JP6831330B2 - 超音波システムおよび方法 - Google Patents
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Description
それぞれ別個の送信モードで生成される、それぞれ異なる周波数をもつ、一連の時間的に異なる送信パルスを生成するために、前記CMUTセルの第一の集合に、それぞれバイアス電圧成分および異なる周波数をもつ刺激成分を含む駆動電圧のシーケンスを与え、前記CMUTセルの第二の集合に、時間的に異なるバイアス電圧のシーケンスを与えるよう適応された、前記プローブに結合された電圧源であって、それぞれの時間的に相異なるバイアス電圧は前記送信モードのうちの一つに続く受信モードにおいて与えられ、前記第二の集合のCMUTセルを前記送信モードのパルス周波数に対応する共鳴周波数に設定するためのものである、電圧源と;前記アレイに通信上結合され、それぞれの受信モードの間に前記第二の集合のCMUTセルによって受信されたエコー信号を重ね合わせるよう適応された信号処理ユニットとを有する、超音波システムが提供される。
Claims (14)
- CMUT(ミクロ機械加工による容量性超音波トランスデューサー)セルのアレイを含むプローブであって、各セルは電極配置の第一の電極を担持する基板を有し、前記基板は、前記電極配置の第二の電極を含む柔軟な膜から空隙によって空間的に離間されている、プローブと;
前記プローブに結合された電圧源であって、前記電圧源は:
それぞれ別個の送信モードで生成される、それぞれ異なる周波数をもつ、一連の時間的に異なる送信パルスを生成するために、前記CMUTセルの第一の集合の対応する電極配置に、それぞれバイアス電圧成分および異なる周波数をもつ刺激成分を含む駆動電圧のシーケンスを与え;
前記CMUTセルの第二の集合の対応する電極配置に、時間的に異なるバイアス電圧のシーケンスを与えるよう適応されており、それぞれの時間的に異なるバイアス電圧は前記送信モードのうちの一つに続く受信モードにおいて与えられ、前記第二の集合のCMUTセルを前記送信モードのパルス周波数に対応する共鳴周波数に設定するためのものである、電圧源と;
前記アレイに通信上結合され、それぞれの受信モードの間に前記第二の集合のCMUTセルによって受信されたエコー信号を重ね合わせるよう適応された信号処理ユニットとを有しており、
各電極配置はさらに、前記基板によって担持される第三の電極を有し、前記第三の電極は前記第一の電極と前記第二の電極の間に位置され、前記第一の電極から誘電体層によって電気的に絶縁され、前記電圧源は前記駆動電圧の前記刺激を前記第一の電極と前記第二の電極の間に加え、前記駆動電圧の前記バイアス電圧成分を前記第三の電極に加えるよう適応されている、
超音波システム。 - 前記駆動電圧の前記バイアス電圧成分は、前記第一の集合の前記CMUTセルのそれぞれの柔軟な膜を前記セルの前記基板上につぶれさせるためである;および/または
前記バイアス電圧は、前記第二の集合の前記CMUTセルのそれぞれの柔軟な膜を前記セルの前記基板上につぶれさせるためである、
請求項1記載の超音波システム。 - CMUTセルの前記第二の集合はCMUTセルの前記第一の集合を含む、請求項1または2記載の超音波システム。
- 前記アレイと前記信号処理ユニットとの間にプログラム可能な帯域通過フィルタをさらに有しており、前記プログラム可能な帯域通過フィルタは、それぞれの受信モードの間に、前記帯域通過フィルタを、その受信モードが後続する送信モードにおいて生成されたパルスに由来するエコー信号のパルス周波数を含む周波数範囲にプログラムするよう適応され、前記周波数範囲は、前記一連のパルスのうちの他の送信モードの間に送信されるパルスのパルス周波数の少なくともいくつかを除外する、請求項1ないし3のうちいずれか一項記載の超音波システム。
- 前記プログラム可能な帯域通過フィルタと前記信号処理ユニットとの間にプログラム可能なビームフォーミング・ユニットをさらに有しており、前記プログラム可能なビームフォーミング・ユニットは、送信モードにおいて生成されるパルスに由来するエコー信号のパルス周波数の関数としてプログラムされる、請求項4記載の超音波システム。
- 各CMUTセルと前記信号処理ユニットとの間にプログラム可能な遅延段をさらに有しており、前記第二の集合の各CMUTセルの前記プログラム可能な遅延段は、送信モードにおいて生成されるパルスに由来するエコー信号のパルス周波数の関数として、各受信モードにおいて、プログラムされる、請求項1ないし5のうちいずれか一項記載の超音波システム。
- 前記電圧源は、それぞれの送信モードの間、前記第一の集合のCMUTセルの柔軟な膜を前記セルの前記基板上につぶれさせるよう適応される、請求項1ないし6のうちいずれか一項記載の超音波システム。
- 前記電圧源は:
前記送信モードの間の前記駆動電圧の前記バイアス電圧成分を生成するよう適応された第一段であって、前記バイアス電圧成分は前記第一の集合のCMUTセルの柔軟な膜を前記セルの前記基板上につぶれさせるのに十分である、第一段と;
前記駆動電圧の前記刺激成分を生成するよう適応された第二段であって、それぞれ異なる周波数をもつ前記一連の時間的に異なるパルスを生成するために前記異なる送信モードにおける前記刺激成分の周波数を変更するよう適応されている、第二段とを有する、
請求項7記載の超音波システム。 - 超音波パルス撮像の方法であって:
CMUT(ミクロ機械加工による容量性超音波トランスデューサー)セルのアレイであって、各セルは第一の電極を担持する基板を有し、前記基板は、第二の電極を含む柔軟な膜から空隙によって空間的に離間されている、アレイを提供する段階と;
それぞれ異なる周波数をもつ一連の時間的に異なるパルスを生成するために、前記CMUTセルの第一の集合に駆動電圧のシーケンスを与える段階であって、各駆動電圧はバイアス電圧成分および異なる周波数の刺激成分を含み、各パルスは別個の送信モードにおいて生成される、段階と;
前記CMUTセルの第二の集合に、時間的に異なるバイアス電圧のシーケンスを与える段階であって、それぞれの時間的に異なるバイアス電圧は、前記送信モードのうちの一つに続く受信モードにおいて与えられ、前記第二の集合のCMUTセルを前記送信モードのパルス周波数に対応する共鳴周波数に設定するためのものである、段階と;
それぞれの受信モードの間に前記第二の集合のCMUTセルによって受信されたエコー信号を重ね合わせる段階とを含み、
各セルの前記基板はさらに第三の電極を担持し、前記第三の電極は前記第一の電極と前記第二の電極の間に位置され、前記第一の電極から誘電体層によって電気的に絶縁され、前記駆動電圧の前記刺激成分は前記第一の電極と前記第二の電極の間に加えられ、前記駆動電圧の前記バイアス電圧成分は前記第三の電極に加えられる、
方法。 - 各受信モードは各送信モードと時間的に異なる、請求項9記載の方法。
- 前記第二の集合は前記アレイのすべてのCMUTセルを含む、請求項9または10記載の方法。
- それぞれの受信モードの間に受信されたエコー信号をフィルタリングする帯域通過フィルタを、その受信モードが後続する送信モードにおいて生成されたパルスに由来するエコー信号のパルス周波数を含む周波数範囲にプログラムする段階をさらに含み、前記周波数範囲は、前記一連のパルスのうちの他の送信モードの間に送信されるパルスのパルス周波数の少なくともいくつかを除外する、請求項9ないし11のうちいずれか一項記載の方法。
- それぞれの受信モードの間に、受信されたエコー信号を、その受信モードが後続する送信モードにおいて生成されたパルスに由来するエコー信号のパルス周波数の関数として遅延させるよう、遅延段をプログラムする段階をさらに含む、請求項9ないし12のうちいずれか一項記載の方法。
- 前記第一の集合の前記CMUTセルの前記柔軟な膜をそれぞれの送信モードにおいて前記セルの前記基板上につぶれさせる段階をさらに含む、請求項9ないし13のうちいずれか一項記載の方法。
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