JPH08238243A - 超音波画像処理装置の自己試験方法及び該試験手段を有する超音波画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波プローブや装置は、長期使用や磨耗に
より欠陥が生じ、その信号通路は、部品の老化や電気傷
害により機能不良が生じる。しかし多素子中の１素子や
多経路中の１経路の欠陥では、使用者が直ちに検知困難
である。このような検知困難な欠陥や能力低下を、装置
自身に自己診断させる。 【解決手段】 超音波装置に多素子変換器プローブを接
続し； 該プローブの変換器素子に、大気に暴露したプ
ローブの音響窓に向かってパルス発信させ；プローブー
空気界面から戻るエコーを受信し； 当該受信エコーを
解析して、プローブまたは装置の作動を確認する； 以
上の各工程からなるプローブまたは装置の作動状態の試
験方法及び該超音波装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波診断画像処理装
置の改良に関し、特に超音波変換器プローブおよび変換
器素子に接続する信号通路電気系統（channnel electro
nics）の自己診断を実施することが可能な超音波画像処
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波診断処理器は、それぞれの診断方
法の実施に、特別に適合する種々の超音波変換器プロー
ブで作動可能である。多くのプローブは、発信する超音
波を作成し導き、そして多数の変換器素子で形成された
開口（aperture）上のエコー信号を受信するために、多
素子変換器を使用する。受信エコー信号は、変換器の活
性化を制御し、画像を形成し、または体内の血管内の血
流の状態などの身体の生理状態を測定するために、受信
エコー情報を処理する超音波処理装置により処理され
る。個々の素子は、ビーム発生器として知られる処理器
の個々の信号通路(channel)に電気的に接続している。
ビーム発生器のそれぞれの信号通路は、そのそれぞれの
変換器素子の活性化の時期を制御し、変換器素子により
受信されるエコー信号を、適切に遅延させて変換器に受
信されるエコー信号成分を時間一致させる。時間配列エ
コー信号成分は、次いで統一的に焦点合わせされたエコ
ー信号を作成するために結合される。統合されたエコー
信号は次いで復調され(detected)、さらに体内の空間的
画像作成の一助として、または身体の流れおよび他の機
能を測定するために処理される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】他の複雑な電子医療機
器と同様に、超音波プローブおよび装置は、長期の使用
および磨耗により欠陥が生じうる。変換器を制御し、エ
コー信号を処理する超音波処理装置の信号通路は、電源
の不安定、部品の老化または他の電気傷害のため機能不
良が生じうる。プローブそれ自身は、連続使用により老
化し、消耗し、もし激しく落下させれば傷つき破損す
る。しばしばこれら欠陥および機能不良は、一目瞭然明
らかである。該装置またはプローブは完全に機能不良と
なる。しかし、多素子プローブの１つの素子の欠陥や、
多経路システムの中の１つの経路の欠陥など、いくつか
の場合には問題は、より微妙であり、使用者にとって直
ちに検知することができない。このような検知困難な欠
陥は、認識または改善をすることが困難な、診断能力の
低下を招来しうる。超音波装置にとって、装置と該装置
に接続するプローブ双方における、このような微妙な問
題を自己診断することができることが望ましい。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によると、該シス
テムの処理および超音波プローブの変換器素子に接続す
る制御経路に、そして該装置に接続する超音波プローブ
に対し、自己診断試験を実施しうる超音波診断装置が提
供される。これらの自己診断試験は、停止中の超音波プ
ローブの変換器素子を活性化する診断処理器（diagnost
ic processor）により、大気中に超音波パルスを発信す
ることにより実施される。このように活性化されると
き、表面反射が、プローブと空気の間の界面から戻り、
受信され、そして処理され、そして生成した信号は、信
号通路毎に診断処理器により解析される。受信信号の特
徴から、プローブおよびプローブに接続する経路の特定
の作動状況が明らかにされ、これらの状態が、使用者ま
たはサービス担当者に報告される。

【０００５】

【実施例】図１は、本発明により構成された超音波診断
装置のブロックダイアグラムを示す。超音波プローブ１
０は、多素子変換器３０を有する。変換器３０の各素子
は、多導体ケーブル３８の導体により、プローブ発信器
および受信器１２に接続している。発信器および受信器
１２は、変換器３０の個々の素子に適当な時に、そして
適当な波形でパルスを発信させて被験者の体内に発信さ
れる超音波パルスを作成し誘導するための、ビーム発生
器１４により制御される多数の圧電性ドライバーを有す
る。受信モードにおいて、発信器および受信器１２は、
各変換器素子により作成されたエコー信号を受信し、受
信信号を一連のディジタル信号試料に変換し、ディジタ
ルビーム発生器１４へのディジタル信号試料に結びつけ
る。ディジタルビーム発生器は、多数の分割された平行
な信号通路を有し、該通路のそれぞれは、変換器素子に
より作成されたディジタル信号試料を受信するべく接続
されている。ディジタルビーム発生器１４は、各変換器
素子の信号に適切な遅延を与えて、変換器素子により受
信された、特定の反射物質からのエコー成分を時間一致
させる。各信号通路の遅延ディジタル信号試料は合計さ
れ、位相のそろった（coherent）ディジタルエコー信号
を形成する。該位相のそろったディジタルエコー信号
は、画像およびドップラー処理器１６により処理され、
使用者の希望により、診断画像を作成するか、または被
験者の体内の血流速度などの診断測定を行う。実施され
た画像または測定は次いで表示装置１８上に表示され
る。

【０００６】本発明によると、診断処理器２０は、発信
器および受信器１２、ビーム発生器１４および画像およ
びドップラー処理器１６を含む多数の前記したサブシス
テムに接続する。診断処理器２０は、前述したサブシス
テムが活性診断機能を実施するときにそれらサブシステ
ムを制御する、中央システム制御装置（示されていな
い）の制御下に、またはそれと共同して動作する。超音
波処理装置が診断活動にない時、または使用者またはサ
ービス担当者に命じられた時、診断処理器は、超音波プ
ローブ１０、発信器および受信器１２およびビーム発生
器１４に対する自己診断試験を実施する。作動時には、
診断処理器はビーム発生器に、変換器のそれぞれ個々の
素子に連続的にパルスを出させる。診断処理器は次い
で、プローブー空気界面から戻るエコーおよびその残響
を受信し、処理するよう発信器および受信器そしてビー
ム発生装器に指示する。このエコー情報は、個々の信号
通路毎に、そして多少は信号通路間で、診断処理器によ
り分析され、超音波装置のプローブまたはサブシステム
に、何か欠陥または機能不良があるかどうかの判断に使
用される。

【０００７】本発明の原理は、プローブの音響開口が空
気中に露出しているときの超音波プローブの活性化であ
り、即ち診断処理器により分析されるものは、プローブ
ー空気界面からの反射である。この自己試験は、超音波
装置が、診断に使用されていないで、プローブが該装置
に接続され、装置のプローブホールダーに休止して下げ
られているときに、自動的に実施することができる。最
良試験精度を得るためには、音響開口の表面が清潔であ
ることが必要である。超音波診断には、音響開口と被験
者の間に超音波結合ゲル（couplant gel）が通常使用さ
れ、これは、残ったゲルをプローブからきれいに除去し
た場合に、最も正確な試験ができることを意味してい
る。これにより、プローブー空気界面が、変換器を覆う
レンズの表面であり、レンズを被覆するゲルの不規則な
表面ではないことが確認できる。

【０００８】本発明の原理は、図５により説明される。
この図は多素子変換器の素子３０の列を示し、その１つ
が３０’として示されている。該変換器素子を覆ってい
るのは音響レンズ３４である。該レンズ３４は、（以下
に述べるように）異なる素材の異なる層からなり、多く
の目的に使用される。該レンズは、医療被験者を変換器
の電極から電気絶縁するのに使用される。それは音響発
振し、受信する超音波を形成する。それは、変換器の音
響インピーダンスを身体の音響インピーダンスに適合さ
せる。図５において、プローブー空気界面である、レン
ズ３４の表面は、参照番号４０で表わされている。

【０００９】診断試験を実施するために、例えば素子３
０’など、変換器の１つの素子が、超音波装置によりパ
ルスを発信する。素子３０’は超音波パルス４２を矢印
４４の方向に発信する。超音波パルスエネルギーのいく
らかが、プローブー空気界面４０で空気中に透過して行
くが、エネルギーの大部分は、界面４０により反射して
変換器素子３０’に戻る。反射パルスが素子３０’に届
いたとき、それは素子に圧電性応答を惹起し、この応答
は、超音波装置に転送され、そして以下に述べるように
して処理される。パルスエネルギーの一部は、変換器の
表面で反射され、再び外向きに進み、反射サイクルを繰
り返す。これら変換器とプローブー空気界面との間の反
響も診断処理器により受信され、処理される。

【００１０】図２は、多素子超音波変換器プローブ１０
の音響開口の断面図である。プローブ１０の外側表面
は、プローブケース３６とＲＴＶゴムの音響レンズ３４
の外側表面で形成されている。該音響レンズ３４は、変
換器の音響インピーダンスを音響レンズおよび人体組織
のインピーダンスに適合させるための音響適合層３２を
覆っている。適合層３２は、素子の外側と内側表面を被
覆する電極を有する変換器素子３０に重なっている。多
数の導体４９、４９’は、変換器電極から延び、ケーブ
ル３８の個々の導体に接続する。変換器３０の後面で、
図中導体４９、４９’により占められている容積は、変
換器の後面から発せられる音響エネルギーを減衰させる
音響減衰材で満たされている。

【００１１】変換器３０およびその電極の好ましい構造
が、図３ａおよび図３ｂに示されている。圧電性セラミ
ックの平板は、最初その２つの平らな表面と端部が、金
属電極被覆で覆われている。レーザーカッティングまた
はフォトリソグラフィーが次いで使用され、矢印９４で
示される縦方向に電極コーティングに穴が形成される。
セラミック平板およびその金属コーティングは次に、矢
印９６で示されるように横に賽の目切りにされることに
より、個々の変換器素子３０’と電極９０、９２に賽の
目切りにされる。その結果は、図３ａおよび３ｂに示さ
れるように、変換器素子と電極の列となる。信号電極９
０は変換器３０の後表面に位置し、変換器素子の一端の
周囲に巻かれる。戻り電極９２は、変換器の外側の平ら
な表面に位置し、図３ａに示すように、変換器素子の他
端の周囲に巻かれる。金属フィンガー４９、４９’は、
各素子の末端で電極に接続され、ケーブル３８の導体で
それらの接続点に延長する。

【００１２】レーザーで形成された切り込みおよび切り
欠きは、素子毎に変換器素子の信号末端と戻り末端の交
互配置をもたらす。即ち、金属フィンガー４９は、信号
電極９０に接続し、そして間に差し入れられた金属フィ
ンガー４９’は、戻り電極９２に接続する。この交互パ
ターンは、各信号フィンガーが各素子の他端で戻りフィ
ンガーと相対しなければならないため、変換器の一端か
ら他へと同数配置される。信号と戻り結合が交互になっ
ていることは、電極と接続との間のクロストークの減少
に役立つ。この変換器と電極の配置は、図４の拡大断面
図に示すように、適合層３２と音響レンズ４０で被覆さ
れている。

【００１３】本発明の自己診断試験を実施するのに、プ
ローブの１つの素子３０’が、診断処理器２０の制御
下、発信器および受信器１２の変換器ドライバーによっ
て活性化される。これによりプローブのプローブー空気
界面に、パルスが発信される。図２から図４までに示さ
れたように構成されたプローブの場合、パルスは適合層
と音響レンズ３４を通過し、プローブー空気界面に到達
し、その距離は、典型的な超音波プローブでは、約０．
５から１．０ｍｍである。それには適合層とレンズの材
質に典型的な音速で、約５００から１０００ナノ秒（ns
ec）の時間がかかる。そして変換器素子３０’への戻り
反射にはさらに５００から１０００ナノ秒かかる。従っ
て、正常に動作しているプローブと受信器は、１〜２μ
秒後に第１エコーの戻りを作成すると予想され、続く減
衰された反射はその後１から２μ秒の間隔となる。

【００１４】図６は、プローブのプローブー空気界面か
らの、これらの反射から予想される典型的な波形を示
す。時間ｔ＝０で、変換器素子３０’が、パルスを発信
し、１μ秒後、プローブー空気界面からのエコー５０が
変換器素子により受信され、その素子に接続している超
音波装置の信号通路により処理される。さらに数マイク
ロ秒後、パルスの他の反射５２が受信され、さらに１マ
イクロ秒後、別のエコー５４が受信され、それぞれその
前のパルスよりも大きく減衰している。

【００１５】しかし実際には、発信器および受信器１２
の受信器は、変換器素子へのドライブパルスの適用直後
に活性化されたとき、発信パルスエネルギーで飽和して
いるであろう。このため、受信信号波形は、受信器が線
形処理に戻ると急速に減衰し消滅する、図６中６０で示
すようないくらかのリンギング（ringing）が現れる。
活性化している変換器素子３０’およびビーム発生器の
関連する信号通路が正常に作動しているとき、診断処理
器２０は、図６のものと同様の（アナログ、ディジタル
のいずれかの）波形を受信するものと予想される。該波
形は、いかなるビーム発生器の遅延も招来する前に、発
信器および受信器の出力に該図中に示されるように現れ
るであろう。受信波形の時間遅れ分は、関連するビーム
発生器の信号通路により与えられたものである遅れと共
に、ビーム発生器１４の出力に現れる。診断処理器は、
異なるビーム発生器の遅延条件下で数回試験を実施する
ようにプログラムされうる。最初の試験は、その最小遅
れにプログラムされたビーム発生器の信号通路で実施さ
れ、第２の試験は、その最大遅れにプログラムされたビ
ーム発生器の信号通路で実施されうる。各試験の間、ビ
ーム発生器の出力が、特定の変換器素子とその時に試験
される信号通路のみにより形成された遅れ信号であるよ
うに、ビーム発生器の他の信号通路は切断される。

【００１６】特定の変換器素子および信号通路の試験結
果は、記憶され、他の信号通路と素子の試験結果と比較
される。例えば信号通路毎の波形の振幅は、許容限界内
でなければならない。例えば１つの信号通路の信号の振
幅の変化は、その通路のビーム発生器または受信器の利
得が許容限界外であることを示すであろう。診断処理器
２０は、もし望むなら、かかる変化を補償する状態で制
御されうる。所定の変換器素子の試験は、異なる受信器
およびビーム発生器の信号通路に波形振幅変化が存在す
るか否かを見るために、該変換器素子に接続するようス
イッチされた他の受信器およびビーム発生器の信号通路
で再試験することができる。該素子の第１および第２の
試験の比較は、変換器プローブまたは受信器の、電子系
統への状態を分離する。いずれの場合にも、素子に接続
する信号通路のための受信器またはビーム発生器内の増
幅器の利得は、振幅変化を補償するように診断処理器の
制御下に調整される。

【００１７】もし、試験される変換器素子またはビーム
発生器の信号通路に問題がある場合、図６に示すものと
異なった波形が受信されるであろう。例えば、もしビー
ム発生器の信号通路が不良の場合、ビーム発生器の出力
での波形は、発信器および受信器１２の出力で作成され
る受信波形の、単なる遅延した複製でなくなるであろ
う。それは、ビーム発生器の出力での信号がない、また
はビーム発生器の出力波形が、入力波形と比較してひど
く歪んでいることとなろう。ビーム発生器の入力と出力
波形の比較が、特定の変換器素子用のビーム発生器の信
号通路が、その規格値内で作動しているか否かを判断す
るために、診断処理器２０により実施される。

【００１８】他の可能性は、プローブ内の機能不良であ
る。例えば、変換器素子と、超音波処理装置の間の導体
が緩んだり接続不良となることがある。これは、発信器
および受信器１２が、もはや変換器素子が終点とならな
い開回路となることを意味している。この場合、受信器
はドライバーの飽和の効果のみを観察し、変換器素子ま
たは受信されたエコー信号のリンギング効果を観察しな
いであろう。受信波形は、図７ａのものと同様に、ｒ．
ｆ．成分のない、平滑に減少する波形として現れる。こ
の信号が診断処理器により分析されるとき、該処理器
は、試験されている変換器素子が開回路であると報告す
る。

【００１９】他の可能性は、発信器および受信器１２中
の受信器が、短絡のために機能不良となることである。
もし特定の変換器素子の受信器の信号通路が短絡してい
ると、ディジタルシステム中の発信器および受信器１２
の出力にある、アナログーディジタル変換器は、図７ｂ
に示す、階段（step）応答を示すであろう。このような
波形を受信すると直ちに、診断処理器２０は、試験中の
特定の信号通路中の受信器に問題があると結論するであ
ろう。

【００２０】さらなる可能性は、変換器素子とプローブ
ー空気界面の間の層素材の間で層剥離が生じることであ
る。もしＲＴＶレンズ素材が適合層から剥離すると、２
つの層の間にエアー・ポケット（air pocket）または気
泡が生じる。このエアー・ポケットは、プローブー空気
界面に到達する前に、発信パルスと遭遇し、エコーがプ
ローブー空気界面からの反射の前にこのエアー・ポケッ
トから戻る。もしこれが問題であれば、診断処理器は図
７ｃに示すような波形を受信する。この波形は、１マイ
クロ秒の時点で期待されるエコー信号に先行するエコー
５６を含む。図７ｃの波形と同様の波形の受信と同時
に、診断処理器は、プローブレンズの層に剥離があると
報告するであろう。

【００２１】しかしさらなる可能性は、ＲＴＶレンズ３
４の摩耗または変形である。超音波プローブは、しばし
ば強く圧迫されたり被験体と擦れ合ったりする。このよ
うな使用は、他よりもより大きく１つの変換器素子上の
レンズ素材を摩耗させまたは圧縮する。この問題は、レ
ンズ素材中を超音波信号が通過する時間を測定すること
により検知される。広帯域変換器またはシステムは、こ
の問題のために、変換器の名目中央周波数(nominal cen
ter frequency)付近の多くの周波数での信号位相φを測
定し、次いで素子の群遅れ、周波数に関する位相の微分
値、ｄφ／ｄｆ、搬送信号時間の測定値を計算すること
により診断する。各変換器素子の群遅れは、もしいずれ
かが予め定められた許容限界外にあるか否かを見るため
に、その他の群遅れと、診断処理器により比較される。
特定の変換器素子の許容範囲外の群遅れは、その素子上
のレンズ素材の摩耗または圧縮を示している。

【００２２】振幅補償について議論したのと同様の方法
で、搬送時間変化と補償するために、ビーム発生器の動
作は診断処理器によって調整される。搬送時間変化は、
レンズ素材厚さの不均一によって、または発信電気系統
の不調によって生じ得る。不正確な搬送時間は、ビーム
発生器出力信号に結合される信号の焦点合わせ不良およ
び誤登録を引き起こすことがある。もし受信エコー５０
または測定された群遅れが、エコー受信時間の不正確さ
を示すならば、その変化を計算し、そして特定の信号通
路の信号を、該ビーム発生器の他の信号通路により処理
された信号と焦点合わせするように戻すために、該信号
通路のビーム発生器の遅れを調整することができる。

【００２３】搬送時間の測定で、時間領域での挙動の変
化を検知すると同時に、周波数領域での変化を検知する
ために、受信信号のスペクトル特性が診断処理器により
測定される。受信信号の帯域幅の変化および周波数帯域
を通じての振幅変化は、診断処理器により測定される。
受信信号通路中の適応（adaptive）フィルターの転送機
能は、かかる振幅と周波数変化を補償するために、これ
らの測定に対応して変化する。

【００２４】超音波処理装置に同時に接続する２または
それ以上のプローブがある場合には、さらに複雑な試験
をすることも可能である。この場合、診断処理器は、両
プローブを自動的に試験し、両方から受信された波形を
比較するようにプログラムされる。上記したようにし
て、各プローブの素子間で、またプローブ毎に比較がな
される。これは、診断処理器２０に、プローブにおけ
る、または信号通路の電気系統における問題を分離する
ことを可能にする。例えば、もしプローブ＃１上の素子
＃１５の試験で、図７ａに示した波形が得られ、同じ信
号通路の電気系統の、プローブ＃２上の素子＃１５の試
験で、図６に示した波形が得られたとすると、該処理器
は、信号通路の電気系統は正しく作動しており、プロー
ブ＃１の素子＃１５に問題があると結論するであろう。
一方、もし２つの試験の両方で図７ｂに示したような波
形が得られるとすると、処理器は、受信電気系統に短絡
があると結論するであろう。

【００２５】異なるプローブは異なるレンズ厚さを有す
る場合があると考えられ、その結果、プローブー空気界
面からのエコー受信の予想時間は、プローブ毎に異なり
うる。この変化は、プローブのＩＤチップ中のこの特性
をプログラミングすることにより詳細が明らかにされ
る。各プローブは、超音波装置に接続するプローブコネ
クター内に、小さな読み出し専用メモリー（read only
memory）を持っている。該読み出し専用メモリーは、装
置と接続するコネクターのいくつかのピンに接続する。
コネクターが、装置と接続すると、該装置は、読み出し
専用メモリーの内容にアクセスし、読み出す。この情報
は、通常、プローブの型（リニア・アレー、フェーズド
・アレー、その他）プローブのシリアル番号および変換
器の帯域幅および中央周波数を装置に知らせる。本発明
によると、この読み出し専用メモリーはまた、レンズ厚
さのような診断処理器に有用な情報を含むようにプログ
ラムされる。もし該プローブが、変換器口径に沿って均
一でないレンズ厚さを有して製造された場合、その情報
も読み出し専用メモリーに書き込まれる。変換器素子の
予想される群遅れは、読み出し専用メモリーから提供さ
れうるもう一つの情報である。このプローブに関する情
報は、診断処理器に提供され、処理器によりその試験結
果を評価するために使用される。

【００２６】診断処理器２０を制御するのには多数の方
法がある。処理器は、装置の定期点検または検査のとき
にサービス担当者によりチェックされる制御またはスイ
ッチの組を通じて制御されうる。サービス担当者は、波
形の解釈および分析について訓練されており、いかなる
問題に対してもその原因および解決方法について最良の
決定をすることができる。診断処理器２０は、画像およ
びドップラー処理器１６を経由して表示装置１８に接続
し、該処理器は、表示装置上のテキスト・メッセージに
より、または処理器に記憶された欠陥を現す波形の表示
により、問題を表示するように命令される。波形が検知
される表示装置には、信号通路番号、プローブの特定、
変換器素子番号、および試験時間を含む全内容が表示さ
れる。この情報を見直すことにより、サービス担当者
は、迅速にそして容易に問題を特定し、それらの解決に
当たることができる。

【００２７】診断処理器を操作する他の方法は、使用者
がプローブまたは装置に問題がありそうだと感じたとき
にはいつでも、使用者に試験を指示させることである。
表示装置上のテキストメッセージは、使用者に、試験終
了時に試験結果を知らせる。

【００２８】診断処理器を操作する第３の方法は、「バ
ックグランド（background）」において自動的に動作す
ることを可能にすることである。システム制御器または
処理器は、システムが停止し、診断患者に対して使用さ
れていない時を検知する。エコー情報の受信なしに、長
期間経過したときは、停止状態を知る１つの指標とな
る。診断処理器は、かかる状態のとき自動的に、かかる
停止期間の間に、信号通路の電気系統および接続プロー
ブを試験するようにプログラムされている。該試験は、
全信号通路および変換器素子の全試験でもよいし、限定
数の信号通路および素子のみの一部試験でもよい。試験
結果は、表示装置に表示してもよく、装置の使用再開前
に点検し、または試験台帳に記載され、希望の時に使用
者またはサービス担当者が点検してもよい。該システム
は、患者と再度接触するときはいつでも自動的に試験を
停止し、患者の走査に使用可能に復帰し、それは直ちに
プローブー空気界面のエコー５０とその後の反射５２、
５４の間の付加的エコーパルスの存在により示される。
かかるシステム指示自動試験は、もしプローブがシステ
ム上で、レンズ上に結合ゲルが存在するまま放置されて
いる場合には、不正確な結果となることは注意すべきで
ある。かかる可能性を考慮して、診断処理器は、使用者
またはサービス担当者に、かかる状態をチェックし、シ
ステム指示試験の結果を評価するときに、それを考慮に
入れるべきことを伝えるためのメッセージを表示する。

【００２９】診断処理器２０は、またそれが最初に電源
を入れられるときに常に、装置とプローブの試験を自動
的に開始するように制御することもできる。使用者は、
希望する場合には患者を走査する前に試験終了まで待機
するか、または試験を中止し、直ちに患者の走査を開始
するか、いずれかの選択をすることができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明を要約すると、超音波変換器プロ
ーブまたは該プローブに接続する超音波装置の不良箇所
を試験するための方法および装置が開示される。変換器
の素子は、プローブが患者と接触していないとき、そし
てプローブレンズの表面が大気に暴露されているとき
に、パルスを発する。信号通路の電気系統は、レンズー
空気界面から戻るエコー信号およびこの界面および変換
器の間の反響を受信する。これらの信号は、変換器素子
または接続の故障およびシステム受信電気系統の欠陥な
どの問題が存在する可能性があるか判断するために、振
幅、エコー受信時間、群遅れ、その他の特性について、
信号通路電気系統に接続する診断処理器により分析され
る。診断処理器は、利得、または検知された許容限界外
の状態を補償するための時間遅れなどを装置の電気系統
の作動特性に適応するように調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明により構成された超音波プロ
ーブおよび超音波装置のブロックダイヤグラムである。

【図２】 多素子超音波変換器プローブの音響窓（acou
stic window）の断面図である。

【図３】 図３ａおよび３ｂは、図２の超音波プローブ
の変換器電極および変換器素子の構造を示す。

【図４】 図２の超音波プローブのレンズおよび変換器
素子の拡大断面図である。

【図５】 本発明の自己診断試験の原理を説明する多素
子変換器およびレンズのダイヤグラムである。

【図６】 本発明の診断処理器により分析される代表的
な波形である。

【図７】 図７ａから７ｃまでは、本発明の診断処理器
により分析される、ある不良状態の代表的波型を示す。

【符号の説明】

１０ 超音波プローブ １２ 発信器および受信器 １４ ディジタルビーム発生器 １８ 表示装置 ２０ 診断処理器 ３０ 変換器素子 ３２ 適合層 ３４ 音響レンズ ３６ プローブケース ３８ ケーブル ４０ プローブー空気界面 ４２ 超音波パルス ４９，４９’ 金属フィンガー ５０ 受信エコー ９０ 信号電極 ９２ 戻り電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームス・メヒ アメリカ合衆国98033ワシントン州、カー クランド、第11014番フォルベス・クリー ク・ドライブ、＃Ｑ101

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波変換器プローブまたは超音波装置
   の機能を試験する方法であって：超音波装置に多素子変
   換器プローブを接続し；大気に暴露しているプローブの
   音響窓に対して、該プローブの変換器素子にパルスを発
   信させることで変換器を活性化し；プローブー空気界面
   から戻るエコーを受信し；当該受信したエコーを解析す
   ることで、変換器プローブまたは超音波装置の機能を確
   認する； 以上の各工程からなる超音波変換器プローブ
   または超音波装置の機能を試験する方法
2. 【請求項２】 超音波画像処理または測定を実行するた
   めの異なる多素子超音波変換器プローブを接続してもよ
   い、超音波装置のプローブまたは受信電気系統の機能の
   試験手段を有する該超音波装置であって：該変換器素子
   を覆う音響窓を有する多素子変換器プローブに、該超音
   波装置を接続する手段；患者と接触していないプローブ
   の音響窓に対して、プローブの変換器素子にパルスを発
   信させる手段；該音響窓の外側表面から戻るエコー信号
   を受信するために接続された信号通路の電気系統；およ
   び、 該信号通路の電気系統に接続し、該変換器プローブまた
   は超音波装置の機能を確認するために、該音響窓の外側
   表面から戻る該エコー信号を解析するための診断処理
   器； を有することを特徴とする超音波装置。
3. 【請求項３】 該診断処理器がさらに、該エコー信号の
   解析の結果に対応して、該変換器プローブまたは超音波
   装置の機能を改善するために、該信号通路の電気系統、
   プローブまたは超音波処理装置の動作特性を調整するた
   めの手段を有する請求項１または２に記載の方法または
   超音波処理装置。