KR100706562B1

KR100706562B1 - 전지식 스캔헤드 충전기를 구비한 초음파 진단 촬상 시스템

Info

Publication number: KR100706562B1
Application number: KR1020007007960A
Authority: KR
Inventors: 윌리암씨. 피카티; 레오알. 카탈로; 라우렌에스. 프플루그라뜨; 주인젯 황
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 1998-11-20
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2007-04-13
Anticipated expiration: 2019-11-18
Also published as: EP1049943A1; DE69936764T2; DE69936764D1; WO2000031563A1; EP1049943B1; KR20010024868A; US6117085A

Abstract

초음파 진단 촬상 시스템은 촬상 시스템에 초음파 영상 신호들을 무선으로 전송하는 전지식 스캔헤드들을 구비한다. 전지식 스캔헤드들은 이 스캔헤드들이 미사용 중일 때 초음파 시스템에 의해 재충전되는 재충전 가능 배터리들에 의해 전력을 공급받는 배터리이다. 바람직한 실시예들에 있어서, 충전 시스템은 초음파 겔과 같은 오염물로부터 보호된다.

초음파 프로브, 재충전 가능 프로브 홀더, 활성화 전위원, 전송기, 보호용 커버, 충전 콘택트, 인덕터, 정류기

Description

전지식 스캔헤드 충전기를 구비한 초음파 진단 촬상 시스템{Ultrasonic diagnostic imaging system with cordless scanhead charger}

본 발명은 초음파 진단 촬상 시스템에 관한 것으로, 특히, 환자들의 스캐닝이 재충전 가능한 전지식 스캔헤드들에 의해 수행되는 초음파 진단 촬상 시스템에 관한 것이다.

초음파 진단 촬상 시스템은 전통적으로 2개의 주요 구성 부품, 즉, 프로브 또는 스캔헤드, 및 메인 프레임 처리기 또는 시스템을 갖는 것으로 생각되어 왔다. 프로브는 환자의 신체를 스캔하는데 사용되는 초음파 에너지의 압전 송신기 및 수신기를 포함한다. 시스템은 프로브를 제어하고 수신된 에코 신호들을 진단 영상들 및 정보로 변환하는 복잡한 전자 제어기들 및 처리기들을 포함한다. 그러나, 항상 존재하는 구성요소가 한가지 더 있으며, 이것은 프로브를 시스템에 접속하고 전력 및 신호들을 프로브와 시스템간에 연결되도록 하는 케이블이다.

프로브 케이블은 수년간에 걸쳐서 나타났듯이 여러 가지 형태를 취하였으며, 의사와 환자의 안락함과 편리성에 여러 가지 영향들을 주었다. 오디오 도플러 또는 A-라인(단일 라인) 촬상을 위해서만 사용되었던 초기 제품들은 케이블에 와이어들을 거의 필요로 하지 않았다. 그러한 제품들을 위한 프로브들은 일반적으로 단일 요소 또는 종종 "연필 프로브"라고 지칭되는 단일 피스톤 변환기들을 사용하였기 때문에, 신호 및 접지 와이어들은 종종 완전한 케이블로서 충분하였다. 그러한 프로브는 단일 빔을 따라서 조정되지 않고 고정된 포커스를 가졌다. 사용자는 프로브를 다른 위치로 물리적으로 이동시킴으로써 또는 음향 스탠드오프(standoff)를 사용하여 프로브를 신체로부터 오프셋시킴으로써 프로브를 조정하였다. 얇고 가벼운 케이블은 들어올리고 조정하는데 편리하였지만, 얻어진 진단 정보의 품질은 최소였다.

B 아암 시스템들의 출현은 다른 방향에서 편리성을 갖는다. 이 시스템들에서, 프로브는 2차원 촬상을 위한 프로브 위치 정보를 제공하는 관절 아암(articulated arm)의 끝에 부착되었다. 진단 영상 품질의 달성은 촬상이 그 이동 범위로 제한된 관절 아암의 희생에 의해 이루어졌다. 관절 아암에 합병된 케이블은 복잡한 메커니즘에서는 거의 알 수 없었다.

더욱 큰 이동의 자유도가 기계적 섹터 스캐너 프로브의 개발로 인해 얻어졌다. 기계적 섹터 스캐너는 변환기를 앞뒤로 진동시켜 영상 필드를 스캐닝하고, 진동하는 메커니즘은 2차원 촬상을 위한 공간 방위를 제공하였다. 진동 메커니즘에 전력을 공급하고 제어하며 공간 방위 신호들을 시스템에 전송하기 위한 와이어들과 함께 2개의 와이어들, 즉, 신호 및 접지를 가진 단일 피스톤 변환기가 필요하였다. 휴대용 프로브는 편리하였으나, 케이블의 크기가 커지기 시작하였다.

케이블의 크기가 커지는 것은 고형(solid-state) 또는 어레이 프로브들의 출현으로 상당히 가속되었다. 어레이 프로브들에서, 변환기는 초음파 빔을 전자적으로 조정하고 집중시키기 위해 개별적으로 제어되는 수십개 또는 수백개의 요소들의 어레이를 포함한다. 그러나, 개별 제어에 있어서, 개별적 와이어들이 필요하게 되었는데, 128-요소 변환기 프로브는 128개의 개별적 와이어들을 가진 케이블을 필요로 할 수 있다. 수신된 에코 신호들은 일반적으로 매우 낮은 레벨들이기 때문에, 와이어들은 단순히 스트랜디드 와이어들(stranded wires)이 아니고, 각각 자체 신호 라인과 도전 실드를 가진 동축 라인들이다. 프로브에 있어서의 여러 가지 멀티플렉싱 방안들이 케이블에서의 와이어들의 수를 감소시키기 위해 사용되었으나, 이러한 방안들은 프레임 레이트, 개구(aperture) 크기 및 제어 복잡성과 같은 성능 기준에 대해 역효과를 가질 수 있다. 따라서, 프로브 케이블의 크기를 감소시키거나 심지어는 케이블을 제거하여, 성능의 저하를 발생시키지 않으면서 의사 및 환자의 편리성을 향상시키는 것이 바람직할 것이다.

본 발명의 원리에 따라서, 프로브 케이블이 제거되어, 의사 및 환자에게 궁극적인 편리성을 제공하는 초음파 진단 촬상 시스템이 제공된다. 이러한 편리성은 프로브 케이스 내에 무선 송신기를 포함시켜, 프로브를 메인프레임 초음파 시스템에 접속해야 하는 필요성을 제거하도록 한다. 초음파 시스템은 프로브로부터 초음파 정보를 수신하기 위한 수신기를 포함한다. 전지식 스캔헤드는 스캔헤드가 스캐닝을 위해서 사용되지 않을 때에 초음파 시스템에 의해 재충전되는 재충전 가능 배터리를 포함한다. 예시된 일부 실시예들에서, 배터리 재충전 장치는 초음파 겔과 같은 물질에 의한 오염으로부터 보호된다.

도 1은 초음파 프로브, 케이블 및 초음파 촬상 시스템의 종래의 구성을 도시하는 블록도.

도 2는 초음파 촬상 시스템에 동작 가능하게 접속되는 일체형 빔 형성기를 가진 초음파 프로브를 도시하는 도면.

도 3은 도 2의 초음파 프로브의 더욱 상세한 블록도.

도 4는 도 3의 초음파 프로브에 사용하기에 적절한 디지털 빔 형성 집적 회로를 도시하는 블록도.

도 5는 도 3의 초음파 프로브에 사용하기에 적절한 멀티플렉서를 도시하는 블록도.

도 6a 및 도 6b는 도 3의 초음파 프로브 및 본 발명의 원리에 따른 초음파 촬상 시스템의 무선(cable-less) 실시예를 도시하는 도면.

도 7은 무선 프로브용 프로브 홀더를 가진 초음파 촬상 시스템을 도시하는 도면.

도 8a 및 도 8b는 무선 프로브의 내부 어레이 및 집적 회로 패키징을 도시하는 도면.

도 9a 내지 도 9d는 배터리 충전 회로를 포함한, 도 8a 및 도 8b의 구성요소에 대한 프로브 케이스를 도시하는 도면.

도 10은 도 7 내지 도 9의 무선 프로브와 함께 사용하기 위한 배터리 충전기를 가진 프로브 홀더를 도시하는 도면.

우선, 도 1을 참조하면, 종래의 초음파 프로브, 케이블 및 촬상 시스템 장치가 블록도의 형태로 도시되어 있다. 초음파 프로브(10)는 변환기 어레이(12)를 포함한다. 도체들(14)은 변환기 어레이의 개별적 요소들을 케이블(20) 내의 도체들에 접속하며, 케이블(20)은 초음파 촬상 시스템(30)에 접속된다. 케이블의 도체들은 촬상 시스템 내의 빔 형성기(32)에 전기적으로 접속되고, 영상 시스템은 변환기 어레이의 요소들의 펄싱(pulsing)의 타이밍을 제어하고, 에코 신호들의 간섭 빔들(coherent beams)을 형성하기 위해서 변환기 요소들로부터 수신된 에코 신호들을 지연시키고 합산한다. 빔 형성된 에코 신호들은 영상 처리기(34)에 연결되며, 영상 처리기(34)에서 에코 신호들은 스캐닝되고 있는 환자의 신체 내의 조직 또는 흐름의 영상을 형성하기 위해 처리된다. 결과적인 초음파 영상은 영상 표시부(36) 상에 표시된다. 빔 형성기(32)와 영상 처리기(34)의 처리 및 데이터 흐름의 조정(coordination)이 시스템 제어기(38)에 의해 제공되며, 제어기(38)는 명령들을 여러 가지 사용자 제어들에 의해 사용자로부터 수신한다.

변환기 어레이(12)의 요소들이 도 1에서 케이블의 도체들에 직접 결선된 것으로 도시되었으나, 케이블 도체들의 수를 감소시키기 위해 어레이 요소들과 케이블 사이의 프로브 내에 멀티플렉서들이 포함될 수 있다. 그러면, 제어 라인들을 사용하여 초음파 시스템으로부터 멀티플렉서들을 제어하여, 프로브가 초음파 신호들을 전송 또는 수신할 때마다 케이블 도체들이 현재 활성 개구의 요소들에 멀티플렉스되도록 하는 것이 필요하다.

도 2는 초음파 전송 및 수신 모두를 위한 빔 형성이 프로브 내에서 수행되어, 케이블(20) 내의 필요한 도체들의 수를 현저히 감소시키는 초음파 시스템을 도시한다. 변환기 어레이(12)의 요소들은 전송/수신 빔 형성기(16)에 연결되며, 빔 형성기(16)는 어레이에 의해 전송된 초음파 빔들의 타이밍, 조정 및 포커싱과 어레이 요소들에 의해 수신된 신호들로부터 간섭 에코 신호들의 빔 형성을 제어한다. 각각의 변환기 요소로부터의 신호들보다는 오히려 형성된 빔이 초음파 시스템(30)에 의해 영상 처리 및 표시를 위해 케이블(20)을 통해 연결된다. 케이블(20)은 또한 스캐닝되고 있는 영상의 종류에 대해 빔 형성기에 명령하는 시스템 제어기(38)로부터 제어 정보를 전달할 것이다. 이 제어 정보는 케이블의 직렬 디지털 라인에 의해 운반될 수 있고, 빔 형성기에 저장된 정보는 아래에 설명된 바와 같이 등록된다. 케이블은 또한 빔 형성기 및 변환기 어레이를 위한 공급 전압들을 운반할 것이다. 전송/수신 빔 형성기(16)가 멀티비트 디지털 데이터를 발생시키는 디지털 빔 형성기일 때에도, 케이블 도체들의 수는 실질적으로 종래의 64, 96 또는 128-요소 변환기 어레이에 대해 요구되는 도체들에 비하여 여전히 현저히 감소된다.

수신된 초음파 빔은 도 2의 프로브(10)에 형성되기 때문에, 프로브는 초음파 시스템(30)에 빔 형성기(32)를 사용할 필요가 없다. 프로브(10)에 의해 발생된 빔 형성된 에코 신호들은 즉시 처리 및 후속 표시를 위해서 영상 처리기(34)에 직접 연결될 수 있다. 도 2의 실시예에서, 이것은 시스템 빔 형성기(32)에 의해 발생된 신호들보다도 오히려 프로브(10)로부터의 빔 형성된 에코 신호들을 영상 처리기에 접속시키기 위해 시스템 제어기의 제어하에서 스위칭되는 스위치(S)에 의해 달성된다. 종래와 같이, 프로브(10) 또는 그것의 시스템 커넥터(22) 내의 "퍼스넬리티 칩(personality chip)"은 프로브(10)의 특성들을 사용자에게 통지하며, 사용자 제어들에서의 사용자에 의한 프로브(10)의 선택은 시스템 제어기로 하여금 프로브에게 작동하여 그것의 에코 정보를 영상 처리기(34)에 접속하라고 명령하도록 한다.

도 3은 빔 형성기(16)와 전송/수신 멀티플렉서/디멀티플렉서(18)를 가진 초음파 프로브의 실시예를 도시한다. 빔 형성기(16)는 변환기 어레이(12)의 요소들에 의해 전송된 초음파들의 타이밍을 제어하는 전송 및 타이밍 회로(300)를 포함한다. 전송 및 타이밍 회로는 사용자가 원하는 영상의 형태를 생성하도록 프로브를 제어하기 위해 초음파 시스템(30)으로부터 명령 신호들을 수신한다. 전송 및 타이밍 회로는 또한 전송/수신 멀티플렉서/디멀티플렉서로 하여금 어레이의 원하는 활성 개구를 선택하도록 지시한다. 전송 및 타이밍 회로는 또한 전송된 파의 성질, 예를 들어, B 모드 및 도플러 촬상을 위해 다른 파들을 전송하는 것을 제어할 수 있다. 타이밍 및 제어 신호들은 멀티플렉서/디멀티플렉서(18)에 인가되며, 어레이의 요소들이 원하는 전송 빔을 조정하고 포커싱하기 위해 적절한 시간에 여기된다.

상기 배열 요소들에 의해 수신된 에코들은 상기 요소들에 의해 전기적 신호들로 변환되고, 멀티플렉서/디멀티플렉서(18)에 의해 상기 빔 형성기(16)의 수신 빔 형성 회로로 향하게 된다. 활성 수신 개구의 변환기 요소들로부터 수신되는 에코 신호들은 빔 형성기의 각 채널들에 연결되며, 도 3은 4개의 채널 빔 형성기를 도시한다. 바람직한 빔 형성기는 집적 회로 형태로 제조되고, 바람직하게 각 핌 형성기 칩에는 4개의 다수의 채널들이 포함될 것이다. 4개, 8개 또는 16개 채널의 빔 형성기 칩들은 가장 큰 요소 계수의 배열들에 대해 쉽게 사용될 수도 있다. 바람직한 빔 형성기는 견본의 아날로그 또는 디지털 기술 중 하나를 사용할 수 있는 샘플링된 데이터 빔 형성기이다. 어느 한 쪽의 경우에 있어서, 빔 형성기의 각 채널은 초기 양자화단(31)과 그에 이어지는 지연 라인단(32)을 포함한다. 지연 라인단들의 출력들은, 수신 빔을 형성하기 위해 지연된 에코 신호들을 결합하는 합산 회로(320)에 연결된다. 도 3에 도시된 상기 4개의 채널 빔 형성기는 4개의 양자화단들(Q1, Q2, Q3, Q4)과 그에 이어지는 4개의 지연 라인단들(DL1, DL2, DL3, DL4)을 포함한다. 합산 회로(320)의 출력에서 간섭 에코 신호들은 영상을 처리하고 표시하기 위한 초음파 시스템(30)에 연결된다.

수신 빔 형성기가 샘플링된 아날로그 종류일 때, 양자화단들은 전송 및 타이밍 회로(300)에 의해 이따금 표시되는 수신된 에코 신호들을 샘플링하는 샘플-홀드 회로들을 포함한다. 그 후, 샘플링된 아날로그 신호 전압들은 지연 라인단들로서의 전하 결합 장치(CCD) 버킷 브리게이드(bucket brigade) 지연 라인들에 의해 적절히 지연된다. 지연 시간은 여러 가지 방법으로 전송 및 타이밍 회로(300)에 의해 제어된다. 한 가지 방법은 샘플링된 전압이 인가되는 CCD 지연 라인에 대한 다수의 입력 탭들 중 하나를 선택하는 것이다. 다른 방법은 CCD 지연 라인단들로부터 합산 회로(320)로의 다수의 출력 탭들 중 하나를 선택하는 것이다. 어느 한 쪽의 경우에 있어서, 탭의 선택은 전압 샘플이 시프트되고 그에 따라 지연될 다수의 단들을 선택할 것이다. 제 3 지연 기술은 샘플들이 상기 CCD 단들을 통해 시프트되는 주파수를 변경하는 것으로, 낮은 주파수는 시프트되고 있는 샘플들에게 더 긴 지연을 부여한다. 합산된 출력 신호들은 프로브 내의 아날로그-디지털 변환기에 의해 디지털화되고, 디지털 형태로 초음파 시스템(30)에 전송될 수 있거나, 또는 아날로그 신호들은 초음파 시스템(30)에 전송되어 초음파 시스템에서 디지털 에코 샘플들로 변환될 수도 있다. 마지막 방안은 케이블(20) 내의 단일 출력 신호 도체만을 필요로 할 수도 있다.

수신 빔 형성기가 디지털 빔 형성기일 때, 양자화단들은 전송 및 타이밍 회로(300)에 의해 표시되는 샘플링 시간들에서 요소당 아날로그 신호들을 디지털로 샘플들로 변환하는 아날로그-디지털 변환기를 포함한다. 디지털 에코 샘플들은 랜덤 액세스 메모리, 시프트 레지스터 또는 디지털 FIFO 레지스터의 형태를 취할 수 있는 디지털 지연 라인에 의해 디지털적으로 지연된다. 각 디지털 지연단의 지연은 메모리에서의 샘플의 읽기-쓰기 간격 또는 시프트 레지스터 또는 FIFO 레지스터의 시프트 주파수를 제어하는 전송 및 타이밍 회로(300)에 의해 제어된다. 디지털 지연 라인들의 출력들에서의 지연된 샘플들은 디지털적으로 합산되어 초음파 시스템(30)에 전달된다.

도 3의 프로브에서 사용하기에 적절한 디지털 빔 형성기가 도 4에서 블럭도로 도시된다. 이 도면은 빔 형성기 집적 회로(16)의 한 부분(16a)을 도시한다. 빔 형성기 I.C.에는 8개의 상기와 같은 부분들이 존재하며, 멀티플렉서/디멀티플렉서(18)로부터 8개의 변환기 요소들의 신호들을 빔 형성하는 것을 제공한다. 멀티플렉서/디멀티플렉서로부터의 각 에코 신호는 A/D 변환기(310)의 입력에 연결되며, 에코 신호들은 디지털 데이터로 변환된다. A/D 변환기들은 빔 형성기 자체와 동일한 집적 회로 상에 위치하며, 그것은 집적 회로의 외부 접속 핀들을 최소화한다. 각 빔 형성기 채널에 대해 1개의 아날로그 입력 핀만이 필요하며, 디지털 출력 핀들의 1개의 세트만이 간섭 합산된 출력 신호에 대해 필요하다. 각 요소(또는 포개지거나 굵은 개구에 있는 요소들의 각 쌍 또는 그룹)에 대한 A/D 변환기로부터의 디지털 데이터는 클럭 신호 A/D CLK에 의해 FIFO 레지스터(312)로 시프트된다. A/D CLK 신호가 초기 지연을 제공하기 위해 클럭 신호의 시작을 지연시키고, 이어서 수신된 에코 신호들의 동적 포커싱을 제공하기 위해 신호 샘플링 시간들을 제어하는 동적 포커스 제어기(314)에 의해 제공된다. FIFO 레지스터(312)의 길이는 변환기 중심 주파수, 개구의 크기, 배열의 굴곡 및 빔 조정 요건에 의해 결정된다. 높은 중심 주파수 및 곡선형(curved) 배열은 조정 지연 요건을 감소시킬 것이며, 그에 따라 예를 들어, FIFO 레지스터의 길이를 감소시킬 것이다. FIFO 레지스터(312)로부터의 지연된 에코 신호들은 곱셈기(316)에 연결되고, 이 곱셈기(316)에서 에코 신호들이 동적 가중 제어기(318)에 의해 제공되는 동적 가중치로 가중된다. 에코들이 스캔라인을 따라 증가하는 깊이들로부터 수신되기 때문에, 개구가 부가적인 외부 요소들을 포함함으로써 확장됨에 따라, 동적 가중치들은 다수의 활성 요소들의 영향들, 개구에서의 요소의 위치 및 바람직한 아파디제이션(apodization) 기능을 고려하여 에코 신호들을 가중한다. 그 후 지연되고 가중된 에코 신호들이 다른 요소들로부터의 적절히 지연되고 가중된 에코 신호들 및 합산기(320)를 통해 직렬로 연결되는 임의의 다른 지연단들로부터의 에코 신호들과 함께 합산된다. 동기 오버플로 비트들과 함께 빔 형성된 에코 신호들은 RF 데이터 버스 상의 출력 스캔라인 데이터로서 생성된다. 스캔라인 에코 신호들의 수반된 각 시퀀스는 I.C. 상의 RF 헤더 시퀀서에 의해 제공되는 정보를 식별하며, 생성된 스캔라인 데이터의 형태를 식별한다. RF 헤더는, 예를 들어, B 모드 에코 데이터 또는 도플러 데이터로서 스캔라인을 식별할 수 있다.

필요한 경우, 다른 디지털 및 견본의 데이터 저장 장치들이 빔 형성기 지연들을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 수신된 디지털 에코 샘플들을 저장하기 위해 이중 포트 랜덤 액세스(dual ported random access) 메모리가 사용될 수 있으며, 상기 디지털 에코 샘플들은 변환기 요소들로부터의 신호들에게 바람직한 지연을 제공하는 시간들 또는 시퀀스들에서 메모리로부터 판독된다.

빔 형성기 I.C.의 각 부분(16a)은 배열의 4개의 변환기 요소들에 대한 전송 제어 회로들(302 내지 308)을 포함한다. 따라서, I.C.의 8개의 부분들은 동시에 배열의 32개 요소들에 대해 전송 제어를 제공하며, 그에 따라, 최대 전송 개구를 결정한다. 전송 제어 회로들은 원하는 방향으로 조정되고 포커스의 원하는 깊이로 포커스되는 전송된 음향 신호를 생성하기에 적절한 시간들에서 멀티플렉서 펄서들(pulsers)들을 활성화시키는 소정의 기간들 및 주기들의 파형들을 생성한다.

빔 형성기 I.C.(16)는 전송을 위한 전체 제어 및 I.C. 상의 8개 빔 형성기 채널들의 수신 기능들을 제공하는 공통 제어부(330)를 포함한다. 제어부(330)는 초음파 시스템(30)에 위치하는 시스템 제어기(38)의 제어 하에서 데이터에 의해 제어되고 데이터를 수신한다. 특정 영상 프레임에 대한 제어 데이터 테이블들은 초음파 시스템에 있는 메모리에 저장되고, 시스템 제어기의 명령하에서 제어부(330)로 로드된다. 제어부(330)는 프로브의 전송 및 수신 기능들을 위한 다수의 시퀀서들을 포함한다. 프레임 시퀀서(332)는 다른 시퀀서들에 의해 사용되는 정보를 생성하고, 생성되어야 하는 영상 프레임의 종류를 식별한다. 예를 들어, 프레임 시퀀서는 4개의 도플러 스캔라인들의 그룹들간에 간격을 두고 배치된 B 모드 스캔라인들로서 다음 프레임을 정의하는 데이터와 함께 로드될 수도 있고, 또한 상기 스캔라인들의 시퀀스는 모든 홀수 번호의 스캔라인들과 그에 이어지는 모든 짝수 번호의 스캔라인들일 것이다. 이 정보는 라인 시퀀서(334)에 공급되며, 바람직한 스캔라인들을 얻기 위해 필요한 타이밍을 제어한다. 스캔라인을 얻는 동안, 라인 시퀀서는 TGC 시퀀서(336)를 제어하여, TGC 제어 데이터의 바람직한 시퀀스를 생성하도록 한다. TGC 시퀀서로부터의 TGC 제어 데이터는 디지털-아날로그 변환기(DAC)(338)에 의해 전압 신호로 변환되고, 멀티플렉서/디멀티플렉서(18)의 TGC 제어 입력 단자(들)에 인가된다. 어드레스 시퀀서(342)는 TGC 시퀀서의 레지스터들, 동적 포커스(314) 및 동적 가중 제어기들(318), 및 직렬 버스 시퀀서(340)와 같은 빔 형성기의 다양한 실시간 레지스터들에의 새로운 스캔라인에 대한 데이터의 로딩을 제어하며, 멀티플렉서/디멀티플렉서(18)의 제어 레지스터들에 대한 직렬 버스 상에 직렬 데이터를 생성한다. 실시간 기능들을 수행하는 빔 형성기 I.C.에 대한 모든 레지스터들은 이중으로 버퍼링된다. 전송/수신 멀티플렉서/디멀티플렉서(18)의 레지스터들 또한 이중으로 버퍼링되어, 멀티플렉싱을 위한 제어 데이터 및 TGC 제어가 직렬 버스 상에 놓여질 수 있고, 제어 데이터가 사용되는 스캔라인에 앞선 라인 동안 멀티플렉서/디멀티플렉서 레지스터들로 로드된다.

빔 형성기 I.C.는 그의 제어부 내에, 프로브의 모든 동작들을 동기화하는 다수의 동기 클럭 신호들을 생성하는 클럭 발생기(350)를 포함한다. 프로브의 모든 클럭 신호들이 구동될 수도 있는, 60㎒와 같은 기본 고주파수를 제공하기 위해 수정 발진기(도시되지 않음)가 빔 형성기 I.C.(16)에 연결된다.

빔 형성기 I.C.의 그 시퀀스들의 동작에 대한 더 상세한 설명은 미국 특허 제 5,817,025 호에서 알 수 있다.

도 3의 상기 프로브에서 멀티플렉서/디멀티플렉서(18)로서 사용하기에 적절한 전송/수신 멀티플렉서 I.C.가 도 5에 도시되어 있다. 멀티플렉서 I.C.(18A)의 신호 경로들은 4개의 개별적인 부분들(S1, S2, S3, S4)로 분할된다. 이 도면에서 부분 S1은 내부가 상세히 도시되어 있다. 부분 S1은 2개의 2:1 전송 멀티플렉서들(408, 410)을 포함하고, 이 전송 멀티플렉서들 각각은 8개의 Transmit In 라인들 중 하나에서의 펄서 신호에 응답한다. 각 2:1 전송 멀티플렉서는 펄서들(402, 404 및 414, 416)을 구동하는 2개의 출력들을 가지며, 이 출력들은 변환기 요소들에 접속되는 멀티플렉서 I.C. 핀들에 연결된다. 예시된 실시예에서, 2:1 전송 멀티플렉서(408)는 요소(1) 또는 요소(65) 중 어느 하나를 구동시키기 위해 연결되고, 2:1 전송 멀티플렉서(410)는 요소(33) 또는 요소(97) 중 어느 하나를 구동시키기 위해 연결된다. 멀티플렉서 I.C.(18A)의 다른 부분들의 2:1 전송 멀티플렉서들은 각각 4개의 변환기 요소들에 유사하게 연결된다. 각 변환기 요소에 대한 개별 펄서에 있어서, 멀티플렉서 I.C.(18A)는 접속되는 16개의 변환기 요소들 중 8개를 독립적이면서 동시에 구동할 수 있다.

각 부분의 펄서들에 연결되는 상기 변환기 요소 핀들은 또한 4:1 수신 멀티플렉서의 입력들 및 스위치(412)에 연결된다. 펄서들이 초음파 전송동안 변환기 요소들을 구동할 때, 멀티플렉서 I.C. 상의 모든 4:1 수신 멀티플렉서들 및 스위치들에 연결되는 스위치들은 고 전압 구동 펄스들에 대해 고 임피던스를 나타내는 상태로 그들 모두를 스위칭하며, 그로써 이들 고 전압 펄스들로부터 수신 신호 경로들의 나머지가 절연된다. 멀티플렉서 I.C.의 모든 4:1 수신 멀티플렉서들 및 스위치들은 또한 멀티플렉서 I.C.의 수신 테스트(Receive Test) 핀에 연결되고, 그에 의해 테스트 신호가 수신 신호 경로들로 삽입되어 수신기 시스템을 통해 전파될 수 있다. 에코 수신 동안, 각 4:1 수신 멀티플렉서 및 스위치는 변환기 요소들 중 하나의 신호들에 연결되고, 제 1 TGC 단(422)을 지나서 1:16 멀티플렉서(418)에 연결된다. 멀티플렉서 I.C.의 제 1 TGC 단들의 이득은, 일 구성예에서 차분 제어 전압의 인가를 위한 2개의 핀들을 포함하는 멀티플렉서 I.C.의 TGC1 핀에 인가된 전압에 의해 제어된다. 멀티플렉서 I.C.의 각 부분의 1:16 멀티플렉서들 각각은 수신된 에코 신호들을 SUM 버스(440)의 16개 라인들 중 하나로 라우팅시킨다. 16개의 SUM 버스 라인들 중 2개가 도면의 우측에 도시되어 있고, 필터 회로들(222)에 연결된다. 그 필터링된 버스 신호들은 2개의 제 2 TGC 단들(424, 426)로 인도하는 입력 핀들에 연결되고, 그의 이득은 하나 또는 2개의 TGC2 핀들에 인가된 전압에 의해 제어된다. 예시된 실시예에서의 이 제 2 TGC 단들의 출력들은 프로브의 빔 형성기 I.C.의 채널들로 인도하는 출력 핀들에 접속된다.

멀티플렉서 I.C.(18A)는 또한 빔 형성기 I.C.로부터 직렬 버스를 통해 제어 신호들을 수신하는 제어 레지스터(430)를 포함한다. 제어 레지스터는 CTRL. 입력 화살표들로 도시된 바와 같이 멀티플렉서 I.C.의 모든 멀티플렉서들에게 제어 신호들을 배분한다.

멀티플렉서 및 빔 형성기 I.C.들의 구성예들은 공급 전압 및 바이어스 전압을 위한 다수의 핀들과 접지 접속을 구비하며, 도면에서는 도시되어 있지 않다.

개개의 변환기 요소들에 대한 다수의 도체들은 빔 형성기 제어 데이터를 위한 도체들, 빔 형성된 출력 신호들, 및 변환기, 빔 형성기 및 멀티플렉서 I.C.들을 위한 공급 전압들로 대체되기 때문에, 도 2 내지 도 5의 실시예들에서의 프로브 케이블에는 소수의 도체들만이 필요하다는 것이 이해될 것이다. 통상적인 CCD 실시예는 CCD 빔 형성기 출력 신호들을 위한 도체, 초음파 시스템으로부터 전송 및 타이밍 회로(300)로 제어 데이터를 제공하는 직렬 데이터 라인, 빔 형성기 및 멀티플렉서 I.C.들을 위한 DC 공급 전압들 및 기준 도체들, 및 초음파 전송 동안 압전 재료를 구동시키기 위해 필요한 구동 전압을 필요로 할 수 있다. 디지털 빔 형성기의 실시예는, 빔 형성된 워드들이 직렬 데이터로서 초음파 시스템에 전송되고 있는 경우에, 직렬 데이터 라인 또는 빔 형성된 데이터 워드(병렬 전송용)에서의 비트들의 수와 같은 수의 도체들로 CCD 출력 도체를 대체할 수 있다. 병렬 출력 데이터는, 케이블 내에 더 많은 도체들을 필요로 하는 반면, 축의 해상도를 현저히 향상시키며 초음파 시스템 내의 직병렬 변환기에 대한 필요성을 없애준다.

본원의 발명자들은, 본 발명의 초음파 프로브가 상당히 많은 수의 변환기 요소들로부터의 개별적인 신호들보다는 출력 신호들로서 빔 형성된 스캔라인 샘플들을 생성하기 때문에, 프로브에 의해 생성된 데이터의 양은 프로브의 출력 신호들을 초음파 시스템으로 무선 전송할 수 있도록 하는 레벨에 있음을 발견하였다. 4Mbps의 전송기 대역폭은 실시간 영상 표시에 적합한 약 15Hz의 프레임 레이트로 압축없이 초음파 영상들을 전송하는데 충분하다. 현재 I.C. 전송기 대역폭은 11Mbps의 범위 내에 있으며, 수 년 내에 25Mbps의 범위로 될 것이라고 예측된다. 또한, 데이터 압축을 이용함으로써, B 모드 초음파 영상 당 비트 수, 즉, 영상 당 약 250,000비트가 보다 더 큰 프레임 레이트를 제공하는 4 내지 20의 범위에서 데이터 압축 인자들에 의한 화질의 최소 저하에 따라 감소될 수 있다. 초음파 시스템에 무선 접속을 제공하는 본 발명의 실시예가 도 6a 및 도 6b에 도시되어 있다.

도 6a에서, 도 3의 프로브는 빔 형성기(16)에 연결된 여러 개의 부가적인 요소들, 필터링 및 검출을 행하는 디지털 신호 처리기(52), 빔 형성된 데이터를 압축하는 압축/압축 해제 회로(CODEC)(54), 이중 버퍼링된 프레임 저장부(56), 및 초음파 시스템(30)에서 유사한 트랜시버와 통신하는 트랜시버(50)를 포함한다. CODEC(54)은 발명의 명칭이 "ULTRASONIC DIAGNOSTIC IMAGING SYSTEM WITH CORDLESS SCANHEADS"인 동시 출원된 미국 특허출원번호 제09/197,398호에 기재되어 있는 바와 같이 JPEG, MPEG 및 웨이브렛 압축 기술들을 포함하는 여러 개의 압축 방법들을 실행할 수 있다. 요소들(50 내지 56)은 초음파 시스템에 대해 데이터를 처리하고 전송하는 것을 제어하는 마이크로제어기(200)의 제어 하에서 동작된다. Hitachi 및 Intel과 같은 벤더(vendor)로부터 구매 가능한 호환성류 처리기들 및 Intel 80186 처리기와 같은 처리기들이 마이크로제어기들로서 유용하다. 트랜시버(50)는, 예컨대, 칼라플로우(colorflow) 영상에서의 도플러 윈도우의 사이즈 및 B 모드 또는 도플러 영상과 같이 생성되는 초음파 영상의 종류를 제어하기 위해 초음파 시스템으로부터 제어 데이터를 수신한다. 이 제어 데이터가 수신될 때, 그것은 프로브에 의해 행해지는 스캐닝을 제어하기 위해 전송 및 타이밍 회로(300)에 연결된다.

합산기(320)에 의해 생성된 스캔라인 데이터는 필터링 및 선택적으로는 검출을 행하는 디지털 신호 처리기(52)에 연결된다. DSP(52)는 또한 상술한 미국 특허출원번호 제08/863,937호에 기재되어 있는 바와 같이 도플러 처리를 행할 수 있다. 수행된 필터링은 빔 형성된 신호들로부터 샘플링 주파수 신호 성분들을 제거하는 저역 통과 또는 대역 통과 필터링 중 어느 하나일 수 있다. 바람직하게, 이러한 필터링은 사분 대역 통과 필터링(QBP)을 행하는 승산기-누산기들에 의해 실행된다. 미국특허출원번호 제08/893,426호에 기재되어 있는 바와 같이, 이러한 실행은 유익하게 다음과 같은 3가지의 기능들, 즉, 빔 형성된 신호들을 대역 제한하는 기능, 신호들을 사분(I, Q)쌍들로 분리하는 기능, 및 샘플링 레이트를 데시메이팅하는 기능을 행한다. 바람직한 실시예에 있어서, 변환기 신호들은 나이퀴스트(Nyquist) 기준과 관련하여 빔 형성기의 양자화단들에 의해 오버샘플링된다. 오버샘플링은 신호들에 대해 필터 특성을 부여하고 데이터 레이트를 감소시키는 데시메이션 필터링에 의해 빔 형성된 신호들의 필터링을 허용한다. 감소된 데이터 레이트는 무선 프로브에서 트랜시버에 대한 데이터 전송 요건을 경감시켜 주는 이점을 갖는다.

B 모드 신호들은 I 및 Q 샘플들의 제곱의 합의 제곱근을 취함으로써 DSP에서 검출될 수 있다. 도플러 신호들에 대하여, I 및 Q 데이터는 DSP에 의해 필터링된 벽(wall)일 수 있고, 도플러 앙상블을 형성하는 수신된 스캔라인들의 그룹의 저장을 통해 도플러 주파수 추정은 각각의 스캔라인을 따라 샘플 볼륨 점들에서 행해질 수 있다. 초음파 신호 데이터는 CODEC(54)이 원하고 프레임 저장부(56)에서 일시적으로 저장되는 경우 압축될 수도 있다. 초음파 데이터가 초음파 시스템(30)에 전송되어야 함을 마이크로제어기(200)가 결정할 때에, 데이터는 영상 처리 및 표시를 위해 초음파 시스템으로 다시 전송하기 위하여 트랜시버(50)에 연결된다. 스캔 변환을 포함하는 영상 처리가 초음파 시스템에서 행해지기 때문에, 스캔라인들은 비스캔 변환 형태(unscanconverted form), 예컨대, R-θ포맷으로 초음파 시스템에 전송된다. 초음파 시스템의 영상 처리기(34)는 R-θ 스캔라인 데이터를 원하는 표시 포맷으로 변환한다.

도 6a의 무선 프로브는 통상적인 케이블에 의해 전력을 공급받지 않기 때문에, 프로브는 배터리식으로 전력을 공급받아야 한다. 배터리 및 전력 분배기 서브시스템(60)은 프로브의 구성요소로서 도시되어 있다. 서브시스템(60)은 바람직하게는 재충전 가능 리튬 이온 배터리들을 사용하고, 변환기 어레이의 압전 소자들을 위한 필요한 여기 전압 및 프로브의 트랜시버와 회로를 위한 공급 전압들을 생성한다.

도 6b의 초음파 시스템(30)은 도 6a의 프로브에의 스캔 제어 데이터의 전송 및 프로브로부터의 초음파 영상 데이터의 수신을 위한 트랜시버(50)를 포함한다. 스캔 제어 데이터는 시스템 제어기(38)에 의해 시스템 트랜시버(50)에 제공된다. 수신된 영상 데이터는 프로브에서 이미 빔 형성되었기 때문에 초음파 시스템 내의 빔 형성기(32)를 우회하고, 영상 처리 및 표시를 위해 영상 처리기(34)에 직접 인가된다.

도 6a의 프로브에 이용하기에 적합한 트랜시버 구성들은 발명의 명칭을 "ULTRASONIC DIAGNOSTIC IMAGING SYSTEM WITH CORDLESS SCANHEADS"로 하여 동시에 출원된 미국특허출원번호 제09/197,398호에 기재되어 있다.

프로브로부터 초음파 시스템에 전송되는 초음파 영상 데이터는 패킷들, 데이터의 블록들로 전송될 수 있고, 이들은 초음파 데이터의 특성들에 관한 정보를 제공하는 헤더들이 선행하고 트레일러들이 이어진다. 전송된 데이터는 바람직하게 스캔라인 데이터의 시퀀스들로 그룹화되고, 영상 프레임을 위한 복수의 스캔라인들은 프레임 헤더들이 선행하고 트레일러들이 이어지는 시퀀스로 전송된다. 전송된 데이터는 또한 전송 포맷을 식별하는 통신 프로토콜 헤더들 및 트레일러들에 의해 수반될 수도 있다. 헤더 정보는 프로브를 식별하는 정보, 전송시에 채용된 압축 종류, 및 프로브 온도 및 다른 안전 정보 등의 동작 데이터를 포함할 수도 있다. 이러한 전지식 스캔헤드를 위한 포매팅 프로토콜들은 발명의 명칭을 "ULTRASONIC DIAGNOSTIC IMAGING WITH CORDLESS SCANHEADS TRANSMISSION SYSTEM"로 하여 동시에 출원된 미국특허출원번호 제09/197,186호에 보다 충분하게 기재되어 있다.

전지식 초음파 프로브에 대한 조립 도면은 도 8a 및 도 8b와 도 9a 내지 도 9d에 도시되어 있다. 도 8a 및 도 8b는 각각 전지식 초음파 프로브의 내부 구성요소들의 측면도 및 평면도이다. 2개의 인쇄 회로 보드들(82, 84)은 도 8a에 도시된 바와 같이 병렬 샌드위치형 구성으로 접속되어 있다. 멀티플렉서 및 빔 형성기(16)를 위한 집적 회로들(18)은 인쇄 회로 보드들 상에 설치된다. 변환기 어레이 모듈(12)은 인쇄 회로 보드들의 한 단부에 설치되고, 어레이의 구성요소들은 멀티플렉서 I.C.들에 접속된다. 사용된 멀티플렉서 및 빔 형성기 I.C.들의 수는 전송 및 수신 동안에 변환기 어레이의 구성요소들의 수 및 원하는 능동형 개구에 의해 결정될 것이다. 예컨대, 각각의 멀티플렉서 I.C.가 도 5의 멀티플렉서 I.C.와 같이 16개의 요소들에 접속될 수 있는 경우에 8개의 멀티플렉서 I.C.들이 128개 요소 어레이에 사용될 수도 있다. 각기 8개의 수신 채널들을 갖는 8개의 빔 형성기 I.C.들은 64 채널 수신 빔 형성기를 원하는 경우에 사용될 수도 있다. 도 8b에서의 멀티플렉서 및 빔 형성기 I.C.들의 뒤에는 트랜시버 및 전력 분배 회로들(50, 62)이 있다.

조립된 인쇄 회로 보드들 및 변환기 모듈은 케이스(80)에 장착되며, 그 절반을 도 9a에 도시하고 있다. 도면에서의 케이스의 하단부는 변환기 어레이 모듈 위에 고착되고 어레이의 앞에 음향 윈도우를 형성하는 개별 캡 피스(도시하지 않음)를 갖는다. 인쇄 회로 보드는 케이스(80)의 상단부(뒷면)에 위치하는 배터리(64)에 접속된다. 배터리(64)의 단자들은 도 9a의 평면도 및 도 9b의 측면도에 도시된 바와 같이 케이스(80)의 각 측면에 측면 장착되는 외부 충전 콘택트들(92)에 접속된다. 대안적으로, 프로브는 도 9a의 스프링 콘택트들(94)로서 도시된 내부 충전 콘택트들을 채용할 수도 있다. 스프링 콘택트들에 대한 액세스는 각각의 스프링 콘택트 위의 이동성 커버나 도어에 이루어질 수도 있지만, 도 9a 및 도 9b에서는 스프링 콘택트들에 대한 액세스가 2개의 러버 개스킷들(96)에 의해 제공되고, 2개의 개스킷들 중 하나가 도 9d에 도시되어 있다. 각각의 개스킷은 배터리 충전 핀들이 스프링 콘택트들(94)을 액세스하도록 삽입되는 자기 밀봉식 슬릿(self-sealing slit)(98)을 구비한다.

도 6a 및 도 8 내지 도 9의 전지식 프로브는 재충전 가능 배터리를 사용하고 있기 때문에, 사용자에게 편리한 방식으로 프로브 배터리를 재충전하도록 제공되어져야 한다. 도 7은 AC 전력 공급 카트 본(cart-borne) 초음파 시스템(30)을 도시한다. 시스템(30)의 하부(78)는 시스템이 초음파 신호들을 처리하고 표시하는 회로 보드들 및 전원을 포함한다. 도 2의 프로브(10)의 케이블(20)용 커넥터(22)를 포함하는 다수의 커넥터들이 상기 하부(78)의 앞쪽에 도시되어 있다. 하부(78)의 상부에는 초음파 시스템을 사용자가 동작시키고 제어하는 시스템 제어들을 포함하는 사용자 인터페이스(72)가 위치하고 있다. 사용자 인터페이스 상에는 시스템(30)에 의해 생성된 초음파 영상들이 표시되는 표시 모니터(36)가 있다.

사용자 인터페이스(72)의 우측에는 일체형 프로브 홀더(74)가 위치한다. 종래에는, 커넥터(22)들에 접속된 케이블들을 갖는 프로브들이 사용되지 않는 경우에는 프로브 홀더(74)에 매달려 있었다. 하지만, 도 7의 프로브 홀더(74)는 도면에 도시된 바와 같이 전지식 초음파 프로브(10)를 홀딩하고 재충전하는 특수 홀더를 포함한다. 재충전 프로브 홀더는 도 10의 단면도에 도시되어 있다. 프로브 홀더는 베이스(76) 및 2개의 지지 피스들(102, 104)을 포함한다. 지지 피스들은 프로브 케이스(80)의 외형(contour)과 맞물리도록 외형이 이루어진다. 베이스 및 지지 피스들에 의해 형성된 엔클로져 내에는 충전 콘택트들(106, 108; 또는 110, 112)이 있다. 이들 충전 콘택트들은 초음파 시스템의 하부(78)에 위치하는 시스템의 전원에 의해 제공된 충전 전류원에 전기적으로 접속된다. 전지식 프로브가 외부 충전 콘택트들(92)을 사용하는 경우에, 이들 콘택트들은 프로브의 뒷면이 지지 피스들(102, 104) 사이에 삽입될 때 스프링형 충전 콘택트들(110, 112)과 맞물릴 것이다. 따라서, 전지식 프로브(10)가 사용되지 않을 때마다, 그리고 프로브 홀더(74)에 위치할 때마다 그것의 배터리는 초음파 시스템에 의해 재충전될 것이다.

초음파 프로브들은 프로브들이 사실상 항상 음향 커플랜트(acoustic couplant)와 사용되기 때문에 재충전 가능 항목들에 대해서는 곤란한 환경에서 동작한다. 음향 커플링 겔(acoustic coupling gel)은 프로브 및 환자의 신체 사이의 음향 경로를 형성하도록 변환기 상에 또는 환자 상에 확산된다. 이 겔은 프로브 및 프로브 홀더의 외부 충전 콘택트들(92, 110, 112)을 오염시킬 수 있고, 프로브 및 이 콘택트들로부터 계속해서 세정(wiped)되어야 한다. 그 겔은 또한 방지되어야 하는 배터리 방전을 위한 경로들을 형성할 수 있다. 도 9a에 도시된 대안적인 충전 접근 방식, 즉, 내부 스프링 콘택트들(94)의 이용은 프로브 케이스 내측에 콘택트들을 배치함으로써 과잉 겔 오염으로부터 프로브의 충전 콘택트들을 보호한다. 이런 형태의 충전 시스템을 갖는 전지식 프로브가 프로브 홀더(74) 내에 삽입되는 경우, 막대형 충전 콘택트들(106, 108)은 프로브의 내부 스프링 콘택트들(94)과 맞물리도록 개스킷들(96) 내의 슬릿들(98)을 침투한다. 콘택트들(106, 108)이 개스킷들 내의 슬릿들을 통하는 그들의 경로에 힘을 가하기 때문에, 세정 작용은 콘택트들(106, 108) 상의 과잉 겔을 모두 세정하여 프로브의 외측에 겔을 남기게 된다. 스프링 콘택트들(94)의 주변에 과도하게 누적될 수도 있는 겔의 형성을 제거하도록 하기 위하여 본 실시예에서는 이따금씩의 유지 보수만이 필요하다.

또한 프로브를 활성화하는 제 3 방법이 도 9b에 도시되어 있다. 본 실시예에 있어서, 개별적으로 배치된 또는 초음파 시스템 카트 상의 충전 회로로부터의 전력은 프로브 케이스(80) 내에 완전히 수납되는 코일(120)에 유도적으로 연결된다. 코일(120)에 의해 공급받은 에너지는 정류기(122)에 의해 정류되고 배터리(64)를 충전하도록 연결된다. 이 유도성 충전 기술은 프로브의 전기적 구성 요소들과의 물리적 접촉을 필요로 하지 않고 그에 다라 프로브의 내부에 대한 접근을 필요로 하지 않기 때문에, 겔에 의한 프로브 회로의 오염이 완전히 방지된다.

Claims

초음파 프로브로부터 초음파 신호들을 수신하고 상기 수신된 신호들을 처리하여 표시하는 초음파 시스템을 포함하는 초음파 진단 촬상(imaging) 시스템에 있어서:

상기 초음파 시스템에 초음파 신호들을 무선으로 전송하며 재충전 가능 배터리를 포함하는 초음파 프로브; 및

상기 초음파 시스템 상에 배치되어, 상기 프로브가 스캐닝에 사용되지 않을 때에는 상기 초음파 프로브를 홀드 및 재충전하는 프로브 홀더를 포함하는, 초음파 진단 촬상 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 프로브 홀더는 활성화 전위원(a source of energizing potential)에 연결된 전기적 콘택트를 포함하고, 상기 초음파 프로브는 상기 배터리에 연결된 전기적 콘택트를 포함하는, 초음파 진단 촬상 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 초음파 프로브의 전기적 콘택트는 초음파 겔에 대한 과노출로부터 보호되는, 초음파 진단 촬상 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 초음파 프로브의 전기적 콘택트는 개스킷(gasket)에 의해 보호되는, 초음파 진단 촬상 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 프로브 홀더는 활성화 전위원을 포함하고, 상기 초음파 프로브는, 상기 배터리에 연결되어 상기 활성화 전위로부터 배터리 재충전 에너지를 공급받는 수신기를 포함하는, 초음파 진단 촬상 시스템.
제 5 항에 있어서,

상기 활성화 전위원은 상기 프로브 수신기에 유도적으로 연결되는, 초음파 진단 촬상 시스템.
초음파 프로브로부터 초음파 신호들을 수신하고 상기 수신된 신호들을 처리하여 표시하는 초음파 시스템, 및 초음파 프로브를 포함하는 초음파 진단 촬상 시스템에 있어서:

상기 초음파 프로브는,

프로브 엔클로저(enclosure);

상기 엔클로저 내에 위치하여, 초음파 신호들을 상기 초음파 시스템에 무선으로 전송하는 전송기;

재충전 가능 배터리;

상기 재충전 가능 배터리에 연결되어, 상기 배터리에 충전 전위를 인가하는 충전 콘택트들; 및

상기 프로브가 스캐닝을 위해 사용되는 경우에, 오염물로부터 상기 충전 콘택트들을 보호하는 보호용 커버를 포함하는, 초음파 진단 촬상 시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 보호용 커버는 개스킷을 포함하는, 초음파 진단 촬상 시스템.
제 8 항에 있어서,

상기 초음파 시스템은 상기 프로브 배터리를 충전하기 위한 활성화 전위원을 포함하고,

상기 활성화 전위원은 상기 프로브 배터리를 재충전하도록 상기 개스킷을 통해 인가되는, 초음파 진단 촬상 시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 충전 콘택트들은 스프링 콘택트들을 포함하는, 초음파 진단 촬상 시스템.
초음파 프로브로부터 초음파 신호들을 수신하고 상기 수신된 신호들을 처리하여 표시하는 초음파 시스템, 및 초음파 프로브를 포함하는 초음파 진단 촬상 시스템에 있어서:

상기 초음파 프로브는,

프로브 엔클로저;

상기 엔클로저 내에 위치하여, 초음파 신호들을 상기 초음파 시스템에 무선으로 전송하는 전송기;

재충전 가능 배터리; 및

상기 재충전 가능 배터리에 연결되어, 상기 배터리에 충전 전위를 인가하기 위한 인덕터를 포함하는, 초음파 진단 촬상 시스템.
제 11 항에 있어서,

상기 배터리 및 상기 인덕터는 상기 엔클로저 내에 위치하는, 초음파 진단 촬상 시스템.
제 11 항에 있어서,

상기 초음파 시스템은 상기 프로브 배터리를 충전하기 위한 활성화 전위원을 포함하고,

상기 활성화 전위원은 상기 프로브 인덕터에 유도적으로 연결되는, 초음파 진단 촬상 시스템.
제 11 항에 있어서,

상기 충전 전위를 정류하기 위한, 상기 배터리 및 상기 인덕터에 연결된 정류기를 더 포함하는, 초음파 진단 촬상 시스템.