(57)【要約】  本発明は周期的に動く物体を画像化するためのイメージングシステムに関する。割当ユニット（１８）が提供される位相信号に基づきＡラインのような超音波信号を運動位相に割り当て、超音波イメージ生成ユニット（１９）が夫々の運動位相に割り当てられる超音波信号に基づき、異なる運動位相のために心電図同期Ｍモードイメージのような幾つかの超音波イメージを生成する。生成される超音波イメージから超音波イメージを選択するために選択ユニット（２０）が用いられ、ディスプレイユニット（２１）が選択される超音波イメージを表示する。従って、選択される超音波イメージは、表示される超音波イメージ中の運動アーチファクトが減少させられるよう、単一の運動位相にのみ対応する。イメージングシステムは、例えば、心臓アブレーション手続きをモニタリングするのに特に有用である。
2015513942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期的に動く物体を画像化するためのイメージングシステムであって、
−  異なる時に亘って前記物体の超音波信号を提供するための超音波信号提供ユニットと、
−  前記異なる時での前記物体の周期的な動きの運動位相を示す位相信号を提供するための位相信号提供ユニットと、
−  前記提供される位相信号に基づき前記超音波信号を前記運動位相に割り当てるための割当ユニットと、
−  前記異なる運動位相のために幾つかの超音波イメージを生成するための超音波イメージ生成ユニット
−  前記生成される超音波イメージから超音波イメージを選択するための選択ユニットと、
−  該選択される超音波イメージを表示するための表示ユニットとを含み、
運動位相のための超音波イメージが、前記夫々の運動位相に割り当てられる超音波信号に基づき生成される、
イメージングシステム。
【請求項２】
前記選択ユニットは、前記生成される超音波イメージのための選択値を決定するように構成され、選択値は前記夫々の超音波イメージの前記イメージ値に基づき決定され、前記選択ユニットは、前記生成される超音波イメージから前記超音波イメージを選択するために前記選択値に選択ルールを適用するように構成される、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項３】
前記物体は、組織壁であり、前記超音波信号提供ユニットが異なる時に亘って前記組織壁の超音波信号を提供するよう、前記組織壁に影響を及ぼすためにエネルギが前記組織壁に適用され、前記選択ユニットは、以下の選択値、即ち、
−  前記超音波信号を測定するために用いられる感知プローブと前記組織壁との間の距離を示す第１の距離値、
−  前記組織壁の厚さを示す壁厚値、
−  前記エネルギの適用によって影響を及ぼされる前記組織壁の部分を示す貫壁性値、
−  前記組織壁と前記組織壁の背後の素子との間の距離を示す第２の距離値、及び
−  前記組織壁内に形成されるガスの量を示すガス形成値
のうちの少なくとも１つを決定するよう構成される、
請求項２に記載のイメージングシステム。
【請求項４】
前記選択ユニットは、前記超音波イメージを選択するように構成され、そのために、以下の値、即ち、最小の第１の距離値、平均的な第１の距離値、最小の壁厚値、最大の貫壁性値、最大の第２の距離値、最小の第２の距離値、及び最大のガス形成値のうちの少なくとも１つが決定される、請求項３に記載のイメージングシステム。
【請求項５】
前記エネルギは、異なる段階を有するエネルギ適用手続きに従って前記組織壁に適用され、前記選択ユニットは、前記選択ルールが前記決定される選択値に依存して並びに前記エネルギ適用手続きの前記段階に依存して超音波イメージの前記選択を定めるように構成される、請求項３に記載のイメージングシステム。
【請求項６】
前記選択ルールは、
−  前記物体にエネルギを適用する前の第１の段階において、第１に、平均的な第１の距離値がそのために決定される超音波信号が選択され、第２に、最小の壁厚値がそのために決定される超音波信号が選択され、
−  前記物体にエネルギを適用する間の第２の段階において、最大の貫壁性値がそのために決定される超音波信号及び最大のガス形成値がそのために決定される超音波信号のうちの少なくとも１つが選択され、
−  前記エネルギを前記物体に適用した後の第３の段階において、最大の貫壁性値がそのために決定される超音波信号が選択されることを定める、
請求項５に記載のイメージングシステム。
【請求項７】
前記割当ユニットは、前の運動期間のために提供される前記位相信号に基づき、前記物体の運動期間の前記超音波信号を前記運動位相に割り当てるように構成される、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項８】
前記超音波信号提供ユニットは、前記物体のＡラインを前記超音波信号として提供するように構成される、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項９】
前記超音波信号提供ユニットは、前記Ａラインに対してエンベロープ検出手続きを適用し、前記結果として得られるＡラインエンベロープを前記超音波信号として提供するように構成される、請求項８に記載のイメージングシステム。
【請求項１０】
前記超音波イメージ生成ユニットは、前記異なる運動位相のために幾つかのＭモードイメージを生成するように構成され、運動位相のためのＭモードイメージが前記夫々の運動位相に割り当てられる前記Ａラインから生成される、請求項８に記載のイメージングシステム。
【請求項１１】
前記画像化される物体は、生物のある領域であり、前記位相信号提供ユニットは、心臓運動を示す心臓運動信号及び呼吸運動を示す呼吸運動信号のうちの少なくとも１つを前記位相信号として提供するように構成される、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項１２】
前記位相信号提供ユニットは、前記超音波信号から前記位相信号を決定し、該決定される位相信号を提供するように構成される、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項１３】
当該イメージングシステムは、感知プローブを更に含み、前記超音波信号提供ユニット及び前記物体にエネルギを適用するためのエネルギ適用ユニットは前記感知プローブ内に統合される、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項１４】
周期的に動く物体を画像化するためのイメージング方法であって、
−  超音波信号提供ユニットによって異なる時に亘って前記物体の超音波信号を提供すること、
−  位相信号提供ユニットによって前記異なる時での前記物体の周期的な動きの運動位相を示す位相信号を提供すること、
−  割当ユニットによって前記提供される位相信号に基づき前記超音波信号を前記運動位相に割り当てること、
−  超音波イメージ生成ユニットによって前記異なる運動位相のために幾つかの超音波イメージを生成すること、
−  選択ユニットによって前記生成される超音波イメージから超音波イメージを選択すること、及び
−  ディスプレイユニットによって前記選択される超音波イメージを表示することを含み、
運動位相のための超音波イメージが、前記夫々の運動位相に割り当てられる超音波信号に基づき生成される、
イメージング方法。
【請求項１５】
周期的に動く物体を画像化するためのコンピュータプログラムであって、
当該プログラムプログラムがイメージング装置を制御するコンピュータの上で作動させられるときに請求項１に記載のイメージング装置に請求項１４に記載のイメージング方法を実施させるためのプログラムコード手段を含む、
コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周期的に動く物体を画像化するためのイメージングシステム、イメージング方法、及びイメージングコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＳ２０１２／００４５４７Ａ１は、アブレーション手続き（焼灼手続き）を監視するためのモニタリング装置を開示している。医者が心臓組織のＭモードイメージに基づきアブレーション手続きを制御し得るよう、モニタリング装置はアブレーション手続き中に心臓組織のＭモードイメージを提供するための超音波イメージ提供ユニットを含む。
【０００３】
心臓の動きの故に、Ｍモードイメージは運動アーチファクトを含むことがあり、それはＭモードイメージに基づくアブレーション手続きの品質を減少させ得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、より少ない運動アーチファクトを含む物体のイメージを提供することを可能にする、周期的に動く物体を画像化するためのイメージングシステム、イメージング方法、及びイメージングコンピュータプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の特徴において、周期的に動く物体を画像化するためのイメージングシステムが提供され、イメージングシステムは、
−  異なる時に亘って物体の超音波信号を提供するための超音波信号提供ユニットと、
−  異なる時での物体の周期的な動きの運動位相を示す位相信号を提供するための位相信号提供ユニットと、
−  提供される位相信号に基づき超音波信号を運動位相に割り当てるための割当ユニットと、
−  異なる運動位相のために幾つかの超音波イメージを生成するための超音波イメージ生成ユニット
−  生成される超音波イメージから超音波イメージを選択するための選択ユニットと、
−  選択される超音波イメージを表示するための表示ユニットとを含み、
運動位相のための超音波イメージが夫々の運動位相に割り当てられる超音波信号に基づき生成される。
【０００６】
超音波イメージ生成ユニットは、夫々の運動位相に割り当てられる超音波信号に基づき運動位相のためのイメージを生成し、選択ユニットは、生成される超音波イメージから超音波イメージを選択し、ディスプレイユニットは選択される超音波イメージを表示するので、選択される超音波イメージは、表示される超音波イメージ内の運動アーチファクトが減少させられるよう、単一の運動位相にのみ対応する。
【０００７】
超音波信号提供ユニットは、物体のＡラインを超音波信号として提供するように優先的に構成される。超音波信号提供ユニットは、Ａラインに対してエンベロープ検出手続きを適用し、結果として得られるＡラインエンベロープを超音波信号として提供するように優先的に更に構成される。具体的には、超音波信号提供ユニットは、異なる運動位相のために幾つかのＭモードイメージを生成するように構成され、運動位相のためのＭモードイメージが、夫々の運動位相に割り当てられるＡライン、より具体的には、Ａラインエンベロープから生成される。異なる運動位相のために生成される幾つかのＭモードイメージを心電図同期Ｍモードイメージとして考え得る。
【０００８】
優先的には、超音波信号は時間的に連続的に提供され、実際の超音波信号が提供されるならば、実際の超音波信号を対応する運動位相に割り当て、次に、実際の超音波信号を割り当てる運動位相に対応する超音波信号を更新するために、実際の超音波信号を用い得る。例えば、超音波信号がＡラインであり、生成される超音波イメージがＭモードイメージであるならば、夫々の実際のＡラインを運動位相に割り当てることができ、その場合、実際のＡラインを割り当てる運動位相に対応する心電図同期Ｍモードイメージに実際のＡラインを付加し得る。
【０００９】
超音波信号提供ユニットは、異なる時に亘って物体の超音波信号を測定するための、具体的には、Ａラインを測定するための超音波信号測定ユニットであり得る。よって、超音波信号提供ユニットは、超音波パルスを物体に並びに物体内に送信し且つ超音波パルスが物体によって反射させられた後の動的な一連のエコーを受信するために、１つ又は幾つかの超音波トランスデューサを含み得る。次に、超音波信号、具体的には、夫々のＡラインは、受信される動的な一連のエコーに依存して生成される。物体は、優先的には、組織、特に、心臓組織であり、生成される超音波信号が異なる深さにおける心臓組織の特性を示すよう、超音波パルスは心臓組織内に送信され、動的な一連のエコーが心臓組織によって受信される。
【００１０】
超音波信号提供ユニットは、前もって測定した超音波信号を記憶させる記憶ユニットであり得るし、或いは、超音波信号提供ユニットは、超音波信号を受信するための並びに受信される超音波信号を提供するための受信ユニットであり得る。
【００１１】
位相信号提供ユニットは、超音波信号を測定する異なる時での物体の周期的な動きの運動位相を示す位相信号を測定するための位相信号測定ユニットであり得る。しかしながら、位相信号提供ユニットは、測定した位相信号を前もって記憶させる記憶ユニット、又は測定した位相信号を受信するための並びに受信した位相信号を提供するための受信ユニットであってもよい。
【００１２】
従って、イメージングシステムは、超音波信号及び／又は位相信号を測定するための測定コンポーネントを含み得るし、或いは、イメージングシステムは、測定コンポーネントを含まないコンピュータシステムであり得る。後者の場合、超音波信号提供ユニット及び位相信号提供ユニットは、それぞれ、コンピュータシステムの記憶ユニット又は受信ユニットである。
【００１３】
使用者が生成される超音波イメージから超音波イメージを選択し且つ／或いは生成される超音波イメージから超音波イメージを自動的に選択するように選択ユニットを構成し得る。具体的には、使用者が生成される超音波イメージから超音波イメージを選択することを可能にするグラフィカルユーザーインターフェースを提供するように選択ユニットを構成し得る。ある実施態様において、選択ユニットは、生成される超音波イメージのための選択値を決定するように構成され、選択値は夫々の超音波イメージのイメージ値に基づき決定され、選択ユニットは、生成される超音波イメージから超音波イメージを自動的に選択するために選択値に選択ルールを適用するように構成される。選択ルールは優先的には事前に定められ、選択ユニット内に記憶させられる。ある実施態様において、選択ユニットは、使用者が選択ルールを変更し或いは新しい選択ルールを追加するのを可能にするように構成される。
【００１４】
物体が組織壁であり、超音波信号提供ユニットが異なる時に亘って組織壁の超音波信号を提供するよう、組織壁に影響を及ぼすためにエネルギが組織壁に適用され、選択ユニットは、以下の選択値、即ち、超音波信号を測定するために用いられる感知プローブと組織壁との間の距離を示す第１の距離値、組織壁の厚さを示す壁厚値、エネルギの適用によって影響を及ぼされる組織壁の部分を示す貫壁性値、組織壁と組織壁の背後の素子との間の距離を示す第２の距離値、及び組織壁内に形成されるガスの量を示すガス形成値のうちの少なくとも１つを決定するよう構成されるのが好ましい。貫壁性値は、ｉ）組織壁の外側に対する組織壁にエネルギを適用することによって創成される損傷の境界の距離とｉｉ）壁厚値との間の比として優先的に定められる。これらの選択値は、組織壁を焼灼するために無線周波数（ＲＦ）エネルギのようなエネルギが組織壁に適用される、アブレーション手続き中に重要であり得る。従って、これらの選択値のうちの少なくとも１つに基づき超音波イメージを選択することは、アブレーション手続き中に監視されるのが重要である特徴を示す表示イメージをもたらし得る。これは表示される選択される超音波イメージに基づくアブレーション手続きの制御の改良をもたらし得る。
【００１５】
優先的には、選択ユニットは、超音波イメージを選択するように構成され、そのために、以下の値、即ち、最小の第１の距離値、平均的な第１の距離値、最小の壁厚値、最大の貫壁性値、最大の第２の距離値、最小の第２の距離値、及び最大のガス形成値のうちの少なくとも１つが決定される。
【００１６】
超音波信号の測定中、超音波パルスが組織壁内に送信され且つ動的な一連のエコーが組織壁から受信される超音波感知方向と組織壁自体との間の空間的な関係は、組織壁の周期的な動きの故に変化し得る。超音波感知方向と組織壁との間のこの変化する空間的な関係の故に、異なる超音波イメージは異なる組織壁特性を示し得る。例えば、それらは、異なる壁厚、超音波信号を測定するために用いられる感知プローブと組織壁との間の異なる距離、貫壁性の異なるレベル、組織壁と組織壁の背後の素子との間の異なる距離、及び異なるガス形成値を示し得る。
【００１７】
超音波信号が壁厚値に依存して選択されるならば、優先的には、最小の壁厚値を有する超音波イメージが選択される。何故ならば、最小の壁厚値を示す超音波イメージは実際の壁厚を示す可能性が高いからである。
【００１８】
超音波イメージが第１の距離値に基づき選択されるならば、優先的には、最小の距離値を有する超音波イメージが選択される。何故ならば、この超音波イメージは超音波信号を測定するために用いられる感知プローブと物体との間の最良の接触に対応する可能性が高いからである。しかしながら、ＲＦアブレーション電極のようなエネルギ適用ユニットが物体にエネルギを適用するための感知プローブ内に統合させられる実施態様では、平均的な第１の距離値を有する超音波イメージを選択し得る。何故ならば、ディスプレイユニット上に示される超音波イメージが組織壁と感知プローブとの間の最小の距離又は組織壁と感知プローブとの間の最大の距離を示すならば、感知プローブを組織壁に対して押し付けるために、医者のような使用者は少な過ぎる又は多過ぎる力を適用し得るからである。よって、平均的な第１の距離値がそのために決定される超音波イメージを選択することは、使用者が正しい力を適用するよう案内し得る。平均的な第１の距離に従って超音波イメージを選択するために、中間の第１の距離値がそのために決定される超音波イメージを選択し得るし、或いは超音波イメージのために決定される全ての第１の距離値の算数的な平均に最も近い第１の距離値がそのために決定される超音波イメージを選択し得る。
【００１９】
超音波イメージが貫壁性値に基づき選択されるならば、優先的には、最大の貫壁性値がそのために決定される超音波イメージが選択される。何故ならば、物体にエネルギを適用する使用者がこの選択される超音波イメージに基づきエネルギを適用するならば、組織壁を貫通して下に横たわる隣接組織に至るエネルギの貫壁性適用が防止される可能性が高いからである。
【００２０】
第２の距離値が超音波イメージを選択するために選択されるならば、優先的には、最大の第２の距離値がそのために決定される超音波イメージが選択される。何故ならば、この超音波イメージは使用者がエネルギが適用されるべきである組織壁とエネルギが適用されるべきでない隣接する組織との間を区別することを可能にする可能性が高く、それにより、選択される超音波イメージに基づく組織壁へのエネルギの適用の制御を更に改良するからである。
【００２１】
ガス形成値が超音波イメージを選択するために用いられるならば、優先的には、最大のガス形成値がそのために決定される超音波イメージが選択される。何故ならば、医者がエネルギ適用手続き中にこの選択される超音波イメージを見るならば、ガス形成は最も確実に示され、それにより、医者が、例えば、ガス形成が観察される或いは顕著になるときにエネルギの適用を停止することを可能にするからである。これは組織壁の内側のガス形成、よって、所謂組織ポップを防止し得る。
【００２２】
好適実施態様において、エネルギは異なる段階を有するエネルギ適用手続きに従って組織壁に適用され、選択ユニットは、選択ルールが、決定される選択値に依存して並びにエネルギ適用手続きの目下の段階に依存して、超音波イメージの選択を定めるように構成される。よって、物体にエネルギを適用する各段階のために、１つ又は幾つかの超音波イメージを選択し且つ表示することができ、それは夫々の段階におけるエネルギの適用の最適化されたモニタリングを可能にする。物体にエネルギを適用する夫々の段階への１つ又は幾つかの超音波イメージの選択及び表示の採用は、エネルギ適用のモニタリングを更に改良し得る。
【００２３】
具体的には、選択ルールは、ｉ）物体にエネルギを適用する前の第１の段階において、第１に、平均的な第１の距離値がそのために決定される超音波信号が選択され、第２に、最小の壁厚値がそのために決定される超音波信号が選択され、ｉｉ）物体にエネルギを適用する間の第２の段階において、最大の貫壁性値がそのために決定される超音波信号及び最大のガス形成値がそのために決定される超音波信号のうちの少なくとも１つが選択され、ｉｉｉ）エネルギを物体に適用した後の第３の段階において、最大の貫壁性値がそのために決定される超音波信号が選択されることを定め得る。優先的には、第２の段階において、幾つかの超音波イメージが類似の最高の貫壁性を示すならば、全てが類似の最高の貫壁性値を示すこれらの超音波イメージから、最大の第２の距離値を有する、即ち、エネルギが適用される組織壁と隣接する組織構造との間の最大の分離を示す超音波イメージが選択される。エネルギを適用する医者が選択される超音波イメージに基づくエネルギの適用を監視するならば、これは隣接する組織がエネルギの適用の間に損傷されない可能性を更に増大させる。
【００２４】
イメージングシステムは、超音波信号を連続的に提供し、超音波信号を運動位相に割り当て、超音波イメージを生成し、且つ生成される超音波イメージを表示するように優先的に構成され、超音波イメージ生成ユニットは、初期的な超音波イメージの生成後、実際に提供される超音波信号に基づき超音波イメージを更新するように構成され、ディスプレイユニットは、物体の更新させられた周期的な動きを示すために、更新させられた超音波イメージを時間的に連続的に表示するように構成される。具体的には、超音波信号提供ユニットは、Ａラインを超音波信号として連続的に提供するように優先的に構成され、イメージ生成ユニットは、心電図同期Ｍモードイメージを超音波イメージとして生成するように構成され、初期的な心電図同期Ｍモードイメージの生成後、心電図同期Ｍモードイメージは、実際に提供されるＡラインを付加することによって更新され、ディスプレイユニットは、物体の更新させられた周期的な動きを示すために、更新させられた心電図同期Ｍモードイメージを時間的に連続的に表示するように構成される。
【００２５】
運動位相が位相信号に依存する異なる継続期間を有するよう、運動期間を運動位相に細分するように割当ユニットを構成し得る。例えば、位相信号が心臓動作信号であるならば、心筋が静止しているときの心拡張期を含む運動位相の継続時間が、心収縮期を含む運動位相の継続時間よりも大きいように、割当ユニットを構成し得る。
【００２６】
夫々の運動期間の終了後に超音波信号を夫々の運動期間の運動位相に割り当てるように割当ユニットを構成し得る。前の運動期間のために提供される位相信号に基づき物体の運動期間の超音波信号を運動位相に割り当てるようにも割当ユニットを構成し得る。よって、実際の運動期間の終了前に、超音波信号を運動位相に割り当て得る。超音波イメージ生成ユニットが最後に提供された超音波信号を含む異なる運動位相のために実際の超音波イメージを極めて低い待ち時間で生成し得るよう、これは極めて低い待ち時間で超音波信号を運動位相に割り当てることを可能にする。例えば、時間的に連続的なＡラインを超音波信号として提供することができ、運動位相への前の運動期間の細分に基づき実際に提供されるＡラインを運動位相に割り当て得る。次に、実際のＡラインを実際のＡラインが割り当てられる運動位相に対応する心電図同期Ｍモードイメージに付加し得る。
【００２７】
夫々の運動期間の終了後、夫々の運動期間の位相信号に基づき、前の運動期間のための位相信号に基づき運動位相に割り当てられた、物体の夫々の運動期間の超音波信号を再割当てするように、割当ユニットを構成することができ、その場合には、再割当てされる超音波信号に基づき超音波イメージを生成し得するように超音波イメージ生成ユニットを構成することができ、その場合には、実際に生成される超音波イメージから超音波イメージを選択するように選択ユニットを構成することができ、その場合には、選択される超音波イメージを表示するようにディスプレイユニットを構成することができる。従って、夫々の運動期間の終了後、前の運動期間に基づいた運動位相への超音波信号の初期的な適切な割当てを矯正することができ、それにより、運動位相への超音波信号の正確な割当て、よって、物体の高品質イメージをもたらし、実際に獲得される最新の超音波信号を極めて低い待ち時間で依然として示し得る。
【００２８】
ノイズ閾より下の超音波信号値を有する夫々のＡラインのセグメントを決定し且つ夫々のＡラインの決定されるセグメントに基づき壁厚値を決定するように選択ユニットを構成し得る。その上、壁厚値を決定するために、テクスチャ分類技法を夫々の超音波イメージに、具体的には、夫々のＭモードイメージに適用するように、選択ユニットを構成し得る。第２の距離値及びガス形成値を決定するためにも、例えば、テクスチャ分類技法を用いるよう、選択ユニットを構成し得る。貫壁性値を決定するために、時間的に連続的なＡラインの間の相関又は歪み解析から組織弾性を評価することによって、エネルギの適用が組織に影響を与える組織壁内の深さを決定するように、選択ユニットを構成することでき、その場合には、この決定される深さ及び決定される壁厚値に基づき貫壁性値を決定し得る。
【００２９】
画像化される物体は、優先的には、生物のある領域であり、位相信号提供ユニットは、心臓運動を示す心臓運動信号及び呼吸運動を示す呼吸運動信号のうちの少なくとも１つを位相信号として提供するように構成される。よって、選択され且つ表示されるイメージは、心臓運動及び／又は呼吸運動によって概ね引き起こされ得る運動アーチファクトをより少なく有し得るし、とりわけ、運動アーチファクトを全く有し得ない。
【００３０】
位相信号提供ユニットが心臓運動信号及び呼吸運動信号を提供するならば、各超音波信号、具体的には、各Ａラインを呼吸位相に加えて心臓位相に割り当てることができ、その場合には、心臓運動位相及び呼吸運動位相の異なる組み合わせのための幾つかの超音波イメージを生成することができ、その場合には、夫々の組み合わせに割り当てられる超音波信号、具体的には、Ａラインに基づき、心臓運動位相及び呼吸運動位相の組み合わせのために、超音波イメージを生成し得る。
【００３１】
心臓運動信号は、例えば、生物の胸に取り付けられる心電図表面リード線からの心電図信号であり得る。代替的に又は追加的に、超音波信号提供ユニットをカテーテル内に、具体的には、カテーテルの先端内に統合することができ、心臓信号を測定するための電極もカテーテル内に、具体的には、カテーテル先端内に統合し得る。位相信号提供ユニットは、指又は耳朶にクリップ留めし得るパルス酸素濃度計でもあってもよく、パルス酸素濃度計は心臓信号をもたらす。呼吸信号は、例えば、気管挿管装置によって生成される空気流信号であり得る。心電図電極を介して測定し得る生体インピーダンス信号からも呼吸信号を生成し得る。超音波信号から位相信号を決定し且つ決定される位相信号を提供するようにも位相信号提供ユニットを構成し得る。具体的には、例えば、横方向における、即ち、Ａラインエンベロープによって形成されるＭモードイメージの時間軸の方向におけるフーリエ解析又は相関解析を用いることによって、トリガ信号とも考え得る位相信号をＡラインエンベロープから取り出し得る。よって、心電計のような更なる測定装置を必ずしも必要とせずに位相信号を決定することができ、それはイメージングシステムの取扱いを単純化し得る。
【００３２】
イメージングシステムは、感知プローブを優先的に含み、超音波信号提供ユニット及び物体にエネルギを提供するためのエネルギ適用ユニットを感知プローブ内に統合し得る。感知プローブは、優先的にはカテーテルであり、カテーテルには、超音波信号提供ユニットの少なくとも一部、例えば、１つ又は幾つかの超音波トランスデューサ、及びエネルギ適用ユニットの少なくとも一部、例えば、アブレーション電極が統合される。よって、エネルギを物体に適用するために、具体的には、心臓アブレーション手続きを遂行するために、並びに超音波を用いることによってエネルギの適用をモニタリングするために用い得る、単一の感知プローブを提供し得る。
【００３３】
本発明の更なる特徴において、周期的に動く物体を画像化するためのイメージング方法が提供され、イメージング方法は、
−  超音波信号提供ユニットによって異なる時に亘って物体の超音波信号を提供すること、
−  位相信号提供ユニットによって異なる時での物体の周期的な動きの運動位相を示す位相信号を提供すること、
−  割当ユニットによって前記提供される位相信号に基づき超音波信号を運動位相に割り当てること、
−  超音波イメージ生成ユニットによって異なる運動位相のために幾つかの超音波イメージを生成すること、
−  選択ユニットによって生成される超音波イメージから超音波イメージを選択すること、及び
−  ディスプレイユニットによって選択される超音波イメージを表示することを含み、
運動位相のための超音波イメージが夫々の運動位相に割り当てられる超音波信号に基づき生成される。
【００３４】
本発明の更なる特徴において、周期的に動く物体を画像化するためのコンピュータプログラムが提供され、コンピュータプログラムは、プログラムプログラムがイメージング装置を制御するコンピュータの上で作動させられるときに請求項１に記載のイメージング装置に請求項１４に記載のイメージング方法を実施させるためのプログラムコード手段を含む。
【００３５】
請求項１のイメージングシステム、請求項１４のイメージング方法、及び請求項１５のコンピュータプログラムは、特に独立項において定められるような、類似の及び／又は同一の好適実施態様を有することが理解されるべきである。
【００３６】
本発明の好適実施態様は、夫々の独立項と従属項との任意の組み合わせもであり得ることが理解されるべきである。
【００３７】
本発明のこれらの及び他の特徴は、以下に記載する実施態様を参照して明瞭に解明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】周期的に動く物体を画像化するためのイメージングシステムの実施態様を例示的に示す概略図である。
【図２】イメージングシステムのカテーテルの先端の実施態様を例示的に示す概略図である。
【図３】イメージングシステムによって提供されるＡライン及びＡラインエンベロープを例示的に示す概略図である。
【図４】超音波イメージデータに基づく運動期間の決定を例示するための心電図非同期Ｍモードイメージを例示的に示す概略図である。
【図５】運動位相へのＡラインの割当てを例示するために心臓位相信号及び心電図非同期Ｍモードイメージを例示的に示す概略図である。
【図６】心電図同期Ｍモードイメージを例示的に示すフローチャートである。
【図７】選択される心電図同期イメージを示すグラフィカルユーザーインターフェースの実施態様を例示的に示す概略図である。
【図８】周期的な心臓の動き及び呼吸の動きによって引き起こされる超音波イメージングの異なる種類の外乱を示す説明図である。
【図９】周期的な心臓の動き及び呼吸の動きによって引き起こされる超音波イメージングの異なる種類の外乱を示す説明図である。
【図１０】周期的な心臓の動き及び呼吸の動きによって引き起こされる超音波イメージングの異なる種類の外乱を示す説明図である。
【図１１】周期的な心臓の動き及び呼吸の動きによって引き起こされる超音波イメージングの異なる種類の外乱を示す説明図である。
【図１２】１つ又は幾つかの心電図同期Ｍモードイメージの生成、選択、及び表示を例示的に示すフローチャートである。
【図１３】周期的に動く物体を画像化するためのイメージング方法の実施態様を例示的に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、周期的に動く物体を画像化するためのイメージングシステム１を概略的に且つ例示的に示している。この実施態様において、周期的に動く物体は、テーブル３の上に横たわる人２の心臓４の組織壁である。イメージングシステム１は、カテーテル先端６を備えるカテーテル５を含み、図２は、カテーテル先端６をより詳細に示している。
【００４０】
カテーテル先端６は、超音波トランスデューサ１３を含み、超音波トランスデューサ１３は、絶縁ワイヤのような電気接続１５を介して、超音波トランスデューサ１３を制御する超音波制御ユニット１６に接続される。超音波トランスデューサ１３及び超音波制御ユニット１６は、異なる時に亘って組織壁２４の超音波信号を提供する超音波信号提供ユニットを形成する。具体的には、超音波トランスデューサ１３及び超音波制御ユニット１６は、超音波パルスを組織壁２４内に送信し、超音波パルスが組織壁２４によって反射させられた後のエコー系列を受信し、受信するエコー系列に依存してＡライン(A-line)を生成するように構成される。従って、超音波信号供給ユニット１３，１６は、異なる時に亘って組織壁２４の超音波信号を提供するために、時間的に連続的にＡラインを獲得する。即ち、各Ａラインに、夫々の超音波パラスが超音波信号供給ユニット１３，１６によって送信され且つ受信される時間である時間を割り当て得る。
【００４１】
超音波信号供給ユニット１３，１６を超音波送信モードにおいて並びに超音波受信モードにおいて優先的に動作させ得る。超音波送信モードにおいて、超音波制御ユニット１６は電気パルスを超音波トランスデューサ１３に提供し、超音波トランスデューサ１３は圧電変換器であり、電気パルスを高周波数音波、即ち、超音波に変換し、超音波は組織壁２４を通じて伝搬し、組織壁２４が不均質な場所で反射させられ且つ／或いは散乱させられる。超音波受信モードにおいて、組織壁２４から反射させられ且つ／或いは散乱させられる高周波数音波は同じ圧電変換器を用いて捕捉され、圧電変換器はそれを電気信号に変換し、電気信号は超音波制御ユニット１６に送信される。他の実施態様では、カテーテル先端６も超音波トランスデューサを含み得る。全ての超音波トランスデューサは、超音波を組織壁内に送信するように構成され得るし、組織壁から反射させられ且つ／或いは散乱させられる超音波を受信するように構成され得る。或いは、超音波トランスデューサの少なくとも１つが超音波を組織へ機内に送信するように構成され、少なくとも１つの他の超音波トランスデューサが反射させられ且つ／或いは散乱させられる超音波を受信するように構成される。
【００４２】
Ａラインは、ノイズ及び外乱を除去するよう、超音波制御ユニット１６によって優先的に事前フィルタリングされ、それにより、送信される超音波パルス毎に事前フィルタリングされたＡラインを提供する。結果として得られるＡライン２５を図３に概略的且つ例示的に示す。図３では、任意的ユニットにおける振幅Ａを任意的ユニットにおける時間ｔに依存して示す。
【００４３】
超音波信号提供ユニット１３，１６、即ち、具体的には、超音波制御ユニット１６は、更に、Ａラインに対してエンベロープ(envelope)検出手続きを適用するように構成され、結果として得られるＡラインエンベロープを超音波信号として提供するように構成される。エンベロープ検出手続きはＤＣを含まないＡラインを非負振幅信号に変換し、非負の振幅信号は非負の強度又はコントラスト信号とも考えられ得る。そのようなＡラインエンベロープ２６を図３に概略的且つ例示的に示す。視覚化を向上させるためのコントラスト強化手続きのような更なる事後処理手続きをＡラインに適用するよう超音波制御ユニット１６を構成し得る。
【００４４】
イメージングシステム１は、異なる時間での組織壁２４の周期的な動きの運動位相(motion  phase)を示す位相信号(phase  signal)を提供するための位相信号提供ユニット１７を更に含む。この実施態様において、位相信号提供ユニット１７は、組織壁２４の心臓運動を示す心臓運動信号を提供するように構成される。他の実施態様では、代替的に又は追加的に、組織壁２４の呼吸運動を示す呼吸運動信号のような他の種類の運動を示す位相信号を提供するようにも位相信号提供ユニットを構成し得る。位相信号提供ユニット１７は、取得されるＡラインから位相信号を決定し、決定される位相信号を提供するように構成される。
【００４５】
位相信号を決定するために、Ｍモードイメージを形成するようＡラインエンベロープの生成されるシーケンスを構成することができ、後続のＭモードイメージコラムは後続のＡラインエンベロープを含む。位相信号提供ユニット１７は、位相信号を決定するために、横方向において、即ち、Ａラインエンベロープによって形成されるＭモードイメージの時間軸の方向においてフーリエ解析又は相関解析を適用するよう優先的に構成される。
【００４６】
図４は、そのようなＭモードイメージ３４を概略的且つ例示的に示しており、横方向は、ｔによって示される時間方向である。位相信号提供ユニット１７は、信号相関技法を用いることによって運動期間Ｔを見出すよう優先的に構成される。Ａラインサンプリング速度、秒毎Ａライン量に依存して、長方形３０によって図４中に示される一組の連続的なＡラインエンベロープが、長方形３１，３２，３３によって図４中に示される他の時での幾つかの他の組の連続的なＡラインエンベロープと比較される。長方形３１は、長方形３０によって示されるＡラインエンベロープの組と最も類似する連続的なＡラインエンベロープの組を定める。これらの２つの組の連続的なＡラインエンベロープの間の時間的な距離は、運動期間Ｔ、よって、トリガ信号、即ち、位相信号を定める。その比較は、整合エラー基準(match  error  criterion)に基づき、例えば、絶対的な差の合計に基づく。心臓運動及び／又は呼吸運動がそれぞれ考慮されるならば、調査領域、即ち、予期される運動期間Ｔの範囲は、典型的な心拍速度及び／又は典型的な呼吸速度によって優先的に定められる。典型的な心拍速度は、心房細動のために毎分４０〜１４０拍の範囲内又は毎分４０〜３００拍の範囲内にあり得る。決定される推定される運動期間Ｔは、整合エラーを最小限化する期間である。従って、ある時の推測される運動期間Ｔは、２つの捧持される組のＡラインエンベロープの最小整合エラーに優先的に対応する。継続時間Ｔを有する夫々の新しい運動周期の開始にだけ非ゼロであるようトリガ信号を選択し得る。
【００４７】
位相信号提供ユニットが超音波信号からの位相信号を決定し、決定される位相信号を提供するように構成されるならば、電気生理学（ＥＰ）実験室内の異なるハードウェアシステム間の物理的な接続、例えば、心電図記録測定装置と心臓アブレーションモニタリング装置との間の物理的な接続を減少させ得る、具体的には、回避させ得る。
【００４８】
しかしながら、位相信号提供ユニットは、心電図測定ユニットであってもよく、心臓トリガ信号を、例えば、人の胸に取り付けられる表面リード線から取り得る。代替的に、カテーテル先端の内側の電極から信号位相信号を取り或いは人の指又は耳朶にクリップ留めし得る従来的なパルス酸素濃度検出器から信号トリガ信号を取るようにも位相信号提供ユニットを構成し得る。その上、代替的に又は追加的に、呼吸トリガ信号を提供するようにも位相信号提供ユニットを構成することができ、その場合には、気管挿管装置によって生成される空気流から呼吸トリガ信号を取り得る。心電図電極を介して測定し得る生体インピーダンス信号からも呼吸トリガ信号を生成し得る。その上、他の生理モニタリング装置から、具体的には、遠隔生理モニタリング装置から取られる信号トリガ信号及び／又は呼吸トリガ信号を提供するようにも位相信号提供ユニットを構成し得る。
【００４９】
イメージングシステム１は、提供される位相信号に基づき超音波信号を運動位相に割り当てるための割当ユニット１８を更に含む。具体的には、決定される運動期間ＴをＮ運動位相に細分し、各Ａラインエンベロープに夫々の運動位相を割り当て得る。他の実施態様において、位相信号提供ユニットが心電図信号を位相信号として庭球するよう構成されるならば、例えば、ここに参照として援用する、V.  Afonso  et  al.による”ECG  beat  detection  using  filter  banks”  IEEE  Transactions  on  Biomedical  Engineering,  Volume  46,  number  2,  pages1  92-202  (1999)という論文に記載されるように、拍期間（ビート期間）、即ち、運動期間Ｔを決定し得る。具体的には、心電図信号の他の２つの続いて起こるピークの間の期間によって或いは心拍周期中に一回起こる任意の他の２つの続いて起こるピークによって、心拍周期、即ち、運動期間Ｔを定め得る。図５に概略的に及び例示的に示すように、決定される心拍周期、即ち、運動期間ＴをＮ運動位相に細分し得る。
【００５０】
図５において、上方部分は、Ｍモードイメージ４２を形成する時間的に連続的なＡラインエンベロープを示しており、下方部分は、提供される位相信号を示しており、それは、この実施例では、心電図信号である。心電図信号４０のＲピークは、十字記号４１によって示されている。１つの運動期間Ｔのために、Ｎ位相への細分が示されている。例えば参照番号４３によって図５に示す領域内の全てのＡラインエンベロープは、同じ運動位相、即ち、この実施態様では、第１の運動位相に割り当てられている。期間Ｔの更なるＡラインエンベロープは、夫々の更なる運動位相に割り当てられている。
【００５１】
イメージングシステム１は、異なる運動位相のために幾つかの超音波イメージを生成するための超音波イメージ生成ユニット１９を更に含み、運動位相のための超音波イメージが、夫々の運動位相に割り当てられる超音波信号に基づき生成される。この実施態様において、超音波イメージ生成ユニット１９は、各運動位相のためにＭモードイメージを生成するように構成され、運動位相のためのＭモードイメージが夫々の運動位相に割り当てられるＡラインエンベロープから生成される。幾つかのＭモードイメージの生成を、全てのＮ心電図非同期Ａラインエンベロープで構成される当初のＭモードイメージからのＮ心電図同期超音波イメージの抽出であると考えることができ、抽出は心拍と同期し且つ任意的に呼吸運動と同期する位相信号によって引き起こされる。他の実施態様において、位相信号は呼吸運動のみと同期し得る。各心電図同期超音波イメージでは、運動サイクルの１つの特定の運動位相に属する数群の後続のＡラインエンベロープが集められる。結果的に、時間の経過に亘って形成される１つの心電図同期イメージから、割り当てられるＡラインエンベロープを夫々の運動位相に付加することによって、アブレーションによって引き起こされ得る組織壁の内側の変化を観察することができ、その場合、運動アーチファクトは夫々の心電図同期超音波イメージ内で減少させられるか、或いは全く存在しない。Ａラインエンベロープデータが生成される間の心電図同期Ｍモードイメージの生成を、図６を参照して以下に例示的に記載する。
【００５２】
超音波トランスデューサ１３によって生成される生の超音波Ａラインデータが受け入れられ（５２）、収集される生の超音波Ａラインデータが生成されるフィルタリング済みＡラインエンベロープデータのために処理される（５０）。受信するトリガ信号（５３）に基づき、Ａラインエンベロープが異なる運動位相に割り当てられる（５１）。次に、異なる運動位相に割り当てられるＡラインエンベロープは、夫々の運動位相の夫々のＭモードイメージに付加され（５４）、それはＮ更新されたＭモードイメージをもたらす（５５）。よって、各運動位相のために、対応するＡラインエンベロープが当初のＭモードイメージから抽出され、以前の運動期間の同じ運動位相の以前に抽出されたＡラインエンベロープの背後に配置される。このようにして、ＭモードイメージがＮ心電図同期イメージに細分され、各心電図同期イメージは、運動周期の１つの特定の運動位相に対応する。
【００５３】
例えば、心臓速度の変動の故に、運動期間の間の継続時間中に異なり得る、フレーム内の、即ち、運動位相内の運動期間の正確な分割を、夫々の運動期間の終了後にのみ遂行し得るので、心電図同期超音波イメージの生成及び表示を比較的大きな待ち時間で遂行し得る。従って、割当ユニット１８は、以前の運動期間の継続時間に基づき運動期間を運動位相に分割し、実際の運動期間の終了後の後続の運動期間の間の継続時間における潜在的な差の故の潜在的なエラーを補償／矯正するように優先的に構成される。次に、超音波イメージ生成ユニット１９は、運動位相へのＡラインの矯正された割当てに基づき、具体的には、矯正された割当てに基づき再び心電図同期超音波イメージを生成することによって、心電図同期超音波イメージを矯正するように優先的に構成される。これは極めて低い待ち時間での心電図同期超音波イメージの生成及び表示を可能にする。
【００５４】
図２を再び参照すると、カテーテル先端６は、エネルギ適用ユニット１２を更に含み、この実施例において、エネルギ適用ユニット１２は、エネルギを組織壁２４に適用するためのＲＦアブレーション電極である。従って、カテーテル５は、超音波トランスデューサ１３及びＲＦアブレーション電極１２が統合される感知プローブを形成する。ＲＦアブレーション電極１２は、絶縁ワイヤのような電気接続部１４を介してＲＦ源２２に接続される。
【００５５】
イメージングシステム１は、生成される超音波イメージから超音波イメージを選択するための選択ユニット２０を更に含む。具体的には、選択ユニット２０は、超音波イメージ生成ユニット１９によって提供される、生成される心電図同期Ｍモードイメージから、１つ又は幾つかの心電図同期Ｍモードイメージを選択するように構成される。使用者が生成される心電図同期超音波イメージから心電図同期超音波イメージを選択し且つ／或いは生成される心電図同期超音波イメージから心電図同期超音波イメージを自動的に選択することを可能にするようにも選択ユニット２０を構成し得る。例えば、図７に概略的且つ例示的に示すグラフィカルユーザーインターフェース６０を提供するように選択ユニット２０を構成し得る。
【００５６】
グラフィカルユーザーインターフェース６０は、下方部分に１０個の生成される心電図同期超音波イメージの列６３を示す。即ち、この実施例において、運動期間は１０個の運動位相に細分されたと推定される。しかしながら、夫々の運動期間を他の数の運動位相にも細分し得ることは勿論である。具体的には、使用者が運動期間毎に所望の数の運動位相を手動で設定することを可能にするように選択ユニット２０を構成し得る。例えば、選択ユニット２０は、医者が運動位相の数が１〜２０の間であるように手動で設定することを可能にするグラフィカルユーザーインターフェースを含み得る。選択される心電図同期イメージを列６３内で強調し得る。例えば、選択される心電図同期イメージは、それを強調するためのフレーム６４を備え得る。選択される心電図同期イメージ６１は、グラフィカルユーザーインターフェース６０によってより大きいサイズで示される。フレーム６２を備えることによって、より大きいサイズで示される心電図同期イメージ６１も強調され得る。グラフィカルユーザーインターフェース６０は、ディスプレイユニット２１上に示される。心電図同期イメージを手動で選択するために、例えば、コンピュータマウスポインタ又はタッチ式ディスプレイを用いることによって、使用者が夫々の心電図同期超音波イメージを選択することを可能にするよう、選択ユニット２０を構成し得る。
【００５７】
グラフィカルユーザーインターフェース６０は、列６３内の選択されない心電図非同期超音波イメージも図７に例示的に且つ概略的に示すが、他の実施態様において、ディスプレイユニット２１は、夫々の選択される心電図同期超音波イメージを示し得るに過ぎない。
【００５８】
１つ又は幾つかの心電図同期超音波イメージを自動的に選択するために、選択ユニット２０は、生成される超音波イメージのための選択値を決定し、生成される心電図同期超音波イメージから心電図同期超音波イメージを選択するために選択ルールを選択値に適用するよう優先的に構成され、選択値は夫々の心電図同期超音波イメージのイメージ値に基づき決定される。優先的には、選択ユニット２０は、心電図同期超音波イメージの各々のために、以下の選択値、即ち、感知プローブ、即ち、カテーテル先端６と組織壁２４の外表面２８との間の距離を示す第１の距離値、組織壁２４の厚さを示す壁厚値、エネルギの適用によって影響を及ぼされる組織壁２４の部分を示す貫壁性値、組織壁２４の外表面２９と組織壁２４の背後に存在し得る更なる組織との間の距離を示す第２の距離値、及び組織壁２４内で形成されるガスの量を示すガス形成値のうちの少なくとも１つを決定するように構成される。ｉ）組織壁２の外表面２８に対するアブレーション手続きによって創成される損傷の境界の距離と、ｉｉ）壁厚値との間の比として、貫壁性値を定め得る。換言すれば、貫壁値は、優先的には、アブレーション深さと組織壁２４の厚さとの間の比である。
【００５９】
選択値は、組織壁２４の周期的な動作の故に異なる心電図同期超音波イメージのために異なり得る。これ及び心電図非同期Ｍモードイメージの代わりに選択されるイメージを表示する利点を、図８乃至１１を参照して、以下に例示的に記載する。
【００６０】
図８は、カテーテル５の先端６を２つの異なる位置において示しており、それらの位置は、カテーテル先端６が組織壁２４の外周面と囲む２つの異なる角度α１、α２に対応する。組織壁２４の周期的な運動の故に、カテーテル先端６は、組織壁２４の外周面に対して異なる位置７０，７１の間で周期的に変化する。図８から明らかなように、組織壁２４の厚さｄ１が、カテーテル先端６が第１の位置７０にある運動位相に対応する心電図同期超音波イメージに基づき決定されるならば、並びにカテーテル先端６が第２の位置７１にある運動位相に対応する心電図同期超音波イメージに基づき決定されるならば、２つの決定される厚さｄ１，ｄ２は異なる。よって、異なる心電図同期超音波イメージのために決定される壁厚値は異なり得る。相応して、破線７２によって図８に示す損傷形成も、カテーテル先端６の夫々の位置７０，７１に依存して、「より深い」か或いは「余り深くない」ように見え得る。従って、貫壁性値も異なる心電図同期超音波イメージのために異なる。
【００６１】
これらの効果は、既知の心電図非同期Ｍモードイメージにおいて、医者が極めて急であり得る厚さ変動を解釈するのは困難であり、医者は厚さが実際にはｄ１であるのにｄ２であると判断し得るという事実をもたらす。従って、医者が既知の心電図非同期Ｍモードイメージに基づきアブレーション手続きを遂行するならば、医者は侵襲的過ぎるアブレーション体制を選択し得る。その上、医者が既知の心電図非同期Ｍモードイメージに基づくアブレーション手続きを監視するならば、医者は第１の貫壁点を見逃し、アブレーションが非効果的で長過ぎるようになり、それにより、隣接する組織を潜在的に損傷させ得る。
【００６２】
図９は、超音波トランスデューサ１３によって提供される超音波ビームに出入りし得る異なる組織構造素子７３を示している。既知の心電図非同期Ｍモードイメージにおいて、組織構造素子７３のこの出入り移動はＭモードイメージを妨害し、従って、損傷形成の可視性を減少させる。更に、組織構造素子７３は異なる心電図同期超音波イメージに異なって貢献するので、それらは異なる心電図同期超音波イメージにおける栓宅地の決定に異なって影響を及ぼし得る。
【００６３】
図１０には、周期的な嚢、肺組織、又は脂肪層のような、第２の組織層７４が、組織壁２４の背後に示されている。既知の心電図非同期Ｍモードイメージにおいて、第２の組織層７４及び組織壁２４は分離可能でない。何故ならば、組織壁２４及び第２の組織層７４の運動は、既知の心電図非同期Ｍモードイメージ内でこれらの２つの素子を混ぜるからである。例えば、図９に示す実施例において、距離ｄ３は距離ｄ４と等しく、Ｍモードイメージ中に暗領域として示されるｄ４に沿う組織間隙は観察し難い。何故ならば、時間的に少し後に、カテーテル先端６がｄ３に沿って位置付けられるときに、組織間隙は存在せず、Ｍモードイメージ内の対応する領域は明るく現れるからである。損傷進展を見るために例えば６０秒の長い所要の時間期間をカバーする既知の心電図非同期Ｍモードイメージにおいて、個々のＡラインは密接に描かれるので、ｄ４に沿う組織間隙を観察し得ない。よって、実際の組織層の厚さ、即ち、組織壁２４の厚さはｄ１であるが、医者はその厚さがｄ３と等しいと信じ得る。その上、心電図同期超音波イメージのために決定され、カテーテル先端６が第１の位置７０にある運動位相に対応する、組織壁２４と第２の組織層７４との間の距離を示す第２の距離値は、心電図同期超音波イメージのために決定され、カテーテル先端６が第２の位置７１にある運動位相に対応する、第２の距離値と異なる。
【００６４】
図１１において、心臓鼓動及び呼吸によって引き起こされる運動は、矢印７５，７６によって示されており、局所的に収縮する組織によって引き起こされる運動は、矢印７７，７８によって示されている。既知の心電図非同期Ｍモードイメージにおいて、心臓鼓動及び呼吸運動に起因するＭモードイメージにおけるコントラスト変動は、局所的な筋肉収縮に起因するコントラスト変動と干渉し得る。この干渉の故に、心電図非同期Ｍモードイメージでは局所的な筋肉収縮を観察し得ないが、アブレーション前後のそれらの大きさの差は、壊死のレベルの重要な表示、換言すれば、アブレーション手続きがどれぐらい巧く行ったかの重要な表示であり得る。その上、心臓鼓動及び呼吸運動及び局所的な筋肉収縮に起因する運動は、異なる心電図同期超音波イメージのために決定される異なる選択値をもたらし得る。
【００６５】
ある特徴の視覚化のために、Ｎ心電図同期超音波イメージのうちの少なくとも１つは他の心電図同期超音波イメージよりも良好であると想定される。例えば、Ｎ心電図同期イメージのうちの１つを、実際の壁厚であると予期される心臓の最小の観察される壁厚と関連付け得る。そのような心電図同期超音波イメージは、図８に示す第１の位置７０に対応する心電図同期超音波イメージであり得る。従って、イメージングシステム１は、夫々の関連する特徴が最適に表示されるように表示するために、１つ又は幾つかの心電図同期Ｍモードイメージによって従来的な心電図非同期Ｍモードイメージを置換するように優先的に構成される。
【００６６】
医者は表示されるべき特定の心電図同期超音波イメージの選択を行い得る。医者は全ての心電図同期超音波イメージから１つ又は幾つかの心電図同期超音波イメージを選択することができ、それらは、具体的にはディスプレイユニット２１上に適合するよう比較的低い解像度で、全て同時に示され得る。医者の選択は、彼／彼女の独自の経験に基づき得る。選択が行われた後、選択される心電図同期超音波イメージは、ディスプレイユニット２１によって最良の可能な解像度で優先的に表示される。
【００６７】
使用者が所望の心電図同期超音波イメージを選択することを可能にすることの代替として、アルゴリズムを用いることによって視覚化されるべき心電図同期超音波イメージを自動的に選択するように選択ユニット２０を構成し得る。具体的には、先ず、組織の厚さ、損傷の深さ、ガス形成の量等のような、１つ又は多数の関連する特徴を推定する、即ち、選択値を決定するアルゴリズムによって、各心電図同期超音波イメージが自動的に分析される。次に、表示のための最良の心電図同期超音波イメージが、少なくとも１つの推定されるイメージ特徴に基づき、即ち、決定される選択値のうちの少なくとも１つに基づき、自動的に選択される。幾つかの心電図同期超音波イメージを生成するプロセス及び心電図同期超音波イメージのうちの１つを表示するために心電図同期超音波イメージのうちの１つを選択するプロセスを、図１２を参照して以下に例示的に記載する。
【００６８】
図６を参照して上述したように、Ｎ心電図同期超音波イメージ５５の生成後、選択ユニット２０は、各心電図同期超音波イメージのために少なくとも１つの選択値を決定するために各心電図同期超音波イメージを分析する（５６）。次に、選択ユニット２０は、決定される値及び所定の選択規則に基づき心電図同期超音波イメージ５８の１つ又は幾つかを選択する（５７）。次に、選択される１つ又は幾つかの心電図同期超音波イメージ５８は、ディスプレイ２１上に表示される。
【００６９】
図８を参照して上記で説明したように、観察される組織厚さは、カテーテル先端６と組織壁２４の外表面との間のインターフェース角に依存する。真正な組織厚さ、即ち、組織壁２４の真正な厚さは、異なる心電図同期超音波イメージに亘る最小の観察される厚さと等しい。よって、最小の観察される組織厚さをもたらす表示のためにその心電図同期超音波イメージを選択するように選択ユニット２０を構成し得る。代替的に又は追加的に、全ての心電図同期超音波イメージから、例えば、最小の第１の距離値を決定した、最良の組織接触を有するものを選択するように、選択ユニット２０を構成し得る。
【００７０】
組織壁２４の厚さを決定するために、即ち、壁厚値を決定するために、Ａラインデータを以下のように処理するように選択ユニット２０を構成し得る。Ａラインに沿って、超音波反射信号がノイズ閾より下である地点のために、それをサーチし得る。より具体的には、Ａラインをセグメントに細分することによってスペクトル領域内でＡラインデータを分析し、隣接するセグメントは重なり合い得る。高速フーリエ変換を適用する前に、各セグメントをハミング窓関数処理(Hamming-windowed)する。次に、結果として得られる複素数値数を平方することによって、Ａラインの各セグメントのためにパワースペクトルを達成する。任意的に、ノイズを減少させるために、後続のＡラインの幾つかの対応するセグメントのパワースペクトルを平均化する。Ａラインの異なるセグメントの異なるパワースペクトルの組み合わせは、周波数及びＡラインセグメント深さに依存する二次元配列のデータである分光写真をもたらす。ここでは超音波トランスデューサ１３の共振周波数の周りの周波数帯のみが関連するので、以下の処理はこの周波数帯にのみ適用される。全エネルギ数Ｅ及び共振周波数の周りの０〜１の間の正規化分散数Ｖを、Ａラインに沿ってセグメント毎に計算する。十分に大きい全エネルギ数との組み合わせにおける小さな分散数は、狭い帯域の信号の存在、よって、送信超音波パルスからの応答の存在を暗示する。従って、所与のＡラインセグメントのために、以下の不等式条件が満足されるならば、超音波反射信号が存在すると結論づけるよう、選択ユニット２０を構成し得る。
【数１】
2015513942.tif 000003
【００７１】
不等式（１）において、θは、予期されるノイズレベルを示す数である。超音波反射信号が存在するＡラインに沿う第１のセグメントは、組織壁の始まりに対応し、超音波反射信号がもはや存在しないＡラインに沿う次のセグメントは、組織壁の終わりに対応する。較正又は教育測定によって予期されるノイズレベルθを決定し得る。
【００７２】
代替的に、組織壁の厚さを決定するために夫々の心電図同期超音波イメージにテクスチャ分類技法を適用するように選択ユニット２０を構成し得る。この技法は、夫々の心電図同期Ｍモードイメージの画素毎の或いは夫々の心電図同期Ｍモードイメージの画素の領域毎の分類出力をもたらし、夫々の心電図同期Ｍモードイメージ内の組織を見出すようテクスチャ分類技法を調整し得る。テクスチャ分類技法は、所謂灰色レベル同時生起マトリクス（ＧＬＣＭ）に対して適用されるテクスチャに基づく機能検出技法であってよく、ＧＬＣＭは、医療信号処理の分野において周知であり、例えば、A.  M.  S.  Smith  et  al.による”Texture  based  feature  extraction:  application  to  burn  scar  detection  in  Earth  observation  satellite  sensor  imagery”,  International  Journal  of  Remote  Sensing,  volume  23,  number  8,  pages  1733-1739  (2002)という論文において開示されており、それをここに参照として援用する。よって、様々な縮尺でイメージテクスチャに適合するよう、夫々の心電図同期Ｍモードイメージを異なるサイズの潜在的に重なり合う長方形のイメージ領域に細分し得る。ＧＬＣＭはイメージ領域毎に計算され、ＧＬＣＭから一組のテクスチャ機能が導出される。これらの機能を用いるならば並びに注釈付き基準Ｍモードデータが用いられるならば、Y.  Freund  et  al.による”A  decision-theoretic  generalization  of  on-line  learning  and  an  application  to  boosting”,  Journal  of  Computer  and  System  Science,  volume  55,  pages  119-139  (1997)という論文中に開示されているAdaboostのような機械学習技法が、組織を見出すために、具体的には、心臓組織を見出すために、テクスチャ分類を調整するよう優先的に用いられる。テクスチャ分類の調整後、選択ユニット２０は、各イメージ領域のためにＧＬＣＭを決定し、ＧＬＣＭから各イメージ領域テクスチャ機能のために領域テクスチャ機能を決定し、次に、組織を示す夫々の心電図同期Ｍモードイメージ内のイメージ領域を見出すために、領域テクスチャ機能を調整されたテクスチャ分類器(classifier)に入力し得る。どのイメージ領域が組織を示し且つどのイメージ領域が組織を示さないかの決定後、組織壁２４の厚さや、組織壁２４の外表面２８までのカテーテル先端６の距離も、選択ユニット２０によって決定し得る。
【００７３】
分類ユニット２０は、図８に破線７２によって印される損傷境界の観察される深さと選択ユニット２０によって決定されるような観察される組織厚さとの間の比として、貫壁性レベルを決定するよう、即ち、貫壁値を決定するよう優先的に更に構成される。損傷境界７２を決定するために、連続的なＡラインの間の相関又は歪み分析から組織弾性を分析するように選択ユニット２０を構成し得る。具体的には、損傷組織は健康組織よりも低い弾性を有するので、損傷境界を決定するために連続的なＡラインの間の弾性移行を決定するよう選択ユニット２０を構成し得る。
【００７４】
決定される貫壁性値は、異なる心電図同期超音波イメージのために異なり得るので、並びに、実際の貫壁性レベルは、幾何学的な理由の故に通常は同じ心電図同期超音波イメージ内で起こる、最小の観察される組織厚さと最大の観察される損傷境界深さとの間の比によって定められるので、即ち、対応する最大の貫通性値を決定する心電図同期超音波イメージは、現実の実際的な貫壁性レベルを示す可能性が高いと考えられるので、表示のためにこの心電図同調超音波イメージを選択するよう選択ユニット２０を構成し得る。
【００７５】
図１０に示す組織壁２４及び第２の組織層７４のような隣接する組織構造は、互いに向かう方向に並びに互いから離れる方向に移動する。２つの種類の組織の間を区別を最大限に明確にするために、異なる隣接する組織構造の間の、例えば、心臓組織と肺組織との間の最大距離に対応するものを表示するためにその特定の心電図同期超音波イメージを選択するように選択ユニット２０を構成し得る。代替的に、損傷が隣接する組織に向かって、具体的には、肺組織に向かってどれだけ近く進行しているかを可能な限り良好に示すために、異なる組織双の間の最小距離を示す心電図同期超音波イメージを選択するように、選択ユニット２０を構成し得る。よって、心電図同期超音波イメージを選択するように選択ユニット２０を構成することができ、最大の第２の距離値又は最小の第２の距離値はそのために決定される。第２の距離値を決定するために、組織厚さを決定するためにも用いられ且つカテーテル先端６と組織壁２４の外表面２８との間の距離を決定するためにも用い得る上述の方法を用いるように選択ユニット２０を構成し得る、即ち、ノイズ閾レベルとの上述の比較又は第２の距離値を決定するための上述のテクスチャ分類技法を用いるように選択ユニット２０を構成し得る。
【００７６】
一部の場合には、組織壁の内側で、具体的には、心臓壁の内側で、ガス形成があり得る。ガスが形成されているときには、組織ポップ(“pop”)を防止するために、アブレーション手続きは可能な限り早くに停止されなければならない。従って、イメージ中に最大のガス形成雲を示すその特定の心電図同期超音波イメージを、アブレーション手続きを遂行する医者に表示することが好ましい。従って、各心電図同期超音波イメージのために、ガス雲のサイズ、即ち、例えば、ガス雲が起こるときに、ガス雲のイメージ画素の量を決定するように、並びに、組織壁２４が焼灼される間に、最大のガス雲を示す表示のために心電図同期超音波イメージを選択するように、選択ユニット２０を構成し得る。対応するガス形成値を決定するために、選択ユニット２０は、ガス形成を示す夫々の心電図同期超音波イメージ内のイメージ領域を見出すために、ＧＬＣＭに基づき得る上述のテクスチャ分類器を用いるように優先的に構成される。次に、ガスをその内に形成する全ての画素又は画素領域を計数することによって、ガス形成値を決定し得る。
【００７７】
選択ユニット２０は、心電図同期超音波イメージのために動的な選択戦略に従うよう優先的に構成され、それは異なる選択特徴が最大の性能を有する異なる時に異なる心電図同期超音波イメージが表示されることを暗示する。具体的には、異なる段階を有するエネルギ適用手続きに従って組織壁２４のアブレーションを遂行することができ、その場合、選択ユニット２０は、決定される選択値に依存して並びにエネルギ適用手続きの夫々の段階に依存して、選択ルールが心電図同期超音波イメージの選択を定めるように優先的に構成される。具体的には、選択ルールは、エネルギを物体に適用する前の第１の段階において、第１に、心電図同期超音波イメージが選択され、平均的な第１の距離値はそのために決定され、第２に、心電図同期超音波イメージが選択され、最小の壁厚値はそのために決定される。
【００７８】
アブレーションの開始に先立って、即ち、第１の段階には、医者が良好なカテーテル−組織接触を検証し且つ心臓組織厚さを知ることが最も重要である。カテーテル−組織接触が断続的であるならば、即ち、運動の故に一部の瞬間にのみ接触するならば、医者は僅かにより多くの力をカテーテル先端６に適用しなければならない。一般的に、ディスプレイユニット２１は、カテーテル先端６と組織壁２４の外表面２８との間の最大距離に属する、即ち、最大の第１の距離値に属する、その特定の心電図同期超音波イメージを示し得る。しかしながら、これは大き過ぎる力を適用することに医者を導き得る。このため、選択ユニット２０が平均距離値に対応する特定の心電図同期超音波イメージを選択することが好ましい。心電図同期超音波イメージを表示することは、医者が多過ぎる力をカテーテルに適用しないように導き、平均的な第１の距離値は、心電図同期超音波イメージを表示することのために決定される。
【００７９】
適切な組織接触が達成されるならば、エネルギの適用に依然として先立って、即ち、第１の段階におけるアブレーションの開始に依然として先立って、その特定の心電図同期超音波イメージは、最小の観察される組織厚さ値をもたらす表示のために優先的に選択される、即ち、最小の壁厚はそのために決定される。これは医者がアブレーション体制を最適に設定する、例えば、適用されるべき電力振幅及び電力継続時間を最適に設定することを可能にする。ある実施態様において、カテーテル先端、具体的には、アブレーション電極１２を冷却するために冷却流体を提供するために、カテーテルが冷却機能性も提供するならば、医者は、組織壁の示される厚さに依存して冷却流速も最適に設定し得る。
【００８０】
選択ユニット２０は、選択ルールが、組織壁２４にエネルギを適用する間の第２の段階において超音波イメージが選択され、最大の貫壁性値はそのために決定され、且つ、ガス形成が起こるならば、追加的に又は代替的に、超音波イメージが選択され、最大のガス形成値はそのために決定されることを定めるように、優先的に更に構成される。
【００８１】
アブレーションが開始するや否や、到達した貫壁性のレベルは最も重要な性質となり、従って、選択される心電図同期超音波イメージは、最高の貫壁性比を示すものとなり、それは組織接触及び組織厚さに対して取られる決定を覆す。幾つかの心電図同期超音波イメージが等しい最高の貫壁性比を示すならば、即ち、幾つかの心電図同期超音波イメージのために、同じ最高の貫壁性値が決定されるならば、選択ユニット２０は、これらの心電図同期超音波イメージから、隣接する組織構造と第１の組織構造、即ち、組織壁２４との間の最大の分離を示すものを選択するように優先的に構成される。よって、この場合には、同じ最大の貫壁性値はそれらのために決定される心電図同期超音波イメージから、最大の第２の距離値はそのために決定される心電図同期超音波イメージが選択される。これは、隣接する構造が最適な方法において損傷されないように、医者が組織壁の貫壁性を監視し且つアブレーションを時間内に停止することを可能にする。第２の組織構造は、例えば、食道、肺組織、心房から心室に向かう組織のような二次的な心臓組織等である。
【００８２】
アブレーション中にガス形成が観察されるならば、最大のガス値を示す心電図同期超音波イメージが表示のために選択されるように、即ち、最大のガス形成値がそのために決定されるように、ガス形成のレベルは心電図同期超音波イメージの選択のための最も重要な性質となる。最大のガス雲を示すこの選択される心電図同期超音波イメージは単独で示されるか、或いは最大の貫壁性がそのために決定される心電図同期超音波イメージと共に示される。
【００８３】
選択ユニット２０は、選択ルールが、エネルギを組織壁２４に適用した後の第３の段階において、最大の貫壁性値がそのために決定される心電図同期超音波イメージが選択されることを定めるように優先的に更に構成される。
【００８４】
人２の内のカテーテル５の先端６の位置を検出するために位置検出システム７を用い得る。この実施態様において、位置検出システム７は、Ｘ線蛍光透視システム、具体的には、Ｘ線Ｃアームシステムである。Ｘ線蛍光透視システムは、テーブル３の上の人２を横断するＸ線９を生成するためのＸ線源８を含み、人２を横断するＸ線９は、Ｘ線検出器１０によって検出される。Ｘ線蛍光透視システム７は、Ｘ線源８及びＸ線検出器１０を制御するための蛍光透視制御ユニット１１を更に含む。Ｘ線検出器１０は、人２のＸ線イメージを生成し、Ｘ線イメージをディスプレイユニット２１上に表示し得る。生成されるＸ線イメージ上では、Ｘ線イメージが人２の内のカテーテル５の先端６の位置を示すように、カテーテル５の先端６が人２の内に見える。他の実施態様では、電磁センサ、超音波センサ等のような、人の内のカテーテル先端の位置を検出するための他の位置検出システムを用い得る。
【００８５】
イメージングシステム１は、カテーテル５、具体的には、カテーテル先端６が、人２の内の所望の場所に進められるのを可能にするためのナビゲーションユニット２３を更に含む。使用者がカテーテル５を完全に手動で或いは半自動で進めることを可能にするようにナビゲーションユニット２３を構成し得る。カテーテル５は、ナビゲーションユニット２３によって制御し得る内蔵案内手段（図１には示されていない）を含む。カテーテル先端６を人２の内の所望の場所まで案内するために、例えば、操縦ワイヤの使用によって、カテーテル５を操縦し且つ進め得る。
【００８６】
以下、図１３に示すフローチャートを参照して、周期的に動く物体を画像化するためのイメージング方法の実施態様を例示的に記載する。
【００８７】
ステップ１０１において、超音波信号提供ユニットによって異なる時に亘って物体の超音波信号を提供する。具体的には、超音波信号提供ユニットは、Ａラインを取得し、ノイズを除去するためにＡラインを事前フィルタリングし、Ａラインエンベロープを超音波信号として生成するために事前フィルタリングしたＡラインに対してエンベロープ検出アルゴリズムを適用する。ステップ１０２において、位相信号提供ユニットによって、異なる時での物体の周期的な動きの運動位相を示す位相信号を提供する。例えば、Ａラインを提供する異なる時での物体の振動運動を示す心臓信号を位相信号として提供する。ステップ１０３において、割当ユニットによって、提供される位相信号に基づき、超音波信号を運動位相に割り当てる。優先的には、心臓信号に基づき、提供されるＡラインエンベロープを異なる心臓位相に割り当てる。ステップ１０４において、超音波信号生成ユニットによって、異なる運動位相のために幾つかの超音波信号を生成し、夫々の運動位相に割り当てる超音波信号に基づき、運動位相のための超音波イメージを生成する。この特定の運動位相のためのＭモードイメージを生成するために、例えば、特定の運動位相に割り当てるＡラインエンベロープを用いる。よって、新しいＡラインエンベロープを提供して特定の運動位相に割り当てるならば、このＡラインエンベロープを夫々の運動位相の夫々のＭモードイメージに付加し得る。ステップ１０５において、生成される超音波イメージから、１つ又は幾つかの超音波イメージが選択ユニットによって選択される。例えば、医者のような人が所望の超音波イメージを選択するために選択ユニットを用い得るし、或いは選択ユニットは１つ又は幾つかの超音波イメージを自動的に選択し得る。ステップ１０６において、１つ又は幾つかの選択される超音波イメージは、ディスプレイユニット２１上に表示される。
【００８８】
連続的な超音波信号、具体的には、Ａラインが生成され、夫々の運動位相に割り当てられ、異なる運動位相のために生成されるＭモードイメージを連続的に更新するために夫々のＭモードイメージに付加されるよう、並びに、選択手続きが連続的に更新されるＭモードイメージに連続的に適用され、且つ目下選択されている１つ又は幾つかの選択された更新されたＭモードイメージが表示されるよう、ステップ１０１〜１０６を連続的に遂行し得る。この連続的なプロセスの故に、同じ選択ルールを適用することによって、異なる運動位相に対応する異なる心電図同期Ｍモードイメージを時間的に連続的に表示し得る。
【００８９】
イメージングシステムは、人の体の内側の超音波イメージングのためにカテーテルの内側に取り付けられる超音波トランスデューサを優先的に含む。イメージングシステムは、特定の不整脈を治癒するために優先的に遂行される心臓アブレーションを監視するよう優先的に構成される。従って、イメージングシステムは、医者がＥＰ実験室において内側から心壁の特定の関連パラメータに殆ど実時間においてアクセスすることを可能にするために、アブレーション電極及び超音波トランスデューサをその先端に備えるカテーテルを優先的に含む。選択される心電図同期Ｍモードイメージの目視検査によって、医者は心壁厚さを測定し、最良のアブレーション体制について決定し得る。即ち、医者は、表示されるＭモードイメージ上に示される心壁厚さに基づき、アブレーション電力、流体冷却の流速、及びアブレーション継続時間を設定し得る。その上、医者はアブレーション中に損傷形成を監視し、損傷が貫壁性になるときに、即ち、治癒が心壁の背面に達したときに、アブレーションを停止し得る。心臓組織の内側に蒸気ポケットが形成される場合には、組織破壊、即ち、所謂「ポップ」(“pop”)を防止するために、医者は表示されるＭモードイメージ上でそれを見ることができる。
【００９０】
表示されるＭモードイメージは、目下の時間瞬間まで後続のＡラインエンベロープを優先的に含む後続のＭモードイメージコラムを含む。時間が進行すると、表示されるＭモードイメージは右に伸びて、１つのブラックのイメージコラムを、表示されるＭモードイメージの運動位相に割り当てられる１つの新たに獲得したＡラインエンベロープと一度に交換する。ディスプレイの端に達した後、新しいＡラインエンベロープは、第１のディスプレイコラム上に描かれ、履歴からの最も古く表示されるＡラインエンベロープを交換する等である。
【００９１】
従来的な心電図非同期Ｍモードイメージは、心臓鼓動及び／又は呼吸中の組織−カテーテル相互作用に起因する運動に由来する歪みアーチファクトを示し、それは超音波トランスデューサの視野を変更させ、Ａラインデータを組織の異なる部分に対応させる。そのような歪みアーチファクトは、医者による心電非同期Ｍモードイメージデータの十分で迅速な解釈を妨げる。従来的な心電図非同期Ｍモードイメージのこれらの欠点を克服するために、イメージングシステムは、１つ又は幾つかの選択される心電図同期Ｍモードイメージを表示するように構成され、医者は、選択ユニットを介して、全ての創成される心電図同期超音波イメージから、特定の心電図同期された１つ又は幾つかの超音波イメージを選択することができ、選択ユニットは、目視検査からの医者の判断に基づき、１つ又は幾つかの所望の心電津同期超音波イメージを選択するための対応するグラフィカルユーザーインターフェースを提供することができ、或いは、選択ユニットによって、１つ又は幾つかの特定の心電図同期超音波イメージを自動的に選択し得る。具体的には、データを自動的に解釈するアルゴリズムを用いるように選択ユニットを構成し得る。推定される、即ち、決定される、カテーテル先端と組織との間の距離、アブレーション前の壁厚の推定される値、推定される貫壁性レベル、心壁組織とその背後の他の組織層との間の推定される距離、又はガス形成の観察される量のような１つ又は幾つかの性質に基づき、全ての心電図同期超音波イメージから１つの心電図同期超音波イメージを選択するように、そのような解釈アルゴリズムを構成し得る。選択ユニットは、これらの性質を示す選択値を計算し、計算される選択値に基づき表示されるべき心電図同期超音波イメージを選択し得る。
【００９２】
幾つかの心電図同期超音波イメージの構成を選択するようにも選択ユニットを構成し得る。その場合、構成の第１の部分は、１つ又は幾つかの心電図同期イメージを含む、アブレーション前の期間、即ち、第１の段階に関し、第２の部分は、第１の部分によって含められるものに比べて潜在的に他のイメージである１つ又は幾つかの心電図同期イメージを含む、アブレーション期間、即ち、第２の段階に関し、最終の部分は、第１の部分及び／又は第２の部分によって含められるイメージに比べて潜在的に他のものである１つ又は幾つかの心電図同期イメージを含む、アブレーション後の期間、即ち、第３の段階に関する。選択ユニットは、医者が医者の目視検査に基づきそのようなイメージ構成のために異なる心電図同期超音波イメージを選択することを可能にする、グラフィカルユーザーインターフェースを提供し得るし、或いは、選択ユニットは、データを自動的に解釈するアルゴリズムを用いるように構成され得る。優先的には、アルゴリズムは上述のように選択値を計算し、１つ又は幾つかの心電図同期超音波イメージを自動的に選択するために選択ルールを選択値に適用する。
【００９３】
上記の実施態様において、位相信号は優先的には心臓トリガ信号であるが、位相信号は呼吸トリガ信号であってもよい。その上、位相信号提供ユニットは、幾つかの位相信号、例えば、信号トリガ信号及び呼吸トリガ信号を提供することができ、これらの信号に基づき、生成される超音波イメージを割り当て得る異なる運動位相を定め得る。例えば、位相信号提供ユニットが信号トリガ信号及び呼吸トリガ信号を提供するならば、幾つかの心臓運動位相及び幾つかの呼吸運動位相を定め得る。その場合には、各々の提供される超音波信号、即ち、優先的には、各々のＡラインを、心臓運動位相及び呼吸運動位相に割り当てることができ、心臓運動位相及び呼吸運動位相の各組み合わせのために、夫々の運動位相に割り当てられる超音波信号に基づき心電図同期超音波イメージを生成し得る。
【００９４】
図２を参照して上述した実施態様において、カテーテル先端は、単一の超音波トランスデューサのみを含むが、他の実施態様において、カテーテル先端は、２つ又はそれよりも多くの超音波トランスデューサも含み得る。優先的には、異なる超音波トランスデューサは、異なる組の心電図同期Ｍモードイメージを生成するために用い得る異なるＡラインを取得し得る。その場合には、上述の選択手続きを全ての異なる組の心電図同期超音波イメージの全ての心電図同期超音波イメージに対して適用するように選択ユニットを構成し得る。例えば、アブレーション中、最大の程度の貫壁性を示す、全ての超音波トランスデューサの全ての心電図同期Ｍモードイメージのその特定の心電図同期Ｍモードイメージを選択し得る。異なる超音波トランスデューサは、異なる方向において超音波を優先的に送受信する。
【００９５】
Ａラインに関して上述した手続きをＡラインエンベロープでも遂行し得るし、逆も同様である。
【００９６】
上述の実施態様では、表示されるべき１つ又は幾つかの心電図同期超音波イメージを選択するための特定の選択基準、具体的には、特定の選択値が記載されているが、他の実施態様では、具体的には、夫々の所望の用途に依存して、１つ又は幾つかの心電図同期超音波イメージを選択するために、他の選択基準も用い得る。
【００９７】
請求項の発明を実施する当業者は、図面、本開示、及び付属の請求項の研究から、開示の実施態様の変形を理解し且つ行い得る。
【００９８】
請求項において、「含む」という用語は、他の素子又はステップを排除せず、単数形は、複数形を排除しない。
【００９９】
単一のユニット又は装置が請求項において引用する幾つかの品目の機能を充足し得る。特定の手段が相互に異なる従属項において引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有利に用い得ないことを示さない。
【０１００】
１つ又は幾つかのユニット又は装置によって遂行される、運動位相を提供される超音波信号に割り当てるための割当て手続き、超音波信号に基づき超音波イメージを生成するための超音波イメージ生成手続き、生成される超音波イメージから超音波イメージを選択するための選択手続き等のような手続きを、任意の他の数のユニット又は装置によって遂行し得る。例えば、単一のユニットによって或いは任意の他の数の異なるユニットによって、ステップ１０３乃至１０５を遂行し得る。イメージング方法に従ったイメージングシステムの手続き及び／又は制御を、コンピュータプログラムのプログラムコード手段として並びに／或いは専用ハードウェアとして実施し得る。
【０１０１】
他のハードウェアと一体に又はその一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体のような適切な媒体にコンピュータプログラムを記憶／流通させ得るが、インターネット或いは他の有線又は無線通信システムを介してのような他の形態においても流通させ得る。
【０１０２】
請求項における如何なる参照符号も範囲を限定するものとして解釈されてはならない。
【０１０３】
本発明は周期的に動く物体を画像化するためのイメージングシステムに関する。割当ユニットが、提供される位相信号に基づきＡラインのような超音波信号を運動位相に割り当て、超音波イメージ生成ユニットが、夫々の運動位相に割り当てられる超音波信号に基づき、異なる運動位相のために心電図同期Ｍモードイメージのような幾つかの超音波イメージを生成する。生成される超音波イメージから超音波イメージを選択するために選択ユニットが用いられ、ディスプレイユニットが、選択される超音波イメージを表示する。従って、選択される超音波イメージは、表示される超音波イメージ中の運動アーチファクトが減少させられるよう、単一の運動位相にのみ対応する。イメージングシステムは、例えば、心臓アブレーション手続きをモニタリングするのに特に有用である。
【図１】
2015513942.tif 000004
【図２】
2015513942.tif 000005
【図３】
2015513942.tif 000006
【図４】
2015513942.tif 000007
【図５】
2015513942.tif 000008
【図６】
2015513942.tif 000009
【図７】
2015513942.tif 000010
【図８】
2015513942.tif 000011
【図９】
2015513942.tif 000012
【図１０】
2015513942.tif 000013
【図１１】
2015513942.tif 000014
【図１２】
2015513942.tif 000015
【図１３】
2015513942.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成26年11月26日(2014.11.26)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期的に動く物体を画像化するためのイメージングシステムであって、
−  異なる時に亘って前記物体のＡラインである超音波信号を提供するための超音波信号提供ユニットと、
−  前記異なる時での前記物体の周期的な動きの運動位相を示す位相信号を提供するための位相信号提供ユニットと、
−  前記提供される位相信号に基づき前記Ａラインを前記運動位相に割り当てるための割当ユニットと、
−  前記異なる運動位相のためにＭモードイメージである幾つかの超音波イメージを生成するための超音波イメージ生成ユニット
−  前記生成される超音波イメージから超音波イメージを選択するための選択ユニットと、
−  該選択される超音波イメージを表示するための表示ユニットとを含み、
運動位相のためのＭモードイメージが、前記夫々の運動位相に割り当てられるＡラインに基づき生成される、
イメージングシステム。
【請求項２】
前記選択ユニットは、前記生成される超音波イメージのための選択値を決定するように構成され、選択値は前記夫々の超音波イメージの前記イメージ値に基づき決定され、前記選択ユニットは、前記生成される超音波イメージから前記超音波イメージを選択するために前記選択値に選択ルールを適用するように構成される、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項３】
前記物体は、組織壁であり、前記超音波信号提供ユニットが異なる時に亘って前記組織壁の超音波信号を提供するよう、前記組織壁に影響を及ぼすためにエネルギが前記組織壁に適用され、前記選択ユニットは、以下の選択値、即ち、
−  前記超音波信号を測定するために用いられる感知プローブと前記組織壁との間の距離を示す第１の距離値、
−  前記組織壁の厚さを示す壁厚値、
−  前記エネルギの適用によって影響を及ぼされる前記組織壁の部分を示す貫壁性値、
−  前記組織壁と前記組織壁の背後の素子との間の距離を示す第２の距離値、及び
−  前記組織壁内に形成されるガスの量を示すガス形成値
のうちの少なくとも１つを決定するよう構成される、
請求項２に記載のイメージングシステム。
【請求項４】
前記選択ユニットは、前記超音波イメージを選択するように構成され、そのために、以下の値、即ち、最小の第１の距離値、平均的な第１の距離値、最小の壁厚値、最大の貫壁性値、最大の第２の距離値、最小の第２の距離値、及び最大のガス形成値のうちの少なくとも１つが決定される、請求項３に記載のイメージングシステム。
【請求項５】
前記エネルギは、異なる段階を有するエネルギ適用手続きに従って前記組織壁に適用され、前記選択ユニットは、前記選択ルールが前記決定される選択値に依存して並びに前記エネルギ適用手続きの前記段階に依存して超音波イメージの前記選択を定めるように構成される、請求項３に記載のイメージングシステム。
【請求項６】
前記選択ルールは、
−  前記物体にエネルギを適用する前の第１の段階において、第１に、平均的な第１の距離値がそのために決定される超音波信号が選択され、第２に、最小の壁厚値がそのために決定される超音波信号が選択され、
−  前記物体にエネルギを適用する間の第２の段階において、最大の貫壁性値がそのために決定される超音波信号及び最大のガス形成値がそのために決定される超音波信号のうちの少なくとも１つが選択され、
−  前記エネルギを前記物体に適用した後の第３の段階において、最大の貫壁性値がそのために決定される超音波信号が選択されることを定める、
請求項５に記載のイメージングシステム。
【請求項７】
前記割当ユニットは、前の運動期間のために提供される前記位相信号に基づき、前記物体の運動期間の前記超音波信号を前記運動位相に割り当てるように構成される、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項８】
前記超音波信号提供ユニットは、前記Ａラインに対してエンベロープ検出手続きを適用し、前記結果として得られるＡラインエンベロープを前記超音波信号として提供するように構成される、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項９】
前記画像化される物体は、生物のある領域であり、前記位相信号提供ユニットは、心臓運動を示す心臓運動信号及び呼吸運動を示す呼吸運動信号のうちの少なくとも１つを前記位相信号として提供するように構成される、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項１０】
前記位相信号提供ユニットは、前記超音波信号から前記位相信号を決定し、該決定される位相信号を提供するように構成される、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項１１】
当該イメージングシステムは、感知プローブを更に含み、前記超音波信号提供ユニット及び前記物体にエネルギを適用するためのエネルギ適用ユニットは前記感知プローブ内に統合される、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項１２】
周期的に動く物体を画像化するためのイメージング方法であって、
−  超音波信号提供ユニットによって異なる時に亘って前記物体のＡラインである超音波信号を提供すること、
−  位相信号提供ユニットによって前記異なる時での前記物体の周期的な動きの運動位相を示す位相信号を提供すること、
−  割当ユニットによって前記提供される位相信号に基づき前記超音波信号を前記運動位相に割り当てること、
−  超音波イメージ生成ユニットによって前記異なる運動位相のためにＭモードイメージである幾つかの超音波イメージを生成すること、
−  選択ユニットによって前記生成される超音波イメージから超音波イメージを選択すること、及び
−  ディスプレイユニットによって前記選択される超音波イメージを表示することを含み、
運動位相のためのＭモードイメージが、前記夫々の運動位相に割り当てられるＡラインに基づき生成される、
イメージング方法。
【請求項１３】
周期的に動く物体を画像化するためのコンピュータプログラムであって、
当該プログラムプログラムがイメージング装置を制御するコンピュータの上で作動させられるときに請求項１に記載のイメージング装置に請求項１２に記載のイメージング方法を実施させるためのプログラムコード手段を含む、
コンピュータプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周期的に動く物体を画像化するためのイメージングシステム、イメージング方法、及びイメージングコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＳ２０１２／００４５４７Ａ１は、アブレーション手続き（焼灼手続き）を監視するためのモニタリング装置を開示している。医者が心臓組織のＭモードイメージに基づきアブレーション手続きを制御し得るよう、モニタリング装置はアブレーション手続き中に心臓組織のＭモードイメージを提供するための超音波イメージ提供ユニットを含む。
【０００３】
心臓の動きの故に、Ｍモードイメージは運動アーチファクトを含むことがあり、それはＭモードイメージに基づくアブレーション手続きの品質を減少させ得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、より少ない運動アーチファクトを含む物体のイメージを提供することを可能にする、周期的に動く物体を画像化するためのイメージングシステム、イメージング方法、及びイメージングコンピュータプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の特徴において、周期的に動く物体を画像化するためのイメージングシステムが提供され、イメージングシステムは、
−  異なる時に亘って物体のＡラインである超音波信号を提供するための超音波信号提供ユニットと、
−  異なる時での物体の周期的な動きの運動位相を示す位相信号を提供するための位相信号提供ユニットと、
−  提供される位相信号に基づきＡラインを運動位相に割り当てるための割当ユニットと、
−  異なる運動位相のためにＭモードイメージである幾つかの超音波イメージを生成するための超音波イメージ生成ユニット
−  生成される超音波イメージから超音波イメージを選択するための選択ユニットと、
−  選択される超音波イメージを表示するための表示ユニットとを含み、
運動位相のためのＭモードイメージが夫々の運動位相に割り当てられるＡラインに基づき生成される。
【０００６】
超音波イメージ生成ユニットは、夫々の運動位相に割り当てられる超音波信号に基づき運動位相のためのイメージを生成し、選択ユニットは、生成される超音波イメージから超音波イメージを選択し、ディスプレイユニットは選択される超音波イメージを表示するので、選択される超音波イメージは、表示される超音波イメージ内の運動アーチファクトが減少させられるよう、単一の運動位相にのみ対応する。
【０００７】
超音波信号提供ユニットは、物体のＡラインを超音波信号として提供するように構成される。超音波信号提供ユニットは、Ａラインに対してエンベロープ検出手続きを適用し、結果として得られるＡラインエンベロープを超音波信号として提供するように優先的に更に構成される。具体的には、超音波信号提供ユニットは、異なる運動位相のために幾つかのＭモードイメージを生成するように構成され、運動位相のためのＭモードイメージが、夫々の運動位相に割り当てられるＡライン、より具体的には、Ａラインエンベロープから生成される。異なる運動位相のために生成される幾つかのＭモードイメージを心電図同期Ｍモードイメージとして考え得る。
【０００８】
優先的には、超音波信号は時間的に連続的に提供され、実際の超音波信号が提供されるならば、実際の超音波信号を対応する運動位相に割り当て、次に、実際の超音波信号を割り当てる運動位相に対応する超音波信号を更新するために、実際の超音波信号を用い得る。例えば、超音波信号がＡラインであり、生成される超音波イメージがＭモードイメージであるならば、夫々の実際のＡラインを運動位相に割り当てることができ、その場合、実際のＡラインを割り当てる運動位相に対応する心電図同期Ｍモードイメージに実際のＡラインを付加し得る。
【０００９】
超音波信号提供ユニットは、異なる時に亘って物体の超音波信号を測定するための、具体的には、Ａラインを測定するための超音波信号測定ユニットであり得る。よって、超音波信号提供ユニットは、超音波パルスを物体に並びに物体内に送信し且つ超音波パルスが物体によって反射させられた後の動的な一連のエコーを受信するために、１つ又は幾つかの超音波トランスデューサを含み得る。次に、超音波信号、具体的には、夫々のＡラインは、受信される動的な一連のエコーに依存して生成される。物体は、優先的には、組織、特に、心臓組織であり、生成される超音波信号が異なる深さにおける心臓組織の特性を示すよう、超音波パルスは心臓組織内に送信され、動的な一連のエコーが心臓組織によって受信される。
【００１０】
超音波信号提供ユニットは、前もって測定した超音波信号を記憶させる記憶ユニットであり得るし、或いは、超音波信号提供ユニットは、超音波信号を受信するための並びに受信される超音波信号を提供するための受信ユニットであり得る。
【００１１】
位相信号提供ユニットは、超音波信号を測定する異なる時での物体の周期的な動きの運動位相を示す位相信号を測定するための位相信号測定ユニットであり得る。しかしながら、位相信号提供ユニットは、測定した位相信号を前もって記憶させる記憶ユニット、又は測定した位相信号を受信するための並びに受信した位相信号を提供するための受信ユニットであってもよい。
【００１２】
従って、イメージングシステムは、超音波信号及び／又は位相信号を測定するための測定コンポーネントを含み得るし、或いは、イメージングシステムは、測定コンポーネントを含まないコンピュータシステムであり得る。後者の場合、超音波信号提供ユニット及び位相信号提供ユニットは、それぞれ、コンピュータシステムの記憶ユニット又は受信ユニットである。
【００１３】
使用者が生成される超音波イメージから超音波イメージを選択し且つ／或いは生成される超音波イメージから超音波イメージを自動的に選択するように選択ユニットを構成し得る。具体的には、使用者が生成される超音波イメージから超音波イメージを選択することを可能にするグラフィカルユーザーインターフェースを提供するように選択ユニットを構成し得る。ある実施態様において、選択ユニットは、生成される超音波イメージのための選択値を決定するように構成され、選択値は夫々の超音波イメージのイメージ値に基づき決定され、選択ユニットは、生成される超音波イメージから超音波イメージを自動的に選択するために選択値に選択ルールを適用するように構成される。選択ルールは優先的には事前に定められ、選択ユニット内に記憶させられる。ある実施態様において、選択ユニットは、使用者が選択ルールを変更し或いは新しい選択ルールを追加するのを可能にするように構成される。
【００１４】
物体が組織壁であり、超音波信号提供ユニットが異なる時に亘って組織壁の超音波信号を提供するよう、組織壁に影響を及ぼすためにエネルギが組織壁に適用され、選択ユニットは、以下の選択値、即ち、超音波信号を測定するために用いられる感知プローブと組織壁との間の距離を示す第１の距離値、組織壁の厚さを示す壁厚値、エネルギの適用によって影響を及ぼされる組織壁の部分を示す貫壁性値、組織壁と組織壁の背後の素子との間の距離を示す第２の距離値、及び組織壁内に形成されるガスの量を示すガス形成値のうちの少なくとも１つを決定するよう構成されるのが好ましい。貫壁性値は、ｉ）組織壁の外側に対する組織壁にエネルギを適用することによって創成される損傷の境界の距離とｉｉ）壁厚値との間の比として優先的に定められる。これらの選択値は、組織壁を焼灼するために無線周波数（ＲＦ）エネルギのようなエネルギが組織壁に適用される、アブレーション手続き中に重要であり得る。従って、これらの選択値のうちの少なくとも１つに基づき超音波イメージを選択することは、アブレーション手続き中に監視されるのが重要である特徴を示す表示イメージをもたらし得る。これは表示される選択される超音波イメージに基づくアブレーション手続きの制御の改良をもたらし得る。
【００１５】
優先的には、選択ユニットは、超音波イメージを選択するように構成され、そのために、以下の値、即ち、最小の第１の距離値、平均的な第１の距離値、最小の壁厚値、最大の貫壁性値、最大の第２の距離値、最小の第２の距離値、及び最大のガス形成値のうちの少なくとも１つが決定される。
【００１６】
超音波信号の測定中、超音波パルスが組織壁内に送信され且つ動的な一連のエコーが組織壁から受信される超音波感知方向と組織壁自体との間の空間的な関係は、組織壁の周期的な動きの故に変化し得る。超音波感知方向と組織壁との間のこの変化する空間的な関係の故に、異なる超音波イメージは異なる組織壁特性を示し得る。例えば、それらは、異なる壁厚、超音波信号を測定するために用いられる感知プローブと組織壁との間の異なる距離、貫壁性の異なるレベル、組織壁と組織壁の背後の素子との間の異なる距離、及び異なるガス形成値を示し得る。
【００１７】
超音波信号が壁厚値に依存して選択されるならば、優先的には、最小の壁厚値を有する超音波イメージが選択される。何故ならば、最小の壁厚値を示す超音波イメージは実際の壁厚を示す可能性が高いからである。
【００１８】
超音波イメージが第１の距離値に基づき選択されるならば、優先的には、最小の距離値を有する超音波イメージが選択される。何故ならば、この超音波イメージは超音波信号を測定するために用いられる感知プローブと物体との間の最良の接触に対応する可能性が高いからである。しかしながら、ＲＦアブレーション電極のようなエネルギ適用ユニットが物体にエネルギを適用するための感知プローブ内に統合させられる実施態様では、平均的な第１の距離値を有する超音波イメージを選択し得る。何故ならば、ディスプレイユニット上に示される超音波イメージが組織壁と感知プローブとの間の最小の距離又は組織壁と感知プローブとの間の最大の距離を示すならば、感知プローブを組織壁に対して押し付けるために、医者のような使用者は少な過ぎる又は多過ぎる力を適用し得るからである。よって、平均的な第１の距離値がそのために決定される超音波イメージを選択することは、使用者が正しい力を適用するよう案内し得る。平均的な第１の距離に従って超音波イメージを選択するために、中間の第１の距離値がそのために決定される超音波イメージを選択し得るし、或いは超音波イメージのために決定される全ての第１の距離値の算数的な平均に最も近い第１の距離値がそのために決定される超音波イメージを選択し得る。
【００１９】
超音波イメージが貫壁性値に基づき選択されるならば、優先的には、最大の貫壁性値がそのために決定される超音波イメージが選択される。何故ならば、物体にエネルギを適用する使用者がこの選択される超音波イメージに基づきエネルギを適用するならば、組織壁を貫通して下に横たわる隣接組織に至るエネルギの貫壁性適用が防止される可能性が高いからである。
【００２０】
第２の距離値が超音波イメージを選択するために選択されるならば、優先的には、最大の第２の距離値がそのために決定される超音波イメージが選択される。何故ならば、この超音波イメージは使用者がエネルギが適用されるべきである組織壁とエネルギが適用されるべきでない隣接する組織との間を区別することを可能にする可能性が高く、それにより、選択される超音波イメージに基づく組織壁へのエネルギの適用の制御を更に改良するからである。
【００２１】
ガス形成値が超音波イメージを選択するために用いられるならば、優先的には、最大のガス形成値がそのために決定される超音波イメージが選択される。何故ならば、医者がエネルギ適用手続き中にこの選択される超音波イメージを見るならば、ガス形成は最も確実に示され、それにより、医者が、例えば、ガス形成が観察される或いは顕著になるときにエネルギの適用を停止することを可能にするからである。これは組織壁の内側のガス形成、よって、所謂組織ポップを防止し得る。
【００２２】
好適実施態様において、エネルギは異なる段階を有するエネルギ適用手続きに従って組織壁に適用され、選択ユニットは、選択ルールが、決定される選択値に依存して並びにエネルギ適用手続きの目下の段階に依存して、超音波イメージの選択を定めるように構成される。よって、物体にエネルギを適用する各段階のために、１つ又は幾つかの超音波イメージを選択し且つ表示することができ、それは夫々の段階におけるエネルギの適用の最適化されたモニタリングを可能にする。物体にエネルギを適用する夫々の段階への１つ又は幾つかの超音波イメージの選択及び表示の採用は、エネルギ適用のモニタリングを更に改良し得る。
【００２３】
具体的には、選択ルールは、ｉ）物体にエネルギを適用する前の第１の段階において、第１に、平均的な第１の距離値がそのために決定される超音波信号が選択され、第２に、最小の壁厚値がそのために決定される超音波信号が選択され、ｉｉ）物体にエネルギを適用する間の第２の段階において、最大の貫壁性値がそのために決定される超音波信号及び最大のガス形成値がそのために決定される超音波信号のうちの少なくとも１つが選択され、ｉｉｉ）エネルギを物体に適用した後の第３の段階において、最大の貫壁性値がそのために決定される超音波信号が選択されることを定め得る。優先的には、第２の段階において、幾つかの超音波イメージが類似の最高の貫壁性を示すならば、全てが類似の最高の貫壁性値を示すこれらの超音波イメージから、最大の第２の距離値を有する、即ち、エネルギが適用される組織壁と隣接する組織構造との間の最大の分離を示す超音波イメージが選択される。エネルギを適用する医者が選択される超音波イメージに基づくエネルギの適用を監視するならば、これは隣接する組織がエネルギの適用の間に損傷されない可能性を更に増大させる。
【００２４】
イメージングシステムは、超音波信号を連続的に提供し、超音波信号を運動位相に割り当て、超音波イメージを生成し、且つ生成される超音波イメージを表示するように優先的に構成され、超音波イメージ生成ユニットは、初期的な超音波イメージの生成後、実際に提供される超音波信号に基づき超音波イメージを更新するように構成され、ディスプレイユニットは、物体の更新させられた周期的な動きを示すために、更新させられた超音波イメージを時間的に連続的に表示するように構成される。具体的には、超音波信号提供ユニットは、Ａラインを超音波信号として連続的に提供するように優先的に構成され、イメージ生成ユニットは、心電図同期Ｍモードイメージを超音波イメージとして生成するように構成され、初期的な心電図同期Ｍモードイメージの生成後、心電図同期Ｍモードイメージは、実際に提供されるＡラインを付加することによって更新され、ディスプレイユニットは、物体の更新させられた周期的な動きを示すために、更新させられた心電図同期Ｍモードイメージを時間的に連続的に表示するように構成される。
【００２５】
運動位相が位相信号に依存する異なる継続期間を有するよう、運動期間を運動位相に細分するように割当ユニットを構成し得る。例えば、位相信号が心臓動作信号であるならば、心筋が静止しているときの心拡張期を含む運動位相の継続時間が、心収縮期を含む運動位相の継続時間よりも大きいように、割当ユニットを構成し得る。
【００２６】
夫々の運動期間の終了後に超音波信号を夫々の運動期間の運動位相に割り当てるように割当ユニットを構成し得る。前の運動期間のために提供される位相信号に基づき物体の運動期間の超音波信号を運動位相に割り当てるようにも割当ユニットを構成し得る。よって、実際の運動期間の終了前に、超音波信号を運動位相に割り当て得る。超音波イメージ生成ユニットが最後に提供された超音波信号を含む異なる運動位相のために実際の超音波イメージを極めて低い待ち時間で生成し得るよう、これは極めて低い待ち時間で超音波信号を運動位相に割り当てることを可能にする。例えば、時間的に連続的なＡラインを超音波信号として提供することができ、運動位相への前の運動期間の細分に基づき実際に提供されるＡラインを運動位相に割り当て得る。次に、実際のＡラインを実際のＡラインが割り当てられる運動位相に対応する心電図同期Ｍモードイメージに付加し得る。
【００２７】
夫々の運動期間の終了後、夫々の運動期間の位相信号に基づき、前の運動期間のための位相信号に基づき運動位相に割り当てられた、物体の夫々の運動期間の超音波信号を再割当てするように、割当ユニットを構成することができ、その場合には、再割当てされる超音波信号に基づき超音波イメージを生成し得するように超音波イメージ生成ユニットを構成することができ、その場合には、実際に生成される超音波イメージから超音波イメージを選択するように選択ユニットを構成することができ、その場合には、選択される超音波イメージを表示するようにディスプレイユニットを構成することができる。従って、夫々の運動期間の終了後、前の運動期間に基づいた運動位相への超音波信号の初期的な適切な割当てを矯正することができ、それにより、運動位相への超音波信号の正確な割当て、よって、物体の高品質イメージをもたらし、実際に獲得される最新の超音波信号を極めて低い待ち時間で依然として示し得る。
【００２８】
ノイズ閾より下の超音波信号値を有する夫々のＡラインのセグメントを決定し且つ夫々のＡラインの決定されるセグメントに基づき壁厚値を決定するように選択ユニットを構成し得る。その上、壁厚値を決定するために、テクスチャ分類技法を夫々の超音波イメージに、具体的には、夫々のＭモードイメージに適用するように、選択ユニットを構成し得る。第２の距離値及びガス形成値を決定するためにも、例えば、テクスチャ分類技法を用いるよう、選択ユニットを構成し得る。貫壁性値を決定するために、時間的に連続的なＡラインの間の相関又は歪み解析から組織弾性を評価することによって、エネルギの適用が組織に影響を与える組織壁内の深さを決定するように、選択ユニットを構成することでき、その場合には、この決定される深さ及び決定される壁厚値に基づき貫壁性値を決定し得る。
【００２９】
画像化される物体は、優先的には、生物のある領域であり、位相信号提供ユニットは、心臓運動を示す心臓運動信号及び呼吸運動を示す呼吸運動信号のうちの少なくとも１つを位相信号として提供するように構成される。よって、選択され且つ表示されるイメージは、心臓運動及び／又は呼吸運動によって概ね引き起こされ得る運動アーチファクトをより少なく有し得るし、とりわけ、運動アーチファクトを全く有し得ない。
【００３０】
位相信号提供ユニットが心臓運動信号及び呼吸運動信号を提供するならば、各超音波信号、具体的には、各Ａラインを呼吸位相に加えて心臓位相に割り当てることができ、その場合には、心臓運動位相及び呼吸運動位相の異なる組み合わせのための幾つかの超音波イメージを生成することができ、その場合には、夫々の組み合わせに割り当てられる超音波信号、具体的には、Ａラインに基づき、心臓運動位相及び呼吸運動位相の組み合わせのために、超音波イメージを生成し得る。
【００３１】
心臓運動信号は、例えば、生物の胸に取り付けられる心電図表面リード線からの心電図信号であり得る。代替的に又は追加的に、超音波信号提供ユニットをカテーテル内に、具体的には、カテーテルの先端内に統合することができ、心臓信号を測定するための電極もカテーテル内に、具体的には、カテーテル先端内に統合し得る。位相信号提供ユニットは、指又は耳朶にクリップ留めし得るパルス酸素濃度計でもあってもよく、パルス酸素濃度計は心臓信号をもたらす。呼吸信号は、例えば、気管挿管装置によって生成される空気流信号であり得る。心電図電極を介して測定し得る生体インピーダンス信号からも呼吸信号を生成し得る。超音波信号から位相信号を決定し且つ決定される位相信号を提供するようにも位相信号提供ユニットを構成し得る。具体的には、例えば、横方向における、即ち、Ａラインエンベロープによって形成されるＭモードイメージの時間軸の方向におけるフーリエ解析又は相関解析を用いることによって、トリガ信号とも考え得る位相信号をＡラインエンベロープから取り出し得る。よって、心電計のような更なる測定装置を必ずしも必要とせずに位相信号を決定することができ、それはイメージングシステムの取扱いを単純化し得る。
【００３２】
イメージングシステムは、感知プローブを優先的に含み、超音波信号提供ユニット及び物体にエネルギを提供するためのエネルギ適用ユニットを感知プローブ内に統合し得る。感知プローブは、優先的にはカテーテルであり、カテーテルには、超音波信号提供ユニットの少なくとも一部、例えば、１つ又は幾つかの超音波トランスデューサ、及びエネルギ適用ユニットの少なくとも一部、例えば、アブレーション電極が統合される。よって、エネルギを物体に適用するために、具体的には、心臓アブレーション手続きを遂行するために、並びに超音波を用いることによってエネルギの適用をモニタリングするために用い得る、単一の感知プローブを提供し得る。
【００３３】
本発明の更なる特徴において、周期的に動く物体を画像化するためのイメージング方法が提供され、イメージング方法は、
−  超音波信号提供ユニットによって異なる時に亘って物体のＡラインである超音波信号を提供すること、
−  位相信号提供ユニットによって異なる時での物体の周期的な動きの運動位相を示す位相信号を提供すること、
−  割当ユニットによって前記提供される位相信号に基づき超音波信号を運動位相に割り当てること、
−  超音波イメージ生成ユニットによって異なる運動位相のためにＭモードイメージである幾つかの超音波イメージを生成すること、
−  選択ユニットによって生成される超音波イメージから超音波イメージを選択すること、及び
−  ディスプレイユニットによって選択される超音波イメージを表示することを含み、
運動位相のためのＭモードイメージが夫々の運動位相に割り当てられるＡラインに基づき生成される。
【００３４】
本発明の更なる特徴において、周期的に動く物体を画像化するためのコンピュータプログラムが提供され、コンピュータプログラムは、プログラムプログラムがイメージング装置を制御するコンピュータの上で作動させられるときに請求項１に記載のイメージング装置に請求項１２に記載のイメージング方法を実施させるためのプログラムコード手段を含む。
【００３５】
請求項１のイメージングシステム、請求項１２のイメージング方法、及び請求項１３のコンピュータプログラムは、特に独立項において定められるような、類似の及び／又は同一の好適実施態様を有することが理解されるべきである。
【００３６】
本発明の好適実施態様は、夫々の独立項と従属項との任意の組み合わせもであり得ることが理解されるべきである。
【００３７】
本発明のこれらの及び他の特徴は、以下に記載する実施態様を参照して明瞭に解明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】周期的に動く物体を画像化するためのイメージングシステムの実施態様を例示的に示す概略図である。
【図２】イメージングシステムのカテーテルの先端の実施態様を例示的に示す概略図である。
【図３】イメージングシステムによって提供されるＡライン及びＡラインエンベロープを例示的に示す概略図である。
【図４】超音波イメージデータに基づく運動期間の決定を例示するための心電図非同期Ｍモードイメージを例示的に示す概略図である。
【図５】運動位相へのＡラインの割当てを例示するために心臓位相信号及び心電図非同期Ｍモードイメージを例示的に示す概略図である。
【図６】心電図同期Ｍモードイメージを例示的に示すフローチャートである。
【図７】選択される心電図同期イメージを示すグラフィカルユーザーインターフェースの実施態様を例示的に示す概略図である。
【図８】周期的な心臓の動き及び呼吸の動きによって引き起こされる超音波イメージングの異なる種類の外乱を示す説明図である。
【図９】周期的な心臓の動き及び呼吸の動きによって引き起こされる超音波イメージングの異なる種類の外乱を示す説明図である。
【図１０】周期的な心臓の動き及び呼吸の動きによって引き起こされる超音波イメージングの異なる種類の外乱を示す説明図である。
【図１１】周期的な心臓の動き及び呼吸の動きによって引き起こされる超音波イメージングの異なる種類の外乱を示す説明図である。
【図１２】１つ又は幾つかの心電図同期Ｍモードイメージの生成、選択、及び表示を例示的に示すフローチャートである。
【図１３】周期的に動く物体を画像化するためのイメージング方法の実施態様を例示的に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、周期的に動く物体を画像化するためのイメージングシステム１を概略的に且つ例示的に示している。この実施態様において、周期的に動く物体は、テーブル３の上に横たわる人２の心臓４の組織壁である。イメージングシステム１は、カテーテル先端６を備えるカテーテル５を含み、図２は、カテーテル先端６をより詳細に示している。
【００４０】
カテーテル先端６は、超音波トランスデューサ１３を含み、超音波トランスデューサ１３は、絶縁ワイヤのような電気接続１５を介して、超音波トランスデューサ１３を制御する超音波制御ユニット１６に接続される。超音波トランスデューサ１３及び超音波制御ユニット１６は、異なる時に亘って組織壁２４の超音波信号を提供する超音波信号提供ユニットを形成する。具体的には、超音波トランスデューサ１３及び超音波制御ユニット１６は、超音波パルスを組織壁２４内に送信し、超音波パルスが組織壁２４によって反射させられた後のエコー系列を受信し、受信するエコー系列に依存してＡライン(A-line)を生成するように構成される。従って、超音波信号供給ユニット１３，１６は、異なる時に亘って組織壁２４の超音波信号を提供するために、時間的に連続的にＡラインを獲得する。即ち、各Ａラインに、夫々の超音波パラスが超音波信号供給ユニット１３，１６によって送信され且つ受信される時間である時間を割り当て得る。
【００４１】
超音波信号供給ユニット１３，１６を超音波送信モードにおいて並びに超音波受信モードにおいて優先的に動作させ得る。超音波送信モードにおいて、超音波制御ユニット１６は電気パルスを超音波トランスデューサ１３に提供し、超音波トランスデューサ１３は圧電変換器であり、電気パルスを高周波数音波、即ち、超音波に変換し、超音波は組織壁２４を通じて伝搬し、組織壁２４が不均質な場所で反射させられ且つ／或いは散乱させられる。超音波受信モードにおいて、組織壁２４から反射させられ且つ／或いは散乱させられる高周波数音波は同じ圧電変換器を用いて捕捉され、圧電変換器はそれを電気信号に変換し、電気信号は超音波制御ユニット１６に送信される。他の実施態様では、カテーテル先端６も超音波トランスデューサを含み得る。全ての超音波トランスデューサは、超音波を組織壁内に送信するように構成され得るし、組織壁から反射させられ且つ／或いは散乱させられる超音波を受信するように構成され得る。或いは、超音波トランスデューサの少なくとも１つが超音波を組織へ機内に送信するように構成され、少なくとも１つの他の超音波トランスデューサが反射させられ且つ／或いは散乱させられる超音波を受信するように構成される。
【００４２】
Ａラインは、ノイズ及び外乱を除去するよう、超音波制御ユニット１６によって優先的に事前フィルタリングされ、それにより、送信される超音波パルス毎に事前フィルタリングされたＡラインを提供する。結果として得られるＡライン２５を図３に概略的且つ例示的に示す。図３では、任意的ユニットにおける振幅Ａを任意的ユニットにおける時間ｔに依存して示す。
【００４３】
超音波信号提供ユニット１３，１６、即ち、具体的には、超音波制御ユニット１６は、更に、Ａラインに対してエンベロープ(envelope)検出手続きを適用するように構成され、結果として得られるＡラインエンベロープを超音波信号として提供するように構成される。エンベロープ検出手続きはＤＣを含まないＡラインを非負振幅信号に変換し、非負の振幅信号は非負の強度又はコントラスト信号とも考えられ得る。そのようなＡラインエンベロープ２６を図３に概略的且つ例示的に示す。視覚化を向上させるためのコントラスト強化手続きのような更なる事後処理手続きをＡラインに適用するよう超音波制御ユニット１６を構成し得る。
【００４４】
イメージングシステム１は、異なる時間での組織壁２４の周期的な動きの運動位相(motion  phase)を示す位相信号(phase  signal)を提供するための位相信号提供ユニット１７を更に含む。この実施態様において、位相信号提供ユニット１７は、組織壁２４の心臓運動を示す心臓運動信号を提供するように構成される。他の実施態様では、代替的に又は追加的に、組織壁２４の呼吸運動を示す呼吸運動信号のような他の種類の運動を示す位相信号を提供するようにも位相信号提供ユニットを構成し得る。位相信号提供ユニット１７は、取得されるＡラインから位相信号を決定し、決定される位相信号を提供するように構成される。
【００４５】
位相信号を決定するために、Ｍモードイメージを形成するようＡラインエンベロープの生成されるシーケンスを構成することができ、後続のＭモードイメージコラムは後続のＡラインエンベロープを含む。位相信号提供ユニット１７は、位相信号を決定するために、横方向において、即ち、Ａラインエンベロープによって形成されるＭモードイメージの時間軸の方向においてフーリエ解析又は相関解析を適用するよう優先的に構成される。
【００４６】
図４は、そのようなＭモードイメージ３４を概略的且つ例示的に示しており、横方向は、ｔによって示される時間方向である。位相信号提供ユニット１７は、信号相関技法を用いることによって運動期間Ｔを見出すよう優先的に構成される。Ａラインサンプリング速度、秒毎Ａライン量に依存して、長方形３０によって図４中に示される一組の連続的なＡラインエンベロープが、長方形３１，３２，３３によって図４中に示される他の時での幾つかの他の組の連続的なＡラインエンベロープと比較される。長方形３１は、長方形３０によって示されるＡラインエンベロープの組と最も類似する連続的なＡラインエンベロープの組を定める。これらの２つの組の連続的なＡラインエンベロープの間の時間的な距離は、運動期間Ｔ、よって、トリガ信号、即ち、位相信号を定める。その比較は、整合エラー基準(match  error  criterion)に基づき、例えば、絶対的な差の合計に基づく。心臓運動及び／又は呼吸運動がそれぞれ考慮されるならば、調査領域、即ち、予期される運動期間Ｔの範囲は、典型的な心拍速度及び／又は典型的な呼吸速度によって優先的に定められる。典型的な心拍速度は、心房細動のために毎分４０〜１４０拍の範囲内又は毎分４０〜３００拍の範囲内にあり得る。決定される推定される運動期間Ｔは、整合エラーを最小限化する期間である。従って、ある時の推測される運動期間Ｔは、２つの捧持される組のＡラインエンベロープの最小整合エラーに優先的に対応する。継続時間Ｔを有する夫々の新しい運動周期の開始にだけ非ゼロであるようトリガ信号を選択し得る。
【００４７】
位相信号提供ユニットが超音波信号からの位相信号を決定し、決定される位相信号を提供するように構成されるならば、電気生理学（ＥＰ）実験室内の異なるハードウェアシステム間の物理的な接続、例えば、心電図記録測定装置と心臓アブレーションモニタリング装置との間の物理的な接続を減少させ得る、具体的には、回避させ得る。
【００４８】
しかしながら、位相信号提供ユニットは、心電図測定ユニットであってもよく、心臓トリガ信号を、例えば、人の胸に取り付けられる表面リード線から取り得る。代替的に、カテーテル先端の内側の電極から信号位相信号を取り或いは人の指又は耳朶にクリップ留めし得る従来的なパルス酸素濃度検出器から信号トリガ信号を取るようにも位相信号提供ユニットを構成し得る。その上、代替的に又は追加的に、呼吸トリガ信号を提供するようにも位相信号提供ユニットを構成することができ、その場合には、気管挿管装置によって生成される空気流から呼吸トリガ信号を取り得る。心電図電極を介して測定し得る生体インピーダンス信号からも呼吸トリガ信号を生成し得る。その上、他の生理モニタリング装置から、具体的には、遠隔生理モニタリング装置から取られる信号トリガ信号及び／又は呼吸トリガ信号を提供するようにも位相信号提供ユニットを構成し得る。
【００４９】
イメージングシステム１は、提供される位相信号に基づき超音波信号を運動位相に割り当てるための割当ユニット１８を更に含む。具体的には、決定される運動期間ＴをＮ運動位相に細分し、各Ａラインエンベロープに夫々の運動位相を割り当て得る。他の実施態様において、位相信号提供ユニットが心電図信号を位相信号として庭球するよう構成されるならば、例えば、ここに参照として援用する、V.  Afonso  et  al.による”ECG  beat  detection  using  filter  banks”  IEEE  Transactions  on  Biomedical  Engineering,  Volume  46,  number  2,  pages1  92-202  (1999)という論文に記載されるように、拍期間（ビート期間）、即ち、運動期間Ｔを決定し得る。具体的には、心電図信号の他の２つの続いて起こるピークの間の期間によって或いは心拍周期中に一回起こる任意の他の２つの続いて起こるピークによって、心拍周期、即ち、運動期間Ｔを定め得る。図５に概略的に及び例示的に示すように、決定される心拍周期、即ち、運動期間ＴをＮ運動位相に細分し得る。
【００５０】
図５において、上方部分は、Ｍモードイメージ４２を形成する時間的に連続的なＡラインエンベロープを示しており、下方部分は、提供される位相信号を示しており、それは、この実施例では、心電図信号である。心電図信号４０のＲピークは、十字記号４１によって示されている。１つの運動期間Ｔのために、Ｎ位相への細分が示されている。例えば参照番号４３によって図５に示す領域内の全てのＡラインエンベロープは、同じ運動位相、即ち、この実施態様では、第１の運動位相に割り当てられている。期間Ｔの更なるＡラインエンベロープは、夫々の更なる運動位相に割り当てられている。
【００５１】
イメージングシステム１は、異なる運動位相のために幾つかの超音波イメージを生成するための超音波イメージ生成ユニット１９を更に含み、運動位相のための超音波イメージが、夫々の運動位相に割り当てられる超音波信号に基づき生成される。この実施態様において、超音波イメージ生成ユニット１９は、各運動位相のためにＭモードイメージを生成するように構成され、運動位相のためのＭモードイメージが夫々の運動位相に割り当てられるＡラインエンベロープから生成される。幾つかのＭモードイメージの生成を、全てのＮ心電図非同期Ａラインエンベロープで構成される当初のＭモードイメージからのＮ心電図同期超音波イメージの抽出であると考えることができ、抽出は心拍と同期し且つ任意的に呼吸運動と同期する位相信号によって引き起こされる。他の実施態様において、位相信号は呼吸運動のみと同期し得る。各心電図同期超音波イメージでは、運動サイクルの１つの特定の運動位相に属する数群の後続のＡラインエンベロープが集められる。結果的に、時間の経過に亘って形成される１つの心電図同期イメージから、割り当てられるＡラインエンベロープを夫々の運動位相に付加することによって、アブレーションによって引き起こされ得る組織壁の内側の変化を観察することができ、その場合、運動アーチファクトは夫々の心電図同期超音波イメージ内で減少させられるか、或いは全く存在しない。Ａラインエンベロープデータが生成される間の心電図同期Ｍモードイメージの生成を、図６を参照して以下に例示的に記載する。
【００５２】
超音波トランスデューサ１３によって生成される生の超音波Ａラインデータが受け入れられ（５２）、収集される生の超音波Ａラインデータが生成されるフィルタリング済みＡラインエンベロープデータのために処理される（５０）。受信するトリガ信号（５３）に基づき、Ａラインエンベロープが異なる運動位相に割り当てられる（５１）。次に、異なる運動位相に割り当てられるＡラインエンベロープは、夫々の運動位相の夫々のＭモードイメージに付加され（５４）、それはＮ更新されたＭモードイメージをもたらす（５５）。よって、各運動位相のために、対応するＡラインエンベロープが当初のＭモードイメージから抽出され、以前の運動期間の同じ運動位相の以前に抽出されたＡラインエンベロープの背後に配置される。このようにして、ＭモードイメージがＮ心電図同期イメージに細分され、各心電図同期イメージは、運動周期の１つの特定の運動位相に対応する。
【００５３】
例えば、心臓速度の変動の故に、運動期間の間の継続時間中に異なり得る、フレーム内の、即ち、運動位相内の運動期間の正確な分割を、夫々の運動期間の終了後にのみ遂行し得るので、心電図同期超音波イメージの生成及び表示を比較的大きな待ち時間で遂行し得る。従って、割当ユニット１８は、以前の運動期間の継続時間に基づき運動期間を運動位相に分割し、実際の運動期間の終了後の後続の運動期間の間の継続時間における潜在的な差の故の潜在的なエラーを補償／矯正するように優先的に構成される。次に、超音波イメージ生成ユニット１９は、運動位相へのＡラインの矯正された割当てに基づき、具体的には、矯正された割当てに基づき再び心電図同期超音波イメージを生成することによって、心電図同期超音波イメージを矯正するように優先的に構成される。これは極めて低い待ち時間での心電図同期超音波イメージの生成及び表示を可能にする。
【００５４】
図２を再び参照すると、カテーテル先端６は、エネルギ適用ユニット１２を更に含み、この実施例において、エネルギ適用ユニット１２は、エネルギを組織壁２４に適用するためのＲＦアブレーション電極である。従って、カテーテル５は、超音波トランスデューサ１３及びＲＦアブレーション電極１２が統合される感知プローブを形成する。ＲＦアブレーション電極１２は、絶縁ワイヤのような電気接続部１４を介してＲＦ源２２に接続される。
【００５５】
イメージングシステム１は、生成される超音波イメージから超音波イメージを選択するための選択ユニット２０を更に含む。具体的には、選択ユニット２０は、超音波イメージ生成ユニット１９によって提供される、生成される心電図同期Ｍモードイメージから、１つ又は幾つかの心電図同期Ｍモードイメージを選択するように構成される。使用者が生成される心電図同期超音波イメージから心電図同期超音波イメージを選択し且つ／或いは生成される心電図同期超音波イメージから心電図同期超音波イメージを自動的に選択することを可能にするようにも選択ユニット２０を構成し得る。例えば、図７に概略的且つ例示的に示すグラフィカルユーザーインターフェース６０を提供するように選択ユニット２０を構成し得る。
【００５６】
グラフィカルユーザーインターフェース６０は、下方部分に１０個の生成される心電図同期超音波イメージの列６３を示す。即ち、この実施例において、運動期間は１０個の運動位相に細分されたと推定される。しかしながら、夫々の運動期間を他の数の運動位相にも細分し得ることは勿論である。具体的には、使用者が運動期間毎に所望の数の運動位相を手動で設定することを可能にするように選択ユニット２０を構成し得る。例えば、選択ユニット２０は、医者が運動位相の数が１〜２０の間であるように手動で設定することを可能にするグラフィカルユーザーインターフェースを含み得る。選択される心電図同期イメージを列６３内で強調し得る。例えば、選択される心電図同期イメージは、それを強調するためのフレーム６４を備え得る。選択される心電図同期イメージ６１は、グラフィカルユーザーインターフェース６０によってより大きいサイズで示される。フレーム６２を備えることによって、より大きいサイズで示される心電図同期イメージ６１も強調され得る。グラフィカルユーザーインターフェース６０は、ディスプレイユニット２１上に示される。心電図同期イメージを手動で選択するために、例えば、コンピュータマウスポインタ又はタッチ式ディスプレイを用いることによって、使用者が夫々の心電図同期超音波イメージを選択することを可能にするよう、選択ユニット２０を構成し得る。
【００５７】
グラフィカルユーザーインターフェース６０は、列６３内の選択されない心電図非同期超音波イメージも図７に例示的に且つ概略的に示すが、他の実施態様において、ディスプレイユニット２１は、夫々の選択される心電図同期超音波イメージを示し得るに過ぎない。
【００５８】
１つ又は幾つかの心電図同期超音波イメージを自動的に選択するために、選択ユニット２０は、生成される超音波イメージのための選択値を決定し、生成される心電図同期超音波イメージから心電図同期超音波イメージを選択するために選択ルールを選択値に適用するよう優先的に構成され、選択値は夫々の心電図同期超音波イメージのイメージ値に基づき決定される。優先的には、選択ユニット２０は、心電図同期超音波イメージの各々のために、以下の選択値、即ち、感知プローブ、即ち、カテーテル先端６と組織壁２４の外表面２８との間の距離を示す第１の距離値、組織壁２４の厚さを示す壁厚値、エネルギの適用によって影響を及ぼされる組織壁２４の部分を示す貫壁性値、組織壁２４の外表面２９と組織壁２４の背後に存在し得る更なる組織との間の距離を示す第２の距離値、及び組織壁２４内で形成されるガスの量を示すガス形成値のうちの少なくとも１つを決定するように構成される。ｉ）組織壁２の外表面２８に対するアブレーション手続きによって創成される損傷の境界の距離と、ｉｉ）壁厚値との間の比として、貫壁性値を定め得る。換言すれば、貫壁値は、優先的には、アブレーション深さと組織壁２４の厚さとの間の比である。
【００５９】
選択値は、組織壁２４の周期的な動作の故に異なる心電図同期超音波イメージのために異なり得る。これ及び心電図非同期Ｍモードイメージの代わりに選択されるイメージを表示する利点を、図８乃至１１を参照して、以下に例示的に記載する。
【００６０】
図８は、カテーテル５の先端６を２つの異なる位置において示しており、それらの位置は、カテーテル先端６が組織壁２４の外周面と囲む２つの異なる角度α１、α２に対応する。組織壁２４の周期的な運動の故に、カテーテル先端６は、組織壁２４の外周面に対して異なる位置７０，７１の間で周期的に変化する。図８から明らかなように、組織壁２４の厚さｄ１が、カテーテル先端６が第１の位置７０にある運動位相に対応する心電図同期超音波イメージに基づき決定されるならば、並びにカテーテル先端６が第２の位置７１にある運動位相に対応する心電図同期超音波イメージに基づき決定されるならば、２つの決定される厚さｄ１，ｄ２は異なる。よって、異なる心電図同期超音波イメージのために決定される壁厚値は異なり得る。相応して、破線７２によって図８に示す損傷形成も、カテーテル先端６の夫々の位置７０，７１に依存して、「より深い」か或いは「余り深くない」ように見え得る。従って、貫壁性値も異なる心電図同期超音波イメージのために異なる。
【００６１】
これらの効果は、既知の心電図非同期Ｍモードイメージにおいて、医者が極めて急であり得る厚さ変動を解釈するのは困難であり、医者は厚さが実際にはｄ１であるのにｄ２であると判断し得るという事実をもたらす。従って、医者が既知の心電図非同期Ｍモードイメージに基づきアブレーション手続きを遂行するならば、医者は侵襲的過ぎるアブレーション体制を選択し得る。その上、医者が既知の心電図非同期Ｍモードイメージに基づくアブレーション手続きを監視するならば、医者は第１の貫壁点を見逃し、アブレーションが非効果的で長過ぎるようになり、それにより、隣接する組織を潜在的に損傷させ得る。
【００６２】
図９は、超音波トランスデューサ１３によって提供される超音波ビームに出入りし得る異なる組織構造素子７３を示している。既知の心電図非同期Ｍモードイメージにおいて、組織構造素子７３のこの出入り移動はＭモードイメージを妨害し、従って、損傷形成の可視性を減少させる。更に、組織構造素子７３は異なる心電図同期超音波イメージに異なって貢献するので、それらは異なる心電図同期超音波イメージにおける栓宅地の決定に異なって影響を及ぼし得る。
【００６３】
図１０には、周期的な嚢、肺組織、又は脂肪層のような、第２の組織層７４が、組織壁２４の背後に示されている。既知の心電図非同期Ｍモードイメージにおいて、第２の組織層７４及び組織壁２４は分離可能でない。何故ならば、組織壁２４及び第２の組織層７４の運動は、既知の心電図非同期Ｍモードイメージ内でこれらの２つの素子を混ぜるからである。例えば、図９に示す実施例において、距離ｄ３は距離ｄ４と等しく、Ｍモードイメージ中に暗領域として示されるｄ４に沿う組織間隙は観察し難い。何故ならば、時間的に少し後に、カテーテル先端６がｄ３に沿って位置付けられるときに、組織間隙は存在せず、Ｍモードイメージ内の対応する領域は明るく現れるからである。損傷進展を見るために例えば６０秒の長い所要の時間期間をカバーする既知の心電図非同期Ｍモードイメージにおいて、個々のＡラインは密接に描かれるので、ｄ４に沿う組織間隙を観察し得ない。よって、実際の組織層の厚さ、即ち、組織壁２４の厚さはｄ１であるが、医者はその厚さがｄ３と等しいと信じ得る。その上、心電図同期超音波イメージのために決定され、カテーテル先端６が第１の位置７０にある運動位相に対応する、組織壁２４と第２の組織層７４との間の距離を示す第２の距離値は、心電図同期超音波イメージのために決定され、カテーテル先端６が第２の位置７１にある運動位相に対応する、第２の距離値と異なる。
【００６４】
図１１において、心臓鼓動及び呼吸によって引き起こされる運動は、矢印７５，７６によって示されており、局所的に収縮する組織によって引き起こされる運動は、矢印７７，７８によって示されている。既知の心電図非同期Ｍモードイメージにおいて、心臓鼓動及び呼吸運動に起因するＭモードイメージにおけるコントラスト変動は、局所的な筋肉収縮に起因するコントラスト変動と干渉し得る。この干渉の故に、心電図非同期Ｍモードイメージでは局所的な筋肉収縮を観察し得ないが、アブレーション前後のそれらの大きさの差は、壊死のレベルの重要な表示、換言すれば、アブレーション手続きがどれぐらい巧く行ったかの重要な表示であり得る。その上、心臓鼓動及び呼吸運動及び局所的な筋肉収縮に起因する運動は、異なる心電図同期超音波イメージのために決定される異なる選択値をもたらし得る。
【００６５】
ある特徴の視覚化のために、Ｎ心電図同期超音波イメージのうちの少なくとも１つは他の心電図同期超音波イメージよりも良好であると想定される。例えば、Ｎ心電図同期イメージのうちの１つを、実際の壁厚であると予期される心臓の最小の観察される壁厚と関連付け得る。そのような心電図同期超音波イメージは、図８に示す第１の位置７０に対応する心電図同期超音波イメージであり得る。従って、イメージングシステム１は、夫々の関連する特徴が最適に表示されるように表示するために、１つ又は幾つかの心電図同期Ｍモードイメージによって従来的な心電図非同期Ｍモードイメージを置換するように優先的に構成される。
【００６６】
医者は表示されるべき特定の心電図同期超音波イメージの選択を行い得る。医者は全ての心電図同期超音波イメージから１つ又は幾つかの心電図同期超音波イメージを選択することができ、それらは、具体的にはディスプレイユニット２１上に適合するよう比較的低い解像度で、全て同時に示され得る。医者の選択は、彼／彼女の独自の経験に基づき得る。選択が行われた後、選択される心電図同期超音波イメージは、ディスプレイユニット２１によって最良の可能な解像度で優先的に表示される。
【００６７】
使用者が所望の心電図同期超音波イメージを選択することを可能にすることの代替として、アルゴリズムを用いることによって視覚化されるべき心電図同期超音波イメージを自動的に選択するように選択ユニット２０を構成し得る。具体的には、先ず、組織の厚さ、損傷の深さ、ガス形成の量等のような、１つ又は多数の関連する特徴を推定する、即ち、選択値を決定するアルゴリズムによって、各心電図同期超音波イメージが自動的に分析される。次に、表示のための最良の心電図同期超音波イメージが、少なくとも１つの推定されるイメージ特徴に基づき、即ち、決定される選択値のうちの少なくとも１つに基づき、自動的に選択される。幾つかの心電図同期超音波イメージを生成するプロセス及び心電図同期超音波イメージのうちの１つを表示するために心電図同期超音波イメージのうちの１つを選択するプロセスを、図１２を参照して以下に例示的に記載する。
【００６８】
図６を参照して上述したように、Ｎ心電図同期超音波イメージ５５の生成後、選択ユニット２０は、各心電図同期超音波イメージのために少なくとも１つの選択値を決定するために各心電図同期超音波イメージを分析する（５６）。次に、選択ユニット２０は、決定される値及び所定の選択規則に基づき心電図同期超音波イメージ５８の１つ又は幾つかを選択する（５７）。次に、選択される１つ又は幾つかの心電図同期超音波イメージ５８は、ディスプレイ２１上に表示される。
【００６９】
図８を参照して上記で説明したように、観察される組織厚さは、カテーテル先端６と組織壁２４の外表面との間のインターフェース角に依存する。真正な組織厚さ、即ち、組織壁２４の真正な厚さは、異なる心電図同期超音波イメージに亘る最小の観察される厚さと等しい。よって、最小の観察される組織厚さをもたらす表示のためにその心電図同期超音波イメージを選択するように選択ユニット２０を構成し得る。代替的に又は追加的に、全ての心電図同期超音波イメージから、例えば、最小の第１の距離値を決定した、最良の組織接触を有するものを選択するように、選択ユニット２０を構成し得る。
【００７０】
組織壁２４の厚さを決定するために、即ち、壁厚値を決定するために、Ａラインデータを以下のように処理するように選択ユニット２０を構成し得る。Ａラインに沿って、超音波反射信号がノイズ閾より下である地点のために、それをサーチし得る。より具体的には、Ａラインをセグメントに細分することによってスペクトル領域内でＡラインデータを分析し、隣接するセグメントは重なり合い得る。高速フーリエ変換を適用する前に、各セグメントをハミング窓関数処理(Hamming-windowed)する。次に、結果として得られる複素数値数を平方することによって、Ａラインの各セグメントのためにパワースペクトルを達成する。任意的に、ノイズを減少させるために、後続のＡラインの幾つかの対応するセグメントのパワースペクトルを平均化する。Ａラインの異なるセグメントの異なるパワースペクトルの組み合わせは、周波数及びＡラインセグメント深さに依存する二次元配列のデータである分光写真をもたらす。ここでは超音波トランスデューサ１３の共振周波数の周りの周波数帯のみが関連するので、以下の処理はこの周波数帯にのみ適用される。全エネルギ数Ｅ及び共振周波数の周りの０〜１の間の正規化分散数Ｖを、Ａラインに沿ってセグメント毎に計算する。十分に大きい全エネルギ数との組み合わせにおける小さな分散数は、狭い帯域の信号の存在、よって、送信超音波パルスからの応答の存在を暗示する。従って、所与のＡラインセグメントのために、以下の不等式条件が満足されるならば、超音波反射信号が存在すると結論づけるよう、選択ユニット２０を構成し得る。
【数１】
2015513942.tif 000017
【００７１】
不等式（１）において、θは、予期されるノイズレベルを示す数である。超音波反射信号が存在するＡラインに沿う第１のセグメントは、組織壁の始まりに対応し、超音波反射信号がもはや存在しないＡラインに沿う次のセグメントは、組織壁の終わりに対応する。較正又は教育測定によって予期されるノイズレベルθを決定し得る。
【００７２】
代替的に、組織壁の厚さを決定するために夫々の心電図同期超音波イメージにテクスチャ分類技法を適用するように選択ユニット２０を構成し得る。この技法は、夫々の心電図同期Ｍモードイメージの画素毎の或いは夫々の心電図同期Ｍモードイメージの画素の領域毎の分類出力をもたらし、夫々の心電図同期Ｍモードイメージ内の組織を見出すようテクスチャ分類技法を調整し得る。テクスチャ分類技法は、所謂灰色レベル同時生起マトリクス（ＧＬＣＭ）に対して適用されるテクスチャに基づく機能検出技法であってよく、ＧＬＣＭは、医療信号処理の分野において周知であり、例えば、A.  M.  S.  Smith  et  al.による”Texture  based  feature  extraction:  application  to  burn  scar  detection  in  Earth  observation  satellite  sensor  imagery”,  International  Journal  of  Remote  Sensing,  volume  23,  number  8,  pages  1733-1739  (2002)という論文において開示されており、それをここに参照として援用する。よって、様々な縮尺でイメージテクスチャに適合するよう、夫々の心電図同期Ｍモードイメージを異なるサイズの潜在的に重なり合う長方形のイメージ領域に細分し得る。ＧＬＣＭはイメージ領域毎に計算され、ＧＬＣＭから一組のテクスチャ機能が導出される。これらの機能を用いるならば並びに注釈付き基準Ｍモードデータが用いられるならば、Y.  Freund  et  al.による”A  decision-theoretic  generalization  of  on-line  learning  and  an  application  to  boosting”,  Journal  of  Computer  and  System  Science,  volume  55,  pages  119-139  (1997)という論文中に開示されているAdaboostのような機械学習技法が、組織を見出すために、具体的には、心臓組織を見出すために、テクスチャ分類を調整するよう優先的に用いられる。テクスチャ分類の調整後、選択ユニット２０は、各イメージ領域のためにＧＬＣＭを決定し、ＧＬＣＭから各イメージ領域テクスチャ機能のために領域テクスチャ機能を決定し、次に、組織を示す夫々の心電図同期Ｍモードイメージ内のイメージ領域を見出すために、領域テクスチャ機能を調整されたテクスチャ分類器(classifier)に入力し得る。どのイメージ領域が組織を示し且つどのイメージ領域が組織を示さないかの決定後、組織壁２４の厚さや、組織壁２４の外表面２８までのカテーテル先端６の距離も、選択ユニット２０によって決定し得る。
【００７３】
分類ユニット２０は、図８に破線７２によって印される損傷境界の観察される深さと選択ユニット２０によって決定されるような観察される組織厚さとの間の比として、貫壁性レベルを決定するよう、即ち、貫壁値を決定するよう優先的に更に構成される。損傷境界７２を決定するために、連続的なＡラインの間の相関又は歪み分析から組織弾性を分析するように選択ユニット２０を構成し得る。具体的には、損傷組織は健康組織よりも低い弾性を有するので、損傷境界を決定するために連続的なＡラインの間の弾性移行を決定するよう選択ユニット２０を構成し得る。
【００７４】
決定される貫壁性値は、異なる心電図同期超音波イメージのために異なり得るので、並びに、実際の貫壁性レベルは、幾何学的な理由の故に通常は同じ心電図同期超音波イメージ内で起こる、最小の観察される組織厚さと最大の観察される損傷境界深さとの間の比によって定められるので、即ち、対応する最大の貫通性値を決定する心電図同期超音波イメージは、現実の実際的な貫壁性レベルを示す可能性が高いと考えられるので、表示のためにこの心電図同調超音波イメージを選択するよう選択ユニット２０を構成し得る。
【００７５】
図１０に示す組織壁２４及び第２の組織層７４のような隣接する組織構造は、互いに向かう方向に並びに互いから離れる方向に移動する。２つの種類の組織の間を区別を最大限に明確にするために、異なる隣接する組織構造の間の、例えば、心臓組織と肺組織との間の最大距離に対応するものを表示するためにその特定の心電図同期超音波イメージを選択するように選択ユニット２０を構成し得る。代替的に、損傷が隣接する組織に向かって、具体的には、肺組織に向かってどれだけ近く進行しているかを可能な限り良好に示すために、異なる組織双の間の最小距離を示す心電図同期超音波イメージを選択するように、選択ユニット２０を構成し得る。よって、心電図同期超音波イメージを選択するように選択ユニット２０を構成することができ、最大の第２の距離値又は最小の第２の距離値はそのために決定される。第２の距離値を決定するために、組織厚さを決定するためにも用いられ且つカテーテル先端６と組織壁２４の外表面２８との間の距離を決定するためにも用い得る上述の方法を用いるように選択ユニット２０を構成し得る、即ち、ノイズ閾レベルとの上述の比較又は第２の距離値を決定するための上述のテクスチャ分類技法を用いるように選択ユニット２０を構成し得る。
【００７６】
一部の場合には、組織壁の内側で、具体的には、心臓壁の内側で、ガス形成があり得る。ガスが形成されているときには、組織ポップ(“pop”)を防止するために、アブレーション手続きは可能な限り早くに停止されなければならない。従って、イメージ中に最大のガス形成雲を示すその特定の心電図同期超音波イメージを、アブレーション手続きを遂行する医者に表示することが好ましい。従って、各心電図同期超音波イメージのために、ガス雲のサイズ、即ち、例えば、ガス雲が起こるときに、ガス雲のイメージ画素の量を決定するように、並びに、組織壁２４が焼灼される間に、最大のガス雲を示す表示のために心電図同期超音波イメージを選択するように、選択ユニット２０を構成し得る。対応するガス形成値を決定するために、選択ユニット２０は、ガス形成を示す夫々の心電図同期超音波イメージ内のイメージ領域を見出すために、ＧＬＣＭに基づき得る上述のテクスチャ分類器を用いるように優先的に構成される。次に、ガスをその内に形成する全ての画素又は画素領域を計数することによって、ガス形成値を決定し得る。
【００７７】
選択ユニット２０は、心電図同期超音波イメージのために動的な選択戦略に従うよう優先的に構成され、それは異なる選択特徴が最大の性能を有する異なる時に異なる心電図同期超音波イメージが表示されることを暗示する。具体的には、異なる段階を有するエネルギ適用手続きに従って組織壁２４のアブレーションを遂行することができ、その場合、選択ユニット２０は、決定される選択値に依存して並びにエネルギ適用手続きの夫々の段階に依存して、選択ルールが心電図同期超音波イメージの選択を定めるように優先的に構成される。具体的には、選択ルールは、エネルギを物体に適用する前の第１の段階において、第１に、心電図同期超音波イメージが選択され、平均的な第１の距離値はそのために決定され、第２に、心電図同期超音波イメージが選択され、最小の壁厚値はそのために決定される。
【００７８】
アブレーションの開始に先立って、即ち、第１の段階には、医者が良好なカテーテル−組織接触を検証し且つ心臓組織厚さを知ることが最も重要である。カテーテル−組織接触が断続的であるならば、即ち、運動の故に一部の瞬間にのみ接触するならば、医者は僅かにより多くの力をカテーテル先端６に適用しなければならない。一般的に、ディスプレイユニット２１は、カテーテル先端６と組織壁２４の外表面２８との間の最大距離に属する、即ち、最大の第１の距離値に属する、その特定の心電図同期超音波イメージを示し得る。しかしながら、これは大き過ぎる力を適用することに医者を導き得る。このため、選択ユニット２０が平均距離値に対応する特定の心電図同期超音波イメージを選択することが好ましい。心電図同期超音波イメージを表示することは、医者が多過ぎる力をカテーテルに適用しないように導き、平均的な第１の距離値は、心電図同期超音波イメージを表示することのために決定される。
【００７９】
適切な組織接触が達成されるならば、エネルギの適用に依然として先立って、即ち、第１の段階におけるアブレーションの開始に依然として先立って、その特定の心電図同期超音波イメージは、最小の観察される組織厚さ値をもたらす表示のために優先的に選択される、即ち、最小の壁厚はそのために決定される。これは医者がアブレーション体制を最適に設定する、例えば、適用されるべき電力振幅及び電力継続時間を最適に設定することを可能にする。ある実施態様において、カテーテル先端、具体的には、アブレーション電極１２を冷却するために冷却流体を提供するために、カテーテルが冷却機能性も提供するならば、医者は、組織壁の示される厚さに依存して冷却流速も最適に設定し得る。
【００８０】
選択ユニット２０は、選択ルールが、組織壁２４にエネルギを適用する間の第２の段階において超音波イメージが選択され、最大の貫壁性値はそのために決定され、且つ、ガス形成が起こるならば、追加的に又は代替的に、超音波イメージが選択され、最大のガス形成値はそのために決定されることを定めるように、優先的に更に構成される。
【００８１】
アブレーションが開始するや否や、到達した貫壁性のレベルは最も重要な性質となり、従って、選択される心電図同期超音波イメージは、最高の貫壁性比を示すものとなり、それは組織接触及び組織厚さに対して取られる決定を覆す。幾つかの心電図同期超音波イメージが等しい最高の貫壁性比を示すならば、即ち、幾つかの心電図同期超音波イメージのために、同じ最高の貫壁性値が決定されるならば、選択ユニット２０は、これらの心電図同期超音波イメージから、隣接する組織構造と第１の組織構造、即ち、組織壁２４との間の最大の分離を示すものを選択するように優先的に構成される。よって、この場合には、同じ最大の貫壁性値はそれらのために決定される心電図同期超音波イメージから、最大の第２の距離値はそのために決定される心電図同期超音波イメージが選択される。これは、隣接する構造が最適な方法において損傷されないように、医者が組織壁の貫壁性を監視し且つアブレーションを時間内に停止することを可能にする。第２の組織構造は、例えば、食道、肺組織、心房から心室に向かう組織のような二次的な心臓組織等である。
【００８２】
アブレーション中にガス形成が観察されるならば、最大のガス値を示す心電図同期超音波イメージが表示のために選択されるように、即ち、最大のガス形成値がそのために決定されるように、ガス形成のレベルは心電図同期超音波イメージの選択のための最も重要な性質となる。最大のガス雲を示すこの選択される心電図同期超音波イメージは単独で示されるか、或いは最大の貫壁性がそのために決定される心電図同期超音波イメージと共に示される。
【００８３】
選択ユニット２０は、選択ルールが、エネルギを組織壁２４に適用した後の第３の段階において、最大の貫壁性値がそのために決定される心電図同期超音波イメージが選択されることを定めるように優先的に更に構成される。
【００８４】
人２の内のカテーテル５の先端６の位置を検出するために位置検出システム７を用い得る。この実施態様において、位置検出システム７は、Ｘ線蛍光透視システム、具体的には、Ｘ線Ｃアームシステムである。Ｘ線蛍光透視システムは、テーブル３の上の人２を横断するＸ線９を生成するためのＸ線源８を含み、人２を横断するＸ線９は、Ｘ線検出器１０によって検出される。Ｘ線蛍光透視システム７は、Ｘ線源８及びＸ線検出器１０を制御するための蛍光透視制御ユニット１１を更に含む。Ｘ線検出器１０は、人２のＸ線イメージを生成し、Ｘ線イメージをディスプレイユニット２１上に表示し得る。生成されるＸ線イメージ上では、Ｘ線イメージが人２の内のカテーテル５の先端６の位置を示すように、カテーテル５の先端６が人２の内に見える。他の実施態様では、電磁センサ、超音波センサ等のような、人の内のカテーテル先端の位置を検出するための他の位置検出システムを用い得る。
【００８５】
イメージングシステム１は、カテーテル５、具体的には、カテーテル先端６が、人２の内の所望の場所に進められるのを可能にするためのナビゲーションユニット２３を更に含む。使用者がカテーテル５を完全に手動で或いは半自動で進めることを可能にするようにナビゲーションユニット２３を構成し得る。カテーテル５は、ナビゲーションユニット２３によって制御し得る内蔵案内手段（図１には示されていない）を含む。カテーテル先端６を人２の内の所望の場所まで案内するために、例えば、操縦ワイヤの使用によって、カテーテル５を操縦し且つ進め得る。
【００８６】
以下、図１３に示すフローチャートを参照して、周期的に動く物体を画像化するためのイメージング方法の実施態様を例示的に記載する。
【００８７】
ステップ１０１において、超音波信号提供ユニットによって異なる時に亘って物体の超音波信号を提供する。具体的には、超音波信号提供ユニットは、Ａラインを取得し、ノイズを除去するためにＡラインを事前フィルタリングし、Ａラインエンベロープを超音波信号として生成するために事前フィルタリングしたＡラインに対してエンベロープ検出アルゴリズムを適用する。ステップ１０２において、位相信号提供ユニットによって、異なる時での物体の周期的な動きの運動位相を示す位相信号を提供する。例えば、Ａラインを提供する異なる時での物体の振動運動を示す心臓信号を位相信号として提供する。ステップ１０３において、割当ユニットによって、提供される位相信号に基づき、超音波信号を運動位相に割り当てる。優先的には、心臓信号に基づき、提供されるＡラインエンベロープを異なる心臓位相に割り当てる。ステップ１０４において、超音波信号生成ユニットによって、異なる運動位相のために幾つかの超音波信号を生成し、夫々の運動位相に割り当てる超音波信号に基づき、運動位相のための超音波イメージを生成する。この特定の運動位相のためのＭモードイメージを生成するために、例えば、特定の運動位相に割り当てるＡラインエンベロープを用いる。よって、新しいＡラインエンベロープを提供して特定の運動位相に割り当てるならば、このＡラインエンベロープを夫々の運動位相の夫々のＭモードイメージに付加し得る。ステップ１０５において、生成される超音波イメージから、１つ又は幾つかの超音波イメージが選択ユニットによって選択される。例えば、医者のような人が所望の超音波イメージを選択するために選択ユニットを用い得るし、或いは選択ユニットは１つ又は幾つかの超音波イメージを自動的に選択し得る。ステップ１０６において、１つ又は幾つかの選択される超音波イメージは、ディスプレイユニット２１上に表示される。
【００８８】
連続的な超音波信号、具体的には、Ａラインが生成され、夫々の運動位相に割り当てられ、異なる運動位相のために生成されるＭモードイメージを連続的に更新するために夫々のＭモードイメージに付加されるよう、並びに、選択手続きが連続的に更新されるＭモードイメージに連続的に適用され、且つ目下選択されている１つ又は幾つかの選択された更新されたＭモードイメージが表示されるよう、ステップ１０１〜１０６を連続的に遂行し得る。この連続的なプロセスの故に、同じ選択ルールを適用することによって、異なる運動位相に対応する異なる心電図同期Ｍモードイメージを時間的に連続的に表示し得る。
【００８９】
イメージングシステムは、人の体の内側の超音波イメージングのためにカテーテルの内側に取り付けられる超音波トランスデューサを優先的に含む。イメージングシステムは、特定の不整脈を治癒するために優先的に遂行される心臓アブレーションを監視するよう優先的に構成される。従って、イメージングシステムは、医者がＥＰ実験室において内側から心壁の特定の関連パラメータに殆ど実時間においてアクセスすることを可能にするために、アブレーション電極及び超音波トランスデューサをその先端に備えるカテーテルを優先的に含む。選択される心電図同期Ｍモードイメージの目視検査によって、医者は心壁厚さを測定し、最良のアブレーション体制について決定し得る。即ち、医者は、表示されるＭモードイメージ上に示される心壁厚さに基づき、アブレーション電力、流体冷却の流速、及びアブレーション継続時間を設定し得る。その上、医者はアブレーション中に損傷形成を監視し、損傷が貫壁性になるときに、即ち、治癒が心壁の背面に達したときに、アブレーションを停止し得る。心臓組織の内側に蒸気ポケットが形成される場合には、組織破壊、即ち、所謂「ポップ」(“pop”)を防止するために、医者は表示されるＭモードイメージ上でそれを見ることができる。
【００９０】
表示されるＭモードイメージは、目下の時間瞬間まで後続のＡラインエンベロープを優先的に含む後続のＭモードイメージコラムを含む。時間が進行すると、表示されるＭモードイメージは右に伸びて、１つのブラックのイメージコラムを、表示されるＭモードイメージの運動位相に割り当てられる１つの新たに獲得したＡラインエンベロープと一度に交換する。ディスプレイの端に達した後、新しいＡラインエンベロープは、第１のディスプレイコラム上に描かれ、履歴からの最も古く表示されるＡラインエンベロープを交換する等である。
【００９１】
従来的な心電図非同期Ｍモードイメージは、心臓鼓動及び／又は呼吸中の組織−カテーテル相互作用に起因する運動に由来する歪みアーチファクトを示し、それは超音波トランスデューサの視野を変更させ、Ａラインデータを組織の異なる部分に対応させる。そのような歪みアーチファクトは、医者による心電非同期Ｍモードイメージデータの十分で迅速な解釈を妨げる。従来的な心電図非同期Ｍモードイメージのこれらの欠点を克服するために、イメージングシステムは、１つ又は幾つかの選択される心電図同期Ｍモードイメージを表示するように構成され、医者は、選択ユニットを介して、全ての創成される心電図同期超音波イメージから、特定の心電図同期された１つ又は幾つかの超音波イメージを選択することができ、選択ユニットは、目視検査からの医者の判断に基づき、１つ又は幾つかの所望の心電津同期超音波イメージを選択するための対応するグラフィカルユーザーインターフェースを提供することができ、或いは、選択ユニットによって、１つ又は幾つかの特定の心電図同期超音波イメージを自動的に選択し得る。具体的には、データを自動的に解釈するアルゴリズムを用いるように選択ユニットを構成し得る。推定される、即ち、決定される、カテーテル先端と組織との間の距離、アブレーション前の壁厚の推定される値、推定される貫壁性レベル、心壁組織とその背後の他の組織層との間の推定される距離、又はガス形成の観察される量のような１つ又は幾つかの性質に基づき、全ての心電図同期超音波イメージから１つの心電図同期超音波イメージを選択するように、そのような解釈アルゴリズムを構成し得る。選択ユニットは、これらの性質を示す選択値を計算し、計算される選択値に基づき表示されるべき心電図同期超音波イメージを選択し得る。
【００９２】
幾つかの心電図同期超音波イメージの構成を選択するようにも選択ユニットを構成し得る。その場合、構成の第１の部分は、１つ又は幾つかの心電図同期イメージを含む、アブレーション前の期間、即ち、第１の段階に関し、第２の部分は、第１の部分によって含められるものに比べて潜在的に他のイメージである１つ又は幾つかの心電図同期イメージを含む、アブレーション期間、即ち、第２の段階に関し、最終の部分は、第１の部分及び／又は第２の部分によって含められるイメージに比べて潜在的に他のものである１つ又は幾つかの心電図同期イメージを含む、アブレーション後の期間、即ち、第３の段階に関する。選択ユニットは、医者が医者の目視検査に基づきそのようなイメージ構成のために異なる心電図同期超音波イメージを選択することを可能にする、グラフィカルユーザーインターフェースを提供し得るし、或いは、選択ユニットは、データを自動的に解釈するアルゴリズムを用いるように構成され得る。優先的には、アルゴリズムは上述のように選択値を計算し、１つ又は幾つかの心電図同期超音波イメージを自動的に選択するために選択ルールを選択値に適用する。
【００９３】
上記の実施態様において、位相信号は優先的には心臓トリガ信号であるが、位相信号は呼吸トリガ信号であってもよい。その上、位相信号提供ユニットは、幾つかの位相信号、例えば、信号トリガ信号及び呼吸トリガ信号を提供することができ、これらの信号に基づき、生成される超音波イメージを割り当て得る異なる運動位相を定め得る。例えば、位相信号提供ユニットが信号トリガ信号及び呼吸トリガ信号を提供するならば、幾つかの心臓運動位相及び幾つかの呼吸運動位相を定め得る。その場合には、各々の提供される超音波信号、即ち、優先的には、各々のＡラインを、心臓運動位相及び呼吸運動位相に割り当てることができ、心臓運動位相及び呼吸運動位相の各組み合わせのために、夫々の運動位相に割り当てられる超音波信号に基づき心電図同期超音波イメージを生成し得る。
【００９４】
図２を参照して上述した実施態様において、カテーテル先端は、単一の超音波トランスデューサのみを含むが、他の実施態様において、カテーテル先端は、２つ又はそれよりも多くの超音波トランスデューサも含み得る。優先的には、異なる超音波トランスデューサは、異なる組の心電図同期Ｍモードイメージを生成するために用い得る異なるＡラインを取得し得る。その場合には、上述の選択手続きを全ての異なる組の心電図同期超音波イメージの全ての心電図同期超音波イメージに対して適用するように選択ユニットを構成し得る。例えば、アブレーション中、最大の程度の貫壁性を示す、全ての超音波トランスデューサの全ての心電図同期Ｍモードイメージのその特定の心電図同期Ｍモードイメージを選択し得る。異なる超音波トランスデューサは、異なる方向において超音波を優先的に送受信する。
【００９５】
Ａラインに関して上述した手続きをＡラインエンベロープでも遂行し得るし、逆も同様である。
【００９６】
上述の実施態様では、表示されるべき１つ又は幾つかの心電図同期超音波イメージを選択するための特定の選択基準、具体的には、特定の選択値が記載されているが、他の実施態様では、具体的には、夫々の所望の用途に依存して、１つ又は幾つかの心電図同期超音波イメージを選択するために、他の選択基準も用い得る。
【００９７】
請求項の発明を実施する当業者は、図面、本開示、及び付属の請求項の研究から、開示の実施態様の変形を理解し且つ行い得る。
【００９８】
請求項において、「含む」という用語は、他の素子又はステップを排除せず、単数形は、複数形を排除しない。
【００９９】
単一のユニット又は装置が請求項において引用する幾つかの品目の機能を充足し得る。特定の手段が相互に異なる従属項において引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有利に用い得ないことを示さない。
【０１００】
１つ又は幾つかのユニット又は装置によって遂行される、運動位相を提供される超音波信号に割り当てるための割当て手続き、超音波信号に基づき超音波イメージを生成するための超音波イメージ生成手続き、生成される超音波イメージから超音波イメージを選択するための選択手続き等のような手続きを、任意の他の数のユニット又は装置によって遂行し得る。例えば、単一のユニットによって或いは任意の他の数の異なるユニットによって、ステップ１０３乃至１０５を遂行し得る。イメージング方法に従ったイメージングシステムの手続き及び／又は制御を、コンピュータプログラムのプログラムコード手段として並びに／或いは専用ハードウェアとして実施し得る。
【０１０１】
他のハードウェアと一体に又はその一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体のような適切な媒体にコンピュータプログラムを記憶／流通させ得るが、インターネット或いは他の有線又は無線通信システムを介してのような他の形態においても流通させ得る。
【０１０２】
請求項における如何なる参照符号も範囲を限定するものとして解釈されてはならない。
【０１０３】
本発明は周期的に動く物体を画像化するためのイメージングシステムに関する。割当ユニットが、提供される位相信号に基づきＡラインのような超音波信号を運動位相に割り当て、超音波イメージ生成ユニットが、夫々の運動位相に割り当てられる超音波信号に基づき、異なる運動位相のために心電図同期Ｍモードイメージのような幾つかの超音波イメージを生成する。生成される超音波イメージから超音波イメージを選択するために選択ユニットが用いられ、ディスプレイユニットが、選択される超音波イメージを表示する。従って、選択される超音波イメージは、表示される超音波イメージ中の運動アーチファクトが減少させられるよう、単一の運動位相にのみ対応する。イメージングシステムは、例えば、心臓アブレーション手続きをモニタリングするのに特に有用である。
【国際調査報告】
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