(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波媒体内にある物質が液体かどうかを判定する機器であって、前記機器は、
超音波画像取得システムと、
前記物質を含む身体の超音波画像内で示される低エコーの領域を検出し、規定する少なくとも１つのプロセッサを含む超音波画像解析システムと
を含み、
前記超音波画像取得システムは、前記超音波画像解析システムで規定された前記低エコーの領域に対し、横方向と交差する軸方向に伝搬する音波を送出し、前記音波からのエネルギの移動によって作り出される音場内に液体のバルク運動を引き起こして、音響出力により、空間的及び時間的に変化する流速を前記液体内で引き起こし、
前記少なくとも１つのプロセッサは、さらに、前記超音波画像取得システムが前記物質を前記音響出力にさらすことに応答し、速度の空間的変化の指標を前記物質に関する推定値として計算し、前記空間的変化は前記横方向の空間的変化であり、前記推定値に基づいて前記判定をする、機器。
【請求項２】
前記少なくとも１つのプロセッサが前記指標を基準の大きさと比較し、前記比較の結果に基づいて前記判定を行う、請求項１に記載の機器。
【請求項３】
前記流速に対応する速度ベクトル、並びに大きさ及び方向に関して前記速度ベクトルの無作為性測度を計算し、前記判定が前記無作為性測度に基づく、請求項１に記載の機器。
【請求項４】
前記指標が時間的変化の指標を更に含む、請求項１に記載の機器。
【請求項５】
前記超音波画像取得システムを介した前記計算のために、
前記引き起こすための複数のプッシュパルスを放ち、前記プッシュパルスの後で複数のトラックパルスを放ち、前記トラックパルスの全てが同じ方向に放たれるわけではない、
請求項１に記載の機器。
【請求項６】
前記低エコーの領域を規定するためのユーザ入力をユーザインタフェースを介して前記機器が受けるための当該ユーザインタフェースを更に含む、請求項１に記載の機器。
【請求項７】
前記少なくとも１つのプロセッサが前記物質を含む身体の画像を処理し、前記機器が前記画像内の血管を識別し、前記身体内の静止液体プールを識別し、前記静止液体プールを前記識別することが前記判定することを含み、前記静止液体プールを前記識別することが前記血管を前記識別することを考慮に入れる、請求項１に記載の機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体を検出することに関し、より詳細には、音響出力を使用して液体を検出することに関する。
【背景技術】
【０００２】
外傷は世界中の主な死因の第６位であり、全死亡数の１０％に当たり、かなりの社会的費用及び経済的費用を伴う深刻な公衆衛生問題である。外傷とは、暴力や事故のような急な物理的損傷によって引き起こされる身体への創傷や衝撃、又は腹部外傷でしばしば見られるような打撃等による物理的創傷や損傷等、外部からの力による生体組織への損傷である。外傷は、一般に鈍的外傷と鋭的外傷とに分けられる。鈍的外傷は腹内及び骨盤内の構造に影響する一般的な損傷であり、肝臓及び脾臓が最も損傷を受ける臓器である。鈍的外傷は米国内での外傷による死亡の主な原因である。
【０００３】
出血には２種類あり、その２種類とはつまり（ａ）身体の内部で血液が血管から漏れる内出血、及び（ｂ）膣、口、鼻、耳、肛門等の自然の開口部による又は皮膚が破れることによる外出血である。典型的には、血管内の総血液量は７０キログラム（ｋｇ）の健康な人で約５リットルであり、安静時の心拍出量は１回の拍動当たり７０ミリリットル（ｍｌ）又は約５リットル／分である。人は深刻な医学的問題なしに総血液量の約１０％〜１５％を失い得る。血液プールは（ａ）の場合にのみ生じ、血液が身体内に依然としてあるが血液循環外にある位置において生じる。
【０００４】
コンピュータ断層映像法（ＣＴ）、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）、超音波等、血液プールを検出するための幾つかの手法がある。ＣＴは、血液プール及び活動性の出血を検出するための代表的手法である。しかし、比較的高価であることにより、動的過程をモニタするためにＣＴ／ＭＲＩを使用するのは非実用的である。加えて、ＣＴは患者及び臨床医を電離放射線にさらすことを伴う。血液プールを検出するために、超音波撮像が広く使用されている。経験を積んだ超音波医又は音波検査者には２０ｍｌから５０ｍｌという少量さえ見える。しかし、遊離液体に対する超音波の感度は存在する液体量によって異なり、その少量の血液プールを検出するのは経験を積んでいないユーザにとって困難である。複数のビューが得られる一部の事例では僅か１００ｍｌの液体が検出され得るが、この検査は５００ｃｃ以上ある場合に最も高感度である。
【０００５】
血液プールを検出することは、外傷患者のベッドサイド診断で非常に重要である。
【０００６】
しかし、現在使用されている殆どの臨床的手法は超音波画像の目視に基づき、かかる手法は時間がかかり、作業者の技量及び経験に非常に依存する結果をもたらす。
【０００７】
超音波検査の主な問題は高度な訓練が必要なことであり、超音波検査の精度は極めて作業者に依存する。
【０００８】
ＦＡＳＴ（外傷に対する焦点を絞った超音波による評価（Focused Assessment with Sonography in Trauma））プロトコルは、比較的訓練されていないユーザが緊急治療室内の外傷患者を素早く検査するプロセスを円滑化する傾向があるが、かなりの量の訓練が依然として必要であり、上記の欠点も相変わらずある。
【０００９】
音響流は、吸収及び反射により音波から媒体にエネルギが移動することによって作り出される音場内に液体のバルク運動として説明され得る。
【００１０】
Traheyへの米国特許第５，４８７，３８７号は、固体塊と液体で満たされた嚢胞とを区別することを対象とし、それは癌性腫瘍が固体塊を含むからである。但し、癌性腫瘍は循環血液も含み得る。Traheyは、予め識別された病変を予備手続内で低強度パルスを用いて超音波によって試験し、病変内の血流を検出する。このことは、流れが実際に血流であり、腫瘍が実際に存在するとき、その後の実際の試験で音響流が誤って検出される状況を防ぐ。
【００１１】
次いで、生検を行うかどうかの判断が下され得るように、実際の超音波試験でTraheyは音響出力を加えて液体の運動の有無及びその方向、並びに組織が固体かどうかを明らかにする。固体があるかどうかを検出するために、Traheyはプッシュパルスとトラックパルスとの組合せを送出する。Traheyは、トラックパルスの両方向飛行時間が基準飛行時間よりも長いか短いかによって音響流があるかどうかを判定する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
以下で提案される内容は、上記の問題の１つ又は複数に対処する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本明細書で提案される内容は、超音波媒体内に離れて位置する物質が液体かどうか、及びその液体が静止的かどうかを評価することに関する。この課題は、音響流試験を適用することによって対処される。とりわけ緊急の外傷がある状況で医師の診断を支援するために、適用は選択的且つ適合可能であり得る。
【００１４】
以下で提案される内容の利点の１つは、比較的安価で高速、安全、且つ便利な撮像様式である超音波を利用し、患者の胴体又は頭蓋骨等の別の身体部位が血液プールについて走査され得ることである。辺地や危険な場所では、撮像方式としての超音波は携帯性及び簡潔さの利点を有する。音響流を引き起こし、その結果生じる身体組織の任意の運動を検出して測定するために超音波パルスが適用される。
【００１５】
更なる有益な側面は、音響流に利用される比較的高出力の超音波パルスによる総出力消費を制限することである。具体的には、血液プールの探索範囲を減らすために、Ｂモード超音波画像の高度な画像処理が使用され得る。出力要件を減らすことはタブレット型超音波スキャナを使用できるようにする。それらは非常に携帯性があり、操作し易く、医療緊急時に有用である。辺地や危険な場所では、高帯域通信チャネルがないことは自立型システムを実用的要件にする。更に、低エコー領域内に探索範囲を減らすことにより、プール検出の偽陽性が回避される。加えて、出力消費が減らされることは、血液プールを検出する感度を改善するためにストリーミングのプッシュ力を局所的に高めることを可能にする。後者は低出力及び高出力システムに当てはまる。加えて、Ｂモード画像の分解能は、単にストリーミング運動データを用いて構築されるパラメトリック画像の分解能に比べて概して高い。従って、エコー発生性データを使用することはより高い分解能の実現に寄与し、内出血による少量の血液プールを検出することをもたらす。
【００１６】
付加利益として、音響流を検出することに対する呼吸及び心拍の潜在的悪影響が効率的になくされ得る。具体的には、音響流の存在を推論するために組織変位を検出することに頼ることは、これらの種類の背景運動の影響を受ける可能性がある。運動のゲーティング又は補償は１つの解決策だが医療処置を遅くする。
【００１７】
Ｂスコープ超音波画像内の被検部に関する液体／血液プールの識別として以下で提案される技法は、以下のステップによって行われる。
（１）高度な画像処理技法（例えば特徴抽出）によってあり得る液体／血液プールの暗領域を識別する。
（２）検出されるあり得る暗領域に対してのみ音響流を引き起こす（例えば検出されるあり得る血液プールの数が３の場合、音響流が３つの領域にだけ、通常は検出領域それぞれの中央に適用される）。
（３）音響流段階の後、その直後の追跡段階が暗く且つ周囲の背景柔組織に関する固有パラメータを識別する。これらの固有パラメータは、ａ）相対運動（例えば変位、速度、相関係数（ＣＣ：correlation coefficient））、ｂ）乱流、即ち液体速度の時空間変化、ｃ）超音波減衰等であり得る。任意の固有パラメータの値がその閾値を上回る場合、暗領域は液体／血液プールとして印付けされ、液体／血液プールの境界がＢスコープ画像から求められる。さもなければ、検出領域は脂肪又は液体／血液プール以外の何かと見なされる。
【００１８】
プッシングによって働く音響流が指定の領域（即ち暗領域）にだけ指定の方向で適用されるので、音響流は、その領域内で背景柔組織内よりも識別できるほど強い運動を作り出す（呼吸運動が背景柔組織にとっての主な問題である）。液体／血液プールを識別する際、単一の固有パラメータ又は提案された単一の固有パラメータの組合せが使用され得る。
【００１９】
たった今述べたように、以下で提案される技法は、音響流を検出するための音響出力にさらされる組織内の乱流を流速の空間的変化及び／又は時間的変化によって検出する。乱流は液体内で生じるが固体物質内では生じない。従って、運動のゲーティング及び補償の必要がなくなり、血液プールの検出が医療緊急時に特に重要であるより優れた速度及び効率で行われる。
【００２０】
本明細書で提案される内容の一態様では、物質が液体かどうかを判定する機器が、超音波媒体内にある物質が液体かどうかを判定するための超音波画像取得システムを含む。このシステムは、音波からのエネルギ移動によって作り出される音場内に液体のバルク運動を引き起こすために音波を送出する。システムは、パルス音響出力によって空間的及び時間的に変化する流速を液体内で引き起こす。システムが物質を音響出力にさらすことに応答し、音響流解析プロセッサが速度、速度の時間的変化、及び／又は速度の空間的変化の指標をその物質に関する推定値として計算する。プロセッサは、その推定値に基づいて判定を行う。
【００２１】
別の態様では、液体プール識別機器が上記の超音波画像取得システムを含む。この機器は、ａ）超音波にさらされる物質の超音波画像内で明確に示されるエコー発生性に基づき、画像内で示される領域を識別するように構成される画像分割モジュールとｂ）ユーザインタフェースとを更に含み、機器は、領域を識別するためのユーザ入力をインタフェースによって受け、対応するエコー発生性及び受けられる入力に基づいて機器が区別する領域内で生じる運動の特性を検出し、領域が液体プールかどうかを判定する際、対応する識別すること又は受けることの結果を検出の結果と共に考慮するように設計される。本願で使用される「モジュール」という用語は、ハードウェア、ソフトウェア、及びファームウェアの何れか１つ又は組合せを広く指すことが意図される。検出は、対応する識別すること又は受けることの前に行われてもその後で行われても良い。
【００２２】
更に別の態様では、物質が液体かどうかを判定するための機器が上記の超音波画像取得システムと、システムが物質を音響出力にさらすことに応答して物質を追跡し、追跡の結果に基づいて相関係数を導出し、その係数を基準値と比較し、比較の結果に基づいて組織が液体かどうかを判定するように構成される音響流解析プロセッサとを含む。
【００２３】
更に一態様である内容では、音響流機器が、超音波画像取得システムと、システムによって加えられる音響出力からのエコーの強度に基づいて撮像奥行範囲を識別するように構成される音響流解析プロセッサとを含む。プロセッサは、加えられる出力によって引き起こされる累積変位を範囲の内側及び外側の両方で繰り返し検出し、範囲内の累積変位を範囲外の累積変位と繰り返し比較し、その比較に対応する値のグラフを求め、グラフの直線性及び／又は傾斜に基づいて範囲内の物質が液体かどうかを判定するように更に構成される。
【００２４】
また更なる態様では、引き起こされる音響流を検出するための医療機器が、音場内に液体のバルク運動を引き起こすためのパルス音響出力を送出するための超音波画像取得システムを含む。この機器は、ａ）超音波画像内で示される低エコー領域を検出して規定するための画像分割モジュール、及び／又はｂ）ユーザインタフェースを更に含み、この機器は領域を識別するためのユーザ入力をインタフェースから受けるように構成される。この機器は、ユーザによる介入を必要とすることなしに自動で、領域に隣接する身体領域内の柔組織を検出し、領域及び組織の両方に送出し、送出による相対運動に関して領域と組織とを比較し、その比較に基づいて送出が音響流を引き起こしたかどうかを判定するように構成される。
【００２５】
また更なる一態様では、超音波音響流機器が、超音波振動子、並びに遠隔超音波振動子及び／又は遠隔超音波反射体を含む超音波画像取得システムを含む。この機器は、取得システムを使用して音響流試験及び超音波減衰測定の両方を行い、その試験及び測定のそれぞれの結果を組み合わせ、組み合わせることに基づいて血液プールの場所を突き止めるように構成される画像解析システムを更に含む。
【００２６】
他の態様では、以下で更に詳細に説明されるコンピュータ可読媒体が、上記の機器の何れか１つ又は組合せを動作させるためのコンピュータ命令を提供するように設計される。
【００２７】
上記の機器の全ては、そのそれぞれの上記の個々の機能を実行する際にユーザによる介入の必要なしに自動で動作するように構成可能である。
【００２８】
音響流によって液体及び血液プールを検出し、その場所を突き止める新規の技術が添付図面を用いて以下で更に記載され、図面は縮尺通りに描かれていない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による、音響流によって液体及び血液プールを検出し、その場所を突き止める機器の一実施例の概略図である。
【図２】図１の機器の実例として役立ち、図１の機器に関する概念図である。
【図３】本発明によるあり得るパルシングに関する概念図である。
【図４】本発明による音響流検出基準の概念図である。
【図５Ａ】本発明による別の音響流検出基準の概念図である。
【図５Ｂ】本発明による別の音響流検出基準の概念図である。
【図５Ｃ】本発明による別の音響流検出基準の概念図である。
【図５Ｄ】本発明による別の音響流検出基準の概念図である。
【図６Ａ】本発明による別の音響流検出基準の概念図である。
【図６Ｂ】本発明による別の音響流検出基準の概念図である。
【図６Ｃ】本発明による別の音響流検出基準の概念図である。
【図６Ｄ】本発明による別の音響流検出基準の概念図である。
【図７】本発明による操作を示し例示する流れ図である。
【図８】本発明による操作を示し例示する流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、例示的且つ非限定的実施例として、音響流によって液体及び血液プールを検出し、その場所を突き止める機器１００を示す。機器１００は、超音波画像取得システム１１０、超音波画像解析システム１２０、及びユーザインタフェース１３０を含む。
【００３１】
超音波画像取得システム１１０内には、超音波撮像プローブ１４０、遠隔超音波撮像プローブ１４２、遠隔超音波反射体１４４、及び超音波ビーム形成部１５０が含まれる。撮像プローブ１４０は少なくとも１つの超音波振動子（不図示）を組み込む。振動子は従来の超音波撮像方式、例えばＡモード、二次元（又は「Ｂモード」）撮像、ドップラ、コントラスト撮像、カラーフロー撮像等について構成される。振動子は、音響流のための音響放射力によるプッシュパルスを作り出し、即ち形成し、放つように更に構成される。或いは別個の振動子が設けられても良い。例えば、一方はそれぞれの焦点を有するプッシュパルスを発生させるように設計され得る。もう一方は、複数のビーム方向に沿って低出力トラックパルスを発生させるように、及びＢモード撮像のために設計され得る。この２種類の振動子は同心円状に配置され得る。
【００３２】
超音波画像解析システム１２０は、音響流解析プロセッサ１６０及び画像分割モジュール１７０を含む。この実施例における音響流解析プロセッサ１６０は乱流測定モジュール１８０を含むが、以下の解説から明らかになるように幾つかの他の追加の又は代替的な固体／液体区別モジュールが含まれても良い。超音波画像解析システム１２０は、身体組織領域が血液プールかどうかを判定する際、エコー発生性による身体組織領域の識別結果と、音響プッシュ後の運動特性検出結果とを一緒に検討するように構成される。一部の実施形態では、この判定機能がシステム１２０内の液体プール識別プロセッサ（不図示）に割り当てられる。
【００３３】
図２は、提案される方法に関与する内容の幾つかの要素又は概念を紹介する。超音波Ｂモード画像２０２は、患者、人間、又は動物の腸の一部分２０４の断面を示す。画像２０２によれば、腸の部分と部分的に並んで続く大血管の一部分２０６も示されている。腸の一部分内の画像２０２の中で示されている血管２０６及び幾らか円形で幾らか隔絶された領域２０８はどちらも低エコーである。ここでは、二次元表示画面上で認められる画像内の低エコー（又は低エコーに見える）領域２０８が、身体組織内の三次元低エコー領域２１０と区別される。以下でより詳細に論じられるように、低エコー領域２１０は画像の輝度値から自動で識別され得る。しかし、全ての低エコー領域２１０が血液プールというわけではない。低エコー領域２１０を画像内の暗さの中からＢモード画像内で視覚的に識別することは経験を積んだ音波検査者にとって簡単だが、全ての暗領域が必ずしも血液プールを含意せず、その理由は、ことによると固形組織、血管、凝血、特定の腫瘍、又は肋骨影と共に水状液を含む脂肪や嚢胞等の他の領域も低エコーに見え得るからである。従って、自動判定を行うためにエコー発生性の読取だけに頼ることはできない。図２では、領域２０８の全体的に丸い形状が腸領域内の血液プールの特徴を示す。形状に関するこの種の観察は１組の候補領域２１０をフィルタにかけるために使用され、特定の形状基準を満たさないことが分かる領域を候補として除去する。候補である残りの低エコー領域２１０が血液プールだと確認するために、その領域の音響流を測定することが提案され、但し、測定を行うことに備えて血管２０６が識別される。血管内の自然の血流を音響流と区別するのは困難であり得るので、音響流を実際に測定する際は血管２０６が避けられる。以下で更に論じられるように、試験に関与する追跡が如何なる血管２０６も回避できるように、高周波（ＲＦ）データから血管マップが最初から作成され得る。従って、血液プールの場所を突き止めることは、血管２０６を識別することを考慮に入れる。
【００３４】
たった今述べたように、図２の実施例では丸みを帯びた境界、即ち形状２１２は、その丸さによって自動で検出されるエコー発生性のパターンである。このことは、音響流に関して試験される物質３２４が位置する候補低エコー領域２１０のパターンに基づいて識別することにつながり得る。自動識別に対する代替策は、ユーザインタフェース１３０上での対話式のユーザ指示である。機器１００は、自動識別用の分割モジュール１７０、及び候補低エコー領域２１０の識別をユーザから受けるためのユーザインタフェース１３０を動作させるためのロジックの両方を備え得る。ユーザによる識別は、任意の知られている適切な手段による対話式の画面上識別であり得る。機器１００は、自動識別機能により、経験を積んでいない臨床医によってより容易に操作され得る。この機能は、経験を積んだ臨床医にも利便性を与える。しかも有利には、以下でより詳細に説明されるように、候補領域が自動で又はユーザによって識別されると、音響流の確認が全領域にわたってではなく、単一のラインに対してのみ、又は単に検出領域の中央への幾つかのプッシュパルスによってのみ行われれば良い。更に、例えば３個の候補領域だけが更に検討される必要がある。出力のオーバヘッドがその分だけ減らされ、上記の利点をもたらす。
【００３５】
血液のエコー発生性は低く、血液プールの探索は超音波画像の局所輝度を考慮に入れることができる。
【００３６】
超音波画像内の全ての暗（即ち低エコーに見える）領域を求めるために超音波画像２０２の自動分割が行われても良く、求められる領域は血液プールとして特徴付けることができる候補になる。最適閾値技法、エッジ又は境界ベースの方法、領域ベースの分割技法、領域及び境界基準を組み合わせるハイブリッド技法、テクスチャベースの分割、並びにsnakesや能動輪郭を含む、超音波画像を分割するための幾つかの方法がある。
【００３７】
従来の多くのアルゴリズムは、典型的には手動の対話によって与えられ、何れにしても分割を遅くする関心領域（ＲＯＩ）のシード点を使用する。
【００３８】
しかし、比較的大きいサイズの暗領域を分割する際、シード点を使用することなしにハイブリッド結合技法が使用され得る（スペックル雑音から起こり得る離散点をなくす）。
【００３９】
自動分割では、前処理、マルチスケール勾配、分水嶺分割や他のハイブリッド技法、及び再構築という４つの主要ステップが使用できる。
【００４０】
前処理に関して、超音波画像は通常、少なくとも開始時に、比較的低いコントラスト及びスペックル雑音による低い品質を有する。画像内の階調レベルの範囲を高めることによって画像のグローバルコントラストを高めるために、ヒストグラム平坦化等の前処理技法が行われる。その後、スペックル雑音及びごま塩雑音を除去するためのメディアンフィルタリングが続き得る。
【００４１】
従来の勾配アルゴリズムは、多過ぎる極小及びぼけたエッジにおける低勾配値を作り出すことが多く、ことによると不正確な分割の原因となる。解決策は、形態学的方法を使用して極小を除去した後、より優れた分割をもたらすマルチスケール形態学的勾配演算子を使用することである。
【００４２】
分水嶺分割は画像を分水嶺へと分割する。具体的には、画素強度が高度を示す状態で、画素ごとの強度が地形的に定められる地域と類比され得る。水はけパターンが分割をもたらす。目標は画像内の幾つかの分水嶺を見つけることであり、各分水嶺は候補低エコー領域２１０に対応し、候補低エコー領域２１０を空間的に定める。上記のステップにより多くの候補が求められる場合、各候補の領域が計算されても良い。或る候補の領域が他の候補と比べて小さ過ぎる場合、その候補が血液プールである可能性は低い。他方で各候補の形状が求められても良い。上記のように、及び以下の解説の通り、胸部外傷又は腹部外傷から生じる血液プールの特徴を示す特定の形状の特徴が候補数を減らすために使用され得る。分水嶺分割アルゴリズムの代わりに、他のハイブリッド分割技法を使用して同様の結果を実現することができる。
【００４３】
或いは、十分に低輝度の空間的に隣接する画素に対するクラスタ解析によって低エコー領域２１０が検出され規定され得る。
【００４４】
候補領域２１０は、超音波画像内で特定の形状の有無についてそれぞれ試験される。形状試験は、次のフィルタリングステップとして、音響流試験の前置きとして実行可能である。又は、参照によりその全開示が本明細書に援用されるV. Zagrodsky, et. al. （以下“Zagrodsky”）, “Automated detection of a blood pool in ultrasound images of abdominal trauma”, Ultrasound in Med. & Biol., 2007, Vol. 33（11）: 1720-1726の中で開示される複合的手法が続き得る。
【００４５】
Zagrodskyは腹部領域内で血液プールを検出する自動化された方法を開示する。
【００４６】
Zagrodskyの論文は、腹部領域の超音波画像内の血液プールが鋭角を有する低エコー領域に見え、もう１つの典型的特徴は明るいエッジがあることだと述べている。後者は周辺臓器の輪郭に対応する。輝度は、例えばそれらのエッジを音響陰影と区別することに寄与し、区別することは高コントラスト及び十分に長いエッジがあることに依存する。前者の鋭角の特性は、肝臓や腎臓等の臓器間にある血液プールを液体で満たされた腹部臓器の通常の滑らかに湾曲した形状と区別する。
【００４７】
血液プールは、図２の形状２１２に見られるように概ね曲線的な密閉形状として超音波画像内で見え、又は縞として見える場合があり若しくは鋭角を示し得る。具体的には、血液プールの非常に典型的な形状はモリソン窩内の縞であり、モリソン窩は肝臓と右腎との間に位置する。これらの形状は、下にある通常の柔組織に対して非常に高いコントラストを有する。
【００４８】
上記の前処理後、Zagrodskyは領域の特徴を評価し、特徴空間をまとめ、最後に全ての特徴が既定の仮定を満たす領域を検出する。
【００４９】
上記で述べられたように、Zagrodskyは暗領域、明るいエッジ、及び鋭角を複合的手法で検出する。
【００５０】
エッジの強度を評価するために、局所画像コントラストの勾配の大きさが使用される。サイズＴの正方形タイルを使って平均化が行われる。以下の等式を使い、半分のタイル内のあり得る全ての画像シフトについて強度Ｉの差が計算される。
Ｊｉｊ＝ΣｘΣｙ（Ｉ（ｘ，ｙ）−Ｉ（ｘ＋ｉ，ｙ＋ｊ））
但し、ｉ，ｊ＝［−Ｔ／２，Ｔ／２］、ｘ，ｙ＝［０，Ｔ］、及び
Ｇ（ｘ，ｙ）＝ｍａｘ｜Ｊｉｊ｜／（ΣΣ（Ｉ（ｘ，ｙ））１／２が成立する。
【００５１】
関数Ｇ、即ち正規化され平均化された勾配の大きさは、十分高いコントラストを有する要素だけを保ちながら、Ｔ未満のサイズの小さな特徴は無視する。１６ｘ１６又は３２ｘ３２のタイルサイズが使用され得る。｜Ｊｉｊ｜がその極大を実現するとき、検出されるエッジに対して直角の方向が指数ｉ及びｊによって与えられる。
【００５２】
中央回転不変のHuモーメントを使用して局所的形状の定量的測定基準が求められる（Hu 1962; Prokop and Reeves 1992）。鋭角と通常の滑らかに湾曲した形状との上記のそれぞれの差に基づいて血液プールを液体で満たされた腹部臓器と区別するために、二次のHuモーメントが利用される。２つの二次モーメントは下記の通りである。
Ｍ１＝ｎ２０＋ｎ０２
Ｍ２＝（ｎ２０−ｎ０２）２＋４ｎ１１２
【００５３】
但しｎｐｑ＝ｍｐｑ／ｍ００２（ｐ＋ｑ＝２に対して）は正規化された中心モーメントであり、ｍｐｑ＝ΣｘΣｙ（ｘ−ｘ０）ｐ（ｙ−ｙ０）ｑＩ（ｘ，ｙ）は正規中心モーメント（regular central moment）であり、ξ０＝ΣｘΣｙｘＩ（ｘ，ｙ）／ｍ００は質量中心の座標であり、ゼロ次のモーメントｍ００＝ΣｘΣｙＩ（ｘ，ｙ）は現在の画像タイルｘ，ｙ＝［０，Ｔ］内の強度Ｉの和である。
【００５４】
抽出される３つの特徴が一致する領域がアルゴリズムによって見つけられる。それらの領域は、それぞれの測定基準の３つ全て（即ち強度Ｉ、正規化され平均化された勾配Ｇ、及び二次HuモーメントＭの比）が或る既定の基準を満たす画素で構成される。
【００５５】
例えば１５画素又は１３〜１６の範囲内の円形カーネルが３つの特徴の画像の階調を拡張する際に使用され、かかる画像内では勾配やモーメント比等の関心のある最大特徴値が拡大される。最小値を拡大するために拡張は画像のネガに適用される。
【００５６】
その結果生じる３つの個々の測定基準から三次元特徴空間が形成され、全ての画素はその測定基準値に等しい座標を有する点にマップされる。特徴空間内ではファジーｋ平均法が行われる。選択されたクラスタに属する点を再びマップすることによって元の画素が強調表示される。所定の選択閾値を使用し、クラスタのかなりの部分が特徴空間の適切な角の中にある場合、クラスタが選択される。
【００５７】
次いで、識別された低エコー領域２１０が音響流試験、及び任意選択的に以下の図７の中で見られる更なる試験を受ける。
【００５８】
円形形状を識別するための自動化された方法の代替例は以下の通りである。低エコー領域２０８の重心、即ち両方の直交座標の算術平均を見つける。低エコー領域２０８と同じ面積を有する、その重心を中心とする円を見つける。円周を一周し、各点において領域２０８の境界までの法線の距離を見つける。その距離の絶対値を合計する。その合計を半径に対して正規化する。正規化された合計を真円度閾値と比較する。
【００５９】
上記のように、渦巻状に巻かれた腸付近の血液プールは円形又はほぼ円形の形状を有する傾向があり、上記の円形形状識別が使用され得る。
【００６０】
更に、単純嚢胞は規則的な円形形状を有するので、上記の円形形状識別は、比較的厳格な真円度閾値を利用することによって単純嚢胞を識別するのに使用できる。
【００６１】
縞を識別するための自動化された方法の代替例は以下の通りである。重心を見つける。その重心を中心に且つ画像にわたって線を回転させ、画像画素から線までの最小合計絶対距離の向きを見つける。幾らかの所定量の縞の湾曲が許容された状態で、直線性閾値を満たすように最小距離を比較する。
【００６２】
図２に戻り、腸の一部分２０４の壁は低エコー領域２１０に隣接する領域である。従ってこの壁は、音響出力を加えることによって引き起こされる音響流の有無を試験する際に使用され得る。具体的には、候補低エコー領域２１０内の中心位置及び隣接する柔組織、即ち腸の一部分２０４の壁の両方に一連の１つ又は複数のプッシュパルスが放射され得る。その結果生じる柔組織に対する領域２１０内の相対運動が観測される。特に及び一実施例として、運動比が音響流検出閾値を満たすことがプッシュパルス後に送出されるトラックパルスによって検出される場合、全低エコー領域２１０が血液プールだと見なされる。
【００６３】
音響流を検出する別のやり方は、その以前の位置に対して変位している身体組織の十分な無相関を検出することである。加えられる音響出力が固形組織を著しく動かしても、組織は相互相関についてその形を十分保ち、その元の位置に弾力的に戻る傾向がある。対照的に、液体組織は加えられる音響力の方向にその変位を持続し、次第に乱流的に変形する。
【００６４】
再び図２を参照し、１本のＡライン２１６のカーネル２１４は、第２の空間的に一致し且つ時間的に後続のＡライン２１８の部分２２０をマッチすることにより、第２のＡラインと最大相互相関を示す。２本のＡライン２１６、２１８間の時間間隔が長ければ長いほど、最大相関係数２２４は低くなる。従って、十分な時間間隔を所与とし、相関係数２２４が相関係数閾値ＴＣＣと効果的に比較され得る。相関係数２２４が閾値ＴＣＣを下回る場合、変位組織は液体だと判定される。トラックパルスが十分に遅らされる場合、又は一連のトラックパルス内の十分後のトラックパルスである場合、時間間隔は十分である。相関係数２２４は、音響流の場合は画像を無相関化するための介在遅延を伴い、音響流により画像取得システム１１０によって取得される画像に基づく。
【００６５】
距離ｄに一致する組織変位２２６は最大相互相関をもたらし、変位ｄは期間ｔ２２８にわたって生じる。従って、変位２２６はｄ／ｔに等しい｜ｖ｜２３０の速度で生じる。ここでは流速２３０が軸方向２３２にあるが、音響流は横方向２３４の流速によっても特徴付けられる。何れかの方向２３２、２３４の速度２３０又はその両方が、サンプリングの奥行ごとに及び横位置ごとに１つ又は複数の個々の閾値Ｔ｜Ｖ｜と比較され得る。それにより、存在する場合は音響流の場所が突き止められ得る。或いは又は加えて、軸方向及び／又は横方向の流速２３０の変化２３６が空間行列にわたって同様に評価され得る。これらの後者の技法の例示的バージョンが以下でより詳細に解説される。
【００６６】
図２と同様に図３は、本明細書で提案される内容の中で使用される概念を紹介する。代わりにマトリクスアレイとすることができる一次元の超音波フェイズドアレイ３０２が、皮膚の線３０４に対して音響ジェル３０６を隔てて配置される。プローブ１４０の一部であるアレイ３０２は焦点距離３１０までビーム３０８を放つ。ビーム３０８は、音波３１６として、交互に起こる圧縮３１２及び希薄３１４を伴って伝搬する。波３１６からのエネルギ移動３１８は音場３２０をもたらす。物質が液体、例えば血液等の流体である場合、音波３１６は音場３２０内で物質３２４のバルク運動３２２を引き起こす。物質３２４は、人間や動物の身体組織等の超音波媒体３２６内にある。音響流試験の前は物質３２４が液体かどうか分からない。ビーム３０８が律動的に送られ、パルス音響出力をもたらす。その結果生じる音響流の存在について試験するために物質３２４がパルス音響出力にさらされる。音響出力は、（連続した矢印の線によって図３内で表わされているように）空間的３２８且つ（対角軸３３０に沿って図３内で概念的に表わされているように）時間的に変化する流速２３０を液体３２４内で引き起こす。空間的変化２３６は軸方向３３２及び横方向３３４である。
【００６７】
音場３２０内の液体３２４の乱流、即ち流速２３０の時空間変化を作り出すために音響放射力プッシュシーケンス３３６が放たれる。プッシュシーケンス３３６は、同じ方向にある一連の１６個のプッシュパルス３３８である。プッシュパルス３３８ごとに１６サイクルから３２サイクルあり、各サイクルは圧縮３１２及び時間的に隣接する希薄３１４に対応する。
【００６８】
プッシュシーケンス３３６の直後に狭帯域トラックシーケンス３４２が続く。信号は、例えば中心周波数の４％以下であり得る。トラック関心領域（ＲＯＩ）３４４は、既定数の方向３４８を伴って−１０度から１０度以下に及び得る。各方向３４８に、８個のトラックパルス３５０が１パルス当たり８サイクルで放たれる。従って、トラックパルスの全てが同じ方向に放たれるわけではない。トラックパルス３５０は、伝送帯域幅を制限するために８サイクルで構成される。パルス３５０当たり８回の反復３５２を行うことは、速度及び変化を推定するのに十分な取得データサンプルを与える。各トラックライン２１６上で、超音波ＲＦ信号が２４ＭＨｚ以上でサンプリングされる。
【００６９】
この実施例ではプッシュに関するパルス音響出力が使用されるが、トラック前の連続した音響出力、即ち１つの長い連続波（ＣＷ：continuous wave）のプッシュパルスは１つの代替策である。
【００７０】
収集される超音波信号は、三次元（３Ｄ）行列形式３５４で表現され得る。３つの次元とは、撮像奥行３５６、方向数３５８、及び反復数３６０である。
【００７１】
液体プールを押して音響流を作り出すために、最初の１６個のパルス３５０が使用される。各パルス３５０は、振動子３０２の中心周波数における１６個のフルサイクルで構成される。
【００７２】
プッシュシーケンス３３６の直後にトラックシーケンス３４２が発射される。従って、プッシュパルス３３８とトラックパルス３５０とは重複しない。トラックシーケンス３４２は、全Ｎ方向が問い合わせられるまで、第１の方向３４８に８個のパルス３５０を発射し、第２の方向に８個のパルスを発射等々する。
【００７３】
Ｉ（ｉ，ｊ，ｋ）及びＱ（ｉ，ｊ，ｋ）が結果の虚数部及び実数部であり、撮像奥行３５６、方向数３５８、及び反復数３６０が指数ｉ、ｊ、及びｋによってそれぞれ示される状態で、受信超音波ＲＦ信号Ｓ（ｉ，ｊ，ｋ）にヒルベルト変換（或いは直交復調）が適用される。従って次式が成立する。
【数１】
0006730980.tif 000002
【００７４】
３Ｄ行列形式３５４で記憶されるＲＦデータは画像を構成する。画像は、音響流試験にさらされる物質３２４を含むものであり、音響流解析プロセッサ１６０の乱流測定モジュール１８０によって操作される。
【００７５】
１．速度の推定：
軸方向の空間速度を以下の等式
【数２】
0006730980.tif 000003
を使って推定することができ、ｃは音速であり、ｆｐｒｆはＨｚを単位とするパルス繰返し数であり、ｆ０は伝送中心周波数である。Ｖ（ｉ，ｊ）の記号は方向を示す。正の値は振動子３０２から離れることを示し、負は振動子の方向を意味する。
【００７６】
２．ＩＱ信号の自己相関を用いた速度の時間的変化の推定：
時間（即ちｋ）方向の液体速度の変化を以下の等式
【数３】
0006730980.tif 000004
を使って推定することができ、ＲはＳ（ｉ，ｊ，ｋ）の自己相関として定められ、σｖは速度変化であり、｜Ｒ｜は複合形式（complex format）の受信信号の自己相関関数の絶対値であり、Ｐｏｗｅｒ（Ｓ）は受信信号の出力である。Ｓ（ｉ，ｊ，ｋ）のラグ０自己相関は
【数４】
0006730980.tif 000005
であり、Ｓ†はＳの共役複素数を表す。
【００７７】
３．ＲＦトラッキングを用いた速度の時間的変化の推定：
（２）の位相自己相関を使用して速度を推定するのではなく、液体の速度はＲＦトラッキング方法によっても推定され得る。ＲＦトラッキング方法は、ＲＯＩ３４４に関する隣接する２つの超音波フレーム間の相互相関を使用し、最も高い相関係数を見つける。ＲＯＩのシフト、Δｄは超音波場を反映する粒子の変位を表す。粒子の速度はｖ＝Δｄ／Δｔを使って計算され得る。
【００７８】
８本のトラックラインがあるので、この式は異なるタイムスタンプに対応する７つの速度推定値をもたらす。速度の標準偏差は、速度変化の指標である。
【００７９】
４．速度の空間的変化
音響プッシュによって引き起こされる液体の流速２３０は空間的、即ち横方向２３４及び軸方向２３２にも変化する。例えば横方向２３４の変化の指標は、所与の撮像奥行において、一連の隣接するラインに関するその奥行における速度変化を反映し得る。速度の方向はラインごとに異なる。これらの速度の標準偏差が指標としての役割を果たし得る。
【００８０】
上記の数字１から４のそれぞれについて、撮像奥行及び横位置の様々な関数から速度／速度変化マップが形成され得る。上記のように、標的とされる特定の形状を有する現在の候補低エコー領域２１０が実際に血液プールかどうかを判定するために、超音波による問合せがほんの１本のライン３４８に制限可能である。更に、その問合せの影響を受ける音響流を引き起こすために僅かなプッシュパルス３５０しか加えられない。しかし、速度／速度変化マップは単一のライン３４８の試験を上回ることができ、プッシュシーケンス３３６は単に数個のプッシュパルスを上回ることができ、この方法をよりロバストにする。従って、プッシュシーケンス３３６及びトラックシーケンス３４２の反復が現在のＦＡＳＴビュー全体にわたって行われ得る。或いは、かかる反復だけを利用し、低エコー領域２１０の予備的識別を割愛することもできるが、血管２０６内の音響流サンプリングを避けるために血管マップが依然として最初に形成される。
【００８１】
速度／速度変化マップに関して、及び一実施例として、等式（２）を使って速度マップが自己相関から推定され得る。マップ内の速度値が指標としての役割を果たし、マップから明らかになる高い速度は血液プールを識別し、血液プールの空間広がりを規定する。
【００８２】
標準偏差が、撮像奥行ごとに速度マップから、即ち横方向の速度から導出され、それにより撮像奥行ごとの指標として標準偏差をもたらし得る。高い標準偏差は、同様に血液プールを識別し、血液プールの空間広がりを規定する。
【００８３】
或いは、又は加えて、同様に撮像奥行及び横位置に関数的に基づく速度の時間的変化マップが等式（３）から推定され得る。ここでも標準偏差が指標の役割を果たし、値がより高いものが血液プールを識別し、血液プールの空間広がりを規定する。撮像奥行方向に進む速度の時間的変化マップの中心線が、血液プールを識別し、血液プールの空間広がりを規定するために使用可能である。
【００８４】
乱流測定の別のバージョンでは、より詳細な速度分布が二次元スペックル追跡に基づいて推定され得る。図４を参照し、Ｂモード画像４０２が解説目的で示されている。ここでも解説目的で、画像４０２の２つの正方形部分４０４、４０６が速度ベクトルマップ４０８内で解析される。ズームされた２つの枠４１４、４１６として示すために、速度ベクトルマップ４０８の対応する２つの正方形部分４１０、４１２がズーム機能によって拡大される。最初の枠４１４には、速度ベクトルの６つのグループが示されている。各グループ４１８は、特定の撮像奥行において測定される流れの速度ベクトルで構成される。ここでは二次元スペックル追跡が使用されているので、各ベクトルは二次元の方向を有する。説明を簡単にするために、ベクトルの２つの直交方向が反転されており、そのため軸方向はページを横切って水平であり、横方向は垂直である。ズームされた２つの枠４１４、４１６を視角的に比較し、一方の枠４１４内では速度ベクトルが２つの枠のうちの（速度ベクトルがより無作為な）他方の枠４１６の中よりも均等であることが見て取れる。その理由は、枠４１４が固形組織領域からの速度ベクトルを示すのに対し、枠４１６は液体領域からの速度ベクトルを示すからである。無作為性を測定するためのアルゴリズムは次の通りである：組の中のベクトルの全ての対ｖｉ，ｖｊについて、２つの上流端４２０、４２２をつなぎ、ベクトル差ｖｉ−ｖｊ４２４の絶対値を計算し、その絶対値を平均し、その平均を元のベクトルの大きさの平均で割って正規化されたベクトルの無作為性測度４２６をもたらし、撮像奥行によるスライディングウィンドウに基づいてこれを行い、測度４２６を無作為性閾値ＴＲ４２８と比較して液体領域を識別し、液体領域の空間広がりを求める。上記の方法は、３Ｄ超音波を使用することによって３つの直交次元に拡張され得る。液体組織を固形組織と区別するために、３Ｄ速度から導出される乱流や渦等の独自の特徴が使用可能である。
【００８５】
上記のように、音響流の検出は、スペックル追跡内で遭遇される無相関を測定することによって行われ得る。図５Ａ〜図５Ｄ及び図６Ａ〜図６Ｄは、一連の幾つかのプッシュパルス等のプッシュ後に組織変位を周期的に、即ち撮像フレームごとに観察することに関する。一連の１０個のフレームに関して、これが図５Ａ〜図５Ｄ及び図６Ａ〜図６Ｄの中で示されている。
【００８６】
図５Ａに関して、振幅軸はエコー強度５０４を示す。図５Ａ内で約３．５ｃｍから５．５ｃｍの間であるものとして２本の垂直線によって示されている撮像奥行範囲５０８内で、強度５０４が低下している。この範囲５０８内に血液プールがあり、その比較的低いエコー発生性が下落によって示されている。図５Ｂは、同じ撮像奥行範囲５０８について、範囲外よりも著しく大きい変位を示す。図５Ｂの１０本のグラフは、２０個の撮像フレームのシーケンスの最初の１０個の中で取得されたデータにそれぞれ対応する。重ね合わせるとそれぞれを不明瞭にするので、これらのグラフは互いに隔てて描かれている。各撮像フレームは様々な横位置からのデータを含み、各フレームのグラフは中央のＡラインから観測される変位を表す。図５Ａ及び図５Ｂでは、範囲５０８の外側は「背景」と見なすことができ、範囲の内側は「信号」と見なされ得る。従って、フレームｘ内で観測される変位を超えてフレームｘ＋１内で観測される変位の量が信号である。信号と背景との比較に対応する値、即ちＳＢ（signal to background）比５１２が図５Ｃのグラフの縦軸である。比５１２はフレーム又は「期間」の数５１６にわたって平均化される。累積信号はフレーム１から累積された変位を表す。図５Ｄは、累積が行われたフレーム数５２４に応じて繰り返しプロットされた累積ＳＢ比５２０を示す。フレーム５の前の最初の曲線後、傾斜は直線又は約１５において一定である。
【００８７】
図５Ａ〜図５Ｄと比較するために図６Ａ〜図６Ｄを参照し、図６Ａに示されている撮像奥行範囲６０４は著しく低いエコー強度によって特徴付けられている。これは、範囲６０４内の組織が例えば概して低エコーだが血液プールではない可能性がある凝血又は脂肪である場合に該当し得る。脂肪や凝塊等の固形の身体組織領域の特性がそうであるように、撮像奥行範囲６０４が殆ど変位を示さないことが図６Ｂから見て取れる。固形の身体組織では、図６Ｄの累積ＳＢ比のグラフ６０８が最初の数フレーム後に直線傾斜を有さず、約１．３の傾斜は血液プールに関する図５Ｄの約１５の傾斜よりも見分けられるほど低い。従って、グラフ６０８の直線性及び傾斜の少なくとも一方に基づき、範囲６０４内の物質が液体かどうかの自動判定が行われ得る。
【００８８】
図７及び図８は、血液プールを識別する際に身体組織内で検出される減衰を使用する、提案される技術及び実施形態を実行する際のステップを示す。
【００８９】
図７を参照し、減衰を検出する一実施形態では、遠隔超音波反射体１４４が仰臥位にある外傷患者の下に配置されるが、遠隔超音波撮像プローブ１４２が代わりに配置されても良い（ステップＳ７０４）。反射体１４４又はプローブ１４２は平らであり、患者の胴体に及ぶのに十分な幅がある。減衰の読取値を自動で得るために装置１４２又は１４４を使用することは、参照によりその全開示が援用されるLiらの米国特許出願公開第２００６／０１１６５７９号（以下「Li」）に記載の通り良く知られている。超音波ＲＦデータを自動で取得し、取得データから減衰読取値を自動で導出する際の信号処理及び信号処理の洗練に関する更なる詳細が、参照により同じくその全開示が援用されるZwirnの米国特許出願公開第２０１３／００７９６４１号の中で示されている。Liにあるように、推定精度を改善するためにＢモード画像が取得されるが、このステップ及び減衰推定ステップは全体として低エコー領域２１０が後のステップＳ７３２で決定されるまで見送られる。作業者は（非遠隔）撮像プローブ１４０を利用して現在のＦＡＳＴビューを取得する（ステップＳ７０８）。撮像プローブが所定の位置にある状態の準備段階として、現在のビューの血管樹マップがＢモード撮像、ドップラスペクトル解析、又はカラーフロー撮像によって取得される（ステップＳ７１２）。ドップラスペクトル解析は、血管樹マップを抽出する自動化されたやり方を提供する。ドップラカラーフロー撮像は、より低い空間分解能を提供する代替策である。加えて、低エコー領域２１０を識別するためにＢモード画像が使用される（ステップＳ７１６）。これは上記で論じられた分割によって行われ得る。具体的には、上記で論じられるように、音波にさらされる物質３２４の超音波画像内で明確に示されるエコー発生性に基づき、画像内で示される身体組織が識別され、その場所が突き止められる。次に液体の流れの特性、例えば乱流等、身体組織領域内で生じる運動の特性が現在の候補低エコー領域２１０内で検出され得る。かかる検出のために、作業者は音響放射力撮像（ＡＲＦＩ：acoustic radiation force imaging）モードに切り替えることができ、又は切替えは自動でも良い（ステップＳ７２０）。作業者が作動させると、又は自動で、音響流をもたらすために音響出力が適用されるが、血管マップ内の血管を避けるように出力及びその後の追跡が導かれる（ステップＳ７２４）。放射されたばかりのプッシュパルスによって引き起こされる変位を追跡するために、通常の撮像モードへの自動切替えが直ぐに行われる（ステップＳ７２８）。上記のように、追跡結果は固形組織を液体組織と区別し、血液プールの候補として音響陰影を除去するために使用される。ステップＳ７２４及びＳ７２８については図８の中でより詳細に説明される。次に、Ｂモード画像によって改善される上記の減衰読取値が低エコー領域２１０内で取られ得る（ステップＳ７３２）。候補低エコー領域２１０の、減衰に基づくフィルタリングが行われる（ステップＳ７３６）。固形型の領域は脂肪、凝塊、非定型嚢胞を含み、腫瘍は比較的高い超音波減衰をもたらす。特定の柔らかい身体器官は血液プール以外として識別されるには超音波画像内で十分に明るくないが、比較��高い減衰を与える。ステップＳ７３２で取られる減衰読取値が減衰閾値ＴＡよりも高い場合（ステップＳ７４０）、現在の候補低エコー領域２１０は血液プールではないと判定される（ステップＳ７４４）。他方で読取値が減衰閾値ＴＡを上回らない場合（ステップＳ７４０）、更なるフィルタリングが行われる（ステップＳ７４８）。例えば、上記の技法の１つによって円形形状が検出される場合（ステップＳ７４８）、単純嚢胞が見つかったと判定され、現在の候補低エコー領域２１０は血液プールではないと判定される（ステップＳ７４４）。他方で、円形形状が見つからない場合（ステップＳ７４８）は嚢検出が行われる（ステップＳ７５６）。嚢は超音波高調波撮像によって自動で検出でき、かかるモードは自動で始められ得る。かかる検出の一例は、参照によりその全開示が本明細書に援用されるMcMorrowらの米国特許出願公開第２００９／００６２６４４号（以下「McMorrow」）の中で示されている。McMorrowの段落[００６１]に見られるように、物質３２４、即ち身体組織の超音波画像が取得される。本明細書で提案される内容では、その組織が音波にさらされている物質３２４を含む。画像内に示される身体組織領域を識別し、その場所を突き止める際に減衰試験の結果を使用することができる。現在の候補低エコー領域２１０が嚢組織だと分かった場合（ステップＳ７５６）、現在の候補低エコー領域２１０は血液プールではないと判定される（ステップＳ７４４）。そうではなく、現在の候補低エコー領域２１０が嚢組織ではない場合（ステップＳ７５６）、現在の候補低エコー領域２１０は血液プールである（ステップＳ７６４）。次の候補低エコー領域２１０がある場合（ステップＳ７６８）、ＡＲＦＩ適用ステップＳ７２０に戻り、その次の候補低エコー領域２１０を処理する。次の候補低エコー領域２１０がない場合（ステップＳ７６８）、検出される血液プールが現在表示されているＢモード画像へのオーバレイとして、又は対照表示として赤色で強調表示される（ステップＳ７７２）。ＦＡＳＴビューが取得されずに残っている場合（ステップＳ７７６）、処理の分岐がＦＡＳＴビューの取得ステップＳ７０８に戻ってその次のＦＡＳＴビューを取得する。任意選択的に、血液プールが存在するという判定を確認するために、処理が自動でステップＳ７０８に分岐して戻り、例えば電子的に操縦された僅かに異なるパースペクティブにおいて「同じ」ＦＡＳＴビューを再取得しても良い。ＦＡＳＴビューの取得ステップＳ７０８から開始してそのビューを処理するために、全ての手続きがユーザによる介入を必要とすることなしに自動で実行されるように構成され得る。従って、例えば候補低エコー領域２１０が血液プールかどうかの判定は、プッシュシーケンス３３６、更にはＦＡＳＴビューや血管マップの取得等の先行するステップにさえ動的に対応する。或いは、ロボットアームによって操縦されるプローブが、動かない、例えば意識のない患者のＦＡＳＴ検査を実行するようにプログラムされ、それにより、プローブ／反射体を最初に設置した後、ユーザによる介入を必要とすることなしに全手続きを自動化し得る。
【００９０】
上記のように、次に図８に関して音響流試験ステップＳ７２４及びＳ７２８が、様々な例示的実施形態についてより詳細に説明される。現在の試験技法が組織の変位速度である場合（ステップＳ８０２）、反復プッシュパルス３３８の「専用」試験シーケンスと、その後に非インタリーブ式に続く複数のトラックパルス３５０が送出される（ステップＳ８０４）。この専用試験シーケンスは、上記でプッシュシーケンス３３６及びトラックシーケンス３４２と呼ばれた。専用シーケンスは、１つ又は２つの横方向２３２、２３４にわたってもたらされ得る。機器１００は、プッシュ音波３１６の焦点３１０を指示する際、血管マップ内の如何なる血管も超音波画像取得システム１１０に避けさせる。指標が計算される（ステップＳ８０６）。この指標は、変位速度、時間的変化、及び空間的変化のうちの少なくとも１つの指標であり得る。音響流試験にスペックル追跡が現在利用されていない場合、又は多次元スペックル追跡ではない場合（ステップＳ８０８）、指標を閾値と比較して試験されている物質３２４が液体かどうかを判定する（ステップＳ８１０）。指標が閾値を上回らない場合（ステップＳ８１０）、物質３２４は固体だと判定される（ステップＳ８１２）。そうではなく指標が閾値を上回る場合、物質３２４が液体だと判定される（ステップＳ８１４）。この時点で、この試験技法又は他の任意の試験技法において、現在の低エコー領域２１０の別の空間部分内を更に試験するためにこのルーチンの初めに戻ることができる。但し、現在の低エコー領域２１０が、例えば上記で論じられた任意選択的且つ確認の減衰読取値に基づく別の判定にかけられる、液体であり又は液体だと推定されると結論付けるのにこの１回の判定で十分である。続けて、他方で多次元スペックル追跡が使用されており（ステップＳ８０８）、指標が無作為性閾値ＴＲ４２８を上回らない場合（ステップＳ８１６）、物質３２４は固体だと判定される（ステップＳ８１２）。そうではなくＴＲが上回られる場合（ステップＳ８１６）、物質３２４は液体だと判定される（ステップＳ８１４）。
【００９１】
現在の試験技法が変位速度ではない場合（ステップＳ８０２）、次の代替策が適用され得る。具体的には、現在の試験技法が時間的変化である場合（ステップＳ８２０）、上記の専用試験シーケンスが送出される（ステップＳ８２２）。それぞれの指標が計算される（ステップＳ８２４）。指標が時間的変化閾値ＴＴＶを上回らない場合（ステップＳ８２６）、物質３２４は固体だと見なされる（ステップＳ８１２）。そうではなくＴＴＶが上回られる場合（ステップＳ８２６）、物質３２４は液体だと見なされる（ステップＳ８１４）。
【００９２】
現在の試験技法が空間的変化である場合（ステップＳ８２８）、ステップＳ８２６で空間的変化閾値ＴＳＶがＴＴＶの代わりに使用されるが、処理がステップＳ８２２に分岐する。
【００９３】
現在の試験技法がＳＢ比（ＳＢＲ）である場合（ステップＳ８３０）、比較的低いエコー強度の撮像奥行範囲５０８が識別される（ステップＳ８３２）。現在の撮像フレーム又は期間２２８では、範囲５０８内外の累積変位が測定される（ステップＳ８３４）。累積ＳＢＲ５２０が形成される（ステップＳ８３６）。累積ＳＢＲ５２０は現在の期間２２８に対してプロットされさもなければ結び付けられ、その結果、時間が進むにつれて繰り返しプロットされる（ステップＳ８３８）。次の期間が処理される場合（ステップＳ８４０）、変位測定ステップＳ８３４に戻る。そうではなく、次の期間が処理されない場合（ステップＳ８４０）、且つグラフの傾斜が基準である場合（ステップＳ８４２）、所定数の最初のフレーム又は期間２２８の後でグラフの傾斜が傾斜閾値ＴＳを上回るかどうかが確認される（ステップＳ８４４）。ＴＳが上回られない場合（ステップＳ８４４）、物質３２４は固体だと見なされる（ステップＳ８１２）。そうではなくＴＳが上回られる場合（ステップＳ８４４）、物質３２４は液体だと見なされる（ステップＳ８１４）。他方でグラフの傾斜が基準ではない場合（ステップＳ８４２）はグラフの直線性が基準であり、その場合、グラフの直線性が直線性閾値ＴＳＴを上回るかどうかが確認される（ステップＳ８４６）。直線回帰が例えばプロットデータに基づいて計算されても良く、直線性を評価するために回帰線からのプロットデータの絶対偏差が合計され得る。ＴＳＴが上回られない場合（ステップＳ８４６）、物質３２４は固体だと見なされる（ステップＳ８１２）。そうではなくＴＳＴが上回られる場合（ステップＳ８４６）、物質３２４は液体だと見なされる（ステップＳ８１４）。任意選択的に、グラフの直線性及び傾斜の両方が検討され得る。
【００９４】
現在の試験技法が無相関である場合（ステップＳ８４８）、プッシュによって引き起こされる組織変位２２６が所与の瞬間にわたって追跡される（ステップＳ８５０）。その瞬間について、最大相関係数２２４が検出される（ステップＳ８５２）。検出される係数２２４は、相関係数閾値ＴＣＣと比較される（ステップＳ８５４）。ＴＣＣが上回られる場合（ステップＳ８５４）、物質３２４は固体だと見なされる（ステップＳ８１２）。そうではなくＴＣＣが上回られない場合（ステップＳ８５４）、物質３２４は液体だと見なされる（ステップＳ８１４）。
【００９５】
現在の試験技法が相対運動の大きさである場合（ステップＳ８４８）、現在の候補低エコー領域２１０に隣接する柔組織が検出される（ステップＳ８５６）。骨や他の硬い身体組織は著しくエコーを発生させる傾向があるので、検出は輝度に基づき得る。検出される候補領域２１０及び柔組織の両方に音響流のプッシュが送出される（ステップＳ８５８）。直ぐに、等しい音響出力の対応するトラックパルス３５０が放射される（ステップＳ８６０）。領域２１０と柔組織との間の相対運動が比較される（ステップＳ８６２）。領域２１０の運動が、少なくとも相対運動閾値ＴＲＭの分だけ柔組織の運動を上回らない場合（ステップＳ８６４）、領域２１０内の物質３２４は固体だと見なされる（ステップＳ８１２）。そうではなく領域２１０の運動が、少なくとも相対運動閾値ＴＲＭの分だけ柔組織の運動を上回る場合（ステップＳ８６２）、領域２１０内の物質３２４は液体だと見なされる（ステップＳ８１４）。
【００９６】
上記の試験技法の何れか１つ又は組合せが利用され得る。
【００９７】
物質が液体かどうかを判定するための超音波による音響流は、様々な基準の何れか１つ又は複数に依存する。例は、変位、速度、時間的又は空間的な流れの変化、プログレッシブ無相関（progressive decorrelation）、経時的な累積ＳＢ比較の傾斜又は直線性、及び隣接柔組織に対する相対的変位である。エコー発生性に基づく領域の識別は、判定の際に上記の運動特性の検出と組み合わせることができる。液体プールの識別は、領域が限定される音響流試験及び超音波減衰の読取値から行うことができる。検出される特定の形状又は身体器官に基づき、領域のうちの候補をスクリーニングにかけることができる。血管を識別することにより、自然な流れがストリーミング検出から除外され得る。ＦＡＳＴ超音波ビューごとの処理又は全手続きの処理は、ユーザによる介入を必要とすることなしに、又は被検部を識別するためのユーザの介入を伴って自動で行われ得る。
【００９８】
上記の解説は医学的応用の脈絡においてだが、上記で提案される内容はその分野に限定されず、例えば音響泳動を導くことに応用され得る。胸部外傷も腹部外傷も制限ではない。上記で提案された方法は例えば頭蓋内検査において使用することができる。外傷も制限ではない。上記の技法が定期健診に使用されることも、上記で提案された内容の意図される範囲に含まれる。提案された内容は生体内又は生体外で利用され得る。血液プールに着目したが、身体内の他の液体貯留も検出され、空間的に規定され得る。実装のプラットフォームに関する上記の柔軟性は広範な用途を示唆する。
【００９９】
本発明が図面及び上記の説明の中で詳細に示され説明されてきたが、かかる図面及び説明は制限的ではなく解説的又は例示的と見なされるべきであり、本発明は開示された実施形態に限定されない。
【０１００】
例えば行列又は「二次元」配列の場合、本発明は複数の領域を同時に問い合わせるために使用され得る。
【０１０１】
開示された実施形態の他の改変形態が、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲を検討することにより、特許請求の範囲に記載の本発明を実施する際に当業者によって理解され、果たされ得る。特許請求の範囲では、「含む」という語は他の要素又はステップを排除せず、不定冠詞「a」又は「an」は複数形を排除しない。本明細書では「例示的」という用語は「実施例、実例、又は例証としての役割を果たす」ことを意味するために使用される。「例示的」として示される如何なる実施形態も、他の実施形態よりも好ましい若しくは有利だと、及び／又は他の実施形態の特徴を組み込むことを排除するものとして必ずしも解釈されるべきではない。特許請求の範囲の中の如何なる参照符号も範囲を限定するものとして解釈すべきでない。
【０１０２】
コンピュータプログラムは、光学記憶媒体やソリッドステート媒体等の適切なコンピュータ可読媒体上に一瞬、一時的に、又はより長い期間にわたって記憶され得る。かかる媒体は、一時的な伝搬信号ではなく、レジスタメモリ、プロセッサキャッシュ、ＲＡＭ等の他の形式のコンピュータ可読媒体を含むという意味でのみ非一時的である。
【０１０３】
単一のプロセッサ又は他のユニットが、特許請求の範囲に列挙される幾つかのアイテムの機能を実現しても良い。或る手段が互いに異なる従属請求項の中で列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組合せが有利に使用されてはならないことを示すものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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