JP2015529514A - 集積化された能動超音波プローブ - Google Patents

Abstract

超音波プローブは、超音波エネルギーの放射を制御し、戻ってきたエコーデータを処理しデジタル化するための超音波トランスデューサおよび処理電子回路を含む。それから、処理済エコーデータは、表示するためにデジタルインターフェースを通じて送信することができる。【選択図】図１

Description

本明細書に開示する発明の主題は超音波プローブに関し、特に、複数のコンピューティングデバイスに接続可能な集積化された能動超音波プローブに関する。

対象物の異常を識別し解析するために、対象物を検査、測定、または試験するための非破壊試験装置を用いることができる。これらの装置によって、対象物の表面およびその下にある構造の両方の試験を実行するために、検査技能者が検査対象の表面またはその近くでプローブを操作することが可能になる。非破壊試験は、例えば、航空宇宙、電力発電、ならびに石油およびガスの輸送または精製（例えば、パイプおよび溶接）などのいくつかの産業において、特に有用であり得る。検査対象の検査は、周囲の構造から対象物を取り外さないで行わなければならず、目視で確認できない隠れた異常がそこにある可能性がある。超音波試験は、非破壊試験の一例である。超音波試験を行う際には、プローブに装着された超音波トランスデューサから超音波パルスまたはビームが放射されて、検査対象を通過する。超音波エネルギーがパルスまたはビームの形で対象物を通過すると、超音波ビームが検査対象の内部構造（例えば、異常または表面）と相互作用して、エコーと呼ばれる様々な超音波の反射が生じる。これらのエコーは、超音波トランスデューサによって検出されて、超音波トランスデューサに接続された処理電子回路によって解析される。

フェーズドアレイ超音波プローブは、圧電材料を組み込み、単一のプローブハウジングに装着される複数の電気的かつ音響的に独立な超音波トランスデューサを含む。動作中には、電気パルスの所定のパターンが生成され、プローブに送信される。電気パルスがフェーズドアレイ・トランスデューサの電極に印加され、圧電材料に物理的な撓みが生じ、それがプローブに結合される検査対象に送信される超音波エネルギー（例えば、超音波信号またはビーム）を発生させる。フェーズドアレイ超音波トランスデューサに印加される電気パルスのタイミングを変化させることによって、フェーズドアレイ超音波プローブは、異なる角度で検査対象に衝突する超音波ビームを発生させる。ビームステアリングのこの処理は、検査対象の異常を完全に検出するために、検査対象の異なる領域を効果的に検査することを容易にする。フェーズドアレイプローブの個々のトランスデューサの振幅および放射順序は、検査対象に放射される超音波ビームの角度および侵入強度を調整するために、プログラム可能に制御することができる。結果として生じた超音波エコーが戻ってトランスデューサの圧電材料の表面に接触すると、それはトランスデューサの電極に検出可能な電圧差を発生させ、それから処理エレクトロニクスによりエコーデータとして記録されるが、それは振幅および遅延時間を含む。電気パルスの送信とエコーデータの受信との時間差を追跡し、受信したエコーデータの振幅を測定することによって、検査対象の厚さ、またはその中の異常の深さおよびサイズなどの検査対象の様々な特性を決定することができる。

いくつかの応用では、超音波プローブは、長さ数メートルであり得るケーブルによって、専用の処理ステーションに接続される。処理ステーションはケーブルを介して超音波プローブを駆動し、ケーブルはスキャン検査中にトランスデューサによって検出されたアナログエコーデータを解析のために処理ステーションへ戻す。ケーブルの長さは、戻りのエコーデータに付加的なノイズを生成する傾向がある。処理ステーションは、エコーデータを解析するための信号処理電子回路および任意の解析結果を表示するためのディスプレイ画面を含む。処理ステーションハードウェアは、エコーデータを提供する超音波プローブのタイプと適合しなければならず、通常は、超音波プローブの各タイプのために注文製作される。例えば、１２８個のトランスデューサを有するプローブは、プローブヘッドのトランスデューサの各々からエコーデータを送信し処理ステーションへ戻すために、ケーブル内に同数の導体を必要とする。このような多数のまたはそれ以上のトランスデューサを含むフェーズドアレイ超音波プローブでは、フェーズドアレイプローブと処理ステーションとの間のプローブケーブルが非常に高密度になる場合があり、操作するのが困難である。

上記の説明は、単に一般的な背景情報として提供するものであり、請求する発明の主題の範囲を決定する際の助けとして用いることが目的ではない。

国際公開第２０１１／１６３４７５号

本発明の一態様は、集積化された能動超音波プローブ、および集積化された能動超音波プローブを用いて動作可能な処理システムである。集積化された能動超音波プローブは、接続された処理システムに標準デジタルインターフェースを通じて送信することができる超音波試験データを生成させるために必要な、専用のハードウェアおよび処理コンポーネントを含む。集積化された能動超音波プローブ内に専用のハードウェアおよび処理を移すことによって、例えばＰＣ／ワークステーション、ラップトップ、またはタブレットなどの超音波エコーデータを解析し視覚化するための一般的な処理システムまたは処理ユニットの使用が容易になる。これは、処理ステーションにおける専用のハードウェアおよび処理に対する要求を軽減する。新規な設計は、検査対象内で操作することができるプローブハウジングに適合する小さな体積の中に組み込まれる。より短いワイヤが処理電子回路を超音波トランスデューサに直接接続するので、信号対雑音比が改善される。超音波トランスデューサおよびそれによって生成されるデータの処理は、集積化された能動超音波プローブの一部であって、重要なデータ伝送線を収容するための重いケーブルは必要とされない。

超音波プローブは、超音波エネルギーの放射を制御し、戻ってきたエコーデータを処理しデジタル化するための超音波トランスデューサおよび処理電子回路を含む。それから、処理済エコーデータは、標準デジタルインターフェースを通じて送信することができる。集積化された能動超音波プローブのいくつかの開示される実施形態の実施において実現することができる利点は、改善された信号対雑音比および様々な処理システムとの互換性である。

一実施形態では、集積回路に接続される複数の超音波トランスデューサを含む超音波プローブが開示される。集積回路は、複数の超音波トランスデューサの１つに送信される電気信号を各々生成し、複数の超音波トランスデューサの１つによって検出されたエコーデータを各々受信する複数の送受信回路を含む。制御回路は、電気信号の送信を制御し、エコーデータを処理するために、複数の送受信回路に接続される。アナログ・デジタル変換器は、処理済エコーデータをデジタル化し、制御ユニットは、デジタル化された処理済エコーデータをＡスキャン総和データに処理するために、デジタル化された処理済エコーデータを受信する。デジタルインターフェースは、Ａスキャン総和データを送信するために制御ユニットに接続される。

別の実施形態では、超音波データを処理するための処理システムが開示される。処理システムは、プロセッサ、ディスプレイ、およびデジタルインターフェースを含む処理ユニットを含む。超音波プローブは、デジタルインターフェースに接続され、いくつかの超音波トランスデューサを含む。集積回路は、複数の超音波トランスデューサに接続され、複数の送受信回路を含む。送受信回路の各々は、超音波トランスデューサの１つに送信される電気信号を生成し、それによって生成されるエコーデータを各々受信する。制御回路は、電気信号の送信を制御し、受信したエコーデータを処理するために、送受信回路に接続される。アナログ・デジタル変換器は、処理済エコーデータをデジタル化するために集積回路に接続される。制御ユニットは、デジタル化された処理済エコーデータを受信して、それをＡスキャン総和データに処理するために、アナログ・デジタル変換器に接続される。それから、Ａスキャン総和データは、デジタルインターフェースを通じて送信される。

別の実施形態では、超音波データを処理する方法が開示される。本方法は、能動集積化超音波プローブによって生成された出力データを受信するステップを含み、出力データはビーム形成データを含む。ビーム形成データのスキャン変換が実行され、ビーム形成データはディスプレイ画面上のディスプレイと互換性を有するフォーマットに間引きされる。スキャン変換されたビーム形成データは、ボリュームデータに結合され、それからディスプレイ画面上に描画され表示される。

本発明の概要は、１つまたは複数の例示的な実施形態により本明細書に開示される発明の主題の簡潔な概要を提供することだけを目的とし、請求項を解釈するための、または、本発明の範囲を定義もしくは限定するための手引きとして用いるものではない。本発明の範囲は、添付した特許請求の範囲のみによって定義される。本発明の概要は、詳細な説明においてさらに説明される概念のうちから例示となる選択したものを簡略化した形式で導入するために提供される。本発明の概要は、請求する発明の主題の重要な特徴または本質的特徴を識別することを目的とせず、また請求する発明の主題の範囲を決定する助けとして用いることを目的としない。請求する発明の主題は、背景技術で言及した不利な点の一部または全部を解決する実施に限定されない。

本発明の特徴が理解できるように、特定の実施形態を参照することにより発明の詳細な説明を行うことができて、それらのいくつかは添付の図面に示されている。しかし、図面は本発明の特定の実施形態だけを示しており、したがって、その範囲を限定するものと考えるべきではないことに留意する必要がある。なぜなら、本発明の範囲は他の等しく有効な実施形態を包含するからである。図面は必ずしも同一スケールではなく、一般に、本発明の特定の実施形態の特徴を示すことに強調が置かれる。図面において、類似の符号は、様々な図面の全体にわたって類似の部品を示すために用いられる。このようにして、本発明のさらなる理解のために、以下の詳細な説明に対して参照することができ、以下の図面に関して読むことができる。

例示的なフェーズドアレイ集積化能動超音波プローブの概略図である。 図１の例示的なフェーズドアレイ集積化能動超音波プローブに接続される例示的な処理ユニットの図である。 図１の集積化された能動超音波プローブに接続される一般的な処理ユニットによって実行される例示的な処理シーケンスのフローチャートである。

図１は、集積化された能動超音波プローブ１００を示す。一実施形態では、集積化された能動超音波プローブ１００は、各々送受信回路１１２に電気的に接続される超音波トランスデューサ１０２のアレイ１０１を含む。送受信回路１１２の送信器部分は、超音波トランスデューサ１０２のうちの接続された１つに電気パルスを送信するパルサー１１４を各々含む。パルサー１１４は、制御回路１０３によって調整され、送信器遅延回路１１５でバッファされる電気パルスを生成し、それはビームステアリングを制御するための遅延を含む。

送受信回路１１２の受信器部分は、接続された超音波トランスデューサ１０２のうちの１つによって検出された超音波エコーを受信するための増幅器１１６および受信器遅延１１７を含む。超音波トランスデューサ１０２に対する送信信号の制御に加えて、制御回路１０３は、それに接続される全ての送受信回路１１２からの受信したエコーデータを、ビーム形成計算処理の一部として、受信器遅延回路１１７を用いて合計し、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の出力ポート１１８を通じて、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１０５に対して処理済エコーデータを送信する。各ＡＳＩＣ１１３は、Ａスキャンデータを含み得るＡＳＩＣ出力をデジタル化するためのＡ／Ｄ変換器１０５に接続されるＡＳＩＣ出力ポート１１８を含む。複数の送受信回路１１２および制御回路１０３は、ＡＳＩＣ出力ポート１１８を有する単一のＡＳＩＣ１１３上に作製することができる。このように、ビーム形成は、集積化された能動超音波プローブ１００に配置されるＡＳＩＣ１１３において実行される。集積化された能動超音波プローブ１００のＡＳＩＣ１１３上に送受信回路１１２を直接集積することによって、上述した従来のより長いケーブル接続と比較して、電気的接続がより短くなるので、信号対雑音比が改善される。

デジタル制御ユニット１０６は、例えばフィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）から構成され、ＡＳＩＣ１１３に制御データを伝達するためのＡＳＩＣデータインターフェース１０４を含み、Ａ／Ｄ変換データを受け取るためにＡ／Ｄ変換器１０５に接続される。制御ユニット１０６は、デジタルインターフェース１０８出力を含む。このようなインターフェースは、例えば、タブレットコンピュータ２２０、ラップトップコンピュータ２３０、またはＰＣ／ワークステーションコンピュータ２４０などの接続された一般的な処理ユニット２００と通信するための、ＵＳＢインターフェース、ＰＣＩｅインターフェース、ＷＬＡＮインターフェース、またはイーサネット（登録商標）・インターフェースなどの標準インターフェースを含むことができる。制御ユニット１０６は、集積化された能動超音波プローブ１００およびＡＳＩＣ１１３の異なる機能を制御する。一実施形態では、４個のＡＳＩＣ１１３が制御ユニット１０６に接続され、各ＡＳＩＣ１１３は通常約３２個の超音波トランスデューサ１０２に接続される。超音波トランスデューサ１０２のこの構成は、集積化された能動超音波プローブ１００内に装着することができる。

デジタル制御ユニット１０６は、処理ユニット２００へのデータ伝送のために、例えばＵＳＢ、ＰＣＩｅ、イーサネット（登録商標）などのケーブル、あるいは、例えばＷＬＡＮなどの無線インターフェースによるデジタル伝送を用いる標準デジタルインターフェース１０８を実装する。代替的な無線の実装は、アンテナ１１１を介して電力を無線デジタル伝送に提供するバッテリー１１０を用いる。Ａ／Ｄ変換器１０５から受信され、制御ユニット１０６によって処理されたデータは、それが標準デジタルインターフェース１０８を通して処理ユニット２００に送信される前に、通常は１６ビット幅にクリップされる。

検査対象を検査する方式は、プローブ制御ユニット１０６で生成されて、プログラムされたビームステアリング動作の形で制御回路１０３に送信される。検査方式は、例えばプローブメモリ１０９に記憶される。その方式は、例えば、特定の角度で検査対象に向けられる一連の超音波ビームを含むことができ、一連の超音波ビームの各ビームは、検査対象を完全にスキャンするために所定の度数だけわずかにシフトされる。集積化された能動超音波プローブ１００は、フェーズドアレイプローブとして示し説明しているが、集積化された能動超音波プローブ１００は単一の超音波トランスデューサ１０２、または複数の超音波トランスデューサ１０２が接続された単一のＡＳＩＣ１１３を含むことができる点に留意すべきである。

図２に示すように、処理ユニット２００は、いくつかの実施形態のいずれかを含むことができる。処理ユニット２００は、タブレットコンピュータ２２０、ラップトップコンピュータ２３０、またはＰＣ／ワークステーションコンピュータ２４０を含むことができる。周辺デジタルインターフェース２０３は、処理ユニット２００と集積化された能動超音波プローブ１００または他の構成要素との間の制御およびデータ通信を管理するために、集積化された能動超音波プローブ１００を処理ユニット２００に接続することができる。デジタルインターフェース２０３は、例えば、標準ＵＳＢインターフェース、イーサネット（登録商標）・インターフェース、もしくはＰＣＩｅインターフェース、または、ＷＬＡＮもしくはブルートゥースなどの無線インターフェースを含むことができる。一般的な処理ユニット２００にインストールされるソフトウェアは、ユーザーインターフェースを介して集積化された能動超音波プローブ１００の制御された動作を可能にする。ソフトウェアは、例えば、能動超音波プローブ１００に装着されるトランスデューサ１０２の個数などの、集積化された能動超音波プローブ１００のハードウェアに適合するように、複雑さにおいて拡大・縮小することができる。処理ユニット２００から集積化された能動超音波プローブ１００へ送られるコントロールデータは、構成の設定、モード選択、および初期化データを含むことができる。処理ユニット２００は、システムソフトウェアを実行し、システム動作を制御するために、１つもしくは複数のプロセッサ２０２、およびプロセッサ２０２に結合される処理ユニットメモリ２０４を含む。コンピュータプログラム命令（実行可能命令）は、処理ユニットメモリ２０４に記憶することができ、あるいは、例えばネットワークからダウンロードすることによってプロセッサ２０２によって実行されるように利用することができる。処理ユニット２００は、ユーザーがシステム動作、ユーザーインターフェース、および集積化された能動超音波プローブ１００の検査結果を見るためのディスプレイ画面２０１を含む。処理ユニット２００は、集積化された能動超音波プローブ１００の制御ユニット１０６によって生成されたＡスキャン総和データを受信する。受信したＡスキャンデータは、通常はスキャン変換およびデシメーションにより処理され、その後に、例えば、ｙ軸上に深さ、ｘ軸上にトランスデューサ１０２からの距離を表すように、あるいは、ｙ軸上に振幅、ｘ軸上に飛行時間を表すように、ｘ−ｙグラフに表示される。これらの表示されたデータは、潜在的な異常のサインを形成し、通常は処理ユニットメモリ２０４に記憶され、そして、異常が本当に欠陥であるか否かについてオペレータが決定するのを助けるための付加的な表示を提供するために後処理される。処理ユニット２００は、外部のＡＣ電圧に接続されるか、または例えばバッテリーなどの携帯型電力源によって提供される電源２０５を含む。

図３は、集積化された能動超音波プローブ１００から送信されたデータを処理する方法３００を示す。集積化された能動超音波プローブ１００からデータ出力を受信するステップ３０１の後に、処理ユニット２００の最初のステップは、処理ユニット２００のディスプレイ画面２０１にその表示レートによる最大分解能でデータを表示できるようにするための、スキャン変換のステップ３０２およびダウンサンプリング・デシメーションのステップ３０３を含む。スキャン変換３０２はビーム形成データから画像を計算して、デシメーションはサンプリングレートをビーム当たり約１０２４サンプルに制限する。その後、スキャン変換され間引かれたデータは計算されて、ボリュームに結合される（ステップ３０４）。それからディスプレイ画面２０１に描画され表示される（ステップ３０５）。集積化された能動超音波プローブ１００と処理ユニット２００との間のデータ伝送は、１つのデータフレーム、すなわち一組のビームが処理ユニット２００に送信するための１つのブロックに結合されるようなフォーマットを実現することができる。集積化された能動超音波プローブ１００により出力される超音波エコーデータを処理する他の方法が処理ユニット２００で実現され得る点に留意すべきである。

上記を考慮して、本発明の実施形態は、集積化された能動超音波プローブ１００を、互換性を有するデジタルインターフェース１０８、例えば標準ＵＳＢ、ＰＣＩｅ、イーサネット（登録商標）、ＷＬＡＮ、またはブルートゥースなどと結合する。超音波信号のための送受信器が集積化された能動超音波プローブ１００に約５０ｍｍ未満の距離で直接接続されるので、技術的な効果は信号対雑音比の改善が実現されることである。それは、太いケーブルを標準デジタルインターフェース１０８のケーブルで置き換えることにより、集積化された能動超音波プローブ１００と処理ユニット２００との間の接続を簡素化する。標準デジタルインターフェース１０８を用いて、任意の市販の処理ユニット２００を、集積化された能動超音波プローブ１００と共に用いることができる。

当業者には明らかなように、本発明の態様は、システム、方法、またはコンピュータプログラム製品として具現化することができる。したがって、本発明の態様は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、または、本明細書において「回路（ｃｉｒｃｕｉｔ）」、「回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）」、「ユニット」、および／もしくは「システム」と全て一般的に呼ぶことができるソフトウェアおよびハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形式をとることができる。さらにまた、本発明の態様は、媒体上に具現化されたコンピュータ可読プログラムコードを有する１つまたは複数のコンピュータ可読媒体で具現化されるコンピュータプログラム製品の形式をとることができる。

１つまたは複数のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせを用いることができる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体またはコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、これらに限らないが、電子的な、磁気的な、光学的な、電磁的な、赤外線の、もしくは半導体のシステム、装置、またはデバイス、あるいは上記の任意の好適な組み合わせであってもよい。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例（包括的でないリスト）として以下のものが挙げられる。すなわち、１つもしくは複数のワイヤを有する電気的接続、携帯用コンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭもしくはフラッシュメモリ）、光ファイバ、携帯型コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光学記憶デバイス、磁気記憶デバイス、または上記の任意の好適な組み合わせなどである。この文書の文脈において、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置、もしくはデバイスによって、または、それらに関連して用いられるプログラムを含む、あるいは格納することができる任意の有形の媒体であってもよい。コンピュータ可読媒体に具現化されるプログラムコードおよび／または実行可能命令は、無線、ワイヤライン、光ファイバケーブル、ＲＦなど、または上記の任意の好適な組み合わせを含むがこれに限らない、任意の適切な媒体を用いて送信することができる。

本発明の態様の動作を実行するためのコンピュータプログラムコードは、１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書き込むことができ、これらのプログラミング言語としては、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語もしくは類似のプログラミング言語などの従来の手続きプログラミング言語が挙げられる。プログラムコードは、完全にユーザーのコンピュータ（デバイス）で、部分的にユーザーのコンピュータで、独立したソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザーのコンピュータで、部分的にリモートコンピュータで、または、完全にリモートコンピュータもしくはサーバーで実行することができる。後者のシナリオでは、リモートコンピュータは、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）または広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを通してユーザーのコンピュータに接続することができ、あるいは、外部コンピュータに（例えば、インターネット・サービス・プロバイダを用いてインターネットを通して）接続されてもよい。

本発明の態様は、本発明の実施形態による、方法、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品のフローチャートおよび／またはブロック図を参照して本明細書に記載している。フローチャートおよび／またはブロック図の各ブロック、ならびにフローチャートおよび／またはブロック図のブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実施することができることが理解されよう。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または機械を生産するための他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに提供することができ、そのようにして、これらの命令がコンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサを介して実行されて、フローチャートおよび／またはブロック図の１つもしくは複数のブロックで指定される機能／動作を実行するための手段を生成する。

これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他のデバイスを、特定の方法で機能するように指示することができるコンピュータ可読媒体に格納することもでき、そのようにして、コンピュータ可読媒体に格納された命令は、フローチャートおよび／またはブロック図の１つもしくは複数のブロックで指定される機能／動作を実行する命令を含む製造物を生成する。

コンピュータ、他のプログラム可能な装置、または他のデバイスで一連の動作ステップを実行させてコンピュータ実行処理を生成するために、コンピュータプログラム命令をコンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他のデバイスにロードすることもでき、そのようにして、コンピュータまたは他のプログラム可能な装置で実行される命令は、フローチャートおよび／またはブロック図の１つもしくは複数のブロックで指定される機能／動作を実行するための処理を提供する。

本明細書は、本発明を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本発明を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本発明の特許され得る範囲は、請求項によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例が請求項の字義通りの文言と異ならない構造要素を有する場合、または、それらが請求項の字義通りの文言と実質的な差異がない等価な構造要素を含む場合には、このような他の実施例は特許請求の範囲内であることを意図している。

１００ 集積化された能動超音波プローブ
１０１ アレイ
１０２ 超音波トランスデューサ
１０３ 制御回路
１０４ ＡＳＩＣデータインターフェース
１０５ アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器
１０６ 制御ユニット
１０８ 標準デジタルインターフェース
１０９ プローブメモリ
１１０ バッテリー
１１１ アンテナ
１１２ 送受信回路
１１３ ＡＳＩＣ
１１４ パルサー
１１５ 送信器遅延回路
１１６ 増幅器
１１７ 受信器遅延回路
１１８ ＡＳＩＣ出力ポート
２００ 処理ユニット
２０１ ディスプレイ画面
２０２ プロセッサ
２０３ 周辺デジタルインターフェース
２０４ 処理ユニットメモリ
２０５ 電源
２２０ タブレットコンピュータ
２３０ ラップトップコンピュータ
２４０ ＰＣ／ワークステーションコンピュータ

Claims (18)

1. 検査対象に向かって超音波エネルギーを放射するための、およびそれによって生成されるエコーデータを受信するための超音波プローブ（１００）であって、前記超音波プローブ（１００）は、
   複数の超音波トランスデューサ（１０２）と、
   前記複数の超音波トランスデューサ（１０２）に接続される集積回路（１１３）であって、超音波エネルギーを放射するために、前記複数の超音波トランスデューサ（１０２）の１つに送信される電気信号を各々生成し、前記複数の超音波トランスデューサ（１０２）の前記１つによって検出された前記エコーデータを各々受信する複数の送受信回路（１１２）と、前記複数の超音波トランスデューサ（１０２）に対する前記電気信号の前記送信を制御するための、および処理済エコーデータを形成するために前記複数の超音波トランスデューサ（１０２）によって検出された前記受信されたエコーデータを処理するための、前記複数の送受信回路（１１２）に接続される制御回路（１０３）と、を含む前記集積回路（１１３）と、
   前記処理済エコーデータをデジタル化するための、前記集積回路（１１３）に接続されるアナログ・デジタル変換器（１０５）と、
   前記アナログ・デジタル変換器（１０５）に接続され、前記デジタル化された処理済エコーデータをＡスキャン総和データに処理するために前記デジタル化された処理済エコーデータを受信する制御ユニット（１０６）と、
   前記Ａスキャン総和データを送信するための、前記制御ユニット（１０６）に接続されるデジタルインターフェース（１０８）と、を含む超音波プローブ（１００）。
2. 前記複数の送受信回路（１１２）は、前記複数の超音波トランスデューサ（１０２）の前記１つに送信される前記電気信号を生成するためのパルサー（１１４）と、前記複数の超音波トランスデューサ（１０２）の前記１つによって検出された前記エコーデータを受信するための増幅器（１１６）と、を各々含む、請求項１に記載の超音波プローブ（１００）。
3. 前記デジタルインターフェース（１０８）は、ラップトップコンピュータ（２３０）、タブレットコンピュータ（２２０）、パーソナルコンピュータ（２４０）、またはこれらの組み合わせを含む処理ユニット（２００）に接続可能である、請求項１に記載の超音波プローブ（１００）。
4. 前記デジタルインターフェース（１０８）は、無線で前記Ａスキャン総和データを送信するための無線インターフェースである、請求項１に記載の超音波プローブ（１００）。
5. 前記デジタルインターフェース（１０８）は、ペリフェラル・コンポーネント・インターコネクト・エクスプレス・インターフェース、ユニバーサル・シリアル・バス・インターフェース、イーサネット・インターフェース、または無線ローカル・エリア・ネットワーク・インターフェースを含む、請求項４に記載の超音波プローブ（１００）。
6. 前記受信されたエコーデータは、前記複数の超音波トランスデューサ（１０２）の前記１つに衝突する、前記複数の超音波トランスデューサ（１０２）によって放射された前記超音波エネルギーの反射を含む、請求項１に記載の超音波プローブ（１００）。
7. 前記処理済エコーデータは、ビーム形成データを含む、請求項１に記載の超音波プローブ（１００）。
8. 前記超音波プローブ（１００）の全体は、単一のプローブハウジング内に収容される、請求項２に記載の超音波プローブ（１００）。
9. 超音波データを処理するための処理システムであって、
   プロセッサ（２０２）、ディスプレイ、およびデジタルインターフェース（１０８）を含む処理ユニット（２００）と、
   前記デジタルインターフェース（１０８）を介して前記処理ユニット（２００）に接続される超音波プローブ（１００）と、を含み、前記超音波プローブ（１００）は、
   複数の超音波トランスデューサ（１０２）と、
   前記複数の超音波トランスデューサ（１０２）に接続される集積回路（１１３）であって、超音波エネルギーの放射を生じさせるために、前記複数の超音波トランスデューサ（１０２）の１つに送信される電気信号を各々生成し、前記複数の超音波トランスデューサ（１０２）の前記１つによって検出された前記エコーデータを各々受信する複数の送受信回路（１１２）と、前記複数の超音波トランスデューサ（１０２）に対する前記電気信号の前記送信を制御するための、および前記複数の超音波トランスデューサ（１０２）によって検出された前記受信されたエコーデータを処理するための、前記複数の送受信回路（１１２）に接続される制御回路（１０３）と、を含む前記集積回路（１１３）と、
   前記処理済エコーデータをデジタル化するための、前記集積回路（１１３）に接続されるアナログ・デジタル変換器（１０５）と、
   前記アナログ・デジタル変換器（１０５）に接続され、前記デジタル化された処理済エコーデータをＡスキャン総和データに処理するために前記デジタル化された処理済エコーデータを受信し、前記デジタルインターフェース（１０８）を通じて前記Ａスキャン総和データを送信する制御ユニット（１０６）と、を含む処理システム。
10. 前記ディスプレイは、前記Ａスキャン総和データを表示する、請求項９に記載の処理システム。
11. 前記複数の送受信回路（１１２）は、前記複数の超音波トランスデューサ（１０２）の前記１つに送信される前記電気信号を生成するためのパルサー（１１４）と、前記複数の超音波トランスデューサ（１０２）の前記１つによって検出された前記エコーデータを受信するための増幅器（１１６）と、を各々含む、請求項９に記載の処理システム。
12. 前記処理ユニット（２００）は、ラップトップコンピュータ（２３０）、タブレットコンピュータ（２２０）、またはワークステーション（２４０）を含む、請求項９に記載の処理システム。
13. 前記デジタルインターフェース（１０８）は、無線で前記Ａスキャン総和データを送信するための無線インターフェースである、請求項９に記載の処理システム。
14. 前記デジタルインターフェース（１０８）は、ペリフェラル・コンポーネント・インターコネクト・エクスプレス・インターフェース、ユニバーサル・シリアル・バス・インターフェース、イーサネット・インターフェース、または無線ローカル・エリア・ネットワーク・インターフェースを含む、請求項１３に記載の処理システム。
15. 前記受信されたエコーデータは、前記複数の超音波トランスデューサ（１０２）の前記１つに衝突する、前記複数の超音波トランスデューサ（１０２）によって放射された前記超音波エネルギーの反射を含む、請求項９に記載の処理システム。
16. 前記超音波プローブ（１００）の全体は、前記処理システムによって超音波検査を受ける検査対象に適合するサイズを有する単一のプローブハウジング内に収容される、請求項１１に記載の処理システム。
17. 前記処理済エコーデータは、ビーム形成データを含む、請求項９に記載の処理システム。
18. 能動集積化超音波プローブ（１００）によって生成された超音波データを処理する方法（３００）であって、前記処理済超音波データは、ディスプレイ画面（２０１）に表示され、前記方法（３００）は、
    前記能動集積化超音波プローブ（１００）からビーム形成データを含む出力データを受信するステップ（３０１）と、
    前記ビーム形成データのスキャン変換を実行し、前記ビーム形成データを前記ディスプレイ画面と互換性を有するフォーマットに間引くステップ（３０２、３０３）と、
    前記スキャン変換したビーム形成データをボリュームデータに結合するステップ（３０４）と、
    前記ディスプレイ画面上に前記ボリュームデータを描画し表示するステップ（３０５）と、を含む方法（３００）。