(57)【要約】【課題】造影剤崩壊の有効性を示す方法、この方法を実施するシステム、および上記の方法を実行する命令を記憶したコンピュータ読み出し可能媒体を提供すること。【解決手段】ここでは造影剤崩壊の有効性が決定される（３２）。造影剤が有効に崩壊しなかった位置が識別される（３２）。崩壊していない造影剤からの応答は、飽和による組織から得られる応答または高速の潅流から得られる応答から区別する（３４，３６）ことができる。これらの位置は、結果的に得られる画像において強調表示（４０）することができ、これによって潅流に関連していない位置がユーザに示される（４０）。ユーザは、造影剤の崩壊が行われないという事態ではなく、潅流の診断を行うことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
造影剤崩壊有効性を示す（４０）方法において、
該方法には、
音響エネルギーにより、領域内の造影剤を崩壊させ（２６）、
当該造影剤が不完全に崩壊している領域内の位置を検出（３２）し、
当該の領域内の位置を示す（４０）ことが含まれていることを特徴とする、
造影剤崩壊の有効性を示す方法。
【請求項２】
前記の崩壊（２６）では、複数の走査ラインに各々に沿って比較的出力の大きい出力の複数の第１音響ビームを送信することが含まれ、ここで当該の送信に応答して音響エコーが実質的に受信されず、
さらに前記の走査ラインに沿って比較的出力の小さい第２音響ビームを送信して（２８）、当該の音響ビームに応答するエコーを受信することが含まれ（２８）、
前記の表示（４０）では、受信したエコーに応答する画像の色とは異なる色で前記の位置を強調表示することが含まれる、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記の位置の検出（３２）には、高速の潅流に関連する造影剤応答と、不完全な崩壊に関連する造影剤応答とを区別する（３６）ことが含まれる、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記の区別（３６）には、造影剤検出のための送信により、前記の崩壊（２６）のための送信をラインインタリーブすることが含まれる、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記の位置の検出（３２）には、熱雑音、組織信号の飽和、またはこの両方および不完全な崩壊に関連する造影剤応答を区別する（３４）ことが含まれる、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記の区別（３４）には、閾値レベルよりも低いＢモード組織応答に関連した位置として、また前記の閾値を上回るＢモード組織に関連しない位置として前記の位置を識別することが含まれる、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記の検出（３２）には、崩壊（２６）後のベースライン潅流データフレームを取得して、ノイズレベルの閾値を上回ったデータフレームのデータから前記の位置を識別することが含まれる、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
さらに前記の位置に依存するか、前記の位置の検出に応答するか、またはこの両方で、付加的な崩壊パルスを制御することが含まれる、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
さらに、前記の崩壊（２６）の後、造影剤応答の、動き補償された最大輝度投影画像を形成（３８）することが含まれており、
前記の表示（４０）には、当該の動き補償された最大輝度投影画像における表示（４０）が含まれている、
請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
さらに、前記の位置を含まない領域に対し、造影剤応答が、前記の崩壊（２６）から閾値に達するまでの時間を計算（４２）することが含まれる、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
コンピュータ読み出し可能媒体（１５）において、
該コンピュータ読み出し可能媒体には、造影剤崩壊の有効性を決定するためにプログラムされたプロセッサ（１８，２０）によって実行される命令を表すデータが記憶されており、
該記憶媒体（１５）には、
崩壊パルスを送信した後、造影剤応答のベースラインフレームデータを取得する（３０）ための命令と、
当該のベースラインフレームデータに依存して、熱雑音、組織信号の非線形応答、またはこの両方および造影剤の不完全な崩壊に関連する造影剤応答を区別する（３４）ための命令が含まれていることを特徴する、
コンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項１２】
前記の命令にはさらに、前記の領域の潅流を表す画像を形成する（２８）命令が含まれており、
当該画像は、熱雑音、組織信号の非線形応答、またはこの両方および造影剤の不完全な崩壊に関連する造影剤応答の相対的に調整した寄与を有する、
請求項１１に記載されたコンピュータ読み出し可能媒体（１５）。
【請求項１３】
前記の形成（３８）には、造影剤の崩壊が不完全な位置が強調された画像を形成することが含まれる、
請求項１２に記載のコンピュータ読み出し可能媒体（１５）。
【請求項１４】
前記の区別（３４）には、データフレームのデータによって表される第１位置を識別することと、当該の第１位置の部分集合として第２位置を識別することとが含まれており、
前記の第１位置は、第１閾値を上回る信号雑音比に相応し、
前記の第２位置は、第２閾値以下のＢモード強度に相応する、
請求項１１に記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項１５】
造影剤崩壊の有効性を決定するシステムであって、
該システムには、
造影剤を崩壊させる第１パルスを送信し、また最小の崩壊で造影剤をイメージングする第２パルスを送信する送信ビームフォーマ（１２）と、
当該の第２パルスに応答して造影剤信号を形成する受信ビームフォーマとが含まれており、
前記の第１パルスおよび第２パルスのタイミングを設定して、高速の潅流に関連した造影剤応答と、不完全な崩壊に関連した造影剤応答とを区別することを特徴とする、
造影剤崩壊の有効性を決定するシステム。
【請求項１６】
さらに、
前記のタイミングに依存して送信ビームフォーマ（１２）を制御するコントローラ（１７）と、
走査領域の位置毎に１周期にわたって最大強度を表すデータフレームを形成する画像プロセッサ（１８）と、
当該のデータフレームに依存して画像を表示するディスプレイ（２２）とが含まれており、
前記の画像の色により、不完全な崩壊に関連しかつ高速な潅流に関連しない走査領域の位置が変調される、
請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記のタイミングには、第１パルスと第２パルスとをラインインタリーブすることが含まれる、
請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記のラインインタリーブには、第１走査ラインに沿って複数の第１パルスを送信し、つぎに第１走査ラインに沿って第２パルスを送信し、つぎに第２走査ラインに沿って複数の第１パルスを送信し、つぎに第２走査ラインに沿って第２パルスを送信することが含まれる、
請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
さらに、
前記のラインインタリーブに応答する造影剤信号からベースラインデータフレームを形成する画像プロセッサ（１８）が含まれており、
インタリーブされる第１パルスなしに第２パルスを送信することに依存して後続のデータフレームが形成される、
請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
さらに、
不完全な崩壊に対する造影剤応答と、組織の漏れまたは飽和と区別する画像プロセッサ（１８）が含まれている、
請求項１５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造影剤の医用診断超音波イメージングに関する。ここでは殊に造影剤の崩壊と、これに続く潅流のイメージングとが行われる。
【背景技術】
【０００２】
超音波エネルギーによって造影剤をイメージングするため、さまざま技術が使用可能である。体内での造影剤の再潅流は、比較的高出力の崩壊フレームのシーケンスの後、モニタリングされる。組織が潅流されるレートは、血液分布状態のレベルを示すことができる。血液分布状態は、組織の健康状態、または癌領域の化学療法またはアブレーション療法の有効性を示すことができる。潅流モニタリングの前に組織の造影剤が完全に消失していない場合、レート測定値は不正確になり、また誤診断が生じ得る。
【０００３】
潅流モニタリングのための１つの技術は、最大輝度投影画像である。ここでは空間位置毎の最大輝度が１周期にわたって表示される。造影剤潅流の最大輝度投影により、１領域内の血流の程度および構造が示される。最大輝度投影の前に造影剤が十分に消失していないと、このように血管構造を表示する空間解像度が悪化してしまうことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，３４０，３４８号
【特許文献２】米国特許第６，４９４，８４１号
【特許文献３】米国特許第６，６０２，１９５号
【特許文献４】米国特許第６，６３２，１７７号
【特許文献５】米国特許第６，６３８，２２８号
【特許文献６】米国特許第６，６８２，４８２号
【特許文献７】米国公開特許第２００８−０２１４９３４号
【特許文献８】米国公開特許第１１／８０５，１５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、造影剤崩壊の有効性を示す方法、この方法を実施するシステム、および上記の方法を実行する命令を記憶したコンピュータ読み出し可能媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の造影剤崩壊の有効性を示す方法についての課題は、本願発明の請求項１により、造影剤崩壊有効性を示す方法において、この方法には、音響エネルギーにより、領域内の造影剤を崩壊させ、この造影剤が不完全に崩壊している領域内の位置を検出し、この領域内の位置を示すことが含まれていることを特徴とする、造影剤崩壊の有効性を示す方法によって解決される。
【０００７】
上記のシステムについての課題は、本願発明の請求項１５により、造影剤崩壊の有効性を決定するシステムであって、このシステムには、造影剤を崩壊させる第１パルスを送信し、また最小の崩壊で造影剤をイメージングする第２パルスを送信する送信ビームフォーマと、この第２パルスに応答して造影剤信号を形成する受信ビームフォーマとが含まれており、上記の第１パルスおよび第２パルスのタイミングを設定して、高速の潅流に関連した造影剤応答と、不完全な崩壊に関連した造影剤応答とを区別することを特徴とする、造影剤崩壊の有効性を決定するシステムを構成することによって解決される。
【０００８】
さらに上記のコンピュータ読み出し可能媒体についての課題は、本願発明の請求項１１により、上記のコンピュータ読み出し可能媒体には、造影剤崩壊の有効性を決定するためにプログラムされたプロセッサによって実行される命令を表すデータが記憶されており、この該記憶媒体には、崩壊パルスを送信した後、造影剤応答のベースラインフレームデータを取得するための命令と、このベースラインフレームデータに依存して、熱雑音、組織信号の非線形応答、またはこの両方および造影剤の不完全な崩壊に関連する造影剤応答を区別するための命令が含まれていることを特徴する、コンピュータ読み出し可能媒体によって解決される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】造影剤崩壊の有効性を決定する超音波イメージングシステムの１実施形態のブロック図である。
【図２】１実施形態による造影剤崩壊の有効性を決定する方法の流れ図である。
【図３】崩壊していない造影剤が示された最大輝度投影画像のグラフィック表示である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に説明する有利な実施形態には、造影剤崩壊の有効性を決定する方法、システム、コンピュータ読み出し可能媒体および命令が含まれている。ここでは、有効に崩壊しなかった造影剤の位置が識別される。崩壊していない造影剤からの応答は、飽和による組織からの応答または高速の潅流から応答と区別することができる。これらの位置は、結果的に得られる画像において強調表示することができ、これによって潅流に関連していない位置がユーザに示される。
【００１１】
本発明の第１の側面では、造影剤崩壊の有効性を示すための方法が提供される。音響エネルギーにより、１領域内の造影剤が崩壊する。ここでは造影剤の崩壊が不完全な上記の領域内の位置が検出される。またこの領域内の上記の位置が示される。
【００１２】
本発明の第２の側面では、造影剤崩壊の有効性を決定するためにプログラムされたプロセッサによって実行可能な命令を表すデータがコンピュータ読み出し可能記憶媒体に記憶される。この記憶媒体には、崩壊パルスを送信した後、造影剤応答のベースラインデータフレームを取得するための命令、ならびにベースラインデータフレームに依存して、熱雑音、組織信号の非線形応答またはこれらの双方と、造影剤の不完全な崩壊に関連する造影剤応答とを区別するための命令が含まれる。
【００１３】
本発明の第３の側面では、造影剤崩壊の有効性を決定するためのシステムが提供される。このシステムの送信ビームフォーマは、造影剤を崩壊する第１パルスを送信し、また最小の崩壊で造影剤をイメージングする第２パルスを送信することができる。また受信ビームフォーマは、上記の第２パルスに応答した造影剤信号を形成することができる。ここでは上記の第１パルスおよび第２パルスに対するタイミングを設定して、高速の潅流に関連した造影剤応答と、不完全な崩壊に関連した造影剤応答とを区別することができる。
【００１４】
本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定されるものであり、ここでの説明は、これらの請求項に対する制限とみなすべきではない。以下では、有利な実施形態に関連して本発明の別の側面および利点を説明する。
【００１５】
コンポーネントおよび図面は、必ずしも縮尺通りではなく、むしろ本発明の原理を示すために強調されている。さらに複数の図面において同様の参照番号は、図が変わってもこれらの図を通じて相応する部分を示すものとする。
【００１６】
ユーザは、造影剤が完全に消失した体積体から潅流イメージングが開始されていること、または崩壊していない造影剤がどこに位置しているかを知りたいことがある。例えば、最大輝度投影画像が、キャプチャまたは形成される。崩壊エネルギーが十分でない領域である、画像のこれらの部分が、表示される。ユーザは、イメージングを再度実行して崩壊の量を増大させるか、または造影剤の濃度を低減することができる。択一的にはユーザは、これらの部分を診断において軽視することができる。ユーザは、表示された崩壊有効性の画像の面積および形状に基づき、新たな注入が必要か否かまたは付加的な崩壊エネルギーが必要か否かを決定することができる。表示の１実施形態では、ユーザは、潅流のレベルが極めて高い血管および領域を対照的な色で見ることができる。
【００１７】
最終的なキャプチャ画像では、崩壊エネルギーによって消去されなかった造影剤を有する領域に対して一意的な色または強調表示が得られる。この強調表示は、別の原因による１つまたは複数の強調表示と区別することができる。別の原因は、造影剤と同様に情報を提供することができる。組織などの明るいターゲットからの飽和および熱雑音は、造影剤として検出される。関心対象の体積体に造影剤が極めて高速に流れ込む比較的大きな血管または大きく潅流する領域により、崩壊の直後に造影剤応答が得られ、また崩壊していない造影剤として誤って解釈され得る。
【実施例】
【００１８】
図１には医用診断超音波イメージングにおける造影剤崩壊の有効性を決定するシステム１０が示されている。システム１０には、送信ビームフォーマ１２と、トランスデューサ１４と、メモリ１５と、受信ビームフォーマ１６と、コントローラ１７と、画像プロセッサ１８と、モーションプロセッサ２０と、ディスプレイ２２とが含まれている。付加的なコンポーネントまたは別のコンポーネントを設けるか、またはコンポーネントを少なくすることも可能である。例えばモーションプロセッサ２０は画像プロセッサ１８と統合されるか、またはその一部である。別の例ではコントローラ１７は、受信ビームフォーマ１６、送信ビームフォーマ１２、この両方または別のコンポーネントの一部である。
【００１９】
１実施形態においてシステム１０は、医用診断超音波イメージングシステムであるが、同じ種類（超音波の）または別の種類の複数の画像システムを使用可能である。別の実施形態では、システム１０の一部または全てがコンピュータまたはワークステーションに実現することができる。例えば、前に取得したデータフレームは、ビームフォーマ１２，１６またはトランスデューサ１４なしで処理される。
【００２０】
送信ビームフォーマ１２は、超音波送信器、メモリ、パルス発生器、アナログ回路、デジタル回路またはこれらの組み合わせである。送信ビームフォーマ１２は、異なるまたは相対的な振幅、遅延量および／または位相調整を有する複数のチャネルに対して、波形を形成する。形成された波に応じてトランスデューサ１４から音波が送信されると、１つまたは複数のビームが形成される。送信ビームフォーマ１２は、ビームが所定の位相および／または振幅を有するようにすることができる。例えば、送信ビームフォーマ１２は、所定の走査ラインに関連するパルスシーケンスを送信するか、または隣接する複数の走査ラインに送信する。これらのパルスは、振幅および／または相対位相の異なるビームに相応する。択一的な実施形態では、任意の所定の走査ラインに対して単一のビームが使用され、および／または同じ振幅および／または相対位相を有する複数のビームが使用される。
【００２１】
造影剤崩壊に対して音響エネルギーの波形は、約1.0 MIまたはそれ以上のメカニカルインデックスを有する。この音響エネルギーにより、少なくとも幾つかの造影剤が破裂するかまたは吸収される。上記の波形または音響ビームの周波数、振幅、出力、焦点または別の特性を設定して、所望の崩壊を得ることができる。焦点領域、ビーム幅、パルス繰り返し周波数、走査パターン、または別の特性を変更して、造影剤を一層効率的に崩壊させることができる。１実施形態では米国特許特許第６，３４０，３４８号に開示されている崩壊エネルギーを送出するためのコンポーネント、処理および／またはプログラミングが送信ビームフォーマ１２に含まれている。上記の米国特許の開示内容は参照によって本明細書に含まれているものとする。
【００２２】
造影剤をイメージングするためにはメカニカルインデックス（ＭＩ）の低い音響エネルギーが形成される。例えば、0.7MIまたはそれ以下の音響エネルギーを使用して、造影剤の崩壊を制限するか回避する。造影剤の崩壊に関連するような比較的ＭＩの高い音響エネルギーもイメージングに使用することができる。
【００２３】
トランスデューサ１４は、１次元、１．２５次元、１．５次元、１．７５次元または２次元の素子のアレイである。トランスデューサ１４には、音響エネルギーと電気エネルギーとの間を変換するための素子が含まれている。これらの素子は、圧電または容量式メンブランベースの構造をしている。これらの素子は、送信ビームフォーマ１２および受信ビームフォーマ１６のチャネルに接続される。
【００２４】
受信ビームフォーマ１６には、増幅器、遅延素子および／または位相回転器、１つまたは複数の合計器を有する複数のチャネルが含まれる。各チャネルは、１つまたは複数のトランスデューサ素子に接続される。受信ビームフォーマ１６は、相対的な遅延、位相および／またはアポディゼーションを適用して、それぞれの送信に応じて１つまたは複数の受信ビームを形成する。これらのチャネルからの集束された情報は、動的に合計される。択一的な実施形態では、受信ビームフォーマ１６は、フーリエ変換または別の変換を用いてサンプルを形成するプロセッサである。
【００２５】
受信ビームフォーマ１６は、フィルタ、例えば送信周波数帯域に対して２次高調波または別の周波数帯域における情報を分離するフィルタを含むことができる。このような情報は、所望の組織情報、造影剤情報および／または流れ情報を含んでいることが多い。別の実施形態では受信ビームフォーマ１６にメモリまたはバッファおよびフィルタまたは加算器が含まれる。２つまたはそれ以上の受信ビームが結合され、これにより、２次高調波、３次の基本波または別の帯域などの所望の周波数帯域における情報が分離される。
【００２６】
受信ビームフォーマ１６より、イメージングのために送信された超音波パルスに応じて造影剤信号が形成される。送信および受信処理の任意の所望のシーケンスを使用して、超音波情報を得ることができる。例えば、Ｂモードデータは、１つの領域を一度走査して任意の応答の強度を検出することによって得ることができる。Ｂモードデータは、組織のイメージングに使用可能である。相関または動きの追跡を使用して、Ｂモードデータから流体情報を導出することができる。Ｂモード処理により、２次高調波における情報を分離するフィルタリングなどによって、造影剤情報を得ることができる。ドップラ情報は、各走査ラインに沿ってビームシーケンスを送信することにより取得することができる。コーナーターニングメモリは、組織情報、造影剤情報および／または流れ情報をドップラ信号から分離するために使用可能である。現在公知の別のモードまたは将来開発される別のモードを利用することもできる。
【００２７】
１つの実施形態では、上記のモードは、造影剤イメージングモードである。造影剤は、ふつうのＢモード法またはドップラ法によってイメージングすることができる。造影剤情報は主に造影剤に応答する情報であり、また組織情報は主に組織に応答する情報である。２次、偶数次、奇数次または別の高調波において情報を分離することにより、造影剤から情報を識別できることが多い。例えば２パルス法が用いられる。これらのパルスは、振幅が同じであるが位相が異なる。応答を合計することにより、偶数次高調波に関連する情報が識別される。択一的にはフィルタリングを使用することができる。択一的または付加的に、相対的なフェージングが受信処理において行われる。
【００２８】
１つの実施形態では、送信シーケンスが制御されて、３次の基本波（cubic fundamental）に応答するエコー信号が形成される。送信ビームフォーマ１２は、相異なる少なくとも２つの振幅レベルを有するパルスおよび逆相または相異なる位相を有する複数のパルスのうちの少なくとも２つのパルスを送信する。送信器出力は、任意の適当な方式にしたがって変更可能であり、この変更は、例えば、特定のパルスを形成するのに使用されるトランスデューサ素子の数（または送信アパーチャ）を調整することにより、または個々のトランスデューサ素子に加えられる電圧を調整することによって行われる。
【００２９】
３次の基本波における超音波データを取得するために、受信ビームフォーマ１６にはラインメモリおよび合計器またはフィルタが含まれており、上記の送信に応答する複数の信号が合成される。上記のラインメモリまたはバッファは、物理的に別のメモリとして構成することができ、またはこれらを共通の物理的な装置の選択した位置として構成することもできる。ビームフォーマ信号はラインメモリまたはバッファに記憶され、つぎに重み付け合計器において重み付けられて加算される。これらのメモリおよび合計器は、アナログ技術またはデジタル技術を使用して実現することができる。上記の重み付け合計器により、別個にビーム形成された受信信号が重み付けされることによって１つの合成出力信号が形成される。所定の空間位置に対する上記の合成信号は、３次の基本波の応答に関連するサンプルである。
【００３０】
３次の基本波の情報の取得は、米国特許第６，４９４，８４１号に開示されており、その開示内容を参照によってここに組み込むものとする。ここに開示された任意の送信シーケンスおよび受信の組み合わせは、３次の基本波の情報を得るのに使用可能である。３次の基本波の情報を得るための別の送信シーケンスおよび受信の組み合わせも使用可能であり、これは例えば米国特許第６，６０２，１９５号明細書、米国特許第６，６３２，１７７号明細書、米国特許第６，６３８，２２８号明細書および米国特許第６，６８２，４８２号明細書に開示されており、それらの開示内容は参照によってここに組み込まれるものとする。一般的に相異なる振幅および位相を有する複数のパルスからなるパルスシーケンスが送信される。同相で異なる振幅を用いることにより、または振幅を変更することにより、３次の基本波の情報を得ることもできる。上記のシーケンスに応答する受信信号を合成することにより、３次の基本波の情報を含むサンプルが得られる。３次の基本波の情報は、超音波造影剤に対して極めて固有のものである。なぜなら造影剤により、３次応答が形成され、トランスデューサおよび組織により、極めて小さいな３次応答が形成されるからである。この情報により、組織のクラッタが除去され、造影剤に対して一層固有なイメージングが可能となる。例えば、３次の基本波の情報を用いると、組織内の小血管を一層容易にイメージングないし識別することができる。コントローラ１７は、プロセッサ、ＡＳＩＣ、デジタル信号プロセッサ、ＦＰＧＡ、デジタル回路、アナログ回路またはこれらの組み合わせである。コントローラ１７により、送信ビームフォーマ１２および受信ビームフォーマ１６の動作が制御される。例えば、コントローラ１７は、送信ビームフォーマ１２に崩壊パルスを送信させる。別の例としては、コントローラ１７は、送信ビームフォーマ１２にパルスを送信させ、また受信ビームフォーマ１６に応答信号を受信させて造影剤をイメージングさせる。コントローラ１７は、パルスの送信および／または受信のタイミングを制御することができる。イメージプロセッサ１８は、Ｂモード検出器、ドップラ検出器、パルス波ドップラ検出器、相関プロセッサ、フーリエ変換プロセッサ、特定用途向け集積回路、汎用プロセッサ、制御プロセッサ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、アナログ回路、デジタル回路またはこれらの組み合わせ、あるいはビーム形成された超音波サンプルから情報を検出する表示する別の現在公知の装置または将来開発される装置である。１実施形態では、イメージプロセッサ１８により、同じ領域またはゲート位置を表す複数のサンプルからの高速フーリエ変換が実現される。各サンプルは３次の基本波に応答であるため、パルス波ドップラ表示を３次の基本波の情報から形成することができる。イメージプロセッサ１８にはまた並列のトラックに配置されたＢモード検出器が含まれる。このＢモード検出器は、ビーム形成された同じまたは異なるサンプルに作用して、組織、造影剤、または組織および造影剤応答を検出する。例えば、３次の基本波の分離に使用されかつ受信ビームのシーケンスから得られる空間位置毎に１つずつの受信ビームは、上記のＢモード検出器に供給されて、１次の組織情報がイメージングされる。
【００３１】
イメージプロセッサ１８は、超音波データフレームを出力する。上記のデータフレームは、取得フォーマット（例えば極座標系）、表示フォーマット（例えば走査は、デカルト座標フォーマットまたは画像に変換される）、またはその他のフォーマットにフォーマットされる。各データフレームは、１次元、２次元または３次元の走査領域を表す。このデータフレームには、単一のタイプまたは複数のタイプのデータが含まれる。例えば１つのデータフレームは造影剤情報だけを含む。別の例では、１つのデータフレームには、ある空間位置に対する造影剤情報と、別の空間位置に対する別のタイプの情報（例えばＢモードまたはドップラ）とが含まれる。同じフレームにおいて同じ空間位置に対して異なるデータタイプが含まれていてもよい。別の例では、異なるデータフレームに、異なるデータタイプがある。
【００３２】
択一的な実施形態では、イメージプロセッサ１８により、ネットワークまたはメモリ１５からデータがロードされる。例えば、DICOMまたは別の画像がロードされる。各画像が、１つのデータフレームである。１つのフレームは、異なるデータタイプを含むことができ、１つのデータタイプが別のデータタイプに重なることも可能である。択一的には各フレームはただ１つのデータタイプだけを含み、異なるデータタイプに対してフレームが異なる。別の実施形態では各フレームが分割されて、１つの部分が１つのデータタイプを含み、別の部分が別のデータタイプを含むようにし、また表される空間位置が重さなることも重ならないこともある。
【００３３】
イメージプロセッサ１８は、ベースラインデータフレームを形成することができる。このベースラインデータフレームは、造影剤情報から、例えば３次の基本波の応答から形成される。別のデータソースを含めるかまたか択一的に使用することも可能である。上記のベースラインデータフレームは、崩壊パルスを送信した後に取得される情報から形成される。例えば、崩壊パルスの１つまたは複数の走査データが送信される。残響の消失を許容した後、造影剤データフレームを取得する。別の例では、ラインインタリーブが使用される。１つまたは複数のラインに対する崩壊パルスが送信され、造影剤情報がこの１つまたは複数の走査ラインに対して取得される。つぎにこのプロセスは、この領域の走査が完了するまで、別の走査ラインに対して繰り返される。別のべーラインデータフレーム、例えば以前のイメージング作業から得られて記憶されたベースラインまたはモデル化されたベースラインを使用することもできる。
【００３４】
イメージプロセッサ１８は、後続のデータフレームを形成することができる。例えば、造影剤応答は、さらなるインタリーブされた崩壊パルスなしに複数の走査に対して検出される。ベースラインフレームを有するまたはこれを有しない後続のフレームは、イメージングに使用され、例えば、画像のシーケンスの形成に使用されるか、または走査領域の位置毎に１周期にわたって最大輝度を表すデータフレームを形成するのに使用される。
【００３５】
イメージプロセッサ１８により、崩壊していない造影剤に関連する位置が識別される。例えば、ベースラインデータフレームにより、複数の位置が示される。閾値を上回る任意の値は、崩壊していない造影剤と見なされる。ベースラインデータフレームにおける別の応答から、崩壊していない造影剤をさらに分離するため、イメージプロセッサ１８は、組織の漏れ、飽和、熱雑音および／または高速の潅流と、不完全な崩壊に対する造影剤応答とを区別することができる。
【００３６】
イメージプロセッサ１８とは択一的に、モーションプロセッサ２０により、造影剤の不完全な崩壊を検出することができる。モーションプロセッサ２０は、ＡＳＩＣ、相関プロセッサ、フーリエ変換プロセッサ、汎用プロセッサ、制御プロセッサ、ＦＰＧＡ、DSP、アナログ回路、デジタル回路、バッファ、メモリ、これらの組み合わせ、またはすでに公知になっているまたは将来的に開発される、データフレームと検出された造影剤との間の相対的な動きを決定する別の装置である。モーションプロセッサ２０は、超音波データフレーム間の動きを安定化させる。例えば、Ｂモードまたは組織情報が使用されてフレーム間の動きが追跡され、また追跡されたこの動きに基づき、同じ情報および造影剤情報がフレーム間で揃えられる。
【００３７】
モーションプロセッサ２０により、ディスプレイ２２に対する画像が形成される。この画像は、超音波データの１つまたは複数のフレームから形成される。例えば、単一のフレームまたはフレームシーケンスに対し、造影剤情報が不完全な崩壊の位置に依存して色符号化される。所定のフレームに対する空間位置が、造影剤の不完全な崩壊を示している個所において、検出される造影剤は、別の造影剤とは異なって色付けされるかまたは強調表示される。
【００３８】
別の表示の例は、空間的に揃えた後、複数のデータフレームから得られるデータを組み合わせることである。モーションプロセッサ２０には、残光フィルタ、他のフィルタ、合計器、アルファブレンディングバッファ、他のバッファ、メモリ、プロセッサ、加算器または異なるデータフレームの情報から画像を形成する装置が含まれ得る。例えば、モーションプロセッサ２０により、１フレームから別のフレームまでまたは目下の合成フレームの特定の空間位置に対するデータが比較される。この比較（例えば、最大値、平均値への寄与、最小値など）に基づいて、複数の値のうちの１つが選択されるか、または目下のコンビネーションフレームが更新されて所望の値が含まれるようにする（例えば、最大輝度投影）。別の実施例では、モーションプロセッサ２０により、平均値、合計値、または時間に依存して位置または領域を表す別の値が決定される。
【００３９】
ディスプレイ２０は、ＣＲＴ、モニタ、ＬＣＤ、フラットパネルディスプレイ、プロジェクタまたは別のディスプレイ装置である。ディスプレイ２０は、画像を表示するために表示値を受け取る。これらの表示値は、１次元画像、２次元画像または３次元表示としてフォーマットされる。１実施形態では、上記の表示値は、異なる時点で取得されたデータフレームに依存して形成される画像、例えばＴＩＣ（time intensity curve）画像またはＭＩＰ（maximum intensity projection）画像などに対する表示値である。付加的なデータフレームが取得されて選択されると、上記の画像は更新される。単一データフレームまたは合成データフレームから得られる別の画像を表示することも可能である。
【００４０】
１つまたは複数の画像において、１つまたは複数の空間位置（例えばピクセル）は、崩壊が不完全な造影剤の決定に依存して変調される。例えば、このようなピクセルは一意に色付けされるか、または色で変調される。
【００４１】
崩壊が不完全な造影剤と共に、高速の潅流および／または組織応答などの別の情報を変調または表示することができる。１実施形態において、高速の潅流および／または組織応答に関連する位置は、崩壊が不完全な造影剤と同様には変調されない。
【００４２】
メモリ１５は、ランダムアクセスメモリ、リードオンリメモリ、キャッシュ、ハードディスク記憶装置、リムーバブル記憶装置、光学記憶装置、フラッシュ記憶装置、システムメモリ、それらの組み合わせ、または現在公知のまたは将来的に開発される、データフレーム、画像および／または命令に対する別の装置である。メモリ１５は、異なるメモリ装置または別個にアドレッシングされる領域の組み合わせとすることが可能である。１実施形態においてメモリ１５には、プロセッサ１８および／または２０用のこれから使用されるデータ、使用中のデータ、処理後のデータが記憶される。
【００４３】
イメージプロセッサ１８および／またはモーションプロセッサ２０は、命令にしたがって動作する。コンピュータ読み出し可能記憶媒体には、医用診断超音波イメージングにおける造影剤崩壊の有効性を決定するためにプログラムされる上記のプロセッサのうちの１つまたは両方で実行可能な命令を表すデータが記憶される。ここで説明した処理、方法および／または技術を実現するための命令は、コンピュータ読み出し可能記憶媒体、またはメモリ１５に供給されており、この記憶媒体は、例えば、キャッシュ、バッファ、RAM、リムーバブル媒体、ハードディスクドライブまたは別のコンピュータ読み出し可能記憶媒体である。コンピュータ読み出し可能記憶媒体には、さまざまなタイプの揮発性および不揮発性記憶媒体が含まれる。図面またはここで説明した機能、ステップまたはタスクは、コンピュータ読み出し可能記憶媒体に記憶されている１つまたは複数の命令のセットに応じて実行される。上記の機能、ステップまたはタスクは、命令セット、記憶媒体、プロセッサまたは処理ストラテジなどの特定のタイプに依存せず、また単独または組み合わせで動作するソフトウェア、ハードウェア、集積回路、ファームウェア、マイクロコードなどによって実行され得る。同様に処理ストラテジーは、マルチプロセシング、マルチタスク処理、並列処理などを含んでいてもよい。１つの実施形態において、上記の命令は、ローカルシステムまたはリモートシステムによる読み出しに対してリムーバブル媒体媒体装置に記憶される。別の実施形態において上記の命令は、遠隔地に記憶されており、コンピュータネットワークまたは電話回線を介して伝送される。さらに別の実施形態において上記の命令は、所定のコンピュータ、ＣＰＵ、ＧＰＵまたはシステム内に記憶される。
【００４４】
図２には医用診断超音波イメージングにおける造影剤崩壊の有効性を決定または示す方法が示されている。この方法は、図１のシステム１０または別のシステムによって実現される。この方法は、図示の順序でまたは別の順序で実行される。付加的なステップ、別のステップを設けるか、またはステップを少なくすることも可能である。例えば、ステップ２６，２８および３２は、別のステップがないかまたは別のステップのうちのいくつかだけを有する。別の実施例ではステップ３２は、ステップ３４および／または２６なしに実行される。別の実施例では、ステップ３８，４０，４２またはステップ３２からステップ２６へのフィードバックは、オプションであるかまたは任意の組み合わせまたは部分集合である。これらのステップは、体積体または２次元領域に対して、例えばこのような体積体または２次元領域を表すデータフレームなどに対して実行される。
【００４５】
ステップ２４では、造影剤を患者に導入する。この造影剤は、ボーラスとして手動で注入されるか、またはカテーテルないしはシリンジを介してポンプで注入される。造影剤は、血流または別の伝導路に注入される。造影剤の数の任意である。１実施形態では、数を制限した造影剤を注入して、自由に流れる造影剤の数を低減する。別の実施形態では、大量の造影剤を注入する。
【００４６】
上記の造影剤は、シェルを有するまたはこれを有しないマイクロバブルである。造影剤は、例えば患者を治療するための薬剤のような化学療法剤を含むかまたは化学療法剤から形成することができる。造影剤の表面は、組織に結合するかこれに付着することができる。１実施形態において、造影剤には、組織により一層結合または付着し易くするリガンドまたは別の材料または構造が含まれる。この材料または構造の目標を定めて、特定の組織、例えば疾患のあるまたは炎症を起こしている組織に結合または付着するようにすることも可能である。別の実施形態では、造影剤は、別の化学療法的な構造なしに超音波イメージングを強化する。
【００４７】
任意のイメージングの前または後、ステップ２６において造影剤を崩壊させる。例えば、ユーザは、造影剤の初期の潅流または流入中に造影剤および／または組織を見る。造影剤の存在および所望のイメージング領域が一旦確定されると、この造影剤を崩壊させて所望の初期状態（例えばベースライン）を調整または確立することができる。崩壊の後、造影剤は関心対象領域を再潅流する。択一的な実施形態では、かなりの数の造影剤が崩壊されない。
【００４８】
崩壊のため、造影剤の一部またはすべてを崩壊するのに十分な音響エネルギーが伝送される。例えば、１つまたは複数の個所において0.7以上のメカニカルインデックスを有する音響エネルギーが伝送される。より一層の崩壊を保証するため、比較的出力の高い（例えば1.0以上のＭＩ）複数の音響ビームを、複数の走査ラインの各ラインに沿って伝送する。走査ラインに沿って形成されるビーム毎に、異なる焦点または同じ焦点または別のビーム特性を使用することができる。上記の崩壊の伝送に応答して音響エコーが受信されることは実質的にないので、短いパルス繰り返し間隔によって一層大きな出力を供給することができる。線形イメージング、Vector(R)またはセクタに対する走査領域のような所定の領域において造影剤を実質的に崩壊させるために複数の伝送ビームを使用することが可能である。
【００４９】
上記の領域は、関心対象領域または視野の全領域とすることができる。
【００５０】
上記の崩壊は自動的に発生する。輝度の変化または時間のようなトリガイベントによって上記の崩壊が開始される。択一的には上記の崩壊は手動で開始される。例えば、ユーザはボタンを押下して、繰り返しのない高出力のカラードップラパルスの送信をトリガするのである。
【００５１】
ステップ２８では、造影剤を表す超音波データフレームのシーケンスを形成するため伝送および繰り返しが行われる。比較的出力の低い音響ビームが、領域の走査ラインに沿って送信され、この音響ビームに応答するエコーが受信される。この比較的低い出力は、0.7以下のメカニカルインデックス、比較的周波数の低い波形、比較的小さいなアパチャ、比較的遅いパルス繰り返し周波数、これらの組み合わせまたは別のビーム特性によって得られる。
【００５２】
ステップ３０では、造影剤が検出される。ステップ２８で走査される上記の領域に含まれるのは、造影剤かまたは造影剤を含み得るエリアである。上記の造影剤は、超音波エネルギーに応答する。崩壊パルスを送信した直後、一部の領域または全領域に造影剤が消失する。しかしながら１つまたは複数の位置は、不完全な崩壊および／または高速の流入に起因して造影剤を有し得る。崩壊後の最初のイメージングデータフレームには造影剤からの情報が含まれ得る。この情報にはまた組織または流体からの応答も含まれ得る。１実施形態において、上記の情報は、超音波信号の３次の基本波において取得される。例えば、超音波信号は、異なる少なくとも２つの振幅レベルおよび位相を有する複数のパルスで送信される。上記の送信送に応答する信号は合成される。各データフレームの関心対象領域の各空間位置においてデータを取得する。
【００５３】
上記の造影剤の応答の強度、変動、速度、出力または別の特性を決定する。１実施形態では、Ｂモード検出器を使用し、造影剤情報および組織情報の両方を検出する。択一的には別個の検出器、例えばドップラ検出器または別の検出器を使用して造影剤情報を検出する。この造影剤情報は、造影剤に固有の任意の技術を使用して検出される。またビーム形成して受信した同じ情報または別個の情報を使用して、空間的に記録されるＢモード情報または組織情報を決定する。
【００５４】
データフレーム、例えば造影剤だけを表すデータフレームまたは造影剤および組織からの応答を表すデータフレームには唯一のタイプのデータが表される。択一的には上記のデータフレームは、異なるタイプのデータ、例えば同一のフレームまたは異なるフレームセットにおけるデータを表す。
【００５５】
データフレームのシーケンスは、超音波によってデータフレームを取得することによって、または以前に形成した超音波データフレーム（例えばＤＩＣＯＭ画像）を取得することによって形成される。これらのデータフレームは、ライブ走査によってリアルタイムに取得されるか、または検出データの記憶されたクリップから取得される。上記のシーケンスは、実質的に連続的または（例えば心周期毎に１回または数回取得される）周期的なシーケンスとすることができる。
【００５６】
上記のシーケンスには、異なる時点の走査領域を表す複数のデータフレームが含まれる。各データフレームは、同一の領域または重なり合った領域を表す。患者に対してトランスデューサが平面外に動くことになどに起因して、いくつかのフレームが異なる領域を表すこともある。
【００５７】
ステップ３２では、上記のシーケンスにおける１つまたは複数のデータフレームが使用されて、造影剤の崩壊が不完全な領域内の位置が検出される。例えば、崩壊後の最初のデータフレームが使用される。造影剤から得られた可能性のある任意の応答は、不完全な崩壊であると識別される。この応答の位置が決定される。
【００５８】
１実施形態では、崩壊後のベースライン潅流データフレームが取得される。ベースラインデータフレームは、崩壊後に取得される最初のデータフレームであり、例えば、崩壊後、できる限り早く取得して崩壊送信からの反射を最小化する。上記のベースラインデータフレームには、検出する造影剤応答が含まれ得る。例えば、上記の崩壊パルス後に得られかつ最初に取得される３次の基本波または別の造影剤イメージング応答が、ベースライン潅流画像Ｃbaselineである。
【００５９】
ベースラインデータフレームにおける造影剤応答の位置は、不完全な崩壊に関連している。択一的にはノイズレベルの閾値を上回る造影剤の位置が、不完全な崩壊に関連付けられる。このフレーム内で検出した信号が信号対雑音比の閾値を上回る場合、これら信号は、崩壊していない造影剤からの信号であると見なされる。上記のノイズレベルは、送信なしに応答する受信によって測定されるか、利得設定から推定されか、または経験的に決定される。
【００６０】
組織からの応答、熱雑音、飽和または造影剤応答として発生し得る別のソースを区別して、造影剤の不完全な崩壊から応答をさらに分離することできる。ステップ３４では、熱雑音と、組織信号の飽和（例えばフロントエンド飽和に起因する組織信号の非線形応答）と、またはこの両方と、不完全な崩壊に関連する造影剤応答との間で区別が行われる。組織応答は、フロントエンド飽和を発生させて、誤った造影剤信号になり得る。飽和は、上記のトランスデューサに比較的近い組織からの反射に対して発生することが多い。上記のベースラインデータフレームでは、近接フィールドの領域は、別の領域よりも飽和および組織信号の漏れが生じ易い。崩壊エネルギーは、上記の近接フィールドにおいて比較的広く分散され、すなわちあまり合焦されないため、この近接フィールドには別の領域よりも崩壊していない造影剤が含まれ易い。
【００６１】
区別を行うため、組織に関連した位置が識別される。例えば、組織から得られる信号は、大きなＢモード信号強度と関連している。別個の走査を使用して、または造影剤検出から得られかつビーム形成されたサンプルのうちの少なくともいくつかのサンプルを使用して、Ｂモード検出を実行する。１実施形態では、Ｂモードデータフレームは、崩壊完了直後に取得される。このＢモードデータフレームは、例えばステップ２４を実行する前など別の時点に取得することができる。閾値を上回るＢモードデータに関連する位置は、崩壊していない造影剤表示から除外される。これらの位置は、後続のイメージングにおいて見えないようにするか、置き換えるか、または強調表示して、組織の漏れまた飽和が見えるようにするかまたはこれが見えないようにすることが可能である。
【００６２】
崩壊していない造影剤に対して、組織に関連していない位置が使用される。例えば、閾値レベルよりも低いＢモード組織応答に関連した位置およびこの閾値を上回るＢモード組織に関連しない位置が識別される。崩壊していない造影剤に対して、ベースラインデータフレームが使用されて、第１閾値を上回る信号対雑音比を有する位置が識別される。これらの位置の部分集合が、第２閾値以下のＢモード強度に相応する。これらの位置の部分集合が、崩壊していない造影剤として識別される。
【００６３】
血管に関連する領域は、造影剤の高速な流入を有し得る。
崩壊パルスからの残響はベースラインデータフレームを得る前に消失し得るため、造影剤が崩壊した領域に流入し得る造影剤もある。この流れは、ベースラインデータフレームにおいて検出される造影剤になり得る。このアーチファクトが許容される場合、これらの造影剤は、不完全な崩壊によるものとして示される。
【００６４】
択一的には、高速な流入に関連する造影剤の検出を省略することができる。ステップ３６では、高速な潅流に関連する造影剤応答と、不完全な崩壊に関連する造影剤応答とが区別される。検出される造影剤の領域のサイズ、形状およびこの走査領域内での位置または別の特性を使用することができる。
【００６５】
択一的または付加的には、ベースラインデータフレームにおける造影剤の高速な流入の検出を省略することにより、高速の流入と、不完全な崩壊とを区別することができる。上記の崩壊およびイメージングパルスまたは送信に対するタイミングにより、高速の潅流に関連する造影剤応答と、不完全な崩壊に関連する造影剤応答とを区別することができる。
【００６６】
崩壊パルス（Ｄ）およびイメージングパルス（Ｃ）の１つのシーケンスは、フレームまたは走査によってインタリーブされる。例えば、データフレーム当たりに４つのラインが使用される。一層大きな走査ライン数も可能である。各崩壊パルスＤは、高出力の単一パルスを表す。各Ｃは、３つのパルスからなるトリプレットを表しており、３次の基本応答を検出するため、最初と最後のパルスは振幅が半分でありまた中央のパルスはフルの振幅を有しかつ逆相である。このシーケンスは、D0 D1 D2 D3  D0 D1 D2 D3  D0 D1 D2 D3 C0 C1 C2 C3 C0 C1 C2 C3 C0 C1 C2 C3 C0 C1 C2 C3と表される。検出後の第１シーケンスＣにより、ベースライン潅流フレームが得られる。このベースラインフレームは、不完全な崩壊の領域を示すために使用できるが、高速な流入からの造影剤応答を含み得る。
【００６７】
崩壊のための送信と、造影剤を検出するための送信とのラインインタリーブを使用することにより、さらに高速の流入と、不完全な崩壊とを区別することができる。パルスのタイミングは、崩壊パルスおよびイメージングパルスのラインインタリーブが得られるように設定される。崩壊およびイメージングシーケンス毎に走査領域を完全に走査する代わりに、１つの走査ラインに沿って複数の崩壊パルスを送信し、続いて同じ走査ラインに沿ってイメージングパルスを送信する。この走査ラインを終了した後、別の走査ラインに対してこの処理を繰り返す。後続のイメージングは、崩壊パルスなしに行われる。別の走査ラインに沿った崩壊パルスおよび／またはイメージングパルスを介入させることも可能である。
【００６８】
ラインインタリーブの１例では、造影剤の崩壊と検出との間の時間を短くしてパルスシーケンスを送信する。時間をこのように短縮することにより、不完全な崩壊と高速の潅流との間の区別が改善される。上記の例のＤおよびＣの表記を使用すると、例示的な１シーケンスは、D0 D1 D2 D3  D0 D0 C0 D1  D1 C1 D2 D2 C2 D3 D4 C3  C0 C1 C2 C3 C0 C1 C2 C3…である。このシーケンスにおいて、ベースライン潅流フレームは、１つまたは複数の振幅の大きな崩壊パルスによるラインインターリブ方式で取得される。このベースラインデータフレームでは、高速の流入からほとんど造影剤が検出されない傾向がある。
【００６９】
さらなる高速な流入と不完全な崩壊とを区別するため、すべての崩壊イベントの後、最初に完了したフレームは、上記のベースライン潅流フレームと比較されて、高速な流入の領域が決定される。高速の流入は、血管構造により、同じ個所に発生する。これらの領域は、最初に完了したデータフレームにおいて確かに識別される。これらの領域は、不完全な崩壊に対し、ベースラインデータフレームから除外される。ベースラインデータフレームにおける造影剤応答の残りの位置は、不完全な崩壊によるものと考えられる。
【００７０】
ステップ３８では、この領域の潅流を表す画像を形成する。例えば、ベースラインデータフレームおよび後続のデータフレームは、潅流を示すデータフレームに対するシーケンスを形成するために使用される。別の例では、データフレームは、１つまたは複数の画像を形成するために合成される。合成の１つは、データフレームをローパスフィルタリングすることである。別の合成の例は、崩壊後、造影剤応答の動き補償した最大輝度投影画像を形成することである。ベースライン潅流に続くフレームまたはこれを含むフレームは、動き補償した最大輝度投影（ＭＥＰ）を１周期にわたって使用して累算され、ここでは例えばデータフレームを１〜２０秒間累算する。１秒または別の時間に取得されるべーラインフレーム用に任意の周期を使用することができる。別の周期（例えば、ベースライン５秒間まで、ベースライン１０秒間まで…）での累算に関連した画像シーケンスを形成することもできる。
【００７１】
フレームはある期間にわたって取得されるため、トランスデューサおよび／または患者の動きによるぼけを制限または回避するために動き補償を使用することができる。超音波データフレーム間の動きが補正される。基準フレーム（例えばベースラインフレーム）と別のフレームとの間またはシーケンスにおいて隣接するフレーム間の空間的な関係が安定化される。新たなデータフレーム毎に、前のフレームまたは時間的に隣接する選択されたデータフレームが基準フレームとして用いられる。択一的には、時間的に間隔が取られた各データフレームとの比較に同じ基準フレームが使用される。
【００７２】
造影剤情報の空間的な関係が補正される。上記の動きは、この造影剤情報を使用して決定することができる。別の実施形態では、Ｂモード情報または組織情報が使用されて、造影剤情報に対する動きが補正される。安定化は、音響の領域、デカルト領域または別の任意の座標空間において行われる。
【００７３】
ここでは上記の動きが追跡される。１つのデータフレームから得られるデータは、別のデータフレームの異なる領域と相関されて、最良の一致または十分な一致が識別される。相関、相互相関、絶対差分の最小の和または別の関数により、２つのデータフレーム間の類似度のレベルが示される。サーチパターンにおいて１つのデータフレームを別のデータフレームに対して再配置することにより、さまざまな相対位置に対してマッチまたは類似度のレベルが決定される。前の動き、コースおよび細かいサーチシーケンスに基づくサーチまたは典型的な動きに基づくサーチのような任意のサーチパターンを使用することができる。最大の類似度に関連する位置により、データフレーム間の動きが示される。
【００７４】
グローバルまたはローカルな動きを補正することができる。グローバルな動きに対してはデータフレーム全体が使用される。択一的には関心領域、例えば全面積または全体積の約１／３の領域が比較に使用される。サーチする領域は制限することができ、例えば特定の範囲内のサーチだけに制限することができる。ローカルな動きに対しては、複数の領域を別個に追跡することができる。最終的な動きは、サブ領域毎に動きに依存して決定され、例えば平均化によって決定される。
【００７５】
動きは、１つの次元または複数の次元に沿って相対的な平行運動および／または回転運動を決定することによって補正される。上記の動きは、１つまたは複数の次元において決定される。
【００７６】
動きは横方向のみであるか、２次元イメージングに対しては平面内にあるか、または３次元走査に対しては３つの軸に沿うことがある。オプションでは、１つまたは複数の軸を中心とした回転量を決定することが可能である。
【００７７】
相対的な動きを決定した後、揃えによって空間位置を再配置する。
【００７８】
各データフレームの空間位置は、基準に対する動きに基づいて再配置される。この再配置により、上記の追跡に依存して超音波データフレームが揃えられる。リジッドなまたは非リジッドな補正を使用することができる。上記の動き補正により、トランスデューサの運動、患者の運動または器官の運動に関連する動きを除去するかまたは低減することができる。択一的には揃えを行わない。上記の動きに起因する任意の空間オフセットを必要に応じて動きから計算する。
【００７９】
動きに対する補正を行った後、ＭIＰ画像を形成する。最大輝度投影に対して、上記のシーケンス全体の最大値が選択される。関心領域の空間位置毎に、空間的に揃えられた超音波データフレームの最大値が決定されて、その画像に対して使用される。１実施形態では、上記のシーケンスの超音波データフレームの部分集合だけが組み合わせで使用される。例えば、上記のデータフレームは、動きに依存して選択される。相対的な動きの閾値に関連したフレームは、上記の組み合わせにおいて使用されない。組み込み期間中（すなわち２０秒間）にトランスデューサが適正な視野にある場合、データフレームが選択されて使用される。
【００８０】
各フレーム間の動き補正により、ぼけを低減することができる。しかしながら特定の形態の動き、平面外（out-of-plane）の動きは補正されない。ぼけはなおも存在し得る。所定の時間にわたる組み合わせにおいてぼけまたは画像のアーチファクトをさらに低減するため、取得したデータに基づいてフレームを選択する。大きな動きに関連するフレームは上記の組み合わせにおいて使用しない。これによってぼけが少なくなる。フレーム選択によって決定されるのは、処理に対してつぎのフレームの情報を組み込むか否かである。上記のフレームは、フレーム間の類似度、動き変位パラメタまたは別の特性に基づいて選択される。
【００８１】
米国公開特許第２００８−０２１４９３４号（シリアル番号第１１／７１３，２０９号（代理人参照番号２００６Ｐ２６５０６ＵＳ））には、最大輝度投影および最大輝度投影画像に含まれるフレームの選択の実施形態が記載されており、その開示内容が参照によってここに含まれるものとする。組み込み、最大輝度投影または別の組み合わせに対して同じ選択判定基準または異なる選択判定基準を使用することができる。選択されない超音波データフレームは、表示値または画像を決定するのに使用しない。最大輝度投影、動き補正および／またはデータフレームの選択の別の実施形態は、米国公開特許第１１／８０５，１５１号（シリアル番号  （代理人参照番号第２００７Ｐ０６２２１ＵＳ号））に記載されており、その開示内容は参照によってここに組み込まれるものとする。
【００８２】
選択の後、上記のデータフレームが最大輝度投影に使用される。結果的に得られる画像は、上記のシーケンスを通して空間位置毎の造影剤応答の最大値を表す。上記のＭＩＰ画像は、Ｂモード情報の基準フレームと合成されるか、または単独で表示される。
【００８３】
不完全な崩壊に関連する位置は、ステップ４０で示される。これらの位置は、別個の画像で示される。択一的には上記の位置は、ＭＩＰまたは別の画像において強調表示される。相応する空間位置に対する表示値は、不完全な崩壊のバイナリ決定（binary determination）によって変調または重み付けされる。択一的には、受信したエコーに応じた画像の色とは異なる色（例えば）で上記の位置が表示される。色または別のマップが上記の決定に基づいて選択される。造影剤の崩壊が不完全な空間位置に対して、別の位置とは異なる別の色またはマップを使用する。
【００８４】
上記の強調表示は、上記の合成の前または後に行うことができる。例えば、造影剤応答に対する最大輝度投影（ＭＩＰ）が空間位置毎に決定される。造影剤は、比較的暗い色で符号化される。造影剤の崩壊が不完全な位置は、明るい色で符号化される。この符号化された情報は合成される。別の例では、上記の造影剤情報が合成される。つぎに結果が符号化される。
【００８５】
別の情報は、上記とは異なって符号化されるかまたは相対的に調整されて強調表示されるかまたは強調表示されない。例えば、上記の画像は、熱雑音、組織信号の非線形応答、またはこの両方および造影剤の不完全な崩壊に関連する造影剤応答を相対的に調整した寄与を有する。色符号化により、種々異なる領域が強調表示される。例えば、緑により、飽和および組織の漏れの領域が示される。これらの位置は、ベースライン潅流領域における信号と、元になるＢモード画像をローパスフィルタリングした画像における大きな信号レベルとを有する。青は、Ｂモードがそれほど大きくなく、またはベースライン潅流領域において情報が見える領域を示しており、造影剤の不完全な崩壊が示される。
【００８６】
青は、極めて高速な潅流のエリアから得られる領域になることもある。高速な潅流の領域と、不完全な崩壊の領域とを区別する上記の方法により、これらの領域は別個に色づけまたは他に方法で別個に表示される。例えば、崩壊していない造影剤だけを示す色符号化が使用される。上記の組織の漏れまたは飽和の領域は、暗くされるかまたはノイズレベルによって置き換えられる。この代わりに組織の漏れまたは飽和信号は保持されるが、色付けしない（例えばグレイスケール値で表示される）ことも可能である。高速の流入からの応答は検出されないかまたは識別される。高速の流入からの信号は、造影剤応答に基づいて符号化されるが（潅流符号化）、崩壊していない造影剤のようには強調表示されない。択一的には高速の流入からの応答は、別の符号化（例えば異なる色）で表示される。
【００８７】
造影剤が上記の領域を潅流すると、造影剤に関連している位置は、ＭＩＰ画像において示される。血管領域、潅流した造影剤、組織の漏れ、飽和、熱雑音および崩壊していない造影剤も示すことができる。図３にはＭＩＰ画像５０が示されている。領域５２は、潅流の位置を表している。領域５２は癌性である否かが診断される。潅流の速度により、血管分布状態を示すことができる。血管分布状態は、医療従事者の診断を支援することができる。所定の期間後の領域のサイズ、領域の形状または別の特性は、診断を支援することができる。
【００８８】
崩壊していない造影剤は、診断から注意を逸らしてしまう。上部の領域５４は、不完全な崩壊を示している。長円形の上部領域５６は、組織の漏れまたは飽和を表している。下側の小領域５８は、高速の流入に関連する大きな血管を表している。１実施形態では上記の不完全な崩壊位置には、領域５４，５６および５８が含まれる。これらの領域は色符号化されるか、または別に強調表示される。別の実施形態では、組織の漏れまたは飽和の領域５６、高速の流入の領域５８、またはこれらの両方が除去されるか、別に符号化される。
【００８９】
ステップ４２では、造影剤応答が閾値レベルに達する時間が計算される。造影剤が崩壊した後、造影剤は特定の位置に再潅流する。崩壊から再潅流が発生する時間により、診断を支援することができる。到着時間は、所定の閾値を上回る信号と、崩壊以来経過した時間とに基づいて計算される。
【００９０】
ピークまでの時間により、上記の造影剤情報が強化される。各空間位置に関連するピークまでの時間が決定される。任意の関数を使用することができる。ピークまでの時間の計算の１実施例では、さらなる閾値が組み込まれる。
【００９１】
ＣMIP(t)は、崩壊直後の時点０から現時点ｔまでの造影剤画像Ｃの最大輝度投影（時点０から時点ｔの最大値）である。ＣBaselinePerfusionは、崩壊フレーム直後の時点０における造影剤画像Ｃである。ＣBaselinePerfusion＝ＣMIP(0)。ＣMaxPerfusionは、崩壊フレーム直前の、０以前の時点から得られる造影剤画像Ｃである。ＣMaxPerfusionは、完全に潅流された領域を表す。最大輝度投影に対する捕捉区間は、ユーザによって選択される。不定の区間が選択されると、ピークまでの時間の計算に使用される捕捉区間は、例えば５秒間などの設定値によって置き換えられる。
【００９２】
ピークまでの時間のアルゴリズムの実施例では閾値を使用し、つぎのようになる。
もしCMIP(t) > timeToPeakThreshold  ならば  Tpk = t・255/captureInterval
CMIP(t)が上記の閾値以下の場合、区間tの間にイベントには到達しない。１実施例において上記のtimeToPeakThresholdは５０であり、captureIntervalは５である。このアルゴリズムは０〜２５５の範囲で表示するためのものである。
【００９３】
最大およびベースライン潅流を補正する、ピークまでの時間のアルゴリズムの別の実施例は、
もし  ＣMIP(t)−ＣBaselineperfusion−timeToPeakScaleFactor・ＣMaxPerfusion＞timeToPeakThreshold
ならば  Ｔpk = t・255/captureInterval
である。
【００９４】
ＣMIP(t)が上記の閾値以下の場合、区間tの間に上記のイベントには到達しない。timeToPeakScaleFactor＝0.8の場合、ピークが宣言される前に最大潅流の８０％が使用される。上記のtimeToPeakThresholdは、１実施例において小さな値に、例えば２５５までの範囲の５に設定してノイズの除外を補助することができる。
【００９５】
上記のピークまでの時間情報には空間位置毎の値が含まれる。上記のピークまでの時間情報は、２次元ボックスカーフィルタによる空間スムージングなどによってフィルタリングすることができる。例えば、６×６ボックスカーフィルタが使用される。あらかじめ定めたまたは調整可能なタップ数を有する別のフィルタを使用することも可能である。
【００９６】
上記の最大値または相応する画像値は、上記のピークまでの時間情報によって強化することができる。例えば、明るさは、後の到着に対して（ピークまでの時間が後になる造影剤に対して）増大される。１実施形態は、
【数１】
2009172379.tif 000003
によって表され、ここでbModeDynmicRangeは、Ｂモード情報のダイナミックレンジであり、MaxMipAugmentationFromTpkdBは１０である。別の実施例では、先の到着の明るさが増大される。１実施形態は、
【数２】
2009172379.tif 000004
によって表される。
別の実施形態において、上記の時間情報は、別個の画像を形成するか、１つまたは複数の値として出力される（例えば、潅流に関連する位置に対する統計値）。
【００９７】
不完全な崩壊に関連する位置は、上記の時間計算に含まれない。崩壊していない造影剤からのエリアであると決定されたエリアにはタグが付されて、上記のピークまでの時間の計算から除外される。ピークまでの時間はほとんど直ちに得られるため、崩壊していない造影剤により、ピークまでの時間の統計が歪まされる。
【００９８】
フィードバックループは、ステップ３２からステップ２６に示されている。このオプションのフィードバックにより、ユーザまたはプロセッサはステップ２６における崩壊を制御することができる。例えば、ベースライン潅流が監視される。造影剤の崩壊していない重要な領域がある場合、崩壊フレームの数を大きくするかまたは送出出力を増大させて上記の崩壊シーケンスを再スタートして造影剤を一層効率的に消失させる。不完全な崩壊が発生している個所には付加的な崩壊パルスを送信することができる。崩壊が不完全な位置の検出に応じて、付加的なパルスが送信される。この付加的なパルスは潅流調査中にステップ３８，ステップ４０，および／またはステップ４２を実行する前または後に発射される。
【００９９】
崩壊パルスによって１つまたは複数の走査を繰り返すなど一般的に付加的な崩壊パルスを送信することができる。択一的または付加的には、検出した位置において造影剤を崩壊するように最適化した崩壊パルスを送信する。例えば、走査ライン、焦点深度、アパチャまたは別のパルス特性を適合化させて、崩壊が不完全な位置において造影剤が一層崩壊し易くする。大量の造影剤が崩壊していないエリアだけに一層大きなエネルギーを集束させる。
【０１００】
ここまで本発明を複数の実施形態に基づいて説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく多くの変形および変更を加えることができることを理解されたい。したがって上記の詳細な説明は、制限ではなく説明を意図しているものであり、本発明の精神および範囲を定めることを意図しているのは、添付の特許請求の範囲およびこれと同等のものすべてであると理解されたい。
【符号の説明】
【０１０１】
１２  送信ビームフォーマ、  １５  メモリ、  １６  受信ビームフォーマ、  １７  コントローラ、  １８  イメージプロセッサ、  ２０  モーションプロセッサ、  ２２  ディスプレイ、  ５０  ＭＩＰ画像、  ５２  診断領域、  ５４  崩壊が不完全な領域、  ５６  組織の漏れまたは飽和の領域、  ５８  高速の流入に関連する大血管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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