(57)【要約】  マルチプルイメージデータループを獲得して分析する方法及びシステムは、第１のコレクションループと第２のコレクションループに亘って収集された、組織を特徴付ける超音波データのセットを受信するステップと、超音波データのセット及び多次元スペックルトラッキングに基づいて、組織内部の組織パラメータ分布を判別するステップと、第１のコレクションループと第２のコレクションループ内の超音波データのセット内に表される少なくとも一つの対象領域の識別を受信するステップと、第１のコレクションループと第２のコレクションループの間で、対象領域の比較特徴を計測するステップと、比較特徴と組織パラメータ分布のうちの少なくとも一つをレンダリングするステップとを含む。システムは、プロセッサ、分析エンジン、及びユーザインタフェースを含み、更に超音波スキャナを含んでもよい。システムは方法を実行するように構成されているのが好ましい。
2015512292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチプルイメージデータループを獲得して分析する方法であって、
・第１のコレクションループと第２のコレクションループに亘って収集された、組織を特徴付ける超音波データのセットを受信するステップと、
・第１のコレクションループと第２のコレクションループの両方に対して、超音波データのセット及び多次元スペックルトラッキングに基づいて、組織内部の組織パラメータ分布を判別するステップと、
・第１のコレクションループからの超音波データのセットの少なくとも一部を、第２のコレクションループからの超音波データのセットの一部と一時的に同期させ空間的に登録することに基づいて、処理された超音波データのセットを生成するステップと、
・第１のコレクションループと第２のコレクションループ内の処理された超音波データのセット内に表される少なくとも一つの対象領域の識別を受信するステップと、
・第１のコレクションループと第２のコレクションループの内部で、対象領域の比較特徴を計測するステップと、
・比較特徴と組織パラメータ分布のうちの少なくとも一つをレンダリングするステップと
を含む方法。
【請求項２】
第１のコレクションループと第２のコレクションループに亘って収集された、超音波データのセットを受信するステップが、第１の心臓周期のサブサイクルを含む第１のコレクションループと第２の心臓周期のサブサイクルを含む第２のコレクションループとに亘って収集された超音波データのセットを受信するステップを含む
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１の心臓周期は静止状態の間に発生し、第２の心臓周期はストレス状態の間に発生する
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
第１の心臓周期は第１の治療フェーズの間に発生し、第２の心臓周期は第２の治療フェーズの間に発生する
請求項２に記載の方法。
【請求項５】
第１のコレクションループと第２のコレクションループに亘って収集された、超音波データのセットを受信するステップが、第１の患者からの第１のコレクションループと第２の患者からの第２のコレクションループとに亘って収集された超音波データのセットを受信するステップを含む
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
超音波データのセット及び多次元スペックルトラッキングに基づいて、組織内部の組織パラメータ分布を判別するステップが、組織の変位、組織の速度、組織の歪み、及び組織の歪み速度のうち、少なくとも一つの分布を判別するステップと含む
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
第１のコレクションループからの超音波データのセットの少なくとも一部を、第２のコレクションループからの超音波データのセットの一部と一時的に同期させ空間的に登録することは、心臓周期のフェーズに従って超音波データのセットの一部を一時的に同期させることを含む
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
第１のコレクションループからの超音波データのセットの少なくとも一部を、第２のコレクションループからの超音波データのセットの一部と一時的に同期させ空間的に登録することは、更なる信号からの情報を用いて超音波データのセットの一部を一時的に同期させることを含む
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記更なる信号が心電図記録法信号である
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
第１のコレクションループからの超音波データのセットの少なくとも一部を、第２のコレクションループからの超音波データのセットの一部と一時的に同期させ空間的に登録することは、画定した組織の境界により超音波データのセットの少なくとも一部を空間的に登録することを含む
請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
更に、超音波データのセットからの、Ｂ−モード機構及び組織モーションパラメータのうちの少なくとも一つを分析するステップを含む
請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
第１のコレクションループと第２のコレクションループ内の処理された超音波データのセット内に表される少なくとも一つの対象領域の識別を受信するステップが、ユーザインタフェースにてユーザに対象領域を特定させるステップを含む
請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
第１のコレクションループと第２のコレクションループ内の処理された超音波データのセット内に表される少なくとも一つの対象領域の識別を受信するステップが、境界検出を介して対象領域を自動的に特定するステップを含む
請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
更に、超音波データのセットの多数の部分を介して特定された対象領域を追跡するステップを含む
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
更に、別の画像診断技術からの、形態学イメージ処理及び相補データのうちの少なくとも一つに基づいて、対象領域を精緻化するステップを含む
請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
更に、組織の形態を特徴付ける更なる評価データを受信するステップを含む
請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記更なる評価データは、心臓組織モーションを特徴付ける壁モーションスコアを含む
請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
第１のコレクションループと第２のコレクションループの内部で、対象領域の比較特徴を計測するステップが、第１のコレクションループと第２のコレクションループの内部で比較特徴を同時に計測するステップを含む
請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
第１のコレクションループと第２のコレクションループの内部で、対象領域の比較特徴を計測するステップが、組織の変位、組織の速度、組織の歪み、組織の歪み速度、及び駆出率のうち、少なくとも一つを計測するステップを含む
請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
第１のコレクションループと第２のコレクションループの内部で、対象領域の比較特徴を計測するステップが、更に、比較特徴を計測し比較特徴を用いて視覚的評価を認証するステップを含む
請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
比較特徴と組織パラメータ分布のうちの少なくとも一つをレンダリングするステップが、静止画像、ビデオループ、心筋を表す馬蹄形グラフィック、及び標的マッピング心臓組織のうちの少なくとも一つをレンダリングするステップを含む
請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
更に、超音波データと計測された比較特徴とのうちの少なくとも一つを格納するステップと、
超音波データと計測された比較特徴とのうちの少なくとも一つをエクスポートするステップと、及び、
超音波データと計測された比較特徴とのセットのうちの少なくとも一つを関係性を探って分析するステップと
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
超音波データと計測された比較特徴とのセットのうちの少なくとも一つを関係性を探って分析するステップが、更に、多数の患者の分析を生成するステップを含む
請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
更に、
・第３のコレクションループに亘って収集された、組織を特徴付ける超音波データのセットを受信するステップと、
・第１のコレクションループからの超音波データのセットの少なくとも一部を、第３のコレクションループの一部と共に、第２のコレクションループからの超音波データのセットの一部と一時的に同期させ空間的に登録することに基づいて、処理された超音波データのセットを生成するステップと、
・第１のコレクションループ、第２のコレクションループ、及び第３のコレクションループ内の、処理された超音波データのセット内に表される少なくとも一つの対象領域の識別を受信するステップと、
・第１のコレクションループ、第２のコレクションループ、及び第３のコレクションループの内部で、対象領域の比較特徴を計測するステップと
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
マルチプルイメージデータループを獲得して分析するシステムにおいて、
プロセッサであって、
・第１のコレクションループと第２のコレクションループに亘って収集された、組織を特徴付ける超音波データのセットを受信するように構成された第１のモジュールと、
・超音波データのセット及び多次元スペックルトラッキングに基づいて、組織内部の組織パラメータ分布を判別するように構成された第２のモジュールと、
・第１のコレクションループと第２のコレクションループ内の超音波データのセット内に表される少なくとも一つの対象領域の識別を受信するように構成された第３のモジュールと
を含む、プロセッサと、
第１のコレクションループと第２のコレクションループの間で、対象領域における、比較特徴を計測するように構成された分析エンジンと、
プロセッサと分析エンジンとに結合しており、比較特徴と組織パラメータ分布のうちの少なくとも一つをレンダリングするように構成されたユーザインタフェースと
を含むシステム。
【請求項２６】
更に、超音波データのセットを獲得するように構成された超音波スキャナを含む
請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記システムは、更に、心電図記録法モジュールに結合するように構成されている
請求項２５に記載のシステム。
【請求項２８】
プロセッサの第３のモジュールが、ユーザインタフェースとのユーザインタアクションに基づいて、少なくとも一つの対象領域の識別を受信するように構成されている
請求項２５に記載のシステム。
【請求項２９】
プロセッサは、更に、第１のコレクションループからの超音波データのセットの少なくとも一部を、第２のコレクションループからの超音波データのセットの一部と一時的に同期させ空間的に登録するように構成された第４のモジュールを含む
請求項２５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に医用画像分野に関し、より具体的にはイメージデータループを獲得して分析する改善された方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スペックルトラッキング及び組織ドップラ撮像法などの、組織のモーションと変形を正確に計測するための超音波技術は、乳房エラストグラフィ及び心臓歪み速度撮像などのアプリケーションに対して重要な進歩を提供してきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／００２１３１９号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１０／０１８５０９３号公報
【特許文献３】米国特許出願第１３／５５８１９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、臨床的影響及び広範な使用は制限されている。なぜならば、技術及び方法の大多数は、マルチプルイメージデータループの分析を適切に促進せず、マルチプルイメージデータループに亘る組織パラメータの制限された分析しか提供せず、及び／又は、他の要因によって非理想的であるからである。従って、医用画像分野において、マルチプルイメージデータループを分析する改善された方法及びシステムを考案する必要性がある。本発明は、マルチプルイメージデータループを獲得して分析する、そのような新規且つ有用なシステムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】マルチプルイメージデータループを獲得して分析する方法の実施形態及びその変形例のフローチャートである。
【図２】マルチプルイメージデータループを獲得して分析する方法の実施形態及びその変形例のフローチャートである。
【図３】マルチプルイメージデータループを獲得して分析する方法の実施形態及びその変形例のフローチャートである。
【図４】好適な実施形態のシステムの概略図である。
【図５Ａ】方法及びシステムの例示の実施形態を図示する。
【図５Ｂ】方法及びシステムの例示の実施形態を図示する。
【図５Ｃ】方法及びシステムの例示の実施形態を図示する。
【図５Ｄ】方法及びシステムの例示の実施形態を図示する。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本出願は、２０１２年３月２３日付け提出の米国仮出願第６１／６１４８６６号の利益を主張するものであり、この参照によってその全体が組み込まれる。
【０００７】
本発明の好適な実施形態の以下の説明は、本発明をこれらの好適な実施形態に限定することを意図したものではなく、むしろ、如何なる当業者も本発明を行い利用することを可能にすることを意図したものである。
【０００８】
１．方法
図１に示すように、イメージデータループを獲得して分析する実施形態の方法１００は、第１のコレクションループと第２のコレクションループに亘って収集された、組織を特徴付ける超音波データのセットを受信するステップＳ１１０と、超音波データのセット及び多次元スペックルトラッキングに基づいて、組織内部の組織パラメータ分布を判別するステップＳ１２０と、第１のコレクションループと第２のコレクションループにおいて超音波データのセットに表される少なくとも一つの対象領域の識別を受信するステップＳ１３０と、対象領域及び組織パラメータ分布に基づいて、第１のコレクションループと第２のコレクションループの内部で、対象領域の比較特徴を計測するステップＳ１４０と、比較特徴と組織パラメータ分布のうちの少なくとも一つをレンダリングするステップＳ１５０と、を含む。本方法は更に、超音波データ及び／又は比較特徴を格納するステップＳ１６０、超音波データ及び／又は比較特徴をエクスポートするステップＳ１７０、及び／又は、コレクションループ間の、超音波データのセット及び／又は比較特徴を、関係性を探って分析するステップＳ１８０を含むことができる。本方法は、時間の異なるループ又は周期に亘って収集された画像データに基づいて、心臓組織などの組織の計測及び／又は視覚化を可能とするために使用されるのが好ましい。例えば、画像データは、心臓周期などの周期的イベントに亘って収集されることができ、異なる時間期間における同一の組織の多数の獲得に亘って収集されることができ、又は、異なる対象の組織から収集されることができる。本方法は、超音波に基づいた分析について、本明細書において主として説明されるが、画像データは、超音波データの場合における多次元トラッキング又はスペックルトラッキングに適切であるマーカーを提供するに適した任意の撮像モダリティからのコレクションループに亘って収集されることができる。本方法は、心臓組織を特徴付けるために使用されるのが好ましいが、更に若しくは別途、モーションの特徴の比較が有益である他の種類の組織及び構造（例えば、血管、平滑筋組織、骨格筋組織）を特徴付けるために使用されることができる。
【０００９】
ステップＳ１１０は、第１のコレクションループと第２のコレクションループに亘って収集された、組織を特徴付ける超音波データのセットを受信するステップを引用する。このステップＳ１１０はイメージデータループを取得するように機能し、このイメージデータループから組織についてのモーションの特徴が導出され比較されることができる。超音波データが収集される各ループは、任意の適切な組織イベントを捕獲してもよい。好ましくは、組織イベントは繰り返され又は繰り返し可能なイベントであり、組織イベント間の比較を促進する。しかしながら、組織イベントはその代わりに、繰り返し可能ではないイベントであってもよい。例えば、画像データは、心臓周期又は心臓周期の一部（例えば、サブサイクル）などの周期的イベントに亘って収集されることができ、異なる時間期間（例えば、間欠的に、時点のセットにおいて、継続的に）における同一の組織の多数の獲得に亘って収集されることができ、刺激イベントに反応する同一の組織の多数の獲得に亘って収集されることができ、又は、異なる種類の組織及び／又は対象（例えば患者）の組織から収集されることができる。ステップＳ１１０は、第１のコレクションループと第２のコレクションループを含む、少なくとも２つのコレクションループに亘って収集された超音波データを受信するステップを含むのが好ましいが、２つよりも少ないコレクションループ（例えば、部分ループ）、又は２つよりも多くのコレクションループに亘って収集された超音波データを受信するステップを含んでもよい。第１の例において、ステップＳ１１０は、第１のコレクションループが静止状態の間の心臓周期の一部（又は全て）を含み、且つ第２のコレクションループがストレス状態の間の心臓周期の一部（又は全て）を含むように、負荷エコー検査を促進する。第１の例において、コレクションループの静止−ストレスの組は、心臓周期の異なる部分（例えば収縮期間、拡張期間）に対して、又は完全な心臓周期に対して、受信されてもよい。第２の例において、ステップＳ１１０は、第１のコレクションループが第１の治療フェーズの間の組織周期の少なくとも一部を含み、且つ第２のコレクションループが第２の治療フェーズの間の組織周期に対応する部分を含むように、モニタリング検査を促進する。一つの変形例において、データは、（例えば、超音波データを集める超音波スキャナと結合したプロセッサによって受信される）データのコレクションとともに、リアルタイムで受信される。別の変形例において、データは、サーバ、クラウドストレージ、コンピュータハードドライブ、又はポータブルストレージメディア（例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢフラッシュドライブ）などのストレージデバイスから受信される。
【００１０】
ステップＳ１２０は、超音波データのセット及び多次元スペックルトラッキングに基づいて、組織内部の組織パラメータ分布を判別するステップを引用する。このステップＳ１２０は、一つ又は複数のコレクションループの間の組織モーション及び／又は組織の機械的機能の比較測定の生成に向けた中間ステップとして、コレクションループに亘って組織のモーションを追跡するように機能する。好ましくは、組織パラメータ分布は、第１のコレクションループと第２のコレクションループとの間の比較特徴の計測がステップＳ１４０において行われるように、少なくとも第１のコレクションループと第２のコレクションループに亘って判別される。組織パラメータ分布は、しかしながら、一つのコレクションループ、コレクションループの一部、及び／又は２つよりも多くのコレクションループに亘って判別されてもよい。更に、組織パラメータ分布は、超音波ウィンドウ全体に亘って判別されるのが好ましいが、別途、超音波ウィンドウの一部において判別されてもよい。ステップＳ１２０の例において、組織パラメータは、組織の速度、組織の変位、組織の歪み、及び組織の歪み速度のうちの少なくとも一つであるのが好ましく、第１のコレクションループと第２のコレクションループの両方に亘って判別される。本例において、ひとたび対象領域がステップＳ１３０において識別されると、駆出率（ＥＦ）などの派生的な比較特徴は、ステップＳ１２０において判別された組織パラメータ分布とステップＳ１３０の例からの識別された対象領域とに基づいて、ステップ１４０において更に計測される。他の変形例において、しかしながら、組織パラメータは、比較特徴を生成するために使用されることができる任意の適切な組織パラメータであってもよい。
【００１１】
ステップＳ１２０において、スペックルトラッキングは、スキャンされた対象からの超音波干渉と超音波反射の結果である超音波スペックルのカーネル（部分）の一部を追跡することによって実施される、モーショントラッキング法である。超音波スペックルのパターンは、小さなモーションに亘って実質的に類似し、これにより経時的に領域内部のスペックルカーネルのモーションを追跡することが可能になる。スペックルトラッキングアルゴリズムは、「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ  Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ  ｏｆ  ａｎ  Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅ」と題する米国特許出願公開第２００８／００２１３１９号（特許文献１）、及び「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ａ  Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ  Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｗｉｔｈｉｎ  ａ  Ｔｉｍｅ  Ｗｉｎｄｏｗ」と題する米国特許出願公開第２０１０／０１８５０９３号（特許文献２）に記載されたものに類似するのが好ましく、この参照によってそれらの全体は組み込まれるが、別途、任意の適切なスペックルトラッキングアルゴリズムを含むことができる。ステップＳ１２０は１回又は複数回だけ行われてもよく、更に、各回においてステップＳ１２０は、ステップＳ１４０における特定の所望の特徴計測のために最適化されたスペックルトラッキングアルゴリズムの異なる又は同一のパラメータを含んで行われてもよい。
【００１２】
図２に示すように、方法１００は、コレクションループに従って超音波データを一時的に同期させるステップを引用するステップＳ１２２を、更に含むことができる。ステップＳ１２２は、処理後のループに含まれる情報（すなわち、スペックルトラッキングアルゴリズムを適用した後）、及び／又は心電図記録法（ＥＣＧ）信号からなどの更なる情報を使用して、データを一時的に同期させる及び／又はコレクションループ内部で一時的なポイント（例えば、心臓周期の収縮末期）を定義するように機能して、ステップＳ１３０，Ｓ１４０，及びＳ１５０のうちの少なくとも一つを促進するのが好ましい。ステップＳ１２２は、しかしながら、処理前のループに含まれる情報を使用してもよい。好ましくは、超音波データは、絶対時間とは対照的に、組織モーションフェーズに従って一時的に同期される。しかしながら、超音波データは、別途、絶対時間を含む任意の適切な関連するパラメータに従って一時的に同期されてもよい。第１の例において、（例えば、ストレスエコー検査又は患者モニタリング検査のために）第１のコレクションループは心臓周期の一部を含み、且つ、第２のコレクションループは心臓周期の対応する一部を含む。この第１の例において、第１のコレクションループと第２のコレクションループは、心臓周期ステージ（例えば拡張、収縮）によって同期されてもよい。第２の例において、第１のコレクションループは歩行周期の一部を含み、且つ、第２のコレクションループは歩行周期の対応する一部を含む。この第２の例において、第１のコレクションループと第２のコレクションループは、歩行のフェーズによって同期されてもよい。好ましくは、ステップＳ１２２は、コレクションループに亘る組織の同期された画像ループ又は画像シーケンスを出力し、このことは、ステップＳ１３０における少なくとも一つの対象領域の識別を受信するステップ、ステップＳ１４０における対象領域の比較特徴を計測するステップを促進することができ、及び／又は、ステップＳ１５０におけるレンダリングするステップに適することができる。超音波データは、「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  Ｉｍａｇｅ  Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃａｒｄｉａｃ  Ｅｖｅｎｔｓ」と題する米国特許出願第１３／５５８１９２号に記載されたものに類似する方法を用いて同期されてもよく、この参照によってそれらの全体は組み込まれるが、別途、任意の他の適切な方法を用いて同期されてもよい。データは、例えば周期的イベント全体（例えば、心臓周期全体）、部分的な周期的イベント（例えば、心臓周期における収縮周期のみ）、又はそれらのある組み合わせに従って、同期されることができる。
【００１３】
また、図２に示すように、方法１００は、更に若しくは別途、個々のコレクションループに対して画像内の対象領域を空間的に登録するステップを引用するステップＳ１２４を含んでもよい。ステップＳ１２４は、超音波データを空間的に登録し、及び／又はコレクションループ又はマルチプルコレクションループの内部の空間的な点（例えば心臓周期の収縮末期）を定義して、ステップＳ１３０，Ｓ１４０，及びＳ１５０のうちの少なくとも一つを促進するために、超音波データの対応する空間的な領域をマーク又は同一位置に配置するように機能する。同様に、方法１００は、組織の境界（例えば心筋）などのコレクションループの一部（例えば、コレクションループの隣接したフレームの間）の内部の超音波データ画像の任意の適切なセグメント、又は超音波画像ウィンドウ内部で検出される他の適切な特徴を、空間的に登録するステップを含んでもよい。
【００１４】
また、図２に示すように、方法１００は、コレクションループに亘って、受信された超音波データ及び／又は相補データの更なる画像処理又は信号処理を行うステップを引用するステップ１２６を含んでもよい。例えば、方法１００は、Ｂ−モード機構又は他のスペックルトラッキングの特性の分析を含んでもよい。上記他のスペックルトラッキングの特性は例えば、組織モーションパラメータ（例えば、変位、速度、歪み、歪み速度）、又は受信された超音波データ及び／又は他の画像診断技術からのデータにおける組織モーションパラメータの分布などである。上記画像診断技術は例えば、心電図記録法モジュール又は磁気共鳴画像モジュールなどである。ステップＳ１２６は、更に若しくは別途、任意の適切な更なる画像処理方法又は信号処理方法を含んでもよい。
【００１５】
ステップＳ１３０は、第１のコレクションループと第２のコレクションループにおいて超音波データのセットに表される少なくとも一つの対象領域の識別を受信するステップを引用する。このステップＳ１３０は、ステップＳ１５０においてレンダリングされる情報を精緻化するなどの、処理されたデータの精緻化を可能にする情報を受信するように機能する。識別された対象領域は、マルチプルコレクションループ間の比較のために、比較組織計測の組織配置を規定するのが好ましい。対象領域の識別は、図５Ｂに示す例のように、ユーザインタフェースを用いたマニュアルのインタアクションを介して受信されるのが好ましい。ユーザインタフェースは、ディスプレイを有するコンピュータデバイス上に実装されるのが好ましく、対象領域の識別及び／又は他の空間的なマーカー（例えば組織の境界）は、コンピュータマウスジェスチャ（例えば、ポイントのクリック、マウスカーソルのドラッグ）又はタッチスクリーンジェスチャなどの、任意の適切なコンピュータインタフェース技術を用いてマニュアルで入力されることができる。例えば、対象領域のセグメントは、コンピュータマウス又はタッチパッドを用いた、一連のクリック又は継続的なカーソルドラッグ（例えば、対象領域の外形の生成）によって、特定されることができる。しかしながら、対象領域は、更に若しくは別途、自動化された手段によって（例えば、対象領域を表す過去に識別された領域にアルゴリズム的に基づいて、又は境界検出によって）、又は任意の他の適切な処理によって、特定されることができる。対象領域は、超音波データの多数の部分に亘って又はマニュアルのユーザ入力によるコレクショングループに亘って特定されてもよく、又は、ユーザ入力によって１回特定されて次いで自動的に超音波データの多数の部分を用いて追跡されてもよく、又は、完全に自動化された方法で特定されてもよい。
【００１６】
図３に示すように、方法１００は、更に若しくは別途、任意の他の適切な方法で、処理されたデータと相互作用するステップを含んでもよい。第１の変形例において、方法１００は、組織の境界の、配置の表示を受信するステップを引用するステップＳ１３２を含んでもよい。ステップＳ１３２の一例において、組織の境界は、ステップＳ１３０における対象領域の識別と同様のやり方で示されることができる。ステップＳ１３２の別の例において、組織の境界は、ステップＳ１２０からのスペックルトラッキング組織モーションデータと結合するステップＳ１３０における対象領域によって示されることができる。ステップＳ１３２の更に別の例において、組織の境界は、更に若しくは別途、一つの画像フレーム、部分的なコレクションループ、コレクションループ全体、及び／又はマルチプルコレクションループに亘る、形態学イメージ処理からの情報の入力、及び／又は別の撮像モダリティ（例えば、磁気共鳴撮像、コンピュータ断層撮影）からの相補データに基づいて、精緻化又は微調整されることができる。更なる情報は、ステップＳ１２０におけるスペックルトラッキングアルゴリズムにおいて得られた情報を、補完又は置換することができる。一つの特定の例において、超音波画像における心筋位置の配置は、収縮の初期及び末期において精緻化されて、駆出率（ＥＦ）計測及び／又は速度計測を最適化することができる。
【００１７】
また、図３に示すように、第２の変形例において、方法１００は、組織の形態を特徴付ける更なる評価データを受信するステップを引用するステップＳ１３４を含んでもよい。ステップＳ１３４は、ステップＳ１４０及びＳ１５０のうちの少なくとも一つを促進する更なるデータの獲得を促進するように機能する。一つの例において、ステップＳ１３４は、心臓組織（例えば左心室壁）の少なくとも一部のモーションを定量化する、視覚化又は自動化された壁モーションスコアのユーザ入力を受信するステップを含んでもよい。一つの例において、図５Ａ及び５Ｂに示すように、正常なモーション、運動機能低下、無動、及び／又は運動障害を識別する壁モーションスコアは、壁モーションの定性的計測を判別するために、多数のセグメント心臓組織に対して受信されてもよい。別の例において、ステップＳ１３４は、コレクションループ又はマルチプルコレクションループの処理を促進する、既知の組織モーションの制約（例えば、患者特有の組織の特徴）を受信するステップを含んでもよい。しかしながら、ステップＳ１３４は、任意の適切な視覚化及び／又は自動化された評価データを受信して、超音波データの任意の部分を補完及び／又は置換するステップを含むことができる。
【００１８】
好適な方法のステップＳ１４０は、第１のコレクションループと第２のコレクションループの内部で、対象領域の比較特徴を計測するステップを引用し、これは、マルチプルコレクションループに亘って、組織モーション及び／又は機械的機能について少なくとも対象領域を特徴付けるように機能する。例えば、ステップＳ１４０は、第１のコレクションループと第２のコレクションループの内部で、組織の変位、組織の速度、組織の歪み、組織の歪み速度、及び／又は、識別された対象領域における任意の適切なパラメータなどの、任意の組織パラメータ又はステップＳ１２０において判別された組織パラメータ分布を、使用することができる。ステップＳ１４０において、パラメータはこの場合、第１のコレクションループと第２のコレクションループとの間のパラメータにおける、差異、差異の分布、平均化された大域的な差異、又は任意の他の適切な比較を判別することなどによって、第１のコレクションループと第２のコレクションループとの間で比較されてもよい。ステップＳ１４０は、第１のコレクションループと第２のコレクションループの内部で、対象領域の比較特徴を同時に計測するステップを含んでもよく、又は比較特徴を非同時に計測するステップを含んでもよい。比較特徴は、大域的規模で（例えば組織全体に亘って）、及び／又は、一つ又は複数の局所的規模で（例えば、規定された対象領域又は境界）、任意の適切な計測を含んでもよい。比較特徴はまた、ステップＳ１２０からの組織パラメータ判別から導出されてもよく、その例は、ステップＳ１２０において判別された組織の変位及びステップＳ１３０において識別された対象領域に基づいて、ステップＳ１４０における２つのコレクションループの間駆出率を計測して比較することである。これらの計測は、１つの獲得からの多数の切れ目のないループ（連続的なサイクル）に亘って、種々の時間区間に亘る１つの対象からの多数の獲得に亘って、又は、同一の対象又は異なる対象からの多数の獲得に亘って、行われることができる。一つの変形例において、ステップＳ１４０におけるそのような計測は、特徴が（例えば、診断目的のために、治療成功の評価ために、負荷エコー検査のために）ループ間で比較されることができるように、ループ間の比較に対する組織の直接的な評価を可能にする。別の変形例において、ステップＳ１４０におけるそのような計測は、視覚的に又は他の手段を用いて行われる評価を認証又は確認する。例えば、スペックルトラッキングからの計測の定量化は、視覚的評価によって判別される視覚的な壁モーションスコアと比較されてもよい。任意の他の適切な比較特徴は、別途又は更に、ステップＳ１４０において計測されてもよい。
【００１９】
受信された超音波データが心臓撮像ループに亘って収集される例示の応用において、ステップＳ１４０において取得される計測値は、ピーク差、及び／又は種々の心位相における差異（例えば、収縮、拡張早期、拡張後期）で、継続的に且つ心臓周期を通して差異及び／又は類似性を特徴付ける。例えば、超音波データから識別される心筋境界の移動は定量化され使用されて、駆出率（心臓から拍出される血液の体積率を特徴付ける一般的な心臓の効率計測）、又は診断の促進に有用な計測値である心臓周期における特定の時間における他の心室容積を算出することができる。例示の応用において、ステップＳ１２０からの組織モーション計測は、コレクションループ内部の適切な血液量を判別するために使用されてもよい。例示の応用において、組織及び／又は対象領域に亘る組織の速度分布における差異はまた、第１のコレクションループと第２のコレクションループを比較するために計測されてもよい。別の例において、組織の境界は計測され使用されて、壁モーションのヒューマンアセスメントを向上させるなど、壁又は他の特徴の視覚化を向上させる変更されたＢ−モード画像を生成することができる。
【００２０】
ステップＳ１５０は、比較特徴及び組織パラメータ分布のうちの少なくとも一つをレンダリングするステップを引用し、このステップＳ１５０は、コレクションループに亘る超音波データと計測された比較特徴の視覚化を可能にするように機能する。心臓周期に亘る心臓組織の撮像の例示の実施形態において、ステップＳ１５０は、図５Ａに示すように静止画像及び／又はビデオループにおける超音波データをレンダリングするステップと、図５Ｂに示すように心筋（又は他の心臓組織部分）を描写するとともにカラーコード化されて計測値を視覚化する「馬蹄形」形状のグラフィックスをレンダリングするステップと、図示するように静止画像及び／又はビデオループとして領域セグメントの標的マッピング（例えば頂部から眺めた左心室表示）をレンダリングするステップと、図５Ｃに示すように計測値のテーブル及び／又は任意の適切な表示をレンダリングするステップと、含むことができる。データ及び特徴は、ディスプレイ又はコンピュータデバイスのユーザーインターフェース上に、レンダリングされるのが好ましい。
【００２１】
図１に示すように、方法１００は更に、超音波データ及び比較特徴のうちの少なくとも一つを格納するステップを引用するステップＳ１６０を含んでもよい。ステップＳ１６０は、超音波データの分析を更に促進するように機能し、また、経時的に一人の患者から、又は複数の患者などの複数のソース若しくは複数の健康管理研究機関から、データを集めるように機能してもよい。超音波データ及び／又は計測された比較特徴には、人口統計データ又は過去のデータなどの、対応する患者のデータが格納されるのが好ましい。一人の患者又は複数の患者からデータを集めることは後に、ステップＳ１８０に含まれるより大規模な分析を促進してもよい。超音波データ（ローデータ又は画像）及び／又は対応する計測された比較特徴（値又は視覚化）は、サーバ、クラウドストレージ、コンピュータハードドライブ、又はポータブルストレージメディア（例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢフラッシュドライブ）などの、任意の適切なストレージデバイスにおいて、データベースに格納されることができる。
【００２２】
また、図１において示すように、方法１００は更に、超音波データ及び／又は比較特徴の、他の適切な操作及び処理を含んでもよい。一つの変形例において、方法１００は、超音波データ及び比較特徴のうちの少なくとも一つを、他のデータシステムなどにエクスポートするステップを引用するステップＳ１７０を含んでもよい。別の変形例において、好適な方法は、コレクションループ（例えば、第１のコレクションループと第２のコレクションループ）の間の超音波データ及び比較特徴のうちの少なくとも一つを、関係性を探って分析するステップを引用するステップＳ１８０を含んでもよい。ステップＳ１８０は、データマイニング処理又は他の適切な処理を用いるなどして、患者の又は多数の患者に亘る傾向及びインフォマティクスを判別してもよい。一つの変形例において、ステップＳ１８０は更に、超音波データ及び計測された比較特徴のうちの少なくとも一つに基づいて一人の患者の分析を生成するステップＳ１８５、及び／又は、超音波データと計測された比較特徴のうちの少なくとも一つに基づいて複数の患者の分析を生成するステップＳ１８６を含んでもよい。ステップＳ１８５は例えば、治療期間に亘る一連のコレクションループを含む超音波データに基づいて治療を行うために、患者の反応の分析を生成するステップを含んでもよい。ステップＳ１８６は例えば、分析が使用されて患者のコホートに対する治療効果を判別するように、同一の治療を受けている複数の患者の分析を生成するステップを含んでもよい。他の適切な分析は、ステップＳ１８０において行われてもよい。
【００２３】
好適な方法１００は、前述の処理の任意の組み合わせ及び並べ替えを含むことができる。更に、図１に示すように、前述の処理のうちの任意の一つ又は複数の処理から導出される情報は、好適な方法の任意の他の処理を用いてフィードバックされることができる。例えば、特定のセグメント（組織の境界又は他の対象領域）の配置などの情報、計測された比較特徴、又はデータの傾向は、反復機械学習処理などの、方法の結果全体を拡張する若しくは別途修正するように、アルゴリズム、インタアクション、計測処理、及び／又は視覚化を変更する前処理に、フィードバックされることができる。
【００２４】
２．システム
図４に示すように、好適な実施形態のシステム２００は、
プロセッサ２１０であって、
・第１のコレクションループと第２のコレクションループに亘って収集された、組織を特徴付ける超音波データのセットを受信するように構成された第１のモジュール２１４と、
・超音波データのセット及び多次元スペックルトラッキングに基づいて、組織内部の組織パラメータ分布を判別するように構成された第２のモジュール２１６と、
・第１のコレクションループと第２のコレクションループ内の超音波データのセット内に表される少なくとも一つの対象領域の識別を受信するように構成された第３のモジュール２１８と
を含む、プロセッサ２１０と、
第１のコレクションループと第２のコレクションループの内部で、対象領域における、比較特徴を計測するように構成された分析エンジン２３０と、
プロセッサと分析エンジンとに結合しており、比較特徴と組織パラメータ分布のうちの少なくとも一つをレンダリングするように構成されたユーザインタフェース２２０と
を含む。
ユーザインタフェース２２０は、更に、表現されたグラフィックス内の（例えば、静止が及び／若しくは画像シーケンス内の）超音波及び／若しくは計測データをレンダリングするように構成されているのが好ましい。システム２００は、更に、ストレージモジュール２４０及び／又は超音波スキャナ２５０と結合してもよく、更に、更なる画像モジュール２６０と結合するように構成されてもよい。
【００２５】
プロセッサ２１０は、ユーザインタフェース２２０と結合し、心臓組織などの、組織の超音波データを受信するように機能し、スペックルトラッキングアルゴリズムを用いて超音波データを処理するように構成されている。プロセッサ２１０は、前述のように、第１のモジュール２１４、第２のモジュール２１６、及び第３のモジュール２１８を含むのが好ましい。しかしながら、プロセッサ２１０は、更に若しくは別途、超音波データを受信し処理するように構成された適切なモジュールを含んでもよい。第１のモジュール２１４、第２のモジュール２１６、及び第３のモジュール２１８を含むプロセッサ２１０は、前述の方法１００の一部を実行するように構成されるのが好ましい。しかしながら、プロセッサ２１０は、どんな適切な方法を実行するように構成されてもよい。プロセッサ２１０は、超音波スキャン器具と結合するのが好ましいが、更に若しくは別途、超音波データを格納するように構成されたサーバ若しくは他のストレージデバイスと通信可能に結合してもよい。プロセッサ２１０は、多次元スペックルトラッキングアルゴリズムにより超音波データの初期処理を実行し、（例えば、第４のモジュールを用いて）一時的同期及び／又は空間的登録などの他のデータの操作を実行するのが好ましい。好適な実施形態では、プロセッサ２１０は、前述の方法１００に実質的に記載した処理を実行するが、別途、適切な処理を実行してもよい。
【００２６】
分析エンジン２３０は、ユーザインタフェース２２０と結合するように構成されており、コレクションループ間で、対象領域における、組織モーションの比較特徴を計測するように機能する。分析エンジン２３０は、例えば、組織の変位、組織の速度、歪み、及び歪み速度などの、パラメータを判別し得る。分析エンジン２３０は、更に若しくは別途、他の適切な組織モーションパラメータを判別するように、若しくは、他の組織パラメータに基づいてパラメータを導出するように、構成されていてもよい。心臓周期に亘って心臓組織の超音波データを利用する実施形態では、分析エンジン２３０は、組織の変位及び／又は組織の速度の計測に基づいて、心臓周期の特定ポイントにおける駆出率（ＥＦ）及び血液量などの評価値を計測できる。しかしながら、分析エンジン２３０は、別途若しくは更に、どんな適切な比較特徴計測を判別してもよい。分析エンジン２３０は、更に若しくは別途、マルチプルコレクションループから、一人の患者から、及び／又は複数の患者から集められたデータの間で、計測された特徴におけるトレンドを判別し得る。
【００２７】
ユーザインタフェース２２０は、プロセッサ２１０及び分析エンジン２３０と結合し、データを操作し別途相互作用し得る（例えば、医療技術者や他の開業医などの）ユーザと相互作用するように機能する。例えば、ユーザインタフェースは、対象領域、及び／又は組織の境界、及び／又は壁モーションスコアを伴う壁モーションなどの特徴の視覚的評価などの、識別が可能であるのが好ましい。ユーザインタフェース２２０は、超音波データが現在の及び／又は将来のデータ分析のために処理されるやり方を拡張する若しくは別途修正するように、プロセッサに戻され得るインプットを受信するのが好ましい。ユーザインタフェース２２０は、コンピュータデバイスのディスプレイ上にインプラントされるのが好ましく、（例えば、クリックによる選択、及び／又はドラッグのための）マウスカーソル、タッチスクリーン、モーションキャプチャシステム、若しくはデータエントリのためのキーボードなどの、一つ以上のコンピュータ周辺機器を介してインプットを受信し得る。
【００２８】
ユーザインタフェース２２０は、更に、超音波データ、分析、組織の特徴、及び／又は計測をレンダリングするのが好ましい。例えば、心臓周期のコレクションループに亘って撮像する例示の実施形態では、ユーザインタフェースは、静止画像及び／又は画像シーケンスの超音波データをレンダリングしてもよく、心筋（若しくは他の組織）を描写し計測値を視覚化するようにカラーコード化された「馬蹄形」形状のグラフィックスをレンダリングしてもよく、静止画像及び／又は画像シーケンスとして（例えば、頂部から眺めた左心室の描写などの）領域セグメントの標的マッピングをレンダリングしてもよく、計測値のテーブルをレンダリングしてもよく、及び／又は、図５Ａ〜図５Ｄの例に示すようなどんな適切な情報をレンダリングしてもよい。
【００２９】
図４に示すように、システム２００は、更に、データベースを格納するように構成されたサーバ、クラウド、若しくはハードウエアデバイスなどの、ストレージモジュール２４０を含むことがあり、該データベースは、超音波データ及び／又は計測された比較特徴を含むものである。ストレージモジュール２４０は、経時的に一人の患者からデータを集めることができ、又は、複数の患者若しくは複数の健康管理機関などの、複数のソースからデータを集めることができる。超音波データ及び／又は計測された比較特徴は、人口統計データや過去のデータなどの対応する患者のデータと共に、格納されるのが好ましい。システム２００は、更に、超音波データのセットを獲得するように構成された超音波スキャナ２５０も含む。或る変形例では、システムは更に、心電図記録法モジュール、コンピュータ断層撮影モジュール、磁気共鳴画像モジュール、若しくは他の適切な画像モジュールなどの、更なる画像モジュール２６０と結合するように構成されてもよい。画像モジュール２６０は、対象領域の識別、比較特徴の計測、及び組織パラメータの判別のうちの、少なくとも一つを促進する相補情報を提供することが、好ましい。
【００３０】
図面は、好適な実施形態、例示の構成、及びそれらの変形に係る、システム、方法、及びコンピュータプログラムプロダクトに関する、可能な実装の、アークティクチャ、機能性及びオペレーションを示す。この点において、フローチャート若しくはブロック図における個々のブロックは、モジュール、セグメント、ステップ、若しくはコードの一部を表し得るものであり、特定の論理機能を実装するための一つ以上の実行可能な命令を含むものである。更に留意すべきは、或る別途の実装では、ブロック内に明記された機能は、図面に記された順序から外れて生じ得るということである。例えば、連続して示される二つのブロックは、実際には、実質的に同時に実行されることもあり、又、包含される機能によって、逆の順序でブロックが実行されることもあり得る。更に留意すべきことは、ブロック図及び／又はフローチャート図の、個々のブロック、並びに、ブロック図及び／又はフローチャート図における、ブロックの組み合わせは、特定の機能若しくは動作、又は、専用ハードウエア及びコンピュータの命令を実行する専用ハードウエアベースのシステムにより、実装され得る、ということである。
【００３１】
好適な実施形態の方法１００及びシステム２００は、コンピュータ読み出し可能命令を格納するコンピュータ読み出し可能媒体を受けるように構成されたマシンとして、少なくとも部分的に、具現され及び／又は実装され得る。命令は、システム、並びに、プロセッサ及び／又は分析エンジンの一つ以上の部分により、統合されるのが好ましいコンピュータ実行可能コンポーネントで、実行されるのが好ましい。コンピュータ読み出し可能媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ、光学デバイス（ＣＤ、ＤＶＤ）、ハードドライブ、フロッピディスク、若しくは他の適切なデバイスなどの、どんな適切なコンピュータ読み出し可能媒体上に格納されてもよい。コンピュータ実行可能コンポーネントは、汎用プロセッサやアプリケーション特有プロセッサであるのが好ましいが、どの適切な専用ハードウエア若しくはハードウエア／ファームウエア組み合わせデバイスが、別途若しくは更に、命令を実行してもよい。
【００３２】
３．例示の実装
方法１００とシステム２００の以下の例示の実装は、例示目的のみのものであり、本発明の範囲を規定する若しくは限定するようには解釈されるべきではない。第１の特定の例では、図５Ａに示すように、ストレスエコー検査のための単体の心臓周期に関する、「レストループ」１１５と「ストレスループ」１１６のうちの少なくとも一つから超音波データが収集されるＳ１１０’。心尖部２心室、心尖部３心室、及び心尖部４心室の組み合わせを含む全心室計測を可能にする二次元像で、データは収集される。ＥＣＧ信号、及びスペックルトラッキングからのモーションパラメータを用いて、ループは一時的に同期されるＳ１２０’。例えば、最大限の駆出率に対する時間は、心臓周期の収縮末期を規定するのに用いられ得る。第１の特定の例のデータは、スペックルトラッキングのために複数回処理され、個々の回は、所望の特徴計測のために最適化されたアルゴリズムの様々なパラメータを有する。第１の特定の例では、スペックルトラッキングアルゴリズムは、（例えば、反復精緻化に基づいて）組織の境界を配置するように、若しくは、組織の収縮を配置するように、最適化され得る。レスト及びストレスのループの対に関して、同期させたビデオループは、ユーザインタフェースにてユーザにレンダリング（表示）される。図５Ｂに示すように、ユーザは、米国心エコー図学会（ＡＳＥ）ストレスエコースタンダードに従って、視覚化された壁モーションスコアを入力しＳ１３４’、（コンピュータマウスカーソル若しくはタッチスクリーンなどにより）対のループと相互作用してビデオループ上で心筋の境界及び対象領域を規定しＳ１３２’、ビデオループを空間的に登録するＳ１３０’。続いて組織の比較特徴計測が、大域的規模と局所的規模の両方でのレスト及びストレスのループにおける、歪みと速度の値を比較して、導出されるＳ１４０’。これらの結果は、心筋を図示し、値を視覚化すべくカラーコード化された馬蹄形形状グラフィックスにて、表されるＳ１５０’。図５Ｃに示されるように、三つのビュー（表示）からの視覚化された壁モーションスコア及び／又は他の計測データは組み合わされ、頂部から眺められた領域セグメントの標的マッピングなどにて、三次元表現を示す。第１の特定の例での標的マッピングは、計測におけるピーク値及び／若しくは差異の静止画像、並びに／又は、対応するＢモードビデオループに同期される（例えば、個々のフレームに対する標的画像などの）ビデオループである。図５Ｄに示すように、更なる計測は、血液プールから組織への推移を見積もるスペックルトラッキングから導出される境界位置を用いて、（心臓周期の様々なポイントにて、及び／又は、全心臓周期を介して連続して）駆出率及びボリュームを見積もることを含む。その結果処理されたデータ、数値計測、標的プロット及び／又は患者情報はデータベースに格納され、第三者のヘルスケア記録管理及び報告システムにエクスポートされる。
【００３３】
心臓壁の視覚化のための第２の特定の例では、超音波データが、上記第１の特定の例で記載したのと同様のやり方で、収集されて処理される。この第２の特定の例では、心筋の境界の計測値は、Ｂモードビデオループを変更して、壁モーションスコアなどで用いるために心臓壁を視覚上改良することで拡張画像を形成するために、及び／又は、造影剤注入検査と類似するシミュレートビュー（表示）を形成するために、利用される。
【００３４】
心房細動の評価のための第３の特定の例では、超音波データは、複数の心臓周期に亘って収集され、お互いに空間的に登録される。不整脈の結果として、心臓周期のタイミングは異なり得るものであるので、データは、複数の心臓周期にわたって代表的な時間のポイント（例えば、フェーズ）にて平均され、データの単体の代表的ループを展開し得る。次にデータの平均的ループは、第１と第２の例で記載したのと同様に、又は適切なやり方で処理され計測されればよい。
【００３５】
心臓腫瘍の検査のための第４の特定の例では、一連の超音波データが、種々の時間若しくは日付で心臓周期の複数のコレクションループに亘って収集あれ、お互いに登録される。第４の特定の例での超音波データは、ベースライン計測ポイントにて及び／又は化学療法（若しくは他の）治療の様々なステージにて、収集される。データは、上記第１の特定の例でき際したのと同様のやり方で処理され同期される。計測は、変位、速度、歪み、歪み速度、及び／又は、各々のループでの他の計測のために、為され、種々の時間若しくは日付の間で、比較される。組織の特性のピーク若しくは連続値のトレンドは、例えば、ベースラインコレクションループ及び一つ以上の後続のコレクションループに亘る、データのシリーズに基づいて、判別され得る。計測値のプロットは、一連のビデオループ、若しくは、トレンドを描写する静止画像のシリーズを介して、これらの計測値若しくは比較値を示す視覚化のために、形成されレンダリングされ得る。
【００３６】
当業者により前述の詳細な説明から並びに図面及び特許請求の範囲から認識されるように、添付の請求項に規定する本発明の範囲から乖離すること無く、本発明の好適な実施形態に対する修正及び変更が、為され得る。
【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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【国際調査報告】
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