特許 6843159 サーマルアブレーションにおける損傷の成長をモニタリングするための反射せん断波の使用

(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】6843159

(24)【登録日】2021年2月25日

(45)【発行日】2021年3月17日

(54)【発明の名称】サーマルアブレーションにおける損傷の成長をモニタリングするための反射せん断波の使用

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/08 20060101AFI20210308BHJP

   A61B 8/14 20060101ALI20210308BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/08ZDM

   A61B8/14

【請求項の数】14

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2018-563917(P2018-563917)

(86)(22)【出願日】2017年6月5日

(65)【公表番号】特表2019-520889(P2019-520889A)

(43)【公表日】2019年7月25日

(86)【国際出願番号】EP2017063598

(87)【国際公開番号】WO2017211757

(87)【国際公開日】20171214

【審査請求日】2019年12月16日

(31)【優先権主張番号】62/348,302

(32)【優先日】2016年6月10日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】590000248

【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ

【氏名又は名称原語表記】ＫＯＮＩＮＫＬＩＪＫＥ ＰＨＩＬＩＰＳ Ｎ．Ｖ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001690

【氏名又は名称】特許業務法人Ｍ＆Ｓパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】メラル ファイク カン

(72)【発明者】

【氏名】セツラマン シリラム

(72)【発明者】

【氏名】ヤン ピンクン

(72)【発明者】

【氏名】シ ウィリアム タオ

(72)【発明者】

【氏名】クルエッカー ヨヘン

【審査官】 永田 浩司

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／１３６５０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０２７６２４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 Thomas Deffieux, et al.，On the Effects of Reflected Waves in Transient Shear Wave Elastography，IEEE TRANSACTIONS ON ULTRASONICS, FERROELECTRICS, AND FREQUENCY CONTROL，IEEE，２０１１年１０月，VOL.58, NO.10，2032-2035

(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】

境界特定のためのシステムであって、
媒体通過のせん断波変位を、空間成分及び時間成分を含む変位場として記憶するメモリと、
前記変位場をフィルタリングして指向性変位場を提供する少なくとも１つの指向性フィルタと、
境界推定器が、経時的に蓄積された前記指向性変位場の履歴に基づいて、表示画像内の組織の境界を推定することを実行するために、前記メモリに結合される信号処理装置とを備え、
前記境界推定器は、損傷の境界を推定するために伝搬波の振幅測定値を蓄積する処理アルゴリズムを含み、
前記信号処理装置は、境界推定結果の減算又は相互相関を使用して、複数の反復サイクルにわたる前記損傷の境界のシフトを検出することによって、組織から固有反射体をキャンセルし、成長する前記損傷の境界を提供する、システム。

【請求項2】

前記変位場のための前記せん断波変位は、超音波プローブからのプッシュパルスによって生成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記少なくとも１つの指向性フィルタは、前記指向性変位場として順方向伝搬変位場を提供するように前記変位場をフィルタリングする順方向伝搬フィルタを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記少なくとも１つの指向性フィルタは、前記指向性変位場として逆方向伝搬変位場を提供するように前記変位場をフィルタリングする逆方向伝搬フィルタを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記少なくとも１つの指向性フィルタは、前記指向性変位場として順方向及び逆方向伝搬変位場を提供するように前記変位場をフィルタリングする順方向及び逆方向伝搬フィルタを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記境界推定器は、前記境界を推定するモデルを含み、前記モデルは、伝搬波場を入力として使用し、前記モデルからの推定反射波と、せん断波イメージングを用いて測定された反射波との間の誤差を最小にするように反射波について繰り返し解を求めて推定する、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記境界推定器は、せん断波振幅の履歴を示すピクセルクラッタに基づいて前記境界を推定する、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記システムは、境界推定器モードを有する超音波イメージングシステムを含み、前記境界推定器モードは、前記境界推定器モードが起動されたとき、超音波画像内の前記境界を推定する、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

媒体中にプッシュパルスを用いてせん断波変位を生成し、変位場を生成する超音波モードをさらに備え、前記信号処理装置は、
前記媒体内の複数のトラッキング位置についてせん断波変位を検出して変位場を生成するせん断波イメージングモジュールと、
前記変位場をフィルタリングして指向性変位場を提供するための少なくとも１つの指向性フィルタを含むデータ処理モジュールとを備え、前記データ処理モジュールは、前記境界推定器を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

前記境界推定器は、せん断波振幅の履歴を示すピクセルクラッタに基づいて前記境界を推定する、請求項９に記載のシステム。

【請求項11】

前記超音波モードは境界推定器モードを含み、前記境界推定器モードは、前記境界推定器モードが起動されたとき、超音波画像内の前記境界を推定する、請求項９に記載のシステム。

【請求項12】

境界を決定する方法であって、
媒体を通るせん断波に基づいて、せん断波変位場を生成するステップと、
前記せん断波変位場に指向性フィルタリングを適用して、指向性伝搬変位場を生成するステップと、
前記画像内の組織境界を特定するために、画像内の最高振幅の位置を指し示して、前記指向性伝搬変位場の振幅履歴を蓄積するステップと、
損傷の境界を推定するために伝搬波の振幅測定値を蓄積するステップと、
境界推定結果の減算又は相互相関を使用して、複数の反復サイクルにわたる前記損傷の境界のシフトを検出することによって、組織から固有反射体をキャンセルし、成長する前記損傷の境界を提供するステップと、を含む、方法。

【請求項13】

前記最高振幅及び／又は前記最高振幅の平均が、超音波画像とともに表示される、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記境界を示すために振幅データを通るスプラインを定義するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、医療器具のための超音波画像処理に関し、より具体的には、指向性変位フィルタリングによって超音波画像内の境界を検出することに関する。

【背景技術】

【0002】

高周波アブレーション（ＲＦＡ）は、腫瘍部位に挿入されたアブレーションタインを用いて凝固壊死する温度まで腫瘍を加熱する、肝腫瘍の効果的かつ汎用的な治療法である。超音波は、これらの処置のガイダンスとしてよく使用されるモダリティである。しかしながら、現在利用可能な超音波イメージングモダリティは、アブレーションによって生じる熱傷に関する十分な情報を提供しない。ＲＦＡ中の高温に起因して、組織の硬さが変化する。ＲＦＡによって生じた熱傷は、健康な肝実質に比べてはるかに硬く、関心領域内の硬さの変化が大きい場合、現在のせん断波イメージング（ＳＷＩ）エラストグラフィ及び付随する再構成技術の実施はうまく機能しない。加えて、視野（ＦＯＶ）内にアブレーション電極が存在すると、局所的な硬度条件が変化し、ＲＦＡのためのＳＷＩにおけるアーチファクトの主な原因となる。

【発明の概要】

【0003】

本原理によれば、境界特定のためのシステムは、空間成分及び時間成分を含む媒体通過のせん断波変位を記憶することによって得られる変位場を含む。変位場をフィルタリングするように構成された指向性フィルタが、硬いアブレーション損傷境界から反射された指向性変位場を提供する。境界推定器は、経時的に蓄積された指向性変位場の履歴に基づいて組織境界を推定するように構成される。

【0004】

境界特定のための他のシステムは、空間成分及び時間成分を含む媒体通過のせん断波変位を記憶することによって得られる局所的指向性変位場を含む。非常に硬いアブレーション境界からの顕著なせん断波反射は、局所的指向性変位場を提供するようにせん断波変位をフィルタリングするように構成された指向性フィルタを用いて優先的に検出される。境界推定器は、経時的に蓄積された指向性変位場の履歴に基づいて硬い組織境界を推定するように構成される。

【0005】

境界特定のための他のシステムは、媒体通過のせん断波変位を、空間成分及び時間成分を含む変位場として記憶するメモリを含む。指向性フィルタは前記変位場をフィルタリングして指向性変位場を提供する。信号処理装置は、境界推定器が、経時的に蓄積された前記指向性変位場の履歴に基づいて、表示画像内の組織境界を推定することを実行するためにメモリに結合されている。

【0006】

境界特定のためのさらに別のシステムは、プッシュパルスを用いて媒体通過のせん断波変位を生成して変位場を生成する超音波モードを含む。信号処理装置は、前記媒体内の複数のトラッキング位置についてせん断波変位を検出して変位場を生成するせん断波イメージングモジュールと、前記変位場をフィルタリングして指向性変位場を提供するための少なくとも１つの指向性フィルタを含むデータ処理モジュールとを備える。境界推定器は、経時的に蓄積された指向性変位場の履歴に基づいて表示画像内の組織境界を推定する。

【0007】

境界を決定する方法は、媒体を通るせん断波に基づいて、せん断波変位場を生成するステップと、前記せん断波変位場に指向性フィルタリングを適用して、指向性伝搬変位場を生成するステップと、前記画像内の組織境界を特定するために、画像内の最高振幅の位置を指し示して、前記指向性伝搬変位場の振幅履歴を蓄積するステップとを含む。

【0008】

本開示の上記及び他の目的、特徴、及び利点は、添付図面とともに読まれるべき本開示の例示的な実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0009】

本開示は、好ましい実施形態の以下の説明を、以下の図を参照しながら詳細に提示する。

【図1】図１は、一実施形態に係る境界特定を含む超音波システムを示すブロック／フロー図である。

【図2】図２は、一実施形態に係る媒体におけるせん断波相互作用を示す図である。

【図3】図３は、一実施形態に係る境界特定のためのシステム／方法をより詳細に示すブロック／フロー図である。

【図4】図４は、一実施形態に係る変位データの指向性フィルタリングのために使用されるフィルタの一例を示す図である。

【図5】図５は、一実施形態に係る複合画像を作成するための境界特定のための方法を示すブロック／フロー図である。

【図6】図６は、一実施形態に係る画像内の境界を定めるスプラインを生成するための境界特定のための方法を示すブロック／フロー図である。

【図7】図７は、一実施形態に係る画像内の境界を定めるスプラインを生成するための境界特定のための他の方法を示すブロック／フロー図である。

【図8】図８は、本原理に係る損傷境界を描くための変位振幅データを示す画像である。

【図9】図９は、本原理に係る損傷境界を描くための図８に示すデータの遅延ベースエラストグラフィ再構成を示す画像である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本原理によれば、非常に硬い含有物、例えば高周波アブレーション（ＲＦＡ）によって生成されるようなものの存在下における、超音波せん断波エラストグラフィのための再構成が提供される。組織（例えば、熱傷と肝実質との間）における弾性不一致に起因して、機械的波エネルギーのかなりの割合が、損傷の境界から反射される。反射パターンは、損傷境界に関する重要な情報を提供する。一実施形態では、反射波は経時的に蓄積され、また反射波は、最大の振幅を有する損傷境界のすぐ外側でクラッタを形成する。別の実施形態では、有限要素モデルなどのモデルを使用することができる。モデルは伝搬波場を入力として使用し、モデルからの推定反射波と、せん断波イメージングを用いて測定された反射波との間の誤差を最小にするよう、損傷境界などの反射境界を反復的に解く。結果として得られる病変境界の推定結果は経時的に処理されて拡張するアブレーション領域を示し、治療の進捗をモニタリングするために表示される。

【0011】

本アプローチは、高い検出感度のために、非常に硬い境界（例えば、サーマルアブレーションゾーン）を検出するのに特に有効である。高い検出感度は、損傷の外側に特徴的に存在する高振幅反射せん断波、及び、（硬いアブレーションゾーン内のより低い変位振幅と比較して）より高い変位振幅を有する反射せん断波に起因する。

【0012】

特に有用な実施形態では、ＲＦＡ治療プロトコルは、デバイスの製造業者の仕様において提供される単純な（しばしば楕円形の）アブレーションボリューム予測を使用する。実際の治療ボリュームは予測から大きく外れ、結果として、場合によっては、隣接する解剖学的構造の損傷、又は不完全な切除後のまたは腫瘍再発に寄与する。臨床医へのリアルタイムのフィードバックは、これらの臨床的課題に対処する可能性がある。広く使用されているガイダンスツールとして、超音波イメージングは、リアルタイムアブレーションモニタリングの選択肢である。ＲＦＡ処置中、熱壊死により組織の硬さが上昇する。凝固ゾーンの視覚化のために、超音波エラストグラフィを用いて、治療組織と非治療組織との間の高い硬度コントラストを決定することができる。

【0013】

ＲＦＡのリアルタイムモニタリングは、腫瘍の適切な治療範囲を保証する。第１に、モニタリングモダリティは、特に硬質のアブレーション針の存在下で、熱傷境界の検出について非常に敏感でなければならない。第２に、具体的アプローチは、アブレーションゾーン全体をカバーするのに適していなければならない。超音波せん断波エラストグラフィイメージング（ＳＷＩ）は、音響放射力で組織を押し、その結果得られるせん断波伝搬を経時的に撮像することによって、（例えば超音波画像の視野と比較して）比較的小さな領域におけるロバストな弾性推定を提供する。組織の弾性評価は、組織の弾性に比例するせん断波の伝搬速度に基づく。せん断波の伝搬方向に垂直な追跡ライン間の遅延を測定することによってせん断波速度を推定するＴＯＦ（ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ）アプローチが使用されてもよい（ＴＴＰ（ｔｉｍｅ−ｔｏ−ｐｅａｋ）再構成とも知られている）。複数の空間的位置で求められたせん断波到達時間を使用して、ＴＯＦアプローチを用いてせん断波速度（ＳＷＳ）推定を提供することができる。固定された伝搬方向を仮定することにより、線形回帰を用いてＳＷＳを計算することができる。

【0014】

せん断波エラストグラフィおよびＴＴＰによって提供される組織の弾性評価は、プッシュビームから遠ざかる順方向に進む波に依存する。反射や屈折などの複雑な波動現象を引き起こす可能性のあるＳＷＩの関心領域内の含有物は、これらの方法のパフォーマンスを低下させる。ＴＴＰなどのせん断波速度に基づく再構成アルゴリズムのパフォーマンスを向上させるために、逆方向に進む反射波を排除する指向性フィルタがせん断波変位マップに適用され得る。しかし、ＲＦＡによって生成される熱傷のような硬い含有物の場合、波エネルギーのかなりの部分が弾性ミスマッチのために含有物境界から反射されるため、順方向伝搬波アプローチのせん断波速度推定は準最適に実行される。さらに、組織内のアブレーション針の存在は、周囲の硬い損傷の動きを制限し、損傷の周りのせん断剛性を増加させ、従来のせん断波速度に基づく再構成のパフォーマンスをさらに低下させる。さらに、ＲＦＡ治療中に形成される気泡は、アブレーションされた損傷内の視野（ＦＯＶ）を陰らせることにより、損傷内のせん断波変位検出の信号対雑音比（ＳＮＲ）を低下させ、損傷のエラストグラフィ再構築そのものを困難にする。本原理は、硬い含有物を有する媒体のせん断波イメージングのための代替的なエラストグラフィ再構成のための方法であって、拡張するサーマルアブレーション境界の適切な評価を提供する方法を提供する。

【0015】

本発明は、超音波イメージング装置に関して説明されるが、本発明の教示は、はるかに広範であり、任意の音響イメージング装置に適用可能である。いくつかの実施形態では、本原理は、複雑な生物学的又は機械的システムのトラッキング又は分析に用いられる。特に、本原理は、生物学的システムの内部トラッキング処置、及び、肺、胃腸管、排泄器官、血管などの身体のあらゆる領域における処置に適用可能である。各図に示される要素は、ハードウェアとソフトウェアとの様々な組み合わせで実施することができ、単一の要素又は複数の要素内に組み合わせられ得る機能を提供する。

【0016】

各図に示す様々な要素の機能は、専用ハードウェアや、適切なソフトウェアと関連してソフトウェアを実行することができるハードウェアを使用して提供することができる。プロセッサによって提供される場合、機能は、単一の専用プロセッサ、単一の共有プロセッサ、又は複数の個別のプロセッサ（その一部が共有されてもよい）によって提供され得る。さらに、「プロセッサ」又は「コントローラ」という用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行することができるハードウェアのみを指すものと解釈すべきではなく、暗黙的に、限定はされないが、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ソフトウェアを保存するためのリードオンリーメモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、不揮発性記憶装置等を含み得る。

【0017】

さらに、本発明の原理、側面、及び実施形態、ならびにそれらの具体例を説明する本明細書におけるすべての記述は、それらの構造的及び機能的均等物の両方を包含するように意図されている。さらに、そのような均等物は、現在知られている均等物、及び将来開発される均等物の両方を含むことが意図される（すなわち、構造にかかわらず、同じ機能を果たす任意の開発された要素）。したがって、例えば、本明細書に提示されるブロック図は、本発明の原理を具体化する例示的なシステム構成要素及び／又は回路の概念図を表すことが、当業者には理解されるであろう。同様に、あらゆるフローチャート及びフロー図などは、コンピュータ可読記憶媒体内に実体的に表され、コンピュータ又はプロセッサが明示的に示されているか否かに関わらず、コンピュータ又はプロセッサによって実行され得る様々なプロセスを表す。

【0018】

さらに、本発明の実施形態は、コンピュータ又は任意の命令実行システムによって使用される又はこれらに関連して使用されるプログラムコードを提供するコンピュータ可用又はコンピュータ可読媒体からアクセス可能なコンピュータプログラム製品の形態を取り得る。説明のために、コンピュータ可用又はコンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置、又はデバイスによって使用される又はこれらに関連して使用されるプログラムを含む、格納する、通信する、伝搬する、又は転送することができる任意の装置であり得る。媒体は、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線、若しくは半導体システム（又は装置若しくはデバイス）又は伝播媒体であり得る。コンピュータ可読媒体の例には、半導体又は固体メモリ、磁気テープ、取り外し可能コンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、剛性磁気ディスク、及び光ディスクが含まれる。光ディスクの現在の例には、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、Ｂｌｕ−Ｒａｙ、及びＤＶＤが含まれる。

【0019】

本明細書における本発明の原理の「一実施形態」又は「実施形態」や、その他の類似表現は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、特性などが少なくとも本原理の１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、明細書全体を通して様々な場所に現れる「一実施形態では」又は「実施形態では」、及びその他の類似表現は、必ずしも全てが同じ実施形態を指しているわけではない。

【0020】

以下の「／」、「及び／又は」、及び「少なくとも１つ」のいずれかの使用は、例えば「Ａ／Ｂ」、「Ａ」及び／又は「Ｂ」、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」の場合には、リストの最初の選択肢（Ａ）のみの選択、又はリストの２番目の選択肢（Ｂ）のみの選択、又は両方の選択肢（Ａ及びＢ）の選択を包含することを意図している。さらなる例として、「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」及び「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つ」の場合、そのような表現は、リストの最初の選択肢（Ａ）のみの選択、リストの２番目の選択肢（Ｂ）のみの選択、リストの３番目の選択肢（Ｃ）のみの選択、リストの１番目及び２番目の選択肢（Ａ及びＢ）のみの選択、リストの１番目及び３番目の選択肢（Ａ及びＣ）のみの選択、リストの２番目及び３番目の選択肢（Ｂ及びＣ）のみの選択、又は３つの選択肢すべて（Ａ及びＢ及びＣ）の選択を包含することが意図される。当該技術分野及び関連する技術分野の当業者によって容易に理解されるように、列挙されるアイテムの多さに応じて延長され得る。

【0021】

また、層、領域、又は材料などの要素が他の要素の「上」又は「上方」にあると言及されるとき、該要素は他の要素の上に直接存在してもよく、又は介在要素が存在してもよい。一方、ある要素が他の要素の「真上」又は「直接上」にあると言及されるとき、介在要素は存在しない。ある要素が他の要素に「接続されている」又は「結合されている」と言及されているとき、該要素は他の要素に直接接続又は結合されてもよく、又は介在要素が存在してもよい。一方、ある要素が別の要素に「直接接続されている」又は「直接結合されている」と言及されるとき、介在要素は存在しない。

【0022】

次に、同様な番号は同じ又は類似の要素を表す図１をまず参照すると、本原理に従って構成された超音波イメージングシステム１０がブロック図形式で示されている。超音波イメージングシステム１０は、超音波を送信し、エコー情報を受信するトランスデューサアレイ１４を有するトランスデューサデバイス又は超音波プローブ１２を含む。トランスデューサアレイは、例えば、線形アレイ又はフェーズドアレイとして構成されてもよく、また、圧電素子又はＣＭＵＴ素子を含み得る。トランスデューサアレイ１４は、例えば、２Ｄ及び／又は３Ｄイメージングのために仰角次元及び方位角度次元の両方で走査可能な複数のトランスデューサ素子からなる２次元アレイを含むことができる（図示のように）。トランスデューサデバイス１２は、様々な形態をとり得る。

【0023】

トランスデューサアレイ１４は、アレイ内のトランスデューサ素子による信号の送受信を制御するプローブ１２内のマイクロビームフォーマ１６に結合される。この例では、マイクロビームフォーマ１６は、トランスデューサデバイス１２と一体化され、また、送受信の切り替えを行い、メインビームフォーマ２２を高エネルギー送信信号から保護する送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ１８に結合される。一部の実施形態では、システム１０内のＴ／Ｒスイッチ１８及び他の要素は、別個の超音波システムベース内ではなく、トランスデューサプローブ１２内に含まれ得る。マイクロビームフォーマ１６によって制御されるトランスデューサアレイ１４からの超音波ビームの送信は、Ｔ／Ｒスイッチ１８及びビームフォーマ２２に結合される送信コントローラ２０によって管理され、送信コントローラ２０は、ユーザのユーザインターフェイス又はコントロールパネル２４の操作から入力を受け取り得る。

【0024】

送信コントローラ２０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１４から直進する（アレイに対して直交する）よう方向づけられてもよいし、又は、より大きな視野のために異なる角度に方向づけられてもよい。マイクロビームフォーマ１６によって生成された部分的にビーム成形された信号は、メインビームフォーマ２２に送られ、各トランスデューサ素子パッチからの部分的にビーム成形された信号が結合され、完全にビーム成形された信号が生成される。トランスデューサデバイス又はプローブ１２は、比較的広いカバレッジ領域（例えば、２〜３ｃｍの幅）を有するせん断波を生成することができる。トランスデューサデバイス１２は、予期される損傷領域の外側に配置されるプッシュパルスを生成することができる。プッシュパルスは、送信焦点における又はその周辺の局所的組織変位を生じさせ、パルスのトラッキング、ＲＦデータ収集、及び信号処理によって取得可能なせん断変位及びせん断波伝播をもたらす。

【0025】

ビーム成形された信号は、信号処理デバイス２６に結合される。信号処理デバイス又はプロセッサ２６は、受信されたエコー信号を、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などの様々な方法で処理することができる。信号プロセッサ２６はまた、スペックル低減、信号合成、及びノイズ除去などの追加の信号エンハンスメントを実行してもよい。

【0026】

本原理によれば、信号プロセッサ２６は、大きなカバレッジ領域（例えば、２〜３ｃｍの幅）で、せん断波変位を生成してせん断波を高解像度でイメージングするように構成されたせん断波イメージングモジュール２５を含む。信号プロセッサ２６は、指向性フィルタを生成された変位場に適用して、場を順方向伝搬波と逆方向伝搬波とに分離するデータ処理モジュール２７を含む。さらに、順方向伝搬場から反射場がどのように生成されるかに基づいて硬い損傷の境界を推定するための処理アルゴリズム（例えば、蓄積法）が含まれる。例えば、伝搬波変位のピーク、大きさ、又は他の特性を保存して、変位場又はマップを作成することができる。蓄積された（保存された）データは、伝播媒体内の対応する位置のためにマッピングされ得る。

【0027】

処理された信号は、Ｂモード（又は他のモードの）プロセッサ２８に結合され、体内の構造のイメージングのために振幅検出が使用され得る。Ｂモードプロセッサによって生成された信号は、スキャンコンバータ３０及び多断面（ｍｕｌｔｉｐｌａｎａｒ）リフォーマッタ３２に結合される。スキャンコンバータ３０は、所望の画像フォーマットで、エコー信号が受信された空間的関係にエコー信号を配置する。例えば、スキャンコンバータ３０は、エコー信号を２次元（２Ｄ）扇形フォーマット又はピラミッド３次元（３Ｄ）画像に配置し得る。多断面リフォーマッタ３２は、身体の立体領域内の共通平面内の複数の点から受信されたエコーを、その平面の超音波画像に変換し得る。

【0028】

ボリュームレンダラー３４は、３Ｄデータセットのエコー信号を、所与の基準点から見た投影３Ｄ画像に変換する。２Ｄ又は３Ｄ画像は、スキャンコンバータ３０、多断面リフォーマッタ３２、及びボリュームレンダラー３４から画像プロセッサ３８に結合され、画像ディスプレイ３８上に表示するために、さらなるエンハンスメント、バッファリング、及び一時的保存が行われる。グラフィックスプロセッサ４０は、超音波画像と共に表示されるグラフィックオーバーレイを生成し得る。これらのグラフィックオーバーレイ又はパラメータブロックは、例えば、患者の名前、画像の日時、イメージングパラメータ、フレームインデックスなどの標準的な識別情報を含み得る。これらの目的のために、グラフィックプロセッサ４０は、タイピングされた患者の名前などの入力をユーザインターフェイス２４から受け取る。ユーザインターフェース２４はまた、複数のＭＰＲ（ｍｕｌｔｉｐｌａｎａｒ ｒｅｆｏｒｍａｔｔｅｄ）画像の表示の選択及び制御のために多断面リフォーマッタ３２に結合され得る。

【0029】

本原理によれば、超音波データが取得され、メモリ４２に保存される。メモリ４２は、中央に配置されているものとして描かれているが、メモリ４２は、信号経路内の任意の位置でデータを保存し、インタラクトすることができる。メモリ４２は、プログラム及びアプリケーションを保存するように構成される（例えば、マップ又はルックアップテーブルにおける変位データの蓄積）。グラフィックスプロセッサ４０及び／又は画像プロセッサ３６は、画像信号に従って画像調整を行う。ディスプレイ３８はアブレーションモニタリングを提供し、アブレーションモニタリングは、拡大する損傷境界を有する取得フレームごとに更新される。ディスプレイ３８はまた、ユーザがシステム１０や、そのコンポーネント及び機能、又はシステム１０内の任意の他の要素とインタラクトすることを可能にすることができる。これは、キーボード、マウス、ジョイスティック、触覚デバイス、又はシステム１０からのユーザフィードバック及びシステム１０とのインタラクトを可能にする任意の他の周辺機器又は制御装置を含み得るインターフェース２４によってさらに容易にされる。

【0030】

本原理によれば、システム１０を用いたせん断波生成及び検出が提供される。高振幅及び長い持続時間（例えば、約１ｍｓ）のプッシュパルスがプローブ１２によって送信され、組織を十分に（例えば、ミクロンオーダー）変位させるために十分な音響放射力を（撮像対象の）組織内に生成する。力が取り除かれると、変位はプッシュ方向に垂直なせん断波の形態で伝搬する。せん断波伝搬は、プッシングラインから約２〜３ｃｍ離れたところにかけて、高いパルス繰り返し周波数（例えば、１．５ｋＨｚ）を有するトラッキングパルスによって検出するために相当に高い信号対雑音比（ＳＮＲ）を有する。「ｎ」個のトラッキングパルスを用いて、関心領域（ＲＯＩ）の横方向範囲がカバーされ、トラッキングを「ｍ」個の時点で繰り返すことにより、各トラック位置の変位履歴全体が取得され、メモリ４２に保存され得る。１つの有用な実施形態では、境界が検出範囲のほぼ中間に配置されるように、プッシュパルスは予期される損傷境界の外側に配置される。

【0031】

イメージング動作の間、ユーザは、１つ又は複数の画像において境界を決定する必要があり得る。一実施形態によれば、境界検出モードは、このモードに入るための手動又はソフトウェアスイッチ４４を使用して起動され得る。境界検出モードでは、上記したように、信号処理装置２６において、せん断波変位及び指向性変位フィルタを使用することにより、境界検出のためのより大きな感度が提供される。信号処理デバイス２６は、組織間の境界を解読又は描写するために境界推定器を提供する。

【0032】

信号処理デバイス２６は、プロセッサに本原理の側面を実行させるためのコンピュータ可読プログラム命令を有する１つ又は複数のコンピュータ可読記憶媒体を含み得る。コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行装置が使用するための命令を保持及び保存可能な有形のデバイスであってもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子記憶装置、磁気記憶装置、光学記憶装置、電磁記憶装置、半導体記憶装置、又はこれらの任意の適切な組み合わせであり得るが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体は、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、ＳＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、メモリスティック、フロッピーディスク、機械的符号化装置（例えば、パンチカード又は命令が記録された溝の中の隆起構造）、及びこれらの任意の適切な組み合わせを含み得る。本明細書中で使用されるコンピュータ可読記憶媒体との用語は、電波又は他の自由に伝搬可能な電磁波又は音波などの一時的信号それ自体として解釈されるべきではない。

【0033】

本明細書に記載のコンピュータ可読プログラム命令とは、コンピュータ可読記憶媒体から各演算／処理デバイスに、又は、ネットワーク、例えば、インターネット、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、及び／又は無線ネットワークを介して外部コンピュータ又は外部記憶装置にダウンロードされ得る。ネットワークは、銅製の伝送ケーブル、光伝送ファイバ、無線伝送、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイコンピュータ、及び／又はエッジサーバを含むことができる。各演算／処理デバイス内のネットワークインターフェースは、ネットワークからコンピュータ可読プログラム命令を受信し、それぞれの演算／処理デバイス内のコンピュータ可読記憶媒体に記憶するためにコンピュータ可読プログラム命令を転送する。いくつかの実施形態では、本原理の側面を実行するために、例えばプログラマブルロジック回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又はプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）を含む電子回路が、該電子回路をパーソナライズするためのコンピュータ可読プログラム命令の状態情報を利用して、コンピュータ可読プログラム命令を実行し得る。

【0034】

図２を参照すると、トラッキングパルス１０４を有するプッシュパルス１０２の概略図が、本原理に従って例示的に示されている。イメージングアレイ１４（図１）が、損傷境界１１０における又はその近傍の組織１１２と接触して保持されている。１つの有用な実施形態では、プッシュパルス１０２は、境界１１０がせん断波１０６のトラッキング範囲１０８のほぼ中間にあるように、損傷境界１１０の外側に配置される。プッシュパルス１０２は、組織１１２を例えば少なくとも１ミクロン変位させるのに十分な音響放射力を組織１１２内に生成するために、高振幅かつ長い持続時間（例えば、約１ｍｓ）で送信される。変位は、プッシュパルス１０２のプッシュ方向に垂直に移動するせん断波１０６の形で伝搬される。せん断波１０６伝搬は、プッシングラインから約２〜３ｃｍ離れたところまで、高いパルス繰り返し周波数（例えば、１．５ｋＨｚ）を有するトラッキングパルス又はライン１０４によって検出可能なＳＮＲを有する。

【0035】

このようなプッシュパルス振幅又はトラッキングパルス振幅、及びパルスシーケンス等の超音波スキャナの音響出力設定は、せん断波イメージングモダリティのデフォルト値であって、反射波法に特異的なものでなくてもよい。これらの設定は、米国のＦＤＡ（Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ｄｒｕｇ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ）の承認範囲内にあることが好ましい（すなわち、メカニカルインデックス≦１．９）。

【0036】

「ｎ」個のトラッキングパルスを用いて、関心領域（ＲＯＩ）の横方向範囲（トラッキング範囲１０８）が十分にカバーされ、トラッキングを「ｍ」個の時点で繰り返すことにより、各トラック位置（各トラッキングライン１０４に対応）の変位履歴全体が取得される。２Ｄ又は３Ｄ領域のための変位履歴が実行され得る。

【0037】

せん断波変位は、トラッキングデータから信号プロセッサ２６（図１）によって実行されるスペックルトラッキングアルゴリズムを使用して検出され得る。データ処理２７データ処理２７（図１）は、結果として生じる変位に適用される少なくとも１つの指向性フィルタ（好ましくは２つ、より多くが採用されてもよい）を含み得る。周波数領域における空間フィルタと時間フィルタの任意の組み合わせが適用され得る。しかしながら、説明される例示的な実施形態は、横方向のｘ方向（せん断波伝搬方向に平行）における時空間フィルタ及び時間を使用する。ｘ軸に沿って順方向及び逆方向に伝搬する波を得るために、各深度点におけるせん断変位にフィルタが適用される（ｚ方向において、合計「ｄ」個の点）。

【0038】

図３を参照すると、ＲＦＡ損傷評価のために順方向及び逆方向伝搬波を使用して信号処理デバイス２６によって実行されるデータ取得及び処理を示すブロック／フロー図が例示的に示されている。信号処理デバイス２６は、ハードウェア及び／又はソフトウェアを含むことができる。特に有用な一実施形態では、信号処理装置２６は、１つ又は複数のプロセッサ及びメモリを含む。メモリは、集積メモリ、外部メモリ（図１の４２）、又はこれらの組み合わせを含むことができる。

【0039】

プッシュビーム１０２は、超音波プローブ１２（図１）によって開始され（カウンタｉ＝１）、ｎ個のトラッキングビーム１０４を提供する。プッシュビーム１０２は、例えば、約１ｍｓの持続時間にわたって約０．５〜約１０ミクロンの振幅を含み得る。他のパルス振幅及び持続時間を使用することもできる。

【0040】

せん断波変位の空間的側面を捕捉するために、プッシュパルス１０２は、複数（ｎ個）のトラッキングライン１０４に沿ってモニタリングされる。せん断波変位の時間的側面を捕捉するために、トラッキングライン位置ごとの結果がｍ回繰り返される。組織変位計算は、ブロック２０２において、（プッシュパルス進行方向沿いの）「ｄ個の」深度変位点についてトラッキングデータから実行される。これは、例えば、ブロック２０４においてｄ×ｎ×ｍによって定義される刑事的な変位場を特定又は規定する。蓄積された履歴を提供するために、経時的な変位場が記憶される。経時的な変位場は、バッファ又は他のメモリ要素（例えば、図１のメモリ４２）に保存され得る。

【0041】

超音波せん断波エラストグラフィ（ＳＷＥ）では、反射及び屈折に起因する複雑な波の場が低いＳＮＲ及びアーチファクトの原因であると指し示されているため、これらの反射を分離して除去し、再構成アルゴリズムのパフォーマンスを向上させるために指向性フィルタが使用される。

【0042】

順方向又は逆方向の伝搬波をフィルタリングするために、データに２次元時空間指向性フィルタ（例えば、図４を参照）が適用される。説明される実施形態では、せん断波運動の主要な空間伝播方向は経時的（ｔ次元）に横方向（ｘ次元）であるので、指向性フィルタは、ｘ次元及びｔ次元の両方を含む２Ｄ空間に適用される。さらに、深さ方向（ｙ方向）における各点でｘ−ｔデータに対してフィルタリングを行う。指向性フィルタリングに関して、時間方向及び空間方向の任意の組み合わせが可能である。指向性フィルタ２０６、２０８は、デジタル的に実現されてもよく、画像又は他のデータに適用されてもよい。一実施形態では、指向性フィルタ２０６は、隣接する画素値の間に大きな変化（急勾配）が生じるとき、画像内のエッジを探索する。この値の変化は、画像データの一次導関数（又は勾配）によって測定される。

【0043】

せん断波が有する、分散及び減衰しやすい性質のため、最も高い変位及び最も明確な波面は、ソースの近くで観測される。同様に、反射せん断波でも、最も高い変位振幅は反射境界の近くで観測される。

【0044】

上記のようにせん断波データが取得及び処理された後、指向性フィルタ順方向２０６がデータに適用され、順方向変位場２１０が決定される。順方向変位場２１０は、２Ｄフーリエ変換、又は、（空間及び時間進行を通して）順方向伝搬波を区別／フィルタリングするためにデータに適用される他の変換もしくはデータ処理を含むことができる。各深度点（ｄ）について、２Ｄ ＦＦＴがｘ−ｔ空間内のデータに適用され、ωｋ周波数領域データが取得される。波伝播の方向性に特有の予め計算された周波数領域フィルタが、データのＦＦＴに乗算される。予め計算された指向性フィルタは、図４に示すような市松模様の形態、又は他の形態を取ることができる。

【0045】

図４では、時空間フィルタマスク２５０が例示的に示されており、ｙ軸には時間周波数（ω）が、ｘ軸には空間周波数（波数（ｋ））が示されている。順方向伝搬波のためには、白色領域２６０が、保持されるべきωｋ周波数領域の部分を表す１の値を示し、黒色領域２６２が、信号がフィルタリング除去されるゼロのフィルタ値を示す。黒色の領域と白色の領域との間の遷移は、Ｇｉｂｂｓ現象などのフィルタリングアーチファクトを避けるために適切に平滑化される。逆方向伝搬波のためには、図４の画像から、白色領域２６０が黒色であり、黒色領域２６２が白色である、このフィルタの鏡像が用いられる。フィルタリングされたｘ−ｔ空間データを得るために、逆ＦＦＴが実行され得る。このデータは、単一の方向（この場合、順方向）に伝搬する波を含む。

【0046】

同様に、図３において、逆方向変位場２１２を決定するために、指向性フィルタ逆方向２０８がデータに適用される。ＲＦＡによって生成される熱傷のような硬い含有物の場合、波エネルギーのかなりの部分が弾性ミスマッチのために含有物境界から反射されるため、順方向伝搬波アプローチのせん断波速度推定は十分でないおそれがある。順方向及び逆方向は便宜上、使用されており、任意の２つの伝搬方向が使用され得ることを理解されたい。また、両方向は互いに空間的に反対であることが好ましい。逆方向変位場２１２は、２Ｄフーリエ変換、又は、（空間及び時間進行を通して）逆方向伝搬波を区別／フィルタリングするためにデータに適用される他の変換もしくはデータ処理を含むことができる。各深度点（ｄ）について、２Ｄ ＦＦＴがｘ−ｔ空間内のデータに適用され、ωｋ周波数領域データが取得される。波伝播の方向性に特有の予め計算された周波数領域フィルタが、データのＦＦＴに乗算される。予め計算された指向性フィルタは、図４に示すようなものとは反対の市松模様の形態を取り、例えば、逆方向伝搬波のために、黒色領域２６２が、保持されるべきωｋ周波数領域の部分を表す１の値を示し、白色領域２６０が、信号がフィルタリング除去されるゼロのフィルタ値を示す。黒色の領域と白色の領域との間の遷移は、Ｇｉｂｂｓ現象などのフィルタリングアーチファクトを避けるために適切に平滑化される。フィルタリングされたｘ−ｔ空間データを得るために、逆ＦＦＴが実行され得る。このデータは、単一の方向（この場合、逆方向）に伝搬する波を含む。

【0047】

信号処理装置２６は、境界推定器２１４を実行するためにメモリに結合されており、経時的に蓄積された指向性変位場の履歴に基づいて、表示画像内の組織境界を推定する。境界推定器２１４は、画像内の組織境界を特定するために、画像内の最大振幅の位置を指し示して、指向性伝搬変位場の振幅履歴を蓄積する。境界推定器２１４は、画像処理プログラム、データ処理プログラム、有限要素モデル、ソルバーなどのモデル等、異なる形式を含み得る。有用な実施形態では、境界推定器２１４は、順方向変位場２１０及び／又は逆方向変位場２１２に基づいて組織境界を推定するために処理アルゴリズム又はモデルを含む。境界推定器２１４は、経時的に測定された強度、エネルギー等を計カウント又は蓄積する蓄積方法を含む。波が通過したとき、順方向及び逆方向の両方の振幅トレースを記録して（バッファリングして）、最も多くのエネルギーが通過した領域を評価することができる。損傷境界はより高い硬度を有するので、順方向及び逆方向変位場は、振幅が最も高い（経時的に蓄積された強度が最も高い）損傷境界の前方で反射波のクラッタが得られる、損傷境界に関する冗長情報を提供するはずである。一実施形態では、境界推定器２１４は、境界からの反射に起因する逆方向伝搬波振幅の蓄積に依拠する。一実施形態では、波振幅の履歴は、指向性フィルタリングの後に足し合わせられる。これは、反射波が最大の振幅を有する含有物のちょうど外側で顕著なコントラストを与え、反射境界を示すクラッタを形成する。

【0048】

境界推定結果（ＢＥ）はブロック２１６でメモリに保存され、処理は判定ブロック２１８に進む。判定ブロック２１８において、ｉ（カウンタ）が１より大きいかどうかの判定が行われる。ｉが１より大きくない場合、パスはプッシュビームの生成に戻りる。ｉが１より大きい場合、パスはブロック２２０に進む。他の反復スキームを使用することもできる。

【0049】

ブロック２２０において、処理は、損傷境界と、組織の不均一性に起因する潜在的な反射体として、他の含有物を提供する。ＲＦＡの場合、実際の損傷境界は時間の経過とともに拡大するので、超音波プローブが静止した状態で、短時間（例えば、２〜３秒）後に取得及び処理が繰り返される。反復測定は、固有の反射体に対しては同じ解を与えるが、熱傷境界はいくつかの反復測定にかけて拡大するので、処理への追加オプションは、減算（ＢＥ_ｉ−ＢＥ_ｉ−１）又は相互相関（ｌａｇ（ＢＥ_ｉ，ＢＥ_ｉ−１））を使用して、いくつかの反復サイクルにわたる損傷境界のシフトを検出することであり得る。この追加処理は、組織から固有反射体をキャンセルし、成長する損傷境界を提供する。少量の動きに起因する測定間のシフトが、画像レジストレーションによって補償されてもよい。この時点で、ブロック２２４において治療のためのフィードバックを提供するために、組織境界はＲＦＡモニタリングディスプレイユニットに送信される。ブロック２２２では、反復カウンタがインクリメントされ、パスは新しいプッシュビーム１０２の生成に戻る。

【0050】

境界推定の一実施形態では、境界推定器２１４において、モデルベースの波動方程式が、順方向及び逆方向伝搬波をそれぞれモデルへの入力及び出力して解かれ得る。モデルは、せん断波伝搬の過渡的ダイナミクスをシミュレートするために使用可能な有限要素モデルを含むことができる。ブロック２１４において、再構成アルゴリズム、例えばｔｉｍｅ−ｔｏ−ｐｅａｋ（ＴＴＰ）再構成を用いて順方向伝搬波から健常組織硬度が推定され、損傷硬度は、健常組織硬度よりもはるかに大きいと見なされる（例えば、健常組織硬度の３倍）。これらの材料特性を使用して、（モデル解からの）シミュレートされた反射波と、（せん断波イメージングからの）測定された反射波との間の誤差を最小限に抑えるために、モデルの幾何学的パラメータ（損傷境界の位置）が最適化される。損傷境界の最適解はメモリバッファに記憶され、表示のために同様に処理される。本原理は、複数の方法で実行することができ、異なる出力構成及び目的を含み得る。

【0051】

図５を参照して、一実施形態では、損傷境界は、従来の方法で取得されたＢモード画像とともにオーバーレイとして、又はその上に重ね合わせて表示され得る。ブロック３０２ではせん断波を生成するためにプッシュビームが送られる。ブロック３０４では、３Ｄ（２つの空間次元及び時間）せん断波変位場Ｄ（ｄ＝１．．ｎｕｍＤｅｐｔｈｓ，ｎ＝１．．ｎｕｍＸ，ｍ＝１．．ｎｕｍＴｉｍｅ）が取得され、ここで、ｎｕｍＤｅｐｔｈは深度点の数であり、ｎｕｍＸは横方向のサンプリング点の数であり、ｎｕｍＴｉｍｅはせん断波変位をサンプリングする時点の数である。ブロック３０６において、深さｄ、Ｄ（ｄ，ｘ＝１．．ｎｕｍＸ，ｔ＝ｔ．ｎｕｍＴｉｍｅ）における各平面に対して指向性フィルタ（逆方向、順方向、又は両方）が適用される。これにより、逆方向伝搬変位場Ｄ_ｂａｃｋ（ｄ＝１．．ｎｕｍＤｅｐｔｈｓ，ｎ＝１．．ｎｕｍＸ，ｍ＝１．．ｎｕｍＴｉｍｅ）が生成される。ブロック３０８では、全ての時点にかけての最大変位振幅が計算される（例えば、Ｄ_{ｂａｃｋ，ｍａｘ}（ｄ＝１．．ｎｕｍＤｅｐｔｈｓ，ｎ＝１．．ｎｕｍＸ）。ブロック３１０において、Ｄ_{ｂａｃｋ，ｍａｘ}が、Ｎ個の要素を有するサーキュラーリングバッファに蓄積され、リングバッファが既にいっぱいの場合には、最も古い要素を上書きする。Ｎの例示的な値は［２．．１０］である。ブロック３１２において、バッファ内にＮ個未満の要素がある場合、ブロック３０２に進み、新しい変位場を生成する。ブロック３１４において、バッファが満たされている（Ｎ個の要素を有する）場合、ブロック３１６に進む。

【0052】

ブロック３１６において、Ｄ_{ｂａｃｋ，ｍａｘ，ａｖｇ}（ｄ＝１．．ｎｕｍＤｅｐｔｈｓ，ｎ＝１．．ｎｕｍＸ）を求めるために、バッファされたＤ_{ｂａｃｋ，ｍａｘ}（１．．Ｎ）を平均化する。ブロック３１８において、Ｄ_{ｂａｃｋ，ｍａｘ，ａｖｇ}を（取得されたＢモード画像と一緒に／重ね合わせて）表示する。

【0053】

図６を参照すると、別の実施形態では、平均最大逆方向伝播振幅を表示する代わりに、損傷境界が推定され表示される。ここで、図５のブロック３０２〜３０６は同じままであり、パスはブロック３２０に進む。ブロック３２０において、データ内で最も大きいＤ_{ｂａｃｋ，ｍａｘ，ａｖｇ}の位置ｄ_ｍａｘ，ｘ_ｍａｘが求められる。ブロック３２２において、Ｄ_{ｂａｃｋ，ｍａｘ，ａｖｇ}における位置の領域がマスキングされ、振幅が閾値（例えば、最大振幅の１／２）よりも大きい画素のみが保持される。ブロック３２４において、全てのピクセルが例えば最大振幅の１／２よりも大きいｄ_ｍａｘを中心とする深度範囲ｄ_１．．．ｄ_２を特定する。ブロック３２６において、ｄ_１．．．ｄ_２の各深さｄ_ｉについて、振幅が最大振幅の１／２より小さい低下するｘ値、ｘ_ｉ＞１／２ｘ_ｍａｘを特定する。ブロック３２６において、各点（ｄ_ｉ，ｘ_ｉ）を通るスプラインを当てはめ、このスプラインを損傷境界の推定結果として表示する。

【0054】

図７を参照すると、別の実施形態では、異なる手法を用いて、平均最大逆方向伝播振幅を表示する代わりに、損傷境界が推定され表示される。ここで、図５のブロック３０２〜３０６は同じままであり、パスはブロック３３０に進む。ブロック３３０において、全てのｎｕｍＴｉｍｅ点についての逆方向（又は順方向）せん断変位が足し合わせられ（すなわち、Σ_ｔＤ_ｂａｃｋ（ｄ＝１．．ｎｕｍＤｅｐｔｈｓ，ｎ＝１．．ｎｕｍＸ，ｔ））、単一のせん断変位場画像Ｄ_ｓｕｍが取得される。ブロック３３２において、各深度点についてＤ_ｓｕｍの最大値を検出し（ｄ_ｉ，ｘ_{ｍａｘ＠ｄｉ}）、また、最大値を中心とする半値全幅（ＦＷＨＭ）点を検出する（ｄ_ｉ，ｘ_{ＦＷＨＭ＿１＠ｄｉ}＆ｄ_ｉ，ｘ_{ＦＷＨＭ＿２＠ｄｉ}）。ブロック３３４において、プッシュパルスの反対側の各ＦＷＨＭ点（ｄ_ｉ，ｘ_{ＦＷＨＭ＿２＠ｄｉ}）にスプラインを当てはめ、損傷境界を推定する。

【0055】

これらの方法は、損傷境界を定義して表示する方法の例示である。これらの方法は、限定するものとして解釈されるべきではなく、本原理に従ってデータ処理及びイメージングの他の方法が使用されてもよい。

【0056】

図８を参照すると、境界検出のための反射／逆方向伝搬波の後処理の結果４００が１つの例示的な実施形態に従って示されている。ＲＦＡによって生成される典型的な熱傷と比較して、この含有物の比較的低い硬度にもかかわらず、振幅が最も高い損傷境界の前方で反射波４０４のクラッタが得られる。損傷４０２は破線の円で示され、反射波クラッタ４０４はその境界を描く。弾性係数の結果はパスカル（Ｐａ）で示されている。

【0057】

図９を参照して、図８の結果４００と同じデータセットについて、損傷４２２を示す時間遅延ベースのエラストグラフィ再構成４２０が示されている。弾性係数の結果はＰａで示されている。再構成４２０は、順方向伝搬波のみを使用した時間遅延ベース再構成を示す。損傷とバックグラウンドとの間の剛性差が合理的な範囲内にあるので（例えば、１５ｋＰａ対７．５ｋＰａ）、このデータセットでは通常の弾性再構成でも良好に機能する。反射波アプローチにより推定された境界は（図８）は、エラストグラフィ再構成（図９）において見られる損傷の形状に一致する。図７を参照して提供されるように幅広いクラッタ４０４はセグメント化されてもよく、（プッシュパルス位置からより遠い）遠端が損傷境界としてマークされる。

【0058】

本原理は、損傷成長推定及びアブレーションモニタリング処置のための弾性マップを提供及び表示することができる。特に、本原理は、視野（ＦＯＶ）全体にわたって剛性推定値を提供する代わりに、せん断波反射が生じる（硬い）境界をハイライトする画像を形成する。これは、非常に硬い含有物介在物を有するファントムを用いた試験において検査され、例えば、境界視覚化が、含有物の剛性（硬さ）の増加とともに改善される場合、反射波処理が有利に採用される。アブレーション治療モニタリング方法は、ＲＦアブレーションモニタリングのために使用される任意の装置に適用され得る。さらに、マイクロ波、ＨＩＦＵなどの熱によるサーマルアブレーション治療の他の形態にも同じ手法を用いることができる。実施形態は、熱的治療のモニタリングに加えて、針又は他のデバイスの存在に起因して、生検ターゲットの有効剛性が増加する画像誘導生検用途に適用することができる。

【0059】

添付の特許請求の範囲の解釈にあたり、以下が理解されるべきである。
ａ）「含む」という用語は、所与の請求項に列挙された要素又は動作以外の要素又は動作の存在を排除するものではない。
ｂ）要素に先行する用語「ａ」又は「ａｎ」は、複数のかかる要素の存在を排除するものではない。
ｃ）特許請求の範囲内のいかなる参照符号も、その範囲を限定しない。
ｄ）複数の「手段」が、同一のアイテム、ハードウェア、又はソフトウェア実装構造もしくは機能によって代理され得る。
ｅ）特に明記されない限り、動作の特定のシーケンスはいとされないものとする。

【0060】

サーマルアブレーションにおける損傷成長をモニタリングするための反射せん断波に関する好ましい実施形態を説明してきたが（例示であって限定することを意図するものではない）、上述の教示に鑑み、当業者によって変更及び変形が可能であることに留意されたい。したがって、添付の特許請求の範囲によって定められる本明細書に開示される実施形態の範囲内にある、本開示の具体的実施形態に変更を加えることができることを理解されたい。特許法によって要求される詳細及び具体性を上記してきた。クレームされ、特許状による保護が望まれるものは添付の特許請求の範囲に記載されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】