(57)【要約】器官の壁の重量および質量を測定する超音波システムおよび方法。器官が膀胱である場合、膀胱重量（ＵＥＢＷ）は手持ち式のトランシーバーあるいは機器に制御された超音波トランシーバーを使って取得された３次元の超音波画像化を使用して割り出される。尿量および膀胱の表面積の計算を可能にするために、膀胱の下部尿路領域の輪郭がこの３Ｄのデータセットに描かれる。膀胱壁の厚さ（ＢＷＴ）の計算を可能にするために、膀胱の外側の前壁の輪郭が描かれる。ＵＥＢＷは、膀胱の表面積と膀胱壁の厚さと膀胱壁の比重の積として計算される。【選択図】      図２
2008522661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
器官の壁の質量を割り出す方法であって、
前記器官の壁の少なくとも一部分が超音波トランシーバーによって映し出せるように前記トランシーバーの外部を患者に位置決めし、
無線周波数の超音波パルスを送信して前記器官の壁の永遠と内部の表面の部分から反響した前記送信したパルスに相当する反響性のパルスを受信して、  
前記器官の壁の前記外部と内部の表面の表面積と
前記表面の間の厚みと
前記表面の間の質量、のうちの少なくとも１つの部分を計算する、ことから成る方法。
【請求項２】
前記器官の壁の計算は３Ｄの描写で輪郭が描かれる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記表面積の計算は前記３Ｄの描写に応用されたマーチングキューブズアルゴリズムによって割り出される請求項２に記載の方法。
【請求項４】
３Ｄの描写を割り出すことは２Ｄ走査面の配列および３Ｄに分散した走査線の配列を含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記トランシーバーの位置を決めることは前記器官の壁に実質的に垂直な超音波パルスエコーを生成する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記器官の壁は膀胱壁である請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記膀胱はおよそ２００ｍｌと４００ｍｌの間の流体を含有する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記膀胱壁の重量は前記内壁の表面積と前記壁の厚みと前記壁の密度の積として計算される請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記膀胱壁の重量は前記外壁の表面積と前記壁の厚みと前記壁の密度の積として計算される請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
器官の壁の質量を割り出すシステムであって、
前記器官の壁の少なくとも一部分が超音波トランシーバーによって映し出せるように前記トランシーバーを患者の外部に置いて前記トランシーバーから無線周波数の超音波パルスを受信して前記器官の壁から返ってきた超音波エコーを収集する前記トランシーバーと、  
器官の表面積および器官の質量を割り出すために前記エコーからの情報を処理するためにプログラムの実行が実施可能な前記トランシーバーと通信するマイクロプロセッサー、から成るシステム。
【請求項１１】
前記器官の壁は３Ｄの描写で輪郭が描かれ請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記表面積は前記３Ｄの描写に応用されたマーチングキューブズアルゴリズムによって割り出される請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記３Ｄの描写は２Ｄ走査面の配列および３Ｄに分散した走査線の配列を含む請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記超音波エコーは前記器官の壁に実質的に垂直である請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
前記器官の壁は膀胱壁である請求項１０に記載のシステム。
【請求項１６】
前記膀胱はおよそ２００ｍｌとおよそ４００ｍｌの間の流体の容積を含有する請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記器官の表面層は内側の面積を含み、膀胱壁の重量は前記内側の面積と壁の厚みと前記壁の密度の積である請求項１０に記載のシステム。
【請求項１８】
前記器官の表面層は外側の面積を含み、さらに前記膀胱壁の重量は前記外側の面積と壁の厚みと前記壁の密度の積である請求項１０に記載のシステム。
【請求項１９】
前記トランシーバーはさらに前記患者に相対する前記トランシーバーの位置座標を割り出すために慣性基準装置を含む請求項１０に記載のシステム。
【請求項２０】
前記慣性基準装置は少なくとも１つの加速度計および少なくとも１台のジャイロスコープを含む請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本出願は２００４年１２月６日申請の米国仮特許出願通し番号６０／６３３，４８５の優先権を主張する。
【０００２】
本出願は２００５年８月２６日申請の米国特許出願番号１１／２１３，２８４の一部継続出願であり優先権を主張する。
【０００３】
本出願は、２００４年４月３０日申請の米国仮特許出願通し番号６０／５６６，１２７の優先権を主張する、２００５年４月２９日申請の米国特許出願通し番号１１／１１９，３５５の優先権を主張しその一部継続出願である。本出願はさらに、２００３年５月２０日申請の米国特許出願通し番号１０／４４３，１２６の優先権を主張しその一部継続出願である２００３年１１月５日申請の米国特許出願通し番号１０／７０１，９５５の優先権を主張しその一部継続出願である。
【０００４】
本出願は、２００４年２月１７日申請の米国仮特許出願通し番号６０／５４５，５７６および２００４年４月３０日申請の米国仮特許出願通し番号６０／５６６，８１８の優先権を主張する、２００５年２月１７日申請の米国特許出願通し番号１１／０６１，８６７の優先権を主張しその一部継続出願である。
【０００５】
本出願はさらに２００４年１１月１０日申請の米国特許出願通し番号１０／７０４，９６６の一部継続出願でありその優先権を主張する。
【０００６】
本出願は２００５年６月２７日申請の米国特許出願通し番号１０／６０７，９１９の一部継続出願でありその優先権を主張する。
【０００７】
本出願は、２００２年１１月５日申請の米国仮特許出願通し番号６０／４２３，８８１および２００２年８月２日申請の米国仮特許出願通し番号６０／４００，６２４の優先権を主張する、２００３年８月１日申請のＰＣＴ出願通し番号ＰＣＴ／ＵＳ０３／２４３６８の一部継続出願でありその優先権を主張する。
【０００８】
本出願はさらに、２００２年６月７日申請の米国特許出願通し番号１０／１６５，５５６の継続出願である２００３年５月９日申請のＰＣＴ出願通し番号ＰＣＴ／ＵＳ０３／１４７８５の一部継続出願でありその優先権を主張する。  
本出願はさらに２００４年７月９日申請の米国特許出願通し番号１０／８８８，７３５の一部継続出願でありその優先権を主張する。
【０００９】
本出願はさらに、２００２年１１月５日申請の米国仮特許出願通し番号６０／４２３，８８１および２００２年８月２日申請の米国仮出願通し番号６０／４００，６２４の優先権を主張する２００３年５月２０日申請の米国特許出願通し番号１０／４４３，１２６と２００２年１１月５日申請の米国仮特許出願通し番号６０／４２３，８８１の優先権を主張する、２００３年７月３１日申請の米国特許出願通し番号１０／６３３，１８６の一部継続出願でありその優先権を主張する。本出願はさらに、２００３年５月１２日申請の米国仮特許出願通し番号６０／４７０，５２５および２００２年６月７日申請の米国特許出願通し番号１０／１６５，５５６の優先権を主張する。上記の全出願はここで完全に記載されたかのように参照によって本明細書に組み込まれる。
【００１０】
本発明の技術分野
本発明は一般に超音波ベースの診断システムおよび処置に関する。
【背景技術】
【００１１】
本発明の背景技術
良性の前立腺肥大（ＢＰＨ）およびその他の障害は力学的な膀胱出口閉塞（ＢＯＯ）の原因となり得る。ＢＯＯを予測するためのマーカーは膀胱壁の重量を測定している。探査する超音波を使用することで、超音波推定の膀胱壁の重量（ＵＥＢＷ）は非侵襲性の方法で取得することができる。ＵＥＢＷを得る既存の方法では、膀胱は球形状であり膀胱壁の厚みは、ほとんど空からほとんど充満までの膀胱で比較的一定であることを想定している。さらに、既存の２次元の方法は、一連の２次元画像に関して膀胱の対向する壁の前縁から前縁を利用して入念に手動により実行され、分析の誤差を伴う。（宮下浩明、小島宗門、三木恒治、「Ultrasonic measurement of bladder weight as a possible predictor of acute urinary retention in men with lower urinary tract symptoms suggestive of benign prostate hyperplasia（良性の前立腺肥大を示唆する下部尿路症状を持つ男性の急性尿閉の可能な予測値として膀胱の重量の超音波測定）」、Ultrasound in Medicine and Biology ２００２年第２８巻８号第９８５−９９０ページ、Ｋ. エールケ、Ｋ. ホフナー、Ｂ. ウィーゼ、Ｖ. グランウエルド、Ｕ. ジョナス、「Increase in detrusor wall thickness indicates bladder outlet obstruction in men（排尿筋壁の厚みの増加は男性の膀胱出口閉塞を示す）」、 World J. of Urology、２００２年第１９巻第６号４４３−４５２ページ、 Ｌ. ミュラー、Ｔ. バーグストロム、Ｍ. ヘルストロム、Ｅ. スベンソン、Ｂ. ジェイコブソン、「Standardized ultrasound method for assessing detrusor muscle thickness in children（小児の排尿筋の厚みを評価するための超音波の標準化方法）」、J. Urol.、２００、１６４:１３４−１３８ページ、納谷 佳男、小島宗門、本城久司、落合厚、浮村理、渡辺 泱「Intraobserver and interobserver variance in the measurement of ultrasound-estimated bladder weight（超音波推定の膀胱の重量の測定における測定者内、測定者間での変動）」Ultrasound in Med. & Biol、1999年第24巻第5号、７７１−７７３ページ）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
固定された膀胱の仮定形からの誤差および得られた２Ｄ超音波画像の手動による画像処理方法によって生成された誤差が生じるのを避けるために、正確に膀胱壁の容積を測定することによって膀胱壁の重量を正確に非侵襲で測定する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
発明の要約
３次元超音波エコー情報から超音波推定の器官の壁の質量または重量を取得する方法およびシステムを開示する。
【００１４】
本発明の実施形態について以下の図面を参照して詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
好ましい実施形態の詳細な説明
３次元超音波エコー情報を使って超音波で推定した膀胱等の器官の壁の質量および／または重量を得る方法およびシステムを説明する。３次元（３Ｄ）に基づいた超音波情報は、器官または他の関心領域（ＲＯＩ）に適切に照準を定めて、器官の壁の重量または質量を測定するプロセスの一部として器官の壁の内側（粘膜下）および外側（漿膜下）の壁の境界の輪郭を描くためにアルゴリズムを利用する、超音波トランシーバーを用いたマイクロプロセッサーをベースにしたシステムから生成される。器官が膀胱である場合、膀胱壁のアルゴリズムは膀胱の幾何学的な仮定を行うことなく動作するので、膀胱壁の粘膜下層および漿膜下層の間の形、面積、および厚みがより正確に割り出され、その結果、膀胱壁の容積のより正確な割り出しができる。正確な膀胱の容積を知ることは、膀胱壁の容積と膀胱壁の密度または比重の積として膀胱壁の重量または質量のより正確な割り出しを可能にする。
【００１６】
実施形態は３次元画像の解析および３Ｄ画像を構成する１次元および２次元の情報の解析に基づいて推定膀胱重量（ＵＥＢＷ）および／または膀胱壁の質量を取得するための自動で便利な処置用のシステムと方法を含む。１つの特定の実施形態において、被検者または患者は超音波トランシーバーを使用して走査される。ワシントン州レッドモンド市所在のダイアグノスティック・ウルトラサウンド・インコーポレーテッドが販売するＢｌａｄｄｅｒＳｃａｎ（登録商標）ＢＶＭ６５００に類似した超音波トランシーバーは、３次元の走査円錐の形式で超音波の音像を提供する。３Ｄ走査円錐は、超音波で探査されたＲＯＩの画像を２Ｄ走査面の回転配列の形式で提供し、Ｖ−ｍｏｄｅ（登録商標）の一画像または複数の画像と称される。複数のＶ−ｍｏｄｅ画像はまたＶ字形の配列および平行移動の配列を含んでもよい。
【００１７】
走査後、トランシーバーは膀胱に対して探触子を正しく位置付けできるようにトランシーバー用の照準情報を添えて膀胱内に貯留した尿量を表示する。照準情報によって、画像を中央に配置し、および／または膀胱の完全な画像を得るために、ユーザーは必要に応じて走査を繰り返すことができる。
【００１８】
一旦走査が完了すると、３次元のデータはインターネット等のネットワークに連結された遠隔コンピューター上のサーバーコンピューターに安全に送信できる。あるいは、ローカルコンピューターネットワーク、または独立したスタンドアロンのパーソナルコンピューターも使用してもよい。いずれにしても、コンピューター上の画像処理アルゴリズムは３Ｄ画像の２Ｄの部分または３Ｄ画像のボクセル内のピクセルを分析する。画像処理アルゴリズムは次に、どのピクセルまたはボクセルが内壁層または外壁層を占有するか、あるいは構成するかを定義する。それから、内層と外層の壁面積とその間の厚みが割り出される。器官の壁または膀胱壁の重量は、壁層の面積と壁層間の厚みと壁の密度の積として割り出される。 
画像処理アルゴリズムは膀胱領域内の膀胱壁の前方部分の外壁と内壁の輪郭を描き、例えば、キットウエア社（米国ニューヨーク州クリフトンパーク）が保持するＶＴＫライブラリーから使用したマーチングキューブズアルゴリズムの修正を使用して、膀胱壁の実際の表面積Ｓを割り出す。上記アルゴリズムは参照によって本明細書に組み込まれる。膀胱壁の厚さｔは、次に膀胱壁の外面と内面の間の距離として計算される。最後に、方程式Ｅ１に示すように、膀胱の重量は、表面積と厚みと膀胱筋の比重ρの積として推定される。
【数１】
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【００１９】
本発明の実施形態の１つの利点は、ＵＥＢＷのより正確でより一貫した推定値を生成することである。より高い精度と一貫性の理由には以下が含まれる。
【００２０】
１．表面積と厚みを計算するのに２次元のデータの代わりに３次元のデータを使用する。別の実施例では、膀胱壁の厚さ（ＢＷＴ）が計算できるように膀胱の外側の前壁の輪郭が描かれる。
【００２１】
２．球形模型に基づいた表面積を使用する代わりに測定された表面積を使用する。
【００２２】
３．膀胱壁の厚さの自動かつ一貫した測定。
【００２３】
ＵＥＢＷは膀胱の容積の範囲にわたって測定され、一定の容積まで充満させるために患者にカテーテルを挿入する必要がないので、実施形態が与えるさらなる利点として、非侵襲性と使いやすさが含まれる。
【００２４】
図１Ａ−Ｄは、トランシーバー、走査面の走査円錐の配列、およびその配列の走査面の部分的な略図と部分的な等角図である。
【００２５】
図１Ａは、超音波変換器ハウジング１８と患者または被検者を探査するために超音波エネルギーを放射するトランシーバードーム２０を有するトランシーバー１０Ａを示す。探査する超音波から返ってきた超音波エコーからの情報はディスプレイ１４に示される。情報は英数字、画像であってもよく、目標の器官またはＲＯＩの位置検出を描写する。
【００２６】
図１Ｂは、探査する超音波を含有する複数の走査面４２のグラフ表示である。複数の走査面４２は、トランシーバー１０Ａのドーム２０から外の方向に投射する実質的に円錐の形を有する３次元（３Ｄ）の配列形式で走査円錐４０を定義する。
【００２７】
複数の走査面４２はトランシーバー１０Ａを通って延出する軸１１のまわりに向いている。一つかそれ以上、またはその代わりに走査面４２の各々は軸１１のまわりに位置しており、所定の位置角θに位置されてもよい。走査面４２は角度θ１とθ２で相互に間隔をおいており、その角度の値は可変であってもよい。すなわち、角度θ１とθ２からθｎまではおよそ等しく描かれているが、異なる値の角度であってもよい。他の走査円錐の構成が可能である。例えば、Ｖ字形の走査円錐、または他の同様な形がトランシーバー１０Ａによって生成されてもよい。
【００２８】
図１Ｃは走査面４２のグラフ表示である。走査面４２は、周辺走査線４４および４６、トランシーバー１０Ａから外の方向に走査線４４と４６の間に延出する長さｒを有する内部走査線４８を含む。したがって、周辺走査線４４と４６に沿った選択点ならびに内部走査線４８は距離ｒおよび角度の座標値φとθを基準として定義することができる。長さｒはおよそ１８センチメートルから２０センチメートル（ｃｍ）延出するのが好ましいが、他の長さも可能である。ある種の実施形態はドーム２０から外の方向に延出するおよそ７７本の走査線４８を含むが、任意の数の走査線を使用してもよい。
【００２９】
図１Ｄは、体内の器官の部分の断面を通って延出する単一の走査面４２を形成する超音波トランシーバーから放射する複数の走査線４８のグラフ表示である。走査面４２は周辺走査線４４と４６によって境界づけられた扇形で半円形のドーム状の切抜き４１を有する。一定の走査面４２内でトランシーバー１０Ａから放射する内部走査線の本数および位置は、走査面４２内の構造または画像を十分に映像化するために必要に応じて異なる位置座標で軸線１１のまわりに分散されてもよい。図示のように、中心から外れた関心領域（ＲＯＩ）の４つの部分が内部器官の不規則な領域４９として示される。３つの部分は走査面４２内に完全に映し出すことができ、１つは周辺走査線４４によって切られている。
【００３０】
前述したように、変換器の角度の動きは機械的に行われてもよく、および／または電子的にまたは別の方法で生成されてもよい。どちらの場合でも、傾斜角φ（図１Ｃ）がおよそ−６０度と＋６０度の間の角度で合計およそ１２０度の円弧を走査するように線４８の本数および線の長さは可変であってもよい。１つのある種の実施形態において、トランシーバー１０Ａは第１制限走査線４４と第２制限走査線４６の間で約７７本の走査線を生成するように構成される。別のある種の実施形態において、走査線の各々はおよそ１８センチメートル（ｃｍ）から２０センチメートル（ｃｍ）の長さを有する。隣接した走査線４８間の角距離（図１Ｂ）は均等であっても非均等であってもよい。例えば、そして別のある種の実施形態において、角距離θ１とθ２からθｎまで（図１Ｂに図示）は約１．５度であってもよい。また、別のある実施態様において、角距離θ１、θ２、θｎは、第１走査線と第２走査線の間に１．５度の距離、第２走査線と第３走査線の間に６．８度の距離、第３走査線と第４走査線の間に１５．５度の距離、第４走査線と第５走査線の間に７．２度の距離というように隣接する角度が１．５度、６．８度、１５．５度、７．２度等の角度を含める順序で一続きでもよい。隣接した走査線間の角距離は均等・非均等の角度の間隔の組み合わせでもよく、例えば、一連の角度は、１．５度、１．５度、１．５度、７．２度、１４．３度、２０．２度、８．０度、８．０度、８．０度、４．３度、７．８度等を含む順序であってもよい。
【００３１】
図２は、トランシーバー１０Ｂの部分的な略図で部分的な等角線側面図と３Ｄに分散した走査線で構成された走査円錐の配列３０を示す。走査線の各々はトランシーバー１０Ｂから外の方向に投射する長さｒを有する。図示するようにトランシーバー１０Ｂは１次元的な超音波Ａ線である３Ｄに分散した走査線を走査円錐３０内に放射する。集合体として、３Ｄに分散したＡ線は走査円錐３０の円錐の形を定義する。超音波走査円錐３０は、トランシーバー１０Ｂのドーム２０から外の方向に延出し軸線１１のまわりに集中する（図１Ｂ）。走査円錐３０の３Ｄに分散した走査線は、走査円錐３０の円周で定義された容積内に分散された複数の内部走査線と周辺走査線を含む。したがって、周辺走査線３１Ａ−３１Ｆは走査円錐３０の外面を定義し、内部走査線３４Ａ−３４Ｃはそれぞれ周辺走査線３１Ａ−３１Ｆの間に分散される。走査線３４Ｂは一般に軸１１と同一線上であり、走査円錐３０は一般に軸線１１に同軸状に集中する。
【００３２】
内部走査線と周辺走査線の位置は、中心走査線３４Ｂから内部走査線と周辺走査線の間の角度の間隔でさらに定義することができる。走査線３４Ｂと周辺走査線または内部走査線の間の角度の間隔は角度Φで示され、内部走査線または周辺走査線の間の角度の間隔は角度θで示される。角度Φ１、Φ２、Φ３は走査線３４Ｂから走査線３４Ａ、３４Ｃ、３１Ｄまでのそれぞれ角度の間隔を定義する。同様に、角度Φ１、Φ２、Φ３はそれぞれ走査線３１Ｂと３１Ｃ、３１Ｃと３４Ａ、３１Ｄと３１Ｅの間の角度の間隔を定義する。
【００３３】
引き続き図２を参照して、複数の周辺走査線３１Ａ−Ｅと複数の内部走査線３４Ａ−Ｄは３次元的に分散したＡ線（走査線）であり、走査面内に閉じ込められているとは限らず、代わりに内部領域を通って走査円錐３０の周囲に沿って走査してもよい。このように、走査円錐３０内の任意点は座標ｒ、Φ、θ（一般に値は異なる）で識別することができる。トランシーバー１０Ｂから放射する内部走査線３４Ａ−Ｄの本数および位置は、患者の関心領域（ＲＯＩ）内の構造あるいは画像を十分に映像化するために必要に応じてこのように異なる位置座標で走査円錐３０内に分散されてもよい。トランシーバー１０Ｂ内の超音波変換器の角度の動きは機械的に行われてもよく、および／または電子的に生成されてもよい。いずれにしても、角度Φは走査線３４Ｂと３１Ａの間でおよそ−６０度の角度で、走査線３４Ｂと３１Ｂの間で＋６０度の角度で走査するように、線の本数および線の長さは均等であっても、異なってもよい。したがって、角度Φは合計およそ１２０度の円弧を含むことができる。一実施形態において、トランシーバー１０Ｂはおよそ１８センチメートル（ｃｍ）から２０センチメートル（ｃｍ）の長さｒを有する走査円錐３０内で複数の３Ｄに分散した走査線を生成するように構成される。
【００３４】
図３は、コンピューターまたは他のマイクロプロセッサーデバイス（不図示）に無線でアップロードされたデータと通信するのに操作可能な通信クレードル５０Ａに取り外し可能に置かれたトランシーバー１０Ａ（図１）を示す。データは、コンピューターに、またはコンピューターを経由してサーバに安全にアップロードされて、そこで以下でより詳細に説明する膀胱の重量の推定アルゴリズムによって処理される。トランシーバー１０Ｂはクレードル５０Ａに同様に収容されてもよい。この無線の実施形態において、クレードル５０Ａは走査円錐４０または走査円錐３０の情報内容を受信して無線信号５０Ａ−２に変換する回路を有している。
【００３５】
図４は、データが電気的な接続５０Ｂ−２によってコンピューターまたは他のマイクロプロセッサーデバイス（不図示）にアップロードされる通信クレードル５０Ｂに取り外し可能に置かれたトランシーバー１０Ａを示す。データは、コンピューターにまたはコンピューターを経由してサーバに安全にアップロードされて膀胱の重量の推定アルゴリズムによって処理される。トランシーバー１０Ｂは同様にクレードル５０Ｂに取り外し可能に置かれてもよい。本実施形態において、クレードル５０Ｂは走査円錐４０または走査円錐３０の情報内容を受け取り非無線信号に変換する回路を有しており、その非無線信号は電気信号、光信号、あるいは音ベースの信号を送信することができる電線管５０Ｂ−２に伝送される。電線管５０Ｂ−２のある電気的な実施形態は、マイクロプロセサーベースのデバイスとの信号通信にユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）を含んでもよい。
【００３６】
図５は、トランシーバー１０Ｃで走査されている患者６８の腹部を示した画像と、臍６８および臍中線６８Ｃの左の関心領域（ＲＯＩ）に当初の照準を定めている間にパーソナルコンピューターに無線でアップロードされているデータを示す。図５は、無線信号の生成が可能なトランシーバー１０Ｃを使って当初の照準を定める段階の間に膀胱壁の質量システム６０Ａで走査されている患者６８を示したイメージである。トランシーバー１０Ｃは、走査円錐４０または走査円錐３０の情報内容を無線信号２５Ｃ−１に変換する回路を有しており、その無線信号は可視光線、（赤外線等の）不可視光線、または音ベースの信号の形式であってもよい。図示するように、データは器官またはＲＯＩに当初の照準を定める間にパーソナルコンピューター５２に無線でアップロードされる。トランシーバー１０Ｃのある種の実施形態において、集束した３．７ＭＨｚの単一素子の変換器が使用され１２０度の走査円錐４２を得るために機械的に操縦される。コンピューター５２に連結された表示画面５４上に、走査円錐画像４０Ａは器官５６Ａが中心から外れて切られた図を表示している。
【００３７】
ＵＥＢＷを取得するための走査プロトコールは、恥骨結合のおよそ１インチ上の方に走査ヘッドをやや尾骨の方へ向けてトランシーバー１０Ｃを置くことから始める。スキャナーの走査ボタンを押すことで３次元の超音波データが集められる。走査が完了すると、デバイス１０Ｃのディスプレイ１４に照準情報が矢印で表示される。点滅する矢印はデバイスを矢印の方向に向けて再度走査するようにユーザーに知らせる。デバイスが実線の矢印を表示または矢印を表示しなくなるまで、走査は繰り返される。デバイス上のディスプレイ１６はさらに計算された膀胱の容積を表示することができる。前述の照準を定めるプロセスは、マクモロウその他の米国特許６，８８４，２１７でより完全に説明され、前記特許はここで完全に記載されたかのように参照によって本明細書に組み込まれる。ＵＥＢＷを測定するために必要な膀胱の容積は２００ｍｌと４００ｍｌの間である。膀胱容積の読取りが２００ｍｌ未満である場合、患者にある量の流体を与えて少しの間待ってから走査することができる。走査が完了して患者が２００ｍｌと４００ｍｌの間の膀胱の容積を有すると、デバイスはパーソナルコンピューターに接続された通信クレードルに置くことができる。米国特許４，９２６，８７１号、５，２３５，９８５号、６，５６９，０９７号、６，１１０，１１１号、６，６７６，６０５号で説明する他の方法およびシステムはここで完全に記載されたかのように参照によって本明細書に組み込まれる。
【００３８】
上記に説明したプロトコールについて詳述し、引き続き図５を参照して、システム６０Ａはさらにトランシーバー１０Ｃと無線で情報を交換するように構成されたパーソナルコンピューティングデバイス５２を含む。しかしながらトランシーバー１０Ｃが使用される場合、情報交換の他の手段を使用してもよい。動作中、トランシーバー１０Ｃを患者６８の腹部位の側面に当てる。例えば女性患者の子宮器官の腹部横断画像を得る場合は、トランシーバー１０Ｂは患者６８の中心線６８Ｃから中心を外して置かれる。トランシーバー１０Ｂは音響カップリングゲルを含むパッド６７を通して患者６８に接触してもよく、前記パッドは患者６８の実質的に臍６８Ａおよび中心線６８Ｃの左に置かれる。あるいは、音響カップリングゲルは患者６８の皮膚に塗布してもよい。パッド６７はトランシーバー１０Ｂから患者６８への音響伝導を最大限にすることによって、患者６８とトランシーバー１０Ｂの間の超音波減衰を有利に抑える。以下の図６と図７に示すように、超音波画像化システム６０Ｂはコンピューター５２と有線で通信するトランシーバー１０Ｄを含む。この有線の実施形態において、トランシーバー１０Ｄは走査円錐４０または走査円錐３０の情報内容を受け取り非無線信号に変換する回路を有しており、その非無線信号はトランシーバー１０Ｄとコンピューター５２の間の電線管に伝送され、その無線信号は電気信号、光信号、または音ベースの信号を含んでもよい。
【００３９】
無線信号２５Ｃ−１には、パーソナルコンピューターデバイス５２の画像処理アルゴリズムに伝送されて処理されるエコー情報を含む。走査円錐４０（図１Ｂ）はコンピューターディスプレイ５４上に部分画像５６Ａとして内部器官を表示する。トランシーバー１０Ｂの位置決めのせいで、画像５６Ａは走査円錐４０Ａの中央部分と比べて著しく切られており中心から外れている。
【００４０】
図５に示すように、画像の照準を定める段階において腹部を横切って取得した画像が当初取得される。当初照準を定める間に、フリーハンドによる第１の位置は実質的に中心から外れた器官またはＲＯＩの５６Ａを表すかもしれない。トランシーバー１０Ｃは２次元の連続的な取得モードで操作される。２次元の連続モードにおいて、データは連続的に得られ前記で示し説明したように走査面画像として示される。このようにして取得したデータは、操作者がトランシーバー１０Ｃを患者の腹部位の端から端まで物理的に平行移動している間、トランシーバー１０Ｂに連結されたディスプレイ２４等のディスプレイ装置上に映し出すことができる。データを取得するのが望ましい時に、操作者はトランシーバー１０Ｃのトリガー１４を押し下げてデータを取得して、トランシーバーディスプレイ１４上で操作者に提示されるリアルタイムの画像を得ることができる。フリーハンドによる第１の位置の場合のように、トランシーバーの当初の位置が著しく中心から外れている場合、器官またはＲＯＩ５６Ａの一部分だけが走査面４０Ａで見えることになってしまう。
【００４１】
図６は、トランシーバー１０Ｃで走査される患者６８、および無線でパーソナルコンピューターにアップロードされている臍６８Ａの下で臍中線６８Ｃの近くの腹部において適切に照準を定められたＲＯＩのデータを示したイメージである。ここで、トランシーバー１０Ｃで走査されている患者およびパーソナルコンピューター５２に無線でアップロードされているデータは、ＲＯＩ５６Ｂが適切に照準を定められた場合に起こる。等角図は患者の中心腹部位に当てられた超音波画像化システム６０Ａを示す。トランシーバー１０Ｃは患者６８の中心線６８Ｃ上の臍６８Ａの下であるフリーハンドによる第２の位置まで平行移動または動かしてもよい。トランシーバー１０Ｃからの情報を有する無線信号２５Ｃ−２はパーソナルコンピューターデバイス５２に伝送される。トランシーバー１０Ｃ内に位置した慣性基準装置が基準座標系に相対的なトランシーバー１０Ｃの位置の変化を感知する。以下でより詳細に説明する慣性基準装置からの情報は、器官５６Ｂの完全な画像を有する走査円錐４０Ｂが取得できるように、最新でリアルタイムの走査円錐の画像の取得を可能にする。他の実施形態もまた本発明の範囲内である。例えば、トランシーバー１０Ｃもまた、図１０に示すように、システム６０Ａで使用されてもよい。図３に示すトランシーバー１０Ａおよびサポートクレードル５０Ａならびに図４のトランシーバー１０Ａおよびサポートクレードル５０Ｂもまた、それぞれ以下の図７、図８で示すように使用されてもよい。更に、トランシーバー１０Ａまたは１０Ｂは、患者６８に相対するトランシーバー１０Ａまたは１０Ｂの位置座標を割り出すために慣性基準装置を備えてもよい。慣性基準装置は、位置座標の回転成分を割り出すために位置座標およびジャイロスコープ２３の平行移動の成分を測定するために加速度計２２を使用してもよい。
【００４２】
図７は、超音波画像化システム６０Ａ−Ｄと通信するネットワークに接続された超音波システム１００の概略図および部分的な等角図である。システム１００は通信システム５５によってサーバ５６に連結された１つかそれ以上のパーソナルコンピューターデバイス５２を含む。デバイス５２は次に、例えばシステム６０Ａ−６０Ｄの１つかそれ以上の超音波トランシーバーに連結される。サーバ５６は超音波情報の追加的な処理を提供するために実施可能であってもよく、または例えばカラーにスナップを備えて慣性基準システムを有するトランシーバー１０Ａまたは１０Ｂの他のサーバ（図７には不図示）およびデバイスにさらに連結されてもよい。その慣性基準装置は位置座標の平行移動の成分を割り出すために少なくとも１つの加速度計２２、および位置座標の回転成分を割り出すために少なくとも１台のジャイロスコープ２３を使用してもよい。
【００４３】
えコンピューターの配列１１４はシステム６０Ａ−Ｄのコンピューター５２に類似の他のコンピューターを含んでもよい。システム１１０はまた、前述したように慣性基準能力を有するトランシーバー１０Ａまたは１０Ｂと通信してもよい。
【００４４】
図９Ａは、画像化システム６０Ａ−Ｄからの３．７ＭＨｚのパルス周波数で、それぞれ図１Ａ、図２のトランシーバー１０Ａ−Ｂのうちの１つを使用した横断面の膀胱のＢモードまたは２次元の超音波画像である。図９Ａは、走査面１４２内で暗色のやや円形またはかぼちゃの形の領域として映像化された膀胱内腔１５０の横断面の超音波像である。膀胱内腔１５０は、膀胱内腔の内側の流体の腔または空の腔の本質が低エコーであるため、走査面１４２の中心領域で暗色の領域として映し出される。より固体のような組織の障壁は入射する、または探査する超音波エネルギーに反響性があり、入射して探査する超音波を反射し返す。障壁が反射する超音波は、走査円錐１４２で明色の領域として映し出される。変換器のドーム状の切抜き４１の近位の膀胱周囲の輪郭を描く反響性の障壁は、膀胱壁の前方領域の粘膜下の１４６層および漿膜下層１４８として映し出される。 
図９Ｂは、図９Ａの画像のクローズアップであり膀胱の前壁を示す。ズームした画像は一連のログ圧縮したＡモードの線から生じたもので膀胱１５０の前壁の横断面の構造を細密に映し出す。比較的低輝度の領域１４７は、より明色の粘膜下１４６と漿膜下層１４６、１４８の間にはさまれて映し出される。排尿筋の膀胱壁の筋肉は明色が少ない領域１４７を占める。層１４６および１４８ほど明るくないが、排尿筋の領域１４７は膀胱内腔１５０より明るい。
【００４５】
図９Ｃは、膀胱を通る走査線４８に類似した１本の走査線をログ圧縮したＡモードの線であり、走査線の位置または膀胱を通る深さの関数として相対的なエコー源性を図示する。壁の粘膜下層、漿膜下層、および排尿筋はズームしたＢモードとＡモードのこの特定のセットのデータで映像化される。この膀胱壁の２つの層は、超音波ビームが膀胱壁に垂直入射する場合に最もはっきり映し出される。超音波の入射角が垂直から逸脱するにつれて、２つの層は１つとして映し出され始め確実に検出されないかもしれない。多くのデータセットにおいて膀胱壁の上記の２つの層は垂直入射ではっきり映し出される一方で、（腹膜等の）膀胱周囲の組織が膀胱壁に当たり漿膜下の層と結合する場合もいくらかある。腹膜が漿膜下の層と結合した画像のいくつかの標本を図９Ｃに示す。
【００４６】
９Ｃ図に示すように、ＲＯＩが器官またはＲＯＩに実質的に垂直な入射超音波で探査される場合に、著しく解像度の高いヒストグラムが得られる。ここでは互いを識別するのに十分な細密さで図９Ａおよび９Ｂの構造の断面が見られる。図１Ｄの走査線４９、走査線３１Ａ−Ｆ、または図２の走査線３４Ａ−Ｃに類似した、Ａラインの走査線に沿った超音波エコー強度の１次元的なヒストグラムのプロットが走査線の深さに対してプロットされる。 漿膜下層１４８は、より遠位の粘膜下層１４６よりわずかに強いエコー輝度で示される。漿膜下層１４８は走査ヘッドドーム２０からのおよそ３ｃｍであり、漿膜下層はドーム２０からのおよそ３．５ｃｍである。膀胱内腔１５０は、前方に位置する漿膜下層１４６の間にわたって９．５ｃｍ近くのより後部の深さに示される。より暗色の膀胱内腔１５０と比較して、比較的より明色の排尿筋領域１４７がそれよりさらに明色の粘膜下・漿膜下層１４６と１４８の間にはさまれて示される。
【００４７】
図１０は、Ｖ−ｍｏｄｅの超音波データからのＵＥＢＷの計算用のアルゴリズム１７０である。アルゴリズムは、Ｖ−ｍｏｄｅの超音波データからＵＥＢＷの計算を可能にする。アルゴリズム１７８のブロック１７８は膀胱領域の輪郭を描く。次にこの輪郭が描かれた膀胱領域はブロック１８６で示されるような膀胱の表面積を計算するために使用される。輪郭が描かれた膀胱領域、およびブロック１７２で取得された入力Ｖ−ｍｏｄｅデータを使用して、膀胱の前壁が割り出される。この前壁の輪郭描写は膀胱壁の厚さを計算するために使用される。最後に、ブロック１９８に示すように、表面積と厚さの測定値はＵＥＢＷを計算するために組合される。アルゴリズム１７０は膀胱の壁の重量および／または質量を測定するために使われているが、アルゴリズム１７０はまた、子宮、心臓、腎臓、または癌性の腫瘍および／または非癌性の起点等の膀胱以外の関心領域に対して使用されてもよい。非癌性の腫瘍は袋状の成長を持つ寄生虫感染症が含まれる。
【００４８】
図１１は図１０のサブアルゴリズム１７２の拡張である。ブロック１７２−２で、超音波探触子は膀胱の少なくとも一部分を超音波走査するように腹部の上に置かれる。膀胱から返ってきたエコーがトランシーバー１０Ａまたは１０Ｂで受信される。次に、プロセスブロック１７２−６で、信号が返ってきた超音波エコーの強さに比例して生成される。信号は以下で説明するコンピューター５２、ローカルサーバー５６、またはインターネット１１４によってアクセス可能な他のサーバおよびコンピューターにあるマイクロプロセッサーによって実行可能である画像処理アルゴリズムによって超音波画像へと処理される。いずれの場合でも、膀胱の画像は、コンピューターディスプレイ５４上にユーザーに見えるように表示される。次に、ひし形の判断ブロック１７２−８は「膀胱は十分に照準を定められているか？」のクエリーを提出する。 十分に照準を定める割り出し方法は、マクモロウその他の米国特許６，８８４，２１７でより完全に説明され、前記特許はここで完全に記載されたかのように参照によって本明細書に組み込まれる。答えが「ｎｏ」であれば、サブアルゴリズム１７２はブロック１７２−２に戻り、ひし形の判断ブロック１７２−８の方に進む。答えが「ｙｅｓ」であれば次に、サブアルゴリズム１７２は終了し、続いて行われるサブアルゴリズム１７８および１８２に出る。
【００４９】
図１２Ａは図１０のサブアルゴリズム１７８の拡張である。サブアルゴリズム１７８は、数学用語「２００＜尿量＜４００ｍｌ」として表現された「尿量は２００ｍｌと４００ｍｌの間か？」のクエリーに答えるために、ひし形の判断ブロック１７８−４に入ることから始まる。答えがＹｅｓであれば、次に、データは膀胱の輪郭を描くためにブロック１７８−８で処理される。答えがＮｏであれば、次にブロック１７８−６で、膀胱は尿が２００ｍｌと４００ｍｌの範囲内になるまで蓄積することを許される。尿量が２００ｍｌと４００ｍｌに範囲内になった後、前方の粘膜下壁および前方の漿膜下壁の位置がブロック１７８−１２で割り出される。次にサブアルゴリズム１７８はプロセスブロック１８６または１９２へと出る。
【００５０】
図１２Ｂは、図１０のサブアルゴリズム１７８の別の実施形態の拡張である。２００ｍｌと４００ｍｌの間の尿を有する膀胱と比較して精度は最適ではないかもしれないが、２００ｍｌ未満または４００ｍｌ以上の容積でＵＢＥＷを割り出してもよい。膀胱に２００−４００ｍｌを蓄積することができない状態の場合、次にプロセスブロック１７２は直接プロセスブロック１７８−８に進んでもよく、そこで取得したデータが膀胱の輪郭を描くために処理される。次に、プロセスブロック１７８−１２で、粘膜下および漿膜下の前壁の位置が割り出される。ここから、方法はプロセスブロック１８６および１９２に続く。
【００５１】
図１３は、図１２Ａおよび１２Ｂの膀胱の輪郭を描くためにデータを処理するサブアルゴリズム１７８−８の拡張である。サブアルゴリズム１７８−８は８つのプロセスまたは判断のルーチンで構成され、サブアルゴリズム１７２が終了した後に、当初の壁を探索すると呼ばれる第１のプロセスブロック１７８−８Ａで始まる。当初の壁を探索するブロック１７８−８Ａの次は、重心を探索すると呼ばれるブロック１７８−８Ｂである。その次に、ブロック１７８−８Ｃは当初の壁の固定である。当初の壁を固定した後は、「非膀胱であるか？」のクエリーを尋ねる判断ブロック１７８−８Ｄである。答えが「ｙｅｓ」、つまりで器官が非膀胱であれば、次のプロセスは壁をクリアするブロック１７８−８Ｅである。次に、容積がブロック１７８−８Ｈで表示されてプロセス１７８−８はサブプロセス１７８−８Ｊに続く。ひし形の判断ブロック１７８−８Ｄに戻って、器官が非膀胱ではない、つまり「ｎｏ」である場合、次に別の判断１７８−８Ｆが「容積は４０ｍｌ未満か？」のクエリーを提出する。ひし形の判断ブロック１７８−８Ｆの答えが「ｎｏ」である場合、次に容積が端子１７８−８Ｈで示されてアルゴリズム１７８−８はサブアルゴリズム１７８−８Ｊに進む。ひし形の判断ブロック１７８−８Ｆで「容積は４０ｍｌ未満か？」のクエリーへの答えが「ｙｅｓ」である場合、別の判断が「膀胱領域であるか？」のクエリーを備えるダイヤモンド１７８−８Ｇに提出される。答えが「ｎｏ」であれば次にサブアルゴリズム１７８−８はブロック１７８−８Ｅの壁をクリアするに進んで、またそこから容積が表示される端子ブロック１７８−８Ｈに進む。ひし形の判断ブロック１７８−８Ｇで「膀胱領域であるか？」のクエリーへの答えが「ｙｅｓ」である場合は、次に容積が端子１７８−８Ｈで表示されてプロセス１７８−８はアルゴリズム１８０および１８６に続く。サブアルゴリズム１７８−８で、層間線は、例えば子宮または膀胱の器官の壁の当初の位置を概算するために、Ｂモードの走査面画像に重ねられる。この当初の層間線はシード点あるいは当初の基準点として、器官の壁の内壁層と外壁層の割り出しを調節する基礎としてさらに使用される。またこのアルゴリズムで、走査面の検出された領域が膀胱または子宮であるかないかが割り出される。これは特にトランシーバー１０Ａ（図１Ａ）の性別ボタン（不図示）が、走査が女性向けの走査であることを示す場合に生じる。領域が確かに子宮であると分かった場合、クリアされて容積ゼロが表示される。膀胱等の非子宮の領域で、容積が非常に小さい場合、検出された領域が膀胱であって別の組織ではないことを確実にするために、次にその領域内の信号特性の大きさに関する照合が行われる。領域が確かに膀胱領域である場合はその領域は計算されて出力に表示される。
【００５２】
図１４は、図１３の当初の壁を探索するサブアルゴリズム１７８−８Ａの拡張である。サブアルゴリズム１７８−８Ａは、１１のプロセスループ、判断、および端子で構成される。サブアルゴリズム１７８−８Ａはプロセス１８０Ａ２で始まり、そこで局所平均が１５個から１６個の標本用に計算され、それが信号のノイズを低減するために低域フィルター（ＬＰＦ）としての機能をする。他の実施形態は１５以下および１６以上の標本から平均の計算をすることができる。次はブロック１８０Ａ４でありそこで７組以上の標本から採った中心差分の公式化を使って勾配が計算される。ブロック１８０Ａ４のプロセスは次にループ始端１８０Ａ６に進む。ブロック１８０Ａ６で、標本はそれぞれ検出領域で検討される。それから、ひし形の判断ブロック１８０Ａ８で、「勾配は最小であるか」のクエリーが実行される。答えが「ｎｏ」であればひし形の判断ブロック１８０Ａ１８で別のクエリーの「ＢＷと勾配の最大を探索しているのか？」が実行される。ここでＢＷは後壁を指す。ブロック１８０Ａ１８のクエリーへの答えが「ｎｏ」であればループ端はブロック１８０Ａ３０に進む。それから、１８０Ａ３０のループ終端から、当初の壁の探索を終了するターミネーターがブロック１８０Ａ４０で達する。ひし形の判断ブロック１８０Ａ８に戻って、「勾配は最小であるか？」のクエリーの答えが「ｙｅｓ」であれば別のクエリーがひし形の判断ブロック１８０Ａ１０に提出される。１８０Ａ１０のクエリーは「候補のＦＷ／ＢＷは最良か？」であり、ＦＷは前壁、ＢＷは後壁を指す。ブロック１８０Ａ１０のクエリーの答えが「ｎｏ」であれば、プロセス１８０Ａ６２が使われ、そこで前壁が保存されて別の後壁が探索される。１８０Ａ１０のクエリーの答えが「ｙｅｓ」であれば、プロセスはブロック１８０Ａ１４で行われる候補を保存するである。それから、プロセスはループ始端１８０Ａ６に返って再開される。ひし形の判断ブロック１８０Ａ１０に戻って、「候補のＦＷ／ＢＷは最良か？」のクエリーの答えが「ｙｅｓ」であれば、プロセスはブロック１８０Ａ１２に進み、そこで候補が後壁／前壁の１組として割り当てられる。その後ブロック１８０Ａ１２から、アルゴリズム１８６Ａはループ始端１８０Ａ６に戻り、それからプロセスはループ終端１８０Ａ３０で各サンプルの終わりで終了して、そこから当初の壁の探索を終了するサブアルゴリズムの端子１８０Ａ４０に進みサブアルゴリズム１７８−８Ｂに進む。サブアルゴリズム１７８−８は内壁層と外壁層をプロットする点の前壁と後壁の最良の組を見つける試みをする。各走査線の前壁と後壁の最良の組は、しばしば組織デルタ（ｔｉｓｓｕｅ  ｄｅｌｔａ）と呼ばれる後壁の勾配と前壁の勾配の差が最大でありかつ、前壁と後壁の組の間の最小局所平均がピクセル値の最小である前壁と後壁の組と定義される。
【００５３】
図１５は、図１３の当初の壁を固定するサブアルゴリズム１７８−８Ｃの拡張である。サブアルゴリズム１７８−８Ｃはいくつかのひし形の判断ブロックとループのプロセスで構成される。第１に処理される走査面は当初の壁の中央補助にもっとも近い走査面で、それから残りの走査面がその当初の走査面のどちらかの方向に移動して処理される走査面ベースによって、サブアルゴリズム１７８−８Ｃは走査面上を操作する。サブアルゴリズム１７８−８Ｃは、当初の壁の固定を開始すると呼ばれるブロック１８０Ｃ２で始まる。第１プロセスはブロック１８０Ｃ４で、そこで中心線が必要に応じて修正される。中心線は前壁と後壁の間の勾配の差が最大である走査面上の線として定義される。任意の線での前壁と後壁の位置の修正は整合フィルタリングのようなステップで行われ、そのステップでは検索範囲内の最適な位置は膀胱のすぐ外側の点と膀胱のすぐ内側の点との間の差が最大であるものと定義される。もちろん、ここでは膀胱がある種の実施形態の例として使用されているが、これは膀胱以外の任意の器官に当てはまる。それから、ブロック１８０Ｃ６で、前壁と後壁の平均が５本の中心線用に計算される。ピクセルの基本強度が計算されて、その計算された強度がその深さでのノイズから期待されたものより小さいのであれば線はクリアされて、アルゴリズムはひし形の判断ブロック１８０Ｃ８で「ＢＷレベルはノイズより小さいか？」のクエリーに示すように次の面に進む。ここでＢＷは膀胱の後壁（あるいは後部壁）を指す。ブロック１８０Ｃ１０でこのクエリーの答えが「ｙｅｓ」であれば、壁のデータをクリアするが起動し、そこからターミネーター１８０Ｃ５０の当初の壁の固定を終了するに進む。ひし形の判断ブロック１８０Ｃ８に戻って、「ＢＷレベルはノイズより小さいか？」のクエリーの答えが「ｎｏ」であれば、サブアルゴリズム１８０Ｃは３本の中心線の固定と記述されたブロック１８０Ｃ１２のプロセスに進む。ここからサブアルゴリズム１８０Ｃの終了まで、目的はまず膀胱のどちらかの端、または超音波円錐の端が見つかるまで左半分面（ＬＨＰ）と呼ぶ中心線の左側の線を修正することである。アルゴリズムはＬＨＰを修正すると、右半分面と呼ぶ中心線の右側の線を修正することに進む。同じステップがすべての線に使われるので、線の位置が中心の左側あるいは中心の右側にあるにかかわらずプロセスブロック１８０Ｃ１６〜１８０Ｃ４２はＬＨＰと右半分面用に一回の両方に使用される。プロセス１８０Ｃ１４の「線指標」は処理された現行の線の識別子を示す。線指標はＬＨＰの処理を開始するのに中心線より２指数少なく設定される。ブロック１８０Ｃ１６で開始したループの手続きは線指標が有効な指数（すなわち、走査線に相当する）である間ループし続ける。サブループ１８０Ｃ１８は、当初の壁の位置、サブプロセス１８０Ｃ２０を修正が必要であれば正確な位置まで調節する目的で開始される。プロセス１８０Ｃ２４で終了するこのループは２回の実行を完了する。１回目の実行はサブプロセス１８０Ｃ２０を使って現行の線上の膀胱の前壁を修正し、２回目の実行は膀胱の後壁を修正するが、どの壁を最初に修正するかの順序は入れ替えできる。現行の線の壁の位置が修正されると、サブアルゴリズム１８０Ｃは「壁の伸長を照合する」のサブプロセス１８０Ｃ２８に進む。このサブプロセスは現行の線において膀胱と交差する走査線の長さが修正済みの前の線と比較して著しく伸長していないことを確実にする。好ましい実施形態において、膀胱と交差する走査線の長さは、前の線でよりも１．１２５倍未満で長くなるように制約される。サブプロセス１８０Ｃ１６と１８０Ｃ４２で閉じられたループがＬＨＰに実行されている場合、前の線は現行の線指数より１指数ほど大きい。そうでなければ、前の線指標は現行の指数より１指数ほど小さい。サブプロセス１８０Ｃ２８が終了した後、「壁の一貫性を照合する」のサブプロセス１８０Ｃ３０は、膀胱と交差する現行の走査線の部分が膀胱と交差する前の走査線の部分と一部重複しているのを確認する。サブプロセス１８０Ｃ３０が終了した後、判断１８０Ｃ３２は「ＬＨＰを作業中？」（すなわち、端子１８０Ｃ１６と１８０Ｃ４２で閉じられたループが中心の左側の線に実行されている）クエリーを実行する。クエリーの答えがｙｅｓであれば、次にサブプロセス１８０Ｃ３４「線指数の減分」は線指標を１指数ほど減らす。判断１８０Ｃ３６は「線指標は無効か」のクエリーを実行する。端子１８０Ｃ１６と１８０Ｃ４２で閉じられたループは次の現行の走査線に実行される。線指数の減分が無効値に相当したならば、ＬＨＰの端部に達したのである。サブプロセス１８０Ｃ３８は、調節されていない中心の右側の第１線に線指標をリセットするように呼び出される。端子１８０Ｃ１６と１８０Ｃ４２で閉じられたループが次に右半分面（ＲＨＰ）に実行される。判断１８０Ｃ３２に戻って、クエリーの答えが「Ｎｏ」であれば、サブプロセス１８０Ｃ４０、「線指標を増分する」は線指標を１指数ほど増やす。ループの端子１８０Ｃ４２は線指標が実際の走査線と一致する間はループを１８０Ｃ１６に返させる。上記の条件が満たされないと直ちにループ端子は、サブアルゴリズム１７８−８Ｃを端子１８０Ｃ５０「当初の壁の固定を終了する」に進ませて、サブアルゴリズム１７８−８Ｄに進む。
【００５４】
図１６は、図１０の表面積サブアルゴリズム１８６の拡張である。膀胱の輪郭がサブアルゴリズム１７８で描かれると、プロセスはブロック１８６−２に続き、そこで２Ｄ走査面は図１Ｂの走査円錐４０または図２の走査円錐３０等の３Ｄ走査円錐と３Ｄ配列内の漿膜下層に組み立てられる。３Ｄ走査円錐が、走査線４８が一定の走査面４２内に閉じ込められた走査面４２に実質的に類似した走査面で構成されると、３Ｄ配列は回転配列、Ｖ字形の配列、平行移動の配列に組み立てられた走査面が含まれてもよい。あるいは、図２の走査円錐３０の形の３Ｄ走査円錐は、一定の走査面内に閉じ込められていない３Ｄに分散した走査線の任意に分散された組み立てで作られる。次に、プロセスブロック１８６−６で、漿膜下層は三角形の組み立てに分割される。それから漿膜下層の表面積が、プロセスブロック１８６−１０でマーチングキューブズまたは他の適切なアルゴリズムを使って計算される。表面積が分かることで、下記に説明するように厚みの割り出しまた器官の壁の密度を考慮して、器官または膀胱の質量を計算することができる。
【００５５】
図１７は、粘膜下層１４６用に図１０の表面積を計算するサブアルゴリズム１８６を拡張したものである。膀胱の輪郭がサブアルゴリズム１７８で描かれて漿膜下層１４８の位置が概算されると、プロセス１８６はブロック１８６−１２で始まり、そこで２Ｄ走査面は走査円錐４０または走査円錐３０に類似の３Ｄ走査円錐と一定の走査面内に閉じ込められていない３Ｄに分散した走査線内の粘膜下層に組み立てられる。次に、プロセスブロック１８６−１６で、粘膜下層は三角形の組み立てに分割される。それから粘膜下層の表面積が、プロセスブロック１８６−２０でマーチングキューブズまたは他の適切なアルゴリズムを使って計算される。表面積が分かることで、下記に説明するように厚みの割り出しまた器官の壁の密度を考慮して、器官または膀胱の質量を計算することができる。
【００５６】
図１８は、漿膜下層１４８用に図１６のサブアルゴリズム１８６−１０を拡張したものである。アルゴリズム１８６−１０は、ブロック１８６−１０Ａで漿膜下層１４８の等値面あるいは暫定的な作業表示として定義されたボクセルまたはピクセルの体素の三角形のメッシュを作成することから始まる。次に、ブロック１８６−１０Ｃで、等値面層は８個のピクセルの頂点を有する複数のボクセル立方体として定義される。次に、ブロック１８６−１０Ｅで、漿膜下層１４８の等値面あるいは暫定的な作業表示の部分として、ボクセルをより分ける、または分類する目的で、ピクセルの頂点の値は、選択したしきい値のボクセルまたはピクセルの輝度値と比較される。ボクセルのより分け方はブロック１８６−１０Ｇに記述される。ボクセルは漿膜下層１４８の等値面の構成要素または非構成要素として定義される。ボクセル構成要素がしきい値より大きい光度を持っている場合は、そのボクセル構成要素は構成要素であり、ボクセルがしきい値以下の光度を有する場合は非構成要素と定義される。ブロック１８６−１０Ｊでボクセルがより分けられて分類された後、頂点の指標値が定義されて正常値がボクセルに組み立てられる。次に、ブロック１８６−１０Ｍで、等値面の構成要素であるボクセルは漿膜下層１４８の累積表面積を得るために計算され合計される。アルゴリズムは次にサブアルゴリズム１９８に続く。
【００５７】
図１９は、粘膜下層１４６用に図１６のサブアルゴリズム１８６−２０を拡張したものである。アルゴリズム１８６−２０は、ブロック１８６−２０Ａで漿膜下層１４８の等値面あるいは暫定的な作業表示として定義されたボクセルまたはピクセルの体素の三角形のメッシュを作成することから始まる。次に、ブロック１８６−２０Ｃで、等値面層は８個のピクセルの頂点を有する複数のボクセル立方体として定義される。次に、ブロック１８６−２０Ｅで、漿膜下層１４８の等値面あるいは暫定的な作業表示の部分としてボクセルをより分ける、または分類する目的で、ピクセルの頂点の値は選択したしきい値のボクセルまたはピクセルの輝度値と比較される。ボクセルのより分け方はブロック１８６−２０Ｇに記述される。ボクセルは漿膜下層１４８の等値面の構成要素または非構成要素として定義される。ボクセル構成要素がしきい値より大きい光度を持っている場合は、そのボクセル構成要素は構成要素であり、ボクセルがしきい値以下の光度を有する場合は非構成要素と定義される。ブロック１８６−２０Ｊでボクセルがより分けられて分類された後、頂点の指標値が定義されて正常値がボクセルに組み立てられる。次に、ブロック１８６−２０Ｍで、等値面の構成要素であるボクセルは漿膜下層１４８の累積表面積を得るために計算され合計される。アルゴリズムは次にサブアルゴリズム１９８に続く。
【００５８】
図２０は、図１０の厚みを計算するサブアルゴリズム１９２を拡張したものである。膀胱の前方筋の内側（粘膜下）と外側（漿膜下）の層の輪郭が描かれると、厚み計算は２つの表面の間の距離の割り出しを必要とする。ブロック１８０から、プロセス１９２はブロック１９２−２で始まり、そこで最大のエコー信号を有するピクセルが内壁層および外壁層の軌跡を得るために識別される。 次にブロック１９２−６で、内壁層の軌跡と外壁層の軌跡のピクセルの位置の間の差として器官の壁の厚みが計算される。内壁の軌跡と外壁の軌跡の間の平均距離は膀胱の表面にほぼ垂直なすべての走査線に関して割り出される。距離は出力として報告され膀胱の重量の計算にも使用される。出力画像上に描画された膀胱壁はこの平均の厚さを膀胱筋の２つの前縁に沿ってプロットして示す。ここからプロセスアルゴリズム１９２はアルゴリズム１９８に出る。
【００５９】
図２１は、それぞれ走査面２４２−２、４、６で膀胱の輪郭を描写した見本を示す。ここで膀胱内腔２５０−２、４、６の周囲は、前述の当初の壁を探索するサブアルゴリズム１８０Ａを使って粘膜下層２４６−２、４、６によって輪郭が描かれる。低エコーの膀胱内腔２５０−２、４、６の周囲の輪郭を描くためにこの輪郭を描くことで粘膜下層２４６−２、４、６の一般的な位置が概算され、尿量を推定する基礎を提供する。粘膜下層と漿膜下層のより正確な位置決めがサブアルゴリズム１７８−１２、１８６、１８６−１０、１８２−２０によって割り出すことができるように、膀胱が２００ｍｌと４００ｍｌの間を含有しているかどうかを評価するために尿量が推定される。粘膜下層２４６−２、４、６の前方でドーム状の切抜き４１に向かって、より明るい領域が映し出される。後方の組織がより強いエコー輝度の本質であるため、粘膜下層２４６−２、４、６の後方の領域は膀胱内腔２５０−２、４、６より明るい。
【００６０】
膀胱壁または漿膜下の内面の輪郭が１組のデータ面に描かれると、膀胱の３Ｄの表面積を計算するためにマーチングキューブズアルゴリズムとして知られているコンピュータグラフィックスアルゴリズム、あるいは他の適切なアルゴリズムが使用されてもよい。マーチングキューブズアルゴリズムは三角形から成る３次元の表面を作成し、それは例えば米国クリントンパークのキットウエア社から出ているＶＴＫライブラリーのようなコンピュータグラフィックスエンジンによって描画される。三角形の頂点のピクセルの輝度値は一定のピクセルが一定の壁層の構成要素を構成するかどうかを決める。例えば、選択したしきい値を下回るピクセルの値は表面層のピクセルの構成要素ではないピクセルの位置と定義し、しきい値を上回るピクセルの値は表面層の構成要素と定義される。三角形から成る表面が利用可能になると、その３Ｄの表面の表面積の計算は３Ｄの表面を構成するすべての三角形の面積を合計することで得られる。
【００６１】
輪郭が描かれた膀胱の表面を開始点として用いて、厚み計算を可能にするために膀胱筋の前壁がその次に割り出される。膀胱壁を探索するのに、次のモデルが用いられる。超音波ビームが膀胱の表面に垂直入射する場合、膀胱壁は、図９Ｃに示すように、排尿筋を表わす暗い領域によって分離された粘膜下プラス粘膜層と漿膜下層を表す２つの明るい領域として映し出される。このように、まず膀胱の表面への走査線の入射角が割り出されて、次に膀胱の表面にほぼ垂直なすべての走査線に対して、膀胱内腔のすぐ前方の２つの明るいピークが自動的に見つかり膀胱筋の内壁と外壁として標識される。
【００６２】
図２２は、超音波トランシーバー１０Ａ−Ｂによって映し出された標準で拡大された矢状断面像の第１の組である。図２２は、それぞれ走査面２４２−１０、１２、１４で膀胱の膀胱内腔２５０−１０、１２、１４に隣接した膀胱の前方の膀胱壁の輪郭を描いた標本を示す。パネルの上半分の３枚の画像はほぼ標準表示で完全な画像を示す。下の３枚の画像は、実線で強調された正方形の挿入を拡大またはズームした画像である。膀胱壁の粘膜下層２４６−１０、１２、１４および漿膜下層２４８−１０、１２、１４が拡大された画像に重ねた破線で描かれる。膀胱の前方筋の内側（粘膜下）と外側（漿膜下）の層の輪郭が描かれると、厚み計算は２つの表面の間の距離の割り出しを伴う。内壁と外壁の間の平均距離は、膀胱表面にほぼ垂直なすべての走査線上で測定され、この距離は出力として報告され膀胱の重量の計算にも使用される。出力画像上に描画された膀胱壁はこの平均の厚さを膀胱筋の２つの前縁に沿ってプロットして示す。膀胱周囲の組織が膀胱の漿膜下層と結合する場合は、膀胱周囲の組織からの超音波の反射は漿膜下層からの反射と結合して、その結果漿膜下層を表わすピークはそれほどよく定義されなく膀胱壁の厚さは過大評価される。
【００６３】
図２３は、超音波トランシーバー１０Ａ−Ｂによって映し出された標準で拡大された矢状断面像の第２の組であり、それぞれ走査面２４２−１６、１８、２０で膀胱の膀胱内腔２５０−１６、１８、２に隣接した膀胱の前方の膀胱壁の輪郭を描いた標本を示す。パネルの上半分の３枚の画像はほぼ標準表示で完全な画像を示す。下の３枚の画像は、実線で強調された正方形の挿入を拡大した画像である。膀胱壁の粘膜下層２４６−１６、１８、２０および漿膜下層２４８−１６、１８、２０が拡大された画像に重ねた破線で描かれており、それは膀胱壁の割り出された厚みを表わす。重ねた厚みの線の位置決めおよびその間の分離が自動的に割り出される。腹膜および膀胱壁の漿膜下層が自動的に区別されるように矢状断面像が映し出される。膀胱壁の輪郭描写は、腹膜等の膀胱周囲の組織が膀胱壁の漿膜下層と結合した時に厚みの過大評価が生じる可能性がある。
【００６４】
膀胱壁の厚さｔ、表面積Ｓ、が利用可能になると、ＵＥＢＷは、方程式Ｅ１によって簡単に計算される。
【数２】
2008522661.tif 000004
【００６５】
ＵＥＢＷの計算に使用された比重ρ、は小島らによって測定されるように０．９５７である。
【００６６】
図２４は表面の4つの区画の素子の略図である。表面の区画の素子を処理するためのある種の実施形態は異なる表面処理アルゴリズムによって行われてもよい。例えば米国特許番号６，６７６，６０５に記述されたＢ−スプライン補間アルゴリズムはここに参照によって本明細書に組み込まれ、あるいは、キットウエア社（米国ニューヨーク州クリントンパーク）が保持するＶＴＫライブラリーから使用したマーチングキューブズアルゴリズムの応用によるものもまた参照によって本明細書に組み込まれる。図２４に３次元で描写するように、一例として５つの走査面３２０−３２８が漿膜下の壁の位置３３２を３軸のグラフグリッド３４０に対して実質的に縦方向にわたって送信されるのが見える。５つの走査面は第１走査面３２０、第２走査面３２２、第３走査面３２４、第４走査面３２６、第５走査面３２８を含む。走査面は前記の公式で添字付き変数ｊで表わされる。５つの縦断走査面に実質的に垂直なのは５本の緯度的な統合線３６０−３６８で、第１統合線３６０、第２統合線３６２、第３統合線３６４、第４統合線３６６、第５番統合線３６８を含む。統合線は前記の公式で添字付き変数ｉで表わされる。
【００６７】
表面の4つの区画の関数が漿膜下の壁の位置３７２として図２４にハイライトされている。前述のｉとｊの添字は膀胱表面の緯度および経度の線の指数に相当する。ここで説明するために、ｉは経度線に相当しｊは緯度線に相当するが、ｉとｊの意味は数学上同じ結果で交換可能であることを言及しておく。図２０に定めた走査面および統合線の定義を使用して、表面の4つの区画の関数は左上から始まって時計回り方向で、ｓ３２２，３６２、ｓ３２４，３６２、ｓ３２４，３６４、ｓ３２２，３６４とする。
【００６８】
表面の区画は、区画座標、ｓｉ、ｊ（ｕ、ｖ）の関数として定義される。区画座標ｕとｖは、0 ≦ u、 v < 1で、０は緯度あるいは経度のスタート座標（ｉとｊの位置）を表し、１は、緯度あるいは経度の次の座標（ｉ＋１とｊ＋１の位置）を表すと定義される。表面の関数はデカルト座標でsi,j(u,v) = xi,j(u,v)i + yi,j(u,v)j + zi,j(u,v)kと表すことができ、ここでのｉ、ｊ、ｋは、それぞれｘ−、ｙ−、ｚ−の方向の単位ベクトルである。ベクトルの形式で上記方程式１に示した表面の区画の関数の定義はｋを説明し、以下の方程式に示すようにそれぞれｘ−、ｙ−、ｚ−の方向の単位ベクトルである。ベクトルの形式で表面の区画の関数の定義は、方程式Ｅ２に示される。
【数３】
2008522661.tif 000005
【００６９】
表面の区画の関数の定義が完了したので、図２０の第５ブロック２０６−１０に示す表面積の計算に注目する。方程式Ｅ３に示すように、表面積Ｓ、Ａ（Ｓ）は、表面Ｓ上の面積素子の積分として定義することができる。
【数４】
2008522661.tif 000006
【００７０】
Ｓが多数の表面の区画の関数からなるので、表面Ｓの面積の計算は方程式Ｅ４に示すように、個々の表面の区画の関数の面積の和として概算することができる。
【数５】
2008522661.tif 000007
【００７１】
方程式Ｅ５に示すように、表面の区画の面積は表面の区画上の面積素子の積分である。
【数６】
2008522661.tif 000008
【００７２】
図２５は、ここでは膀胱を表した器官の漿膜下壁の位置および粘膜下壁の位置を通過する３本の走査線の略図である。３本の走査線３６２、３６４、３６６が膀胱を貫通している。破線の部分は、前方または前壁の位置３７０Ａと後方または後壁の位置３７０Ｂで膀胱筋壁を通過する走査線の部分を表わす。第１走査線３６２、第２走査線３６４、第３走査線３６６は漿膜下の前壁の位置３７２Ａと粘膜下の前壁の位置３７４Ａを通って送信されるのが見える。同様に、第１走査線３６２、第２走査線３６４、第３走査線３６６は膀胱の内部領域３７５を横切り粘膜下の後壁の位置３７４Ｂと漿膜下の後壁の位置３７２Ｂを通って送信されるのが見える。漿膜下の前部と後部の位置３７２Ａ、３７２Ｂは膀胱壁の外周を占有し粘膜下の前部と後部の位置３７４Ａ、３７４Ｂは膀胱壁の内周を占有する。膀胱壁の厚み値３７６は、漿膜下の壁の位置３７２Ａと粘膜下の壁の位置３７４Ａの間、または漿膜下の壁の位置３７２Ｂと粘膜下の壁の位置３７４Ｂの間の、各走査線３６２−３６６に沿ったそれぞれの差で得られる。これらの厚みの最大値、最小値および平均値は膀胱壁の質量の計算およびデータの履歴追跡に使用される。選択された実施形態において、膀胱は均等な壁の厚みを持つと仮定されるので、壁の厚みの平均値は走査データから導き出されて膀胱内腔の容積３７５の割り出しに使用される。互いに７．５度ずつ離れている３本の走査線が１つの面に示されているが、面の走査線数と面内で各走査線を分離する角度は変更できる。
【００７３】
膀胱壁の厚さおよび内側の表面積と外側の表面積が測定されると、膀胱内３７５等の器官の内部領域の容積は、膀胱内腔３７５に貫通する各走査線に沿った粘膜下の前壁と後壁の位置３７４Ａと３７４Ｂの間のそれぞれの差を割り出すことで計算することができる。粘膜下の前壁と後壁の位置３７４Ａと３７４Ｂの間の差が粘膜下内の距離を定義する。次に膀胱内腔３７５の内部の容積は、貫通する走査線の粘膜下内の距離の関数と漿膜下の境界あるいは膀胱の内周の面積として計算される。膀胱内腔３７５の容積は、表面積に粘膜下内の距離の関数を掛けたものであると仮定され、その仮定はさらに膀胱の内周のまわりのすべての点で漿膜下の壁境界が均等であることに基づいたものである。図示の実施形態において、この容積計算は図１９の第８ブロック２０６−２０に相当する。
【００７４】
ダウンロードしたデジタル信号を経由して壁の厚みのデータ、質量のデータ、および膀胱内腔３７５の容積を取得する方法は、インターネットのウェブベースのシステム経由の遠隔操作用のマイクロプロセッサシステムによって設定することができる。インターネットのウェブベースのシステム「System For Remote Evaluation Of Ultrasound Information Obtained By A Program Application-Specific Data Collection Device（プログラムアプリケーション固有データ収集装置によって取得された超音波情報の遠隔評価システム」）は米国特許６，５６９，０９７号（ジェラルド・マクモローその他）に説明され、参照によって本明細書に組み込まれる。インターネットのウェブベースのシステムは器官の厚みと器官の質量の割り出しを収集、分析、格納する多数のプログラムを持つ。代替実施形態はこのように器官が時間と共に肥大する速度を測定する能力を提供し、病気の追跡、病気の経過を可能にし、患者に有益な指示を提供する。
【００７５】
図２６−２８は、２４歳と５５歳の間の１７人の健康な男性被検者からのＵＥＢＷの測定値を表形式のグラフで示す。各被検者は１週間の内に２回または３回の訪問中に走査された。公認超音波検査技師が、３つの異なるＢＶＭ６５００デバイスで各被検者を走査した。音波検査者は、さらに１０−５Ｍｈｚの線状配列形探触子を使用して、フリーハンドで平行移動可能な超音波トランシーバーで被検者を走査した。膀胱壁の厚さは、フリーハンドで平行移動の超音波探触子による横軸および矢状断面の画像上の漿膜下層の前縁から粘膜下プラス粘膜層の前縁までを手動で測定した。次に被検者は、排尿量の合計を測定するために尿流量測定器の中に排尿した。最後に、排尿後の残留量（ＰＶＲ）は同じ３つのＢＶＭ６５００デバイスを使用して測定された。 指定された容積２００ｍｌから４００ｍｌの範囲外であった走査はすべて解析から排除された。さらに、照準を定める矢印の情報に基づいて、十分に中心に位置する画像または十分に照準の定った画像を生成しなかった走査もまたすべて解析から排除された。 視覚的検査によって、腹膜が膀胱の漿膜下層と結合したケースもすべて確認された。
【００７６】
図２６は、１７人の被検者群のＵＥＢＷの測定値を示したものである。ある種の実施形態は健康な男性被検者の平均ＵＥＢＷを測定し、様々な被検者による合計１０３の検査において標準偏差８．５ｇで４６ｇとなった。図７は、異なる被検者の実際のＵＥＢＷの測定値を示す。ＵＥＢＷは、２００ｍｌと４００ｍｌの間の異なる容積で異なる機器の間で単一被検者を通してかなり一貫していることが分かった。ＵＥＢＷの測定値の平均変動係数（標準偏差を平均値で割ったもの）は、８％であり、異なる被検者で２％から１９％の間であった。フリーハンドで平行移動の超音波機器を使用して音波検査者によって測定された厚みをＵＥＢＷデバイスのある種の実施形態によって測定された表面積で掛けることでＵＥＢＷを計算する場合、平均変動係数１１％が分かり、手動で厚みを測定すると一貫性がいくらか低いことを示している。
【００７７】
図２７は、腹膜が膀胱壁の漿膜下層と結合したケースを除外した後の被検者群のＵＥＢＷの測定値を示したものである。１７人の被検者について、腹膜が漿膜下層と結合したのが視覚的に確認された１１のケースが除外された。この１１について、ＵＥＢＷの測定値の平均変動係数は、最小２％で、最大９％で６％まで落ちた。１７人の被検者に対する残りの９２のＵＥＢＷの測定値のプロットがまた、図８に示される。
【００７８】
図２８は、膀胱の容積に対してプロットされたある種の方法の実施形態によって計算された膀胱の表面積を示す。膀胱の表面積はある種の実施形態の方法によって計算され、膀胱の容積に対してプロットされた。図中の灰色の線は膀胱が球形の構造であると仮定される場合の膀胱の表面積を示す。方法のある種の実施形態によって計算された膀胱の表面積は、球形の仮定の下で計算された表面積より、平均して１８％ほど数値が高く（ｐ値＜０．００１、最小３％で最大６７％）、予想通り膀胱の表面は球形によって十分に概算できないことを示している。
【００７９】
デバイスのある種の実施形態によって測定された排尿前の膀胱の容積は、尿流量測定器で測定した排尿量と排尿後の残留量の和と比較された。平均差−４．６％（９５％信頼区間（ＣＩ）、−２．７％から−６．４％）が容量の測定で見つかり、これは−１７ｍｌ（９５％ＣＩ、−１１から−２３）の差に相当する。
【００８０】
ある種の実施形態は、ＵＥＢＷを推定する自動で便利な方法を提供する。結果は、ＵＥＢＷが３ＤのＶ−ｍｏｄｅ超音波を使用して一貫して正確に測定することができることを示す。３Ｄ超音波走査が中心に位置し膀胱の容積が２００ｍｌと４００ｍｌの間である時に、精度と再現精度は向上する。照準情報および膀胱の容積の測定は、最適な走査が得られるように直ちにユーザーに提供される。
【００８１】
数人の研究者が以前にＵＥＢＷの測定を提案しているが、その者らの方法はいくつかの制限があり、ある種の実施形態はその制限を克服している。膀胱の重量を推定する既存の方法の精度は、膀胱の形が球形であるという仮定のために制限されている。ある種の実施形態は、膀胱の形が著しく非球状であることを示す結果を提供している。さらに、既存の方法において厚みが手動で測定されるので、膀胱壁の測定は測定者内、測定者間での大きな変動に見舞われる。さらに、カテーテルを使用して既知の固定した容積まで患者の膀胱を充満させる必要があることと、高価な高分解能Ｂモードの超音波機器と超音波技師の可用性が必要であることの両方のため、日常の実行においてそのような測定は困難である。ある種の実施形態は非侵襲性で、正確で、信頼性があり、使いやすい。
【００８２】
方法のある種の実施形態を使用して判明したＵＥＢＷの平均変動係数（ＣＶ）８％は、変動性のいくつかの原因の組み合わせから生じたもので、さらなる研究が必要である。表面積と厚さの測定における誤差は起こりうる変動性の原因のうちの２つである。使用される３つのデバイス間の違いもまた、起こりうる変動性の原因である。しかしまた別の変動性の原因は、実際の膀胱の重量の日変化によるものである。さらに別の変動性の原因として、方法のある種の実施形態によって測定された膀胱の重量自体がすべての膀胱の容積において一定ではないのかもしれない。
【００８３】
ある種の実施形態は、正常な被検者の平均ＵＥＢＷの測定値が小島らによって報告された３５グラムの平均値より多少高くなる。この差は小島によって強いられた球形状にされた膀胱の仮定によって説明されるかもしれない。実際の膀胱の形は球形とは著しく異なり、実際の表面積を使用することで少なくとも１８％高いＵＥＢＷの測定値になる。小島らのＵＥＢＷの測定値とある種の実施形態の間の差の第２の理由は、厚みの測定方法かもしれない。ある種の実施形態は、粘膜下プラス粘膜層と漿膜下層で映し出されるピークの間の距離を測定することで壁の厚みを測定する。しかしながら小島らは、前縁から前縁の距離を介して膀胱壁の厚さを測定する。前縁から前縁の距離は膀胱の重量にいくらかの差をもたらす。
【００８４】
ある種の実施形態は、膀胱出口閉塞の問題の診断マーカーとしてＵＥＢＷを推定する自動で、使いやすく、一貫した方法に提供する。超音波推定膀胱重量（ＵＥＢＷ）は、膀胱出口閉塞（ＢＯＯ）を診断するための重要なインジケータとなる可能性を持っている。様々な実施形態は、３次元の超音波画像化を使用して正確に、一貫して、使いやすく、非侵襲でＵＥＢＷを測定するアプローチを確立した。手持ち式の超音波機器を使用して、膀胱の３次元（３Ｄ）画像が取得される。膀胱の容積および膀胱の表面積の計算を可能にするために、膀胱の下部尿路領域の輪郭がこの３Ｄのデータセットに描かれる。膀胱壁の厚さ（ＢＷＴ）の計算を可能にするために、膀胱の外側の前壁の輪郭が描かれる。ＵＥＢＷは膀胱の表面積とＢＷＴと膀胱筋の比重の積として測定される。ＵＥＢＷは１７人の異なる健康な被検者について測定され、ＵＥＢＷの測定値の一貫性を評価するために、被検者はそれぞれ異なる膀胱の容積で数回画像化された。本発明者のアプローチは、健康な被検者の平均ＵＥＢＷは４６ｇ（σ＝８．５ｇ）になると測定した。ＵＥＢＷは、単一の被検者の２００ｍｌと４００ｍｌの間の異なる膀胱の容積にわたって平均変動係数８％でかなり一貫していることが分かった。本発明者の表面積の測定は、膀胱の形が著しく非球状であることを示している。
【００８５】
ある種の実施形態が図示され説明されたが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく数多くの変更を実施することができる。例えば、ある種の実施形態は回転配列の走査面に限定されず、Ｖ字形の配列および平行移動の配列で構成された走査面が含まれてもよい。したがって、本発明の範囲は好ましい実施形態の開示に限定されるものではない。むしろ本発明は次の請求項の参照によって完全に判断されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１Ａ】トランシーバーである。
【図１Ｂ】走査面の回転配列で構成される走査円錐である。
【図１Ｃ】配列の走査面の部分的な略図である。
【図１Ｄ】部分的な等角図である。
【図２】トランシーバー、および３Ｄに分散した走査線で構成される走査円錐配列の部分的な略図および部分的な等角側面図である。
【図３】通信クレードルに収容された超音波トランシーバー、および無線でアップロードされているデータを示す。
【図４】データが電気的な接続によってアップロードされる通信クレードルに収容された超音波トランシーバーを示す。
【図５】トランシーバーで走査されている患者の腹部、および関心領域（ＲＯＩ）の初期照準設定中にデータが無線でパーソナルコンピューターにアップロードされているのを示す画像である。
【図６】トランシーバーで走査されている患者、および適切に照準が定められた腹部のＲＯＩのデータが無線でパーソナルコンピューターにアップロードされているのを示す画像である。
【図７】超音波画像化システム６０Ａ−Ｄと通信するネットワーク化された超音波システム１００の概略図および部分的な等角図である。
【図８】超音波画像化システム６０Ａ−Ｄと通信するインターネット接続の超音波システム１１０の概略図および部分的な等角図である。
【図９Ａ】３．７ＭＨｚパルス周波数を備えたトランシーバー１０Ａ−Ｃのいずれかを使った画像化システム６０Ａ−Ｄからの膀胱の横断面のＢモードの超音波画像である。
【図９Ｂ】膀胱の前壁を示す図９Ａの画像のクローズアップ図である。
【図９Ｃ】膀胱を通る走査線４８に類似した１本の走査線をログ圧縮したＡモードの線であり、走査線の位置または膀胱を通る深さの関数として相対的なエコー源性を図示する。
【図１０】Ｖ−ｍｏｄｅの超音波データからＵＥＢＷを計算するアルゴリズムである。
【図１１】図１０のサブアルゴリズム１７２の拡張である。
【図１２Ａ】図１０のサブアルゴリズム１７８の拡張である。
【図１２Ｂ】図１０のサブアルゴリズム１７８の別の実施形態の拡張である。
【図１３】図１２Ａおよび１２Ｂの膀胱の輪郭を描くためにデータを処理するサブアルゴリズム１７８−８の拡張である。
【図１４】図１３の当初の壁を探索するサブアルゴリズム１７８−８Ａの拡張である。
【図１５】図１３の当初の壁を固定するサブアルゴリズム１７８−８Ｃの拡張である。
【図１６】漿膜下層１４８用の図１０の表面積のサブアルゴリズム１８６の拡張である。
【図１７】粘膜下層１４６用の図１０の表面積を計算するサブアルゴリズム１８６の拡張である。
【図１８】漿膜下層１４８用の図１６のサブアルゴリズム１８６−１０の拡張である。
【図１９】漿膜下層１４６用の図１７のサブアルゴリズム１８６−２０の拡張である。
【図２０】図１０の厚みを計算するサブアルゴリズム１９２の拡張である。
【図２１】膀胱内腔の輪郭を描いた３つの標本の１組である。
【図２２】超音波トランシーバー１０Ａ−Ｂで映し出された標準的で拡大された矢状断面像の第１組である。
【図２３】超音波トランシーバー１０Ａ−Ｂで映し出された標準的で拡大された矢状断面像の第２組である。
【図２４】表面の4つの区画素子の略図である。
【図２５】器官の漿膜下および粘膜下の壁の位置を通過する３本の走査線の略図である。
【図２６】ある被検者群のＵＥＢＷの測定値を示す。
【図２７】腹膜が膀胱壁の漿膜下層と結合したケースを除外した後のその被検者群のＵＥＢＷの測定値を示す。
【図２８】特定の方法の実施形態で計算された膀胱の表面積が膀胱の容積に対してプロットされたのを示す。
【図１Ａ】
2008522661.tif 000009
【図１Ｂ】
2008522661.tif 000010
【図１Ｃ】
2008522661.tif 000011
【図１Ｄ】
2008522661.tif 000012
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008522661.tif 000015
【図５】
2008522661.tif 000016
【図６】
2008522661.tif 000017
【図７】
2008522661.tif 000018
【図８】
2008522661.tif 000019
【図９Ａ】
2008522661.tif 000020
【図９Ｂ】
2008522661.tif 000021
【図９Ｃ】
2008522661.tif 000022
【図１０】
2008522661.tif 000023
【図１１】
2008522661.tif 000024
【図１２Ａ】
2008522661.tif 000025
【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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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２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年8月31日(2007.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
器官の壁の質量を割り出す方法であって、
前記器官の壁の少なくとも一部分が超音波トランシーバーによって映し出せるように前記トランシーバーの外部を患者に位置決めし、
無線周波数の超音波パルスを送信して前記器官の壁の外部と内部の表面の部分から反響した前記送信したパルスに相当する反響性のパルスを受信して、  
前記器官の壁の前記外部と内部の表面の表面積と
前記表面の間の厚みと
前記表面の間の質量、のうちの少なくとも１つの部分を計算する、ことから成る方法。