特許 7605893 超音波プローブの照準中の当該領域のマルチプレーン及びマルチモード可視化

(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】

(24)【登録日】2024-12-16

(45)【発行日】2024-12-24

(54)【発明の名称】超音波プローブの照準中の当該領域のマルチプレーン及びマルチモード可視化

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/14 20060101AFI20241217BHJP

【ＦＩ】

A61B8/14

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2023076453

(22)【出願日】2023-05-08

(62)【分割の表示】P 2020519034の分割

【原出願日】2018-10-03

(65)【公開番号】P2023087087

(43)【公開日】2023-06-22

【審査請求日】2023-05-22

(31)【優先権主張番号】62/567,962

(32)【優先日】2017-10-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】503129763

【氏名又は名称】ベラソン インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｖｅｒａｔｈｏｎ Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】チョイ、ジュン ファン

(72)【発明者】

【氏名】ヤン、フーシン

【審査官】蔵田 真彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０５５７６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５１６２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２１５２５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ８／００－８／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

計算デバイスによって実行される方法であって、
超音波プローブのための照準モードのユーザ選択により、前記計算デバイスによって、前記照準モードを選択することであって、ある領域に対して前記超音波プローブを配置するためにユーザによって使用される前記照準モードを選択することと、
前記計算デバイスによって、１つ以上の平面の第１のセットを指定して走査する第１の走査モードと複数の平面の第２のセットを指定して走査する第２の走査モードとの間でトグルすることであって、前記第１の走査モードは、シングル・プレーン走査、バイプレーン走査、トライプレーン走査およびクワッドプレーン走査のうちの１つを含み、前記第２の走査モードは、前記シングル・プレーン走査、前記バイプレーン走査、前記トライプレーン走査および前記クワッドプレーン走査のうちの別の１つを含む、トグルすることと、
前記計算デバイスによって、前記１つ以上の平面の前記第１のセットを使用して前記超音波プローブによって取得された画像を表示することと前記複数の平面の前記第２のセットを使用して前記超音波プローブによって取得された画像を表示することの間でトグルすることであって、当該トグルすることは、トグルスイッチまたはトグル選択オブジェクトを作動させることにより実行され、前記照準モード中に３次元走査モードが選択されるまで実行される、前記トグルすることと、
前記計算デバイスによって、前記３次元走査モードの選択を受信することと、
前記３次元走査モードの前記選択を受信したことに応答して、前記超音波プローブを使用して３次元走査を実行することと
を含む方法。

【請求項2】

前記超音波プローブが、単一要素超音波トランスデューサと、前記単一要素超音波トランスデューサを異なる超音波撮像面中に移動するための第１のモータと、前記単一要素超音波トランスデューサを特定の超音波撮像面のセクタに沿って移動するための第２のモータとを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記超音波プローブが、超音波トランスデューサのアレイと、超音波トランスデューサの前記アレイを異なる超音波撮像面中に移動するためのモータとを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記トグルすることは、
前記シングル・プレーン走査による前記超音波プローブによって取得された前記画像を表示する、前記バイプレーン走査による前記超音波プローブによって取得された前記画像を表示するかをトグルすることを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記トグルすることは、
前記バイプレーン走査による前記超音波プローブによって取得された前記画像を表示する、前記トライプレーン走査による前記超音波プローブによって取得された前記画像を表示するかをトグルすることを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記トグルすることは、
前記計算デバイスに関連するディスプレイ上に少なくとも２つの超音波画像を同時に表示することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

第１の画像を表示することと、
前記トグルスイッチまたは前記トグル選択オブジェクトの作動を検出することと、
別の画像を表示するために切り替えることと、
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

超音波プローブと、コントローラ・ユニットとを備えたシステムであって、
前記コントローラ・ユニットは、
超音波プローブと通信することと、
照準モードのユーザ選択に応答して、前記超音波プローブの前記照準モードを選択することであって、ある領域に対して超音波プローブを配置するためにユーザによって使用される前記照準モードを選択することと、
１つ以上の平面の第１のセットを指定して走査する第１の走査モードと複数の平面の第２のセットを指定して走査する第２の走査モードとの間をトグルすることを選択することであって、前記第１の走査モードは、シングル・プレーン走査、バイプレーン走査、トライプレーン走査およびクワッドプレーン走査のうちの１つを含み、前記第２の走査モードは、前記シングル・プレーン走査、前記バイプレーン走査、前記トライプレーン走査および前記クワッドプレーン走査のうちの別の１つを含む、トグルすることを選択することと、
前記１つ以上の平面の前記第１のセットを使用して前記超音波プローブによって取得された画像を表示することと前記複数の平面の前記第２のセットを使用して前記超音波プローブによって取得された画像を表示することとの間でトグルすることであって、前記トグルすることは、トグルスイッチまたはトグル選択オブジェクトを作動することによって行われ、前記照準モード中に三次元走査モードが選択されるまで実行される、前記トグルすることと、
前記三次元走査モードの選択を受信することと、
前記三次元走査モードの選択を受けたことに応答して、前記超音波プローブを用いて三次元走査を実行することと、
を行うように構成された、システム。

【請求項9】

前記超音波プローブは、単一要素超音波トランスデューサと、当該単一要素超音波トランスデューサを異なる超音波イメージング平面に移動させる第１のモータと、前記単一要素超音波トランスデューサを特定の超音波画像面のセクタに沿って移動させる第２のモータとを含む、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記トグルすることを実行するとき、前記コントローラ・ユニットは、更に、
前記シングル・プレーン走査を使用して前記超音波プローブによって取得された前記画像を表示することと、前記バイプレーン走査を使用して前記超音波プローブによって取得された前記画像を表示することとの間でトグルすることを行うように構成された、請求項８に記載のシステム。

【請求項11】

前記トグルすることを実行するとき、前記コントローラ・ユニットは、更に、
前記コントローラ・ユニットに関連するディスプレイ上に少なくとも２つの超音波画像を同時に表示することを行うように構成された、請求項８に記載のシステム。

【請求項12】

前記トグルすることを実行するとき、前記コントローラ・ユニットは、更に、
第１の画像を表示することと、
前記トグルスイッチまたは前記トグル選択オブジェクトの作動を検出することと、
別の画像を表示するために切り替えることと、
を行うように構成された、請求項８に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

優先権情報
本特許出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年１０月４日に出願された「ＭＵＬＴＩ－ＰＬＡＮＥ ＶＩＳＵＡＬＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＡＮ ＡＲＥ ＯＦ ＩＮＴＥＲＥＳＴ ＤＵＲＩＮＧ ＡＩＭＩＮＧ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＵＮＤ ＰＲＯＢＥ」という名称の、米国仮出願第６２／５６７、９６２号の優先権の利益を主張する。

【背景技術】

【0002】

超音波プローブは、電気信号を超音波エネルギーに変換し、超音波エコーを変換して電気信号に戻す、たとえば、圧電トランスデューサ又は容量性トランスデューサなどの、トランスデューサを使用して、超音波信号を生成し得る。超音波プローブは、一般に、人体においてターゲット器官又は他の構造を識別するために、及び／又は、器官／構造のサイズ又は器官中の流体の量など、ターゲット器官／構造に関連する特徴を決定するために使用される。ユーザがターゲット器官／構造を適切に走査するために、ユーザは、ターゲット器官／構造に対して特定の位置に超音波プローブを配置する必要があり得る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

超音波プローブの正確な配置は様々な課題を提示し得る。

【図面の簡単な説明】

【0004】

【図1A】本明細書で説明する一実装形態による例示的な超音波システムを示す図である。

【図1B】本明細書で説明する一実装形態による図１Ａの超音波システムのための例示的な環境を示す図である。

【図2A】本明細書で説明する一実装形態による第１の例示的な超音波プローブの図である。

【図2B】本明細書で説明する一実装形態による第２の例示的な超音波プローブの図である。

【図2C】本明細書で説明する一実装形態による第３の例示的な超音波プローブの図である。

【図3】図１Ａのコントローラ・ユニットの例示的な構成要素を示す図である。

【図4】図１Ａのシステムの例示的な機能構成要素を示す図である。

【図5】本明細書で説明する一実装形態による、照準中のマルチプレーン可視化のためのプロセスのフローチャートである。

【図6】本明細書で説明する一実装形態による、照準中のマルチプレーン可視化のための別のプロセスのフローチャートである。

【図7】本明細書で説明する一実装形態による例示的なマルチプレーン可視化の図である。

【図8】本明細書で説明する一実装形態による第１のユーザ・インターフェースの図である。

【図9】本明細書で説明する一実装形態による第２のユーザ・インターフェースの図である。

【図10】本明細書で説明する一実装形態による第３のユーザ・インターフェースの図である。

【発明を実施するための形態】

【0005】

以下の詳細な説明では添付の図面を参照する。異なる図面における同じ参照番号は同じ又は同様の要素を識別する。

【0006】

超音波プローブは、人体器官、関節、血管、及び／又は患者の体の別のタイプの領域など、当該領域の３次元（３Ｄ）走査を実行するために、患者の体の上に配置され得る。３Ｄ走査は、当該領域を横断する異なる平面内でキャプチャされるＢモード画像のセットを含み得る。たとえば、３Ｄ走査は、当該領域の中心の周りの円内で特定の角度間隔で取られるＢモード画像を含み得る。

【0007】

３Ｄ走査が行われる前に、超音波プローブは当該領域の上に正確に配置される必要があり得る。超音波プローブを配置するために、ユーザは超音波プローブのための照準モードを選択し得る。照準モード中、超音波プローブは、特定の平面内の当該領域の断面を表示するために、その特定の平面内でＢモード走査を繰り返し実行し得る。したがって、ユーザは、照準モードからのＢモード走査画像を使用して、超音波プローブをあちこちに移動し、超音波プローブを当該領域の推定された中心に整合させ得る。しかしながら、多くの状況において、当該領域は、異なる平面内でサイズが著しく異なる断面を有し得る。したがって、単一のＢモード平面は、所望の３Ｄ体積内で（たとえば、走査されるべきターゲット器官の位置を特定するために）超音波プローブを配置するのに十分でないことがあり、当該領域のクリッピングが３Ｄ走査中に行われ得る。言い換えれば、当該領域の一部が３Ｄ走査から除外され、時間とリソースとが浪費され得る。

【0008】

本明細書で説明する実装形態は超音波プローブの照準中の当該領域のマルチプレーン可視化に関する。超音波システムは、ユーザが超音波プローブの位置を変える必要なしに、超音波プローブのための照準モードを選択し、第１の照準モード平面を選択し、少なくとも１つの追加の照準モード平面を選択するように構成され得る。超音波システムは、次いで、３Ｄ走査モードの選択が行われるまで、超音波プローブを使用して、第１の照準モード平面に関連する超音波画像を取得することと表示することとの間で、及び少なくとも１つの追加の照準モード平面に関連する超音波画像を取得することと表示することとの間でトグルし得る。超音波システムが３Ｄ走査モードの選択を受信したとき、超音波システムは、超音波プローブを使用して３Ｄ走査を実行し得る。照準モード中に複数の平面を使用すると、ユーザが当該領域に対して超音波プローブを配置することを試みることに関連する時間が節約され得る。

【0009】

いくつかの実装形態では、照準モードにある間に及び／又は３Ｄ走査中に生成される超音波画像はＢモード超音波画像に対応し得る。他の実装形態では、他のタイプの超音波画像が照準モード中に使用され得、照準モードの後に、３Ｄ走査に対する追加又は代替として他のタイプの画像が続く場合がある。実例として、照準モード平面の選択の後に、超音波システムは、確率モード（Ｐモード）超音波画像を取得することと表示することとの間でトグルし得る。Ｐモード超音波画像は、各特定のピクセルが、その特定のピクセルがターゲット器官／構造内にあるか又はそれの一部であるかを示す確率にマッピングされる、超音波画像（たとえば、Ｂモード超音波画像など）に対応し得る。別の実例として、超音波システムは、セグメンテーション・マップ超音波画像を取得することと表示することとの間でトグルし得る。セグメンテーション・マップ超音波画像は、キャプチャされた超音波データに対して実行されるセグメント化処理を伴う超音波画像に対応し得る。たとえば、セグメンテーション・マップ超音波画像では、異なる人体構造が異なる色で表示され得る（たとえば、膀胱は黄色で、背景組織は灰色でなど）。また別の実例として、照準モード平面の選択の後に、超音波システムは、ドップラー・モード超音波画像（たとえば、電力ドップラー、持続波ドップラー、パルス波ドップラーなど）、高調波モード超音波画像、動きモード（Ｍモード）超音波画像、及び／又は超音波データを使用する任意の他のタイプの撮像モダリティを取得することと表示することとの間でトグルし得る。その上、３Ｄ走査は、Ｐモード超音波画像、ドップラー・モード超音波画像、高調波モード超音波画像、Ｍモード超音波画像、及び／又は超音波データを使用する任意の他のタイプの撮像モダリティを使用して実行され得る。

【0010】

照準モードに関連するトグリングは、２つの直交する超音波撮像面（たとえば、矢状面及び横断面）の間でトグルすること、少なくとも３つの異なる超音波撮像面（たとえば、６０度だけ分離された平面）の間で連続的に回転すること、又は特定の角度だけ分離された異なる数の超音波撮像面の間で連続的に回転することを含み得る。いくつかの実装形態では、複数の照準モード平面は、（たとえば、各平面が走査される際に）リアルタイムで又はほぼリアルタイムで実質的に同時に表示され得る。他の実装形態では、ユーザは、異なる走査モード平面の間で切り替え得る。たとえば、超音波システムは、特定の照準モード平面を表示し得、トグル・スイッチ又は入力の活動化を検出し得、照準モード平面のうちの別の１つを表示することに切り替え得る。

【0011】

さらに、トグリングは走査モードの間でトグルすることを含み得る。たとえば、２つ又はそれ以上の撮像面の間でトグルするのではなく、ユーザは、２つ又はそれ以上の走査モードの間でトグルすることを選択し得る。走査モードは、シングル・プレーン走査、バイプレーン走査、トライプレーン走査、クワッドプレーン走査、及び／又は別の数の平面を含む走査を含み得る。実例として、ユーザは、シングル・プレーン走査とバイプレーン走査との間でトグルすることを選択し得る。したがって、超音波システムは、シングル走査平面を走査し得、次いで、バイプレーン走査にトグルし、２つの平面（たとえば、２つの直交する平面）を走査し得る。別の実例として、ユーザは、バイプレーン走査と、超音波システムが２つの平面を走査することと３つの平面を走査することとの間でトグルする、トライプレーン走査との間でトグルすることを選択し得る。

【0012】

その上、トグリングは撮像モードの間でトグルすることを含み得る。たとえば、２つ又はそれ以上の撮像面の間でトグルするのではなく、ユーザは、２つ又はそれ以上の撮像モードの間でトグルすることを選択し得る。撮像モードは、Ｂモード超音波画像走査、ドップラー・モード超音波画像（たとえば、電力ドップラー、持続波ドップラー、パルス波ドップラーなど）走査、高調波モード超音波画像走査、動きモード（Ｍモード）超音波画像走査、確率モード（Ｐモード）超音波画像走査、セグメンテーション・マップ超音波画像走査、及び／又は別のタイプの撮像モード走査を含み得る。実例として、ユーザは、Ｂモード撮像モードとドップラー・モード撮像モードとの間でトグルすることを選択し得る。別の実例として、ユーザはＰモード撮像モードとセグメンテーション・マップ撮像モードとの間でトグルし得る。

【0013】

さらに、異なる平面、走査モード、及び／又は撮像モードの間でのトグリングは機械的に及び／又は電子的に実行され得る。たとえば、いくつかの実装形態では、超音波プローブは、単一要素超音波トランスデューサと、単一要素超音波トランスデューサを異なる超音波撮像面中に移動するための垂直モータと、単一要素超音波トランスデューサを特定の超音波撮像面のセクタに沿って移動するための水平モータとを含み得る。照準モード平面の間のトグリングは、異なる超音波撮像面の間で単一要素超音波トランスデューサを移動するように垂直モータを制御することを含み得る。他の実装形態では、超音波プローブは、超音波トランスデューサのアレイと、超音波トランスデューサのアレイを異なる超音波撮像面中に移動するための垂直モータとを含み得る。照準モード平面の間のトグリングは、異なる超音波撮像面の間で超音波トランスデューサのアレイを移動するように垂直モータを制御することを含み得る。また他の実装形態では、超音波プローブは超音波トランスデューサの２次元（２Ｄ）アレイを含み得、照準モード平面の間のトグリングは、異なる超音波撮像面中に超音波画像を生成するように超音波トランスデューサの２Ｄアレイを制御することを含み得る。

【0014】

その上、トグリングは手動で又は自動的に実行され得る。実例として、ユーザは、第１の走査平面、走査モード、及び／又は撮像モードを閲覧し得、タッチスクリーン上のトグル・スイッチ又はトグル選択オブジェクトを活動化すること、トグリング・コマンドを有声化すること、及び／又は、さもなければ超音波システムに第２の走査平面、走査モード、及び／又は撮像モードにトグルさせることによって、第２の走査平面、走査モード、及び／又は撮像モードにトグルし得る。別の実例として、ユーザは自動トグリングを選択し得、超音波システムは、特定の間隔及び／又はレートにおいて、第１の走査平面、走査モード、及び／又は撮像モードと、第２の走査平面、走査モード、及び／又は撮像モード（及び／又は追加の走査平面、走査モード、又は撮像モード）との間で自動的にトグルし得る。特定の間隔及び／又はレートはユーザによって構成可能であり得る。

【0015】

いくつかの実装形態では、照準モードの後に、３Ｄ走査に対して追加又は代替として他のタイプの処理が行われ得る。実例として、照準モード平面の選択の後に、選択された照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードのための超音波画像を取得することと表示することとの間のトグリングは、針挿入（たとえば、生検標本などを取得するために）のために針ガイドを配置することに関して使用され得る。別の実例として、照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードの選択の後に、選択された照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードのために超音波画像を取得することと表示することとの間のトグリングが、当該領域の体積を測定する（たとえば、膀胱容積測定、前立腺体積測定、子宮体積測定、大動脈サイズ測定など）ために使用され得る。たとえば、２つの垂直な照準モード平面が、当該領域の体積を測定するために使用され得る。

【0016】

図１Ａは、本明細書で説明する一実装形態による例示的な超音波システム１００を示す図である。図１Ａに示されているように、超音波システム１００は、超音波プローブ１１０と、ベース・ユニット１２０と、ケーブル１３０とを含み得る。

【0017】

超音波プローブ１１０は、特定の周波数及び／又はパルス繰り返し率で超音波エネルギーを生成し、反射された超音波エネルギー（たとえば、超音波エコー）を受信し、反射した超音波エネルギーを電気信号に変換するように構成された１つ又は複数の超音波トランスデューサを格納し得る。たとえば、いくつかの実装形態では、超音波プローブ１１０は、約２メガヘルツ（ＭＨｚ）から約１０ＭＨｚ又はそれ以上（たとえば、１８ＭＨｚ）まで延びる範囲内で超音波信号を送信するように構成され得る。他の実装形態では、超音波プローブ１１０は、異なる範囲内で超音波信号を送信するように構成され得る。さらに、超音波プローブ１１０は、超音波トランスデューサの動きを制御するための１つ又は複数のモータを格納し得る。

【0018】

超音波プローブ１１０は、ハンドル１１２と、トリガ１１４と、（「ノーズ」とも呼ばれる）ドーム１１８とを含み得る。ユーザ（たとえば、医師など）は、ハンドル１１２を介して超音波プローブ１１０を保持し、トリガ１１４を押して、ドーム１１８中に位置する１つ又は複数の超音波トランシーバ及びトランスデューサを活動化させて、患者の当該領域（たとえば、特定の人体器官、人体関節、血管など）に向けて超音波信号を送信し得る。たとえば、プローブ１１０は患者の骨盤領域上及び患者の膀胱の上に配置され得る。

【0019】

ハンドル１１２は、ユーザが患者の当該領域に対してプローブ１１０を移動することを可能にする。トリガ１１４が活動化すると、患者の当該領域が走査されるときにドーム１１８が患者の体の表面部分と接触している間、選択された解剖学的部分の超音波走査が開始される。いくつかの実装形態では、トリガ１１４はトグル・スイッチ１１６を含み得る。トグル・スイッチ１１６は、超音波システム１００の照準モード中に、異なる照準平面間、異なる走査モード間、異なる撮像モード間などでトグルするために使用され得る。他の実装形態では、トリガ１１４は別個のトグル・スイッチ１１６を含まないことがあり、トリガ１１４は、異なる照準平面、走査モード、及び／又は撮像モードの間でトグルするために使用され得る。また他の実装形態では、トグル・スイッチ１１６は超音波プローブ１１０の異なるロケーションに位置し得、及び／又はベース・ユニット１２０上に位置し得る。また他の実装形態では、トグリング機能は、ベース・ユニット１２０のディスプレイ上のタッチスクリーンボタンを介して、及び／又はマイクロフォンなど、別のタイプの制御を介して（たとえば、音声コマンドを介して）実行され得る。

【0020】

ドーム１１８は、１つ又は複数の超音波トランスデューサを囲み得、解剖学的部分に適切な音響インピーダンス整合を与え、及び／又は超音波エネルギーが解剖学的部分中に投影される際に超音波エネルギーが適切に集束されることを可能にする材料から形成され得る。ドーム１１８はまた、超音波信号を送信し、受信するための送信機と受信機とを含むトランシーバ回路を含み得る。プローブ１１０は、ケーブル１３０を介してなど、ワイヤード接続を介してベース・ユニット１２０と通信し得る。他の実装形態では、プローブ１１０は、ワイヤレス接続（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉＦｉなど）を介してベース・ユニット１２０と通信し得る。

【0021】

ベース・ユニット１２０は、走査された解剖学的領域の画像を生成するために、プローブ１１０によって受信された反射された超音波エネルギーを処理するように構成された１つ又は複数のプロセッサ又は処理論理を格納し、含み得る。さらに、ベース・ユニット１２０は、ユーザが超音波走査からの画像を閲覧することを可能にするための、及び／又はプローブ１１０の動作中にユーザに対して動作上の対話を可能にするためのディスプレイ１２２を含み得る。たとえば、ディスプレイ１２２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）など、出力ディスプレイ／スクリーン、発光ダイオード（ＬＥＤ）ベースディスプレイ、タッチスクリーン、及び／又はユーザにテキスト及び／又は画像データを与える別のタイプのディスプレイを含み得る。

【0022】

たとえば、ディスプレイ１２２は、プローブ１１０を患者の選択された解剖学的部分に対して配置するための命令を与え得る。代替的に、超音波プローブ１１０は、超音波プローブ１１０を配置するための命令を与える（たとえば、ハンドル１１２中に）小型ディスプレイを含み得る。ディスプレイ１２２はまた、選択された解剖学的領域の２次元又は３次元画像を表示し得る。いくつかの実装形態では、ディスプレイ１２２は、ユーザが、超音波走査に関連する様々な特徴を選択することを可能にするグラフィカル・ユーザ・インターフェース（ＧＵＩ）を含み得る。たとえば、ディスプレイ１２２は、プローブ１１０のための照準モードを選択するための、及び／又はプローブ１１０が患者の当該領域に対してうまく配置された後に３Ｄ走査を開始するための選択項目（たとえば、ボタン、ドロップダウン・メニュー項目、チェックボックスなど）を含み得る。さらに、ディスプレイ１２２は、Ｂモード画像、Ｐモード画像、セグメンテーション・マップ・モード画像、ドップラー超音波画像、高調波モード画像、Ｍモード画像、及び／又は他のタイプの超音波画像など、取得されるべき特定のタイプの超音波画像を選択するための選択項目を含み得る。その上、ディスプレイ１２２は、１つ又は複数の照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードを選択するための選択項目を含み得る。さらに、ディスプレイ１２２は、選択された照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードの間で手動で又は自動的にトグルするかどうかを選択するための選択項目を含み得る。

【0023】

図１Ｂは、本明細書で説明する一実装形態による超音波システム１００のための例示的な環境１５０を示す図である。環境１５０は、患者１６０に対する超音波システム１００の動作を示す。図１Ｂに示されているように、患者１６０は、患者の当該領域が走査され得るように配置され得る。たとえば、当該領域が患者の膀胱１６５に対応すると仮定する。膀胱１６５を走査するために、超音波プローブ１１０は、走査されるべき解剖学的部分に近接する患者１６０の表面部分に対して配置され得る。ユーザは、ドーム１１８が皮膚に対して配置されたときに音響インピーダンス整合を与えるために、膀胱１６５の領域の上の患者１６０の皮膚に音響ゲル１７０（又はゲル・パッド）を塗布し得る。

【0024】

ユーザは、（たとえば、ディスプレイ１２２上の照準モードボタン、メニュー項目などを選択することによって、ボイス・コマンドを発話することによってなど）ベース・ユニット１２０を介して照準モードを選択し得る。代替的に、（たとえば、超音波プローブ１１０の内側の加速度計及び／又はジャイロスコープを介して）ベース・ユニット１２０が超音波プローブ１１０の動きを検出したとき、又は超音波プローブ１１０が音響ゲル１７０又は患者１６０の皮膚に接触したとき、照準モードが自動的に選択され得る。超音波プローブ１１０は、膀胱１６５を通して超音波信号１８０を送信し得、反射された超音波信号を受信し得る。反射された超音波信号は処理されて、ディスプレイ１２２上に表示される画像になり得る。

【0025】

いくつかの実装形態では、ユーザは、１つ又は複数の照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードを選択し得る。他の実装形態では、１つ又は複数の照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードはユーザ入力なしに自動的に選択され得る。いくつかの実装形態では、ディスプレイ１２２は、ユーザ入力なしに、及び／又はユーザが超音波プローブ１１０の位置を変更することなしに、選択された照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードの間で自動的にトグルし得る。他の実装形態では、ユーザは、トグル・スイッチ１１６を使用して、選択された照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードの間でトグルし得る。また他の実装形態では、選択された照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードのうちの１つ又は複数がディスプレイ１２２上に同時に表示され得る。ユーザは、超音波プローブ１１０が膀胱１６５の上に配置されたことにユーザが満足するまで、ディスプレイ１２２上に表示された情報に基づいて超音波プローブ１１０の位置を調整し得る。ユーザは、次いで、トリガ１１４を押すことによって、ディスプレイ１２２上の走査ボタンを押すことによって、ボイス・コマンドを発話することによって、及び／又は別のタイプの走査活動化技法を使用して、膀胱１６５の３Ｄ走査を活動化し得る。図１Ａ及び図１Ｂは超音波システム１００の例示的な構成要素を示すが、他の実装形態では、超音波システム１００は、より少ない構成要素、異なる構成要素、追加の構成要素、又は図１Ａ及び図１Ｂに示されているものとは異なって構成される構成要素を含み得る。追加又は代替として、超音波システム１００の１つ又は複数の構成要素は、超音波システム１００の１つ又は複数の他の構成要素によって実行されるものとして説明される１つ又は複数のタスクを実行し得る。

【0026】

たとえば、他の実施例では、超音波プローブ１１０は、１つ又は複数の超音波トランスデューサを動作可能に制御するように、また、超音波画像を生成するために反射された超音波エネルギーを処理するように構成された、超音波プローブ１１０内に格納されたマイクロプロセッサを含む自蔵式デバイスに対応し得る。したがって、超音波プローブ１１０上のディスプレイは、生成された画像を表示するために、及び／又は超音波プローブ１１０の動作に関連する他の情報を閲覧するために使用され得る。また他の実装形態では、超音波プローブ１１０は、超音波プローブ１１０の動作を少なくとも部分的に制御するソフトウェアを含む、及び／又は超音波画像を生成するために超音波プローブ１１０から受信された情報を処理するソフトウェアを含む、ラップトップ、タブレット、及び／又はデスクトップ・コンピュータなどの汎用コンピュータに（ワイヤード又はワイヤレス接続を介して）結合され得る。

【0027】

図２Ａは、本明細書で説明する一実装形態による超音波プローブ１１０の第１の例示的な実装形態の図である。図２Ａに示されているように、超音波プローブ１１０は、２つの回転モータに結合された単一のトランスデューサ要素を含み得る。この実装形態では、超音波プローブ１１０は、ドーム１１８に接続されたベース２１０と、θモータ２２０と、スピンドル２３０と、φモータ２４０と、トランスデューサ２６０をもつトランスデューサ・バケット２５０とを含み得る。θモータ２２０、φモータ２４０、及び／又はトランスデューサ２６０は、ケーブル１３０（図２Ａに示されていない）を介してθモータ２２０、φモータ２４０、及び／又はトランスデューサ２６０をベース・ユニット１２０に電気的に接続するワイヤード又はワイヤレス電気接続を含み得る。

【0028】

ベース２１０は、θモータ２２０を格納し、超音波プローブ１１０に対する構造的支持を与え得る。ベース２１０は、ドーム１１８に接続し得、超音波プローブ１１０の構成要素を外部環境から保護するためにドーム１１８とともにシールを形成し得る。θモータ２２０は、本明細書でθ（シータ）回転平面２２５と呼ぶ垂直軸の周りを回転することによって、トランスデューサ２６０に対して長手方向にスピンドル２３０をベース２１０に対して回転し得る。スピンドル２３０はシャフト２３５において終端し得、φモータ２４０はシャフト２３５上に取り付けられ得る。φモータ２４０は、本明細書でφ（ファイ）回転平面２４５と呼ぶ水平軸の周りをθ回転平面２２５に直交する軸の周りを回転し得る。トランスデューサ・バケット２５０は、φモータ２４０に取り付けられ得、φモータ２４０とともに移動し得る。

【0029】

トランスデューサ２６０はトランスデューサ・バケット２５０に取り付けられ得る。トランスデューサ２６０は、圧電トランスデューサ、容量性トランスデューサ、及び／又は別のタイプの超音波トランスデューサを含み得る。トランスデューサ２６０は、トランスデューサ２６０に関連するトランシーバ回路とともに、特定の超音波周波数又は超音波周波数の範囲において電気信号を超音波信号に変換し得、反射された超音波信号（たとえば、エコーなど）を受信し得、受信された超音波信号を電気信号に変換し得る。トランスデューサ２６０は、トランスデューサ２６０の表面に実質的に直角である信号方向２６５において超音波信号を送信し、受信し得る。

【0030】

信号方向２６５はφモータ２４０の動きによって制御され得、φモータの方位はθモータ２２０によって制御され得る。たとえば、φモータ２４０は、特定の平面についての超音波画像データを生成するために１８０度よりも小さい角にわたって往復回転し得、θモータ２２０は、異なる平面についての超音波画像データを取得するために特定の位置に対して回転し得る。

【0031】

照準モードでは、φモータ２４０が、特定の照準平面についての超音波画像データを取得するために往復回転している間、θモータ２２０は静止したままであり得る。照準モードでは、θモータ２２０は複数の照準平面の間で往復移動し得、φモータ２４０は、超音波画像データを取得するために往復回転し得る。実例として、θモータ２２０は、照準モードが選択されている間、２つの直交する平面の間で後退し得る。別の実例として、θモータ２２０は、照準モード中に、互いに１２０度にある３つの平面を通して連続的に回転し得る。

【0032】

３Ｄ走査モードでは、θモータ２２０は、当該領域のフル３Ｄ走査を取得するために、１回又は複数回、平面のセットを通して巡回し得る。平面のセットの各特定の平面内で、φモータ２４０は、特定の平面についてのＢモード画像データを取得するために回転し得る。θモータ２２０及びφモータ２４０の動きは３Ｄ走査モータにおいてインターレースされ得る。たとえば、第１の方向におけるφモータ２４０の動きの後には、第１の平面から第２の平面へのθモータ２２０の動きが続き、その後、第１の方向と反対の第２の方向におけるφモータ２４０の動きが続き、その後、第２の平面から第３の平面へのθモータ２２０の動きなどが続き得る。そのようなインターレースされた動きは、超音波プローブ１１０が、スムーズな連続体積走査を取得することを可能にするとともに、走査データが取得されるレートを改善し得る。

【0033】

図２Ｂは、本明細書で説明する一実装形態による超音波プローブ１１０の第２の例示的な実装形態の図である。図２Ｂに示されているように、超音波プローブ１１０は、回転モータに結合されたトランスデューサ要素の１次元（１Ｄ）アレイを含み得る。この実装形態では、超音波プローブ１１０は、ドーム１１８に接続されたベース２１０と、θモータ２２０と、スピンドル２３０と、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５をもつトランスデューサ・バケット２７０とを含み得る。θモータ２２０及び／又は１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５は、ケーブル１３０（図２Ｂに示されていない）を介してθモータ２２０及び／又は１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５をベース・ユニット１２０に電気的に接続するワイヤード又はワイヤレス電気接続を含み得る。

【0034】

ベース２１０は、θモータ２２０を格納し、超音波プローブ１１０に対する構造的支持を与え得る。ベース２１０は、ドーム１１８に接続し得、超音波プローブ１１０の構成要素を外部環境から保護するためにドーム１１８とともにシールを形成し得る。θモータ２２０は、θ回転平面２２５の周りを回転することによって、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５に対して長手方向にスピンドル２３０をベース２１０に対して回転し得る。スピンドル２３０はトランスデューサ・バケット２７０において終端し得る。１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５はトランスデューサ・バケット２７０に取り付けられ得る。１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５は、圧電トランスデューサ、容量性トランスデューサ、及び／又は他のタイプの超音波トランスデューサの湾曲した１Ｄアレイを含み得る。１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５は、特定の超音波周波数又は超音波周波数の範囲において電気信号を超音波信号に変換し得、反射された超音波信号（たとえば、エコーなど）を受信し得、受信された超音波信号を電気信号に変換し得る。１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５の各要素は、図２Ｂにおいてアイテム２７６として示されている、方向のセットのうちの特定の方向において超音波信号を送信し、受信し得る。したがって、一緒に、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５の要素は特定の平面についての超音波画像データを生成し得る。

【0035】

照準モードでは、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５が特定の照準平面についての超音波画像データを取得する間、θモータ２２０は静止したままであり得る。照準モードでは、θモータ２２０は複数の照準平面の間で往復移動し得、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５は各照準平面内で超音波画像データを取得し得る。実例として、θモータ２２０は、照準モードが選択される間、２つの直交する平面の間で後退し得る。別の実例として、θモータ２２０は、互いから１２０度離れて位置する３つの平面を通して連続的に回転し得る。３Ｄ走査モードでは、θモータ２２０は、当該領域のフル３Ｄ走査を取得するために１回又は複数回、平面のセットを通して巡回し得る。平面のセットの各特定の平面内で、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５は特定の平面についての超音波画像データを取得し得る。

【0036】

図２Ｃは、本明細書で説明する一実装形態による第３の例示的な超音波プローブ１１０の図である。図２Ｃに示されているように、超音波プローブ１１０はトランスデューサ要素の２次元（２Ｄ）アレイを含み得る。この実装形態では、超音波プローブ１１０は、ベース２１０と、スピンドル２３０と、２Ｄトランスデューサ・アレイ２８５をもつトランスデューサ・バケット２８０とを含み得る。２Ｄトランスデューサ・アレイ２８５は、ケーブル１３０（図２Ｃに示されていない）を介して、２Ｄトランスデューサ・アレイ２８５をベース・ユニット１２０に電気的に接続するワイヤード又はワイヤレス電気接続を含み得る。

【0037】

ベース２１０は、超音波プローブ１１０に対する構造的支持を与え、スピンドル２３０を固定し得る。スピンドル２３０はトランスデューサ・バケット２８０において終端し得る。２Ｄトランスデューサ・アレイ２８５はトランスデューサ・バケット２８０に取り付けられ得る。２Ｄトランスデューサ・アレイ２８５は、圧電トランスデューサ、容量性トランスデューサ、及び／又は他のタイプの超音波トランスデューサの２Ｄアレイを含み得る。２Ｄトランスデューサ・アレイ２８５は、特定の超音波周波数又は超音波周波数の範囲において電気信号を超音波信号に変換し得、反射された超音波信号（たとえば、エコーなど）を受信し得、受信された超音波信号を電気信号に変換し得る。２Ｄトランスデューサ・アレイ２８５の各要素は、図２Ｃにおいてアイテム２９０として示されている方向のセットのうちの特定の方向において超音波信号を送信し、受信し得る。したがって、一緒に、２Ｄトランスデューサ・アレイ２８５の要素は、３Ｄ超音波走査を生成するために複数の平面についての超音波画像データを生成し得る。言い換えれば、２Ｄトランスデューサ・アレイ２８５は、特定の方向において超音波ビームを電子的に傾けるように制御され得る。

【0038】

照準モードでは、２Ｄトランスデューサ・アレイ２８５は、１つ又は複数の選択された照準平面についての超音波画像データを取得し得る。特定の選択された照準平面の場合、２Ｄトランスデューサ・アレイ２８５からのトランスデューサ要素の線形１Ｄセットは、特定の選択された照準平面についての超音波画像を生成するために選択され得る。実例として、トランスデューサの２つの１Ｄセットが、２つの直交する平面のために選択され得、２つの直交する平面の超音波画像を取得することを交互に行い得る。代替的に、２つの直交する平面についての超音波画像は実質的に同時に取得され得る。別の実例として、２Ｄトランスデューサ・アレイ２８５は、互いから１２０度離れて位置する３つの平面を通して巡回し得、２Ｄトランスデューサ・アレイ２８５からのトランスデューサ要素の１Ｄセットの３つのセットは３つの平面についての超音波画像を取得し得る。３Ｄ走査モードでは、２Ｄトランスデューサ・アレイ２８５は、当該領域のフル３Ｄ走査を取得するために、トランスデューサ要素の１Ｄセットのセットを通して、１回又は複数回、巡回し得る。代替的に、２Ｄトランスデューサ・アレイ２８５のトランスデューサ要素の１Ｄセットの複数のセット、又はさらにはトランスデューサ要素のすべてが、当該領域のフル３Ｄ走査を取得するために実質的に同時に活動化され得る。図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃは超音波プローブ１１０の例示的な構成要素を示すが、他の実装形態では、超音波プローブ１１０は、より少ない構成要素、異なる構成要素、追加の構成要素、又は図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃに示されているものとは異なって構成される構成要素を含み得る。追加又は代替として、超音波プローブ１１０の１つ又は複数の構成要素は、超音波プローブ１１０の１つ又は複数の他の構成要素によって実行されるものとして説明される１つ又は複数のタスクを実行し得る。

【0039】

図３は、本明細書で説明する一実装形態によるデバイス３００の例示的な構成要素を示す図である。超音波プローブ１１０及び／又はベース・ユニット１２０は、それぞれ１つ又は複数のデバイス３００を含み得る。図３に示されているように、デバイス３００は、バス３１０と、プロセッサ３２０と、メモリ３３０と、入力デバイス３４０と、出力デバイス３５０と、通信インターフェース３６０とを含み得る。バス３１０は、デバイス３００の構成要素の間の通信を可能にする経路を含み得る。プロセッサ３２０は、命令を解釈し、実行する、任意のタイプのシングルコア・プロセッサ、マルチコア・プロセッサ、マイクロプロセッサ、ラッチベース・プロセッサ、及び／又は処理論理（又はプロセッサ、マイクロプロセッサ、及び／又は処理論理のファミリー）を含み得る。他の実施例では、プロセッサ３２０は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、及び／又は別のタイプの集積回路又は処理論理を含み得る。メモリ３３０は、プロセッサ３２０による実行のための、情報及び／又は命令を記憶し得る任意のタイプの動的記憶デバイス、及び／又はプロセッサ３２０による使用のための情報を記憶し得る任意のタイプの不揮発性記憶デバイスを含み得る。たとえば、メモリ３３０は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、又は別のタイプの動的記憶デバイス、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）デバイス、若しくは別のタイプの静的記憶デバイス、コンテンツ・アドレッサブル・メモリ（ＣＡＭ）、磁気及び／又は光記録メモリ・デバイス及びそれの対応するドライブ（たとえば、ハード・ディスク・ドライブ、光ドライブなど）、及び／又はフラッシュ・メモリなどの取外し可能な形態のメモリを含み得る。

【0040】

入力デバイス３４０は、オペレータがデバイス３００に情報を入力することを可能にし得る。入力デバイス３４０は、たとえば、キーボード、マウス、ペン、マイクロフォン、リモート・コントロール、オーディオ・キャプチャ・デバイス、画像及び／又はビデオ・キャプチャ・デバイス、タッチスクリーン・ディスプレイ、及び／又は別のタイプの入力デバイスを含み得る。いくつかの実施例では、デバイス３００は、リモートで管理され得、入力デバイス３４０を含まないことがある。言い換えれば、デバイス３００は、「ヘッドレス」であり得、たとえば、キーボードを含まないことがある。

【0041】

出力デバイス３５０はデバイス３００のオペレータに情報を出力し得る。出力デバイス３５０は、ディスプレイ、プリンタ、スピーカ、及び／又は別のタイプの出力デバイスを含み得る。たとえば、デバイス３００は、顧客にコンテンツを表示するための液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含み得る、ディスプレイを含み得る。いくつかの実施例では、デバイス３００は、リモートで管理され得、出力デバイス３５０を含まないことがある。言い換えれば、デバイス３００は、「ヘッドレス」であり得、たとえば、ディスプレイを含まないことがある。

【0042】

通信インターフェース３６０は、デバイス３００が、ワイヤレス通信（たとえば、無線周波数、赤外線、及び／又は視覚オプティクスなど）、ワイヤード通信（たとえば、導線、より対線、同軸ケーブル、伝送線路、光ファイバー・ケーブル、及び／又は導波路など）、又はワイヤレス通信とワイヤード通信の組合せを介して、他のデバイス及び／又はシステムと通信することを可能にする、トランシーバを含み得る。通信インターフェース３６０は、ベースバンド信号を無線周波数（ＲＦ）信号に変換する送信機、及び／又はＲＦ信号をベースバンド信号に変換する受信機を含み得る。通信インターフェース３６０は、ＲＦ信号を送信し、受信するためのアンテナに結合され得る。

【0043】

通信インターフェース３６０は、入力ポート及び／若しくは出力ポートを含む論理構成要素、入力システム及び／若しくは出力システム、並びに／又は他のデバイスへのデータの送信を促進する他の入力構成要素及び出力構成要素を含み得る。たとえば、通信インターフェース３６０は、ワイヤード通信のためのネットワーク・インターフェース・カード（たとえば、イーサネット（登録商標）・カード）、及び／又はワイヤレス通信のためのワイヤレス・ネットワーク・インターフェース（たとえば、ＷｉＦｉ）カードを含み得る。通信インターフェース３６０はまた、ケーブルを介した通信のためのユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）ポート、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）ワイヤレス・インターフェース、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）インターフェース、近距離通信（ＮＦＣ）ワイヤレス・インターフェース、及び／又はデータを１つの形態から別の形態に変換する任意の他のタイプのインターフェースを含み得る。以下で詳細に説明するように、デバイス３００は、照準モード中の当該領域のマルチプレーン可視化に関係するいくつかの動作を実行し得る。デバイス３００は、プロセッサ３２０がメモリ３３０などコンピュータ可読媒体に含まれているソフトウェア命令を実行することに応答して、これらの動作を実行し得る。コンピュータ可読媒体は非一時的メモリ・デバイスとして定義され得る。メモリ・デバイスは、単一の物理メモリ・デバイス内で実装されるか、又は複数の物理メモリ・デバイスにわたって拡散し得る。ソフトウェア命令は別のコンピュータ可読媒体から又は別のデバイスからメモリ３３０に読み込まれ得る。メモリ３３０に含まれているソフトウェア命令は、プロセッサ３２０に本明細書で説明するプロセスを実行させ得る。代替的に、本明細書で説明するプロセスを実装するためのソフトウェア命令の代わりに、又はそれと組み合わせて、ハードワイヤード回路が使用され得る。したがって、本明細書で説明する実装形態はハードウェア回路とソフトウェアの任意の特定の組合せに限定されない。図３はデバイス３００の例示的な構成要素を示すが、他の実装形態では、デバイス３００は、より少ない構成要素、異なる構成要素、追加の構成要素、又は図３に示されているものとは異なって構成される構成要素を含み得る。追加又は代替として、デバイス３００の１つ又は複数の構成要素は、デバイス３００の１つ又は複数の他の構成要素によって実行されるものとして説明される１つ又は複数のタスクを実行し得る。

【0044】

図４は、超音波システム１００の例示的な機能構成要素を示す図である。超音波システム１００の機能構成要素は、たとえば、メモリ３３０からの命令を実行するプロセッサ３２０を介して実装され得る。代替的に、超音波システム１００の機能構成要素のいくつか又はすべてはハードワイヤード回路を介して実装され得る。図４に示されているように、超音波システム１００は、ユーザ・インターフェース４１０と、照準モード・マネージャ４２０と、画像生成器４３０と、３Ｄ走査マネージャ４４０と、データ・コレクタ４５０とを含み得る。

【0045】

ユーザ・インターフェース４１０は、ディスプレイ１２２を介して超音波画像をユーザに表示し、ディスプレイ１２２に関連するタッチスクリーンを介して、ベース・ユニット１２０上及び／又は超音波プローブ１１０上に位置する１つ又は複数の制御キーを介して、ベース・ユニット１２０中に含まれるマイクロフォンを介して、及び／又は別のタイプの入力方法を介して、ユーザからの選択及び／又はコマンドを受信するように構成されたユーザ・インターフェース（たとえば、グラフィカル・ユーザ・インターフェース）を生成し得る。たとえば、ユーザは、ユーザ・インターフェース４１０を介して超音波画像のタイプ、照準モードを選択し得、１つ又は複数の照準モード平面、走査モード、及び／若しくは撮像モードを選択し得、並びに／又はユーザが照準モード中の超音波プローブ１１０の位置に満足すると３Ｄ走査を実行することを選択し得る。

【0046】

照準モード・マネージャ４２０は、超音波システム１００に関連する照準モードを管理し得る。実例として、ユーザが走査を実行することを選択すると、超音波システム１００は自動的に照準モードに入り得る。別の実例として、ユーザは、選択項目を使用して、及び／又は特定のコマンドを実行することによって照準モードを選択し得る。いくつかの実装形態では、照準モード・マネージャ４２０は、たとえば、２つの直交する平面など、照準モード平面のデフォルト・セットを選択し得る。追加又は代替として、ユーザは、１つ又は複数の照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードを選択し得る。実例として、ユーザは、特定の平面（たとえば、「矢状」、「前頭」など）を指定するによって第１の照準モード平面を選択し得、各追加の平面を指定するによって追加の照準モード平面を選択し得る。別の実例として、ユーザは、走査平面の第１の数を指定することによって第１の走査モードを選択し、走査平面の第２の数を指定することによって第２の走査モードを選択し得る。また別の実例として、ユーザは第１の撮像モード及び第２の撮像モードを選択し得る。

【0047】

照準モード平面は、名前を介して、角度オフセット（たとえば、第２の平面が第１の平面＋９０度であるなど）を介して、照準モード平面セット（たとえば、２つの直交する平面、６０度分離された３つの平面、４５度分離された４つの平面、４５度分離された２つの平面、及び２つの平面間の角を２等分する平面に直交する第３の平面、など）を選択することによって、ディスプレイ１２２のタッチスクリーン上に当該領域の図式表現の周りに描かれる円にわたって各平面を描く又は選択することによって、及び／又は別の技法を使用することによって選択され得る。走査モードは、各選択される走査モードごとに走査平面の数を指定するによって選択され得る。撮像モードは、利用可能な撮像モードのリストから選択され得る。

【0048】

照準モード・マネージャ４２０は、Ｂモード超音波画像、Ｐモード超音波画像、ドップラー超音波画像、セグメンテーション・マップ・モード超音波画像、高調波モード超音波画像、Ｍモード超音波画像など、特定のタイプの超音波画像、及び／又は他のタイプの超音波画像を使用して、選択された照準モード平面についての超音波画像を生成するように画像生成器４３０に命令し得る。いくつかの実装形態では、照準モード・マネージャ４２０は、選択された照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードの間で自動的にトグルし得、選択された照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードに関連する超音波画像をディスプレイ１２２上に表示し得る。異なる照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードに関連する超音波画像は同時に表示され得るか、又はディスプレイ１２２は、異なる照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モード画像を表示することを通してトグルし得る。他の実装形態では、ユーザは、トグル・スイッチ１１６を押すことによって、及び／又は、さもなければ、（たとえば、ディスプレイ１２２のタッチスクリーン上のトグル・ボタンを押すことによって、コマンドを発話することによってなど）異なる照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モード画像の間でトグルすることを選択することによって、異なる照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モード画像の間でトグルし得る。

【0049】

画像生成器４３０は特定の平面内に超音波画像を生成し得る。たとえば、画像生成器４３０は、特定のタイプの超音波画像を取得するように、特定の平面に（たとえば、θモータ２２０の特定の位置）移動するように、及び（たとえば、φモータ２４０及びトランスデューサ２６０を使用して）特定の平面についての特定のタイプの超音波画像を生成するように、データ・コレクタに命令し得る。

【0050】

３Ｄ走査マネージャ４４０は、患者の体における当該領域についての３Ｄ走査を生成し得る。たとえば、ユーザが３Ｄ走査を実行することを選択したことに応答して、３Ｄ走査マネージャ４４０は、特定のシーケンスにおいて平面の特定のセットについての超音波画像を生成するように画像生成器４３０に命令し得る。いくつかの実装形態では、３Ｄ走査はθモータ２２０及びφモータ２４０のインターレースされた動きで実装され得る。３Ｄ走査中に走査される平面の数（たとえば、θモータ２２０の異なる位置の数）はユーザによって構成可能であり得る。たとえば、３Ｄ走査は、平面を３０度ごと、１５度ごと、１０度ごと、５度ごとなどに走査するようにセットされ得る。

【0051】

データ・コレクタ４５０は、超音波プローブ１１０から超音波画像データを収集するように構成され得る。データ・コレクタ４５０は、φモータ・コントローラ４６０と、θモータ・コントローラ４７０と、トランスデューサ・コントローラ４８０とを含み得る。φモータ・コントローラ４６０はφモータ２４０を制御し得る。θモータ・コントローラ４７０はθモータ２２０を制御し得る。トランスデューサ・コントローラ４８０はトランスデューサ２６０（又は１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５又は２Ｄトランスデューサ・アレイ２８５）を制御し得る。

【0052】

図４は超音波システム１００の例示的な構成要素を示すが、他の実装形態では、超音波システム１００は、より少ない構成要素、異なる構成要素、追加の構成要素、又は図４に示されているものとは異なって構成される構成要素を含み得る。追加又は代替として、超音波システム１００の１つ又は複数の構成要素は、超音波システム１００の１つ又は複数の他の構成要素によって実行されるものとして説明される１つ又は複数のタスクを実行し得る。

【0053】

図５は、本明細書で説明する一実装形態による、照準中のマルチプレーン可視化のためのプロセスのフローチャートである。いくつかの実装形態では、図５のプロセスは超音波システム１００によって実行され得る。他の実装形態では、図５のプロセスのいくつか又はすべては、超音波システム１００とは別個の別のデバイス又はデバイスのグループによって実行され得る。

【0054】

図５のプロセスは、照準モードを選択すること（ブロック５１０）を含み得る。実例として、ユーザが走査を実行することを選択する及び／又は超音波システム１００をオンにすると、超音波システム１００は照準モードに自動的に入り得る。別の実例として、ユーザは、選択項目を使用して及び／又は特定のコマンドを実行することによって照準モードを選択し得る。さらに、ユーザは、照準モード中に使用するべき特定のタイプの超音波画像を選択し得る。たとえば、ユーザは、Ｂモード超音波画像、Ｐモード超音波画像、ドップラー超音波画像、高調波モード超音波画像、Ｍモード超音波画像、及び／又は他のタイプの超音波画像を使用することを選択し得る。

【0055】

第１の照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードが選択され得（ブロック５２０）、第１の照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードが走査され得る（ブロック５３０）。いくつかの実装形態では、超音波システム１００は、デフォルト平面（たとえば、矢状面、横断面など）を、第１の照準モード平面、デフォルト走査モード（たとえば、単一の平面走査など）、及び／又はデフォルト撮像モード（たとえば、Ｂモードなど）として使用し得る。他の実装形態では、ユーザは、平面のリストから平面を選択することによって、平面の名前を指定するによって、（たとえば、矢状面から）角度オフセットを指定することによって、ディスプレイ１２２上に表示される当該領域にわたるラインを描くこと又は選択することによって、及び／又は別の技法を使用することによって、第１の照準モード平面を選択し得る。追加又は代替として、ユーザは、走査モード及び／又は撮像モードの提示されたリストから走査モード及び／又は撮像モードを選択することによって、第１の走査モード及び／又は撮像モードを選択し得る。超音波システム１００は、ディスプレイ１２２中に、選択された第１の照準モード、走査モード、及び／又は撮像モードを走査し、表示し得る。

【0056】

追加の照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードが選択され得（ブロック５４０）、選択された追加の照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードが走査され得る（ブロック５５０）。たとえば、ユーザは、上記で説明した技法のうちの１つ又は複数を使用して、追加の照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードを選択し得、超音波システム１００は、ユーザが超音波プローブ１１０の位置を変更する必要なしに、ディスプレイ１２２中に選択された追加の照準モード、走査モード、及び／又は撮像モードを走査し、表示し得る。追加の照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードが選択されるかどうかに関する決定が行われ得る（ブロック５６０）。たとえば、超音波システム１００は、選択された照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードの間でトグルし続け得、ユーザは、別の照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードを選択し得る。

【0057】

追加の照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードが選択されることが決定された（ブロック５６０－はい）場合、処理はブロック５４０に戻り得る。追加の照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードが選択されないことが決定された（ブロック５６０－いいえ）場合、ポスト照準モード処理に進むかどうかに関する決定が行われ得る（ブロック５７０）。実例として、超音波システム１００は、３Ｄ走査を実行するために選択が行われたことを決定し得る。３Ｄ走査は、たとえば、ディスプレイ１２２のタッチスクリーン上の３Ｄ走査ボタンを選択することによって、ベース・ユニット１２０及び／又は超音波プローブ１１０上の特定のキーを押すことによって、ボイス・コマンドを発話することによって、及び／又は別の技法を使用して選択され得る。別の実例として、超音波システム１００は、たとえば、ディスプレイ１２２上に与えられるオプションのリストから針ガイド選択を行うことによって、ユーザが針ガイドを配置することを選択したことを決定し得る。また別の実例として、超音波システム１００は、たとえば、ディスプレイ１２２上に与えられるオプションのリストから分析モード選択を行うことによって、ユーザが、当該領域を分析する（たとえば、器官の体積を測定する、器官中の流体の量を測定する、領域を通る血流を測定するなど）ことを選択したことを決定し得る。

【0058】

処理がポスト照準モード処理に進まないこと（ブロック５７０－いいえ）が決定された場合、選択された照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードの間のトグリングが実行され得る（ブロック５８０）。たとえば、超音波システム１００は、３Ｄ走査が選択されるまで、及び／又は異なるモードが選択される（たとえば、超音波システム１００がアイドル・モードに入れられるなど）まで、選択された照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードの間でトグルし続け得る。処理が３Ｄ走査に進むこと（ブロック５７０－はい）が決定された場合、ポスト照準モード処理が実行され得る（ブロック５９０）。実例として、ユーザが、照準モード中の複数の照準モード平面を介して表示された情報に基づいて、超音波プローブ１１０のアライメントに満足した後に、ユーザは、３Ｄ走査を実行することを選択し得、超音波システム１００は３Ｄ走査を実行し得る。

【0059】

いくつかの実装形態では、超音波システム１００は、ポスト照準処理中、選択された照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードの間でトグルし続け得る。実例として、ユーザは針ガイド・モードを選択し得る。応答して、超音波システム１００は、ユーザが針ガイドを操作している間、及び超音波システム１００が、選択された照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードの間でトグルし続ける間、ユーザに画像及び／又は命令を与える、針ガイド・モードに入り得る。

【0060】

また別の実例として、超音波システム１００は、器官又は体腔の体積を測定することを選択することによって、器官又は体腔中の流体の量を測定することを選択するによって、当該領域を通る血流を測定することを選択するによって、及び／又は別のタイプの分析を選択することによって、ユーザが当該領域を分析することを選択したことを決定し得る。応答して、超音波システム１００は、超音波システム１００が、選択された照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードの間でトグルし続ける間、分析モードに入り、要求された測定を実行し得る。

【0061】

図６は、本明細書で説明する一実装形態による、照準中のマルチプレーン可視化のための別のプロセスのフローチャートである。図６のプロセスにおいて、超音波システム１００が活動化されたとき、及び／又は照準モードが選択されたとき、超音波システム１００は、マニュアル・トグリングを必要とすることなしに、２つ又はそれ以上の照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードの間で自動的にトグルし得る。いくつかの実装形態では、自動トグリングは、デフォルト照準モードとして、及び／又はユーザが患者の体内で針ガイド及び／又は別のタイプの医療デバイスを操作している間、使用され得る。いくつかの実装形態では、図６のプロセスは超音波システム１００によって実行され得る。他の実装形態では、図６のプロセスのいくつか又はすべては、超音波システム１００とは別個の別のデバイス又はデバイスのグループによって実行され得る。

【0062】

図６のプロセスは、照準モードを選択することを含み得る（ブロック６１０）。実例として、ユーザが、走査を実行することを選択する及び／又は超音波システム１００をオンにすると、超音波システム１００は自動的に照準モードに入り得る。別の実例として、ユーザは、選択項目を使用して、及び／又はデフォルト照準モード、針ガイド照準モード、及び／又は別のタイプの照準モードを選択することによってなど、特定のコマンドを実行することによって、特定の照準モードを選択し得る。

【0063】

２つ又はそれ以上の照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードの間のトグリングが行われ得る（ブロック６２０）。たとえば、選択された照準モードに応答して、超音波システム１００は、超音波システム１００が、選択された照準モードにある間、照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードの特定のセットの間で自動的にトグルし得る。実例として、超音波システム１００は、矢状面及び横断面など、２つの直交する平面の間でトグルし得る。別の実例として、超音波システム１００は、選択された照準モードに応答して、互いに１２０度の３つの平面を通して連続的に回転し得る。また別の実例として、超音波システム１００はシングル・プレーン走査とバイプレーン走査との間でトグルし得る。また別の実例として、超音波システム１００はＢモード画像とＰモード画像との間でトグルし得る。超音波システム１００は、特定のトグリング・レートにおいて照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードのセットの間でトグルし得る。ユーザには、ユーザがトグリング・レートを増加又は減少させることを可能にするために、選択オブジェクト及び／又はボイス・コマンド・オプションが与えられ得る。

【0064】

ユーザは、照準モードにある間、異なる画像モードの間で切り替わることが可能にされ得る（ブロック６３０）。たとえば、超音波システム１００は、たとえば、Ｂモード超音波画像、Ｐモード超音波画像、ドップラー超音波画像、高調波モード超音波画像、Ｍモード超音波画像、及び／又は他のタイプの超音波画像など、ユーザが、照準モード中に使用するべき特定のタイプの超音波画像を選択することを可能にするために、選択オブジェクト及び／又はボイス・コマンド・オプションを与え得る。実例として、２つの直交するＢモード画像の間の自動トグリングを使用して、針挿入のためのターゲット容器を見つけることを試みる間、ユーザは、ターゲット容器をより効率的に見つけるためにドップラーをオン又はオフにすることを選択し得る。

【0065】

ポスト照準モード処理に進むかどうかに関する決定が行われ得る（ブロック６４０）。実例として、超音波システム１００は、選択が３Ｄ走査を実行するために行われたことを決定し得る。別の実例として、超音波システム１００は、ユーザが、たとえば、血管など、ターゲット領域中への針の挿入を成功させた後に、照準モードから出たことを決定し得る。また別の実例として、超音波システム１００は、ユーザが、たとえば、ディスプレイ１２２上に与えられたオプションのリストから分析モード選択を行うことによって、当該領域を分析する（たとえば、器官の体積を測定する、器官中の流体の量を測定する、領域を通る血流を測定するなど）ことを選択したことを決定し得る。

【0066】

処理がポスト照準モード処理に進むべきでないこと（ブロック６４０－いいえ）が決定された場合、２つ又はそれ以上の照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードの間の自動トグリングが実行され続け得る（ブロック６２０）。処理が３Ｄ走査に進むべきであること（ブロック６４０－はい）が決定された場合、ポスト照準モード処理が実行され得る（ブロック６５０）。実例として、ユーザが、照準モード中に２つ又はそれ以上の照準モード平面、走査モード、及び／又は撮像モードを介して表示される情報に基づいて超音波プローブ１１０のアライメントに満足した後、ユーザは、３Ｄ走査を実行することを選択し得、超音波システム１００は３Ｄ走査を実行し得る。別の実例として、超音波システム１００は、任意の追加の処理を実行することなしに照準モードから出得る。

【0067】

図７は、本明細書で説明する一実装形態による例示的なマルチプレーン可視化７００の図である。図７に示されているように、マルチプレーン可視化７００は、２つの照準モード平面、すなわち、第１の照準モード平面７１０と第２の照準モード平面７２０とを含む患者１６０の器官１６５の走査を含み得る。第１の照準モード平面７１０は横断面に対応し得、第２の照準モード平面７２０は矢状面に対応し得る。第１の照準モード平面７１０は、（図７に示されていない）ベース・ユニット１２０上に第１の超音波画像７１５として表示され得、第２の照準モード平面７２０は、ディスプレイ１２２上になど、ベース・ユニット１２０上に第２の超音波画像７２５として表示され得る。

【0068】

図８は、本明細書で説明する一実装形態による第１のユーザ・インターフェース８００の図である。図８に示されているように、いくつかの実装形態では、第１の超音波画像７１５及び第２の超音波画像７２５は、リアルタイムで又はほぼリアルタイムでディスプレイ１２２上に一緒に表示され得る。したがって、超音波プローブ１１０が第１の照準モード平面７１０を走査する際に、第１の超音波画像７１５は新しい画像でリフレッシュされ得る。超音波プローブ１１０は、次いで、第２の照準モード平面７２０を走査し得、第２の超音波画像７２５は新しい画像でリフレッシュされ得る。

【0069】

図９は、本明細書で説明する一実装形態による第２のユーザ・インターフェース９００の図である。図９に示されているように、他の実装形態では、ディスプレイ１２２は、特定の間隔で、又はユーザがトグル・スイッチ１１６（及び／又は超音波システム１００に関連する別のキー又はボタン）を押したことに応答して、第１の超音波画像７１５と第２の超音波画像７２５との間でトグルし得る。また他の実装形態では、第１の超音波画像７１５及び第２の超音波画像７２５は、タイル構成で表示され得、トグルすることにより、ユーザによって閲覧されるように前面に移動されるタイルが変化し得る。

【0070】

図１０は、本明細書で説明する一実装形態による第３のユーザ・インターフェース１０００の図である。図１０に示されているように、いくつかの実装形態では、ディスプレイ１２２は、特定の間隔で、又はユーザがトグル・スイッチ１１６（及び／又は超音波システム１００に関連する別のキー又はボタン）を押したことに応答して、Ｂモード超音波画像１０１５とＰモード超音波画像１０２５との間でトグルし得る。また他の実装形態では、Ｂモード超音波画像１０１５及びＰモード超音波画像１０２５はタイル構成で表示され得、トグルすることにより、ユーザによって閲覧されるように前面に移動されるタイルが変化し得る。

【0071】

以上の明細書では、添付の図面を参照しながら、様々な好ましい実施例について説明した。しかしながら、様々な変更及び改変がそれに対して行われ得、以下の特許請求の範囲に記載されているように、本発明のより広い範囲から逸脱することなしに、追加の実施例が実装され得ることは明らかである。明細書及び図面は、したがって、限定的な意味ではなく、例示的な意味で考えられるべきである。

【0072】

たとえば、図５及び図６に関して一連のブロックについて説明したが、ブロックの順序は他の実装形態では変更され得る。さらに、非依存ブロックは並行して実行され得る。

【0073】

上記で説明した実施例は、膀胱を走査することに関するが、大動脈、前立腺、腎臓、子宮、卵巣、大動脈、心臓など、他の器官、関節、血管、及び／又は人体領域は、他の実装形態では、走査及び／又は撮像され得るだろう。さらに、いくつかの実装形態では、適切な照準モードを取得し、次いで３Ｄ走査に進むことは、画像のサイズ及び／又は別のパラメータに基づいて自動的であり得る。

【0074】

本システム及び／又は方法は、上記で説明したように、図に示された実装形態において、ソフトウェア、ファームウェア、及びハードウェアの多くの異なる形態で実装され得ることが明らかになろう。これらのシステム及び方法を実装するために使用される実際のソフトウェア・コード又は専用制御ハードウェアは実施例を限定しない。したがって、本システム及び方法の動作及び挙動については、特定のソフトウェア・コードへの言及なしに説明した。すなわち、ソフトウェア及び制御ハードウェアは、本明細書の説明に基づくシステム及び方法を実装するように設計され得ることが理解される。

【0075】

さらに、上記で説明したいくつかの部分は、１つ又は複数の機能を実行する構成要素として実装され得る。構成要素は、本明細書で使用する際、プロセッサ、ＡＳＩＣ、又はＦＰＧＡなどのハードウェア、又はハードウェアとソフトウェアの組合せ（たとえば、ソフトウェアを実行するプロセッサ）を含み得る。

【0076】

「備える（comprise）」／「備える（comprising）」という用語は、本明細書において使用されるとき、述べられる特徴、整数、ステップ又は構成要素の存在を指定するために用いられるが、１つ又は複数の他の特徴、整数、ステップ、構成要素、又はそれらのグループの存在又は追加を排除しないことが強調されるべきである。

【0077】

「論理」という用語は、本明細書で使用する際、１つ又は複数のメモリ・デバイスにおいて記憶される命令を実行するように構成された１つ又は複数のプロセッサの組合せを指すことがあり、ハードワイヤード回路を指すことがあり、及び／又はそれらの組合せを指すことがある。さらに、論理は、単一のデバイス中に含まれ得るか、又は複数の、場合によってはリモートのデバイスにわたって分配され得る。

【0078】

本発明を説明し、定義する目的で、さらに、「実質的に」という用語は、本明細書では、任意の定量比較、値、測定、又は他の表現に帰せられ得る不確定性の固有の程度を表すために利用されることに留意されたい。「実質的に」という用語はまた、本明細書では、定量的表現が、問題となっている主題の基本機能の変化を生じることなしに、述べられた参照から変動し得る程度を表すために利用される。

【0079】

本出願において使用される要素、行為、又は命令はいずれも、そのようなものとして明示的に説明されていない限り、実施例にとって重要な又は本質的なものとして解釈されるべきでない。また、本明細書で使用する際、冠詞「ａ」は、１つ又は複数のアイテムを含むものとする。さらに、「に基づいて」という句は、別段に明記されていない限り、「に少なくとも部分的に基づいて」を意味するものとする。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】