(57)【要約】細胞組織について超音波スキャニングおよびその診断が開示される。超音波プローブは、一様な率で細胞組織を横切って移動される。この率は、超音波スキャナのイメージキャプチャ率に同期しており、組織のスキャンイメージの連続かつ完全な集合を達成する。プローブは、組織を横切って移動すべく単一の位置で保持され、スキャンされる組織と最適な接触を達成するために、スキャン中に動的に調整される。イメージデータは、キャプチャされるとともに、容易に記憶し、ビューアの機能に互換性のある形式に変換される。ビューアは、がんおよび他の異常をスキャニングするために適用された形式でスキャンイメージの再生を可能にする。位置機能によって、ユーザが個々のスキャンイメージ上で所望の地点を選択し、他の既知の参照地点を選択することができ、この機能は、参照地点から三次元の所望の地点までの距離を演算し、供給する。本システムは、いずれの組織についても事実上用いられるが、乳がんのスキャニングについて最適化される。異なる厚さを有するパッドは、スキャンイメージにおいて視認可能な参照地点を供給する乳首上に配置される。胸部は、胸部を保持し、超音波スキャニングの誤りを低減するとともに、パッドを保持するように構成された織物によりカバーされてもよい。上記の位置機能は、探知されたがんまたは他の異常を測定するために、乳首パッドを参照地点として用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞組織のイメージを表示するイメージデータを生じ得る超音波プローブを具備する超音波スキャニング装置と、
前記プローブの位置を決定するために前記プローブに取り付けられた１またはそれ以上のセンサとを具備することを特徴とする細胞組織のスクリーニングシステム。
【請求項２】
前記超音波スキャニング装置からイメージデータを受信する受信機をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の細胞組織のスクリーニングシステム。
【請求項３】
前記イメージデータを記憶するために前記受信機と通信するレコーダをさらに具備することを特徴とする請求項２記載の細胞組織のスクリーニングシステム。
【請求項４】
ビューアと互換性のある形式に前記イメージデータを変換するために前記受信機と通信する変換機をさらに具備することを特徴とする請求項２記載の細胞組織のスクリーニングシステム。
【請求項５】
前記イメージデータをイメージとして表示するためのビューアをさらに具備することを特徴とする請求項１記載の細胞組織のスクリーニングシステム。
【請求項６】
前記ビューアは、スキャンイメージを素早く連続表示することができることを特徴とする請求項５記載の細胞組織のスクリーニングシステム。
【請求項７】
前記細胞組織は、胸部組織であり、患者の乳首をカバーするためのパッドをさらに具備し、前記バッドは、超音波を透過し、胸部組織に対して異なる超音波特性を有することを特徴とする請求項１記載の細胞組織のスクリーニングシステム。
【請求項８】
前記細胞組織は、胸部組織であり、スキャンニング中に胸部組織の場所で保持されるように適応された、胸部組織のための織物カバーをさらに具備し、前記織物カバーは、超音波結合剤を吸収可能で最小限度の損失で超音波エネルギーを伝達することを特徴とする請求項１記載の細胞組織のスクリーニングシステム。
【請求項９】
前記胸部組織の前記乳首をカバーするためのパッドをさらに具備し、前記バッドは、超音波を透過し、胸部組織に対して異なる超音波特性を有するものであり、前記織物カバーの下に配置され、当該織物カバーにより保持されることを特徴とする請求項８記載の細胞組織のスクリーニングシステム。
【請求項１０】
前記細胞組織上を連続的に移動するために駆動されるキャリアをさらに具備し、前記プローブは、連続して隣接するイメージに略平行な前記細胞組織の連続した断面イメージを生じさせるために前記キャリアに載置されることを特徴とする請求項１記載の細胞組織のスクリーニングシステム。
【請求項１１】
前記細胞組織上を前記プローブが連続移動している間、前記プローブを連続的に活動可能にするために前記プローブと通信するコントローラをさらに具備することを特徴とする請求項１０記載の細胞組織のスクリーニングシステム。
【請求項１２】
前記プローブの連続的移動を制御し、超音波スキャナのフレームキャプチャ率に適合したコンピュータをさらに具備することを特徴とする請求項１０記載の細胞組織のスクリーニングシステム。
【請求項１３】
患者を安静にするための寝台と、
前記寝台に対して平行移動するために載置されたキャリアアームとをさらに具備し、
前記キャリアは、前記キャリアアームに結合され、前記プローブは、前記キャリアに結合され、前記プローブは、少なくとも１つの軸について前記キャリアアームに対して回転可能に載置されることを特徴とする請求項１０記載の細胞組織のスクリーニングシステム。
【請求項１４】
前記プローブおよび前記細胞組織上の前記キャリアを駆動するために少なくとも１つのマイクロプロセッサによって制御される少なくとも１つのモータをさらに具備することを特徴とする請求項１３記載の細胞組織のスクリーニングシステム。
【請求項１５】
前記プローブの角度位置を調整するために少なくとも１つのマイクロプロセッサによって制御される少なくとも１つのモータを具備することを特徴とする請求項１３記載の細胞組織のスクリーニングシステム。
【請求項１６】
前記プローブ近傍の１またはそれ以上の移動センサを備えた前記プローブの前記角度位置を動的に調整するための付加的なシステムをさらに具備し、
前記移動センサは、前記プローブの前記角度位置を調整するために前記少なくとも１つのモータに送信される信号を順次生成する前記少なくとも１つのマイクロプロセッサに送信される信号を生成することを特徴とする請求項１５記載の細胞組織のスクリーニングシステム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのマイクロプロセッサは、前記モータの速度および前記プローブの角度位置に基いて肌上のプローブ面の速度を決定し、一様な速度を維持するために前記少なくとも１つのモータに信号を送信することを特徴とする請求項１４記載の細胞組織のスクリーニングシステム。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのマイクロプロセッサは、次式を用いて前記適当な速度を演算することを特徴とする請求項１７記載の細胞組織のスクリーニングシステム。
ＨＶ＝（ＤＶ＊ｃｏｓ（ＮＲＡ）＋（ＦＬ／ＴＩ＊（｜ｓｉｎ（ＯＲＡ）−ｓｉｎ（ＮＲＡ）｜））
ここで、
ＨＶ＝水平速度（現在のロール角においてＤＶを生じるのに必要なキャリアアームの水平速度）
ＤＶ＝初期速度（肌上のプローブ面の所望の速度）
ＦＬ＝支柱長（ロール面中心およびプローブ面の中心間の距離）
ＴＩ＝時間間隔（角度測定間の秒単位の時間）
ＯＲＡ＝旧ロール角（前回の増分におけるＸ軸に沿ったプローブの角度）
ＮＲＡ＝新ロール角（現在のＸ軸に沿ったプローブの角度）
【請求項１９】
前記少なくとも１つのマイクロプロセッサは、スキャニング過程の間、前記プローブ面の側面位置を決定し、位置の適合性に得るために前記少なくとも１つのモータに信号を送信することを特徴とする請求項１４記載の細胞組織のスクリーニングシステム。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのマイクロプロセッサは、次式を用いて前記側面位置の適合性を演算することを特徴とする請求項１９記載の細胞組織のスクリーニングシステム。
ＹＣＤ＝（ＰＦＷ＊（ｓｉｎ（ＯＰＡ）−ｓｉｎ（ＮＰＡ））−１／２ ＰＦＷ＊（ｃｏｓ（ＯＰＡ）−ｃｏｓ（ＮＰＡ）））
ここで、
ＹＣＤ＝Ｙ軸修正距離（前回の時間間隔からのＹ軸の角度の変化による補正量を修正するためのプローブのＹ軸修正距離）
ＰＦＷ＝プローブ面幅（プローブ面の幅）
ＯＰＡ＝旧ピッチ角（前回の時間増分におけるＹ軸に沿ったプローブの角度）
ＮＰＡ＝新ピッチ角（現在のＹ軸に沿ったプローブの角度）
【請求項２１】
互いに略一様かつ略正常にずらした連続イメージで細胞組織を超音波スキャニングし、前記イメージを連続的に記憶することを特徴とする細胞組織のスクリーニング方法。
【請求項２２】
さらに、略平行な一列で前記細胞組織をスキャニングし、複数の前記連続イメージを含むスキャン列のそれぞれを重複させることを特徴とする請求項２１記載の細胞組織のスクリーニング方法。
【請求項２３】
さらに、前記細胞組織の表面に対して垂直を維持すべくスキャニング中のプローブの位置を調整し、
スキャン列が完成したときに含まれる領域を決定し、
前記細胞組織のいずれの領域も読み飛ばさないように次のスキャン列のために前記プローブを開始位置に調整することを特徴とする請求項２２記載の細胞組織のスクリーニング方法。
【請求項２４】
さらに、前記スキャン列の前記開始位置を決定するためにコンピュータを用い、次式を用いることを特徴とする請求項２３の細胞組織のスクリーニング方法。
ＮＲＯ＝（ｃｏｓ（ＭＰＡ）＊ＰＦＷ）−ＯＡ
ここで、
ＮＲＯ＝次の列の補正量（領域飛ばしを避けるためにプローブに対して）
ＰＦＷ＝プローブ面幅（プローブ面の幅）
ＭＰＡ＝最大ピッチ角（現在の列の）
ＯＡ＝重複量（連続する列について）
【請求項２５】
さらに、前記記憶された連続イメージを素早く連続的に表示することを特徴とする請求項２１記載の細胞組織のスクリーニング方法。
【請求項２６】
さらに、異常または特徴をより明確にするためにイメージ増幅を用いることを特徴とする請求項２５記載の細胞組織のスクリーニング方法。
【請求項２７】
さらに、少なくとも２つの個々のイメージ上でユーザが定義した地点を承認し、三次元で横切る前記地点間の距離を演算することを特徴とする請求項２１記載の細胞組織のスクリーニング方法。
【請求項２８】
さらに、単一のイメージ上でユーザが定義した地点を承認し、２つの前記地点間距離を演算することを特徴とする請求項２１記載の細胞組織のスクリーニング方法。
【請求項２９】
さらに、前記超音波プローブに取り付けられた位置センサを用い、それぞれのイメージについて前記位置センサからの位置データを記憶することを特徴とする請求項２１記載の細胞組織のスクリーニング方法。
【請求項３０】
胸部組織を超音波スキャニングするときの補助システムであって、
スキャニング中に胸部組織の場所で保持されるように適応された、前記胸部組織のための織物カバーと、
前記カバーに適用される超音波結合剤とを具備し、
前記カバーは、前記結合剤を吸収可能で最小限度の損失で超音波エネルギーを伝達することを特徴とする補助システム。
【請求項３１】
前記胸部組織の前記乳首をカバーするためのパッドをさらに具備し、前記バッドは、超音波を透過し、胸部組織に対して異なる超音波特性を有するものであり、前記織物カバーの下に配置され、当該織物カバーにより保持されることを特徴とする請求項３０記載の補助システム。
【請求項３２】
超音波胸部組織のための補助具であって、乳首上に配置されるパッドを具備し、前記パッドは、超音波を透過し、胸部組織に対して異なる超音波特性を有するものであり、前記パッドは、円盤形状であり、前記円盤の中心が最も厚く、前記パッドの全周についての端部が傾斜されることを特徴とする補助具。
【請求項３３】
さらに、スキャニング中に胸部組織の場所で保持されるように適応された、胸部組織の織物カバーを用い、
前記織物カバーに結合した超音波結合剤を用いることを特徴とする請求項２１記載の細胞組織のスクリーニング方法。
【請求項３４】
さらに、超音波を透過し、胸部組織に対して異なる超音波特性を有し、前記織物カバーによって保持されるべく、前記胸部組織の乳首上かつ前記織物カバー下にパッドを配置し、
少なくとも１度は、前記パッドの円周を横断して、スキャニング中に前記胸部組織を横切って超音波プローブを前記カバーの頂点に移動させることを特徴とする請求項３３記載の細胞組織のスクリーニング方法。
【請求項３５】
コンピュータによって実行されるプログラムが接続装置を介してスキャンデータの送信を開始する超音波スキャニング装置からコンピュータへのスキャンデータの送信方法であって、
前記プログラムおよび前記スキャニング装置が連続的に接続されるステップと、
前記スキャニング装置の内部メモリバッファを消去するステップと、
個々のスキャンイメージの所望の数を前記バッファ内のフレームとして獲得するステップと、
前記バッファのフレーム数をカウントし、当該区分けおよび形式を決定するために、前記バッファを停止するステップと、
前記フレームを受け取るために、前記コンピュータ上のファイルを開くステップと、
前記スキャニング装置から接続装置を介して前記コンピュータに前記フレームを送信するステップと、
前記スキャニング装置の形式から表示プログラムに用いられる形式にフレームデータを変換するステップと、
前記変換されたフレームデータを連続的にイメージファイルに書き込むステップとを具備することを特徴とするスキャンデータの送信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細胞組織の超音波のスキャニングおよび診断に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波プローブは、長年、細胞組織のスキャニングに用いられてきた。現在、いかなる医学的な超音波試験は、心臓、骨盤、腹部、軟組織またはその他の器官に関わらず、動的な映画のような方法で達成された研究により、多数の個々のフレームまたは写真として一般的に表示される。しかし、スキャンの利便性は、所望の領域を特定するためにモニタ上のスキャンイメージを見ている間、前記プローブを手で操作するオペレータの技量に左右される。一度これらの領域が特定されると、オペレータは、通常、領域が映し出されているスキャンイメージの１枚または複合された１枚を記録する。
【０００３】
オペレータは、スキャン中に出てくる多数のフレームから数フレームを選択しなければならないため、この過程でエラーが生じ易い。オペレータは、重要な発見があるイメージを選択するのに失敗するかもしれず、全ての発見があると誤って表示されたイメージを選択するかもしれない。加えて、オペレータは、手でプローブを操作していること、組織上のプローブの速度がプローブのイメージキャプチャ率に相関していないことにより、スキャンされた組織の一様範囲は、幾分偶然によるものである。この結果、オペレータは、スキャンされた組織のすべてについて連続かつ完な集合を表す連続イメージを記録しない。さらに、プローブの手動操作は、組織の一様範囲を完全には許容しない。例え、複数回通過が用いられてもである。
【０００４】
超音波検査の第２の方法は、動的記録がビデオテープ上で作成される超音波心臓検査のような動的な試験が用いられる。不幸なことに、このアナログ的方法は、個々のフレームを記録するデジタル断層撮影には適応しない。結果的に、個々のフレームの評価ができず、詳細が大きく欠如することとなる。これは、不規則な組織を診断することについてのビデオテープの利便性の限界によるものである。解析医は、録音再生の速度を変えたり、イメージのサイズを変えたりする方法を持っていない。さらに、当該医は、モニタの設定でしか、イメージの元々のコントラストや明るさを変えることができない。これらの困難は、考察時間を長くし、最適な見地を妨げる。加えて、個々の患者にビデオテープをそれぞれ使用することは、高価であり、保管の問題も生じてしまう。
【０００５】
オカルトの乳がんのために無症候性の女性をスクリーニングすることについては特に、現在広く用いられている方法が２つあり、物理的試験および乳首Ｘ線撮影法である。これらの方法はいずれも不完全である。物理的試験は、一般的に直径１／２インチより小さいがんを探知できない。がんには、探知されたときより大きくなる場合が多くある。乳首Ｘ線撮影法は、１／２インチより小さいがんの３０パーセントが探知できない。約５から１０パーセントのより大きいがんは、乳首Ｘ線撮影法的には、オカルトである。また、乳首Ｘ線写真は、放射線を用い、胸を締め付ける痛みを伴うため、女性に定期的に乳首Ｘ線写真を撮ることの勇気をなくさせてしまう。
【０００６】
医学の社会ではよく認識されていることだが、超音波は、変則的な位置が乳首Ｘ線撮影法および物理的試験のような他の方法によって第１に発見された乳がんを診断するのに非常に熟練している。しかし、超音波を全ての胸をスクリーニングする方法として用いたとき、悪性腫瘍は、通常、背面の組織から見分けることが困難である。従来は、胸のスクリーニングのために超音波を用いる２つの案があったが、それらは、がんの発見率が甘受できない程低かったせいで受け入れられなかった。
【０００７】
第１の方法は、複数の超音波プローブを有し、連続的な断面で全胸部のイメージを生成するために水風呂に胸を浸ける水風呂システムである。これらの断面は、１０秒に１つの割合で連続して表示される。
【０００８】
第２の方法は、技師が全ての胸部を試験することによって達成されるスキャニングがビデオテープに記録されるものである。この方法は、胸部の範囲が幾分偶然のものとなる欠点があった。手動により可変する速度は、一様にイメージされた組織を許容しない。その速度は、超音波プローブのフレームキャプチャ率に一致しないからである。また、ビデオテープに記録することは、上記の理由からイメージが劣化することとなる。
【０００９】
現在、人の胸部のような、細胞組織の全ての領域に連続かつ完全な集合となったスキャンイメージを作成するために、一様かつ信頼できる超音波プローブを使用する方法は、開発されていない。超音波は、乳首Ｘ線撮影法、Ｘ線およびＭＲＩスキャンのような他のスキャニング方法ですでに明確となった細胞組織の所望の領域を調査することに一般的に用いられる。超音波は、不規則な細胞組織のためのスクリーニング装置として一般的に用いられない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、超音波スキャニングおよび細胞組織の診断の改良されたシステムを目的とする。連続した組織の断面超音波イメージを生じさせるために、個々のイメージのそれぞれの位置を決定する手段を用いる。また、本発明は、断面超音波スキャンを用いて細胞組織をスクリーニングする体系的な方法も提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る第１の独立した側面において、超音波プローブは、一様な速度でスキャンするために、組織上を進ませる。これにより、組織の一様なイメージングが達成される。
【００１２】
本発明に係る第２の独立した側面において、超音波プローブは、一様な速度でスキャンするために、組織上を進ませる。組織上のプローブの速度は、超音波スキャナのイメージキャプチャ率に適合される。これにより、さらなる組織の一様なイメージングが達成される。
【００１３】
本発明に係る第３の独立した側面において、超音波プローブは、一様な速度でスキャンするために、組織上を進ませる。超音波プローブの角度は、スキャニング過程の前および最中に調整され、スキャンされる組織と最適に接触すべく維持する。これにより、さらなる組織の一様なイメージングが達成される。
【００１４】
本発明に係る第４の独立した側面において、超音波プローブは、一様な速度でスキャンするために、組織上を進ませ、組織の外形に応じたプローブの角度の変化に応じて速度を変化させる。これにより、さらなる組織の一様なイメージングが達成される。
【００１５】
本発明に係る第５の独立した側面において、超音波プローブは、一様な速度でスキャンするために、略直線に組織上を進ませ、プローブの位置は、組織の外形に応じたプローブの角度の変化に応じて、略直線にそって側面的に調整される。これにより、さらなる組織の一様なイメージングが達成される。
【００１６】
本発明に係る第６の独立した側面において、超音波プローブは、一様な速度でスキャンするために、略直線に組織上を進ませる。当該超音波プローブからのイメージデータは、ビューアに互換性のある形式に変換されて記憶される。データは、イメージが素早く連続して再生可能な専用のビューアで見られる。このようにして、がんや異常のための組織をスキャンする改良された方法が達成される。ビューアは、ユーザが個々のスキャンイメージ上の所望の地点を選択し、また、それと同じまたは他のイメージ上のそれぞれで既知の参照地点を選択することも許容する可能性を有することができる。このとき、ビューアは、三次元における２点間の距離を演算する。患者の所望の地点の正しい位置は、このようにして決定される。
【００１７】
本発明に係る第７の独立した側面において、位置データは、それぞれのイメージフレームで収集される。これにより、超音波プローブは、完全に一様な速度を必要とすることなく操作可能となり、この場合でも特徴または異常な位置を正確に定めることができる。
【００１８】
本発明に係る第８の独立した側面において、イメージは、ユーザが個々のスキャンイメージ上の所望の地点を選択し、また、それと同じまたは他のイメージ上のそれぞれで既知の参照地点を選択することも許容するために表示される。乳がんのスクリーニングでは、通常乳首の地点である。このとき、三次元における２点間の距離が演算される。このようにして、患者の所定の地点の正確な位置は、乳首から所望の地点までを測定することにより決定されるだろう。
【００１９】
本発明に係る第９の独立した側面において、胸部組織のスキャニングに用いられるパッドは、胸部組織とは異なる超音波的特徴を有する乳首の上に配置され、スキャンが実行される。当該パッドは、スキャンイメージに写り、参照地点として乳首の位置を特定し、乳首からの音波情報の損失（超音波の影）を低減させる。
【００２０】
本発明に係る第１０の独立した側面において、胸部組織はをスキャンする第９の側面に加えて、所定位置に胸部および乳首パッドを保持し、超音波の影を低減させるために、スキャニングする間、胸部上に配置されたカバーをさらに具備する。これにより、よりよいイメージングが可能となる。
【００２１】
本発明に係る第１１の独立した側面において、上記側面を組み合わせることがさらなる利益をもたらすこととなると考えられる。
【００２２】
結果的に、本発明の目的は、細胞組織が超音波スキャニングにより、異常を確実に写し出すことができるシステムおよび方法を提供することである。他のまたはさらなる目的および利益は、以下に現れるだろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、好適な具体例は、患者を安定させる患者寝台２を含み、支持部材４、スキャンされる組織を横切ってプローブを案内するように並進動作可能な支持部材４に接続されたプローブキャリア５、プローブ８を有する標準的な医学的超音波スキャニング装置６、プローブキャリア５を操作するリモコン装置１０、標準的なコンピュータ１２、超音波装置６およびコンピュータ１２間の接続装置１４、および超音波装置からイメージデータを獲得し、表示プログラムと互換性のあるイメージデータに変換し、イメージを表示する表示プログラムを基礎に具備する。いずれも単一ユニットとして一般的に販売されるプローブ８を有する医学的超音波スキャニング装置６は、超音波プローブ８からの信号を送受信する機械である。プローブ８を有する超音波スキャニング装置６、コンピュータ１２、および接続装置１４は、商業的に市販されている。
【００２４】
超音波プローブ８を保持する機械的キャリア５は、超音波スキャナ６に接続されている。プローブを保持する機械的キャリア５および超音波スキャナ６間の同期化は、スキャンの記録中に採用することが可能である。
【００２５】
＜プローブキャリア＞
略平行で連続したイメージを得るために、超音波プローブ８を保持する機械的装置は、一様な割合でスキャンされる組織を横切ってプローブを進ませる。図３に示されるより好適な具体例において、プローブ８を保持する機構は、試験中に患者を安定させ、機構の基礎として作動させる患者寝台１６に載置される。図２および図３に示されるキャリア運搬台１８は、図４に示されるように、寝台の下のレール２０に取り付けられる２つの平行な垂直部材と、２つの垂直部材の頂部に取り付けられた水平部材とを具備している。レール２０は、図２および図３に示されるように、運搬台１８を寝台の長さ、すなわち、Ｘ軸に沿って移動可能にする。２つの垂直部材間の水平部材に取り付けられるのは、略Ｕ字型部材が取り付けられた他の垂直部材であり、キャリアアーム２２と呼ばれ、超音波プローブ８を保持するキャリア２４が取り付けられる。キャリアアーム２２は、Ｙ軸およびＺ軸のいずれにも沿って移動可能といった所定の基準で取り付けられ、図４に示されるように、患者を横切るとともに、寝台上の患者から近づいたり離れたりするように移動することが可能である。キャリア２４自体は、Ｘ軸および軸について回転することによって、患者に対して所望の角度にプローブを保持するものである。キャリア２４は、スキャニング中、固定された角度でプローブ８を保持してもよいし、スキャニングの過程の間、プローブ８を患者の肌（その他の好適な方向）に対して垂直を維持するように調整することも可能である。
【００２６】
使用しないときに運搬台アッセンブリを保護し、患者が寝台に最初に横になるときに邪魔にならないように、アッセンブリは、寝台１６の一端部にある「ガレージ」２６に収納される。好適な具体例において、運搬台１８は、マイクロプロセッサにより制御される１またはそれ以上のモータによって寝台１６のＸ軸に沿って進む。また、キャリアアーム２２も、１またはそれ以上のマイクロプロセッサにより制御される１またはそれ以上のモータによりスキャン中、２つの軸に沿って移動する。マイクロプロセッサは、表示プログラム（後述）を実行するコンピュータ１２とは分離することも可能であるし、コンピュータ１２をこの目的のために使用することも可能である。キャリアアーム２２は、スキャニングの間、プローブ８と患者の肌との間を常に接触させるようにＺ軸に沿って移動する。キャリアアーム２２は、患者上のプローブ８に一定の圧力をユーザが選択した予め設定された値に維持する。この圧力は、スキャン中に計測され、最大の圧力レベルが検知されたときは、Ｚ軸方向にキャリアアーム２２を上げて患者から離すように動かすことが優先的に機能する。他の具体例において、オペレータは、スキャニング過程の間、手動で圧力を維持し、圧力がプローブヘッドの程近くにある圧力変換器を用いて測定される。キャリアアーム２２は、スキャン終了時に患者を移動させるために上方へ移動する。リモコン１０に優先する手動操作により、パニックが起きたり、緊急事態が起きたときに、患者から離れるようにキャリアアーム２２を移動させることが可能である。
【００２７】
他の具体例において、運搬台１８およびキャリアアーム２２は、どちらも平行軌道配置（一端側または複数端側）であるか、（患者寝台を用いる、用いないに関わらず）仰向けまたはうつ伏せのいずれかにされた患者の上、下、または、近くに、配置された連結アームまたはその他の装置を具備している。キャリアアーム２２は、患者寝台に接続される運搬台アッセンブリに支持されている必要は無いが、天井、壁、または、床から単独で浮いている状態にあり、患者寝台に対してＸおよびＹ方向のいずれにも並進運動を可能にするだろう。キャリア機構は、プローブに必要な移動を供給することを付加する手段として、Ｘ線装置を支持するのに現在用いられている運搬台の機構に似ているだろう。プローブは、いかなる手段（手動的、機械的、電気的、油圧的、気圧的またはその他のすべての手段であって、フィードバック制御が行われるものまたは行われないもの）またはいかなる方法の組み合わせによって、機械的なキャリアによって支持され、進むこととしてもよい。単独の、または、組み合わされたこれらの方法は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸についてのプローブの制御に用いられる。重力もまた、患者上のプローブへ必要な圧力を供給したり、組織を横切る推進力を補助するのに採用される。
【００２８】
プローブ８は、機械的キャリア２４に対して固定の、または、取り外し可能な構成として設計される。キャリア２４は、一体となった超音波装置６、超音波プローブ８、および／または、超音波プローブインターフェイスを搭載して、または、別体として設計される。
【００２９】
図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、キャリア２４は、スキャニング前、または、スキャニング中に手動または、１またはそれ以上のマイクロプロセッサによって制御される１またはそれ以上のモータにより、プローブ８の角度位置を変えつつ連結される。マイクロプロセッサは、表示プログラム（後述）を作動させるコンピュータ１２から独立していてもよいし、コンピュータ１２がこの目的に用いられてもよい。プローブ自身が連結ヘッドを有する場合、連結される必要は無いかもしれない。
【００３０】
プローブ８の角度位置がスキャニング中に自動的に調整される場合の具体例において、ピッチおよびロール調整は、超音波プローブ８回りに配置された１またはそれ以上の位置変換器により行われる。この具体例において、プローブ８の位置および角度に関するすべてのデータは、イメージが患者上の一致する位置に相互に関係することを許容するために表示プログラムに供給される。位置データは、イメージが重複したり、差異が生じることをプログラムが補償できるようにする。測定システムは、いかなる手段または慣習によっても可能であり、いずれのまたはすべてのＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸および／またはプローブの角度位置から構成されてもよい。
【００３１】
プローブ８を保持するキャリア２４の速度は、マイクロプロセッサにより正確に制御される。当該速度は、超音波スキャニング装置６のキャプチャ率に相互関係する。組織上のプローブ面９の速度が一様であると、表示プログラム（後述）がいずれのイメージにおいても選択された地点の位置を演算することができる一様な領域を有するイメージとなる。プローブがスキャン中、固定された角度で保持される場合、領域が一様であることは、患者上のスキャンフレームのそれぞれの地点を決定するためにつねに必要である。超音波スキャニング装置６は、プローブ８と通信するためのコントローラとして働き、組織を横切って動くようにプローブ８を連続して駆動させるが、他のコントローラを、プローブを駆動させるために用いることも可能であり、これには、プローブまたはスキャニング装置のいずれかまたは両方にリンクしたコンピュータも含まれる。
【００３２】
オペレータは、スキャンされる領域の程度を決定し、コンピュータ１２の位置プログラムに当該領域のさまざまなパラメータを入力する。例えば、胸部組織をスキャニングするために用いる場合、オペレータは、肌を横切って測定し、プローブ８が横切った全距離を供給する。現在の慣例では、超音波プローブ８によりスキャンされる組織の幅は、一般的にとても小さく、胸部のような全体の器官のイメージをキャプチャすることができない。この結果、いくつかの隣接した通過により全範囲を供給することができる。それぞれの通過（スキャン列３０と称する）は、先に通過したものといくらか重複しており、全範囲を達成し、スキャン周辺区域における誤った形状の可能性を排除する。それぞれ連続する通過より先に、キャリアアーム２２は、患者から離れるように持ち上げられ、胸部を横切ってＹ軸に沿ったり、次のスキャン列３０のために自身の位置をスキャンするために領域の頂点へＸ軸に沿って動く。このとき、患者に応じてＺ軸に沿って自身を下げたりする。代わりに、キャリアアーム２２は、手動で上昇または下降させてもよい。
【００３３】
スキャン列３０は、複数の個々のイメージまたはフレーム２８を具備しており、胸部で典型的に約２００から３００ある。図５はスキャン列３０内のフレーム２８が典型的胸部スキャン上にどのように配列されるかを表したものであるが、明確のために、重複しないように表してある。スキャン列３０は、それぞれのスライドが個々のフレーム２８として表される写真のスライドの束を思い浮かべることができる。フレーム２８は、一様に配置されて、プローブ８の一様な動作およびスキャンの一様なタイミングが達成される。フレーム２８は、最も好都合なことに互いが略平行にある。
【００３４】
プローブの角度がスキャン中に変化する場合の具体例において、プローブ８は、キャリア２４にプローブ８がいずれの方向にも旋回可能に取り付けられる。ロール面１１は、ロール面中心１００でＸ軸に沿ってプローブ８が前後に旋回移動することによって参照される。図４Ａおよび図４Ｂに示される。ピッチ面１３は、ピッチ面中心１０２でＹ軸に沿ってプローブ８が左右に旋回移動することによって参照される。ピッチおよびロール中心１００，１０３は、プローブ８が肌の外形に関して肌に対して直角に位置されることによって、プローブがプローブ面９および肌表面の間で常に接触し続けることを可能にし、最適な超音波イメージングを可能にする。市販されている角度センサ２５は、キャリア２４に取り付けられ、図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、プローブ８はロール面１１（Ｘ軸）およびピッチ面１３（Ｙ軸）に対して常に平行である。角度センサ２５は、ロール角およびピッチ角を短い規則的な間隔、好適な具体例においては、１／１０秒でコンピュータ１２の位置プログラムに送信する。図１３は角度センサ、コンピュータおよびモータ間の信号の体系図である。
【００３５】
プローブ８が組織上を移動するにつれてプローブ８が動的に角度が変化するとき、特に、組織が平面でないとき、適正な速度およびスキャン中の位置を達成するためのいくつかの問題が生じる。例えば、胸部のような凸状の対象の一様なスキャンを試行するとき、胸部の凸性の程度は、「Ｘ」軸および「Ｙ」軸ともに知られていない。例として胸部を用いて、プローブ８がＸ軸に沿って一定の速度で進むとき、プローブ面９の速度は、肌に関して、胸部の上り坂および下り坂で速くなる。加えて、キャリア２４内のロール面中心１００は、プローブ面９が肌に接触する部分上までのいくらかの距離（支柱長２７と称する）があり、プローブ面９およびキャリア２４は、プローブ８がロール面で旋回するときにＸ軸に沿って同じ位置とはならないだろう。このようにキャリア２４は、上り坂においてプローブ面９の後方にあり、下り坂においてプローブ面９の前方にあるだろう。
【００３６】
位置センサは、正確な位置および速度補正のために、キャリア２４の位置およびプローブ８の角度位置を軌道することに用いられる。センサは、「Ｘ」および「Ｙ」方向にキャリアアーム２２の移動を制御するモータの回転数をカウントすることによって、キャリア２４の位置を決定してもよい。プローブ８の角度位置は、角度センサ２５によって決定されてもよい。これらの位置センサは、例えプローブに直接結合されるものが存在しなくても、プローブと「結合」される。
【００３７】
肌上の速度補正は、プローブ８に取り付けられた角度センサ２５とともに、「Ｘ」軸および「Ｙ」軸の両方についてのプローブ８の角度が連続的に、少なくとも毎秒１０回、制御コンピュータ１２に送信されることにより実行される。「Ｘ」軸における角度の変化は、２項の三角公式を適用することによって、次回の時間の増分についての速度を適切に調整することに用いられる。第１項は、プローブ８が胸部の勾配に沿って上ったり、下ったりすることによって垂直速度を得るにつれて、キャリア２４の水平速度が減少することによって肌に沿った一定速度を維持する。第２項は、プローブ面９に関して、キャリアアーム２２がずれて旋回した効果として説明される。それゆえ、角度センサ２５は、角度データをコンピュータ１２に存在する位置プログラムに提供し、コンピュータ１２は、水平（Ｘ軸）速度のみが連続的に変化する間、Ｘ軸モータが胸部の肌上を旋回してプローブ８の一様な速度を生じるように制御する。所望の一定速度を生じるために、位置プログラムは、現在のロール角の余弦を用いてＸ軸運動ベクトルを演算する。また、位置プログラムは、プローブ面９上にあるキャリア２４のロール面中心１００の位置を生じさせるプローブ面９からのキャリア２４の補正量の水平成分を補正する。位置プログラムは、現在の角度と全壊の時間間隔における角度との間のロール角の正弦の絶対変化を用いる。次式を用いる。
ＨＶ＝（ＤＶ＊ｃｏｓ（ＮＲＡ）＋（ＦＬ／ＴＩ＊（｜ｓｉｎ（ＯＲＡ）−ＳＩＮ（ＮＲＡ）｜））
ここで、
ＨＶ＝水平速度（現在のロール角においてＤＶを生じるのに必要なキャリアアーム２２の水平速度）
ＤＶ＝初期速度（肌上のプローブ面９の所望の速度）
ＦＬ＝支柱長（ロール面中心１００およびプローブ面９の中心間の距離）
ＴＩ＝時間間隔（角度測定間の秒単位の時間）
ＯＲＡ＝旧ロール角（前回の増分におけるＸ軸に沿ったプローブ８の角度）
ＮＲＡ＝新ロール角（現在のＸ軸に沿ったプローブ８の角度）
【００３８】
コンピュータ１２のクロックおよび角度センサ２５からの信号を受信するソフトウェアが適正に合致していないとき、上式の時間間隔（ＴＩ）は、わずかに異なることとなる。好適な具体例において、周期は、わずかな差異のそれぞれを相殺し、これらの変化する長さを有する時間間隔によって誤りが生じることを防ぐのに十分長いけれども、付加的な修正要素が用いられる。速度は、設定間隔がＸ軸およびＹ軸に沿った特定の距離を達成するのに要求されるが、時間間隔の不正確性は、それぞれが動く正確な距離よりも結果として近くなる。列全体で合計されたこれらの小さい誤りは、重大であり、列の長さおよび幅において結果として誤りとなる。解決法は、それぞれの時間間隔の後、Ｘ軸およびＹ軸の長さに沿ってプローブ８の正確な位置について問い合わせを行い、当該時間間隔における小さい誤りを修正し、当該距離を速度に変換して次回の時間間隔において加算または減算することである。位置プログラムは、水平（Ｘ軸およびＹ軸）移動のために駆動するモータの回転数を記録し、プローブ８の正しい位置が演算される。
【００３９】
プローブがピッチ面１３に対して角度が付くことにより、位置センサからのデータを用いて、付加的な横方向の修正要因が生じる。ロール面中心１００のように、ピッチ面中心１０２は、プローブ面９上にあり、胸部のような、組織の曲率の結果であるＹ軸におけるいかなる角度もプローブ８が直線コースから外れる原因となる。もし、この横方向の動きが修正されないと、結果として曲がった列となり、組織の重複により差異が生じる。再び、角度センサ２５により送信された角度の変化および１項の三角公式を用いて、コンピュータ１２上の位置プログラムは、直線の列を維持するためにプローブ８の横方向の位置を連続的に変化させるために、Ｙ軸モータに信号を送る。凸状の表面において直線の進行を維持するために、位置プログラムは、前回と現在とのピッチ角の正弦の変化を用いて、Ｙ軸位置の修正を演算する。ピッチ面１３においてプローブ８を傾ける効果は、プローブの付加的な移動を補償するための他の項を付加する。この項は、第１項から差し引かれ、前回と現在とのピッチ角の余弦の変化が次式を用いて表される。    ＹＣＤ＝（ＰＦＷ＊（ｓｉｎ（ＯＰＡ）−ｓｉｎ（ＮＰＡ））−１／２ ＰＦＷ＊（ｃｏｓ（ＯＰＡ）−ｃｏｓ（ＮＰＡ）））
ここで、
ＹＣＤ＝Ｙ軸修正距離（前回の時間間隔からのＹ軸の角度の変化による補正量を修正するためのプローブ８のＹ軸修正距離）
ＰＦＷ＝プローブ面幅（プローブ面９の幅）
ＯＰＡ＝旧ピッチ角（前回の時間増分におけるＹ軸に沿ったプローブ８の角度）
ＮＰＡ＝新ピッチ角（現在のＹ軸に沿ったプローブ８の角度）
【００４０】
完全な範囲を維持するために、キャリア２４は、次の列を開始するとき、「Ｙ」軸に沿うというよりも、肌上のプローブ面９の幅を動かなければならない。センサは、位置データを位置プログラムに提供するために用いられ、最大のＹ軸角度が連続的に記録され、１項の三角公式にそれぞれの列の最大角度を用いて、飛ばした領域が生じないように、Ｙ軸に沿ってプローブ８が動く距離を演算する。組織が飛ばされないと仮定すると、列の重複はわずかなものとなり、それぞれの列の最初の開始位置は、確実に重複するように演算されるべきである。位置プログラムは、最初のピッチ角および列の最大ピッチ角の正弦の差異を用いて、次の列を開始するためのＹ軸におけるキャリア２４を動かす距離が演算される。次式が用いられる。
ＮＲＯ＝（ｃｏｓ（ＭＰＡ）＊ＰＦＷ）−ＯＡ
ここで、
ＮＲＯ＝次の列の補正量（領域飛ばしを避けるためにプローブ９に対して）
ＰＦＷ＝プローブ面幅（プローブ面９の幅）
ＭＰＡ＝最大ピッチ角（現在の列の）
ＯＡ＝重複量（連続する列について）
【００４１】
組織がスキャンされる外形に応じてプローブ８の角度位置がスキャニング中に動的に調整されるときの具体例において、一番上のフレーム２８は、略均一に配置されており、組織の外形は、少しの程度異なるとはいえ、隣接するフレーム２８が互いに略平行を維持するのに十分穏やかである。単一のスキャン列３０内で隣接するフレーム２８は、略平行にあるけれども、フレーム２８は、フレーム２８の数が増加して分かれてくるにつれて、次第に平行ではなくなってくる。２つの隣接するスキャン列３０におけるフレーム２８は、必ずしも略平行ではない。
【００４２】
好適な具体例において、胸部のような器官は、横から内へ、またはその逆も同様に、胸部全体を横切って進むスキャン列３０を用いて、１区分でスキャンされる。図５は、１区分を構成する一連のスキャン列３０を表している。他の具体例において、それぞれの胸部は、乳首を胸部の中心として一列に並んだそれぞれの区分の第１のスキャン列を用い、連続するスキャン列３０が次第に乳首から離れるように、２区分でスキャンされてもよい。
【００４３】
＜表示プログラム＞
表示プログラム（またはビューア）の好適な具体例は、簡素化され、モノリシックな、ウィンドウズ９５（Ｒ）、ウィンドウズ９８（Ｒ）、ＮＴ４、およびウィンドウズ２０００（Ｒ）で起動する３２ビットウィンドウズ（Ｒ）アプリケーションである。好適な具体例は、ゼネラルエレクトリック社のロジック７００医療用超音波スキャナをインターフェイスとして、それからデータを得るべく実行される。もちろん、表示プログラムは、他のタイプのコンピュータシステムおよびオペレーティングシステムの将来のバージョンでも起動するように書くことができ、他型のスキャニング装置をインターフェイスとすることも可能である。請求の範囲で用いた、「コンピュータ」は、データを処理するための１またはそれ以上のマイクロプロセッサを用いた好適な装置が一般的に参照される。
【００４４】
表示プログラムのモノリシックな構造および比較的小さいサイズは、運搬容易および表示の柔軟性のために、イメージデータが束ねられることを許容する。多くの場合、患者の完全なスキャンデータおよびプログラムは、シングルＣＤに収められ、ユーザが多数の患者スキャンデータを比較的小さいパッケージに輸送することができ、それをＣＤ上のソフトウェアと互換性のあるいずれのコンピュータでも見ることができる。より便利なように電子メールを介してスキャンデータを送信することもできるが、電子メールの通信速度およびサイズ限界により、すべてのスキャンデータが送信されず現実性がない。しかし、所望であれば、表示プログラムは、スキャンデータの小さい区分を選択して、それを表示プログラムで小さいデータパッケージに束ねて、現在の電子メールシステムを介して正しく送信することができる。また、インターネット上の、または、ダウンロード時間の速度に圧縮された個々のファイルをダウンロードしたストリーミングビデオのような、他の配信オプションも利用できる。加えて、ビューアは、ビットマップのような、標準イメージ形式で単一のフレーム２８をエクスポートしたり、印刷したりすることができる。
【００４５】
他の具体例において、表示プログラムは、それが具備され、またはそれがクライアントサーバ環境にあるサーバ上に常駐したコンピュータ上で単に作動するように設計することも可能である。また、当該プログラムは、モノリシックでなくてもよく、ネットワーク中心の環境でジャバや同様の言語を用いてもよい。
【００４６】
図１に示される好適な具体例において、表示プログラムは、ネットワークＴＣＰ／ＩＰインターフェイスのような、接続装置１４を介してスキャニング動作およびデータアンロードを制御する。他の接続装置や所定のスキャナを使用することも可能であるが、必要ないかもしれない。ゼネラルエレクトリック社のロジック７００超音波スキャニング装置は、アンロードすることが他のスキャンのためのバッファの消去を必要とする前に、イメージデータの有限量を記憶することができる内部バッファを有している。他のスキャニング装置は、そのようなバッファを有していないが、その代わりに、スキャンが行われるときのストリーミングデータの出力を供給するし、プログラムは、さまざまなスキャニング装置からのイメージデータを得ることができる。
【００４７】
好適な具体例において、コンピュータは、超音波スキャニング装置から得られた超音波イメージのための受信機およびレコーダとして作用する。図６に示されるように、好適な具体例は、スキャン収集過程３２を開始するためのビューアおよびスキャナ間の連続接続を行う。このとき、ビューアは、内部フレームバッファを消去３４し、内部バッファのためのスキャン列を得るためにスキャナを起動３６する。ビューアは、スキャナバッファを停止３８し、バッファにおけるフレーム２８の数、その次元および画素形式を決定４０し、イメージファイルにおける新しいスキャン列を初期化４２し、バッファから個々のフレーム２８の読み込み４４を行い、フレーム形式をカウント４６し、それらをデータ記憶装置のイメージファイルに書き込み４８を行う。スキャン列のすべてのフレーム２８が処理５０されるまで獲得過程は繰り返され、ファイルのスキャン列を終了５２させる。すべてのスキャンがイメージファイルに獲得５４されるまで、すべての付加的なスキャン列３０が開始される。ビューアの好適な具体例は、患者情報およびスキャン情報（「イメージファイル」）のためのヘッダを有する専用のイメージファイル形式を用いるが、イメージはまた、ＤＩＣＯＭのような、標準化された形式に変換されることとすることができる。
【００４８】
図７は、スキャナからコンピュータまでのデータ送信過程のためのユーザインターフェイスを表すフローチャートである。ユーザは、ファイルメニューから選択された新しいファイルを作成５６し、当該新しいファイルに名前を指定５８し、患者データおよび関連する情報を入力６０し、データメニューからの選択６２を行い、胸部のどの区分が得られようとしているのかを特定６４する。そのとき、ユーザは、獲得処理６６を開始し、フレーム２８は、ネットワークインターフェイスのような、接続装置１４を介してスキャナのフレームバッファから連続してアンロードされ、標準化され、（所望なら）損失の無いように圧縮され、イメージファイルに連続して書き込まれ、このファイルは、データ記憶装置に記録される。すべてのバッファされたフレームが処理されたとき、ビューアは、イメージファイルに構築された列を終了６８する。他のスキャン列は、獲得等されてもよいし、スキャナへのインターフェイスが終了７０してもよい。ストリーミングデータをアンロードするために、プログラムは、リアルタイムライトスルーを達成する。
【００４９】
＜データの獲得＞
好適な具体例において、ビューアは、図８に示されるように、ファイルヘッダ７２、患者情報ブロック７４、および０またはそれ以上のスキャン列フレーム７６を有する形式である、専用のイメージファイルを作成する（およびその後、表示する）。患者情報ブロック７４は、患者についての情報だけでなくスキャン自体についての情報も具備している。この情報は、スキャンの深さや幅、スキャン列の長さ、スキャン中のキャリア２４の速度、スキャナによりキャプチャされた秒あたりのフレーム数それぞれのフレーム間の空間等のようなものである。
【００５０】
プローブの角度位置がスキャン中に動的に調整される場合の他の具体例において、表示プログラムは、データ記憶装置にそれぞれのフレームの角度位置およびそれぞれのフレームについての他の情報を記録してもよい。角度位置のデータは、プローブ８またはキャリア２４に取り付けられた角度センサ２５から、または、このデータを集める中間的なコンピュータプログラムから、スキャナ６を通じて表示プログラムに供給されてもよい。
【００５１】
ビューアは、対をなす特別なスキャナハードウェアが主に独立して実行される。それぞれのスキャナのために書かれた特別のモジュールは、特定のスキャナによって用いられる内部形式からイメージファイル内で用いられる形式にデータを「標準化」しなければならない。コンピュータは、このスキャナデータをビューアのイメージファイル形式に変換する変換装置として作用する。イメージファイルに記憶されたスキャン列フレーム要素は、表示の間、連続して最適化された形式で書き込まれる。好適な具体例において、ビューアは、ウィン３２オペレーティングシステムを用いるコンピュータ上で駆動し、スキャンフレーム２８は、イメージファイルがほとんど鏡に映ったような８ビットグレースケールウィンドウズＤＩＢ（ｄｅｖｉｃｅ−ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｂｉｔｍａｐ）形式である８ビット形式で書き込まれる。これにより、イメージを特に定型の変換を行うことなくウィンドウズ（Ｒ）コンピュータ上で効果的に表示することができる。
【００５２】
＜イメージの表示＞
スキャンデータを獲得し、変換し、記憶した後、ビューアの第２の大きな役割は、スキャンイメージを表示することである。ビューアは、作成されたイメージファイルを前もって開き、「映画のような」態様でそのインターフェイス内に連続的なスキャン列フレームを提供する。イメージは、さまざまな速度にしたり、前後させたり、単一のフレームで静止させることができる。
【００５３】
表示プログラムのユーザインターフェイスは、再生、一時停止、停止のためのボタン、区分内で戻したり進めたりするスライドバー等を有するマイクロソフト社のウィンドウズメディアプレイヤのような、市販されているデジタルビデオプレイヤとほとんど同じ態様で見たり動作する。再生機能は、デジタルビデオアプリケーションに一般的に用いられる標準的なウィンドウズ（Ｒ）入出力動作を用いてもよい。再生動作のユーザインターフェイスステップを表示する一般化されたフロー図は、図９に示される。
【００５４】
ビューアの機能の１つとして、位置機能があり、これは、同じフレームまたは異なるフレーム上で選択された参照地点に与えられたフレーム２８の地点の（患者の）物理的位置を決定する。例えば、医師が１フレーム上で異常を発見したとき、フレームデータの他の場所における顕著な特徴の場所、すなわち、乳首やオペレータにより記された一時的なマークを定めることを可能にし、当該参照地点に対しての異常個所を見つけることが必要がある。
【００５５】
位置機能のためのユーザインターフェイスは、図１０のフローチャートに示されるように作動する。ユーザは、７８に示されるように、特定のフレーム２８上に関心地点（「ＰＯＩ」）をマークし、コンピュータマウスを用いてダブルクリック８０することによって行う。このとき、重複したウィンドウが現れ、当該ウィンドウ内の小さな表示窓は、異常のあるスキャン列（実際、同じ列の「区分」である）から得られた「サムネイル」サイズのソノグラフフレームを表示８２する。このとき、ユーザは、サムネイルフレームを通じて検討を行って、所望の参照地点（「ＲＰ」）を有する参照フレームの位置付け８４を行う。胸部スキャンの場合、ＲＰは、乳首であることが多く、スキャン中、乳首の上に特別パッド１２０を配置することによって明確に指示することができ、ビューアイメージ上で直ちに特定可能である。ユーザは、マウスを用いて参照フレーム上で地点をマーク８４を行うことができる。表示プログラムは、参照地点に対する第１地点の演算８６を直ちに行い、ユーザに対し結果の表示（文章および画像の形式の両方で）８８を行う。このとき、ユーザは、本機能を終了するためにダイアログボックスを閉じる９０。
【００５６】
位置機能を実行するために、ビューアは、スキャンにより知られたデータの利益を享受する。これは、イメージファイルのヘッダに、データ獲得過程の一部として書き込まれている。このような情報は、フレームの幅、特定のスキャン列における次のフレームとの距離、スキャン列間の補正量を具備している。個々のフレーム内で、位置機能は、高さおよび幅方向のイメージデータ地点の数（画素）、およびフレームのサイズを用いて、比例計算によりユーザに選択された地点の位置を演算し、フレームの側面から当該地点までの距離を演算する。プログラムは、フレームの幅を横切る画素数をカウントし、ユーザによって選択された画素位置の数は、フレーム幅によって掛け合わされ、画素の総数によって分割される。例えば、フレーム幅が４センチの場合、プログラムは、幅を横切って４００画素をカウントし、ユーザによって選択された画素位置が１００：１００＊４ｃｍ／４００＝１ｃｍとなる。だから、選択された地点は、フレームの側面から１センチである。そして、プログラムは、フレームの頂点から選択された地点の距離を決定するために、同様の演算を行う。図１０はこの過程を表しており、位置機能がユーザによって選択された関心地点（ＰＯＩ）からユーザによって選択された参照地点（ＲＰ）までの距離および角度が、既知の値および単純な三角法を用いて、どのように決定するかについても８６で示している。乳がんのスクリーニングにおいて、ＰＯＩは、通常、がんの疑いであり、ＲＰは、乳首である。
【００５７】
プローブ８の略一様な動きにより、フレーム２８も一様に配列され、参照フレームから特定フレームまでの距離は、それらとその間隔による掛け合わせとの間のフレーム数をカウントすることにより８６で演算される。加えて、それぞれのスキャン列の重複は、既知であり、ＲＰがＰＯＩに対して別のスキャン列にあるときは、位置の決定は、８６で角度を出す三角法を用い、距離の演算を継続することにより、重複を決定し、距離を測定する単純な内容となる。それゆえ、ＲＰからフレームを数え、それらの重複を計算に入れることにより、個々のイメージのそれぞれの位置が供給される。
【００５８】
プローブの角度位置がスキャニング過程の間動的に調整される場合の好適な具体例において、表示プログラムは、上述した他の情報に沿って、角度センサ２５からスキャン中のそれぞれのフレームの角度位置を得る。当該情報を用いて、位置機能は、ＲＰおよびＰＯＩ間の距離を演算するために単純な三角法を再び用いてもよい。
【００５９】
ビューアの他の特徴は、単一のフレームにおいてユーザによって選択された２つの地点間の距離を実際に測定できることである。これにより、ユーザは、イメージに表示された異常または特徴を測定することができる。測定の過程は、位置機能過程によく似ている。フレームの深さおよび幅についての既知の値を用いて、測定機能は、２点間の距離を決定するために比例計算を用いる。フレームを対角線上に横切って測定することで、比例計算は、三角形の足の長さを決定するために用いられる。単純な三角法は、２点間の距離である斜辺の長さを演算することに用いられる。
【００６０】
＜キャリアのない具体例＞
キャリアを用いないで連続的にスキャンイメージを得ることができる。プローブは、個々のフレームのそれぞれに相互に関係する位置データを供給するために１またはそれ以上の位置センサを一緒に用いる。「一緒」の語は、プローブ自身に取り付けられる、または、実際の取り付けを行わず、プローブの移動を追跡して用いられることが可能なセンサを意味する。これらのセンサは、オペレータが組織上のプローブを適正な速度で動かし、スキャン列のそれぞれを正しい位置で始めるためのフィードバックを供給する。これにより、機械的なキャリアを必要とすることなく、組織の全範囲を十分カバーすることができる。代わりに、フレームの比較的一様な配置を得るために、プローブ上の速度センサが超音波スキャニング装置が組織を横切って移動するプローブの速度を合わせるために、フレームキャプチャ率が変化したことを信号を伝えることも可能である。
【００６１】
このキャリアのない具体例は、フレーム間の距離を演算するために、スキャン列のフレーム間の一様な配置を供給するためのキャリアの正確な移動に頼る必要がない。位置データは、それぞれのフレームについて適用されるため、ビューアの位置機能は、ＰＯＩフレームの位置情報を用いることができ、ＲＰフレームの位置情報と比較することができ、そして、必要な距離およびＲＰからＰＯＩまでの距離を決定するための三角法の演算を行うことができる。
【００６２】
位置センサは、さまざまな実施形態に変更することができる。単純な傾斜計は、２または３軸のプローブの向きを決定するのに用いることができる。プローブ面９の位置は、慣性センサシステム、または、レーザまたは赤外線システム、または、無線周波数局所位置システムにより追跡される。代わりに、単純な回転装置が、プローブが組織上を移動する速度だけでなく、その距離も測定することに用いることができる。代わりに、光学マウスまたはレーザ干渉計に用いられるのと同様の光学移動センサは、移動を追跡するためにプローブに取り付け可能である。カバーと同時に胸部の組織をスキャニングするために用いられるとき、カバーは、光学移動センサと互換性のある構造のある形からなる。これらのシステムのすべては、システムが胸部のスキャニングに用いられる乳首のような、参照位置として本体の地点を用いることができる。
【００６３】
＜組織スキャニングの方法＞
上記の装置、プローブ、スキャナ、キャリアおよび表示プログラムは、がんのような、細胞組織の異常をスキャンするための方法を提供するために組み合わされる。組織がスキャンされ、ユーザは、「映画のような」形式のイメージを通したスキャニングすることによって即座に、コンピュータ上にイメージを表示させる。この技術により、通常の繊維面またはシートをゆがませたり、断裂させたりした組織のいずれの異常も素早い連続再生中に視認可能となる。ユーザは、異常を有するフレームが見つかるまで、イメージを前後に移動させることができ、ユーザは、その異常をマークし、プログラムの位置機能を用いてそれを配置することができる。表示プログラムは、スキャン列３０のそれぞれの終わりまたはユーザがイメージから目を離さずに正しい位置を知ることができる区分をマークする音および／または映像の信号を発信する。また、ビューアは、ユーザによって選ばれた開始および終了の地点を連続的に繰り返し再生することもできる。追跡調査の研究は、より集中して超音波調査、生体組織検査等を含む位置情報を用いて達成することができる。
【００６４】
個々のイメージは、フォトショップのようなイメージソフトウェアを用い、イメージの拡大を含む、異常の出現を誇張し、よりよく見えるようにするためのフィルタおよび他の操作技術を用いて、操作することができる。フレームの明るさやコントラストは、調整可能である。加えて、さまざまなイメージの誇張アルゴリズムは、当業者に一般的に知られており、表示プログラムによって、イメージが素早く連続して表示されるように、それらが「活動中」に用いることができる。
【００６５】
一旦、ソフトウェアが異常を明確にするようになると。イメージ復習過程がついに自動化されることが予想される。もし、必要なら、ユーザは、ソフトウェアの明確化の正確さを決定するためのイメージを研究することができるだろう。
【００６６】
特に、胸部の組織をスキャニングするために、好適な方法論が以下に示される。医学的プローブキャリア２４が用いられ、プローブのサイズに依存し、胸部は、裸に、つまり完全に、多数の動作または単一の動作のいずれかでそれぞれに、スキャンされる。胸部は、カバーあり、またはなしで、スキャンされてもよい。図１１Ａおよび図１１Ｂは、超音波の影による情報の損失を減らすことによって集めたイメージの一様な正確性を補助するだけでなく、スクリーニングする位置の胸部を保持しながら保護するブラのようなカバー９２を示している。また、カバー９２は、患者のために慎みも提供する。現在の超音波技術は、プローブと肌との間の空気を締め出すために、ソノグラフ的な結合剤、通常はジェル、の使用を必要とする。それゆえ、このようなカバー９２は、ジェルを吸収可能にしなければならず、超音波エネルギーに比較的透過しなければならず、肌およびカバー９２の間に溜まった空気が容易に逃げるように、十分緩い織り方を有しなければならない。カバー９２は、結合剤を予めしみ込ませることができ、または、結合剤は、単にスキャン前にオペレータにより用いられることができ、その両方でもよい。患者がスキャンの後、頭上を超えてジェルのしみ込んだカバー９２を引かせることを避けることができ、カバー９２は、使用後、分解するように設計される。カバー９２は、背部縫い目９４を備え、チェーンステッチが構成されており、カバー９２を患者の腕から滑らせて容易に外すことができる。肩部縫い目９６もまた、さらに脱ぎやすいように、チェーンステッチで作られてもよい。カバー９２の好適な具体例は、一回使用品として設計されるため、カバー９２は、特別なステッチの必要なく、はさみで切り離してもよい。ジッパ、ホックおよび輪、または他のファスナも、カバー９２の脱着を容易にするために使用可能であり、カバー９２が再使用可能となる。好適な具体例は、カバー９２を伸びる繊維を使用するが、超音波エネルギーを導き、通過させる好ましい素材を用いることができる。
【００６７】
乳首パッド１２０は、イメージ上の参照地点を供給するために患者の乳首に配置される。乳首パッド１２０は、胸部組織と区別する超音波特徴のためのスキャンイメージを表す。乳首パッド１２０超音波の影を減らすという付加的な利益を有する。図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃは、乳首パッド１２０の好適な具体例を表し、固体ジェルのように、超音波が透過する素材で作られている。乳首パッド１２０の好適な具体例は、約７０ｍｍの直径を有し、周囲の１ｍｍ以下から中心の４ｍｍまで厚みが変化しているが、他のサイズを使用することも可能である。組織からのプローブを補正することに利点を有すが、スキャン中、周囲を横切って完全に通過するために設計されていない超音波スキャンとは離れて、より大きくより薄いジェルパッドは、一般的に利用可能である。図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃに示されるように、円形の乳首パッド１２０は、全周についてエッジ１２２に向けて先細になり、とても滑らかな表面を有する。乳首パッド１２０のエッジ１２２は、裂けに耐えるのに十分な薄さであり、超音波プローブが乳首パッド１２０を外すことなく、また、乳首パッドのエッジ１２２で超音波の影となることなく、スキャニング中に周囲を横切ることができるのに十分な薄さでもある。乳首パッド１２０は、上述した織物のカバー９２の下に位置することによって、その位置を保つこととしてもよい。
【００６８】
上述したように、イメージは、胸部組織を通じて移動の感覚を伝達して、素早く連続した方法で再検査される。再検査者は、比較イメージ分析または観察を通じて、通常の胸部の構成の崩壊を観察し、探知することができる。本方法は、以下に含まれる他の超音波スキャニング技術上の利益を有している。
１）  平行かつ連続的なイメージは、「映画のような」形式で表示されたとき、胸部組織の範囲を最適化し、イメージの出現を改良して、得られる。
２）  全胸部は、一様かつ再生可能な形式でイメージされる。
３）  イメージは、そのままの形態で、または、３Ｄ再構築するような胸部全体を表すために組み立てて、維持され、それぞれ再表示される。
【００６９】
したがって、改良された超音波細胞組織のスクリーニング装置は、開示される。本発明に係る具体例およびアプリケーションは、明らかになったが、本発明の概念を逸脱しない多くのより多くの変更も当業者によって可能であることは明らかである。それゆえ、本発明は、特許請求の範囲の精神を除いて制限されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は細胞組織のスクリーニング装置の要素およびその相互関係を示すブロック図である。
【図２】
図２は患者寝台およびプローブキャリアの計画図を描いている。
【図３】
図３は患者寝台およびプローブキャリアの側面図を描いている。
【図４】
図４は患者寝台の末端部および超音波プローブを保持するプローブキャリアの図を描いている。
【図４Ａ】
図４Ａはキャリアアームおよび超音波プローブと角度センサとを保持するプローブキャリアの側面図を描いている。
【図４Ｂ】
図４Ｂはキャリアアームおよび超音波プローブと角度センサとを保持するプローブキャリアの末端部の図を描いている。
【図５】
図５は人の胸部のスキャン列イメージのための複数のスキャン列を示す体系図である。
【図６】
図６はコンピュータ上の表示プログラムが超音波スキャナからデータを獲得し、表示プログラムを用いてデジタルイメージデータに変換し、イメージファイルを作成する手順を表したフローチャートである。
【図７】
図７は超音波スキャナからデータを獲得し、コンピュータ上でイメージファイルを作成するための表示プログラムのユーザインターフェイスの動作手順を表したフローチャートである。
【図８】
図８は複数のスキャン列イメージを包含するイメージファイルのより好適な具体例を示す体系図である。
【図９】
図９はコンピュータ上でイメージを再生している間の表示プログラムのユーザインターフェイスの動作手順を表したフローチャートである。
【図１０】
図１０は表示プログラムの配置機能の手順を表したフローチャートである。
【図１１Ａ】
図１１Ａは布地カバーの前面図である。
【図１１Ｂ】
図１１Ｂは布地カバーの後背図である。
【図１２Ａ】
図１２Ａは乳首パッドの計画図である。
【図１２Ｂ】
図１２Ｂは乳首パッドの側面図である。
【図１２Ｃ】
図１２Ｃは乳首パッドの斜視図である。
【図１３】
図１３は角度センサ、コンピュータおよびモータ間の信号を示す体系図である。
【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４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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