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超声波能量显示设备制造技术

技术编号:14654749 阅读:81 留言:0更新日期:2017-02-16 18:49
本发明专利技术公开了一种超声波能量显示设备,包含互相连接的一聚焦式超声波收发装置、一处理装置与一显示器。处理装置产生第一电信号至聚焦式超声波收发装置,以控制聚焦式超声波收发装置朝一生物体的一目标位置发射至少一第一超声波信号,目标位置将其反射,以形成至少一第二超声波信号。在产生第一电信号后,经过一预估时段,处理装置驱动聚焦式超声波收发装置仅在一预设时段内开始接收第二超声波信号,以据此于显示器上显示目标位置的影像,使影像的亮度与第一超声波信号的能量强度成正比,进而对生物体达到药物释放及有效治疗的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种显示设备,且特别涉及一种超声波能量显示设备
技术介绍
传统的聚焦式超声波在适当频率选择下,如200k赫兹(Hz)至2MHz,能够产生聚焦的作用。同时,由于聚焦区域具有相当高的声压,具有进行局部血脑屏障(BBB)的破坏能力,亦可达到脑部局部药物释放的目的。但是,传统的聚焦式超声波装置虽可暂时打开局部聚焦区域的血脑屏障,但其中多为高频系统,故采取侵入方式以开启血脑屏障,且集中于微小区域的血脑屏障开启,无法达到较大范围血脑屏障的开启,且因系统价格高昂,并未具有较好较广泛的应用领域。高频超声波系统虽较容易将能量聚集于焦点,但易被头骨等硬组织吸收大部分能量,从而失去超声波效能,故必须将动物头骨移除后才能操作,故高频超声波系统仍为一侵入性的药物释放治疗系统。超声波能量能专聚于单个焦点的特性,亦造成了无法有效率且大范围的进行血脑屏障开启。如果欲在未移除头骨的前提下开启血脑屏障,则超声波能量不能太小,但是,如果超声波能量太高,则会直接伤害血脑屏障,无法对血脑屏障进行治疗。目前虽然有采用连续波(continuouswave)模式声辐射力成像(AcousticRadiationForceImaging)来侦测血脑屏障上声学图案(acousticpatterns)的技术,但接收的时间太长,难以清楚看到信号的分布,且长时间激发超声波能量对生物体组织带来热破坏或机械破坏,故无法对血脑屏障达到药物释放及有效治疗。因此,本专利技术针对上述困扰,提出一种超声波能量显示设备,以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种超声波能量显示设备,其控制聚焦式超声波收发装置向生物体发射超声波信号,并在一预估时段后才开始接收回传的超声波信号,以据此产生生物体的影像,并使影像的亮度与超声波信号的能量强度成正比,以对生物达到药物释放及治疗的目的。为了达到上述目的,本专利技术提供了一种超声波能量显示设备,其包含一聚焦式超声波收发装置、一处理装置与一显示器,处理装置连接聚焦式超声波收发装置与显示器,聚焦式超声波收发装置对应一生物体的一目标位置设置。处理装置根据聚焦式超声波收发装置与目标位置的距离与声速设有一预估时段。处理装置产生第一电信号至聚焦式超声波收发装置,以控制聚焦式超声波收发装置朝目标位置发射至少一第一超声波信号,目标位置反射第一超声波信号,以形成至少一第二超声波信号。在产生第一电信号后,经过预估时段,处理装置驱动聚焦式超声波收发装置仅在一预设时段内开始接收第二超声波信号,此预设时段大于或等于聚焦式超声波收发装置的反应时间。处理装置根据第二超声波信号于显示器上显示目标位置的第一影像,且第一影像的亮度与第一超声波信号的能量强度成正比。为了达到上述目的,本专利技术提供了一种超声波能量显示设备,包含:一聚焦式超声波收发装置,其朝一生物体的一目标位置发射至少一第一超声波信号,该目标位置反射该第一超声波信号,以形成至少一第二超声波信号;一处理装置,连接该聚焦式超声波收发装置,并根据该聚焦式超声波收发装置与该目标位置的距离与声速设置一预估时段,该处理装置产生第一电信号至该聚焦式超声波收发装置,以控制该聚焦式超声波收发装置发射该第一超声波信号,然后,经过该预估时段,该处理装置驱动该聚焦式超声波收发装置仅在一预设时段内开始接收该第二超声波信号,该预设时段大于或等于该聚焦式超声波收发装置的反应时间;以及一显示器,连接该处理装置,该处理装置根据该第二超声波信号于该显示器上显示该目标位置的第一影像,且该第一影像的亮度与该第一超声波信号的能量强度成正比。在本专利技术的一实施例中,该聚焦式超声波收发装置还包含至少一个或多个聚焦式超声波收发器,聚焦式超声波收发器用于接收该第一电信号并据此产生该第一超声波信号,且该处理装置驱动该聚焦式超声波收发器接收该第二超声波信号,该预设时段大于或等于该聚焦式超声波收发器的反应时间。在本专利技术的一实施例中,该多个聚焦式超声波收发器在同一曲面上形成二维阵列或同心圆排列。在本专利技术的一实施例中,该第一影像依据第一波束成形过滤数据而显示,符合下列公式:以及其中(xg,zg)为该目标位置的坐标,F为第一过滤因子,N为该聚焦式超声波收发器的数量,n为每一该聚焦式超声波收发器的标号,为M×N的第一波束成形资料矩阵,t为时间,fr为第一再调变频率,为M×N的第一信道资料矩阵,为该第二超声波信号的基频信号的m×N的矩阵,m为自然数,fi(k)为内的第i行的行函数,k与i均为大于或等于1的自然数,fsIQ为的取样频率,fsRF为的再取样频率,为该第二超声波信号从该目标位置分别回到N个该聚焦式超声波收发器的第一时间矩阵,TM×N为仅包含元素0与1的M×N的矩阵,M为大于该第一时间矩阵的最大元素的自然数,xM×1为过渡向量,为的共轭值,又该预估时段为距离该目标位置最远的该聚焦式超声波收发器与该目标位置的距离的二倍除以该声速而得。在本专利技术的一实施例中,该处理装置根据该第一影像的该亮度与一预设亮度的差异调整该第一电信号为第二电信号,以供该聚焦式超声波收发器接收,该聚焦式超声波收发器利用该第二电信号朝该目标位置发射能量强度大于该第一超声波信号的至少一第三超声波信号,该目标位置反射该第三超声波信号,以形成至少一第四超声波信号,在产生该第三超声波信号后,经过该预估时段,该处理装置驱动该聚焦式超声波收发器仅在该预设时段内开始接收该第四超声波信号,该处理装置根据该第四超声波信号于该显示器上显示该目标位置的第二影像,且该第二影像的亮度与该第三超声波信号的能量强度成正比。在本专利技术的一实施例中,该第二影像依据第二波束成形过滤数据而显示,符合下列公式:;以及其中(xg,zg)为该目标位置的坐标,F’为第二过滤因子,N为该聚焦式超声波收发器的数量,n为每一该聚焦式超声波收发器的标号,为M’×N的第二波束成形资料矩阵,t为时间,fr'为第二再调变频率,为M’×N的第二信道资料矩阵,为该第四超声波信号的基频信号的m×N的矩阵,m为自然数,fi'(k)为内的第i行的行函数,k与i均为大于或等于1的自然数,fsIQ'为的取样频率,fsRF'为的再取样频率,为该第四超声波信号从该目标位置分别回到N个该聚焦式超声波收发器的第二时间矩阵,T'M×N为仅包含元素0与1的M’×N的矩阵,M’为大于该第二时间矩阵的最大元素的自然数,x'M'×1为过渡向量,为的共轭值,又该预估时段为距离该目标位置最远的该聚焦式超声波收发器与该目标位置的距离的二倍除以该声速而得。在本专利技术的一实施例中,该聚焦式超声波收发装置还包含连接该处理装置的至少一聚焦式超声波发射器与至少一聚焦式超声波接收器,该聚焦式超声波接收器位于该聚焦式超声波发射器的外围,该聚焦式超声波发射器接收该第一电信号并据此产生该第一超声波信号,且该处理装置驱动该聚焦式超声波接收器接收该第二超声波信号,该预设时段大于或等于该聚焦式超声波接收器的反应时间。在本专利技术的一实施例中,该聚焦式超声波发射器为多个形成一维阵列的长条状排列,该聚焦式超声波接收器为一个,该多个聚焦式超声波发射器与该聚焦式超声波接收器均位于同一曲面上。在本专利技术的一实施例中,该聚焦式超声波发射器为一个,该聚焦式超声波接收器为多个本文档来自技高网...
超声波能量显示设备

【技术保护点】
一种超声波能量显示设备,其特征在于,包含:一聚焦式超声波收发装置,其朝一生物体的一目标位置发射至少一第一超声波信号,该目标位置反射该第一超声波信号,以形成至少一第二超声波信号;一处理装置,连接该聚焦式超声波收发装置,并根据该聚焦式超声波收发装置与该目标位置的距离与声速设置一预估时段,该处理装置产生第一电信号至该聚焦式超声波收发装置,以控制该聚焦式超声波收发装置发射该第一超声波信号,然后,经过该预估时段,该处理装置驱动该聚焦式超声波收发装置仅在一预设时段内开始接收该第二超声波信号,该预设时段大于或等于该聚焦式超声波收发装置的反应时间;以及一显示器,连接该处理装置,该处理装置根据该第二超声波信号于该显示器上显示该目标位置的第一影像,且该第一影像的亮度与该第一超声波信号的能量强度成正比。

【技术特征摘要】
1.一种超声波能量显示设备,其特征在于,包含:一聚焦式超声波收发装置,其朝一生物体的一目标位置发射至少一第一超声波信号,该目标位置反射该第一超声波信号,以形成至少一第二超声波信号;一处理装置,连接该聚焦式超声波收发装置,并根据该聚焦式超声波收发装置与该目标位置的距离与声速设置一预估时段,该处理装置产生第一电信号至该聚焦式超声波收发装置,以控制该聚焦式超声波收发装置发射该第一超声波信号,然后,经过该预估时段,该处理装置驱动该聚焦式超声波收发装置仅在一预设时段内开始接收该第二超声波信号,该预设时段大于或等于该聚焦式超声波收发装置的反应时间;以及一显示器,连接该处理装置,该处理装置根据该第二超声波信号于该显示器上显示该目标位置的第一影像,且该第一影像的亮度与该第一超声波信号的能量强度成正比。2.根据权利要求1所述的超声波能量显示设备,其特征在于,该聚焦式超声波收发装置还包含至少一个或多个聚焦式超声波收发器,聚焦式超声波收发器用于接收该第一电信号并据此产生该第一超声波信号,且该处理装置驱动该聚焦式超声波收发器接收该第二超声波信号,该预设时段大于或等于该聚焦式超声波收发器的反应时间。3.根据权利要求2所述的超声波能量显示设备,其特征在于,该多个聚焦式超声波收发器在同一曲面上形成二维阵列或同心圆排列。4.根据权利要求2所述的超声波能量显示设备,其特征在于,该第一影像依据第一波束成形过滤数据而显示,符合下列公式:rf~(xg,zg)=F×Σn=1N(Σn=1N((RF^M×N)T×xM×1×TD1×N‾));]]>RF^M×N≅cos(2πfrt)×(chRF^M×N+chRF^M×N*)/2-sin(2πfrt)×(-j)×(chRF^M×N+chRF^M×N*)/2;]]>IQ^m×N≅[f1(k),f2(k),...,fi(k),...,fN(k)];]]>chRF^M×N≅[f1(kfsIQ*fsRF),f2(kfsIQ*fsRF),...,fi(kfsIQ*fsRF),...,fN(kfsIQ*fsRF)];]]>以及TM×N=xM×1×TD1×N‾,]]>其中(xg,zg)为该目标位置的坐标,F为第一过滤因子,N为该聚焦式超声波收发器的数量,n为每一该聚焦式超声波收发器的标号,为M×N的第一波束成形资料矩阵,t为时间,fr为第一再调变频率,为M×N的第一信道资料矩阵,为该第二超声波信号的基频信号的m×N的矩阵,m为自然数,fi(k)为内的第i行的行函数,k与i均为大于或等于1的自然数,fsIQ为的取样频率,fsRF为的再取样频率,为该第二超声波信号从该目标位置分别回到N个该聚焦式超声波收发器的第一时间矩阵,TM×N为仅包含元素0与1的M×N的矩阵,M为大于该第一时间矩阵的最大元素的自然数,xM×1为过渡向量,为的共轭值,又该预估时段为距离该目标位置最远的该聚焦式超声波收发器与该目标位置的距离的二倍除以该声速而得。5.根据权利要求2所述的超声波能量显示设备,其特征在于,该处理装置根据该第一影像的该亮度与一预设亮度的差异调整该第一电信号为第二电信号,以供该聚焦式超声波收发器接收,该聚焦式超声波收发器利用该第二电信号朝该目标位置发射能量强度大于该第一超声波信号的至少一第三超声波信号,该目标位置反射该第三超声波信号,以形成至少一第四超声波信号,在产生该第三超声波信号后,经过该预估时段,该处理装置驱动该聚焦式超声波收发器仅在该预设时段内开始接收该第四超声波信号,该处理装置根据该第四超声波信号于该显示器上显示该目标位置的第二影像,且该第二影像的亮度与该第三超声波信号的能量强度成正比。6.根据权利要求5所述的超声波能量显示设备,其特征在于,该第二影像依据第二波束成形过滤数据而显示,符合下列公式:rf~(xg,zg)′=F′×Σn=1N(Σn=1N((RF^′M′×N)T×x′M′×1×TD′1×N‾));]]>RF^′M′×N≅cos(2πfr′t)×(chRF^′M′×N+chRF^′M′×N*)/2-sin(2πfr′t)×(-j)×(chRF^′M′×N+chRF^′M′×N*)/2;]]>IQ^′m′×N≅[f1′(k),f2′(k),...,fi′(k),...,fN′(k)];]]>chRF^′M′×N≅[f1′(kfsIQ′*fsRF′),f2′(kfsIQ′*fsRF′),...,fi′(kfsIQ′*fsRF′),...,fN′(kfsIQ′*fsRF′)]]]>;以及T′M′×N=x′M′×1×TD′1×N‾,]]>其中(xg,zg)为该目标位置的坐标,F’为第二过滤因子,N为该聚焦式超声波收发器的数量,n为每一该聚焦式超声波收发器的标号,为M’×N的第二波束成形资料矩阵,t为时间,fr'为第二再调变频率,为M’×N的第二信道资料矩阵,为该第四超声波信号的基频信号的m×N的矩阵,m为自然数,fi'(k)为内的第i行的行函数,k与i均为大于或等于1的自然数,fsIQ'为的取样频率,fsRF'为的再取样频率,为该第四超声波信号从该目标位置分别回到N个该聚焦式超声波收发器的第二时间矩阵,T'M×N为仅包含元素0与1的M’×N的矩阵,M’为大于该第二时间矩阵的最大元素的自然数,x'M'×1为过渡向量,为的共轭值,又该预估时段为距离该目标位置最远的该聚焦式超声波收发器与该目标位置的距离的二倍除以该声速而得。7.根据权利要求1所述的超声波能量显示设备,其特征在于,该聚焦式超声波收发装置还包含连接...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘浩澧夏静静
申请(专利权)人:长庚大学
类型:发明
国别省市:中国台湾;71

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