JP2015517866A - 超音波トランスデューサアセンブリ、及び超音波トランスデューサヘッドの駆動方法 - Google Patents

超音波トランスデューサアセンブリ、及び超音波トランスデューサヘッドの駆動方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2015517866A
JP2015517866A JP2015514632A JP2015514632A JP2015517866A JP 2015517866 A JP2015517866 A JP 2015517866A JP 2015514632 A JP2015514632 A JP 2015514632A JP 2015514632 A JP2015514632 A JP 2015514632A JP 2015517866 A JP2015517866 A JP 2015517866A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic transducer
power
capacitor
conductor
transducer head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015514632A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6251735B2 (ja
Inventor
ジョセフ サヴォード,バーナード
ジョセフ サヴォード,バーナード
ウマ ナディ,チレジー
ウマ ナディ,チレジー
リー ロビンソン,アンドリュー
リー ロビンソン,アンドリュー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips NV
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips NV, Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips NV
Publication of JP2015517866A publication Critical patent/JP2015517866A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6251735B2 publication Critical patent/JP6251735B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/56Details of data transmission or power supply
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4444Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/0207Driving circuits
    • B06B1/0215Driving circuits for generating pulses, e.g. bursts of oscillations, envelopes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/48Diagnostic techniques
    • A61B8/485Diagnostic techniques involving measuring strain or elastic properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B2201/00Indexing scheme associated with B06B1/0207 for details covered by B06B1/0207 but not provided for in any of its subgroups
    • B06B2201/70Specific application
    • B06B2201/76Medical, dental

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Percussion Or Vibration Massage (AREA)

Abstract

本発明は、超音波トランスデューサアセンブリ(10)に関する。超音波トランスデューサアセンブリは、超音波トランスデューサヘッド(14)と、超音波トランスデューサヘッドを基地局(12)の電源(20)へ接続し、電源から超音波トランスデューサヘッドへ電力を伝送する導電体(16)と、導電体を電源へ接続し、電源から入力電圧(V20)を受け取るコネクタ素子(22)と、100μF以上のキャパシタンスを有し、電荷を蓄えるよう導電体へ電気的に接続されるか又は電気的に接続可能なキャパシタ(34)とを有する。

Description

本発明は、超音波トランスデューサアセンブリと、超音波トランスデューサヘッドの駆動方法とに関する。
剪断波(shear waves)の超音波撮像の分野において、米国特許第7252004号明細書(特許文献1)で記載されるように、2つの異なるエネルギレベルの超音波励起を使用することが知られている。“プッシュパルス”と呼ばれる第1の高エネルギ励起は、組織内で運動を励起するために使用される。一連のその後の低エネルギ励起は、結果として起こる組織運動の画像を形成するために使用される。画像誘導超音波治療はまた、一方が治療用、他方が撮像用である2つの異なるエネルギレベルの励起を必要とする。米国特許第6013032号明細書(特許文献2)で記載されるように、3次元撮像のためのトランスデューサを用いて剪断波撮像又は治療を実行することが望ましい。3D撮像のためのそのようなトランスデューサは、トランスデューサアセンブリ内に埋め込まれた送電励起回路を備える。超音波撮像システムは、基地局と、基地局へ可撓ケーブルを介して接続された別個のトランスデューサヘッドとを備えることが知られる。電気エネルギは、超音波トランスデューサを駆動するよう、基地局から接続ケーブルを介してトランスデューサヘッド内の送電励起回路へ供給される。
種々の超音波トランスデューサ励起は、種々の用途のために、例えば、異なる電力消費量を有する撮像、診断、治療及び剪断波プッシュパルスのために、知られている。電源及び接続ケーブルの技術的制限に起因して、トランスデューサヘッドへ供給されるパワースペクトルは低く、従って、トランスデューサヘッド内の異なる超音波トランスデューサ励起の可能な組み合わせは、夫々の電力消費量に制限される。
米国特許第7252004号明細書 米国特許第6013032号明細書
本発明の目的は、異なる電力消費量により異なる超音波トランスデューサ励起を駆動するようパワースペクトルが大きい、超音波トランスデューサヘッドを有する改善された超音波トランスデューサアセンブリと、対応する超音波トランスデューサヘッド駆動方法とを提供することである。
本発明の一態様に従って、
超音波トランスデューサヘッドと、
前記超音波トランスデューサヘッドを基地局の電源へ接続し、該電源から前記超音波トランスデューサヘッドへ電力を伝送する導電体と、
前記導電体を前記電源へ接続し、該電源から入力電圧を受け取るコネクタ素子と、
100μFよりも大きいか又はそれに等しいキャパシタンスを有し、電荷を蓄えるよう前記導電体へ電気的に接続されるか又は電気的に接続可能であるキャパシタと
を有する超音波トランスデューサアセンブリが提供される。
本発明の他の態様に従って、
超音波トランスデューサヘッドと、
前記超音波トランスデューサヘッドを基地局の電源へ接続し、該電源から前記超音波トランスデューサヘッドへ電力を伝送する導電体と、
前記導電体を前記電源へ接続し、該電源から入力電圧を受け取るコネクタ素子と
を有し、
前記導電体は、該導電体の電気抵抗及びインダクタンスを小さくするよう複数の別個の並列な接続ケーブルを有する、
超音波トランスデューサアセンブリが提供される。
本発明の他の態様に従って、超音波トランスデューサヘッドの駆動方法であって、
前記超音波トランスデューサヘッドを導電体によって電源へ接続するステップと、
100μFより大きいか又はそれに等しいキャパシタンスを有する充電キャパシタを前記導電体へ接続するステップと、
前記電源から前記超音波トランスデューサヘッドへ第1の電力レベルで電力を供給するステップと、
前記電源から前記超音波トランスデューサヘッドへ、前記第1の電力レベルよりも高い第2の電力レベルで電力を供給するステップと
を有する超音波トランスデューサヘッドの駆動方法が提供される。
本発明の更なる他の態様に従って、
1又はそれ以上の電源ユニットを有する基地局と、
本発明に従って提供される超音波トランスデューサアセンブリと
を有する超音波装置が提供される。
本発明の好適な実施形態は、従属請求項において定義される。請求される方法は、請求される装置と及び従属請求項で定義されるものと類似する及び/又は同じ好適な実施形態を有する。
本発明は、電源から超音波トランスデューサヘッドへ供給される電力が1の電力レベルから他の電力レベルへ切り替えられるべきであるように、異なる電力消費量を有する異なる超音波トランスデューサ励起を有する超音波トランスデューサヘッドへ適切な電力を供給するという考えに基づく。より低い電力レベルからより高い電力レベルへ切り替える場合に、供給電圧は低下し、導電体における電流は、ケーブルコネクタピンの電流定格を上回って大きくなる。100μFよりも大きいキャパシタンスを有する充電キャパシタによって、異なる電力レベルの間の切り替えは、電力レベルが増大する前にキャパシタが供給電圧によって緩やかに充電されるので、電流の顕著な増大を伴わずに且つ顕著な電圧低下を伴わずに達成され得る。よって、高められた電力分配がトランスデューサヘッドへ供給され得、従って、異なる超音波トランスデューサが、異なる電力消費量を有するトランスデューサヘッドに組み込まれ得る。
本発明の第2の態様に従って、より低い電力レベルをより高い電力レベルへ切り替える最中の電圧低下及び電流の増大は、複数の別個の並列な接続ケーブルによって、望ましくは4倍だけ、低減された抵抗及び低減されたインダクタンスを有する接続ケーブルを設けることによって、低減される。よって、電力分配は増大され得、異なる電力消費量を有する異なる超音波トランスデューサがトランスデューサヘッドに組み込まれ得る。
概して、本発明は、より低い電力のために設計される標準の撮像超音波システムとの互換性を保ちながら最小限の電源垂下を有して、例えば、プッシュパルス又は治療励起のいずれかを励起するよう十分に高い電力により超音波トランスデューサヘッドへ適切な電力を供給することができる。
好適な実施形態において、当該超音波トランスデューサアセンブリは、前記キャパシタを前記導電体へ電気的に接続する制御可能なスイッチを更に有する。これは、増大された電力分配が必要とされる場合にのみ前記キャパシタを使用する可能性を提供する。
更なる実施形態において、当該超音波トランスデューサアセンブリは、前記キャパシタを放電するよう該キャパシタへ並列接続される放電素子を更に有する。この放電素子によって、前記キャパシタに蓄えられる電荷は、該キャパシタが使用されないか、又は前記トランスデューサヘッドが感電を避けるために基地局からプラグを抜かれる場合に、取り除かれ得る。
更なる実施形態において、前記放電素子は、前記キャパシタを放電するよう第2の制御可能なスイッチ及び抵抗を有する。これは、前記キャパシタを放電し且つ夫々の放電電流を制限する簡単な解決法を提供する。
好適な実施形態において、前記放電素子は、前記キャパシタが前記導電体から切り離される場合に前記キャパシタを放電するよう設けられる。これは、前記キャパシタが使用中でない場合に該キャパシタが放電されることを確かにする簡単な解決法である。
更に好適な実施形態において、当該超音波トランスデューサアセンブリは、充電電流を制限するよう前記キャパシタを前記コネクタ素子へ電気的に接続する抵抗を更に有する。これは、電流定格を上回る充電電流の増大を回避するよう、前記キャパシタが充電される場合に充電電流を制限する簡単な解決法である。
更なる実施形態において、前記導電体は、前記キャパシタを前記超音波トランスデューサヘッドへ接続する複数の並列な接続ケーブルを有する。これは、前記導電体の抵抗を低減し且つ前記導電体のインダクタンスを低減して、電力レベルが増大される場合の電圧低下を更に小さくする簡単な解決法である。
好適な実施形態において、前記キャパシタは、前記超音波トランスデューサヘッドの筐体内に実装される。これは、前記導電体のサイズを小さくする簡単な解決法であり、当該超音波トランスデューサアセンブリのコンパクト構造を提供する。
更に好適な実施形態において、前記キャパシタは、前記超音波トランスデューサヘッドのハンドル内に実装される。これは、更にコンパクトな設計と、前記超音波トランスデューサヘッドの快適な操作とを提供する。
更に好適な実施形態において、前記キャパシタの前記キャパシタンスは少なくとも500μFである。これは、電力レベルが変化する場合に、電圧低下を更に小さくし且つ電流増大を更に小さくする解決法である。
更なる実施形態に従って、前記超音波トランスデューサヘッドは、剪断波エラストグラフィ撮像のための超音波トランスデューサを有する。これは、2つの診断システムを結合し、試験可能性を改善する。
更なる実施形態に従って、前記導電体は、電力を前記超音波トランスデューサへ供給するために少なくとも2つの異なる電力レベルで電力を伝送するよう設けられる。これは、電力を異なるレベルで撮像トランスデューサへ供給し、試験可能性を更に改善する解決法を提供する。
更なる実施形態に従って、当該超音波トランスデューサアセンブリは、前記超音波トランスデューサヘッドを前記基地局の対応する複数の電源へ接続し、該複数の電源から前記超音波トランスデューサヘッドへ異なる電力レベルで電力を伝送する複数の導電体を有する。これは、前記超音波トランスデューサヘッドにおける電力分配を増大させ、異なるトランスデューサを並行して使用する更なる解決法を提供する。
好適な実施形態に従って、前記複数の導電体の夫々は、100μFよりも大きいキャパシタンスを有するキャパシタへ接続されるか、又は接続可能である。これは、前記複数の導電体の夫々における電力分配を別個に増大させる解決法を提供する。
上述されたように、本発明は、超音波トランスデューサヘッドを備える超音波トランスデューサアセンブリの電力分配を増大させる簡単な方法を提供し、それにより、異なるトランスデューサが、異なる電力消費量を有する超音波トランスデューサヘッドに組み込み可能であり、あるいは、異なる励起レベルが、複合トランスデューサによって達成可能である。
本発明のこれら及び他の態様は、以降で記載される実施形態から明らかであり、それらを参照して説明される。
基地局及びトランスデューサヘッドを有する超音波システムの概略図を示す。 既知の電源及び超音波トランスデューサの回路図を示す。 図2に示される電源の電圧曲線を示す。 図2に示される電源の電流曲線を示す。 本発明に従う電源、コネクタ、及び超音波トランスデューサの略ブロック図である。 図4の電源の電圧曲線を示す。 図4の電源の電流を示す。
図1は、全体として10で表される超音波システムの概略図を示す。超音波システム10は、トランスデューサケーブル16によって互いに電気的に接続されている基地局12及び超音波トランスデューサヘッド14を有する。基地局12は、ディスプレイ18を有する。基地局12は、電力を超音波トランスデューサヘッド14へ供給する電源20と、トランスデューサケーブル16を電源20へ接続するコネクタ22とを有する。
トランスデューサヘッド14は、1又はそれ以上の超音波トランスデューサ、例えば、超音波撮像トランスデューサ、エラストグラフィ超音波トランスデューサ、剪断波エラストグラフィ撮像のための複合トランスデューサ、及び/又は他の治療用トランスデューサ素子を有する。電源20は、電力をトランスデューサケーブル16を介して超音波トランスデューサヘッド14にある超音波トランスデューサへ供給する。トランスデューサケーブル16は可撓ケーブルである。基地局12は、例えば、トランスデューサヘッド14の超音波撮像トランスデューサによって供給される画像を表示するようディスプレイ18を有する。
超音波撮像トランスデューサ並びにエラストグラフィ超音波トランスデューサのような他の治療及び/又は診断用トランスデューサ素子は、電源20によって供給される異なる電力レベルで駆動される。超音波撮像トランスデューサは、通常は、10Wに満たない電力しか必要とせず、例えば、エラストグラフィ超音波トランスデューサは、通常は、“プッシュ”励起の間に駆動されるよう200Wを必要とする。超音波トランスデューサヘッド14は、好適に、超音波撮像トランスデューサ及びエラストグラフィ超音波トランスデューサを駆動するのを切り替え、それにより、電源20からトランスデューサケーブル16を通じて供給されるか、又はトランスデューサヘッド14から引き込まれる電力は、撮像中の低電力レベルから、プッシュパルスがエラストグラフィ超音波トランスデューサによって供給される場合の高電力レベルへ、そして高電力レベルから低電力レベルへ切り替わる。剪断波エラストグラフィ撮像のための複合トランスデューサの場合に、トランスデューサは、撮像の間の及びプッシュパルスが供給される場合の異なる励起のための2つの異なる電力レベルで駆動される。
図2は、電源20、トランスデューサケーブル16及びトランスデューサヘッド14の略ブロック図を示す。電源20は、駆動電圧V10をコネクタピン24へ供給する。コネクタピン24は、電源20をトランスデューサケーブル16へ接続する。トランスデューサケーブル16は、抵抗26として図2に概略的に示される約2オームの抵抗を有する。トランスデューサケーブル16は、全体としてインダクタンス27として図2において示される約4μHのインダクタンスを有する。トランスデューサヘッド14は、超音波トランスデューサに相当する、全体として28で表される電気負荷を有する。キャパシタ30は、電気負荷28へ並列接続され、通常は4μFのキャパシタンスを有する。
電気負荷28は、夫々の超音波トランスデューサによって引き込まれる電力に依存して、電源20から電流I10を引き込む。超音波システム10が撮像モードにある、すなわち、超音波撮像トランスデューサが使用中である場合は、電源20から引き込まれる電流I10は、通常は20mAであり、エラストグラフィ超音波トランスデューサが使用中である場合は、電源20から引き込まれる電流I10は、通常は5Aである。超音波システムの使用中に、それは頻繁に撮像モードからエラストグラフィモードへ、そしてエラストグラフィモードから撮像モードへ切り替えられる。撮像モードが使用中である夫々の時間フレームは、通常は、エラストグラフィモードよりも5倍長い。
図3a及び図3bは、超音波システム10が撮像モードからエラストグラフィモードへ切り替えられる場合、すなわち、言い換えると、電気負荷28から引き込まれる電力が約1Wから約200Wへ急激に増大する場合の、供給電圧V10の電圧曲線及び電流I10を示す。電力レベルの切り替え時点は、矢印32によって図3a及び図3bに示されている。図3aに示されるように、電圧V10は、電気負荷28によって引き込まれる電力が増大する場合に、40Vから30Vへ急降下する。図3bに示されるように、電流I10は、電気負荷28によって引き込まれる電力が増大する場合に、5Aまで急上昇する。コネクタピン24は、通常は1Aの電流低下を有するので、更には、ケーブルは2オームの抵抗を有するので、トランスデューサケーブル16によって伝送される電力は制限され、電気負荷から引き込まれる電力は、トランスデューサケーブル16によって伝送され得ない。
図4は、電源20、トランスデューサケーブル16及びトランスデューサヘッド14を有する超音波システム10の略ブロック図を示す。同じ要素は同じ参照符号によって表されており、ここでは相違点のみが詳細に説明される。電源20は、通常40Vである駆動電圧V20を供給し、且つ、電気負荷28及び電気負荷28から引き込まれる電流に依存する駆動電流I20を供給する。
充電キャパシタ34は、トランスデューサケーブル16へ接続される。充電キャパシタ34は、少なくとも100μF、望ましくは500μF、より望ましくは1000μFの大きいキャパシタンスを有する。充電キャパシタ34は、制御可能なスイッチ36によってトランスデューサケーブル16へ接続可能である。放電素子38は、キャパシタ34を放電するよう充電キャパシタ34へ並列接続される。放電素子38は、互いに直列接続されている制御可能なスイッチ40及び抵抗42を有する。充電キャパシタ34は、超音波システム10が使用中である場合に、制御可能なスイッチ36によってケーブル16へ接続される。超音波システム10が電源を切られる場合に、充電キャパシタ34は切り離され、制御可能なスイッチ40を閉じることで放電される。抵抗42を通る放電電流は、この場合に、充電キャパシタ34から電荷を取り除き、キャパシタ34を放電する。
トランスデューサケーブル16は、充電キャパシタ34と電源20との間に接続される抵抗44を有する。抵抗44は、通常は1.5オームの抵抗を有する。抵抗44は、充電キャパシタ34が充電される場合に充電電流を制限する電流制限抵抗である。
トランスデューサケーブル16は、複数の並列な別個の可撓ケーブルから形成される。好適に、トランスデューサケーブル16は、3、4、5、6又はそれ以上の倍数だけトランスデューサケーブル16の抵抗を小さくするよう、且つ、トランスデューサケーブル16のインダクタンスを小さくするよう、3、4、5、6又はそれ以上の本数のケーブルによって形成される。並列なケーブルの抵抗は、全体として抵抗46によって図4では示されている。抵抗46は、通常は0.5オームの抵抗を有する。並列なケーブルのインダクタンスは、全体として、約1μHであるインダクタンス48によって図4では示されている。
超音波システム10が電源を入れられ、制御可能なスイッチ36が閉じられる場合に、充電キャパシタ34は電流制限抵抗44を介して充電される。撮像モードの間、低電流I20が電気負荷28から引き込まれる。電気負荷28から引き込まれる電力が高レベルへ増大する場合に、駆動電圧V20の電圧降下は、以下で示されるように、充電されたキャパシタ34によって小さくされる。更に、電流I20は、充電されたキャパシタ34により且つ電流制限抵抗44により緩やかに増大し、入力ピン24の電流定格を下回ったままとされる。使用中に、超音波システム10は撮像モードにあり、頻繁に、短い時間フレームの間、音響プッシュを供給するようエラストグラフィモードへ切り替えられる。よって、トランスデューサヘッド14から引き込まれる電力レベルは、低電力レベルから高電力レベルへ頻繁に切り替わる。
図5aは、電気負荷28によって引き込まれる電力が増大する場合の図4の供給電圧V20の電圧曲線を示す。更に、図5bは、電気負荷28によって引き込まれる電力が増大する場合の図4からの電流I20を示す。図5aに示されるように、電圧V20は40Vから約37Vへ落ち、電圧降下は10%を下回ったままである。図5bに示される電流I20は、電流定格が到達されないように、電力パルスの間、線形に最大1Aまで増大する。よって、充電キャパシタ34によって、電圧降下は小さくされ得、電流は電流定格を下回ったままとされ得、この場合に200Wの必要な電力は、電源20からトランスデューサヘッド14へトランスデューサケーブル16を介して伝導され得る。
充電キャパシタ34及び放電素子38は、好適に、システムコネクタ22とともにトランスデューサケーブル16の端部に実装される。例えば、充電キャパシタ34及び放電素子38は、コネクタの筐体において実装される。代替の実施形態では、充電キャパシタ34及び放電素子38は、トランスデューサヘッド14において実装される。
更に好適な実施形態において、基地局20は複数の電源20を有し、それらの電源は夫々、別個のトランスデューサケーブル16によってトランスデューサヘッド14へ接続され、夫々が別個の充電キャパシタ34を有する。この実施形態において、異なる電力レベルは、異なるトランスデューサケーブル16によってトランスデューサヘッドへ供給され、更には、並行してトランスデューサヘッド内の異なる超音波トランスデューサを駆動することができる。
更なる実施形態において、充電キャパシタ34は、約2500μF、望ましくは2700μFよりも大きいキャパシタンスを有する。
本発明は、図面及び上記の説明において詳細に図示及び記載されてきたが、そのような図示及び記載は、制限ではなく実例又は例示と見なされるべきである。本発明は、開示されている実施形態に制限されない。開示されている実施形態に対する他の変形例は、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から、請求される発明を実施する際に当業者によって理解され成立され得る。
特許請求の範囲において、語“有する(comprising)”は、他の要素又はステップを除外せず、単称(不定冠詞のa又はan)は、複数個を除外しない。単一の素子又は他のユニットが、特許請求の範囲において挙げられている複数の事項の機能を満たしてよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項において挙げられているという単なる事実は、それらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示すわけではない。
コンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに又はその部分として供給される適切な媒体、例えば、光記憶媒体又は固体状態媒体において記憶/分配されてよいが、他の形態において、例えば、インターネット又は他の有線若しくは無線の電気通信システムを介して、分配されてもよい。
特許請求の範囲における如何なる参照符号も、適用範囲を制限すると解釈されるべきではない。

Claims (15)

  1. 超音波トランスデューサヘッドと、
    前記超音波トランスデューサヘッドを基地局の電源へ接続し、該電源から前記超音波トランスデューサヘッドへ電力を伝送する導電体と、
    前記導電体を前記電源へ接続し、該電源から入力電圧を受け取るコネクタ素子と、
    100μFよりも大きいか又はそれに等しいキャパシタンスを有し、電荷を蓄えるよう前記導電体へ電気的に接続されるか又は電気的に接続可能であるキャパシタと
    を有する超音波トランスデューサアセンブリ。
  2. 前記キャパシタを前記導電体へ電気的に接続する制御可能なスイッチ
    を更に有する請求項1に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
  3. 前記キャパシタを放電するよう該キャパシタへ並列接続される放電素子
    を更に有する請求項2に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
  4. 前記放電素子は、前記キャパシタを放電するよう第2の制御可能なスイッチ及び抵抗を有する、
    請求項3に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
  5. 前記放電素子は、前記キャパシタが前記導電体から切り離される場合に前記キャパシタを放電するよう構成される、
    請求項3又は4に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
  6. 充電電流を制限するよう前記キャパシタを前記コネクタ素子へ電気的に接続する抵抗
    を更に有する請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
  7. 前記導電体は、前記キャパシタを前記超音波トランスデューサヘッドへ接続する複数の別個の並列な接続ケーブルを有する、
    請求項1乃至6のうちいずれか一項に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
  8. 前記キャパシタは、前記超音波トランスデューサヘッドの筐体内に実装される、
    請求項1乃至7のうちいずれか一項に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
  9. 前記キャパシタは、前記超音波トランスデューサヘッドのハンドル内に実装される、
    請求項1乃至8のうちいずれか一項に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
  10. 前記キャパシタの前記キャパシタンスは、少なくとも500μFである、
    請求項1乃至9のうちいずれか一項に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
  11. 超音波トランスデューサヘッドと、
    前記超音波トランスデューサヘッドを基地局の電源へ接続し、該電源から前記超音波トランスデューサヘッドへ電力を伝送する導電体と、
    前記導電体を前記電源へ接続し、該電源から入力電圧を受け取るコネクタ素子と
    を有し、
    前記導電体は、該導電体の電気抵抗及びインダクタンスを小さくするよう複数の別個の並列な接続ケーブルを有する、
    超音波トランスデューサアセンブリ。
  12. 前記超音波トランスデューサヘッドは、剪断波エラストグラフィ撮像のための超音波トランスデューサを有する、
    請求項1乃至11のうちいずれか一項に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
  13. 前記導電体は、電力を前記超音波トランスデューサへ供給するために少なくとも2つの異なる電力レベルで電力を伝送するよう設けられる、
    請求項12に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
  14. 前記超音波トランスデューサヘッドを前記基地局の対応する複数の電源へ接続し、該複数の電源から前記超音波トランスデューサヘッドへ異なる電力レベルで電力を伝送する複数の導電体
    を有する請求項1乃至13のうちいずれか一項に記載の超音波トランスデューサアセンブリ。
  15. 超音波トランスデューサヘッドの駆動方法であって、
    前記超音波トランスデューサヘッドを導電体によって電源へ接続するステップと、
    100μFより大きいか又はそれに等しいキャパシタンスを有する充電キャパシタを前記導電体へ接続するステップと、
    前記電源から前記超音波トランスデューサヘッドへ第1の電力レベルで電力を供給するステップと、
    前記電源から前記超音波トランスデューサヘッドへ、前記第1の電力レベルよりも高い第2の電力レベルで電力を供給するステップと
    を有する超音波トランスデューサヘッドの駆動方法。
JP2015514632A 2012-05-31 2013-05-21 超音波トランスデューサアセンブリ、及び超音波トランスデューサヘッドの駆動方法 Active JP6251735B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261653744P 2012-05-31 2012-05-31
US61/653,744 2012-05-31
PCT/IB2013/054158 WO2013179179A2 (en) 2012-05-31 2013-05-21 Ultrasound transducer assembly and method for driving an ultrasound transducer head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015517866A true JP2015517866A (ja) 2015-06-25
JP6251735B2 JP6251735B2 (ja) 2017-12-20

Family

ID=48700661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015514632A Active JP6251735B2 (ja) 2012-05-31 2013-05-21 超音波トランスデューサアセンブリ、及び超音波トランスデューサヘッドの駆動方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20150148672A1 (ja)
EP (1) EP2855034B1 (ja)
JP (1) JP6251735B2 (ja)
CN (1) CN104349849B (ja)
BR (1) BR112014029559B1 (ja)
RU (1) RU2624399C2 (ja)
WO (1) WO2013179179A2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018191798A (ja) * 2017-05-15 2018-12-06 株式会社日立製作所 電源装置および超音波診断装置
JP2018537159A (ja) * 2015-11-02 2018-12-20 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 超音波トランスデューサのための高電圧電力の能動的分配
KR20190042427A (ko) * 2017-10-16 2019-04-24 삼성메디슨 주식회사 초음파 진단 장치 및 그 동작 방법
KR20200059139A (ko) * 2018-11-20 2020-05-28 지멘스 메디컬 솔루션즈 유에스에이, 인크. 초음파를 이용한 탄성 모드 이미징을 위해 스위칭되는 커패시터
JP2021129811A (ja) * 2020-02-20 2021-09-09 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 超音波診断装置および超音波プローブ
KR102665895B1 (ko) * 2017-10-16 2024-05-16 삼성메디슨 주식회사 초음파 진단 장치 및 그 동작 방법

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2513884B (en) 2013-05-08 2015-06-17 Univ Bristol Method and apparatus for producing an acoustic field
US9612658B2 (en) 2014-01-07 2017-04-04 Ultrahaptics Ip Ltd Method and apparatus for providing tactile sensations
GB2530036A (en) 2014-09-09 2016-03-16 Ultrahaptics Ltd Method and apparatus for modulating haptic feedback
MX2017010252A (es) 2015-02-20 2018-03-07 Ultrahaptics Ip Ltd Mejoras de algoritmos en un sistema haptico.
ES2731673T3 (es) 2015-02-20 2019-11-18 Ultrahaptics Ip Ltd Procedimiento para producir un campo acústico en un sistema háptico
US10818162B2 (en) 2015-07-16 2020-10-27 Ultrahaptics Ip Ltd Calibration techniques in haptic systems
US11189140B2 (en) 2016-01-05 2021-11-30 Ultrahaptics Ip Ltd Calibration and detection techniques in haptic systems
US10531212B2 (en) 2016-06-17 2020-01-07 Ultrahaptics Ip Ltd. Acoustic transducers in haptic systems
US10268275B2 (en) 2016-08-03 2019-04-23 Ultrahaptics Ip Ltd Three-dimensional perceptions in haptic systems
US10755538B2 (en) 2016-08-09 2020-08-25 Ultrahaptics ilP LTD Metamaterials and acoustic lenses in haptic systems
US10943578B2 (en) 2016-12-13 2021-03-09 Ultrahaptics Ip Ltd Driving techniques for phased-array systems
US10497358B2 (en) 2016-12-23 2019-12-03 Ultrahaptics Ip Ltd Transducer driver
EP3469994B1 (en) * 2017-10-16 2020-12-23 Samsung Medison Co., Ltd. Ultrasound diagnosis apparatus and method of operating the same
US11531395B2 (en) 2017-11-26 2022-12-20 Ultrahaptics Ip Ltd Haptic effects from focused acoustic fields
EP3729418A1 (en) 2017-12-22 2020-10-28 Ultrahaptics Ip Ltd Minimizing unwanted responses in haptic systems
WO2019122912A1 (en) 2017-12-22 2019-06-27 Ultrahaptics Limited Tracking in haptic systems
JP6833075B2 (ja) * 2018-02-02 2021-02-24 日本たばこ産業株式会社 吸引成分生成装置用の外部ユニット、吸引成分生成システム、吸引成分生成装置用の外部ユニットを制御する方法、及びプログラム
SG11202010752VA (en) 2018-05-02 2020-11-27 Ultrahaptics Ip Ltd Blocking plate structure for improved acoustic transmission efficiency
US11098951B2 (en) 2018-09-09 2021-08-24 Ultrahaptics Ip Ltd Ultrasonic-assisted liquid manipulation
US11378997B2 (en) 2018-10-12 2022-07-05 Ultrahaptics Ip Ltd Variable phase and frequency pulse-width modulation technique
EP3906462A2 (en) 2019-01-04 2021-11-10 Ultrahaptics IP Ltd Mid-air haptic textures
US11842517B2 (en) 2019-04-12 2023-12-12 Ultrahaptics Ip Ltd Using iterative 3D-model fitting for domain adaptation of a hand-pose-estimation neural network
CN114631139A (zh) 2019-10-13 2022-06-14 超飞跃有限公司 利用虚拟麦克风进行动态封顶
US11374586B2 (en) 2019-10-13 2022-06-28 Ultraleap Limited Reducing harmonic distortion by dithering
US11169610B2 (en) 2019-11-08 2021-11-09 Ultraleap Limited Tracking techniques in haptic systems
US11715453B2 (en) 2019-12-25 2023-08-01 Ultraleap Limited Acoustic transducer structures
US11816267B2 (en) 2020-06-23 2023-11-14 Ultraleap Limited Features of airborne ultrasonic fields
US11886639B2 (en) 2020-09-17 2024-01-30 Ultraleap Limited Ultrahapticons

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001353145A (ja) * 2000-06-13 2001-12-25 Aloka Co Ltd 受信回路及びそれを備えた超音波診断装置
JP2006081730A (ja) * 2004-09-16 2006-03-30 Toshiba Corp 超音波診断装置
JP2008017937A (ja) * 2006-07-11 2008-01-31 Aloka Co Ltd 超音波プローブ

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60158840A (ja) * 1984-01-31 1985-08-20 株式会社東芝 超音波診断装置
US4716274A (en) * 1985-10-25 1987-12-29 Gilliland Malcolm T Distributed station welding system
US5744898A (en) * 1992-05-14 1998-04-28 Duke University Ultrasound transducer array with transmitter/receiver integrated circuitry
US5694937A (en) * 1995-01-31 1997-12-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Ultrasound diagnostic apparatus and method
US5577505A (en) * 1996-02-06 1996-11-26 Hewlett-Packard Company Means for increasing sensitivity in non-linear ultrasound imaging systems
US6013032A (en) 1998-03-13 2000-01-11 Hewlett-Packard Company Beamforming methods and apparatus for three-dimensional ultrasound imaging using two-dimensional transducer array
FR2844058B1 (fr) * 2002-09-02 2004-11-12 Centre Nat Rech Scient Procede et dispositif d'imagerie utilisant des ondes de cisaillement
US6860852B2 (en) * 2002-10-25 2005-03-01 Compex Medical S.A. Ultrasound therapeutic device
JP4347885B2 (ja) * 2004-06-03 2009-10-21 オリンパス株式会社 静電容量型超音波振動子の製造方法、当該製造方法によって製造された静電容量型超音波振動子を備えた超音波内視鏡装置、静電容量型超音波プローブおよび静電容量型超音波振動子
WO2005120360A1 (ja) * 2004-06-10 2005-12-22 Olympus Corporation 静電容量型超音波プローブ装置
CN100512761C (zh) * 2004-08-24 2009-07-15 松下电器产业株式会社 超声波诊断装置
WO2006030355A1 (en) * 2004-09-13 2006-03-23 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Integrated circuit for implementing high-voltage ultrasound functions
JP4991722B2 (ja) * 2005-08-08 2012-08-01 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 超音波トランスデューサアレイ
US20070239019A1 (en) * 2006-02-13 2007-10-11 Richard William D Portable ultrasonic imaging probe than connects directly to a host computer
US7903830B2 (en) * 2006-08-10 2011-03-08 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Push-pull capacitive micro-machined ultrasound transducer array
US9706976B2 (en) * 2007-02-08 2017-07-18 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Ultrasound imaging systems and methods of performing ultrasound procedures
CN101636112B (zh) * 2007-03-20 2011-10-26 株式会社日立医药 超声波探头及其制造方法及超声波诊断装置
US8052607B2 (en) * 2008-04-22 2011-11-08 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Ultrasound imaging catheter with pivoting head
DE102008056962A1 (de) * 2008-11-03 2010-05-06 Stribel Production Gmbh System zur Überwachung von Kondensatorzellen
WO2011129301A1 (ja) * 2010-04-15 2011-10-20 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 超音波診断システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001353145A (ja) * 2000-06-13 2001-12-25 Aloka Co Ltd 受信回路及びそれを備えた超音波診断装置
JP2006081730A (ja) * 2004-09-16 2006-03-30 Toshiba Corp 超音波診断装置
JP2008017937A (ja) * 2006-07-11 2008-01-31 Aloka Co Ltd 超音波プローブ

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018537159A (ja) * 2015-11-02 2018-12-20 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 超音波トランスデューサのための高電圧電力の能動的分配
JP7065768B2 (ja) 2015-11-02 2022-05-12 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 超音波トランスデューサのための高電圧電力の能動的分配
JP7065768B6 (ja) 2015-11-02 2022-06-06 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 超音波トランスデューサのための高電圧電力の能動的分配
JP2018191798A (ja) * 2017-05-15 2018-12-06 株式会社日立製作所 電源装置および超音波診断装置
KR20190042427A (ko) * 2017-10-16 2019-04-24 삼성메디슨 주식회사 초음파 진단 장치 및 그 동작 방법
KR102665895B1 (ko) * 2017-10-16 2024-05-16 삼성메디슨 주식회사 초음파 진단 장치 및 그 동작 방법
KR20200059139A (ko) * 2018-11-20 2020-05-28 지멘스 메디컬 솔루션즈 유에스에이, 인크. 초음파를 이용한 탄성 모드 이미징을 위해 스위칭되는 커패시터
KR102320785B1 (ko) * 2018-11-20 2021-11-01 지멘스 메디컬 솔루션즈 유에스에이, 인크. 초음파를 이용한 탄성 모드 이미징을 위해 스위칭되는 커패시터
US11607199B2 (en) 2018-11-20 2023-03-21 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Switched capacitor for elasticity mode imaging with ultrasound
JP2021129811A (ja) * 2020-02-20 2021-09-09 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 超音波診断装置および超音波プローブ
JP7366798B2 (ja) 2020-02-20 2023-10-23 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 超音波診断装置および超音波プローブ

Also Published As

Publication number Publication date
BR112014029559B1 (pt) 2022-04-12
JP6251735B2 (ja) 2017-12-20
BR112014029559A2 (pt) 2017-06-27
EP2855034A2 (en) 2015-04-08
WO2013179179A2 (en) 2013-12-05
RU2624399C2 (ru) 2017-07-03
CN104349849B (zh) 2017-07-21
EP2855034B1 (en) 2020-09-09
US20150148672A1 (en) 2015-05-28
RU2014153570A (ru) 2016-07-20
CN104349849A (zh) 2015-02-11
WO2013179179A3 (en) 2014-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6251735B2 (ja) 超音波トランスデューサアセンブリ、及び超音波トランスデューサヘッドの駆動方法
WO2010006293A9 (en) Ultrasound wave generating apparatus
EP0946082A1 (en) Portable X-ray system
EP2849316A3 (en) Electric motor with a connecting plate for a portable power tool
CN104470729B (zh) 用于驱动负载,尤其是驱动超声换能器的驱动器设备和驱动方法
CN108472007B (zh) 用于超声换能器的高电压电源的主动分布
JP2010512932A (ja) Rfコイルに対する電力供給
CN104079279A (zh) 高功率气体开关触发系统
EP2121121B1 (en) Apparatus for applying energy within an object
CN103998151B (zh) 用于驱动电容式负载,尤其是用于驱动超声换能器的驱动器设备和驱动方法
CN103235340B (zh) 一种脉冲可换向的声波测井换能器发射直接激励电路
JP2010022760A (ja) 超音波撮像装置
KR102320785B1 (ko) 초음파를 이용한 탄성 모드 이미징을 위해 스위칭되는 커패시터
CN209896939U (zh) 高可靠性同步触发系统
CN219557471U (zh) 一种震波球囊系统及其高压脉冲发生器
CN113965074A (zh) 倍压电荷泵、植入式神经刺激器及植入式神经刺激系统
CN115645030A (zh) 脉冲发生装置、不可逆电穿孔设备及相关方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141202

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160518

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170228

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170228

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170518

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170606

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170929

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20171006

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171031

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171127

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6251735

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250