"3次元胎児心臓画像の同期収集のための超音波画像診断システムであって、3次元胎児イメージングに適した2次元アレイトランスデューサを含む超音波プローブと、表示のために前記プローブからの画像信号を処理する画像プロセッサと、前記画像プロセッサに結合した画像ディスプレイと、複数のユーザ操作可能なコントロールを持つユーザコントロールと、超音波画像において関心領域を識別するユーザコントロールに反応するグラフィックス生成器と、胎児心拍数を決定するために前記関心領域によって識別される超音波データの処理を開始するユーザコントロールと、胎児心拍数が決定されていることを示す、胎児心拍数を決定する超音波データの処理に反応するインジケータと、胎児心拍が決定されていることを前記インジケータが示すとき、同期3次元胎児心臓画像を収集するためにユーザによって駆動される収集コントロールと、を有する超音波画像診断システム。前記関心領域によって識別される超音波データの処理を開始する前記ユーザコントロールがさらに、合成胎児心拍信号を生成するように前記関心領域から受信されるエコー信号に反応して心臓サイクル合成器を駆動する、請求項1に記載の超音波画像診断システム。前記心臓サイクル合成器が前記関心領域から受信されるエコー信号に反応して動き推定器によって生成される動きの推定値に反応する、請求項2に記載の超音波画像診断システム。前記心臓サイクル合成器が前記関心領域から受信されるエコー信号に反応して生成される周波数の推定値に反応する、請求項2に記載の超音波画像診断システム。胎児心拍数が決定されているときに前記インジケータが視覚若しくは音響表示を生成する、請求項1に記載の超音波画像診断システム。前記インジケータが超音波画像の表示と併せて視覚表示を生成する、請求項5に記載の超音波画像診断システム。前記視覚表示がユーザコントロールと併せて生成される、請求項5に記載の超音波画像診断システム。前記収集コントロールがさらに、決定された前記胎児心拍数と同期して複数の心臓サイクルにわたって同期3次元胎児心臓画像を収集する、請求項1に記載の超音波画像診断システム。ユーザが胎児心拍数を手動で設定することができるユーザコントロールをさらに有する請求項1に記載の超音波画像診断システム。合成胎児心拍信号によって同期される3次元胎児心臓画像を収集するための方法であって、胎児心臓の超音波画像を収集するステップと、前記画像において前記胎児心臓を描く超音波画像における関心領域を画定するステップと、前記関心領域から返されるエコー信号を用いて胎児心拍数を自動的に推定するステップと、前記胎児心拍数が推定されたという表示を生成するステップと、前記胎児心拍数が推定されたという表示に続いて、推定された前記胎児心拍数と同期して同期3次元胎児心臓画像を収集するステップと、を有する方法。表示を生成するステップが安定な胎児心拍数が推定されたという音響若しくは視覚表示を生成するステップをさらに有する、請求項10に記載の方法。エコー信号を用いて前記胎児心拍数を自動的に推定するステップが、動き推定若しくは周波数推定のうちの1つによって前記胎児心拍数を推定するステップをさらに有する、請求項10に記載の方法。収集するステップが前記胎児心臓のバイプレーン画像を収集するステップをさらに有し、関心領域を画定するステップが各バイプレーン画像において関心領域を画定するステップをさらに有する、請求項10に記載の方法。同期3次元胎児心臓画像を収集するステップが複数の胎児心臓サイクルにわたって同期3次元胎児心臓画像を収集するステップをさらに有する、請求項10に記載の方法。前記関心領域から受信される超音波エコー信号から生成されるMモード画像と一緒に、超音波画像をその中に画定される関心領域とともに表示するステップをさらに有する、請求項10に記載の方法。かかるシステムを使いやすくする臨床医用のワークフローを提供することが望ましい。特にシステムワークフローにとって、生理学的に得られるゲート信号を容易にかつ確実に収集し、安定なゲート信号が生成されているときがわかり、臨床医がゲート信号で胎児心臓の所望のループを迅速に収集することを可能にすることが望ましい。本発明の原理によれば、超音波診断は合成的に得られる心臓ゲート信号で3D胎児心臓画像のループの収集を容易にするワークフローとコントロールを持つ。心拍数は別のイメージングモードへ出る必要なく3Dイメージング中に得られる。ワークフローは臨床医が胎児心臓周辺の3D関心領域ROIを設定し、その後自動的に胎児心拍数を収集することを可能にする。臨床医がtriggeredコントロールを押すと、システムは胎児心拍数を収集し始め、適切な心拍信号が収集されているとき、臨床医にフィードバックを与える。そして臨床医はstartコントロールを押してトリガ3D収集を開始する。1~2秒以内にトリガ3D画像収集が完了し、画像ループが収集後分析できる状態になる。最初に図1を参照すると、本発明の原理に従って構成される超音波システム10がブロック図形式で示される。超音波システムはフロントエンド収集サブシステム10Aと表示サブシステム10Bの2つのサブシステムによって構成される。超音波プローブは収集サブシステムに結合し、これは2次元マトリクスアレイトランスデューサ70とマイクロビームフォーマ72を含む。マイクロビームフォーマはアレイトランスデューサ70の素子パッチのグループに印加される信号を制御する回路を含み、各グループの素子によって受信されるエコー信号の何らかの処理を行う。プローブにおけるマイクロビーム形成はプローブと超音波システムの間のケーブルにおける導体の数を有利に減らし、米国特許5,997,479Savordら及び米国特許6,436,048Pesqueに記載されている。プローブは超音波システムの収集サブシステム10Aに結合する。収集サブシステムはビームフォームコントローラ74を含み、これはユーザコントロール36に反応し、透過ビームのタイミング、周波数、方向及びフォーカシングについてプローブに指示する制御信号をマイクロビームフォーマ72へ提供する。ビームフォームコントローラはそのアナログ‐デジタルA/D変換器18及びビームフォーマ20の制御によって収集サブシステムにより受信されるエコー信号のビーム形成も制御する。プローブによって受信されるエコー信号は収集サブシステム内の前置増幅器及びTGCタイムゲインコントロール回路16によって増幅され、そしてA/D変換器18によってデジタル化される。そしてデジタル化エコー信号はビームフォーマ20によって完全にステアリングされフォーカスされたビームに形成される。そしてエコー信号は画像プロセッサ22によって処理され、これはデジタルフィルタリング、Bモード及びMモード検出、及びドップラ処理を実行し、また高調波分離、スペックル低減、及び他の所望の画像信号処理などの他の信号処理も実行することができる。収集サブシステム10Aによって生成されるエコー信号は表示サブシステム10Bに結合し、これは所望の画像形式で表示するためにエコー信号を処理する。エコー信号は画像ラインプロセッサ24によって処理され、これはエコー信号をサンプリングし、ビームのセグメントを完全なライン信号にスプライシングし、ライン信号を信号対雑音改善若しくはフロー持続性について平均化することができる。2D画像用の画像ラインは当該技術分野で既知の通りR‐シータ変換を実行する走査変換器26によって所望の画像形式に走査変換される。そして画像は画像メモリ28に保存され、ここからディスプレイ38に表示されることができる。メモリ内の画像はまた、ユーザコントロール36に反応するグラフィックス生成器34によって生成される、画像と一緒に表示されるグラフィックスと重ね合わされる。個々の画像若しくは画像シーケンスは画像ループ若しくはシーケンスのキャプチャ中にシネメモリ30に保存されることができる。リアルタイムボリュメトリックイメージングのために、表示サブシステム10Bは3D画像レンダリングプロセッサ32も含み、これはリアルタイム3次元画像のレンダリングのために画像ラインプロセッサ24から画像ラインを受信する。3D画像はディスプレイ38上にライブリアルタイム3D画像として表示されるか、又は後のレビュー及び診断のために3Dデータセットの保存用の画像メモリ28に結合することができる。本発明の原理によれば胎児心拍合成器は胎児心臓画像の同期3D収集のために心拍トリガ信号を生成する。図1の実施例において、胎児心拍合成器は動き推定器40を有し、これは撮像された生体構造の指定位置、ROIから時間的に離散的なエコー信号を受信し、エコーを処理して指定位置における動きをあらわす信号を生じる。そこから時間的に離散的なエコー信号が収集される生体構造内の位置は、画像の中心などのデフォルト画像位置であり得るか、又はユーザコントロール36のコントロールの操作によってユーザによって指定される位置であり得る。例えば、ユーザはジョイスティック、トラックボール、若しくはユーザコントロールの他のコントロールを操作して胎児の頸動脈におけるサンプルボリュームの位置を決めることができる。そして動いている胎児組織若しくは血液のサンプルから動き推定が実行されることができる。この処理の一部はサンプルボリューム位置からのエコー信号のドップラ処理など、画像プロセッサによって実行され得る。そして画像プロセッサによって生成されるフロー若しくは組織の運動速度推定値は例えば動き推定器へ直接転送されることができる。サンプルボリュームが胎児心筋などの組織上に置かれる場合、胎児心臓からのエコー信号は動き識別のために組織ドップラ処理によって処理されることができる。動きを検出する別の方法は画像内の所与の組織位置におけるスペックルの動きを追跡することによる。動きを検出するさらに別の方法は米国特許6,299,579Petersonらに記載の通りMSADブロックマッチングによって連続画像にわたって組織位置における変化を比較することによる。動きを検出するためのさらに別の技術はMラインが胎児心臓を通って配置されるMモードを使用することである。これは図7に図示され、超音波画像上にMラインカーソルを胎児心臓の左心室LVを通ってのびるように配置することによって位置づけられるMラインによって生成されるMモード画像60を示す。このように配置されるとき、Mラインは胎児心臓の片側の心筋壁12を通過し、LVの心室を通過し、心臓の反対側の心筋組織14を通過する。超音波ビームはLVを通るこのMライン方向に沿って周期的に透過され、各透過から受信されるAラインは前に受信されたAラインに沿ってスクロールするようにディスプレイに表示される。その結果が図7に図示のようなMモード画像であり、矢印52で示される通り心臓サイクルの拡張末期点において胎児心臓が弛緩しているときに心臓の両側が最も大きく離れている。矢印54で示される通り心臓サイクルの最大収縮期位相において心臓の両壁は最も接近している。図7はこの胎児心臓が一心拍ごとに収縮し拡張する際の心臓壁の運動の周期的パターンを図示する。心臓壁12若しくは14の変化する位置動きを追跡することによって、心臓サイクルと同相の波形が、胎児心臓運動信号を受信するために結合される心臓サイクル合成器42によって生成されることができる。ピーク周波数検出による胎児心臓運動の周波数推定など、胎児心拍数検出の他の技術もまた心拍トリガ信号を生成するために使用されることができる。これらの若しくは任意の他の技術によってトリガ信号が生成されると、心拍トリガ信号がビームフォームコントローラ74に印加され、ここで胎児心臓画像の収集を同期させるために使用される。心拍信号はグラフィックス生成器34にも結合し、下記でより完全に論じられる通りユーザへのフィードバックとして表示され得る。図2は本発明の一実施形態が組み込まれている超音波システム50を図示する。システム50は収集超音波画像が表示されるディスプレイ56を含む。超音波システムの制御は2つの方法で提供される。1つはシステムの前部における制御パネル36であり、これは基本システム操作のために使用されるトラックボール、ボタン、及びコントロールを含む。タッチスクリーンディスプレイ58が制御パネルの上部にあり、周期的に若しくは手順の一ステップごとに変更可能な拡張機能のためのソフトキーを表示する。タッチスクリーンディスプレイ58のソフトキーは下記の通り本発明の実施において広く使用される。図3は本発明の一実施例のワークフローのシーケンスを示すフローチャートである。このワークフローシーケンスはステップ70から開始し、超音波検査技師がタッチスクリーンディスプレイ上のソフトキーボタンにタッチして通常3Dイメージングモードから3Dバイプレーンbiplaneモードに入る。図4は超音波検査技師がバイプレーンモードに入ったときに表示されるタッチスクリーンボタンを図示する。3Dバイプレーンモードは米国特許6,709,994Frisaらに記載され、身体のボリュメトリック領域の2面が交互に高速連続撮像されるモードであり、それによって身体の各面のライブ画像を生成する。イメージングシステムが最初にバイプレーンモードに入るとき、2Dアレイトランスデューサと直交面の中心に合わせられた2画像が走査され表示される。画像ディスプレイ56に表示されるバイプレーン画像により、超音波検査技師はステップ72においてスクリーンの下部における図4のタッチスクリーンディスプレイ上に表示される3DROIボタンにタッチする。このボタンはグラフィックス生成器34によって生成される各バイプレーン画像上の破線のROI輪郭をオンにする。図5は2つのバイプレーン画像102及び104を図示し、各々破線の台形ROI輪郭106,108が画像の中心にある。胎児心臓が初期3D画像の中心に位置するとき、2つのROI輪郭106及び108は各々各バイプレーン画像102及び104の中心に胎児心臓を含む関心領域を画定する。このようにROIによって胎児心臓が示されると、超音波検査技師はステップ74において胎児心臓の3D画像の同期収集のためにトリガ信号の自動収集を可能にする。超音波検査技師は最初に同期収集のために手動で設定された心拍数若しくは自動的に決定された心拍数が使用されるかどうかを決定する。これは図6a及び6bにAcqModeボタンで示される通り自動収集モードボタンを所望のモードに設定することによってなされる。このボタンは2つの操作モードを持ち、1つは超音波検査技師が心拍数を手動で設定し図6a、もう1つはトリガ信号が自動的に収集される図6b。手動モードが選択されているとき、図6aに見られる通りEstimHRという注記がAcqModeボタン上にあらわれる。そして超音波検査技師はAcqModeボタンのすぐ下のHeartRateボタンの心拍数の両側の増加及び減少矢印をタップすることによって手動で心拍数を設定する。図6aの実施例において心拍数値は60bpmに設定されている。超音波検査技師は例えば心臓運動のMモードディスプレイによって前に示された値に心拍数を設定するように選択し得る。AcqModeボタンが手動モードである場合、超音波検査技師は自動モードに切り替えるためにボタンにタッチすることができ、この場合図6bに示される通りAutoがAcqModeボタン上にあらわれる。そして超音波検査技師はAcqModeボタンの上のTriggeredボタンにタッチして図3にステップ76で示される通り胎児心拍数を自動的に収集する。そしてシステムは例えば上記測定技術の1つを用いて自動的に胎児心拍数を推定し始める。システムがこれを行うと、現在の自動的に推定された心拍数値がHeartRateボタン上にあらわれ、システムが胎児心拍数の推定値を更新すると変化する。推定値が安定すると、システムは3D胎児心臓画像のトリガ収集の準備ができる。この安定性はステップ78に示される通り音響若しくは視覚的フィードバックによって示される。例えば破線のROI輪郭は最初は1つの色であり例えば白若しくは黄色、自動的に検出された心拍数が安定したときに第2の色例えば緑に変化することができる。別の代替案は、推定心拍数が安定したときにHeartRateボタン上の1分あたりの拍数が緑に変わることである。検出された心拍数が安定したとき、超音波検査技師は図6bに見られる通りタッチスクリーンディスプレイ58の左上にあるStartボタンにタッチする図3のステップ80。そして超音波システムは自動的に決定されたトリガ信号を用いて4心拍など複数の心拍数にわたって同期3D胎児画像を収集する。収集画像は保存されてその後の再生及び診断に備える。3D画像収集の最後に、構成されたシステムはMモードディスプレイ110がバイプレーン画像の下にある図8に示すようなバイプレーン画像102,104を表示する。Mライン112若しくはMライン114などのMラインはMモードディスプレイが収集された生体構造内の位置を示す。超音波検査技師は同期3D画像と同時に収集されたMモードディスプレイ110を観察することによって自動的に収集された同期3D画像に確信を持つことができる。Mモードディスプレイが心臓運動の一定の周期的パターンを示すとき、超音波検査技師はMモードディスプレイから推定されたトリガ信号が胎児ゲート信号としての使用に安定であり適切であったと確信することができる。"