(57)【要約】  本開示は、身体構造の機能的フローマップを生成する方法及びシステムを説明する。方法は、追跡対象場内にある身体構造に挿入するように構成されている腔内デバイスを提供するステップを有する。腔内デバイスは、１つ又は複数の機能的フロー測定値を取得し、追跡対象場内で信号を受信するか、又は、追跡対象場内に擾乱を引き起こすように構成されているセンサを含む。センサの受信信号又は擾乱は、身体構造内の腔内デバイスの１つ又は複数の位置を追跡するために使用される。センサはまた、追跡対象位置において機能的フロー測定値を取得するためにも使用される。追跡対象位置及び機能的フロー測定値に基づいて、身体構造の機能的フローマップが生成される。
2020512118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
追跡対象場内にある身体構造に挿入する腔内デバイスを提供するステップであって、前記腔内デバイスは、１つ又は複数の機能的フロー測定値を取得するセンサであって、信号を受信するか、又は、前記追跡対象場内に擾乱を引き起こすセンサを含む、提供するステップと、
前記センサの受信信号又は擾乱を使用して、前記身体構造内の前記腔内デバイスの１つ又は複数の位置を追跡するステップと、
前記センサを使用して、追跡対象位置における前記機能的フロー測定値を取得するステップと、
前記追跡対象位置及び前記機能的フロー測定値に基づいて前記身体構造の機能的フローマップを生成するステップとを有する、方法。
【請求項２】
前記機能的フロー測定値は、血圧又は血流速度のうちの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記腔内デバイスが前記追跡対象場を通って動かされるときに、リアルタイムで前記方法が実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記追跡対象場は、前記センサに向かって超音波を送信することによって生成され、前記センサは超音波受信機を含み、前記受信信号を使用するステップは、前記受信信号の一方向ビーム形成を実行するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記センサを使用して取得される前記機能的フロー測定値の品質の指標を提供するステップをさらに有し、前記品質の指標は、前記追跡対象場に関連する前記センサの前記追跡対象位置に少なくとも部分的に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記追跡対象位置は、腔内壁に対する前記センサの近接度、前記センサと前記腔内壁との間の角度、又は、前記腔内壁に対する前記センサの動きのレベルのうちの少なくとも１つを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項７】
前記機能的フローマップを生成するステップは、閾値品質値を下回る品質値と関連付けられる測定された血圧又は測定された血流速度を拒絶するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記機能的フローマップを生成するステップは、前記センサを使用して取得される前記血圧又は前記血流速度の測定値を、外部超音波システムを介して導出される流速推定値と組み合わせるステップを有する、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記センサを使用して前記機能的フロー測定値を取得するステップは、前記センサにおいて腔内超音波信号を送信及び受信するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記身体構造の画像に重ね合わされた機能的フローマップを含む画像を表示するステップをさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
追跡対象場内にある身体構造に挿入する腔内デバイスと、
、１つ又は複数の機能的フロー測定値を取得するセンサであって、前記追跡対象場内で信号を受信するか、又は、前記追跡対象場内に擾乱を引き起す、前記腔内デバイス上に位置決めされたセンサと、
受信信号又は前記センサによって引き起こされる擾乱に応答して追跡データを生成するために、前記センサに通信可能に結合されている追跡システムと、
前記センサ及び前記追跡システムと通信する１つ又は複数のプロセッサとを含み、前記１つ又は複数のプロセッサは、
前記センサの前記受信信号又は擾乱を使用して、前記身体構造内の前記腔内デバイスの１つ又は複数の位置を追跡することと、
前記センサを使用して、追跡対象位置における機能的フロー測定値を取得することと、
前記追跡対象位置及び前記機能的フロー測定値に基づいて前記身体構造の機能的フローマップを生成することとを行う、システム。
【請求項１２】
前記機能的フロー測定値は、血圧又は血流速度のうちの少なくとも一方を含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記１つ又は複数のプロセッサと通信するディスプレイをさらに含み、前記１つ又は複数のプロセッサは、前記ディスプレイに、前記身体構造の画像と重ね合わされた前記機能的フローマップを含む前記画像を表示させる、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記１つ又は複数のプロセッサは、前記ディスプレイに、前記センサを使用して取得される前記血圧又は前記血流速度の測定値の品質の指標を表示し、前記血圧又は前記血流速度の測定値の前記品質の指標は、前記追跡対象位置に少なくとも部分的に基づく、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記１つ又は複数のプロセッサは、前記機能的フローマップを生成するときに、閾値品質値を下回る品質値と関連付けられる前記血圧又は前記血流速度の測定値を無視する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記追跡システムは、前記センサに向かって超音波を送信する超音波送信機を含む超音波追跡システムを含み、前記センサは超音波受信機を含み、前記超音波追跡システムは、前記超音波送信機の視野内に配置されたときに前記超音波受信機によって受信される信号の一方向ビーム形成を実行することによって、前記超音波受信機の位置を特定する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記追跡システムは、前記機能的フローマップと重ね合わされた前記身体構造のＢモード画像を含む超音波画像を生成する超音波イメージングシステムの超音波アレイによって提供される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記超音波イメージングシステムは、前記超音波画像内にリアルタイムで更新される前記センサの前記追跡対象位置をさらに含む、前記超音波画像を生成する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記追跡システムは、カラーフロードプラ又はベクトルフロー画像を生成する超音波システムであり、前記１つ又は複数のプロセッサは、前記機能的フローマップを生成するために、前記センサを使用して取得される前記１つ又は複数の機能的フロー測定値を、前記超音波システムによって導出される流速推定値と組み合わせる、請求項１１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記追跡システムは、ＥＭ場を生成する電磁場発生器を含む電磁（ＥＭ）追跡システムであり、前記センサは、１つ又は複数のセンサコイルを含み、前記ＥＭ追跡システムは、前記ＥＭ場内に配置されたときに前記１つ又は複数のセンサコイルによって引き起こされる前記ＥＭ場の擾乱に応答して前記１つ又は複数のセンサコイルの前記追跡対象位置を特定する、請求項１１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、参照によりその全体が組み込まれる、２０１７年３月３１日付で提出された米国仮特許出願第６２／４７９，３６８号の利益及び優先権を主張する。
【０００２】
[001]  本発明は、血行動態測定値を取得し、身体構造内の特定の位置に測定値をマッピングするためのシステム及び方法に関する。より詳細には、本発明は、腔内デバイスを使用して血圧及び／又は流量測定値を取得し、身体構造の機能的フローマップを生成するために追跡システムを使用して特定の腔内位置に測定値をマッピングするための超音波システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[002]  血管内圧力及び／又は流量測定によって心血管及び末梢血管疾患の血行動態的意義を評価することは、アテローム動脈硬化症の処置を誘導するのに有益であることが証明されている。例えば、冠状動脈において、ガイドワイヤ／カテーテル上に取り付けられた圧力センサを使用して腔内血圧測定値を取得することは、現在、心血管疾患を評価するための標準治療である。しかしながら、圧力センサの位置は、そのような方法による腔内圧力読み値と共に見当合わせされなければならず、これは困難である。カテーテル／ガイドワイヤを使用して正確な腔内血流速度の測定値を取得することは、所与の血管の速度プロファイルが一般的に血管の解剖学的構造に依存するため、さらにより困難である。その上、血管に対する流量センサの位置及び／又は向きが分かっていることは、特に、一般的に血管の方向の代わりにワイヤの方向において血流速度を判定する現行の超音波ガイドワイヤを使用して、信頼可能な流量測定データを取得するためには、重要なことである。したがって、既存のガイドワイヤでは、血流量及び血圧の正確な測定値を提供することができない場合が多い。したがって、血管内の限局した位置において血流量及び血圧をより正確且つ信頼可能に測定するための技法が所望される。
【発明の概要】
【０００４】
[003]  本明細書において、血管の内腔のような、身体構造内の血行動態測定値を取得し、外部追跡システムを使用して特定の腔内位置に測定値をマッピングするための方法、システム、及び装置が提供される。外部追跡システムによって収集される追跡データを使用して、例えば、ガイドワイヤなどの腔内デバイス上に含まれる１つ又は複数のセンサを使用して取得される、内腔内で取得される血行動態測定値の品質が評価される。特定の実施形態において、追跡データは、血行動態測定に使用される同じセンサから獲得される。例えば、特定の測定値は、身体構造の腔内壁に対するセンサの位置及び／又は向きに基づいて廃棄される。１つ又は複数のプロセッサが利用されて、外部から獲得される追跡データと腔内血行動態データとが組み合わされて、両方のデータタイプを重ね合わせた機能的フローマップが作成される。いくつかの例において、センサを含む身体構造はまた、イメージングされ、結果もたらされる画像が機能的フローマップに重ね合わされ、結果、腔内測定値が、測定値が取得された位置において、身体構造の画像上に表示される。身体構造内で獲得される血行動態データは、腔内血圧、血流速度、及び／又は血流方向の測定値を含む。血行動態データはまた、例えば、ドプラフローイメージングを介して、追跡システムを使用して外部からも推定され、不正確及び／又は不整合な測定値を調整するために、対応する腔内測定値とともに利用される。本明細書に記載されている方法を実行するために実施される追跡システムは、超音波及び／又は電磁追跡システムを含み、各システムは、腔内デバイスの位置及び／又は向きが内部で監視される追跡対象場を生成するように構成されている。特定の実施形態において、追跡は、センサが飛行時間測定を使用して擾乱から信号を受信するときに基づき、例えば、追跡対象場内の位置は、外部信号又は擾乱がセンサによって受信されるのにかかる時間に基づく。
【０００５】
[004]  いくつかの例によれば、方法は、追跡対象場内にある身体構造に挿入するように構成されている腔内デバイスを提供するステップを有する。腔内デバイスは、１つ又は複数のセンサを含み、少なくとも１つのセンサは、１つ又は複数の機能的フロー測定値を取得するように構成されており、追跡対象場内で信号を受信するか、又は、追跡対象場内に擾乱を引き起こすように構成されている。方法は、センサの受信信号又は擾乱を使用して、身体構造内の腔内デバイスの１つ又は複数の位置を追跡するステップと、センサを使用して、追跡対象位置における機能的フロー測定値を取得するステップと、追跡対象位置及び機能的フロー測定値に基づいて身体構造の機能的フローマップを生成するステップとをさらに有する。
【０００６】
[005]  いくつかの例において、機能的フロー測定値は、血圧又は血流速度のうちの少なくとも一方を含む。様々な実施態様において、方法は、腔内デバイスが追跡対象場を通って動かされるときに、リアルタイムで実行される。いくつかの実施形態において、追跡対象場は、センサに向かって超音波を送信することによって生成され、センサは超音波受信機を含み、受信信号を使用するステップは、受信信号の一方向ビーム形成を実行するステップを有する。
【０００７】
[006]  いくつかの例示的な方法は、センサを使用して取得される機能的フロー測定値の品質の指標を提供するステップをさらに有する。品質の指標は、追跡対象場に関連するセンサの追跡対象位置に少なくとも部分的に基づく。いくつかの実施形態において、追跡対象位置は、腔内壁に対するセンサの近接度、センサと腔内壁との間の角度、及び／又は、腔内壁に対するセンサの動きのレベルを含む。
【０００８】
[007]  いくつかの実施形態において、機能的フローマップを生成するステップは、閾値品質値を下回る品質値と関連付けられる測定された血圧又は測定された血流速度を拒絶するステップを有する。加えて又は代替的に、機能的フローマップを生成するステップは、センサを使用して取得される血圧又は血流速度の測定値を、外部超音波システムを介して導出される流速推定値と組み合わせるステップを有する。いくつかの実施形態において、センサを使用して機能的フロー測定値を取得するステップは、センサにおいて腔内超音波信号を送信及び受信するステップを有する。方法は、身体構造の画像に重ね合わされた機能的フローマップを含む画像を表示するステップをさらに有する。
【０００９】
[008]  いくつかの例によれば、システムは、追跡対象場内にある身体構造に挿入するように構成されている腔内デバイスを含む。１つ又は複数のセンサが、腔内デバイス上に位置決めされ、少なくとも１つのセンサは、１つ又は複数の機能的フロー測定値を取得するように構成されており、追跡対象場内で信号を受信するか、又は、追跡対象場内に擾乱を引き起こすように構成されている。システムは、受信信号又はセンサによって引き起こされる擾乱に応答して追跡データを生成するために、センサに通信可能に結合されている追跡システムをさらに含む。システムは、センサ及び追跡システムと通信する１つ又は複数のプロセッサをさらに含む。１つ又は複数のプロセッサは、センサの受信信号又は擾乱を使用して、身体構造内の腔内デバイスの１つ又は複数の位置を追跡することと、センサを使用して、追跡対象位置における機能的フロー測定値を取得することと、追跡対象位置及び機能的フロー測定値に基づいて身体構造の機能的フローマップを生成することとを行うように構成される。機能的フロー測定値は、少なくとも血圧及び／又は血流速度を含む。いくつかの例において、システムは、１つ又は複数のプロセッサと通信するディスプレイをさらに含み、１つ又は複数のプロセッサは、ディスプレイに、身体構造の画像と重ね合わされた機能的フローマップを含む画像を表示させるように構成されている。いくつかの実施形態において、１つ又は複数のプロセッサは、ディスプレイに、センサを使用して取得される血圧又は血流速度の測定値の品質の指標を表示させるように構成されており、血圧又は血流速度の測定値の品質の指標は、追跡対象位置に少なくとも部分的に基づく。１つ又は複数のプロセッサは、機能的フローマップを生成するときに、閾値品質値を下回る品質値と関連付けられる血圧又は血流速度の測定値を無視するようにさらに構成されている。
【００１０】
[009]  いくつかの実施形態において、追跡システムは、センサに向かって超音波を送信するように構成されている超音波送信機を含む超音波追跡システムを含み、センサは超音波受信機を含み、超音波追跡システムは、超音波送信機の視野内に配置されたときに超音波受信機によって受信される信号の一方向ビーム形成を実行することによって、超音波受信機の位置を特定するように構成されている。いくつかの例において、追跡システムは、機能的フローマップと重ね合わされた身体構造のＢモード画像を含む超音波画像を生成するように構成されている超音波イメージングシステムの超音波アレイによって提供される。超音波イメージングシステムは、超音波画像内の、リアルタイムで更新される、センサの追跡対象位置をさらに含む超音波画像を生成するように構成される。いくつかの例において、追跡システムは、カラーフロードプラ又はベクトルフロー画像を生成するように構成されている超音波システムを含み、１つ又は複数のプロセッサは、機能的フローマップを生成するために、センサを使用して取得される１つ又は複数の機能的フロー測定値を、超音波システムによって導出される流速推定値と組み合わせるように構成されている。
【００１１】
[010]  追加の又は代替的な実施態様において、追跡システムは、ＥＭ場を生成するように構成されている電磁場発生器を含む電磁（ＥＭ）追跡システムを含み、センサは、１つ又は複数のセンサコイルを含み、ＥＭ追跡システムは、ＥＭ場内に配置されたときに１つ又は複数のセンサコイルによって引き起こされるＥＭ場の擾乱に応答して１つ又は複数のセンサコイルの追跡対象位置を特定するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】[011]  本開示の原理によるフローマップ生成システムのブロック図である。
【図２】[012]  本開示の原理による、血管の中心付近に位置決めされているセンサを備える腔内デバイスの図である。
【図３】[013]  本開示の原理による、血管の転向点付近に位置決めされているセンサを備える腔内デバイスの図である。
【図４】[014]  本開示の原理による、血管の中心付近に位置決めされているセンサを備える、移動している腔内デバイスの図である。
【図５】[015]  本開示の原理による別のフローマップ生成システムのブロック図である。
【図６】[016]  本開示の原理による超音波追跡システムのブロック図である。
【図７】[017]  本開示の原理によるフローマップ生成方法のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[018]  特定の例示的な実施形態の以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明又はその応用若しくは使用を限定するようには決して意図されていない。本発明のシステム及び方法の実施形態の以下の詳細な説明において、本明細書の一部を形成し、例示として、説明されているシステム及び方法を実践することができる特定の実施形態が示されている、添付の図面が参照される。これらの実施形態は、当業者が、本開示のシステム及び方法を実践するのに十分に詳細に記載されており、他の実施形態を利用することができること、並びに、本発明のシステムの精神及び範囲から逸脱することなく、構造的及び論理的変更を行うことができることは理解されたい。その上、明瞭にするために、特定の特徴の詳細な説明は、それらが当業者にあきらかであるときは、本発明のシステムの記述を曖昧にしないように、論じられない。それゆえ、以下の詳細な説明は限定的な意味に解釈されるべきではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲のみによって画定される。
【００１４】
[019]  図１は、本開示による身体構造の機能的フローマップを生成するように構成されている例示的なシステム１００を示す。図示のように、システム１００は、内腔１０５を画定する、血管のような身体構造１０４に挿入するように構成されている、例えば、カテーテル、マイクロカテーテル、又はガイドワイヤなどの、腔内デバイス１０２を含む。腔内デバイス１０２は、例えば、血流速度及び／又は血圧などの、様々な機能的フロー測定値を、血行動態腔内データ１０７の形態で取得するように構成されている１つ又は複数のセンサ１０６を含む。機能的フロー測定値は、外部追跡システム１１０によって生成される追跡対象場１０８内で取得される。センサ１０６のうちの少なくとも１つはまた、外部追跡システム１１０によって生成される信号又は擾乱を受信するようにも構成されている。図１に示す追跡システム１１０は、追跡場発生器１１１と、追跡プロセッサ１１２とを含み、これらは両方とも、センサ１０６に通信可能に結合される。追跡システム１１０は、例えば、追跡対象場１０８内でセンサ１０６によって引き起こされる擾乱１１８に応答してなど、センサ１０６の動きが検出されるのに応答して、追跡データ１１４を生成するように構成される。他の実施形態において、追跡システム１１０は、超音波信号のような信号１１６を、超音波受信機を含むセンサ１０６に向けて送信する。センサ１０６は、超音波の検出に応答して信号を生成し、信号は、（例えば、有線又はワイヤレス接続を介して）追跡システム１１０又は（腔内データ１０７を送信するのに使用される有線接続などを介して）プロセッサ１２６に送信される。追跡システム１１０は、身体構造に関連してセンサ１０６を追跡するのに使用される追跡データ１１４を生成する。例えば、追跡システム１１０によって生成される追跡データ１１４は、腔内デバイス１０２が身体構造１０４を通じて動かされるときにリアルタイムで収集される、センサ１０６の位置及び／又は向きに関する情報を具現化する。センサ１０６が追跡信号をプロセッサ１２６に直接的に通信する実施形態において、プロセッサ１２６は、身体構造１０４に対するセンサ１０６の位置及び／又は向きを決定するように構成される。例えば、プロセッサは、センサ１０６からの信号及び／又は追跡システム１１０から送信される追加の情報（例えば、超音波追跡パルスに関する情報）に基づいて、追跡データ１１４を生成するように構成される。追跡システム及び／又はプロセッサ１２６に関する追跡センサの他の構成が使用される。
【００１５】
[020]  さらに示すように、腔内デバイス１０２は、腔内デバイス１０２を動作させるように構成されているデバイスコントローラ１２２と、腔内デバイス１０２が収集する腔内データ１０７を処理するように構成されているデバイスプロセッサ１２４とを含むデバイスシステム１２０と結合される。追跡プロセッサ１１２とデバイスプロセッサ１２４の両方に、統合プロセッサ１２６が通信可能に結合されている。統合プロセッサ１２６は、追跡システム１１０から受信される追跡データ１１４、及び、デバイスシステム１２０から受信される腔内データ１０７を受信及び処理するように構成される。両方の情報源からのデータをコンパイルすることによって、統合プロセッサ１２６は、センサ１０６の位置情報を、管腔１０５内で取得される機能的フロー測定値と組み合わせるように構成されており、結果、身体構造１０４内の特定の位置にマッピングされた機能的フロー測定値を含む機能的フローマップ１２８が生成される。図１に示すシステムはまた、統合プロセッサ１２６と通信可能に結合され、対話型ユーザインターフェース１３１を含むディスプレイ１３０をも含む。ディスプレイ１３０は、身体構造１０４の、例えばＢモードの画像１３２に重ね合わされた機能的フローマップ１２８を表示するように構成される。いくつかの例において、ディスプレイ１３０は、１つ又は複数の機能的フロー測定値の品質の指標１３３を表示するようにさらに構成されている。
【００１６】
[021]  統合プロセッサ１２６は、センサ１０６と追跡システム１１０の両方から受信されるデータを複数の様式で処理するように構成される。統合プロセッサ１２６は、１つ又は複数のプロセッサから形成される。例えば、上述したように、統合プロセッサ１２６は、機能的フローマップ１２８を生成するように構成される。機能的フローマップ１２８は、身体構造１０４の管腔１０５内から収集される様々な流量及び／又は圧力測定値を含み、各測定値は、測定値が取得された特定の位置に対応する。１つの例において、機能的フローマップ１２８は、血管内の１つ又は複数の位置にマッピングされた血流速度の測定値を含む。腔内デバイス１０２が身体構造１０４を通じて動かされると、センサ１０６によって収集される新たな速度の測定値が、それらの離散的な検出位置においてマップ１２８に追加される。加えて又は代替的に、機能的フローマップ１２８は、血管内の様々な位置においてセンサ１０６によって取得される血圧読み値を含む。また別の例において、血流方向データが、センサ１０６によって取得され、機能的フローマップ１２８内の種々の位置にマッピングされる。センサ１０６の機能、又は、特定の腔内デバイス１０２と結合されるセンサの数に応じて、２つ以上の異なるタイプの機能的フロー測定値が、機能的フローマップ１２８上に含まれる。そのような測定値は、ディスプレイ１３０を介して、同時に又は個別に表示される。ユーザの制御下で、ディスプレイ１３０は、複数バージョンの機能的フローマップ１２８間で切り替えるように構成される。例えば、血流速度に関するデータのみを見ることを所望するユーザは、例えば、ユーザインターフェース１３１において、そのようなデータを含む機能的フローマップ１２８を見るためのオプションを選択する。別の選択可能なオプションは、血圧データのみを含み、一方で別のオプションは、２つ以上のデータタイプを含む。
【００１７】
[022]  センサ１０６を介して機能的フロー測定値を取得し、追跡システム１１０を介してこれらの測定値を特定の腔内位置にマッピングすることによって、データ収集及び解釈の改善が促進される。例えば、他の血行動態パラメータの中でも、血圧、血流予備量比（「ＦＦＲ」）、瞬時血流予備量比（「ｉＦＲ」）、血流速度、血流方向、体積血流量、冠血流予備能（「ＣＦＲ」）、流れ抵抗、及び／又は微小循環が、血管内の種々の位置において変動する。現在市販されているガイドワイヤ／カテーテルを使用してこれらのパラメータを測定することができるか否かも、位置が異なると変わる。例えば、周囲の腔内壁に平行に向いたセンサは、腔内壁に垂直に向いた同じセンサよりも正確な、血流速度に関するデータを収集する。したがって、測定値が取得される位置とともに機能的フロー測定値を考慮することによって、測定値の品質又は正確度を評価することができる。本明細書において論じられているように、そのようなデータを外部から取得される追跡データ１１４と併合することによって、腔内データ１０７の正確度が補正される。加えて又は代替的に、腔内データ１０７は、追跡システム１１０を介して取得される追跡データ１１４に基づいてスクリーニングされる。
【００１８】
[023]  図１に示す統合プロセッサ１２６は、２つの別個のプロセッサと結合されている単一の構成要素を含むが、統合プロセッサ１２６の構成は変化してもよい。例えば、統合プロセッサ１２６は、２つ以上のプロセッサを含む。いくつかの例において、腔内データ１０７の追跡データ１１４との統合は、個別の処理構成要素によって実施されない。代わりに、データ統合は、追跡データ１１４及び／又は腔内データ１０７を処理するのに使用される同じプロセッサ内で行われる。したがって、デバイスプロセッサ１２４及び／又は追跡プロセッサ１１２は、いくつかの例において、機能的フローマップ１２８を生成するように構成される。様々な実施形態において、個別のデバイスプロセッサ１２４及び追跡プロセッサ１１２はまったく省かれ、結果、統合プロセッサ１２６が、追跡システム１１０及びデバイスシステム１２０から受信されるデータの初期処理及び最終的な併合を実行する。
【００１９】
[024]  統合プロセッサ１２６が、例えば、血圧及び／又は血流速度などの様々な機能的フロー測定値を、追跡データ１１４とともに処理するように構成される様式は、変化してもよい。いくつかの実施形態において、統合プロセッサ１２６は、センサ１０６を使用して取得される１つ又は複数の機能的フロー測定値の品質指標１３３を決定するように構成される。品質指標１３３は、少なくとも部分的に、センサ１０６の追跡対象位置に基づき、測定値が収集されているときにリアルタイムでディスプレイ１３０上に表示される。品質指標１３３は、センサ１０６が、特に、例えば、センサ１０６が腔内壁に向き合う可能性がより高い、特に急な曲がり角の付近の、湾曲した部分と比較して、血管の相対的にまっすぐな部分内に位置決めされるときに、改善する。品質指標１３３は、二進様式で表示され、結果、所与の機能的フロー測定値は、「良質」若しくは「良質でない」のいずれかであると考えられ、又は、品質指標１３３は、「高品質」から「低品質」までの相対スケール上で連続的に調整される。そのような実施形態によれば、品質測定値は、例えば超音波を介して、追跡データ１１４及び腔内データ１０７が取得されるときに、フレームごとに評価される。
【００２０】
[025]  いくつかの例において、統合プロセッサ１２６は、機能的フローマップ１２８を生成するときに、閾値品質値を下回る品質値と関連付けられる機能的フロー測定値を拒絶、無視、又は他の様態でフィルタリングするように構成される。このように、機能的フローマップ１２８は選択的に、品質が十分であると考えられる機能的フロー測定値のみを含む。統合プロセッサ１２６によって適用される品質閾値を満たす測定値が補間され、介在する腔内位置及び／又は時点に対応するデータ点は除外される。機能的フロー測定値が閾値品質値を満たすか否かを判定するために、統合プロセッサ１２６によって様々なパラメータが評価される。例えば、センサ１０６の追跡対象位置は、腔内壁に対するセンサ１０６の近接度、センサ１０６と腔内壁との間の角度、及び／又は、腔内壁に対するセンサ１０６の動きのレベルに関する情報を含む。これらのパラメータのうちの１つ又は複数が、センサ１０６によって取得される測定値の品質に影響を与える。例えば、品質は、腔内壁により近い位置において低減する。いくつかの実施形態において、統合プロセッサ１２６は、追跡システム１１０から受信される追跡データ１１４に基づいて、センサ１０６と結合される腔内デバイス１０２の遠位端部分が、血管の半径方向中心内に位置決めされるのか、血管壁付近に位置決めされるのか、又はその間のどこかに位置決めされるのかを自動的に判定するように構成される。センサ１０６が壁付近に位置決めされる時に取得される機能的フロー測定値は拒絶され、一方、中心のより近い又は中心の位置は、さらに処理し、及び／又は、機能的フローマップ１２８に含めるのに許容される。同様に、例えば、センサが擾乱した血流及び／又はユーザによる腔内デバイス１０２の動きに起因して振動している場合など、センサ１０６が腔内壁に向かって又は腔内壁から外方に動いている場合、品質は低減する。
【００２１】
[026]  機能的フロー測定値が統合プロセッサ１２６によって拒絶又は許容される例示的なシナリオが、図２〜図４に示されている。各図面は、血管として表されている、身体構造１０４の管腔１０５内に位置決めされているセンサ１０６と結合されている腔内デバイス１０２を示す。例示を目的として、血管１０４が、腔内空間１０５を画定する２つの平行な腔内壁１０５ａ及び１０５ｂを含むものとして示されているが、血管１０４は、１つのみの円筒形の腔内壁を含む。図２において、センサ１０６は、腔内壁１０５ａ、１０５ｂの両方からほぼ等距離において、血管１０４の中心付近に位置決めされている。この位置及び向きからセンサ１０６によって収集される機能的フロー測定値は、統合プロセッサ１２６によって許容され、機能的フローマップ１２８上に表示される。対照的に、図３は、センサ１０６によって収集される機能的フロー測定値が、統合プロセッサ１２６によって拒絶されるシナリオを示す。特に、センサ１０６は、腔内壁１０５ａに向き合っており、腔内壁１０５ｂから外方に面している。この向きにおいて、センサ１０６が収集する測定値は不正確である。そのため、これらの測定値は、機能的フローマップ１２８から除外される。図４は、統合プロセッサ１２６が、センサ１０６によって収集される腔内データ１０７を拒絶するように構成されるまた別のシナリオを示す。図４において、センサ１０６は、矢印の方向において、腔内壁１０５ｂに向かって垂直に動いている。センサ１０６は、腔内壁１０５ａ及び１０５ｂに高速に連続して交互に接近しながら、上下に振動している。センサ１０６のそのような動きは、特に流速に関して、センサが正確な測定値を取得することを妨げる。そのため、この向きにおいて取得される腔内データ１０７も除外される。
【００２２】
[027]  センサ１０６を介して取得される機能的フロー測定値に関する腔内データ１０７は、多数のさらなる理由から拒絶されるか、又は、品質が劣ると考えられる。例えば、身体構造１０４内の特定の位置は、前もって回避され、したがって、これらの位置において取得される腔内データ１０７は、統合プロセッサ１２６によって自動的に拒絶される。腔内データ１０７はまた、管腔１０５内で二次流れが検出される場合にも拒絶され、これは特に、血管分岐及び／又は狭窄付近で頻繁に起こる。二次流れは、手動で又は追跡システム１１０によって自動的に検出され、データフィルタリングを補助するために統合プロセッサ１２６に通信される。
【００２３】
[028]  腔内デバイス１０２及びセンサ１０６は、様々な構成及び／又は機能を含む。センサ１０６は、腔内デバイス１０２に永続的に取り付けられ、腔内デバイス１０２と一体的に形成され、又は、腔内デバイス１０２と可逆的に結合される。センサ１０６が腔内データ１０７を取得する窓は限局されており、サイズが可変である。例えば、センサ１０６の測定窓サイズは、約１ｍｍ〜約１５ｍｍ、約２ｍｍ〜約１２ｍｍ、約３ｍｍ〜約９ｍｍ、約４〜約８ｍｍ、又は約６ｍｍに及ぶ。いくつかの実施形態において、図１〜図４に示すように、１つのみのセンサ１０６が、個々の腔内デバイス１０２上に含まれる。いくつかの例によれば、単一のセンサ１０６が、異なる動作モードの間で交互に切り替わるように構成される。例えば、センサ１０６は、外部超音波追跡システムと通信可能に結合されている超音波受信機を含む。そのような例において、センサ１０６は、受信モードと送信モードとの間で交互に切り替わるように構成される。受信モードにおいて、センサ１０６は、外部で生成される超音波信号を受信するように動作し、送信モードにおいて、センサ１０６は、管腔１０５内で超音波信号を送信するように構成される。加えて又は代替的に、センサ１０６は、追跡モードと測定モードとの間で交互に切り替わるようにタイムスライスされる。追跡モードにおいて、例えば、センサ１０６は、超音波信号を送信及び／又は受信し、一方、測定モードにおいて、センサ１０６は、腔内血圧をモニタリングする。代替的に、２つ以上のセンサ１０６が、単一の腔内デバイス１０２上に含まれる。２つ以上のセンサが単一のデバイス上に含まれる場合、センサは、デバイスの長さに沿って様々な距離だけ互いからオフセットされる。いくつかの例において、各センサは、部分的に利用される様々な追跡システムに応じて決まる、個別の機能を実行するように構成される。例えば、第１のセンサが、外部超音波送信機からセンサに向けて送信される超音波信号を受信するように構成される追跡センサであり、一方、第２のセンサが、血圧のような、身体構造の管腔内の１つ又は複数の機能的フロー測定値を決定するように構成される。
【００２４】
[029]  いくつかの実施形態において、センサ１０６は、血流に関する腔内データ１０７を取得するように構成される。そのようなセンサ１０６は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（「ＰＺＴ」）トランスデューサ、容量性マイクロマシン超音波トランスデューサ（「ＣＭＵＴ」）、又は単結晶トランスデューサなどの超音波トランスデューサを含み、（図２〜図４に示すように）超音波信号又はビーム１３４を身体構造１０４の管腔１０５に送信し、送信信号１３４に応答して信号１３６を受信することによって、例えば、ドプラフローを介して、血流速度を測定するように構成される。図５を参照しながら下記により詳細に説明するように、同じセンサ１０６がまた、外部超音波デバイスから身体構造１０４へと送信される超音波信号を受信するようにも構成される。
【００２５】
[030]  いくつかの実施形態において、センサ１０６は、血圧に関する腔内データ１０７を取得するように構成される。そのようなセンサ１０６は、管腔１０５内で、血流予備量比（「ＦＦＲ」）及び／又は瞬時血流予備量比（「ｉＦＲ」）を含む、様々な技法を介して血圧を測定するように構成される。圧力データを取得するように構成されているセンサは、圧電感受性及び容量性であり、外部で生成される追跡対象場１０８内のセンサの位置を特定するために使用される。血圧測定値を含む機能的フローマップ１２８は、異なる位置において測定される異なる圧力を表すために異なる色を含む。血圧を測定するために備えられるセンサは、一般的に、腔内デバイス１０２として、身体構造１０４内の圧力勾配を検出することを含む、様々なプルバック測定技法に準じて利用され、したがって、それに結合される血圧センサ１０６は、身体構造を通じて動かされる。いくつかの実施形態は、圧力読み値が心周期の関数として表示されるような、血圧測定の心電図同期法をさらに含む。そのような実施形態によれば、圧力測定値は、収縮期及び拡張期の間に取得され、介在する値が、図１に示すプロセッサのうちの１つ又は複数を介して補間される。
【００２６】
[031]  いくつかの例において、センサ１０６は、追跡を容易にするように構成される。例えば、センサ１０６は、身体を通じて伝達される信号又は擾乱を受信するための、いくつかの例ではセンサアレイである、１つ又は複数のセンサを含む。身体を通じて伝達される信号は、超音波、機械的、電気機械的などである。特定の実施形態は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１６／０３１７１１９号（Ｍａｒａｇｈｏｏｓｈ）に記載されているように、センサ１０６を追跡することを含む。そのような実施形態によれば、センサ１０６は、外部追跡システム１１０から生成される信号に応答する１つ又は複数のセンサ（例えば、超音波センサ）を含む。外部追跡システムは、センサ１０６の位置を追跡するために、腔内センサ１０６と動作可能に関連付けられる。追跡システム１１０は、センサ１０６によって生成され、外部追跡システム１１０によって受信される信号に従ってセンサ１０６の位置及び／又は向きを決定するように構成されている、追跡プロセッサ１１２のようなプロセッサを含む。いくつかの実施形態において、センサ１０６は、超音波を検出するように構成されている超音波受信機である。センサ１０６は、検出されている波に応答して信号を生成し、信号は、超音波の発生源に対するセンサ１０６の相対位置及び／又は向きを決定するために、追跡システムのプロセッサ１１２に通信される。そのような実施形態において、一方向ビーム形成（例えば、発生源とセンサとの間の一方向飛行時間を反映する）が、センサ１０６の位置を決定するために使用される。他の実施形態において、センサ１０６は、外部受信機（例えば、イメージングアレイ）に向かって超音波を生成するように構成されている超音波送信機である。したがって、外部受信機に対するセンサ１０６の相対位置及び向きが決定される。本開示の例によれば、センサ１０６を取り巻く組織のタイプがまた、センサ１０６において受信される信号に応答して分類される。追加の実施形態において、任意の所与の時点においてセンサの位置及び／又は向きを決定するために一方向又は二方向ビーム形成を利用する、異なる構成の超音波追跡センサ（例えば、センサ１０６）が使用される。さらに、他の例において、非超音波センサ（例えば、ＥＭ追跡センサ）が使用される。
【００２７】
[032]  腔内デバイス１０２は、血流速度、血圧、及び／又は血流方向を含む、１つ又は複数の血行動態特性を測定するように構成されている１つ又は複数のセンサ１０６を含む。システム１００内で実施される例示的な腔内デバイスは、各々Ｋｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ  Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｖｏｌｃａｎｏ（「Ｐｈｉｌｉｐｓ」）によるＦＬＯＷＩＲＥ、ＶＥＲＲＡＴＡ、及び／又はＣＯＭＢＯＷＩＲＥを含む。腔内デバイス１０２は、いくつかの例において、身体構造１０４内で手動ステアリングされるように構成される。デバイス１０２の移動はまた、例えば、超音波追跡システムによって提供される画像ガイダンスによって、ロボット制御で実行することもできる。
【００２８】
[033]  システム１００に含まれる追跡システム１１０のタイプは、異なる実施形態においては変化する。例えば、追跡システム１１０は、電磁追跡システムを含む。そのような例によれば、追跡場発生器１１１は、腔内デバイス１０２を含む身体構造１０４を包含する電磁場１０８を生成するように構成されている電磁場発生器を含む。利用されるセンサ１０６は１つ又は複数のセンサコイルを含む。動作時、電磁追跡システム１１０は、電磁場内に配置されたときに１つ又は複数のセンサコイルによって引き起こされる電磁場内の擾乱に応答して、１つ又は複数のセンサコイルの追跡対象位置を特定するように構成される。いくつかの例において、電磁追跡システム１１０は、例えば、超音波イメージングシステムなどのイメージングシステムとともに利用される。そのような例は、単一の腔内デバイス１０２上の既知の位置に取り付けられた少なくとも２つのセンサ１０６を含む。第１のセンサは、追跡場発生器１１１によって生成される電磁場１０８内で擾乱を引き起こすように構成されているコイルを含み、第２のセンサは、外部超音波イメージングシステムから超音波信号を受信するように構成されているアレイを含む。第２のセンサの位置は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２０１５／０２６９７２８号（Ｐａｒｔｈａｓａｒａｔｈｙ）に記載されているように、腔内デバイス上のセンサの位置及び／又は向きを決定するために、追跡システム１１０及びイメージングシステムによって第１のセンサの位置に見当合わせされる。さらなる例において、ＥＭ追跡システム１１０は、超音波センサを含まず、追跡対象場内のＥＭセンサの動きに基づいて、ＥＭ追跡場に見当合わせされるＥＭセンサの位置を決定するように構成される。
【００２９】
[034]  所与の追跡システム１１０の機能は、システム１００全体の中のその入力の大きさに影響を与える。例えば、追跡システム１１０はまた、外部の有利な点から血流特性を推定する、超音波追跡システムをも含む。図５は、本開示の一実施形態によるそのようなシステムの一例を示す。図１に示すシステム１００と同様に、システム５００は、管腔５０５を有する血管のような、身体構造５０４内に位置決めされている腔内デバイス５０２を含む。腔内デバイス５０２は、超音波受信機５０７を含む少なくとも１つのセンサ５０６を含む。センサ５０６は、外部超音波追跡システム５１０によって生成される追跡対象場５０８内で、例えば、血圧及び／又は血流速度などの、様々な機能的フロー測定値を取得するように構成される。この実施形態において、外部超音波追跡システム５１０は、外部超音波プローブ５１２と、プローブコントローラ５１４と、超音波プロセッサ５１６とを含み、これらは各々、追跡システム内で結合される。プローブ５１２は、身体構造１０４へと超音波信号５２０を送信し、送信信号に応答して信号５２２を受信するように構成されている超音波センサアレイ５１８を含む。超音波追跡プロセッサ５１６は、受信信号５２２に応答して追跡データ５２４を生成するように構成される。超音波追跡システム５１０によって生成される追跡データ５２４は、外部から獲得される機能的フローデータとともに、センサ５０６の位置及び／又は向きに関する情報を具現化する。システム１００におけるように、腔内デバイス５０２は、腔内デバイス５０２を動作させるように構成されているデバイスコントローラ５３０と、腔内デバイス５０２が収集する腔内データ５０３を処理するように構成されているデバイスプロセッサ５３２とを含むデバイスシステム５２８と結合される。超音波追跡プロセッサ５１６とデバイスプロセッサ５３２の両方に、超音波追跡システム５１０及びデバイスシステム５２８からのデータを受信及び処理するように構成されている統合プロセッサ５３４が通信可能に結合されている。システム５００は、統合プロセッサ５３４によって生成される機能的フローマップ５３８と併合される、身体構造の画像５３７を表示するように構成されているディスプレイ５３６と結合される。ユーザインターフェース５３９及び品質の指標５４０も含まれ、及び／又は、ディスプレイ５３６によって表示される。
【００３０】
[035]  超音波追跡システム５１０を用いて、センサ５０６の位置及び／又は向きを追跡することは、センサ５０６、及び、いくつかの例において、身体構造５０４の周囲の特徴の１つ又は複数の態様をイメージングすることをさらに含む。いくつかの実施態様において、超音波追跡システム５１０は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１３／００４１２５２号（Ｖｉｇｎｏｎ）に記載されているように、超音波プローブ５１２の視野内に配置されたときに、受信機５０７において受信される信号、すなわち、送信信号５２０の一方向ビーム形成を実行することによって、超音波受信機５０７の位置を特定するように構成される。そのような実施態様は、外部超音波追跡システム５１０から１つ又は複数の超音波パルスを放出することを含む。各パルスは、センサ５０６上の超音波受信機５０７によって受信される。パルスが放出されてから受信機５０７において受信されるまでの飛行時間に基づいて、外部超音波追跡システム５１０からの受信機５０７、及び、したがってセンサ５０６の距離が決定される。実施形態において、超音波追跡システム５１０は、身体構造５０４の超音波画像５３７を生成するように構成されている超音波イメージングシステムの超音波アレイによって提供される。画像５３７は、例えば、２〜３例を挙げると、Ｂモード、ドプラ、ベクトルフロー、及び／又はロー信号ディスプレイなど、様々な異なるタイプのものである。これらの画像５３７のうちの１つ又は複数は、統合プロセッサ５３４によって生成される機能的フローマップ５３８上に重ね合わされる。超音波画像５３７は、センサ５０６の追跡対象位置を含み、リアルタイムで更新される。いくつかの例において、複数の画像タイプが同じ機能的フローマップ５３８に統合され、結果、マップは、例えば、ＦＦＲプルバックマップ上に重ね合わされたＢモード及びドプラ画像を含む。可能な超音波イメージングシステムは、例えば、ＰｈｉｌｉｐｓによるＬＵＭＩＦＹ、又は同じくＰｈｉｌｉｐｓによって製造されるＳＰＡＲＱ及び／若しくはＥＰＩＱのようなモバイルシステムを含む。
【００３１】
[036]  超音波追跡システム５１０を介して収集される機能的フローデータを含む、外部から獲得される追跡データ５２４が使用されて、センサ５０６において収集される腔内データ５０３の正確度が改善される。特に、外部から獲得される機能的フローデータが使用されて、不整合のデータを補正し、又は、他の様態で腔内データを外部から獲得されるデータと組み合わせることによって、腔内データが増強される。例えば、センサ５０６の位置／向きに関する追跡データ５２４を収集するのに加えて、超音波追跡システム５１０は、身体構造５０４内の血液の流速及び／又は流れ方向を推定するように構成される。特定の実施形態において、超音波追跡システム５１０は、カラーフロードプラ又はベクトルフロー画像を生成するように構成される。そのような実施形態によれば、統合プロセッサ５３４は、センサ５０６を使用して取得される１つ又は複数の機能的フロー測定値を、超音波追跡システム５１０によって導出されるフロー推定値と組み合わせるように構成される。このコンパイル済みデータは、機能的フローマップ５３８に併合される。様々な実施形態において、超音波追跡システム５１０は、血管位置、血管サイズ、ドプラベースのフロー情報、３Ｄ情報、及び／又はベクトルフロー情報に関する情報を獲得するように構成される。これらの情報タイプのいずれか又はすべてが使用されて、機能的フローマップに含めるために改善されたフロー情報を提供するために、センサ５０６において獲得される腔内データ５０３が補完及び／又は修正される。
【００３２】
[037]  特定の実施形態において、超音波追跡システム５１０から収集される追跡データ５２４は、改善されたフロー計算モデルの一部として、腔内データ５０３と統合される。フロー計算モデルは、局所的な腔内データを外部ドプラ及び／若しくはベクトルフロー推定値に供給し、又は、その逆を行う。外部フロー推定値の正確度を改善するために、超音波追跡システムの異なる外部イメージングモードも利用される。センサの位置における身体構造の断面積も推定され、フロー推定値全体に組み込まれ、これは、一般的に、身体構造内の特定の位置の断面積に、その位置において測定される平均速度を乗算することによって計算される。いくつかの例において、３Ｄ超音波プローブを介して取得される３Ｄ体積流量計算が、体積流量計算をさらに改善するために使用される。
【００３３】
[038]  図６は、本開示の原理による超音波画像を取得するように構成されている例示的な超音波追跡システム６１０のブロック図である。超音波追跡システム６１０は、システム５１０のような、機能的フローマップを生成するためのシステムに組み込まれる。超音波追跡システム６１０を介して獲得される画像は、機能的フローマップと併合され、結果、血管内の特定の位置において取得される、例えば血圧及び／又は流速などの様々な情報が、測定値が収集された位置において血管の画像上に表示される。超音波追跡システム６１０は、腔内デバイスと結合されるセンサを検出するように構成されている追跡システム内に含まれる、図５に示されていない追加の構成要素を含む。例えば、超音波プロセッサ５１６、デバイスプロセッサ５３２及び／又は統合プロセッサ５３４のような、上述したプロセッサのうちの１つ又は複数によって実行される処理動作は、例えば、Ｂモードプロセッサ６２８、ボリュームレンダラ６３４、及び／又は画像プロセッサ６３６を含む、図６に示す処理構成要素のうちの１つ又は複数において実施され、及び／又は、それらによって制御される。図６に示す構成要素のうちの１つ又は複数は、例えば、統合プロセッサ５３４及び／又はディスプレイ５３６を含む、機能的フローマップを生成するためのシステムの追加の構成要素と物理的に、動作可能に、及び／又は通信可能に結合される。
【００３４】
[039]  図６の超音波追跡システム６１０において、超音波プローブ６１２は、センサにおいて又は腔内デバイス上で超音波を送信し、エコー情報を受信するためのトランスデューサアレイ６１４を含む。例えば、線形アレイ、コンベックスアレイ、又はフェーズドアレイなど、様々なトランスデューサアレイが当該技術分野においてよく知られている。トランスデューサアレイ６１４は、例えば、２Ｄ及び／又は３Ｄ撮像のための高度次元及び方位次元における走査が可能なトランスデューサ素子の二次元アレイ（図示のような）を含むことができる。トランスデューサアレイ６１４は、アレイ内のトランスデューサ素子による信号の送信及び受信を制御するプローブ６１２内のマイクロビームフォーマ６１６に結合される。この例において、マイクロビームフォーマは、プローブケーブルによって送受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ６１８に結合され、送受信スイッチ６１８は、送信と受信との間で切り替え、メインビームフォーマ６２２を、高エネルギー送信信号から保護する。いくつかの実施形態において、Ｔ／Ｒスイッチ６１８及びシステム内の他の要素は、別個の超音波システム基部ではなく、トランスデューサプローブ内に含まれてもよい。マイクロビームフォーマ６１６の制御下でのトランスデューサアレイ６１４からの超音波ビームの送信は、ユーザインターフェース又は制御パネル６２４のユーザの操作からの入力を受信する、Ｔ／Ｒスイッチ６１８に結合されている送信コントローラ６２０及びビームフォーマ６２２によって方向付けられる。送信コントローラ６２０によって制御される機能の１つは、ビームがステアリングされる方向である。ビームは、トランスデューサアレイからまっすぐに（トランスデューサアレイに直交して）、又は、より広い視野に対しては異なる角度においてステアリングすることができる。方向は、例えば、血管内で血圧読み値を獲得するために使用されるプルバック方法の実施中に、身体構造内の腔内デバイスの動きに応答して変更される。マイクロビームフォーマ６１６によって生成される、部分的にビーム形成された信号がメインビームフォーマ６２２に結合され、メインビームフォーマ１２２において、トランスデューサ素子の個々のパッチからの部分的にビーム形成された信号が組み合わされて、完全にビーム形成された信号にされる。
【００３５】
[040]  ビーム形成された信号は、信号プロセッサ６２６に結合される。信号プロセッサ６２６は、バンドパスフィルタリング、デシメーション、Ｉ及びＱ成分分離、及び高調波信号分離のような様々な方法で、受信エコー信号を処理することができる。信号プロセッサ６２６はまた、スペックル低減、信号合成、及びノイズ排除のような追加の信号増強も実施する。処理済み信号はＢモードプロセッサ６２８に結合され、Ｂモードプロセッサ６２８は、身体内の構造のイメージングのために振幅検出を利用することができる。Ｂモードプロセッサによって生成される信号は、スキャンコンバータ６３０及び多平面リフォーマッタ６３２に結合される。スキャンコンバータ６３０は、エコー信号がそこから所望の画像フォーマットにおいて受信された空間的関係に、エコー信号を構成する。例えば、スキャンコンバータ６３０は、二次元（２Ｄ）扇形フォーマット、又はピラミッド形の三次元（３Ｄ）画像にエコー信号を構成する。多平面リフォーマッタ６３２は、米国特許第６，４４３，８９６号（Ｄｅｔｍｅｒ）に記載されているように、身体の容積領域内の共通の平面内の点から受信されるエコーを、その平面の超音波画像に変換することができる。ボリュームレンダラ６３４が、例えば、米国特許第６，５３０，８８５号（Ｅｎｔｒｅｋｉｎ他）に記載されているように、３Ｄデータセットのエコー信号を、所与の基準点から見たときの投影３Ｄ画像に変換する。２Ｄ又は３Ｄ画像は、スキャンコンバータ６３０、多平面リフォーマッタ６３２、及びボリュームレンダラ６３４から、画像ディスプレイ６３８に表示するために、さらなる増強、バッファリング及び一時的保存のために画像プロセッサ６３６に結合される。グラフィックスプロセッサ６３６は、超音波画像ととも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ことができる。これらのグラフィックオーバーレイは、例えば、患者名、画像の日時、撮像パラメータなどのような標準的な識別情報を含むことができる。これらの目的のために、グラフィックスプロセッサは、タイプされた患者名のような、ユーザインターフェース６２４からの入力を受信する。ユーザインターフェースはまた、複数の多平面リフォーマット（ＭＰＲ）画像の表示の選択及び制御のために多平面リフォーマッタ６３２に結合することもできる。
【００３６】
[041]  図７は、本開示の原理によるフローマップ生成方法７００のブロック図である。図７の例示的な方法７００は、機能的フローマップを生成し、及び／又は、血管のような身体構造内で取得される機能的フローデータの正確度を改善するために、本明細書に記載されているシステム及び／又は装置によって、任意の順序で利用されるステップを示す。
【００３７】
[042]  ブロック７１０において、方法は、「追跡対象場内にある身体構造に挿入するように構成されている腔内デバイスを提供するステップであって、腔内デバイスは、１つ又は複数の機能的フロー測定値を取得するように構成されており、追跡対象場内で信号を受信し又は追跡対象場内で擾乱を引き起こすように構成されているセンサを備える、腔内デバイスを提供するステップ」を有する。いくつかの例において、機能的フロー測定値は、血圧及び／又は血流速度を含む。
【００３８】
[043]  ブロック７１２において、方法は、「身体構造内の腔内デバイスの１つ又は複数の位置を追跡するために、センサの受信信号又は擾乱を使用するステップ」を有する。利用される追跡システムに応じて、追跡対象場は、電磁場又は送信超音波信号によって生成される場を含む。結果として、センサは種々の様式で追跡される。電磁場が利用されるとき、センサは、電磁追跡システムによって検出される場の擾乱を引き起こす。対照的に、超音波追跡システムは、センサにおける送信超音波信号、及び、送信信号に応答するエコーの受信によって、センサの位置を追跡する。
【００３９】
[044]  ブロック７１４において、方法は、「追跡対象位置において機能的フロー測定値を取得するためにセンサを使用するステップ」を有する。身体構造内から機能的フロー測定値を取得するためにセンサによって利用されるプロセスは、変化する。例えば、センサは、圧力センサ及び／又は流速センサを含む。流速センサは、身体構造の管腔内から超音波信号を送信及び受信するように構成され、結果、ドプラフローを介して速度情報が取得される。センサの数及び腔内デバイス上のセンサの位置は変化する。いくつかの例において、別個のセンサが異なる機能を実行するように構成される。複数のセンサが実施される場合、１つ又は複数は外部超音波システムから送信される超音波信号を受信するように構成されている超音波受信機を含む。
【００４０】
[045]  ブロック７１６において、方法は、「追跡対象位置及び機能的フロー測定値に基づいて身体構造の機能的フローマップを生成するステップ」を有する。機能的フローマップは、様々な測定値を含み、各測定値は、身体構造内の個別の位置に対応する。実施形態は、位置特有の測定値を、外部超音波追跡システムによって生成されるドプラフロー及び／又はＢモード画像と併合することを含み、結果、測定値が、各測定値が身体構造内で取得された位置において、身体構造の画像上で見られる。いくつかの例において、機能的フローマップは、例えば、腔内デバイスが身体構造を通じて動かされるときに、リアルタイムで取得される。リアルタイム実施態様は、機能的フローマップに対する自動アップデートによって反映され、結果、身体構造の画像は、機能的フロー測定値が取得されるときに、当該測定値によってデータ投入される。
【００４１】
[046]  無論、本明細書において記載されている例、実施形態又はプロセスのうちのいずれか１つは、１つ又は複数の他の例、実施形態及び／又はプロセスのうちの１つ又は複数と組み合わされ、又は、本システム、装置及び方法に従って別個の装置又は装置部分の間で分離及び／又は実施される。上記の論述は本システムを例示するようにのみ意図されており、添付の特許請求の範囲をいかなる特定の実施形態又は実施形態群に限定するものとしても解釈されるべきではない。したがって、本システムが例示的な実施形態を参照しながら特に詳細に記述されているが、添付の特許請求項に記載されているような本システムのより広い対象とする精神及び範囲から逸脱することなく多数の変更及び代替の実施形態が当業者によって考案されることも理解されたい。したがって、本明細書及び図面は、例示的な様式において考えられるべきであり、添付の特許請求項の範囲を限定するようには意図されていない。
【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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【国際調査報告】
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