(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに対して配置された複数の別個の超音波画像データ取得トランスデューサアレイと、
前記ハウジングに対して配置され、前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの各々と電気通信するトランスデューサコントローラアセンブリと、
前記ハウジングに対して配置され、前記トランスデューサコントローラアセンブリと電気通信する通信アセンブリと、
前記トランスデューサコントローラアセンブリに対して前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの選択された超音波画像データ取得トランスデューサアレイを示す選択手段と、
を有する超音波トランスデューサアセンブリにおいて、
前記トランスデューサコントローラアセンブリが、前記通信アセンブリにより受信された送信波形データを前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの前記選択された超音波画像データ取得トランスデューサアレイに提供し、前記トランスデューサコントローラアセンブリが、前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの前記選択された超音波画像データ取得トランスデューサアレイからのトランスデューサ信号を前記通信アセンブリに提供し、
前記選択手段が、前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの１つを自動的に選択する、
超音波トランスデューサアセンブリ。
【請求項２】
前記通信アセンブリがケーブルを含む、請求項１に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
【請求項３】
前記通信アセンブリが無線インタフェースを含む、請求項１に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
【請求項４】
前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの各々が、前記ハウジングの異なる端部に対して配置される、請求項１に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
【請求項５】
ハウジングと、
前記ハウジングに対して配置された複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイと、
前記ハウジングに対して配置され、前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの各々と電気通信するマルチプレクサアセンブリと、
前記ハウジングに対して配置され、前記マルチプレクサアセンブリと電気通信するトランスデューサコントローラアセンブリと、
前記ハウジングに対して配置され、前記トランスデューサコントローラアセンブリと電気通信する通信アセンブリと、
前記トランスデューサコントローラアセンブリに対して前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの選択された超音波画像データ取得トランスデューサアレイを示す選択手段と、
を有する超音波トランスデューサアセンブリにおいて、
前記トランスデューサコントローラアセンブリが、前記通信アセンブリにより受信された送信波形データを前記マルチプレクサアセンブリに提供し、前記マルチプレクサアセンブリが、前記送信波形データを前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの前記選択された超音波画像データ取得トランスデューサアレイに提供し、前記マルチプレクサアセンブリが、前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの前記選択された超音波画像データ取得トランスデューサアレイから受信されたトランスデューサ信号を前記トランスデューサコントローラアセンブリに提供し、前記トランスデューサコントローラアセンブリが、前記トランスデューサ信号を前記通信アセンブリに提供し、
前記選択手段が、前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの１つを自動的に選択する、
超音波トランスデューサアセンブリ。
【請求項６】
前記通信アセンブリがケーブルを含む、請求項５に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
【請求項７】
前記通信アセンブリが無線インタフェースを含む、請求項５に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
【請求項８】
前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの各々が、前記ハウジングの異なる端部に対して配置される、請求項５に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
【請求項９】
ハウジングと、
前記ハウジングに対して配置された複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイと、
前記ハウジングに対して配置され、前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの各々と電気通信するマイクロビームフォーマアセンブリと、
前記ハウジングに対して配置され、前記マイクロビームフォーマアセンブリと電気通信するトランスデューサコントローラアセンブリと、
前記ハウジングに対して配置され、前記トランスデューサコントローラアセンブリと電気通信する無線通信アセンブリと、
前記トランスデューサコントローラアセンブリに対して前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの選択された超音波画像データ取得トランスデューサアレイを示す選択手段と、
を有する超音波トランスデューサアセンブリにおいて、
前記トランスデューサコントローラアセンブリが、前記通信アセンブリにより受信された送信波形データを前記マイクロビームフォーマアセンブリに提供し、前記マイクロビームフォーマアセンブリが、ビーム形成された送信信号を前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの前記選択された超音波画像データ取得トランスデューサアレイに提供し、前記マイクロビームフォーマアセンブリが、ビーム形成されたトランスデューサ信号を前記トランスデューサコントローラアセンブリに提供し、前記トランスデューサコントローラアセンブリが、前記ビーム形成されたトランスデューサ信号を前記無線通信アセンブリに提供し、
前記選択手段が、前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの１つを自動的に選択する、
超音波トランスデューサアセンブリ。
【請求項１０】
前記選択手段が、前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの前記選択された超音波画像データ取得トランスデューサアレイを示す場合に、前記複数の前記トランスデューサコントローラアセンブリが、前記無線通信アセンブリを介してプローブタイプインジケータを送信する、請求項９に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
【請求項１１】
前記通信アセンブリが、マイクロビームフォーマ遅延値を含む制御信号を受信する、請求項９に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
【請求項１２】
前記トランスデューサコントローラアセンブリが、前記マイクロビームフォーマアセンブリから受信されたビーム形成されたトランスデューサ信号に対して二次ビーム形成動作を実行する、請求項９に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
【請求項１３】
前記トランスデューサコントローラアセンブリが、前記マイクロビームフォーマアセンブリから受信された前記ビーム形成された信号に対して信号調節動作を実行する、請求項９に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
【請求項１４】
前記トランスデューサコントローラアセンブリが、前記マイクロビームフォーマアセンブリから受信された前記ビーム形成されたトランスデューサ信号に対してフィルタ動作を実行する、請求項９に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
【請求項１５】
前記トランスデューサコントローラアセンブリが、前記マイクロビームフォーマアセンブリから受信された前記ビーム形成されたトランスデューサ信号に対して圧縮動作を実行する、請求項９に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
【請求項１６】
前記トランスデューサコントローラアセンブリが、前記マイクロビームフォーマアセンブリから受信された前記ビーム形成されたトランスデューサ信号に対してアナログ・デジタル変換動作を実行する、請求項９に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
【請求項１７】
前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの各々が、前記ハウジングの異なる端部に対して配置される、請求項９に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、超音波診断撮像に対するトランスデューサベースのシステムに関する。より具体的には、本開示は、単一の超音波トランスデューサアセンブリに対して配置された複数の別個の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの使用を含む及び／又は容易化する超音波トランスデューサ装置／システム及び関連する方法を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断撮像システムは、医療専門家が侵襲的試験開腹なしで患者の内部構造を検査することを可能にする。超音波診断撮像システムは、典型的には、各々が異なる画像データ取得能力、動作特性及び／又は動作モードを持つ様々なタイプのトランスデューサアセンブリを含む。前記トランスデューサアセンブリは、ケーブルを介してホストシステムに接続されることができる。
【０００３】
超音波検査は、しばしば、１より多いタイプのトランスデューサアセンブリの使用を要求する。例えば、ソノグラファは、超音波検査の第１の部分を実行するトランスデューサ素子の曲面アレイを持つ第１の超音波トランスデューサアセンブリを使用することができる。前記ソノグラファは、次いで、前記第１の超音波トランスデューサアセンブリを取り外し、前記超音波検査の第２の部分を実行するトランスデューサ素子の線形フェーズドアレイを持つ第２の超音波トランスデューサアセンブリで置き換えることができる。トランスデューサアセンブリは、例えば、肋間部アクセスのような、異なる能力を持つので、超音波トランスデューサアセンブリの変更は、要求されうる。
【０００４】
代替的には、前記ソノグラファは、高い中心周波数で動作する超音波画像データ取得トランスデューサアレイを含む第１の超音波トランスデューサアセンブリを使用することができ、これは、高い分解能の画像データが取得される結果となる。前記ソノグラファは、次いで、前記第１の超音波トランスデューサアレイを取り外し、より低い中心周波数で動作する第２の超音波トランスデューサアセンブリで置き換えることができる。より低い周波数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイは、より低い分解能の画像データが取得される結果となるが、しかしながら、より低い周波数のトランスデューサアセンブリは、より大きな浸透距離を達成することができる。
【０００５】
加えて、特定の超音波診断プロトコルは、前記ソノグラファが、検査中に超音波トランスデューサアセンブリを変更することを要求する。しかしながら、超音波トランスデューサアセンブリの変更は、特に、様々な超音波トランスデューサアセンブリを検査場所まで物理的に移送することを前記ソノグラファに要求するモバイル超音波診断撮像システムに対して、不便でありうる。更に、トランスデューサアセンブリは、使用後に適切な場所に配置されなければならず、これは、無菌領域における術中手順中に特に不便である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示は、単一の超音波トランスデューサアセンブリに対して配置された複数の別個の超音波画像データ取得トランスデューサアレイを使用する有利な方法、装置及びシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
典型的な実施例によると、ハウジングと、複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイと、トランスデューサコントローラアセンブリに対して前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの選択された超音波画像データ取得トランスデューサアセンブリを示す選択手段と、選択された超音波画像データ取得トランスデューサアレイと通信するコントローラアセンブリと、ホストシステムと通信する通信アセンブリとを含む超音波トランスデューサアセンブリが提供される。前記通信アセンブリは、ケーブル又は無線インタフェースを含むことができる。
【０００８】
一部の実施例において、前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイは、トランスデューサ素子のパッシブアレイからなる。前記コントローラアセンブリは、前記通信アセンブリを介して前記ホストから送信波形を受信し、前記送信波形を前記選択された超音波画像データ取得トランスデューサアレイに提供する。前記選択された超音波画像データ取得トランスデューサアレイは、対応する音響信号を送信し、目標により反射されたエコー信号を受信する。前記受信されたエコー信号は、前記トランスデューサ素子に、前記通信アセンブリによる前記ホストシステムに対する送信のために前記コントローラアセンブリに提供される対応するトランスデューサ信号を生成させる。
【０００９】
一部の実施例において、前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイは、トランスデューサ素子の多重化アレイからなる。前記コントローラアセンブリは、前記通信アセンブリを介して前記ホストシステムから送信波形及びマルチプレクサ制御データを受信する。前記コントローラアセンブリは、対応する送信波形信号を前記制御データにより示される前記多重化アレイに提供し、前記多重化アレイは、対応する音響信号を送信し、目標により反射されたエコー信号を受信する。前記受信されたエコー信号は、前記トランスデューサ素子に、前記通信アセンブリによる前記ホストシステムに対する送信のために前記コントローラアセンブリに提供される対応するトランスデューサ信号を生成させる。
【００１０】
一部の実施例において、前記トランスデューサアセンブリは、前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの１つに接続された複数のマイクロビームフォーマを含むマイクロビームフォーマアセンブリを含む。各マイクロビームフォーマは、前記コントローラアセンブリと電気通信する。前記コントローラアセンブリは、前記通信アセンブリを介して送信波形及びマイクロビームフォーマ制御データを受信し、対応する送信波形信号及び制御信号を適切なマイクロビームフォーマに提供し、前記適切なマイクロビームフォーマは、ビーム形成された送信信号を前記選択された超音波画像データ取得トランスデューサアレイに提供する。前記選択された超音波画像データ取得トランスデューサアレイは、対応する音響信号を送信し、目標により反射されたエコー信号を受信する。前記受信されたエコー信号は、前記トランスデューサ素子に、処理のために前記マイクロビームフォーマアセンブリに提供される対応するトランスデューサ信号を生成させる。前記マイクロビームフォーマアセンブリは、前記通信アセンブリによる前記ホストシステムに対する送信に対して前記コントローラアセンブリにビーム形成されたトランスデューサ信号を提供する。
【００１１】
一部の実施例において、前記コントローラアセンブリは、前記ホストシステムに対する送信の前に前記トランスデューサ素子により提供された信号に対して処理動作を実行する。このような処理動作の例は、二次ビーム形成動作、信号調節、帯域通過フィルタ、検出、フィルタ後動作、アナログ・デジタル動作、及び／又は圧縮動作を含む。
【００１２】
開示されたトランスデューサアセンブリ及び関連する方法を当業者が作成及び使用するのを助けるために、添付の図面が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示により作成される典型的な超音波撮像システムの概略的表現である。
【図２】図１の典型的な超音波トランスデューサアセンブリの概略的表現である。
【図３】本開示により作成される他の典型的な超音波撮像システムの概略的表現である。
【図４】図３の典型的な超音波トランスデューサアセンブリの概略的表現である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示の典型的な実施例によると、ハウジングと、複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイと、マイクロビームフォーマサブアセンブリと、マルチプレクサアセンブリと、トランスデューサコントローラアセンブリサブアセンブリと、前記トランスデューサコントローラアセンブリに対して前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイの選択された超音波画像データ取得トランスデューサアレイを示す選択手段と、ホストシステムと通信する通信アセンブリとを含む解剖学的撮像に対する超音波トランスデューサアセンブリが、提供される。前記複数の超音波画像データ取得トランスデューサアレイは、異なるタイプであることができ、異なる動作特性を持つ及び／又は異なる動作モードを持つことができる。
【００１５】
ここで図１を参照すると、典型的な超音波検査システムが、広く１０において示される。超音波検査システム１０は、通信アセンブリ１６を介してホストシステム１４と電気通信する超音波トランスデューサアセンブリ１２を含む。一部の実施例において、通信アセンブリ１６は、多心ケーブル及び／又は無線インタフェースを含む。
【００１６】
ホストシステム１４は、トランスデューサアセンブリ１２により提供された超音波画像データを処理し、対応する画像を生成する。一般に中央処理ユニット（ＣＰＵ）及び／又はコントローラを含むホストシステム１４は、本開示の目的で、ユーザインタフェース２０及びディスプレイ２２と電気通信する信号処理アセンブリ１８を含む。信号処理アセンブリ１８は、トランスデューサアセンブリ１４に送信される送信波形（図示されない）及び制御データ（図示されない）を生成する。信号処理アセンブリ１８は、通信アセンブリ１６を介してトランスデューサアセンブリ１２から超音波画像データを取得し、対応する画像信号をソノグラファ（図示されない）に対する提示のためにディスプレイ２２に提供する。前記ソノグラファは、ユーザインタフェース２０を作動してトランスデューサアセンブリ１２の動作特性を制御する及び／又はディスプレイ２２の表示特性を制御する。トランスデューサアセンブリ１２の動作特性は、例えば、中心周波数、軸方向焦点、スキャン面の向き、及び基本波対高調波性能を含むことができる。
【００１７】
ここで図２を参照すると、図１のトランスデューサアセンブリ１２の概略的表現が示される。トランスデューサアセンブリ１２は、第１の端部２６及び第２の端部２８を持つ堅い重合体ハウジング２４を含む。第１の超音波画像データ取得トランスデューサアレイ３０は、ハウジング２４の第１の端部３２に対して配置される。第２の超音波画像データ取得トランスデューサアレイ３２は、ハウジング２４の第２の端部２８に対して配置される。超音波画像データ取得トランスデューサアレイ３０、３２は、例えば、圧電セラミックトランスデューサ素子、ポリビニリデンダイフルオライド（ＰＶＤＦ）のような圧電ポリマ、又は素子の圧電ＭＵＴ（ＰＭＵＴ）若しくは容量性ＭＵＴ（ＣＭＵＴ）アレイのような半導体ベースのマイクロマシン超音波トランスデューサ（ＭＵＴ）により形成されることができる。
【００１８】
超音波画像データ取得トランスデューサアレイ３０、３２は、同じ又は異なるタイプであることができる。超音波画像データ取得トランスデューサアレイのタイプは、フェーズドアレイ、線形アレイ、及び曲面アレイを含み、これらの各々は、音響信号が前記トランスデューサ素子により放出及び受信され、所望の場所において所望の焦点特性で放射パターンを生成するように動作されることができる。フェーズドアレイは、一般に、固定開口からビームを操縦することにより扇型（例えばパイ形状）領域をスキャンするのに対し、線形アレイは、一般に、サブ開口を前記アレイの面にわたり並進移動することにより長方形領域をスキャンする。曲面アレイも、一般に、並進移動形式のスキャンを使用するが、このような並進移動は、典型的には、曲面アレイにわたって移動する。
【００１９】
本開示の目的に対して、変化するトランスデューサタイプ及び／又は設計、例えば、２次元アレイ及び１次元アレイが使用されることができることが明確に指摘される。スキャン機能は、当技術分野において既知である機械的手段及び／又は電子手段により達成されることができる。
【００２０】
トランスデューサアレイ３０及び３２の両方が、超音波画像データ取得トランスデューサアレイであることに注意する。従来のトランスデューサアセンブリは、単一の超音波画像データ取得トランスデューサアレイと、前記トランスデューサアセンブリの位置を追跡する１以上の追跡アレイを含んでいる。例えば、米国特許第６１４２９４６（Hossack他）は、単一の超音波画像データ取得トランスデューサアレイ及び２つの追跡アレイを含むトランスデューサアセンブリを開示している。前記アレイの全てが同時に動作され、１つのアレイのみが超音波画像データを取得することができるので、前記アレイ間の選択は存在しない。
【００２１】
スイッチ３４は、ハウジング２４に対して配置される。ソノグラファ（図示されない）は、スイッチ３４を作動して、前記超音波画像データ取得トランスデューサアレイ３０及び３１の一方を動作に対して選択することができる。スイッチ３４は、トランスデューサコントローラアセンブリ３６と電気通信し、トランスデューサコントローラアセンブリ３６は、マルチプレクサアセンブリ３８と電気通信する。マルチプレクサアセンブリ３８は、超音波画像データ取得トランスデューサアレイ３０、３２の多重化アレイと電気通信する。
【００２２】
スイッチ３４の作動は、トランスデューサコントローラアセンブリ３６に、選択された画像データ取得トランスデューサアレイ３０、３２に適した送信波形信号及びマルチプレクサ制御信号をマルチプレクサアセンブリ３８に提供させる。選択された画像データ取得トランスデューサアレイ３０、３２の多重化アレイは、マルチプレクサアセンブリ３８にトランスデューサ信号を提供し、マルチプレクサアセンブリ３８は、トランスデューサコントローラアセンブリ３６に前記トランスデューサ信号を提供する。例えば、スイッチ３４が超音波画像データ取得トランスデューサアレイ３０を選択するように配置される場合、トランスデューサコントローラアセンブリ３６は、第１の画像データ取得トランスデューサアレイ３０のトランスデューサ素子の多重化アレイの選択に適切なマルチプレクサ制御信号及び送信波形信号をマルチプレクサアセンブリ３８に提供する。
【００２３】
マルチプレクサアセンブリ３８は、選択された超音波画像データ取得トランスデューサアレイ３０、３２から受信されたトランスデューサ信号をトランスデューサコントローラアセンブリ３６に提供する。トランスデューサコントローラアセンブリ３６は、通信アセンブリ１６を介してホストシステム１４（図１に示される）に前記トランスデューサ信号を送信し、ホストシステム１４において、前記画像データが処理及び表示される。
【００２４】
以下の例は、図２に示される超音波トランスデューサアセンブリ１２の典型的な構成及び使用を説明する。超音波トランスデューサアセンブリ１２は、２つの同一のタイプの超音波画像データ取得トランスデューサアレイ３０、３２を含むことができる。最初に、ソノグラファ（図示されない）は、スイッチ３４を作動して、第１の超音波画像データ取得トランスデューサアレイ３０を選択し、次いで、表面温度限界により画像データ取得トランスデューサアレイ３０が冷却することを可能にする時間期間だけ非アクティブになるまでの時間期間に対して超音波撮像動作を実行する。
【００２５】
プローブ制御アセンブリ３６は、選択された画像データ取得トランスデューサアレイ３０、３２の温度が所定の閾値を超過する場合にオーディオ及び／又はビジュアルアラーム（図示されない）を作動する温度センサ（図示されない）を含む。一度前記アラームが作動されると、前記ソノグラファは、第２の超音波画像データ取得トランスデューサアレイ３２を作動するようにスイッチ３４を配置し、第１の画像データ取得トランスデューサアレイ３０が冷却するのを待つことなしに及びトランスデューサアセンブリ１２を変更することなしに前記超音波撮像動作を実行し続ける。
【００２６】
一部の実施例において、スイッチ３４は、いずれの超音波画像データ取得トランスデューサアレイ３０、３２が使用されるかを自動的に決定する回路により置き換えられる。例えば、スイッチ３４は、いずれが使用されるかを決定するために超音波画像データ取得トランスデューサアレイ３０、３２の前のレンズ−空気接触面（図示されない）からの反射を検出する回路により置き換えられることができる。米国特許第４６０３７０２（Hwang他）及び米国特許第５６５４５０９（Miele他）は、超音波画像データ取得トランスデューサアレイ３０、３２のいずれが撮像に使用されるかを自動的に決定するのに適した技術を開示している。
【００２７】
代替的には、トランスデューサコントローラアセンブリ３６は、血流運動が検出されるかを決定するために、ドップラモードではない場合でさえも、ドップラスキャンを定期的に超音波画像データ取得トランスデューサアレイ３０、３２に実行させることができ、これにより、存在するならば、画像データ取得トランスデューサアレイ３０、３２のいずれが使用中であるかを示す。
【００２８】
更に、一部の実施例において、スイッチ３４は、ホストシステム１４に対して配置される。スイッチ３４が、ホストシステム１４に対して配置される場合、信号処理アセンブリ１８は、トランスデューサコントローラアセンブリ６６が超音波画像データ取得トランスデューサアレイ３０、３２の選択された一方と通信することを保証するためにトランスデューサコントローラアセンブリ６６にトランスデューサアレイタイプインジケータを提供する。
【００２９】
ここで図３を参照すると、他の典型的な超音波検査システムが、広く４０において示される。超音波検査システム４０は、ホストシステム４４と無線通信する超音波トランスデューサアセンブリ４２を含む。超音波検査システム４０は、超音波トランスデューサアセンブリ４２及び／又はホストシステム４４と無線通信する遠隔制御アセンブリ５３をも含む。
【００３０】
ホストシステム４４は、トランスデューサアセンブリ４２と無線通信する信号処理アセンブリ４８を含む。信号処理アセンブリ４８は、ユーザインタフェース５０及びディスプレイ５２と電気通信する。信号処理アセンブリ４８は、送信波形データ及び制御データをトランスデューサアセンブリ４２に無線で提供する。超音波トランスデューサアセンブリ４２は、処理及び表示のためにホストシステム４４の信号処理アセンブリ４８に超音波画像データ（図示されない）を無線で提供する。
【００３１】
マイクロビーム形成されたアレイを提供する際に、典型的には、このようなアレイが、（ｉ）実際の送信波形（すなわち、直接的なアナログ形式で）、又は（ｉｉ）前記波形のパラメータ化されたバージョン（すなわち、関連パラメータ、例えば、中心周波数、サイクル数、遅延、エンベロープ形状等を反映するデジタル値）のいずれかとして提供されることに注意する。無線通信モダリティに対して、（ｉ）無線チャネルがデジタルであり、（ｉｉ）帯域幅制限は、パラメータ化された波形を使用して最良に適合されるので、後者の波形が、有利に使用されることができる。注意すべきことに、帯域幅制限は、一般に、ケーブルベースの通信モダリティにおいて生じず、これにより実際の送信波形の送信に対応する。したがって、本開示は、送信波形データ（直接形式又はパラメータ化方式のいずれかで）及び制御データを有利に提供する。
【００３２】
信号処理アセンブリ４８は、取得された超音波画像データを処理し、ソノグラファ（図示されない）に提示するディスプレイ５２に対応する画像信号を提供する。前記ソノグラファは、ユーザインタフェース５０を作動して、トランスデューサアセンブリ４２の動作特性を制御する及び／又はディスプレイ５２の動作特性を制御することができる。更に、前記ソノグラファは、遠隔制御アセンブリ５３を作動して、トランスデューサアセンブリ４２の動作特性及び／又は動作モードを制御することができる。
【００３３】
ここで図４を参照すると、図３のトランスデューサアセンブリ４２の概略的表現が示される。超音波トランスデューサアセンブリ４２は、第１の端部５６及び第２の端部５８を持つ堅い重合体ハウジング５４を含む。第１の超音波画像データ取得トランスデューサアレイ６０は、ハウジング５４の第１の端部５６に対して配置される。第２の超音波画像データ取得トランスデューサアレイ６２は、ハウジング５４の第２の端部５８に対して配置される。超音波画像データ取得トランスデューサアレイ６０、６２は、例えば、圧電セラミックトランスデューサ素子、圧電重合体、又は素子のＰＭＵＴ若しくはＣＭＵＴアレイのような半導体ベースのＭＵＴにより形成されることができる。
【００３４】
超音波画像データ取得トランスデューサアレイ６０、６２は、同じ又は異なるタイプであることができる。超音波画像データ取得トランスデューサアレイのタイプは、平面アレイ、線形アレイ及び曲面アレイを含み、これらの各々は、前記トランスデューサ素子により放出及び受信された音響信号の相対的な位相が所望の場所において及び所望の焦点特性で放射パターンを生成するように変化させられるフェーズドアレイとして動作されることができる。
【００３５】
スイッチ６４は、ハウジング５４に対して配置される。ソノグラファ（図示されない）は、スイッチ６４を作動して、超音波画像データ取得トランスデューサアレイ６０、６２の一方を動作に対して選択する。スイッチ６４は、トランスデューサコントローラアセンブリ６６と電気通信し、トランスデューサコントローラアセンブリ６６は、マイクロビームフォーマアセンブリ６８と電気通信する。マイクロビームフォーマアセンブリ６８は、第１のマイクロビームフォーマ５９及び第２のマイクロビームフォーマ６１を含む。第１のマイクロビームフォーマ５９は、第１の超音波画像データ取得トランスデューサアレイ６０と電気通信し、第２のマイクロビームフォーマ６１は、第２の超音波画像データ取得トランスデューサアレイ６２と電気通信する。
【００３６】
トランスデューサコントローラアセンブリ６６は、無線通信アセンブリ７０を含み、無線通信アセンブリ７０を介して、波形表現及び制御データが、ホストシステム４４（図３に図示される）及び／又は遠隔制御アセンブリ５３（図３に図示される）から受信される。無線通信アセンブリ７０は、超音波画像データをホストシステム４４の信号処理アセンブリ４８（図３に示される）に送信するのにも使用される。開示された無線通信アセンブリ７０は、一般に、無線通信の送信及び受信を容易化するように１以上のアンテナ／トランシーバを含む。複数のアンテナは、特に、開示された無線通信アセンブリ７０において、例えば、無線通信プロセスにおいて潜在的なマルチパシングに対抗するのに、及び／又は例えばオペレータの手の位置に基づく通信障害に関連した不慮の遮蔽又は通信問題を防止するのに有利でありうる。
【００３７】
マイクロビームフォーマアセンブリ６８は、遅延を加え、素子毎のトランスデューサ信号を少数のビーム形成された信号に結合することによりビーム形成された信号を生成する。前記制御データは、例えば、マイクロビームフォーマアセンブリ６８により使用されるべき遅延値を指定することができる。例えば、第１の超音波画像データ取得トランスデューサアレイ６０は、１２８の個別のトランスデューサ素子（図示されない）からなることができ、第１のマイクロビームフォーマアセンブリ５９は、前記個別のトランスデューサ素子からトランスデューサ信号を受信し、指定された遅延を加え、前記受信されたトランスデューサ信号を結合して８つの部分的にビーム形成された信号を形成する。
【００３８】
マイクロビームフォーマアセンブリ６８は、米国特許第６１４２９４６（Hwang他）に記載されるようにアクティブな開口の全てのトランスデューサ素子から完全にビーム形成された信号を生成するように実施されることもできる。マイクロビームフォーマアセンブリ６８に使用するのに適したマイクロビームフォーマ技術は、米国特許第５２２９９３３（Lason III）、米国特許第５９９７４７９（Savord他）及び米国特許第６３７５６１７（Fraser）に記載されている。
【００３９】
一部の実施例において、トランスデューサコントローラアセンブリ６６は、受信されたビーム形成トランスデューサ信号に対して二次ビーム形成動作、信号調節、帯域通過フィルタ、検出、アナログ・デジタル動作、フィルタ後動作及び／又は圧縮を実行し、結果として生じる画像データをホストシステム４４に提供する。
【００４０】
トランスデューサコントローラアセンブリ６６は、ホストシステム４４から送信波形表現及び制御信号を受信し、対応する送信波形表現信号及びビームフォーマ制御信号を、超音波画像データ取得トランスデューサアレイ６０、６２の選択された一方に接続されたマイクロビームフォーマ５９、６１の一方に提供する。例えば、ホストシステム４４は、無線通信アセンブリ７０を介してトランスデューサコントローラアセンブリ６６に送信波形表現及び制御データを提供することができ、トランスデューサコントローラアセンブリ６６は、対応する送信波形表現信号及びビームフォーマ制御信号をマイクロビームフォーマアセンブリ６８に提供して、ビームを所望の深度に集束させ、又は画像の所望の領域に所望のモードの信号を送信及び受信する。
【００４１】
超音波トランスデューサアセンブリ４２は、トランスデューサアレイタイプ、動作モード及び／又は動作特性の如何なる組み合わせも含むことができる。典型的な動作モードは、基本波撮像、高調波撮像、Ｂモード撮像、パルスドップラ、ＣＷドップラ及びカラードップラ撮像を含む。
【００４２】
以下の例は、図４に示される超音波トランスデューサアセンブリ４２の典型的な構成及び使用を説明する。超音波トランスデューサアセンブリ４２は、２つの異なるタイプの超音波画像データ取得トランスデューサアレイ６０、６２を含むことができる。第１の超音波画像データ取得トランスデューサアレイ６０は、トランスデューサ素子の曲面アレイ（図示されない）を含むことができる。第２の超音波画像データ取得トランスデューサアレイ６２は、フェーズドアレイとして動作されるトランスデューサ素子の線形アレイを含むことができる。
【００４３】
最初に、前記ソノグラファ（図示されない）は、スイッチ６４を作動して第１の超音波画像データ取得トランスデューサアレイ６０を始動し、これは、トランスデューサコントローラアセンブリ６６に、無線通信アセンブリ６０により受信された制御信号及び送信波形表現信号を第１のマイクロビームフォーマ５９に対して提供させる。スイッチ６４の作動は、トランスデューサコントローラアセンブリ６６に、コントローラアセンブリ６６により処理され、ホストシステム４４に対する無線送信のために無線通信アセンブリ６０に提供されるビーム形成されたトランスデューサ信号を第１のマイクロビームフォーマ５９から受信させる。更に、スイッチ６４の作動は、トランスデューサコントローラアセンブリ６６に、適切な送信波形表現及び制御データがトランスデューサアセンブリ４２に供給されることを保証するようにホストシステム４４（図３に示される）及び／又は遠隔制御アセンブリ５３（図３に示される）に対してトランスデューサアレイタイプインジケータ（図示されない）を送信させる。
【００４４】
超音波検査の第１の部分を実行した後に、前記ソノグラファは、スイッチ６４を作動して、第２の超音波画像データ取得トランスデューサアレイ６２を起動し、これは、トランスデューサコントローラアセンブリ６６に、適切な送信波形表現及び制御データがトランスデューサアセンブリ４２に提供されることを保証するようにホストシステム４４（図３に示される）及び／又は遠隔制御アセンブリ５３（図３に示される）に対して他のトランスデューサアレイタイプインジケータを送信させる。マイクロビームフォーマ６８は、ここで、無線通信アセンブリ７０により受信された制御信号及び送信波形表現信号を第２のマイクロビームフォーマ６１に提供する。スイッチ６４の作動は、トランスデューサコントローラアセンブリ６６に、コントローラアセンブリ６６により処理され、ホストシステム４４に対する無線送信のために無線通信アセンブリ７０に提供されたビーム形成されたトランスデューサ信号を第２のマイクロビームフォーマ６１から受信させる。前記ソノグラファは、この場合、第２の超音波画像データ取得トランスデューサアレイ６２を使用して超音波検査の第２の部分を実行する。
【００４５】
したがって、超音波トランスデューサアセンブリ４２は、有利には、前記ソノグラファがトランスデューサアセンブリ４２を変更する必要なしに２つの異なるタイプの超音波画像データ取得トランスデューサアレイ６０、６２を使用して超音波検査を実行することを可能にする。更に、前記ソノグラファは、より少数の超音波トランスデューサアセンブリ４２を検査場所に持っていくことを要求される。更に、検査中に使用済みトランスデューサアセンブリ４２を保存する必要が無い。加えて、多くの部品が１より多い超音波画像データ取得トランスデューサアレイにより共有され、例えば、ハウジング５４、トランスデューサコントローラアセンブリ６６、無線通信アセンブリ７０及び電源（図示されない）が超音波画像データ取得トランスデューサアレイ６０、６２により共有されることができるので、全体的なシステムコストが減少される。
【００４６】
一部の実施例において、スイッチ６４は、ホストシステム４４（図３に示される）又は遠隔制御アセンブリ５３（図３に示される）に対して配置される。トランスデューサタイプインジケータは、無線通信アセンブリ７０を介してトランスデューサコントローラアセンブリ４４に無線通信され、これは、トランスデューサコントローラアセンブリ４４に、超音波画像データ取得トランスデューサアレイ６０、６２の選択された一方に接続されたマイクロビームフォーマ５９、６１の一方に対して送信波形表現信号及び制御信号を提供させる。他の実施例において、スイッチ６４は、上で論じられたように、あるとしたら超音波画像データ取得トランスデューサアレイ６０、６２のいずれが撮像に使用されるかを自動的に決定する回路により置き換えられる。
【００４７】
本開示は、典型的な実施例及び典型的な応用を参照して記載されているが、本開示は、これらにより限定されない。むしろ、開示された装置、システム及び方法は、本開示の精神及び範囲から逸脱することなしに様々な変更、修正、強化及び／又は代替的な応用を受ける。実際に、本開示は、全てのこのような変更、修正、強化及び代替的な応用をここに含む。
【図１】
0005492091.tif 000002
【図２】
0005492091.tif 000003
【図３】
0005492091.tif 000004
【図４】
0005492091.tif 000005