该手持式超声设备封装在一便携式单元内，能执行Ｂ超和多普勒成像功能。它包括置于手持式封装内的换能器阵列，该换能器阵列带有连接到阵列各阵元的集成电路收发器以接收回波信号。数字波束合成器也置于手持式封装内，将阵列各阵元接收到的回波信号形成超声扫描线。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本文是对1996年6月28日提交的案号为08/672,782的美国专利申请的部分继续。本专利技术涉及医学超声诊断系统，特别是完全集成化的手持式超声诊断设备。众所周知，现代超声诊断系统庞大而复杂。当今先进的超声系统即使是置于为便于携带的手推车上，其重量亦达数百磅。在过去，超声系统都是相对较小的桌面单元，与一台个人电脑的尺寸相当，比如本专利技术的受让者Advanced Technology Laborarories公司生产的一些系统。但是这些设备却不具备当今先进的超声系统的许多高级性能，如彩色多普勒成像和三维显示能力。随着超声系统变得越来越复杂，它也变得越来越笨重。然而，随着数字电路集成密度的不断增大，现在就能预见到微型超声系统的出现，其尺寸甚至比甚早期的更小。医生们习惯使用手持式超声扫描探头进行工作，它的大小仅与一只电动剃须刀差不多。因此，假如能继续使用相似的扫描探头，把整个的超声系统压缩进一个与其大小相当的单元中，是很合适的。这样的超声设备如果还能尽可能多地保留当今高级超声系统的一些特性，比如消斑、彩色多普勒和三维成像能力，那就更加理想了。依据本专利技术的原理，本文提供一种诊断超声设备，它在一个手持单元内展示了先进超声系统的许多特性。该设备能制作成单一单元，或者在一优选实施例中，制成有两个子部分的单元，其中一部分包含换能器，波束合成器和图像处理器，另一部分包含显示器和两个子部分的电源。在两个子部分结构中，换能器/处理器部分能够用一只手来操纵，连接两部分的电缆将图像传输至显示器显示，显示器可以手持或者放置在适于观察超声图像的最佳位置。电缆还从显示器部分向换能器/处理器部分提供电源。在一优选实施例中，包括换能器直至视频输出的整个超声系统制作在四种类型的专用集成电路(ASIC)上连接到阵列换能器各阵元的发射/接收ASIC，；执行和控制带有多个延迟通道的发射波束合成和接收波束合成的前端ASIC；对超声信号进行诸如滤波处理的数字信号处理ASIC；接收处理过的超声信号并产生超声图像数据的后端ASIC。图像既可以在标准监视器上也可以在液晶显示屏(LCD)上显示。实际上包含ASIC的单元的电路部分能够制作在单块印刷电路板上，减少由连接器和电缆带来的传统问题。这种高级的超声仪器能制作成一个重量少于5磅的手持式单元。各图说明如下附图说明图1用框图的形式描述了本专利技术的一个手持式超声系统的体系结构；图2a和图2b分别是本专利技术的一个手持式超声系统的正视图和侧视图，该系统封装在一个单体单元中；图3a和图3b分别是换能器的正视图和侧视图，它用于本专利技术的一个手持式双体单元超声系统。图4描述了本专利技术的一个手持式双体封装超声系统的两个部分；图5是图1中超声系统的发射/接收ASIC的示意图；图6是图1中超声系统的前端ASIC的框图；图7描述由发射/接收ASIC和前端ASIC提供的换能器孔径控制；图8是图6中前端ASIC上的帧序列发生器和RF头序列发生器的框图；图9是图6中前端ASIC上的行序列发生器、TGC序列发生器、串行总线序列发生器和地址序列发生器框图；图10是图6中前端ASIC上的波束合成器通道的求和网络框图；图11是图6中前端ASIC上的其中一个动态聚焦控制器框图；图12是图6中前端ASIC上的其中一个动态加权控制器框图；图13是一个典型的聚焦控制曲线，用于解释图11中的动态聚焦控制器；图14是一个典型的加权函数曲线，用于解释图12中的动态加权控制器；图15描述一个优选的数字延迟器，用于本专利技术的波束合成器；图16是图1所示超声系统的用户控制键列表。首先参阅图1，本专利技术的手持式超声系统的体系结构如图所示。只有恰当地选择系统的功能和特性并有效地利用集成电路和超声技术，就能将整个超声系统封装在一个单体手持式单元中。换能器阵10的使用有赖于它的固态特性、电路控制能力、可变孔径、图像性能以及可靠性。可使用的换能器阵有平面线性阵或凸面弧形线性阵。在一优选实施例中使用的是凸面弧形阵，它能提供宽范围的扇形扫描场。在该优选实施例中，虽然提供了足够的电路延迟能力用于控制和使诸如相控的平面换能器阵进行聚焦，但弧形换能器阵的几何曲率毕竟还是减少了波束合成器对延迟控制的需要。换能器阵单元连接到发射/接收ASIC20，该ASIC驱动这些换能器阵元并接收它们收到的回波信号。发射/接收ASIC30还控制换能器阵10中处于激活状态的发射阵孔径和接收阵孔径，并控制接收回波信号的增益，发射/接收ASIC最好位于距离换能器阵元几英寸之内的地方，封装在一起且恰好位于换能器之后是最佳的。发射/接收ASIC20接收到的回波信号提供给相邻的前端ASIC30，它将各个独立换能器阵元的回波信号数字化并合成为波束，形成连续的扫描线信号。前端ASIC30还通过提供给发射/接收ASIC的控制信号，控制发射波形的时序、孔径以及超声波束的聚焦。在描述的实施例中，前端ASIC30为其它的ASIC提供时序信号和时间增益控制。电源和电池管理子系统80监视并控制给换能器阵提供的电源，从而控制施加给病人的声能量并尽量减少系统的能量消耗。存储器32连接到前端ASIC30，用于存储波束合成器使用的数据。合成为波束后的扫描线信号从前端ASIC30连接到相邻的数字信号处理ASIC40。数字信号处理ASIC40对扫描线信号进行滤波，并在该优选实施例中提供了好几种先进的处理手段，包括综合孔径合成、频率复合、多普勒处理如功率多普勒(彩色功率血管成像)处理及消斑。然后，B超和多普勒信息传输到相邻的后端ASIC50进行扫描转换并产生视频输出信号。存储器42连接到后端ASIC50用于存储三维功率多普勒成像(3D CPA)所需的数据。后端ASIC还将一些文字数字信息加到显示屏上，诸如时间、日期以及病人身份。图像处理器将深度和聚焦标记以及箭头之类的信息叠加在超声图像上。一帧帧超声图像存储在连接到后端ASIC50的视频存储器50里，以使能够回调它们并进行实时电影回放。这些视频信息能以多种制式进行视频输出，包括NTSC和PAL电视制式、用于LCD显示屏60或视频监视器的RGB驱动信号。后端ASIC50还包括超声系统的中央处理器，即一个RISC(精简指令集控制器)处理器502。RISC处理器连接到前端ASIC和数字信号处理ASIC，控制整个手持式单元的处理过程和控制功能并使之同步。程序存储器52连接到后端ASIC50上存储程序数据，RISC处理器使用这些程序操作或控制单元。后端ASIC50还连接到一个配置成红外发射器或PCMCIA接口56的数据接口上。该接口允许连接其它的模块或功能，或与该手持式超声单元进行通讯。接口56能够连接到调制解调器或通讯线路上，从远处发射和接收超声信息。该接口能连接其它的数据存储设备，使单元增加新的功能，如增加一个超声信息分析软件包。RISC处理器还连接到单元的用户控制器70，接收用户输入以指挥和控制该手持式超声系统的操作。在一优选实施例中，手持式超声系统的电源由充电电池或交流适配器提供。充电电池由电源子系统80进行维护并向单元各部分提供电源。电源子系统包括一个直流变换器，将低电池电压转变为较高的电压并加在发射/接收ASIC20上，驱动换能器阵10的各阵元。图2a和图2b描述了具有单体结构的单元87，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一台手持式超声设备包括： 外壳； 置于所述外壳内并通过一声学窗口检测病人的换能器阵； 置于所述外壳内的接收器，用于从所述的换能器阵各阵元接收回波；以及 置于所述外壳内且与所述接收器相连的数字波束合成器，用于数字延迟和联接由所述的换能器阵元接收到的回波信号以形成超声束。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：WR奥勒，J库格林，L格雷瑟，SG达尼尔森，BW利特勒，LS普夫卢格拉思，
申请(专利权)人：索诺塞特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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