超声探头和超声成像系统技术方案

本发明专利技术名称为“超声探头和超声成像系统”。一种超声探头和超声成像系统包括布置在阵列中的多个换能器元件。组织所述多个换能器元件以形成传送孔径和接收孔径。超声探头和超声成像系统包括多个汇总节点(214)。超声探头和超声成像系统包括与接收孔径中每个换能器元件相关联的接收开关集合(232)。每个接收开关集合(232)配置成选择性地将相关联换能器元件连接到多个汇总节点的任何一个节点。 1

Ultrasonic probe and ultrasonic imaging system

The invention is called an ultrasonic probe and an ultrasonic imaging system. An ultrasonic probe and an ultrasonic imaging system include a plurality of transducer elements arranged in the array. A plurality of transducer elements are organized to form a transmission aperture and a receiving aperture. The ultrasonic probe and ultrasound imaging system include multiple summary nodes (214). The ultrasonic probe and the ultrasonic imaging system include a receiving switch set (232) associated with each transducer element in the receiving aperture. Each receive switch set (232) is configured to selectively connect the associated transducer element to any node of a plurality of summary nodes. One

【技术实现步骤摘要】
超声探头和超声成像系统
本公开一般涉及超声成像，并且具体地说，涉及超声探头和带有连接到超声探头中的换能器(transducer)元件的多个汇总节点和/或多个分发节点的超声成像系统。
技术介绍
常规超声成像系统包括用于传送超声束和接收来自正在研究的物体的反射波束的超声换能器元件阵列。通过选择时延(或相位)和应用电压的振幅，能够控制各个换能器元件以产生超声波，超声波组合在一起以形成沿优选向量方向行进并沿波束集中在选定点的净超声波。多次激发(firing)可用于采集表示相同解剖信息的数据。可改变每次激发的波束形成参数以便例如通过沿相同扫描行传送连续波束(其中每个波束的焦点相对于前一波束的焦点被位移)，为每次激发提供最大焦距的变化或者以其它方式更改接收数据的内容。通过更改应用电压的振幅和相位旋转，能够在平面中移动波束及其焦点以扫描物体。在采用换能器阵列接收反射的声能时，应用相同的原理。相加在接收元件产生的电压，以便净信号指示从物体中的单个焦点反射的超声。与传送模式情况一样，通过将单独的相位和增益赋予来自每个接收元件的信号，实现超声能量的此集中接收。许多常规超声成像系统已包括二维换能器阵列(下文称为2D换能器阵列)。为了此公开的目的，2D换能器阵列被定义成包括其中换能器元件的中心点形成二维图案的换能器阵列。根据一些实施例，二维图案可遵循曲面。一般情况下，换能器元件在2D换能器阵列中在长度和宽度两者中在尺寸上是类似的。此外，2D换能器阵列可具有完全电子聚焦和转向(steering)。2D换能器阵列一般包括在网格中布置的多个换能器元件；网格可具有方形、矩形、六边形或其它基础。通过控制2D换能器阵列中元件的振幅和时序，可能在方位方向和高度方向两者中同时使传送的超声束转向。2D换能器阵列的使用允许超声换能器或探头具有更大的灵活性。通常，使用持续波多普勒成像模式来收集超声数据以便为诸如血液等移动液体成像是有利的。在持续波多普勒成像模式中，传送孔径(aperture)中的一组换能器元件用于将超声能量传送到正在成像的解剖区域中。分开的接收孔径中的第二组换能器元件用于检测从正在成像的区域反射回的反射超声能量。一般情况下，对于带有1D换能器阵列的探头，有与接收孔径中每个换能器元件相关联的放大器。然而，由于空间和功率约束，带有2D换能器阵列的探头内的放大器一般具有有限的动态范围，使它们很不适合诸如持续波多普勒成像等过程。在持续波多普勒成像中，来自移动血液的信号可能比来自固定组织的信号弱几个数量级。为了适当的信号分析，必须处理弱血液回波(echo)和强组织回波。由于血液回波信号比从组织收到的信号弱得多，因此，使用诸如在带有2D换能器阵列的常规探头中将发现的那些放大器等带有有限动态范围的放大器处理在持续波多普勒采集期间收到的信号可成为问题。通常，为持续波多普勒成像使用带有有限动态范围的放大器将导致血液回波的次佳分析。另外，2D换能器阵列一般要求紧密靠近换能器阵列的电子波束形成以获得最佳效果。然而，常规2D阵列可具有几千个元件，因此，将电信号从所有这些元件带回超声控制台以用于电子波束形成是不可行的。出于这些和其它原因，存在对新的超声探头和新的超声成像系统的需要。
技术实现思路
本文中解决了上述缺点、缺陷和问题，这将通过阅读和理解下面的说明书而理解。在一实施例中，一种超声探头包括布置在阵列中的多个换能器元件。组织所述多个换能器元件以形成传送孔径和接收孔径。所述超声探头包括多个汇总节点。所述超声探头还包括多个接收开关集合。每个接收开关集合与接收孔径中多个换能器元件的不同一个元件相关联。每个接收开关集合配置成选择性地将相关联换能器元件连接到多个汇总节点的任何一个节点。在另一个实施例中，一种超声探头包括布置在阵列中的多个换能器元件。组织所述多个换能器元件以形成传送孔径和接收孔径。所述超声探头包括多个分发节点。所述超声探头还包括多个传送开关集合。每个传送开关集合与传送孔径中多个换能器元件的不同一个元件相关联。每个传送开关集合配置成选择性地将相关联换能器元件连接到多个分发节点的任何一个节点。在另一个实施例中，一种超声成像系统包括用户接口和超声探头。所述超声探头包括布置在阵列中的多个换能器元件。组织所述多个换能器元件以形成传送孔径和接收孔径。所述超声探头包括多个汇总节点。所述超声探头还包括多个接收开关集合。每个接收开关集合与接收孔径中换能器元件的不同一个元件相关联。每个接收开关集合配置成将相关联换能器元件连接到多个汇总节点的任何一个节点。所述超声成像系统还包括连接到用户接口和超声探头的处理器。所述处理器配置成控制多个接收开关集合以便选择性地将接收孔径中多个换能器元件的子集连接到多个汇总节点之一。从附图及其详细描述，本领域的技术人员将明白本专利技术的各种其它特征、目的和优点。.附图说明图1是根据一实施例的超声成像系统的示意图；图2是根据一实施例的二维换能器阵列的图示；图3是根据一实施例的专用集成电路的部分的图示；图4是根据一实施例的专用集成电路的部分的图示；图5是根据一实施例的用于连接换能器元件的配置的图示；以及图6是根据一实施例的手持超声成像系统的图示。具体实施方式在下面的详细描述中，参照了形成本文一部分的附图，并且图中通过示图方式示出了可实践的特定实施例。这些实施例以充分的细节来描述，以便本领域的技术人员能够实践实施例，并且要理解，在不脱离实施例的范围的情况下，可利用其它实施例，并且可进行逻辑、机械、电气和其它更改。因此，以下详细描述不可视为限制本专利技术的范围。图1是超声成像系统100的示意图。超声成像系统100包括驱动超声探头106内的换能器元件104将脉冲超声信号发射到身体(未示出)中的传送器102。可使用多种几何形状(geometry)。脉冲超声信号从像血细胞或肌肉组织等身体中的结构回散射以产生返回到换能器元件104的回波。所述回波由换能器元件104转换成电信号或超声数据，并且电信号由接收器108接收。为了此公开的目的，术语超声数据可包括由超声系统采集和/或处理的数据。另外，术语超声数据被定义成包括RF超声数据和IQ超声数据，这将在下文详细论述。表示接收回波的电信号经过输出RF超声数据的波束形成器110。RF超声数据可指波束形成之前或之后的数据。如下面更详细描述的用户接口115可用于控制超声系统100的操作，包括控制患者数据的输入，更改扫描或显示参数及诸如此类。超声成像系统100还包括处理器116以处理超声数据和准备超声信息的帧以便在显示器118上显示。处理器116电连接到传送器102。处理器116经传送器102和波束形成器110间接连接到探头106。处理器116可控制扫描时如何使用换能器元件104，如下文将更详细描述的。根据一实施例，处理器116也可包括将RF超声数据解调并生成原始超声数据的复杂解调器(未示出)。为了此公开的目的，术语“IQ超声数据”被定义成包括尚未为显示为图像进行处理的解调超声数据。处理器116适用于根据超声信息上多个可选择的超声形态来执行一个或多个处理操作。超声信息可在接收回波信号时在扫描会话期间实时处理。为了此公开的目的，术语“实时”被定义成包括无故意延迟执行的过程。附近或备选的是，超声信息可在扫描会话期间暂时存储本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声探头，包括：

【技术特征摘要】
2010.05.25 US 12/7869501.一种超声探头，包括：包括多个换能器元件的二维换能器阵列，所述多个换能器元件组织以形成传送孔和接收孔，所述传送孔和所述接收孔互不重叠；多个汇总节点；多个接收开关集合，每个接收开关集合包括多个接收开关，每个接收开关集合与所述接收孔中的多个换能器元件的不同一个换能器元件相关联，在连续波多普勒模式中时每个接收开关集合配置成选择性地连接所述相关联的换能器元件到所述多个汇总节点的任何一个汇总节点，无需放大器电性连接于所述相关联的换能器元件和所述多个汇总节点的所述任何一个汇总节点之间。2.如权利要求1所述的超声探头，其中所述接收孔中的多个换能器元件基于来自所述多个换能器元件的每个元件的接收信号的相位，经所述多个接收开关集合连接到所述多个汇总节点。3.如权利要求1所述的超声探头，其中所述接收孔中的多个换能器元件的子集连接到所述多个汇总节点的第一节点。4.如权利要求3所述的超声探头，其中来自所述接收孔中的多个换能器元件的所述子集的接收信号具有大致相同的相位。5.如权利要求1所述的超声探头，其中所述多个换能器元件布置在二维阵列中。6.如权利要求1所述的超声探头，其中所述多个汇总节点包括四个汇总节点。7.一种超声成像系统，包括：超声探头，所述超声探头包括：包括多个换能器元件的二维换能器阵列，所述多个换能器元件组织以形成传送孔和接收孔，所述传送孔和所述接收孔互不重叠；多个汇总节点；多个接收开关集合，每个接收开关集合包括多个接收开关，每个接收开关集合与所述接收孔中的多个换能器元件的不同一个换能器元件相关联，每个接收开关集合配置成连接所述相关联的换能器元件到所述多个汇总节点的任何一个汇总节点，无需放大器电性连接于所述相关联的换能器元件和所述多个汇总节点的所述任何一个汇总节点之间；控制台，包括：连接到所述超声探头的处理器，在连续波多普勒成像模式中所述处理器配置成控制所述多个接收开关集合以便选择性地连接所述接收孔中的多个换能器元件的子集到所述多个汇总节点之一；多个放大器，每个所述多个放大器与所述多个汇总节点的一个连接。8.如权利要求7所述的超声成像系统，其中所述处理器还配置成控制所述多个接收开关集合，以便将所述接收孔中的多个换能器元件的另一个子集连接到所述多个汇总节点的另一个节点。9.如权利要求7所述的超声成像系统，还包括连接到所述处理器的多个分发节点。10.如权利要求9所述的超声成像系统，还包括多个传送开关集合，所述传送开关集合的每个与所述传送孔中换能器元件的不同一个元件相关联，每个传送开关集合配置成选择性地连接相关联的换能器元件到所述多个分发节点的任何一个节点。11.如权利要求10所述的超声成像系统，其中所述处理器还配置成控制所述多个传送开关集合，以连接所述传送孔中的换能器元件的子集到所述分发节点的一个节点。12.如权利要求11所述的超声成像系统，其中所述处理器还配置成控制所述接收孔中哪些换能器元件通过所述接收开关集合连接到所述汇总节点的每个节点。13.如权利要求12所述的超声成像系统，其中所述处理器还配置成控制所述传送孔中哪些换能器元件通过所述抄送开关集合连接到所述分发节点的每个节点。14.如权利要求11所述的超声成像系统，其中所述处理器还配置成在连续波多普勒模式期间，连接所述多个换能器元件的每个元件到汇总节点或分发节点。15.如权利要求7所述的超声成像系统，还包括包含所述处理器和用户接口的壳体，所述壳体包括配置用于手持使用的大小和重量。16.如权利要求10所述的超声成像系统，还包括多个传送器，所述多个传送器的每个连接到所述多个分发几点的一个。17.一种超声探头，包括：包括排列成阵列的多个换能器元件的二维换能器阵列，所述多个换能器元件组织以形成传送孔和接收孔，所述传送孔和所述接收孔互不重叠；多个汇总节点；与所述接收孔中的第一换能器元件相关联的第一接收开关集合，所述第一接收开关集合包含第一多个接收开关，所述第一接收开关集合配置成选择性地连接所述第一换能器元件到所述多个汇总节点的任何一个汇总节点；与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：SC米勒，K克里斯托弗森，BH海德，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US