JP2001000434A - 物質をイメージングする方法及びイメージング・システム - Google Patents
物質をイメージングする方法及びイメージング・システムInfo
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- Remote Sensing (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 医用超音波イメージングにおいて、様々な組
織種別を明瞭に区別することを可能にする。 【解決手段】 基本周波数ｆ0 に中心を有するパルスを
送信すると共に、ｆ0 よりも低い周波数に中心を有する
帯域通過フィルタによって、反射されたビーム形成後の
信号をフィルタ処理することにより、多数の調波応答パ
ラメータを用いた生体組織の超音波イメージングが行わ
れる。基本送信パルス・スペクトル及び受信フィルタの
通過帯域は、実質的に調波信号成分のみを帯域通過させ
るように、無視できる程度の重なりを有するように選択
される。ＤＣ又はｆ0 に中心を有する調波スペクトルか
ら通過帯域を通じて漏出した調波信号が検出され処理さ
れて表示画像データを形成し、表示画像データは表示装
置上に表示される。通過帯域を通じて漏出した信号内容
は、調波応答パラメータの集合全体の関数となる。
織種別を明瞭に区別することを可能にする。 【解決手段】 基本周波数ｆ0 に中心を有するパルスを
送信すると共に、ｆ0 よりも低い周波数に中心を有する
帯域通過フィルタによって、反射されたビーム形成後の
信号をフィルタ処理することにより、多数の調波応答パ
ラメータを用いた生体組織の超音波イメージングが行わ
れる。基本送信パルス・スペクトル及び受信フィルタの
通過帯域は、実質的に調波信号成分のみを帯域通過させ
るように、無視できる程度の重なりを有するように選択
される。ＤＣ又はｆ0 に中心を有する調波スペクトルか
ら通過帯域を通じて漏出した調波信号が検出され処理さ
れて表示画像データを形成し、表示画像データは表示装
置上に表示される。通過帯域を通じて漏出した信号内容
は、調波応答パラメータの集合全体の関数となる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的には、超音波
イメージングに関し、より具体的には、医学的診断の目
的での人体の解剖学的構造のハーモニック(harmonic)イ
メージングに関する。
イメージングに関し、より具体的には、医学的診断の目
的での人体の解剖学的構造のハーモニック(harmonic)イ
メージングに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の超音波スキャナは、ピクセルの輝
度がエコー反射の強度に基づいているような組織の２次
元Ｂモード画像を形成する。従来のＢモード画像は、送
信されたパルスの直接のエコーである基本信号成分と、
組織等の非線形媒体において有限振幅の超音波伝播から
発生される調波（ハーモニック）信号成分との組み合わ
せから形成されている。例えば肥満体の患者の場合にお
けるように、場合によっては、基本信号成分を抑制する
と共に調波信号成分を強調することにより超音波画像を
改善することができる。
度がエコー反射の強度に基づいているような組織の２次
元Ｂモード画像を形成する。従来のＢモード画像は、送
信されたパルスの直接のエコーである基本信号成分と、
組織等の非線形媒体において有限振幅の超音波伝播から
発生される調波（ハーモニック）信号成分との組み合わ
せから形成されている。例えば肥満体の患者の場合にお
けるように、場合によっては、基本信号成分を抑制する
と共に調波信号成分を強調することにより超音波画像を
改善することができる。
【０００３】生体組織中での超音波ビームの伝播は非線
形であって、これにより調波がすることが知られてい
る。ハーモニック・イメージングにおいては、基本周波
数ｆ0にあるエネルギが送信されて、第２調波２ｆ0 に
あるエネルギによって画像が形成される。非線形で発生
される第２調波ビームの特徴のうちのいくつかとして、
基本ビームよりもビームが狭くサイドローブが小さいこ
と、及びビーム形成が累加的な過程で行われる、即ち、
第２調波が伝播時に基本成分からエネルギを継続的に引
き出すことが挙げられる。これらの特徴は、横方向の分
解能の向上、困難なウィンドウ（即ち、プローブを配置
しても良質の画像が得られないような人体位置）による
多数の反射又はその他の収差の減少、並びに組織及び皮
膚層における不均一性によるクラッタの減少に寄与す
る。
形であって、これにより調波がすることが知られてい
る。ハーモニック・イメージングにおいては、基本周波
数ｆ0にあるエネルギが送信されて、第２調波２ｆ0 に
あるエネルギによって画像が形成される。非線形で発生
される第２調波ビームの特徴のうちのいくつかとして、
基本ビームよりもビームが狭くサイドローブが小さいこ
と、及びビーム形成が累加的な過程で行われる、即ち、
第２調波が伝播時に基本成分からエネルギを継続的に引
き出すことが挙げられる。これらの特徴は、横方向の分
解能の向上、困難なウィンドウ（即ち、プローブを配置
しても良質の画像が得られないような人体位置）による
多数の反射又はその他の収差の減少、並びに組織及び皮
膚層における不均一性によるクラッタの減少に寄与す
る。
【０００４】超音波スキャナにおけるハーモニック・イ
メージングのための少なくとも２つの方法が公知であ
る。１つの方法では、フェーズド・アレイのトランスデ
ューサ素子が、送信焦点ゾーンに集束した超音波ビーム
を発生するように時間遅延を付与された基本周波数を有
する波形によって作動される。尚、単一の集束したビー
ムの送信を「ファイアリング(firing)」と呼ぶものとす
る。呼び掛け(interrogation) を受けた生体から反射さ
れたエコーは、アレイ素子によって電気信号へ変換され
て、基本信号成分と調波信号成分との両方を有する音波
データの受信ベクトルを形成するように時間遅延を付与
される。受信フィルタが、基本信号成分を除去すると共
に調波信号成分を分離する。この調波信号成分は検出さ
れ走査変換されて、表示される。
メージングのための少なくとも２つの方法が公知であ
る。１つの方法では、フェーズド・アレイのトランスデ
ューサ素子が、送信焦点ゾーンに集束した超音波ビーム
を発生するように時間遅延を付与された基本周波数を有
する波形によって作動される。尚、単一の集束したビー
ムの送信を「ファイアリング(firing)」と呼ぶものとす
る。呼び掛け(interrogation) を受けた生体から反射さ
れたエコーは、アレイ素子によって電気信号へ変換され
て、基本信号成分と調波信号成分との両方を有する音波
データの受信ベクトルを形成するように時間遅延を付与
される。受信フィルタが、基本信号成分を除去すると共
に調波信号成分を分離する。この調波信号成分は検出さ
れ走査変換されて、表示される。
【０００５】第２の方法では、各々のトランスデューサ
素子が、１回目の送信ファイアリング時には１つの極性
を有する第１の波形によって作動され、２回目の送信フ
ァイアリング時には反対の極性を有する第２の波形によ
って作動される。これらの波形は両方とも、基本周波数
を有する広帯域パルスである。各回のファイアリング時
のトランスデューサ素子の作動は、同じ送信焦点ゾーン
に集束した超音波ビームを発生するように時間遅延を付
与されている。各回のファイアリングから、音波データ
から成るそれぞれの受信ベクトルが得られ、各々のベク
トルは、基本信号成分と偶数次調波信号成分との両方を
有する。しかしながら、これらの受信ベクトルがベクト
ル加算されると、基本信号成分は実質的に相殺されて、
偶数次調波信号成分が分離される。この調波信号成分
は、検出され走査変換されて、表示される。
素子が、１回目の送信ファイアリング時には１つの極性
を有する第１の波形によって作動され、２回目の送信フ
ァイアリング時には反対の極性を有する第２の波形によ
って作動される。これらの波形は両方とも、基本周波数
を有する広帯域パルスである。各回のファイアリング時
のトランスデューサ素子の作動は、同じ送信焦点ゾーン
に集束した超音波ビームを発生するように時間遅延を付
与されている。各回のファイアリングから、音波データ
から成るそれぞれの受信ベクトルが得られ、各々のベク
トルは、基本信号成分と偶数次調波信号成分との両方を
有する。しかしながら、これらの受信ベクトルがベクト
ル加算されると、基本信号成分は実質的に相殺されて、
偶数次調波信号成分が分離される。この調波信号成分
は、検出され走査変換されて、表示される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】第１の方法には、次の
ような欠点がある。即ち、（ａ）受信される信号が狭帯
域となり、従って、分解能が不十分となる。（ｂ）大き
な基本信号成分を完全にフィルタ除去することは困難で
あり、従って、若干の残留基本信号が存在し、コントラ
ストの改善を阻む。（ｃ）送信信号が調波周波数を含ん
でいると、これらの調波周波数をフィルタ除去すること
は不可能である。
ような欠点がある。即ち、（ａ）受信される信号が狭帯
域となり、従って、分解能が不十分となる。（ｂ）大き
な基本信号成分を完全にフィルタ除去することは困難で
あり、従って、若干の残留基本信号が存在し、コントラ
ストの改善を阻む。（ｃ）送信信号が調波周波数を含ん
でいると、これらの調波周波数をフィルタ除去すること
は不可能である。
【０００７】第２の方法は、第１の方法の欠点を呈する
ことはない。しかしながら、第２の方法の大きな欠点
は、特定の送信焦点ゾーンに対応する調波データを取得
するのに２回のファイアリングが必要であることであ
り、従って、フレーム・レートが常に２分の１だけ低下
する。第２の方法はまた、モーション・アーティファク
ト（即ち、動きに起因するアーティファクト）を生じ易
い。また、周波数のより低いトランスデューサでは、第
２の方法はしばしば実現可能でない。
ことはない。しかしながら、第２の方法の大きな欠点
は、特定の送信焦点ゾーンに対応する調波データを取得
するのに２回のファイアリングが必要であることであ
り、従って、フレーム・レートが常に２分の１だけ低下
する。第２の方法はまた、モーション・アーティファク
ト（即ち、動きに起因するアーティファクト）を生じ易
い。また、周波数のより低いトランスデューサでは、第
２の方法はしばしば実現可能でない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、パラメトリッ
ク（parametric）ハーモニック・イメージングを行う方
法及び装置を提供して、診断用超音波イメージングにお
いて様々な組織種別を明瞭に区別することを可能にす
る。所与の圧力パルスｐ（ｔ）による非線形組織応答Ｒ
（ｐ）を、次のような羃級数としてモデル化することが
できる。
ク（parametric）ハーモニック・イメージングを行う方
法及び装置を提供して、診断用超音波イメージングにお
いて様々な組織種別を明瞭に区別することを可能にす
る。所与の圧力パルスｐ（ｔ）による非線形組織応答Ｒ
（ｐ）を、次のような羃級数としてモデル化することが
できる。
【０００９】
【数１】
【００１０】ここで、αk は調波応答パラメータであ
る。これらの調波応答パラメータは、健全な組織と疾患
のある組織との間では大幅に異なっている可能性がある
ので、本発明の方法は、これらの調波応答パラメータを
利用して組織をイメージングする。
る。これらの調波応答パラメータは、健全な組織と疾患
のある組織との間では大幅に異なっている可能性がある
ので、本発明の方法は、これらの調波応答パラメータを
利用して組織をイメージングする。
【００１１】本発明の好ましい実施態様によれば、単一
回の送信ファイアリングを用いて、多数の調波応答パラ
メータのイメージングを行う。パラメトリック・ハーモ
ニック・イメージングは、周波数ｆ0 に中心を有するパ
ルスを送信すること、及びｆ 0 よりも低い周波数に中心
を有する帯域通過フィルタを用いて、反射信号を受信す
ることから成る。基本送信パルスのスペクトル及び受信
フィルタの通過帯域は、実質的に調波信号成分のみを帯
域通過させるために、無視できる程度の重なり（オーバ
ーラップ）を有するように選択される。この方法は、Ｄ
Ｃ（ゼロ周波数）又はｆ0 に中心を有する調波スペクト
ルから通過帯域へ漏出（リーク）した調波信号を検出す
る。通過帯域に漏出した信号成分は、調波応答パラメー
タの集合全体の関数となる。
回の送信ファイアリングを用いて、多数の調波応答パラ
メータのイメージングを行う。パラメトリック・ハーモ
ニック・イメージングは、周波数ｆ0 に中心を有するパ
ルスを送信すること、及びｆ 0 よりも低い周波数に中心
を有する帯域通過フィルタを用いて、反射信号を受信す
ることから成る。基本送信パルスのスペクトル及び受信
フィルタの通過帯域は、実質的に調波信号成分のみを帯
域通過させるために、無視できる程度の重なり（オーバ
ーラップ）を有するように選択される。この方法は、Ｄ
Ｃ（ゼロ周波数）又はｆ0 に中心を有する調波スペクト
ルから通過帯域へ漏出（リーク）した調波信号を検出す
る。通過帯域に漏出した信号成分は、調波応答パラメー
タの集合全体の関数となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明は、図１に全体的に概略を
示す形式の超音波イメージング・システムに組み込むこ
とができる。このイメージング・システムは、別々に駆
動される圧電式トランスデューサ素子１２から成るトラ
ンスデューサ・アレイ１０を含んでおり、トランスデュ
ーサ素子１２の各々は、送信器１４によって発生される
パルス波形によって付勢されると、超音波エネルギのバ
ーストを発生する。被検体（図示されていない）から反
射されてトランスデューサ・アレイ１０へ戻った超音波
エネルギは、受信用の各々のトランスデューサ素子１２
によって電気信号へ変換されて、１組の送受信（Ｔ／
Ｒ）スイッチ１８を介して受信器に別々に印加される。
送信器１４及び受信器１６は、操作者による命令に応答
してホスト・コンピュータ又はマスタ・コントローラ２
０の制御下で動作する。１回の完全な走査（スキャン）
は、送信器１４を瞬間的にオンにゲート駆動して各々の
トランスデューサ素子１２を付勢し、その後、各々のト
ランスデューサ素子１２によって発生されたエコー信号
を受信器１６に印加することにより、一連のエコーを取
得することによって行われる。各々の１つのチャネル
は、他のチャネルが依然として送信している間に受信を
開始してもよい。受信器１６は、各々のトランスデュー
サ素子からの別々のエコー信号を結合して単一のエコー
信号を発生し、このエコー信号を用いて、典型的にはビ
デオ・プロセッサと表示モニタ（図示されていない）と
を含んでいる表示装置２２上に画像の１本の線を形成す
る。
示す形式の超音波イメージング・システムに組み込むこ
とができる。このイメージング・システムは、別々に駆
動される圧電式トランスデューサ素子１２から成るトラ
ンスデューサ・アレイ１０を含んでおり、トランスデュ
ーサ素子１２の各々は、送信器１４によって発生される
パルス波形によって付勢されると、超音波エネルギのバ
ーストを発生する。被検体（図示されていない）から反
射されてトランスデューサ・アレイ１０へ戻った超音波
エネルギは、受信用の各々のトランスデューサ素子１２
によって電気信号へ変換されて、１組の送受信（Ｔ／
Ｒ）スイッチ１８を介して受信器に別々に印加される。
送信器１４及び受信器１６は、操作者による命令に応答
してホスト・コンピュータ又はマスタ・コントローラ２
０の制御下で動作する。１回の完全な走査（スキャン）
は、送信器１４を瞬間的にオンにゲート駆動して各々の
トランスデューサ素子１２を付勢し、その後、各々のト
ランスデューサ素子１２によって発生されたエコー信号
を受信器１６に印加することにより、一連のエコーを取
得することによって行われる。各々の１つのチャネル
は、他のチャネルが依然として送信している間に受信を
開始してもよい。受信器１６は、各々のトランスデュー
サ素子からの別々のエコー信号を結合して単一のエコー
信号を発生し、このエコー信号を用いて、典型的にはビ
デオ・プロセッサと表示モニタ（図示されていない）と
を含んでいる表示装置２２上に画像の１本の線を形成す
る。
【００１３】ホスト・コンピュータ２０の指令下で、送
信器１４は、超音波エネルギが方向制御された集束ビー
ムとして送信されるようにトランスデューサ・アレイ１
０を駆動する。このことを達成するために、送信ビーム
フォーマ２６によって多数のパルサ２４に対してそれぞ
れの時間遅延が付与される。ホスト・コンピュータ２０
は、音波パルスが送信される条件を決定する。この情報
によって、送信ビームフォーマ２６は、パルサ２４によ
って発生されるべき各々の送信パルスのタイミング及び
振幅を決定する。各々の送信パルスの振幅は、各々のパ
ルサへの供給電圧を設定する高電圧コントローラのよう
なアポダイゼーション発生回路３６によって発生され
る。すると、パルサ２４は、Ｔ／Ｒスイッチ１８を介し
てトランスデューサ・アレイ１０の素子１２の各々に対
して送信パルスを送る。Ｔ／Ｒスイッチ１８は、トラン
スデューサ・アレイに存在している可能性のある高電圧
から時間ゲイン補償（ＴＧＣ）増幅器２８を保護してい
る。特定の送信チャネルについてのアポダイゼーション
加重は、送信焦点位置と、当該送信チャネルに関連する
トランスデューサ素子との間の距離の関数となる。加重
（重み付け）は、アポダイゼーション発生回路３６によ
って供給され、このアポダイゼーション発生回路３６
は、送信ビームフォーマ２６からパルサ２４に対して加
重データを印加する１組のディジタル・アナログ（digi
tal-to-analog）変換器を含み得る。従来の方式で送信
集束時間遅延を適当に調節すると共に、送信アポダイゼ
ーション加重を調節することにより、個々のトランスデ
ューサ素子によって送信される多数の超音波を結合し
て、方向制御され集束した送信ビームを形成することが
できる。アポダイゼーション加重及び送信集束時間遅延
は、システムのプログラミング及び操作者の入力に基づ
いてホスト・コンピュータによって設定することができ
る。
信器１４は、超音波エネルギが方向制御された集束ビー
ムとして送信されるようにトランスデューサ・アレイ１
０を駆動する。このことを達成するために、送信ビーム
フォーマ２６によって多数のパルサ２４に対してそれぞ
れの時間遅延が付与される。ホスト・コンピュータ２０
は、音波パルスが送信される条件を決定する。この情報
によって、送信ビームフォーマ２６は、パルサ２４によ
って発生されるべき各々の送信パルスのタイミング及び
振幅を決定する。各々の送信パルスの振幅は、各々のパ
ルサへの供給電圧を設定する高電圧コントローラのよう
なアポダイゼーション発生回路３６によって発生され
る。すると、パルサ２４は、Ｔ／Ｒスイッチ１８を介し
てトランスデューサ・アレイ１０の素子１２の各々に対
して送信パルスを送る。Ｔ／Ｒスイッチ１８は、トラン
スデューサ・アレイに存在している可能性のある高電圧
から時間ゲイン補償（ＴＧＣ）増幅器２８を保護してい
る。特定の送信チャネルについてのアポダイゼーション
加重は、送信焦点位置と、当該送信チャネルに関連する
トランスデューサ素子との間の距離の関数となる。加重
（重み付け）は、アポダイゼーション発生回路３６によ
って供給され、このアポダイゼーション発生回路３６
は、送信ビームフォーマ２６からパルサ２４に対して加
重データを印加する１組のディジタル・アナログ（digi
tal-to-analog）変換器を含み得る。従来の方式で送信
集束時間遅延を適当に調節すると共に、送信アポダイゼ
ーション加重を調節することにより、個々のトランスデ
ューサ素子によって送信される多数の超音波を結合し
て、方向制御され集束した送信ビームを形成することが
できる。アポダイゼーション加重及び送信集束時間遅延
は、システムのプログラミング及び操作者の入力に基づ
いてホスト・コンピュータによって設定することができ
る。
【００１４】超音波エネルギの各々のバーストは、各々
の送信ビームに沿って相次ぐレンジに位置している物体
から反射される。結果として得られるエコーは、各々の
トランスデューサ素子１２によってアナログの電気的な
エコー信号へ変換され、特定の時間点におけるエコー信
号の大きさのサンプルが、特定のレンジにおいて生じた
反射の量を表わすものとなる。反射点と各々のトランス
デューサ素子１２との間の伝播経路は異なっているの
で、エコーは同時に検出される訳ではなく、また、各エ
コーの振幅は等しくならない。受信器１６は、各々の受
信チャネル内に設けられているそれぞれのＴＧＣ増幅器
２８を介して別々のエコー信号を増幅する。ＴＧＣ増幅
器のゲインを深さの関数として増大させる又は減少させ
ることにより、時間ゲイン補償が行われる。ＴＧＣ増幅
器によって与えられる増幅量は、ＴＧＣ回路（図示され
ていない）から制御され、このＴＧＣ回路はホスト・コ
ンピュータ及びポテンシオメータ（図示されていない）
の手動操作によって設定される。次いで、アナログのエ
コー信号は、受信ビームフォーマ３０へ送られる。
の送信ビームに沿って相次ぐレンジに位置している物体
から反射される。結果として得られるエコーは、各々の
トランスデューサ素子１２によってアナログの電気的な
エコー信号へ変換され、特定の時間点におけるエコー信
号の大きさのサンプルが、特定のレンジにおいて生じた
反射の量を表わすものとなる。反射点と各々のトランス
デューサ素子１２との間の伝播経路は異なっているの
で、エコーは同時に検出される訳ではなく、また、各エ
コーの振幅は等しくならない。受信器１６は、各々の受
信チャネル内に設けられているそれぞれのＴＧＣ増幅器
２８を介して別々のエコー信号を増幅する。ＴＧＣ増幅
器のゲインを深さの関数として増大させる又は減少させ
ることにより、時間ゲイン補償が行われる。ＴＧＣ増幅
器によって与えられる増幅量は、ＴＧＣ回路（図示され
ていない）から制御され、このＴＧＣ回路はホスト・コ
ンピュータ及びポテンシオメータ（図示されていない）
の手動操作によって設定される。次いで、アナログのエ
コー信号は、受信ビームフォーマ３０へ送られる。
【００１５】ホスト・コンピュータ２０の指令下で、受
信ビームフォーマ３０は、送信されたビームの方向を追
尾する。受信ビームフォーマ３０は、アナログ信号をデ
ィジタル信号へ変換し、増幅後の各々の信号に対して適
正な時間遅延及び受信アポダイゼーション加重を付与
し、結果として得られた信号を加算して、１つの超音波
ビームに沿って特定のレンジに位置している点から反射
された全超音波エネルギを正確に表わしているエコー信
号を形成する。受信集束時間遅延は、専用のハードウェ
アを用いて実時間で算出されるか、又はルックアップ・
テーブルから読み込まれる。受信チャネルはまた、受信
されたパルスをフィルタ処理するための回路を含んでい
る。受信アポダイゼーション加重及び受信集束時間遅延
は、システムのプログラミング及び操作者の入力に基づ
いてホスト・コンピュータによって設定することができ
る。
信ビームフォーマ３０は、送信されたビームの方向を追
尾する。受信ビームフォーマ３０は、アナログ信号をデ
ィジタル信号へ変換し、増幅後の各々の信号に対して適
正な時間遅延及び受信アポダイゼーション加重を付与
し、結果として得られた信号を加算して、１つの超音波
ビームに沿って特定のレンジに位置している点から反射
された全超音波エネルギを正確に表わしているエコー信
号を形成する。受信集束時間遅延は、専用のハードウェ
アを用いて実時間で算出されるか、又はルックアップ・
テーブルから読み込まれる。受信チャネルはまた、受信
されたパルスをフィルタ処理するための回路を含んでい
る。受信アポダイゼーション加重及び受信集束時間遅延
は、システムのプログラミング及び操作者の入力に基づ
いてホスト・コンピュータによって設定することができ
る。
【００１６】時間遅延を付与された受信信号は、加算さ
れて、信号プロセッサ又は検出器３２へ供給される。検
出器３２は、加算後の受信信号を表示データへ変換す
る。典型的なグレイ・スケールの表示画像では、表示デ
ータは、エッジ強調及び対数圧縮等の何らかの追加処理
を施された信号の包絡線となる。無線周波数（ＲＦ）デ
ータの場合には、包絡線は低域通過フィルタを用いて検
出することができ、また、ベースバンド・データの場合
には、包絡線は（Ｉ2 ＋Ｑ2 ）1/2 を表わす信号を発生
する包絡線検出器を用いて検出することができる。尚、
ここで、Ｉはベースバンド・データの同相信号成分であ
り、Ｑは直角信号成分である。
れて、信号プロセッサ又は検出器３２へ供給される。検
出器３２は、加算後の受信信号を表示データへ変換す
る。典型的なグレイ・スケールの表示画像では、表示デ
ータは、エッジ強調及び対数圧縮等の何らかの追加処理
を施された信号の包絡線となる。無線周波数（ＲＦ）デ
ータの場合には、包絡線は低域通過フィルタを用いて検
出することができ、また、ベースバンド・データの場合
には、包絡線は（Ｉ2 ＋Ｑ2 ）1/2 を表わす信号を発生
する包絡線検出器を用いて検出することができる。尚、
ここで、Ｉはベースバンド・データの同相信号成分であ
り、Ｑは直角信号成分である。
【００１７】一般に、表示データは、ビデオ表示用にス
キャン・コンバータ（走査変換器）３４によってデカル
ト座標のＸＹフォーマットへ変換される。走査変換後の
フレームは、表示装置２２に組み込まれているビデオ・
プロセッサ（図示されていない）へ渡される。ビデオ・
プロセッサは、ビデオ・データを表示用にマッピング
し、マッピングされた画像フレームを表示装置へ送る。
キャン・コンバータ（走査変換器）３４によってデカル
ト座標のＸＹフォーマットへ変換される。走査変換後の
フレームは、表示装置２２に組み込まれているビデオ・
プロセッサ（図示されていない）へ渡される。ビデオ・
プロセッサは、ビデオ・データを表示用にマッピング
し、マッピングされた画像フレームを表示装置へ送る。
【００１８】表示装置２２のビデオ・モニタ（図示され
ていない）上に表示される画像は、各々のデータが表示
器のそれぞれのピクセルの強度又は輝度を決定している
ようなデータから成る画像フレームから形成される。１
つの画像フレームは、例えば、２５６×２５６のデータ
の配列を含むことができ、この配列内では、各々の強度
データがピクセルの輝度を指示する８ビットの２進数と
なっている。表示モニタ上の各々のピクセルの輝度は、
データ配列内でピクセルに対応している要素の値を読み
込むことにより、周知の方式で間断なく更新される。各
々のピクセルは、呼び掛けを行った超音波パルスに応答
したそれぞれのサンプル空間の後方散乱体断面積の関数
である強度値を有している。
ていない）上に表示される画像は、各々のデータが表示
器のそれぞれのピクセルの強度又は輝度を決定している
ようなデータから成る画像フレームから形成される。１
つの画像フレームは、例えば、２５６×２５６のデータ
の配列を含むことができ、この配列内では、各々の強度
データがピクセルの輝度を指示する８ビットの２進数と
なっている。表示モニタ上の各々のピクセルの輝度は、
データ配列内でピクセルに対応している要素の値を読み
込むことにより、周知の方式で間断なく更新される。各
々のピクセルは、呼び掛けを行った超音波パルスに応答
したそれぞれのサンプル空間の後方散乱体断面積の関数
である強度値を有している。
【００１９】図２は、本発明の好ましい実施例による超
音波イメージング・システムの部分を示している。同図
では、送信開口内の各々のトランスデューサ素子が、送
信系列メモリ３８に記憶されている送信系列に従ってそ
れぞれのパルサ２４によってパルス駆動される。パルサ
が２極式（バイポーラ）である場合、系列は１及び−１
より構成される。送信系列(sequence)に応答して、各々
のパルサは、関連するトランスデューサ素子へ波形を供
給する。送信系列は、トランスデューサの通過帯域を最
大エネルギが確実に通過するように最適化され得る。適
当な送信系列は、トランスデューサの動作特性に応じ
て、且つ当業界で点拡散関数として知られている点目標
についての所望のイメージング応答に応じて、選択する
ことができる。トランスデューサ・アレイによって送信
される超音波パルスは、基本周波数ｆ0 に中心を有する
広い周波数帯域を有している。
音波イメージング・システムの部分を示している。同図
では、送信開口内の各々のトランスデューサ素子が、送
信系列メモリ３８に記憶されている送信系列に従ってそ
れぞれのパルサ２４によってパルス駆動される。パルサ
が２極式（バイポーラ）である場合、系列は１及び−１
より構成される。送信系列(sequence)に応答して、各々
のパルサは、関連するトランスデューサ素子へ波形を供
給する。送信系列は、トランスデューサの通過帯域を最
大エネルギが確実に通過するように最適化され得る。適
当な送信系列は、トランスデューサの動作特性に応じ
て、且つ当業界で点拡散関数として知られている点目標
についての所望のイメージング応答に応じて、選択する
ことができる。トランスデューサ・アレイによって送信
される超音波パルスは、基本周波数ｆ0 に中心を有する
広い周波数帯域を有している。
【００２０】パルサ２４は、送信ファイアリング時に発
生される超音波エネルギが１つの送信焦点位置に集束す
るようにトランスデューサ・アレイ１０の各素子１２を
駆動する。このことを達成するために、送信符号（コー
ド）に従ってパルサによって出力されるそれぞれのパル
ス波形に対し、送信集束時間遅延３６が付与される。送
信集束時間遅延を従来の方式で適当に調節することによ
り、超音波ビームを多数の送信焦点位置に集束させて、
画像平面内での走査を行うことができる。
生される超音波エネルギが１つの送信焦点位置に集束す
るようにトランスデューサ・アレイ１０の各素子１２を
駆動する。このことを達成するために、送信符号（コー
ド）に従ってパルサによって出力されるそれぞれのパル
ス波形に対し、送信集束時間遅延３６が付与される。送
信集束時間遅延を従来の方式で適当に調節することによ
り、超音波ビームを多数の送信焦点位置に集束させて、
画像平面内での走査を行うことができる。
【００２１】各回の送信について、トランスデューサ素
子１２からのエコー信号は、受信ビームフォーマのそれ
ぞれの受信チャネル４０へ供給される。ホスト・コンピ
ュータ２０（図１）の指令下で、受信ビームフォーマ
は、送信されたビームの方向を追尾する。受信ビームフ
ォーマは、受信されたエコー信号に対して適正な受信集
束時間遅延４２を付与し、遅延後の受信エコー信号を合
計して、送信ビームに沿った特定の送信焦点位置から反
射した全超音波エネルギを正確に指示するエコー信号を
形成する。時間遅延後の受信信号は、各回の送信ファイ
アリング毎に受信ビーム加算器４４において加算され
る。各回の送信ファイアリング毎に加算された受信信号
は、帯域通過フィルタ４６へ供給される。フィルタ４６
の各タップは、フィルタ係数メモリ４８からそれぞれの
フィルタ係数を受け取っている。このフィルタ係数の組
は、ｆ0 よりも低い周波数に中心を有する通過帯域を有
する帯域通過フィルタを形成するように設計されてい
る。送信系列及び帯域通過フィルタ係数は、基本送信パ
ルス・スペクトルと受信フィルタの通過帯域とが無視で
きる程度の重なり（オーバーラップ）を有するように選
択されているので、帯域通過フィルタ４６は、実質的に
調波信号しか検出器３２へ通過させない。帯域通過フィ
ルタ係数は、更なる処理、即ち、（図１に示すような）
検出器３２における包絡線検出、スキャン・コンバータ
３４における走査変換及び表示装置２２におけるビデオ
処理を施すために偶数次及び奇数次の調波信号成分が帯
域通過するように設計されている。
子１２からのエコー信号は、受信ビームフォーマのそれ
ぞれの受信チャネル４０へ供給される。ホスト・コンピ
ュータ２０（図１）の指令下で、受信ビームフォーマ
は、送信されたビームの方向を追尾する。受信ビームフ
ォーマは、受信されたエコー信号に対して適正な受信集
束時間遅延４２を付与し、遅延後の受信エコー信号を合
計して、送信ビームに沿った特定の送信焦点位置から反
射した全超音波エネルギを正確に指示するエコー信号を
形成する。時間遅延後の受信信号は、各回の送信ファイ
アリング毎に受信ビーム加算器４４において加算され
る。各回の送信ファイアリング毎に加算された受信信号
は、帯域通過フィルタ４６へ供給される。フィルタ４６
の各タップは、フィルタ係数メモリ４８からそれぞれの
フィルタ係数を受け取っている。このフィルタ係数の組
は、ｆ0 よりも低い周波数に中心を有する通過帯域を有
する帯域通過フィルタを形成するように設計されてい
る。送信系列及び帯域通過フィルタ係数は、基本送信パ
ルス・スペクトルと受信フィルタの通過帯域とが無視で
きる程度の重なり（オーバーラップ）を有するように選
択されているので、帯域通過フィルタ４６は、実質的に
調波信号しか検出器３２へ通過させない。帯域通過フィ
ルタ係数は、更なる処理、即ち、（図１に示すような）
検出器３２における包絡線検出、スキャン・コンバータ
３４における走査変換及び表示装置２２におけるビデオ
処理を施すために偶数次及び奇数次の調波信号成分が帯
域通過するように設計されている。
【００２２】以上の方法を用いて、各々の受信ベクトル
が、帯域通過フィルタ４６の通過帯域に漏出した調波信
号成分を含んでいるような画像を表示することができ
る。式（１）から、第ｋ調波信号成分は、ｐk （ｔ）に
よって与えられる。従って、第ｋ調波についての対応す
るスペクトルは、次のようにして、基本パルス・スペク
トルＰ1 （ｆ）のｋ個の複製の畳み込みによって与えら
れる。
が、帯域通過フィルタ４６の通過帯域に漏出した調波信
号成分を含んでいるような画像を表示することができ
る。式（１）から、第ｋ調波信号成分は、ｐk （ｔ）に
よって与えられる。従って、第ｋ調波についての対応す
るスペクトルは、次のようにして、基本パルス・スペク
トルＰ1 （ｆ）のｋ個の複製の畳み込みによって与えら
れる。
【００２３】 Ｐk(f)＝Ｐ1(f)＊Ｐ1(f)＊...（全部でｋ個の複製）...＊Ｐ1(f) （２） ここで、Ｐ1 （ｆ）は、ｐ（ｔ）のフーリエ変換であ
る。
る。
【００２４】図４は、ｋ＝１のときの例についてのスペ
クトルを示しており、即ち、中心周波数ｆ0 ＝４ＭＨｚ
を有する基本信号成分についてのスペクトルを示してい
る。破線は、従来技術による第２調波イメージングの理
想的な通過帯域を示しており、点線は、本発明によるパ
ラメトリック・ハーモニック・イメージングについての
理想的な通過帯域を示している。ｋ＝２、ｋ＝３及びｋ
＝４の例での各スペクトルを、それぞれ図５、図６及び
図７に示す。図５及び図７でわかるように、偶数次調波
（例えば、ｋ＝２又は４）についてのスペクトルは、ゼ
ロ周波数（ＤＣ）に大きなスペクトル・ピークを有して
いると共に、±２ｆ0 にもやや小さなピークを有してい
る。また、図６でわかるように、奇数次調波（例えば、
ｋ＝３）についてのスペクトルは、±ｆ0 に大きなスペ
クトル・ピークを有している。加えて、調波スペクトル
の帯域幅は、昇順で増大している。このように、ＤＣと
送信された基本周波数との間の通過帯域を有する受信フ
ィルタは、偶数次調波についてはＤＣに中心を有する調
波スペクトルから、又は奇数次調波についてはｆ0に中
心を有する調波スペクトルからフィルタの通過帯域に漏
出した調波信号成分を検出器へ通過させる。受信フィル
タの通過帯域に漏出した信号内容は、調波応答パラメー
タの集合全体の関数となる。
クトルを示しており、即ち、中心周波数ｆ0 ＝４ＭＨｚ
を有する基本信号成分についてのスペクトルを示してい
る。破線は、従来技術による第２調波イメージングの理
想的な通過帯域を示しており、点線は、本発明によるパ
ラメトリック・ハーモニック・イメージングについての
理想的な通過帯域を示している。ｋ＝２、ｋ＝３及びｋ
＝４の例での各スペクトルを、それぞれ図５、図６及び
図７に示す。図５及び図７でわかるように、偶数次調波
（例えば、ｋ＝２又は４）についてのスペクトルは、ゼ
ロ周波数（ＤＣ）に大きなスペクトル・ピークを有して
いると共に、±２ｆ0 にもやや小さなピークを有してい
る。また、図６でわかるように、奇数次調波（例えば、
ｋ＝３）についてのスペクトルは、±ｆ0 に大きなスペ
クトル・ピークを有している。加えて、調波スペクトル
の帯域幅は、昇順で増大している。このように、ＤＣと
送信された基本周波数との間の通過帯域を有する受信フ
ィルタは、偶数次調波についてはＤＣに中心を有する調
波スペクトルから、又は奇数次調波についてはｆ0に中
心を有する調波スペクトルからフィルタの通過帯域に漏
出した調波信号成分を検出器へ通過させる。受信フィル
タの通過帯域に漏出した信号内容は、調波応答パラメー
タの集合全体の関数となる。
【００２５】好ましい実施例によれば、フィルタ係数
は、調波信号成分の所望の帯域通過フィルタ処理を達成
するように選択することができる。ホスト・コンピュー
タのメモリ内部のルックアップ・テーブルに様々なフィ
ルタ係数の組を記憶させることができ、所望の係数の組
をシステム操作者が選択し得るようにすることができ
る。
は、調波信号成分の所望の帯域通過フィルタ処理を達成
するように選択することができる。ホスト・コンピュー
タのメモリ内部のルックアップ・テーブルに様々なフィ
ルタ係数の組を記憶させることができ、所望の係数の組
をシステム操作者が選択し得るようにすることができ
る。
【００２６】ここに開示したパラメトリック・ハーモニ
ック・イメージング手法は、無線周波数信号又はベース
バンド信号に適用することができる。後者の例では、受
信ビーム加算器４４によって発生された無線周波数信号
は、図３に示すような復調器５０によって同相及び直角
（Ｉ／Ｑ）信号成分として復調される。次いで、Ｉ／Ｑ
信号成分は、フィルタ４６によって帯域通過フィルタ処
理される。尚、フィルタ４６は、実数型(real)フィルタ
であってもよいし、又は複素型(complex) フィルタであ
ってもよい。次いで、帯域通過フィルタ処理後のＩ／Ｑ
信号成分は検出器３２へ供給され、検出器３２は、量
（Ｉ2 ＋Ｑ2 ）1/2 を算出することにより包絡線を形成
する。信号の包絡線は、対数圧縮等の追加処理を施され
て表示データを形成し、表示データは、スキャン・コン
バータ３４へ供給される。
ック・イメージング手法は、無線周波数信号又はベース
バンド信号に適用することができる。後者の例では、受
信ビーム加算器４４によって発生された無線周波数信号
は、図３に示すような復調器５０によって同相及び直角
（Ｉ／Ｑ）信号成分として復調される。次いで、Ｉ／Ｑ
信号成分は、フィルタ４６によって帯域通過フィルタ処
理される。尚、フィルタ４６は、実数型(real)フィルタ
であってもよいし、又は複素型(complex) フィルタであ
ってもよい。次いで、帯域通過フィルタ処理後のＩ／Ｑ
信号成分は検出器３２へ供給され、検出器３２は、量
（Ｉ2 ＋Ｑ2 ）1/2 を算出することにより包絡線を形成
する。信号の包絡線は、対数圧縮等の追加処理を施され
て表示データを形成し、表示データは、スキャン・コン
バータ３４へ供給される。
【００２７】本発明のいくつかの好ましい特徴のみを図
示し説明したが、当業者には多くの改変及び変形が想到
されよう。従って、本発明の要旨に含まれるような全て
の改変及び変形は特許請求の範囲内に包含されることを
意図しているものと理解されたい。
示し説明したが、当業者には多くの改変及び変形が想到
されよう。従って、本発明の要旨に含まれるような全て
の改変及び変形は特許請求の範囲内に包含されることを
意図しているものと理解されたい。
【図１】従来の超音波イメージング・システムのブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】本発明の１つの好ましい実施例による超音波イ
メージング・システムの部分を示すブロック図である。
メージング・システムの部分を示すブロック図である。
【図３】本発明のもう１つの好ましい実施例による超音
波イメージング・システムの部分を示すブロック図であ
る。
波イメージング・システムの部分を示すブロック図であ
る。
【図４】振幅対基本周波数信号成分の周波数のグラフで
あり、パラメトリック・ハーモニック・イメージング用
の通過帯域を点線で示し、第２調波によるハーモニック
・イメージング用の通過帯域を破線で示す図である。
あり、パラメトリック・ハーモニック・イメージング用
の通過帯域を点線で示し、第２調波によるハーモニック
・イメージング用の通過帯域を破線で示す図である。
【図５】振幅対第２調波周波数信号成分の周波数のグラ
フであって、パラメトリック・ハーモニック・イメージ
ング用の通過帯域を点線で示し且つ第２調波によるハー
モニック・イメージング用の通過帯域を破線で示すグラ
フである。
フであって、パラメトリック・ハーモニック・イメージ
ング用の通過帯域を点線で示し且つ第２調波によるハー
モニック・イメージング用の通過帯域を破線で示すグラ
フである。
【図６】振幅対第３調波周波数信号成分の周波数のグラ
フであって、パラメトリック・ハーモニック・イメージ
ング用の通過帯域を点線で示し且つ第２調波によるハー
モニック・イメージング用の通過帯域を破線で示すグラ
フである。
フであって、パラメトリック・ハーモニック・イメージ
ング用の通過帯域を点線で示し且つ第２調波によるハー
モニック・イメージング用の通過帯域を破線で示すグラ
フである。
【図７】振幅対第４調波周波数信号成分の周波数のグラ
フであって、パラメトリック・ハーモニック・イメージ
ング用の通過帯域を点線で示し且つ第２調波によるハー
モニック・イメージング用の通過帯域を破線で示すグラ
フである。
フであって、パラメトリック・ハーモニック・イメージ
ング用の通過帯域を点線で示し且つ第２調波によるハー
モニック・イメージング用の通過帯域を破線で示すグラ
フである。
１０ トランスデューサ・アレイ １２ トランスデューサ素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブルーノ・ハンス・ハイダー アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ボール ストン・レイク、ウエストサイド・ドライ ブ、64番
Claims (23)
- 【請求項１】 送信ファイアリング時に、送信焦点位置
に集束していると共に基本周波数に中心を有する送信パ
ルス・スペクトルを有している波動エネルギを送信する
工程と、 １組の受信信号を形成するように、前記送信ファイアリ
ングにおいて送信されて物質から反射された波動エネル
ギを変換する工程と、 受信走査線に沿って取得された音波データを含んでいる
受信ベクトルを形成するように、前記１組の受信信号を
ビーム形成する工程と、 帯域通過した受信ベクトルを形成するように、前記基本
周波数よりも低い中心周波数を有する受信通過帯域を通
して前記受信ベクトルの信号成分を帯域通過フィルタ処
理する工程と、 表示画像データを形成するように、前記帯域通過した受
信ベクトルを処理する工程と、 前記表示画像データを表示する工程と、を有している、
物質をイメージングする方法。 - 【請求項２】 ＤＣに中心を有する調波スペクトルから
前記受信通過帯域内へ漏出した調波信号を検出する工程
を含んでいる請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記基本周波数に中心を有する調波スペ
クトルから前記受信通過帯域内へ漏出した調波信号を検
出する工程を含んでいる請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記受信通過帯域は、ＤＣと前記送信パ
ルス・スペクトルとの間に位置している請求項１に記載
の方法。 - 【請求項５】 前記受信通過帯域及び前記送信パルス・
スペクトルは、無視できる程度の重なりを有する請求項
１に記載の方法。 - 【請求項６】 前記波動エネルギは超音波である請求項
１に記載の方法。 - 【請求項７】 前記処理する工程は、包絡線信号を形成
するように、前記フィルタ処理された受信ベクトルを包
絡線検出する工程を含んでいる請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】 電気的な作動に応答して波動エネルギを
送信すると共に、反射された波動エネルギを電気信号へ
変換する多数のトランスデューサ素子を含んでいるトラ
ンスデューサ・アレイと、 該トランスデューサ・アレイに結合されていて、送信フ
ァイアリング時に、多数の前記トランスデューサ素子を
作動して、送信焦点位置に集束していると共に基本周波
数に中心を有する送信パルス・スペクトルを有している
波動エネルギを送信するようにプログラムされている送
信器と、 前記送信ファイアリングに続いて前記トランスデューサ
・アレイにより発生された１組の受信信号をビーム形成
して、受信走査線に沿って取得された音波データを含ん
でいる受信ベクトルを形成するようにプログラムされて
いる受信器と、 前記基本周波数よりも低い中心周波数を有する受信通過
帯域を通して前記受信ベクトルの信号成分をフィルタ処
理して、フィルタ処理された受信ベクトルを形成する帯
域通過フィルタと、 前記フィルタ処理された受信ベクトルを処理して、表示
画像データを形成する処理装置と、 前記表示画像データを表示する表示装置と、を備えてい
るイメージング・システム。 - 【請求項９】 前記処理装置は、ＤＣに中心を有する調
波スペクトルから前記受信通過帯域に漏出した調波信号
を検出する請求項８に記載のシステム。 - 【請求項１０】 前記処理装置は、前記基本周波数に中
心を有する調波スペクトルから前記受信通過帯域に漏出
した調波信号を検出する請求項８に記載のシステム。 - 【請求項１１】 前記受信通過帯域は、ＤＣと前記送信
パルス・スペクトルとの間に位置している請求項８に記
載のシステム。 - 【請求項１２】 前記受信通過帯域及び前記送信パルス
・スペクトルは、無視できる程度の重なりを有する請求
項８に記載のシステム。 - 【請求項１３】 前記トランスデューサ素子は圧電素子
を含んでいる請求項８に記載のシステム。 - 【請求項１４】前記処理装置は、前記フィルタ処理され
た受信ベクトルから包絡線を検出する包絡線検出器を含
んでいる請求項８に記載のシステム。 - 【請求項１５】 電気的な作動に応答して波動エネルギ
を送信すると共に、反射された波動エネルギを電気信号
へ変換する多数のトランスデューサ素子含んでいるトラ
ンスデューサ・アレイと、 画像データを表示する表示モニタと、 送信器と、 受信器と、 該受信器に結合されている処理回路と、 前記送信器及び前記受信器に結合されていて、（ａ）送
信ファイアリング時に、前記アレイ内のトランスデュー
サ素子を作動して、送信焦点位置に集束していると共に
基本周波数に中心を有する送信パルス・スペクトルを有
している波動エネルギを送信する工程、（ｂ）前記送信
ファイアリングに続いて前記トランスデューサ・アレイ
により発生された１組の受信信号をビーム形成して、受
信走査線に沿って取得された音波データを含んでいる受
信ベクトルを形成する工程、（ｃ）前記基本周波数より
も低い中心周波数を有する通過帯域を通して前記受信ベ
クトルの信号成分を帯域通過フィルタ処理して、フィル
タ処理された受信ベクトルを形成する工程、（ｄ）前記
フィルタ処理された受信ベクトルを処理して、表示画像
データを形成する工程、及び（ｅ）前記表示画像データ
の関数である画像信号を前記表示モニタへ供給する工程
を駆動し制御するようにプログラムされているホスト・
コンピュータと、を備えているイメージング・システ
ム。 - 【請求項１６】 前記受信通過帯域は、ＤＣと前記送信
パルス・スペクトルとの間に位置している請求項１５に
記載のシステム。 - 【請求項１７】 前記受信通過帯域及び前記送信パルス
・スペクトルは、無視できる程度の重なりを有する請求
項１５に記載のシステム。 - 【請求項１８】 前記トランスデューサ素子は圧電素子
を含んでいる請求項１５に記載のシステム。 - 【請求項１９】 送信ファイアリング時に、送信焦点位
置に集束していると共に基本周波数に中心を有する送信
パルス・スペクトルを有している波動エネルギを送信す
る工程と、 １組の受信信号を形成するように、前記送信ファイアリ
ングにおいて送信されて物質から反射された波動エネル
ギを変換する工程と、 受信走査線に沿って取得された音波データを含んでいる
受信ベクトルを形成するように、前記１組の受信信号を
ビーム形成する工程と、 第１及び第２のベースバンド信号成分を形成するよう
に、前記１組の受信信号を復調する工程と、 第１及び第２の帯域通過したベースバンド信号成分を形
成するように、前記基本周波数よりも低い中心周波数を
有する受信通過帯域を通して前記第１及び第２のベース
バンド信号成分を帯域通過フィルタ処理する工程と、 包絡線信号を形成するように、前記第１及び第２の帯域
通過したベースバンド信号成分を検出する工程と、 表示画像データを形成するように、前記包絡線信号を処
理する工程と、 前記表示画像データを表示する工程と、を有している、
物質をイメージングする方法。 - 【請求項２０】 電気的な作動に応答して波動エネルギ
を送信すると共に、反射された波動エネルギを電気信号
へ変換する多数のトランスデューサ素子を含んでいるト
ランスデューサ・アレイと、 該トランスデューサ・アレイに結合されていて、送信フ
ァイアリング時に、多数の前記トランスデューサ素子を
作動して、送信焦点位置に集束していると共に基本周波
数に中心を有する送信パルス・スペクトルを有している
波動エネルギを送信するようにプログラムされている送
信器と、 前記送信ファイアリングに続いて前記トランスデューサ
・アレイにより作成された１組の受信信号をビーム形成
して、受信走査線に沿って取得された音波データを含ん
でいる受信ベクトルを形成するようにプログラムされて
いる受信器と、 前記１組の受信信号を復調して、第１及び第２のベース
バンド信号成分を形成する復調器と、 前記基本周波数よりも低い中心周波数を有する受信通過
帯域を通して前記第１及び第２のベースバンド信号成分
をフィルタ処理して、第１及び第２の帯域通過したベー
スバンド信号成分を形成する帯域通過フィルタと、 前記第１及び第２の帯域通過したベースバンド信号成分
の包絡線を検出する包絡線検出器と、 前記包絡線を処理して、表示画像データを形成する処理
装置と、 前記表示画像データを表示する表示装置と、を備えてい
るイメージング・システム。 - 【請求項２１】 電気的な作動に応答して超音波を送信
すると共に、反射された超音波を電気信号へ変換する多
数の超音波トランスデューサ素子を含んでいるトランス
デューサ・アレイと、 送信焦点位置に集束していると共に基本周波数に中心を
有する送信パルス・スペクトルを有している超音波ビー
ムを送信するように前記トランスデューサ・アレイ内の
超音波トランスデューサ素子を作動する送信ビームフォ
ーマと、 前記多数の超音波トランスデューサ素子にそれぞれ結合
されていて、前記超音波ビームの送信に続いて前記多数
の超音波トランスデューサ素子によりそれぞれ発生され
た１組の受信信号を受け取る多数の受信チャネルと、 受信走査線に沿って取得された音波データを含んでいる
受信ベクトルを形成するように、前記１組の受信信号を
ビーム形成する受信ビームフォーマと、 フィルタ処理された受信ベクトルを形成するように、Ｄ
Ｃと前記送信パルス・スペクトルとの間に位置しており
当該フィルタの通過帯域内へ漏出した前記受信ベクトル
の調波信号成分を通過させるフィルタと、 表示画像データを形成するように、前記フィルタ処理さ
れた受信ベクトルを処理する処理装置と、 前記表示画像データを表示する表示装置と、を備えてい
る超音波イメージング・システム。 - 【請求項２２】 前記通過帯域及び前記送信パルス・ス
ペクトルは、無視できる程度の重なりを有する請求項２
１に記載のシステム。 - 【請求項２３】 基本周波数に中心を有する送信パルス
・スペクトルを有している超音波エネルギを音波媒体内
に送信する工程と、 前記音波媒体から反射した超音波エネルギを１組の電気
的な受信信号へ変換する工程と、 帯域通過した受信信号を形成するように、ＤＣと前記送
信パルス・スペクトルとの間に位置している通過帯域を
通って漏出した前記受信信号の調波成分を検出する工程
と、 表示画像データを形成するように前記帯域通過した受信
信号を処理する工程と、 前記表示画像データを表示する工程と、を有している、
音波媒体の超音波反射特性をイメージングする方法。
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