(57)【要約】  音響波を使用して、人体におけるモーションを検出する実際的で費用対効果の良い方法を提供すること。体内でのモーションの検出のためのシステム２００は、音響プローブ２４２、１００、モーション検出プロセッサ２７０、可変電圧源２９０、及び制御器を含む。音響プローブ２４２、１００は、音響変換器２４４、２０及び音響変換器に結合されている可変屈折音響レンズ２４２、１０を含む。可変屈折音響レンズは、少なくとも、電極に渡って印加される選択された電圧に応答して、可変屈折音響レンズの少なくとも一つの特性を調整するように適合化されている少なくとも一組の電極１５０、１６０ａ、１６０ｂを持つ。モーション検出プロセッサは、アルゴリズムを実行して、音響変換器に結合されかつ音響変換器によって受信される音響エネルギーに応答して目標物のモーションを検出する。可変電圧源は、一組の電極に選択された電圧を印加する。制御器は、可変電圧源を制御して、一組の電極に選択された電圧を印加する。
2010516372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体内でのモーションを検出するシステムであって、
音響変換器と、前記音響変換器に結合される可変屈折音響レンズであって、電極に印加される選択された電圧に応じて前記可変屈折音響レンズの少なくとも一つの特性を調整する少なくとも一組の電極を持つ可変屈折音響レンズと、を含む音響プローブと、
前記音響変換器に結合されており、該音響変換器によって受信された音響エネルギーに応じて、目標物のモーションを検出するアルゴリズムを実行する、モーション検出プロセッサと、
選択された電圧を前記一組の電極に印加する可変電圧源と、
前記選択された電圧を前記一組の電極に印加するよう前記可変電圧源を制御する制御器と、
を備えるシステム。
【請求項２】
送信信号源と、
前記音響変換器を、選択的に、前記送信信号源と前記モーション検出プロセッサに結合させる送信／受信スイッチとを、
更に、備える請求項１のシステム。
【請求項３】
前記可変屈折音響レンズが、
空洞と、
前記空洞内に配置されている第一流体媒体及び第二流体媒体と、
第一電極及び第二電極と
を備え、
前記第一流体媒体の音響波の音の速度が、前記第二流体媒体の音響波の音の速度と異なり、
前記第一流体媒体及び第二流体媒体が、互いに混和せず、かつ
前記第一流体媒体が、前記第二流体媒体とは実質的に異なる電気伝導度を持つ、
請求項１のシステム。
【請求項４】
前記第一流体媒体及び第二流体媒体が、実質的に等しい密度を持つ、請求項３のシステム。
【請求項５】
前記可変屈折音響レンズが、前記空洞を規定するハウジングを含み、かつ前記電極対の内の第一の電極が、前記ハウジングの底部に設けられ、かつ前記電極対の内の第二の電極が、前記ハウジングの横の側に設けられている、請求項３のシステム。
【請求項６】
前記電極対の内の第一の電極が、前記第一及び第二流体媒体の内のより大きな電気伝導度を持つ一方の流体媒体と接触して設けられていて、かつ前記電極対の第二の電極が、前記第一及び第二流体媒体の内のより大きな電気伝導度を持つ前記一方の流体媒体から隔離されている、請求項３のシステム。
【請求項７】
前記可変屈折音響レンズが、少なくとも一つの音響整合層によって前記音響変換器に結合されている、請求項１のシステム。
【請求項８】
前記電極に渡って印加される選択された前記電圧に応答して調整される前記可変屈折音響レンズの少なくとも一つの特性が、前記可変屈折音響レンズの焦点及びエレべーションを含む、請求項１のシステム。
【請求項９】
音響波を使用してモーションを検出するための方法であって、
(1) 体に音響プローブを適用し、
(2) 前記体のターゲット領域から音響エネルギーを検出するために前記音響プローブの可変屈折音響レンズを制御し、
(3) 音響変換器で、前記ターゲット領域から戻って来る音響波を前記可変屈折音響レンズから受信し、
(4) 前記受信された音響波に対応する電気信号を前記音響変換器から出力し、
(5) 前記変換器によって出力された前記電気信号から受信された音響データを作成し、
(6) 前記体の他のターゲット領域に焦点を合わせるか否かを決定し、
(7) 他のターゲット領域が選択されるときには、前記新しく選択されたターゲット領域に対し(1)乃至(6)のステップを繰り返し、
(8) それ以上ターゲット領域が選択されないときには、前記受信された音響データを処理し前記体内でのモーションを示す一つ又はそれより多くの画像を出力する、
方法。
【請求項１０】
前記受信された音響データをメモリに格納することを、更に、備える請求項９の方法。
【請求項１１】
ステップ(3)の前に、前記可変屈折音響レンズに結合されている前記音響変換器に電気信号を印加して、音響波を生成しかつそれを前記ターゲット領域に向けることを、更に、備える請求項９の方法。
【請求項１２】
前記体のターゲット領域から音響エネルギーを検出するために前記可変屈折音響レンズを制御することが、２つの流体が互いに異なる音響波伝播速度を持つように、前記２つの流体を前記可変屈折音響レンズのハウジングに配置するよう、前記可変屈折音響レンズの電極に電圧を印加することを含む、請求項９の方法。
【請求項１３】
前記体のターゲット領域から音響エネルギーを検出するために前記可変屈折音響レンズを制御することが、前記可変屈折音響レンズの少なくとも一つの信号処理特性を含む、請求項９の方法。
【請求項１４】
調整される前記可変屈折音響レンズの少なくとも一つの信号処理特性が、前記可変屈折音響レンズの焦点である、請求項１３の方法。
【請求項１５】
調整される前記可変屈折音響レンズの少なくとも一つの信号処理特性が、前記可変屈折音響レンズの偏向角である、請求項１３の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響画像化方法、音響画像化装置に関係し、より詳しくは、体内でのモーションを検出するために音響信号及び調整可能な流体レンズを使用する方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
体内でのモーションを検出することは、多くの医療画像化応用例における技術的な目標である。コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）又は磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）のような多くの画像化方法は、画像化面又は画像化ボリュームを得るのに、患者呼気サイクル、心臓の動き、又は患者の筋肉組織の動きによる動きが、サブ標準の画質となる結果を得ることができるのに十分に長い時間を要する。加えて、以前に収集された画像化データセットにより、先ず、病状の位置を決定する多くの侵襲手順又は生検手順が、存在する。この手順が実行される際、侵襲デバイス（例えば、無線―周波数除去針、生検針等）の配置は、予め収集されたデータセットによる外部のランドマークとの位置合わせにより行われる。呼気モーションによる器官の変形、心臓の通常の動悸パターンの間の心臓の動き、及び他の動きの原因のような、外部標識と相関しない動きは、侵襲デバイスの配置精度を減少させてしまう。
【０００３】
これらの臨床問題の多くは、体内でのモーションを適切に検出することによって解決することができる。
【０００４】
体内でのモーションを検出するために、現在まで、いくつかの方法が、使用されて来ている。呼気モーションの補正のために、圧力センサが、時々、患者の胸部に固定されるホールター内で使用されて、呼気率が測定される。この際、このモーションを補正するために、患者の胸部の位置を予測する予想モデルを、使用することが出来る。
【０００５】
一方、（具体的には、超音波も含む）音響波は、医療診断、機械部品の非破壊制御及び水中での画像化等のような、多くの科学的又は技術的分野において有用である。音響波は、電磁波を通さない媒体内も進むことができるので、音響波は、光学観察を補完する診断及び制御を可能にする。
【０００６】
したがって、超音波が、深層構造及びそれらの対応する動きを検出する能力を有するため、内部臓器の並進モーション及び変形の測定に、超音波が提案されて来ている。ドップラー又はＭ―モードでの単純な一素子変換器から、より複雑な画像に基づくアプローチまで、いくつかの解決法が、探究されて来ている。一素子音響変換器の場合、モーションを検出する能力は、しばしば、音響波の伝播ラインに沿った方向のみである。これは、測定可能な視野を限定してしまう。この場合、真の変形及び三次元モーションを検出するためには、多数のセンサが、必要となるであろう。
【０００７】
多数のセンサを有する音響画像化機器は、従来の一次元（「１Ｄ」）音響変換器アレイを使用する機器と、ミクロ電子放射線形成技術を使用する完全にサンプル化された二次元の（「２Ｄ」）音響変換器アレイを使用する機器の両方を含む。
【０００８】
１Ｄ音響変換器アレイを使用する機器の場合、音響トランスジューサ素子は、しばしば、単一面内に焦点が最適化されように配置される。これは、送信されかつ受信された音響圧力波の焦点を、軸方向（すなわち、伝播方向）及び横方向（すなわち、１Ｄアレイの方向）に結ばせることを可能にする。面から外れた（エレべーション）焦点合わせは、通常、音響変換器のジオメトリによって固定される。すなわち、音響変換器素子のエレべーション高さが、エレべーション・ディメンションのアレイの自然の焦点を制御する。ほとんどの医療用途に対しては、面から外れた（エレべーション）焦点は、音響変換器アレイの正面に固定されるレンズを追加して大部分の音響エネルギーの焦点を公称焦点深さに合わせること、又はエレべーション高さの素子のジオメトリを変えることによってしか、変えることは出来ない。残念なことに、この妥協は、異なる深さでの最適下限のエレべーション焦点合わせをもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
これらの解決法の各々において、既存の変換器ジオメトリでは可能でない方向に超音波ビームを進める能力を加えることは、望ましいことであろう。
【００１０】
したがって、音響波を使用して、人体におけるモーションを検出する実際的で費用対効果の良い方法を提供することは、望ましいことであろう。特に、超音波互換可能な流体焦点レンズからなる電子的に制御可能なレンズシステムの使用は、単一の又は低い素子カウント変換器と連動して採用され、単純な低コスト解決法によるモーションの検出を可能とする。更に、音響波を使用して、体内でのモーションを検出する装置を提供することは、望ましいことであろう。しかしながら、これは、既存の装置より、必要とする電子機器がより少なく、必要とする素子がより少なく、かつ潜在的に、はるかに廉価に駆動することができることが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様の場合、体内でのモーションを検出するシステムは、音響プローブ、モーション検出プロセッサ、可変電圧源、及び制御器を含む。この音響プローブは、音響変換器、及びこの音響変換器に結合される可変屈折音響レンズを含む。この可変屈折音響レンズは、電極に印加される選択された電圧に応じて、この可変屈折音響レンズの少なくとも一つの特性を調整する少なくとも一組の電極を持つ。このモーション検出プロセッサは、音響変換器に結合されていて、かつ音響変換器によって受信された音響エネルギーに応じて、目標物のモーションを検出するアルゴリズムを実行する。可変電圧源は、選択された電圧を一組の電極に印加する。制御器は、選択された電圧を一組の電極に印加するよう、可変電圧源を制御する。
【００１２】
本発明の他の態様では、音響波を使用してモーションを検出する方法は、(1) 体に音響プローブを適用し、(2) 前記体のターゲット領域から音響エネルギーを検出するために前記音響プローブの可変屈折音響レンズを制御し、(3) 音響変換器で、前記ターゲット領域から戻って来る音響波を前記可変屈折音響レンズから受信し、(4) 前記受信された音響波に対応する電気信号を前記音響変換器から出力し、(5) 前記変換器によって出力された前記電気信号から受信された音響データを作成し、(6) 前記体の他のターゲット領域に焦点を合わせるか否かを決定し、(7) 他のターゲット領域が選択されるときには、前記新しく選択されたターゲット領域に対し(1)乃至(6)のステップを繰り返し、(8) それ以上ターゲット領域が選択されないときには、前記受信された音響データを処理し前記体内でのモーションを示す一つ又はそれより多くの画像を出力する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】音響変換器に結合される可変屈折音響レンズを含む音響プローブの一実施例を示す。
【図１Ｂ】音響変換器に結合される可変屈折音響レンズを含む音響プローブの一実施例を示す。
【図２】音響画像化装置の実施例のブロック図を示す。
【図３】音響画像化装置を制御する方法の一実施例のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、以下に、添付の図面を参照してより完全に記述され、ここに、本発明の好ましい実施例が、示される。しかしながら、本発明は、異なる形で実施することができ、かつ本発明を、本願明細書に記載される実施例に限定するように解釈してはならない。それよりも、これらの実施例は、本発明の教示例として提供されている。
【００１５】
本願で使用されるように、用語「音響」は、特に、通常の人間の聴覚範囲を越える周波数の超音波を含む、音波による動作を意味する。以下の考察では、音響画像化装置及び可変屈折音響レンズを含む音響プローブが、記載されている。本出願において用いられる用語「可変屈折音響レンズ」の文脈において、用語「レンズ」は、（おそらく光に加えて）光以外の放射線、特に、音響放射線（例えば、超音波）を方向付けし又はそれの焦点を合わせる装置を意味するように、広く定義されている。可変屈折音響レンズは、音響波の焦点あわせをすることが出来るが、このような焦点合わせは、この文脈における用語「レンズ」のみを用いてなされることを意味するものではない。一般に、本明細書で用いられる可変屈折音響レンズは、音響波を屈折させるように適合化されていて、音響波を偏向させ及び／又はそれの焦点を合わせることができる。
【００１６】
可変焦点流体レンズ技術は、特定の屈折率を有する、流体が充填されている空洞の物理的境界の変動によって光の焦点合わせを可能にすると言う明確な目的に対して、オリジナルに発明された解決法（特許協力条約（ＰＣＴ）公開ＷＯ２００３／０６９３８０を参照、その全部が、あたかも本願明細書に完全に記載されるかのように、引用により本願明細書に組み込まれているものとする）である。空洞内の流体が、電圧印加によって導電性電極に渡って移動する、エレクトロウェッティングとして知られるプロセスは、流体の表面の動きを達成する。表面トポロジのこの変化は、進行パスが変わるように、光を屈折させ、これによって、この光の焦点を合わせることを可能にする。
【００１７】
一方、超音波は、流体媒体に広がる。事実、人体は、しばしば、圧縮波以外の高い周波数の音響波をサポートすることができない流体と呼ばれる。この意味で、波は、バルク組織の伝播の音響速度の相違による歪みに感応するが、インタフェースでの音の速度の急激な変化による歪みにも感応する。この属性は、以下で開示される音響プローブ及び音響画像化装置の実施例において利用される。
【実施例１】
【００１８】
図１Ａ―Ｂは、音響変換器２０に結合される可変屈折音響レンズ１０を備える音響プローブ１００の一実施例を示す。可変屈折音響レンズ１０は、それに印加される少なくとも一つの選択された電圧に応答してその特性を処理する少なくとも一つの音響信号を調整するように適合化されている。例えば、可変屈折音響レンズ１０は、後で詳しく述べられるように、伝播（「焦点」）軸に沿って及び／又はこの面（「偏向」）に垂直に、音響波のエレべーション焦点を変化させる能力を含むことが有益である。可変屈折音響レンズ１０は、ハウジング１１０、結合素子１２０、第一及び第二流動媒体１４１及び１４２、第一電極１５０及び少なくとも一つの第二電極１６０ａを含む。ハウジング１１０は、例えば、円筒状形状としても良い。ハウジング１１０の頂端部及び底端部は、音響的には実質上透明であるが、音響波は、ハウジング１１０の側壁からしみ出ないことが好ましい。
【００１９】
音響変換器２０は、一つ以上の音響整合層１３０によってハウジング１１０の底部に結合されていることが好ましい。音響変換器２０は、音響波技術において公知のタイプである。音響変換器２０は、音響変換器素子の１Ｄアレイを備えることが好ましいが、実施例によっては１Ｄアレイに代えて単一の変換器素子を使用することもできる。
【００２０】
一実施例の場合、音響プローブ１００は、送信モードと受信モードの両方で作動するように適合化されている。この場合、音響変換器２０は、送信モードで、それに入力される電気信号入力をそれが出力する音響波に変換する。受信モードにおいて、音響変換器２０は、それが受信する音響波をそれが出力する電気信号に変換する。
【００２１】
これに代えて、代替実施形態では、音響プローブ１００を、受信専用モードで作動するように適合化させてもよい。この場合、送信トランスジューサは、別々に設けられる。
【００２２】
結合素子１２０は、ハウジング１１０の一端に設けることが好ましい。結合素子１２０は、人体のような体に対して押圧されるときに接触領域を形成するように設計されている。結合素子１２０は、実質的に体に等しい音響インピーダンスを有する、マイラー膜のような結合強固な材質で満たされるフレキシブルな密封されたポケット（すなわち、音響ウインドウ）又はプラスチック膜を備えることが好ましい。
【００２３】
ハウジング１１０は、第一流体媒体１４１及び第二流体媒体１４２が設けられているボリュームＶを持つ密封された空胴を囲む。一実施例の場合、例えば、ハウジング１１０内の空洞のボリュームＶは、約０．８ｃｍの直径で、かつ約１ｃｍの高さ（すなわち、ハウジング１１０の軸に沿って）である。
【００２４】
第一流体媒体１４１及び第二流体媒体１４２における音の速度は、各々、異なる、（すなわち、音響波は、流体媒体１４１においては、流体媒体１４２における伝搬とは異なる速度で伝搬する）ことが好都合である。また、第一流体媒体１４１と第二流体媒体１４２は、混和しない。したがって、それらは、常に、空洞内で別々の液相として残留する。第一流体媒体１４１と第二流体媒体１４２の分離は、いかなる固体部品もなしに、第一流体媒体１４１と第二流体媒体１４２の境界線を規定する接触面又はメニスカスである。また、２つの流体媒体１４１、１４２の一方が、導電性で、かつ、他の流体媒体が、実質的に非導電性又は電気絶縁性であることが、好都合である。
【００２５】
一実施例の場合、第一流体媒体１４１は、主に水から成る。例えば、それを、電気的極性の挙動を持たせるため又は導電性とするために、十分な濃度のイオン含有量を有する食塩水としてもよい。この場合、第一流体媒体１４１は、例えば、（両方とも１モル／Ｌの濃度を有する）カリウム及び塩化物イオンを含むことができる。これに代えて、それを、（例えば、０．１モル／Ｌの濃度の）ナトリウム又はカリウムのようなイオンの存在により実質的に導電性を有する水とエチルアルコールの混合物とすることもできる。第二流体媒体１４２は、例えば、電界に反応しないシリコーンオイルを備えることができる。下記の表１は、第一流体媒体１４１又は第二流体媒体１４２として使用することができるいくつかの典型的な流体のリストである。
【表１】
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【００２６】
図１Ａ―Ｂの例の場合、流体媒体１４１が主に水から成る場合には、少なくともハウジング１１０の下壁は、親水性被覆１７０により覆われていることが好ましい。流体媒体１４２が主に水から成る別の例の場合には、これに代えて、勿論、ハウジング１１０の頂部壁は、親水性被覆１７０で覆うことができる。
【００２７】
第一電極１５０は、導電性である２つの流体媒体１４１、１４２の一方と接触するように、ハウジング１１０内に設けることが好ましい。図１Ａ―Ｂの例の場合、流体媒体１４１が、導電性流体媒体であり、かつ、流体媒体１４２が、実質的に非導電の流体媒体であることを前提としている。しかしながら、流体媒体１４１を実質的に非導電の流体媒体とし、かつ流体媒体１４２を導電性流体媒体とすることも可能であることは、理解されなければならない。この場合、第一電極１５０は、流体媒体１４２と接触するように配置されるであろう。また、この場合、図１Ａ―Ｂに示される接触メニスカスの凹面は、逆転するであろう。
【００２８】
一方、第二電極１６０ａは、ハウジング１１０の横の（側面の）壁に沿って設けられている。オプションとして、２個以上の第二電極１６０ａ、１６０ｂ等を、ハウジング１１０の横の（側面の）壁（又は複数の壁）に沿って設けてもよい。電極１５０及び１６０ａは、可変電圧源（図１Ａ―Ｂには図示せず）の２個の出力に接続されている。
【００２９】
動作的には、可変屈折音響レンズ１０は、以下の様に音響変換器２０と連動して作動する。図１Ａの例示的実施例の場合、可変電圧源によって電極１５０と１６０ａの間に印加される電圧が、零であるときには、第一流体媒体１４１及び第二流体媒体１４２間の接触面はメニスカスＭ１である。既知の態様で、メニスカスの形状は、ハウジング１１０の横の壁の内側の表面特性と、第一流体媒体１４１及び第二流体媒体１４２の属性とによって決定される。特に、第一流体媒体１４１と第二流体媒体１４２の密度が実質的に等しい場合、その形状は、ほぼ球体の一部となる。音響波Ｗが、第一流体媒体１４１及び第二流体媒体１４２において異なる伝播速度を持つので、第一流体媒体１４１及び第二流体媒体１４２で満たされるボリュームＶは、音響波Ｗに対するレンズとして作動する。したがって、プローブ１００に入る音響波Ｗの拡散は、第一流体媒体１４１と第二流体媒体１４２の接触面に交差すると、変わる。可変屈折音響レンズ１０の焦点距離は、音響波が、音響変換器２０に当たる前にレンズ可変屈折音響レンズ２０によって平面となる、音響変換器２０から音響波のソース・ポイントまでの距離である。
【００３０】
電極１５０と１６０ａの間に可変電圧源によって印加される電圧が正又は負の値に設定されると、メニスカスの形状は、電極１５０と１６０ａ間の電界により、変化する。特に、第一流体媒体１４１と第二流体媒体１４２の接触面に隣接する、第一流体媒体１４１の側に、力が、加わる。第一流体媒体１４１の極性の作用のため、印加電圧の極性及び流体の相対的な表面張力に応じて、それは、電極１６０ａにより近く、又は電極１６０ａから更に離れるように移動する傾向にある。図１Ｂの例の場合、Ｍ２は、電圧がゼロ以外の値に設定されるときの、接触面の形状を示す。このような電気的に制御された接触面の形態の変化は、エレクトロウェッティングと呼ばれる。第一流体媒体１４１が導電性の場合、電圧が印加されている際の第一流体媒体１４１と第二流体媒体１４２の接触面の形状変化は、先に述べたものと同一である。接触面の形態が変化するので、電圧がゼロでない場合には、可変屈折音響レンズ１０の信号処理特性は変化する。
【００３１】
（あたかも本願明細書に完全に記載されているかのように、本願明細書に完全に引用により組み込まれているものとする）ＰＣＴ公開ＷＯ２００４−０５１３２３は、可変屈折流体レンズのメニスカスを傾けることについて、詳細に説明している。
【００３２】
図２は、体内のモーションを検出する音響変換器に結合されている可変屈折音響レンズを含む音響プローブを使用する超音波モーション検出システム２００の一実施例のブロック図である。超音波モーション検出システム２００は、プロセッサ／制御器２１０、送信信号源２２０、送信／受信スイッチ２３０、音響プローブ２４０、フィルタ２５０、利得／減衰段２６０、モーション検出プロセッサ２７０及び可変電圧源２９０を含む。一方、音響プローブ２４０は、音響変換器２４４に結合されている可変屈折音響レンズ２４２を含む。
【００３３】
図１に関して上述したように、音響プローブ２４０は、音響プローブ１００として実現することができる。この場合、可変屈折音響レンズ２４２の２個の流体１４１、１４２は、マッチング・インピーダンスを有するが、音の速度は異なっていることが有益である。このことは、ビームの方向のコントロールを可能にしつつ、音響波の前方伝播を最大限可能にするであろう。流体１４１、１４２は、音響波の焦点合わせかつ屈折の柔軟性を最大にするように選ばれる音の速度を持つことが好ましい。
【００３４】
音響変換器素子２４４は、音響変換器素子の１Ｄアレイを備えることが好ましい（別の実施例の場合、それは、単一の変換器素子を備えてもよい）。
【００３５】
動作的には、超音波モーション検出システム２００は、以下のように作動する。プロセッサ／制御器２１０は、可変電圧源２９０によって可変屈折音響レンズ２４２の電極に印加される電圧を制御する。前述したように、これは、可変屈折音響レンズ２４２の屈折を順次変化させる。
【００３６】
可変屈折音響レンズ２４２の２個の流体によって規定されるメニスカスの表面が、正しいトポロジに達すると、プロセッサ／制御器２１０は、送信信号源２２０を制御して、音響変換器２４４に印加される所望の電気信号を生成して、所望の音響波を生成する。ある場合には、送信信号源２２０を制御して、Ｍ―モードで作動する短い時間の（広帯域）信号（おそらく、パルス波ドップラー又は他の画像化技術のための他の関連信号を可能にする短いトーン―バースト）を生成するようにすることができる。典型的な使用は、臨床的に関心がある領域に調整される固定エレべーション焦点を有する面を撮像することであろう。音響信号は、通常のエコー、Ｍ―モード又はＰＷドップラーのような時間領域解像信号、又は、ＣＷドップラーのような非時間領域解像信号にさえすることが可能である。他の典型的な使用を、超音波振動子の焦点が組織の動きに関連する信号を最大にするように調整することとしてもよい。
【００３７】
プロセッサ／制御器２１０は、ボリューム内で発生するモーションを解像するのに十分短い時間間隔にわたって、ボリュームを走査する（例えば、一度に１つの面を走査する）ためにアルゴリズムを実行することが好ましい。すなわち、三次元ボリューム測定ビューのためのデータは、適切に音響波を少なくとも一つの方向に進めるために音響変換器２４４に印加されるエネルギーと、可変屈折音響レンズ２４２の電極に印加される一連の電圧とを適切に制御することによって得られる。このことにより音響波の第二方向及び／又は焦点深度の音響波の屈折が制御される。一連の異なる面及び／又は深さでの測定について音響プローブ２４０によって受信される音響データは、モーション検出プロセッサ２７０に渡される。モーション検出プロセッサ２７０は、受信された音響データを処理して、患者呼気サイクル、心臓の動き又は患者筋肉組織の動きによるモーションのような、超音波モーション検出システム２００によって走査されている領域内のモーションを表す又は示す画像及び／又は他の出力を生成する。
【００３８】
図２の実施例の場合、音響プローブ２４０は、送信モード及び受信モードの両方において作動するように適合化されている。前述したように、別の実施例の場合、音響プローブ２４０は、これに代えて、受信専用モードで作動するように適合化させることができる。この場合、送信トランスジューサは別に設け、かつ、送信／受信スイッチ２３０を省略することができる。
【００３９】
図３は、超音波モーション検出システム２００の動作を制御する方法３００の一実施例のフローチャートを示す。
【００４０】
第一ステップ３０５において、音響プローブ２４０が、患者に結合される。
【００４１】
次いで、ステップ３１０で、プロセッサ／制御器２１０は、可変電圧源２９０によって可変屈折音響レンズ２４２の電極に印加される電圧を制御して、所望のボリューム測定領域の掃引を始める。
【００４２】
次に、ステップ３１５で、プロセッサ／制御器２１０は、送信信号源２２０及び送信／受信スイッチ２３０を制御して、音響変換器２４４に所望の電気的信号を印加する。可変屈折音響レンズ２４２は、音響変換器２４４と連動して、音響波を生成し、かつ音響波を偏向させ及び／又は音響波の焦点を患者のターゲット領域に合わせるように作動する。
【００４３】
続いて、ステップ３２０で、可変屈折音響レンズ２４２は、音響変換器２４４と連動して、患者のターゲット領域から戻って来る音響波を受信するように作動する。この時、プロセッサ／制御器２１０は、送信／受信スイッチ２３０を制御して、音響変換器２４４をフィルタ２５０に接続させ、音響変換器２４４からの電気的信号をフィルタ２５０に出力する。
【００４４】
次に、ステップ３３０において、フィルタ２５０、利得／減衰器段２６０及び音響信号処理器２７０が、共に、音響変換器２４４からの電気信号を調整し、かつそこから受信された音響データを作成する。
【００４５】
次いで、ステップ３４０で、受信された音響データは、超音波モーション検出システム２００のモーション検出プロセッサ２７０のメモリ（図示せず）に格納される。
【００４６】
次に、ステップ３４５で、プロセッサ／制御器２１０は、他の方向、深さ及び／又は面においても走査すべきか否かを、決定する。走査すべき場合には、ステップ３５０で、走査域が、選択され、かつこの処理ステップ３１０が繰り返される。走査すべきでない場合には、次いで、ステップ３５５において、モーション検出プロセッサ２７０が、（おそらく、プロセッサ／制御器２１０と連動して）受信された音響データを処理し、患者呼気サイクル、心臓の動き又は患者筋肉組織の動きによるモーションのような、超音波モーション検出システム２００によって走査されている領域内でのモーションを表す又は示す画像及び／又は他の出力を作成する。
【００４７】
最後に、ステップ３６０で、超音波モーション検出システム２００は、検出された動きを表す画像及び／又は他の出力を出力する。
【００４８】
本願明細書には好ましい実施形態が開示されているが、本発明の概念及び範囲内において多くの変更が可能である。このような変更は、明細書、図面かつ請求項の精査の後、当業者には明確となるであろう。従って、添付の請求の範囲の精神及び範囲内では、本発明は、例外なく制限されることは無い。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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