６】
図２６は、断面Ａ及びＢ（２６０２、２６０４で示される）の半球間裂溝の水平配列、並びに断面Ｃ（２６０６で示される）の胎児の顔のミリタリ位置により完了される標準化を示す。最後に、基準点は断面Ａにおける半球間裂溝の中点２６０８（基準点２６０８は断面Ｂにも示される）に配置される。
【００８７】
図２７Ａは、殿位の児頭のボリュームを取得する好適な方法を示すフローチャートである。ステップ２７０２において、図２４の断面Ａに示すように、側脳室のレベルの断面における頭部の軸方向像が取得される。
【００８８】
ステップ２７０４において、取得ボックスは、児頭がボックス内に位置することを保証するのに十分な程大きく開かれる。図２４の断面Ａに示すように、ボックスの境界線は、胎児の頭骨のすぐ外側に配置されるべきである。ステップ２７０６において、図２５の断面Ｃに示すように、取得角度は上部脊椎を下部に含み且つ頭頂を上部に含むのに十分な大きさである必要がある。
【００８９】
図２７Ｂは、児頭のボリュームを表示する好適な方法を示すフローチャートである。ステップ２７５２において、断面Ａの画像は、半球間裂溝が水平に位置合わせされ且つ胎児の脳の前頭部が観察者から見て画像の右側になるまでＺ軸を中心に回転される。これを図２６の断面Ａに示す。
【００９０】
ステップ２７５４において、断面Ｃの画像（冠状断像）は、胎児の顔がミリタリ位置になる（胎児の視界が正面になる）までＸ軸を中心に回転される。これを図２６の断面Ｃに示す。
【００９１】
ステップ２７５６において、断面Ｂの画像（矢状断像）は、半球間裂溝が水平に位置合わせされるまでＺ軸に沿って回転される。これを図２６の断面Ｂに示す。ステップ２７５８において、断面Ａの基準点は、半球間裂溝の中点に配置される。これを図２６の断面Ａに示す。
【００９２】
本発明の多くの特徴及び利点は、詳細な説明から明らかとなり、本発明の趣旨の範囲内である本発明のそのような特徴及び利点の全てを範囲に含むことが意図される。更に、多くの変更及び変形が当業者にとって容易に行なわれるため、図示され且つ説明される構成及び動作に本発明を限定することは望ましくない。従って、全ての適切な変更及び均等物が使用されてもよく、それらは本発明の範囲内である。上述の発明は好適な実施形態の説明及び例として詳細に説明されたが、多くの変形例、代替例及び変更例が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】は、本発明と共に使用される好適なソノグラフィシステムを示すブロック図である。
【図２】は、本発明による好適な方法を示すフローチャートである。
【図３】は、生成される胎児心臓の複数の標準断面の例を示す図である。
【図４Ａ】は、妊娠約１８〜２３週における胎児の肺動脈断面と四腔断面との関係に対する回帰モデル、グラフ及び関連データを示す図である。
【図４Ｂ】は、妊娠約１８〜２３週における胎児のスリー  ベッセル  ビューと四腔断面との関係に対する回帰モデル、グラフ及び関連データを示す図である。
【図４Ｃ】は、妊娠約１８〜２３週における胎児の軸方向胃断面と四腔断面との関係に対する回帰モデル、グラフ及び関連データを示す図である。
【図４Ｄ】は、距離をミリメートルで表した、妊娠約１８〜２３週における胎児の大動脈断面と四腔断面との関係に対する回帰モデル、グラフ及び関連データを示す図である。
【図４Ｅ】は、Ｙ軸に沿う回転を度で表した、妊娠約１８〜２３週における胎児の大動脈断面と四腔断面との関係に対する回帰モデル、グラフ及び関連データを示す図である。
【図４Ｆ】は、妊娠約１８〜２３週における胎児の動脈管と四腔断面との関係に対する回帰モデル、グラフ及び関連データを示す図である。
【図４Ｇ】は、Ｙ軸を中心とする回転を表した、妊娠約１８〜２３週における胎児の静脈還流断面と四腔断面との関係の回帰モデル、グラフ及び関連データを示す図である。
【図４Ｈ】は、距離をミリメートルで表した、Ｙ軸を中心とする回転を表した、妊娠約１８〜２３週における胎児の静脈還流断面と四腔断面との関係に対する回帰モデル、グラフ及び関連データを示す図である。
【図４Ｉ】は、妊娠約１８〜２３週における胎児の大動脈弓断面と四腔断面との関係に対する回帰モデル、グラフ及び関連データを示す図である。
【図５】のＡ、Ｂ、Ｃは、妊娠約２０週における胎児心臓のボリュームの３Ｄ多断面撮像の一例を示す図であり、Ａの断面は四腔像を表す。
【図６】のＡ、Ｂ、Ｃは、妊娠約２０週における胎児心臓のボリュームの３Ｄ多断面撮像の一例を示す図であり、Ａの断面は右室流出路を表す。
【図７】のＡ、Ｂ、Ｃは、妊娠約２０週における胎児心臓のボリュームの３Ｄ多断面撮像の一例を示す図であり、Ａの断面は左室流出路を表す。
【図８】のＡ、Ｂ、Ｃは、妊娠約２０週における胎児心臓のボリュームの３Ｄ多断面撮像の一例を示す図であり、断面Ａはダクタル  アーチを表す。
【図９】のＡ、Ｂ、Ｃは、妊娠約２０週における胎児心臓のボリュームの３Ｄ多断面撮像の一例を示す図であり、Ａの断面は大動脈弓を表す。
【図１０】のＡ、Ｂ、Ｃは、妊娠約２０週における胎児心臓のボリュームの３Ｄ多断面撮像の一例を示す図であり、Ａの断面は静脈還流を表す。
【図１１】は、妊娠約２０週における胎児心臓のボリュームの３Ｄ多断面撮像の一例を示す図であり、Ａの断面はスリー  ベッセル  ビューを表す。
【図１２】は、胎児腹部及び胸部の標準横断像の別のスキャニング技術を使用して、胎児心臓のボリュームから生成される種々の像を示す図である。
【図１３Ａ】のＡ、Ｂ、Ｃは、妊娠約１９週において四腔像のレベルで取得される胎児胸部の３Ｄ超音波ボリュームの初期多断面像を示す図である。
【図１３Ｂ】のＡ、Ｂ、Ｃは、Ａの断面において拡大され且つ標準化された図１２Ａの３Ｄボリュームを示す図である。
【図１４】のＡ、Ｂ、Ｃは、Ａの断面において脊椎に移動された基準点によりＢの断面の脊椎の左右の縦断像及びＣの断面の前後の縦断像が得られる方法を示す図である。
【図１５】のＡ、Ｂ、Ｃは、Ｂの断面及びＣの断面に適用されるＺ軸を中心とする回転、並びにその結果として得られるＢの断面に対して水平であり且つＣの断面Ｃに対して垂直である胸部中部の脊椎の配列を示す図である。
【図１６】のＡ、Ｂ、Ｃは、Ａの断面Ａにおいて三尖弁の小葉を隔壁に付着したレベルにおいて心臓十字に移動された基準点を示す図である。
【図１７Ａ】は、胎児胸部のボリュームを取得するための本発明による好適な方法を示すフローチャートである。
【図１７Ｂ】は、胎児胸部のボリュームを表示するための本発明による好適な方法を示すフローチャートである。
【図１８】のＡ、Ｂ、Ｃは、妊娠約２０週における胎児腹部の３Ｄ超音波ボリュームの初期多断面像を示す図である。
【図１９】のＡ、Ｂ、Ｃは、Ａの断面において拡大され且つ標準化された図１８の３Ｄボリュームを示す図である。
【図２０】のＡ、Ｂ、Ｃは、Ａの断面において脊椎に移動された基準点によりＢの断面及びＣの断面の脊椎の左右の縦断像が提供される方法を示す図である。
【図２１】のＡ、Ｂ、Ｃは、Ｂの断面及びＣの断面に適用されるＺ軸を中心とする回転、並びにその結果として得られるＢの断面に水平であり且つＣの断面Ｃに垂直である腰椎の配列を示す図である。
【図２２】のＡ、Ｂ、Ｃは、Ａの断面において腹部の中心に移動される基準点を示す図である。
【図２３Ａ】は、胎児腹部のボリュームを取得するための本発明による好適な方法を示すフローチャートである。
【図２３Ｂ】は、胎児腹部のボリュームを表示するための本発明による好適な方法を示すフローチャートである。
【図２４】のＡ、Ｂ、Ｃは、第１後頭位の胎児において、妊娠約１８週で得られる側脳室のレベルの児頭の初期３Ｄ超音波ボリュームを示す図である。
【図２５】のＡ、Ｂ、Ｃは、Ａの断面においてＹ軸及びＺ軸を中心に回転された図２４に表示される同一の３Ｄボリュームを示す図である。
【図２６】のＡ、Ｂ、Ｃは、Ａの断面及びＢの断面の半球間裂溝の水平配列、並びにＣの断面の胎児の顔のミリタリ位置により完了される標準化を示す図である。
【図２７Ａ】は、児頭のボリュームを取得するための本発明による好適な方法を示すフローチャートである。
【図２７Ｂ】は、児頭のボリュームを表示するための本発明による好適な方法を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図４Ｉ】
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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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年11月27日(2007.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
本発明の更に別の実施形態において、胎児腹部のボリュームスキャンを表示する方法が提供される。超音波システムに関連する装置は、胎児の脊椎が略６時方向の位置になり且つ胃が左腹部になるように、Ｘ軸が水平軸であり、Ｙ軸が垂直軸であり且つＺ軸がＸ軸及びＹ軸により規定される断面に対して垂直方向を指し示す座標系のＺ軸を中心に腹囲の画像を回転するために使用される。装置は、横断面の基準点を脊椎に移動するために使用され、矢状断面の脊椎の垂直方向の像及び冠状断面の脊椎の前後の縦断像を得る。更に装置は、腰部中部の脊椎の部分が冠状断面において略垂直に且つ矢状断面において略水平に位置合わせされるまでＺ軸を中心に冠状断像の画像を回転するために使用される。最後に装置は、横断面の基準点を胎児腹部の中心に位置付けるために使用される。所定の数学的関係は、胎児腹部の１つ以上の関心断面を自動的に検索及び表示するために使用される。胎児が殿位である場合には、ボリュームは、方法の実行前にＹ軸を中心に約１８０度回転される。
【国際調査報告】
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