特開 2023-47341 ４Ｄ超音波画像の自動制御及び強化

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023047341

(43)【公開日】2023-04-05

(54)【発明の名称】４Ｄ超音波画像の自動制御及び強化

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/12 20060101AFI20230329BHJP

【ＦＩ】

A61B8/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】26

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022151134

(22)【出願日】2022-09-22

(31)【優先権主張番号】17/484,696

(32)【優先日】2021-09-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】511099630

【氏名又は名称】バイオセンス・ウエブスター・（イスラエル）・リミテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒ （Ｉｓｒａｅｌ）， Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】100088605

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 公延

(74)【代理人】

【識別番号】100130384

【弁理士】

【氏名又は名称】大島 孝文

(72)【発明者】

【氏名】アサフ・ゴバリ

(72)【発明者】

【氏名】アンドレス・クラウディオ・アルトマン

【テーマコード（参考）】

4C601

【Ｆターム（参考）】

4C601BB03

4C601BB06

4C601BB09

4C601DD15

4C601EE11

4C601EE22

4C601FE01

4C601FE04

4C601GA19

4C601GA25

4C601GA26

4C601GB06

4C601HH15

4C601JB31

4C601JB34

4C601JB53

4C601JC06

4C601JC26

(57)【要約】

【課題】体内医療用超音波プローブを使用して取得された超音波データを視覚化すること。
【解決手段】方法は、患者の器官内のカテーテル内の超音波トランスデューサのアレイから、事前定義された視野（ＦＯＶ）を有する超音波ビームを放出することを含む。エコー信号は、超音波ビームに応答してアレイにおいて受信される。標的物体の位置は、ＦＯＶ内で推定される。標的物体の推定された位置がセンタリング条件に違反するときに、超音波ビームのＦＯＶは、センタリング条件を再度満たすように自動的に修正される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

システムであって、
患者の器官内のカテーテル内の超音波トランスデューサのアレイであって、前記アレイが、事前定義された視野（ＦＯＶ）を有する超音波ビームを放出し、かつ前記超音波ビームに応答してエコー信号を受信するように構成されている、アレイと、
プロセッサであって、
前記ＦＯＶ内の標的物体の位置を推定することと、
前記標的物体の前記推定された位置がセンタリング条件に違反するときに、前記センタリング条件を再度満たすように前記超音波ビームの前記ＦＯＶを自動的に修正することと、を行うように構成されている、プロセッサと、を備える、システム。

【請求項2】

前記アレイが、前記超音波トランスデューサをそれぞれの駆動信号で駆動することによって前記超音波ビームを放出するように構成されており、前記プロセッサが、前記駆動信号のうちの１つ又は２つ以上の位相を調整することによって前記ＦＯＶを修正するように構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記プロセッサが、前記器官に対して前記アレイを自動的に再位置決めすることによって、前記ＦＯＶを修正するように構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記プロセッサが、前記カテーテルの遠位端の場所を前記遠位端に統合された場所センサからの場所信号を使用して推定し、前記推定された場所に基づいて前記遠位端を移動させることによって、前記アレイを再位置決めするように構成されている、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記プロセッサが、ロボットアームを使用して前記カテーテルのハンドルを制御することによって、前記器官に対して前記アレイを再位置決めするように構成されている、請求項３に記載のシステム。

【請求項6】

前記プロセッサが、画像処理を使用して、超音波画像内の前記標的物体を識別することによって、前記標的物体の前記位置を推定するように構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

システムであって、
カテーテルであって、超音波画像を取得し、前記カテーテル内の場所センサから対応する場所信号を取得するように構成された、カテーテルと、
プロセッサであって、
前記場所信号に基づいて、一致する視野（ＦＯＶ）を有する前記超音波画像のグループを識別することと、
前記グループ内の前記超音波画像を平均化して、強化画像を生成することと、
前記強化画像をユーザに表示することと、を行うように構成されている、プロセッサと、を備える、システム。

【請求項8】

前記プロセッサが、前記ＦＯＶ、及び取得中の前記カテーテルの運動レベルの両方が一致する超音波画像を前記グループに含めることによって前記グループを識別するように構成されている、請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

前記超音波画像が、心臓の少なくとも一部分を画像化し、前記プロセッサが、前記ＦＯＶ、及び取得中の前記心臓の心位相の両方が一致する超音波画像を前記グループに含めることによって前記グループを識別するように構成されている、請求項７に記載のシステム。

【請求項10】

システムであって、
複数の２次元（２Ｄ）超音波スライスを取得するように構成された超音波カテーテルと、
プロセッサであって、
前記複数の２Ｄ超音波スライスの各々にラプラス変換を適用して、それぞれの２Ｄのラプラス変換されたスライスを生成することと、
前記２Ｄのラプラス変換されたスライス内のノイズを抑制することと、
前記ノイズ抑制されたラプラス変換されたスライスを、逆３次元（３Ｄ）画像に組み合わせることと、
前記逆３Ｄ画像に逆ラプラス変換を適用して、３Ｄのノイズ抑制された超音波画像を生成することと、
前記３Ｄのノイズ抑制された超音波画像をユーザに表示することと、を行うように構成されている、プロセッサと、を備える、システム。

【請求項11】

前記プロセッサが、前記２Ｄのラプラス変換されたスライスにローパスフィルタリングを適用することによって前記２Ｄのラプラス変換されたスライス内の前記ノイズを抑制するように構成されている、請求項１０に記載のシステム。

【請求項12】

前記プロセッサが、
前記カテーテルの場所センサからの信号を使用して、前記複数の取得された超音波スライス間の位置合わせを実行することと、
前記位置合わせに基づいて、前記ノイズ抑制されたラプラス変換されたスライスを組み合わせることと、
によって、前記ノイズ抑制されたラプラス変換されたスライスを前記逆３Ｄ画像に組み合わせるように構成されている、請求項１０に記載のシステム。

【請求項13】

医療撮像システムであって、
身体の器官に挿入するための超音波プローブであって、
２次元（２Ｄ）超音波トランスデューサアレイと、
前記器官内の前記２Ｄ超音波トランスデューサアレイの位置及び向きを示す信号を出力するように構成されたセンサと、を含む、超音波プローブと、
プロセッサであって、
前記センサによって出力された前記信号を使用して、前記２Ｄ超音波トランスデューサによって取得された各３次元（３Ｄ）画像内のボクセル場所を決定することと、
各３Ｄ画像内の前記決定されたボクセル場所を使用して、前記３Ｄ画像を平均化しながらプローブの動きを補償することと、
前記平均化された３Ｄ画像を使用して、前記器官の少なくとも一部分のボクセル場所補償されたレンダリングを形成することと、
前記補償されたレンダリングをユーザに提示することと、を行うように構成されている、プロセッサと、を備える、医療撮像システム。

【請求項14】

方法であって、
患者の器官内のカテーテル内の超音波トランスデューサのアレイから、事前定義された視野（ＦＯＶ）を有する超音波ビームを放出することと、
前記超音波ビームに応答して、前記アレイにおいてエコー信号を受信することと、
前記ＦＯＶ内の標的物体の位置を推定することと、
前記標的物体の前記推定された位置がセンタリング条件に違反するときに、前記センタリング条件を再度満たすように前記超音波ビームの前記ＦＯＶを自動的に修正することと、を含む、方法。

【請求項15】

前記超音波ビームを放出することが、前記超音波トランスデューサをそれぞれの駆動信号で駆動することを含み、前記ＦＯＶを修正することが、前記駆動信号のうちの１つ又は２つ以上の位相を調整することを含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記ＦＯＶを修正することが、前記器官に対して前記アレイを自動的に再位置決めすることを含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項17】

前記アレイを再位置決めすることが、前記カテーテルの遠位端の場所を前記遠位端に統合された場所センサからの場所信号を使用して推定し、前記推定された場所に基づいて前記遠位端を移動させることを含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記器官に対して前記アレイを再位置決めすることが、ロボットアームを使用して前記カテーテルのハンドルを制御することを含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項19】

前記標的物体の前記位置を推定することが、画像処理を使用して、超音波画像内の前記標的物体を識別することを含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項20】

方法であって、
カテーテルを使用して超音波画像を取得し、前記カテーテル内の場所センサから対応する場所信号を取得することと、
前記場所信号に基づいて、一致する視野（ＦＯＶ）を有する前記超音波画像のグループを識別することと、
前記グループ内の前記超音波画像を平均化して、強化画像を生成することと、
前記強化画像をユーザに表示することと、を含む、方法。

【請求項21】

前記グループを識別することが、前記ＦＯＶ、及び取得中の前記カテーテルの運動レベルの両方が一致する超音波画像を前記グループに含めることを含む、請求項２０に記載の方法。

【請求項22】

前記超音波画像が、心臓の少なくとも一部分を画像化し、前記グループを識別することが、前記ＦＯＶ、及び取得中の前記心臓の心位相の両方が一致する超音波画像を前記グループに含めることを含む、請求項２０に記載の方法。

【請求項23】

方法であって、
超音波カテーテルを使用して複数の２次元（２Ｄ）超音波スライスを取得することと、
前記複数の２Ｄ超音波スライスの各々にラプラス変換を適用して、それぞれの２Ｄのラプラス変換されたスライスを生成することと、
前記２Ｄのラプラス変換されたスライス内のノイズを抑制することと、
前記ノイズ抑制されたラプラス変換されたスライスを、逆３次元（３Ｄ）画像に組み合わせることと、
前記逆３Ｄ画像に逆ラプラス変換を適用して、３Ｄのノイズ抑制された超音波画像を生成することと、
前記３Ｄのノイズ抑制された超音波画像をユーザに表示することと、を含む、方法。

【請求項24】

前記２Ｄのラプラス変換されたスライス内の前記ノイズを抑制することが、前記２Ｄのラプラス変換されたスライスにローパスフィルタリングを適用することを含む、請求項２３に記載の方法。

【請求項25】

前記ノイズ抑制されたラプラス変換されたスライスを前記逆３Ｄ画像に組み合わせることが、
前記カテーテルの場所センサからの信号を使用して、前記複数の取得された超音波スライス間の位置合わせを実行することと、
前記位置合わせに基づいて、前記ノイズ抑制されたラプラス変換されたスライスを組み合わせることと、を含む、請求項２３に記載の方法。

【請求項26】

医療撮像方法であって、
超音波プローブを身体の器官に挿入することであって、前記超音波プローブが、
２次元（２Ｄ）超音波トランスデューサアレイと、
前記器官内の前記２Ｄ超音波トランスデューサアレイの位置及び向きを示す信号を出力するように構成されたセンサと、を備える、挿入することと、
前記センサによって出力された前記信号を使用して、前記２Ｄ超音波トランスデューサによって取得された各３次元（３Ｄ）画像内のボクセル場所を決定することと、
各３Ｄ画像内の前記決定されたボクセル場所を使用して、前記３Ｄ画像を平均化しながらプローブの動きを補償することと、
前記平均化された３Ｄ画像を使用して、前記器官の少なくとも一部分のボクセル場所補償されたレンダリングを形成することと、
前記補償されたレンダリングをユーザに提示することと、を含む、医療撮像方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、概して、医療可視化方法に関し、具体的には、体内医療用超音波プローブを使用して取得された超音波データを視覚化することに関する。

【背景技術】

【0002】

超音波カテーテルによって取得されたデータを使用する超音波視覚化技術が、特許文献において以前に提案されている。例えば、ＰＣＴ国際公開第２０２０／０３０６６５号は、超音波撮像プローブによって定義される介入デバイスそれぞれの画像平面の位置を決定するためのシステムを記載している。位置は、超音波撮像プローブと介入デバイスに取り付けられた超音波トランスデューサとの間で伝送される超音波信号に基づいて決定される。画像再構成ユニットは、再構成された超音波画像を提供する。位置決定ユニットは、超音波トランスデューサそれぞれの画像平面の位置を計算し、再構成された超音波画像内の計算された位置を示す。位置決定ユニットは、計算された位置及び超音波信号に関連する指定された条件下で計算された位置の表示を抑制する。

【0003】

別の例として、米国特許出願公開第２０１５／０２７２５４９号は、プロセッサで、鏡面反射体シグネチャを用いて超音波チャネルデータのサブセットを識別するための超音波撮像システム及び方法を記載している。システムは、プロセッサで、鏡面反射体の位置及び向きのうちの少なくとも１つを計算するための、超音波チャネルデータのサブセットに対する鏡面反射体処理技術を実装する。システム及び方法は、鏡面反射体の位置及び向きのうちの少なくとも１つに基づいてアクションを実行することを含む。

【0004】

米国特許出願公開第２０２０／０２１４６６２号は、電気機械マップを生成するためのシステム及び方法を記載している。方法は、心臓内の場所に対応する一連の連続した画像フレーム及び無線周波数（radio frequency、ＲＦ）信号を含む超音波データを取得することと、超音波データに基づいて変位及び歪みを測定して、超音波データを一連のイソクロンマップ（isochrone map）に変換することと、一連のイソクロンマップを組み合わせて、電気機械マップを生成することと、を含む。

【0005】

ＰＣＴ国際公開第２０２０／０４４１１７号は、撮像ヘッドを取り囲む組織の３Ｄビューを経時的に生成することによって、血管内／心臓内撮像カテーテルヘッドの周りに全周３６０度の視野を提供するように構成されたカテーテルベースの超音波撮像システムを記載している。超音波撮像システムはまた、組織状態マッピング能力を提供することができる。血管系及び組織特性の評価は、アブレーションなどの心臓介入中の病変の経路及び深さを含む。超音波撮像システムは、超高速撮像を可能にする超音波モジュール及び個別の処理機械装置に接続された、その軸の周りの連続周方向回転を支持する、静的又は回転センサアレイ先端部と、回転トルク伝達部分を介して長手方向のカテーテル軸の周りの半径方向の動きを変換して、センサアレイ先端部を回転させる、回転モータと、を有するカテーテルを備える。これにより、経時的な３次元ビューの生成のための、カテーテル先端部の周りの組織構造を含む血管系の情報の捕捉及び再構成が可能になる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

以下に記載される本発明の実施形態は、患者の器官内のカテーテル内の超音波トランスデューサのアレイから、事前定義された視野（field of view、ＦＯＶ）を有する超音波ビームを放出することを含む方法を提供する。エコー信号は、超音波ビームに応答してアレイにおいて受信される。標的物体の位置は、ＦＯＶ内で推定される。標的物体の推定された位置がセンタリング条件に違反するときに、超音波ビームのＦＯＶは、センタリング条件を再度満たすように自動的に修正される。

【0007】

いくつかの実施形態では、超音波ビームを放出することが、超音波トランスデューサをそれぞれの駆動信号で駆動することを含み、ＦＯＶを修正することが、駆動信号のうちの１つ又は２つ以上の位相を調整することを含む。

【0008】

いくつかの実施形態では、ＦＯＶを修正することは、器官に対してアレイを自動的に再位置決めすることを含む。

【0009】

一実施形態では、アレイを再位置決めすることが、カテーテルの遠位端の場所を遠位端に統合された場所センサからの場所信号を使用して推定し、推定された場所に基づいて遠位端を移動させることを含む。別の実施形態では、器官に対してアレイを再位置決めすることが、ロボットアームを使用してカテーテルのハンドルを制御することを含む。

【0010】

いくつかの実施形態では、標的物体の位置を推定することが、画像処理を使用して、超音波画像内の標的物体を識別することを含む。

【0011】

本発明の追加的な実施形態によれば、カテーテルを使用して超音波画像を取得し、カテーテル内の場所センサから対応する場所信号を取得することを含む方法が提供される。場所信号に基づいて、一致する視野（ＦＯＶ）を有する超音波画像のグループが識別される。グループ内の超音波画像が平均化されて、強化画像を生成する。強化画像が、ユーザに表示される。

【0012】

いくつかの実施形態では、グループを識別することが、ＦＯＶ、及び取得中のカテーテルの運動レベルの両方が一致する超音波画像をグループに含めることを含む。

【0013】

いくつかの実施形態では、超音波画像が、心臓の少なくとも一部分を画像化し、グループを識別することが、ＦＯＶ、及び取得中の心臓の心位相の両方が一致する超音波画像をグループに含めることを含む。

【0014】

本発明の別の実施形態によれば、超音波カテーテルを使用して複数の２次元（two-dimensional、２Ｄ）超音波スライスを取得することを含む方法が更に提供される。ラプラス変換が、複数の２Ｄ超音波スライスの各々に適用されて、それぞれの２Ｄのラプラス変換されたスライスを生成する。２Ｄのラプラス変換されたスライス内のノイズが抑制される。ノイズ抑制されたラプラス変換されたスライスが、逆３次元（three-dimensional、３Ｄ）画像に組み合わされる。

【0015】

逆ラプラス変換が、逆３Ｄ画像に適用されて、３Ｄのノイズ抑制された超音波画像を生成する。３Ｄのノイズ抑制された超音波画像が、ユーザに表示される。

【0016】

いくつかの実施形態では、２Ｄのラプラス変換されたスライス内のノイズを抑制することが、２Ｄのラプラス変換されたスライスにローパスフィルタリングを適用することを含む。

【0017】

いくつかの実施形態では、ノイズ抑制されたラプラス変換されたスライスを逆３Ｄ画像に組み合わせることが、カテーテルの場所センサからの信号を使用して、複数の取得された超音波スライス間の位置合わせを実行することを含む。ノイズ抑制されたラプラス変換されたスライスは、位置合わせに基づいて組み合わされる。

【0018】

本発明の別の実施形態によれば、超音波プローブを身体の器官に挿入することを含む医療撮像方法が更に提供され、超音波プローブは、（ｉ）２次元（２Ｄ）超音波トランスデューサアレイと、（ｉｉ）器官内の２Ｄ超音波トランスデューサアレイの位置及び向きを示す信号を出力するように構成されたセンサと、を含む。センサによって出力された信号を使用して、２Ｄ超音波トランスデューサによって取得された各３次元（３Ｄ）画像内のボクセル場所が決定される。各３Ｄ画像内の決定されたボクセル場所を使用して、３Ｄ画像を平均化しながらプローブの動きが補償される。平均化された３Ｄ画像を使用して、器官の少なくとも一部分のボクセル場所補償されたレンダリングが形成される。補償されたレンダリングが、ユーザに提示される。

【0019】

本発明の別の実施形態によれば、超音波トランデューサのアレイ及びプロセッサを含むシステムが更に提供される。超音波トランスデューサのアレイは、患者の器官内のカテーテル内にあり、アレイが、事前定義された視野（ＦＯＶ）を有する超音波ビームを放出するように構成されており、アレイが、超音波ビームに応答してエコー信号を受信するように更に構成されている。プロセッサは、ＦＯＶ内の標的物体の位置を推定し、標的物体の推定された位置がセンタリング条件に違反するときに、センタリング条件を再度満たすように超音波ビームのＦＯＶを自動的に修正するように構成されている。

【0020】

本発明の別の実施形態によれば、カテーテル及びプロセッサを含むシステムが追加的に提供される。カテーテルは、超音波画像を取得し、カテーテル内の場所センサから対応する場所信号を取得するように構成されている。プロセッサが、（ｉ）場所信号に基づいて、一致する視野（ＦＯＶ）を有する超音波画像のグループを識別することと、（ｉｉ）グループ内の超音波画像を平均化して、強化画像を生成することと、（ｉｉｉ）強化画像をユーザに表示することと、を行うように構成されている。

【0021】

本発明の別の実施形態によれば、超音波カテーテル及びプロセッサを含むシステムが追加的に提供される。超音波カテーテルは、複数の２次元（２Ｄ）超音波スライスを取得するように構成されている。プロセッサが、（ａ）複数の２Ｄ超音波スライスの各々にラプラス変換を適用して、それぞれの２Ｄのラプラス変換されたスライスを生成することと、（ｂ）２Ｄのラプラス変換されたスライス内のノイズを抑制することと、（ｃ）ノイズ抑制されたラプラス変換されたスライスを、逆３次元（３Ｄ）画像に組み合わせることと、（ｄ）逆３Ｄ画像に逆ラプラス変換を適用して、３Ｄのノイズ抑制された超音波画像を生成することと、（ｅ）３Ｄのノイズ抑制された超音波画像をユーザに表示することと、を行うように構成されている。

【0022】

本発明の別の実施形態によれば、超音波プローブ及びプロセッサを含む医療撮像システムが更に提供される。超音波プローブは、身体の器官に挿入するように構成されており、超音波プローブは、２次元（２Ｄ）超音波トランスデューサアレイと、器官内の２Ｄ超音波トランスデューサアレイの位置及び向きを示す信号を出力するように構成されたセンサと、を含む。プロセッサは、（ｉ）センサによって出力された信号を使用して、２Ｄ超音波トランスデューサによって取得された各３次元（３Ｄ）画像内のボクセル場所を決定することと、（ｉｉ）各３Ｄ画像内の決定されたボクセル場所を使用して、３Ｄ画像を平均化しながらプローブの動きを補償することと、（ｉｉｉ）平均化された３Ｄ画像を使用して、器官の少なくとも一部分のボクセル場所補償されたレンダリングを形成することと、（ｉｖ）補償されたレンダリングをユーザに提示することと、を行うように構成されている。

【0023】

本発明は、以下の「発明を実施するための形態」を図面と併せて考慮することで、より完全に理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態による、２Ｄ超音波アレイと、場所センサとを備える遠位端アセンブリを備えたカテーテルを使用する、カテーテルベースの超音波撮像システムの概略描写図である。

【図2】本発明の一実施形態による、図１のシステムの超音波カテーテルの超音波ビームを電子的にステアリングすることによる超音波画像センタリングのための技術の概略描写図である。

【図3】本発明の一実施形態による、図１のシステムの超音波カテーテルを保持するロボットアームを使用した超音波画像センタリングのための技術の概略描写図である。

【図4】本発明の一実施形態による、図３のロボットアーム運動及び図２のフェーズドアレイビームステアリングを使用して超音波画像を中心にするための方法を概略的に示す、フローチャートである。

【図5】本発明の一実施形態による、超音波画像平均化のための方法、及び図１のカテーテルを使用した画像取得の関連する概略描写図を概略的に示す、フローチャートである。

【図6】本発明の一実施形態による、超音波画像ノイズ低減のための方法、及び１Ｄアレイ超音波カテーテルを使用した画像取得の関連する概略描写図を概略的に示す、フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

概論
本明細書に記載される本発明の実施形態は、３次元（３Ｄ）又は４次元（four-dimensional、４Ｄ）超音波画像を生成するための、超音波トランスデューサの２次元（２Ｄ）アレイを有する、カテーテルなどのプローブを使用する方法及びシステムを提供する。本文脈において、「３Ｄ超音波画像」という用語は、３次元における特定の体積を表す超音波画像を指す。「４Ｄ超音波画像」という用語は、特定の体積の３Ｄ超音波画像の時系列を指す。４Ｄ画像は、３Ｄ動画とみなすことができ、第４の次元は、時間である。４Ｄ画像（又はレンダリング）を説明する別の方法は、時間依存３Ｄ画像（又はレンダリング）としてのものである。

【0026】

いくつかの実施形態では、カテーテルはまた、２Ｄアレイと事前に位置合わせされた、磁気位置センサなどの一体型場所センサを備える。２Ｄアレイは、定義された立体角を占める３Ｄセクタ形状の超音波ビームを生成する（このようなビームは、１Ｄアレイの「ファン」とは対照的に、本明細書では「ウェッジ」と呼ばれる）。したがって、２Ｄアレイは、心室などの器官の内壁の２Ｄセクションを画像化することができる。一体型場所センサのために、画像化されたセクション内の全てのボクセルの空間座標は、既知である。

【0027】

既知のボクセル場所を使用して、プロセッサは、位置測定値を使用して、プローブの動きを補償し、空間解像度を失うことなく（かつ、潜在的には改善して）、２Ｄトランスデューサアレイが取得する３Ｄ体積画像を平均化することができる。

【0028】

更に、位置測定は、画像化された体積間を相関させ、それらに一致させる必要性を排除する。より詳細には、開示された技術により、２Ｄ超音波トランスデューサ（３Ｄ画像）に取り付けられたセンサの位置及び向きを知ることによって、３Ｄ画像ボクセルを位置センサの座標系に較正するように較正を行うことができる。したがって、センサの位置及び向きを知ることによって、３Ｄ超音波画像内の全てのボクセルの位置は、場所センサの同じ座標系で定義される。異なる向き及び位置で複数の３Ｄ画像を取得するときに、情報は、様々な相関関数を使用して超音波画像を位置合わせ又はステッチする必要なしに、同じ座標系内の全てのボクセルの位置に従って表示することができる。

【0029】

このようなカテーテルの１つの可能な使用例は、カテーテルを使用して超音波撮像を実行し、同時に、アブレーションなどの侵襲的電気生理学（electrophysiological、ＥＰ）手順を実行することである。ＥＰ手順中、４Ｄ超音波カテーテルを使用して、アブレーションカテーテルなどの手順に使用される他のエンティティを画像化し得る。エンティティが生成された超音波画像の中心に現れることが有利である。

【0030】

本発明のいくつかの実施形態は、トランスデューサの２Ｄアレイによって生成された超音波のウェッジビームの走査位置を電子的にステアリングすることができるという事実を使用する。ウェッジの方向、及び形状は、２Ｄアレイのそれぞれの個々のトランスデューサの駆動信号の位相を調整することによって、限度内で変更され得る。

【0031】

一実施形態では、プロセッサは、超音波トランスデューサのための駆動信号を提供して、事前定義された視野（ＦＯＶ）を有する超音波ビームを放出し、トランスデューサから受信された信号を分析して、ウェッジビーム内の標的物体（例えば、アブレーションカテーテルの先端）の位置を見つける。プロセッサは、ＦＯＶ内の標的物体の位置を推定し、標的物体の推定された位置がセンタリング条件に違反するときに、センタリング条件を再度満たすように超音波ビームのＦＯＶを自動的に修正する。位置を見つけるために、プロセッサは、エコー信号を分析するか、又は導出された超音波画像に対して画像処理を実行し得る。

【0032】

しかしながら、開示された技術は、ＦＯＶの中心に関心点（例えば、標的物体）を維持することに限定されないことを理解されたい。むしろ、開示された技術は、ＦＯＶ内の任意の選択された場所に関心点を維持するように構成され得る。

【0033】

上記のように、ウェッジ内の標的物体の見つかった位置に基づいて、プロセッサは、ウェッジをステアリングするための駆動信号の位相を調整し、そのため、標的物体（カテーテル又は心臓の経中隔領域などの任意の他の物体）の位置が、事前定義されたＦＯＶ内の物体を示すディスプレイの中心にある。

【0034】

いくつかの実施形態では、位相を調整することによるウェッジステアリングの量が不十分であると予測されるか、又は不十分であるとみなされる場合、超音波カテーテルは、画像内に標的物体を中心にするように制御された方式で移動するようにロボット制御で誘導することができる。これは、カテーテルのハンドルの様々な制御を制御し、したがって、カテーテルを６自由度で制御するロボットアームを有することを伴い得る。カテーテル内の場所センサは、器官内のカテーテルの遠位端の実際の運動を与える。

【0035】

いくつかの実施形態では、ディスプレイ内に標的物体の画像を中心に保つために、プロセッサは、上述のように、トランスデューサの位相を最初に変更する。しかしながら、上記のように、標的物体の比較的大きな動きの場合、位相変更は、十分な画像センタリング能力を提供しないことがある。この場合に、プロセッサは、中心にある画像を維持するために、ハンドルを保持するロボットに信号を提供する。

【0036】

ロボットセンタリングの閉ループ制御を有するために、いくつかの実施形態では、プロセッサは、場所センサ信号及びトランスデューサ信号を受信する。２Ｄ超音波アレイは３Ｄウェッジを放出し、これにより、プロセッサが（例えば、画像処理、又は取得されたエコーデータのレベルでの分析を使用して）視覚化することと、それが移動するにつれて標的物体の運動の方向を追跡する。追跡、及び任意選択で、カテーテルの遠位端の実際の位置のセンサ表示の使用により、プロセッサが、ロボットアームの調整を容易に提供して、画像を中心に保つことを可能にする。

【0037】

上記の説明は、電子ステアリング及び／又はカテーテル位置ステアリングを使用してセンタリング条件を再度満たすようにＦＯＶを自動的に修正することをカバーしているが、これら２つの技術は、「ＦＯＶを自動的に修正すること」の例である。（例えば、カテーテル内のＭＥＭＳアクチュエータ、又はピエゾアクチュエータなどの任意の他のアクチュエータを使用して）アレイが指す角度を変化させるなど、他の方法も可能である。

【0038】

超音波画像は、典型的にはノイズが多く、追加的に、物体エッジなどの画像内の物体は、ぼやけていることが多い。この問題は、画像化されている血液及び心室の動きのために心臓画像で増強される。本発明のいくつかの実施形態では、プロセッサは、（以下で定義されるように、以下「一致識別」とも呼ばれる）同じ分類を有する画像を有する画像を平均化し、平均画像を表示する。この目的のために、４Ｄカテーテルによって取得される画像が記録され、カテーテルの統合された場所センサからの信号を使用して、プロセッサは、カテーテルの位置及び向きに従って画像を分類する。

【0039】

実施形態では、プロセッサは、場所信号に基づいて、使用される分類である一致するＦＯＶを有する超音波画像のグループを識別する。プロセッサは、グループ内の超音波画像を平均化して、強化画像を生成し、強化画像をユーザに表示する。

【0040】

いくつかの実施形態では、プロセッサは、例えば、ＥＣＧ信号に関して、それらが取得された心位相に従って画像を更に分類し得る。ＥＣＧゲーティングを使用することに関して、任意の所与の心拍中に、カテーテル及び／又は腔壁が比較的静止しているときの期間（例えば、拡張期）があり、そのため、画像取得の速度がこれらの期間中に複数の画像を生成すると仮定すると、これらの期間中に取得された画像は、画像内の著しい運動アーチファクトを引き起こすことなく平均化され得る。

【0041】

他の種類の分類も、例えば、カテーテルの動きなし及び／又は画像内の物体の動きなしで、他の実施形態で使用され得る。取得中のカテーテルの動きレベルに基づく分類は、平均画像内の運動アーチファクトを軽減することができる。

【0042】

一実施形態では、プロセッサは、画像及びそれらの分類をメモリに記憶する。カテーテルが新しい画像を取得するときに、新しい画像は、記憶された画像と同じ方式でプロセッサによって分類され、同じ分類を有する記憶された画像で平均化される。次いで、新たに平均化された画像が表示される。

【0043】

本発明の更に他の実施形態は、複数の２Ｄ超音波画像を使用した３Ｄ心臓体積の撮像に関する。（例えば、１Ｄ超音波アレイを使用して）ファン形状のスライスとして生成される２Ｄ超音波画像は、典型的にはノイズが多い。複数のスライスを生成するために、ファンを回転させることにより、３Ｄ体積も画像化することができるが、結果として生じる３Ｄ画像もノイズが多い。ノイズは、撮像されている血液及び心室の動きのために心臓画像で特に悪い。いくつかの実施形態では、画像は、心臓に導入される、トランスデューサアレイ、典型的には線形アレイを有するカテーテルを使用して取得される。体積の複数の２Ｄファン形状の画像を取得することにより、プロセッサは、３Ｄ心臓体積を画像化する。２Ｄ画像の各々におけるノイズは、ラプラス変換を各画像に適用し、ラプラススペクトルをフィルタリングすることによって低減される（例えば、ラプラス変換のｓドメインにおけるローパスフィルタリングを適用してノイズを除去又は抑制する）。次いで、複数の変換されたノイズ抑制された２Ｄ画像をプロセッサによって組み合わせて、３Ｄ逆画像を形成する。逆ラプラス変換が３Ｄ画像に適用され、変換された３Ｄ画像が表示される。

【0044】

任意選択の実施形態では、カテーテルの場所センサからの場所センサ信号を使用して、プロセッサは、ラプラス変換を実行し、かつ変換されたスライスを組み合わせる前に、複数の取得された超音波スライスを登録する。

【0045】

システムの説明
図１は、本発明の一実施形態による、２Ｄ超音波アレイ５０と、場所センサ５２とを備える遠位端アセンブリ４０を有するカテーテル２１を使用する、カテーテルベースの超音波撮像システム２０の概略描写図である。一体型場所センサ５２は、カテーテル２１の２Ｄアレイ５０と事前に位置合わせされている。

【0046】

具体的には、センサ５２は、器官内の２Ｄ超音波トランスデューサアレイ５２の位置、方向、及び向きを示す信号を出力するように構成されている。システムのプロセッサは、センサによって出力された信号を使用して、２Ｄ超音波トランスデューサアレイ５０によって取得された、複数の超音波画像セクションを互いに位置合わせするように構成されている。

【0047】

見られるように、遠位端アセンブリ４０は、カテーテルのシャフト２２の遠位端に取り付けられている。カテーテル２１は、シース２３を通して、手術台２９上に横たわる患者２８の心臓２６内に挿入される。カテーテル２１の近位端は、制御コンソール２４に接続されている。本明細書に記載の実施形態では、カテーテル２１は、超音波ベースの診断目的で使用されるが、カテーテルは、例えば、先端電極５６を使用して、心臓２６内の組織の電気的感知及び／又はアブレーションなどの治療を行うために更に使用することができる。

【0048】

医師３０は、カテーテルの近位端の近くのマニピュレータ３２を使用してシャフト２２を操作することによって、カテーテル２１の遠位端アセンブリ４０を心臓２６内の標的場所にナビゲートする。

【0049】

一実施形態では、挿入図２５に詳細に示される２Ｄ超音波アレイ５０は、心臓２６の左心房を画像化するように構成されている。記録された画像は、メモリ３７内のプロセッサ３０によって記憶される。

【0050】

挿入図４５に見られるように、超音波アレイ５０は、複数の超音波トランスデューサ５３の２Ｄアレイ５０を含む。挿入図４５は、左心房の肺静脈の心門５４にナビゲートされた超音波アレイ５０を示す。この実施形態では、２Ｄアレイ５０は、３２×６４個のＵＳトランスデューサのアレイである。２Ｄアレイは、心門の内壁のセクションを画像化することができる。一体型場所センサのために、画像化されたセクション内の全てのピクセルの空間座標は、既知である。

【0051】

制御コンソール２４は、プロセッサ３９、典型的には汎用コンピュータであって、超音波トランスデューサ５３を（例えば、超音波ビームをステアリングすることを含むフェーズドアレイ方式で）駆動するため、かつ使用するプロセッサ３９のためのトランスデューサ５３からエコー信号を受信するための、好適なフロントエンド及びインターフェース回路３８を有する、汎用コンピュータを備える。インターフェース回路３８は、カテーテル２１からの信号を受信し、任意選択で、心臓２６内のカテーテル２１を介して治療を提供し、システム２０の他の構成要素を制御するために更に使用される。コンソール２４はまた、磁場発生器３６を駆動するように構成されたドライバ回路３４を備える。

【0052】

心臓２６における遠位端部２２のナビゲーション中に、コンソール２４は、外部磁場発生器３６からの磁場に応じて、場所センサ５２から位置信号及び方向信号を受信する。磁場発生器３６は、患者２８の外部の既知の位置、例えば、患者が横たわっている台２９の下に配置されている。これらの位置信号及び方向信号は、位置追跡システムの座標系における、２Ｄ超音波アレイ５０の位置及び方向を示す。

【0053】

外部磁場を使用する位置及び方向の感知方法は、様々な医療用途で、例えば、Ｂｉｏｓｅｎｓｅ Ｗｅｂｓｔｅｒにより製造されているＣＡＲＴＯ（商標）システムに実装されており、米国特許第６，６１８，６１２号及び同第６，３３２，０８９号、国際公開第９６／０５７６８号、並びに米国特許出願公開第２００２／００６５４５５号、同第２００３／０１２０１５０号、及び同第２００４／００６８１７８号に詳細に記述されており、それらの開示は、全て参照により本明細書に組み込まれる。

【0054】

いくつかの実施形態では、プロセッサ３９は、アレイ５２を「掃引モード」で動作させて、心キャンバー（cardiac camber）の大部分を画像化するように構成され得る。一実施形態では、画像化された心室（例えば、左心房）は、例えば、体積レンダリング５５として、モニタ２７上でプロセッサ３９によって医師３０に提示される。

【0055】

プロセッサ３９は、典型的には、汎用コンピュータを備え、このコンピュータは、本明細書に記載されている機能を実行するソフトウェアでプログラムされている。ソフトウェアは、例えばネットワーク上で、コンピュータに電子形態でダウンロードすることができる。あるいは、代替的に又は追加的に、磁気メモリ、光学メモリ、若しくは電子メモリなどの、非一時的実体的媒体上に提供及び／又は記憶することができる。

【0056】

図１に示される例示的な構成は、単に概念を明確化する目的で選択される。本開示の技法は、他のシステム構成要素及び設定を使用して、同様に適用されることができる。例えば、システム２０は、追加の構成要素を備え、非心臓カテーテル法を実行してもよい。

【0057】

超音波画像センタリング
図２は、本発明の一実施形態による、図１のシステム２０の超音波カテーテル２１の超音波ビームを電子的にステアリングすることによって、超音波画像２４４のセンタリングのための技術の概略描写図である。電子ビームステアリングは、プロセッサ２９によって、カテーテル２１のトランスデューサ５３のフェーズドアレイ５２の駆動信号の位相を変化させることによって行われる。

【0058】

見られるように、３Ｄウェッジ２５０の取得モードは、ウェッジ２５０によって定義されるＦＯＶ２８８内のオブジェクト２６５の位置２７０を捕捉する２Ｄ画像セクション２６０の同時取得を可能にする。場所センサ５２を使用して、超音波ウェッジ２５０の幾何学的形状は、システム２０の場所追跡システムの座標系において定義することができる。

【0059】

上記のように、トランスデューサの２Ｄアレイによって生成された超音波ウェッジ２５０をステアリングすることができる。ウェッジ２５０は、所定の方向及びＦＯＶ２８８を有する超音波ビームである。ウェッジの方向、及び形状は、２Ｄアレイ５０の個々のトランスデューサの位相を調整することによって、限度内で変更され得る。

【0060】

見られるように、プロセッサ３９は、超音波トランスデューサのためのインターフェース回路３８のトランスデューサ位相調整ユニット３８１を介して駆動信号を提供する。プロセッサ３９は、インターフェース回路３８の受信ユニット３８２を介してトランスデューサから受信された信号（例えば、受信されたエコー）を分析し、ウェッジ内の（すなわち、ＦＯＶ２８８内の）（例えば、アブレーションカテーテルの）標的物体２６５の位置を見つける。ユニット３８１を使用すると、プロセッサ３９は、ウェッジをステアリングするための駆動信号の位相を調整し、そのため、画像化されたカテーテル（又は心臓の経中隔領域などの任意の他の標的物体）の位置が、画像化された（２３３）標的物体２６５を示す画像２４４の中心にある。

【0061】

開示された技術は、ＦＯＶ２８８の中心に関心点（例えば、標的物体２６５）を維持することに限定されないことを理解されたい。むしろ、開示された技術は、対象物体２６５をＦＯＶ２８８内の任意の選択された場所に維持するように構成され得る。

【0062】

図３は、本発明の一実施形態による、図１のシステム２０の超音波カテーテル２１を保持するロボットアーム３０３を使用した超音波画像センタリングのための技術の概略描写図である。

【0063】

位相を調整することによるウェッジステアリングの量が不十分とみなされるときに、超音波カテーテル２１はロボット（３０３）に保持される。カテーテルの遠位端は、制御された方式でプロセッサ３９のコマンドによって移動される。カテーテル内の場所センサ５２は、カテーテルの実際の運動を示す信号を伝送する。

【0064】

見られるように、プロセッサ３９は、場所信号受信ユニット３８３から、かつインターフェース回路３８のトランスデューサ信号受信ユニット３８２からそれぞれ場所センサ信号及びトランスデューサ信号を受信する。典型的には、画像２４４に標的物体の画像を中心に保つために、プロセッサは、上記の図２に記載されるように、トランスデューサの位相を最初に変更する。しかしながら、標的物体（２６５）の比較的大きな動きの場合、位相変更は、十分な画像センタリング能力を提供しないことがある。この場合に、プロセッサは、インターフェース回路３８のロボット調整ユニット３０４を使用して、ハンドルを保持するロボットアーム３０３に信号を提供して、ＦＯＶ２８８内の中心に画像を維持する。

【0065】

２Ｄ超音波アレイは３Ｄウェッジ２５０を与え、これにより、プロセッサが（例えば、画像処理、又は取得されたエコーデータのレベルでの分析を使用して）視覚化し、それが移動するにつれて標的物体の運動の方向を追跡することを可能にする。追跡により、プロセッサが、ユニット３８３を介して位置信号によって伝達されるように、カテーテルの実際の場所を使用して、画像２３３を画像２４４の中心に保つために、ロボットアームに調整を容易に提供することを可能にする。

【0066】

例えば、カテーテル２１、ウェッジ２５０、及びエコー信号の飛行時間の幾何学的モデルを使用して、プロセッサ３９は、ロボットアーム３０３に、カテーテル２１を所与の距離で移動させるように命令することができる。センサ５２からの場所信号を使用すると、プロセッサは、オブジェクトをリアルタイムで全体的にセンタリングするように運動の閉ループ制御を達成し、続いてエコー信号を分析することによってＦＯＶ２８８を介してオブジェクト２６５の位置２７０を微調整する。

【0067】

図４は、本発明の一実施形態による、図３のロボットアーム運動及び図２のフェーズドアレイビームステアリングを使用して超音波画像を中心にするための方法を概略的に示す、フローチャートである。プロセスは、超音波（ultrasound、ＵＳ）取得ステップ４０２において、ユニット３８１を使用して、２Ｄアレイ５０に駆動信号を適用することによって、プロセッサ３９によって超音波（ＵＳ）取得を実行することによって始まる。

【0068】

次に、プロセッサ３９は、発見物体位置ステップ４０４において、２Ｄアレイ５０によって取得され、かつユニット３８２を使用して伝送されたエコー信号を分析して、超音波ウェッジ２５０内の物体２６５の位置２７０を見つける。

【0069】

プロセッサは、物体がＦＯＶ２８８から外れるように移動する傾向（任意選択で、画像２４４から外れるようにも見られる）を識別する場合（４０６）、プロセッサは、移動分析ステップ４０８において、運動の方向を分析し、ロボットセンタリングステップ４１０において、ロボットアーム３０３を、ＦＯＶ２８８内に物体２６５を中心にするようにカテーテル２１を動かすように命令する。

【0070】

プロセッサは、物体が事前定義された許容誤差内でＦＯＶ２８８から外れるように移動していないと識別する場合（４０６）、プロセッサ３９は、表示センタリングチェックステップ４１２において、物体２６５が画像２４４内で中心に示されている（２３３）かどうかをチェックする。

【0071】

プロセッサ３９が、オブジェクトが事前定義された許容誤差内で中心にあることを見出す場合、プロセスは、ステップ４０２に戻り、新しいデータを取得する。

【0072】

プロセッサ３９が、オブジェクトが事前定義された許容範囲内で中心にないことを見出す場合、プロセッサ３９は、ユニット３８１を使用して、２Ｄアレイ５０のトランスデューサ５３の駆動信号の位相を調整して、ウェッジ２５０をステアリングし、そのため、表示されたオブジェクトセンタリングステップ４１４において、標的物体２６５が画像２４４の中心にある。

【0073】

図４のフローチャートは、単に概念を分かりやすくする目的で例として提供されるものである。別の例では、プロセッサは、最初にウェッジ２５０をステアリングし、フェーズドアレイステアリングが不十分であるとみなされた場合にのみ、プロセッサがカテーテル２１を移動させるようにロボットアーム３０３に命令する。したがって、例として、プロセッサは、微調整のための電子ステアリングを使用し、粗調整のための機械的ステアリングを使用する。プロセッサは、任意の他の好適な論理を使用し得る。

【0074】

超音波画像の品質を改善する方法
図５は、本発明の一実施形態による、超音波画像平均化のための方法、及び図１のカテーテル２１を使用した画像取得の関連する概略描写図を概略的に示す、フローチャートである。プロセスは、プロセッサ３９が、ＵＳ画像記録ステップ５２２において、カテーテル２１を使用して取得されたＵＳ画像を記録することで始まる。見られるように、画像は、ウェッジ２５０が向けられている心臓壁組織２５４のセクション５０５のものである。

【0075】

この手順は、４Ｄ超音波取得ステップ６０２において、図１に示すようになど、心室内の超音波取得を実行することによって始まる。

【0076】

次に、プロセッサ３９は、ＵＳ画像分類ステップ５２４において、カテーテル位置及び向きに従って、かつＥＣＧを使用して決定された心位相に従って記録された画像を分類（すなわち、識別）する。

【0077】

プロセッサ３９は、新しいＵＳ画像取得ステップ５２６において、ＵＳカテーテルを使用して新しいＵＳ画像を取得する。

【0078】

プロセッサは、新しいＵＳ画像分類ステップ５２８において、画像を分類する。次いで、プロセッサは、画像平均化ステップ５３０において、同じ分類の他の画像と共に画像を平均化して、強化画像を生成する。

【0079】

最後に、プロセッサ３０は、表示ステップ５３２において、モニタ２７上に平均画像を表示する。

【0080】

ステップ５２４において分類された画像及びステップ５２８において分類された新しい画像は、同じカテーテルを使用して取得され得るか、又は異なるカテーテルを使用してまれに取得され得る。

【0081】

図６は、本発明の一実施形態による、超音波画像ノイズ低減のための方法、及び超音波カテーテル６２１の１Ｄアレイ６２５を使用した画像取得の関連する概略描写図を概略的に示す、フローチャートである。

【0082】

１Ｄ超音波アレイ６２１を回転可能に移動させることができ、このようにして、カテーテル６２１は、スライス取得ステップ６２２において、複数のスライス６０６を取得するように回転ファン６５０を生成することができる。

【0083】

プロセッサ３９は、ラプラス変換ステップ６２４において、取得された２Ｄスライスの各々にラプラス変換を適用して、２Ｄスライス６０６の各々の画像ノイズを低減する。

【0084】

次に、プロセッサ３９は、ノイズ抑制ステップ６２５において、例えば、デジタルローパスフィルタリングを使用して、変換されたスライスをスペクトル的にフィルタリングして、変換されたスライス内のノイズを抑制する。

【0085】

スペクトル的にフィルタリングされたスライスは、プロセッサによって、３Ｄのラプラス変換された画像生成ステップ６２６において、３Ｄのラプラス変換された画像を生成するように組み合わせられる。

【0086】

次に、プロセッサは、３Ｄ ＵＳ画像生成ステップ６２８において、より高い次元逆ラプラス変換を適用して、ノイズが少ない実際の３Ｄ ＵＳ画像を生成する。

【0087】

最後に、プロセッサは、３Ｄ ＵＳ画像表示ステップ６３０において、モニタ上に３Ｄ ＵＳ画像を表示する。

【0088】

本明細書に記載されている実施形態は、主に心臓用途に対処しているが、本明細書で説明される方法及びシステムはまた、他の身体器官に使用することができる。例えば、開示された技術は、心臓を視覚化する経食道超音波デバイス（transesophageal ultrasound device、ＴＥＥ）デバイスと共に使用することができる。別の例として、開示された技術は、肺の侵襲性超音波撮像のため、かつ肝臓及び腎臓を視覚化するために使用し得る。

【0089】

したがって、上述の実施形態は、例として引用したものであり、本発明は、上記に具体的に示し、かつ説明したものに限定されないことが理解されよう。むしろ、本発明の範囲は、上記の明細書に説明される様々な特徴の組み合わせ及び部分的組み合わせの両方、並びに前述の説明を読むことで当業者に想到されるであろう、先行技術において開示されていないそれらの変形例及び修正例を含むものである。参照により本特許出願に組み込まれる文献は、これらの組み込まれた文献において、いずれかの用語が本明細書において明示的又は暗示的になされた定義と矛盾する様式で定義される程度まで、本明細書における定義のみを考慮するものとする点を除き、本出願の不可欠な部分とみなすものとする。

【0090】

〔実施の態様〕
（１） 方法であって、
患者の器官内のカテーテル内の超音波トランスデューサのアレイから、事前定義された視野（ＦＯＶ）を有する超音波ビームを放出することと、
前記超音波ビームに応答して、前記アレイにおいてエコー信号を受信することと、
前記ＦＯＶ内の標的物体の位置を推定することと、
前記標的物体の前記推定された位置がセンタリング条件に違反するときに、前記センタリング条件を再度満たすように前記超音波ビームの前記ＦＯＶを自動的に修正することと、を含む、方法。
（２） 前記超音波ビームを放出することが、前記超音波トランスデューサをそれぞれの駆動信号で駆動することを含み、前記ＦＯＶを修正することが、前記駆動信号のうちの１つ又は２つ以上の位相を調整することを含む、実施態様１に記載の方法。
（３） 前記ＦＯＶを修正することが、前記器官に対して前記アレイを自動的に再位置決めすることを含む、実施態様１に記載の方法。
（４） 前記アレイを再位置決めすることが、前記カテーテルの遠位端の場所を前記遠位端に統合された場所センサからの場所信号を使用して推定し、前記推定された場所に基づいて前記遠位端を移動させることを含む、実施態様３に記載の方法。
（５） 前記器官に対して前記アレイを再位置決めすることが、ロボットアームを使用して前記カテーテルのハンドルを制御することを含む、実施態様３に記載の方法。

【0091】

（６） 前記標的物体の前記位置を推定することが、画像処理を使用して、超音波画像内の前記標的物体を識別することを含む、実施態様１に記載の方法。
（７） 方法であって、
カテーテルを使用して超音波画像を取得し、前記カテーテル内の場所センサから対応する場所信号を取得することと、
前記場所信号に基づいて、一致する視野（ＦＯＶ）を有する前記超音波画像のグループを識別することと、
前記グループ内の前記超音波画像を平均化して、強化画像を生成することと、
前記強化画像をユーザに表示することと、を含む、方法。
（８） 前記グループを識別することが、前記ＦＯＶ、及び取得中の前記カテーテルの運動レベルの両方が一致する超音波画像を前記グループに含めることを含む、実施態様７に記載の方法。
（９） 前記超音波画像が、心臓の少なくとも一部分を画像化し、前記グループを識別することが、前記ＦＯＶ、及び取得中の前記心臓の心位相の両方が一致する超音波画像を前記グループに含めることを含む、実施態様７に記載の方法。
（１０） 方法であって、
超音波カテーテルを使用して複数の２次元（２Ｄ）超音波スライスを取得することと、
前記複数の２Ｄ超音波スライスの各々にラプラス変換を適用して、それぞれの２Ｄのラプラス変換されたスライスを生成することと、
前記２Ｄのラプラス変換されたスライス内のノイズを抑制することと、
前記ノイズ抑制されたラプラス変換されたスライスを、逆３次元（３Ｄ）画像に組み合わせることと、
前記逆３Ｄ画像に逆ラプラス変換を適用して、３Ｄのノイズ抑制された超音波画像を生成することと、
前記３Ｄのノイズ抑制された超音波画像をユーザに表示することと、を含む、方法。

【0092】

（１１） 前記２Ｄのラプラス変換されたスライス内の前記ノイズを抑制することが、前記２Ｄのラプラス変換されたスライスにローパスフィルタリングを適用することを含む、実施態様１０に記載の方法。
（１２） 前記ノイズ抑制されたラプラス変換されたスライスを前記逆３Ｄ画像に組み合わせることが、
前記カテーテルの場所センサからの信号を使用して、前記複数の取得された超音波スライス間の位置合わせを実行することと、
前記位置合わせに基づいて、前記ノイズ抑制されたラプラス変換されたスライスを組み合わせることと、を含む、実施態様１０に記載の方法。
（１３） 医療撮像方法であって、
超音波プローブを身体の器官に挿入することであって、前記超音波プローブが、
２次元（２Ｄ）超音波トランスデューサアレイと、
前記器官内の前記２Ｄ超音波トランスデューサアレイの位置及び向きを示す信号を出力するように構成されたセンサと、を備える、挿入することと、
前記センサによって出力された前記信号を使用して、前記２Ｄ超音波トランスデューサによって取得された各３次元（３Ｄ）画像内のボクセル場所を決定することと、
各３Ｄ画像内の前記決定されたボクセル場所を使用して、前記３Ｄ画像を平均化しながらプローブの動きを補償することと、
前記平均化された３Ｄ画像を使用して、前記器官の少なくとも一部分のボクセル場所補償されたレンダリングを形成することと、
前記補償されたレンダリングをユーザに提示することと、を含む、医療撮像方法。
（１４） システムであって、
患者の器官内のカテーテル内の超音波トランスデューサのアレイであって、前記アレイが、事前定義された視野（ＦＯＶ）を有する超音波ビームを放出し、かつ前記超音波ビームに応答してエコー信号を受信するように構成されている、アレイと、
プロセッサであって、
前記ＦＯＶ内の標的物体の位置を推定することと、
前記標的物体の前記推定された位置がセンタリング条件に違反するときに、前記センタリング条件を再度満たすように前記超音波ビームの前記ＦＯＶを自動的に修正することと、を行うように構成されている、プロセッサと、を備える、システム。
（１５） 前記アレイが、前記超音波トランスデューサをそれぞれの駆動信号で駆動することによって前記超音波ビームを放出するように構成されており、前記プロセッサが、前記駆動信号のうちの１つ又は２つ以上の位相を調整することによって前記ＦＯＶを修正するように構成されている、実施態様１４に記載のシステム。

【0093】

（１６） 前記プロセッサが、前記器官に対して前記アレイを自動的に再位置決めすることによって、前記ＦＯＶを修正するように構成されている、実施態様１４に記載のシステム。
（１７） 前記プロセッサが、前記カテーテルの遠位端の場所を前記遠位端に統合された場所センサからの場所信号を使用して推定し、前記推定された場所に基づいて前記遠位端を移動させることによって、前記アレイを再位置決めするように構成されている、実施態様１６に記載のシステム。
（１８） 前記プロセッサが、ロボットアームを使用して前記カテーテルのハンドルを制御することによって、前記器官に対して前記アレイを再位置決めするように構成されている、実施態様１６に記載のシステム。
（１９） 前記プロセッサが、画像処理を使用して、超音波画像内の前記標的物体を識別することによって、前記標的物体の前記位置を推定するように構成されている、実施態様１４に記載のシステム。
（２０） システムであって、
カテーテルであって、超音波画像を取得し、前記カテーテル内の場所センサから対応する場所信号を取得するように構成された、カテーテルと、
プロセッサであって、
前記場所信号に基づいて、一致する視野（ＦＯＶ）を有する前記超音波画像のグループを識別することと、
前記グループ内の前記超音波画像を平均化して、強化画像を生成することと、
前記強化画像をユーザに表示することと、を行うように構成されている、プロセッサと、を備える、システム。

【0094】

（２１） 前記プロセッサが、前記ＦＯＶ、及び取得中の前記カテーテルの運動レベルの両方が一致する超音波画像を前記グループに含めることによって前記グループを識別するように構成されている、実施態様２０に記載のシステム。
（２２） 前記超音波画像が、心臓の少なくとも一部分を画像化し、前記プロセッサが、前記ＦＯＶ、及び取得中の前記心臓の心位相の両方が一致する超音波画像を前記グループに含めることによって前記グループを識別するように構成されている、実施態様２０に記載のシステム。
（２３） システムであって、
複数の２次元（２Ｄ）超音波スライスを取得するように構成された超音波カテーテルと、
プロセッサであって、
前記複数の２Ｄ超音波スライスの各々にラプラス変換を適用して、それぞれの２Ｄのラプラス変換されたスライスを生成することと、
前記２Ｄのラプラス変換されたスライス内のノイズを抑制することと、
前記ノイズ抑制されたラプラス変換されたスライスを、逆３次元（３Ｄ）画像に組み合わせることと、
前記逆３Ｄ画像に逆ラプラス変換を適用して、３Ｄのノイズ抑制された超音波画像を生成することと、
前記３Ｄのノイズ抑制された超音波画像をユーザに表示することと、を行うように構成されている、プロセッサと、を備える、システム。
（２４） 前記プロセッサが、前記２Ｄのラプラス変換されたスライスにローパスフィルタリングを適用することによって前記２Ｄのラプラス変換されたスライス内の前記ノイズを抑制するように構成されている、実施態様２３に記載のシステム。
（２５） 前記プロセッサが、
前記カテーテルの場所センサからの信号を使用して、前記複数の取得された超音波スライス間の位置合わせを実行することと、
前記位置合わせに基づいて、前記ノイズ抑制されたラプラス変換されたスライスを組み合わせることと、
によって、前記ノイズ抑制されたラプラス変換されたスライスを前記逆３Ｄ画像に組み合わせるように構成されている、実施態様２３に記載のシステム。

【0095】

（２６） 医療撮像システムであって、
身体の器官に挿入するための超音波プローブであって、
２次元（２Ｄ）超音波トランスデューサアレイと、
前記器官内の前記２Ｄ超音波トランスデューサアレイの位置及び向きを示す信号を出力するように構成されたセンサと、を含む、超音波プローブと、
プロセッサであって、
前記センサによって出力された前記信号を使用して、前記２Ｄ超音波トランスデューサによって取得された各３次元（３Ｄ）画像内のボクセル場所を決定することと、
各３Ｄ画像内の前記決定されたボクセル場所を使用して、前記３Ｄ画像を平均化しながらプローブの動きを補償することと、
前記平均化された３Ｄ画像を使用して、前記器官の少なくとも一部分のボクセル場所補償されたレンダリングを形成することと、
前記補償されたレンダリングをユーザに提示することと、を行うように構成されている、プロセッサと、を備える、医療撮像システム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【外国語明細書】