小型超声仪器和方法技术

检查人体有关区域的组织的超声仪器（２１）具有带观察口（５１）的壳体。提供的超声换能器（５２）由超声元件阵列（５３）构成，设置在观察口内。供给电脉冲至换能器用于换能器激励，以便将超声信号引入人体而由有关区域内的组织反射。换能器能够转换由人体内组织反射至换能器的超声信号，以提供电信号。提供的电信号随后数字化。从数目少于３３个的换能器激励收集数字化电信号，组成人体有关区域的组织的一幅单帧图像，随后显示。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。现在，各种超声仪器已使用于工业和医学领域，特别是医学诊断领域。然而，这种仪器经常是大型的和较昂贵的。而且它们的使用也较复杂。迫切地需要这样的仪器，它制造得较紧凑和较便宜，以及使用极为简便。一般来说，本专利技术的目的是提供一种，而这种仪器可以大大减小尺寸和降低成本。本专利技术的另一目的是提供一种上述特性的仪器，它是便携式的。本专利技术的另一目的是提供一种上述特性的仪器，它能够被封装在袖珍手持装置内。本专利技术的另一目的是提供一种上述特性的仪器和方法，它的电源管理可以降低所需功率。本专利技术的另一目的是提供一种上述特性的仪器和方法，它使用可拆卸的扫描头来选择预见的特定用途所需的频率。本专利技术的另一目的是提供一种上述特性的仪器和方法，其中使用了特别新颖的成像方法，用于从少于33个的换能器激励一次收集用于组成一帧图像的全部数据，从而减少所需的电子装置和大大减少功率的消耗。本专利技术的另一目的是提供一种上述特性的仪器和方法，其中，每次超声换能器激励都可产生单帧图像。本专利技术的另一目的是提供一种上述特性的仪器和方法，用它可以获得恒定的像素密度。本专利技术的另一目的是提供一种上述特性的仪器和方法，用它可以在图像建立以前对预处理数据进行平均，以增强信-噪比。本专利技术的另一目的是提供一种上述特性的仪器和方法，它具有极低的占空度。本专利技术的另一目的是提供一种上述特性的仪器和方法，它可以使用直线的、曲线的和相控的阵列。本专利技术的另一目的是提供一种上述特性的仪器和方法，其中提供了一种图像放大功能可放大至换能器阵列的固有分辨率。本专利技术的另一目的是提供一种上述特性的仪器和方法，在扫描头内使用非易失性存储装置，使得相关的电子装置能够知晓扫描头的频率范围。本专利技术的另一目的是提供一种上述特性的仪器和方法，它特别适合引导探头，例如探针至希望的位置。本专利技术的另一目的是提供一种上述特性的仪器和方法，用它可提供人体的有关区域内彼此间隔开的位置的多个图像。本专利技术的另一目的是提供一种上述特性的仪器和方法，用它可获得彼此间隔希望距离的多个图像。本专利技术的另一目的是提供一种上述特性的仪器和方法，用它可获得彼此按角度间隔的多个图像。本专利技术的另一目的是提供一种上述特性的仪器和方法，同它可获得彼此间隔的位置的按比例间隔的多个图像。本专利技术的另一目的是提供一种上述特性的仪器和方法，它的彼此间隔的图像是顺序显示的，以便在人体的有关区域产生动态的图像。本专利技术的另一目的是提供一种上述特性的仪器和方法，它的多个图像是借助相对于人体移动换能器阵列而获得的。本专利技术的另一目的是提供一种上述特性的仪器和方法，它能够使用于各种医学诊断方法。本专利技术的其它目的和特点可以通过下列最佳实施例的说明结合附图而明确表示出来，其中附图说明图1是结合有本专利技术的可折卸的扫描头的小型超声仪器的等轴图，其中，某些部分被切去。图2是组成图1所示仪器一部分的可拆卸的扫描头的等轴图，它使用具有一个阵列的超声换能器。图3是与图1所示仪器一起使用的另一种可拆卸的扫描头的等轴图，它使用具有相控阵列的超声换能器。图4是图1所示仪器使用的电子装置的方框图。图5是流程图，示出本专利技术仪器和方法中用于超声图像建立的步骤。图6是结合有本专利技术的超声仪器的另一实施例的等轴图，它用于引导探针或探头。图7是结合有本专利技术的超声仪器的等轴图，在其中设置了一个主模块或者说基本模块以及一个显示模块。图8是图7所示主模块或基本模块和显示模块以蛤壳型式连到一起的等轴图。图9是本专利技术的超声仪器的另一实施例的等轴图，它使用线性空间成像。图10是本专利技术的超声仪器的等轴图，它使用扇形扫描获得动态成像。图11是本专利技术的超声仪器的另一实施例的等轴图，它结合使用一个探头。一般来说，本专利技术的超声仪器用于检查人体的有关区域，并具有带观察口的壳体。在观察口内设置一个换能器阵列。壳体上有对超声波基本透明的装置，该装置形成覆盖换能器阵列的阻抗匹配透镜，并具有一个表面能够与人体接触。超声换能器阵列能够转换由人体反射至换能器阵列的超声波能量以提供电信号。还设置装置以随时间对电信号进行增益校正。设置混频装置以提供电信号的同相和异相分量。设置装置用于电信号的同相和异相分量的数字化。设置装置用于一次性收集从人体有关区域的少于33帧形成一幅图像的数字化电信号。设置存储装置用于借助存储每个接收到的电信号的大小和相位角在存储装置内存储单帧图像。设置显示装置。设置装置用于使单帧图像与显示装置匹配，以便提供人体有关区域的可视图像。更具体地说，图1所示本专利技术的超声仪器21具有壳体22，它制成可以用手握的形状。壳体22配置可拆卸的扫描头23。壳体22的外形为平行六面体具有平行间隔的前和后壁26和27，以及彼此间隔的基本上平行的侧壁28和29。还设置顶壁31。底壁是由可拆卸的扫描头23组成的。壳体22和扫描头23可以由适当的材料制成，例如塑料。前壁上设置适当的显示器，例如液晶显示器36。在前壁26的显示器36的上面设置一组控制按钮37、38、39和41，能用于提供各种功能，详见下述。壳体22和可拆卸的扫描头23内包容了图3所示的电子装置。可拆卸的扫描头23是一组可与壳体22结合使用的一组扫描头之一。如下面所述，扫描头对于不同的用途使用不同的频率。每个可拆卸的扫描头23具有换能器52，它是由一组压电换能元件53组成的换能器阵列。换能元件53的数目可以是32个或其倍数例如64，128和256个。这些元件可以由普通的超声换能材料制成，例如压电跃变材料(PZT)。换能器元件53可以排列成特殊的阵列，例如图1所示的直线阵列，以提供宽的覆盖区，它特别适用于胎儿的监控或周边血管的诊断。在希望较小覆盖区的地方可以使用相控阵列，例如，当需要透过人体的彼此间隔的肋骨进行检查时。此外在某些用途中可以使用曲线阵列，如下文所述。如图1和2所示，可拆卸的扫描头23带有矩形的窗口51，其尺寸可以放置直线换能器阵列，比如宽度可以是25至30mm，长度可以是约100mm，在其中设置换能器52，它是由一组超声换能器元件53组成的希望形状的阵列，该阵列在窗口51的长度和宽度上延伸。换能元件53的阵列按普通的方式排列，并列在吸声衬垫层54的上面。换能器元件53借助导体56用普通的方式连接至在扫描头23内安装的印刷电路板57。普通的半导体开关装置58安装在印刷电路板57上和连接至在扫描头23内安装的普通的高密度低受力阴性连接器61。一个适当型号的非易失性存储装置59(例如EEPROM)也安装在印刷电路板57上。非易失性存储装置59中有针对选定的换能器的程序信息和/或对壳体内的电子装置编程的应用配置，从而使它适合于与选定的扫描头内设置的特定换能器阵列一起工作。由适当的对超声能量透明的塑料形成的阻抗匹配层和透镜66组合安装在窗口51内，覆盖换能器52。它具有表面67，适合与要用超声仪器检查的人体有关区域的组织的表面配合，详见下述。匹配层和透镜66具有对应于阵列的长度的y维以及对应于阵列的宽度或前后尺寸的x维。匹配层和透镜66提供固定的焦距，它一般具有接近远场的焦距，或者换句话说，焦距接近或超出当沿正交平面扫描时用超声信号获得组织图像的最大深度。设置协作装置用于连接可拆卸的扫描头23至壳体22，它由第一和第二向上和向外延伸的弹簧式插销臂71组本文档来自技高网...

【技术保护点】
检查人体有关区域内的组织的超声仪器，它具有：带观察口的壳体；由超声元件阵列组成的超声换能器，该阵列设置在观察口内，具有固有的分辩率；基本上能透过超声波的装置，它设置在壳体上，组成覆盖换能器阵列的阻抗匹配透镜，并具有可以与人体接触的表面；用以供给发射的电脉冲至用于实现单个换能器激励的上述至少一个但少于六个的换能器的装置，以将超声信号引入人体，以便由有关区域内的组织反射，上述换能器可以转换由人体内反射的超声信号，以提供电信号；用于根据时间对电信号提供增益校正的装置；混频装置，用于提供经过增益校正的电信号的同相和异相分量；用于电信号的同相和异相分量的数字化的装置；用于从数目少于３３个的换能器激励收集形成人体有关区域内的组织的单帧图像的数字化的电信号的装置；存储装置，用于通过存储每个接收到的数字化电信号的大小、相位角度和接收时间来存储所述单帧图像的数字化电信号，以提供预处理的数据；显示装置，用于使用所述预处理的数据；以及用于将存储装置连接至显示装置，以提供人体有关区域内的组织的可视图像的装置。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：米尔A伊姆兰，格伦W麦克劳克林，威廉D利普斯，詹姆斯M布伦南，
申请(专利权)人：诺瓦索尼克斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]