(57)【要約】【課題】  撮像素子の回転を必要とすることなく、検査されている対象の体積的な３次元ビューを与える超音波フィンガープローブを提供することを的とする。【解決手段】  ハウジングと、ハウジング内に配置され、超音波ビームを生成し、複数の個々にアドレス指定可能なトランスデューサ素子を有するマトリクスアレイとを含む、超音波撮像用のフィンガープローブである。フィンガークリップは、ハウジングに結合され、操作者の指を収容するよう配置される。制御ユニットは、平坦な及び体積的な走査能力を与えるようトランスデューサ素子に結合される。指に取り付けられた超音波プローブを用いて患者の体の部分を超音波で調べ、調べた結果に基づいて超音波画像を生成するシステム及び方法も開示される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
超音波ビームを生成するよう前記ハウジング内に配置され、複数の個々にアドレス指定可能なトランスデューサ素子を有し、前記トランスデューサ素子により様々な平面及び体積中の超音波ビームが発生可能であるようにされるマトリクスアレイと、
前記ハウジングに結合され、操作者の指を収容するよう配置されるフィンガークリップとを有する、
超音波撮像用のフィンガープローブ。
【請求項２】
前記ハウジングは、前記マトリクスアレイと整列して配置される音響窓を含む、請求項１記載のフィンガープローブ。
【請求項３】
前記ハウジング内に配置されたアレイ基材と、前記ハウジング内に配置された回路板と、前記ハウジング内に配置され前記回路板に接続される集積回路とを更に有し、前記トランスデューサ素子は前記アレイ基材に接着され前記集積回路に接続される、請求項１記載のフィンガープローブ。
【請求項４】
前記トランスデューサ素子は送信サブアレイ及び受信サブアレイへ分けられ、前記各送信サブアレイは、夫々の送信ビームフォーマチャネルに接続された夫々のグループ内送信プリプロセッサに接続され、前記各受信サブアレイは、夫々の受信ビームフォーマチャネルに接続された夫々のグループ内受信プリプロセッサに接続される、請求項１記載のフィンガープローブ。
【請求項５】
前記マトリクスアレイは、前記ハウジングに対して回転可能でない、請求項１記載のフィンガープローブ。
【請求項６】
患者の体の部分を超音波で調べ、調べた結果に基づいて超音波画像を生成するシステムであって、
超音波ビームを生成し、患者の体の部分によるビームの反射波を受信するよう配置されるマトリクスアレイを含む超音波プローブであり、前記マトリクスアレイは複数の個々にアドレス指定可能なトランスデューサ素子を有し、様々な平面及び体積中の超音波ビームが前記トランスデューサ素子によって発生可能であるようにされる、超音波プローブと、
前記プローブを操作者の指に取り付けるのを可能とするよう前記プローブに結合されるフィンガークリップと、
前記トランスデューサ素子によって生成された超音波ビームと、前記トランスデューサ素子によって受信された反射波とに基づいて超音波画像を表示するよう前記プローブに結合される表示ユニットとを有する、システム。
【請求項７】
様々な平面的な及び体積的な超音波ビームを発生するよう前記トランスデューサ素子を制御するよう前記マトリクスアレイに結合される制御ユニットを更に有する、請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記制御ユニットは、ケーブルを介して前記プローブに結合される、請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記制御ユニットは、前記表示ユニットに接続される、請求項７記載のシステム。
【請求項１０】
前記制御ユニットを介した前記トランスデューサ素子の制御を可能とするよう前記制御ユニットに結合されるフットスイッチを更に有する、請求項７記載のシステム。
【請求項１１】
前記プローブは、ハウジングと、前記ハウジング内に配置される基材と、前記ハウジング内に配置される回路板と、前記ハウジング内に配置され前記回路板に接続される集積回路とを含み、前記トランスデューサ素子は、前記アレイ基材に接着され、前記集積回路に接続される、請求項６記載のシステム。
【請求項１２】
前記マトリクスアレイの前記トランスデューサ素子は送信サブアレイ及び受信サブアレイへ分けられ、前記各送信サブアレイは、夫々の送信ビームフォーマチャネルに接続された夫々のグループ内送信プリプロセッサに接続され、前記各受信サブアレイは、夫々の受信ビームフォーマチャネルに接続された夫々のグループ内受信プリプロセッサに接続される、請求項６記載のシステム。
【請求項１３】
前記プローブはハウジングを含み、前記マトリクスアレイは前記ハウジング内に配置され、前記ハウジングに対して回転可能でない、請求項６記載のシステム。
【請求項１４】
患者の体の部分を超音波で調べ、調べた結果に基づいて超音波画像を生成する方法であって、
超音波プローブのハウジング内に、複数の個々にアドレス指定可能なトランスデューサ素子を含むマトリクスアレイを配置する段階と、
前記プローブを操作者の指に取り付けるのを可能とするよう前記プローブのハウジングに結合されたフィンガークリップを結合する段階と、
前記プローブのハウジングを患者の体の部分の上に置く段階と、
超音波ビームを生成し、患者の体の部分からのビームの反射波を受信するよう前記トランスデューサ素子を制御する段階と、
前記トランスデューサ素子によって受信される反射波から発生される超音波画像を表示する段階とを有する、方法。
【請求項１５】
前記トランスデューサ素子は、前記マトリクスアレイに結合された制御ユニットによって制御される、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記制御ユニットにフットスイッチを結合する段階と、
前記制御ユニットを介した前記トランスデューサ素子の制御を可能とするよう前記フットスイッチに撮像制御装置を与える段階とを更に有する、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記トランスデューサ素子を送信サブアレイ及び受信サブアレイへ分ける段階と、
前記各送信サブアレイを、夫々の送信ビームフォーマチャネルに接続された夫々のグループ内送信プリプロセッサに接続し、前記各受信サブアレイを、夫々の受信ビームフォーマチャネルに接続された夫々のグループ内受信プリプロセッサに接続する、請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して手術中超音波撮像用の超音波トランスデューサプローブに関連し、より特定的には、手術中及び体腔内超音波撮像適用のために医師の指に取り付けられうる超音波トランスデューサプローブに関連する。
【０００２】
本発明はまた、患者の体の部分を超音波で調べ、指に取り付けた超音波プローブを用いて調べた結果に基づいて超音波画像を生成するシステム及び方法に関連する。
【背景技術】
【０００３】
経食道又はＴＥＥプローブといった回転可能な超音波トランスデューサプローブは、患者の食道の内側から患者の心臓の平面的な超音波画像を見えるのに用いられる。ＴＥＥプローブの先端には、回転可能なアレイ素子が収容されている。アレイ素子の回転は、画像軸周りの画像平面の対応する回転を生じさせる。ＴＥＥプローブが食道に挿入されると、アレイ素子の回転は、プローブ先端から遠隔の距離で制御される。
【０００４】
画像平面の回転がプローブ先端から遠隔の距離で制御されるＴＥＥプローブとは対照的に、フィンガープローブは医師の指に取り付けられる。画像平面の向きは、医師の指の動きによって手動で制御される。フィンガープローブは、体腔を通じた、開心手術又は血管手術中といった術中環境における内部撮像に非常によく適している。
【０００５】
特許文献１において、Ｈａｎａｏｋａ外は、静止した撮像素子を用いる一種のフィンガープローブを開示している。静止した撮像素子の画像軸は、見られるべき患者の体の部分に容易に向けられ得る一方で、患者の体の部分の他の重要なビューを得るための画像軸回りの画像の回転は、フィンガープローブ及びそれに取り付けられたケーブルを物理的に回転させることによって行われる。フィンガープローブが挿入される体腔は、小さく、空間的に制約されていることが多いため、フィンガープローブの物理的な回転は制限され、患者の体の部分の見やすさを低下させる。
【０００６】
特許文献２において、Ｐｅｓｚｙｎｓｋｉは、画像平面の回転を達成するために回転可能な撮像アレイ素子を用いる他の種類のフィンガープローブを開示する。フィンガークリップは、医師の指への回転可能なフィンガープローブの取付部を与え、指が撮像軸を患者の体の部分へ向けることを可能とする。フットスイッチ又は他の遠隔制御機構は、患者の体の様々なビューの取得のために、画像軸回りの画像平面の回転を制御する。
【０００７】
従来技術のフィンガープローブの撮像能力は、技術の進歩に遅れをとっており、従って、進んだ撮像能力を有する新規なフィンガープローブが所望である。特に、上述のフィンガープローブでは、患者の体の中で検査されている対象の異なるビューからの平坦な画像を得るために撮像素子を回転させることが必要である。従って、フィンガープローブは、回転するよう設計された撮像素子と、検査中の撮像素子の回転を与える関連する構造を含まねばならない。
【０００８】
撮像素子の回転を必要とすることなく、検査されている対象の体積的な３次元ビューを得ることが有利である。
【特許文献１】米国特許第５，２８４，１４７号明細書
【特許文献２】米国特許第５，５９８，８４６号明細書
【特許文献３】米国特許第６，５７２，５４７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従来技術の超音波フィンガープローブと比較して進んだ撮像能力を有する新規な超音波フィンガープローブを提供することを目的とする。
【００１０】
本発明は、回転可能な撮像素子又はかかる撮像素子の回転を与えるための関連する構造を必要としない新規な超音波フィンガープローブを提供することを他の目的とする。
【００１１】
本発明は、撮像素子の回転を必要とすることなく、検査されている対象の体積的な３次元ビューを与える新規な超音波フィンガープローブを提供することを他の目的とする。
【００１２】
本発明は、患者の体の部分を超音波で調べ、指に取り付けられた超音波プローブを用いて調べた結果に基づいて超音波画像を生成する新規且つ改善されたシステム及び方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の及び他の目的を達成するために、本発明による超音波撮像用のフィンガープローブは、ハウジングと、超音波ビームを生成するようハウジング内に配置され、複数の個々にアドレス指定可能なトランスデューサ素子を有し、トランスデューサ素子により様々な平面及び体積中の超音波ビームが発生可能であるようにされるマトリクスアレイと、ハウジングに結合され、操作者の指を収容するよう配置されるフィンガークリップとを含む。個々にアドレス指定可能なトランスデューサ素子を設けることにより、マトリクスアレイのいかなる種類の回転も必要とすることなく、平面的及び体積的な３次元画像を含む、検査されている対象の異なる画像を取得するようトランスデューサ素子を制御することが可能である。
【００１４】
上述の従来技術のようなトランスデューサアレイの代わりにマトリクスアレイを設けることにより、マトリクスアレイの回転を生じさせるよう構造を与えることは必要でなく、即ち、マトリクスはハウジングに対して回転可能でなく、なぜならば本発明によれば従来技術におけるアレイ素子の回転と同じ効果がトランスデューサ素子の制御を介して電子的に得られるからである。
【００１５】
マトリクスアレイは、アレイ基材に接着され回路板に接続された集積回路に接続されるトランスデューサ素子を有しうる。トランスデューサ素子は、送信サブアレイ及び受信サブアレイへ分けられ（又は送信サブアレイ及び受信サブアレイとして設計され）うる。各送信サブアレイは、夫々の送信ビームフォーマチャネルに接続された夫々のグループ内送信プリプロセッサに接続されうる。各受信サブアレイは、夫々の受信ビームフォーマチャネルに接続された夫々のグループ内受信プリプロセッサに接続されうる。サブアレイの制御は、ここに参照として組み入れられる特許文献３に記載のように、従来技術で公知の方法で制御プロセッサによって得られる。
【００１６】
本発明による患者の体の部分を超音波で調べ、調べた結果に基づいて超音波画像を生成するシステム及び方法では、マトリクスアレイを含む超音波プローブは、超音波ビームを生成し、患者の体の部分によるビームの反射波を受信するよう配置される。フィンガークリップは、プローブを操作者の指に取り付けるのを可能とするようプローブに結合される。表示ユニットは、トランスデューサ素子によって生成された超音波ビームと、トランスデューサ素子によって受信された反射波とに基づいて超音波画像を表示するようプローブに結合される。制御ユニットは、様々な平面的な及び体積的な超音波ビームを発生するようトランスデューサ素子を制御するよう、例えばケーブルを介してマトリクスアレイに結合される。任意に、フットスイッチは、制御ユニットを介したトランスデューサ素子の制御を可能とするよう制御ユニットに結合される。
【００１７】
本発明は、その更なる目的及び利点と共に、同様の参照番号が同様の要素を示す添付の図面と共に以下の説明を参照することにより最もよく理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
同様の参照番号が同じ又は同様の要素を示す添付の図面を参照するに、図１は、フィンガークリップ１４によって医師又は技師の指の取付可能なフィンガープローブ１２を含む本発明の超音波プローブシステム１０を示す。見られるべき患者の体の部分に依存して、指及び取り付けられたプローブ１２は、患者の生まれ持った体の穴又は手術によって開けられた患者の体腔のうちの１つに挿入される。例えば、開心手術中、心臓の機能及び動脈中の血流は、超音波プローブシステム１０によって生成される超音波画像を用いて監視されうる。超音波プローブシステム１０は、腔内撮像の他に、外部的にも使用されえ、即ち、超音波画像が望まれている対象の上に配置されうる。
【００１９】
ケーブル１６は、コネクタ１８を通じてプローブ１２をシステム制御ユニット２０に接続する。制御ユニット２０は、図５を参照して以下説明する送信ビームフォーマユニット、受信ビームフォーマユニット、及び画像生成器を含む。制御ユニット２０は、キーボード２２とインタフェース接続され、ビデオディスプレイ２４へ撮像信号を与える。
【００２０】
フットスイッチ２６は、制御ケーブル２８を介して制御ユニット２０に接続される。フットスイッチ２８、或いはその代わりにキーボード２２上の又は他の入力装置を通じた制御部は、プローブ１２内の撮像素子を制御するのに用いられる。フットスイッチ２６は、２次元撮像、画像モード選択、及び撮像深さ選択といった基本撮像操作を可能とする補助制御ユニットとして利用可能である。フットスイッチ２６が存在することにより、超音波操作者は、フットスイッチ２６が撮像制御を可能としている間に、撮像制御以外の手順を自分の手で行うことが可能となる。
【００２１】
図２、図３、及び図４は、本発明のフィンガープローブ１２の詳細な図を示す。図２は、プローブ１２のフィンガークリップ１４を通じて挿入される操作者の指８の側面を示す。クリップ１４は、プラスチック、ゴム、又は他の適当に変形可能な材料から製造されうる。クリップ１４は、操作者の指８がクリップ１４に挿入されるにつれて僅かに変形される。わずかな変形に対するクリップ１４の抵抗性は、プローブ１２を指にしっかりと保持するのに十分な圧力を指８に与える。クリップ１４は、望ましくは、図３に示すように開いた上部３０を有し、医師が他の作業のために急いで両手を使う必要のある危機的な状況において、クリップ１４から指を素早く抜き取ることを可能とする。クリップ１４はまた、プローブ１２が挿入されている体腔への刺激を最小限とするよう、流線形及び丸められた縁を有しうる。
【００２２】
撮像を行うために、個々にアドレス指定可能なトランスデューサ素子３４のマトリクスアレイ３２は、ハウジング３６内に配置され、プローブ１２のハウジング３６に取り付けられた静止音響窓３８の後ろに位置決めされる。
【００２３】
制限的でない例示的な実施例では、プローブ１２は、結合領域４６において柔軟な領域４４と結合された遠位剛性領域４２を含みうる。遠位領域４２は、マトリクスアレイ３２、電気接続、及び関連する電子素子を収容するハウジング３６を含む。マトリクスアレイ３２は、望ましくは個々にアドレス指定可能な超音波トランスデューサ素子３４であり、平坦な形状又は湾曲した形状を有しうる。
【００２４】
ハウジング３６は、音響窓３８と、任意にマトリクスアレイ３２の前方に配置される一致する媒体とが受容される開口を有する、上側先端ハウジング４８及び下側先端ハウジング５０を含む。ハウジング３６は、窓３８の周りに凸形状を有しうる。音響窓３８はまた、超音波レンズと、レンズ材料に埋め込まれた金属箔とを含みうる。金属箔を伴うレンズは、超音波撮像手順中に発生する熱を分配するのを支援することができ、また、レンズが冷却効果を与えるものであると考えられることもある。更に、レンズ内の箔は、システムへ延び、接地される連続的なシールドに接続される場合は、ＲＦシールドとして作用しうる。
【００２５】
図４に示すように、音響窓３８は、略円形である。しかしながら、マトリクスアレイ３２のために、方形、矩形、及び楕円形を含む他の開口形状が使用されることが考えられる。
【００２６】
マトリクスアレイ３２は、多数の平面状で及び３次元で対象の画像を取得するよう制御されることが可能な電子的に設定可能な２次元アレイを可能とする複数の個々にアドレス指定可能なトランスデューサ素子を与える従来技術で公知の任意の形をとりうる。図２乃至図４に示す１つの実施例では、マトリクスアレイ３２のトランスデューサ素子３４は、アレイ基材５２に接着され、個々のトランスデューサ素子３４はワイヤボンド５８又は他の電子結合技術を用いて回路板５６に接続される集積回路５４に接続される。この構造は、ヒートシンク６０に熱的に接続される。
【００２７】
プローブ１２はまた、回路板５６と制御ユニット２０の間の電気接続を可能とするよう、回路板５６とコネクタ１８の間に接続を与える２つのフレックス回路６２及び６４を含む。スーパーフレックス回路６２、６４は、例えば、アコーディオン形状に折り曲げることにより、又は、螺旋形上に巻き付けることにより、等方性の曲げ性質を有するようにされる。或いは、スーパーフレックス回路６２、６４は、回路板５６と制御ユニット２０に関連付けられるコネクタ１８との間に電気接続を与える同軸ケーブル又は他の同等の接続機構によって置き換えられ得る。
【００２８】
望ましい使用では、指８は、指の爪６がマトリクスアレイ３２に対向するようクリップ１４内で方向付けられる。制御ユニット２０によって生成される電気信号を用いて、マトリクスアレイ３２は超音波ビームを発する。走査される超音波ビームは、制御ユニット２０によって生成される電気信号に依存するパラメータを有する画像平面を定義する。超音波ビームは、患者の体の部分と相互作用し、信号は制御ユニット２０によって受信され、ディスプレイ２４上に示される患者の体の一部の超音波画像を生成するのに用いられる。プローブ１２は、医師が自分の指８を用いることによって正確に狙いを定めることができる。このように、制御ユニット２０は、従来技術で知られているように、異なる走査ビームを与えるよう異なる信号を発生する。マトリクスアレイ３２のこの種類の電子制御について以下説明する。フットスイッチ２６は、制御ユニット２０によって発生される信号中に変化を生じさせるよう設計されうる。
【００２９】
単一平面上に多数の画像を取得するために撮像素子の機械的な回転が要求される従来技術のフィンガープローブとは対照的に、マトリクスアレイ３２の電子制御は、単一平面上で多数の画像が取得されることを可能としつつフィンガープローブ中の任意の構成要素の回転を与える必要性をなくし、更に、体積的な、３次元画像が取得されることを可能とする。
【００３０】
即ち、本発明によるフィンガープローブ１２中の画像平面の回転は、電子的に与えられ、即ち、制御ユニット２０からの信号を介してマトリクスアレイ３２中の個々にアドレス指定可能なトランスデューサ素子３４を適切に制御することによって行われる。画像平面の回転は、撮像環境の空間的な制約によりプローブ１２及び指８の回転的な向きを単純に変えることによっては様々な撮像平面がアクセスされえない手術中の撮像用途に特に望ましい。空間的な制約は、しばしば、プローブ１２が患者の体の中にいったん挿入された後のプローブ１２の操作可能性を制限する。患者の体の部分の様々なビューは、このように、制御ユニット２０を介した撮像の適切な制御と共に本発明のプローブ１２の単一の配置から取得可能である。
【００３１】
図５を参照するに、マトリクスアレイ３２中のトランスデューサ素子３４は、制御ユニット２０内に収容された制御プロセッサ６６によって制御される。制御プロセッサ６６は、入力制御部からの入力コマンドを受け取り、出力制御信号を与える。制御プロセッサ６６は、制御データをビームフォーマへ与え、ディスプレイ２４上での画像の形成を可能とすることを含む処理及び表示電子部を含む画像発生器６８への画像制御データを与える。ビームフォーマは、アナログ又はディジタルビームフォーマであり得る送信ビームフォーマ７０Ａ及び受信ビームフォーマ７０Ｂを含む。
【００３２】
上述のように、マトリクスアレイ３２は、電子的に制御可能なスイッチを用いて素子のグループ（即ちサブアレイ）へと配置される超音波トランスデューサ素子３４の２次元アレイである。スイッチは、異なる幾何学的な配置を有するサブアレイを形成するようトランスデューサ素子を一緒に選択的に接続しうる。即ち、２次元アレイは、電子的に設定可能である。スイッチはまた、選択された設定を送信ビームフォーマ７０Ａ又は受信ビームフォーマ７０Ｂへ接続する。トランスデューサ素子の各幾何学的な配置は、送信された超音波ビーム又は検出された受信ビームの最適化のために設計される。
【００３３】
マトリクスアレイ３４は、指定された送信サブアレイ７２1，７２2，．．．，７２M及び指定された受信サブアレイ７４1，７４2，．．．，７４Nを含む。送信サブアレイ７２1，７２2，．．．，７２Mは、グループ内送信プリプロセッサ７６1，７６2，．．．，７６Mに夫々接続され、これらは次に送信ビームフォーマチャネル７８1，７８2，．．．，７８Mに接続される。受信サブアレイ７４1，７４2，．．．，７４Nは、グループ内受信プリプロセッサ８０1，８０2，．．．，８０Nに夫々接続され、これらは次に受信ビームフォーマチャネル８２1，８２2，．．．，８２Nに接続される。各グループ内送信プリプロセッサ７６は、送信パルスを与える１つ又はそれ以上のディジタルパルス発生器と、接続されたトランスデューサ素子を励起するよう送信パルスを増幅する１つ又はそれ以上の電圧駆動器とを含みうる。或いは、各グループ内送信プリプロセッサ７６は、従来の送信ビームフォーマから信号を受信するプログラム可能な遅延線を含む。
【００３４】
各グループ内受信プリプロセッサ８０は、加算遅延線、又は加算素子に接続された幾つかのプログラム可能な遅延素子（加算接点）を含みうる。各グループ内受信プロセッサ８０は、個々のトランスデューサ信号を遅延し、遅延された信号を加算し、加算された信号を１つの受信ビームフォーマチャネル８２へ与える。或いは、１つのグループ内受信プロセッサは、加算された信号を並列な受信ビームフォーマの幾つかの受信ビームフォーマチャネル８２へ与える。並列受信ビームフォーマは、幾つかの受信ビームを同時に合成するよう構成される。各グループ内受信プリプロセッサ８０はまた、幾つかの点から同時に信号を受信するよう幾つかの加算遅延線（又は、各グループが加算接点に接続されるプログラム可能な遅延線のグループ）を含みうる。
【００３５】
制御プロセッサ６６は、バス８４を介して送信ビームフォーマチャネル７８1，７８2，．．．，７８Mへ遅延コマンドを与え、また、バス８６を介してグループ内送信プリプロセッサ７６1，７６2，．．．，７６Mに遅延コマンドを与える。遅延データは、発生された送信ビームを、選択された送信パターンの送信操作線上を操縦（steer）し合焦（focus）する。制御プロセッサ６６はまた、バス８８を介して受信ビームフォーマチャネル８２1，８２2，．．．，８２Nに遅延コマンドを与え、バス９０を介してグループ内受信プリプロセッサ８０1，８０2，．．．，８０Nに遅延コマンドを与える。与えられた相対的な遅延は、合成された受信ビームの操縦及び合焦を制御する。各受信ビームフォーマチャネル８２は、受信される信号の深さに従って利得を制御する可変利得増幅器と、合成されたビームのビーム操縦及びダイナミックな合焦を達成するよう音響データを遅延する遅延素子とを含みうる。加算素子９２は、ビームフォーマチャネル８２1，８２2，．．．，８２Nから出力を受信し、出力を加算し、結果として得られるビームフォーマ信号を発生器６８に与える。ビームフォーマ信号は、一本の受信スキャン線に沿って合焦される１つの受信超音波ビームを表わす。
【００３６】
マトリクスアレイ３２は、選択された素子のみが集積回路に接続される多数の素子３４を含みうる。マトリクスアレイ３２は、行及び列に配置された個々のトランスデューサ素子３４を有する。電子的に制御可能なスイッチは、隣接する行及び列中の素子を選択的に接続する。更に、マトリクスアレイ３２は、隣接する、対角線上に配置されたトランスデューサ素子を選択的に接続する電子的に制御可能なスイッチを含みうる。選択されたトランスデューサ素子は、撮像システムの送信チャネル及び受信チャネルに接続されうる。Ｔ／Ｒスイッチは、同じグループの素子を送信チャネル又は受信チャネルに交互に接続する。接続は、直接的であってもよく、又は、１つ又はそれ以上の他のトランスデューサ素子を通じて間接的であってもよい。
【００３７】
素子をグループへと適切に接続し、送信ビームフォーマにより素子の位相調整を行うことにより、発生された超音波ビームは所望の走査線に沿って送信され、所望の深さで合焦される。トランスデューサ素子は、隣接する列スイッチを閉とすることにより列中で接続されうる。図５に示すように、各列は、選択された行の１つの選択されたトランスデューサ素子を介して異なるシステムチャネルに接続される。位相調整されたトランスデューサ素子は、アレイの平面に対して直角であり、垂直な（即ち、選択された列に対して平行な）撮像平面を形成する。
【００３８】
しかしながら、撮像システムは、トランスデューサの行に対して任意に向けられ、列を有する画像平面によって走査された体積を発生しうる。例えば、異なる行及び列中のトランスデューサ素子は、トランスデューサの行及び列に対して角度付けられた向きとされる平面上で撮像を行うようシステムチャネルに相互接続される。例えば、近傍の行及び列のトランスデューサ素子は、段階的なパターンでビームフォーマに接続されうる。この形態は、列の向きに対して約４５度に向けられた平面に平行な画像を与える。
【００３９】
他の実施例では、トランスデューサ素子は、略円形の輪郭を形成するようビームフォーマに接続されうる。これは、仰角焦点制御を改善する。音響中心は、システムチャネルに接続されるいかなる素子の上に配置されてもよい。一般的に、トランスデューサの形態は、適当な等しい遅延輪郭を決定し、これらの輪郭に沿って素子を接続することにより、仰角焦点制御に組み合わされうる。
【００４０】
本発明の例示的な実施例について、添付の図面を参照して説明したが、本発明はこれらの実施例に厳密に限られるものではなく、当業者によれば本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく様々な他の変化及び変更が本願発明に対してなされうることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による超音波フィンガープローブを示す図である。
【図２】使用中の本発明による超音波フィンガープローブを示す側面図である。
【図３】図２の線３−３に沿って見た図２に示す超音波フィンガープローブの断面図である。
【図４】図２の線４−４に沿って見た図２に示す超音波フィンガープローブの断面図である。
【図５】本発明による超音波フィンガープローブシステムの送信ビームフォーマ及び受信ビームフォーマに接続された超音波トランスデューサのアレイを示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
６  爪
８  指
１２  フィンガープローブ
１４  フィンガークリップ
３２  マトリクスアレイ
３４  トランスデューサ素子
３６  ハウジング
３８  音響窓
４２  剛性領域
４４  柔軟な領域４４
４６  結合領域
４８  上側先端ハウジング
５０  下側先端ハウジング
５４  集積回路
５６  回路板
５８  ワイヤボンド
６０  ヒートシンク
６２  フレックス回路
６４  フレックス回路
【図１】
2005125093.tif 000003
【図２】
2005125093.tif 000004
【図３】
2005125093.tif 000005
【図４】
2005125093.tif 000006
【図５】
2005125093.tif 000007