專利名稱：用于超聲探頭中振動(dòng)吸收的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主題一般涉及超聲系統(tǒng)，更具體地說涉及用于超聲醫(yī)療成像系統(tǒng)的探頭。
背景技術(shù)：
超聲系統(tǒng)典型地包括超聲掃描裝置，如具有不同換能器的超聲探頭，這些不同的換能器能夠執(zhí)行多種不同的超聲掃描(例如，體積或身體的不同成像)。這些超聲探頭典型地連接到控制探頭的操作的超聲系統(tǒng)。這些探頭包括掃描頭，掃描頭具有多個(gè)換能器元件(例如，壓電晶體)，這些多個(gè)換能器單元可以按陣列布置。超聲系統(tǒng)在操作期間(如掃描體積或身體期間)驅(qū)動(dòng)陣列內(nèi)的換能器元件，其可基于要執(zhí)行的掃描類型來控制。在機(jī)械體積探頭(常常稱為機(jī)械四維(4D)探頭)中，在掃描操作期間，掃描頭以機(jī)械方式移動(dòng)。在一些探頭中，掃描頭在密封的濕室中移動(dòng)(例如旋轉(zhuǎn))，該濕室具有在掃描期間與患者接觸的圍繞掃描頭殼體的聲膜。濕室典型地填充以聲學(xué)液體(acoustic liquid)以便能夠在掃描期間(例如透射期間)實(shí)現(xiàn)聲音耦合。在這些探頭中，因?yàn)閽呙桀^必須移動(dòng)，所以換能器陣列無法密封在塑料探頭殼體中，如包裹在環(huán)氧樹脂中。因此，掃描頭的組件以及尤其是換能器陣列更易于在撞擊(impact)期間損壞，如在探頭跌落或劇烈地觸碰另一個(gè)物體的情況下。由此，存在更高的可能性:在一天天掃描操作期間，可能發(fā)生損壞，具體為對(duì)換能器陣列的損壞，這將導(dǎo)致探頭不操作或無法正常操作。這樣，必須自服務(wù)中卸除探頭，并進(jìn)行維修或更換。由此，機(jī)械探頭更可能因跌落或撞擊事件而損壞，從而導(dǎo)致可靠性問題。此外，可能導(dǎo)致探頭服務(wù)交換的成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種超聲探頭，其具有殼體和位于殼體內(nèi)的掃描頭，其中該掃描頭包括換能器陣列。超聲探頭還包括耦合到掃描頭以允許掃描頭的旋轉(zhuǎn)的軸，以及位于掃描頭內(nèi)、耦合在換能器陣列與軸之間的振動(dòng)吸收構(gòu)件。振動(dòng)吸收構(gòu)件配置成允許軸與換能器陣列之間的相對(duì)移動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種超聲探頭，其具有殼體、位于殼體內(nèi)的換能器陣列和支承換能器陣列且具有與之耦合的軸的可機(jī)械移動(dòng)的掃描頭。超聲探頭還包括振動(dòng)吸收器，該振動(dòng)吸收器耦合在掃描頭的至少一個(gè)側(cè)壁內(nèi)，其中該振動(dòng)吸收器可壓縮以允許軸與換能器陣列之間的相對(duì)移動(dòng)。該超聲探頭還包括電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)軸以使掃描頭旋轉(zhuǎn)。
在又一個(gè)實(shí)施例中，提供一種用于吸收超聲探頭中的振動(dòng)的方法。該方法包括為探頭提供殼體并將掃描頭定位于該探頭殼體內(nèi)，其中該掃描頭包括換能器陣列且具有耦合到掃描頭以允許掃描頭的旋轉(zhuǎn)的軸。該方法還包括將掃描頭內(nèi)的振動(dòng)吸收構(gòu)件耦合在換能器陣列與軸之間，其中該振動(dòng)吸收構(gòu)件配置成允許軸與換能器陣列之間的相對(duì)移動(dòng)。


圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的超聲探頭的一部分的剖面圖。圖2是已拆除探頭殼體的圖1的超聲探頭的一部分的透視圖。圖3是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的超聲探頭的一部分的透視圖。圖4-6是示出移動(dòng)中的掃描頭的根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的超聲探頭的示意圖。圖7是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的超聲系統(tǒng)的框圖。圖8是根據(jù)多種實(shí)施例形成的圖7的超聲系統(tǒng)的超聲處理器模塊的框圖。
具體實(shí)施例方式當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，將更好地理解多種實(shí)施例的下文詳細(xì)描述。就附示多種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)或功能塊的示圖 而言，這些塊不一定指示硬件或電路之間的劃分。因此，例如這些塊的其中一個(gè)或多個(gè)塊可以在單件硬件或多件硬件中實(shí)現(xiàn)。應(yīng)該理解，這些多種實(shí)施例不限于附圖中示出的布置和實(shí)現(xiàn)方式。本文描述的是用于為超聲探頭，具體為具有移動(dòng)掃描頭的超聲探頭提供振動(dòng)吸收(例如，阻尼撞擊力)的多種實(shí)施例。但是，應(yīng)該注意，雖然多種實(shí)施例是結(jié)合具有特定機(jī)械配置的探頭來描述的，但是可以對(duì)不同類型和配置的探頭提供振動(dòng)吸收。通過實(shí)踐至少一個(gè)實(shí)施例，支持超聲探頭的一個(gè)或多個(gè)組件，尤其機(jī)械探頭中的換能器陣列，以在超聲探頭跌落或受撞擊的情況下提供損害保護(hù)。具體來說，多種實(shí)施例提供超聲探頭20，圖示剖面圖的圖1中示出其一部分，即掃描頭22。圖示的實(shí)施例中的超聲探頭20是體積成像探頭，其在掃描頭殼體、如室104(如圖4-6所示)內(nèi)具有機(jī)械移動(dòng)的掃描頭24 (其限定用于支承換能器陣列28的換能器承載體或橋)，一個(gè)實(shí)施例中的掃描頭殼體限定帶有單獨(dú)的干室的超聲探頭20的濕室，該單獨(dú)的干室其中包含用于以機(jī)械方式控制(例如旋轉(zhuǎn))掃描頭24以移動(dòng)換能器陣列28的驅(qū)動(dòng)部件，換能器陣列28可以被透鏡30覆蓋。還提供用于與換能器陣列28通信并以電方式控制換能器陣列28的部件，如本文結(jié)合圖2更詳細(xì)描述的，其可以包括一個(gè)或多個(gè)柔性印刷電路板
36(本文中也稱為柔性PCB)。應(yīng)該注意，雖然換能器陣列28示出為曲面陣列元件，但是也可以提供不同的配置。例如，換能器陣列28可以是線性陣列。掃描頭24可以位于其中具有聲學(xué)液體的室內(nèi)，并且包括用于移動(dòng)(例如旋轉(zhuǎn))換能器陣列28的換能器驅(qū)動(dòng)部件和用于選擇性地驅(qū)動(dòng)換能器陣列28的元件(例如，換能器陣列28的壓電陶瓷)的換能器控制部件。該換能器驅(qū)動(dòng)部件一般包括與掃描頭24連接、例如耦合到掃描頭，并在掃描頭24內(nèi)形成的驅(qū)動(dòng)軸開口內(nèi)延伸的換能器軸32。連接器支承構(gòu)件34也耦合在掃描頭24內(nèi)以用于支承與換能器陣列28連接的柔性PCB 36。掃描頭24 —般限定換能器承載體或換能器橋，以便在換能器軸30移動(dòng)(具體為旋轉(zhuǎn))以移動(dòng)掃描頭24時(shí)，還提供與之裝接的換能器陣列28的移動(dòng)。應(yīng)該注意，柔性PCB 36耦合在連接器支承構(gòu)件34與換能器陣列28之間，并且電連接到換能器陣列28。振動(dòng)吸收構(gòu)件38定位于掃描頭24內(nèi)、換能器陣列28與換能器軸32之間，更具體來說，連接器支承構(gòu)件34與換能器軸38之間。例如，在圖示的實(shí)施例中，振動(dòng)吸收構(gòu)件38是彈性聚合物(彈性體)振動(dòng)吸收器，如橡膠振動(dòng)吸收器。但是，應(yīng)該注意振動(dòng)吸收構(gòu)件38可以由不同的彈性和彈力材料或構(gòu)件形成，如基于預(yù)期或需要的沖擊或振動(dòng)抗性的量來形成。例如，多種實(shí)施例中的振動(dòng)吸收構(gòu)件38可以由熱固性或熱塑性材料形成。在一些實(shí)施例中，振動(dòng)吸收構(gòu)件38由變形然后返回原形狀(或基本原形狀)的材料形成。但是，振動(dòng)吸收構(gòu)件38還可以由任何其他材料，例如在一些實(shí)施例中為金屬來形成。振動(dòng)吸收構(gòu)件38耦合在掃描頭24的側(cè)壁40內(nèi)，如尺寸和形狀設(shè)為將振動(dòng)吸收構(gòu)件38接納于其中的切口區(qū)域或槽內(nèi)。振動(dòng)吸收構(gòu)件38可以例如使用適合的粘合劑永久性地粘附在掃描頭24內(nèi)。但是，也可以提供其他耦合布置，如機(jī)械附接(例如，使用托架)或過盈連接或卡扣連接。振動(dòng)吸收構(gòu)件38圖示為大致矩形構(gòu)件，其在頂端具有槽42用于接納連接器支承構(gòu)件34的基座，連接器支承構(gòu)件34可以如使用適合的粘合劑永久性地粘附在其中。應(yīng)該注意，振動(dòng)吸收構(gòu)件38的尺寸和形狀可以按期望或需要有所變化。例如，可以增加或減少振動(dòng)吸收構(gòu)件38的厚度或高度以對(duì)作用于其的力提供更大或更小抗性。在圖示的實(shí)施例中，振動(dòng)吸收構(gòu)件38 —般限定作為材料塊提供的力阻尼組件。在一個(gè)實(shí)施例中，連接器支承構(gòu)件34具有穿過其中的開口 44，當(dāng)連接器支承構(gòu)件34與振動(dòng)吸收構(gòu)件38耦合在一起時(shí)，開口 44與穿過振動(dòng)吸收構(gòu)件38的開口 46對(duì)齊。此夕卜，換能器軸32也包括穿過其中且與開口 44和46對(duì)齊的開口 48。穿過掃描頭24的基座部分52進(jìn)一步提供開口 50，其與開口 44、46和48對(duì)齊。因此，開口 44、46、48和50 —般限定掃描頭24的側(cè)壁40處的鏜孔。在圖示的實(shí)施例中，在開口 44、46、48和50內(nèi)提供銷釘54并穿過開口 44、46、48和50，從基座部分52延伸到連接器支承構(gòu)件34的開口 44中。在本實(shí)施例中，銷釘54固定在(例如以粘合劑耦合)基座52的開口 50內(nèi)。銷釘54不固定在開口 44、46和48內(nèi)，以使換能器軸32能夠沿著銷釘54相對(duì)于連接器支承構(gòu)件34移動(dòng)。例 如，換能器軸32可以在探頭22受到力(例如，跌落力)時(shí)沿著銷釘54平移或滑動(dòng)，以使振動(dòng)吸收構(gòu)件38在連接器支承構(gòu)件34與換能器軸32之間被壓縮(例如，離開側(cè)壁40內(nèi)的切口區(qū)域或槽的基座區(qū)域56)。應(yīng)該注意開口 44、46、48和50可以限定具有限定尺寸的鏜孔，例如稍大于銷釘54的直徑。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，開口 44、46、48和50具有約1.5毫米(mm)的直徑。但是，也可以按期望或需要為開口 44、46、48和50提供其他尺寸。由此，連接器支承構(gòu)件34連同開口 46、48和50引導(dǎo)銷釘54增加探頭20內(nèi)的組件(如換能器陣列28)的減速長(zhǎng)度。相應(yīng)地，減小減速值，從而也減小沖擊力。振動(dòng)吸收構(gòu)件38對(duì)探頭20的更易碎或更易受沖擊的部分提供順應(yīng)性，在圖示的實(shí)施例中，該部分包括換能器陣列28。在多種實(shí)施例中，銷釘54將轉(zhuǎn)矩從換能器軸32傳送到連接器支承構(gòu)件34，并使得振動(dòng)吸收構(gòu)件38能夠壓縮以減少減速力。因此，作用于探頭20的力(例如，跌落力)可以被阻尼。應(yīng)該注意，還可以提供不同的配置。例如，如圖2所示，掃描頭24可以裝接到兩個(gè)單獨(dú)的換能器軸32a和32b，單獨(dú)的換能器軸32a和32b不完全在掃描頭24的側(cè)壁40之間延伸。在圖示的實(shí)施例中，換能器軸32a延伸于側(cè)壁40之間總距離的三分之一附近，并接合齒輪布置60,在本實(shí)施例中，齒輪布置60是稱合到電動(dòng)機(jī)68的咬合齒輪布置。
但是，也可以提供其他布置來驅(qū)動(dòng)換能器軸32a，例如滾珠驅(qū)動(dòng)布置或具有帶式驅(qū)動(dòng)和繩索驅(qū)動(dòng)的二級(jí)齒輪布置。此外，提供滾珠軸承62與換能器軸32a連接，這減小了旋轉(zhuǎn)摩擦并支承徑向和軸向負(fù)荷。在本實(shí)施例中，還在掃描頭24的另一側(cè)上，提供滾珠軸承62與換能器軸32b連接。但是，換能器軸32b在掃描頭24的側(cè)壁40內(nèi)延伸并從此處向外延伸足夠支承滾珠軸承62的距離。相應(yīng)地，換能器軸32b比換能器軸32a短。換能器陣列28經(jīng)由柔性PCB 36與一個(gè)或多個(gè)處理或控制板79連接。例如，一個(gè)或多個(gè)處理或控制板79可以是用于換能器陣列28的調(diào)諧和/或端接板。但是可以按期望或需要提供任何其他類型的處理或控制板。在一些實(shí)施例中，還可以提供其他組件。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可以提供對(duì)齊傳感器77，其可以是執(zhí)行操作以提供換能器陣列28的中心位置對(duì)齊的霍爾傳感器PCB。還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，可設(shè)想多種變化和修改。例如，換能器軸32可以是單個(gè)軸，其從掃描頭24的一個(gè)側(cè)壁40a延伸到掃描頭24的另一個(gè)側(cè)壁40b。在多種實(shí)施例中還可以修改振動(dòng)吸收構(gòu)件38。例如，如圖3所示，振動(dòng)吸收構(gòu)件38可以是具有多個(gè)彈簧72 (例如，金屬或塑料螺旋彈簧)、圖示為兩個(gè)圈彈簧的彈簧布置70。但是，可以按期望或需要來提供不同類型的彈簧72和彈簧72的數(shù)量。彈簧72裝接在桿體74上，桿體74在連接器支承構(gòu)件34與彈簧支承構(gòu)件76之間延伸。彈簧支承構(gòu)件76裝接在側(cè)壁40的切口或槽內(nèi)，并且包括用于接納穿過其中的換能器軸32b的一部分的開口 78。側(cè)壁40的基座52還包括穿過其中的開口，以用于接納換能器軸32b，以使換能器軸32b能夠如本文描述那樣旋轉(zhuǎn)。應(yīng)該注意對(duì)于換能器軸32a，提供相似的布置。彈簧支承構(gòu)件76還包括在其中用于接納彈簧72的一部分的開口 80。相應(yīng)地，彈簧72在開口 80內(nèi)且沿著桿體74對(duì)齊，以使換能器軸32b能夠沿著銷釘54和彈簧72相對(duì)于連接器支承構(gòu)件34移動(dòng)。由此，銷釘54將轉(zhuǎn)矩從換能器軸32傳送到連接器支承構(gòu)件34，并使得彈簧72能夠壓縮以減少 減速力。應(yīng)該注意彈簧72的彈簧常數(shù)可以基于沖擊吸收或抗性的預(yù)期量或需要量而改變。此外，彈簧72的長(zhǎng)度、寬度或圈數(shù)也同樣可以改變。應(yīng)該注意，在多種實(shí)施例中雖然描述為與掃描頭24的一側(cè)連接，但是振動(dòng)吸收布置可以相似地在掃描頭24的另一側(cè)上提供。圖4至圖6圖示超聲探頭20的一個(gè)實(shí)施例，其圖示移動(dòng)中的換能器陣列28的元件的操作。具體來說，這些附示處于不同旋轉(zhuǎn)位置的換能器陣列28。超聲探頭20是可以與主機(jī)系統(tǒng)通信的體積成像探頭。在一個(gè)實(shí)施例中，探頭20包括殼體100，殼體100具有第一室102 (例如,干室)和第二室104 (例如,濕室)。第一室102和第二室104可以作為單個(gè)單元來形成(例如，一體式構(gòu)造)或可以作為連接在一起的單獨(dú)單元來形成(例如，模塊化設(shè)計(jì))。在示范實(shí)施方案中，第一室102是干室或空氣室，其中包含用于以機(jī)械方式控制換能器陣列28的驅(qū)動(dòng)部件和用于以電方式控制換能器陣列28的通信部件。該驅(qū)動(dòng)部件一般包括電動(dòng)機(jī)68 (例如,步進(jìn)式電動(dòng)機(jī))和齒輪布置60 (如圖2所示)。該通信部件一般包括系統(tǒng)線纜106，系統(tǒng)線纜106連接到柔性PCB 36以與主機(jī)系統(tǒng)通信來驅(qū)動(dòng)換能器陣列28的元件(例如,選擇性地激活換能器陣列28的元件)。但是，應(yīng)該注意，在一些實(shí)施例中，僅提供單個(gè)干室。還應(yīng)該注意，雖然本文中將驅(qū)動(dòng)部件和通信部件描述為具有特定的組件部分，但是并不將它們局限于此。例如，驅(qū)動(dòng)部件可以具有不同的齒輪布置，以及通信部件可以具有不同的連接構(gòu)件或傳輸線。在該示范實(shí)施例中，第二室104是濕室(例如，其中具有聲學(xué)液體的室)，其中包含用于移動(dòng)(例如旋轉(zhuǎn))換能器陣列28的換能器驅(qū)動(dòng)部件和用于選擇性地驅(qū)動(dòng)換能器陣列28的元件(例如，壓電陶瓷)的換能器控制部件。換能器驅(qū)動(dòng)部件一般包括如本文描述且具有振動(dòng)吸收構(gòu)件38的驅(qū)動(dòng)部件。該換能器控制部件一般包括連接構(gòu)件108，連接構(gòu)件108用于將系統(tǒng)線纜106和柔性PCB 36 (例如，四個(gè)掃描頭柔性印刷電路板)互連，柔性PCB 36具有用于其之間的通信的一個(gè)或多個(gè)通信線。在一個(gè)示范實(shí)施例中，連接構(gòu)件108形成為由一個(gè)或多個(gè)剛性印刷電路板形成，其通過密封構(gòu)件110 (提供第一室內(nèi)102與第二室104之間的液體密封)將系統(tǒng)線纜106與柔性PCB 36互連。還應(yīng)該注意，雖然本文中將換能器驅(qū)動(dòng)部件和換能器控制部件描述為具有特定的組件部分，但是并不將這些元件局限于此。例如，換能器驅(qū)動(dòng)部件可以具有不同的軸布置，以及換能器控制部件可以具有不同的控制電路或傳輸線。還應(yīng)該注意，可以按需要或期望和/或基于探頭20的特定類型和應(yīng)用來提供附加或不同的組件部分與探頭20連接。還應(yīng)該注意，可以針對(duì)在不同模式(如1D、1.25D、1.5D、1.75D、2D、3D和4D操作模式)下操作來配置換能器陣列28。本文描述的多種實(shí)施例可以與圖7所示的成像系統(tǒng)結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。確切地來說，圖7圖示根據(jù)多種實(shí)施例形成的示范超聲系統(tǒng)200的框圖。超聲系統(tǒng)200包括傳送器202，傳送器202驅(qū)動(dòng)超聲探頭206內(nèi)的多個(gè)換能器204以將脈沖的超聲信號(hào)發(fā)射到身體中?？梢允褂枚喾N幾何形狀。例如，可以使用探頭206來獲取2D、3D或4D超聲數(shù)據(jù)，并且可以具有如3D波束操控的額外能力?？梢允褂闷渌愋偷奶筋^206。探頭206還可以作為本文描述的具有振動(dòng)吸收器的探頭20來實(shí)施。超聲信號(hào)是從身體中的結(jié)構(gòu)(如血液細(xì)胞或肌肉組織)反向散射，以產(chǎn)生返回到換能器204的回聲。這些回聲被接收器208接收。接收的回聲通過波束形成器210，波束形成器210執(zhí)行波束形成并輸出RF信號(hào)。波束形成器還可以處理2D、3D和4D超聲數(shù)據(jù)。RF 信號(hào)然后通過RF處理器212。作為備選，RF處理器212可以包括復(fù)解調(diào)器(未示出)，該復(fù)解調(diào)器將RF信號(hào)解調(diào)以形成表示回聲信號(hào)的IQ數(shù)據(jù)對(duì)。RF或IQ信號(hào)數(shù)據(jù)然后可以被直接路由到RF/IQ緩存器214以進(jìn)行臨時(shí)性存儲(chǔ)。超聲系統(tǒng)200還包括信號(hào)處理器216。信號(hào)處理器216處理獲取的超聲信息(即，RF信號(hào)數(shù)據(jù)或IQ數(shù)據(jù)對(duì))，并準(zhǔn)備超聲信息幀以便在顯示器218上顯示。信號(hào)處理器216調(diào)適成根據(jù)多個(gè)可選擇的超聲模態(tài)對(duì)獲取的超聲信息執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)處理操作。所獲取的超聲信息可以在掃描會(huì)話期間隨著接收回聲信號(hào)實(shí)時(shí)地進(jìn)行處理。作為附加或備選，可以在掃描會(huì)話期間將超聲信息臨時(shí)性地存儲(chǔ)在RF/IQ緩存器214中，并在現(xiàn)場(chǎng)或離線操作中次實(shí)時(shí)地進(jìn)行處理。用戶接口(如用戶接口 224)使得操作者能夠輸入數(shù)據(jù)、輸入和更改掃描參數(shù)，訪問協(xié)議、選擇圖像切片等。用戶接口 224可以是旋轉(zhuǎn)按鈕、開關(guān)、鍵盤按鍵、鼠標(biāo)、觸摸屏、光筆或任何其他適合的接口裝置。超聲系統(tǒng)200可以以超過逼近人眼的覺察率的每秒50幀的幀速率持續(xù)地獲取超聲信息。將獲取的超聲信息顯示在顯示器218上，該超聲信息可以是3D體積數(shù)據(jù)集。超聲信息可以顯示為B-型圖像、M-型數(shù)據(jù)體積(3D)、附時(shí)間的數(shù)據(jù)體積(4D)或其他期望的表示。包括圖像緩存器(例如，存儲(chǔ)器)222，以用于存儲(chǔ)獲取的超聲信息的已處理且未立即安排顯示的幀。在一個(gè)實(shí)施例中圖像緩存器222具有足夠容量以存儲(chǔ)至少若干秒有價(jià)值的超聲信息幀。以利于根據(jù)其獲取次序或時(shí)間進(jìn)行檢索的方式存儲(chǔ)超聲信息幀。圖像緩存器222可以包括任何已知的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)。圖8圖示超聲處理器模塊236的示范框圖，其可以作為圖7的信號(hào)處理器216或其一部分來實(shí)施。超聲處理器模塊236在概念上圖示為子模塊的集合，但是可以利用專用硬件板、DSP、處理器等的任何組合來實(shí)現(xiàn)。作為備選，圖8的子模塊可以利用具有單個(gè)處理器或多個(gè)處理器(功能操作分布在這些處理器之間)的現(xiàn)有PC來實(shí)現(xiàn)。作為又一個(gè)選項(xiàng)，圖8的子模塊可以利用混合配置來實(shí)現(xiàn)，其中某些模塊功能利用專用硬件來執(zhí)行，而其余模塊功能利用現(xiàn)有PC等來執(zhí)行。這些子模塊還可以作為處理單元內(nèi)的軟件模塊來實(shí)現(xiàn)。圖8所示的子模塊的操作可以由本地超聲控制器250或處理器模塊236來控制。子模塊252-264執(zhí)行例如中間處理器操作。超聲處理器模塊236可以接收若干形式之一的超聲數(shù)據(jù)270。在圖8的實(shí)施例中，接收的超聲數(shù)據(jù)270由1、Q數(shù)據(jù)對(duì)構(gòu)成，其表示與每個(gè)數(shù)據(jù)樣本關(guān)聯(lián)的實(shí)分量和虛 分量。1、Q數(shù)據(jù)對(duì)被提供到彩色流子模塊252、功率多普勒子模塊254、B型子模塊256、頻譜多普勒子模塊258和M型子模塊260中的一個(gè)或多個(gè)?？蛇x地，可以包括其他子模塊，尤其例如聲輻射力脈沖(ARFI)子模塊262和組織多普勒(TDE)子模塊。每個(gè)子模塊252-264配置成以生成如下數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的方式處理1、Q數(shù)據(jù)對(duì):彩色流數(shù)據(jù)272、功率多普勒數(shù)據(jù)274、B型數(shù)據(jù)276、頻譜多普勒數(shù)據(jù)278、M型數(shù)據(jù)280、ARFI數(shù)據(jù)282和組織多普勒數(shù)據(jù)284，在后續(xù)處理之前，可以將所有這些數(shù)據(jù)臨時(shí)性地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器290 (或圖7所示的存儲(chǔ)器214或存儲(chǔ)器222)中。例如，B型子模塊256可以生成B型數(shù)據(jù)276，其包括多個(gè)B型圖像平面，如雙平面或三平面圖像采集，正如本文更詳細(xì)描述的。可以將數(shù)據(jù)272-284存儲(chǔ)為例如多組向量數(shù)據(jù)值，其中每組定義各自超聲圖像幀。這些向量數(shù)據(jù)值一般基于極坐標(biāo)系來組織。掃描轉(zhuǎn)換器子模塊292訪問存儲(chǔ)器290并從其中獲取與圖像幀關(guān)聯(lián)的向量數(shù)據(jù)值并將該組向量數(shù)據(jù)值轉(zhuǎn)換成笛卡爾坐標(biāo)以生成為顯示器格式化的超聲圖像幀295。可以將掃描轉(zhuǎn)換器模塊292生成的超聲圖像幀295提供回存儲(chǔ)器290，以供后續(xù)處理，或可以將其提供到存儲(chǔ)器214或存儲(chǔ)器222 (二者均在圖7中示出)。一旦掃描轉(zhuǎn)換器子模塊292生成與例如B型圖像數(shù)據(jù)等關(guān)聯(lián)的超聲圖像幀295，則可以將這些圖像幀重新存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器290中或通過總線296將其傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)(未示出)、存儲(chǔ)器214、存儲(chǔ)器214和/或其他處理器?？梢詫呙柁D(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成用于視頻顯示的X、Y格式，以產(chǎn)生超聲圖像幀。將掃描轉(zhuǎn)換的超聲圖像幀提供到顯示器控制器(未示出)，顯示器控制器可以包括視頻處理器，該視頻處理器將視頻映射到用于視頻顯示的灰度級(jí)映射。灰度級(jí)映射圖可以表示原始圖像數(shù)據(jù)至所顯示的灰度的轉(zhuǎn)換函數(shù)。一旦將視頻數(shù)據(jù)映射到灰度級(jí)值，則顯示器控制器控制顯示器218 (如圖7所示)，顯示器218可以包括一個(gè)或多個(gè)監(jiān)視器或顯示器的窗口以顯示圖像幀。由數(shù)據(jù)的圖像幀產(chǎn)生顯示器218中顯示的圖像，其中每個(gè)數(shù)據(jù)指示相應(yīng)像素在顯示器中的強(qiáng)度或亮度。再次參考圖8，2D視頻處理器子模塊294組合由不同類型的超聲信息生成的一個(gè)或多個(gè)幀。例如，2D視頻處理器子模塊294可以通過將一種類型的數(shù)據(jù)映射到灰度映射圖并將另一種類型的數(shù)據(jù)映射到彩色映射圖以進(jìn)行視頻顯示來組合不同圖像幀。在最終顯示的圖像中，可以將彩色像素?cái)?shù)據(jù)疊加在灰度級(jí)像素?cái)?shù)據(jù)上以形成單個(gè)多模式圖像幀298 (例如，功能圖像)，并將其再次重新存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器290中或通過總線296傳送。可以將連續(xù)的圖像幀作為電影回放(cine loop)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器290或存儲(chǔ)器214 (如圖7所示)中。電影回放表示先進(jìn)先出循環(huán)圖像緩存器，以捕獲顯示給用戶的圖像數(shù)據(jù)。用戶可以通過在用戶接口 224處輸入凍結(jié)命令以凍結(jié)電影回放。用戶接口 224可以包括例如鍵盤和鼠標(biāo)以及與將信息輸入到超聲系統(tǒng)200 (如圖7所示)關(guān)聯(lián)的任何其他輸入控件。3D處理器子模塊300也由用戶接口 224來控制，并訪問存儲(chǔ)器290以獲取3D超聲圖像數(shù)據(jù)并通過如公知的體積渲染或表面渲染算法生成三維圖像。可以利用多種成像技術(shù)，如光線投射、最大強(qiáng)度像素投影等來生成三維圖像。圖7的超聲系統(tǒng)200可以包含在如膝上型計(jì)算機(jī)或口袋尺寸系統(tǒng)的小尺寸系統(tǒng)中以及包含在較大的控制臺(tái)型系統(tǒng)中。由此，多種實(shí)施例提供了一種具有振動(dòng)吸收器的超聲探頭。應(yīng)該注意，振動(dòng)吸收布置可以位于探頭的不同部分中。例如，可以在其他探頭設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的振動(dòng)吸收，如通過將該布置倒置以提供對(duì)其他較重探頭組件(例如，電子元件)而非換能器陣列和探頭殼體的振動(dòng)順應(yīng)性。相應(yīng)地，換能器/殼體組件上的撞擊力也得以減小，從而增加跌落/撞擊可靠性。 多種實(shí)施例和/或組件(例如本文的模塊或組件和控制器)還可以作為一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)或處理器的一部分來實(shí)現(xiàn)。該計(jì)算機(jī)或處理器可以包括例如用于訪問因特網(wǎng)的計(jì)算裝置、輸入裝置或顯示單元和接口。該計(jì)算機(jī)或處理器可以包括微處理器。微處理器可以連接到通信總線。該計(jì)算機(jī)或處理器還可以包括存儲(chǔ)器。該存儲(chǔ)器可以包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)。該計(jì)算機(jī)或處理器還可以包括存儲(chǔ)裝置，該存儲(chǔ)裝置可以是硬盤驅(qū)動(dòng)器或可移動(dòng)存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器等。該存儲(chǔ)裝置還可以是用于將計(jì)算機(jī)程序或其他指令加載到計(jì)算機(jī)或處理器中的其他相似部件。如本文使用的，術(shù)語“計(jì)算機(jī)”或“模塊”可以包括任何基于處理器或基于微處理器的系統(tǒng)，包括使用微控制器、精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)(RISC)、ASIC、邏輯電路和能夠執(zhí)行本文描述的功能的任何其他電路或處理器的系統(tǒng)。上文這些示例僅是示范性的，因此不應(yīng)以任何形式限制術(shù)語“計(jì)算機(jī)”的定義和/或含義。該計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)元件中的指令集，以便處理輸入的數(shù)據(jù)。這些存儲(chǔ)元件還可以按期望或需要來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或其他信息。該存儲(chǔ)元件可以采用處理機(jī)器內(nèi)的信息源或物理存儲(chǔ)器元件的形式。指令集可以包括指令作為處理機(jī)器的計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行如多種實(shí)施例的方法和過程的特定操作的多種命令。指令集可以采用軟件程序的形式，該軟件程序可以形成一個(gè)或多個(gè)有形非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的一部分。該軟件可以采用如系統(tǒng)軟件或應(yīng)用軟件的多種形式。再者，該軟件可以采用單獨(dú)程序或模塊的集合、較大的程序內(nèi)的程序模塊或程序模塊的一部分的形式。該軟件還可以包括采用面向?qū)ο缶幊痰男问骄幊痰哪K。該處理機(jī)器處理輸入數(shù)據(jù)可以是響應(yīng)操作員命令，或響應(yīng)先前處理的結(jié)果，或響應(yīng)另一個(gè)處理機(jī)器發(fā)出的請(qǐng)求。正如本文所使用的，術(shù)語“軟件”和“固件”是可互換的，并且包括存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中以便被處理器執(zhí)行的任何計(jì)算機(jī)程序，存儲(chǔ)器包括RAM存儲(chǔ)器、ROM存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器、和非易失性RAM (NVRAM)存儲(chǔ)器。上文的存儲(chǔ)器類型僅是示范性的，因此就可用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序的存儲(chǔ)器的類型而言，這不是限制。要理解上文描述應(yīng)旨在說明，而非限制。例如，上述實(shí)施例(和/或其多個(gè)方面)可以彼此組合來使用。此外，在不背離本發(fā)明范圍的前提下可以進(jìn)行許多修改以調(diào)整特定情況或材料來適應(yīng)多種實(shí)施例的教導(dǎo)。雖然本文描述的材料的尺寸和類型旨在限定多種實(shí)施例的參數(shù)，但是它們絕對(duì)不是限制而僅是示范實(shí)施例。在復(fù)讀上文描述時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯見到許多其他實(shí)施例。因此，多種實(shí)施例的范圍應(yīng)當(dāng)參照所附權(quán)利要求連同這類權(quán)利要求涵蓋的完整等效范圍共同確定。在所附權(quán)利要求中，術(shù)語“包括”和“在其中”用作相應(yīng)術(shù)語“包含”和“其中”的易懂英語對(duì)等詞。此外，在所附權(quán)利要求中，術(shù)語“第一”、“第二”和“第三”等只用作標(biāo)記，而不是意在對(duì)它們的對(duì)象施加數(shù)字要求。此外，所附權(quán)利要求的限制并不是按照部件加功能格式編寫的，并且不是意在根據(jù)美國(guó)專利法第112條第六款來解釋，除非并直到這類要求權(quán)益的限制明確使用詞語“用于…的部件”并跟隨沒有進(jìn)一步結(jié)構(gòu)的功能陳述。本書面描述使用示例來公開多種實(shí)施例，包括具體實(shí)施方式
，并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`多種實(shí)施 例，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何并入的方法。這些多種實(shí)施例可專利的范圍由權(quán)利要求定義，并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員設(shè)想的其他示例。如果此類其他示例具有并無不同于權(quán)利要求的文字語言的結(jié)構(gòu)元素或此類其他示例包含與權(quán)利要求的文字語言無實(shí)質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)元素，則此類其他示例規(guī)定為在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種超聲探頭,包括: 殼體； 所述殼體內(nèi)的掃描頭，所述掃描頭包括換能器陣列； 耦合到所述掃描頭的軸，其允許所述掃描頭的旋轉(zhuǎn)；以及 所述掃描頭內(nèi)的振動(dòng)吸收構(gòu)件，其耦合在所述換能器陣列與所述軸之間，所述振動(dòng)吸收構(gòu)件配置成允許所述軸與所述換能器陣列之間的相對(duì)移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲探頭，其中所述振動(dòng)吸收構(gòu)件包括所述掃描頭的側(cè)壁內(nèi)的彈性體材料。
3.如權(quán)利要求2所述的超聲探頭，其中所述彈性體材料和所述軸各具有穿過其中的開口，所述開口對(duì)齊，并且還包括穿過所述開口延伸的銷釘，從而允許所述軸沿著所述銷釘相對(duì)于所述換能器陣列的滑行移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求3所述的超聲探頭，其中所述銷釘配置成允許所述彈性體材料在所述換能器陣列與所述軸之間的壓縮。
5.如權(quán)利要求1所述的超聲探頭，其中所述振動(dòng)吸收構(gòu)件包括位于所述掃描頭的側(cè)壁內(nèi)的至少一個(gè)彈簧。
6.如權(quán)利要求1所述的超聲探頭，還包括支承連接器的連接器支承構(gòu)件，所述連接器耦合到所述換能器陣列，以及其中所述振動(dòng)吸收構(gòu)件耦合在所述連接器支承構(gòu)件與所述軸之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲探頭，其中所述振動(dòng)吸收構(gòu)件和所述軸各具有穿過其中的開口，所述開口對(duì)齊，并且還包括穿過所述開口延伸的銷釘，從而允許所述軸沿著所述銷釘相對(duì)于所述換能器陣列的滑行移動(dòng)，其中所述連接器支承構(gòu)件具有穿過其中以引導(dǎo)所述銷釘?shù)拈_口。
8.如權(quán)利要求6所述的超聲探頭，再者其中所述連接器是耦合在所述連接器支承構(gòu)件與所述換能器陣列之間的柔性印刷電路板。
9.如權(quán)利要求1所述的超聲探頭，其中所述振動(dòng)吸收構(gòu)件包括位于所述掃描頭的至少一個(gè)側(cè)壁內(nèi)的力阻尼組件。
10.如權(quán)利要求9所述的超聲探頭，其中所述力阻尼組件包括橡膠材料或金屬材料的其中之一。
11.如權(quán)利要求9所述的超聲探頭，其中所述力阻尼組件包括阻尼材料塊。
12.—種超聲探頭,包括: 殼體； 在所述殼體內(nèi)的換能器陣列； 可機(jī)械方式移動(dòng)的掃描頭，其支承所述換能器陣列并具有與之耦合的軸； 耦合在所述掃描頭的至少一個(gè)側(cè)壁內(nèi)的振動(dòng)吸收器，所述振動(dòng)吸收器可壓縮以允許所述軸與所述換能器陣列之間的相對(duì)移動(dòng)；以及 電動(dòng)機(jī)，其用于驅(qū)動(dòng)所述軸以使所述掃描頭旋轉(zhuǎn)。
13.如權(quán)利要求12所述的超聲探頭，其中所述振動(dòng)吸收器由彈性體形成。
14.如權(quán)利要求12所述的超聲探頭，其中所述振動(dòng)吸收器包括至少一個(gè)彈簧。
15.如權(quán)利要求12所述的超聲探頭，還包括穿過所述振動(dòng)吸收器和軸延伸的銷釘，所述銷釘允許所述軸與所述換能器陣列之間的相對(duì)移動(dòng)。
16.如權(quán)利要求12所述的超聲探頭，其中所述換能器陣列可以四維(4D)成像模式操作。
17.如權(quán)利要求12所述的超聲探頭，其中所述軸包括耦合到所述掃描頭的不同側(cè)壁的兩個(gè)單獨(dú)的軸。
18.如權(quán)利要求12所述的超聲探頭，其中所述軸配置成在受到力時(shí)向所述換能器陣列移動(dòng)。
19.如權(quán)利要求12所述的超聲探頭，其中所述殼體包括濕室和干室，所述換能器陣列位于所述濕室中。
20.一種用于吸收超聲探頭中的振動(dòng)的方法，所述方法包括: 為探頭提供殼體； 將掃描頭定位于所述探頭殼體內(nèi)，所述掃描頭包括換能器陣列且具有耦合到所述掃描頭以允許所述掃描頭的旋轉(zhuǎn)的軸；以及 將所述掃描頭內(nèi)的振動(dòng)吸收構(gòu)件耦合在所述換能器陣列與所述軸之間，所述振動(dòng)吸收構(gòu)件配置成允許所述軸與 所述換能器陣列之間的相對(duì)移動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明名稱為用于超聲探頭中振動(dòng)吸收的系統(tǒng)和方法。提供用于超聲探頭中振動(dòng)吸收的方法和系統(tǒng)。一種超聲探頭具有殼體和位于殼體內(nèi)的掃描頭，其中該掃描頭包括換能器陣列。超聲探頭還包括耦合到掃描頭以允許掃描頭的旋轉(zhuǎn)的軸，以及位于掃描頭內(nèi)、耦合在換能器陣列與軸之間的振動(dòng)吸收構(gòu)件。振動(dòng)吸收構(gòu)件配置成允許軸與換能器陣列之間的相對(duì)移動(dòng)。
文檔編號(hào)A61B8/00GK103181784SQ20121058879
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月2日
發(fā)明者C.海恩里奇, C.霍爾 申請(qǐng)人:通用電氣公司