针对低成本换能器阵列的激励方案制造技术

一种设备，其使用一组（428、432、436、440）的换能器元件在时间上平行地进行成像。在一些实施例中，所述元件属于当前组，并且成像是按组在时间上顺序的。所述组可以在空间上相对于彼此被设置（408、412）为使得逐个元件相互交错。所述成像可以包括体积成像。所述设备可以被配置为不共同使用所述元件中的任意元件来聚焦或操纵在所述成像中使用的波束。所述设备能够用于在间隔状态（404、408、412）之间转换，所述间隔状态中的至少一个的特征在于各自的最小的、非零的组内元件到元件不毗邻度（470），或者可以被固定在一个间隔状态。所述转换可以是响应于指示血管大小和/或深度的输入而自动进行的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】针对低成本换能器阵列的激励方案
本专利技术涉及针对换能器阵列的激励方案，并且具体而言涉及用于操作所述阵列来成像的方案。
技术介绍
评估胎儿的健康状况是孕期保健中非常重要的临床实践。目前，医生评估胎儿健康状况最流行的方式是使用心脏张力描记器（CTG）对胎儿心率的分析以及使用超声多普勒对母亲及胎儿血管流量的评估。对胎儿及母亲的特定血流的超声多普勒波形分析是已确立的医学实践的部分，以及针对高危妊娠（母亲的2型糖尿病、高血压和先兆子痫以及胎儿的IUGR-子宫内生长受限）的诊断与评估的各种临床指引中的标准推荐。常规产前保健的主要目的之一是识别“风险”胎儿，以进行临床干预，由此降低围产期发病和死亡的发生率。在胎儿健康状况的评估中有用的一些血管为：脐动脉、大脑中动脉、静脉导管以及（左和右）子宫动脉和脐静脉。超声扫描器已在世界范围内的妊娠监测中变得不可或缺。它们目前提供用于监测胎儿的生长和发育的最佳选择。双超声扫描器除常规扫描以外提供超声脉冲波多普勒。彩色和能量多普勒是对扫描器的范围较新的增加，用于提供血管成像。彩色多普勒，尤其是通常提供的，得到通常所称的“三重”扫描器。多普勒检查典型地要求大的技巧度，以获得临床有用的测量。例如，探头相对于脉管的正确取向以确保波束流角小于60度是至关重要的。当在速度的确定中使用大于60度的角时，测量结果中的误差被放大。临床超声扫描器的标准工作流程允许超声扫描师使用标准B模式和彩色流量显示，来确定探头相对于脉管的取向。然后获得频谱多普勒测量结果，由此确保所测量的速度是正确的。在血管应用中使用超声以执行多普勒测速，要求技术人员的可得性。专利技术内容在诸如印度的新兴市场国家中，专科医生的短缺限制了对超声的可用性和使用机会。因此，采集和评价用于临床诊断的多普勒信号的自动方法（无需用户解释超声扫描图像）将对作为主要处置提供者的非放射科医师（例如OB/GYN或心脏科医师）有用。此外，低成本系统对于在新兴市场环境中提供有吸引力的解决方案而言是至关重要的。目前在市场中针对产前检查和分娩可用的设备为超声和CTG机。然而，这两种设备都相对昂贵。存在着对于提供多普勒测速的低成本、易使用方案的需要，用于筛查和监测高危妊娠。Anand等人的题为“AutomatedDopplerVelocimetryUsingaLow-CostTransducer”的共同受让国际专利公开号WO2012/085788公开了一种手持式、独立式、基于多普勒的超声探头，其检查面被较不精细地划分成单独的换能器元件，即划分为相对较少的独立元件。如在其中所提及的，所述探头无需解释解剖结构的视觉显示而自动操作。本专利申请指向用于换能器元件的阵列的新颖激励方案，具体应用于紧接的上文中所指的探头。根据本专利技术，一种设备被设计为在时间上平行地使用当前组的换能器元件并且按组在时间上顺序地成像。所述组在空间上相对于彼此被设置为使得逐个元件相互交错。在本专利技术的方面中，所述设备被配置为不共同使用所述组的所述元件中的任意元件来聚焦或操纵在所述成像中使用的波束。在一个实施例中，所述设备包括所述组的所述元件。在另一方面中，所述设备还被配置为改变所述分组。在子方面中，所述改变基于指示血管大小和/或血管深度的输入。在可选的子方面中，所述改变包括在至少两个间隔状态中的一个与另一个之间转换。所述状态中的至少一个的特征在于一组的元件之间各自最小的、非零的元件到元件不毗邻度。在可选的子方面中，所述设备被配置为响应于指示血管大小和/或血管深度的输入而自动地进行转变。在特定方面中，所述当前组的所述元件拥有各自的面，所述各自的面具有相应的几何中心。所述设备被配置为具有针对在所述当前组的所述元件之间最小的、非零的元件到元件不毗邻度。所述最小代表所述几何中心之间的最小距离。在子方面中，针对所述当前组的所述元件中的一对或多对的所述最小距离足以允许另一个所述组中的某个元件插入所述对之间，其中所述相应的几何中心是共线的。在第二子方面中，所述最小距离，针对所述当前组的所述元件的所述一对或多对，足以允许所述组中的另一个或多个的某两个元件插入所述对之间，其中所述相应的几何中心共线。在相关的方面中，所述当前组的所述元件被另一组中的至少一个各自的插入元件逐对隔开。在一个其他方面中，所述组是逐个元件相互排斥的。在不同的方面中，所述组的所述元件被全体布置在多维阵列中。在又另一方面中，所述使用包括同时激发（fire）所述当前组的所述元件。在再另一方面中，所述成像包括医学成像。在额外的方面中，所述成像利用流体流量分析技术。在又另一方面中，所述设备包含在手持式独立诊断装置中。在一个版本中，所述设备被配置为一个或多个集成电路。在又一不同的方面中，一种设备被配置为通过在时间上平行地操作换能器元件进行体积成像，并且被配置为不共同使用所述元件中的任意元件来聚焦或操纵在所述成像中使用的波束。在子方面中，所述成像包括执行流体流量分析。下面借助于附图（其未按比例绘制）进一步阐述所述新颖设备，以及其激发方案的细节。附图说明图1的示意图通过举例示出了超声探头、包含血管的感兴趣体积和血流波形以及各自的临床多普勒指数；图2是示范性信号处理的概念流程图；图3A和图3B是展示探头操作的范例的流程图；图4A至图4C是针对换能器阵列的一些可能的间隔状态以及激励方案的示意图；图5是示范性激励方案的流程图；并且图6是示范性间隔状态初始化的流程图。具体实施方式在描述本文针对换能器激励方案所提出的内容之前，主要是对专利申请“AutomatedDopplerVelocimetryUsingaLow-CostTransducer”中公开的基于多普勒的探头的回顾。然后将联系图4及随后的附图开始尤其集中于本专利技术的讨论。图1通过示例性且非限制性范例的方式，描绘了超声探头100和包括血管108、110、112的体积或“感兴趣体积”106。还描绘了血流，或“谱学多普勒超声”波形114，以及各自的临床多普勒指数116、118。探头100可实施为自动的、手持式、独立型、自含式超声检查设备。其具有换能器壳体120和把手122。在换能器壳体120内，非相控二维换能器阵列134由换能器元件126构成，元件的数目由扫描体积和解剖结构确定。数据采集由元件126独立地进行，但是，如在下文进一步更详细讨论的，元件可并行工作，以缩短总体采集时间周期。如在图1中所见，通过举例的方式，元件126的数目为32。因此，以10mm的元件尺寸，覆盖大致6cmx6cm体积。与壳体120的前表面130齐平的是换能器元件136的超声接收面132，同样的面也发射，即发出，超声。总共仅32个元件126与在常规医学成像中要覆盖相同的6cmx6cm体积将会要求的数目大得多的元件形成鲜明对比。在这方面，用于医学成像的电子聚焦，如使用相控阵列换能器，要求1/2波长（即1/2λ）或更小的元件间间隔。用于成像的多普勒超声可以典型地在每秒从2x106到4x106循环之间的范围（2到4MHz）。超声以约1540米/秒的速度行进通过软体组织。波长，即λ，等于速度除以频率。这里，这是用1540m/s除以大致2x106循环/s=0.8毫米。用于显示的医学超声成像将因此要求小于0.4mm的元件间间隔，以及小于(0.4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备（100），其被配置为在时间上平行地（S520）使用当前组的换能器元件并且在时间上按组顺序地（S560）进行成像，所述组在空间上相对于彼此被设置（408、412）为使得逐个元件相互交错。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.22 US 61/537,6681.一种超声设备(100)，包括：多个换能器元件的阵列，用于相应地在多个组之间进行分配，用于按组操作，其中所述超声设备被配置为基于所述分配、所述操作以便在时间上平行地(S520)使用所述组中的当前组的所述元件并且在时间上按组顺序地(S560)进行成像，所述组在空间上相对于彼此被设置(408、412)为使得逐个元件相互交错，其特征在于，用于在时间上平行地使用所述组中的当前组的所述元件进行成像的操作包括操作所述组中的所述当前组的所述元件，以用非相控的方式独立成像。2.如权利要求1所述的设备，其被配置用于医学图像采集，并且被配置用于经由所述操作进行成像来形成血管的图，所述设备被配置为不共同使用所述一个或多个组的所述元件中的任意元件来聚焦或操纵在所述成像(S530)中使用的波束。3.如权利要求1所述的设备，所述独立成像包括经由所述组的所述当前组的元件(126)进行成像。4.如权利要求1所述的设备，所述超声设备还被配置为改变分组(428、432、436、440)。5.如权利要求4所述的设备，所述改变基于指示血管大小和血管深度中的至少一个的输入。6.如权利要求4所述的设备，所述改变包括在至少两个间隔状态中的一个与另一个之间转变(498)，所述间隔状态中的至少一个的特征在于一组的元件之间各自的最小的、非零的元件到元件不毗邻度。7.如权利要求6所述的设备，其被配置用于医学图像采集并且被配置为响应于指示血管大小和血管深度中的至少一个的输入而自动地进行所述转变。8.如权利要求1所述的设备，所述当前组的所述元件拥有各自的面...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·阿南德，J·彼得鲁齐洛，S·周，R·S·西索迪亚，P·瓦集内帕里，L·古普塔，G·拉马钱德兰，C·菲尔雄，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：
国别省市：