JP2002530142A - コードレス走査ヘッドを備える超音波診断イメージングシステム - Google Patents
コードレス走査ヘッドを備える超音波診断イメージングシステムInfo
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Abstract
(57)【要約】
超音波診断イメージングシステムに、超音波イメージ信号を該イメージングシステムに無線送信するコードレス走査ヘッドが設けられている。送信されたイメージ信号は、メインフレームの超音波システムにおいて受信される。該システムにおいて前記信号は更なるイメージ処理を受け、表示される。好ましい実施例においては、走査ヘッドイメージ信号が、超音波システムに送信される前に走査ヘッド内で少なくとも部分的にビーム形成され、それにより、必要とされる送信帯域幅を低減する。コードレス走査ヘッドはバッテリ給電され、走査ヘッドが走査するために用いられていない場合に超音波システムにより再充電される。
Description
【０００１】
本発明は、超音波診断イメージングシステム、とりわけ、患者の走査がコード
レス走査ヘッドによりなされる超音波診断イメージングシステムに関する。
レス走査ヘッドによりなされる超音波診断イメージングシステムに関する。
【０００２】
超音波診断イメージングシステムは、従来より２つの主要な構成部分、即ちプ
ローブ即ち走査ヘッド、及びメインフレームプロセッサ即ちシステムを持つと考
えられている。プローブは、患者の身体を走査するのに用いられる超音波エネル
ギーの圧電型（piezoelectric）送信機及び受信機を収容する。システムは、プ
ローブを制御し、受信したエコー信号を診断イメージ及び情報に変える高度な電
子制御器及びプロセッサを収容する。しかし、１つ付加的な常に存在するコンポ
ーネント、即ちプローブをシステムに接続するケーブルがあり、該ケーブルを介
して電力及び信号がプローブとシステムとの間で結合される。
ローブ即ち走査ヘッド、及びメインフレームプロセッサ即ちシステムを持つと考
えられている。プローブは、患者の身体を走査するのに用いられる超音波エネル
ギーの圧電型（piezoelectric）送信機及び受信機を収容する。システムは、プ
ローブを制御し、受信したエコー信号を診断イメージ及び情報に変える高度な電
子制御器及びプロセッサを収容する。しかし、１つ付加的な常に存在するコンポ
ーネント、即ちプローブをシステムに接続するケーブルがあり、該ケーブルを介
して電力及び信号がプローブとシステムとの間で結合される。
【０００３】 プローブのケーブルは、年々進化しているので多くの形態をとっており、医師
及び患者の快適さ及び便利さに様々な強い影響を持っている。オーディオドップ
ラー又はAライン（単一ライン）イメージングのためにのみ用いられた初期の製
品は、ケーブル中に極めて少数のワイヤしか必要としなかった。斯様な製品のプ
ローブは、一般的に単一素子、即ち、時として“ペンシルプローブ”と呼ばれる
、単一ピストンの振動子を用いたので、信号線及び接地線がしばしば完全なケー
ブルとして十分であった。斯様なプローブは、単一のビームに沿った舵取りをさ
れない、固定された焦点を持っていた。ユーザは、プローブを異なる位置に物理
的に動かすこと、又は音響隔離（acoustic standoff）で身体からプローブをオ
フセットすることによりプローブを調整した。細くて、軽いケーブルは、持ち上
げたり、操作するのには便利である一方、得られる診断情報の量（caliber）が
極めてわずかであった。
及び患者の快適さ及び便利さに様々な強い影響を持っている。オーディオドップ
ラー又はAライン（単一ライン）イメージングのためにのみ用いられた初期の製
品は、ケーブル中に極めて少数のワイヤしか必要としなかった。斯様な製品のプ
ローブは、一般的に単一素子、即ち、時として“ペンシルプローブ”と呼ばれる
、単一ピストンの振動子を用いたので、信号線及び接地線がしばしば完全なケー
ブルとして十分であった。斯様なプローブは、単一のビームに沿った舵取りをさ
れない、固定された焦点を持っていた。ユーザは、プローブを異なる位置に物理
的に動かすこと、又は音響隔離（acoustic standoff）で身体からプローブをオ
フセットすることによりプローブを調整した。細くて、軽いケーブルは、持ち上
げたり、操作するのには便利である一方、得られる診断情報の量（caliber）が
極めてわずかであった。
【０００４】 Bアームシステムの出現は別の方面で便利にした。これらのシステムにおいて
はプローブが、二次元イメージングのためにプローブの位置情報を供給する関節
式アーム（articulated arm）の端部に取り付けられていた。診断イメージの質
の向上は、関節式アームを犠牲にし、イメージングを関節式アームの動作範囲に
制約した。関節式アームにマージさせることで、ケーブルはその機構の見苦しい
（ungainly）点を実質上目立たなくした。
はプローブが、二次元イメージングのためにプローブの位置情報を供給する関節
式アーム（articulated arm）の端部に取り付けられていた。診断イメージの質
の向上は、関節式アームを犠牲にし、イメージングを関節式アームの動作範囲に
制約した。関節式アームにマージさせることで、ケーブルはその機構の見苦しい
（ungainly）点を実質上目立たなくした。
【０００５】 より自由な動きが、機械式扇形スキャナプローブ（mechanical sector scanne
r probe）の開発で戻った。機械式扇形スキャナはイメージフィールドを走査す
るために振動子を前方と後方とへ振動させ、振動機構（oscillating mechanism
）は２次元イメージングのための空間オリエンテーション（spatial orientatio
n）を供給した。２本のワイヤ、信号線及び接地線、そして、振動機構に電力を
供給し、該振動機構を制御し、システムに空間オリエンテーション信号を送信す
るためのワイヤを備える単一ピストンの振動子が必要とされた。手持ち式プロー
ブ（hand-held probe）は便利であったが、ケーブルが大きくなり始めていた。
r probe）の開発で戻った。機械式扇形スキャナはイメージフィールドを走査す
るために振動子を前方と後方とへ振動させ、振動機構（oscillating mechanism
）は２次元イメージングのための空間オリエンテーション（spatial orientatio
n）を供給した。２本のワイヤ、信号線及び接地線、そして、振動機構に電力を
供給し、該振動機構を制御し、システムに空間オリエンテーション信号を送信す
るためのワイヤを備える単一ピストンの振動子が必要とされた。手持ち式プロー
ブ（hand-held probe）は便利であったが、ケーブルが大きくなり始めていた。
【０００６】 ケーブルの増大は、固体（solid-state）又はアレイプローブの出現でかなり
加速した。アレイプローブにおいては、振動子が、電子的に超音波ビームの舵取
りをし、焦点を合わせるために個々に制御される数十又は数百もの素子のアレイ
を有する。しかし、個々の制御には個々のワイヤが必要になり、１２８素子振動
子プローブは１２８本の独立したワイヤを備えるケーブルを必要とするであろう
。受信したエコー信号は、一般的に非常に低いレベルのものであるので、ワイヤ
は単純により線ではなく、各々がそれ自身の信号線及び導電シールド（conducti
ve shield）を備える同軸線である。プローブにおいて様々な多重方式がケーブ
ル中のワイヤの数を低減するために用いられている一方で、これらの方式は、フ
レーム率、アパーチャ（aperture）の大きさ、及び制御の複雑さ等の性能基準（
performance criteria）にとって不利な結果を持ち得る。従って、プローブのケ
ーブルの大きさを低減し、ましてプローブのケーブルを取り除いてしまい、それ
により臨床医及び患者の快適さを改善するが、なんら性能上の不利益を受けない
というのが望ましいだろう。
加速した。アレイプローブにおいては、振動子が、電子的に超音波ビームの舵取
りをし、焦点を合わせるために個々に制御される数十又は数百もの素子のアレイ
を有する。しかし、個々の制御には個々のワイヤが必要になり、１２８素子振動
子プローブは１２８本の独立したワイヤを備えるケーブルを必要とするであろう
。受信したエコー信号は、一般的に非常に低いレベルのものであるので、ワイヤ
は単純により線ではなく、各々がそれ自身の信号線及び導電シールド（conducti
ve shield）を備える同軸線である。プローブにおいて様々な多重方式がケーブ
ル中のワイヤの数を低減するために用いられている一方で、これらの方式は、フ
レーム率、アパーチャ（aperture）の大きさ、及び制御の複雑さ等の性能基準（
performance criteria）にとって不利な結果を持ち得る。従って、プローブのケ
ーブルの大きさを低減し、ましてプローブのケーブルを取り除いてしまい、それ
により臨床医及び患者の快適さを改善するが、なんら性能上の不利益を受けない
というのが望ましいだろう。
【０００７】
本発明の原理によれば、プローブのケーブルが取り除かれ、臨床医及び患者に
最高の便利さをもたらす超音波診断イメージングシステムが与えられる。この便
利さは、プローブケース中にワイヤレスの送信機を含ませ、プローブをメインフ
レームの超音波システムに接続する必要性を取り除くことによりもたらされる。
該超音波システムは該プローブから超音波の情報を受信する受信機を含む。好ま
しい実施例においては、送信帯域幅を、少なくともある程度のビーム形成をプロ
ーブにおいて行うことにより低く保ち、故に、上述のアレイプローブの個別の振
動子素子からの１２８本のワイアが置き換え、ビーム形成されたエコーしかメイ
ンフレームのシステムに送信する必要がない。プローブケーブルを完全に取り除
くことは、超音波走査における究極の手軽さ及び利便性を提供する。
最高の便利さをもたらす超音波診断イメージングシステムが与えられる。この便
利さは、プローブケース中にワイヤレスの送信機を含ませ、プローブをメインフ
レームの超音波システムに接続する必要性を取り除くことによりもたらされる。
該超音波システムは該プローブから超音波の情報を受信する受信機を含む。好ま
しい実施例においては、送信帯域幅を、少なくともある程度のビーム形成をプロ
ーブにおいて行うことにより低く保ち、故に、上述のアレイプローブの個別の振
動子素子からの１２８本のワイアが置き換え、ビーム形成されたエコーしかメイ
ンフレームのシステムに送信する必要がない。プローブケーブルを完全に取り除
くことは、超音波走査における究極の手軽さ及び利便性を提供する。
【０００８】
先ず、図１を参照すると、従来の超音波プローブ、ケーブル及びイメージング
システム機構がブロック図の形態で示されている。超音波プローブ１０は、振動
子アレイ１２を含む。導体１４は、前記振動子アレイの個々の素子をケーブル２
０内の導体に接続する。ケーブル２０は、超音波イメージングシステム３０に接
続する。ケーブルの導体は、イメージングシステム内のビーム形成器(beamforme
r)３２に電気的に接続される。ビーム形成器３２は、振動子アレイの素子のパル
シング(pulsing)のタイミングを制御し、該振動子の素子から受信したエコー信
号を遅延し合計して、エコー信号のコヒーレントなビームを形成する。ビーム形
成されたエコー信号は、イメージプロセッサ３４に結合される。イメージプロセ
ッサ３４において、それらビーム形成されたエコー信号は、走査される患者の体
内の組織又はフローのイメージを形成すべく処理される。結果の超音波イメージ
が、イメージディスプレイ３６上に表示される。ビーム形成器３２及びイメージ
プロセッサ３４の処理及びデータフローの調整(coordination)は、システムコン
トローラ３８により与えられる。システムコントローラ３８は、種々のユーザ制
御によりユーザから命令を受ける。
システム機構がブロック図の形態で示されている。超音波プローブ１０は、振動
子アレイ１２を含む。導体１４は、前記振動子アレイの個々の素子をケーブル２
０内の導体に接続する。ケーブル２０は、超音波イメージングシステム３０に接
続する。ケーブルの導体は、イメージングシステム内のビーム形成器(beamforme
r)３２に電気的に接続される。ビーム形成器３２は、振動子アレイの素子のパル
シング(pulsing)のタイミングを制御し、該振動子の素子から受信したエコー信
号を遅延し合計して、エコー信号のコヒーレントなビームを形成する。ビーム形
成されたエコー信号は、イメージプロセッサ３４に結合される。イメージプロセ
ッサ３４において、それらビーム形成されたエコー信号は、走査される患者の体
内の組織又はフローのイメージを形成すべく処理される。結果の超音波イメージ
が、イメージディスプレイ３６上に表示される。ビーム形成器３２及びイメージ
プロセッサ３４の処理及びデータフローの調整(coordination)は、システムコン
トローラ３８により与えられる。システムコントローラ３８は、種々のユーザ制
御によりユーザから命令を受ける。
【０００９】 振動子アレイ１２の素子は、図１においてケーブルの導体に直接接続されるよ
うに示されているが、ケーブルの導体の数を減らすためにアレイ素子とケーブル
との間にマルチプレクサが含まれても良い。その場合、プローブが超音波信号を
送信している又は受信している度にその時点でアクティブである開口の素子にケ
ーブルの導体が多重化されるように、制御ラインを備えて超音波システムからマ
ルチプレクサを制御することが必要である。
うに示されているが、ケーブルの導体の数を減らすためにアレイ素子とケーブル
との間にマルチプレクサが含まれても良い。その場合、プローブが超音波信号を
送信している又は受信している度にその時点でアクティブである開口の素子にケ
ーブルの導体が多重化されるように、制御ラインを備えて超音波システムからマ
ルチプレクサを制御することが必要である。
【００１０】 図２は、ケーブル２０内で必要とされる導体の数が大幅に減少している、超音
波送信及び受信の両方に関するビーム形成がプローブ内でなされる超音波システ
ムを図示している。振動子アレイ１２の素子は、送信／受信ビーム形成器１６に
結合されている。ビーム形成器１６は、前記アレイにより送信された超音波ビー
ムのタイミング、舵取り(steering)及び焦点合わせ、及び前記アレイの素子によ
り受信された信号からのコヒーレントなエコー信号のビーム形成を制御する。各
振動子素子からの信号ではなく、形成されたビームが、超音波システム３０によ
るイメージ処理及び表示のためにケーブル２０を介して結合される。ケーブル２
０はまた、走査されるイメージの特質(specific)について前記ビーム形成器を命
令するシステムコントローラ３８からの制御情報も伝達するであろう。この制御
情報は、ケーブル内のシリアルデジタルラインにより伝達されても良く、以下に
述べられるようにビーム形成器のレジスタ内に記憶されても良い。ケーブルはま
た、ビーム形成器及び振動子アレイへの供給電圧を伝送するであろう。送信／受
信ビーム形成器１６がマルチビットデジタルデータを生成するデジタルビーム形
成器である場合でさえも、ケーブルの導体の数は、従来の６４，９６又は１２８
個の素子の振動子アレイに必要とされる導体と比較して依然大幅に減少する。
波送信及び受信の両方に関するビーム形成がプローブ内でなされる超音波システ
ムを図示している。振動子アレイ１２の素子は、送信／受信ビーム形成器１６に
結合されている。ビーム形成器１６は、前記アレイにより送信された超音波ビー
ムのタイミング、舵取り(steering)及び焦点合わせ、及び前記アレイの素子によ
り受信された信号からのコヒーレントなエコー信号のビーム形成を制御する。各
振動子素子からの信号ではなく、形成されたビームが、超音波システム３０によ
るイメージ処理及び表示のためにケーブル２０を介して結合される。ケーブル２
０はまた、走査されるイメージの特質(specific)について前記ビーム形成器を命
令するシステムコントローラ３８からの制御情報も伝達するであろう。この制御
情報は、ケーブル内のシリアルデジタルラインにより伝達されても良く、以下に
述べられるようにビーム形成器のレジスタ内に記憶されても良い。ケーブルはま
た、ビーム形成器及び振動子アレイへの供給電圧を伝送するであろう。送信／受
信ビーム形成器１６がマルチビットデジタルデータを生成するデジタルビーム形
成器である場合でさえも、ケーブルの導体の数は、従来の６４，９６又は１２８
個の素子の振動子アレイに必要とされる導体と比較して依然大幅に減少する。
【００１１】 図２においては受信した超音波ビームがプローブ１０内で形成されるため、該
プローブは、超音波システム３０内にビーム形成器３２を用いることを必要とし
ない。プローブ１０により生成されるビーム形成されたエコー信号は、即座の処
理及びその後の表示のためにイメージプロセッサ３４に直接結合することができ
る。図２の実施例においては、これは、システムコントローラの制御の下で切り
換えられ、システムのビーム形成器３２により生成される信号ではなく、プロー
ブ１０からのビーム形成されたエコー信号をイメージプロセッサに接続するスイ
ッチＳにより果たされる。従来通り、プローブ１０又はそのシステムコネクタ２
２内の“パーソナリティチップ(personality chip)”がプローブ１０の性質をユ
ーザに通知し、ユーザ制御においてユーザがプローブ１０の選択をなすことによ
り、システムコントローラは、プローブを動作させ、エコー情報をイメージプロ
セッサ３４に接続するように該プローブを命令する。
プローブは、超音波システム３０内にビーム形成器３２を用いることを必要とし
ない。プローブ１０により生成されるビーム形成されたエコー信号は、即座の処
理及びその後の表示のためにイメージプロセッサ３４に直接結合することができ
る。図２の実施例においては、これは、システムコントローラの制御の下で切り
換えられ、システムのビーム形成器３２により生成される信号ではなく、プロー
ブ１０からのビーム形成されたエコー信号をイメージプロセッサに接続するスイ
ッチＳにより果たされる。従来通り、プローブ１０又はそのシステムコネクタ２
２内の“パーソナリティチップ(personality chip)”がプローブ１０の性質をユ
ーザに通知し、ユーザ制御においてユーザがプローブ１０の選択をなすことによ
り、システムコントローラは、プローブを動作させ、エコー情報をイメージプロ
セッサ３４に接続するように該プローブを命令する。
【００１２】 図３は、ビーム形成器１６及び送信／受信マルチプレクサ／デマルチプレクサ
１８を備える超音波プローブの実施例を図示している。ビーム形成器１６は、送
信及びタイミング回路３００を含んでいる。送信及びタイミング回路３００は、
振動子アレイ１２の素子により送信される超音波のタイミングを制御する。送信
及びタイミング回路３００は、超音波システム３０から命令信号を受信し、ユー
ザにより望まれるイメージのタイプを生成するようにプローブを制御する。送信
及びタイミング回路はまた、アレイの望ましいアクティブの開口を選択するよう
に送信／受信マルチプレクサ／デマルチプレクサを指示する。送信及びタイミン
グ回路は、送信される波の性質を制御する、例えば、Ｂモード及びドップラーイ
メージングに対して異なる波を送信する制御を行うことも可能である。タイミン
グ及び制御信号は、マルチプレクサ／デマルチプレクサ１８に供給され、アレイ
の素子は、望ましい送信ビームを舵取り及び焦点合わせするように適切な時点で
励振される。
１８を備える超音波プローブの実施例を図示している。ビーム形成器１６は、送
信及びタイミング回路３００を含んでいる。送信及びタイミング回路３００は、
振動子アレイ１２の素子により送信される超音波のタイミングを制御する。送信
及びタイミング回路３００は、超音波システム３０から命令信号を受信し、ユー
ザにより望まれるイメージのタイプを生成するようにプローブを制御する。送信
及びタイミング回路はまた、アレイの望ましいアクティブの開口を選択するよう
に送信／受信マルチプレクサ／デマルチプレクサを指示する。送信及びタイミン
グ回路は、送信される波の性質を制御する、例えば、Ｂモード及びドップラーイ
メージングに対して異なる波を送信する制御を行うことも可能である。タイミン
グ及び制御信号は、マルチプレクサ／デマルチプレクサ１８に供給され、アレイ
の素子は、望ましい送信ビームを舵取り及び焦点合わせするように適切な時点で
励振される。
【００１３】 アレイ素子により受信されたエコーは、該素子により電気信号に変換され、マ
ルチプレクサ／デマルチプレクサ１８によりビーム形成器１６の受信ビーム形成
回路に向けられる。アクティブの受信開口の振動子の素子から受信したエコー信
号は、ビーム形成器の個々のチャネルに結合される。図３の図は、４チャネルの
ビーム形成器を図示している。好ましいビーム形成器は、集積回路の形態で組み
立てられ、好ましくは、各ビーム形成器のチップ内に４の倍数のチャネルを含む
であろう。４，８又は１６チャネルのビーム形成器のチップを、最大素子数のア
レイに関して容易に用いることができる。好ましいビーム形成器は、サンプルア
ナログ技術又はサンプルデジタル技術の何れかを用いても良いサンプルデータビ
ーム形成器である。何れの場合においても、ビーム形成器の各チャネルが、遅延
線段３２が後続する初期量子化段３１を含む。遅延線段の出力は、和回路３２０
に結合される。和回路３２０は、遅延されたエコー信号を組合わせ、受信ビーム
を形成する。図３に図示される４チャネルのビーム形成器は、４つの遅延線段Ｄ
Ｌ１，ＤＬ２，ＤＬ３及びＤＬ４が後続する４つの量子化段Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３及
びＱ４を含む。和回路３２０の出力におけるコヒーレントなエコー信号は、イメ
ージ処理及び表示のために超音波システムに結合される。
ルチプレクサ／デマルチプレクサ１８によりビーム形成器１６の受信ビーム形成
回路に向けられる。アクティブの受信開口の振動子の素子から受信したエコー信
号は、ビーム形成器の個々のチャネルに結合される。図３の図は、４チャネルの
ビーム形成器を図示している。好ましいビーム形成器は、集積回路の形態で組み
立てられ、好ましくは、各ビーム形成器のチップ内に４の倍数のチャネルを含む
であろう。４，８又は１６チャネルのビーム形成器のチップを、最大素子数のア
レイに関して容易に用いることができる。好ましいビーム形成器は、サンプルア
ナログ技術又はサンプルデジタル技術の何れかを用いても良いサンプルデータビ
ーム形成器である。何れの場合においても、ビーム形成器の各チャネルが、遅延
線段３２が後続する初期量子化段３１を含む。遅延線段の出力は、和回路３２０
に結合される。和回路３２０は、遅延されたエコー信号を組合わせ、受信ビーム
を形成する。図３に図示される４チャネルのビーム形成器は、４つの遅延線段Ｄ
Ｌ１，ＤＬ２，ＤＬ３及びＤＬ４が後続する４つの量子化段Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３及
びＱ４を含む。和回路３２０の出力におけるコヒーレントなエコー信号は、イメ
ージ処理及び表示のために超音波システムに結合される。
【００１４】 受信ビーム形成器がアナログサンプルの種類である場合、量子化段は、送信及
びタイミング回路３００により指示される時間において受信したエコー信号をサ
ンプリングするサンプルアンドホールド回路を有する。この場合、サンプルアナ
ログ信号の電圧が、適宜、遅延線段としての電荷結合素子(CCD)バケツリレー遅
延線により遅延される。遅延線は、数種の如何なる方法において送信及びタイミ
ング回路３００により制御される。一つは、サンプル電圧が印加されるＣＣＤ遅
延線への複数の入力タップの一つを選択することである。他は、ＣＣＤ遅延線段
から和回路３２０への複数の出力タップの一つを選択することである。何れの場
合も、タップの選択は、電圧サンプルをシフトする、故に遅延させる段の数を選
択するであろう。第３の遅延技術は、ＣＣＤ段を介してサンプルをシフトする周
波数を変化させることである。より低い周波数は、サンプルをシフトするために
より長い遅延を与える。和がとられた出力信号は、プローブ内のＡ／Ｄ変換器に
よりデジタル化され、デジタル形態で超音波システム３０に送信されても良く、
またはアナログ信号が、超音波システム３０に送信され、該超音波システム内で
デジタルエコーサンプルに変換されても良い。後者のアプローチは、ケーブル２
０内に単一の出力信号導体しか要求しないであろう。
びタイミング回路３００により指示される時間において受信したエコー信号をサ
ンプリングするサンプルアンドホールド回路を有する。この場合、サンプルアナ
ログ信号の電圧が、適宜、遅延線段としての電荷結合素子(CCD)バケツリレー遅
延線により遅延される。遅延線は、数種の如何なる方法において送信及びタイミ
ング回路３００により制御される。一つは、サンプル電圧が印加されるＣＣＤ遅
延線への複数の入力タップの一つを選択することである。他は、ＣＣＤ遅延線段
から和回路３２０への複数の出力タップの一つを選択することである。何れの場
合も、タップの選択は、電圧サンプルをシフトする、故に遅延させる段の数を選
択するであろう。第３の遅延技術は、ＣＣＤ段を介してサンプルをシフトする周
波数を変化させることである。より低い周波数は、サンプルをシフトするために
より長い遅延を与える。和がとられた出力信号は、プローブ内のＡ／Ｄ変換器に
よりデジタル化され、デジタル形態で超音波システム３０に送信されても良く、
またはアナログ信号が、超音波システム３０に送信され、該超音波システム内で
デジタルエコーサンプルに変換されても良い。後者のアプローチは、ケーブル２
０内に単一の出力信号導体しか要求しないであろう。
【００１５】 受信ビーム形成器がデジタルビーム形成器である場合、量子化段は、送信及び
タイミング回路３００により指示されるサンプリング時間において素子毎にアナ
ログ信号をデジタルサンプルに変換するＡ／Ｄ変換器を有する。この場合、デジ
タルエコーサンプルは、ランダムアクセスメモリ、シフトレジスタ又はデジタル
ＦＩＦＯレジスタの形態をとることができるデジタル遅延線によりデジタル的に
遅延される。各デジタル遅延段の遅延は、送信及びタイミング回路３００により
制御され、該回路は、メモリ内のサンプルのライト−リード間隔またはシフトレ
ジスタ若しくはＦＩＦＯレジスタのシフト周波数を制御する。デジタル遅延線の
出力における遅延されたサンプルは、デジタル的に和がとられ、超音波システム
３０に転送される。
タイミング回路３００により指示されるサンプリング時間において素子毎にアナ
ログ信号をデジタルサンプルに変換するＡ／Ｄ変換器を有する。この場合、デジ
タルエコーサンプルは、ランダムアクセスメモリ、シフトレジスタ又はデジタル
ＦＩＦＯレジスタの形態をとることができるデジタル遅延線によりデジタル的に
遅延される。各デジタル遅延段の遅延は、送信及びタイミング回路３００により
制御され、該回路は、メモリ内のサンプルのライト−リード間隔またはシフトレ
ジスタ若しくはＦＩＦＯレジスタのシフト周波数を制御する。デジタル遅延線の
出力における遅延されたサンプルは、デジタル的に和がとられ、超音波システム
３０に転送される。
【００１６】 図３のプローブにおいて用いるのに適したデジタルビーム形成器が、図４にブ
ロック図の形態で示されている。図は、ビーム形成器の集積回路１６の一つのセ
クション１６ａを示している。マルチプレクサ／デマルチプレクサ１８からの８
個の振動子素子の信号のビーム形成を提供するためにビーム形成器ＩＣ上には８
個の斯様なセクションがある。マルチプレクサ／デマルチプレクサからの各エコ
ー信号は、Ａ／Ｄ変換器３１０の入力に結合される。Ａ／Ｄ変換器３１０は、エ
コー信号をデジタルデータに変換する。Ａ／Ｄ変換器は、ビーム形成器自体と同
一の集積回路上に位置され、これは、集積回路の外部接続ピンを最小にする。一
つのアナログ入力ピンしか、各ビーム形成器のチャネルに対して必要とされず、
一組のデジタル出力ピンしかコヒーレントに和がとられた出力信号に対して必要
とされない。各素子（又はフォールドされた(folded)若しくは粗い(coarse)開口
における素子の各対若しくはグループ）に関するＡ／Ｄ変換器からのデジタルデ
ータは、クロック信号A/D CLKによりファーストインファーストアウト(FIFO)レ
ジスタ３１２にシフトされる。A/D CLK信号は、ダイナミックフォーカスコント
ローラ３１４により提供される。ダイナミックフォーカスコントローラ３１４は
、クロック信号の開始を遅らせ、初期の遅延を提供し、次いで、信号をサンプリ
ングする時間を制御し、受信したエコー信号のダイナミックフォーカシングを提
供する。ＦＩＦＯレジスタ３１２の長さは、振動子の中間周波数、開口の大きさ
、アレイの曲率及びビームの舵取りの要求により決定される。より高い中心周波
数及び湾曲されたアレイは、舵取りの遅延の要求、故に例えばＦＩＦＯレジスタ
の長さを低減するであろう。ＦＩＦＯレジスタ３１２からの遅延されたエコー信
号は、増倍器３１６に結合される。増倍器３１６は、ダイナミック重み付けコン
トローラ３１８により提供されるダイナミック重み付け値によりエコー信号を重
み付ける。ダイナミック重み付け値は、走査線に沿ってエコーを受信する深さが
増大するにつれて付加的な外側の素子を含めることにより開口が拡張するように
、アクティブの素子の数、開口内の素子の位置、及び所望のアポディゼーション
関数の効果を考慮してエコー信号を重み付ける。この場合、遅延され重み付けら
れたエコー信号が、他の素子からの適宜に遅延され重み付けられたエコー信号、
及び和回路３２０を介してカスケードに結合される如何なる他の遅延段からのエ
コー信号と和がとられる。同期オーバーフロービットと共に、ビーム形成された
エコー信号は、ＲＦデータバス上の出力走査線データとして生成される。生成さ
れる走査線データの形式を識別するＩＣ上のＲＦヘッダシーケンサにより提供さ
れる情報を識別することが、走査線エコー信号の各シーケンスに付随する。ＲＦ
ヘッダは、走査線を、例えばＢモードエコーデータ又はドップラーデータと識別
することができる。
ロック図の形態で示されている。図は、ビーム形成器の集積回路１６の一つのセ
クション１６ａを示している。マルチプレクサ／デマルチプレクサ１８からの８
個の振動子素子の信号のビーム形成を提供するためにビーム形成器ＩＣ上には８
個の斯様なセクションがある。マルチプレクサ／デマルチプレクサからの各エコ
ー信号は、Ａ／Ｄ変換器３１０の入力に結合される。Ａ／Ｄ変換器３１０は、エ
コー信号をデジタルデータに変換する。Ａ／Ｄ変換器は、ビーム形成器自体と同
一の集積回路上に位置され、これは、集積回路の外部接続ピンを最小にする。一
つのアナログ入力ピンしか、各ビーム形成器のチャネルに対して必要とされず、
一組のデジタル出力ピンしかコヒーレントに和がとられた出力信号に対して必要
とされない。各素子（又はフォールドされた(folded)若しくは粗い(coarse)開口
における素子の各対若しくはグループ）に関するＡ／Ｄ変換器からのデジタルデ
ータは、クロック信号A/D CLKによりファーストインファーストアウト(FIFO)レ
ジスタ３１２にシフトされる。A/D CLK信号は、ダイナミックフォーカスコント
ローラ３１４により提供される。ダイナミックフォーカスコントローラ３１４は
、クロック信号の開始を遅らせ、初期の遅延を提供し、次いで、信号をサンプリ
ングする時間を制御し、受信したエコー信号のダイナミックフォーカシングを提
供する。ＦＩＦＯレジスタ３１２の長さは、振動子の中間周波数、開口の大きさ
、アレイの曲率及びビームの舵取りの要求により決定される。より高い中心周波
数及び湾曲されたアレイは、舵取りの遅延の要求、故に例えばＦＩＦＯレジスタ
の長さを低減するであろう。ＦＩＦＯレジスタ３１２からの遅延されたエコー信
号は、増倍器３１６に結合される。増倍器３１６は、ダイナミック重み付けコン
トローラ３１８により提供されるダイナミック重み付け値によりエコー信号を重
み付ける。ダイナミック重み付け値は、走査線に沿ってエコーを受信する深さが
増大するにつれて付加的な外側の素子を含めることにより開口が拡張するように
、アクティブの素子の数、開口内の素子の位置、及び所望のアポディゼーション
関数の効果を考慮してエコー信号を重み付ける。この場合、遅延され重み付けら
れたエコー信号が、他の素子からの適宜に遅延され重み付けられたエコー信号、
及び和回路３２０を介してカスケードに結合される如何なる他の遅延段からのエ
コー信号と和がとられる。同期オーバーフロービットと共に、ビーム形成された
エコー信号は、ＲＦデータバス上の出力走査線データとして生成される。生成さ
れる走査線データの形式を識別するＩＣ上のＲＦヘッダシーケンサにより提供さ
れる情報を識別することが、走査線エコー信号の各シーケンスに付随する。ＲＦ
ヘッダは、走査線を、例えばＢモードエコーデータ又はドップラーデータと識別
することができる。
【００１７】 他のデジタル及びサンプルデータ記憶装置を、望むなら、ビーム形成器の遅延
を提供するために用いることができる。デュアルポートランダムアクセスメモリ
を、受信したデジタルエコーサンプルを記憶するために用いることができる。こ
の場合、受信したデジタルエコーサンプルは、振動子の素子からの信号に対する
所望の遅延を提供する時間で即ちシーケンスで前記メモリから読出される。
を提供するために用いることができる。デュアルポートランダムアクセスメモリ
を、受信したデジタルエコーサンプルを記憶するために用いることができる。こ
の場合、受信したデジタルエコーサンプルは、振動子の素子からの信号に対する
所望の遅延を提供する時間で即ちシーケンスで前記メモリから読出される。
【００１８】 ビーム形成器ＩＣの各セクション１６ａは、アレイの４つの振動子素子に対す
る送信制御回路３０２乃至３０８を含む。斯くして、ＩＣの８個のセクションが
、同時にアレイの３２個の素子に対する送信制御を提供し、それにより、最大送
信開口を決定する。送信制御回路は、所定の継続時間及び周期性の波形を生成す
る。前記波形は、所望の方向に舵取りされ所望の焦点深度において焦点合わせさ
れるような送信音響信号を生成するように、適宜の時間でマルチプレクサのパル
サ(pulser)を活性化する。
る送信制御回路３０２乃至３０８を含む。斯くして、ＩＣの８個のセクションが
、同時にアレイの３２個の素子に対する送信制御を提供し、それにより、最大送
信開口を決定する。送信制御回路は、所定の継続時間及び周期性の波形を生成す
る。前記波形は、所望の方向に舵取りされ所望の焦点深度において焦点合わせさ
れるような送信音響信号を生成するように、適宜の時間でマルチプレクサのパル
サ(pulser)を活性化する。
【００１９】 ビーム形成器ＩＣ１６は、共通制御セクション３３０を含んでいる。共通制御
セクション３３０は、ＩＣ上の８個のビーム形成器のチャネルの送信及び受信機
機能に関する全体制御を提供する。制御セクション３３０は、超音波システム３
０内に位置されるシステムコントローラにより制御され、該コントローラの制御
の下でデータを受信する。特定のイメージフレームに対する制御データテーブル
が、超音波システム内のメモリに記憶され、システムコントローラの命令の下で
制御セクション３３０にロードされる。制御セクション３３０は、プローブの送
信及び受信機能のための多数のシーケンサを含む。フレームシーケンサ３３２は
、他のシーケンサにより用いられる、生成されるべきイメージフレームのタイプ
を識別する情報を生成する。フレームシーケンサには、例えば、４つのドップラ
ー走査線のグループ間に点在するＢモード走査線として次のフレームを規定する
データ、及び走査線のシーケンスが全ての偶数番目の走査線が後続する全ての奇
数番目の走査線であるデータがロードされても良い。この情報は、ラインシーケ
ンサ３３４に供給される。ラインシーケンサ３３４は、所望の走査線を獲得する
ために必要とされるタイミングを制御する。走査線獲得中、ラインシーケンサは
、所望のＴＧＣ制御データのシーケンスを生成するようにＴＧＣシーケンサ３３
６を制御する。ＴＧＣシーケンサからのＴＧＣ制御データは、Ｄ／Ａ変換器(DAC
)３３８により電圧信号に変換され、マルチプレクサ／デマルチプレクサ１８の
ＴＧＣ制御入力端子に印加される。アドレスシーケンサ３４２は、ＴＧＣシーケ
ンサ、ダイナミックフォーカスコントローラ３１４、ダイナミック重み付けコン
トローラ３１８及びシリアルバスシーケンサ３４０のレジスタ等のビーム形成器
の種々の実時間レジスタへの新しい走査線に対するデータのローディングを制御
する。実時間機能を実行するビーム形成器ＩＣ上の全てのレジスタは二重バッフ
ァされる。送信／受信マルチプレクサ／デマルチプレクサ１８のレジスタも、多
重化及びＴＧＣ制御に対する制御データを、該制御データが用いられる走査線に
先行するラインの間にシリアルバス上に置き、マルチプレクサ／デマルチプレク
サレジスタにロードすることができるように二重バッファされる。
セクション３３０は、ＩＣ上の８個のビーム形成器のチャネルの送信及び受信機
機能に関する全体制御を提供する。制御セクション３３０は、超音波システム３
０内に位置されるシステムコントローラにより制御され、該コントローラの制御
の下でデータを受信する。特定のイメージフレームに対する制御データテーブル
が、超音波システム内のメモリに記憶され、システムコントローラの命令の下で
制御セクション３３０にロードされる。制御セクション３３０は、プローブの送
信及び受信機能のための多数のシーケンサを含む。フレームシーケンサ３３２は
、他のシーケンサにより用いられる、生成されるべきイメージフレームのタイプ
を識別する情報を生成する。フレームシーケンサには、例えば、４つのドップラ
ー走査線のグループ間に点在するＢモード走査線として次のフレームを規定する
データ、及び走査線のシーケンスが全ての偶数番目の走査線が後続する全ての奇
数番目の走査線であるデータがロードされても良い。この情報は、ラインシーケ
ンサ３３４に供給される。ラインシーケンサ３３４は、所望の走査線を獲得する
ために必要とされるタイミングを制御する。走査線獲得中、ラインシーケンサは
、所望のＴＧＣ制御データのシーケンスを生成するようにＴＧＣシーケンサ３３
６を制御する。ＴＧＣシーケンサからのＴＧＣ制御データは、Ｄ／Ａ変換器(DAC
)３３８により電圧信号に変換され、マルチプレクサ／デマルチプレクサ１８の
ＴＧＣ制御入力端子に印加される。アドレスシーケンサ３４２は、ＴＧＣシーケ
ンサ、ダイナミックフォーカスコントローラ３１４、ダイナミック重み付けコン
トローラ３１８及びシリアルバスシーケンサ３４０のレジスタ等のビーム形成器
の種々の実時間レジスタへの新しい走査線に対するデータのローディングを制御
する。実時間機能を実行するビーム形成器ＩＣ上の全てのレジスタは二重バッフ
ァされる。送信／受信マルチプレクサ／デマルチプレクサ１８のレジスタも、多
重化及びＴＧＣ制御に対する制御データを、該制御データが用いられる走査線に
先行するラインの間にシリアルバス上に置き、マルチプレクサ／デマルチプレク
サレジスタにロードすることができるように二重バッファされる。
【００２０】 ビーム形成器ＩＣは、自身の制御セクション内にクロック発生器３５０を含む
。クロック発生器３５０は、プローブの全ての動作を同期させる複数の同期クロ
ック信号を生成する。水晶発振器（図示せず）が、プローブのクロック信号の全
てが得られる基本高周波数、例えば６０ＭＨｚを提供するためにビーム形成器Ｉ
Ｃ１６に結合される。
。クロック発生器３５０は、プローブの全ての動作を同期させる複数の同期クロ
ック信号を生成する。水晶発振器（図示せず）が、プローブのクロック信号の全
てが得られる基本高周波数、例えば６０ＭＨｚを提供するためにビーム形成器Ｉ
Ｃ１６に結合される。
【００２１】 ビーム形成器ＩＣ及びそのシーケンサの動作の更なる詳細は米国特許第5,817,
025号に見ることができる。
025号に見ることができる。
【００２２】 図３のプローブにおけるマルチプレクサ／デマルチプレクサ１８として用いる
のに適した送信／受信マルチプレクサＩＣが図５に示されている。マルチプレク
サＩＣ１８Ａの信号経路は、４つの同一のセクションＳ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４
に分割されている。この図においては、セクションＳ１が内部を詳細に示されて
いる。セクションＳ１は、二つの２：１送信マルチプレクサ４０８及び４１０を
含み、各々、８個の送信イン(TR IN)線の一つ上のパルサ信号に応答する。２：
１送信マルチプレクサは、各々、パルサ４０２，４０４及び４１４，４１６を駆
動する二つの出力を持つ。これらパルサの出力は、マルチプレクサＩＣピンに結
合され、該ピンには振動子素子が接続される。図示の実施例においては、２：１
送信マルチプレクサ４０８は、素子１又は素子６５の何れかを駆動すべく結合さ
れ、２：１送信マルチプレクサ４１０は、素子３３又は素子９７の何れかを駆動
すべく結合されている。マルチプレクサＩＣ１８Ａの他のセクションの２：１送
信マルチプレクサは、各々同様に４つの振動子素子に結合される。各振動子素子
に対して別個のパルサを用いる場合、マルチプレクサＩＣ１８Ａは、独立して且
つ同時に、該ＩＣに接続される１６個の振動子素子の８個を駆動することができ
る。
のに適した送信／受信マルチプレクサＩＣが図５に示されている。マルチプレク
サＩＣ１８Ａの信号経路は、４つの同一のセクションＳ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４
に分割されている。この図においては、セクションＳ１が内部を詳細に示されて
いる。セクションＳ１は、二つの２：１送信マルチプレクサ４０８及び４１０を
含み、各々、８個の送信イン(TR IN)線の一つ上のパルサ信号に応答する。２：
１送信マルチプレクサは、各々、パルサ４０２，４０４及び４１４，４１６を駆
動する二つの出力を持つ。これらパルサの出力は、マルチプレクサＩＣピンに結
合され、該ピンには振動子素子が接続される。図示の実施例においては、２：１
送信マルチプレクサ４０８は、素子１又は素子６５の何れかを駆動すべく結合さ
れ、２：１送信マルチプレクサ４１０は、素子３３又は素子９７の何れかを駆動
すべく結合されている。マルチプレクサＩＣ１８Ａの他のセクションの２：１送
信マルチプレクサは、各々同様に４つの振動子素子に結合される。各振動子素子
に対して別個のパルサを用いる場合、マルチプレクサＩＣ１８Ａは、独立して且
つ同時に、該ＩＣに接続される１６個の振動子素子の８個を駆動することができ
る。
【００２３】 各セクションのパルサが接続される振動子素子ピンはまた、４：１受信マルチ
プレクサ及びスイッチ４１２の入力に結合される。パルサが超音波送信中に振動
子素子を駆動している場合、マルチプレクサＩＣ上の４：１受信マルチプレクサ
及びスイッチの全てに結合される送信オン(TR ON)線上の信号が、それら全てを
高電圧駆動パルスに対して高インピーダンスを与える状態に切り換え、それによ
り、これら高電圧パルスから受信信号経路の残りを絶縁する。マルチプレクサＩ
Ｃの４：１受信マルチプレクサ及びスイッチ全てはまた、該マルチプレクサＩＣ
の受信テストピンに結合され、それにより、テスト信号が受信信号経路内に投入
され、受信システムを通して伝搬することができる。エコー受信中、各４：１受
信マルチプレクサ及びスイッチは、自身に結合されている４つの振動子素子の一
つの信号を第１のＴＧＣ段４２２により１：１６マルチプレクサ４１８に結合す
る。マルチプレクサＩＣ上の第１のＴＧＣ段の利得は、該マルチプレクサＩＣの
ＴＧＣ１ピンに印加される電圧により制御される。構築された実施例においては
、ＴＧＣ１ピンは、差動制御電圧の印加に対する二つのピンを有する。マルチプ
レクサＩＣの各セクションの１：１６マルチプレクサ各々は、受信エコー信号を
和バス４４０の１６個の線の一つに案内する。１６個の和バス線の二つが、図の
右側に示され、フィルタ回路２２２に結合されている。フィルタリングされたバ
ス信号は、二つの第２のＴＧＣ段４２４及び４２６に至る入力ピンに結合される
。これら第２のＴＧＣ段の利得は、１つ又は２つのＴＧＣ２ピンに印加される電
圧により制御される。図示の実施例においてはこれら第２のＴＧＣ段の出力は、
プローブのビーム形成器ＩＣのチャネルに至る出力ピンに接続される。
プレクサ及びスイッチ４１２の入力に結合される。パルサが超音波送信中に振動
子素子を駆動している場合、マルチプレクサＩＣ上の４：１受信マルチプレクサ
及びスイッチの全てに結合される送信オン(TR ON)線上の信号が、それら全てを
高電圧駆動パルスに対して高インピーダンスを与える状態に切り換え、それによ
り、これら高電圧パルスから受信信号経路の残りを絶縁する。マルチプレクサＩ
Ｃの４：１受信マルチプレクサ及びスイッチ全てはまた、該マルチプレクサＩＣ
の受信テストピンに結合され、それにより、テスト信号が受信信号経路内に投入
され、受信システムを通して伝搬することができる。エコー受信中、各４：１受
信マルチプレクサ及びスイッチは、自身に結合されている４つの振動子素子の一
つの信号を第１のＴＧＣ段４２２により１：１６マルチプレクサ４１８に結合す
る。マルチプレクサＩＣ上の第１のＴＧＣ段の利得は、該マルチプレクサＩＣの
ＴＧＣ１ピンに印加される電圧により制御される。構築された実施例においては
、ＴＧＣ１ピンは、差動制御電圧の印加に対する二つのピンを有する。マルチプ
レクサＩＣの各セクションの１：１６マルチプレクサ各々は、受信エコー信号を
和バス４４０の１６個の線の一つに案内する。１６個の和バス線の二つが、図の
右側に示され、フィルタ回路２２２に結合されている。フィルタリングされたバ
ス信号は、二つの第２のＴＧＣ段４２４及び４２６に至る入力ピンに結合される
。これら第２のＴＧＣ段の利得は、１つ又は２つのＴＧＣ２ピンに印加される電
圧により制御される。図示の実施例においてはこれら第２のＴＧＣ段の出力は、
プローブのビーム形成器ＩＣのチャネルに至る出力ピンに接続される。
【００２４】 マルチプレクサＩＣ１８Ａはまた、ビーム形成器ＩＣからシリアルバスを介し
て制御信号を受信する制御レジスタ４３０を含む。制御レジスタは、Ctrl入力の
矢印により示されるように、制御信号をマルチプレクサＩＣの全てのマルチプレ
クサに分配する。マルチプレクサ及びビーム形成器ＩＣの構築された実施例は、
供給及びバイアス電圧並びに接地接続用の多数のピンを持つであろうが、図では
示されていない。
て制御信号を受信する制御レジスタ４３０を含む。制御レジスタは、Ctrl入力の
矢印により示されるように、制御信号をマルチプレクサＩＣの全てのマルチプレ
クサに分配する。マルチプレクサ及びビーム形成器ＩＣの構築された実施例は、
供給及びバイアス電圧並びに接地接続用の多数のピンを持つであろうが、図では
示されていない。
【００２５】 個別の振動子素子に対する多数の導体が、ビーム形成器制御データ、ビーム形
成された出力信号並びに振動子、ビーム形成器及びマルチプレクサＩＣに対する
供給電圧に対する導体により置き換えられるため、わずか数個の導体しか図２乃
至５の実施例におけるプローブケーブル内で必要とされないことが分かるであろ
う。典型的なＣＣＤの実施例は、ＣＣＤビーム形成器の出力信号に対する導体、
超音波システムからの制御データを送信及びタイミング回路３００に供給するシ
リアルデータライン、ビーム形成器及びマルチプレクサＩＣに対するＤＣ供給電
圧及び基準導体、並びに超音波送信中に圧電材料を駆動するために必要とされる
駆動電圧導体を必要とし得る。デジタルビーム形成器の実施例は、ＣＣＤ出力導
体を、ビーム形成されたデータワードにおけるビット数と等しい複数の導体、又
はビーム形成されたワードがシリアルデータとして超音波システムに送られる場
合シリアルデータ線と置き換えられるであろう。ケーブル内により導体を要求す
るが、平行出力データは、軸方向解像度における価値のある向上をもたらし、超
音波システムにおけるシリアル／パラレル変換器の必要性を除去する。
成された出力信号並びに振動子、ビーム形成器及びマルチプレクサＩＣに対する
供給電圧に対する導体により置き換えられるため、わずか数個の導体しか図２乃
至５の実施例におけるプローブケーブル内で必要とされないことが分かるであろ
う。典型的なＣＣＤの実施例は、ＣＣＤビーム形成器の出力信号に対する導体、
超音波システムからの制御データを送信及びタイミング回路３００に供給するシ
リアルデータライン、ビーム形成器及びマルチプレクサＩＣに対するＤＣ供給電
圧及び基準導体、並びに超音波送信中に圧電材料を駆動するために必要とされる
駆動電圧導体を必要とし得る。デジタルビーム形成器の実施例は、ＣＣＤ出力導
体を、ビーム形成されたデータワードにおけるビット数と等しい複数の導体、又
はビーム形成されたワードがシリアルデータとして超音波システムに送られる場
合シリアルデータ線と置き換えられるであろう。ケーブル内により導体を要求す
るが、平行出力データは、軸方向解像度における価値のある向上をもたらし、超
音波システムにおけるシリアル／パラレル変換器の必要性を除去する。
【００２６】 本発明者は、本発明の超音波プローブは、多数の振動子素子からの個別の信号
というのではなくビーム形成された走査線サンプルを出力信号として生成するた
めに、プローブにより生成されるデータ量が、超音波システムへのプローブの出
力信号の無線送信を可能にするであろうと言うことを発見した。４Ｍビット／秒
の送信機帯域幅が、実時間のイメージ表示に適している、略々１５Ｈｚのフレー
ムレートにおいて圧縮無しに超音波イメージを転送するのに十分である。ＩＣの
送信機帯域幅は、現在、１１ＭＢＰＳの範囲にあり、数年以内に２５ＭＢＰＳの
範囲になることが予測される。付加的に、データ圧縮を用いることにより、Ｂモ
ードの超音波イメージ毎のビット数、イメージ毎に略々２５０，０００ビットを
、４から２０の範囲のデータ圧縮ファクタにより最小の画質の低下でもって低減
し、より大きなフレームレートをもたらすことができる。この超音波システムへ
のケーブルレス接続を提供する本発明の実施例が、図６ａ及び６ｂに示されてい
る。
というのではなくビーム形成された走査線サンプルを出力信号として生成するた
めに、プローブにより生成されるデータ量が、超音波システムへのプローブの出
力信号の無線送信を可能にするであろうと言うことを発見した。４Ｍビット／秒
の送信機帯域幅が、実時間のイメージ表示に適している、略々１５Ｈｚのフレー
ムレートにおいて圧縮無しに超音波イメージを転送するのに十分である。ＩＣの
送信機帯域幅は、現在、１１ＭＢＰＳの範囲にあり、数年以内に２５ＭＢＰＳの
範囲になることが予測される。付加的に、データ圧縮を用いることにより、Ｂモ
ードの超音波イメージ毎のビット数、イメージ毎に略々２５０，０００ビットを
、４から２０の範囲のデータ圧縮ファクタにより最小の画質の低下でもって低減
し、より大きなフレームレートをもたらすことができる。この超音波システムへ
のケーブルレス接続を提供する本発明の実施例が、図６ａ及び６ｂに示されてい
る。
【００２７】 図６ａにおいては、図３のプローブが、ビーム形成器１６に結合される幾つか
の付加的な素子、フィルタリング及び検出を実行するデジタル信号プロセッサ５
２、ビーム形成されたデータを圧縮する圧縮／復元回路(CODEC５４)、二重バッ
ファされたフレーム記憶装置５６、及び超音波システム３０内の同様の送受信装
置と通信する送受信装置５０を含んでいる。これら素子は、超音波システムへの
及び該超音波システムからのデータの処理及び送信を制御するマイクロコントロ
ーラ２００の制御の下で動作される。マイクロコントローラとして有用なのは、
Intel 80186プロセッサ並びに日立及びインテル等のメーカーから入手可能な匹
敵する現代のプロセッサ等のプロセッサである。送受信装置５０は、超音波シス
テムから制御データを受信し、Ｂモード又はドップラーイメージ等の生成される
超音波イメージのタイプ、及び例えばカラーイメージにおけるドップラー窓のサ
イズを制御する。この制御データが受信されると、該制御データは、送信及びタ
イミング回路３００に結合され、プローブにより実行される走査を制御する。和
回路３２０により生成される走査線データは、フィルタリング及び、任意に、検
出を実行するデジタル信号プロセッサ５２に結合される。ＤＳＰ５２はまた、上
述の米国特許シリアル番号第08/863,937号に記載されるようなドップラー処理を
実行することもできる。実行されるフィルタリングは、ビーム形成された信号か
らサンプリング周波数信号成分を除去するローパスフィルタリング又は帯域フィ
ルタリングであり得る。好ましくは、このフィルタリングは、直交帯域フィルタ
リング(QBPs)を実行する増倍器−累算器により実施される。米国特許出願シリア
ル番号第08/893,426号に記載されるように、斯様な実施は有利に三つの機能を実
行する。ビーム形成された信号の帯域制限(bandlimiting)、それら信号の直交（
Ｉ及びＱ）対への分離、及びサンプリングレートのデシメーション(decimating)
である。好ましい実施例においては、振動子信号が、ナイキスト基準に対してビ
ーム形成器の量子化段によりオーバーサンプリングされる。オーバーサンプリン
グは、ビーム形成された信号にフィルタ特性を課しそしてデータレートを低減す
るデシメーションフィルタリングによる該ビーム形成された信号のフィルタリン
グを可能にする。低減されたデータレートは、無線プローブ内の送受信装置に対
するデータの転送要求を減らす利益がある。
の付加的な素子、フィルタリング及び検出を実行するデジタル信号プロセッサ５
２、ビーム形成されたデータを圧縮する圧縮／復元回路(CODEC５４)、二重バッ
ファされたフレーム記憶装置５６、及び超音波システム３０内の同様の送受信装
置と通信する送受信装置５０を含んでいる。これら素子は、超音波システムへの
及び該超音波システムからのデータの処理及び送信を制御するマイクロコントロ
ーラ２００の制御の下で動作される。マイクロコントローラとして有用なのは、
Intel 80186プロセッサ並びに日立及びインテル等のメーカーから入手可能な匹
敵する現代のプロセッサ等のプロセッサである。送受信装置５０は、超音波シス
テムから制御データを受信し、Ｂモード又はドップラーイメージ等の生成される
超音波イメージのタイプ、及び例えばカラーイメージにおけるドップラー窓のサ
イズを制御する。この制御データが受信されると、該制御データは、送信及びタ
イミング回路３００に結合され、プローブにより実行される走査を制御する。和
回路３２０により生成される走査線データは、フィルタリング及び、任意に、検
出を実行するデジタル信号プロセッサ５２に結合される。ＤＳＰ５２はまた、上
述の米国特許シリアル番号第08/863,937号に記載されるようなドップラー処理を
実行することもできる。実行されるフィルタリングは、ビーム形成された信号か
らサンプリング周波数信号成分を除去するローパスフィルタリング又は帯域フィ
ルタリングであり得る。好ましくは、このフィルタリングは、直交帯域フィルタ
リング(QBPs)を実行する増倍器−累算器により実施される。米国特許出願シリア
ル番号第08/893,426号に記載されるように、斯様な実施は有利に三つの機能を実
行する。ビーム形成された信号の帯域制限(bandlimiting)、それら信号の直交（
Ｉ及びＱ）対への分離、及びサンプリングレートのデシメーション(decimating)
である。好ましい実施例においては、振動子信号が、ナイキスト基準に対してビ
ーム形成器の量子化段によりオーバーサンプリングされる。オーバーサンプリン
グは、ビーム形成された信号にフィルタ特性を課しそしてデータレートを低減す
るデシメーションフィルタリングによる該ビーム形成された信号のフィルタリン
グを可能にする。低減されたデータレートは、無線プローブ内の送受信装置に対
するデータの転送要求を減らす利益がある。
【００２８】 Ｂモード信号を、Ｉ及びＱサンプルの平方の和の平方根をとることによりＤＳ
Ｐにおいて検出することができる。ドップラー信号に対しては、Ｉ及びＱデータ
をＤＳＰにより適切にフィルタリングすることができ、ドップラーアンサンブル
を形成する受信した走査線のグループの記憶を通じて、ドップラー周波数の評価
を各走査線に沿うサンプル量点(sample volume points)において実行することが
できる。望むなら超音波信号データをＣＯＤＥＣ５４により圧縮しても良く、フ
レーム記憶装置５６に一時的に記憶されても良い。超音波データが超音波システ
ム３０に送信されるべきであるとマイクロコントローラ２００が決定する時点に
おいて、イメージ処理及び表示のために該超音波システムに送信するために該デ
ータが送受信装置５０に結合される。走査変換を含むイメージ処理が超音波シス
テムにおいて実行されるため、走査線は走査変換されない形態、例えば、Ｒ−θ
フォーマットで超音波システムに送信される。超音波システム内のイメージプロ
セッサ３４は、Ｒ−θ走査線データを所望の表示フォーマットに変換する。
Ｐにおいて検出することができる。ドップラー信号に対しては、Ｉ及びＱデータ
をＤＳＰにより適切にフィルタリングすることができ、ドップラーアンサンブル
を形成する受信した走査線のグループの記憶を通じて、ドップラー周波数の評価
を各走査線に沿うサンプル量点(sample volume points)において実行することが
できる。望むなら超音波信号データをＣＯＤＥＣ５４により圧縮しても良く、フ
レーム記憶装置５６に一時的に記憶されても良い。超音波データが超音波システ
ム３０に送信されるべきであるとマイクロコントローラ２００が決定する時点に
おいて、イメージ処理及び表示のために該超音波システムに送信するために該デ
ータが送受信装置５０に結合される。走査変換を含むイメージ処理が超音波シス
テムにおいて実行されるため、走査線は走査変換されない形態、例えば、Ｒ−θ
フォーマットで超音波システムに送信される。超音波システム内のイメージプロ
セッサ３４は、Ｒ−θ走査線データを所望の表示フォーマットに変換する。
【００２９】 図６ａのケーブルレスプローブは通常のケーブルにより電力を受けないため、
プローブはバッテリ給電されなければならない。バッテリ及び配電サブシステム
６０がプローブの一コンポーネントとして示されている。サブシステム６０は、
好ましくは、再充電可能リチウムイオンバッテリを用い、プローブの回路及び送
受信器への供給電圧並びに振動子アレイの圧電素子への必須の励起電圧を生成す
る。超音波システムからバッテリを再充電する技術は、”ULTRASONIC DIAGNOSTI
C IMAGING SYSTEM WITH CORDLESS SCANHEAD CHARGER”とタイトルがつけられた
、同時に出願された出願シリアル番号−に記載されている。
プローブはバッテリ給電されなければならない。バッテリ及び配電サブシステム
６０がプローブの一コンポーネントとして示されている。サブシステム６０は、
好ましくは、再充電可能リチウムイオンバッテリを用い、プローブの回路及び送
受信器への供給電圧並びに振動子アレイの圧電素子への必須の励起電圧を生成す
る。超音波システムからバッテリを再充電する技術は、”ULTRASONIC DIAGNOSTI
C IMAGING SYSTEM WITH CORDLESS SCANHEAD CHARGER”とタイトルがつけられた
、同時に出願された出願シリアル番号−に記載されている。
【００３０】 図６ｂの超音波システム３０は、走査制御データを図６ａのプローブに送信す
るための及び該プローブから超音波イメージデータを受信するための送受信装置
５０を含む。走査制御データは、システムコントローラ３８によりシステム送受
信装置５０に供給される。受信したイメージデータは、既にプローブにおいてビ
ーム形成されているので超音波システム内のビーム形成器３２をバイパスし、イ
メージ処理及び表示のためのイメージプロセッサに直接供給される。
るための及び該プローブから超音波イメージデータを受信するための送受信装置
５０を含む。走査制御データは、システムコントローラ３８によりシステム送受
信装置５０に供給される。受信したイメージデータは、既にプローブにおいてビ
ーム形成されているので超音波システム内のビーム形成器３２をバイパスし、イ
メージ処理及び表示のためのイメージプロセッサに直接供給される。
【００３１】 図６ａのプローブにおいて用いるのに適した送受信装置の構造が図７ａ及び７
ｂに示されている。図７ａの送受信装置において、インタフェースセクション５
０６は、送信のためのビーム形成器データを同期及びインタフェースし、同様に
送信及びタイミング回路３００のための受信したビーム形成器制御データをイン
タフェースする。送信されるべきビーム形成器データは、ＵＨＦ送信機５０２に
結合される。ＵＨＦ送信機５０２は、上記データを変調し、帯域フィルタ５１２
によりｒｆ送信信号をアンテナ５１４に結合し、該アンテナにおいて該信号を送
信する。受信したｒｆ信号は、帯域フィルタ５１２によりフィルタリングされ、
ＲＦ受信セクション５０４に結合される。ＲＦ受信セクション５０４において、
上記信号が増幅され、帯域フィルタ５０８によりＩＦ及びベースバンド受信セク
ション５１０に結合される。ＩＦ及びベースバンド受信セクション５１０におい
ては、上記信号が復調され検出される。上記受信した信号は、インタフェースセ
クション５０６によりビーム形成器１６に対する制御回路に結合される。図７ａ
の送受信装置の個別のセクションの動作は、マイクロコントローラ２００からの
制御信号及び命令により制御される。
ｂに示されている。図７ａの送受信装置において、インタフェースセクション５
０６は、送信のためのビーム形成器データを同期及びインタフェースし、同様に
送信及びタイミング回路３００のための受信したビーム形成器制御データをイン
タフェースする。送信されるべきビーム形成器データは、ＵＨＦ送信機５０２に
結合される。ＵＨＦ送信機５０２は、上記データを変調し、帯域フィルタ５１２
によりｒｆ送信信号をアンテナ５１４に結合し、該アンテナにおいて該信号を送
信する。受信したｒｆ信号は、帯域フィルタ５１２によりフィルタリングされ、
ＲＦ受信セクション５０４に結合される。ＲＦ受信セクション５０４において、
上記信号が増幅され、帯域フィルタ５０８によりＩＦ及びベースバンド受信セク
ション５１０に結合される。ＩＦ及びベースバンド受信セクション５１０におい
ては、上記信号が復調され検出される。上記受信した信号は、インタフェースセ
クション５０６によりビーム形成器１６に対する制御回路に結合される。図７ａ
の送受信装置の個別のセクションの動作は、マイクロコントローラ２００からの
制御信号及び命令により制御される。
【００３２】 図７ｂに他の送受信装置の構造が示されている。この構造においては、ビーム
形成器データがベースバンドプロセッサ５２０に供給され、該ベースバンドプロ
セッサ５２０は、送信のためのビーム形成器データのパケットを同期させフォー
マット化する。ビーム形成器データは、直交ＩＦ変調器／復調器５２２により変
調され、変調されたデータは、ＲＦ／ＩＦ変換器及び周波数シンセサイザ５２４
に結合される。ＲＦ／ＩＦ変換器及び周波数シンセサイザ５２４は低レベルのｒ
ｆ信号を生成する。ｒｆ信号は、ｒｆパワーアンプ及び送信／受信スイッチ５２
８により増幅され帯域フィルタ５１２及びアンテナ５１４に結合される。受信し
た制御信号は、帯域フィルタ５１２によりフィルタリングされ、ＲＦパワーアン
プ及び送信／受信スイッチ５２８により低雑音増幅器５２６に結合され増幅され
る。受信し増幅されたｒｆ信号は、ＲＦ／ＩＦ変換器及び周波数シンセサイザ５
２４により中間周波数信号に復調され、更に直交ＩＦ変調器／復調器５２２によ
りベースバンドに復調される。ベースバンド信号は、サンプリングされ、ベース
バンドプロセッサ５２０により他のプローブのコンポーネントにインタフェース
される。べースバンドプロセッサ５２０において、受信した信号がプローブの振
動子アレイ１２の送信及びタイミングを制御する。
形成器データがベースバンドプロセッサ５２０に供給され、該ベースバンドプロ
セッサ５２０は、送信のためのビーム形成器データのパケットを同期させフォー
マット化する。ビーム形成器データは、直交ＩＦ変調器／復調器５２２により変
調され、変調されたデータは、ＲＦ／ＩＦ変換器及び周波数シンセサイザ５２４
に結合される。ＲＦ／ＩＦ変換器及び周波数シンセサイザ５２４は低レベルのｒ
ｆ信号を生成する。ｒｆ信号は、ｒｆパワーアンプ及び送信／受信スイッチ５２
８により増幅され帯域フィルタ５１２及びアンテナ５１４に結合される。受信し
た制御信号は、帯域フィルタ５１２によりフィルタリングされ、ＲＦパワーアン
プ及び送信／受信スイッチ５２８により低雑音増幅器５２６に結合され増幅され
る。受信し増幅されたｒｆ信号は、ＲＦ／ＩＦ変換器及び周波数シンセサイザ５
２４により中間周波数信号に復調され、更に直交ＩＦ変調器／復調器５２２によ
りベースバンドに復調される。ベースバンド信号は、サンプリングされ、ベース
バンドプロセッサ５２０により他のプローブのコンポーネントにインタフェース
される。べースバンドプロセッサ５２０において、受信した信号がプローブの振
動子アレイ１２の送信及びタイミングを制御する。
【００３３】 図７ａの送受信装置の構造に用いるのに適したコンポーネントは、TEMIC U431
1B-C ＲＦ送信機ＩＣ及び関連するコンポーネントを含む、ドイツのTlefunken S
emiconductorsから入手することができる。図７ｂの送受信装置の構造に用いる
のに適したコンポーネントは、IEEE802.11標準規格に準拠し、現在では11MB/sec
のデータスループットを持つ2.4GHzの範囲のスペクトラム拡散アプリケーション
において用いるのに適している、Harris Prism（商標）無線チップセットのコン
ポーネントを含む、米国、フロリダ、メルボルンのHarris Semiconductorから入
手可能である。スペクトラム拡散技術は、無線プローブに望ましい。なぜなら、
照射されるエネルギが広い周波数範囲にわたって広がり、医療環境における他の
装置とのあり得る干渉を減少させるからである。斯様な送信は、ペースメーカー
及び他の敏感な医療装置近傍で安全に用いることができる。
1B-C ＲＦ送信機ＩＣ及び関連するコンポーネントを含む、ドイツのTlefunken S
emiconductorsから入手することができる。図７ｂの送受信装置の構造に用いる
のに適したコンポーネントは、IEEE802.11標準規格に準拠し、現在では11MB/sec
のデータスループットを持つ2.4GHzの範囲のスペクトラム拡散アプリケーション
において用いるのに適している、Harris Prism（商標）無線チップセットのコン
ポーネントを含む、米国、フロリダ、メルボルンのHarris Semiconductorから入
手可能である。スペクトラム拡散技術は、無線プローブに望ましい。なぜなら、
照射されるエネルギが広い周波数範囲にわたって広がり、医療環境における他の
装置とのあり得る干渉を減少させるからである。斯様な送信は、ペースメーカー
及び他の敏感な医療装置近傍で安全に用いることができる。
【００３４】 同一の送受信装置の構造を、送信データ経路及び受信データ経路を適切に逆転
することにより、図６ｂの超音波システム３０において用いることができる。
することにより、図６ｂの超音波システム３０において用いることができる。
【００３５】 図６ａ及び６ｂのプローブ及び超音波システムにおいて用いるのに適した他の
送信器−受信機の構造が、図７ｃ及び７ｄに示されている。図７ｃ及び７ｄは、
有用な圧縮技術の更なる詳細を図示している。この構造は、ＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ
及びウェーブレット圧縮技術を含む幾つかの圧縮手法を実施することができる。
ＪＰＥＧは、単一イメージのイメージデータに作用するイントラフレーム圧縮技
術である。ＪＰＥＧ圧縮においては、イメージは、係数データを生成するように
コサイン変換を受ける多数のイメージデータのブロックに分割される。係数デー
タは、符号化されたイメージ係数データを生成するように量子化されハフマンコ
ードにより符号化される。ＭＰＥＧは、逐次のイメージフレームに作用するイン
ターフレーム技術である。フレームからフレームへのイメージデータにおける変
化が、動き補償予測コーディングにより符号化され、コード化された変化データ
が、あるフレームから次のフレームへの変化を適用することにより過去のイメー
ジから更新されたイメージを再構築するために用いられる。
送信器−受信機の構造が、図７ｃ及び７ｄに示されている。図７ｃ及び７ｄは、
有用な圧縮技術の更なる詳細を図示している。この構造は、ＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ
及びウェーブレット圧縮技術を含む幾つかの圧縮手法を実施することができる。
ＪＰＥＧは、単一イメージのイメージデータに作用するイントラフレーム圧縮技
術である。ＪＰＥＧ圧縮においては、イメージは、係数データを生成するように
コサイン変換を受ける多数のイメージデータのブロックに分割される。係数デー
タは、符号化されたイメージ係数データを生成するように量子化されハフマンコ
ードにより符号化される。ＭＰＥＧは、逐次のイメージフレームに作用するイン
ターフレーム技術である。フレームからフレームへのイメージデータにおける変
化が、動き補償予測コーディングにより符号化され、コード化された変化データ
が、あるフレームから次のフレームへの変化を適用することにより過去のイメー
ジから更新されたイメージを再構築するために用いられる。
【００３６】 イントラフレーム及びインターフレーム圧縮をウェーブレット技術を用いて実
施することができる。イントラフレームウェーブレット圧縮においては、イメー
ジデータが、係数データを生成するように種々の組み合わせにおける相補ハイパ
ス及びローパスフィルタリングを受ける二次元のデータブロックに分割される。
この場合、ウェーブレット係数は、種々の圧縮の度合いを実現するように量子化
され符号化される。イメージシーケンスに対しインターフレームウェーブレット
変換を用いることにより、より高い圧縮率を達成することができる。インターフ
レームウェーブレット圧縮においては、相補ウェーブレットフィルタが、空間的
次元及び時間的次元の両方においてイメージシーケンスに作用する。三次元イメ
ージデータが、フィルタリングされ、量子化され、符号化される。圧縮されたイ
メージを復号するために、符号化されたデータは、該符号化データをイメージ又
はイメージシーケンスに再構築することができるように符号化処理の逆の技術を
用いて処理される。これらの技術は、ＪＰＥＧ圧縮に対する２〜４：１から空間
的−時間的ウェーブレット圧縮に対する１００：１の範囲のデータ圧縮をもたら
し、それにより、送信システムに要求されるデータスループットを著しく減少さ
せることができる。
施することができる。イントラフレームウェーブレット圧縮においては、イメー
ジデータが、係数データを生成するように種々の組み合わせにおける相補ハイパ
ス及びローパスフィルタリングを受ける二次元のデータブロックに分割される。
この場合、ウェーブレット係数は、種々の圧縮の度合いを実現するように量子化
され符号化される。イメージシーケンスに対しインターフレームウェーブレット
変換を用いることにより、より高い圧縮率を達成することができる。インターフ
レームウェーブレット圧縮においては、相補ウェーブレットフィルタが、空間的
次元及び時間的次元の両方においてイメージシーケンスに作用する。三次元イメ
ージデータが、フィルタリングされ、量子化され、符号化される。圧縮されたイ
メージを復号するために、符号化されたデータは、該符号化データをイメージ又
はイメージシーケンスに再構築することができるように符号化処理の逆の技術を
用いて処理される。これらの技術は、ＪＰＥＧ圧縮に対する２〜４：１から空間
的−時間的ウェーブレット圧縮に対する１００：１の範囲のデータ圧縮をもたら
し、それにより、送信システムに要求されるデータスループットを著しく減少さ
せることができる。
【００３７】 殆どの超音波イメージングシステムにおいては、組織内の音速により制限を受
けるイメージデータラインは、より高いイメージレートが用いられる場合、イメ
ージの空間的寸法に対してかなりまばらに獲得される。例えば、１２８個のライ
ンが、９０°のセクタイメージ上で獲得されるかもしれない。完全に満たされた
出力イメージを形成するために、欠落しているイメージデータが、獲得されたイ
メージライン間で補間される。一般的に、斯様な補間されたデータは、走査変換
処理中に付加される。補間されたイメージデータは、該データは獲得されたイメ
ージデータから得られるので新規の情報を少ししか担持しない。故に、無線プロ
ーブに対しては、要求される送信帯域幅を最小にするために走査変換及び補間前
にイメージデータを送信することが望ましい。データ圧縮を用いて、帯域幅の要
求を一層更に低減することができる。
けるイメージデータラインは、より高いイメージレートが用いられる場合、イメ
ージの空間的寸法に対してかなりまばらに獲得される。例えば、１２８個のライ
ンが、９０°のセクタイメージ上で獲得されるかもしれない。完全に満たされた
出力イメージを形成するために、欠落しているイメージデータが、獲得されたイ
メージライン間で補間される。一般的に、斯様な補間されたデータは、走査変換
処理中に付加される。補間されたイメージデータは、該データは獲得されたイメ
ージデータから得られるので新規の情報を少ししか担持しない。故に、無線プロ
ーブに対しては、要求される送信帯域幅を最小にするために走査変換及び補間前
にイメージデータを送信することが望ましい。データ圧縮を用いて、帯域幅の要
求を一層更に低減することができる。
【００３８】 図７ｃにおいては、フィルタリングされ検出されたデータであっても良い、ビ
ーム形成器１６からのデータが、未コード化イメージメモリ５３０に一時的に記
憶される。メモリ５３０は、圧縮技術がイメージデータの全フレームに作用する
ことができるようにイメージフレームの全てのイメージラインを保持する。次い
で、イメージデータは、選択された圧縮技術のコーディングを実行するイメージ
ＣＯＤＥＣ５３２により符号化される。イメージＣＯＤＥＣ５３２は、ＪＰＥＧ
圧縮に対するイントラフレーム空間的符号化、ＭＰＥＧ圧縮に対するインターフ
レーム若しくはイントラフレーム空間的符号化、又はウェーブレット圧縮に対す
るインターフレーム若しくはイントラフレーム空間的及び時間的符号化を実行し
ても良い。ＪＰＥＧ圧縮の結果生じる係数又は他の技術の一つにより符号化され
たデータがコード化イメージメモリ５３４に記憶される。次いで、コード化デー
タは、ソースＣＯＤＥＣ５３６において最終的な圧縮処理を受ける。ＪＰＥＧ圧
縮に対しては、この処理は、係数データの量子化及び係数をハフマンコードに変
換することによるソース符号化を含むであろう。次いで、圧縮されたデータは、
スペクトラム拡散インタフェース５３８においてスペクトラム拡散処理を受ける
。スペクトラム拡散インタフェースは、周波数領域又は時間領域のスペクトラム
拡散処理を実行する。このプロセッサにおいて、圧縮されたデータは、周波数又
は時分割によりデータ送信単位に分割される。スペクトラム拡散データは、変調
器５３７により搬送波信号へ変調される。変調器５３７は、送信されるべきデー
タのスーパーヘテロダイン変調を実行する。変調されたデータは、ＲＦ送信機５
５０によりアンテナ５１４から送信される。
ーム形成器１６からのデータが、未コード化イメージメモリ５３０に一時的に記
憶される。メモリ５３０は、圧縮技術がイメージデータの全フレームに作用する
ことができるようにイメージフレームの全てのイメージラインを保持する。次い
で、イメージデータは、選択された圧縮技術のコーディングを実行するイメージ
ＣＯＤＥＣ５３２により符号化される。イメージＣＯＤＥＣ５３２は、ＪＰＥＧ
圧縮に対するイントラフレーム空間的符号化、ＭＰＥＧ圧縮に対するインターフ
レーム若しくはイントラフレーム空間的符号化、又はウェーブレット圧縮に対す
るインターフレーム若しくはイントラフレーム空間的及び時間的符号化を実行し
ても良い。ＪＰＥＧ圧縮の結果生じる係数又は他の技術の一つにより符号化され
たデータがコード化イメージメモリ５３４に記憶される。次いで、コード化デー
タは、ソースＣＯＤＥＣ５３６において最終的な圧縮処理を受ける。ＪＰＥＧ圧
縮に対しては、この処理は、係数データの量子化及び係数をハフマンコードに変
換することによるソース符号化を含むであろう。次いで、圧縮されたデータは、
スペクトラム拡散インタフェース５３８においてスペクトラム拡散処理を受ける
。スペクトラム拡散インタフェースは、周波数領域又は時間領域のスペクトラム
拡散処理を実行する。このプロセッサにおいて、圧縮されたデータは、周波数又
は時分割によりデータ送信単位に分割される。スペクトラム拡散データは、変調
器５３７により搬送波信号へ変調される。変調器５３７は、送信されるべきデー
タのスーパーヘテロダイン変調を実行する。変調されたデータは、ＲＦ送信機５
５０によりアンテナ５１４から送信される。
【００３９】 図７ｄは、送信機の変調及び圧縮が逆転されている、超音波システム３０内の
受信及び復元プロセッサの構成要素を示している。アンテナ５１４により受信さ
れたＲＦ信号は、低雑音増幅器５５２により増幅され、ＲＦ／ＩＦ復調器５５４
により復調される。復調された信号は、Ａ／Ｄ変換器５５６によりデジタルデー
タに変換され、ベースバンドプロセッサ５４８に結合される。ベースバンドプロ
セッサは、送信シーケンスのスペクトラム拡散インタフェース５３８により生成
されるスペクトラム拡散を再構築する。再構築されたスペクトラムデータは、ソ
ースＣＯＤＥＣ５４６に結合される。ソースＣＯＤＥＣ５４６は、ＪＰＥＧ圧縮
の場合、ハフマンコード復号、ソースＣＯＤＥＣ５３６の逆を実行する。他の例
においては、ソースＣＯＤＥＣは、他の圧縮技術に対するソースＣＯＤＥＣ処理
の逆を実行する。ソースＣＯＤＥＣにより生成されたデータは、一時的にコード
化イメージメモリ５４４に記憶され、次いでイメージＣＯＤＥＣ５４２に供給さ
れる。ＣＯＤＥＣ５４２は、イメージＣＯＤＥＣ５３２の逆演算を実行し、係数
データ又はコード化イメージメモリに記憶された他の符号化データを復号し、元
のイメージデータを再生する。イメージデータは、復号イメージメモリ５４０に
記憶され、該データは、該メモリ５４０から超音波システム３０のイメージプロ
セッサ３４に更なる処理及び表示のために結合される。
受信及び復元プロセッサの構成要素を示している。アンテナ５１４により受信さ
れたＲＦ信号は、低雑音増幅器５５２により増幅され、ＲＦ／ＩＦ復調器５５４
により復調される。復調された信号は、Ａ／Ｄ変換器５５６によりデジタルデー
タに変換され、ベースバンドプロセッサ５４８に結合される。ベースバンドプロ
セッサは、送信シーケンスのスペクトラム拡散インタフェース５３８により生成
されるスペクトラム拡散を再構築する。再構築されたスペクトラムデータは、ソ
ースＣＯＤＥＣ５４６に結合される。ソースＣＯＤＥＣ５４６は、ＪＰＥＧ圧縮
の場合、ハフマンコード復号、ソースＣＯＤＥＣ５３６の逆を実行する。他の例
においては、ソースＣＯＤＥＣは、他の圧縮技術に対するソースＣＯＤＥＣ処理
の逆を実行する。ソースＣＯＤＥＣにより生成されたデータは、一時的にコード
化イメージメモリ５４４に記憶され、次いでイメージＣＯＤＥＣ５４２に供給さ
れる。ＣＯＤＥＣ５４２は、イメージＣＯＤＥＣ５３２の逆演算を実行し、係数
データ又はコード化イメージメモリに記憶された他の符号化データを復号し、元
のイメージデータを再生する。イメージデータは、復号イメージメモリ５４０に
記憶され、該データは、該メモリ５４０から超音波システム３０のイメージプロ
セッサ３４に更なる処理及び表示のために結合される。
【００４０】 二重動作に対して、プローブ及び超音波システムの両方が、送信及び受信の両
方を実行する、故に、図７ｃ及び７ｄの動作の全てを実行するであろうことを理
解されたい。
方を実行する、故に、図７ｃ及び７ｄの動作の全てを実行するであろうことを理
解されたい。
【００４１】 自由に動くことができる、非同期のプローブも本発明により構築することがで
き、それにより、プローブの送信及びタイミング回路が該プローブ内に記憶され
た一つ以上の制御シーケンスを実行することを評価されたい。ユーザは、プロー
ブの電源をオンし、次いで、一つ以上利用可能である場合所望の走査シーケンス
をプローブ上のボタン又はスイッチにより選択するであろう。次いで、プローブ
１０の送受信器が、単に送信機として動作し、プローブが選択解除される(de-se
lected)かオフされるまでイメージデータを送信システムに処理及び表示のため
に継続的に送信する。斯様な装置は、制御データが超音波システムから送信され
ない場合、プローブと超音波システムとの間に一方向送信経路しか必要としない
であろう。設計における単純さの度合いを与えるが、斯様な装置は、走査を制御
するユーザの能力を、プローブ自体に位置される制御装置から利用可能であるも
のに限定する。表示されたイメージに隣接する複数の焦点区域の設定又はカラー
イメージにおける所望のドップラー窓の配置等の超音波システムにおいて作用さ
れる制御が、一方向送信の実施例においては有効ではないであろう。超音波シス
テムのユーザインタフェース（制御）の全てを用いさせるために、及びプローブ
の制御の複雑さを最小にするために、プローブ及び超音波システムがシーケンシ
ャルに互いに交互に通信する一重通信、又はプローブ及び超音波システムが互い
に同時に連続的に通信することができる全二重通信の何れかの双方向通信が好ま
しい。
き、それにより、プローブの送信及びタイミング回路が該プローブ内に記憶され
た一つ以上の制御シーケンスを実行することを評価されたい。ユーザは、プロー
ブの電源をオンし、次いで、一つ以上利用可能である場合所望の走査シーケンス
をプローブ上のボタン又はスイッチにより選択するであろう。次いで、プローブ
１０の送受信器が、単に送信機として動作し、プローブが選択解除される(de-se
lected)かオフされるまでイメージデータを送信システムに処理及び表示のため
に継続的に送信する。斯様な装置は、制御データが超音波システムから送信され
ない場合、プローブと超音波システムとの間に一方向送信経路しか必要としない
であろう。設計における単純さの度合いを与えるが、斯様な装置は、走査を制御
するユーザの能力を、プローブ自体に位置される制御装置から利用可能であるも
のに限定する。表示されたイメージに隣接する複数の焦点区域の設定又はカラー
イメージにおける所望のドップラー窓の配置等の超音波システムにおいて作用さ
れる制御が、一方向送信の実施例においては有効ではないであろう。超音波シス
テムのユーザインタフェース（制御）の全てを用いさせるために、及びプローブ
の制御の複雑さを最小にするために、プローブ及び超音波システムがシーケンシ
ャルに互いに交互に通信する一重通信、又はプローブ及び超音波システムが互い
に同時に連続的に通信することができる全二重通信の何れかの双方向通信が好ま
しい。
【００４２】 双方向通信が提供する他の可能性は、プローブにより消費される送信電力を調
整するための能力であり、バッテリ給電装置に対して有用なフィーチャである。
超音波システムによりプローブから受信された信号の強度が測定され、送信レベ
ル制御信号が無線フィードバック機構において超音波システムからプローブに戻
される。これらフィードバック信号は、プローブから受信される信号の品質及び
プローブとシステム受信機との間の距離に応じて自身の放射エネルギを増大又は
減少させるように該プローブを指示する。斯くして、プローブ送受信器は、プロ
ーブとシステム受信機との間の距離にわたる該超音波システムによる高品質受信
に対して最小的に十分である信号を送信し、それにより、プローブ送受信器によ
るバッテリ電力の使用を最小にするであろう。プローブから超音波システムへの
同様のフィードバック機構を、超音波システムにより、自身の放射エネルギを最
小にし、故に、医療環境における他の装置とのｒｆ電気干渉の危険性を最小にす
るために用いることができる。
整するための能力であり、バッテリ給電装置に対して有用なフィーチャである。
超音波システムによりプローブから受信された信号の強度が測定され、送信レベ
ル制御信号が無線フィードバック機構において超音波システムからプローブに戻
される。これらフィードバック信号は、プローブから受信される信号の品質及び
プローブとシステム受信機との間の距離に応じて自身の放射エネルギを増大又は
減少させるように該プローブを指示する。斯くして、プローブ送受信器は、プロ
ーブとシステム受信機との間の距離にわたる該超音波システムによる高品質受信
に対して最小的に十分である信号を送信し、それにより、プローブ送受信器によ
るバッテリ電力の使用を最小にするであろう。プローブから超音波システムへの
同様のフィードバック機構を、超音波システムにより、自身の放射エネルギを最
小にし、故に、医療環境における他の装置とのｒｆ電気干渉の危険性を最小にす
るために用いることができる。
【００４３】 プローブから超音波システムへ送信される超音波イメージデータは、ヘッダが
先行し、超音波データの特性に関する情報を供給するトレーラが後続するパケッ
ト、即ちデータのブロックで送信されることができる。好ましくは、送信データ
が、走査線データのシーケンスにグループ化され、イメージフレームの複数の走
査線が、フレームヘッダが先行し、フレームトレーラが後続するシーケンスで送
信される。送信データはまた、通信プロトコルのヘッダ及び伝送フォーマットを
識別するトレーラを伴っても良い。ヘッダの情報は、プローブを識別する情報、
伝送に用いられる圧縮のタイプ、並びにプローブの温度及び他の安全情報等の動
作データを含んでも良い。斯様なコードレス走査ヘッドのフォーマットプロトコ
ルは、“ULTRASONIC DIAGNOSTIC IMAGING WITH CORDLESS SCANHEAD TRANSMISSIO
N SYSTEM”とタイトルがつけられた、同時に出願された出願シリアル番号−にお
いてより完全に記載されている。
先行し、超音波データの特性に関する情報を供給するトレーラが後続するパケッ
ト、即ちデータのブロックで送信されることができる。好ましくは、送信データ
が、走査線データのシーケンスにグループ化され、イメージフレームの複数の走
査線が、フレームヘッダが先行し、フレームトレーラが後続するシーケンスで送
信される。送信データはまた、通信プロトコルのヘッダ及び伝送フォーマットを
識別するトレーラを伴っても良い。ヘッダの情報は、プローブを識別する情報、
伝送に用いられる圧縮のタイプ、並びにプローブの温度及び他の安全情報等の動
作データを含んでも良い。斯様なコードレス走査ヘッドのフォーマットプロトコ
ルは、“ULTRASONIC DIAGNOSTIC IMAGING WITH CORDLESS SCANHEAD TRANSMISSIO
N SYSTEM”とタイトルがつけられた、同時に出願された出願シリアル番号−にお
いてより完全に記載されている。
【００４４】 コードレス超音波プローブの組立図が、図８ａ、８ｂ及び９ａ乃至９ｄに示さ
れている。図８ａはコードレス超音波プローブの内部コンポーネントの側面図で
あり、図８ｂはコードレス超音波プローブの内部コンポーネントの平面図である
。２つのプリント回路基板８２及び８４は、図８ａに示されているように並列サ
ンドイッチ配置（parallel sandwich arrangement）で接続される。マルチプレ
クサ及びビーム形成器１６のための集積回路１８はプリント回路基板上に装着さ
れる。振動子アレイのモジュール１２はプリント回路基板の一端に装着され、ア
レイの素子はマルチプレクサＩＣに接続される。用いられるマルチプレクサ及び
ビーム形成器ＩＣの数は、送信及び受信の間の望ましいアクティブの開口及び振
動子アレイの素子の数により決定されるだろう。例えば、図５のマルチプレクサ
ＩＣのように各マルチプレクサＩＣが１６個の素子に接続することが出来る場合
、８個のマルチプレクサＩＣを１２８素子アレイのために用いることができる。
６４チャネル受信ビーム形成器（64 channel receive beamformer）が望まれる
場合には、各々が８個の受信チャネルを備える８個のビーム形成器ＩＣを用いる
ことができる。図８ｂのマルチプレクサ及びビーム形成器ＩＣの後方は、送受信
装置及び配電回路の５０及び６２である。
れている。図８ａはコードレス超音波プローブの内部コンポーネントの側面図で
あり、図８ｂはコードレス超音波プローブの内部コンポーネントの平面図である
。２つのプリント回路基板８２及び８４は、図８ａに示されているように並列サ
ンドイッチ配置（parallel sandwich arrangement）で接続される。マルチプレ
クサ及びビーム形成器１６のための集積回路１８はプリント回路基板上に装着さ
れる。振動子アレイのモジュール１２はプリント回路基板の一端に装着され、ア
レイの素子はマルチプレクサＩＣに接続される。用いられるマルチプレクサ及び
ビーム形成器ＩＣの数は、送信及び受信の間の望ましいアクティブの開口及び振
動子アレイの素子の数により決定されるだろう。例えば、図５のマルチプレクサ
ＩＣのように各マルチプレクサＩＣが１６個の素子に接続することが出来る場合
、８個のマルチプレクサＩＣを１２８素子アレイのために用いることができる。
６４チャネル受信ビーム形成器（64 channel receive beamformer）が望まれる
場合には、各々が８個の受信チャネルを備える８個のビーム形成器ＩＣを用いる
ことができる。図８ｂのマルチプレクサ及びビーム形成器ＩＣの後方は、送受信
装置及び配電回路の５０及び６２である。
【００４５】 組み立てられたプリント回路基板（assembled printed circuit board）及び
振動子モジュールはケース８０中に装着される。図９ａにケース８０の半分が示
されている。図９ａのケース８０の下端は、振動子アレイのモジュールに嵌合し
、該アレイの前に音響窓（acoustic window）を形成する別個のキャップ部分（
図示せず）を持つ。プリント回路基板は、ケース８０の上端（後部）に設置され
るバッテリ６４に接続される。バッテリ６４の端子は、図９ａの平面図及び図９
ｂの側面図に示されるような、ケース８０の両側に面一取付け（flush mount）
される外部充電接点９２に接続される。他の例においては、プローブは、ここで
は図９ａにスプリング接点９４として示されている内部充電接点を使用しても良
い。スプリング接点へのアクセスは、各スプリング接点を覆う可動のカバー又は
ドアによりなされ得るが、図９ａ及び図９ｂにおいてはスプリング接点へのアク
セスが２つのゴムのガスケット９６により与えられる。それらガスケット９６の
１つが図９ｄに示されている。各ガスケットは自動封止スリット（self-sealing
slit）９８を持ち、バッテリの充電ピンがスリット９８を介してスプリング接
点９４のアクセスのため挿入され得る。バッテリの充電ピンはガスケット内のス
リットを介さなければならないので、充電ピン上に存するかもしれない過剰なゲ
ル又は他の物質を拭き取るような拭き取り動作が起こり、それにより、プローブ
の外側にゲル及び他の汚染物質が残る。
振動子モジュールはケース８０中に装着される。図９ａにケース８０の半分が示
されている。図９ａのケース８０の下端は、振動子アレイのモジュールに嵌合し
、該アレイの前に音響窓（acoustic window）を形成する別個のキャップ部分（
図示せず）を持つ。プリント回路基板は、ケース８０の上端（後部）に設置され
るバッテリ６４に接続される。バッテリ６４の端子は、図９ａの平面図及び図９
ｂの側面図に示されるような、ケース８０の両側に面一取付け（flush mount）
される外部充電接点９２に接続される。他の例においては、プローブは、ここで
は図９ａにスプリング接点９４として示されている内部充電接点を使用しても良
い。スプリング接点へのアクセスは、各スプリング接点を覆う可動のカバー又は
ドアによりなされ得るが、図９ａ及び図９ｂにおいてはスプリング接点へのアク
セスが２つのゴムのガスケット９６により与えられる。それらガスケット９６の
１つが図９ｄに示されている。各ガスケットは自動封止スリット（self-sealing
slit）９８を持ち、バッテリの充電ピンがスリット９８を介してスプリング接
点９４のアクセスのため挿入され得る。バッテリの充電ピンはガスケット内のス
リットを介さなければならないので、充電ピン上に存するかもしれない過剰なゲ
ル又は他の物質を拭き取るような拭き取り動作が起こり、それにより、プローブ
の外側にゲル及び他の汚染物質が残る。
【図１】 超音波プローブ、ケーブル及び超音波イメージングシステムの従
来の構成をブロック図の形態で図示する。
来の構成をブロック図の形態で図示する。
【図２】 超音波イメージングシステムに機能的に接続される一体型ビーム
形成器（integral beamformer）を備える超音波プローブを図示する。
形成器（integral beamformer）を備える超音波プローブを図示する。
【図３】 図２の超音波プローブのより詳細なブロック図である。
【図４】 図３の超音波プローブにおいて用いるのに適したデジタルビーム
形成集積回路（digital beamforming integrated circuit）をブロック図の形態
で図示する。
形成集積回路（digital beamforming integrated circuit）をブロック図の形態
で図示する。
【図５】 図３の超音波プローブにおいて用いるのに適したマルチプレクサ
をブロック図の形態で図示する。
をブロック図の形態で図示する。
【図６ａ】 本発明の原理に応じたケーブルレス超音波プローブを図示する
。
。
【図６ｂ】 本発明の原理に応じた図６ａの超音波プローブに関連する超音
波イメージングシステムを図示する。
波イメージングシステムを図示する。
【図７ａ】 図６ａの超音波プローブ及び図６ｂの超音波システムで用いる
のに適した送受信装置の構造を図示する。
のに適した送受信装置の構造を図示する。
【図７ｂ】 図６ａの超音波プローブ及び図６ｂの超音波システムで用いる
のに適した送受信装置の構造を図示する。
のに適した送受信装置の構造を図示する。
【図７ｃ】 図６ａの超音波プローブ及び図６ｂの超音波システムで用いる
のに適した送受信装置の構造を図示する。
のに適した送受信装置の構造を図示する。
【図７ｄ】 図６ａの超音波プローブ及び図６ｂの超音波システムで用いる
のに適した送受信装置の構造を図示する。
のに適した送受信装置の構造を図示する。
【図８ａ】 ケーブルレスプローブをパッケージングする内蔵アレイ集積回
路を図示する。
路を図示する。
【図８ｂ】 ケーブルレスプローブをパッケージングする内蔵アレイ集積回
路を図示する。
路を図示する。
【図９ａ】 図８ａ及び図８ｂのコンポーネントのためのプローブケースを
図示する。
図示する。
【図９ｂ】 図８ａ及び図８ｂのコンポーネントのためのプローブケースを
図示する。
図示する。
【図９ｃ】 図８ａ及び図８ｂのコンポーネントのためのプローブケースを
図示する。
図示する。
【図９ｄ】 図８ａ及び図８ｂのコンポーネントのためのプローブケースを
図示する。
図示する。
１２：振動子アレイ １６：ビーム形成器 １８：送信／受信マルチプレクサ／デマルチプレクサ ３０：超音波診断イメージングシステム ３１：初期量子化段 ３２：遅延線段 ３４：イメージプロセッサ ３６：ディスプレイ ３８：システムコントローラ ５０：送受信装置 ５２：ＤＳＰ ５４：ＣＯＤＥＣ ５６：フレーム記憶装置 ６０：バッテリ及び配電システム ２００：マイクロコントローラ ３００：送信タイミング回路 ３２０：和回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １， 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈ ｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ (72)発明者 カタッロ レオ アール オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６ Ｆターム(参考） 4C301 AA01 CC02 DD02 EE13 EE20 GA01 GB02 HH01 HH13 HH24 HH25 HH32 HH33 HH37 HH38 HH54 JA04 JA06 JB03 JB06 JB11 JB13 JB29 JB32 JB38 KK02 LL02 LL04 LL20 5B047 AA17 AB02 BA03 BB10 BC21 BC23 CA01 CB02 【要約の続き】
Claims (32)
- 【請求項１】当該プローブにより獲得された超音波情報を表示する超音波診
断イメージングシステムと無線通信する超音波プローブであって、 超音波エネルギのビームを送信し、超音波エコー信号を受信する複数素子の振
動子アレイと、 前記振動子アレイに結合され、前記振動子アレイにより電子的に舵取りされる
及び／又は焦点合わせされる超音波ビームの送信を制御する送信タイミング回路
と、 前記振動子アレイに結合され、エコー信号情報を送信する無線送信機と、を有
する超音波プローブであり、 前記超音波システムが、送信された前記エコー信号情報を受信する無線受信機
を含む超音波プローブ。 - 【請求項２】当該プローブにより獲得された超音波情報を表示する超音波診
断イメージングシステムと無線通信する超音波プローブであって、 複数素子の振動子アレイと、 前記振動子アレイに結合され、前記振動子アレイの素子により受信されたエコ
ー信号を選択的に組合わせ、ビーム形成されたエコー信号を形成する受信ビーム
形成器と、 前記受信ビーム形成器に結合され、ビーム形成されたエコー信号を送信する無
線送信機と、を有する超音波プローブであり、 前記超音波システムが、送信された前記ビーム形成されたエコー信号を受信す
る無線受信機を含む超音波プローブ。 - 【請求項３】当該プローブにより獲得された超音波情報を表示する超音波診
断イメージングシステムと無線通信する超音波プローブであって、 超音波エネルギのビームを送信し、超音波エコー信号を受信する複数素子の振
動子アレイと、 前記振動子アレイに結合され、前記振動子アレイにより電子的に舵取りされる
及び／又は焦点合わせされる超音波ビームの送信を制御する送信タイミング回路
と、 前記振動子アレイに結合され、前記振動子アレイの素子により受信されたエコ
ー信号を選択的に組合わせ、ビーム形成されたエコー信号を形成する受信ビーム
形成器と、 前記振動子アレイに結合され、エコー信号情報を送信する無線送信機と、を有
する超音波プローブであり、 前記超音波システムが、送信された前記エコー信号情報を受信する無線受信機
を含む超音波プローブ。 - 【請求項４】前記超音波システムは更に、前記無線送信機により送信された
前記エコー信号情報から形成された超音波イメージを表示する表示器を含む請求
項１，２又は３に記載の超音波プローブ。 - 【請求項５】前記無線送信機はｒｆ送信機を有し、前記無線受信機はｒｆ受
信機を有する請求項１，２又は３に記載の超音波プローブ。 - 【請求項６】前記超音波システムは更に、超音波プローブによる超音波走査
を制御するプローブ制御器を含み、当該プローブが更に、前記送信タイミング回
路の動作に対する前記プローブ制御器の動作に応じ前記超音波システムから走査
制御信号を受信する無線受信機を有する請求項１又は３に記載の超音波プローブ
。 - 【請求項７】前記送信タイミング回路は、Ｂモード又はドップラーイメージ
ングに対する超音波ビームの送信を制御する請求項１又は３に記載の超音波プロ
ーブ。 - 【請求項８】前記送信タイミング回路は更に、前記振動子アレイのアクティ
ブの開口を制御する請求項１又は３に記載の超音波プローブ。 - 【請求項９】前記送信タイミング回路は更に、前記振動子アレイの素子への
マルチプレクサ結合を含む請求項８に記載の超音波プローブ。 - 【請求項１０】前記受信ビーム形成器が更に、望ましいアポディゼーション
関数を受信したエコー信号に適用する重み付け回路を含む請求項２又は３に記載
の超音波プローブ。 - 【請求項１１】受信したエコー信号に利得関数を該エコー信号を受信する深
さの関数として適用する時間利得制御(TGC)回路を更に有する請求項２又は３に
記載の超音波プローブ。 - 【請求項１２】前記ビーム形成器はサンプリングデータビーム形成器を有す
る請求項２又は３に記載の超音波プローブ。 - 【請求項１３】前記ビーム形成器は、ＣＣＤビーム形成器を有する請求項１
２に記載の超音波プローブ。 - 【請求項１４】前記ビーム形成器は、デジタルビーム形成器を有する請求項
１２に記載の超音波プローブ。 - 【請求項１５】前記送信機は、少なくとも４ＭＢＰＳの送信帯域幅を持つ請
求項１，２又は３に記載の超音波プローブ。 - 【請求項１６】前記送信機は、少なくとも１１ＭＢＰＳの送信帯域幅を持つ
請求項１５に記載の超音波プローブ。 - 【請求項１７】前記送信機は、スーパーヘテロダイン変調器を含む請求項１
，２又は３に記載の超音波プローブ。 - 【請求項１８】エコー信号情報の帯域制限、エコー信号の直交信号への分離
及びエコー信号情報のサンプリングレートのデシメーションの一つ以上を実行す
るデジタル信号プロセッサを更に有する請求項２又は３に記載の超音波プローブ
。 - 【請求項１９】Ｂモードエコー情報を検出する検出器を更に有する請求項２
又は３に記載の超音波プローブ。 - 【請求項２０】前記エコー信号情報は、走査変換されていない走査線として
送信され、前記超音波システムは、上記走査線を所望のイメージフォーマットに
変換する走査変換器を含む請求項１，２又は３に記載の超音波プローブ。 - 【請求項２１】前記送信機はＵＨＦ送信機を有する請求項１，２又は３に記
載の超音波プローブ。 - 【請求項２２】前記受信機はＩＦセクション及びベースバンドセクションを
含む請求項１，２又は３に記載の超音波プローブ。 - 【請求項２３】前記受信機は直交復調器を含む請求項２２に記載の超音波プ
ローブ。 - 【請求項２４】前記受信機はＩＦセクション及びベースバンドセクションを
含む請求項４に記載の超音波プローブ。 - 【請求項２５】前記受信機は直交復調器を含む請求項２４に記載の超音波プ
ローブ。 - 【請求項２６】前記送信機はスペクトラム拡散送信機である請求項１，２又
は３に記載の超音波プローブ。 - 【請求項２７】前記送信機は略々２．４ＧＨｚの範囲のｒｆ送信周波数を用
いる請求項１，２又は３に記載の超音波プローブ。 - 【請求項２８】前記受信機は直交復調器を含む請求項２２に記載の超音波プ
ローブ。 - 【請求項２９】前記送信機による送信前にエコー信号情報を圧縮するデータ
圧縮回路を更に有する請求項１，２又は３に記載の超音波プローブ。 - 【請求項３０】前記データ圧縮回路は、ＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ又はウェーブレ
ット圧縮技術の一つを用いる請求項２９に記載の超音波プローブ。 - 【請求項３１】当該プローブは更に、送信制御シーケンスを記憶するデータ
記憶装置を含み、前記送信タイミング回路が、記憶された前記送信制御シーケン
スを実行し、前記振動子アレイによる超音波ビームの送信を制御する請求項１又
は３に記載の超音波プローブ。 - 【請求項３２】前記送信機は、前記超音波システムにより受信される信号の
品質又は当該プローブ及び前記超音波システムの間の距離の関数として伝送され
る電力を調整するレギュレータを含む請求項１，２又は３に記載の超音波プロー
ブ。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/197,398 US6142946A (en) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | Ultrasonic diagnostic imaging system with cordless scanheads |
| US09/197,398 | 1998-11-20 | ||
| PCT/EP1999/008930 WO2000030540A1 (en) | 1998-11-20 | 1999-11-18 | Ultrasonic diagnostic imaging system with cordless scanheads |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002530142A true JP2002530142A (ja) | 2002-09-17 |
| JP2002530142A5 JP2002530142A5 (ja) | 2007-01-18 |
Family
ID=22729254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000583430A Pending JP2002530142A (ja) | 1998-11-20 | 1999-11-18 | コードレス走査ヘッドを備える超音波診断イメージングシステム |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6142946A (ja) |
| EP (1) | EP1049407B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002530142A (ja) |
| KR (1) | KR100651619B1 (ja) |
| DE (1) | DE69928912T2 (ja) |
| WO (1) | WO2000030540A1 (ja) |
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