(57)【要約】  【解決手段】  解剖学的特徴を使った超音波誘導からのフィードバックを使ったプローブ挿入のためのシステムおよび方法。本開示は、解剖学的特徴、例えば骨の超音波画像を生成し、撮像中の対象者体内の解剖学的特徴の超音波画像を可視化するための超音波イメージングを対象としたものである。具体的には、本発明は、プローブ挿入のための、グラフィカルユーザーインターフェースおよび超音波イメージングを使ったリアルタイムフィードバックに関する。プローブ挿入は、精度拡張および失敗率軽減のため、理想的に表示されるか、種々の自由度で物理的に誘導されるかのどちらかである。  【選択図】      図３
2018522646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波により撮像する方法であって、
プロセッサと、プローブを挿入する特定の経路を有するプローブガイドとを有するプローブ誘導システムにおいて、
前記プローブ誘導システム内の１若しくはそれ以上のトランスデューサから、１若しくはそれ以上の超音波信号を送信する工程と、
対象者の撮像領域からの１若しくはそれ以上の超音波信号に少なくとも部分的に基づいて生成された超音波データを取得する工程と、
前記生成された超音波データに少なくとも部分的に基づいて、前記撮像領域に関連付けられた標的生体構造を選択する工程と、
前記超音波データおよび前記選択された標的生体構造を組み合わせることにより、前記対象者の超音波画像を少なくとも部分的に表示する工程と、
前記標的生体構造および前記１若しくはそれ以上のトランスデューサに対する前記撮像領域の相対位置を決定する工程と、
前記プローブの予測されるプローブ経路を計算する工程であって、前記予測されるプローブ経路は、前記プローブが前記プローブガイドに挿通されたときに前記プローブが実際に移動する経路を示すものである、前記計算する工程と、
前記予測されるプローブ経路の可視的表現を生成する工程を含む、グラフィックインジケータを生成する工程であって、前記予測されるプローブ経路の前記可視的表現は、前記標的生体構造に対して表示されるものである、前記生成する工程と
を有する方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記予測されるプローブ経路は、予測される針経路を含むものである方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、さらに、
前記プローブ誘導システムが前記予測されるプローブ経路および前記標的生体構造が一直線上にないと決定した場合、ループでフィードバックを提供する工程を有するものである方法。
【請求項４】
請求項３記載の方法において、さらに、
方向に関するインジケータを表示して、前記１若しくはそれ以上のトランスデューサを平行移動する方向を示すことにより、前記予測されるプローブ経路を前記標的生体構造と位置合わせする工程を有するものである方法。
【請求項５】
請求項３記載の方法において、さらに、
回転に関するインジケータを表示して、前記予測されるプローブ経路を前記標的生体構造と位置合わせするために必要な動きを示す工程を有するものである方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、さらに、
前記標的生体構造と同軸上に配置される理想的なプローブ経路を計算する工程を有するものである方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法において、さらに、
前記理想的なプローブ経路を、前記プローブガイドの角度を回転させることができる１若しくはそれ以上の物理的枢動点を呈する潜在的なプローブ経路に制限する工程を有するものである方法。
【請求項８】
請求項６記載の方法において、さらに、
前記理想的なプローブ経路を、前記プローブガイドの角度を回転させることができる１若しくはそれ以上の仮想枢動点を呈する潜在的なプローブ経路に制限する工程を有するものである方法。
【請求項９】
請求項１記載の方法において、さらに、
１若しくはそれ以上の表示される針経路を計算してグラフィカルユーザーインターフェースに表示する工程と、
利用者により、グラフィカルユーザーインターフェースとのインタラクションを通して表示された針経路のうち１つを選択および実行する工程と
を有するものである方法。
【請求項１０】
プローブ誘導システムであって、
１若しくはそれ以上の記号インジケータを有するディスプレイを有するユーザーインターフェースと、
超音波イメージングユニットの１若しくはそれ以上の超音波トランスデューサであって、標的生体構造に少なくとも部分的に基づいて信号を送受信するように構成されているものである、前記超音波トランスデューサと、
プローブを挿入する特定の経路を有するプローブガイドと、
（ａ）前記超音波イメージングシステムに対する前記標的生体構造の相対位置を決定し、（ｂ）前記１若しくはそれ以上のトランスデューサを平行移動または回転させる方向を計算して、（ｘ）前記プローブが前記プローブガイドに挿通されたときに前記プローブが実際に移動する経路を示す予測されるプローブ経路を（ｙ）前記標的生体構造に位置合わせするためのプロセッサと
を有するプローブ誘導システム。
【請求項１１】
請求項１０記載のプローブ誘導システムにおいて、表示される記号インジケータは、利用者が前記１若しくはそれ以上のトランスデューサを平行移動または回転させる方向を表すものであるプローブ誘導システム。
【請求項１２】
請求項１０記載のプローブ誘導システムにおいて、前記プローブガイドは、患者の体表面と相対的な可変回転方向を提供するものであるプローブ誘導システム。
【請求項１３】
請求項１３記載のプローブ誘導システムにおいて、さらに、
一体化されたリアルタイム針検出装置を有するものであるプローブ誘導システム。
【請求項１４】
請求項１３記載のプローブ誘導システムにおいて、前記一体化されたリアルタイム針検出装置は、光学的装置であるプローブ誘導システム。
【請求項１５】
請求項１４記載のプローブ誘導システムにおいて、前記一体化されたリアルタイム針検出装置は、圧電素子を含むものであるプローブ誘導システム。
【請求項１６】
請求項１３記載のプローブ誘導システムにおいて、前記プロセッサは、現在のプローブ角度を計算し、前記予測されるプローブ経路を前記標的生体構造と位置合わせするために必要なプローブ角度調整を決定するものであるプローブ誘導システム。
【請求項１７】
請求項１０記載のプローブ誘導システムにおいて、前記ディスプレイは、前記標的生体構造を特定するための利用者入力に対応するように構成されたタッチパッドを有するものであるプローブ誘導システム。
【請求項１８】
請求項１０記載のプローブ誘導システムにおいて、前記プローブガイドの少なくとも一部は、枢動点を中心として回転自在であるプローブ誘導システム。
【請求項１９】
請求項１８記載のプローブ誘導システムにおいて、前記プローブガイドは、前記プローブを挿入する特定の経路を画定するガイドスプールを含み、前記枢動点は前記ガイドスプール上にあるものであるプローブ誘導システム。
【請求項２０】
請求項１９記載のプローブ誘導システムにおいて、さらに、
前記ガイドスプールに接触して、望ましい配向に当該ガイドスプールを保持する圧縮機構を有するものであるプローブ誘導システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１５年６月２５日付で出願された米国仮特許出願第６２／１８４，５９４号「Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｇｕｉｄａｎｃｅ  ｏｆ  ａ  Ｐｒｏｂｅ  ｗｉｔｈ  Ｒｅｓｐｅｃｔ  ｔｏ  Ａｎａｔｏｍｉｃａｌ  Ｆｅａｔｕｒｅｓ」（解剖学的特徴に対するプローブの超音波誘導）に基づく利益および優先権を主張するものであり、前記仮特許出願は、この参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、超音波イメージング、ならびに超音波画像取得および生成のためのシステムおよび方法を対象としている。本開示の態様は、撮像される骨の超音波画像の生成および／または骨の超音波画像の可視化に関する。具体的には、本発明は、プローブ挿入のための、超音波イメージングを伴うグラフィカルユーザーインターフェースを使った標的生体構造の自動検出およびリアルタイムフィードバックに関する。
【０００３】
本発明は、少なくとも部分的に、米国立衛生研究所（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓ  ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ）の米国立生物医学画像・生物工学研究所（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ａｎｄ  Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）からの助成金番号Ｒ４４ＥＢ０１５２３２と、米国立科学財団（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ）からの助成金番号１３２９６５１とに基づく米国政府の資金援助を受けたものである。そのため、米国政府は本発明に対して特定の権利を有するものである。
【背景技術】
【０００４】
種々の医療処置では、プローブ、例えば針またはカテーテルを用いた皮膚貫通を行う。例えば、脊椎麻酔または脊椎診断手続きとしては、硬膜外位置への麻酔薬の経皮的送達、または脊髄液の採取などがある。そのような脊椎麻酔または脊椎診断手続きには、一般に、硬膜横の棘突起間の靱帯である黄色靱帯の貫通が含まれる。一般に、硬膜外に針を位置付ける際に望ましい最終的な針の位置は硬膜の横であるが、脊椎穿刺では、脊椎腔から液体を採取するため硬膜を貫通する。
【０００５】
脊椎穿刺にはいくつか重要な臨床用途があり、これには脳脊髄液（ｃｅｒｅｂｒａｌ  ｓｐｉｎａｌ  ｆｌｕｉｄ：ＣＳＦ）の採取、化学療法剤または他の薬剤の脊椎腔への直接投与、または心臓手術のための脊椎腔内の圧力軽減などがある。ＣＳＦ採取は、種々の疾患、例えば膜炎を迅速に診断するためにも必要である。他の処置も同様に、プローブ、例えば体性神経の傍脊椎ブロック（ｐａｒａｖｅｒｔｅｂｒａｌ  ｓｏｍａｔｉｃ  ｎｅｒｖｅ  ｂｌｏｃｋａｄｅ：ＰＶＢ）による皮膚の貫通を含む。
【０００６】
脊髄幹麻酔によるブロック（例えば、硬膜外麻酔または脊椎麻酔によるブロック）とその関連脊椎麻酔処置は、現在、米国の病院において年間数百万件の処置で行われている。そのような処置の多数の臨床的適応には、妊娠中、慢性痛、人工股関節置換術または人工膝関節置換術の麻酔が含まれる。
【０００７】
プローブの配置に細心の注意が必要なことを考慮すると、プローブ誘導はイメージングを使って改善できる。アプローチの１つでは、Ｘ線透視検査を使って、高い成功率で脊椎針配置を誘導することができる。ただし、電離放射線のリスクに加え、Ｘ線透視検査の機器がコスト高で持ち運びができないことから、Ｘ線透視検査は、一部の頻繁に行われる処置においては好まれない。
【０００８】
Ｘ線を利用した他の医用イメージング技術も有効な場合があるが、同様なリスクと欠点がある。例えば、コンピュータ断層撮影法（ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＣＴ）および２次元Ｘ線投影は、骨のイメージングモダリティとして使用されることが多い。残念なことに、そのような医用イメージングによる患者および介助者の電離放射線ばく露は、過去数十年で急増している（この数十年で数倍増加したと推定される）。そのような放射線量が及ぼす累積的な影響は、癌リスクの増大と関連付けられている。
【０００９】
医療処置の際、プローブ挿入は医用イメージングを必要とせずに（すなわち、ガイドなしでの挿入技術を使って）行われる場合もある。医用イメージングなしで行うこの技術は「ブラインド・アプローチ」と呼ばれている。脊椎麻酔用途の場合、触診で脊椎の目印となる位置を決定した後、針が挿入される。ただし、このようなガイドなしでの技術はうまく行かない場合がある。ガイドなしで脊椎麻酔または脊椎診断手続きを行う際の失敗は、通常、高齢者、または重度の若しくは病的な肥満者の場合に起こる。ガイドなしの処置で失敗する理由としては、誤った位置に針を挿入する、または誤った角度で針を穿刺するなどがある。
【００１０】
上記の結果、脊椎麻酔または脊椎診断手続きでの失敗により、脊椎腔へのアクセス、または硬膜外麻酔薬を投与するための硬膜横への針またはカテーテルの配置が困難になるおそれがある。ブラインド・アプローチにおける失敗率は、これまで、目印がない、はっきりしない、または変形している患者集団の約半分について言及されている。
【００１１】
これらの特徴を呈する有意かつ増大中の集団セグメントが肥満者であり、肥満者は現在、全米人口の約３分の１を占めるが、それよりも高い率でブラインド・アプローチが失敗している。すなわち、肥満患者におけるガイドなし処置は４分の３もの率で失敗している。そのような失敗は、医療コスト、例えば付加的な治療を要する合併症に起因する医療コストを増大させるおそれがある。
【００１２】
重度の若しくは病的な肥満者において、そのような失敗は、解剖学的な目印（例えば、脊椎）と皮膚との間に脂肪組織の厚い層があり、目印が確実に触診できないことから起こりうる。針穿刺に失敗すると、一般に、非良好な健康上の転帰、例えば脊髄性頭痛または血腫のリスク増大との相関がある針刺しを何回も行うことになる。また、脊髄幹麻酔の失敗により他の深刻な合併症も起こるおそれがあり、これには背痛または血管穿刺のほか、胸膜穿刺、気胸、または麻痺を含むより深刻な合併症が含まれる。そのような合併症としては、脊髄性頭痛、背痛、不全対麻痺、脊髄血腫、神経麻痺、脊髄腫瘍形成、または１若しくはそれ以上の他の合併症がある。
【００１３】
一般に、ガイドなしのアプローチが失敗した際の臨床処置としては、Ｘ線透視検査または他の誘導処置を使ったプローブ配置の補助などがある。骨のイメージングでは、医療用超音波もＸ線の代わりに使用できる。ただし、従来の超音波システムは、電離放射線のリスクはないものの用途に制約がある。現在使用されている超音波システムは、一般に大型で、複雑、高価であり、操作するには専門的な研修を必要とする。また、超音波使用時の失敗率はいまだ高く、超音波技術が成功するかは、一般に、利用者の超音波検査法の理解度に強く依存する。さらに、従来の超音波機器は重くかさばるため、患者への適用を困難なものにしている。
【００１４】
そのため、非電離超音波イメージングを使ったプローブ挿入のためのユーザーフレンドリーな誘導システムが必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本明細書で説明する実施形態例は革新的な特徴を有するが、そのうちのどれか１つだけが不可欠であるわけでも、それ単独で望ましい属性を担うわけでもない。以下の説明および図面は、本開示の一定の例示的な実施態様を詳しく説明するものであり、それらの実施態様は、本開示の種々の原理を実現できるいくつかの例示的な態様を示している。ただし、それらの具体例は、数多く考えられる本開示の実施形態をすべて網羅しているわけではない。以下では、特許請求の範囲を限定することなく、その有利な特徴の一部を要約する。以下の本開示の詳細な説明には、本開示の他の目的、利点、および新規性のある特徴を記載しており、本発明を限定することなく例示することを目的とした図面と併せて考慮すべきである。
【００１６】
本発明の一態様は、超音波により撮像する方法を対象としている。この方法は、プロセッサと、プローブを挿入する特定の経路を有するプローブガイドとを有するプローブ誘導システムにおいて、前記プローブ誘導システム内の１若しくはそれ以上のトランスデューサから、１若しくはそれ以上の超音波信号を送信する工程を含む。当該方法は、対象者の撮像領域からの１若しくはそれ以上の超音波信号に少なくとも部分的に基づいて生成された超音波データを取得する工程も含む。当該方法は、前記生成された超音波データに少なくとも部分的に基づいて、前記撮像領域に関連付けられた標的生体構造を選択する工程も含む。当該方法は、前記超音波データおよび前記選択された標的生体構造を組み合わせることにより、前記対象者の超音波画像を少なくとも部分的に表示する工程も含む。当該方法は、前記標的生体構造および前記１若しくはそれ以上のトランスデューサに対する前記撮像領域の相対位置を決定する工程も含む。当該方法は、前記プローブの予測されるプローブ経路を計算する工程も含み、前記プローブ経路は、前記プローブが前記プローブガイドに挿通されたときに前記プローブが実際に移動する経路を示す。当該方法は前記予測されるプローブ経路の可視的表現を生成する工程を含むグラフィックインジケータを生成する工程も含み、前記予測されるプローブ経路の前記可視的表現は、前記標的生体構造に対して表示される。
【００１７】
一部の実施形態において、前記予測されるプローブ経路は、予測される針経路を含む。前記方法は、前記プローブ誘導システムが予測されるプローブ経路および前記標的生体構造が一直線上にないと決定した場合、ループでフィードバックを提供する工程を含むことができる。当該方法は、方向に関するインジケータを表示して、前記１若しくはそれ以上のトランスデューサを平行移動する方向を示すことにより、前記予測されるプローブ経路を前記標的生体構造と位置合わせする工程を含むこともできる。当該方法は、回転に関するインジケータを表示して、前記予測されるプローブ経路を前記標的生体構造と位置合わせするために必要な動きを示す工程を含むこともできる。
【００１８】
一部の実施形態において、前記方法は、前記標的生体構造と同軸上に配置される理想的なプローブ経路を計算する工程を含む。当該方法は、前記理想的なプローブ経路を、前記プローブガイドの角度を回転させることができる１若しくはそれ以上の物理的枢動点を呈する潜在的なプローブ経路に制限する工程を含むこともできる。当該方法は、前記理想的なプローブ経路を、前記プローブガイドの角度を回転させることができる１若しくはそれ以上の仮想枢動点を呈する潜在的なプローブ経路に制限する工程を含むこともできる。当該方法は、１若しくはそれ以上の表示される針経路を計算してグラフィカルユーザーインターフェースに表示する工程と、利用者により、グラフィカルユーザーインターフェースとのインタラクションを通して表示された針経路のうち１つを選択および実行する工程とを含むこともできる。
【００１９】
本発明の別の態様は、プローブ誘導システムを対象としている。このシステムは、１若しくはそれ以上の記号インジケータを有するディスプレイを有するユーザーインターフェースを含む。当該システムは超音波イメージングユニットの１若しくはそれ以上の超音波トランスデューサも含み、この超音波トランスデューサは標的生体構造に少なくとも部分的に基づいて信号を送受信するように構成されている。当該システムは、プローブを挿入する特定の経路を有するプローブガイドも含む。当該システムはプロセッサも含み、このプロセッサは、（ａ）前記超音波イメージングシステムに対する前記標的生体構造の相対位置を決定し（ｂ）前記１若しくはそれ以上のトランスデューサを平行移動または回転させる方向を計算して、（ｘ）前記プローブが前記プローブガイドに挿通されたときに前記プローブが実際に移動する経路を示す予測されるプローブ経路を（ｙ）前記標的生体構造に位置合わせする。
【００２０】
一部の実施形態において、前記表示される記号インジケータは、利用者が前記１若しくはそれ以上のトランスデューサを平行移動または回転させる方向を表す。一部の実施形態において、前記プローブガイドは、患者の体表面と相対的な可変回転方向を提供する。
【００２１】
前記システムは、一体化されたリアルタイム針検出装置を含むことができる。一部の実施形態において、前記一体化されたリアルタイム針検出装置は、光学的なものである。一部の実施形態において、前記一体化されたリアルタイム針検出装置は、圧電素子を含む。
【００２２】
一部の実施形態において、前記プロセッサは、実際のプローブ角度を計算し、予測されるプローブ経路を前記標的生体構造と位置合わせするために必要なプローブ角度調整を決定する。前記ディスプレイは、前記標的生体構造を特定するための利用者入力に対応するように構成されたタッチパッドを含むことができる。
【００２３】
一部の実施形態において、前記プローブガイドの少なくとも一部は、枢動点を中心として回転自在である。前記プローブガイドは、前記プローブを挿入する特定の経路を画定するガイドスプールを含むことができ、前記枢動点は前記ガイドスプール上にある。前記システムは、前記ガイドスプールに接触して、望ましい配向に当該ガイドスプールを保持する圧縮機構を含むことができる。
【００２４】
この概要は、当該特許出願の主題の概要を提供することを目的としている。本発明の排他的または網羅的な説明を提供することを目的としたものではない。さらに、当業者であれば、従来のアプローチの限界および難点は、そのようなシステムを、本願において図面を参照して以下に記載した本発明の態様の一部と比較することにより、明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
本発明の性質および利点をより完全に理解するため、添付の図面を参照して以下の好適な実施形態に関する詳細な説明を参照する。添付の図面は以下のとおりである。
【図１】図１は、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、生体構造のイメージングを行うよう構成された少なくとも１つの超音波トランスデューサおよび少なくとも１つのプロセッサを含むことができる例示的な装置のブロック図であり、その出力は装置のディスプレイに提供される。
【図２】図２は、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、グラフィカルユーザーインターフェースフィードバックおよびプローブガイドとともに撮像領域の少なくとも一部の３Ｄモデルを備えた例示的な携帯型２Ｄ超音波撮像装置を上部から見下ろした図である。
【図３】図３は、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、グラフィカルユーザーインターフェースフィードバックおよびプローブガイドとともに撮像領域の少なくとも一部の３Ｄモデルを備えた例示的な携帯型２Ｄ超音波撮像装置の側面図である。
【図４】図４は、本明細書に記載する本開示の代替実施形態に基づき、グラフィカルユーザーインターフェースフィードバックおよびプローブガイドとともに撮像領域の少なくとも一部の３Ｄモデルを備えた例示的な携帯型２Ｄ超音波撮像装置の側面図である。
【図５】図５は、本明細書に記載する本開示のいくつかの実施形態に基づいて回転自由度を備えた例示的なプローブガイドを例示した図である。
【図６】図６は、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に係る、超音波イメージングに少なくとも部分的に基づいて、所定の解剖学的位置へと固定ガイド内でプローブを方向付ける例示的な工程のフローチャートである。
【図７】図７は、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に係る、超音波イメージングに少なくとも部分的に基づいて、利用者が特定した解剖学的位置へと固定ガイド内でプローブを方向付ける例示的な工程のフローチャートである。
【図８】図８は、例示的なグラフィカルユーザーインターフェースを示した図であり、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、プローブの方向に関する位置フィードバックとそれに重ね合わされた標的生体構造の超音波画像とを示している。
【図９】図９は、例示的なグラフィカルユーザーインターフェースを示した図であり、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、プローブの回転に関する配置および方向に関するフィードバックとそれに重ね合わされた標的生体構造の超音波画像とを示している。
【図１０】図１０は、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、グラフィカルユーザーインターフェースフィードバックを備えた携帯型２Ｄ超音波撮像装置を上部から見下ろした図であり、例示的なプローブ挿入とその誘導を示している。
【図１１】図１１は、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に係る、生成された超音波画像に少なくとも部分的に基づいて利用者が特定した解剖学的位置へ、固定されたガイドなしでプローブを方向付ける例示的な工程のフローチャートである。
【図１２】図１２は、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に係る、装置支援プローブ誘導で使用される画像平面内の固定された枢軸の周りで回転する例示的な仮想プローブガイドの等角投影図である。
【図１３】図１３は、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に係る、装置支援プローブ誘導で使用される画像平面内の固定された枢軸の周りで回転する例示的な仮想プローブガイドの側面図である。
【図１４】図１４は、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に係る、装置支援プローブ誘導で使用される画像平面内の固定された枢軸の周りで回転する例示的な仮想プローブガイドを上部から見下ろした図である。
【図１５】図１５は、固定された枢軸の周りで回転する例示的な仮想プローブガイドの側面の概略図であり、前記ガイドは、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、対応するグラフィカルユーザーインターフェース出力と並列する画像平面内にあり、仮想状態および配置を伴う。
【図１６】図１６は、固定された枢軸の周りで回転する例示的な仮想プローブガイドの側面の概略図であり、前記ガイドは、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、対応するグラフィカルユーザーインターフェース出力と並列する画像平面内にあり、仮想状態および配置を伴う。
【図１７】図１７は、固定された枢軸の周りで回転する例示的な仮想プローブガイドの側面の概略図であり、前記ガイドは、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、対応するグラフィカルユーザーインターフェース出力と並列する画像平面内にあり、仮想状態および配置を伴う。
【図１８】図１８は、固定された枢軸の周りで回転する例示的な仮想プローブガイドの側面の概略図であり、前記ガイドは、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、対応するグラフィカルユーザーインターフェース出力と並列する画像平面内にあり、仮想状態および配置を伴う。
【図１９】図１９は、固定された枢軸の周りで回転する例示的な仮想プローブガイドの側面の概略図であり、前記ガイドは、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、対応するグラフィカルユーザーインターフェース出力と並列する画像平面内にあり、仮想状態および配置を伴う。
【図２０】図２０は、固定された枢軸の周りで回転する例示的な仮想プローブガイドの側面の概略図であり、前記ガイドは、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、対応するグラフィカルユーザーインターフェース出力と並列する画像平面内にあり、仮想状態および配置を伴う。
【図２１】図２１は、本明細書に記載する一部の実施形態に基づき、グラフィカルユーザーインターフェースのフィードバックおよび固定されていないプローブガイドとともに、撮像領域の少なくとも一部の３Ｄモデルを備えた例示的な手持ち式２Ｄ超音波撮像装置を示した図である。
【図２２】図２２は、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、データ通信を通じて外部計算ユニットに結合された例示的な携帯型２Ｄ超音波撮像装置を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下の説明および図面は、本開示の一定の例示的な実施態様を詳しく説明するものであり、それらの実施態様は、本開示の種々の原理を実現できるいくつかの例示的な態様を示している。ただし、それらの具体例は、数多く考えられる本開示の実施形態をすべて網羅しているわけではない。本開示の他の目的、利点、および新規性のある特徴は、該当する場合、図面の各図に記載されている。
【００２７】
提案された装置の実施形態は、プローブに対する骨の深度または位置の情報を利用者に提供することにより、より正確な穿刺またはプローブ挿入の手続きを可能にする。本発明の態様は、解剖学的特徴の超音波イメージングに基づくプローブの誘導および挿入を対象としたものである。本願発明者らは、ガイドなしでの医用針挿入が、特に拡大するデモグラフィックにおいて著しい失敗率を呈していることを認識した。解剖学的特徴は、すべての患者で正確に触診できるわけではない。処置を行う位置を囲む対象者領域をイメージングし、組織のターゲット領域の自動特定を伴う超音波画像を拡張すると、プローブの挿入成功率と使いやすさが大幅に改善される。
【００２８】
また、本願発明者らは、超音波画像は、撮像中の構造の解剖学的モデルを参照しながら（例えば、利用者に）提示されるほうが解釈しやすいことも認識した。一例では、前記撮像中の構造として、骨、あるいは骨構造内、骨構造付近、または骨構造間の組織などがある。そのため、いくつかの実施形態は、３次元（３Ｄ）構造モデルに対応する部分を含んだ２次元（２Ｄ）超音波画像の可視化表現を生成することにより超音波データを可視化することに関する。一定の応用において、関心構造は骨構造、例えば脊椎構造である。３Ｄモデルの対応する部分（例えば、２Ｄ断面）は、２Ｄ超音波画像を３Ｄモデルに登録する登録技術を使うと、少なくとも部分的に特定できる。登録の結果を使用すると、２Ｄ超音波画像における１若しくはそれ以上の解剖学的目印の位置を特定でき、前記画像から生成された可視化表現は、前記特定された位置のうち１若しくはそれ以上を示すことができる。
【００２９】
本発明の態様では、グラフィカルユーザーインターフェース（ｇｒａｐｈｉｃａｌ  ｕｓｅｒ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：ＧＵＩ）を使ったリアルタイムフィードバックを目的とした、針を穿刺する生体構造の超音波画像の生成および／または対象者体内の超音波画像の可視化、ならびにプローブ挿入を目的とした超音波イメージングについて開示する。応用の１つでは、骨構造、例えば脊椎その他の骨構造のほか、そのような骨構造間の組織に対して標的生体構造が定義される。ただし、これは本概念を適用する方法のほんの１つであり、本概念は他の標的領域にも同等に適用できる。また、本願発明者らは、針を誘導する他の用途、例えば関節内注射および関節吸引、血管アクセス、ならびに生検における同様なニーズも認識している。そのような場合、医用イメージングを使用すると、標的生体構造へ針またはプローブを誘導することができる。標的生体構造のリアルタイム誘導フィードバックを自動化すると、医用イメージング誘導を使いやすくすることができる。
【００３０】
本願発明者らは、携帯型装置が一般に入手できるＢモードイメージング機器より廉価であることも認識した。また、ディスプレイを内蔵した手持ち式装置（ハンドヘルドデバイス）も製造でき、解釈しづらいＢモードソノグラムと比べて、標的生体構造の位置または深度を直感的に若しくはわかりやすく示すことができる。手持ち式装置解剖学的位置への誘導式プローブ挿入に使用してプローブ挿入時の失敗または合併症の発生率を低減できるため、手持ち式装置を使うと医療コストも削減できる。また、前記装置は広範囲にわたる超音波検査研修を行わなくとも操作できる。
【００３１】
そのような手持ち式装置は、一般に入手可能な超音波イメージング機器よりも単純に操作できる。例えば、手持ち式装置により提供される情報は、一般に入手可能なＢモード超音波イメージング機器と対照的に、リソース消費が少なく、解釈も単純にできる。本開示では、グラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）を備えた新規性のある携帯型装置の製造を企図しており、当該携帯型装置は、プローブの挿入、深度、配置、位置、および配向に関するフィードバックだけでなく、その応用に関する実践的な方法、ならびにこれらの問題および／またはそれに伴う問題等の改善方法も利用者に提供する。
【００３２】
本明細書で説明する技術の態様については脊椎麻酔誘導の文脈で説明するが、本明細書で説明する技術は他の多くの環境にも役立ち、適用できることを理解すべきである。例えば、本明細書で説明する技術は、超音波を使って針またはプローブを標的生体構造へと誘導する、整形外科用関節内注射、血管アクセス、および生検誘導を含む他の臨床応用に使用できるが、これに限定されるものではない。
【００３３】
一部の実施形態では、グラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）により超音波イメージングを行う方法が提供される。この方法は、既知のモデルおよび／または所定の患者モデル、例えば先験的ＭＲＩまたはＣＡＴスキャンから少なくとも一部導出されるものを参照して、患者の解剖学的特徴に基づく３Ｄモデルを構築する工程を有することができる。本願発明者らは、単純かつわかりやすい態様で―特に、包括的で世界的に認識可能なグラフィカルシンボルと視覚的刺激で、プローブ誘導式装置に対して前記モデルを表示することの有効性も認識している。本願発明者らは、解剖学的標的の検出は、当業者に知られた種々の形状検出アルゴリズム、例えば形状モデルまたはハフ変換を含むモデルフィッティング以外の他の方法でも行えることを認識している。
【００３４】
一部の実施形態において、前記方法は、少なくとも１つの２Ｄ超音波画像を、骨を有する領域の３Ｄモデルに登録する工程と、前記骨を有する領域の２Ｄおよび／または３Ｄ可視化表現を生成する工程とを有し、前記可視化表現は、少なくとも部分的に、前記少なくとも１つの２Ｄ超音波画像の、前記脊椎３Ｄモデルへの登録から導出される。登録は、患者の脊椎の要部を超音波で測量し、既存のライブラリにアクセスしてその内容を前記患者のソノグラムとのパターンマッチングにより分析し、および／または予め行われた前記患者のスキャン（例えば、ＭＲＩなど）から３Ｄモデルをロードすることにより行える。
【００３５】
以下、上述した態様および実施形態のほか、付加的な態様および実施形態について説明する。これらの態様および／または実施形態は、個別に、すべてまとめて、または２若しくはそれ以上の任意の組み合わせで使用でき、本明細書で説明する技術はこの点で限定されない。
【００３６】
図１は、超音波画像を生成および／または表示するために使用される装置１００の一例を例示したものである。図示するように、装置１００は、少なくとも１つのプロセッサ制御回路１０４と、少なくとも１つの超音波トランスデューサ１０６と、少なくとも１つの超音波信号調整回路１１２と、少なくとも１つのモーションセンサー（加速度計）１１４と、少なくとも１つのメモリ回路１１６と、グラフィカルユーザーインターフェースまたはディスプレイ１１８とを有する。前記１若しくはそれ以上の超音波トランスデューサ１０６は、撮像中の対象者体内の標的組織構造１１０へ向けられる超音波エネルギー１０８を生成するよう構成できる（例えば、前記超音波トランスデューサ１０６は、対象者体内の１若しくはそれ以上の関心領域に超音波を照射するよう構成できる）。
【００３７】
前記超音波エネルギー１０８の一部は前記標的組織構造１１０により反射され１２０、前記反射された超音波エネルギーの少なくとも一部は、前記超音波トランスデューサ１０６により受信される。一部の実施形態において、前記少なくとも１つの超音波トランスデューサ１０６は、超音波トランスデューサアレイの一部を形成し、その超音波トランスデューサアレイは、撮像中の対象者の表面（例えば、皮膚）に接触するよう配置できる。一部の実施形態において、撮像中の対象者により反射された超音波エネルギー１２０は、超音波トランスデューサ１０６により、および／または１若しくはそれ以上の他の超音波トランスデューサ、例えばトランスデューサアレイの一部である１若しくはそれ以上の超音波トランスデューサにより受信される。前記反射された超音波エネルギーを受信する前記超音波トランスデューサは、任意の適切な態様で幾何学的に構成でき（例えば、環状アレイ、ピストンアレイ、リニアアレイ、２次元アレイとして）、または本明細書に記載する本開示の態様はこの点で限定されないことから、他の任意の適切な態様で構成できる。
【００３８】
図１に例示したように、超音波トランスデューサ１０６は前記超音波信号調整回路１１２に結合でき、その超音波信号調整回路１１２は、装置１００の回路に結合された状態で示されている。前記超音波信号調整回路１１２は、超音波イメージングに関連して使用する種々のタイプの回路、例えばビーム形成回路を含むことができる。他の例として、前記超音波信号調整回路は、受信された超音波情報（例えば、エコー情報）、例えば前記プロセッサ回路１０４に提供される信号を増幅し、移相させ、時間ゲートをかけ、フィルターをかけ、および／または調整するよう構成された回路を有することができる。
【００３９】
一部の実施形態において、トランスデューサアレイ、例えば第１の超音波トランスデューサ１０６を含むアレイの一部である各トランスデューサ素子からの受信経路は、低ノイズ増幅器、主段増幅器、バンドパスフィルター、ローパスフィルター、およびアナログデジタルコンバータのうち１若しくはそれ以上を含むことができる。一部の実施形態では、１若しくはそれ以上の信号調整工程をデジタル処理で、例えば前記プロセッサコントローラ回路１０４を使って、行うことができる。
【００４０】
一部の実施形態において、前記装置１００は、超音波トランスデューサアレイの表面に垂直な１若しくはそれ以上の平面に対応する超音波エコー情報を取得するよう構成できる（例えば、「Ｂモード」イメージング情報を提供するため）。例えば、前記装置１００は、超音波トランスデューサアレイの表面に平行な１若しくはそれ以上の平面に対応する超音波エコー情報を取得するよう構成できる（例えば、前記トランスデューサアレイの表面に平行で、対象者組織内の指定された深度にある平面内の位置の「Ｃモード」イメージング情報を提供するため）。１より多くの平面が収集される例では、超音波エコー情報の３次元セットを収集することができる。
【００４１】
一部の実施形態において、前記プロセッサコントローラ回路１０４は、１若しくはそれ以上の非一時的コンピュータ可読メディア、例えば前記メモリ回路１１６、ディスク、または１若しくはそれ以上の他のメモリ技術または記憶装置に結合できる。一部の実施形態では、前記第１の超音波トランスデューサ１０６、前記信号調整回路１１２、前記プロセッサコントローラ回路１０４、前記メモリ回路１１６、およびグラフィカルユーザーインターフェース（ディスプレイ）１１８のうち１若しくはそれ以上の組み合わせを、超音波イメージング装置の一部として含めることができる。当該超音波イメージング装置は、エコー源性の標的組織構造１１０からの超音波エネルギーの反射により深度情報を取得するよう構成された１若しくはそれ以上の超音波トランスデューサ１０６を含むことができ、前記エコー源性の標的組織構造１１０は、骨標的、血管、病変部、または他の解剖学的標的である。
【００４２】
一例において、前記プロセッサコントローラ回路１０４（または１若しくはそれ以上の他のプロセッサ回路）は、１若しくはそれ以上の利用者入力装置、例えばグラフィカルユーザーインターフェース１１８に通信可能に結合できる。他の実施形態において、前記利用者入力装置としては、キーパッド、キーボード（例えば、超音波スキャニングアセンブリの近く若しくはその一部に設置され、または超音波イメージング情報を提示または操作するよう構成されたワークステーションの一部として含まれる）、マウス、回転つまみ（例えば、ノブまたはロータリエンコーダ）、ディスプレイの一部に位置合わせされたソフトキータッチスクリーン、および／または１若しくはそれ以上の他の適切な任意タイプの制御部のうち１若しくはそれ以上などがある。
【００４３】
一部の実施形態において、前記プロセッサコントローラ回路１０４は、モデル登録に基づくイメージングを行い、１つまたは複数の構成された画像を前記ＧＵＩ  １１８で利用者に提示するよう構成できる。例えば、前記ＧＵＩ  １１８により、同時に２Ｄまたは３Ｄ表示を利用者に提示することができる。
【００４４】
一部の実施形態では、前記装置１００が対象者の表面（例えば、皮膚）上の位置範囲にわたりスイープまたは移動されるに伴い、標的組織１１０から反射されてきた超音波エネルギー１２０を、前記超音波信号調整回路１１２での信号調整後に取得またはサンプリングすることができる。合成情報は、例えばモーションセンサー１１４により提供される、少なくとも前記装置１００の前記トランスデューサ１０６（または当該装置全体）の位置に関する情報など、ならびに例えば前記超音波トランスデューサ１０６で取得される、反射されてきた超音波エネルギーに関する情報を使って構築できる。
【００４５】
モーションセンサーまたは加速度計１１４は、撮像中の対象者の動きに関する情報（例えば、位置情報、速度情報、加速度情報、姿勢情報など）を取得するよう構成された適切なタイプの任意のセンサーであってよい。例えば、前記モーションセンサー１１４は、１若しくはそれ以上の軸に沿った加速度を感知するよう構成された１若しくはそれ以上の加速度計を有することができる。別の例として、前記モーションセンサー１１４は、１若しくはそれ以上の光センサーを有することができる。前記モーションセンサー１１４は、１若しくはそれ以上の他の技術を使って、例えば電磁、磁気、光、または音響技術、あるいはジャイロスコープを使って、例えば前記受信された超音波イメージング情報とは独立に（例えば、受信された超音波情報により決定される撮像対象の位置に基づく動作追跡を必要とせずに）、前記装置１００の相対運動および／または絶対位置を感知するよう構成できる。
【００４６】
前記モーションセンサー１１４からの情報と、前記超音波トランスデューサ１０４により取得された超音波エネルギーとは、前記プロセッサコントローラ回路１０４に送信できる。当該プロセッサコントローラ回路１０４は、以下、さらに別の例で説明する工程を使って、少なくとも前記装置１００の前記トランスデューサの動きまたは位置情報を決定するよう構成できる。前記動きまたは位置情報を使用すると、モデル登録に基づくイメージングまたはフリーハンド３Ｄイメージングを行うことができる。
【００４７】
他の技術としては、機械的にスキャン可能で、例えば２次元アレイが提供する情報と同様なイメージング情報を提供するが、医療処置中に利用者が手作業で前記装置１００を再位置決めする必要はない、１若しくはそれ以上のトランスデューサを使用するものなどがある。前記装置１００は、利用者（例えば、医師または看護師）が医療施設内で容易に持ち運べるよう小型で携帯可能なものにでき、または従来のカート載置式の超音波装置にもできる。
【００４８】
一部の実施形態において、装置１００は、非電離エネルギーを使ったイメージングを提供でき、安全で携帯可能な低コストのものにでき、また望ましい標的深度または解剖学的位置に達するようプローブの位置または挿入角度を位置合わせする装置または技術を提供することができる。後述するモデル登録ベースの工程の例は、脊椎麻酔の臨床処置に重点を置いており、その場合、医療関係者は脊椎構造内またはその周囲にプローブを挿入して麻酔剤を送達する。
【００４９】
この場合、前記モデル登録ベースの工程では、脊椎構造の３Ｄモデルを使用する。ただし、本明細書で説明する装置および方法は、脊椎イメージングへの使用に限定されるものではなく、いかなる適切な標的生体構造、例えば骨関節、血管、神経束、結節、嚢胞、または病変部を撮像する上でも使用できる。また、装置１００は、臨床診断または介入処置、例えば整形外科用関節内注射、腰椎穿刺、骨折診断、および／または整形外科手術の誘導に使用することもできる。
【００５０】
図１を参照して説明した装置１００は、本明細書に記載する本開示の実施形態に基づいて超音波イメージングを行うよう構成された装置の例示的で非限定的な例であることを理解すべきである。装置１００には多数の変形形態が可能である。例えば、一部の実施形態において、超音波イメージング装置は、超音波エネルギーを生成する１若しくはそれ以上のトランスデューサと、撮像中の標的から反射されてくるエネルギーを受け取って処理し、対象者の１若しくはそれ以上の超音波画像を生成する回路とを有することができるが、それらの画像を表示するディスプレイを有さない場合もある。その代わり、一部の実施形態では、１若しくはそれ以上の超音波画像を生成するよう超音波イメージング装置を構成でき、１若しくはそれ以上の外部ディスプレイに接続して、前記生成された超音波画像を１若しくはそれ以上の利用者に提示することができる。
【００５１】
図２は、グラフィカルユーザーインターフェース・フィードバック２７０およびプローブガイド２１０を備えた例示的な携帯型２Ｄ超音波システム２００を上部から見下ろした図である。一態様において、当該システムは自動化された生体構造検出器を含み、その生体構造検出器は、種々の（複数の）イメージングモダリティの生体構造イメージングを使用することができる。別の態様において、このシステムは、撮像される標的領域２５０の少なくとも一部のモデルと併せて使用され、そのモデルは３次元（３Ｄ）モデルまたは他の適切なモデルとすることができるが、これは本システムの操作には不要である。一実施形態において、超音波システム２００は、標的生体構造２５０の特定を自動化し、標的の中線および深度の指標２６０を提供して、標的生体構造を望ましいプローブ経路と位置合わせする上で必要なトランスデューサの動きの指標を提供する。当業者であれば、本概念が全般的に自動生体構造検出に適用でき、１若しくはそれ以上のイメージングモダリティを使用できることが理解されるであろう。
【００５２】
タッチスクリーン２４０から利用者が入力支援を行い、または他の方法により標的生体構造２５０を特定すると、標的の中線および深度２６０の指標が得られたのち、前記プローブ２２０の経路に標的を位置合わせするための前記トランスデューサの移動方法が示される。超音波システム２００は、新たな各フレームで標的を継続的に追跡し、プローブ２２０の経路に対する位置に関するフィードバックを継続して提供する。１若しくはそれ以上の実施形態において、前記プローブは針である。他の実施形態において、前記プローブはカテーテルまたは他の類似装置であり、これらは本発明の範囲を超えるものではない。
【００５３】
標的生体構造２５０の自動特定は、種々の方法により達成できる。一実施形態において、標的生体構造２５０は、利用者が前記タッチスクリーン２４０の画像特徴とインタラクトして検出できる。利用者により標的生体構造２５０が特定されると、前記超音波システム２００は、前記標的生体構造２５０に対する前記トランスデューサの位置が変わり、前記特徴の位置または配向が変わっても、当該特徴を追跡できる。
【００５４】
標的生体構造２５０の特徴の追跡は、当業者に知られた種々の方法により達成できる。そのような方法としては、テンプレートマッチング技術―例えば、正規化相互相関、差の絶対値和などがある。他の方法には、モデルフィッティング、例えば適応形状モデルの使用などがある。前記形状モデルは、標的生体構造に関する先験的知見から形成でき、または利用者により示される画像領域から適応的に形成できる。
【００５５】
一実施形態では、モデルベースの技術を使って標的生体構造を自動的に検出することができる。このアプローチでは、望ましい標的生体構造２５０の先験的知見に基づいてモデルが形成される。標的生体構造を検出するモデルベースの技術の一例において、このアプローチに利用者入力は不要である。ただし、利用者入力を使うと探索工程の誘導に役立つ場合もある。例えば、任意選択的にユーザーインターフェースを使って利用者が画像の特定位置を示すと、アルゴリズムが探索結果にその位置への重み付けをする。
【００５６】
別の実施形態では、血流の検出または他の機能的測定を使って標的を特定できる。例えば、標的生体構造が血管である場合は、標的位置を血流画像から計算できる。具体的には、血流の存在が検出された全画像位置から、血流のセントロイド（重心）位置を計算することができる。血流の存在を伴う画像位置は、標準的な方法、例えばカラードップラー、Ｂフロー、パルス波ドップラー、またはパワードップラーを使って測定できる。
【００５７】
他の実施形態では、ハフ変換、形状モデル、またはテンプレートマッチングで方式により、画像中で代表的な形状または空間的に強度変化を呈する位置を特定できる。種々の位置のセントロイドを計算できる。利用者には潜在的な複数の標的を提示して、グラフィカルユーザーインターフェース、例えばタッチスクリーンへの入力を通じて選択可能にできる。
【００５８】
図２に例示した本実施形態において、当該装置は、当該装置２００全体が手持ち式になるよう、ハンドル２３０上またはその内部に設けられた固定経路を伴う針ガイド２１０を有する。この装置２００は電池式にでき、医師のポケット、トラベルポーチ、ケース、または同様なハウジング（収納容器）に入れて便利に携帯できる。使用時は、患者の体表面、例えば患者の脊椎領域上の皮膚へと臨床従事者が当該装置を作動させることができる（医療従事者の視点で上から見て）。前記ガイド２１０は経路を提供し、続いて剛構造またはプローブ２２０が前記ガイドに挿通されて、それを標的生体構造２５０の超音波画像に重ね合わせて表示画面に表示（２６０）できる。当業者であれば、本概念は患者身体への針挿入に適用でき、患者の生体構造、例えば骨構造を参照して他の細長いプローブ、カテーテルなどを患者に挿入する際にも適用できることが理解されるであろう。
【００５９】
超音波画像は、任意モードの超音波イメージングであっても、２Ｄまたは３Ｄであってもよい。一部の実施形態において、前記超音波システムはＢスキャンソノグラムを表示する。カラーソノグラムは、意図された手続きを補助するよう処理後の拡張画像を含むことができ、当業者が本開示を参照することで理解されるであろう態様でも使用できる。Ｃスキャンソノグラフも本発明の範囲内である。超音波イメージングアレイおよびトランスデューサは、いかなる適切な設計および構成のものを使用してもよい。本開示は、いかなる所与の幾何学構造、サイズ、または周波数範囲のトランスデューサまたはトランスデューサアレイに限定されるものでもない。しかし、一部の実施形態では、高キロヘルツから低〜中メガヘルツ範囲の超音波を使用できる。
【００６０】
上述のように、本実施例の超音波針誘導およびイメージングシステム２００は示したように手持ち式にできる。ただし、小型でカートベースのシステムも容易に実装でき、これは本開示で後述する。
【００６１】
図３は、例示的な携帯型超音波イメージングおよびプローブ誘導システム３００の側面図であり、当該システム３００は、手持ち式であってもよい本体３１０と、グラフィカルユーザーインターフェース３２０と、針アセンブリ３６０を誘導用に挿通できるプローブガイド３４０とを含む。超音波システム本体３１０は、患者の身体の関心領域の近位に接触する当該超音波システム本体３１０の下端において、１若しくはそれ以上の超音波イメージングトランスデューサ３３０を有し、例えば、前記トランスデューサ３３０は、患者の皮膚に配置して（超音波結合用ゼリーを使って結合される）前記プローブ下の解剖学的構造を撮像できる。プローブガイド３４０は、非直交挿入用に針３５０と角度を成して設けられる。ただし、プローブガイド３４０の角度、したがって本体３１０に対する針アセンブリ３６０の角度を固定する必要はない。
【００６２】
図４は、本明細書に記載する本開示の代替実施形態に基づいて、表示画面およびプローブガイド４３０とともに撮像領域の少なくとも一部のモデルを含むグラフィカルユーザーインターフェース４４０を備えた例示的な携帯型超音波撮像装置４００の側面図である。本実施形態では、１若しくはそれ以上のトランスデューサ４５０が前記プローブガイド４３０の対向する両側の近位に設けられる。本構成の一実施形態では、針４２０およびプローブガイド４３０と一直線上に方向付けられたトランスデューサ４５０を示している。
【００６３】
他の実施形態において、前記ユーザーインターフェース４４０は、フレームに収容されて当該装置の前記本体４１０に機械的に連結される、例えば蝶着または枢着される、視覚的表示画面（例えば、ＬＣＤ、タッチディスプレイ、または同様な表示画面）を含むことができる。前記本体４１０と前記ユーザーインターフェース４４０の電気接続は、リボンコネクタ、ピン接続、または同様な手段４４２により行われる。そのため、前記表示画面またはインターフェース４４０の角度は、本装置の利用者による使用および目視に適すよう、前記本体４１０に対して種々の角度で傾けられる。
【００６４】
図５は、本明細書に記載する本開示のいくつかの実施形態に基づいて回転自由度を備えた例示的なプローブイメージングおよび誘導機構５００を例示したものである。図５は、全体としてプローブガイド５３０と関連装置、例えば図１〜４の例または本開示で説明する他の実施形態に含まれるものの例を示している。
【００６５】
１若しくはそれ以上の実施形態では、交換可能または着脱可能な挿入部材、例えばシール５５０を前記プローブガイド５６０の一部に沿って若しくはその内部に配置できる。これは、プローブアセンブリ５１０の滅菌部分、例えば針またはカテーテルの先端５７０を、その周囲のアセンブリ非滅菌部分から隔絶する役割を果たす。前記シールは、接着剤でコーティングし、あるいは例えばクランプ、または締まりばめを使って、または前記プローブガイド５３０の一部として含まれる１若しくはそれ以上のデテントを使って保持できる。
【００６６】
一例では、前記プローブガイド５３０の角度を、利用者により手動で若しくは自動的に、望ましい若しくは指定されたプローブ挿入角度を提供するよう調整または位置決めできる。例えば、固定ねじ５４０またはバネ部５２０のうち１若しくはそれ以上を使って、前記プローブガイドの経路を枢動させることができ、例えばプローブガイド５６０内のピン５８０の周りで枢動させ、または当該プローブガイド５６０の別のヒンジまたは類似部分の周りで枢動させることができる。一例において、前記固定ねじ５４０は、ネジ式ブロック５３０により保持でき、例えば手動で調整し、あるいは機械式アクチュエータで駆動して、前記ピン５８０を中心とした前記プローブガイド５６０の自動または半自動の回転を実現できる。
【００６７】
１若しくはそれ以上の停止部材、例えば停止部材５４５は、プローブガイド５６０の角運動を望ましい可動角度位置の範囲内に制限できる。一例では、ボール・アンド・スプリング装置およびデテントを使って、利用者が手動で前記プローブガイド５６０を望ましい角度位置に位置付けられるようにでき、前記デテントが前記プローブガイド５６０を指定された角度にインデキシングし、例えば指定された角度増分で互いにオフセットする。
【００６８】
一部の実施形態では、圧電素子、例えば開口部付近（例えば、前記プローブガイド５６０の出口ポート付近）に位置するものを使って、前記プローブガイド５６０の角度を自動的に測定し、または自動プローブガイド角度制御に関するフィードバックを提供することができる。圧電素子の中心と前記プローブガイドの前記開口部との初期距離を再位置決め前に測定すると、基準系または基準値（ベースライン）が得られ、その基準系または基準値からの逸脱により前記開口部の位置が追跡可能になる。
【００６９】
プローブ（例えば、針）の挿入角度は、手動で、または処理回路（例えば、コンピュータ）により、例えば圧電素子を通じて得られる情報に基づき決定できる。このように、前記ガイド５６０内での前記プローブアセンブリ５１０の深度に依存して、当該プローブガイド５６０の角度を制御し、例えば望ましい前記針５７０の最終深度をもたらすことができる。
【００７０】
例えば、針５７０またはカテーテル先端の位置は、例えば角度位置の測定とは別個の圧電技術を使って追跡できる。前記プローブアセンブリ５１０の位置、または針５７０の位置を追跡する他の技術としては、光、磁気技術、またはひずみゲージの使用などがある。例えば、前記ガイド５６０の内部または入口ポートで見える１若しくはそれ以上の基準マーキングを前記プローブアセンブリ５１０の一部に設けることができる（例えば、定規（ｒｕｌｅｒまたはｓｃａｌｅ）を、例えば挿入中、利用者に見えるように、前記プローブアセンブリ５１０に刻み込む）。別の実施形態では、前記針５７０を前記プローブガイド５６０に挿通する力を圧力センサーまたはひずみゲージで感知し、または歯車機構で歯車を回転させることができる。これらのアプローチを使用すると、前記プローブガイド５６０内を通過する前記針５７０の移動距離の推定値が得られるため、前記針先端の推定位置も得られる。
【００７１】
一例では、圧電型アクチュエータを前記針５７０、または前記プローブアセンブリ５１０の別の部分に結合できる。前記プローブが対象者の組織内に挿入される際には、１若しくはそれ以上の技術を使って、例えば前記アクチュエータを使って既知の周波数または既知の周波数範囲で当該プローブを励起し、例えばカラードップラー超音波技術で当該プローブの先端位置を決定することにより、当該プローブの先端位置を追跡することができる。これにより、対象者体内における前記針５７０の位置に関する情報を他の解剖学的情報に重ね合わせ、またはそれと併せて表示して、例えば利用者が前記プローブ先端を望ましい位置に配置する上で役立てることができる。別の実施形態では、前記プローブを磁化し、磁気追跡を使って前記プローブの位置を決定することができる。
【００７２】
以上に述べた例等では、マーキングまたは締め付け装置を前記プローブアセンブリ５１０に加え、またはそれに代えて使って、例えば前記プローブガイド５６０により提供された経路を使って、例えば挿入部位で組織を挟持し（例えば、退色させ）またはマーキングすることができる。このようなマーキングまたは退色は、医療従事者が後で使って穿刺処置中に前記プローブを挿入または誘導する上で役立てることができる。一例では、例えば以上の例の手持ち式超音波装置を使って、または１若しくはそれ以上の他の例の装置または技術を使って、骨または他の解剖学的特徴の位置を確認した後で、テンプレートまたはパッチを対象者の部位に、例えば望ましいプローブ挿入位置またはその付近に付着または接着させることができる。
【００７３】
一態様において、前記回転式誘導装置５００の１若しくはそれ以上の部分は、図１〜４の手持ち式超音波アセンブリとは別個にでき、または他の例で示して説明したようにできる。そのような例においても、前記プローブ先端の位置は、前記手持ち式装置を使って、例えば前記圧電その他の技術を使って追跡できる。一例では、前記手持ち式装置を使って前記プローブの挿入部位をマーキングまたは特定でき、別個のプローブガイド装置、例えば図４に示したものを使って、望ましい若しくは指定された角度で前記プローブを挿入することができる。
【００７４】
図６は、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に係る、超音波イメージングに少なくとも部分的に基づいて、所定の解剖学的位置へと固定ガイド内でプローブを方向付ける例示的な工程のフローチャート６００である。本実施形態において説明する工程では、前述の自動的に生体構造を特定する方法の１つを利用する。
【００７５】
本工程は、前記イメージング装置と相対的に予測される標的生体構造の位置を検出する（６２０）ことから始まる（６１０）。標的生体構造の表示インジケータがＧＵＩまたは同様なインターフェースに示される（６３０）。次に、理想的な針経路の抽象的表現が前記ＧＵＩのディスプレイに表示される（６４０）。一実施形態において、前記針経路は所定の固定された針経路であり、例えば位置および角度が固定された針ガイドにより決定される。次に、アービター（ａｒｂｉｔｅｒ）または類似装置により、標的生体構造が前記針の経路の中央に位置合わせされているかが決定される（６５０）。
【００７６】
前記位置合わせがなされている場合は、前記針経路と標的生体構造との位置合わせインジケータが前記ＧＵＩのディスプレイに表示される（６６０）。位置合わせがなされていないと決定された場合は、方向に関するインジケータが表示されて前記超音波装置を標的生体構造の中央に位置合わせするために必要な動きが図示され（６７０）、これについてはその応用において以下詳述する。リアルタイムの最新イメージングに基づき、次のフレーム（６８０）が前記工程をループして精度を保証する。
【００７７】
図７は、本明細書に記載する本開示のいくつかの実施形態に係る超音波イメージングに少なくとも部分的に基づいて、利用者が特定した解剖学的位置へと固定ガイド内のプローブを方向付ける例示的な工程のフローチャート７００である。ここで、本工程は、ＧＵＩまたは他の入力装置により、標的生体構造および処置を行う位置を特定することから始まる（７０５）。超音波装置は、標的位置とその周辺領域のテンプレートを生成する（７９０）。前記標的位置のテンプレートは、利用者により特定された位置（７０５）周囲のグリッド点における画像強度をサンプリングしたものであっても、または局部的な画像領域の何らかのパラメータ化バージョンであってもよい。例えば、前記テンプレートは、エッジ抽出ルーチン、例えば当業者に公知の画像処理―すなわちＬｏＧフィルタ、を実行した後の解剖学的特徴のエッジ位置を有することができる。
【００７８】
次に、超音波装置が現在の画像内における前記テンプレート位置を検出する（７２０）。現在の画像内におけるテンプレート位置の検出は、種々の方法、例えば上述したもの―例えば、正規化相互相関、形状モデル、またはハフ変換により行える。標的生体構造の表示インジケータがＧＵＩなどに示される（７３０）。次に、理想的な針経路の抽象的表現が前記ＧＵＩのディスプレイに表示される（７４０）。次に、アービターまたは類似装置により、標的生体構造が前記針の経路の中央に位置合わせされているかが決定される（７５０）。
【００７９】
前記位置合わせがなされている場合は、前記針経路と標的生体構造との位置合わせインジケータが前記ＧＵＩのディスプレイに表示される（７６０）。位置合わせがなされていないと決定された場合は、方向に関するインジケータが表示されて前記超音波装置を標的生体構造の中央に位置合わせするために必要な動きが図示され（７７０）、これについてはその応用において以下詳述する。リアルタイムの最新イメージングに基づき、次のフレーム（７８０）が前記工程をループして精度を保証する。
【００８０】
図８は、例示的なグラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）８００を示した図であり、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、プローブの方向に関する位置フィードバックとそれに重ね合わされた標的生体構造８２０の超音波画像とを示している。前記ユーザーインターフェースは、大部分、視覚的画面および入出力アクチュエータ、センサー、および同様な要素を使って実施される。その下位にあるハードウェア、ソフトウェア、およびファームウェアシステムは、オペレーティングシステム（例えば、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）または埋め込みソフトウェアシステム）を実行するプロセッサを含め、前記ＧＵＩの動作をサポートする上で使用できる。前記ＧＵＩ  ８００の表示画面には、インジケータ記号８３０、８５０が提供され、予測される針経路８１０に標的生体構造が位置合わせされるよう、前記超音波トランスデューサが移動する必要のある方向を示すことができる。
【００８１】
ＧＵＩインジケータは、前記超音波トランスデューサの動きを示すことができ、この動きは平行移動（図示したもの）、圧縮（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）、または回転を含む。１若しくはそれ以上の実施形態において、中線インジケータ８４０、８６０は、標的生体構造８２０を示すロードされたテンプレートに対する前記超音波装置の相対位置を示す。すなわち、当該装置が患者の生体構造上を探査する間、ＧＵＩ画像は（前記テンプレートの空間内で）略静的な状態で保たれるが、一方、前記中線インジケータ８４０、８６０は、前記超音波装置の物理的変位に応答して、表示されている標的生体構造８２０に対して相対的に移動する。一態様において、医療従事者は前記装置のイメージングヘッドを患者の皮膚上、例えば、患者の脊椎上で動かしながら、当該装置の前記表示画面のグラフィック出力を観察して背骨、脊椎、および他の解剖学的構造の位置を決定し、当該背骨および脊椎に針またはプローブを挿入する位置を決定する。１若しくはそれ以上の実施形態では、前記中線インジケータを標的生体構造の深度の指標と組み合わせてもよく、そのような深度は前記中線インジケータの横に自動的に表示される。
【００８２】
図９は、例示的なグラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）９００を示した図であり、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、プローブの回転位置および方向に関するフィードバックとそれに重ね合わされた標的生体構造９２０の超音波画像とを示している。前記ＧＵＩ  ９００の表示画面には、インジケータ記号９３０、９５０、９７０が提供される。
【００８３】
インジケータ記号９３０は、予測される針経路９１０に標的生体構造が位置合わせされるよう、前記超音波トランスデューサが移動する必要のある方向を示す。上述のように、ＧＵＩインジケータは、前記超音波トランスデューサの必要な動きを示すことができ、この動きは平行移動（図示したもの）、圧縮（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）、または回転を有する。インジケータ９５０は、平行移動が不要であることと、前記予想される針経路９１０が標的生体構造９２０に位置合わせされたことを示す。
【００８４】
インジケータ記号９７０は、予測される針経路９１０に標的生体構造が位置合わせされるよう、前記超音波トランスデューサが移動する必要のある回転方向を示す。一部の実施形態では、インジケータ記号（例えば、９３０、９５０）が大きさおよび方向の双方を示す。例えば、必要な平行移動がより大きい場合、その平行移動は、より長い矢印またはインジケータで示される。本実施形態において、中線インジケータ９４０、９６０は、標的生体構造９２０を示すロードされた前記テンプレートに対する前記超音波装置の相対配置を示す。
【００８５】
図１０は、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に係る、ディスプレイまたはグラフィカルユーザーインターフェース１０１０のフィードバックを備えた携帯型の超音波撮像装置１０００を上部から見下ろした図であり、例示的なプローブ挿入とその誘導を示している。本実施形態において、超音波システムは以上で示したものと同様に動作する。ここでは、固定された針経路が想定される代わりに、針経路は固定されていない。当該システムは、標的生体構造を検出し、理想的な針経路も示唆する。
【００８６】
前記システムは、さらに画像内で実際の針を検出し、実際の針経路を示唆された針経路に位置合わせする上で必要な位置変化を示す。一実施形態では、光検出システム１０４０、例えば光学カメラ、レーザー位置決め装置などにより針検出が行われる。ただし、他の実施形態では、針検出は、動きを感知する付属の超音波アレイでの位相処理または他の任意の適切な方法で行うことができる。
【００８７】
ハンドル１０２０は、当該超音波イメージング装置１０００を操作する便利な態様を提供する。ハンドルは、テンプレートおよび標的生体構造の選択へのアクセスを提供するボタン１０３０を有するが、これは利用者の他方の手がおそらく針挿入操作で占有されるためである。あるいは、利用者はタッチスクリーンインターフェースとのインタラクションにより標的生体構造を選択できる。延出部１０５０は、ディスプレイ１０１０に表示すべき領域を画定する。
【００８８】
図１１は、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に係る、生成された超音波画像に少なくとも部分的に基づいて検出された解剖学的特徴へ、固定角度プローブガイドなしでプローブを方向付ける例示的な工程のフローチャート１１００である。本実施形態において説明する工程では、前述の自動的も生体構造を特定する方法または利用者インタラクションに基づく検出の１つを利用する。
【００８９】
本工程は、前記超音波トランスデューサと相対的に予測される標的生体構造の位置を検出する（１１１０）ことから始まる（１１０５）。標的生体構造の表示インジケータがＧＵＩなどに示される（１１１５）。理想的な針経路が計算され、その抽象的表現が前記ＧＵＩのディスプレイに表示される（１１２０）。次に、アービターまたは類似装置により、標的生体構造が前記表示領域の中央に位置合わせされているかが決定される（１１２５）。
【００９０】
好適な一実施形態では理想的な針経路が計算され、標的生体構造の位置に最も近接して交差する画像平面を通る経路が見出される。計算された前記理想的な針経路は、針の角度を回転させることができる１若しくはそれ以上の仮想または物理的枢動点を呈する針経路だけに制限できる。この方法は、画像平面を通過する可能な針経路を、超音波システムが前記計算中に選択できるものだけに限定する。あるいは、前記示唆される針経路は１より多くの仮想枢動点に制限されるが、それらの仮想枢動点は特定の領域または容積内に制限される。例えば、前記仮想枢動点は、皮膚の表面および前記超音波トランスデューサに隣接した領域だけに制限される。この制限は、皮下または前記超音波システムの内部に実際の枢動点が存在しえないために使用される可能性がある。
【００９１】
次に、アービターまたは類似装置により、標的生体構造が前記表示領域の中央に位置合わせされているかが決定される（１１２５）。
【００９２】
前記位置合わせがなされている場合は、標的生体構造および画像中心の位置合わせインジケータが前記ＧＵＩのディスプレイに表示される（１１３０）。位置合わせがなされていないと決定された場合は、方向に関するインジケータが表示されて前記超音波装置を標的生体構造の中央に位置合わせするために必要な動きが図示される（１１３５）。リアルタイムの最新イメージングに基づき、次のフレームが前記工程をループして精度を保証する（１１４０）。
【００９３】
あるいは１１２０の後で、画像が十分に中央に位置合わせされている場合は、計算された予想される針経路が図示される（１１４５）。次に、アービターまたは類似装置により、前記計算された針の軌道が前記理想的な針の経路の中央に位置合わせされているかが決定される（１１５５）。
【００９４】
前記位置合わせがなされている場合は、針の位置合わせインジケータが前記ＧＵＩのディスプレイに表示される（１１５０）。位置合わせがなされていないと決定された場合は、方向または回転に関するインジケータが表示されて前記針を標的生体構造の中央に位置合わせするために必要な動きが図示される（１１６０）。リアルタイムの最新イメージングに基づき、次のフレーム（１１４０）が前記工程をループして精度を保証する。
【００９５】
別の実施形態において、前記理想的な針経路１１２０の計算および表示は、それに代えて利用者が選択できる。この実施形態では、グラフィカルユーザーインターフェースを通じて複数の可能な針経路が利用者に表示され、利用者は、どの針経路が望ましいかを、例えばタッチスクリーンインターフェースの利用者入力選択肢から選択できる。本願発明者らは、この実施形態が、特に標的生体構造が望ましい針配置に厳密に対応しない場合に有益であることを認識している。例えば、神経ブロック注射では、標的生体構造は認識しやすい血管であると見なされる可能性がある。しかし、望ましい針の配置位置は、その血管に隣接する神経束である。利用者が針経路を選択できる実施形態では、利用者が標的生体構造である血管ではなく、前記神経束の予測位置と交差する針経路を選択できる。
【００９６】
図１２〜１４は本システムの実施例の代表的な図である。上記を受けて、これらの説明には共通の識別番号が使用される。
【００９７】
図１２は、装置支援プローブ誘導で使用される画像平面内の固定された枢軸の周りで回転する例示的な仮想軸プローブガイド１２００の等角投影図である。
【００９８】
図１３は、装置支援プローブ誘導で使用される画像平面内の固定された枢軸の周りで回転する例示的な仮想軸プローブガイド１３００の側面図である。
【００９９】
図１４は、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に係る、装置支援プローブ誘導で使用される画像平面内の固定された枢軸の周りで回転する例示的な仮想軸プローブガイド１４００を上部から見下ろした図である。
【０１００】
面内、ただし画像平面内に針経路を制限する針ガイドは、前記画像平面内の種々の領域にアクセスするため枢軸周りの回転を可能にする。プローブガイド本体１２００、１３００、１４００は、ガイドスプール１２２０を固定する４つの側面およびブラケット１２１０を有する。本実施形態には４つの側面が指定されているが、前記ガイドスプール１２２０が超音波システムのトランスデューサ付近で適切に固定される限り、任意数の側面が可能である。本実施形態において、ガイドスプール１２２０は、画像平面外の前記プローブの動きを制限するが枢動点を中心とした前記針回転は可能にするよう円筒形または円形である。他の形状、例えば楕円形は本発明の範囲を逸脱するものではない。
【０１０１】
前記プローブガイド本体１２００、１３００、および１４００は、強制的に前記プローブ１２２０をスプールユニット１２２０の最小直径１３１０に物理的に接触させることにより枢動点を保持する機構を有する。この圧縮機構１２３０は、物理的なバネまたは摩擦力機構であってよく、前記スピンドルユニット（スプールガイド１２２０）から磁力をかけるものでもよい。前記摩擦力機構は、前記針に物理的に干渉する材料であってよいが、前記針の角度が調整される際に柔軟（コンプライアント）であるよう低デュロメータ（硬度または剛性）値を有する。
【０１０２】
物理的な枢動点は調整できる。調整は、ラッチ、モーター、または他の同様な機構により行える。その物理的枢動は、最適な針アプローチに合わせて枢動が調整されるよう、当該超音波システムにより適宜調整できる。この場合、前記物理的枢動は当該超音波システムに電気接続され、電子モーター機構により、標的位置および理想的な針経路の計算に基づいて前記枢動を調整できる。
【０１０３】
図１５は、例示的なプローブガイド１４００の簡略側面図１５００である。当該ガイドは、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、対応するグラフィカルユーザーインターフェース出力１５３０と並列する画像平面内に枢軸１５２０を有し、仮想状態および配置を伴う。なお、前記ＧＵＩ  １５３０の並列は、前記画像平面とそれに対応するグラフィック表示の配置を実証するものである。
【０１０４】
１若しくはそれ以上の実施形態において、プローブガイド１４００は、スリーブとして超音波トランスデューサアレイ１５１０上に設けられる。本願発明者らは、前記針ガイドを物理的装置ハウジングに一体化でき、または別個の部品としてスリーブ状に前記超音波トランスデューサアレイ上に設けられることも認識している。さらに、本願発明者らは、前記針が前記枢動点と前記超音波装置との間、または前記枢動点および前記超音波装置の双方の外部に配置されるよう、前記針ガイドを構成できることを認識している。
【０１０５】
実施時、標的は、前記針ガイドを通じて前記針がアクセス可能な位置に画像内で位置合わせされる。理想的な針角度は、ＧＵＩ  １５３０に示される。図１５に示す相対構成では、理想的な針経路との平行移動に関するミスアライメントを例示しており、これはインジケータ記号１５４０により示されている。
【０１０６】
図１６は、例示的なプローブガイド１４００の枢軸の側面の概略図１６００である。当該ガイドは、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、対応するグラフィカルユーザーインターフェース出力１６３０と並列する画像平面内に枢軸１６２０を有し、仮想状態および配置を伴う。なお、前記ＧＵＩ  １６３０の並列は、前記画像平面とそれに対応するグラフィック表示の配置を実証するものである。
【０１０７】
説明したように、標的は、前記針ガイドを通じて前記針がアクセス可能な位置に画像平面内で位置合わせされる。標的生体構造は、上記の方法を使って特定され、前記ＧＵＩ  １６３０においてインジケータ１６６０とともに示される。さらに、理想的な針角度が上記の方法を使って前記超音波システムにより計算され、ＧＵＩ  １６３０に示される。前記理想的な針角度は、前記プローブガイドの仮想枢動点１６２０が、前記標的生体構造のインジケータ１６６０との交点に最も近い経路を達成すると仮定して、実現可能なものに制限される。図１６に示す相対構成では、針経路によりアクセス不可能な標的生体構造を例示しており、すなわち針経路インジケータが前記標的生体構造のインジケータ１６６０と交差していない。平行移動のインジケータ１６４０は、前記プローブガイド１６２０の仮想枢動により制限された前記プローブからアクセス可能になるべき当該画像平面内で、標的生体構造のインジケータ１６６０とより適切に位置合わせするために前記超音波トランスデューサが平行移動すべき方向を示している。
【０１０８】
図１７は、例示的なプローブガイド１４００の固定された枢軸に関する側面の概略図１７００である。当該ガイドは、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、対応するグラフィカルユーザーインターフェース出力１７３０と並列する画像平面内に枢軸１７２０を有し、仮想状態および配置を伴う。なお、前記ＧＵＩ  １７３０の並列は、前記画像平面とそれに対応するグラフィック表示の配置を実証するものである。
【０１０９】
説明したように、標的は、前記針ガイドを通じて前記針がアクセス可能な位置に画像平面内で位置合わせされる。理想的な針角度は、ＧＵＩ  １７３０に示される。図１７に示す相対構成では、理想的な針経路との平行移動に関するアライメントを例示しており、これはインジケータ記号１７４０により示されている。
【０１１０】
図１８は、例示的な仮想プローブガイド１４００の固定された枢軸に関する側面の概略図１８００である。当該ガイドは、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、対応するグラフィカルユーザーインターフェース出力１８３０と並列する画像平面内に枢軸１８２０を有し、仮想状態および配置を伴う。
【０１１１】
説明したように、標的は、前記針ガイドを通じて前記針がアクセス可能な位置に画像平面内で位置合わせされる。実施時、針１８６０の角度は、理想的な針経路と相関して同軸的に交差し、標的に達するよう計算されるまで調整される。適切な平行移動が達成され、前記針ガイド１８２０を通じて前記針１８６０がアクセスできる画像平面の一部に標的生体構造インジケータが表示されると、インジケータ記号１８４０が表示され、理想的な針経路が決定される。実際の針角度は、前記超音波システムにより計算される。上述したように、前記針がここで前記理想的な針経路のインジケータと一致するには、回転が必要である。そのため、針回転のインジケータ１８７０が表示されて、前記針を前記理想的な針経路上に配置する上で必要な針角度の調整方向を利用者に示す。
【０１１２】
針１８６０の経路は、ここでは針ガイド１８２０に制限されて、自由度は針１８６０の前進および回転角度の２つしかない。理想的な針角度は、ＧＵＩ  １８３０に示される。図１８に示す相対構成では、理想的な針経路との回転に関するミスアライメントを例示しており、これは反時計方向のインジケータ記号１８７０により示されている。
【０１１３】
図１９は、固定された枢軸１９２０の周りで回転する例示的な仮想プローブガイド１４００の側面の概略図１８００であり、前記ガイドは、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、対応するグラフィカルユーザーインターフェース出力１９３０と並列する画像平面内にあり、仮想状態および配置を伴う。
【０１１４】
説明したように、標的は、前記針ガイドを通じて前記針がアクセス可能な位置に画像平面内で位置合わせされる。実施時、針１９６０の角度は、理想的な針経路と相関して同軸的に交差し、標的に達するよう計算されるまで調整される。適切な平行移動が達成され、前記針ガイド１９２０を通じて前記針１９６０がアクセスできる画像平面の一部に標的生体構造インジケータが表示されると、インジケータ記号１９４０が表示され、理想的な針経路が決定される。実際の針角度は、前記超音波システムにより計算される。上述したように、前記針がここで前記理想的な針経路のインジケータと一致するには、回転が必要である。そのため、針回転のインジケータ１８７０が表示されて、前記針を前記理想的な針経路上に配置する上で必要な針角度の調整方向を利用者に示す。
【０１１５】
針１９６０の経路は、ここでは針ガイド１８２０に制限されて、自由度は針１９６０の前進および回転角度の２つしかない。理想的な針角度は、ＧＵＩ  １９３０に示される。図１９に示す相対構成では、理想的な針経路との回転に関するミスアライメントを例示しており、これは時計方向のインジケータ記号１９７０により示されている。
【０１１６】
図２０は、固定された枢軸２０２０の周りで回転する例示的な仮想プローブガイド１４００の側面の概略図２０００であり、前記ガイドは、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、対応するグラフィカルユーザーインターフェース出力２０３０と並列する画像平面内にあり、仮想状態および配置を伴う。
【０１１７】
説明したように、標的は、前記針ガイドを通じて前記針がアクセス可能な位置に画像平面内で位置合わせされる。実施時、針２０６０の角度は、理想的な針経路と相関して同軸的に交差し、標的に達するよう計算されるまで調整される。適切な平行移動が達成され、前記針ガイド２０２０を通じて前記針２０６０がアクセスできる画像平面の一部に標的生体構造インジケータが表示されると、インジケータ記号２０４０が表示され、理想的な針経路が決定される。実際の針角度は、前記超音波システムにより計算される。上述したように、前記針は前記理想的な針経路のインジケータと一致している。これを受けて位置合わせインジケータ２０７０が表示され、前記針が前記理想的な針経路に沿っていることを利用者に伝えている。
【０１１８】
針２０６０の経路は、ここでは針ガイド２０２０に制限されて、自由度は針２０６０の前進および回転角度の２つしかない。理想的な針角度は、ＧＵＩ  ２０３０に示される。図２０に示す相対構成では、理想的な針経路との回転に関するアライメントを例示しており、これは十字形のインジケータ記号２０７０により示されている。
【０１１９】
図２１では、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、グラフィカルユーザーインターフェース２１３０のフィードバックおよび固定されていないプローブガイドとともに、標的生体構造の自動検出と撮像領域の少なくとも一部の理想的な針経路とを備えた例示的な手持ち式超音波撮像装置２１００を例示した。図２１は、仮想軸プローブガイド１４００を備えたこの手持ち式装置を実証するもので、この手持ち式装置は、トランスデューサアレイ２１１０に結合され、ＧＵＩ  ２１３０および自動ガイドを伴う。説明したように、ディスプレイは、前記トランスデューサ把持部領域内に、ケーブル取り付け部なしで直接一体化されている。本願発明者らにより認められている点として、この構成では、表示画面がその下方のプローブ標的である生体構造と直列的に位置しているため、利用者にとって、より直感的であるという利点がある。
【０１２０】
図２２では、本明細書に記載する本開示の一部の実施形態に基づき、データ通信２２３０を通じて外部計算ユニット２２１０に結合され、固定されていないプローブガイドと併せて標的生体構造の自動検出と撮像領域の少なくとも一部の理想的な針経路とを備えた、例示的な携帯型２Ｄ超音波撮像装置２２００を例示した。図２２は、仮想軸プローブガイド１４００を備えたこの能力型携帯型装置２２００を実証するもので、この携帯型装置は、計算ユニット２２１０を備えたトランスデューサアレイ２１１０に結合されている。
【０１２１】
以上、本願の技術の態様および実施形態についていくつか説明したが、当業者であれば、種々の修正形態、変更形態、および改良形態が容易に考案できることが理解されるであろう。このような修正形態、変更形態、および改良形態は、本願で説明した技術の要旨と範囲内に含まれるよう意図されている。例えば、当業者であれば、機能を実施し、および／または本明細書で説明する結果および／または利点のうち１若しくはそれ以上を達成する種々の他の手段および／または構造を容易に考案できるであろうが、そのような変形形態および／または変更形態の各々は、本明細書で説明した実施形態の範囲内であると見なされる。
【０１２２】
当業者は、通常範囲を超えない試行を通じて、本明細書で説明する具体的な実施形態に対応する多数の実施形態を理解し、また確認できるであろう。したがって、以上の実施形態は、単なる例として示すものであることと、添付の請求項とその等価物の範囲内で、具体的に説明した形態以外でも進歩性のある実施形態を実施できることを理解すべきである。また、本明細書で説明する特徴、システム、品目、材料、キット、および／または方法のうちのいかなる２若しくはそれ以上の組み合わせも、そのような特徴、システム、品目、材料、キット、および／または方法が相互に矛盾しない場合は、本開示の範囲内に含まれる。
【０１２３】
上述した実施形態は、任意の多数の方法で実装できる。本願の１若しくはそれ以上の態様および実施形態のうち工程または方法の実施を伴うものは、装置（例えば、コンピュータ、プロセッサ、または他の装置）により実行可能なプログラム命令を利用して、前記工程または方法を実行し、またはその実行を制御することができる。
【０１２４】
この場合、進歩性のある種々の概念は、コンピュータ可読記憶媒体（または複数のコンピュータ可読記憶媒体）（例えば、コンピュータメモリ、１若しくはそれ以上のフロッピーディスク、コンパクトディスク、光ディスク、磁気テープ、フラッシュメモリ、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイまたは他の半導体装置における回路構成、または他の有形コンピュータ記憶媒体）を１若しくはそれ以上のプログラムでエンコードしたものとして実施でき、前記１若しくはそれ以上のプログラムは、１若しくはそれ以上のコンピュータまたは他のプロセッサで実行された場合、上述した種々の実施形態のうち１若しくはそれ以上を実施する方法を実行する。
【０１２５】
１つまたは複数の前記コンピュータ可読媒体は、それに格納された１つまたは複数の前記プログラムを１若しくはそれ以上の異なるコンピュータまたは他のプロセッサにロードして上述した態様のうちの種々の１つを実施できるよう移送可能である。一部の実施形態において、コンピュータ可読媒体は非一時的な媒体の場合がある。
【０１２６】
本明細書に記載した本開示の実施形態のいずれかに関連して使用できるコンピュータシステム２２１０の例示的な実施態様。前記コンピュータシステム２２１０は、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を有する１若しくはそれ以上のプロセッサ１０４および１若しくはそれ以上の製造品（例えば、メモリ１１６および１若しくはそれ以上の不揮発性記憶媒体）を含むことができる。前記プロセッサ１０４は、前記メモリ１１６よび任意の適切な態様の前記不揮発性記憶装置へのデータ書き込みと、そこからのデータ読み出しを制御できるが、これは本明細書に記載する本開示の態様がこの点で限定されないためである。本明細書で説明した機能のいずれかを実行するため、前記プロセッサ１０４は、１若しくはそれ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体（例えば、前記メモリ１１６）に格納されたプロセッサで実行可能な１若しくはそれ以上の命令を実行でき、前記１若しくはそれ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は、プロセッサ１０４で実行するためのプロセッサで実行可能な命令を格納する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体として機能する。
【０１２７】
用語「プログラム」または「ソフトウェア」は、コンピュータまたは他のプロセッサをプログラムして上述した種々の態様を実施するために使用する任意タイプのコンピュータコードまたはコンピュータで実行可能な命令のセットを指して総称的に本明細書で使用されている。また、一態様によれば、実行されると本願の方法を実施する１若しくはそれ以上のコンピュータプログラムは、単一のコンピュータまたはプロセッサに常駐する必要はなく、本願の種々の態様を実施するために、一定数の異なるコンピュータまたはプロセッサにわたりモジュール式態様で分散させてよいことを理解すべきである。
【０１２８】
コンピュータで実行可能な命令は多数の形態が可能であり、例えば１若しくはそれ以上のコンピュータまたは他の装置により実行されるプログラムモジュールであってよい。一般に、プログラムモジュールには、特定のタスクを実行し、または特定の抽象データ型を導入する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素（コンポーネント）、データ構造などが含まれる。通常、プログラムモジュールの機能は、種々の実施形態において、必要に応じて組み合わせ、または分散させることができる。
【０１２９】
また、データ構造は、任意の適切な形態でコンピュータ可読媒体に格納できる。例示簡略化のため、データ構造は、データ構造内での位置により関連し合うフィールドを有するものとして示している。そのような関係は、同様に、フィールド間の関係を伝えるコンピュータ可読媒体内での位置により、フィールドの格納を割り当てることで実現できる。ただし、データ要素間の関係を定めるポインタ、タグ、または他の機構を使用することを含めて、いかなる適切な機構を使用しても、データ構造のフィールドに含まれる情報間の関係は確立できる。
【０１３０】
ソフトウェアに実装されたソフトウェアコードは、任意の適切なプロセッサ上またはプロセッサの集合上で、単一のコンピュータに設けられているか、複数のコンピュータにわたり分散されているかにかかわらず、実行可能である。
【０１３１】
さらに、コンピュータは、例えば非限定的な例として、ラックマウントコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、またはタブレットコンピュータなど、任意数の形態で実装できることを理解すべきである。また、コンピュータは、一般にコンピュータと見なされないが適切な処理能力を備えた装置に埋め込み可能であり、その装置としては携帯情報端末（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ：ＰＤＡ）、スマートフォン、または他の任意の適切な携帯型または定置型電子装置などがある。
【０１３２】
また、コンピュータは１若しくはそれ以上の入出力装置を有することができる。これらの装置は、ユーザーインターフェースを提示するためなどに使用できる。ユーザーインターフェースを提供する上で使用できる出力装置の例としては、出力を視覚的に提示するためのプリンタまたは表示画面および出力を聴覚的に提示するためのスピーカーまたは他の音声発生装置などがある。ユーザーインターフェースに使用できる入力装置の例としては、キーボード、およびポインティングデバイス、例えばマウス、タッチパッド、およびデジタル化タブレットなどがある。別の例として、コンピュータは、音声認識または他の聴覚的フォーマットを介して入力情報を受信することができる。
【０１３３】
そのようなコンピュータは、１若しくはそれ以上のネットワークにより、ローカルエリアネットワークまたは広域ネットワーク、例えば企業ネットワーク、およびインテリジェントネットワーク（ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  ｎｅｔｗｏｒｋ：ＩＮ）、またはインターネットを含む任意の適切な形態で相互接続できる。そのようなネットワークは、任意の適切な技術に基づくものであってよく、任意の適切なプロトコルに基づいて動作でき、無線ネットワークまたは有線ネットワークを含むことができる。
【０１３４】
また、説明したように、一部の態様は１若しくはそれ以上の方法として実装できる。その方法の一部として実施される行為は任意の適切な順序で行える。そのため、例示的な実施形態で逐次的な行為として示した一部の行為を同時に行うことも含めて、例示とは異なる順序で行為が行われる実施形態も構築できる。
【０１３５】
したがって、本発明は、上述した特定の実施形態に限定されると見なすべきではない。本発明を応用できる種々の変更形態、等価工程、ならびに多数の構成は、本発明の対象分野の当業者であれば、本開示を読むことにより容易かつ明確に理解されるであろう。
【図１】
2018522646.tif 000003
【図２】
2018522646.tif 000004
【図３】
2018522646.tif 000005
【図４】
2018522646.tif 000006
【図５】
2018522646.tif 000007
【図６】
2018522646.tif 000008
【図７】
2018522646.tif 000009
【図８】
2018522646.tif 000010
【図９】
2018522646.tif 000011
【図１０】
2018522646.tif 000012
【図１１】
2018522646.tif 000013
【図１２】
2018522646.tif 000014
【図１３】
2018522646.tif 000015
【図１４】
2018522646.tif 000016
【図１５】
2018522646.tif 000017
【図１６】
2018522646.tif 000018
【図１７】
2018522646.tif 000019
【図１８】
2018522646.tif 000020
【図１９】
2018522646.tif 000021
【図２０】
2018522646.tif 000022
【図２１】
2018522646.tif 000023
【図２２】
2018522646.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月9日(2018.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
そのため、非電離超音波イメージングを使ったプローブ挿入のためのユーザーフレンドリーな誘導システムが必要とされている。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある（国際出願日以降国際段階で引用された文献及び他国に国内移行した際に引用された文献を含む）。
（先行技術文献）
（特許文献）
（特許文献１）  米国特許出願公開第２０１４／０３５０３９０号明細書
（特許文献２）  米国特許出願公開第２０１２／０１５７８３４号明細書
（特許文献３）  米国特許出願公開第２００６／００６４０１０号明細書
（特許文献４）  米国特許出願公開第２００６／０２６４７４５号明細書
（特許文献５）  米国特許出願公開第２０１３／０１７２７４３号明細書
（特許文献６）  国際公開第２０１５／０２５１８３号
（特許文献７）  米国特許第６，１０６，４６４号明細書
（特許文献８）  米国特許第６，６４１，５３７号明細書
（特許文献９）  米国特許第７，８０６，８２３号明細書
（特許文献１０）  米国特許第６，９６４，６３９号明細書
（特許文献１１）  米国特許第５，８７６，３４２号明細書
（特許文献１２）  米国特許第５，９５７，８４４号明細書
（特許文献１３）  米国特許第６，２０３，４９８号明細書
（特許文献１４）  米国特許第６，６５６，１３６号明細書
（特許文献１５）  米国特許出願公開第２０１０／００１６７２６号明細書
（特許文献１６）  米国特許出願公開第２００６／０１８９８６９号明細書
（特許文献１７）  米国特許出願公開第２００７／０１５６１２６号明細書
（特許文献１８）  米国特許出願公開第２００９／００４３２０５号明細書
（特許文献１９）  米国特許出願公開第２００９／０２６４７５７号明細書
（特許文献２０）  米国特許出願公開第２０１０／０２９８７０４号明細書
（特許文献２１）  米国特許出願公開第２０１０／０３１２１２０号明細書
（特許文献２２）  米国特許出願公開第２０１１／０１６６４５１号明細書
（特許文献２３）  米国特許出願公開第２００５／０２２８２８１号明細書
（特許文献２４）  米国特許出願公開第２００５／１５４３０２号明細書
（特許文献２５）  米国特許出願公開第２０１１／０１３７１７５号明細書
（特許文献２６）  米国特許出願公開第２０１２／００２９３５６号明細書
（特許文献２７）  米国特許出願公開第２００７／０２３８９９８号明細書
（特許文献２８）  米国特許出願公開第２００４／０１２７７９０号明細書
（特許文献２９）  米国特許出願公開第２００７／００７３１５５号明細書
（特許文献３０）  米国特許出願公開第２００９／０１４３６７４号明細書
（特許文献３１）  米国特許出願公開第２００５／０１５４３０３号明細書
（特許文献３２）  米国特許出願公開第２００６／０２４１４３０号明細書
（特許文献３３）  米国特許出願公開第２００９／００２４０３４号明細書
（特許文献３４）  米国特許出願公開第２０１１／０１２５０２２号明細書
（特許文献３５）  米国特許出願公開第２０１０／００１０３４８号明細書
（特許文献３６）  米国特許出願公開第２００７／０２１３６１６号明細書
（特許文献３７）  米国特許出願公開第２０１１／０３１３２８８号明細書
（特許文献３８）  中国特許出願公開第１０２００８３１８号明細書
（特許文献３９）  欧州特許出願公開第０８９１７４３号明細書
（特許文献４０）  欧州特許出願公開第２１１３１９２号明細書
（特許文献４１）  国際公開第２００３／０７５７６９号
（特許文献４２）  国際公開第２００７／０２７５１１号
（特許文献４３）  国際公開第２０１１／０９４５８５号
（特許文献４４）  国際公開第２００３／０５７０００号
（特許文献４５）  独国特許出願公開第１０２０１００４７１５５号明細書
（特許文献４６）  国際公開第２００２／１６９６３号
（特許文献４７）  国際公開第２００８／０７１４５４号
（特許文献４８）  特開２００７−３１３１１４号公報
（特許文献４９）  国際公開第２００９／０２０６１７号
（特許文献５０）  中国特許出願公開第１０４２７７８号明細書
（特許文献５１）  中国特許出願公開第１９６８６５５号明細書
（特許文献５２）  中国特許出願公開第１０２０６８２７５号明細書
（特許文献５３）  米国特許第５，６８５，３０８号明細書
（特許文献５４）  米国特許第５，７８２，７６６号明細書
（特許文献５５）  米国特許第６，７３３，４５８号明細書
（特許文献５６）  米国特許出願公開第２０１３／０３１０６８８号明細書
（非特許文献）
（非特許文献１）  Ｊ．  ＣＨＥＮ  ＥＴ  ＡＬ．，"Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｃａｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｍｏｔｉｏｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓｐｅｃｋｌｅ  Ｄｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ：  Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ  Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｉｎｉｔｉａｌ  Ｔｅｓｔ"，１９９６，ｐ．３８−４４，ｖｏｌ．８，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  &  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．
（非特許文献２）  Ｔ．Ｆ．ＣＯＯＴＥＳ  ＥＴ  ＡＬ．，"Ｔｈｅ  Ｕｓｅ  ｏｆ  Ａｃｔｉｖｅ  Ｓｈａｐｅ  Ｍｏｄｅｌｓ  Ｆｏｒ  Ｌｏｃａｔｉｎｇ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｉｍａｇｅｓ"，Ｉｍａｇｅ  ａｎｄ  Ｖｉｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，Ｊｕｌｙ  １９９４．ｐ．３５５−３６６，ｖｏｌ．１２．ｎｏ．６．
（非特許文献３）  Ｔ．Ｆ．ＣＯＯＴＥＳ  ＥＴ  ＡＬ．，"Ａｃｔｉｖｅ  Ｓｈａｐｅ  Ｍｏｄｅｌｓ  −  Ｔｈｅｉｒ  Ｔｒａｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ"，Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｖｉｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｉｍａｇｅ  Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ，Ｊａｎ．１９９５，ｐ．３８−５９，ｖｏｌ．６１，ｎｏ．１，Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ  Ｉｎｃ．
（非特許文献４）  Ｔ．ＨＥＩＭＡＮＮ  ＥＴ  ＡＬ．，"Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  ｓｈａｐｅ  ｍｏｄｅｌｓ  ｆｏｒ  ３Ｄ  ｍｅｄｉｃａｌ  ｉｍａｇｅ  ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ：  Ａ  ｒｅｖｉｅｗ"，Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ，２００９，ｐ．５４３−５６３，ｎｏ．１３，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  Ｂ．Ｖ．
（非特許文献５）  Ｊ．Ａ．ＨＯＳＳＡＣＫ  ＥＴ  ＡＬ．，"Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  ３−Ｄ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ  Ａｒｒａｙ  ａｎｄ  ａｎ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｉｍａｇｅ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ"，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ，Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ，ａｎｄ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ，Ａｕｇｕｓｔ  ２００２，ｐ．１０２９−１０３８，ｖｏｌ．４９，ｎｏ．８，ＩＥＥＥ．
（非特許文献６）  Ｋ．Ｐ．ＭＵＲＰＨＹ  ＥＴ  ＡＬ．，"Ｌｏｏｐｙ  Ｂｅｌｉｅｆ  Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ  Ｉｎｆｅｒｅｎｃｅ：  Ａｎ  Ｅｍｐｉｒｉｃａｌ  Ｓｔｕｄｙ"，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ．
（非特許文献７）  Ｗ．ＰＥＲＥＩＲＡ  ＥＴ  ＡＬ．，"Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  Ｅｃｈｏ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓｉｎｇｕｌａｒ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ａｎａｌｙｓｉｓ"，Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  ｉｎ  Ｍｅｄ．&  Ｂｉｏｌ．，２００１，ｐ．１２３１−１２３８，ｖｏｌ．２７，ｎｏ．９，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ．
（非特許文献８）  Ｄ．Ｆ．ＬＥＯＴＴＡ  ＥＴ  ＡＬ．，"Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｕｓｉｎｇ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｓｅｎｓｏｒｓ"，ＩＥＥＥ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，１９９５，ｐ．１４１５−１４１８，ＩＥＥＥ
【国際調査報告】
2018522646.tif 000025