(57)【要約】【課題】　トランスデューサを単にオフとせずに、超音波トランスデューサの温度を低下させるシステム及び方法を提供することを目的とする。【解決手段】　超音波トランスデューサの熱を制御するシステム及び方法が開示される。現在の望ましい実施例では、トランスデューサ中に配置された温度検出素子からのフィードバックに基づき動作システムパラメータを変更してトランスデューサの温度を制御する。選択された不定システムパラメータは、超音波システムの構成、超音波システムのユーザ制御、又は２つの組合せにより予め設定されうる。一実施例ではシステムの用いる撮像モードに基づき異なる不定システムパラメータが変更される。２つの他の実施例では１以上の不定システムパラメータが現在温度と望ましい動作温度の間の差に比例した量変更される。他の実施例では閾値温度に達したと温度フィードバックが示すとシステムはより低いパワーの撮像モードに切り換わる。【選択図】　図４
2004130136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　超音波トランスデューサシステム中の撮像超音波トランスデューサを冷却する方法であって、
　前記撮像超音波トランスデューサの温度を決定する段階と、
　前記撮像超音波トランスデューサの前記決定された温度に基づいて前記撮像超音波トランスデューサの少なくとも１つの不定システムパラメータに適切な変更を行う段階とを含む、方法。
【請求項２】
　前記撮像超音波トランスデューサの前記決定された温度に基づいて少なくとも１つの不定システムパラメータに適切な変更を行う段階は、
　前記決定された温度が閾値温度よりも高いか又は等しいかどうかを判定する段階と、
　前記決定された温度が閾値温度よりも高いか又は等しいと判定された場合、少なくとも１つの不定システムパラメータの適切な変更を行う段階とを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
　前記決定された温度が閾値温度よりも高いか又は等しいと判定された場合、少なくとも１つの不定システムパラメータの適切な変更を行う段階は、
　撮像モードが基本波モードである場合は、
　　前記超音波トランスデューサ中の送信素子への印加電圧を低下させる段階と、
　撮像モードが高調波モードである場合は、
　　前記超音波トランスデューサのフレームレートを低下させる段階と、
　撮像モードがカラーフロー撮像モードである場合は、
　　カラーセクタ幅を減少させる段階とを含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】
　前記決定された温度が閾値温度よりも高いか又は等しいと判定された場合、少なくとも１つの不定システムパラメータの適切な変更を行う段階は、
　前記カラーセクタ幅を減少させる段階の前に、
　　前記カラーセクタ幅が最小レベルであるかどうかを判定し、
　　前記カラーセクタ幅が最小レベルであれば基本波撮像モードへ変更する段階と、
　前記フレームレートを低下させる段階の前に、
　　前記フレームレートが最小レベルであるかどうかを判定し、
　　前記フレームレートが最小レベルであれば基本波撮像モードへ変更する段階と、
を更に含む、請求項３記載の方法。
【請求項５】
　前記決定された温度に基づいて少なくとも１つの不定システムパラメータの適切な変更を行う段階は、
　前記少なくとも１つの不定システムパラメータを調整するために閉ループフィードバック制御アルゴリズムを使用する段階を含み、フィードバックは前記決定された温度である、
　請求項１記載の方法。
【請求項６】
　前記閉ループフィードバック制御アルゴリズムは線形又は非線形のいずれかである、請求項５記載の方法。
【請求項７】
　前記決定された温度に基づいて少なくとも１つの不定システムパラメータの適切な変更を行う段階は、
　少なくとも１つのシステムパラメータを変更する段階を含み、前記少なくとも１つの不定システムパラメータの変更の量は所定の動作温度値からの温度変動の量に基づく、請求項１記載の方法。
【請求項８】
　前記少なくとも１つのシステムパラメータを変更する段階は、前記所定の動作温度値からの温度変動の量に基づいて前記少なくとも１つの不定システムパラメータの変更の量を決定するために比例・積分・微分（ＰＩＤ）アルゴリズムを用いる、請求項７記載の方法。
【請求項９】
　前記適切な変更は、
　前記決定された温度が所定の動作温度値よりも上回っている又は下回っている量、又は、
　前記決定された温度が所定の閾値温度値に等しいか又はそれよりも高いかどうか、
の少なくとも一方に基づく、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
　前記超音波トランスデューサシステムは非基本波撮像モードにあり、前記適切な変更は、
　前記所定の温度が約４２度以上であれば撮像モードを基本波撮像モードへ変更する、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
　前記少なくとも１つの不定システムパラメータは、
　超音波トランスデューサが受信中である時間に対する超音波トランスデューサが送信中である時間の関係を示すデューティーサイクルと、
　前記超音波トランスデューサ中の送信素子への印加電圧と、
　超音波の周波数と、
　超音波トランスデューサのフレームレートと、
　超音波トランスデューサのパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）と、
　超音波トランスデューサの開口と、
　超音波トランスデューサの撮像深さと、
　超音波トランスデューサのセクタ幅と、
　超音波トランスデューサの撮像モードと、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
　前記決定された温度に基づいて少なくとも１つの不定システムパラメータの適切な変更を行う段階は、
　望ましいより高いパワーの撮像モードからあまり望ましくないより低いパワーの撮像モードへ切り換える段階を含む、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
　前記少なくとも１つの不定システムパラメータを元の状態に戻るよう再設定する段階を更に含み、前記元の状態は前記適切な変更が行われる前の少なくとも１つの不定システムパラメータの状態である、請求項１記載の方法。
【請求項１４】
　前記再設定段階は、
　ａ）前記超音波トランスデューサシステムの操作者によって開始されること、
　ｂ）前記超音波トランスデューサが十分に冷却されたときに前記超音波トランスデューサシステムによって開始されること、及び、
　ｃ）指示された時間期間の後に前記超音波トランスデューサシステムによって開始されること、
のうちの少なくとも１つである、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
　前記超音波トランスデューサの所定の温度が臨界温度以上であるかどうかを判定する段階と、
　前記所定の温度が前記臨界温度以上であると判定された場合に前記超音波トランスデューサをオフとする段階と、
　一旦前記超音波トランスデューサがオフとされると、
　前記超音波トランスデューサの現在温度を決定し、
　前記現在温度が前記臨界温度よりも低いかどうかを判定し、
　前記現在温度が前記臨界温度よりも低いと判定された場合は前記超音波トランスデューサを再びオンとする段階とを更に含む、請求項１記載の方法。
【請求項１６】
　超音波トランスデューサシステム中の超音波トランスデューサを冷却するシステムであって、
　前記超音波トランスデューサの少なくとも一部の温度を検出する少なくとも１つの温度センサと、
　前記検出された温度に基づいて前記選択された少なくとも１つの不定システムパラメータに適切な変更を行い、前記適切な変更は前記超音波トランスデューサの温度の低下を生じさせる、制御器とを含む、システム。
【請求項１７】
　前記制御器は、前記検出された温度が閾値温度よりも高いか又は等しいかどうかを判定し、前記決定された温度が閾値温度よりも高いか又は等しいと判定されると、少なくとも１つの不定システムパラメータの適切な変更を行う、請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
　前記制御器は前記少なくとも１つの不定システムパラメータを調整するために閉ループフィードバック制御アルゴリズムを使用し、フィードバックは前記決定された温度である、請求項１６記載のシステム。
【請求項１９】
　前記制御器は、少なくとも１つのシステムパラメータを変更し、前記少なくとも１つの不定システムパラメータの変更の量は所定の動作温度値からの温度変動の量に基づく、請求項１６記載のシステム。
【請求項２０】
　前記少なくとも１つの不定システムパラメータは、
　超音波トランスデューサが受信中である時間に対する超音波トランスデューサが送信中である時間の関係を示すデューティーサイクルと、
　前記超音波トランスデューサ中の送信素子への印加電圧と、
　超音波の周波数と、
　超音波トランスデューサのフレームレートと、
　超音波トランスデューサのパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）と、
　超音波トランスデューサの開口と、
　超音波トランスデューサの撮像深さと、
　超音波トランスデューサのセクタ幅と、
　超音波トランスデューサの撮像モードと、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１６記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、概して撮像超音波医用トランスデューサ組立体の分野に係り、特にトランスデューサを冷却する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　撮像超音波医用トランスデューサは、患者の内臓を観察するために用いられる。超音波範囲は、本質的にはその下限、即ち人間が聴くことができる略最も高い周波数である２０ｋＨｚによって示される。医用トランスデューサは、体の中で組織によって反響（即ち反射）し、屈折し、又は吸収される超音波パルスを発する。反射されたエコー（反響）はトランスデューサによって受信され、これらの受信された信号は画像へ変換される。このような変換は、内臓からの反射が隣接する構造との「音響インピーダンス」に従って強度が変化するために可能である。組織の音響インピーダンスはその密度に関連し、２つの隣接する組織間の音響インピーダンスの差が大きければ大きいほど、それらの境界の反射性は高くなる。
【０００３】
　超音波ビームの周波数は、超音波装置の画像分解能と透過能力の両方に影響を与える。より高い周波数の超音波はより長い近距離音場（即ち音のビームの経路中でトランスデューサからの距離が小さくなればなるほどビーム径が大きくなる領域）を有し、遠距離音場（即ち音のビームの経路中でトランスデューサからの距離が大きくなればなるほどビーム径が大きくなる領域）ではビームの開きが少ない。即ち、より高い周波数の超音波は小さい構造のより高い分解能を可能とする。しかしながら、高い周波数の超音波は、そのエネルギーが軟組織によって吸収され散乱されてしまうため、透過能力はより低い。一方で、より低い周波数の超音波は、透過深さはより深いが、受信した画像はあまりはっきりと示されない。（超音波を用いて）人間の内臓を撮像するための従来の周波数範囲は、一般的には約３ＭＨｚ乃至約５ＭＨｚである。
【０００４】
　超音波撮像トランスデューサには一般的に２種類の分解能、即ち、方位（ｌａｔｅｒａｌ）分解能とアキシアル（ａｘｉａｌ）分解能が適用される。方位分解能は、互いに横に並べられた対象を分解する能力であり、上述のように、周波数により比例的に影響を受ける（周波数が高くなればなるほど、方位分解能は高くなる）。幼児や小児の場合、深い透過はあまり必要ではなく、より大きい方位解像度でより小さい構造を見ることができるため、より高い周波数のトランスデューサが用いられる。成人では、内部構造がより大きく、深い透過がより必要とされるため、より低い周波数が用いられる。もちろん、使用されるべき適切な周波数を決定するとき、被検体の年齢よりも見ようとする構造、組織、又は器官（及び撮像の正確な目的）の方が問題となりうる。例えば、成人に対して診断胸部撮像を行うときは、約７ＭＨｚ以上の周波数を必要とすることがある。
【０００５】
　アキシアル分解能は、互いに上下に配置される対象を分解する能力である。これは透過深さに関連するため、アキシアル解像度は（患者の大きさに依存して）トランスデューサの周波数に反比例する。大きい患者では、より高い周波数ビームはトランスデューサに最も近い対象によって速く吸収されるため、透過深さ及びアキシアル分解能が低下される。
【０００６】
　超音波トランスデューサの合焦は、２つの方法、即ち機械的方法又は電気的方法のうちのいずれかで行われうる。機械的合焦方法は、トランスデューサの表面上に音響レンズを配置すること、又は凹面とともにトランスデューサを用いることによって行われる。１つ又はそれ以上の圧電素子が用いられる。２次元撮像のための掃引ビームを形成するために、単一の素子が前後に振動してもよく、幾つかの素子が回転されてもよく、又は単一の素子が一組の音響ミラーと共に使用されてもよい。この最後の種類の（音響ミラーを有する）トランスデューサは、ミラーがハウジングの中で回転又は振動するときに発生する振動により「ウォブラ（ｗｏｂｂｌｅｒ）」と称される。
【０００７】
　電子的合焦方法は、配列状に配置された多数の圧電素子がビームを形成し合焦するために順番に刺激（又は「発射」）されるフェーズドアレイと称される処理を用いる。環状配列では、円形又はリング状の素子及び／又は配列が用いられる。線形配列では、ビームを形成し合焦するために一列の素子が用いられる。トランスデューサは、送信素子の配列と、受信素子の同様な配列とを含む。どのようにして線形配列が音のビームを形成し合焦するかの例を図１に示す。点Ｘにおいて合焦させるために、最初に外側素子１０１及び１０７が、次に素子１０２及び１０６が、その次に素子１０３及び１０５が、そして最後に素子１０４が発射する。図１に示すように、結果として得られる波面が組合わさって、Ｘが焦点である超音波パルスの半円を形成する。発射の順次的なパターンを変化させることにより、トランスデューサから合焦点Ｘへの距離は変更されうる。更に、発射の順次的なパターンを変化させることは、ビームを操縦（ｓｔｅｅｒ）するために使用されうる。操縦は、図１中で合焦点Ｘを左右に動かすために用いられる。一連のビームを左右に高速に操縦することにより、２次元の断面画像が形成される。
【０００８】
　２次元モードでは、左から右への一回の掃引がフレームであり、一秒間の掃引の数がフレームレート（又はｆｐｓ：一秒間当たりのフレーム数）である。従来のフレームレートは、約１２ｆｐｓ乃至約３０ｆｐｓの範囲内である。時間が経つにつれて形成されるビームの数は、一秒間当たりのフレームで測定されるパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）である。殆どの商用の超音波心臓検査法のためのＰＲＦの範囲は、一秒間当たり約２００乃至約５０００パルスである。ＰＲＦは、実行されている撮像の種類によって変化する。各秒に費やされる時間の殆どは、エコーがトランスデューサ中の受信素子へ戻るのを待つために用いられる。言い替えると、ビームが形成された後、ビームが種々の対象へ進み、そのうちの幾らかの音エネルギーが（エコーとして）トランスデューサの受信素子へ戻る間、送信素子は休止状態にある。送信素子が音エネルギーを送信している間の時間は、デューティーファクタと称される。殆どのトランスデューサは、約９９％の時間を受信器として動作しており、その場合、デューティーファクタは１（％）である。
【０００９】
　開口は、トランスデューサアレイのアクティブな送信及び受信部のサイズである。開口は、平方センチメートルで測定され、画像を形成するために同時に使用されるトランスデューサ素子の数の関数である。開口サイズの共通の測定値はＦナンバー又はＦ＃であり、これは開口に対する深さの比率として定義される。これらの値は方位分解能（ＬＲ）に関連付けられ、以下の式、
【００１０】
【数１】
2004130136.tif 000003
で表すことができ、但し、
　λ＝音パルスの波長
　Ｄ＝走査の深さ
　Ａ＝走査の開口
である。
【００１１】
　上記の式からわかるように、一定の周波数では、画像全体を通じて均一な方位分解能を保つために、開口の寸法は走査深さが増加するにつれて増加せねばならない。多くの超音波システムは、走査深さ設定に基づいて送信開口を選定し、受信開口を連続的に変化させる。低いＦ＃を達成することが望ましく、このことは、走査深さは所望の被検体の位置によって制限されるため、大きい開口のサイズを求めることと等しい。また、小さい波長を求めることも望ましく、これはより高い周波数を求めることに等しい。
【００１２】
　超音波トランスデューサの動作には多数のモードがある。基本的なモードは、Ａモード、Ｂモード、Ｍモード、及び２Ｄモードである。Ａモードは、信号が反射音エネルギーの振幅に依存するスパイクとして表示される振幅モードである。Ｂモードは、信号が反射音エネルギーの振幅に依存する輝度を有する種々の点として表示される輝度モードである。Ｍモードは、Ｂモードが適用され、帯状記録紙レコーダが深さ及び時間の関数として構造を視覚化することを可能とする運動モードである。２Ｄモードは、構造が深さ及び幅の関数として見られるようＢモードが（上述のように）ビームを掃引することによって空間的に適用される二次元（撮像）モードである。
【００１３】
　２Ｄモードは、最も基本的な、基本波撮像モードを示す。やはり２つの次元（幾つかの新しい技術では３つの次元）で撮像する他の撮像モードがあるが、これらは通常は画像を生成するのに用いられる技術／方法論に基づくそれら自身の名称で呼ばれる。これらの他の撮像モードのうちの幾つかについて以下に説明する。２Ｄ（又は「基本波」）モードという用語が用いられる場合、これは基本的な空間的に適応されたＢモードのみを示し、全ての二次元撮像モードを示すわけではない。
【００１４】
　より高い周波数・より高い解像度・より小さい透過深さと、より低い周波数・より低い解像度・より大きい透過深さの問題には種々の解決策がある。１つの解決策は、高調波撮像である。従来の撮像では、超音波システムは、特定の周波数（「基本」周波数）の音パルスを送信及び受信する。上述のように、音パルスの部分はトランスデューサへ反射して戻り、基本周波数の反射した音はトランスデューサにおいて処理される。高調波撮像では、トランスデューサは基本周波数について聴いていないが、他の周波数、特に基本周波数の２倍である「高調波」周波数（これは「第一高調波」と称されることもある）について聴いている。技術的により正確には、トランスデューサは、基本波及び高調波を含む多数の周波数からなる信号を受信し、高調波の信号（省略して「高調波」）を分離する。一旦分離されると、高調波は画像を生成するよう処理される。
【００１５】
　高調波は、人間の介在により支援されて、又は支援されずに、撮像されるべき対象によって生成される。支援されている場合、高調波は患者の体に注入される超音波「造影剤」によって生成される。これらの造影剤は、一般的にはパルスが当たったときに２種類のエコーを生じさせる微小なバブルを含む。最初に、従来のエコーは基本周波数に基づいて反射して戻る。しかし、次にバブルが（パルスに応答して）振動し、それにより高調波信号が発生する。これらの造影剤は（拍子木で叩いたときの鐘のような）高調波エコーを作る目的で作られるため、高調波周波数で非常に強いエコーが発生し、それにより非常に優れた高コントラストの画像を生成する。
【００１６】
　造影剤に頼らないとき、高調波撮像は、体自体の組織によって発生される高調波（超音波パルスによって「鳴らされた」もの）を用いる。明らかに、これらの高調波は造影剤からの高調波ほどは明瞭な画像を発生しない。組織中に高調波を作る能力は、超音波ビームの視野中での組織の位置に依存する。最も顕著な撮像効果は、超音波ビームの焦点又はその付近（即ち中距離音場）に位置する高調波からのものである。近距離音場中の組織からは高調波は発生されず、遠距離音場中で発生される高調波は、生成された後に急速に減衰する。
【００１７】
　高調波撮像は多数の利点を有する。高調波周波数で形成されるビームはより狭く、より低いサイドローブを有し、それによりグレースケールコントラスト分解能をかなり改善する。更に、高調波は体の内部で発生されるため、脂肪層を二回通過するのではなく一回だけ通過する。
【００１８】
　幾つかの他の撮像モードは、近づく物体からの音の周波数がより高い周波数を有し、その逆に、遠ざかる物体からの音はより低い周波数を有する現象であるドップラー効果に依存する。超音波システムでは、この効果は被検体の中の血流の速度及び方向を決定するのに用いられる。ドップラー技術は、連続波モード（即ちトランスデューサアレイの一部が送信している間に同時にトランスデューサアレイの他の部分が受信している）で動作する超音波トランスデューサとともに使用されうる。
【００１９】
　パルス波ドップラー効果技術は、血流の研究では非常に正確であることが分かっている。しかしながら、測定されている血流の速度がナイキスト限界（ＰＲＦの半分）を超えると、超音波読み取りは不正確となる。殆どのドップラー技術は、この効果を避けるために出来る限り高いＰＲＦを達成しようと試みる。１つの種類の撮像、即ち、カラーフロー撮像又はＣＦＩは、例えば層流から乱流への遷移といった流れの乱れを検出するために（「エイリアシング」と称される）この効果を用いる。ＣＦＩでは、方向及び速度流れデータのため色マッピングを用いて多数のサンプル体積が検出され表示される。共通のマッピングフォーマットは、ＢＡＲＴ（Ｂｌｕｅ　Ａｗａｙ，　Ｒｅｄ　Ｔｏｗａｒｄｓ）、ＲＡＢＴ（Ｒｅｄ　Ａｗａｙ，　Ｂｌｕｅ　Ｔｏｗａｒｄｓ）、又は、彩度が乱れ／加速度を示し、色強度がより高い速度を示すエンハンスド／分散流れマップである。幾つかのマップは、加速する速度及び乱れを示すために第三の色である緑を用いる。
【００２０】
　超音波システムは、（上述の理由により）最も高い周波数及び最大の音響強度で動作することが望ましい。音響強度を最大化することにより、透過深さを増加させ信号対雑音比（ＳＮＲ）を最大化することにより撮像のパフォーマンスが高まる。しかしながら、より高い周波数とより大きい音響強度は、超音波トランスデューサを加熱させ、被検体に対して相互作用しているときは超音波プローブの表面温度に法的制限（及び実用上の制限）がある。特に、超音波トランスデューサの患者接触面についての温度の上限は一般的には、約４１℃、或いは、周囲温度よりも１６℃高い温度であると考えられている。
【００２１】
　トランスデューサ表面の熱は、トランスデューサの圧電素子中で生ずる電気音響エネルギー変換処理と、トランスデューサ材料（及び患者自身）を通過する及び／又は隣接する音響エネルギーの両方によって生成される。加熱問題を扱うために異なる方法及びシステムが開発され、これらは２つの種類、即ち能動型と受動型に分けられる。受動型の解決策は、受動冷却機構、即ち放散される熱を出来るだけ大きい外部トランスデューサ表面積へ広げるものを用いるものである。一般的には、トランスデューサアレイによって発せられる熱は、固体熱導体によって吸収され、この取得された熱は熱対流によってトランスデューサの外部ケースへ移動され、そこで大気中へ放散される。理想的には、外部熱対流表面積は、トランスデューサの外部表面積全体からなる。
【００２２】
　受動的な熱放散システムの１つの例は、ここに参照として組み入れられる特許文献１に記載されている。図２は、特許文献１のトランスデューサの外観を示す図である。ヒートシンク装置（トランスデューサの内部にあるため図示されていない）は、トランスデューサ１０の内部に、トランスデューサ１０のヘッド１２上の面１４（即ち患者接触面）の中の圧電素子の後ろに配置される。ヒートシンクは、トランスデューサの長さ全体に亘って延び、熱を面１４から遠ざかるようヘッド１２を通じてハンドル１５及び電源ケーブル１８の側へ伝導する。熱伝導性エポキシは、ヒートシンクをトランスデューサ筐体に取り付けるために、及び、ヒートシンクからトランスデューサ筐体へ熱を導電するために用いられる。
【００２３】
　受動的な放熱システムの他の例は、ここに参照として組み入れられる特許文献２に記載されている。特許文献２は、トランスデューサアレイの前の音響レンズ材料にアルミニウム箔を埋め込むことにより内視鏡超音波トランスデューサに熱の放散を適用する。熱は、プローブの患者接触面から距離を置いて配置されたヒートシンクへアルミニウム箔によって伝導される。ここに参照として組み入れられる特許文献３は、プローブの面から遠ざかるように熱を発散させるために一束の同軸ケーブルを用いる受動的な熱放散システムを記載している。
【００２４】
　受動的なヒートシンクは効果的であるが、トランスデューサの全体的な熱放散抵抗を高める。基本的な制限は、殆どのトランスデューサにおいて、熱が外部筐体面上に均一に広がったとしても、数ワットのトランスデューサの駆動電力でトランスデューサの平均表面温度が患者又は超音波撮影者に関して許容可能でなくなることである。これらの場合、特に小さい表面積を有する小さいトランスデューサでは、過剰な温度により、許容可能な音響強度制限で動作することが出来ないことがあるであろう。
【００２５】
　一方で、能動的な解決策は、例えば循環冷媒システムといった能動冷却手段を用いる。１つの例として、ここに参照として組み入れられる特許文献４は、ポンプ又は予圧手段が、その一部がトランスデューサアレイの近傍にあるケーブル中で気体又は液体の冷媒を循環させる熱放散システムを記載している。システムは、シングルパス、マルチパス、又は閉ループの循環システムでありえ、冷媒は熱交換器、熱パイプ、熱電式冷却器、蒸発装置／凝縮装置システム、及び／又は相変化材料を通りうる。
【００２６】
　フィードバック制御を用いる超音波トランスデューサ冷却システムは、ここに参照として組み入れられる特許文献５に示されている。特許文献５は、患者の体の中の部位への治療上の処置として超音波エネルギー（及びおそらく薬剤）を与えるカテーテルに関するものである。従って、特許文献５では、撮像又は検出は超音波トランスデューサによっては行われない。温度センサは、カテーテルの外面上の温度の測定値を与えるために超音波トランスデューサに並んでカテーテルの表面コーティング中に配置される。この測定値は超音波トランスデューサの電源回路用のフィードバック制御信号として使用される。ユーザが所定の温度を設定した後、電源回路は、測定された温度が所定の温度よりも上であるか下であるのと同じく比例して電力を減少又は増加させる。
【００２７】
　特許文献５に記載の装置はまた、温度センサにおける温度がいつ安全閾値を超えたかを検出する安全制御論理部を含む。これが生ずると、電源回路は超音波トランスデューサへの電力の供給を停止する。しかしながら、このようなフィードバック制御システムは、超音波撮像／測定適用には不適切でありうる。
【００２８】
　超音波治療セッション中に突然電力を切断することは損傷を与えるものではないかもしれないが、撮像／測定セッション中に突然電力を切断することは潜在的に危険であり得る（例えば外科的処置中に突然停電が生ずることとなる）。危険でない場合も、画像をオフとすることにより、診断及び画像データの解析が困難となる。従って、トランスデューサを単にオフとするのではなく、一般的に超音波トランスデューサの、また特に患者接触面の温度を低下させるシステム及び方法が必要とされる。更に、従来の能動的な又は受動的な熱放散システムの代替物として、またはそれらの付属物として付加的に作用しうるシステム及び方法が必要とされる。
【特許文献１】米国特許第５，２１３，１０３号明細書
【特許文献２】米国特許第５，５５５，８８７号明細書
【特許文献３】米国特許第５，７２１，４６３号明細書
【特許文献４】米国特許第５，５６０，３６２号明細書
【特許文献５】米国特許第６，２１０，３５６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
　本発明は、トランスデューサを単にオフとするのではなく、一般的に超音波トランスデューサの、また特に患者接触面の温度を低下させるシステム及び方法を提供することを一つの目的とする。
【００３０】
　本発明は、従来の能動的な又は受動的な熱放散システムの代替物として、またはそれらの付属物として付加的に作用しうる撮像用超音波トランスデューサの温度を低下させるためのシステム及び方法を提供することを他の目的とする。
【００３１】
　本発明は、撮像超音波トランスデューサシステムの操作者が、超音波トランスデューサを冷却するために超音波トランスデューサシステムがどのようにしてパラメータを変更するかを制御しうるシステム及び方法を提供することを更なる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
　上述の及び他の目的は、トランスデューサ中に配置された温度検出素子からのフィードバックに基づいて不定システムパラメータを変更することによって撮像超音波トランスデューサの温度を制御する本発明によるシステム及び方法によって達成される。選択された不定システムパラメータは、超音波システムの構成によって、超音波システムのユーザの制御の下に、又は２つの組み合わせによって予め設定されうる。
【００３３】
　１つの典型的な実施例では、システムがどの撮像モードを用いているかに基づいて異なる不定システムパラメータが変更される。２つの他の典型的な実施例では、１つ又はそれ以上の不定システムパラメータが現在温度と望ましい動作温度の間の差に比例する量だけ変更される。他の典型的な実施例では、システムは、閾値温度に達したことを温度フィードバックが示したときに、より低いパワーの撮像モードへ切り換わる。更なる典型的な実施例では、他の典型的な実施例からのステップが組み合わされる。
【００３４】
　本発明の他の目的及び特徴は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から明らかとなろう。しかしながら、図面は単に図示の目的のために示されるものであって、添付の請求の範囲に記載の本発明の限定事項を定義するものと理解されてはならない。また、図面は必ずしも縮尺通りに示されておらず、特に示さない限り、単に本願に記載の構造及び手順を概念的に示すためのものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
　本発明は、超音波トランスデューサの患者接触面からの輻射熱を制御する新規なシステム及び方法に係る。実施の詳細は異なる実施例ごとに異なりうるが、本発明は、超音波トランスデューサの特定の種類や、撮像及び／又はデータ解析の特定のモードに限られない。本発明の現時点の望ましい実施例は、トランスデューサ中に配置された温度検出素子からのフィードバックに基づいて動作システムパラメータを変更することによってトランスデューサ面の温度を制御する。どの動作パラメータが変更され選択されたパラメータがどのようにして変化するかは、撮像モード、（使用されている熱放散システムがあれば）使用されている熱放散システムの種類、特定の超音波システム等に依存する。更に、これらの選択は、超音波システムの構成によって、又は超音波システムの制御下で、又は２つの組み合わせによって予め設定されうる。
【００３６】
　図３に、本発明の望ましい実施例における機能モジュールのブロック図を示す。各機能モジュールは、名称が付けられた機能又は機能の組合せの抽象化として理解されるべきであり、夫々は、特定の実施例を実施するために必要なように組み合わされるか又は更に分割されうる。これらの機能は、ソフトウエア、ハードウエア、又はその２つの組合せの中で実施されうる。
【００３７】
　図３中、マイクロプロセッサの形をとりうる制御器３０１は、超音波装置の全体の機能を制御する。制御器３０１は、温度センサ３１０からの測定信号を受信する。考えられうる温度センサは、例えばサーミスタ、熱電対、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）、サーマルクロミック（ｔｈｅｒｍａｌｃｈｒｏｍｉｃ）液晶を用いる光ファイバ温度センサ等の任意の公知の従来の温度センサを含みうる。１つ又はそれ以上の温度センサ３１０があってもよく、超音波システム内でのそれらの適切な配置は、当業者によって知られているようにシステムの用途と種類に依存する。望ましい実施例では、温度センサ３１０の適切な配置は、超音波トランスデューサの患者接触面３９０の表面温度を確かめるための最も適した位置である。
【００３８】
　制御器３０１の制御下の電源３２０は、超音波システムの種々の構成要素へ電力を供給する。例えば、制御器３０１は、超音波トランスデューサ３３０へ送られる電力の量を制御する。超音波トランスデューサ３３０もまた、制御器３０１の制御下にある。本発明は、特定の種類の撮像超音波システムに限られるものではなく、また、特定の撮像又は非撮像モードに限られるものでもない。ユーザインタフェース３４０は、ユーザが超音波システムの状態を監視すること及び／又は超音波システムと相互作用することを可能とし、キーボード（及びマウス）、マイクロホン（及び音声認識ソフトウエア）、手持ち式入力装置、又は、本発明と互換性のある任意の形式の入力装置を含みうる。プレゼンテーション手段３５０は、システムパラメータを示すためのものであって、実行されている超音波テストの結果を見るために使用されることがあり、また使用されないこともある。プレゼンテーション手段３５０は、ディスプレイモニタ、スピーカ（音声合成又は予め記録された音声のいずれかを有する）、又はシステムパラメータの状態を示し及び／又はユーザが超音波システムと対話することを可能とする任意の他の手段を含みうる。
【００３９】
　かならずしも必要ではないが、本発明による超音波システムはまた、能動的又は受動的な熱放散システムを含みうる。本発明の幾つかの実施例では、本発明自体が超音波トランスデューサのための唯一の熱放散システムとして作用する。
【００４０】
　本発明による撮像超音波システム温度制御方法を、図４中にその最も広い形で示す。ステップ４１０において、超音波トランスデューサ３３０の患者接触面３９０の現在温度Ｔcurは制御器３０１によって監視される。ステップ４２０において、現在温度Ｔcurが閾値温度Ｔthを超えたかどうかを判定する。閾値温度Ｔthは、患者に対して不快感又は傷が生じうる臨界温度Ｔcよりも低い（又は等しい）任意の温度でありうる。明らかに、Ｔthが臨界温度Ｔcと等しい実施例では、続くステップにより温度が非常に急速に低下し、患者に対して不快感が生じないことが想定される。ステップ４２０において現在温度Ｔcurが閾値温度Ｔthよりも低ければ、システムは監視段階４１０へ戻る。
【００４１】
　一方で、ステップ４２０において現在温度Ｔcurが閾値温度Ｔthよりも高い又は等しい場合、システムは、ステップ４３０において温度を低下させるために１つ又はそれ以上のシステムパラメータ（「不定システムパラメータ」と称される）を変更する。本願の記載では、不定システムパラメータは、本発明が単なる減少に加えてシステムパラメータに対してなされうる幅広い範囲の「変更」に適用されることを示すために、単に減少（又は増加）されるのではなく「変更」されるものとして示す。
【００４２】
　１つの望ましい実施例では、変更されるべき１つ又はそれ以上の不変システムパラメータは所定であり、即ちそれらは装置のハードウエアに組み込まれるかソフトウエアに予めプログラムされる。他の望ましい実施例では、操作者は、不定システムパラメータと、不定システムパラメータに対する変更の種類及び量とを選択する。
【００４３】
　ステップ４３０において１つ又はそれ以上の不定システムパラメータが変更された後、システムは、ステップ４４０において「公称の」操作条件へ再設定されるべきかどうかを判定する。そうであれば、ステップ４５０においてシステムは再設定され、そうでなければシステムは再設定されるべきかどうかを調べ続ける。望ましい実施例では、公称の操作条件は、不定システムパラメータがステップ４３０の前にどのようにして設定されたかである。幾つかの実施例ではユーザは自分でシステムを再設定しうる。幾つかの実施例では、現在温度が閾値温度Ｔthよりも下であるときにシステムは再設定される。他の実施例では、システムは、閾値温度Ｔthよりも下の再設定温度Ｔresに達したときに再設定される。また、幾つかの実施例では、システムは全く再設定されないが、セッションが終了するまでその不定システムパラメータのままに維持される。各実施例は、これらの再設定方法のいずれか又は組み合わせを使用しうる。
【００４４】
　超音波トランスデューサの温度を低下させるために変更されうる不定システムパラメータは、以下のものを含むが、以下のものに限られるものではない。
デューティーサイクル：システムは各送信・受信サイクル中に送信する圧電素子が動作している時間を減少させる。
印加電圧：システムは送信素子に印加される電圧を減少させ、それにより強度（及び温度）の低下が生ずる。
（撮像）モード：システムはより高いパワーの撮像モードからより低いパワーの撮像モードへ切り替わり、即ち、高調波撮像から２Ｄ（基本波）撮像へ、３Ｄ撮像から２Ｄ又は高調波撮像へ、２ＤモードからＭモードへ等に切り替わる。
周波数：システムは超音波の周波数を低下させる。
フレームレート：システムはフレームレート（１秒間当たりの掃引の数）を低下させる。
パルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）：システムは１秒間当たりに形成されるビームの数を減少させる。
開口：システムは開口の寸法を減少させる。
（撮像）深さ：システムは走査深さを減少させる。
セクタ幅：システムは走査されているゾーンの幅を減少させる。
【００４５】
　本発明の他の実施例によれば、不定システムパラメータが変化する態様は規則に従うものであってもよく、例えば、選択されたシステムパラメータが変化する間に１つ又はそれ以上のシステムパラメータが一定であることが望ましいことがある（従ってシステムに対して他の選択されていない不定システムパラメータを変更することを要求する）。例えば、セッション中にＦ＃が一定に維持されることが望まれうる。従って、開口が不定システムパラメータとして選ばれた場合、システムはＦ＃が一定の値に維持されることを確実とするために深さも変更する必要がある。規則は、はるかに複雑なものであってもよい。例えば、規則は、：＜システムパラメータＸが状態Ａにあるときは、パラメータＹをＱの量だけ変化させるが、（ＺがＡであるとともに）パラメータＺが状態Ｂにあれば、パラメータＷを設定値Ｖへ変化させる＞といった形をとりうる。望ましい実施例では、システムは既にプログラムされた規則フォーマットを有し、例えば＜ｉｆ−ｔｈｅｎ＞フォーマット又は＜他のパラメータを変化させることによりこのパラメータを一定に保つ＞規則フォーマットは、操作者が選択する選択肢であり、次に操作者は空欄を埋める。
【００４６】
　他の例として、非常に正確な画像を維持するよりも現在のカラーフローの一定の画像を維持することの方が望ましいことがある。この場合、不定システムパラメータのリストが使用されてもよく、リストは好みによる降順とされている。リスト上の第１の不定システムパラメータは、印加電圧、又は送信パワーでありえ、第２の不定システムパラメータはフレームレートでありうる。システムは、一定の限界、例えば通常の送信パワーの５０％に達するまで送信電力を低下させ続けうる。その後、システムはリスト上の第２の項目であるフレームレートへ移り、それを減少させ始める。
【００４７】
　以下、本発明の幅を示すために、幾つかの典型的な実施例について説明する。図中、同じステップに対して同じ参照番号を用いる。
【００４８】
　図５中、第１の典型的な実施例を示す。この実施例では、変更する不定システムパラメータは超音波システムの現在の撮像モードに依存する。図４と同様、ステップ４１０において現在温度Ｔcurが監視され、ステップ４２０において現在温度Ｔcurが閾値温度Ｔthを超えたかどうか判定される。ステップ４２０において現在温度Ｔcurが閾値温度Ｔthよりも低ければ、システムは監視段階４１０へ戻る。ステップ４２０において現在温度curＴが閾値温度Ｔthよりも高い又は等しい場合、システムは、そのときどの撮像モードにあるかに基づいて特定の不定システムパラメータを変更させる。
【００４９】
　特に図５において、システムは、ステップ５３１においてシステムがカラーフロー撮像モードにあるかどうかを判定する。システムがカラーフロー撮像モードにある場合、ステップ５３２においてセクタ幅が減少される。カラーフロー撮像モードにない場合、ステップ５３３において高調波撮像モードにあるかどうかを判定する。そうであれば、ステップ５３４においてフレームレートが減少される。ステップ５３３において高調波撮像モードにない場合、システムは基本波撮像モードにあると想定され、ステップ５３６において送信電圧が低下される。不定システムパラメータが（ステップ５３２、ステップ５３４、又はステップ５３６において）変更された後、ステップ５４０においてユーザはシステムを再設定すべきかどうかを安定する。ユーザがシステムを再設定すると決めると、システムはステップ４５０において再設定され、監視ステップ４１０へ戻る。
【００５０】
　ステップ５４０においてユーザがシステムが再設定されるべきかどうかを判定するために、図３に示す超音波システムのプレゼンテーション手段３５０は、超音波トランスデューサの現在状態が示されている操作者のディスプレイである。例えば、患者接触面の現在の温度又は現在の加熱率（又は任意の現在のシステムパラメータ）は、モニタ上に表示されうる。この情報は、例えばゲージアイコン、ディジタル読み出し値、ヒストグラム、又は画面上に量を示す任意の他の方法といった種々の方法で表示されうる。
【００５１】
　図６に、第２の典型的な実施例を示す。この実施例では、閾値Ｔthを超過したときにフィードバックループが使用される「半分閉じた」ループフィードバック制御が用いられる。図４と同様、ステップ４１０において現在温度Ｔcurが監視され、ステップ４２０において現在温度Ｔcurが閾値温度Ｔthを超えたかどうか判定される。閾値温度Ｔthを超えていれば、ステップ６３１において現在温度Ｔcurと望ましい動作温度Ｔopeとの間の差Δが決定される。望ましい動作温度Ｔopeは、超音波トランスデューサの患者接触面の最適温度である。幾つかの実施例では、望ましい動作温度Ｔopeは閾値温度Ｔthと同じである。次に、ステップ６３３において差Δに比例して所定の不定システムパラメータが変更される。例えば、所定の不定システムパラメータが印加電圧（即ち送信中の超音波トランスデューサ素子へ印加される電圧）であれば、印加電圧は差Δに比例した量だけ低下される。この種類の比例した応答は、意図される効果、即ち温度の低下、を得るためにシステムパラメータの非常に正確な調整を与える。
【００５２】
　ステップ６３３において不定システムパラメータが変更された後、ステップ６４０において現在温度Ｔcurが望ましい動作温度Ｔopeに略等しく又はそれよりも少なくなったかどうか判定される。ステップ６３３における不定システムパラメータの変更により現在温度Ｔcurを低下させる時間があるよう、ステップ６３３と６４０の間に意図的な一時停止があってもよい。ステップ６４０において現在温度が動作温度Ｔopeに等しければ、システムはステップ６５０において再設定され、監視ステップ４１０へ戻る。そうでなければ、システムは（一時停止を伴って）判定段階６４０へループして戻る。
【００５３】
　ステップ６４０及び６５０を省くことも可能であり、その場合、システムは、ステップ６３３において１つ又はそれ以上のパラメータを減少させた後（おそらくは一時停止の後）監視ステップ４１０へ戻る。他の実施例では、ステップ６４０において現在温度Ｔcurが望ましい動作温度Ｔopeに略等しく又はそれよりも低くなっていなければ、システムはステップ６３１へ戻りうる。言い替えると、そのような実施例では、ステップ６４０において現在温度が望ましい動作温度Ｔopeに等しくなければ、システムは、ステップ６３１における温度の差Δの計算へ戻り、ステップ６３３において不定システムパラメータを比例した量だけ変更する。
【００５４】
　図７に、第３の典型的な実施例を示す。この実施例では、１つ又はそれ以上のシステムパラメータを再調整するためにフィードバックループが連続的に使用される「純粋な」閉ループフィードバック制御が用いられる。図７中、ステップ４１０において現在温度Ｔcurが監視され、ステップ６３１において現在温度Ｔcurと望ましい動作温度Ｔopeとの間の差Δが決定される。次に、ステップ７３３において、差Δに比例して１つ又はそれ以上の不定システムパラメータが変更される。次に、サイクルは繰り返される。図６の半分閉じたフィードバックループと図７の純粋に閉じたフィードバックループの間には２つの本質的な差がある。まず、図７のステップ７３３のシステムは、不定システムパラメータを増加させるか減少させるかのいずれかを行うのに対して、図６のシステムは一方のみ、即ち不定システムパラメータの増加又は減少のみを行う。例えば、不定システムパラメータが送信電圧である場合、図６中のステップ６３３は送信電圧を常に減少させ、一方、図７のステップ７３３の送信電圧は、差Δが負の値であるのか正の値であるのかに依存して増加又は減少する。第二に、図７のフィードバックループは連続的にループしているのに対して、図６のシステムは閾値温度Ｔthに達した場合にパラメータ変更ステップに入る。
【００５５】
　図８に、第４の典型的な実施例を示す。この実施例では、不定システムパラメータは撮像モードであり、過熱防止方法は、システムの現在のより高いパワーの撮像モードからより低いパワーの撮像モードへ切り換えることにより行われる。このようにして、全体の送信パワー（従って加熱）は低下される。図４、図５、図６に示すように、ステップ４１０において現在温度Ｔcurが監視され、ステップ４２０において現在温度Ｔcurが閾値温度Ｔthを超過したかどうか判定する。閾値温度Ｔthを超過すると、ステップ８３１においてシステムはより低いパワーの撮像モードとなる。例として、システムが現在は高調波撮像モードにある場合、例えば基本（２Ｄ）撮像といったより低いパワーの撮像モードへ切り替わる。
【００５６】
　ステップ８３１においてシステムがより低いパワーの撮像モードに入った後、ステップ６３５において現在温度Ｔcurが望ましい動作温度Ｔopeに略等しく又はそれよりも低くなったかどうか判定される。そうなっていなければ、システムはより低いパワーの撮像モードのままである。ステップ６３５において現在温度Ｔcurが望ましい動作温度Ｔopeに略等しく又はそれよりも低ければ、システムはステップ８４０において再設定され、そこでシステムはステップ８３１において混合撮像モードに入る前の撮像モードへ戻る。次に、システムはステップ４１０における監視に戻る。他の実施例では、ユーザは自分が温度が十分に低いと感じたときにシステムをより高いパワーの撮像モードへ再設定してもよい。
【００５７】
　他の実施例では、システムは、閾値温度に達したときにより高いパワーの撮像モードとより低いパワーの撮像モードの間で素早い繰り返しを行いうる。これがどのようにして行われうるかは、本願と略同時に出願され同じ譲受人に譲渡された「Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ　Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ」なる名称の米国特許出願に記載されている。上述の特許出願は、ここに参照として組み入れられる。
【００５８】
　上述のように、これらの典型的な実施例は例示のためだけであって、本願発明を制限するものではない。例えば、これらの例示的な実施例のうちのいずれのステップも、他の典型的な実施例のいずれのステップとも混合されうる。この例を図９に示し、図９では、図５に示す第１の典型的な実施例のステップが図８に示す第４の典型的な実施例の一般的なステップの特定の例と組み合わされている。
【００５９】
　図９に示す第５の典型的な実施例では、システムは、図５の第１の典型的な実施例と同様に、超音波システムの現在の撮像モードに依存して１つの不定システムパラメータを変更することから開始する。しかしながら、一旦その不定システムパラメータが動作の最小レベルまで低下すると、図８の第４の典型的な実施例と同様に、システムは他のシステムパラメータ、即ち撮像モードを変更する。
【００６０】
　他の典型的な実施例と同様、システムは、ステップ４１０において現在温度Ｔcurを監視することによって開始し、ステップ４２０において現在温度Ｔcurが閾値温度Ｔthを超えたかどうか判定される。ステップ４２０において現在温度Ｔcurが閾値温度Ｔthよりも低ければ、システムは監視段階４１０へ戻る。ステップ４２０において現在温度Ｔcurが閾値温度Ｔthよりも高い又は等しい場合、システムは、ステップ９３１において高調波撮像モードにあるかどうかを判定する。そうであれば、ステップ９３２においてフレームレートがその最小まで減少されたかどうかを判定する。ステップ９３２においてフレームレートがその最小まで減少されていないと判定されると、ステップ５３４においてフレームレートが減少される。ステップ９３２においてフレームレートがその最小まで減少されたと判定されると、ステップ９３９においてスイッチはより低いパワーの撮像モード、即ち基本波撮像モードへ切り換わる。
【００６１】
　ステップ９３１において高調波撮像モードにない場合、次に、ステップ９３３においてカラーフロー撮像モードにあるかどうか判定する。カラーフロー撮像モードにあれば、ステップ９３４においてセクタ幅がその最小まで減少されたかどうかを判定する。ステップ９３４においてセクタ幅がその最小まで減少されていないと判定されると、ステップ５３２においてセクタ幅が減少される。ステップ９３４においてセクタ幅がその最小に達したと判定されると、ステップ９３９においてシステムはより低いパワーの撮像モード、即ち基本波撮像モードに切り換わる。ステップ９３３においてカラーフロー撮像モードにない場合、ステップ５３６において送信電圧が減少される。システムがどの撮像モードにあるかを判定する段階（ステップ９３１及び９３３）は、これらの段階が抽象的且つ概念的であることを示すために図５とは逆の順序であり、これらは任意の順序で任意の時間に行われうる。
【００６２】
　１つの不定システムパラメータが（ステップ５３２、ステップ５３４、ステップ５３６、又はステップ９３９で）変更された後、システムは（パラメータの変更により温度が低下するよう）しばらく一時停止し、次に監視ステップ４１０へ戻る。この実施例では、システムは再設定されないが、最小に達するまで特定のシステムパラメータ（高調波又はカラーフロー撮像モードにある場合）を減少させ続け、その時点において撮像モードを変更させる。他の実施例はこのように（再設定なしに）動作してもよく、この実施例は、いったん温度が一定の閾値よりも下になるとシステム又は操作者が変更されたパラメータを再設定しうる更なるステップが加えられてもよい。
【００６３】
　同様に、本発明の実施例と適合性のある多くの更なるステップがあり、そのうちの幾つかについて以下説明する。
【００６４】
　幾つかの実施例では、操作者は、不定システムパラメータと、変更の種類及び量を選択する。１つのこのような実施例では、超音波システムは操作者に対して、セッション中に温度が過剰な高さに危険なほど近いことが警告され、操作者に対して、患者接触面の温度を低下させるために１つ又はそれ以上の不定システムパラメータを変更させることを選択するよう指示する。他のかかる実施例では、ユーザは超音波システムの温度及び他のパラメータを監視し、温度が臨界点に達する前に１つ又はそれ以上のシステムパラメータを変更するためにシステムと直接相互作用する。操作者は、超音波セッション中の任意の点においてこれを行いうる。更なるかかる実施例では、ユーザは予め、セッション中に自動的に変更されうる不定システムパラメータを選択する。ユーザによって監視されたトランスデューサ冷却システムは、本願と略同時に出願され同じ譲受人に譲渡された「Ｏｐｅｒａｔｏｒ　Ｓｕｐｅｒｖｉｓｅｄ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ａｎ　Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ　Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ」なる名称の米国特許出願明細書に記載されている。上述の特許出願は、ここに参照として組み入れられる。
【００６５】
　他の実施例では、超音波トランスデューサが、患者が傷つけられることや不愉快にされる臨界温度に達することが防止される更なるステップがある。これらの実施例では、超音波トランスデューサは、温度が臨界点に達するとオフとされる。
【００６６】
　本発明の望ましい実施例に適用されるように本発明の基本的な新規な特徴について図示し、説明し指摘したが、当業者によれば本発明の趣旨を逸脱することなく説明された装置及びそれらの動作の形式及び詳細に関して様々な省略、置換、及び変更がなされうることが理解されよう。例えば、同じ結果を達成するための略同じ方法で略同じ機能を実行する要素及び／又は方法段階の全ての組み合わせは、本発明の範囲内にあることが意図される。更に、本発明のいずれの開示された形状又は実施例に関して図示及び／又は説明された構造及び／又は要素及び／又は方法段階は、一般的な設計上の選択事項として任意の他の開示された又は説明された又は提案された形式又は実施例に組み込まれうる。従って、本発明は添付の請求の範囲によってのみ限定されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】典型的な超音波ビームがどのようにして圧電素子の線形配列によって形成されるかを示す図である。
【図２】従来技術の超音波トランスデューサプローブを示す図である。
【図３】本発明の望ましい実施例による超音波トランスデューサシステムの機能モジュールを示すブロック図である。
【図４】本発明の望ましい実施例による温度冷却方法を示すフローチャートである。
【図５】システムがどの撮像モードにあるかに基づいて特定のシステムパラメータが変更される、本発明の第１の典型的な実施例による温度冷却方法を示すフローチャートである。
【図６】「半分閉じた」フィードバックループが用いられる、本発明の第２の典型的な実施例による温度冷却方法を示すフローチャートである。
【図７】閉じたフィードバックループが用いられる、本発明の第３の典型的な実施例による温度冷却方法を示すフローチャートである。
【図８】システムがより低いパワーの撮像モードに入る、本発明の第４の典型的な実施例による温度冷却方法を示すフローチャートである。
【図９】図５のステップが図８のステップの特定の例と組み合わされる、第５の典型的な実施例による温度冷却方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
４１０　現在温度を監視
４２０　現在温度が閾値温度以上か判定
４３０　１つ又はそれ以上の不定システムパラメータを変更
４４０　再設定するか
４５０　再設定
【図１】
2004130136.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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