超音波システムアーキテクチャへの革新的アプローチ
超音波プラットフォーム Vantage

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超音波プラットフォーム Vantage 超音波プラットフォーム Vantage

製品概要

Verasonics社のVantageは、超音波イメージングなどの超音波を利用した機器を開発するエンジニアや研究者向けの革新的なプラットフォームです。独自のハードウェアとソフトウェア技術により、トランスデューサの生データへ直接アクセスし、ソフトウェア処理によるビームフォーミング、高フレームレートのリアルタイム超音波イメージング、また各種の高度な超音波画像プロセシングを可能にします。さらにHIFU(High Intensity Focused Ultrasound, 高密度焦点式超音波治療)など、先進の開発研究を推進する各種オプションも豊富に用意しています。

Vantageシステムは、使いやすいインターフェイスと高い柔軟性を持つMATLAB環境をベースにしており、ユーザー独自の解析手法や処理を簡単に作成・追加して試すことができます。また、豊富なサンプルプログラムやドキュメントが用意されており、初心者でも短期間に習得することができます。

Vantageを使えば、これまで大勢のエンジニアで行ってきた超音波イメージングの新しいアプローチやアイデアの検証、評価、実装までを、たった一人でしかも短期間に行うことが可能です。カスタム仕様のトランスデューサアレイの開発、特殊なビームフォーマの組み込み、独自のイメージ処理アルゴリズム開発などを、特別なハードウエアを用意することなくソフトウェアだけで迅速にプロトタイピングし、さらに臨床の場でその有効性を試すことも可能です。

Vantageは、ビームフォーミング制御や各種の演算処理、イメージ再構築までの全てをソフトウェアでリアルタイムに行います。従来のシステムでは不可能な、特殊な送信ビームを使用した多くの新しい測定スキームや超音波の送信・受信シーケンス制御などを、超音波システム Vantageを利用して容易に試すことが可能です。

特長

  • オープンなソフトウェアベースの研究用超音波プラットフォーム
  • 独自のピクセル指向高速ソフトウェア処理ビームフォーミング
  • 平面波パルス送信による超高フレームレートのフラッシュイメージング
  • 最大100,000フレーム/秒のローカルメモリへのデータ取得レート
  • PCI expressによるホストコンピュータへの信号データの超高速転送
  • 外部装置との同期用プログラマブル入出力トリガ
  • 柔軟で使い易いプログラミングAPIと詳細なドキュメント
  • カスタム仕様のUIやリアルタイム処理関数を開発するためのMATLABスクリプト環境
  • スクリプト開発・分析・デバッグ用の各種ソフトウェアツール群
  • カスタム仕様のトランスデューサを利用可能
  • 多くのトランスデューサに対応したカスタマイズ可能な100以上のサンプルスクリプト
  • オフラインでの開発用のリアルタイムシステムシミュレータ

製品動画


超音波イメージング測定例

HIFU(高密度収束超音波)
モデル 送受信チャンネル数
Vantage 256
・Vantage 256 標準周波数仕様
・Vantage 256 高周波数仕様
・Vantage 256 低周波数仕様
・Vantage 256 HIFU仕様
送信256/受信256
Vantage 128
・Vantage 128 標準周波数仕様
・Vantage 128 高周波数仕様
・Vantage 128 低周波数仕様
・Vantage 128 HIFU仕様
送信128/受信128
Vantage 64LE
・Vantage 64LE 標準周波数仕様
・Vantage 64LE 高周波数仕様
・Vantage 64LE 低周波数仕様
・Vantage 64LE HIFU仕様
送信128/受信64
Vantage 64
・Vantage 64 標準周波数仕様
・Vantage 64 低周波数仕様
送信64/受信64

送信

中心周波数 標準周波数仕様: 0.5~20 MHz
高周波数仕様: 2~42 MHz
低周波数仕様: 50~1500 KHz
遅延時間分解能 4.0 ns
プログラマブルパルサー電圧 3~190 Vp-p
電圧ドライブ 3ステートドライブ
+high voltage, -high voltage, Ground
各チャンネル毎のプログラマブルパラメータ 中心周波数、パルス幅(デューティ比)、パルス長、極性、遅延
各チャンネル毎の送信アポダイゼーション パルス幅変調
最大バースト長 20サイクル(送信中心周波数)
(Extended Transmitオプション無しの場合)
最大パワー(1チャンネル) ピーク100 W、平均8 W (50 Ω)

受信

周波数範囲 標準周波数仕様: 0.5~27 MHz
高周波数仕様: 1~50 MHz
低周波数仕様: 50~1500 KHz
プログラマブルアンチエイリアシングフィルター
カットオフ周波数
5, 10, 15, 20, 30 MHz
(高周波数仕様: 35, 50 MHz)
A/Dコンバータ 14 bit、プログラマブルサンプリングレート(最大62.5 MHz)
RFフィルタ 2つの独立したユーザープログラマブルシンメトリカルデジタルフィルタ
(タップ数23及び41)
送信/受信クロックジッタ <4 ps (RMS)
雑音指数 1.5~3.0dB
(プログラマブル入力インピーダンス115~3000 Ω, プローブインピーダンス 100Ω)

外部同期

トリガー入力端子数 2 (Vantage 64, 64LEではオプション)
トリガー出力端子数 1 (Vantage 64, 64LEではオプション)

RFデータ取得

RFローカルバッファメモリ容量 64 MB/チャンネル、ホストコンピュータへ転送前に
平均・フィルタ・間引き等の演算が可能
シグナル積算回数 1000以上
データ転送方式 PCIe 3.0×8レーン
転送レート 最大6.6 GB/s

トランスデューサ

トランスデューサコネクタ形式 ユニバーサルトランスデューサアダプタにより各種トランスデューサコネクタ形式に対応
260pinコネクタ(標準):Verasonics社製及び ATL HDI 1000, 1500, 3000, 5000トランスデューサ等に対応
360pinコネクタ:256chシステム用VisualSonics社製MSシリーズトランスデューサに対応
408pinコネクタ:128/256chシステム用, HIFU及び高周波数トランスデューサに対応
408pinGEコネクタ:GE社製408pinトランスデューサに対応
160-DH/32LEMOコネクタ:Hypertronics社製NDTアレイ用コネクタx2及び同軸LEMO 00コネクタx32を搭載

ソフトウェア

  • ビームフォーミング及びイメージ処理アルゴリズム制御用ソフトウェア
  • MATLABスクリプト、及び医療用超音波イメージングのサンプルスクリプトを多数収録
  • 各チャンネルの取得テータ・再構成データはMATLABのワークスペースでアクセス可能
  • ユーザー定義MATLAB関数(スクリプト及びmexファイル)をリアルタイムで実行可能
  • 散乱媒質シミュレーションソフトウェアでデータ取得・イメージング処理シーケンスを評価可能
  • 送信ビーム可視化・スクリプト解析ツール付属
  • 入門ガイド、リファレンスマニュアル、プログラミングチュートリアル付属

オプション

Extended Transmit(拡張バースト)オプション 最大数ミリ秒のバースト長のパルスを送信可能
(Vantage64LE/128/256のみ対応)
音響放射圧法・長パルス符号化励起向け
HIFU仕様(Extended Transmitオプションを含む) 外部電源により連続平均1200 WのRF出力が可能
(Vantage 64LE/128/256の標準周波数仕様のみ対応)
任意波形オプションパッケージ 各チャンネルで4 ns単位(クロック250 MHz)、3ステート遷移の任意の送信波形のプログラミングが可能。波形定義GUIツール付属

アクセサリ

シグナルブレイクアウトボード 260pinコネクタと0.1インチリボンケーブルヘッダをカスタムトランスデューサへと接続するためのプリント回路基板アダプタ。インピーダンスマッチング素子の設置スペース有り
トランスデューサバックシェルキット ユーザー独自トランスデューサの開発及び市販トランスデューサ接続用
Verasonics社製トランスデューサ P4-2v phased array: 64素子
C5-2v curved linear array: 128素子
L11-4v broadband linear array: 128素子
L12-3v broadband linear array: 192素子, HVMux
L22-14v broadband linear array:128素子

電源及び寸法

電源電圧 100-240 V (50-60 Hz)
寸法(L×W×H) 49cm×28cm×48cm (データ取得ユニット)
42cm×18cm×47cm (ホストコンピュータ)
総重量 35~44 kg (構成によって異なります)

動作モード例

全てのモードはリアルタイムで実用的なフレームレートで実行可能です。
これらのモードはリアルタイムで交互に切り替えることも可能です。

  • 従来型ラインスキャンモード
  • フラッシュイメージング(等位相平面波によるイメージング)
  • マルチアングルフラッシュイメージング
  • 重複ビーム
  • 空間的加算映像法、周波数加算映像法
  • 位相反転ハーモニックイメージング
  • 合成開口・フルマトリックス捕捉
  • 受信のみのビームフォーミング(光音響イメージング用)
  • 非フォーカス送信を使用した高フレームレート測定
  • 高フレームレート超高速カラードップラー
  • 従来型カラードップラー
  • 平面波カラードップラー
  • 従来型スペクトルドップラー
  • ベクトルドップラーイメージング
  • 広域マルチポイントスペクトルドップラー
  • アブレーションHIFU送信のインターリーブイメージング
  • せん断波発生及び可視化

Verasonicsユーザーによって実装された追加モード例

  • 音響放射圧インパルス(Acoustic Radiation Force Impulse, ARFI)
  • エラストグラフィーイメージング(せん断波、ARFI等)
  • 心筋ストレインイメージング
  • 低MI値コントラストイメージング
  • 光音響イメージング
  • 放射圧による腎臓結石の移動
  • スペックルトラッキング
  • 生体機能イメージング
  • 微小気泡・ナノ粒子イメージング
  • 血圧脈波イメージング
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