(57)【要約】  超音波撮像デバイスのための信号処理経路が提供される。信号処理経路は、１ＭＨｚ〜４０ＭＨｚ（境界値を含む）の周波数範囲および−８０Ｖ〜＋８０Ｖ（境界値を含む）の電圧範囲で動作するように構成されている。
2019532724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波撮像デバイス１０００のための信号処理経路１００であって、前記信号処理経路１００が、
超音波トランスデューサアレイ１０３に送信される信号を送信するように構成された送信経路１０６と、
前記超音波トランスデューサアレイ１０３から受信される信号を受信するように構成された受信経路１０８と、
前記送信される信号の送信および前記受信される信号の受信を制御するための制御経路１１０と、を備え、
前記送信経路、受信経路、および制御経路が、１ＭＨｚ〜４０ＭＨｚ（境界値を含む）の周波数範囲および−８０Ｖ〜＋８０Ｖ（境界値を含む）の電圧範囲で動作するように構成されている、信号処理経路１００。
【請求項２】
前記制御経路１１０であって、
前記送信経路と前記受信経路とを切り替えるための送信／受信スイッチ２１４を備える、前記制御経路１１０と、
前記送信経路１０６であって、
前記送信される信号のタイミングおよび形状を制御するための送信ビーム形成器２００、ならびに
前記送信される信号の電圧を調整するためのパルサ２０２、を備える、前記送信経路１０６と、
前記受信経路１０８であって、
少なくとも部分的に前記受信される信号を記憶および転送するための受信ビーム形成器２０４、
前記受信される信号を変換するためのＡＤＣ（アナログ／デジタル変換器）２０６、
前記受信される信号の選択された特性を増幅するためのＶＧＡ（可変利得増幅器）２０８、
前記受信される信号のエイリアシングを防止し、ノイズを制限するためのＡＡＦ（アンチエイリアシングフィルタ）２１０、ならびに
前記受信される信号を増幅するためのＬＮＡ（低ノイズ増幅器）２１２、を備える、前記受信経路１０８と、をさらに備える、請求項１に記載の信号処理経路１００。
【請求項３】
前記送信経路内の各チャネルに対して駆動される前記超音波トランスデューサアレイ１０３の中の１つ以上の超音波トランスデューサ素子を選択するように構成されたトランスデューサ素子マルチプレクサ３００をさらに備える、請求項１〜２のいずれか一項に記載の信号処理経路１００。
【請求項４】
２つ以上の超音波トランスデューサアレイ１０３の間で切り替えるためのトランスデューサスイッチ４００をさらに備え、前記超音波トランスデューサアレイ１０３の各々が、前記信号処理経路１００の周波数サブレンジで動作するように構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の信号処理経路１００。
【請求項５】
前記超音波トランスデューサアレイ１０３が、２１ＭＨｚ（ＵＨＲ−ＴＲＵＳ）７００、６．５ＭＨｚ（ＴＲＵＳ）７０２、および３．５ＭＨｚ（腹部）７０４のうちのいずれか１つを中心とする周波数帯域を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の信号処理経路１００。
【請求項６】
前記超音波トランスデューサアレイ１０３が、ヒトの前立腺をスキャンするように構成された周波数帯域を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の信号処理経路１００。
【請求項７】
前記送信経路および前記受信経路が、１２８個のチャネルを有し、各チャネルが、前記超音波トランスデューサアレイ１０３内の超音波トランスデューサ素子に前記送信される信号を送信し、かつ前記超音波トランスデューサアレイ１０３の超音波トランスデューサ素子から前記受信される信号を受信するように構成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の信号処理経路１００。
【請求項８】
前記送信経路および前記受信経路が、ある数のチャネルを有し、前記チャネルの数が、ヒトの前立腺をスキャンするように動作可能な分解能を維持するように、最高周波数の超音波トランスデューサに比例する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の信号処理経路。
【請求項９】
前記トランスデューサ素子マルチプレクサ３００が、５１２個の超音波トランスデューサ素子を有する前記超音波トランスデューサアレイ１０３が１２８個のチャネルを有する前記送信経路によって駆動されるような、４：１マルチプレクサである、請求項３〜８のいずれか一項に記載の信号処理経路１００。
【請求項１０】
前記受信ビーム形成器２０４がまた、少なくとも部分的に前記受信される信号を遅延、スケーリング、および合算もする、請求項２〜８のいずれか一項に記載の信号処理経路１００。
【請求項１１】
超音波撮像デバイス１０００のための信号処理経路１００であって、前記信号処理経路１００が、
超音波トランスデューサアレイ１０３に送信される信号を送信し、かつ超音波トランスデューサアレイ１０３から受信される信号を受信するように構成されたチャネルボード１０３と、
前記チャネルボード１０３を制御するように構成されたビーム形成器制御ボード１０４と、を備え、
前記チャネルボード１０３および前記ビーム形成器制御ボード１０４が、１ＭＨｚ〜４０ＭＨｚ（境界値を含む）の周波数範囲および−８０Ｖ〜＋８０Ｖ（境界値を含む）の電圧範囲で動作するように構成されている、信号処理経路１００。
【請求項１２】
前記チャネルボード１０３が、
前記送信経路と前記受信経路とを切り替えるための送信／受信スイッチ２１４と、
前記送信される信号のタイミングおよび形状を制御するための送信ビーム形成器２００と、
前記送信される信号の電圧を調整するためのパルサ２０２と、
少なくとも部分的に前記受信される信号を記憶および転送するための受信ビーム形成器２０４と、
前記受信される信号を変換するためのＡＤＣ（アナログ／デジタル変換器）２０６と、
前記受信される信号の選択された特性を増幅するためのＶＧＡ（可変利得増幅器）２０８と、
前記受信される信号のエイリアシングを防止し、ノイズを制限するためのＡＡＦ（アンチエイリアシングフィルタ）２１０と、
前記受信される信号を増幅するためのＬＮＡ（低ノイズ増幅器）２１２と、を備える、請求項１１に記載の信号処理経路１００。
【請求項１３】
前記送信経路の各チャネルに対して駆動される前記超音波トランスデューサアレイ１０３の１つ以上の超音波トランスデューサ素子を選択するように構成されたトランスデューサ素子マルチプレクサ３００をさらに備える、請求項１１および１２のいずれか一項に記載の信号処理経路１００。
【請求項１４】
２つ以上の超音波トランスデューサアレイ１０３の間で切り替えるためのトランスデューサスイッチ４００をさらに備え、前記超音波トランスデューサアレイ１０３の各々が、前記信号処理経路１００の周波数サブレンジで動作するように構成されている、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の信号処理経路１００。
【請求項１５】
前記超音波トランスデューサアレイ１０３が、２１ＭＨｚ（ＵＨＲ−ＴＲＵＳ）７００、６．５ＭＨｚ（ＴＲＵＳ）７０２、および３．５ＭＨｚ（腹部）７０４のうちのいずれか１つを中心とする周波数帯域を有する、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の信号処理経路１００。
【請求項１６】
前記超音波トランスデューサアレイ１０３が、ヒトの前立腺をスキャンするように構成された周波数帯域を有する、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の信号処理経路１００。
【請求項１７】
前記送信経路および前記受信経路が、１２８個のチャネルを有し、各チャネルが、前記超音波トランスデューサアレイ１０３内の超音波トランスデューサ素子に前記送信される信号を送信し、かつ前記超音波トランスデューサアレイ１０３の超音波トランスデューサ素子から前記受信される信号を受信するように構成されている、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の信号処理経路１００。
【請求項１８】
前記送信経路および前記受信経路が、ある数のチャネルを有し、前記チャネルの数が、ヒトの前立腺をスキャンするように動作可能な分解能を維持するように、最高周波数の超音波トランスデューサに比例する、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の信号処理経路。
【請求項１９】
前記トランスデューサ素子マルチプレクサ３００が、５１２個の超音波トランスデューサ素子を有する前記超音波トランスデューサアレイ１０３が１２８個のチャネルを有する前記送信経路によって駆動されるような、４：１マルチプレクサである、請求項１３〜１８に記載の信号処理経路１００。
【請求項２０】
前記受信ビーム形成器２０４がまた、少なくとも部分的に前記受信される信号を遅延、スケーリング、および合算もする、請求項１１〜１９のいずれか一項に記載の信号処理経路１００。
【請求項２１】
前記信号処理経路１００が、前記チャネルボード１０２から処理デバイスへのデータの高速転送を可能にするように構成されたデータ帯域幅を有する、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の信号処理経路１００。
【請求項２２】
前記信号処理経路が、超音波撮像デバイスのためのドーターボード上に構成されている、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の信号処理経路１００。
【請求項２３】
前記信号処理経路が、ＰＣのための拡張ボード上に構成されている、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の信号処理経路１００。
【請求項２４】
請求項１〜２３のいずれか一項に記載の特徴を有する、超音波撮像デバイス１０００。
【請求項２５】
請求項１〜２３のいずれか一項に記載の特徴を有する、前記超音波撮像デバイス１００を使用するための方法。
【請求項２６】
超音波撮像デバイスを動作させるための方法であって、
超音波トランスデューサアレイ１０３に送信される信号を送信するための送信経路１０６を提供することと、
前記超音波トランスデューサアレイ１０３から受信される信号を受信するための受信経路１０８を提供することと、
前記送信される信号の送信および前記受信される信号の受信を制御するための制御経路１１０を提供することと、
前記送信経路、前記受信経路、および前記制御経路を、１ＭＨｚ〜４０ＭＨｚ（境界値を含む）の周波数範囲および−８０Ｖ〜＋８０Ｖ（境界値を含む）の電圧範囲で動作するように構成することと、を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本分野は、超音波撮像デバイスに属する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、超音波診断撮像システムに関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
超音波撮像システムは、典型的には、ある範囲の周波数および電圧にわたる超音波トランスデューサアレイ用に設計されている。超音波撮像システムは、画像を形成するために、身体組織を通る超音波（１ＭＨｚを超える音波）の送信に依存している。超音波の周波数は、画像の分解能に比例し、すなわち、周波数が高いほど高い分解能が可能になる。しかしながら、より高い周波数の波は、組織内でより減衰され、身体の中ほど深くに浸透しない。
【０００４】
分解能（より高い周波数）と視野（より低い周波数）のバランスをとるために、様々な周波数が有用である。従来の超音波撮像デバイスでは、１ＭＨｚ〜最大１５ＭＨｚの周波数範囲が許容されている。例えば、３．５ＭＨｚトランスデューサは、膀胱および腎臓などの深部の腹部構造（皮膚表面から最大３０ｃｍ）を撮像するために使用される場合があり、一方で６．５ＭＨｚ経直腸トランスデューサは、前立腺（直腸壁から最大で６ｃｍ）を撮像するために使用される場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前臨床（小動物）撮像に使用される、より新しいマイクロ超音波デバイスでは、１５ＭＨｚ〜５０ＭＨｚの周波数範囲が可能である。これらのシステムにより、３０μｍまでのより高い分解能が可能になるが、視野は、約３ｃｍ以下に制限される。
【０００６】
最近の予備研究によると、前立腺内の微細構造（１ｍｍ未満）の詳細な表示を提供するために、２１ＭＨｚの超高分解能経直腸トランスデューサを使用することが、前立腺癌の診断に有益である可能性があることが示唆されている。本発明は、人体の一般的な超音波撮像にも使用することができる超音波撮像デバイスにおける、これらの小動物撮像システムの分解能の改善を可能にする。
【０００７】
一態様では、単一の信号処理経路を使用して超高分解能（３０μｍまで）で、人体内の大きい臓器（腎臓など、約３０ｃｍ）および小さい臓器（前立腺など、約３ｃｍ）の撮像を可能にする超音波診断撮像システムが提供される。
【０００８】
一態様では、ある範囲のトランスデューサの周波数および電圧レベルをサポートする、超音波診断撮像システムが提供される。
【０００９】
別の態様では、様々な超音波トランスデューサアレイに対して単一の信号経路を使用するためのシステムおよび方法が提供される。本明細書で説明される信号経路は、超音波撮像デバイス内のシステムボードを交換する必要なしに、１ＭＨｚ〜４０ＭＨｚの範囲の中心周波数を有する超音波トランスデューサアレイと共に使用することができる。
【００１０】
例示的な一実施形態では、超音波撮像デバイスのための信号処理経路が提供される。信号処理経路は、超音波トランスデューサアレイに信号を送信するように構成された送信経路を有する。信号処理経路はまた、超音波トランスデューサアレイから受信される信号を受信するように構成された受信経路も有する。信号処理経路はまた、信号の送信および受信される信号の受信を制御するための制御経路も有する。送信経路、受信経路、および制御経路は、１ＭＨｚ〜４０ＭＨｚ（境界値を含む）の周波数範囲および−８０Ｖ〜＋８０Ｖ（境界値を含む）の電圧範囲で動作するように構成されている。
【００１１】
別の例示的な実施形態では、超音波撮像デバイスのための信号処理経路が提供される。信号処理経路は、超音波トランスデューサアレイに信号を送信し、かつ超音波トランスデューサアレイから信号を受信するように構成されたチャネルボードを含む。信号処理経路はまた、チャネルボードを制御するように構成されたビーム形成器制御ボードも含む。チャネルボードおよびビーム形成器制御ボードは、１ＭＨｚ〜４０ＭＨｚ（境界値を含む）の周波数範囲および−８０Ｖ〜＋８０Ｖ（境界値を含む）の電圧範囲で動作するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（シート１／２８シート）超音波撮像デバイスのための信号処理経路の一実施形態のブロック図である。
【図２Ａ】（シート２／２８シート）図１の例示的な構成を示すブロック図である。
【図２Ｂ】（シート３／２８シート）図１の例示的な構成を示すブロック図である。
【図３】（シート４／２８シート）図１の例示的な構成のブロック図であり、信号経路は、超音波トランスデューサアレイ内の２つ以上の超音波トランスデューサ素子を同時に駆動するためのマルチプレクサを有する。
【図４】（シート５／２８シート）図２Ａの例示的な構成のブロック図であり、信号経路は、超音波トランスデューサアレイ内の２つ以上の超音波トランスデューサ素子を同時に駆動するためのマルチプレクサを有する。
【図５】（シート６／２８シート）図１の例示的な構成のブロック図であり、信号経路は、Ｎ個の超音波トランスデューサアレイと共に動作するように構成されている。
【図６】（シート７／２８シート）図２Ａの例示的な構成のブロック図であり、信号経路は、Ｎ個の超音波トランスデューサアレイ動作するように構成されている。
【図７】（シート８／２８シート）図１の例示的な構成のブロック図であり、信号経路は、Ｎ個の超音波トランスデューサアレイと共に動作するように構成され、信号経路は、超音波トランスデューサアレイ内の２つ以上の超音波トランスデューサ素子を同時に駆動するためのマルチプレクサを有する。
【図８】（シート９／２８シート）図２Ａの例示的な構成のブロック図であり、信号経路は、Ｎ個の超音波トランスデューサアレイと共に動作するように構成され、信号経路は、超音波トランスデューサアレイ内の２つ以上の超音波トランスデューサ素子を同時に駆動するためのマルチプレクサを有する。
【図９】（シート１０／２８シート）図１の例示的な構成のブロック図であり、信号経路は、腹部（３．５ＭＨｚ）、経直腸（６．５ＭＨｚ）、および超高分解能経直腸（２１ＭＨｚ）超音波トランスデューサアレイと共に動作するように構成されている。
【図１０】（シート１１／２８シート）図２Ａの例示的な構成のブロック図であり、信号経路は、腹部（３．５ＭＨｚ）、経直腸（６．５ＭＨｚ）、および超高分解能経直腸（２１ＭＨｚ）超音波トランスデューサアレイと共に動作するように構成されている。
【図１１】（シート１２／２８シート）図１の例示的な構成のブロック図であり、信号経路は、腹部（３．５ＭＨｚ）、経直腸（６．５ＭＨｚ）、および超高分解能経直腸（２１ＭＨｚ）超音波トランスデューサアレイと共に動作するように構成され、信号経路は、超音波トランスデューサアレイ内の２つ以上の超音波トランスデューサ素子を同時に駆動するためのマルチプレクサを有する。
【図１２】（シート１３／２８シート）図２Ａの例示的な構成のブロック図であり、信号経路は、腹部（３．５ＭＨｚ）、経直腸（６．５ＭＨｚ）、および超高分解能経直腸（２１ＭＨｚ）超音波トランスデューサアレイと共に動作するように構成され、信号経路は、超高分解能超音波トランスデューサアレイ内の２つ以上の超音波トランスデューサ素子を同時に駆動するためのマルチプレクサを有する。
【図１３】（シート１４／２８シート）信号経路１００が、チャネルボードおよびビーム形成器制御ボードの上に構成されている、実施形態のブロック図である。
【図１４】（シート１５／２８シート）図１３の例示的な構成を示すブロック図である。
【図１５】（シート１６／２８シート）図１３の例示的な構成のブロック図であり、信号経路は、超音波トランスデューサアレイ内の２つ以上の超音波トランスデューサ素子を同時に駆動するためのマルチプレクサを有する。
【図１６】（シート１７／２８シート）図１４の例示的な構成のブロック図であり、信号経路は、超音波トランスデューサアレイ内の２つ以上の超音波トランスデューサ素子を同時に駆動するためのマルチプレクサを有する。
【図１７】（シート１８／２８シート）図１３の例示的な構成のブロック図であり、信号経路は、Ｎ個の超音波トランスデューサアレイと共に動作するように構成されている。
【図１８】（シート１９／２８シート）図１４の例示的な構成のブロック図であり、信号経路は、Ｎ個の超音波トランスデューサアレイと共に動作するように構成されている。
【図１９】（シート２０／２８シート）図１３の例示的な構成のブロック図であり、信号経路は、Ｎ個の超音波トランスデューサアレイと共に動作するように構成され、信号経路は、超音波トランスデューサアレイ内の２つ以上の超音波トランスデューサ素子を同時に駆動するためのマルチプレクサを有する。
【図２０】（シート２１／２８シート）図１４の例示的な構成のブロック図であり、信号経路は、Ｎ個の超音波トランスデューサアレイと共に動作するように構成され、信号経路は、超音波トランスデューサアレイ内の２つ以上の超音波トランスデューサ素子を同時に駆動するためのマルチプレクサを有する。
【図２１】（シート２２／２８シート）図１３の例示的な構成のブロック図であり、信号経路は、腹部（３．５ＭＨｚ）、経直腸（６．５ＭＨｚ）、および超高分解能経直腸（２１ＭＨｚ）超音波トランスデューサアレイと共に動作するように構成されている。
【図２２】（シート２３／２８シート）図１４の例示的な構成のブロック図であり、信号経路は、腹部（３．５ＭＨｚ）、経直腸（６．５ＭＨｚ）、および超高分解能経直腸（２１ＭＨｚ）超音波トランスデューサアレイと共に動作するように構成されている。
【図２３】（シート２４／２８シート）図１３の例示的な構成のブロック図であり、信号経路は、腹部（３．５ＭＨｚ）、経直腸（６．５ＭＨｚ）、および超高分解能経直腸（２１ＭＨｚ）超音波トランスデューサアレイと共に動作するように構成され、信号経路は、超音波トランスデューサアレイ内の２つ以上の超音波トランスデューサ素子を同時に駆動するためのマルチプレクサを有する。
【図２４】（シート２５／２８シート）図１４の例示的な構成のブロック図であり、信号経路は、腹部（３．５ＭＨｚ）、経直腸（６．５ＭＨｚ）、および超高分解能経直腸（２１ＭＨｚ）超音波トランスデューサアレイと共に動作するように構成され、信号経路は、超高分解能超音波トランスデューサアレイ内の２つ以上の超音波トランスデューサ素子を同時に駆動するためのマルチプレクサを有する。
【図２５Ａ】（シート２６／２８シート）信号経路およびその関連するデータ帯域幅要件、チャネルボード間のデータ帯域幅要件、信号処理経路のビーム形成器制御ボード、ならびに超音波撮像デバイスの処理デバイスの例示的な構成のブロック図である。
【図２５Ｂ】（シート２７／２８シート）信号経路およびその関連するデータ帯域幅要件、チャネルボード間のデータ帯域幅要件、信号処理経路のビーム形成器制御ボード、ならびに超音波撮像デバイスの処理デバイスの代替の構成のブロック図である。
【図２６】（シート２８／２８シート）超音波撮像デバイスに使用される信号処理経路の例示的な構成のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面は必ずしも縮尺どおりに示されるものではなく、仮想線、図式表現、および部分図で図示される場合がある。場合によっては、実施形態の理解に不要な詳細（および／または他の詳細の把握を困難にするような詳細）が省略される場合がある。
【００１４】
対応する参照文字は、図面のいくつかの図を通して対応する構成要素を示す。いくつかの図中の要素は、簡潔さおよび明瞭性のために図示されており、縮尺どおりに示されていない。様々な開示される実施形態を理解しやすくするため、図中の要素のいくつかの寸法は、他の要素に対して誇張されている場合がある。さらに、本開示の様々な実施形態の図をなるべく遮らないようにするために、商業的に実行可能な実施形態において有用または必要である、一般的ではあるが十分理解されている要素は、図示していないことが多い。
【００１５】
以下の発明を実施するための形態は単に例示的なものであり、説明される実施形態または説明される実施形態の適用および用途を限定することを意図するものではない。使用される場合、「例示的（ｅｘｅｍｐｌａｒｙ）」または「例示（ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｖｅ）」の語は、「例（ｅｘａｍｐｌｅ）、実例（ｉｎｓｔａｎｃｅ）、または図示（ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ）としての機能を果たすこと」を意味する。「例示的」または「例示」として本明細書で説明するあらゆる実施は、必ずしも、他の実施よりも好ましいまたは有利であるとして解釈されるものではない。以下に説明する実施はすべて、当業者が本開示の実施形態を製作または使用できるように提供する例示的な実施であり、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。本開示の範囲は、特許請求の範囲によって定義される。上記の技術分野、背景技術、概要、または以下の発明を実施するための形態に提示された、いかなる明示または暗示された理論にも制約されることを意図するものではない。添付の図面に図示され、以下の明細書に説明されるデバイスおよび処理は、単に例示的な、添付の特許請求の範囲に定義される、実施形態（実施例）、態様および／または概念であることもまた理解されるべきである。よって、開示される実施形態に関連する寸法および他の物理特性は、特許請求の範囲が明示的に別段の規定をしない限り、限定するものとしてみなされるべきではない。「少なくとも１つの（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ）」は、「１つの（ａ）」と同等である。図面に関して、態様（構成、例、変更、修正、選択肢、変形形態、実施形態、およびそれらの任意の均等物）を説明する。当然のことながら、本発明は、特許請求の範囲によって提供される主題に限定されるのであり、かつ本発明は、図示および説明される特定の態様に限定されない。
【００１６】
当業者は、送信、受信、および制御経路が、アナログおよび／またはデジタル電子的構成要素を含む電子回路内の信号処理経路であることを理解している。電子的構成要素は、集積回路、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ならびに他の既知のアナログおよび／またはデジタル電子的構成要素であってもよい。ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、および他の電子的構成要素は、交換可能であってもよいことが理解される。また、それらの構成要素は、ソフトウェアの制御下で、またはソフトウェアと協働して動作してもよい。
【００１７】
当業者は、超音波トランスデューサアレイが超音波素子のアレイからなることを理解するであろう。超音波トランスデューサアレイは、超音波トランスデューサ素子アレイと等価である。また、当業者は、超音波プローブが超音波トランスデューサアレイを含むことを理解している。
【００１８】
ここで図１を参照すると、超音波撮像デバイス１０００のための信号処理経路１００が示されている。信号処理経路１００は、接続された超音波トランスデューサアレイ１０３への、および接続された超音波トランスデューサアレイ１０３からの信号を送信、受信、処理、および制御するように構成されている。
【００１９】
図１の信号処理経路１００は、送信経路１０６と、受信経路１０８と、制御経路１１０と、を有する。信号処理経路１００は、１ＭＨｚ〜４０ＭＨｚ（境界値を含む）の周波数範囲および−８０Ｖ〜＋８０Ｖ（境界値を含む）の電圧範囲で動作するように構成されている。
【００２０】
信号処理経路１００の送信経路１０６は、少なくとも部分的に超音波トランスデューサアレイ１０３への信号を準備および送信するように構成されている。これは、送信信号を（少なくとも部分的に）ビーム形成することと、送信信号をデジタル形式からアナログ形式に変換することと、超音波トランスデューサアレイ１０３への送信信号をパルス化することと、を含むことができるが、これらに限定されない。
【００２１】
信号処理経路１００の受信経路１０８は、超音波トランスデューサアレイ１０３から信号を受信し、データ処理デバイスに送信するために信号を準備するように構成されている。これは、受信される信号をフィルタリングすることと、受信される信号を増幅することと、受信される信号からノイズを除去することと、受信される信号を（少なくとも部分的に）ビーム形成することと、受信される信号をデジタル化することと、を含むことができるが、これらに限定されない。
【００２２】
信号処理経路１００の制御経路１１０は、送信経路１０６および受信経路１０８を制御するように構成されている。例えば、制御経路１１０は、信号経路が送信経路１０６を介して信号を送信するように、または受信経路１０８から信号を受信するように指示するように構成されてもよい。制御経路はまた、送信される信号または受信される信号をそれぞれ少なくとも部分的に形成するように、送信ビーム形成器および受信ビーム形成器に指示してもよい。
【００２３】
図１に示される例では、信号処理経路１００は、超音波トランスデューサアレイ１０３に通信可能に接続されている。超音波トランスデューサアレイは、少なくとも部分的に１ＭＨｚ〜４０ＭＨｚの範囲で超音波信号を送信および受信するように構成されている。
【００２４】
いくつかの実施形態では、信号処理経路１００は、市販の超音波トランスデューサアレイと共に動作するように構成されている。市販の超音波トランスデューサアレイの例として、ＦＵＪＩＦＩＬＭ  ＶＩＳＵＡＬＳＯＮＩＣＳ  ＭＸ  ＵＬＴＲＡ−ＨＩＧＨ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ  ＬＩＮＥＡＲ  ＡＲＲＡＹ  ＴＲＡＮＳＤＵＣＥＲＳ、サイドファイア超高分解能経直腸超音波トランスデューサアレイ、エンドファイア経直腸超音波トランスデューサアレイ、および湾曲線形腹部トランスデューサアレイが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２５】
しかしながら、当業者は、信号処理経路１００がまた、他の種類の超音波トランスデューサアレイと共に使用してもよいことを理解するであろう。例えば、信号処理経路１００はまた、とりわけ、フェーズドトランスデューサアレイ、２Ｄアレイトランスデューサ、および１．５Ｄアレイトランスデューサとも共に動作するように構成されてもよい。さらに、信号処理経路１００はまた、特注または独自の超音波トランスデューサアレイとも共に使用されてもよい。
【００２６】
信号処理経路１００は、全体としてまたは部分的に１ＭＨｚ〜４０ＭＨｚの範囲（境界値を含む）で動作する、超音波トランスデューサアレイからの信号を送信、受信、および処理するように構成されている。例示的な実施形態では、信号処理経路１００は、低周波数（約３．５ＭＨｚを中心とする）、中周波数（約６．５ＭＨｚを中心とする）、および超高周波数（約２１ＭＨＺ以上を中心とする）の超音波信号を使用してスキャンするように構成されている、超音波トランスデューサアレイ１０３と共に動作するように構成されている。
【００２７】
１ＭＨｚ〜４０ＭＨｚの周波数範囲内で信号を送信、受信、および処理する能力により、同じ信号処理経路１００を人体内の大きい対象物と小さい対象物との両方をスキャンするために使用することが可能になる。すなわち、本開示の信号処理経路を有する超音波撮像デバイスは、超音波撮像デバイスのシステムボードを交換する必要なしに、様々な超音波トランスデューサアレイと共に使用可能となることになる。
【００２８】
例えば、ヒトの腹腔内の腎臓とヒトの前立腺内の構造体との両方をスキャンするために同じ信号経路１００を使用することができる。構造体の例としては、大きさが５ｍｍ未満のヒトの前立腺の中の病変が挙げられるが、これに限定されない。
【００２９】
図１に示される例では、超音波トランスデューサアレイ１０３は、低周波数、高周波数、または超高周波数の超音波トランスデューサアレイのうちのいずれか１つであってもよい。これらの超音波トランスデューサアレイは、信号処理経路１００と互換的に使用されてもよい。例えば、低周波数の超音波トランスデューサアレイ（例えば、３．５ＭＨｚを中心とする送信周波数を有し、１２８個の超音波トランスデューサ素子を有する湾曲した線形腹部トランスデューサアレイ）が、腹部の広域スキャンを提供するために使用されてもよい。オペレータは、次いで、前立腺および膀胱のより詳細なスキャンを得るために、低周波数の超音波トランスデューサを中周波数の超音波トランスデューサ（例えば、約６．５ＭＨｚを中心とする送信周波数を有し、１２８個のトランスデューサ素子を有するエンドファイア経直腸超音波トランスデューサ）と交換してもよい。
【００３０】
別の実施形態では、超音波トランスデューサアレイ１０３は、信号処理経路１００の周波数および電圧の範囲全体において、信号を送信および受信する能力を有してもよい。すなわち、１ＭＨｚ〜４０ＭＨｚの範囲でスキャンすることができる単一の超音波トランスデューサアレイ１０３も使用することができる。
【００３１】
当業者は、超音波トランスデューサアレイ１０３を通して信号を送信するのに必要な電圧範囲は、超音波トランスデューサアレイ１０３の周波数範囲に比例することを理解するであろう。すなわち、低周波数の超音波トランスデューサアレイを駆動することは、より高周波数の超音波トランスデューサアレイと比較した場合、より高い電圧を必要とする。例えば、３．５ＭＨｚの周波数範囲を中心とする腹部超音波トランスデューサは、信号がおよそ−８０Ｖ〜＋８０Ｖの電圧範囲を有することを必要とする場合がある。超高周波数の超音波トランスデューサアレイは、信号が著しく低い電圧範囲を有することを必要とする場合がある。例えば、２１ＭＨｚの周波数範囲内に中心がある超高分解能経直腸超音波トランスデューサは、信号がおよそ−２０Ｖ〜＋２０Ｖの電圧範囲を有することを必要とする場合がある。
【００３２】
信号処理経路１００は、この広範囲の電圧を扱うように構成されている。いくつかの例示的な実施形態では、信号経路１００で使用される構成要素は、必要とされる周波数の範囲および電圧の範囲を扱うことができるように選択される。他の実施形態では、信号経路はまた、過電流状況を管理するための電力監視サブシステムも含む場合がある。
【００３３】
例えば、図１に示される例では、信号処理経路は、広範囲の超音波トランスデューサアレイを扱うように構成されている。これらは、腹部超音波トランスデューサアレイ（３．５ＭＨｚを中心とする）と、エンドファイア経直腸超音波トランスデューサアレイ（６．５ＭＨｚを中心とする）と、超高分解能サイドファイア経直腸超音波トランスデューサアレイ（２１ＭＨｚを中心とする）と、を含むことができるが、これらに限定されない。図１に示される例では、信号経路１００およびその関連する構成要素は、１ＭＨｚ〜４０ＭＨｚの超音波トランスデューサアレイ１０３を動作させるのに必要な広い電圧範囲を扱うように構成されている。この例示的な実施形態では、信号経路１００およびその関連する構成要素は、少なくとも−８０Ｖ〜＋８０Ｖ（境界値を含む）の電圧範囲を扱うように構成されている。
【００３４】
信号処理経路１００は、使用することができる様々な超音波トランスデューサアレイとインピーダンス整合するように、さらに構成されている。異なる中心周波数で動作するトランスデューサアレイ１０３内の素子は、異なる特性インピーダンスを有することが知られている。例えば、低周波数の超音波トランスデューサアレイは、より高周波数の超音波トランスデューサアレイと比較したとき、比較的高いインピーダンスを有することになる。送信経路１０６および受信経路１０８は、システムで使用される超音波トランスデューサアレイ１０３の異なる特性インピーダンスに対応するように構成されている。当業者は、様々なインピーダンス整合の解決策は、感度、分解能、および／または帯域幅、あるいは送信または受信される信号に関連する他の要因を代償とする場合があることを理解するであろう。
【００３５】
信号処理経路１００はまた、データ処理デバイスにも通信可能に接続されている。例示的な実施形態では、データ処理デバイスは、超音波撮像デバイス１０００で使用するために設計された任意の処理デバイスであってもよい。処理デバイスは、例えば、信号経路１００を介して超音波トランスデューサアレイ１０３から収集されたデータから人間が使用可能な画像および動画を生成するように構成されてもよい。データ処理デバイスはまた、未加工の未処理データを別のインターフェースでさらに処理するために複製またはシャントすることもできる場合がある。
【００３６】
別の例では、データ処理デバイスは、汎用コンピュータ（ＰＣ）であってもよい。ＰＣの例としては、以下の仕様、すなわち、ＩＮＴＥＬ  ＣＯＲＥ  ｉ７プロセッサ、１６ＧＢのランダムアクセスメモリ、ＷｉＦｉ、１Ｇｂｐｓイーサネット、ＵＳＢ３．０ポート、およびハードドライブまたはソリッドステートドライブなどの大容量記憶デバイスを有する汎用コンピュータが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３７】
信号処理経路１００は、ＰＣへと接続することができる周辺デバイス、拡張カード、またはドーターボードの上に構成されてもよい。接続は、外部接続（例えば、ＵＳＢ３．０、ＴＨＵＮＤＥＲＢＯＬＴなど）、ＰＣへの内部接続（例えば、拡張スロットもしくはバスを介して）、または超音波撮像デバイスのマザーボード上に直接集積された集積回路のうちのいずれか１つであってもよい。
【００３８】
ここで図２Ａを参照すると、図１の例示的な実施形態を示すブロック図が示されている。この例示的な構成では、信号処理経路は、送信および受信スイッチ２１４を有する。送信および受信スイッチ２１４は、送信経路１０６と受信経路１０８とを切り替えるために提供される。この例では、送信および受信スイッチ２１４は、制御経路によって制御される。超音波トランスデューサアレイ１０３からの信号を送信することが所望される場合、送信および受信スイッチ２１４は、送信経路１０６を作動させるように、制御経路１１０を介して命令される。同様に、超音波トランスデューサアレイ１０３から信号を受信することが所望される場合、送信および受信スイッチ２１４は、受信経路１０８を作動させるように、制御経路１１０を介して命令される。
【００３９】
送信／受信スイッチ２１４の商業的な例としては、ＴＥＸＡＳ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ  ＴＸ８１０プログラマブル送信／受信スイッチ、およびＭＩＣＲＯＣＨＩＰ  ＭＤ０１０５高電圧保護送信／受信スイッチが挙げられるが、これらに限定されない。当業者は、本開示の範囲から逸脱することなく他の好適な送信／受信スイッチを使用できることを理解するであろう。
【００４０】
図２Ａに提供される例では、送信経路１０６は、パルサ２０２と、送信ビーム形成器２００と、を含む。
【００４１】
送信ビーム形成器２００は、他のものの中でもとりわけ、超音波トランスデューサアレイ１０３内の超音波トランスデューサ素子に印加されることになる送信信号を、少なくとも部分的に生成するように構成されている。
【００４２】
送信ビーム形成器を介して超音波トランスデューサアレイ１０３への送信信号を調整することによって、送信信号を所望の場所に向かって方向付けることができることが知られている。すなわち、送信ビーム形成器を使用して、スキャン深度、Ｆ値、およびステアリング角など（ただし、これに限定されない）、送信信号の特性を、調整することができる。送信ビーム形成器２００は、送信信号をトランスデューサアレイからの特定された方向および深さで集束することができるように波形を調整する。非限定的な例として、超音波波面を１５ｍｍの深さの小さい領域に方向付けるために、送信信号を特異的に遅延させ、かつ／またはアポダイズすることができる。
【００４３】
パルサ２０２は、送信信号の電圧が超音波トランスデューサアレイ１０３内の超音波トランスデューサを適切に駆動することができるように、波形の電圧範囲を調整するように構成されている。例えば、パルサ２０２は、ビーム形成された信号を腹部超音波トランスデューサアレイと共に使用することができるように、ビーム形成された送信信号の電圧範囲を＋／−８０Ｖへと高めてもよい。当業者はまた、パルサ２０２が、送信経路１０６内の各チャネルに対して提供されることも理解するであろう。
【００４４】
ビーム形成された送信信号が超音波トランスデューサアレイ１０３から送信されると、制御信号は、制御経路１１０を介して、受信経路１０８へと切り替えるように、送信および受信スイッチ２１４に指示する。撮像されている組織からの信号は、組織内の音速に基づいて超音波トランスデューサアレイ１０３に反射して戻される。反射された信号は、超音波トランスデューサアレイ１０３によって受信され、次いで処理のために受信経路１０８へと送信される。
【００４５】
図２Ａに提供される例では、受信経路は、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）２１２と、可変利得増幅器（ＶＧＡ）２０８と、アンチエイリアシングフィルタ（ＡＡＦ）２１０と、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）２０６と、を含む。当業者は、これらのデバイスが、さらなる処理のために超音波トランスデューサアレイから受信された信号を変換し、クリーンにし、かつ増幅するように構成されていることを理解するであろう。当業者はまた、これらのデバイスが、受信経路１０８内の各チャネルに対して提供されることになることも理解するであろう。
【００４６】
ここで図２Ｂを参照すると、示される例では、ＬＮＡ２１２、ＶＧＡ２０８、ＡＡＦ２１０、およびＡＤＣ２０６は、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）の中へと集積されてもよい。このＡＦＥは、ＬＮＡ２１２、ＶＧＡ２０８、ＡＡＦ２１０、およびＡＤＣ２０６の機能性を有する集積回路であってもよい。
【００４７】
図２Ａに提供される例では、受信経路１０８は、受信ビーム形成器２０４をさらに含む。受信ビーム形成器２０４は、少なくとも部分的に受信される信号を処理する（またはビーム形成する）ように構成されている。これは、受信される信号を特異的に遅延させること、アポダイズすること、および合算すること（ただし、これに限定されない）の任意の組み合わせを含むことができる。
【００４８】
別の実施形態では、受信ビーム形成器は、ビーム形成をＰＣ、ＧＰＵ、および／またはデータプロセッサ上で完了することができるように、受信される信号を合算しない。また、受信ビーム形成器は、任意選択で受信される信号を遅延させず、かつ／またはアポダイズしない。
【００４９】
受信される信号が受信ビーム形成器２０４によって処理されると、信号は、データバスを介して追加的な処理のためにデータ処理デバイスへと送信される。
【００５０】
当然のことながら、一般に、超音波トランスデューサアレイ１０３内の各超音波トランスデューサ素子は、信号処理経路１００内に関連するチャネルを有する。すなわち、信号処理経路１００は、一般に、超音波トランスデューサアレイ１０３内の超音波トランスデューサ素子と同数のチャネルを有する。例えば、６４個の超音波トランスデューサ素子を有する超音波トランスデューサアレイと共に動作するために、信号処理経路１００は、６４個のチャネルを有するべきである。
【００５１】
超音波スキャンデバイスのスキャン視野（ＦＯＶ）は、少なくとも部分的には超音波トランスデューサアレイ１０３の素子の数に比例することが、さらに理解される。したがって、信号処理経路１００は、スキャンされている対象物に対して使用可能な視野を維持するのに十分な数のチャネルを有するべきである。例えば、ヒトの前立腺の場合、１２８個のチャネルを有する信号処理経路１００が、経直腸超音波トランスデューサアレイ１０３のための使用可能な視野をスキャンおよび維持するために、湾曲した線形エンドファイア６．５ＭＨｚトランスデューサにとって十分であることが分かった。当業者は、異なる中心周波数で動作するトランスデューサが、より少ないかまたは追加のチャネルを必要とする場合があることを理解するであろう。例えば、２１ＭＨｚのサイドファイアトランスデューサは、使用可能な視野を維持するために、追加のチャネルを必要とする場合がある。使用可能な視野が経直腸前立腺検査のためのものである非限定的な例では、信号処理経路は、例えば、５１２個のチャネルを必要とする場合がある。
【００５２】
一般に、超音波トランスデューサアレイ１０３の分解能は、超音波トランスデューサアレイ１０３のスキャン周波数に関連している。すなわち、スキャン周波数が高いほど、分解能が高い。しかしながら、超音波トランスデューサアレイ１０３に対するＦＯＶは、スキャン周波数が増加するにつれて小さくなるという代償を払う。より高周波数の超音波トランスデューサアレイ１０３の視野を広げるための１つの考えられる方法は、送信している超音波トランスデューサ素子の数を増加させることである。
【００５３】
超音波トランスデューサアレイ１０３内で駆動されている超音波トランスデューサ素子の数を増加させる１つの方法は、信号処理経路１００内のチャネルの数を増加させることである。これは、一般に、チャネルが超音波トランスデューサ素子アレイ１０３内の対応する超音波トランスデューサ素子に割り当てられているためである。
【００５４】
しかしながら、コスト、スペース、電力、または他の制限のために、所望の分解能を達成するために十分な数のチャネルを信号処理経路１００に提供することは可能ではない場合がある。これらの状況では、ＦＯＶを大きくするために、信号処理経路チャネルごとに駆動される超音波トランスデューサ素子の数を増加させるという他の方法を企図することができる。例えば、例示的な実施形態では、信号処理経路１００に存在するチャネルよりも多くの超音波トランスデューサ素子を駆動するためにトランスデューサ素子マルチプレクサ３００を使用することができる。
【００５５】
ここで図１および図２Ａのそれぞれの実施形態である図３および図４を参照すると、少なくとも部分的に信号処理経路１００内に存在するチャネルよりも多くの超音波トランスデューサ素子を駆動する問題を軽減するために、トランスデューサ素子マルチプレクサ３００が信号経路１００上に提供される。
【００５６】
トランスデューサ素子マルチプレクサ３００は、超音波トランスデューサ素子アレイ１０３内の２つ以上の超音波トランスデューサ素子を信号経路１００内の各チャネルに対して駆動することを可能にする。これにより、信号経路１００内のチャネル数を増加させる必要なく、所望の分解能を維持しながら、超音波トランスデューサアレイ１０３に対するＦＯＶの増加が可能になる。
【００５７】
マルチプレクサ３００は、アレイに沿った異なる空間位置からの素子を使用してラインを取得することができるように、超音波画像の中の各超音波ライン間でどの素子がアクティブであるかを切り替える。例えば、撮像視野の左端部のラインについては、その端部に最も近い素子が選択される場合があり、一方で撮像視野の右端部のラインについては、その端部に最も近い素子が選択される場合がある。取得されているラインに近い素子を使用することは、ビームステアリングに起因するアーチファクトおよび信号損失を回避するのに有用であり、より大きいＦＯＶを捕捉することを可能にする。これは、Ｎ個の超音波トランスデューサ素子アレイを互いに並べて積み重ね、各々に別々に画像を生成し、次いでそれらの画像を組み合わせることと等価である。
【００５８】
２つ以上の超音波トランスデューサ素子を同時に駆動するという状況では、同時にとは、取得のフレームレートに実質的な影響を与えることなく、１つの超音波画像取得期間内に個々の超音波トランスデューサ素子または超音波トランスデューサ素子のグループを切り替える能力を指す。
【００５９】
図３および図４に示される例では、トランスデューサ素子マルチプレクサ３００は、信号処理経路１００のチャネルを通して送信されている送信信号を少なくとも部分的に選択する。次に、これらの複製された信号は、超音波トランスデューサ素子アレイ１０３内の超音波トランスデューサ素子に送信される。すなわち、超音波トランスデューサアレイ１０３内の２つ以上の超音波トランスデューサ素子を作動させるために、信号処理経路１００の単一のチャネルを通して送信された信号を使用してもよい。
【００６０】
反射された信号が受信されると、トランスデューサ素子マルチプレクサ３００は、選択される反射された信号を信号処理経路１００内の単一のチャネルに送ることができるように、少なくとも部分的に個々のトランスデューサ素子の組のうちの１つからの反射された信号を選択してもまたよい。
【００６１】
例えば、いくつかの例では、超高分解能経直腸超音波トランスデューサアレイのために使用可能な視野を維持するために、４：１トランスデューサ素子マルチプレクサ３００を使用してもよい。信号経路１００が１２８個のチャネルを有する場合、４：１トランスデューサ素子マルチプレクサ３００は、超高分解能経直腸超音波トランスデューサアレイ内の５１２（１２８×４）個の超音波トランスデューサ素子を駆動することができることになる。同様に、超高分解能経直腸超音波トランスデューサアレイ内の５１２個の超音波トランスデューサ素子が反射された信号を受信するとき、４：１トランスデューサ素子マルチプレクサ３００は、１２８個の素子のグループで、５１２個の個々のトランスデューサ素子から受信されるデータを選択して、信号処理経路１００の１２８個のチャネルを介して送信するための１２８個の信号（５１２÷４）とするように構成される。
【００６２】
別の例では、トランスデューサ素子マルチプレクサ３００は、選択可能なマルチプレクサを可能にする場合がある。例えば、トランスデューサ素子マルチプレクサ３００は、信号処理経路１００内の各チャネルに対して４個、３個、または２個の超音波トランスデューサ素子（例えば、選択可能な４：１、３：１、および２：１トランスデューサ素子マルチプレクサ）を選択可能に駆動できるようにする場合がある。これにより、超音波トランスデューサアレイ１０３に対して複数の視野が可能になることになる。
【００６３】
ここで図５、図６、図７、および図８を参照すると、いくつかの実施形態では、信号処理経路１００は、２つ以上の超音波トランスデューサアレイ１０３と共に動作可能である。これらの実施形態では、トランスデューサスイッチ４００が提供される。トランスデューサスイッチ４００は、複数の超音波トランスデューサアレイ１０３を選択可能に切り替えるように構成されている。
【００６４】
いくつかの例では、超音波撮像デバイス１０００は、制御経路１１０を介して、スキャンされる対象物の寸法に基づいて適切な超音波トランスデューサアレイ１０３を自動的に選択してもよい。例えば、ユーザが生検のための標的前立腺構造に対するスキャンパラメータを選択した場合、超音波撮像デバイス１０００は、生検のための標的前立腺構造のスキャンに適切な超高分解能超音波トランスデューサアレイ１０３に切り替えるように、制御経路１１０を介してトランスデューサスイッチ４００へとコマンドを発することになる。生検のための標的前立腺構造の例としては、５ｍｍより小さい前立腺における病変が挙げられるが、これに限定されない。
【００６５】
あるいは、トランスデューサスイッチ４００は、手動スイッチであってもよく、それによってユーザはどの超音波トランスデューサアレイ１０３を使用するかを手動で選択することができる。
【００６６】
さらに別の例では、トランスデューサスイッチ４００は、ユーザが必要に応じて超音波トランスデューサアレイ１０３を抜き差しすることを可能にするホットスワップ機構の一部であってもよい。これにより、異なる超音波トランスデューサアレイ１０３を同じ信号処理経路１００で使用することが可能になる。例えば、図５〜図１２に示される実施形態では、取り付けられた超音波トランスデューサアレイ１０３、７００、７０２、７０４は、トランスデューサＩＤを使用して識別されてもよい。トランスデューサＩＤを有する超音波トランスデューサアレイがホットスワップシステムへと挿入されると、トランスデューサスイッチ４００は、超音波撮像システム１０００で使用するために超音波トランスデューサアレイ１０３を初期化することができる。
【００６７】
別の例示的な実施形態では、トランスデューサスイッチ４００は、超音波トランスデューサアレイ１０３の各々のためにコネクタを有してもよい。トランスデューサスイッチ４００はまた、システムが１つ以上の超音波トランスデューサアレイ１０３を切り替えることを可能にするために、１つ以上のラッチングリレーも含んでもよい。ラッチングリレー（およびデジタル信号のための他のソリッドステートスイッチ）の制御は、制御経路を通すことになる。
【００６８】
超音波トランスデューサアレイ１０３（各々がそれぞれの電圧および周波数の範囲を有する）は、信号処理経路１００の周波数および電圧の範囲内で動作するべきであることは明らかであるはずである。いくつかの実施形態では、超音波撮像デバイス１０００は、信号処理経路１００と適合しない超音波トランスデューサアレイ１０３が取り付けられているときに警告を発することになる。この警告は、誤って挿入された超音波トランスデューサアレイについてユーザに警告することを含むことができるが、これに限定されない。
【００６９】
ここで図９、図１０、図１１、および図１２を参照すると、これらの図は、本明細書に記載の特徴の組み合わせを有する様々な信号経路１００を示している。
【００７０】
典型的には、個々の超音波トランスデューサアレイ１０３は、それらの周波数スキャン範囲において制限されている。例えば、ヒトの腹腔の大きい部分をスキャンするように構成された超音波トランスデューサアレイ１０３（すなわち、腹部超音波トランスデューサアレイ）は、一般に、３．５ＭＨｚの範囲で動作する。特定の臓器または臓器の一部などのより小さい対象物をスキャンすることは、より高周波数の超音波トランスデューサアレイを必要とする。例えば、ヒトの前立腺をスキャンすることは、典型的には、６．５ＭＨｚの範囲で典型的に動作する経直腸超音波トランスデューサを必要とする。ヒトの前立腺内の構造的詳細（例えば、尿道、射精管、５ｍｍより小さい病変）を見るためには、２１ＭＨｚ範囲で動作する超高周波数の経直腸超音波トランスデューサが必要とされる場合がある。
【００７１】
信号経路１００は、１ＭＨｚ〜４０ＭＨｚの範囲の送信周波数および＋／−８０Ｖの電圧範囲を有する、超音波トランスデューサアレイ１０３と共に動作可能であるように構成されている。この周波数範囲は、腹部超音波トランスデューサアレイ、経直腸超音波トランスデューサアレイ、および超高周波数の経直腸超音波トランスデューサアレイの任意の組み合わせの周波数範囲を含む。
【００７２】
ここで図１３および図１４を参照すると、図１および図２Ａの代替の実施形態が示されている。これらの例では、信号処理経路１００は、チャネルボード１０２と、ビーム形成器制御ボード１０４と、を備える。すなわち、図１および図２Ａの送信経路１０６および受信経路１０８の両方と制御経路１１０とが、少なくとも部分的に、チャネルボード１０２およびビーム形成器制御ボード１０４の上に実装されている。
【００７３】
チャネルボード１０２は、超音波トランスデューサアレイ１０３への送信信号を生成するように構成されている。次いで、これらの信号は、超音波トランスデューサアレイ１０３によって身体を超音波スキャンするために使用される。例として、超音波トランスデューサアレイ１０３へと送信される信号は、電気信号からアナログの超音波信号に変換され、超音波信号は身体に送信される。
【００７４】
チャネルボード１０２はまた、超音波トランスデューサアレイ１０３からスキャンされたデータを受信するように構成されている。例として、超音波トランスデューサアレイ１０３は、反射される超音波信号を受信または取得する。次いで、これらの超音波信号は電気信号に変換され、次いで、電気信号は制御ボードに送信される。その後、制御ボードは、受信される信号を少なくとも部分的に処理する。処理された受信される信号は、次いで、さらなる処理のためにビーム形成器制御ボード１０４に送信される。
【００７５】
超音波撮像デバイス１０００は、２つ以上のチャネルボード１０２を有することができる。空間、熱、帯域幅、または他の考慮事項は、超音波撮像デバイス１０００に対して２つ以上のチャネルボード１０２が提供されることを必要とすることがある。例示的な一実施形態では、１２８個のチャネルを有する信号経路１００は、２つの同一のチャネルボード１０２からできており、各チャネルボードは６４個のチャネルを有する。別の構成では、単一のチャネルボード１０２は、１２８個すべてのチャネルを含む場合がある。
【００７６】
図１３および図１４に示される実施形態では、ビーム形成器制御ボード１０４は、少なくとも部分的に超音波トランスデューサアレイ１０３に送信される信号と、超音波トランスデューサアレイ１０３から受信される信号と、の両方を処理するように構成されている。
【００７７】
いくつかの実施形態では、ビーム形成器制御ボードは、主なデータアップリンクをＰＣまたはデータプロセッサに提供する。ビーム形成器制御ボード１０４はまた、少なくとも部分的に受信される信号をＰＣまたはデータプロセッサに送信する前に処理してもよい。例えば、ビーム形成器制御ボード１０４は、受信される信号データを、ＰＣまたはデータプロセッサに送信する前に部分的に合算してもよい。
【００７８】
いくつかの実施形態では、制御経路１１０は、少なくとも部分的にチャネルボード１０２とビーム形成器制御ボード１０４との任意の組み合わせで実装されてもよい。図１３および図１４に提供される例では、データプロセッサからのコマンドは、ビーム形成器制御ボード１０４およびチャネルボード１０２を通して渡されてもよい。これらのコマンドは、適切な超音波トランスデューサアレイ１０３を選択すること、特定のビーム形成されたパターンを送信もしくは受信される信号に適用するようにビーム形成器制御ボード１０４に指示すること、またはトランスデューサマルチプレクサ３００を作動させて、超音波トランスデューサアレイ１０３に対するＦＯＶを変更することを含むことができるが、これらに限定されない。
【００７９】
ここで図１５および図１６を参照すると、信号処理チャネルよりも多くの超音波トランスデューサ素子を作動させるという問題を少なくとも部分的に軽減するために、トランスデューサ素子マルチプレクサ３００が信号経路１００上に提供されている。トランスデューサ素子マルチプレクサ３００は、図３および図４と同じ役割を有する。
【００８０】
前述のように、トランスデューサ素子マルチプレクサ３００は、超音波トランスデューサ素子アレイ１０３内の２つ以上の超音波トランスデューサ素子を信号経路１００内の各チャネルに対して作動させることを可能にする。これにより、所望の分解能を維持しながら、超音波トランスデューサアレイ１０３に対する視野を大きくすることが可能になる。
【００８１】
ここで図１７、図１８、図１９、および図２０を参照すると、いくつかの実施形態では、信号処理経路１００は、２つ以上の超音波トランスデューサアレイ１０３と共に動作可能である。これらの実施形態では、トランスデューサスイッチ４００が提供される。トランスデューサスイッチ４００は、２つ以上の超音波トランスデューサアレイ１０３を選択的に切り替えるように構成されている。トランスデューサスイッチ４００のこの役割は、図５、図６、図７、および図８について説明したものと同じである。
【００８２】
ここで図２１、図２２、図２３、および図２４を参照すると、これらの図は、前述の特徴の組み合わせを有する様々な信号経路１００を示している。なお、その組み合わせは、図９、図１０、図１１、および図１２で説明したものと同様であることが留意される。
【００８３】
以下のデータ帯域幅要件は、合算されていないかまたはビーム形成されていない受信ビーム形成器の実施形態には適用されない。
【００８４】
ここで図２５Ａを参照すると、１２８個のチャネルを有する例示的な信号処理経路１００のためのデータ帯域幅要件が提供されている。当業者は、信号処理経路１００に対するデータ帯域幅要件が、取られるサンプルの数、信号処理経路チャネルの数、および受信されるデータをデータプロセッサに向けて送信する前に実施されたビーム形成の量などの（ただし、これらに限定されない）、様々な要因に依存することを理解するであろう。
【００８５】
図２５Ａに提供される例では、チャネルボード１０２からビーム形成器ボード１０４までの間のデータ帯域幅要件は以下のように決定される。
【００８６】
各ラインに対して生成されるサンプル数は、次の式で与えられる。
【数１】
2019532724.tif 000003
【００８７】
この値がチャネルボード上のチャネル数にわたって部分的にビーム形成されている場合、最終的なビット数は次のようになる。
【数２】
2019532724.tif 000004
【００８８】
このデータは、最悪でもラインを取得するのにかかる時間（深度／速度）でビーム形成器制御ボードに送信されなければならない。したがって、データ転送速度は少なくとも次のようになる必要がある。
【数３】
2019532724.tif 000005
【００８９】
１６ビットの分解能で（元々、１２ビットであり、部分ビーム形成中に１６ビットに変換される）８０ＭＳＰＳのサンプリングレートを仮定すると、システムは少なくとも１．２８Ｇｂｐｓをサポートする必要がある。マルチラインビーム形成が必要とされるので、このレートは、Ｎマルチライン＝４を乗じなければならず、これは同時に受信されるラインの数であり、合計５．１２Ｇｂｐｓである。
【００９０】
ビーム形成器制御ボードとデータプロセッサ／ＰＣとの間のデータ帯域幅は、ビーム形成器制御ボードとチャネルボードとの間のデータ帯域幅より小さくてもよいことが留意されるべきである。これは、帯域幅要件を軽減するように受信される信号を圧縮することを含めて処理するように、ビーム形成器ボードを構成することができるためである。
【００９１】
ここで図２５Ｂを参照すると、１２８個のチャネルを有する代替の信号処理経路１００（図２５Ａと比較して）に対するデータ帯域幅要件が提供されている。当業者は、信号処理経路１００に対するデータ帯域幅要件が、取られるサンプルの数、信号処理経路チャネルの数、および受信されるデータをデータプロセッサに向けて送信する前に実施されたビーム形成の量など（ただし、これに限定されない）の、様々な要因に依存することになることを理解するであろう。
【００９２】
この実施形態では、図２５Ａと比較すると、かなりより多くの処理がデータプロセッサ／ＰＣによって実施される。この実施形態では、ビーム形成器制御ボードは、未加工データをデータプロセッサに直接送信する。次いで、データプロセッサは、図２５Ａではビーム形成器制御ボード上で実施されることになる変換および／または処理を実施する。データプロセッサに依存することによりビーム形成器制御ボードが単純化され、これはコストおよび／または電力節約につながる場合がある。さらに、データプロセッサをアップグレードすることにより、ビーム形成器制御ボードを交換する必要なしに、データ処理性能の改善がもたらされる場合がある。
【００９３】
ここで図２６を参照すると、本開示の信号制御経路１００を有する例示的な超音波撮像デバイス１０００が示されている。この例では、信号制御経路１００は、各々が６４個のチャネル（合計１２８個のチャネル）を有する２つのチャネル制御ボード１０３を有する。信号処理経路１００は、３つの超音波トランスデューサアレイ、すなわち腹部トランスデューサアレイ、経直腸超音波トランスデューサアレイ、および超高分解能超音波トランスデューサアレイを切り替え可能に動作可能であるように構成されている。この例では、経直腸超音波トランスデューサアレイ、および超高分解能超音波トランスデューサアレイはまた、生検ガイドも有する。超高分解能超音波トランスデューサアレイはまた、トランスデューサアレイの運動を追跡するための運動追跡装置も含む。当業者は、本開示の範囲から逸脱することなく、他のトランスデューサアレイ付属品を使用することができることを理解するであろう。
【００９４】
信号処理経路１００は、より大きい超音波撮像デバイス１０００の一部である。超音波撮像デバイス１０００は、信号処理経路１００を通して超音波トランスデューサアレイから超音波撮像データを取得および処理するように構成されている。この例では、コンピュータは、ユーザがユーザインターフェースパネルを通して超音波撮像データを取得および処理することを可能にするように構成されている。
【００９５】
信号処理経路１００は、より大きい超音波撮像デバイス１０００の一部になることが理解されるであろう。現在開示されているような信号処理経路１００を有する超音波撮像デバイス１０００を使用する方法の一例は、以下の工程を含むが、これらに限定されない。
ａ）ユーザインターフェース、スイッチ、または選択デバイスを介して、人体内の対象物をスキャンするために使用されることになる超音波トランスデューサアレイ１０３を選択する工程。
ｂ）選択された超音波トランスデューサアレイ１０３を作動させて、対象物に関するデータを取得する工程。
ｃ）対象物に関するデータを処理する工程。
ｄ）データを対人可読形式で提示する工程。
【００９６】
当然のことながら、本開示の範囲内になることになる超音波撮像デバイス１０００および信号処理経路１００を使用するための他の方法を企図することができる。例としては、未処理のデータを第２のインターフェースに出力すること、対人可読データをオフサイトの場所に送信すること、または対人可読データを印刷することが挙げられるが、これらに限定されない。
【００９７】
一例では、本書に開示されているような信号処理経路１００を有する超音波撮像デバイス１０００を使用する方法は以下のとおりである。超音波撮像デバイスのオペレータは、被験者の前立腺の位置を特定し、それを撮像するために、被験者の腹部をスキャンするための低周波数の超音波トランスデューサアレイ（３．５ＭＨｚ、腹部）を選択する。被験者の前立腺の位置が特定されると、経直腸超音波トランスデューサアレイ（６．５ＭＨｚ、ＴＲＵＳ）を選択して被験者の前立腺をスキャンし、前立腺の体積を測定し、かつ前立腺内のゾーンの位置を特定してもよい。例えば、経直腸超音波トランスデューサアレイ（６．５ＭＨｚ、ＴＲＵＳ）を使用して、系統的６カ所生検が実施されてもよい。
【００９８】
超高分解能の経直腸超音波トランスデューサアレイ（２１ＭＨｚ）は、５ｍｍより小さい前立腺内の位置を特定し、構造を識別するために選択されてもよい。この例では、医師は、標的生検サンプルを得るために、前立腺内の疑わしい領域に向かってニードルをガイドしてもよい。いくつかの例では、ニードルヘッドはまた、超高分解能の経直腸超音波トランスデューサアレイ（２１ＭＨｚ）によっても検出されてもよい。これは、生検を実施する人に、前立腺内の疑わしい領域に向かってニードルヘッドを少なくとも部分的にガイドするのを支援するうえで有用である。
【００９９】
以下の節は、装置の例のさらなる説明として提供される。以下の節のうちのいずれか１つ以上は、以下の節のうちの任意の別の１つ以上および／または任意の他の節の任意の小区分もしくは部分（複数可）および／または節の組み合わせおよび順列と組み合わせられてもよい。以下の節のうちのいずれか１つは、任意の他の節または任意の他の節のいずれかの部分と組み合わせる必要なしに、それ自体の利点に基づく場合がある。節１．本段落内のいずれかの節に記載の装置であって、超音波撮像デバイス１０００のための信号処理経路１００であって、信号処理経路１００が、超音波トランスデューサアレイ１０３に送信される信号を送信するように構成された送信経路１０６と、超音波トランスデューサアレイ１０３から受信される信号を受信するように構成された受信経路１０８と、送信される信号の送信および受信される信号の受信を制御するための制御経路１１０と、を備え、送信経路、受信経路、および制御経路が、１ＭＨｚ〜４０ＭＨｚ（境界値を含む）の周波数範囲および−８０Ｖ〜＋８０Ｖ（境界値を含む）の電圧範囲で動作するように構成されている、信号処理経路１００をさらに備える（所望される場合）、装置。節２．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、送信経路と受信経路とを切り替えるための送信／受信スイッチ２１４を備える、制御経路１１０と、送信される信号のタイミングおよび形状を制御するための送信ビーム形成器２００、ならびに送信される信号の電圧を調整するためのパルサ２０２、を備える、送信経路１０６と、少なくとも部分的に受信される信号を記憶および転送するための受信ビーム形成器２０４、受信される信号を変換するためのＡＤＣ（アナログ／デジタル変換器）２０６、受信される信号の選択された特性を増幅するためのＶＧＡ（可変利得増幅器）２０８、受信される信号のエイリアシングを防止し、かつノイズを制限するためのＡＡＦ（アンチエイリアシングフィルタ）２１０、ならびに受信される信号を増幅するためのＬＮＡ（低ノイズ増幅器）２１２、を備える、受信経路１０８と、をさらに備える、請求項１に記載の信号処理経路１００、をさらに備える（所望される場合）、装置。節３．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、送信経路内の各チャネルに対して駆動される超音波トランスデューサアレイ１０３内の１つ以上の超音波トランスデューサ素子を選択するように構成されたトランスデューサ素子マルチプレクサ３００をさらに備える、請求項１〜２のいずれか１つに記載の信号処理経路１００をさらに備える（所望される場合）、装置。節４．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、２つ以上の超音波トランスデューサアレイ１０３の間で切り替えるためのトランスデューサスイッチ４００をさらに備え、超音波トランスデューサアレイ１０３の各々が、信号処理経路１００の周波数サブレンジで動作するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１つに記載の信号処理経路１００をさらに備える（所望される場合）、装置。節５．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、超音波トランスデューサアレイ１０３が、２１ＭＨｚ（ＵＨＲ−ＴＲＵＳ）７００、６．５ＭＨｚ（ＴＲＵＳ）７０２、および３．５ＭＨｚ（腹部）７０４のうちのいずれか１つを中心とする周波数帯域を有する、請求項１〜４のいずれか１つに記載の信号処理経路１００をさらに備える（所望される場合）、装置。節６．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、超音波トランスデューサアレイ１０３が、ヒトの前立腺をスキャンするように構成された周波数帯域を有する、請求項１〜５のいずれか１つに記載の信号処理経路１００をさらに備える（所望される場合）、装置。節７．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、送信経路および受信経路が、１２８個のチャネルを有し、各チャネルが、超音波トランスデューサアレイ１０３の超音波トランスデューサ素子へ送信される信号を送信し、かつ超音波トランスデューサアレイ１０３の超音波トランスデューサ素子から受信される信号を受信するように構成されている、請求項１〜６のいずれか１つに記載の信号処理経路１００をさらに備える（所望される場合）、装置。節８．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、送信経路および受信経路が、ある数のチャネルを有し、チャネルの数が、ヒトの前立腺をスキャンするように動作可能な分解能を維持するように、最高周波数の超音波トランスデューサに比例する、請求項１〜６のいずれか１つに記載の信号処理経路をさらに備える（所望される場合）、装置。節９．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、トランスデューサ素子マルチプレクサ３００が、５１２個の超音波トランスデューサ素子を有する超音波トランスデューサアレイ１０３が１２８個のチャネルを有する送信経路によって駆動されるような、４：１マルチプレクサである、請求項３〜８のいずれか１つに記載の信号処理経路１００をさらに備える（所望される場合）、装置。節１０．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、受信ビーム形成器２０４がまた、少なくとも部分的に受信される信号を遅延させ、スケーリングし、かつ合算する、節２〜８のいずれか１つに記載の信号処理経路１００をさらに備える（所望される場合）、装置。節１１．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、信号処理経路１００が、超音波トランスデューサアレイ１０３に送信される信号を送信し、かつ超音波トランスデューサアレイ１０３から受信される信号を受信するように構成されたチャネルボード１０３と、チャネルボード１０３を制御するように構成されたビーム形成器制御ボード１０４と、を備え、チャネルボード１０３およびビーム形成器制御ボード１０４が、１ＭＨｚ〜４０ＭＨｚ（境界値を含む）の周波数範囲および−８０Ｖ〜＋８０Ｖ（境界値を含む）の電圧範囲で動作するように構成されている、超音波撮像デバイス１０００のための信号処理経路１００をさらに備える（所望される場合）、装置。節１２．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、チャネルボード１０３が、送信経路と受信経路とを切り替えるための送信／受信スイッチ２１４と、送信される信号のタイミングおよび形状を制御するための送信ビーム形成器２００と、送信される信号の電圧を調整するためのパルサ２０２と、少なくとも部分的に受信される信号を記憶および転送するための受信ビーム形成器２０４と、受信される信号を変換するためのＡＤＣ（アナログ／デジタル変換器）２０６と、受信される信号の選択された特性を増幅するためのＶＧＡ（可変利得増幅器）２０８と、受信される信号のエイリアシングを防止し、ノイズを制限するためのＡＡＦ（アンチエイリアシングフィルタ）２１０と、受信される信号を増幅するためのＬＮＡ（低ノイズ増幅器）２１２と、を備える、請求項１１に記載の信号処理経路１００をさらに備える（所望される場合）、装置。節１３．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、送信経路内の各チャネルに対して駆動される超音波トランスデューサアレイ１０３内の１つ以上の超音波トランスデューサ素子を選択するために構成されたトランスデューサ素子マルチプレクサ３００をさらに備える、請求項１１〜１２のいずれか１つに記載の信号処理経路１００をさらに備える（所望される場合）、装置。節１４．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、２つ以上の超音波トランスデューサアレイ１０３の間で切り替えるためのトランスデューサスイッチ４００をさらに備え、超音波トランスデューサアレイ１０３の各々が、信号処理経路１００の周波数サブレンジ（ｕｂｒａｎｇｅ）で動作するように構成されている、請求項１１〜１３のいずれか１つに記載の信号処理経路１００をさらに備える（所望される場合）、装置。節１５．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、超音波トランスデューサアレイ１０３が、２１ＭＨｚ（ＵＨＲ−ＴＲＵＳ）７００、６．５ＭＨｚ（ＴＲＵＳ）７０２、および３．５ＭＨｚ（腹部）７０４のうちのいずれか１つを中心とする周波数帯域を有する、請求項１１〜１４のいずれか１つに記載の信号処理経路１００をさらに備える（所望される場合）、装置。節１６．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、超音波トランスデューサアレイ１０３が、ヒトの前立腺をスキャンするように構成された周波数帯域を有する、請求項１１〜１５のいずれか１つに記載の信号処理経路１００をさらに備える（所望される場合）、装置。節１７．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、送信経路および受信経路が、１２８個のチャネルを有し、各チャネルが、超音波トランスデューサアレイ１０３の超音波トランスデューサ素子に送信される信号を送信し、かつ超音波トランスデューサアレイ１０３の超音波トランスデューサ素子から受信される信号を受信するように構成されている、請求項１１〜１６のいずれか１つに記載の信号処理経路１００をさらに備える（所望される場合）、装置。節１８．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、送信経路および受信経路が、ある数のチャネルを有し、チャネルの数が、ヒトの前立腺をスキャンするように動作可能な分解能を維持するように、最高周波数の超音波トランスデューサに比例する、請求項１１〜１７のいずれか１つに記載の信号処理経路をさらに備える（所望される場合）、装置。節１９．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、トランスデューサ素子マルチプレクサ３００が、５１２個の超音波トランスデューサ素子を有する超音波トランスデューサアレイ１０３が１２８個のチャネルを有する送信経路によって駆動されるような、４：１マルチプレクサである、請求項１３〜１８に記載の信号処理経路１００をさらに備える（所望される場合）、装置。節２０．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、受信ビーム形成器２０４がまた、少なくとも部分的に受信される信号を遅延、スケーリング、および合算もする、請求項１１〜１９のいずれか１つに記載の信号処理経路１００をさらに備える（所望される場合）、装置。節２１．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、信号処理経路１００が、チャネルボード１０２から処理デバイスへのデータの高速転送を可能にするように構成されたデータ帯域幅を有する、請求項１〜２０のいずれか１つに記載の信号処理経路１００をさらに備える（所望される場合）、装置。節２２．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、信号処理経路が、超音波撮像デバイスのためのドーターボード上に構成されている、節１〜２１のいずれか１つに記載の信号処理経路１００をさらに備える（所望される場合）、装置。節２３．本段落のいずれかの節に記載の装置であって、信号処理経路が、ＰＣのための拡張ボード上に構成されている、請求項１〜２１のいずれか１つに記載の信号処理経路１００をさらに備える（所望される場合）、装置。節２４．本段落のいずれかの節に記載の特徴を有する超音波撮像デバイス１０００。節２５．本段落のいずれかの節に記載の特徴を有する、超音波撮像デバイス１００を使用するための方法。節２６．超音波撮像デバイスを動作させるための方法であって、超音波トランスデューサアレイ１０３に送信される信号を送信するための送信経路１０６を提供することと、超音波トランスデューサアレイ１０３から受信される信号を受信するための受信経路１０８を提供することと、送信される信号の送信および受信される信号の受信を制御するための制御経路１１０を提供することと、送信経路、受信経路、および制御経路を、１ＭＨｚ〜４０ＭＨｚ（境界値を含む）の周波数範囲および−８０Ｖ〜＋８０Ｖ（境界値を含む）の電圧範囲で動作するように構成することと、を含む、方法。
【０１００】
説明が明示的な用語および／または非明示的な用語によって信号処理経路１００の選択肢および／または変形形態を識別するかどうかにかかわらず、説明は信号処理経路１００の選択肢および／または変形形態を識別および説明することが理解されよう。本段落で識別されるような信号処理経路１００の他の選択肢は、特定の技術的目的および／または技術的特徴に適合するために必要とされ、かつ／または所望される場合があるように、発明を実施するための形態で識別されるような技術的特徴（アセンブリ、構成要素、品目、デバイスなど）の任意の組み合わせおよび／または順列を含む場合がある。可能であれば、信号処理経路１００の技術的特徴のうちのいずれか１つ以上および／または技術的特徴のうちのいずれか１つ以上の区分を、主力製品１００の技術的特徴のうちの任意の他の１つ以上および／または技術的特徴のうちの任意の他の１つ以上の区分と、任意の組み合わせおよび／または順列で、組み合わせてもよいことが理解されるであろう。信号処理経路１００の技術的特徴のうちのいずれか１つ以上および／または技術的特徴のうちのいずれか１つ以上の区分は、別の技術的特徴と組み合わされる必要なしに、それ自体の利点に基づく場合がある。当業者は、各実施形態の技術的特徴が上記のように明示的に述べられていなくても（可能な場合には）、他の実施形態において展開される場合があると知ることになることが理解されるであろう。当業者は、信号処理経路１００の構成要素の構成に対して（所望される場合）、製造要件へと調整するために他の選択肢が可能になることがあり、また依然として少なくとも１つ以上の特許請求の範囲に記載されているような本発明の範囲内にあると知ることになることが理解されるであろう。この記述された説明は、最良の形態を含め、本発明を開示するために、また当業者が本発明を作製および使用することを可能にするためにも実施例を使用する。本発明の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含む場合がある。このような他の実施例は、それらが本特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を含む場合、または本特許請求の範囲の文言と実質的な差異を有さない等価の構造的要素を含む場合、本特許請求の範囲にある。前述のアセンブリおよびモジュールが、当業者が明示的な言葉で１つ１つ説明せずにそのような組み合わせおよび順列を作製する範囲内にある所望の機能および課題を実施するために、必要に応じて互いに接続されてもよいことが理解されるであろう。当業者が入手できる均等物のいずれにも勝る場合がある特定のアセンブリ、または構成要素は存在しない。機能が実施され得る限り、他の実施形態よりも優れる、開示された主題を実施する特定の形態は存在しない。開示された主題のすべての重要な態様を本文書に提供したと考えている。本発明の範囲は、独立請求項（複数可）によって提供される範囲に限定されるものとし、また、本発明の範囲は、（ｉ）従属請求項、（ｉｉ）非限定的な実施形態の詳細な説明、（ｉｉｉ）発明の概要、（ｉｖ）要約書、および／または（ｖ）本明細書以外（つまり、出願時、手続き遂行時、および／または登録時の本願以外）で提供された説明に限定されないものとすることもまた理解される。本文書では、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ（含む）」の表現は、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む、備える）」の語と均等であることが理解される。上記は、非限定的な実施形態（実施例）の概要である。説明は、特定の非限定的な実施形態（実施例）に関してなされている。非限定的な実施形態は、例としての例示にすぎないことが理解される。
【符号の説明】
【０１０１】
１００  信号処理経路
１０００  超音波撮像デバイス
１０３  超音波トランスデューサアレイ
１０２  チャネルボード
１０４  ビーム形成器制御ボード
１０６  送信（Ｔｘ）経路
１０８  受信（Ｒｘ）経路
１１０  制御経路
２００  送信（Ｔｘ）ビーム形成器
２０２  パルサ
２０４  受信（Ｒｘ）ビーム形成器
２０６  アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）
２０８  可変利得増幅器（ＶＧＡ）
２１０  アンチエイリアシングフィルタ（ＡＡＦ）
２１２  低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）
２１４  Ｔ／Ｒスイッチ
２１６  アナログフロントエンド（ＡＦＥ）
３００  トランスデューサ素子マルチプレクサ
４００  トランスデューサスイッチボード
７００  ２１ＭＨｚ  ＵＨＲ−ＴＲＵＳ
７０２  ６．５ＭＨｚ  ＴＲＵＳ
７０４  ３．５ＭＨｚ  腹部
【図１】
2019532724.tif 000006
【図２Ａ】
2019532724.tif 000007
【図２Ｂ】
2019532724.tif 000008
【図３】
2019532724.tif 000009
【図４】
2019532724.tif 000010
【図５】
2019532724.tif 000011
【図６】
2019532724.tif 000012
【図７】
2019532724.tif 000013
【図８】
2019532724.tif 000014
【図９】
2019532724.tif 000015
【図１０】
2019532724.tif 000016
【図１１】
2019532724.tif 000017
【図１２】
2019532724.tif 000018
【図１３】
2019532724.tif 000019
【図１４】
2019532724.tif 000020
【図１５】
2019532724.tif 000021
【図１６】
2019532724.tif 000022
【図１７】
2019532724.tif 000023
【図１８】
2019532724.tif 000024
【図１９】
2019532724.tif 000025
【図２０】
2019532724.tif 000026
【図２１】
2019532724.tif 000027
【図２２】
2019532724.tif 000028
【図２３】
2019532724.tif 000029
【図２４】
2019532724.tif 000030
【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６】
2019532724.tif 000033
【国際調査報告】
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