(57)【要約】      （修正有）【課題】超音波探触子における振動子アレイを監視するための方法およびシステムを提供する。【解決手段】撮像動作モード中に、超音波探触子を用いて、エコー情報を含む超音波データを取得するステップと、超音波探触子の振動子アレイの複数の振動子素子からの、ビーム形成されていない信号データであるエコー情報を比較するステップと、比較されたエコー情報を用いて、振動子アレイに関する不均等性情報を求めるステップを含む。【選択図】図１
2013154169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波システム（３０、２００）であって、
撮像動作モード中に、エコー情報を含む超音波データを取得するための振動子アレイ（４０）を有する超音波探触子（３２）と、
受信したエコー情報を記憶するためのメモリ（２１４）と、
前記撮像動作モード中に、前記超音波探触子の前記振動子アレイの複数の振動子素子（４２）からの前記エコー情報を比較するための監視モジュール（４４）とを備え、前記記憶されたエコー情報が、ビーム形成されていない信号データであり、前記監視モジュールがまた、前記撮像動作モード中に、前記比較されたエコー情報を用いて、前記振動子アレイに関する不均等性情報を求める、超音波システム（３０、２００）。
【請求項２】
前記監視モジュール（４４）が、（ｉ）画像品質の悪化を予測するために先験的な応答データを使用すること、（ｉｉ）前記求められた不均等性情報を用いて、前記超音波探触子（３２）に対する探触子の健全性を求めること、（ｉｉｉ）前記求められた不均等性情報を用いて、前記複数の振動子素子の１つまたは複数の振動子素子（４２）における不均等性を補償すること、（ｉｖ）前記求められた不均等性情報を用いて、不均等性の影響を定量化する（７４）こと、（ｖ）前記求められた不均等性情報を用いて、フィードバック情報を生成する（７６）こと、または（ｖｉ）前記求められた不均等性情報を用いて、傾向情報を作成する（７８）ことのうちの少なくとも１つを行う、請求項１記載の超音波システム（３０、２００）。
【請求項３】
前記メモリ（２１４）が、前記求められた不均等性情報を記憶し、前記記憶された、求められた不均等性情報に、不均等性情報を提供しない超音波コンソールからアクセスできるようにする、請求項１記載の超音波システム（３０、２００）。
【請求項４】
前記監視モジュール（４４）が、前記複数の振動子素子（４２）の少なくともサブセットに関する信号振幅情報を比較する、請求項１記載の超音波システム（３０、２００）。
【請求項５】
超音波探触子の振動子アレイを監視するための方法（６０）であって、
撮像動作モード中に、超音波探触子を用いてエコー情報を含む超音波データを取得するステップ（６２）と、
前記撮像動作モード中に、前記超音波探触子の振動子アレイの複数の振動子素子からの、ビーム形成されていない信号データである前記エコー情報を比較するステップ（６４）と、
前記撮像動作モード中に、前記比較されたエコー情報を用いて前記振動子アレイに関する不均等性情報を求めるステップ（６６）と
を含む方法（６０）。
【請求項６】
比較する前記ステップ（６４）のために、閾値を使用して有効な超音波データを求めるステップをさらに含む、請求項５記載の方法（６０）。
【請求項７】
所定の時間期間にわたり前記取得された超音波データの機能を平均するステップをさらに含み、前記機能が相対的なチャネル感度を含む、請求項５記載の方法（６０）。
【請求項８】
前記求められた（６６）不均等性情報を用いて、前記超音波探触子に対する探触子の健全性を求めるステップ（７０）と、前記求められた不均等性情報を用いて、前記複数の振動子素子のうちの１つまたは複数の振動子素子における不均等性を補償するステップ（７２）と、前記求められた不均等性情報を用いて不均等性の影響を定量化するステップ（７４）と、前記求められた不均等性情報を用いてフィードバック情報を生成するステップ（７６）と、前記求められた不均等性情報を用いて傾向情報を作成するステップ（７８）とのうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項５記載の方法（６０）。
【請求項９】
前記フィードバック情報が、検出された探触子イベントに部分的に基づいており、前記検出された探触子イベントが過度の加速イベントである、請求項８記載の方法（６０）。
【請求項１０】
前記求められた不均等性情報を用いて、前記超音波探触子の健全性状態または性能指標の一方を求めるステップと、前記求められた健全性状態または性能指標をメモリに記憶するステップとをさらに含み、前記求められた健全性状態または性能指標が、前記超音波探触子にリンクしている、請求項５記載の方法（６０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波探触子の振動子アレイを監視するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
診断用医療撮像システムは、通常、走査部分と、ディスプレイを有する制御部分とを含む。例えば、超音波撮像システムは、通常、様々な撮像走査（例えば、ボリュームまたは体の撮像）を行うことにより超音波データを取得することを制御する超音波システムに接続された振動子を有する超音波探触子などの超音波走査装置を含む。超音波システムは、様々な走査を行うために、様々な動作モードで動作するように制御可能である。探触子で受信した信号は、次いで、バックエンドに送られて処理される。
【０００３】
医療用超音波探触子の振動子は、通常、多数の振動子素子を有するアレイ（複数可）を含み、アレイは、素子ごとに関連する電子回路を含むことができる。探触子は、機械的に壊れやすい可能性があり、探触子の寿命中にいくつかの素子が品質低下し、または欠陥を生ずることはよくある。故障の一原因は、例えば、探触子を床に落とした場合など、機械的な衝撃である。故障の他の原因は、電気的な相互接続の故障、振動子レンズまたは他の音響層の部分的なはく離、圧電材料の局所的な減極などでありうる。素子の品質低下は、探触子により生成される画像の品質を悪化させることになる。従来のシステムでは、特殊な試験機器、および／またはシステムの試験モードを使用せずに探触子のアレイの均等性（または「健全性状態」）を診断することは困難または不可能である。これらの知られたシステムは、特殊な試験回路を使用すること、特殊な試験オブジェクトを使用すること、または特殊な試験モードを使用することを含む。いくつかのシステムでは、例えば、探触子の単一の素子だけを用いて「撮像する」こと、および１度に１つの素子の試験をアレイ全体で通して行う操作者手段を有することを含む特殊な試験ソフトウェアをコンソール上に用意することができる。この試験はやっかいなものであり、また欠陥のある素子の存在を示すために使用することができるが、その試験から、定量的な情報を得ることは難しい。通常、このような試験は、音波検査者によるのではなく、サービス技術者により行われるはずである。したがって、これらの知られた診断法は、行うことが可能な場合であっても、時間が非常にかかり、コストが高くなりうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第８，００２，７０４号明細書
【発明の概要】
【０００５】
一実施形態によれば、通常の撮像動作を行っているときに、超音波探触子の振動子アレイを監視するための方法が提供される。方法は、撮像動作モード中に、超音波探触子を用いてエコー情報を含む超音波データを取得するステップを含む。方法は、撮像動作モード中に、超音波探触子の振動子アレイの複数の振動子素子からの、ビーム形成されていない信号データであるエコー情報を比較するステップをさらに含む。方法はまた、撮像動作モード中に、比較されたエコー情報を用いて振動子アレイに関する不均等性情報を求めるステップを含む。
【０００６】
他の実施形態によれば、撮像動作モード中に、エコー情報を含む超音波データを取得するための振動子アレイを有する超音波探触子と、受信したエコー情報を記憶するためのメモリとを含む超音波システムが提供される。超音波システムは、撮像動作モード中に、超音波探触子の振動子アレイのうちの複数の振動子素子からのエコー情報を比較するための監視モジュールをさらに含み、記憶されたエコー情報は、ビーム形成されていない信号データである。監視モジュールはまた、撮像動作モード中に、比較されたエコー情報を用いて、振動子アレイに関する不均等性情報を求める。
【０００７】
さらに他の実施形態によれば、撮像動作モード中に、プロセッサを用いて超音波探触子の振動子アレイを監視するための非一時的なコンピュータ可読記憶媒体が提供される。非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は、撮像動作モード中に、超音波探触子の振動子アレイの複数の振動子素子からの、ビーム形成されていない信号データであるエコー情報を比較するようにプロセッサに指令する命令を含む。非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は、撮像動作モード中に、比較されたエコー情報を用いて、振動子アレイに関する不均等性情報を求めるようにプロセッサにさらに指令するための命令を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】様々な実施形態に従って形成された超音波システムの簡略化したブロック図である。
【図２】様々な実施形態に従って実施される超音波処理作業の流れを示すブロック図である。
【図３】様々な実施形態に従って振動子アレイを監視するための方法の流れ図である。
【図４】様々な実施形態に従って提供されうる例示的なグラフである。
【図５】様々な実施形態に従って提供されうる例示的な報告の図である。
【図６】様々な実施形態がそれに関連して実施されうる、超音波システムのブロック図である。
【図７】様々な実施形態に従って形成された図６の超音波システムの超音波プロセッサモジュールのブロック図である。
【図８】様々な実施形態が実施されうる、小型の超音波システムを示す図である。
【図９】様々な実施形態が実施されうる、運べる、またはポケットサイズの超音波撮像システムを示す図である。
【図１０】様々な実施形態が実施されうる、コンソールタイプの超音波撮像システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
前述の要約、ならびに以下のいくつかの実施形態の詳細な説明は、添付の図面と併せて読めばよく理解されよう。図が様々な実施形態の機能ブロック図を示している点に関して、機能ブロックは、必ずしもハードウェア回路間の分割を示していない。したがって、例えば、１つまたは複数の機能ブロック（例えば、プロセッサまたはメモリ）を、単一部品のハードウェア（例えば、汎用の信号プロセッサ、またはランダムアクセスメモリのブロック、ハードディスクなど）で、または複数部品のハードウェアで実施することができる。同様に、プログラムは、スタンドアロンのプログラムであってもよいし、オペレーティングシステムにサブルーチンとして組み込んでもよいし、インストールされたソフトウェアパッケージにおける機能であってもよいし、また同様のものであってもよい。様々な実施形態は、図面で示された構成および手段に限定されないことを理解されたい。
【００１０】
本明細書で使用される場合、単数で記載される要素またはステップ、および用語「１つの（ａ）」、または「１つの（ａｎ）」が先行する要素またはステップは、このような除外が明示的に述べられない限り、前記要素またはステップの複数を除外しないものと理解されたい。さらに、「一実施形態」への参照は、記載された特徴をさらに組み込むさらなる実施形態の存在を除くものと解釈されることを意図していない。さらに、反対のことが明示的に述べられない限り、特定の特性を有する要素、または複数の要素を「備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その特性を有しないさらなる要素を含むことができる。
【００１１】
様々な実施形態は、人間の体を通常に走査する間に、超音波コンソールを用いて、超音波探触子の個々の振動子素子（または素子群）の応答を監視するためのシステムおよび方法を提供する。様々な実施形態を実施することにより、少なくとも１つの実施形態の技術的な効果は、特殊な試験回路／試験モード、または試験ファントムを使用することなく、超音波振動子アレイの監視および／または診断を提供できることである。
【００１２】
画像を生成または形成する本明細書で述べる様々な実施形態は、画像を形成するための処理を含むことができるが、その処理は、いくつかの実施形態ではビーム形成を含み、他の実施形態ではビーム形成を含まないことに留意されたい。例えば、復調されたデータの行列を、係数の行列で乗算して、その積が画像となるようにすることなどにより、ビーム形成なしで画像を形成することができ、その場合、プロセスは何らかの「ビーム」を形成することはない。さらに、画像の形成は、複数の送信イベントから生成することのできるチャネル結合を用いて行うことができる（例えば、合成開口技法）。
【００１３】
様々な実施形態では、例えば、ソフトウェア、ハードウェア、またはその組合せで、受信ビーム形成などの超音波ビーム形成を含む画像を形成するための超音波処理が行われる。様々な実施形態に従って形成されたソフトウェアビーム形成アーキテクチャを有する超音波システムの一実施形態が図１で示されており、それは、超音波システム３０の簡略化したブロック図を示している。超音波システム３０は、振動子アレイ４０（複数の振動子素子４２を備える）を有する探触子３２を用いて超音波データを取得するように構成され、その場合、超音波信号の送信および受信など、送信および受信機能は、フロントエンド３４により行われる。他の実施形態では、探触子３２は、例えば、隣接する素子群の部分的なビーム形成を実施するための（ＳＡＰ：サブアレイプロセッサを用いるなど）電子装置、および／または送信電子装置を含むことができる。例示の実施形態では、フロントエンド３４は、ハードウェアで実施される受信ビーム形成装置を含まない。しかし、ハードウェアで実施される受信ビーム形成装置も適宜提供されて、例えば、チャネルデータ３８のグループの部分的なビーム形成を実施できることに留意されたい。フロントエンド３４は、一般に、送信器／受信器を含み、それらは、例えば、ＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ）、またはＦＰＧＡ（書替え可能ゲートアレイ）で実施することができる。
【００１４】
振動子素子４２は、１次元、２次元、または３次元構成を有することができる。さらに、リニアアレイ、または弓状アレイなどの様々なタイプの振動子アレイ４０を用意することができる。
【００１５】
フロントエンド３４は、例えば、１つまたは複数の通信線３８を介して、バックエンド３６に接続されるが、その通信線３８は、ＰＣＩｅ（ＰＣＩエクスプレス）バス、または他のバス（例えば、通常、数ＧＢ／秒の転送速度を有する高帯域バス）など、１つまたは複数のバスを含むことができる。代替的には、通信チャネルは、無線リンクとすることができる。通信線（複数可）３８は、超音波データをフロントエンド３４からバックエンド３６に伝達し、また１つまたは複数のデータチャネルを含むことができる。フロントエンド３４からバックエンド３６に伝達されたデータは、一般にデジタル化されており、探触子３２により取得されたチャネルデータの適宜変換されたバージョンである。変換は、例えば、フィルタリング／デシメーション、複素復調、または他の標準の信号処理演算を含むことができる。
【００１６】
バックエンド３６は、概して、以下でより詳細に述べるように、ソフトウェアで実施されるビーム形成装置、およびＩＱ／ＲＦプロセッサを含む処理装置を含む。処理機能は、汎用のＣＰＵまたはＧＰＵにより行うことができる。
【００１７】
様々な実施形態では、フロントエンド３４からバックエンド３６へと送られるデータは、例えば、対象とするオブジェクトを走査するなど、探触子３２が動作しているときに、実時間で振動子素子４２を監視するために使用される。本明細書でより詳細に述べるように、データは、アレイの応答、または振動子アレイ４０の均等性を実時間で（例えば、通常の走査動作中に）監視するために使用される。特に、様々な実施形態は、振動子アレイ４０の実時間解析を行うために、振動子素子４２のすべて、またはサブセットに対して信号を使用することができる。
【００１８】
いくつかの実施形態では、超音波システム３０は、複数のビームを同時に、または共に送信し、かつ／または取得する実時間の３次元（３Ｄ）、または４次元（４Ｄ）走査を行うように動作する。様々な実施形態で超音波システム３０は、振動子素子４２に対応する複数のチャネル３８からデータを受け取る汎用プロセッサ（例えば、ＣＰＵまたはＧＰＵ）で実施されるソフトウェアビーム形成装置を含む。したがって、チャネル３８のすべて、またはサブセットからのデータ転送は、バックエンド３６における監視モジュール４４により行うことができる振動子４０の監視または解析で使用するために、いくつかの実施形態で行われる。転送されたデータは、次いで、例えば、任意の適切なビーム形成法を用いてビーム形成計算などを行う汎用プロセッサを用いて、ビーム形成を行うことができる。
【００１９】
ソフトウェアのビーム形成は、ハードウェアで実施できるビーム形成技法をソフトウェアで実施することを含みうる任意のタイプのビーム形成技法を行うことを含むことに留意されたい。本明細書でビーム形成技法への参照が行われる場合、これは、概して、超音波システムにより行うことのできる任意のタイプの画像形成を指すことにも留意されたい。したがって、様々な実施形態は、ビームが形成されるかどうかにかかわらず、画像形成に関連して実施することができる。
【００２０】
図２は、振動子アレイ４０の振動子素子４２の動作を監視または解析するために、様々な実施形態に従って行われる超音波処理の作業流れ４８を示している。特に、取得された超音波データ５０は、複数の受信チャネル５２を介して受信される。取得された超音波データ５０は、様々な実施形態では、ビーム形成されない（または適宜サブアレイビーム形成された）データであり、それは、監視および解析演算を行うのに使用するために、様々な信号チャネルの位相面を整列させるのに必要な順番で時間フレームに対してなど、一時的に記憶することができる（例えば、１〜１５マイクロ秒）。その後、取得された超音波データ５０は、ソフトウェアビーム形成装置を用いてビーム形成される。
【００２１】
取得され、一時的に記憶された超音波データ５０は、アレイ応答を監視するために使用されて、実時間でアレイの均等性が求められる。例えば、一実施形態では、個々の振動子素子４２（または振動子素子４２の群／組）の応答、または振動子アレイ４０の１つまたは複数の素子に関連する電子装置からの出力が、患者を走査するときなど、探触子３２の通常の走査動作中に監視される。応答の監視は、概して、振動子素子４２のすべて、またはサブセットからのエコー信号を解析することを含む。様々な実施形態では、解析は、隣接する振動子素子４２からの振幅を比較することを含む。比較を用いて、また本明細書でさらに詳細に述べるように、アレイ応答５４は、アレイの均等性を求めるためになど監視される。
【００２２】
エコー応答を用いて振動子アレイ４０を監視することは、本明細書でより詳細に述べるように、画像品質の悪化を予測するために先験的な（ａｐｒｉｏｒｉ）応答データを用いることを含む。さらに、解析するための時間期間（例えば、応答データを平均すること）は、変化する可能性があり、また閾値処理を、解析に適した有効な出力信号がいつ検出されるかを判定するために使用することができる。監視された振動子アレイ４０の結果は、様々な出力を提供するために使用してもよいし、他のプロセスへの入力として使用してもよい。例えば、監視した結果は、探触子３２の状態を評価し、かつ例えば、振動子素子４２のいずれかの故障が誤用（例えば、探触子３２を落下させる、または打撃を与えるなど過度に加速させるイベント）の結果であるかどうかを評価するのに有用な報告を生成する、またはフィードバックを行うために使用することができる。さらに、監視した結果を使用して、大幅にアレイの不均等性が存在する場合には、撮像性能を改善する、または完全に補正するために、適応型の補償を提供することもできる。監視した結果はまた、傾向を調べるなど、将来使用するために記憶することもできる。概して、例えば、検出器素子４２の応答の比較などの解析結果は、探触子動作を評価するために、または検出器アレイ４０における不均等性を補償するために何らかの方法で使用することができる。偶発的な圧電性の減極など、いくつかの場合では、様々な実施形態は、いくつかの探触子修復機能を組み込むことができる。例えば、関連する保安規定に対する探触子特性の変化に関連するすべての（またはサブセットの）潜在的なリスクを制御することを組み入れた補正ソフトウェアを用意することができる。
【００２３】
様々な実施形態は、例えば、振動子アレイ４０などの振動子アレイを監視するための図３で示された方法６０を提供し、方法６０は、振動子アレイの振動子素子の動作を解析することを含む。振動子アレイを監視することを含む方法６０は、例えば、探触子が通常の撮像動作を行っているときなど、探触子の撮像動作モード中に実施される。したがって、様々な実施形態における方法６０は、例えば、組織（例えば、ヒトの組織）を走査し、画像を生成するために超音波コンソールに接続されたときなど、探触子が特定の動作を行っている間に、探触子を監視することを可能にする。したがって、様々な実施形態では、試験モードまたは特殊な試験オブジェクトを必要としない、または使用しない。
【００２４】
方法６０は、６２で、超音波データを取得するステップを含むが、それは、超音波探触子（例えば、探触子３２）からエコー信号を取得することを含む。様々な実施形態では、取得されたエコー信号は、探触子により取得された信号であり、したがって、超音波データは、ビーム形成されておらず、かつ／または画像が形成されていない状態にある。一実施形態では、例えば、超音波データは、振動子アレイの振動子素子から直接受信した信号であるか、あるいはこれらの信号の何らかの変換されたバージョンである。したがって、超音波データを取得する探触子は、データをビーム形成していない（ただし、探触子でサブアレイビーム形成を使用できるいくつかの実施形態は除くが、このような場合には、超音波データは、探触子内のサブアレイプロセッサからの出力に相当する）。そうではなくて、超音波データは、ソフトウェアビーム形成装置によりビーム形成される、またはその他の形で処理される前に、方法６０で使用するために一時的に記憶される。
【００２５】
一実施形態では、方法６０は、以下で述べるように信号を解析する前に、受信した生の信号を前処理する。例えば、生の信号は前処理されて、振動子が、検出に適した有効な出力をいつ提供するかを判定する。一実施形態では、自動的な、または操作者入力による手動の信号レベルの閾値処理が使用されて、信号が、有効なエコー信号であり、例えば、雑音もしくはクロストークではないように、例えば、最小の信号振幅を超える信号を識別する。手動の識別を用いる一実施形態では、操作者は、「良好な」信号が存在するとき、ボタンを押すことができる。代替的に、超音波コンソールは、操作者が、一定の操作（例えば、「画像を記憶する」ボタンを押すなど）を行ったとき、良好な信号があると判定することができる。代替的には、米国特許第８，００２，７０４号で述べられた方法を、体との良好な探触子接触を示すものとして、したがって、有効なエコーデータを示すものとして使用することができる。米国特許第５，５１７，９９４号で述べられたものなど、さらに他の例は、振動子／レンズのリングダウン（ｒｉｎｇｄｏｗｎ）からのエコーを使用するものである。これらのエコーは常に存在するが、大きな送信パルスに非常に近接してエコーが生ずるため、高い信頼性で監視することが難しくなりうる。いくつかの進んだフロントエンド構成の振動子では、インピーダンスを監視することもできる。
【００２６】
その後、取得したエコー信号は解析されるが、例えば、エコー信号は、探触子が走査している間に、実時間でアレイの均等性を監視するように処理される。例えば、一実施形態では、生の信号であるエコー信号が比較される。したがって、ビーム形成される前の取得信号が比較される。特に、複数の、またはすべての探触子素子からのエコー信号が特殊な試験オブジェクトを使用することなく通常の走査中に実時間で比較されて、アレイの均等性が測定され、かつ監視される。一実施形態では、隣接する探触子素子からのエコー信号が比較される。
【００２７】
したがって、ソフトウェアビーム形成装置を備える超音波システムを用いる様々な実施形態では、主エコー処理装置は、振動子素子からの個々の信号への実時間アクセスを有しており、方法６０は、通常の走査中に個々の素子からの信号を監視する（例えば、様々な振動子素子からの信号を比較する）。完全な作動状態にある探触子は、通常の走査中に、同様の振幅を有し、かつ予測可能な遅延／位相特性を有する信号を生ずる振動子素子を有することが予測される。したがって、任意の所与の素子からの信号を、変動を求めるために、通常の走査中に、周囲の、または隣接する素子からの信号と比較することができる。
【００２８】
例えば、隣接する探触子素子からの信号の振幅は、所定の差の変動を超えているかどうかを判定するためになど、比較される。代替的には、サブアレイビーム形成装置を含む探触子（「スマート探触子」とも呼ばれる）の場合、サブアレイビーム形成装置（ＳＡＰ）の出力に相当する１群の探触子素子からの信号が比較される。方法６０は、ＳＡＰのない探触子に関連して述べられているが、方法６０は、ＳＡＰを有する探触子を用いても同様に使用できることに留意されたい。
【００２９】
いくつかの実施形態における比較は、選択された対象とする領域に対して平均エコー振幅の単純比較を用いて行うことができる。代替的には、いくつかの実施形態では、隣接する素子からの信号間で相関技法を使用することもできる。この場合、また以下でより詳細に述べるように、素子信号は、相関を行う前に、空間中の特定の点からの信号に対する予想される飛行時間差（ビーム形成遅延とも呼ばれる）を補正することができる。他の変形形態として、この相関の全体または一部を、相互に関連付けた結果に対して行うことができる。相関解析は、プローブに関する飛行時間の定誤差を抽出するためになど使用することができる。
【００３０】
エコー信号の比較を含む方法６０により実施される測定は、様々な方法で行うことができる。例えば、６４における比較は、比較的短い平均時間で行うことができ、あるいは生の測定結果を複数の測定セッションにわたって平均することができ、信頼性を改善することができる。個々のチャネルの信号の平均の大きさ、信号の大きさの累積合計、または他の統計的な測定値を、様々な走査ビュー、様々な被検者、または様々な機械設定の結果を有効に平均化するためになど、機械の日々の使用と比較する非常に大きな時間ウィンドウにわたって計算することができ、したがって、チャネルの欠陥をより容易に特定することができる。すべてのチャネルにわたって合計された全体の利得レベルもまた、非常に長い時間尺度にわたって累積することができ、またこの「履歴的な」時間尺度にわたり累積された値、または移動平均を監視して、全体的な探触子信号が概して弱くなっていることを識別できることに留意されたい。様々な実施形態で使用される統計的なウィンドウは、様々な被検者の走査、または空中の走査が平均化されると考えられる時間期間を有する。様々な実施形態では、相対的なチャネル感度、またはアレイの感度に関する他の機能など、データ、すなわち、チャネルデータのいくつかの機能を平均できることにも留意されたい。
【００３１】
したがって、６４における比較を用いると、６６で、振動子アレイに関する不均等性情報が求められる。例えば、アレイの均等性の変化を、時間と共に追跡することができ、それにより、以下でより詳細に述べるように、超音波コンソールが、探触子を制御する方法を適応的に変化させることを可能にする。したがって、アレイ特性の変化により導かれた画像品質の悪化を低減する、または最小化することができる。
【００３２】
不均等性情報は、次に６８で、１つまたは複数の出力を提供するために、またはさらなるオペレーションを行うために使用される。したがって、探触子素子データを測定し、かつ比較することのできる様々な実施形態の超音波システムは、データを様々な方法で使用することができ、それを次に、方法６０に関する様々な例示的なさらなるステップと関連して述べるものとする。
【００３３】
例えば、７０で、探触子の健全性を報告することができる。例えば、探触子の健全性の変化を、操作者に状況として報告することができる。一実施形態では、警告（例えば、可聴の、または視覚的な通知など）、または定量的な情報（例えば、数またはグラフなど）を生成して、例えば、超音波システムのディスプレイ上で操作者に提示することができる。
【００３４】
方法６０はまた、７２で、求められた不均等性に対する補償を含むこともできる。例えば、代替的に、またはさらに、走査装置を設定変更することにより、素子の不均等性を適応的に補償することを行うことができる。一実施形態では、ビーム形成における送信もしくは受信遅延（ｔｘおよび／またはｒｘ遅延）を変更することにより、遅延誤差を補償することができる。例えば、弱い素子は、受信時に利得増加を適用する、かつ／または送信時に強力に励振させた信号を使用することができる。代替的には、振動子素子が機能していない場合、適正に機能していない場合、または「停止」した場合、例えば、米国特許第５，６７６，１４９号などに記載のように、直ぐ隣の振動子素子の利得を増加させることができる。
【００３５】
方法はさらに、７４で、不均等性の影響を定量化することを含むことができる。例えば、個々のアレイ素子の応答の知識により、その性能に関連する画像品質の悪化の予測を行うことが適宜可能になる。一実施形態では、適切なシミュレーションソフトウェアおよび／または意志決定基準を使用することができ、したがって、現在の探触子の健全性が、探触子を交換すべきものであるかどうかを判定するために、「知的な意志決定」を行うことができる。個々の素子の応答の知識もまた、コンソールが、アレイの不均等性の変化を（ステップ７２に関して上記で述べたように）適応的に補償できるようにし、それにより、所与の探触子の健全性状態から生ずる画像品質の悪化を低減する、または最小化することができることに留意されたい。
【００３６】
例えば、代替的に、またはさらに、（ステップ７２および７４からの補償を含む、または含まない）データを、振動子のビーム応答の送信および／または受信に対する所与の探触子健全性状況の影響を定量化するソフトウェアシミュレータへの入力として使用することができる。シミュレータの結果は、画像品質悪化を表し、さらに探触子の全体的な診断的使用を妨げる高い可能性を有する故障を識別するために使用することができる。
【００３７】
補償機構が考慮された、特定の患者の診察時における探触子の健全性状態、または探触子／システムの組合せに関する何らかの性能指標は、患者の診察報告の１つの領域として適宜記憶できることに留意されたい。これは、例えば、システムが良好に作動する状態で調査が行われたという証拠として役立つことができる。
【００３８】
７６で、測定データはまた、フィードバックを行うために、他の情報と組み合わせることができる。例えば、探触子は米国特許出願公開第２００６／０００４２９０号に記載されるように、加速度または衝撃センサを含むことができ、センサは、任意の適切な、かつ／または市販の装置とすることができる。この実施形態では、超音波コンソールが、
ａ．探触子が（衝撃がいつ生じたかに関する時間的情報と適宜組み合わせて、衝撃センサの状態から）落下していること、および
ｂ．この落下が、アレイの均等性の悪化と同時に生じていること
を検出した場合、この情報を、操作者にフィードバック（例えば、視覚的な通知）として送ることができ、それにより、将来、同様のイベントが生ずる可能性を低減することができる。このようなイベントが、探触子の保証期間内に生じた場合、探触子を誤用したと結論付けることができ、探触子の保証を無効にすることができる。
【００３９】
さらに、方法６０は、７８で、傾向情報を作成することを含むことができる。例えば、求められた不均等性情報はまた、超音波コンソール中に、かつ／または探触子組立体の記憶装置に、将来使用するために記憶することもできる。したがって、探触子が様々なコンソール間で移動する場合であっても、時間の経過と共に探触子の性能を追跡する傾向情報を作成することができる。
【００４０】
さらに、方法６０を実施するコンソールは、探触子の使用時間と共に生ずるアレイの不均等性の画像品質への影響を低減するまたは最小化するために、適応的に補償技法を使用することができる。
【００４１】
上記で述べたように引き続き使用するために、または後で取り出すためになど、８０で、不均等性の情報を記憶することができる。一実施形態では、情報は、例えば、探触子タイプを、探触子のシリアル番号情報もしくは何らかの他の一意の識別ラベルと共に含む、または組み合わせることにより、監視され、試験され、または調査されている探触子に対して情報を一意にリンクさせるように記憶される。例えば、記憶された不均等性情報（例えば、探触子の健全性情報）は、ネットワークを介してサービス技術者によりアクセス（例えば、遠隔的にアクセス）されうる。さらに８２で、更新された不均等性情報など、探触子の寿命に応じた更新情報を記憶することができる。
【００４２】
不均等性情報は、任意の適切な方法で編集され、かつ／または提示することができる。例えば、図４で示すように、グラフ９０を生成することができ、それをユーザに表示することができる。ｘ軸は時間に対応し、またｙ軸は、故障の可能性、絶対的もしくは相対的尺度に対する探触子撮像性能などの探触子特性に対応している。グラフ９０は、求められた不均等性情報、および方法６０を用いた（過去における）故障の可能性の変化、および（将来における）故障の予測される可能性に対応する曲線９２を含む。グラフ９０はまた、予測される探触子特性（例えば、耐用年数）の変化を表し、かつ示す曲線部分９４を含むこともできる。この場合、曲線部分９４は、探触子の故障の可能性が増加する軌道上にあることを示しており、また識別された、または記録されたイベントに対応する曲線９２上の点９６をさらに特定する。この場合では、イベントは、落下した探触子とすることができ、その後、故障の可能性がより急速に増加するが、それは、不均等性の情報に基づき判定することのできるいくつかの振動子素子への損傷から生じている可能性がある。
【００４３】
他の例として、不均等性の情報は、図５で示す報告１００で示すことができる。報告１００は、表示してもよいし、ハードコピーの形としてもよい。報告１００は、測定された不均等性情報から導かれた、または求められた任意の情報を含むことができる。例えば、報告は、故障した振動子素子の数、補償された振動子素子の数、予測される残りの探触子寿命などを特定することができる。概して、任意の望ましい、または必要な情報を提供することができる。
【００４４】
したがって、様々な実施形態は、特殊な試験回路、または試験用ファントムを使用することなく、通常の走査中に個々の振動子素子（または振動子素子群）の応答を監視する超音波コンソールを提供することができる。探触子の健全性は、例えば、ディスプレイ上の表示の形で、または探触子性能が所定の許容閾値以下に低下した場合に操作者に対する警告として、本明細書で述べた時間に対する性能傾向として、あるいは他の適切な形式で、超音波操作者に適宜報告することができる。代替的に、測定された振動子の不均等性に基づく探触子の健全性情報は、サービス技術者によりアクセスできる情報を生成するために使用することもできる。この情報は、例えば、スケジュールされた保守セッション中に、局所的に、またはネットワークを介してアクセスすることができる。さらに、個々の探触子の性能、および／または性能傾向に関する情報はまた、システム中に位置する、かつ／または探触子組立体の一部として位置する記憶装置内に記憶することもできる。後者の方法は、情報を、様々な実施形態の監視機能を有しない可能性のある他のシステムによりアクセスされ、かつ使用することを可能にする。
【００４５】
様々な実施形態はまた、特殊な試験オブジェクト（例えば、ファントム）、または試験回路に関連して使用できることに留意されたい。さらに、様々な実施形態における探触子の受信側チャネルおよび送信側チャネルは、最初に較正されることに留意されたい。例えば、すべての受信側チャネルの利得が、ｄＢの何分の１以内にあるなど、所定の許容差または分散内にあるように較正される。例えば、受信側利得は、超音波システムの製造中に較正することができる。代替的に、利得特性は、コンソール上に記憶することができ（例えば、製作中に生成される）、またアレイの測定中、およびビーム形成の補正時の両方で考慮することができる。同様の補正を、送信側で行えることにも留意されたい。
【００４６】
様々な実施形態は、図６で示すように、超音波システム２００で実施することができる。様々な実施形態は、超音波システム２００の様々な部分または構成要素で実施できることに留意されたい。
【００４７】
具体的には、図６は、本明細書で述べる１つまたは複数の実施形態に従って振動子アレイの監視を行うように動作し、さらにソフトウェアビーム形成も含む超音波システム２００を示すブロック図である。監視動作およびソフトウェアビーム形成は、例えば、プロセッサが有形の、非一時的なコンピュータ可読媒体上の命令を実行することにより実施することができる。超音波システム２００は、探触子２０６を用いて超音波データを取得するように構成されるが、その場合、超音波信号の送信および受信は、図示のように、ハードウェアで実施される受信ビーム形成装置を含まないフロントエンド２０１により行われる。しかし、ハードウェアで実施される受信ビーム形成装置は、例えば、部分的なビーム形成など、何らかのビーム形成を行うために、適宜提供されうることに留意されたい。フロントエンド２０１は、フロントエンド２０１からバックエンド２０３へと、超音波素子データを伝達する複数のデータチャネルを介してバックエンド２０３に接続される。
【００４８】
超音波システム２００は、電気的に、または機械的に（３Ｄ空間などで）音波ビームの向きを操作することができ、被検者または患者の関心領域（ＲＯＩ）の複数の２Ｄ表現もしくは画像（または適宜３Ｄおよび４Ｄ画像）に対応する情報を取得するように構成可能であり、それは、本明細書でより詳細に述べるように規定し、調整することができる。超音波システム２００は、例えば、１つまたは複数の方向面で２Ｄ画像を取得するように構成可能である。
【００４９】
超音波システム２００は、ビーム形成装置（送信ビーム形成装置）のガイド下で、探触子２０６内の素子２０４（例えば、圧電素子）のアレイを駆動して、パルス化された超音波信号を体内に放射する送信器２０２を含む。様々な幾何学的配置を使用することができる。超音波信号は、血球または筋肉組織などの体の構造から後方散乱を受けて、素子２０４へと戻るエコーを生成する。エコーは、受信器２０８により受信され、次いで、それぞれ異なる構成要素であることも、例えばＡＳＩＣなどの単一の構成要素で実装されることもあるＡＤＣ２１０と復調器２１２に送られる。複素復調器２１２は、デジタル復調、ならびに適宜フィルタリングおよびデシメーションを行うが、それを本明細書でより詳細に述べる。復調された（またはダウンサンプリングされた）超音波データは、監視モジュール４４によりアクセスされて、本明細書で述べる１つまたは複数の実施形態を行うために一時的になど、メモリ２１４に記憶することができる。他の実施形態では、監視モジュール４４は、ビーム形成装置モジュール２３０の一体化された部分とすることができる。
【００５０】
複素復調器２１２は、ＲＦ信号を復調して、エコー信号を表すＩＱデータ対を形成し、それは、様々な実施形態で、ＡＤＣ２１０の転送速度よりも低下させたデータ転送速度を有する。代替的には、複素復調器２１２は、除外することも、何らかの他の信号処理アルゴリズムで置き換えることもできる。ＲＦまたはＩＱ素子データは、次いで、記憶させるためにメモリ２１４へと直接経路指定することができる。いくつかの実施形態では、ハードウェアの受信ビーム形成装置を、フロントエンド２０１に適宜設けることができる。代替の実施形態では、探触子２０６は、探触子の内側に副開口受信ビーム形成を有する１Ｄまたは２Ｄアレイを適宜含む。
【００５１】
ビーム形成装置２３０からの出力信号は、中間プロセッサ２３６により、複数の走査面、または異なる走査パターンに対して、例えば、Ｂモード、カラードップラ（速度／パワー／分散）、組織ドップラ（速度）、およびドップラエネルギーなど、様々なデータタイプへと処理することができる。一実施形態では（図示のように）、中間プロセッサ２３６が、Ｉ、Ｑ／ＲＦプロセッサおよび画像プロセッサとしてソフトウェアで実施されている。プロセッサ２３６は、複数の走査面に対して組織ドップラデータを生成することができる。プロセッサ２３６はまた、複数のデータスライスに関する情報（例えば、Ｉ、Ｑデータ対、Ｂモード、カラードップラ、組織ドップラ、およびドップラエネルギー情報）を収集することができ、またタイムスタンプ、および方向／回転情報を含むことのできるデータ情報をメモリ２１４に記憶する。
【００５２】
超音波システム２００はまた、プロセッサ２１６を含み、プロセッサ２３６の出力をさらに処理して、本明細書でより詳細に述べるように、いくつかの実施形態で画像品質または解像度を向上させた状態でディスプレイ２１８上に表示するために、超音波情報のフレームを準備する。プロセッサ２１６は、取得された超音波データに対して、複数の選択可能な超音波モダリティによる１つまたは複数の処理オペレーションを行うように適合される。プロセッサ２１６はまた、一実施形態では（図示のように）ソフトウェアであるビーム形成装置２３０を用いてビーム形成オペレーションを行う。プロセッサ２１６は、以下でより詳細に説明するように、プロセッサ２１６のオペレーションを制御することのできるユーザインターフェース２２４（マウス、キーボード、タッチパネルなどを含むことができる）に接続される。ディスプレイ２１８は、診断および解析を行うためのユーザへの診断用超音波画像を含む患者情報、ならびに本明細書で述べる監視情報を提示する１つまたは複数のモニタを含む。メモリ２１４、メモリ２２３（図７で示される）、およびメモリ２２２のうちの１つ、２つ、またはすべては、超音波データの２次元（２Ｄ）、または３次元（３Ｄ）データセットに対応するデータを記憶することができ、このような２Ｄおよび３Ｄデータセットには、２Ｄ（および／または３Ｄ、または４Ｄ画像）を提示するためにアクセスされるが、それは別の状態の処理とすることができる。画像は変更することができ、またディスプレイ２１８の表示設定を、ユーザインターフェース２２４を用いて手動で調整することもできる。
【００５３】
プロセッサ２１６に接続されて示されているビーム形成装置２３０は、プロセッサ２１６上で動作するソフトウェアであってもよいし、プロセッサ２１６の一部として提供されるハードウェアであってもよい。ビーム形成装置２３０は、本明細書でより詳細に述べる受信ビーム形成を行い、Ｉ、Ｑデータ対の信号を出力する。ビーム形成装置２３０は、各素子信号を、他の素子信号に対して位相シフトし、遅延させ、アポダイズし、合計することができる。合計された信号は、超音波ビームまたはラインからのエコーを表す。
【００５４】
様々な実施形態を、超音波システムに関連して述べることができるが、本方法およびシステムは、超音波撮像、またはその特定の構成に限定されないことに留意されたい。様々な実施形態は、例えば、超音波撮像システムと、特に、Ｘ線撮像システム、ＭＲＩ（磁気共鳴撮像）システム、ＣＴ（コンピュータ断層）撮像システム、ＰＥＴ（陽電子放射断層）撮像システムのうちの１つとを有するマルチモダリティ撮像システムを含む様々なタイプの撮像システムに関連して実施することができる。さらに、様々な実施形態は、例えば、超音波溶接検査システム、または空港の手荷物走査システムなどの非破壊検査システムなど、非医療用撮像システムで実施することもできる。
【００５５】
図７は、超音波プロセッサモジュール２３６の例示的なブロック図を示しており、それは、図６のプロセッサ２１６として、またはその一部として実施することができる。超音波プロセッサモジュール２３６は、サブモジュールの集合体として概念的に示されているが、専用のハードウェアボード、ＤＳＰ、プロセッサなどの任意の組合せを利用して実施することもできる。代替的には、図７のサブモジュールは、単一のプロセッサ、または例えば、ＧＰＵ（グラフィックスプロセッサユニット）も含む、プロセッサ間で機能動作を分散させた複数のプロセッサを備える特注ではないＰＣを利用して実施することもできる。さらなる選択肢として、図７のサブモジュールは、いくつかのモジュール機能が、専用のハードウェアを利用して行われるが、残りのモジュール機能が、特注ではないＰＣなどを利用して行われるハイブリッド構成を利用して実施することができる。サブモジュールはまた、処理装置内のソフトウェアモジュールとして実施することもできる。
【００５６】
図７で示されたサブモジュールのオペレーションは、ローカルの超音波制御装置２５０によって制御されることも、プロセッサモジュール２３６によって制御されることもある。サブモジュール２５２〜２６４は、中間プロセッサのオペレーションを行う。超音波プロセッサモジュール２３６は、いくつかの形態の１つで超音波データ２７０を受信することができる。図７の実施形態では、受信した超音波データ２７０は、各データサンプルに関連する実数成分と虚数成分を表すＩ、Ｑデータ対を構成する。Ｉ、Ｑデータ対は、カラーフローサブモジュール２５２、パワードップラサブモジュール２５４、Ｂモードサブモジュール２５６、スペクトルドップラサブモジュール２５８、およびＭモードサブモジュール２６０のうちの１つまたは複数のものに提供される。特に、ＡＲＦＩ（音響放射力インパルス）サブモジュール２６２、およびＴＤＥ（組織ドップラ）サブモジュール２６４などの他のサブモジュールを適宜含めることもできる。
【００５７】
サブモジュール２５２〜２６４のそれぞれは、Ｉ、Ｑデータ対を対応する方法で処理するように構成され、カラーフローデータ２７２、パワードップラデータ２７４、Ｂモードデータ２７６、スペクトルドップラデータ２７８、Ｍモードデータ２８０、ＡＲＦＩデータ２８２、および組織ドップラデータ２８４を生成し、そのすべてを、次の処理を行う前に一時的にメモリ２９０（または図６で示すメモリ２１４、もしくはメモリ２２２）に記憶することができる。例えば、Ｂモードサブモジュール２５６は、本明細書でより詳細に述べるバイプレーンまたはトリプレーンの画像取得など、複数のＢモード画像面を含むＢモードデータ２７６を生成することができる。
【００５８】
データ２７２〜２８４は、例えば、ベクトルデータ値の組として、メモリ２９０に記憶することができ、その各組は、個々の超音波画像フレームを規定する。ベクトルデータ値は、概して、極座標系に基づいて編成される。代替的に、またはさらに、データは、ビーム形成されたＩ、Ｑデータとしてメモリ２２３に記憶することができる。
【００５９】
走査変換器サブモジュール２９２は、メモリ２９０にアクセスし、そこから画像フレームに関連するベクトルデータ値を取得し、かつ１組のベクトルデータ値をデカルト座標へと変換して、表示用にフォーマットされた超音波画像フレーム２９５を生成する。走査変換器モジュール２９２により生成された超音波画像フレーム２９５は、後続する処理を行うために、メモリ２９０へと戻されてもよいし、メモリ２１４またはメモリ２２２に送られてもよい。
【００６０】
走査変換器サブモジュール２９２が、例えば、Ｂモード画像データおよび同様のものに関連する超音波画像フレーム２９５を生成した後、画像フレームは、メモリ２９０に再記憶されてもよいし、バス２９６を介してデータベース（図示せず）、メモリ２１４、メモリ２２２、および／または他のプロセッサに送られてもよい。
【００６１】
走査変換されたデータは、ビデオ表示をするためにＸ、Ｙフォーマットへと変換して超音波画像フレームを生成することができる。走査変換された超音波画像フレームは、ビデオ表示を行うために、ビデオをグレースケールマッピングへとマップするビデオプロセッサを含むことのできる表示制御装置（図示せず）に提供される。グレースケールマップは、表示されるグレーレベルに対する生の画像データの伝達関数を表すことができる。ビデオデータがグレースケール値にマップされた後、表示制御装置は、画像フレームを表示するように、１つまたは複数のモニタ、またはディスプレイのウィンドウを含むことのできるディスプレイ２１８（図６で示されている）を制御する。ディスプレイ２１８で表示された画像は、ディスプレイ中の各画素の強度または輝度をそれぞれが示しているデータの画像フレームから生成される。
【００６２】
図７を再度参照すると、２Ｄビデオプロセッササブモジュール２９４は、様々なタイプの超音波情報から生成された１つまたは複数のフレームを組み合わせる。例えば、２Ｄビデオプロセッササブモジュール２９４は、ビデオ表示のために、１つのタイプのデータをグレーマップにマップし、かつ他のタイプのデータをカラーマップにマップすることにより様々な画像フレームを組み合わせることができる。最終的に表示される画像では、カラー画素データを、グレースケール画素データ上に重畳して、単一のマルチモード画像フレーム２９８（例えば、機能的な画像）を形成することができ、それは、再びメモリ２９０に再記憶され、あるいはバス２９６を介して送られる。画像の連続するフレームを、メモリ２９０またはメモリ２２２（図６で示される）にシネループとして記憶することができる。シネループは、ユーザに表示される画像データを取り込むための先入れ、先出しする循環画像バッファを表す。ユーザは、ユーザインターフェース２２４でフリーズコマンドを入力することにより、シネループをフリーズすることができる。ユーザインターフェース２２４は、例えば、キーボード、マウス、および超音波システム２００へと情報を入力することに関連する他のすべての入力コントロールを含むことができる（図８で示す）。
【００６３】
３Ｄプロセッササブモジュール２９９はまた、ユーザインターフェース１２４により制御され、メモリ２９０にアクセスして、３Ｄ超音波画像データを取得し、知られているボリュームレンダリングまたは表面レンダリングアルゴリズムなどにより、３次元画像を生成する。３次元画像は、レイキャスティング、最大強度画素投影、および同様のものなど、様々な撮像技法を用いて生成することができる。
【００６４】
図６の超音波システム２００は、ラップトップコンピュータ、またはポケットサイズシステムなどの小型のシステムで、ならびにより大型のコンソールタイプシステムで実施することができる。図８および９は、小型のシステムを示しているが、図１０は、より大型のシステムを示している。
【００６５】
図８は、３Ｄ超音波データを取得するように、またはマルチプレーンの超音波データを取得するように構成できる探触子３３２を有する３Ｄが可能な小型の超音波システム３００を示している。例えば、探触子３３２は、図６の探触子２０６に関して前に論じたように、素子１０４の２Ｄアレイを有することができる。ユーザインターフェース３３４（一体化されたディスプレイ３３６を含むこともできる）が、操作者からのコマンドを受けるように提供される。本明細書で使用する場合、「小型化された」とは、超音波システム３００が、手持ち式の、または手で運べる装置であり、あるいは人の手、ポケットで、ブリーフケースの大きさのケース、またはバックパックで運べるように構成されることを意味する。例えば、超音波システム３００は、典型的なラップトップコンピュータの寸法を有する手で運べる装置とすることができる。超音波システム３００は、操作者が容易に運ぶことができる。一体化されたディスプレイ３３６（例えば、内部ディスプレイ）は、例えば、１つまたは複数の医療画像を表示するように構成される。
【００６６】
超音波データは、有線または無線ネットワーク３４０を介して（または例えば、シリアルもしくはパラレルでケーブルまたはＵＳＢポートを介する直接接続で）外部装置３３８に送ることができる。いくつかの実施形態では、外部装置３３８は、様々な実施形態のコンピュータ、ディスプレイを有するワークステーション、またはＤＶＲとすることができる。代替的には、外部装置３３８は、手で運べる超音波システム３００から画像データを受信でき、かつ一体化されたディスプレイ３３６よりも高解像度を有することのできる画像を表示または印刷できる別個の外部ディスプレイまたはプリンタとすることができる。
【００６７】
図９は、手で運べる、またはポケットサイズの超音波撮像システム３５０を示しており、ディスプレイ３５２およびユーザインターフェース３５４は単一のユニットを形成する。例として、ポケットサイズの超音波撮像システム３５０は、幅が約２インチ、長さが約４インチ、深さが約０．５インチで重量が３オンス未満のポケットサイズまたは手のひらサイズの超音波システムとすることができる。ポケットサイズの超音波撮像システム３５０は、概して、ディスプレイ３５２、ユーザインターフェース３５４を含み、それは、キーボードタイプのインターフェースと、例えば、超音波探触子３５６などの走査装置に接続するための入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポートとを含むことも含まないこともありうる。ディスプレイ３５２は、例えば、３２０×３２０画素のカラーＬＣＤディスプレイ（医療用画像３９０を表示できる）とすることができる。ボタン３８２のタイプライタ状のキーボード３８０を、ユーザインターフェース３５４に適宜含めることもできる。
【００６８】
多機能コントロール３８４にはそれぞれ、システムの動作モード（例えば、様々なビューを表示することなど）に従って機能を割り当てることができる。したがって、多機能コントロール３８４のそれぞれは、複数の様々なアクションを行うように構成することができる。多機能コントロール３８４に関連するラベル表示領域３８６を、必要に応じてディスプレイ３５２上に含めることができる。システム３５０はまた、特殊目的の機能のためのさらなるキーおよび／またはコントロール３８８を有することができるが、それらは、これだけに限らないが、「フリーズ」、「デプス制御」、「利得制御」、「カラーモード」、「印刷」、および「記憶」を含むことができる。
【００６９】
１つまたは複数のラベル表示領域３８６は、表示されるビューを示すための、またはユーザに、表示する画像化されたオブジェクトの異なるビューを選択できるようにするためのラベル３９２を含むことができる。様々なビューの選択はまた、関連する多機能コントロール３８４により行うことができる。ディスプレイ３５２はまた、表示された画像ビューに関する情報（例えば、表示された画像に関連するラベルなど）を表示するためのテキスト表示領域３９４を有することもできる。
【００７０】
様々な実施形態は、様々な寸法、重量、および電力消費を有する小型化した、または小サイズの超音波システムに関連して実施できることに留意されたい。例えば、ポケットサイズの超音波撮像システム３５０、および小型化した超音波システム３００は、システム２００（図６で示されている）と同様の走査および処理機能を行うことができる。
【００７１】
図１０は、移動可能なベース４０２上に用意された超音波撮像システム４００を示す。可搬型の超音波撮像システム４００はまた、カートベースのシステムと呼ぶこともできる。ディスプレイ４０４およびユーザインターフェース４０６が設けられており、ディスプレイ４０４は、ユーザインターフェース４０６とは別個のものであってもよいし、ユーザインターフェース４０６から分離可能であってもよいことを理解されたい。ユーザインターフェース４０６は、適宜タッチスクリーンとすることができ、操作者が、表示されたグラフィックス、アイコンなどに触れることにより選択肢を選択できるようにする。
【００７２】
ユーザインターフェース４０６はまた、所望に応じて、または必要に応じて、かつ／または通常用意されているように、可搬型の超音波撮像システム４００を制御するために使用できる制御ボタン４０８を含む。ユーザインターフェース４０６は、ユーザが、表示できる超音波データおよび他のデータと対話するために、ならびに情報を入力し、かつ走査パラメータおよび閲覧する角度などを設定、変更するために、物理的に操作できる複数のインターフェース選択肢を提供する。例えば、キーボード４１０、トラックボール４１２、および／または多機能コントロール４１４を設けることができる。
【００７３】
様々な実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せで実施できることに留意されたい。様々な実施形態および／または構成要素、例えば、モジュール、またはその構成要素および制御装置はまた、１つまたは複数のコンピュータまたはプロセッサの一部として実施することもできる。コンピュータまたはプロセッサは、コンピューティング装置、入力装置、表示ユニット、および例えば、インターネットにアクセスするためのインターフェースを含むことができる。コンピュータもしくはプロセッサは、マイクロプロセッサを含むことができる。マイクロプロセッサは、通信バスに接続することができる。コンピュータまたはプロセッサはまた、メモリを含むこともできる。メモリは、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、およびＲＯＭ（読出し専用メモリ）を含むことができる。コンピュータまたはプロセッサは、記憶装置をさらに含むことができ、記憶装置は、ハードディスクドライブまたは取外し可能な記憶ドライブ、ソリッドステートドライブ、光ディスクドライブ、および同様のものとすることができる。記憶装置はまた、コンピュータプログラムまたは他の命令をコンピュータまたはプロセッサにロードするための他の同様な手段とすることもできる。
【００７４】
本明細書で使用される場合、用語「コンピュータ」または「モジュール」は、マイクロコントローラ、ＲＩＳＣ（縮小命令セットコンピュータ）、ＡＳＩＣ、論理回路、および
本明細書で述べる機能を実行できる任意の他の回路またはプロセッサを用いるシステムを含む任意のプロセッサベースの、またはマイクロプロセッサベースのシステムを含むことができる。上記の例は、例示的なものに過ぎず、したがって、用語「コンピュータ」の定義および／または意味を何らかの方法で限定することを意図していない。
【００７５】
コンピュータまたはプロセッサは、入力データを処理するために、１つまたは複数の記憶要素に記憶された１組の命令を実行する。記憶要素はまた、所望に応じて、または必要に応じてデータもしくは他の情報を記憶することができる。記憶要素は、情報ソース、または処理マシン内の物理的な記憶要素の形とすることができる。
【００７６】
１組の命令は、処理マシンとしてのコンピュータまたはプロセッサに、本発明の様々な実施形態の方法およびプロセスなど特定の動作を行うように命令する様々なコマンドを含むことができる。１組の命令は、ソフトウェアプログラムの形態とすることができる。ソフトウェアは、システムソフトウェアまたはアプリケーションソフトウェアなどの様々な形態とすることができ、それを、有形な、非一時的なコンピュータ可読媒体として実施することができる。さらに、ソフトウェアは、別々のプログラムまたはモジュールの集合体、大きなプログラムに含まれるプログラムモジュール、またはプログラムモジュールの一部の形態とすることができる。ソフトウェアはまた、オブジェクト指向プログラミングの形で、モジュール式のプログラミングを含むこともできる。処理マシンによる入力データの処理は、操作者のコマンドに応じて、または前の処理結果に応じて、あるいは他の処理マシンにより行われた要求に応じて行うことができる。
【００７７】
本明細書で使用される場合、用語「ソフトウェア」および「ファームウェア」は、相互に交換可能であり、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、および不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリを含む、コンピュータで実行するためのメモリに記憶された任意のコンピュータプログラムを含む。上記のメモリタイプは、例示的なものに過ぎず、したがって、コンピュータプログラムを記憶するために使用できるメモリタイプに関して限定するものではない。
【００７８】
上記の記述は、例示的なものであり、限定することを意図していないことを理解されたい。例えば、上記で述べた実施形態（および／またはその態様）は、互いに組み合わせて使用することができる。さらに、様々な実施形態の教示に対して、その範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料に適合させるために多くの変更を行うことができる。本明細書で述べた材料の寸法およびタイプは、様々な実施形態のパラメータを規定することが意図されているが、諸実施形態は、決して限定するものではなく、例示的な実施形態である。上記の記述を再検討すれば、当業者には、多くの他の実施形態が明らかとなろう。様々な実施形態の範囲は、したがって、添付の特許請求の範囲を参照し、このような特許請求の範囲が権利のある均等な形態のすべての範囲と併せて決定すべきである。添付の特許請求の範囲では、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「その場合（ｉｎ  ｗｈｉｃｈ）」は、各用語「備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、および「その場合（ｗｈｅｒｅｉｎ）」の平易な英語の等価な形態として使用される。さらに、添付の請求項で、用語「第１の」、「第２の」、および「第３の」などは、単なるラベルとして使用されるに過ぎず、それらの対象物に対して数値的な要件を加えることを意図していない。さらに、添付の請求項の限定は、ミーンズプラスファンクション形式で記述されておらず、このような請求項の限定が、明示的に「ための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」というフレーズを使用し、その後にさらなる構造を欠いた機能の記述が行われない限り、かつそのように行われるまで、米国法典第３５巻第１１２条第６段落に基づいて解釈されることを意図していない。
【００７９】
この記述は、最良の形態を含む様々な実施形態を開示するために、また任意の装置もしくはシステムを製作しかつ使用すること、および任意の組み込まれた方法を実施することを含む、様々な実施形態を当業者が実施できるようにするために、諸例を使用している。様々な実施形態の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲により定義され、また当業者が想到する他の例を含むことができる。このような他の諸例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言と非実質的な差を有する均等な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲に含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８０】
３０  超音波システム
３２  超音波探触子
３４  フロントエンド
３６  バックエンド
３８  チャネルデータ、通信線
４０  振動子アレイ、検出器アレイ
４２  振動子素子、検出器素子
４４  監視モジュール
４８  超音波処理の作業流れ
５０  取得された超音波データ
５２  受信チャネル
５４  アレイ応答
６０  方法
９０  グラフ
９２  曲線
９４  曲線部分
９６  点
１００  報告
１０４  素子
１２４  ユーザインターフェース
２００  超音波システム
２０１  フロントエンド
２０２  送信器
２０３  バックエンド
２０４  素子
２０６  探触子
２０８  受信器
２１０  ＡＤＣ
２１２  複素復調器
２１４  メモリ
２１６  プロセッサ
２１８  ディスプレイ
２２２  メモリ
２２３  メモリ
２２４  ユーザインターフェース
２３０  ビーム形成装置モジュール
２３６  中間プロセッサ、超音波プロセッサモジュール
２５０  超音波制御装置
２５２  カラーフローサブモジュール
２５４  パワードップラサブモジュール
２５６  Ｂモードサブモジュール
２５８  スペクトルドップラサブモジュール
２６０  Ｍモードサブモジュール
２６２  ＡＲＦＩ（音響放射力インパルス）サブモジュール
２６４  ＴＤＥ（組織ドップラ）サブモジュール
２７０  超音波データ
２７２  カラーフローデータ
２７４  パワードップラデータ
２７６  Ｂモードデータ
２７８  スペクトルドップラデータ
２８０  Ｍモードデータ
２８２  ＡＲＦＩデータ
２８４  組織ドップラデータ
２９０  メモリ
２９２  走査変換器サブモジュール
２９４  ２Ｄビデオプロセッササブモジュール
２９５  超音波画像フレーム
２９６  バス
２９９  ３Ｄプロセッササブモジュール
３００  小型の超音波システム
３３２  探触子
３３４  ユーザインターフェース
３３６  ディスプレイ
３３８  外部装置
３４０  無線ネットワーク
３５０  ポケットサイズの超音波撮像システム
３５２  ディスプレイ
３５４  ユーザインターフェース
３５６  超音波探触子
３８０  キーボード
３８２  ボタン
３８４  多機能コントロール
３８６  ラベル表示領域
３８８  キーおよび／またはコントロール
３９２  ラベル
３９４  テキスト表示領域
４００  可搬型の超音波撮像システム
４０２  移動可能なベース
４０４  ディスプレイ
４０６  ユーザインターフェース
４０８  制御ボタン
４１０  キーボード
４１２  トラックボール
４１４  多機能コントロール
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
2013154169000001.pdf