无线超声探头电缆制造技术

无线超声探头具有探头外壳，所述探头外壳封入换能器阵列、采集电路、收发器、功率电路以及可再充电电池。无线探头还具有可从探头的外部接近的电缆连接器，用于连接提供电池充电电势和／或提供用于与主机系统进行有线通信的成像信号导体的电缆。给出了一个磁性可附接电缆的范例，其不需要可能捕获凝胶和其他污染物的开口或者缺口。优选地，电缆的远程端使用标准化的连接器，使得无线探头可由诸如计算机的标准设备进行再充电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】第1/18页无线超声探头电缆本专利技术涉及一种医学诊断超声系统，具体而言，涉及用于无线超声探 头的电缆。长期以来，尤其是对于声谱师来说，医疗诊断超声的一个缺点是将扫 描探头连接到超声系统的电缆。这些电缆很长，并且由于需要包含来自探 头中数十、数百甚至数千换能器元件的很多同轴线，常常也很粗。结果， 这些探头电缆可能处理起来很麻烦且可能很重。 一些声谱师试图通过在扫 描时将电缆披在手臂或肩部上用于支持来解决电缆问题。在很多情况下这 样可能会导致重复应力损伤。另一个问题是探头电缆可能会污染图像引导 的外科操作的无菌区。此外，这些探头电缆相当昂贵，常常是探头中最昂 贵的部件。于是，长期以来都希望摆脱探头电缆的诊断超声。美国专利6,142,946 (Hwang等人)描述了一种恰恰这样做的超声探头 和系统。这项专利描述了一种具有集成束形成器的电池供电的阵列换能器 探头。收发器向充当其基站的超声系统发送所获取的超声数据。在超声系 统上进行图像处理和显示。尽管无线超声探头使用户免于电缆的不便，但存在一些情况对于无线 探头而言需要或者希望有电缆。例如，电缆可用于对探头中的电池再充电。 如果在扫描过程中电池电量耗尽，电缆可提供对无线探头供电的途径同时 完成该过程。在另一示例中，用户可能出于各种原因更倾向于具有栓系至 超声系统的探头。当无线链路不正确地工作时，电缆可能能够使过程继续。 因此，假定这些情况或事件发生时，期望拥有一种用于执行这些功能的电 缆。根据本专利技术的原理，提供一种通过电缆选择性地耦合到主机系统的无 线超声探头。主机系统可仅用于向无线探头供电或者为探头的电池充电。 主机系统也可以是处理或者显示由无线探头产生的图像数据的系统，并且电缆可用于在无线数据链路发生困难的事件中向主机系统提供图像数据。 在说明的示例中，电缆在一端具有诸如USB连接器的标准化的连接器，能够使探头电池从任何USB兼容的计算机处被充电。说明示例使用探头的磁 性连接器，实现断开(break-away)连接以及无线探头上的密闭连接器。在附图中图la示出了本专利技术的手持式无线超声探头； 图lb示出了本专利技术的无线超声探头和附带的用户接口； 图lc示出了用于本专利技术的无线探头的无线用户接口； 图2a、2b和2c示出了可以充当本专利技术无线探头的基站的不同的超声显 示系统；图3示出了本专利技术的无线ID阵列探头的功能部件； 图4示出了本专利技术的无线2D阵列探头的功能部件； 图5以方框图形式示出了本专利技术的束形成器和无线探头天线之间的主 要电子子系统；图6以方框图的形式示出了本专利技术的无线探头的基站主机的主要部件；图7以方框图形式示出了适用于本专利技术的无线探头中的采集子系统；图8a和8b以截面图示出了本专利技术的轻重量无线探头；图9a和9b示出了无线探头用户接口的范例；附图说明图10a和10b示出了用于本专利技术的无线探头的USB电缆；图11示出了本专利技术的无线探头的探测和定位的测距用途；图12示出了适用于本专利技术的无线探头的显示器头戴附件；图13示出了适用于本专利技术的无线探头的Bluetooth无线语音收发器附件；图14示出了用于若干其他无线装置的本专利技术的无线探头。首先参考图l，示出了本专利技术的无线超声探头IO。探头10封装在硬聚 合机壳或外壳8中，其具有远端12和近端14。用于阵列换能器的换能器透 镜或声学窗口 12位于远端12。正是通过这个声学窗口，换能器阵列发射超 声波，并接收返回的回声信号。天线位于外壳内部探头的近端14处，其向基站主机发射并从所述基站主机接收无线电波16。如图10a和10b所示， 电池充电触点也位于探头的近端。在探头IO—侧是常规的左右标志18，表 示探头该侧对应于图像的左侧或右侧。参见美国专利5,255,682 (Pawhiskiewicz等人)。看起来探头主体的近处部分比探头更宽的远端要 窄。常规上这样做，以便必需要特别紧密接触患者皮肤时，用户能够握住 更窄的近端并向扩展的远端施力。探头外壳8是气密密封的，从而能够对 其清洗和揩拭以去除凝胶，并可以在使用之后进行消毒。图lb示出了本专利技术的无线探头的另一范例10'，其包括附带的收发器 用户接口22。该范例的探头外壳8'包含阵列换能器，还可以包括其他部件， 例如束形成器和采集子系统。然而，这些其他部件也可以位于收发器用户 接口 22中，收发器用户接口的尺寸可容纳其顶表面上所示的用户控制机构。 优选通过实现控制机构，允许在存在凝胶的超声环境中容易地清除，例如 密封膜或触摸屏显示器。前述其他部件的位置选择将影响到连接探头10'与 用户接口22的电缆20。只要阵列换能器位于探头外壳8'中，电缆20就将 包括用于换能器阵列和用户接口 22中的束形成器之间所有阵列元件的导 体。如果束形成器位于探头外壳8'中(这是优选的)，那么电缆20可以更 细，因为电缆仅需要传导成束的或检测到的(不是每个元件)信号以及换 能器功率和控制信号。参见美国专利6,102,863 (Pflugrath等人)。电缆20 可以永久连接到用户接口 22，但优选与可拆除连接器相连，从而可以独立 地清洁、清洗和消毒探头10'或用另一个探头替换。在本实施例中，收发器用户接口 22包括与基站主机系统通信的无线电 收发器和天线。在用户接口 22的底部是具有可调紧扣25的腕带或绑带24。 该腕带或绑带可以是弹性的或搭扣固定的，环绕用户前臂。这样右手用户 就在右前臂顶部佩戴用户接口22，同时在右手中握持探头10'，利用左手手指操作右前臂上的用户控制机构。图lc示出了用于本专利技术的无线探头的无线用户接口32。尽管如下所述， 如果需要的话无线探头IO可以在其上具有几个简单控制机构，但很多用户 更喜欢用户控制机构完全与无线探头分开。在这种情况下，无线探头10可 以仅具有加电/断电开关或根本没有控制机构，用于操作探头的用户控制机 构可以是超声系统控制机构(42，参见图2a)或无线用户接口 32的用户控制机构。图1C中的无线用户接口 32的范例包含发射器，所述发射器直接向无线探头10或向基站主机发送射频或红外或其他无线控制信号16'，以 接着转发给无线探头。在图示的范例中，用户接口32是电池供电的，包括 用于用户接口和/或无线探头的加电/断电开关33。还为探头提供了基本控制 机构，例如静止按钮35以及摇杆开关34以移动光标。可以提供的其他控 制机构是模式控制机构和选择按钮。该范例还包括电池电荷指示器36和信 号强度指示器37，为无线探头IO、无线用户接口32或两者指示这些参数。 可以在用户拿在手中时操作无线用户接口，或者在患者检査期间放在床边。 图2a-2c示出了用于本专利技术的无线超声探头的适当基站主机系统的范 例。图2a示出了具有用于系统电子线路和电源的较低机壳的车载超声系统 40。系统40具有控制面板42，用于控制系统操作，并可以用于控制无线探 头。控制面板上可以用于控制探头的控制机构包括跟踪球、选择键、增益 控制柄、图像静止按钮、模式控制机构等。在显示器46上显示根据无线探 头接收的信号所产生的超声图像。根据本专利技术的原理，车载系统40具有一 个或多个天线44，用于在无线探头和主机系统之间发射和接收信号16。也 可以可替代地采用射频信号之外的其他通信技术，例如探头和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于连同电缆使用的无线超声探头，包括　探头外壳；　位于所述外壳中的阵列换能器；　位于所述外壳中并耦合到所述阵列换能器的采集电路；　位于所述外壳中的收发器，其用于以无线方式向主机系统发送图像信息信号；　位于所 述外壳中的功率电路，其用于向所述阵列换能器、所述采集电路和所述收发器提供激励电压；　位于所述外壳中并且耦合到所述功率电路的电池；　可从所述外壳外部接近的电缆连接器；以及　电缆，其可移除地连接到所述电缆连接器，用于传送图像信 息信号或者激励电势中的至少一个。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-6-1 60/941,4271、一种适于连同电缆使用的无线超声探头，包括探头外壳；位于所述外壳中的阵列换能器；位于所述外壳中并耦合到所述阵列换能器的采集电路；位于所述外壳中的收发器，其用于以无线方式向主机系统发送图像信息信号；位于所述外壳中的功率电路，其用于向所述阵列换能器、所述采集电路和所述收发器提供激励电压；位于所述外壳中并且耦合到所述功率电路的电池；可从所述外壳外部接近的电缆连接器；以及电缆，其可移除地连接到所述电缆连接器，用于传送图像信息信号或者激励电势中的至少一个。2、 如权利要求l所述的无线超声探头，其中，所述电缆传送激励电势 以对所述电池充电。3、如权利要求l所述的无线超声探头，其中，所述电缆向主机系统传 送图像信息信号以进行超声图像的显示。4、 如权利要求1所述的无线超声探头，其中，所述电缆将控制信号从 主机系统传送到所述无线探头。5、 如权利要求l所述的无线超声探头，其中，所述电缆连接器至少部 分地位于所述外壳中，并且当电缆未连接到所述连接器时所述电缆连接器 由罩覆盖。6、 如权利要求l所述的无线超声探头，其中，所述电缆连接器集成到 所述探头外壳，以防止流体进入所述外壳中，并且当电缆未与所述连接器连接时所述电缆连接器未被覆盖。7、 如权利要求1所述的无线超声探头，其中，所述电缆连接器还包括 标准化的计算机连接器。8、 如权利要求7所述的无线超声探头，其中，所述标准化的计算机连 接器还包括USB连接器。9、 如权利要求1所述的无线超声探头，其中，所述电缆可通过磁性吸 引连接到所述电缆连接器。10、 如权利要求1所述的无线超声探头，其中，在使用所述探头进行 成像期间所述电缆为所述功率电路提供激励电势。11、 一种适于连同电缆使用的无线超声探头，包括 探头外壳；位于所述外壳中的阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：M波伦，D库斯库纳，M威尔逊，D加纳，A加德斯，D黑利，D拉斯特，J弗雷泽，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]