(57)【要約】      （修正有）【課題】ビーム形成に関する新奇な方法を提供すること。【解決手段】アレイで受信した領域からのデータをビーム形成する方法において、Ｎ個の複数のエレメントにおいて信号を受信し、前記信号に応じた第１及び第２のデータセットをフィルタリングし、フィルタリングした第１及び第２のデータセットを間引きし、間引きした第１及び第２のデータセットの各々について前記フィルタリングと前記間引きを繰り返す。【選択図】図１
2006271976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイで受信した領域からのデータをビーム形成する方法であって、
Ｎ個の複数のエレメント（６２）において信号を受信し（１２）、
前記信号に応じた第１及び第２のデータセットをフィルタリングし（２２）、
フィルタリングした第１及び第２のデータセットを間引きし（２４）、
間引きした第１及び第２のデータセットの各々について前記フィルタリング（２２）と前記間引き（２４）を繰り返す（２６，２８）ことを特徴とする方法。
【請求項２】
さらに第１及び第２の異なる方向に信号をステアリングすることを含み、ただし、第１のデータセットは第１の方向にステアリングされる信号に相当し、第２のデータセットは第２の方向にステアリングされる信号に相当する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記信号受信（１２）は連続波信号を受信する（１２）ことを含んでおり、前記信号ステアリング（２０）は位相ずれの第１及び第２の集合を信号に適用することを含んでいる、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記信号受信（１２）はパルス波信号を受信する（１２）ことを含んでおり、前記信号ステアリング（２０）は遅延の第１及び第２の集合を信号に適用することを含んでいる、請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記フィルタリング（２２）はローパスフィルタ（６８）を適用することを含んでおり、該ローパスフィルタ（６８）は第１のデータセットに関しては高い正の周波数における情報を低減するよう動作し、第２のデータセットに関しては高い負の周波数における情報を低減するよう動作する、請求項２記載の方法。
【請求項６】
前記フィルタリング（２２）はローパスフィルタ（６８）を適用することを含んでいる、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記フィルタリング（２２）と前記間引き（２４）の繰り返しの度に、各データセット内の値の数は減少し、データセットの数は増加し、前記繰り返し（２６，２８）は各データセットがただ１つの値しか含まなくなるまで実行される、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記フィルタリング（２２）に先行して、第１の深度に対応する遅延プロファイルを信号に適用し、
前記受信（１２）、前記適用、前記フィルタリング（２２）、前記間引き（２４）、及び、複数の深度の各々に対する前記フィルタリング（２２）と前記間引き（２４）の繰り返し（２６，２８）を繰り返す（２６，２８）ことをさらに含んでおり、前記複数の深度のうちの１つが前記第１の深度である、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記受信（１２）、前記適用、前記フィルタリング（２２）、前記間引き（２４）、及び、複数の深度の各々に対する前記フィルタリング（２２）と前記間引き（２４）の繰り返し（２６，２８）の繰り返し（２６，２８）における反復のたびに同一の遅延集合を適用することを含んでおり、前記遅延集合は前記領域とは別の位置にある前記エレメント（６２）からの原点のバックセットの関数である、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記原点が仮想送信点に一致するように前記の同一の遅延集合を適用する、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記エレメント（６２）は多次元トランスデューサアレイを含んでいる、請求項９記載の方法。
【請求項１２】
２つのパスで、前記フィルタリング（２２）、前記間引き、及び、前記フィルタリング（２２）と前記間引き（２４）の繰り返し（２６，２８）を行い、第１のパスは第１の次元に沿っており、第２のパスは第１の次元とは異なる第２の次元に沿っている、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
アレイで受信した領域からのデータをビーム形成する方法であって、
Ｎ個の信号をＮ個の相応するエレメント（６２）において受信し（１２）、ただし、前記Ｎ個の信号は１つのデータセットであり、
第２の係数により前記データセットをＸ個のデータセットまで増加させ、Ｘ個のデータセットの各々において前記Ｎ個の信号を第１の係数によりＭ個の信号まで減少させるように作用する第１のステージを適用し（１４）、
第４の係数により前記Ｘ個のデータセットをＹ個のデータセットまで増加させ、Ｙ個のデータセットの各々において前記Ｍ個の信号を第３の係数によりＯ個の信号まで減少させるように作用する第２のステージを適用し（１６）、
ただし、前記の第１、第２、第３、及び第４の係数は同一であるか又は互いに異なっていることを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記第２及び第４の係数は２であり、前記第１及び第３の係数は１／２である、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
第１のステージの適用（１２）は、
前記Ｎ個の信号を第１及び第２の異なる方向にステアリングすること（２０）と、ただし、第１の方向にステアリングされるＮ個の信号は前記Ｘ個のデータセットのうちの第１のデータセットであり、第２の方向にステアリングされるＮ個の信号は前記Ｘ個のデータセットのうちの第２のデータセットであり、
前記第１及び第２のデータセットをフィルタリングすること（２２）と、
前記フィルタリング（２２）に応じた前記第１及び第２のデータセットを間引くこと（２４）を含んでいる、請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
第２のステージの適用（１６）は、前記間引き（２４）に応じた前記第１及び第２のデータセットの各々に対して、ステアリング（２０）、フィルタリング（２２）、及び間引き（２４）を繰り返すこと（２６）を含んでいる、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
Ｘ×Ｍ＝Ｎであり、Ｙ×Ｏ＝Ｎである、請求項１３記載の方法。
【請求項１８】
さらに付加的なステージの適用（１８）を含んでおり、付加的ステージの各々はデータセット数を増加させ、各データセットにおける信号の数を減少させるものであり、最終ステージは各データセットに対してただ１つの値を与えるものである、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
領域からの超音波データをビーム形成するためのシステム（６０）であって、
相応する複数のトランスデューサエレメント（６２）に接続されるように実施された第１の複数の遅延（６６）と、
前記第１の複数の遅延（６６）に接続された少なくとも１つの第１のフィルタ（６８）と、
少なくとも１つの第１のデシメータ（７０）と、
前記少なくとも１つの第１のデシメータ（７０）に接続されるように実施された第２の複数の遅延（６６）と、
前記第２の複数の遅延（６６）に接続された少なくとも１つの第２のフィルタ（６８）と、
少なくとも１つの第２のデシメータ（７０）を有しており、
前記第１の複数の遅延（６６）は、前記複数のトランスデューサエレメント（６２）からの信号を第１及び第２の異なる方向にステアリングするように作用し、前記第１の方向にステアリングされた信号が第１のデータセットであり、前記第２の方向にステアリングされた信号が第２のデータセットであり、
前記少なくとも１つの第１のフィルタ（６８）は前記第１及び第２のデータセットをフィルタリングするように作用し、
前記少なくとも１つの第１のデシメータ（７０）はフィルタリングされた前記第１及び第２のデータセットを間引きするように作用し、
前記第２の複数の遅延（６６）は、間引きされた第１のデータセットを第３及び第４の異なる方向にステアリングし、間引きされた第２のデータセットを第５及び第６の異なる方向にステアリングするように作用し、
前記少なくとも１つの第２のフィルタ（６８）は、第３、第４、第５、及び第６の方向にステアリングされたデータセットをフィルタリングするように作用し、
前記少なくとも１つの第２のデシメータ（７０）は、第３、第４、第５、及び第６の方向にステアリングされた前記のフィルタリングされたデータセットを間引くように作用することを特徴とする、領域からの超音波データをビーム形成するためのシステム（６０）。
【請求項２０】
前記第１の複数の遅延（６６）、前記少なくとも１つの第１のフィルタ（６８）、及び前記少なくとも１つの第１のデシメータ（７０）が第１のステージ（６４）を構成しており、前記第２の複数の遅延（６６）、前記少なくとも１つの第２のフィルタ（６８）、及び前記少なくとも１つの第２のデシメータ（７０）が第２のステージ（６４）を構成しており、
さらに複数の付加的なステージ（６４）を有しており、第１、第２、及び付加的なステージの各々は、データ数を増加させ、各データセットにおける値の数を減少させるように作用し、
最終ステージ（６４）は、第１、第２、及び付加的なステージに応じたデータの関数としてビーム形成されたデータを出力するように作用する、請求項１９記載のシステム（６０）。
【請求項２１】
領域からの超音波データをビーム形成するためのシステム（６０）であって、
入力データセットに応答して少なくとも２つのデータセットを出力するように作用する第１のステージ（６４）と、
入力データセットに応答して少なくとも４つのデータセットを出力するように作用する第２のステージ（６４）とを有しており、
前記少なくとも２つのデータセットは異なるステアリング方向に対応するものであり、それぞれ前記入力データセットの少なくとも半分の値を有しており、
前記少なくとも４つのデータセットは、前記少なくとも２つのデータセットのうちの第１のデータセットに対する異なるステアリング方向と、前記少なくとも２つのデータセットのうちの第２のデータセットに対する異なるステアリング方向とに対応しており、前記少なくとも４つのデータセットの各々は前記少なくとも２つのデータセットの少なくとも半分の値を有していることを特徴とする、領域からの超音波データをビーム形成するためのシステム（６０）。
【請求項２２】
異なる空間的位置を表す値を出力するように作用する最終ステージ（６４）をさらに有しており、前記値の数は実質的に入力データセット内の値の数に等しい、請求項２１記載のシステム（６０）。
【請求項２３】
前記フィルタリング（２２）は空間フィルタリング（２２）を含んでいる、請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はビーム形成に関するものである。特に、１つ又は複数の空間的位置を表す値を得るために、患者からの超音波信号をビーム形成する。
【背景技術】
【０００２】
音響エネルギーは患者への音響ビームとして送信される。エコーが受信され、電気信号に変換される。受信された信号は相対的に遅延され、アポダイズされる。続いて、遅延されアポダイズされた信号が加算される。加算値は受信ビームに沿った空間的位置を表す。遅延及び／又はアポダイゼーションプロファイルを時間の関数として変化させることにより、ライン又はビームを表すビーム形成された複数の値が所与の送信に応答して形成される。２次元又は３次元領域を走査するために、プロセスは異なる複数の走査線に沿って繰り返される。走査プロセスは別個の複数のビームを同時に送信及び／又は受信することにより増加させてもよい。
【０００３】
走査速度を上げるために、患者の広い領域をカバーする平面波が送信される。同一の送信に応答して異なる走査線に沿った受信ビームを形成するために、複数の受信ビームフォーマが並列して使用される。択一的には、アレイの各エレメントにおいて受信されたデータに対して経時的にフーリエ変換が施される。周波数領域での処理の後、逆変換が走査領域内の異なる位置を表すデータを生成する。例えば、特許文献１を参照のこと。特許文献１の開示内容は参照により本願に取り込まれている。時間フーリエ変換が各エレメントからの無線周波数エコー信号に施される。つづいて、信号は相回転される。つづいて、空間フーリエ変換が施され、それにつづいて複素補間が施される。逆空間時間フーリエ変換が画像データを提供する。
【特許文献１】アメリカ合衆国特許第６，６８５，６４１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題はビーム形成に関する新奇な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
アレイで受信した領域からのデータをビーム形成する方法において、Ｎ個の複数のエレメントにおいて信号を受信し、前記信号に応じた第１及び第２のデータセットをフィルタリングし、フィルタリングした第１及び第２のデータセットを間引きし、間引きした第１及び第２のデータセットの各々について前記フィルタリングと前記間引きを繰り返すようにすることにより解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
前置きとして、以下に記載する有利な実施形態はビーム形成のための方法とシステムを含んでいる。時間領域でのビーム形成の複数のステージが、異なる空間的位置を表すデータを効率的に生成する。各ステージは有効エレメント数を表すデータを低減し、有効ビーム数を増加させる。例えば、２つの異なる遅延プロファイルを使用して、先行するステージのビーム幅内で２つの異なる方向にステアリングが行われる。フィルタリングと間引きの後に、有効ビーム数は増加し、各ビームに対する有効エレメント数は減少する。複数のステージを適用することにより、画像生成のために１エレメントにつき１つまでのビームが供給される。
【０００７】
第１の側面においては、アレイで受信した領域からのデータをビーム形成するための方法が提供される。Ｎ個の複数のエレメントで信号が受信される。この信号に応じた第１及び第２のデータセットがフィルタリングされる。フィルタリングされた第１及び第２のデータセットが間引きされる。フィルタリングと間引きが、間引きされた第１及び第２のデータセットの各々について繰り返される。
【０００８】
第２の側面においては、アレイで受信した領域からのデータをビーム形成するための方法が提供される。Ｎ個の信号がＮ個の相応するエレメントにおいて受信される。このＮ個の信号は１つのデータセットである。第１のステージは、第２の係数により前記データセットをＸ個のデータセットに増加させ、Ｘ個のデータセットの各々において第１の係数によりＮ個の信号をＭ個の信号に減少させるように実施される。第２のステージは、Ｘ個のデータセットを第４の係数によりＹ個のデータセットに増加させ、Ｙ個のデータセットの各々においてＭ個の信号を第３の係数によりＯ個の信号に減少させるように実施される。第１、第２、第３、及び第４の係数は同一であるか又は互いに異なっている。
【０００９】
第３の側面においては、領域からの超音波データをビーム形成するためのシステムが提供される。第１の複数の遅延は相応する複数のトランスデューサエレメントに接続されるように実施される。第１の複数の遅延は複数のトランスデューサエレメントからの信号を第１及び第２の異なる方向にステアリングするように実施される。第１の方向にステアリングされた信号が第１のデータセットであり、第２の方向にステアリングされた信号が第２のデータセットである。少なくとも１つの第１のフィルタが第１の複数の遅延と接続され、第１及び第２のデータセットをフィルタリングするように動作する。少なくとも１つの第１のデシメータがフィルタリングされた第１及び第２のデータセットを間引きするように実施される。第２の複数の遅延は間引きされた第１のデータセットを第３及び第４の方向にステアリングし、間引きされた第２のデータセットを第５及び第６の方向にステアリングするように実施される。少なくとも１つの第２のフィルタが第２の複数の遅延と接続される。この少なくとも１つの第２のフィルタは、第３、第４、第５、及び第６の方向にステアリングされたデータをフィルタリングするよう動作する。少なくとも１つの第２のデシメータが、第３、第４、第５、及び第６の方向にステアリングされたフィルタリングされたデータセットを間引きするよう動作する。
【００１０】
第４の側面においては、領域からの超音波データをビーム形成するためのシステムが提供される。第１のステージは、入力データセットに応答して少なくとも２つのデータセットを出力するように実施される。この少なくとも２つのデータセットは異なるステアリング方向に対応しており、各々入力データの少なくとも半分の値を有している。第２のステージは、この少なくとも２つのデータセットに応答して少なくとも４つのデータセットを出力するように実施される。この少なくとも４つのデータセットは前記の少なくとも２つのデータセットのうちの第１のデータセットに対する異なるステアリング方向と、前記の少なくとも２つのデータセットのうちの第２のデータセットに対する異なるステアリング方向とに対応している。この少なくとも４つのデータセットの各々は、前記の少なくとも２つのデータセットの各々の少なくとも半分の値を有している。
【００１１】
本発明は以下の請求項によって規定されるものであり、この章における何物もこれらの請求項に対する限定と見なされてはならない。本発明のさらなる側面及び利点は以下において有利な実施例との関連において論じられる。
【００１２】
コンポーネントと図は必ずしも一定の比率で縮小されておらず、本発明の原理を解説することに強調が置かれている。さらに、図中の同じ参照番号は異なる図においても相応する部分を表す。
【実施例】
【００１３】
Ｎ個のエレメントに対するビーム形成は、計算量Ｏ（Ｎ）のｌｏｇ（Ｎ）ステップで実行することができる。各エレメントで測定された信号は、エレメントパターンに等しいビーム幅で又は送信照明の幅に等しいビーム幅で各エレメントによりビーム形成された受信と見なされる。続いて、ビーム幅を狭めるために、複数のステージが施される。各ステージにおいて、ピッチを実質的に２倍にすることによりエレメント数が半減される。各エレメントにより形成されるビーム数は、（ｓｉｎ（θ）において）ビーム幅を係数２で狭めることによって２倍になる。
【００１４】
様々な実施形態が可能である。１つの実施形態では、無限焦点をもった連続波ビーム形成が提供される。ステアリングと集束を分離することで、有限深度における焦点に対する多段ビーム形成に先立って、単一の遅延集合が各エレメント信号に対して個別に適用される。これらの遅延は動的であってよい。１つの実施形態では、データはアレイの中心から発するセクター形式のビームを表す。しかし、２つのビーム形成ステップを使用することにより、データはアレイの背後の仮想頂点から発するＶｅｃｔｏｒ（Ｒ）形式のビームを表す。２次元アレイのビーム形成は方位角におけるステアリングとは別個の仰角におけるステアリングを使用する。別の実施形態では、仮想点源の位置に仮想頂点をもつベクトルデータを形成することにより、仮想点源送信に対応する。この形式では、伝搬時間が一定の送信アークは、所定の時間又は距離におけるビームフォーマから出力されたデータのアークに相当する。これらの実施形態の各々は以下でつづいて論じられる。
【００１５】
図１は、アレイで受信された領域からのデータをビーム形成する方法を示している。この方法は連続波ビーム形成に対応しているが、他の実施形態にも適用可能である。この方法は信号の受信１２と２つ又はそれより多くのステージ１４，１６，１８の適用とを含んでいる。また、付加的な動作、異なる動作、又はより少ない動作を設けてもよい。例えば、１２８個のエレメントから成るアレイに対して全部で７つのステージが設けられる。別の例としては、ビーム形成されたデータ又は他の目的のためのデータを供給するために、２つのステージだけが適用される。他の階数の動作を使用してもよい。
【００１６】
動作１２では、Ｎ個の複数のエレメントにおいて信号が受信される。例えば、受信アパーチャ内の各エレメントが所定の時間に音響エネルギーを電気信号に変換する。これらの信号はデータセットを提供する。Ｎ個のエレメントに対して、このデータセットはＮ個の信号を含んでいる。これらの信号はアナログ信号であるか、又はディジタル信号に変換される。
【００１７】
１つの実施形態では、信号は連続波送信に応答して受信された連続波（ＣＷ）信号である。遠距離場ＣＷ撮像のために、アレイの各エレメントからの信号は信号複素数で表されるが、他の表現を用いてもよい。各々のシングルエレメントは非常に広い空間帯域幅を有しているので、じつに様々な方向からの信号がこの信号に寄与する。これらの信号を２の空間サンプリング周波数に規格化することにより、空間周波数は−１から＋１まで広がる。すべての可能な信号は規格化された範囲の中に収まる。しかしながら、関心のある情報は、図２に示されているように、−１／２から１／２までの周波数範囲内にあると考えられる。より大きな又はより小さな、関心情報の対称的又は非対称的範囲を用いてもよい。初期帯域幅がより広い場合には、各々の実エレメントの間にある仮想エレメントからの信号を得るために、補間を用いて、空間帯域幅を−１／２から１／２までの範囲に下げてもよい。
【００１８】
動作１４では、第１のビーム形成ステージが適用される。このビーム形成ステージは、データセット数を増加させ、各データセットにおける信号の数を減少させるように作用する。例えば、各エレメントからの信号の単一のデータセットが入力される。データセット数は係数によって増加させられる。例えば、１つのデータセットが係数２によって２つのデータセット又は有効ビームに増加させられる。信号の数は係数によって減少させられる。例えば、１２８エレメントから成るアレイに対する１２８の信号が、係数１／２により１つのデータセット内の１２８の信号から２つのデータセットの各々における６４の信号に減少させられる。信号を減少させる係数とデータセット数を増加させる係数は等しい、異なる、関係している、又は無関係である。例えば、データセット数は係数２で増加させられ、信号の数は係数１／３で減少させられる。
【００１９】
第１のビーム形成ステージは、ステアリング動作２０、フィルタリング動作２２、及び間引き動作２４を行うことにより適用される。付加的な動作、異なる動作、又はより少ない動作を設けてもよい。ビームフォーマステージは、例えば２つ又はそれより多くの異なる方向に１つ又は複数の入力データセットをステアリングすることにより、データセット数と相応する有効ビームとを増加させる。ビームフォーマステージはフィルタリングと間引きにより各々の出力データセット内のデータ量を低減し、各データセットにより表されるビーム幅を減少させる。
【００２０】
動作２０では、信号が２つ又はそれより多くの方向にステアリングされる。異なる遅延又は位相ずれプロファイルが同じデータに逐次的に又は並列に適用される。信号は直進の両側に等距離で右及び左にステアリングすることができる。３方向の場合には、信号を右、左、及び真っ直ぐにステアリングすることができる。より多くの遅延又は位相ずれプロファイルを使用することにより、より多くの方向及び関連データセットが形成される。
【００２１】
これらの方向は、例えば、入力データセットにより表されるビーム幅の各半分の中央におけるビーム（すなわち、対称的な右及び左へのステアリング）に相応する遅延又は位相ずれプロファイルによって設定される。例えば、これらのデータに関連した周波数は異なる方向にシフトされる。１つの実施形態では、［exp(-2*pi*j*2/8), exp(-2*pi*j*1/8), exp(2*pi*j*0/8), exp(2*pi*j*1/8), exp(2*pi*j*2/8),…］及び［exp(2*pi*j*2/8), exp(2*pi*j*1/8), exp(2*pi*j*0/8), exp(-2*pi*j*1/8), exp(-2*pi*j*2/8),…］の位相プロファイルが入力信号に乗じられる。他の位相プロファイルを使用してもよい。位相プロファイルはアレイの表面又はすべての有効エレメントにわたるパターンの形で適用される。各エレメント又は有効エレメントに対する信号の位相は回転される。
【００２２】
ステアリングの後、データセット数は、２つの異なる方向にステアリングされた２つのデータセットが出力されるといったように、入力データセットに適用された方向又はプロファイルの数に一致する。図３Ａ及びＢでは、図２に示されているデータセットが、左及び右へのステアリングに相応するより正の及びより負の周波数へ等しくステアリングされる様子が示されている。入力データセットに応答して２つの異なるデータセットが出力されている。
【００２３】
動作２２では、空間フィルタを用いてデータセットがフィルタリングされる。ある１つの方向にステアリングされた信号がフィルタリングされ、また別の方向にステアリングされた信号がフィルタリングされる。フィルタリングは、領域に関連した又は関心方向から外れる方向へのステアリングに関連した情報を除去する。バンドパス又はローパスフィルタ応答が使用される。例えば、ローパスフィルタが図３Ａに示されたデータセットに関して高い正の周波数における情報を低減するよう動作し、同じ又は異なるローパスフィルタが図３Ｂに関して高い負の周波数における情報を低減するよう動作する。図４Ａ及びＢは、それぞれ図３Ａ及びＢのデータセットのローパスフィルタリングの近似から得られる信号を示している。このローパスフィルタは｜周波数｜＜１／４の信号を通過させ、｜周波数｜＞３／４の信号は阻止する。ステアリングとフィルタリングの正味の効果は、−１／４と１／４を中心とした２つのフィルタと同等である。同じ１つの動作でステアリングとフィルタリングを行うためには、択一的にバンドパスフィルタリングが行われる。
【００２４】
フィルタリングは、任意の可能な通過帯域特性を有する任意の数のタップに相当する。例えば、８タップのローパス有限インパルス応答フィルタは、−０．０２４２，−０．０４９６，０．１３２９，０．４３４１，０．１３２９，−０．０４９６，及び−０．０２４２の係数を有している。このフィルタは−３７ｄＢの帯域外阻止をもたらし、その結果、およそ−３７ｄＢのピーク格子ローブが生じる。より長い又はより短いフィルタも可能であるが、さらなる乗数に帰着することになる。いくつかのより長い考えられるフィルタの帯域外阻止は以下を含む：タップ＝８，ピークローブ＝−３７．５；タップ＝９，ピークローブ＝−３９．２；タップ＝１０，ピークローブ＝−４６．２；タップ＝１１，ピークローブ＝−６２．９；タップ＝１５，ピークローブ＝−７３．１；タップ＝１６，ピークローブ＝−７１．２。奇数個のタップを使用する場合には、半バンドフィルタにおける係数のうちのいくつかはゼロである。
【００２５】
データセットがビーム幅の制限された２つ以上のステアリングされたビームの各々に関する情報に一致すれば、データは間引きされる。各データセット内のフィルタリングされたデータが間引きされる。任意の量の間引き、例えば、係数２による間引きを用いてよい。例えば、フィルタリングされたデータセットから１つおきにデータ値が取り除かれる。各データセット内の信号の数は減少する。例えば、図４Ａ及びＢに示された２つのデータセットの各々は半分に低減させられている。間引きはデータセットの帯域幅を増加、例えば２倍にする。図５Ａ及びＢは、それぞれ図４Ａ及びＢのフィルタリングされた情報の２つのデータセットの各々において間引きにより得られた帯域幅の増加を示している。｜周波数｜＜１／４の周波数帯域の幅は｜周波数｜＜１／２へと２倍になり、｜周波数｜＞３／４の帯域の信号はこの同じ帯域幅内へ折り返えされる。このフィルタリングは折り返し信号を抑制する。
【００２６】
間引きの後、ステアリングの入力として同じ量のデータが出力されるが、より多くのデータセットに分割される。間引き、又は、入力データ量に対する出力データ量は、より多くても又はより少なくてもよい。動作１４において第１のステージが適用された後には、有効ビームの数の増加に対応して、データセット数が増えている。
【００２７】
動作１６では、第２のビーム形成ステージが適用される。第２のビーム形成ステージはデータセット数を増加させ、各データセット内の信号の数を減少させる。例えば、第１のステージ１４の適用からの２つのデータセットが入力される。データセット数は係数によって増加させられる。例えば、２つのデータセットが係数２によって４つのデータセット又は有効ビームに増える。信号の数は係数によって減少させられる。例えば、２つのデータセットの各々において６４の値を有する全部で１２８の信号が、係数１／２により４つのデータセットの各々における３２の信号に減少させられる。信号を減少させる係数とデータセット数を増加させる係数は等しい、異なる、関係している、又は無関係である。例えば、データセット数は係数３で増加させられ、信号の数は係数１／２で減少させるられる。これらの係数は第１のステージ１４で使用されている係数と同じか又は異なる。
【００２８】
動作２６では、第２のビーム形成ステージは、第１のステージ１４からの間引きされた出力データセットの各々に対してフィルタリングと間引きを繰り返すことを含んでいる。フィルタリングと間引きの繰り返しのたびに、各データセット内の値の数は減少し、データセット数は増加する。例えば、左及び右にステアリングされた入力データセットの各々は、動作１２で受け取ったオリジナルのデータと同じ帯域幅を有しているが、各データセット内に半分のチャネルしか有していない。したがって、動作２６におけるもう一回の繰り返しの後には、４つのステアリング方向（左、左）、（左、右）、（右、左）、（右、右）に対するデータセットは、各データセット内に１／４の数のチャネル又は信号しか有していない。
【００２９】
動作２８では、最終ビーム形成ステージ１８を含む付加的なビーム形成ステージが適用される。各々の付加的ステージはデータセット数を増加させ、各データセット内の信号の数を減少させる。各入力データセットは２つ又はそれより多くの異なる方向にステアリングされる。複数のデータセットが入力されるので、ステアリングは異なる空間的位置を表す有効ビームの数を増加させる。各ステージは、有効フィールドを２つ又はそれより多くのデータセットに分割することにより、各ビームの有効フィールドを狭める。１つの実施形態では、最終ビーム形成ステージは各データセットに対してただ１つの値を与える。信号値は焦点深度におけるビームを表す。各データセットは異なるビームに対応している。受信されたデータがＮ個の信号を含んでいる場合、最終ステージはＮ個のビーム又は元の周波数帯域（−１／２，１／２）の上に等しく分布した空間周波数ビンを出力する。１２８個のエレメントと関連する受信信号の例では、７つのビーム形成ステージが、送信ビームにより走査された領域全体にわたって一定間隔で広がった１２８の出力ビームを供給する。ビーム番号は左端の０から右端の１２７までにわたる。ビーム６４は直進のすぐ右側にあり、直進は空間周波数＝０のｙ軸に沿っている。最終データセットのうちの１つ又は複数のデータセットにおいて、より多くの数の信号を供給してもよい。
【００３０】
パルス波動作の場合には、受信されたパルス波信号は連続波（ＣＷ）信号に比べて比較的大きな帯域幅を有している。ＣＷ信号とは異なり、パルス波信号は単一の複素数値によってではなく、値の時系列によって表される。動作２０におけるステアリングも異なるステージにおける繰り返しも遅延の集合又は異なる遅延プロファイルを適用することにより行われる。１つの実施形態では、チャネル間又は信号間の相対的遅延量は、信号に含まれている最も高い時間周波数については、およそ2*pi*j/8の位相回転に等しい。中心周波数の２倍に等しい最高周波数を有する大きな帯域の信号の場合、チャネル間又は信号間の相対的遅延は中心周波数の周期の１／１６である（中心周波数が５ＭＨｚの場合には、およそ２．５ナノ秒の相対的遅延）。各チャネルに関しては、適用される遅延は中心周波数の周期の１／１６の整数倍である。信号を中心周波数の１６倍でサンプリングするならば、遅延は整数個のサンプルとしてよい。より大きな又はより小さな遅延を用いてもよい。遅延プロファイルは、１つの実施形態では、与えられたデータセットのすべての信号又はチャネルにわたる直線ランプであるが、非線形の又は可変の遅延プロファイルを使用してもよい。
【００３１】
アナログディジタル変換器が比較的低い速度で動作する場合のように、より低いサンプリングレートを使用してもよい。例えば、信号は中心周波数の４倍でサンプリングされる。半バンドフィルタ又は他のフィルタは中心周波数の４倍までアップコンバージョンを行う。例えば、３つの零値が各信号の間に挿入され、これらの信号がローパスフィルタリングされる。その結果得られる信号は、中心周波数の１６倍でサンプリングされたかのような値を供給する。ビーム形成の後、ビーム形成された信号は、例えば狭帯域で使用する際の複素表示のために、ふたたび中心周波数の４倍まで又はそれ以下まで間引きされる。
【００３２】
パルス波信号は一般に２次元又は３次元の撮像に関連している。遅延又は位相プロファイルが直線ランプである上記のビームフォーマステージは、無限遠で集束する等しいｓｉｎ（θ）でビームを形成する。非線形の遅延プロファイル、それぞれ有限の深度で集束する或いは動的に集束する時間とともに形の変化するビームを用いてもよい。これらの遅延プロファイルは固定した直線ランプよりも実現が難しい。
【００３３】
他の実施形態では、離散的又は有限の深度に関する情報を得るために、第１のステージの動作２２におけるフィルタリングに先立って信号に遅延プロファイルが適用される。例えば、動作１２の後かつ動作１４における第１のビーム形成ステージの前に受信信号に遅延を施す。遅延プロファイルは関心深度に遅延を合わせることに相当する。残りのビーム形成ステージは、有限の深度のための付加的な遅延プロファイルを用いずに適用される。動的な集束の場合には、遅延プロファイルはそれぞれの有限深度ごとに又は時間の関数として変化する。それぞれの深度について、図１に示されているビーム形成プロセスが繰り返されるが、異なる有限深度の遅延プロファイルが使用される。動作１４における第１のビーム形成ステージ以前に集束遅延を施すということは近似を伴うということであり、その場合、ビームを集束させることはビームをステアリングすることから区別される。この近似は大きなステアリング角度での集束を劣化させる可能性があるが、適度なステアリング角度であれば、単純化という理由で僅かな劣化は正当化されるだろう。
【００３４】
有限深度集束のための遅延プロファイルは、所望の深度に焦点を有する所望のレンズに相当する。例えば、近似深度遅延プロファイルは、深度Ｒに対して−ｘ２／（２Ｒｃ）の形の二次集束遅延を含む。ここで、ｘはエレメントの位置であり、ｃは音速である。最大遅延はアレイの中心にあるエレメントに対して適用される。他の二次又は非−二次集束関数を使用してもよい。所与の遅延プロファイルに対して、走査される領域に対する複数の集束ビームが深度Ｒにおいてまだ等しいｓｉｎ（θ）で与えられる。二次集束遅延が動的である場合、セクター画像は等しいｓｉｎ（θ）のビームで形成される。
【００３５】
他の実施形態では、Ｖｅｃｔｏｒ（Ｒ）走査フォーマットが採用される。Ｖｅｃｔｏｒ（Ｒ）画像ビーム形成データは２段階のビーム形成プロセスで生成される。第１段階は、信号があるバックセットにおける仮想点受信機で受信されたかのように見せるために入力信号を集束又は発散させる。それぞれの深度について、受信したデータに遅延の集合を適用する。遅延の集合又は遅延プロファイルは原点のエレメントからのバックセットの関数である。バックセットはエレメントのアレイに対して走査領域とは逆側にある。バックセットは実際のアレイと仮想アレイとの間の距離である。例えば、ｘ２／（２*backset*ｃ）のような二次遅延が信号に施される。直線遅延ランプ、平方根関数、又は二次コサイン又はサイン関数のような、他の遅延関数を使用してもよい。
【００３６】
固定した遅延集合を適用した後に、図１に関連して上で論じたビーム形成プロセスが行われる。複数のビームに沿った任意の深度に関する値を形成するために、ステアリング遅延、フィルタリング、及び間引きが繰り返される。すべての又はほとんどのエレメントについて、受信した信号に固定した遅延集合を施し、多段ビーム形成プロセスを適用することにより、信号はバックセットにおけるアレイから受信したかのような信号を表す。それらの値は、バックセットに等しい半径のアークに沿って等しいｓｉｎ（θ）だけ離れて存在する複数の仮想点受信機から測定した情報を表す信号である。これらの値の位相はそろっている。
【００３７】
第２段階では、仮想点受信機データ（すなわち、仮想点受信機情報を表す第１段階から出力された値）を用いて、セクター画像が形成される。セクター画像を形成するために受信したデータは仮想アレイに関係しているので、ビーム形成された出力は物理的アレイに関係するベクトル画像に相当する。セクター画像を形成するために適用される遅延プロファイルは、仮想アレイからの距離ではなく、実際のアレイからの距離に関係しており、仮想アレイの曲率を考慮している。−ｘ２／（２*Ｒｐ*ｃ）の形の二次遅延の場合、Ｒｐは１／Ｒｖ−１／バックセットにより与えられる。ここで、バックセットとはバックセット距離であり、Ｒｖはビーム形成される各深度についての仮想アレイからアークまでの距離である。
【００３８】
２段階プロセスはそれぞれの関心深度について繰り返される。例えば、有限深度のための動的遅延が使用される。Ｖｅｃｔｏｒ（Ｒ）領域内の異なる空間的位置を表すビーム形成された値が得られる。
【００３９】
Ｖｅｃｔｏｒ（Ｒ）又はセクタービーム形成値は横方向の広がりに沿った空間的位置を表す。横方向の広がりはサンプル間隔とエレメントのピッチの関数である。例えば、５MHzの中心周波数の１６倍のサンプル間隔、サンプル間隔に等しいチャネル間相対遅延、（中心周波数における）波長の２分の１のエレメントピッチ、及び、中心から１４．５°のステアリング角を使用すれば、３０°未満の横方向の広がりが得られる。最大ステアリング角の正弦は２*（チャネル間相対遅延）*ｃ／ピッチに等しい。より広い画像を形成するには、ピッチを低下させるか、又はサンプル間隔を大きくする。異なるアレイを使用せずにピッチを低下させるには、実際のエレメントの間に信号を補間する。最大ステアリング角を４５°（ｓｉｎ＝０．７０７）まで増大させるためには、ｓｑｒｔ（２）／１６波長のピッチが望ましい。
【００４０】
動作１２においてデータの受信に使用される送信イベントは平面波又は発散波である。平面波は無限遠の仮想点源に関係している。発散波は他の位置における仮想点源に関係している。広い電界を有するナローウェーブ又は集束波のような他の波を使用してもよい。受信ビーム形成は送信電界から独立しているか又は依存する。例えば、受信ビーム形成は、受信走査フォーマットが送信電界内にある限り、点源の位置を考慮せずに行われる。別の例としては、セクター又はＶｅｃｔｏｒ（Ｒ）ビーム形成のための遅延の集合が仮想送信点に相当する。バックセットは送信波の仮想点源に相当するように選択される。送信波面は任意の時点におけるビームフォーマからのデータ出力のアークに相当する。受信ビームは送信波の伝搬経路に沿って形成される。任意の時点又は深度における受信ビーム形成値は送信波面に沿って存在する。
【００４１】
いくつかの実施形態では、ビーム形成されたデータは、合成コンパウンド（すなわち、位相情報を用いたコンパウンド）又は別の送信に応答して受信されたコンパウンドデータのような付加的なビームを形成するために使用される。例えば、逐次送信のための仮想点源が変化する。出力データは、特定の仮想点源に対して使用されるサンプリンググリッドからコンパウンドのために使用されるべき固定サンプリンググリッドに変形又は変換される。
【００４２】
ビーム形成は２次元又は３次元撮像のために行われる。トランスデューサアレイは１次元（例えば、直線又は曲線）又は多次元（例えば、２Ｄ又は１．５Ｄ）である。多次元アレイの場合、エレメントは平面又は２次元に沿った曲面の上に分布している。多次元アレイは３次元体積を走査するために使用することもできる。図１の受信ビーム形成は多次元アレイに適用することもできる。
【００４３】
１つの実施形態では、動作１２において受信される信号は、方位角及び仰角の２次元に配置されたランスデューサエレメントのアレイからのものである。動作２０では、方位角と仰角の両方においてステアリングが行われる。上左、上右、下左、及び下右の４つのステアリング方向が使用され、４つのデータセットが得られる。動作２２のフィルタリングは方位角と仰角の両方の空間的方向に行われる。つづいて、信号は方位角と仰角のそれぞれにおいて係数２により間引きされ、その結果、係数４による信号の減少となる。前と同じように、信号の低減のための係数とデータセット数の増加のための係数は等しい、異なる、関係している、又は無関係である。
【００４４】
第２のビーム形成ステージ１６はデータセット数を増加させ、各データセット内の信号の数を減少させる。例えば、第１のステージ１４の適用から得られた４つのデータセットが入力される。データセット数は係数によって増加する。例えば、４つのデータセットが係数４により１６のデータセット又は有効ビームに増加する。各データセット内の信号の数は係数によって減少する。例えば、４つのデータセットの各々における６４の信号（合計で２５６の信号）が、係数１／４により、４つのデータセットの各々における６４の信号から１６のデータセットの各々における１６の信号に減少する。係数は第１のステージ１４の適用において使用されたものと同じ又は異なる。
【００４５】
動作２８では、最終ビーム形成ステージ１８を含む付加的なビーム形成ステージが適用される。それぞれの付加的ステージはデータセット数を増加させ、各データセット内の信号の数を減少させる。１６×１６アレイの２５６のエレメントと関連する受信信号による例においては、４つのビーム形成ステージが、送信ビームにより走査される３次元領域全体にわたって広がる１６×１６アレイ内に２５６の出力ビームを提供する。最終データセットのうちの１つ又は複数において、より多くの数の信号を供給してもよい。
【００４６】
別の実施形態では、方位角におけるステアリングと仰角におけるステアリングを区別するために近似が行われる。図１の受信ビーム形成は、それぞれ任意の深度において方位角と仰角の次元に沿って分布したビームを提供するために２つのパスで実行される。第１のパスにおいては、受信ビーム形成（すなわち、フィルタリング、間引き、フィルタリングと間引きの繰り返し）が、一方の次元におけるステアリングを行わずに、例えば方位角次元に沿って行われる。各エレメントからのデータは、一方の次元に沿った画像を形成しているかのように遅延され、ステアリングされる。それぞれのデータ値出力は垂直次元に沿ったデータの合計を表す。第２のパスでは、例えば仰角次元に沿って、受信ビーム形成が垂直次元におけるステアリングによって行われる。
【００４７】
各ビーム形成ステージがステアリングを行うので、仰角と方位角のステアリング項は分離される。例えば、エレメントの１つのアレイは複数の１６×１６サブアレイを含む。各サブアレイについて、セクター又はＶｅｃｔｏｒ（Ｒ）集束のために２５６の遅延ラインが使用される。１６個の１６チャネル多段受信ビームフォーマは２５６の遅延ラインに接続される。１６個の多段受信ビームフォーマの各々が１６〜１８個の値を出力する。この１６〜４８個の値は、異なる次元に沿ったステアリングを用いる第２のパスのための別のレベルの多段ビームフォーマに入力される。２５６〜２３０４のビームがセクター形式で配置されて出力される。体積のセクター走査をＶｅｃｔｏｒ（Ｒ）又は直線走査フォーマットに変換するために、多段ビーム形成の付加的なレイヤーを使用してもよい。
【００４８】
体積を走査するために上で論じた２パスハードウェア構成を使用することにより、１次元アレイを用いた２次元撮像を１６のビームに制限することができる。多段ビームフォーマの第１のパス（例えば、方位角方向のステアリングのための）は、ビームフォーマの第２のパス（例えば、仰角方向のステアリングのための）により形成される１６のビームに一致する同じ１６のビームを形成する。択一的には、同じハードウェアで長い１次元アレイと多次元アレイの両方に対する動作を可能にするため、付加的な多段ビームフォーマ、マルチプレクサ、及び／又はバッファが使用される。
【００４９】
図６には、領域からの超音波データをビーム形成するためのシステム６０が示されている。エレメント６２と有限焦点深度に対する第１のビーム形成ステージ６４との間に接続された１つ又は複数のアナログ又はディジタル遅延のような、付加的なコンポーネント、異なるコンポーネント、又はより少ないコンポーネントを設けてもよい。例えば、２，３，４，５，６，７又はそれ以上の任意の数のビーム形成ステージ６４が設けられる。
【００５０】
ビーム形成ステージ６４及び／又は任意の付加的な遅延は特定用途向け集積回路内に実施されるが、プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、アナログ回路、ディジタル回路、又はこれらの組合せとして又はその一部として実施してもよい。１つの実施形態では、各ビーム形成ステージ６４は、エレメント６２、他のビーム形成ステージ、及び／又は医学超音波撮像システムと接続するための集積マルチプレクサを備えた或いは備えていない別個の特定用途向け集積回路である。
【００５１】
エレメント６２のアレイは１次元又は多次元アレイである。エレメント６２は直接に又は１つ又は複数のマルチプレクサ又は送信／受信スイッチを介して間接的に第１のビーム形成ステージ６４に接続される。
【００５２】
各ビーム形成ステージ６４は、ステアリングのための複数の遅延又は相回転子、１つ又は複数のフィルタ６８、及び、１つ又は複数のデシメータ７０を含んでいる。付加的なコンポーネント、異なるコンポーネント、又はより少ないコンポーネントを設けてもよい。１つの実施形態では、ビーム形成ステージ６４は入力データのすべてに作用する。択一的に、アレイは細分され、異なるコンポーネント又はデバイスが関連するサブアレイのための特定のビーム形成ステージを実施する。例えば、１６入力デバイスは１６の動的遅延ラインを有する。選択的に、遅延ライン出力で補間して３２又は６４の値にしてもよい。異なるビーム形成ステージ６４は他のステージ６４と同じ数の又は異なる数のコンポーネントを有する。例えば、後の又は最終のビーム形成ステージはより多くの数のデータセットを処理するためにより多くのコンポーネントを有する。
【００５３】
遅延又は相回転子６６は、例えば各入力チャネルに対して１つの遅延というように、複数の遅延又は相回転子６６を含む。１つの実施形態では、遅延６６は１つ又は複数のバッファを備えた乗算器として実施される。例えば、およそ２００の乗算器が１６の入力信号に対する遅延を実施する。入力チャネルは、エレメント６２、データセット又は他のデータソースからのデータ値を含む。第１のビーム形成ステージ６４の場合、遅延又は相回転子６６は異なるエレメント６２からの信号の間の相対的遅延のためのそれぞれのエレメント６２に接続される。１つの実施形態では、別個の複数の遅延又は相回転子６６が異なる方向に信号をステアリングするために同じデータセットを受信する。択一的には、同じ入力データに異なる遅延又は相回転子プロファイルを順次適用するために、バッファ又はメモリが使用される。異なるプロファイルを適用した後、異なるステアリングに関連した２つのデータセットが出力される。
【００５４】
フィルタ６８は任意の数のタップを有するインパルス応答フィルタである。無限インパルス又は他の現在知られている又は今後開発されるフィルタを使用してもよい。フィルタ６８は、複数の遅延又は相回転子６６と直接に、又は、１つもしくは複数のマルチプレクサ又はバッファを介して間接的に接続される。フィルタ６８は入力データセットをフィルタリングするよう作用する。各データセットに対して別個のフィルタ６８を使用するか、又は単一のフィルタ６８が各データセットを順次フィルタリングする。
【００５５】
１つの実施形態では、フィルタ６８は８タップフィルタである。ビーム形成ステージ６６が例えば１６エレメントサブアレイに対する１６の入力値に関連している場合には、５１２の乗算器が得られる。フィルタ係数が対称的ならば、２５６の乗算器を使用してよい。比較的高いサンプリングレートで６４のビームを発生させるために入力データを６４の値へと補間することにより、３０７２の乗算器、又は係数が対称的ならば１５３６の乗算器が得られる。遅延に使用される乗算器を入れれば、乗算器の総数はＮｌｏｇ（Ｎ）のオーダーである。ここで、Nはエレメントの数であり、また出力ビームの相応する数である。
【００５６】
補間は、空間サンプリングレートを上げるために使用するならば、フィルタ６８の性能を改善する。入力空間帯域幅は維持されるが、フィルタ遷移帯域幅は広がる可能性がある。例えば、１／８に通過帯域エッジを有し、７／８に停止帯域エッジを有する８タップフィルタは６３ｄBの停止帯域阻止を有するが、一方、１／１６に通過帯域エッジを有し、１５／１６に停止帯域エッジを有する８タップフィルタは９０ｄBの停止帯域阻止を有する。他の補間及びフィルタリングを使用してもよい。信号はまた時間領域でアップサンプリングされる。
【００５７】
デシメータ７０は、スイッチ、プロセッサ、フィルタ、又はデータを除去もしくは低減するための他のデバイスである。デシメータ７０は、各データセットを半分に間引くなどして、入力データセットの各々を間引く。非対称的な又は他の間引きレートを使用してもよい。
【００５８】
第１のビーム形成ステージ６４は、エレメント６２からの入力データセットに応答して少なくとも２つのデータセットを出力する。出力データセットは異なるステアリング方向に対応しており、各出力データセットは入力データセットよりも少ない値又は信号、例えば少なくとも半分の値を有する。出力データセットは第２の又は後続のビーム形成ステージ６４に渡される。第２のビーム形成ステージ６４は、例えば２つの入力データセットに応答して４つのデータセットを出力するといったように、各入力データセットに応答して少なくとも２つのデータセットを出力するように作用する。出力データセットは、４つのデータセットに対して４つの異なるステアリング方向といったように、異なるステアリング方向に対応している。各出力データセットは相応する入力データセットよりも少ない値又は信号、例えば少なくとも半分の値を有する。入力データセットごとのステアリング方向の数、出力データセットの数、間引き係数、ステアリング方向、すなわち、中心からのずれ、又は他の係数は、同じビームフォーマステージ６４におけるデータセット間では同じ又は異なる、又は、ビームフォーマステージ６４間で同じ又は異なる。
【００５９】
付加的なビーム形成ステージ６４は各データセット内のデータ量をさらに低減し、ビーム又はデータセットの数を増加させる。最終ビーム形成ステージ６４は、それぞれ異なる空間的位置を表すただ１つの値を有するデータセットを出力する。それぞれの値はある深度におけるビームを表している。ビーム又は値の数は実質的に入力データセット内の値又はエレメント６２の数に等しい。
【００６０】
以上において本発明を様々な実施形態を参照して説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく多くの変更及び変形が為されうることが理解されなければならない。したがって、以上の詳細な説明は限定としてではなく、解説として見なされるべきであり、本発明の趣旨及び範囲を規定するのは、以下の請求項とその同等物であることが理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】ビーム形成の方法の１つの実施形態のフローチャートである。
【図２】データの１つの実施形態の空間周波数領域におけるグラフ表示である。
【図３】異なる方向にステアリングされた２つのデータセットの１つの実施形態の空間周波数領域におけるグラフ表示である。
【図４】フィルタリング後の２つのデータセットの１つの実施形態のグラフ表示である。
【図５】間引き後の２つのデータセットの１つの実施形態のグラフ表示である。
【図６】ビームフォーマとエレメントの１つの実施形態のブロック図である。
【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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