(57)【要約】  例示的な実施形態は、携帯型医療用超音波撮像用のシステムおよび方法を提供する。好ましい実施形態は、撮像および表示動作を制御するように動作可能なディスプレイおよびユーザインターフェースを有する手で携帯可能なバッテリ動力式システムを利用する。キーボード制御盤を単独でまたはタッチスクリーン制御と組み合わせて使用して、グラフィカルユーザインターフェースを作動させることができる。例示的実施形態はまた、１つまたは複数のそのようなマルチチップモジュールを含む超音波エンジン、および超音波エンジン回路基板を含む携帯型医療用超音波撮像システムを提供する。
2019534110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯型の医療用超音波撮像装置であって、
トランスデューサアレイを収容するトランスデューサプローブと、
携帯型のハウジングであって、前記ハウジング内にはコンピュータがあり、前記コンピュータが、少なくとも１つのプロセッサおよび少なくとも１つのメモリ、超音波画像を表示するディスプレイであって、前記ハウジング上に位置決めされたディスプレイ、ならびに前記コンピュータに接続されている前記ハウジング内のグラフィックプロセッサを含む、ハウジングと、
前記トランスデューサアレイから画像データを受信する超音波ビーム形成器処理回路であって、前記コンピュータに通信可能に接続される超音波ビーム形成器処理回路と
を備える装置。
【請求項２】
前記グラフィックプロセッサが前記ハウジング内のコアメモリに接続されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記トランスデューサアレイがバイプレーントランスデューサアレイを含む、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記トランスデューサプローブが腹腔鏡撮像装置をさらに有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記トランスデューサプローブを取り付けたカメラをさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記グラフィックプロセッサが、ニューラルネットワークを動作させるように構成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記ディスプレイがタッチスクリーンディスプレイを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記タッチスクリーンディスプレイからの入力に応答して、前記超音波ビーム形成器処理回路の動作を自動的に調整することをさらに備える、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記コンピュータにおいて、前記タッチスクリーンディスプレイから入力を受信することをさらに含み、前記入力は、仮想ウィンドウの領域内の第１の位置で受信されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記入力が、前記タッチスクリーンディスプレイに対するプレスジェスチャに対応する、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記コンピュータにおいて、前記タッチスクリーンディスプレイから第２のさらなる入力を受信することをさらに含み、前記第２のさらなる入力は、前記入力と実質的に同時に受信されている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記トランスデューサアレイが、プローブビーム形成器処理回路によってそれぞれ動作する複数のトランスデューサアレイを含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記タッチスクリーンディスプレイからの第２の入力に応答して、前記仮想ウィンドウの前記領域内の前記第１の位置にカーソルを固定することをさらに含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
前記コンピュータによって、前記第１の位置の第１のカーソルに少なくとも部分的に基づいて前記超音波画像に対して少なくとも１つの測定を実行することをさらに含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
キーボード制御盤または仮想制御盤からの入力を前記コンピュータで受信することをさらに含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記コンピュータが共有メモリに接続されている、請求項１から１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記タッチスクリーンディスプレイからの第３の入力に応答して、前記仮想ウィンドウの前記領域内の第２の位置に第２のカーソルを表示することをさらに含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１８】
前記コンピュータは、前記仮想ウィンドウの前記領域内の第１および第２のカーソルのそれぞれの位置に少なくとも部分的に基づいて前記超音波画像を用いて少なくとも１つの測定を処理する、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記コンピュータは、前記タッチスクリーンディスプレイから第４のさらなる入力を受信し、前記第４のさらなる入力は、前記仮想ウィンドウの前記領域内で受信されている、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記第４のさらなる入力は、前記タッチスクリーンディスプレイに対するプレスアンドドラッグジェスチャに対応する、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記ディスプレイからの入力に応答して、前記超音波画像の少なくとも一部を横切って前記第１のカーソルから延在する前記ディスプレイ上の線を仮想ウィンドウの前記領域内の第２の位置に接続することをさらに含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項２２】
前記グラフィックプロセッサを超音波プロセッサに接続するバスをさらに備える、請求項１９に記載の装置。
【請求項２３】
画像データを処理するニューラルネットワークをさらに備える、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記ディスプレイからのさらなる前記入力に応答して、前記仮想ウィンドウの前記領域内に第２のカーソルを表示することと、前記仮想ウィンドウの前記領域内の前記第２の位置に前記第２のカーソルを固定することとをさらに含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項２５】
前記仮想ウィンドウの前記領域内の前記第１および第２のカーソルのそれぞれの前記位置の間に延びる接続線に少なくとも部分的に基づいた前記超音波画像に対する測定をさらに含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２６】
トランスデューサコネクタを用いて前記ハウジングに接続されたトランスデューサアレイをさらに備える、請求項１から２５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２７】
前記ハウジングが、２５００立方センチメートル未満の容量を有する、請求項１から２６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２８】
前記ハウジングがスタンドに接続されている、請求項１から２７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２９】
前記スタンドが前記ハウジングに対して回転する、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記ハウジングがカートに取り付けられている、請求項１から２９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３１】
前記カート上のマルチプレクサが前記ハウジングに電気的に接続して複数のトランスデューサアレイに接続することができる、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記ハウジングが前記スタンドとドッキングする、請求項２８に記載の装置。
【請求項３３】
前記ハウジングは前記スタンドに電気的に接続され、前記スタンドは外部通信部を有する、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記マルチプレクサが、タッチジェスチャを使用して切り替えることができる、請求項３１に記載の装置。
【請求項３５】
ハンドヘルド型の医療用超音波撮像装置を操作する方法であって、
前記医療用超音波撮像装置は、トランスデューサプローブと、携帯型のハウジングであって、前記ハウジング内にはコンピュータがあり、前記コンピュータが、少なくとも１つのプロセッサおよび少なくとも１つのメモリ、超音波画像を表示するディスプレイ、前記ハウジング内に配置された超音波ビーム形成器処理回路、ならびに前記コンピュータに通信可能に連結されているグラフィック処理ユニットを含む、ハウジングとを含み、
前記方法は、
前記コンピュータで、制御盤からの入力を受信するステップと、
前記入力に応答して、ニューラルネットワークを用いて画像データを処理するステップと
を備える方法。
【請求項３６】
前記ディスプレイがタッチスクリーンディスプレイを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記コンピュータにおいて、前記タッチスクリーンディスプレイから第２の入力を受信するステップをさらに備える、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記第２の入力が、前記タッチスクリーンディスプレイに対するダブルタップジェスチャに対応する、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記タッチスクリーンディスプレイからの前記第２の入力に応答して、拡大画像を表示する仮想ウィンドウの領域内に第１のカーソルを表示するステップをさらに備える、請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
前記コンピュータにおいて、前記タッチスクリーンディスプレイから第３の入力を受信するステップをさらに含み、前記第３の入力は前記仮想ウィンドウの前記領域内で受信されている、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記第３の入力が前記タッチスクリーンディスプレイ上のドラッグジェスチャに対応する、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記タッチスクリーンディスプレイからの前記第３の入力に応答して、前記仮想ウィンドウの前記領域内の第１の位置に前記第１のカーソルを移動させるステップをさらに備える、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記コンピュータにおいて、前記タッチスクリーンディスプレイから第４の入力を受信するステップをさらに含み、前記第４の入力は、前記仮想ウィンドウの前記領域内の前記第１の位置で受信されている、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記第４の入力が前記タッチスクリーンディスプレイに対するプレスジェスチャに対応する、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記コンピュータにおいて、前記タッチスクリーンディスプレイから第２のさらなる入力を受信するステップをさらに含み、前記第２のさらなる入力は、さらなる前記入力と実質的に同時に受信されている、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記第２のさらなる入力が、前記タッチスクリーンディスプレイに対するタップジェスチャに対応する、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記タッチスクリーンディスプレイからの前記第２のさらなる入力に応答して、前記仮想ウィンドウの前記領域内の前記第１の位置に前記第１のカーソルを固定するステップをさらに備える、請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
前記コンピュータによって、前記第１の位置の前記第１のカーソルに少なくとも部分的に基づいて前記超音波画像に対して少なくとも１つの測定を実行するステップをさらに備える、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記コンピュータにおいて、前記タッチスクリーンディスプレイから第３のさらなる入力を受信するステップをさらに備える、請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
前記第３のさらなる入力が、前記タッチスクリーンディスプレイに対するダブルタップジェスチャに対応する、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記タッチスクリーンディスプレイからの前記第３のさらなる入力に応答して、前記仮想ウィンドウの前記領域内の第２の位置に第２のカーソルを表示するステップをさらに備える、請求項４９に記載の方法。
【請求項５２】
前記仮想ウィンドウの前記領域内の第１および第２のカーソルのそれぞれの位置に少なくとも部分的に基づいて、前記超音波画像に対する少なくとも１つの測定を前記コンピュータが実行するステップをさらに備える、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記コンピュータにおいて、前記タッチスクリーンディスプレイから第４のさらなる入力を受信するステップをさらに含み、前記第４のさらなる入力は、前記仮想ウィンドウの前記領域内で受信されている、請求項４７に記載の方法。
【請求項５４】
前記第４のさらなる入力は、前記タッチスクリーンディスプレイに対するプレスアンドドラッグジェスチャに対応する、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記タッチスクリーンディスプレイからの前記第４のさらなる入力に応答して、前記タッチスクリーンディスプレイ上に、前記超音波画像の少なくとも一部を横切って前記第１のカーソルから延在する接続線を前記仮想ウィンドウの前記領域内の第２の位置に設けるステップをさらに備える、請求項５３に記載の方法。
【請求項５６】
前記コンピュータにおいて、前記タッチスクリーンディスプレイから第５の入力を受信するステップをさらに備える、請求項５３に記載の方法。
【請求項５７】
前記第５の入力が、前記タッチスクリーンディスプレイに対するタップジェスチャに対応する、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記タッチスクリーンディスプレイからの前記第５の入力に応答して、前記仮想ウィンドウの前記領域内に第２のカーソルを表示するステップと、前記仮想ウィンドウの前記領域内の第２の位置に第２のカーソルを固定するステップとをさらに備える、請求項５６に記載の方法。
【請求項５９】
前記仮想ウィンドウの前記領域内の第１および第２のカーソルのそれぞれの位置の間に延在する接続線に少なくとも部分的に基づいて、前記超音波画像に対する少なくとも１つの測定を前記コンピュータが実行するステップをさらに備える、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
前記ハンドヘルド型の医療用超音波撮像装置が、電磁（ＥＭ）センサを有するトランスデューサプローブと、タブレットフォームファクタのハウジングであって、前面パネルを有するハウジングと、前記ハウジング内に配置されるコンピュータであって、少なくとも１つのプロセッサおよび少なくとも１つのメモリ、超音波画像を表示するためのタッチスクリーンディスプレイであって、前記前面パネル上に配置されているタッチスクリーンディスプレイ、および前記ハウジングに配置されている超音波ビーム形成器回路を含む、コンピュータとを含み、前記タッチスクリーンディスプレイおよび超音波エンジンが前記コンピュータに通信可能に連結され、
前記方法が関心領域の超音波画像データおよびカメラ画像データを受信するステップを備える、請求項３５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１７年９月２９日に出願された米国特許出願第６２／５６５，８４６号ならびに２０１６年１１月１６日に出願された米国特許出願第６２／４２２，８０８号に基づく優先権を主張する。これは、２０１４年９月２５日に出願された米国特許出願第１５／０２５，０５８号の一部継続であり、また、２０１３年９月２５日に出願された米国特許出願第１４／０３７，１０６号の一部継続であり、これは２０１３年３月２６日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ第２０１３／０３３９４１号、および２０１３年３月１５日に出願された米国特許出願第１３／８３８，６９４号、および２０１２年３月２６日に出願された米国仮出願第６１／６１５，６２７号および２０１２年９月２１日に出願された米国仮出願第６１／７０４，２５４号に対する優先権を主張する。これらの出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
医療用超音波撮像は、多くの医療用撮像の用途の業界標準となっている。近年、医療従事者が病院および／または現場の場所に機器を容易に搬送することを可能にするために携帯型であり、ある範囲のスキルレベルを有し得る医療従事者を収容するためにより使い勝手がよい医療用超音波撮像装置の必要性が高まっている。
【０００３】
従来の医療用超音波撮像装置は、通常、少なくとも１つの超音波プローブ／トランスデューサ、キーボードおよび／またはノブ、コンピュータ、ならびにディスプレイを含む。典型的な動作モードでは、超音波プローブ／トランスデューサは、周波数のレベルに基づいて異なる深度まで組織を浸透することができる超音波を生成し、組織から反射して戻ってきた超音波を受信する。さらに、医療従事者はキーボードおよび／またはノブを介してシステム入力をコンピュータに入力し、ディスプレイ上で組織構造の超音波画像を見ることができる。
【０００４】
しかし、そのようなキーボードおよび／またはノブを使用する従来の医療用超音波撮像装置は、かさばる可能性があり、したがって、病院および／または現場の場所での携帯型には適していない可能性がある。さらに、そのようなキーボードおよび／またはノブは一般的に不均一な表面を有するので、滅菌フィールドの維持が患者の健康にとって極めて重要であり得る病院および／または野外環境において清潔に保つことは困難であり得る。いくつかの従来の医療用超音波撮像装置は、部分的なユーザの入力のインターフェースを提供するためにタッチスクリーン技術を組み込んでいる。しかし、そのようなタッチスクリーン技術を使用する従来の医療用超音波撮像装置は、一般に、伝統的なキーボードおよび／またはノブと組み合わせて限られたタッチスクリーン機能しか提供せず、したがってきれいに保つのが難しいだけでなく、使用も複雑である。
【発明の概要】
【０００５】
本願によれば、医療用超音波撮像のシステムおよび方法が開示されている。現在開示されている医療用超音波撮像システムおよび方法は、ラップトップまたはタブレットフォームファクタを有するハンドヘルドハウジングを含む医療用超音波撮像装置を使用する。ユーザインターフェースは、キーボード制御盤またはマルチタッチ・タッチスクリーンを含み得る。システムは、超音波撮像動作を実行するように動作する中央プロセッサに接続されているシステムハウジング内にグラフィカル処理ユニットを含むことができる。好ましい実施形態は、超音波画像データおよびシステムによって生成された定量的データを処理するためにニューラルネットワークを使用することができる。さらなる実施形態は、カメラまたは他の医療用撮像システムなどの第２の撮像モダリティからの画像データを処理することができ、この場合システムは、例えば関心領域のオーバーレイ画像を提供するためにマルチモーダル画像データを処理する。
【０００６】
タッチスクリーンの実施形態は、タッチスクリーンディスプレイの表面上の１つまたは複数の単一、複数、および／または同時の接触を認識および識別することができ、それによって医療用超音波撮像装置へのユーザの入力として単純なシングルポイントジェスチャから複雑なマルチポイント動的ジェスチャまでの範囲のジェスチャの使用を可能にする。
【０００７】
一態様によれば、例示的な医療用超音波撮像システムは、平行な平面で互いに堅固に取り付けられた前面パネルと背面パネルとを有するハウジング、タッチスクリーンディスプレイ、少なくとも１つのプロセッサおよび少なくとも１つのメモリ、超音波ビーム形成システム、ならびにバッテリを有するコンピュータを含む。医療用超音波撮像装置のハウジングは、タブレットフォームファクタで実装されている。タッチスクリーンディスプレイは、ハウジングの前面パネルに配置され、タッチスクリーンディスプレイの表面上の１つまたは複数の単一、複数、および／または同時のタッチまたはジェスチャを認識および識別することができるマルチタッチＬＣＤタッチスクリーンを含む。コンピュータ、超音波ビーム形成システムまたはエンジン、およびバッテリは、ハウジング内に動作可能に配置されている。医療用超音波撮像装置は、ハウジング内でコンピュータと超音波エンジンとの間に動作可能に接続されたファイアワイヤ接続と、少なくとも１つの超音波プローブ／トランスデューサの接続を容易にするプローブ着脱レバーを有するプローブコネクタとを使用することができる。さらに、例示的な医療用超音波撮像システムは、Ｉ／ＯポートコネクタとＤＣ電源入力とを含む。
【０００８】
例示的な動作モードでは、医療従事者は、例示的な医療用超音波撮像装置の動作モードおよび／または機能を制御するためのマルチタッチＬＣＤタッチスクリーンへのユーザの入力として、単純なシングルポイントジェスチャおよび／またはより複雑なマルチポイントジェスチャを使用することができる。そのようなシングルポイント／マルチポイントジェスチャは、コンピュータおよび／または超音波エンジンによって実行することができる１つまたは複数の所定の動作に関連付けられるシングルポイントおよび／またはマルチポイントタッチイベントに対応することができる。医療従事者は、タッチスクリーンディスプレイの表面上の様々な指、手のひら、および／またはスタイラスの動きによってそのようなシングルポイント／マルチポイントジェスチャを行うことができる。マルチタッチＬＣＤタッチスクリーンは、シングルポイント／マルチポイントジェスチャをユーザの入力として受信し、ユーザの入力をコンピュータに提供し、それは、プロセッサを使用して、メモリに記憶されたプログラム命令を実行してシングルポイント／マルチポイントジェスチャに関連する所定の動作を、少なくともいくつかの時点で、超音波エンジンに関連して実行する。タッチスクリーンディスプレイの表面上のそのようなシングルポイント／マルチポイントジェスチャは、タップジェスチャ、ピンチジェスチャ、フリックジェスチャ、回転ジェスチャ、ダブルタップジェスチャ、スプレッドジェスチャ、ドラッグジェスチャ、プレスジェスチャ、プレスアンドドラッグジェスチャ、およびパームジェスチャを含むことができるが、これらに限定されない。機械的スイッチング、キーボード要素、またはタッチパッドトラックボールインターフェースによって動作する多数の制御機能に依存する既存の超音波システムとは対照的に、本発明の好ましい実施形態は単一のオン／オフスイッチを使用する。他のすべての動作は、タッチスクリーン制御を使って実施されている。さらに、好ましい実施形態は、ユーザの素手の指およびユーザの手袋をはめた指によって作動されるタッチジェスチャを検出するのに十分に敏感な容量性タッチスクリーンディスプレイを使用する。多くの場合、医療従事者は医療処置中に滅菌済みのプラスチック手袋を着用しなければならない。したがって、手袋をはめた手で使用できる携帯型超音波装置を提供することが非常に望ましい。しかし、このことは、滅菌予防策を必要とする多くの用途のための超音波システムにおけるタッチスクリーンディスプレイ制御機能を使用することを以前妨げていた。本発明の好ましい実施形態は、プログラムされたタッチジェスチャを使用して、タッチスクリーンディスプレイ上の手袋をはめた人員によるすべての超音波撮像動作の制御を提供する。
【０００９】
例示的な態様によれば、超音波プローブ／トランスデューサによって生成された超音波の組織浸透深度を制御するために、少なくとも１回のフリックジェスチャを使用することができる。例えば、タッチスクリーンディスプレイ表面上の「上」方向の単一のフリックジェスチャは、１センチメートルまたは他の任意の適切な量だけ浸透深度を増加させることができ、タッチスクリーンディスプレイ表面の「下」方向の単一のフリックジェスチャは、浸透深度を１センチメートルまたは他の適切な量だけ減少させることができる。さらに、タッチスクリーンディスプレイ表面上の「上」または「下」方向へのドラッグジェスチャは、１センチメートルの倍数または他の任意の適切な量で浸透深度を増減することができる。タッチスクリーンディスプレイ表面上の特定のシングルポイント／マルチポイントジェスチャによって制御される追加の動作モードおよび／または機能は、フリーズ／記憶動作、２次元モード動作、ゲイン制御、カラー制御、分割画面制御、ＰＷ撮像制御、シネ／時系列画像クリップスクロール制御、ズームおよびパン制御、全画面制御、ドプラおよび２次元ビームステアリング制御、および／またはボディマーキング制御を含むことができるが、それらに限定されない。例示的な医療用超音波撮像装置の動作モードおよび／または機能の少なくともいくつかは、タッチスクリーンディスプレイ上に実装された１つまたは複数のタッチ制御によって制御することができ、この場合動的タッチジェスチャによってビーム形成パラメータをリセットできる。医療従事者は、必要に応じておよび／または所望である際に、タッチスクリーンディスプレイ上で実施されるべきタッチ制御の少なくとも１つの選択されたサブセットを指定するためのユーザの入力として１つまたは複数の特定のシングルポイント／マルチポイントジェスチャを提供できる。タッチスクリーン制御の数が多いと、全画面モードで動作するときに、少数またはそれ以上の仮想ボタンまたはアイコンを使用できる場合に、より優れた機能が可能になる。
【００１０】
別の例示的な態様によれば、タッチスクリーンディスプレイの領域内でプレスジェスチャを使用することができ、プレスジェスチャに応答して、タッチスクリーンディスプレイに表示された超音波画像の少なくとも拡大部分を表示するために仮想ウィンドウをタッチスクリーンディスプレイ上に設けることができる。さらに別の例示的な態様によれば、タッチスクリーンディスプレイの領域内でプレスアンドドラッグジェスチャを使用することができ、プレスアンドドラッグジェスチャに応答して、超音波画像の所定の特徴をトレースすることができる。さらに、タップジェスチャを、プレスアンドドラッグジェスチャの一部と実質的に同時に、タッチスクリーンディスプレイの領域内で使用することができ、またタップジェスチャに応答して、超音波画像の所定の特徴のトレースを完了させることができる。これらの動作は、単一の表示フォーマットの異なる領域で動作することができ、その結果、例えば、画像内の関心領域内の動的ジェスチャは、画像内であるが関心領域外で実行される同じジェスチャとは異なる機能を実行し得る。
【００１１】
医療用超音波撮像装置にマルチタッチ・タッチスクリーンを設けることによって、医療従事者は、従来のキーボードまたはノブを必要とせずに、単純なシングルポイントジェスチャおよび／またはより複雑なマルチポイントジェスチャを使用して装置を制御できる。マルチタッチ・タッチスクリーンは伝統的なキーボードまたはノブの必要性を排除するので、そのような医療用超音波撮像装置は病院および／または野外環境で清潔に保つのがより簡単であり、完全に機能的な動作をもたらしながら直感的な使い勝手がよいインターフェースを提供する。さらに、そのような医療用超音波撮像装置をタブレットフォームファクタで提供することによって、医療従事者は、装置を病院および／または現場の場所の間で容易に輸送することができる。
【００１２】
特定の例示的な実施形態は、送信／受信（ＴＲ）チップ、プリアンプ／タイムゲイン補正（ＴＧＣ）チップ、およびビーム形成器チップが垂直に積み重ねられた構成で組み立てられている、携帯型医療用超音波撮像システムの超音波エンジン用のマルチチップモジュールを提供する。送信回路は、送信ビームを生成するためにトランスデューサ素子に高電圧電気駆動パルスを供給する。送信チップは８０Ｖを超える電圧で動作するので、１ミクロンの設計ルールを利用するＣＭＯＳプロセスが送信チップに利用され、サブミクロンの設計ルールが低電圧受信回路（５Ｖ未満）に利用されてきた。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態は、サブミクロンプロセスを利用して、複数の電圧、例えば２．５Ｖ、５Ｖおよび６０Ｖ以上で動作するサブ回路を集積回路に提供する。これらの特徴は、本発明の特定の好ましい実施形態によるバイプレーントランスデューサプローブと併せて使用することができる。
【００１４】
したがって、単一チップ内に高電圧送信、低電圧増幅器／ＴＧＣおよび低電圧ビーム形成回路を組み込んだ単一のＩＣチップを利用することができる。０．２５ミクロンの設計ルールを使用して、この混合型信号回路は、０．７ｘ０．７（０．４９）ｃｍ２未満のチップの面積で、３２のトランスデューサチャネルのビーム形成に対応できる。したがって、合計１．５×１．５（２．２５）ｃｍ２未満の回路基板面積において４つの３２チャネルチップを使用して１２８チャネルを処理することができる。
【００１５】
本明細書で使用される場合、「マルチチップモジュール」という用語は、単一の構成要素としての、すなわちはるかに小さい容量でパッケージされるより高い処理能力のＩＣとしての使用を容易にする、複数の集積回路（ＩＣ）が一体化基板と共にパッケージされる電子パッケージを指す。各ＩＣは、薄くされた半導体ウェーハ内に製造された回路を含むことができる。例示的実施形態はまた、１つまたは複数のそのようなマルチチップモジュールを含む超音波エンジン、および１つまたは複数のマルチチップモジュールを備えた超音波エンジン回路基板を含む携帯型医療用超音波撮像システムを提供する。例示的な実施形態はまた、本明細書に教示されるようにマルチチップモジュールを製造および組み立てるための方法を提供する。回路基板上にＴＲチップ、プリアンプ／ＴＧＣチップ、およびビーム形成器チップを垂直に積み重ねることで、回路基板上のチップによって占められるパッケージサイズ（例えば、長さおよび幅）および設置面積が最小になる。
【００１６】
マルチチップモジュール内のＴＲチップ、プリアンプ／ＴＧＣチップ、およびビーム形成器チップはそれぞれ、複数のチャネル（例えば、チップ当たり８チャネルからチップ当たり６４チャネル）を含むことができる。特定の実施形態では、高電圧ＴＲチップ、プリアンプ／ＴＧＣチップ、およびサンプル補間受信ビーム形成器チップはそれぞれ８、１６、３２、６４チャネルを含むことができる。好ましい実施形態では、２層ビーム形成器モジュール内の各回路は、６４チャネル受信ビーム形成器を提供するために３２のビーム形成器受信チャネルを有する。第２の６４チャネル２層モジュールを使用して、２ｃｍ未満の全厚を有する１２８チャネルの携帯型タブレット超音波装置を形成することができる。各層に同じまたは類似のチャネル密度を有する送信マルチチップビーム形成器も使用することができる。
【００１７】
マルチチップモジュールに垂直に集積されたチップの例示的な数は、２、３、４、５、６、７、８などを含み得るが、これらに限定されない。超音波装置の一実施形態では、超音波特有の動作を実行する超音波エンジンの回路基板上に、単一のマルチチップモジュールが設けられる。他の実施形態では、超音波エンジンの回路基板上に複数のマルチチップモジュールが設けられる。超音波エンジンの回路基板上で複数のマルチチップモジュールを互いに垂直に積み重ねて、回路基板のパッケージサイズおよび設置面積をさらに最小化することができる。
【００１８】
超音波エンジンの回路基板上に１つまたは複数のマルチチップモジュールを設けることは、全体的なパッケージサイズおよび設置面積を最小にしながら、高いチャネル数を達成する。例えば、１２８チャネルの超音波エンジン回路基板は、マルチチップモジュールを使用して、約１０ｃｍ×約１０ｃｍの例示的な平面寸法内で組み立てることができ、従来の超音波回路のはるかに大きなスペース要件よりも大きく改善されている。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のマルチチップモジュールを含む超音波エンジンの単一回路基板は、１６から１２８のチャネルを有することができる。特定の実施形態では、１つまたは複数のマルチチップモジュールを含む超音波エンジンの単一回路基板は、１６、３２、６４、１２８、または１９２チャネルなどを有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
例示的な実施形態の前述および他の目的、態様、特徴、および利点は、添付の図面と併せて以下の説明を参照することによって、より明らかになり、よりよく理解される。
【００２０】
【図１Ａ】本願の例示的な実施形態による、例示的な医療用超音波撮像装置の平面図である。
【００２１】
【図１Ｂ】キーボード制御盤および折り畳み式ディスプレイを有するバッテリ動力式携帯システムを示す。
【００２２】
【図２Ａ】本発明の好ましい実施形態による、医療用超音波撮像システムの側面図である。
【図２Ｂ】本発明の好ましい実施形態による、医療用超音波撮像システムの側面図である。
【００２３】
【図３Ａ】本発明の好ましい実施形態による、医療用超音波撮像システムへの、ユーザの入力として使用することができる例示的なシングルポイントおよびマルチポイントジェスチャを示す。
【００２４】
【図３Ｂ】本発明の好ましい実施形態による、タブレット超音波システムを動作させるためのプロセスフロー図を示す。
【００２５】
【図３Ｃ】ビーム形成および表示動作を調整するためのタッチスクリーンジェスチャの詳細を示す。
【図３Ｄ】ビーム形成および表示動作を調整するためのタッチスクリーンジェスチャの詳細を示す。
【図３Ｅ】ビーム形成および表示動作を調整するためのタッチスクリーンジェスチャの詳細を示す。
【図３Ｆ】ビーム形成および表示動作を調整するためのタッチスクリーンジェスチャの詳細を示す。
【図３Ｇ】ビーム形成および表示動作を調整するためのタッチスクリーンジェスチャの詳細を示す。
【図３Ｈ】ビーム形成および表示動作を調整するためのタッチスクリーンジェスチャの詳細を示す。
【図３Ｉ】ビーム形成および表示動作を調整するためのタッチスクリーンジェスチャの詳細を示す。
【図３Ｊ】ビーム形成および表示動作を調整するためのタッチスクリーンジェスチャの詳細を示す。
【図３Ｋ】ビーム形成および表示動作を調整するためのタッチスクリーンジェスチャの詳細を示す。
【００２６】
【図４Ａ】本発明の好ましい実施形態による、医療用超音波撮像システムへ実施することができるタッチ制御の例示的なサブセットを示す。
【図４Ｂ】本発明の好ましい実施形態による、医療用超音波撮像システムへ実施することができるタッチ制御の例示的なサブセットを示す。
【図４Ｃ】本発明の好ましい実施形態による、医療用超音波撮像システムへ実施することができるタッチ制御の例示的なサブセットを示す。
【００２７】
【図５Ａ】本発明の好ましい実施形態による、医療用超音波撮像システムのタッチスクリーンディスプレイ上の嚢胞性病変を伴う肝臓の例示的な表現である。
【図５Ｂ】本発明の好ましい実施形態による、医療用超音波撮像システムのタッチスクリーンディスプレイ上の嚢胞性病変を伴う肝臓の例示的な表現である。
【００２８】
【図５Ｃ】肝臓の拡大部分に対応する仮想ウィンドウを含む、図５Ａおよび図５Ｂのタッチスクリーンディスプレイ上の肝臓および嚢胞性病変の例示的な表現である。
【図５Ｄ】肝臓の拡大部分に対応する仮想ウィンドウを含む、図５Ａおよび図５Ｂのタッチスクリーンディスプレイ上の肝臓および嚢胞性病変の例示的な表現である。
【００２９】
【図６Ａ】医療用超音波撮像システムのタッチスクリーンディスプレイ上での心臓の尖部の４腔部の画像の例示的な表現である。
【００３０】
【図６Ｂ】図６Ａのタッチスクリーンディスプレイ上の心臓の左心室の心内膜境界の例示的な手動トレースを示す。
【図６Ｃ】図６Ａのタッチスクリーンディスプレイ上の心臓の左心室の心内膜境界の例示的な手動トレースを示す。
【図６Ｄ】図６Ａのタッチスクリーンディスプレイ上の心臓の左心室の心内膜境界の例示的な手動トレースを示す。
【図６Ｅ】図６Ａのタッチスクリーンディスプレイ上の心臓の左心室の心内膜境界の例示的な手動トレースを示す。
【００３１】
【図７Ａ】図５Ｃおよび図５Ｄの仮想ウィンドウ内の肝臓上の嚢胞性病変のサイズの例示的な測定を示す。
【図７Ｂ】図５Ｃおよび図５Ｄの仮想ウィンドウ内の肝臓上の嚢胞性病変のサイズの例示的な測定を示す。
【図７Ｃ】図５Ｃおよび図５Ｄの仮想ウィンドウ内の肝臓上の嚢胞性病変のサイズの例示的な測定を示す。
【００３２】
【図８Ａ】図５Ｃおよび図５Ｄの仮想ウィンドウ内の肝臓上の嚢胞性病変の例示的なキャリパー測定を示す。
【図８Ｂ】図５Ｃおよび図５Ｄの仮想ウィンドウ内の肝臓上の嚢胞性病変の例示的なキャリパー測定を示す。
【図８Ｃ】図５Ｃおよび図５Ｄの仮想ウィンドウ内の肝臓上の嚢胞性病変の例示的なキャリパー測定を示す。
【００３３】
【図９Ａ】プロセッサハウジングに取り付けられた複数のトランスデューサアレイのうちの１つを示す。
【００３４】
【図９Ｂ】例示的な実施形態によるトランスデューサ取り付けシーケンスを示す。
【００３５】
【図９Ｃ】例示的な実施形態の、針感知位置決めシステムの斜視図を示す。
【００３６】
【図９Ｄ】例示的な実施形態の、針ガイドの斜視図を示す。
【００３７】
【図９Ｅ】例示的な実施形態の、針感知位置決めシステムの斜視図を示す。
【００３８】
【図９Ｆ】セルラー通信カードを有するシステムを示す。
【００３９】
【図１０Ａ】心臓壁運動を測定する方法を示す。
【００４０】
【図１０Ｂ】例示的な実施形態の、一体型超音波プローブの概略ブロック図を示す。
【００４１】
【図１０Ｃ】例示的な実施形態の、一体型超音波プローブの概略ブロック図を示す。
【００４２】
【図１１】例示的な超音波装置の、超音波エンジンの例示的実施形態（すなわちフロントエンド超音波特定回路）、およびコンピュータマザーボード（すなわちホストコンピュータ）の例示的実施形態の詳細な概略ブロック図である。
【００４３】
【図１２】垂直積層構成で組み立てられたマルチチップモジュールを含む回路基板の概略側面図を示す。
【００４４】
【図１３】垂直積層構成で組み立てられたマルチチップモジュールを含む回路基板を製造するための例示的な方法のフローチャートである。
【００４５】
【図１４Ａ】２イン１ダイシング・ダイアタッチフィルム（Ｄ―ＤＡＦ）を有するパッシブシリコン層によってダイが互いに間隔を空けて配置された４つの垂直に積み重ねられたダイを含むマルチチップモジュールの概略側面図である。
【００４６】
【図１４Ｂ】ダイ間スペーサとして作用するＤＡフィルム系接着剤によってダイが互いに間隔を空けて配置された４つの垂直に積み重ねられたダイを含むマルチチップモジュールの概略側面図である。
【００４７】
【図１４Ｃ】ダイ間スペーサとして作用するＤＡペーストまたはフィルム系接着剤によってダイが互いに間隔を空けて配置された４つの垂直に積み重ねられたダイを含むマルチチップモジュールの概略側面図である。
【００４８】
【図１５】（ａ）２イン１ダイシング・ダイアタッチフィルム（Ｄ―ＤＡＦ）を有するパッシブシリコン層、（ｂ）ＤＡペースト、（ｃ）厚さＤＡフィルム、および（ｄ）２イン１Ｄ―ＤＡＦを含むフィルムオーバーワイヤ（ＦＯＷ）を用いたダイ間積層の別の例示的方法のフローチャートである。
【００４９】
【図１６】垂直に積み重ねた構成で垂直で一体化された、超音波送信／受信ＩＣチップ、増幅器ＩＣチップおよび超音波ビーム形成器ＩＣチップを含む、マルチチップモジュールの概略側面図である。
【００５０】
【図１７】単一基板完全超音波システムとして設けられる、超音波エンジンの例示的実施形態（すなわちフロントエンド超音波特定回路）、およびコンピュータマザーボード（すなわちホストコンピュータ）の例示的実施形態の詳細な概略ブロック図である。
【００５１】
【図１８】例示的実施形態に従って提供される例示的携帯型超音波システムの斜視図である。
【００５２】
【図１９】図１８の例示的携帯型超音波システムのタッチスクリーンディスプレイ上にレンダリングされたメイングラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）の例示的な画面を示す。
【００５３】
【図２０Ａ】本発明の別の好ましい実施形態による、医療用超音波撮像システムの上面図である。
【図２０Ｂ】本発明の別の好ましい実施形態による、医療用超音波撮像システムの上面図である。
【００５４】
【図２１】本発明の好ましい実施形態による、タブレット型超音波システム用の好ましいカートシステムを示す。
【００５５】
【図２２】本発明の好ましい実施形態による、モジュール式超音波システム用の好ましいカートシステムを示す。
【００５６】
【図２３Ａ】本発明の好ましい実施形態による、モジュール式超音波システム用の好ましいカートシステムを示す。
【図２３Ｂ】本発明の好ましい実施形態による、モジュール式超音波システム用の好ましいカートシステムを示す。
【００５７】
【図２４】本発明の好ましい実施形態による、モジュール式超音波システム用の好ましいカートシステムを示す。
【００５８】
【図２５Ａ】タブレット超音波装置用の多機能ドッキングベースを示す。
【図２５Ｂ】タブレット超音波装置用の多機能ドッキングベースを示す。
【００５９】
【図２６】本発明によるモジュール式超音波撮像システムを用いた２Ｄ撮像動作モードを示す。
【００６０】
【図２７】本発明によるモジュール式超音波撮像システムを用いた動きの動作モードを示す。
【００６１】
【図２８】本発明によるモジュール式超音波撮像システムを用いたカラードプラの動作モードを示す。
【００６２】
【図２９】本発明によるモジュール式超音波撮像システムを用いたパルス波ドプラの動作モードを示す。
【００６３】
【図３０】本発明によるモジュール式超音波撮像システムを用いたトリプレックス走査の動作モードを示す。
【００６４】
【図３１】本発明によるモジュール式超音波撮像システムを備えた、ユーザ動作モード用のＧＵＩホーム画面インターフェースを示す。
【００６５】
【図３２】本発明によるモジュール式超音波撮像システムを備えた、ユーザ動作モード用のＧＵＩメニュー画面インターフェースを示す。
【００６６】
【図３３】本発明によるモジュール式超音波撮像システムを備えた、ユーザ動作モード用のＧＵＩ患者データ画面インターフェースを示す。
【００６７】
【図３４】本発明によるモジュール式超音波撮像システムを備えた、ユーザ動作モード用のＧＵＩプリセット画面インターフェースを示す。
【００６８】
【図３５】本発明によるモジュール式超音波撮像システムを備えた、ユーザ動作モード用のＧＵＩレビュー画面インターフェースを示す。
【００６９】
【図３６】本発明によるモジュール式超音波撮像システムを備えた、ユーザ動作モード用のＧＵＩレポート画面インターフェースを示す。
【００７０】
【図３７Ａ】本発明によるモジュール式超音波撮像システムを備えた、ユーザ動作モード用のＧＵＩセットアップ表示画面インターフェースを示す。
【図３７Ｂ】本発明によるモジュール式超音波撮像システムを備えた、ユーザ動作モード用のＧＵＩセットアップ表示画面インターフェースを示す。
【図３７Ｃ】本発明によるモジュール式超音波撮像システムを備えた、ユーザ動作モード用のＧＵＩセットアップ表示画面インターフェースを示す。
【００７１】
【図３８】本発明によるモジュール式超音波撮像システムを備えた、ユーザ動作モード用のＧＵＩセットアップ記憶／取得画面インターフェースを示す。
【００７２】
【図３９Ａ】本発明の好ましい実施形態による、２つの１次元ＩＤ多素子アレイを含むＸＹバイプレーンプローブを示す。
【図３９Ｂ】本発明の好ましい実施形態による、２つの１次元ＩＤ多素子アレイを含むＸＹバイプレーンプローブを示す。
【図３９Ｃ】本発明の好ましい実施形態による、２つの１次元ＩＤ多素子アレイを含むＸＹバイプレーンプローブを示す。
【００７３】
【図４０】バイプレーン画像形成用ｘｙプローブの動作を示す。
【００７４】
【図４１】バイプレーン画像形成用ｘｙプローブの動作を示す。
【００７５】
【図４２】バイプレーン画像形成用ｘｙプローブの高電圧ドライバ回路を示す。
【００７６】
【図４３】左心室の状態の同時バイプレーン評価を（Ａ）図および（Ｂ）図を用いて示す。
【００７７】
【図４４Ａ】本発明の好ましい実施形態による駆出率プローブ測定技術を示す。
【図４４Ｂ】本発明の好ましい実施形態による駆出率プローブ測定技術を示す。
【００７８】
【図４５】ｍｍ単位の横方向距離の関数としての、焦点距離における組織内の基本周波数、２次高調波周波数、および超高調波周波数における計算された音圧レベルを示す。
【００７９】
【図４６】基本波、２次高調波および３次高調波のビームプロファイルを示す。
【００８０】
【図４７】１５ＭＨｚ基本画像、１５ＭＨｚ送信波形、１５ＭＨｚ受信Ａモード波形のＡモードプロットを示す。
【００８１】
【図４８】１５ＭＨｚの受信基本画像と１５ＭＨｚの送信波形とのファントムＡモード画像の全幅半値（ＦＷＨＭ）プロットを示す。
【００８２】
【図４９】ＧＡＭＭＡＸ  ４０４０ＧＳ  Ｐｈａｍｔｏｍ、軸方向寸法における２次高調波全幅半値（ＦＷＨＭ）でのピンの寸法、１５ＭＨｚの受信した２次高調波画像を伴う７．５ＭＨｚの移行波形の使用を示す。
【００８３】
【図５０】ＧＡＭＭＡＸ  ４０４０ＧＳ  Ｐｈａｍｔｏｍ、３次高調波ＦＷＨＭ、すなわち全幅半値、軸方向寸法でのピン寸法、１５ＭＨｚの受信波形を伴う５ＭＨｚの移行波形の使用を示す。
【００８４】
【図５１Ａ】基本周波数より約−４ｄＢ低い３次高調波成分、高い３次高調波成分を有する方形波の周波数スペクトルを示す。したがって、従来の方形波は高次高調波撮像の送信波形として使用するのには適していない。
【図５１Ｂ】基本周波数より約−４ｄＢ低い３次高調波成分、高い３次高調波成分を有する方形波の周波数スペクトルを示す。したがって、従来の方形波は高次高調波撮像の送信波形として使用するのには適していない。
【００８５】
【図５２】３分の２の波形を示す。
【００８６】
【図５３】３分の２の方形波および正弦波の周波数スペクトルを示し、この修正波形は通常の方形波よりもはるかに低い３次高調波成分を有し、純粋な正弦波に近い。
【００８７】
【図５４Ａ】基本画像と超高調波画像との比較を提供し、超高調波画像は、パルスキャンセル技術を用いた３分の２の４．５ＭＨｚの送信修正波形を使用することによって生成され、３次、４次および５次の高調波からなる。
【図５４Ｂ】基本画像と超高調波画像との比較を提供し、超高調波画像は、パルスキャンセル技術を用いた３分の２の４．５ＭＨｚの送信修正波形を使用することによって生成され、３次、４次および５次の高調波からなる。
【００８８】
【図５５】走査方向およびプローブ配置をマークしたヒドロゲルパッドを示す。各長方形は５０ｍｍ×２００ｍｍで、トランスデューサは、第１の長方形の上部に配置され、フリーハンドで下部に移動される。また、プローブを第２の長方形の始点に移動し、４つの長方形の領域がカバーされるまで走査を再開する。
【００８９】
【図５６】本願の様々な実施形態による、完全に接続された人工ニューラルノードの計算ニューラルネットワークモデルを示す。
【００９０】
【図５７】本願の様々な実施形態による複数のモダリティを使用して撮像するための手順のフローチャートを示す。
【００９１】
【図５８】本明細書に記載の様々な実施形態によるマルチモーダル撮像を実行するためのシステムを示す。
【００９２】
【図５９】本明細書に記載の様々な実施形態による、外部アプリケーションとの通信を提供するための共有メモリの使用を示す。
【００９３】
【図６０】例示的タブレット型またはラップトップ型超音波システムに一体化された分散型プロセッサシステム４９５４を示す。
【００９４】
【図６１】レンジゲート分析を実行するために使用されるトリプレックス走査画像を示す。
【００９５】
【図６２】画像ウィンドウ表示ソフトキーまたはタッチアイコンを示す。
【００９６】
【図６３】携帯型超音波システム用のキーボード制御盤を示す。
【００９７】
【図６４】撮像ウィンドウに表示された複数のソフトキーを示す。
【００９８】
【図６５】矢印およびテキストを追加した子宮筋腫の撮像を示す。
【００９９】
【図６６】深度の関数としての時間ゲイン制御（ＴＧＣ）曲線を示す。
【０１００】
【図６７】タッチスクリーンまたは制御盤の作動を用いた修正ＲＯＩウィンドウを示す。
【０１０１】
【図６８】画像上の楕円の測定を示す。
【０１０２】
【図６９】画像上の形状のトレース測定を示す。
【０１０３】
【図７０】時系列測定表示ウィンドウを示す。
【０１０４】
【図７１】解剖学的検査プリセット選択ウィンドウを示す。
【０１０５】
【図７２】調整された送信周波数を用いた針の視覚化を示す。
【発明を実施するための形態】
【０１０６】
医療用超音波撮像のシステムおよび方法が開示されている。現在開示されている医療用超音波撮像システムおよび方法は、タブレットフォームファクタのハウジングと、ハウジングの前面パネル上に配置されたタッチスクリーンディスプレイとを含む医療用超音波撮像装置を使用する。タッチスクリーンディスプレイは、タッチスクリーンディスプレイの表面上の１つまたは複数の単一、複数、および／または同時の接触を認識および識別することができ、それによって医療用超音波撮像装置へのユーザの入力として単純なシングルポイントジェスチャから複雑なマルチポイントジェスチャまでの範囲のジェスチャの使用を可能にするマルチタッチ・タッチスクリーンを含む。タブレット超音波システムおよび動作に関するさらなる詳細は、２００４年１１月１１日に出願された米国特許出願第１０／９９７，０６２号、２００３年３月１１日に出願された米国特許出願第１０／３８６，３６０号、および米国特許第６，９６９，３５２号に記載されている。これらの特許および出願の全体の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０１０７】
図１Ａおよび図１Ｂは、本願による例示的な医療用超音波撮像装置１０、１００の例示的な実施形態を示す。図１Ａに示すように、医療用超音波撮像装置１００は、ハウジング１０２と、タッチスクリーンディスプレイ１０４と、コンピュータマザーボード１０６上に実装された少なくとも１つのプロセッサおよび少なくとも１つのメモリと、超音波エンジン１０８と、バッテリ１１０とを有するコンピュータと含む。例えば、ハウジング１０２は、タブレットフォームファクタ、または他の任意の適切なフォームファクタで実装することができる。ハウジング１０２は、前面パネル１０１と背面パネル１０３とを有する。タッチスクリーンディスプレイ１０４は、ハウジング１０２の前面パネル１０１上に配置され、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５上の１つまたは複数のマルチタッチおよび／または同時タッチを認識および区別することができるマルチタッチＬＣＤタッチスクリーンを含む。コンピュータマザーボード１０６、超音波エンジン１０８、およびバッテリ１１０は、ハウジング１０２内に動作可能に配置されている。医療用超音波撮像装置１００は、ハウジング１０２内でコンピュータマザーボード１０６と超音波エンジン１０８との間に動作可能に接続されたファイアワイヤ接続１１２（図２Ａも参照）と、少なくとも１つの超音波プローブ／トランスデューサの接続を容易にするプローブ着脱レバー１１５（図２Ａおよび図２Ｂも参照）を有するプローブコネクタ１１４とをさらに含む。特定の好ましい実施形態では、トランスデューサプローブハウジングは、トランスデューサアレイ、送受信回路、ならびにビーム形成器およびビーム形成器制御回路を含む回路構成要素を含むことができる。さらに、医療用超音波撮像装置１００は、１つまたは複数のＩ／Ｏポートコネクタ１１６（図２Ａ参照）を有し、これは１つまたは複数のＵＳＢコネクタ、１つまたは複数のＳＤカード、１つまたは複数のネットワークポート、１つまたは複数のミニディスプレイポート、およびＤＣ電源入力を含むことができるがこれらに限定されない。図１Ｂに示されるさらなる実施形態は、折り畳み式ディスプレイ１２と、キーボード１４の制御キーを有するキーボード制御盤１４と、ハンドル１６とを有し、１５ポンド未満の重量の手で携帯可能なバッテリ動力式システムを使用する。
【０１０８】
例示的な動作モードでは、医療従事者（本明細書では「ユーザ」とも呼ばれる）は、医療用超音波撮像装置１００の１つまたは複数の動作モードおよび／または機能を制御するためのタッチスクリーンディスプレイ１０４のマルチタッチＬＣＤタッチスクリーンへのユーザの入力として、単純なシングルポイントジェスチャおよび／またはより複雑なマルチポイントジェスチャを使用することができる。そのようなジェスチャは、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５上の少なくとも１本の指、スタイラス、および／または手のひらの動き、ストローク、または位置として本明細書で定義される。例えば、そのようなシングルポイント／マルチポイントジェスチャは、静的なジェスチャまたは動的なジェスチャ、連続的なジェスチャまたはいくつかに分けられたジェスチャ、および／または任意の他の適切なジェスチャを含み得る。シングルポイントジェスチャは、本明細書では、タッチスクリーンディスプレイ１０４上での１本の指、スタイラス、または手のひらによる単一のタッチ接触点を用いて実行することができるジェスチャとして定義される。マルチポイントジェスチャは、本明細書では、タッチスクリーンディスプレイ１０４上での複数の指、または少なくとも１本の指とスタイラスと手のひらとの任意の適切な組み合わせによる複数のタッチ接触点を用いて実行できるジェスチャとして定義される。静的ジェスチャは、本明細書では、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５上の、少なくとも１本の指、スタイラス、または手のひらの動きを含まないジェスチャとして定義される。動的ジェスチャは、本明細書では、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５を横切って１つまたは複数の指をドラッグすることによって引き起こされる動きなど、少なくとも１本の指、スタイラス、または手のひらの動きを含むジェスチャとして定義される。本明細書では、連続的なジェスチャは、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５上での少なくとも１本の指、スタイラス、または手のひらの単一の動きまたはストロークで実行できるジェスチャとして定義される。いくつかに分けられたジェスチャは、本明細書では、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５上での少なくとも１本の指、スタイラス、または手のひらの複数の動きまたはストロークで実行できるジェスチャとして定義される。
【０１０９】
タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５上で実行されるそのようなシングルポイント／マルチポイントジェスチャは、コンピュータおよび／または超音波エンジン１０８によって実行することができる１つまたは複数の所定の動作に関連付けられるシングルポイントまたはマルチポイントタッチイベントに対応することができる。ユーザは、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５上での様々な１本の指、複数の指、スタイラス、および／または手のひらの動きによってそのようなシングルポイント／マルチポイントジェスチャを行うことができる。マルチタッチＬＣＤタッチスクリーンは、シングルポイント／マルチポイントジェスチャをユーザの入力として受信し、ユーザの入力をプロセッサに提供し、プロセッサは、メモリに記憶されたプログラム命令を実行してシングルポイント／マルチポイントジェスチャに関連する所定の動作を、少なくともいくつかの時点で、超音波エンジン１０８と共に実行する。図３Ａに示すように、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５上でのそのようなシングルポイント／マルチポイントジェスチャは、タップジェスチャ３０２、ピンチジェスチャ３０４、フリックジェスチャ３０６、３１４、回転ジェスチャ３０８、３１６、ダブルタップジェスチャ３１０、スプレッドジェスチャ３１２、ドラッグジェスチャ３１８、プレスジェスチャ３２０、プレスアンドドラッグジェスチャ３２２、および／パームジェスチャ３２４を含むことができるが、これらに限定されない。例えば、そのようなシングルポイント／マルチポイントジェスチャは、コンピュータマザーボード１０６上に実装されたメモリ内の少なくとも１つのジェスチャライブラリに記憶することができる。システムの動作を制御するように動作可能なコンピュータプログラムは、コンピュータ可読媒体に記憶することができ、任意選択で、画像プロセッサに接続されたタッチプロセッサ、およびシステムビーム形成器に接続された制御プロセッサを使用して実装することができる。したがって、送信と受信の両方に関連するビーム形成器の遅延は、静的タッチジェスチャと動的タッチジェスチャの両方に応じて調整することができる。
【０１１０】
図１Ａの例示的な実施形態によれば、超音波プローブ／トランスデューサによって生成された超音波の組織浸透深度を制御するために、少なくとも１つのフリックジェスチャ３０６または３１４が医療用超音波撮像装置１００のユーザによって使用され得る。例えば、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５上での「上」方向または他の任意の適切な方向の動的で連続的なフリックジェスチャ３０６または３１４は、浸透深度を１センチメートルまたは他の任意の量だけ増加させることができる。さらに、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５上での「下」方向または他の任意の適切な方向への動的で連続的なフリックジェスチャ３０６または３１４は、浸透深度を１センチメートルまたは他の任意の量だけ減少させることができる。さらに、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５上での「上」または「下」方向、または他の任意の適切な方向への動的で連続的なドラッグジェスチャ３１８は、浸透深度を数センチメートルまたは他の任意の量で増減することができる。
【０１１１】
タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５上での特定のシングルポイント／マルチポイントジェスチャによって制御される追加の動作モードおよび／または機能は、フリーズ／記憶動作、２次元モード動作、ゲイン制御、カラー制御、分割画面制御、ＰＷ撮像制御、映画／時系列画像クリップスクロール制御、ズームおよびパン制御、全画面表示、ドプラおよび２次元ビームステアリング制御、および／またはボディマーキング制御を含むことができるが、それらに限定されない。医療用超音波撮像装置１００の動作モードおよび／または機能の少なくともいくつかは、タッチスクリーンディスプレイ１０４上に実装された１つまたは複数のタッチ制御によって制御することができる。さらに、ユーザは、必要に応じておよび／または所望である際に、タッチスクリーンディスプレイ１０４上で実施されるべきタッチ制御の少なくとも１つの選択されたサブセットを指定するためのユーザの入力として１つまたは複数の特定のシングルポイント／マルチポイントジェスチャを提供できる。
【０１１２】
図３Ｂに示されるのは、タッチスクリーン上に入力されたタッチジェスチャに応答して超音波ビーム形成および撮像動作３４０が制御されるプロセスシーケンスである。データプロセッサがタブレット装置内のビーム形成および画像処理動作３４２を制御するように動作可能であるように、様々な静的および動的タッチジェスチャがシステムにプログラムされている。ユーザは、第１の表示動作と関連付けられた第１の複数のタッチジェスチャを有する第１の表示動作を選択することができる（３４４）。静的または動的ジェスチャを使用して、ユーザは、撮像動作を制御するように動作可能な複数のジェスチャのうちの１つを実行することができ、第１の表示動作に関連する画像データを生成するために使用されるビーム形成パラメータ３４６を調整できる複数のジェスチャのうちの１つを特に選択できる。表示画像は、更新されたビーム形成手順に応答して更新されて表示される（３４８）。ユーザはさらに、異なる速度特性（方向または速度または両方）を有する異なるジェスチャを実行して、第１の超音波表示動作の第２の特性を調整することを選択することができる（３５０）。次に、表示画像は、第２のジェスチャに基づいて更新される（３５２）。これにより、撮像処理パラメータまたはビーム形成パラメータを修正することができる。このプロセスの例が本明細書においてさらに詳細に説明され、異なるジェスチャの速度および方向の変化が、選択された表示動作の異なる撮像パラメータと関連付けられ得る。
【０１１３】
カラーフローであろうとスペクトルドプラであろうと、流れまたは組織運動の超音波画像は、本質的に動きの測定から得られる。超音波スキャナでは、血液の動きを検出するために一連のパルスが送信される。静止ターゲットからのエコーはパルスごとに同じである。動いている散乱体からのエコーは、信号がスキャナに戻るまでの時間にわずかな違いを示す。
【０１１４】
図３Ｃ〜図３Ｈから分かるように、ビームの方向に動きがなければならない。流れがビームに対して垂直である場合、受信するパルスごとに相対的な動きはなく、検出される流れはない。これらの差は、直接的な時間差として、またはより一般的には、「ドプラ周波数」が得られる位相シフトによって測定することができる。これらの差は次にカラーフロー表示またはドプラソノグラムのいずれかを生成するために処理される。図３Ｃ〜図３Ｄでは、流れの方向はビームの方向に対して垂直であり、流れはパルス波スペクトルドプラによって測定されない。図３Ｇ〜図３Ｈでは、超音波ビームが流れによりよく位置合わせされる角度に向けられているとき、弱い流れがカラーフローマップに示され、さらに流れがパルス波ドプラによって測定されている。図３Ｈにおいて、超音波ビームが動きに応答して、流れる方向に対してはるかに良好に位置合わせされた角度に向けられるとき、カラーフローマップはより強くなり、さらにＰＷＤの補正角度が流れに対して位置合わせされて置かれるとき、強い流れがＰＷＤによって測定される。
【０１１５】
また、このタブレット型超音波システムでは、ＲＯＩ、つまり関心領域は、動的ジェスチャに応答して超音波送信ビームの方向を定義するために使用される。カラーフローモードにおける腎動脈血流の分岐を伴う肝臓の画像が図３Ｉに示されている。ＲＯＩがトランスデューサから真っ直ぐ下にあり、流れの方向が超音波ビームに対してほぼ垂直であるので、非常に弱い腎動脈血流が検出されている。したがって、カラーフローモードは、肝臓において腎動脈血流を撮像するために使用される。見て分かるように、ビームは流れに対してほぼ垂直であり、非常に弱い流れが検出される。ＲＯＩの外側での指によるフリックジェスチャが、ビームを操作するために使用される。図３Ｊから分かるように、ＲＯＩは、ビーム方向が流れ方向により位置合わせされるようにビーム形成パラメータを再設定することによって操作され、ＲＯＩ内ではるかに強い流れが検出される。図３Ｊでは、ＲＯＩの外側での指によるフリックジェスチャを使用して、超音波ビームを流れの方向によりいっそう位置合わせされた方向に向ける。ＲＯＩ内でのより強い流れが見られる。ＲＯＩの内側に指を置いてパンニングジェスチャを行うことで、ＲＯＩボックスを、腎臓領域全体をカバーする位置に動かすことができる。すなわち、パンニングは、ボックスがターゲット領域全体をカバーするようなＲＯＩボックスの並進移動を可能にする。
【０１１６】
図３Ｋはパンニングジェスチャを示す。ＲＯＩの内側に指を置くと、それによってＲＯＩボックスを画像平面内の任意の場所に移動できる。上記の実施形態では、「ＲＯＩ」ボックスの外側に指を置いて「フリック」ジェスチャを行うことで、ビーム操作が意図されることと、「ＲＯＩ」の内側に指を置いて「ドラッグアンドムーブ、パンニング」ジェスチャを行うことで、ＲＯＩボックスの移動が意図されることとを区別するのは容易である。ただし、ＲＯＩが参照領域として存在していないアプリケーションがあるため、「フリック」ジェスチャと「パンニング」ジェスチャを区別するのは難しいことが分かる。この場合は、タッチスクリーンプログラムが、「フリック」ジェスチャであるのか「ドラッグアンドムーブ」ジェスチャであるのか判定するため指の初速度または加速度を追跡する必要がある。したがって、タッチスクリーンセンサ装置からデータを受信するタッチエンジンは、異なるジェスチャを示す速度閾値の間を区別するようにプログラムされている。したがって、異なる動的ジェスチャに関連する時間、速度、および方向は、プリセットされた閾値を有することができる。２本と３本の指による静的ジェスチャと動的ジェスチャは、これらの制御動作を区別するために別々の閾値を持つことができる。プリセットされた表示アイコンまたは仮想ボタンは、明確な静圧または持続時間の閾値を有することができる。全画面モードで動作しているとき、好ましくは走査変換などの他の撮像動作を実行するシステム中央処理装置上で動作しているタッチスクリーンプロセッサは、静的アイコンをオフにする。
【０１１７】
図４Ａ〜図４Ｃは、タッチスクリーンディスプレイ１０４上で医療用超音波撮像装置１００のユーザが実施できるタッチ制御の例示的なサブセット４０２、４０４、４０６を示す。タッチスクリーンディスプレイ１０４上に、必要に応じておよび／または所望の際に、タッチ制御の他の任意の適切なサブセットを実装できることに留意されたい。図４Ａに示すように、サブセット４０２は、２次元（２Ｄ）モード動作を実行するためのタッチ制御４０８と、ゲイン制御動作を実行するためのタッチ制御４１０と、カラー制御動作を実行するためのタッチ制御４１２と、画像／クリップのフリーズ／記憶動作を実行するタッチ制御４１４とを含む。例えば、ユーザはプレスジェスチャ３２０を使用してタッチ制御４０８を作動させ、医療用超音波撮像装置１００を２Ｄモードに戻すことができる。さらに、ユーザは、ゲインレベルを下げるためにタッチ制御４１０の一方の側に対してプレスジェスチャ３２０を使用し、ゲインレベルを上げるためにタッチ制御４１０のもう一方の側に対してプレスジェスチャ３２０を使用することができる。さらに、ユーザは、タッチ制御４１２にドラッグジェスチャ３１８を使用し、所定のカラーコードを使用して、２Ｄ画像上で密度範囲を識別することができる。さらに、ユーザは、プレスジェスチャ３２０を使用して、タッチ制御４１４を作動させて静止画像をフリーズ／記憶するか、または映画画像クリップを取得することができる。
【０１１８】
図４Ｂに示すように、サブセット４０４は、分割スクリーン制御動作を実行するためのタッチ制御４１６と、ＰＷ撮像制御動作を実行するためのタッチ制御４１８と、ドプラおよび２次元ビームステアリング制御動作を実行するためのタッチ制御４２０と、注釈動作を実行するためのタッチ制御４２２とを含む。例えば、ユーザは、タッチ制御４１６に対してプレスジェスチャ３２０を使用することができ、これにより、ユーザは、分割画面の両側でタップジェスチャ３０２を交互に使用することによって、分割タッチスクリーンディスプレイ１０４の両側を切り替えることができる。さらに、ユーザは、プレスジェスチャ３２０を使用してタッチ制御４１８を作動させてＰＷモードに入ることができ、これにより、（１）角度補正のユーザ制御、（２）プレスアンドドラッグジェスチャ３２２を使用することによってタッチスクリーンディスプレイ１０４上に表示することができるベースラインの動き（例えば、「上」または「下」）、および／または（３）タッチスクリーンディスプレイ１０４上に表示することができるスケールバーにタップジェスチャ３０２を使用することによるスケールの増減が可能になる。さらに、ユーザは、タッチ制御４２０の一方の側に対してプレスジェスチャ３２０を使用して、「左」または他の任意の適切な方向に、５のインクリメントまたは他の任意の適切なインクリメントで２Ｄビームステアリングを実行することができ、またタッチ制御４２０のもう一方の側に対してプレスジェスチャ３２０を使用して、「右」または任意の他の適切な方向に、５のインクリメントまたは任意の他の適切なインクリメントで２Ｄビームステアリングを実行することができる。さらに、ユーザは、タッチ制御４２２にタップジェスチャ３０２を使用することができ、それによりユーザは、タッチスクリーンディスプレイ１０４上に表示することができるポップアップキーボードを介して注釈情報を入力することができる。
【０１１９】
図４Ｃに示すように、サブセット４０６は、ダイナミックレンジ動作を実行するためのタッチ制御４２４と、Ｔｅｒａｖｉｓｉｏｎ（商標）ソフトウェア動作を実行するためのタッチ制御４２６と、マップ動作を実行するためのタッチ制御４２８と、針ガイド動作を実行するためのタッチ制御４３０とを含む。例えば、ユーザは、タッチ制御４２４に対してプレスジェスチャ３２０および／またはプレスアンドドラッグジェスチャ３２２を使用して、ダイナミックレンジを制御または設定することができる。さらに、ユーザは、タッチ制御４２６にタップジェスチャ３０２を使用して、Ｔｅｒａｖｉｓｉｏｎ（商標）ソフトウェアの所望のレベルを、コンピュータマザーボード１０６上のプロセッサによってメモリから実行されるように選択することができる。さらに、ユーザは、タッチ制御４２８にタップジェスチャ３０２を使用して所望のマップ動作を実行することができる。さらに、ユーザは、タッチ制御４３０に対してプレスジェスチャ３２０を使用して所望の針ガイド動作を実行することができる。
【０１２０】
本願によれば、医療用超音波撮像装置１００（図１Ａ参照）のタッチスクリーンディスプレイ１０４上に超音波画像として表示された対象物（器官、組織など）の様々な測定および／またはトレースを、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５上でのシングルポイント／マルチポイントジェスチャを使用して、実行することができる。ユーザは、タッチスクリーンディスプレイ１０４上での、表示された対象物の元の超音波画像、表示された対象物の拡大された超音波画像、および／または仮想ウィンドウ５０６（図５Ｃおよび図５Ｄ参照）内の超音波画像の拡大部分において、直接対象物のそのような測定および／またはトレースを行うことができる。
【０１２１】
図５Ａおよび図５Ｂは、医療用超音波撮像装置１００（図１Ａ参照）のタッチスクリーンディスプレイ１０４に表示された例示的な対象物、すなわち嚢胞性病変５０４を伴う肝臓５０２の元の超音波画像を示す。そのような超音波画像は、装置１００に動作可能に接続された超音波プローブ／トランスデューサによって生成された超音波による肝臓組織の浸透に応答して医療用超音波撮像装置１００によって生成され得ることに留意されたい。嚢胞性病変５０４を伴う肝臓５０２の測定および／またはトレースは、タッチスクリーンディスプレイ１０４に表示された元の超音波画像（図５Ａおよび図５Ｂ参照）、または拡大された超音波画像において直接実行することができる。例えば、ユーザは、スプレッドジェスチャ（例えば、スプレッドジェスチャ３１２、図３Ａ参照）を用いて、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５に２本の指を置き、元の超音波画像を拡大するために２本の指を広げることにより、そのような拡大された超音波画像を得ることができる。肝臓５０２および嚢胞性病変５０４のそのような測定および／またはトレースはまた、タッチスクリーンディスプレイ１０４上の仮想ウィンドウ５０６（図５Ｃおよび図５Ｄ参照）内の超音波画像の拡大部分に対しても実行され得る。
【０１２２】
例えば、ユーザは自分の指（例えば、指５０８、図５Ａ〜図５Ｄ参照）を使用して、嚢胞性病変５０４に対応する領域などの関心領域の近傍で、タッチスクリーンディスプレイ１０４（図５Ｂ参照）の表面１０５に対してプレスジェスチャ（例えば、プレスジェスチャ３２０、図３Ａ参照）を使用することによって、仮想ウィンドウ５０６を得ることができる。プレスジェスチャに応答して、仮想ウィンドウ５０６（図５Ｃおよび図５Ｄ参照）がタッチスクリーンディスプレイ１０４に、場合によっては元の超音波画像に少なくとも部分的に重ね合わされて表示され、それによってユーザに嚢胞性病変５０４付近の肝臓５０２の拡大部分の視界が提供される。例えば、図５Ｃの仮想ウィンドウ５０６は、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５に押し付けられた指５０８によってカバーされる嚢胞性病変５０４の超音波画像の拡大部分の視界を提供することができる。拡大された嚢胞性病変５０４を仮想ウィンドウ５０６内で再位置決めするために、ユーザは、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５（図５Ｄ参照）に対してプレスアンドドラッグジェスチャ（例えば、プレスアンドドラッグジェスチャ３２２、図３Ａ参照）を使用し、これにより嚢胞性病変５０４の画像を仮想ウィンドウ５０６内の所望の位置に移動させることができる。一実施形態では、医療用超音波撮像装置１００は、仮想ウィンドウ５０６内の拡大レベルを、元の超音波画像の２倍、４倍、または他の任意の適切な倍率の大きさになるようにユーザが選択できるように構成できる。ユーザは、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５から自分の指（例えば、指５０８、図５Ａ〜図５Ｄ参照）を持ち上げることによって、タッチスクリーンディスプレイ１０４から仮想ウィンドウ５０６を取り除くことができる。
【０１２３】
図６Ａは、医療用超音波撮像装置１００（図１Ａを参照）のタッチスクリーンディスプレイ１０４に表示された、別の例示的な対象物の超音波画像、すなわち心臓６０２の尖部の４腔部の図を示す。そのような超音波画像は、装置１００に動作可能に接続された超音波プローブ／トランスデューサによって生成された超音波による心臓組織の浸透に応答して医療用超音波撮像装置１００によって生成され得ることに留意されたい。心臓６０２の測定および／またはトレースは、タッチスクリーンディスプレイ１０４上に表示された元の超音波画像（図６Ａ〜図６Ｅ参照）、または拡大された超音波画像において直接実行することができる。例えば、ユーザは自分の指（例えば、指６１０、６１２、図６Ｂ〜図６Ｅ参照）を使用して、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５上で複数の指による１つまたは複数のジェスチャを使用することによって、心臓６０２の左心室６０６（図６Ｂ〜図６Ｅ参照）の心内膜境界６０４（図６Ｂ参照）の手動によるトレースを実行することができる。一実施形態では、ユーザは自分の指（例えば、指６１０、６１２、図６Ｂ〜図６Ｅ参照）を使用して、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５上でダブルタップジェスチャ（例えば、ダブルタップジェスチャ３１０、図３Ａ参照）を使用することによってカーソル６０７（図６Ｂ参照）を取得することができ、指６１０などの１本の指を用いたドラッグジェスチャ（例えば、ドラッグジェスチャ３１８、図３Ａ参照）を使用することによってカーソル６０７を動かすことができ、これにより、カーソル６０７をタッチスクリーンディスプレイ１０４上の所望の位置に移動させる。本明細書に記載のシステムおよび方法は、２００４年４月２日に出願された米国特許出願第１０／８１７，３１６号に詳細に記載されているように、心壁運動の定量的測定、具体的には心室同期不全の測定に使用できる。その全体の内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０１２４】
指６１０の位置によって決定された、タッチスクリーンディスプレイ１０４上の所望の位置にカーソル６０７が来ると、ユーザは指６１２などの他の指を使用して、タップジェスチャ（例えば、タップジェスチャ３０２を参照、図３Ａを参照）を使用することによってカーソル６０７を当該位置に固定することができる。心内膜境界６０４の手動トレース（図６Ｂ参照）を実行するために、ユーザは、図６Ｃおよび図６Ｄに示すように、指６１０を使用してプレスアンドドラッグジェスチャ（例えば、プレスアンドドラッグジェスチャ３２２、図３Ａ参照）を使用することができる。このような手動による心内膜境界６０４のトレースは、破線６０８などの任意の適切な方法で、タッチスクリーンディスプレイ１０４上で強調表示することができる（図６Ｃ〜図６Ｅ参照）。心内膜境界６０４の手動トレースは、図６Ｅに示すように、指６１０がタッチスクリーンディスプレイ１０４上の任意の適切な位置に到達するまで、または指６１０がカーソル６０７の位置に戻るまで継続することができる。指６１０がカーソル６０７の位置、または他の任意の適切な位置に来ると、ユーザは指６１２を使ってタップジェスチャ（例えばタップジェスチャ３０２、図３Ａ参照）を使用することによって手動のトレース動作を完了することができる。そのような手動のトレース動作は、パルス波ドプラ（ＰＷＤ）波形などの他の任意の適切な特徴および／または波形をトレースするために使用できることに留意されたい。一実施形態では、医療用超音波撮像装置１００は、それぞれの特徴／波形の手動のトレースに少なくとも部分的に基づいて、そのような特徴および／または波形に関する任意の適切な計算および／または測定を実行するように構成することができる。
【０１２５】
上述のように、ユーザは、タッチスクリーンディスプレイ１０４上の仮想ウィンドウ内に表示された対象物の元の超音波画像の拡大部分上で対象物の測定および／またはトレースを実行することができる。図７Ａ〜図７Ｃは、医療用超音波撮像装置１００（図１Ａ参照）のタッチスクリーンディスプレイ１０４に表示された例示的な対象物、すなわち嚢胞性病変７０４を伴う肝臓７０２の元の超音波画像を示す。図７Ａ〜図７Ｃはさらに、嚢胞性病変７０４の超音波画像の拡大部分の視界を提供する仮想ウィンドウ７０６を示し、これはタッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５に押し付けられた指７１０などのユーザの指のうちの１本によってカバーされる。ユーザは自分の指を使用して（例えば、指７１０、７１２、図７Ａ〜図７Ｃ参照）、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５上で複数の指による１つまたは複数のジェスチャを使用することによって、仮想ウィンドウ７０６内の嚢胞性病変７０４のサイズ測定を実行することができる。
【０１２６】
例えば、ユーザは自分の指を使用して（例えば、指７１０、７１２、図７Ａ〜図７Ｃ参照）、表面１０５上でダブルタップジェスチャ（例えば、ダブルタップジェスチャ３１０、図３Ａ参照）を使用することによって第１のカーソル７０７（図７Ｂ、図７Ｃ参照）を得ることができ、指７１０などの１本の指を用いたドラッグジェスチャ（例えば、ドラッグジェスチャ３１８、図３Ａ参照）を使用することによって、第１のカーソル７０７を動かすことができ、それにより、第１のカーソル７０７を所望の位置に移動させる。指７１０の位置によって決定された所望の位置に第１のカーソル７０７が来ると、ユーザは指７１２などの他の指を使用して、タップジェスチャ（例えば、タップジェスチャ３０２、図３Ａ参照）を使用することによって第１のカーソル７０７を当該位置に固定することができる。同様に、ユーザは、表面１０５上でダブルタップジェスチャ（例えば、ダブルタップジェスチャ３１０、図３Ａ参照）を使用することによって第２のカーソル７０９（図７Ｃ参照）を得ることができ、指７１０を用いたドラッグジェスチャ（例えば、ドラッグジェスチャ３１８、図３Ａ参照）を使用することによって、第２のカーソル７０９を動かすことができ、それにより、第２のカーソル７０９を所望の位置に移動させる。指７１０の位置によって決定された所望の位置に第２のカーソル７０９が来ると、ユーザは指７１２を使用して、タップジェスチャ（例えば、タップジェスチャ３０２、図３Ａ参照）を使用することによって第２のカーソル７０９を当該位置に固定することができる。一実施形態では、医療用超音波撮像装置１００は、第１および第２のカーソル７０７、７０９の位置に少なくとも部分的に基づいて、嚢胞性病変７０４に関する任意の適切なサイズの計算および／または測定を実行するように構成することができる。
【０１２７】
図８Ａ〜図８Ｃは、医療用超音波撮像装置１００（図１Ａ参照）のタッチスクリーンディスプレイ１０４に表示された例示的な対象物、すなわち嚢胞性病変８０４を伴う肝臓８０２の元の超音波画像を示す。図８Ａ〜図８Ｃはさらに、嚢胞性病変８０４の超音波画像の拡大部分の視界を提供する仮想ウィンドウ８０６を示し、これはタッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５に押し付けられた指８１０などのユーザの指のうちの１本によってカバーされる。ユーザは自分の指を使用して（例えば、指８１０、８１２、図８Ａ〜図８Ｃ参照）、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面１０５上で複数の指による１つまたは複数のジェスチャを使用することによって、仮想ウィンドウ８０６内の嚢胞性病変８０４のキャリパー測定を実行することができる。
【０１２８】
例えば、ユーザは自分の指を使用して（例えば、指８１０、８１２、図８Ａ〜図８Ｃ参照）、表面１０５上でダブルタップジェスチャ（例えば、ダブルタップジェスチャ３１０、図３Ａ参照）を使用することによって第１のカーソル８０７（図８Ｂ、図８Ｃ参照）を得ることができ、指８１０などの１本の指を用いたドラッグジェスチャ（例えば、ドラッグジェスチャ３１８、図３Ａ参照）を使用することによって、カーソル８０７を動かすことができ、それにより、カーソル８０７を所望の位置に移動させる。指８１０の位置によって決定された所望の位置にカーソル８０７が来ると、ユーザは指８１２などの他の指を使用して、タップジェスチャ（例えば、タップジェスチャ３０２、図３Ａ参照）を使用することによってカーソル８０７を当該位置に固定することができる。次に、ユーザは、プレスアンドドラッグジェスチャ（例えば、プレスアンドドラッグジェスチャ３２２、図３Ａ参照）を使用して接続線８１１（図８Ｂ、８Ｃ参照）を取得し、第１のカーソル８０７から嚢胞性病変８０４を横切って嚢胞性病変８０４のもう一方の側の所望の位置まで接続線８１１を延ばすことができる。接続線８１１が嚢胞性病変８０４を横切って嚢胞性病変８０４のもう一方の側の所望の位置まで延びると、ユーザは指８１２を使ったタップジェスチャ（例えばタップジェスチャ３０２、図３Ａ参照）を使用して第２のカーソル８０９（図８Ｃ参照）を取得し、当該所望の位置に固定することができる。一実施形態では、医療用超音波撮像装置１００は、第１および第２のカーソル８０７、８０９の位置の間を延びる接続線８１１に少なくとも部分的に基づいて、嚢胞性病変８０４に関する任意の適切なキャリパーの計算および／または測定を実行するように構成することができる。
【０１２９】
図９Ａは、トランスデューサ素子１５２のアレイを有するトランスデューサハウジング１５０をコネクタ１１４でハウジング１０２に取り付けることができるシステム１４０を示す。各プローブ１５０は、取り付けられているプローブを一意に識別するプローブ識別回路１５４を有することができる。ユーザが異なるアレイを有する異なるプローブを挿入すると、システムはプローブ動作パラメータを識別する。好ましい実施形態は、センサ１０７からのタッチスクリーンデータを分析し、画像処理動作とビーム形成器制御プロセッサ（１１１６、１１２４）の両方にコマンドを送信するタッチプロセッサ１０９に接続することができるタッチセンサ１０７を有するディスプレイ１０４を含むことができることに留意されたい。好ましい実施形態では、タッチプロセッサは、本明細書に記載の表示および撮像動作を制御するように動作可能な超音波タッチスクリーンエンジンを動作させるための命令を記憶するコンピュータ可読媒体を含むことができる。
【０１３０】
図９Ｂは、超音波適用プログラム内の典型的なトランスデューサ管理モジュール９０２のソフトウェアフローチャート９００を示す。トランスデューサアタッチイベント９０４が検出されると、トランスデューサ管理ソフトウェアモジュール９０２は最初にトランスデューサタイプＩＤ９０６とハードウェア改訂情報を識別セグメントから読み取る。この情報は、ハードディスクからトランスデューサプロファイルデータ９０８の特定のセットを取り出してそれをアプリケーションプログラムのメモリにロードするために使用される。次にソフトウェアはファクトリセグメント９１０から調整データを読み取り、メモリ９１２にロードされたばかりのプロファイルデータに調整を適用する。次にソフトウェアモジュールは、すでにロードされているトランスデューサプロファイルを使用するメインの超音波適用プログラムにトランスデューサアタッチメッセージ９１４を送信する。確認応答９１６の後、超音波撮像シーケンスが実行され、使用法セグメントが更新される９１８。トランスデューサ管理ソフトウェアモジュールは、次に、トランスデューサデタッチイベント９２０、または５分経過のいずれかを待つ。トランスデューサデタッチイベントが検出されると（９２１）、メッセージが送信され（９２４）確認応答が行われ（９２６）、トランスデューサプロファイルデータセットがメモリから削除され（９２８）、モジュールは再度別のトランスデューサアタッチイベントを待つ。トランスデューサデタッチイベントを検出せずに５分間が経過すると、ソフトウェアモジュールは使用法セグメント９２２内の累積使用カウンタをインクリメントし、さらに５分間またはトランスデューサデタッチイベントを待つ。累積使用量は、メンテナンスおよび交換記録のためにメモリに記録される。
【０１３１】
超音波トランスデューサには多くの種類がある。それらは形状、要素数、そして周波数の応答によって異なる。例えば、中心周波数が１０〜１５ＭＨｚのリニアアレイは、乳房の撮像により適しており、中心周波数が３〜５ＭＨｚのカーブアレイは、腹部の撮像により適している。
【０１３２】
同じまたは異なる超音波走査セッションに対して異なる種類のトランスデューサを使用することが多くの場合に必要となる。トランスデューサの接続が１つだけの超音波システムの場合、操作者は新しい走査セッションを開始する前にトランスデューサを交換する。
【０１３３】
いくつかの用途では、１つの超音波走査セッション中に異なる種類のトランスデューサを切り替えることが必要である。この場合、同じ超音波システムに複数のトランスデューサを接続することがより便利であり、操作者は、トランスデューサを物理的に取り外して再度取り付けるというより時間を要することを必要とせずに、操作者コンソール上のボタンを押すことによってこれらの接続されたトランスデューサを素早く切り替えることができる。本発明の好ましい実施形態は、タブレットハウジング内の複数のプローブコネクタポート間で選択することができるタブレットハウジング内のマルチプレクサを含むことができ、あるいはタブレットハウジングは、本明細書で上述したようにカートに取り付けることができる外部マルチプレクサに接続することができる。
【０１３４】
図９Ｃは、センサアセンブリ内にいかなるアクティブな電子機器をも必要としない、超音波トランスデューサを使用する例示的な針感知位置決めシステムの斜視図である。センサトランスデューサはパッシブ型超音波トランスデューサ素子を含み得る。これらの要素は、超音波エンジンの電子機器を利用して、典型的なトランスデューサプローブと同様に使用することができる。システム９５８は、図９Ｃに表されているが任意の適切なフォームファクタであり得る、針ガイド９６２に追加された超音波トランスデューサ素子９６０の追加を含む。超音波トランスデューサ素子９６０および針ガイド９６２は、針ガイドマウントブラケット９６６を使用して、超音波トランスデューサプローブ音響ハンドルまたは超音波撮像プローブアセンブリ９７０に取り付けることができる。露出端部に取り付けたディスクを有する針、超音波反射体ディスク９６４は、超音波に対して反射性である。
【０１３５】
針ガイド９６２上の超音波トランスデューサ素子９６０は、超音波エンジンに接続されてもよい。ペンシルＣＷプローブコネクタを共有するのと同様に、接続は、エンジン上の専用プローブコネクタへの別個のケーブルを介して行われてもよい。別の実施形態では、小さく短いケーブルを、相対的に大きい画像トランスデューサプローブハンドル、またはエンジンの同じプローブコネクタに接続する分割ケーブルに差し込むことができる。他の代替的な実施形態では、接続は、間にケーブルを介さずに、画像プローブハンドルと針ガイドとの間の電気コネクタを介して行われてもよい。代替的な実施形態では、針ガイド上の超音波トランスデューサ素子は、針ガイドとトランスデューサ素子とを撮像プローブハンドルの同じ機械的エンクロージャ内に封入することによって超音波エンジンに接続することができる。
【０１３６】
図９Ｄは、トランスデューサ素子９６０および超音波反射体ディスク９６４と共に位置決めされた針ガイド９６２の斜視図である。反射体ディスク９６４の位置は、針ガイド９６２上のトランスデューサ素子９６０から超音波９７２を送信することによって特定される。超音波９７２は、空気を通って反射体ディスク９６４に向かって進み、反射体ディスク９６４によって反射される。反射された超音波９７４は、針ガイド９６２上のトランスデューサ素子９６０に達する。反射体ディスク９６４とトランスデューサ素子９６０との間の距離９７６は、経過時間と空気中の音速から計算される。
【０１３７】
図９Ｅは、センサアセンブリ内にいかなるアクティブな電子機器をも必要としない、超音波トランスデューサを使用する例示的な針感知位置決めシステムの代替的な実施形態の斜視図である。センサトランスデューサはパッシブ型超音波トランスデューサ素子を含み得る。これらの要素は、超音波エンジンの電子機器を利用して、典型的なトランスデューサプローブと同様に使用することができる。
【０１３８】
システム９８６は、患者の身体を撮像するための超音波撮像プローブアセンブリ９８２に連結され得る針ガイドマウントブラケット９６６、または代替の適切なフォームファクタに取り付けられ得る針ガイド９６２を含む。超音波反射体ディスク９６４は、針９５６の露出端に取り付けることができる。この実施形態では、線形超音波音響アレイ９７８が針９５６の動く方向と平行に取り付けられている。線形超音波音響アレイ９７８は、針９５６と平行に位置決めされた超音波トランスデューサアレイ９８０を含む。この実施形態では、超音波撮像プローブアセンブリ９８２が患者の身体を撮像するために位置決めされている。患者の身体を撮像するための超音波撮像プローブアセンブリ９８２は、超音波トランスデューサアレイ９８４を用いて構成される。
【０１３９】
この実施形態では、超音波反射体ディスク９６４の位置は、撮像用超音波撮像プローブアセンブリ９７８に連結された超音波トランスデューサアレイ９８０を使用することによって検出することができる。反射体ディスク９６４の位置は、撮像用超音波撮像プローブアセンブリ９７８上のトランスデューサ素子９８０から超音波９７２を送信することによって特定される。超音波９７２は、空気を通って反射体ディスク９６４に向かって進み、反射体ディスク９６４によって反射される。反射された超音波９７４は、撮像用超音波撮像プローブアセンブリ９７８上のトランスデューサ素子９８０に達する。反射体ディスク９６４とトランスデューサ素子９８０との間の距離９７６は、経過時間と空気中の音速から計算される。代替的な実施形態では、トランスデューサアレイ内の素子の極性を順次走査し、トランスデューサアレイ素子ごとに生成された反射を分析するために、代替アルゴリズムを使用することができる。代替的な実施形態では、超音波画像を形成する前に複数の走査が行われてもよい。
【０１４０】
図９Ｆは、図１Ａおよび図１Ｂに示すシステムを含む、本明細書に記載の携帯型超音波システムと通信するための無線３６／４６セルラーサービスにＳＩＭカード１２０を使用できるシステムを示す。カード１２０は、回路１１８を使用してシステムプロセッサ１０６と通信するハウジングポート１１９に挿入することができる。
【０１４１】
図１０Ａは、例示的な実施形態による心臓の同期性を監視するための例示的な方法を示す。この方法では、参照テンプレートがメモリにロードされ、撮像面を識別する際にユーザを案内するために使用される（ステップ９３０）。次に、ユーザは所望の撮像面を識別する（ステップ９３２）。典型的には心臓の尖部の４腔部の画像が用いられる。しかし、本発明の精神から逸脱していなければ、他の画像を使用することができる。
【０１４２】
時々、心内膜境界の識別は困難であることがあり、そのような困難に遭遇すると、同じ視野の組織ドプラ撮像が使用され得る（ステップ９３４による）。隔壁および横方向自由壁を識別するための参照テンプレートが提供される（ステップ９３６による）。次に、例えば±３０ｃｍ／秒の予め設定された速度スケールの標準的な組織ドプラ撮像（ＴＤＩ）を使用することができる（ステップ９３８による）。
【０１４３】
次に、所望のトリプレックス画像の参照が提供され得る（ステップ９４０による）。ＢモードまたはＴＤＩのいずれかが距離ゲートを案内するために使用されてもよい（ステップ９４２による）。Ｂモードは、距離ゲートを案内するために使用されることができ（ステップ９４４による）、またはＴＤＩが距離ゲートを案内するために使用されることができる（ステップ９４６による）。距離ゲートを案内するためにＴＤＩまたはＢモードを使用することはまた、スペクトルドプラが隔壁の半径方向平均速度を表示することを可能にするための方向補正角度の使用を可能にする。次に、第１のパルス波スペクトルドプラを使用して、デュプレックスモードまたはトリプレックスモードを使用して隔壁の平均速度を測定する（ステップ９４８による）。データを処理して同期異常を計算するために使用されるソフトウェアは、パラメータの設定を単純化するのを助けるために心臓壁上の日付を付けられた位置の間の角度を自動的に設定するために位置（例えば中心点）を利用できる。
【０１４４】
第２の距離ゲート位置もまた、デュプレックス画像またはＴＤＩを使用して案内され（ステップ９５０による）、必要に応じて方向補正角度を使用することができる。ステップ９５０の後、隔壁および横方向自由壁の平均速度がシステムによって追跡されている。次いで、関心領域（例えば、隔壁および左心室自由壁）におけるスペクトルドプラ平均速度９５２の時間の積分が、それぞれ隔壁および左側の自由壁の変位を提供する。
【０１４５】
上記の方法ステップは、収集された信号に存在するあらゆるベースラインの外乱を除去するために関連技術において知られているアナログまたはデジタルのハイパスフィルタリング手段と共に利用することができる。加えて、開示された方法は、心室中隔および左心室の自由壁の動きを追跡するために複数の同時ＰＷスペクトルドプラ線を使用する。さらに、多数ゲート構造を各スペクトル線に沿って使用することができ、それによって局所的な壁の運動の定量的測定が可能になる。多数のゲートにわたる平均化は、大域的な壁運動の測定を可能にし得る。
【０１４６】
図１０Ｂは、インターフェースユニット１０２０を介して任意のＰＣ１０１０に接続することができる一体型超音波プローブ１０４０の例示的実施形態の詳細な概略ブロック図である。超音波プローブ１０４０は、１つまたは複数の画像ターゲット１０６４上に超音波を送信し、そこから反射した超音波を低減するように構成される。トランスデューサ１０４０は、１つまたは複数のケーブル１０６６、１０６８を使用してインターフェースユニット１０２０に連結することができる。インターフェースユニット１０２０は、一体型超音波プローブ１０４０とホストコンピュータ１０１０との間に位置決めすることができる。２段ビーム形成システム１０４０および１０２０は、ＵＳＢ接続１０２２、１０１２を介して任意のＰＣに接続することができる。
【０１４７】
超音波プローブ１０４０は、アレイ全体の開口よりも小さい開口を有する隣接要素からなるサブアレイ／開口１０５２を含むことができる。戻ってきたエコーは、１Ｄトランスデューサアレイ１０６２によって受信され、コントローラ１０４４に送信される。コントローラは、信号をメモリ１０５８、１０４６に送信することによって粗ビームの形成を開始する。メモリ１０５８、１０４６は、送信ドライバ１（１０５０）、および送信ドライバｍ（１０５４）に信号を送信する。送信ドライバ１（１０５０）および送信ドライバｍ（１０５４）は、次に信号をそれぞれｍｕｘ１（１０４８）およびｍｕｘ  ｍ（１０５６）に送信する。信号は、サブアレイビーム形成器１（１０５２）およびサブアレイビーム形成器ｎ（１０６０）に送信される。
【０１４８】
各粗ビーム形成動作の出力は、ビーム形成出力をデジタル表現に変換するために、インターフェースユニット１０２０における第２段ビーム形成によるさらなる処理を含むことができる。粗ビーム形成動作をコヒーレントに合計して、アレイに対する細かいビーム出力を形成することができる。信号は、超音波プローブ１０４０のサブアレイビーム形成器１（１０５２）およびサブアレイビーム形成器ｎ（１０６０）からインターフェースユニット１０２０内のＡ／Ｄ変換器１０３０および１０２８に送信することができる。インターフェースユニット１０２０内には、第１段ビーム形成出力をデジタル表現に変換するためのＡ／Ｄ変換器１０２８、１０３０がある。デジタル変換は、ＦＰＧＡ１０２６などのカスタマーＡＳＩＣによってＡ／Ｄ変換器１０３０、１０２８から受信され、第２段ビーム形成を完了することができる。ＦＰＧＡデジタルビーム形成１０２６は、情報をシステムコントローラ１０２４に送信することができる。システムコントローラは、信号をＦＰＧＡデジタルビーム形成１０２６に送り返すことができるメモリ１０３２に情報を送信することができる。あるいは、システムコントローラ１０２４は、カスタムＵＳＢ３チップセット１０２２に情報を送信してもよい。次いで、ＵＳＢ３チップセット１０２２は、情報をＤＣ―ＤＣ変換器１０３４に送信することができる。次に、ＤＣ―ＤＣ変換器１０３４は、インターフェースユニット１０２０から超音波プローブ１０４０に電力を送信することができる。超音波プローブ１０４０内で、電源１０４２が電力信号を受信し、送信ドライバ１（１０５０）とインターフェースして、電力をフロントエンド統合プローブに供給することができる。
【０１４９】
インターフェースユニット１０２０カスタムまたはＵＳＢ３チップセット１０２２を使用して、インターフェースユニット１０２２０とホストコンピュータ１０１０との間の通信リンクを提供することができる。カスタムまたはＵＳＢ３チップセット１０２２は、ホストコンピュータの１０１０カスタムまたはＵＳＢ３チップセット１０１２に信号を送信する。カスタムまたはＵＳＢ３チップセット１０１２はその後、マイクロプロセッサ１０１４とインターフェースする。次いで、マイクロプロセッサ１０１４は、情報を表示するか情報を装置１０７５に送信することができる。
【０１５０】
代替的な実施形態では、狭帯域ビーム形成器を使用することができる。例えば、個々のアナログ移相器が各受信エコーに適用される。次に、各サブアレイ内の位相シフトされた出力は、粗ビームを形成するために合計される。Ａ／Ｄ変換を使用して、各粗ビームをデジタル化することができる。次にデジタルビーム形成器を使用して微細ビームを形成する。
【０１５１】
別の実施形態では、６４要素線形アレイを形成することは、粗ビーム出力を形成するために８つの隣接要素を使用することができる。このような構成は、一体型プローブの出力をインターフェースユニットに接続する８本の出力アナログケーブルを利用することができる。粗ビームはケーブルを介してインターフェースユニットに配置された対応するＡ／Ｄ変換器に送信されてもよい。デジタル遅延は、細かいビーム出力を形成するために使用される。デジタル表現を形成するために８個のＡ／Ｄ変換器が必要とされる場合がある。
【０１５２】
別の実施形態では、１２８素子アレイを形成することは、１６個のサブアレイビーム形成回路を使用することができる。各回路は、第１段出力に設けられた隣接する８素子アレイからインターフェースユニットへの粗ビームを形成することができる。そのような配置は、出力をデジタル化するために一体型プローブの出力をインターフェースユニットに接続する１６本の出力アナログケーブルを利用することができる。ＰＣマイクロプロセッサまたはＤＳＰを使用して、ダウン変換、ベースバンド、走査変換およびポスト画像処理機能を実行することができる。マイクロプロセッサまたはＤＳＰを使用して、すべてのドプラ処理機能を実行することもできる。
【０１５３】
図１０Ｃは、第１のサブアレイビーム形成回路を有する一体型超音波プローブ１０４０の例示的実施形態の詳細な概略ブロック図であり、第２段ビーム形成回路はホストコンピュータ１０８２の内部に集積されている。第２段ビーム形成回路を有するバックエンドコンピュータは、ＰＤＡ、タブレットまたはモバイル機器ハウジングであり得る。超音波プローブ１０４０は、１つまたは複数の画像ターゲット１０６４上に超音波を送信し、そこから反射した超音波を低減するように構成される。トランスデューサ１０４０は、１つまたは複数のケーブル１０６６、１０６８を使用してホストコンピュータ１０８２に連結されている。また、Ａ／Ｄ回路素子をトランスデューサプローブハウジング内に配置することができる。
【０１５４】
超音波プローブ１０４０は、アレイ全体の開口よりも小さい開口を有する隣接する要素からなるサブアレイ／開口１０５２を含む。戻ってきたエコーは、１Ｄトランスデューサアレイ１０６２によって受信され、コントローラ１０４４に送信される。コントローラは、信号をメモリ１０５８、１０４６に送信することによって粗ビームの形成を開始する。メモリ１０５８、１０４６は、送信ドライバ１  １０５０、および送信ドライバｍ  １０５４に信号を送信する。送信ドライバ１  １０５０および送信ドライバｍ  １０５４は、次に信号をそれぞれｍｕｘ１  １０４８およびｍｕｘ  ｍ  １０５６に送信する。信号は、サブアレイビーム形成器１  １０５２およびサブアレイビーム形成器ｎ  １０６０に送信される。
【０１５５】
次に、各粗ビーム形成動作の出力は、ビーム形成出力をデジタル表現に変換するために、インターフェースユニット１０２０における第２段ビーム形成を経る。粗ビーム形成動作をコヒーレントに合計して、アレイに対する細かいビーム出力を形成する。信号は、超音波プローブ１０４０のサブアレイビーム形成器１（１０５２）およびサブアレイビーム形成器ｎ（１０６０）からホストコンピュータ１０８２内のＡ／Ｄ変換器１０３０および１０２８に送信する。ホストコンピュータ１０８２内には、第１段ビーム形成出力をデジタル表現に変換するためのＡ／Ｄ変換器１０２８、１０３０がある。デジタル変換は、ＦＰＧＡ１０２６などのカスタマーＡＳＩＣによってＡ／Ｄ変換器１０３０、１０２８から受信され、第２段ビーム形成を完了する。ＦＰＧＡデジタルビーム形成１０２６は、情報をシステムコントローラ１０２４に送信する。システムコントローラは、信号をＦＰＧＡデジタルビーム形成１０２６に送り返すことができるメモリ１０３２に情報を送信する。あるいは、システムコントローラ１０２４は、カスタムＵＳＢ３チップセット１０２２に情報を送信してもよい。次いで、ＵＳＢ３チップセット１０２２は、情報をＤＣ―ＤＣ変換器１０３４に送信することができる。次に、ＤＣ―ＤＣ変換器１０３４は、インターフェースユニット１０２０から超音波プローブ１０４０に電力を送信することができる。超音波プローブ１０４０内で、電源１０４２が電力信号を受信し、送信ドライバ１（１０５０）とインターフェースして、電力をフロントエンド統合プローブに供給することができる。電源は、トランスデューサアセンブリの無線動作を可能にするためにバッテリを含むことができる。無線トランシーバは、画像データおよび制御信号の無線転送を可能にするためにコントローラ回路または別個の通信回路に統合することができる。
【０１５６】
ホストコンピュータ１０８２のカスタムまたはＵＳＢ３チップセット１０２２を使用して、カスタムまたはＵＳＢ３チップセット１０１２間に通信リンクを設けて、マイクロプロセッサ１０１４に信号を送信することができる。次いで、マイクロプロセッサ１０１４は、情報を表示するか情報を装置１０７５に送信することができる。
【０１５７】
図１１は、図１Ａおよび図２Ａに示す超音波装置の、超音波エンジン１０８の例示的実施形態（すなわちフロントエンド超音波特定回路）、およびコンピュータマザーボード１０６（すなわちホストコンピュータ）の例示的実施形態の詳細な概略ブロック図である。超音波エンジン１０８および／またはコンピュータマザーボード１０６の構成要素は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）内に実装することができる。例示的なＡＳＩＣは、高いチャネル数を有し、いくつかの例示的な実施形態ではチップ当たり３２以上のチャネルをパックすることができる。当業者は、超音波エンジン１０８およびコンピュータマザーボード１０６が、示されているものよりも多いまたは少ないモジュールを含み得ることを認識するであろう。例えば、超音波エンジン１０８およびコンピュータマザーボード１０６は、図１７に示すモジュールを含み得る。
【０１５８】
トランスデューサアレイ１５２は、１つまたは複数の画像ターゲット１１０２に超音波を送信し、そこから反射した超音波を受信するように構成されている。トランスデューサアレイ１５２は、１つまたは複数のケーブル１１０４を使用して超音波エンジン１０８に連結されている。
【０１５９】
超音波エンジン１０８は、トランスデューサアレイ１５２に駆動信号を印加するため、およびトランスデューサアレイ１５２からの戻りエコー信号を受信するための高電圧送信／受信（ＴＲ）モジュール１１０６を含む。超音波エンジン１０８は、戻りエコー信号を増幅し、その信号に適切なＴＧＣ機能を適用するためのプリアンプ／タイムゲイン補正（ＴＧＣ）モジュール１１０８を含む。超音波エンジン１０８は、戻りエコー信号がプリアンプ／ＴＧＣモジュール１１０８によって増幅され処理された後に各チャネルで遅延係数が使用されるサンプルデータビーム形成器１１１０を含む。
【０１６０】
いくつかの例示的実施形態では、高電圧ＴＲモジュール１１０６、プリアンプ／ＴＧＣモジュール１１０８、およびサンプル補間受信ビーム形成器１１１０はそれぞれ、チップ当たり８から６４チャネルを有するシリコンチップとすることができるが、例示的実施形態はこの範囲に限定されない。特定の実施形態では、高電圧ＴＲモジュール１１０６、プリアンプ／ＴＧＣモジュール１１０８、およびサンプル補間受信ビーム形成器１１１０はそれぞれ、８、１６、３２、６４チャネルなどを有するシリコンチップであり得る。図１１に示されるように、例示的なＴＲモジュール１１０６、例示的なプリアンプ／ＴＧＣモジュール１１０８、および例示的なビーム形成器１１１０はそれぞれ、３２チャネルを含むシリコンチップの形態を取り得る。
【０１６１】
超音波エンジン１０８は、ビーム形成器１１１０によって出力された処理済みデータをバッファリングするために使用される先入れ先出し（ＦＩＦＯ）バッファモジュール１１１２を含む。超音波エンジン１０８はまた、プログラム命令およびデータを記憶するためのメモリ１１１４と、超音波エンジンモジュールの動作を制御するためのシステムコントローラ１１１６とを含む。
【０１６２】
超音波エンジン１０８は、ファイアワイヤ（ＩＥＥＥ１３９４規格シリアルインターフェース）または高速（例えば、２００〜４００メガビット／秒以上）ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ２．０  ＵＳＢ３．０）、プロトコルなどの標準的な高速通信プロトコルに従うことができる通信リンク１１２を介してコンピュータマザーボード１０６とインターフェースする。コンピュータマザーボードへの標準通信リンクは少なくとも４００メガビット／秒以上、好ましくは８００メガビット／秒以上で動作する。あるいは、リンク１１２は、赤外線（ＩＲ）リンクなどの無線接続とすることができる。超音波エンジン１０８は、通信リンク１１２を確立し維持するための通信チップセット１１１８（例えば、ファイアワイヤチップセット）を含む。
【０１６３】
同様に、コンピュータマザーボード１０６はまた、通信リンク１１２を確立し維持するための通信チップセット１１２０（例えば、ファイアワイヤチップセット）を含む。コンピュータマザーボード１０６は、データを記憶するためのコアコンピュータ可読メモリ１１２２および／または超音波撮像動作を実行するためのコンピュータ実行可能命令を含む。メモリ１１２２は、コンピュータ用のメインメモリを形成し、例示的実施形態では、約４ＧＢのＤＤＲ３メモリを記憶することができる。コンピュータマザーボード１０６はまた、超音波撮像処理動作を実行するためにコアコンピュータ可読メモリ１１２２に記憶されたコンピュータ実行可能命令を実行するためのマイクロプロセッサ１１２４を含む。例示的なマイクロプロセッサ１１２４は、Ｉｎｔｅｌ  Ｃｏｒｅ−ｉ５プロセッサなどのオフザシェルフ商用のコンピュータプロセッサとすることができる。別の例示的なマイクロプロセッサ１１２４は、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製の１つまたは複数のＤａＶｉｎｃｉ（商標）プロセッサなどのデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ベースのプロセッサであり得る。コンピュータマザーボード１０６はまた、超音波データ、走査およびマップを表示するために使用され得るディスプレイ装置を制御するためのディスプレイコントローラ１１２６を含む。
【０１６４】
マイクロプロセッサ１１２４によって実行される例示的な動作は、ダウン変換（受信した超音波データからＩ、Ｑサンプルを生成するため）、走査変換（超音波データを表示装置の表示フォーマットに変換するため）、ドプラ処理（超音波データから動きおよび／または流れの情報を判定および／または画像化するため）、カラーフロー処理（一実施形態では自己相関を使用して、Ｂモード超音波画像に重ね合わされたドプラシフトのカラーコードマップを生成するため）、パワードプラ処理（パワードプラデータの判定および／またはパワードプラマップの生成のため）、スペクトルドプラ処理（スペクトルドプラデータの判定および／またはスペクトルドプラマップの生成のため）、および信号後処理を含むが、これらに限定されない。これらの動作は、２００３年３月１１日に出願された「Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  Ｐｒｏｂｅ  ｗｉｔｈ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ」という名称の国際公開第０３／０７９０３８Ａ２号パンフレットにさらに詳細に記載されている。その全体の内容は参照により本明細書に明確に組み込まれる。
【０１６５】
より小型でより軽量の携帯型超音波装置を達成するために、超音波エンジン１０８は、超音波エンジン１０８を提供する回路基板の全体的なパッケージサイズおよび設置面積の縮小を含む。この目的のために、例示的な実施形態は、高いチャネル数を提供しながら全体のパッケージサイズおよび設置面積を最小にする小型軽量の携帯型超音波装置を提供する。いくつかの実施形態では、例示的超音波エンジンの高チャネル数回路基板は、各チップが複数のチャネル、例えば３２チャネルを提供する１つまたは複数のマルチチップモジュールを含むことができる。本明細書で使用される「マルチチップモジュール」という用語は、単一の構成要素、すなわちより大きなＩＣとしてのそれらの使用を容易にする、複数の集積回路（ＩＣ）が一体化基板にパッケージングされている電子パッケージを指す。例示的な回路基板においてマルチチップモジュールを使用して、高密度相互接続（ＨＤＩ）基板上に集積された２つ以上のアクティブＩＣ構成要素がパッケージ全体のサイズを縮小することを可能にすることができる。例示的な実施形態では、マルチチップモジュールは、超音波エンジンの送信／受信（ＴＲ）シリコンチップ、増幅器シリコンチップ、およびビーム形成器シリコンチップを垂直に積み重ねることによって組み立てることができる。超音波エンジンの単一回路基板は、回路基板の全体的なパッケージサイズおよび設置面積を最小にしながら、高いチャネル数を提供するためにこれらのマルチチップモジュールのうちの１つまたは複数を含むことができる。
【０１６６】
図１２は、垂直積層構成で組み立てられたマルチチップモジュールを含む回路基板１２００の一部の概略側面図を示す。２層以上のアクティブな電子集積回路構成要素が垂直方向に単一回路に集積されている。ＩＣ層は、垂直に積み重ねられた構成で互いに実質的に平行に延びる離間した平面内に配向されている。図１２において、回路基板はマルチチップモジュールを支持するためのＨＤＩ基板１２０２を含む。例えば第１のビーム形成装置を含む第１の集積回路チップ１２０４は、例えばエポキシの塗布および硬化などの任意の適切な連結機構を使用して基板１２０２に連結される。第１のスペーサ層１２０６は、例えばエポキシの塗布および硬化を用いて、基板１２０２とは反対側の第１の集積回路チップ１２０４の表面に連結される。例えば第２のビーム形成装置を有する第２の集積回路チップ１２０８は、例えばエポキシの塗布および硬化を用いて、第１の集積回路チップ１２０４とは反対側の第１のスペーサ層１２０６の表面に連結される。集積回路チップ間の機械的および／または電気的接続のために金属フレーム１２１０が設けられている。例示的な金属フレーム１２１０は、リードフレームの形態を取り得る。第１の集積回路チップ１２０４は、配線１２１２を使用して金属フレーム１２１０に連結することができる。第２の集積回路チップ１２０８は、配線１２１４を用いて同じ金属フレーム１２１０に連結することができる。マルチチップモジュールアセンブリを封入し、複数の集積回路チップを互いに実質的に平行な配置に維持するために、パッケージング１２１６が設けられている。
【０１６７】
図１２に示されるように、第１の集積回路チップ１２０４、第１のスペーサ層１２０６、および第２の集積回路チップ１２０８の垂直な３次元の積層は、全体のパッケージサイズおよび設置面積を最小にしながら回路基板上に高密度機能を提供する（垂直積層型マルチチップモジュールを使用しない超音波エンジン回路基板と比較して）。当業者は、例示的なマルチチップモジュールが２つの積層集積回路チップに限定されないことを認識するであろう。マルチチップモジュールに垂直に集積されたチップの例示的な数は、２、３、４、５、６、７、８などを含み得るが、これらに限定されない。
【０１６８】
超音波エンジン回路基板の一実施形態では、図１２に示すような単一のマルチチップモジュールが提供される。他の実施形態では、複数のマルチチップモジュールもまた図１２に示される。例示的な実施形態では、超音波エンジンの回路基板上で複数のマルチチップモジュール（例えば、２つのマルチチップモジュール）を互いに垂直に積み重ねて、回路基板のパッケージサイズおよび設置面積をさらに最小化することができる。
【０１６９】
設置面積を減少させる必要性に加えて、マルチチップモジュールにおける全体的なパッケージの高さを減少させる必要性もある。例示的な実施形態は、マルチチップモジュール内のパッケージの高さを減少させるために、数百ミクロンまで薄くするウェーハを使用することができる。
【０１７０】
基板上にマルチチップモジュールを組み立てるために任意の適切な技術を使用することができる。例示的な組み立て技術としては、基板が多層積層プリント回路基板である積層ＭＣＭ（ＭＣＭ―Ｌ）、マルチチップモジュールが薄膜技術を使用するベース基板に積層される積層ＭＣＭ（ＭＣＭ―Ｄ）、セラミック基板上にいくつかの導電層が堆積され、ガラス層に埋め込まれて高温（ＨＴＣＣ）または低温（ＬＴＣＣ）で同時焼成されるセラミック基板ＭＣＭ（ＭＣＭ―Ｃ）が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１７１】
図１３は、垂直積層構成で組み立てられたマルチチップモジュールを含む回路基板を製造するための例示的な方法のフローチャートである。ステップ１３０２において、ＨＤＩ基板が製造または提供される。ステップ１３０４において、金属フレーム（例えば、リードフレーム）が提供される。ステップ１３０６において、第１のＩＣ層が、例えばエポキシの塗布および硬化を用いて基板に連結または接合される。第１のＩＣ層は金属フレームにワイヤボンディングされている。ステップ１３０８において、スペーサ層が、例えばエポキシの塗布および硬化を用いて第１のＩＣ層に連結され、それにより、層は垂直に積み重ねられ、互いに実質的に平行に延びる。ステップ１３１０において、例えばエポキシの塗布および硬化を用いて第２のＩＣ層がスペーサ層に連結され、その結果、すべての層が垂直に積み重ねられ、互いに実質的に平行に延びる。第２のＩＣ層は金属フレームにワイヤボンディングされている。ステップ１３１２において、マルチチップモジュールアセンブリを封入するためにパッケージングが使用される。
【０１７２】
マルチチップモジュール内の例示的なチップ層は、任意の適切な技術を使用して互いに連結することができる。例えば、図１２に示す実施形態では、スペーサ層をチップ層間に設けて、チップ層を、間隔を置いて分離することができる。パッシブシリコン層、ダイアタッチペースト層および／またはダイアタッチフィルム層をスペーサ層として使用することができる。マルチチップモジュールを製造する際に使用され得る例示的なスペーサ技術はさらに、Ｔｏｈ  ＣＨらの、「Ｄｉｅ  Ａｔｔａｃｈ  Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ  ｆｏｒ  ３Ｄ  Ｓａｍｅ−Ｓｉｚｅｄ  Ｄｉｅｓ  Ｓｔａｃｋｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅｓ」、ｔｈｅ  ５８ｔｈ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＥＣＴＣ２００８），ｐｐ．１５３８−４３，Ｆｌｏｒｉｄａ，ＵＳ（２７−３０  Ｍａｙ  ２００８）に記載されており、その全内容は参照により本明細書に明確に組み込まれる。
【０１７３】
ダイアタッチ（ＤＡ）ペーストまたはフィルムに対する重要な要件は、隣接するダイの不動態化材料に対する優れた接着性である。また、大きなダイの適用には均一なボンドリンク厚（ＢＬＴ）が要求される。さらに、高温での高い凝集強度および低い吸湿性が信頼性のために好ましい。
【０１７４】
図１４Ａ〜図１４Ｃは、例示的な実施形態に従って使用することができる、垂直に積み重ねられたダイを含む例示的なマルチチップモジュールの概略側面図である。周辺および中心パッドワイヤボンド（ＷＢ）パッケージの両方が示されており、マルチチップモジュール内の例示的なチップ層をワイヤボンドするのに使用することができる。図１４Ａは、２イン１ダイシング・ダイアタッチフィルム（Ｄ―ＤＡＦ）を有するパッシブシリコン層によってダイが互いに間隔を空けて配置された４つの垂直に積み重ねられたダイを含むマルチチップモジュールの概略側面図である。図１４Ｂは、ダイ間スペーサとして作用するＤＡフィルム系接着剤によってダイが互いに間隔を空けて配置された４つの垂直に積み重ねられたダイを含むマルチチップモジュールの概略側面図である。図１４Ｃは、ダイ間スペーサとして作用するＤＡペーストまたはフィルム系接着剤によってダイが互いに間隔を空けて配置された４つの垂直に積み重ねられたダイを含むマルチチップモジュールの概略側面図である。いくつかの例示的な実施形態では、ＤＡペーストまたはフィルムベースの接着剤はワイヤ浸透能力を有することができる。図１４Ｃの例示的なマルチチップモジュールでは、フィルムオーバーワイヤ（ＦＯＷ）を使用して、長いワイヤボンディングおよび中央ボンドパッドを積み重ねたダイパッケージを可能にする。ＦＯＷは、パッシブシリコンスペーサを使用せずに、同一または類似サイズのワイヤボンドダイを直接互いの上に重ね合わせることができるワイヤ浸透機能を備えたダイアタッチフィルムを使用している。これは、同じまたは類似のサイズのダイを互いの上に直接積み重ねるという問題を解決するものであり、そうでなければ下部ダイのボンドワイヤのためのクリアランスがないかまたは不十分であるために問題を引き起こす。
【０１７５】
図１４Ｂおよび図１４Ｃに示すＤＡ材料は、ボンドラインの厚さ（ＢＬＴ）を、ボイドをほとんどまたはまったく伴わずに維持し、組み立てプロセスを通してブリードアウトすることが好ましい。組み立てると、ダイの間に挟まれたＤＡ材料はダイへの優れた接着性を維持する。ＤＡ材料の材料特性は、バルク破壊なしに高温信頼性応力を加えるために高い凝集強度を維持するように調整されている。ＤＡ材料の材料特性はまた、パッケージの信頼性不良（例えば、パッケージ内の水分からの圧力蓄積の結果として界面破壊またはバルク破壊が起こるポップコーン現象）を引き起こし得る水分蓄積を最小化または好ましくは排除するように調整される。
【０１７６】
図１５は、（ａ）２イン１ダイシング・ダイアタッチフィルム（Ｄ―ＤＡＦ）を有するパッシブシリコン層、（ｂ）ＤＡペースト、（ｃ）厚いＤＡフィルム、および（ｄ）パッシブ型シリコンスペーサなしで、同一または類似サイズのワイヤボンドダイを互いの上に直接積み重ねることを可能にするワイヤ浸透能力を有するダイアタッチフィルムを使用するフィルムオーバーワイヤ（ＦＯＷ）を使用したダイ間積層の特定の例示的方法のフローチャートである。各方法は、集積回路の積層および高密度実装を可能にするためにウェーハの厚さを減らすためにウェーハのバックグラインディングを実行する。ウェーハは個々のダイを分離するために鋸引きされる。第１のダイは、例えばエポキシ塗布およびオーブン中での硬化を用いてマルチチップモジュールの基板に接合される。ワイヤボンディングは、第１のダイを金属フレームに連結するために使用される。
【０１７７】
方法（Ａ）では、ダイシング・ダイアタッチフィルム（Ｄ―ＤＡＦ）を使用して、第１のパッシブシリコン層を第１のダイに積層方式で接合する。第２のダイは、Ｄ―ＤＡＦを用いて積層方式で第１のパッシブ層に接合される。ワイヤボンディングは、第２のダイを金属フレームに連結するために使用される。第２のパッシブシリコン層は、Ｄ―ＤＡＦを用いて積層方式で第２のダイに接合される。第３のダイは、Ｄ―ＤＡＦを用いて積層方式で第２のパッシブ層に接合される。ワイヤボンディングは、第３のダイを金属フレームに連結するために使用される。第３のパッシブシリコン層は、Ｄ―ＤＡＦを用いて積層方式で第３のダイに接合される。第４のダイは、Ｄ―ＤＡＦを用いて積層方式で第３のパッシブ層に接合される。ワイヤボンディングは、第４のダイを金属フレームに連結するために使用される。
【０１７８】
方法（Ｂ）において、ダイアタッチ（ＤＡ）ペーストの分配および硬化は、複数の薄いダイスタック用途に対して繰り返される。ＤＡペーストが第１のダイ上に分配され、第２のダイがＤＡペースト上に提供され、第１のダイに硬化される。ワイヤボンディングは、第２のダイを金属フレームに連結するために使用される。ＤＡペーストが第２のダイ上に分配され、第３のダイがＤＡペースト上に提供され、第２のダイに硬化される。ワイヤボンディングは、第３のダイを金属フレームに連結するために使用される。ＤＡペーストが第３のダイ上に分配され、第４のダイがＤＡペースト上に提供され、第３のダイに硬化される。ワイヤボンディングは、第４のダイを金属フレームに連結するために使用される。
【０１７９】
方法（Ｃ）では、ダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）を切断してボトムダイにプレスし、次いでトップダイを配置してＤＡＦ上に熱圧縮する。例えば、ＤＡＦを第１のダイに押し付け、第２のダイをＤＡＦ上に熱圧縮する。ワイヤボンディングは、第２のダイを金属フレームに連結するために使用される。同様に、ＤＡＦを第２のダイに押し付け、第３のダイをＤＡＦ上に熱圧縮する。ワイヤボンディングを用いて第３のダイを金属フレームに連結する。ＤＡＦを第３のダイに押し付け、第４のダイをＤＡＦ上に熱圧縮する。ワイヤボンディングを用いて第４のダイを金属フレームに連結する。
【０１８０】
方法（Ｄ）において、フィルムオーバーワイヤ（ＦＯＷ）は、パッシブシリコンスペーサを使用せずに、同一または類似サイズのワイヤボンドダイを直接互いの上に重ね合わせることができるワイヤ浸透機能を備えたダイアタッチフィルムを使用している。第２のダイが第１のダイに積層方式で接合され硬化される。フィルムオーバーワイヤボンディングが、第２のダイを金属フレームに連結するために使用される。第３のダイが第１のダイに積層方式で接合され硬化される。フィルムオーバーワイヤボンディングが、第３のダイを金属フレームに連結するために使用される。第４のダイが第１のダイに積層方式で接合され硬化される。フィルムオーバーワイヤボンディングが、第４のダイを金属フレームに連結するために使用される。
【０１８１】
以上のステップが終了した後、（ａ）〜（ｄ）の各方法では、ウェーハモールドおよびポストモールドキュア（ＰＭＣ）が行われる。その後、ボールマウントおよび個片化を行う。
【０１８２】
上述のダイ取り付け技術のさらなる詳細は、ＴＯＨ  ＣＨらの、「Ｄｉｅ  Ａｔｔａｃｈ  Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ  ｆｏｒ  ３Ｄ  Ｓａｍｅ−Ｓｉｚｅｄ  Ｄｉｅｓ  Ｓｔａｃｋｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅｓ」、ｔｈｅ  ５８ｔｈ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＥＣＴＣ２００８），ｐｐ．１５３８−４３，Ｆｌｏｒｉｄａ，ＵＳ（２７−３０  Ｍａｙ  ２００８）に記載されており、その全内容は参照により本明細書に明確に組み込まれる。
【０１８３】
図１６は、基板１６１４上に垂直に積み重ねられた構成で垂直方向に一体化されたＴＲチップ１６０２、増幅器チップ１６０４およびビーム形成器チップ１６０６を含むマルチチップモジュール１６００の概略側面図である。図１２〜図１５に示す任意の適切な技術を用いてマルチチップモジュールを製造することができる。当業者は、チップが積み重ねられる特定の順序が他の実施形態では異なり得ることを認識するであろう。第１および第２のスペーサ層１６０８、１６１０がチップ１６０２、１６０４、１６０６を、間隔を置いて分離するために設けられている。各チップは金属フレーム（例えば、リードフレーム）１６１２に連結されている。特定の例示的な実施形態では、マルチチップモジュールに熱伝達およびヒートシンク機構を設けて、バルク故障なしに高温信頼性ストレスを持続させることができる。図１６の他の構成要素については、図１２および図１４Ａ〜１４Ｃを参照して説明する。
【０１８４】
この例示的な実施形態では、各マルチチップモジュールは、多数のチャネル、例えば３２チャネルに対する完全な送信、受信、ＴＧＣ増幅およびビーム形成動作を処理することができる。３つのシリコンチップを単一のマルチチップモジュールに垂直に集積することによって、プリント回路基板に必要なスペースおよび設置面積がさらに減少する。単一の超音波エンジン回路基板上に複数のマルチチップモジュールを設けて、パッケージサイズおよび設置面積を最小限に抑えながらチャネル数をさらに増やすことができる。例えば、１２８チャネルの超音波エンジン回路基板１０８は、約１０ｃｍ×約１０ｃｍの例示的な平面寸法内に製造することができ、これは従来の超音波回路の所要スペースの大幅な改善である。１つまたは複数のマルチチップモジュールを含む超音波エンジンの単一回路基板は、好ましい実施形態では１６から１２８個のチャネルを有することができる。特定の実施形態では、１つまたは複数のマルチチップモジュールを含む超音波エンジンの単一回路基板は、１６、３２、６４、１２８チャネルなどを有することができる。
【０１８５】
図１７は、単一基板完全超音波システムとして設けられる、超音波エンジン１０８の例示的実施形態（すなわちフロントエンド超音波特定回路）、およびコンピュータマザーボード１０６（すなわちホストコンピュータ）の例示的実施形態の詳細な概略ブロック図である。図１７に示す例示的な単一基板の超音波システムは、約２５ｃｍ×約１８ｃｍの例示的な平面寸法を有することができるが、他の寸法も可能である。図１７の単一基板完全超音波システムは、図１Ａ、図２Ａ、図２Ｂ、および図９Ａに示す超音波装置に実装することができ、図３Ａ〜図８Ｃ、図９Ｂ、および図１０Ａに示す動作を実行するために使用できる。
【０１８６】
超音波エンジン１０８は、少なくとも１つの超音波プローブ／トランスデューサの接続を容易にするためのプローブコネクタ１１４を含む。超音波エンジン１０８では、図１６に示すように、ＴＲモジュール、増幅器モジュール、およびビーム形成器モジュールを垂直に積み重ねてマルチチップモジュールを形成することができ、それによって超音波エンジン１０８の全体のパッケージサイズおよび設置面積を最小にする。超音波エンジン１０８は、図１６に示されるように積層構成で垂直方向に一体化される、それぞれＴＲチップ、超音波パルサーおよび受信機、時間ゲイン制御増幅器を含む増幅器チップ、ならびにサンプルデータビーム形成器チップを含む第１のマルチチップモジュール１７１０および第２のマルチチップモジュール１７１２を含み得る。第１および第２のマルチチップモジュール１７１０、１７１２は、回路基板上で必要とされる面積をさらに最小化するために互いの上に垂直に積み重ねられてもよい。あるいは、第１および第２のマルチチップモジュール１７１０、１７１２は、回路基板上に水平に配置されてもよい。例示的な実施形態では、ＴＲチップ、増幅器チップ、およびビーム形成器チップはそれぞれ３２チャネルチップであり、各マルチチップモジュール１７１０、１７１２は３２チャネルを有する。当業者は、例示的な超音波エンジン１０８が、１、２、３、４、５、６、７、８のマルチチップモジュールを含み得るが、それらに限定されないことを認識するであろう。好ましい実施形態では、システムは、トランスデューサハウジング内の第１のビーム形成器およびタブレットハウジング内の第２のビーム形成器を用いて構成することができることに留意されたい。
【０１８７】
ＡＳＩＣおよびマルチチップモジュール構成により、１２８チャネルの完全な超音波システムをタブレットコンピュータフォーマットのサイズの小さい単一ボード上に実装することが可能になる。例示的な１２８チャネル超音波エンジン１０８は、例えば、約１０ｃｍ×約１０ｃｍの例示的な平面寸法内に収容することができ、これは従来の超音波回路の所要スペースの大幅な改善である。例示的な１２８チャネルの超音波エンジン１０８もまた、約１００ｃｍ２の例示的な面積内に収容することができる。
【０１８８】
超音波エンジン１０８はまた、トランスデューサアレイを使用して超音波走査を実行するためのタイミングクロックを生成するためのクロック生成複合プログラマブルロジック装置（ＣＰＬＤ）１７１４を含む。超音波エンジン１０８は、トランスデューサアレイから受信したアナログ超音波信号をデジタルＲＦ形成ビームに変換するためのアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）１７１６を含む。超音波エンジン１０８はまた、受信遅延プロファイルを管理し、送信波形を生成するための１つまたは複数の遅延プロファイルおよび波形発生器フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）１７１８を含む。超音波エンジン１０８は、超音波走査のための遅延プロファイルを記憶するためのメモリ１７２０を含む。例示的なメモリ１７２０は、単一のＤＤＲ３メモリチップであり得る。超音波エンジン１０８は、超音波走査シーケンス、送受信タイミング、メモリ１７２０への／からのプロファイルの記憶およびフェッチ、ならびに高速シリアルインターフェース１１２を介するコンピュータマザーボード１０６へのデジタルＲＦデータストリームのバッファリングおよび移動を管理するように構成された走査シーケンス制御フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）１７２２を含む。高速シリアルインターフェース１１２は、コンピュータマザーボード１０６と超音波エンジン１０８との間のファイアワイヤまたは他のシリアルもしくはパラレルバスインターフェースを含み得る。超音波エンジン１０８は、通信リンク１１２を確立し維持するための通信チップセット１１１８（例えば、ファイアワイヤチップセット）を含む。
【０１８９】
電力モジュール１７２４は、超音波エンジン１０８に電力を供給し、バッテリ充電環境を管理し、電力管理動作を実行するために提供される。電力モジュール１７２４は、超音波回路用の調整された低雑音電力を生成してもよく、ＴＲモジュール内の超音波送信パルサー用に高電圧を生成してもよい。
【０１９０】
コンピュータマザーボード１０６は、データを記憶するためのコアコンピュータ可読メモリ１１２２および／または超音波撮像動作を実行するためのコンピュータ実行可能命令を含む。メモリ１１２２は、コンピュータ用のメインメモリを形成し、例示的実施形態では、約４ＧｂのＤＤＲ３メモリを記憶することができる。メモリ１１２２は、オペレーティングシステム、コンピュータ実行可能命令、プログラムおよび画像データを記憶するためのソリッドステートハードドライブ（ＳＳＤ）を含み得る。例示的なＳＳＤは、約１２８ＧＢの容量を有し得る。
【０１９１】
コンピュータマザーボード１０６はまた、超音波撮像処理動作を実行するためにコアコンピュータ可読メモリ１１２２に記憶されたコンピュータ実行可能命令を実行するためのマイクロプロセッサ１１２４を含む。例示的な動作としては、ダウン変換、走査変換、ドプラ処理、カラーフロー処理、パワードプラ処理、スペクトルドプラ処理、および信号後処理が挙げられるが、これらに限定されない。例示的なマイクロプロセッサ１１２４は、Ｉｎｔｅｌ  Ｃｏｒｅ−ｉ５プロセッサなどのオフザシェルフ商用のコンピュータプロセッサとすることができる。別の例示的なマイクロプロセッサ１１２４は、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＤａＶｉｎｃｉ（商標）プロセッサなどのデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ベースのプロセッサであり得る。
【０１９２】
コンピュータマザーボード１０６は、入出力（Ｉ／Ｏ）と、Ｉ／Ｏを制御するように構成されたコプロセッサと、ＵＳＢポート、ビデオディスプレイポートなどのグラフィック周辺機器とを含むグラフィックチップセット１７０４とを含む。コンピュータマザーボード１０６は、無線ネットワーク接続を提供するように構成された無線ネットワークアダプタ１７０２を含む。例示的なアダプタ１７０２は、８０２．１１ｇおよび８０２．１１ｎ規格をサポートする。コンピュータマザーボード１０６は、コンピュータマザーボード１０６をディスプレイ１０４にインターフェースするように構成されたディスプレイコントローラ１１２６を含む。コンピュータマザーボード１０６は、コンピュータマザーボード１０６と超音波エンジン１０８との間の高速データ通信を提供するように構成された通信チップセット１１２０（例えば、Ｆｉｒｅ  Ｗｉｒｅチップセットまたはインターフェース）を含む。例示的な通信チップセット１１２０は、ＩＥＥＥ１３９４ｂ  ８００メガビット／秒インターフェースであり得る。あるいは、ＵＳＢ３、サンダーボルト、ＰＣＩｅなどの他のシリアルまたはパラレルインターフェース１７０６を設けてもよい。電力モジュール１７０８は、コンピュータマザーボード１０６に電力を供給し、バッテリ充電環境を管理し、電力管理動作を実行するために提供される。
【０１９３】
例示的なコンピュータマザーボード１０６は、約１２ｃｍ×約１０ｃｍの例示的な平面寸法内に収容することができる。例示的なコンピュータマザーボード１０６は、約１２０ｃｍ２の例示的な面積内に収容することができる。
【０１９４】
図１８は、例示的実施形態に従って提供される例示的携帯型超音波システム１００の斜視図である。システム１００は、図１８に示すようにタブレットフォームファクタであるが、他の任意の適切なフォームファクタでもよいハウジング１０２を含む。例示的なハウジング１０２は、２ｃｍ未満、好ましくは０．５から１．５ｃｍの間の厚さを有することができる。ハウジング１０２の前面パネルは、タッチスクリーンディスプレイ１０４の表面上の１つまたは複数の複数のおよび／または同時のタッチを認識および区別するように構成された、マルチタッチＬＣＤタッチスクリーンディスプレイ１０４を含む。ディスプレイ１０４の表面は、ユーザの指、ユーザの手または任意のスタイラス１８０２のうちの１つまたは複数を使用して触れることができる。ハウジング１０２は、１つまたは複数のＩ／Ｏポートコネクタ１１６を含み、これは１つまたは複数のＵＳＢコネクタ、１つまたは複数のＳＤカード、１つまたは複数のネットワークミニディスプレイポート、およびＤＣ電源入力を含むことができるがこれらに限定されない。図１８のハウジング１０２の実施形態はまた、１５０ｍｍ×１００ｍｍ×１５ｍｍ（容量２２５０００ｍｍ３）以下の寸法を有する手のひらサイズのフォームファクタ内に構成することもできる。ハウジング１０２は２００ｇ未満の重量を有することができる。任意選択で、トランスデューサアレイとディスプレイハウジングとの間のケーブル接続は、本明細書で説明されているようにインターフェース回路１０２０を含むことができる。インターフェース回路１０２０は、例えば、タブレットからぶら下がるポッド内にビーム形成回路および／またはＡ／Ｄ回路を含むことができる。別個のコネクタ１０２５、１０２７を使用してダングリングポッドをトランスデューサプローブケーブルに接続することができる。コネクタ１０２７は、本明細書で説明されているようにプローブ識別回路を含むことができる。ハウジング１０２は、カメラ、マイクロフォンおよびスピーカ、ならびに音声およびデータ通信のための無線電話回路、ならびに本明細書に記載の超音波撮像動作を制御するために使用することができる音声起動ソフトウェアを含むことができる。
【０１９５】
ハウジング１０２は、少なくとも１つの超音波プローブ／トランスデューサ１５０の接続を容易にするためのプローブコネクタ１１４を含むまたはそれに連結される。超音波プローブ１５０は、１つまたは複数のトランスデューサアレイ１５２を含むトランスデューサハウジングを含む。超音波プローブ１５０は、可撓性ケーブル１８０６に沿って設けられたハウジングコネクタ１８０４を用いてプローブコネクタ１１４に連結可能である。当業者は、超音波プローブ１５０が他の任意の適切な機構、例えばビーム形成のような超音波特有の動作を実行するための回路を含むインターフェースハウジングを使用してハウジング１０２に連結され得ることを認識するであろう。超音波システムの他の例示的な実施形態は、２００３年３月１１日に出願された「Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  Ｐｒｏｂｅ  ｗｉｔｈ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ」という名称の国際公開第０３／０７９０３８Ａ２号パンフレットにさらに詳細に記載されている。その全体の内容は参照により本明細書に明確に組み込まれる。好ましい実施形態は、ハンドヘルドトランスデューサプローブ１５０とディスプレイハウジングとの間の無線接続を使用することができる。本明細書で説明するように、ビーム形成器電子機器をプローブハウジング１５０に組み込んで、１Ｄまたは２Ｄトランスデューサアレイ内のサブアレイのビーム形成を行うことができる。ディスプレイハウジングは、ユーザの手のひらに収まるサイズにすることができ、インターネットなどの公衆アクセスネットワークへのワイヤレスネットワーク接続を含むことができる。
【０１９６】
図１９は、図１８の携帯型超音波システム１００のタッチスクリーンディスプレイ１０４上にレンダリングされたメイングラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）１９００の例示的な図を示す。超音波システム１００の起動時にメインＧＵＩ１９００が表示されてもよい。ユーザがメインＧＵＩ１９００をナビゲートするのを助けるために、ＧＵＩは、４つの例示的な作業領域、すなわちメニューバー１９０２、画像表示ウィンドウ１９０４、画像制御バー１９０６、およびツールバー１９０８を含むとみなすことができる。例えば、ユーザがＧＵＩおよび／またはＧＵＩ内のウィンドウを閉じ、サイズ変更し、終了することを可能にするために、追加のＧＵＩ構成要素がメインＧＵＩ１９００に提供され得る。
【０１９７】
メニューバー１９０２により、ユーザは、画像表示ウィンドウ１９０４に表示するための超音波データ、画像および／またはビデオを選択することができる。メニューバー１９０２は、例えば、患者フォルダディレクトリおよび画像フォルダディレクトリ内の１つまたは複数のファイルを選択するためのＧＵＩ構成要素を含み得る。画像表示ウィンドウ１９０４は、超音波データ、画像および／またはビデオを表示し、必要に応じて、患者情報を提供し得る。ツールバー１９０８は、現在の画像および／またはビデオをファイルに保存するための保存ボタン、前のフレームの最大許容数をシネループとして保存する保存ループボタン、現在の画像を印刷するための印刷ボタン、画像をフリーズするためのフリーズ画像ボタン、シネループの再生態様を制御するための再生ツールバーなどを含むがこれらに限定されない画像またはビデオ表示に関連する機能を提供する。メインＧＵＩ１９００において提供され得る例示的なＧＵＩ機能は、２００３年３月１１日に出願された「Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  Ｐｒｏｂｅ  ｗｉｔｈ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ」という名称の国際公開第０３／０７９０３８Ａ２号パンフレットにさらに詳細に記載されている。その全体の内容は参照により本明細書に明確に組み込まれる。
【０１９８】
画像制御バー１９０６は、ユーザによってディスプレイ１０４の表面に直接加えられるタッチおよびタッチジェスチャによって操作され得るタッチ制御を含む。例示的なタッチ制御は、２Ｄタッチ制御４０８、ゲインタッチ制御４１０、カラータッチ制御４１２、記憶タッチ制御４１４、分割タッチ制御４１６、ＰＷ撮像タッチ制御４１８、ビームステアリングタッチ制御４２０、注釈タッチ制御４２２、ダイナミックレンジ動作タッチ制御４２４、Ｔｅｒａｖｉｓｉｏｎ（商標）タッチ制御４２６、マップ動作タッチ制御４２８、および針ガイドタッチ制御４２８を含むことができるが、これらに限定されない。これらの例示的なタッチ制御は、図４Ａ〜図４Ｃに関連してさらに詳細に説明されている。
【０１９９】
図２０Ａは、本発明によるタブレットのフォームファクタで実装された例示的な医療用超音波撮像装置２０００の例示的な実施形態を示す。テーブルは、１２．５インチ×１．２５インチ×８．７５インチまたは３１．７ｃｍ×３．１７５ｃｍ×２２．２２ｃｍの寸法を有することができるが、２５００ｃｍ３未満の容量および８ポンド未満の重量を有する他の任意の適切なフォームファクタでもあり得る。図２０Ａおよび図２０Ｂに示すように、医療用超音波撮像装置２０００は、ハウジング２０３０、タッチスクリーンディスプレイ２０１０を含み、超音波画像２０１０、および超音波データ２０４０を表示することができ、超音波制御２０２０は、タッチスクリーンディスプレイ２０１０によって制御されるように構成される。ハウジング２０３０は、前面パネル２０６０と背面パネル２０７０を有することができる。タッチスクリーンディスプレイ２０１０は、前面パネル２０６０を形成し、タッチスクリーンディスプレイ２０１０のユーザの１つまたは複数の複数および／または同時のタッチを認識および区別することができるマルチタッチＬＣＤタッチスクリーンを含む。タッチスクリーンディスプレイ２０１０は、容量性マルチタッチおよびＡＶＡＨ  ＬＣＤスクリーンを有してもよい。例えば、容量性マルチタッチおよびＡＶＡＨ  ＬＣＤスクリーンは、ユーザが解像度を失うことなくマルチアングルから画像を見ることを可能にし得る。別の実施形態では、ユーザはタッチスクリーン上のデータ入力にスタイラスを利用することができる。タブレットは、タブレットフォームファクタに適合する記憶位置からユーザがスタンドを回転させることを可能にする一体型折り畳み式スタンドを含むことができ、装置が背面パネル上に平らに置かれることができるようにし、あるいは、ユーザが、支持面に対して複数の傾斜角度のうちの１つでタブレットを直立位置に立てることができるようにスタンドを回転させることができるようにする。
【０２００】
容量性タッチスクリーンモジュールは、インジウムスズ酸化物などの透明導電体でコーティングされた絶縁体、例えばガラスを含む。製造プロセスは、ガラス、ｘセンサフィルム、ｙセンサフィルムおよび液晶材料の間の接合プロセスを含み得る。タブレットは、乾いたまたは湿った手袋を着用しながら、ユーザがつまんで伸ばすなどのマルチタッチジェスチャを実行できるように構成されている。スクリーンの表面は、スクリーンと接触する導電体を合わせる。接触はスクリーンの静電界を歪ませ、静電容量の測定可能な変化をもたらす。プロセッサは静電界の変化を解釈する。層を減らし、「セル内」技術を使ってタッチスクリーンを製造することによって、より高いレベルの応答性が可能になる。「セル内」技術は、ディスプレイの内側にコンデンサを配置することによって層を排除する。「セル内」技術を適用すると、ユーザの指とタッチスクリーンターゲットの間の目に見る距離が短くなるため、表示されるコンテンツとより直接的に接触するようになり、タップやジェスチャの応答性が向上する。
【０２０１】
図２０Ａは、ＳＩＭ回路２０８４を取り付けたカード２０８２を受けるためのポート２０８０を有するタブレットシステム２０００を示す。
【０２０２】
図２１は、本発明によるモジュール式超音波撮像システム用の好ましいカートシステムを示す。カートシステム２１００は、タブレットを受けるドッキングベイを含むベースアセンブリ２１２２を使用する。カート構成２１００は、タッチスクリーンディスプレイ２１０２を含むタブレット２１０４をカート２１０８にドッキングするように構成され、それはフル操作者コンソール２１２４を含むことができる。タブレット２１０４がカートスタンド２１０８にドッキングされた後、システムはシステムについての完全機能ロールを形成する。システムについての完全機能ロールは、高さ調節可能装置２１０６、ゲルホルダー２１１０、および収納箱２１１４、複数の車輪２１１６、ホットプローブホルダー２１２０、および操作者コンソール２１２４を含み得る。制御装置は、プリンタまたはビデオインターフェースまたは他の制御装置などの他の周辺機器を追加することもできる、操作者コンソール２１２４上のキーボード２１１２を含むことができる。
【０２０３】
図２２は、本発明によるモジュール式超音波撮像システムを有する実施形態で使用するための好ましいカートシステムを示す。カートシステム２２００は、水平支持部材２０２８に連結された垂直支持部材２２１２を用いて構成することができる。補助装置取り付け部２０１４のための位置を有する補助装置コネクタ２０１８は、垂直支持部材２２１２に接続するように構成されてもよい。３ポートプローブＭＵＸ接続装置２０１６もタブレットに接続するように構成することができる。収納箱２２２４は、収納箱取り付け機構２２２２によって垂直支持部材２２１２に取り付けるように構成することができる。カートシステムはまた、垂直支持部材に取り付けるように構成されたコード管理システム２２２６を含み得る。カートアセンブリ２２００は、車輪２２３２を有するベース２２２８上に取り付けられた支持用ビーム２２１２と、タブレットの長時間の動作のために電力を供給するバッテリ２２３０とを含む。アセンブリはまた、高さ調整装置２２２６を取り付けた付属品ホルダー２２２４を含み得る。ホルダー２２１０、２２１８はビーム２２１２上またはコンソールパネル２２１４上に取り付けることができる。マルチポートプローブマルチプレックス装置２２１６はタブレットに接続して、ユーザが表示された仮想スイッチと順番に選択できるいくつかのトランスデューサプローブの同時接続を提供する。表示画像上を３本指でフリックしたり、表示された仮想ボタンまたはアイコンに触れたりするなどの動的タッチジェスチャは、接続されたプローブ間で切り替えることができる。
【０２０４】
図２３Ａは、本発明によるモジュール式超音波撮像システム用の好ましいカートマウントシステムを示す。配置２３００は、ドッキングステーション２３０４に連結されたタブレット２３０２を示す。ドッキングステーション２３０４は取り付け機構２３０６に固定されている。取り付け機構２３０６は、ユーザディスプレイをユーザの所望の位置に傾けることを可能にするヒンジ部材２３０８を含み得る。取り付け機構２３０６は垂直部材２３１２に取り付けられている。本明細書に記載されているようなタブレット２３０２は、ビーム２２１２の上でマウントアセンブリ２３０６に取り付けられているベースドッキングユニット２３０４上に取り付けることができる。ベースユニット２３０４は、クレードル２３１０、電気コネクタ２３０５、およびシステム２３０２からバッテリ２２３０およびマルチプレクサ装置２２１６に接続するためのポート２３０７を含む。
【０２０５】
図２３Ｂは、ＳＩＭカード２０８４がユニット２３０４に挿入されているカードマウントシステムを示している。
【０２０６】
図２４は、タブレット２４０２がコネクタ２４０４を用いてマウントアセンブリ２４０６に接続されている、本発明による好ましいカートシステム２４００モジュール式超音波撮像システムを示している。配置２４００は、ドッキング要素２３０４なしで取り付け機構２４０４を介して垂直支持部材２４０８に連結されたタブレット２４０２を示す。取り付け機構２４０４は、ディスプレイ調整のためのヒンジ部材２４０６を含み得る。
【０２０７】
図２５Ａおよび図２５Ｂは、多機能ドッキングステーションを示している。図２５Ａは、ドッキングステーション２５０２、およびドッキングステーション２５０２に嵌合するベースアセンブリ２５０６を有するタブレット２５０４を示す。タブレット２５０４とドッキングステーション２５０２は電気的に接続されてもよい。解放機構２５０８を係合させることによって、タブレット２５０４をドッキングステーション２５０２から解放することができる。ドッキングステーション２５０２は、トランスデューサプローブ２５１０を接続するためのトランスデューサポート２５１２を含み得る。ドッキングステーション２５０２は、３つのＵＳＢ３．０ポート、ＬＡＮポート、ヘッドフォンジャック、および充電用の電源コネクタを含むことができる。図２５Ｂは、本発明の好ましい実施形態によるスタンドを有するタブレット２５０４およびドッキングステーション２５０２の側面図を示す。ドッキングステーションは、調整可能なスタンド／ハンドル２５２６を含み得る。調整可能なスタンド／ハンドル２５２６は、複数の見る角度のために傾けられてもよい。調節可能なスタンド／ハンドル２５２６は、輸送目的のために跳ね上げられてもよい。側面図はまた、トランスデューサポート２５１２、およびトランスデューサプローブコネクタ２５１０を示す。
【０２０８】
図２６は、本発明によるモジュール式超音波撮像システムを用いた２Ｄ撮像動作モードを示す。テーブル２５０４のタッチスクリーンは、２５６のデジタルビーム形成器チャネルを使用して２次元トランスデューサプローブによって得られた画像を表示することができる。２次元画像ウィンドウ２６０２は、２次元画像走査２６０４を示す。２次元画像は、柔軟な周波数走査２６０６を使用して取得されてもよく、この場合制御パラメータはタブレット上に表される。
【０２０９】
図２７は、本発明によるモジュール式超音波撮像システムを用いた動きの動作モードを示す。タブレット２７００のタッチスクリーンディスプレイは、動きの動作モードによって得られた画像を表示することができる。タブレット２７００のタッチスクリーンディスプレイは、２次元画像２７０６と動きのモード撮像２７０８を同時に表示することができる。タブレット２７００のタッチスクリーンディスプレイは、２次元画像２７０６と共に、２次元画像ウィンドウ２７０４を表示することができる。グラフィカルユーザインターフェースと共に表示される柔軟な周波数制御２７０２を使用して、周波数を２ＭＨｚから１２ＭＨｚに調整することができる。
【０２１０】
図２８は、本発明によるモジュール式超音波撮像システムを用いたカラードプラの動作モードを示す。タブレット２８００のタッチスクリーンディスプレイは、カラードプラ動作モードによって得られた画像を表示する。２次元画像ウィンドウ２８０６は基本ディスプレイとして使用される。色分けされた情報２８０８は、２次元画像２８１０上にオーバーレイされる。赤血球の超音波ベースの撮像は、送信信号の受信エコーから得られる。エコー信号の主な特性は、周波数と振幅である。振幅は、超音波ビームによってサンプリングされた容量の内部の動いている血液の量に依存する。走査の質を制御するために、ディスプレイで高フレームレートまたは高解像度を調整できる。より高い周波数は急速な流れによって生成され得、より明るい色で表示され得る一方、より低い周波数はより暗い色で表示される。柔軟な周波数制御２８０４、およびカラードプラ走査情報２８０２は、タブレットディスプレイ２８００上に表示されてもよい。
【０２１１】
図２９は、本発明によるモジュール式超音波撮像システムを用いたパルス波ドプラの動作モードを示す。タブレット２９００のタッチスクリーンディスプレイは、パルス波ドプラ動作モードによって得られた画像を表示することができる。パルス波ドプラ走査は、サンプル容量またはサンプルゲート２０１２と呼ばれる所望の超音波カーソルに沿った小さな領域における血流の動きを分析するために使用される一連のパルスを生成する。タブレットディスプレイ２９００は、サンプル容量／サンプルゲート２０１２がオーバーレイされている２次元画像２９０２を示すことができる。タブレットディスプレイ２９００は、２次元画像２９０２、および時間／ドプラ周波数シフト２９１０を示すために、混合動作モード２９０６を使用してもよい。ビームと血流との間の適切な角度が既知である場合、時間／ドプラ周波数シフト２９１０を速度および流れに変換することができる。時間／ドプラ周波数シフト２９１０内のグレーの濃淡２９０８は、信号の強度を表すことができる。スペクトルの信号の厚さは、層流または乱流を示し得る。タブレットディスプレイ２９００は調整可能な周波数制御２９０４を描くことができる。
【０２１２】
図３０は、本発明によるモジュール式超音波撮像システムを用いたトリプレックス走査の動作モードを示す。タブレットディスプレイ３０００は２次元ウィンドウ３００２を含み得、２次元画像を単独で、またはカラードプラまたは指向性ドプラ機能と組み合わせて表示することができる。タブレット３０００のタッチスクリーンディスプレイは、カラードプラ動作モードによって得られた画像を表示する。２次元画像ウィンドウ３００２は基本ディスプレイとして使用される。色分けされた情報３００４は、２次元画像３０１６上にオーバーレイ３００６される。パルス波ドプラ機能は、単独で使用されてもよく、２次元撮像またはカラードプラ撮像と組み合わせて使用されてもよい。タブレットディスプレイ３０００は、２次元画像３０１６上にオーバーレイされたサンプル容量／サンプルゲート３００８によって表されるパルス波ドプラ走査、またはオーバーレイされたカラーコード３００６を、単独でまたは組み合わせて含み得る。タブレットディスプレイ３０００は、時間／ドプラ周波数シフト３０１２を表す分割画面を示し得る。露出ビームと血流との間の適切な角度が既知である場合、時間／ドプラ周波数シフト３０１２を速度および流れに変換することができる。時間／ドプラ周波数シフト３０１２内のグレーの濃淡３０１４は、信号の強度を表すことができる。スペクトルの信号の厚さは、層流または乱流を示し得る。タブレットディスプレイ３０００はまた、柔軟な周波数制御３０１０を示し得る。
【０２１３】
図３１は、本発明によるモジュール式超音波撮像システムを備えた、ユーザ動作モード用のＧＵＩホーム画面インターフェース３１００を示す。超音波システムが起動されたときに、ユーザ動作モードの画面インターフェース３１００が表示されてもよい。ユーザがＧＵＩホーム画面３１００をナビゲートするのを助けるために、ホーム画面は、３つの例示的な作業領域、すなわちメニューバー３１０４、画像表示ウィンドウ３１０２、および画像制御バー３１０６を含むとみなすことができる。ユーザがＧＵＩホーム画面および／またはＧＵＩホーム画面内のウィンドウを閉じ、サイズ変更し、終了することを可能にするために、追加のＧＵＩ構成要素がメインＧＵＩホーム画面３１００に提供され得る。
【０２１４】
メニューバー３１０４により、ユーザは、画像表示ウィンドウ３１０２に表示するための超音波データ、画像および／またはビデオを選択することができる。メニューバーは、患者フォルダディレクトリおよび画像フォルダディレクトリ内の１つまたは複数のファイルを選択するための構成要素を含むことができる。
【０２１５】
画像制御バー３１０６は、ユーザによってディスプレイの表面に直接加えられるタッチおよびタッチジェスチャによって操作され得るタッチ制御を含む。例示的なタッチ制御は、深さ制御タッチ制御３１０８、２次元ゲインタッチ制御３１１０、全画面タッチ制御３１１２、テキストタッチ制御３１１４、分割画面タッチ制御３１１６、ＥＮＶタッチ制御３１１８、ＣＤタッチ制御３１２０、ＰＷＤタッチ制御３１２２、フリーズタッチ制御３１２４、記憶タッチ制御３１２６、および最適化タッチ制御３１２８を含み得るが、これらに限定されない。
【０２１６】
図３２は、本発明によるモジュール式超音波撮像システムを備えた、ユーザ動作モード用のＧＵＩメニュー画面インターフェース３２００を示す。ユーザ動作モードの画面インターフェース３２００は、メニュー選択モードがメニューバー３２０４からトリガされ、それによって超音波システムの動作を開始するときに表示されてもよい。ユーザがＧＵＩホーム画面３１００をナビゲートするのを助けるために、ホーム画面は、３つの例示的な作業領域、すなわちメニューバー３２０４、画像表示ウィンドウ３２０２、および画像制御バー３２２０を含むとみなすことができる。例えば、ユーザがＧＵＩメニュースクリーンおよび／またはＧＵＩメニュースクリーン内のウィンドウを閉じ、サイズ変更し、終了することを可能にするために、追加のＧＵＩ構成要素がメインＧＵＩメニュー３２００に提供され得る。
【０２１７】
メニューバー３２０４により、ユーザは、画像表示ウィンドウ３２０２に表示するための超音波データ、画像および／またはビデオを選択することができる。メニューバー３２０４は、患者フォルダディレクトリおよび画像フォルダディレクトリ内の１つまたは複数のファイルを選択するためのタッチ制御構成要素を含み得る。拡張フォーマットで示されるように、メニューバーは、患者タッチ制御３２０８、プリセットタッチ制御３２１０、レビュータッチ制御３２１２、レポートタッチ制御３２１４、およびセットアップタッチ制御３２１６などの例示的なタッチ制御を含み得る。
【０２１８】
画像制御バー３２２０は、ユーザによってディスプレイの表面に直接加えられるタッチおよびタッチジェスチャによって操作され得るタッチ制御を含む。例示的なタッチ制御は、深さ制御タッチ制御３２２２、２次元ゲインタッチ制御３２２４、全画面タッチ制御３２２６、テキストタッチ制御３２２８、分割画面タッチ制御３２３０、針視覚化ＥＮＶタッチ制御３２３２、ＣＤタッチ制御３２３４、ＰＷＤタッチ制御３２３６、フリーズタッチ制御３２３８、記憶タッチ制御３２４０、および最適化タッチ制御３２４２を含み得るが、これらに限定されない。
【０２１９】
図３３は、本発明によるモジュール式超音波撮像システムを備えた、ユーザ動作モード用のＧＵＩ患者データ画面インターフェース３３００を示す。ユーザ動作モードの画面インターフェース３３００は、超音波システムが起動されたときに、患者選択モードがメニューバー３３０２からトリガされたときに表示されてもよい。ユーザがＧＵＩ患者データ画面３３００をナビゲートするのを助けるために、患者データ画面は、５つの例示的な作業領域、すなわち、初診患者タッチスクリーン制御３３０４、新規検査タッチスクリーン制御３３０６、検査リストタッチスクリーン制御３３０８、作業リストタッチスクリーン制御３３１０、および編集タッチスクリーン制御３３１２を含むとみなされ得る。各タッチスクリーン制御内で、さらなる情報入力フィールドが利用可能である３３１４、３３１６。例えば、患者情報セクション３３１４および検査情報セクション３３１６はデータを記録するために使用されてもよい。
【０２２０】
患者データ画面３３００内で、画像制御バー３３１８は、ユーザによってディスプレイの表面に直接加えられるタッチおよびタッチジェスチャによって操作され得るタッチ制御を含む。例示的なタッチ制御は、検査タッチ制御３３２０、終了検査タッチ制御３３２２、印刷タッチ制御３３２４、印刷プレビュータッチ制御３３２６、キャンセルタッチ制御３３２８、２次元タッチ制御３３３０、フリーズタッチ制御３３３２、および記憶タッチ制御３３３４を受け入れることを含み得るが、これらに限定されない。
【０２２１】
図３４は、本発明によるモジュール式超音波撮像システムを備えた、ユーザ動作モード用のＧＵＩ患者データ画面インターフェース３４００を示す。ユーザ動作モードの画面インターフェース３４００は、超音波システムが起動されたときに、プリセット選択モード３４０４がメニューバー３４０２からトリガされたときに表示されてもよい。
【０２２２】
プリセット画面３４００内で、画像制御バー３４０８は、ユーザによってディスプレイの表面に直接加えられるタッチおよびタッチジェスチャによって操作され得るタッチ制御を含む。例示的なタッチ制御は、保存設定タッチ制御３４１０、削除タッチ制御３４１２、ＣＤタッチ制御３４１４、ＰＷＤタッチ制御３４１６、フリーズタッチ制御３４１８、記憶タッチ制御３４２０、および最適化タッチ制御３４２２を含み得るが、これらに限定されない。
【０２２３】
図３５は、本発明によるモジュール式超音波撮像システムを備えた、ユーザ動作モード用のＧＵＩレビュー画面インターフェース３５００を示す。ユーザ動作モードの画面インターフェース３５００は、超音波システムが起動されたときに、プリセット拡張レビュー３５０４、選択モード３４０４がメニューバー３５０２からトリガされたときに表示されてもよい。
【０２２４】
レビュー画面３５００内で、画像制御バー３５１６は、ユーザによってディスプレイの表面に直接加えられるタッチおよびタッチジェスチャによって操作され得るタッチ制御を含む。例示的なタッチ制御は、サムネイル設定タッチ制御３５１８、同期タッチ制御３５２０、選択タッチ制御３５２２、前の画像タッチ制御３５２４、次の画像タッチ制御３５２６、２次元画像タッチ制御３５２８、一時停止画像タッチ制御３５３０、および記憶画像タッチ制御３５３２を含み得るが、これらに限定されない。
【０２２５】
画像表示ウィンドウ３５０６によって、ユーザは複数のフォーマットの画像を検討することができる。画像表示ウィンドウ３５０６によって、ユーザは、画像３５０８、３５１０、３５１２、３５１４を組み合わせてまたはサブセットで見ることが可能になる、あるいは任意の画像３５０８、３５１０、３５１２、３５１４を個々に見ることができるようになり得る。画像表示ウィンドウ３５０６は、同時に見られるように最大４つの画像３５０８、３５１０、３５１２、３５１４を表示するように構成されてもよい。
【０２２６】
図３６は、本発明によるモジュール式超音波撮像システムを備えた、ユーザ動作モード用のＧＵＩレポート画面インターフェースを示す。ユーザ動作モードの画面インターフェース３６００は、超音波システムが起動されたときに、レポート拡張レビュー３６０４がメニューバー３６０２からトリガされたときに表示されてもよい。表示画面３６０６は超音波レポート情報３６２６を含む。ユーザは、超音波レポート３６２６内のワークシートセクションを使用して、コメント、患者情報および検査情報を入力することができる。
【０２２７】
レポート画面３６００内で、画像制御バー３６０８は、ユーザによってディスプレイの表面に直接加えられるタッチおよびタッチジェスチャによって操作され得るタッチ制御を含む。例示的なタッチ制御は、保存タッチ制御３６１０、保存タッチ制御３６１２、印刷タッチ制御３６１４、印刷プレビュータッチ制御３６１６、終了検査タッチ制御３６１８、２次元画像タッチ制御３６２０、フリーズ画像タッチ制御３６２２、および記憶画像タッチ制御３６２４を含み得るが、これらに限定されない。
【０２２８】
図３７Ａは、本発明によるモジュール式超音波撮像システムを備えた、ユーザ動作モード用のＧＵＩセットアップ画面インターフェースを示す。ユーザ動作モードの画面インターフェース３７００は、超音波システムが起動されたときに、レポート拡張レビュー３７０４がメニューバー３７０２からトリガされたときに表示されてもよい。
【０２２９】
セットアップ拡大画面３７０４内で、セットアップ制御バー３７４４は、ユーザによってディスプレイの表面に直接加えられるタッチおよびタッチジェスチャによって操作され得るタッチ制御を含む。例示的なタッチ制御は、全般タッチ制御３７０６、ディスプレイタッチ制御３７０８、測定タッチ制御３７１０、注釈タッチ制御３７１２、印刷タッチ制御３７１４、記憶／取得タッチ制御３７１６、ＤＩＣＯＭタッチ制御３７１８、エクスポートタッチ制御３７２０、および検査情報画像タッチ制御３７２２を含み得るが、それらに限定されない。タッチ制御は、ユーザが構成情報を入力することを可能にする表示画面を含み得る。例えば、全般タッチ制御３７０６は設定画面３７２４を含み、ユーザは設定情報を入力することができる。さらに、全般タッチ制御３７０６は、ソフトキードッキング位置３７２６のユーザ設定を可能にするセクションを含む。図３７Ｂは、右側に位置合わせされたソフトキー制御３７５２を示す。図３７Ｂは、ソフトキー制御矢印３７５０を起動すると、キーの位置合わせが反対側、この場合は左側の位置合わせに変わることをさらに示す。図３７Ｃはソフトキー制御３７６２の左側の位置合わせを示しており、ユーザはソフトキー制御矢印３７６０を使用することによって向きの変更を起動して位置を右側の位置合わせに変更することができる。
【０２３０】
レビュー画面３７００内で、画像制御バー３７２８は、ユーザによってディスプレイの表面に直接加えられるタッチおよびタッチジェスチャによって操作され得るタッチ制御を含む。例示的なタッチ制御は、サムネイル設定タッチ制御３７３０、同期タッチ制御３７３２、選択タッチ制御３７３４、前の画像タッチ制御３７３６、次の画像タッチ制御３７３８、２次元画像タッチ制御３７４０、および一時停止画像タッチ制御３７４２を含み得るが、これらに限定されない。
【０２３１】
図３８は、本発明によるモジュール式超音波撮像システムを備えた、ユーザ動作モード用のＧＵＩセットアップ画面インターフェースを示す。ユーザモードの動作に関する画面インターフェース３８００は、超音波システムが起動されたときに、レポート拡張レビュー３８０４がメニューバー３８０２からトリガされたときに表示されてもよい。
【０２３２】
セットアップ拡大画面３８０４内で、セットアップ制御バー３８４４は、ユーザによってディスプレイの表面に直接加えられるタッチおよびタッチジェスチャによって操作され得るタッチ制御を含む。例示的なタッチ制御は、全般タッチ制御３８０６、ディスプレイタッチ制御３８０８、測定タッチ制御３８１０、注釈タッチ制御３８１２、印刷タッチ制御３８１４、記憶／取得タッチ制御３８１６、ＤＩＣＯＭタッチ制御３８１８、エクスポートタッチ制御３８２０、および検査情報画像タッチ制御３８２２などの複数のアイコンを含み得るが、これらに限定されない。タッチ制御は、ユーザが記憶／取得情報を入力することを可能にする表示画面を含むことができる。例えば、記憶／取得タッチ制御３８１６は設定画面３８０２を含み、ユーザは設定情報を入力することができる。ユーザは、仮想キーボードを作動させて、ユーザが異なるタッチ作動フィールドに英数字を入力することを可能にすることができる。加えて、記憶／取得タッチ制御３８０２は、遡及的取得３８０４のユーザによる有効化を可能にするセクションを含む。ユーザが記憶機能を有効にすると、システムは将来のシネループを記憶するようにデフォルト設定される。ユーザが遡及的な取り込みを可能にすることを有効化する場合、記憶機能はシネループを遡及的に収集し得る。
【０２３３】
セットアップ画面３８００内で、画像制御バー３８２８は、ユーザによってディスプレイの表面に直接加えられるタッチおよびタッチジェスチャによって操作され得るタッチ制御を含む。例示的なタッチ制御は、サムネイル設定タッチ制御３８３０、同期タッチ制御３８３２、選択タッチ制御３８３４、前の画像タッチ制御３８３６、次の画像タッチ制御３８３８、２次元画像タッチ制御３８４０、一時停止画像タッチ制御３８４２を含むことができるがこれらに限定されない。
【０２３４】
図３９Ａおよび図３９Ｂは、２つの１次元多素子アレイからなるＸＹバイプレーンプローブを示す。アレイは、一方のアレイが他方のアレイの上にあり、各アレイの偏光軸が同じ方向に位置合わせされているように構成することができる。２つのアレイの仰角軸は互いに直角でも直交でもよい。例示的な実施形態は、その全体の内容が参照により本明細書に組み込まれている米国特許第７，０６６，８８７号に記載されているものなどのトランスデューサアセンブリ、または例えば、フランスのＶｅｒｎｏｎ  ｏｆ  Ｔｏｕｒｓ  Ｃｅｄｅｘによって販売されているトランスデューサを使用することができる。図３９Ａによって示されるように、アレイの向きは配置３９００によって表される。両方のアレイの偏光軸３９０８はｚ軸３９０６を向いている。底部アレイの仰角軸はｙ方向３９０２に向けられ、頂部アレイの仰角軸はｘ方向３９０４にある。
【０２３５】
さらに図３９Ｂに示すように、１次元多素子アレイは、配置３９１２に示すように画像を形成する。ｙ方向３９１４に仰角軸３９１０を有する１次元アレイは、ｘ軸３９０４平面、ｚ軸３９０６平面上に超音波画像３９１４を形成する。ｘ方向３９０４に仰角軸３９１０を有する１次元アレイは、ｙ軸３９０２、ｚ軸３９０６上に超音波画像３９１４を形成する。ｙ軸３９０２に沿った仰角軸３９１０、およびｚ軸３９０６に沿った偏光軸３９０８を有する１次元トランスデューサアレイは、ｘ３９０４平面およびｚ３９０６平面に沿って形成された超音波画像３９１４をもたらす。図３９Ｃに示す代替の実施形態は、ｘ軸９０４の仰角軸３９２０と、ｚ軸３９０６の方向の偏光軸３９２２とを有する１次元トランスデューサアレイを示す。超音波画像３９２４は、ｙ３９０２平面およびｚ３９０６平面上に形成される。
【０２３６】
図４０は、アレイ４０１２が画像を形成するために印加される高電圧を有する、バイプレーン画像形成ｘｙプローブの動作を示す。高電圧駆動パルス４００６、４００８、４０１０が、ｙ軸方向の高さで底部アレイ４００４に印加されてもよい。この印加により、上部アレイ４００２の素子を接地レベルに保ちながら、ＸＺ平面上に受信画像を形成するための送信パルスを生成することができる。このようなプローブは、フル２Ｄトランスデューサアレイよりも単純な電子機器を使用して３Ｄ撮像モードを可能にする。本明細書に記載されているようなタッチスクリーン作動式ユーザインターフェースは、３Ｄ撮像動作を作動させるためにスクリーンアイコンおよびジェスチャを使用することができる。このような撮像動作は、画像データを３Ｄ超音波画像に処理するタブレットデータプロセッサ上で走るソフトウェアによって増強され得る。この画像処理ソフトウェアは、当技術分野で知られているフィルタリング平滑化および／または補間演算を使用することができる。ビームステアリングを使用して３Ｄ撮像動作を有効にすることもできる。好ましい実施形態は、バイプレーン撮像用に配置された複数の１Ｄサブアレイトランスデューサを使用する。
【０２３７】
図４１は、バイプレーン画像形成用ｘｙプローブの動作を示す。図４１は、画像を形成するために高電圧が印加されているアレイ４１１０を示す。高電圧パルス４１０２、４１０４、４１０６をｘ軸方向に上昇させて上部アレイ４１１２に印加し、下部アレイ４０１４の素子を接地４１０８しているよう維持しながらｙｚ平面上に受信画像を形成するための送信パルスを生成することができる。この実施形態はまた、本明細書で説明されているようにサブアレイビーム形成を使用して動作する直交１Ｄトランスデューサアレイを利用することができる。
【０２３８】
図４２は、バイプレーン画像形成ｘｙプローブの回路要件を示す。受信ビーム形成要件は、バイプレーンプローブについて示されている。電子機器４２０２を受けるための接続がなされる。次に、選択ボトムアレイ４２０４および選択トップアレイ４２０８からの素子を、受信電子回路４２０２のチャネルへの一方の接続を共有するように接続する。高電圧ドライバ４２０６、４２１０上に２対１マルチプレクサ回路を集積することができる。２対１マルチプレクサ回路は、高電圧ドライバ４２０６、４２１２に統合することができる。各送信ビームに対して１つの受信ビームが形成される。バイプレーンシステムは、全部で２５６の送信ビームを必要とし、そのうち１２８の送信ビームはＸＺ平面画像を形成するために使用され、その他の１２８の送信ビームはＹＺ平面画像を形成するために使用される。フレームレートを改善するために多重受信ビーム形成技術を使用することができる。各送信ビームについて二重受信ビーム能力を有する超音波システムは、２つの受信ビームを形成することができるシステムを提供する。バイプレーンプローブは、２つの直交平面画像を形成するために合計１２８の送信ビームしか必要とせず、そのうち６４の送信ビームがＹＺ平面画像用のその他の６４の送信ビームと共にＸＺ平面画像を形成するために使用される。同様に、クアッドまたは４受信ビーム能力を有する超音波システムの場合、プローブは、２つの直交平面画像を形成するために６４の送信ビームを必要とする。
【０２３９】
図４３は同時バイプレーン評価の適用例を示す。心エコー検査とＬＶの機械的同期不全を測定する機能は、心臓再同期療法の恩恵を受ける可能性が高い患者を特定するのに役立つ。定量化する必要があるＬＶパラメータは、Ｔｓ（側方中隔）、Ｔｓ―ＳＤ、Ｔｓ―ピークなどである。Ｔｓ−（外側−中隔）が２Ｄ尖部の４腔部の視界のエコー画像で測定できる一方で、Ｔｓ−ＳＤ、Ｔｓ−ピーク（中央）、Ｔｓ−開始（中央）、Ｔｓ−ピーク（基底）、Ｔｓ−開始（基底）は、僧帽弁のレベルおよび乳頭筋レベルのそれぞれ６つのセグメントを有する２つの別々の傍胸骨短軸像で得ることができ、合計１２のセグメントを提供する。図４３は、同時に見る尖部４腔部４３０４および尖部２腔部４３０２の画像を提供するｘｙプローブを示す。
【０２４０】
図４４Ａ〜図４４Ｂは、駆出率プローブ測定技術を示す。２つの直交する平面の可視化が軸上の視界が得られることを確実にするので、バイプレーンプローブはＥＦ測定を提供する。自動境界検出アルゴリズムは、インプラントレスポンダを選択し、ＡＶ遅延パラメータ設定を案内するための定量的エコーの結果を提供する。図４４Ａに示されるように、ＸＹプローブは２つの直交する平面からリアルタイムの同時画像を取得し、画像４４０２、４４０４は分割画面上に表示される。手動輪郭トレース法または自動境界トレース法を使用して、心収縮末期および拡張末期の両方で心内膜境界をトレースし、そこからＥＦを計算することができる。尖部２ＣＨ  ４４０２および４ＣＨ  ４４０４の視界、それぞれＡ１およびＡ２のＬＶの面積は、心拡張期の終わりおよび心収縮期の終わりに測定される。ＬＶＥＤＶ、左心室拡張末期容量、およびＬＶＥＳＶ、左心室収縮末期容量は、以下の式を使用して計算される。
【数１】
2019534110.tif 000003
そして駆出率は
【数２】
2019534110.tif 000004
により算出される。
【０２４１】
医療用超音波業界では、ほとんどすべての超音波システムが高調波撮像を実行できるが、これはすべて２次高調波またはｆｏを使用して行われ、この場合ｆｏは基本周波数である。本発明の好ましい実施形態は、超音波撮像のために高次高調波、すなわち３ｆｏ、４ｆｏ、５ｆｏなどを使用する。２次より高い高調波は、大幅に向上した画質と空間解像度を提供する。高次高調波の利点には、空間分解能の向上、クラッタの最小化、および異なる組織構造間の明瞭なコントラストとより明瞭なエッジの定義を備えた画質の提供が含まれる。この技術は、超音波が組織を伝播する際の高調波周波数の発生に基づいている。高調波周波数の発生は、組織内の非線形音波伝搬による波の減衰に関連しており、その結果、送信波には存在しなかった高調波周波数が発生する。この超高調波撮像を達成するための要件は、１）低ノイズ広帯域幅リニアアンプ、２）高電圧リニアトランスミッタ、３）広帯域変換、および４）高度な信号処理である。
【０２４２】
組織を通る音波伝播の非線形性により、波形は徐々に減衰し、元の送信波には存在しなかった高調波波形が発生する。媒体様の組織における超音波の非線形伝搬は、理論的には、Ｋｈｏｋｈｌｏｖ−Ｚａｂｏｌｏｔｓｋａｙａ−Ｋｕｚｎｅｔｓｏｖ、ＫＺＫの式を用いて計算することができる。例えば、Ｂ．Ｗａｒｄ、Ａ．Ｃ．ＢａｋｅｒおよびＶ．Ｆ．Ｈｕｍｐｈｒｅｙの、「Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  ａｐｐｌｉｅｄ  ｔｏ  ｔｈｅ  ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  ｍｅｄｉｃａｌ  ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ」、Ｊ．Ａｃｏｕｓｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．，ｖｏｌ．１０１，ｐｐ．１４３−１６３，１９９７を参照されたい。その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。計算は差分近似に基づいており、時間領域と周波数領域で実行される。ＫＺＫ方程式は、ビーム回折、媒体の減衰によるエネルギー散逸、および波の歪みの複合効果を組み込んでいる。その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、Ａ．Ｂｏｕａｋａｚ、Ｃ．Ｔ．Ｌａｎｃｅｅ、およびＮ．ｄｅ  Ｊｏｎｇの、「Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｐｈａｓｅｄ  Ａｒｒａｙｓ：Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ，  Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ  ａｎｄ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ．，ｖｏｌ．５０，ｐｐ．７３０−７３５，２００３に示されているように、回折および非線形性項の両方が時間領域で解かれるのに対して、減衰は周波数領域で説明される。ｍｍ単位の横方向距離の関数としての、焦点距離における組織内の基本周波数、２次高調波周波数、および３次高調波周波数における計算された音圧レベル２を図４５に示す。
【０２４３】
計算は、送信波形の基本周波数が１．７ＭＨｚの３サイクルガウスパルスに基づいている。２次高調波成分は、それぞれ２．７５ＭＨｚおよび４．０２ＭＨｚの低および高カットオフ周波数間で平坦な応答をする帯域通過フィルタを使用して抽出された。帯域通過フィルタは、４．３５ＭＨｚ〜９．３５ＭＨｚの平坦な周波数応答で超高調波成分を抽出するために使用される。プロファイルは、軸上振幅が０ｄＢになるように調整されている。図４５から分かるように、超高調波成分の発生は、２次高調波プロファイルと比較して、基本ビームの最も強い部分に実質的に限定されている。これは、超高調波ビーム幅が２次高調波ビーム幅よりもはるかに狭いという有益な効果を有する。超高調波周波数でのビーム幅は、透過基本ビーム幅の半分であることが分かっているが、２次高調波ビーム幅は３０％狭いだけである。図４５に示されるように、５．３ｍｍ（焦点の周り）の基本ビーム幅、および２次高調波での３．５ｍｍについて、超高調波成分は２．６ｍｍ未満のビーム幅を有する。図４６は、基本波、２次、および３次高調波周波数における正規化された軸方向音響ビームプロファイルを示す。３次高調波の発生は基本波成分と２次高調波成分の振幅の積に比例することに留意することが重要である。したがって、その発生は主に基本波と２次高調波周波数が最高レベルに達する焦点領域で発生する。これは、超高調波ビーム幅が２次高調波ビーム幅のそれよりはるかに狭いという有益な効果を有する。さらに、超高調波エネルギーはビームの中央部分に実質的に集中しているので、サイドローブエネルギーの不整合な減少を示す。この特性は、超高調波技術に、ビームの端部に位置する散乱体から来る軸外エコーをかなり除去するという利点をもたらす。ほとんどの撮像アーティファクトおよび収差は、超音波ビームとビームプロファイルの端部におけるサイドローブとの相互作用によって引き起こされる可能性があるため、この特性が診断にとってかなり有益であることは明らかである。
【０２４４】
異なる組織構造は異なる超高調波応答を生成し、超高調波ビームは最小サイドローブペンシルビームプロファイルを提供するという特性のために、結果として、超高調波画像は異なる組織タイプ間で劇的により明瞭でより鮮明なコントラスト画像を提供するという利点を提供し、はるかに優れたエッジ検出も共に提供する。超高調波は、残響やアーティファクト、特にビームのエッジで発生するものの抑制が優れていることを示している。超高調波により、横方向および軸方向の分解能が向上する。
【０２４５】
高解像度ファントム、ＧＡＭＭＥＸ４０４ＧＳは本発明者らのシステムの空間解像度を評価するために使用することができる。４０４ＧＳ  Ｐｈａｎｔｏｍに埋め込まれている反射体のサイズ（直径）は１００μｍである。まず、１５ＭＨｚの送信波形を用いて４０４ＧＳの１５ＭＨｚ基本ファントム画像を生成する。基本画像のＡモードプロットを図４７に示す。これには１５ＭＨｚの送信波形と１５ＭＨｚの受信Ａモード波形も含まれている。
【０２４６】
１５ＭＨｚ画像の全幅半値プロットを使用して、１００μｍピンのファントム画像の空間分解能を示す。図４８は、１５ＭＨｚの受信基本画像と１５ＭＨｚの送信波形とのファントムＡモード画像の全幅半値（ＦＷＨＭ）プロットを示す。
【０２４７】
基本波、２次高調波、および超高調波画像の、全幅半値（ＦＷＨＭ）、ＧＡＭＭＡＸ４０４ＧＳ  Ｐｈａｎｔｏｍの測定結果の空間分解能のまとめが、以下の表に列挙されている。
【表１】
2019534110.tif 000005
【０２４８】
体内の組織の不均一性のために、組織内の音波の反射から受信されたエコー信号が非常に非線形であることはよく知られている。組織体の非線形の応答は、送受信されたメインビームの幅およびサイドローブのレベルを増大させ、それが次に組織超音波撮像の横方向およびコントラスト分解能を著しく低下させる。本明細書で組織高周波撮像（ＴＨＩ）、または組織混合撮像（ＴＭＩ）、または超高調波撮像と呼ばれるさらなる方法は、組織内の伝播波の非線形応答を使用し、これらの焦点ぼけ効果を最小限に抑えることを可能にする。医療用超音波撮像では、送信波形が１つの基本周波数Ｆ０であり、対象となる受信信号が高調波、一般には２次高調波（２Ｆ０）または３次高調波（３Ｆ０）である高調波撮像が必要である。超高調波画像モードは、すべての高次高調波（＞＝３ｆ０）を組み合わせたものである。対象の高調波信号は体内の画像ターゲットによって生成され、送信波形の高調波は重要ではない。したがって、送信波形から高調波を抑制することが重要である。
【０２４９】
従来の３サイクルの方形波を有する超音波パルサーを考えてみる。そのような波形の周波数スペクトルは、基本周波数より約−４ｄＢ低い３次高調波成分、通常の方形波の高い３次高調波成分を有するので、従来の方形波は、高次高調波撮像用の送信波形として使用するのに適していない。
【０２５０】
図５１Ａと図５１Ｂは、方形波、および基本周波数より約−４ｄＢ低い３次高調波成分、高い３次高調波成分を有する方形波の周波数スペクトルを示す。したがって、方形波は高次高調波撮像の送信波形として使用するのには適していない。
【０２５１】
本明細書の好ましい実施形態は、パルスがハイになる時間およびパルスがローになる時間を通常の方形波の３分の２に減らすことによる修正方形波を使用する。この修正波形は、通常の方形波よりもはるかに低い３次高調波成分を有し、純粋な正弦波に近い。例えば、３分の２の波形を示す図５２を参照されたい。図５３は、第３の方形波と正弦波の周波数スペクトルである。この修正波形は通常の方形波よりもはるかに低い３次高調波成分を有し、純粋な正弦波に近い。この方法は２つの連続した送信波形を利用する。撮像されている組織に交互に送信される第１および第２の超音波パルスである。２つの超音波パルスは、送信波形を反転することによって第１の超音波パルスと第２の超音波パルスとが異なる３分の２の方形波である。これらのパルスによって生成された受信超高調波エコー信号が測定され、各超音波送信パルスによって生成されたエコー信号を加算することによって結合される。
【０２５２】
超音波撮像システムは、ノイズフロアを有する広帯域増幅器、
【数３】
2019534110.tif 000006
、帯域幅＞２２ＭＨｚ、４．５ＭＨｚ送信波形における３分の２の高電圧、パルスキャンセル、および３次高調波、４次高調波および５次高調波周波数を含む受信波形を含む。
【０２５３】
基本画像と超高調波撮像との比較を図５４Ａおよび図５４Ｂに示す。脂肪、筋肉、癌腫細胞などの異なる組織構造は音波伝播を異なるように歪ませる、すなわち異なる組織構造は音波を異なるように減衰させるという特性のため、結果として、高調波の画像は、基本画像よりもはるかに良好に異なる組織構造を区別することができる。図５４Ａおよび図５４Ｂに見られるように、超高調波画像は、撮像されている特性である異なる構造間で劇的により明瞭かつ鮮明なコントラストを提供する。超高調波画像は、パルスキャンセル技術を用いた３分の２の修正波形を使用する４．５ＭＨｚの送信によって生成され、３次、４次および５次の高調波からなる。
【０２５４】
乳房超音波撮像は非常に操作者に依存することに留意することが重要である。ここでは、ソフトウェアの監視による簡単なツールを提案し、超音波検査技師がフリーハンドの乳房走査を行うように案内して、いかなる領域の欠損もなく、走査がすべての乳房領域を完全にカバーするようにし、再現性があるようにする。乳房超音波トランスデューサは、約５０ｍｍ幅であり得る。走査中、操作者がトランスデューサを直線方向に手で自由に動かして約５０ｍｍ×２００ｍｍの乳房領域をカバーし、次いでプローブを開始点に移動させ、プローブを約５０ｍｍの内側横方向位置にずらして直線走査を再び繰り返す。乳房領域全体がカバーされるまで撮像手順が繰り返される。音響的に透明なヒドロゲルパッドを使用して、胸部の全面積を確実にカバーし、この手順を繰り返すことができる。図５５に見られるように、ヒドロゲルパッドは、トランスデューサの配置および走査方向の指示について、４つの重なり合う長方形でマークを付けられる。各長方形の幅は５０ｍｍ、長さは２００ｍｍである。中央のドットを使って乳首を位置合わせする。走査は頭からつま先までで、乳房全体をカバーする平行したフリーハンドの走査である。この例では、４つの平行な重なり合う走査が乳房領域全体をカバーすることができる。
【０２５５】
図５５は、走査方向およびプローブの配置をマークしたヒドロゲルパッドを示す。トランスデューサは、第１の長方形の上部に配置され、フリーハンドで下部に移動される。次にプローブを第２の長方形の始点に移動し、手動または自動コントローラで繰り返す。走査中のフリーハンドの動きが十分に遅く、超音波フレームがそれぞれ約１ｍｍ以下の間隔を置いて配置された画像のストリームとして取込まれることが可能であることが重要である。システムは各走査の行の開始点からタイミングを追跡し、動きが速すぎると「警告ビープ音」を発する。
【０２５６】
中央撮像アレイに垂直な方向に取り付けられた２つの動きガイドアレイの間に埋め込まれた１Ｄ画像アレイを備えたトランスデューサ設計。図５６は、動きの案内のために２つの垂直アレイの間に埋め込まれた線形撮像アレイを示す。線形アレイは、中心のアレイに対して垂直に位置する２つのより小さなトランスデューサアレイの間に埋め込むことができる。中央撮像アレイの要素数は、１２８、１９２または２５６であり得る。サイドアレイのそれぞれは、１６、２４から３２などの範囲の要素を有することができる。サイドアレイは、フリーハンドの動きの速度を監視するために使用でき、操作者が一定速度を使用していること、およびその速度が十分遅く、それぞれ約１ｍｍ以下の間隔の画像ストリームとして取込むことができる超音波フレームを生成できることを確実にする。このアレイはまた、走査が確実に真っ直ぐ前方へ移動するようにするためにも使用することができる。動きが速すぎる、または速度が変化している、またはプローブが円運動で動いている場合、ソフトウェアは警告信号を操作者に送信して動きを調整する。
【０２５７】
人工知能（ＡＩ）と拡張現実感（ＡＲ）が医療用超音波を変革している。ＡＩおよびＡＲを使用する医療用超音波用途は、多くの診断および治療用途において患者の転帰に影響を与える重大な問題を解決することができる。超音波撮像は、超音波画像の読み方を習得するのに何年もの訓練が必要であるため、深層学習で解決される問題を提起する。腫瘍領域を自動的に検出し、高い感度および特異度で医療診断を助けるために心疾患を検出するための深層学習ＡＩアルゴリズムに基づく臨床研究が報告されている。拡張現実感（ＡＲ）は、解剖学的構造の改善された識別および外科的処置の間の強化された視覚化のために外科医にリアルタイムの画像ガイダンスを提供する超音波画像と光学ビジョンビデオを融合させる。画像取得に使用される超音波システムは、１０００ＧＦＬＯＰ（ギガ浮動小数点演算／秒）を超える処理能力を有するコンピュータシステムを使用して、深層学習アルゴリズムによって課される数学的計算、または解剖学的特徴に対するユーザの光学的視界に超音波画像を融合／重ね合わせるために必要な計算を実行し得る。ＡＩおよび／またはＡＲは、超音波撮像用途を劇的に強化または拡大することができる。リアルタイムの超音波画像を取得することができ、さらにこれらのアルゴリズムによって要求される大量の計算を実行することができる計算機能強化型超音波システムは、癌治療ならびに癌および心臓病の診断における臨床ケア提供を進歩させることができる。高度な撮像のための計算能力と共に超音波システムの携帯性、信頼性、迅速性、使いやすさ、および手頃な価格における改善の統合は、本明細書の好ましい実施形態において提供される。
【０２５８】
超音波（ＵＳ）画像は、癌および心臓病などの診断および検出に広く使用されてきた。癌の検出にこれらの診断技術を適用することの欠点は、訓練を受けた放射線技師による各画像パターンの手動診断に多大な時間が費やされることである。熟練した医師はＵＳ画像で腫瘍領域を手動で特定することができるが、医学的診断を助けるために腫瘍領域を自動的に検出するアルゴリズムを使用することが非常に望ましい。自動分類器は、良性と悪性のパターンを自動的に区別することにより、正確さと所要時間の両方の観点から診断プロセスを大幅に改善する。ニューラルネットワーク（ＮＮ）は、この点において、特に例えば乳癌および前立腺癌の検出の適用において重要な役割を果たす。
【０２５９】
パルス結合ニューラルネットワーク（ＰＣＮＮ）は、生物学的に触発されるタイプのニューラルネットワークである。これは、他のニューロンへの局所的な接続を有する猫の視覚野の単純化されたモデルである。ＰＣＮＮには、画像からエッジ、セグメント、およびテクスチャの情報を抽出する機能がある。ＰＣＮＮパラメータを少し変更するだけで、様々な種類のデータを効果的に動作できる。これは、効果的になる前に概してターゲットに関する情報を必要とする公開された画像処理アルゴリズムを超える利点である。超音波画像における前立腺の正確な境界検出アルゴリズムは、放射線科医が診断を下すのを助けるために得ることができる。超音波前立腺画像のコントラストを増加させるために、最初の画像の強度の値は、中央値フィルタを備えたＰＣＮＮを使用して調整される。これに、画像の境界を検出するためのＰＣＮＮセグメンテーションアルゴリズムが続いてよい。強度調整とセグメンテーションを組み合わせることで、最適な選択が難しく、同じ問題に対しても変動する可能性がある様々なＰＣＮＮパラメータの設定に対するＰＣＮＮ感度の低下を可能にする。結果は、使用したＰＣＮＮアプローチによって提供された全体的境界検出重複精度がファジィＣ平均とファジィタイプＩＩを含む他の機械学習技術と比較して高いことを示した。
【０２６０】
超音波（ＵＳ）画像は、特に乳癌の診断に広く使用されてきた。熟練した医師はＵＳ画像で腫瘍領域を手動で特定することができるが、医学的診断を助けるために腫瘍領域を自動的に検出するアルゴリズムを開発することは非常に望ましい。その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、「Ｌｅａｒｎｉｎｇ−ｂａｓｅｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｂｒｅａｓｔ  Ｔｕｍｏｒ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  Ｉｍａｇｅｓ」のＵＳ画像における乳房腫瘍の自動検出のためのアルゴリズムは、Ｐｅｎｇ  Ｊｉａｎｇ、Ｊｉｎｇｌｉａｎｇ  Ｐｅｎｇ、Ｇｕｏｑｕａｎ  Ｚｈａｎｇ、Ｅｒｋａｎｇ  Ｃｈｅｎｇ、Ｖａｓｉｌｅｉｏｓ  Ｍｅｇａｌｏｏｉｋｏｎｏｍｏｕ、Ｈａｉｂｉｎ  Ｌｉｎｇによって開発された。腫瘍検出プロセスは、２段階の学習問題、すなわち、バウンディングボックスによる腫瘍局在化および正確な境界描写として定式化された。具体的には、例示的な方法は、Ｈａｒｒ様特徴に対してＡｄａＢｏｏｓｔ分類器を使用して、腫瘍領域の予備的なセットを検出する。予備的に検出された腫瘍領域は、量子化強度特徴を用いてサポートベクターマシン（ＳＶＭ）でさらにスクリーニングされる。最後に、ランダムウォークセグメンテーションアルゴリズムがＵＳ画像に対して実行され、各検出された腫瘍領域の境界を検索する。好ましい方法は、組織学的に確認された８０人の罹患患者および３２人の正常患者を含む１１２の乳房ＵＳ画像を含むデータセットについて評価された。データセットは各患者からの１つの画像を含み、患者は３１歳から７５歳までである。これらの測定は、提案されたアルゴリズムがそれらの位置および境界と共に乳房腫瘍を自動的に検出できることを実証している。
【０２６１】
リウマチ性心疾患（ＲＨＤ）は、２５歳未満の若い人たちの最も一般的な後天性心疾患である。それは、ほとんどの場合、小児期に連鎖球菌性咽頭炎として始まり、青年や若年成人を殺したり衰弱させたりして妊娠を危険にさらす深刻な心臓損傷に進行する可能性がある。
【０２６２】
ヨーロッパと北米では事実上排除されているが、この病気はアフリカ、中東、中央および南アジア、南太平洋、そして先進国の貧困地域で一般的なままである。世界中で３，３００万人がＲＨＤの影響を受けている。ＲＨＤは超音波画像によって診断することができるが、そのような超音波画像は非常にユーザに依存する。典型的には、診断の質の超音波画像を取得するには非常に経験豊富な超音波検査技師が必要である。診断用超音波画像を提供するためにＧＰＵ加速型深層学習ソフトウェアを使用してシステムをトレーニングすることにより、ＡＩベースの深層学習アルゴリズムを使用してＲＨＤを診断する総合診療医の手に超音波システムを委ねることは患者にとって有益である。
【０２６３】
完全に接続された人工ニューラルノードを有するニューラルネットワーク計算モデルを図５６に示す。モデルは、各隠れ層内にＫ個のノードを有するＬ層を含む。下位層の各ノードの出力は、トレーニング可能な接続重みで上位層の対応するノードに完全に接続されている。
【０２６４】
図５６に見られるように、各ノードは２次元画像であり、（ｉ、ｊ）は画素要素の位置を表す。Ｎｌ、ｋ（ｉ、ｊ）は、ｌ層のｋ番目の位置における（ｉ、ｊ）画素の値を表す。Ｗｌ、ｋｋ'（ｉ、ｊ）は、ｌ層のｋ番目の位置の（ｉ、ｊ）番目の要素と、ｌ＋１上位層のｋ'番目の位置の（ｉ、ｊ）要素との間の接続重みを表す。ｉ＝１、２、…、Ｉ、ｊ＝１、２、…、Ｊの場合、上位層のｋ'番目の位置におけるピクセル値Ｎｌ＋１、ｋ'（ｉ、ｊ）は、下位層の各々の対応するノードに対する接続重みＷｌ．ｋと下位ｌ層、Ｎｌ、ｋ（Ｉ、ｊ）内の各ノードからの出力値との積を合計することによって計算することができる。すなわち
【数４】
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【０２６５】
隠れ層内の各ニューラルノードにおいて、（１０００、１０００）の画像サイズ、すなわち、ｉ＝１０００、ｊ＝１０００であり、この例では各隠れ層内に５００個のノード、ｋ＝５００があると仮定する。下位層からの入力から上位層のノードの値を計算するために実行される必要がある数学的演算を計算すること、すなわち１×１０９浮動小数点の演算は簡単である。１０００層、すなわちｌ＝１０００を有するニューラルネットワークの場合、必要とされる計算の総数は１×１０１２の浮動小数点演算である。すなわち、１０００ＧＦＬＯＰを有するプロセッサは、発展途上国においてＲＨＤ臨床評価を実行する際にこの深層学習人工ニューラルネットワークを使用して必要なデータを計算する必要がある。超音波システムに加えて、臨床医は、１０００ＧＦＬＯＰ以上の処理能力を持つＮｖｉｄｉａ  ＧＰＵを搭載した７６台のハイエンドＬｉｎｕｘ（登録商標）ラップトップを持ち運ぶことができる。本願の好ましい実施形態は、グラフィック処理ユニットがタブレットまたは携帯型システムのハウジングに組み込まれ、バスまたは他の高速／データレート接続を介して超音波システムの中央プロセッサに接続されている、本明細書に記載のタブレット超音波システムを含む。
【０２６６】
従来の腹腔鏡は、３次元（３Ｄ）手術野の平面表現を提供し、可視の器官表面の下に位置する内部構造を視覚化することができない。コンピュータ断層撮影（ＣＴ）および磁気共鳴（ＭＲ）画像は、軟組織の器官の変形可能な性質のために、腹腔鏡像とリアルタイムで融合することが困難である。新たなカメラ技術を利用して、実時間腹腔鏡超音波（ＬＵＳ）を立体視ビデオと併合することによって、腹腔鏡手術のため、リアルタイム立体視拡張現実感（ＡＲ）システムが開発された。システムは２つの重要な視覚的手がかりを作り出す。（１）解剖学的構造間の３Ｄ空間的関係の理解の向上による真の深さの認識、および（２）手術野のより包括的な視覚化を伴う重要な内部構造の視覚化である。腹腔鏡下超音波検査（ＬＵＳ）の使用は、初心者と経験豊富な超音波検査技師両方にとって困難である。腹腔鏡カメラは、高解像度（ＨＤ）カメラが今腹腔鏡システムに統合されているという点で、近年著しい画質の向上をもたらしている。しかし、従来の腹腔鏡は単眼式であり、単一のカメラの視界しか提供することができない。したがって、結果として得られる表示は、３次元（３Ｄ）手術野を平面的に表したものであり、解剖学的構造間の３Ｄの空間的関係を外科医によく認識させることはない。さらに、表面テクスチャが豊富であるにもかかわらず、腹腔鏡ビデオは、可視の器官表面の下に位置する内部構造に関する情報を提供しない。腹腔鏡下手術の安全性と有効性、および外科的転帰の改善には、十分な深度知覚と内部構造に関する知識の両方が非常に重要である。
【０２６７】
腹腔鏡下超音波画像を光学ビデオ上に重ね合わせるための方法である腹腔鏡下拡張現実（ＡＲ）は、Ｘｉｎ  Ｋａｎｇ、Ｍａｈｄｉ  Ａｚｉｚｉａｎ、Ｅｍｍａｎｕｅｌ  Ｗｉｌｓｏｎ、Ｋｙｌｅ  Ｗｕ、Ａａｒｏｎ  Ｄ．Ｍａｒｔｉｎ、Ｔｉｍｏｔｈｙ  Ｄ．Ｃｒａｉｇ  Ａ．Ｐｅｔｅｒｓ、Ｋｅｖｉｎ  Ｃｌｅａｒｙ、Ｒａｊ  Ｓｈｅｋｈａｒの「Ｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ  ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  ｒｅａｌｉｔｙ  ｆｏｒ  ｌａｐａｒｏｓｃｏｐｉｃ  ｓｕｒｇｅｒｙ」、Ｓｕｒｇ  Ｅｎｄｏｓｃ（２０１４）２８：２２２７−２２３５、およびＸｉｎｙａｎｇ  Ｌｉｕ、Ｓｕｋｒｙｏｏｌ  Ｋａｎｇ、Ｗｉｌｌｉａｍ  Ｐｌｉｓｈｋｅｒ．Ｇｅｏｒｇｅ  Ｚａｋｉ．Ｔｉｍｏｔｈｙ  Ｄ．Ｋａｎｅ、Ｒａｊ  Ｓｈｅｋｈａｒの「Ｌａｐａｒｏｓｃｏｐｉｃ  ｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ  ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  ｒｅａｌｉｔｙ：ｔｏｗａｒｄ  ａ  ｃｌｉｎｉｃａｌｌｙ  ｖｉａｂｌｅ，ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｔｒａｃｋｉｎｇ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ"；Ｊ．Ｍｅｄ．Ｉｍａｇ．３（４），０４５００１（２０１６），ｄｏｉ：１０．１１１７／１．ＪＭＩ．３．４．０４５００１」に記載されている。これらの刊行物両方の全内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０２６８】
術中撮像は、手術野のリアルタイムの更新を提供するという利点を有し、腹部、胸部、および骨盤に位置する移動可能で変形可能な器官のＡＲ描写を可能にする。ＥＭトラッキングに基づく臨床的に実行可能な腹腔鏡ＡＲシステムを使用することができる。ＥＭ−ＡＲシステムの性能は、臨床的に許容可能な位置合わせ精度と視覚化待機時間を有することが厳密に検証されている。
【０２６９】
図５８に示す本システムは、図５７に示す手順を実行することができ、ＥＭセンサ４９５２を有する腹腔鏡トランスデューサプローブ４９５０を、本明細書で説明するようにタッチスクリーン動作を使用して作動させることができる４９０２。装置は、特定の撮像用途に対して任意選択で較正され４９０４、光学画像と超音波画像の両方を同時にまたは連続して取込むことができる４９０６。画像は、分割画面フォーマットで提示することも、ビデオフォーマット４９０８でマージ（オーバーレイ）することもできる。データは、診断データを生成するためにニューラルネットワークを使用して処理されることができる４９１０。このシステムは、ニューラルネットワークとして動作するようにプログラムまたは構成することができる、本明細書で前述したＮｖｉｄｉａグラフィックプロセッサユニットを備えることができるコアプロセッサおよびメモリ４９５４を含む。１つまたは複数のニューラルネットワークは、心臓、肺、腎臓などの別々の解剖学的構造のための撮像プロトコル、超音波腹腔鏡プローブを用いた胃腸撮像に関連する離散学習アルゴリズム用に構成することができる。プローブ４９５０は、ＣＭＯＳまたはＣＣＤ撮像装置などの撮像カメラを含むことができる。あるいは、撮像カテーテルまたはプローブを使用して、携帯型超音波システムに直接接続されている画像データを生成することができる。
【０２７０】
腹腔鏡超音波ビデオを光学ビデオにオーバーレイまたはマッピングするには、多数の数学的計算が必要である。ｐｕｓ＝［ｘ  ｙ  ０  １］がＬＵＳ、腹腔鏡超音波画像座標内の点を表し、ｚ座標が０であるとする。ｐＬａｐｕが、歪みのない腹腔鏡光学ビデオ画像においてｐｕｓが対応する点を表すものとする。ＴＡＢをＡの座標系からＢの座標系への４×４変換行列とすると、ｐｕｓとｐＬａｐｕの関係は次式で表すことができる。
【数５】
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ここで、ＵＳは腹腔鏡超音波画像を示す。ＥＭＳｕｓは腹腔鏡超音波プローブに取り付けられたセンサを示す。ＥＭＴはＥＭトラッキングシステムを示す。ＥＭＳＬａｐは、３Ｄ光学ビジョンスコープに取り付けられたセンサを示す。レンズは３Ｄスコープのカメラレンズを示す。Ｉ３はサイズ３の単位行列である。Ｋはカメラ行列である。ＴｕｓＥＭＳｕｓは超音波の較正から得られる。ＴＥＭＳｕｓＥＭＴとＴＥＭＴＥＭＳＬａｐはトラッキングデータから取得できる。ＴＥＭＳＬａｐｌｅｎｓは、ハンドアイキャリブレーションから取得できる。Ｋはカメラの較正から得ることができる。ｐＬａｐｕｓは、カメラの較正からも得られるレンズ歪み係数を使用して歪み得る。
【０２７１】
上記の式に基づいて腹腔鏡超音波画像から腹腔鏡光学ビデオ画像内の対応する点に１つの点をマッピングすることによって、複合超音波および光学ビデオ画像を使用する拡張現実画像化の計算要件を計算することは簡単である。カメラ行列のサイズを（５００、５００）ピクセル、超音波画像サイズを（５００、５００）ピクセルとする。上記の式に従うと、必要とされる計算の総数は、約１×１０１２の浮動小数点演算、すなわちグラフィックプロセッサがリアルタイムで解を提供するために使用される１０００ＧＦＬＯＰである。
【０２７２】
腹腔鏡超音波画像を取得するために使用された超音波システムに加えて、光学および超音波画像融合作業は、９７２．８  ＧＦＬＯＰＳの処理能力である、ＮＶｉｄｉａ  ＧＰＵ  Ｑｕａｄｒｏ  Ｋ２１００Ｍ、５７６コアを備えたラップトップコンピュータ（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｍ４８００、デル、４コア２．９ＧＨｚ  Ｉｎｔｅｌ  ＣＰＵ）によって行われた。しかし、本明細書に記載されるような好ましい設計は、計算強化式超音波システムを使用する。ＩｎｔｅｌプロセッサＣＰＵに加えて、システムは、上記のＡＩ、ＡＲアプリケーションによって課される計算要件を満たすために１０００ＧＦＬＯＰを超える処理能力を提供することができるマルチコアＧＰＵを組み込むことができる。
【０２７３】
図５９は、外部アプリケーションとの通信を提供するための共有メモリの使用を示す。図６０は、タブレット型またはラップトップ型超音波システムに一体化された分散型プロセッサシステムまたはＧＰＵ４９５４を示す。
【０２７４】
上記に加えて、本発明の実施形態による使用に適し、図１Ｂに示されている例示的な携帯型超音波システムをさらに説明する。以下に示される例示的なシステムの説明は、システムの特徴の例示および説明を意図しており、限定的な意味ではないことを理解されたい。本明細書に含まれる説明と一致する以下に説明される例示的なシステムに対する修正もまた本発明の範囲内にあるとみなされることをさらに理解されたい。
【０２７５】
例示的な携帯型超音波システムは、超音波撮像または人体の流体の流れによる分析を実行する資格のある医師による使用を意図した高解像度画像を生成する。具体的な臨床用途および検査の種類には、胎児、腹部、術中（腹部、臓器および血管）、小児科、小臓器（甲状腺、乳房、精巣）、新生児および成人の頭部、経直腸、経膣、筋骨格系（従来型および表在性）、心臓（成人および小児）、末梢血管が含まれるが、これらに限定されない。
【０２７６】
従来、超音波は主に操作者依存の撮像技術であった。画像の質および走査に基づいて正しい診断を下す能力は、正確な画像調整および検査中に適用される適切な制御設定に依存する。例示的な携帯型超音波システムは、すべての画像モードについて患者走査中の画像の質を改善または最適化するためのツールを提供する。このシステムは、限定することなく、例えば、図９Ａ〜図９Ｆおよび図４６〜図６０に記載されているように、本明細書で前述したようなグラフィック処理装置を組み込んでいる。
【０２７７】
携帯型超音波システムは、異なるレベルの機能を有する変形版を含むことができる。
【０２７８】
次の表は、各変形版に付属している走査モードの一覧である。
【表２】
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【０２７９】
携帯型超音波システムは、２５６のデジタルビーム形成チャネルを使用して２次元デジタル撮像を送達することができる。この撮像モードは、２ＭＨｚ〜１２ＭＨｚの周波数で、優れた画像均一性、組織のコントラスト分解能、およびステアリングの柔軟性を送達する。高チャネル数は、真のフェイズドアレイと高要素数撮像プローブを支援する。２Ｄ走査データが２Ｄ撮像ウィンドウに表示される。
【０２８０】
携帯型超音波システムは、同時２次元（２Ｄモード）およびＭモード撮像を提供することができる。この組み合わせは、動く構造物の効率的な評価に役立つ。Ｍモードは、超音波ビーム内の対象物の動きのパターンを判定するために使用され得る。このモードは心臓の運動パターンを見るために使用することができる。Ｍモードは、２Ｄ撮像ウィンドウに解剖学的構造の走査データを、時系列ウィンドウに運動の走査を表示する。
【０２８１】
カラードプラモードは、色分けされた情報をこれらのパラメータに割り当てることによって血流の存在、方向、および相対速度を検出するために使用される。色は、２Ｄ画像に重ね合わされた関心領域（ＲＯＩ）に表示される。プローブへの非反転の流れには、赤の色合いが割り当てられ、プローブからの流れが青のシェードで表示される。次に、平均ドプラシフトが、構造のグレースケール走査に対して表示される。赤血球の超音波ベースの撮像全形態は、送信信号の受信エコーから得られる。このエコー信号の主な特性は、周波数と振幅（または電力）である。周波数シフトは、プローブに対する赤血球の動きによって判定される。プローブに向かう流れは、プローブから離れる流れよりも高い周波数の信号を生成する。振幅は、超音波ビームによってサンプリングされた容積部の内部の動いている血液の容量に依存する。走査の質を制御するために、高いフレームレートまたは高い解像度が適用できる。より高い周波数は急速な流れによって生成され、より明るい色で表示され、より低い周波数はより暗い色で表示される。例えば、近位頸動脈は、流れがプローブに向かっており、この動脈内の流れの頻度（速度）が比較的高いため、通常、明るい赤とオレンジ色で表示される。比較すると、頸静脈内の流れは、プローブから流れ出るので青色で表示される。カラードプラ走査データは、２Ｄ撮像ウィンドウに表示される。
【０２８２】
パルス波ドプラ（ＰＷＤ）走査は、サンプル容量またはサンプルゲートと呼ばれる所望の走査ベクトルに沿った小さな領域における血流の動きを検査するために使用される一連のパルスを生成する。
【０２８３】
グラフのＸ軸は時間を表し、Ｙ軸はドプラ周波数シフトを表す。超音波ビームと血流との間の適切な角度が分かっている場合、主に赤血球の移動によって引き起こされる、連続した超音波パルス間の周波数のシフトは、速度および流れに変換することができる。スペクトル表示のグレーの濃淡は信号の強度を表す。スペクトル信号の厚さは、層流または乱流を示す（層流は典型的には狭帯域の血流情報を示す）。携帯型超音波システムでは、パルス波ドプラと２Ｄが混在モードのディスプレイに一緒に表示される。この組み合わせにより、システムのユーザは、時系列ウィンドウでパルス波ドプラデータを取得しながら、２Ｄ画像ウィンドウで２Ｄ画像上のサンプル容量の正確な位置を監視することができる。
【０２８４】
２Ｄ走査では、長い線でユーザは超音波カーソルの位置を調整し、２本の平行な線（＝のように見る）でユーザはサンプル容量（ＳＶ）のサイズと深さを調整し、それらを交差する線でユーザは補正角度を調整する。
【０２８５】
連続波ドプラ走査は、超音波カーソルの全長にわたって存在するすべての速度を表示する。このモードは、漏れている心臓弁から生じるような非常に高速の画像を作成するのに役立つ。パルス波ドプラ走査と同様に、グラフのＸ軸は時間を表し、Ｙ軸はドプラ周波数シフトを表す。
【０２８６】
トリプレックス走査モードでは、同時または非同時のドプラ撮像（カラードプラ）とパルス波ドプラ撮像を組み合わせて、動脈または静脈の速度と血流のデータを見る。トリプレックスを使用すると、ユーザは範囲指定の流れの評価を実行できる。トリプレックスの適用には、血管検査、静脈科学、周産期、および放射線医学が含まれる。次の図６１のトリプレックス画像は、より大きな伏在静脈を示している。
【０２８７】
例示的な携帯型超音波システムはまた、画像を鮮鋭化するオプションの画像最適化パッケージを含み得る。携帯型超音波システムは、組織生検、体液吸引、羊水穿刺、およびカテーテル留置に使用される針ガイドを用いて構成することができる。このシステムはまた、他の業者からの凍結切除（または標的切除）および近接照射療法の製品に組み込むことができる。携帯型超音波システムは、大きさ、位置、および開存性について解剖学的構造または血管を走査し、その間に針が現れるガイドラインを提供する。生検および血管穿刺用途のために、針ガイドキットは、経皮的血管穿刺および神経ブロックのために針を適切な位置に向ける。針ガイドは、ユーザが針を血管または組織塊の中心に向けることを可能にし、隣接する生体組織の回避を促す。ユーザは、処置の前、最中、および後にリアルタイムで解剖学的構造を見ることができ、将来の参考のために画像およびシネループを保存することができる。
【０２８８】
凍結切除または近接照射療法への適用のために、システムは挿入テンプレートおよびステッパーまたは安定剤を含み得る。これらの適用の手順は、それらのシステムを提供する会社によって定義されている。システムソフトウェアは、挿入グリッドと針を走査において表示して、処置の進行状況を表示する。
【０２８９】
ユーザは以下のモードで針ガイドを使用することができる。２Ｄモード、カラードプラ、Ｍモード（動きのモード）である。携帯型超音波システムは、プローブ、電子機器エンベロープ、およびシステムソフトウェアからなる。例示的な携帯型超音波システムでは、すべてのプローブをすべての走査モードで使用することができる。
【０２９０】
ユーザがシステムソフトウェアを起動すると、撮像ウィンドウが表示される。撮像ウィンドウには、時系列ウィンドウの上にある２Ｄウィンドウを含めることができる（選択した走査モードで時系列ウィンドウが生成される場合）。２Ｄウィンドウはすべての走査モードで表示される。時系列ウィンドウは、Ｍモード、ＰＷＤモード、ＣＷＤモード、またはトリプレックスモードで走査している場合にのみ表示される。制御、ボタン、キー、またはメニューがグレーで表示されている場合は、その機能が現在の状況では利用できないことを示し得る。撮像画面の下隅にステータスバーを含み得る。
【０２９１】
ステータスバーには、コンピュータがネットワークに接続されているかどうかを示すネットワーク接続を含むインジケータが表示されることがある。接続がない場合、インジケータとＤＩＣＯＭステータスに赤いＸが表示される。これは、ＤＩＣＯＭサーバへの接続がアクティブであるかどうか、およびＤＩＣＯＭサーバへのいずれかの検査の送信が失敗したかどうかを示す。システムの電源は、システムバッテリの残量、およびＡＣ電源が接続されているかどうかを示す。図では、バッテリは完全に充電されており、システムはＡＣ電源に接続されている。バッテリが放電すると、緑色の帯が右から左に消える。バッテリがほぼ完全に放電されると、インジケータの左端に単一の赤い帯が表示される。バッテリが部分的に放電され、ＡＣ電源が接続されると、黄色い稲妻がバッテリアイコンに表示される。バッテリがフル充電され、ＡＣ電源が接続されると、バッテリアイコンの下に電源プラグのアイコンが表示される。撮像ウィンドウには、現在の走査に関する情報を示すテキスト表示が含まれている。表示される画像制御設定は、走査モードやその他の要因によって異なる。
【０２９２】
図６２に示すように、例示的なディスプレイは、機械的指標、熱的指標、参照バータイプ、画像制御設定、マップ／持続性／走査周波数／／２Ｄゲイン／ダイナミックレンジ、深度設定、フレームレート、走査モード、ＰＲＦ設定、ウォールフィルタ設定、カラー周波数、および焦点を含むことができる。例示的な携帯型超音波システムでは、２Ｄゲイン表示は最初５０である。これは絶対的な値ではない。実際のゲインはプリセットによって異なるが、最初は常に５０と表示される。ユーザがゲインノブを使ってゲインを変更すると、表示された値は上下に変わる。心臓検査タイプを選択すると、撮像ウィンドウの図に示すように、深度ルーラと焦点深度インジケータが超音波カーソル上に表示される。
【０２９３】
ユーザはレビューウィンドウで保存された検査項目を見ることができる。保存された検査項目をレビューしている間、ユーザは撮像ウィンドウ上と同じ方法で注釈と測定を追加することができる。
【０２９４】
例示的な携帯型超音波システムは、携帯型超音波システムを構成し動作する制御装置を収容する、図６３に示されているコンソールを含む。
１、電源ボタン  １３、カラーモードキー
２、ベースラインキー  １４、２Ｄモードキー
３、スケールキー  １５、ＣＷモードキー
４、ページキー  １６、ゲイン／アクティブ制御
５、未割り当て  １７、クリアキー
６、ステアリングキー  １８、計算キー
７、分割キー  １９、キャリパーキー
８、焦点キー  ２０、選択キー
９、深度キー  ２１、カーソルキー
１０、ボディマーカーキー  ２２、Ｍモードキー
１１、テキストキー  ２３、ズーム制御
１２、ＰＷモードキー  ２４、更新キー
【０２９５】
コンソールには、英数字キーボード、一連のシステムキー、ＴＧＣスライダー、ソフトキー制御、および超音波撮像機能用の多数の制御が含まれる。例示的なコンソール内の番号が付けられた超音波撮像制御は、以下に列挙された機能を実行する。
１．電源：システムを起動してシャットダウンする。
２．ベースライン：ＰＷ、ＣＷ、カラードプラモードでドプラベースラインを変更する。キーの上を押すとベースラインが上に移動し、キーの下を押すと下に移動する。
３．スケール：ＰＷ、ＣＷ、カラードプラモードで速度のスケールを（ＰＲＦを変更することで）変更する。キーの上部を押すとＰＲＦが増加し、キーの下部を押すとそれは減少する。
４．ページ：いずれのアクティブなソフトキーのセットが表示されるかを変更する。
５．このキーは割り当てられていない可能性がある。
６．ステアリング：２Ｄ、カラードプラ、またはＰＷＤモードでは、このキーは超音波信号を向ける。キーの左端を押すと左に向き、右端を押すと右に向く。
７．分割：キーの左端を押すと左画面がアクティブの状態で分割画面が開く。または、分割画面がすでに開いているときは左画面がアクティブになる。キーの右端を押すと、分割画面が開いて右画面がアクティブになるか、右画面をアクティブにする。アクティブな画面に対応するキーの端を押すと、分割画面が終了する。
８．焦点：信号の焦点の深さを変更する。キーの上部を押すと焦点が上に移動し、キーの下部を押すと下に移動する。
９．深度：全体の画像の深度を変更する。キーの上部を押すと画像が上に移動し、キーの下部を押すと下に移動する。
１０．ボディマーカー：走査にボディマーカーを挿入する。
１１．テキスト：走査時のテキスト入力と注釈を有効にする。
１２．ＰＷ：パルス波ドプラモードに入り、終了する。
１３．カラー：カラードプラモードに入り、終了する。
１４．２Ｄ：２Ｄモードに入る。
１５．ＣＷ：連続波ドプラモードに入り、終了する。
１６．ゲイン／アクティブ：ノブを回すとゲインが変更される。アクティブボタンを押すと、アクティブ走査モードとそれらのモードに関連するソフトキーとが切り替わる。
１７．クリア：現在選択されている注釈または測定値を消去する。
１８．計算：計算メニューを開く。
１９．キャリパー：一般測定を開始する。キーを繰り返し押すと、使用可能な計算が順番に切り替わる。
２０．選択：トラックボール機能を選択する。選択した機能は、ソフトキー表示の上に青色で強調表示される。
２１．カーソル：超音波カーソルを選択して表示または選択解除して非表示にする。
２２．Ｍモード：Ｍモードに入り、終了する。
２３．ズーム：押してＲＯＩボックスズームに入る、またはズームモードを終了する。クイックズームにする。
２４．更新：ＰＷＤおよびＣＷモードで２Ｄ画像の更新をオンまたはオフにする。
２５．左エンター：項目を選択および選択解除する。Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）画面がアクティブなときは、左エンターキーはマウスの左ボタンのように機能する。
２６．トラックボール：カーソルの動き、ＲＯＩ、その他の機能を制御する。
２７．右エンター：コンテキストメニューを開く。Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）画面がアクティブなときは、右エンターキーはマウスの右ボタンのように機能する。
２８．フリーズ：走査をフリーズおよびフリーズ解除する。
２９．記憶：単一フレームの画像を記憶する。
３０．記録：ループを記憶する。
【０２９６】
コンソールの左上には、ウィンドウがアクティブであるものを制御する一連のシステムキーがある。それらには、患者−患者ウィンドウを開く、プリセット−プリセットメニューを開く、レビュー−レビューウィンドウを開く、レポート−レポートウィンドウを開く、検査を終了−現在の検査を閉じる、プローブ−撮像ウィンドウを開く、セットアップ−セットアップウィンドウを開く、が含まれる。
【０２９７】
キーボードの真下にあるキーは、撮像ウィンドウの下部に表示されるソフトキーの機能を制御する。ソフトキー機能は、どのプローブが接続されているか、どの走査モードが選択されているか、および走査がライブかフリーズかによって異なる。下の図は、画像がライブでフリーズしているときのソフトキーの例を示している。システムが表示するソフトキーは、接続されているプローブ、選択した走査モード、および選択した検査によって異なる。ユーザに見る表示は、ここに示されている図とは異なる場合がある。
【０２９８】
いくつかの実施形態では、コンソール制御は、別個の物理的ハウジング内に構成されるのではなく、タッチスクリーンディスプレイを介して提供されてもよいことを理解されたい。
【０２９９】
このシステムは、ＥＣＧモジュール、ＥＣＧリード線セット−１０セットの電極、フットスイッチ（Ｋｉｎｅｓｓｉｓ  ＦＳ２０Ａ−ＵＳＢ−ＵＬ）、医療用プリンタおよび１つまたは複数のトランスデューサプローブを含み得る。例示的な携帯型超音波システムは、Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ｏｆ  Ｔｈｅｒｍａｌ  ａｎｄ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｉｎｄｉｃｅｓ  ｏｎ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ（ＵＤ３―９８）に準拠する。該当する出力インデックスが１．０未満の場合、インデックス値は表示されない。
【０３００】
フリーズ機能が無効になっているいずれかのモードで動作しているときは、現在アクティブなプローブと動作モードに関連する音響出力インデックスがウィンドウに表示される。リアルタイム表示されたインデックス値を最小にすることは、ＡＬＡＲＡ原理（合理的に達成可能な限り低いレベルの超音波エネルギーへ患者を曝露する）の実践を可能にする。
【０３０１】
例示的な携帯型超音波システムでは、走査モードを選択するために、ユーザはコンソール上の適切なキーを押す。２Ｄの場合は、２Ｄキーを押す。Ｍモードの場合は、Ｍモードキーを押す。カラードプラの場合は、カラーキーを押すパルス波ドプラの場合は、ＰＷキーを押す。連続波ドプラの場合は、ＣＷキーを押す。
【０３０２】
例示的な携帯型超音波システムでは、２Ｄ、カラードプラ、またはＭモードで超音波検査を実施するために、ユーザはこれらのステップを完了する。
１．患者情報をロードするか作成する。
２．必要な走査モードに対応するコンソールキーを押す。
３．プリセットキーを押してから、プリセットメニューからプリセットを選択する。
【０３０３】
システムソフトウェアは、選択されたプリセットおよび接続されているプローブに最適化されているプリセット画像制御設定をロードする。ユーザは今やこのプローブを使って超音波検査を行うことができる。ユーザが実施している検査に適した臨床手順を参照する。
４．必要に応じて、ソフトキーを使用して画像の制御を調整する。
５．フリーズキーを押す。ソフトキーの制御は印刷、測定、およびその他の機能を可能にするために変わる。
【０３０４】
パルス波ドプラモードで検査を実施するために、ユーザはこれらの例示的なステップを完了することができる。
１．２Ｄモードで検査を実施する。
２．コンソールのＰＷキーを押す。
３．レンジゲートを適切な位置に移動してから、コンソールの左エンターキーを押す。
４．必要に応じて、ソフトキーを使用していずれかの画像制御設定を調整する。
５．フリーズキーを押す。ソフトキーの制御は印刷、測定、およびその他の機能を可能にするために変わる。
【０３０５】
トリプレックスモードで検査を実施するために、ユーザはこれらの例示的なステップを完了することができる。
１．カラードプラモードで検査を実行する（走査をフリーズしない）。
２．コンソールのＰＷキーを押す。ソフトウェアはトリプレックスモードを起動する。
３．レンジゲートを適切な位置に移動してからコンソールの左エンターキーを押す。
４．必要に応じて、ソフトキーを使用していずれかの画像制御設定を調整する。
５．フリーズキーを押す。ソフトキーの制御は印刷、測定、およびその他の機能を可能にするために変わる。
【０３０６】
ユーザがトリプレックスモードに切り替えると、元の２Ｄ走査モードとＰＷＤモードの両方がアクティブになる。これは、オプションが同時モードに設定されているかどうかによって異なる。
【０３０７】
ライブ画像はフレームごとに記録され、一時的にコンピュータに記憶される。ユーザが選択したモードに応じて、システムは一定数のフレームを記録する。例えば、２Ｄモードでは、ユーザはシネループで最大１０秒まで取込める。
【０３０８】
パルス波ドプラ（トリプレックスを含む）およびＭモード走査は、２Ｄ画像用の単一フレームを保存するだけで、ユーザはこれらの走査モード用のループを保存することはできない。
【０３０９】
走査中にユーザがリアルタイム画像をフリーズすると、すべての動きが撮像ウィンドウで一時停止される。フリーズしたフレームは、単一の画像ファイルまたは画像ループとして保存できる。Ｍモード、ＰＷＤ、およびトリプレックスモードの場合、ソフトウェアは時系列データと単一の２Ｄ画像を保存する。
【０３１０】
ユーザはいつでもフレームを解凍してライブ画像表示に戻ることができる。ユーザが画像または画像ループを保存せずにフリーズキーを押すと、ユーザは一時的に記憶されたフレームを失う。
【０３１１】
超音波走査を実行するときに表示画像をフリーズさせるために、ユーザはフリーズキーを押す。走査がフリーズすると、フリーズアイコンが撮像画面の左ソフトキーのすぐ上に現れる。その後、ユーザはゲインノブまたはキーボードの矢印キーを使って、走査中に取得したフレームを移動できる。
【０３１２】
新しい走査を開始するには、ユーザはフリーズキーをもう一度押す。ユーザがフリーズ画像またはループを保存しない場合、ライブ走査を開始するとフレームデータが消去される。ユーザは、新しい走査データを取得する前に、任意の必要な画像を保存または印刷する。
【０３１３】
画像ループをレビューすることは、走査セッションの短いセグメント中に画像に焦点を合わせるのに役立つ。ユーザが画像をフリーズすると、ユーザはゲインノブを使用して、フレームごとに全体のループをレビューし、特定のフレームを見つけることができる。ユーザは、保存したループを見ているときに、所望のフレームが表示されるまでゲインノブを回して記憶キーを押すことで、これを行うこともできる。
【０３１４】
ループ全体を保存するために、ユーザは異なるフレームを選択する必要はない。ユーザが記憶キーを押すと、取得したすべてのフレームがループに保存される。
【０３１５】
ループを見るには、ユーザは画像をフリーズしてプレイソフトキーを押す。プレイソフトキーのラベルが一時停止に変わる。ユーザがフリーズキーまたは一時停止ソフトキーを押すまで、ループは継続して再生される。ユーザは、撮像ウィンドウの下部にあるプログレスバーで、フレームと現在のフレームの番号を追跡できる。
【０３１６】
２Ｄおよびカラーモードでは、システムはループを前向きまたは後ろ向きにて取得できる。前向き取得は、取得コマンドに続くライブ走査データのループを取込む。一方、後ろ向き取得はフリーズ走査のループを保存する。
【０３１７】
ライブ撮像中に記憶キーを押すと、キークリック後に走査のループを取得して記憶するようにシステムに指示する。ループは、メイン画面の横にあるサムネイルウィンドウに表示される。ループのデフォルトの長さは３秒であるが、例えばセットアップ記憶／取得ウィンドウの取得の長さセクションで１〜１０秒の間で調整できる。
【０３１８】
セットアップウィンドウの記憶／取得タブのビートラジオボタンが選択されていて、システムがＥＣＧ信号を検出した場合、取得したループは多数のハートビートである。デフォルトは２ビートであり得るが、これはまた、取得の長さセクションにおいて１〜１０ビートの間のように調整可能であり得る。ＥＣＧ信号が検出されない場合、ビートラジオボタンが選択されていても、取得されたループは時間フィールドで設定された長さになる可能性がある。ユーザは、取得の長さセクションでＲ波遅延を適用できる。ユーザは、取得が完了したときに鳴るビープ音を有効にすることもできる。この方法で取得されたループのデフォルトフォーマットは．ｄｃｍであるが、その他の利用可能なフォーマットとして保存することもできる。ユーザは、セットアップウィンドウのエクスポートタブを使用して別のファイル形式を選択できる。
【０３１９】
ユーザがフリーズまたはライブ画像を見るとき、ユーザはズームツールを使用して２Ｄ画像の領域を拡大することができる。ユーザは、時系列ウィンドウでズームツールを使用することはできない。ユーザが画像の中央にズームインするには、以下のことを行う。
１．ゲインノブメニューでＺｏｏｍが選択されるまでゲインノブを押す。
２．ゲインノブを回して、ユーザが望むサイズにズームインまたはズームアウトする。画像の中央から離れた領域をズームするには、以下のことを行う。画像の中央から離れた領域をズームするには、ユーザは、
１．ズームオフのソフトキーを押す。
２．トラックボールを使用して、ズームボックスをユーザが拡大したい領域に移動し、左エンターキーを押す。
３．ゲインノブを使ってその領域をズームインまたはズームアウトする。
【０３２０】
例示的な携帯型超音波システムでは、Ｍモードおよびスペクトルモードでは、ユーザは２Ｄディスプレイを時系列ディスプレイに対してより大きくすることができ、またその逆も可能である。走査表示のサイズを変更するには、
１．セットアップキーを押す。
２．表示タブをクリックする。
【０３２１】
時系列表示を大きくし、２Ｄ撮像表示を小さくするには、Ｍモードフォーマットまたはスペクトルフォーマット領域のＳ／Ｌラジオボタンをクリックする。２Ｄ表示を大きくし、時系列撮像表示を小さくするには、Ｍモードフォーマットまたはスペクトルフォーマット領域のＬ／Ｓラジオボタンをクリックする。
３．ＯＫをクリックして変更を適用する。
注意：この選択は、ユーザが変更を加えたときに選択されたプリセットをユーザが使用するたびに適用される。ユーザが別のプリセットを使用している場合、ユーザがまたそのプリセットに変更を加えていない限り、選択は適用されない。
【０３２２】
例示的な携帯型超音波システムでは、オプションの画像最適化パッケージが携帯型超音波システムによって生成された画像を鮮鋭化する。デフォルト設定では、携帯型超音波システムが起動するとソフトウェアが起動する。システムが最適化ソフトウェアをオフにして起動するようにこれを変更するには、ユーザはＴＶレベルソフトキー制御を０に設定してプリセットを作成できる。最適化ソフトウェアのレベル番号は０から３の範囲である。０に設定すると、画像処理は適用されない。数字が大きいほど、画像に適用される処理が増える。最適化レベルを調整するには、ライブ撮像時に、ユーザは希望するレベルが設定されるまでＴＶレベルソフトキーを押すことができる。
【０３２３】
セットアップウィンドウの全般タブの表示オプションセクションでは、ユーザは走査した画像にいくつかのガイドを追加または削除できる。これらのガイドは、患者、プローブ、および画像制御設定に関する詳細を提供する。
【０３２４】
システムソフトウェアは、患者に対する２つの現在の走査を見るために、ユーザに対し、撮像スクリーンを２つのセクションに分割させる。ユーザは患者の走査を１回取得し、分割画面を選択してから、別の角度または位置から別の走査を取得できる。分割画面モードは、２Ｄ走査モード（２Ｄおよびカラードプラ）と連動する。
【０３２５】
ユーザが分割画面モードに入ると、システムソフトウェアは画像制御ウィンドウの現在の設定を新しい画面にコピーする。その後、ユーザは任意の画像制御設定をどちらの画面にも個別に適用できる。ユーザはどちらの画面もライブまたはフリーズすることができ（一度に１つの画面しかライブにできない）、ユーザはいずれの画面でもツールやメニューのいずれかを使用できる。さらに、ユーザは各画面で異なるモードで走査できる。例えば、ユーザは２Ｄ走査を取得し、分割画面モードに入り、次いで第２の画面でカラードプラ走査を取得することができる。次の図は、分割画面の例を示している。
【０３２６】
アクティブ画面が、上部と下部にシアン色のバーを有している。もう一方の画面をアクティブにするには、ユーザは次のアクションのうちの１つを実行する。
・所望の画面に矢印カーソルを移動して、左エンターキーを押す。
・切り替え画面ソフトキーを押す。分割画面モードを終了するには、以下の方法のいずれかを使用する。
・２Ｄキーを押す。
・別の検査を選択する。
・Ｍモード、ＰＷＤ、またはトリプレックス走査モードを選択する。
・分割ソフトキーを押す。
ユーザが分割ソフトキーを押して分割画面モードを終了すると、システムソフトウェアはアクティブ画面（上部と下部にシアン色の線が表示されている画面）の取得データを保持し、もう一方の画面の取得データを破棄する。
【０３２７】
テキストモードでは、ユーザはソフトキーを使用してテキストと記号を画像に追加できる。テキストモードで使用可能なソフトキー制御は、以下を含む。
【０３２８】
ラテラリティは、画像上に左または右という単語を配置する。ラテラリティソフトキーを押すと、左、右、およびテキストなしが循環する。
【０３２９】
位置は、身体の位置のメニューを開くか、身体の位置のリストを増やしていく。メニューが開いたら、適切な項目をクリックしてそれを画像上に配置し得る。
【０３３０】
解剖学は、異なる解剖学的構造の名前のメニューを開くか、解剖学的構造のリストを増やしていく。メニューが開いたら、適切な項目をクリックして画像上に配置する。
【０３３１】
向きは患者の向きのメニューを開くか、または患者の向きのリストを増やしていく。メニューが開いたら、適切な項目をクリックして画像上に配置する。ボディマーカーはボディマーカーメニューを開く。テキストニューは、ホームの位置で新しいテキスト行を開始する。テキストクリアは、画像からすべてのテキスト（手動で入力したテキストや矢印を含む）を削除する。ホームは、テキストカーソルまたは選択したテキストをテキストのホームの位置に移動する。矢印は、テキストのホームの位置に矢印を配置するか、画像上にテキストがある場合はテキストの最後の行の中央に配置する。ホーム設定は、テキストのホームの位置を設定する。テキストカーソルを所望の位置に移動してから、ホーム設定ソフトキーを押す。
【０３３２】
テキストモードに入るには、テキストキーを押す。システムソフトウェアは、撮像画面にテキストカーソル（Ｉビーム）を置く。トラックボールは、ユーザが新しいテキストを望む場所に移動し、テキストを入力するか、テキストモードの複数のソフトキーのうちの１つを使用するために使用される。テキストが完成したら、左エンターキーを押す。ユーザがセットアップウィンドウの注釈タブを使用してカスタムテキストを追加した場合、そのテキストは追加先のソフトキーリストに表示される。
【０３３３】
ユーザはまたソフトキーを使用して、定義済みテキストを追加することができる。これにより、ユーザは頻繁に必要なラベルやメッセージを毎回入力しなくても追加できる。
１．コンソールのテキストキーを押すか、キーボードのスペースバーを押す。
２．定義済みテキスト用の複数のソフトキーのうちの１つを押す。
【０３３４】
ラテラリティは、画像上に左または右という単語を配置する。ラテラリティソフトキーを押すと、左、右、およびテキストなしが循環する。
【０３３５】
位置は、身体の位置のメニューを開くか、身体の位置のリストを増やしていく。メニューが開いたら、適切な項目をクリックして画像上に配置する。
【０３３６】
解剖学は、異なる解剖学的構造の名前のメニューを開くか、解剖学的構造のリストを増やしていく。メニューが開いたら、適切な項目をクリックして画像上に配置する。
【０３３７】
向きは患者の向きのメニューを開くか、または患者の向きのリストを増やしていく。メニューが開いたら、適切な項目をクリックして画像上に配置する。複数のソフトキーのうちの１つで項目を選択すると、それが画像上に配置される。
【０３３８】
ユーザは、フリーズされた画像に２種類の矢印を配置できる。マーカーの矢印とテキストの矢印である。デフォルトはマーカーの矢印である。ユーザは、ユーザが望むだけの数の矢印を画像上に配置できる。マーカーの矢印は、画像上のスポットを示す短い中空の矢印である。ユーザが矢印を置くと（以下の手順を参照）、矢印は緑色になる。ユーザはトラックボールを使用して、矢印が緑色のときに矢印を動かすことができる。ユーザはクリックして矢印を選択できる。矢印が選択されると、ユーザはそれをトラックボールと共に移動し、選択キーを押してからトラックボールを移動させることによってそれを回転させることができる。画像にマーカーの矢印を置くには、次のステップを完了させる。
１．矢印ソフトキーを押す。
２．トラックボールを使って、矢印をユーザが望む場所に移動する。
３．矢印を回転させるには、選択キーを押してトラックボールを移動する。
４．画像上に別の矢印を配置するには、矢印ソフトキーを押す。
５．左エンターキーを押して矢印を設定し、テキストモードを終了する。
テキスト矢印は、テキストから、走査した解剖学的構造上の点までユーザが描画できる破線の矢印である。ユーザはまたテキストを追加せずに矢印を追加することができる。テキスト矢印を使用するには、ユーザはセットアップ／注釈ウィンドウで選択を行う必要がある。
【０３３９】
画像にテキストを配置した後、ユーザはそれを画像表示内の任意の位置に簡単に移動できる。テキストを移動するには、テキストをクリックして新しい位置に移動し、左エンターキーを押す。テキストに矢印が付いている場合は、矢印の原点も移動する。
【０３４０】
ユーザは、走査の解剖学的構造を識別するアイコンを２Ｄ画像に追加できる。注釈メニューのボディマーカーは現在の検査に基づいたいくつかの解剖学的ビューを含むウィンドウを開く。画像にボディマーカーを追加するには、ユーザは次のステップを完了させる。
１．テキストキーを押す。
２．ボディマーカーソフトキーを押す。ボディマーカーが画像に表示される。
３．ユーザが希望するマーカーが表示されていない場合は、次のマーカーまたは過去のマーカーソフトキーを押す。他のマーカーが利用可能であれば、それは最初のマーカーを置き換える。
４．ユーザが望むマーカーが表示されたら、左エンターキーを押す。
【０３４１】
ボディマーカーを変更するには、次のステップを完了させる。
１．ボディマーカーをクリックする。マーカーが緑色に変わり、ソフトキーがボディマーカーセットに変わる。
２．次のマーカーまたは過去のマーカーソフトキーを押す。
３．ユーザが望むマーカーが表示されたら、左エンターキーを押す。
【０３４２】
ユーザは、ボディマーカーを画像上の任意の位置に移動できる。ボディマーカーを移動するには、次のステップを完了させる。
１．ボディマーカーをクリックして選択する。
２．マーカーの場所ソフトキーを押す。
３．トラックボールを使ってボディマーカーを動かす。
４．マーカーがユーザの希望する位置にあるとき、左エンターキーを２回押す。
【０３４３】
ユーザは、走査された解剖学的構造をより正確に示すために、オレンジ色のプローブインジケータをアイコン上の任意の場所に移動することができる。
【０３４４】
オレンジ色のマーカーを移動するには、次のステップを完了させる。
１．ボディマーカーをクリックする。ソフトキー表示の上のテキストが、プローブＰｏｓが選択されたことを示すように変わる。
２．トラックボールを使用して、プローブインジケータをボディマーカー上の所望の位置に移動する。
３．マーカーがユーザの希望する位置にあるとき、左エンターキーを押す。
【０３４５】
プローブインジケータをより多くの位置に回転させるには、次のステップを完了させる。
１．Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）のポインタをボディマーカーの上に移動する。ポインタが指差しに変わる。
２．選択キーを押して、ソフトキー表示の上にある行のプローブの向きをハイライトする。
３．トラックボールを使用して、プローブインジケータをボディマーカー上の所望の方向に回転させる。
４．インジケータを所定の位置に固定するには、左エンターキーを押す。
【０３４６】
撮像ウィンドウの下にある一連のソフトキー制御には、現在使用可能な撮像制御が表示される。ソフトキーは、コンソールのキーまたはタッチスクリーンディスプレイを使って動作する。ユーザが走査モードを選択すると、ソフトウェアはそのモードのソフトキーを設定する。表示される制御は、接続されているプローブやその他の選択によって異なる。コンソールの左側にある左右の矢印キーを押すと、選択したモードで使用可能な他の制御に表示が変わる。
【０３４７】
設定を変更するには、コンソールの切り替えキーを使用する。各切り替えキーは、撮像ウィンドウの下部にある複数のソフトキーのうちの１つの設定を制御する。キーセットの位置は画面上のボタンの位置に対応する−一番左のキーが一番左のソフトキーの設定を制御する、などがある。
【０３４８】
図６４は、利用可能な２Ｄ画像制御の例として示されているソフトキーを示す。ユーザはライブ走査中にのみこれらの画像制御を調整できる。ユーザが走査をフリーズすると、システムソフトウェアは、走査画像に注釈や測定値を印刷して作成するために、ソフトキーを別のセットに置き換える。
【０３４９】
ソフトキーの表示は、接続されているプローブ、選択した走査モード、および選択した検査によって異なる。ユーザは、ライブ走査中に、周波数、走査深度、焦点深度、ゲイン、タイムゲイン補正（ＴＧＣ）、画像フォーマット、オムニビーム、左右反転および上下反転、カラー化、持続性、画像マップ、針ガイド、ダイナミックレンジ、ソフトウェア最適化制御の２Ｄ画像制御を調整できる。
【０３５０】
ユーザが検査を選択すると、システムソフトウェアはその検査に適した頻度を設定する。ユーザは特定の状況により適した代替周波数を選択できる。一般に、送信周波数が高いほど２Ｄ解像度が高くなり、周波数が低いほど透過率が高くなる。高、中、または低周波数を選択するには、周波数ソフトキーを使用する。正確な周波数は、接続されているプローブによって異なる。各周波数には、検査の種類に応じて、それに関連する他のパラメータがいくつかある。選択した周波数は、撮像ウィンドウの右側にある情報の文字列にＨ、Ｍ、またはＬとして表示される。以下の例では、中周波数が選択されている。
【０３５１】
深度キーは視野を調整する。ユーザは深度を深くして、より大きく、またはより深い構造を見ることができる。ユーザは、皮膚の線近くの構造の表示を拡大するため、またはウィンドウの下部に不要な領域を表示しないために深度を減らすことができる。ユーザが検査の種類を選択すると、システムソフトウェアは特定の検査の種類とプローブのプリセットされた深度の値を入力する。走査深度を設定するには、深度キーを使用する。深度を調整した後、ユーザは、ゲイン、タイムゲイン補正（ＴＧＣ）曲線、および焦点制御設定を調整したいことがある。ユーザは、セットアップウィンドウの全般タブで深度ルーラを選択して、画像上の深度ルーラを見ることができる。
【０３５２】
焦点は、特定の領域の解像度を上げることによって画像を最適化する。図６５は、画像の右側に沿った深度ルーラを示している。深度ルーラのカラーの三角形は、焦点深度を示す。このインジケータは、ユーザが深度ルーラを表示している場合にのみ可視である。深度は、走査情報領域にテキストとしても表示される。ユーザが検査の種類を選択すると、ソフトウェアは焦点の値を特定の検査の種類、プローブ、および頻度のプリセット値に更新する。２Ｄモードでは、ユーザは、焦点ゾーンソフトキーを使用して、最大４つの焦点深度を設定できる。その他のすべてのモードでは、ユーザは焦点深度を１つだけ設定できる。ユーザが複数の焦点深度を使用するとき、ユーザは焦点深度の分布を選択することができる。
【０３５３】
焦点深度を設定するには、ユーザは焦点キーを使用する。２Ｄで複数の焦点深度を設定するには、ユーザは次のステップを完了させる。
１．焦点ゾーンソフトキーを使用して、希望する焦点ゾーン数を選択する。
２．焦点範囲ソフトキーを使用して、焦点ゾーンの分布を選択する。
【０３５４】
分布は、深度ルーラ上の深度インジケータの間隔によって示される。実際の焦点深度の間隔は、選択した点の数と深度によって異なる。焦点ゾーンの数の増加で、フレームレートが低下する。
【０３５５】
２Ｄゲインは、ユーザが戻りエコーの増幅を増減させることを可能にし、それは画像に表示されるエコーの情報の量を増減させる。十分なエコー情報が生成される場合、ゲインを調整すると画像が明るくなったり暗くなったりし得る。ユーザがゲインを調整すると、システムソフトウェアはＴＧＣ曲線の形状を維持しながら全体のゲインを増減する。ユーザがプリセットを選択すると、システムソフトウェアは特定のプリセットとプローブのゲインをプリセット値に設定する。ゲインを増減するには、ユーザはゲインノブを左右に回す。
【０３５６】
組織をより深く走査すると、戻ってきた信号が減衰する。ＴＧＣスライダーは、減衰を補正するために戻り信号の増幅を調整する。ＴＧＣは、近距離から遠距離までのエコーの明るさを均等にするために画像のバランスを取る。ユーザが深度を変更する、新しい検査タイプをロードする、異なる周波数を選択する、またはゲイン設定を調整すると、システムソフトウェアはＴＧＣ設定を再調整する。
【０３５７】
ＴＧＣスライダーバーの間隔は深さに比例する。画像ディスプレイ上のＴＧＣ曲線はＴＧＣ設定を表し、ユーザが複数のスライダーのうちの１つを動かすと表示される。各スライダーは曲線上の１つの点を制御する。ユーザは必要に応じてＴＧＣスライダーを個別に調整できる。ユーザがスライダーを左にドラッグするとゲインが下がり、右にドラッグするとゲインが上がる。ＴＧＣ曲線を表示するまたは隠すには、セットアップキーを押してから全般タブをクリックし、ＴＧＣボックスで表示する、隠す、またはタイムアウトを選択する。常に曲線を表示するには表示を選択し、常に曲線を隠すには隠すを選択する。ユーザがタイムアウト（デフォルト設定）を選択した場合、ユーザがアプリケーションを起動したときまたは個々のＴＧＣスライダーを調整したときに、曲線が少しの間表示される。
【０３５８】
リニアプローブを使用している場合、画像フォーマットソフトキーにより、ユーザは長方形（Ｒｅｃｔ）または台形（Ｔｒａｐ）のイメージフォーマットを選択する。オムニは、超音波ビームを電子的にステアリングして、複数の方向からＲＯＩの走査を取得することを可能にする。オムニは線形および曲線線形アレイプローブで動作する。オムニがオンになっていると、走査情報ディスプレイにコードＯＭが表示され、深度ルーラの焦点マーカーが変わる。オムニビームをオンまたはオフにするには、オムニビームソフトキーを押す。
【０３５９】
持続性は、リアルタイム画像またはループの画像フレームの平均化を指す。持続率が高いと、画像の斑点が少なく滑らかに見る。しかし、ユーザが画像をフリーズしたときに組織が動いている場合、持続率を上げると画像がぼけてしまうことがある。持続性が低い場合は、逆のことが言える。
【０３６０】
フレームの平均化の量を変更するには、ユーザは持続性ソフトキーを押して０〜７の値を選択する。０の設定は０％を表し、７は１００％の持続性を表す。持続性の設定は、情報テキスト文字列内の文字として画面に表示される。
【０３６１】
マップ制御で、ユーザはグレースケールを画像全体にどのように分布するかを選択できる。各マップは、信号振幅範囲の特定の領域を強調している。この機能は、特定の解剖学的特徴を詳しく見たり、微妙な病状を検出したりするのに役立つ。ユーザのマップの選択の効果は、画像の深度スケールの左側にある参照バーによって表される。
【０３６２】
針ガイドソフトキーは、生検またはその他の医療処置をサポートするプローブが接続されているときにのみアクティブになる。針ガイドを表示するには、ソフトキーを使用して針ガイドをオンにし、複数のガイドが利用可能である場合は正しい針ガイドを選択する。接続されているプローブによっては、ユーザは１つの針ガイドオプションしか見ることができない。そのプローブのブラケットが複数の角度または深度をサポートしている場合は、サポートされている各角度または深さのオプションが表示される。針ガイドのオンとオフを切り替えるには、針ガイドソフトキーを押す。複数のガイドが利用可能な場合は、ガイドの種類ソフトキーを押して別のガイドを選択する。ターゲットインジケータのオンとオフを切り替えるには、ターゲットソフトキーを押す。トラックボールを使ってターゲット深度を設定する。プローブからターゲットまでの距離は、撮像ウィンドウの左上隅に表示される。
【０３６３】
ダイナミックレンジというソフトキーは、画像に表示される音響レベルの範囲を制御する。これは、画像のコントラストに影響する。ソフトキーの数字は０から１００までの圧縮量を示す。ダイナミックレンジを調整するには、ダイナミックレンジソフトキーを使用する。０に設定すると最大のコントラストが得られ、１００に設定すると最小のコントラストが得られる。ソフトウェアイメージエンハンスメント最適化を有効または無効にするには、ＴＶレベルソフトキーを使用する。ソフトキーを使用して、ユーザはオフ、１、２、または３のレベルを設定できる。
【０３６４】
組織ドプラ撮像（ＴＤＩ）を選択すると、組織の動きを撮像するための画像の制御が最適化される。選択した走査モードによって制御設定が異なる。制御値は、非ＴＤＩ設定とは無関係に調整およびプリセットできる。画像がフリーズしていると、ＴＤＩは無効になる。ＴＤＩは４Ｖ２Ａプローブでのみ作動する。組織ドプラ撮像を適用するには、２ＤモードでＴＤＩソフトキーを押す。
【０３６５】
送信された超音波信号は、組織内に高調波（送信信号周波数の倍数である周波数の信号）を生成する。組織の高調波撮像は、表示画像を強調するために戻り高調波信号を処理する。ＴＨＩに使用される高調波は、送信信号の周波数の２倍である。ＴＨＩは４Ｖ２Ａまたは５Ｃ２Ａトランスデューサが接続されている場合にのみ利用可能である。他の種類のトランスデューサを接続しているときは、ＴＨＩボタンは表示されない。ＴＨＩは中程度の範囲の深度で最も効果的である。浅い走査と深い走査はＴＨＩの恩恵を受けない。走査深度が４ｃｍ以上の場合、ＴＨＩは無効になる。ＴＨＩをオンまたはオフにするには、２ＤモードでＴＨＩボタンをタップする。
【０３６６】
ユーザがＭモードを選択すると、システムソフトウェアは一連のプリセット画像設定を適用し、利用可能なソフトキー制御を変更する。ユーザが走査をフリーズすると、システムソフトウェアは撮像ソフトキー制御をＭモード画像の機能を測定するための制御、およびフレームを検査しループを再生するための制御に置き換える。
【０３６７】
Ｍモードを選択すると、システムソフトウェアが自動的に超音波カーソルを選択し、トラックボールを動かすとカーソルの位置が制御される。左エンターキーを押すと、カーソルの選択が解除されて所定の位置にロックする。カーソルキーを押すと超音波カーソルが選択される。
【０３６８】
ゲインノブの中央にあるアクティブボタンは、いずれのアクティブモード用の撮像制御セットを表示するかを制御する。Ｍモードでは、これらは２ＤモードとＭモードの制御である。現在選択されている制御セット名は、ソフトキーの上に青色で表示される。別の制御セットを選択するには、アクティブボタンを押す。Ｍモードでは、利用可能なゲインノブ制御は２Ｄゲイン制御である。
【０３６９】
掃飛速度ソフトキーは、時系列ウィンドウ上でいかに速くタイムラインを走査するかを設定する。掃飛速度を設定するには、ユーザが掃飛速度ソフトキーを押して遅、中、または速を選択する。時系列ウィンドウの目盛りは、速度に応じて近くなったり遠くなったりする。大きな目盛りはそれぞれ１秒を表す。
【０３７０】
超音波カーソルを動かすためには、ユーザはカーソルキーを押して超音波カーソルを選択し、トラックボールを使用してそれを新しい位置へ移動させる。ユーザが望む場所にカーソルがあるときは、左エンターキーが押される。超音波カーソルを選択すると緑色に変わる。所定の位置に固定されると、通常の色に戻る。
【０３７１】
解剖学ソフトキーで解剖学のＭモードを有効にすると、ユーザは走査ラインを回転させて垂直に移動させることができる。ユーザがパルス波ドプラを選択すると、システムソフトウェアは一連のプリセット画像設定を適用し、利用可能なソフトキー制御を変更する。ユーザがパルス波走査をフリーズすると、システムソフトウェアは撮像ソフトキー制御をＰＷＤ画像の機能を測定するための制御、およびフレームを検査しループを再生するための制御に置き換える。
【０３７２】
ゲインノブの中央にあるアクティブボタンは、いずれのアクティブモード用の撮像制御セットを表示するのかを制御する。ＰＷＤモードでは、これらは２Ｄモードとスペクトルモードの制御である。現在選択されている制御セットは、ソフトキーの上に青色で表示される。別の制御セットを選択するには、アクティブボタンを押す。ＰＷＤモードに対する特定なトラックボールの応答パルス波ドプラモードを選択すると、システムソフトウェアは自動的に超音波カーソルとサンプル容量ゲート（ＳＶＧ）を選択し、トラックボールを動かすと超音波カーソルとＳＶＧ位置が制御される。左エンターキーを押すと、超音波カーソルとＳＶＧが所定の位置に設定される。カーソルキーを押すと、ＰＷＤモードのときの超音波カーソルとＳＶＧが選択される。
【０３７３】
システムソフトウェアは、スペクトルドプラモード用の掃飛速度をユーザに選択させる。速度が遅いと経時的に波形が多くなるが、細部は細かくなくなる。中程度の速度は通常の使用に適している。速い速度では、経時的に少ない波形が表示されるが、詳細は表示される。時系列ウィンドウの上部に沿った目盛りの間隔は、掃飛速度を示す。大きな目盛りは、それぞれ１秒を表す。画像がフリーズしている場合、ユーザは設定を変更できない。掃飛速度ソフトキーは、時系列ウィンドウ上でいかに速くタイムラインを走査するかを設定する。掃飛速度を設定するには、掃飛速度ソフトキーを押して遅、中、または速を選択する。
【０３７４】
時系列ウィンドウは、流速をｃｍ／ｓまたはｋＨｚで表示する。カーソルの角度が７０°以下であれば、ユーザはいつでも単位を変更できる。速度表示単位を変更するには、出力単位ソフトキーを押す。ソフトキーを押すと、ｃｍ／ｓとｋＨｚとの間で切り替わる。
【０３７５】
パルス繰返し周波数はディスプレイの速度の範囲を定義する。これはスケールとして現れる。ＰＲＦの最大値（Ｈｚ）は、特定のプローブとサンプル容量の位置によって異なる。ＰＲＦは、エイリアシングを防ぐために十分に高く設定し、遅い血流を適切に検出するために十分に低く設定すべきである。血流の速度によって、または病理が存在するときには、検査中にＰＲＦを変える必要がある可能性がある。エイリアシングは、ユーザが観測している頻度がサンプルレートの半分を超えると発生する。血液がパルス繰返し数よりも速く動いている場合、ディスプレイ上の波形は、ベースラインのエイリアスまたはラップアラウンドになる。ユーザは、この設定を、ライブ画像を表示しているときにのみ変更でき、画像がフリーズしているときはできない。システムソフトウェアは、最大ＰＲＦ値がその限界を超えないのを確実にするために、ユーザが関心領域を移動したときにＰＲＦ値を自動的に変更してもよい。ＰＲＦ値を調整するには、スケールキーを使用する。時系列ウィンドウの左側の速度（ｃｍ／ｓ）スケールは、スケール設定に応じて変わり、ＰＲＦ値は走査特性画面に表示される。各クリックのインクリメント値は現在の範囲によって異なる。例えば、スケールの設定が４０００の場合、ユーザが上または下のソフトキーを押すたびに、選択した値が低いまたは高い範囲になるまで、システムソフトウェアはその値から５００Ｈｚを加算または減算する。また、ＰＲＦを大きくすると、熱的指標（ＴＩ）値も大きくなる。トリプレックス走査のみでは、ＰＲＦ値は２Ｄモード（カラードプラ）の設定に関連付けられている。ユーザが一方のモードでＰＲＦ値を変更すると、システムソフトウェアはまた、もう一方のモードでＰＲＦ値を変更する。これは、ユーザが同時モードと非同時モードのどちらで走査しているかによって異なる。これは更新キーで制御される。
【０３７６】
ドプラシステムは、ディスプレイから不要な低周波の高強度信号（クラッタとして知られている）を除去するためにウォールフィルタ（ハイパス周波数フィルタ）を使用する。クラッタは、組織の動きやプローブの急激な動きによって発生し得る。ウォールフィルタの設定を大きくすると、低速の組織の動きの表示が減少する。ウォールフィルタの設定を下げると、より多くの情報が表示されるが、より多くの壁組織の動きが表示される。
【０３７７】
クラッタを除去するのに十分高いがベースラインの近くに情報を表示するのに十分低いウォールフィルタ設定を使用する。ウォールフィルタの値を調整するには、フィルタソフトキーを使用する。ウォールフィルタの範囲はＰＲＦの１％から２５％なので、スケールキーでＰＲＦを変更すると、ウォールフィルタの範囲と、フィルタソフトキーの設定を変更するインクリメントも変更される。各クリックのインクリメント値は現在の範囲によって異なる。例えば、ウォールフィルタの範囲が１０００Ｈｚの場合、ユーザがフィルタソフトキーをクリックするたびに、システムソフトウェアはフィルタ値に１００Ｈｚを加算または減算する。
【０３７８】
スペクトルドプラを使用する場合、ユーザは流れに対するドプラ角度（超音波ビームの軸と血液が流れる平面との間の角度）に注意すべきである。超音波ビームが流れに対して垂直の場合（流れに対して９０°の角度）、流れが正常であっても、存在なしまたは混乱のカラーパターンが表示される。有用なスペクトルドプラ情報を得るためには、適切な流れに対するドプラ角度が必要である。ほとんどの場合、ドプラビームが流れにより平行に近いほど（流れに対する角度が小さいほど）、受信信号はよくなる。６０°未満の角度は、最高の質のスペクトルドプラを提供する。電子ステアリングは、流れがドプラビームに対して角度が狭い場合に役立つ。しかし、流れに対するドプラ角度を改善するためにプローブの一方の端または他方の端を押すことも頻繁に必要である。電子ステアリングは、フラットリニアアレイプローブ（４Ｖ２Ａおよび１５Ｌ４）で利用できる。湾曲した線形プローブは電子ステアリングが不可能であり、臨床的状況に応じて、ユーザがプローブの１つの隅を押し下げて流れに対して適切な角度を得ることを必要とし得る。ステアリング角は速度スケールの較正に直接影響しない。異なるステアリング角を選択するために、ユーザは所望の角度を得るためのステアリングキーを押す。ユーザはライブ画像を見るときにこの制御を使用できる。画像がフリーズしている場合、ユーザは設定を変更できない。
【０３７９】
正確な速度を得るために、ユーザは６０度以下のドプラ角を維持しなければならない。流れに対するドプラ角度を改善するために、プローブの一方の端またはもう一方の端を押す必要があることがよくある。携帯型超音波システムでは、センチメートル／秒の単位での速度表示は、＋７０°〜−７０°の補正角度範囲でのみ表示される。７０°を超える角度では、速度計算の誤差が大きすぎ、速度スケールは補正角度とは無関係に周波数（ｋＨｚ）に変換される。参考のために、流れる方向のインジケータはまだウィンドウに表示されている。補正角度を調整するには、ＣＡソフトキーを押して角度を増減する。角度の設定は、撮像ウィンドウの画像情報セクションの深度スケールの右側に表示される。補正角度を０または６０°に設定するには、ＣＡ＋／＿＿６０ソフトキーまたはステアリング０ソフトキーを押す。ＣＡ＋／＿＿６０ソフトキーで補正角度を−６０°と＋６０°の間で切り替え、ステアリング０ソフトキーで角度を０°に設定する。
【０３８０】
ユーザはパルスドプラ波形を反転することができる。ドプラスケールは、スペクトル表示の幅を横切るゼロベースラインによって分離されている。ベースラインより上のデータは順方向の流れとして分類される。ベースラインより下のデータは逆方向の流れとして分類される。波形が反転すると、逆方向の流れがベースラインの上に表示され、順方向の流れがベースラインの下に表示される。波形を反転するには、ユーザは反転ソフトキーを押す。ユーザはライブ画像を見るときにのみこの制御を使用できる。画像がフリーズしている場合、ユーザはこの設定を変更できない。
【０３８１】
２Ｄ画像ディスプレイで超音波カーソルを調整するには、カーソルキーを押し、トラックボールを使ってカーソルを移動し、左エンターキーを押してカーソルを所定の位置に固定する。
【０３８２】
サンプル容量サイズ制御は、検査されているドプラ領域のサイズを調整する。値が小さいほど、流速の計算に使用されるサンプルサイズは狭くなる。サンプル容量は、２本の平行線として超音波カーソルに沿って表示される。２本の平行線の間の距離は、ミリメートル単位のサンプル容量のサイズである。サンプル容量（ＳＶ）サイズを調整するには、ＳＶサイズソフトキーを押す。ＳＶサイズはソフトキーと撮像ウィンドウの深度スケールの右側の画像情報領域に表示される。ユーザは０．５〜２０ｍｍの値を（０．５ｍｍ刻みで）設定できる。
【０３８３】
サンプル容量の位置を調整するには、カーソルキーを使用してそれを選択してから、トラックボールまたはタッチパッドを使用して所望の場所にそれを移動する。固定するには、左エンターキーを押す。
【０３８４】
ユーザはライブ画像を見るときにのみこの制御を使用できる。画像がフリーズしていると、ユーザはサンプル容量を調整できない。サンプル容量の深さ位置を変更すると、熱的指標（ＴＩ）値に影響する。
【０３８５】
サンプル容量インジケータは、ユーザが２Ｄ走査モードで走査を開始し、サンプル容量の位置を設定し、スペクトルドプラモードに切り替えることを可能にする。サンプル容量が所定の位置に固定される。ＣＤモードで走査すると、この手順はトリプレックスモードに切り替わる（ユーザライセンスによって有効になっている場合）。サンプル容量を特定するには、２Ｄウィンドウでカーソルキーを押してから、トラックボールを使ってゲート位置を設定する。
【０３８６】
ＰＷゲイン設定（２Ｄゲイン設定ではない）は、時系列表示の戻り信号（ライブまたは再生）の増幅を増減する。スペクトル波形が明るくなるようにゲインを調整すべきであるが、高すぎないようにして、シストリックウィンドウが埋まること、または他のアーティファクトが発生することがないようにする。ＰＷＤゲインを調整するには、ゲインノブを使用する。スペクトルがソフトキー表示の上に表示されていることを確認する。ユーザは再生中のライブ画像または保存されたループのゲインを調整できる。ユーザは、フリーズ画像や一時停止ループのゲインを調整することはできない。
【０３８７】
ノイズ除去は、低レベルの戻り信号の除去を制御する。除去を増やすと、画像の背景が暗くなる。ソフトキーの数字は、ノイズ除去のレベルを示す。ノイズ除去を調整するには、除去ソフトキーを使用する。ソフトキーの数字は、ノイズ除去のレベルを示す。
【０３８８】
更新キーで、ユーザはスペクトルドプラ走査データ（時系列ウィンドウに表示）を取得しながら、解剖学的構造（２Ｄウィンドウに表示）の走査を続行するかどうかを選択する。更新を選択すると、キーが青色に点灯し、システムソフトウェアはスペクトルドプラデータを取得しながら２Ｄ走査を継続的に更新する。選択されていない場合、キーは白色に点灯し、システムソフトウェアはスペクトルドプラデータを取得している間、２Ｄデータをフリーズする。ほとんどの検査でこのキーのデフォルト設定が選択されている（２Ｄおよびスペクトルドプラデータの連続走査）。ユーザが更新キーを選択解除すると（しかし走査をフリーズしないと）、ユーザは２Ｄ画像制御の一部を調整することができない。２Ｄウィンドウをライブとフリーズとの間で切り替えるには、更新キーを押す。
【０３８９】
ユーザがカラーモードを選択すると、システムソフトウェアはソフトキーとカラーモード用のゲインノブメニューを表示する。ゲインノブの中央にあるアクティブボタンは、いずれの撮像制御セットを表示するかを制御する。カラーモードでは、これらは２Ｄモードとカラーモードの制御である。カラーモードを選択すると、システムソフトウェアは自動的にＲＯＩ位置（ＲＯＩ  Ｐｏｓ）を選択し、トラックボールを動かすと位置が変わる。トラックボールの上にある選択キーをクリックすると、制御がＲＯＩサイズに変わる。トラックボールを転がすと、ＲＯＩが縮小または拡大する。ＲＯＩが正しい位置にあり、正しいサイズになったら、左エンターキーをクリックしてＲＯＩを設定する。カーソルキーを押すと超音波カーソルが選択され、トラックボールがカーソル位置を制御する。
【０３９０】
走査領域のサイズ（関心領域（ＲＯＩ）とも呼ばれる）は、フレームレートに影響を与える主な制御キーのうちの１つである。走査領域が小さいほど、フレームレートは速くなる。走査領域が大きいほど、フレームレートは遅くなる。ユーザは、選択キーを押し、ＲＯＩを新しい位置に移動し、左エンターキーを押して固定することで、走査領域を移動できる。選択キーを２回押すことで、ＲＯＩサイズが選択され、ユーザが、そのサイズ変更および形状変更を、図６７に示すようにトラックボールを使用しながらあるいはタッチ操作によって行う。画像がフリーズしている場合、ユーザはＲＯＩを移動またはサイズ変更することができない。関心領域を移動するには、以下のステップを完了させる。
１．選択キーを押してＲＯＩを選択する。カーソルが消え、ＲＯＩ  Ｐｏｓがソフトキーの上に青色で表示される。
２．トラックボールを使ってＲＯＩを移動する。
３．左エンターキーを押す。
【０３９１】
関心領域のサイズを調整するには、以下のステップを完了させる。
１．選択キーを２回押して、ＲＯＩを選択する。カーソルが消え、ＲＯＩの輪郭が点線になり、ＲＯＩサイズがソフトキーの上に青色で表示される。
２．トラックボールを使ってＲＯＩのサイズを変更する。
【０３９２】
システムソフトウェアは、ユーザが関心領域を移動するときに自動的にＰＲＦ値を調整して、最大ＰＲＦが新しい深度を超えないのを確実にすることができる。パルス繰返し周波数はディスプレイの速度の範囲を定義する。これはスケールとして現れる。ＰＲＦの最大値（ｋＨｚ）は、特定のプローブと関心領域の位置によって異なる。ＰＲＦは、エイリアシングを防ぐために十分に高く設定し、低い流れを適切に検出するのに十分に低く設定するべきである。血流の速度によって、または病理が存在する場合には、検査中にＰＲＦを変える必要がある可能性がある。エイリアシングは、ユーザが観測している頻度がサンプルレートの半分を超えると発生する。血液がパルス繰返し数よりも速く動いている場合、ドプラ表示はベースラインのエイリアスまたはラップアラウンドになる。ＰＲＦを高く設定しすぎると、低い流速による低い周波数シフトが表示されないことがある。ＰＲＦが増加すると、エイリアシングなしで表示できる最大ドプラシフトも増加する。ユーザはライブ画像を見るときにのみこの制御を使用できる。画像がフリーズしているとき、ユーザはＰＲＦを変更することができない。
【０３９３】
ＰＲＦ値を調整するには、スケールキーを使用する。各クリックのインクリメント値は現在の範囲によって異なる。例えば、ＰＲＦ設定が４．０  ｋＨｚの場合、ユーザが右矢印または左矢印をクリックするたびに、システムソフトウェアは選択された値がより低いまたはより高い範囲に入るまで、その値から５００Ｈｚを加算または減算する。また、ＰＲＦを大きくすると、熱的指標（ＴＩ）の値が大きくなる。
【０３９４】
カラードプラでは、ユーザはカラースケールを反転できる。通常、赤い色は正の周波数シフト（プローブに向かって流れる）に割り当てられ、青は負の周波数シフト（プローブから離れる方向に流れる）に割り当てられる。この色の割り当ては、反転ソフトキーを押すことで逆転できる。プローブに向かう流れには常にカラーバーの上半分の色が割り当てられ、プローブから離れる方向の流れにはカラーバーの下半分の色が割り当てられる。ユーザが反転ソフトキーを押すと、カラードプラ参照バーと関心領域内の走査データの色がどちらも反転する。
【０３９５】
例えば、内頸動脈（ＩＣＡ）を走査するときに反転を使用できる。一般に、この血管内の流れはプローブから離れる。反転が有効になっていると、ＩＣＡの流れは赤の色合いで表示される。カラーバーは、上半分に青の色合いを、下半分に赤の色合いを表示する。
【０３９６】
ドプラシステムは、ディスプレイから不要な低周波、高強度の信号（クラッタとしても知られる）を除去するためにウォールフィルタ（ハイパス周波数フィルタ）を使用する。クラッタは、組織の動きやプローブの急激な動きによって発生し得る。ウォールフィルタの設定を上げると、低速の組織の動きの表示が減少する。ウォールフィルタの設定を下げると、より多くの情報が表示される。しかし、より多くの壁組織の動きもまた表示される。ウォールフィルタの設定は、組織や壁の動きによるカラードプラフラッシュアーティファクトが表示されないのを確実にするように十分に高く設定すべきであるが、遅い流れを表示するのに十分に低く設定すべきである。ウォールフィルタの設定が高すぎると、遅い流れが見られない場合がある。組織の動きが著しい場合や、カラードプラモードで走査中にプローブを素早く動かす場合は、アプリケーションのウォールフィルタ設定をより高く設定する。小さな部分や流れは遅いが組織の動きがそれほど多くない場合は、ウォールフィルタ設定をより低く設定する。クラッタを除去するのに十分高いがベースラインの近くにドプラ情報を表示するのに十分低いウォールフィルタ設定を使用する。ウォールフィルタの値を調整するには、フィルタソフトキーを使用する。現在の値は、ソフトキーと撮像ウィンドウの画像情報領域に（「ＷＦ」に続く数字として）表示される。ウォールフィルタの範囲はスケール値の１％から５０％である。
【０３９７】
カラーゲインは血管内の不適切な色の塗りつぶしを補正するために増加させることができ、血管外の許容できない量の色を補正するために減少させることができる。ユーザは、再生または表示されている戻り信号の増幅を増減させるためにカラーゲインを調整することができる。２Ｄゲインの場合のように、カラーゲインの走査特性リストにインジケータはない。カラーゲインを変更するには、ゲインノブを左（減少）または右（増加）に回す。
【０３９８】
画像のカラー優先順位は、明るいエコーの上に表示される色の量を定義し、血管壁内の色を制限するのに役立つ。カラー優先順位は、色の情報が２Ｄ情報を上書きするレベルに影響する。ユーザがかなり大きな２Ｄの明るさの領域でより多くの流れを見なければならない場合は、カラー優先順位を上げる。血管内の流れの表示ををよりよく含むには、カラー優先順位を下げる。カラー優先順位がゼロに設定されている場合、色は表示されない。カラー優先順位を変更するには、優先順位ソフトキーを使用する。現在のカラー優先順位設定がソフトキーディスプレイに表示される。
【０３９９】
カラー持続性設定は、フレーム間で平均化される量を判定する。持続性を増加させると、流れの表示が２Ｄ画像上に持続するようになる。持続性を減少させることが、短期間のジェットのより良い検出を可能にし、より良い流れ／流れなしの評価の基礎を提供する。また、カラー持続性を調整すると、血管の輪郭描写の向上をもたらす。カラー持続性を変更するには、持続ソフトキーを使用する。現在のカラー持続性設定がソフトキーディスプレイに表示される。
【０４００】
カラーベースライン調整は通常不要である。ベースラインとは、カラードプラ画像内のゼロベースラインを示す。これを調整するには、ベースラインを下に移動してより積極的な流れを表示し（順方向）、ベースラインを上に移動してより負の流れを表示する（逆方向）。この調整は、どちらの方向へのエイリアシングを防ぐためにも使用できる。カラーベースラインを移動するには、ベースラインキーを使用する。ベースラインの現在の設定は、カラードプラ参照バーに表示される。ユーザは、カラー参照バーに対するユーザの変更の影響が見る。バーが可視でない場合は、セットアップ＞全般＞参照バーを選択して画像表示に追加する。
【０４０１】
マップソフトキーは、カラードプラデータを表示するために５つのカラーマップのうちの１つを選択する。ユーザは、検査を選択してからカラーマップを選択することにより、検査ごとに独立してカラーマップを設定できる。ユーザが異なる検査を選択すると、システムソフトウェアは選択された検査のカラーマップをロードする。カラーマップにはＡからＥが設計されている。一部のマップは他のマップよりも多くの色を使用し、一部は他のものより滑らかな勾配を表示する。カラーマップを選択するには、マップソフトキーを使用する。現在のマップの文字がソフトキー表示に表示される。
【０４０２】
トリプレックス走査モードは、パルス波ドプラ走査とカラードプラ走査を組み合わせたものである。トリプレックス走査を作動するには、カラードプラモードを選択してから、コンソールのＰＷキーを押す。トリプレックス走査のみではＰＲＦ値は２Ｄモード（カラードプラ）の設定に関連付けられている。ユーザが一方のモードでＰＲＦ値を変更すると、システムソフトウェアはもう一方のモードでもＰＲＦ値を変更する。これは、ユーザが同時モードと非同時モードのどちらで走査しているかによって異なる。これは、更新コンソールキーによって制御される。トリプレックス走査の画像制御を調整するには、まず２Ｄ走査モードの画像制御を調整してからカラードプラウィンドウに移動し、カーソルキーを押してＰＷＤ超音波カーソルとサンプル容量の位置を選択する。トリプレックスで走査すると、２Ｄ画像制御の中には調整できないものがあるため、ユーザは２Ｄモードで画像制御を調整する必要がある。ユーザはライブ走査中にのみこれらの画像制御を調整できる。ユーザが走査をフリーズすると、システムソフトウェアはソフトキーを別のセットに置き換えて印刷し、走査画像に注釈や測定値を作成する。アプリケーションは、ＰＷＤの時系列ウィンドウを２Ｄ画像に追加する。
【０４０３】
トリプレックスモードで走査すると、ユーザは関心領域を移動したり、サイズを調整したり、距離ゲートを移動したりすることができる。関心領域を移動するには、以下のステップを完了させる。
１．選択キーを押してＲＯＩを選択する。
２．トラックボールを使ってＲＯＩを移動する。
３．左エンターキーを押す。
【０４０４】
トリプレックス走査の場合は、ＰＷソフトキーを使用できる。画像情報ディスプレイには、トリプレックスモードで２つのＰＲＦ値が表示される。システムソフトウェアは、カラーＰＲＦをＰＷＤ  ＰＲＦの整数分の１（１／２、１／３、１／４など）に設定する。ユーザがあるモードでＰＲＦ値を変更すると、システムソフトウェアはその他のＰＲＦ設定も変更する。ユーザは、２ＤおよびＰＷＤ走査用にウォールフィルタを個別に設定できる。ゲインノブの中央にあるアクティブボタンは、いずれのアクティブモード用の撮像制御セットを表示するのかを制御する。トリプレックスモードでは、それらは２Ｄ、スペクトル、カラーモードのための制御である。現在選択されている制御セットは、ソフトキーの上に青色で表示される。別の制御セットを選択するには、アクティブボタンを押す。
【０４０５】
超音波画像を伴う測定は、主治医が利用可能な他の臨床手順を補足する。測定の精度はシステムソフトウェアと医療プロトコルの適切な使用によって判定される。ユーザが走査をフリーズすると、システムソフトウェアは使用可能なソフトキー制御のセットを変更し、キャリパーキーを有効にする。キャリパーキーを押すと、測定の制御が有効になる。キャリパーキーを繰り返し押すと、距離、トレース、楕円の測定オプションを循環する。ユーザが画像を保存すると、すべての測定値がその画像と共に保存される。
【０４０６】
分割画面モードを使用する場合、ユーザは両方の画面で測定を行うこともできる。測定の完全なセットを取得するために、ユーザは頻繁に複数の走査を取得しなければならない。ユーザは、測定値を失うことなく、検査に必要な数の走査と測定を行うことができる。ユーザが別の検査を選択し、別の走査モードを選択し、別の患者をロードし、削除ソフトキーを押し、全消去ソフトキーを押すまで、測定は撮像ウィンドウに残る。
【０４０７】
例示的な携帯型超音波システムにおける測定結果の表示のためのデフォルト位置は、画像の左上である。結果を画像の一番下に移動するには、結果ソフトキーを押す（測定ツールがアクティブのときに有効）。ユーザは、セットアップ／測定ウィンドウの結果表示位置ラジオボタンを使用して、デフォルトの位置を画像の下部に変更することもできる。
【０４０８】
ユーザが検査プリセットを選択すると、システムソフトウェアはデフォルトの測定セットを利用可能にする。デフォルトの設定は、サポートされているプローブによって異なる。ユーザは利用可能なリストにカスタム測定を追加することもできる。
【０４０９】
システムは、ユーザが選択したプリセットに合わせて調整された一連の測定をロードする。測定は計算キーを使って選択する。測定タイプを選択するには、計算キーを押して所望の測定をクリックする。
【０４１０】
ユーザが２Ｄ走査をフリーズすると、システムソフトウェアはソフトキーと、２Ｄモードでループを測定、印刷、および再生するためのゲインノブメニューを表示する。２Ｄウィンドウの測定機能で、距離を測定できる、楕円形、円周および面積を測定できる、画像上の領域をトレースできる、分割画面測定ができる。
【０４１１】
一般に、ユーザは、測定のメニューから自分が測定したいものを選択する。ユーザが面積などの特定の測定を選択した場合は、その測定で作動するソフトキーのみが使用可能である。
【０４１２】
２Ｄウィンドウ内の距離を測定するために、ユーザは以下のステップを完了する。
１．画像がライブの場合は、フリーズキーを押す。画像がフリーズし、ソフトキー制御が変わる。
２．キャリパーキーを押す。
３．詳細な領域を正確に測定するには、ズーム機能を使用して２Ｄ走査の領域を拡大する。
４．キャリパーキーを押す。
５．ユーザが測定を開始したい場所をクリックし、ターゲットのカーソルを移動して、ユーザが測定を終了したい場所をクリックする。
６．システムソフトウェアは、結果を２Ｄウィンドウの左上隅に表示する。
【０４１３】
ユーザに測定値が見ない場合は、ユーザがセットアップキーを押してから全般＞測定値の順に選択する。画像上で同じ種類の測定を複数回行うには、適切なソフトキーをもう一度押してから、追加の測定を行う。キャリパーキーを使用して一連の２Ｄ測定を実行するとき、ユーザはセットアップ／測定ウィンドウのキャリパーアクティブ保持ボックスをチェックすることによってキャリパーをアクティブにしておくことができる。このボックスをチェックすると、ユーザがキャリパー測定の終点を設定したときに新しいキャリパーカーソルが表示される。ユーザが測定を終了したら、ユーザは画像を保存し、次にフリーズキーを押してキャリパー測定をオフにする。
【０４１４】
図６８に示すように、ユーザは楕円ソフトキーまたはトレースソフトキーを使用して、画像上の円周を測定できる。楕円形の面積を測定するには、楕円ソフトキーを使用する。不規則な形状の面積を測定するには、トレースソフトキーを使用する。狭い領域を測定するには、ユーザの測定の前にズーム機能を使用する。
【０４１５】
楕円ツールを使用して楕円形の面積を測定するには、以下のステップを完了させる。
１．画像がライブの場合は、フリーズキーを押す。画像がフリーズし、ソフトキー制御が変わる。
２．キャリパーキーを押す。
３．計算キーを押す。測定メニューが開く。
４．測定メニューで測定タイプクリックして選択する。ユーザが測定メニューから周を選択すると、楕円ツールが自動的に起動される。
５．ユーザが測定したい領域の一方の端にターゲットカーソルを位置決めし、クリックする。
６．所望の領域のもう一方の端にターゲットカーソルを移動して、クリックする。システムソフトウェアは緑色の線を表示し、画像の上部に周または面積の値を表示する。
７．楕円のもう一方の軸を調整するには、選択キーを押して軸をハイライトし（ソフトキー表示の上）、トラックボールを使用して楕円の幅を調整する。
８．測定が正しければ、左エンターキーを押してロックする。ユーザはロックした後で測定値を変更することはできない。今やユーザは、ロックした測定値を削除せずに別の測定を実行できる。
９．測定値を記憶するには、記憶キーを押す。画像はすべての測定値と共に保存される。
【０４１６】
システムソフトウェアは、ユーザが任意の形状の輪郭をトレースすることによって、また画像上の図６９に示される腫瘍として面積を測定することを可能にする。ユーザは楕円ツールを使用して面積を測定することもできる。ユーザはまた、トレースツールを使用して、輪郭をスケッチすることで不規則な形状をトレースすること、および形状の隅をクリックすることで多角形を描画することもできる。ユーザはこれらの方法を組み合わせて画像上の領域をトレースすることもできる。
【０４１７】
アウトラインをトレースするには、ａ．ユーザがクリックして測定を開始する。ｂ．ユーザはトラックボールを使用して、ユーザがトレースしたい対象物の周囲にトレースカーソルをドラッグする。それからｃ．ユーザのトレースがほぼ完了したら、左エンターキーを押す。すると、ソフトウェアは現在のカーソル位置から開始点まで直線を引くことによってループを完了する。
【０４１８】
ユーザが左エンターキーを押すと、トレースが白くなり、編集できなくなる。ユーザが左エンターキーをクリックする前に、ユーザはカーソルの軌跡を逆にしてトレースの一部を削除できる。
【０４１９】
５．未完了のトレースを編集するには、
ａ．選択キーを押して、ソフトキー表示の上にある消去がハイライトされるようにする。
ｂ．トラックボールを使用して、トレースの不要部分を最新のものから開始時のものに向かって消去する。
ｃ．トレースの不要な部分がすべて消去されたら、もう一度選択キーを押して、描画がソフトキー表示の上にハイライトされるようにする。
ｄ．トラックボールを使ってトレースを終了する。
ｅ．左エンターキーを押してトレースを完了する。
【０４２０】
分割画面モードで測定する場合、両方の画面に測定値が含まれていても、すべての測定値が単一のリストに表示される。ユーザは、いずれかの画面でも両画面でも測定できる。分割画面で交互に測定を行うには、ユーザはライブ撮像に戻るを無効にする必要がある。
１．セットアップキーを押す。
２．表示タブをクリックする。
３．切り替えアクティブな画面でライブ撮像に戻るをクリックして、ボックスにチェックを入れない。
【０４２１】
これにより、ユーザは一方の画面で測定を行い、もう一方の画面に切り替えてそこで測定を行い、その後最初の画面に戻って追加の測定を行うことができる。セットアップ／表示ウィンドウのボックスがチェックされている場合は、最初の画面に戻るとそれがライブに戻り、すべての測定値が消去される。両画面で測定を行うには、
１．前述のように、ライブ撮像に戻るを無効にする。
２．一方の画面に走査をフリーズする。
３．切り替え画面ソフトキーを押す。
４．もう一方の画面で走査をフリーズする。
５．ユーザの必要なツールが表示されるまで、キャリパーキーを繰り返し押す。
６．測定の始点をクリックする。
７．測定の終点をクリックする。
８．左エンターキーを押す。
【０４２２】
ユーザがＭモード走査をフリーズすると、システムソフトウェアはＭモードでループを測定、印刷、および再生するためのソフトキーとゲインノブメニューを表示する。Ｍモード走査の時系列ウィンドウで、ユーザは自分の心拍数（ＨＲ）と距離（時間に対する距離［ＴＤ］とスロープの値を含む）を測定できる。Ｍモード時間連鎖ウィンドウで測定するために、次のステップを完了させる。
１．フリーズキーを押す。
２．ユーザが必要とする測定タイプが表示されるまで、キャリパーキーを押す。
３．ユーザが測定を開始したいターゲットカーソルをクリックする。
４．ターゲットのカーソルを移動して、所望の終了位置をクリックする。測定値が時系列ウィンドウの左上に表示される。
【０４２３】
ユーザがパルス波ドプラまたはトリプレックス走査をフリーズすると、システムソフトウェアはソフトキーを変更して測定、印刷、およびその他の機能を有効にする。
【０４２４】
ユーザは、ＣＡ（補正角度）ソフトキーと０／＋−６０ソフトキーを使用して、フリーズ走査の角度を調整できる。この機能はＰＷＤタブの補正角度と同じように機能する。ユーザがスペクトル測定セットに２Ｄ測定を追加した場合、ユーザはスペクトルドプラ撮像スクリーンで２Ｄ測定を実行することができる。スペクトルドプラ撮像画面で２Ｄ測定をするには、計算キーを押す。ユーザがスペクトル測定セットに追加した２Ｄ測定は、撮像画面の右上隅にある測定メニューに表示される。
【０４２５】
ユーザは、任意の数の心臓測定を行い、次いでレポートを生成することができる。システムソフトウェアは、２Ｄ画像表示ウィンドウ、Ｍモード時系列ウィンドウ、およびＰＷＤ／ＣＷ時系列ウィンドウの心臓の測定を提供する（図７０を参照）。ユーザが２Ｄ画像表示ウィンドウで測定を行うと、測定値がウィンドウの左上に表示される。
【０４２６】
内膜中膜厚（ＩＭＴ）測定は、動脈内壁の厚さを測定することによってアテローム性動脈硬化症を診断するのに有用である。頸動脈の内壁を測定するには、
１．システムにリニアプローブを接続する。
２．２Ｄモードで、頸動脈プリセットを選択する。
３．頸動脈を走査する。
４．走査をフリーズする。
５．計算キーを押す。測定メニューが表示される。
６．メニューから、ＩＭＴを選択する。画像上に緑色の四角形が表示される。
７．トラックボールを使って緑色の四角形を動かし、動脈の両方の壁をカバーする。必要に応じて、トラックボールを使用してボックスのサイズを変更できるようにするには、選択キーを押す。選択キーを１回押すと、水平方向のサイズ変更が可能になる。２回押すと垂直方向のサイズ変更ができる。ボックスの幅は、撮像ウィンドウの左上に表示される。ディスプレイが動脈の内壁を正しくトレースしない場合は、編集ソフトキーを押してから、画像上の適切な壁の位置をクリックする。
８．壁ソフトキーを押して、前壁、後壁、またはその両方を選択する。測定値は撮像ウィンドウの左上に表示される。
【０４２７】
システムソフトウェアには、画像がフリーズされたときに測定メニューにて利用できる一般的に使用される測定のデフォルトのグループが含まれている。ユーザは、グループに測定を追加または削除したり、グループを作成または削除したりすることができる。
【０４２８】
次の表は、様々な走査モードで利用できる測定値を示している。
ａ．この計算はＣＷモードで利用可能である。時系列ウィンドウは、３００ｃｍ／ｓを含む速度範囲を表示する必要がある。これを実現するには、スケールソフトキーを使用する。
ｂ．この計算はＣＷモードで利用可能である。時系列ウィンドウには、２００ｃｍ／ｓを含む速度範囲を表示する必要がある。これを実現するには、スケールソフトキーを使用する。
【０４２９】
検査を選択すると、図７１にて見るように、使用するプローブ、走査モードなど、走査する解剖学的構造に基づいて、多くの画像制御設定に、最適化されたプリセットがロードされる。検査プリセットは、検査に適した測定値も指定する。ユーザはこれらの最適化されたプリセットをそのまま使用することができ、あるいはユーザは特定の患者および特定の検査に対して必要に応じて画像制御設定のいずれかを調整することができる。ユーザは、特定の種類の検査用の画像制御設定のセットを記憶するための追加のプリセットを作成できる。カスタマイズされたプリセットは、ユーザが特定の超音波検査を実行するたびにユーザが変更しなければならない設定の数を最小限に抑えることができる。
【０４３０】
携帯型超音波システムは、サポートされているすべてのプローブ用に事前定義されたプリセットを提供する。複数のプローブモデルが同じ検査タイプをサポートしている場合があるが、プリセット画像制御設定は各プローブモデルに固有である。検査には、高、中、低周波数に使用される定義済みの画像制御設定が含まれている。ユーザがコンソールで周波数範囲を選択すると、システムソフトウェアはその周波数に最適化された他の検査設定をロードする。ユーザが異なる周波数を選択したとき、ユーザはプリセットを再ロードしたり、異なるプリセットをロードしたりする必要はない。システムソフトウェアは選択された周波数の設定を自動的に更新する。次の表は、各プローブで利用可能なプリセット検査の一覧である。
【０４３１】
例示的な携帯型超音波システムは、異なる解剖学的構造を走査するためのカスタマイズされた検査プリセットを提供する。ユーザがプリセットを選択すると、システムソフトウェアは、その解剖学的構造、選択された走査モード、および接続されているプローブに合わせてカスタマイズされた画像制御設定をロードする。プリセットを選択するには、ユーザはプリセットメニューからそれを選択し、クリックしてプリセットを強調表示してから左エンターキーを押す。ユーザが実行したい検査の種類に対応するプリセット名をユーザが見ない場合、ユーザはカスタムプリセットを作成できる。
【０４３２】
システムソフトウェアは、接続されているプローブでサポートされている検査のみを表示する。ユーザが任意のカスタム検査を作成すると、検査メニューの下部に表示される。
【０４３３】
提供された検査プリセットを使用することに加えて、ユーザはカスタムプリセットを作成することができる。カスタムプリセットには、プリセットイメージ制御設定に対するユーザ独自の変更が含まれる。その後、ユーザはカスタムプリセットをロードし、画像制御パラメータの設定をスキップできる。ユーザは、ユーザ固有の制御設定を含めるように任意のプリセットをカスタマイズできる。ユーザはシステムプリセットのデフォルト設定を変更できない。ただし、ユーザはシステムプリセットの画像制御設定を編集してから別の名前でそれを保存することができる。プリセットを作成したり、既存のカスタムプリセットを変更したりするには、ユーザは次のステップを完了させる。
１．ユーザが作成したいプリセットに近い設定を有するシステムプリセットまたはカスタムプリセットを選択する。
２．必要に応じて画像制御設定を変更する。
３．プリセットキーを押す。
４．設定の保存ソフトキーを押す。設定の保存ウィンドウが開く。これはプリセットのリストを含み、システムプリセットが一番上に、カスタムプリセットが一番下にある。
５．名前フィールドにカスタムプリセットの名前を入力する。名前は最大１６文字である。ユーザが既存のカスタムプリセットを変更している場合は、その名前がフィールドにあることを確認する。
６．保存をクリックする。システムソフトウェアが画像制御設定を保存する。これで、現在のプローブがコンピュータに接続されているときはいつでも、新しいプリセットを使用することができる。ユーザが別のプローブを接続した場合、この新しいプリセットは使用できない。
【０４３４】
画像とループは、適切な患者フォルダの検査ディレクトリに保存される。患者が走査に関連付けられていない場合、画像やループを保存することはできない。同じ日に保存された特定の患者のすべての画像とループは、後の画像が保存される前に患者ウィンドウの新規検査ボタンがクリックされない限り、同じ検査項目に保存される。１つの検査項目に、異なる日に保存された画像やループを含めることはできない。分割画面モードの場合、ユーザは分割画面の画像を（両方の画面を表示する単一フレームとして）保存できる。ユーザは分割画面の画像をループファイルとして保存できる。ユーザが実行すると、システムソフトウェアはアクティブ画面をイメージループとして保存し、もう一方の画面を単一フレームとして保存する。
【０４３５】
画像またはループを保存するには、次のステップを完了させる。
１．ライブ画像を表示している場合は、フリーズキーを押す。
２．画像を記憶するには、記憶キーを押す。ユーザはコンピュータのキーボードでＦ８キーを押して画像を保存することもできる。
３．画像ループを記憶するには、ライブ撮像中に記憶キーを押す（フリーズしていない）。
４．保存した画像またはループを現在の検査のレポートに追加するには、画像またはループにカーソルを置き、右エンターキーを押してレポートに追加を選択する。
５．画像またはループを削除するには、画像またはループにカーソルを置き、右エンターキーを押して削除を選択する。ユーザが検査のために患者情報をロードしなかった場合、ユーザは画像またはループを保存することができない。
【０４３６】
ユーザが画像またはループを保存すると、その画像のサムネイルが撮像ウィンドウの右側の領域に表示される。１２以上の画像またはループが検査に含まれているとき、いくつかは隠される。それらを表示するには、サムネイル領域の下部にあるスクロール矢印をクリックする。上に再スクロールするには、サムネイル領域の上部にあるスクロール矢印をクリックする。現在の検査で保存された画像またはループをレビューするには、画像またはループのサムネイルをダブルクリックする。撮像ウィンドウにそれが表示される。
【０４３７】
ユーザは、患者ウィンドウの検査リストボタンを使用して保存された患者の検査項目を見つけることができる。以前に保存した検査項目を患者ウィンドウで見つけるには、
１．患者キーを押す。
２．患者ウィンドウで、検査リストボタンをクリックする。検査リストウィンドウが開き、保存されている検査項目のリストが表示される。
３．デフォルトはすべての検査項目を表示することである。特定の日または特定の日の範囲で行われた検査を見つけるには、検査日メニューをクリックし、今日、過去７日間、過去３０日間、または期間内を選択する。ユーザが日付範囲内をクリックすると、ユーザが検査項目を表示する日付範囲を選択できるボックスが開く。
４．リストから希望の検査項目を見つけ、クリックして選択する。
５．レビューキーを押す。選択された検査項目は撮像ウィンドウにロードされる。
【０４３８】
ユーザは、検査項目、画像をＣＤ、ＤＶＤ、ＤＩＣＯＭサーバ、ＵＳＢドライブ、またはネットワーク上の別の場所にエクスポートできる。検査項目、画像、またはループをエクスポートすると、システムは各検査項目、画像、またはループに対して一意の名前のサブディレクトリを作成する。ユーザは、ＪＰＥＧ、ＢＭＰ、またはＡＶＩ形式として、コンピュータのハードドライブまたは外付けドライブに画像をエクスポートできる。ユーザは、これらの形式のうちの１つによる画像を電子メールのメッセージに添付することもできる。システムソフトウェアで、ＡＶＩ、ビットマップ、ＤＩＣＯＭ、ＪＰＥＧなどの形式で、ユーザは外部メディアに画像またはループをエクスポートすることができる。ユーザは、画像を電子メールで送ったり、ファイルをループしたり、他のアプリケーションのグラフィックとして含めたりすることができる。ユーザがＪＰＥＧ形式を使用して画像を保存する場合、ユーザはデータ圧縮の影響に注意すべきである。デフォルトでは、システムソフトウェアは非可逆ＪＰＥＧ圧縮アルゴリズムを使用する。圧縮後、画像データの一部が消えている。表示したときに、圧縮された画像にＪＰＥＧ圧縮によるアーティファクトが示されることがある。アーティファクトはまた、ユーザが医療用表示ステーション上で画像を表示するかどうかを示してもよく、これによりユーザは画像をウィンドウ化し平準化することができる。画像の圧縮量を選択または予測することはできない。１回の走査で１０対１の比率で圧縮し、もう１回の走査で５対１の比率で圧縮できる。医学的に重要な構造は、圧縮の量に関係なく、圧縮の結果として失われる可能性がある。さらに、圧縮すると、画像にアーティファクトが現れることがある。
【０４３９】
例示的な携帯型超音波システムは、生検などの医療処置を実行するのを助けることができる。生検を行うには、ユーザはプローブ、針、針ガイドキット、そしてブラケットが必要である。生検機能は選択したプローブにより使用できる。準備ステップすべてが完了し、ユーザが最近位置合わせを確認していたら、患者に生検を行う。システムソフトウェアは、生検または他の医療処置で使用される特定のプローブ、ブラケット、および針ゲージのガイドラインを表示する。
【０４４０】
携帯型超音波システムソフトウェアは、異なる物理的針ガイドと共に使用される２種類の針ガイドを提供する。針ガイドは、そのガイドをサポートするプローブが超音波システムに接続されている場合にのみ利用可能である。接続されたプローブに複数の針ガイドが利用できる場合、ユーザは選択されたガイドがプローブに取り付けられているハードウェアと一致することを確認する必要がある。面内ガイドは、標準の針ガイドハードウェアと連動する。これらのガイドは、適切なハードウェアが使用されているときの針の経路を示す２本の平行線である。横方向ガイドは、挿入の角度と深度を設定するためのクリップを含むガイドハードウェアが使用されるときに得られる深度を示す円である。針ガイドをオフにするには、下の針ガイドソフトキーを押す。ユーザが横方向針ガイドを使用していた場合、ユーザは下の針ガイドソフトキーを数回押す必要があり得る。
【０４４１】
携帯型超音波システムは、オンスクリーンの針ガイドを提供し、特定のプローブを使用すると、針の撮像が向上する。ユーザシステムが針エンハンスメントのライセンスを受けている場合、次の条件がすべて満たされると、システムは図７２に示すように針画像を明るくする。その条件とは、２Ｄモードが選択されていること、プローブがシステムに接続されていること、患者プロファイルが選択されて、コンソールのＮキーが押されていることである。
【０４４２】
Ｎキーを押すと、走査ウィンドウに広がった青い実線と青い点線が表示される。それは針エンハンスメントの限界をマークする。針の先がこれらの限界を超えると、限界を超える針画像の部分は明るくならない。点線はより急な針の挿入に適用される。針Ｌｔ／Ｒｔと表示されたソフトキーは、左上から右下への角度付きの線と右上から左下への角度付きの線との間で切り替わる。針エンハンスメントが有効になっていると、撮像ウィンドウの右側の走査情報エリアにＥＮＶ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｎｅｅｄｌｅ  Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ用）の凡例が表示される。
【０４４３】
針画像エンハンスメントを有効にするには、コンソールのＮキーを押す。
【０４４４】
面内針ガイドを使用して生検を行うには、次のステップを完了させる。
１．ライブ撮像を開始する。
２．針ガイドソフトキーを押す。針ガイドラインが、警告メッセージと共に撮像ウィンドウに表示される。
【０４４５】
警告が閉じ、システムソフトウェアが針ガイドとターゲットインジケータを表示する。ガイドラインは、針が患者のどこに挿入されるべきかをユーザに示す。緑色のターゲットインジケータは、ガイドライン内で生検ターゲットの正確な位置に移動できる。ターゲットまでの距離値は、そのターゲットに到達するために針をどれだけ深く挿入する必要があるかを正確に示す。ガイドライン上の大きな目盛りは１ｃｍ間隔であり、ガイドライン間の距離は１ｃｍに固定されている。
４．緑色のターゲットインジケータがガイド内に表示されない場合は、ターゲットソフトキーを押す。システムソフトウェアは、画像の上部に「ターゲットまでの距離」の値を追加する。
５．トラックボールを使用してターゲットインジケータを正しい深さに移動する。ユーザはターゲットをガイドラインの外側に移動することはできない。
６．生検を完了するために適切な医療プロトコルに従う。
【０４４６】
ターゲット距離はセンチメートル単位で測定され、クリップの下部から患者の皮膚までの距離（針ガイドラインの上部によって示される）と、緑色のターゲットインジケータの位置により示されるように、皮膚の線からターゲットまでの距離として計算される。ユーザが針を挿入するとき、それはガイドラインの中央の近くに配置されるべきである。針が線の外側に表示される場合は、ユーザが適切な針ガイドを選択したことを確認する。
【０４４７】
横方向針ガイドを使用して生検を行うには、次のステップを完了させる。
１．ライブ撮像を開始する。
２．針ガイドソフトキーを押す。針ガイドラインが、警告メッセージと共に、撮像ウィンドウに表示される。
３．ＯＫをクリックする。
４．ガイドの種類のソフトキーを押す。横方向針ガイド円が撮像ウィンドウの面内針ガイドに置き換わり、針ガイドソフトキーにガイドの識別情報が表示される。
５．ユーザがハードウェアガイドに取り付けたクリップのガイドとしてガイドが合っていない場合は、正しいガイドが表示されるまでガイドの種類のソフトキーを押す。
６．生検を完了するために適切な医療プロトコルに従う。
【０４４８】
プローブと生検の取り付け部が正確に位置合わせされていること、および針の経路が指定された仕様の範囲内であることを確認するために、ユーザは定期的にシミュレーションテストを行うべきである。この試験を実施するために、ユーザは組み立てられた生検ブラケット、針ガイド、および水槽を有していなければならない。位置合わせを確認するには２Ｄを使用し、ズームツールは使用しない。ズームディスプレイに針ガイドは表示されない。
【０４４９】
プローブと生検の取付け部の位置合わせを確認するには、次のステップを完了させる。
１．針ガイドが可視でない場合は、針ガイドソフトキーを押す。生検ガイドが撮像ウィンドウに表示される。
２．ガイドの種類のソフトキーを押して、試験に使用する針ガイドを選択する。取り付けられたプローブに利用できるガイドは１つだけである。
３．ブラケット、針ガイドクリップ、およびゲージインサートピンを組み立てる。
４．針をゲージ挿入ピンに挿入する。
５．針を水槽に入れる。ユーザが水槽の側面や底面に確実に触れないようにする（針が曲がって不正確な測定値が出る可能性がある）。
６．２つのガイドラインの間に針がはっきりと表示されていることを確認する。
７．生検ブラケットから針を外し、安全に針を処分する。
８．プローブから生検ブラケットを取り外す。
【０４５０】
システムソフトウェアは、ユーザが針ガイド（生検に使用される）および挿入グリッド（凍結切除または近接照射療法に使用される）の位置決めを微調整することを可能にする。ユーザが針ガイドを受け取ったとき、それらはすでに構成されており、角度および深さについて試験されている。角度は、Ｘ軸とＹ軸（針軸）の間の度数である。ミリメートルで示される深度は、生検針とガイド線が２Ｄ画像の垂直中心線と交差する点である。
【０４５１】
ユーザは、針ガイドエラー補正ダイアログボックスで、角度と深度の上限と下限をわずかに変更できる。ユーザがこれらの設定を変更すると、針ガイドラインに可視であり、システムによって保存され、ユーザが再度変更するまですべての生検に使用される。ユーザはこれらの範囲内で値を変更することができる。角度は−２°から２°、深度は−１ｍｍから１ｍｍである。バイプレーナープローブ以外のプローブの針ガイドエラー補正値を変更するには、次のステップを完了させる。
１．セットアップキーを押す。
２．表示タブをクリックする。セットアップ表示ウィンドウが開く。
３．針ガイドセクションで、較正ボタンをクリックする。針ガイド較正ダイアログボックスが開く。
【０４５２】
ユーザは適用ボタンをクリックして、ダイアログボックスを閉じずにユーザ選択の効果を見られる。デフォルトボタンをクリックして、値を工場出荷時の値にリセットする。
１．角度補正フィールドの横にある左右の矢印をクリックして、角度を１度または２度補正する。
２．深度補正フィールドの横にある左右の矢印をクリックして、プラスまたはマイナス１ミリメートルだけ深度を補正する。
３．ＯＫをクリックしてユーザエントリを保存し、ダイアログボックスを閉じる。
【０４５３】
ＤＩＣＯＭ（医学におけるデジタル画像と通信）は、超音波走査などの医療画像の分布と表示を支援するためにＮＥＭＡ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）によって作成されたフォーマットである。ユーザがユーザ携帯型超音波システムにＤＩＣＯＭオプションをインストールしている場合、ユーザはＤＩＣＯＭファイルをサポートする他のアプリケーションが使用できるＤＩＣＯＭサーバに検査項目を送信し、ＤＩＣＯＭワークリストを使用してＤＩＣＯＭサーバの患者の検査項目のアーカイブを検索し、患者情報セットを携帯型超音波システムにコピーしてシステム上の検査が正しい患者で識別されるようにする。
【０４５４】
ユーザが検査項目をＤＩＣＯＭサーバに送信すると、システムソフトウェアは検査項目をユーザコンピュータ上の一時的な場所に保存する。その後、検査項目はサーバに送信される。検査項目をＤＩＣＯＭサーバに送信するには、以下のステップを完了させる。
１．検査項目をロードする（以前に保存されている場合）か、新しい走査を入手して保存する。
２．エクスポートソフトキーを押す。エクスポート選択ウィンドウが開く。
３．エクスポート行先  セクションで、ＤＩＣＯＭサーバラジオボタンが選択されていることを確認する。
４．ユーザが送信したい検査項目の名前をクリックする。
５．エクスポートをクリックする。携帯型超音波システムアプリケーションは、構成されたＤＩＣＯＭサーバに検査項目を送信する。
【０４５５】
ユーザがＣＤまたはＤＶＤに検査項目をエクスポートするとき、ユーザはディスク上のＤＩＣＯＭファイルのための視聴者を含めるオプションを有する。ＤＩＣＯＭワークリストは、ネットワークサービスを使用してＤＩＣＯＭサーバに接続し、選択された基準を満たす患者情報セットのリストを生成する携帯型超音波システムソフトウェアの機能である。ワークリストは、セットアップ＞ＤＩＣＯＭ＞クエリウィンドウで設定されたパラメータに基づいて患者の記録を見つける。
【０４５６】
超音波検査の準備をするために、超音波技術者は患者の情報を含むパラメータを使用してワークリストを照会する。クエリは、基準を満たすすべての患者情報セットのワークリストを再実行する。超音波技術者がワークリスト上の患者の記録を選択すると、検査はその患者の情報に自動的に添付される（患者情報ウィンドウに選択した患者の情報が表示される）。また、技術者はワークリストを使用してＤＩＣＯＭサーバから患者情報を取得し、その情報を現在の検査に適用することもできる。ワークリストのクエリには、自動クエリと手動クエリという２種類が利用可能である。
【０４５７】
超音波システムの電源が入っていると、自動クエリが定期的に実行され、クエリウィンドウで設定された基準に一致する患者情報セットのリストが広範なクエリとして返される。例えば、現在の日に予定されている超音波検査のリストを返すように自動クエリを設定することができる。施設のスケジュール管理者は、患者の超音波検査をＤＩＣＯＭに入力する。スケジュールされた日付になると、ワークリスト自動クエリが患者情報を収集してワークリストに追加する。
【０４５８】
手動クエリは、２つの形式をとることができる。広範なクエリと患者ベースのクエリである。広範なクエリは、オプションウィンドウで選択されたパラメータを使用して、ＤＩＣＯＭサーバ上のすべてのレコードを検索する。広範なクエリは、プリセットされたパラメータのグループである。それらはそのまま使用することも、様々なパラメータで変更することも、患者ベースのクエリに適用することもできる。
【０４５９】
患者ベースのクエリは、患者名、アクセッション番号、または患者ＩＤを使用してレコードを検索する。それらは広範なクエリのパラメータにさらに制限することができる。
【０４６０】
ユーザは、すべての患者レコードを検索して基準に一致するすべての患者情報セットを返す広範なクエリ、または特定の患者の情報セットを検索する患者固有のクエリを作成できる。患者固有のクエリは、幅広いクエリと同じ基準を使用して、広範なクエリの基準と一部の患者固有のデータの両方に一致する情報セットのみを返すことができる。
【０４６１】
チェックボックスは、分割画面間の切り替えによってアクティブ画面をライブにするかどうかを制御する。ボックスのチェックが外れているときは、画面を切り替えると両方がフリーズしたままになる。フリーズキーを押すと、アクティブウィンドウがライブになる。もう一方の画面に切り替えて戻ると、両方の画面が再びフリーズする。このボックスがチェックされているときにウィンドウを切り替えると、フリーズキーを使って以前にフリーズされていてもアクティブウィンドウがライブになる。
【０４６２】
これらが選択されると、スペクトルドプラモードは通常時系列表示と２Ｄ表示の両方を同時に更新しながら開く。これがデフォルトであり、セットアップ表示ウィンドウの同時選択である。非同時を選択すると、２Ｄディスプレイがフリーズした状態でスペクトルドプラモードが開く。どちらのラジオボタンを選択しても、更新キーを押すと、２Ｄ表示がライブとフリーズとの間で切り替わる。
【０４６３】
このセクションには、ターゲットインジケータを表示または隠すチェックボックスと、針ガイド較正ウィンドウを開くボタンがある。針ガイド較正は、生検／医療処置オプションとのみ使用される。
【０４６４】
これらのラジオボタンは、撮像ウィンドウの２Ｄディスプレイと時系列ディスプレイの相対的なサイズを設定する。
・Ｓ／Ｌは、２Ｄ表示を時系列表示の半分の高さにする。
・Ｅｑｕａｌは２Ｄディスプレイを時系列ディスプレイと同じ高さにする。
・Ｌ／Ｓは２Ｄ表示を時系列表示の高さの２倍にする。
これにより、走査ウィンドウに表示される熱的指標が選択される。ＴＩＳは軟組織指数である。そしてＴＩＢは骨指数である。ＴＩＣは頭蓋指数である。
【０４６５】
このボックスがチェックされているときに、一方の分割画面の視界からもう一方の分割画面の視界に切り替えると、選択された視界がライブになる。このボックスがチェックされていないと、フリーズキーが押されるまで、一方の視界からもう一方の視界に切り替えるときに両方の視界がフリーズしたままになる。
【０４６６】
ユーザがセットアップキーを押してから測定タブをクリックすると、セットアップウィンドウで、ユーザはフリーズ画像の計算キーによってアクセスされるメニューに表示される測定値を選択できる。セットアップ測定ウィンドウには、測定カーソルのサイズ、産科測定値の計算に使用されるテーブル、および測定値を別の場所に送信するために使用されるポートを選択するための制御も含まれている。容量計算係数の選択では、標準のＰＩ／６楕円体係数、またはカスタム値のいずれかを選択する。カスタム選択のデフォルトは０．４７９である。別の一般的に使用される値だが、ユーザは任意の値を入力できる。
【０４６７】
上記の装置および方法は、従来の超音波システムと共に使用することができる。好ましい実施形態は、本明細書に記載されるようなタッチスクリーン作動式タブレットディスプレイシステムにおいて使用される。ジェスチャを使用して撮像手順を制御することができるように、タッチ作動アイコンを使用することができる。
【０４６８】
本明細書に記載された動作は純粋に例示的であり、特定の順序を意味しないことに留意されたい。さらに、動作は、適切な場合には任意の順序で使用することができ、かつ／または部分的に使用することができる。例示的なフローチャートは、例示目的で本明細書に提供されており、方法の非限定的な例である。当業者は、例示的な方法が例示的なフローチャートに示されたものより多いまたは少ないステップを含み得ること、および例示的なフローチャートにおけるステップが示されたものとは異なる順序で実行され得ることを認識するであろう。
【０４６９】
例示的な実施形態を説明する際に、明確にするために特定の用語が使用される。説明のために、各特定の用語は、類似の目的を達成するために類似の方法で動作するすべての技術的および機能的等価物を少なくとも含むことを意図している。さらに、特定の例示的な実施形態が複数のシステム要素または方法ステップを含むいくつかの事例では、それらの要素またはステップは単一の要素またはステップと置き換えられてもよい。同様に、単一の要素またはステップは、同じ目的を果たす複数の要素またはステップと置き換えられてもよい。さらに、例示的な実施形態について様々な特性のパラメータが本明細書で特定される場合、特に指定のない限り、それらのパラメータは、１／２０、１／１０、１／５、１／３、１／２などによって、または四捨五入の近似によって上下に調整され得る。
【０４７０】
上記の例示的な実施形態を念頭に置いて、そのような実施形態は、コンピュータシステムに転送または記憶されたデータを含む様々なコンピュータ実施動作を使用できることを理解されたい。そのような動作は、物理量の物理的動作を必要とするものである。必ずしもそうとは限らないが、通常、そのような量は、記憶、転送、結合、比較、および／または他の方法で操作することができる電気信号、磁気信号、および／または光信号の形をとる。
【０４７１】
さらに、例示的な実施形態の一部を形成する本明細書に記載されている動作のいずれもが有用な機械動作である。例示的実施形態はまた、そのような動作を実行するための装置または器具に関する。器具は、要求される目的のために特別に構成することができ、あるいはコンピュータに記憶されたコンピュータプログラムによって選択的に起動または構成される汎用コンピュータ装置を組み込むことができる。特に、１つまたは複数のコンピュータ可読媒体に連結された１つまたは複数のプロセッサを使用する様々な汎用機械は、本明細書に開示された教示に従って書かれたコンピュータプログラムと共に使用することができるか、必要な動作を実行するためのより専門的な器具を構成するのにより便利であり得る。
【０４７２】
前述の説明は、本開示の特定の例示的な実施形態に向けられてきた。しかし、それらの関連する利点のいくつかまたはすべてを達成しながら、記載された実施形態に対して他の変形および修正がなされてもよいことは明らかであろう。さらに、本明細書で説明されている手順、プロセス、および／またはモジュールは、プログラム命令、ファームウェア、またはそれらの組み合わせを有するコンピュータ可読媒体として具現化されたハードウェア、ソフトウェアで実施することができる。例えば、本明細書に記載の１つまたは複数の機能は、メモリまたは他の記憶装置からプログラム命令を実行するプロセッサによって実行され得る。
【０４７３】
本明細書に開示された発明の概念から逸脱することなく、上述のシステムおよび方法に対する修正および変形がなされてもよいことが当業者によって理解されるであろう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲の範囲および精神以外により限定されるものとみなされるべきではない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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【図３Ｉ】
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【図３Ｊ】
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【図３Ｋ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７Ａ】
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【図３７Ｂ】
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【図３７Ｃ】
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【図３８】
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【図３９Ａ】
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【図３９Ｂ】
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【図３９Ｃ】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４Ａ】
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【図４４Ｂ】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１Ａ】
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【図５１Ｂ】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４Ａ】
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【図５４Ｂ】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【国際調査報告】
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