超寬線陣探頭與超聲成像裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的超寬線陣探頭和超聲成像裝置主要應(yīng)用于醫(yī)療成像領(lǐng)域，特別是乳腺、四肢和甲狀腺等部位的診斷。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲成像系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣泛的醫(yī)療成像設(shè)備之一，它通過向人體發(fā)射超聲波，接收人體回波信號，重建人體結(jié)構(gòu)信息，從而應(yīng)用于臨床人體內(nèi)部成像診斷。
[0003]超聲線陣探頭在醫(yī)療診斷中應(yīng)用廣泛，但由于技術(shù)和成本限制，線陣的寬度一般小于8cm，陣元數(shù)一般小于256陣元。在乳腺掃查或四肢臨床掃查中，往往需要寬度較大的二維成像截面。醫(yī)生一般使用線陣探頭往復(fù)進行掃查，所以掃查效率比較低。
[0004]為了保證一致性，現(xiàn)有探頭一般使用單獨一塊壓電晶體加工而成，所以不容易做出大于8cm寬度的探頭。如果加工寬度更大的線陣探頭，往往需要高級技術(shù)和高昂成本。
[0005]線陣在同樣寬度下，較高的陣元數(shù)具有更精細的圖像質(zhì)量。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，制作大于128陣元線陣探頭時，為了保障線纜同軸芯數(shù)不至過多，往往需要把高壓開關(guān)集中在探頭中，這樣容易產(chǎn)生對回波信號的干擾，由于散熱和探頭結(jié)構(gòu)限制，也較難做出大于256陣元的探頭。
[0006]也有技術(shù)使用寬景技術(shù)進行掃查，這種掃查方法醫(yī)生不容易掌握，并且每次掃查的一致性很難保證，軟件成像拼接算法復(fù)雜，圖像效果也不佳。
[0007]因此，需要一種寬度大于8cm超寬線陣探頭與超聲成像裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種超寬線陣探頭與超聲成像裝置，所述成像系統(tǒng)包括:
[0009]超寬線陣探頭，其中包括透鏡、匹配層、壓電晶體、阻尼層、接線電路板、線纜、插頭組成，其中壓電晶體是由多塊陣元數(shù)目相同的壓電晶體組件按直線依次拼接而成，各塊壓電晶體組件通過接線電路板連接不同的線纜。
[0010]超聲成像裝置系統(tǒng)，其包括探頭插座，高壓開關(guān)、控制器、發(fā)射單元、模擬前端AFE、波束合成、信號處理、圖像處理、DSC、顯示部分組成；在控制器的控制下，設(shè)計一種特殊結(jié)構(gòu)的高壓開關(guān)組合，用來支持多個插座與發(fā)射接收通道作為整體進行實時切換。
[0011]波束合成單元增加可配置增益系數(shù)，用于補償壓電晶體組件之間相鄰的兩個壓電陣元和其他壓電陣元的接收回波信號幅值的差異。
[0012]優(yōu)選地，所述各根線纜使用規(guī)格相同，保證信號的一致性。
[0013]優(yōu)選地，所述探頭插頭內(nèi)含有區(qū)別探頭和插頭次序的電路單元或存儲芯片。
[0014]本發(fā)明的超寬線陣探頭不但可以具有超長寬度，也可以制作超多(一般大于256)陣元的探頭。如果超聲成像裝置具有4個支持128陣元探頭的插座，那么其所支持的超寬線陣探頭可以達到單個探頭陣元數(shù)的4倍，即512陣元。并且因為探頭使用壓電晶體組件的拼接方式，可以使用標準壓電晶片和線纜制作，比較容易制作探頭和控制成本。與探頭對應(yīng)的超聲成像裝置由于高壓開關(guān)全部在超聲主機內(nèi)，所以很大程度上減少了探頭內(nèi)部熱量，并且消除了其他實現(xiàn)方式中高壓開關(guān)信號線纜對超聲波信號的干擾。
[0015]在超聲成像裝置系統(tǒng)的波束合成單元，增加可配置增益系數(shù)的增益調(diào)節(jié)處理，用于補償壓電晶體組件之間相鄰的兩個壓電陣元和其他壓電陣元的接收回波信號幅度的差異，提尚超聲成像的一致性。
[0016]在該專利內(nèi)容部分描述了系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)和特點，這將在【具體實施方式】部分中進一步詳細說明。本專利內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定所要求保護的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術(shù)方案的保護范圍。
[0017]以下結(jié)合附圖，詳細說明本專利的優(yōu)點和特征。
【附圖說明】
[0018]本專利的下列附圖在此作為本專利的一部分，用于理解本專利。附圖中示出了本專利的實施例及其描述，用來解釋本專利的原理。在附圖中，
[0019]圖1為根據(jù)本專利的一種超寬線陣探頭和超聲成像裝置的示意性框圖；
[0020]圖2為根據(jù)本專利一個實施例的超寬線陣探頭結(jié)構(gòu)的示意性平面視圖；
[0021]圖3為根據(jù)本專利一個實施例的高壓開關(guān)控制電路示意圖；
[0022]圖4為根據(jù)本專利一個實施例的波束合成增益控制電路示意圖；
【具體實施方式】
[0023]在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本專利更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本專利可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本專利發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進行描述。
[0024]為了徹底了解本專利，將在下列的描述中提出詳細的結(jié)構(gòu)。顯然，本專利的實施并不限定于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細節(jié)。本專利的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本專利還可以具有其他實施方式。
[0025]本專利提供了一種超寬線陣探頭與超聲成像裝置。圖1為根據(jù)本專利一個實施例的超寬線陣探頭與超聲成像裝置的示意性框圖。
[0026]如圖1所示，超寬線陣探頭與超聲成像裝置主要包含兩個子系統(tǒng):探頭子系統(tǒng)100和超聲成像裝置200。其中超聲探頭包含探頭頭部140、探頭線纜150和插頭部分160。超聲成像裝置200包含插座210、高壓開關(guān)220、發(fā)射單元230、控制器250、模擬前端AFE 240、波束合成260、信號處理270、圖像處理280、數(shù)字掃描變換DSC 290、顯示單元295。兩個子系統(tǒng)通過插頭160和插座210連接在一起。
[0027]探頭子系統(tǒng)100包含探頭頭部140、探頭線纜150和插頭部分160。探頭頭部140包含超聲成像關(guān)鍵部件之一的換能器，在以下使用圖示2進行詳細描述。探頭線纜150由多根線纜構(gòu)成，每根線纜又含有多條同軸線。同軸線主要用于發(fā)射高壓電脈沖、接收回波信號，因為二者不是同時進行，所以發(fā)射和接收可以使用同一根同軸線。除此之外，有些同軸線還用作地線，以形成通電回路。假如超寬線陣探頭的陣元數(shù)為512陣元，每根線纜包含傳輸128條用于發(fā)射和接線信號線，那么整個系統(tǒng)至少需要4根線纜。插頭部分160的數(shù)量和線纜一樣多，插接到超聲成像裝置上。每個插頭部分160含有不同的接線碼或存儲電路，用于區(qū)別不同的插頭。超聲成像裝置能夠通過讀取插頭中接線碼或存儲電路的數(shù)據(jù)，判斷插頭的位置是否正確。
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