(57)【要約】本発明は、反射されたエコーシーケンス中の特徴のセットを同定し（ブロック６６、７４）、特徴のセットを比較して特徴の間の時間シフト値を決定する（ブロック７６）ことにより対象ボディ中の局所的な歪を決定する（ブロック７８）ための装置および方法に関する。
2005523060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象ボディ中の局所的な歪を測定する方法であって、
ａ．少なくとも１つの超音波源を対象ボディに音響的に接続する工程と、
ｂ．該超音波源から第１放射軸に沿って対象ボディ中に、既知の波長の超音波エネルギの第１パルスを送る工程と、
ｃ．該超音波エネルギの第１パルスに応答して到着する、少なくとも１つのエコーセグメントを有する第１エコーシーケンスを記録する工程と、
ｄ．時間の関数として、超音波エネルギの該第１パルスに応答して到達する該第１エコーシーケンス中に、少なくとも１つの特徴を配置し、第１のセットの特徴を形成する工程と、
ｅ．既知の置き換えにより、該第１放射軸に沿って対象ボディを置き換える工程と、
ｆ．該超音波源から、該第１放射軸に沿って、対象ボディ中に、超音波エネルギの第２パルスを送る工程と、
ｇ．超音波エネルギの該第２パルスに応答して到達する少なくとも１つのエコーセグメントを有する第１エコーシーケンスを記録する工程と、
ｈ．時間の関数として、超音波エネルギの該第２パルスに応答して到達する該第１エコーシーケンス中に、少なくとも１つの特徴を配置し、第２のセットの特徴を形成する工程と、
ｉ．該第１のセットの特徴と、該第２のセットの特徴とを比較して、時間の関数として時間シフト値のセットを決定する工程と、
ｊ．該時間シフト値のセットから、該第１放射軸の部分に沿って、対象ボディ中の局所的な歪を決定する工程と、を含む方法。
【請求項２】
上記置き換えが、圧縮工程である請求項１の方法。
【請求項３】
上記置き換えが、減圧工程である請求項１の方法。
【請求項４】
上記特徴が、少なくとも１セットのレベル交差を含む請求項１の方法。
【請求項５】
上記レベル交差が、ゼロ交差である請求項４の方法。
【請求項６】
上記特徴が、少なくとも１つのピークと、少なくとも１つのバレーとを含む請求項１の方法。
【請求項７】
上記特徴が、更に、少なくとも１組のレベル交差を含む請求項６の方法。
【請求項８】
上記１組のレベル交差が、少なくとも１つのゼロ交差と、少なくとも１つの非ゼロ交差とを含む請求項７の方法。
【請求項９】
上記局所的な歪の決定が、時間の関数として時間シフト値の傾斜を計算し、複数の傾斜値を形成することにより行われる請求項１の方法。
【請求項１０】
更に、複数のグレイスケール値を、上記複数の傾斜値に割り当てる工程を含む請求項９の方法。
【請求項１１】
更に、上記複数のグレイスケール値に基づいて、歪分布の画像を形成する工程を含む請求項９の方法。
【請求項１２】
上記時間シフト値を計算する工程が、上記エコーシーケンス中の少なくとも２つの波長に対して行われる請求項９の方法。
【請求項１３】
更に、上記時間シフト値の傾斜から、複数の歪分布の画像を形成する工程を含む請求項１２の方法。
【請求項１４】
対象ボディ中の局所的な歪を測定する方法であって、
ａ．少なくとも２つの超音波源を対象ボディに音響的に接続する工程と、
ｂ．それぞれの該超音波源から、第１放射軸および第２放射軸に沿って対象ボディ中に、既知の波長の超音波エネルギの第１パルスを送る工程と、
ｃ．該超音波エネルギの第１パルスのそれぞれに応答して到着する、少なくとも１つのエコーセグメントを有する第１エコーシーケンスを記録する工程と、
ｄ．時間の関数として、超音波エネルギの該第１パルスに応答して到達するそれぞれの該第１エコーシーケンス中に、少なくとも１つの特徴を配置し、それぞれの超音波源のための、第１のセットの特徴を形成する工程と、
ｅ．既知の置き換えにより、該第１放射軸および該第２放射軸に沿って対象ボディを置き換える工程と、
ｆ．それぞれの該超音波源から、該第１放射軸および該第２放射軸に沿って、対象ボディ中に、超音波エネルギの第２パルスを送る工程と、
ｇ．超音波エネルギの該第２パルスのそれぞれに応答して到達する少なくとも１つのエコーセグメントを有する第１エコーシーケンスを記録する工程と、
ｈ．時間の関数として、超音波エネルギの該第２パルスに応答して到達する該第１エコーシーケンス中に、少なくとも１つの特徴を配置し、それぞれの超音波源のための、第２のセットの特徴を形成する工程と、
ｉ．該第１のセットの特徴と、該第２のセット特徴とを比較して、それぞれの超音波源のために、時間の関数として時間シフト値のセットを決定する工程と、
ｊ．該時間シフト値のセットから、該第１放射軸および第２放射軸の部分に沿って、対象ボディ中の局所的な歪を決定する工程と、を含む方法。
【請求項１５】
上記局所的な歪の決定が、それぞれの超音波源のために、時間の関数としてプロットされた時間シフト値の傾斜を計算することにより行われる請求項１４の方法。
【請求項１６】
更に、複数のグレイスケール値を、局所的な歪の決定中に計算された複数の傾斜の範囲に、上記複数の傾斜値を割り当てる工程を含む請求項１５の方法。
【請求項１７】
更に、上記複数のグレイスケール値に基づいて、歪画像を形成する工程を含む請求項１６の方法。
【請求項１８】
上記既知の置き換えが、２分の１波長より小さい請求項１４の方法。
【請求項１９】
対象ボディ中の局所的な歪を測定するための装置であって、
ａ．対象ボディからの少なくとも１つのエコーセグメントを含む反射された超音波エコーシーケンスを受けることができ、該エコーシーケンスに応答して電気的なアナログ信号を出力できるトランスデューサと、
ｂ．該トランスデューサに電気的に接続されたパルサと、
ｃ．該パルサを起動し、該トランスデューサに電気的なエネルギを送るために電気的に接続されたクロックと、
ｄ．該フィルタされていない電気的アナログ信号を受けて、該電気的アナログ信号からフィルタされたアナログ電気信号を形成することができるフィルタと、
ｅ．該フィルタからの該フィルタされた電気的アナログ信号を受けるように接続され、該クロックにより測定された、時間の関数として、該フィルタされた電気的アナログ信号中の、予め選択された特徴を検出でき、更に、それぞれの特徴の大きさおよび空間的な位置を表示する特徴属性信号を出力できる特徴ディテクタと、
ｆ．該特徴ディテクタに接続され、該特徴属性信号を受けて蓄積できるバッファと、
ｇ．該バッファに接続され、該バッファに蓄積された特徴の数を数えることができるカウンタと、を含む装置。
【請求項２０】
上記属性ディテクタが、ゼロ交差ディテクタである請求項１９の装置。
【請求項２１】
更に、該ゼロ交差ディテクタに接続された符合変換ディテクタを含む請求項２０の装置。
【請求項２２】
上記特徴ディテクタが、ピークディテクタである請求項１９の装置。
【請求項２３】
更に、上記ピークディテクタに接続された傾斜ディテクタを含む請求項２２の装置。
【請求項２４】
上記フィルタが、バンドパスフィルタである請求項１９の装置。
【請求項２５】
対象ボディ中の局所的な歪を測定するための装置であって、
ａ．対象ボディからの少なくとも１つのエコーセグメントを含む反射された超音波エコーシーケンスを受けることができ、該反射された超音波エコーシーケンスを表す電気的なアナログ信号を出力できるトランスデューサと、
ｂ．該電気的なアナログ信号を受け、該アナログ信号を少なくとも２ビットの情報を含むデジタル信号に変換し、そして該反射された超音波エコーシーケンスを表すデジタル信号を出力するために、該トランスデューサに接続された同期したアナログからデジタルへのコンバータと、
ｃ．該アナログからデジタルへのコンバータから該デジタル信号を受けるように接続された符合変換ディテクタであって、該デジタル信号の最も重要なビットの符合の予め選択された変換を検出でき、該検出された符合変換値を表す符合変換信号を出力できる該符合変換ディテクタと、
ｄ．デジタル信号を、該アナログからデジタルへのコンバータに送るように電気的に接続され、更にクロック値信号を形成できるデジタルクロックと、
ｅ．該クロックからのクロック値信号と、該符合変換ディテクタからの符合変換信号とを受けるように接続され、クロック値信号を送ることができるラッチと、
ｆ．該符合変換ディテクタからの符合変換信号を受け、該ラッチからのクロック値信号を受けるように接続されたインターポレータであって、該符合変換ディテクタから受けた連続した符合変換値の間を補間でき、補間値信号を形成する該インターポレータと、
ｈ．該ラッチからクロック値信号を受け、該インターポレータから補間値信号を受けるように接続された加算器であって、該補間値信号を該クロック値信号に加え、加算値信号を形成することができる該加算器と、を含む装置。
【請求項２６】
対象ボディ中の局所的な歪を測定する方法であって、
ａ．少なくとも１つの超音波源を対象ボディに音響的に接続する工程と、
ｂ．該超音波源から第１放射軸に沿って対象ボディ中に、既知の波長の超音波エネルギの第１パルスを送る工程と、
ｃ．該超音波エネルギの第１パルスに応答して到着する、少なくとも１つのエコーセグメントを有する第１エコーシーケンスを記録する工程と、
ｄ．時間の関数として、超音波エネルギの該第１パルスに応答して到達する該第１エコーシーケンス中に、少なくとも１つの特徴を配置し、第１のセットの特徴を形成する工程と、
ｅ．既知の置き換えにより、該第１放射軸に沿って対象ボディを置き換える工程と、
ｆ．該超音波源から、該第１放射軸に沿って、対象ボディ中に、超音波エネルギの第２パルスを送る工程と、
ｇ．超音波エネルギの該第２パルスに応答して到達する少なくとも１つのエコーセグメントを有する第１エコーシーケンスを記録する工程と、
ｉ．時間の関数として、超音波エネルギの該第２パルスに応答して到達する該第１エコーシーケンス中に、少なくとも１つの特徴を配置し、第２のセットの特徴を形成する工程と、
ｊ．既知の置き換えにより、該第１放射軸に沿って対象ボディを置き換える工程と、
ｋ．該超音波源から該第１放射軸に沿って対象ボディに超音波エネルギの第３パルスを送る工程と、
ｌ．該超音波エネルギの第３パルスに応答して到着する、少なくとも１つのエコーセグメントを有する第１エコーシーケンスを記録する工程と、
ｍ．時間の関数として該超音波エネルギの第３パルスに応答して到着する該第１エコーシーケンス中に、少なくとも１つの特徴を配置し、第３のセットの特徴を形成する工程と、
ｎ．一のセットの特徴を、他のセットの特徴と比較し、時間の関数として時間シフト値のセットを決定する工程と、
ｏ．該時間シフト値のセットから該第１の放射軸の部分に沿って、対象ボディ中の局所的な歪を決定する工程と、を含む方法。
【請求項２７】
上気比較工程が、上記第１のセットの特徴を、上記第２のセットの特徴および上記第３のセットの特徴と比較する工程を含む請求項２６の方法。
【請求項２８】
上記既知の置き換えが、上記超音波エネルギの半波長より小さい請求項２６の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
１．発明の分野
本発明は、反射したエコーシーケンス中の特徴のセットを特定し、特徴のセットを比較して特徴の間の時間シフト値を特定することによりターゲットボディ中に存在する歪を測定するための装置および方法に関する。
【０００２】
２．先行技術の検討
弾性測定のための従来技術では、良い弾性映像を得るために、多くのデータの移転と多くの処理時間が必要であり、質の高いリアルタイムの弾性測定法（elastography）の使用の妨げとなっていた。これは、また、ハンドヘルドの弾性映像システムの使用の妨げにもなっていた。
【０００３】
従来技術の弾性データ処理技術は、反射信号中の全ての情報を用いる。この情報の多くは余分であり、それゆえに映像目的には有用ではない。本発明は、反射信号中の有用で余分でない特徴のみを得るという長所を有する。これにより、弾性測定の質を妥協することなく、データ取得時間と処理時間を減らす。
【０００４】
従来技術の弾性測定データ処理技術は、また、信号間の均一なシフトに依存する相互関係のスキームを用いる。弾性測定の信号は、本来、不均一シフトを有する。そのような不均一シフトの適合は、生体内での試験のような演繹的な知識を必要とし、これは実際の状況で得るのは困難である。本発明は、演繹的な知識を必要とせず、不均一シフトを適応させない。
【０００５】
多くの従来技術の方法は、圧縮後のＡラインを伸ばし、不均一シフトに適合させる。本発明は、そのような圧縮後の引き伸ばしを必要としない。
【０００６】
他の従来技術の弾性測定法は、タイムドメイン相互関係技術を採用する。引き伸ばしは、そのような相互関係技術を用いて高品質の弾性測定を得るための本質である。胸部や前立腺像のような、多くの実際の状況において、圧縮された距離の正確な評価や、それゆえに引き伸ばし要素は、変換器アレイ中の全てのＡラインで、たやすく確かめることができない。これは、圧縮後のＡラインの部分的な適応できる引き伸ばしを使用することとなる。そのような適合後の引き伸ばし技術は、弾性データを分析するために使用される、全体的な引き伸ばしアルゴリズムより十分に遅い。
【０００７】
他の従来技術の弾性測定技術は、引き伸ばしを含まないスペクトル分析を採用する。そのような技術は、５パーセントより多くの歪みにのみ適しており、タイムドメイン相互関係のような一般的な技術より十分に低い、雑音に対する信号の比（ＳＮＲ）を有する。スペクトル技術に対する本発明の利点は、ソフトウエアのインプリメンテーション６０ミリメータのターゲット深さに対して、１秒間に３０フレーム以上の実時間処理を提供することである。本発明は、ハードウエア装置中で適合させても良く、更に、画像速度を速くして、これにより、そのグラムとエアラストグラムとを同時に表示するために使用するのを可能とする。本発明は、更に、時間の追跡と累積平均との間の切り替えを、処理時間に逆方向の影響を与えることなく可能にするという利点を提供する。本発明は、処理期間を増加させることのない、マルチ分析弾性測定を提供する。従来技術の弾性方法では、マルチ分析弾性測定の行うために、処理時間の増加が必要となる。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、対象ボディ中に存在する歪を測定する方法に関する。この方法は、少なくとも１つの超音波源を対象ボディに音響的に接続する工程と、続いて、既知の中心波長の超音波エネルギの第１パルスを、第１放射経路に沿って、超音波源から対象ボディに送る工程とを含む。本発明の方法の具体例は、更に、超音波エネルギの第１パルスに応答して到着する少なくとも１つのエコーセグメントを有する第１エコーシーケンスを記録する工程と、続いて、超音波エネルギの第１パルスに応答して到着する第１エコーシーケンス中の少なくとも１つの特徴の位置を、時間の関数として探し、第１の特徴のセットを形成する工程とを含む。ここで使用される「特徴（feature）」の用語は、識別しうるエコーセグメントの特性又は特性の組み合わせをいう。特徴は、これに限定されるものではないが、レベル交差、ピーク、バレー、またはこれらの組み合わせを含んでも良い。ここで用いられる「ゼロ交差（zero crossing）」の用語は、Ｙ軸上で示されたゼロ値で起きるレベル交差をいう。
【０００９】
本発明の方法は、更に、既知の置き換えによる第１の放射軸に沿って対象ボディを置き換える工程と、続いて、第１放射軸に沿って、超音波源から対象ボディに、超音波エネルギの第２パルスを送る工程とを含む。
【００１０】
本発明の方法の具体例は、更に、超音波エネルギの第２パルスに応答して到着する少なくとも１つのエコーセグメントを有する第１エコーシーケンスを記録する工程と、続いて、超音波エネルギの第２パルスに応答して発生する第１エコーシーケンス中の少なくとも１つの特徴の位置を、時間の関数として探し、第２の特徴のセットを形成する工程とを含む。
【００１１】
第１の特徴のセットは、続いて、第２の特徴のセットと比較され、時間の関数として時間シフト値のセットが決定される。この比較に基づいて、第１放射経路の部分に沿った対象ボディ中の局所的な歪が決定される。
【００１２】
本発明は、また、対象ボディ中の局所的な歪を測定するための装置に関する。装置は、対象ボディからの少なくとも１つのエコーセグメントを含む反射した超音波エコーシーケンスを受けることができるトランスデューサを含む。トランスデューサは、更に、エコーシーケンスを示す電気的アナログ信号を出力できる。装置の具体例は、更に、トランスデューサに電気的に接続されたパルサと、電気エネルギをトランスデューサに送るために、パルサの引き金を引くように電気的に接続されたクロックとを含む。
【００１３】
装置の具体例は、更に、トランスデューサからの電気的アナログ信号を受け取るように接続されたフィルタを含む。フィルタは、入力信号から、フィルタされたアナログ電気信号を形成することができる。
【００１４】
本発明は、更に、フィルタからの、フィルタされた電気的アナログ信号を受けるように接続された特徴ディテクタを含む。特徴ディテクタは、クロックにより決定された、時間の関数として、フィルタされた電気的アナログ信号中の予め選択された特徴を検出できる。特徴ディテクタは、更に、それぞれの特徴の大きさ及び時間的な位置を示す特徴属性信号を出力しうる。
【００１５】
本発明の装置の具体例は、更に、特徴ディテクタに接続され、特徴属性信号を受け、蓄積できるバッファを含む。本発明は、バッファに接続され、バッファ中に蓄積された特徴の数を数えることができるカウンタを含む。
【好ましい具体例の記載】
【００１６】
本発明は、対象ボディ中に存在する歪を測定する方法に関する。この方法は、図１ａのブロック６０、６２に示すように、少なくとも１つの超音波源を対象ボディに音響的に接続する工程と、続いて、既知の中心波長の超音波エネルギの第１パルスを、第１放射軸に沿って、超音波源から対象ボディに送る工程とを含む。本発明は、更に、図１ａのブロック６４、６６に示すように、超音波エネルギの第１パルスに応答して到着する少なくとも１つのエコーセグメントを有する第１エコーシーケンスを記録する工程と、続いて、超音波エネルギの第１パルスに応答して到着する第１エコーシーケンス中の少なくとも１つの特徴を探す工程とを含む。ここで使用される「特徴（feature）」の用語は、識別しうるエコーセグメントの特性又は特性の組み合わせをいう。特徴は、これに限定されるものではないが、レベル交差、ピーク、バレー、またはこれらの組み合わせを含んでも良い。ここで用いられる「ゼロ交差（zero crossing）」の用語は、Ｙ軸上で示されたゼロ値で起きるレベル交差をいう。
【００１７】
本発明の方法は、図１ａのブロック６８、７０に示すように、更に、既知の置き換えによる第１の放射軸に沿って対象ボディを置き換える工程と、続いて、第１放射軸に沿って、超音波源から対象ボディに、超音波エネルギの第２パルスを送る工程とを含む。好適な具体例では、置き換え工程は圧縮行程である。他の好適な具体例では、置き換え工程は、解凍工程である。
【００１８】
本発明の方法は、図１ｂのブロック７２、７４に示すように、更に、超音波エネルギの第２パルスに応答して到着する少なくとも１つのエコーセグメントを有する第１エコーシーケンスを記録する工程と、続いて、超音波エネルギの第２パルスに応答して発生する第１エコーシーケンス中の少なくとも１つの特徴の位置を、時間の関数として探し、第２の特徴のセットを形成する工程とを含む。
【００１９】
第１の特徴のセットは、続いて、図１ｂのブロック７６に示すように、第２の特徴のセットと比較され、時間の関数として時間シフト値のセットが決定される。一の好適な具体例では、第１および第２の特徴のセットは、それぞれ、少なくとも１つのレベル交差のセットを含む。他の好適な具体例では、レベル交差はゼロ交差である。他の好適な具体例では、第１および第２の特徴のセットは、少なくとも１つのピークと少なくとも１つのバレーを含む。他の好適な具体例では、第１および第２の特徴のセットは、少なくとも１つのピークと少なくとも１つのバレーに加えて、少なくとも１組のレベル交差を含む。他の好適な具体例では、レベル交差が、少なくとも１つのゼロ交差と少なくとも１つの非ゼロレベル交差とを含む。
【００２０】
この比較に基づいて、図１ｂのブロック７８に示すように、第１放射経路の部分に沿った対象ボディ中の局所的な歪が決定される。好適な具体例では、局所的な歪みの決定は、時間の関数として時間シフト値の傾斜を計算して、複数の傾斜値を形成することで行われる。好適な具体例では、傾斜計算は、エコーシーケンス中の少なくとも２つの波長のために行われる。他の好適な具体例では、複数の歪プロファイルが、時間シフト値の傾斜から得られる。
【００２１】
他の好適な具体例では、本発明は、更に、傾斜値に対して複数のグレイスケールを割り当てる工程を含む。他の好適な具体例では、本発明は、更に、複数のグレイスケール値に基づいて歪像を形成する工程を含む。
【００２２】
本発明の他の好適な具体例は、多重置き換えと比較とを含む。この多重置き換えの具体例は、図１ａ−１ｂのブロック６０、６２、６４、６６、６８、７０および７２に示す工程を含む。対象ボディは、続いて、図１ｂのブロック６８に示すように、放射軸に沿って再度置き換えられる。好適な具体例では、対象ボディは、超音波エネルギの半波長未満置き換えられる。図１ａ−１ｂのブロック７０、７２および７４に示す工程が、続いて行われる。
【００２３】
本発明の多重置き換えの具体例中のこのポイントで、３つの特徴のセットがある。本発明は、更に、一の特徴のセットを、他の特徴のセットと比較して、時間の関数として時間シフト値のセットを決定する。この比較は、また、特徴の異なったセット間での多重比較でも良い。この多重置き換え法は、図１ａ−１ｂのブロック６０、６２、６４、６６、６８、７０および７２の工程をｎ回繰り返すように拡張されても良い。セットの特徴の多重比較は、ｎセットの特徴から形成されても良い。多重置き換え法は、更に、図１ｂのブロック７８に示される工程の実行を含んでも良い。
【００２４】
好適な具体例では、本発明の方法は、図２ａのブロック８０および８２に示すように、超音波エネルギのパルスを、第１および第２放射軸に沿って、対象ボディ中に発射する２つの超音波源を用いて行われても良い。
【００２５】
本発明は、図２ａのブロック８４に示すように、更に、超音波エネルギの第１パルスのそれぞれに対応して到着する、少なくとも１つのエコーセグメントを有する第１エコーシーケンスを記録する工程を含む。本発明の多重トランスデューサの具体例は、図２ａのブロック８６に示すように、更に、それぞれの超音波源用の特徴の第１セットを形成するために、時間の関数として超音波エネルギの第１パルスに応答して発生する、それぞれの第１エコーシーケンス中の少なくとも１つの特徴を探す工程を含む。
【００２６】
本発明のこの具体例は、図２ａのブロック８８、９０に示すように、更に、既知の置き換えにより、第１および第２放射軸に沿って、対象ボディを置き換える工程と、続いて、それぞれの超音波源から、第１および第２放射軸に沿って、対象ボディ中に超音波エネルギの第２パルスを送る工程とを含む。
【００２７】
本発明の多重トランスデューサ法は、図２ｂのブロック９２および９４に示すように、更に、超音波エネルギの第２パルスのそれぞれに対応して発生する少なくとも１つのエコーセグメントを有する第１エコーシーケンスを記録する工程と、それぞれの超音波源用の特徴の第２セットを形成するために、時間の関数として超音波エネルギの第２パルスに応答して発生する、第１エコーシーケンス中の少なくとも１つの特徴を探す工程を含む。
【００２８】
本発明の多重トランスデューサの具体例は、図２ｂのブロック９６および９８に示すように、更に、第１セットの特徴と、第２セットの特徴とを比較して、それぞれの超音波源用に、時間の関数として時間シフト値のセットを探す工程と、続いて、時間シフト値から、第１および第２放射軸の部分に沿って対象ボディ中の局所的な歪みを探す工程とを含む。
【００２９】
好適な具体例では、局所的な歪は、それぞれの超音波源のために時間の関数としてプロットされた時間シフト値の傾斜を計算することにより行われる。好適な具体例では、本発明は、図２ｂのブロック１００に示すように、更に、局所的な歪を探す中で計算された複数の傾斜値に、複数のグレイスケールを割り当てる工程を含む。他の好適な具体例では、図２ｂのブロック１０２に示すように、本発明は、更に、グレイスケール値に基づいて２次元歪像を形成する工程を含む。
【００３０】
本発明は、また、対象ボディ中の局所的な歪を測定するための装置に関する。装置は、対象ボディからの少なくとも１つのエコーセグメントを含む反射した超音波エコーシーケンス１０を受けることができるトランスデューサ１６を含む。トランスデューサは、更に、エコーシーケンスを示す電気的アナログ信号１８を出力できる。装置の具体例は、図３ａに示すように、更に、トランスデューサに電気的に接続されたパルサ１４と、電気エネルギをトランスデューサに送るために、パルサの引き金を引くように電気的に接続されたクロック１２とを含む。
【００３１】
装置の具体例は、図３ａに示すように、更に、トランスデューサからの電気的アナログ信号を受け取るように接続されたフィルタ２０を含む。フィルタは、電気信号から、フィルタされたアナログ電気信号２２を形成することができる。好適な具体例では、フィルタはバンドパスフィルタである。
【００３２】
本発明は、図３ａに示すように、更に、フィルタからの、フィルタされた電気的アナログ信号を受けるように接続された特徴ディテクタ２４を含む。特徴ディテクタは、クロックにより決定された、時間の関数として、フィルタされた電気的アナログ信号中の予め選択された特徴を検出できる。特徴ディテクタは、更に、それぞれの特徴の大きさ及び時間的な位置を示す特徴属性信号２６を出力しうる。
【００３３】
一の好適な具体例では、図３ｂに示すように、特徴ディテクタは、信号変化ディテクタ２７に接続されたゼロ交差ディテクタ２４である。信号変化ディテクタは、バッファに信号変化信号を送るために接続される。他の好適な具体例では、図３ｃに示すように、特徴ディテクタは、傾斜ディテクタ２１に接続されたピークディテクタ２４である。傾斜ディテクタは、バッファに信号を出力する。
【００３４】
本発明の装置の具体例は、図３ａに示すように、更に、特徴ディテクタ２４に接続され、特徴属性信号２６を受け、蓄積できるバッファ２８を含む。本発明は、図３ａに示すように、更に、バッファに接続され、バッファ中に蓄積された特徴の数を数えることができるカウンタ３０を含む。
【００３５】
本発明の第２の装置の具体例は、図４に示すように、対象ボディからの少なくとも１つのエコーセグメントを含む反射された超音波エコーシーケンスを受けることができ、更に反射された超音波シーケンスを表す電気アナログ信号１８を出力できるトランスデューサ１６を含む。
【００３６】
本発明は、更に、トランスデューサに接続された同期したアナログからデジタルへのコンバータ（ＡＤＳ）４０を含み、電気的なアナログ信号を受け、その信号を少なくとも２ビットの情報を含むデジタル信号に変換し、そして反射された超音波エコーシーケンスを表すデジタル信号を出力する。
【００３７】
この装置の具体例は、図４に示すように、更に、ＡＤＣからのデジタル信号を受けるために接続された符号変換ディテクタ４４を含む。符号変換ディテクタは、更に、デジタル信号の最も重要なビットの符号変換中の、予め選択された変換を検出しうる。符号変換ディテクタは、図４に示すように、検出された符号変換の値を表す符号変換信号４６を出力しうる。
【００３８】
図４に示すように、この装置の具体例は、更に、ＡＤＣにデジタル信号を送るために電気的に接続されたデジタルクロック４１を含む。クロックは、クロック値信号４５を形成しうる。本発明のこの具体例は、更に、クロックからのクロック値信号４５と、符号変換ディテクタからの符合変換信号４３とを受け取るために接続されたラッチ３９を含む。ラッチは、図４に示すように、更に、クロック値信号４５を送ることができる。
【００３９】
この装置の具体例は、図４に示すように、更に、符合変換ディテクタからの符合変換信号を受け、ラッチからのクロック値信号を受けるように接続されたインターポレータ４８を含む。インターポレータは、インターポレート値信号４７を形成するために、符合変換ディテクタから受けた連続的な符合変換値の間を補間できる。
【００４０】
図４に示すように、この装置の具体例は、更に、クロックのラッチからのクロック値信号を受け、インターポレータからの補間された値の信号を受けるために、接続された加算器５０を含む。加算器は、図４に示すように、補間値信号をクロック信号に加え、加算値信号５１を形成することができる。加算器は、また、補間値信号を、クロック値信号に加えること、加算値信号５１を形成することができる。本発明は、更に、加算器５０から加算値信号を受けるように接続されたバッファ２８を含み、特徴データと加算値信号を蓄積することができる。
【００４１】
本発明に関する上述の開示や記載は、例示であり、説明のためのものである。例示された構成の部分における様々な変形と同様に、大きさ、形状、および材料における様々な変形は、本発明の意図から離れることなく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１ａ、図１ｂは本発明の第１の方法の具体例にかかるブロックダイヤグラムである。
【図２】図２ａ、図２ｂは本発明の第２の方法の具体例にかかるブロックダイヤグラムである。
【図３】図３ａは、本発明の第１の装置の具体例にかかるブロックダイヤグラムである。図３ｂ、図３ｃは、本発明の装置の具体例にかかる様々な特徴ディテクタの具体例である。
【図４】本発明の第２の装置の具体例にかかるブロックダイヤグラムである。
【図１】
2005523060.tif 000003
【図２】
2005523060.tif 000004
【図３】
2005523060.tif 000005
【図４】
2005523060.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月27日(2003.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象ボディ中の局所的な歪を測定する方法であって、
ａ．少なくとも１つの超音波源を対象ボディに音響的に接続する工程と、
ｂ．該超音波源から第１放射軸に沿って対象ボディ中に、既知の波長の超音波エネルギの第１パルスを送る工程と、
ｃ．該超音波エネルギの第１パルスに応答して到着する、少なくとも１つのエコーセグメントを有する第１エコーシーケンスを記録する工程と、
ｄ．時間の関数として、超音波エネルギの該第１パルスに応答して到達する該第１エコーシーケンス中に、少なくとも１つのレベル交差を配置し、第１のレベル交差を形成する工程と、
ｅ．既知の置き換えにより、該第１放射軸に沿って対象ボディを置き換える工程と、
ｆ．該超音波源から、該第１放射軸に沿って、対象ボディ中に、超音波エネルギの第２パルスを送る工程と、
ｇ．超音波エネルギの該第２パルスに応答して到達する少なくとも１つのエコーセグメントを有する第１エコーシーケンスを記録する工程と、
ｈ．時間の関数として、超音波エネルギの該第２パルスに応答して到達する該第１エコーシーケンス中に、少なくとも１つのレベル交差を配置し、第２のレベル交差を形成する工程と、
ｉ．該第１のレベル交差と、該第２のレベル交差とを比較して、時間の関数として時間シフト値のセットを決定する工程と、
ｊ．該時間シフト値のセットから、該第１放射軸の部分に沿って、対象ボディ中の局所的な歪を決定する工程と、を含む方法。
【請求項２】
上記置き換えが、圧縮工程である請求項１の方法。
【請求項３】
上記置き換えが、減圧工程である請求項１の方法。
【請求項４】
上記レベル交差が、非ゼロ交差である請求項１の方法。
【請求項５】
上記レベル交差が、ゼロ交差である請求項１の方法。
【請求項６】
上記レベル交差が、少なくとも１つのピークと、少なくとも１つのバレーとを含む請求項１の方法。
【請求項７】
上記レベル交差が、少なくとも１つのピークを含む請求項１の方法。
【請求項８】
上記レベル交差が、少なくとも１つのゼロ交差と、少なくとも１つの非ゼロ交差とを含む請求項１の方法。
【請求項９】
上記局所的な歪の決定が、時間の関数として時間シフト値の傾斜を計算し、複数の傾斜値を形成することにより行われる請求項１の方法。
【請求項１０】
更に、複数のグレイスケール値を、上記複数の傾斜値に割り当てる工程を含む請求項９の方法。
【請求項１１】
更に、上記複数のグレイスケール値に基づいて、歪分布の画像を形成する工程を含む請求項９の方法。
【請求項１２】
更に、上記決定した局所的な歪から、歪分布の画像を形成する工程を含む請求項１の方法。
【請求項１３】
対象ボディ中の局所的な歪を測定する方法であって、
ａ．少なくとも２つの超音波源を対象ボディに音響的に接続する工程と、
ｂ．それぞれの該超音波源から、第１放射軸および第２放射軸に沿って対象ボディ中に、既知の波長の超音波エネルギの第１パルスを送る工程と、
ｃ．該超音波エネルギの第１パルスのそれぞれに応答して到着する、少なくとも１つのエコーセグメントを有する第１エコーシーケンスを記録する工程と、
ｄ．時間の関数として、超音波エネルギの該第１パルスに応答して到達するそれぞれの該第１エコーシーケンス中に、少なくとも１つのピークと少なくとも１つのバレーを配置し、それぞれの超音波源のための、第１のピークとバレーのペアを形成する工程と、
ｅ．既知の置き換えにより、該第１放射軸および該第２放射軸に沿って対象ボディを置き換える工程と、
ｆ．それぞれの該超音波源から、該第１放射軸および該第２放射軸に沿って、対象ボディ中に、超音波エネルギの第２パルスを送る工程と、
ｇ．超音波エネルギの該第２パルスのそれぞれに応答して到達する少なくとも１つのエコーセグメントを有する第１エコーシーケンスを記録する工程と、
ｈ．時間の関数として、超音波エネルギの該第２パルスに応答して到達する該第１エコーシーケンス中に、少なくとも１つのピークと少なくとも１つのバレーを配置し、それぞれの超音波源のための、第２のピークとバレーのペアを形成する工程と、
ｉ．該第１のピークとバレーのペアと、該第２のピークとバレーのペアとを比較して、それぞれの超音波源のために、時間の関数として時間シフト値のセットを決定する工程と、
ｊ．該時間シフト値のセットから、該第１放射軸および第２放射軸の部分に沿って、対象ボディ中の局所的な歪を決定する工程と、を含む方法。
【請求項１４】
上記局所的な歪の決定が、それぞれの超音波源のために、時間の関数としてプロットされた時間シフト値の傾斜を計算することにより行われる請求項１３の方法。
【請求項１５】
更に、複数のグレイスケール値を、局所的な歪の決定中に計算された複数の傾斜の範囲に、上記複数の傾斜値を割り当てる工程を含む請求項１４の方法。
【請求項１６】
更に、上記複数のグレイスケール値に基づいて、歪画像を形成する工程を含む請求項１５の方法。
【請求項１７】
上記既知の置き換えが、２分の１波長より小さい請求項１３の方法。
【請求項１８】
対象ボディ中の局所的な歪を測定するための装置であって、
ａ．対象ボディからの少なくとも１つのエコーセグメントを含む反射された超音波エコーシーケンスを受けることができ、該エコーシーケンスに応答して電気的なアナログ信号を出力できるトランスデューサと、
ｂ．該トランスデューサに電気的に接続されたパルサと、
ｃ．該パルサを起動し、該トランスデューサに電気的なエネルギを送るために電気的に接続されたクロックと、
ｄ．該フィルタされていない電気的アナログ信号を受けて、該電気的アナログ信号からフィルタされたアナログ電気信号を形成することができるフィルタと、
ｅ．該フィルタからの該フィルタされた電気的アナログ信号を受けるように接続され、該クロックで測定されて、時間の関数として、該フィルタされた電気的アナログ信号中の、予め選択された特徴を検出でき、更に、それぞれの特徴の大きさおよび空間的な位置を表示する特徴属性信号を出力できる特徴ディテクタと、
ｆ．該特徴ディテクタに接続され、該特徴属性信号を受けて蓄積できるバッファと、
ｇ．該バッファに接続され、該バッファに蓄積された特徴の数を数えることができるカウンタと、を含む装置。
【請求項１９】
上記属性ディテクタが、ゼロ交差ディテクタである請求項１８の装置。
【請求項２０】
更に、該ゼロ交差ディテクタに接続された符合変換ディテクタを含む請求項１９の装置。
【請求項２１】
上記特徴ディテクタが、ピークディテクタである請求項１８の装置。
【請求項２２】
更に、上記ピークディテクタに接続された傾斜ディテクタを含む請求項２１の装置。
【請求項２３】
上記フィルタが、バンドパスフィルタである請求項１８の装置。
【請求項２４】
対象ボディ中の局所的な歪を測定するための装置であって、
ａ．対象ボディからの少なくとも１つのエコーセグメントを含む反射された超音波エコーシーケンスを受けることができ、該反射された超音波エコーシーケンスを表す電気的なアナログ信号を出力できるトランスデューサと、
ｂ．該電気的なアナログ信号を受け、該アナログ信号を少なくとも２ビットの情報を含むデジタル信号に変換し、そして該反射された超音波エコーシーケンスを表すデジタル信号を出力するために、該トランスデューサに接続された同期したアナログからデジタルへのコンバータと、
ｃ．該アナログからデジタルへのコンバータから該デジタル信号を受けるように接続された符合変換ディテクタであって、該デジタル信号の最も重要なビットの符合の予め選択された変換を検出でき、該検出された符合変換値を表す符合変換信号を出力できる該符合変換ディテクタと、
ｄ．デジタル信号を、該アナログからデジタルへのコンバータに送るように電気的に接続され、更にクロック値信号を形成できるデジタルクロックと、
ｅ．該クロックからのクロック値信号と、該符合変換ディテクタからの符合変換信号とを受けるように接続され、クロック値信号を送ることができるラッチと、
ｆ．該符合変換ディテクタからの符合変換信号を受け、該ラッチからのクロック値信号を受けるように接続されたインターポレータであって、該符合変換ディテクタから受けた連続した符合変換値の間を補間でき、補間値信号を形成する該インターポレータと、
ｈ．該ラッチからクロック値信号を受け、該インターポレータから補間値信号を受けるように接続された加算器であって、該補間値信号を該クロック値信号に加え、加算値信号を形成することができる該加算器と、を含む装置。
【請求項２５】
対象ボディ中の局所的な歪を測定する方法であって、
ａ．少なくとも１つの超音波源を対象ボディに音響的に接続する工程と、
ｂ．該超音波源から第１放射軸に沿って対象ボディ中に、既知の波長の超音波エネルギの第１パルスを送る工程と、
ｃ．該超音波エネルギの第１パルスに応答して到着する、少なくとも１つのエコーセグメントを有する第１エコーシーケンスを記録する工程と、
ｄ．時間の関数として、超音波エネルギの該第１パルスに応答して到達する該第１エコーシーケンス中に、少なくとも１つのレベル交差を配置し、第１のレベル交差を形成する工程と、
ｅ．既知の置き換えにより、該第１放射軸に沿って対象ボディを置き換える工程と、
ｆ．該超音波源から、該第１放射軸に沿って、対象ボディ中に、超音波エネルギの第２パルスを送る工程と、
ｇ．超音波エネルギの該第２パルスに応答して到達する少なくとも１つのエコーセグメントを有する第１エコーシーケンスを記録する工程と、
ｈ．時間の関数として、超音波エネルギの該第２パルスに応答して到達する該第１エコーシーケンス中に、少なくとも１つのレベル交差を配置し、第２のレベル交差を形成する工程と、
ｉ．既知の置き換えにより、該第１放射軸に沿って対象ボディを置き換える工程と、
ｊ．該超音波源から該第１放射軸に沿って対象ボディに超音波エネルギの第３パルスを送る工程と、
ｋ．該超音波エネルギの第３パルスに応答して到着する、少なくとも１つのエコーセグメントを有する第１エコーシーケンスを記録する工程と、
ｌ．時間の関数として該超音波エネルギの第３パルスに応答して到着する該第１エコーシーケンス中に、少なくとも１つのレベル交差を配置し、第３のレベル交差を形成する工程と、
ｍ．一のレベル交差を、他のレベル交差と比較し、時間の関数として時間シフト値のセットを決定する工程と、
ｎ．該時間シフト値のセットから該第１の放射軸の部分に沿って、対象ボディ中の局所的な歪を決定する工程と、を含む方法。
【請求項２６】
上気比較工程が、上記第１のレベル交差を、上記第２のレベル交差および上記第３のレベル交差と比較する工程を含む請求項２５の方法。
【請求項２７】
上記既知の置き換えが、上記超音波エネルギの半波長より小さい請求項２５の方法。
【国際調査報告】
2005523060.tif 000007