(57)【要約】方法は、少なくとも２つの送信機のアレイの、近隣のトランスデューサ素子のペアを同時に励起させることを含む。ここで、このアレイは、５またはそれ未満の焦点比を持つ１０乃至２０センチメートルの範囲の焦点を有する。この方法はさらに、少なくとも２つのうちの第１の送信機の、トランスデューサ素子の第１のサブセットの個々のトランスデューサ素子を用いて、第１のエコーを受信することと、少なくとも２つのうちの第２の送信機の、トランスデューサ素子の第２のサブセットの個々のトランスデューサ素子を用いて、第２のエコーを受信することと、を含む。この方法はさらに、少なくとも２つの送信機のエコーから第２の高調波を抽出することを含む。この方法はさらに、抽出された第２の高調波をビームフォームすることを含む。この方法はさらに、ビームフォームされた、抽出された第２の高調波に基づいてイメージを生成することを含む。
2015521876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波イメージング・システム（１００，２００）であって、
視点のイメージング・フィールドにおける物体を横断する超音波信号を放射し、前記超音波信号と前記物体とのインタラクションに応じて生成されるエコーを受信する、複数のトランスデューサ素子（１０８）のアレイ（１０４）を含むトランスデューサ（１０２）と、ここで、前記トランスデューサは、５またはそれ未満のＦ値を持つ１０乃至２０センチメートルの範囲の焦点を有する、
第１の超音波信号を放射するために、前記複数のトランスデューサ素子を励起させる第１の励起パルスからなる第１のセットと、予め決定された時間遅れ後に、第２の超音波信号を放射するために、前記複数のトランスデューサ素子を励起させる第２の励起パルスからなる第２のセットとを生成する送信回路（１１４）と、ここで、前記送信回路は、前記第１の励起パルスからなる第１のセットと、前記第２の励起パルスからなる第２のセットとを用いて、２またはそれ以上のトランスデューサ素子のグループをシーケンシャルに励起させ、これによって、各励起において、前記トランスデューサ素子のすべてを励起させる、
前記第１の励起パルスからなる第１のセットに応じて生成され、前記トランスデューサ素子の第１のサブセットによって受信された第１のエコーを受信し、前記第１のエコーから、高調波成分の第１のセットを抽出し、前記第２の励起パルスからなる第２のセットに応じて生成され、前記トランスデューサ素子の別の第２のサブセットによって受信された第２のエコーを受信し、前記第２のエコーから、高調波成分の第２のセットを抽出する、受信回路（１２７）と、
前記抽出された高調波成分の第１のセットをビームフォームして、第１の中間データを生成し、前記抽出された高調波成分の第２のセットをビームフォームして、第２の中間データを生成する、ビームフォーマ（１３０）と、
を備えるシステム。
【請求項２】
前記第１の励起パルスからなる第１のセットは、第１のパルスを含み、前記第１のパルスは、前記第１のパルスの第１の反転コピーが後に続き、
前記第１のエコーは、前記第１のパルスに対応する第１のエコーと、前記第１のパルスの第１の反転コピーに対応する第１のエコーとを含み、
前記システムはさらに、
前記第１のパルスに対応する第１のエコーと、前記第１のパルスの第１の反転コピーに対応する第１のエコーとを加算して、前記第１のエコーの奇数高調波と基本成分とを相殺し、前記第１のエコーの第２の高調波成分を抽出し、前記高調波成分の第１のセットを生成する、加算器（１２８）を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第２の励起パルスからなる第２のセットは、第２のパルスを含み、前記第２のパルスは、前記第２のパルスの第２の反転コピーが後に続き、
前記第２のエコーは、前記第２のパルスに対応する第２のエコーと、前記第２のパルスの第２の反転コピーに対応する第２のエコーとを含み、
前記加算器は、前記第２のパルスに対応する第２のエコーと、前記第２のパルスの第２の反転コピーに対応する第２のエコーとを加算して、前記第２のエコーの奇数高調波と基本成分とを相殺し、前記第２のエコーの第２の高調波成分を抽出し、前記高調波成分の第２のセットを生成する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１のエコーと前記第２のエコーとをフィルタして、前記第１のエコーおよび前記第２のエコーの第２の高調波成分を通過させ、これら高調波成分の第１のセットおよび第２のセットを生成する、バンドパス・フィルタ（２０２）、をさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記ビームフォーマは、前記高調波成分の第１のセットをビームフォームして前記第１の中間データを生成し、前記高調波成分の第２のセットをビームフォームして前記第２の中間データを生成する、請求項１乃至４のうちの何れか１項に記載のシステム。
【請求項６】
複数のスキャン・ラインをスキャン変換して、前記物体の画像を生成する、スキャン変換器（１３６）、をさらに備える請求項１乃至５のうちの何れか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記トランスデューサ素子の第１のサブセットは、偶数番号または奇数番号のトランスデューサ素子に対応し、前記トランスデューサ素子の第２のサブセットは、偶数番号または奇数番号のその他のトランスデューサ素子に対応する、請求項１乃至６のうちの何れか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記超音波信号は、３メガヘルツのオーダの中心周波数を有する、請求項１乃至７のうちの何れか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記焦点は、１２センチメートルのオーダである、請求項１乃至８のうちの何れか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記焦点は、１５センチメートルのオーダである、請求項１乃至８のうちの何れか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記トランスデューサのアレイは、ほぼ正方形のフットプリントを有する、請求項１乃至１０のうちの何れか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記トランスデューサのアレイは、３２ミリメートルのオーダの有効長と、３２ミリメートルのオーダの有効幅とを有する、請求項１乃至１１のうちの何れか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
方法であって、
第１の超音波信号を放射するために、アレイの複数のトランスデューサ素子を励起させる第１の励起パルスからなる第１のセットと、予め決定された時間遅れ後に、第２の超音波信号を放射するために、前記複数のトランスデューサ素子を励起させる第２の励起パルスからなる第２のセットとを送信することと、ここで、２またはそれ以上のトランスデューサ素子のグループは、前記第１の励起パルスからなる第１のセットと、前記第２の励起パルスからなる第２のセットとを用いて、シーケンシャルに励起される、
前記第１の励起パルスからなる第１のセットに応じて生成され、前記トランスデューサ素子の第１のサブセットによって受信された第１のエコーを受信して、前記第１のエコーから、高調波成分の第１のセットを抽出することと、
前記第２の励起パルスからなる第２のセットに応じて生成され、前記トランスデューサ素子の別の第２のサブセットによって受信された第２のエコーを受信して、前記第２のエコーから、高調波成分の第２のセットを抽出することと、
前記抽出された高調波成分の第１のセットをビームフォームして、第１の中間データを生成し、前記抽出された高調波成分の第２のセットをビームフォームして、第２の中間データを生成することと、ここで、前記トランスデューサは、１０乃至２０センチメートルの範囲の焦点と、５またはそれ未満のＦ値とを有する、
を備える方法。
【請求項１４】
前記第１の励起パルスからなる第１のセットを送信することは、前記第１のパルスの第１の反転コピーが後続する第１のパルスを送信することを備え、
前記第１のエコーを受信することは、前記第１のパルスに対応する第１のエコーと、前記第１のパルスの第１の反転コピーに対応する第１のエコーとを受信することを含み、
前記方法はさらに、
前記第１のパルスに対応する第１のエコーと、前記第１のパルスの第１の反転コピーに対応する第１のエコーとを加算することと、
これによって、前記第１のエコーの奇数高調波と基本成分とを相殺し、前記第１のエコーの第２の高調波成分を抽出することと、
前記高調波成分の第１のセットを生成することと
を備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２の励起パルスからなる第２のセットを送信することは、前記第２パルスの第２の反転コピーが後続する第２のパルスを送信することを備え、
前記第２のエコーを受信することは、前記第２のパルスに対応する第２のエコーと、前記第２のパルスの第２の反転コピーに対応する第２のエコーとを受信することを含み、
前記方法はさらに、
前記第２のパルスに対応する第２のエコーと、前記第２のパルスの第２の反転コピーに対応する第２のエコーとを加算し、
もって、前記第２のエコーの奇数高調波と基本成分とを相殺し、
前記第２のエコーの第２の高調波成分を抽出し、
前記高調波成分の第２のセットを生成すること
を備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のエコーと前記第２のエコーとをバンドバス・フィルタすることと、
前記第１のエコーおよび前記第２のエコーの第２の高調波成分を通過させることと、
これら高調波成分の第１のセットおよび第２のセットを生成することと、
をさらに備える請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の中間データを生成するために、前記高調波成分の第１のセットをビームフォームすることと、
前記第２の中間データを生成するために、前記高調波成分の第２のセットをビームフォームすることと、
をさらに備える請求項１３乃至１６のうちの何れか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記ビームフォームすることは、
前記第１の中間データと前記第２の中間データを加算することと、
前記スキャン・ラインを生成することと
を備える、請求項１３乃至１７のうちの何れか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記トランスデューサ素子の第１のサブセットは、偶数番号または奇数番号のトランスデューサ素子に対応し、
前記トランスデューサ素子の第２のサブセットは、偶数番号または奇数番号の別のトランスデューサ素子に対応する、
請求項１３乃至１８のうちの何れか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の励起パルスからなる第１のセットと、前記第２の励起パルスからなる第２のセットとは、３メガヘルツのオーダの中心周波数を持つ超音波信号を生成する、請求項１３乃至１９のうちの何れか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記焦点は、１２センチメートルのオーダである、請求項１３乃至２０のうちの何れか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記焦点は、１５センチメートルのオーダである、請求項１３乃至２２のうちの何れか１項に記載の方法。
【請求項２３】
前記トランスデューサのアレイは、ほぼ等しい有効長および有効幅を有する、請求項１３乃至２２のうちの何れか１項に記載の方法。
【請求項２４】
方法であって、
少なくとも２つの送信機のアレイの、近隣のトランスデューサ素子のペアを同時に励起させることと、ここで、前記アレイは、５またはそれ未満のＦ値を持つ１０乃至２０センチメートルの範囲の焦点を有する、
前記少なくとも２つの送信機のうちの第１の送信機の、トランスデューサ素子の第１のサブセットの個々のトランスデューサ素子を用いて、第１のエコーを受信することと、
前記少なくとも２つの送信機のうちの第２の送信機の、前記トランスデューサ素子の第２のサブセットの個々のトランスデューサ素子を用いて、第２のエコーを受信することと、
前記少なくとも２つの送信機のエコーから第２の高調波を抽出することと、
前記抽出された第２の高調波をビームフォームすることと、
前記ビームフォームされた、抽出された第２の高調波に基づいて画像を生成することと、
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下は、一般に、超音波イメージングに関し、さらに詳しくは、深い（例えば１０センチメートル以上の）スキャンのためにフェイズ・アレイ・トランスデューサを用いた高調波超音波イメージングに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波イメージングは、検査中における物体または対象物の内部特性に関する有用な情報を提供する。従来のＢモード超音波イメージングは、固定された送信焦点を有する超音波ビームを生成するためにトランスデューサ素子のセットを始動させることと、パルスを送信しエコーを検出している間に、検査エリアにわたって超音波ビームを掃引することと、によって実行される。エコーが遅延され、総和されて、Ｂモード・スキャン・ラインが生成される。これらは処理され、モニタによって表示されうる画像が生成される。
【０００３】
高調波イメージングは、エコーの（基本成分の代わりに）１または複数の高調波成分が処理され、画像が生成されるという点を除いて、Ｂモードに類似している。高調波イメージングを用いると、例えば、第２の高調波成分は、基本成分の周波数の２倍の周波数を有するようになるであろう。その結果、Ｂモード・イメージングに対して、より高い解像度の画像となる。あいにく、高調波イメージング・アプローチは、５乃至１０センチメートルの間に和らげる傾向を有する高調波を有し、（例えば、１０センチメールよりも大きな）深い貫通高調波イメージングのために良好ではない。
【０００４】
そのため、高調波イメージングは、一般には、深いスキャンのために使用されない。たとえトランスデューサが、高調波イメージング・モードにおいて動作されていても、より短い深さのために高調波イメージングを用い、その後、より長い深さにおいて、高調波イメージングからＢモード・イメージングへ切り換えるという解決策がなされた。しかしながら、通常、より長い深さに位置している例えば腎臓結石のようなイメージが邪魔する場合、例えばゴーストやミラーリングのようなアーティファクトが、イメージに導入されうる。前述を考慮すると、高調波イメージングに対するその他のアプローチのための未解決のニーズがある。
【発明の概要】
【０００５】
本願の態様は、前述およびその他に対処する。
【０００６】
１つの態様では、超音波イメージング・システムは、視点のイメージング・フィールドにおける物体を横断する超音波信号を放射し、超音波信号と物体とのインタラクションに応じて生成されるエコーを受信する、複数のトランスデューサ素子のアレイを含むトランスデューサを含む。ここで、トランスデューサは、５またはそれ未満のＦ値を持つ１０乃至２０センチメートルの範囲の焦点を有する。超音波イメージング・システムはさらに、第１の超音波信号を放射するために、複数のトランスデューサ素子を励起させる第１の励起パルスからなる第１のセットと、予め決定された時間遅れ後に、第２の超音波信号を放射するために、複数のトランスデューサ素子を励起させる第２の励起パルスからなる第２のセットと、を生成する送信回路を含む。ここで、送信回路は、第１の励起パルスからなる第１のセットと、第２の励起パルスからなる第２のセットとを用いて、２またはそれ以上のトランスデューサ素子のグループをシーケンシャルに励起させる。これによって、各励起において、トランスデューサ素子のすべてを励起させる。超音波イメージング・システムはさらに、受信回路を含む。この受信回路は、第１の励起パルスからなる第１のセットに応じて生成され、トランスデューサ素子の第１のサブセットによって受信された第１のエコーを受信し、これら第１のエコーから、高調波成分の第１のセットを抽出する。また、第２の励起パルスからなる第２のセットに応じて生成され、トランスデューサ素子の別の第２のサブセットによって受信された第２のエコーを受信し、これら第２のエコーから、高調波成分の第２のセットを抽出する。超音波イメージング・システムはさらに、抽出された高調波成分の第１のセットをビームフォームして、第１の中間データを生成し、抽出された高調波成分の第２のセットをビームフォームして、第２の中間データを生成する、ビームフォーマを含む。
【０００７】
別の態様では、方法は、第１の超音波信号を放射するために、フェーズ・アレイの複数のトランスデューサ素子を励起させる第１の励起パルスからなる第１のセットと、予め決定された時間遅れ後に、第２の超音波信号を放射するために、複数のトランスデューサ素子を励起させる第２の励起パルスからなる第２のセットと、を送信することを含む。ここで、２またはそれ以上のトランスデューサ素子のグループは、第１の励起パルスからなる第１のセットと、第２の励起パルスからなる第２のセットとを用いて、シーケンシャルに励起される。この方法はさらに、第１の励起パルスからなる第１のセットに応じて生成され、トランスデューサ素子の第１のサブセットによって受信された第１のエコーを受信することと、これら第１のエコーから、高調波成分の第１のセットを抽出することとを含む。また第２の励起パルスからなる第２のセットに応じて生成され、トランスデューサ素子の別の第２のサブセットによって受信された第２のエコーを受信することと、これら第２のエコーから、高調波成分の第２のセットを抽出することとを含む。この方法はさらに、抽出された高調波成分の第１のセットをビームフォームして、第１の中間データを生成することと、抽出された高調波成分の第２のセットをビームフォームして、第２の中間データを生成することとを含む。トランスデューサは、１０乃至２０センチメートルの範囲の焦点と、５またはそれ未満のＦ値とを有する。
【０００８】
別の態様では、方法は、少なくとも２つの送信機のアレイの、近隣のトランスデューサ素子のペアを同時に励起させることを含む。ここで、このアレイは、５またはそれ未満のＦ値を持つ１０乃至２０センチメートルの範囲の焦点を有する。この方法はさらに、少なくとも２つの送信機のうちの第１の送信機の、トランスデューサ素子の第１のサブセットの個々のトランスデューサ素子を用いて、第１のエコーを受信することと、少なくとも２つの送信機のうちの第２の送信機の、トランスデューサ素子の第２のサブセットの個々のトランスデューサ素子を用いて、第２のエコーを受信することと、を含む。この方法はさらに、少なくとも２つの送信機のエコーから第２の高調波を抽出することを含む。この方法はさらに、抽出された第２の高調波をビームフォームすることを含む。この方法はさらに、ビームフォームされた、抽出された第２の高調波に基づいて画像を生成することを含む。
【０００９】
当業者であれば、添付の説明を読み、理解することで、本願のその他の態様をも認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本願は、例として例示されており、同一符号が類似の要素を示す以下の添付図面における各図に限定されない。
【図１】図１は、パルス反転を用いる高調波イメージングのための構成要素を含む超音波イメージング・システムの例を例示する。
【図２】図２は、図１の超音波イメージング・システムのトランスデューサの例を例示する。
【図３】図３は、フィルタリングを用いる高調波イメージングのための構成要素を含む超音波イメージング・システムの例を例示する。
【図４】図４は、方法の例を例示する。
【図５】図５は、別の方法の例を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の記載は、アレイ・トランスデューサと、５またはそれ未満のＦ値を有する１０乃至２０センチメートルの範囲の焦点または焦点距離と、同じ送信アパチャを用いる２つの送信機および異なる２つの受信アパチャを用いる２つの受信機から、または、２つの異なる送信アパチャを用いる４つの送信機おおび異なる２つの受信アパチャを用いる４つの受信機からのデータとを用いて、深い貫通細胞高調波イメージングのための超音波イメージング・アプローチを記述する。ここで、トランスデューサ素子は、送信時にはペア・ワイズで（一度に２つの素子が）、受信時には個々に、アクチュエートされる。このようなアプローチは、関心領域（例えば、腎臓結石）が一般にトランスデューサ・アレイから１２乃至１８ｃｍに位置している、砕石器におけるイン・ライン・イメージングのために良好である。このアプローチはまた、１０乃至２０センチメートルの範囲の関心領域を持つその他の適用にも良好である。
【００１２】
先ず図１に示すように、超音波イメージング・システム１００の例が例示される。トランスデューサ１０２は、トランスデューサ・アレイ１０４と、トランスデューサ・アレイ１０４を収容するハウジング１０６とを含んでいる。トランスデューサ・アレイ１０４は、１次元（１Ｄ）フェーズの、Ｎ個（例えば、Ｎ＝３２，６４，１２８，１９２等）のトランスデューサ素子１０８からなる線形または曲線アレイを含む。これは、視点のフィールドおよびその中における物体の画像を横断する超音波信号を、一度に２またはそれ以上、シーケンシャルに送信し、それに応じて生成されるエコーを受信するように構成される。本明細書において称されるエコーは、送信された超音波信号と物体とのインタラクションの結果であり、送信周波数および１または複数の高調波成分（例えば、第２、第３、第４等）に対応する基本成分を含む。
【００１３】
手短に図２に移り、トランスデューサ１０２の限定しない例が例示される。トランスデューサ・アレイ１０４は、ほぼ等しい有効幅２０４および有効長２０３（ピッチ×素子の数）を有するほぼ正方形のフットプリントを有する。適切な寸法は、限定される訳ではないが、２０×２０ｍｍ、３２×３２ｍｍ、および５０×５０ｍｍを含む。本明細書では、長方形、および／または、その他の形状のフットプリントもまた考慮される。この例では、ハウジング１０６の光学ウィンドウ２１４が、トランスデューサ・アレイ１０４を環境から保護およびシールドする。ハウジング１０６内部では、トランスデューサ・アレイ１０４が、例えば水、ジェル等のような（図１および２において見えない）液体に浸される。ハウジング１０６は、密閉シールされている。これによって、イメージングに悪影響を及ぼしうる液体の侵入を促進する。
【００１４】
ハウジング１０６の前方部分２０６はポリマーを含んでいる。適切なポリマーは、Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ（ドイツ  ミュンヘンの会社であるＷａｃｋｅｒ  Ｃｈｅｍｉｅ  ＡＧの製品）でオーバモールドされたＴＰＸ（東京の会社である三井石油化学工業株式会社の製品）である。オーバモールドは、ＴＰＸを溶かすので、前方部分２０６は、実質的に、衝撃波に対する抵抗を有し、反射が減衰する。例示されるハウジング１０６は、前方部分２０６の一般に正方形状をした部分２１０から、トランスデューサ１０２の管状部分の旋回部分２１２へと徐々に遷移２０８する。１つの事例では、これによって、トランスデューサ１０２は、その位置で回転するか、および／または、その軸に沿ってアクチュエートすることが可能となる。ハウジング１０６は、例えば、銅箔またはその他の金属化のような金属化を用いて、で電気的にシールドされる。
【００１５】
図１に戻って、トランスデューサ・アレイ１０４の焦点は、例えば、１２，１５，１７ｃｍ等といったオーダのように、１０ｃｍから２０ｃｍの範囲にある。この範囲の焦点は、（例えば、腎臓結石のような）関心領域が一般に、トランスデューサ・アレイから１２乃至１８ｃｍの位置している例えば砕石器のような適用のための関心領域に焦点を位置させることを容易にするのみならず、例えば皮膚における脂肪層や、砕石の場合、水で満たされる可能性のあるエリアのように、反響を引き起こす初期層をディスターブする後まで、高調波成分の生成を遅れさせる。しかしながら、このような焦点は、近いフィールドを使用不可能にしうるが、例えば砕石器のような適用のために、近いフィールドが犠牲にされうる。
【００１６】
焦点は、従来式の２次焦点および／またはその他の焦点に基づきうる。焦点は、内部焦点、平面−凸面レンズおよび／またはその他で達成されうる。内部焦点および平面−凸面レンズによるアプローチは、ネガティブなアポディゼーションの緩和を促進しうる。内部焦点のために、光学ウィンドウのエッジが（例えば、０．５乃至１．５ｍｍ）上げられる。例えば、ＴＰＸレンズのような平面−凹面レンズでは、例えば、略ｍｍの曲率半径を持つレンズの場合、レンズのエッジは、３．５ｍｍ厚である。例えば、Ｆ値は、例えば、４．８，４．４，３．８等のように５未満であり、中心周波数は、例えば３．５ＭＨｚ，３ＭＨｚ，２．８ＭＨｚ等のように４未満である。
【００１７】
送信回路１１４は、パルス生成器１１６、反転パルス生成器１１８、および遅延ロジック１２０を含む。パルス発生器１１６は、アクチュエーション・パルスすなわち励起パルスを生成し、反転パルス生成器１１６は、反転されたアクチュエーション・パルスすなわち反転励起パルスを生成する。これは、励起パルスの反転されたコピーである。遅延ロジック１２０は、対応するアクチュエーション・パルスの送信からの予め定められた時間遅れに基づいて、反転励起パルスの送信を遅れさせる。バリエーションでは、反転パルス生成器１１８が省略され、パルス・インバータ（単数または複数）が、超音波励起パルスを変換して、反転励起パルスが生成される。
【００１８】
送信マルチプレクサ（ＴＭＵＸ）１２２は、励起パルスおよび反転励起パルスを、トランスデューサ素子１０８にルーティングする。１つの事例では、送信マルチプレクサ１２２は、励起間の予め定められた時間遅延に基づいて、励起パルス（または、反転励起パルス）がトランスデューサ素子１０５の近隣ペアにシーケンシャルにルーティングされる（例えば、トランスデューサ０，１にルーティングされ、その後、トランスデューサ２，３にルーティングされるという具合である）ペア・ワイズ方式で励起パルス（または反転励起パルス）をルーティングするように構成される。１つの動作モードでは、これは、合計４つの励起パルスについて、第１の励起パルス、第１の反転励起パルス、第２の励起パルス、および第２の反転励起パルスを用いてこれらペアをシーケンシャルに励起し、各スキャン・ラインを構築するためのデータを取得することを含む。その他の実施形態では、アクチュエーション・パルスおよび／または反転励起パルスが、個々のトランスデューサ素子および／または２よりも多くのトランスデューサ素子のグループへルーティングされうる。
【００１９】
受信マルチプレクサ（ＲＭＵＸ）１２４は、トランスデューサ・アレイ１０４からエコーを受信し、ルーティングする。１つの事例では、これは、トランスデューサ素子１０８の異なるサブセットの個々のトランスデューサ素子１０８からエコーを受信し、ルーティングすることを含む。例えば、１つの事例では、これは、スキャン・ラインのための励起パルスのペアの、第１の励起パルスおよび第１の反転励起パルスについて、例えばトランスデューサ素子０，２，４・・・のような偶数番号のトランスデューサ素子（または、トランスデューサ素子１，３，５・・・のような奇数番号のトランスデューサ素子）からエコーを個々に受信し、その後、ルーティングすることを含む。これは、励起パルスのペアの、第２の励起パルスおよび第２の反転励起パルスについて、例えばトランスデューサ素子１，３，５・・・のような奇数番号のトランスデューサ素子（または、トランスデューサ素子０，２，４・・・のような偶数番号のトランスデューサ素子）からエコーを個々に受信し、その後、ルーティングすることを含む。
【００２０】
スイッチ（ＳＷ）１２６は、トランスデューサ１０２が超音波信号を送信しているのかまたはエコーを受信しているのかに基づいて、送信マルチプレクサ１２２と受信マルチプレクサ１２４との間の切り換えを行う。
【００２１】
受信回路１２７は、第１の合成信号を生成する第１の反転励起パルスおよび第１の励起パルスに対応するエコーと、第２の合成信号を生成する第２の反転励起パルスおよび第２の励起パルスに対応するエコーと、を加算する加算器１２８を含む。このようにエコーを加算した場合、基本成分の反転コピーと、奇数の高調波成分とが、互いを相殺し（すなわち、加算によりほとんどゼロになり）、偶数の高調波成分が２倍に合成される。その結果、第１および第２の合成信号は、例えば、基本成分の周波数（ｆ）の２倍である周波数（２ｆ）を持つ第２の高調波成分を含む。
【００２２】
ビームフォーマ１３０は、第１の合成信号の個々の値に時間遅延を適用し、第１の中間データまたはスキャン・ラインを生成する時間遅延値を、時間の関数として総和する。さらに、第２の合成信号の個々の値に時間遅延を適用し、第２の中間データまたはスキャン・ラインを生成する時間遅延値を、時間の関数として総和する。この例では、メモリ１３２は、第１の中間データおよび第２の中間データを格納する。これらはそれぞれ、偶数（または奇数）番号のトランスデューサ素子によって受信されたエコーと、奇数（または偶数）番号のトランスデューサ素子によって受信されたエコーとに対応する。
【００２３】
合成アパチャ・プロセッサ１３４は、第１の中間データおよび第２の中間データに基づいてスキャン・ラインを生成する。１つの事例では、これは、生成されたスキャン・ラインが、偶数番号と奇数番号との両方のトランスデューサ素子のためのデータを含むように、第１の中間データと第２の中間データとを加える。スキャン変換器１３６は、スキャン・ラインを変換、例えば、スキャン・ラインを、ディスプレイの座標系にスキャン変換することによって、表示する画像を生成する。一般に、おのおのの画像は、５０乃至５００、あるいは、それよりも多くまたは少ないスキャン・ラインから生成されうる。スキャン変換器１３６は、スキャン・ラインを、ディスプレイを介して表示するための画像に変換するために、アナログおよび／またはデジタルのスキャン変換技法を適用するように構成されうる。一般に、合成アパチャは、チャンネルの欠如を補償するために使用される。十分なチャンネルがある構成では、合成アパチャ・プロセッサ１３４は省略されうる代替の実施形態では、加算器１２８は、合成アパチャ・プロセッサ１３４の一部であり、ビームフォーミング後に適用されうる。
【００２４】
コントローラ１３８は、システム１００のさまざまな構成要素を制御する。例えば、コントローラ１３８は、スイッチ１２６、送信回路１１４、受信回路１２７、および／または、その他の構成要素（単数または複数）のうちの１または複数を制御しうる。コントローラ１３８と電気的に通信するユーザ・インタフェース１４０は、１または複数の入力デバイス（例えば、ボタン、タッチ・パッド等）と、１または複数の出力デバイス（例えば、ディスプレイ・スクリーン、スピーカ等）とを含む。システム１００が、複数の異なるスキャン・モード（例えば、高調波イメージング、Ｂモード等）のために構成されている場合、ユーザ・インタフェース１４０は、システム１００のユーザが、所望のスキャン・モードを示すことを可能にする入力デバイスを含む。ディスプレイ１４２は、生成された画像を視覚的に表すために使用される。１つの事例では、画像は、インタラクティブ・グラフィック・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）において表される。これによって、ユーザは、表示された画像を、選択的に回転、スケール、および／または、操作できるようになる。そのようなインタラクションは、マウス、キーボード、タッチ・スクリーン等によってなされうる。
【００２５】
図３は、図１のシステム１００のバリエーションであるシステム２００を例示しており、ここでは、反転パルス生成器１１８、遅延ロジック１２０、および加算器１２８が省略され、フィルタ２０２が、受信回路１２７に含まれている。この実施形態では、フィルタ２０２は、受信したエコーから、所望の高調波成分を抽出する。第２の高調波成分の周波数（２ｆ）は、基本成分の周波数（ｆ）の２倍のオーダになるであろうから、第２の高調波成分を通過させ、基本成分をフィルタするために、周波数（２ｆ）を中心とするバンドパス・フィルタが使用されうる。バリエーションでは、フィルタ２０２は、合成アパチャ・プロセッサ１３４の一部であり、ビームフォーミング後に適用されうる。
【００２６】
第２の高調波成分は、その後、図１に関して説明されたように処理されうる。
【００２７】
図４は、方法の例を例示する。
【００２８】
これら動作は、説明目的のために提供され、限定されないことが理解されるべきである。それゆえ、これら動作のうちの１または複数が省略されうるか、１または複数の動作が追加されうるか、１または複数の動作が異なる順序で（他の動作と同時も含む）生じうるといった具合である。
【００２９】
４０２では、第１のパルスからなるセットのうちの第１の励起パルスが、トランスデューサ・アレイのうちの近隣トランスデューサ素子の第１のペアへ同時に伝送され、これらトランスデューサ素子のペアがアクチュエートされて、超音波信号が放射される。
【００３０】
４０４では、予め定められた時間遅延後、第１のパルスからなるセットのうちの次の励起パルスが、近隣のトランスデューサ素子の次のペアに同時に伝送され、これらトランスデューサ素子の次のペアがアクチュエートされて、超音波信号が放射される。この動作は、物体を画像化するために使用されるトランスデューサ・アレイの素子のおのおののペアについて繰り返される。
【００３１】
４０６では、第１のパルスからなるセットの第１の反転励起パルスが、近隣のトランスデューサ素子の第１のペアに同時に伝送され、トランスデューサ素子のペアがアクチュエートされて、超音波信号が放射される。
【００３２】
４０８では、予め定められた時間遅延後、第１のパルスからなるセットの次の反転励起パルスが、近隣のトランスデューサ素子の次にペアに同時に伝送され、トランスデューサ素子の次のペアがアクチュエートされて、超音波信号が放射される。この動作は、物体を画像化するために使用されるトランスデューサ・アレイの素子のおのおののペアについて繰り返される。
【００３３】
動作４０２乃至４０８は、おのおののトランスデューサ素子について合計して４つの励起があるように、第２のパルスからなるセットについて繰り返される。
【００３４】
４１０では、励起パルスおよび反転励起パルスに対応するエコーは、トランスデューサ素子の第１のセット（例えば、偶数番号または奇数番号のトランスデューサ素子）によって受信される。
【００３５】
４１２では、サブセットのおのおののトランスデューサ素子について、励起パルスおよび反転励起パルスのエコーがともに加えられ、これらエコーから、少なくとも第２の高調波成分が抽出され、基本成分が相殺される。
【００３６】
４１４では、第２の高調波成分が遅延され総和され、中間データが生成される。これは、メモリに格納される。
【００３７】
動作４１０乃至４１４は、トランスデューサ素子の第２のサブセット（例えば、奇数番号または偶数番号のトランスデューサ素子）について繰り返される。
【００３８】
４１６では、中間データが追加され、偶数番号と奇数番号との両方のトランスデューサ素子に基づいて、スキャン・ラインが生成される。
【００３９】
動作４０２乃至４１６が繰り返され、複数の異なるスキャン・ラインが生成される。
【００４０】
４１８では、これら複数の異なるスキャン・ラインに基づいて画像が生成される。
【００４１】
４２０では、この画像が変換され、モニタから表示される。
【００４２】
一般に、図４の送信および受信のシーケンスは、表１において以下に要約されうる。
【００４３】
すべての素子で送信することは、より高い音圧力を生成し、これによって、著しく高い非線形成分を生成する。素子のペアは、同じ送信機によって励起される。これは、コストを節約する。また、この送信周波数は、受信中、関心周波数である第１の高調波の半分であるので、適切である。  
【表１】
2015521876.tif 000003
【００４４】
図５は、方法の例を例示する。
【００４５】
これら動作は、説明目的のために提供され、限定されないことが理解されるべきである。
【００４６】
それゆえ、これら動作のうちの１または複数が省略されうるか、１または複数の動作が追加されうるか、１または複数の動作が異なる順序で（他の動作と同時も含む）生じうるといった具合である。
【００４７】
５０２では、第１のパルスからなるセットのうちの第１の励起パルスが、トランスデューサ・アレイのうちの近隣トランスデューサ素子の第１のペアへ同時に伝送され、これらトランスデューサ素子のペアがアクチュエートされて、超音波信号が放射される。
【００４８】
５０４では、予め定められた時間遅延後、第１のパルスからなるセットのうちの次の励起パルスが、近隣のトランスデューサ素子の次のペアに同時に伝送され、これらトランスデューサ素子の次のペアがアクチュエートされて、超音波信号が放射される。この動作は、物体を画像化するために使用されるトランスデューサ・アレイの素子のおのおののペアについて繰り返される。
【００４９】
動作５０２乃至５０４は、おのおののトランスデューサ素子について合計して２つの励起があるように、第２のパルスからなるセットについて繰り返される。
【００５０】
５０６では、励起パルスに対応するエコーが、トランスデューサ素子の第１のサブセット（例えば、偶数番号または奇数番号のトランスデューサ素子）によって受信される。
【００５１】
５０８では、これらエコーがフィルタされ、第２の高調波が抽出される。
【００５２】
５１０では、第２の高調波成分が遅延され総和され、中間データが生成される。これは、メモリに格納される。
【００５３】
動作５０６乃至５１０は、トランスデューサ素子の第２のサブセット（例えば、奇数番号または偶数番号のトランスデューサ素子）について繰り返される。
【００５４】
５１２では、中間データが加えられ、偶数番号と奇数番号との両方のトランスデューサ素子に基づいて、スキャン・ラインが生成される。
【００５５】
動作５０２乃至５１２が繰り返され、複数の異なるスキャン・ラインが生成される。
【００５６】
５１４では、これら複数の異なるスキャン・ラインに基づいて画像が生成される。
【００５７】
５１６では、この画像が変換され、モニタから表示される。
【００５８】
一般に、図５の送信および受信のシーケンスは、表２において以下に要約されうる。繰り返すが、すべての素子で送信することは、より高い音圧力を生成し、もって、著しく高い非線形成分も生成する。そして、これらペアは、同じ送信機によって励起される。  
【表２】
2015521876.tif 000004
【００５９】
上記は、さまざまな動作および／またはその他の機能および／または動作を１または複数のプロセッサに実行させる、例えば物理的なメモリのようなコンピュータ読取可能な記憶媒体に組み込まれているか、または、エンコードされている１または複数のコンピュータ読取可能な命令群を実行する１または複数のプロセッサによって実施されうる。さらに、または、その代わりに、１または複数のプロセッサは、例えば信号または搬送波のような一時的な媒体によって伝送される命令群を実行しうる。
【００６０】
さまざまな実施形態を参照して本願が説明された。本願が理解されることによって、修正および変更が想起されるだろう。このような修正および変更は、添付される特許請求の範囲およびその均等物のスコープ内にある限り、本発明は、これらを含むこのような修正および変更を含んでいると解釈されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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