(57)【要約】   本願発明は、血管撮像のための方法およびシステムに関する。本システムは、血管を有する体の領域に超音波を照射し、かつ応答したエコーを受信するためのマトリックス・トランスデューサアレイ（１２０）を有する。なお、エコーは、血管を通る血流量に関連する。そして、プロセッサ（１００）は、マトリックス・トランスデューサアレイに使用可能な状態で接続されている。このプロセッサは、エコーに関連づけられたサンプルボリューム（２５０）の位置を調整することができる。また、プロセッサは、サンプルボリュームの一つ以上の位置における超音波を電気的にステアリングする。プロセッサは、サンプルボリュームの各々の位置でキャプチャされるドップラースペクトルに基づいて、サンプルボリュームの各々の位置で、血管の壁を特定することができる。本明細書には、その他の実施例が開示されている。
2011505898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血管撮像の方法であって、
血管を有する体の領域に超音波を照射し、かつ応答したエコーを受信するステップであって、前記エコーは前記血管を通じた血流に関連づけられているところのステップと；
少なくとも一部の前記血管のパスに基づいて、前記エコーに関連づけられたサンプルボリュームの位置を調整するステップと；
前記サンプルボリュームの前記位置の一つ以上において前記超音波を電気的にステアリングするステップと；
前記サンプルボリュームの各々の前記位置でキャプチャされるドップラースペクトルに基づいて、前記サンプルボリュームの各々の前記位置で前記血管の壁を特定するステップと；
を有する方法。
【請求項２】
前記ドップラースペクトルに基づいて前記サンプルボリュームの各々の前記位置で前記血管の中心線を特定するステップであって、前記中心線は、前記サンプルボリュームの各々の前記位置で、最も強いドップラー信号に基づいて特定されルところのステップ；
を更に有する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記サンプルボリュームの前記位置を調整するステップは、前記サンプルボリュームの深さの少なくとも一部に基づく、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記サンプルボリュームの前記位置を調整するステップは、第１の方向に沿って予め定められたインクリメントを行う、請求項１記載の方法。
【請求項５】
ドップラー信号の強さが閾値より小さくなるまで、第１の方向に沿ってインクリメントすることによってサンプルボリュームの前記位置を調整するステップと；
前記ドップラー信号の前記強さが前記閾値より小さい場合、前記サンプルボリュームの前記位置の第１の位置に戻るステップと；
を更に有する、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記ドップラー信号の強さが閾値より小さくなるまで、第２の方向に沿ってインクリメントすることによって前記サンプルボリュームの前記位置を調整するステップであって、前記第２の方向は、前記第１の方向の反対であるところのステップ；
を更に有する、請求項５記載の方法。
【請求項７】
血管スケルトンを造るために、前記サンプルボリュームの前記位置の少なくとも一部を接続することによって血管マップを構築するステップと；
前記血管スケルトンに沿って、前記サンプルボリュームの位置の前記少なくとも一部の各々のドップラーパワー・データを統合するステップと；
前記ドップラーパワー・データを示すために、前記血管スケルトンの明るさを調整するステップと；
を更に有する、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記血管スケルトンに沿った場所の間を、補間するか、スムージングするかのうち、少なくとも一つを実行するステップ、
を更に有する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記サンプルボリュームの前記位置の前記少なくとも一部の各々のドップラー平均速度を算出するステップと；
脈動性が検出された場合、前記ドップラースペクトルの動脈の脈動性を使用して、前記平均速度に同期させるステップと；
を有する請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記血管の方向を使用して、ドップラー角度修正を適用するステップ、
を更に有する、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記血管のドップラー画像を得るステップと；
前記超音波の電気的なステアリングのガイドをするために、前記ドップラー画像を使用するステップと；
を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項１２】
経頭蓋撮像を行う方法であって：
経頭蓋領域の血管のドップラー画像を得るステップと；
ガイドとして前記ドップラー画像を使用して、予め定められた深さの前記血管に近接してドップラーサンプルボリュームを位置決めするステップと；
次のサンプルボリュームの位置を調整するステップと；
前記次のサンプルボリュームの前記位置の一つ以上において、電気的に超音波をステアリングするステップと；
前記ドップラー信号の強さに基づき、前記次のサンプルボリュームの各々の前記位置でキャプチャされた前記血管を通じた血流に関連づけられたドップラースペクトルに基づいて、前記次のサンプルボリュームの前記位置の少なくとも一部の前記血管の中心線および壁を特定するステップと；
を有する方法。
【請求項１３】
血管スケルトンを造るために、前記次のサンプルボリュームの少なくとも一部の前記位置を接続することによって血管マップを構成するステップと；
前記血管スケルトンに沿って、前記次のサンプルボリュームの前記少なくとも一部の前記位置の各々のドップラーパワー・データを統合するステップと；
前記ドップラーパワー・データを示すために、前記血管スケルトンの明るさを調整するステップと；
を更に有する、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
ドップラー信号がもはや検出されなくなるまで、第１の方向に沿ってインクリメントすることによって、前記次のサンプルボリュームの前記位置を調整するステップと；
前記ドップラー信号がもはや検出されなくなった場合、前記予め定められた深さに関連づけられた前記サンプルボリュームの第１の位置に戻るステップと；
ドップラー信号がもはや検出されなくなるまで、第２の方向に沿ってインクリメントすることによって、前記次のサンプルボリュームの前記位置を調整するステップであって、
前記第２の方向は、前記第１の方向と反対であるところのステップと；
を更に有する、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記次のサンプルボリュームの前記少なくとも一部の前記位置の各々のドップラー平均速度を算出するステップと；
前記脈動性が検出された場合、前記ドップラースペクトルの動脈の脈動性を使用して、前記平均速度に同期させるステップと；
前記血管の方向を使用して、ドップラー角度修正を適用するステップと；
を更に有する、請求項１２記載の方法。
【請求項１６】
超音波撮像システムであって：
血管を有する体の領域に超音波を照射し、応答したエコーを受信するためのマトリックス・トランスデューサアレイであって、前記エコーは前記血管を通じた血流に関連づけられているところの、マトリクス・トランスデューサアレイと；
前記マトリックス・トランスデューサアレイに使用可能な状態で接続されるプロセッサであって、前記プロセッサは、前記エコーに関連づけられたサンプルボリュームの位置を調整し、前記プロセッサは、前記サンプルボリュームの前記位置の一つ以上で、電気的に前記超音波をステアリングし、かつ前記プロセッサは、前記サンプルボリュームの各々の前記位置でキャプチャされるドップラースペクトルに基づいて、前記サンプルボリュームの各々の前記位置で前記血管の壁を特定するところのプロセッサと；
を有するシステム。
【請求項１７】
前記プロセッサは、前記サンプルボリュームの各々の前記位置で、ドップラー信号の強さに基づいて、前記血管の中心線を特定する、請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
前記血管を有する前記体の前記領域に対する前記マトリックス・トランスデューサアレイの位置決めのための支持構造物、
を更に有する、請求項１６記載のシステム。
【請求項１９】
前記支持構造物は、ヘルメットである、請求項１８記載のシステム。
【請求項２０】
前記プロセッサと通信するディスプレイデバイスであって、前記ディスプレイデバイスは、前記サンプルボリュームの各々の前記位置の前記血管の前記壁の少なくとも一部の前記特定に基づいて、前記プロセッサによって生成された血管マップを表示するところのディスプレイデバイス、
を更に有する請求項１６記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像システムに関する。より詳細には、血管撮像のための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
血管の撮像は、血管を通る血流量を検出することに基づいて取得される。例えば、経頭蓋（ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ）ドップラーは、脳の血管を通る血流速度を計測するテストであり、塞栓、狭窄症、クモ膜下出血からの血管痙攣、およびその他の疾患を診断するためのものである。
【０００３】
経頭蓋ドップラーは「Ｂ−モード」撮像を利用して実行することができる。これは、超音波プローブを用いた場合に観察できるような、二次元の画像を示す。一旦オペレータが所望の血管を見つけることができれば、血流速度がパルスを発生するドップラープローブによって測定できる。これは、時間経過に伴う速度をグラフ化する。これらによって、一緒に、二重のテスト作業をすることになる。第２の記録の方法は、第２のプローブ機能だけを使用する。これも、正しい血管を見つける際のオペレータの訓練、および経験に依存することになる。脳血管の診察は、標準の試験計画に従い、中大脳動脈の診察から始まり、前部、後部大脳動脈に進み、終端の内頸動脈に至る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，４２８，４７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
血流速度は超音波プローブからの高い音波を発することによって記録することができる。そして、それは、さまざまな部位に反射し、同じプローブによって検出される。特定の周波数が使用され、プローブに対する血液の速度によって位相のシフトが生じ、周波数が上下することとなる。この周波数変動は血液の速度と相関関係にある。これは、後の分析のために電気的に記録される。正確な速度を確認するために、深さと角度の範囲を測定する必要がある。血管の血液まで角度があることによって、その記録された速度は見かけ上遅くなる。
頭蓋骨の骨によって、超音波の電導が抑止されてしまう。したがって、オペレータは、人間の頭蓋骨上であって、小さく、かつ特定の部位に位置する音響ウィンドウを利用しなければならない。加えて、脳血管は、たとえばウィリス動脈輪（Ｃｉｒｃｌｅ  ｏｆ  Ｗｉｌｌｉｓ）に沿うように、蛇行した経路を有する。このため、オペレータが脳血管を調べるためにドップラーサンプリング・ボリューム位置を移動させる場合、超音波振動子を連続的に傾け、かつ回転させることを必要とする。このように、トレーニングと練習を必要とするオペレータの技術が要求されるため、経頭蓋ドップラー検査の利用の妨げとなっている。加えて、検査において、音波検査者は、手および腕を曲げなければならず、酷使するため、筋骨格の損傷を引き起こすことがある。
【０００６】
したがって、画像をキャプチャし、そして血管フローのマッピングを容易にする方法およびシステムの実現が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の概要は、米国特許法施行規則（３７ＣＦＲ第１．７３）の規定を満たすものであり、本発明の性質および要点を示すものである。なお、この概要は、請求項の技術的範囲または意味の解釈または制限に使用されるものではない。
【０００８】
本明細書等での開示の１つの例示的実施形態によって、血管の撮像の方法が提供される。この方法は、血管を有する体の領域に超音波を照射し、かつ応答したエコーを受信するステップであって、前記エコーは前記血管を通じた血流に関連づけられているところのステップと；少なくとも一部の前記血管のパスに基づいて、前記エコーに関連づけられたサンプルボリュームの位置を調整するステップと；前記サンプルボリュームの前記位置の一つ以上において前記超音波を電気的にステアリングするステップと；前記サンプルボリュームの各々の前記位置でキャプチャされるドップラースペクトルに基づいて、前記サンプルボリュームの各々の前記位置で前記血管の壁を特定するステップと；を有する。
【０００９】
他の例示的実施形態において、経頭蓋撮像を実行する方法が提供される。この方法は、経頭蓋領域の血管のドップラー画像を得るステップと；ガイドとして前記ドップラー画像を使用して、予め定められた深さの前記血管に近接してドップラーサンプルボリュームを位置決めするステップと；次のサンプルボリュームの位置を調整するステップと；前記次のサンプルボリュームの前記位置の一つ以上において、電気的に超音波をステアリングするステップと；前記ドップラー信号の強さに基づいて、前記次のサンプルボリュームの各々の前記位置でキャプチャされた前記血管を通じた血流に関連づけられたドップラースペクトルに基づいて、前記次のサンプルボリュームの前記位置の少なくとも一部の前記血管の中心線および壁を特定するステップと；を有する。
【００１０】
更なる例示的実施形態において、血管を有する体の領域に超音波を照射し、応答したエコーを受信するためのマトリックス・トランスデューサアレイであって、前記エコーは前記血管を通じた血流に関連づけられているところの、マトリクス・トランスデューサアレイと；前記マトリックス・トランスデューサアレイに使用可能な状態で接続されるプロセッサであって、前記プロセッサは、前記エコーに関連づけられたサンプルボリュームの位置を調整し、前記プロセッサは、前記サンプルボリュームの前記位置の一つ以上で、電気的に前記超音波をステアリングし、かつ前記プロセッサは、前記サンプルボリュームの各々の前記位置でキャプチャされるドップラースペクトルに基づいて、前記サンプルボリュームの各々の前記位置で前記血管の壁を特定するところのプロセッサと；を有するシステムが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
技術的な効果としては、データのキャプチャ、および血管フローの画像マッピングを容易にすることを含むが、これに限定されるものではない。更なる技術的な効果としては、超音波血管試験を実行している音波検査におけるオペレータに対するストレス、および負傷を減少させ、またこれらを排除することを含むが、これに限定されるものではない。
【００１２】
本願明細書の開示の上記の、および他の特徴および効果は、以上の通りであり、さらに以下の詳細な説明、図面、および添付の請求の範囲から当業者によって理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の例示的実施形態に従って、血管の撮像を実行するシステムの概略図である。
【００１４】
【図２】図１のシステムによって撮像することができる一連の血管の概略図である。
【００１５】
【図３】本発明の例示的実施形態に従って、血管撮像を実行するための図１のシステムによって使用し得る方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本願明細書の開示の例示的実施形態としては、本明細書において、人間のウィリス動脈輪の経頭蓋ドップラー試験のためのデータ収集、血管撮像、および血流量写像に関して記載されている。このことは、本願明細書の開示の例示的実施形態は、人間または動物にかかわらず、体の他の部分の血管に適用することもできる点に関し、当業者によって理解されなければならない。例示的実施形態の方法およびシステムの使用は、多くの技術を利用するウィリス動脈輪への適用以外に、他の血管に対しても本技術を適用することができる。たとえば、生理的パラメータに対応するための経頭蓋ドップラーの例において、他の血管に係る生理的パラメータを調整することを含む。これには、深さ、および経路（ｐａｓｓ）が含まれる。
【００１７】
図面を参照する。特に図１には、本発明の１つの例示的実施形態に従った超音波撮像システムが示されている。これは、参照番号１０によって全体的に示される。システム１０は、患者頭部５０における超音波画像診断を実行することができる。そして、これは、プロセッサまたは他の制御装置１００、プローブまたはトランスデューサ１２０、支持構造物１５０、および、ディスプレイデバイス１７０を有する。
【００１８】
プロセッサ１００は、データ収集、分析、およびプレゼンテーション等の超音波画像診断を実行するための各種要素を含むことができ、かつ、さまざまな映像技術を使用することができる。例えば、プロセッサ１００は、受信エコー信号の処理のためのビームフォーマ、ドップラーに関連する情報の処理のためのドップラープロセッサ、および２Ｄまたは３Ｄ画像の形成のための画像処理プロセッサを有する。また、プロセッサ１００は、記憶装置（例えばＣＩＮＥＬＯＯＰ（登録商標）メモリー）、およびビデオプロセッサをも含む。プロセッサ１００はコンポーネントを含むことができ、および／または、特に以下に記載するように、プローブ１２０の超音波のステアリングおよび電子集束に関連する技術を含む。プロセッサ１００によって、他のコンポーネントおよび／または技術が利用され得る。例えば、表示される画像に関して解剖学的境界を定めることができ、かつ、視覚的に重ねることができる自動境界検出プロセッサを用いることも可能である。他のコンポーネントの使用および／または技術は、本願明細書の開示に基づいて、上述のプロセッサ１００のコンポーネントに加えて、あるいは、それらに置き換えて、利用することができる。
【００１９】
プローブ１２０は、超音波の伝搬のための、および超音波エコー信号の受信のためのトランスデューサのアレイまたは音響要素を含む。プローブ１２０は、検査対象の血管に関して超音波のステアリングおよび電子集束を可能とする。例えば、プローブ１２０は、トランスデューサアレイに接続された送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ（例えば三次元にスキャンを実行するためのトランスジューサエレメントの二次元のアレイ）を含む。トランスデューサアレイは、超音波エネルギーを、撮像される領域に伝導することができ、かつ反射された超音波エネルギーまたはエコーを血管および特に血流、患者の体内のさまざまな他の構造および器官から受信することができる。各々のトランスジューサエレメントに適用されるパルスを適切に遅延させることによって、プローブ１２０は、焦点に集められた超音波ビームを、所望の照射スキャンラインに沿って照射することができる。
【実施例】
【００２０】
一実施例によれば、プローブ１２０のアレイトランスデューサは、例えば特許文献１に開示されている二次元アレイが含まれる。特許文献１の出願は、本願の出願人に譲渡され、この引用により、本願明細書に組み込まれる。特許文献１は、二次元の超音波アレイを用いた治療用の超音波の照射、および超音波画像診断を開示している。二次元の超音波アレイは、三次元（３Ｄ）画像を取得することを可能とするトランスジューサエレメントのマトリクス・グリッドを含む。これによって、本願明細書の開示によって２Ｄ撮像も勿論可能である。トランスジューサエレメントのマトリックスは、いかなる任意の方向への超音波エネルギーのステアリング、および電子集束をも可能とする。
【００２１】
プローブ１２０のトランスデューサアレイは、Ｔ／Ｒスイッチによる超音波受信器に接続することができる。患者の体の範囲内の所定の場所からの反射した超音波エネルギーは、異なる時刻にトランスジューサエレメントによって受信される。プローブ１２０のトランスジューサエレメントは、受信された超音波エネルギーを受信電気信号に変換する。この受信電気信号は、レシーバによって増幅され、受信ビーム形成器に供給される。各々のトランスジューサエレメントからの信号は、個々に遅延し得るものであり、それから、与えられた受信スキャンラインに沿って反射した超音波エネルギーレベルを示すビームフォーマ信号を提供するために、ビームフォーマによって足しあわされる。受信信号における遅延は、超音波エネルギーの受信の間に変化し、ダイナミック・フォーカスが遂行される。本方法は、患者の体の関心領域の画像を生成する信号を提供するために、複数スキャンラインに対して繰り返され得る。トランスデューサアレイが二次元であるので、受信スキャンラインは三次元スキャンパターンを形成するため、アジマスおよび上下においてステアリングされる。ビームフォーマは、例えば、デジタルビームフォーマであってもよい。例えば、適切な市販の医用診断用超音波機器にとして用いられるいかなるものでも良い。
【００２２】
ビームフォーマ信号は、システム１０の画像・データバッファに記憶することができる。このシステム１０は、画像ボリュームの異なるボリューム部分および心臓周期の異なるポイントの画像データを記憶する。画像データバッファからディスプレイデバイス１７０に、画像データが出力される。これによって、画像データから関心領域の三次元画像が生成される。ディスプレイデバイス１７０は、扇形スキャン信号を、ビームフォーマから従来のラスタスキャンディスプレイ信号に変換するスキャンコンバータを含む。コントローラ１００は、超音波診断撮像システムの全体のコントロールを提供してもよい。そして、これには、タイミング、および制御機能が含まれる。
【００２３】
一つの実施例において、プローブ１２０は、接続構造を経て支持構造物またはヘルメット１５０に接続されてもよい。接続構造のタイプは、異なってもよい。例えば、プローブ１２０は、ヘルメット１５０に着脱自在に接続可能であってもよい。例えば頭蓋骨の側頭部に近接してヘルメットの一方または両方の側に接続されてもよい。別の実施例において、プローブ１２０の位置決めが、患者頭部５０に対して調整することができるようにするため、接続構造は調節可能であってもよい。プローブ１２０の位置決めのために、孔または開口部がヘルメット１５０に設けられてもよい。または、プローブはヘルメットの外面に接続されてもよい。そして、超音波が通過することが可能な材料でできていてもよい。実施例において、ヘルメット１５０は、システム１０が既存の超音波ハードウェア・コンポーネントにも適用できるように、様々な形のプローブ１２０の接続が可能であってもよい。
【００２４】
本願明細書の開示は、ヘルメット１５０なしで、または変形された支持構造物によって使用されるプローブ１２０を対象とする。例えば、図２に示すように、プローブ１２０は、患者頭部の側頭部に近接した検査場所において、オペレータによって支持されてもよい。別の実施例において、支持構造物１５０は、患者頭部を囲まずに、患者頭部５０の一部に配置して、プローブ１２０を適切な場所に位置させるために、ストラップまたはサポート部材であってもよい。患者頭部５０に対応してプローブ１２０の位置決めを行うために、他の構造および技術が用いられてもよい。たとえば、患者が自分の頭を置くことができる固定されたプローブを有する台を含むベッドであってもよい。
【００２５】
加えて、図３には、システム１０の例示的な操作方法が参照番号３００によって一般に示されている。図３に示されない他の実施例についても、下記の請求項の技術的範囲を逸脱しない範囲において、他の部位の検査も含め、当業者であれば実施可能であることは明らかである。方法３００は、ウィリス動脈輪の内外における３Ｄ血管キャスト（３Ｄ  ｖｅｓｓｅｌ  ｃａｓｔ）、および３Ｄフロー・ボリューム・マップを提供することができる。これは、図２において示されており、例えば中大脳動脈、眼動脈、前交通動脈、前大脳動脈、内頸動脈、後交通動脈、後大脳動脈、脳底動脈、および椎骨動脈の血管が含まれる。
【００２６】
方法３００は、ステップ３０２から始まり、ヘルメット１５０に対するプローブ１２０の位置決めによって、患者頭部５０の側頭ウィンドウに近接して、中大脳動脈のドップラー画像（例えばカラー２Ｄまたは３Ｄ画像）が取得される。本願明細書の開示は、中大脳動脈以外の初期血管（ｉｎｉｔｉａｌ  ｖｅｓｓｅｌ）をも対象とする
【００２７】
システム１０のためのドップラーサンプルボリュームは、ステップ３０４において、５５ｍｍの深さにセットしてもよい。５５ｍｍの深さは、人間の頭の中大脳動脈の典型的位置に基づいている。オペレータによって使用される実際の深さは、多くの要因例えば年齢、頭蓋骨測定、その他）に基づいて多様である。ステップ３０６において、オペレータは、第１の血管のためのトレースアルゴリズムを開始する。操作の開始は、ボタンを押したり、音声によるアクティベーションしたりすることを含む多くの技術によって行うことができる。
【００２８】
方法３００は、より浅いドップラーサンプルボリュームを移動することにより中大脳動脈をトレースすることができる。すなわち、中大脳動脈に沿って、例えば１ｍｍずつ深さを減少させる。カラー・ドップラー画像は、ドップラービームのステアリング、およびドップラーサンプルボリュームを配置するために使用することができる。ステップ３１０において、各々の新しいサンプルボリューム位置で、最も強いドップラー信号が測定され、その深さで血管の中央点または中心線として利用することができる。プローブ１２０は、血流量データをキャプチャするために、そのサンプルボリューム深さで超音波エネルギーをステアリングすることができ、そのサンプルボリューム深さにおいて、血管の境界（すなわち血管壁）を特定する。例えば、サーチ領域は、Ｃ領域（Ｃ−ｐｌａｃｅ）の２×２または３×３ｍｍのグリッドとすることができる。なお、他の検索領域も探索される。ドップラー信号の測定は、一つ以上の心臓周期を通じて実行することができる。例えば統合されたドップラーパワーまたはピークのフロー速度に基づいて測定される。少なくとも心臓の一サイクル全てを使うことによって、フローダイナミクスの完全な表示（ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）を可能とする。
【００２９】
ステップ３１２において、検出可能なドップラー信号がある場合、システム１０は次のサンプルボリューム深さへ移動し、かつ測定する。検出可能な信号が存在する場合、システム１０はそのサンプルボリューム深さで血流量のデータ、および血管の境界をキャプチャするためにステップ３０８、および３１０を繰り返す。検出可能なドップラー信号がない場合、ステップ３１４において、システム１０は、調べることになっている全ての血管がトレースされたかを判定する。
【００３０】
ステップ３１５において、検出可能なドップラー信号が特定のサンプルボリューム深さに存在しない場合、その後、システム１０は、中大脳動脈に沿って５５ｍｍの深さにサンプルボリュームに戻る。例えば、１ｍｍずつ増加して、サンプルボリューム深さを増加させてもよい。そして、中大脳動脈に沿って深さを増加させながら、データキャプチャリングのステップ３０８、および３１０を繰り返してもよい。
【００３１】
ウィリス動脈輪に沿ってトレースして、方法３００は、データをキャプチャする上記ステップを繰り返すことができる。新しいサンプルボリューム深さで、サンプルボリューム深さを変更し、検出可能なドップラー信号をサーチする。ウィリス動脈輪に沿ったさまざまな場所で、ドップラー信号がもはや出力可能ではなくなり、システム１００は、その特定の血管に対して、前のサンプルボリューム深さの出発点に戻る。例えば、深さを増やしながら中大脳動脈を移動させた後に、トレースは、中大脳動脈と前大脳動脈の分岐に到着する。ここでは、ドップラースペクトルが双方向性になる。システム１０は、サンプルボリューム深さをより深く移動することによって、分岐点の前に沿って、ドップラー信号が検出されなくなるまで、前大脳動脈をトレースし続ける。システム１０は、そして、サンプルボリュームを分岐点まで戻し、ドップラー信号が検出されなくなるまで、後部に、後大脳動脈に沿って、より深くトレースすることを開始する。
【００３２】
一つの実施例において、超音波の血管位置決め、およびステアリングを特定するのを助けるために、典型的な生理的測定を使用することができる。例えば、方法３００は、ドップラー信号がもはや検出可能でなく、人間の頭の血管の典型的位置に基づいて、前のサンプルボリューム出発点が、例えば、深さ６０から７０ｍｍの間にある中大脳動脈と前大脳動脈との分岐点に戻らなければならないことを確認することができる。
【００３３】
一旦所望の血管の全てがトレースされると、ステップ３１６においてシステム１０は、トレースを終了してもよい。ステップ３１８において３Ｄ血管キャストおよび３Ｄフロー・ボリューム・マップの再構築を開始してもよい。ステップ３２０において、画像および／またはデータが表示されてもよい。例えば、ディスプレイデバイス３２０あるいは他の装置に転送されてもよい。
【００３４】
血管マップの３Ｄ再構築は、以下の事項を含む。すなわち、血管スケルトン（ｖｅｓｓｅｌ  ｓｋｅｌｅｔｏｎ）を造るために、サンプルボリューム位置を接続すること、各々のサンプルボリューム位置のドップラーパワー・データを統合すること、各々のサンプルボリュームポイントのドップラーパワーを示すように血管スケルトンの明るさを調節すること、および、血管造影のような血管グラフを生成するために、サンプルボリュームポイントの間で、補間を行い、スムージングを行うことが含まれる。３Ｄフロー・マップの生成は、以下の事項が含まれる。すなわち、各々のサンプルボリューム位置のドップラー平均速度を算出すること、ドップラースペクトルの動脈の脈動性を使用して、全てのサンプルボリュームポイントの平均速度を同期させること、および、血管の方向（ｖｅｓｓｅｌ  ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）を使用して、ドップラー角度修正を適用することが含まれる。平均速度は、ドップラースペクトルが取得されるあらゆる場所で算出することができる。脈動性がドップラースペクトルにおいて検出されない場合には、同期は必要とされない。
【００３５】
図２に示すように、プローブ１２０は、電気的にステアリングされたドップラービームに対し、血管のさまざまな深さに沿って選定されるサンプルボリューム２５０を提供することができる。ドップラー信号は、キャプチャされ、各々のサンプルボリューム位置で分析することができる。カラー３Ｄドップラー画像は、サンプルボリュームの配置をガイドするために使用することができる。ドップラースペクトルは、トレースに沿って取得でき、保存される。そして、リアルタイムに表示され、３Ｄ血管キャストが再構築される。一実施例において、オペレータまたは他のユーザが、３Ｄ血管キャストの血管にカーソルを置くと、システム１０は、取得後のレビューとして、ドップラースペクトルを読み出し、表示する。
【００３６】
本願明細書の開示は、経頭蓋ドップラー検査のために、３Ｄ血管キャスト、およびフロー・ボリューム・マップが、患者頭部５０の一方だけに沿って配置される単一プローブ１２０を使用して生成されると記載している。また、本願明細書の開示においては、患者頭部の対抗する位置に配置される２つのプローブの使用、または、単一プローブで患者頭部の一方からデータを集めて、その後、反対側へ移動してデータをキャプチャすることも可能である。
【００３７】
上述の方法のステップを含む本発明は、ハードウェア、ソフトウェアまたはハードウェアおよびソフトウェアの組合せによって実現することができる。本発明は、１つのコンピューターシステムによって集中化した方法で実現することができる。あるいは、いくつかの異なる要素が相互に連結したコンピューターシステム全体として、分散化して実現することもできる。本願明細書に記載されている方法を実現するいかなる種類のコンピューターシステムまたは他の装置も適したものとなる。ハードウェアおよびソフトウェアの典型的組合せは、汎用計算機システムとコンピュータプログラムの組合せである。コンピュータプログラムは、ロードされ実行されるときに、本願明細書において記載されている方法を実行するようコンピュータを制御する。
【００３８】
本発明は、上述の方法のステップを含んでおり、コンピュータプログラム製品に埋め込まれることができる。コンピュータプログラム製品は、コンピュータ可読の記憶媒体を有する。コンピュータ可読の記憶媒体には、コンピュータプログラムが格納されている。コンピュータプログラムは、コンピュータ装置または、コンピュータをベースとしたシステムに対し、本願明細書に記載された様々な手順、方法およびプロセスを実行させるためのコンピュータ実行可能なコードを含んでいる。本願明細書におけるコンピュータプログラムは、あらゆる言語、コードまたは表記法であって、特定の機能を実行する一連の命令であり、以下の処理を直接または順番に実行するものである。すなわち、ａ）他言語、コードまたは表記法への変換、およびｂ）異なるマテリアル形式の複製である。
【００３９】
本願明細書において記載されている実施例の具体例は各種実施形態の構造の中で一般的に理解することができる情報を提供することを目的とする。そして、これらは、本願明細書に書かれている構成の利用に供する、全ての要素、装置およびシステムの特徴を完全に説明することを意図していない。多くの他の実施例は、当業者にとっては、本願明細書を参照することによって明らかである。他の実施例は、本願明細書により利用可能であり、導かれるものである。構造的および論理的な置き換えおよび変更は、本願の開示の範囲を超えない範囲で、なし得るものである。また、図は、一例であり、比率は正確ではない。一部は、誇張されており、他の部分は、縮小して描かれていることがある。したがって、図面は、事例であり、制限する目的のものではない。
【００４０】
したがって、本願明細書において特定の実施例が例示され記載されていても、同じ目的を達成するためになされるアレンジが、特定の実施例に対しての代替として用いられてもよいことは言うまでもない。この開示は、様々な実施例の変形および適合をカバーすることを目的としている。前記実施例の組合せ、および本願明細書において特に記載されていない他の実施例は、本願明細書の説明をレビューすることによって当業者に明らかである。したがって、本願明細書における開示は、本願発明を実施するための特定のベストモードの実施例に限定されるものではなく、添付の請求項の範囲に包含される全ての実施例を含むことを意図している。
【００４１】
開示内容の要約は、規則３７ＣＦＲ１．７２（ｂ）に適合したものであり、要約は、読者が発明を素早く理解することを目的としている。要約は、請求項の範囲を制限するために用いてはならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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