JP5723129B2 - 電子ファントム - Google Patents

Description

本明細書において開示される主題は、一般に医療診断システムに関し、より詳細には定量的超音波法（ＱＵＳ）装置に関する。

超音波密度計および超音波測定器（ｕｌｔｒａｓｏｎｏｍｅｔｅｒ）などのＱＵＳ装置は、超音波を使用して骨の健全性（ｂｏｎｅ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）を測定する。ＱＵＳ装置を検証することは、適切な診断を可能にする適切な測定を確実に継続するための重要な仕事である。ＱＵＳ装置は、骨粗鬆症の進行の評価または治療の監視を適切に行うために、長期にわたって安定した状態を保たなければならない。したがって、飛行時間（ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ）とも呼ばれる超音波伝播速度（ＳＯＳ）および超音波減衰係数（ＢＵＡ）などの測定パラメータを長期間、適切に測定する必要がある。

ＱＵＳ装置の安定性を監視するためにＱＵＳファントムが使用される。従来のＱＵＳファントムは、信号を減衰させるために、水など、安定性があり特徴のはっきりした液体を使用する。他の従来のＱＵＳファントムは、既知の超音波特性を有するゴムなどの固体材料を使用する。これらのＱＵＳファントムのいずれでも、骨形態計測のシミュレーションは満足できるものではない。したがって、ＱＵＳ装置からの音波とファントムの相互作用は骨を模倣せず、その結果、シミュレーションがあまり正確でない場合がある。加えて、水などの液体はあまり減衰性のものではなく、その結果、ＱＵＳ装置は最小電力で動作する。固体のファントムはまた、経年変化作用も有する。たとえば、良好なＢＵＡ特性を有する材料は、典型的には弾性を有する。ＱＵＳファントムに使用される代表的材料の１つはネオプレンである。ネオプレン材料が経年変化するにつれて、材料内の分子の間に形成される架橋が多くなる。この架橋により、材料が硬化し、音響学的性質が変化する。材料の硬度の変化によって、長期監視に関するＱＵＳファントムの有用性が低下する。さらに、水のＱＵＳファントムも固体のＱＵＳファントムも、温度誘起ドリフトすなわち値の変化を有する。

米国特許第６６３５４８６号公報

一実施形態によれば、定量的超音波法装置用電子ファントムが提供される。この電子ファントムは、ハウジングと、定量的超音波法装置から超音波信号を受信するように構成された、ハウジング内の第１のトランスデューサエレメントと、この第１のトランスデューサエレメントに接続された、ハウジング内の第２のトランスデューサエレメントとを含む。この第２のトランスデューサエレメントは、受信した超音波信号に基づいて、変更された超音波を定量的超音波法装置に送信するように構成される。第１のトランスデューサエレメントおよび第２のトランスデューサエレメントは、ハウジング内に背中合わせの構成で配置される。

別の実施形態によれば、定量的超音波法装置用電子ファントムが提供される。この電子ファントムは、定量的超音波法装置から超音波信号を受信するための入力と、この入力に接続された信号変更モジュールとを含む。この信号変更モジュールは、骨の１つまたは複数の音響学的性質を模倣するように構成される。電子ファントムは、模倣された音響学的性質に基づいて変更された超音波信号を送信するための、信号変更モジュールに接続された出力をさらに含む。

さらに別の実施形態によれば、定量的超音波法装置のファントムを検査する際に使用するための、骨を電子的に模倣するための方法が提供される。この方法は、模倣対象の骨の１つまたは複数の音響学的性質を決定するステップと、決定された音響学的性質に基づいて定量的超音波法装置から受信した超音波信号を変調するステップとを含む。この方法は、この変調された超音波信号を定量的超音波法装置に送信するステップをさらに含む。

種々の実施形態によって構築された、定量的超音波法（ＱＵＳ）装置と共に使用するための電子ファントムを示す簡略化したブロック図である。 種々の実施形態によって構築された電子ファントムのブロック図である。 種々の実施形態によって構築された電子ファントムの絵画図である。 種々の実施形態による、骨を電子的に模倣するための方法の流れ図である。 種々の実施形態により使用されるシミュレートされるさまざまな骨質の変調特性を示す表である。 種々の実施形態により超音波パルスから形成された変調された波およびＱＵＳ装置からの応答を示す信号図である。 種々の実施形態によるファントムと共に使用可能なＱＵＳ装置の斜視図である。 種々の実施形態によるファントムと共に使用可能なＱＵＳ装置の別の斜視図である。

前述の概要、ならびにいくつかの実施形態についての以下の詳細な説明は、添付の図面と併せ読めば、さらによく理解されるであろう。図面が種々の実施形態の機能ブロック図を示す限りにおいて、その機能ブロックは、必ずしもハードウェア回路間の区分を示すわけではない。機能ブロック（たとえば、プロセッサまたはメモリ）のうちの１つまたは複数は、１つのハードウェア（たとえば、汎用信号プロセッサまたはランダムアクセスメモリ、ハードディスクなど）で実施されてもよいし、複数のハードウェアで実施されてもよい。同様に、プログラムは、スタンドアロンプログラムであってもよいし、オペレーティングシステムにサブルーチンとして組み込まれていてもよいし、インストールされているソフトウェアパッケージの機能などであってもよい。種々の実施形態は、図面に示された構成および手段に限定されないことを理解されたい。

本明細書で使用される場合、単数形で列挙され単語「ａ」または「ａｎ」が前に付された要素またはステップは、除外が明記されない限り、前記要素またはステップの複数形を除外しないものとして理解されたい。さらに、「一実施形態」の言及は、列挙した特徴も組み込む追加の実施形態の存在を除外すると解釈されることを意図するものではない。さらに、別に明記されない場合は、特定の特徴を有する単一の要素または複数の要素を「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」または「ｈａｖｉｎｇ（有する）」実施形態は、その特徴を有しないそのような要素をさらに含むことができる。

超音波骨密度計または超音波測定器などの定量的超音波法（ＱＵＳ）装置と共に使用するための電子ファントムの例示的な実施形態を以下に詳細に説明する。種々の実施形態は、ＱＵＳ装置の超音波送信機と超音波受信機の間の超音波パルスを変更できる電子装置および／またはファントムの電子制御を提供する。電子ファントムは、電子部品により骨を模倣し、さらに、模倣される骨の骨質または性質を変化させることができる。電子ファントムは、任意のＱＵＳ装置、たとえばＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅから入手可能なＬｕｎａｒ Ａｃｈｉｌｌｉｅｓ超音波測定器、または他の超音波骨密度計と共に使用することができる。

具体的には、図１に示すように、本発明の種々の実施形態は、骨の性質または特性、たとえば人間の踵の骨（踵骨とも呼ばれる）の音響学的性質を模倣するように構成された電子ファントム２０を提供する。電子ファントム２０は、たとえばＱＵＳ装置２２の動作を検証または検査するために、ＱＵＳ装置２２と共に使用することができる。種々の実施形態では、ＱＵＳ装置２２は、送信トランスデューサアレイ２４と、受信トランスデューサアレイ２６とを含み、それらの間に電子ファントム２０が設けられている。より具体的には、電子ファントム２０は、送信トランスデューサアレイ２４と受信トランスデューサアレイ２６の間の超音波経路に設けられる。送信トランスデューサアレイ２４および受信トランスデューサアレイ２６は１つまたは複数のトランスデューサエレメントを含むことができることに留意されたい。

ＱＵＳ装置２２による超音波パルスの送信および受信は、対象物、たとえば送信トランスデューサアレイ２４と受信トランスデューサアレイ２６の間に置かれた人間の踵の骨の物理的性質を測定するために使用される。たとえば、ＱＵＳ装置２２は、対象物の健全性および／または密度を測定するように構成される。具体的には、ＱＵＳ装置２２は、送信トランスデューサアレイ２４および受信トランスデューサアレイ２６を使用して、対象物を通る相対的な透過時間（飛行時間または超音波伝播速度とも呼ばれる）および／または相対的な超音波減衰係数（ＢＵＡ）を比較することにより、対象物の物理的性質および／または健全性を決定することができる。

したがって、種々の実施形態における電子ファントム２０は、超音波信号を変えるまたは変更することによって、音響学的性質などの、骨のいくつかの特性または性質を模倣する。この超音波信号は、送信トランスデューサアレイ２４から送信された１つまたは複数のパルスとすることができる。信号を変更した結果、受信トランスデューサアレイ２６は、たとえば飛行時間またはＢＵＡに関して変更された信号を受信する。信号は既知の値を使用して変更されているので、既知の値と比較すると、ＱＵＳ装置２２を正確さに関して検査または検証することができる。したがって、電子ファントム２０は、ＱＵＳ装置２２によって使用される超音波パルスを変更するように動作して、特定の質、特性、または性質を有する骨、たとえば健康な骨または骨粗鬆症の骨を模倣する。一例として、飛行時間または超音波パルスの減衰は、本明細書においてより詳細に説明するように超音波パルスを変調して変更された超音波を生じさせることによって変えることができる。この変更された超音波により、ＱＵＳ装置２２で、電子ファントム２０が模倣している特定の骨密度または健全性の期待値が測定されたかどうかを決定することが可能になる。

図２に示す電子ファントム２０は、入力３１において受信トランスデューサエレメント３０を含む。たとえば、受信トランスデューサエレメント３０は、超音波信号を受信するように構成された１つまたは複数のトランスデューサを含むことができる。具体的には、受信トランスデューサエレメント３０は、ＱＵＳ装置２２内で超音波パルスを受信し、具体的には送信トランスデューサアレイ２４（図１に示される）から送信された超音波パルスを受信する。受信トランスデューサエレメント３０は、受信トランスデューサエレメント３０から受け取った超音波信号を変更する信号変更モジュール３２に接続される。たとえば、信号変更モジュール３２は、受け取った超音波信号の飛行時間またはＢＵＡを、当技術分野で知られている変調技術および／またはフィルタリング技術を使用して変える。いくつかの実施形態では、信号変更モジュール３２は、受け取った超音波信号の飛行時間すなわち通過時間またはＢＵＡをそれぞれ変える飛行時間モジュール３４と広帯域減衰モジュール３６とを含む。たとえば、信号変更モジュール３２は、一定の周波数のみが電子ファントム２０を通過できる帯域フィルタなど、能動フィルタとして動作するように構成することができる。別の例として、信号変更モジュール３２は、受け取った信号を変調して超音波を減衰させることができる。

いくつかの実施形態では、信号変更モジュール３２は、任意選択で、コントローラ３８に接続される。このコントローラ３８は、受け取った超音波信号に対する飛行時間またはＢＵＡの変化量を調整することによって、信号の変更、たとえば信号の変更量を調整するように構成される。たとえば、コントローラ３８は、電子ファントム２０が模倣する特定の骨のタイプ（たとえば、骨粗鬆症の骨）または音響学的性質の値を選択するためのユーザからのコマンドなど、１つまたは複数の制御コマンドを受信するユーザ入力４０に接続することができる。ユーザは、所定の一覧から特定の骨のタイプを選択してもよいし、たとえば、骨粗鬆症検査で使用するためになど、ＱＵＳ装置２２を検証するために所望されるまたは必要とされる正確な信号変更特性を手動で入力してもよい。

信号変更モジュール３２はまた、出力４３において送信トランスデューサエレメント４２に接続される。たとえば、送信トランスデューサエレメント４２は、変更された信号を受け取り、その信号を、変更された超音波として通信するように構成された１つまたは複数のトランスデューサを含むことができる。送信トランスデューサエレメント４２は、この変更された信号を出力し、この変更された信号を受信トランスデューサアレイ２６（図１に示される）に送信する。したがって、電子ファントム２０は、特定の骨の状態を定義できる特定の特性または性質を有する骨を模倣するように、ＱＵＳ装置２２内で超音波パルスを変更する。電子ファントム２０は、基本的に、ＱＵＳ装置２２のトランスデューサアレイと対向する方向または構成で配置された１対のトランスデューサエレメントを含む。したがって、電子ファントム２０は、たとえば踵の骨の特性を電子的に模倣し、具体的には、踵の骨組成を模倣する。これは、能動回路を使用して実現することができる。

電子ファントム２０は、他のエレメントまたは構成要素を含むことができる。たとえば、電子ファントム２０の１つまたは複数の構成要素に電力を供給するために電源（図示せず）を設けることができる。

電子ファントム２０を変更できることに留意されたい。たとえば、能動回路の代わりに受動回路を設けることができる。別の例として、信号変更特性を固定またはあらかじめ定めておき、図２の実施形態に示すように調整可能でないように電子ファントム２０を変更することができる。

いくつかの実施形態では、図３に示す電子ファントム５０が提供される。種々の実施形態において同様の番号は同様の部品を表すことに留意されたい。電子ファントム５０は、背中合わせの構成で接続された受信トランスデューサエレメント３０と送信トランスデューサエレメント４２とを含む。種々の実施形態では、受信トランスデューサエレメント３０と送信トランスデューサエレメント４２は並列に接続される。受信トランスデューサエレメント３０は、ＱＵＳ装置２２内に配されたときに受信トランスデューサエレメント３０が送信トランスデューサアレイ２４からの信号を受信するように位置決めされるように、ハウジング５２内に配置される。加えて、送信トランスデューサエレメント４２は、ＱＵＳ装置２２内に配されたときに送信トランスデューサエレメント４２が受信トランスデューサアレイ２６に信号を送信するように位置決めされるように、ハウジング５２内に配置される。袋５４は膨張可能であり、その中に音響結合流体を有しており、電子ファントム５０が送信トランスデューサアレイ２４と受信トランスデューサアレイ２６の間にあるＱＵＳ装置２２内の所定の位置に保持されるように設けることができることに留意されたい。加えて、その中の音響結合流体は温度制御することができる。

ハウジング５２（たとえば、ガラスケース）は所望に応じてまたは必要に応じて形状およびサイズを成形できることにも留意されたい。たとえば、ハウジング５２は、特定のＱＵＳ装置２２に嵌入するような形状およびサイズに成形することができる。加えて、ハウジング５２は、電子ファントム５０があるＱＵＳ装置２２に嵌入するが、他のＱＵＳ装置２２には嵌入しないような形状およびサイズに成形することができる。

電子ファントム５０は、バッキングプレート５６、たとえば、受信トランスデューサエレメント３０および送信トランスデューサエレメント４２のそれぞれの背面に結合されたアルミニウムバッキングプレートをさらに含む。バッキングプレート５６は、音響信号を遮断するように構成される。

電子ファントム５０の種々の構成要素は、あるタイプの骨または、本明細書において説明するいくつかの音響学的性質などの、骨のいくつかの性質を模倣するように設けることができる。いくつかの実施形態では、電子ファントム５０は不一致の（ｍｉｓｍａｔｃｈｅｄ）トランスデューサエレメントを含み、これらのエレメントは少しだけ不一致であってよい。たとえば、電子ファントム５０は、層状積層体に形成された以下の構成要素を含むことができる。

１）薄い（たとえば、１／８インチ）アルミニウムプレートとして構成されたプレート５６。

２）５００ｋＨｚ、２５ミリメートル（ｍｍ）の平坦な超音波トランスデューサエレメントとして構成された受信トランスデューサエレメント３０。

３）空隙。

４）４８０ｋＨｚ、２５ｍｍの平坦な超音波トランスデューサエレメントとして構成された送信トランスデューサエレメント４２。

５）薄い（たとえば、１／８インチ）アルミニウムプレートとして構成されたプレート５６。

種々の実施形態によれば、骨を電子的に模倣する、たとえば、踵の骨を模倣するようにＱＵＳ装置内でファントムとして動作するための方法６０が図４に示されている。この方法６０は、ＱＵＳ装置から送信パルス受信するステップを含む。たとえば、１つまたは複数のパルスはＱＵＳ装置によってその中の電子ファントムに送信されることができる。方法は、次に、模倣対象の骨の所望の音響学的性質を決定するステップを含み、この性質は、たとえば、飛行時間および／または減衰特性（たとえば、周波数減衰特性）を含むことができる。いくつかの実施形態では、ユーザが定義した値または所定の値を使用することができる。他の実施形態では、図５に示す表８０を提供することができる。この表は、正常または骨粗鬆症などの、電子ファントムの複数のシミュレートされる骨質（列８２に示される）のそれぞれについて特定の音響学的性質に対応するいくつかの変調特性を決定するために使用される。たとえば、シミュレートされる骨質ごとに、飛行時間の性質（列８４に示される）およびＢＵＡの性質（列８６に示される）が提供される。たとえば、性質は、受信した超音波パルスを調整するために使用される特定の周波数減衰またはフィルタリングを定義することができる。たとえば、変調特性は、ＱＵＳ装置から受信した超音波信号を変更する際に使用される飛行時間の概要（ｐｒｏｆｉｌｅ）またはＢＵＡの概要を定義することができる。いくつかの実施形態では、異なる変調特性のそれぞれについての具体的な値が提供される。加えて、いくつかの実施形態では、たとえば、不一致のトランスデューサエレメントを使用することによってなど、電子ファントムの物理的構成要素によって、模倣される音響学的性質が設定され、この性質は調整不可能である。

表８０の骨質および対応する概要または値のそれぞれは、データベースまたは行列に格納できることに留意されたい。この概要または値は、骨を模倣する個人のタイプの年齢、体重、身長、人種、または性別などのさまざまな要因を使用して、たとえば飛行時間の時間またはＢＵＡの値に基づく絶対値を含むことができる。

再び方法６０を参照すると、その後、受信したパルスは６６において、表８０を使用して決定された性質などの、決定された音響学的性質、たとえば所望の飛行時間およびＢＵＡの性質に基づいて変調される。識別された性質は、特定の骨のタイプ、状態、または性質をシミュレートする。その後、特定の骨のタイプ、状態、または性質、たとえば特定の骨の健全性に対応できるものなどをシミュレートまたは模倣するために、変調された音波が６８において生成される。この変調された音波は、次に、７０においてＱＵＳが検出可能な周波数で送信される。したがって、図６に示すように、受信した信号９０は、さまざまな飛行時間またはＢＵＡの概要を有する信号９２を生じるために、ＱＵＳ装置によって生成された応答９４を用いて変調することができる。これは、受信した信号９０の変化に対応するべきである。

種々の実施形態は、任意のタイプのＱＵＳ装置と共に使用するための電子ファントムを提供し、さまざまな骨または身体の一部分をシミュレートするために使用されることができる。たとえば、図７および図８に示すように、ＱＵＳ装置は、その中に踵を受け入れるように構成された受け入れ部分１０２と脚の背面を支持するための支持部材１０４とを有する超音波測定器１００とすることができる。ディスプレイ１０６も提供することができる。超音波測定器１００は、たとえばＡｃｈｉｌｌｅｓ超音波測定器とすることができ、本明細書において説明するファントムの種々の実施形態が受け入れ部分１０２内に挿入され、その中に透過された超音波パルスを変更して踵を模倣するように動作する。

したがって、本発明の種々の実施形態は、たとえば、飛行時間およびＢＵＡの１つまたは複数の値を使用して、たとえば人間の踵の骨に近づけることによって、骨の音響学的性質をシミュレートする電子ファントムを提供する。シミュレートされた性質によって、骨と類似した音響特性が得られる。いくつかの実施形態では、シミュレートされる性質は調整できることに留意されたい。他の実施形態では、種々のタイプの骨質は、特定の構成要素を選択することによって、たとえば不一致のトランスデューサエレメントを選択することによって、シミュレートすることができる。

種々の実施形態および／または構成要素、たとえばモジュール、またはその中の構成要素およびコントローラはまた、１つまたは複数のコンピュータまたはプロセッサの一部として実施することができる。コンピュータまたはプロセッサは、計算装置、入力装置、表示ユニット、およびたとえばインターネットにアクセスするためのインタフェースを含むことができる。コンピュータまたはプロセッサは、マイクロプロセッサを含むことができる。マイクロプロセッサは、通信バスに接続することができる。コンピュータまたはプロセッサはまた、メモリを含むことができる。このメモリには、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含むことができる。コンピュータまたはプロセッサはさらに、記憶装置を含むことができる。記憶装置は、ハードディスクドライブ、またはフロッピー（登録商標）ディスクドライブ、光ディスクドライブなどの取り外し可能なストレージドライブとすることができる。記憶装置はまた、コンピュータプログラムまたは他の命令をコンピュータまたはプロセッサにロードするための他の類似の手段とすることができる。

本明細書では、用語「コンピュータ」または「モジュール」は、マイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、論理回路、および本明細書において説明する機能を実行することが可能な他の任意の回路またはプロセッサを使用するシステムを含む、プロセッサをベースとするまたはマイクロプロセッサをベースとする任意のシステムを含むことができる。上記の例は例示的なものに過ぎず、したがって用語「コンピュータ」の定義および／または意味を限定することを意図したものではない。

コンピュータまたはプロセッサは、入力データを処理するために、１つまたは複数の記憶エレメントに格納されている一組の命令を実行する。記憶エレメントはまた、所望に応じてまたは必要に応じて、データまたは他の情報を格納することができる。記憶エレメントは、情報源または処理装置内の物理メモリエレメントの形をとることができる。

一組の命令は、本発明の種々の実施形態の方法および処理などの特定の動作を実行するために処理装置としてコンピュータまたはプロセッサに命令する種々のコマンドを含むことができる。一組の命令は、ソフトウェアプログラムの形をとることができる。このソフトウェアは、システムソフトウェアまたはアプリケーションソフトウェアなどの種々の形をとることができる。さらに、ソフトウェアは、別個のプログラムまたはモジュールの集まり、より大きなプログラム内のプログラムモジュール、またはプログラムモジュールの一部分の形をとることができる。ソフトウェアはまた、オブジェクト指向プログラミングの形でモジュラープログラミングを含むことができる。処理装置による入力データの処理は、オペレータ・コマンドに応答するものであってもよいし、前の処理の結果に応答するものであってもよいし、別の処理装置によってなされた要求に応答するものであってもよい。

本明細書では、用語「ソフトウェア」および「ファームウェア」は交換可能であり、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、および不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリを含む、コンピュータによって実行されるためにメモリに格納される任意のコンピュータプログラムを含む。上記のメモリの種類は例示的なものに過ぎず、したがってコンピュータプログラムの格納に使用可能なメモリの種類について限定するものではない。

上記の説明は例示的なものであり、限定的なものではないことを理解されたい。たとえば、上記で説明した実施形態（および／またはその態様）は、互いに組み合わせて用いることができる。さらに、実施形態の範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本発明の種々の実施形態の教示に適合させるように、多くの修正を加えることができる。本明細書で説明する寸法およびタイプは本発明の種々の実施形態のパラメータを定義することを意図しており、実施形態は決して限定的なものではなく、例示的な実施形態である。上記の説明を検討する際に当業者には多くの他の実施形態が明らかになるであろう。したがって、特許請求の範囲が権利を与えられる等価物の全範囲と共に添付の特許請求の範囲を参照して、本発明の種々の実施形態の範囲を決定すべきである。添付の特許請求の範囲では、用語「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」および「ｉｎ ｗｈｉｃｈ」は、各用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」および「ｗｈｅｒｅｉｎ」と等価の平易な英語として用いられる。さらに、以下の特許請求の範囲では、用語「ｆｉｒｓｔ（第１の）」、「ｓｅｃｏｎｄ（第２の）」、および「ｔｈｉｒｄ（第３の）」などは、単にラベルとして用いられ、対象物に数の要件を課すことを意図したものではない。さらに、以下の特許請求の範囲の限定は、ミーンズプラスファンクション形式で書かれておらず、このような特許請求の範囲の限定が、フレーズ「のための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」の後にさらなる構造のない機能の表現を続けて明確に使用しない限り、米国特許法第１１２条（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２）第６段落に基づいて解釈すべきものではない。

この書面による説明は、いくつかの例を用いて、最良の形態を含む本発明の種々の実施形態を開示し、また任意の装置またはシステムを作製および使用するステップと、組み込まれた任意の方法を実施するステップとを含む本発明の種々の実施形態を、当業者が実施できるようにしてある。本発明の種々の実施形態の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が思いつく他の例を含むことができる。そのような他の例は、特許請求の範囲の文字通りの言葉と相違ない構造上の要素を有する場合、または特許請求の範囲の文字通りの言葉とは事実上差がない等価の構造上の要素を含む場合は、特許請求の範囲内に包含されることが意図される。

２０ 電子ファントム
２２ ＱＵＳ装置
２４ 送信トランスデューサアレイ
２６ 受信トランスデューサアレイ
３０ 受信トランスデューサエレメント
３１ 入力
３２ 信号変更モジュール
３４ 飛行時間モジュール
３６ 広帯域減衰モジュール
３８ コントローラ
４０ ユーザ入力
４２ 送信トランスデューサエレメント
４３ 出力
５０ 電子ファントム
５２ ハウジング
５４ 袋
５６ バッキングプレート
６０ 方法
６６ 特定の骨の健全性をシミュレートするために、所望の飛行時間および減衰の性質に基づいて受信したパルスを変調する
６８ 特定の骨の健全性をシミュレートするために、変調した音響波を生成する
７０ 変調した音響波を、超音波ＱＵＳ装置が検出可能な周波数で送信する
８０ 表
９０ 受信した信号
９２ 信号
９４ 応答
１００ 超音波測定器
１０２ 受け入れ部分
１０４ 支持部材
１０６ ディスプレイ

Claims (5)

1. 定量的超音波法用のトランスデューサおよび定量的超音波法用の受信機を備えた定量的超音波法装置用の電子ファントム（２０、５０）であって、
   ハウジング（５２）と、
   定量的超音波法の前記トランスデューサから超音波信号を受信するように構成された、前記ハウジング内の第１のトランスデューサエレメント（３０）と、
   前記第１のトランスデューサエレメントに接続され、前記受信した超音波信号に基づいて、変更された超音波を定量的超音波法用の前記受信機に送信するように構成された、前記ハウジング内の第２のトランスデューサエレメント（４２）と、
   を備え、
   前記第１のトランスデューサエレメントおよび前記第２のトランスデューサエレメントが前記ハウジング内に背中合わせの構成で配置され、
   前記第１のトランスデューサエレメントおよび前記第２のトランスデューサエレメントが、定量的超音波法の前記トランスデューサと定量的超音波法用の前記受信機との間に配置される、
   前記第１のトランスデューサエレメントの周波数と前記第２のトランスデューサエレメント（３０、４２）の周波数とが異なる、
   定量的超音波法装置用電子ファントム（２０、５０）。
2. 前記第１のトランスデューサエレメントおよび前記第２のトランスデューサエレメント（３０、４２）が、前記変更された超音波として減衰した超音波を生成するように構成され、前記減衰した超音波が人間の踵の骨における減衰に対応する、請求項１に記載の電子ファントム（２０、５０）。
3. 前記第１のトランスデューサエレメントおよび前記第２のトランスデューサエレメントが、前記変更された超音波を生成するために前記受信した超音波信号の飛行時間および超音波減衰係数のうちの１つを変えるように構成される、請求項２に記載の電子ファントム（２０、５０）。
4. 前記第１トランスデューサエレメントおよび前記第２のトランスデューサエレメント（３０、４２）に接続され、前記変更された超音波を生成するために前記受信した超音波信号の飛行時間および超音波減衰係数のうちの１つを調整可能に変化させるように構成された信号変更モジュール（３２）をさらに備える、請求項１に記載の電子ファントム（２０、５０）。
5. 前記信号変更モジュール（３２）に接続され、前記変更された超音波の生成を制御するためのユーザ入力を受信するコントローラ（３８）をさらに備える、請求項４に記載の電子ファントム（２０、５０）。
   

Images