高周波数アレイ超音波システム
超音波信号を取得するためのシステムは、複数の素子を有する超音波振動子から受信超音波信号を取得するように構成された信号処理ユニットを備える。このシステムは、少なくとも毎秒２０フレーム数（ｆｐｓ）のフレームレートで、少なくとも５．０ミリメートル（ｍｍ）の視野を有する振動子を使って、少なくとも２０メガヘルツ（ＭＨｚ）の周波数を有する超音波信号を受信するように構成される。この信号処理は、取得超音波信号から超音波画像をさらに製造することが可能である。この振動子は、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、または曲線アレイ振動子で良い。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波イメージングシステムであって、
送信超音波信号を被検体内に、最大で少なくとも５５メガヘルツ（ＭＨｚ）の送信中心周波数で送信するための複数の素子を有するアレイド超音波振動子と、
前記アレイド超音波振動子と動作可能に接続する信号処理ユニットであって、前記信号処理ユニットがさらに、
１つまたは複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）から成るデジタル送信ビーム成形器サブシステムであって、各々がＦＰＧＡクロック周波数（ＦＰＧＡｆｃ）を有し、前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、少なくとも［１／（２×ＦＰＧＡ ｆｃ）］以上の遅延分解能時間を有するサブシステムと、
受信ビーム成形器サブシステムと、
フロントエンド電子回路モジュールと、
ビーム成形器制御装置モジュールと、
信号処理モジュールと、
コンピュータユニットと
を備える前記信号処理ユニットとから成り、
前記信号処理ユニットが、少なくとも１５ＭＨｚの周波数を有する受信超音波信号を、複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子から取得するように構成される超音波イメージングシステム。
【請求項２】
前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、二重データレート（ＤＤＲ）出力を有する並列／直列変換器を備え、
前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、前記送信超音波信号の微細遅延および半周期部分を、前記並列／直列変換器によって直列ビット流に変換されるビットワードに符号化することによって、少なくとも［１／（２×ＦＰＧＡ ｆｃ）］以上の遅延分解能時間で最大少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する超音波信号を送信するように構成される、請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３】
前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、前記送信超音波信号の微細遅延および半周期部分を、前記並列／直列変換器によって直列ビット流に変換される１６ビットワードに符号化することによって、少なくとも［１／（２×ＦＰＧＡ ｆｃ）］以上の遅延分解能時間で大少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する超音波信号を送信するように構成される、請求項２に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項４】
前記送信超音波信号が、正のパルス波を有する正の送信パルスと、負のパルス波を有する負の送信パルスとから成り、前記正のパルス波および前記負のパルス波が個々に調節可能である、請求項２に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項５】
前記送信超音波信号が、複数の正の半波サイクル部分から成り、各々の正の半波サイクル部分が、少なくとも１つの前記正の送信パルスから成り、前記送信超音波信号が、さらに複数の負の半波サイクル部分から成り、各々の負の半波サイクル部分が、少なくとも１つの負の送信パルスから成り、各々の正の送信パルスが、各々の正の半波サイクル部分の持続時間で調節可能であり、各々の負の送信パルスが、各々の負の半波サイクル部分の持続時間で調節可能である、請求項４に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項６】
各々の正の半波サイクル内の前記少なくとも１つの前記正の送信パルスの各々の微細遅延が調節可能であり、各々の負の半波サイクル内の前記少なくとも１つの前記複数の送信パルスの各々の微細遅延が調節可能である、請求項５に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項７】
前記送信超音波信号が、送信サイクル数から成り、前記送信サイクル数が調節可能である、請求項４に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項８】
前記フロントエンド電子回路モジュールが、交換可能な差込みモジュールとして構成される、請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項９】
前記信号処理ユニットが、前記受信超音波信号を前記アレイド超音波振動子から取得するように構成され、前記アレイド超音波振動子が、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、曲線アレイ振動子から成る群から選択される、請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項１０】
前記送信超音波信号が、約１５ＭＨｚ〜少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する、請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項１１】
器ｃｈ取得超音波信号が、約１５ＭＨｚ〜約５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する、請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項１２】
アレイド超音波イメージングシステム用の信号処理ユニットであって、
最大少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数で動作するように構成されたデジタル送信ビーム成形器サブシステムであって、前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、さらに１つまたは複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）から成り、各々が、ＦＰＧＡクロック周波数（ＦＰＧＡ ｆｃ）を有し、前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、少なくとも［１／（２×ＦＰＧＡ ｆｃ）］以上の遅延分解能時間を有するデジタル送信ビーム成形器サブシステムと、
デジタル受信ビーム成形器サブシステムと、
フロントエンド電子回路モジュールと、
ビーム成形器制御装置モジュールと、
信号処理モジュールと、
コンピュータユニットとを備え、
前記信号処理ユニットが、複数の素子を有するアレイド超音波振動子から受信超音波信号を取得するように構成される信号処理ユニット。
【請求項１３】
前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、二重データレート（ＤＤＲ）出力を有する並列／直列変換器をさらに備え、
前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、前記送信超音波信号の微細遅延および半周期部分を、前記並列／直列変換器によって直列ビット流に変換されるビットワードに符号化することによって、少なくとも［１／（２×ＦＰＧＡ ｆｃ）］以上の遅延分解能時間で最大少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する超音波信号を送信するように構成される、請求項１２に記載の信号処理ユニット。
【請求項１４】
前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、前記送信超音波信号の微細遅延および半周期部分を、前記並列／直列変換器によって直列ビット流に変換された１６ビットワードに符号化することによって、少なくとも［１／（２×ＦＰＧＡ ｆｃ）］以上の遅延分解能時間で最大少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する超音波信号を送信するように構成される、請求項１３に記載の信号処理ユニット。
【請求項１５】
前記送信超音波信号が、正の送信パルス波、および負の送信パルス波から成り、前記送信パルス波および負のパルス波が別個に調節可能である、請求項１３に記載の信号処理ユニット。
【請求項１６】
前記送信超音波信号が、送信サイクル数から成り、前記送信サイクル数が調節可能である、請求項１５に記載の信号処理ユニット。
【請求項１７】
前記フロントエンド電子回路モジュールが、交換可能な差込みモジュールとして構成される、請求項１２に記載の信号処理ユニット。
【請求項１８】
前記信号処理ユニットが、前記受信超音波信号を前記アレイド超音波振動子から取得するように構成され、前記アレイド超音波振動子が、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、曲線アレイ振動子から成る群から選択される、請求項１２に記載の信号処理ユニット。
【請求項１９】
前記送信中心周波数が、約１５ＭＨｚ〜少なくとも５５ＭＨｚである、請求項１２に記載の信号処理ユニット。
【請求項２０】
前記送信中心周波数が約１５ＭＨｚ〜約５５ＭＨｚである、請求項１２に記載の信号処理ユニット。
【請求項２１】
アレイド超音波イメージングシステム用のデジタル送信ビーム成形器であって、
各々がＦＰＧＡクロック周波数（ＦＰＧＡ ｆｃ）を有する１つまたは複数のＦＰＧＡと、
二重データレート（ＤＤＲ）出力を有する並列／直列変換器とを備え、
前記デジタル送信ビーム成形器が、前記送信超音波信号の微細遅延および半周期部分を、前記並列／直列変換器によって直列ビット流に変換されるビットワードに符号化することによって、少なくとも［１／（２×ＦＰＧＡ ｆｃ）］以上の遅延分解能時間で最大少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する超音波信号を送信するように構成される送信ビーム成形器。
【請求項２２】
前記送信超音波信号が、正の送信パルス波および負の送信パルス波から成り、前記送信パルス波および負の送信パルス波が個々に調節可能である、請求項２１に記載のデジタル送信ビーム成形器。
【請求項２３】
前記送信超音波信号が送信サイクル数から成り、前記送信サイクル数が調節可能である、請求項２２に記載のデジタル送信ビーム成形器。
【請求項２４】
前記デジタル送信ビーム成形器が、アレイド超音波振動子と動作可能に接続され、前記アレイド超音波振動子が、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、および曲線アレイ振動子から成る群から選択される、請求項２１に記載のデジタル送信ビーム成形器。
【請求項２５】
前記送信中心周波数が約１５ＭＨｚ〜少なくとも５５ＭＨｚである、請求項２１に記載のデジタル送信ビーム成形器。
【請求項２６】
前記送信中心周波数が、約１５ＭＨｚ〜約５５ＭＨｚである、請求項２１に記載のデジタル送信ビーム成形器。
【請求項２７】
前記デジタル送信ビーム成形器が、前記送信超音波信号の微細遅延および半周期部分を、前記並列／直列変換器によって直列ビット流に変換される１６ビットワードに符号化することによって、少なくとも［１／（２×ＦＰＧＡ ｆｃ）］以上の遅延分解能時間で最大少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する超音波信号を送信するように構成される、請求項２１に記載のデジタル送信ビーム成形器。
【請求項２８】
超音波イメージングシステムであって、
最大少なくとも５５メガヘルツ（ＭＨｚ）の送信中心周波数で、送信超音波信号を被検体内に送信するための複数の素子を有するアレイド超音波振動子と、
前記アレイド超音波振動子に動作可能に接続された信号処理ユニットと
を備え、前記信号処理ユニットがさらに、
デジタル送信ビーム成形器サブシステムと、
受信ビーム成形器サブシステムと、
フロントエンド電子回路モジュールと、
ビーム成形制御モジュールと、
直交サンプリングを使用し、受信サンプリング周波数を有する信号処理モジュールと、
コンピュータユニットとから構成され、
前記受信サンプリング周波数が選択的に選択されるように構成される超音波イメージングシステム。
【請求項２９】
前記受信サンプリング周波数が、前記送信中心周波数とは異なる周波数で選択される、請求項２８に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３０】
前記受信サンプリング周波数が、前記送信中心周波数と同じ周波数で選択される、請求項２８に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３１】
前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、前記受信サンプリング周波数が前記送信焦点深度に依存するように、送信焦点深度をさらに含む、請求項２８に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３２】
前記受信サンプリング周波数が、前記送信焦点深度が増加するにつれて減少する、請求項３０に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３３】
前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、二重データレート（ＤＤＲ）出力を有する並列／直列変換器をさらに備え、
前記デジタル送信ビーム成形器が、前記送信超音波信号の微細遅延および半周期部分を、前記並列／直列変換器によって直列ビット流に変換されるビットワードに符号化することによって、少なくとも［１／（２×ＦＰＧＡ ｆｃ）］以上の遅延分解能時間で最大少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する超音波信号を送信するように構成される、請求項２８に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３４】
前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、前記送信超音波信号の微細遅延および半周期部分を、前記並列／直列変換器によって直列ビット流に変換される１６ビットワードに符号化することによって、少なくとも［１／（２×ＦＰＧＡ ｆｃ）］以上の遅延分解能時間で最大少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する超音波信号を送信するように構成される、請求項３３に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３５】
前記送信超音波信号が、正の送信パルス波および負の送信パルス波から成り、前記送信パルス波および負の送信パルス波が個々に調節可能である、請求項３３に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３６】
前記送信超音波信号が、送信サイクル数から成り、前記送信サイクル数が調節可能である、請求項３５に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３７】
前記フロントエンド電子回路モジュールが、交換可能な差込みモジュールとして構成される、請求項２８に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３８】
前記信号処理ユニットが、前記受信超音波信号を前記アレイド超音波振動子から取得するように構成され、前記アレイド超音波振動子が、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、および曲線アレイ振動子から成る群から選択される、請求項２８に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３９】
前記送信超音波信号が、約１５ＭＨｚ〜少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する、請求項２８に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項４０】
前記送信超音波信号が、約１５ＭＨｚ〜約５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する、請求項２８に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項４１】
超音波イメージングシステムであって、
最大少なくとも５５メガヘルツ（ＭＨｚ）の送信中心周波数で、送信超音波信号を被検体内に送信するための複数の素子を有するアレイド超音波振動子であって、前記前記アレイド超音波振動子が、少なくとも５．０ミリメートル（ｍｍ）の視野を有する前記アレイド超音波振動子と、
前記アレイド超音波振動子と動作可能に接続される信号処理ユニットであって、
前記処理ユニットが、デジタル送信および受信ビーム成形器サブシステムと、フロントエンド電子回路モジュールと、ビーム成形器制御装置および信号処理モジュールと、コンピュータユニットとをさらに備える信号処理ユニットとを備え、
前記信号処理ユニットが、複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子から、少なくとも毎秒２０フレーム（ｆｐｓ）のフレームレートで受信超音波信号を取得するように構成され、前記受信超音波信号が少なくとも１５ＭＨｚの周波数を有する超音波イメージングシステム。
【請求項４２】
前記信号処理ユニットが、前記受信超音波信号から超音波画像をさらに生成する、請求項４１に記載のシステム。
【請求項４３】
前記受信超音波信号が、前記取得レートより低速の表示レートで超音波画像を生成するように、前記信号処理ユニットによって処理される、請求項４２に記載のシステム。
【請求項４４】
前記生成された超音波画像の表示レートが約１００ｆｐｓ以下である、請求項４３に記載のシステム。
【請求項４５】
前記生成された超音波画像の表示レートが約３０ｆｐｓ以下である、請求項４４に記載のシステム。
【請求項４６】
前記超音波画像が、Ｂモード、Ｍモード、ドップラーモード、ＲＦモード、３−Ｄモードから成る群から選択される超音波モードの前記信号処理ユニットによって生成される、請求項４２に記載のシステム。
【請求項４７】
前記信号処理ユニットが、前記受信超音波信号を前記アレイド超音波振動子から取得するように構成され、前記アレイド超音波振動子が、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、および曲線アレイ振動子から成る群から選択される、請求項４１に記載のシステム。
【請求項４８】
前記アレイド超音波振動子が、少なくとも１５ＭＨｚの中心動作周波数を有し、前記アレイド超音波振動子が、前記アレイド超音波振動子の送信中心周波数における音の波長の２．０倍以下の素子ピッチを有する、請求項４１に記載のシステム。
【請求項４９】
前記アレイド超音波振動子が、前記アレイド超音波振動子の送信中心周波数における音の波長の１．５倍以下の素子ピッチを有する、請求項４１に記載のシステム。
【請求項５０】
前記デジタル受信ビーム成形器サブシステムが、少なくとも１つのフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）デバイスを使用することを含む、請求項４１に記載のシステム。
【請求項５１】
前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、少なくとも１つのフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）デバイスを使用することを含む、請求項４１に記載のシステム。
【請求項５２】
フロントエンド電子回路モジュールが、送信回路および受信チャネルをさらに備え、前記送信回路が、２つの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を介して、中心タップ巻線を含む変換器に接続された送信電源電圧を備え、前記受信チャネルに対する入力が、前記変換器の前記二次巻線の第２端部に接続され、その結果、前記送信電源電圧が実質的にゼロに設定され、前記２つのＦＥＴに電源が投入され、前記受信チャネルが信号を受信し、前記変換器が送信信号を生成し、前記送信回路が信号を送信する時に、前記送信信号を前記アレイド超音波振動子に結合する、請求項４１に記載のシステム。
【請求項５３】
前記フロントエンド電子回路モジュールが、各々の受信チャネルに２つ以上の信号サンプラをさらに備える、請求項５２に記載のシステム。
【請求項５４】
前記信号サンプラがアナログデジタル変換器である、請求項５３に記載のシステム。
【請求項５５】
前記信号サンプラが直交サンプリングを使用して、受信信号をサンプリングする、請求項５３に記載のシステム。
【請求項５６】
前記信号サンプラが、９０°位相が外れたサンプリングクロックを備える、請求項５５に記載のシステム。
【請求項５７】
前記サンプリングクロックが、受信超音波信号の前記中心周波数にほぼ等しい受信クロック期間を有する、請求項５６に記載のシステム。
【請求項５８】
受信クロック期間未満の遅延分解能が、取得信号を処理するために使用される、請求項５７に記載のシステム。
【請求項５９】
前記遅延分解能が、前記受信クロック期間の１／１６である、請求項５８に記載のシステム。
【請求項６０】
複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子の各々の素子が、受信チャネルに動作可能に接続される、請求項４１に記載のシステム。
【請求項６１】
複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子の素子の数が、受信チャネルの数より多い、請求項６０に記載のシステム。
【請求項６２】
複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子が、少なくとも３２個の受信チャネルに動作可能に接続される少なくとも６４個の素子を備える、請求項６０に記載のシステム。
【請求項６３】
複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子が、６４個の受信チャネルに動作可能に接続される２５６個の素子を備える、請求項６０に記載のシステム。
【請求項６４】
複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子が、１２８個の受信チャネルに動作可能に接続される２５６個の素子を備える、請求項６０に記載のシステム。
【請求項６５】
複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子が、２５６個の受信チャネルに動作可能に接続される２５６個の素子を備える、請求項６０に記載のシステム。
【請求項６６】
複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子が、２５６個の素子を備える、請求項６０に記載のシステム。
【請求項６７】
５１２本の超音波ラインが生成され、前記被検体内に送信され、前記生成された超音波画像の各々のフレームごとに、前記被検体から受信される、請求項６６に記載のシステム。
【請求項６８】
２５６本の超音波ラインが生成され、前記被検体内に送信され、前記生成された超音波画像の各々のフレームごとに、前記被検体から受信される、請求項６６に記載のシステム。
【請求項６９】
少なくとも２本の超音波ラインが生成され、前記被検体内に送信され、前記生成された超音波画像の各々のフレームごとに、前記アレイの各々の素子において前記被検体から受信される、請求項４１に記載のシステム。
【請求項７０】
１本の超音波ラインが生成され、前記被検体内に送信され、前記生成された超音波画像の各々のフレームごとに、前記アレイの各々の素子において前記被検体から受信される、請求項４１に記載のシステム。
【請求項７１】
前記受信超音波信号が、毎秒少なくとも２００フレーム数（ｆｐｓ）の取得レートで取得される、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７２】
複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子が、前記振動子の前記中心送信周波数の波長に等しい距離だけ分離される、請求項４１に記載のシステム。
【請求項７３】
前記中心送信周波数が、１５ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、３０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、５０ＭＨｚ、および５５ＭＨｚから成る群から選択される、請求項７２に記載のシステム。
【請求項７４】
複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子の長さが前記振動子の視野に等しい、請求項４１に記載のシステム。
【請求項７５】
複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子が、約１５ＭＨｚ〜約８０ＭＨｚの範囲内の中心周波数で、前記被検体内に送信超音波を送信することができる、請求項４１に記載のシステム。
【請求項７６】
前記受信超音波信号が、少なくとも２００ｆｐｓのフレームレートで取得される、請求項４１に記載のシステム。
【請求項７７】
前記受信超音波信号が、約１００ｆｐｓ〜約２００ｆｐｓのフレームレートで取得される、請求項４１に記載のシステム。
【請求項７８】
前記超音波画像が、約１５０ミクロン（μｍ）以下の方位分解能を有する、請求項４１に記載のシステム。
【請求項７９】
前記超音波画像が、約７５ミクロン（μｍ）以下の距離分解能を有する、請求項７８に記載のシステム。
【請求項８０】
前記超音波画像が、約３０ミクロン（μｍ）以下の空間分解能を有する、請求項７９に記載のシステム。
【請求項８１】
前記送信超音波信号が、約１．０ｍｍ〜約３０．０ｍｍの深さで集束することが可能な、請求項４１に記載のシステム。
【請求項８２】
前記送信超音波信号が、約３．０ｍｍ〜約１０．０ｍｍの深さで集束することが可能な、請求項８１に記載のシステム。
【請求項８３】
前記送信超音波信号が、約２．０ｍｍ〜約１２．０ｍｍの深さで集束することが可能な、請求項８１に記載のシステム。
【請求項８４】
前記送信超音波信号が、約１．０ｍｍ〜約６．０ｍｍの深さで集束することが可能な、請求項８１に記載のシステム。
【請求項８５】
前記送信超音波信号が、約３．０ｍｍ〜約８．０ｍｍの深さで集束することが可能な、請求項８１に記載のシステム。
【請求項８６】
前記送信超音波信号が、約５．０ｍｍ〜約１８．０ｍｍの深さで集束することが可能な、請求項８１に記載のシステム。
【請求項８７】
超音波画像を生成するシステムであって、
最大少なくとも５５メガヘルツ（ＭＨｚ）の中心動作周波数で超音波を生成して被検体内に送信し、超音波信号を前記被検体から受信するための複数の素子を有するアレイド超音波振動子と、
超音波画像フレームを生成するための処理ユニットであって、前記アレイド超音波振動子の各々の素子が、２本以上の超音波ラインを前記被検体内に送信し、前記生成された超音波画像の各々のフレームについて２本以上のエコー超音波ラインを前記被検体から受信する処理ユニットと
を備えるシステム。
【請求項８８】
前記アレイド超音波振動子が、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、および曲線アレイ振動子から成る群から選択される、請求項８７に記載のシステム。
【請求項８９】
前記アレイド超音波振動子の中心動作周波数が少なくとも１５ＭＨｚであり、前記アレイド超音波振動子が、前記アレイド超音波振動子の送信中心周波数における音の波長の２倍以下に等しい素子ピッチを有する、請求項８７に記載のシステム。
【請求項９０】
超音波画像を生成するシステムであって、
最大少なくとも５５メガヘルツ（ＭＨｚ）の周波数で超音波を生成して被検体内に送信し、超音波信号を前記被検体から受信するための複数の素子を有するであって、各々の素子が、受信チャネルに動作可能に接続されるアレイド超音波振動子と、
前記受信超音波信号を取得し、超音波画像を前記取得信号から生成するための処理ユニットであって、前記処理ユニットが、前記信号を取得するための直交サンプリングを使用する複数の信号サンプラを含む処理ユニットと
を備えるシステム。
【請求項９１】
前記超音波画像が、Ｂモード、Ｍモード、ドップラーモード、ＲＦモード、および３−Ｄモードから成る群から選択される超音波モードで生成される、請求項９０に記載のシステム。
【請求項９２】
前記アレイド超音波振動子が、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、および曲線アレイ振動子から成るく群から選択される、請求項９０に記載のシステム。
【請求項９３】
前記アレイド超音波振動子が、少なくとも２０ＭＨｚの中心動作周波数を有し、前記アレイド超音波振動子が前記アレイド超音波振動子の送信中心周波数における音の波長の２倍以下に等しい素子ピッチを有する、請求項９０に記載のシステム。
【請求項９４】
前記アレイド超音波振動子の各々の素子が、受信チャネルに動作可能に接続される、請求項９０に記載のシステム。
【請求項９５】
前記アレイド超音波振動子の素子の数が受信チャネルの数より多い、請求項９４に記載のシステム。
【請求項９６】
前記処理ユニットが、各々の受信チャネルの２つ以上の信号サンプラを含む、請求項９４に記載のシステム。
【請求項９７】
前記信号サンプラがアナログデジタル変換器である、請求項９６に記載のシステム。
【請求項９８】
前記信号サンプラが、９０°位相が外れたサンプリングクロックを備える、請求項９７に記載のシステム。
【請求項９９】
前記サンプリングクロックが、受信超音波信号の中心周波数にほぼ等しい受信クロック期間を有する、請求項９８に記載のシステム。
【請求項１００】
受信クロック期間未満の遅延分解能が、前記取得信号を処理するために使用される、請求項９９に記載のシステム。
【請求項１０１】
前記遅延分解能が、前記受信クロック期間の１／１６である、請求項１００に記載のシステム。
【請求項１０２】
取得信号が、補間フィルタリング法を使用して処理される、請求項９０に記載のシステム。
【請求項１０３】
前記処理ユニットが受信ビーム成形器を備え、前記受信ビーム成形器が、少なくとも１つのフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）デバイスを使用してインプリメントされる、請求項９０に記載のシステム。
【請求項１０４】
前記処理ユニットが送信ビーム成形器を備え、前記送信ビーム成形器が、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）デバイスを使用してインプリメントされる、請求項９０に記載のシステム。
【請求項１０５】
超音波画像を生成するためのシステムであって、
最大少なくとも５５メガヘルツ（ＭＨｚ）の周波数、および少なくとも５００ヘルツ（Ｈｚ）のパルス繰返し周波数（ＰＲＦ）における超音波を生成して被検体内に送信するための複数の素子を有するアレイド超音波振動子と、
カラーフロードップラー超音波画像を前記受信超音波から生成するための処理ユニットと
を備えるシステム。
【請求項１０６】
前記アレイド超音波振動子が、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、および曲線アレイ振動子から成る群から選択される、請求項１０５に記載のシステム。
【請求項１０７】
前記アレイド超音波振動子が、少なくとも２０ＭＨｚの中心動作周波数を有し、前記アレイド超音波振動子が、前記アレイド超音波振動子の送信中心周波数における音の波長の２倍以下に等しい素子ピッチを有する、請求項１０５に記載のシステム。
【請求項１０８】
前記ＰＲＦが約５００Ｈｚ〜約７５ＫＨｚである、請求項１０５に記載のシステム。
【請求項１０９】
超音波画像を生成するためのシステムであって、
最大少なくとも５５メガヘルツ（ＭＨｚ）の周波数、および少なくとも５００ヘルツ（Ｈｚ）のパルス繰返し周波数（ＰＲＦ）における超音波を生成して被検体内に送信し、超音波を前記被検体から受信するための複数の素子を有するアレイド超音波振動子であって、前記アレイド超音波振動子が、少なくとも５．０ミリメートル（ｍｍ）の視野を有するアレイド超音波振動子と、
パルス波ドップラー超音波画像を前記受信超音波から生成するための処理ユニットとを備えるシステム。
【請求項１０４】
前記アレイド超音波振動子が、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、曲線アレイ振動子から成る群から選択される、請求項１０９に記載のシステム。
【請求項１０５】
前記アレイド超音波振動子が、少なくとも１５ＭＨｚの中心動作周波数を有し、前記アレイド超音波振動子が、前記アレイド超音波振動子の送信中心周波数における音の波長の少なくとも２倍以下に等しい素子ピッチを有する、請求項１０９に記載のシステム。
【請求項１０６】
前記ＰＲＦが約５００Ｈｚ〜約１５０ＫＨｚである、請求項１０９に記載のシステム。
【請求項１１３】
超音波画像を生成するシステムであって、
最大少なくとも１５メガヘルツ（ＭＨｚ）の周波数における超音波を生成して被検体内に送信し、超音波信号を前記被検体から受信するための複数の素子を有するアレイド超音波振動子であって、前記アレイド超音波振動子が少なくとも２．０ミリメートル（ｍｍ）の視野を有するアレイド超音波振動子と、
毎秒少なくとも３００フレーム数（ｆｐｓ）の取得レートで前記受信超音波信号を取得し、超音波画像を前記取得信号から生成するための処理ユニットと
を備えるシステム。
【請求項１１４】
前記アレイド超音波振動子が、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、および曲線アレイ振動子から成る群から選択される、請求項１１３に記載のシステム。
【請求項１１５】
前記アレイド超音波振動子が、少なくとも２０ＭＨｚの中心動作周波数を有し、前記アレイド超音波振動子が、前記アレイド超音波振動子の送信中心周波数における音の波長の２倍以下に等しい素子ピッチを有する、請求項１１３に記載のシステム。
【請求項１１６】
ＦＰＧＡ ｆｃが、前記１つまたは複数のＦＰＧＡの動作可能な最高周波数である、請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項１１７】
ＦＰＧＡ ｆｃが、前記１つまたは複数のＦＰＧＡの動作可能な最高周波数である、請求項１２に記載の信号処理ユニット。
【請求項１１８】
ＦＰＧＡ ｆｃが、前記１つまたは複数のＦＰＧＡの動作可能な最高周波数である、請求項２１に記載のデジタル送信ビーム成形器。
【請求項１】
超音波イメージングシステムであって、
送信超音波信号を被検体内に、最大で少なくとも５５メガヘルツ（ＭＨｚ）の送信中心周波数で送信するための複数の素子を有するアレイド超音波振動子と、
前記アレイド超音波振動子と動作可能に接続する信号処理ユニットであって、前記信号処理ユニットがさらに、
１つまたは複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）から成るデジタル送信ビーム成形器サブシステムであって、各々がＦＰＧＡクロック周波数（ＦＰＧＡｆｃ）を有し、前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、少なくとも［１／（２×ＦＰＧＡ ｆｃ）］以上の遅延分解能時間を有するサブシステムと、
受信ビーム成形器サブシステムと、
フロントエンド電子回路モジュールと、
ビーム成形器制御装置モジュールと、
信号処理モジュールと、
コンピュータユニットと
を備える前記信号処理ユニットとから成り、
前記信号処理ユニットが、少なくとも１５ＭＨｚの周波数を有する受信超音波信号を、複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子から取得するように構成される超音波イメージングシステム。
【請求項２】
前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、二重データレート（ＤＤＲ）出力を有する並列／直列変換器を備え、
前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、前記送信超音波信号の微細遅延および半周期部分を、前記並列／直列変換器によって直列ビット流に変換されるビットワードに符号化することによって、少なくとも［１／（２×ＦＰＧＡ ｆｃ）］以上の遅延分解能時間で最大少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する超音波信号を送信するように構成される、請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３】
前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、前記送信超音波信号の微細遅延および半周期部分を、前記並列／直列変換器によって直列ビット流に変換される１６ビットワードに符号化することによって、少なくとも［１／（２×ＦＰＧＡ ｆｃ）］以上の遅延分解能時間で大少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する超音波信号を送信するように構成される、請求項２に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項４】
前記送信超音波信号が、正のパルス波を有する正の送信パルスと、負のパルス波を有する負の送信パルスとから成り、前記正のパルス波および前記負のパルス波が個々に調節可能である、請求項２に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項５】
前記送信超音波信号が、複数の正の半波サイクル部分から成り、各々の正の半波サイクル部分が、少なくとも１つの前記正の送信パルスから成り、前記送信超音波信号が、さらに複数の負の半波サイクル部分から成り、各々の負の半波サイクル部分が、少なくとも１つの負の送信パルスから成り、各々の正の送信パルスが、各々の正の半波サイクル部分の持続時間で調節可能であり、各々の負の送信パルスが、各々の負の半波サイクル部分の持続時間で調節可能である、請求項４に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項６】
各々の正の半波サイクル内の前記少なくとも１つの前記正の送信パルスの各々の微細遅延が調節可能であり、各々の負の半波サイクル内の前記少なくとも１つの前記複数の送信パルスの各々の微細遅延が調節可能である、請求項５に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項７】
前記送信超音波信号が、送信サイクル数から成り、前記送信サイクル数が調節可能である、請求項４に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項８】
前記フロントエンド電子回路モジュールが、交換可能な差込みモジュールとして構成される、請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項９】
前記信号処理ユニットが、前記受信超音波信号を前記アレイド超音波振動子から取得するように構成され、前記アレイド超音波振動子が、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、曲線アレイ振動子から成る群から選択される、請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項１０】
前記送信超音波信号が、約１５ＭＨｚ〜少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する、請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項１１】
器ｃｈ取得超音波信号が、約１５ＭＨｚ〜約５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する、請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項１２】
アレイド超音波イメージングシステム用の信号処理ユニットであって、
最大少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数で動作するように構成されたデジタル送信ビーム成形器サブシステムであって、前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、さらに１つまたは複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）から成り、各々が、ＦＰＧＡクロック周波数（ＦＰＧＡ ｆｃ）を有し、前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、少なくとも［１／（２×ＦＰＧＡ ｆｃ）］以上の遅延分解能時間を有するデジタル送信ビーム成形器サブシステムと、
デジタル受信ビーム成形器サブシステムと、
フロントエンド電子回路モジュールと、
ビーム成形器制御装置モジュールと、
信号処理モジュールと、
コンピュータユニットとを備え、
前記信号処理ユニットが、複数の素子を有するアレイド超音波振動子から受信超音波信号を取得するように構成される信号処理ユニット。
【請求項１３】
前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、二重データレート（ＤＤＲ）出力を有する並列／直列変換器をさらに備え、
前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、前記送信超音波信号の微細遅延および半周期部分を、前記並列／直列変換器によって直列ビット流に変換されるビットワードに符号化することによって、少なくとも［１／（２×ＦＰＧＡ ｆｃ）］以上の遅延分解能時間で最大少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する超音波信号を送信するように構成される、請求項１２に記載の信号処理ユニット。
【請求項１４】
前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、前記送信超音波信号の微細遅延および半周期部分を、前記並列／直列変換器によって直列ビット流に変換された１６ビットワードに符号化することによって、少なくとも［１／（２×ＦＰＧＡ ｆｃ）］以上の遅延分解能時間で最大少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する超音波信号を送信するように構成される、請求項１３に記載の信号処理ユニット。
【請求項１５】
前記送信超音波信号が、正の送信パルス波、および負の送信パルス波から成り、前記送信パルス波および負のパルス波が別個に調節可能である、請求項１３に記載の信号処理ユニット。
【請求項１６】
前記送信超音波信号が、送信サイクル数から成り、前記送信サイクル数が調節可能である、請求項１５に記載の信号処理ユニット。
【請求項１７】
前記フロントエンド電子回路モジュールが、交換可能な差込みモジュールとして構成される、請求項１２に記載の信号処理ユニット。
【請求項１８】
前記信号処理ユニットが、前記受信超音波信号を前記アレイド超音波振動子から取得するように構成され、前記アレイド超音波振動子が、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、曲線アレイ振動子から成る群から選択される、請求項１２に記載の信号処理ユニット。
【請求項１９】
前記送信中心周波数が、約１５ＭＨｚ〜少なくとも５５ＭＨｚである、請求項１２に記載の信号処理ユニット。
【請求項２０】
前記送信中心周波数が約１５ＭＨｚ〜約５５ＭＨｚである、請求項１２に記載の信号処理ユニット。
【請求項２１】
アレイド超音波イメージングシステム用のデジタル送信ビーム成形器であって、
各々がＦＰＧＡクロック周波数（ＦＰＧＡ ｆｃ）を有する１つまたは複数のＦＰＧＡと、
二重データレート（ＤＤＲ）出力を有する並列／直列変換器とを備え、
前記デジタル送信ビーム成形器が、前記送信超音波信号の微細遅延および半周期部分を、前記並列／直列変換器によって直列ビット流に変換されるビットワードに符号化することによって、少なくとも［１／（２×ＦＰＧＡ ｆｃ）］以上の遅延分解能時間で最大少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する超音波信号を送信するように構成される送信ビーム成形器。
【請求項２２】
前記送信超音波信号が、正の送信パルス波および負の送信パルス波から成り、前記送信パルス波および負の送信パルス波が個々に調節可能である、請求項２１に記載のデジタル送信ビーム成形器。
【請求項２３】
前記送信超音波信号が送信サイクル数から成り、前記送信サイクル数が調節可能である、請求項２２に記載のデジタル送信ビーム成形器。
【請求項２４】
前記デジタル送信ビーム成形器が、アレイド超音波振動子と動作可能に接続され、前記アレイド超音波振動子が、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、および曲線アレイ振動子から成る群から選択される、請求項２１に記載のデジタル送信ビーム成形器。
【請求項２５】
前記送信中心周波数が約１５ＭＨｚ〜少なくとも５５ＭＨｚである、請求項２１に記載のデジタル送信ビーム成形器。
【請求項２６】
前記送信中心周波数が、約１５ＭＨｚ〜約５５ＭＨｚである、請求項２１に記載のデジタル送信ビーム成形器。
【請求項２７】
前記デジタル送信ビーム成形器が、前記送信超音波信号の微細遅延および半周期部分を、前記並列／直列変換器によって直列ビット流に変換される１６ビットワードに符号化することによって、少なくとも［１／（２×ＦＰＧＡ ｆｃ）］以上の遅延分解能時間で最大少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する超音波信号を送信するように構成される、請求項２１に記載のデジタル送信ビーム成形器。
【請求項２８】
超音波イメージングシステムであって、
最大少なくとも５５メガヘルツ（ＭＨｚ）の送信中心周波数で、送信超音波信号を被検体内に送信するための複数の素子を有するアレイド超音波振動子と、
前記アレイド超音波振動子に動作可能に接続された信号処理ユニットと
を備え、前記信号処理ユニットがさらに、
デジタル送信ビーム成形器サブシステムと、
受信ビーム成形器サブシステムと、
フロントエンド電子回路モジュールと、
ビーム成形制御モジュールと、
直交サンプリングを使用し、受信サンプリング周波数を有する信号処理モジュールと、
コンピュータユニットとから構成され、
前記受信サンプリング周波数が選択的に選択されるように構成される超音波イメージングシステム。
【請求項２９】
前記受信サンプリング周波数が、前記送信中心周波数とは異なる周波数で選択される、請求項２８に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３０】
前記受信サンプリング周波数が、前記送信中心周波数と同じ周波数で選択される、請求項２８に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３１】
前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、前記受信サンプリング周波数が前記送信焦点深度に依存するように、送信焦点深度をさらに含む、請求項２８に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３２】
前記受信サンプリング周波数が、前記送信焦点深度が増加するにつれて減少する、請求項３０に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３３】
前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、二重データレート（ＤＤＲ）出力を有する並列／直列変換器をさらに備え、
前記デジタル送信ビーム成形器が、前記送信超音波信号の微細遅延および半周期部分を、前記並列／直列変換器によって直列ビット流に変換されるビットワードに符号化することによって、少なくとも［１／（２×ＦＰＧＡ ｆｃ）］以上の遅延分解能時間で最大少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する超音波信号を送信するように構成される、請求項２８に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３４】
前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、前記送信超音波信号の微細遅延および半周期部分を、前記並列／直列変換器によって直列ビット流に変換される１６ビットワードに符号化することによって、少なくとも［１／（２×ＦＰＧＡ ｆｃ）］以上の遅延分解能時間で最大少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する超音波信号を送信するように構成される、請求項３３に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３５】
前記送信超音波信号が、正の送信パルス波および負の送信パルス波から成り、前記送信パルス波および負の送信パルス波が個々に調節可能である、請求項３３に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３６】
前記送信超音波信号が、送信サイクル数から成り、前記送信サイクル数が調節可能である、請求項３５に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３７】
前記フロントエンド電子回路モジュールが、交換可能な差込みモジュールとして構成される、請求項２８に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３８】
前記信号処理ユニットが、前記受信超音波信号を前記アレイド超音波振動子から取得するように構成され、前記アレイド超音波振動子が、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、および曲線アレイ振動子から成る群から選択される、請求項２８に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項３９】
前記送信超音波信号が、約１５ＭＨｚ〜少なくとも５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する、請求項２８に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項４０】
前記送信超音波信号が、約１５ＭＨｚ〜約５５ＭＨｚの送信中心周波数を有する、請求項２８に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項４１】
超音波イメージングシステムであって、
最大少なくとも５５メガヘルツ（ＭＨｚ）の送信中心周波数で、送信超音波信号を被検体内に送信するための複数の素子を有するアレイド超音波振動子であって、前記前記アレイド超音波振動子が、少なくとも５．０ミリメートル（ｍｍ）の視野を有する前記アレイド超音波振動子と、
前記アレイド超音波振動子と動作可能に接続される信号処理ユニットであって、
前記処理ユニットが、デジタル送信および受信ビーム成形器サブシステムと、フロントエンド電子回路モジュールと、ビーム成形器制御装置および信号処理モジュールと、コンピュータユニットとをさらに備える信号処理ユニットとを備え、
前記信号処理ユニットが、複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子から、少なくとも毎秒２０フレーム（ｆｐｓ）のフレームレートで受信超音波信号を取得するように構成され、前記受信超音波信号が少なくとも１５ＭＨｚの周波数を有する超音波イメージングシステム。
【請求項４２】
前記信号処理ユニットが、前記受信超音波信号から超音波画像をさらに生成する、請求項４１に記載のシステム。
【請求項４３】
前記受信超音波信号が、前記取得レートより低速の表示レートで超音波画像を生成するように、前記信号処理ユニットによって処理される、請求項４２に記載のシステム。
【請求項４４】
前記生成された超音波画像の表示レートが約１００ｆｐｓ以下である、請求項４３に記載のシステム。
【請求項４５】
前記生成された超音波画像の表示レートが約３０ｆｐｓ以下である、請求項４４に記載のシステム。
【請求項４６】
前記超音波画像が、Ｂモード、Ｍモード、ドップラーモード、ＲＦモード、３−Ｄモードから成る群から選択される超音波モードの前記信号処理ユニットによって生成される、請求項４２に記載のシステム。
【請求項４７】
前記信号処理ユニットが、前記受信超音波信号を前記アレイド超音波振動子から取得するように構成され、前記アレイド超音波振動子が、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、および曲線アレイ振動子から成る群から選択される、請求項４１に記載のシステム。
【請求項４８】
前記アレイド超音波振動子が、少なくとも１５ＭＨｚの中心動作周波数を有し、前記アレイド超音波振動子が、前記アレイド超音波振動子の送信中心周波数における音の波長の２．０倍以下の素子ピッチを有する、請求項４１に記載のシステム。
【請求項４９】
前記アレイド超音波振動子が、前記アレイド超音波振動子の送信中心周波数における音の波長の１．５倍以下の素子ピッチを有する、請求項４１に記載のシステム。
【請求項５０】
前記デジタル受信ビーム成形器サブシステムが、少なくとも１つのフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）デバイスを使用することを含む、請求項４１に記載のシステム。
【請求項５１】
前記デジタル送信ビーム成形器サブシステムが、少なくとも１つのフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）デバイスを使用することを含む、請求項４１に記載のシステム。
【請求項５２】
フロントエンド電子回路モジュールが、送信回路および受信チャネルをさらに備え、前記送信回路が、２つの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を介して、中心タップ巻線を含む変換器に接続された送信電源電圧を備え、前記受信チャネルに対する入力が、前記変換器の前記二次巻線の第２端部に接続され、その結果、前記送信電源電圧が実質的にゼロに設定され、前記２つのＦＥＴに電源が投入され、前記受信チャネルが信号を受信し、前記変換器が送信信号を生成し、前記送信回路が信号を送信する時に、前記送信信号を前記アレイド超音波振動子に結合する、請求項４１に記載のシステム。
【請求項５３】
前記フロントエンド電子回路モジュールが、各々の受信チャネルに２つ以上の信号サンプラをさらに備える、請求項５２に記載のシステム。
【請求項５４】
前記信号サンプラがアナログデジタル変換器である、請求項５３に記載のシステム。
【請求項５５】
前記信号サンプラが直交サンプリングを使用して、受信信号をサンプリングする、請求項５３に記載のシステム。
【請求項５６】
前記信号サンプラが、９０°位相が外れたサンプリングクロックを備える、請求項５５に記載のシステム。
【請求項５７】
前記サンプリングクロックが、受信超音波信号の前記中心周波数にほぼ等しい受信クロック期間を有する、請求項５６に記載のシステム。
【請求項５８】
受信クロック期間未満の遅延分解能が、取得信号を処理するために使用される、請求項５７に記載のシステム。
【請求項５９】
前記遅延分解能が、前記受信クロック期間の１／１６である、請求項５８に記載のシステム。
【請求項６０】
複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子の各々の素子が、受信チャネルに動作可能に接続される、請求項４１に記載のシステム。
【請求項６１】
複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子の素子の数が、受信チャネルの数より多い、請求項６０に記載のシステム。
【請求項６２】
複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子が、少なくとも３２個の受信チャネルに動作可能に接続される少なくとも６４個の素子を備える、請求項６０に記載のシステム。
【請求項６３】
複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子が、６４個の受信チャネルに動作可能に接続される２５６個の素子を備える、請求項６０に記載のシステム。
【請求項６４】
複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子が、１２８個の受信チャネルに動作可能に接続される２５６個の素子を備える、請求項６０に記載のシステム。
【請求項６５】
複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子が、２５６個の受信チャネルに動作可能に接続される２５６個の素子を備える、請求項６０に記載のシステム。
【請求項６６】
複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子が、２５６個の素子を備える、請求項６０に記載のシステム。
【請求項６７】
５１２本の超音波ラインが生成され、前記被検体内に送信され、前記生成された超音波画像の各々のフレームごとに、前記被検体から受信される、請求項６６に記載のシステム。
【請求項６８】
２５６本の超音波ラインが生成され、前記被検体内に送信され、前記生成された超音波画像の各々のフレームごとに、前記被検体から受信される、請求項６６に記載のシステム。
【請求項６９】
少なくとも２本の超音波ラインが生成され、前記被検体内に送信され、前記生成された超音波画像の各々のフレームごとに、前記アレイの各々の素子において前記被検体から受信される、請求項４１に記載のシステム。
【請求項７０】
１本の超音波ラインが生成され、前記被検体内に送信され、前記生成された超音波画像の各々のフレームごとに、前記アレイの各々の素子において前記被検体から受信される、請求項４１に記載のシステム。
【請求項７１】
前記受信超音波信号が、毎秒少なくとも２００フレーム数（ｆｐｓ）の取得レートで取得される、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７２】
複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子が、前記振動子の前記中心送信周波数の波長に等しい距離だけ分離される、請求項４１に記載のシステム。
【請求項７３】
前記中心送信周波数が、１５ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、３０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、５０ＭＨｚ、および５５ＭＨｚから成る群から選択される、請求項７２に記載のシステム。
【請求項７４】
複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子の長さが前記振動子の視野に等しい、請求項４１に記載のシステム。
【請求項７５】
複数の素子を有する前記アレイド超音波振動子が、約１５ＭＨｚ〜約８０ＭＨｚの範囲内の中心周波数で、前記被検体内に送信超音波を送信することができる、請求項４１に記載のシステム。
【請求項７６】
前記受信超音波信号が、少なくとも２００ｆｐｓのフレームレートで取得される、請求項４１に記載のシステム。
【請求項７７】
前記受信超音波信号が、約１００ｆｐｓ〜約２００ｆｐｓのフレームレートで取得される、請求項４１に記載のシステム。
【請求項７８】
前記超音波画像が、約１５０ミクロン（μｍ）以下の方位分解能を有する、請求項４１に記載のシステム。
【請求項７９】
前記超音波画像が、約７５ミクロン（μｍ）以下の距離分解能を有する、請求項７８に記載のシステム。
【請求項８０】
前記超音波画像が、約３０ミクロン（μｍ）以下の空間分解能を有する、請求項７９に記載のシステム。
【請求項８１】
前記送信超音波信号が、約１．０ｍｍ〜約３０．０ｍｍの深さで集束することが可能な、請求項４１に記載のシステム。
【請求項８２】
前記送信超音波信号が、約３．０ｍｍ〜約１０．０ｍｍの深さで集束することが可能な、請求項８１に記載のシステム。
【請求項８３】
前記送信超音波信号が、約２．０ｍｍ〜約１２．０ｍｍの深さで集束することが可能な、請求項８１に記載のシステム。
【請求項８４】
前記送信超音波信号が、約１．０ｍｍ〜約６．０ｍｍの深さで集束することが可能な、請求項８１に記載のシステム。
【請求項８５】
前記送信超音波信号が、約３．０ｍｍ〜約８．０ｍｍの深さで集束することが可能な、請求項８１に記載のシステム。
【請求項８６】
前記送信超音波信号が、約５．０ｍｍ〜約１８．０ｍｍの深さで集束することが可能な、請求項８１に記載のシステム。
【請求項８７】
超音波画像を生成するシステムであって、
最大少なくとも５５メガヘルツ（ＭＨｚ）の中心動作周波数で超音波を生成して被検体内に送信し、超音波信号を前記被検体から受信するための複数の素子を有するアレイド超音波振動子と、
超音波画像フレームを生成するための処理ユニットであって、前記アレイド超音波振動子の各々の素子が、２本以上の超音波ラインを前記被検体内に送信し、前記生成された超音波画像の各々のフレームについて２本以上のエコー超音波ラインを前記被検体から受信する処理ユニットと
を備えるシステム。
【請求項８８】
前記アレイド超音波振動子が、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、および曲線アレイ振動子から成る群から選択される、請求項８７に記載のシステム。
【請求項８９】
前記アレイド超音波振動子の中心動作周波数が少なくとも１５ＭＨｚであり、前記アレイド超音波振動子が、前記アレイド超音波振動子の送信中心周波数における音の波長の２倍以下に等しい素子ピッチを有する、請求項８７に記載のシステム。
【請求項９０】
超音波画像を生成するシステムであって、
最大少なくとも５５メガヘルツ（ＭＨｚ）の周波数で超音波を生成して被検体内に送信し、超音波信号を前記被検体から受信するための複数の素子を有するであって、各々の素子が、受信チャネルに動作可能に接続されるアレイド超音波振動子と、
前記受信超音波信号を取得し、超音波画像を前記取得信号から生成するための処理ユニットであって、前記処理ユニットが、前記信号を取得するための直交サンプリングを使用する複数の信号サンプラを含む処理ユニットと
を備えるシステム。
【請求項９１】
前記超音波画像が、Ｂモード、Ｍモード、ドップラーモード、ＲＦモード、および３−Ｄモードから成る群から選択される超音波モードで生成される、請求項９０に記載のシステム。
【請求項９２】
前記アレイド超音波振動子が、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、および曲線アレイ振動子から成るく群から選択される、請求項９０に記載のシステム。
【請求項９３】
前記アレイド超音波振動子が、少なくとも２０ＭＨｚの中心動作周波数を有し、前記アレイド超音波振動子が前記アレイド超音波振動子の送信中心周波数における音の波長の２倍以下に等しい素子ピッチを有する、請求項９０に記載のシステム。
【請求項９４】
前記アレイド超音波振動子の各々の素子が、受信チャネルに動作可能に接続される、請求項９０に記載のシステム。
【請求項９５】
前記アレイド超音波振動子の素子の数が受信チャネルの数より多い、請求項９４に記載のシステム。
【請求項９６】
前記処理ユニットが、各々の受信チャネルの２つ以上の信号サンプラを含む、請求項９４に記載のシステム。
【請求項９７】
前記信号サンプラがアナログデジタル変換器である、請求項９６に記載のシステム。
【請求項９８】
前記信号サンプラが、９０°位相が外れたサンプリングクロックを備える、請求項９７に記載のシステム。
【請求項９９】
前記サンプリングクロックが、受信超音波信号の中心周波数にほぼ等しい受信クロック期間を有する、請求項９８に記載のシステム。
【請求項１００】
受信クロック期間未満の遅延分解能が、前記取得信号を処理するために使用される、請求項９９に記載のシステム。
【請求項１０１】
前記遅延分解能が、前記受信クロック期間の１／１６である、請求項１００に記載のシステム。
【請求項１０２】
取得信号が、補間フィルタリング法を使用して処理される、請求項９０に記載のシステム。
【請求項１０３】
前記処理ユニットが受信ビーム成形器を備え、前記受信ビーム成形器が、少なくとも１つのフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）デバイスを使用してインプリメントされる、請求項９０に記載のシステム。
【請求項１０４】
前記処理ユニットが送信ビーム成形器を備え、前記送信ビーム成形器が、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）デバイスを使用してインプリメントされる、請求項９０に記載のシステム。
【請求項１０５】
超音波画像を生成するためのシステムであって、
最大少なくとも５５メガヘルツ（ＭＨｚ）の周波数、および少なくとも５００ヘルツ（Ｈｚ）のパルス繰返し周波数（ＰＲＦ）における超音波を生成して被検体内に送信するための複数の素子を有するアレイド超音波振動子と、
カラーフロードップラー超音波画像を前記受信超音波から生成するための処理ユニットと
を備えるシステム。
【請求項１０６】
前記アレイド超音波振動子が、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、および曲線アレイ振動子から成る群から選択される、請求項１０５に記載のシステム。
【請求項１０７】
前記アレイド超音波振動子が、少なくとも２０ＭＨｚの中心動作周波数を有し、前記アレイド超音波振動子が、前記アレイド超音波振動子の送信中心周波数における音の波長の２倍以下に等しい素子ピッチを有する、請求項１０５に記載のシステム。
【請求項１０８】
前記ＰＲＦが約５００Ｈｚ〜約７５ＫＨｚである、請求項１０５に記載のシステム。
【請求項１０９】
超音波画像を生成するためのシステムであって、
最大少なくとも５５メガヘルツ（ＭＨｚ）の周波数、および少なくとも５００ヘルツ（Ｈｚ）のパルス繰返し周波数（ＰＲＦ）における超音波を生成して被検体内に送信し、超音波を前記被検体から受信するための複数の素子を有するアレイド超音波振動子であって、前記アレイド超音波振動子が、少なくとも５．０ミリメートル（ｍｍ）の視野を有するアレイド超音波振動子と、
パルス波ドップラー超音波画像を前記受信超音波から生成するための処理ユニットとを備えるシステム。
【請求項１０４】
前記アレイド超音波振動子が、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、曲線アレイ振動子から成る群から選択される、請求項１０９に記載のシステム。
【請求項１０５】
前記アレイド超音波振動子が、少なくとも１５ＭＨｚの中心動作周波数を有し、前記アレイド超音波振動子が、前記アレイド超音波振動子の送信中心周波数における音の波長の少なくとも２倍以下に等しい素子ピッチを有する、請求項１０９に記載のシステム。
【請求項１０６】
前記ＰＲＦが約５００Ｈｚ〜約１５０ＫＨｚである、請求項１０９に記載のシステム。
【請求項１１３】
超音波画像を生成するシステムであって、
最大少なくとも１５メガヘルツ（ＭＨｚ）の周波数における超音波を生成して被検体内に送信し、超音波信号を前記被検体から受信するための複数の素子を有するアレイド超音波振動子であって、前記アレイド超音波振動子が少なくとも２．０ミリメートル（ｍｍ）の視野を有するアレイド超音波振動子と、
毎秒少なくとも３００フレーム数（ｆｐｓ）の取得レートで前記受信超音波信号を取得し、超音波画像を前記取得信号から生成するための処理ユニットと
を備えるシステム。
【請求項１１４】
前記アレイド超音波振動子が、線形アレイ振動子、位相アレイ振動子、二次元（２−Ｄ）アレイ振動子、および曲線アレイ振動子から成る群から選択される、請求項１１３に記載のシステム。
【請求項１１５】
前記アレイド超音波振動子が、少なくとも２０ＭＨｚの中心動作周波数を有し、前記アレイド超音波振動子が、前記アレイド超音波振動子の送信中心周波数における音の波長の２倍以下に等しい素子ピッチを有する、請求項１１３に記載のシステム。
【請求項１１６】
ＦＰＧＡ ｆｃが、前記１つまたは複数のＦＰＧＡの動作可能な最高周波数である、請求項１に記載の超音波イメージングシステム。
【請求項１１７】
ＦＰＧＡ ｆｃが、前記１つまたは複数のＦＰＧＡの動作可能な最高周波数である、請求項１２に記載の信号処理ユニット。
【請求項１１８】
ＦＰＧＡ ｆｃが、前記１つまたは複数のＦＰＧＡの動作可能な最高周波数である、請求項２１に記載のデジタル送信ビーム成形器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ−１】
【図１２Ｂ−２】
【図１２Ｂ−３】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６】
【図１７−Ａ】
【図１７−Ｂ】
【図１７−Ｃ】
【図１７−Ｄ】
【図１８ａ】
【図１８ｂ】
【図１８ｃ】
【図１８ｄ】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２２Ｃ】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２５Ｂ−１】
【図２５Ｂ−２】
【図２６】
【図２６Ａ】
【図２７】
【図２７Ａ】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３４Ａ】
【図３４Ｂ】
【図３４Ｃ】
【図３５】
【図３６】
【図３７Ａ】
【図３７Ｂ】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ−１】
【図１２Ｂ−２】
【図１２Ｂ−３】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６】
【図１７−Ａ】
【図１７−Ｂ】
【図１７−Ｃ】
【図１７−Ｄ】
【図１８ａ】
【図１８ｂ】
【図１８ｃ】
【図１８ｄ】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２２Ｃ】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２５Ｂ−１】
【図２５Ｂ−２】
【図２６】
【図２６Ａ】
【図２７】
【図２７Ａ】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３４Ａ】
【図３４Ｂ】
【図３４Ｃ】
【図３５】
【図３６】
【図３７Ａ】
【図３７Ｂ】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【公表番号】特表２００９−５１４６００（Ｐ２００９−５１４６００Ａ）
【公表日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５３９０４４（Ｐ２００８−５３９０４４）
【出願日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０４２８９１
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０５６１０４
【国際公開日】平成１９年５月１８日（２００７．５．１８）
【出願人】（５０６３５２４１８）ビジュアルソニックス インコーポレイテッド (11)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０４２８９１
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０５６１０４
【国際公開日】平成１９年５月１８日（２００７．５．１８）
【出願人】（５０６３５２４１８）ビジュアルソニックス インコーポレイテッド (11)
【Ｆターム（参考）】
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