JP6925286B2 - 超音波システム及び超音波パルス送信方法 - Google Patents
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Description
Claims (15)
- CMUTセルのアレイを含むプローブであって、各CMUTセルは電極構成部の第1の電極を担持する基板を備え、前記基板は、前記電極構成部の第2の電極を含む柔軟メンブレンからギャップによって空間的に離間され、前記柔軟メンブレンは中央領域に質量要素を備える、前記プローブと、
前記プローブに結合され、超音波システムの送信モードにおいて、
前記CMUTセルのうちの少なくともいくつかを前記柔軟メンブレンの中央部が前記基板に接触するつぶれた状態へと駆動するバイアス電圧成分であって、前記中央部は前記中央領域を含む、前記バイアス電圧成分と、
前記つぶれた状態にある前記CMUTセルのうちの前記少なくともいくつかのそれぞれの前記柔軟メンブレンを共鳴させるための設定周波数を有する刺激成分とを含む電圧を、
前記CMUTセルのうちの少なくともいくつかの前記それぞれの電極構成部に提供する電圧源と、を備え、
前記少なくともいくつかのCMUTセルの各々の前記質量要素は、前記共鳴中に、前記CMUTセルの前記柔軟メンブレンの少なくとも前記中央領域を強制的に前記基板と接触したままにする、
超音波システム。 - 各電極構成部は、前記基板によって担持される第3の電極を更に備え、前記第3の電極は前記第1の電極と前記第2の電極との間に位置し、誘電体層によって前記第1の電極から電気的に絶縁され、前記電圧源は、それぞれの前記第1及び前記第2の電極間に刺激を印加し、前記少なくともいくつかのCMUTセルの前記それぞれの第3の電極に前記バイアス電圧成分を印加する、請求項1に記載の超音波システム。
- 前記電圧源は更に、前記プローブの受信モード中に前記少なくともいくつかのCMUTセルを強制的に前記つぶれた状態にする更なる電圧を、前記CMUTセルのうちの少なくともいくつかの前記それぞれの電極構成部に提供する、請求項1又は2に記載の超音波システム。
- 前記電圧源は、
前記送信モード中に前記電圧の前記バイアス電圧成分を生成する第1の段であって、前記バイアス電圧成分は、前記少なくともいくつかのCMUTセルを強制的に前記つぶれた状態にするのに十分である第1の段と、
前記電圧の前記刺激成分を生成する第2の段とを備える、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の超音波システム。 - 前記柔軟メンブレンは第1の材料を有し、前記質量要素は第2の材料を有し、前記第2の材料は前記第1の材料よりも高い密度を有する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の超音波システム。
- 前記第2の材料は、金属若しくは金属合金、又は重い非金属材料である、請求項5に記載の超音波システム。
- 前記質量要素は前記柔軟メンブレン上に配置される、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の超音波システム。
- 前記質量要素は前記柔軟メンブレン内に一体化される、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の超音波システム。
- 前記質量要素は、円筒状又は環状の形状を有する、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の超音波システム。
- 前記超音波システムは、超音波診断イメージングシステム又は超音波治療システムである、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の超音波システム。
- CMUTセルのアレイを含むプローブを提供するステップであって、各CMUTセルは電極構成部の第1の電極を担持する基板を備え、前記基板は、前記電極構成部の第2の電極を含む柔軟メンブレンからギャップによって空間的に離間され、前記柔軟メンブレンは中央領域に質量要素を備える、前記プローブを提供するステップと、
前記CMUTセルのうちの少なくともいくつかを前記柔軟メンブレンの中央部が前記基板に接触するつぶれた状態へと駆動するバイアス電圧成分であって、前記中央部は前記中央領域を含む、前記バイアス電圧成分と、
前記つぶれた状態にある前記少なくともいくつかのCMUTセルの前記それぞれの柔軟メンブレンを共鳴させるための設定周波数を有する刺激成分と、を含む電圧を、
前記CMUTセルのうちの少なくともいくつかの前記それぞれの電極構成部に提供するステップと、を有し、
前記少なくともいくつかのCMUTセルの各々の前記質量要素は、前記共鳴中に、前記CMUTセルの前記柔軟メンブレンの少なくとも前記中央領域を強制的に前記基板と接触したままにする、超音波パルス送信の方法。 - 各電極構成部は、前記基板によって担持される第3の電極を更に備え、前記第3の電極は前記第1の電極と前記第2の電極との間に位置し、誘電体層によって前記第1の電極から電気的に絶縁され、前記方法は、それぞれの前記第1及び前記第2の電極間に前記刺激成分を印加し、前記少なくともいくつかのCMUTセルのそれぞれの前記第3の電極に前記バイアス電圧成分を印加するステップを更に有する、請求項11に記載の方法。
- 前記少なくともいくつかのCMUTセルの共鳴周波数を周期的に変えるために前記設定周波数を周期的に変えるステップを更に有する、請求項11又は12に記載の方法。
- 前記少なくともいくつかのCMUTセルの前記中央部のそれぞれの面積を変えるために、前記CMUTセルのうちの少なくともいくつかを前記つぶれた状態へと駆動する前記バイアス電圧成分を周期的に変えるステップを更に有する、請求項11乃至13のいずれか一項に記載の方法。
- 受信モード中に、前記少なくともいくつかのCMUTセルを強制的に前記つぶれた状態にする更なる電圧を、前記CMUTセルのうちの少なくともいくつかの前記それぞれの電極構成部に提供するステップを更に有する、請求項11乃至14のいずれか一項に記載の方法。
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