JP2002540910A - ３次元実時間超音波検査のためのシステムおよび方法 - Google Patents
３次元実時間超音波検査のためのシステムおよび方法Info
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、３次元実時間超音波検査のための装置および方法に関する。本装置は、超音波ヘッド、信号処理装置およびディスプレイから構成される。超音波ヘッドは、少なくとも１つの送信器および送信器とは独立に少なくとも３つの受信器を備える。受信器の位置は送信器に対し既知である。本発明による装置は、信号処理装置が、任意の変調関数の伝送信号を発生するための信号発生器を備えていることを特徴とする。信号処理装置は、また、それぞれ信号発生器に接続された各受信器に関連する相関器と、各相関器に関連する受信器まで反射構造物にわたる伝送信号の経路の決定を行うための演算装置と、反射構造物の空間座標の計算を行うための演算装置から成り、受信器まで反射構造物にわたる伝送信号の経路長の決定を行うための各演算装置が空間座標を計算する演算装置に接続される。
Description
【０００１】 技術分野 本発明は、超音波ヘッド、信号処理装置およびモニタを含む３次元実時間超音
波検査のためのシステムおよび方法に関し、未知の構造物のデータ収集速度は、
本体における音波伝搬の物理特性によってのみ制限されている。
波検査のためのシステムおよび方法に関し、未知の構造物のデータ収集速度は、
本体における音波伝搬の物理特性によってのみ制限されている。
【０００２】 背景技術 診断用超音波の最も単純な用途では、超音波パルスは、組織に伝送された後、
特定の構造物で反射が発生し、その深さおよび有効範囲を規定するために、反射
エコーによって走行時間を求める。診断用超音波に用いられる従来の装置の場合
には、超音波ヘッドが用いられ、その超音波ヘッドの最も良く知られた設計では
、個別に機械的に離隔された圧電素子ユニットの線状配置から成る。圧電素子ユ
ニットは、一連のパルスを組織に伝送した後、決まった時間間隔にわたって、連
続的に反射エコー信号を受信する。そのとき、同一の圧電素子ユニットは、最も
深い反射領域から受信した最後のエコー信号によって規定される時間間隔で、エ
コーを受信するための受信器として作用している。記載した超音波システムにお
いて、一般に同一の圧電素子ユニットが、送信器および受信器として両方に用い
られている。作成された画像においては、大きな割合で雑音が重ね合わされてい
て、ある構造物が明らかに見えてくるが、多くの場合には、立会医の深い経験に
基づいて正確に評価されるだけである。
特定の構造物で反射が発生し、その深さおよび有効範囲を規定するために、反射
エコーによって走行時間を求める。診断用超音波に用いられる従来の装置の場合
には、超音波ヘッドが用いられ、その超音波ヘッドの最も良く知られた設計では
、個別に機械的に離隔された圧電素子ユニットの線状配置から成る。圧電素子ユ
ニットは、一連のパルスを組織に伝送した後、決まった時間間隔にわたって、連
続的に反射エコー信号を受信する。そのとき、同一の圧電素子ユニットは、最も
深い反射領域から受信した最後のエコー信号によって規定される時間間隔で、エ
コーを受信するための受信器として作用している。記載した超音波システムにお
いて、一般に同一の圧電素子ユニットが、送信器および受信器として両方に用い
られている。作成された画像においては、大きな割合で雑音が重ね合わされてい
て、ある構造物が明らかに見えてくるが、多くの場合には、立会医の深い経験に
基づいて正確に評価されるだけである。
【０００３】 過去においては、分解能（側方向および軸方向）が、超音波装置の能力および
品質に関する主な判断基準であった。一般に、分解能は、０．５ｍｍ（＝５００
μｍ）である。
品質に関する主な判断基準であった。一般に、分解能は、０．５ｍｍ（＝５００
μｍ）である。
【０００４】 したがって、「走査パルス技術」の開発は、用いられている技術の物理的な限
界のために終わってしまっていた。現代のコンピュータ技術（ハードウェア）お
よび最先端の信号処理方法（ソフトウェア）に基づき、今日では、画質において
わずかではあるが改良を実現することが可能である。画質における別の改良は、
患者に投与される特定の造影剤によって実現され得る。しかし、このような作用
物質は、患者に相当のストレスを与えることが多いため、これらの適用には議論
の余地がある。
界のために終わってしまっていた。現代のコンピュータ技術（ハードウェア）お
よび最先端の信号処理方法（ソフトウェア）に基づき、今日では、画質において
わずかではあるが改良を実現することが可能である。画質における別の改良は、
患者に投与される特定の造影剤によって実現され得る。しかし、このような作用
物質は、患者に相当のストレスを与えることが多いため、これらの適用には議論
の余地がある。
【０００５】 従来の３次元超音波装置において、この「伝統的な」走査技術は、コンピュー
タ断層撮影（ＣＴ）と同様に、本体を「層」で走査するために用いられる。この
ような技術に関連する膨大なデータ容量に基づき、「実時間データ収集」のため
に、厳格な制限が設けられている。一般に、関連する容量の走査には、０．３秒
〜２分が必要であるが、これは干渉を起こす患者の運動はない、全く許容されな
いまたは統計的干渉に含めてしまうという条件でであり、精度に著しい影響を及
ぼす。
タ断層撮影（ＣＴ）と同様に、本体を「層」で走査するために用いられる。この
ような技術に関連する膨大なデータ容量に基づき、「実時間データ収集」のため
に、厳格な制限が設けられている。一般に、関連する容量の走査には、０．３秒
〜２分が必要であるが、これは干渉を起こす患者の運動はない、全く許容されな
いまたは統計的干渉に含めてしまうという条件でであり、精度に著しい影響を及
ぼす。
【０００６】 米国特許第５，６０１，０８３号には、分解能を改良するために、楕円背面投
影に基づく装置について記載されている。この装置は、受信器アレイを備え、各
受信器装置は、１つの再生画素角度に対応する。受信器によって走査されたエコ
ーは、再生画素角度の関数として振幅関数発生器において重み付けがなされる。
下流の背面投影画像再生処理装置では、重み付けされたエコーから画像の再生お
よび表示が行われる。
影に基づく装置について記載されている。この装置は、受信器アレイを備え、各
受信器装置は、１つの再生画素角度に対応する。受信器によって走査されたエコ
ーは、再生画素角度の関数として振幅関数発生器において重み付けがなされる。
下流の背面投影画像再生処理装置では、重み付けされたエコーから画像の再生お
よび表示が行われる。
【０００７】 最新の超音波検査の開発では、３次元表示に主な改良が施されてきた。３次元
画像は、最近開示された方法によって個別の画像から計算される。過去において
、これらの方法の主な問題点は、膨大な時間がこれらの画像を計算するために必
要とされたことであった。今日では、さらに高速のコンピュータを利用すること
ができるため、３０枚以上の画像を含むさらに大きな画像シーケンスであっても
、約１０〜１５秒の時間以内に何ら問題を生じることなく、計算することができ
る。しかし、これは、決して実時間表示ではない。すなわち上述した欠点は、依
然として残っている。
画像は、最近開示された方法によって個別の画像から計算される。過去において
、これらの方法の主な問題点は、膨大な時間がこれらの画像を計算するために必
要とされたことであった。今日では、さらに高速のコンピュータを利用すること
ができるため、３０枚以上の画像を含むさらに大きな画像シーケンスであっても
、約１０〜１５秒の時間以内に何ら問題を生じることなく、計算することができ
る。しかし、これは、決して実時間表示ではない。すなわち上述した欠点は、依
然として残っている。
【０００８】 いずれの３次元超音波技術も、位置が正確に規定された多数の２次元画像層の
走査に基づいていてその総量が容積となる。特定の超音波ヘッドは、たとえば、
ヘッドの種類に応じて、ボタンを押して、１０°〜９５°だけ内部アレイ装置を
旋回するモータを備え、互いから同一の距離である多数の断面レベルを得る。信
号処理および定量化装置を通過した後、走査されたエコーは、大容量記憶装置に
おいて正確な位置にディジタル信号として格納される。容量、ヘッドの種類およ
び超音波装置の旋回速度に応じて、走査時間は０．３秒〜２分である。次に、各
容量内の大容量記憶装置の内容から、断面層を計算し、表示することができる。
３次元画像の場合には、モニタに個別の画像として表示されるか、または回転す
るアニメーションによって次々に表示されるかのいずれかである。
走査に基づいていてその総量が容積となる。特定の超音波ヘッドは、たとえば、
ヘッドの種類に応じて、ボタンを押して、１０°〜９５°だけ内部アレイ装置を
旋回するモータを備え、互いから同一の距離である多数の断面レベルを得る。信
号処理および定量化装置を通過した後、走査されたエコーは、大容量記憶装置に
おいて正確な位置にディジタル信号として格納される。容量、ヘッドの種類およ
び超音波装置の旋回速度に応じて、走査時間は０．３秒〜２分である。次に、各
容量内の大容量記憶装置の内容から、断面層を計算し、表示することができる。
３次元画像の場合には、モニタに個別の画像として表示されるか、または回転す
るアニメーションによって次々に表示されるかのいずれかである。
【０００９】 別の方法においては、容量データは外部に収集される。この場合には、超音波
装置の移動は、探知装置に連結され、超音波ヘッドは手動でも移動することがで
きる。この場合には、画像データと共に、画像の位置を記録し、保存しなければ
ならない。標準的な音響ヘッドを用いてもよいが、システムが比較的扱いにくく
、画像データを収集するのに膨大な時間を要する。個別の２次元画像の間の距離
が同一でないために、断面レベルは重なり合う可能性があり、ディスプレイの質
を劣化させる。
装置の移動は、探知装置に連結され、超音波ヘッドは手動でも移動することがで
きる。この場合には、画像データと共に、画像の位置を記録し、保存しなければ
ならない。標準的な音響ヘッドを用いてもよいが、システムが比較的扱いにくく
、画像データを収集するのに膨大な時間を要する。個別の２次元画像の間の距離
が同一でないために、断面レベルは重なり合う可能性があり、ディスプレイの質
を劣化させる。
【００１０】 両方の方法に関する他の欠点は、一方では、一般にこの目的のために特に設け
られた装置で超音波ヘッドを操作することができるだけであり、そうしないと位
置決定が失われてしまう。他方では、次々に断面レベルが走査されるため、実時
間表示を行うことができないことである。心臓の走査の場合には、心臓の反応が
、特定の状況下で６〜７秒後では全く役に立たない場合もある。多くの場合には
、立会医にとってきわめて重要なことは、特に変化がすぐに走査されることであ
る。したがって、走査に関する努力は、実時間表示に集中している。
られた装置で超音波ヘッドを操作することができるだけであり、そうしないと位
置決定が失われてしまう。他方では、次々に断面レベルが走査されるため、実時
間表示を行うことができないことである。心臓の走査の場合には、心臓の反応が
、特定の状況下で６〜７秒後では全く役に立たない場合もある。多くの場合には
、立会医にとってきわめて重要なことは、特に変化がすぐに走査されることであ
る。したがって、走査に関する努力は、実時間表示に集中している。
【００１１】 本発明の目的は、高画質、高速データ収集および実時間の３次元視覚化を実現
する装置を製作することにある。
する装置を製作することにある。
【００１２】 超音波画像を作成するための別のシステムおよび方法は、米国特許第５，１１
１，８２３号に基づく従来技術である。このシステムでは、アレイの変換器は、
媒体に伝送信号を伝送した後、すべての反射体の媒体からのすべてのエコー信号
を、同時に走査する。したがって、多くの受信器が利用可能になるほど、また、
伝送信号が長くなればなるほど、エコー信号の容量が増大する。浸入度は低いが
、過度に高い周波数となる伝送信号の場合には、伝送信号を短縮することにより
、帯域幅が増大し、相関結果を向上する。長い距離にわたって、低周波数のみが
反射されるのであれば、有用な相関結果をもたらさない恐れがある。さらに、必
要な開口部でサイドローブが形成されるため、変換器のアレイは、複雑なサイド
ローブ雑音を生成し、これがエコー信号をも発生することもある。
１，８２３号に基づく従来技術である。このシステムでは、アレイの変換器は、
媒体に伝送信号を伝送した後、すべての反射体の媒体からのすべてのエコー信号
を、同時に走査する。したがって、多くの受信器が利用可能になるほど、また、
伝送信号が長くなればなるほど、エコー信号の容量が増大する。浸入度は低いが
、過度に高い周波数となる伝送信号の場合には、伝送信号を短縮することにより
、帯域幅が増大し、相関結果を向上する。長い距離にわたって、低周波数のみが
反射されるのであれば、有用な相関結果をもたらさない恐れがある。さらに、必
要な開口部でサイドローブが形成されるため、変換器のアレイは、複雑なサイド
ローブ雑音を生成し、これがエコー信号をも発生することもある。
【００１３】 合成開口法が完全な容量データを処理するために用いられるが、これは膨大な
記憶容量を有するきわめて高速のコンピュータを必要とする。データは実時間で
収集されるが、許容可能な期間以内にこれらのデータを表示することは決してで
きない。
記憶容量を有するきわめて高速のコンピュータを必要とする。データは実時間で
収集されるが、許容可能な期間以内にこれらのデータを表示することは決してで
きない。
【００１４】 発明の開示 問題は、請求項１に記載の３次元実時間超音波検査のためのシステムおよび請
求項６に記載の方法によって解決される。このシステムは、超音波ヘッド、信号
処理装置および視覚化装置を備える。この超音波ヘッドは、少なくとも１つの送
信器およびこの送信器とは別個に少なくとも３つの受信器を備え、送信器に対し
て、受信器の位置は既知であり、任意の変調関数の伝送信号を発生するための信
号発生器からの信号処理装置、信号発生器にそれぞれ接続された各受信器に関連
する相関器、各相関器に関連する受信器までの反射構造物にわたる伝送信号の経
路の決定を行うための演算装置、および反射構造物の空間座標を計算するための
演算装置がある。この演算装置は、受信器まで反射構造物にわたる伝送信号の経
路の決定を行うための前記各演算装置に接続されている。
求項６に記載の方法によって解決される。このシステムは、超音波ヘッド、信号
処理装置および視覚化装置を備える。この超音波ヘッドは、少なくとも１つの送
信器およびこの送信器とは別個に少なくとも３つの受信器を備え、送信器に対し
て、受信器の位置は既知であり、任意の変調関数の伝送信号を発生するための信
号発生器からの信号処理装置、信号発生器にそれぞれ接続された各受信器に関連
する相関器、各相関器に関連する受信器までの反射構造物にわたる伝送信号の経
路の決定を行うための演算装置、および反射構造物の空間座標を計算するための
演算装置がある。この演算装置は、受信器まで反射構造物にわたる伝送信号の経
路の決定を行うための前記各演算装置に接続されている。
【００１５】 送信器および受信器が検査対象である構造物を含む媒体のどこに配置されるか
は全く利用者の決定に任される。このため、媒体内部の構造物の最適な「視角お
よび照明角度」を見つけることができる。少なくとも３つの受信器は、１つの平
面に配置され、「サイトウィンドウ」、すなわちすべての送信器に対する基準面
として規定される場合には、媒体に埋め込まれた構造物の影のない画像を作成す
ることができる。また、配置される送信器および受信器の数の決定は利用者に任
される。しかし、３次元画像の場合には、少なくとも１つの送信器および３つの
受信器、または３つの送信器および１つの受信器が必要とされる。
は全く利用者の決定に任される。このため、媒体内部の構造物の最適な「視角お
よび照明角度」を見つけることができる。少なくとも３つの受信器は、１つの平
面に配置され、「サイトウィンドウ」、すなわちすべての送信器に対する基準面
として規定される場合には、媒体に埋め込まれた構造物の影のない画像を作成す
ることができる。また、配置される送信器および受信器の数の決定は利用者に任
される。しかし、３次元画像の場合には、少なくとも１つの送信器および３つの
受信器、または３つの送信器および１つの受信器が必要とされる。
【００１６】 たとえば、媒体が送信器と受信器との間に位置するようにするために、伝送信
号が、その側面からまたは内部で構造物に当たるようにするために媒体が送信器
と受信器との間に位置するように送信器および受信器を配置してもよい。次に、
エコー信号は、媒体および検査対象である構造物の吸収能力によって主に左右さ
れる。２つ以上の送信器が利用可能である場合には、構造物の吸収能力および反
射能力の両方を反映するエコー信号を受信することができる。
号が、その側面からまたは内部で構造物に当たるようにするために媒体が送信器
と受信器との間に位置するように送信器および受信器を配置してもよい。次に、
エコー信号は、媒体および検査対象である構造物の吸収能力によって主に左右さ
れる。２つ以上の送信器が利用可能である場合には、構造物の吸収能力および反
射能力の両方を反映するエコー信号を受信することができる。
【００１７】 ３次元実時間超音波検査のためのシステムの別の実施形態では、Ａ／Ｄ変換器
は、１つまたは複数の送信器と相関器の間のほか、各受信器と相関器との間にも
配置される。このため、送信信号および受信信号のディジタル化ができ、その後
ディジタル処理が行われる。
は、１つまたは複数の送信器と相関器の間のほか、各受信器と相関器との間にも
配置される。このため、送信信号および受信信号のディジタル化ができ、その後
ディジタル処理が行われる。
【００１８】 任意の次の超音波送信手順のために、再び同一の形状でディジタル化された伝
送信号を利用可能にするために、３次元実時間超音波検査のためのシステムは、
伝送信号のためのＡ／Ｄ変換器から下流にディジタル化された伝送信号を保存す
る記憶装置を備えてもよい。このため、記憶装置は、直接発生器に接続されるか
、または制御装置を経て接続される。制御装置は、手動または自動トリガー用と
して設計されてもよい。
送信号を利用可能にするために、３次元実時間超音波検査のためのシステムは、
伝送信号のためのＡ／Ｄ変換器から下流にディジタル化された伝送信号を保存す
る記憶装置を備えてもよい。このため、記憶装置は、直接発生器に接続されるか
、または制御装置を経て接続される。制御装置は、手動または自動トリガー用と
して設計されてもよい。
【００１９】 さらに、本発明は、３次元実時間超音波検査のための方法を備え、超音波信号
が超音波ヘッドによって媒体の中に伝送され、エコー信号が受信されて視覚化装
置で表示される。この方法は、以下のステップ、すなわち ａ）少なくとも１つの送信器によって、媒体中に、任意の変調関数を有する伝送
信号を伝送するステップと、 ｂ）送信器関して別個に配置され、送信器に対する位置が既知である少なくとも
３つの受信器からのエコー信号を受信するステップと、 ｃ）エコー信号中に伝送信号のパターンを検出することによって、媒体中の反射
構造物全体にわたり送信器から各受信器までの伝送信号の経路長の決定のために
、エコー信号を伝送信号と相関させるステップと、 ｄ）三角測量によってステップｃ）の結果から、反射構造物の空間座標および反
射能力および／または吸収能力を計算するステップと、 ｅ）反射構造物の空間座標および反射能力および／または吸収能力を視覚化装置
に表示するステップから構成される。
が超音波ヘッドによって媒体の中に伝送され、エコー信号が受信されて視覚化装
置で表示される。この方法は、以下のステップ、すなわち ａ）少なくとも１つの送信器によって、媒体中に、任意の変調関数を有する伝送
信号を伝送するステップと、 ｂ）送信器関して別個に配置され、送信器に対する位置が既知である少なくとも
３つの受信器からのエコー信号を受信するステップと、 ｃ）エコー信号中に伝送信号のパターンを検出することによって、媒体中の反射
構造物全体にわたり送信器から各受信器までの伝送信号の経路長の決定のために
、エコー信号を伝送信号と相関させるステップと、 ｄ）三角測量によってステップｃ）の結果から、反射構造物の空間座標および反
射能力および／または吸収能力を計算するステップと、 ｅ）反射構造物の空間座標および反射能力および／または吸収能力を視覚化装置
に表示するステップから構成される。
【００２０】 受信器が「見る方向」の間に差異を識別することができるようにするために、
この方法では、同一の変調関数の伝送信号を伝送することになる２つ以上の送信
器を用いるとすれば、個別の送信器は、次々に伝送信号を送信しなければならな
い。異なる変調関数の伝送信号が伝送される場合、送信器は、媒体の中にその伝
送信号を同時に伝送してもよい。
この方法では、同一の変調関数の伝送信号を伝送することになる２つ以上の送信
器を用いるとすれば、個別の送信器は、次々に伝送信号を送信しなければならな
い。異なる変調関数の伝送信号が伝送される場合、送信器は、媒体の中にその伝
送信号を同時に伝送してもよい。
【００２１】 送信器から受信器が離れているために、伝送信号は、長さに制限がない。その
持続時間は、変調関数によって下方で制限されるに過ぎない。
持続時間は、変調関数によって下方で制限されるに過ぎない。
【００２２】 システムが、送信器および受信器の下流にＡ／Ｄ変換器を備えている場合には
、伝送信号およびエコー信号は、相関を調べる前にディジタル化される。
、伝送信号およびエコー信号は、相関を調べる前にディジタル化される。
【００２３】 伝送信号とエコー信号との相関をとるためには、伝送信号の反射点を見つけな
くてはならないが、任意の従来の方法を用いてもよい。エコー信号の中に伝送信
号のパターンを見つけることを助けるために、単純な相関／たたみこみ法または
パルス圧縮法を適用してもよく、ウェーブレット法を用いてもよく、ニューラル
ネットワークを適用してもよい。
くてはならないが、任意の従来の方法を用いてもよい。エコー信号の中に伝送信
号のパターンを見つけることを助けるために、単純な相関／たたみこみ法または
パルス圧縮法を適用してもよく、ウェーブレット法を用いてもよく、ニューラル
ネットワークを適用してもよい。
【００２４】 画像の強度変調した点、すなわち3次元Bモード画像は、視覚化装置に表示され
る座標を自由に選択できるという条件でデカルト座標、円柱座標、極座標などで
、演算装置で反射点が規定される。
る座標を自由に選択できるという条件でデカルト座標、円柱座標、極座標などで
、演算装置で反射点が規定される。
【００２５】 ３次元実時間超音波検査のための方法はまた、伝送信号が記憶装置に格納され
た後、同一の伝送信号を再生するために信号発生器の制御に用いられる。この方
法のこのようなステップは、反射がモニターに表示されるまで本体が自在に調整
可能な変調関数を有する伝送信号によって初めに走査される場合に、きわめて大
きな利益がある。次に、同一の変調関数の伝送信号は、反復のために、記憶装置
から不規則にアクセスすることもできよう。
た後、同一の伝送信号を再生するために信号発生器の制御に用いられる。この方
法のこのようなステップは、反射がモニターに表示されるまで本体が自在に調整
可能な変調関数を有する伝送信号によって初めに走査される場合に、きわめて大
きな利益がある。次に、同一の変調関数の伝送信号は、反復のために、記憶装置
から不規則にアクセスすることもできよう。
【００２６】 エコー信号のそれぞれは、全容積からの反射信号の重ね合わせである。エコー
信号は、各チャネルで別個に処理された後、関連する伝送信号によって相関がと
られる。反射点の位置を計算するために、送信器から反射点を経て個々の受信器
までの経路が、初めに決定されなければならない。このため、エコー信号は、伝
送信号と相関がとられる。時間において特殊な点で、反射信号が受信される時に
、信号は、特殊な信号パターンを示す。時間におけるこのような点から、楕円お
よび／または楕円面が発見されるが、反射点および受信器までの電送信号の経路
によって規定され、楕円および楕円面は送信器および受信器を焦点とする。受信
器に対応する個々の楕円面の交差は、反射点の空間座標を生じる。
信号は、各チャネルで別個に処理された後、関連する伝送信号によって相関がと
られる。反射点の位置を計算するために、送信器から反射点を経て個々の受信器
までの経路が、初めに決定されなければならない。このため、エコー信号は、伝
送信号と相関がとられる。時間において特殊な点で、反射信号が受信される時に
、信号は、特殊な信号パターンを示す。時間におけるこのような点から、楕円お
よび／または楕円面が発見されるが、反射点および受信器までの電送信号の経路
によって規定され、楕円および楕円面は送信器および受信器を焦点とする。受信
器に対応する個々の楕円面の交差は、反射点の空間座標を生じる。
【００２７】 従来の方法に対する決定的な差は、反射の個々のレベルが次々に走査されるの
ではなく、すべてのデータが同時に収集されることに基づいている。この事実は
、過去において実現されなかった実時間超音波検査のための主要な前提条件であ
る。したがって、はじめて実時間で動く構造物、たとえば心臓弁の動きをスロー
モーションの３次元画像として走査することも可能であるため、心臓病専門医お
よび婦人科医にとって、きわめて重要な道具を提供することになる。
ではなく、すべてのデータが同時に収集されることに基づいている。この事実は
、過去において実現されなかった実時間超音波検査のための主要な前提条件であ
る。したがって、はじめて実時間で動く構造物、たとえば心臓弁の動きをスロー
モーションの３次元画像として走査することも可能であるため、心臓病専門医お
よび婦人科医にとって、きわめて重要な道具を提供することになる。
【００２８】 物理的な条件に応じて、周波数が増大すると、浸入度が減少する。この基本的
な相殺関係は、原則として生体材料の検査に関連する。超音波エネルギーが増大
する場合には、この相殺関係は減じられる可能性があるが、生体材料では制限さ
れた程度までに限って許容可能である。本発明の解決法は、大きな浸入度に付随
するきわめて高い分解能を実現するための機会を提供する。したがって、きわめ
て低いエネルギーを受けるだけで、従って患者に与えるストレスが最小限で超音
波走査を行うことができる。従来の方法では、浸入度が約２０ｃｍの場合、最大
分解能は、１．５ｍｍである。本発明による方法では、たとえば、浸入度が３０
ｃｍの場合、分解能は、常に０．１ｍｍである。分解能は、０．０５ｍｍまで向
上する可能性がある。
な相殺関係は、原則として生体材料の検査に関連する。超音波エネルギーが増大
する場合には、この相殺関係は減じられる可能性があるが、生体材料では制限さ
れた程度までに限って許容可能である。本発明の解決法は、大きな浸入度に付随
するきわめて高い分解能を実現するための機会を提供する。したがって、きわめ
て低いエネルギーを受けるだけで、従って患者に与えるストレスが最小限で超音
波走査を行うことができる。従来の方法では、浸入度が約２０ｃｍの場合、最大
分解能は、１．５ｍｍである。本発明による方法では、たとえば、浸入度が３０
ｃｍの場合、分解能は、常に０．１ｍｍである。分解能は、０．０５ｍｍまで向
上する可能性がある。
【００２９】 任意に変調された超音波信号（たとえば、こうもりおよびいるかに用いられる
反響位置決定法に基づき、上昇または下降する周波数列も含む）が、伝送される
。これに必要な時間が、媒体中の構造物の深さに応じて約数マイクロ秒である場
合には、全画像容量のデータは、このような信号の１つによって伝送してもよい
。エコー信号は、「並列に」走査されるため、従来の方法に比べて、時間効率が
はるかに優れている。
反響位置決定法に基づき、上昇または下降する周波数列も含む）が、伝送される
。これに必要な時間が、媒体中の構造物の深さに応じて約数マイクロ秒である場
合には、全画像容量のデータは、このような信号の１つによって伝送してもよい
。エコー信号は、「並列に」走査されるため、従来の方法に比べて、時間効率が
はるかに優れている。
【００３０】 別の決定的な利点は、走査される任意の構造物の表示に含まれる雑音部分がは
るかに小さいという事実にある。このことは、表示をはるかに鮮明にする。すな
わち、立会医の長い経験は、超音波画像を評価するために、もはや決め手になら
ないということである。第一に、信号処理を行い、従来の方法のように、画像処
理を行わないため、全データの内容が損なわれずに残っていることになる。した
がって、表示の誤りを除外することができる。
るかに小さいという事実にある。このことは、表示をはるかに鮮明にする。すな
わち、立会医の長い経験は、超音波画像を評価するために、もはや決め手になら
ないということである。第一に、信号処理を行い、従来の方法のように、画像処
理を行わないため、全データの内容が損なわれずに残っていることになる。した
がって、表示の誤りを除外することができる。
【００３１】 別の利点は、特に生体組織の検査の場合に、本体を走査するために、きわめて
低いエネルギーを用いることが容易であることにある。これにより、エネルギー
レベルを増大することによってのみ分解能の向上を実現していた他の従来の方法
に関する決定的な欠点を排除する。
低いエネルギーを用いることが容易であることにある。これにより、エネルギー
レベルを増大することによってのみ分解能の向上を実現していた他の従来の方法
に関する決定的な欠点を排除する。
【００３２】 発明の詳細 図１は、本発明による３次元実時間超音波検査のためのシステムのブロック図
であり、アナログ伝送信号が発生され、その結果、エコー信号にアナログ処理が
施される。発生器１は、搬送周波数を発生し、任意の関数によって決まる変調器
２で変調される。この実施形態では、この伝送信号は、送信器３によって媒体ま
たは本体の中に伝送される。この実施形態では、媒体内の任意の構造物によって
反射されたエコーは、３つの受信器４によって受信される。したがって、反射測
定のために、初めにエコー信号のそれぞれは、相関器５で伝送信号と相関をとる
必要がある。この過程では、媒体中の各反射点は、時間的に異なる点で個別の受
信器４によって、「検出」される。このため、変調器２は、各個別の受信器４に
関連する相関器５に接続される。伝送信号および各エコー信号における類似のパ
ターンは、反射として分析されなければならない。たとえば、これらのパターン
の検出はまた、基準が反射に等しくなるような一致が得られるまで、エコー信号
上で伝送信号をずらすことによって、成し遂げることもできる。この相関の結果
は、一連の反射を示し、それぞれが送信器３から反射点まで伝送し、対応する受
信器４に戻る伝送信号の全体の経路を示している。このことは、送信器３および
対応する受信器４が楕円面の２つの焦点にあることを意味する。これらの反射点
の空間座標は、単純な三角測量法によって下流の演算装置６で規定される。起点
は、送信器３から反射点まで行き受信器４まで戻る場合と同一の距離に位置する
点が、同一の楕円面上に位置する場所である。３つの楕円面の交差点は、実際の
反射が生じる空間座標を明確に定める。図８は、この状況を明確に示している。
次に、空間座標は、適切な強度でモニタ７に表示される。
であり、アナログ伝送信号が発生され、その結果、エコー信号にアナログ処理が
施される。発生器１は、搬送周波数を発生し、任意の関数によって決まる変調器
２で変調される。この実施形態では、この伝送信号は、送信器３によって媒体ま
たは本体の中に伝送される。この実施形態では、媒体内の任意の構造物によって
反射されたエコーは、３つの受信器４によって受信される。したがって、反射測
定のために、初めにエコー信号のそれぞれは、相関器５で伝送信号と相関をとる
必要がある。この過程では、媒体中の各反射点は、時間的に異なる点で個別の受
信器４によって、「検出」される。このため、変調器２は、各個別の受信器４に
関連する相関器５に接続される。伝送信号および各エコー信号における類似のパ
ターンは、反射として分析されなければならない。たとえば、これらのパターン
の検出はまた、基準が反射に等しくなるような一致が得られるまで、エコー信号
上で伝送信号をずらすことによって、成し遂げることもできる。この相関の結果
は、一連の反射を示し、それぞれが送信器３から反射点まで伝送し、対応する受
信器４に戻る伝送信号の全体の経路を示している。このことは、送信器３および
対応する受信器４が楕円面の２つの焦点にあることを意味する。これらの反射点
の空間座標は、単純な三角測量法によって下流の演算装置６で規定される。起点
は、送信器３から反射点まで行き受信器４まで戻る場合と同一の距離に位置する
点が、同一の楕円面上に位置する場所である。３つの楕円面の交差点は、実際の
反射が生じる空間座標を明確に定める。図８は、この状況を明確に示している。
次に、空間座標は、適切な強度でモニタ７に表示される。
【００３３】 図２は、本発明による３次元実時間超音波検査のためのシステムのブロック図
であるが、デジタルデータ処理が施されている。発生器１は、搬送周波数を発生
し、任意の関数を有する変調器２で変調される。この実施形態では、伝送信号は
また、送信器３によってランダムな媒体の中に伝送される。第１の実施形態の変
形として、Ａ／Ｄ変換器８が、変調器２と各相関器５との間のほか、各受信器４
と関連する相関器５との間にも配置される。さらに、この実施形態では、追加の
記憶装置９が、変調信号のためのＡ／Ｄ変換器８と発生器１との間に配置され、
後の反復のために伝送された伝送信号を保存する。このため、記憶装置９は、発
生器１と連結されている。
であるが、デジタルデータ処理が施されている。発生器１は、搬送周波数を発生
し、任意の関数を有する変調器２で変調される。この実施形態では、伝送信号は
また、送信器３によってランダムな媒体の中に伝送される。第１の実施形態の変
形として、Ａ／Ｄ変換器８が、変調器２と各相関器５との間のほか、各受信器４
と関連する相関器５との間にも配置される。さらに、この実施形態では、追加の
記憶装置９が、変調信号のためのＡ／Ｄ変換器８と発生器１との間に配置され、
後の反復のために伝送された伝送信号を保存する。このため、記憶装置９は、発
生器１と連結されている。
【００３４】 図３は、増大する周波数の伝送信号を示している。これは、周波数ｆｍｉｎか
らｆｍａｘのチャープである。この信号の波長は、図の左から右へ減少する。興
味範囲の全データの内容は、１つの伝送信号によってのみ同時に走査された後、
高速コンピュータで並列処理が行われる。
らｆｍａｘのチャープである。この信号の波長は、図の左から右へ減少する。興
味範囲の全データの内容は、１つの伝送信号によってのみ同時に走査された後、
高速コンピュータで並列処理が行われる。
【００３５】 受信器４のそれぞれが、図３に示された伝送信号のエコー信号を受信する。図
４は、３点で反射され、受信器４によって受信されたこのようなエコー信号を示
している。この図では、エコー信号は、いずれの雑音部分も重なっていない。第
１の反射点のみが、図からわかる。他の反射点は、この図ではエコーの重なりの
ため、検出することはできない。伝送信号とエコー信号の相関をとった後に限っ
て、他の反射点も明らかになる。
４は、３点で反射され、受信器４によって受信されたこのようなエコー信号を示
している。この図では、エコー信号は、いずれの雑音部分も重なっていない。第
１の反射点のみが、図からわかる。他の反射点は、この図ではエコーの重なりの
ため、検出することはできない。伝送信号とエコー信号の相関をとった後に限っ
て、他の反射点も明らかになる。
【００３６】 図５は、図４によるエコー信号に対する図３による「チャープ」の相関結果を
示している。反射能力および／または吸収能力に比例するこの振幅について試料
の特徴部分は、反射点で正確に発生している。
示している。反射能力および／または吸収能力に比例するこの振幅について試料
の特徴部分は、反射点で正確に発生している。
【００３７】 図６は、きわめて雑音の多いエコー信号のランを示しており、このときのＳＮ
Ｒ（信号雑音比）は０ｄＢである。このエコー信号には、反射は見られない。伝
送信号との相関を取ると、図７による信号特性が生じる。この信号は反射点が明
らかに認識することができ、図５の信号に匹敵する。これは、本発明による方法
の主要な利点を説明している。ＳＮＲが−２０ｄＢに基づく場合であっても、反
射点は、エコー信号において依然として明白に検知することができた。きわめて
好ましくないＳＮＲの場合に限って、評価を行うことができなかった。
Ｒ（信号雑音比）は０ｄＢである。このエコー信号には、反射は見られない。伝
送信号との相関を取ると、図７による信号特性が生じる。この信号は反射点が明
らかに認識することができ、図５の信号に匹敵する。これは、本発明による方法
の主要な利点を説明している。ＳＮＲが−２０ｄＢに基づく場合であっても、反
射点は、エコー信号において依然として明白に検知することができた。きわめて
好ましくないＳＮＲの場合に限って、評価を行うことができなかった。
【００３８】 医学診断のために本発明によるシステムおよび本発明による方法を用いる場合
には、媒体の特徴は、特に重要である。その複雑な性質のために、超音波の減衰
の周波数に対する依存関係を示す簡素化したモデルを得ることがきわめて困難で
ある。一般に、線形の関係が、減衰、信号の経路長、周波数の間に仮定される。
Ｇが減衰（ｄＢ）、ｆが周波数（ＭＨｚ）、ｚが媒体の深さ（ｃｍ）、βが媒体
の減衰定数（ｄＢ／［ＭＨｚ ｃｍ］）を表すとき、以下の式が得られる： Ｇ＝２βｆｚ それ故、より高い周波数は、より低い周波数よりも減衰する。表１は、さまざま
な種類の組織に関する減衰定数を示している。
には、媒体の特徴は、特に重要である。その複雑な性質のために、超音波の減衰
の周波数に対する依存関係を示す簡素化したモデルを得ることがきわめて困難で
ある。一般に、線形の関係が、減衰、信号の経路長、周波数の間に仮定される。
Ｇが減衰（ｄＢ）、ｆが周波数（ＭＨｚ）、ｚが媒体の深さ（ｃｍ）、βが媒体
の減衰定数（ｄＢ／［ＭＨｚ ｃｍ］）を表すとき、以下の式が得られる： Ｇ＝２βｆｚ それ故、より高い周波数は、より低い周波数よりも減衰する。表１は、さまざま
な種類の組織に関する減衰定数を示している。
【００３９】 表２は、組織の深さ、減衰定数０．７ｄＢ／［ＭＨｚ ｃｍ］を受けた組織の
場合の周波数に基づく減衰（ｄＢ）を列挙している。
場合の周波数に基づく減衰（ｄＢ）を列挙している。
【００４０】 図４〜図７に示されるように、ＳＮＲが好ましくない場合であっても、反射点
の位置を依然として検出することができるため、表１および表２によれば、組織
の減衰に関係なく、比較的低い周波数および低い音響エネルギーできわめて良好
な結果を得ることができる。
の位置を依然として検出することができるため、表１および表２によれば、組織
の減衰に関係なく、比較的低い周波数および低い音響エネルギーできわめて良好
な結果を得ることができる。
【００４１】 図８は、反射点の空間座標を計算するために３つの受信器に基づく三角測量法
を示している。任意に変調された信号の伝送によって、いかにして反射点の空間
座標を計算することができるかを説明している。相関器において、反射点の距離
、各送信器3と反射点間、更に対応する受信器4までの距離を決定した後、送信器
３および／または受信器４が配置される位置を焦点とする楕円面を規定すること
ができる。すべての３つの楕円面の交差点のそれぞれが、反射点の空間座標を示
す。もし１つの送信器および４つ以上の受信器が利用可能であれば、４つ以上の
楕円面が各反射点に関して利用可能であり、各反射点の空間座標を規定する１つ
の点ですべて交差する。
を示している。任意に変調された信号の伝送によって、いかにして反射点の空間
座標を計算することができるかを説明している。相関器において、反射点の距離
、各送信器3と反射点間、更に対応する受信器4までの距離を決定した後、送信器
３および／または受信器４が配置される位置を焦点とする楕円面を規定すること
ができる。すべての３つの楕円面の交差点のそれぞれが、反射点の空間座標を示
す。もし１つの送信器および４つ以上の受信器が利用可能であれば、４つ以上の
楕円面が各反射点に関して利用可能であり、各反射点の空間座標を規定する１つ
の点ですべて交差する。
【００４２】 本発明は、いくつかの図面によって以下に詳細に説明される。個々の図では、
同一の参照数字は、同一または類似の構成要素を指す。
同一の参照数字は、同一または類似の構成要素を指す。
【図１】 アナログ伝送信号および対応するエコー信号のアナログ処理に基づ
く、本発明による３次元実時間超音波検査のためのシステムブロック図を示して
いる。
く、本発明による３次元実時間超音波検査のためのシステムブロック図を示して
いる。
【図２】 エコー信号のディジタル処理に基づく、本発明による３次元実時間
超音波検査のためのシステムのブロック図を示している。
超音波検査のためのシステムのブロック図を示している。
【図３】 「チャープ」と呼ばれる特定の伝送信号および対応するエコー信号
を示している。
を示している。
【図４】 ３点で反射される図３による「チャープ」のエコー信号を示してい
る。
る。
【図５】 図４によるエコー信号を用いて、図３による「チャープ」の相関結
果を示している。
果を示している。
【図６】 ＳＮＲが０ｄＢであるエコー信号を示している。
【図７】 図３による伝送信号を用いて、図６によるエコー信号の相関結果を
示している。
示している。
【図８】 反射点の空間座標の計算のために、３つの受信器に基づく三角測量
法を実際に示している。
法を実際に示している。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年６月２３日（２００１．６．２３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】 別の方法においては、容量データは外部に収集される。この場合には、超音波
装置の移動は、探知装置に連結され、超音波ヘッドは手動でも移動することがで
きる。この場合には、画像データと共に、画像の位置を記録し、保存しなければ
ならない。標準的な音響ヘッドを用いてもよいが、システムが比較的扱いにくく
、画像データを収集するのに膨大な時間を要する。個別の２次元画像の間の距離
が同一でないために、断面レベルは重なり合う可能性があり、ディスプレイの質
を劣化させる。
装置の移動は、探知装置に連結され、超音波ヘッドは手動でも移動することがで
きる。この場合には、画像データと共に、画像の位置を記録し、保存しなければ
ならない。標準的な音響ヘッドを用いてもよいが、システムが比較的扱いにくく
、画像データを収集するのに膨大な時間を要する。個別の２次元画像の間の距離
が同一でないために、断面レベルは重なり合う可能性があり、ディスプレイの質
を劣化させる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】 両方の方法に関する他の欠点は、一方では、一般にこの目的のために特に設け
られた装置で超音波ヘッドを操作することができるだけであり、さもないと位置
決定が失われてしまうという事実からわかる。他方では、次々に断面レベルが走
査されるため、実時間表示を行うことができないことである。心臓の走査の場合
には、心臓の反応が、特定の状況下で６〜７秒後では全く役に立たない場合もあ
る。多くの場合には、立会医にとってきわめて重要なことは、特に変化がすぐに
走査されることである。したがって、走査に関する努力は、実時間表示に集中し
ている。
られた装置で超音波ヘッドを操作することができるだけであり、さもないと位置
決定が失われてしまうという事実からわかる。他方では、次々に断面レベルが走
査されるため、実時間表示を行うことができないことである。心臓の走査の場合
には、心臓の反応が、特定の状況下で６〜７秒後では全く役に立たない場合もあ
る。多くの場合には、立会医にとってきわめて重要なことは、特に変化がすぐに
走査されることである。したがって、走査に関する努力は、実時間表示に集中し
ている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】 本発明の目的は、高画質、高速データ収集および実時間の３次元視覚化を実現
する装置を製作することにある。
する装置を製作することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】 超音波画像を作成するための別のシステムおよび方法は、米国特許第５，１１
１，８２３号に基づく従来技術である。このシステムでは、アレイの変換器は、
媒体に送信信号を伝送した後、すべての反射体媒体からのすべてのエコー信号を
、同時に走査する。したがって、多くの受信器が利用可能になるほど、また送信
信号が長くなればなるほど、エコー信号の容量が増大する。浸入度は低いが、過
度に高い周波数となる送信信号の場合には、送信信号を短縮することにより、帯
域幅が増大し、相関結果を向上する。長い距離にわたって、低周波数のみが反射
されるのであれば、有用な相関結果をもたらさない恐れがある。さらに、必要な
開口部でサイドローブが形成されるため、変換器のアレイは、複雑なサイドロー
ブ雑音を生成し、これがエコー信号を発生することもある。
１，８２３号に基づく従来技術である。このシステムでは、アレイの変換器は、
媒体に送信信号を伝送した後、すべての反射体媒体からのすべてのエコー信号を
、同時に走査する。したがって、多くの受信器が利用可能になるほど、また送信
信号が長くなればなるほど、エコー信号の容量が増大する。浸入度は低いが、過
度に高い周波数となる送信信号の場合には、送信信号を短縮することにより、帯
域幅が増大し、相関結果を向上する。長い距離にわたって、低周波数のみが反射
されるのであれば、有用な相関結果をもたらさない恐れがある。さらに、必要な
開口部でサイドローブが形成されるため、変換器のアレイは、複雑なサイドロー
ブ雑音を生成し、これがエコー信号を発生することもある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】 合成開口法が完全な容量データを処理するために用いられるが、これは膨大な
記憶容量を有するきわめて高速のコンピュータを必要とする。データは実時間で
収集されるが、許容可能な期間以内にこれらのデータを表示することは決してで
きない。
記憶容量を有するきわめて高速のコンピュータを必要とする。データは実時間で
収集されるが、許容可能な期間以内にこれらのデータを表示することは決してで
きない。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】 発明の開示 問題は、請求項１に記載の３次元実時間超音波検査のためのシステムおよび請
求項６に記載の方法によって解決される。このシステムは、超音波ヘッド、信号
処理装置および視覚化装置を備え、超音波ヘッドは、少なくとも１つの送信器お
よびこの送信器とは別個に少なくとも３つの受信器を具備し、送信器に対して、
受信器の位置は既知であり、任意の変調関数の送信信号を発生するための信号発
生器からの信号処理装置、信号発生器にそれぞれ接続された各受信器に関連する
相関器、各相関器に関連する受信器までの反射構造物全体にわたる送信信号の経
路の決定を行うための演算装置、および反射構造物の空間座標を計算するための
演算装置からの信号の処理は、受信器まで反射構造物にわたる送信信号の経路の
決定を行うための前記各演算装置に接続されている。
求項６に記載の方法によって解決される。このシステムは、超音波ヘッド、信号
処理装置および視覚化装置を備え、超音波ヘッドは、少なくとも１つの送信器お
よびこの送信器とは別個に少なくとも３つの受信器を具備し、送信器に対して、
受信器の位置は既知であり、任意の変調関数の送信信号を発生するための信号発
生器からの信号処理装置、信号発生器にそれぞれ接続された各受信器に関連する
相関器、各相関器に関連する受信器までの反射構造物全体にわたる送信信号の経
路の決定を行うための演算装置、および反射構造物の空間座標を計算するための
演算装置からの信号の処理は、受信器まで反射構造物にわたる送信信号の経路の
決定を行うための前記各演算装置に接続されている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G047 AC13 BA03 BC13 GA14 GF04 GF07 GG09 GG34 GG36 GG46 GH08 GH09 4C301 AA03 EE10 GA03 GD01 HH01 JB03 JB21 JB28 KK16 5J083 AA02 AB17 AC30 AD13 AE10 BA03 BE08 CA02 EA03 EA14 EA18
Claims (8)
- 【請求項１】 ３次元実時間超音波検査のためのシステムであって、超音波ヘ
ッド、信号処理装置および視覚化装置を備え、前記超音波ヘッドが、少なくとも
１つの送信器（３）と、前記送信器とは別個に少なくとも３つの受信器（４）を
備え、前記送信器（３）に対して、前記受信器（４）の位置が既知であることと
、前記信号処理装置が、任意の変調関数を有する伝送信号を発生するための信号
発生器（１）と、前記信号発生器（１）にそれぞれ接続された各受信器（４）に
関連する相関器（５）と、各相関器（５）に関連する前記受信器（４）まで反射
構造物にわたる伝送信号の経路長の決定のための第１の演算装置と、前記反射構
造物（６）の空間座標の計算のための第２の演算装置と、を備え、前記反射構造
物にわたる伝送信号の経路長の決定のための各演算装置が、前記演算装置に接続
されることを特徴とする３次元実時間超音波検査のためのシステム。 - 【請求項２】 前記受信器（４）が、１つの平面に配置されることを特徴とす
る請求項１に記載の３次元実時間音響映像のためのシステム。 - 【請求項３】 Ａ／Ｄ変換器（８）が、個々の送信器（３）と各相関器（５）
との間のほか、各受信器（４）と対応する相関器（５）との間に配置されること
を特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の３次元実時間超音波検査
のためのシステム。 - 【請求項４】 伝送信号のための記憶装置（９）が、前記Ａ／Ｄ変換器（８）
から下流に配置され、前記信号発生器（１）に連結されることを特徴とする請求
項３に記載の３次元実時間超音波検査のためのシステム。 - 【請求項５】 前記記憶装置（９）が、制御装置によって前記信号発生器（１
）に接続され、前記制御装置が、手動または自動でトリガーを発生することがで
きることを特徴とする請求項４に記載の３次元実時間超音波検査のためのシステ
ム。 - 【請求項６】 ３次元実時間音響映像のための方法であって、超音波ヘッド、
信号処理装置および視覚化装置を備え、前記超音波ヘッドが、媒体中に伝送され
、エコーが信号処理後にモニタに表示され、以下のステップ、すなわち ａ）少なくとも１つの送信器によって、媒体中に、任意の変調関数を有する伝送
信号を伝送するステップと、 ｂ）少なくとも１つの送信器のために別個に配置され、前記送信器に対してその
位置が従来技術で定められ少なくとも３つの受信器からのエコー信号を受信する
ステップと、 ｃ）第１の演算装置において、エコー信号中の伝送信号のパターンを規定するこ
とによって、前記送信器から前記媒体中の反射構造物にわたり対応する受信器ま
での伝送信号の経路長の決定のために、エコー信号と伝送信号との相関をとるス
テップと、 ｄ）第２の演算装置において、三角測量によってステップｃ）の結果に基づき、
前記反射構造物の空間座標および反射能力および／または吸収能力を規定するス
テップと、 ｅ）前記反射構造物の空間座標および反射能力および／または吸収能力を視覚化
装置に表示するステップと、によって特徴付けられる３次元実時間超音波検査の
ための方法。 - 【請求項７】 ２つ以上の送信器を備える配置において、個々の送信器が、次
々に同一の伝送信号を伝送することを特徴とする請求項６に記載の３次元実時間
超音波検査のための方法。 - 【請求項８】 ２つ以上の送信器を備える配置において、個々の送信器が、異
なる変調関数を有する伝送信号を同時に伝送することを特徴とする請求項６に記
載の３次元実時間超音波検査のための方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1999115583 DE19915583A1 (de) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | Vorrichtung und Verfahren für die 3D-Echtzeitsonographie |
| DE19915583.6 | 1999-04-07 | ||
| PCT/EP2000/002436 WO2000062091A1 (de) | 1999-04-07 | 2000-03-20 | Vorrichtung und verfahren für die 3d-echtzeitsonographie |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002540910A true JP2002540910A (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=7903720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000611102A Pending JP2002540910A (ja) | 1999-04-07 | 2000-03-20 | ３次元実時間超音波検査のためのシステムおよび方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1166148A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (6)
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|---|---|---|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008253663A (ja) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Toshiba Corp | 超音波診断装置およびその制御処理プログラム |
| JP2021076376A (ja) * | 2019-11-05 | 2021-05-20 | 株式会社ニチゾウテック | 超音波探傷検査装置、および反射源特定方法 |
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