具有非矩形的有源检测部位的二维超声波成像的换能器阵列制造技术

一种超声波成像系统(102)，包括具有多排换能器元件(114)的二维阵列的换能器阵列(108)。各排换能器元件沿着长轴线(116)延伸。该多排相互平行。该换能器阵列包括非矩形组的有源换能器元件。该超声波成像系统进一步包括传输电路(118)，该传输电路启动该换能器元件传输超声波信号。该超声波成像系统进一步包括接收电路(120)，该接收电路接收响应于超声波信号和结构之间的相互作用所产生并由换能器元件接收的回波。该超声波成像系统进一步包括波束形成器，该波束形成器处理该回波并且生成一个或多个指示结构的扫描线。

Transducer array of two-dimensional ultrasonic imaging with non rectangular active detection locations

An ultrasonic imaging system (102) includes a transducer array (108) having a two-dimensional array of multiple row transducer elements (114). Each row of transducer elements extends along a long axis (116). The rows are parallel to each other. The transducer array includes an active transducer element of a non rectangular set. The ultrasonic imaging system further includes a transmission circuit (118) that initiates the transducer element to transmit ultrasonic signals. The ultrasonic imaging system further includes a reception circuit (120) that receives an echo generated in response to an interaction between the ultrasonic signal and the structure and received by the transducer element. The ultrasonic imaging system further includes a beamformer that processes the echo and generates one or more scan lines indicative of the structure.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有非矩形的有源检测部位的二维超声波成像的换能器阵列
以下总体上涉及超声波成像并且更具体地涉及一种具有非矩形的有源检测部位的二维超声波成像的换能器阵列。
技术介绍
超声波成像提供了关于正在检查中的患者的内部特征(例如，器官组织、物质流等)的有用信息。超声波成像系统包括具有换能器阵列的探针和控制台。该换能器阵列包括传感器元件的一维或二维阵列。控制台包括电路，以控制换能器元件传输超声波束和接收响应其所产生的回波。控制台还包括元件部分以处理所接收的回波并且生成内部特征的图像。一维阵列具有沿方位方向延伸的单排换能器元件。对于多排阵列，沿方位方向延伸的几个平行的一维阵列沿着竖直方向定位。超声波成像可以杠杆化多排换能器阵列以提高图像质量。例如，通过独立地操作多排，可以电力地调整立面焦点的深度，能够使穿过图像的更长深度的更好的层面厚度的控制。该控制当图像在穿过大深度的场的更深的深度处时对于提高图像质量的均匀性是特别地便利的。其中换能器阵列的各排具有相同数量的元件，元件的数量和独立通道的数量与排数成正比。不幸地，增加元件的数量增加了阵列封装(footprint)和通道的数量，这增加了阵列和/或电缆的尺寸和成本。当操纵探针时更大的电缆可能在超声检查工作者的手上产生更大应力。更大的阵列封装可能更难使声谱仪在整个阵列表面和患者之间均匀接触。此外，更大的阵列封装可能在探针上配置新的热耗散需求。
技术实现思路
本申请的多个方面阐明了以上问题等。在一个方面，超声波成像系统包括具有二维阵列的多排换能器元件的换能器阵列。各排换能器元件沿着长轴线延伸。该些排相互平行。该换能器阵列包括非矩形组的有源换能器元件。该超声波成像系统进一步包括传输电路，该传输电路启动换能器元件传输超声波信号。该超声波成像系统进一步包括接收电路，该接收电路接收响应于超声波信号和结构之间的相互作用所产生并且由换能器元件接收的回波。该超声波成像系统进一步包括波束形成器，该波束形成器处理该回波并且生成一个或多个指示结构的扫描线。在另一方面，一种方法包括接收指示所关心的成像模式的信号，其中该成像模式指示具有第一聚焦深度的第一模式或者具有第二聚焦深度的第二模式中的一种，其中第二聚焦深度大于第一聚焦深度。该方法进一步包括根据信号利用电子电路有选择性地激励一组有源换能器元件的非矩形二维阵列的换能器元件排。在另一个方面，成像设备包括一种包含二维阵列的换能器元件排的换能器阵列。该二维阵列包括多排二维阵列的外部排的子部位中的热耗散器。该换能器阵列进一步包括传输电路，该传输电路启动换能器元件以传输超声波信号。该换能器阵列进一步包括接收电路，该接收电路接收响应于与超声波信号相互作用所产生的回波。该换能器阵列进一步包括波束形成器，该波束形成器处理该回波并且生成一个或多个指示结构的扫描线。本领域中的普通技术人员在阅读和理解了所附说明时还将意识到本申请的其他方面。附图说明借助于范例和附图的图中的非限制性内容来解释本申请，其中类似的附图标记指示类似的元件，并且其中：图1示意性地示出了具有带有二维的换能器阵列的元件的探针的范例性超声波成像系统；图2示出了具有第一种二维换能器阵列构造的探针的范例；图3示出了具有第二种二维换能器阵列构造的探针的范例；图4示出了具有第三种二维换能器阵列构造的探针的范例；图5示出了具有第四种二维换能器阵列构造的探针的范例；图6示意性地示出了用于图2的二维换能器阵列构造的元件构造的第一范例；图7示意性地示出了用于图2的二维换能器阵列构造的元件构造的第二范例；图8示意性地示出了用于图2的二维换能器阵列构造的元件构造的第三范例；图9示意性地示出了用于图3的二维换能器阵列构造的元件构造的第一范例；图10示意性地示出了用于图3的二维换能器阵列构造的元件构造的第二范例；图11示意性地示出了用于图3的二维换能器阵列构造的元件构造的第三范例；图12示意性地示出了用于图4的二维换能器阵列构造的元件构造的第一范例；图13示意性地示出了用于图4的二维换能器阵列构造的元件构造的第二范例；图14示意性地示出了用于图4的二维换能器阵列构造的元件构造的第三范例；图15示意性地示出了用于图5的二维换能器阵列构造的元件构造的第一范例；图16示意性地示出了用于图5的二维换能器阵列构造的元件构造的第二范例；图17示意性地示出了用于图5的二维换能器阵列构造的元件构造的第三范例；图18示意性地示出了在没有换能器元件的区域中的一个或多个端部部位处具有散热器的图6的变型；图19示意性地示出了在没有换能器元件的区域中的一个或多个端部部位处具有散热器的图6的另一变型；图20示意性地示出了在没有换能器元件的区域中的一个或多个端部部位处具有散热器的图9的变型；图21示意性地示出了在没有换能器元件的区域中的一个或多个端部部位处具有散热器的图12的变型；图22示意性地示出了根据本文所述的实施例的范例性方法；图23示意性地示出了图6的变型；和图24示意性地示出了图12的变型。具体实施方式图1示意性地示出了一种范例性的成像系统102，诸如，超声波(US)成像系统。成像系统102包括超声波换能器探针104和控制台106。超声波换能器探针104通过合适的接口件与控制台106接合。例如，超声波换能器探针104和控制台106可以通过探针104的电缆的电缆连接器和控制台106的互补接口件、互补无线电通讯接口件等接合。超声波换能器探针104包括二维(2D)换能器阵列108，该换能器阵列108具有沿竖直方向112相互平行设置的多个一维(1D)排1101、...、110i、...、110N(其中i和N是正整数)的，每个具有沿着方位方向116延伸的相应组的元件1141、...、114i、...、114N。排110可包括16、32、64、192、256和/或其他数量的换能器元件114。元件114被配置成传输超声波信号并且接收回波信号。如以下更详细地描述的，换能器阵列108中的有源(active)元件的数量具有非矩形形状，由于中心排110i的元件114比外部排1101和110N包括更多的有源元件。在一个实例中，该换能器阵列108包括非矩形形状的元件。在另一实例中，该换能器阵列108包括具有非矩形形状的有源元件的矩形形状。具有非矩形形状的元件的构造可通过允许减小尺寸的探针104和/或电缆而改善人体工程学，使声谱仪操纵探针104更容易并且使换能器阵列108和患者(subject)之间均匀接触。该构造还可促进离开患者的热耗散。两种构造相对于具有完全填充有源元件矩形的构造可降低成本。控制台106包括传输电路118，该传输电路被配置成有选择地激励换能器元件114和/或排110中的一个或多个。例如，在一个实例中，传输电路118生成一组脉冲，该组脉冲被传送至换能器阵列108，引起其的某些排110的某些元件114传输超声波信号。单独的排110被配置成可被有选择地控制并且可被激励来产生用于至少两个不同深度的超声波束，包括较浅深度(例如，在立面中使用更少的排)和较深深度(例如，在立面中使用更多的排)。该控制台106进一步包括接收电路120，该接收电路被配置成接收响应于所传输的超声波信号而生成的一组回波(或者回波信号)。该回波通常是所发射的超声波信号和结构之间的相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波成像系统(102)，包括：换能器阵列(108)，包括二维阵列的多排(110)换能器元件(114)，其中各排该换能器元件沿着长轴线(116)延伸，该多排相互平行，并且该换能器阵列包括非矩形组的有源换能器元件；传输电路(118)，该传输电路启动该换能器元件来传输超声波信号；接收电路(120)，该接收电路接收响应于该超声波信号和结构之间的相互作用所产生并由该换能器元件接收的回波；和波束形成器，该波束形成器处理该回波并且生成一个或多个指示该结构的扫描线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种超声波成像系统(102)，包括：换能器阵列(108)，包括二维阵列的多排(110)换能器元件(114)，其中各排该换能器元件沿着长轴线(116)延伸，该多排相互平行，并且该换能器阵列包括非矩形组的有源换能器元件；传输电路(118)，该传输电路启动该换能器元件来传输超声波信号；接收电路(120)，该接收电路接收响应于该超声波信号和结构之间的相互作用所产生并由该换能器元件接收的回波；和波束形成器，该波束形成器处理该回波并且生成一个或多个指示该结构的扫描线。2.如权利要求1所述的系统，其中该二维阵列包括外部排(1101，1103)和至少一个内部排(1101)，该外部排具有端部部位(602、604、606、608)，该至少一个内部排设置在该外部排之间，并且该外部排在该端部部位中包括部分换能器元件。3.如权利要求2所述的系统，其中该部分换能器元件具有与该长轴线成斜线的侧边。4.如权利要求3所述的系统，其中该侧边是直线的。5.如权利要求3所述的系统，其中该侧边是弯曲的。6.如权利要求5所述的系统，其中该弯曲的侧边是凸出的、凹入的或者不规则的。7.如权利要求1所述的系统，其中该二维阵列包括外部排(1101，1103)和至少一个内部排(1101)，该外部排具有端部部位(602、604、606、608)，该至少一个内部排设置在该外部排之间，并且该外部排在该端部部位中不包括换能器元件。8.如权利要求7所述的系统，其中至少一个内部排具有第一数量的换能器元件并且至少一个外部排具有第二数量的换能器元件，并且该第一数量大于该第二数量。9.如权利要求2到8中的任一项所述的系统，进一步包括：散热器(1800)，该散热器设置在该端部部位中至少一个的区域中，所述端部部位中至少一个的区域不包括换能器元件的一部分。10.如权利要求9所述的系统，其中该散热器包括热电冷却器、热管或者流体中的一个或多个。11.如权利要求1所述的系统，其中该二维阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·J·比尔斯，J·S·康克林，D·A·麦克亨利，H·延森，R·W·伍兹，
申请(专利权)人：声音技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US