(57)【要約】患者の標的エリア、たとえば閉塞を含む脳のエリアを処置するための方法およびシステム：超音波撮像装置を用いて被験体の領域の超音波画像を生成し；前記超音波画像を計算機断層撮影（CT）画像データセットに位置合わせし；前記超音波画像において、標的エリアの位置を、前記CT画像データセットから生成された前記標的エリアのマーカーを介して同定し；前記超音波撮像装置を用いて前記標的エリアの前記位置を検証し；前記超音波撮像装置で前記標的エリアをモニタリングしている間に前記標的エリアに超音波血栓溶解処置を提供する。
2017500943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計算機断層撮影システムによって生成された計算機断層撮影（CT）画像データセットを受領する段階と；
超音波血栓溶解処置で処置されるべき標的エリアを含む被験体の領域の超音波画像を生成するために超音波撮像装置を用いる段階と；
前記超音波画像についての一つまたは複数の基準マーカーを生成する段階であって、前記一つまたは複数の基準マーカーは被験体の認識可能な特徴を同定する段階と；
プロセッサが前記超音波画像についての前記一つまたは複数の基準マーカーおよび前記CT画像データセットについての一つまたは複数の対応する基準マーカーを用いて、前記超音波画像を、前記CT画像データセットにおける前記標的エリアの位置を同定するマーカーを含む前記CT画像データセットと位置合わせする段階と；
前記CT画像データセットにおける前記標的エリアの位置を同定する前記マーカーを、前記超音波画像にスーパーインポーズする段階と；
前記超音波撮像装置を用いて前記標的エリアの位置を検証する段階と；
前記標的エリアの検証された位置に前記超音波血栓溶解処置を適用する段階とを含む、
方法。
【請求項２】
被験体の前記領域は、被験体の頭の少なくとも一部を含み、前記標的エリアは被験体の脳における閉塞のエリアに対応する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記一つまたは複数の基準マーカーは：被験体の頭蓋骨の少なくとも一部の輪郭、被験体の対側頭蓋骨の位置、被験体の対側頭蓋骨の位置、被験体の脳幹の位置、被験体の側頭骨の位置および被験体の一つまたは複数の対応する脳血管のうちの少なくとも一つを同定する一つまたは複数のマーカーを含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記標的エリアに前記超音波血栓溶解処置を適用している間に前記標的エリアのリアルタイム撮像を提供するよう前記超音波撮像装置を用いることをさらに含む、請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記リアルタイム撮像から、閉塞がクリアされたかどうかまたは閉塞のエリアにおいて血流が回復されたかどうかを判定することをさらに含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】
ひとたび閉塞のエリアにおいて血流が回復されたと判定されたら、前記超音波血栓溶解処置を停止することをさらに含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記標的エリアの所望される撮像を得るよう、一つまたは複数のプロセッサが、前記超音波撮像装置の一つまたは複数の対応する撮像パラメータおよび前記超音波血栓溶解処置の処置パラメータについての一つまたは複数の値を、前記標的エリアの位置に基づいて見きわめることをさらに含む、請求項４記載の方法。
【請求項８】
前記標的エリアのリアルタイム撮像を提供するよう前記超音波撮像装置を用いることは、前記標的エリアから前記超音波撮像装置によって受領される信号を処理するためにドップラー・ベースのアルゴリズムを用いることを含む、請求項４記載の方法。
【請求項９】
前記標的エリアの検証された位置に前記超音波血栓溶解処置を適用する段階は：
被験者の頭にヘッドセットを位置決めする段階であって、前記ヘッドセットは、調整可能な処置領域に超音波処置を供給するよう構成された少なくとも一つの超音波トランスデューサ・アレイを含む、段階と；
前記処置領域を前記標的エリアにマッチさせるよう、前記超音波トランスデューサ・アレイの位置および配向の少なくとも一方を自動的に調整する段階とを含む、
請求項２記載の方法。
【請求項１０】
前記CT画像データセットについての前記一つまたは複数の基準マーカーを生成する段階をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
超音波血栓溶解処置装置と、
超音波撮像装置とを有するシステムであって、
当該システムは：
被験体のある領域の超音波画像を生成するよう前記超音波撮像装置を制御し、
前記超音波画像において、標的エリアの位置を、計算機断層撮影（CT）画像データセットから生成される前記標的エリアについてのマーカーを介して同定し、
前記標的エリアを撮像するよう前記超音波撮像装置を制御する間に前記標的エリアに超音波血栓溶解処置を提供するよう前記超音波血栓溶解処置装置を制御するよう構成された一つまたは複数のプロセッサを含む、
システム。
【請求項１２】
前記超音波血栓溶解処置装置は、調整可能な処置領域に超音波処置を供給し、前記処置領域を撮像するよう構成された少なくとも一つの超音波トランスデューサ・アレイを含むヘッドセットを含み、前記標的エリアに超音波血栓溶解処置を提供するよう前記超音波血栓溶解処置装置を制御することは、前記処置領域を前記標的エリアにマッチさせるよう、前記超音波トランスデューサ・アレイの位置および配向の少なくとも一方を自動的に調整することを含む、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記一つまたは複数のプロセッサは、前記標的エリアの所望される撮像および所望される処置の少なくとも一方を得るよう、前記超音波撮像装置の一つまたは複数の撮像パラメータおよび前記超音波血栓溶解処置装置の処置パラメータについての一つまたは複数の値の少なくとも一つを、前記標的エリアの位置に基づいて見きわめるよう構成されている、請求項１１記載の装置。
【請求項１４】
前記一つまたは複数のプロセッサは、前記超音波撮像装置の前記一つまたは複数の撮像パラメータおよび前記超音波血栓溶解処置装置の前記処置パラメータの少なくとも一つを、前記の一つまたは複数の見きわめられた値をもつよう自動的に調整するよう構成されている、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記一つまたは複数のプロセッサは、前記超音波撮像装置の前記一つまたは複数の対応する撮像パラメータについての前記一つまたは複数の決定された値を、当該システムのユーザーに対して示すよう構成されている、請求項１３記載の装置。
【請求項１６】
前記超音波撮像装置は、前記標的エリアの画像を処理するためのドップラー・モードを含む、請求項１１記載の装置。
【請求項１７】
被験体の領域の超音波画像を生成するために超音波撮像装置を用いる段階と；
前記超音波画像において標的エリアの位置を、計算機断層撮影（CT）画像データセットから生成された前記標的エリアのマーカーを介して同定する段階と；
前記超音波撮像装置を用いて前記標的エリアの前記位置を検証する段階と；
前記超音波撮像装置で前記標的エリアをモニタリングしている間に前記標的エリアに超音波血栓溶解処置を提供する段階とを含む、
方法。
【請求項１８】
前記標的エリアに超音波血栓溶解処置を提供する段階は、超音波トランスデューサ・アレイの処置領域を前記標的エリアにマッチさせるよう、被験体上に位置されたヘッドセットの位置、被験体上に位置されたヘッドセットの前記超音波トランスデューサ・アレイの配向および一つまたは複数の処置パラメータのうちの少なくとも一つを自動的に調整することを含む、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記標的エリアの所望される撮像を得るよう、前記超音波撮像装置の一つまたは複数の撮像パラメータおよび前記一つまたは複数の処置パラメータについての一つまたは複数の値を、前記標的エリアの位置に基づいて自動的に見きわめる段階と；
前記一つまたは複数の撮像パラメータおよび一つまたは複数の処置パラメータの少なくとも一つを、前記一つまたは複数の決定された値をもつよう調整する段階とを含む、
請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記超音波撮像装置を用いて前記標的エリアをモニタリングしている間に検出された血流の存在または量に基づいて、前記処置を終了させることをさらに含む、請求項１７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療音響（たとえば超音波）システムに関し、詳細には卒中（stroke）患者のための療法を実行する超音波システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
虚血性脳卒中は無力化させる疾患である。脳への血流の封鎖は急速に麻痺または死につながりうる。組織プラスミノゲン活性化因子（tPA）による処置のような血栓溶解薬療法を通じて再疎通を達成しようとする試みは、いくつかの事例において症候性脳内出血を引き起こすことが報告されている。この壊滅的な疾病の診断および治療における進展は、継続的な医学研究の主題である。
【０００３】
超音波の使用は、血管閉塞を引き起こす血栓を溶解させるのを助けるために適用される、台頭しつつある非侵襲的な卒中治療モダリティーである。特に、血栓溶解および血管再疎通のために微小泡との関連で（血栓を標的とする）超音波（US）を利用する超音波血栓溶解（STL:  sonothrombolysis）は現在、急性卒中患者のための強力な治療代替として研究されている。STL処置では、超音波パルスは頭蓋の側頭骨を通じて送達され、閉塞を引き起こす血栓を標的とされる。超音波造影剤である微小泡もSTL処置の一体的な部分をなす。加えられる超音波エネルギーに起因する血栓部位におけるその機械的振動が、時間とともに血栓を溶解し、急性虚血性脳卒中治療のための血管再疎通を達成することが示されているからである。STL処置の利点の一つは、非侵襲的に、その使用に対する著しい制約および全体的な低い治療成功率が伴う薬物（t-PAすなわち組織プラスミノゲン活性化因子という一般的な「血栓溶解」薬）を使うことなく実行できるということである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、そのような処置は、血栓を標的とする特定の超音波線量の送達を必要とする。STL処置に付随する一つの課題は、超音波血栓溶解卒中療法のために臨床試験において現在評価中の超音波送達装置は、脳内での血栓位置を局在化するためにも使用できるようにする撮像機能を欠くということである。これは、過剰処置（すなわち、再疎通を実現するために（願わくは）血栓を含む、より大きな領域が処置される必要がある）または全く処置なし（そもそも血栓を含んでいない領域が処置されるため）につながり、超音波エネルギーの投与の間に提供される処置フィードバックは限られているないしは皆無である。
【０００５】
よって、超音波血栓溶解処置超音波エネルギーを標的エリアに案内するためにリアルタイムで処置されるべき標的エリアの位置を同定する撮像をもつ血栓溶解処置または療法のための方法およびシステムを提供することが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある側面によれば、方法が：計算機断層撮影システムによって生成された計算機断層撮影（CT）画像データセットを受領する段階と；超音波血栓溶解処置で処置されるべき標的エリアを含む被験体の領域の超音波画像を生成するために超音波撮像装置を用いる段階と；前記超音波画像についての一つまたは複数の基準（fiducial）マーカーを生成する段階であって、前記一つまたは複数の基準マーカーは前記被験体の認識可能な特徴を同定する段階と；プロセッサが前記超音波画像についての前記一つまたは複数の基準マーカーおよび前記CT画像データセットについての一つまたは複数の対応する基準マーカーを用いて、前記超音波画像を、前記CT画像データセットにおける前記標的エリアの位置を同定するマーカーを含む前記CT画像データセットと位置合わせする段階と；前記CT画像データセットにおける前記標的エリアの位置を同定するマーカーを、前記超音波画像にスーパーインポーズして、スーパーインポーズされた超音波画像を生成する段階と；前記スーパーインポーズされた超音波画像を表示する段階と；前記超音波撮像装置を用いて前記標的エリアの位置を検証する段階と；前記標的エリアの検証された位置に前記超音波血栓溶解処置を適用する段階とを含む。
【０００７】
いくつかの実施形態では、被験体の前記領域は、被験体の頭の少なくとも一部を含み、前記標的エリアは被験体の脳における閉塞のエリアに対応する。
【０００８】
これらの実施形態のいくつかの変形では、前記一つまたは複数の基準マーカーは：被験体の頭蓋骨の少なくとも一部の輪郭、被験体の対側頭蓋骨の位置、被験体の対側頭蓋骨の位置、被験体の脳幹の位置、被験体の側頭骨の位置および被験体の一つまたは複数の対応する脳血管のうちの少なくとも一つを同定する一つまたは複数のマーカーを含む。
【０００９】
これらの実施形態のいくつかのバージョンでは、本方法はさらに、標的エリアに超音波血栓溶解処置を適用している間に標的エリアのリアルタイム撮像を提供するよう前記超音波撮像装置を用いることを含む。
【００１０】
これらの実施形態のいくつかのバージョンでは、本方法はさらに、前記リアルタイム撮像から、閉塞がクリアされたかどうかを判定することを含む。
【００１１】
これらの実施形態のいくつかのバージョンでは、本方法はさらに、前記リアルタイム撮像から、閉塞のエリアにおいて血流が回復されたかどうかを判定することを含む。
【００１２】
これらの実施形態のいくつかのバージョンでは、本方法はさらに、ひとたび閉塞のエリアにおいて血流が回復されたと判定されたら、超音波血栓溶解処置を停止することを含む。
【００１３】
これらの実施形態のいくつかのバージョンでは、本方法はさらに、標的エリアの所望される撮像を得るよう、一つまたは複数のプロセッサが、前記超音波撮像装置の一つまたは複数の対応する撮像パラメータおよび前記超音波血栓溶解処置の処置パラメータについての一つまたは複数の値を、標的エリアの位置に基づいて見きわめることを含む。
【００１４】
これらの実施形態のいくつかのバージョンでは、標的エリアのリアルタイム撮像を提供するよう前記超音波撮像装置を用いることは、標的エリアから前記超音波撮像装置によって受領される信号を処理するためにドップラー・ベースのアルゴリズムを用いることを含む。
【００１５】
これらの実施形態のいくつかのバージョンでは、前記標的エリアの検証された位置に前記超音波血栓溶解処置を適用する段階は：被験者の頭にヘッドセットを位置決めする段階であって、前記ヘッドセットは、調整可能な処置領域に超音波処置を供給するよう構成された少なくとも一つの超音波トランスデューサ・アレイを含む、段階と；前記処置領域を前記標的エリアにマッチさせるよう、前記超音波トランスデューサ・アレイの位置および配向の少なくとも一方を自動的に調整する段階とを含む。
【００１６】
いくつかの実施形態では、本方法はさらに、前記CT画像データセットについての前記一つまたは複数の基準マーカーを生成する段階を含む。
【００１７】
本発明のもう一つの側面では、システムが超音波血栓溶解処置装置と、超音波撮像装置とを有する。本システムは、被験体のある領域の超音波画像を生成するよう前記超音波撮像装置を制御し、前記超音波画像において標的エリアの位置を、計算機断層撮影（CT）画像データセットから生成される前記標的エリアについてのマーカーを介して同定し、前記標的エリアを撮像するよう前記超音波撮像装置を制御する間に前記標的エリアに超音波血栓溶解処置を提供するよう前記超音波血栓溶解処置装置を制御するよう構成された一つまたは複数のプロセッサを含む。
【００１８】
いくつかの実施形態では、前記超音波装置および前記超音波血栓溶解処置装置は、プロセッサ、メモリ、ビームフォーマー（単数または複数）、超音波アレイ（単数または複数）などといった一つまたは複数の共通のコンポーネントを共有してもよい。
【００１９】
いくつかの実施形態では、前記超音波血栓溶解処置装置は、調整可能な処置領域に超音波処置を供給し、前記処置領域を撮像するよう構成された少なくとも一つの超音波トランスデューサ・アレイを含むヘッドセットを含み、前記標的エリアに超音波血栓溶解処置を提供するよう前記超音波血栓溶解処置装置を制御することは、前記処置領域を前記標的エリアにマッチさせるよう、前記超音波トランスデューサ・アレイの位置および配向の少なくとも一方を自動的に調整することを含む。
【００２０】
いくつかの実施形態では、前記一つまたは複数のプロセッサは、標的エリアの所望される撮像および所望される処置の少なくとも一方を得るよう、前記超音波撮像装置の一つまたは複数の撮像パラメータおよび前記超音波血栓溶解処置装置の処置パラメータについての一つまたは複数の値の少なくとも一つを、標的エリアの位置に基づいて見きわめるよう構成されている。
【００２１】
これらの実施形態のいくつかのバージョンでは、前記一つまたは複数のプロセッサは、前記超音波撮像装置の前記一つまたは複数の撮像パラメータおよび前記超音波血栓溶解処置装置の前記処置パラメータの少なくとも一つを、前記の一つまたは複数の見きわめられた値をもつよう自動的に調整するよう構成されている。
【００２２】
これらの実施形態のいくつかのバージョンでは、前記一つまたは複数のプロセッサは、前記超音波撮像装置の前記一つまたは複数の対応する撮像パラメータについての前記一つまたは複数の決定された値を、当該システムのユーザーに対して示すよう構成されている。
【００２３】
いくつかの実施形態では、前記超音波撮像装置は、前記標的エリアの画像を処理するためのドップラー・モードを含む。
【００２４】
本発明のさらにもう一つの側面では、方法が：被験体の領域の超音波画像を生成するために超音波撮像装置を用いる段階と；前記超音波画像において標的エリアの位置を、計算機断層撮影（CT）画像データセットから生成された前記標的エリアのマーカーを介して同定する段階と；前記超音波撮像装置を用いて前記標的エリアの前記位置を検証する段階と；前記超音波撮像装置で前記標的エリアをモニタリングしている間に前記標的エリアに超音波血栓溶解処置を提供する段階とを含む。
【００２５】
いくつかの実施形態では、前記標的エリアに超音波血栓溶解処置を提供する段階は、前記超音波トランスデューサ・アレイの処置領域を前記標的エリアにマッチさせるよう、被験体上に位置されたヘッドセットの位置、被験体上に位置されたヘッドセットの前記超音波トランスデューサ・アレイの配向および一つまたは複数の処置パラメータのうちの少なくとも一つを自動的に調整することを含む。
【００２６】
いくつかの実施形態では、本方法はさらに、標的エリアの所望される撮像を得るよう、前記超音波撮像装置の一つまたは複数の対応する撮像パラメータおよび前記一つまたは複数の処置パラメータについての一つまたは複数の値を、標的エリアの位置に基づいて自動的に見きわめる段階と；前記一つまたは複数の撮像パラメータおよび一つまたは複数の処置パラメータの少なくとも一つを、前記一つまたは複数の決定された値をもつよう調整する段階とを含む。
【００２７】
これらの実施形態のいくつかのバージョンでは、本方法はさらに、前記超音波撮像装置を用いて標的エリアをモニタリングしている間に検出された血流の存在または量に基づいて、前記処置を終了させることを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】脳血管造影計算機断層撮影（CT）画像を示す図である。
【図２】CT画像データセットと被験者の頭部との間の（規則に基づく）定位位置合わせ（stereotactic  registration）およびその後の療法の超音波トランスデューサの位置決めおよびアラインメントを示す図である。
【図３】計算機断層撮影（CT）画像を生成し、CT画像を超音波血栓溶解処置システムと位置合わせするための構成の一つの実施形態を示す図である。
【図４】主要な脳動脈における血栓を位置特定する血管造影計算機断層撮影（CT）画像の例を示す図である。
【図５】超音波血栓溶解処置装置のためのヘッドセットのある実施形態を示す図である。
【図６】超音波画像と位置合わせされたCT画像上で同定された閉塞または血栓に対する超音波血栓溶解処置の適用の間の、ライブ超音波画像およびCT画像の隣り合わせの位置合わせされたビューの例を示す図である。
【図７】CT撮像システムのある例示的実施形態を示す図である。
【図８】超音波血栓溶解処置システムのある実施形態の機能ブロック図である。
【図９】標的エリア、特に血管閉塞を引き起こす血栓のエリアの超音波血栓溶解処置のための方法のある実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明について、これから、本発明の好ましい実施形態が示されている付属の図面を参照してより十全に述べる。しかしながら、本発明は種々の形で具現されうるものであり、本稿に記載される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は本発明の例を教示するものとして与えられている。
【００３０】
上記のように、超音波血栓溶解卒中療法のための臨床試験において現在評価中の超音波送達装置は、脳内での血栓位置を位置特定するためにも使用できるようにする撮像機能を欠く。これは、過剰処置（すなわち、再疎通を実現するために（願わくは）血栓を含む、より大きな領域が処置される必要がある）または全く処置なし（そもそも血栓を含んでいない領域が処置されるため）につながり、超音波エネルギーの投与の間に提供される処置フィードバックは限られているないしは皆無である。
【００３１】
理想的には、STL卒中処置システムは、卒中診断および血栓位置の位置特定のための超音波撮像機能ならびに卒中処置／血管再疎通のための超音波療法機能の両方を単一の装置に組み込む。これは、両方の機能（診断／撮像および処置）が相互位置合わせされ、同じ座標系を共有するので、血栓同定から処置計画立案を介して血栓標的化までの段階を単純なプロセスにすることができるという利点をもつ。しかしながら、超音波自身は典型的には卒中を診断するためには使われない。超音波が卒中診断のために効果的であるためには、超音波造影剤と組み合わされる必要がある。超音波造影剤は、卒中を引き起こす血管閉塞を位置特定する能力を著しく改善する。しかしながら、超音波造影剤は、現在のところ、米国および他のいくつかの国では卒中診断のための使われるよう適応症が指示されていない。
【００３２】
このように、超音波案内のもとでの処置計画立案および血栓標的化は困難である。
【００３３】
最終的な課題は、ケアの現在の作業フローおよび標準に関係している。（造影剤を用いる）CTが卒中診断のためのデファクトの「黄金標準」であり、よく確立されており、他のモダリティー（たとえば造影超音波）を用いた卒中診断に、近い将来に容易に取って代わられることはありそうもない。
【００３４】
STLのための組み合わされた超音波撮像／処置の装置および手順が臨床使用のために承認されてクリニックにおいて利用可能になり、超音波造影剤が卒中診断のために適応症指示されるまで、それでも卒中処置のために超音波を利用できるために代替的な方法が用意される必要がある。
【００３５】
下記のシステムおよび方法は、血管再疎通を達成し、よって卒中を治療するために、標的領域を位置特定するよう超音波造影剤を使う必要なしに、別個の計算機断層撮影（CT）スキャンから診断および標的化情報を得ることによって、超音波を用いて閉塞の領域を正確に標的とすることができる。
【００３６】
図１は、閉塞または血栓１１０の存在を示す脳血管造影計算機断層撮影（CT）画像１００を示している。
【００３７】
上記のように、下記のシステムおよび方法の実施形態は、CT画像１００によって表わされるようなCT画像データセットを、閉塞または血栓１１０のエリアに超音波血栓溶解処置を案内するために用いる。
【００３８】
図２は、閉塞または血栓１１０のエリアまで超音波血栓溶解処置を案内するために提案された一つの方法を示している。特に、図２は、CT画像データセットおよび被験者の頭部の間の定位（stereotactic）（規則に基づく）位置合わせのプロセスと、その後の療法超音波トランスデューサの位置決めおよびアラインメントを示している。図２に示されるように、閉塞または血栓２１０は、参照点２２０と一緒にCT画像２１５上で同定される。次いでCT画像は、ある座標系において参照点２２０から閉塞または血栓２１０までの距離を示すようマークアップされる。次いで、距離を測るために患者の頭部の参照点と一緒に定規２５０が用いられて、患者の頭部における閉塞または血栓２１０の位置を見出す。
【００３９】
上記の定位法が、患者の頭部に対する閉塞または血栓の位置を同定する最適な解決策でないことは明白であり、その位置まで超音波血栓溶解処置を案内するためとなるとなおさらである。
【００４０】
図３は、計算機断層撮影（CT）画像を生成し、該CT画像を超音波血栓溶解処置システムと位置合わせするための装置３００のある実施形態を示す図である。装置３００は、超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０から閉塞または血栓が識別された被験体の標的エリアまで、超音波血栓溶解処置の案内を支援するよう、計算機断層撮影（CT）撮像システム３１０によって生成されたCT画像データセットを用いる。他のコンポーネントのなかで、CT撮像システム３１０は一つまたは複数のプロセッサ３１２と、関連するメモリ３１４と、表示装置３１６とを含む。CT撮像システム３１０のある実施形態のさらなる詳細は、図７に関連して後述される。他のコンポーネントのなかで、超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０は、一つまたは複数のプロセッサ３２２と、関連するメモリ３２４と、表示装置３２６とを含む。超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０のある実施形態のさらなる詳細は、図８に関連して後述される。
【００４１】
ここで、超音波血栓溶解処置のために装置３００を用いるプロセスの例を述べる。
【００４２】
この例では、CT撮像システム３１０が脳卒中（虚血性または出血性）を診断するために用いられる。卒中が虚血性であれば、CT撮像システム３１０は灌流または血管造影CTを用いて、血栓、不可逆的に梗塞を起こした組織コアおよび潜在的に救済可能な組織の存在および位置を判別する。CT撮像システム３１０は、CT画像を含むCT画像データセット（たとえば3D画像データセット）を生成する。CT画像データセットに一つまたは複数のマーカーが加えられて、閉塞（単数または複数）または血栓（単数または複数）の位置（単数または複数）を同定またはハイライトする。何らかの実施形態では、CT画像データセットはさらに、CT画像データセットにおいて、また超音波画像においても容易に識別可能な被験体の解剖学的構造の一つまたは複数の特徴の位置を示す一つまたは複数の基準マーカーをも含んでいてもよい。たとえば、一つの基準マーカーは、頭蓋を通って伝搬する際の療法超音波パルスの減衰を最小限にするよう、側頭骨、すなわち最も適切な音響窓に対応する頭蓋骨内の位置であってもよい。本稿での用法では、用語「基準マーカー（fiducial  marker）」とは、撮像システムの視野において、該撮像システムによって生成される画像に現われ、尺度または参照の点として用いられうるオブジェクトをいう。本稿に開示される例示的実施形態では、基準マーカーは：被験体の頭蓋骨の少なくとも一部の輪郭、被験体の対側頭蓋骨の位置、被験体の頭蓋骨の位置、脳幹、中大脳動脈（MCA:  middle  cerebral  artery）またはウィリス環のような被験体の一つまたは複数の脳血管を同定するマーカーを含んでいてもよい。他の基準マーカーの使用が考えられる。いくつかの実施形態では、基準マーカー（単数または複数）および／またはCT撮像データセットに関して閉塞（単数または複数）または血栓（単数または複数）の位置（単数または複数）を同定またはハイライトするマーカーは、CT撮像システム３１０を介してユーザーまたは臨床担当者によって生成されてもよい。他の実施形態では、CT撮像システム３１０によって生成されるCT撮像データは、別個のコンピュータ、ワークステーションまたは他のデータ処理装置に転送されてもよく、CTデータセットにおける基準マーカー（単数または複数）および／またはCT撮像データセットに関して閉塞（単数または複数）または血栓（単数または複数）の位置（単数または複数）を同定またはハイライトするマーカーは、そのコンピュータ、ワークステーションまたは他のデータ処理装置を介してユーザーまたは臨床担当者によって生成されてもよい。さらに他の実施形態では、CTデータセットにおける基準マーカー（単数または複数）および／またはCT撮像データセットに関して閉塞（単数または複数）または血栓（単数または複数）の位置（単数または複数）を同定またはハイライトするマーカーは、超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０を介してユーザーまたは臨床担当者によって生成されてもよい。
【００４３】
CT画像データセットは、超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０に転送される。閉塞または血栓の位置を同定またはハイライトするマーカー（単数または複数）および基準マーカーが（たとえば臨床担当者によって）CT撮像システム３１０を介して、あるいは図３には示されない仲介データ処理システムによって、CT画像データセットに加えられてもよい。後者の場合、CT画像データセットは、閉塞または血栓の位置を同定またはハイライトする一つまたは複数のマーカーおよび基準マーカーと一緒に、超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０に転送される。代替的な構成では、CT撮像システム３１０から超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０に転送されたCT画像データセットならびに閉塞または血栓の位置を同定またはハイライトするマーカー（単数または複数）および基準マーカーは、（たとえば臨床担当者によって）超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０を介してCT画像データセットに加えられてもよい。
【００４４】
図４は、被験者の脳の主要な脳動脈における血栓の位置を同定する血管造影計算機断層撮影（CT）画像４００の例を示している。特に、画像４００は、被験者の脳内の閉塞または血栓の位置を指示するマーカー４１０をもって注釈付けまたはマークされている。
【００４５】
超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０のデータ入力インターフェースに依存して、CT画像データは無線リンクを介して、ネットワーク（たとえばイントラネットまたはインターネット）を介して、DVDまたはフラッシュ・メモリ・デバイスのような可搬なデータ記憶媒体を介してなどで転送されてもよい。いくつかの実施形態では、CT画像データセットはCT撮像装置３１０からネットワーク・サーバーおよび関連するデータ記憶装置に転送され、次いで該ネットワーク・サーバーから超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０に転送されてもよい。
【００４６】
超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０は、造影なしに脳および頭蓋を撮像するために超音波を用い、療法送達のために超音波血栓溶解パルスを送達するためにも超音波を用いてもよい。これはたとえば被験者の頭に置かれたプローブ／ヘッドセットを介してなされる。
【００４７】
超音波血栓溶解処置のために用いられうるヘッドセットの例示的実施形態は、2013年11月21日に出願された米国仮特許出願第61/906,973号、2013年10月19日に出願された米国仮特許出願第61/716,007号、2013年8月13日に出願された米国仮特許出願第61/865279号および2013年10月10日に出願された国際特許出願第PCT/IB2013/059268号に開示されている。
【００４８】
図５は、超音波血栓溶解処置装置のためのヘッドセット５００のある実施形態を示している。ヘッドセット５００は、超音波血栓溶解処置および超音波撮像のために用いられてもよい少なくとも一つの超音波トランスデューサ・アレイ５０５を含む。超音波療法および撮像は、超音波トランスデューサ・アレイ（単数または複数）５０５の動作を制御することによって関心エリアに向けられてもよい。
【００４９】
動作では、超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０は、たとえばヘッドセット５００を介して、被験者の頭部１０の2Dおよび／または3D超音波画像をリアルタイムで取得する。超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０は、処置計画立案、療法送達および処置モニタリングのために、CT撮像システム３１０から受領されたCT画像データセットを、リアルタイムの2Dおよび3D超音波データセットと組み合わせる。
【００５０】
有益なことに、閉塞または血栓が位置していることがありうる所望される標的エリアへの超音波血栓溶解処置を容易にするために、超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０（たとえばプロセッサ３２２およびメモリ３２４）は、CT画像データセットのCT画像をライブの超音波画像と位置合わせするよう位置合わせアルゴリズムを実行してもよい。
【００５１】
いくつかの実施形態では、超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０（たとえばプロセッサ３２２およびメモリ３２４）は、CT画像データセット中の一つまたは複数の基準マーカーおよび超音波画像中の一つまたは複数の対応する基準マーカーをリアルタイム位置合わせのために用いる自動位置合わせアルゴリズムを実行してもよい。いくつかの実施形態では、超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０（たとえばプロセッサ３２２およびメモリ３２４）は、表示装置３２６上に、ライブの超音波画像およびCT画像のオーバーレイまたは隣り合わせの位置合わせされたビューを提示するために画像融合アルゴリズムを実行してもよい。画像融合は療法送達のための標的位置を同定するために共通の座標系を提供してもよい。
【００５２】
図６は、閉塞または血栓１１０への超音波血栓溶解処置の適用の間の、ライブの超音波画像６０２とCT画像６０４との隣り合わせの位置合わせされたビュー６００の例を示している。図６には、超音波画像６０２をCT画像６０４と位置合わせするために、単独でまたは一緒に用いられてもよい三つの異なる型の基準マーカーも示されている。基準マーカーは：超音波画像６０２およびCT画像６０４の両方において側頭骨の位置に対応する第一の基準マーカー６１０、超音波画像６０２およびCT画像６０４の両方において脳幹の位置に対応する第二の基準マーカー６２０および超音波画像６０２およびCT画像６０４の両方において特定の血管の位置に対応する第三の基準マーカー６３０を含む。基準マーカーを使うことによって、超音波画像６０２はCT画像６０４と位置合わせされ、CT画像６０４からのマーカー４１０は、閉塞または血栓１１０を含む標的エリアの位置であって超音波血栓溶解処置が適用されるべき位置を同定するために、超音波画像６０２上にスーパーインポーズされる。この情報を用いて、臨床担当者は、超音波トランスデューサ・アレイ６４０を含む超音波血栓溶解処置装置を用いて、超音波血栓溶解処置を、閉塞または血栓１１０を含む標的エリアに正確に向けることができる。
【００５３】
超音波画像のCT画像データセットとの位置合わせは、超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０が以下の一部または全部を達成できるようにするためにCT画像を使うことを許容する。
【００５４】
超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０は、療法超音波プローブが側頭骨（CT画像から決定される最低の音響減衰をもつ領域）上に正しく位置されていることを検証して、正しく位置されていない場合には再位置決め情報を提供してもよい。
【００５５】
超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０は、療法超音波プローブが血栓（CT造影剤からの流れの不在／中断を介して同定される血栓）の方向に正しく配向されていることを検証して、正しく配向されていない場合には再配向情報を提供してもよい。
【００５６】
超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０は、前記位置、場所および血栓を取り囲む領域に基づいて超音波撮像パラメータ（深さ、焦点深さ、利得、ドップラー領域、カラー・ドップラー窓など）を自動的に調整するか、「最良設定」推薦を臨床担当者に提供し、さらに、血栓を取り囲む前記位置、場所、深さなどに基づいて処置パラメータ（パワー、処置体積など）を調整するか「最良設定」推薦を臨床担当者に提供してもよい。
【００５７】
超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０は、CT画像データセットから得られた血栓位置およびその広がりを、超音波画像上でリアルタイムにハイライトまたはスーパーインポーズしてもよい。
【００５８】
超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０は、臨床担当者の吟味および療法開始の準備として、自動的に標的領域／処置窓を定義してもよい。
【００５９】
超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０は、血栓位置についての超音波造影剤の不在を克服するまたは部分的に補償する血栓検出のための超音波画像を生成するよう特に設計された、（普通なら実装するのが時間／資源集約的でありうる）高分解能、高感度の画像複合（compounding）モードまたは他の特化した超音波撮像モードを、血栓を取り巻く領域においてのみ、選択してもよい。これはたとえば、測定の感度およびデータのSNRを高めるためにいくつかの心拍にわたって流れ値を推定し、平均するドップラー・ベースのアルゴリズムであることができる。そのようなモードは、超音波視野全体について実装するのは資源集約的であろう。やはり有益なことに、これらのモードは、電動プローブ位置決め、頭部フレームを介して患者の側頭骨上に固定されるマトリクス・プローブまたは同様の構成によるなど、超音波プローブ位置決めが電子的に制御される場合、プローブまたはヘッドセットと組み合わされてもよい。この種の特化した撮像モードは、超音波造影剤または他の因子がない場合の超音波撮像および卒中診断の欠点（すなわち、減衰の大きな側頭骨、低い感度、貧弱なSNR、操作者に起因するプローブ動きなど）を克服しうる。いくつかの実施形態では、そのような構成は、臨床担当者がCT撮像システムによって同定された血栓位置がさらに超音波撮像を介して検証されることを臨床担当者が検証できるようにしうる。これにより、位置および処置領域配置の正確さ／信頼度が増す。
【００６０】
CTデータセットはさらに、卒中で損なわれた組織体積の指示を提供してもよい。この情報は、CTデータセットにおいて記録され、同定されることもでき、STL処置の予測処置帰結値を、あるいは再疎通を検出およびモニタリングするために特化した撮像モードが焦点を当てるべき少なくとも別の関心領域を提供するのを助けるために、融合されたCT／超音波画像上にスーパーインポーズされてもよい。
【００６１】
超音波療法が送達されるとき、超音波撮像は、血栓以外の影響された組織への血流の大きさをたとえばドップラーを使って決定するために使われてもよい。可視の流れをもつ血管は、CT画像上で（手動でまたは何らかのモデル・ベースの技法を用いて自動的に）セグメンテーションされた脳の脆弱な領域にマッチングされることができ、これらの血管は逆に、それらの脆弱な領域中にカラーコードされた流れを示すCT画像に位置合わせされてもよい。療法後に検出された血流の存在または量に基づいて手順完了点が確立されることができる。いくつかの実施形態では、回復可能な組織の評価を許すために、CT血管マップが用いられてもよい。CT血管マップ上での流れ測定のための特定の血管（単数または複数）をユーザーまたは臨床担当者が設定することができ、CT画像の超音波画像との位置合わせは、ドップラー超音波がそれらの血管における血流を追跡することを許容しうる。超音波撮像装置を用いて標的エリアをモニタリングしている間に検出された血流の存在または量に基づいて、療法が終了されることができる。
【００６２】
血栓位置によって案内されて、Bモードおよびドップラーのような高解像度の．特化された超音波撮像モードが、処置モニタリングを可能にするよう標的を絞られた仕方で使用されることもできる。処置モニタリング、特に血管再疎通の決定は、より簡単な仕方で達成することが可能である。STL処置の間、療法微小泡が患者の脈管構造内を循環しているからである。微小泡は（ついでながら）処置モニタリングの間のドップラー流れ信号を向上させるために使われることができる。ただし、これはこの特定の事例においては、適応外の使用と考えられる。
【００６３】
図７は、図３におけるCT撮像システム３１０として用いられてもよいCT撮像システム７００の一つの例示的な実施形態である。CT撮像システム７００は、図７に示される座標系のz方向に並行に延びる回転軸７１４のまわりの回転ができるガントリー４１２を含んでいる。この目的に向けて、ガントリー７１２は、モーター７１６によって好ましくは一定だが調整可能な速度で駆動されてもよい。ガントリー７１２上には、放射源７１８，たとえばX線源が取り付けられている。このX線源はコリメーター構成７２０に接続されている。コリメーター構成７２０は、中でも絞り構成を使って、放射源７１８によって生成された放射から円錐放射ビーム７２８、すなわちz軸方向にもそれに垂直な方向（すなわち、回転軸７１４に垂直な面内）にも0以外の有限の寸法をもつ放射ビーム７２８を形成する。
【００６４】
放射ビームは、患者テーブル７２６上に配置されているオブジェクト７２４、たとえば患者が位置されうる検査ゾーン７２２を照射する。検査ゾーン７２２は、放射ビーム７２８の開口の角度αによって直径が決定される円筒の形状をしている（開口の角度は、放射源Sおよび回転軸によって定義される平面に対する、回転軸７１４に垂直な平面内のエッジに位置する放射ビーム７２８の光線によって囲まれる角度を意味すると理解される）。
【００６５】
検査ゾーン７２２を通過後、X線ビーム７２８は二次元検出器７３０に入射する。二次元検出器７３０はガントリー７１２に取り付けられており、複数の検出器列を含む。各検出器列は複数の検出器要素７３１を含む。検出器列は、回転軸７１４に垂直な諸平面内に、好ましくは放射源７１８のまわりの円弧上に配置されているが、異なる仕方で形成されてもよい。たとえば、回転軸７１４のまわりの円弧を描いてもよく、あるいは直線から構成されていてもよい。放射ビーム７２８が当たる各検出器要素７３１は、放射源７１８の各位置における放射ビーム７２８の光線の測定値を供給する。そのような測定値の集合は、以下では投影データセットとも称される。投影データセットは、一つまたは複数の投影角において一つまたは複数の検出器要素７３１によって取得された測定値を含む。
【００６６】
X線源７１８および検出器７３０は一緒になって取得ユニットを形成する。検出器７３０は一般に、取得された投影データを記憶するためのデータ記憶手段（たとえばメモリ）に関連付けられている。そのような記憶手段は、検出器７３０に含まれていてもよく、あるいは図７に示される外部の別個のデータ記憶ユニット７３４として設けられてもよい。
【００６７】
CT撮像システム７００はさらに、取得ユニットによって取得されたさまざまな投影データセットを処理してCT撮像データセットを生成するための処理ユニット７３６を含む。CT撮像システム７００はさらに、再構成された画像または画像部分を表示するための表示ユニット７３８と、脈管構造および血流（またはその不在）をハイライトするためにCT造影剤が使われるCT血管造影のための撮像モード支援とを含む。
【００６８】
図３の超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０として用いられてもよい超音波血栓溶解処置および超音波撮像システムの例示的実施形態は、米国特許出願公開第2010/160779号および米国特許出願第61/842,402号および61/842,404号において開示されている。
【００６９】
図８は、図３の超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０として用いられてもよい超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム８００の一つの実施形態の機能ブロック図である。有益なことに、超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム８００は、超音波血栓溶解処置装置および超音波撮像装置の両方を有し、超音波処置と超音波撮像機能を単一のシステムに統合する。超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム５００では、超音波血栓溶解処置装置および超音波撮像装置は、のちにより詳述するようなプロセッサ、メモリ、ビームフォーマー（単数または複数）、超音波アレイ（単数または複数）などのような一つまたは複数の共通のコンポーネントを共有する。しかしながら、一般には、超音波血栓溶解処置装置および超音波撮像装置は別個のコンポーネント類を用いてもよい。
【００７０】
超音波血栓溶解処置システム８００は、超音波を送信し、エコー情報を受信するための二つのトランスデューサ・アレイ１０ａおよび１０ｂを含む。この例では、示されるアレイは3D画像情報を提供することのできるトランスデューサ素子の二次元アレイであるが、本発明の実装は、2D（平面）画像を生成するトランスデューサ・アレイの一次元アレイを使ってもよい。もう一つの代替は、電子的に操縦される1Dまたは2Dアレイの効果を生じるよう一次元アレイを機械的に方向制御することである。この実装におけるトランスデューサ・アレイは、アレイ素子による信号の送受信を、特に撮像および療法のための超音波ビームの方向制御および合焦を制御するマイクロビームフォーマー１２ａおよび１２ｂに結合されている。信号を時間インターリーブすることによって、信号はマルチプレクサ１４によってマイクロビームフォーマーへ、およびマイクロビームフォーマーから、ルーティングされる。他の実装は、マイクロビームフォーマーによって生成されるよりも高いパワーの送信信号を療法のために必要とすることがあり、その場合、より高い出力パワー・レベルに対応できるトランスデューサ駆動回路が用いられてもよい。マルチプレクサは、送信と受信の間で切り換える送受信（T/R）スイッチ１６に結合され、メイン・ビームフォーマー２０の敏感な入力回路を、高振幅の送信信号から保護する。マイクロビームフォーマー１２ａおよび１２ｂまたは他の駆動回路の制御のもとでのトランスデューサ・アレイ１０ａおよび１０ｂからの超音波ビームの送信は、ユーザーによるユーザー・インターフェースまたはコントロール・パネル３８の操作から入力を受け取るT/Rスイッチに結合された送信コントローラ１８によって、方向付けられる。
【００７１】
マイクロビームフォーマー１２ａ、１２ｂによって生成された部分的にビームフォーミングされたエコー信号はメイン・ビームフォーマー２０に結合され、そこで、素子の個々のパッチからの部分的にビームフォーミングされた信号は完全にビームフォーミングされた信号に組み合わされる。たとえば、メイン・ビームフォーマー２０は128個のチャネルを有していてもよく、そのそれぞれが部分的にビームフォーミングされた信号を12個のトランスデューサ素子のパッチから受領する。このようにして、一次元または二次元アレイの1500個を超えるトランスデューサ素子によって受領される信号が、単一のビームフォーミングされた信号に効率的に寄与できる。
【００７２】
ビームフォーミングされた信号は非線形エコー・プロセッサ２２に結合される。エコー・プロセッサ２２は、組織構造から生じるエコー信号を、VARから生じるエコー信号から分離するよう作用し、こうしてVARから返される強く非線形なエコー信号の識別を可能にする。分離された信号は単一のプロセッサ２４に結合され、スペックル除去、信号複合（compounding）およびノイズ消去のような追加的な向上を受けてもよい。
【００７３】
処理された信号はBモード・プロセッサ２６およびドップラー・プロセッサ２８に結合される。これらのプロセッサによって生成される構造および動き信号はスキャン変換されて、体積レンダラー３４に結合される。体積レンダラー３４は組織構造、流れまたは両特性の組み合わされた画像データを生成する。体積レンダラー３４は3Dデータセットを、所与の参照点から見た投影された3D画像に変換してもよい。この画像操作は、ユーザー・インターフェース３８と体積レンダラー３４との間の「表示制御」線によって示されるように、ユーザーによって制御される。2Dまたは3D画像は、画像ディスプレイ４０での静的なまたはライブの2D  MPRまたは3D画像の表示のために、さらなる向上、バッファリングおよび一時記憶のために、体積レンダラーから画像プロセッサ３０に結合される。
【００７４】
超音波画像と一緒に表示するためのグラフィック・オーバーレイを生成するグラフィック・プロセッサ３６が画像プロセッサ３０に結合されている。これらのグラフィック・オーバーレイは、患者名、画像の日時、撮像パラメータなどといった標準的な識別情報を含むことができ、後述するようにユーザーによって操縦される療法ビーム・ベクトルのグラフィック・オーバーレイを生成することもできる。この目的のために、グラフィック・プロセッサはユーザー・インターフェース３８から入力を受領する。療法および撮像モードにおいてトランスデューサ・アレイ１０ａおよび１０ｂからの超音波信号の生成を制御するよう、ユーザー・インターフェース３８は送信コントローラ１８にも結合されている。グラフィック・プロセッサ３６および画像プロセッサは、グラフィック・プロセッサ３６および／または画像プロセッサ３０によって処理されるデータを記憶してもよい一つまたは複数のメモリ装置３５に関連付けられている。
【００７５】
トランスデューサ・アレイ１０ａおよび１０ｂは、超音波を患者の脳内に、頭の一方の側または両側から送信する。ただし、頭の前部または頭蓋の後部の後頭骨下部音響窓など、他の位置が追加的または代替的に用いられてもよい。たいていの患者の頭の側部は、有利なことに、頭のそれぞれの側の耳のまわりおよび上の側頭骨において、経頭蓋超音波のための好適な音響窓を提供する。これらの音響窓を通じてエコーを送信および受信するために、トランスデューサ・アレイはこれらの位置において良好な音響接触をしている必要がある。これは、ヘッドセットを用いてトランスデューサ・アレイを頭に対して音響結合接触するように保持することによってなされてもよい。
【００７６】
超音波血栓溶解システム８００は、血管音響共振器（VAR:  Vascular  Acoustic  Resonator）を有していてもよい。これは、要求される音響圧力において、加えられる超音波にかけられるとき、システムのトランスデューサと組み合わせて動作する。血管音響共振器は、伝搬媒質中の音響圧力をミクロン・サイズの変位に変換でき、血栓または血管壁に、やはりミクロン・サイズの変形振幅をもつひずみを加えることができる任意のコンポーネントを含む。好適なVARの例は、ガス充填微小胞、すなわち好適なガスを中に含んでいる安定化外被を有するナノまたはマイクロサイズのベシクルを含む。VARの形成および準備は当業者にはよく知られており、たとえば微小泡の形成および準備を含む。
【００７７】
図９は、標的エリアの、特に血管閉塞を引き起こす血栓のエリアの超音波血栓溶解処置のための方法９００のある実施形態のフローチャートである。
【００７８】
動作９０５では、被験体または患者における関心領域について計算機断層撮影（CT）スキャンがCT撮像装置（たとえば図３のCT撮像システム３１０）によって実行されて、その領域についてのCT画像データセットを生成する。たとえば、CT画像データセットは被験者の頭蓋の三次元（3D）画像データセットであってもよい。
【００７９】
具体例では、CTスキャンは被験者の脳に対して実行され、被験者の脳の3D画像データセットを生成し、これがメモリ（たとえばメモリ３１４）に記憶され、血管閉塞を引き起こす一つまたは複数の血栓の存在を診断するために使われてもよい。卒中診断は、3D  CT血管造影図に基づいてなされてもよい。診断が急性虚血性脳卒中ではない場合、患者は他所に紹介されてもよく、超音波血栓溶解処置のその後の段階は実行されなくてもよい。上記の図１はCT画像１００が血栓１１０を明らかにする例を示している。
【００８０】
動作９１０では、上記で説明したように、もしあれば閉塞または血栓の位置（単数または複数）がCT画像データセットにおいてマークされるまたは同定される。
【００８１】
いくつかの実施形態では、動作９１０はCT撮像システム（たとえば、図３のCT撮像システム３１０）を介して実行されてもよく、基準マーカーがCT撮像データと一緒に記憶されてもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、臨床担当者が表示装置（たとえば図３のディスプレイ３１６）上で一つまたは複数のCT画像を観察してもよく、ユーザー・インターフェース（たとえばマウス、トラックボール、タッチスクリーン、ライトエンなど）およびCT撮像システムのプロセッサ（たとえばプロセッサ３１２）によって実行されるソフトウェア・アルゴリズムを用いて、撮像された領域における閉塞（単数または複数）または血栓（単数または複数）の位置（単数または複数）をマークまたは同定し、マークされたCT画像（単数または複数）をメモリ（たとえば、図３のメモリ３１４）に記憶してもよい。マークされた位置は、下記で論じるその後の動作における超音波血栓溶解処置のために標的エリアを同定する。図４は、超音波血栓溶解処置のための標的エリアとなる血栓１１０の位置を指示するマーカー４１０をもつCT画像４００の例を示している。他の実施形態では、動作９０５においてCT撮像システムによって生成されたCT撮像データが別個のコンピュータ、ワークステーションまたは他のデータ処理装置に転送されてもよく、動作９１０はそのコンピュータ、ワークステーションまたは他のデータ処理装置を介して実行されてもよい。
【００８２】
動作９１５では、動作９０５において生成されたCT画像から一つまたは複数の基準マーカーが生成され、関連付けられたCT撮像データと一緒に保存される。CT画像についての基準マーカー（単数または複数）は、CT画像を、その後の動作９３０において生成された超音波画像と位置合わせするためのその後の諸動作において用いられてもよい。有益には、CT画像および超音波画像両方において可視であるものを同定する基準マーカーが選択される。さまざまな実施形態において、基準マーカーは、被験者の頭蓋骨の少なくとも一部の輪郭、被験者の対側頭蓋骨の位置、側頭骨、脳幹および被験者の一つまたは複数の対応する脳血管を同定するマーカーを含む。他の基準マーカーの使用が考えられる。
【００８３】
いくつかの実施形態では、動作９１５は、CT撮像システム（たとえば図３のCT撮像システム３１０）を介して実行されてもよく、基準マーカーはCT撮像データと一緒に記憶されてもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、臨床担当者はCT撮像システムの表示装置（たとえば図３のディスプレイ３１６）上で一つまたは複数のCT画像を観察してもよく、ユーザー・インターフェース（たとえばマウス、トラックボール、タッチスクリーン、ライトエンなど）およびCT撮像システムのプロセッサ（たとえばプロセッサ３１２）によって実行されるソフトウェア・アルゴリズムを用いて、CT画像（単数または複数）に一つまたは複数の基準マーカーを加え、該基準マーカーとともに該CT画像をメモリ（たとえば、図３のメモリ３１４）に記憶してもよい。他の実施形態では、動作９０５でCT撮像システムによって生成されたCT撮像データは別個のコンピュータ、ワークステーションまたは他のデータ処理装置に転送されてもよく、動作９１５はそのコンピュータ、ワークステーションまたは他のデータ処理装置を介して実行されてもよい。
【００８４】
動作９２０では、CT画像データセットが超音波血栓溶解処置装置（たとえば図３の超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０）に転送され、そこでメモリ（たとえばメモリ３２４）に記憶され、後述するように超音波血栓溶解処置装置のプロセッサ（たとえばプロセッサ３２２）によって利用されてもよい。特定の超音波血栓溶解処置装置のデータ入力インターフェースに依存して、データは無線リンクを介して、ネットワーク（たとえばイントラネットまたはインターネット）を介して、DVDまたはフラッシュ・メモリ・デバイスのような可搬なデータ記憶媒体を介してなどで転送されてもよい。いくつかの実施形態では、CT画像データセットはCT撮像装置からネットワーク・サーバーおよび関連するデータ記憶装置に転送され、次いで該ネットワーク・サーバーから超音波血栓溶解処置装置に転送されてもよい。
【００８５】
いくつかの実施形態では、動作９１０、９１５および９２０の順序は再配列されてもよい。すなわち、たとえばいくつかの実施形態において、CT画像データセットは超音波血栓溶解処置装置に転送されてもよく、CT画像データセット中のもしあれば閉塞または血栓の前記位置（単数または複数）および／またはCT撮像データセットについての前記一つまたは複数の基準マーカーが、CT撮像システムを用いて生成されるのではなく、超音波血栓溶解処置装置に付随する表示装置（たとえば図３のディスプレイ３２６）およびユーザー・インターフェース（たとえば、マウス、トラックボール、タッチスクリーン、ライトエンなど）を介して臨床担当者または他のユーザーによってマーク付けまたは同定されてもよい。
【００８６】
動作９２５では、初期超音波撮像スキャンが関心領域（たとえば被験者の脳）に対して実行される。いくつかの実施形態では、超音波撮像は、超音波血栓溶解処置装置に付随し、被験者の頭部に位置されるヘッドセット（たとえば図５のヘッドセット５００）によって実行される。超音波血栓溶解処置装置および付随するヘッドセットは、超音波撮像および超音波血栓溶解処置の機能を統合しうる。すなわち、動作９２５において超音波撮像のために用いられる超音波撮像装置およびその後の動作における超音波血栓溶解処置のために用いられる超音波血栓溶解処置装置が単一のシステムまたはユニットに統合されてもよく、上記の図３および図８に例が示されているプロセッサ、メモリ、ビームフォーマー、超音波アレイなどのような一つまたは複数の共通のコンポーネントを共有してもよい。
【００８７】
動作９３０では、動作９２５において生成された超音波画像から一つまたは複数の基準マーカーが生成される。超音波画像についての基準マーカーは、その後の動作において、超音波画像をCT画像データセットおよび動作９１５で生成された関連付けられた基準マーカーと位置合わせするために用いられてもよい。有益には、CT画像（単数または複数）および超音波画像両方において可視であるものを同定する基準マーカーが選択される。さまざまな実施形態において、基準マーカーは、被験者の頭蓋骨の少なくとも一部の輪郭、被験者の対側頭蓋骨の位置、側頭骨、脳幹および被験者の一つまたは複数の対応する脳血管を同定するマーカーを含む。他の基準マーカーの使用が考えられる。
【００８８】
動作９３０は、超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム（たとえば図３の超音波血栓溶解処置および超音波撮像システム３２０）を介して実行されてもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、臨床担当者は、超音波血栓溶解処置および超音波撮像システムの表示装置（たとえば図３のディスプレイ３２６）上で一つまたは複数の超音波画像を観察してもよく、ユーザー・インターフェース（たとえばマウス、トラックボール、タッチスクリーン、ライトエンなど）および超音波血栓溶解処置および超音波撮像システムのプロセッサ（たとえばプロセッサ３２２）によって実行されるソフトウェア・アルゴリズムを用いて、超音波画像（単数または複数）に一つまたは複数の基準マーカーを加えてもよい。
【００８９】
動作９３５０では、動作９２５において生成された超音波画像が、動作９０５ないし９１５において得られた記憶されているCT画像データセットと、動作９１５および９３０において生成された基準マーカーによって、位置合わせまたは融合される。基準マーカーを使うことにより、CT画像／超音波画像位置合わせは、すべて線形変換であるデータセット並進、回転およびスケーリングのみに制限されうる。最後に、患者の頭蓋上の超音波プローブの近似的な位置および配向のような強い境界条件が、逐次反復的なCT／超音波画像位置合わせアルゴリズムのための初期解として使われることができる。そのような画像位置合わせアルゴリズムの実装は、当業者の能力の範囲内であり、そのようなアルゴリズムのさらなる詳細はここでは繰り返さない。
【００９０】
動作９４０では、超音波画像が表示され、動作９１０においてCT画像データセット中で同定されマークされた超音波血栓溶解処置のための標的エリアの位置（たとえば閉塞または血栓の位置）が、基準マーカーによってCT画像データセットと位置合わせされた動作９２５において生成された超音波画像に対して、自動的にスーパーインポーズされる。いくつかの実施形態では、超音波画像は対応するCT画像と融合されてもよい。画像融合は、超音波画像とCT画像のオーバーレイまたはたとえば図６に示されるような隣り合わせの位置合わせされたビューを呈示するために用いられてもよい。画像融合は、療法送達のために標的位置を生成するための共通の座標系を提供するのを助ける。
【００９１】
動作９４５では、超音波画像内の標的エリアの位置を検証し、超音波血栓溶解処置装置の一つまたは複数のパラメータを調整して超音波処置が標的エリアに向けられるようにするために、超音波撮像が関心領域（たとえば被験者の脳）について繰り返される。いくつかの実施形態では、閉塞または血栓のサイズおよび位置が、療法送達のための推奨されるパワー／エネルギー／時間の値に変換されてもよい。
【００９２】
動作９５０では、超音波血栓溶解処置装置は標的エリアの超音波血栓溶解処置を実行する。超音波血栓溶解処置が施行される間、標的エリアをモニタリングし、超音波血栓溶解処置が標的エリアに加えられている間の標的エリアのリアルタイムの撮像を提供するために、超音波撮像が実行されてもよい。いくつかの実施形態では、Bモードおよびドップラー撮像のような高感度超音波撮像モードが処置の進行を評価するために標的エリアについて用いられる。
【００９３】
動作９５５では、標的エリアにおいて、血栓または閉塞が除去されたかどうかおよび血流が回復されたかどうかが、高感度超音波撮像によって、判定される。そうでなければ、超音波血栓溶解処置は動作９４５において継続される。
【００９４】
再疎通が生じたことが検証される場合、動作９６０において、超音波血栓溶解処置が停止される。いくつかの実施形態では、超音波血栓溶解処置は任意の時点においてユーザーによって停止されてもよく、および／または所定の時間にわたって実行されたのちに自動的に停止されてもよい。
【００９５】
本稿では好ましい実施形態が詳細に開示されているが、本発明の概念および範囲内である多くの変形が可能である。そのような変形は、本願の明細書、図面および請求項の検討後、当業者には明白になるであろう。したがって、本発明は、付属の請求項の範囲内にというほかは制約されない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年6月21日(2016.6.21)
【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】
計算機断層撮影システムによって生成された計算機断層撮影（CT）画像データセットを受領する段階と；
超音波血栓溶解処置で処置されるべき標的エリアを含む被験体の領域の超音波画像を生成するために超音波撮像装置を用いる段階と；
前記超音波画像についての一つまたは複数の基準マーカーを生成する段階であって、前記一つまたは複数の基準マーカーは被験体の認識可能な特徴を同定する段階と；
プロセッサが前記超音波画像についての前記一つまたは複数の基準マーカーおよび前記CT画像データセットについての一つまたは複数の対応する基準マーカーを用いて、前記超音波画像を、前記CT画像データセットにおける前記標的エリアの位置を同定するマーカーを含む前記CT画像データセットと位置合わせする段階と；
前記CT画像データセットにおける前記標的エリアの位置を同定する前記マーカーを、前記超音波画像にスーパーインポーズする段階と；
前記超音波撮像装置を用いて前記標的エリアの位置を検証する段階とを含む、
方法。
【請求項２】
被験体の前記領域は、被験体の頭の少なくとも一部を含み、前記標的エリアは被験体の脳における閉塞のエリアに対応する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記一つまたは複数の基準マーカーは：被験体の頭蓋骨の少なくとも一部の輪郭、被験体の対側頭蓋骨の位置、被験体の脳幹の位置、被験体の側頭骨の位置および被験体の一つまたは複数の対応する脳血管のうちの少なくとも一つを同定する一つまたは複数のマーカーを含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記標的エリアの所望される撮像を得るよう、一つまたは複数のプロセッサが、前記超音波撮像装置の一つまたは複数の対応する撮像パラメータおよび前記超音波血栓溶解処置の処置パラメータについての一つまたは複数の値を、前記標的エリアの位置に基づいて見きわめることをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記標的エリアのリアルタイム撮像を提供するよう前記超音波撮像装置を用いることは、前記標的エリアから前記超音波撮像装置によって受領される信号を処理するためにドップラー・ベースのアルゴリズムを用いることを含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記CT画像データセットについての前記一つまたは複数の基準マーカーを生成する段階をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項７】
超音波血栓溶解処置装置と、
超音波撮像装置とを有するシステムであって、
当該システムは：
被験体のある領域の超音波画像を生成するよう前記超音波撮像装置を制御し、
前記超音波画像において、標的エリアの位置を、計算機断層撮影（CT）画像データセットから生成される前記標的エリアについてのマーカーを介して同定し、
前記標的エリアを撮像するよう前記超音波撮像装置を制御する間に前記標的エリアに超音波血栓溶解処置を提供するよう前記超音波血栓溶解処置装置を制御するよう構成された一つまたは複数のプロセッサを含む、
システム。
【請求項８】
前記超音波血栓溶解処置装置は、調整可能な処置領域に超音波処置を供給し、前記処置領域を撮像するよう構成された少なくとも一つの超音波トランスデューサ・アレイを含むヘッドセットを含み、前記標的エリアに超音波血栓溶解処置を提供するよう前記超音波血栓溶解処置装置を制御することは、前記処置領域を前記標的エリアにマッチさせるよう、前記超音波トランスデューサ・アレイの位置および配向の少なくとも一方を自動的に調整することを含む、請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記一つまたは複数のプロセッサは、前記標的エリアの所望される撮像および所望される処置の少なくとも一方を得るよう、前記超音波撮像装置の一つまたは複数の撮像パラメータおよび前記超音波血栓溶解処置装置の処置パラメータについての一つまたは複数の値の少なくとも一つを、前記標的エリアの位置に基づいて見きわめるよう構成されている、請求項７記載の装置。
【請求項１０】
前記一つまたは複数のプロセッサは、前記超音波撮像装置の前記一つまたは複数の撮像パラメータおよび前記超音波血栓溶解処置装置の前記処置パラメータの少なくとも一つを、前記の一つまたは複数の見きわめられた値をもつよう自動的に調整するよう構成されている、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記一つまたは複数のプロセッサは、前記超音波撮像装置の前記一つまたは複数の対応する撮像パラメータについての前記一つまたは複数の決定された値を、当該システムのユーザーに対して示すよう構成されている、請求項９記載の装置。
【請求項１２】
前記超音波撮像装置は、前記標的エリアの画像を処理するためのドップラー・モードを含む、請求項７記載の装置。
【請求項１３】
被験体の領域の超音波画像を生成するために超音波撮像装置を用いる段階と；
前記超音波画像において標的エリアの位置を、計算機断層撮影（CT）画像データセットから生成された前記標的エリアのマーカーを介して同定する段階と；
前記超音波撮像装置を用いて前記標的エリアの前記位置を検証する段階とを含む、
方法。
【請求項１４】
前記標的エリアの所望される撮像を得るよう、前記超音波撮像装置の一つまたは複数の撮像パラメータおよび前記一つまたは複数の処置パラメータについての一つまたは複数の値を、前記標的エリアの位置に基づいて自動的に見きわめる段階と；
前記一つまたは複数の撮像パラメータおよび一つまたは複数の処置パラメータの少なくとも一つを、前記一つまたは複数の見きわめられた値をもつよう調整する段階とを含む、
請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
請求項７記載の装置であって、前記プロセッサは、前記超音波画像において、前記標的エリアの位置を、計算機断層撮影（CT）画像データセットから生成される前記標的エリアについてのマーカーを介して同定することを：
前記超音波画像についての一つまたは複数の基準マーカーおよび前記CT画像データセットについての一つまたは複数の対応する基準マーカーを用いて、前記超音波画像を、前記CT画像データセットにおける前記標的エリアの位置を同定するマーカーを含む前記CT画像データセットと位置合わせし；
前記CT画像データセットにおける前記標的エリアの位置を同定する前記マーカーを、前記超音波画像にスーパーインポーズすることによって行なうよう構成されている、
請求項７記載の装置。
【国際調査報告】
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2017500943.tif 000014
2017500943.tif 000015
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