(57)【要約】【課題】  撮像データに加えて非撮像データを取得するように構成されている超音波プローブの製造及び／又は使用のための技術を提供する。【解決手段】  超音波プローブ（１６）は、超小型電気機械システム技術又は半導体処理に関連した他の技術を使用して基板の表面上に形成された超微小機械加工超音波トランスデューサを含む。非撮像センサが基板の表面上又は内部に形成されるか、或いはトランスデューサが形成された基板に近接した別の基板上に形成される。非撮像センサは、トランスデューサによる撮像データの取得に関連付けて非撮像データを取得するために使用することができる。【選択図】      図３
2006015137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板の表面上に形成された超音波トランスデューサと、
前記第１の基板上又は前記第１の基板に近接した第２の基板上に形成された１つ又は複数の非撮像センサと、
を有する超音波プローブ（１６）。
【請求項２】
前記超音波トランスデューサは容量型超音波トランスデューサ及び圧電型超音波トランスデューサの内の一方を含んでいる、請求項１記載の超音波プローブ（１６）。
【請求項３】
第１の基板の表面上に形成された超音波トランスデューサ、及び前記第１の基板上又は前記第１の基板に近接した第２の基板上に形成された１つ又は複数の非撮像センサを有する超音波プローブ（１６）と、
前記超音波トランスデューサから一組の撮像データを取得すると共に前記非撮像センサから一組の非撮像データを取得するように構成されている取得モジュール（１２）と、
少なくとも前記一組の撮像データを処理するように構成されている処理モジュール（１４）と、
前記超音波プローブ（１６）、前記取得モジュール（１２）及び前記処理モジュール（１４）の内の少なくとも１つの動作を制御するように構成されているオペレータ・インターフェース（２２）と、
前記処理モジュール（１４）に結合されていて、少なくとも前記の処理された撮像データを表示するように構成されている表示装置（１８）と、
を有する超音波イメージング・システム（１０）。
【請求項４】
前記超音波プローブ（１６）はその動作を前記一組の非撮像データに基づいて変えるように構成されている、請求項３記載の超音波イメージング・システム（１０）。
【請求項５】
前記取得モジュール（１２）は前記一組の撮像データを前記一組の非撮像データに基づいて取得する、請求項３記載の超音波イメージング・システム（１０）。
【請求項６】
前記処理モジュール（１４）は前記一組の撮像データを前記一組の非撮像データに基づいて処理する、請求項３記載の超音波イメージング・システム（１０）。
【請求項７】
撮像データ及び非撮像データを取得するための方法であって、
第１の基板の表面上に形成された超音波トランスデューサと、前記第１の基板上又は前記第１の基板に近接した第２の基板上に形成された１つ又は複数の非撮像センサとを有している超音波プローブ（１６）を、撮像対象物に接触させる段階と、
前記超音波トランスデューサにより撮像データを取得する段階と、
前記１つ又は複数の非撮像センサにより非撮像データを取得する段階と、
を有している方法。
【請求項８】
前記非撮像データは、位置データ、光学データ、電磁データ、圧力データ及び歪みデータの内の少なくとも１つを含んでいる、請求項７記載の方法。
【請求項９】
撮像データを取得する前記段階は、前記非撮像データに基づいて撮像データを取得する段階を含んでいる、請求項７記載の方法。
【請求項１０】
超音波プローブ（１６）を構成するための方法であって、
第１の基板の表面上に超音波トランスデューサを形成する段階と、
前記第１の基板上又は前記第１の基板に近接した第２の基板上に１つ又は複数の非撮像センサを形成する段階と、
を含んでいる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に云えば超音波撮像システムに関し、より具体的には超音波撮像システムに使用するための超音波プローブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
医師又は他の医療従事者が患者の内部領域の画像を生成できるようにする様々な技術がこれまで開発されている。このような技術の１つが超音波撮像法であり、これは患者の内部構造及び組成を確かめるために音波の検出に依存している。検出された音波から得られたデータは画像又は図形表現を生成するように処理することができ、それらの画像又は図形表現は医師又は技術者によって検討及び／又は分析することができる。
【０００３】
超音波撮像システムと患者との間のインターフェースは超音波トランスデューサであり、超音波トランスデューサは電気インパルスと音響インパルスとを変換する能力を有し、もって超音波データの生成及び取得を可能にする。具体的に述べると、超音波トランスデューサは、患者の組織内を伝播する音波を発生し、また超音波画像を生成するために使用される情報を提供する音響反射を測定する。超音波トランスデューサは典型的には超音波プローブに組み込まれ、超音波プローブは典型的には患者の検査中に医学技術者によって手に持って取り扱うことのできる手持ち式のユニットである。当該技術分野において通常の技能を有する者には理解されるように、超音波撮像プロセスに関連した温度及び／又は位置データのような他のデータを取得することが望ましいことがある。具体的に述べると、このような追加のデータは超音波画像を生成し及び／又は撮像データを評価する際に有用なことがある。
【０００４】
一般に、温度、位置及び／又は他のデータのような追加のデータが希望されるとき、別々の個別のセンサがトランスデューサの近くで、超音波プローブ上に又は超音波プローブとは別個に配置される。例えば、温度の監視は、トランスデューサ裏当て材の中に又は超音波プローブのトランスデューサに隣接して取り付けたサーミスタによって行うことができる。同様に、位置決め用データは、超音波プローブ上に又は超音波プローブに近接して取り付けられた赤外線又は電磁型位置センサのような適当な位置決め用センサを使用して得ることができる。また同様に、超音波プローブ上に取り付けられたスイッチ・フック又は他の近接センサを使用して、患者の接触又は接近についてのデータを供給することができ、これにより走査動作を指示又は開始することができる。同様に、プローブの近くに又はプローブ上に分散配置した複数の適当なセンサを使用して関心のある他のデータを得ることができる。
【特許文献１】米国特許第６６５９９５４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような別々のセンサ配置構成はオペレータにとって超音波撮像プロセスをより扱いにくく不便なものにすることがある。従って、別々の及び／又は個別の非撮像センサを使用することなく、他の所望の非撮像データを取得することが望ましいことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明技術の一面では、超音波プローブを提供する。本プローブは、第１の基板の表面上に形成された超音波トランスデューサと、隔膜と、第１の基板の表面と隔膜との間に配置された空洞とを含んでいる。超音波プローブは更に、第１の基板上に又は第１の基板に近接した第２の基板上に形成された１つ又は複数の非撮像センサを含んでいる。上記に加えて、このような超音波プローブを含む超音波撮像システムを提供すると共に、このような超音波プローブを製造する方法を提供する。
【０００７】
本発明技術の別の面では、撮像データ及び非撮像データを取得するための方法を提供する。本方法は、超音波プローブを患者に接触させる段階を含む。超音波プローブは、第１の基板の表面上に形成された超音波トランスデューサと、第１の基板上に又は第１の基板に近接した第２の基板上に形成された１つ又は複数の非撮像センサとを含んでいる。超音波撮像データは超音波トランスデューサを介して取得することができる。非撮像データは１つ又は複数の非撮像センサを介して取得することができる。
【０００８】
本発明のこれらの及び他の特徴、面及び利点は添付の図面を参照した以下の詳しい説明を読むことによりより良く理解されよう。添付の図面では、図面全体を通じて同じ参照符号は同様な部品を表している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
医用撮像の分野では、被検体の内部領域の静止画像又は動画像を非侵襲式に生成するために様々な撮像様式を使用することができる。例えば、超音波撮像システムでは、被検体の内部器官又は構造を表す画像を生成するために音波の伝播及び反射を使用する。このような超音波システムの一例を図１に示す。図１は、本発明技術に従って使用するための模範的な超音波システム１０を示している。全体を通じて医用撮像の実施態様の例について論じるが、当該技術分野において通常の技能を有する者には、他の超音波撮像の実施態様でも本発明技術が有用であり得ることが理解されよう。例えば、超音波撮像の実施態様はまた、鋳造品、鍛造品又はパイプラインのような材料の非破壊評価（ＮＤＥ）に関連して用いることもできる。これらの及び他の超音波撮像の実施形態では本発明技術が有用であり得ること、及び医用超音波撮像に関しての本発明技術の説明は例として提供するに過ぎず、制限することを意図していないことを理解されたい。
【００１０】
模範的な超音波システム１０は、取得モジュール１２及び処理モジュール１４を含んでいる。超音波システム１０は、超音波プローブ１６によって、典型的には、２〜１５ＭＨｚの周波数範囲内の超音波信号を発生して、それらを被検体の中に送信する。更に、超音波プローブ１６は反射された音響エネルギを取得する。この音響エネルギは処理することにより被検体の内部構造及び／又は組成の図形表現を生成することができる。当該技術分野において通常の技能を有する者によって理解されるように、模範的な超音波システム１０には、線形、凸形、微小凸形、扇形又は腔内プローブのような、異なる種類の超音波プローブを用いることができる。
【００１１】
超音波プローブ１６は典型的には、プローブ１６と被検体との界面近くで電気エネルギと音響エネルギとを変換する超音波トランスデューサ・アレイを含む。具体的に述べると、取得モジュール１２の一構成部品であってよいビームフォーマにより電気信号を発生することができ、これらの電気信号はトランスデューサで超音波信号に変換されて被検体内を伝播する。同様に、音響反射波、すなわち、後方散乱波はトランスデューサで電気信号に変換することができ、これらの電気信号は次いでプローブ１６から取得モジュール１２へ伝送し、その後、画像再構成のために処理モジュール１４へ伝送することができる。再構成された画像は表示装置１８で表示するか又はプリンタ２０で印刷することができる。以下に詳しく述べるように、超音波プローブ１６はまた、温度、圧力、歪み及び／又は光学データのような非撮像データも取得することができる。取得モジュール１２は非撮像データの取得を制御することができる。取得された非撮像データは、超音波撮像データの取得の際に取得モジュール１２によって使用することができる。例えば、歪み又は圧力インジケータにより、プローブ１６が被検体と音響的に接触状態にあることを表示することができる。同様に、光学読取り器により、被検体を識別するために必要とされる光学データを供給することができ、これにより被検体の記録を超音波撮像データと関連付けることができる。代替態様として、取得された非撮像データは、超音波撮像データを適切に処理するために処理モジュール１４によって使用することができる。例えば、温度データは、処理モジュール１４で実行される再構成処理に関連する一因子とすることができる。
【００１２】
オペレータ又は臨床医は、オペレータ・インターフェース２２を介して、データ取得、データ処理、画像表示、及び／又は画像印刷のような、模範的な超音波システム１０の様々な処理を制御することができる。当該技術分野において通常の技能を有する者によって理解されるように、適当なソフトウエア、ハードウエア及び／又は周辺装置を備えるように構成された汎用コンピュータにより、取得モジュール、処理モジュール及び／又はオペレータ・インターフェースの内の１つ又は複数の機能を実行することができる。代替態様では、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のような適当に構成された特殊目的のプラットフォームにより、取得モジュール、処理モジュール及び／又はオペレータ・インターフェースの内の１つ又は複数の機能を実行することができる。従って、実際には、取得モジュール１２、処理モジュール１４及びオペレータ・インターフェース２２は単一の又は別々のプラットフォーム上に、すなわち、１つ又は複数の汎用コンピュータ及び／又はＡＳＩＣ上に設けることができる。
【００１３】
図２は、本発明技術に関連して使用するための図１の模範的な超音波プローブ１６の断面の上面図である。超音波プローブ１６はハウジング２４を有し、これは典型的にはケーブル・アセンブリ２６によって取得モジュール１２に結合されている。例示したケーブル・アセンブリ２６は一本の同軸ケーブルであってよく、或いは約３５〜約１２００本の小型同軸ケーブルのような複数の小型同軸ケーブルであってよい。同軸ケーブル及び小型同軸ケーブルの束はケーブル・アセンブリ２６の可能な実施態様であるが、他の適当なケーブル及び／又は導電媒体によりケーブル・アセンブリ２６を形成することができる。
【００１４】
正電極３０に接続された正電位線２８と、アース３４に接続されるアース線３２とが、超音波プローブ１６と取得モジュール１２との間の電気接続を行う。具体的に述べると、正電極３０とアース３４との間に配置されたトランスデューサ・アレイ３６を取得モジュール１２に電気的に結合することができる。トランスデューサ・アレイ３６は、図２に示されているような容量型超微小機械加工超音波トランスデューサ（ｃＭＵＴ）か又は圧電型超微小機械加工超音波トランスデューサ（ｐＭＵＴ）とすることができる。
【００１５】
当該技術分野において通常の技能を有する者によって理解されるように、ｃＭＵＴはトランスデューサ素子のアレイ（配列）で構成される。各素子は複数のコンデンサ・セルを含んでいてよい。容量性セルの金属化隔膜とこれらのセルが形成されている基板との間に電圧が印加されたとき、隔膜が振動して超音波エネルギを生成し、この超音波エネルギは被検体の方へ差し向けることができる。同様に、読み出しの際、反射された音響エネルギに応じた隔膜の運動は、電荷又は電圧の変化として検出することができ、これにより反射の強度を決定することが可能になる。また、トランスデューサ・アレイ３６の表面を保護するため、及び放出された超音波エネルギを被検体内の予め選択された焦点深さに集束させるために、超音波プローブ１６内に音響整合層３８及び音響レンズ４０を設けることもできる。また、トランスデューサの音響応答を改善するため及び／又はトランスデューサ・アレイ３６に対する外部の音波干渉を防止するために、超音波プローブ１６内に裏当て層４２を設けることもできる。
【００１６】
当該技術分野において通常の技能を有する者によって理解されるように、ｃＭＵＴ又はｐＭＵＴアレイのようなトランスデューサ・アレイ３６はシリコン基板のような基板上に形成することができる。代替態様では、基板は、用途に適しているとき、ガリウム砒素、ガラス又はセラミック基板のような他の材料から形成することができる。基板をここでは単一の連続した構造として説明し且つ図示しているが、基板は多層構造にして、基板の異なる層が異なる回路及び／又は構造を含むようにしてもよい。ここで、音響的に損失の多い材料により基板の異なる層を支持することができることに留意されたい。例えば、基板は、以下に説明するように、各層に異なる回路、特性、構造及び／又は部品が関連するように、一連の堆積及び微小機械加工プロセスによって形成することができる。代替態様では、このような多層構造の多数の層は、製造プロセスの際に接触して又は近接して配置される別々の且つ個別の媒体すなわち基板とすることができる。
【００１７】
トランスデューサ・アレイ３６及び／又は他の回路は、超小型電気機械システム（ＭＥＭＳ）技術又は他の半導体処理法を使用して基板上に形成することができる。これらの製造技術によって、０．５〜５ミクロンの厚さの超微小機械加工超音波トランスデューサ（ＭＵＴ）層を形成することができる。更に、以下に説明するように、非撮像センサもまた、同じ基板上に、トランスデューサ・アレイ３６の素子に対して隣接して、又は分散配置して、又は素子の下に位置するように、形成することができる。
【００１８】
センサのこのような配置構成の一例を図３に示している。図は、非撮像センサ４６を基板４４の表面上にＭＵＴアレイ４８に隣接して形成したときの超音波トランスデューサ基板４４の斜視図である。非撮像センサ４６は、ＭＥＭＳ技術、或いは表面微小機械加工技術又は表面リソグラフィのような他の半導体製造プロセスを使用して、基板４４上に形成することができる。図示のように、非撮像センサ４６はトランスデューサ・アレイ（１つ又は複数）の縁（１つ又は複数）に沿って配置して、線形アレイ又はサンプリングを密にしたアレイを形成することができる。
【００１９】
同様に、図４は非撮像センサ４６についての別の配置構成を示している。この配置構成では、非撮像センサ４６は基板４４上でＭＵＴアレイ４８の下に配置されている。前に述べたように、基板４４上に下側位置の非撮像センサ４６と上側位置のＭＵＴアレイ４８を形成するためにＭＥＭＳ技術及び／又は他の半導体製造技術を使用することができる。例えば、多層基板では、非撮像センサ４６は、基板４４内の、ＭＵＴアレイ４８を形成する層の直ぐ下に位置するか又は該層の下側に近接して位置する一つの層上に形成することができる。希望される場合、バイア(via) によりＭＵＴアレイ４８と、１つ又は複数の下側位置の層上に配置した非撮像センサ４６とを電気的に接続することができる。代替態様では、図５に示されているように、非撮像センサ４６は、トランスデューサ・アレイ４８を形成する基板４４の直ぐ下に位置するか又は該基板４４の下側に近接して位置する別個の基板５０上に形成することができる。この態様では、１つ又は複数の非撮像センサ４６は被検体上の共通位置でＭＵＴアレイ４８と同時にデータを取得することができる。同様に、非撮像センサが被検体への超音波エネルギの送信及び被検体からの超音波エネルギの受信を妨害しないように、非撮像センサが充分に音波透過性である場合は、非撮像センサはトランスデューサ・アレイの上側に配置することもできる。
【００２０】
上記の説明では、トランスデューサ・アレイ３６すなわちＭＵＴアレイ４８を形成する基板と共通な基板又はそれに近接した基板上に非撮像センサ４６を形成し配置することを述べた。本発明技術の実施態様を例示するために、トランスデューサ・アレイ３６と共に設けられる非撮像センサ４６の特定の実施態様の例について以下に説明する。このようにトランスデューサ・アレイ３６と共に設けることのできる非超音波撮像センサ４６の一例はサーミスタである。
【００２１】
具体的に述べると、このようなサーミスタからの温度データは、超音波プローブ１６の動作状態を調整するために超音波検査の過程において有用なことがある。例えば、超音波信号の侵入を改善するために、最大許容温度近くでプローブ１６を動作させることが望ましいことがある。従って、超音波データと関連して温度データを取得できるように、基板表面上に、又は基板４４内の下側位置の層上に、又は下側に位置する基板５０上に、温度センサ又はサーミスタを形成することが望ましいことがある。例えば、このようなサーミスタは、抵抗性材料及び／又は金属合金、例えばニクロムを堆積することによって形成することができる。しかしながら、同じ結果を達成するために、ＭＥＭＳ又は他の半導体処理技術を使用して形成することが可能である他の抵抗性材料又は温度検知素子を使用することができる。例えば、サーミスタは、１つ又は複数のバイポーラｐ−ｎ接合を使用して形成することが可能である。このような方法で、１つ又は複数のサーミスタをＭＵＴアレイ４８と関連して設けることができ、これにより被検体と接触する場所において温度データを取得することができ、もってこの温度データに基づいてプローブの動作を調整することが可能になる。
【００２２】
１つ又は複数の非撮像センサ４６はまた、圧力データ又は被検体に対するプローブ１６の接触を表す他のデータを取得するように構成することができる。例えば、圧力センサをＭＵＴアレイ４８に近接して配置することにより、被検体との接触を検知することができる。このような圧力センサは、被検体及び／又はプローブ１６に加えられている圧力が大きすぎる時を表すために、或いは患者とプローブ１６との間の接触が超音波撮像データを取得するのに充分である時を表すために有用なことがある。例えば、プローブ１６が音響結合用ゲルを押しのけるほどの充分な力で被検体と接触して、これにより適切な音響接触を達成しているとき、このような圧力センサによって供給される圧力データは、超音波撮像データの取得に関連した回路の作動又は画像データの表示を可能にすることができる。逆に、被検体との接触が充分でないことを表す圧力データは、超音波撮像データの取得に関連した回路を自動的に不作動にし、表示灯や可聴信号などを介してオペレータに不充分な接触を通知し、及び／又はデータの表示を不作動にするために使用することができる。このような状況で使用することができ且つＭＥＭＳ又は他の半導体処理技術によって基板４４上に又は基板４４の下に形成することのできる種類の圧力センサの一例は、単軸圧力センサである。しかしながら、他の種類の圧力センサ、例えば、容量型圧力検知、ピエゾ抵抗型圧力検知、電磁型圧力検知又は他の圧力検知技術で動作する圧力センサも適していることがある。
【００２３】
更に別の実施態様では、１つ又は複数の非撮像センサ４６がＭＵＴアレイ４８の位置及び／又は配置方向に関するデータを取得することが望ましいことがある。具体的に述べると、このような位置及び／又は配置方向データは、三次元再構成処理が典型的には相次ぐ画像フレームの空間的相関を必要とするので、超音波撮像データを使用した三次元画像の再構成を容易にするのに有用であり得る。更に、位置及び／又は配置方向情報はＭＵＴアレイ４８の変形に関する情報を導き出すために使用することもできる。この態様では、ＭＵＴアレイ４８の変形に関する情報は、画像データの補正処理を行うため、又は変形について又は変形の度合いについてオペレータに知らせるために使用することができる。
【００２４】
ＭＵＴアレイ４８の位置及び／又は配置方向を検出することのできる非撮像センサは、ＭＥＭＳ技術及び／又は他の半導体処理技術によって構成することが可能であり、また本書で述べるようにＭＵＴアレイ４８に隣接して又はＭＵＴアレイ４８の下に配置することができる。例えば、位置及び／又は配置方向センサは片持ち梁上に保証質量(proof mass)と共に組み立てることができ、またプローブ１６に対して相異なる軸に沿った位置、配置方向及び／又は運動についての情報を供給することができる。位置及び／又は配置方向情報を供給するために使用することのできる種類の非撮像センサの一例は、単軸加速度センサである。例えば、複数の同種の単軸加速度センサを相異なる配置方向で取り付けて、これらの単軸加速度センサの全ての出力からプローブ１６の位置及び／又は配置方向を決定するようにすることができる。とはいえ、他の種類の位置センサも用いることができ、それらの位置センサには、慣性型位置センサ、電磁型位置センサ、及び赤外線位置センサのような光電子型位置センサが含まれる。
【００２５】
上記の説明は概してＭＵＴアレイ４８に関するものであるが、当該技術分野において通常の技能を有する者には、ＭＵＴアレイ４８が典型的には、図６に示されているように、ＭＵＴ構成素子５４の一次元又は二次元アレイ５２であることが理解されよう。このような場合には、集積化した位置センサ５６のような非撮像センサ４６を構成素子５４の幾つか又は全てと関連付けることが望ましいことがある。図示の実施態様では、集積化した位置センサ５６は各々の構成素子５４の下に配置されているが、これらの集積化した位置センサ５６はまた一つ置きの構成素子の下に、或いは何らかの他のパターン又は配列に従って配置することもできる。事実、集積化した位置センサ５６の配置構成は、これらの集積化した位置センサ５６からの位置及び／又は配置方向情報を特定の構成素子５４と関連付けることができる限り、構成素子５４のアレイに直接対応させる必要はない。個々の構成素子５４について正確な位置及び／又は配置方向情報を持つことにより、検査中にプローブ１６によって形成される超音波ビームの質を改善できるようにすることができる。
【００２６】
別の実施態様では、１つ又は複数の非撮像センサ４６は、ＭＵＴアレイ４８の変形を測定するための歪み又は変位センサとすることができる。このような変形の測定は、前に述べたような位置及び／又は配置方向センサを使用して行うことができるが、代わりに、歪み又は変位センサを使用してこのような変形を測定することが望ましいことがある。当該技術分野において通常の技能を有する者によって理解されるように、様々な歪み又は変位センサが、ＭＵＴアレイ４８を支持する基板上に、或いは隣接の又は近接の基板上に形成するのに適していると考えられる。例えば、容量の変化、ピエゾ抵抗特性、或いは他の電気的又は物理的指標に基づいて歪み又は変位を測定するセンサを、本発明技術に従って用いることができる。
【００２７】
図７及び図８には、基板４４の表面上に形成されたＭＵＴアレイ４８の概要図を示している。ＭＵＴアレイ４８の真下で基板４４内に、一連の歪みセンサ５８が示されている。前に述べたように、歪みセンサ５８は、ＭＥＭＳ技術又は他の半導体製造技術を使用して形成することができ、これらの技術は異なる種類の回路を基板内の相異なるレベルに又は関連した基板の表面上に作ることを可能にする。図７に示されているように、基板４４が変形していないとき、局部的な歪みは何ら発生せず、集積化した歪みセンサ５８は変形されない。しかしながら、図８に示されているように、基板４４が湾曲しているとき、集積化した歪みセンサ５８に局部的な歪み又は変位が生じる。従って、基板４４内の歪みゲージ・センサ５８からのデータは、加えられた圧力の下でのアレイの曲りを表すことができ、これはＭＵＴアレイ４８の歪みを補償するために処理の際に使用することができる。
【００２８】
例えば、基板４４の曲りは、３〜５個の歪みセンサ５８を使用して二次関数によって推定することができる。このようにして得られたトランスデューサの変形の推定値により、ＭＵＴアレイの各素子の相対位置を決定することが可能になる。ところで、用いられる歪みセンサ５８の数は、ＭＵＴアレイ４８の範囲又は面積、所望の歪み情報の量、及び測定値について望まれる精度に依存して変えることができる。平坦なアレイ表面からの偏差を使用することにより、プローブ１６の動作を修正して、例えばビーム形成係数を修正して、得られる分解能を改善することができる。
【００２９】
本発明技術の別の実施態様によれば、非撮像センサ４６は患者の識別又は記録の呼出しのために用いることもできる。例えば、１つ又は複数の非撮像センサ４６は、光学又はバーコード読取り器や無線周波識別（ＲＦＩＤ）タグ読取り器のような読取り器を含むことができる。このような読取り器は、被検体の腕輪や被検体に関連したカルテに付けられたバーコード、ＲＦＩＤタグ又は他の標識を読み取るために使用することができる。
【００３０】
例えば、図９はＭＵＴアレイ４８の周縁に沿って設けたような基板４４内のバーコード読取り器を示している。図示のように、光源６０及び光検出器６６を基板４４の表面上に形成することができる。光源６０は光６２を放出するように構成することができ、また光検出器６６は反射された光を検出するように構成することができる。プローブ１６をバーコード６８に沿って動かすことによって、バーコードによって符号化されたデータを読み取ることが可能である。光源６０は発光ダイオードのような任意の光電子型光源とすることができ、また光検出器６６は光ダイオードのような当該分野で公知の任意の光電子型受光器とすることができる。
【００３１】
関連する実施態様では、１つ又は複数の非撮像センサ４６は、患者の記録又は識別情報を含んでいるＲＦＩＤタグを読み取るために使用することのできるＲＦＩＤ読取り器とすることができる。例えば、無線周波タグを読み取るための無線周波問合せ器又は電磁センサをＭＵＴアレイ４８の下に又はＭＵＴアレイ４８に隣接して形成することができる。このような実施態様では、読取り器は被検体識別タグからの情報を健康管理設備のデータベース内の被検体の記録と比較して、それを超音波検査中に得られた画像及びデータと関連付けることが可能である。従って、被検体データは自動的に更新し且つ記録することが可能である。同様に、対応する実施態様を、検査する被検体が鋳造品、鍛造品又は他の部品である場合のような非破壊評価用途に利用することができる。このような実施態様では、ＲＦＩＤ読取り器のような非撮像センサ４６は、検出事項の記録の保守及び／又は検出事項と分析した部品の履歴との関連付けを容易にすることができる。
【００３２】
上記の例は一般に超音波原理で動作しない非撮像センサ４６に関するものであるが、非撮像センサ４６はまた超音波原理で動作するものであってよいことも理解されたい。例えば、非撮像センサ４６には、超音波技術に基づいて動作して、超音波プローブに対する被検体の近接性を検出する距離測定センサを含めることができる。このような実施形態では、超音波距離測定センサは近接性又は接触についての情報を供給することができ、該情報は超音波プローブ１６の動作又は取得したデータの分析に用いることができる。
【００３３】
本書では本発明の幾つかの特定の特徴のみを例示して説明したが、当業者には様々な修正及び変更を行えよう。従って、特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨内に入るこのような全ての修正及び変更を包含しようとするものであることを理解されたい。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明技術に関連して使用するための模範的な超音波システムの概略図である。
【図２】本発明技術に関連して使用するための模範的な超音波プローブの断面の上面図である。
【図３】本発明技術の一面に従った、基板の表面上のＭＵＴアレイに隣接してセンサを含む超音波トランスデューサ基板の斜視図である。
【図４】本発明技術の別の面に従った、ＭＵＴアレイの下に位置するセンサを含む超音波トランスデューサ基板の斜視図である。
【図５】本発明技術の異なる面に従った、ＭＵＴアレイの下に位置するセンサを含む超音波トランスデューサ基板の斜視図である。
【図６】本発明技術の一面に従った、超音波トランスデューサ構成素子の二次元六角形アレイと四角の集積化した位置センサとの上面図である。
【図７】本発明技術の一面に従った埋め込み型の歪みセンサの概略図である。
【図８】本発明技術の一面に従った図７に示す埋め込み型の歪みセンサの、局部的な歪みが生じた場合を示す概略図である。
【図９】本発明技術の一面に従った、超音波トランスデューサ内に形成した模範的な埋め込み型のバーコード読取り器の概略図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  超音波システム
１６  超音波プローブ
１８  表示装置
２２  オペレータ・インターフェース
２４  ハウジング
２６  ケーブル・アセンブリ
２８  正電位線
３０  正電極
３２  アース線
３４  アース
３６  トランスデューサ・アレイ
３８  音響整合層
４０  音響レンズ
４２  裏当て層
４４  超音波トランスデューサ基板
４６  非撮像センサ
４８  微小機械加工超音波トランスデューサ（ＭＵＴ）アレイ
５０  基板
５２  二次元アレイ
５４  ＭＵＴ構成素子
５６  集積化した位置センサ
５８  歪みセンサ
６０  光源
６２  光
６４  反射光
６６  光検出器
６８  バーコード
【図１】
2006015137.tif 000003
【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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【図９】
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