(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療用の画像システムであって、
互いに間隔を空けた複数のマイクロ波アンテナを含むマイクロ波アンテナアレイと、
互いに間隔を空けるとともに前記マイクロ波アンテナの間に分散する複数の超音波変換器を含む超音波変換器アレイと、を含み、
前記複数のマイクロ波アンテナは、患者の身体の部分を照らすためマイクロ波信号を送信するように構成された送信アンテナを規定し、前記身体の部分との相互作用に従う前記マイクロ波信号を受信するように構成された受信アンテナを規定し、
前記複数の超音波変換器は、前記患者の前記身体の部分に照射する超音波を送信するように構成された送信変換器を規定し、前記身体の部分との相互作用に従う前記超音波を受信するように構成された受信変換器を規定し、
前記システムはさらに、受信した前記マイクロ波信号及び受信した前記超音波を加工し前記身体の部分の内部の構成の画像を生成するように構成されたプロセッサを含み、
前記マイクロ波アンテナアレイ及び前記超音波変換器アレイは、基材の上に形成され、前記基材は、前記身体の部分に合った輪郭を有するか、又は前記身体の部分に合った輪郭にすることが可能であり、
前記基材は半球状である、医療用の画像システム。
【請求項２】
前記マイクロ波アンテナ及び前記超音波変換器は、類似したデータの捕捉、加工、及びレンダリングが、前記マイクロ波及び前記超音波の撮画手段のために実行できるように、波長が合わされている、請求項１に記載の医療用の画像システム。
【請求項３】
医療用の画像システムであって、
互いに間隔を空けた複数のマイクロ波アンテナを含むマイクロ波アンテナアレイと、
互いに間隔を空けるとともに前記マイクロ波アンテナの間に分散する複数の超音波変換器を含む超音波変換器アレイと、を含み、
前記複数のマイクロ波アンテナは、患者の身体の部分を照らすためマイクロ波信号を送信するように構成された送信アンテナを規定し、前記身体の部分との相互作用に従う前記マイクロ波信号を受信するように構成された受信アンテナを規定し、
前記複数の超音波変換器は、前記患者の前記身体の部分に照射する超音波を送信するように構成された送信変換器を規定し、前記身体の部分との相互作用に従う前記超音波を受信するように構成された受信変換器を規定し、
前記システムはさらに、受信した前記マイクロ波信号及び受信した前記超音波を加工し前記身体の部分の内部の構成の画像を生成するように構成されたプロセッサを含み、
前記マイクロ波アンテナ及び前記超音波変換器は、前記マイクロ波及び前記超音波の撮画手段のために、類似したデータの捕捉、加工及びレンダリングが実行できるように波長が合わされている、医療用の画像システム。
【請求項４】
前記超音波の前記波長及び前記マイクロ波信号の前記波長は、実質的に等しい、請求項２又は３に記載の医療用の画像システム。
【請求項５】
前記超音波の前記波長及び前記マイクロ波信号の前記波長は、１０％まで異なる、請求項４に記載の医療用の画像システム。
【請求項６】
前記マイクロ波アンテナ及び前記超音波変換器は、フェーズドアレイ又はディレイ  アンド  サム  アルゴリズムを用いて再構成された連続波の信号を照射する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の医療用の画像システム。
【請求項７】
前記プロセッサは、受信した前記マイクロ波信号に基づいたマイクロ波画像及び受信した前記超音波に基づいた超音波画像を生成するように構成され、前記マイクロ波画像及び前記超音波画像は、空間的に記録されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の医療用の画像システム。
【請求項８】
前記マイクロ波画像及び前記超音波画像は、合成画像を形成するように互いに重ねられる、請求項７に記載の医療用の画像システム。
【請求項９】
前記マイクロ波アンテナ及び前記超音波変換器は、対応する構成に配置され、前記マイクロ波アンテナアレイ及び前記超音波変換器アレイは、前記超音波変換器が前記マイクロ波アンテナの間に分散するように、互いにずれている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の医療用の画像システム。
【請求項１０】
前記マイクロ波アンテナアレイ及び前記超音波変換器アレイは、前記身体の部分に対して前記複数のマイクロ波アンテナ及び前記超音波変換器の位置を規定する複数の配置を有し、それぞれの配置において、前記複数のマイクロ波アンテナは、他の配置におけるマイクロ波アンテナに占められていない位置に位置しており、前記複数の超音波変換器は、前記他の配置における超音波変換器によって占められていない位置に位置しており、
前記システムはさらに、前記マイクロ波アンテナアレイ及び前記超音波変換器アレイを、前記複数の配置の間で、前記複数のマイクロ波アンテナ及び前記複数の超音波変換器が以前に占められていなかった位置に移動させるように構成されたアクチュエーターを含み、
前記プロセッサは、前記複数の配置のそれぞれにおいて製造された前記マイクロ波信号及び前記超音波信号のデータセットを得て、前記データセットの連結から前記身体の部分の前記内部の構成の画像を生成させるように構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の医療用の画像システム。
【請求項１１】
医療用の撮像方法であって、
マイクロ波アレイの送信アンテナから照射されるマイクロ波信号で、患者の身体の部分を照らすことと、
データセットを得るために、前記マイクロ波アンテナアレイの複数の受信アンテナで、前記身体の部分との相互作用に従う前記マイクロ波信号を受信することと、
超音波変換器アレイの送信変換器によって照射される超音波で、前記身体の部分を照射することと、
データセットを得るために、前記超音波変換器アレイの複数の受信変換器で、前記身体の部分との相互作用に従う前記超音波を受信することと、
受信した前記マイクロ波信号及び受信した前記超音波を加工して、前記身体の部分の内部の構成の画像を生成することと、を含み、
前記マイクロ波アンテナ及び前記超音波変換器アレイは、基材の上に形成され、前記基材は、前記身体の部分に合った輪郭を有するか、又は前記身体の部分に合った輪郭にすることが可能であり、
前記基材は、半球状である、医療用の撮像方法。
【請求項１２】
前記マイクロ波アンテナ及び前記超音波変換器は、前記マイクロ波及び前記超音波の撮画手段のために、類似したデータの捕捉、加工、及びレンダリングが実行できるように波長が合わされている、請求項１１に記載の医療用の撮像方法。
【請求項１３】
医療用の撮像方法であって、
マイクロ波アンテナアレイの送信アンテナから照射されるマイクロ波信号で、患者の身体の部分を照らすことと、
データセットを得るために、前記マイクロ波アンテナアレイの複数の受信アンテナで、前記身体の部分との相互作用に従う前記マイクロ波信号を受信することと、
超音波変換器アレイの送信変換器によって照射される超音波で、前記身体の部分を照射することと、
データセットを得るために、前記超音波変換器アレイの複数の受信変換器で、前記身体の部分との相互作用に従う前記超音波を受信することと、
受信した前記マイクロ波信号及び受信した前記超音波を加工して、前記身体の部分の内部の構成の画像を生成することと、を含み、
前記マイクロ波アンテナ及び前記超音波変換器は、前記マイクロ波及び前記超音波の撮画手段のために、類似したデータの捕捉、加工、及びレンダリングが実行できるように波長が合わされている、医療用の撮像方法。
【請求項１４】
受信した前記マイクロ波信号に基づいたマイクロ波画像及び受信した前記超音波に基づいた超音波画像が生成され、前記マイクロ波画像及び前記超音波画像は、空間的に記録されている、請求項１２又は１３に記載の医療用の撮像方法。
【請求項１５】
前記マイクロ波画像及び前記超音波画像は、合成画像を形成するように互いに重ねられている、請求項１４に記載の医療用の撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用の画像システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間の体を検査するために、様々な医療用の撮像技術が知られている。そのような撮像技術は、腫瘍や損傷等の異常を特定するために、組織や器官を調べるために用いられる。例えば、Ｘ線（マンモグラフィー）、マイクロ波画像、超音波、ＭＲＩはすべて共通の画像の撮画手段である。そのような技術は、胸の組織を調べるために共通して用いられており、しかし肝臓、膵臓、前立腺、甲状腺、卵巣やリンパ節等の人体の他の領域に用いられてもよい。
【０００３】
画像の撮画手段により生み出される画像の質は、その理解の鍵となる要素である。特に、空間分解能及び画像における人工物が存在するか又は存在しないかは、画像の撮画手段を選択する際に検討される基本的な特性である。その結果、一般的に医療用の画像システムによって生成される画像の内容を改善させることが望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、マイクロ波アンテナアレイを用いて得られる画像の質を改善できるシステムを提供することを求めている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の側面に沿って、医療用の画像システムが提供される。医療用の画像システムは、互いに間隔を空けた複数のマイクロ波アンテナを含むマイクロ波アンテナアレイと、互いに間隔を空けるとともにマイクロ波アンテナの間に分散する複数の超音波変換器を含む超音波変換器アレイと、を含み、複数のマイクロ波アンテナは、患者の身体の部分を照らすためマイクロ波信号を送信するように構成された送信アンテナを規定し、身体の部分との相互作用に従うマイクロ波信号を受信するように構成された受信アンテナを規定し、複数の超音波変換器は、患者の身体の部分に照射する超音波を送信するように構成された送信変換器を規定し、身体の部分との相互作用に従う超音波を受信するように構成された受信変換器を規定し、システムはさらに、受信したマイクロ波信号及び受信した超音波を加工し、身体の部分の内部の構成の画像を生成するように構成されたプロセッサを含む。
【０００６】
マイクロ波アンテナ及び超音波変換器は、マイクロ波及び超音波の撮画手段のために、類似したデータの捕捉、加工及びレンダリングが実行できるように波長が合わされていてよい。
【０００７】
超音波の波長及びマイクロ波信号の波長は、実質的に等しくてよい。
【０００８】
超音波の波長及びマイクロ波信号の波長は、１０％まで異なってよい。
【０００９】
マイクロ波アンテナ及び超音波変換器は、フェーズドアレイ（位相配列）又は、ディレイ  アンド  サム（遅延和）アルゴリズムを用いて再構成された連続波信号を照射してよい。
【００１０】
マイクロ波アンテナ及び超音波変換器は、基材の上に形成され、そして基材は、身体の部分に合った輪郭を有するか、又は身体の部分に合った輪郭にすることが可能であってよい。
【００１１】
基材は、半球状であってよい。
【００１２】
プロセッサは、受信したマイクロ波信号に基づいてマイクロ波画像を生成し、受信した超音波に基づいて超音波画像を生成するように構成されてよく、マイクロ波及び超音波画像は、空間的に記録されていてよい。
【００１３】
マイクロ波画像及び超音波画像は、合成画像を形成するように、互いに重ねられていてよい。
【００１４】
マイクロ波アンテナ及び超音波変換器は、対応する構成に配置されてよく、マイクロ波アンテナアレイ及び超音波変換器アレイは、超音波変換器がマイクロ波アンテナの間に分散するように、互いにずれていてよい。
【００１５】
マイクロ波アンテナアレイ及び超音波変換器アレイは、身体の部分に対して複数のマイクロ波アンテナ及び超音波変換器の位置を規定する複数の配置を有してよい。それぞれの配置において、複数のマイクロ波アンテナは、他の配置におけるマイクロ波アンテナに占められていない位置に位置しており、複数の超音波変換器は、他の配置における超音波変換器によって占められていない位置に位置している。システムはさらに、マイクロ波アンテナアレイ及び超音波変換器アレイを、複数の配置の間で、複数のマイクロ波アンテナ及び複数の超音波変換器が以前に占められていなかった位置に移動させるように構成されたアクチュエーターを含んでよい。プロセッサは、複数の配置のそれぞれにおいて製造されたマイクロ波信号及び超音波信号のデータセットを得て、データセットの連結から身体の部分の内部の構成の画像を生成させるように構成されてよい。
【００１６】
マイクロ波アンテナ間の物理的な間隔は、マイクロ波信号の波長の半分よりも大きくてよく、複数の配置によって規定された位置におけるマイクロ波アンテナ間の効果的な間隔は、マイクロ波信号の波長の半分よりも小さい及び／又は、超音波変換器の物理的な間隔は、超音波信号の波長の半分よりも大きく、複数の配置において規定される位置における超音波変換器の間の効果的な間隔は、超音波信号の波長の半分よりも小さくてよい。
【００１７】
マイクロ波アンテナ及び超音波変換器は、それぞれが、アンテナの移動の方向に対して傾いた多角形の規則的なモザイクから形成される構成に配置されていてよい。
【００１８】
マイクロ波アンテナ及び超音波変換器は、規則的なモザイクの反転したメルカトル図法から形成された構成に位置されてよい。
【００１９】
多角形は、四角であってよい。
【００２０】
構成は、２０度から３５度の角度で傾いていてよい。
【００２１】
構成は、２７度の角度で傾いていてよい。
【００２２】
本発明の側面に沿って、医療用の撮像方法が提供される。医療用の撮像方法は、患者の身体の部分をマイクロ波アンテナアレイの送信アンテナから照射されるマイクロ波信号で照らすことと、データセットを得るために、マイクロ波アンテナアレイの複数の受信アンテナで、身体の部分との相互作用に従うマイクロ波信号を受信することと、超音波変換器アレイの送信変換器によって照射される超音波で身体の部分を照射することと、データセットを得るために、超音波変換器アレイの複数の受信変換器で身体の部分との相互作用に従う超音波を受信することと、受信したマイクロ波信号及び受信した超音波を加工して、身体の部分の内部の構成の画像を生成すること、とを含む。
【００２３】
マイクロ波アンテナ及び超音波変換器は、マイクロ波及び超音波の撮画手段のために、類似したデータの捕捉、加工及びレンダリングが実行できるように波長が合わされてよい。
【００２４】
受信されたマイクロ波信号に基づくマイクロ波画像及び受信された超音波に基づく超音波画像が生成されてよく、マイクロ波及び超音波画像は、空間的に記録されてよい。
【００２５】
マイクロ波画像及び超音波画像は、合成画像を形成するように、互いに重ねられてよい。
【００２６】
発明をよりよく理解し、発明が効果を奏するようにどのように実行されるかを明確に示すように、例示を通して、ここで添付の図面が参照されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態における医療用画像システムのシステムの図である。
【図２】医療用画像システムの模式図である。
【図３】サンプル方法を示すフローチャートである。
【図４】第１の配置における医療用画像システムのトランシーバーアレイの平面図である。
【図５】第２の配置におけるトランシーバーアレイの平面図である。
【図６】第３の配置におけるトランシーバーアレイの平面図である。
【図７】、図４〜６が互いに重ねられて示されるそれぞれの配置のためのトランシーバーの位置を示す。
【図８】傾いたモザイクの移動を示す説明のための例示である
【００２８】
図１は、本発明の実施形態による医療用画像システム２を示す。医療用画像システムは、一般的にプロセッサ４、プロセッサ４と連通するトランシーバーアレイ６を含む。
【００２９】
図２に示すように、トランシーバーアレイ６は、シェル基材１８の表面にわたって、又はシェル基材１８の中に配置される、複数Ｎのトランシーバー１６を含む。シェル１８は、トランシーバー１６が立体（３Ｄ）のアレイを形成するように湾曲した外形を有する。特に、シェル１８は、部分又は半球で、大体胸の形状をするように構成されている。トランシーバー１６は、シェル１８上に配置され、共通の焦点を向くように配置されている。
【００３０】
トランシーバー１６は、複数の超音波の変換器及び福栖のマイクロ波アンテナ（図１では、個別に特定されていない）を含む。超音波の変換器は、第１のアレイを形成し、また、マイクロ波アンテナは、第２のアレイを形成する。超音波の変換器及びマイクロ波アンテナは同一又は類似した構成又はパターンで配置され、２つのアレイが互いにずれて、超音波の変換器及びマイクロ波アンテナが互いに散在する。
【００３１】
トランシーバー１６は、スイッチングマトリクス２０にそれぞれ電気的に接続される。スイッチングマトリクス２０は、順に送信路及び受信路の両方に接続される。送信路は、増幅器２４に接続された信号生成器２２を含む。受信路は、検知器２８及びプロセッサ４に接続された増幅器２６を含む。
【００３２】
スイッチングマトリクス２０は、選択的に送信路か又は受信路のいずれかにトランシーバー１６を接続する。
【００３３】
実際には、超音波の変換器及びマイクロ波アンテナは完全に別体の回路を形成してよい。特に、超音波の変換器は、専用の超音波信号生成器を有してよく、また、マイクロ波アンテナは、専用のマイクロ波信号生成器を有してよい。しかし、これらの機能を単純化するために、単一の構成要素として併合している。
【００３４】
トランシーバーアレイ６は、マルチスタティック形式で操作される。特に、マイクロ波を捕捉するフェーズでは、スイッチングマトリクス２０は、マイクロ波アンテナ１６の一つを送信路に、そして残りのマイクロ波アンテナ１６を受信路に接続するように制御される。信号生成器２２は、ステップ周波数の連続波（ＣＷ）信号を生成する。信号は、増幅器２４で増幅され、そして、送信路に接続されたマイクロ波アンテナ１６によって送信される。ステップ周波数の連続波信号は、連続波エネルギーのパルスの継続した連続であり、それぞれのパルスは典型的には３〜８ＧＨｚの範囲内の周波数の範囲に亘って徐々に上がる周波数を有する。他のマイクロ波アンテナ１６は、送信された信号を受信し、そして受信された信号は、検知され、プロセッサ４によって記録される。
【００３５】
同様に、超音波を捕捉するフェーズでは、スイッチングマトリクス２０は、超音波変換器１６の一つを送信路に接続し、残りの超音波変換器１６を受信路に接続するように制御される。信号生成器２２は、超音波信号（それはまたテップ周波数の連続波（ＣＷ）信号であってよい）を生成する。信号は、増幅器２４によって増幅され、そして送信路に接続される超音波変換器１６によって送信される。他の超音波変換器１６は、送信された信号を受信し、送信された信号は検知されて、プロセッサ４により記録される。
【００３６】
マイクロ波アンテナ及び超音波変換器によって生成された信号は、それらはが同じ（又は極めて類似した）波長を有するように合わせられる。
【００３７】
波の波長Ｌは、周波数ｆに対する伝播スピードｃの比である。Ｌ＝ｃ／ｆ
【００３８】
マイクロ波に関しては、人間の組織（特に胸の組織）における伝播スピードは、１ｅ８メートル毎秒（ｍ／ｓ）であり、超音波に関しては、人間の組織における伝播スピードは、１．５４ｅ３メートル毎秒（ｍ／ｓ）である。
【００３９】
このように、超音波の波長は、同じ周波数のマイクロ波の波長の１．５４ｅ３／１ｅ８＝１．５４ｅ−５倍長い。したがってマイクロ波と同じ波長の超音波を達成するために、マイクロ波の波長の（１／１．５４ｅ−５）倍の超音波の周波数が用いられる。すなわち、
・  ３ＧＨｚマイクロ波→４６．２ｋＨＺ超音波
・  ５ＧＨｚマイクロ波→７７ｋＨＺ超音波
・  ８ＧＨｚマイクロ波→１２３．２ｋＨＺ超音波
【００４０】
したがって、低周波数の超音波（超音波画像に典型的に用いられる範囲−通常１〜２０ＭＨｚ−である−の外）が波長を合わせるのに用いられる。
【００４１】
図２に示すように、シェル１８は、カップ３０を受け入れる。カップ３０は、シェル１８内にぴったりと適合するようにシェル１８の形状を補完する。信号のロスを最小化するために、接続流体（誘電性の定数制御流体）の層が、シェル１８とカップ３０との間の隙間３１に挿入されてよく、よってトランシーバー１６とカップ３０の接続が向上する。そして、マイクロ波と超音波信号の伝達が向上する。
【００４２】
マイクロ波アンテナ１６は、国際公開公報ＷＯ２００９／０６０１８１に記載されている。特に、マイクロ波アンテナ１６は、導電性の要素に形成された溝１６を含んでよい。溝は、実質的に閉じられた導電性の要素の内側の縁によって規定される長方形の外側の境界を有する。マイクロストリップ供給線路は、線路の遠位端が溝の形状の中心に配置された誘電性の基材によって、導電性の要素から離されていてよい。
【００４３】
超音波変換器は、どのような適切な変換器であってもよい。特に、変換器は、Ｐｒｏ−Ｗａｖｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社によって製造される４００ＥＴＲ０８０型変換器又はこれに類似するものであってよい。そのような変換器は、１０ｍｍ未満の直径を有し、マイクロ波アンテナの間に容易に散在させることができる。しかし、他の変換機が用いられてもよいことが理解されるだろう。
【００４４】
超音波変換器がマイクロ波アンテナの間に散在しているので、トランシーバーの種類ごとに高い密度を達成することがより難しくなる。したがって、トランシーバー１６が、同じ種類のトランシーバーに以前に占められていない位置を推測するように、システム２は、トランシーバーアレイ６を回転させるアクチュエーター（図示せず）を用いてもよい。トランシーバー１６の位置がある程度重複したとしても、ここで用いられる用語「占められていない」は、新しいサンプル位置について言及する。トランシーバーアレイ６の回転は、したがって、トランシーバー１６の高い密度の「仮想の」アレイを創造する。
【００４５】
使用時には、患者はその胸３６がカップ３０の中に座るようにうつぶせで横たわる。接続流体の層は、アンテナ１６と胸３６の間の接続を向上させるために、カップ３０と胸３６との間の隙間３５にも提供されてよい。
【００４６】
図示されていないが、カップ３０の内側面と、胸３６とをよりフィットさせることができるように、一以上のインサートがカップ３０の内部に配置されてもよい。例えば、それぞれが異なる形状及び寸法を有する、複数のそのようなインサートが設けられてもよく、形状及び寸法の異なる胸にシステムを適合させることができる。インサートは、カップと同じ素材で製造されてもよい（例えば、セラミック）。
【００４７】
図３は、データ獲得方法のフローチャートである。図示するように、データ獲得方法は、連続して実行されるマイクロ波捕捉フェーズ及び超音波捕捉フェーズを含む。マイクロ波捕捉フェーズでは、スイッチングマトリクス２０は、Ｎ個のマイクロ波アンテナのうちの一つのマイクロ波アンテナｍを、送信路に接続する。他の全てのマイクロ波アンテナ１６（ｎ＝１・・・Ｎ，ｎ≠ｍ）は、受信路に接続される。マイクロ波アンテナ１６は、送信路に接続され、マイクロ波信号によって胸３６を照らす。信号は、胸の組織に分散され、分散された信号は、検知されたところで（場合によってタイムシェアリングの配置で）、非―送信アンテナ１６のそれぞれに受信され、記録される。ｍ≠Ｎであれば、スイッチングマトリクス２０は、次のマイクロ波アンテナ１６（ｍ＝ｍ＋１）に移り、送信路に接続されるようにする。マイクロ波アンテナ１６が送信路に接続されるまで、これが繰り返される。
【００４８】
このプロセスは、それから超音波捕捉フェーズで超音波変換器のために繰り返される。スイッチングマトリクス２０は、Ｎ個の超音波変換器のうちの一つの超音波変換器ｍを送信路に接続する。他の全ての超音波変換器１６（ｎ＝１  Ｎ・・・ｎ≠ｍ）は、受信路に接続される。超音波変換器１６は、送信路に接続され、胸３６に超音波信号を照射する。信号は反射され、分散され、及び／又は胸の組織によって減衰される。そして、信号は、検知されたところで（場合によってタイムシェアリングの配置で）、非―送信超音波変換器１６のそれぞれに受信され、記録される。ｍ≠Ｎであれば、スイッチングマトリクス２０は、次の超音波変換器１６（ｍ＝ｍ＋１）に移り、送信路に接続されるようにする。
【００４９】
超音波変換器１６の全てが送信路に接続されるまで、これが繰り返される。
【００５０】
望む場合、超音波捕捉フェーズ及びマイクロ波捕捉フェーズは、同時に実行（場合によっては超音波捕捉フェーズ及びマイクロ波捕捉フェーズを交互に）してもよいことが理解されるだろう。
【００５１】
もし追加的なデータセットが必要な場合には、胸を定位置に保持したまま、胸３６に対してアレイ６を回転させるようにアクチュエーターが用いられてもよい。獲得プロセスは、新しい配置において、アンテナのアレイ６で繰り返される。同様に、アレイ６は、超音波変換器がマイクロ波アンテナと同じ位置に位置するように、マイクロ波捕捉フェーズ及び超音波捕捉フェーズの間で回転してよい。
【００５２】
プロセッサ４は、測定されたフェーズと、送信された信号の振幅の間の相対的な差異を、（実際及び仮想の部分を有する）複素数で記録された、フェーズと受信された信号の振幅に比較して、記録してよい。
【００５３】
それぞれのトランシーバー１６で検知された信号は、撮像された容積（すなわち、胸３６）内の対象によって生じる散乱、反射及び／又は減衰によって影響を受ける。特に、腫瘍は、脂肪よりもはるかに高い誘電性の性質を示すため、重要な反射を生成し得る。また、多くの水等を含有することで、連続する組織が獲得されたデータから特定され得る。
【００５４】
獲得されたデータセットは、胸３６の内側の構造の画像を構成するために、プロセッサ４によって用いられる。特に、マイクロ波の画像は、マイクロ波捕捉フェーズの間に獲得されたマイクロ波のデータセットから得られる。また、超音波画像は、超音波捕捉フェーズの間に獲得された超音波データセットから得られる。マイクロ波及び超音波画像は、二つの撮画手段を用いて検知した異なる組織の性質の間で直接比較を行うことができるように、空間的に記録されてよい。データセットは、例えば、マイクロ波及び超音波を互いに（又は画像を生成する前に）重ね合わせて結合し、両方の性質のセットを表示する合成画像を形成してもよい。他の例では、データセットは、別々のマイクロ波及び超音波画像を形成せずに結合してもよい。
【００５５】
データの再構成は、フェーズドアレイ（位相配列）（周波数領域）、ディレイ  アンド  サム（遅延和）（ＤＡＳ―タイムドメイン）の技術か、又は、３Ｄフーリエ変換、逆投影等のような他の適当な技術を用いて実行されてよい。
【００５６】
上述したように、画像捕捉プロセスの間、胸３６に対して、トランシーバーアレイ６が回転することで、マイクロ波アンテナが、マイクロ波アンテナによってそれ以前に占められていなかった位置に移動し、超音波変換器が、超音波変換器によってそれ以前に占められていなかった位置に移動する。仮想アレイにおけるマイクロ波アンテナ及び超音波変換器の効果的な間隔は、シェル１８上におけるマイクロ波アンテナ及び超音波変換器の物理的な間隔よりも小さい。したがって、これにより画像の解像度が改善される。仮想アレイにおける変換器１６のそれぞれの種類の効果的な間隔は、画像に生じる格子状の裂片を防止するため、好ましくはそれぞれの信号の波長の半分より少ない。トランシーバー１６の寸法や、マイクロ波アンテナ及び超音波変換器が散在しているために、そのような間隔は、物理的には達成できないだろう。
【００５７】
トランシーバー１６は、以前に占められていなかった位置へと移動させる配置であればどこでも、シェル１８上に配置されてよい。図４〜６は、範囲を最大化した好ましい配置を示す。図４は、第１の配置におけるトランシーバーアレイ６を示し、図５及び図６は、第２及び第３の配置におけるトランシーバーアレイ６を示す。アレイは、トランシーバーアレイ６の対称な軸と好ましくは並ぶ、回転軸の周りを回転する。図４〜図６は、マイクロ波アンテナ及び超音波変換器のトランシーバーの１種類のみを示す。しかし、他のトランシーバーの種類のために、対応する配置が用いられてもよい。対応する配置は、トランシーバーの第１の種類に対応しているが、ずれていて、これによりトランシーバーが互いに散在する。
【００５８】
図４〜６に示される配置は、多角形の傾いた規則的なモザイク（タイル）の半球形状の投影に基づいており、そこでは、タイルの角が、トランシーバー１６の位置を規定する。
【００５９】
四角形一個の単純なモザイクでは、０．５水平方向に移動すると、水平方向に効果的に間隔を縮小させた仮想上のアレイが生成され、それは同じ仮想上の間隔を有する。これに対して、斜めの移動（垂直及び水平の二軸の動きに沿う移動）は、水平方向及び垂直方向の両方に有効に間隔を縮小する。四角形のモザイクを傾け、そして単一の軸（すなわち水平）に沿った移動を実行せずとも、図８に示すように、この同じ効果が達成される。
【００６０】
モザイクを傾けることで、四角形の角は、共通の路を移動するよりも、互いにずれている路に沿って移動する。四角いモザイクを２６．５６５度（＝ｔａｎ−１（０．５））傾けることで、角の間で縦方向に均一に間隔を空けることが達成される。これにより、角の間の垂直な間隔を最大化させることができる。
【００６１】
上述した通り、図４〜６に示される配置は、傾いたモザイクを半球形状に投影したものである。傾いたモザイクは、反転したメルカトル図法又は他の図法を用いて半球形状に変換させてよい。トランシーバーアレイ６をその軸の周囲で回転させることで、トランシーバー１６は、トランシーバー１６のもとの位置の間に空いていた新しい位置を占めるようになり、半分の波長基準を満たす効果的な間隔の、実質的に均一な仮想上のアレイを規定する。図７は、互いに重なり合う構成のトランシーバー１６の位置を示し、そして仮想のアレイの密度を示す。
【００６２】
典型的には、トランシーバーが単一の角度の距離Ａによって離される半球のアレイでは、それぞれのインクリメントのための回転角度はＡ／３となり、これにより仮想のアレイの密度を３倍増加させる。
【００６３】
図７に示される位置の密度は、完全に決定された連結データセットを生成するために十分である。言い換えれば、連結データセットから、分散されたフィールドである干渉パターンを、サンプルの位置以外の位置を含む、どんな空間の位置でも計算することができる。このように、個別のサンプルのセットから、全ての空間的な位置におけるフィールドに関して、完全な情報が得られるだろう。これにより格子状の裂片のような人工物が画像に起こることが防止される。トランシーバー１６の移動により、トランシーバー１６同士の間の効果的な間隔が縮小される。これにより、より大きく及び／又は少ないトランシーバー１６を用いることができ、そしてマイクロ波アンテナ及び超音波変換器のセットは、半分未満の波長である効果的な間隔を得つつ、互いに分散される。
【００６４】
トランシーバーアレイ６は、複数の別々の構成／位置を有するとして説明されているが、データは、代わりに移動するアレイから継続的に獲得されてよい。さらに、トランシーバーアレイ６の全体が回転する必要はなく、その代わり、個別のトランシ―バー１６が、トランシーバーアレイ６のそれぞれの配置におけるシェル１８内で異なる位置を仮定してもよい。
【００６５】
上述した通り、マイクロ波アンテナ及び超音波変換器によって生成された信号は、同じ（又は類似した）波長を有するように合わされる。この条件下で、超音波の撮画手段のための再構成は、マイクロ波アンテナの撮画手段と同様となり、したがって、画像はマイクロ波アンテナの撮画手段と同等のものとなるだろう。言い換えれば、波長が合うことで、超音波及びマイクロ波の画像は同じスケールを有し、実行すべきプロセスを同じにすることができる。特に、３Ｄの連続波のフェーズドアレイの再構成は、両方の撮画手段に用いられる。データの捕捉、加工、及びレンダリングは、したがって、両方の撮画手段にとって同一である。超音波とマイクロ波のエネルギーを結合して使用することで、体の部分の異なる内側の素材の検知が向上し、体の部分の画像結果に関する情報の内容を向上させる。特に、超音波及びマイクロ波の撮画手段は、電磁気的特性の違いや、機械的特性の違いの両方の違いを検知することができる。
【００６６】
波長は同一である必要はないということが理解されるだろう。特に、バックグラウンドの誘電率が不確実であり、よって、媒体の中の波長を変化させる屈折率がある。これにより、波長を２：１の範囲で変化させることが予想されるだろう。さらに、上述した通り、周波数は波長の類似した変化につながる周波数域にわたって段階的に上がる。したがって、波長を合わせることは、同じ強度の順に合わせることであってよいが、同一ではなくてもよい。理想的な設定では、波長はマイクロ波及び超音波画像の間の空間的な記録を確実にするために、１０％まで異なってよい。しかし、加工の利益は著しく大きな変動よって達成されるだろう。用語「合う」は、このように理解される。
【００６７】
相対的に低い周波数の超音波信号（従来の超音波画像と比較して）を用いることで、再構成は、マイクロ波に関するものと同じであり、画像は自動的に記録されて、空間的に類似する。低い周波数はまた、組織をよく貫通する。したがって高周波数では有害な減衰効果に苦しむことはない。さらに、超音波及びマイクロ波アレイを同じ配置にすることは、少なくとも同じ信号加工路（例えば、ハードウェア）がシェアされることを意味する。マイクロ波アンテナ及び超音波変換器の数は、早いデータの捕捉を支持し、いずれの場合でもリアルタイムの３Ｄ画像を可能にする。
【００６８】
システムが胸の画像を参照して説明されたが、身体の他の領域に適合されてもよいことが理解されるだろう。トランシーバーアレイ６は、したがって、半球状である必要はなく、他の体の部分の形状に合うような輪郭であってよい。
【００６９】
システムは、データが複数のアンテナから同時に記録されるように、複数の送信及び受信路を採用してよい。データがすべてのアンテナから同時に記録されるように、アンテナの数に対応した数の送信路及び受信路を含んでさえよい。代替的な配置では、スイッチングマトリクスが取り除かれ、それぞれのアンテナを送信／受信装置に接続されるようにしてもよい。
【００７０】
明細書において、不必要に骨折りを重ねることや、テキストの繰り返しを避けるため、ある特徴は、発明の実施形態の一つのみか又は複数の側面に関連して述べられている。しかしながら、技術的に可能な場合は、発明のどのような側面又は実施形態で述べられた特徴も、発明の他の側面又は実施形態とともに用いられてもよい。
【００７１】
発明はここで述べられた実施形態に限定されず、本発明の範囲を離れることなく変更又は適合されてよい。
【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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