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公開番号2025100640
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2025063702,2023126968
出願日2025-04-08,2019-09-11
発明の名称スペクトルドップラーイメージングを実行するための方法および装置
出願人フジフイルムソノサイトインコーポレイテッド
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類A61B 8/06 20060101AFI20250626BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】スペクトルドップラーイメージングを実行するためのより良い方法が必要である。
【解決手段】超音波イメージングシステムは、対称の生理学的サイクルを考慮する方法でスペクトルドップラー処理を実行する。一実施形態において、スペクトルドップラー信号のギャップは、生理学的サイクルによって引き起こされるスペクトルドップラー信号の変化を解析するプロセッサによって埋められる。スペクトルドップラーデータは、ギャップの前および後に発生するデータと合うようにスケーリングされる。インターリーブドイメージングモードの発射順序は、生理学的サイクルの予め定義されたまたはユーザが定義した部分の間でスペクトルドップラーイメージングが中断されないように調整されることもできる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
スペクトルドップラーイメージングを実行するための超音波イメージングシステムであって、
超音波信号を対象の関心領域に伝達し、対応するエコー信号する構成されたトランスデューサであって、伝達された超音波信号が、他のイメージングモードのための信号に対してインターリーブされたスペクトルドップラーイメージングのための信号であるトランスデューサと、
受信されたスペクトルドップラー信号をコピーし、コピーされた前記スペクトルドップラー信号の１以上の信号特性を、前記他のイメージングモードにより引き起こされるスペクトルドップラー信号のギャップを埋めるように調整するインストラクションを実行するように構成されたプロセッサであって、前記信号特性が前記対象の生理学的サイクルによって変化するプロセッサと、
を備える、超音波イメージングシステム。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記プロセッサは、ギャップの前、ギャップの後、またはギャップの前および後から１以上の受信されたスペクトルドップラー信号の平均周波数を解析し、前記コピーされたスペクトルドップラー信号の前記平均周波数を、前記受信されたスペクトルドップラー信号の前記平均周波数に基づいて前記ギャップを埋めるようにスケーリングするインストラクションを実行するように構成されている、
請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３】
前記プロセッサは、受信されたスペクトルドップラー信号の一部について複数の平均周波数を決定し、決定された前記複数の平均周波数に基づいて、コピーされたスペクトルドップラー信号の平均周波数を調整するインストラクションを実行するように構成されている、
請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項４】
前記プロセッサは、前記受信されたスペクトルドップラー信号のピーク周波数、低周波数、平均周波数、中央周波数、分散およびパワーから選択される１以上のパラメータを解析し、解析された前記１以上のパラメータに基づいて、前記コピーされたスペクトルドップラー信号の対応するパラメータを調整するインストラクションを実行するように構成されている、
請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項５】
前記プロセッサは、前記ギャップの前および後に受信されたスペクトルドップラー信号のピーク周波数、低周波数、平均周波数、中央周波数、分散、およびパワーから選択される１以上のパラメータを解析し、調整されたパラメータが前記ギャップの前および後の前記スペクトルドップラー信号の前記パラメータの値の間にあるように前記コピーされたスペクトルドップラー信号の対応するパラメータを調整するインストラクションを実行するように構成されている、
請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項６】
前記プロセッサは、前記調整された信号特性を用いて前記コピーされたスペクトルドップラー信号からプレＦＦＴ超音波データを生成し、前記プレＦＦＴ超音波データを受信されたプレＦＦＴデータと結びつけるインストラクションを実行するように構成されている、
請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項７】
スペクトルドップラーイメージングを実行するための超音波イメージングシステムであって、
超音波信号を対象の関心領域に伝達し、対応するエコー信号する構成されたトランスデューサであって、伝達された超音波信号が、他のイメージングモードのための信号に対してインターリーブされたスペクトルドップラーイメージングモードのための信号であるトランスデューサと、
前記スペクトルドップラーイメージングモードおよび前記他のイメージングモードに使用される駆動信号を、前記対象の生理学的サイクルの１以上の部分中にスペクトルドップラーイメージングが中断されないように調整するインストラクションを実行するように構成されたプロセッサと、
を備える、超音波イメージングシステム。
【請求項８】
前記プロセッサは、前記対象の生理学的信号を感知するセンサから信号を受信し、前記センサにより感知された前記生理学的サイクルの１以上の部分中に前記スペクトルドップラーイメージングモードが中断されないように前記駆動信号を調整するように構成されている、
請求項７に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項９】
前記プロセッサは、スペクトルドップラー処理が前記センサ信号から中断されない時間を予測するインストラクションを実行するように構成されている、
請求項８に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項１０】
前記プロセッサは、前記生理学的サイクルの前記センサからの信号を解析し、解析された前記信号から、前記スペクトルドップラー処理が中断されるべきではない前記生理学的信号の部分がいつ発生するかを予測するインストラクションを実行するように構成されている、
請求項８に記載の超音波イメージングシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
ここに開示される技術は、特に超音波イメージングおよびスペクトルドップラーイメージングに関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
スペクトルドップラーは、心臓および血管の健康に関する有用な情報を医師および医療提供者に提供するイメージングモードである。従来のドップラー処理では、超音波信号が関心領域に向けられ、移動する組織または血流からの反射によって引き起こされるドップラーシフトが検出される。スペクトルドップラー処理は、検出されたドップラー信号の周波数成分を解析する追加のステップを実行する。図１は、典型的なスペクトルドップラー信号を示す。横軸は時間を表し、縦軸は任意の時点で検出されたドップラー信号に存在する周波数を表す。ドップラー周波数は、ほとんどの場合、送信キャリア周波数、音速、および伝搬方向を考慮して、速度（たとえばｃｍ毎秒）として示される。
【０００３】
心周期の収縮期の間（すなわち心臓が血液を排出するために収縮しているとき）、移動する血液の検出された速度に大きなスパイクがある。心周期の拡張期の間（心臓が血液で満たされているとき）、移動する血液の速度が非常に遅くなる。心周期に伴って速度がどのように変化するかは、病気またはその他の生理学的状態を示す可能性がある。
【０００４】
スペクトルドップラーモード検査を実行するために、ユーザは、超音波エネルギーを所望の関心領域に向けるように超音波プローブを操作する。そして、ユーザは、反射されたエコー信号のドップラーシフトが測定される関心領域の小さなサブセットを定義するレンジゲートの深さを調整するように超音波イメージング機に制御を設定する。複数の心周期にわたって一貫した結果を得るためには、レンジゲートが同じ場所で存続するべきである。ユーザが誤ってプローブを動かすと、スペクトルドップラー信号が変化する。プローブを所望の向きに保つために、多くの超音波イメージングシステムは、１以上の他のモードをスペクトルドップラー処理にインターリーブする。たとえば、Ｂモードイメージングは、関心領域全体に音波を当てる（ｉｎｓｏｎｉｆｙ）ようにいくつかのビームライン上で超音波信号を発射した後、レンジゲートのビームライン上にドップラー発射し、そしてＢモードイメージング信号の別のセットを発射することなどにより、スペクトルドップラー処理にインターリーブされうる。関心領域のＢモード画像は、レンジゲートが所望の場所にあるかどうかをユーザが確認できるようにビデオモニタに表示される。いくつかの条件下において、インターリーブは、図２に示されるようにイメージングシステムがＢモードイメージングを実行している間にドップラー信号が検出されない場合に、スペクトルドップラー信号にギャップ１０ａ、１０ｂ、１０ｃなどを持たせる。スペクトルドップラー信号のギャップは、有用な情報を含まず、医師が信号を見たいときに発生する可能性がある。
【０００５】
ロビンソンの米国特許第５，４７６，０９７号によって提案されるように、隣接するドップラーデータをコピーし、インターリーブドドップラー信号（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄＤｏｐｐｌｅｒｓｉｇｎａｌ）のギャップにそれを貼り付けることによって、スペクトルドップラー信号のギャップ部分を埋める既知の技術がある。隣接するドップラーデータの移動平均（ＭＡ）モデリング（クリストファーセン、米国特許第４，５５９，９５２号）または自己回帰（ＡＲ）モデリング（ワン、米国特許第５，６４２，７３２号）を実行する他のアプローチがある。これらのモデルは、ギャップを埋めるための隣接するドップラーデータの「クローン」を生成するのに使用される。図３は、そのようなギャップ埋め技術の例を示しており、これにより、ギャップの左側または右側のドップラー信号の一部がギャップにコピーまたは複製（ｃｌｏｎｅ）される。以前の技術は、ドップラー信号を滑らかにするために、左右のコピーまたはクローンがオーバーラップし、ギャップの中央で混ざる、ということを示唆する。このアプローチは、信号が急速に変化していないときにスペクトルドップラー信号をより滑らかに見せることができますが、そのようなアプローチは、大きな変化が発生している信号の近い部分にあるギャップにはうまく機能しない。
【０００６】
これらの問題を考えると、スペクトルドップラーイメージングを実行するためのより良い方法が必要である。
【発明の概要】
【０００７】
上記の問題に対処するために、開示された技術は、対象の生理機能を解析することによってスペクトルドップラー処理を実行する超音波イメージングシステムに関する。一実施形態において、インターリーブドスペクトルドップラー信号のギャップを埋めるために使用されるデータは、ギャップが生理学的サイクルのどこにあるかに基づいてスケーリングまたは調整される。一実施形態において、ギャップの前後に発生するスペクトルドップラー信号のセグメントの平均周波数は、ギャップを埋める隣接するスペクトルドップラーデータのコピーまたはクローンを修正するために決定および使用される。一実施形態において、ギャップの前および／または後のスペクトルデータの平均周波数は、スペクトルドップラー信号の隣接部分の平均周波数の間に適合する平均周波数のスペクトルドップラー信号を生成するように、隣接するドップラーデータのコピーまたはクローンの平均周波数をシフトするために使用される。
【０００８】
一実施形態において、システムは、対象の生理学的サイクル中の１以上の予め定義された時間中にスペクトルドップラー処理を実行する。一実施形態において、スペクトルドップラー処理は、ピークの収縮時または心周期の拡張期部分の終わりにおいて中断されない。プロセッサは、被験者の心周期においてイベントがいつ発生するかを推定し、他のイメージングモードが心周期における予め定義されたまたはユーザが選択したポイントで使用されないように、他のイメージングモードに対するスペクトルドップラー処理の発射順序（ｆｉｒｉｎｇｏｒｄｅｒ）を修正する。
【０００９】
一実施形態において、ビデオモニタ上でのスペクトルドップラー信号の表示は、スペクトルドップラー信号の閾値に基づいてまたは外部センサから受信された信号からトリガされる。トリガ閾値が定義されると、表示されたスペクトルドップラー信号がビデオモニタ上で静止して見える。
【００１０】
別の実施形態において、超音波イメージングシステムのプロセッサは、予め定義された数の生理学的サイクルを含むスペクトルドップラーデータの長さを記録および記憶する。異なる時間に実行される調査は、常に同じ数のサイクルを含むことができ、そのためより簡単に比較できる。さらに、導出された波形（たとえばピーク、平均波形など）は、さまざまな調査からより簡単に比較できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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