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(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】P2024098501
(43)【公開日】2024-07-23
(54)【発明の名称】エラストグラフィデバイスおよび方法
(51)【国際特許分類】
A61B 8/08 20060101AFI20240716BHJP
【ＦＩ】
A61B8/08
【審査請求】未請求
【請求項の数】19
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024001052
(22)【出願日】2024-01-09
(31)【優先権主張番号】23305032
(32)【優先日】2023-01-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(31)【優先権主張番号】18/152,516
(32)【優先日】2023-01-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】520180611
【氏名又は名称】エコセンス
(74)【代理人】
【識別番号】110001173
【氏名又は名称】弁理士法人川口國際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】サンドラン，ローラン
(72)【発明者】
【氏名】オーディエール，ステファーヌ
【テーマコード（参考）】
4C601
【Ｆターム（参考）】
4C601DD19
4C601DD23
4C601EE09
4C601HH04
(57)【要約】
【課題】エラストグラフィデバイスおよびエラストグラフィ方法を提供すること。
【解決手段】本発明は、被験者の身体の領域の機械的特性の時間に伴う変動を表す信号を得るためのエラストグラフィデバイスに関し、身体の領域は肝臓または脾臓であり、エラストグラフィデバイスは、少なくとも毎秒４回の測定の繰返し率で、少なくとも１秒の持続時間にわたって、機械的特性の測定値を決定するように適合された電子ユニットを備え、機械的特性の各測定値がそれぞれの時間に関連付けられ、機械的特性の時間に伴う変動を表す信号が、決定した機械的特性の複数の測定値を含む。
【選択図】図８
【解決手段】本発明は、被験者の身体の領域の機械的特性の時間に伴う変動を表す信号を得るためのエラストグラフィデバイスに関し、身体の領域は肝臓または脾臓であり、エラストグラフィデバイスは、少なくとも毎秒４回の測定の繰返し率で、少なくとも１秒の持続時間にわたって、機械的特性の測定値を決定するように適合された電子ユニットを備え、機械的特性の各測定値がそれぞれの時間に関連付けられ、機械的特性の時間に伴う変動を表す信号が、決定した機械的特性の複数の測定値を含む。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被験者の身体の領域（８０）の機械的特性の時間に伴う変動を表す信号を得る（８４０）ためのエラストグラフィデバイス（１）であって、身体の領域（８０）が肝臓または脾臓であり、エラストグラフィデバイス（１）が、少なくとも毎秒４回の測定の繰返し率で、少なくとも１秒の持続時間にわたって、機械的特性の測定値を決定する（８３０）ように適合された電子ユニット（１０）を備え、機械的特性の各測定値がそれぞれの時間に関連付けられ、機械的特性の時間に伴う変動を表す信号が、決定した機械的特性の複数の測定値を含む、エラストグラフィデバイス（１）。
【請求項2】
被験者の身体に（８）に対して適用される突起部分（４）と、少なくとも１つの超音波変換器（６）とを備えるプローブ（２）
を備え、
機械的特性の測定値のそれぞれを決定する（８３０）ために、電子ユニット（１０）が、
突起部分（４）を介して、被験者の身体に過渡的な低周波数機械パルスを送達し、
前記機械パルスの送達時に、超音波パルス（ＵＳＰ）のシーケンスを放射するように超音波変換器（６）を制御し、機械パルス（ＭＰ）によって誘起された低周波数弾性波がどのように被験者の身体（８）の領域（８０）を通じて伝搬するかを追跡するために、超音波変換器（６）によって、応答において受信したエコー信号を取得し、
低周波数弾性波伝搬に関する機械的特性のそれぞれの測定値を決定する
ように適合される、請求項１に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
を備え、
機械的特性の測定値のそれぞれを決定する（８３０）ために、電子ユニット（１０）が、
突起部分（４）を介して、被験者の身体に過渡的な低周波数機械パルスを送達し、
前記機械パルスの送達時に、超音波パルス（ＵＳＰ）のシーケンスを放射するように超音波変換器（６）を制御し、機械パルス（ＭＰ）によって誘起された低周波数弾性波がどのように被験者の身体（８）の領域（８０）を通じて伝搬するかを追跡するために、超音波変換器（６）によって、応答において受信したエコー信号を取得し、
低周波数弾性波伝搬に関する機械的特性のそれぞれの測定値を決定する
ように適合される、請求項１に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
【請求項3】
プローブ（２）が、プローブの突起部分（４）を移動させるように構成された低周波数バイブレータ（５）をさらに備え、
過渡的な低周波数機械パルス（ＭＰ）の送達が、
電子ユニット（１０）により、被験者の身体に前記過渡的な低周波数機械パルス（ＭＰ）を送達するように低周波数バイブレータ（５）を制御すること
を含む、請求項２に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
過渡的な低周波数機械パルス（ＭＰ）の送達が、
電子ユニット（１０）により、被験者の身体に前記過渡的な低周波数機械パルス（ＭＰ）を送達するように低周波数バイブレータ（５）を制御すること
を含む、請求項２に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
【請求項4】
機械的特性の各測定値に関連付けられるそれぞれの時間が、測定値が決定される時間に対応する、請求項１から３のいずれか一項に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
【請求項5】
測定値の決定の持続時間が少なくとも３秒である、請求項１から４のいずれか一項に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
【請求項6】
身体の領域（８０）が被験者の肝臓であり、肝臓で誘起される機械パルス（ＭＰ）の中心周波数が、１０Ｈｚから５００Ｈｚの間である、請求項２と組み合わせた、請求項１から５のいずれか一項に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
【請求項7】
電子ユニット（１０）が、放射された超音波パルスのうちの１つ以上について、
超音波パルスの放射をシフトする、放射時の時間オフセットδｔＴＸ、および／または
前記放射された超音波パルスに応答して取得されたエコー信号をシフトする、受信時の時間オフセットδｔＲＸ
を生成するようにさらに構成され、
超音波パルス（ＵＳＰ）の前記シーケンス（Ｓ）中に生じる超音波変換器（６）の変位によって引き起こされた、取得された他のエコー信号に対する前記エコー信号の時間シフトを補償するようにし、
放射時の時間オフセットδｔＴＸおよび／または受信時の時間オフセットδｔＲＸが、それらの差が２．ｄ／ｖｕｓ＋Ｃに等しくなるように調節され、ｄが基準位置に対するプローブの変位であり、ｖｕｓが身体の領域（８０）内の超音波の速度であり、Ｃが定数である、請求項３と組み合わせた、請求項１から６のいずれか一項に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
超音波パルスの放射をシフトする、放射時の時間オフセットδｔＴＸ、および／または
前記放射された超音波パルスに応答して取得されたエコー信号をシフトする、受信時の時間オフセットδｔＲＸ
を生成するようにさらに構成され、
超音波パルス（ＵＳＰ）の前記シーケンス（Ｓ）中に生じる超音波変換器（６）の変位によって引き起こされた、取得された他のエコー信号に対する前記エコー信号の時間シフトを補償するようにし、
放射時の時間オフセットδｔＴＸおよび／または受信時の時間オフセットδｔＲＸが、それらの差が２．ｄ／ｖｕｓ＋Ｃに等しくなるように調節され、ｄが基準位置に対するプローブの変位であり、ｖｕｓが身体の領域（８０）内の超音波の速度であり、Ｃが定数である、請求項３と組み合わせた、請求項１から６のいずれか一項に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
【請求項8】
電子ユニット（１０）が、得られた信号から、機械的特性に関する少なくとも１つの特徴を決定する（８６０）ようにさらに適合される、請求項１から７のいずれか一項に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
【請求項9】
前記少なくとも１つの特徴が、得られた信号の、最大値、最小値、平均値、標準偏差、および／または百分位数の関数である、請求項８に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
【請求項10】
電子ユニット（１０）が、被験者が呼吸を止めているか否かを示す呼吸停止インディケータを決定する（８１０）ようにさらに適合される、請求項１から９のいずれか一項に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
【請求項11】
呼吸停止インディケータが、連続する超音波信号を放射することと、前記超音波信号の放射に応答してそれぞれのエコー信号を受信することと、受信したエコー信号のうちの連続するエコー信号の間の相関係数を計算することと、計算した相関係数を事前定義されたしきい値と比較することとによって決定される、請求項１０に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
【請求項12】
電子ユニット（１０）が、被験者が呼吸を止めていることを呼吸停止インディケータが示すとき、測定値の決定をトリガする（８２０）ように適合される、請求項１０または１１に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
【請求項13】
得られた信号の一部分が、被験者が呼吸を止めている間に決定された測定値を含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
【請求項14】
電子ユニット（１０）が、信号の前記一部分の少なくとも１つのスペクトル特性を得るように、得られた信号の前記一部分のスペクトル解析を行うようにさらに適合され、
電子ユニット（１０）が、機械的特性に関する少なくとも１つの特徴を決定する（８６０）ようにさらに適合され、前記少なくとも１つの特徴が、得られた少なくとも１つのスペクトル特性の関数である、請求項１３に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
電子ユニット（１０）が、機械的特性に関する少なくとも１つの特徴を決定する（８６０）ようにさらに適合され、前記少なくとも１つの特徴が、得られた少なくとも１つのスペクトル特性の関数である、請求項１３に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
【請求項15】
得られた信号の前記一部分が第１の時間間隔に対応し、電子ユニット（１０）が、
被験者の心電図を受信し、心電図の一部分が第２の時間間隔に対応し、前記第１の時間間隔と第２の時間間隔が時間的に重複しており、
得られた信号の一部分を表す曲線と、心電図の一部分を表す曲線とを共に表示するようにディスプレイデバイスを制御する
ようにさらに適合される、請求項１３または１４に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
被験者の心電図を受信し、心電図の一部分が第２の時間間隔に対応し、前記第１の時間間隔と第２の時間間隔が時間的に重複しており、
得られた信号の一部分を表す曲線と、心電図の一部分を表す曲線とを共に表示するようにディスプレイデバイスを制御する
ようにさらに適合される、請求項１３または１４に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
【請求項16】
電子ユニット（１０）が、得られた信号の前記一部分から、得られた信号の一部分に対応する時間間隔の間の被験者の中心静脈圧の時間に伴う変動に関する情報を決定するようにさらに適合される、請求項１３から１５のいずれか一項に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
【請求項17】
前記情報が、被験者の中心静脈圧の経時的なドリフトに対する少なくとも１つのインディケータを含む、請求項１６に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
【請求項18】
電子ユニット（１０）が、決定した情報に基づいて、被験者の可能性のある心血管病理に対するアラートを発するようにさらに適合される、請求項１６または１７に記載のエラストグラフィデバイス（１）。
【請求項19】
被験者の身体の領域（８０）の機械的特性の時間に伴う変動を表す信号を得る（８４０）ためのエラストグラフィデバイス（１）によって実装されるエラストグラフィ方法であって、身体の領域（８０）が肝臓または脾臓であり、方法は、
少なくとも毎秒４回の測定の繰返し率で、少なくとも１秒の持続時間にわたって、機械的特性の測定値を決定すること（８３０）であって、機械的特性の各測定値がそれぞれの時間に関連付けられる、こと（８３０）
を含み、
機械的特性の時間に伴う変動を表す信号が、決定した機械的特性の複数の測定値を含む、方法。
少なくとも毎秒４回の測定の繰返し率で、少なくとも１秒の持続時間にわたって、機械的特性の測定値を決定すること（８３０）であって、機械的特性の各測定値がそれぞれの時間に関連付けられる、こと（８３０）
を含み、
機械的特性の時間に伴う変動を表す信号が、決定した機械的特性の複数の測定値を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はエラストグラフィ、たとえば肝エラストグラフィの分野に関する。より詳細には、本発明は、被験者の肝硬度の経時的な変動を正確に決定するためのエラストグラフィデバイスおよびエラストグラフィ方法に関する。
【背景技術】
【0002】
肝硬度（ＬＳ）の測定は、医療従事者が肝疾患または損傷を検出し、または特徴付け、より一般には被験者の肝臓の状態を監視するのを助けるのに非常に有用なツールであることが示されている。
【0003】
基本的には、肝硬度測定値（ＬＳＭ）のための２つの種類のエラストグラフィデバイスがある：たとえば（たとえば、「Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｐｒｏｂｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｎ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ－Ｂａｓｅｄ Ｓｈｅａｒ Ｗａｖｅ Ｅｌａｓｔｏｇｒａｐｈｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｉｖｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｃｏｍｂ－Ｐｕｓｈ ２－Ｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、Ｂｙｅｎｆｅｌｄｔ、Ｍａｒｉｅ他、Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｙ、Ｖｏｌｕｍｅ ４５、Ｉｓｓｕｅ ２、４１１－４２８で詳述されているような）せん断波エラストグラフィ、ＳＷＥを使用して硬度の画像からＬＳＭを導出する撮像デバイス、およびＦｉｂｒｏＳｃａｎ（Ｒ）システムなどの、振動制御トランジェントエラストグラフィ（以下ではＶＣＴＥと呼ぶ）に基づくデバイス。
【0004】
ＦｉｂｒｏＳｃａｎ（Ｒ）システムでは、オペレータが、やや小さい（通常は、５から１０ｍｍの間に含まれる）直径を有するプローブの先端を、被験者の肝臓の予期されるエリアの正面に、被験者の身体と接触して配置する。次いで、オペレータは、ボタンを押して、プローブの先端に、被験者に対して過渡的な低周波数機械パルス（このパルスのスペクトルの中心は、通常は１０から５００ヘルツの間に含まれる周波数となる）を送達させる。このパルスは、被験者の身体内を進む弾性波を生成する。次いで、被験者の身体と接触するプローブの先端に取り付けられた超音波変換器が、いくつかの超音波ショットを、高い繰返し率、たとえば６キロヘルツで組織内に放射する。放射された相異なる超音波ショットの後方散乱に対応するエコー信号がプローブによって取得されて、通過する弾性波によって引き起こされた組織のわずかな移動が追跡される。追跡は、連続するエコー信号に適用される相関技法を使用して行われる。検出された移動により、「エラストグラム」と呼ばれることのある（「ひずみマップ」または「変位」または「せん断波伝搬マップ」とも呼ばれる）、組織変形を示す弾性波伝搬画像を、深さｚと時間ｔの両方の関数として合成することが可能となる。エラストグラムの一例が図１に表されている。
【0005】
プローブの先端によって送達される機械パルスは、せん断波と圧縮波の両方を生成する。言い換えれば、前述の弾性波は、せん断波と圧縮波を組み合わせる。これらの２つの波は非常に異なる伝搬速度を有し、機械的励起の過渡的性質のおかげで、容易に時間的に分離され、弾性波伝搬画像内で識別され得る。たとえば、図１を参照すると、この図は弾性波伝搬画像１０５を示す。図１では、圧縮波が参照符号１０５Ｃによって識別されると共に、ずっと低速なせん断波が参照符号１０５Ｓによって識別される。図１には、肝臓が一般に位置する患者の皮膚の下の深さに対応する、２５ｍｍおよび６５ｍｍの２つの破線によって縁取られる関心領域（ＲＯＩ）も示されている。したがって、この弾性波伝搬画像は、特徴付けるべき組織内のせん断波の伝搬速度を精密に決定するために使用され得、伝搬速度からこの組織の硬度が導出され得る。次いで、これらの硬度結果がオペレータに提供される。
【0006】
ＶＣＴＥベースのエラストグラフィデバイスは通常、オペレータが測定をトリガする相異なる時点で収集された肝硬度（または身体の他の一部分、システムは肝臓の状態の評価に限定されない）のいくつかの測定値を提供する。次いで、これらのいくつかの測定値から、ＬＳＭを表す固有の値が、関心領域（ＲＯＩ）位置決めに基づいて、および／または相異なる時点で、画像内で収集された測定値の平均（平均値または中央値）として提供される。
【0007】
一般には、肝硬度の信頼できる測定値を得るために、製造業者は、上記で詳述したように肝硬度の一連の１０回の測定値を得て、これらの測定値から最終的な肝硬度測定値を計算することを推奨している。たとえば、最終的な測定値は、一連の測定値の平均値または中央値に対応する。したがって、一連の測定値の各測定値は、それぞれの時間にオペレータによって（たとえば、ボタンを押して過渡的な変位を生成することによって）トリガされる。
【0008】
この技術がうまく機能し、非常に満足の行く結果を提供する場合であっても、一連の測定値のうちの測定値の変動があり、変動はかなり大きいことがあることが知られている。そのような変動は、たとえば、ｔｈｅ ｌｉｖｅｒ ｍｅｅｔｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｉｖｅｒ ｉｎ ２０２２の間に発表された、Ｔｈｅｏｄｏｒｅ Ｔ． Ｐｉｅｒｃｅ他によるポスタ「Ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ－ｂａｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ａｓｓｅｓｓ ｌｉｖｅｒ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｉｎ ＮＡＦＬＤ」で述べられている。この変動は、現在まで主に、測定を実施する条件（被験者の位置、プローブの傾き、肝臓の移動など）と、被験者の呼吸周期とに帰せられてきたが、本発明の発明者らは、他の要因がこの変動を説明し得るかどうか、およびそのような要因が被験者の肝硬度の評価でどのように考慮され得るかを調査した。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0009】
【非特許文献1】「Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｐｒｏｂｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｎ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ－Ｂａｓｅｄ Ｓｈｅａｒ Ｗａｖｅ Ｅｌａｓｔｏｇｒａｐｈｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｉｖｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｃｏｍｂ－Ｐｕｓｈ ２－Ｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、Ｂｙｅｎｆｅｌｄｔ、Ｍａｒｉｅ他、Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｙ、Ｖｏｌｕｍｅ ４５、Ｉｓｓｕｅ ２、４１１－４２８
【非特許文献2】ポスタ「Ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ－ｂａｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ａｓｓｅｓｓ ｌｉｖｅｒ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｉｎ ＮＡＦＬＤ」、Ｔｈｅｏｄｏｒｅ Ｔ． Ｐｉｅｒｃｅ他、ｔｈｅ ｌｉｖｅｒ ｍｅｅｔｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｉｖｅｒ ｉｎ ２０２２
【非特許文献3】Ｔａｎｉｇｕｃｈｉ他、「Ｕｓｅｆｕｌｎｅｓｓ ｏｆ Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｅｌａｓｔｏｇｒａｐｈｙ ｆｏｒ Ｎｏｎｉｎｖａｓｉｖｅ ａｎｄ Ｒｅｌｉａｂｌｅ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｉｇｈｔ－Ｓｉｄｅｄ Ｆｉｌｌｉｎｇ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎ Ｈｅａｒｔ Ｆａｉｌｕｒｅ」、Ａｍ． Ｊ． Ｃａｒｄｉｏｌ．、２０１４、１１３（３）：５５２－８頁
【非特許文献4】Ｈｓｕ他、「Ｈｅｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｈｅａｒｔ Ｆａｉｌｕｒｅ Ｃｌｉｎｉｃｉａｎ： Ａ Ｓｔａｔｅ－ｏｆ－ｔｈｅ－Ａｒｔ Ｒｅｖｉｅｗ」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃａｒｄｉａｃ Ｆａｉｌｕｒｅ （２０２１）
【非特許文献5】Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｉｖｅｒ．「ＥＡＳＬ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｐｒａｃｔｉｃｅ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｏｎ ｎｏｎ－ｉｎｖａｓｉｖｅ ｔｅｓｔｓ ｆｏｒ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｖｅｒ ｄｉｓｅａｓｅ ｓｅｖｅｒｉｔｙ ａｎｄ ｐｒｏｇｎｏｓｉｓ－２０２１ ｕｐｄａｔｅ．」Ｊ Ｈｅｐａｔｏｌ、ｖｏｌ．７５、ｎ°３、６５９－６８９頁
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一態様は、被験者の身体の領域の機械的特性の時間に伴う変動を表す信号を得るためのエラストグラフィデバイスに関し、身体の領域は肝臓または脾臓である。エラストグラフィデバイスは、少なくとも毎秒４回の測定の繰返し率で、少なくとも１秒の持続時間にわたって、機械的特性の測定値を決定するように適合された電子ユニットを備え得、機械的特性の各測定値がそれぞれの時間に関連付けられ、機械的特性の時間に伴う変動を表す信号が、決定した機械的特性の複数の測定値を含む。
【0011】
「機械的特性」とは、１つ以上の機械的応力がかけられたときの人体の領域の挙動に関する任意の物理的性質またはパラメータを意味する。たとえば、機械的特性は、硬度、弾性、ヤング率、せん断弾性率、せん断波速度、粘弾性、粘性などの従来の量であり得る。機械的特性はまた、これらの物理的性質またはパラメータのうちの１つ以上から導出された任意の値であり得る。
【0012】
以下では、硬度に対して特定の参照が行われるが、本発明の態様は他の機械的特性に当てはまる。さらに、身体の領域として肝臓に対して特定の参照が行われるが、本発明の態様は、脳などの身体の他の領域に当てはまり得る。
【0013】
「繰返し率」とは、単位時間で行われる測定数を意味する。「持続時間」とは、測定が取得される時間間隔を意味する。
【0014】
以下で詳述するように、被験者の肝臓の領域の硬度が、人が考えるだろうのとは逆に一定の値ではなく、経時的に変動することを本発明者らは実証した。具体的には、中心静脈圧の経時的な変動が、肝臓の硬度の測定値で発見され得ることを発見した。言い換えれば、肝臓の硬度は、その値が経時的に、具体的には心周期の間に変動する関数である。したがって、弾性信号（および、たとえば１秒のオーダーの短期間にわたるその変動）を得ることが重要な医学的価値を有し、それにより、硬度に関するあるインディケータ（たとえば、信号の中央値）をずっと精密な方法で決定することが可能となる。
【0015】
現在まで、本発明者らの知識では、このようにして硬度を研究することを考えた人はいない。エラストグラフィの従来の方法はすべて、弾性の点測定値の取得に基づき、点測定値間の時間間隔が大き過ぎる（一般には１秒以上）ので、短期間にわたる硬度の変動を視覚化することは不可能である。
【0016】
従来のエラストグラフィ技法とは異なり、本発明の一態様は、そのような変動を観測することができるように十分に高い繰返し率（少なくとも毎秒４回の測定）で測定値を取得することを提案する。これらの測定値は、経時的な硬度信号Ｅ（ｔ）のサンプルに対応する。したがって、各測定値Ｅｋがそれぞれの時間ｔｋに関連付けられ、信号Ｅ（ｔ）が測定値Ｅｋ＝Ｅ（ｔｋ）から構築され得る。
【0017】
構築された信号の精度を増加させるために、一実施形態では、より短い時間で、すなわちより高い繰返し率で、たとえば少なくとも毎秒５回の測定（たとえば毎秒５、６、７、８、９、１０回の測定）または毎秒１０回超の測定で測定値が取得され得る。繰返し率が高いほど、より正確に信号の変動が取り込まれるが、実装すべき計算資源が多くなる。
【0018】
測定値は、人間の心周期の平均持続時間に対応する、少なくとも１秒の持続時間にわたって取得される。したがって、心周期にわたる硬度の変動が、得られた信号で観測され得る。１秒超の持続時間が使用され得ることを理解されよう。
【0019】
エラストグラフィデバイスが十分な繰返し率で測定を行うように構成されるとすぐに、本発明の態様が任意のエラストグラフィ技法の一一部分として実装され得ることに留意されたい。
【0020】
具体的には、本発明の一態様は、ＡＲＦＩ（音響放射力インパルス）、ＳＷＥ（せん断波エラストグラフィ）、またはＶＣＴＥ（振動制御トランジェントエラストグラフィ）を含むトランジェントエラストグラフィ技法のコンテキストで実装され得る。したがって、１つまたはいくつかの実施形態では、エラストグラフィデバイスは：
－ 被験者の身体に対して適用される突起部分と、少なくとも１つの超音波変換器とを備えるプローブ
を備え得、
機械的特性の測定値のそれぞれを決定するために、電子ユニットが：
－ 突起部分を介して、被験者の身体に過渡的な低周波数機械パルスを送達し；
－ 前記機械パルスの送達時に、超音波パルスのシーケンスを放射するように超音波変換器を制御し、機械パルスによって誘起された低周波数弾性波がどのように被験者の身体の領域を通じて伝搬するかを追跡するために、超音波変換器によって、応答において受信したエコー信号を取得し；
－ 低周波数弾性波伝搬に関する機械的特性のそれぞれの測定値を決定する
ように構成され得る。
－ 被験者の身体に対して適用される突起部分と、少なくとも１つの超音波変換器とを備えるプローブ
を備え得、
機械的特性の測定値のそれぞれを決定するために、電子ユニットが：
－ 突起部分を介して、被験者の身体に過渡的な低周波数機械パルスを送達し；
－ 前記機械パルスの送達時に、超音波パルスのシーケンスを放射するように超音波変換器を制御し、機械パルスによって誘起された低周波数弾性波がどのように被験者の身体の領域を通じて伝搬するかを追跡するために、超音波変換器によって、応答において受信したエコー信号を取得し；
－ 低周波数弾性波伝搬に関する機械的特性のそれぞれの測定値を決定する
ように構成され得る。
【0021】
具体的には、エラストグラフィデバイスはＶＣＴＥデバイスであり得る。このケースでは、プローブは、プローブの突起部分を移動させるように構成された低周波数バイブレータをさらに備え得、過渡的な低周波数機械パルスの送達は：
－ 電子ユニットにより、被験者の身体に前記過渡的な低周波数機械パルスを送達するように低周波数バイブレータを制御すること
を含み得る
－ 電子ユニットにより、被験者の身体に前記過渡的な低周波数機械パルスを送達するように低周波数バイブレータを制御すること
を含み得る
【0022】
「過渡的パルス」とは、一時的な機械的振動を意味する。アクティブ時間であるパルスの持続時間は、その間に（ＶＣＴＥデバイスのケースではバイブレータによって誘起される）突起部分のかなりの運動があり、アクティブ時間であるパルスの持続時間の後にダウン時間が続き、ダウン時間の間には突起部分の運動が全くない、またはほぼない。運動がほぼないとは、たとえば、このダウン時間の間、バイブレータによって誘起され得る突起部分の変位が、突起部分のピーク変位の１／１０未満、さらには１／２０未満のままであることを意味する。前述の過渡的パルスの間、パルスのアクティブ時間をこのアクティブ時間と続くダウン時間の和で割ったものに等しい作動率は、通常は５０％未満、さらには２０％未満である。ダウン時間は、アクティブ時間の終わりと、突起部分の後続の著しい運動（たとえば、後続の過渡的な機械パルスに対応する）がある場合のその運動との間の持続時間である。
【0023】
低周波数パルスとは、パルスの中心周波数が５００Ｈｚ未満、さらには２５０Ｈｚ未満であることを意味する。パルスの中心周波数は、たとえば、そのパルスに対応する変位または変位の速度のスペクトルの平均または中央値周波数、あるいはこのスペクトルのメインピークのピーク周波数、あるいはスペクトルの－３ｄＢまたは－６ｄＢ遮断周波数の平均値である。
【0024】
１つ以上の実施形態では、エラストグラフィデバイスがＶＣＴＥデバイスであるとき、低周波数バイブレータによって誘起されるプローブの突起部分の変位のピーク・トゥ・ピーク振幅は、０．２から１０ｍｍの間、たとえば０．５から２ｍｍの間であり得る。
【0025】
１つ以上の実施形態では、エラストグラフィデバイス電子ユニットは、得られた信号の少なくとも一部分を表す曲線を表示するようにディスプレイデバイスを制御するように構成され得る。
【0026】
医療従事者は、この曲線を使用して、被験者の機械的特性を解析し、彼の診断を導き得る。
【0027】
１つ以上の実施形態では、機械的特性の各測定値に関連付けられるそれぞれの時間は、測定値が決定される時間に対応する。
【0028】
代替として、測定値が機械パルスの放射から得られるとき、測定値に関連付けられるそれぞれの時間は、対応する機械パルスが送達される時間であり得る。他の実施形態も可能である。
【0029】
１つ以上の実施形態では、測定値の決定の持続時間は少なくとも３秒であり得る。
【0030】
有利なことに、３秒の持続時間は、ほぼすべての被験者にとって、少なくとも２つの心周期の間の機械的特性の変動を取り込むことを保証する（人口の大部分について、心周期は０．７から１．５秒の間にわたって持続する）。しかしながら、より長い持続時間、たとえば５秒、１０秒、または１０秒超が使用され得ることを理解されよう。
【0031】
１つ以上の実施形態では、身体の領域は被験者の肝臓であり得、肝臓で誘起される機械パルス（ＭＰ）の中心周波数は、１０Ｈｚから５００Ｈｚの間であり得る。
【0032】
本発明の態様は、肝臓の特徴付けに限定されず、身体の他の一部分、たとえば脳に拡張され得る。
【0033】
信号Ｅ（ｔ）の取得は、計算の観点からはチャレンジングであり得ることに留意されたい。実際に、心周期は通常は約１秒持続するので、信号Ｅ（ｔ）の取得は、毎秒数回のＬＳＭ値のオンザフライ決定（たとえば少なくとも毎秒４回の測定）を伴い、したがってそれぞれの対応する一連のエコーのオンザフライ処理を伴う、そのような処理を行うために、電子ユニットは、たとえば２つのプロセッサを備え得る：
－ 相関技法を使用して取得されたエコー信号を処理して、組織ひずみ、またはより一般には組織運動パラメータを（時間および深さの関数として）決定するための、ＦＰＧＡ（「フィールドプログラマブルゲートアレイ」）などの第１の専用プロセッサ、および
－ 第２の汎用プロセッサ。
－ 相関技法を使用して取得されたエコー信号を処理して、組織ひずみ、またはより一般には組織運動パラメータを（時間および深さの関数として）決定するための、ＦＰＧＡ（「フィールドプログラマブルゲートアレイ」）などの第１の専用プロセッサ、および
－ 第２の汎用プロセッサ。
【0034】
このアーキテクチャは、具体的には、第１のプロセッサによって達成される（前）処理が汎用プロセッサに送るべきデータの量をかなり（通常は１０分の１、さらにはそれ以上）減らし、したがって対応する伝送時間を削減するので、エコー信号の処理を特に加速する。実際には、この伝送時間は、エコー信号の処理全体のうちの最も時間を限定するステップであることが多い。
【0035】
それでも、そのような専用プロセッサで相関技法を実装すること自体がチャレンジングである。実際に、プローブの先端またはヘッドの変位が、望ましくはエコー信号を互いに相関させる前に補償され、この変位を（強いエコー検出、およびフーリエ領域補償に基づいて）補償するための通常の技法は非常にチャレンジングである。そのような変位補償を達成するために、超音波パルス放射および／または受信時間が、たとえばプローブの先端またはヘッド変位に応じて（放射および／または受信時に）事前補償され得る。
【0036】
したがって、エラストグラフィデバイスが低周波数バイブレータを備える１つ以上の実施形態では、電子ユニットが、放射された超音波パルスのうちの１つ以上について：
－ 超音波パルスの放射をシフトする、放射時の時間オフセットδｔＴＸ；および／または
－ 前記放射された超音波パルスに応答して取得されたエコー信号をシフトする、受信時の時間オフセットδｔＲＸ；
を生成するようにさらに構成され得；
超音波パルスの前記シーケンス中に生じる超音波変換器の変位によって引き起こされた、取得された他のエコー信号に対する前記エコー信号の時間シフトを補償するようにし、
放射時の時間オフセットδｔＴＸおよび／または受信時の時間オフセットδｔＲＸは、それらの差が２．ｄ／ｖｕｓ＋Ｃに等しくなるように調節され、ｄは基準位置に対するプローブの変位であり、ｖｕｓは身体の領域内の超音波の速度であり、Ｃは定数である。
－ 超音波パルスの放射をシフトする、放射時の時間オフセットδｔＴＸ；および／または
－ 前記放射された超音波パルスに応答して取得されたエコー信号をシフトする、受信時の時間オフセットδｔＲＸ；
を生成するようにさらに構成され得；
超音波パルスの前記シーケンス中に生じる超音波変換器の変位によって引き起こされた、取得された他のエコー信号に対する前記エコー信号の時間シフトを補償するようにし、
放射時の時間オフセットδｔＴＸおよび／または受信時の時間オフセットδｔＲＸは、それらの差が２．ｄ／ｖｕｓ＋Ｃに等しくなるように調節され、ｄは基準位置に対するプローブの変位であり、ｖｕｓは身体の領域内の超音波の速度であり、Ｃは定数である。
【0037】
１つ以上の実施形態では、電子ユニットは、得られた信号から、機械的特性に関する少なくとも１つの特徴を決定するようにさらに適合され得る。
【0038】
たとえば、前記少なくとも１つの特徴は、得られた信号の、最大値、最小値、平均値、標準偏差、および／または百分位数の関数であり得る。
【0039】
前述のように、また以下で詳述するように、得られた信号Ｅ（ｔ）は、非常に短い時間間隔（１秒のオーダー）の間であっても、機械的特性の経時的な変動を考慮に入れる。それで、この信号から、機械的特性に関する特徴（具体的には点特徴）を抽出することが可能であり、この特徴は一般に、従来のエラストグラフィ技法によって得られるものよりも正確である。たとえば、信号Ｅ（ｔ）の中央値は、ランダムに取られる１０回の測定値の中央値よりも正確な情報を提供し、考慮する身体の一部分の現実の機械的挙動をより忠実に反映する。
【0040】
さらに、電子ユニットは、機械的特性に関する少なくとも１つの特徴を表示するようにディスプレイデバイスを制御するようにさらに適合され得る。
【0041】
１つ以上の実施形態では、電子ユニットは、被験者が呼吸を止めているか否かを示す呼吸停止インディケータを決定するようにさらに適合され得る。
【0042】
実際には、以下で詳述するように、被験者が呼吸しているとき、硬度信号は非常に雑音が多い。一方、被験者が呼吸を止めているとき、ノイズの大部分が消滅し、信号Ｅ（ｔ）の変動、具体的には心周期にリンクされる変動がより見えるようになる。したがって、得られる信号は、被験者が呼吸している間に得られるか、それとも被験者が呼吸を止めている間に得られるかに応じて、必ずしも同様に解析され、使用されるわけではない。
【0043】
さらに、たとえば被験者が呼吸を止めているときにのみ測定をトリガするため、または患者が呼吸を止める間に信号の一部分を決定し、解析するために、被験者が呼吸しているとき、または呼吸していないとき（これは実際には、調査する媒体が不安定である、または安定していることを意味する）を自動的に決定できることが望ましいことがある。
【0044】
たとえば、呼吸停止インディケータは、連続する超音波信号を放射することと、前記超音波信号の放射に応答してそれぞれのエコー信号を受信することと、受信したエコー信号のうちの連続するエコー信号の間の相関係数を計算することと、計算した相関係数を事前定義されたしきい値と比較することとによって決定され得る。
【0045】
事前定義されたしきい値は、インディケータの所望の精度に応じて、０．５より大きい任意の値に設定され得る。たとえば、事前定義された値は、０．８以上の値、たとえば０．９、０．９５、または０．９９に設定され得る。
【0046】
呼吸停止インディケータを決定するために放射される超音波信号は、機械パルスによって誘起される低周波数弾性波が被験者の身体の領域を通じてどのように伝播するかを追跡するために使用される超音波パルスのシーケンスのものとは異なる超音波信号であり得る。
【0047】
いくつかの実施形態では、電子ユニットは、被験者が呼吸を止めていることを呼吸停止インディケータが示すとき、測定値の決定をトリガするように適合され得る。
【0048】
たとえば、エラストグラフィデバイスが低周波数バイブレータを備えるとき、電子ユニットは、被験者が呼吸を止めていることを呼吸停止インディケータが示すとき、複数の機械パルスの送達をトリガするように低周波数バイブレータを制御するように適合され得る。
【0049】
１つ以上の実施形態では、複数の機械パルスが自動的に送達され得る。たとえば、呼吸停止インディケータを介して、被験者が呼吸を止めていると決定されたとき、複数の機械パルスが自動的に送達され得る。
【0050】
１つ以上の実施形態では、得られた信号の一部分が、被験者が呼吸を止めている間に決定された測定値を含み得る。たとえば、得られた信号のこの一部分は、「通常の」被験者が何ら問題なく呼吸を止めることのできる平均最大持続時間に対応する、４５秒以下の持続時間を有する時間間隔に対応し得る。
【0051】
そのような実施形態では、電子ユニットは、信号の前記一部分の少なくとも１つのスペクトル特性を得るように、得られた信号の前記一部分のスペクトル解析を行うようにさらに適合され得；電子ユニットは、機械的特性に関する少なくとも１つの特徴を決定するようにさらに適合され得、前記少なくとも１つの特徴は、得られた少なくとも１つのスペクトル特性の関数である。
【0052】
以下で詳述するように、被験者が呼吸を止めているとき、得られた信号は、スペクトル解析を介して特性を抽出することのできる周期的または擬似周期的変動を示し、これらの特性が、機械的特性に関する１つ以上の特徴を決定するために使用され得る。
【0053】
これらの周期的または擬似周期的変動が中心静脈圧の変動にリンクされるので、代替または追加として、スペクトル特性はまた、中心静脈圧に関する１つ以上の特徴を決定するために使用され得る。
【0054】
１つ以上の実施形態では、得られる信号の前記一部分は第１の時間間隔に対応し得、電子ユニットは：
－ 被験者の心電図を受信し、心電図の一部分が第２の時間間隔に対応し、前記第１の時間間隔と第２の時間間隔が時間的に重複しており、
－ 得られた信号の一部分を表す曲線と、心電図の一部分を表す曲線とを共に表示するようにディスプレイデバイスを制御する
ようにさらに適合され得る。
－ 被験者の心電図を受信し、心電図の一部分が第２の時間間隔に対応し、前記第１の時間間隔と第２の時間間隔が時間的に重複しており、
－ 得られた信号の一部分を表す曲線と、心電図の一部分を表す曲線とを共に表示するようにディスプレイデバイスを制御する
ようにさらに適合され得る。
【0055】
実際には、得られた信号の変動が中心静脈圧の変動、したがって心臓の活動にリンクされるので、医療従事者にとって両方の情報を得ることが望ましいことがある。
【0056】
１つ以上の実施形態では、電子ユニットは、得られた信号の前記一部分から、得られた信号の一部分に対応する時間間隔の間の被験者の中心静脈圧の時間に伴う変動に関する情報を決定するようにさらに構成され得る。
【0057】
たとえば、時間間隔［ｔ１；ｔ２］の間、被験者が呼吸を止める場合、信号の考慮する部分が、ｔ１からｔ２の間（またはｔ１からｔ２に含まれる間隔）に含まれ、ｔ１からｔ２の間（またはｔ１からｔ２に含まれる間隔）の被験者の中心静脈圧の時間変動に関する情報が、信号の考慮する部分から決定される。
【0058】
実際には、得られた信号の変動が中心静脈圧の変動にリンクされるので、点特徴や変動のパターンなどの情報が、得られた信号から抽出され得る。
【0059】
たとえば、前記情報は、被験者の中心静脈圧の経時的なドリフトに対する少なくとも１つのインディケータを含み得る。
【0060】
いくつかの実施形態では、電子ユニットは、決定した情報に基づいて、被験者の可能性のある心血管病理に対するアラートを発するようにさらに適合され得る。
【0061】
本発明の別の態様は、被験者の身体の領域の機械的特性の時間に伴う変動を表す信号を得るためのエラストグラフィデバイスによって実装されるエラストグラフィ方法に関し、身体の領域は肝臓または脾臓である。エラストグラフィ方法は：
－ 少なくとも毎秒４回の測定の繰返し率で、少なくとも１秒の持続時間にわたって、機械的特性の測定値を決定することであって、機械的特性の各測定値がそれぞれの時間に関連付けられる、こと；
を含み、
機械的特性の時間に伴う変動を表す信号が、決定した機械的特性の複数の測定値を含む。
－ 少なくとも毎秒４回の測定の繰返し率で、少なくとも１秒の持続時間にわたって、機械的特性の測定値を決定することであって、機械的特性の各測定値がそれぞれの時間に関連付けられる、こと；
を含み、
機械的特性の時間に伴う変動を表す信号が、決定した機械的特性の複数の測定値を含む。
【0062】
本明細書で開示される方法および装置の他の特徴および利点が、添付の図面を参照する、以下の非限定的な実施形態の説明から明らかとなるであろう。
【0063】
本発明が、限定としてではなく、例として添付の図面の各図に示され、各図では、同様の参照番号が同様の要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【0064】
【図1】エラストグラムの一例を表す図である。
【図2】心周期中の中心静脈圧の変動を表す典型的な曲線を表す図である。
【図3】本発明の一実施形態による、エラストグラフィデバイスから得られる肝硬度の経時的な変動を表す曲線の一例を表す図である。
【図4】本発明の一実施形態によるエラストグラフィデバイスを概略的に表す図である。
【図8】本発明の一実施形態を説明する流れ図である。
【図9】本発明の１つ以上の実施形態による、ＬＳＭ（肝硬度測定値）信号の曲線の一例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【0065】
肝臓病理は脾臓に対する影響を有し得ることが知られている。たとえば、肝硬変は、門脈の圧力の著しい増加に対応する門脈圧亢進症を引き起こし、その結果、脾硬度測定値（ＳＳＭ）が増加する。
【0066】
同様に、血液は肝静脈および下大静脈を介して肝臓から心臓に循環するので、心臓病理は肝臓に対する影響を有し得る。たとえば、重症の心不全によって血液が心臓から下大静脈に逆流する。この鬱血によって下大静脈の圧力が増加し、この圧力が高過ぎるとき、肝臓が血液で充血（ｅｎｇｏｒｇｅｄ）（鬱血）し、その結果、肝硬度測定値（ＬＳＭ）が増加する。
【0067】
具体的には、侵襲性カテーテルを使用する右心房圧（ＲＡＰ）の測定値、すなわち心臓の右心房の血圧の測定値と、ＬＳＭとに強い相関があることが、Ｔａｎｉｇｕｃｈｉ他の「Ｕｓｅｆｕｌｎｅｓｓ ｏｆ Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｅｌａｓｔｏｇｒａｐｈｙ ｆｏｒ Ｎｏｎｉｎｖａｓｉｖｅ ａｎｄ Ｒｅｌｉａｂｌｅ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｉｇｈｔ－Ｓｉｄｅｄ Ｆｉｌｌｉｎｇ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎ Ｈｅａｒｔ Ｆａｉｌｕｒｅ」、Ａｍ． Ｊ． Ｃａｒｄｉｏｌ．、２０１４年、１１３（３）：５５２－８頁で示されている。より具体的には、この論文では、構造的肝疾患のない心不全の患者の集合について、図１に示されるようなトランジェントエラストグラフィデバイスを使用することによってＬＳＭの値が測定されている。被験者のＲＡＰを評価するための参照方法である右心カテーテル法を使用することによって、同じ患者についてＲＡＰの測定値も得られた。これらの２つのパラメータの間で優れた相関が見つかった（ｐ＜０．０００１）。
【0068】
Ｈｓｕ他の「Ｈｅｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｈｅａｒｔ Ｆａｉｌｕｒｅ Ｃｌｉｎｉｃｉａｎ： Ａ Ｓｔａｔｅ－ｏｆ－ｔｈｅ－Ａｒｔ Ｒｅｖｉｅｗ」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃａｒｄｉａｃ Ｆａｉｌｕｒｅ （２０２１）では、著者らは、被験者のＲＡＰ測定値が心周期中の時間の関数として揺動することを確証した。
【0069】
より具体的には、心周期中の、被験者の大静脈の圧力の尺度である、被験者の中心静脈圧（ＣＶＰ）の変動を表す曲線は、５つの成分：３つのピーク（ａ，ｃ，ｖ）および２つの下降（ｘ，ｙ）を包含する波形であり、各成分は心周期の特定の瞬間に対応する。そのようなＣＶＰ波形の一例が図２に表されている。図２では、「Ｄ」は「心拡張期」を意味し、「ＶＳ」は「心室収縮」を意味する。心拡張期の終わりの、「ａ波」と呼ばれるピークが、心房収縮による圧力の増加に対応する。ａ波のすぐ後に、「ｃ波」と呼ばれ、初期心室収縮期を表す第２のピークが観測され、第２のピークは、右心房内への三尖弁上昇による圧力の増加に対応する。ｃ波に続いて、ＣＶＰ波形の著しい下降が観測され、「ｘ下降」と呼ばれる。ｘ下降は、心房弛緩によって誘起される心室収縮中の心房圧の低下に対応する。心室収縮の終わりに、ｘ下降の後、ＣＶＰ値は、「ｖ波」と呼ばれる新しいピークまで増加する。この増加は心房の充填に対応する。最後に、次の心拡張期の最初で、「ｙ下降」と呼ばれる心房圧の新しい低下が観測され、この低下は、心室への血液の進入によって引き起こされる。
【0070】
Ｈｓｕ他の論文では、著者らは、複数の心周期にわたる被験者のＲＡＰの変動を測定し、ＣＶＰ信号で観測される５つの成分（上記で想起した３つのピークおよび２つの下降）がＲＡＰ信号でも観測されることを発見した。
【0071】
本発明の発明者らは、心周期によるＬＳＭの変動を観測すること、具体的にはＬＳＭで直接的にＣＶＰ波形の成分を観測することが可能であることを考案した。
【0072】
この発見に対する答えは、Ｔａｎｉｇｕｃｈｉ他およびＨｓｕ他の論文の教示からは決して自明ではないことに留意されたい。実際に、Ｔａｎｉｇｕｃｈｉ他は、ＲＡＰの「静的」測定値とＬＳＭの「静的」測定値との間に相関があることを確証したに過ぎない。「静的」とは、各測定値がそれぞれの特定の時間で得られる、または、それぞれの異なる時間に得られた測定値から導出されることを意味する（たとえば、Ｔａｎｉｇｕｃｈｉ他は、ＬＳＭの決定のために「最大１０回の測定が首尾よく行われた」こと、および得られた平均３から５回の周期で、「圧力測定値が終末呼気期間（ｅｎｄ－ｅｘｐｉｒａｔｏｒｙ ｐｅｒｉｏｄ）で決定された」ことを述べている）。したがって、そのような静的測定値は、ＲＡＰおよびＬＳＭ信号の特性値（たとえば、分離値または平均値）に対応するが、具体的には心周期中の、これらの信号の経時的な変動を反映しない。実際に、Ｔａｎｉｇｕｃｈｉ他は、心周期にわたるＲＡＰおよびＬＳＭ信号の変動に関して全く沈黙している。さらに、Ｔａｎｉｇｕｃｈｉ他は、カテーテルを使用して、直接的に心房内の圧力を測定した。ＬＳＭが時間の関数として変動し得ることは、この調査では全く予期されず、示唆されなかった。
【0073】
本発明者らは、心周期ごとに取られた複数の測定値から、いくつかの心周期中のＬＳＭの挙動を決定した。心周期が通常は１秒のオーダーの持続時間を有することを知っているので、したがって本発明者らは、同一の被験者に対して、毎秒いくつかのＬＳＭ測定を実施し、いくつかの心周期にわたるＬＳＭの変動の表現を得た。
【0074】
実施した最初の実験に関して、得られた測定値は非常に雑音が多く、得られる信号を解釈することは易しくないことに本発明者らは気付いた。本発明者らは、測定中に被験者に呼吸を止めるように決定することによって、いくつかの心周期にわたって（実際には、数秒にわたって）一連の測定を最終的に実施した。そのようにして得られた結果が図３に示されている。
【0075】
図３は、時間ｔ（秒で表現される）の関数としての、被験者のＬＳＭ（ｋＰａで表現される）の変動の実験曲線を示す。この曲線を得るために、被験者のＬＳＭ値が１５秒間に毎秒１０回（すなわち、毎秒１０個のＬＳＭを意味する、繰返し率１０Ｈｚ）測定された。ｔ＝４ｓからｔ＝１５ｓの間（図の「ＢＨ」と表される時間間隔に対応する）、被験者は呼吸を止めるように求められた。この図からわかるように、被験者が呼吸を止める前、信号は非常に雑音が多い。被験者が呼吸を止め始めると、信号の雑音は少なくなり、数秒後（図３のｔ＝８ｓのあたり）、規則的に繰り返されるパターンが現れる。具体的には図３の「ＣＣ」と記されるものに関して気付くように、このパターンは、約１秒の持続時間を有し、図２で表されるＣＶＰと同一の一般的形状を有することが判明した。より具体的には、パターンＣＣは、３つのピークおよび２つの下降を示し、これらは、ＣＶＰのａ波、ｃ波、およびｖ波、ならびにｘ下降およびｙ下降に対応する。
【0076】
仮説を確認するために、本発明者らは、被験者のＬＳＭ値を測定中に、（たとえば心電図ＥＣＧを使用して）被験者の心拍数を監視し、パターンが実際に被験者の相異なる心周期と一致することを発見した。
【0077】
言い換えれば、ＬＳＭ信号中のＣＶＰ信号（またはＣＶＰ信号の少なくともいくつかの特性）を回復することが可能であることを本発明者らは発見した。
【0078】
この結果は予期しないことであった。実際に、ＬＳＭの平均値とＣＶＰの平均値との間の相関が予期され得ると考えられる限り、そのような相関は、上記で詳述したように、せいぜい静的値だけに関係すると考えられており、動的信号間の相関を観測すること（すなわち、ＬＳＭ信号中のＣＶＰ信号の特性時間変動を取り出すこと）は予期しないことであった。これは、肝硬度の動的特性が無視されるからである。したがって、肝臓の機械的応答時間が心拍信号の変動を模倣するのに十分なだけ高速であることは予期しないことであった。さらに、心臓ポンプによる変動が肝臓に逆に進み、ＬＳＭの変動を誘起することは予期しないことであった。本発明者の知識では、肝硬度に対するそのような効果を示している公開物はない。さらに、図３からわかるように、ＬＳＭ信号は非常に雑音が多く、ＬＳＭ信号中のＣＶＰの変動を観測するために対策を講じるべきである（被験者が呼吸を止める前は、ＣＶＰ信号の特性変動が雑音に埋もれ、ＬＳＭ信号中に見つからない）。
【0079】
さらに、高い繰返し率（たとえば少なくとも毎秒４回の測定）でＬＳＭ測定値を決定するために、ＬＳＭを取得するためのデバイスは、所望の繰返し周波数（毎秒数回の測定）で信号を処理することができるように適合され得る。
【0080】
実施した実験から、ＬＳＭ変動性に対する心周期の影響は高く、ＬＳＭに対する心周期の関わりは非常に多いように見える。
【0081】
人が考えるだろうのとは逆に、患者が安定しており、呼吸を止めているときであっても、ＬＳＭは経時的に一定ではない。実際に、患者が安定しており、呼吸を止めているときであっても、ＬＳＭの変動は、最大３ｋＰａに達することがある。ＬＳＭ＜８ｋＰａであるとき、患者は低リスクであると考えられ、８ｋＰａ≦ＬＳＭ＜１２ｋＰａであるとき、中程度のリスクであると考えられ、ＬＳＭ≧１２ｋＰａであるとき、高リスクであると考えられることを考えると（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｉｖｅｒ．「ＥＡＳＬ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｐｒａｃｔｉｃｅ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｏｎ ｎｏｎ－ｉｎｖａｓｉｖｅ ｔｅｓｔｓ ｆｏｒ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｖｅｒ ｄｉｓｅａｓｅ ｓｅｖｅｒｉｔｙ ａｎｄ ｐｒｏｇｎｏｓｉｓ－２０２１ ｕｐｄａｔｅ．」Ｊ Ｈｅｐａｔｏｌ、ｖｏｌ．７５、ｎ°３、６５９－６８９頁を参照）、３ｋＰａは著しい変動である。したがって、当業者なら理解するであろうが、３ｋＰａは、ＬＳＭ結果と診断とを容易に、著しく歪めることがあり、患者重症度分類の著しい変化を示すことがある。その結果、患者は、実際には不要な追加の検査を行うように求められることがある。一例として、侵襲性で痛みを伴う肝臓生検などの確認検査のために患者が照会されることがある。したがって、（たとえば、オペレータによってトリガされる）別個の測定値を決定すること、およびこれらの測定値から肝硬度の単一のインディケータを抽出することによって、ＬＳＭの固有の変動性を完全に考慮に入れることは可能とはならず、強力な予防または診断の価値を有し得る情報の喪失が必然的に誘発される。したがって、肝臓の状態に関する精密な情報を有するために、現在まで行われてきたことと比較してパラダイムを変更し、時間の関数として肝臓の弾性の変動を調査することが望ましい。言い換えれば、ＬＳＭを先行技術のデバイスの場合のように静的測定値としてではなく、経時的に変動する信号として考えるためのパラダイムの変更が決定されている。
【0082】
弾性信号が時間の関数として得られると、一実施形態では、それから１つ以上のインディケータ、たとえば平均値、百分位数、極値、これらのインディケータの関数または組合せなどが抽出される。しかしながら、ＬＳ信号から直接的に得られたこの情報は、たとえば単一のＬＳＭ値を得るためにエラストグラムの平均を取ることによって、連続するエラストグラムから得られる情報よりも正確なままであることに留意されたい。
【0083】
実際には、ＣＶＰ（または同等には血圧）による変動が、呼吸中の、プローブの正面の肝臓の移動に関連する変動に重なる。肝臓では、肝硬度をプローブするために使用されるせん断波周波数は、通常は５０Ｈｚに等しく、これは約２０ｍｓの過渡的な振動に対応する。肝硬度の連続する測定は、せん断波が重ならないために、連続する機械パルス間の時間間隔が少なくとも数周期であることを必要とする。５０Ｈｚの中心周波数せん断波では、せん断波速度が１ｍ／ｓ程度の遅さであり得ること、および通常は８０ｍｍの深さまで追跡されることを考えると、伝搬は最大８０ｍｓかかり、１００ｍｓに達するために、それに対して通常は２０ｍｓのせん断波周期（過渡的な振動について）が加えられるべきである。このことは、繰返し率が１００ｍｓごとに１パルスを超え得ることはほとんどないことを示唆する。そのような繰返し率では、通常は１秒のオーダーである心周期を無視することは不可能である。機械パルスの最大繰返し率は、心周期による変動を無視するのに十分な速さではないので、被験者が呼吸を止める場合であっても、肝硬度を計算する前に連続するエラストグラムを平均した結果、肝硬度のより良好な推定が得られることはない。
【0084】
前述のように、本発明の技術の一態様は、被験者の身体の領域の機械的特性の時間に伴う変動を表す信号を得るために、高い繰返し率（たとえば少なくとも毎秒４回の測定）で、この機械的特性の測定値を決定するように構成されたエラストグラフィデバイスに関する。この信号は、いくつかの心周期（１つの心周期は通常、０．７秒から１．５秒の間続く）にわたる機械的特性の変動を取り込むことができるように、少なくとも１秒の持続時間、一実施形態では数秒（たとえば、３から１０秒）の持続時間にわたって取り込まれる。
【0085】
一実施形態では、機械的特性は組織硬度であり得、身体の領域は肝臓の領域であり得るが、本発明はこの実施形態に限定されない。たとえば、本発明の一態様は、脾硬度または脳硬度の決定に適用され得る。実際には、脳は大きくて柔らかい組織である。肝臓と同様に、血液が脳を通じて流れ、このケースでは、心臓に入る前に（肝臓のケースのように下大静脈ではなく）上大静脈内に流れる。したがって、脳硬度が中心静脈圧および右心房圧力の代用となる可能性が非常に高い。
【0086】
機械的特性の測定値が、図４に表されるような振動制御トランジェントエラストグラフィ（ＶＣＴＥ）デバイス１と共に得られ得る。
【0087】
本発明の一態様がＶＣＴＥベースのエラストグラフィデバイスについて説明される場合であっても、本発明は、他の手段でせん断波が生成され得るエラストグラフィ技法を含む他のエラストグラフィ技法に適用され得ることに留意されたい。たとえば、本発明は、音響放射力を使用するせん断波生成に適合する。音響放射力は、超音波信号の長いバースト（数十マイクロ秒）を使用してせん断波が生成される技法である。音響放射力は、プローブ内に位置するバイブレータの使用を必要としない。
【0088】
図４のエラストグラフィデバイス１は、手持ち式となるプローブケーシング３（プローブの本体を形成する）と、ケーシング３から突き出る突起部分とを含むプローブ２を備える。したがって、突起部分は、被験者の身体８に対して適用され、身体８に機械パルスが送達され、Ｕ／Ｓショットが送信され、取得され得る。この実施形態では、突起部分は先端４、たとえば（その端部に円形の変換器６を有する）円筒形先端である。
【0089】
さらに、別の実施形態では、突起部分は、アレイ、たとえばＵ／Ｓ変換器の線形アレイを含む（プローブの端部に位置する）超音波ヘッドであり得る。この点で、提案される技法が単一素子超音波変換器（図４のケースのように、これは様々な形状であり得る：たとえば、長方形または楕円形または円形）と共に、または多素子超音波変換器（Ｕ／Ｓ変換器のアレイ、たとえば線形または凸形またはフェーズドアレイ超音波プローブなど）と共に使用され得ることに留意されたい。単一素子超音波変換器は、ＡモードおよびＭモード超音波撮像を表示するように適合されるが、多素子超音波変換器は、測定すべき組織のより容易な局所化を可能にするＢモード画像も表示することができる。多素子超音波変換器のケースでは、ビーム形成された超音波ラインのうちの少なくとも１つが、どのように機械パルスが伝播するかを追跡するために使用される。この目的で、対称性を考慮して、中心ビーム形成超音波ライン（プローブ軸と整列される）を使用することが有益である。
【0090】
プローブ２はまた、低周波数バイブレータ５と、先端４の端部に固定されるＵ／Ｓ（超音波）変換器６とを備える。ここで、Ｕ／Ｓ変換器６は、超音波放射器の役割と、（代替として）超音波受信機の役割のどちらも果たす。さらに、別の実施形態では、プローブは、互いに別個のＵ／Ｓ放射器およびＵ／Ｓ受信機を備える。ここで、Ｕ／Ｓ変換器６はバイブレータの軸ｚ上に構成される。さらに、別の実施形態では、Ｕ／Ｓ変換器は、必ずしもバイブレータの軸上ではなく、プローブ上の別の場所に位置し得る。
【0091】
先端４は低周波数バイブレータ５によって作動する。ここで、バイブレータ５は、プローブケーシング３に対して先端４を移動させるように構成される。バイブレータ５はシャフト４’を移動させるように構成され、シャフト４’の端部がプローブの先端４を形成する。さらに、別の実施形態では、プローブの先端、またはより一般には突起部分がプローブケーシングに束縛され得、プローブケーシングに対して運動せず、それでバイブレータが、ケーシング内部の質量を移動させ、（反跳効果のおかげで）プローブ全体を組織に対して前後に移動させるように構成される。
【0092】
バイブレータ５は、（中心周波数が通常は１メガヘルツ超、たとえば１から５メガヘルツの間である超音波ショットまたはエコー信号とは対照的に）５００ヘルツ未満、さらには１００ヘルツ未満の中心平均周波数で先端を移動させるので、低周波数バイブレータである。バイブレータは、たとえばラウドスピーカアクチュエータと同様の１つまたはいくつかのコイルおよび磁石を有する低周波数電気機械アクチュエータである。
【0093】
このデバイス１では、バイブレータ５は、プローブ軸ｚと一致するバイブレータ軸の周りで回転対称である。バイブレータ５が振動するとき、バイブレータ５は、その軸に平行な、主に縦方向の変位を誘起する。シャフト４’は軸ｚ上に中心が置かれ、バイブレータ５は、軸ｚに沿ってこのシャフトを移動させるように構成される。
【0094】
実際には、バイブレータ５によって誘起された超音波変換器６の変位は、０．２ｍｍから１０ｍｍの間、一実施形態では０．５から２ｍｍの間のピーク・トゥ・ピーク振幅を有する。
【0095】
プローブ２は、超音波変換器６の変位を表す測定信号Ｓｄを出力するように構成された変位センサ１１を備える。この実施形態では、測定信号Ｓｄは、プローブケーシング３に対する超音波変換器６の変位を表す。変位センサ１１の一部分は、前述のシャフトに固定され、センサの別の一部分はプローブ内にはめ込まれケーシング３に対して運動しない。変位センサ１１は、ホール効果センサ、誘起変位センサ、または任意の他の適切なセンサであり得る。
【0096】
デバイス１はまた、バイブレータ５およびＵ／Ｓ変換器６に接続された電子ユニット１０をも備える。電子ユニット１０の可能な実施形態のブロック図が図５に表されている。図５の電子ユニット１０は、制御および処理モジュール２０と、超音波フロントエンド４０と、バイブレータ５を制御するための運動コントローラ３０とを備える。電子ユニット１０は、バイブレータ５およびＵ／Ｓ変換器６に接続されたコンピュータであり得る。
【0097】
超音波フロントエンド４０と運動コントローラ３０はどちらも、制御および処理モジュール２０に接続される（すなわち、超音波フロントエンド４０および運動コントローラ３０は、制御および処理モジュール２０から命令または制御信号を受信し、あるいは制御および処理モジュール２０にデータまたは測定信号を送り得る）。電子ユニットはまた、変位センサ１１によって出力された測定信号Ｓｄを調整し、デジタル化する信号調整モジュール３２をも備える。この信号調整モジュール３２は、ここでは運動コントローラ３０の一部分である。
【0098】
運動コントローラ３０はまた、バイブレータ５を駆動するための増幅器３１をも備える。増幅器３１は、電気的な観点からバイブレータを駆動するのに適した形に制御信号Ｓｃを変換するように構成される。したがって、増幅器３１は、電流増幅器または電力増幅器（たとえばｔｅｘａｓ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔのＬＭ３８８６電力増幅器など）であり得る。
【0099】
超音波フロントエンド４０は、超音波（Ｕ／Ｓ）パルサ４１と、Ｕ／Ｓ受信機モジュール４２と、超音波信号を交互に送信および受信するためのスイッチ４３とを備える。Ｕ／Ｓパルサ４１は、制御および処理モジュール２０によって出力された送信制御信号ＳＴＸに基づいて、Ｕ／Ｓ変換器６を駆動するのに適した電気超音波信号を生成するように構成された電気回路を備える。Ｕ／Ｓ受信機モジュール４２は、先にＵ／Ｓ変換器６によって受信された（スイッチ４３を介してＵ／Ｓ受信機モジュール４２に送信された）電気超音波信号（エコー信号）を取得し、対応する（デジタル化された）Ｕ／Ｓ受信信号ＳＲＸを制御および処理モジュール２０に送信するように構成された電気回路を備える。超音波受信機モジュール４２の電気回路は、電圧増幅器、１つ以上のフィルタ、およびアナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）、たとえば毎秒１０から１００メガサンプルの速度の８から１６ビットＡＤＣを備え得る。
【0100】
制御および処理モジュール２０は、マシン実行可能命令を含む不揮発性非一時的メモリに結合されたマイクロプロセッサ、および／またはＦＰＧＡもしくは別のプログラマブル回路のようなプログラマブル超小型回路などの、データを処理するための電気回路を備えるデバイスまたはシステムである。制御および処理モジュール２０はまた、１つまたはいくつかのＲＡＭメモリまたはレジスタをも備え得る。いずれにしても、制御および処理モジュール２０は、少なくとも１つの、ここでは２つのプロセッサ５０、６０と、少なくとも１つのメモリとを備える。
【0101】
変換器の変位の事前補償の技法を実装している、制御および処理モジュール２０のいくつかのサブモジュールが、図６により詳細に表されている。一実施形態では、この事前補償は通常、事前補償がオンザフライで行われるように、ＦＰＧＡのようなプログラマブル超小型回路で行われる。
【0102】
この電子ユニットまたは回路１０の要素のいくつか（たとえば信号調整モジュール３２など）が、プローブ２内に収容され得ると共に、このユニット１０の他の要素（汎用プロセッサ６０など）はリモートであり得る。代替として、電子ユニット１０全体がプローブ２内に収容され得、または逆に、完全にプローブの外部に位置し得る。電子回路は、その機能を実施するために様々な電子構成要素を含む。
【0103】
プローブ２は中央ユニット７に動作可能に接続され、中央ユニット７はコンピュータの構造を有する（プローブを制御し、プローブとインターフェースし、取得された信号を処理するように構成されたラップトップ、スマートフォン、または専用電子デバイスであり得る）。中央ユニットは、少なくともメモリおよびプロセッサを備える。ここでは、中央ユニットはまた、タッチスクリーンなどのユーザインターフェースをも備える。中央ユニット７はまた、被験者の検査中の領域８０の機械的特性の経時的な変動を表す信号を表す曲線などのいくつかの情報を表示するためのディスプレイをも備える。ディスプレイはまた、他の情報、たとえばエラストグラムを表示するためにも使用され得る。
【0104】
プローブは、接続ケーブル９またはワイヤレスリンクによって中央ユニット７に接続され得る。ここでは、電子ユニット１０のいくつかの要素（具体的には汎用プロセッサ６０）が中央ユニット７の一部分である。
【0105】
電子ユニット１０（より具体的には、ここではその制御および処理モジュール２０）は、電子デバイス１を制御するように構成され（たとえば、メモリ内に記憶された命令を介してプログラムされ）、したがって電子ユニット１０は、少なくとも１秒、好ましくは数秒の時間間隔にわたって機械的特性の経時的な変動を表す信号を得るために身体の領域８０の機械的特性の一連の測定を行うように動作する。
【0106】
１つ以上の実施形態では、機械的特性の一連の測定は、オペレータによる手動トリガリングに応答して行われ得る。この手動トリガリングは、プローブケーシング３上に構成された押ボタンスイッチを作動させることによって、またはたとえばフットスイッチを作動させることによって達成され得る。そのようなケースでは、オペレータが１つ以上の情報に基づいて、一連の測定値の取得を開始できると決定したとき、オペレータは測定値の取得をトリガする。次いで、低周波数弾性波伝搬に関するプロービングした領域の機械的特性のいくつかの測定値（たとえば、そのヤング率）が得られ、各測定値Ｅｎがそれぞれの時間ｔｎに関連付けられ、ｎは１より大きい整数である（たとえば、ｎは１０から１０００の間に含まれ得る）。次いで、機械的特性の経時的な変動を表す信号ｓＥ（ｔ）が、サンプルＥｎ＝ｓＥ（ｔｎ）から得られ得る。１つ以上の情報に基づいて、一連の測定値の取得をトリガすることができるとオペレータは決定し、１つ以上の情報は、たとえば、（本出願人に譲渡された未公開の米国特許出願ＵＳ第１７／６９５０５３号で詳述されているように）プローブ２の位置および方向が適正であるという情報、および／または（たとえば、ひずみゲージのような力センサによって測定される、または先端が被験者の身体に対して押されるときにケーシング内に押し込まれるシャフト４’の位置から推論される接触力レベルに基づいて）先端４が被験者の身体８に対して適用されるという情報、および／または（この説明の後の一部分で詳述するように）被験者が呼吸を止めているという情報を含み得る。
【0107】
これらの実施形態では、実際には、情報は、オペレータによって手動でトリガされる一連の測定に関連する最初の機械パルスの放射であることに留意されたい。続く機械パルスが、毎秒少なくとも４パルスの事前定義された繰返し率で、および少なくとも１秒、一実施形態では数秒（たとえば、３から１０秒の間）の、事前定義された持続時間にわたって自動的に送達される。
【0108】
代替実施形態では、１つ以上の情報に基づいて、一連の測定値に関連する最初の機械パルスさえも自動的に放射される。たとえば、電子ユニット１０は、１つ以上の条件が満たされるかどうかを決定し、すべての必要な条件が満たされるとき、一連の機械パルスの放射をトリガするように構成され得る。たとえば、電子ユニット１０は、プローブ２の位置および方向が適正であるかどうか、および／または先端４が被験者の身体８に対して適用されるかどうか、被験者が呼吸を止めているかどうかを決定するように構成され得、これらの条件が満たされる場合、電子ユニット１０は、一連の機械パルスの放射をトリガし得る。
【0109】
これらの実施形態では、１つ以上の条件が満たされるかどうかの電子ユニット１０による決定が、たとえば中央ユニット７のタッチスクリーンによって達成される、オペレータによる手動トリガリングに応答して行われ得る。
【0110】
図７に表されるように、機械的特性の一連の測定値を得るために、電子ユニット１０は、被験者の身体８に複数のパルスＭＰ（「機械パルス」と呼ばれる）を次々に、反復的に送達するように低周波数バイブレータ５を制御するように構成され得、各パルスＭＰは過渡的な低周波数機械パルスである。各機械パルスＭＰは、被験者の身体に向けられる軸ｚに沿ったシャフト４’の過渡的な変位ｄに対応する（図４参照）。
【0111】
制御モジュール２０は、シャフト４’を変位させるために運動コントローラ３０を制御するように構成され得る（たとえば、メモリ内に記憶されたマシン実行可能命令を介してプログラムされる）。たとえば、シャフト４’の変位ｄは、所定のコマンド信号に従って制御され得る。具体的には、変位ｄは、ＰＩＤ（比例、積分、微分）補正器など、増幅器３１、変位センサ１１、信号調整モジュール３２、および振動制御モジュール２４（図６）を含む、制御ループによって制御され得る（さらに、代替実施形態では、バイブレータは、センサフィードバックのない開ループによって制御され得る）。バイブレータによって誘起されるシャフト４’の変位ｄは、たとえば５ｍｓから５０ｍｓの間の持続時間Ｔを有するシヌソイドの１周期に対応する、過渡的な変位である。
【0112】
機械パルスＭＰは通常、毎秒の少なくとも４パルスの事前定義された繰返し率、たとえば毎秒５パルス、さらには１０パルス以上の繰返し率で送達される。したがって、機械パルスＭＰは、かなり短い、通常は０．２５秒未満の繰返し周期ＴＲで繰り返される。繰返し周期ＴＲが短いほど、行うことのできる機械的特性の測定がより近くなり、これらの測定から構築される時間信号がより正確となり、機械的特性の値の経時的な変動を適切に監視することが可能となることを理解されよう。一方、繰返し周期ＴＲが短いほど、受信したデータを処理するのに必要とされる計算資源が多くなり、（後で説明するように）前述のエラストグラフィデバイスの特定の構成が必要とされ得る。
【0113】
バイブレータ５によって誘起されるシャフト４’の変位ｄは、０．２ｍｍから１０ｍｍの間、一実施形態では０．５から２ｍｍの間のピーク・トゥ・ピーク振幅Ａを有する。
【0114】
エラストグラフィデバイスが患者の肝臓を特徴付けるように構成されるとき、機械パルスＭＰの中心周波数は、１０Ｈｚから５００Ｈｚの間、たとえば５０Ｈｚから２００Ｈｚの間であり得る（このケースでは、通常は５０Ｈｚ）。
【0115】
図７に表されるように、各機械パルスＭＰについて、電子ユニット１０は、（とりわけ、Ｕ／Ｓフロントエンド４０のＵ／Ｓパルサ４１を有する）Ｕ／Ｓ（超音波）変換器６を制御し、したがってＵ／Ｓ変換器６は、超音波パルスＵＳＰのシーケンスＳｅｑを放射し、プローブの先端４の正面に位置する、被験者の身体８のプロービングされる領域８０を通じて機械パルスＭＰがどのように伝搬するかを追跡するために、Ｕ／Ｓ変換器６によって、応答において受信したエコー信号を取得する。
【0116】
このシーケンスＳｅｑについて、各超音波パルスＵＳＰの中心周波数は、たとえば０．５から１０メガヘルツの間に含まれる。シーケンスＳｅｑの超音波パルスは、一度に１つずつ送信され得、２つの連続するパルスがパルス繰返し周期ＲＰによって分離され、このパルス繰返し周期は、通常は０．１ミリ秒から２ミリ秒の間であり（これは、０．５キロヘルツから１０キロヘルツの間のパルス繰返し周波数に対応する）、一実施形態では０．３ｍｓから１ｍｓの間である。前述のシーケンスＳｅｑの超音波パルスＵＳＰはまた、グループで、たとえば（２つの対応するエコー信号間の相関を計算するために）２つのパルスのグループで送信され得る。各グループの２つのパルスは、５０から２００マイクロ秒の間の持続時間だけ分離され得、パルスのグループ自体は、より長い持続時間、たとえば０．２または０．５ｍｓ超の持続時間だけ分離される。様々な実施形態では他の送信シーケンスも考慮され得ることを理解されよう。Ｕ／ＳパルスのシーケンスＳｅｑの全持続時間に関しては、２５ｍｓから２００ｍｓの間であり得る。この持続時間は、せん断波周波数に応じて、およびより低速の弾性波の伝搬の速度に応じて、および観測すべき領域の深さに応じて選択され得る。たとえば、せん断波周波数５０Ｈｚ、８０ｍｍの深さ、および伝搬の速度１ｍ／ｓ（被験者の肝臓内のせん断波について典型的である）では、シーケンスは１００ｍｓの持続時間を有し得る。
【0117】
考慮する機械パルスの伝搬を追跡するために取得されたエコー信号に関して、それらのそれぞれは、Ｕ／ＳパルスＵＳＰのうちの１つの放射後にＵ／Ｓ変換器６によって時間ｔにわたって受信された信号によって形成される。より精密には、エコー信号は、この放射後に開始し、所与の持続時間を有する所与の時間ウィンドウ内で受信された信号である。
【0118】
他の用途および使用のために、他のＵ／ＳシーケンスがＵ／ＳシーケンスＳｅｑとは独立して放射され、クロノグラム内に挿入され得ることに留意されたい。たとえば、他のＵ／Ｓシーケンスが、被験者が呼吸を止めていることを示す呼吸停止インディケータを決定するために放射され得る。
【0119】
本明細書で説明される実施形態では、各機械パルスＭＰについて、電子ユニット１０は、時間ｔの関数として、および領域８０内の深さｚの関数として、領域８０内の組織ひずみを表す組織ひずみデータを決定する。組織ひずみデータは、機械パルスＭＰが領域８０を通じてどのように伝搬するかを追跡するために取得されたエコー信号から決定される。前述のように、時間および深さの関数として（図１のように）図式で表されるとき、そのような組織ひずみデータはエラストグラムを形成し、エラストグラムから、機械的特性の測定値（たとえば、組織硬度）が決定され得る。
【0120】
組織ひずみデータは、エコー信号から、相関技法または別のパターニングマッチングアルゴリズムを使用して決定されて、組織の各部分が、それを通過する弾性波の影響下でどのように移動させるかが決定される（弾性波は、システムによって送達される周期的機械的振動によって生成される）。たとえば、２つの次々に受信されるエコー信号の各対について、２つのエコー信号が、相関モジュール２５（図６参照）によって互いに相関付けられ、相関モジュール２５により、深さの関数として、所与の時間に、組織変位（すなわち、２つのＵ／Ｓパルスの間に生じた組織変位）を決定することが可能となる。
【0121】
前述のように、各機械パルスＭＰについて、または少なくともそれらのうちのいくつかについて、それぞれの組織ひずみデータが得られ、領域８０の機械的特性のそれぞれの測定値（図７のＥ１、Ｅｋ－１、Ｅｋ、Ｅｋ＋１）が決定され得る。決定された各測定値Ｅｎが、測定が行われる瞬間を表すそれぞれの時間ｔｎに関連付けられ得る。たとえば、図７に表される実施形態のように、各測定値Ｅｎが、対応する機械パルスＭＰが放射された時間に等しいそれぞれの時間ｔｎに関連付けられる。他の実施形態も可能である。たとえば、各測定値Ｅｎが、Ｕ／ＳパルスＵＳＰの対応するシーケンスＳｅｑの放射に応答してエコー信号のうちの最後のものが取得される時間に等しいそれぞれの時間ｔｎに関連付けられ得る。代替として、各測定値Ｅｎが、測定値Ｅｎが決定される（すなわち、対応する組織ひずみデータの決定後の）時間に等しいそれぞれの時間ｔｎに関連付けられ得る。すべてのこれらの実施形態によって得られる時間のｔｎの値は互いにほとんど違いがなく、この違いは、得られる信号Ｅ（ｔ）の解釈にほとんど影響を及ぼさないことに留意されたい。
【0122】
すべての決定された測定値Ｅ１、Ｅｋ－１、Ｅｋ、Ｅｋ＋１は、領域８０の機械的特性の値の経時的な変動を表す信号Ｅ（ｔ）の離散的サンプルに対応する。次いで信号Ｅ（ｔ）が、サンプルＥ１、Ｅｋ－１、Ｅｋ、Ｅｋ＋１から、たとえば線形補間（図７の破線の曲線を参照）またはスプライン補間を使用することによって再構築され得る。
【0123】
低周波数せん断波伝搬に関する、組織の機械的特性は、せん断波の伝搬速度Ｖｓ、組織のせん断弾性率、組織のヤング率Ｅ（エラストグラムで識別されるストライプの傾きから、または測定パルスの飛行時間の変動から深さの関数として導出され得る）などの組織硬度に関する量であり得る。組織の機械的特性はまた、粘性のような、組織内の低周波数せん断波減衰に関する量でもあり得る。
【0124】
次に、（図５を参照しながら）上記で述べた任意選択の事前補償技法が、図６を参照しながら提示される。この事前補償技法は必須ではないことに留意されたい。しかしながら、この事前補償技法により、データの処理を加速することが可能となり、したがって時間的に互いに非常に近い機械的特性の測定値（たとえば、毎秒４から１０回の測定値）の取得が容易となる。
【0125】
組織ひずみを決定するために、取得した超音波エコー信号を処理するとき、先端の変位ｄを補償することが望ましい。実際に、媒体変位をプローブするために送られる超音波パルスが、先端によって放射されるとき、かなりの大きさの先端変位が、測定すべき組織変位に加えられる。したがって、相関計算時間を減らし、信号対雑音比を増加させるために、この変位を補償することが望ましい。知られている補償技法は、エコー信号の後処理に基づき、エコー信号の後処理では、強いエコーが識別され、これらの信号を時間的に再編成するために利用される。しかしながら、そのような技法は時間がかかり、プロセッサ６０のような専用プロセッサ（たとえば、ＦＰＧＡであり得る）で実装するのにはあまり適していない。したがって、この変位ｄを補償するために、電子ユニット１０（より具体的には、そのプロセッサ６０）が、ここでは以下の事前補償技法を実装するように構成される。
【0126】
機械パルスＭＰを追跡するために放射される超音波パルスは：
－ 超音波パルスの放射をシフトする、放射時の時間オフセットδｔＴＸ；および／または
－ 前記放射された超音波パルスに応答して取得されたエコー信号をシフトする、受信時の時間オフセットδｔＲＸ
を用いて構成され得、
超音波変換器６（または複数の超音波変換器）の変位ｄによって引き起こされた、取得された他のエコー信号に対するエコー信号の時間シフトを補償するようにし、
放射時の時間オフセットδｔＴＸおよび／または受信時の時間オフセットδｔＲＸは、それらの差がΔｔ０－２．ｄ／ｖｕｓに等しくなるように調節され、Δｔ０は一定の遅延であり、ｖｕｓは、検査中の組織内の超音波の速度である。
－ 超音波パルスの放射をシフトする、放射時の時間オフセットδｔＴＸ；および／または
－ 前記放射された超音波パルスに応答して取得されたエコー信号をシフトする、受信時の時間オフセットδｔＲＸ
を用いて構成され得、
超音波変換器６（または複数の超音波変換器）の変位ｄによって引き起こされた、取得された他のエコー信号に対するエコー信号の時間シフトを補償するようにし、
放射時の時間オフセットδｔＴＸおよび／または受信時の時間オフセットδｔＲＸは、それらの差がΔｔ０－２．ｄ／ｖｕｓに等しくなるように調節され、Δｔ０は一定の遅延であり、ｖｕｓは、検査中の組織内の超音波の速度である。
【0127】
したがって、変換器の変位は、特別な後処理を必要とすることなく、最初から補償される。
【0128】
図６のケースでは、エラストグラフィデバイスが、δｔＴＸ，０が放射時の一定の遅延であるとして、放射時の時間オフセットがδｔＴＸ，０＋ｄ／ｖｕｓに等しく、δｔＲＸ，０が受信時の一定の遅延であるとして、受信時の時間オフセットがδｔＲＸ，０－ｄ／ｖｕｓに等しくなるようにより具体的に構成される。
【0129】
放射時にこの遅延を導入するために、制御モジュール２０は、（たとえば、制御モジュールのメモリ内に記憶された所定の送信シーケンスに基づいて）基準送信制御信号ＳＴＸ，０を生成し得、機械パルスを追跡すべきであるとき、次いでこの信号が、制御可能な遅延２３を使用して、制御された形で遅延され、Ｕ／Ｓフロントエンド４０に送られる送信制御信号ＳＴＸが作り出される。受信時の時間シフトδｔＲＸが、増幅器およびＡＤＣ４２によって出力されたデジタル化信号中の適切な一連の値を選択する、制御可能なシーケンサ２２を使用して、たとえばシフトレジスタまたは別の種類のデジタルバッファを使用して得られ得る。補正モジュール２１が、信号調整モジュール３２によって出力されたデジタル化信号（変位センサ１１によって出力された信号を表すデジタル化信号）から可変遅延ｄ／ｖｕｓを決定し得る。図４から６の実施形態では、変換器６の変位ｄは、プローブのケーシング３に対する変位である。
【0130】
図８は、本発明の一実施形態を説明する流れ図である。この実施形態によれば、領域８０の機械的特性の値の経時的な変動を表す、得られた信号Ｅ（ｔ）が、機械的特性に対する特徴を決定するために使用される。以下では、機械的特性は組織硬度、より具体的には肝硬度に対応する。任意の他の機械的特性、たとえば弾性、ヤング率、せん断弾性率、せん断波速度、粘弾性、粘性、あるいは先の物理量のうちの１つ以上から導出される（または組み合わされる）任意の複合バイオマーカが測定され得ることを理解されよう。さらに、身体の他の一部分、たとえば脳が考慮され得ることを理解されよう。
【0131】
任意選択のステップ８１０では、組織硬度（または単に「硬度」）の測定値Ｅｋ（ｋは１より大きい整数）の決定をトリガするための１つ以上の条件が決定され得る。前述のように、１つ以上の条件は、たとえば：
－ プローブ２の位置および方向が適正であるかどうか、すなわち機械的特性の測定値を得るべき身体８の領域８０に対してプローブ２が正しく位置決めされるかどうかに対する条件。本出願人に譲渡された未公開の米国特許出願ＵＳ第１７／６９５０５３号は、そのような条件の決定の例を詳述している；および／または
－ 先端４が被験者の身体８に対して適切に適用されるかどうかに対する条件。そのような条件は、たとえば、力センサに（ひずみゲージなど）よって測定された接触力レベルに基づいて決定され、または先端が被験者の身体に対して押されるときにケーシング内に押し込まれるシャフト４’の位置から推論され得る;および／または
－ 被験者が呼吸を止めているかどうかに対する条件
を含み得る。
－ プローブ２の位置および方向が適正であるかどうか、すなわち機械的特性の測定値を得るべき身体８の領域８０に対してプローブ２が正しく位置決めされるかどうかに対する条件。本出願人に譲渡された未公開の米国特許出願ＵＳ第１７／６９５０５３号は、そのような条件の決定の例を詳述している；および／または
－ 先端４が被験者の身体８に対して適切に適用されるかどうかに対する条件。そのような条件は、たとえば、力センサに（ひずみゲージなど）よって測定された接触力レベルに基づいて決定され、または先端が被験者の身体に対して押されるときにケーシング内に押し込まれるシャフト４’の位置から推論され得る;および／または
－ 被験者が呼吸を止めているかどうかに対する条件
を含み得る。
【0132】
一例として、このインディケータは、連続する超音波エコー信号の相関から得られ得る。連続する超音波信号は、調査する身体の領域を通じて放射され得、それぞれのエコー信号が受信され得る。次いで、連続するエコー信号間の相関係数が計算され得る。高い相関係数（１付近）は、プローブの正面に位置する組織が安定していることを示す。たとえば、インディケータは、相関係数が事前定義されたしきい値、たとえば０．９または０．９５または０．９９未満であるとき、被験者が呼吸を止めていることを示し得る。収集された超音波信号間のパルス繰返し周期は、通常は５０ｍｓ、より一般には５ｍｓから２００ｍｓの間、通常は１００ｍｓであり得る。
【0133】
任意選択のステップ８２０では、電子ユニット１０は、ステップ８１０で決定したすべての条件が満たされるかどうかを決定し得る。少なくとも１つの条件が満たされないとき（ステップ８２０、矢印「Ｎ」）、測定値Ｅｋの取得は開始されない。すべての条件が満たされるとき（ステップ８２０、矢印「Ｙ」）、測定値Ｅｋの取得を開始することができる（ステップ８３０）。前述のように、測定値Ｅｋの取得は半自動的に行われる（たとえば、オペレータは、たとえば、画面上に表示される情報、またはプローブ上の視覚的インディケーションを使用して、すべての条件が満たされるという通知を受け、ボタンを押して、最初の測定値の取得をトリガし、すべての後続の測定値は自動的に取得される）、または完全に自動化され得る（たとえば、すべての条件が満たされると電子ユニットが決定するとすぐに、一連の機械パルスが放射され、対応する測定値Ｅｋが決定される）。
【0134】
測定値Ｅｋは、図４に表されるエラストグラフィデバイスで、前述のように決定され得る（ステップ８３０）。しかしながら、本発明はこのケースに限定されず、任意のエラストグラフィデバイスが、測定値Ｅｋを決定するために使用され得る。
【0135】
使用されるエラストグラフィ技法が何であっても、得られる弾性信号Ｅ（ｔ）で、心周期中の硬度測定値の変動を観測するのに十分な高い繰返し率で測定が行われる。同じ理由で、少なくとも１つの心周期（その持続時間は一般には１秒のオーダーである）をカバーする持続時間にわたって測定が行われる。
【0136】
実際には、少なくとも毎秒４回の測定の繰返し率により、心周期に対応する期間にわたる時間の関数として硬度の変動を変換するのに十分に精密である、得られる信号を得ることが可能となる。この繰返し率は、より高い、たとえば毎秒５、６、７、８、９、１０、または１０回超の測定であり得ることを理解されよう。
【0137】
測定値が決定される持続時間は少なくとも１秒（心周期の平均持続時間の大きさのオーダー）に等しいが、１秒超であり得る。たとえば、被験者の大多数にとって、３秒の持続時間により、少なくとも２つの心周期中の硬度の値の変動を観測することが可能となる（心周期は一般に、被験者に応じて０．７から１．５秒持続し得る）。測定が行われる持続時間のより大きな値、たとえば５から１０秒の間、または１０秒超が使用され得ることを理解されよう。被験者が呼吸を止めるように求められるとき、この持続時間を過度に長くすることはできない。
【0138】
前述のように、各測定値Ｅｋがそれぞれの時間ｔｋに関連付けられ、時間ｔｋは、たとえば測定が行われる時間であり得、または測定が機械パルスの放射から得られるとき、測定値に関連付けられるそれぞれの時間は、対応する機械パルスが送達される時間であり得る。他の実施形態も可能である。
【0139】
次いで、ステップ８３０で決定された測定値Ｅｋから信号Ｅ（ｔ）が得られる（ステップ８４０）。信号Ｅ（ｔ）は、取得されたすべての測定値、または取得されたすべての測定値のうちのいくつかの測定値を含み得る。たとえば、経時的に連続する信号を得るために補間（たとえば、線形補間またはスプライン補間）が使用され、２つの連続する測定値Ｅｋ、Ｅｋ＋１に関連付けられる２つの瞬間ｔｋ、ｔｋ＋１の間の硬度の値が「完成」され得る。
【0140】
任意選択のステップ８５０では、信号の少なくとも一部分を表す曲線が画面上に表示され得る。そのようなディスプレイは、被験者を担当する医療従事者に重要な診断情報を提供し得る。
【0141】
さらに、一実施形態では、被験者の心電図ＥＣＧが、ＬＳＭ信号Ｅ（ｔ）の取得と並行して得られ得、そのようなＥＣＧが同一の画面上に表示され得る。したがって、医療従事者は、ＥＣＧ内に含まれる情報を使用して、ＬＳＭ信号Ｅ（ｔ）の曲線を解析し得る。
【0142】
任意選択のステップ８６０では、得られた信号Ｅ（ｔ）から硬度を表す少なくとも１つの特徴が抽出され得る。様々な実施形態では、そのような特徴は、得られた信号Ｅ（ｔ）から決定された単一の値であり得る。たとえば、特徴は、所与の期間にわたる信号の最小値、最大値、所与の百分位数、平均値、標準変差、または任意の統計的特徴の関数であり得る。特徴はまた、信号の少なくとも２つの統計的特徴の組合せの関数であり得る。所与の期間は、信号の持続時間全体、またはその一部分（たとえば、被験者が呼吸を止めている期間）のみであり得る。信号Ｅ（ｔ）を考慮に入れることにより、現在のエラストグラフィ技法よりも、正確な硬度を表す特徴が提供される。
【0143】
実際に、現在のエラストグラフィ技法では、硬度のいくつか（たとえば１０個）の測定値が、硬度の非常に異なる値に対応し得るそれぞれの瞬間で決定される。これらの測定値から、そのような変動性を考慮に入れずに、硬度を表す特徴が計算される（たとえば、測定値の平均値または中央値）。したがって、この特徴は、完全な信号から決定された場合ほど正確ではない。この例が図９に与えられている。
【0144】
図９は、被験者の肝硬度測定値の経時的な信号Ｅ（ｔ）の曲線の一例を表す。この曲線は２つの部分：被験者が呼吸を止めていない間（０から８秒の間）の破線の一部分と、被験者が呼吸を止めている間（８から１６秒の間）の実線の一部分を含む。以下では、硬度を表す特徴が、被験者が呼吸を止めている間の信号Ｅ（ｔ）の一部分から抽出される（図８のステップ８６０）ことを仮定する。
【0145】
図９の例では、肝硬度の値を決定するための現在の技法で従来通り行われるのと同様に、いくつかの肝硬度測定値Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６がそれぞれの瞬間に取られ、単一の「最終」測定値Ｍを決定するために使用される（「Ｍｉ」、「Ｍ」という表現は、ここでは本発明で提案される技法と先行技術の技法を区別するために使用される）ことを仮定する。図９の例は、６つの肝硬度測定値に基づくが、別の数の測定値も使用され得る（一般には１０）。最終測定値は、Ｍ、たとえば測定値Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６の平均値または中央値である。
【0146】
しかしながら、図９の例では、当業者なら理解するであろうが、これらの測定値Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６は、大部分は肝硬度信号の「高」値に対応する。したがって、当業者なら理解するであろうが、標準技法によって得られる最終測定値Ｍ（測定値Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６の平均値または中央値として計算される）は、信号Ｅ（ｔ）の平均値または中央値Ｅと比べて過大評価される。
【0147】
この例から、測定値Ｍｉが取られる時間に応じて、最終測定値Ｍは非常に異なる値を有し得、たとえば過大評価または過小評価され、これが、診断および患者ケアに関して重要な結果を及ぼし得ることが理解されよう。
【0148】
逆に、当業者なら理解するであろうが、信号Ｅ（ｔ）（または信号の一部分）に基づいて決定される肝硬度に対する特徴Ｅは、前述のようなシナリオを回避するので、はるかに正確である。たとえば、特徴Ｅは、信号の平均値、信号の中央値、信号の最大値と最小値のハーフサム（ｈａｌｆ－ｓｕｍ）などとして計算され得る。
【0149】
さらに、高い診断値を有し得るデータの分散に関する情報はまた、たとえば変動係数または四分位範囲として計算され得る。
【0150】
被験者の肝硬度を表す特徴Ｅはまた、得られた信号Ｅ（ｔ）（またはその一部分）のスペクトル解析を行うことによって得られる、得られた信号Ｅ（ｔ）（またはその一部分）のスペクトル特性に基づいて決定され得る。たとえば、スペクトル解析は、被験者が呼吸を止めている時間間隔に対応する信号の一部分に関して行われ得る。
【0151】
実際に、図３または図９に表される肝硬度測定値の経時的な信号Ｅ（ｔ）を表す曲線からわかるように、被験者が呼吸を止めているとき、曲線の対応する部分は、周期的または擬似周期的変動を示し、これは上記で詳述したように中心静脈圧の変動に対応すると考えられる。「擬似周期的」とは、厳密には周期的ではないが、その曲線がほぼ等しい時間間隔についてそれ自体で反復する類似のパターンの連続を含む信号を意味する。被験者が呼吸を止めていないとき、信号Ｅ（ｔ）は、そのような周期的または擬似周期的変動を観測するには雑音が多過ぎる。
【0152】
そのような周期的または擬似周期的な信号について、スペクトル解析により、周波数領域内のピークの中心周波数、－３ｄＢ（または－６ｄＢなどの他のしきい値）でのピークの帯域幅、ピークの相対的高さなどのスペクトル特性を得ることが可能となる。これらのスペクトル特性はまた、被験者の肝硬度に対する１つ以上の特徴、さらには（カテーテル法などの侵襲性技法によって古典的に得られる）被験者の中心静脈圧に対する１つ以上の特徴を決定するために使用され得る。
【0153】
たとえば、フーリエ変換が、被験者が呼吸を止めている（これは、前述のように、たとえば呼吸停止インディケータを使用することによって決定され得る）時間間隔に対応する信号の一部分に適用され得る。呼吸停止インディケータは、連続する超音波信号間の相関係数を計算し、計算した相関係数を事前定義されたしきい値と比較することによって決定され得る。
【0154】
得られた信号スペクトルは、周期的または擬似周期的変動に関連付けられる周期（被験者の心周期の持続時間に対応する周期）の周りの広がったピークを含み得る。次いで（ピークの幅に基づいて定義された阻止帯域を有する）帯域消去フィルタが適用されて、信号の周期的または擬似周期的変動が除去され、次いで、この周期的または擬似周期的変動から奪われた信号Ｅ（ｔ）に対応する処理後信号Ｅ’（ｔ）が、逆フーリエ変換によって得られ得る。被験者の肝硬度に対する特徴が、たとえば、処理後信号Ｅ’（ｔ）の統計的特徴の平均値または中央値または任意の関数を取ることによって、この処理後信号Ｅ’（ｔ）から得られ得る。
【0155】
前述のように、いくつかの実施形態では、ステップ８６０で、（被験者の硬度に関する特徴の代わりに、またはそれに加えて）被験者の中心静脈圧（ＣＶＰ）に対する特徴または情報が決定され得る。たとえば、被験者が呼吸を止めているときに信号Ｅ（ｔ）で観測される周期的または擬似周期的変動が、ＣＶＰの値にリンクされ、この周期的または擬似周期的変動、あるいはその一部分を抽出することにより、ＣＶＰの経時的な変動に対する情報が与えられ得る。信号Ｅ（ｔ）の周期的または擬似周期的成分の変動を調査することにより、医療従事者は、被験者の心臓病理を示唆し得る、ＣＶＰの曲線における異常を検出することができ得る。
【0156】
ステップ８６０で抽出され得る別の特徴は、被験者が呼吸を止めているときの、ＬＳＭの経時的な信号Ｅ（ｔ）の曲線のドリフト（または「傾向」）に関する。そのようなドリフトが、図９ではＬＤと示される破線で表されている。実際に、被験者が呼吸を止めているとき、多かれ少なかれ著しいドリフトがＬＳＭ信号Ｅ（ｔ）の曲線で観測可能であることを本発明者らは観測した（より具体的には、被験者が呼吸しているときは信号Ｅ（ｔ）の雑音が多過ぎるので、このドリフトは、被験者が呼吸を止めている間の曲線の一部分のみで観測可能であり得る）。そのようなドリフトの存在についての可能な説明は、ＬＳＭ（または他の機械的特性）信号が心臓の血行動態に非常に敏感であるということである。当業者なら理解するであろうが、信号の傾向の解析は、心血管疾患のある患者にとって高い診断上の関心となり得る。たとえば、患者が呼吸を止めている間に傾向が解析され、血圧が腹腔でどれほど変化するかが決定され、または評価され得る。
【0157】
ドリフトに関する特徴は、たとえば直線ＬＤの傾きであり得る。ドリフトは必ずしも線形（したがって直線によって表現可能）ではないことがあり、指数関数的または対数関数的であり得ることを理解されよう。
【0158】
任意選択で、ステップ８６０で決定された被験者の硬度および／またはＣＶＰに対する少なくとも１つの特徴または１つの情報が、医療従事者によって使用される画面上に表示され得る。
【0159】
前述のように、図４から６で表されるエラストグラフィデバイスは振動制御トランジェントエラストグラフィ（ＶＣＴＥ）デバイスであっても、本発明の態様は、任意のタイプのエラストグラフィデバイスに一般化され、十分に高い繰返し率（たとえば、少なくとも毎秒４回）で測定値を得ることが可能となり得ることに留意されたい。具体的には、本発明は、他のＴＥ（トランジェントエラストグラフィ）デバイス、たとえばＡＲＦＩ（音響放射力インパルス）またはＳＷＥ（せん断波エラストグラフィ）技術を実装するデバイスに適用され得る。ＡＲＦＩおよびＳＷＥでは、ＶＣＴＥ技術とは異なり、縦方向に動くせん断波は外部バイブレータによって生成されない。その代わりに、ＡＲＦＩでは、超音波によって生成される圧力放射が関心領域内に集束する。放射圧力が、横方向に動くせん断波を生成し、そのせん断波が、超音波追跡パルスを使用して関心領域の外部で追跡される。
【0160】
「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「組み込む（ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅ）」、「含む（ｃｏｎｔａｉｎ）」、「である（ｉｓ）」、および「有する（ｈａｖｅ）」などの表現は、この説明および関連するクレームを解釈するとき、非排他的に解釈されるべきであり、すなわち、明示的に定義されない他の項目または構成要素も存在することが可能となるように解釈されるべきである。単数形に対する参照は、複数形に対する参照でも解釈されるべきであり、逆も同様である。
【0161】
この説明で開示した様々なパラメータが修正され得ること、および本発明の範囲から逸脱することなく、開示される様々な実施形態が組み合わされ得ることを当業者は容易に理解されよう。
【符号の説明】
【0162】
１ 振動制御トランジェントエラストグラフィ（ＶＣＴＥ）デバイス
２ プローブ
３ プローブケーシング
４ 先端
４’ シャフト
５ バイブレータ
６ 超音波変換器
７ 中央ユニット
９ 接続ケーブル
１０ 電子ユニット
１１ 変位センサ
２０ 制御および処理モジュール
２１ 補正モジュール
２２ シーケンサ
２３ 遅延
２４ 振動制御モジュール
２５ 相関モジュール
３０ 運動コントローラ
３１ 増幅器
３２ 信号調整モジュール
４０ 超音波フロントエンド
４１ 超音波（Ｕ／Ｓ）パルサ
４２ Ｕ／Ｓ受信機モジュール
４３ スイッチ
５０、６０ プロセッサ
２ プローブ
３ プローブケーシング
４ 先端
４’ シャフト
５ バイブレータ
６ 超音波変換器
７ 中央ユニット
９ 接続ケーブル
１０ 電子ユニット
１１ 変位センサ
２０ 制御および処理モジュール
２１ 補正モジュール
２２ シーケンサ
２３ 遅延
２４ 振動制御モジュール
２５ 相関モジュール
３０ 運動コントローラ
３１ 増幅器
３２ 信号調整モジュール
４０ 超音波フロントエンド
４１ 超音波（Ｕ／Ｓ）パルサ
４２ Ｕ／Ｓ受信機モジュール
４３ スイッチ
５０、６０ プロセッサ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【手続補正書】
【提出日】2024-04-17
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被験者の身体の領域の機械的特性の時間に伴う変動を表す信号を得るためのエラストグラフィデバイスであって、身体の領域が肝臓または脾臓であり、エラストグラフィデバイスが、少なくとも毎秒４回の測定の繰返し率で、少なくとも１秒の持続時間にわたって、機械的特性の測定値を決定するように適合された電子ユニットを備え、機械的特性の各測定値がそれぞれの時間に関連付けられ、機械的特性の時間に伴う変動を表す信号が、決定した機械的特性の複数の測定値を含む、エラストグラフィデバイス。
【請求項2】
被験者の身体にに対して適用される突起部分と、少なくとも１つの超音波変換器とを備えるプローブ
を備え、
機械的特性の測定値のそれぞれを決定するために、電子ユニットが、
突起部分を介して、被験者の身体に過渡的な低周波数機械パルスを送達し、
前記機械パルスの送達時に、超音波パルスのシーケンスを放射するように超音波変換器を制御し、機械パルスによって誘起された低周波数弾性波がどのように被験者の身体の領域を通じて伝搬するかを追跡するために、超音波変換器によって、応答において受信したエコー信号を取得し、
低周波数弾性波伝搬に関する機械的特性のそれぞれの測定値を決定する
ように適合される、請求項１に記載のエラストグラフィデバイス。
を備え、
機械的特性の測定値のそれぞれを決定するために、電子ユニットが、
突起部分を介して、被験者の身体に過渡的な低周波数機械パルスを送達し、
前記機械パルスの送達時に、超音波パルスのシーケンスを放射するように超音波変換器を制御し、機械パルスによって誘起された低周波数弾性波がどのように被験者の身体の領域を通じて伝搬するかを追跡するために、超音波変換器によって、応答において受信したエコー信号を取得し、
低周波数弾性波伝搬に関する機械的特性のそれぞれの測定値を決定する
ように適合される、請求項１に記載のエラストグラフィデバイス。
【請求項3】
プローブが、プローブの突起部分を移動させるように構成された低周波数バイブレータをさらに備え、
過渡的な低周波数機械パルスの送達が、
電子ユニットにより、被験者の身体に前記過渡的な低周波数機械パルスを送達するように低周波数バイブレータを制御すること
を含む、請求項２に記載のエラストグラフィデバイス。
過渡的な低周波数機械パルスの送達が、
電子ユニットにより、被験者の身体に前記過渡的な低周波数機械パルスを送達するように低周波数バイブレータを制御すること
を含む、請求項２に記載のエラストグラフィデバイス。
【請求項4】
機械的特性の各測定値に関連付けられるそれぞれの時間が、測定値が決定される時間に対応する、請求項１に記載のエラストグラフィデバイス。
【請求項5】
測定値の決定の持続時間が少なくとも３秒である、請求項１に記載のエラストグラフィデバイス。
【請求項6】
身体の領域が被験者の肝臓であり、肝臓で誘起される機械パルスの中心周波数が、１０Ｈｚから５００Ｈｚの間である、請求項２に記載のエラストグラフィデバイス。
【請求項7】
電子ユニットが、放射された超音波パルスのうちの１つ以上について、
超音波パルスの放射をシフトする、放射時の時間オフセットδｔＴＸ、および／または
前記放射された超音波パルスに応答して取得されたエコー信号をシフトする、受信時の時間オフセットδｔＲＸ
を生成するようにさらに構成され、
超音波パルスの前記シーケンス中に生じる超音波変換器の変位によって引き起こされた、取得された他のエコー信号に対する前記エコー信号の時間シフトを補償するようにし、
放射時の時間オフセットδｔＴＸおよび／または受信時の時間オフセットδｔＲＸが、それらの差が２．ｄ／ｖｕｓ＋Ｃに等しくなるように調節され、ｄが基準位置に対するプローブの変位であり、ｖｕｓが身体の領域内の超音波の速度であり、Ｃが定数である、請求項３に記載のエラストグラフィデバイス。
超音波パルスの放射をシフトする、放射時の時間オフセットδｔＴＸ、および／または
前記放射された超音波パルスに応答して取得されたエコー信号をシフトする、受信時の時間オフセットδｔＲＸ
を生成するようにさらに構成され、
超音波パルスの前記シーケンス中に生じる超音波変換器の変位によって引き起こされた、取得された他のエコー信号に対する前記エコー信号の時間シフトを補償するようにし、
放射時の時間オフセットδｔＴＸおよび／または受信時の時間オフセットδｔＲＸが、それらの差が２．ｄ／ｖｕｓ＋Ｃに等しくなるように調節され、ｄが基準位置に対するプローブの変位であり、ｖｕｓが身体の領域内の超音波の速度であり、Ｃが定数である、請求項３に記載のエラストグラフィデバイス。
【請求項8】
電子ユニットが、得られた信号から、機械的特性に関する少なくとも１つの特徴を決定するようにさらに適合される、請求項１に記載のエラストグラフィデバイス。
【請求項9】
前記少なくとも１つの特徴が、得られた信号の、最大値、最小値、平均値、標準偏差、および／または百分位数の関数である、請求項８に記載のエラストグラフィデバイス。
【請求項10】
電子ユニットが、被験者が呼吸を止めているか否かを示す呼吸停止インディケータを決定するようにさらに適合される、請求項１に記載のエラストグラフィデバイス。
【請求項11】
呼吸停止インディケータが、連続する超音波信号を放射することと、前記超音波信号の放射に応答してそれぞれのエコー信号を受信することと、受信したエコー信号のうちの連続するエコー信号の間の相関係数を計算することと、計算した相関係数を事前定義されたしきい値と比較することとによって決定される、請求項１０に記載のエラストグラフィデバイス。
【請求項12】
電子ユニットが、被験者が呼吸を止めていることを呼吸停止インディケータが示すとき、測定値の決定をトリガするように適合される、請求項１０または１１に記載のエラストグラフィデバイス。
【請求項13】
得られた信号の一部分が、被験者が呼吸を止めている間に決定された測定値を含む、請求項１に記載のエラストグラフィデバイス。
【請求項14】
電子ユニットが、信号の前記一部分の少なくとも１つのスペクトル特性を得るように、得られた信号の前記一部分のスペクトル解析を行うようにさらに適合され、
電子ユニットが、機械的特性に関する少なくとも１つの特徴を決定するようにさらに適合され、前記少なくとも１つの特徴が、得られた少なくとも１つのスペクトル特性の関数である、請求項１３に記載のエラストグラフィデバイス。
電子ユニットが、機械的特性に関する少なくとも１つの特徴を決定するようにさらに適合され、前記少なくとも１つの特徴が、得られた少なくとも１つのスペクトル特性の関数である、請求項１３に記載のエラストグラフィデバイス。
【請求項15】
得られた信号の前記一部分が第１の時間間隔に対応し、電子ユニットが、
被験者の心電図を受信し、心電図の一部分が第２の時間間隔に対応し、前記第１の時間間隔と第２の時間間隔が時間的に重複しており、
得られた信号の一部分を表す曲線と、心電図の一部分を表す曲線とを共に表示するようにディスプレイデバイスを制御する
ようにさらに適合される、請求項１３または１４に記載のエラストグラフィデバイス。
被験者の心電図を受信し、心電図の一部分が第２の時間間隔に対応し、前記第１の時間間隔と第２の時間間隔が時間的に重複しており、
得られた信号の一部分を表す曲線と、心電図の一部分を表す曲線とを共に表示するようにディスプレイデバイスを制御する
ようにさらに適合される、請求項１３または１４に記載のエラストグラフィデバイス。
【請求項16】
電子ユニットが、得られた信号の前記一部分から、得られた信号の一部分に対応する時間間隔の間の被験者の中心静脈圧の時間に伴う変動に関する情報を決定するようにさらに適合される、請求項１３または１４に記載のエラストグラフィデバイス。
【請求項17】
前記情報が、被験者の中心静脈圧の経時的なドリフトに対する少なくとも１つのインディケータを含む、請求項１６に記載のエラストグラフィデバイス。
【請求項18】
電子ユニットが、決定した情報に基づいて、被験者の可能性のある心血管病理に対するアラートを発するようにさらに適合される、請求項１６に記載のエラストグラフィデバイス。
【請求項19】
被験者の身体の領域の機械的特性の時間に伴う変動を表す信号を得るためのエラストグラフィデバイスによって実装されるエラストグラフィ方法であって、身体の領域が肝臓または脾臓であり、方法は、
少なくとも毎秒４回の測定の繰返し率で、少なくとも１秒の持続時間にわたって、機械的特性の測定値を決定することであって、機械的特性の各測定値がそれぞれの時間に関連付けられる、こと
を含み、
機械的特性の時間に伴う変動を表す信号が、決定した機械的特性の複数の測定値を含む、方法。
少なくとも毎秒４回の測定の繰返し率で、少なくとも１秒の持続時間にわたって、機械的特性の測定値を決定することであって、機械的特性の各測定値がそれぞれの時間に関連付けられる、こと
を含み、
機械的特性の時間に伴う変動を表す信号が、決定した機械的特性の複数の測定値を含む、方法。
【外国語明細書】