(57)【要約】  音響映像システム（１００）及び音響映像の方法（４００）は、対象者内の目標体積（ｔａｒｇｅｔ  ｖｏｌｕｍｅ）を調査するためにスキャンされた音響信号を受信し（４３０）、前記目標体積内の関心のある領域の三次元音響映像データを生成するための前記の受信された音響信号を処理し（４５０）、サンプリング時間における前記関心のある領域における前記三次元音響映像データのコントラストを定量化し（４８０）、前記サンプリング時間は、造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される時に関して選択した期間だけオフセットされている。一つの実施形態において、強度閾値を設定（４１０）することにより実行される定量化する段階及び強度閾値より大きい強度値を有する前記関心のある領域の前記三次元音響映像データのボクセルの割合を決定する（４７０）段階を有する。
2012513278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響映像の方法であって：
（ｉ）対象者内の目標体積（ｔａｒｇｅｔ  ｖｏｌｕｍｅ）を調査するためにスキャンされた音響信号を受信する段階；
（ｉｉ）前記目標体積内の関心のある領域の三次元音響映像データを生成するための前記の受信された音響信号を処理する段階；及び
（ｉｉｉ）サンプリング時間における前記関心のある領域における前記三次元音響映像データのコントラストを定量化する段階であって、前記サンプリング時間は、造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される時に関して選択した期間だけオフセットされている、段階；
を有する、方法。
【請求項２】
前記関心のある領域における前記三次元音響映像データのコントラストを定量化する段階は：
強度閾値を設定する段階；及び
前記強度閾値より大きい強度値を有する前記関心のある領域の前記三次元音響映像データのボクセルの割合を決定する段階；
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される複数の異なる時間のために（ｉ）乃至（ｉｉｉ）の段階を繰り返す段階；及び
前記異なる時間の関数として前記定量化されるコントラストの表示を表示装置上で表示する段階；
をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される前記複数の異なる時間は、少なくとも一日の期間により互いに分離される少なくとも二つの時間を含む
ことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される前記複数の異なる時間は、一週間以上の期間にわたる
ことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記表示する段階は、前記造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される前記異なる時間の夫々の前記定量化されるコントラストをプロットするグラフを表示する段階を有する
ことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記関心のある領域を選択するため、ユーザーから少なくとも一つの入力を受信する段階
をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記関心のある領域は、特徴認識アルゴリズムを用いて選択される
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記目標体積内の複数の異なる関心のある領域のために（ｉ）乃至（ｉｉｉ）の段階を実行する段階
をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
複数の異なるサンプリング時間のために（ｉ）乃至（ｉｉｉ）の段階を繰り返す段階
をさらに有し、
前記サンプリング時間のそれぞれは、前記造影増強媒体が前記対象者の循環系へ導入される時に関する、異なった選択した期間だけオフセットされている
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の異なるサンプリング時間は、対象者の心周期の異なる局面に対応するために選択される
ことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される複数の異なる時間のために（ｉ）乃至（ｉｉｉ）の段階を繰り返す段階
をさらに有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
音響映像システムであって：
対象者内の目標体積（ｔａｒｇｅｔ  ｖｏｌｕｍｅ）を調査するためにスキャンされた音響信号を処理するよう構成されるプロセッサであって、前記音響信号は音響変換器によって受信される、プロセッサ；
前記処理される音響信号に応じて映像を表示するための表示装置；及び
ユーザーが前記音響映像装置の少なくとも一つの操作パラメータを制御できるよう構成される制御装置を有し、
前記プロセッサは：
（ｉ）前記目標体積内の関心のある領域の三次元音響映像データを生成するために、受信された音響信号を処理する段階；及び
（ｉｉ）サンプリング時間における前記関心のある領域における前記三次元音響映像データのコントラストを定量化する段階であって、前記サンプリング時間は、造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される時に関して選択した期間だけオフセットされている、段階；
を有するアルゴリズムを実行するよう構成される
ことを特徴とする、音響映像システム。
【請求項１４】
前記アルゴリズムは：
強度閾値を設定する段階；及び
前記強度閾値より大きい強度値を有する前記関心のある領域の前記三次元音響映像データのボクセルの割合を決定する段階；
により、前記関心のある領域における前記三次元音響映像データの前記コントラストを定量化する
ことを特徴とする、請求項１３に記載の音響映像システム。
【請求項１５】
前記サンプリング時間は、前記関心のある領域の前記三次元音響映像データの前記ボクセルの最大の割合が前記強度閾値より大きい強度値を有する時間として選択される
ことを特徴とする、請求項１３に記載の音響映像システム。
【請求項１６】
前記アルゴリズムは：
前記造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される複数の異なる時間のために（ｉ）及び（ｉｉ）の段階を繰り返す段階；及び
前記異なる時間の関数として前記定量化されるコントラストの表示を表示装置上で表示する段階；
をさらに有する、請求項１３に記載の音響映像システム。
【請求項１７】
前記プロセッサは、前記関心のある領域を選択するために、前記制御装置から少なくとも一つの入力を受信するよう構成される
ことを特徴とする、請求項１３に記載の音響映像システム。
【請求項１８】
前記プロセッサは、前記関心のある領域を選択するために、特徴認識アルゴリズムを実行する
ことを特徴とする、請求項１３に記載の音響映像システム。
【請求項１９】
前記アルゴリズムは、
前記目標体積内の複数の異なる関心のある領域のために（ｉ）及び（ｉｉ）の段階を実行する段階
をさらに有する、請求項１３に記載の音響映像システム。
【請求項２０】
前記アルゴリズムは、
複数の異なるサンプリング時間のために（ｉ）及び（ｉｉ）の段階を繰り返す段階
をさらに有し、
前記サンプリング時間のそれぞれは、前記造影増強媒体が前記対象者の循環系へ導入される時に関する、異なった選択した期間だけオフセットされている
ことを特徴とする、請求項１３に記載の音響映像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響映像システム及び方法に関し、特に、コントラスト強調（ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）を使用する音響映像システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（特に超音波を含む）音波は、医療診断及び医療処置、機械部品の非破壊制御並びに水中画像等の多くの特定の領域又は技術領域で利用されている。音波により、相補的な診断及び視覚化が、光学的に観測できる。なぜなら、音波は、電波に対して透過的でない媒体中を伝わることができるためである。
【０００３】
一つの例として、音響映像法は、腫瘍の検出と評価において重要な役割をもつ。最近まで、音響映像法は、他の病的過程から腫瘍を区別することを支援し、新生物（ｎｅｏｐｌａｓｍ）を明らかにする役割を主に担っている。
【０００４】
その一方で、過去数十年にわたって、腫瘍の増殖において、新生血管（血管形成）の役割が認識されている。一般に受け入れられている、腫瘍増殖と腫瘍進行のための血管形成の重要性の観点と、抗脈管形成療法プロトコル（ａｎｔｉａｎｇｉｏｇｅｎｉｃ  ｔｈｅｒａｐｙ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の増加の観点とから、抗脈管形成療法中の腫瘍かん流（ｔｕｍｏｒ  ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ）の非侵襲的モニタリング（ｎｏｎ−ｉｎｖａｓｉｖｅ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）が重要性を増している。映像化の研究は、これらの治療の効果の評価において重要な役割をもつ。生体の（ｉｎ  ｖｉｖｏ）実験的なアプローチ又は臨床試験は、腫瘍のサイズの整復を、すなわち治療効果のための尺度として、しばしば用いる。さらに、多くの抗脈管形成物質は、細胞毒性はないが、代わりに疾患安定化を生ずるため、腫瘍のサイズの測定単独では、治療効果の指標として役に立たない可能性がある。
【０００５】
この理由のため、もっぱら解剖学というよりは生理学の医用画像技術は、腫瘍成長の評価及び腫瘍の治療における特定の治療の効果の評価において有益であり得る。
【０００６】
音響医用画像の領域における一つの発展として、コントラスト強調（造影増強）がある。造影増強超音波（ＣＥＵＳ（Ｃｏｎｔｒａｓｔ−ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ））は、従来の医療用のソノグラフィ（ｓｏｎｏｇｒａｐｈｙ）に対する音響（例えば、超音波）造影剤の応用である。一般的に、気体を充填したマイクロバブル形状の超音波造影剤は、患者の血流へ静脈内投与される。そして次に、音響映像が、関心のある領域に関して生成される。これらのマイクロバブルは、音波を反射するための被写体の能力である、高いエコー輝度を有する。マイクロバブル中の気体と、体の周辺の柔らかい組織との間のエコー輝度の違いは、血流において運ばれるマイクロバブルによる音響後方散乱又は音波の反射と、周囲の組織との間の高い造影の度合いを提供する。
【０００７】
造影増強音響映像法は、臓器における血液かん流を撮像するために用いられることができるため、抗脈管形成療法中、腫瘍かん流のモニタリングのための有望なツールを提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、既存の造影増強音響映像法及びシステムは、いくつかの欠点を有する。
【０００９】
現在、三次元（３Ｄ）において、視覚による腫瘍の血管変化及び腫瘍の変化の計測を追跡調査する超音波の方法は存在しない。治療に従って、腫瘍は肥大／縮小し得る。しかし、治療の前向きな効果に応じて、腫瘍の血管供給は減少すべきである。しかしながら、腫瘍は、非線形にそれらの次元を変化させる。そして、しばしば、二次元（２Ｄ）での腫瘍の可視化は、診断に関する確実性を欠く。なぜなら、腫瘍の次元は、可視化されている次元より異なる次元において変化し得るためである。さらに、血管供給は、２Ｄにおいて監視することは難しい。なぜなら、放射線科医は、スキャンした次元が血管長を含まないとき、常に血管を目にしているわけではないためである。腫瘍が三次元の縮小、肥大又は血管変化による治療に影響されるため、上述の別の方法である二次元による取得は、変化を明らかにするための必要な情報を欠き、あるいは、特定の次元の表示に失敗する可能性がある。
【００１０】
したがって、造影増強音響映像法の診断能力を拡張する音響映像システム及び方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一つの態様において、音響映像の方法は：
（ｉ）対象者内の目標体積（ｔａｒｇｅｔ  ｖｏｌｕｍｅ）を調査するためにスキャンされた音響信号を受信する段階；
（ｉｉ）前記目標体積内の関心のある領域の三次元音響映像データを生成するための前記の受信された音響信号を処理する段階；及び
（ｉｉｉ）サンプリング時間における前記関心のある領域における前記三次元音響映像データのコントラストを定量化する段階であって、前記サンプリング時間は、造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される時に関して選択した期間だけオフセットされている、段階；
を有する。
【００１２】
本発明の別の態様において、音響映像システムは：
対象者内の目標体積（ｔａｒｇｅｔ  ｖｏｌｕｍｅ）を調査するためにスキャンされた音響信号を処理するよう構成されるプロセッサであって、前記音響信号は音響変換機によって受信される、プロセッサ；
前記処理される音響信号に応じて映像を表示するための表示装置；及び
ユーザーが前記音響映像装置の少なくとも一つの操作パラメータを制御できるよう構成される制御装置を有する。前記プロセッサは：
（ｉ）前記目標体積内の関心のある領域の三次元音響映像データを生成するために、受信された音響信号を処理する段階；及び
（ｉｉ）サンプリング時間における前記関心のある領域における前記三次元音響映像データのコントラストを定量化する段階であって、前記サンプリング時間は、造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される時に関して選択した期間だけオフセットされている、段階；
を有するアルゴリズムを実行するよう構成される。
【発明の効果】
【００１３】
造影増強音響映像法の診断能力を拡張する音響映像システム及び方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】音響映像システムのブロック図である。
【図２】図１の音響映像システムの一つの実施形態を示す。
【図３Ａ】例示的な音響映像を現す。
【図３Ｂ】例示的な音響映像を現す。
【図４】コントラスト定量化による造影増強音響信号法の一つの実施形態のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、本発明の好ましい実施形態を示す、添付される画面への参照とともに、より完全に説明される。本発明は、しかしながら、異なる形で実現されることができ、ここで説明される実施形態に制限されるよう解釈されるべきではない。より正確にいえば、本発明の例の教示として、これらの実施形態が提供される。
【００１６】
図１は、音響映像システム１００の高レベルな機能ブロック図である。当業者であれば理解できるように、図１において示される“部品”は、ソフトウェアによって制御されるマイクロプロセッサ、配線論理回路又はそれらの組み合わせを用いて物理的に実装されることができる。また、前記部品は、説明の目的のために図１において機能的に分離されるが、それらはあらゆる物理的な実装において様々な方法により組み合わされることができる。
【００１７】
音響映像システム１００は、音響（例えば、超音波）変換器１１０、音響（例えば、超音波）信号プロセッサ１２０、表示装置１３０、プロセッサ１４０、メモリ１５０及び制御デバイス１６０を有する。
【００１８】
音響映像システム１００において、音響信号プロセッサ１２０、プロセッサ１４０及びメモリ１５０は、共通の筐体１０５において提供される。しかしながら、表示装置１３０は、音響信号プロセッサ１２０、プロセッサ１４０及びメモリ１５０と同一の筐体１０５において提供されることができる。さらに、いくつかの実施形態において、筐体１０５は、制御装置１６０の全ての部品を含むことができる。他の構成も可能である。
【００１９】
音響変換器１１０は、少なくとも、音響信号を受信するよう構成される。一つの実施形態において、音響変換機１１０は、音響信号を送信し、送信される音響信号により生成される音響“エコー”を受信するよう構成される。別の実施形態において、音響変換器１１０は、別個の装置により送信されている、あるいはスキャンされている音響信号を受信する。有益に、音響変換器１１０は、対象者内の三次元の目標体積を調査する音響信号を受信する。一つの実施形態において、音響変換器１１０は、三次元の体積を調査する、二次元の音響変換器アレーを含むことができる。別の実施形態において、音響変換器１１０は、あらゆる瞬間における走査平面を問い合わせ、三次元の目標体積を調査するため、機械的に“ワブル（ｗｏｂｂｌｅｄ）”されることができる、あるいは、電気的に前記走査平面と直角の方向に誘導されることができる、一次元音響変換器アレーを含むことができる。
【００２０】
一つの実施形態において、音響映像システム１００は、完全な音響変換器１１０なしに提供されることができる。そして、代わりに、別個に提供されることができる一つ以上の種類の音響変換器とともに動作するよう構成されることができる。
【００２１】
音響（例えば、超音波）信号プロセッサ１２０は、音響信号が受信される体積に関する三次元音響映像データを生成するために、受信された音響信号を処理する。
【００２２】
表示装置１３０は、いかなる都合の良い種類の表示装置（例えば、ＬＣＤスクリーン）であり得る。一つの実施形態において、表示装置１３０は、タッチクリーンを有することができる。
【００２３】
プロセッサ１４０は、音響映像装置１００の機能を提供するためにメモリ１５０と連結して一つ以上のソフトウェアのアルゴリズムを実行するよう構成される。一つの実施形態において、プロセッサは、表示装置１３０を通じてユーザーにグラフィカルユーザーインターフェースを提供するためのソフトウェアのアルゴリズムを実行する。有益に、プロセッサ１４０は、実行可能なソフトウェアコードを保管するための独自のメモリ（例えば、不揮発性メモリ）を有する。前記ソフトウェアコードにより、プロセッサは、音響映像装置１００の様々な機能を実行することができる。代わりに、実行可能なコードは、メモリ１５０内の指定されたメモリ位置に保管されることができる。メモリ１５０は、またプロセッサ１４０に応じてデータを補完することができる。
【００２４】
制御装置１６０は、ユーザーが，音響映像装置１００と情報を通信し、制御するための手段を提供する。
【００２５】
図１において、音響映像システム１００は、プロセッサ１４０及び個別の音響信号プロセッサ１２０を有するように示されるが、汎用プロセッサ１４０及び音響信号プロセッサ１２０は、ハードウェア、ファームウェア及びソフトウェアのいかなる組み合わせを有することができる。特に、一つの実施形態において、プロセッサ１４０及び音響信号プロセッサ１２０の動作は、単一の情報処理装置（ＣＰＵ）により実行されることができる。多くのバリエーションが、ここで開示される音響映像システムにしたがって予定される。
【００２６】
一つの実施形態において、プロセッサ１４０は、表示装置１３０に連動して、音響映像装置１００のユーザーにグラフィカルユーザーインターフェースを提供するソフトウェアアルゴリズムを提供するよう構成される。
【００２７】
入力／出力ポート１８０は、プロセッサ１４０並びに制御装置１６０及び／又は他の装置の間の通信を容易にする。入力／出力ポート１８０は、一つ以上のＵＳＢポート、ファームウェアポート、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈポート、無線イーサネット（登録商標）ポート、カスタム設計のインターフェースポート等を含む。一つの実施形態において、プロセッサ１４０は、入力／出力ポート１８０を通じて，制御装置１６０から一つ以上の制御信号を受信する。
【００２８】
図２は、図１の音響映像システム１００の一つの実施形態２００を示す。
【００２９】
音響映像装置１００は、その動作の観点から説明される。
【００３０】
有益に、音響映像システム１００は、造影増強音響（例えば、超音波）映像法を実行するよう構成される。一般的に、造影増強音響映像法において、音響造影増強剤又は材料（例えば、気体が充填されるマイクロバブル）は、対象者の循環系へと静脈注射される。
【００３１】
様々なマイクロバブル造影剤が存在する。マイクロバブルは、それらのシェル（ｓｈｅｌｌ）構成及びカプセルに包まれる気体のコア（ｇａｓ  ｃｏｒｅ）において異なる。シェル材料の選択は、どの程度容易に免疫システムによって取り込まれるかを決定する。より親水性のある材料は、より容易に取り込まれる傾向があり、循環内でのマイクロバブルの滞留時間を短くする。これは、造影のための利用可能な時間を短くする。シェル材料は、マイクロバブルの機械的な弾性にも影響する。より弾性のある材料は、破裂に耐えるより大きな音響エネルギーを有する。現在、マイクロバブルのシェルは、一般的に、アルブミン、ガラクトース、脂質又はポリマーで形成される。気体のコアは、超音波造影マイクロバブルの最も重要な部分である。なぜなら、気体のコアは、マイクロバブルのエコー輝度を決定するからである。気泡が超音波周波数領域にあるとき、それらは目標に達し、振動し、特有のエコーを反射する。これは、造影増強超音波における強力で一意のソノグラム（ｓｏｎｏｇｒａｍ）を生成する。気体のコアは、空気又はペルフルオロカーボン又は窒素のような重い気体で形成されることができる。重い気体は、水溶性が低いので、エコー輝度を損なう、マイクロバブルからの漏えいする可能性が低い。従って、重い気体のコアを有するマイクロバブルは、循環内において長時間持続する可能性がある。
【００３２】
Ｏｐｔｉｓｏｎは、ＦＤＡ（Ｆｏｏｄ  ａｎｄ  Ｄｒｕｇ  Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ）の承認を受けたマイクロバブルの一つである。Ｏｐｔｉｓｏｎは、アルブミンのシェル及びオクタフルオロプロパンの気体コアを有する。Ｌｅｖｏｖｉｓｔは、ＦＤＡ（Ｆｏｏｄ  ａｎｄ  Ｄｒｕｇ  Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ）の承認を受けたマイクロバブルの一つである。Ｌｅｖｏｖｉｓｔは、脂質／ガラクトースのシェル及び気体コアを有する。
【００３３】
シェル又は気体コアの構成に関わらず、マイクロバブルのサイズは一般的に正しく一様である。マイクロバブルは、一般的に、直径１−４μｍの範囲内である。そのサイズはマイクロバブルを赤血球より小さいため、循環及び微小循環を通じて容易に流れることができる。
【００３４】
造影増強音響試験（ｃｏｎｔｒａｓｔ−ｅｎｈａｎｃｅｄ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ）において、これらのマイクロバブルは、対象者又は検査されている患者の体循環へ静脈注射される。前記マイクロバブルは、ある期間、体循環に残存する。その期間の間、音響（例えば、超音波）波は、対象者の体内の目標体積へと向けられる。血流内のマイクロバブルが、音響波によって映像化されている目標体積内を流れるとき、マイクロバブルの圧縮性の気体コアは、音響エネルギー領域に応じて振動する。マイクロバブルは、マイクロバブルと組織との間のエコー輝度の大きさの不一致の順序に起因して、組織の周辺と全く対照的な一意のエコーを反射する。音響映像システム１００は、強いエコー輝度を、目標体積の造影増強三次元音響映像データへと変換する。この方法において、血流のエコーは増強され、したがって、医師又は臨床医が周囲の組織から血管を区別することを可能にする。関心のある領域の組織への血管かん流は、造影増強音響映像データを通じて、様々な血流循環の局面、すなわち、造影前（ｐｒｅ−ｃｏｎｔｒａｓｔ）、ウォッシュイン（動脈相）及びウォッシュアウト（静脈相）の間に観察されることができる。
【００３５】
図３Ａは、造影増強剤を使用しない、通常の音響映像データから生成される前立腺の音響映像３１０である。図３Ａにみられるように、音響映像３１０は、前立腺の左底（ｌｅｆｔ  ｂａｓｅ）内の主要を示す白い矢印の間に示される、暗い“エコー信号の低い”領域を表す。
【００３６】
図３Ｂは、造影試験中に、造影増強剤（例えば、マイクロバブル）を用いて生成される、図３Ａに示される前立腺と同一の音響映像３２０である。音響映像３２０の明るい領域は、試験中の腫瘍への血液かん流による、マイクロバブルからの増強されたエコーの領域を示している。
【００３７】
一連の数回の造影増強音響映像試験は、治療期間の、腫瘍の血管分布状態における（もしあれば）緩やかな変化を評価するための治療プロトコルの進行中、異なる時間（例えば、互いに離れた日又は週）に患者に関して実行され得る。
【００３８】
例示的な実施形態において、音響映像システム１００とともに実行されるそれぞれの造影増強音響映像試験は、一般に、以下のように進められることができる。
【００３９】
造影剤の投与に先立って、音響映像システム１００は、患者の体内の目標体積（例えば、前立腺）の３Ｄ音響映像データを取得することができる。この３Ｄ音響映像データは、表示装置１３０を通じて表示されることができる一つ以上の２Ｄ音響映像（例えば、音響映像３１０）を生成するよう処理されることができると有益である。
【００４０】
次に、造影増強剤（例えば、マイクロバブル）は、対象者の循環系システムへと導入され、造影試験が実行される。造影試験中、音響映像システム１００は、一つ以上の選択されたサンプリング時間において、目標体積の３Ｄ造影増強音響映像データを自動的に取得する。前記３Ｄ造影増強音響映像データは、目標体積にわたる複数のボクセルを有すると有益である。ここで、各ボクセルは、ボクセルから受信された音響信号の強度に対応する、関連する強度の値を有する。前記サンプリング時間は、特定のプロトコルに従って選択されることができる。一つの実施形態において、前記サンプリング時間は、造影増強剤が対象者の循環系に導入される時に関する特定の遅延時間あるいはオフセット（例えば、０、３０、６０及び１８０秒）であるよう選択されることができる。一つの実施形態において、サンプリング時間は、関心のある領域へのマイクロバブルを伴う血液かん流が最大である時間、又は最大に近い時間に対応して、選択されることができる。有益に、造影試験の間、２Ｄ造影増強音響映像（例えば、音響映像３２０）の長い繰り返しは、血流循環の、造影前、ウォッシュイン及びウォッシュアウトの一部の間、音響映像システム１００により取得され、表示される。
【００４１】
目標体積内の関心のある一つ以上の領域は、以下により詳細に説明されるように、音響映像システム１００によって、３Ｄ造影増強音響映像データのさらなる分析のために特定される。有益に、関心のある領域は、腫瘍が存在すると知られている、あるいは存在すると疑われている領域に対応することができる。有益に、関心のある領域は、治療の進行中に実行されるそのような一連の造影増強音響映像試験の、最初の造影増強音響映像試験に関連して選択される。さらに、同一の前記関心のある領域は、後続の造影増強音響映像試験のそれぞれのために追跡される。
【００４２】
一つの装置において、ユーザーは、制御装置１６０を通じて、“造影前”音響映像３１０に注釈を付すことにより、関心のある一つ以上の領域３１２、３１４及び３１６を特定することができる。別の装置において、ユーザーは、制御装置１６０を通じて，造営増強音響映像３２０に注釈を付すことにより、関心のある一つ以上の領域３２２、３２４及び３２６を特定することができる。さらに別の装置において、音響映像システム１００のプロセッサ１４０は、さらなる分析のため、一つ以上の関心のある領域を特定して選択するために、音響映像３１０及び／又は音響映像３２０上で特徴認識アルゴリズムを実行することができる。例えば、音響映像３２０に関して、関心のある領域として、明るい領域３２４及び／又は３２６を特定することができる。
【００４３】
一つの実施形態において、関心のある領域は、造影試験が実行されている間、あるいは造影試験が実行された後、２Ｄ繰り返しデータ及び／又は３Ｄ音響映像データから（又は、それらから生成される音響映像から）選択される。しかしながら、いくつかの実施形態において、前記目標体積内の関心のある領域は、前記目標体積の３Ｄ造影増強音響映像データの取得に先立って選択されることができる。その場合において、全目標体積よりむしろ、関心のある領域の３Ｄ造影増強音響映像データのみを取得することが可能であり得る。これにより、取得され、保管され、処理される必要のある映像データの量が減少する。さらに、このことは、プロセッサ１２０及び／又は１４０に設定される要求を単純にし、要求されるメモリ１５０の量を削減する。
【００４４】
したがって、音響映像システム１００は、造影試験中、前記選択されるサンプリング時間において、関心のある領域の三次元音響映像データを取得する。
【００４５】
次に、音響映像システム１００は、一つ以上の前記選択されたサンプリング時間の関心のある領域内の三次元音響映像データを、前記映像データ内に存在しているコントラストの量を定量化するために処理する。有益に、前記コントラストは、前記選択されたサンプリング時間における関心のある領域内の血液かん流の量に一般に対応する。すなわち、造影試験中、マイクロバブルが血液供給に沿って運ばれ、マイクロバブルのそれぞれは、周辺の組織より強い音響エコーを生成する。強い音響エコーは、三次元音響映像データ内の対応するボクセルの強い強度値として現われる。関心のある領域への血液かん流が多くなるにつれ、多くのマイクロバブルが存在し、従って前記関心のある領域内のより多くのボクセルが強い強度値を有する。関心のある領域の三次元音響映像データ内のコントラストを定量化することにより、関心のある領域内の血液かん流を定量的に検証することができる。一つの実施形態において、関心のある領域の三次元音響信号データ内のコントラストの定量化は、コントラスト指数（ＣＩ；ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｉｎｄｅｘ）として表現される。
【００４６】
一つの実施形態において、選択されたサンプリング時間は、造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される時に関する特定の時間遅延又はオフセット（例えば、０、３０、６０及び１８０秒）であるように選択される。一つの実施形態において、サンプリング時間は、関心のある領域へのマイクロバブルを含む血液のかん流が最大又は最大に近い時間に対応して選択される。有益に、サンプリング時間は、血流循環の造影前、ウォッシュイン及びウォッシュアウトの部分に対応して選択される。音響映像システム１００は、各サンプリング時間において、関心のある領域におけるコントラストを定量化するため、これらの各サンプリング時間の三次元音響映像データを処理する。
【００４７】
一つの実施形態において、音響映像システム１００は、関心のある領域のコントラスト指数（ＣＩ）の値を計算することにより、前記領域における音響映像データを数値化する。そのような場合、一つの実施形態において、音響映像システム１００は、強度閾値を設定し、さらに、前記強度閾値より大きい強度値を有する関心のある領域の三次元音響映像データのボクセルの割合を決定することにより、ＣＩ値を計算する。有益に、強度閾値は、マイクロバブルからの音響エコーにより生成される強度よりは小さく、関心のある領域における周辺の組織からの音響エコーにより生成される強度よりは大きくなるように選択される。
【００４８】
選択されたサンプリング時間における関心のある領域のため、一度ＣＩ値が計算されると、この情報は、ユーザーにより選択された様々な方法（例えば、制御装置１６０及び表示装置１３０上で表示されるグラフィカルユーザーインターフェースを通じて）により、ユーザー対して表示されることができる。一つの実施形態において、音響映像システム１００は、造影試験中の時間関数（ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｉｍｅ）、例えば血流循環の関数として、関心のある領域のそれぞれのＣＩ値を表示装置１３０上に表示するためのユーザーが選択可能なオプションを含む。一つの実施形態において、音響映像システム１００は、関心のある領域に対応する一つ以上の音響映像とＣＩ値を重ね合わせるための表示装置１３０のユーザー選択可能なオプションを有する。一つの実施形態において、ＣＩ値の異なる範囲のために色分けされたキーが提供される。さらに、音響映像システム１００は、それぞれの領域の色がその領域のＣＩ値に対応する、関心のある一つ以上の領域の色分けされた音響映像を表示するための表示装置１３０のユーザー選択可能なオプションを有する。
【００４９】
音響映像システム１００は、各サンプリング時間の関心のある領域の三次元音響映像データの全て又はあらゆる組み合わせと、関連するＣＩ値を保管し、保存することができる。
【００５０】
有益に、音響映像システム１００は、様々な時間（例えば、互いに離れた日又は週）に実行される複数の造影試験のそれぞれのために、上で述べた処理を繰り返すことができる。一連の造影試験は、腫瘍が良性か悪性かの決定を行うにあたり医師を支援することができる情報を集めるため、ある期間にわたって実行されることができる。また、一連の造影試験は、治療に対する腫瘍の反応を評価するための治療プロトコルの進行中に実行されることができる。その場合において、音響映像システム１００は、治療の進行中、複数回、関心のある領域の三次元音響映像データを取得し、処理する。有益に、この三次元音響映像データは、治療期間中、徐々に、腫瘍の血管分布状態の変化（もしあれば）を評価するために用いられることができる。例えば、ある期間にわたって、血管分布状態が安定を保つか又は減少するとき、その腫瘍は両性であると決定することができる。
【００５１】
一つの実施形態において、音響映像システム１００は、一つ以上のグラフを生成し表示するために、表示装置１３０の一つ以上のユーザー選択可能なオプションを有する。前記グラフは、造影試験が実行されるとき、それぞれ異なる時間の関数として、特定のサンプリング時間における一つ以上の関心のある領域のＣＩ値をプロットする。（例えば、制御装置１６０及び表示装置１３０上に表示されるグラフィカルユーザーインターフェースを経由した）ユーザーの入力に応じて、音響映像システム１００は、様々な異なるグラフを生成し表示することができる。例えば、表示装置１３０は、造影試験が実行されるそれぞれの異なる時間の関数として、造影増強剤（例えば、マイクロバブル）が対象者の循環系に導入された後、（マイクロバブルとともに血液のかん流が最大となる時間を示している）コントラストが最大であるとき、選択されたサンプリング時間における関心のある領域のＣＩ値をプロットするグラフを表示することができる。
【００５２】
一つの実施形態において、音響映像システム１００は、腫瘍を含む関心のある領域のための一連の造影試験にわたるＣＩ値の変化を評価する。そして、ＣＩ値が安定若しくは減少（良性）又は増加（悪性）しているかどうかに基づいて、腫瘍が良性か悪性かの予備的な決定を行う。一つの実施形態において、表示装置１３０は、一つ以上の関心のある領域を表す音響映像を表示することができる。さらに、腫瘍が良性（例えば、緑色）又は悪性（例えば、赤色）であると予備的に決定されるかどうかを表す色とともに、関心のある領域のそれぞれを色分けすることができる。
【００５３】
図４は、コントラスト定量化を用いた造影増強音響映像の方法４００の一つの具体的な実施形態のフローチャートである。図４に示されるアルゴリズムは、プロセッサ１４０により実行されることができる。図４は、一つの実施形態を示すに過ぎず、適切なように、様々なステップの順序の配列を含む、多くのバリエーションが可能であることが理解されるべきである。
【００５４】
ステップ４１０において、音響映像システム１００は、造影試験中に音響映像システム１００により取得され処理される三次元音響映像データ内のボクセルのための強度閾値を設定する。有益に、前記強度閾値は、造影増強剤（例えば、マイクロバブル）からの音響エコーにより生成される強度より小さく、対象者又は試験されている患者内の周辺の組織からの音響エコーにより生成される強度よりは大きくなるよう選択される。
【００５５】
ステップ４２０において、一つ以上の関心のある領域は、対象者又は試験されている患者のために定義され、又は選択される。前記関心のある領域は、（例えば、音響変換器１１０によって）音響的に問い合わせられ、音響映像システム１００により音響信号が受信される、目標体積内に配置される。
【００５６】
ステップ４３０において、音響映像システム１００は、対象者又は試験されている患者の目標体積から音響信号を受信する。ある時点で、造影増強剤（例えば、マイクロバブル）が、例えば静脈注射により対象者の循環系へと導入される。有益に、ユーザーは、マイクロバブルが対象者の循環系へ導入される時を、（例えば、マウスのボタンのクリック、キーボードのキーの押下、タッチクリーン上のボタンのタッチ等により）制御装置１６０を通じて、音響映像システム１００に通知する。
【００５７】
ステップ４４０において、音響映像システム１００は、現在の時間が、選択されたサンプリング時間に対応するかどうかを判定する。そうでなければ、次に処理はステップ４３０に戻り、音響映像システム１００は音響信号を受信し続ける。しかしながら、現在の時間が選択されたサンプリング時間であるとき、次に処理はステップ４５０へと進む。
【００５８】
ステップ４５０において、音響映像システム１００は、少なくとも選択された関心のある領域内の三次元音響映像データを取得する。一つの実施形態において、音響映像システム１００は、音響的に問い合わせられる全ての目標体積の三次元音響映像データを取得する。
【００５９】
ステップ４６０において、音響映像システム１００は、取得している三次元音響映像データのためのサンプリング時間がさらに存在するかどうかを判定する。そうであれば、次に、処理はステップ４３０へと戻り、音響映像システム１００は、音響信号を受信し続ける。そうでなければ、次に、処理はステップ４７０へと進む。
【００６０】
ステップ４７０において、音響映像システム１００は、一つ以上の関心のある領域内のコントラストを定量化するために、取得された三次元音響映像データを処理する。一つの実施形態において、音響映像システム１００は、前記強度閾値より大きな強度を有する関心のある領域の三次元音響映像データ内のボクセルの割合として、関心のある領域のそれぞれのコントラスト指数（ＣＩ）を計算する。
【００６１】
ステップ４８０において、音響映像システム１００は、上で詳細に説明されるように、一つ以上のグラフを生成し表示するための表示装置１３０のため、一つ以上のユーザー選択可能なオプションを有する。
【００６２】
次に、ステップ４９０において、音響映像システム１００は、次の造影試験（例えば、数日又は数週後）を待ち、ステップ４３０から開始する処理を繰り返す。
【００６３】
ここで好ましい実施形態が開示されると共に、様々なバリエーションが、本発明の概念及び範囲内においてなされ得る。そのようなバリエーションは、本明細書、図面及びクレームの調査の後、当業者にとって明確になるだろう。本発明は、従って、添付されるクレームの精神及び範囲内を除いて制限されるべきではない。
【符号の説明】
【００６４】
１００  音響映像システム
１１０  音響変換器
１２０  音響信号プロセッサ
１３０  ディスプレイ
１４０  プロセッサ
１５０  メモリ
１６０  制御装置
【図１】
2012513278.tif 000003
【図２】
2012513278.tif 000004
【図３Ａ】
2012513278.tif 000005
【図３Ｂ】
2012513278.tif 000006
【図４】
2012513278.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月23日(2011.8.23)
【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】
音響映像の方法であって：
（ｉ）対象者内の目標体積（ｔａｒｇｅｔ  ｖｏｌｕｍｅ）を調査するためにスキャンされた音響信号を受信する段階；
（ｉｉ）前記目標体積内の関心のある領域の三次元音響映像データを生成するための前記の受信された音響信号を処理する段階；並びに
（ｉｉｉ）サンプリング時間における前記関心のある領域における前記三次元音響映像データのコントラストを定量化する段階であって、前記サンプリング時間は、造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される時に関して選択した期間だけオフセットされ、当該段階は：
強度閾値を設定する段階；及び
前記強度閾値より大きい強度値を有する前記関心のある領域の前記三次元音響映像データのボクセルの割合を決定する段階；
を有する、段階；
を有する、方法。
【請求項２】
前記造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される複数の異なる時間のために（ｉ）乃至（ｉｉｉ）の段階を繰り返す段階；及び
前記異なる時間の関数として前記定量化されるコントラストの表示を表示装置上で表示する段階；
をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される前記複数の異なる時間は、少なくとも一日の期間により互いに分離される少なくとも二つの時間を含む
ことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される前記複数の異なる時間は、一週間以上の期間にわたる
ことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記表示する段階は、前記造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される前記異なる時間の夫々の前記定量化されるコントラストをプロットするグラフを表示する段階を有する
ことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記関心のある領域を選択するために、
（ｉ）ユーザーから少なくとも一つの入力を受信する段階と、
（ｉｉ）特徴認識アルゴリズムを用いる段階と
からなるグループから選択される一の段階
をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記目標体積内の複数の異なる関心のある領域のために（ｉ）乃至（ｉｉｉ）の段階を実行する段階
をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
複数の異なるサンプリング時間のために（ｉ）乃至（ｉｉｉ）の段階を繰り返す段階
をさらに有し、
前記サンプリング時間のそれぞれは、前記造影増強媒体が前記対象者の循環系へ導入される時に関する、異なった選択した期間だけオフセットされている
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記複数の異なるサンプリング時間は、対象者の心周期の異なる局面に対応するために選択される
ことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される複数の異なる時間のために（ｉ）乃至（ｉｉｉ）の段階を繰り返す段階
をさらに有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
音響映像システムであって：
対象者内の目標体積（ｔａｒｇｅｔ  ｖｏｌｕｍｅ）を調査するためにスキャンされた音響信号を処理するよう構成されるプロセッサであって、前記音響信号は音響変換器によって受信される、プロセッサ；
前記処理される音響信号に応じて映像を表示するための表示装置；及び
ユーザーが前記音響映像装置の少なくとも一つの操作パラメータを制御できるよう構成される制御装置を有し、
前記プロセッサは：
（ｉ）前記目標体積内の関心のある領域の三次元音響映像データを生成するために、受信された音響信号を処理する段階；及び
（ｉｉ）サンプリング時間における前記関心のある領域における前記三次元音響映像データのコントラストを定量化する段階であって、前記サンプリング時間は、造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される時に関して選択した期間だけオフセットされている、段階；
を有するアルゴリズムを実行するよう構成され、
前記アルゴリズムは：
強度閾値を設定する段階；及び
前記強度閾値より大きい強度値を有する前記関心のある領域の前記三次元音響映像データのボクセルの割合を決定する段階；
により、前記関心のある領域における前記三次元音響映像データの前記コントラストを定量化する
ことを特徴とする、音響映像システム。
【請求項１２】
前記サンプリング時間は、前記関心のある領域の前記三次元音響映像データの前記ボクセルの最大の割合が前記強度閾値より大きい強度値を有する時間として選択される
ことを特徴とする、請求項１１に記載の音響映像システム。
【請求項１３】
前記アルゴリズムは：
前記造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される複数の異なる時間のために（ｉ）及び（ｉｉ）の段階を繰り返す段階；及び
前記異なる時間の関数として前記定量化されるコントラストの表示を表示装置上で表示する段階；
をさらに有する、請求項１１に記載の音響映像システム。
【請求項１４】
前記プロセッサは、前記関心のある領域を選択するために、
（ｉ）前記制御装置から少なくとも一つの入力を受信する構成と、
（ｉｉ）特徴認識アルゴリズムを実行する構成と
からなるグループから選択される一の構成である
ことを特徴とする、請求項１１に記載の音響映像システム。
【請求項１５】
前記アルゴリズムは、
（ａ）前記目標体積内の複数の異なる関心のある領域のために（ｉ）及び（ｉｉ）の段階を実行する段階と、
（ｂ）複数の異なるサンプリング時間のために（ｉ）及び（ｉｉ）の段階を繰り返す段階であって、前記サンプリング時間のそれぞれは、前記造影増強媒体が前記対象者の循環系へ導入される時に関する、異なった選択した期間だけオフセットされている、段階と
からなるグループから選択される一の段階
をさらに有する、請求項１１に記載の音響映像システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の一つの態様において、音響映像の方法は：
（ｉ）対象者内の目標体積（ｔａｒｇｅｔ  ｖｏｌｕｍｅ）を調査するためにスキャンされた音響信号を受信する段階；
（ｉｉ）前記目標体積内の関心のある領域の三次元音響映像データを生成するための前記の受信された音響信号を処理する段階；並びに
（ｉｉｉ）サンプリング時間における前記関心のある領域における前記三次元音響映像データのコントラストを定量化する段階であって、前記サンプリング時間は、造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される時に関して選択した期間だけオフセットされ、当該段階は：強度閾値を設定する段階；及び前記強度閾値より大きい強度値を有する前記関心のある領域の前記三次元音響映像データのボクセルの割合を決定する段階；を有する、段階；を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の別の態様において、音響映像システムは：
対象者内の目標体積（ｔａｒｇｅｔ  ｖｏｌｕｍｅ）を調査するためにスキャンされた音響信号を処理するよう構成されるプロセッサであって、前記音響信号は音響変換機によって受信される、プロセッサ；
前記処理される音響信号に応じて映像を表示するための表示装置；及び
ユーザーが前記音響映像装置の少なくとも一つの操作パラメータを制御できるよう構成される制御装置を有する。前記プロセッサは：
（ｉ）前記目標体積内の関心のある領域の三次元音響映像データを生成するために、受信された音響信号を処理する段階；及び
（ｉｉ）サンプリング時間における前記関心のある領域における前記三次元音響映像データのコントラストを定量化する段階であって、前記サンプリング時間は、造影増強剤が前記対象者の循環系へ導入される時に関して選択した期間だけオフセットされている、段階；
を有するアルゴリズムを実行するよう構成され、
前記アルゴリズムは：強度閾値を設定する段階；及び前記強度閾値より大きい強度値を有する前記関心のある領域の前記三次元音響映像データのボクセルの割合を決定する段階；により、前記関心のある領域における前記三次元音響映像データの前記コントラストを定量化することを特徴とする。
【国際調査報告】
2012513278.tif 000008
2012513278.tif 000009
2012513278.tif 000010