(57)【要約】超音波振動子の信頼性を増加するために冗長ワイヤボンド（２４）を使用する方法及びシステムを開示する。超音波振動子、集積回路（２０）、複数の線（２４）、及び複数のボンドパッドを有する超音波振動子組立体が与えられる。集積回路は、冗長ワイヤボンドを受容するための拡大リードパッドを有する。超音波振動子は、冗長ワイヤボンドを受容するよう構成される複数のボンドパッドを有する。信号経路を形成する接続線は、拡大リードパッドをボンドパッドに接続する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
増加された振動子信頼性を有する超音波システムであって、
超音波振動子を有する超音波プローブと、
それぞれ第１の端及び第２の端を有する少なくとも２つの線と、
前記超音波システム内に取り付けられるよう構成され且つ取り付けられるような寸法にされ、複数のボンドパッドを有する少なくとも１つの接続部分と、
前記超音波システム内に配置され、複数のリードパッドを有する少なくとも１つの集積回路と、
を有し、
各ボンドパッドは、前記少なくとも２つの線の各第１の端を受容するよう構成され且つ受容するような寸法にされ、
各リードパッドは、前記少なくとも２つの線の各第２の端を受容するよう構成され且つ受容するような寸法にされる、超音波システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記超音波プローブ内に配置される請求項１記載の超音波システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの接続部分は、印刷回路基板である請求項１記載の超音波システム。
【請求項４】
超音波振動子信頼性を増加する方法であって、
超音波振動子を有する超音波プローブを与える段階と、
それぞれ第１の端及び第２の端を有する少なくとも２つの線を与える段階と、
前記超音波システム内に取り付けられるよう構成され且つ取り付けられるような寸法にされ、複数のボンドパッドを有する少なくとも１つの接続部分を与える段階と、
前記超音波システム内に配置され、複数のリードパッドを有する少なくとも１つの集積回路を与える段階と、
前記少なくとも２つの線の前記第２の端を、前記集積回路の各リードパッドに接続する段階と、
前記少なくとも２つの線の前記第１の端を、前記接続部分の各ボンドパッドに接続する段階と、
を有し、
各ボンドパッドは、前記少なくとも２つの線の各第１の端を受容するよう構成され且つ受容するような寸法にされ、
各リードパッドは、前記少なくとも２つの線の各第２の端を受容するよう構成され且つ受容するような寸法にされる、方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの接続部分は、印刷回路基板である請求項４記載の方法。
【請求項６】
増加された信頼性を有する超音波システムであって、
超音波振動子を有する超音波プローブと、
前記超音波プローブ内に取り付けられるよう構成され且つ取り付けられるような寸法にされ、複数のボンドパッドを有する少なくとも１つの接続部分と、
前記超音波プローブ内に配置され、複数のリードパッドを有する少なくとも１つの集積回路と、
各ボンドパッドを各リードパッドに接続する少なくとも１つのコネクタと、
を有し、
前記コネクタは、少なくとも２つの線を有する、超音波システム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの接続部分は、印刷回路基板である請求項６記載の超音波システム。
【請求項８】
増加された振動子信頼性を有する超音波システムであって、
超音波振動子を有する超音波プローブと、
それぞれ第１の端及び第２の端を有する少なくとも２つの線と、
前記超音波システム内に配置され、複数のリードパッドを有する少なくとも１つの集積回路と、
を有し、
各リードパッドは、前記少なくとも２つの線の各第２の端を受容するよう構成され且つ受容するような寸法にされる、超音波システム。
【請求項９】
前記超音波システム内に取り付けられるよう構成され且つ取り付けられるような寸法にされる少なくとも１つの接続部分を更に有し、
前記接続部分は、複数のボンドパッドを有し、
各ボンドパッドは、前記少なくとも２つの線の各第１の端を受容するよう構成され且つ受容するような寸法にされる、請求項８記載の超音波システム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記超音波プローブ内に配置される請求項９記載の超音波システム。
【請求項１１】
前記超音波プローブは更に、複数のボンドパッドを有し、
各ボンドパッドは、前記少なくとも２つの線の各第１の端を受容するよう構成され且つ受容するような寸法にされる請求項８記載の超音波システム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記超音波プローブ内に配置される請求項１１記載の超音波システム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの接続部分は、印刷回路基板である請求項１０記載の超音波システム。
【請求項１４】
超音波振動子の信頼性を増加する方法であって、
超音波振動子を有する超音波プローブを与える段階と、
それぞれ第１の端及び第２の端を有する少なくとも２つの線を与える段階と、
前記超音波システム内に配置され、複数のリードパッドを有する少なくとも１つの集積回路を与える段階と、
を有し、
各リードパッドは、前記少なくとも２つの線の各第２の端を受容するよう構成され且つ受容するような寸法にされる、方法。
【請求項１５】
前記超音波システム内に取り付けられるよう構成され且つ取り付けられるような寸法にされ、複数のボンドパッドを有する少なくとも１つの接続部分を与える段階を更に有し、
各ボンドパッドは、前記少なくとも２つの線の各第１の端を受容するよう構成され且つ受容するような寸法にされる請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記超音波プローブ内に配置される請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記超音波プローブは更に、複数のボンドパッドを有し、
各ボンドパッドは、前記少なくとも２つの線の各第１の端を受容するよう構成され且つ受容するような寸法にされる請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記超音波プローブ内に配置される請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの接続部分は、印刷回路基板である請求項１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に振動子に係る。より具体的には、本発明は、振動子の信頼性を増加するために冗長ワイヤボンドを使用する方法及びシステムに関連する。
【背景技術】
【０００２】
別個の構成要素間の接続は一般的に、シングル接続を用いる。一般的に、この接続は、銅、金、又はアルミニウムから形成される単線である。
【０００３】
熱循環状況の影響を受けるシステムでは、ワイヤは、疲れ破損する傾向がある。多くのシステムでは、熱循環状況から生じる応力は、ワイヤの軸に沿って方向付けられ、これは、システム構成要素間での熱膨張係数（「ＣＴＥ」）の不一致から生じる。システム構成要素への熱応力は、システムの電源がオンにされると開始する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明は、超音波システムにおける構成要素間の接続の平均故障率を低下することによって超音波振動子の信頼性を増加するシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下に、増加された振動子信頼性を有する超音波システムを開示する。特に、このシステムは、少なくとも１つの超音波振動子と少なくとも１つの集積回路組立体を有する超音波プローブを有する。各集積回路組立体は、集積回路と、複数の接続線と、接続部分を有する。複数のボンドパッドが、接続部分の少なくとも１つの面上に配置され、各ボンドパッドは、少なくとも２つの線端を受容するよう構成される。集積回路は、複数のリードパッドを有し、各リードパッドは、少なくとも２つの線端を受容するよう構成される。複数の接続線の各線は、導電性材料から形成され、各リードパッドを対応するボンドパッドに接続するための第１の端及び第２の端を有する。超音波プローブは、少なくとも１つの超音波振動子と、少なくとも１つの集積回路組立体を受容するよう構成且つ適応される。
【０００６】
更に、本願にて超音波振動子信頼性を増加する方法を開示する。この方法では、集積回路組立体と超音波プローブが与えられる。集積回路組立体は、集積回路と、接続部分と、複数の接続線とを有する。集積回路は、複数のリードパッドを有し、各リードパッドは、少なくとも２つの線端を受容するよう構成且つ適応される。接続部分は複数のボンドパッドを有し、各ボンドパッドは、少なくとも２つの線端を受容するよう構成且つ適応される。超音波プローブは、少なくとも１つの超音波振動子を有する。超音波プローブは、少なくとも１つの超音波振動子と、少なくとも１つの集積回路組立体を受容するよう構成且つ適応される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の上述した目的及び利点は、添付図面と共に本発明の好適な実施例の以下の詳細な説明を参照して当業者にはより容易に理解されるであろう。
【０００８】
本発明の幾つかの実施例を図面と共に付随する説明において開示する。本発明の好適な実施例は、図面を参照しながら詳細に説明する。図面中、同様の参照番号は、同様の又は同一の素子を示す。本願において使用するように、「遠位」という用語は、ユーザからより遠いツールの一部又はツールの構成要素を意味し、「近位」という用語は、ユーザにより近いツールの一部又はツールの構成要素を意味する。
【０００９】
図１に示すような一般的な従来技術のシステムでは、集積回路１０が、基板１５上に配置され、信号線１４を受容するような寸法にされるリードパッド１２を有する。各信号線１４は、第１の端と第２の端を有し、第１の端は、リードパッド１２に接続され、第２の端は、ボンドパッド１６に接続される。印刷回路基板１８は、構成要素を印刷回路基板１８に接続するための複数のボンドパッド１６を有する。これらの単線システムは一般的に、比較的高い平均システム故障率を有する。
【００１０】
この解決策の派生は、原因となるメカニズムを理解するために「故障の物理学」を使用することと、信頼性エンジニアリング原理を想起することを必要とする。上述したように、信号線に平行な軸において、正の温度膨張係数（「ＴＣＥ」）による変位が一般的に最大である。プローブ組立体が加熱する、即ち、システムの電源がオンにされると、集積回路のリードパッドから印刷回路基板上のボンドパッドへの信号線ループは、循環的に伸長され、それにより、信号線又は接合部を破損する疲れを誘発する負荷が加えられてしまう。
【００１１】
単線システムの信頼性は、Ｒ１と示す。信頼性エンジニアリングでは、２線冗長システムの信頼性は、式１−（１−Ｒ１）２によって決定され、また、この信頼性は一般的に、単線システムの信頼性より非常に大きい。例示に過ぎないが、単線システムが、Ｒ＝０．５の信頼性を有する場合、同様に構成された２線システムは、Ｒ＝０．７５の信頼性を有する。
【００１２】
本発明の１つの実施例にて、超音波振動子の信頼性、従って、システム全体の信頼性を増加する超音波システムを、以下に開示する。図２を参照するに、基板３２の対応するセクション上に配置される集積回路２０のセクションを示す。図２には、集積回路の一部しか示さないが、「裸の」集積回路（即ち、デュアルインラインパッケージといったパッケージ内に配置されずに、基板材料上に配置される集積回路）全体を使用することも本発明の範囲内である。本発明の集積回路組立体４０は、基板３２と、集積回路２０と、複数の接続線２４、２６と、接続部分２８を有する。集積回路２０は、基板３２上に位置付けられる集積回路２０の外周付近に配置される複数の拡大されたリードパッド２２に電気的に結合される。複数の接続線２４、２６は、各リードパッド２２を、接続部分２８上の対応ボンドパッド３０に電気接続する信号経路を形成する。接続線２４、２６の数は、リードパッド２２及びボンドパッド３０の数に対応する。
【００１３】
接続部分２８は、集積回路２０のリードパッド２２に対応する複数のボンドパッド３０を有する好適に構成された印刷回路基板であることが有利である。超音波システム内に配置されるボンドパッドのクラスタ又は配置を含む接続部分２８の他の構成が考えられる。
【００１４】
各線２４、２６は、銅、金、又はアルミニウムといった好適な導電性材料から形成され、第１の端２４Ａ、２６Ａ、及び第２の端２４Ｂ、２６Ｂを有する。リードパッド２２を拡大することによって、第１の線端２４Ａ、２６Ａは、各リードパッド２２に接続される。各ボンドパッド３０は、各リードパッド２２に対応し、各ボンドパッド３０は、少なくとも２つの第２の線端２４Ｂ、２６Ｂを受容するような寸法にされる。第２の線端２４Ｂ、２６Ｂは、各ボンドパッド３０に接続され、それにより、リードパッド２２とボンドパッド３０の間の信号経路を完成する。信号データは、集積回路２０と接続部分２８の間を、接続線２４、２６によって転送される。線端２４Ａ、２６Ａ、２４Ｂ、２６Ｂは、リードパッド２２及び／又はボンドパッド３０に、ワイヤボンディング又ははんだ付けといった従来の方法で接続される。
【００１５】
図３を参照するに、超音波システムの好適な実施例を示す。超音波プローブ筐体６０は、キャビティ５０と、少なくとも１つの超音波振動子４５と、少なくとも１つの集積回路組立体４０を有する。少なくとも１つの超音波振動子４５は、超音波プローブ筐体６０の遠位領域内に配置される。キャビティ５０は、超音波プローブ筐体６０の長手軸に沿って配置され、少なくとも１つの超音波振動子４５に隣接してまた振動子の後方に位置付けられる。少なくとも１つの集積回路組立体４０は、キャビティ５０内に取り付けられるよう構成され且つ取り付けられるような寸法にされる。超音波プローブ筐体６０は、複数の超音波振動子４５と、対応する数の集積回路組立体４０とを有するよう構成且つ適応されることが考えられる。複数の超音波振動子４５は、１次元又は２次元マトリクスアレイといった様々なアレイ構成で構成され得る。更に、超音波プローブ筐体６０は、集積回路組立体４０及び／又は超音波振動子４５と通信するための回路を有する。
【００１６】
超音波振動子の少なくとも重要な信号は、本発明に従って冗長ワイヤボンドを有することが好適である。これらの重要な信号は、クロック信号、データライン、制御ライン、及び電力供給を有する。
【００１７】
別の実施例では、増加された信頼性を有する超音波システムが開示され、このシステムでは、少なくとも１つの集積回路が複数の拡大されたリードパッドを有する。各リードパッドは、少なくとも２つの接続線の第１の端を受容するよう構成され且つそのような寸法にされる。超音波プローブ筐体は、対応する数のボンドパッドを有し、各ボンドパッドは、少なくとも２つの接続線の第２の端を受容するよう構成され且つそのような寸法にされる。ボンドパッドは、超音波プローブ筐体内に配置される。接続線は、集積回路へ又は集積回路から信号を転送するよう超音波プローブ筐体内に配置される。信号経路が、リードパッドと各ボンドパッド間の接続線の対によって形成される。更に、接続線の数は、超音波システムに含まれるリードパッド及びボンドパッドの数に対応する。
【００１８】
超音波振動子組立体の信頼性を増加する方法を以下に開示する。本発明の１つの実施例では、少なくとも１つの超音波振動子を有する超音波プローブ筐体が与えられる。超音波プローブ筐体は、拡大されたリードパッドを有する少なくとも１つの集積回路を受容するよう構成され且つそのような寸法にされる。複数の接続線が更に含まれ、接続線の数は、集積回路のリードパッド及び超音波組立体のボンドパッドの数に対応する。接続線は、第１の端と第２の端を有する。集積回路の各リードパッドは、少なくとも２つの接続線の第１の端を受容するような寸法にされる。対応して、超音波組立体のボンドパッドは、少なくとも２つの接続線の第２の端を受容するよう構成される。リードパッドと対応するボンドパッドとの間の信号経路は、少なくとも２つの線によって形成される。信号経路の第１の端は、リードパッドに接続される。信号経路の第２の端は、ボンドパッドに接続される。信号経路の端は、ワイヤボンディング又ははんだ付けといった従来の方法で各リードパッド及び／又はボンドパッドに接合され得る。
【００１９】
本発明の説明した実施例は、制限的ではなく例示的であり、また、本発明の全ての実施例を表すものではない。請求項に記載する文言通りの又は法律において等価と認識される発明の精神又は範囲から逸脱することなく様々な変更及び修正を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】集積回路と接続部分間の従来技術の接続を示す斜視図である。
【図２】本発明による集積回路組立体の実施例を示す斜視図である。
【図３】超音波プローブにおける図２の集積回路組立体の位置を示す超音波プローブを示す側面図である。
【図１】
2006526930.tif 000002
【図２】
2006526930.tif 000003
【図３】
2006526930.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月6日(2006.6.6)
【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】
超音波検査において患者の特定の領域のコントラスト不透明化を決定する方法であって、  特定の注入率で前記患者内に造影剤を注入する段階と、  前記患者の前記特定の領域の前記コントラスト不透明化を測定する段階と、  前記測定されたコントラスト不透明化を使用して不透明化均質性の値を決定する段階と、  を有する方法。
【請求項２】
前記コントラスト不透明化を測定する段階は、前記特定の領域における多数の画素の強度を測定する段階を有する請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記不透明化均質性の値を決定する段階は、正規化された不透明化均質性の値を決定する段階を有する請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記造影剤の前記注入率を調整するよう前記決定された不透明化均質性の値を使用する段階を更に有する請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記正規化された不透明化均質性の値を決定する段階は、前記特定の領域における多数の画素の強度の一次統計及び二次統計の組合せを変換する段階を有する請求項３記載の方法。
【請求項６】
前記不透明化均質性の値を表示する段階を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記不透明化均質性の値を表示する段階は、正規化された不透明化均質性の値を表示する段階を有する請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記不透明化均質性の値を表示する段階は、正規化された不透明均質性の値を時間の関数としてグラフで表す段階を有する請求項６記載の方法。
【請求項９】
超音波検査において患者の特定の領域のコントラスト不透明化を決定及び制御する方法であって、  所与の率で前記患者内に造影剤を注入する段階と、  前記患者の前記特定の領域の前記コントラスト不透明化を測定する段階と、  前記測定されたコントラスト不透明化を使用して不透明化均質性の値を決定する段階と、  前記測定された不透明化均質性の値を表す値と、基準の不透明化均質性の値を示す値との偏差値を決定する段階と、  前記偏差値に比例するフィードバック信号を生成する段階と、  前記フィードバック信号に従って前記造影剤の前記注入率を調整する段階と、  を有する方法。
【請求項１０】
前記コントラスト不透明化を測定する段階は、前記特定の領域における多数の画素の強度を測定する段階を有する請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記不透明化均質性の値を決定する段階は、正規化された不透明化均質性の値を計算する段階を有する請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記正規化された不透明化均質性の値を決定する段階は、前記特定の領域における多数の画素の強度の一次統計及び二次統計の組合せを変換する段階を有する請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記フィードバック信号を生成する段階は、前記フィードバック信号をコントローラ組立体に送る段階を有する請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記造影剤の前記注入率を調整する段階は、前記コントローラ組立体によって前記フィードバック信号に比例する制御信号を生成する段階を有する請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
超音波検査において患者の特定の領域のコントラスト不透明化を決定及び制御するシステムであって、  所与の率で前記患者内に造影剤を注入する手段と、  前記患者の前記特定の領域の前記コントラスト不透明化を測定する手段と、  前記測定されたコントラスト不透明化を使用して不透明化均質性の値を決定する手段と、  前記測定された不透明化均質性の値を表す値と、基準の不透明化均質性の値を示す値との偏差値を決定する手段と、  前記偏差値に比例するフィードバック信号を生成する手段と、  前記フィードバック信号に従って前記造影剤の前記注入率を調整する手段と、  を有するシステム。
【請求項１６】
前記患者の前記特定の領域の前記コントラスト不透明化を測定する手段は、センサ及び処理ユニットを含む請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
前記注入率を調整する手段は、処理ユニット及びコントローラ組立体を有する超音波組立体を有する請求項１５記載のシステム。
【請求項１８】
超音波検査において患者の特定の領域のコントラスト不透明化を決定及び制御するシステムであって、  特定の注入率で前記患者内に造影剤を注入する手段と、  前記患者の前記特定の領域の前記コントラスト不透明化を測定する手段と、  前記測定されたコントラスト不透明化を使用して不透明化均質性の値を決定する手段と、  を有するシステム。
【請求項１９】
前記不透明化均質性の値を表示する手段を更に有する請求項１８記載のシステム。
【請求項２０】
前記不透明化均質性の値を表示する手段は、正規化された不透明化均質性の値を表示する手段を有する請求項１９記載のシステム。
【請求項２１】
前記決定された不透明化均質性の値を用いて前記造影剤の前記注入率を調整する手段を更に有する請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
患者の特定の領域のコントラスト不透明化を測定する段階と、  前記測定されたコントラスト不透明化を用いて不透明化均質性の値を決定する段階と、  を有する方法を行うようプロセッサによって実行可能なプログラマブル命令を格納するコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２３】
前記測定された不透明化均質性の値を表す値と、基準の不透明化均質性の値を示す値との偏差値を決定する段階を更に有する請求項２２記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２４】
前記偏差値に比例するフィードバック信号を生成する段階を更に有する請求項２３記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２５】
前記フィードバック信号に応じて造影剤の注入率を調整する段階を更に有する請求項２３記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【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、一般的に、医療装置及び方法に係る。より具体的には、本発明は、超音波検査におけるコントラスト不透明化（ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｏｐａｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を決定及び制御する方法及びシステムに係る。
【背景技術】
【０００２】  現在、経肺造影剤を用いる左心室（ＬＶ）不透明化及び心筋コントラスト心エコー法（ＭＣＥ）検査は、静脈内ボーラス注射又は造影剤の注入を用いて行われる。ボーラスではなく注入技術を使用することの優れている点は、幾つかの文書に多く紹介されている。ＭＣＥ検査の間、技師は、頂点から基部までの心室内のＬＶ不透明化の均一性を視覚的に評価することによって造影剤の注入率を最適化する。これは非常に主観的な方法であり、特に信頼できず、また、撮像アーチファクト、即ち、コントラスト検査において頻繁に見受けられ、ＬＶ空洞におけるむらのある不均一なコントラスト画像をもたらしてしまうシャドーイング及びブルーミングが存在する場合には困難である。【０００３】  現在の高感度超音波コントラスト検出技術、即ち、リアルタイム電力変調（Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、電力パルス反転（Ｐｏｗｅｒ  Ｐｕｌｓｅ  Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）、トリガウルトラハーモニック（Ｔｒｉｇｇｅｒｅｄ  Ｕｌｔｒａ−ｈａｒｍｏｎｉｃｓ）、フラッシュ（Ｆｌａｓｈ）シーケンスを用いたハーモニックアンギオ（Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ａｎｇｉｏ）は、心筋組織におけるコントラスト効果の正確且つ繰り返し可能な定量化を得るために、ＬＶ空洞における体系的なコントラスト超微粒気泡により表される入力駆動関数が、均一な時間の関数（即ち、出力関数）であることを必要とする。更に、安定且つ均質なＬＶコントラスト不透明化も、例えば、アコースティッククオリフィケーション（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ）（商標、「ＡＱ」）、カラーキネシス（Ｃｏｌｏｒ  Ｋｉｎｅｓｉｓ）（商標、「ＣＫ」）、及び、ルーチンコントラストストレスエコー検査といったオンライン心臓アプリケーションを用いて大域的又は局所的ＬＶ機能を効果的に調べるためには望ましい。【０００４】  従って、造影剤の注入の間にＬＶ空洞内におかれる関心領域（ＲＯＩ）内のコントラスト不透明化の均一性を測定、表示、及び制御するオンライン自動方法が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  従って、本発明は、ＲＯＩにおけるコントラスト不透明化の均一性の度合いを決定する方法を提供することを目的とする。【０００６】  本発明は更に、表示された不透明化均質性値の傾向を観察する方法を提供することを目的とする。【０００７】  本発明は更に、心筋強化のための再現可能な定量的補充曲線を得る方法を提供することを目的とする。【０００８】  本発明は更に、ＲＯＩにおけるコントラスト不透明化を自動的に決定及び制御する方法を提供することを目的とする。【０００９】  本発明は更に、ＲＯＩにおけるコントラスト不透明化を決定、表示、及び制御するシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  本願には、コントラスト不透明化（ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｏｐａｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を決定する方法を開示する。特に、本発明は、超音波検査時に患者の特定の領域におけるコントラスト不透明化を決定する方法である。本発明の１つの実施例では、特定領域における不透明化を測定することは、患者内に造影剤を注入することと、患者の特定の領域のコントラスト不透明化を測定することと、測定されたコントラスト不透明化を使用して不透明化均質性の値を決定することが含まれる。更に、不透明化均質性の値は、検査時に技師に対して表示されうる。【００１１】  本発明の別の実施例では、超音波検査時に患者の特定の領域のコントラスト不透明化を決定及び制御する方法を開示する。この実施例では、特定の領域におけるコントラスト不透明化の測定及び制御は、所与の率で患者内に造影剤を注入する段階と、患者の特定の領域のコントラスト不透明化を測定する段階と、測定されたコントラスト不透明化を使用して不透明化均質性の値を決定する段階と、測定された不透明化均質性の値を表す値と、基準の不透明化均質性の値を示す値との偏差値を決定する段階と、偏差値に比例するフィードバック信号を生成する段階と、フィードバック信号に従って造影剤の注入率を調整する段階を有する。【００１２】  本発明の別の実施例は、超音波検査において患者の特定の領域のコントラスト不透明化を決定及び制御するシステムである。この実施例では、システムは、所与の率で患者内に造影剤を注入する手段と、患者の特定の領域のコントラスト不透明化を測定する手段と、測定されたコントラスト不透明化を使用して不透明化均質性の値を決定する手段と、測定された不透明化均質性の値を表す値と、基準の不透明化均質性の値を示す値との偏差値を決定する手段と、偏差値に比例するフィードバック信号を生成する手段と、フィードバック信号に従って造影剤の注入率を調整する手段を有する。更に、コントラスト不透明化を測定する手段、偏差値を決定する手段、不透明化均質性の値を決定する手段、フィードバック信号を生成する手段、及び注入率を調整する手段は、処理回路を有し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  本発明の上述した目的及び利点は、添付図面と共に、本発明の好適な実施例の以下の詳細な説明を参照することにより当業者には容易に理解されるであろう。【００１４】  本発明の幾つかの実施例を、図面と共に添付図する説明に開示する。本発明の好適な実施例を以下に、同様の参照番号は類似の又は同様の素子を示す図面を参照しながら詳細に説明する。【００１５】  本発明の１つの実施例では、患者の特定の領域、即ち、ＲＯＩのコントラスト不透明化（ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｏｐａｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を決定する方法を開示する（図１参照）。超音波検査時には、正確な診断及び治療のために患者の解剖学的構造のＲＯＩの超音波画像の正確且つ再現可能な結果を得ることが絶対不可欠である。超音波画像を生成する前に、静脈内ボーラス注射又は造影剤の注入の何れかによって造影剤が患者内に注入される（１１０）。造影剤を注入する方法（１１０）は、当該技術において周知である。造影剤は、周知の注入方法を用いて患者内に注入される（１１０）ことが好適である。患者内に造影剤を注入する（１１０）ために静脈内ボーラス注射を使用する場合、コントラストの注入方法に近似させるよう小さな静脈内ボーラスのコントラストの注射を連続的に使用するためには付き添う人が必要となる。【００１６】  造影剤が患者のＲＯＩ内に注入された後、超音波撮像機械に接続された少なくとも１つのセンサを用いて、患者のＲＯＩの超音波画像を生成する。従来技術では、技師が、患者のＲＯＩにおける不透明化の均質性を視覚的に評価して造影剤の注入率を調整する。より具体的には、ＬＶ不透明化及びＭＣＥ検査時に、この方法における技師は、頂点から底部までの心室におけるＬＶ不透明化の均質性を視覚的に観察し、それに応じて注入率を調整する。この従来技術の方法は非常に主観的であり、ＬＶ空洞におけるむらのある非均一なコントラスト画像をもたらすシャドーイング又はブルーミングといったコントラスト検査において頻繁に見受けられる撮像アーチファクトが存在する場合に特に信頼できずまた困難である。【００１７】  本願にて開示する方法は、患者の解剖学的構造のＲＯＩのコントラスト不透明化を測定する（１２０）。従来技術と同様に、造影剤が、患者のＲＯＩ内に注入される。好適には、この領域は、患者の心臓のＬＶ領域である。コントラスト不透明化の測定（１２０）には、ＬＶ空洞における造影剤の量及び均質性の決定が含まれる。超音波撮像機械に結合された１つ以上の超音波センサといった従来の構造が、コントラスト不透明化を測定（１２０）するために使用されうる。技師の主観的な解釈に依存するのではなく、本発明の方法は、一貫した且つ再現可能な測定値のためにＲＯＩにおけるコントラスト不透明化の測定を定量化する。好適には、コントラスト不透明化の測定（１２０）には、ＲＯＩにおける多数の画素強度の測定（１２５）し、そこから画素強度値を決定することが含まれる。画素強度値は、測定された多数の画素の強度の平均、測定された多数の画素の強度の加重平均、又はそれらの組合せにより決定されうる。画素強度データを受信し、それに応じて、画素強度値を計算する処理回路が含まれる。【００１８】  測定されたコントラ���ト不透明化を使用して、不透明化均質性の値が決定される（１３０）。好適には、不透明化均質性値は、測定された画素強度の一次統計及び二次統計の組合せを計算する（１３５）ことにより決定される正規化された不透明化均質性値である。従って、結果として得られる正規化された不透明化均質性値は、患者のＲＯＩに位置する造影剤の均質性を示す値に相関する。【００１９】  正規化された不透明化均質性値は更に、技師に対してディスプレイ上で表示するよう数値に変換されることが可能である（１４０）。例示的のみにではあるが、数値は、０−１００の範囲内にあり得、１００は、造影剤の完全な均質性を表す。更に、正規化された不透明化均質性値を、所与の範囲における数値に変換することにより、正規化された不透明化均質性値を時間の関数として示すディスプレイを使用して、高い明瞭度と、鮮明度と、可読性を有する超音波画像を得るために注入率を調整するよう技師を案内しうる。【００２０】  正規化された不透明化均質性値と相関する数値を計算する処理回路が用いられうる。従って、計算された数値は、ディスプレイモジュールに転送され、そこで、数値対時間のグラフが、造影剤の注入率を調節する際に技師を案内するよう表示される。【００２１】  本発明のもう１つの実施例は、ＲＯＩにおけるコントラスト不透明化を決定及び制御する方法である。上述したコントラスト不透明化を決定する段階に加えて、造影剤の注入率を調整する追加段階が含まれる。注入率を変更することにより、画質を改善するようＲＯＩにおけるコントラスト不透明化を技師が変更することを可能にする。好適には、注入制御組立体が、注入組立体に動作可能に結合され、それにより、造影剤の注入率が調整される。【００２２】  上述したコントラスト不透明化を決定する方法と同様に、コントラスト不透明化を決定及び制御することには、当該技術において周知である実務に従って患者のＲＯＩ内に造影剤を注入する（２１０）ことを含む（図２参照）。ＲＯＩ内に造影剤が注入された（２１０）後、超音波撮像機械に結合された１つ以上の超音波センサといった従来の構造を用いて、コントラスト不透明化が測定される（２２０）。好適には、コントラスト不透明化の測定（２２０）は更に、ＲＯＩにおける多数の画素の強度を測定（２２５）し、そこから画素強度値を決定することを含む。画素強度値は、測定された多数の画素の強度の平均、測定された多数の画素の強度の加重平均、又はそれらの組合せから決定されうる。画素強度データを受信し、それに応じて画素強度値を計算する処理回路が含まれる。【００２３】  ＲＯＩのコントラスト不透明化の測定（２２０）の次に、測定されたコントラスト不透明化を用いて不透明化均質性の値が決定される（２３０）。好適には、不透明化均質性値は、測定された画素強度の一次統計及び二次統計の組合せを計算する（２３５）ことにより決定される正規化された不透明化均質性値である。従って、結果として得られる正規化された不透明化均質性値は、患者のＲＯＩに位置する造影剤の均質性を示す値に相関する。【００２４】  次に、偏差値が決定される（２４０）。偏差値は、測定された不透明化均質性値を示す値と、基準不透明化均質性値を示す���との差を表すことが好適である。更に、測定された不透明化均質性値は、測定された画素強度の一次統計及び二次統計の組合せから計算された正規化された不透明均質性値である。更に含まれるのは、所定の正規化された不透明化均質性値を表す基準不透明化均質性値と、偏差値を計算する処理回路であり、この偏差値は、正規化された不透明化均質性値と基準不透明化均質性値との差である。基準不透明化均質性値は、偏差値決定手段内に維持される特定の値であることが好適である。【００２５】  偏差値を決定（２４０）した後、フィードバック信号２５２が、そのフィードバック信号２５２が前に決定された偏差値に比例するよう生成される（２５０）。フィードバック信号２５２を生成するよう処理回路が使用される。好適には、フィードバック信号２５２は、コントローラ組立体に通信され（２５５）、コントローラ組立体は、フィードバック信号２５２に比例する制御信号２６０を生成する（２５５）。制御信号２６０は、ビジュアルディスプレイを用いて技師に通信されうる。造影剤の注入（２１０）率を増加する、減少する、又は維持することを示す値の範囲が表示されうる。或いは、一連の色付き指示子（例えば、赤、黄、及び緑）を用いて、注入率を増加する、減少する、又は維持することを示してもよい。１つの好適な実施例では、制御信号２６０は、受信した制御信号２６０に応じて注入率を調整するために注入制御組立体に動作可能に結合される。【００２６】  例えば、初期の注入率が、所与のコントラスト不透明化を生成するのに不十分である場合、測定された不透明化均質性値と基準不透明化均質性値との差は相対的に大きく、従って、相対的に大きい偏差値が生成される。この相対的に大きい偏差値は、相対的に大きいフィードバック信号２５２をもたらし、従って、相対的に大きい制御信号２６０がそれに応じて生成される。相対的に大きい制御信号２６０は、注入制御組立体に注入率を増加させる。注入率を増加することによって、測定された不透明化均質性値は、基準不透明化均質性値に近付き、それにより偏差値を減少する。対応して、減少された偏差値は、フィードバック信号２５２、制御信号２６０、及び注入率を、測定された不透明化均質性値が基準不透明課均質値と実質的に等しい平衡状態にシステムが到達するまで減少する。【００２７】  処理回路は、入力信号と出力信号との所与の関係に応じて入力信号を出力信号に変換する１つ以上の構造を含むことが考えられる。従って、処理回路は、以下に限定されないが、マイクロプロセッサ、信号を積分する回路、及び信号を微分する回路を含む。更に、１つ以上の処理回路が、コントラスト不透明化を測定する、不透明化均質性値を決定する、偏差値を決定する、フィードバック信号を生成する、及び制御信号２６０を生成するために含まれうる。好適には、単一のマイクロプロセッサが、上述の演算を達成するために用いられる。【００２８】  最後に、本発明の更なる実施例を開示する。この実施例では、上述の方法が、超音波検査を行う機器と組み合わされる（図３参照）。従って、患者のＲＯＩにおけるコントラスト不透明化を決定及び制御するシステムは、患者内に造影剤を注入する手段を有する。上述したよう��、静脈内ボーラス注射又は造影剤注入といった従来の方法及び構造を用いて、ＲＯＩ内に造影剤を注入する（３１０）。このシステムは更に、ＲＯＩのコントラスト不透明化を測定する（３２０）手段を有し、この手段は、好適には、少なくとも１つのセンサと超音波撮像機械を有する。【００２９】  更に、不透明化均質性値を決定する（３３０）手段がシステムに含まれる。不透明化均質性値は、処理回路により決定されることが好適である。結果として得られる不透明化均質性値は、測定された不透明化均質性値と、基準不透明化均質性値との偏差値を決定する（３４０）手段に通信される。基準不透明化均質性値は、偏差値を決定する（３４０）手段内に維持される。測定された不透明化均質性値と、基準不透明化均質性値との差である偏差値を決定するために処理回路が使用されることが好適であり、結果として得られる偏差値は、更に、フィードバック信号を生成する（３５０）手段に通信される。生成されたフィードバック信号３５２は、前に決定された偏差値に比例する。フィードバック信号３５２を生成するよう処理回路が生成されることが好適である。【００３０】  フィードバック信号３５２に、造影剤の注入（３１０）率を調整する手段が連絡する。フィードバック信号３５２は、フィードバック信号３５２に比例する制御信号３６０を生成するコントローラ組立体（３５５）に通信される。制御信号３６０は更に、注入制御組立体に通信され、受信した制御信号３６０に応じて造影剤の注入（３１０）率を調整するよう機能する。或いは、フィードバック信号３５２は、造影剤の注入（３１０）率を調整するよう注入制御組立体に直接通信される。【００３１】  本願で使用したように、処理回路は、入力信号と出力信号との所与の関係に応じて入力信号を出力信号に変換する１つ以上の構造を有する。従って、処理回路は、以下に限定されないが、マイクロプロセッサ、信号を積分する回路、又は信号を微分する回路を含む。更に、１つ以上の処理回路が、コントラスト不透明化の測定、不透明化均質性値の決定、偏差値の決定、フィードバック信号の生成、及び制御信号の生成のために含まれうる。好適には、単一のマイクロプロセッサが、上述した演算を達成するために使用される。【００３２】  上述した本発明の方法は、上述の方法を実行するようプロセッサによる実行のための命令として実施されてもよい。これらの命令は、コンピュータ可読媒体内に格納される。コンピュータ可読媒体は、磁気記憶媒体、光学記憶媒体、又な電子記憶媒体を含む。今日利用可能なコンピュータ記憶媒体の例には、磁気ディスク、光学ディスク、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、及びメモリカードが挙げられる。上述した本発明の段階を実行するためのソフトウェア命令は、プロセッサによって実行されるよう上述した媒体のうちどれにでも格納されうる。【００３３】  本発明の上述した実施例は、限定的ではなく説明を意図したものであり、本発明の全ての実施例を表すものではない。様々な修正及び変更が、言葉通りの請求項又は法的に認められるその等価物に示す本発明の精神又は範囲から逸脱することなくなされることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例によるコントラスト不透明化を決定する方法を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例によるコントラスト不透明化を決定及び制御する方法を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例によるコントラスト不透明化を決定及び制御するシステムを示すブロック図である。
【国際調査報告】
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