(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉塞検出プロセッサと、心臓認識プロセッサと、超音波プローブ制御手段とを有する医療用イメージングシステムの作動方法であって、
前記閉塞検出プロセッサが、超音波プローブの接着剤により患者に着脱可能に結合するように構成された超音波プローブから信号を受信するステップと、
前記閉塞検出プロセッサが、前記信号を分析して、オブジェクトが前記超音波プローブの視野をブロックしているか決定するステップと、
前記心臓認識プロセッサが、前記信号を分析して、前記超音波プローブが心臓の所望のビューを有するか決定するステップと、
前記超音波プローブ制御手段が、オブジェクトが視野をブロックしている、または前記超音波プローブが心臓の所望のビューを有していないとの決定に応じて、前記超音波プローブのビームをステアリングするステップと
を含む、作動方法。
【請求項２】
前記医療用イメージングシステムはさらに配置指示提供手段を有し、
前記配置指示提供手段が、前記超音波プローブを患者に配置する指示をユーザに提供するステップをさらに含む、
請求項１に記載の作動方法。
【請求項３】
前記医療用イメージングシステムはさらに提供指示提供手段を有し、
前記提供指示提供手段が、前記超音波プローブで心臓音波血栓溶解治療を提供する指示をユーザに提供するステップをさらに含む、
請求項１に記載の作動方法。
【請求項４】
前記医療用イメージングシステムはさらに外部除細動制御手段を有し、
前記外部除細動制御手段が、電極で外部除細動を提供する外部除細動提供手段を作動させるステップをさらに含む、
請求項１に記載の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して超音波に関し、より具体的には、音波血栓溶解治療用超音波装置及び作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
音波血栓溶解（ｓｏｎｏｔｈｒｏｍｂｏｌｙｓｉｓ）は、低出力かつ低周波数の音響パルスによる血栓の溶解である。医療研究は、心臓組織に適用される低出力、低周波数の超音波パルスが、微小血管および心外膜の血流を改善し、心臓組織を含む組織の灌流を改善し得ることを示している。血流および灌流の改善は、超音波誘発性の血栓溶解および微小血管系における血管拡張の誘発に起因すると考えられている。これらの効果は、単独で適用された超音波で観察され、任意的にマイクロバブルの存在によって増強されてもよく、および／または薬物治療と組み合わせてもよい。
【０００３】
心臓音波血栓溶解は、心臓血管疾患の治療効果を有し得る。慢性心血管疾患および／または急性心臓事象の治療として使用することができる。特に、いくつかの研究は、心筋梗塞中の音波血栓溶解が梗塞後合併症を予防することができることを示唆している。場合によっては、栄養分が不足している（ｓｔａｒｖｉｎｇ）心筋への栄養供給を増加することがある。これは、心筋梗塞に起因する組織死の程度を減少させ、別の医学的介入が有効であり得る時間窓を増大させることもある。例えば、患者が音波血栓溶解で治療される場合、緊急血管形成術、ステント配置、および／または冠動脈バイパス手術は遅れることがある。これにより、患者の転帰を改善することができ、特に遠隔地域および／またはすぐに利用可能な介入的心臓機能がないクリニックで心筋梗塞を経験した患者の場合にそうである。
【０００４】
現在、心臓音波血栓溶解は、典型的には、広範な機器、熟練したソノグラファーおよび医師を伴う臨床環境を必要とする実験手順である。これは、医療施設（ｃｌｉｎｉｃａｌ  ｓｅｔｔｉｎｇ）の外でしばしば起こる急性の心臓事象の有効な治療としての心臓音波血栓溶解の使用を、制限することがある。
【０００５】
本出願は、２０１４年１１月１４日に出願された米国仮出願第６２／０７９，７６８号、及び２０１５年９月９日に出願された米国仮出願第６２／２１５，７７４号の優先権を主張するものであり、両文献の全体をここに参照援用する。
【発明の概要】
【０００６】
開示する例示的な一実施形態によると、医療用イメージングシステムは、信号を取得し、低出力超音波治療をデリバリするように構成され得る超音波プローブと、前記超音波プローブから前記信号を受信するように構成され得る画像プロセッサと、前記画像プロセッサから受信したデータに少なくとも部分的に基づいて、前記超音波プローブが心臓の所望のビューを有するか決定するように構成され得る心臓認識プロセッサと、前記超音波プローブのビームをステアリングし、前記低出力超音波のデリバリを制御するように構成され得る送信コントローラとを含み得る。超音波プローブは、ハウジングと、前記ハウジングに含まれた超音波トランスデューサと、前記ハウジングを少なくとも部分的に含み得る保持ソケットとを含み得る。保持ソケットは前記ハウジングの外縁を囲む縁を含み得る。前記超音波プローブは、さらに、前記超音波プローブを表面に結合するように構成され得る粘着剤を、前記縁に含む。
【０００７】
開示する他の例示的な一実施形態によると、心臓音波血栓溶解デバイスは、信号を取得し、低出力超音波治療をデリバリするように構成され得る超音波プローブと、前記超音波プローブに結合したコンピュータとを含んでもよい。該コンピュータは、前記超音波プローブから前記信号を受信するように構成され得る画像プロセッサと、前記画像プロセッサから受信したデータに少なくとも部分的に基づいて、オブジェクトが前記超音波プローブの視野をブロックしているか決定するように構成され得る閉塞検出プロセッサと、前記画像プロセッサから受信したデータに少なくとも部分的に基づいて、前記超音波プローブが心臓の所望のビューを有するか決定するように構成され得る心臓認識プロセッサと、前記超音波プローブのビームをステアリングし、前記低出力超音波のデリバリを制御するように構成され得る送信コントローラとを含み得る。前記コンピュータはタッチスクリーンを含んでもよいタブレットコンピュータであってもよい。前記コンピュータは前記超音波プローブと無線で通信してもよい。
【０００８】
開示のさらに別の例示的な一実施形態によると、超音波プローブから信号を受信するステップと、閉塞検出プロセッサが、前記信号を分析して、オブジェクトが前記超音波プローブの視野をブロックしているか決定するステップと、心臓認識プロセッサが、前記信号を分析して、前記超音波プローブが心臓の所望のビューを有するか決定するステップと、オブジェクトが視野をブロックしている、または前記超音波プローブが心臓の所望のビューを有していないとの決定に応じて、前記超音波プローブのビームをステアリングするステップと、前記超音波プローブで心臓音波血栓溶解治療を提供するステップとを含む。該方法は、前記超音波プローブを患者に配置する指示をユーザに提供するステップをさらに含んでもよい。該方法は、電極で外部除細動を提供するステップをさらに含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の一実施形態による超音波イメージングシステムを示すブロック図である。
【図２】本開示の一実施形態による超音波プローブを示す概略図である。
【図３】例示的な音響窓を示す概略図である。
【図４】本開示の一実施形態による方法を示すフローチャートである。
【図５】本開示の一実施形態によるポータブル心臓音波血栓溶解（ＣＳ）装置である。
【図６】本開示の一実施形態によるポータブルＣＳ装置を示す概略図である。
【図７】本開示の一実施形態によるポータブルＣＳ装置を示す概略図である。
【図８】本開示の一実施形態による超音波プローブを示す概略図である。
【図９】本開示の一実施形態による使用中の組み合わせ心臓音波血栓溶解・自動体外式除細動装置を示す概略図である。
【図１０】本開示の一実施形態による方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ある例示的な実施形態の以下の説明は、事実上単なる例示に過ぎず、決して本発明またはその応用または用途を限定するものではない。本システムおよび方法の実施形態の以下の詳細な説明では、本明細書の一部を構成し、説明されたシステムおよび方法が実施され得る具体的な実施形態が例示される添付の図面が参照される。これらの実施形態は、当業者が本開示のシステムおよび方法を実施することを可能にするように十分に詳細に記載されている。言うまでもなく、他の実施形態を利用してもよく、構造的および論理的な変更は、本システムの精神と範囲から逸脱することなく、行うことができる。
【００１１】
それゆえ、以下の詳細な説明は、限定的な意味に取ってはならず、本システムの範囲は添付した請求項により規定される。図中の参照番号の先頭の桁は、一般的に、図の番号に対応するが、例外として、複数の図に現れる同一の構成要素が同じ参照番号によって識別される。さらに、明りょう化のために、ある特徴は、当業者には明らかである場合、本システムの説明を不明瞭にしないように、詳細には説明しない。
【００１２】
本明細書に記載されているのは、携帯装置で音波血栓溶解治療を患者に提供するシステム、アプリケーションおよび／または方法の様々な実施形態である。いくつかの用途では、患者は心臓事象を経験している可能性がある。いくつかの用途では、患者は、血栓または狭窄などの他の血管循環障害を経験している可能性がある。音波血栓溶解システムおよび方法は、心臓音波血栓溶解（ＣＳ）システムおよび方法を参照して説明されるが、言うまでもなく、音波血栓溶解は、体の他の領域、例えば、頸動脈の狭窄および脚の血餅に音波血栓溶解が適用され得る心臓血栓溶解システムおよび方法の様々な実施形態の説明は、本発明の範囲を単にＣＳシステムおよび方法に限定することを意図するものではない。いくつかの実施形態では、システムは、携帯システムに結合された２つの超音波プローブを含むことができる。いくつかの実施形態では、システムは、非臨床の場で使用されるように構成されてもよい。したがって、医療施設への輸送前および／または輸送中に、急性心臓事象を経験している患者にＣＳ治療を提供することが可能である。これにより、梗塞後の合併症を軽減し、患者の転帰を改善することができる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、携帯型ＣＳ装置は、緊急医療対応者（ＥＭＲ）（例えば、救急隊員、救急医療技術者、消防士）による使用するように構成されてもよい。ポータブルＣＳデバイスは、グラフィックス、電子ディスプレイ、オーディオおよび／またはビデオを介して、ＥＭＲに、使用の指示を提供することができる。ＥＭＲは、医療緊急事態に応答して、患者が急性の心臓事象、例えば、心筋梗塞を起こしていると判断することができる。ＥＭＲは、携帯型ＣＳ装置で患者を治療することを選択することができる。携帯型ＣＳデバイスは、患者の適切な位置に２つ以上の超音波プローブの配置を誘導して、心臓音波血栓溶解治療を提供することができる。超音波プローブは、粘着剤（ａｄｈｅｓｉｖｅ）を含み、一旦ＥＭＲによって配置された位置にプローブが留まるようにすることができる。超音波プローブが配置されると、ＣＳ装置は自動的に患者を治療することができる。いくつかの実施形態では、ＣＳデバイスは、ＣＳ治療を提供するためのさらなるアクションを実行するようにＥＭＲを導くことができる。いくつかの実施形態では、ＣＳ装置は、自動除細動器と共にＥＭＲによって使用されてもよい。いくつかの実施形態では、ＣＳデバイスおよびＡＥＤは、単一のデバイスに含まれてもよい。ＥＭＲは、患者に対する他の治療（例えば、酸素、アスピリン、ＣＰＲ）および医療施設への輸送中に、ＣＳデバイスで患者を治療し続けることができる。ＥＭＲが患者にＣＳ治療を施すことを可能にする装置を提供することは、患者が医療施設を必要とする有効な介入を受けられる時間窓を増加させる可能性がある。
【００１４】
いくつかの実施形態では、心臓音波血栓溶解治療を提供する装置および／またはシステムは、臨床環境で使用される従来の超音波イメージングシステムに含まれても、または結合されてもよい。この装置は、治療される領域の検出を容易にし、適切な領域へのターゲットデリバリ（ｔａｒｇｅｔ  ｄｅｌｉｖｅｒｙ）を提供し得る。これにより、ＣＳ治療に対する患者のアクセスが多くなり、患者におけるＣＳの有効性の差異が減少する可能性がある。臨床環境におけるデバイスは、慢性および急性心血管疾患の両方の治療に使用され得る。
【００１５】
図１を参照して、本発明の原理により構成された超音波イメージングシステム１０をブロック図に示した。図１の超音波画像診断システムでは、超音波プローブ１２は、超音波を送信しエコー情報を受信するトランスデューサアレイ１４を含む。様々なトランスデューサアレイ、例えば線形アレイ、凸型アレイ、マトリクスアレイ、またはフェーズドアレイが当該技術分野において周知である。トランスデューサアレイ１４は、例えば、２Ｄ及び／又は３Ｄイメージングのために仰角及び方位の両方の次元で走査可能なトランスデューサ素子の（図示した）２次元アレイを含むことができる。アレイの要素は、例えば圧電素子または容量性微細加工トランスデューサ（ＣＭＵＴ）を含むことができる。トランスデューサアレイ１４は、アレイ内のトランスデューサ素子による信号の送信および受信を制御するプローブ１２内のマイクロビームフォーマ１６に結合される。この例では、マイクロビーム成形器は、送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ１８にプローブケーブルによって結合されている。このスイッチ１８は、送信と受信とを切り替え、主ビームフォーマ２２を高エネルギー送信信号から保護する。いくつかの実施形態では、システム内のＴ／Ｒスイッチ１８および他の要素は、別個の超音波システムベースではなくトランスデューサプローブに含めることができる。マイクロビームフォーマ１６の制御下のトランスデューサアレイ１４からの超音波ビームの送信は、Ｔ／Ｒスイッチ１８およびビームフォーマ２２に結合された送信コントローラ２０によって指示される。送信コントローラ２０は、ユーザインターフェースまたは制御パネル２４のユーザ操作からの入力を受け取る。送信コントローラ２０によって制御される機能の１つは、ビームがステアリングされる方向である。ビームは、トランスデューサアレイからまっすぐに（直交するように）、またはより広い視野のために異なる角度でステアリングされてもよい。送信コントローラ２０は、ユーザおよび／または超音波システム１０に含まれる他のプロセッサによって指定された位置で所望の平面を走査するのに必要な方向に送信ビーム成形および受信ビーム成形のための集束係数のシーケンスを再計算および／または選択することができる。画像平面のこのステアリング（ｓｔｅｅｒｉｎｇ）により、超音波プローブ１２を物理的に動かすことなく、体の複数の領域を画像化し、および／または超音波治療に曝すことができる。マイクロビームフォーマ１６によって生成された部分的にビーム成形された信号は、主ビームフォーマ２２に結合され、トランスデューサ素子の個々のパッチからの部分的にビーム成形された信号は、完全にビーム成形された信号に結合される。
【００１６】
ビーム成形された信号は、信号プロセッサ２６に結合される。信号プロセッサ２６は、受信されたエコー信号を、帯域通過フィルタリング、デシメーション、Ｉ成分およびＱ成分分離、および高調波信号分離などの様々な方法で処理することができる。信号プロセッサ２６はまた、スペックル低減、信号合成（ｓｉｇｎａｌ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇ）、およびノイズ除去などの追加の信号エンハンスメントを実行してもよい。処理された信号は、Ｂモードプロセッサ２８に結合される。Ｂモードプロセッサ２８は、体内の構造の画像化のために振幅検出を使用することができる。Ｂモードプロセッサによって生成された信号は、スキャンコンバータ３０およびマルチプレーナ・リフォーマッタ３２に結合される。スキャンコンバータ３０は、受信された空間的関係にあるエコー信号を、所望の画像フォーマットに構成する。例えば、スキャンコンバータ３０は、エコー信号を、２次元（２Ｄ）セクタ形状のフォーマットまたはピラミッド３次元（３Ｄ）画像に構成することができる。マルチプレーナ・リフォーマッタ３２は、米国特許第６，４４３，８９６号（Ｄｅｔｍｅｒ）に記載されているように、身体のボリューム領域内の共通平面内の点から受信したエコーを、その平面の超音波画像に変換することができる。ボリュームレンダラ３４は、米国特許第６，５３０，８８５（Ｅｎｔｒｅｋｉｎ  ｅｔ  ａｌ．）に記載されているように、３Ｄデータセットのエコー信号を、所与の基準点から見て投影された３Ｄ画像に変換する。２Ｄ画像または３Ｄ画像は、スキャンコンバータ３０、マルチプレーナ・リフォーマッタ３２、およびボリュームレンダラ３４から画像プロセッサ３８に結合され、画像ディスプレイ３８上に表示するためのさらなるエンハンスメント、バッファリングおよび一時的記憶を行う。グラフィックスプロセッサ３６は、超音波画像と共に表示するためのグラフィックオーバーレイを生成することができる。これらのグラフィックオーバーレイは、例えば、患者の氏名、画像の日時、画像化パラメータなどの標準的な識別情報を含むことができる。これらの目的のために、グラフィックプロセッサは、入力された患者の名前のような、ユーザインターフェース２４からの入力を受け取る。ユーザインターフェースは、複数のマルチプレーナリフォーマット（ＭＰＲ）画像の表示の選択および制御のために、マルチプレーナ・リフォーマッタ３２に結合することもできる。
【００１７】
上述のような超音波システム１０は、本発明の一実施形態による心臓の音波血栓溶解（ＣＳ）治療を提供することができるが、超音波システム１０は、追加の機能を提供し得る追加の要素も含むことができる。以下に説明するように、追加機能により、熟練超音波診断装置ではない臨床医師が、より一貫したＣＳ治療を提供することが可能になる。
【００１８】
いくつかの実施形態では、超音波システム１０は、閉塞検出プロセッサ４２を含むことができる。閉塞検出プロセッサ４２は、画像プロセッサ３６および／またはスキャンコンバータ３０からデータを受信することができる。閉塞検出プロセッサ４２は、オブジェクトが超音波プローブ１２の視野を閉塞（ｂｌｏｃｋ）していることを決定することができる。起こり得る閉塞には、肋骨、肺、および移植可能な器具が含まれ得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、閉塞は、トランスデューサアレイ１４の個々のトランスデューサ素子からのデータのコヒーレンスを決定することによって検出される。本明細書で使用する「コヒーレンス」は、トランスデューサアレイの異なる要素によって記録されたデータ間の類似性を意味する。コヒーレンスの１つのゲージは、Ｙｅｎ等の米国特許公開第２００９／０１４１９５７号に記載されているような、ビーム合計データに基づく（ａ  ｂｅａｍ  ｓｕｍｍｅｄ−ｄａｔａ−ｂａｓｅｄ）コヒーレンス推定方法である。他の推定方法を用いても良い。選択されるコヒーレンス推定方法は、肋骨、肺および／または他の閉塞を検出するように調整することができる。１つ以上のトランスデューサ素子の強度および／またはエコー遅延の急激な変化は、トランスデューサ１２の視野内の閉塞を示すことがある。閉塞検出プロセッサ４２は、検出された閉塞を空間的に画定するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、閉塞検出プロセッサ４２は、閉塞がトランスデューサの視野を妨害している可能性があるという警告をユーザに提供することができる。いくつかの実施形態では、閉塞検出プロセッサ４２は、閉塞を回避するように超音波トランスデューサ１２のビームをステアリング（ｓｔｅｅｒ）するように、送信コントローラ２０に命令を提供することができる。閉塞検出プロセッサ４２は、臨床医師によって行われる必要があるプローブの熟練した微調整を低減または排除することができる。これにより、閉塞検出プロセッサ４２は、より一貫した障害のないトランスデューサの視野を提供することができる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、超音波システム１０は、心臓認識プロセッサ４４を含むことができる。心臓認識プロセッサ４４は、画像プロセッサ３６からデータを受信することができる。心臓認識プロセッサ４４は、画像プロセッサ３６からのデータを分析し、超音波プローブ１２が心臓の所望のビュー（ｖｉｅｗ）を有するかどうかを決定するように構成することができる。所望のビューは、ＣＳ治療の標的となる心臓または心臓の特定の部分の完全なビューであり得る。いくつかの実施形態では、心臓認識プロセッサ４４は、所望のビューが得られたか否かを示す信号をユーザに送信することができる。いくつかの実施形態では、心臓認識プロセッサ４４は、心臓の所望のビュー（ｖｉｅｗ）が捕捉されない場合、超音波トランスデューサ１４のビームをステアリング（ｓｔｅｅｒ）して、心臓の所望のビューを取得するように送信コントローラ２０に命令を提供するようにさらに構成され得る。心臓認識プロセッサ４４は、ＣＳ治療の適切なデリバリ（ｄｅｌｉｖｅｒｙ）のために心臓の所望のビューを得るために、臨床医師によるプローブの物理的操作を低減または排除することができる。
【００２０】
送信コントローラ２０は、ＣＳ治療を提供するために、ユーザインターフェース２４、閉塞検出プロセッサ４２、および／または心臓認識プロセッサ４４から制御信号を受信することができる。いくつかの実施形態では、送信コントローラ２０は、メモリ（図示せず）に格納された既存のＣＳ治療制御信号を含むことができる。送信コントローラ２０は、制御信号をマイクロビームフォーマ１６に供給して、トランスデューサアレイ１４に制御信号を供給してＣＳ治療を提供することができる。
【００２１】
いくつかの実施形態では、図１に示す超音波イメージングシステム１０は、臨床環境で使用される「オンカート（ｏｎ  ｃａｒｔ）」システムであってもよい。いくつかの実施形態において超音波システム１０を実施するために使用され得るオンカートシステムの例は、フィリップス（Ｐｈｉｌｉｐｓ）（登録商標）Ｓｏｎｏｓ超音波システムである。いくつかの実施形態では、第２の超音波プローブ（図示せず）がイメージングシステム１０に結合される。第２の超音波プローブは、超音波プローブ１２と同様であってもよい。２つの超音波プローブはマトリクスプローブであってもよい。イメージングに加えて、超音波プローブは、音波血栓溶解（ｓｏｎｏｔｈｒｏｍｂｏｌｙｓｉｓ）のための低出力超音波治療を提供するように構成されてもよい。例えば、プローブは、機械的指数（ＭＩ）が１．９以下であり、空間ピーク時間平均強度（ＩＳＰＴＡ）が７２０ｍＷ／ｃｍ２以下である、２．５ＭＨｚ以下の周波数で約５〜２００μｓのパルスを提供するように構成されてもよい。超音波プローブ１２は、熱放散を助けるためにトランスデューサアレイ１４のための能動的冷却素子（図示せず）を含むことができる。
【００２２】
図２は、本開示の一実施形態による例示的ハンズフリープローブ２００を示す。ハンズフリープローブ２００は、ＣＳ治療をデリバリするための従来のハンドヘルド超音波プローブに加えて、またはその代わりに使用されてもよい。ハンズフリープローブ２００は、図１の超音波プローブ１２を実装するために使用されてもよい。２つの超音波プローブが使用される場合、両方がハンズフリーであってもよい。ハンズフリープローブ２００は、マトリクストランスデューサアレイ（図示せず）を囲むハウジング２０５を含む。マトリクストランスデューサアレイは、側方発射構成（ｓｉｄｅｗａｒｄ  ｆｉｒｉｎｇ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を有するように構成することができる。側方発射構成により、ハウジング２０５内のトランスデューサが、保持ソケット２２０に結合される。図２において、ハウジング２０５は球として示され、保持ソケット２２０はリングとして図示されているが、異なる形状のハウジングおよび保持ソケットを使用することができる。保持ソケット２２０は、患者の皮膚に取り外し可能に結合され得るリム２１５を有し得る。リム２１５は、接着、吸引、および／または別の結合方法によって結合することができる。保持ソケット２２０とハウジング２０５との間の中間スペース２１０には、ハウジング２０５と患者との間の音響結合を改善することができるゲル（図示せず）を充填することができる。いくつかの実施形態では、使用者はゲルを塗布することができる。いくつかの実施形態では、ハンズフリープローブ２００にゲルが予め充填されていてもよい。いくつかの実施形態では、リム２１５から保持ソケット２２０の反対側のトランスデューサまでケーブル２２５を結合することができる。ケーブル２２５は、超音波イメージングシステムからトランスデューサに電力信号および／または制御信号を送信および／または受信することができる。幾つかの実施形態では、ケーブル２２５は省略される。ハンズフリープローブ２００は、バッテリーおよび送信器（図示せず）を含み、超音波イメージングシステムと無線通信する。幾つかの実施形態では、ハンズフリープローブは、機械的指数（ＭＩ）が１．９以下であり、空間ピーク時間平均強度（ＩＳＰＴＡ）が７２０ｍＷ／ｃｍ２以下である、２．５ＭＨｚ以下の周波数で約５〜２００μｓのパルスを提供するように構成されてもよい。ハンズフリープローブ２００は、熱放散を助けるためにトランスデューサアレイのための能動的冷却素子（図示せず）を含むことができる。
【００２３】
オンカート超音波システムを用いた臨床環境における本開示の実施形態の典型的な動作では、ユーザは、図２に示したハンズフリー超音波プローブのような１つ以上の超音波プローブを患者の胴体に適用することができる。図３は、心臓への音響窓を提供する、可能性のある適用部位を示す図である。例えば、ユーザは、心尖部窓（ａｐｉｃａｌ  ｗｉｎｄｏｗ）および胸骨傍窓（ｐａｒａｓｔｅｒｎａｌ  ｗｉｎｄｏｗ）にプローブを適用することができる。他のプローブ位置を使用してもよい。次いで、ユーザは、ユーザインターフェース２４を介して超音波システム上でＣＳシーケンスを開始することによって、患者にＣＳ治療を提供することができる。いくつかの実施形態では、ユーザは、例えば、投与量、持続時間、脈拍シーケンス、および／または他のパラメータなどのパラメータを入力するように促されても良い。いくつかの実施形態では、超音波システムはパラメータで予めプログラムされていてもよい。いくつかの実施形態では、ユーザは、ＣＳ治療の前または間に、患者にマイクロバブルおよび／または薬物を投与することによってＣＳ治療を強化することができる。いったん患者に治療が行われると、ユーザはプローブを取り除くことができる。
【００２４】
図４は、超音波システムによって実行される例示的なプロセス４００を示すフローチャートである。まず、ステップ４０５において、１つ以上の超音波プローブで患者の画像を取得することができる。ステップ４１０において、閉塞検出プロセッサおよび／または心臓認識プロセッサによって、画像が分析されてもよい。患者の心臓が１つまたは複数の超音波プローブの視野内に十分にないと解析で判定された場合、１つまたは複数の超音波プローブをステアリング（ｓｔｅｅｒ）して適切なイメージングを行うことができる。ビームをステアリングして適切な視野を得ることができない場合、超音波システムは、１つまたは複数の超音波プローブを取り外して再適用する必要があることをユーザに警告することができる。いくつかの実施形態では、超音波システムは、所望の視野（ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）を見つけるために、トラクタトレッディング（ｔｒａｃｔｏｒ−ｔｒｅａｄｉｎｇ）および／またはビームステアリングとトラクタトレッディングの組み合わせを使用することができる。心臓が１つ以上の超音波プローブの視野内に十分にあると判定された後、超音波プローブは、ステップ４２５で患者にＣＳ治療をデリバリ（ｄｅｌｉｖｅｒ）することができる。
【００２５】
いくつかの実施形態では、心臓の音波血栓溶解を提供するデバイスおよび／またはシステムは、非臨床環境で使用するためのポータブルデバイスに含めることができる。例えば、救急時に、家庭、企業、または屋外で緊急医療対応者（ＥＭＲ）が使用することができる。ポータブルＣＳデバイスは、主に急性心血管イベントの治療に使用されるように構成することができる。
【００２６】
ポータブルＣＳデバイスは、図１の超音波イメージングシステム１０と同様の要素を含むことができる。しかし、それは能力が低下する可能性がある。例えば、ユーザインターフェース２４に提供される制御、オプション、および／またはメニューがより少ないかも知れない。ディスプレイ３８および／またはより小さなディスプレイを有していないかも知れない。ディスプレイが小さくなればなるほど、解像度は低くなる可能性がある。ポータブルＣＳデバイスでは、従来の臨床用超音波システムに典型的なボリュームレンダリング、画像処理、および他の処理能力が減少することがある。高解像度イメージング、画像処理、およびユーザへの画像提供は、ＣＳ治療をうまくデリバリするためには必要でないかもしれない。機能を削減すると、従来の臨床用超音波システムより、装置が軽量で低コストになる可能性がある。
【００２７】
図５および図６は、本開示の実施形態による例示的なポータブルＣＳデバイス５００，６００を示す概略図である。デバイス５００および６００の両方において、タブレットコンピュータ５０５，６０５は、超音波イメージングシステムの動作の全部または一部を実行するように構成されてもよい。例えば、タブレットコンピュータ５０５，６０５は、信号処理、ビームステアリング、および／または他の操作を実行するためのプロセッサ、コントローラ、およびレンダラ（ｒｅｎｄｅｒｅｒｓ）を含むことができる。超音波イメージングシステムの動作の全部または一部を実行するように構成されたタブレットコンピュータの一例は、Ｐｈｉｌｉｐｓ  ＶＩＳＩＱ超音波システムである。ユーザは、タッチスクリーン５２０，６２０上のユーザインターフェースを介してポータブルＣＳデバイス５００，６００とインターフェースすることができる。ポータブルＣＳデバイス５００，６００は、１つ以上の超音波プローブ５１０Ａ−Ｂ、６１０Ａ−Ｂをさらに含むことができる。超音波プローブ５１０Ａ−Ｂ、６１０Ａ−Ｂは、図２に示した超音波プローブ２００により実施されてもよい。図５に示すように、いくつかの実施形態では、超音波プローブ５１０Ａ−Ｂは、タブレット５０５と通信するように構成されてもよい。超音波プローブ５１０Ａ〜５１０Ｂは、電源、例えばバッテリー及び送信器（図示せず）を含むことができる。あるいは、図６に示すように、超音波プローブ６１０Ａ−Ｂは、ケーブル６１５を介してタブレット６０５に結合するように構成することができる。タブレット６０５は、ケーブル６１５を介して超音波プローブ６１０Ａ−Ｂに制御信号およびパワーを供給することができる。幾つかの実施形態では、タブレット６０５は、ケーブル６１５を介して制御信号のみを提供し、超音波プローブ６１０Ａ−Ｂは、独立した電源、例えばバッテリー（図示せず）を含むことができる。いくつかの実施形態では、ポータブルＣＳデバイスは、ワイヤレスでもケーブルでも動作可能な超音波プローブを含むように構成され、ユーザがポータブルデバイスを好みに適合させることを可能にする。
【００２８】
患者を治療するＥＭＲは、急性の心臓事象が生じたと判断することができる。ＥＭＲは、ポータブルデバイス５００または６００などのポータブルＣＳデバイスを使用することができる。ＥＭＲは、タブレットコンピュータ上でアプリケーションを実行することができる。このアプリケーションにより、ＥＭＲがＣＳ治療の患者へのデリバリを制御することを可能にできる。いくつかの実施形態では、アプリケーションは、ポータブルデバイスを操作するために、ＥＭＲに視覚的、聴覚的、および／または映像的な命令を提供することができる。例えば、ポータブルＣＳデバイスは、ＥＭＲに、１つまたは複数の超音波プローブを患者にどのように適用するかを指示することができる。ポータブルＣＳデバイスは、プローブが正しく配置されていないと判断した場合に、プローブを再配置するようにＥＭＲにさらに指示することができる。超音波が正しく配置されると、ポータブルＣＳデバイスは、ＥＭＲに、ＣＳ治療をデリバリするさらなる指示および／またはオプションを提供することができる。ＥＭＲは、タッチスクリーンインターフェースを介してポータブルＣＳデバイスとインターラクト（ｉｎｔｅｒａｃｔ）することができる。他のユーザインターフェースを用いても良い。ＥＭＲは、ポータブルＣＳデバイスによって提供されるＣＳ治療を手動で変更してもよく、またはポータブルＣＳデバイスが適切な治療を自動的に決定してもよい。いくつかの実施形態では、ポータブルＣＳデバイスは、手動モードと自動モードの両方を有することができる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、ポータブルＣＳデバイスは、患者に提供される治療の記録を記憶し得るメモリを含み得る。例えば、ポータブルＣＳデバイスは、日付、治療時間、期間、投与量、および／または他の治療の詳細を記録することができる。ポータブルＣＳデバイスにより、ＥＭＲは、メモリに記録するための追加の患者情報を入力することが可能になる。例示的な情報には、患者の氏名、年齢、投薬リスト、および既知のアレルギーが含まれ得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、ポータブルＣＳデバイスは、治療および患者データを遠隔地、例えば病院または医院に送信することができる。ポータブルＣＳデバイスは、無線で情報を送信することができる。いくつかの実施形態では、ＥＭＲは、ＣＳ装置を救急車、病院および／または他の場所のコンピュータステーションに持ち込むことができる。ポータブルＣＳデバイスは、コンピュータステーションに結合され、メモリからコンピュータステーションに情報を転送することができる。これにより、患者を治療している臨床医師は、その前に提供された治療に関する情報を得ることができる。
【００３０】
図７は、本開示の一実施形態による例示的なポータブルＣＳデバイス７００を示す概略図である。いくつかの実施形態では、ポータブルＣＳデバイス７００は、ＣＳ治療を提供する機能を実行するように構成されたプロセッサ、コントローラ、およびレンダラを含むカスタマイズされた回路基板として実装されてもよい。カスタマイズされた回路基板は、頑丈なプラスチックおよび／または金属のケース７０５に封入されてもよい。ポータブルＣＳデバイス７００は、小さなディスプレイを有していてもよいし、ディスプレイを有していなくてもよい。ケース７０５は、ディスプレイに加えてまたはディスプレイの代わりに、デバイスを使用するための印刷されたグラフィッカルな説明書き７１０を有することができる。ポータブルＣＳデバイス７００のユーザインターフェースは、１つ以上のボタン７１５に限定されてもよい。ポータブルＣＳデバイス７００は、ユーザに音声命令を提供するためのスピーカ７２０をさらに含むことができる。ポータブルＣＳデバイス７００は、ケーブルを介して、または無線で、１つまたは複数の超音波プローブ（図示せず）に結合されてもよい。超音波プローブは、図２に示す超音波プローブを使用して実施することができる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、図７に示すポータブルデバイス７００などのポータブルＣＳデバイスは、ＥＭＲまたは苦痛のある患者に応じた医療トレーニングを受けていない人物によって使用されてもよい。たとえば、その人は、ＥＭＲが到着する前に、ショッピングセンターや公園で誰かの救助をすることができる。いくつかの実施形態では、ポータブルデバイスのケースに印刷されたグラフィックスは、オペレータに、携帯ＣＳデバイスをどのようにオンにするかを指示することができる。電源が投入されると、ポータブルＣＳデバイスは、ポータブルＣＳデバイスを操作するためにオペレータにグラフィッカル、オーディオ、またはビデオによる指示を自動的に提供することができる。例えば、ポータブルＣＳデバイスは、オペレータに、１つまたは複数の超音波プローブを患者にどのように適用するかを指示することができる。ポータブルＣＳデバイスは、プローブが正しく配置されていないと判断した場合に、プローブを再配置するようにオペレータにさらに指示することができる。超音波プローブが正しく配置されると、ポータブルＣＳデバイスは、ＣＳ治療を提供するためにオペレータにさらなる指示を提供することができる。いくつかの実施形態では、超音波プローブが正しく配置されると、ポータブルＣＳデバイスは自動的にＣＳ治療の提供を開始することができる。いくつかの実施形態では、ポータブルＣＳデバイスは、患者を治療するための追加の指示をオペレータに提供することができる。例えば、ポータブルＣＳデバイスは、緊急呼吸、脈拍のチェック、および／またはＣＰＲの実行に関する指示を提供することができる。
【００３２】
図８は、本開示の一実施形態による超音波プローブ８００を示す概略図である。超音波プローブ８００は、ポータブルデバイス５００，６００，７００などのポータブルＣＳデバイスとともに使用することができる。超音波プローブは、オペレータに面する表面に付されたグラフィックス８０５を有することができる。グラフィックス８０５は、患者に対する超音波プローブ８００の正しい位置を示すことができる。これにより、訓練を受けていないオペレータが超音波プローブ８００を正しく配置することをさらに支援できる。いくつかの実施形態では、シース８１０を使用して、超音波プローブ８００をポータブルデバイスに結合するケーブル８１５を少なくとも部分的に取り囲むことができる。これにより、オペレータは、１つ以上の超音波プローブ８００を適用するのを忘れることを防止することができる。また、これにより、１つ以上の超音波プローブ８００が、ポータブルＣＳデバイスから分離される可能性を低減することができる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、ポータブルＣＳデバイスを自動体外式除細動器と同時に使用することができる。いくつかの実施形態では、ＣＳ治療をデリバリするためのポータブルデバイスは、同時使用のため、自動体外式除細動器（ＡＥＤ）と共にパッケージングされてもよい。いくつかの実施形態において、ＣＳ治療および除細動は、交互に患者にデリバリされ得る。例えば、患者は、外部からの除細動で最初に治療され、次いでＣＳ治療が行われてもよく、またはその逆であってもよい。ＡＥＤのための電極は、患者の、超音波プローブとは異なる位置に配置することができる。超音波プローブおよび電極は、２つの治療間の干渉を防止するように構成されてもよい。外部除細動とＣＳ治療との組み合わせは、臨床環境の外で起こる急性の心臓事象に対する患者の転帰を改善し得る。
【００３４】
図９は、本発明の一実施形態による、オペレータ９０５が、患者９１０にＣＳ治療および除細動を提供するところを示す概略図である。オペレータ９１５は、患者９１０に適用された超音波プローブ９２０および電極９３０に結合されたポータブルＣＳ−ＡＥＤ組合せデバイス９１５を使用することができる。ポータブルＣＳ−ＡＥＤ組合せデバイス９１５は、幾つかの実施形態では、ポータブルＣＳデバイス７００の１つまたは複数のコンポーネントを用いて実施し得る。ポータブルＣＳ−ＡＥＤ組合せデバイス９１５は、いくつかの実施形態において、ＥＭＲが到着する前に、医療トレーニングを受けていない人が急性心臓事象の患者に支援を提供できるように、簡略化されたユーザインターフェースを有することができる。
【００３５】
図１０は、ポータブルデバイス５００，６００、および７００などのポータブルＣＳデバイスによって実行される例示的なプロセス１０００を示すフローチャートである。まず、ステップ１００５において、ポータブルＣＳデバイスは、１つまたは複数の超音波プローブを患者にどのように適用するかの指示をオペレータに提供してもよい。指示は視覚的及び／又は聴覚的に提供されてもよい。ステップ１０１０において、１つ以上の超音波プローブで患者の画像を取得することができる。ステップ１０１５において、閉塞検出プロセッサおよび／または心臓認識プロセッサによって、画像が分析されてもよい。患者の心臓が１つまたは複数の超音波プローブの視野内に十分にないと解析で判定された場合、ステップ１０２０で、１つまたは複数の超音波プローブをステアリング（ｓｔｅｅｒ）して適切なイメージングを行うことができる。ビームをステアリングして適切な視野を得ることができない場合、超音波システムは、１つまたは複数の超音波プローブを取り外して再適用する必要があることをオペレータに警告することができる。心臓が１つ以上の超音波プローブの視野内に十分にあると判定された後、超音波プローブは、ステップ１０２５で患者にＣＳ治療をデリバリ（ｄｅｌｉｖｅｒ）することができる。いくつかの実施形態では、患者にＣＳ治療をしているとき、および／又はその後に、ポータブルＣＳデバイスは、ステップ１０３０においてオペレータに追加の指示を提供することができる。指示は、治療の変更、患者の追加治療、および／またはポータブルＣＳデバイス内のメモリへの記録のための患者データの入力に関連するものであってもよい。いくつかの実施形態では、ディスプレイ上でオペレータに画像が提供されない場合でも、ポータブルＣＳデバイスは、取得された１つまたは複数の画像をメモリに格納することができる。
【００３６】
常に表示されているわけではないが、ディスプレイ、タッチスクリーン、および／または他のユーザインターフェースは、ユーザによって選択され、所望に応じて、例えば、スキャン、ファイル、プリント、（例えば、ディスプレイから別のディスプレイへ）画像の転送、ミュート、複写、および／またはヘッドピースの使用を選択できる、例えば、アイコンまたはメニュー項目を含んでもよい、ユーザ選択を示しても良い。さらに、本技術分野で知られている１つまたは複数のメニューを、ユーザの便宜のために提供することができる。表示された画像および関連するデータは、その後の医師の分析のために保存することができる。しかし、履歴モードを起動して、ユーザが元の情報を参照し、および／またはいつ、誰が、生成されるレポートに保存される情報を変更したかを決定するように、データがいつ追加および／または編集されたかを示す情報を収集してもよい。さらに、変更は、後の使用のために保存することもできる。
【００３７】
本システムは、心臓の音波血栓溶解超音波システムを参照して説明しているが、本システムは、音波血栓溶解治療が望ましい他の身体領域にも拡張されることが想定される。したがって、本システムは、腎臓、精巣、乳房、卵巣、子宮、甲状腺、肝臓、肺、筋骨格、脾臓、心臓、動脈系および血管系に関連するがこれらに限定されない画像情報を取得および／または記録することに用いることができる。さらに、本システムは、本システムの特徴および利点を提供することができるように、従来のイメージングシステムと共に使用することができる１つまたは複数のプログラムを含むこともできる。
【００３８】
さらに、本システム、装置、および方法は、低出力超音波治療がデリバリされ得る任意の小部分イメージングにも拡張され得る。さらに、本方法は、例えば超音波イメージングシステムのような既存のイメージングシステムに適用することができるプログラムコードに埋め込むことができる。好適な超音波イメージングシステムは、例えば、小部分イメージングに適した従来の広帯域リニアアレイトランスデューサをサポートすることができるフィリップス（Ｐｈｉｌｉｐｓ）（登録商標）超音波システムを含むことができる。さらに、例えば、ＱＬＡＢ（商標）などの分析技術は、イメージング装置と共にオンカート（ｏｎ−ｃａｒｔ）で利用可能であってもよく、または検査室の外で実行され得る後処理プログラムとして利用可能であってもよい。さらに、複数の小結節、卵胞などの解剖学的実体、または他の検出可能なオブジェクトを、本システムを使用してマーキングすることができる。さらに、本システムの方法は、例えば、Ｘ−マトリクス（商標）または機械的トランスデューサを含むことができる、例えば２Ｄアレイトランスデューサなどのトランスデューサを使用して取得されたボリュームに適用することができる。
【００３９】
言うまでもなく、本明細書に開示されたシステムおよび方法の任意の部分だけでなく、ブロック図の例示およびブロック図におけるブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実施できる。これらのプログラム命令は、プロセッサに提供され、機械を構成し、その命令が、プロセッサ上で実行され、ブロック図のブロックに指定された動作、又は本明細書に開示されたシステム及び方法について説明された動作を実施する手段を生成する。コンピュータプログラム命令は、プロセッサによって実行され、コンピュータによって実施されるプロセスを生成する一連の動作ステップを実行させてもよい。また、コンピュータプログラム命令は、動作ステップの少なくともいくつかを並行して実行させることができる。さらに、いくつかのステップは、マルチプロセッサコンピュータシステムにおいて生じ得るように、複数のプロセッサにわたって実行されてもよい。さらに、１つまたは複数のプロセスは、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、他のプロセスと並行して、または示されたシーケンスとは異なるシーケンスで実行されてもよい。
【００４０】
コンピュータプログラム命令は、任意のコンピュータ読み取り可能ハードウェア媒体に格納されてもよく、この媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリその他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）その他の光ディスク記憶媒体、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶その他の磁気記憶デバイス、またはその他の、所望の情報の記憶に使え、計算デバイスによりアクセス可能な任意の媒体を含むが、これらに限定されない。さらに、本明細書で説明される心臓認識プロセッサなどのプロセッサは、例えば、適切なマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、画像プロセッサなどを含む集積回路（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ）として使用することができる１つまたは複数の適切なデータプロセッサを含むことができる。
【００４１】
本発明の特定の付加的な利点および特徴は、本開示を研究する際に当業者には明らかであり得るか、または本発明の新規のシステムおよび方法を使用する人によって経験され得る。その主なものは、より信頼できる心臓音波血栓溶解装置及びその動作方法が提供されることである。本システムおよび方法の別の利点は、従来の医用画像システムを容易にアップグレードして、本システム、装置および方法の特徴および利点を組み込むことができることである。
【００４２】
当然のことながら、言うまでもなく、上記の実施形態またはプロセスのどれでも、１つまたは複数の他の実施形態および／またはプロセスと組み合わせることができ、または本システム、デバイスおよび方法にしたがって別々のデバイスまたはデバイス部分の間で分離および／または実行されてもよい。
【００４３】
最後に、上記の説明は本システムを単に例示することを目的としたものであり、添付した請求項をいずれかの実施形態や実施形態のグループに限定するものと解釈してはならない。したがって、本システムを、例示的な実施形態を参照して詳細に説明したが、言うまでもなく、以下の特許請求の範囲に記載した本システムの広範かつ意図された精神および範囲から逸脱することなく、当業者によって多くの修正および代替実施形態が考案され得ることも理解されるべきである。従って、明細書と図面は例示であるとみなすべきで、添付した請求項の範囲を限定するものと考えるべきではない。
【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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