JP2008515519A - 身体マーカー注釈付けを用いた超音波撮像システム - Google Patents

Abstract

超音波診断撮像システムが、疑われる病変のような疑わしい解剖構造を含む身体領域の超音波画像を取得するために操作される。その身体領域の身体マーカーテンプレート（１０４、１０６）が撮像システムのタッチスクリーン・ディスプレイ上に表示される。オペレーターは、疑わしい解剖構造の位置を、タッチスクリーン・ディスプレイ上に表示されている身体マーカーテンプレート上で対応する点に触れることによって記録する。テンプレート上のマーク（１２０ａ、１２０ｂ）は撮像システムのコントロールパネル上の一つまたは複数のコントロールによって微調整できる。身体マーカーテンプレートはまた、疑わしい解剖構造が撮像されたときの身体に対する超音波プローブの配向を示すグラフィック（１２０ｃ）を記録することもできる。レポート生成器は、疑わしい解剖構造の超音波画像および疑わしい解剖構造の示された位置をもつ身体マーカーテンプレートの両方を含むレポートを生成する。

Description

本発明は超音波診断撮像システムに、特に超音波診断の結果が診断されている身体領域に対応するテンプレート中に記録される超音波撮像システムに関する。

多くの超音波検査は、病変または疑わしい発見物の身体中での位置を記録するような仕方で検査結果に注釈付けすることを必要とする。これを行う一つの方法は、超音波検査者が超音波画像上で異常の位置を、当該解剖構造のラベル、測定値およびアイコンによって図的に描くことである。この技法は、超音波画像が、放射線医または外科医といった超音波画像の読み取りに熟達した別の臨床担当者に転送されるときには望ましい。特に解剖上の位置が周辺構造に基づいて明らかでないような応用においてそうである。

しかしながら、超音波検査頻度（frequency）の結果が転送されるのが、日常的に超音波画像を読みつけていない照会医師であることもある。そのような場合、診断レポートは、診断されている身体領域を概略的に表現するテンプレートから裨益する。病変またはその他の異常の位置はテンプレート上にマークされることができ、それが超音波画像の微妙な点になじみのない者に明確に異常の位置を示す。身体マーカーグラフィックの一例は、たとえば米国特許6,500,118に与えられている。身体マーカーおよびこのような病変位置特定ツールの使用の選択は検査の時点でなされ、オペレーターは調査の時点での病変またはトランスデューサ位置を明確に伝達できる。これは通例、複数のテンプレートを含むファイルから所望のテンプレートを選択し、次いで異常の注釈情報をテンプレート画像に結び付けることによって行われる。この伝統的な技法は、検査および方向をできるだけ効率的に完了することが望ましい時点にユーザーがテンプレート上でカーソルまたはその他のグラフィックコントロールを使用してグラフィックを操作するので、過度に時間がかかることがある。したがって、検査結果の注釈付けを実行するスピードおよび精度を改良することが望ましい。

本発明の原理によれば、超音波システムは、読み取られる超音波画像を表示する画像ディスプレイおよび身体マーカーテンプレートが表示されるタッチスクリーン・ディスプレイを有する。臨床担当者は、超音波画像を観察している間にタッチスクリーン・ディスプレイ上の対応する点に触れるだけで異常の位置を注釈付けするので、テンプレート注釈付けが迅速かつ簡単になる。従来式の身体マーカー・ユーザーインターフェースと違って、タッチスクリーン・テンプレート・ディスプレイは片手で操作できる。よって、臨床担当者は、固定画像のみの注釈付けに制約されず、片手でテンプレート画面に触れて注釈を入力しながら超音波プローブを患者に接触させて保持し続け、リアルタイムの超音波画像の連続的な収集ができる。例示される実施形態では、テンプレート注釈付けはまた、臨床担当者が、異常の画像が取得されたときの超音波プローブの位置を簡単に記録できるようにもする。この情報を記録することで、異常が再診断または治療されるときなどその後の撮像セッションの際にその異常を迅速に再取得することが可能になる。

まず図１を参照すると、本発明のある実施形態に基づいて構築された超音波撮像システム１０が示されている。システム１０は、システム１０のための電子回路のほとんどを含むシャーシ１２を含む。シャーシ１２はカート１４上に取り付けられている。超音波画像ディスプレイ１６がシャーシ１２の上に取り付けられている。シャーシの３つのコネクタ２６には種々の撮像プローブを差し込める。シャーシ１２は概括的に参照符号２８によって示される、キーボードおよびコントロールを含む。これにより音波検査者が超音波システム１０を操作し、患者や行われようとしている種類の検査についての情報を入力する。コントロールパネル２８の背後には、本発明に基づいて身体マーカーテンプレートが表示されるタッチスクリーン・ディスプレイ１８がある。音波検査者はタッチスクリーン・ディスプレイ１８上で、単にディスプレイ画面上の点に触れることによって情報を入力する。

動作では、コネクタ２６の一つに差し込まれたプローブが患者（図示せず）の皮膚に当てられ、胸または心臓のような患者の特定の解剖構造が画像ディスプレイ１６上で画像化される。画像はリアルタイムで取得される間に検査されてもよいし、あるいは選択された画像が固定され、保存されてもよい。検査されている解剖構造に対応する身体マーカーテンプレートがアクセスされ、タッチスクリーン・ディスプレイ１８上に表示される。これは検査の開始時または特定の病理がディスプレイ上の画像の一枚において診断されるときに行われる。超音波検査者はその際、単にテンプレート上で適切な位置に触れるか、および／またはのちにより完全に論じるようなさらなる精細化を行うことによって、テンプレート上で病理の位置をマークする。するとテンプレートは、のちに論じるように、異常を示す画像の一つまたは複数と一緒に診断レポートに組み込まれることができる。

本発明の原理に基づいて構築された超音波システムのブロック図が図２に示されている。プローブ３０は、被験体に超音波を送信し、エコー信号を受信する多素子アレイトランスデューサ３２を有している。エコー信号はトランスデューサ素子によって電気信号に変換され、ビーム形成器３４に結合される。好ましくは、トランスデューサ信号はデジタル化され、ビーム形成器においてデジタル的に処理される。ビーム形成器はコヒーレントなエコー信号を形成し、その信号は次いで信号プロセッサ３６により処理を受ける。その処理は直交検波、ウォール・フィルタリング（wall filtering）（ドップラー信号の場合）あるいはその他の信号向上のための調波信号分離または空間的もしくは周波数複合（compounding）といったフィルタ処理などである。処理された信号は次いで、組織構造からの信号の包絡線検出に関わるＢモード画像化のためにＢモードプロセッサ４２に結合されるか、あるいは血流もしくは動いている組織の動きの画像を生成するためにドップラープロセッサ４４によって処理される。ビーム形成器３４、信号プロセッサ３６、Ｂモードおよびドップラープロセッサ４４ならびにスキャンコンバージョンのような表示に先立つ超音波信号経路におけるその他の処理の調整はコントローラ５０によって実行される。結果として得られる２Ｄまたは３Ｄ組織ドップラー、動きドップラーまたはスペクトルドップラーの画像信号は、スキャンコンバータ６０によって所望の表示フォーマットに配列される。超音波画像は次いでCineloop（登録商標）メモリ６２に結合され、そこでリアルタイム画像の全シーケンスが取り込まれ、診断のために再生されることができる。個々の画像または画像のループ（シーケンス）は、のちのさらなる診断のために画像記憶（図示せず）に保存されてもよい。Cineloop（登録商標）メモリ中の画像はビデオプロセッサ６４に加えられ、このビデオプロセッサ６４が画像の表示のために適切な仕方で画像ディスプレイ１６を駆動する。

超音波システムは、コントロールパネル５４の適切なコントロールを扱うユーザーによって操作される。コントロールパネルからの信号はコントローラ５０によって受信され、コントローラ５０はそれに反応してオペレーターが望むように超音波システムを制御する。本発明によれば、ユーザーはコントロールパネルを使って、タッチスクリーン・ディスプレイ１８上での表示のために身体マーカーテンプレートを呼び出す。あるいはまた、超音波システムが、ユーザーによる特定の超音波検査の選択に対応する特定のテンプレートを呼び出してもよい。たとえば、ユーザーが胸検査を実行することを示したとすると、超音波システムが胸診断のためのテンプレートを呼び出すなどである。図的なテンプレートはグラフィック発生器５６に加えられ、グラフィック発生器５６はグラフィック信号をタッチスクリーン・コントローラ５８に加え、タッチスクリーン・コントローラ５８がタッチスクリーン・ディスプレイを適切に駆動して選択されたテンプレートを表示させる。図１に見られるように、タッチスクリーン・ディスプレイの下には制御つまみ２０の列が位置している。これらはコントローラに結合されており、これらの制御つまみからの信号がコントローラによって受信されることができ、適切な反応が得られる。これについてはのちに述べる。超音波システム上にはレポート生成器５２も存在しており、検査のための診断レポートの集成において支援する。レポート生成器５２もコントローラ５０によって制御される。レポート生成器は、診断レポートへの集成のため、Cineloop（登録商標）メモリ６２からの超音波画像およびグラフィック発生器５６からの身体マーカーテンプレートにアクセスできる。診断レポートはディスプレイ画面の一つで閲覧され、および／またはプリンタ６６で印刷されることができる。

図３はタッチスクリーン１８上に現れる、本発明の胸検査の実施例を示している。タッチスクリーン・ディスプレイの左上隅にあるグラフィック１０２は、表示されている胸テンプレートが左胸のものか右胸のものかを示している。ユーザーは、タッチスクリーン上の単一のコントロールで左胸テンプレートと右胸のテンプレートを切り換えられる。この例では、テンプレートは左胸のもので、「左」の語がハイライトされる。テンプレートが右胸の診断に使われる場合には、ユーザーは「右」の語に触れ、テンプレート上のそのグラフィックをハイライトさせる。タッチスクリーン・ディスプレイの中央には胸の側面テンプレートが、画面の右側には正面テンプレートがある。これら二つのテンプレートにより、異常の三次元的な位置が明確にマークできる。側面テンプレートは、異常の深さをマークするためにＡ、Ｂ、Ｃの深さゾーンに区分されており、正面テンプレートの動径ゾーンは、中心の乳首に対する異常の角配向および動径距離を示す。

タッチスクリーン・ディスプレイ１８の下部の列１１０には５つのソフトキーが位置している。これらのソフトキーは、各ソフトキーの下に位置している制御つまみ２０によって操作される。この実施例では、最初の三つのソフトキーだけが使用され、つまみ１１２ａ、１１２ｂおよび１１２ｃによって制御される。

ユーザーが画像ディスプレイ１６上の胸画像に異常をみつけると、胸における異常の位置が図４に示すように胸テンプレート上で注釈付けされる。この例では、音波検査者は左胸の最も深い領域Ｃで中心の乳首に対して１１時の動径方向位置に異常をみつけている。異常は乳首から２番目の動径区画にある。音波検査者はこの位置を、側面テンプレートまたは正面テンプレートのいずれかの上で適切な位置に触れることによって指示する。超音波システムはそれに反応してタッチスクリーン・ディスプレイ上に丸１２０ａ、１２０ｂを表示する。図示した実施例では、二つのマーカー１２０ａおよび１２０ｂが使用されている。各マーカーは画面に触れることによって手動で位置されてもよい。あるいはまた、テンプレート１０４、１０６の一方に触れると、他方のテンプレート１０６、１０４に対応するマーカーが自動的に位置される。第二のマーカーの位置は次いで精密に調整される。これは、マーカーに触れて、それを指でタッチスクリーン上の適正な位置に引っ張っていくことによって手動で行ってもよい。しかし、図示した実施例では、マーカー１２０ｂの位置は制御つまみ１１２ｂおよび１１２ｃによって微調整できる。つまみ１１２ｂを回すと、マーカー１２０ｂは乳首位置のまわりに回転する。図示した実施例では、マーカー１２０ｂは１０時の位置に調整されており、「11:00」がつまみ１１２ｂの上のソフトキーグラフィックに現れる。マーカー１２０ｂは、制御つまみ１１２ｃを回すことによって、正面テンプレート１０４において乳首位置から外側方向および内側方向に動径方向に動かすことができる。この調整がなされる際、マーカーの現在位置がソフトキーのグラフィック上に示される。この例では、ソフトキー上には8cmと示される。マーカー１２０ｂが正面テンプレート１０４で動かされる際、マーカー１２０ａは側面テンプレート１０６上で対応して移動する。この実施例では、二つのテンプレート中のマーカーどうしを結ぶ２本の点線が両者の対応を示している。側面テンプレートにおけるマーカー１２０ａの位置を調整し、ユーザーが側面テンプレート１０６における異常の示された深さを精密に調整できるようにするために、別のソフトキーおよびノブが使用されることができることは理解されるであろう。

この実施形態によれば、画像ディスプレイ１６上に示された超音波画像が取得されたときのプローブ位置を、音波検査者が示すこともできる。この情報により、その後の検査または治療手続きにおいて同じ方法で異常が撮像できる。正面テンプレート１０４は、異常マーカー１２０ｂに重なる位置に長方形のグラフィック１２０ｃをもつことが見て取れる。この長方形のグラフィックはプローブのトランスデューサアレイ３２の長方形に対応する。この実施形態では、長方形のプローブ・グラフィック１２０ｃは異常マーカー１２０ｂ上に自動的に現れる。プローブ・グラフィックは次いで音波検査者によって調整されなければならないが、それはソフトキーつまみ１１２ａを回すことによってなされる。これにより、長方形グラフィックはその中心のまわりに回転し、注釈付けされている画像が取得されたときに音波検査者がプローブを保持していたのと同じ位置になる。他のソフトキーと同様、プローブ配向用のソフトキーは、プローブ・グラフィック１２０ｃと同じ仕方で回転する長方形のグラフィックをもつ。プローブ・グラフィックが適正に位置されると、異常は現在の表示画像で示されているのと同じ仕方で後日撮像できる。

図５ａ〜５ｃは、本発明のもう一つの実施例、心臓検査についての例示的な身体マーカーテンプレートを示している。心壁運動異常による梗塞の兆候について心筋を検査するとき、心壁欠陥の位置は通常は、図５ａに示されるように射的スコアカード１３０のようなテンプレート上にマークされる。射的スコアカード１３０は、スコアカードの中心によって表される心尖のまわりに分布した心筋の諸領域を表す。心臓エコー検査者が心壁運動に異常を認めると、異常が見出された位置がスコアカード上で位置特定される。スコアカード１３０はタッチスクリーン・ディスプレイ上に表示され、臨床担当者は単にスコアカードの適切な区画に触れることで異常の位置をマークする。ある実施例では、臨床担当者が触れる区画はディスプレイ上で単に暗くなったり明るくなったりできる。カラーディスプレイを使う場合は、ユーザーが触れることによりスコアカード上に色をマークできる。たとえば、ある区画に一度触れるとその区画が黄色に変わり、心壁運動が疑わしい心壁位置を示す。その区画にすばやく二度続けて触れるとその区画が赤に変わり、心壁運動が確かに異常である位置を示す。色がついた区画に再び触れると、色が消え、それにより臨床担当者は間違ってマークした区画を正すことができる。

図５ｂおよび図５ｃは、心臓の四つの部屋と横断図が取得される検査についての心臓テンプレートを示している。米国特許6,447,453で説明されているように、これらのテンプレートは、心筋の内部および外部、心内膜および心外膜の自動的に描画され、切り出された境界トレース線から生成されているので、高度な解剖学的精度をもつ。よって、四部屋テンプレート１４０および横断テンプレート１４２は、診断されている画像において見られる解剖構造に密接に対応する。先の例と同様、ユーザーがテンプレートの適切な単数または複数の区画に触れて、異常な心壁運動が検出された、心壁の疑わしい領域を指示する。こうして、精密な身体マーカーテンプレートが迅速に形成され、すばやくマークされ、診断検査の効率が改善される。検査完了時に、診断されている超音波画像および対応するテンプレートの両方を含んだレポートが生成され、異常の位置を照会医師に明確に示す。

テンプレートは超音波システム内のファイルシステム中でインデックス付けされて、ユーザーが適切な身体マーカーテンプレートを指定することによって呼び出してもよいが、時にはテンプレートが自動的に呼び出されて表示されるほうが望ましい。これは、ユーザーが超音波システムに事前プログラムされている診断プロトコルすなわち一連の検査ステップを実行する際になされうる。そのような場合、ユーザーがプロトコルの各ステップを選択すると自動的にそのステップの撮像手順に適切な身体マーカーテンプレートが呼び出されて表示される。これによりプロトコルの各撮像手順のためにテンプレートを手動で検索して呼び出す必要が解消される。あるマーカーテンプレートから別のマーカーテンプレートへの移行（左／右および注釈付けを含む）は、当該プロトコルによって駆動され、その後簡単なタッチスクリーン・インターフェースを通じてユーザーによって修正される。

本発明の超音波システムの斜視図である。 本発明の原理に基づいて構築された超音波診断撮像システムのある実施形態をブロック図の形で示す図である。 胸身体マーカーテンプレートが表示されたタッチスクリーンの第一の実施例を示す図である。 注釈付け後の図３の身体マーカーテンプレートを示す図である。 心臓身体マーカーテンプレートのさらなる実施例を示す図である。 心臓身体マーカーテンプレートのさらなる実施例を示す図である。 心臓身体マーカーテンプレートのさらなる実施例を示す図である。

Claims (16)

1. 超音波エコー信号を収集するプローブと、該プローブに結合された画像プロセッサと、収集された超音波エコー信号から生成された超音波画像が表示される画像ディスプレイとを含む超音波診断撮像システムであって：
   スキャンされる解剖構造の図的な表現を含む身体マーカーテンプレートが保存されている記憶媒体と；
   前記記憶媒体に結合され、身体マーカーテンプレートが表示されるタッチスクリーン・ディスプレイとを有しており、
   前記タッチスクリーン・ディスプレイは撮像システムオペレーターの手によるタッチに反応して、前記身体マーカーテンプレート上で、超音波画像中で疑わしいまたは疑わしい可能性のあると同定された解剖構造の領域の位置を示す、超音波診断撮像システム。
2. 前記記憶媒体が、胸の図的な表現を含む身体マーカーテンプレートが保存されている記憶媒体を含む、請求項１記載の超音波診断撮像システム。
3. 前記記憶媒体が、心臓の図的な表現を含む身体マーカーテンプレートが保存されている記憶媒体を含む、請求項１記載の超音波診断撮像システム。
4. 前記タッチスクリーン・ディスプレイが撮像システムオペレーターの手によるタッチに反応してさらに、前記身体マーカーテンプレート上での前記解剖構造の領域の指示の位置を直す、請求項１記載の超音波診断撮像システム。
5. 身体マーカー・ユーザーコントロールをさらに有する、請求項１記載の超音波診断撮像システムであって、
   前記タッチスクリーン・ディスプレイは前記身体マーカー・ユーザーコントロールに反応して、前記身体マーカーテンプレート上での前記解剖構造の領域の指示の位置を調整する、請求項１記載の超音波診断撮像システム。
6. 前記身体マーカーテンプレートが胸身体マーカーテンプレートを含んでおり、
   前記タッチスクリーン・ディスプレイは前記身体マーカー・ユーザーコントロールに反応して、前記身体マーカーテンプレート上での前記解剖構造の領域の指示の示された深さを調整する、請求項５記載の超音波診断撮像システム。
7. 前記身体マーカーテンプレートが胸身体マーカーテンプレートを含んでおり、
   前記タッチスクリーン・ディスプレイは前記身体マーカー・ユーザーコントロールに反応して、前記身体マーカーテンプレート上での前記解剖構造の領域の指示の示された動径方向位置を調整する、請求項５記載の超音波診断撮像システム。
8. 身体マーカー・ユーザーコントロールをさらに有する、請求項１記載の超音波診断撮像システムであって、
   前記タッチスクリーン・ディスプレイは前記身体マーカー・ユーザーコントロールに反応して、前記身体マーカーテンプレート上での前記解剖構造の領域のスキャンの時のプローブの位置の指標の位置を調整する、請求項１記載の超音波診断撮像システム。
9. 超音波画像および身体マーカーテンプレートの生成に反応しての、超音波画像および関係した身体マーカーテンプレートを含む診断レポートを生成するよう動作する診断レポート生成器をさらに有する、請求項１記載の超音波診断撮像システム。
10. 超音波撮像システムによって生成された超音波画像において同定された疑わしい解剖構造の位置を記録する方法であって：
    前記超音波撮像システムを動作させて疑わしい解剖構造を含む超音波画像を取得および表示させる段階と；
    前記超音波撮像システムのタッチスクリーン・ディスプレイ上に前記解剖構造を含む身体部分を表現する身体マーカーテンプレートを表示する段階と；
    前記疑わしい解剖構造の位置をマークするために表示された身体マーカーテンプレート上のある位置に触れる段階、
    とを有する方法。
11. 前記超音波撮像システムを動作させる段階が、疑われる病変を含む超音波胸画像を取得および表示することを含み、
    前記身体マーカーテンプレートを表示する段階が胸を表す身体マーカーテンプレートを表示することを含む、
    請求項１０記載の方法。
12. 前記超音波撮像システムを動作させる段階が、貧弱な機能の疑われる点を含む超音波心臓画像を取得および表示することを含み、
    前記身体マーカーテンプレートを表示する段階が心臓を表す身体マーカーテンプレートを表示することを含む、
    請求項１０記載の方法。
13. 前記タッチスクリーン・ディスプレイに触れることによって以前に位置特定された、前記表示された身体マーカーテンプレート上の位置マーカーの位置を調整するために、前記超音波撮像システム上のコントロールを操作する段階をさらに有する、請求項１０記載の方法。
14. 疑わしい解剖構造を含む前記超音波画像を取得するのに使われたプローブ位置のグラフィックを調整するために前記超音波撮像システム上のコントロールを操作する段階をさらに有する、請求項１０記載の方法。
15. 疑わしい解剖構造を含む前記超音波画像と前記身体マーカーテンプレートとを含むレポートを生成する段階をさらに有する、請求項１０記載の方法。
16. 前記超音波撮像システムを動作させる段階が、前記超音波システムに保存されている検査プロトコルを実行する段階をさらに含み；
    前記身体マーカーテンプレートを表示する段階が、前記検査プロトコルの動作を通じて選択される身体マーカーテンプレートを表示することを含む、
    請求項１０記載の方法。

Images