JP2012110740A - 集積化電子機器を有する超音波プローブ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】手持ち超音波プローブシステムは人間工学的ハウジング内に集積化電子機器を有する。該電子機器は制御回路、ビーム形成回路そして変換器ドライブ回路を有する。該プローブ電子機器は工業規格高速直列バスを使用してホストコンピユータと通信する。
【選択図】図1
Description
or)への通信リンク(communication link)とを有する。該中央パネルは、各々がメモリーとビーム形成回路とを有する1対の周囲パネル(surrounding panels)の間に設置され得る。該システムは種々のプローブ要素(probe elements)の使用を受け入れ、種々のプローブ用の種々のレベルに調整される可変電源を使用出来る。又、種々のプローブ用に種々の周波数が選択出来るように可変クロック発生器(variable clock generator)を使用することが望ましい。
この様な薬品は、該プローブ変換器配列により発生される特定の音響信号により賦活された時該身体内に音響的に開放される薬剤(medication)を含むことも出来る。
amming)を使用しそしてシームレス(seamless)の適合型ビーム形成モード用に使用するのみならずデバッグと完全なセットの画像形成を行うための柔軟性を充たす能力を必要とする。人間工学的で、経済的な携帯型設計は又該走査ヘッド3とピーシーホスト5の間の費用効果的で、邪魔にならない接続を要する。該プローブシステムの一般的説明は、1995年6月29日に共に出願され、今は米国特許第5、590、658号及び第5、839、442号となっている、米国直列番号第08/496、804号及び第08/496、805号の1部継続出願である、1996年2月12出願の米国直列番号第08/559、816号の1部継続出願である、今は1999年10月12日発行の米国特許第5、964、709号となっている、1996年6月28日出願の国際出願第PCT/US96/11166号で見出され、更に進んだ実施例は、1998年2月3日出願の国際出願第PCT/US98/02291号に対応する1999年7月30日出願の米国出願第09/364,699号及び1997年12月23日出願の国際出願第PCT/US97/24291号に対応する1999年11月23日出願の米国出願第09/447、144号で説明されており、上記特許及び出願はそれら全体で引用によりここに組み入れられる。
マンドが許される。該システム制御器218がポーズコマンドを受信すると、それは該ブイラムメモリー内の次のワードを読む前に指定数のクロックサイクルだけ待つ。該PAUSECOUNTは1−2047の範囲上で取り得る11ビット数である。これは、16376(2047*8)までのシステムクロックサイクルのポーズを可能にするRATEフイールドにより追加的測られる。RATE1のポーズは次に説明される様にウエートコマンドと解釈されるのでRATEフイールドは値0,2そして3上で取り得るのみであることを注意する。しかしながら、これは問題でなく、何故なら、典型的にRATE0のみは最大ウエート精度用(1クロック内に)に使用されそしてRATE3は最大ウエート時間用(16376クロックサイクルまで)に使用されるからである。
を該システム制御器に伝えるためにフレーム用シーエケンスの終わりで使用される。次いで該制御器は、もしそれが1フレームモード(single-frame mode)にあればそれがホストにより再スタートされる(位置0から)までフエッチ命令(fetching instruction)を停止する。もしそれが連続モード(continuous mode)にあるなら、それは次のフレーム上で直ちにスタートする。{意味されるジャンプ0(implied jump 0)用に要する128サイクルの後}。
ーイー1394ハブ(IEEE1394 hub)の様な電源が使用出来る。該フアイヤワイヤプロトコルは高レート、低レイテンシー(low-latency)のビデオデータを転送するためのアイソクロナス通信(isochronous communication)のみならず該周辺機器のコンフイギュレーションと制御のみならずそれらからステイタス情報を得るためにも使用され得る非同期で、信頼性のある通信も両方提供する。誂えのシステムを該フアイヤワイヤバスにインターフエースするための幾つかのチップセット(chipset)が入手可能である。加えて、該ヘッド対ホスト接続(head-to-host)の他端を完成するためにピーシーアイ対フアイヤワイヤ(PCI-to-FireWire)のチップセットと基板が現在入手可能である。又カードバス対フアイヤワイヤ(CardBus-to-FireWire)の基板も使用出来る。
り、追加的同期化が該システム制御器内に組み込まれている。
a)リンク層(Link Layer)制御器チップをコンフイギュアし{テーアイジーピーリンクス(TI GPLynx)又はテーアイジーピー2リンクス(TI GP2 lynx)}
b)該システム制御器エフジーピーエイを制御し
c)配列されたデータを該ブイラム内に書き込む
ために該ホストから該プローブヘッドへ送られる。
API)及びデバイスドライバーが該パケットの組立の面倒を見る。
ードワードが書かれるようにだけする。該ペイロードデータは再びリトルエンディアンであることを注意頂きたい。(これら2つの事実は共に全ての4バイトから最初の2バイトが使用され第2の2つは無視されることになる。)該システム制御器モードワードの規定は表7で与えられる。
かの種類とし得る。該フオーマットは表9と表10に示す。それらは書き込み要求フオーマットと同様である。
program)を知ることにより得られる。
同期化は2つの方法を介して達成されるが、
1.フレームの第1パケット内の第1ワードのハイのバイトが該フレーム開始部{ビーオーエフ(BOF)}コードに設定される。(これは該システム制御器モードワード内で設定出来る)。
のサイズの倍数でなくとも、第4パケットの第1ワードは第2フレームの第1ワードになることを意味する。
タル基板上の該ブイラム(該ブイラム制御器を経由して)からデータを受信するそれらとである。該2種類のモジュールはそれらの動作を同期化するために異なる制御信号を使用する。
7中に、該ブイラム制御器は、次のランが1/4のレートでモジュール2用であることを示すヘッダーデータをラッチする。又クロック7中に、該ブイラムは該モジュールが使用するモジュールデータを発生する。クロック8で、MODCLOCK2が起こり、モジュール2に該ブイラムのデータをラッチインし使用するよう命ずる。該データは次のMODCLOCK2の前のマスタークロックまで存在することを注意しておく。
させるバッフアー機能とである。該送/受信チップのコア機能は、各チャンネルプロセサーへマスタークロック及びビット値を同報(broadcasts)するグローバルカウンター、送信周波数、パルス数、パルスシーケンスそして送/受信選択を制御するグローバルメモリー、各チャンネル用の遅延選択を提供するローカル比較器を含む。例えば、60MHzクロック及び10ビットグローバルカウンター用には、それは各チャンネルに17usまでの遅延、プログラム可能な送信周波数を提供するローカル周波数カウンター、種々のパルスシーケンスを提供するローカルパルスカウンターを提供出来る。例えば、6ビットカウンターは、1パルスから64パルスまでのプログラム可能な被送信パルス長さ、サブクロック遅延分解能を提供するローカルにプログラム可能な位相選択器を提供出来る。例えば、60MHzマスタークロック用には2対1位相選択器は8nsの遅延分解能を提供する。
を有する演算増幅器により実現される。典型的に、これらのデバイスは比較的効率的であるがそれはそれらが新しい出力電圧を作るために抵抗器を通して電力を放散するからである。
ローブ電力をオン又はオフと切り換えるための操作者による使用のためのオプションのボタン35がある。
トップ、ラップトップ、パームトップ又は他の携帯型コンピユータとすることが出来る。人体の軟組織構造を表示するための実時間Bモード超音波画像に加えて、実時間で体内血液速度の見積もりを表示するためにドップラー超音波データが使用され得る。3つの異なる速度見積もりシステムが存在するが、それらはカラー流れ画像形成(color-flow imaging){シーエフアイ(CFI)}、パワードップラー(power-Doppler)そしてスペクトルソノグラム(spectral sonogram)である。
density)である。該パワースペクトル密度の逆フーリエ変換は該自己相関である。
Nops=(2Ne+2)Mf0 (7)
ここでMf0は毎秒のデータサンプルの数である。これは控え目な値であり、何故ならBモードラインはモード間をスイッチして時間を失わせるシーエフ画像形成ラインを間に入れられるからである。ついては次の様になり、
ムクラス(Pentium-class)のラップトップコンピユータの能力内にある。かくして、該シーエフアイ信号処理の全ては現在技術のマイクロプロセサーを使用するソフトウエアで行える。
該ゲート長さは
lg=0.44mm (15)
と計算される。
該パルス繰り返し周波数は
独立スペクトルラインの全数はN=Tobsfprf=250である。そこで最大検出可能速度は
の不整合(mismatch)(特に圧縮性の差)のために等価なサイズの液体又は固体粒子よりも遙かに強く音響を散乱(scatter)させる。この影響はドップラー及びMモード画像形成技術でも同じに観察される。造影画像形成用に基本波Bモードを使用する1つの不利は該バブルにより創られるエコーのレベルが生物学的組織から生じるエコーのレベルと同様であることである。
Claims (28)
- ケーブルで変換器プローブハウジングと通信することが出来る手持形のディスプレーシステムを具備し、
該手持形のディスプレーシステムはビーム形成回路と、イメージデータを蓄積するメモリーと、超音波画像をディスプレーする電子ディスプレーと、システム制御器集積回路と、イメージデータを処理するコンピュータとを備え、
該手持形のディスプレーシステムは、該変換器プローブハウジング内のスキャンニング変換アレーを駆動する高電圧集積回路を有する集積回路伝達受信装置を備え、該集積回路伝達受信装置は低電圧集積回路を更に備えることを特徴とする手持形の超音波画像形成システム。 - 該インターフエースシステムが、インターフエースハウジング内に設置された第1回路基板組立体及び第2回路基板組立体を備えることを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 該第1回路基板組立体及び第2回路基板組立体がコネクターにより電気的に接続されることを特徴とする請求項2記載のシステム。
- 該メモリーが、ビデオランダムアクセスメモリー(VRAM)を有することを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 該標準通信インターフエースがアイイーイーイー(IEEE)1394インターフエースを有することを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 該標準通信インターフエースが汎用直列バス(USB)インターフエースを有することを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 該第1回路基板組立体が、該第2回路基板組立体上に設置された該システム制御器に接続された該ビーム形成回路を備え、該第2回路基板組立体が、該高電圧集積回路及び該低電圧集積回路が単一集積回路から成る集積回路伝達受信装置を備えることを特徴とする請求項2記載のシステム。
- 該メモリーが同期ダイナミックランダムアクセスメモリー(SDRAM)を有することを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 該メモリーが、該第1回路基板組立体上の第1メモリーと、該第2回路基板組立体上の第2メモリーと、を有することを特徴とする請求項7記載のシステム。
- 該システム制御器がリードアウト制御器、通信制御器、アルバイター、そしてリフレッシ制御器を有することを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 該インターフエースシステムが、ケーブルでプローブハウジングに接続可能である、約4.54kg(10ポンド)以下の重さのインターフエースハウジングを備えることを特徴とする請求項1記載のシステム。
- ユーザーが超音波研究パラメーターを制御することが出来るような制御パネルを具備することを特徴とする請求項1記載のシステム。
- コンピュータ用のキーボードを具備することを特徴とする請求項12記載のシステム。
- 該制御パネルが、該コンピュータへの無線接続を有する遠隔制御部を備えることを特徴とする請求項12記載のシステム。
- 該制御パネルが、該インターフエースシステムが設置されるインターフエースハウジングを備えることを特徴とする請求項12記載のシステム。
- アイソクロナスなデータが標準通信インターフエースに沿って送信される様なインターフエースシステムを具備することを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 該コンピュータが、通信インタフエースからのデータ上でスキャンコンバージョンを行うようプログラムされていることを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 該通信インターフエースが少なくとも毎秒100メガビットでデータを伝導することを特徴とする請求項16記載のシステム。
- 該通信インターフエースが少なくとも毎秒200メガビットでデータを伝導することを特徴とする請求項16記載のシステム。
- コンピュータがドップラープロセスを実行することを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 通信インターフエース上で送信用にデータのパケットをアッセンブルする通信制御回路を備えることを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 非同期データを伝導する通信インターフエースを備えることを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 該ビーム形成回路が集積回路を有しており、種々の変換器プローブ用の種々の動作周波数を選択するために可変クロック発生器を具備することを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 該ビーム形成回路が、少なくとも64の遅延チャンネルを有するチャージドメインプロセサーを有することを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 該インターフエースシステムに接続可能な複数の変換器プローブの各々用に動作周波数を調整するためにタイミング制御器及びクロック発生器を備えることを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 該集積回路制御組立体が、選択された遅延分解能に対する複数のチャンネルプロセサーの各々にマスタークロック信号を送信することを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 該集積回路制御組立体が低電圧を高電圧に変換することを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 該集積回路制御組立体が第1の複数の低電圧トランジスターと第2の複数の高電圧トランジスターを有することを特徴とする請求項1記載のシステム。
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