(57)【要約】  システムは、超音波トランスデューサと、平面を走査するために水平軸の周りに超音波トランスデューサを回転するように構成された第１のモータと、異なる平面に移動するために垂直軸の周りに超音波トランスデューサを回転するように構成された第２のモータとを備える超音波プローブを含む。システムは、超音波プローブを使用して、患者の体の当該領域の体積を走査するためのインターレーシング走査のための走査平面の数を選択することと、インターレーシング走査のためのインターレーシング・ファクタを選択することと、インターレーシング・ファクタに基づいて走査平面を走査平面のグループに分割することと、第１のモータ及び第２のモータを制御することによってインターレーシング走査を実行することであって、第１のモータが、走査平面のうちの少なくともいくつかについて第１の方向に移動し、走査平面の他の走査平面について第２の方向に移動する、インターレーシング走査を実行することとを行うように構成されたコントローラ・ユニットをさらに含む。
2021517036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスによって実行される方法であって、
超音波トランスデューサを使用して、患者の体の当該領域の体積を走査するためのインターレーシング走査のための走査平面の数を前記デバイスによって選択することと、
前記インターレーシング走査のためのインターレーシング・ファクタを前記デバイスによって選択することと、
前記インターレーシング・ファクタに基づいて前記走査平面を走査平面のグループに前記デバイスによって分割することと、
平面を走査するために水平軸の周りに前記超音波トランスデューサを回転するように構成された第１のモータと、異なる平面に移動するために垂直軸の周りに前記超音波トランスデューサを回転するように構成された第２のモータとを制御することによって、前記インターレーシング走査を前記デバイスによって実行することであって、前記第１のモータが、前記走査平面のうちの少なくともいくつかについて第１の方向に移動し、前記走査平面の他の走査平面について、前記第１の方向と反対の第２の方向に移動する、前記インターレーシング走査を前記デバイスによって実行することと
を含む方法。
【請求項２】
前記第２のモータが、走査平面の前記グループのうちの少なくともいくつかについて第３の方向に移動し、走査平面の前記グループのうちの他の走査平面について、前記第３の方向と反対の第４の方向に移動する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のモータが平面ごとに方向を変更し、前記第２のモータが、グループ内で方向を変更することなしにグループごとに方向を変更する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記走査平面が、１８０度を走査平面の前記数で割ったものに対応する角度によって分離される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記インターレーシング・ファクタに基づいて前記走査平面を走査平面のグループに分割することが、
前記走査平面に連続的に番号を付けることと、
前記走査平面を前記インターレーシング・ファクタに対応する走査平面のいくつかのグループに分割することと、
前記番号を付けられた走査平面を走査平面の前記グループに連続的に分配することと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記インターレーシング走査を実行することが、
前の平面を走査するとき前記第１のモータが移動した方向と反対である方向に前記第１のモータを移動することによって特定の平面を走査することと、
前記インターレーシング・ファクタに対応する平面の数だけ前記第２のモータを移動することによって次の平面に移動することであって、前記次の平面が、走査平面の前記グループのうちの、前記前の平面とは異なるグループ中にある場合に、前記第２のモータの前記方向が変化する、次の平面に移動することと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
走査平面の前記数が２に対応し、前記インターレーシング・ファクタが２に対応し、前記インターレーシング走査を実行することが、
連続双平面走査を実行すること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のモータの動きの範囲が加速又は減速領域及び定速領域を含み、前記インターレーシング走査を実行することが、
前記第１のモータが動きの前記範囲の前記加速又は減速領域にある間に、回転するように前記第２のモータを制御することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第２のモータは、前記第１のモータが動きの前記範囲の前記加速又は減速領域にある間に、前記超音波トランスデューサを第１の平面から第２の平面に移動する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２のモータが走査平面のすべての前記グループについて同じ方向に移動する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記インターレーシング走査を実行することが、
前記第２のモータが第１の平面内で始動して、第１の体積走査を実行することと、
前記第２のモータが第２の平面内で始動して、第２の体積走査を実行することであって、前記第２の平面が前記第１の平面とは異なる、第２の体積走査を実行することと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
超音波プローブと、
コントローラ・ユニットと
を備えるシステムであって、
前記超音波プローブが、
超音波トランスデューサと、
平面を走査するために水平軸の周りに前記超音波トランスデューサを回転するように構成された第１のモータと、
異なる平面に移動するために、垂直軸の周りに、又は前記第１のモータの前記水平軸に直角な別の水平軸の周りに前記超音波トランスデューサを回転するように構成された第２のモータと
を備え、
前記コントローラ・ユニットが、
前記超音波プローブを使用して、患者の体の当該領域の体積を走査するためのインターレーシング走査のための走査平面の数を選択することと、
前記インターレーシング走査のためのインターレーシング・ファクタを選択することと、
前記インターレーシング・ファクタに基づいて前記走査平面を走査平面のグループに分割することと、
前記第１のモータ及び前記第２のモータを制御することによって前記インターレーシング走査を実行することであって、前記第１のモータが、前記走査平面のうちの少なくともいくつかについて第１の方向に移動し、前記走査平面の他の走査平面について、前記第１の方向と反対の第２の方向に移動する、インターレーシング走査を実行することと
を行うように構成された、
システム。
【請求項１３】
前記第２のモータが、走査平面の前記グループのうちの少なくともいくつかについて第３の方向に移動し、走査平面の前記グループのうちの他の走査平面について、前記第３の方向と反対の第４の方向に移動する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第１のモータが平面ごとに方向を変更し、前記第２のモータが、グループ内で方向を変更することなしにグループごとに方向を変更する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記インターレーシング走査を実行するとき、前記コントローラ・ユニットがさらに、
前の平面を走査するとき前記第１のモータが移動した方向と反対である方向に前記第１のモータを移動することによって特定の平面を走査することと、
前記インターレーシング・ファクタに対応する平面の数だけ前記第２のモータを移動することによって次の平面に移動することであって、前記次の平面が、走査平面の前記グループのうちの、前記前の平面とは異なるグループ中にある場合に、前記第２のモータの前記方向が変化する、次の平面に移動することと
を行うように構成された、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
走査平面の前記数が２に対応し、前記インターレーシング・ファクタが２に対応し、前記インターレーシング走査を実行するとき、前記コントローラ・ユニットがさらに、
連続双平面走査を実行する
ように構成された、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１のモータの動きの範囲が加速又は減速領域及び定速領域を含み、前記インターレーシング走査を実行するとき、前記コントローラ・ユニットがさらに、
前記第１のモータが動きの前記範囲の前記加速又は減速領域にある間に、回転するように前記第２のモータを制御する
ように構成された、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１８】
前記コントローラ・ユニットがさらに、
前記第１のモータが動きの前記範囲の前記加速又は減速領域にある間に、第１の平面から第２の平面に移動するように前記第２のモータを制御する
ように構成された、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記コントローラ・ユニットがさらに、
走査平面のすべての前記グループについて同じ方向に移動するように前記第２のモータを制御するように構成された、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第２のモータが、前記垂直軸の周りに前記超音波トランスデューサを回転するように構成された、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第２のモータが、前記第１のモータの前記水平軸に直角な他の水平軸の周りに前記超音波トランスデューサを回転するように構成された、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２２】
命令を記憶するメモリと、
前記命令を実行するように構成されたプロセッサと
を備えるデバイスであって、
前記プロセッサが、
超音波トランスデューサ・アレイを使用して、患者の体の当該領域の体積を走査するためのインターレーシング走査のための走査平面の数を選択することと、
前記インターレーシング走査のためのインターレーシング・ファクタを選択することと、
前記インターレーシング・ファクタに基づいて前記走査平面を走査平面のグループに分割することと、
平面を走査するように前記超音波トランスデューサ・アレイを制御し、異なる平面に移動するために垂直軸の周りに前記超音波トランスデューサ・アレイを回転するように構成されたモータを制御することによって、前記インターレーシング走査を実行することであって、前記モータが、走査平面のグループ内で方向を変更することなしに走査平面のグループごとに方向を変更する、前記インターレーシング走査を実行することと
を行うために、前記命令を実行するように構成された、
デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権情報
本特許出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月１３日に出願された「ＧＥＮＥＲＡＬＩＺＥＤ  ＩＮＴＥＲＬＡＣＥＤ  ＳＣＡＮＮＩＮＧ  ＷＩＴＨ  ＡＮ  ＵＬＴＲＡＳＯＮＤ  ＰＲＯＢＥ」という名称の、米国仮出願第６２／６４２，１９３号の優先権の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
超音波プローブは、電気信号を超音波エネルギーに変換し、超音波エコーを変換して電気信号に戻す、たとえば、圧電トランスデューサ又は容量性トランスデューサなどの、トランスデューサを使用して、超音波信号を生成し得る。超音波プローブは、一般に、人体においてターゲット器官又は他の構造を識別するために、及び／又は、器官／構造のサイズ又は器官中の流体の量など、ターゲット器官／構造に関連する特徴を決定するために使用される。超音波がターゲット器官／構造を適切に走査するために、超音波プローブは、体積走査を生成するために複数の平面内で走査を実行する必要があり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
複数の平面内で走査を実行することは様々な課題を提示し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１Ａ】本明細書で説明する一実装形態による例示的な超音波システムを示す図である。
【図１Ｂ】本明細書で説明する一実装形態による図１Ａの超音波システムのための例示的な環境を示す図である。
【図２Ａ】本明細書で説明する一実装形態による第１の例示的な超音波プローブの図である。
【図２Ｂ】本明細書で説明する一実装形態による第２の例示的な超音波プローブの図である。
【図２Ｃ】本明細書で説明する一実装形態による第３の例示的な超音波プローブの図である。
【図２Ｄ】本明細書で説明する一実装形態による第４の例示的な超音波プローブの図である。
【図３】図１Ａのコントローラ・ユニットの例示的な構成要素を示す図である。
【図４】図１Ａのシステムの例示的な機能構成要素を示す図である。
【図５】本明細書で説明する一実装形態による、インターレース走査（interlaced scanning）のためのプロセスのフローチャートである。
【図６Ａ】本明細書で説明する一実装形態による、例示的な走査順序テーブルの図である。
【図６Ｂ】本明細書で説明する一実装形態による、例示的な走査順序テーブルの図である。
【図６Ｃ】本明細書で説明する一実装形態による、例示的な走査順序テーブルの図である。
【図６Ｄ】本明細書で説明する一実装形態による、例示的な走査順序テーブルの図である。
【図７Ａ】本明細書で説明する一実装形態による、１２個の平面に基づく体積走査のための例示的な超音波トランスデューサ軌跡（trajectory）の図である。
【図７Ｂ】本明細書で説明する一実装形態による、１２個の平面に基づく体積走査のための例示的な超音波トランスデューサ軌跡の図である。
【図７Ｃ】本明細書で説明する一実装形態による、１２個の平面に基づく体積走査のための例示的な超音波トランスデューサ軌跡の図である。
【図７Ｄ】本明細書で説明する一実装形態による、１２個の平面に基づく体積走査のための例示的な超音波トランスデューサ軌跡の図である。
【図８Ａ】本明細書で説明する一実装形態による、２４個の平面に基づく体積走査のための例示的な超音波トランスデューサ軌跡の図である。
【図８Ｂ】本明細書で説明する一実装形態による、２４個の平面に基づく体積走査のための例示的な超音波トランスデューサ軌跡の図である。
【図８Ｃ】本明細書で説明する一実装形態による、２４個の平面に基づく体積走査のための例示的な超音波トランスデューサ軌跡の図である。
【図８Ｄ】本明細書で説明する一実装形態による、２４個の平面に基づく体積走査のための例示的な超音波トランスデューサ軌跡の図である。
【図９Ａ】本明細書で説明する一実装形態による、４個の平面に基づく体積走査のための例示的な超音波トランスデューサ軌跡の図である。
【図９Ｂ】本明細書で説明する一実装形態による、４個の平面に基づく体積走査のための例示的な超音波トランスデューサ軌跡の図である。
【図１０Ａ】本明細書で説明する一実装形態による、２個の平面に基づく体積走査のための例示的な超音波トランスデューサ軌跡の図である。
【図１０Ｂ】本明細書で説明する一実装形態による、２個の平面に基づく体積走査のための例示的な超音波トランスデューサ軌跡の図である。
【図１１】本明細書で説明する一実装形態による、連続双平面（bi-plane）走査のための例示的な超音波トランスデューサ軌跡の図である。
【図１２】本明細書で説明する一実装形態による、超音波プローブのφモータの動きの範囲を示す図である。
【図１３Ａ】本明細書で説明する一実装形態による、重ね合わせなしの及び重ね合わせありの２平面体積走査のためのモータの動き軌跡及び位置を示す図である。
【図１３Ｂ】本明細書で説明する一実装形態による、重ね合わせなしの及び重ね合わせありの１２平面体積走査のためのモータの動き軌跡及び位置を示す図である。
【図１４Ａ】本明細書で説明する一実装形態による、連続θモータ動きをもつ例示的な走査順序テーブルの図である。
【図１４Ｂ】本明細書で説明する一実装形態による、連続θモータ動きをもつ例示的な走査順序テーブルの図である。
【図１５Ａ】本明細書で説明する一実装形態による、連続θモータ動きをもつ１２個の平面に基づく体積走査のための例示的な超音波トランスデューサ軌跡の図である。
【図１５Ｂ】本明細書で説明する一実装形態による、連続θモータ動きをもつ１２個の平面に基づく体積走査のための例示的な超音波トランスデューサ軌跡の図である。
【図１５Ｃ】本明細書で説明する一実装形態による、連続θモータ動きをもつ１２個の平面に基づく体積走査のための例示的な超音波トランスデューサ軌跡の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
以下の詳細な説明では添付の図面を参照する。異なる図面における同じ参照番号は同じ又は同様の要素を識別する。
【０００６】
超音波プローブは、人体器官、関節、血管、及び／又は患者の体の別のタイプの領域など、当該領域の体積走査（たとえば、３次元（３Ｄ）走査）を実行するために、患者の体の上に配置され得る。体積走査は、当該領域を横断する異なる平面内でキャプチャされる超音波画像のセットを含み得る。たとえば、体積走査は、当該領域の中心の周りの円内で特定の角度間隔で取られる平面超音波画像を含み得る。
【０００７】
超音波プローブは、単一要素超音波トランスデューサを含み得る。超音波プローブは、平面を走査するために特定の超音波撮像平面のセクタに沿って超音波トランスデューサを移動するために水平面の周りに回転するように構成された、本明細書で「φ」モータと呼ぶ、第１のモータを含み得る。超音波プローブは、異なる超音波撮像平面に超音波トランスデューサを移動するために垂直面の周りに回転するように構成された、本明細書で「θ」モータと呼ぶ、第２のモータをさらに含み得る。したがって、体積走査は、すべての平面が、１つの体積走査を完了するように走査されるまで、θモータを第１の平面に移動し、第１の平面のセクタを掃引するようにφモータを移動し、θモータを第２の平面に移動し、第２の平面のセクタを掃引するようにφモータを移動し、θモータを第３の平面に移動することなどによって実行され得る。
【０００８】
体積走査はθホーミング（homing）を用いて実行され得る。θホーミングでは、θモータは、次の体積走査を開始するために、体積走査が完了した後に初期θモータ位置に戻る。体積走査はまた、φホーミングを用いて実行され得る。φホーミングでは、φモータは、ある方向において走査を実行するだけである。したがって、φホーミングでは、φモータは、平面を走査した後に初期位置に戻り、θモータは、次の平面に移動する前にφモータが戻るのを待つ必要がある。θホーミング及びφホーミングは、走査を減速させ、画像品質を低減する。たとえば、θホーミングは、連続体積走査間に大きい遅延を生成し得、φホーミングは、各個々の体積走査を実行するために必要とされる時間の量を増加させ得る。さらに、そのような遅い体積走査レートは、かなりの動きぶれを引き起こし、画像品質を低減し得る。
【０００９】
本明細書で説明する実装形態は、超音波プローブを用いた一般化されたインターレース走査に関する。インターレース走査は、インターレースθモータ動きと双方向φモータ動きとを含み得る。インターレース走査は、θホーミングなしで及びφホーミングなしで実行され得、ホーミング遅延なしのスムーズな連続体積走査、改善された体積走査レート、及び低減された動きぶれを生成する。
【００１０】
インターレース走査は走査平面の数によって定義され得る。たとえば、走査平面は、円の周りに分配され、１８０°を走査平面の数で割ったものに対応する角度によって分離され得る。インターレース走査はさらに、インターレーシング・ファクタｋによって定義され得、走査平面はｋ個のグループに分割され得る。インターレース走査はルールのセットに従い得る。ルールは、φモータが平面ごとに方向を変更することと、θモータが平面のグループごとに方向を変更することと、θモータが平面のグループ内で方向を変更しないこととを含み得る。さらに、θホーミングが実行されないので、θモータが特定の平面内で始動する状態で第１の体積走査が実行され、その後、θモータが異なる平面内で始動する状態で第２の体積走査が実行され得る。
【００１１】
超音波システムは、超音波トランスデューサを使用して患者の体の当該領域の体積を走査するためのインターレーシング走査のための走査平面の数を選択することと、インターレーシング走査のためのインターレーシング・ファクタを選択することと、インターレーシング・ファクタに基づいて走査平面を走査平面のグループに分割することと、平面を走査するためのφモータと、異なる平面に移動するためのθモータとを制御することによってインターレーシング走査を実行することであって、φモータが走査平面のうちの少なくともいくつかについて前方向に移動し、走査平面の他の走査平面について後方向に移動する、インターレーシング走査を実行することとを行うように構成され得る。さらに、θモータは、走査平面のグループのうちの少なくともいくつかについて前方向に移動し、走査平面のグループの他の走査平面について後方向に移動し得る。
【００１２】
さらに、インターレーシング・ファクタに基づいて走査平面を走査平面のグループに分割することは、走査平面に連続的に番号を付けることと、走査平面をインターレーシング・ファクタに対応する走査平面のいくつかのグループに分割することと、番号を付けられた走査平面を走査平面のグループに連続的に分配することとを含み得る。
【００１３】
さらに、インターレーシング走査を実行することは、前の平面を走査するときφモータが移動した方向と反対である方向にφモータを移動することによって特定の平面を走査することと、インターレーシング・ファクタに対応する平面の数だけθモータを移動することによって次の平面に移動することであって、次の平面が、前に走査された平面とは異なるグループ中にある場合、θモータの方向が変化する、次の平面に移動することとを含み得る。
【００１４】
いくつかの実装形態では、超音波プローブは、θモータ及びφモータをもつ単一の超音波トランスデューサの代わりに、超音波トランスデューサの１次元（１Ｄ）線形又は屈曲アレイと、θモータとを含み得る。そのような実装形態では、平面を走査するためのφモータの動きは、平面を走査するために超音波トランスデューサの１Ｄアレイを電子的に制御することによって交換され得る。したがって、そのような実装形態では、インターレーシング走査を実行することは、平面を走査するために超音波トランスデューサの１Ｄアレイを制御することと、異なる平面に移動するために垂直軸の周りに超音波トランスデューサの１Ｄアレイを回転するように構成されたモータを制御することとを含み、モータは、走査平面のグループ内で方向を変更することなしに、走査平面のあらゆるグループについて方向を変更し得る。たとえば、インターレーシング走査は、トランスデューサの１Ｄアレイを電子的に制御することによって特定の平面を走査することと、インターレーシング・ファクタに対応する平面の数だけθモータを移動することによって次の平面に移動することであって、次の平面が、前に走査された平面とは異なるグループ中にある場合、θモータの方向が変化する、次の平面に移動することとを含み得る。
【００１５】
特定の実装形態は、２つの走査平面をもち、インターレーシング・ファクタｋが２に設定された、インターレーシング走査を含み得る。そのような実装形態は連続双平面走査を生じ得る。
【００１６】
本明細書で説明する実装形態は、さらに、φモータ及びθモータの動きを重ね合わせることに関する。φモータの動きのアークは、加速の領域と、定速の領域と、減速の領域とを含み得る。超音波画像データ収集は、θモータが静止したままでいる間に定速の領域内で実行され得る。しかしながら、φモータの加速又は減速中にデータ収集が実行されないので、φモータが加速又は減速している時間の間のθモータの動きは、φモータ加速／減速及び／又はθモータ動きからの遅延を低減することによって体積走査レートを改善し得る。したがって、インターレーシング走査を実行することは、φモータがφモータの動きの範囲の加速又は減速領域にある間に回転するようにθモータを制御することを含み得る。たとえば、θモータは、φモータが動きの範囲の加速又は減速領域にある間、第１の平面から第２の平面に移動し得る。
【００１７】
本明細書で説明する実装形態は、さらに、連続θモータ動きに関する。超音波プローブは、超音波トランスデューサへの配線などの配線を含み得る。配線はθモータの動きの範囲を限定し得る。たとえば、ある方向において連続的に回転することは、配線が超音波トランスデューサをベースに取り付けるスピンドルの周りに巻き付く原因になり得るか、又は配線が破損する原因になり得るので、配線は、θモータがある方向において連続的に回転することを妨げ得る。超音波プローブは連続θモータ動きを可能にするように構成され得る。いくつかの実装形態では、配線は導電性スリップ・リングと交換され得る。他の実装形態では、配線は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ接続、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ低エネルギー接続、近距離通信（ＮＦＣ）接続、及び／又は別のタイプの短距離ワイヤレス通信接続など、超音波トランスデューサへのワイヤレス通信接続と交換され得る。したがって、インターレーシング走査を実行することは、走査平面のすべてのグループについて同じ方向に移動するようにθモータを制御することを含み得る。
【００１８】
図１Ａは、本明細書で説明する一実装形態による例示的な超音波システム１００を示す図である。図１Ａに示されているように、超音波システム１００は、超音波プローブ１１０と、ベース・ユニット１２０と、ケーブル１３０とを含み得る。
【００１９】
超音波プローブ１１０は、特定の周波数及び／又はパルス繰り返し率で超音波エネルギーを生成し、反射された超音波エネルギー（たとえば、超音波エコー）を受信し、反射した超音波エネルギーを電気信号に変換するように構成された１つ又は複数の超音波トランスデューサを格納し得る。たとえば、いくつかの実装形態では、超音波プローブ１１０は、約２メガヘルツ（ＭＨｚ）から約１０ＭＨｚ又はそれ以上（たとえば、１８ＭＨｚ）まで延びる範囲内で超音波信号を送信するように構成され得る。他の実装形態では、超音波プローブ１１０は、異なる範囲内で超音波信号を送信するように構成され得る。さらに、超音波プローブ１１０は、超音波トランスデューサの動きを制御するための１つ又は複数のモータを格納し得る。
【００２０】
超音波プローブ１１０は、ハンドル１１２と、トリガ１１４と、（「ノーズ」とも呼ばれる）ドーム１１８とを含み得る。ユーザ（たとえば、医師など）は、ハンドル１１２を介して超音波プローブ１１０を保持し、トリガ１１４を押して、ドーム１１８中に位置する１つ又は複数の超音波トランシーバ及びトランスデューサを活動化させて、患者の当該領域（たとえば、特定の人体器官、人体関節、血管など）に向けて超音波信号を送信し得る。たとえば、プローブ１１０は患者の骨盤領域上及び患者の膀胱の上に配置され得る。
【００２１】
ハンドル１１２は、ユーザが患者の当該領域に対してプローブ１１０を移動することを可能にする。トリガ１１４が活動化すると、患者の当該領域が走査されるときにドーム１１８が患者の体の表面部分と接触している間、選択された解剖学的部分の超音波走査が開始される。いくつかの実装形態では、トリガ１１４はトグル・スイッチ１１６を含み得る。トグル・スイッチ１１６は、超音波システム１００の照準モード中に、異なる照準平面間でトグルするために使用され得る。
【００２２】
ドーム１１８は、１つ又は複数の超音波トランスデューサを囲み得、解剖学的部分に適切な音響インピーダンス整合を与え、及び／又は超音波エネルギーが解剖学的部分中に投影される際に超音波エネルギーが適切に集束されることを可能にする材料から形成され得る。ドーム１１８はまた、超音波信号を送信し、受信するための送信機と受信機とを含むトランシーバ回路を含み得る。プローブ１１０は、ケーブル１３０を介してなど、ワイヤード接続を介してベース・ユニット１２０と通信し得る。他の実装形態では、プローブ１１０は、ワイヤレス接続（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉＦｉなど）を介してベース・ユニット１２０と通信し得る。
【００２３】
ベース・ユニット１２０は、走査された解剖学的領域の画像を生成するために、プローブ１１０によって受信された反射された超音波エネルギーを処理するように構成された１つ又は複数のプロセッサ又は処理論理を格納し、含み得る。さらに、ベース・ユニット１２０は、ユーザが超音波走査からの画像を閲覧することを可能にするための、及び／又はプローブ１１０の動作中にユーザに対して動作上の対話を可能にするためのディスプレイ１２２を含み得る。たとえば、ディスプレイ１２２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）など、出力ディスプレイ／スクリーン、発光ダイオード（ＬＥＤ）ベースディスプレイ、タッチスクリーン、及び／又はユーザにテキスト及び／又は画像データを与える別のタイプのディスプレイを含み得る。
【００２４】
たとえば、ディスプレイ１２２は、プローブ１１０を患者の選択された解剖学的部分に対して配置するための命令を与え得る。代替的に、超音波プローブ１１０は、超音波プローブ１１０を配置するための命令を与える（たとえば、ハンドル１１２中に）小型ディスプレイを含み得る。ディスプレイ１２２はまた、選択された解剖学的領域の２次元又は３次元画像を表示し得る。いくつかの実装形態では、ディスプレイ１２２は、ユーザが、超音波走査に関連する様々な特徴を選択することを可能にするグラフィカル・ユーザ・インターフェース（ＧＵＩ）を含み得る。たとえば、ディスプレイ１２２は、平面の数及び／又はインターレーシング・ファクタなど、インターレース体積走査を実行するための１つ又は複数のパラメータを選択するための選択項目（たとえば、ボタン、ドロップダウン・メニュー項目、チェックボックスなど）を含み得る。さらに、ディスプレイ１２２は、Ｂモード超音波画像、確率モード（Ｐモード）超音波画像、ドップラー・モード超音波画像、高調波モード超音波画像、Ｍモード超音波画像、及び／又は他のタイプの超音波画像など、取得されるべき特定のタイプの超音波画像を選択するための選択項目を含み得る。
【００２５】
図１Ｂは、本明細書で説明する一実装形態による超音波システム１００のための例示的な環境１５０を示す図である。環境１５０は、患者１６０に対する超音波システム１００の動作を示す。図１Ｂに示されているように、患者１６０は、患者の当該領域が走査され得るように配置され得る。たとえば、当該領域が患者の膀胱１６５に対応すると仮定する。膀胱１６５を走査するために、超音波プローブ１１０は、走査されるべき解剖学的部分に近接する患者１６０の表面部分に対して配置され得る。ユーザは、ドーム１１８が皮膚に対して配置されたときに音響インピーダンス整合を与えるために、膀胱１６５の領域の上の患者１６０の皮膚に音響ゲル１７０（又はゲル・パッド）を塗布し得る。ユーザは、トリガ１１４を押下することによって、ディスプレイ１２２上の走査ボタンを押下することによって、ボイス・コマンドを発話することによって、及び／又は別のタイプの走査アクティブ化技法を使用して、膀胱１６５の体積走査を実行することを選択し得る。応答して、超音波プローブ１１０は、膀胱１６５を通して超音波信号１８０を送信し得、反射された超音波信号を受信し得る。反射された超音波信号は処理されて、ディスプレイ１２２上に表示される画像になり得る。
【００２６】
図１Ａ及び図１Ｂは超音波システム１００の例示的な構成要素を示すが、他の実装形態では、超音波システム１００は、より少ない構成要素、異なる構成要素、追加の構成要素、又は図１Ａ及び図１Ｂに示されているものとは異なって構成される構成要素を含み得る。追加又は代替として、超音波システム１００の１つ又は複数の構成要素は、超音波システム１００の１つ又は複数の他の構成要素によって実行されるものとして説明される１つ又は複数のタスクを実行し得る。
【００２７】
たとえば、他の実施例では、超音波プローブ１１０は、１つ又は複数の超音波トランスデューサを動作可能に制御するように、また、超音波画像を生成するために反射された超音波エネルギーを処理するように構成された、超音波プローブ１１０内に格納されたマイクロプロセッサを含む自蔵式デバイスに対応し得る。したがって、超音波プローブ１１０上のディスプレイは、生成された画像を表示するために、及び／又は超音波プローブ１１０の動作に関連する他の情報を閲覧するために使用され得る。また他の実装形態では、超音波プローブ１１０は、超音波プローブ１１０の動作を少なくとも部分的に制御するソフトウェアを含む、及び／又は超音波画像を生成するために超音波プローブ１１０から受信された情報を処理するソフトウェアを含む、ラップトップ、タブレット、及び／又はデスクトップ・コンピュータなどの汎用コンピュータに（ワイヤード又はワイヤレス接続を介して）結合され得る。
【００２８】
図２Ａは、本明細書で説明する一実装形態による超音波プローブ１１０の第１の例示的な実装形態の図である。図２Ａに示されているように、超音波プローブ１１０は、２つの回転モータに結合された単一のトランスデューサ要素を含み得る。この実装形態では、超音波プローブ１１０は、ドーム１１８に接続されたベース２１０と、θモータ２２０と、スピンドル２３０と、φモータ２４０と、トランスデューサ２６０をもつトランスデューサ・バケット２５０とを含み得る。θモータ２２０、φモータ２４０、及び／又はトランスデューサ２６０は、ケーブル１３０（図２Ａに示されていない）を介してθモータ２２０、φモータ２４０、及び／又はトランスデューサ２６０をベース・ユニット１２０に電気的に接続するワイヤード又はワイヤレス電気接続を含み得る。
【００２９】
ベース２１０は、θモータ２２０を格納し、超音波プローブ１１０に対する構造的支持を与え得る。ベース２１０は、ドーム１１８に接続し得、超音波プローブ１１０の構成要素を外部環境から保護するためにドーム１１８とともにシールを形成し得る。θモータ２２０は、本明細書でθ（シータ）回転平面２２５と呼ぶ垂直軸の周りを回転することによって、トランスデューサ２６０に対して長手方向にスピンドル２３０をベース２１０に対して回転し得る。スピンドル２３０はシャフト２３５において終端し得、φモータ２４０はシャフト２３５上に取り付けられ得る。φモータ２４０は、本明細書でφ（ファイ）回転平面２４５と呼ぶ水平軸の周りをθ回転平面２２５に直交する軸の周りを回転し得る。トランスデューサ・バケット２５０は、φモータ２４０に取り付けられ得、φモータ２４０とともに移動し得る。
【００３０】
トランスデューサ２６０はトランスデューサ・バケット２５０に取り付けられ得る。トランスデューサ２６０は、圧電トランスデューサ、容量性トランスデューサ、及び／又は別のタイプの超音波トランスデューサを含み得る。トランスデューサ２６０は、トランスデューサ２６０に関連するトランシーバ回路とともに、特定の超音波周波数又は超音波周波数の範囲において電気信号を超音波信号に変換し、反射された超音波信号（たとえば、エコーなど）を受信し、受信された超音波信号を電気信号に変換する。トランスデューサ２６０は、トランスデューサ２６０の表面に実質的に直角である信号方向２６５において超音波信号を送信し、受信し得る。
【００３１】
信号方向２６５はφモータ２４０の動きによって制御され得、φモータの方位はθモータ２２０によって制御され得る。たとえば、φモータ２４０は、特定の平面についての超音波画像データを生成するために１８０度よりも小さい角にわたって往復回転し得、θモータ２２０は、異なる平面についての超音波画像データを取得するために特定の位置に対して回転し得る。
【００３２】
照準モードでは、φモータ２４０が、特定の照準平面についての超音波画像データを取得するために往復回転している間、θモータ２２０は静止したままであり得る。照準モードでは、θモータ２２０は複数の照準平面の間で往復移動し得、φモータ２４０は、超音波画像データを取得するために往復回転し得る。実例として、θモータ２２０は、照準モードが選択されている間、２つの直交する平面の間で移動し得る。別の実例として、θモータ２２０は、照準モード中に、互いに１２０度にある３つの平面を通して連続的に回転し得る。
【００３３】
３Ｄ走査モードでは、θモータ２２０は、当該領域のフル３Ｄ走査を取得するために、１回又は複数回、平面のセットを通して巡回し得る。平面のセットの各特定の平面内で、φモータ２４０は、特定の平面についての超音波画像データを取得するために回転し得る。θモータ２２０及びφモータ２４０の動きは３Ｄ走査モードにおいてインターレースされ得る。たとえば、第１の方向におけるφモータ２４０の動きの後には、第１の平面から第２の平面へのθモータ２２０の動きが続き、その後、第１の方向と反対の第２の方向におけるφモータ２４０の動きが続き、その後、第２の平面から第３の平面へのθモータ２２０の動きなどが続き得る。そのようなインターレースされた動きは、超音波プローブ１１０が、スムーズな連続体積走査を取得することを可能にするとともに、走査データが取得されるレートを改善し得る。
【００３４】
３Ｄ走査を備える超音波平面画像は、Ｂモード超音波画像、Ｐモード超音波画像、ドップラー・モード画像（たとえば、電力ドップラー、持続波ドップラー、パルス波ドップラーなど）、高調波モード超音波画像、動きモード（Ｍモード）超音波画像、及び／又は他のタイプの超音波画像を含み得る。
【００３５】
いくつかの実装形態では、超音波プローブ１１０は、θモータ２２０の連続動きを可能にするように構成され得る。たとえば、ベース２１０からφモータ２４０及び／又は超音波トランスデューサ２６０への配線はθモータ２２０の動きを特定の方向に限定し得る。したがって、θモータ２２０は、ワイヤの巻き付き又は破損を防ぐために、超音波トランスデューサ２６０を特定の走査平面に移動するように、前方に回転することと後方に回転することとを交互に行う必要があり得る。いくつかの実装形態では、配線は、θモータ２２０のそのような動きを限定せず、θモータ２２０がある方向に回転し続けることを可能にする、電気接続と交換され得る。
【００３６】
いくつかの実装形態では、配線はスピンドル２３０上の及び／又はシャフト２３５上の１つ又は複数の導電性スリップ・リングと交換され得る。導電性スリップ・リングは、互いの周りに回転する間に接触を維持する２つの導電面との電気接続を維持し得る。さらに、摩擦を低減するために２つの導電面間に導電性潤滑剤が存在し得る。他の実装形態では、配線は１つ又は複数のワイヤレス接続と交換され得る。たとえば、ベース２１０は第１のワイヤレス・トランシーバを含み得、トランスデューサ・バケット２５０は第２のワイヤレス・トランスデューサを含み得る。２つのワイヤレス・トランスデューサは、超音波トランスデューサ２６０を制御するためにワイヤレス信号を交換し得る。ワイヤレス・トランスデューサは、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ接続、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ低エネルギー接続、ＮＦＣ接続、及び／又は別のタイプの短距離ワイヤレス通信方法など、短距離ワイヤレス通信方法を介して通信し得る。
【００３７】
図２Ｂは、本明細書で説明する一実装形態による超音波プローブ１１０の第２の例示的な実装形態の図である。図２Ｂに示されているように、超音波プローブ１１０は、回転モータに結合されたトランスデューサ要素の１Ｄアレイを含み得る。この実装形態では、超音波プローブ１１０は、ドーム１１８に接続されたベース２１０と、θモータ２２０と、スピンドル２３０と、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５をもつトランスデューサ・バケット２７０とを含み得る。θモータ２２０及び／又は１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５は、ケーブル１３０（図２Ｂに示されていない）を介してθモータ２２０及び／又は１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５をベース・ユニット１２０に電気的に接続するワイヤード又はワイヤレス電気接続を含み得る。
【００３８】
ベース２１０は、θモータ２２０を格納し、超音波プローブ１１０に対する構造的支持を与え得る。ベース２１０は、ドーム１１８に接続し得、超音波プローブ１１０の構成要素を外部環境から保護するためにドーム１１８とともにシールを形成し得る。θモータ２２０は、θ回転平面２２５の周りを回転することによって、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５に対して長手方向にスピンドル２３０をベース２１０に対して回転し得る。スピンドル２３０はトランスデューサ・バケット２７０において終端し得る。１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５はトランスデューサ・バケット２７０に取り付けられ得る。１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５は、圧電トランスデューサ、容量性トランスデューサ、及び／又は他のタイプの超音波トランスデューサの湾曲した又は段階的１Ｄアレイを含み得る。１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５は、特定の超音波周波数又は超音波周波数の範囲において電気信号を超音波信号に変換し得、反射された超音波信号（たとえば、エコーなど）を受信し得、受信された超音波信号を電気信号に変換し得る。１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５の１つ又は複数の要素は、図２Ｂに項目２７６として示されている、方向のセットのうちの特定の方向に超音波信号を送信し、受信し得る。したがって、一緒に、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５の要素は、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５の要素を電子的に制御することによって特定の平面についての超音波画像データを生成し得る。
【００３９】
φモータ２４０を使用する代わりに、特定の平面を走査するために図２Ｂの超音波プローブ１１０を使用してインターレーシング走査を実行するとき、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５は、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５中のトランスデューサのサブセットを選択的に発射させることによって、又は個々のトランスデューサ要素間の発射遅延を制御することによってのいずれかで、φ方向に超音波ビームを電子的にティルトするように制御され、その結果、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５が前方又は後方のいずれかの方向にアークで超音波ビームを電子的に掃引し得る。他の実装形態では、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５のトランスデューサは、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５が配置された平面についての超音波画像データを取得するように実質的に同時に発射させられ得る。
【００４０】
したがって、３Ｄ走査モードでは、θモータ２２０は、当該領域のフル３Ｄ走査を取得するために１回又は複数回、平面のセットを通して巡回し得る。平面のセットの各特定の平面内で、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５は、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５のトランスデューサを制御することによって超音波画像データを取得し得る。θモータ２２０の動き及び１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５の発射は３Ｄ走査モードでインターレースされ得る。たとえば、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５の発射の後に、第１の平面から第２の平面へのθモータ２２０の動きが続き、その後に、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５の別の発射が続き、その後に、第２の平面から第３の平面へのθモータ２２０の動きなどが続き得る。そのようなインターレースされた動きは、超音波プローブ１１０が、スムーズな連続体積走査を取得すること、並びに、走査データが取得されるレートを改善することを可能にし得る。
【００４１】
いくつかの実装形態では、図２Ｂの超音波プローブ１１０は、θモータ２２０の連続動きを可能にするように構成され得る。たとえば、ベース２１０から１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５への配線はθモータ２２０の動きを特定の方向に限定し得る。したがって、θモータ２２０は、ワイヤの巻き付き又は破損を防ぐために、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５を特定の走査平面に移動するように、前方に回転することと後方に回転することとを交互に行う必要があり得る。いくつかの実装形態では、配線は、θモータ２２０のそのような動きを限定せず、θモータ２２０がある方向に回転し続けることを可能にする、電気接続と交換され得る。さらに、いくつかの実装形態では、配線は、図２Ａに関して上記で説明したように、スピンドル２３０上の及び／若しくはシャフト２３５上の１つ又は複数の導電性スリップ・リング、並びに／又は１つ又は複数のワイヤレス接続と交換され得る。
【００４２】
図２Ｃは、本明細書で説明する一実装形態による、超音波プローブ１１０の第３の例示的な実装形態の図である。図２Ｃに示されているように、超音波プローブ１１０は、スピンドル２３０がシャフト２３５及び信号方向２６５に対して直角に配置された状態で構成され得る。φモータ２４０はシャフト２３５の軸の周りに回転するので、図２Ｃに示された超音波プローブ１１０の構成では、θモータ２２０は、スピンドル２３０の周りの回転平面２２５内でφモータ２４０によって走査される走査平面を移動することになり得る。
【００４３】
図２Ｄは、本明細書で説明する一実装形態による、超音波プローブ１１０の第４の例示的な実装形態の図である。図２Ｄに示されているように、超音波プローブ１１０はトランスデューサ・バケット２７０と１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５とを含み、スピンドル２３０は方向２７６のセットの中心に対して直角に配置され得る。図２Ｄに示された超音波プローブ１１の構成では、θモータ２２０は、スピンドル２３０の周りの回転平面２２５内で１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５によって走査される走査平面を移動することになり得る。したがって、図２Ａ及び図２Ｂでは、φモータ２４０は水平軸の周りに回転し、θモータ２２０は垂直軸の周りに回転するが、図２Ｃ及び２Ｄでは、φモータ２４０は第１の水平軸の周りに回転し、θモータ２２０は、第１の水平軸に対して直角である第２の水平軸の周りに回転する。
【００４４】
図２Ｃ及び図２Ｄに示された超音波プローブ１１０の構成は、図２Ａ及び図２Ｂに示された超音波プローブ１１０の構成を使用して、平面（たとえば、水平面）内で走査平面を移動することと比較して、円柱湾曲面に沿ってφモータ２４０によって走査される走査平面を移動することによって、ファン走査（fan scan）の実行を可能にする。ファン走査は、患者の当該領域が凹表面（たとえば、首の前面、関節の屈曲面、下背部など）に対応するときに、及び／又はターゲット器官が細長い形状を有する（たとえば、大動脈、大腸などを走査する）ときに使用され得る。本明細書で説明するインターレース走査はまた、図２Ｃ及び図２Ｄに示された超音波プローブ１１０の構成を使用して実装され得る。
【００４５】
図２Ａ及び図２Ｂは超音波プローブ１１０の例示的な構成要素を示すが、他の実装形態では、超音波プローブ１１０は、より少ない構成要素、異なる構成要素、追加の構成要素、又は図２Ａ及び図２Ｂに示されているものとは異なって構成される構成要素を含み得る。追加又は代替として、超音波プローブ１１０の１つ又は複数の構成要素は、超音波プローブ１１０の１つ又は複数の他の構成要素によって実行されるものとして説明される１つ又は複数のタスクを実行し得る。
【００４６】
図３は、本明細書で説明する一実装形態によるデバイス３００の例示的な構成要素を示す図である。超音波プローブ１１０及び／又はベース・ユニット１２０は、それぞれ１つ又は複数のデバイス３００を含み得る。図３に示されているように、デバイス３００は、バス３１０と、プロセッサ３２０と、メモリ３３０と、入力デバイス３４０と、出力デバイス３５０と、通信インターフェース３６０とを含み得る。
【００４７】
バス３１０は、デバイス３００の構成要素の間の通信を可能にする経路を含み得る。プロセッサ３２０は、命令を解釈し、実行する、任意のタイプのシングルコア・プロセッサ、マルチコア・プロセッサ、マイクロプロセッサ、ラッチベース・プロセッサ、及び／又は処理論理（又はプロセッサ、マイクロプロセッサ、及び／又は処理論理のファミリー）を含み得る。他の実施例では、プロセッサ３２０は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、及び／又は別のタイプの集積回路又は処理論理を含み得る。
【００４８】
メモリ３３０は、プロセッサ３２０による実行のための、情報及び／又は命令を記憶し得る任意のタイプの動的記憶デバイス、及び／又はプロセッサ３２０による使用のための情報を記憶し得る任意のタイプの不揮発性記憶デバイスを含み得る。たとえば、メモリ３３０は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、又は別のタイプの動的記憶デバイス、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）デバイス、若しくは別のタイプの静的記憶デバイス、コンテンツ・アドレッサブル・メモリ（ＣＡＭ）、磁気及び／又は光記録メモリ・デバイス及びそれの対応するドライブ（たとえば、ハード・ディスク・ドライブ、光ドライブなど）、及び／又はフラッシュ・メモリなどの取外し可能な形態のメモリを含み得る。
【００４９】
入力デバイス３４０は、オペレータがデバイス３００に情報を入力することを可能にし得る。入力デバイス３４０は、たとえば、キーボード、マウス、ペン、マイクロフォン、リモート・コントロール、オーディオ・キャプチャ・デバイス、画像及び／又はビデオ・キャプチャ・デバイス、タッチスクリーン・ディスプレイ、及び／又は別のタイプの入力デバイスを含み得る。いくつかの実施例では、デバイス３００は、リモートで管理され得、入力デバイス３４０を含まないことがある。言い換えれば、デバイス３００は、「ヘッドレス」であり得、たとえば、キーボードを含まないことがある。
【００５０】
出力デバイス３５０はデバイス３００のオペレータに情報を出力し得る。出力デバイス３５０は、ディスプレイ、プリンタ、スピーカ、及び／又は別のタイプの出力デバイスを含み得る。たとえば、デバイス３００は、顧客にコンテンツを表示するための液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含み得る、ディスプレイを含み得る。いくつかの実施例では、デバイス３００は、リモートで管理され得、出力デバイス３５０を含まないことがある。言い換えれば、デバイス３００は、「ヘッドレス」であり得、たとえば、ディスプレイを含まないことがある。
【００５１】
通信インターフェース３６０は、デバイス３００が、ワイヤレス通信（たとえば、無線周波数、赤外線、及び／又は視覚オプティクスなど）、ワイヤード通信（たとえば、導線、より対線、同軸ケーブル、伝送線路、光ファイバー・ケーブル、及び／又は導波路など）、又はワイヤレス通信とワイヤード通信の組合せを介して、他のデバイス及び／又はシステムと通信することを可能にする、トランシーバを含み得る。通信インターフェース３６０は、ベースバンド信号を無線周波数（ＲＦ）信号に変換する送信機、及び／又はＲＦ信号をベースバンド信号に変換する受信機を含み得る。通信インターフェース３６０は、ＲＦ信号を送信し、受信するためのアンテナに結合され得る。
【００５２】
通信インターフェース３６０は、入力ポート及び／若しくは出力ポートを含む論理構成要素、入力システム及び／若しくは出力システム、並びに／又は他のデバイスへのデータの送信を促進する他の入力構成要素及び出力構成要素を含み得る。たとえば、通信インターフェース３６０は、ワイヤード通信のためのネットワーク・インターフェース・カード（たとえば、イーサネット（登録商標）・カード）、及び／又はワイヤレス通信のためのワイヤレス・ネットワーク・インターフェース（たとえば、ＷｉＦｉ）カードを含み得る。通信インターフェース３６０はまた、ケーブルを介した通信のためのユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）ポート、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）ワイヤレス・インターフェース、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）インターフェース、近距離通信（ＮＦＣ）ワイヤレス・インターフェース、及び／又はデータを１つの形態から別の形態に変換する任意の他のタイプのインターフェースを含み得る。
【００５３】
以下で詳細に説明するように、デバイス３００は、インターレース走査を実行することに関係するいくつかの動作を実行し得る。デバイス３００は、プロセッサ３２０がメモリ３３０などコンピュータ可読媒体に含まれているソフトウェア命令を実行することに応答して、これらの動作を実行し得る。コンピュータ可読媒体は非一時的メモリ・デバイスとして定義され得る。メモリ・デバイスは、単一の物理メモリ・デバイス内で実装されるか、又は複数の物理メモリ・デバイスにわたって拡散し得る。ソフトウェア命令は別のコンピュータ可読媒体から又は別のデバイスからメモリ３３０に読み込まれ得る。メモリ３３０に含まれているソフトウェア命令は、プロセッサ３２０に本明細書で説明するプロセスを実行させ得る。代替的に、本明細書で説明するプロセスを実装するためのソフトウェア命令の代わりに、又はそれと組み合わせて、ハードワイヤード回路が使用され得る。したがって、本明細書で説明する実装形態はハードウェア回路とソフトウェアの任意の特定の組合せに限定されない。
【００５４】
図３はデバイス３００の例示的な構成要素を示すが、他の実装形態では、デバイス３００は、より少ない構成要素、異なる構成要素、追加の構成要素、又は図３に示されているものとは異なって構成される構成要素を含み得る。追加又は代替として、デバイス３００の１つ又は複数の構成要素は、デバイス３００の１つ又は複数の他の構成要素によって実行されるものとして説明される１つ又は複数のタスクを実行し得る。
【００５５】
図４は、超音波システム１００の例示的な機能構成要素を示す図である。超音波システム１００の機能構成要素は、たとえば、メモリ３３０からの命令を実行するプロセッサ３２０を介して実装され得る。代替的に、超音波システム１００の機能構成要素のいくつか又はすべてはハードワイヤード回路を介して実装され得る。図４に示されているように、超音波システム１００は、ユーザ・インターフェース４１０と、インターレース走査マネージャ４２０と、走査順序テーブル・データベース（ＤＢ）４２５と、画像生成器４３０と、データ・コレクタ４５０とを含み得る。
【００５６】
ユーザ・インターフェース４１０は、ディスプレイ１２２を介して超音波画像をユーザに表示し、ディスプレイ１２２に関連するタッチスクリーンを介して、ベース・ユニット１２０上及び／又は超音波プローブ１１０上に位置する１つ又は複数の制御キーを介して、ベース・ユニット１２０中に含まれるマイクロフォンを介して、及び／又は別のタイプの入力方法を介して、ユーザからの選択及び／又はコマンドを受信するように構成されたユーザ・インターフェース（たとえば、グラフィカル・ユーザ・インターフェース）を生成し得る。たとえば、ユーザは、ユーザ・インターフェース４１０を介して超音波画像のタイプ、照準モードを選択し得、１つ又は複数の照準モード平面を選択し得、並びに／又はユーザが照準モード中の超音波プローブ１１０の位置に満足すると３Ｄ走査を実行することを選択し得る。
【００５７】
インターレース走査マネージャ４２０は、患者の体における当該領域についての３Ｄ走査を生成し得る。たとえば、ユーザが３Ｄ走査を実行することを選択したことに応答して、インターレース走査マネージャ４２０は、走査順序テーブルＤＢ４２５に記憶された情報に基づいて、θモータ２２０及びφモータ２４０のインターレース動きを用いて特定のシーケンスにおける平面の特定のセットについての超音波画像を生成するように、画像生成器４３０に命令し得る。走査順序テーブルＤＢ４２５は１つ又は複数の走査順序テーブルを記憶し得る。特定の走査順序テーブルは、特定の数の平面及び特定のインターレーシング・ファクタｋについて、平面のセットのための走査順序と、各平面についてのθモータ２２０及びφモータ２４０のための対応する移動方向とを識別する情報を含み得る。いくつかの実装形態では、特定の走査順序テーブルがユーザによって選択され得る。他の実装形態では、特定の走査順序テーブルが１つ又は複数の走査パラメータに基づいて選択され得る。例示的な走査順序テーブルについて、図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃを参照して以下で説明する。
【００５８】
さらに、インターレース走査マネージャ４２０は、ユーザが特定のタイプのインターレース走査を選択し、次いで実行することを可能にするように構成され得る。たとえば、インターレース走査マネージャ４２０は、ある方向における連続θモータ動き、及び／又は他のタイプのインターレース走査を実行するために、φモータ及びθモータ動きの重ね合わせを伴う走査（たとえば、φモータ２４０がそれの動きの範囲の加速又は減速領域にある間に、θモータ２２０を第１の平面から第２の平面に移動する）を実行するために連続双平面走査を選択し、実行し得る。
【００５９】
画像生成器４３０は特定の平面内に超音波画像を生成し得る。たとえば、画像生成器４３０は、特定のタイプの超音波画像を取得するように、特定の平面に（たとえば、θモータ２２０の特定の位置）移動するように、及び（たとえば、φモータ２４０及びトランスデューサ２６０を使用して）特定の平面についての特定のタイプの超音波画像を生成するように、データ・コレクタに命令し得る。
【００６０】
データ・コレクタ４５０は、超音波プローブ１１０から超音波画像データを収集するように構成され得る。データ・コレクタ４５０は、φモータ・コントローラ４６０と、θモータ・コントローラ４７０と、トランスデューサ・コントローラ４８０とを含み得る。φモータ・コントローラ４６０はφモータ２４０を制御し得る。θモータ・コントローラ４７０はθモータ２２０を制御し得る。トランスデューサ・コントローラ４８０はトランスデューサ２６０を制御し得る。
【００６１】
図４は超音波システム１００の例示的な構成要素を示すが、他の実装形態では、超音波システム１００は、より少ない構成要素、異なる構成要素、追加の構成要素、又は図４に示されているものとは異なって構成される構成要素を含み得る。追加又は代替として、超音波システム１００の１つ又は複数の構成要素は、超音波システム１００の１つ又は複数の他の構成要素によって実行されるものとして説明される１つ又は複数のタスクを実行し得る。
【００６２】
図５は、本明細書で説明する一実装形態による、インターレース走査のためのプロセスのフローチャートである。いくつかの実装形態では、図５のプロセスは超音波システム１００によって実行され得る。他の実装形態では、図５のプロセスのいくつか又はすべては、超音波システム１００とは別個の別のデバイス又はデバイスのグループによって実行され得る。
【００６３】
図５のプロセスは、平面の数Ｎと、インターレーシング・ファクタｋと、整数｛１，．．．，ｋ｝のセットのうちの置換セット｛ｂ１，．．．，ｂｋ｝とを定義することを含み得る（ブロック５１０）。インターレーシング・ファクタｋは走査平面のグループの数を決定し得、置換セットは、走査平面のグループが走査されるシーケンスを定義し得る。したがって、ｂｉは走査平面のｉ番目のグループを指す。たとえば、インターレーシング・ファクタｋ＝４をもつ、Ｎ＝１２個の平面がある場合、平面は、番号を付けられた平面を、４つのグループ、すなわち、グループ１＝｛１，５，９｝、グループ２＝｛２，６，１０｝、グループ３＝｛３，７，１１｝、及びグループ４＝｛４，８，１２｝に連続的に割り当てることによって、４つのグループに分割される。実例として、｛ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４｝＝｛３，２，４，１｝の置換セットを選定すると、走査方向が連続グループ間で前方向と後方向との間で交互に替わる、（３−＞７−＞１１）−＞（１０−＞６−＞２）−＞（４−＞８−＞１２）−＞（９−＞５−＞１）という走査平面順序が生じる。別の実例として、｛ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４｝＝｛１，２，３，４｝の置換セットを選定すると、（１−＞５−＞９）−＞（１０−＞６−＞２）−＞（３−＞７−＞１１）−＞（１２−＞８−＞４）という走査平面順序が生じる。
【００６４】
いくつかの実装形態では、ユーザは、平面の数Ｎと、インターレーシング・ファクタｋと、インターレーシング走査が選択されるときにディスプレイ１２２上に表示されるオプションのリストからの置換セット｛ｂ１，．．．，ｂｋ｝とを選択し得る。他の実装形態では、超音波システム１００は、当該領域、画像サイズ、選択される超音波画像のタイプ、及び／又は別のタイプのパラメータなど、実行されるべき走査に関連する１つ又は複数のパラメータに基づいて、走査平面の特定の数、インターレーシング・ファクタ、及び／又は置換セットを自動的に選択し得る。
【００６５】
変数は初期化され得る（ブロック５２０）。特に、現在のインデックスｉは１に設定され得、現在のθモータ方向ｄは前方又は後方のいずれかに設定され得、現在の走査平面ｎは、θモータ方向ｄが「前方」に設定された場合は、ｂｉに設定され、θモータ方向ｄが「後方」に設定された場合は、Ｎ−ｋ＋ｂｉに設定され得る。いくつかの実装形態では、θモータ２２０についての「前方」方向は、増加する平面の数の方向に、円に沿って移動するものとして定義され得、「後方」方向は、減少する平面の数の方向に、円に沿って移動するものとして定義され得る。他の実装形態では、θモータ２２０についての「前方」方向と「後方」方向とは異なって定義され得る。たとえば、θモータ２２０についての「前方」は反時計回りと定義され得、θモータ２２０についての「後方」は時計回りと定義され得る。
【００６６】
さらに、いくつかの実装形態では、φモータ２４０についての「前方」は、平面が番号を付けられた円に沿った位置から、その平面に沿って移動することと定義され得、φモータ２４０についての「後方」は、平面が番号を付けられた円に沿った位置に向かって、その平面に沿って移動することと定義され得る。他の実装形態では、φモータ２４０についての「前方」方向と「後方」方向とは異なって定義され得る。たとえば、φモータ２４０についての「前方」は時計回りと定義され得、θモータ２２０についての「後方」は反時計回りと定義され得る。
【００６７】
ｎ番目の平面が次いで走査され得る（ブロック５３０）。トランスデューサ２６０又は１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５は、Ｂモード超音波走査、Ｐモード超音波走査、ドップラー・モード超音波走査、高調波モード超音波走査、及び／又はｎ番目の平面の別のタイプの超音波走査を実行し得る。実例として、図２Ａの超音波プローブ１１０を使用する実装形態では、ｎ番目の平面は、前の平面を走査しているときに、φモータ２４０が移動した方向と反対である方向にφモータ２４０を移動することによって走査され得る。したがって、φモータ２４０が前の平面について前方向に移動した場合は、φモータ２４０は後方向に移動し得、φモータ２４０が前の平面について後方向に移動した場合は、φモータ２４０は前方向に移動し得る。第１の平面を走査するときφモータ２４０はデフォルトの第１の方向（たとえば、いくつかの実装形態では前方に、他の実装形態では後方に、など）に移動し得る。
【００６８】
別の実例として、図２Ｂの超音波プローブ１１０を使用する実装形態では、ｎ番目の平面は、特定のシーケンスにおいてトランスデューサを発射させることによってｎ番目を走査するように１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５のトランスデューサを電子的に制御することによって走査され得る。また別の実例として、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５のトランスデューサは、実質的に同時に又はランダムな順序でトランスデューサを発射させることによって、時間遅延なしに発射させられ得る。
【００６９】
現在のθ方向が前方に設定されるかどうかに関する決定が行われ得る（ブロック５４０）。現在のθ方向が前方に設定される場合（ブロック５４０−はい）、ｎはｎ＋ｋに設定され得る（ブロック５５０）。言い換えれば、現在の走査平面はインターレーシング・ファクタによって増加し得る。ｎが走査平面の総数に対応する、Ｎよりも大きい数に設定されるかどうかに関する決定が行われ得る（ブロック５６０）。ｎ＞Ｎ（ブロック５６０−はい）の場合、現在のインデックスｉはｍｏｄ（ｉ，ｋ）＋１に設定され得、ｎはＮ−ｋ＋ｂｉに設定され得（ブロック５７０）、θモータ方向は後方に設定され得る（ブロック５８０）。θモータ２２０は、次いでｎ番目の走査平面に移動され得（ブロック５９０）、処理は、φモータ２４０が移動した最後の方向と反対である方向にφモータ２４０を移動することによって（又はｎ番目の平面を走査するために１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５を電子的に制御することによって）ｎ番目の走査平面を走査するために、ブロック５３０に戻り得る。ブロック５６０に戻ると、ｎ≦Ｎ（ブロック５６０−いいえ）の場合、処理は、ｎ番目の走査平面にθモータ２２０を移動するためにブロック５９０に進み得、処理は、φモータ２４０が移動した最後の方向と反対である方向にφモータ２４０を移動することによって（又はｎ番目の平面を走査するために１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５を電子的に制御することによって）ｎ番目の走査平面を走査するために、ブロック５３０に戻り得る。
【００７０】
ブロック５４０に戻ると、現在のθ方向が後方に設定される場合（ブロック５４０−いいえ）、ｎはｎ−ｋに設定され得る（ブロック５５５）。言い換えれば、現在の走査平面はインターレーシング・ファクタによって減少し得る。ｎが１未満に設定されるかどうかに関する決定が行われ得る（ブロック５６５）。ｎ＜１（ブロック５６５−はい）の場合、現在のインデックスｉはｍｏｄ（ｉ，ｋ）＋１に設定され得、ｎはｂｉに設定され得（ブロック５７５）、θモータ方向は前方に設定され得る（ブロック５８５）。θモータ２２０は、次いでｎ番目の走査平面に移動され得（ブロック５９０）、処理は、φモータ２４０が移動した最後の方向と反対である方向にφモータ２４０を移動することによって（又はｎ番目の平面を走査するために１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５を電子的に制御することによって）ｎ番目の走査平面を走査するために、ブロック５３０に戻り得る。ブロック５６５に戻ると、ｎ≧１（ブロック５６５−いいえ）の場合、処理は、ｎ番目の走査平面にθモータ２２０を移動するためにブロック５９０に進み得、処理は、φモータ２４０が移動した最後の方向と反対である方向にφモータ２４０を移動することによって（又はｎ番目の平面を走査するために１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５を電子的に制御することによって）ｎ番目の走査平面を走査するために、ブロック５３０に戻り得る。
【００７１】
図５のプロセスは、ユーザが、体積走査を実行するのを停止することを選択するまで、選択された数の体積走査が実行されるまで、及び／又は異なるタイプのトリガ条件が満たされるまで、継続し得る。
【００７２】
図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、及び図６Ｄは例示的な走査順序テーブルの図である。図６Ａは、１２個の平面及び２のインターレーシング・ファクタｋを用いたインターレーシング走査のための走査順序テーブル６０１を示す。走査順序テーブル６０１は、走査順序列６１０と、平面数列６２０と、φモータ方向列６３０と、θモータ方向列６４０とを含み得る。走査順序列６１０は、平面が走査される順序を識別する情報を含み得る。平面数列６２０は、円の周りの開始平面からの平面の連続番号付け（たとえば、図７Ａ参照）に基づいて平面の数を識別する情報を含み得る。φモータ方向列６３０は、各平面についてφモータ２４０の移動方向を識別する情報を含み得る（「ＦＷ」は平面番号付けに対する前方動きに対応し、「ＢＷ」は平面番号付けに対する後方動きに対応する）。θモータ方向列６４０は、平面の各グループについてのθモータ２２０の移動方向を識別する情報を含み得る。
【００７３】
図６Ａに示されているように、１２個の平面、２のインターレーシング・ファクタ、及び｛１，２｝の置換セットについてのインターレーシング走査のための１つの体積走査についての平面の走査順序は、１、３、５、７、９、１１と、後続の１２、１０、８、６、４、２である。φモータ２４０の方向は各平面とともに変化し、θモータ２２０の方向は平面の各グループとともに変化する。インターレーシング・ファクタが２であるので、平面のグループの数は２である。
【００７４】
図６Ｂは、１２個の平面、４のインターレーシング・ファクタｋ、及び｛１，２，３，４｝の置換セットを用いたインターレーシング走査のための走査順序テーブル６０２を示す。図６Ｂに示されているように、１２個の平面及び４のインターレーシング・ファクタについてのインターレーシング走査のための１つの体積走査についての平面の走査順序は、１、５、９と、後続の１０、６、２と、後続の３、７、１１と、後続の１２、８、４である。φモータ２４０の方向は各平面とともに変化し、θモータ２２０の方向は平面の各グループとともに変化する。インターレーシング・ファクタが４であるので、平面のグループの数は４である。
【００７５】
図６Ｃは、１２個の平面、４のインターレーシング・ファクタｋ、及び｛３，２，４，１｝の置換セットを用いた別のインターレーシング走査のための走査順序テーブル６０３を示す。図６Ｃに示されているように、１つの体積走査のための走査順序テーブル６０３についての走査順序は、３、７、１１と、後続の１０、６、２と、後続の４、８、１２と、後続の９、５、１である。走査順序テーブル６０３は、異なる置換セットを有することによって走査順序テーブル６０２とは異なる。
【００７６】
図６Ｄは、１２個の平面、２のインターレーシング・ファクタｋ、及び｛２，１｝の置換セットを用いたインターレーシング走査のための走査順序テーブル６０４を示す。図６Ｄに示されているように、走査順序テーブル６０４についての走査順序は、１１、９、７、５、３、１と、後続の２、４、６、８、１０、及び１２である。走査順序テーブル６０４は、異なる置換セットを有することによって走査順序テーブル６０１とは異なり、θモータ方向列６４０が「前方」方向で開始する必要がないことを示す。
【００７７】
図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、及び図７Ｄは、１２個の平面に基づく体積走査についての例示的な超音波トランスデューサ軌跡の図である。図７Ａは、第１の体積走査７１０及び第２の体積走査７１２のための１２個の平面と１のインターレーシング・ファクタとに基づくインターレース走査についての超音波トランスデューサ２６０の軌跡７０１を示す。図７Ａは、φモータ２４０が特定の平面上を移動することを証明するための平面９についてのφモータ動き７１４と、θモータ２２０が平面から平面へ移動することを証明するための平面２から平面３へのθモータ動き７１６とを識別する。
【００７８】
図７Ｂは、第１の体積走査（項目７２０及び７２２）及び第２の体積走査（項目７２４及び７２６）についての１２個の平面と２のインターレーシング・ファクタとに基づくインターレース走査についての超音波トランスデューサ２６０の軌跡７０２を示す。図７Ｃは、第１の体積走査（項目７３０、７３１、及び７３２）及び第２の体積走査（項目７３３、７３４、及び７３５）についての１２個の平面と３のインターレーシング・ファクタとに基づくインターレース走査についての超音波トランスデューサの軌跡７０３を示す。図７Ｄは、第１の体積走査（項目７４０、７４１、７４２、及び７４３）及び第２の体積走査（項目７４４、７４５、７４６、及び７４７）についての１２個の平面と４のインターレーシング・ファクタとに基づくインターレース走査についての超音波トランスデューサの軌跡７０４を示す。
【００７９】
図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、及び図８Ｄは、２４個の平面に基づく体積走査についての例示的な超音波トランスデューサ軌跡の図である。図８Ａは、第１の体積走査８１０及び第２の体積走査８１２についての２４個の平面と１のインターレーシング・ファクタとに基づくインターレース走査についての超音波トランスデューサ２６０の軌跡８０１を示す。図８Ｂは、第１の体積走査（項目８２０及び８２２）及び第２の体積走査（項目８２４及び８２６）についての２４個の平面と２のインターレーシング・ファクタとに基づくインターレース走査についての超音波トランスデューサ２６０の軌跡８０２を示す。図８Ｃは、第１の体積走査（項目８３０、８３１、及び８３２）及び第２の体積走査（項目８３３、８３４、及び８３５）についての２４個の平面と３のインターレーシング・ファクタとに基づくインターレース走査についての超音波トランスデューサの軌跡８０３を示す。図８Ｄは、第１の体積走査（項目８４０、８４１、８４２、及び８４３）及び第２の体積走査（項目８４４、８４５、８４６、及び８４７）についての２４個の平面と４のインターレーシング・ファクタとに基づくインターレース走査についての超音波トランスデューサの軌跡８０４を示す。
【００８０】
図９Ａ及び図９Ｂは、４個の平面に基づく体積走査についての例示的な超音波トランスデューサ軌跡の図である。図９Ａは、第１の体積走査９１０及び第２の体積走査９１２についての４個の平面と１のインターレーシング・ファクタとに基づくインターレース走査についての超音波トランスデューサ２６０の軌跡９０１を示す。図９Ｂは、第１の体積走査（項目９２０及び９２２）及び第２の体積走査（項目９２４及び９２６）についての４個の平面と２のインターレーシング・ファクタとに基づくインターレース走査についての超音波トランスデューサ２６０の軌跡９０２を示す。
【００８１】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、２個の平面に基づく体積走査についての例示的な超音波トランスデューサ軌跡の図である。図１０Ａは、第１の双平面走査１０１０及び第２の双平面走査１０１２についての２個の平面と１のインターレーシング・ファクタとに基づくインターレース走査についての超音波トランスデューサ２６０の軌跡１００１を示す。図１０Ｂは、第１の双平面走査（項目１０２０及び１０２２）及び第２の双平面走査（項目１０２４及び１０２６）についての２個の平面と２のインターレーシング・ファクタとに基づくインターレース走査についての超音波トランスデューサ２６０の軌跡１００２を示す。２個の平面と２のインターレーシング・ファクタとに基づくインターレース走査は連続双平面走査のケースに対応する。
【００８２】
図１１は連続双平面走査軌跡１１００を示す。連続双平面走査では、超音波トランスデューサ２６０は２つの直交超音波画像（たとえば、Ｂモード画像）を収集し得る。φモータ２４０及びθモータ２２０の速度が十分に速い場合、連続双平面走査はリアルタイム、又はほぼリアルタイムの双平面超音波撮像のために使用され得る。連続双平面走査は、たとえば、患者の体の当該領域のリアルタイムの横方向及び縦方向図を取得するために有用であり得る。
【００８３】
図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、及び図７Ｄ、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、及び図８Ｄ、図９Ａ及び図９Ｂ、図１０Ａ及び図１０Ｂ、並びに図１１は、θモータ２２０及びφモータ２４０の動きを含む、図２Ａの超音波プローブ１１０を使用した体積走査についての超音波トランスデューサ軌跡を示す。しかしながら、示されている超音波トランスデューサ軌跡はまた、φモータ動き７１４が、物理的なモータ動きを含むのではなく、むしろ走査されている特定の平面を表す、１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５を使用する電子的に制御される走査で代用される場合、θモータ２２０と１Ｄトランスデューサ・アレイ２７５とをもつ図２Ｂの超音波プローブ１１０を使用する体積走査について適用され得る。したがって、そのような実装形態では、各平面内のφモータ動き７１４の方向を表す矢印は無視され得る。
【００８４】
図１２はφモータ２４０の動きの範囲の図１２００である。図１２に示されているように、φモータ２４０についての動きの範囲１２１０は円のセクタを含み得る。たとえば、いくつかの実装形態では、動きの範囲１２１０は、約１５０°など、１８０°未満に及び得る。動きの範囲１２１０は２つの加速／減速領域１２２０と定速領域１２３０とを含み得る。たとえば、いくつかの実装形態では、定速領域１２３０は約１２０°に及び得る。φモータ２４０が平面を走査するとき、φモータ２４０は０の回転速度から走査モータ速度まで加速し得、走査モータ速度は、φモータ２４０が定速領域１２３０の開始点に到着する時間までに到達され得る。超音波トランスデューサ２６０は、次いで平面を走査することを開始し得、φモータ２４０が定速領域１２３０上を移動する際に平面を走査することを続け得る。超音波トランスデューサ２６０は定速領域１２３０の端部で走査することを停止し得、φモータ２４０は、減速することを開始し、動きの範囲１２１０の端部にも対応する、加速／減速領域１２２０の端部における静止位置に到達し得る。したがって、φモータ２４０は、定速領域１２３０に対応し、定速領域１２３０の角度（たとえば、１２０°）に対応する視角をもつ超音波画像をもたらすセクタを走査し得る。
【００８５】
図１２に関して上記で説明したように、加速／減速領域１２２０では、走査することは行われない。したがって、体積走査速度は、インターレース走査の前の平面（加速中）から又は次の平面（減速中）にθモータ２２０を移動することによって、φモータ２４０が加速／減速領域１２２０のうちの１つを通って移動している時間を利用することによって改善され得る。したがって、θモータ２２０とφモータ２４０との動きは重なり得る。
【００８６】
図１３Ａは、重ね合わせなしの及び重ね合わせありの２平面体積走査についてのモータの動き軌跡及び位置を示す図１３０１である。図１３Ａに示されているように、重ね合わせなしの動き軌跡１３１０により、５つの連続体積走査について図１３Ａに示されている、重ね合わせなしの動きプロファイル１３１５が生じる。また、図１３Ａには、同じく５つの連続体積走査について示されている、重ね合わせありの動きプロファイル１３２５を生じる、重ね合わせありの動き軌跡１３２０が示されている。重ね合わせを用いると、θモータ２２０は、φモータ２４０が減速している間に次の平面に移動することを開始し、φモータ２４０は、θモータ２２０が依然として移動している間に、及びθモータ２２０が次の平面への移動を完了する前に、次の平面の走査のために加速することを開始する。重ね合わせありの動きプロファイル１３２５は、この例示的なインターレース走査では、重ね合わせが、たとえば５つの体積走査について０．２秒よりも大きい時間節約をもたらし、その結果、リアルタイムにより近い体積走査がより速くなり、動きぶれが低減されることを示す。
【００８７】
図１３Ｂは、重ね合わせなしの及び重ね合わせありの１２平面体積走査についてのモータの動き軌跡及び位置を示す図である。図１３Ｂに示されているように、重ね合わせなしの動き軌跡１３５０により、１つの体積走査について図１３Ｂに示されている、重ね合わせなしの動きプロファイル１３５５が生じる。また、図１３Ｂには、同じく１つの体積走査について示されている、重ね合わせありの動きプロファイル１３６５を生じる、重ね合わせありの動き軌跡１３６０が示されている。重ね合わせありの動きプロファイル１３６５は、１２個の走査平面をもつこの例示的なインターレース走査では、重ね合わせが、たとえば単一の体積走査について０．２秒よりも大きい時間節約をもたらすことを示す。
【００８８】
図２に関して上記で説明したように、いくつかの実装形態では、超音波プローブ１１０は、ある方向におけるθモータ２２０の連続動きを可能にするように構成され得る。θモータ２２０の連続動きは、たとえば、超音波トランスデューサ２６０への配線を導電性スリップ・リング及び／又はワイヤレス接続と交換することによって可能にされ得る。図１４Ａ及び図１４Ｂは、連続θモータ動きをもつ例示的な走査順序テーブルの図である。θモータ２２０の連続動きを用いた実装形態では、インターレース走査についてのルールは、以下のルール、すなわち、φモータ２４０の方向は体積走査中に平面ごとに変化し、θモータ２２０の方向は変化しない、と交換され得る。
【００８９】
図１４Ａは、１２個の平面、２のインターレーシング・ファクタｋ、及びθモータ２２０の連続動きを用いたインターレーシング走査のための走査順序テーブル１４０１を示す。図１４Ａに示されているように、φモータ２４０の方向は各平面とともに変化し、θモータ２２０の方向は変化しない。図１４Ｂは、１２個の平面、４のインターレーシング・ファクタｋ、及びθモータ２２０の連続動きを用いたインターレーシング走査のための走査順序テーブル１４０２を示す。図１４Ｂに示されているように、φモータ２４０の方向は各平面とともに変化し、θモータ２２０の方向は変化しない。
【００９０】
図１５Ａ、図１５Ｂ、及び図１５Ｃは、連続θモータ動きをもつ１２個の平面に基づく体積走査についての例示的な超音波トランスデューサ軌跡の図である。図１５Ａは、第１の体積走査（項目１５１０及び１５１２）及び第２の体積走査（項目１５１４及び１５１６）のための１２個の平面と２のインターレーシング・ファクタとに基づくインターレース走査についての超音波トランスデューサ２６０の軌跡１５０１を示す。図１５Ｂは、第１の体積走査（項目１５２０及び１５２１）、第２の体積走査（項目１５２２及び１５２３）、及び第３の体積走査（項目１５２４及び１５２５）のための２つの平面と２のインターレーシング・ファクタ（すなわち、双平面走査）とに基づくインターレース走査についての超音波トランスデューサの軌跡１５０２を示す。図１５Ｃは、重ね合わせなし（１５３０）の及び重ね合わせあり（項目１５３５）の連続θモータ動きを用いた連続双平面走査についての超音波トランスデューサ２６０の軌跡を比較する図１５０３を示す。
【００９１】
以上の明細書では、添付の図面を参照しながら、様々な好ましい実施例について説明した。しかしながら、様々な変更及び改変がそれに対して行われ得、以下の特許請求の範囲に記載されているように、本発明のより広い範囲から逸脱することなしに、追加の実施例が実装され得ることは明らかである。明細書及び図面は、したがって、限定的な意味ではなく、例示的な意味で考えられるべきである。
【００９２】
たとえば、図５に関して一連のブロックについて説明したが、ブロックの順序は他の実装形態では変更され得る。さらに、非依存ブロックは並行して実行され得る。
【００９３】
上記で説明した実施例は、膀胱を走査することに関するが、大動脈、前立腺、腎臓、子宮、卵巣、心臓など、他の器官、関節、血管、及び／又は人体領域は、他の実装形態では、走査及び／又は撮像され得るだろう。さらに、いくつかの実装形態では、平面の数及び／又はインターレーシング・ファクタの選択は、画像のサイズ、当該領域、及び／又は別のパラメータに基づいて自動的であり得る。
【００９４】
本システム及び／又は方法は、上記で説明したように、図に示された実装形態において、ソフトウェア、ファームウェア、及びハードウェアの多くの異なる形態で実装され得ることが明らかになろう。これらのシステム及び方法を実装するために使用される実際のソフトウェア・コード又は専用制御ハードウェアは実施例を限定しない。したがって、本システム及び方法の動作及び挙動については、特定のソフトウェア・コードへの言及なしに説明した。すなわち、ソフトウェア及び制御ハードウェアは、本明細書の説明に基づくシステム及び方法を実装するように設計され得ることが理解される。
【００９５】
さらに、上記で説明したいくつかの部分は、１つ又は複数の機能を実行する構成要素として実装され得る。構成要素は、本明細書で使用する際、プロセッサ、ＡＳＩＣ、又はＦＰＧＡなどのハードウェア、又はハードウェアとソフトウェアの組合せ（たとえば、ソフトウェアを実行するプロセッサ）を含み得る。
【００９６】
「備える（comprise）」／「備える（comprising）」という用語は、本明細書において使用されるとき、述べられる特徴、整数、ステップ又は構成要素の存在を指定するために用いられるが、１つ又は複数の他の特徴、整数、ステップ、構成要素、又はそれらのグループの存在又は追加を排除しないことが強調されるべきである。
【００９７】
「論理」という用語は、本明細書で使用する際、１つ又は複数のメモリ・デバイスにおいて記憶される命令を実行するように構成された１つ又は複数のプロセッサの組合せを指すことがあり、ハードワイヤード回路を指すことがあり、及び／又はそれらの組合せを指すことがある。さらに、論理は、単一のデバイス中に含まれ得るか、又は複数の、場合によってはリモートのデバイスにわたって分配され得る。
【００９８】
本発明を説明し、定義する目的で、さらに、「実質的に」という用語は、本明細書では、任意の定量比較、値、測定、又は他の表現に帰せられ得る不確定性の固有の程度を表すために利用されることに留意されたい。「実質的に」という用語はまた、本明細書では、定量的表現が、問題となっている主題の基本機能の変化を生じることなしに、述べられた参照から変動し得る程度を表すために利用される。
【００９９】
本出願において使用される要素、行為、又は命令はいずれも、そのようなものとして明示的に説明されていない限り、実施例にとって重要な又は本質的なものとして解釈されるべきでない。また、本明細書で使用する際、冠詞「ａ」は、１つ又は複数のアイテムを含むものとする。さらに、「に基づいて」という句は、別段に明記されていない限り、「に少なくとも部分的に基づいて」を意味するものとする。
【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２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年11月9日(2020.11.9)
【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】
デバイスによって実行される方法であって、
超音波トランスデューサを使用して、患者の体の当該領域の体積を走査するためのインターレーシング走査のための走査平面の数を前記デバイスによって選択することと、
前記インターレーシング走査のためのインターレーシング・ファクタを前記デバイスによって選択することと、
前記インターレーシング・ファクタに基づいて前記走査平面を走査平面のグループに前記デバイスによって分割することと、
平面を走査するために水平軸の周りに前記超音波トランスデューサを回転するように構成された第１のモータと、異なる平面に移動するために垂直軸の周りに前記超音波トランスデューサを回転するように構成された第２のモータとを制御することによって、前記インターレーシング走査を前記デバイスによって実行することであって、前記第１のモータが、前記走査平面のうちの少なくともいくつかについて第１の方向に移動し、前記走査平面の他の走査平面について、前記第１の方向と反対の第２の方向に移動する、前記インターレーシング走査を前記デバイスによって実行することと
を含む方法。
【請求項２】
前記第２のモータが、走査平面の前記グループのうちの少なくともいくつかについて第３の方向に移動し、走査平面の前記グループのうちの他の走査平面について、前記第３の方向と反対の第４の方向に移動する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のモータが平面ごとに方向を変更し、前記第２のモータが、グループ内で方向を変更することなしにグループごとに方向を変更する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記走査平面が、１８０度を走査平面の前記数で割ったものに対応する角度によって分離される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記インターレーシング・ファクタに基づいて前記走査平面を走査平面のグループに分割することが、
前記走査平面に連続的に番号を付けることと、
前記走査平面を前記インターレーシング・ファクタに対応する走査平面のいくつかのグループに分割することと、
前記番号を付けられた走査平面を走査平面の前記グループに連続的に分配することと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記インターレーシング走査を実行することが、
前の平面を走査するとき前記第１のモータが移動した方向と反対である方向に前記第１のモータを移動することによって特定の平面を走査することと、
前記インターレーシング・ファクタに対応する平面の数だけ前記第２のモータを移動することによって次の平面に移動することであって、前記次の平面が、走査平面の前記グループのうちの、前記前の平面とは異なるグループ中にある場合に、前記第２のモータの前記方向が変化する、次の平面に移動することと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
走査平面の前記数が２に対応し、前記インターレーシング・ファクタが２に対応し、前記インターレーシング走査を実行することが、
連続双平面走査を実行すること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のモータの動きの範囲が加速又は減速領域及び定速領域を含み、前記インターレーシング走査を実行することが、
前記第１のモータが動きの前記範囲の前記加速又は減速領域にある間に、回転するように前記第２のモータを制御することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第２のモータが走査平面のすべての前記グループについて同じ方向に移動する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記インターレーシング走査を実行することが、
前記第２のモータが第１の平面内で始動して、第１の体積走査を実行することと、
前記第２のモータが第２の平面内で始動して、第２の体積走査を実行することであって、前記第２の平面が前記第１の平面とは異なる、第２の体積走査を実行することと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
超音波プローブと、
コントローラ・ユニットと
を備えるシステムであって、
前記超音波プローブが、
超音波トランスデューサと、
平面を走査するために水平軸の周りに前記超音波トランスデューサを回転するように構成された第１のモータと、
異なる平面に移動するために、垂直軸の周りに、又は前記第１のモータの前記水平軸に直角な別の水平軸の周りに前記超音波トランスデューサを回転するように構成された第２のモータと
を備え、
前記コントローラ・ユニットが、
前記超音波プローブを使用して、患者の体の当該領域の体積を走査するためのインターレーシング走査のための走査平面の数を選択することと、
前記インターレーシング走査のためのインターレーシング・ファクタを選択することと、
前記インターレーシング・ファクタに基づいて前記走査平面を走査平面のグループに分割することと、
前記第１のモータ及び前記第２のモータを制御することによって前記インターレーシング走査を実行することであって、前記第１のモータが、前記走査平面のうちの少なくともいくつかについて第１の方向に移動し、前記走査平面の他の走査平面について、前記第１の方向と反対の第２の方向に移動する、インターレーシング走査を実行することと
を行うように構成された、
システム。
【請求項１２】
前記第１のモータが平面ごとに方向を変更し、前記第２のモータが、グループ内で方向を変更することなしにグループごとに方向を変更する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記インターレーシング走査を実行するとき、前記コントローラ・ユニットがさらに、
前の平面を走査するとき前記第１のモータが移動した方向と反対である方向に前記第１のモータを移動することによって特定の平面を走査することと、
前記インターレーシング・ファクタに対応する平面の数だけ前記第２のモータを移動することによって次の平面に移動することであって、前記次の平面が、走査平面の前記グループのうちの、前記前の平面とは異なるグループ中にある場合に、前記第２のモータの前記方向が変化する、次の平面に移動することと
を行うように構成された、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
走査平面の前記数が２に対応し、前記インターレーシング・ファクタが２に対応し、前記インターレーシング走査を実行するとき、前記コントローラ・ユニットがさらに、
連続双平面走査を実行する
ように構成された、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１のモータの動きの範囲が加速又は減速領域及び定速領域を含み、前記インターレーシング走査を実行するとき、前記コントローラ・ユニットがさらに、
前記第１のモータが動きの前記範囲の前記加速又は減速領域にある間に、回転するように前記第２のモータを制御する
ように構成された、請求項１１に記載のシステム。
【国際調査報告】
2021517036.tif 000037
2021517036.tif 000038
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