换能器的超声适配方法和系统以及系统分离技术方案

提供使来自超声换能器的信号适合超声系统１４的方法和系统。在换能器组件１２中信号处理输出与系统１４不兼容的数据时，在组件１２内设置的线路把数据转换成与系统１４兼容。例如，提供子阵列混频以便对来自多个换能器元件３２的信号进行部分射束形成。从多个子阵列得出的输出信号通过电缆１８提供给组件１２的连接器外壳２０。因为混频器使数据向中频移动，输出数据可在不同于接收射束形成器工作频率的频率。提供附加混频器５４把中频信号转换为超声系统１４的接收射束形成器２６可处理的射频信号。又例如来自多个元件３２的信号多路复用。接收射束形成器２６无法多路分离信号时，组件内的线路多路分离射束形成数据来转换信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及换能器体系结构和超声系统。具体地说，在超声换能器探头组件中定位电子电路。
技术介绍
医学诊断超声系统一般具有可拆卸的超声探头组件。换能器阵列装在手持式探头中。手持式探头通过电缆连接到连接器外壳。所述连接器外壳在电气上和在机械上可拆卸地连接到超声系统。用户可以为不同的检查选择不同的超声探头，并把选定的探头连接到超声成像系统。利用射束形成器及超声成像系统中的其它线路，通过所连接的换能器探头发射和接收声能来产生图像。与所述成像系统相关的电子电路已经放入超声探头外壳中。例如，时间延迟和求和器定位在换能器探头中以执行来自多维阵列的部分射束形成。部分射束形成后的信号(即，来自每个射束形成的子阵列的信号)输出到超声成像系统，用于射束形成。作为另一个例子，美国专利No.5590658公开了一种手持式探头外壳，其中装有超声换能器和射束形成线路。作为另一个例子，其公开通过引用结合于此的美国专利(美国专利申请号10/184461)公开了把多路复用器及其它电子电路集成在手持式超声换能器探头外壳中。来自多个换能器元件的信号被时分复用到几条电缆上，用以传输到超声成像系统中。在另一个超声换能器探头组件中，摇动器(wobbler)换能器所用的控制器定位在连接器外壳中，用以控制探头外壳中摇动器阵列的电动机。作为再一个例子，在1.5D阵列上选择孔径的开关或者无源调谐电感定位在换能器组件的连接器外壳内。
技术实现思路
作为介绍，下述优选实施例包括用于使来自超声换能器的信号适合于超声系统的方法和系统。对于实时三维成像或者其它成像，部分射束形成或者其它信号处理都在超声换能器组件内完成。在处理导致数据与超声系统不兼容的情况下，在换能器组件内设置的线路把数据转换为与超声系统兼容。例如，向来自多个换能器元件的部分射束形成信号提供子阵列混频。混频器和求和器设置在换能器探头内。所得的输出信号通过电缆提供给换能器探头组件的连接器外壳。因为混频器改变数据，诸如使数据向中频移动，输出数据可能是在不同于接收射束形成器的工作频率的频率下。然后设置附加混频器，把中频信号转换为可由接收射束形成器处理的射频信号。作为另一个例子，来自多个换能器元件的信号被多路复用在一起，诸如利用时分双工。在接收射束形成器不能对这类信号进行多路分离的情况下，在换能器探头组件内的线路通过对数据进行多路分离来转换所述信号。超声系统具有数目有限的接收射束形成器信道。通过在换能器探头组件内提供信号处理、转换和/或部分射束形成，所用的元件数目可以不同于系统提供的接收射束形成器信道的数目。因为超声换能器探头组件中的信号处理电子电路可以输出不同于接收射束形成器可用的数据，在探头外壳和连接器外壳之间可以利用同轴电缆的全部带宽。可以用光纤或其它电缆代替同轴电缆。探头外壳和连接器外壳之间的这种信号传送格式不受接收射束形成器信道的数目和兼容性的限制。任何不同的换能器阵列技术均可使用，包括PZT、CMUT或多层PZT。在开发新技术的情况下，超声换能器探头组件用来把信号从新技术转换到所述接收射束形成器所预期的信号。通过提供连接器外壳内这里论述的电子电路中的某些或者全部，功率耗散、热耗散和电子电路可用的体积都可能比把电子电路定位在换能器探头外壳内要大。利用以下要求其权利的一个或多个方面、系统或方法时，可以提供上述优点的其它的、不同的优点或不提供任何上述优点。在第一方面，提供一种使来自超声换能器的信号适合于超声系统的方法。来自多个元件的信号在换能器组件内处理。处理后的信号转换为一种适合于超声系统的不同形式。所述转换是在换能器组件内完成的。在第二方面，提供一种用于使来自超声换能器的信号适合于超声系统的换能器组件。电缆与超声换能器连接。连接器外壳至少部分包围可拆卸连接器和信号处理装置。电缆在电气上把超声换能器的元件连接到信号处理装置。可拆卸连接器可用以连接到超声系统和与之分开。可拆卸连接器还可用以响应信号处理装置和超声换能器而输出信号。在第三方面，提供一种用于使来自超声换能器的信号适合于超声系统的方法。对来自换能器组件的多个(M个)元件的信号进行部分射束形成。部分射束形成是在换能器组件中完成的。部分射束形成后的信号转换为一种适合于超声系统的不同形式。所述转换是在换能器组件中完成的。经转换的部分射束形成后的信号被输出到超声系统的多个(N个)射束形成器信道。N小于M。本专利技术由以下权利要求定义，本节的任何部分都不应该看做是对那些权利要求的限制。本专利技术的其它方面和优点将在下面结合优选实施例来论述。附图说明元件和图形不一定按比例绘制，重点在于举例说明本专利技术的原理。此外在图中，类似的参考标号标示不同视图中相应的部分。图1是一个实施例中的超声成像系统中的换能器组件的框图；图2是一种信号处理装置的一个实施例的框图；图3A-D是利用子阵列混频的示例部分射束形成过程的曲线图； 图4是信号处理电路的一个实施例的框图；以及图5是使来自超声换能器的信号适合于超声系统的方法的一个实施例的流程图。具体实施例方式下面论述的换能器组件内的许多装置和相关的处理可在换能器组件内的任何位置完成。在一个实施例中，部分或全部电子电路定位于连接器外壳内，这里更容易获得空间和功率，与换能器探头外壳或者沿着电缆相反。与超声成像系统的接收射束形成器不兼容的信号被转换为兼容的信号。例如，许多当前的超声系统不能接收某一频率范围以外的信号、数字信号或者多路复用信号。在换能器组件、如连接器外壳内的电子电路把数字信号转换为模拟信号，把多路复用信号转换为多路分离信号，或者把一个频带的信号移到另一个频带。结果，可在换能器探头组件内提供现有技术的电路技术，以便对来自换能器阵列的数据进行部分射束形成、压缩或者其它处理。这些处理可以与老的、传统的或者不兼容的超声系统的接收射束形成器可用的信号形式无关。把换能器阵列连接到超声系统的电缆数量和电缆上使用的信号传送方案可以与成像系统的接收射束形成器无关地进行选择。部分射束形成可以以与接收射束形成器不兼容的方式改变数据。把信号处理线路定位在换能器探头组件的连接器外壳内，部分射束形成接着是转换为兼容格式，或者在换能器组件内信号的其它处理接着是把处理后的信号转换为兼容格式，这些可以彼此独立地使用或者以任何组合形式使用。图1显示带有用于使来自超声换能器阵列32的信号适合于超声系统14的换能器组件12的系统10的一个实施例。图1表示连接到超声系统14的换能器组件12。可拆卸的换能器组件12使超声系统14可以为成像选择具有不同频率响应或其它特性的不同换能器。在一个实施例中，超声系统14是一种医学诊断超声成像系统。在其它实施例中，超声系统14是一种计算机工作站或者其它医学成像系统。对于独立的超声系统，超声系统14包括用连接器22连接的发射射束形成器24和接收射束形成器26。发射射束形成器24可用以为同时沿着一个或多个射束发射声能而产生多个经过相对延迟和切趾的波形。发射射束形成器24产生的电信号被引导到连接器22。连接器22在电气上还连接到接收射束形成器26。在一个实施例中，超声系统14内来自连接器22的连接是永久性的并通过一个或多个开关、如收发开关来实现。接收射束形成器26是模拟的或数字的接收射束形成器。接收射束形成器26配置成在射频频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使来自超声换能器的信号适合于超声系统（１４）的方法，所述方法包括：（ａ）处理（６２）来自换能器组件（１２）内多个元件（３２）的信号；以及（ｂ）把处理过的信号转换（６４）为一种适合于所述超声系统（１４）的不同形式，所述 转换在所述换能器组件（１２）中进行。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DA彼得森，RN菲尔普斯，JC拉珍拜，
申请(专利权)人：美国西门子医疗解决公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]