(57)【要約】  超音波撮像の実行中に造影剤を音響放射力で操作する（４２）。音響放射力用の連続波が送信される（４２）。実質的に同時に撮像用のパルス波が送信される（４４）。低メカニカルインデックスに連続波およびパルス波を使用して、造影剤を含む薬と処置対象組織の結合効率を高めることができる。パルス波による撮像（４８）に対する連続波の影響を最少にするために様々な技術を使用することができる。音響放射力は、振幅プロファイルと共に送信され（４２）および／またはアンフォーカスもしくはデフォーカスされる。
2009502417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続波音響信号を造影剤を含む領域（５０）に送信するステップ（４２）と、
連続波音響信号と実質的に同時にパルス波音響信号を領域（５０）に送信するステップ（４４）と
を含むことを特徴とする造影剤の操作および超音波撮像方法。
【請求項２】
連続波音響信号を送信するステップ（４２）およびパルス波音響信号を送信するステップ（４４）は、同じトランスデューサ（１４）の異なるアパーチャ（２４）で実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
異なるアパーチャが（２４）は、それぞれの異なるアパーチャ（２４）内に共通の異なる接地接続部（２６）を有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
連続波音響信号を送信するステップ（４２）は連続波音響信号を第１の周波数帯で送信し、パルス波音響信号を送信するステップ（４４）はパルス波音響信号を第２の周波数帯で送信し、第１の周波数帯は第２の周波数帯とは異なり、
第１の周波数帯を減少させかつ第２の周波数帯を通過させるように動作可能な応答により、パルス波音響信号に使用された異なるアパーチャ（２４）のうちの１つで受信したエコー信号をフィルタリングするステップ（４６）を更に含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
異なるアパーチャ（２４）の素子は異なる分光感度を有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項６】
パルス波音響信号からのエコーに応じて多次元画像を生成するステップ（４８）と、
連続波信号に応じて多次元画像内のエコー情報を最少にするステップ（４６）とを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
パルス波音響信号を送信するステップ（４４）は少なくとも２つの異なる振幅レベルを有する複数のパルスを送信し、
複数のパルスの送信に応じて信号を組み合わせるステップを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
パルス波音響信号を送信するステップ（４４）は第１のサブアパーチャ（２４）から送信し、連続波音響信号を送信するステップ（４２）は第１のサブアパーチャとは異なる第２のサブアパーチャ（２４）から送信し、
連続波音響信号の送信を中止している間に第１および第２のサブアパーチャ（２４）からパルス波音響信号を実質的に同時に送信するステップ（４４）を更に含み、
組み合わせるステップは、第１のサブアパーチャ（２４）からのパルス波音響信号の送信と第１および第２のサブアパーチャ（２４）からのパルス波音響信号の送信とに応じて信号を組み合わせることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
連続波音響信号を送信するステップ（４２）は連続波音響信号を第１の周波数帯で送信し、パルス波音響信号を送信するステップ（４４）はパルス波音響信号を第２の周波数帯で送信し、第１の周波数帯は第２の周波数帯とは異なることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
連続波音響信号を送信するステップ（４２）は、連続波音響信号をアレイからデフォーカス信号またはアンフォーカス信号として送信することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
ユーザ入力から領域（５０）の指示を受信するステップ（４０）を更に含み、
連続波音響信号を送信するステップ（４２）は連続波音響信号を領域（５０）の関数として送信することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
連続波音響信号を送信するステップ（４２）は、くさび形状（５４）を有する素子の面に振幅プロファイルを有する複数の素子から送信することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
パルス波音響信号の送信を、異なる走査ラインに沿って順次繰り返すステップを更に含み、
連続波音響信号を送信するステップ（４２）は、パルス波音響信号を送信するための異なる走査ラインの現行走査ラインから波面が順次傾斜された状態で送信するステップを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
低メカニカルインデックス音響放射力で造影剤を操作するステップと、
造影剤を含む多次元領域（５０）を造影剤の操作と実質的に同時に撮像するステップ（４８）と
を含むことを特徴とする造影剤の操作および超音波撮像方法。
【請求項１５】
撮像するステップ（４８）はＢモード撮像を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
撮像するステップ（４８）は３次基本波の関数として撮像することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
撮像に対する音響放射力の影響を、異なる周波数、異なる送信方向、音響放射力のより広い焦点領域、音響放射力の焦点欠如またはこれらの組み合わせの関数として減少させるステップ（４６）を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
トランスデューサ（１４）から連続波音響放射力を、造影剤を含む領域（５０）に送信するステップ（４２）と、
トランスデューサ（１４）からアンフォーカス波面またはデフォーカス波面で送信を実行するステップと
を含むことを特徴とする超音波で造影剤を操作する方法。
【請求項１９】
パルス波音響信号を連続波音響放射力と実質的に同時に領域（５０）に送信するステップ（４４）と、
同じ電源を使用して連続波音響放射力およびパルス波音響信号を送信するステップ（４２）とを更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
複数の素子から造影剤を含む領域（５０）に音響放射力を送信するステップと、
複数の素子の面に第１の概略くさび形状（５４）を有する振幅プロファイルを有する送信を実行するステップと
を含むことを特徴とする超音波で造影剤を操作する方法。
【請求項２１】
実行するステップは、振幅プロファイルを電圧プロファイルの関数として生成するステップを含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
送信するステップは、複数の素子のうちの少なくとも第１および第２の異なるサブアパーチャ（２４）から送信し、実行するステップは、第１のサブアパーチャ（２４）のための第１の概略くさび形状（５４）の振幅プロファイルを提供し、第２のサブアパーチャ（２４）に第２の概略くさび形状（５４）の振幅プロファイルを提供し、第１および第２の概略くさび形状の振幅プロファイルは、遠い方の端に大きい振幅を有し近い方の端に小さい振幅を有することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
送信するステップは複数の素子のうちの少なくとも第１および第２の異なるサブアパーチャ（２４）から送信し、実行するステップは第１のサブアパーチャ（２４）に第１の概略くさび形状（５４）振幅プロファイルを提供し、第２のサブアパーチャ（２４）に第２の概略くさび形状（５４）の振幅プロファイルを提供し、第１および第２の概略くさび形状（５４）の振幅プロファイルは第３のくさび形状（５４）の振幅プロファイルを形成することを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は造影剤の操作に関する。薬剤を含む造影剤では、一般に、処置する組織からの造影剤の断片化（fragmentation）は望ましくない。血管の中心に薬剤を放出すると薬剤が所望の血管壁に付着しない場合がある。
【０００２】
破壊を最小限に抑えながら、処置する組織の方に造影剤を移動させたり造影剤の濃度を高めたりするために、音響放射力が使用される。音響放射力は、標的とする造影剤の結合効率を改善することができ、例えば血管壁、活性化内皮または他の領域と結合する薬剤含有造影剤の数を増やす。
【０００３】
放射力は造影剤との共鳴が大きくなるほど大きくなる。変位は、パルス幅の長さに線形比例して大きくなる。断片化を最小にしながらより大きい共鳴と長いパルス幅を変位に使用することができる。断片化は、パルス幅の弱い関数であり、例えば、造影剤は、力の周波数が造影剤の共鳴サイズより低くなるまで音響放射力によって徐々に縮小する。断片化は、メカニカルインデックス（すなわち、ピーク負圧力を中心周波数の平方根で割った値）の強い関数である。従って、造影剤を破壊することなく放射力を生成するために低いメカニカルインデックスが使用される。
【０００４】
造影剤の低メカニカルインデックスＢモード撮像は、破壊を最小限に抑えながら造影剤の撮像を可能にする。撮像にはパルス波が使用される。これまで造影剤は治療用超音波エネルギーの印加と組み合わせて撮像されてきた。撮像パルスと治療パルスは連続的に送信される。治療パルスは、薬剤が送達する組織の温度および関連する吸収特性を高めるために使用される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
最初に、以下に述べる好ましい実施形態は、超音波撮像中に造影剤を操作するかまたは超音波で造影剤を操作する方法、システムおよび命令を含む。音響放射力用の連続波が送信される。実質的に同時に撮像用のパルス波が送信される。低メカニカルインデックスの連続波およびパルス波を使用して、薬を含む造影剤と処置対象組織との結合効率を高めることができる。パルス波による撮像への連続波の影響を最小にするために様々な技術を使用することができる。音響放射力は、振幅プロファイルで送信されおよび／またはアンフォーカスもしくはデフォーカスされる。
【０００６】
第１の態様において、造影剤の操作および超音波撮像方法が提供される。造影剤を含む領域に連続波音響信号が送信される。連続波音響信号と実質的に同時に、パルス波音響信号がその領域に送信される。
【０００７】
第２の態様では、造影剤の操作および超音波撮像方法が提供される。造影剤の断片化を最小限に抑えながら音響放射力で造影剤を操作し移動させる。造影剤を含む多次元領域が造影剤の操作と実質的に同時に撮像される。
【０００８】
第３の態様では、超音波で造影剤を操作する方法が提供される。連続波音響放射力は、トランスデューサから造影剤を含む領域に送信される。送信は、波面がトランスデューサからアンフォーカス（unfocus）もしくはデフォーカス(defocus)された状態で実行される。
【０００９】
第４の態様では、超音波で造影剤を操作する方法が提供される。音響放射力は、複数の要素から造影剤を含む領域に送信される。送信は、複数の素子の面に第１の概略くさび形状を有する振幅プロファイルで実行される。
【００１０】
本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義され、この節内に記載したことはどれも特許請求の範囲の限定と解釈されるべきでない。本発明のさらに詳しい態様および利点は、好ましい実施形態と関連して後述されまた後で請求される。
【００１１】
構成要素と図面は、必ずしも一律の縮尺ではなく、それどころか本発明の原理を示すために強調されている。更に、図において、様々な図の全体にわたって類似の参照番号は対応する部分を指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
トランスデューサ、システムおよび方法が、音響放射力を生成する。標的の造影剤結合効率を高めるために領域に音響放射力を導く。多数サイクルで低メカニカルインデックスを提供して変位を大きくするために連続波が使用される。更に、連続波ビームをデフォーカスさせると、メカニカルインデックスが小さくなると同時に造影剤に適用されるサイクル数が大きくなる。同時に、組織、血管または標的有効性を監視するために撮像が実行される。連続波を送信しながら低メカニカルインデックス撮像のためにパルス波を送受信する。低メカニカルインデックスの音響放射力と撮像パルスは両方とも、造影剤の断片化を制限するために低い送信電力を使用するので、両方のモードで同じ電源を利用することができる。
【００１３】
図１は、超音波エネルギーを用いて造影剤の操作と撮像を行う超音波システム１０を示す。システム１０は、図示したように電気的に接続された送信（TX）ビーム形成器１２、トランスデューサ１４、受信（RX）ビーム形成器１６、画像処理プロセッサ１８および表示装置２０を含む。システム１０には、追加の構成要素、異なる構成要素またはこれより少数の構成要素を備えていてもよい。一実施形態では、システム１０は、医学超音波撮像システムを構成する。
【００１４】
トランスデューサ１４は、圧電性または容量性の微小電気機械式超音波トランスデューサである。トランスデューサ１４は、電気エネルギーと音響エネルギーと間の変換を行う１つまたは複数の素子２２を有する。一実施形態では、トランスデューサ１４は、平らまたは湾曲した線形アレイなどの単一の線形素子アレイ２２を含む。他の実施形態では、トランスデューサ１４は、二次元アレイ、１．５次元アレイ、または他の多次元構成の素子２２である。素子アレイ２２は、患者に挿入するかまたは患者の外部で使用するように構成されており、機械式回転装置または位置追跡装置を備える場合と備えない場合がある。
【００１５】
トランスデューサ１４は、半波長間隔の素子２２と関連付けられたトランスデューサなどの標準の画像処理トランスデューサであり、素子２２は、音響エネルギーを吸収する裏当てブロックと、素子２２の音響インピーダンスを患者と一致させるための１つまたは複数の整合層との間に挟まれている。
【００１６】
代替の実施形態では、トランスデューサ１４の素子２２は、図６に示したような２つ以上のサブアパーチャ２４に分けられる。パルス波用のあるサブアパーチャ２４や連続波用の別のサブアパーチャ２４など、異なるタイプの波を送信するために異なるサブアパーチャ２４を使用することができる。接地接続部２６は、各サブアパーチャ２４に共通であるが、サブアパーチャ２４間で分けられている。接地接続部２６は静的または切り換え可能である。切り換え可能な接地接続部２６は、サブアパーチャ２４の動的割り当てを可能にする。別々の接地接続部２６により、パルス波（PW)と関連した画像送受信操作による連続波（CW）信号の妨害を減少させることができる。
【００１７】
図７は、別の代替実施形態を示す。サブアパーチャ２４は静的または動的である。素子２２のすべてまたは一部は、パルス波エコーを受信するために使用される素子２２内での連続波による干渉を減少させるフィルタ２８を含む。フィルタ２８は、連続波周波数のエネルギーを透過するキャパシタ、インダクタ、抵抗器などのアナログフィルタである。例えば、トランスデューサ１４またはトランスデューサコネクタ内の整合回路は、例えば１〜２ＭＨｚの周波数帯の連続波を透過するのに適したインダクタンスまたは容量部品を選択することにより修正される。例えば、図８は、連続波に対する受信器フィルタ応答とパルス波軸方向応答を示す。フィルタリングは受信パスでの受信操作のために実行される。
【００１８】
更に他の実施形態では、音響クロストークを防ぐために、各サブアパーチャ２４間の１つまたは複数の素子２２が、切断されるか無効にされている。異なるサブアパーチャ２４がそれぞれ異なるサブアレイ上に備えていてもよい。各サブアレイの素子２２またはトランスデューサの構造は、連続波およびパルス波の動作のために、異なる周波数帯であるいは異なるスペクトル感度で動作するように、素子のサイズ、形状、タイプ、整合層、レンズ、材料などによって最適化される。異なるサブアパーチャ２４が異なる分光感度を有するようにするために、二層または多層素子２２を使用することができる。例えば、連続波送信信号は、二層素子２２の両トランスデューサ層に印加される。パルス波動作の場合は、送信動作と受信動作の両トランスデューサ層間に１８０度や他の角度の位相ずれが適用される。干渉を最小限に抑えるために、実施形態の２つ以上の組み合わせを提供するなど、トランスデューサ１４の異なる実施形態の任意の１つまたは複数の実施形態を使用することができる。
【００１９】
トランスデューサ１４は、周波数帯の範囲内で動作するように設計されている。例えば、図８は、トランスデューサスペクトルを示す。トランスデューサの帯域幅は、例えば１〜４ＭＨｚにわたる帯域の連続波およびパルス波をカバーする。他の帯域幅が可能である。
【００２０】
送信ビーム形成器１２は、波形発生器、パルサー、デジタルアナログ変換器、スイッチ、あるいは撮像および音響放射力送信用の他の電気励起源である。撮像のため、送信ビーム形成器１２は、複数のチャネルまたはトランスデューサ素子２２ごとに、視野３０内の走査ラインに沿った送信を集束させるために個別に遅延されアポダイズ（apodized）された１２８個のパルス波形などの波形を生成する。遅延とアポダイゼーションに基づいて、複数の送信は、全視野３０内の実質的に平行な走査ラインを横切って連続的に走査されてもよい。視野３０は、線形走査パターン、セクタ走査パターン、Ｖｅｃｔｏｒ（登録商標）走査パターンなどの走査パターンに応じて形成される。パルス波動作のために、サブアパーチャ２４内の素子２２に異なる波形が提供される。
【００２１】
音響放射力のため、送信ビーム形成器１２はまた、同じかまたは異なる構成要素を使用して１つまたは複数の連続波を生成する。例えば、連続波送信のために、１つまたは複数のサブアパーチャ２４内の複数の素子２２のそれぞれの連続波が生成される。連続波は、パルス波が１〜５サイクルを含み連続波が２０以上のサイクルを含むというように、波がパルス波より実質的に長いという点で連続している。連続波には始めと終わりがあってもよい。連続波は、アポダイゼーションおよび／または相対的位相合せによって集束される。他の実施形態では、連続波は、例えば発散する波面または実質的に無限の焦点と関連付けられるように、デフォーカスまたはアンフォーカスされる。
【００２２】
図１を再び参照すると、送信ビーム形成器１２は、低メカニカルインデックスの音響送信を生成するための電源３２を含む。例えば、電源３２は、各チャネルまたは素子２２に０．１〜２０ボルトを提供する。電源３２は、パルス波または連続波用に動作可能であり、例えばアポダイゼーションプロファイルの関数および／または連続波またはパルス波形動作の関数として、様々な電圧レベルを提供するようにプログラム可能である。両方のタイプの波（連続波およびパルス波）用に同じ電源３２が備えられるか、あるいは異なるタイプの波形にそれぞれ異なる電源が使用される（例えば、連続波用に０．１〜５ボルト、パルス波用に０．１〜１５ボルト）。代替として、電源３２は、例えば１００または２００ボルトピークと関連付けられるような、より大きい音響振幅を生成するように動作可能である。
【００２３】
送信ビーム形成器１２は、トランスデューサ１４と電気的に接続され、送信ビーム形成器１２からの電気信号に応じて音響エネルギーパルスまたは送信パルスの送信を生成する。送信された音響エネルギーは、撮像パルスまたは音響放射力パルスの一方を含む。撮像パルスは、複数の走査ラインに沿って連続的に集束された細いビームの連続送信など、視野３０の画像を生成するように適応された送信である。音響放射力パルスは、造影剤を移動しかつ／または薬剤送達を強化するように適応された送信を含む。
【００２４】
受信ビーム形成器１６は画像用の受信ビームを生成する。受信ビーム形成器１６は、パルス波サブアパーチャ２４用のトランスデューサ１４の素子２２から受信した電気信号に、異なる遅延およびアポダイゼーションを適用し、その信号を合わせて各パルス波送信に応じた１つまたは複数の走査ラインを表わす受信ビームを生成する。
【００２５】
画像処理プロセッサ１８は、特定用途向けＩＣ、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、メモリ、フィルタ、他のデジタル回路、アナログ回路、これらの組み合わせ、あるいは撮像のために受信したビーム形成信号から情報を検出し処理する他の装置の１つまたは複数である。一実施形態では、画像処理プロセッサ１８はＢモードまたはドップラ検出器である。例えば、受信信号と関連した包絡線の大きさが検出される。別の例として、流れまたは組織の動きを撮像するためのドップラまたは相関処理によって、周波数偏移または速度、ドップラ信号またはエネルギーの大きさ、あるいは分散が検出される。更に別の例として、米国特許第６，６０２，１９５号に開示されているように、異なる振幅および／または位相合わせを有する複数の送信パルスを使用して、Ｂモードまたはドップラ検出器を使用して特定の奇数、偶数または他の高調波の情報を識別する。一次元、二次元または三次元画像用の他のプロセッサを使用することもできる。
【００２６】
二次元または三次元画像は、Ｂモード、ドップラまたは他の画像処理方法のいずれかを使用して生成される。プロセッサ１８からの検出情報は表示装置２０に提供される。撮像パルスを表す画像が表示装置上に生成される。Ｂモードまたはドップラ画像の１つまたは複数など、様々な組み合わせの画像のまたは単一タイプの画像が実質的に同時に表示される。
【００２７】
以上述べたシステム１０を使用して、視野３０が撮像される。撮像システム１０および同じトランスデューサ１４は、造影剤を撮像し操作するための音響出力を提供する。関心領域を識別するために、様々な画像処理方法のいずれかが使用される。音響放射力は、造影剤を移動させるために局所的関心領域内で使用される。変位は、特定の組織の結合効率を高めかつ／または領域内の造影剤の濃度を高める。造影剤を局所化することにより、造影剤によって運ばれるかまたは造影剤を形成するために使用される薬剤が、必要な場所で最も有効になり、薬剤投与量または関心領域外の副作用が最少になる。
【００２８】
図２は、造影剤の操作および超音波撮像方法または超音波で造影剤を操作する方法を示す。この方法は、図１に示したシステム１０または異なるシステムを使用して実施される。追加のステップ、異なるステップ、またはこれより少ないステップを有することができる。例えば、ステップ４０、４４、４６および／または４８のない方法が提供される。これらのステップは、ステップ４２、４４を実質的に同時または同時に実行するなど、同じかまたは異なる順序で実行される。
【００２９】
ステップ４０で、音響放射力を加える領域５０を識別する。撮像視野３０は、例えばパルス波によるＢモード撮像を使用して走査され撮像される。領域５０は、患者の血管、房、器官または他の部分である。領域５０は、境界の配置または領域５０と関連したポイントの選択など、ユーザ選択によって識別される。代替として、領域５０は、しきい値設定、境界検出、流れ検出または他の画像処理によって自動的に識別される。領域５０は、領域５０内に造影剤がある状態またはない状態で識別される。
【００３０】
造影剤は、走査前、走査中または走査後に、患者に注入されるか、口から取り入れられるか、他の方法で提供される。造影剤は微小球や他の薬であり、薬剤を含む場合も含まない場合もある。造影剤は直径１〜５ミクロンなどのかなり均一なサイズか種々様々なサイズを有する。造影剤は関心領域５０の上流またはその場所に提供される。造影剤は単一の投与または連続流で提供される。
【００３１】
ステップ４２では、造影剤が音響放射力によって操作される。音響放射力は造影剤を含む領域５０に連続波音響信号として送信される。造影剤が領域５０に入る前に送信が始まってもよい。連続波は、領域５０の識別に基づいて領域５０の方に操縦されまたは導かれる。代替として、連続波は視野３０の特定部分または全体に印加される。連続波の音響信号は、造影剤をビーム方向に沿ってトランスデューサ１４から押し出すか、波面の関数としてビームから離すなど、造影剤を排出するための送信専用波として動作する。
【００３２】
造影剤を操作するためにトランスデューサから音響放射力を印加する範囲を制御することができる。連続波は、トランスデューサ１４の両側で空間変動を有するなど、所望のエネルギーフィールドを生成するように設定された振幅プロファイル（振幅分布）を有する複数の素子から送信される。連続波は焦点が合わされていない（アンフォーカス）が、振幅プロファイルにより焦点ずれ（デフォーカス）または集束ビームを使用することができる。図３と図４に示した実施形態では、素子の面における振幅プロファイル５４は、概略くさび形を有する。一次元または二次元の空間変動を含む、振幅プロファイルの他の空間変動を使用することができる。代替として、均一なプロファイルが提供される。振幅プロファイル５４は、送信ビーム形成器の電圧プロファイルの関数として生成される。
【００３３】
このくさび形は、一方の端またはその近くでの小さい方の値と別の端またはその近くでのより大きい値から延在する線形（図示した）、湾曲、または非線形形状を有する。図３において、連続波動作用の２つのサブアパーチャ２４はそれぞれ概略くさび形状を有し、このくさび形は、連続波サブアパーチャ２４全体の両側に概略くさび形プロファイルを形成する。血管の下流側などの、一方の端でより高い出力を提供することによって、造影剤はトランスデューサから連続波ビームのより低い振幅部分の方に強制的に押し出される。血流から最も大きいせん断力を受ける造影剤は、より大きい振幅の連続波にさらされ、最も大きい振幅によって組織の血管壁全体への結合力が大きくなる。
【００３４】
図４において、連続波動作用の２つのサブアパーチャ２４はそれぞれ、互いに反対の概略くさび形状を有する。サブアパーチャ２４の外側の縁（即ち、他のサブアパーチャ２４から最も遠い縁）の出力が最も高く、サブアパーチャ２４の内側すなわち最も近い縁の出力が最も小さい。連続波ビームの外側の縁により高い出力が提供され、ビームの中心により弱い出力は提供される。音響放射力からの変位は、造影剤をより弱いフィールド部分内のビームの中心から少し下流に集める傾向がある。
【００３５】
ステップ４４において、パルス波音響信号は領域５０および／または視野３０に送信される。様々な撮像パルスのうち任意の撮像パルスが送信される。例えば、Ｂモードまたはドップラ撮像用のパルスが送られる。Ｂモード撮像の場合、視野３０内の各走査ラインに沿って１〜５サイクルパルスが送信される。ドップラ撮像の場合は、各走査ラインに沿って、ドップラ係数、相関または流量特性を決定するための複数の送信パルスが送信される。他の撮像パルスも可能である。送信パルスは、送信パルスのサイクル数、振幅およびパルス繰り返し周波数から決定された送信出力を有する。送信パルス圧は、視野内の特定のメカニカルインデックスに対して、食品医薬品局によって制限されている。一般に、超音波システムは、最大メカニカルインデックスに近い送信圧力を提供する。断片化を回避するために、パルス波音響信号は、断片化が生じる場所にメカニカルインデックスより小さい送信圧力を有する。例えば、特定の造影剤は、造影剤断片化しきい値０．４を有し、従って、断片化を回避するには、例示的なパルス波のＭＩ（メカニカルインデックス）が０．４より小さくなければならない。
【００３６】
パルス波音響信号からのエコーに応じて多次元画像が生成される。視野３０は、トランスデューサ１４、画像処理送信の操縦および特定の視界深度によって決定される。視野３０は、潜在的関心領域とまわりの組織とを表示するように最適化される。視野３０から受信したエコーは、二次元画像または三次元表現を生成するために検出され、走査変換され、または他の方法で処理される。
【００３７】
ステップ４４の撮像またはパルス波送信とその関連した受信イベント（受信事象）は、ステップ４２の連続波音響信号の送信と実質的に同時に実行される。実質的に同時とは、少なくとも１つの連続波要素と１つのパルス波要素の同時または重複した送信を含む。操縦により、パルス波または連続波アパーチャ内のいくつかの素子による音響エネルギーの生成は、他の素子による音響エネルギーの生成と時間的に重ならない場合がある。連続波を送信している間にパルス波を送信することによって、音響放射力の印加中に撮像が行われる。ユーザは、音響放射力の影響を観察したり、処置領域を監視したり、造影剤を観察したりすることができる。
【００３８】
ステップ４８で、造影剤を含む複数の多次元領域が、造影剤の操作と実質的に同時に撮像される。パルス波は連続波と実質的に同時に送信されるので、エコーを連続波の送信と実質的に同時に受信することができる。連続波送信を停止した後でエコーを受信することもできる。
【００３９】
受信したエコーは、Ｂモード撮像、ドップラ、位相反転、パルス反転または他の撮像に使用される。例えば、米国特許第６，６０２，１９５号に開示されている撮像が使用され、この開示は引用により本明細書に組み込まれる。撮像は、送信パルス波および／または受信エコーの相対的な振幅の重み付けおよび／または位相合わせによる３次基本波（cubic fundamental）の関数として得られる。送信された基本周波数を含むかまたは含まない異なる高調波が、パルス数、アパーチャ、重み付けおよび／または位相合わせの様々な組み合わせによる撮像のために使用される信号から選択的に含まれるかまたは最小化される。例えば、情報は、非線形基本波または高調波周波数で提供される。
【００４０】
図５は、所望の３次基本波の情報を得るための３つのパルス波送信の１つの例を示す。パルス波および連続波はトランスデューサ１４上の異なるサブアパーチャ２４から送信される。サブアパーチャ２４は、１つ、２つ、４つ、８つまたは任意の他の数の素子の隣り合ったグループとして形成される。異なるサイズまたは数の素子を有するサブアパーチャ２４を含む図６または図７のサブアパーチャ２４や他のサブアパーチャの区分を使用することができる。
【００４１】
パルス波送信の場合は、同じ走査ラインまたは隣り合った走査ラインに沿って３つの異なる送信イベントが実行される。異なる送信のうちの１つまたは複数が、それぞれ異なる送信出力レベルと関連付けられる。第１の送信イベント（送信事象）では、連続波送信は、パルス波送信と実質的に同時に、ただし異なるサブアパーチャ２４上で実行される。パルス波送信の第２の送信イベントでは、パルス波は、すべてのサブアパーチャ２４上で送信され、連続波送信が中止される。パルス波送信用の素子の数を２倍またはそれ以上にすることによって、送信イベントと関連した出力は２倍またはそれ以上になる。代替または追加として、より大きな振幅を有するパルスが、全体より少ない数のサブアパーチャから送信される。第３の送信イベントでは、第１の送信イベントのパターンが繰り返されるが、連続波およびパルス波両方の実質的な同時送信のために異なるサブアパーチャ２４が使用されてもよい。
【００４２】
他の実施形態では、他のシーケンスの２つ以上のパルス波送信イベントを使用することができる。様々な相対的な重み付けを使用することができる。シーケンス内の位相変動を提供することができる。
【００４３】
パルス波送信に応じるエコーを、送信とは異なるサブアパーチャ２４上で受信し、連続波の送信を続けることができる。受信信号はビーム形成後に組み合わされる。組み合わせは和、差または他の関数である。受信信号の１つまたはサブセットに相対的位相ずれを適用してもしなくてもよい。受信信号はコヒーレントに組み合わせられる（即ち、検出前に組み合わされる）。異なる様々なアパーチャサイズおよび／または振幅と関連付けられた信号を組み合わせることにより、得られる組み合わせ信号は、組織または体液より造影剤からの可能性が高い３次基本波情報などの所望の応答を有する情報を含む。低メカニカルインデックス送信を使用することにより、造影剤が撮像される。
【００４４】
ステップ４６で、連続波信号に応じた多次元画像内のエコー情報を最小限に抑えながら撮像を実行する。異なる周波数、異なる送信方向、異なる遅延、アパーチャ制御、音響放射力のより広い焦点領域、音響放射力の焦点の欠如、あるいはこれらの組み合わせを使用することにより、撮像への音響放射力の影響が軽減される。他の技法を使用することもできる。
【００４５】
連続波音響信号をアレイからデフォーカス（defocus）信号またはアンフォーカス(unfocus)信号として送信することによって、連続波と関連するエネルギーを視野３０全体にわたってより分散させることができる。アンフォーカス信号またはデフォーカス信号は、発散しすなわち平らな波面を有する。連続波の相対位相合せおよび／またはアポダイゼーションは、所望の焦点または焦点欠如を提供する。分散により、造影剤の破壊が防止または制限され（即ち、予め定められた場所のメカニカルインデックスを小さくする）、同じ電源の使用が可能になる。エネルギーがより分散されるので、パルス波の集束した走査位置または弱く集束した走査位置に沿って提供されるエネルギーが少なくなる。代替として、発散または平面波送信はパルス波撮像にも使用される。
【００４６】
送信の遅延または位相合わせおよびアパーチャ制御を使用して、パルス波走査におけるスペックルや他のリフレクタによる連続波反射からの音響ノイズを減少させることができる。パルス波音響信号は、例えば線形走査パターン、セクタ走査パターン、またはＶｅｃｔｏｒ（登録商標）走査パターンと関連付けられた様々な走査ラインに沿って連続的に送信される。連続波音響信号は、パルス波音響信号を送信するための様々な走査ラインの現行走査ラインから波面が順次傾けられた状態で送信される。連続波は、パルス波の焦点から遠ざけられる。例えば、トランスデューサの中間の方への時間遅延が、Ｂモードや他のパルス波発射の開始で大きくされ、連続波面は、パルス波が集束された方位中線から遠ざけられる。パルス波の焦点が変化するにつれて、連続波の操縦が変化する。連続波面を操縦する代わりとして、連続波の振幅プロファイルはパルス波走査ラインの近くで最小出力を提供するように変更される。
【００４７】
操作の周波数を高めることにより、撮像からの連続波音響効果を最小にすることができる。例えば、パルス波および連続波は異なる周波数または異なる周波数帯で送信される。周波数帯は、連続しておらず、−１０、−２０、−４０または他のレベルのクロスオーバーデシベルポイントを有する。例えば、連続波スペクトルの高周波数端上の−２０ｄＢポイントは、パルス波スペクトルの低周波数端上の−２０ｄＢポイントと交差する。連続波送信の周波数帯は、パルス波の周波数帯より低いかまたは高い。連続波は、狭い帯域幅を有する可能性が高く、中心周波数を近くすることができる。図８は、連続波の中心が約２ＭＨｚにあり、パルス波の中心が約４ＭＨｚにある１つの例を示す。高調波ノイズを制限するために、連続波のより高い高調波のパルス波を提供するかあるいはより高い周波数の連続波を提供するなど、他の周波数を使用することができる。受信信号をフィルタリングするか組み合わせてパルス波送信周波数または所望の高調波の情報を分離することにより、連続波からの情報は減少するかまたはなくなる。
【００４８】
異なるアパーチャを使用することによって、連続波の影響を少なくすることができる。例えば、異なる接地接続部により電気的クロストークが減少する。様々なタイプの波形に使用されるそれぞれ異なるサブアパーチャまたは素子に異なる共通接地が提供される。別の例として、パルス波音響信号に使用されるサブアパーチャに受信されたエコー信号は、連続波の周波数帯で減少しかつパルス波の周波数帯を通すように動作可能な応答でフィルタリングされる。更に別の例として、様々なタイプの波にそれぞれ異なるタイプの素子が使用される。異なるタイプの素子は、異なる分光感度を有し、異なる分光感度を持つ異なるアパーチャを備える。別の例として、音響クロストークを制限するために、サブアパーチャ間の１つまたは複数の素子が使用されないか、絶縁されるか、あるいは無効にされる。パルス波撮像で連続波からのエネルギーを最小限に抑えるための他の技術または構造を使用することもできる。
【００４９】
以上述べたプロセス、方法および／または技術を実現するための命令は、キャッシュ、バッファ、ＲＡＭ、リムーバブルメディア、ハードドライブ、または他のコンピュータ可読記憶媒体などのコンピュータ可読記憶媒体またはメモリ上に提供される。コンピュータ可読記憶媒体には、様々なタイプの揮発性および不揮発性記憶装置媒体がある。図に示しまたは本明細書で述べた機能、操作またはタスクは、コンピュータ可読記憶媒体に記憶された１組または複数組の命令に応じて実行される。機能、操作、またはタスクは、特定のタイプの命令セット、記憶媒体、プロセッサまたは処理方式に依存ぜず、単独または組み合わせで動作するソフトウェア、ハードウェア、集積回路、ファームウェア、マイクロコードなどによって実行することができる。同様に、処理方式には、多重プロセッシング、多重タスキング、並行処理などがある。一実施形態では、命令は、ローカルシステムまたはリモートシステムによって読み込むためのリムーバブルメディア装置に記憶される。他の実施形態では、命令は、コンピュータネットワークまたは電話線を介して転送するために遠隔場所に記憶される。更に他の実施形態では、命令は、所定のコンピュータ、ＣＰＵ、ＧＰＵまたはシステム内に記憶される。
【００５０】
以上、様々な実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明の範囲を逸脱せずに多くの変更および修正を行なうことができることを理解されたい。従って、以上の詳細な説明は、制限ではなく実例と見なされるように意図されており、本発明の精神と範囲を定義するように意図されているのは、すべての等価物を含む添付の特許請求であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】造影剤を操作し超音波で撮像するためのシステムの一実施形態のブロック図
【図２】造影剤を操作し超音波で撮像する方法の一実施形態のフローチャート
【図３】音響放射力の１つの例の振幅プロファイルを示す図
【図４】音響放射力の別の例の振幅プロファイルを示す図
【図５】複数パルスのパルス波撮像による造影剤の連続波操作の一実施形態を示す図
【図６】連続波用とパルス波用両方のトランスデューサの一実施形態を示す図
【図７】連続波用とパルス波用の両方のトランスデューサの別の実施形態を示す図
【図８】連続波およびパルス波の送信の周波数応答を表す図
【符号の説明】
【００５２】
１２  ビーム形成器
１６  受信ビーム形成器
１８  イメージプロセッサ
２０  表示装置
３２  電圧源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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