特許 5909498 カテーテルベースの撮像器及び同撮像器にて使用されるコンピュータ可読媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5909498

(24)【登録日】2016年4月1日

(45)【発行日】2016年4月26日

(54)【発明の名称】カテーテルベースの撮像器及び同撮像器にて使用されるコンピュータ可読媒体

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/12 20060101AFI20160412BHJP

   A61B 8/14 20060101ALI20160412BHJP

   A61B 8/06 20060101ALI20160412BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/12

   A61B8/14

   A61B8/06

【請求項の数】16

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2013-538720(P2013-538720)

(86)(22)【出願日】2011年9月21日

(65)【公表番号】特表2013-542041(P2013-542041A)

(43)【公表日】2013年11月21日

(86)【国際出願番号】US2011052650

(87)【国際公開番号】WO2012064413

(87)【国際公開日】20120518

【審査請求日】2014年8月6日

(31)【優先権主張番号】61/412,945

(32)【優先日】2010年11月12日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】506192652

【氏名又は名称】ボストン サイエンティフィック サイムド，インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＢＯＳＴＯＮ ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ ＳＣＩＭＥＤ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100142907

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 淳

(72)【発明者】

【氏名】カイ アンミン ヘ

【審査官】 冨永 昌彦

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１０−５２２５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２４２９８２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１０／０７７６３２（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１５２５９０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２００８−５３６６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／１１３８５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表平０８−５１１９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５４５３５７５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２５３０８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ８／００ −８／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

カテーテルに配置された少なくとも１つの変換器と通信するプロセッサからデータを読み取るためのプロセッサ実行可能命令を有するコンピュータ可読媒体であって、
プロセッサ実行可能命令が、デバイス上にインストールされた時に、該デバイスが、
少なくとも１つの変換器がカテーテルの縦軸線の周りで回転する時に、複数の半径方向走査線の各々に沿って該少なくとも１つの変換器から送信された音響信号に対応する反射エコー信号を受信する段階と、
受信した前記反射エコー信号を第１のフィルタを各々含む複数の第１の信号処理チャンネルを通過させて、第１の高解像度組織構造信号、第１の血流信号、及び第１の低解像度組織構造画像信号を含む複数のフィルタ済み信号を形成する段階と、
前記第１の高解像度組織構造信号と、前記複数の半径方向走査線の付加的な半径方向走査線から受信された複数の第２の高解像度組織構造信号とを処理して、高解像度組織構造画像を生成する段階と、
前記第１の血流信号及び前記第１の低解像度組織構造画像信号を、前記複数の半径方向走査線の付加的な半径方向走査線から受信された複数の第２の血流信号と共に処理して、血流速度画像、血流エネルギ画像、及び低解像度構造エネルギ画像のうちの少なくとも１つを含む血流画像を生成する段階と、
前記高解像度組織構造画像及び前記血流画像から合成画像を生成し、かつ前記合成画像の各ピクセルに対して、合成画像ピクセルを生成するために前記高解像度組織構造画像の対応するピクセル又は前記血流画像の対応するピクセルを使用するかを判断する段階と、
を含むアクションを実行することを可能にする、
ことを特徴とするコンピュータ可読媒体。

【請求項2】

メモリ構造に結合された少なくとも１つのディスプレイ上に前記合成画像を表示する段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ可読媒体。

【請求項3】

前記第１の血流信号及び前記第１の低解像度組織構造画像信号を、前記複数の半径方向走査線の付加的な半径方向走査線から受信された前記複数の第２の血流信号と共に処理して、前記血流速度画像を生成する段階は、前記複数の半径方向走査線のうちの第１の半径方向走査線の該第１の血流信号と、該複数の半径方向走査線のうちの該第１の半径方向走査線に隣接する少なくとも１つの半径方向走査線の該複数の第２の血流信号のうちの少なくとも１つと、の間の位相差に基づいて、該血流速度画像を形成する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ可読媒体。

【請求項4】

前記第１の血流信号及び前記第１の低解像度組織構造画像信号を、前記複数の半径方向走査線の付加的な半径方向走査線から受信された前記複数の第２の血流信号と共に処理して、前記血流エネルギ画像及び前記低解像度構造エネルギ画像を生成する段階は、計算された相互相関係数の振幅に少なくとも部分的に基づいて該血流エネルギ画像及び該低解像度構造エネルギ画像を生成する段階を含むことを特徴とする請求項３に記載のコンピュータ可読媒体。

【請求項5】

前記合成画像ピクセルを生成するために、前記高解像度組織構造画像の対応するピクセル又は前記血流画像の対応するピクセルを使用するかを判断する段階は、血流が該血流画像の該対応するピクセルに検出される時に、該血流画像の該対応するピクセルを用いて該合成画像ピクセルを生成する段階を含むことを特徴とする請求項４に記載のコンピュータ可読媒体。

【請求項6】

前記合成画像ピクセルを生成するために、前記高解像度組織構造画像の対応するピクセル又は前記血流画像の対応するピクセルを使用するかを判断する段階は、該血流画像の該対応するピクセルがユーザ定義エネルギレベルを超えるエネルギレベルを有する時に、該血流画像の該対応するピクセルを用いて該合成画像ピクセルを生成する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ可読媒体。

【請求項7】

前記第１の高解像度組織構造信号と、前記複数の半径方向走査線の付加的な半径方向走査線から受信された前記複数の第２の高解像度組織構造信号とを処理して、前記高解像度組織構造画像を生成する段階は、該第１の高解像度組織構造信号及び該複数の第２の高解像度組織構造信号を処理して、該高解像度組織構造画像をグレースケールで生成する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ可読媒体。

【請求項8】

前記第１の血流信号及び前記第１の低解像度組織構造画像信号を前記複数の第２の血流信号と共に処理して前記血流画像を生成する段階は、該画像信号を処理して該血流画像を色付きで生成する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ可読媒体。

【請求項9】

カテーテルベースの撮像器であって、
患者の中に少なくとも部分的に挿入可能なカテーテルの中に挿入可能であり、制御モジュールに結合された少なくとも１つの変換器と、
前記制御モジュールと通信するプロセッサと、
を含み、
前記プロセッサは、
少なくとも１つの変換器がカテーテルの縦軸線の周りで回転する時に、複数の半径方向走査線の各々に沿って該少なくとも１つの変換器から送信された音響信号に対応する反射エコー信号を受信する段階と、
受信した前記反射エコー信号を、第１のフィルタを各々含む複数の第１の信号処理チャンネルを通過させて、第１の高解像度組織構造信号、第１の血流信号、及び第１の低解像度組織構造画像信号を含む複数のフィルタ済み信号を形成する段階と、
前記第１の高解像度組織構造信号と、前記複数の半径方向走査線の付加的な半径方向走査線から受信された複数の第２の高解像度組織構造信号とを処理して、高解像度組織構造画像を生成する段階と、
前記第１の血流信号及び前記第１の低解像度組織構造画像信号を、前記複数の半径方向走査線の付加的な半径方向走査線から受信された複数の第２の血流信号と共に処理して、血流速度画像、血流エネルギ画像、又は低解像度構造エネルギ画像のうちの少なくとも１つを含む血流画像を生成する段階と、
前記高解像度組織構造画像及び前記血流画像から合成画像を生成し、かつ前記合成画像の各ピクセルに対して、合成画像ピクセルを生成するために前記高解像度組織構造画像の対応するピクセル又は前記血流画像の対応するピクセルを使用するかを判断する段階と、
を含むアクションを可能にするプロセッサ可読命令を実行するためのものである、
ことを特徴とする撮像器。

【請求項10】

前記プロセッサに結合された少なくとも１つのディスプレイ上に前記合成画像を表示する段階を更に含むことを特徴とする請求項９に記載のカテーテルベースの撮像器。

【請求項11】

前記第１の血流信号及び前記第１の低解像度組織構造画像信号を、前記複数の半径方向走査線の付加的な半径方向走査線から受信された前記複数の第２の血流信号と共に処理して、前記血流速度画像を生成する段階は、該複数の半径方向走査線のうちの第１の半径方向走査線の該第１の血流信号と、該複数の半径方向走査線のうちの該第１の半径方向走査線に隣接する少なくとも１つの半径方向走査線の該複数の第２の血流信号のうちの少なくとも１つと、の間の位相差に基づいて、該血流速度画像を形成する段階を含むことを特徴とする請求項９に記載のカテーテルベースの撮像器。

【請求項12】

前記第１の血流信号及び前記第１の低解像度組織構造画像信号を、前記複数の半径方向走査線の付加的な半径方向走査線から受信された前記複数の第２の血流信号と共に処理して、前記血流エネルギ画像及び前記低解像度構造エネルギ画像を生成する段階は、計算された相互相関係数の振幅に少なくとも部分的に基づいて該血流エネルギ画像及び該低解像度構造エネルギ画像を生成する段階を含むことを特徴とする請求項１１に記載のカテーテルベースの撮像器。

【請求項13】

前記合成画像ピクセルを生成するために、前記高解像度組織構造画像の対応するピクセル又は前記血流画像の対応するピクセルを使用するかを判断する段階は、血流が該血流画像の該対応するピクセルに検出される時に、該血流画像の該対応するピクセルを用いて該合成画像ピクセルを生成する段階を含むことを特徴とする請求項１２に記載のカテーテルベースの撮像器。

【請求項14】

前記合成画像ピクセルを生成するために、前記高解像度組織構造画像の対応するピクセル又は前記血流画像の対応するピクセルを使用するかを判断する段階は、該血流画像の該対応するピクセルがユーザ定義エネルギレベルを超えるエネルギレベルを有する時に、該血流画像の該対応するピクセルを用いて該合成画像ピクセルを生成する段階を含むことを特徴とする請求項９に記載のカテーテルベースの撮像器。

【請求項15】

前記第１の高解像度組織構造信号と、前記複数の半径方向走査線の付加的な半径方向走査線から受信された前記複数の第２の高解像度組織構造信号とを処理して、前記高解像度組織構造画像を生成する段階は、該第１の高解像度組織構造信号及び該複数の第２の高解像度組織構造信号を処理して、該高解像度組織構造画像をグレースケールで生成する段階を含むことを特徴とする請求項９に記載のカテーテルベースの撮像器。

【請求項16】

前記第１の血流信号及び前記第１の低解像度組織構造画像信号を前記複数の第２の血流信号と共に処理して前記血流画像を生成する段階は、該画像信号を処理して該血流画像を色付きで生成する段階を含むことを特徴とする請求項９に記載のカテーテルベースの撮像器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

〔関連出願への相互参照〕
本出願は、本明細書において引用により組み込まれている２０１０年１１月１２日出願の米国特許仮出願番号第６１／４１２，９４５号の恩典を請求するものである。

【0002】

本発明は、患者の中に挿入可能な撮像システム、並びに撮像システムを製造及び使用する方法の分野に関する。本発明はまた、患者組織及び血流の両方を同時に撮像し、画像を組み合わせて合成画像を形成するように構成かつ配置された回転変換器を有する撮像システム、並びに回転変換器及び撮像システムを製造及び使用する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

患者の中に挿入可能な超音波デバイスは、様々な病気及び疾患に対する診断機能を証明している。例えば、血管内超音波（（「ＩＶＵＳ」）撮像システムは、閉鎖血管を診断し、血流を回復又は増加させるためにステント及び他のデバイスを選択して設置するのに開業医を補助する情報を提供するための画像診断法として使用されている。ＩＶＵＳ撮像システムを使用して、血管内の特定の位置に蓄積したアテローム性プラークが診断されている。ＩＶＵＳ撮像システムを使用して、血管内閉塞又は狭窄の存在、並びに閉塞又は狭窄の性質及び程度を判断することができる。ＩＶＵＳ撮像システムは、例えば、移動（例えば、心臓の鼓動）又は１つ又はそれよりも多くの構造体（例えば、撮像することが望ましくない１つ又はそれよりも多くの血管）による閉塞により血管造影法のような他の血管内撮像技術を使用して視覚化することが困難である場合がある血管系のセグメントを視覚化するのに使用することができる。ＩＶＵＳ撮像システムを使用して、実（又は殆ど実）時間に血管造影法及びステント設置のような進行中の血管内処理をモニタ又は評価することができる。更に、ＩＶＵＳ撮像システムを使用して、１つ又はそれよりも多くの心腔をモニタすることができる。

【0004】

ＩＶＵＳ撮像システムは、様々な病気又は疾患を視覚化するための診断ツールを提供するために配備されている。ＩＶＵＳ撮像システムは、制御モジュール（パルス発生器、画像処理プロセッサ、及びモニタを有する）、カテーテル、及びカテーテルに配置された１つ又はそれよりも多くの変換器を含むことができる。変換器収容カテーテルは、血管壁又は血管壁の近くの患者組織のような撮像される領域内又は領域の近くの内腔又は空洞に位置決めすることができる。制御モジュールのパルス発生器は、電気パルスを発生し、これは、１つ又はそれよりも多くの変換器に送出されて患者組織を通して送信される音響パルスに変形される。送信された音響パルスの反射パルスは、１つ又はそれよりも多くの変換器によって吸収され、電気パルスに変形される。変形された電気パルスは、画像処理プロセッサに送出され、モニタ上で表示可能な画像に変換される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許第７，２４６，９５９号明細書

【特許文献2】米国特許第７，３０６，５６１号明細書

【特許文献3】米国特許第６，９４５，９３８号明細書

【特許文献4】米国特許出願公開第２００６／０１００５２２号明細書

【特許文献5】米国特許出願公開第２００６／０１０６３２０号明細書

【特許文献6】米国特許出願公開第２００６／０１７３３５０号明細書

【特許文献7】米国特許出願公開第２００６／０２５３０２８号明細書

【特許文献8】米国特許出願公開第２００７／００１６０５４号明細書

【特許文献9】米国特許出願公開第２００７／００３８１１１号明細書

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態において、血管内撮像デバイスを使用して複数のピクセルを含む合成画像を生成する方法は、患者の血管の中に撮像デバイスを挿入する段階を含む。撮像デバイスは、プロセッサに結合される。撮像デバイスは、シースに形成された内腔に配置された少なくとも１つの変換器を含む。少なくとも１つの変換器は、印加された電気信号を音響信号に変形するように構成かつ配置される。音響信号は、少なくとも１つの変換器がシースの縦軸線の周りで回転する時に少なくとも１つの変換器によって複数の半径方向走査線に沿って送信される。反射エコー信号は、複数の半径方向走査線の第１の半径方向走査線に沿って少なくとも１つの変換器によって受信される。エコー信号は、送信される音響信号に対応する。受信されたエコー信号は、第１のフィルタを各々含む複数の信号処理チャンネルを通過し、複数のフィルタ済み信号を形成する。複数のフィルタ済み信号は、第１の高解像度組織構造信号、第１の血流信号、及び第１の低解像度組織構造画像信号を含む。第１の高解像度組織構造信号及び複数の半径方向走査線の付加的な半径方向走査線から受信された複数の第２の高解像度組織構造信号を処理し、高解像度組織構造画像を生成する。第１の血流信号及び第１の低解像度組織構造画像信号は、複数の半径方向走査線の付加的な半径方向走査線から受信された複数の第２の血流信号と共に処理され、血流速度画像、血流エネルギ画像、又は低解像度構造エネルギ画像のうちの少なくとも１つを含む血流画像を生成する。合成画像の各ピクセルに対して、合成画像ピクセルを生成するのに高解像度組織構造画像の対応するピクセル又は血流画像の対応するピクセルを使用するか否かが判断される。

【0007】

別の実施形態は、カテーテルに配置された少なくとも１つの変換器と通信するプロセッサからデータを読み取るためのプロセッサ実行可能命令を有するコンピュータ可読媒体であり、プロセッサ実行可能命令は、デバイス上にインストールされた時に、反射エコー信号を受信する段階を含むアクションをデバイスが実行することを可能にする。エコー信号は、少なくとも１つの変換器がカテーテルの縦軸線の周りで回転する時に複数の半径方向走査線の各々に沿って少なくとも１つの変換器から送信される音響信号に対応する。受信されたエコー信号は、第１のフィルタを各々含む複数の信号処理チャンネルを通過し、複数のフィルタ済み信号を形成する。複数のフィルタ済み信号は、第１の高解像度組織構造信号、第１の血流信号、及び第１の低解像度組織構造画像信号を含む。第１の高解像度組織構造信号及び複数の半径方向走査線の付加的な半径方向走査線から受信された複数の第２の高解像度組織構造信号を処理し、高解像度組織構造画像を生成する。第１の血流信号及び第１の低解像度組織構造画像信号は、複数の半径方向走査線の付加的な半径方向走査線から受信された複数の第２の血流信号と共に処理され、血流速度画像、血流エネルギ画像、又は低解像度構造エネルギ画像のうちの少なくとも１つを含む血流画像を生成する。合成画像の各ピクセルに対して、合成画像ピクセルを生成するのに高解像度組織構造画像の対応するピクセル又は血流画像の対応するピクセルを使用するか否かが判断される。

【0008】

更に別の実施形態において、カテーテルベースの撮像器は、患者の中に少なくとも部分的に挿入可能なカテーテルの中に挿入可能な少なくとも１つの変換器を含む。少なくとも１つの変換器は、制御モジュールに結合される。プロセッサは、制御モジュールと通信状態にある。プロセッサは、少なくとも１つの変換器がカテーテルの縦軸線の周りで回転する時に複数の半径方向走査線の各々に沿って少なくとも１つの変換器から送信される音響信号に対応する反射エコー信号を受信する段階を含むアクションを可能にするプロセッサ可読命令を実行する。受信されたエコー信号は、第１のフィルタを各々含む複数の信号処理チャンネルを通過し、複数のフィルタ済み信号を形成する。複数のフィルタ済み信号は、第１の高解像度組織構造信号、第１の血流信号、及び第１の低解像度組織構造画像信号を含む。第１の高解像度組織構造信号及び複数の半径方向走査線の付加的な半径方向走査線から受信された複数の第２の高解像度組織構造信号を処理し、高解像度組織構造画像を生成する。第１の血流信号及び第１の低解像度組織構造画像信号は、複数の半径方向走査線の付加的な半径方向走査線から受信された複数の第２の血流信号と共に処理され、血流速度画像、血流エネルギ画像、又は低解像度構造エネルギ画像のうちの少なくとも１つを含む血流画像を生成する。合成画像の各ピクセルに対して、合成画像ピクセルを生成するのに高解像度組織構造画像の対応するピクセル又は血流画像の対応するピクセルを使用するか否かが判断される。

【0009】

本発明の非限定的及び非網羅的実施形態は、以下の図面を参照して説明される。図面では、同様の参照番号は、別に定めない限り、様々な図の全体を通して同様の部分を意味する。

【0010】

本発明をより良く理解するために、添付の図面に関連して読まれるものとする以下の「発明を実施するための形態」を参照する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明による患者の中に挿入するのに適するカテーテル及び制御モジュールを含む超音波撮像システムの一実施形態の概略図である。

【図2】本発明による図１のカテーテルの一実施形態の概略側面図である。

【図3】本発明による撮像コアがシースに形成された内腔に配置された状態の図１のカテーテルの遠位端の一実施形態の概略縦方向断面図である。

【図4】本発明によるシースの縦軸線にほぼ垂直の方向に撮像するように構成かつ配置された撮像コア及び血管に配置された図３のシースの遠位端の一実施形態の概略側面図である。

【図5】本発明によるシースの縦軸線に平行でもなく垂直でもない方向に撮像するように構成かつ配置された撮像コア及び血管に配置された図３のシースの遠位端の一実施形態の概略側面図である。

【図6】本発明による半径方向走査線に沿って受信されたエコー信号から異なる情報を抽出するように構成かつ配置された信号処理チャンネル及び高解像度構造画像信号、血流信号、及び非血流構造体を強調する低解像度構造画像信号を形成するチャンネルの一実施形態の概略図である。

【図7】本発明による血流信号の位相差に基づく血流速度画像、血流エネルギ信号の振幅に基づく血流エネルギ画像、及び低解像度構造画像信号の振幅に基づく随伴低解像度構造エネルギ画像を含む血流画像を生成するように複数の血流信号が隣接する半径方向走査線に沿って発生した状態で図６の入力血流信号及び低解像度構造画像信号を更に処理するための信号処理チャンネルの一実施形態の概略図である。

【図8】本発明による図７の血流エネルギ画像及び随伴低解像度構造エネルギ画像に基づいて生成された血流マスクの対応するピクセルに血流が存在しているか否かの判断に基づいて合成画像の各ピクセルに対してそのピクセルを高解像度構造画像ピクセル又は血流画像ピクセルとして表示すべきか否かを判断するための技術の一実施形態の概略図である。

【図9A】本発明による高解像度構造画像及び高解像度構造画像の上に重ねた血流速度画像の一実施形態の概略図である。

【図9B】本発明により対応する血流マスクにおけるゼロ値の血流速度画像のピクセルが表示されない図９Ａの画像の一実施形態の概略図である。

【図10A】本発明による血流エネルギ画像及び低解像度構造エネルギ画像の一実施形態の概略図である。

【図10B】本発明により対応する血流マスクにおけるゼロ値の血流画像のピクセルを表示されない図９Ａの高解像度構造画像及び高解像度構造画像の上に重ねた図１０Ａの画像から形成された血流画像の一実施形態の概略図である。

【図11】本発明により回転変換器によって受信されたエコー信号から高解像度構造画像及び血流画像を含む合成画像を生成するための信号処理手順の一例示的実施形態の流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明は、患者の中に挿入可能な撮像システム、並びに撮像システムを製造及び使用する方法の分野に関する。本発明はまた、患者組織及び血流の両方を同時に撮像し、画像を組み合わせて合成画像を形成するように構成かつ配置された回転変換器を有する撮像システム、並びに回転変換器及び撮像システムを製造及び使用する方法に関する。

【0013】

本明細書に説明する方法、システム、及びデバイスは、多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書に説明する実施形態に限定されるように解釈すべきではない。従って、本明細書に説明する方法、システム、及びデバイスは、完全ハードウエア実施形態、完全ソフトウエア実施形態、又はソフトウエア及びハードウエア態様を組み合わせた実施形態の形態を取ることができる。本発明に説明する方法は、プロセッサを含むコンピュータのようなあらゆるタイプのコンピュータデバイス又は各デバイスが処理の少なくとも一部を実施するあらゆる組合せのコンピュータデバイスを使用して実施することができる。

【0014】

好ましいコンピュータデバイスは、典型的に大容量メモリを含み、典型的にデバイス間の通信を含む。大容量メモリは、ある一定のタイプのコンピュータ可読媒体、つまりコンピュータストレージ媒体を含む。コンピュータストレージ媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータのような情報を格納するためのあらゆる方法又は技術に実施される揮発性、不揮発性、取外し可能、及び取り外し不能媒体を含むことができる。コンピュータストレージ媒体の例は、望ましい情報を格納するのに使用することができてコンピュータデバイスによってアクセス可能なＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、又は他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）又は他の光学式メモリ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク格納又は他の磁気格納デバイス、又はいずれかの他の媒体を含む。

【0015】

システムのデバイス又は構成要素間の通信の方法は、有線及び無線（例えば、ＲＦ、光学式、又は赤外線）通信方法の両方を含むことができ、このような方法は、別のタイプのコンピュータ可読媒体、つまり通信媒体を提供する。通信媒体は、典型的には、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータを搬送波、データ信号、又は他の輸送機構のような変調データ信号に具現化し、かつあらゆる情報送出媒体を含む。用語「変調データ信号」及び「搬送波信号」は、情報、命令、及びデータなどを信号で符号化するような方式で設定又は変化させたその特性の１つ又はそれよりも多くを有する信号を含む。一例として、通信媒体は、ツイストペア、同軸ケーブル、光ファイバ、導波管、及び他の有線媒体のような有線媒体、並びに音響、ＲＦ、赤外線、及び他の無線媒体のような無線媒体を含む。

【0016】

好ましい血管内超音波（「ＩＶＵＳ」）撮像システムは、以下に限定されるものではないが、患者に経皮挿入するように構成かつ配置されたカテーテルの遠位端に配置された１つ又はそれよりも多くの変換器を含む。カテーテルを有するＩＶＵＳ撮像システムの例は、例えば、米国特許第７，２４６，９５９号明細書、米国特許第７，３０６，５６１号明細書、及び米国特許第６，９４５，９３８号明細書、並びに米国特許出願公開第２００６／０１００５２２号明細書、米国特許出願公開第２００６／０１０６３２０号明細書、米国特許出願公開第２００６／０１７３３５０号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２５３０２８号明細書、米国特許出願公開第２００７／００１６０５４号明細書、及び米国特許出願公開第２００７／００３８１１１号明細書に見出され、それらの特許の全ては本明細書において引用により組み込まれている。

【0017】

図１は、ＩＶＵＳ撮像システム１００の一実施形態を概略的に示している。ＩＶＵＳ撮像システム１００は、制御モジュール１０４に結合可能なカテーテル１０２を含む。制御モジュール１０４は、例えば、プロセッサ１０６、パルス発生器１０８、駆動ユニット１１０、及び１つ又はそれよりも多くのディスプレイ１１２を含むことができる。少なくとも一部の実施形態において、パルス発生器１０８は、カテーテル１０２に配置された１つ又はそれよりも多くの変換器（図３の３１２）に入力することができる電気パルスを形成する。

【0018】

少なくとも一部の実施形態において、駆動ユニット１１０からの機械的エネルギは、カテーテル１０２に配置された撮像コア（図３の３０６）を駆動するのに使用することができる。少なくとも一部の実施形態において、１つ又はそれよりも多くの変換器（図３の３１２）から送信された電気信号は、処理するためにプロセッサ１０６に入力することができる。一部の実施形態において、１つ又はそれよりも多くの変換器（図３の３１２）からの処理電気信号は、１つ又はそれよりも多くのディスプレイ１１２上に１つ又はそれよりも多くの画像として表示することができる。例えば、スキャンコンバータを使用して、１つ又はそれよりも多くの画像を１つ又はそれよりも多くのディスプレイ１１２上に表示するように走査線サンプル（例えば、半径方向走査線サンプルなど）を２次元直交格子にマップすることができる。

【0019】

少なくとも一部の実施形態において、プロセッサ１０６はまた、制御モジュール１０４の他の構成要素の１つ又はそれよりも多くの機能を制御するのに使用することができる。例えば、プロセッサ１０６を使用して、パルス発生器１０８から送信された電気パルスの周波数又は持続期間のうちの１つ又はそれよりも多く、駆動ユニット１１０による撮像コア（図３の３０６）の回転速度、駆動ユニット１１０による撮像コア（図３の３０６）の引き戻しの速度又は長さ、又は１つ又はそれよりも多くのディスプレイ１１２上に形成された１つ又はそれよりも多くの画像の１つ又はそれよりも多くの特性を制御することができる。

【0020】

図２は、ＩＶＵＳ撮像システム（図１の１００）のカテーテル１０２の一実施形態の概略側面図である。カテーテル１０２は、細長い部材２０２及びハブ２０４を含む。細長い部材２０２は、近位端２０６及び遠位端２０８を含む。図２では、細長い部材２０２の近位端２０６は、カテーテルハブ２０４に結合され、細長い部材の遠位端２０８は、患者への経皮挿入に対して構成かつ配置される。任意的に、カテーテル１０２は、洗浄ポート２１０のような少なくとも１つの洗浄ポートを形成することができる。洗浄ポート２１０は、ハブ２０４に形成することができる。ハブ２０４は、制御モジュール（図１の１０４）に結合するように構成かつ配置することができる。一部の実施形態において、細長い部材２０２及びハブ２０４は、単一本体として形成される。他の実施形態において、細長い部材２０２及びカテーテルハブ２０４は、別々に形成され、その後互いに組み付けられる。

【0021】

図３は、カテーテル１０２の細長い部材２０２の遠位端２０８の一実施形態の概略斜視図である。細長い部材２０２は、縦軸線３０３及び内腔３０４を有するシース３０２を含む。撮像コア３０６は、内腔３０４に配置される。撮像コア３０６は、手動又は電気的のいずれかで回転可能なドライブシャフト３１０の遠位端に結合された撮像デバイス３０８を含む。１つ又はそれよりも多くの変換器３１２は、撮像デバイス３０８に装着されて音響信号を送信して受信するように使用することができる。シース３０２は、患者の中に挿入するのに適するあらゆる可撓性の生体適合性材料から形成することができる。好ましい材料の例は、例えば、ポリエチレン、ポリウレタン、プラスチック、螺旋状にカットしたステンレス鋼、及びニチノールハイポチューブなど、又はそれらの組合せを含む。

【0022】

好ましい実施形態（図３に示すような）では、変換器３１２のアレイは、撮像デバイス３０８に装着される。代替的な実施形態において、単一変換器を使用することができる。あらゆる好ましい数の変換器３１２を使用することができる。例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１２、１５、１６、２０、２５、５０、１００、５００、１０００、又はそれよりも多くの変換器がある可能性がある。認識されるように、他の数の変換器を使用することもできる。複数の変換器３１２を使用する時に、変換器３１２は、例えば、環状配置又は矩形配置などを含むあらゆる好ましい配置に構成することができる。

【0023】

１つ又はそれよりも多くの変換器３１２は、印加された電気パルスを１つ又はそれよりも多くの変換器３１２の表面に及ぼす圧力歪みに変形することができる１つ又はそれよりも多くの公知の材料から形成することができ、逆も同じである。好ましい材料の例は、圧電セラミック材料、圧電複合材料、圧電プラスチック、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、メタニオブ酸鉛、及びフッ化ポリビニリデンなどを含む。他の変換器技術は、複合材料、単一結晶複合材、及び半導体素子（例えば、容量性マイクロマシン超音波変換器（「ｃＭＵＴ」）、又は圧電マイクロマシン超音波変換器（「ｐＭＵＴ」）など）を含む。

【0024】

１つ又はそれよりも多くの変換器３１２の表面に及ぼす圧力歪は、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２の共振周波数に基づいて周波数の音響パルスを形成する。１つ又はそれよりも多くの変換器３１２の共振周波数は、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２を形成するのに使用するサイズ、形状、及び材料の影響を受ける場合がある。１つ又はそれよりも多くの変換器３１２は、カテーテル１０２内で位置決めするのにかつ１つ又はそれよりも多くの選択方向に望ましい周波数の音響パルスを伝播するのに適するあらゆる形状で形成することができる。例えば、変換器は、円板状、ブロック形、矩形、及び長円形などとすることができる。１つ又はそれよりも多くの変換器は、例えば、方形切断、ダイス加工、及び充填、機械加工、及び微細加工などを含むあらゆる工程によって望ましい形状に形成することができる。

【0025】

例として、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２の各々は、導電性音響レンズと音響的吸収性材料（例えば、タングステン粒子を有するエポキシ基板）から形成された導電性裏当て材料との間に挟まれた圧電材料の層を含むことができる。作動中に、圧電層は、裏当て材料及び音響レンズの両方によって電気的に励起され、音響パルスの放出を引き起こすことができる。

【0026】

１つ又はそれよりも多くの変換器３１２を使用して、周囲の空間の半径方向断面画像を形成することができる。次に、例えば、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２がカテーテル１０２に配置され、患者の血管の中に挿入されると、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２を使用して、血管及び血管を取り囲む組織の壁の画像を形成することができる。

【0027】

撮像コア３０６は、任意的に、カテーテル１０２の縦軸線３０３の周りで回転することができる。撮像コア３０６が回転すると、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２は、異なる半径方向に（すなわち、異なる半径方向走査線に沿って）音響信号を放出する。例えば、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２は、１回転当たり２５６半径方向走査線などのような規則的（又は不規則）な区分で音響信号を放出することができる。１回転当たりの他の数の半径方向走査線を代わりに放出することができることは理解されるであろう。

【0028】

十分なエネルギを有する放出音響パルスが、１つ又はそれよりも多くの組織境界のような１つ又はそれよりも多くの媒体境界に遭遇すると、放出音響パルスの一部分は、エコーパルスとして放出変換器に反射される。検出される十分なエネルギを有する変換器に達する各エコーパルスは、受信変換器において電気信号に変形される。１つ又はそれよりも多くの変形された電気信号は、プロセッサ１０６が、電気信号特性を処理し、送信された音響パルス及び受信されたエコーパルスの各々からの情報の集合に少なくとも部分的に基づいて撮像領域の表示可能画像を形成する制御モジュール（図１の１０４）に送信される。少なくとも一部の実施形態において、撮像コア３０６の回転は、制御モジュール（図１の１０４）に配置された駆動ユニット１１０によって駆動される。代替的な実施形態において、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２は、所定位置に固定されて回転しない。その場合には、ドライブシャフト３１０は、代わりに、固定された１つ又はそれよりも多くの変換器３１２へ出入りする音響信号を反射する鏡を回転させることができる。

【0029】

１つ又はそれよりも多くの変換器３１２が、音響パルスを放出するカテーテル１０２の縦軸線３０３の周りで回転する時に、問題の血管及び血管を取り囲む組織の壁のような１つ又はそれよりも多くの変換器３１２を取り囲む領域の一部分の半径方向断面画像（例えば、断層撮影画像）を全体として形成する複数の画像を形成することができる。半径方向断面画像は、任意的に１つ又はそれよりも多くのディスプレイ１１２上に表示することができる。撮像コア３０６の少なくとも１つは、電気的又は手動のいずれかで回転させることができる。

【0030】

撮像コア３０６はまた、複数の断面画像を血管の縦方向長さに沿って形成することができるように、カテーテル１０２を挿入する血管に沿って縦方向に移動することができる。撮像手順中に、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２は、カテーテル１０２の縦方向長さに沿って後退する（すなわち、引き戻す）ことができる。カテーテル１０２は、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２の引き戻し中に後退することができる少なくとも１つの伸縮性部分を含むことができる。少なくとも一部の実施形態において、駆動ユニット１１０は、カテーテル１０２内の撮像コア３０６の引き戻しを駆動する。撮像コアの駆動ユニット１１０引き戻し距離は、例えば、少なくとも５ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍ、２０ｃｍ、２５ｃｍ、又はそれよりも長い距離を含むあらゆる好ましい距離とすることができる。カテーテル１０２全体は、カテーテル１０２とは独立して縦方向に移動する撮像コア３０６の有無に関わらず、撮像手順中に後退することができる。

【0031】

撮像コア３０６が回転しながら後退する時に、画像は、全体として血管に沿って連続螺旋形を形成する。ステッパモータを任意的に使用して、撮像コア３０６を引き戻すことができる。ステッパモータは、撮像コア３０６を短い距離で引き戻し、回転している状態又は回転していない状態のいずれでも、撮像コア３０６を別の短い距離で引き戻し、更に別の画像を捕捉する等々の前に、１つ又はそれよりも多くの変換器３０６が画像を捕捉するのに十分に長く停止することができる。

【0032】

１つ又はそれよりも多くの変換器３１２から異なる深さで生成された画像の品質は、例えば、帯域幅、変換器焦点、ビームパターン、並びに音響パルスの周波数を含む１つ又はそれよりも多くのファクタの影響を受ける場合がある。１つ又はそれよりも多くの変換器３１２から出力された音響パルスの周波数も、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２から出力された音響パルスの浸透深さに影響を与える場合がある。一般的に、音響パルスの周波数が低下すると、患者組織内の音響パルスの浸透の深さは増大する。少なくとも一部の実施形態において、ＩＶＵＳ撮像システム１００は、５ＭＨｚから１００ＭＨｚの周波数範囲で作動する。

【0033】

１つ又はそれよりも多くの導体３１４は、変換器３１２を制御モジュール１０４（例えば、図１参照）に電気的に接続することができる。その場合には、１つ又はそれよりも多くの導体３１４は、回転可能ドライブシャフト３１０の縦方向長さに沿って延びることができる。

【0034】

撮像コア３０８の遠位端２０８に装着された１つ又はそれよりも多くの変換器３１２を有するカテーテル１０２は、撮像される血管のような選択領域の選択部分から離れた部位において大腿動脈、大腿静脈、又は頸静脈のようなアクセス可能血管を通じて患者内に経皮的に挿入することができる。カテーテル１０２は、次に、患者の血管を通して選択血管の一部分のような選択撮像部位に進むことができる。

【0035】

血管壁及び周囲の組織、並びに構造体のような患者組織を撮像する時に、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２がシース３０２の縦軸線３０３にほぼ垂直な方向に音響信号を向けるように撮像デバイス３０８を形成することが有利な場合がある。図４は、次に、血管４０２に配置されるシース３０２に配置された撮像コア３０６の遠位端の一実施形態の概略側面図である。血管４０２は、シース３０２及び撮像コア３０６が配置される壁４０４及び内腔４０６を含む。血管４０２の内腔４０６内の血流は、一般的に矢印４０８によって示す方向にある。場合によっては、血流は、一般的に矢印４０８の方向と反対の方向にある可能性がある。

【0036】

シース３０２の縦軸線３０３は、血内腔４０６とほぼ平行である。ドライブシャフト３１０は、矢印４１０によって示すように、シース３０２の縦軸線３０３の周りで回転するように構成かつ配置される。図４に示すように、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２は、側方向きである。言い換えると、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２の面は、面の法線がシース３０２の縦軸線３０３にほぼ垂直な方向４１４になる方向４１２にあるように向けられる。従って、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２は、多くの場合、血管４０２の内腔４０６内からの血管壁４０４のような患者組織の撮像を助ける角度に配置される。１つ又はそれよりも多くの変換器３１２は、複数の半径方向走査線に沿って音響信号を送信及び受信しながら矢印４１０によって示すようにシース３０２の縦軸線３０３の周りで回転することができる。

【0037】

患者組織の撮像に加えて又はこの代わりに、ＩＶＵＳシステム１００は、血管４０２内で血流を測定する診断ツールとして使用することができる。１つ又はそれよりも多くの変換器３１２からの音響信号が、血管４０２の内腔４０６に沿って流れる赤血球のような移動する物体から反射される時に、静止物体（例えば、血管壁４０４、血管４０２の外部の組織、又は血液又はプラークのような血管４０２内の静止構造体など）と区別することができるドップラー周波数シフトが起こる場合がある。

【0038】

少なくとも一部の従来型のＩＶＵＳシステムは、固定位置及び向きに沿って（すなわち、単一半径方向走査線に沿って）連続又は反復音響信号送信により血流を視覚化する。例えば、変換器は、音響信号がシースの縦軸線と平行状態にある角度に沿って伝播するように、シースの遠位先端から前方に向けることができる。ドップラー周波数又は位相シフトは、固定半径方向走査線に沿って対応する受信されたエコー信号から導出することができる。単一半径方向走査線が連続撮像される時に、得られるドップラーシフトは、半径方向走査線に沿った速度トレースとして表示することができる。この撮像処理を繰り返すと、得られる２次元血流速度（又は血流エネルギ）を表示することができる。

【0039】

側方向き変換器（図４を参照）は、典型的には、血流が側方向き変換器から音響信号送信の方向にほぼ垂直であるので血流の視覚化には使用されない。しかし、少なくとも一部の従来型のＩＶＵＳシステムは、組織（例えば、血管壁など）の撮像のために１つ又はそれよりも多くの前方向きドップラー変換器及び１つ又はそれよりも多くの別々の側方向き変換器を含むことにより、患者組織を撮像して血流を視覚化する。１つ又はそれよりも多くの前方向きドップラー変換器及び１つ又はそれよりも多くの側方向き変換器の両方を使用することは、両方の組の撮像器からの情報を組み合わせる合成画像を形成することを可能にする。例えば、前方向き変換器からの受信信号を使用して、側方向き変換器によって取得した２次元構造濃淡画像と共に同時に表示することができるドップラーストリップを形成することができる。場合によっては、血流撮像及び組織撮像は、同じ変換器を使用して別々に実施することができる。

【0040】

回転変換器は、通常、血流を視覚化するのには使用されない。変換器が撮像手順中に耐えず回転している時には、音響信号送信は、音響信号送信の正確に同じ半径方向走査線に沿って一貫しない可能性が大きい。一貫性なく位置決めされた半径方向走査線からの撮像により、望ましくない移動アーチファクトの形成を引き起こす場合がある。従って、１つ又はそれよりも多くの回転変換器を使用してドップラー撮像中に発生する移動アーチファクトを低減するような処理方法を開発することが有利であると考えられる。

【0041】

本明細書に説明するように、１つ又はそれよりも多くの回転可能変換器３１２を有するＩＶＵＳ撮像システム１００は、患者の構造体（例えば、血管壁４０４など）の断面画像を提供し、かつ血内腔４０６内の血流を視覚化するのに同時に使用することができる。任意的に、合成画像（例えば、断面又は縦方向など）は、構造画像及び視覚化血流（例えば、血流画像）から形成することができる。更に、処理方法は、ＩＶＵＳ撮像システム１００と共に使用して、場合によっては血流を視覚化するように１つ又はそれよりも多くの回転変換器の使用から発生する移動アーチファクトを低減することができる。少なくとも一部の実施形態において、処理方法は、個々の半径方向走査線に沿った１つ又はそれよりも多くの回転可能変換器３１２からの複数の音響信号の送信を含むことができる。少なくとも一部の実施形態において、変換器の回転の速度は、隣接する半径方向走査線の重なりの量を増加させるように減少する。少なくとも一部の実施形態において、変換器から送信された音響信号の周波数が低減され、音響信号の順次送信間の時間量がより遅い流れに対して増加することを可能にする。

【0042】

少なくとも一部の実施形態において、受信されたエコー信号は、信号処理チャンネルを通過し、異なる情報を抽出する。異なる信号処理チャンネルの各々からの出力信号を使用して、流れる血液の存在を示す高解像度構造画像又は血流画像を生成することができる。血流画像は、１つ又はそれよりも多くの血流エネルギ画像又は１つ又はそれよりも多くの血流速度画像、又はその両方を含むことができる。少なくとも一部の実施形態において、血流マスクは、随伴低解像度構造エネルギ画像を含む。血流画像は、高解像度構造画像と組み合わせて合成画像を形成することができる。

【0043】

血流及び組織情報の両方を検出するために、音響信号が血管壁４０４又は全体的な血流４０８の方向のいずれにも垂直でない方向に送信されるように、シース３０２に対して１つ又はそれよりも多くの変換器３１２を傾けることが有益である場合がある。図５は、次に、血管４０２に配置されるシース３０２に配置された撮像コア３０６の遠位端の一実施形態の概略側面図である。１つ又はそれよりも多くの変換器３１２は、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２の面が、面の法線４５２がシース３０２の縦軸線３０３と角度Θ４４４をなす方向にあるように向けられるように、シース３０２の縦軸線３０３に対して傾斜し、ここで、角度Θ４４４は、ゼロ度よりも大きく、９９度よりも小さい。角度Θ４４４は、例えば、５°から８５°、１０°から８０°、１５°から７５°、２０°から７０°、２５°から６５°、３０°から６０°、３５°から５５°、４０°から５０°とすることができる。

【0044】

図５では、法線４５２は、側部方向／前方方向に示されている。代替的な実施形態において、法線４５２は、角度Θ４４４がシース３０２の縦軸線に対して９０度よりも大きく１８０度よりも小さいように側部方向／後方方向に向けることができる。その場合には、角度Θ４５４は、例えば、９５°から１７５°、１００°から１７０°、１０５°から１６５°、１１０°から１６０°、１１５°から１５５°、１２０°から１５０°、１２５°から１４５°、１３０°から１４０°とすることができる。

【0045】

血流速度νが、シース３０２の縦軸線３０３に平行である時に、周波数ｆ₀を有する純音の音響波は、音シフトΔｆ＝ｆ₀νｃｏｓθ／ｃを有する血流から反射することができ、式中ｃは、血液中の音の速度である。中心周波数ｆ₀及びｆ₀の一部である帯域幅を有する２つの同一の音響信号が、時間分離Δｔを有する１つ又はそれよりも多くの変換器３１２から送信される時に、対応する受信されたエコー信号は、位相差Δφ＝２π・ｆ₀Δｔ・νｃｏｓθ／ｃを有する。従って、位相シフトは、送信された音響信号の周波数及び音響信号の送信の間の時間分離の両方の関数である。従って、送信された音響信号の周波数及び音響信号の送信の間の時間分離の１つ又はそれよりも多くは、２πを超えない位相シフトの変動を有する画像を形成するように調節することができる。位相シフトと速度の間の１対１の補正を維持するために位相シフトが２πを超えるのを阻止することが有利である。

【0046】

典型的には、回転可能変換器３１２が撮像構造体（例えば、血管壁４０４）のために使用される時に、複数の送信／受信音響信号は、１つ又はそれよりも多くの変換器３１２がシース３０２の縦軸線３０３の周りで回転する時に、異なる方向に（例えば、異なる半径方向走査線に沿って）変換器３１２を出入りして伝播している。場合によっては、複数の送信／受信音響信号を異なる方向に位置決めすることができても、隣接送信／受信音響信号は、有意な量の重なりを有する可能性がある。上述のように、重なりの量は、変換器３１２の回転速度又は変換器３１２によって出力される音響信号の周波数などを調節することによって制御可能にすることができる。従って、血流撮像は、連続半径方向信号線送信の間の時間間隔及び隣接する半径方向走査線の間の音響信号空間重なりの適切な組合せを使用することにより、回転可能変換器３１２を使用して達成することができる。

【0047】

流れる血液を撮像する時に、第１の半径方向走査線に沿った第１の音響信号送信と隣接する半径方向走査線に沿った第２の音響信号送信との間の時間間隔は、典型的には、第１の音響信号が変換器から送信されるのにかかる時間よりも遥かに長く、赤血球から反射し、変換器によってエコー信号として受信される。従って、少なくとも一部の実施形態において、複数の第１の音響信号送信は、第１の半径方向走査線に沿って組み合わされて単一ベクトルを形成することができ、位相シフトは、第２の半径方向走査線に沿ってΔｔ時間後に得られる１つ又はそれよりも多くの第２の音響信号送信を用いて計算することができる。

【0048】

半径方向走査線に沿って受信されたエコー信号は、複数の異なる信号処理チャンネルに沿って通過することができる。エコー信号の群は、所定の半径方向走査線に沿って単一音響信号送信の結果として受信することができる。代替的に、エコー信号の群は、所定の半径方向走査線に沿った別々の音響信号送信の結果として受信することができる。複数の異なる信号処理チャンネルを各々使用して、半径方向走査線に沿って得られるエコー信号から異なる情報を抽出することができる。抽出情報を使用して、１つ又はそれよりも多くの表示可能画像を形成することができる。例えば、複数の異なる信号処理チャンネルを各々使用してエコー信号から別々に情報を抽出し、高解像度構造画像と高解像度構造画像と組み合わせて合成画像を形成することができる血流画像とを生成するのに使用する信号を形成することができる。血流画像は、血流エネルギ情報、血流速度情報、又は低解像度構造情報のうちの１つ又はそれよりも多くを含む信号を使用して形成することができる。

【0049】

受信されたエコー信号からの抽出情報を組み合わせて、あらゆる好ましい組合せの１つ又はそれよりも多くの画像にすることができる。血流画像は、任意的に、合成画像において、血流画像の個々のピクセルが、それらのピクセルが１つ又はそれよりも多くの閾値エネルギを超える時にのみ表示されるように限定することができる。１つ又はそれよりも多くの閾値エネルギレベルは、所定の値、又はユーザ定義の値、又はその両方とすることができる。

【0050】

図６は、半径方向走査線に沿って受信された入力エコー信号６０６から異なる情報を抽出するのに使用することができる３つの異なる信号処理チャンネル６０１−６０３の一実施形態の概略図である。受信されたエコー信号６０６は、半径方向走査線に沿って同時に又は順次送信された音響信号からのものとすることができる。受信されたエコー信号６０６が信号処理チャンネル６０１−６０３に沿って送信される時に、エコー信号６０６は、帯域通過フィルタ６０８を通過し、復調され６１０、かつローパスフィルタ６１２を通過する。

【0051】

図６では、信号処理チャンネル６０１は、エコー信号６０６を広帯域帯域通過フィルタ６０８ａ及び広帯域ローパスフィルタ６１２ａを通過させることによって高解像度構造情報を抽出する。従って、信号処理チャンネル６０１の出力信号は、他の半径方向走査線から同様に処理された高解像度構造信号と組み合わせて高解像度構造画像を形成することができる。

【0052】

信号処理チャンネル６０２は、エコー信号６０６ｂを高周波狭帯域帯域通過フィルタ６０８ｂ及び狭帯域ローパスフィルタ６１２ｂを通過させることによって血流情報を抽出する。従って、信号処理チャンネル６０２の出力信号を更に処理して使用し、血流画像を形成することができる。信号処理チャンネル６０３は、エコー信号６０６ｃを低周波狭帯域帯域通過フィルタ６０８ｃ及び狭帯域ローパスフィルタ６１２ｃを通過させることによって低解像度構造組織情報を抽出する。従って、信号処理チャンネル６０３の出力信号を更に処理して使用し、信号処理チャンネル６０２の信号出力の片方として血流画像で使用することができる低解像度構造画像を形成することができる。

【0053】

図７に移ると、信号処理チャンネル６０２及び６０３から出力された信号は、他の半径方向走査線から出力された信号と組み合わされ、更に処理されて血流画像にすることができる。図７は、血流エネルギ画像７１０、血流速度画像７１４、及び低解像度構造エネルギ画像７１６のような血流画像を生成するために信号プロセッサ７００に入力される信号６０２及び６０３の一実施形態の概略図である。入力信号６０２及び６０３は、様々な組合せで他の半径方向走査線から同様に処理された信号と組み合わされて血流画像を形成し、これは、次に、高解像度構造画像と共に合成画像を形成するのに使用することができる。

【0054】

図７では、ハイパスフィルタ７０２を信号６０２に適用して静止構造の視覚化を低下させ、ローパスフィルタ７０４を信号６０３に適用して血流の視覚化を低下させる。任意的に、フィルタ７０２及び７０４は、半径方向深さに依存する可能性がある。少なくとも一部の実施形態において、フィルタ７０２及び７０４は、同じ深さのサンプルに対して半径方向走査線を横切っている。フィルタ７０２及び７０４はまた、回転による音響ビーム変動を補償するように設計することができる。相互相関係数７０６は、隣接する半径方向走査線に沿って得られ、望ましい時間間隔Δｔによって分離された情報に基づいている。相互相関係数７０６は、部分的に、それらの対応する複素共役とのデータ点の点毎の乗算により計算することができる。少なくとも一部の実施形態において、ノイズ低減アルゴリズムを実施することができる（例えば、２次元平滑化など）。相互相関係数７０６の振幅７０８を使用して、血流エネルギ画像７１０を生成し、一方、隣接する半径方向走査線に沿って得られる情報の間の相変化（適切な換算係数による）７１２を使用して、血流速度画像７１４を生成する。随伴低解像度構造エネルギ画像７１６は、半径方向解像度及び角度位置に適合させるために同じ振幅処理ブロック７０８から生成することができる。

【0055】

図８に移ると、高解像度構造画像及び血流画像の両方が得られた状態で、画像を使用して合成画像を生成する。合成画像の各ピクセルセルに対して、高解像度構造画像の対応するピクセル又は血流画像の対応するピクセルを使用するか否かを判断する。

【0056】

少なくとも一部の実施形態において、血流マスクは、入力血流エネルギ画像及び随伴低解像度構造エネルギ画像に基づいて生成される。血流画像の各ピクセルに対して、血流が存在するか否かを判断する。少なくとも一部の実施形態において、血流マスクは、２値画像と考えることができ、ここで各ピクセルは、血流の存在を示す「１」値、又は血流が存在しないことを示す「０」値を有する。従って、合成画像の各ピクセルに対して、血流マスクは、ピクセルにおける血流の存在を示す「１」値、又はピクセルに血流が存在しないことを示す「０」値のいずれかを有することになる。血流マスクにおいて「０」値を有する全てのピクセルに対して、合成画像は、高解像度構造画像ピクセルのみを含むが、他のピクセルは、血流画像ピクセルのみ、又は高解像度構造画像ピクセル及び血流画像ピクセルの両方を含む合成画像ピクセルを含む。

【0057】

図８は、入力血流エネルギ画像及び随伴低解像度構造画像信号に基づいて血流マスクを生成し、血流マスク及び高解像度構造画像を使用して合成画像を生成するための技術の一実施形態の概略図である。図８では、合成画像の所定のピクセルに対して、画像６０１、７１０、及び７１４の対応するピクセルに関連付けられた信号は、ピクセルセレクタ８０２に入力される。

【0058】

ピクセルセレクタ８０２は、組織リジェクタ８０６を使用して、血流が所定のピクセルに存在するか否かを判断する。血流が検出される時（例えば、「１」値）、入力血流画像ピクセルが出力される。そうでなければ、高解像度構造画像のピクセルが出力される。少なくとも一部の実施形態において、血流が検出される時に、出力画像は、血流画像ピクセル及び対応する高解像度構造画像ピクセルの組合せである。

【0059】

少なくとも一部の実施形態において、血流マスクの所定のピクセルに血流が存在するか否かの判断は、所定の閾値を超える信号７１０、７１４のレベル（例えば、エネルギレベル又は速度レベルなど）に基づいている。例えば、入力血流エネルギ画像信号７１０は、所定の閾値を超えるエネルギレベルを有し、又は入力血流速度画像信号７１４は、所定の閾値を超える速度レベルを有する。

【0060】

血流画像のピクセルが閾値レベルを超えるレベルを有する時に、血流画像（例えば、血流エネルギ信号、血流速度信号、又は低解像度構造画像のうちの１つ又はそれよりも多く）のピクセルは、合成画像上に表示されており、高解像度構造信号６０１は拒絶される。そうでなければ、高解像度構造信号６０１に対応するピクセルが表示されている。少なくとも一部の実施形態において、ピクセルセレクタ８０２は、利得セレクタ８０８を含む。利得セレクタ８０８は、所定の閾値を調節するのにユーザが使用することができる。

【0061】

少なくとも一部の実施形態において、構造画像は、グレースケールで形成される。一部の実施形態において、異なる色を使用して、構造画像の上に重ねるために異なる血流速度又はエネルギレベルを区別することができる。好ましい実施形態において、異なる色マップは、速度及びエネルギ表示に使用され、構造画像は、比較的広帯域の信号の振幅に対応する階調レベルで表示される。あらゆる好ましい色分けを血流画像と共に使用することができる。例えば、色速度画像は、血流速度を色で塗り分けることができ、色エネルギ画像は、血流エネルギを色で塗り分けることができ、色速度エネルギ画像は、血流速度又は血流エネルギ又は両方を色で塗り分けることができる。

【0062】

少なくとも一部の実施形態において、異なる透明度レベルは、血流マスクが「１」値を有する時に、血流画像のピクセルに割り当てることができる。例えば、血流マスクが特定のピクセルに対して「１」値（血流の存在を示す）を有する時に、ピクセルは、血流画像からの色及び灰色を組み合わせて合成画像上に表示することができる。少なくとも一部の実施形態において、透明度レベルは、ユーザによって選択される。

【0063】

合成画像の多くの異なる変形が達成可能である。少なくとも一部の実施形態において、合成画像の角度解像度は、開口合成を実施することによって改善することができる。少なくとも一部の実施形態において、高速及び低速血流は、複数の時間間隔速度及びエネルギ撮像からの結果を組み合わせることによって計算することができる。少なくとも一部の実施形態において、Ａ線ドップラースペクトルトレースを表示することができる。少なくとも一部の実施形態において、流量計算を実施することができる。少なくとも一部の実施形態において、１つ又はそれよりも多くの強調（例えば、内腔強調など）を構造画像に適用することができる。

【0064】

図９Ａ〜図１０Ｂは、異なる合成画像を形成するのに使用する高解像度構造画像及び血流画像のいくつかの例示的な実施形態を示している。同じデータセットを使用して、図９Ａ〜図１０Ｂの画像の各々を形成する。図９Ａは、左側に高解像度構造画像９００及び右側に合成画像９０２の一実施形態の概略図である。高解像度構造画像９００は、グレースケールで生成される。合成画像９０２は、血流速度信号から形成された血流画像９０４を含む。血流画像９０４は、色付きで生成され、高解像度構造画像９００と組み合わされる。キー９０６は、血流の相対速度を異なる色として示している。合成画像９０２は、ピクセルセレクタ８０２の組織リジェクタ８０６を使用することなく形成される。

【0065】

図９Ｂは、左側に高解像度構造画像９００及び右側に合成画像９０２’の一実施形態の概略図である。合成画像９０２’も、高解像度構造画像９００と組み合わせた血流画像９０４を含む。しかし、図９Ｂでは、合成画像９０２’は、血流マスクにおいて「０」値を有する血流画像９０４のピクセルを取り除くためにピクセルセレクタ８０２の組織リジェクタ８０６を使用して形成される。

【0066】

図１０Ａは、左側に血流エネルギ信号から形成された画像１００２及び右側に低解像度構造エネルギ信号から形成された画像１００４の一実施形態の概略図である。キー１００６は、相対エネルギ強度を異なる色として示している。画像１００２及び１００４は、ピクセルセレクタ８０２の組織リジェクタ８０６を使用することなく形成される。

【0067】

図１０Ｂは、左側に高解像度構造画像９００及び右側に合成画像１００８の一実施形態の概略図である。合成画像１００８は、高解像度構造画像９００と組み合わされた画像１００２及び１００４を含む血流画像を含む。図１０Ｂでは、合成画像１００８は、血流マスクにおいて「０」値を有する血流画像のピクセルを取り除くためにピクセルセレクタ８０２の組織リジェクタ８０６を使用して形成される。

【0068】

図１１は、血管内に配置された回転可能変換器を使用して受信された同じエコー信号から形成された高解像度構造画像と組み合わされた血流画像を含む合成画像を生成するための信号処理技術の一例示的実施形態の流れ図である。血流画像は、血流速度画像、血流エネルギ画像、及び低解像度構造画像のうちの１つ又はそれよりも多くを含む。段階１１０２では、エコー信号は、半径方向走査線から受信される。段階１１０４では、受信されたエコー信号は、エコー信号が濾過されて高解像度構造信号、血流信号、及び低解像度構造信号を形成する複数の信号処理チャンネルを通過する。段階１１０６では、高解像度構造信号は、他の半径方向走査線からの高解像度構造信号と組み合わされ、処理されて高解像度構造画像を形成する。段階１１０８では、血流信号及び低解像度構造信号は、更に処理されて血流画像を形成する。段階１１１０では、合成画像の各ピクセルに対して、血流が血流画像のピクセルに検出されるか否かに基づいて、高解像度構造画像の対応するピクセル又は血流画像の対応するピクセルを使用するか否かを判断する。任意的に、合成画像は、１つ又はそれよりも多くのディスプレイ（図１の１１２）上に表示することができる。

【0069】

本明細書に開示した流れ図の各ブロック及び流れ図におけるブロックの組合せ、並びに組織分類器、撮像変換器、制御モジュール、システム、及び方法のいずれの部分も、コンピュータプログラム命令によって実施することができることは理解されるであろう。これらのプログラム命令は、本明細書に開示したプロセッサ上で実行される命令が流れ図の１つのブロック又は複数のブロックで指定され、又は組織分類器、撮像器、制御モジュール、システム及び方法に関して説明するアクションを実行するための手段を作成するように、機械を生成するためにプロセッサに提供することができる。コンピュータプログラム命令は、一連の作動段階がプロセッサによって実施されてコンピュータ実施処理を生成するように、プロセッサによって実行することができる。コンピュータプログラム命令はまた、作動段階の少なくとも一部を並行して実施させることができる。更に、段階の一部はまた、マルチプロセッサコンピュータシステムにおいて起こる場合があるように、１つよりも多いプロセッサにわたって実施することができる。更に、１つ又はそれよりも多くの処理は、他の処理と同時に又は本発明の範囲又は精神から逸脱することなく例示したものと異なる順序でも同じく実施することができる。

【0070】

コンピュータプログラム命令は、以下に限定されるものではないが、望ましい情報を格納するのに使用することができてコンピュータデバイスによってアクセス可能なＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ又は他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）又は他の光学式メモリ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクメモリ又は他の磁気格納デバイス、又はいずれかの他の媒体を含むあらゆる好ましいコンピュータ可読媒体に格納することができる。

【0071】

以上の仕様、実施例、及びデータは、本発明の構成物の製造及び用途の説明を提供するものである。本発明の多くの実施形態は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行うことができるので、本発明はまた、以下に添付する特許請求の範囲に属するものである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図11】