(57)【要約】【課題】低コストの部品を用い、効果的な品質の超音波診断画像の生成をすること。【解決手段】超音波画像診断装置は、各収集サイクル中に超音波振動子により受信された反射超音波エネルギーを示すエコーデータを標的部位内に分布する複数の点でコヒーレントにフォーカスするために、各収集サイクル中に面の第１の側における超音波振動子の位置および／または方向を示す位置／方向データをエコーデータに適用することにより標的部位の超音波診断画像を生成するように構成される処理部を含む。【選択図】図２
2016509925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波画像診断装置であって、
面の第１の側における複数の位置および／または方向の各々において、超音波エネルギーを前記第１の側の反対側の前記面の第２の側にある標的部位に放射し、当該標的部位からの反射超音波エネルギーを受信するという各収集サイクルを実行するように構成される超音波振動子と、
前記各収集サイクル中に前記超音波振動子によって受信された前記反射超音波エネルギーを示すエコーデータと、前記各収集サイクル中に前記面の前記第１の側にある前記超音波振動子の位置および／または方向を示す位置／方向データと、を取得するように構成される処理部と、を含み、
前記処理部は、前記標的部位内に分布する複数の点で前記エコーデータをコヒーレントにフォーカスするために前記位置／方向データを前記エコーデータに適用することにより、前記標的部位の超音波診断画像を生成するように構成されることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波画像診断装置であって、
前記超音波振動子は、焦点が合っていない超音波振動子であることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項３】
請求項２に記載の超音波画像診断装置であって、
前記超音波振動子の前記超音波放射面は、３ｍｍ以下の幅または１０信号波長よりも小さい幅を有することを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置であって、
前記超音波振動子は、固定長の焦点距離を有することを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置であって、
前記超音波振動子は、５ｍｍ以下の焦点距離を有することを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置であって、
前記装置は、単一の超音波振動子を含むことを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置であって、
前記複数の点は、前記標的部位内の複数の深度で分布することを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置であって、
前記超音波診断画像は、前記標的部位の２Ｄ超音波診断画像であることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置であって、
前記超音波振動子は、前記処理部から分離された超音波プローブに含まれることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の超音波画像診断装置であって、
前記超音波プローブは、
前記超音波振動子が搭載されたヘッドと、
前記超音波振動子が所定の経路に沿って移動可能となるように、前記ヘッドが移動可能に搭載された筐体と、
を含むことを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の超音波画像診断装置であって、
前記超音波プローブは、ユーザの手によって、前記超音波振動子が所定の経路に沿って前記筐体に対して移動可能となるように、前記ヘッドが前記筐体に移動可能に搭載された状態で、手動操作可能であることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の超音波画像診断装置であって、
前記ヘッドおよび筐体は、前記ヘッドがユーザの第２の手によって前記筐体に対して移動する間、前記筐体が前記ユーザの第１の手で保持可能な大きさであることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置であって、
前記ヘッドは、前記超音波振動子が所定の湾曲した経路に沿って前記筐体に対して移動可能となるように、前記筐体に回転可能に搭載されることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の超音波画像診断装置であって、
前記所定の湾曲した経路は、前記面に対して凸であることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１５】
請求項１０〜１４のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置であって、
収集サイクル群が前記超音波振動子によって実行される前記複数の位置および／または方向は、前記所定の経路における複数の所定の場所に対応し、
前記超音波振動子は、前記筐体に対する前記ヘッドの位置および／または方向を示す信号に基づいて、前記所定の経路における前記所定の場所の各々で、前記収集サイクルを実行するように構成されることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の超音波画像診断装置であって、
前記所定の経路における前記所定の場所の間の相加平均距離は、前記超音波振動子の超音波放射面の幅の半分以下であることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１７】
請求項１０〜１６のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置であって、
前記処理部は、前記標的部位の複数の超音波診断画像を生成するように構成され、
前記各超音波診断画像は、前記所定の経路に沿った前記超音波振動子の各行程から取得された位置／方向データおよびエコーデータから生成されることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の超音波画像診断装置であって、
前記処理部は、前記所定の経路に沿った前記超音波振動子の移動方向にかかわらず、前記所定の経路に沿った前記超音波振動子の各行程から取得された位置／方向データおよびエコーデータから各超音波診断画像を生成するように構成されることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置であって、
前記超音波振動子は、超音波プローブに含まれ、前記超音波プローブは、各収集サイクル中に前記面の前記第１の側における前記超音波振動子の前記位置および／または方向を示す前記位置／方向データを生成するように構成される位置／方向データ部を含むことを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の超音波画像診断装置であって、
前記位置／方向データ部は、
前記筐体に対する前記ヘッドの位置および／または方向を示す信号を生成する位置および／または方向判定部と、
前記筐体に対する前記ヘッドの位置および／または方向を示す信号に基づいて前記位置／方向データを生成するように構成される処理手段と、
を含むことを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項２１】
請求項１〜２０のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置であって、
前記超音波振動子は、前記超音波プローブに含まれ、前記超音波プローブは、各収集サイクル中に前記超音波振動子によって受信された反射超音波エネルギーを示す前記エコーデータを生成するように構成されるエコーデータ取得部を含むことを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の超音波画像診断装置であって、
前記エコーデータ取得部は、
各収集サイクル中に前記超音波振動子によって受信された反射超音波エネルギーを示すアナログ信号を、各収集サイクル中に前記超音波振動子によって受信された反射超音波エネルギーを示すデジタル信号に変換するように構成されるアナログデジタル変換器と、
前記アナログ信号が前記アナログデジタル変換器に到達する前に、前記アナログ信号の特定の周波数成分を通過させるバンドパスフィルタと、を含み、
前記アナログデジタル変換器は、帯域通過サンプリング技術を用いて、前記バンドパスフィルタで通過されたアナログ信号を、前記バンドパスフィルタで通過されたアナログ信号のバンド幅の２倍よりも小さいサンプルレートで前記デジタル信号に変換するように構成されることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項２３】
超音波診断画像を生成する方法であって、
面の第１の側における複数の位置および／または方向の各々で、前記第１の側の反対側の前記面の第２の側における標的部位に超音波振動子が超音波エネルギーを放射し、前記標的部位からの反射超音波エネルギーを受信するという各収集サイクルを実行し、
各収集サイクル中に前記超音波振動子によって受信された反射超音波エネルギーを示すエコーデータと、各収集サイクル中での前記面の前記第１の側における前記超音波振動子の位置およびまたは方向を示す位置／方向データと、を取得し、
前記標的部位内に分布する複数の点で前記エコーデータをコヒーレントにフォーカスするために、前記位置／方向データを前記エコーデータに適用することによって前記標的部位の超音波診断画像を生成する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２４】
添付図面に示され、かつ、参照して実施形態に記載された実質的にいずれか１つの実施形態である装置または方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波画像診断装置および関連するデバイスならびに方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波画像診断装置、すなわち、超音波診断画像を生成する装置はよく知られている。そのようなデバイスは、主として医療環境で使用され、当該デバイスの使用は、一般的に、“診断用超音波検査”、または、単に“超音波診断”と呼ばれる。一般的な診断用超音波検査は、母親の子宮内の胎芽または胎児の画像を生成するために超音波エネルギーが使用される産科の超音波診断で成果をあげている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年の超音波画像診断装置は主に、固定配列された複数の超音波振動子を有するプローブを使って生成されるエコーデータを用いて超音波診断画像を生成する。近年の超音波画像診断装置の問題点は、主に上記のような装置によって使用される上記複数の振動子の配列および関連するビームフォーミング用電子回路を構築するのに高価であるという点である。これは、現在の“高品質”な装置が非常に高価、たとえば、２０，０００〜１００，０００英ポンドの範囲（２０１２年の価格）であることを意味する。
【０００４】
本発明は、上記の点を考慮してなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、たとえば、現在桁違いの費用が掛かる用途および／または範囲で超音波画像診断装置の使用の可能性を広げるために、非常に低コストの部品を用い、その一方で、効果的な品質の超音波診断画像の生成がいまだ可能な超音波画像診断装置を製造することが望ましいだろうと気づいた。
【０００６】
したがって、本発明の第１の態様は、超音波振動子と、処理部と、を含む超音波画像診断装置を提供してもよい。前記超音波振動子は、面の第１の側の複数の位置および／または方向の各々において、前記超音波振動子が超音波エネルギーを前記第１の側の反対側の前記面の第２の側の標的部位に放射し、反射された超音波エネルギーを前記標的部位から受信する各収集サイクルを実行するように構成され、前記処理部は、前記各収集サイクル中に前記超音波振動子による前記反射された超音波エネルギーを示すエコーデータと、前記各収集サイクル中の前記面の前記第１の側における前記超音波振動子の位置および／または前記超音波振動子が向いている方向を示す位置／方向データと、を取得するように構成される。前記処理部は、前記標的部位内に分布する複数の点で、前記エコーデータを可干渉的に（コヒーレントに）フォーカスするために前記位置／方向データをエコーデータに適用することにより、前記標的部位の超音波画像を生成するように構成される。
【０００７】
このように、本発明者は単一の超音波振動子を用いて、かつ、近年の超音波画像診断装置によって通常要求される複雑なビームフォーミング電子回路を使用することなく、許容品質の超音波診断画像（たとえば、図５（ａ）（ｉｉ）、図５（ｂ）（ｉｉ）、および図５（ｃ）（ｉｉ）を参照）を生成することができるということがわかった。
【０００８】
この開示の文脈において、“超音波診断画像”という用語は、反射された超音波エネルギーを用いて生成された画像として意図される。
【０００９】
同様の注目する技術は他の技術分野、たとえば、レーダー（このような技術は主に“合成開口レーダー”と呼ばれる）やソナー（このような技術は主に“合成開口ソナー”と呼ばれる）で知られている。たとえば、下記文献を参照。
【００１０】
“エスエーエムアイ：ア  ロー−フリークエンシー  プロロタイプ  フォー  マッピング  アンド  イメージング  オブ  ザ  シーブド  バイ  ミーンズ  オブ  シンセティック  アパーチュア”，チャティロン，ジェイ，アダムス、エーイー，ローラー，エー，ザクハリア，エムイー，オーシャニック  エンジニアリング，ＩＥＥＥジャーナル、ページ４〜１５、ボリューム２４、１９９９年１月１日発行
【００１１】
しかしながら、本発明者が知る限り、面の第１の側における複数の位置および／または方向の各々において単一の超音波振動子から要求されたエコーデータをコヒーレントにフォーカスするために、位置／方向データを適用（たとえば、物理的に肌を横切って単一の超音波振動子を走査することにより）することは、現存するいかなる医療用の超音波スキャニング製品にも使用される技術ではない。
【００１２】
好ましくは、位置／方向データはエコーデータに適用され、エコーデータは、標的部位内に分布する複数の点でエコーデータをコヒーレントにフォーカスするために、固定配列された複数の超音波振動子を用いて取得されたかのように扱われる。このように、処理部は、エコーデータが実際に単一の超音波振動子の要素だけに用いて取得されたとしても、位置／方向データおよびエコーデータを用いて、超音波振動子の固定かつ“合成”配列によって取得されたエコーデータをシミュレーションするように見える。
【００１３】
好ましくは、複数の点は、標的部位内の複数の深度で分布する。好ましくは、複数の点は、標的部位全体を通して分布する。
【００１４】
標的部位は、好ましくは、２次元（２Ｄ）領域である。２Ｄ領域は、超音波振動子が筐体に対する移動を制限された所定の経路を含む平面内にあってもよい（下記参照）。このようにして、超音波診断画像は、好適に、標的部位の２Ｄ超音波診断画像となる。
【００１５】
超音波振動子は、好ましくは、超音波プローブに含まれる。
【００１６】
好ましくは、超音波プローブは処理部から分離されており、処理部は、たとえば、一般的用途のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）でもよい。
【００１７】
好ましくは、超音波プローブは、たとえば、ユーザの手に保持されるのに適した携帯型の超音波プローブである。
【００１８】
好ましくは、超音波プローブは、超音波振動子が搭載されたヘッドを含む。超音波振動子は、好ましくは、ヘッドに固定して搭載される。好ましくは、超音波プローブは、また、超音波振動子が筐体に対して動くようにするためにヘッドが可動するように搭載された筐体を含む。
【００１９】
より好ましくは、ヘッドは、超音波振動子が所定の経路に沿って筐体に対して移動できるようにするために、筐体に移動可能に搭載される。この配置の利点は、所定の経路が、一般的に位置／方向データおよびエコーデータから超音波診断画像を生成するのをより容易にする超音波振動子の収集サイクル（収集サイクル中、面について筐体が実質的に維持されていると仮定）中の面の第１の側における位置および／または方向の利用可能な数を制限することにある。
【００２０】
超音波プローブは、好ましくは、ヘッドが、ユーザの手によって超音波振動子が筐体（好ましくは、所定の経路に沿って。上記参照。）に対して動くようにするために可動するように筐体に搭載された状態で手動操作可能であるのが好ましい。
【００２１】
あるいは、超音波プローブは、筐体に対してヘッドが動くように（好ましくは、所定の経路に沿って。上記参照。）構成された電動機構を含んでもよい。
【００２２】
好ましくは、ヘッドおよび筐体は、ユーザの第２の手によってヘッドが筐体に対して移動する間に筐体がユーザの第１の手に保持されるような大きさである。
【００２３】
好ましくは、筐体は、各収集サイクル中に面に関して実質的に維持されるように構成される。たとえば、筐体は、各収集サイクル中に面に関して実質的に筐体を維持するために、面（面の第１の側）に接触して配置されるように構成されてもよい。
【００２４】
所定の経路は、潜在的に何らかの形状を取り得るが、好ましくは、湾曲、または、直線（たとえば、計算の簡素化のため）である。所定の経路は、好ましくは、単一平面内にある（再度、たとえば、計算の簡素化のため）。
【００２５】
好ましくは、所定の経路は湾曲している。たとえば、ヘッドは、超音波振動子が所定の湾曲した経路に沿って筐体に対して動くようにするために、たとえば、回転軸により回転するように筐体に搭載されてもよい。湾曲した経路は、ここでは、弧と称す。
【００２６】
湾曲した所定の経路は、面に対して凸状または凹状でもよい。好ましくは、湾曲した所定の経路は、面に対して凸状であり、これにより、たとえば、直線状の所定の経路に比べて、超音波振動子がより広い視野で高周波の音波を当てる（たとえば、超音波エネルギーを放出する）ことができる。その後、これにより、超音波画像診断装置が、たとえば、（たとえ、画質に対応する損失があっても）直線状の所定の経路と比較してより大きい標的部位の超音波診断画像を生成することができる。
【００２７】
好ましくは、（収集サイクルが超音波振動子によって実行される）複数の位置および／または方向は、所定の経路上の複数の所定の場所に対応する。
【００２８】
超音波振動子は、たとえば、後述の位置および／または方向判定部によって生成されるような、筐体に対するヘッドの位置および／また方向を示す信号に基づいて、所定の経路上の各所定の場所で収集サイクルを実行するように構成されてもよい。
【００２９】
好ましくは、所定の経路上の所定の場所は、均一な間隔となる（たとえば、計算の簡素化のため）。しかしながら、実施形態において、所定の経路上の所定の場所は、被均一な間隔でもよい。
【００３０】
たとえば、回転軸（上記参照）により筐体に回転可能に搭載されたヘッドの場合、超音波振動子は、所定の湾曲した経路上の各所定の場所で、たとえば、所定の場所が筐体に対するヘッドの回転の所定の増分により離された状態で、筐体に対するヘッドの回転角を示す信号に基づいて収集サイクルを実行するように構成されてもよい。所定の増分は、たとえば、１度以下でもよく、より好ましくは０．５度以下である。
【００３１】
好ましくは、所定の場所と所定の経路との間の距離は、たとえば、“合成”配列がエイリアシングを回避するために十分な空間サンプリングレートを有するような超音波振動子の幅と比較して小さい。たとえば、所定の経路上の所定の場所間の平均（たとえば相加平均）距離は、超音波振動子の超音波放射面の幅の半分以下であってもよい。これに関連して、超音波振動子の超音波放射面の幅は、所定の経路が存在する平面（上記参照）内で測定されてもよい。
【００３２】
好ましくは、処理部は、標的部位の超音波診断画像を複数生成するように構成されてもよい。各超音波診断画像は、所定の経路に沿って超音波振動子のそれぞれの行程から取得される位置／方向データおよびエコーデータから生成される。
【００３３】
好ましくは、処理部は、所定の経路に沿った超音波振動子の移動方向（たとえば、順方向または逆方向にすることができる）にかかわらず、所定の経路に沿って超音波振動子のそれぞれの行程から取得される位置／方向データおよびエコーデータから各超音波診断画像を生成するように構成される。これにより、超音波画像診断装置は、より速い速度で超音波診断画像を生成することができる。好ましくは、超音波振動子は、撮影面の長さに比べて短い焦点距離を有する。焦点距離は、超音波振動子の超音波放射面から、超音波振動子の使用時に観測された超音波エネルギーの振幅が最大となる点までの距離として定義される（この点を、超音波振動子の“自然焦点”と称す。）。
【００３４】
たとえば、超音波振動子は、撮影面の深度の１０分の１よりも短い焦点距離を有してもよい。たとえば、超音波振動子は、５ｍｍ以下の焦点距離（たとえば、画像生成面における５ｍｍ以下）を有してもよい。
【００３５】
好ましくは、超音波振動子は、たとえば、１０度以上（たとえば、所定の経路の面内で計測）の幅である大きいビーム幅を有する。このビーム幅は放射された音場内の電力半値点間の角度として定義されてもよい。
【００３６】
超音波振動子は、超音波振動子によって生成された超音波エネルギーを焦点にもたらすために、たとえば、音響レンズのような合焦手段を含んでもまたは含まなくてもよい。合焦手段付きの超音波振動子を、ここでは、“焦点が合っている”超音波振動子と称す。合焦手段がない超音波振動子を、ここでは、“焦点が合っていない”超音波振動子と称す。本発明の第１の態様による超音波画像診断装置に含まれる超音波振動子は、焦点が合っていない振動子であることが好ましく、これにより、複雑さやコストの低減を可能にする。
【００３７】
このように、超音波振動子は、好ましくは、固定の焦点距離を有する。
【００３８】
小さい焦点距離と大きいビーム幅を達成するために、焦点が合っていない超音波振動子にとって小さい超音波放射面を有することが望ましい。たとえば、超音波放射面は、３ｍｍ以下または１０信号波長よりも小さい幅を有してもよい。この幅は、この平面内で大きいビーム幅を達成するために、所定の経路（上記参照）が存在する平面内で、および／または、画像生成面内で計測されたときの幅であるのが好ましい。これに関連して、“信号波長”は、標的部位に放射された超音波エネルギーの波長でもよい。
【００３９】
好ましくは、超音波放射面は、この平面内でより狭いビームを達成するために、たとえば、超音波放射面の幅より長い所定の経路に垂直な面内で測定された長さを有する。超音波放射面の長さは、１２ｍｍ以下でもよく、好ましくは、６ｍｍから１２ｍｍの間である。
【００４０】
好ましくは、超音波画像診断装置は、単一の超音波振動子のみを含む。好ましくは、単一の超音波振動子は、単一の超音波振動素子を含む。超音波画像診断装置は、たとえば、位置／方向データがその後処理部によって取得可能になるように、各収集サイクル中に面の第１側における超音波振動子の位置および／または方向を示す位置／方向データを生成するように構成される位置／方向データ部を含んでもよい。位置／方向データ部は、超音波プローブに含まれてもよく、好ましくは、超音波プローブのヘッドに含まれる（上記参照）。
【００４１】
位置／方向データ部は、たとえば、マイクロプロセッサのような処理手段を含んでもよい。
【００４２】
位置／方向データ部は、たとえば、筐体に対するヘッドの位置および／または方向を示す信号を生成するための位置および／または方向判定部を含んでもよい。この場合、位置／方向データ部の処理手段は、この信号に基づいて位置／方向データを生成するように構成されてもよい。
【００４３】
ヘッドが筐体に回転可能に搭載されている場合（上記参照）、位置および／または方向判定部は、筐体に対するヘッドの回転角度を示す信号を生成するように構成されたロータリーエンコーダでもよい。
【００４４】
超音波画像診断装置は、各収集サイクルの期間中に超音波振動子によって受信された反射超音波エネルギーを示すエコーデータを取得するように構成されたエコーデータ取得部を含んでもよい。当該エコーデータはその後処理部によって取得可能となる。エコーデータ取得部は、超音波プローブに含まれてもよく、好ましくは、超音波プローブのヘッドに含まれる（上記参照）。
【００４５】
エコーデータ取得部は、たとえば、マイクロプロセッサまたはプログラマブルロジックデバイスのような処理手段を含んでもよい。エコーデータ取得部の処理手段は、各収集サイクル中に超音波振動子によって受信された反射超音波エネルギーを示す信号（デジタル信号でもよい。下記参照。）に基づいてエコーデータを生成するように構成されてもよい。
【００４６】
エコーデータ取得部は、各収集サイクル中に超音波振動子によって受信された反射超音波エネルギーを示すアナログ信号を、各収集サイクル中に超音波振動子によって受信された反射超音波エネルギーを示すデジタル信号に変換するように構成されたアナログデジタル変換器を含んでもよい。この場合、エコーデータ取得部の処理手段は、デジタル信号に基づいてエコーデータを生成するように構成されてもよい。アナログ信号は、超音波振動子によって、そうでなければ超音波振動子の出力から得られることによって生成されてもよい。
【００４７】
好ましくは、エコーデータ取得部は、アナログ信号がアナログデジタル変換器に到達する前にアナログ信号をフィルタリングするバンドパスフィルタを含む。一般に、バンドパスフィルタは、下限帯域よりも下の周波数と上限帯域よりも上の周波数（制限帯域は、超音波振動子の応答周波数によって定義されてもよい）を減衰させ、一方、両方の値の間の周波数を通過させるように構成される。両制限帯域間の差は、通常、バンドパスフィルタの“バンド幅”と呼ばれる。
【００４８】
好ましくは、アナログデジタル変換器は、たとえば、帯域通過サンプリング技術を用いて、帯域通過されたアナログ信号のバンド幅の２倍よりも低いサンプルレートで、帯域通過されたアナログ信号をデジタル信号に変換するように構成される。このような状況で帯域通過サンプリング技術を用いることにより、アナログデジタル変換器のコストを著しく低減させる一方、まだ正確な超音波画像を生成することを可能にする。
【００４９】
エコーデータ取得部は、また、アナログ信号がアナログデジタル変換器に到達する前にアナログ信号を増幅するように構成された１または複数の増幅器を含んでもよい。
【００５０】
本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様に係る装置の使用に対応する方法を提供してもよい。
【００５１】
したがって、本発明の態様は、超音波診断画像の生成方法を提供してもよい。当該方法は、面の第１の側における複数の位置および／または方向の各々において、超音波振動子が超音波エネルギーを前記面の前記第１の側の反対側の前記面の第２の側の標的部位に放射し、前記標的部位からの反射超音波エネルギーを受ける各収集サイクルを実行し、前記各収集サイクル中に前記超音波振動子によって受信された前記反射超音波エネルギーを示すエコーデータと、前記各収集サイクル中に前記面の前記第１の側における前記超音波振動子の位置および／または方向を示す位置／方向データとを取得し、前記標的部位内に分布する複数の点で前記エコーデータをコヒーレントに合焦するために前記位置／方向データを前記エコーデータに適用することによって、前記標的部位の超音波診断画像を生成することを含む。
【００５２】
本発明の第２の態様に係る方法は、本発明の上記態様に関連して記述されたあらゆる装置特徴に実装または対応するあらゆる方法ステップを含んでもよい。
【００５３】
たとえば、前記方法は、本発明の第１の態様にかかる超音波画像診断装置を用いて実行されてもよい。
【００５４】
前記方法は、収集サイクルを実行する前に、前記面（たとえば、皮膚）の標的領域に流体を適用することを含めてもよい。
【００５５】
本発明の第３の態様は、本発明の第１の態様で設定された超音波プローブを提供してもよい。ここで留意すべき点は、本発明の第１の態様で設定された超音波プローブは、処理手段を含む必要はない。本発明の第３の態様にかかる超音波プローブは、本発明の上記態様に関連して記述されたいかなる装置特徴を含んでもよい。
【００５６】
本発明は、また、上記態様のいかなる組み合わせや、そのような組み合わせが明確に許可されないまたは明確に回避される場合を除いて記述された好適な特徴も含む。
【００５７】
我々の提案例は、以下の添付図面を参照して以下に議論される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】超音波プローブと処理部とを含む超音波画像診断装置を示す模式図である。
【図２】図１に示した超音波プローブの詳細を示す図である。
【図３】焦点が合ってない超音波振動子についての焦点距離における超音波振動子の幅の効果を示す図である。
【図４】図１の超音波画像診断装置の電気的構成を示す模式図である。
【図５】図１の超音波画像診断装置によって生成された超音波画像と市販の超音波画像診断装置によって生成された超音波画像を比較する超音波画像の集合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
図１に示すように、超音波プローブ１１０は、ケーブル１１２によって処理部１８０に接続されている。処理部１８０は、たとえば、汎用のパーソナルコンピュータ（“ＰＣ”）またはモバイルコンピューティングデバイスでもよい。
【００６０】
図２は、図１の超音波プローブ１１０の詳細を示す。
【００６１】
好ましくは、超音波プローブ１１０は、超音波プローブ１１０を処理部１８０に接続する（そうでない場合は分離する）ケーブル１１２を含む。ケーブル１１２は、コンピュータ周辺機器の業界標準、たとえば、ＵＳＢ２以降のＵＳＢ規格に準拠してもよい。
【００６２】
好ましくは、超音波プローブ１１０は、携帯型プローブであり、単一の超音波振動子１２２が取り付け固定されたヘッド１２０を含む。
【００６３】
好ましくは、超音波プローブ１１０は手動操作可能であり、ユーザの手によってまたは電動機構によって、超音波振動子１２２が筐体１３０に対して所定の弧１２４に沿って移動できるようにヘッド１２０が回転軸１３２によって回転可能に搭載された筐体１３０を含む。
【００６４】
その曲率半径は、典型的な医療用画像の用途に適切な走査領域を形成し、かつ、手で握るのに適切なデバイス寸法を形成するため５０ｍｍと１００ｍｍの間であるのが好ましい。疑義を避けるために、ユーザの手は、筐体１３０に対するヘッド１２０の回転により所定の弧１２４に沿って超音波振動子１２２を動かしてもよいことに留意する。すなわち、ユーザの手は、超音波振動子１２２に直接力を与えることを必要としない。
【００６５】
図２において、超音波プローブ１１０は、所定の弧１２４が面１０５に対して凸状である状態で、面１０５の第１の側１０５ａに配置されるように示されている（超音波振動子１２２が面１０５に隣接する状態で筐体１３０が面１０５に接触して設置された場合）。面１０５は、たとえば、患者の肌、たとえば、妊婦の腹部でもよい。面１０５の第２の対向する側１０５ｂには、患者の組織があってもよい。
【００６６】
好ましくは、超音波振動子１２２は、面１０５の第１側１０５ａ上での複数の位置および／または方向の各々において、超音波振動子１２２が超音波エネルギーを面１０５の第２側１０５ｂの標的部位１０５ｃに放射して反射されてくる超音波エネルギーを受信するという収集サイクルを実行するように構成される。図２では、超音波振動子１２２から放射された超音波エネルギーは、超音波のエネルギーのビーム１２６（“超音波ビーム”と同等に呼称される）として示される。
【００６７】
好ましくは、筐体１３０は、各収集サイクル中に面１０５に関して実質的に維持されるように構成されている。たとえば、筐体１３０は、各収集サイクル中に面１０５に関して実質的に筐体１３０を維持するように面１０５に接触して配置されるように構成されてもよい。
【００６８】
好ましくは、（収集サイクル群が超音波振動子１２２によって実行された）複数の位置および／または方向は、所定の弧１２４上の複数の所定の場所に対応する。
【００６９】
好ましくは、超音波振動子１２２は、筐体１３０に対するヘッド１２０の回転角を示す信号に基づいて、たとえば、所定の場所が筐体１３０に対するヘッド１２０の回転の増分によって離された状態で、所定の弧１２４上の所定の場所ごとに収集サイクルを実行するように構成される。所定の回転の増分は、所定の弧１２４上の所定の場所間の平均距離が超音波振動子１２２の超音波放射面の幅より小さいことを保証するため十分小さい方が好ましく、たとえば、０．２５度でもよい。筐体１３０に対するヘッド１２０の回転角を示す信号は、図４を参照して後述するロータリーエンコーダ１７０によって生成されてもよい。
【００７０】
各収集サイクルは、たとえ、当該収集サイクルが実行されたときにヘッド１２０が移動したとしても、超音波エネルギーの送受信が所定の弧１２４上の同じ場所で発生することが推定可能となるように非常に高速に実行されるのが好ましい。これにより、毎秒、所定の弧１２４上での超音波の３行程（“走査”）まで可能となり、したがって、手動操作により、毎秒３枚の画像を生成することができる。より高い速度は、電動機構で達成可能である。
【００７１】
図３は、焦点が合ってない超音波振動子についての焦点距離における超音波振動子の幅の効果を示す図である。
【００７２】
図３（ａ）において、第１の焦点が合っていない超音波振動子１２２ａは、第１の幅ｗａの超音波放射面を有することが示されている。
【００７３】
図３（ａ）に示すように、使用中に、第１の超音波振動子１２２ａの超音波放射面は、超音波エネルギーを超音波エネルギーのビーム１２６ａの形で放射する。超音波エネルギーのビーム１２６ａは、通常第１の超音波振動子１２２ａの“焦点距離”として参照される超音波放射面からの距離で、“自然焦点”１２５ａの最大強度を有する。焦点距離は、超音波振動子の開口サイズの二乗に比例する。第１の超音波振動子１２２ａの超音波放射面と最大強度点１２５ａとの間の領域を、通常、“近接場”領域１２８ａと称し、最大強度点１２５ａを超えた領域を、“遠距離場”領域１２９ａと称す。
【００７４】
焦点が合っていない超音波振動子について、図３（ａ）に示した第１の超音波振動子１２２ａのように、近接場領域１２８ａ内で超音波振動子によって放射された超音波エネルギーの振幅は、通常、最大強度点１２５ａへの到達前に一連の最大値および最小値を経由する。遠距離場領域１２９ａにおいて、超音波振動子によって放射された超音波エネルギーの振幅は、通常、逆二乗法則にしたがって距離が増加すると減少する。
【００７５】
図３（ｂ）において、第２の超音波振動子１２２ｂは、第２の幅ｗｂの超音波放射面を有し、第１の幅ｗａよりも小さい規模であることが示される。
【００７６】
第２の超音波振動子１２２ｂの超音波放射面の幅の低減の結果は、最大強度点１２５ｂが第２の超音波振動子１２２ｂの超音波放射面により近づくということである。すなわち、第２の超音波振動子１２２ｂの超音波放射面の幅が低減されるため、第２の超音波振動子１２２ｂの焦点距離もまた低減される。
【００７７】
好ましくは、図２の超音波プローブで用いられる超音波振動子１２２は、きわめて短い焦点距離、たとえば、５ｍｍ以下を達成するために、１０信号波長（所定の弧１２４の面内で測定）よりも小さい幅の超音波放射面を有する。これは、たとえば、図２を参照すると、超音波振動子１２２によって撮影された領域が、事実上、完全に遠距離場領域に入ることを意味する。単一の固定されたフォーカストランスデューサを有する先の機械的に走査される超音波画像診断装置において、そのような短い焦点距離での操作は、遠距離場領域内の大きなビーム幅に起因して貧弱な角度分解能をもたらす。逆に、より大きなトランスデューサ開口が遠距離場でより小さいビーム幅を達成するのに対し、より長い焦点距離は、極端な歪みを引き起こす近接場領域内の標的領域の大部分を配置する。
【００７８】
しかしながら、より詳細に後述するように、図１に示した処理部１８０は、あたかも所定の弧１２４に沿ってより大きな配列の素子群によって生成されたかのように、標的部位によって位置／方向データおよびエコーデータをフォーカスする超音波診断画像を生成するように構成されるのが好ましい。このように、一貫して高い角度分解能は、重要な近接場の歪みなしで標的領域全体にわたって達成される。
【００７９】
図４は、図１の超音波画像診断装置の電気的構成を示す模式図である。
【００８０】
図４において、処理部１８０は、超音波プローブ１１０のケーブル１１２と接続するために、たとえばＵＳＢインタフェースのようなインタフェース１８０ａを含むように示される。
【００８１】
超音波プローブ１１０の電子回路は、４つの機能的ブロック：超音波振動子１２２；送信部；エコーデータ取得部；および、位置／方向データ部に分割して考えることができる。超音波プローブ１１０の電子回路は、図２に示したヘッド１２０に収容されるのが好ましい。
【００８２】
超音波振動子１２２は、単一の圧電変換素子、好ましくは、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を含むのが好ましい。上述したように、単一の圧電変換素子は、超音波振動子１２２によって放射された超音波エネルギーが、標的部位１０５ｃに対応する深度で通常遠距離場領域内にあるような小さい幅を有するのが好ましい。高解像超音波診断画像を取得するための合焦操作は、処理部１８０内のソフトウェアによって実行されるのが好ましい（下記参照）。
【００８３】
送信部は、マイクロプロセッサ１５０、送信パルス発生器１５２、および分波回路１５４を含むのが好ましい。
【００８４】
エコーデータ取得部は、マイクロプロセッサ１５０、分波回路１５４、低ノイズ増幅器１５６、バンドパスフィルタ１５８、および、アナログデジタル変換器１６０を含むのが好ましい。
【００８５】
位置／方向データ部は、マイクロプロセッサ１５０およびロータリーエンコーダ１７０を含むのが好ましい。
【００８６】
使用中に、超音波振動子１２２と面１０５の標的領域との間に音響インピーダンス整合層を作成するため、流体が面１０５の標的領域に適用されるのが好ましく、面１０５に関して実質的に筐体１３０を維持するため面１０５に接触するように筐体１３０を配置するのが好ましい。
【００８７】
つぎに、ヘッド１２０は、好ましくは、マイクロプロセッサ１５０が、ロータリーエンコーダ１７０によって生成された、筐体１３０に対するヘッド１２０の回転角を示す信号に基づいて所定の弧１２４上の複数の所定の場所の各々で収集サイクルを開始する状態で、超音波振動子１２２が所定の弧１２４に沿って移動するように、筐体１３０に対して回転する。
【００８８】
各収集サイクルの開始において、マイクロプロセッサ１５０は、送信パルス発生器１５２が電気パルスを分波回路１５４を介して超音波振動子１２２に送信するように制御するのが好ましい。この電気パルスにより、超音波振動子１２２は超音波エネルギーをその超音波放射面から１パルスで、たとえば、１マイクロ秒以下の期間で放射する。
【００８９】
その後、超音波振動子１２２によって受信された反射超音波エネルギーを示すアナログ（電圧）信号が、圧電効果によって超音波振動子１２２で生成されるのが好ましい。このアナログ信号は、低ノイズ増幅器１５６によって好適に増幅される点で、分波回路１５４を通過するのが好ましい。
【００９０】
つぎに、バンドパスフィルタ１５８は、帯域下限（たとえば３．６ＭＨｚ）より下で、かつ、帯域上限値（たとえば、４．８ＭＨｚ）より上のアナログ信号内の周波数を減衰させる一方、これらのしきい値間のアナログ信号の周波数を通過させるのが好ましい。
【００９１】
帯域通過されたアナログ信号は、そのとき、帯域通過サンプリング技術を用いて、帯域通過されたアナログ信号のバンド幅の２倍よりも少ないサンプルレートで、アナログデジタル変換器１６０によって、デジタル信号に変換されるのが好ましい。マイクロプロセッサ１５０は、そのとき、当該デジタル信号に基づいて超音波振動子１２２によって受信された反射超音波エネルギーを示すエコーデータを生成する。
【００９２】
ロータリーエンコーダ１７０は、たとえば、０．２５度の角度分解能を持つ低コストの光学式エンコーダといった光学式のエンコーダでもよい。ロータリーエンコーダ１７０は、筐体１３０に対するヘッド１２０の回転角を示す信号を生成してもよい。マイクロプロセッサ１５０は、この信号に基づいて、各収集サイクル中における面１０５の第１側１０５ａの超音波振動子１２２の位置および方向を示す位置／方向データを生成するように構成されてもよい。所定の弧１２４に沿った行程が完了すると、位置／方向データおよびエコーデータは、処理部１８０によって取得されるためにケーブル１２２を介して送信されるのが好ましい。処理部１８０は、そのとき、所定の弧１２４の完了で取得された位置／方向データおよびエコーデータから標的部位１０５ｃのＢモードの（２次元）超音波診断画像を形成するのが好ましい。標的領域内の特定の点についてエコーデータをコヒーレントにフォーカスするために、処理部１８０は、各振動子１２２の位置から所定の弧１２４に沿って発生した特定の点に高周波の音波を当てるために特定の点に対応するエコーデータをコヒーレントに和算してもよい。結果として、処理部１８０は、どの振動子位置が当該合計に含まれるべきか、最適な時間遅延および／または位相のずれを当該含まれるべきエコーデータの各々に適用し、それから、時間遅延および／または位相がずれたエコーデータの各々を合計するかを算出するのが好ましい。この処理は、標的領域全体を横断する複数の点について繰り返すのが好ましい。
【００９３】
慣例で、“合成配列”技術は、（提案したデバイスに示すように）弧１２４よりもむしろ、直線軌道に沿って取得された信号を使用する。その結果、標準的な“合成配列”技術の変形は、フォーカスを達成するために要求される。超音波振動子１２２が所定の弧１２４に沿って移動する好ましい理由は、これにより、（画質のわずかな低下にもかかわらず）比較的小さい移動量でかつ広い視野で高周波の音波を当てることができるからである。
【００９４】
好ましくは、超音波振動子１２２は繰り返し前後方向に移動し、処理部１８０は、標的部位１０５ｃの複数の超音波診断画像を生成するのが好ましく、各超音波診断画像は、超音波振動子１２２の各行程から取得された位置／方向データおよびエコーデータから、所定の弧１２４に沿って生成され、好ましくは所定の弧１２４に沿った超音波振動子１２２の移動方向にかかわらず、生成される。
【００９５】
このようにして、所定の弧に沿って超音波振動子１２２の前後方向への手動操作の移動により、超音波診断画像は、１秒おきに生成することが可能であり、リアルタイムに近い標的領域の構造の観測が可能となる。
【００９６】
一般論として、上記議論は、我々の提案の好適例の詳細としてみることができ、集積回路を有し、手動で走査される単一の超音波振動子のヘッドを含む低コストの超音波画像診断装置を提供してもよく、ＵＳＢ２インタフェース以降のインタフェースを介して標準的なウィンドウズ（登録商標）ＰＣに接続されてもよい。超音波振動子は、回転機構（たとえば、図２を参照）によって規定された所定の弧において肌の上を手動で掃引されるので、一連の送信された超音波パルスからのエコーデータは、パルスが送信された各位置についての角度登録データとともにＰＣに送信されるのが好ましい。完全な掃引が完了すると、ＰＣアプリケーションは、そのとき、この信号データを凸の超音波アレイからくるものとみなし、超音波診断画像を生成するために高周波の音波が照射された標的領域内の各点からのエコーデータをコヒーレントにフォーカスする。図５は、図１の超音波画像診断装置によって生成された超音波画像と市販の超音波画像診断装置によって生成された超音波画像を比較する超音波画像の集合を示し、同じ映像標的デバイスに適用される。
【００９７】
図５において、（ｉ）が付与された超音波診断画像は、５０，０００〜１００，０００英ポンド（２０１２年の価格）で販売されている市販の超音波画像診断装置によって生成され、（ｉｉ）が付与された超音波診断画像は、図１の超音波画像診断装置によって生成された。より具体的には、
図５（ａ）（ｉ），（ｉｉ）は、室を示す頭の断面を示す。
図５（ｂ）（ｉ），（ｉｉ）は、顔および頭の側面を示す。
図５（ｃ）（ｉ），（ｉｉ）は、解像度／明暗差の映像（肝組織）を示す。
【００９８】
図５で（ｉｉ）が付与された超音波診断画像は、ここで示したような原理で作られた超音波画像診断装置１００は、市販の利用可能な超音波画像診断装置に含まれているほんの一部のコストがかかる構成要素を用いるにもかかわらず、使用可能な超音波診断画像を生成できることを示す。
【００９９】
この明細書と請求の範囲で使用される場合、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」ならびに、それらの変形は、特定の特徴、ステップまたは整数型が含まれることを意味する。当該用語は、他の特徴、ステップまたは整数型で存在する可能性を除外するように解釈されるべきではない。
【０１００】
前述の説明、または後述の請求の範囲、または添付図面で開示され、これらの特定の製品で、または開示機能を実行するための手段、または開示結果を得るための方法あるいは処理に関して表現されえた特徴は、必要に応じて、別々に、またはそのような特徴の任意の組み合わせで、多様な製品において本発明を実現するために利用されてもよい。
【０１０１】
本発明は上述した例示的な実施形態に関して説明されたのに対し、多くの均等な変更および変形は、この開示が与えられた場合に当業者に明らかになるであろう。したがって、上記説明された本発明の例示的な実施形態は、例示であって制限的でなないと考えられる。上述の実施形態の様々な変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行ってもよい。
【０１０２】
上記で言及した全ての参考文献は、参照により本明細書に組み込まれる。
【図１】
2016509925.tif 000003
【図２】
2016509925.tif 000004
【図３】
2016509925.tif 000005
【図４】
2016509925.tif 000006
【図５】
2016509925.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成27年11月13日(2015.11.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波画像診断装置であって、
固定長の焦点距離を有し、面の第１の側における複数の位置および／または方向の各々において、超音波エネルギーを前記第１の側の反対側の前記面の第２の側にある標的部位に放射し、当該標的部位からの反射超音波エネルギーを受信するという各収集サイクルを実行するように構成される単一の超音波振動子と、
前記各収集サイクル中に前記単一の超音波振動子によって受信された前記反射超音波エネルギーを示すエコーデータと、前記各収集サイクル中に前記面の前記第１の側にある前記単一の超音波振動子の位置および／または方向を示す位置／方向データと、を取得するように構成される処理部と、を含み、
前記処理部は、前記標的部位内に分布する複数の点で前記エコーデータをコヒーレントにフォーカスするために前記位置／方向データを前記エコーデータに適用することにより、前記標的部位の超音波診断画像を生成するように構成され、
前記処理部は、前記標的部位内に分布する複数の点の各点について、
（ｉ）どの振動子位置／方向が前記各点に対応する総和を含むべきかを計算し、
（ｉｉ）時間遅延および／または位相のずれを、前記総和に含まれるべき各振動子位置／方向に対応するエコーデータに適用し、
（ｉｉｉ）前記時間遅延および／または位相のずれが適用されたエコーデータを合計することにより、前記標的部位内に分布する前記複数の点で前記エコーデータをコヒーレントにフォーカスすることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波画像診断装置であって、
前記単一の超音波振動子は、焦点が合っていない超音波振動子であって、音響レンズが含まれていないことを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項３】
請求項２に記載の超音波画像診断装置であって、
前記焦点が合っていない超音波振動子が前記超音波エネルギーを放射する超音波放射面は、３ｍｍ以下の幅または１０信号波長よりも小さい幅を有することを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置であって、
前記単一の超音波振動子は、５ｍｍ以下の焦点距離を有することを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置であって、
前記複数の点は、前記標的部位内の複数の深度で分布することを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置であって、
前記超音波診断画像は、前記標的部位の２次元超音波診断画像であることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置であって、
前記単一の超音波振動子は、前記処理部から分離された超音波プローブに含まれることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項８】
請求項７に記載の超音波画像診断装置であって、
前記超音波プローブは、
前記単一の超音波振動子が搭載されたヘッドと、
前記単一の超音波振動子が所定の経路に沿って移動可能となるように、前記ヘッドが移動可能に搭載された筐体と、
を含むことを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項９】
請求項８に記載の超音波画像診断装置であって、
前記超音波プローブは、ユーザの手によって、前記単一の超音波振動子が所定の経路に沿って前記筐体に対して移動可能となるように、前記ヘッドが前記筐体に移動可能に搭載された状態で、手動操作可能であることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の超音波画像診断装置であって、
前記ヘッドおよび筐体は、前記ヘッドがユーザの第２の手によって前記筐体に対して移動する間、前記筐体が前記ユーザの第１の手で保持可能な大きさであることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置であって、
前記ヘッドは、前記単一の超音波振動子が所定の湾曲した経路に沿って前記筐体に対して移動可能となるように、前記筐体に回転可能に搭載されることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の超音波画像診断装置であって、
前記所定の湾曲した経路は、前記面に対して凸であることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置であって、
収集サイクル群が前記単一の超音波振動子によって実行される前記複数の位置および／または方向は、前記所定の経路における複数の所定の場所に対応し、
前記単一の超音波振動子は、前記筐体に対する前記ヘッドの位置および／または方向を示す信号に基づいて、前記所定の経路における前記所定の場所の各々で、前記収集サイクルを実行するように構成されることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の超音波画像診断装置であって、
前記所定の経路における前記所定の場所の間の相加平均距離は、前記単一の超音波振動子の超音波放射面の幅の半分以下であることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１５】
請求項８〜１４のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置であって、
前記エコーデータは、前記所定の経路に沿った前記単一の超音波振動子の複数の行程から取得され、
前記処理部は、前記標的部位の複数の超音波診断画像を生成するように構成され、
前記各超音波診断画像は、前記所定の経路に沿った前記単一の超音波振動子のそれぞれの行程ごとに取得された位置／方向データおよびエコーデータから生成されることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の超音波画像診断装置であって、
前記エコーデータは、前記所定の経路に沿った前記単一の超音波振動子の複数の行程から取得され、
前記処理部は、前記所定の経路に沿った前記単一の超音波振動子の移動方向にかかわらず、前記所定の経路に沿った前記超音波振動子の各行程から取得された位置／方向データおよびエコーデータから各超音波診断画像を生成するように構成されることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置であって、
前記単一の超音波振動子は、超音波プローブに含まれ、前記超音波プローブは、各収集サイクル中に前記面の前記第１の側における前記単一の超音波振動子の前記位置および／または方向を示す前記位置／方向データを生成するように構成される位置／方向データ部を含むことを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の超音波画像診断装置であって、
前記超音波プローブは、
前記単一の超音波振動子が搭載されたヘッドと、
前記単一の超音波振動子が所定の経路に沿って移動可能となるように、前記ヘッドが移動可能に搭載された筐体と、を有し、
前記位置／方向データ部は、
前記筐体に対する前記ヘッドの位置および／または方向を示す信号を生成する位置および／または方向判定部と、
前記筐体に対する前記ヘッドの位置および／または方向を示す信号に基づいて前記位置／方向データを生成するように構成される処理手段と、
を含むことを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置であって、
前記単一の超音波振動子は、超音波プローブに含まれ、前記超音波プローブは、各収集サイクル中に前記単一の超音波振動子によって受信された反射超音波エネルギーを示す前記エコーデータを生成するように構成されるエコーデータ取得部を含むことを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の超音波画像診断装置であって、
前記エコーデータ取得部は、
各収集サイクル中に前記単一の超音波振動子によって受信された反射超音波エネルギーを示すアナログ信号を、各収集サイクル中に前記単一の超音波振動子によって受信された反射超音波エネルギーを示すデジタル信号に変換するように構成されるアナログデジタル変換器と、
前記アナログ信号が前記アナログデジタル変換器に到達する前に、前記アナログ信号の特定の周波数成分を通過させるバンドパスフィルタと、を含み、
前記アナログデジタル変換器は、帯域通過サンプリング技術を用いて、前記バンドパスフィルタで通過されたアナログ信号を、前記バンドパスフィルタで通過されたアナログ信号のバンド幅の２倍よりも小さいサンプルレートで前記デジタル信号に変換するように構成されることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項２１】
超音波診断画像を生成する方法であって、
面の第１の側における複数の位置および／または方向の各々で、前記第１の側の反対側の前記面の第２の側における標的部位に、固定長の焦点距離を有する単一の超音波振動子が超音波エネルギーを送信し、前記標的部位からの反射超音波エネルギーを受信するという各収集サイクルを実行し、
各収集サイクル中に前記単一の超音波振動子によって受信された反射超音波エネルギーを示すエコーデータと、各収集サイクル中での前記面の前記第１の側における前記単一の超音波振動子の位置およびまたは方向を示す位置／方向データと、を取得し、
前記標的部位内に分布する複数の点で前記エコーデータをコヒーレントにフォーカスするために、前記位置／方向データを前記エコーデータに適用することによって前記標的部位の超音波診断画像を生成し、
前記標的部位内に分布する複数の点の各点について前記エコーデータをコヒーレントにフォーカスすることは、前記標的部位内に分布する前記複数の点の各点について、
（ｉ）どの振動子位置／方向が前記各点に対応する総和を含むべきかを計算し、
（ｉｉ）時間遅延および／または位相のずれを、前記総和に含まれるべき各振動子位置／方向に対応するエコーデータに適用し、
（ｉｉｉ）前記時間遅延および／または位相のずれが適用されたエコーデータを合計することを含むことを特徴とする方法。
【国際調査報告】
2016509925.tif 000008
2016509925.tif 000009
2016509925.tif 000010
2016509925.tif 000011
2016509925.tif 000012