專(zhuān)利名稱(chēng)：等相位二維陣列探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，主要通過(guò) 文進(jìn)的方法和配置對(duì)三維成像 探頭進(jìn)行排列，完成醫(yī)療成像處理的系統(tǒng)和方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明通過(guò) 排列二維探頭，改善圖像獲取方法，從而改進(jìn)容積成像，以及探頭生產(chǎn)的便 利性。
背景技術(shù)：
盡管圖像顯示技術(shù)取得了極大進(jìn)步，可以更高分辨率顯示、可從不同角 度用三維圖像觀察掃描圖像，進(jìn)行更準(zhǔn)確的診斷，但是，采用二維陣列探頭
的過(guò)程仍然受限于技術(shù)上的困難。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，美國(guó)專(zhuān)利5,911,692和 6,014,897中公布的稀疏二維陣列探頭產(chǎn)生的是很差的波束分辨率圖像，若應(yīng) 用這樣的探頭數(shù)據(jù)的話(huà)，就會(huì)使圖像構(gòu)建過(guò)程變得更復(fù)雜。
常規(guī)的一維陣列探頭釆用線(xiàn)陣平面或者凸陣配置，已在超聲成像中應(yīng)用 多年。應(yīng)用從探頭接收的回波數(shù)據(jù)產(chǎn)生的圖像表現(xiàn)為二維橫截面，操作者可 以在周?chē)苿?dòng)探頭，獲取多個(gè)二維圖像切片，然后通過(guò)插值等處理這些二維 圖像切片，發(fā)現(xiàn)疾病。有的系統(tǒng)也提供徒手或者馬達(dá)驅(qū)動(dòng)三維獲取的容積構(gòu) 建算法，進(jìn)行病理診斷。但是手的移動(dòng)通常造成信號(hào)干擾、信號(hào)不穩(wěn)定，導(dǎo) 致圖象重建不準(zhǔn)確，診斷不可靠。
圖1A所示的一維陣列的常規(guī)波束合成器。沿著與陣元方向一致的波束掃 描方向移動(dòng)，控制聚焦聲束，生成二維圖像。定時(shí)控制電路(圖中沒(méi)有顯示) 生成信號(hào)，輸入給延時(shí)時(shí)序發(fā)生器。參見(jiàn)圖1B和圖1C,延時(shí)時(shí)序發(fā)生器發(fā)射 脈沖激勵(lì)探頭陣列，發(fā)出超聲波，通過(guò)發(fā)射、聚焦、和經(jīng)過(guò)類(lèi)似的延遲時(shí)序 的回波信號(hào)，形成一維圖像。線(xiàn)陣掃描時(shí)采用周一延時(shí)特性曲線(xiàn)沿著陣元方 向掃描波束，相控陣則在不同角度偏轉(zhuǎn)，形成二維圖像。
在過(guò)去10年，很多研究人員嘗試過(guò)"稀疏，，二維陣列概念。這一概念是把若 干個(gè)二維陣列陣元(例如64x64二4096)以不同分布方式連接到現(xiàn)有的系統(tǒng)波 束形成通道(通常范圍介于64 256 )。這樣就可以使超聲系統(tǒng)不需要4096通道 波束合成器。但是，由于通道數(shù)目明顯減少，這一做法令橫向和縱向方向的 波束分辨率大大下降。
美國(guó)專(zhuān)利5,911,692標(biāo)題為"稀疏二維寬帶超聲換能器陣列，，中，公布了一 種超聲成像系統(tǒng)。為了減少信號(hào)處理通道的數(shù)量，這種超聲成像系統(tǒng)采用較小的換能器陣元陣列。換能器陣元數(shù)量上減少了，然后再將陣元有選擇地分 布于網(wǎng)狀圖形上，這可減少陣列產(chǎn)生的旁瓣。為減少陣元陣列，分兩步離散
換能器陣列的孔徑第一步，把連續(xù)孔徑離散為一組同心環(huán)形；然后，將每
個(gè)同心環(huán)形用 一組有間隔的換能器陣元代替。
圖1D顯示的是5,911,892專(zhuān)利公開(kāi)的稀疏換能器陣列10,包括多個(gè)發(fā)射器 22驅(qū)動(dòng)的換能器陣元12。每個(gè)換能器陣元12把從被掃描物體反射回來(lái)的超聲 能量轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)，通過(guò)一套發(fā)射/接收(T/R)開(kāi)關(guān)即收發(fā)開(kāi)關(guān)26分別送至 接收器?？刂破?8接收操作人員的命令，操作發(fā)射器22、接收器24和收發(fā)開(kāi) 關(guān)26，控制器28控制收發(fā)開(kāi)關(guān)26打開(kāi)每個(gè)換能器陣元12的發(fā)射器?？刂破?8 進(jìn)一步控制收發(fā)開(kāi)關(guān)26打開(kāi)發(fā)射器22,以適當(dāng)?shù)难訒r(shí)接收不同換能器陣元12 的回波信號(hào)。接收器24接收的回波信號(hào)接著被放大、產(chǎn)生掃描圖像。但是， 如上所述，由于用于掃描和產(chǎn)生回波信號(hào)的通道有限，稀疏二維陣列掃描過(guò) 程無(wú)法提供足夠的分辨率。
因此，采用上述普通技術(shù)的產(chǎn)品，尤其是對(duì)于三維醫(yī)療圖像掃描和顯示 系統(tǒng)，仍然需要改進(jìn)的方法和系統(tǒng)，以克服這些不足。具體地說(shuō)，需要提供 一種改進(jìn)的方法和配置，改進(jìn)波束分辨率，方便進(jìn)行圖像構(gòu)建，提供高質(zhì)量 的準(zhǔn)確圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一為提供一種采用二維陣列探頭的醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)及
方法， 一方面為醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)提供新的探頭配置和方法，改進(jìn)波束分辨
率、方便生產(chǎn)〗笨頭的工藝，從而解決上述局限性和困難。
本發(fā)明的另 一個(gè)方面是為醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)提供新的探頭配置和方法，
更可靠、更方便地獲取由二維圖像數(shù)據(jù)集的多個(gè)切片構(gòu)成的容積，并且不導(dǎo)
致波束分辨率、圖像質(zhì)量下降。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是在換能器陣元的橫向方向上施加的一定的相位延
遲，同時(shí)把等相的延時(shí)應(yīng)用到縱向方向的換能器陣元上。通過(guò)線(xiàn)形或曲線(xiàn)運(yùn)
動(dòng)的方式，選擇多個(gè)換能器陣元，獲取容積數(shù)據(jù)。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，所述醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)包括 二維陣列探頭，由排列在經(jīng)度和綿度方向上的換能器陣元構(gòu)成； 多路器，沿所述經(jīng)度或煒度方向的第一維排列，將換能器陣元傳送到系
統(tǒng)前端通道，并將沿第二維指定的換能器陣元發(fā)出的信號(hào)求和到第一維中。
為更好的實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，所述配置醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)的方法包括以下步
驟
7由排列成經(jīng)度和綽度方向的換能器陣元構(gòu)建二維陣列探頭； 沿所述經(jīng)度或綿度方向的第一維排列多路器，將換能器陣元傳送到系統(tǒng)前 端通道，并將沿第二維指定的換能器陣元發(fā)出的信號(hào)求和到第一維中。
本發(fā)明提供的采用二維陣列探頭的醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)及方法，能改進(jìn)波束 分辨率，方便進(jìn)行圖像重建，提供高質(zhì)量的準(zhǔn)確圖像。


圖1A是現(xiàn)有技術(shù)一維陣列的常規(guī)波束形成器原理功能圖； 圖1B和圖1C是現(xiàn)有技術(shù)釆用常規(guī)一維探頭的超聲圖像掃描系統(tǒng)中的波束 形態(tài)；
圖1D是現(xiàn)有技術(shù)中采用二維稀疏探頭顯示、用于三維掃描技術(shù)的常規(guī)超 聲圖像掃描系統(tǒng)的功能框圖2是顯示本發(fā)明等相二維超聲掃描系統(tǒng)的波束形狀和信號(hào)配置的透視 功能圖3是顯示本發(fā)明的陣元到通道連接的概念，提供改進(jìn)的二維圖像分辨率 和圖像結(jié)構(gòu)的原理圖4是顯示采用本發(fā)明的凸陣探頭配置的等相二維超聲掃描系統(tǒng)的波束 形狀和信號(hào)配置的透視功能圖。
本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步 說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
圖2是本發(fā)明的等相二維超聲掃描系統(tǒng)100的透視功能圖。二維掃描系 統(tǒng)包括沿著Z軸方向排列的16個(gè)換能器陣列110-1至換能器陣列110-16。 16 個(gè)換能器陣列中的每一列都包含128個(gè)換能器，因此形成換能器沿著X軸方 向的128行。掃描系統(tǒng)100還包括連接到掃描器前端的64通道總線(xiàn)(120-1 到120-64),使64通道波束合成器輸入行陣列控制信號(hào)。信號(hào)控制模塊120 是多路器，它把選定的128陣元總線(xiàn)(140-1到140-128 )連接到64通道總線(xiàn)， 例如120-1到120-64。這64通道總線(xiàn)120-i (其中i=l ~ 64 )的每一條又通過(guò) 125-j同時(shí)連接到一列或多列陣元130-j, k,其中j=l ~ 16， k=l ~ 128。這些列 控制線(xiàn)125提供控制信號(hào)，對(duì)列陣列設(shè)置進(jìn)行實(shí)時(shí)配置。列陣列控制線(xiàn)125-j 和通過(guò)行陣列控制線(xiàn)122-k(其中k=l ~ 128)發(fā)射的行陣列控制信號(hào)提供控制 信號(hào)，使每個(gè)換能器通電，產(chǎn)生超聲能量脈沖，投射出波形140(j，,k)，其中，j，=l~16， k=l~128。從換能器產(chǎn)生的超聲能量轉(zhuǎn)變?yōu)槌暡òl(fā)射，超聲波從 被掃描的生物體反射到換能器陣列，由同 一換能器轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)。
在常規(guī)方式中，圖2示出的超聲掃描系統(tǒng)需要128x16=2048通道的二維 波束合成器。系統(tǒng)配置和信號(hào)發(fā)射、處理都會(huì)很復(fù)雜，幾乎是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。 圖2和圖3示出了換能器陣列分成列和行換能器陣元。16位高壓多路器150 作為開(kāi)關(guān)和加法器，把16個(gè)列陣元的l個(gè)或多個(gè)相加，輸出為一行信號(hào)。由 于選定的列陣元的以平延時(shí)特性曲線(xiàn)(例如相同延時(shí)分布)相加，本發(fā)明能 有效降低二維探頭和系統(tǒng)界面的復(fù)雜性。如圖3所示，使用Supertex公司的 "Supertex 2601",控制在等相輸出時(shí)連接并相加任意數(shù)的列陣元。例如，在 獲取三維容積的第 一個(gè)二維圖像切片時(shí)，第 一列的陣元1 、陣元2和陣元3都 連接在一起，第二列也一樣，依此類(lèi)推。釆用64通道輸出，連接行多路器160 的另一層的列多路器150排成128行，這些信號(hào)被視為常規(guī)一維陣列，用于 掃描二維圖像的波束。在獲取三維容積的第二個(gè)二維圖像切片時(shí)，列多路器 控制器的輸出包含陣元2、陣元3和陣元4，行多路器的控制方式與前述相同。 通過(guò)物理?yè)Q能器陣元位置在列方向移動(dòng)，可以獲取三維超聲容積數(shù)據(jù)。
列控制器首先可以把波束中心位于陣元2的陣元1、陣元2和陣元3信號(hào) 相加在一起，也可以對(duì)陣元2和陣元3相加，使波束中心處于陣元2和3的 中間。這會(huì)產(chǎn)生半陣元間距處的一幅更好的圖像。在凸線(xiàn)性陣列中，曲率可 以在行和列的方向調(diào)節(jié)，以獲取更大角度的容積數(shù)據(jù)。在相控陣列中，用常 規(guī)方法在行方向上偏轉(zhuǎn)波束，而以上述的同 一方法控制列陣元。
采用本發(fā)明，多路器的總數(shù)減少到128+8=136 ( 128個(gè)16位多路器用于 列解碼，8個(gè)16位多路器用于行解碼)，用于一個(gè)128x16的二維陣列，可將 其置于探頭頭部。如果配置的掃描系統(tǒng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)64行陣元相控陣探頭的話(huà)， 那么多路器的總數(shù)還可減少到64+4=68個(gè)。
由于在超聲穿刺時(shí)穿刺針與二維圖像平面保持平行比較困難，采用本發(fā) 明，將很好地克服這一問(wèn)題；本發(fā)明也可應(yīng)用于其它三維容積成像(例如腫 瘤或胎兒臉部)。
圖4示出的探頭系統(tǒng)是現(xiàn)有腹部凸線(xiàn)陣或者小部位線(xiàn)陣探頭的另一種表 現(xiàn)形式，尺寸大，配置與圖2相似。經(jīng)度(或者行)方向可有N個(gè)陣元(例 如N是64~256 ),而綽度(或者列)平面可有M個(gè)切片(例如8~128陣元)。 可以4巴探頭看作是M片一維曲面或線(xiàn)性陣列以一定曲率排列而成。由系統(tǒng)控 制對(duì)行陣元的輸出選擇。只有行方向的相鄰L (例如L是1 M)陣元才會(huì)等 相地連接在一起，用于成像。這種情況類(lèi)似于綿度方向沒(méi)有電子聚焦的線(xiàn)陣， 換能器陣元依靠幾何聚焦。
從以上述描述可知，本發(fā)明用于醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)。這一醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)包括二維陣列探頭，由排列在經(jīng)度和綿度方向上的換能器陣元構(gòu)成。該 醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)還包括沿第一維(經(jīng)度或綷度方向)排列的多路器，用于 將換能器陣元連接到系統(tǒng)前端通道，并將沿第二維指定的換能器陣元發(fā)出的 信號(hào)求和到第一維中。在一個(gè)實(shí)施例中，多路器進(jìn)一步用于采用等相延時(shí)特 性曲線(xiàn)，將沿第二維指定的換能器陣元發(fā)出的信號(hào)求和到第一維中。在另一 個(gè)實(shí)施例中，多路器進(jìn)一步用于創(chuàng)建等相延時(shí)特性曲線(xiàn)，通過(guò)應(yīng)用等相延時(shí) 特性曲線(xiàn)，對(duì)沿第二維指定的換能器陣元發(fā)出的信號(hào)求和到第一維中。在另 一個(gè)實(shí)施例中，多路器進(jìn)一步用于沿第一維創(chuàng)建焦點(diǎn)位于無(wú)窮遠(yuǎn)的等相延時(shí) 特性曲線(xiàn)，通過(guò)應(yīng)用等相延時(shí)特性曲線(xiàn)，對(duì)沿第二維指定的換能器陣元發(fā)出 的信號(hào)求和到第一維中。當(dāng)焦點(diǎn)為無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)，組成孔徑的陣元之間應(yīng)用零延 遲。在另一個(gè)實(shí)施例中，醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)還包括掃描器前端，其包括通道 波束合成器，用于把控制信號(hào)輸入到每個(gè)換能器陣元。在另一個(gè)實(shí)施例中， 醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)還包括掃描器前端，其包括通道波束合成器，用于把經(jīng)度 和綿度方向的控制信號(hào)輸入到構(gòu)成二維陣列的每個(gè)換能器陣元。在另--個(gè)實(shí) 施例中，醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)還包括掃描器前端，其包括通道波束合成器，用 于把控制信號(hào)輸入到每個(gè)換能器陣元。醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)還包括在通道波束 合成器和換能器陣元之間的信號(hào)多路器，用于對(duì)通道波束合成器發(fā)送到換能 器陣元的控制信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)合。在另一個(gè)實(shí)施例中，醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)還 包括第二維多路器，用于對(duì)沿第 一維排列的多路器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行切換和求 和，產(chǎn)生信號(hào)獲取繪制三維圖像的容積數(shù)據(jù)集。在另一個(gè)實(shí)施例中，醫(yī)療圖 像掃描系統(tǒng)還包括第二維多路器，用于對(duì)沿第 一維排列的多路器產(chǎn)生的信號(hào) 進(jìn)行切換和求和，產(chǎn)生信號(hào)重建三維圖像。該醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)還包括第一
維多路器和第二維多路器的切換和求和電路，電路總數(shù)是(K+K*J) /J,其中 K是沿第一維的換能器陣元總數(shù)，J表示沿第一維采用等相延時(shí)特性曲線(xiàn)求和 的沿第二維的換能器陣元總數(shù)。 一套多路復(fù)合包中有16個(gè)切換電路，128x16 陣元換能器陣列的IC數(shù)量為(128+128*16) /16，也就是8+128個(gè)多路器IC 芯片。在另一個(gè)實(shí)施例中，由排列成經(jīng)度和煒度方向的換能器陣元構(gòu)成二維 陣列探頭，其中，沿經(jīng)度和綿度的任意一方向的換能器陣元總數(shù)范圍大約在 4 512,最好是形成大約NxM的陣列，其中32>N>4, 512>M>32。
根據(jù)上迷說(shuō)明，本發(fā)明公布的是配置醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)的方法。該方法 包括由排列在經(jīng)度和煒度方向的換能器陣元構(gòu)建二維陣列探頭的步驟。該方 法還包括沿第一維(經(jīng)度或綿度方向)排列多路器的步驟，將換能器陣元傳 送到系統(tǒng)前端通道，并將沿第二維指定的換能器陣元發(fā)出的信號(hào)求和到第一 維中。在另一個(gè)實(shí)施例中，排列多路器的步驟進(jìn)一步包括采用等相延時(shí)特 性曲線(xiàn)，將沿第二維指定的換能器陣元發(fā)出的信號(hào)求和到第一維中。在另一個(gè)實(shí)施例中，排列多路器的步驟進(jìn)一步包括創(chuàng)建等相延時(shí)特性曲線(xiàn)，通過(guò)
應(yīng)用等相延時(shí)特性曲線(xiàn)，將沿第二維指定的換能器陣元發(fā)出的信號(hào)求和到第
一維中。在另一個(gè)實(shí)施例中，排列多路器的步驟進(jìn)一步包括沿第一維創(chuàng)建 焦點(diǎn)位于無(wú)窮遠(yuǎn)的等相延時(shí)特性曲線(xiàn)，通過(guò)應(yīng)用等相延時(shí)特性曲線(xiàn)，將沿第 二維指定的換能器陣元發(fā)出的信號(hào)求和到第一維中。在另一個(gè)實(shí)施例中，該 方法還包括將通道波束合成器連接并應(yīng)用到掃描器前端的步驟，以將控制信 號(hào)輸入到每個(gè)換能器陣元。在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括將通道波束合 成器連接并應(yīng)用到掃描器前端的步驟，以將經(jīng)度和綿度方向的控制信號(hào)輸入 到構(gòu)成二維陣列的每個(gè)換能器陣元。在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括將通 道波束合成器連接并應(yīng)用到掃描器前端的步驟，以將控制信號(hào)輸入到每個(gè)換 能器陣元。該方法還包括另一個(gè)步驟，即把通道信號(hào)多路器設(shè)在通道波束合 成器和換能器陣元之間，以對(duì)通道波束合成器發(fā)送到換能器陣元的控制器信 號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用；連接并應(yīng)用第二維多路器，對(duì)沿第一維排列的多路器產(chǎn)生 的信號(hào)進(jìn)行切換和求和，產(chǎn)生信號(hào)獲取用于重建三維圖像的容積數(shù)據(jù)集。把 通道信號(hào)多路器設(shè)在通道波束合成器和換能器陣元之間，以對(duì)通道波束合成 器發(fā)送到換能器陣元的控制信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)合；連接并應(yīng)用第二維多路器， 對(duì)沿第 一維排列的多路器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行切換和求和，產(chǎn)生信號(hào)重建三維圖 像。該方法還包括設(shè)置第一維多路器和第二維多路器的切換和求和電路，電 路總數(shù)為(K+K*J)/J，其中K是沿第一維的換能器陣元總數(shù)，J表示沿第一 維采用等相延時(shí)特性曲線(xiàn)求和的沿第二維的換能器陣元總數(shù)。在另一個(gè)實(shí)施 例中，由排列成經(jīng)度和綿度方向的換能器陣元構(gòu)建二維陣列探頭的步驟還包 括設(shè)置經(jīng)度或綿度任意一方向的換能器陣元總數(shù)范圍大約在4 512,形成最 好大約N x M的陣列，其中32>N>4, 512>M>32。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍， 凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接 或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括二維陣列探頭，由排列在經(jīng)度和緯度方向上的換能器陣元構(gòu)成；多路器，沿所述經(jīng)度或緯度方向的第一維排列，將換能器陣元傳送到系統(tǒng)前端通道，并將沿第二維指定的換能器陣元發(fā)出的信號(hào)求和到第一維中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述多路器 進(jìn)一步釆用等相延時(shí)特性曲線(xiàn)，將沿所述第二維指定的換能器陣元發(fā)出的信 號(hào)求和到第一維中。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述多路器 進(jìn)一步創(chuàng)建定相延時(shí)特性曲線(xiàn)，通過(guò)應(yīng)用所述等相延時(shí)特性曲線(xiàn)，將沿所述 第二維指定的換能器陣元發(fā)出的信號(hào)求和到第一維中。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述多路器 進(jìn)一步沿第一維創(chuàng)建焦點(diǎn)位于無(wú)窮遠(yuǎn)的等相延時(shí)特性曲線(xiàn)，通過(guò)應(yīng)用所述等 相延時(shí)特性曲線(xiàn)，將沿所述第二維指定的換能器陣元發(fā)出的信號(hào)求和到第一 維中。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還 包括掃描器前端，包括通道波束合成器，將控制信號(hào)輸入到每個(gè)換能器陣元。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還 包括掃描器前端，包括通道波束合成器，將經(jīng)度和綿度方向的控制信號(hào)輸入 到構(gòu)成二維陣列的每個(gè)換能器陣元。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還 包括掃描器前端，包括通道波束合成器，將控制信號(hào)輸入到每個(gè)換能器陣元。 通道信號(hào)多路器，排列在所述通道波束合成器和換能器陣元之間，對(duì)所 述通道波束合成器發(fā)送到換能器陣元的控制信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)合。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)，其特征在 于，所述系統(tǒng)還包括第二維多路器，用于對(duì)沿第一維排列的多路器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行切換和求 和，產(chǎn)生信號(hào)獲取用于重建三維圖像的容積數(shù)據(jù)集。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)，其特征在 于，所述系統(tǒng)還包括第二維多路器，用于對(duì)沿第一維排列的多路器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行切換和求 和，產(chǎn)生信號(hào)重建三維圖像,；第 一 維多路器和第二維多路器的切換和求和電路，所述電路總數(shù)是 (K+K*J),其中K是沿第一維的換能器陣元總數(shù)，J表示沿第一維采用等相 延時(shí)特性曲線(xiàn)求和的沿第二維的換能器陣元總數(shù)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng) 還包括二維陣列探頭，由排列成經(jīng)度和綿度方向的換能器陣元構(gòu)成，其中，沿 經(jīng)度和綿度的任意一方向的換能器陣元總數(shù)范圍大約在4 512，最好形成大 約N x M的陣列，其中32〉N>4, 512>M>32。
11、 一種配置醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述方法包括以 下步驟由排列成經(jīng)度和綿度方向的換能器陣元構(gòu)建二維陣列探頭； 沿所述經(jīng)度或煒度方向的第一維排列多路器，將換能器陣元傳送到系統(tǒng) 前端通道，并將沿第二維指定的換能器陣元發(fā)出的信號(hào)求和到第一維中。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，排列多路器的步驟進(jìn)一 步包括采用等相延時(shí)特性曲線(xiàn)，將沿所述第二維指定的換能器陣元發(fā)出的信號(hào) 求和到第一維中。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，排列多路器的步驟進(jìn) 一步包括創(chuàng)建等相延時(shí)特性曲線(xiàn)，通過(guò)應(yīng)用所述等相延時(shí)特性曲線(xiàn)，將沿所述第 二維指定的換能器陣元發(fā)出的信號(hào)求和到第一維中。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，排列多路器的步驟進(jìn) 一步包括沿第一維創(chuàng)建焦點(diǎn)位于無(wú)窮遠(yuǎn)的等相延時(shí)特性曲線(xiàn)，通過(guò)應(yīng)用所述等相 延時(shí)特性曲線(xiàn)，將沿所述第二維指定的換能器陣元發(fā)出的信號(hào)求和到第一維中。
15、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 將通道波束合成器連接并應(yīng)用到掃描器前端，將控制信號(hào)輸入到每個(gè)換能器陣元。
16、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 將通道波束合成器連接并應(yīng)用到掃描器前端，將經(jīng)度和綿度方向的控制信號(hào)輸入到構(gòu)成二維陣列的每個(gè)換能器陣元。
17、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 將通道波束合成器連接并應(yīng)用到掃描器前端，將控制信號(hào)輸入到每個(gè)換能器陣元；在通道波束形成器和換能器陣元之間排列通道信號(hào)多路器，對(duì)所述通道 波束合成器發(fā)送到換能器陣元的控制器信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)合。
18、 根據(jù)權(quán)利要求11至17任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方 法還包4舌連接并應(yīng)用第二維多路器，對(duì)沿第一維排列的多路器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行切 換和求和，產(chǎn)生信號(hào)獲取用于重建三維圖像的容積數(shù)據(jù)集。
19、 根據(jù)權(quán)利要求11至17任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方 法還包括連接并應(yīng)用第二維多路器，對(duì)沿第一維排列的多路器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行切 換和求和，產(chǎn)生信號(hào)重建三維圖像；設(shè)置第一維多路器和第二維多路器的切換和求和電路，所述電路總數(shù)是 (K+K*J)/J，其中K是沿第一維的換能器陣元總數(shù)，J表示沿第一維釆用等-相延時(shí)特性曲線(xiàn)求和的沿第二維的換能器陣元總數(shù)。
20、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述由排列成經(jīng)度和緯 度的換能器陣元構(gòu)建二維陣列探頭的步驟進(jìn)一步包括設(shè)置經(jīng)度和綽度的任意一方向的換能器陣元總數(shù)范圍大約在4 512,最好形成大約NxM的陣列，其中32〉N〉4， 512〉M>32。
全文摘要
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種采用二維陣列探頭的醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括二維陣列探頭，由排列在經(jīng)度和緯度方向上的換能器陣元構(gòu)成；多路器，沿所述經(jīng)度或緯度方向的第一維排列，將換能器陣元傳送到系統(tǒng)前端通道，并將沿第二維指定的換能器陣元發(fā)出的信號(hào)求和到第一維中。本發(fā)明提供的采用二維陣列探頭的醫(yī)療圖像掃描系統(tǒng)及方法，能改進(jìn)波束分辨率，方便進(jìn)行圖像重建，提供高質(zhì)量的準(zhǔn)確圖像。
文檔編號(hào)A61B8/00GK101422389SQ200810169480
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月16日
發(fā)明者周文平, 姚錦鐘, 陳志強(qiáng) 申請(qǐng)人:深圳市開(kāi)立科技有限公司