(57)【要約】  心拍出量を測定するためのシステム（１００、８００、９００、１０００）および方法が提供される。システム（１００、８００、９００、１０００）および方法は、超音波プローブ（１２６）によって取得された患者の超音波撮像データに基づいて超音波画像（４００）を生成する。システム（１００、８００、９００、１０００）および方法は、超音波画像（４００）内の関心領域（ＲＯＩ）（４０２）を自動的に指定し、超音波プローブ（１２６）によって取得されたドップラーデータに基づいてＲＯＩ（４０２）内の対応する候補ドップラーゲートのスペクトル・データ・セットを取得する。システム（１００、８００、９００、１０００）および方法は、スペクトル・データ・セットの特性に基づいて候補ドップラーゲートから選択ドップラーゲートを自動的に識別し、選択ドップラーゲートに基づいて患者の心拍出量を計算する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
心拍出量を測定する方法であって、超音波プローブ（１２６）によって取得される患者の超音波撮像データに基づいて超音波画像（４００）を生成するステップと、前記超音波画像（４００）内の関心領域（ＲＯＩ）（４０２）を自動的に指定するステップと、前記超音波プローブ（１２６）によって取得されたドップラーデータ（６１２、６１４）に基づいて、前記ＲＯＩ（４０２）内の対応する候補ドップラーゲートのスペクトル・データ・セットを取得するステップと、前記スペクトル・データ・セットの特性に基づいて前記候補ドップラーゲートから選択ドップラーゲートを自動的に識別するステップと、前記選択ドップラーゲートに基づいて前記患者の心拍出量を計算するステップと、を備える、方法。
【請求項２】
前記ドップラーデータ（６１２、６１４）および前記超音波撮像データは、前記超音波プローブ（１２６）によって取得される場合にインターリーブされる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記選択ドップラーゲートを識別するために、前記特性に関する前記スペクトル・データ・セットを分析するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記選択ドップラーゲートのスペクトル・データ・セットに基づいて選択スペクトル波形のピークをトレースして、枠を形成するステップと、前記枠から速度時間積分（ＶＴＩ）を計算するステップであって、ＶＴＩが心拍出量を計算するために使用される、ステップと、をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
左心室流出路（ＬＶＯＴ）が前記ＲＯＩ（４０２）内にあり、前記患者の身長、体重、または性別の少なくとも１つに基づいて前記ＬＶＯＴの断面積を受信するステップであって、前記ＬＶＯＴの前記断面積が前記心拍出量を計算するために使用される、受信するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記選択ドップラーゲートのスペクトル・データ・セットに基づいて、選択スペクトル波形内に第１のピークおよび第２のピークがいつ生じたかを判定するステップと、前記第１のピークおよび前記第２のピークがいつ発生したかに基づいて心拍数を計算するステップであって、前記心拍数が前記心拍出量を計算するために使用される、計算するステップと、をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記特性は、持続時間、方向、ピーク速度、パワー、または速度の変化のうちの少なくとも１つに対応する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ユーザ選択に基づいて前記ＲＯＩ（４０２）の位置を調整するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ユーザ選択に基づいて前記候補ドップラーゲートから代替選択ドップラーゲートを選択するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記候補ドップラーゲートの１つまたは複数の特性を示す指標を前記ＲＯＩ（４０２）内に表示するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の実施形態は、一般に、診断医用撮像システムを使用して心拍出量を測定することに関する。
【背景技術】
【０００２】
心拍出量は、患者の心臓機能を測定するために従来使用されている。心拍出量は、ある時間（例えば、１分）にわたって心臓によって排出される血液の量に対応し、患者の心拍数および１回拍出量から計算することができる。従来、超音波撮像システムが、パルス波（ＰＷ）ドップラーなどのドップラー技術を用いて心臓の血流を評価および／または測定する非侵襲的方法として使用されている。
【０００３】
しかしながら、これらのドップラー技術は手作業であり、ユーザに高い技術的専門性を要求する。例えば、ユーザは、５つの室ビューなどの心臓の超音波画像を取得し、許容可能なフロースペクトルがユーザによって位置決めされたＰＷゲートで取得されるまで、ＰＷゲートに対応するＰＷカーソルを連続的に位置決めして再配置する。許容可能なフロースペクトルが取得されると、ユーザは、続いて、フロースペクトルから測定を行い、心拍出量を計算する。例えば、ユーザは、診断リストから速度時間積分（ＶＴＩ）測定を選択し、フロースペクトルを手動でトレースしてＶＴＩを計算する。測定の精度および速度は、ユーザの専門知識に依存しており、治療計画を決定する際、緊急事態における患者の救急医療ニーズを制限する可能性がある。
【０００４】
これらおよび他の理由から、心拍出量を測定するための方法およびシステムの改良が必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１０７７６９号
【発明の概要】
【０００６】
一実施形態では、心拍出量を測定する方法が提供される。本方法は、超音波プローブによって取得された患者の超音波撮像データに基づいて超音波画像を生成するステップを含むことができる。本方法はまた、超音波画像内の関心領域（ＲＯＩ）を自動的に指定し、超音波プローブによって取得されたドップラーデータに基づいてＲＯＩ内の対応する候補ドップラーゲートのスペクトル・データ・セットを取得するステップを含むことができる。本方法は、スペクトル・データ・セットの特性に基づいて候補ドップラーゲートから選択ドップラーゲートを自動的に識別し、選択ドップラーゲートに基づいて患者の心拍出量を計算するステップをさらに含むことができる。
【０００７】
別の実施形態では、超音波撮像システムが提供される。超音波撮像システムは、患者の超音波撮像データおよびドップラーデータを取得するよう構成される超音波プローブを含むことができる。超音波撮像システムはまた、プログラムされた命令を格納するよう構成されたメモリと、メモリに格納されたプログラムされた命令を実行するよう構成される１つまたは複数のプロセッサとを含むことができる。プログラムされた命令を実行する場合、１つまたは複数のプロセッサは、１つまたは複数の動作を実行する。１つまたは複数のプロセッサは、超音波撮像データから超音波画像システムを生成し、超音波画像内の関心領域（ＲＯＩ）を指定し、ドップラーデータに基づいてＲＯＩ内の対応する候補ドップラーゲートのスペクトル・データ・セットを取得し、スペクトル・データ・セットの特性に基づいて候補ドップラーゲートから選択ドップラーゲートを識別し、選択ドップラーゲートに基づいて患者の心拍出量を計算することができる。
【０００８】
別の実施形態では、有形の非一時的なコンピュータ可読媒体は、１つまたは複数のプロセッサに指示するよう構成された１つまたは複数のコンピュータソフトウェアモジュールを含むことができる。１つまたは複数のコンピュータソフトウェアモジュールは、１つまたは複数のプロセッサに、超音波プローブによって取得された患者の超音波撮像データに基づいて超音波画像を生成し、超音波画像内の関心領域（ＲＯＩ）を自動的に指定し、超音波プローブによって取得されたドップラーデータに基づいてＲＯＩ内の対応するドップラーゲートのスペクトル・データ・セットを取得し、スペクトル・データ・セットの特性に基づいて候補ドップラーゲートから選択ドップラーゲートを自動的に識別し、選択ドップラーゲートに基づいて患者の心拍出量を計算するように指示するよう構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態による、超音波撮像システムの概略ブロック図である。
【図２】一実施形態による、図１の超音波撮像システムの制御器回路の簡略ブロック図である。
【図３Ａ】一実施形態による、心拍出量を測定するための方法のフローチャートである。
【図３Ｂ】一実施形態による、心拍出量を測定するための方法のフローチャートである。
【図４】一実施形態による、超音波画像の図である。
【図５】一実施形態による、関心領域内で取得されたドップラーゲートの一部の図である。
【図６】ドップラーデータまたは超音波撮像データに対応するインターリーブフレームによって形成された収集期間の図である。
【図７】一実施形態による、選択ドップラーゲートのスペクトル波形の図である。
【図８】３Ｄ超音波データまたはマルチプレーン超音波データを取得するよう構成することができるプローブを有する、３Ｄ対応小型超音波システムの図である。
【図９】ディスプレイおよびユーザインターフェースが単一のユニットを形成する手持ち型またはポケットサイズの超音波撮像システムの図である。
【図１０】可動ベース上に設けられた超音波撮像システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
特定の実施形態についての以下の詳細な説明は、添付の図面と共に読むと、より良く理解されよう。図面が様々な実施形態の機能モジュールの図を示す程度まで、機能ブロックは必ずしもハードウェア回路間の分割を示しているわけではない。したがって例えば、機能ブロック（例えば、プロセッサまたはメモリ）のうちの１つまたは複数は、単一の器具（例えば、汎用信号プロセッサまたはランダムアクセスメモリ、ハードディスクなどのブロック）で実現することができる。同様に、プログラムは、スタンドアロン型プログラムとしてもよく、オペレーティングシステムにサブルーチンとして組み込んでもよく、およびインストールしたソフトウェアパッケージ内の機能としてもよい。様々な実施形態は、図面に示す配置および手段に限定されないことを理解すべきである。
【００１１】
本明細書で使用する場合、単数形で書かれた要素またはステップおよび単語「１つの（ａ）」もしくは「１つの（ａｎ）」が前に付く要素またはステップは、例外であることが明示されない限り、前記要素またはステップが複数である可能性を除外しないことを理解すべきである。さらに、本発明の「一実施形態」という言及は、記載した特徴を含む追加の実施形態の存在を除外すると解釈されるべきではない。さらに、明示的に反対のことが言及されない限り、特定の特性を有する一要素または複数の要素を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その特性を有さない、追加の要素を含む可能性がある。
【００１２】
様々な実施形態は、マルチゲート・パルス・ドップラー・モードの間に患者の複数のパルス波（ＰＷ）ドップラーゲートを取得することによって、患者の心拍出量を測定するためのシステムおよび方法を提供する。このモードでは、超音波プローブは、１０ｃｍなどの標準的な深さの左心室流出路（ＬＶＯＴ）で数センチメートル（ｃｍ）をカバーする広いビームプロファイルおよび複数の並列受信ビームフォーミングで送信するよう構成される。マルチゲート・パルス・ドップラー・モードは、関心領域（例えば、ＬＶＯＴ）内の領域または位置に対するスペクトルデータ（例えば、スペクトル波形）に対応する複数のドップラーゲート（例えば、１００以上）の形態のＰＷドップラーデータを提供する。ＰＷドップラーデータは、ドップラーゲートによって画定された領域内で動く組織または体液、例えば、血液の速度を示すために使用することができる。マルチゲートドップラーに対応する超音波プローブからの送信は、組織撮像（例えば、Ｂモード）のための送信とインターリーブされ、生きた組織撮像がＰＷドップラーゲート取得と同時に、および／または並行して、継続することを可能にすることができる。
【００１３】
様々な実施形態では、選択ゲートは、各ドップラーゲートのスペクトル波形の１つまたは複数の特性に基づいて、複数のドップラーゲートから自動的に選択される。例えば、１つまたは複数の特性は、スペクトル波形の持続時間、速度方向、ピーク速度、スペクトル波形のパワー、および／またはスペクトル波形中の速度の変化などに対応することができる。速度時間積分（ＶＴＩ）および／または心拍数は、選択されたドップラーゲートからの様々な実施形態によって計算することができる。任意選択的に、ＬＶＯＴの断面積（ＣＳＡ）は、患者の心拍出量を計算するために収縮期ＶＴＩおよび心拍数と共に使用することができる、患者の身長、体重、および性別から推定することができる。さらに、またはあるいは、ＣＳＡは、組織画像（例えば、傍胸骨長軸、すなわち、ＰＬＡＸビューにおける組織画像）からＬＶＯＴをセグメント化および／または識別することによって自動的にまたは手動で測定され得、および／または関心領域内の複数のドップラーゲートに対するスペクトル波形（例えば、速度、パワー）の変化によって推定され得る。
【００１４】
少なくとも１つの実施形態の技術的効果は、複数のユーザの技術専門知識を用いて患者の心拍出量を判定する際の速度および精度を向上させること含む。少なくとも１つの実施形態の技術的効果は、患者の計算された心拍出量における超音波測定のユーザの技術的専門知識の影響を低減することを含む。
【００１５】
図１は、診断医用撮像システム、具体的には、超音波撮像システム１００の概略図である。超音波撮像システム１００は、送信器１２２とプローブ／ＳＡＰ電子装置１１０とを有する超音波プローブ１２６を含む。超音波プローブ１２６は、患者の関心領域（例えば、器官、血管）から超音波データまたは情報を取得するよう構成することができる。超音波プローブ１２６は、送信器１２２を介して制御器回路１３６に通信可能に結合される。送信器１２２は、ユーザによって受信された取得設定に基づいて送信ビーム形成器１２１に信号を送信する。送信器１２２によって送信された信号は、変換器アレイ１１２内の変換器素子１２４を駆動する。変換器素子１２４は、パルス超音波信号を患者（例えば、身体）内に放出する。様々な幾何形状および構成をアレイ１１２に使用することができる。さらに、変換器素子１２４のアレイ１１２は、例えば、異なるタイプの超音波プローブの一部として提供することができる。
【００１６】
取得設定は、変換器素子１２４によって放射される超音波パルスの振幅、パルス幅、および／または周波数などを規定することができる。取得設定は、ユーザインターフェース１４２から利得設定、パワー、時間利得補償（ＴＧＣ）、および／または解像度などを選択することによって、ユーザが調整することができる。
【００１７】
変換器素子１２４、例えば、圧電結晶は、取得設定に対応する身体（例えば、患者）または体内にパルス超音波信号を放射する。超音波信号は、例えば、１つまたは複数の基準パルス、１つまたは複数のプッシュパルス、ならびに／もしくは１つまたは複数のパルス波ドップラーパルスを含むことができる。パルス超音波信号の少なくとも一部は、エコーを生成するために関心領域（ＲＯＩ）（例えば、心臓、左心室流出路、胸部組織、肝臓組織、心臓組織、および前立腺組織など）から後方散乱する。エコーは、深さまたは動きに応じて時間および／または周波数において遅延され、変換器アレイ１１２内の変換器素子１２４によって受信される。超音波信号は、撮像、ＲＯＩ内の位置または速度の変化（例えば、血球の動き）、組織の圧縮変位の差異（例えば、変形）、および／または治療などのために使用することができる。
【００１８】
変換器アレイ１１２は、例えば、異なるタイプの超音波プローブ１２６の一部として提供することができる変換器素子１２４のための様々なアレイ形状および構成を有することができる。プローブ／ＳＡＰ電子装置１１０を使用して、変換器素子１２４のスイッチングを制御することができる。プローブ／ＳＡＰ電子装置１１０はまた、変換器素子１２４を１つまたは複数のサブ開口部にグループ化するために使用することもできる。
【００１９】
変換器素子１２４は、受信されたエコー信号を、受信器１２８が受信することができる電気信号に変換する。受信器１２８は、１つまたは複数の増幅器および／またはアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）などを含むことができる。受信器１２８は、適切な利得補償後に受信したエコー信号を増幅し、各変換器素子１２４からのこれらの受信アナログ信号を時間的に均一にサンプリングされたデジタル化信号に変換するよう構成することができる。受信されたエコーを表すデジタル化信号は一時的にメモリ１４０に格納される。デジタル化信号は、様々な時間に各変換器素子１２４によって受信される後方散乱波に対応する。デジタル化後、信号は、後方散乱波の振幅、周波数、位相情報を依然として保存することができる。
【００２０】
任意選択的に、制御器回路１３６は、メモリ１４０に格納されたデジタル化信号を取り出して、ビーム形成器プロセッサ１３０に備えることができる。例えば、制御器回路１３６は、デジタル化信号をベースバンド信号に変換するか、またはデジタル化信号を圧縮することができる。
【００２１】
ビーム形成器プロセッサ１３０は、１つまたは複数のプロセッサを含むことができる。任意選択的に、ビーム形成器プロセッサ１３０は、中央制御器回路（ＣＰＵ）、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または特定の論理命令に従って入力データを処理することができる他の任意の電子部品を含むことができる。さらに、またはあるいは、ビーム形成器プロセッサ１３０は、例えば、参照により本明細書に明示的に組み込まれる、米国特許公開第２０１２／００１０５０８号「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＤＡＴＡ  ＩＮ  ＡＮ  ＵＬＴＲＡＳＯＵＮＤ  ＳＹＳＴＥＭ」に記載される、任意の適切なビーム形性方法を使用してビーム形性計算、ならびに適切なビーム形性、合成送信焦点、収差補正、合成開口、クラッタ低減、および／または適応ノイズ制御などを行うための、有形の非一時的なコンピュータ可読媒体（例えば、メモリ１４０）に格納される命令を実行することができる。
【００２２】
ビーム形成器プロセッサ１３０は、デジタル化されたデータのビーム形成の前に、関連する信号帯域幅に対応するデジタル化信号のみが使用されるように、フィルタリングおよびデシメーションをさらに実行することができる。例えば、ビーム形成器プロセッサ１３０は、焦点ゾーン、拡大開口、および／または撮像モード（Ｂ、カラーフロー、ＰＷドップラー）などに対応する走査パラメータに基づいて、デジタル化データのパケットを形成することができる。走査パラメータは、処理するために通信されない（例えば廃棄される）可能性があるデジタル化データの残りのチャネルまたはタイムスロットと共に、ビーム形成される可能性があるデジタル化データのチャネルおよびタイムスロットを規定することができる。例えば、ユーザは、約１０センチメートルの深さのＬＶＯＴのＲＯＩ（例えば、図４のＲＯＩ４０２）に対応する走査パラメータを選択することができ、走査がより深い深さ（例えば、１０センチメートル以上）で実行される場合に比べて、ビーム形成器プロセッサ１３０によってビーム形成されるチャネルの数を減らすことができる。
【００２３】
ビーム形成器プロセッサ１３０は、デジタル化信号に対してビーム形成を実行し、無線周波数（ＲＦ）信号を出力する。次いで、ＲＦ信号は、ＲＦ信号を処理するＲＦプロセッサ１３２に供給される。ＲＦプロセッサ１３２は、異なる超音波画像データタイプ、例えば、Ｂモード、カラードップラー（速度／パワー／分散）、組織ドップラー（速度）、およびドップラーエネルギーを、複数の走査面または異なる走査パターンに対して、生成することができる。例えば、ＲＦプロセッサ１３２は、複数走査面の組織ドップラーデータを生成することができる。ＲＦプロセッサ１３２は、複数のデータスライスに関連する情報（例えば、Ｉ／Ｑ、Ｂモード、カラードップラー、組織ドップラー、およびドップラーエネルギー情報）を収集し、タイムスタンプおよび方向／回転情報を含むことができるデータ情報をメモリ１４０に格納する。
【００２４】
あるいは、ＲＦプロセッサ１３２は、ＲＦ信号を復調してエコー信号を表すＩＱデータ対を形成する複合復調器（図示せず）を含むことができる。次いで、ＲＦまたはＩＱ信号データは、格納する（例えば、一時記憶）のためにメモリ１４０に直接提供することができる。任意選択的に、ビーム形成器プロセッサ１３０の出力は、制御器回路１３６に直接渡してもよい。
【００２５】
制御器回路１３６は、取得された超音波データ（例えば、ＲＦ信号データまたはＩＱデータ対）を処理し、ディスプレイ１３８に表示するための超音波画像データのフレームを準備するよう構成することができる。制御器回路１３６は、１つまたは複数のプロセッサを含むことができる。任意選択的に、制御器回路１３６は、中央制御器回路（ＣＰＵ）、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、グラフィック制御器回路（ＧＰＵ）、または特定の論理命令に従って入力データを処理することができる他の任意の電子部品を含むことができる。ＧＰＵを含む制御器回路１３６を有することは、ボリュームレンダリングなどの計算集約的動作に有利である可能性がある。さらに、またはあるいは、制御器回路１３６は、有形の非一時的なコンピュータ可読媒体（例えば、メモリ１４０）に格納された命令を実行することができる。
【００２６】
制御器回路１３６は、取得された超音波データ上の複数の選択可能な超音波モダリティに従って１つまたは複数の処理動作を実行し、変換器素子１２４から放射される超音波パルスを調整または定義し、ディスプレイ１３８に表示される構成要素（例えば、超音波画像、インターフェース構成要素、位置決め関心領域）の１つまたは複数の表示設定、および本明細書に記載される他の動作を調整するよう構成される。取得された超音波データは、エコー信号が受信されると、走査または治療セッション中に制御器回路１３６によってリアルタイムで処理することができる。さらに、またはあるいは、超音波データは、走査セッション中に一時的にメモリ１４０に格納され、ライブまたはオフライン操作でリアルタイム未満で処理することができる。
【００２７】
メモリ１４０は、直ちに表示されるようにスケジュールされていない取得された超音波データの処理されたフレームを格納するため、または後処理された画像、例えば、グラフィカルユーザインターフェースに対応するファームウェアもしくはソフトウェア、１つまたは複数のデフォルト画像表示設定、ならびに／もしくは（例えば、制御器回路１３６、ビーム形成器プロセッサ１３０、ＲＦプロセッサ１３２のための）プログラムされた命令などを格納するために使用することができる。メモリ１４０は、フラッシュメモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、および／またはＥＥＰＲＯＭなどの有形の非一時的なコンピュータ可読媒体とすることができる。
【００２８】
メモリ１４０は、超音波データの３Ｄ超音波画像データセットを格納することができ、このような３Ｄ超音波画像データセットは、２Ｄおよび３Ｄ画像を提示するためにアクセスされる。例えば、３Ｄ超音波画像データセットは、１つまたは複数の基準平面と同様に、対応するメモリ１４０にマッピングすることができる。超音波画像データセットを含む超音波データの処理は、ユーザ入力、例えば、ユーザインターフェース１４２で受信されたユーザ選択に部分的に基づくことができる。
【００２９】
制御器回路１３６は、ディスプレイ１３８およびユーザインターフェース１４２に動作可能に結合される。ディスプレイ１３８は、１つまたは複数の液晶ディスプレイ（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）バックライト）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、および／またはＣＲＴディスプレイなどを含むことができる。ディスプレイ１３８は、患者情報、超音波画像および／または映像、ディスプレイインターフェースの構成要素、メモリ１４０に格納されているか、または現在取得されている超音波データからの１つまたは複数の２Ｄ、３Ｄ、もしくは４Ｄ超音波画像データセット、測定値、および／または制御器回路１３６からディスプレイ１３８によって受信される診断、処置情報などを表示することができる。
【００３０】
ユーザインターフェース１４２は、制御器回路１３６の動作を制御し、ユーザからの入力を受け取るよう構成される。ユーザインターフェース１４２は、キーボード、マウス、タッチパッド、および／または１つまたは複数の物理的なボタンなどを含むことができる。任意選択的に、ディスプレイ１３８は、ユーザインターフェース１４２の少なくとも一部を含むタッチスクリーンディスプレイとすることができる。
【００３１】
例えば、ユーザインターフェース１４２の一部は、ディスプレイ上に示された制御器回路１３６によって生成されたグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）に対応することができる。ＧＵＩは、ユーザインターフェース１４２（例えば、タッチスクリーン、キーボード、マウス）を操作するユーザが選択、操作、および／または作動することができる１つまたは複数のインターフェース構成要素を含むことができる。インターフェース構成要素は、グラフィックまたは選択可能なアイコン、スライドバー、ならびに／もしくはカーソルなどの様々な形状および色で提示することができる。任意選択的に、１つまたは複数のインターフェース構成要素は、ドロップダウンメニュー、ツールバー、メニューバー、タイトルバー、および／またはウィンドウ（例えば、ポップアップウィンドウ）などのテキストまたは記号を含むことができる。さらに、またはあるいは、１つまたは複数のインターフェース構成要素は、テキストボックスおよび／またはテキストフィールドなどの、情報（例えば、患者情報、ユーザ情報、診断情報）を入力または編集するためのＧＵＩ内の領域を示すことができる。
【００３２】
様々な実施形態では、インターフェース構成要素は、選択されると、制御器回路１３６によって実行される超音波撮像システム１００の測定機能、編集機能、データベースアクセス／検索機能、診断機能、取得設定の制御、および／またはシステム設定などの、様々な機能を実行することができる。
【００３３】
図２は、制御器回路１３６の例示的なブロック図である。制御器回路１３６は、概念的には、回路および／またはソフトウェアモジュールの集合体として図２に示されているが、専用ハードウェアボード、ＤＳＰ、１つまたは複数のプロセッサ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ならびに／もしくは１つまたは複数のプロセッサに指示するよう構成される有形の非一時的コンピュータ可読媒体の任意の組み合わせを使用して実施することができる。
【００３４】
回路２５２から２６６は、超音波撮像システム１００の１つまたは複数のソフトウェア機能を表す中間プロセッサ動作を実行する。制御器回路１３６は、いくつかの形態の１つで超音波データ２７０を受信することができる。図１の実施形態では、受信された超音波データ２７０は、デジタル化信号の各データサンプルに関連付けられた実数成分および虚数成分を表すＩＱデータ対を構成する。ＩＱデータ対は、例えば、カラーフロー回路２５２、音響放射力撮像（ＡＲＦＩ）回路２５４、Ｂモード回路２５６、スペクトルドップラー回路２５８、音響ストリーミング回路２６０、組織ドップラー回路２６２、マルチゲートドップラー回路２６４、およびエレクトログラフ回路２６６などの１つまたは複数の回路に提供される。他の回路、例えば、Ｍモード回路、パワードップラー回路などを含むことができる。しかしながら、本明細書で説明する実施形態は、ＩＱデータ対の処理に限定されない。例えば、ＲＦデータを用いて、および／または他の方法を用いて、処理を行うことができる。さらに、データは、複数の回路を介して処理することができる。
【００３５】
回路２５２から２６６のそれぞれは、対応する方法でＩＱデータ対を処理して、それぞれ、カラーフローデータ２７３、ＡＲＦＩデータ２７４、Ｂモードデータ２７６、スペクトルドップラーデータ２７８、音響ストリーミングデータ２８０、組織ドップラーデータ２８２、複数のＰＷドップラーゲートデータ２８４（例えば、ＲＯＩデータ取得位置）、エレクトログラフデータ２８６（例えば、歪みデータ、せん断波データ）などを生成するよう構成され、これらの全ては、次の処理の前に一時的にメモリ２９０（または、図１に示すメモリ１４０）に格納することができる。データ２７３から２８６は、例えば、ベクトルデータ値のセットとして格納することができ、各セットは、個々の超音波画像フレームを定義する。ベクトルデータ値は、一般に、極座標系に基づいて編成される。
【００３６】
走査変換器回路２９２は、画像フレームに関連するベクトルデータ値にアクセスしてそれをメモリ２９０から取得し、ベクトルデータ値のセットをデカルト座標に変換して表示用にフォーマットされた超音波画像フレーム２９３を生成する。走査変換器回路２９２によって生成された超音波画像フレーム２９３は、後続の処理のためにメモリ２９０に戻してもよいし、メモリ１４０に提供してもよい。走査変換器回路２９２がデータに関連する超音波画像フレーム２９３を生成すると、画像フレームは、メモリ２９０に格納されるか、またはバス２９９を介してデータベース（図示せず）、メモリ１４０、および／または他のプロセッサ（図示せず）に通信することができる。
【００３７】
ディスプレイ回路２９８は、ディスプレイ１３８に画像を表示するために、バス２９９を介してメモリ２９０および／またはメモリ１４０からの１つまたは複数の画像フレームにアクセスして取得する。ディスプレイ回路２９８は、メモリ（例えば、メモリ２９０）に格納された表示対象の１つまたは複数の画像フレームを選択する、および／または画像フレームの表示レイアウトもしくは構成を選択する、ユーザインターフェース１４２からのユーザ入力を受け取る。
【００３８】
ディスプレイ回路２９８は、２Ｄビデオプロセッサ回路２９４を含むことができる。２Ｄビデオプロセッサ回路２９４を使用して、異なるタイプの超音波情報から生成された１つまたは複数のフレームを結合することができる。画像の連続するフレームは、シネループ（４Ｄ画像）としてメモリ２９０またはメモリ１４０に格納することができる。シネループは、リアルタイムでユーザに表示される画像データを取り込むための先入れ先出し型円形画像バッファを表す。ユーザは、ユーザインターフェース１４２にフリーズコマンドを入力することによってシネループをフリーズすることができる。
【００３９】
ディスプレイ回路２９８は、３Ｄビデオプロセッサ回路２９６を含むことができる。３Ｄビデオプロセッサ回路２９６は、メモリ２９０にアクセスして、超音波画像フレームの空間的に連続するグループを取得し、既知のボリュームレンダリングアルゴリズムまたは表面レンダリングアルゴリズムなどにより、それらの３次元画像表現を生成することができる。３次元画像は、レイキャスティングおよび最大強度ピクセル投影などの様々な撮像技術を利用して生成することができる。
【００４０】
ディスプレイ回路２９８は、グラフィック回路２９７を含むことができる。グラフィック回路２９７は、メモリ２９０にアクセスして、格納された、または現在取得されている超音波画像フレームおよびＲＯＩデータ取得位置のグループを取得することができる。グラフィック回路２９７は、ＲＯＩの画像と、ＲＯＩの画像上に配置された（例えば、重ね合わされた）グラフィック表現とを含む画像を生成することができる。このグラフィック表示は、治療空間の輪郭、治療ビームの焦点または領域、治療空間内の焦点領域によって得られた経路、セッション中に使用されるプローブ、およびＲＯＩデータ取得位置などを表すことができる。また、治療セッションの進行を示すために、グラフィック表現を使用することもできる。グラフィック表現は、保存されたグラフィック画像または図面（例えば、コンピュータグラフィック生成図）を使用して生成することができ、またはグラフィック表現は、ユーザインターフェース１４２のＧＵＩを使用して画像上にユーザが直接描画することができる。
【００４１】
図３に関連して、ユーザは、ユーザインターフェース１４２を介して心拍出量測定に対応するインターフェース構成要素を選択することができる。インターフェース構成要素が選択されると、制御器回路１３６は、患者の心拍出量を測定するために、マルチゲート・ドップラー・ゲート・モードに入ることができる。
【００４２】
図３Ａから図３Ｂは、本明細書で説明する様々な実施形態による、心拍出量を測定するための方法３００のフローチャートを示す。方法３００は、例えば、本明細書で説明した様々な実施形態の構造または態様（例えば、システムおよび／または方法）を用いることができる。様々な実施形態では、特定のステップ（または動作）を省略または追加することができ、特定のステップを組み合わせることができ、特定のステップを同時に実行することができ、特定のステップを並行して実行することができ、特定のステップを複数のステップに分割することができ、特定のステップを異なる順序で実行することができ、あるいは特定のステップまたは一連のステップを反復的な形式で再実行することができる。様々な実施形態において、方法３００の部分、態様、および／または変形は、本明細書に記載の１つまたは複数の動作を実行するようハードウェア（例えば、１つまたは複数のプロセッサ）に指示するための、有形の非一時的なコンピュータ可読媒体に格納された１つまたは複数のアルゴリズム（例えば、１つまたは複数のコンピュータソフトウェアモジュール）として使用することができる。本明細書の実施形態によれば、他の方法を使用してもよいことに留意されたい。
【００４３】
１つまたは複数の方法は、（ｉ）超音波プローブによって取得された患者の超音波撮像データに基づいて超音波画像を生成し、（ｉｉ）超音波画像内の関心領域（ＲＯＩ）を自動的に指定し、（ｉｉｉ）超音波プローブによって取得されたドップラーデータに基づいてＲＯＩ内の対応する候補ドップラーゲートのスペクトル・データ・セットを取得し、（ｉｖ）スペクトル・データ・セットの特性に基づいて候補ドップラーゲートから選択ドップラーゲートを自動的に識別し、（ｖ）選択スペクトル波形に基づいて患者の心拍出量を計算することができる。
【００４４】
３０２から、制御器回路１３６は、超音波画像４００を生成する。図４に関連して、超音波画像４００は、超音波プローブ１２６によって取得された患者の超音波撮像データに基づいて生成することができる。
【００４５】
図４は、患者の心臓の５つの室ビューの超音波画像４００を示す。例えば、ユーザは、心臓の心尖部長軸に沿って変換器アレイ１１２を整列させるように超音波プローブ１２６を配置することができる。超音波プローブ１２６の超音波取得設定は、ユーザインターフェース１４２（図１）を使用してユーザが選択することができる。例えば、ユーザは、ディスプレイ１３８上に示されたＧＵＩの１つまたは複数のインターフェース構成要素を選択することによって、ユーザインターフェース１４２を使用して、超音波プローブ１２６の利得、パワー、時間利得補償（ＴＧＣ）、および／または解像度などを定義することができる。さらに、またはあるいは、超音波取得設定は、回路２５２から２６６のうちの１つまたは複数に対応するインターフェース構成要素の選択に基づくことができる。例えば、ユーザは、制御器回路１３６に、超音波プローブ１２６の超音波取得設定を構成し、受信した超音波撮像データを処理してＢモード回路２５６によりＢモードデータ２７６を生成するよう指示するＢモード取得インターフェース構成要素を選択することができる。超音波取得設定に基づいて、超音波プローブ１２６の変換器素子１２４は、患者の心臓の心尖部長軸に沿って超音波パルスを放出し、パルス状の超音波信号の少なくとも一部は、心臓の部分から後方散乱してエコーを生成し、変換器素子１２４によって受信される。変換器素子１２４は、受信したエコー信号を、図１を参照して説明したように、制御器回路１３６が受信することができる電気信号に変換する。
【００４６】
図３Ａに戻ると、３０４において、制御器回路１３６は、超音波画像４００内の関心領域（ＲＯＩ）４０２を指定することができる。ＲＯＩ４０２は、ＬＶＯＴなどの超音波画像４００内の速度情報（例えば、ドップラーデータ）を取得して心臓の心室から圧送された血液を測定する領域に対応することができる。図４に関連して、制御器回路１３６は、１つまたは複数のインターフェース構成要素の選択に基づいて、超音波画像４００にＲＯＩ４０２を自動的に重ねることができる。
【００４７】
例えば、ＧＵＩは、心拍出量測定に対応するインターフェース構成要素を含むことができる。ユーザによって選択されると、制御器回路１３６は、分類アルゴリズムを実行することによってＲＯＩ４０２を自動的に配置することができる。分類アルゴリズムは、メモリ１４０に格納することができ、先験的な情報に基づいて分類アルゴリズム（例えば、ランダムフォレスト分類器）またはセグメント化アルゴリズム（例えば、リアルタイム追跡輪郭追跡ライブラリ）に基づく機械学習アルゴリズムに対応することができる。分類アルゴリズムは、画素レベル分類器を利用して、ＬＶＯＴなどの流出路に対応する超音波画像４００内の領域を判定する。分類アルゴリズムは、超音波画像４００のピクセルの様々な強度および／または空間的位置に基づいて、ピクセルの特徴空間から超音波画像４００の室を判定することができる。
【００４８】
制御器回路１３６は、分類アルゴリズムを実行することによって、ピクセル強度の変化に基づいて、個々の室４０４から４１０を形成することを決定することができる。例えば、室４０４から４１０は低強度ピクセルのクラスタとして表される。比較的高輝度のピクセル（例えば、中隔を表す）によって囲まれている。例えば、室４０４は残りの室４０６から４１０に対してより大きいので、制御器回路１３６は、室４０４が左心室に対応すると判定することができる。隣接する室４０６から４０８および４１２の室４０４に対する、および超音波画像４００内の、空間的位置に基づいて、制御器回路１３６は、心室４０６から４０８および４１２を分類することができる。例えば、室４０６は、室４０４に対して水平軸に隣接してほぼ平行に配置されているので、制御器回路１３６は、室４０６を右心室として分類することができる。別の例では、室４１２が超音波画像４００内の中心に配置され、および／または室４０４から４１０の全てに隣接しているので、制御器回路１３６は、室４１２を大動脈弁として分類することができる。
【００４９】
左心室および大動脈弁としての室４０４および室４１２の分類に基づいて、制御器回路１３６は、ＬＶＯＴなどの流出路に対応する超音波画像４００上のＲＯＩ４０２を指定または規定することができる。例えば、制御器回路１３６は、大動脈弁として識別された室４１２に隣接する左心室の一部が左心室の流出路に対応すると判定し、室４１２の部分でＲＯＩ４０２を指定することができる。任意選択的に、ＲＯＩ４０２のサイズは、室４０４の境界（例えば、より高い強度のピクセルで表される中隔）に一致するように制御器回路１３６によって調整することができる。
【００５０】
任意選択的に、制御器回路１３６は、ユーザインターフェース１４２を介して受信したユーザ選択に基づいてＲＯＩ４０２の位置を調整することができる。例えば、ユーザは、超音波画像４００に関してＲＯＩ４０２を再配置することを選択することができる。別の例では、ユーザは、ＲＯＩ４０２の一部（例えば、辺の１つ）を選択して、超音波画像４００に対するＲＯＩ４０２の全体的なサイズを調整することができる。
【００５１】
さらに、またはあるいは、ユーザはＲＯＩ４０２の位置を指定することができる。例えば、ユーザは、ＲＯＩ４０２の位置を定義または指定するために、ユーザインターフェース１４２を介して超音波画像４００の領域の輪郭を描くことができる。
【００５２】
図３Ａに戻ると、３０６において、制御器回路１３６は、ＲＯＩ４０２内の対応する候補ドップラーゲートのスペクトル・データ・セットを取得することができる。図１に関連して、制御器回路１３６は、ＲＯＩ４０２内の変換器素子１２４からの並列超音波パルスを送信するよう超音波プローブ１２６に指示することができる。例えば、制御器回路１３６は、変換器素子１２４にＲＯＩ４０２を横切って（Ｘ方向とＹ方向の両方で）走査し、ＲＯＩ４０２内の、ドップラーデータに対応する、１つまたは複数の位置、特にドップラーゲートの、エコー信号を放出および受信するよう指示することができる。
【００５３】
様々な実施形態では、図５に関連して、制御器回路１３６は、変換器素子１２４に、ＲＯＩ４０４内の複数のドップラーゲートを取得するために、並列または複数ライン取得（ＭＬＡ）技術を利用して、広い送信ビームを放射するよう指示することができる。
【００５４】
図５は、ＲＯＩ４０２内で取得されたドップラーゲート５００の一部を示す。制御器回路１３６は、変換器素子１２４に、ＲＯＩ４０２のサイズに基づいて２センチメートルの領域をカバーする１２８個のパルス列（例えば、パケットサイズ）を有する広い送信ビームを放射するよう指示することができる。受信器１２８は、１６個の平行ビームからのエコー信号を受信することができ、これらは、デジタル化データに変換される。ビーム形成器プロセッサ１３０は、ＲＯＩ４０２の深さ（例えば、１０センチメートル）に基づいてデジタル化データ（例えば、タイムスロット）を分離し、１つまたは複数のスペクトル・データ・セットに対応する選択されたデジタル化データをビーム形成する。例えば、デジタル化データは、メモリ１４０内のドップラーデータとして格納された広い送信ビームから測定された、ビーム当たり２５のドップラーゲートまたは４００のドップラーゲートを含むことができる。
【００５５】
ドップラーゲート５００の各々は、経時的な速度のスペクトルに対応するスペクトル・データ・セットを含む。スペクトル・データ・セットは、時間の経過と共に対応するドップラーゲート５００内で測定された動き（例えば、血流）の変化に対応することができる。様々な実施形態において、送信ビームによってカバーされる領域は、２センチメートルよりも広くてもよく、または２センチメートルよりも細くてもよいことに留意されたい。さらに、様々な実施形態において、深さは１０センチメートルより深くても、１０センチメートルよりも浅くてもよいことに留意されたい。
【００５６】
さらに、またはあるいは、超音波撮像データおよびドップラーデータは、超音波プローブ１２６によって取得された場合にインターリーブされる。例えば、図６に関連して、超音波プローブ１２６の取得時間期間６０２ａから６０２ｎは、ドップラーデータ６１２、６１４または超音波撮像データ６０６から６１０の取得に対応する交互のフレームに細分することができる。
【００５７】
図６は、超音波プローブ１２６が、超音波撮像データおよびドップラーデータを取得し、制御器回路１３６が、ＲＯＩ４０２内の、超音波画像４００などの、超音波画像およびドップラーゲート５０８のフレームを生成する時間（例えば、３０ミリ秒、１５ミリ秒）をそれぞれ表す取得時間期間６０２ａから６０２ｎを示す。取得時間期間６０２ａから６０２ｎの各々の間に、制御器回路１３６は、取得時間期間６０２ａから６０２ｎのフレーム、例えば、６０６から６１４の間、超音波信号の送信と受信を切り替えるよう変換器アレイ１１２に指示することができる。例えば、ドップラーデータの取得に対応するフレーム６１２から６１４が、超音波撮像データの取得に対応するフレーム６０６から６１０の間に介在および／または配置される。各フレームは、超音波プローブ１２６が超音波撮像データ（例えば、フレーム６０６から６１０）またはドップラーデータ（例えば、フレーム６１２から６１４）を取得する取得時間期間６０２ａから６０２ｎ内の所定の時間に対応することができる。
【００５８】
例えば、取得時間期間６０２ａの開始時に、フレーム６０６の間、制御器回路１３６は、超音波プローブ１２６の変換器素子１２４に、超音波信号（例えば、そのようなパルスまたは波）を放射し、Ｂモード回路２５６によって処理される、超音波撮像データを取得するよう指示することができる。任意選択的に、制御器回路１３６は、フレーム６０６内の超音波信号の送信を停止して、超音波撮像データに対する超音波信号に応じて組織によって反射された受信エコーが、後続のフレーム、フレーム６１２の間に超音波プローブ１２６によって受信されないことを保証することができる。フレーム６１２の間、制御器回路１３６は、変換器素子１２４に、マルチゲートドップラー回路２６４によって処理される、ＲＯＩ４０２からのドップラーデータ、例えば、１２８個のパルス列（例えば、パケットサイズ）を有する広い送信ビームを取得するために、超音波信号（例えば、発射）を放射するよう指示することができる。
【００５９】
超音波撮像データおよびドップラーデータの取得は、対応するフレーム６０６から６１４で行われるが、Ｂモード回路２５６およびマルチゲートドップラー回路２６４、または一般に制御器回路１３６は、複数のフレームにわたって独立してデータを処理することができることに留意されたい。例えば、制御器回路１３６は、超音波撮像データが、後続のフレーム中に超音波プローブ１２６によって取得されている間、ドップラーデータを独立して処理することができる。
【００６０】
任意選択的に、制御器回路１３６は、ドップラーデータ取得の時間スケール（例えば、周波数）を維持するために等間隔でドップラーデータを取得できるように、フレーム６０６から６１０の持続時間などの取得時間期間６０２ａから６０２ｎを定義することができる。例えば、取得時間期間６０２ａから６０２ｎの開始および終了を定義するフレーム６０６および６１０の持続時間は、フレーム６０８の持続時間の半分である。具体的には、結合されたフレーム６０６および６１０の持続時間６１６は、フレーム６０８の継続時間とほぼ同じである。これにより、時間６１８のような複数の取得時間期間６０２ａから６０２ｂにわたって、ドップラーデータの取得に対応するフレーム６１２から６１４は、フレーム６０８の持続時間および持続時間６１６（例えば、フレーム６０６とフレーム６１０との組み合わせ）によって規定される設定された間隔で周期的に発生する。
【００６１】
図３Ａに戻ると、３０７で、制御器回路１３６は、候補ドップラーゲートからドップラーゲートを選択することができる。例えば、制御器回路１３６は、ドップラーゲート５０２を選択して、さらなる分析を実行することができる。
【００６２】
３０８において、制御器回路１３６は、関心特性に関して選択されたドップラーゲート５０２のスペクトル・データ・セットを分析することができる。図７に関連して、スペクトル・データ・セットをプロットしてスペクトル波形を形成することができる。関心特性は、持続時間（例えば、スペクトル波形の長さ）、方向、ピーク速度、パワー、および／または速度変化などのスペクトル波形の形態に基づくことができる。形態は、ピーク振幅、ピークの数、ピーク幅、ピークレイテンシ、スペクトル波形内のピクセルの強度、ならびに／もしくは下降および／または上昇傾きなどに対応することができる。スペクトル波形の形態は、例えば、時間経過に伴うスペクトル波形の変化に基づいて、制御器回路１３６によって決定することができる。
【００６３】
図７は、選択されたドップラーゲート５０２のスペクトル波形７００を示す。スペクトル波形７００は、水平軸７０４によって表される時間に対する周波数（例えば、速度に対応する）を表す垂直軸７０２に沿ってプロットされている。制御器回路１３６は、スペクトル波形７００の大きさに基づいて血流の方向を判定することができる。例えば、正の大きさ（例えば、水平軸７０４の上）を有するスペクトル波形７００の部分は、超音波プローブ１２６に向かって移動および／または方向付けされる速度に対応する血流の動きを表し、負の大きさ（例えば、水平軸７０４の下）を有するスペクトル波形７００の部分は、超音波プローブ１２６から移動するおよび／または遠ざかる方向に向かう速度に対応する血流の動きを表す。
【００６４】
制御器回路１３６は、スペクトル波形７００の１つまたは複数のピークの大きさまたは頂点に基づいてピーク速度を決定することができる。ピーク速度は、スペクトル波形７００によって表される心臓周期の位相に対応することができる。例えば、制御器回路１３６は、ピーク収縮期速度を決定することができ、または負のピーク７０６の頂点を識別することによって心周期の収縮期がいつ生じるかを判定することができる。制御器回路１３６は、頂点に対応する勾配の大きさの変化に基づいてピークが発生する時期を判定することができる。例えば、スペクトル波形７００の負の勾配から正の勾配への変化は、負のピークを示すことができる。さらに、またはあるいは、制御器回路１３６は、スペクトル波形７００の微分を取って、ゼロの値を有するピークの頂点を決定することができる。
【００６５】
制御器回路１３６は、スペクトル波形７００を形成するピクセルの強度に基づいて、スペクトル波形７００のパワーを決定することができる。スペクトル波形７００のパワーは、スペクトル波形７００によって表されるドップラーデータの全体強度に対応することができる。例えば、制御器回路１３６は、スペクトル波形７００のパワーに対応するスペクトル波形７００の平均ピクセル強度を決定することができる。さらに、またはあるいは、制御器回路１３６は、平均ピクセル強度を、メモリ１４０に格納されたパワースケールと比較して、スペクトル波形７００のパワー値を決定することができる。
【００６６】
制御器回路１３６は、次のピークの大きさまたは頂点の変化を比較することによって速度の変化を判定することができる。速度の変化は、２つの隣接する心臓周期の間の血流の速度の変化に対応することができる。例えば、負のピーク７０６、７１０はそれぞれ、異なる心臓周期の収縮期の間の収縮期速度に対応することができる。制御器回路１３６は、負のピーク７０６および７１０の頂点の大きさを比較して、スペクトル波形７００の速度の変化を決定することができる。
【００６７】
さらに、またはあるいは、制御器回路１３６は、スペクトル・データ・セットの平均速度を計算することができる。例えば、制御器回路１３６は、スペクトル・データ・セットの平均速度に対応する経時的なスペクトル波形７００の平均振幅を計算することができる。
【００６８】
図３Ａに戻ると、３０９において、制御器回路１３６は、３０８において追加の候補ドップラーゲートを分析する必要があるかどうかを判定することができる。例えば、制御器回路１３６が、ドップラーゲートの１つまたは複数のスペクトル・データ・セットが関心特性に関して分析されていないと判定した場合、制御器回路１３６は、３１１において残りのまたは代替のドップラーゲートのうちの１つを選択し、３０８に戻ることができる。
【００６９】
制御器回路１３６は、３０９において、追加のドップラーゲートを分析する必要がないと判定した場合、３１０で、制御器回路１３６は、基準閾値を満たす関心特性の値を有する候補ドップラーゲートの１つを識別することができる。関心特性の値は、３０８で判定された関心特性の値に対応することができる。例えば、関心特性がピーク速度である場合、その値は、候補ドップラーゲートのピーク速度とすることができる。基準閾値は、候補ドップラーゲートの１つに基づくことができる。
【００７０】
例えば、制御器回路１３６は、第１の候補ドップラーゲートの関心特性の値として初期基準閾値を定義することができる。制御器回路１３６は、別の候補ドップラーゲートからの関心特性の値を比較して、どの候補ドップラーゲートが後の測定（例えば、３２２での心拍出量測定）を選択するかを決定することができる。代替候補ドップラーゲートの値が基準閾値を超える場合、制御器回路１３６は、代替候補ドップラーゲートの値と一致するよう基準閾値を調整し、ドップラーゲートの値を絶えず比較して、基準閾値に使用される候補ドップラーゲートに対応することができる、候補ドップラーゲートを識別することができる。例えば、制御器回路１３６は、他の候補ドップラーゲートの残りのスペクトル波形よりも大きなパワー、持続時間、および／またはピーク速度を伴うスペクトル波形を有する候補ドップラーゲートを識別することができる。
【００７１】
さらに、またはあるいは、基準閾値は、メモリ１４０に格納された所定の閾値とすることができる。例えば、制御器回路１３６は、どの候補ドップラーゲートが基準閾値を超える１つまたは複数の関心特性を有するかに基づいて、ドップラーゲートを選択することができる。例えば、関心特性は、パワー、持続時間、ピーク速度、およびピーク間の速度の変化に対応することができる。制御器回路１３６は、候補ドップラーゲートに対して基準閾値を上回るより多くの値を有するドップラーゲートを選択することができる。
【００７２】
任意選択的に、制御器回路１３６は、候補ドップラーゲートに基づいてＲＯＩ４０２のサイズを調整することができる。例えば、制御器回路１３６は、基準閾値の設定閾値内にない値を有する候補ドップラーゲートに対応するＲＯＩ４０２の部分を省略することができる。例えば、スペクトル波形が所定のパワーおよび／または速度閾値よりも低い場合、制御器回路１３６は、対応する候補ドップラーゲートの位置を含まないようにＲＯＩ４０２のサイズを調整および／または削減することができる。
【００７３】
さらに、またはあるいは、制御器回路１３６は、スペクトル・データ・セットの分析に基づいて、ＲＯＩ４０２内の候補ドップラーゲートの１つまたは複数の特性（例えば、収縮速度、平均速度、スペクトルパワー）を示す指標（例えば、数値、グラフィックス）を表示することができる。様々な実施形態において、１つまたは複数の特性は、関心特性などの、候補ドップラーゲートのスペクトル・データ・セットからのものとすることができる。例えば、制御器回路１３６は、スペクトル・データ・セットの１つまたは複数の特性に基づいて、各候補ドップラーゲートの収縮速度、平均速度、および／またはスペクトルパワーを表す色を決定することができる。制御器回路１３６は、候補ドップラーゲートの位置を表すＲＯＩ４０２内の対応するピクセルへの色情報を含むことができる。例えば、制御器回路１３６は、スペクトル・データ・セットの１つまたは複数の特性に対応する色を超音波画像４００上の候補ドップラーゲートに重ね合わせることができる。別の例では、制御器回路１３６は、候補ドップラーゲートの１つまたは複数の特性に対応する超音波画像４００することができる。
【００７４】
図３Ｂに関連して、３１２で、制御器回路１３６は、選択されたドップラーゲートがユーザによって承認されたかどうかを判定する。例えば、制御器回路１３６は、３１０においてスペクトル波形７００（図７）を選択し、ＲＯＩ４０２内の選択ドップラーゲートの対応する位置と同時にディスプレイ上にスペクトル波形７００を表示することができる。制御器回路１３６は、ディスプレイ１３８上に、例えば、１つまたは複数のインターフェース構成要素を有するＧＵＩのポップアップウィンドウなどの通知を表示することができる。ユーザは、ユーザインターフェース１４２を介して選択されたドップラーゲートを確認および／または調整するためにインターフェース構成要素の１つを選択することができる。
【００７５】
任意選択的に、３１４において、制御器回路１３６は、残りの候補ドップラーゲートから代替のおよび／または別の選択ドップラーゲートを受信することができる。様々な実施形態では、制御器回路１３６は、ユーザインターフェース１４２を介して、交換の、または代替の選択ドップラーゲートを受信することができる。例えば、ユーザは、ＲＯＩ４０２内の代替候補ドップラーゲートに対応する位置を選択することによって、別のドップラーゲートを選択することができる。別の例では、制御器回路１３６は、候補ドップラーゲート５００の一部分を近似および／または選択ドップラーゲートに隣接して表示することができ、ユーザは、表示された候補ドップラーゲートの１つを代替および／または新しい選択ドップラーゲートとして選択することが可能となる。
【００７６】
３１６で、制御器回路１３６は、選択スペクトル波形（例えば、スペクトル波形７００）に基づいて速度時間積分（ＶＴＩ）を計算することができる。ＶＴＩは、スペクトル波形７００のピーク７０６および７１０の１つから制御器回路１３６によって計算することができる。図７に関連して、制御器回路１３６は、メモリ１４０に格納された輪郭アルゴリズム（例えば、アクティブ輪郭モデル、スネーク）を実行することによって、ピーク７０６、７１０の１つをトレースして、ピークの枠７１２および／または境界を形成することができる。例えば、輪郭アルゴリズムを実行する場合、制御器回路１３６は、ピクセル強度の変化に基づいて、および枠７１２を形成する水平軸７０４によって、ピーク７０６のエッジおよび／または境界を識別することができる。
【００７７】
さらに、またはあるいは、制御器回路１３６は、ユーザインターフェース１４２によって受信された信号に基づいて、ピーク７０６、７１０のうちの１つをトレースすることができる。例えば、ユーザは、制御器回路１３６によって受信される、ユーザインターフェース１４２を使用して枠７１２を形成するためにピーク７０６をトレースすることができる。
【００７８】
枠７１２が形成されると、制御器回路１３６は、枠７１２からＶＴＩを計算することができる。例えば、制御器回路１３６は、枠７１２の面積を積分および／または計算してＶＴＩを決定し、ＶＴＩをメモリ１４０に格納することができる。任意選択的に、制御器回路１３６は、例えば、ＲＯＩ４０２に隣接して、および／またはＲＯＩ４０２内で、ユーザのディスプレイ１３８上にＶＴＩを表示することができる。
【００７９】
図３Ｂに戻ると、３１８において、制御器回路１３６は、ＬＶＯＴの断面積（ＣＳＡ）を決定することができる。例えば、ＣＳＡは、ＲＯＩ４０２内のＬＶＯＴの面積を測定することによって、制御器回路１３６によって計算することができる。他の様々な実施形態では、ＬＶＯＴのＣＳＡは、患者の人口統計学的特性に基づいて決定することができる。
【００８０】
例えば、ＲＯＩ４０２は、患者のＬＶＯＴを含むことができ、および／または対応することができる。制御器回路１３６は、患者の身長、体重、または性別の少なくとも１つを含むことができる、患者の１つまたは複数の人口統計学的特性を受信することができる。例えば、制御器回路１３６は、ユーザインターフェース１４２からの、および／または医学的作業リストにおけるデジタル撮像および通信から遠隔受信される、１つまたは複数の人口統計学的特性を受信することができる。制御器回路１３６は、メモリ１４０に格納された解剖学的データベースと１つまたは複数の人口統計学的特性とを比較することができる。解剖学的データベースは、対応する人口統計学的特性を有するＬＶＯＴの候補ＣＳＡの集合とすることができる。制御器回路１３６は、ＲＯＩ４０２の患者の人口統計学的特性に合致する候補ＣＳＡの１つを選択することができる。
【００８１】
３２０で、制御器回路１３６は、選択スペクトル波形（例えば、スペクトル波形７００）に基づいて患者の心拍数を計算することができる。図７に関連して、制御器回路１３６は、スペクトル波形７００のピーク（例えば、ピーク７０６および７１０）に基づいて心拍数を計算することができる。例えば、ピーク７０６および７１０は、異なる心臓周期の間、具体的には心臓周期の収縮期の間に生じる。制御器回路１３６は、心臓の心臓周期の長さおよび／または期間７０８に対応する、ピーク７０６と７１０との間の時間差を判定することができる。心臓周期の長さ７０８に基づいて、制御器回路１３６は、患者の心拍数を判定することができる。例えば、分当たりの拍動で心拍数を計算するために、制御器回路１３６は、心臓周期の秒単位の長さ７０８で６０を除算することができる。
【００８２】
３２２において、制御器回路１３６は、患者の心拍出量を計算することができる。心拍出量は、以下に示す式１に基づいて制御器回路１３６によって計算することができる。変数Ｑによって表される心拍出量は、３１６で決定されたＶＴＩと、３１８で決定されたＣＳＡと、３２０で決定された変数ＨＲで表される心拍数との積から、制御器回路１３６によって計算することができる。
【００８３】
式（１）：Ｑ＝ＶＴＩ×ＣＳＡ×ＨＲ
図１の超音波撮像システム１００は、ラップトップコンピュータまたはポケットサイズのシステムなどの小型システム、およびより大きなコンソールタイプのシステムで実施することができる。図８および図９は小型システムを示し、図１０はより大きなシステムを示す。
【００８４】
図８は、３Ｄ超音波データまたはマルチプレーン超音波データを取得するよう構成することができるプローブ８３２を有する、３Ｄ対応小型超音波システム８００を示す。例えば、プローブ８３２は、プローブに関して前述したような要素の２Ｄアレイを有することができる。オペレータからのコマンドを受信するために、（統合ディスプレイ８３６を含むこともできる）ユーザインターフェース８３４が設けられる。本明細書で使用される場合、「小型化された」とは、超音波システム８００が、ハンドヘルド、すなわち、手持ち式の装置であるか、または人の手、ポケット、ブリーフケースサイズのケース、もしくはバックパックで運べるよう構成されることを意味する。例えば、超音波システム８００は、典型的なラップトップコンピュータのサイズを有する手持ち式装置とすることができる。超音波システム８００は、オペレータが容易に携帯することができる。統合ディスプレイ８３６（例えば、内部ディスプレイ）は、例えば、１つまたは複数の医用画像を表示するよう構成される。
【００８５】
超音波データは、有線または無線ネットワーク８４０（または、例えば、シリアルもしくはパラレルケーブルもしくはＵＳＢポートを介した、直接接続）を介して外部装置８３８に送信することができる。いくつかの実施形態では、外部装置８３８は、ディスプレイを有するコンピュータまたはワークステーションとすることができる。あるいは、外部装置８３８は、手持ち式超音波システム８００から画像データを受け取り、統合ディスプレイ８３６よりも高い解像度を有する可能性がある画像を表示または印刷することができる別個の外部ディスプレイまたはプリンタであってもよい。
【００８６】
図９は、ディスプレイ９５２およびユーザインターフェース９５４が単一のユニットを形成する手持ち型またはポケットサイズの超音波撮像システム９００を示す。一例として、ポケットサイズの超音波撮像システム９００は、幅約２インチ、長さ約４インチ、深さ約０．５インチ、重量が３オンス未満のポケットサイズまたはハンドサイズの超音波システムとすることができる。ポケットサイズの超音波撮像システム９００は、一般に、ディスプレイ９５２、ユーザインターフェース９５４を含み、キーボードタイプのインターフェース、および、例えば、超音波プローブ９５６などの、走査装置への接続のための入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポートを含んでも含まなくてもよい。ディスプレイ９５２は、例えば、３２０×３２０ピクセルのカラーＬＣＤディスプレイ（医用画像９９０を表示することができる）とすることができる。任意選択的に、ボタン９８２のタイプライター式キーボード９８０をユーザインターフェース９５４に含めることができる。
【００８７】
多機能制御部９８４には、システム操作のモード（例えば、異なるビューを表示する）に従って、それぞれ機能を割り当てることができる。したがって、多機能制御部９８４のそれぞれは、複数の異なる動作を提供するよう構成することができる。ディスプレイ９５２には、必要に応じて、多機能制御部９８４に関連付けられたラベル表示領域９８６などの１つまたは複数のインターフェース構成要素を含むことができる。システム９００は、「フリーズ」、「深さ制御」、「利得制御」、「カラーモード」、「プリント」、および「格納」を含むことができるが、これらに限定されない、特殊機能のための追加のキーおよび／または制御部９８８を有することもできる。
【００８８】
１つまたは複数のラベル表示領域９８６は、表示されているビューを示すためのラベル９９２を含むことができ、またはユーザが表示対象の画像化されたオブジェクトの異なるビューを選択することを可能にすることができる。異なるビューの選択は、関連する多機能制御部９８４を介して提供してもよい。ディスプレイ９５２はまた、表示された画像ビュー（例えば、表示された画像に関連するラベル）に関する情報を表示するためのテキスト表示領域９９４に対応する１つまたは複数のインターフェース構成要素を有することができる。
【００８９】
様々な実施形態は、寸法、重量、および電力消費量が異なる小型化または小型の超音波システムに関連して実施することができることに留意されたい。例えば、ポケットサイズの超音波撮像システム９００および小型化された超音波システム８００は、システム１００と同じ走査および処理機能を提供することができる。
【００９０】
図１０は、可動ベース１００２上に設けられた超音波撮像システム１０００を示す。携帯型超音波撮像システム１０００は、カートベースシステムとも呼ぶことができる。ディスプレイ１００４およびユーザインターフェース１００６が設けられており、ディスプレイ１００４は、ユーザインターフェース１００６とは別個でもよいし、分離可能でもよいことを理解されたい。ユーザインターフェース１００６は、任意選択的に、タッチスクリーンであってもよく、オペレータは、表示されたグラフィックスおよびアイコンなどに触れることによってオプションを選択することを可能にすることができる。
【００９１】
ユーザインターフェース１００６はまた、所望の、もしくは必要な、および／または通常提供される携帯型超音波撮像システム１０００を制御するために使用することができる制御ボタン１００８を含む。ユーザインターフェース１００６は、ユーザが物理的に操作して、超音波データおよび表示することができる他のデータと対話し、情報を入力し、走査パラメータおよび視野角などを設定および変更することができる複数のインターフェースオプションを提供する。例えば、キーボード１０１０、トラックボール１０１２、および／または多機能制御部１０１４を提供することができる。
【００９２】
様々な実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの組み合わせで実施することができることに留意されたい。様々な実施形態および／または構成要素、例えばモジュールまたはその内部の構成要素および制御器もまた、１つもしくは複数のコンピュータまたはプロセッサの一部として実現することができる。コンピュータまたはプロセッサは、例えばインターネットにアクセスするために、コンピューティング機器、入力機器、表示ユニットおよびインターフェースを含むことができる。コンピュータまたはプロセッサは、マイクロプロセッサを含むことができる。マイクロプロセッサは、通信バスに接続することができる。コンピュータまたはプロセッサはまた、メモリを含むことができる。メモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含むことができる。コンピュータまたはプロセッサはさらに記憶装置を含むことができ、それはハードディスクドライブ、あるいは半導体ドライブ、および光学ディスクドライブなどの取り外し可能な記憶ドライブであってもよい。記憶装置はまた、コンピュータプログラムまたは他の命令をコンピュータまたはプロセッサにロードするための他の類似の手段であってもよい。
【００９３】
本明細書に使用されるとき、「コンピュータ」または「モジュール」という用語は、あらゆるプロセッサ式またはマイクロプロセッサ式のシステムを含むことができ、このシステムはマイクロ制御器、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、ＡＳＩＣ、論理回路、および本明細書に記載した機能を実行可能な任意の他の回路またはプロセッサを使用するシステムを含む。上記の例は例示のためだけであり、それ故に「コンピュータ」という用語の定義および／または意味を何ら限定することを意図しない。
【００９４】
コンピュータまたはプロセッサは、入力データを処理するために１つまたは複数の記憶素子に格納される一組の命令を実行する。記憶素子はまた、所望または必要に応じてデータまたは他の情報を格納することができる。記憶素子は、処理装置内の情報源または物理メモリ素子の形態であってもよい。
【００９５】
命令のセットは、処理機械としてのコンピュータまたはプロセッサに、様々な実施形態の方法および処理などの特定の動作を実行するよう指示する様々なコマンドを含むことができる。命令セットは、ソフトウェアプログラムの形態であってもよい。ソフトウェアは、システムソフトウェアまたはアプリケーションソフトウェアなどの様々な形態であってもよく、有形の非一時的なコンピュータ可読媒体として具体化することができる。さらに、ソフトウェアは、個々のプログラムもしくはモジュールの集合、より大きなプログラム内のプログラムモジュール、またはプログラムモジュールの一部の形態であってもよい。ソフトウェアはまた、オブジェクト指向プログラミングの形態のモジュール方式プログラミングを含むことができる。処理装置による入力データの処理は、オペレータコマンドに応答して、あるいは前の処理の結果に応答して、あるいは別の処理装置によってなされる要求に応答して行ってもよい。
【００９６】
本明細書で使用される、タスクまたは動作を実行するように「構成された」構造、制限、または要素は、タスクまたは操作に対応するように特に構造的に形成され、構築され、または適合される。明瞭にし、かつ疑念を回避するために、タスクまたは動作を実行するために修正することができるだけの対象物は、本明細書で用いられるようなタスクまたは動作を実行するために「構成される」ものではない。代わりに、本明細書で用いられる「構成される」の使用は、構造的な適応または特性を意味しており、タスクまたは動作を実行するように「構成される」と記載された任意の構造、制限、または要素の構成要件を意味する。例えば、タスクまたは動作を実行するように構成された制御器回路、プロセッサ、またはコンピュータは、タスクまたは動作を実行するように特に構成されている（例えば、それに格納された、またはそれに関連して使用される、タスクまたは動作を実行するように調整または意図された１つまたは複数のプログラムまたは命令を有する、かつ／あるいはタスクまたは動作を実行するように調整または設計された処理回路の構成を有する）と理解することができる。明瞭化および疑念の回避のために、汎用コンピュータ（適切にプログラムされていれば、タスクまたは動作を実行するように「構成され」得る）は、タスクまたは動作を実行するために具体的にプログラムされ、あるいは構造的に変更されない限り、タスクまたは動作を実行するように「構成され」ていない。
【００９７】
本明細書で使用される場合、「ソフトウェア」および「ファームウェア」は交換可能であり、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、および不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリを含む、コンピュータが実行するメモリ内に格納された任意のコンピュータプログラムを含む。上記のメモリのタイプは単なる例示に過ぎず、したがってコンピュータプログラムの格納のために使用可能なメモリのタイプを限定するものではない。
【００９８】
上記の説明は例示するものであって、限定することを意図したものではないことを理解すべきである。例えば、上記の実施形態（および／またはその態様）は、互いに組み合わせて用いることができる。さらに、様々な実施形態の範囲を逸脱せずに特定の状況または材料を様々な実施形態の教示に適応させるために、多くの修正を行うことができる。本明細書で説明した材料の寸法および種類は、様々な実施形態のパラメータを定義することを意図するが、それらは、限定するものではなく、単なる例示である。多くの他の実施形態は、上記の説明を検討すると当業者には明らかであろう。したがって、様々な実施形態の範囲が、添付の特許請求の範囲、およびそのような特許請求の範囲による等価物の全範囲を参照して判断される。添付した特許請求の範囲において、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「そこにおいて（ｉｎ  ｗｈｉｃｈ）」という用語は、それぞれ「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「そこにおいて（ｗｈｅｒｅｉｎ）」という用語の平易な英語に相当するものとして用いられる。さらに、以下の特許請求の範囲において、「第１の」、「第２の」、および「第３の」等の用語は、単にラベルとして用いており、それらの対象物に対して数の要件を課すことを意図するものではない。また、以下の特許請求の範囲の制限は、このようなクレームの制限が、さらなる構造を欠いた機能の記述の後に、明示的に「〜する手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」という語句を用いていない限り、ミーンズプラスファンクションの形式では書かれておらず、米国特許法  １１２条に基づいて解釈されることを意図していない。
【００９９】
本明細書は最良の形態を含む様々な実施形態を開示するため、および、あらゆるデバイスまたはシステムを製作し、ならびに使用し、およびあらゆる組込方法を実行することを含む任意の当業者が様々な実施形態を実施することを可能にするための例を用いる。様々な実施形態の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。このような他の実施例が特許請求の範囲の文字通りの言葉と異ならない構造要素を有する場合、または、実施例が特許請求の範囲の文字通りの言葉と実質的な差異がなく等価な構造要素を含む場合には、このような他の実施例は特許請求の範囲内であることを意図している。
［実施態様１］
心拍出量を測定する方法であって、超音波プローブ（１２６）によって取得される患者の超音波撮像データに基づいて超音波画像（４００）を生成するステップと、前記超音波画像（４００）内の関心領域（ＲＯＩ）（４０２）を自動的に指定するステップと、前記超音波プローブ（１２６）によって取得されたドップラーデータ（６１２、６１４）に基づいて、前記ＲＯＩ（４０２）内の対応する候補ドップラーゲートのスペクトル・データ・セットを取得するステップと、前記スペクトル・データ・セットの特性に基づいて前記候補ドップラーゲートから選択ドップラーゲートを自動的に識別するステップと、前記選択ドップラーゲートに基づいて前記患者の心拍出量を計算するステップと、を備える、方法。
［実施態様２］
前記ドップラーデータ（６１２、６１４）および前記超音波撮像データは、前記超音波プローブ（１２６）によって取得される場合にインターリーブされる、実施態様１に記載の方法。
［実施態様３］
前記選択ドップラーゲートを識別するために、前記特性に関する前記スペクトル・データ・セットを分析するステップをさらに備える、実施態様１に記載の方法。
［実施態様４］
前記選択ドップラーゲートのスペクトル・データ・セットに基づいて選択スペクトル波形のピークをトレースして、枠を形成するステップと、前記枠から速度時間積分（ＶＴＩ）を計算するステップであって、ＶＴＩが心拍出量を計算するために使用される、ステップと、をさらに備える、実施態様１に記載の方法。
［実施態様５］
左心室流出路（ＬＶＯＴ）が前記ＲＯＩ（４０２）内にあり、前記患者の身長、体重、または性別の少なくとも１つに基づいて前記ＬＶＯＴの断面積を受信するステップであって、前記ＬＶＯＴの前記断面積が前記心拍出量を計算するために使用される、受信するステップをさらに備える、実施態様１に記載の方法。
［実施態様６］
前記選択ドップラーゲートのスペクトル・データ・セットに基づいて、選択スペクトル波形内に第１のピークおよび第２のピークがいつ生じたかを判定するステップと、前記第１のピークおよび前記第２のピークがいつ発生したかに基づいて心拍数を計算するステップであって、前記心拍数が前記心拍出量を計算するために使用される、計算するステップと、をさらに備える、実施態様１に記載の方法。
［実施態様７］
前記特性は、持続時間、方向、ピーク速度、パワー、または速度の変化のうちの少なくとも１つに対応する、実施態様１に記載の方法。
［実施態様８］
ユーザ選択に基づいて前記ＲＯＩ（４０２）の位置を調整するステップをさらに備える、実施態様１に記載の方法。
［実施態様９］
ユーザ選択に基づいて前記候補ドップラーゲートから代替選択ドップラーゲートを選択するステップをさらに備える、実施態様１に記載の方法。
［実施態様１０］
前記候補ドップラーゲートの１つまたは複数の特性を示す指標を前記ＲＯＩ（４０２）内に表示するステップをさらに備える、実施態様１に記載の方法。
［実施態様１１］
心拍出量を測定するための超音波撮像システム（１００、８００、９００、１０００）であって、患者の超音波撮像データおよびドップラーデータ（６１２、６１４）を取得するよう構成される超音波プローブ（１２６）と、プログラムされた命令を格納するよう構成されるメモリ（１４０、２９０）と、前記メモリ（１４０、２９０）に格納された前記プログラムされた命令を実行するよう構成される１つまたは複数のプロセッサであって、前記プログラムされた命令を実行する場合、以下の動作を実行する、すなわち、前記超音波撮像データに基づいて超音波画像（４００）を生成し、前記超音波画像（４００）内の関心領域（ＲＯＩ）（４０２）を指定し、前記ドップラーデータ（６１２、６１４）に基づいて前記ＲＯＩ（４０２）内の対応する候補ドップラーゲートのスペクトル・データ・セットを取得し、前記スペクトル・データ・セットの特性に基づいて前記候補ドップラーゲートから選択ドップラーゲートを識別し、前記選択ドップラーゲートに基づいて前記患者の心拍出量を計算する、１つまたは複数のプロセッサと、を備える、超音波撮像システム（１００、８００、９００、１０００）。
［実施態様１２］
前記ドップラーデータ（６１２、６１４）および前記超音波撮像データは、前記超音波プローブ（１２６）によって取得される場合にインターリーブされる、実施態様１１に記載の超音波撮像システム（１００、８００、９００、１０００）。
［実施態様１３］
前記１つまたは複数のプロセッサは、前記選択ドップラーゲートを識別するために前記特性に関する前記選択スペクトル・データ・セットをさらに分析する、実施態様１１に記載の超音波撮像システム（１００、８００、９００、１０００）。
［実施態様１４］
前記１つまたは複数のプロセッサが、前記患者の身長、体重、または性別の少なくとも１つに基づいて前記ＲＯＩ（４０２）内の左心室流出路（ＬＶＯＴ）の断面積をさらに判定し、前記ＬＶＯＴの前記断面積は、前記心拍出量を計算するために前記１つまたは複数のプロセッサによって使用される、実施態様１１に記載の超音波撮像システム（１００、８００、９００、１０００）。
［実施態様１５］
前記１つまたは複数のプロセッサが、前記選択ドップラーゲートのスペクトル・データ・セットに基づいて、選択スペクトル波形内に第１のピークおよび第２のピークがいつ生じたかをさらに判定し、前記第１のピークおよび前記第２のピークがいつ生じたかに基づいて心拍数を計算し、前記心拍数が、前記心拍出量を計算するために前記１つまたは複数のプロセッサによって使用される、実施態様１１に記載の超音波撮像システム（１００、８００、９００、１０００）。
［実施態様１６］
前記特性が、持続時間、方向、ピーク速度、パワー、または速度の変化のうちの少なくとも１つに対応する、実施態様１１に記載の超音波撮像システム（１００、８００、９００、１０００）。
［実施態様１７］
ユーザインターフェース（１４２、８３４、９５４、１００６）をさらに備え、前記１つまたは複数のプロセッサが、前記ユーザインターフェース（１４２、８３４、９５４、１００６）からのユーザ選択に基づいて前記候補ドップラーゲートから代替の選択ドップラーゲートをさらに選択する、実施態様１１に記載の超音波撮像システム（１００、８００、９００、１０００）。
［実施態様１８］
有形の非一時的コンピュータ可読媒体であって、１つまたは複数のプロセッサに、超音波プローブ（１２６）によって取得される患者の超音波撮像データに基づいて超音波画像（４００）を生成し、前記超音波画像（４００）内の関心領域（ＲＯＩ）（４０２）を自動的に指定し、前記超音波プローブ（１２６）によって取得されたドップラーデータ（６１２、６１４）に基づいて前記ＲＯＩ（４０２）内の対応する候補ドップラーゲートのスペクトル・データ・セットを取得し、前記スペクトル・データ・セットの特性に基づいて前記候補ドップラーゲートから選択ドップラーゲートを自動的に識別し、前記選択ドップラーゲートに基づいて前記患者の心拍出量を計算する、ように指示するよう構成される１つまたは複数のコンピュータソフトウェアモジュールを備える、有形の非一時的コンピュータ可読媒体。
［実施態様１９］
前記ドップラーデータ（６１２、６１４）および前記超音波撮像データが、前記超音波プローブ（１２６）によって取得される場合にインターリーブされる、実施態様１８に記載の有形の非一時的コンピュータ可読媒体。
［実施態様２０］
前記１つまたは複数のプロセッサが、前記選択ドップラーゲートの選択スペクトル・データ・セットのピークをトレースして枠を形成し、前記枠から速度時間積分（ＶＴＩ）を計算するようさらに指示され、前記ＶＴＩが心拍出量を計算するために使用される、実施態様１８に記載の有形の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【符号の説明】
【０１００】
１００  超音波撮像システム
１１０  プローブ／ＳＡＰ電子装置
１１２  変換器アレイ
１２１  送信ビーム形成器
１２２  送信器
１２４  変換器素子
１２６  超音波プローブ
１２８  受信器
１３０  ビーム形成器プロセッサ
１３２  ＲＦプロセッサ
１３６  制御器回路
１３８  ディスプレイ
１４０  メモリ
１４２  ユーザインターフェース
２５２  カラーフロー回路
２５４  音響放射力撮像（ＡＲＦＩ）回路
２５６  Ｂモード回路
２５８  スペクトルドップラー回路
２６０  音響ストリーミング回路
２６２  組織ドップラー回路
２６４  マルチゲートドップラー回路
２６６  エレクトログラフ回路
２７０  超音波データ
２７３  カラーフローデータ
２７４  ＡＲＦＩデータ
２７６  Ｂモードデータ
２７８  スペクトルドップラーデータ
２８０  音響ストリーミングデータ
２８２  組織ドップラーデータ
２８４  複数のＰＷドップラーゲートデータ
２８６  エレクトログラフデータ
２９０  メモリ
２９２  走査変換器回路
２９３  超音波画像フレーム
２９４  ２Ｄビデオプロセッサ回路
２９６  ３Ｄプロセッサ回路
２９７  グラフィック回路
２９８  ディスプレイ回路
２９９  バス
４００  超音波画像
４０２  関心領域（ＲＯＩ）
４０４  室
４０６  室
４０８  室
４１０  室
４１２  室
５００  ドップラーゲート
５０２  ドップラーゲート
５０８  ドップラーゲート
６０２ａ  取得時間期間
６０２ｂ  取得時間期間
６０２ｃ  取得時間期間
６０２ｎ  取得時間期間
６０６  超音波画像データ
６０８  超音波画像データ
６１０  超音波画像データ
６１２  ドップラーデータ
６１４  ドップラーデータ
６１６  持続時間
７００  スペクトル波形
７０２  垂直軸
７０４  水平軸
７０６  ピーク
７０８  期間
７１０  ピーク
７１２  枠
８００  ３Ｄ対応小型超音波システム
８３２  プローブ
８３４  ユーザインターフェース
８３６  統合ディスプレイ
８３８  外部装置
８４０  有線または無線ネットワーク
９００  超音波撮像システム
９５２  ディスプレイ
９５４  ユーザインターフェース
９５６  超音波プローブ
９８０  タイプライター式キーボード
９８２  ボタン
９８４  多機能制御部
９８６  ラベル表示領域
９８８  制御部
９９０  医用画像
９９２  ラベル
９９４  テキスト表示領域
１０００  超音波撮像システム
１００２  可動ベース
１００４  ディスプレイ
１００６  ユーザインターフェース
１００８  制御ボタン
１０１０  キーボード
１０１２  トラックボール
１０１４  多機能制御部
【図１】
2018529453.tif 000003
【図２】
2018529453.tif 000004
【図３Ａ】
2018529453.tif 000005
【図３Ｂ】
2018529453.tif 000006
【図４】
2018529453.tif 000007
【図５】
2018529453.tif 000008
【図６】
2018529453.tif 000009
【図７】
2018529453.tif 000010
【図８】
2018529453.tif 000011
【図９】
2018529453.tif 000012
【図１０】
2018529453.tif 000013
【国際調査報告】
2018529453.tif 000014
2018529453.tif 000015
2018529453.tif 000016