用于溫度管理的超聲成像系統(tǒng)和方法
【專利摘要】提供一種溫度管理系統(tǒng)和一種監(jiān)視超聲成像系統(tǒng)中的溫度的方法。該系統(tǒng)包括超聲探頭。該超聲探頭包括至少一個(gè)超聲換能器和多個(gè)專用集成電路。再者，該系統(tǒng)包括部署在多個(gè)專用集成電路的至少其中之一上的至少一個(gè)溫度感測(cè)裝置。溫度感測(cè)裝置以感測(cè)裝置與超聲探頭的至少一個(gè)產(chǎn)熱區(qū)域熱接觸的這樣的方式部署。
【專利說(shuō)明】用于溫度管理的超聲成像系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及超聲成像系統(tǒng)的領(lǐng)域，以及確切地來(lái)說(shuō)，涉及用于超聲成像系統(tǒng)的溫度控制系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲成像作為用于軟組織器官的無(wú)創(chuàng)成像機(jī)制應(yīng)用于醫(yī)療診斷中。超聲成像系統(tǒng)典型地包括手持超聲探頭，手持超聲探頭與處理器和顯示屏通信上耦合。超聲成像技術(shù)包括將超聲探頭置于患者身體上感興趣區(qū)域附近。例如，為了捕獲胰腺的圖像，可以將超聲探頭置于患者的腹部。超聲探頭固定有超聲換能器，超聲換能器將超聲能量經(jīng)由感興趣區(qū)域發(fā)射到患者身體中。換能器檢測(cè)來(lái)自患者身體的超聲聲音能量的回聲，并將此檢測(cè)到的數(shù)據(jù)傳遞到處理器。處理器分析超聲能量的回聲的參數(shù)，并創(chuàng)建感興趣區(qū)域的二維圖像。將圖像顯示在顯示屏上以允許醫(yī)生/護(hù)理人員分析感興趣區(qū)域的狀態(tài)。超聲探頭還固定有用于生成發(fā)射超聲能量的控制信號(hào)，接收超聲能量以及其他活動(dòng)所需要的專用集成電路(ASIC)。
[0003]隨著技術(shù)進(jìn)步，現(xiàn)在從超聲探頭獲得三維以及四維圖像也是可能的。鑒于獲得精確且準(zhǔn)確的圖像的需求，超聲探頭現(xiàn)在包括幫助波束形成的至少一個(gè)處理ASIC。該ASIC與超聲換能器通信耦合，并由此在使用探頭時(shí)進(jìn)行工作。在探頭工作期間，由于高處理要求，換能器/ASIC組合在探頭組裝件中具有最高溫度。探頭中生成的熱可能導(dǎo)致對(duì)患者的傷害，這是因?yàn)樘筋^與患者身體直接接觸。國(guó)際機(jī)電協(xié)會(huì)(TEC)定義了標(biāo)準(zhǔn)以確保正在以醫(yī)療電氣設(shè)備監(jiān)視和治療的患者的安全。該標(biāo)準(zhǔn)(TEC - 60601)具體定義了超聲探頭的溫度應(yīng)該不超過(guò)43 °C。
[0004]當(dāng)前的超聲探頭溫度使用設(shè)在超聲探頭的接觸點(diǎn)附近的單獨(dú)熱敏電阻來(lái)測(cè)量。存在單獨(dú)熱敏電阻的主要缺點(diǎn)之一是在相當(dāng)長(zhǎng)的延遲之后才警示超聲操作員。再者，因?yàn)闊崦綦娮梵w積大，所以在現(xiàn)代時(shí)代超聲探頭中，無(wú)法將它們與多個(gè)ASIC中每個(gè)ASIC集成。再者，熱敏電阻所需的布線容易發(fā)生故障。為了避免這些問題，操作員一般對(duì)于超聲溫度的工作范圍小心慎重，并且一般在即使溫度顯著低于43° C時(shí)仍啟動(dòng)冷卻過(guò)程/關(guān)閉超聲探頭。
[0005]因此，存在對(duì)一種有效的溫度檢測(cè)系統(tǒng)和機(jī)制的需要，其與來(lái)自超聲探頭的多個(gè)產(chǎn)熱組件集成，并提供允許將超聲探頭用到其極限以及允許利用ASIC的所有處理功率來(lái)獲得高質(zhì)量超聲圖像的準(zhǔn)確度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供一種超聲成像系統(tǒng)。該超聲成像系統(tǒng)包括至少一個(gè)超聲探頭。該超聲探頭包括至少一個(gè)超聲換能器和多個(gè)專用集成電路。再者，該超聲成像系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置。溫度感測(cè)裝置部署在多個(gè)專用集成電路的至少其中之一上。而且，溫度感測(cè)裝置部署成便于與超聲探頭的一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)熱區(qū)域熱接觸。
[0007]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供一種超聲成像系統(tǒng)。該超聲成像系統(tǒng)包括至少一個(gè)超聲探頭。該超聲探頭包括至少一個(gè)超聲換能器和多個(gè)專用集成電路(ASIC)。再者，該超聲成像系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置。溫度感測(cè)裝置部署在多個(gè)ASIC的至少其中之一上，以與超聲探頭的一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)熱區(qū)域熱接觸。而且，該超聲成像系統(tǒng)包括與一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置耦合的校準(zhǔn)電路。該校準(zhǔn)電路基于確定溫度感測(cè)裝置的輸出中引起的誤差來(lái)校準(zhǔn)一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的輸出。
[0008]根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例，提供一種超聲成像系統(tǒng)中用于溫度管理的方法。該方法包括將一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置部署在超聲成像系統(tǒng)的多個(gè)專用集成電路(ASIC)上的一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)熱區(qū)域附近。再者，該方法包括基于一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的輸出來(lái)控制ASIC的操作。
[0009]根據(jù)本公開的一方面，一種超聲成像系統(tǒng)，其包括:至少一個(gè)超聲探頭，其中所述超聲探頭包括至少一個(gè)超聲換能器和多個(gè)專用集成電路；以及一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置，所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置部署在所述多個(gè)專用集成電路的至少其中之一上，以使所述溫度感測(cè)裝置與所述超聲探頭的一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)熱區(qū)域熱接觸。
[0010]其中所述多個(gè)專用集成電路包括波束形成集成電路。
[0011] 其中所述溫度感測(cè)裝置呈現(xiàn)電壓溫度關(guān)系。
[0012]其中所述一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)熱區(qū)域接近所述多個(gè)專用集成電路。
[0013]還包括信號(hào)處理系統(tǒng)，所述信號(hào)處理系統(tǒng)與所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置耦合以分析所述溫度感測(cè)裝置的輸出。
[0014]還包括控制器，所述控制器配置成響應(yīng)來(lái)自所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的輸出控制所述多個(gè)專用集成電路的操作。
[0015]還包括作出決定電路，其中所述作出決定電路配置成選擇將所述至少一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的哪個(gè)輸出傳送到所述控制器。
[0016]其中所述控制器配置成在所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的至少其中之一的輸出超過(guò)預(yù)定義閾值時(shí)觸發(fā)所述超聲探頭的警報(bào)。
[0017]其中所述控制器配置成基于對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的輸出執(zhí)行的統(tǒng)計(jì)操作來(lái)觸發(fā)所述警報(bào)。
[0018]還包括校準(zhǔn)電路，所述校準(zhǔn)電路用于基于確定所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的輸出中引起的誤差來(lái)校準(zhǔn)所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的輸出。
[0019]還包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于提供校正信號(hào)以校準(zhǔn)所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的輸出。
[0020]還包括存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)與所述至少一個(gè)超聲探頭對(duì)應(yīng)的校正信號(hào)。
[0021]其中所述校正信號(hào)是在所述超聲成像系統(tǒng)的制造時(shí)間計(jì)算的。
[0022]根據(jù)本公開的另一方面，一種超聲成像系統(tǒng)，其包括:至少一個(gè)超聲探頭，其中所述超聲探頭包括至少一個(gè)超聲換能器和多個(gè)專用集成電路；一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置，所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置部署在所述多個(gè)專用集成電路上且與所述超聲探頭的一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)熱區(qū)域熱耦合；以及校準(zhǔn)電路，所述校準(zhǔn)電路耦合到所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置，其中所述校準(zhǔn)電路基于確定所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的輸出中引起的誤差來(lái)校準(zhǔn)所述溫度感測(cè)裝置的輸出。
[0023]還包括控制器，所述控制器配置成響應(yīng)來(lái)自所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的至少其中之一的輸出控制所述多個(gè)專用集成電路的操作。
[0024]還包括信號(hào)處理系統(tǒng)，所述信號(hào)處理系統(tǒng)與所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置耦合以分析所述溫度感測(cè)裝置的輸出。
[0025]還包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于提供校正信號(hào)以校準(zhǔn)所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的輸出。
[0026]還包括作出決定電路，其中所述作出決定電路配置成選擇將所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的至少其中之一的哪個(gè)輸出傳送到所述控制器。
[0027]其中所述控制器配置成在所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的至少其中之一的輸出超過(guò)預(yù)定義閾值時(shí)觸發(fā)所述超聲探頭的警報(bào)。
[0028]其中所述控制器配置成基于對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的輸出執(zhí)行的統(tǒng)計(jì)操作來(lái)觸發(fā)所述警報(bào)。
[0029]根據(jù)本公開的又一方面，一種用于超聲成像系統(tǒng)的溫度管理的方法，所述方法包括:將一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置部署在所述超聲成像系統(tǒng)的多個(gè)專用集成電路上；以及基于所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的至少其中之一的輸出控制所述多個(gè)專用集成電路的操作。
[0030]還包括基于確定所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的輸出中引起的誤差來(lái)校準(zhǔn)所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的輸出，其中 校準(zhǔn)包括將與所述誤差對(duì)應(yīng)的校正信號(hào)施加到所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置。
[0031]還包括將所述校正信號(hào)存儲(chǔ)在與所述超聲成像系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器中。
[0032]還包括在制造所述超聲成像系統(tǒng)期間計(jì)算所述校正信號(hào)。
[0033]還包括在所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的至少其中之一的輸出超過(guò)預(yù)定義閾值時(shí)觸發(fā)警報(bào)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034]參考附圖，通過(guò)閱讀下文對(duì)非限制性實(shí)施例的描述，將更好地理解本發(fā)明，其中如下:
圖1圖示示范超聲成像系統(tǒng)的框圖；
圖2圖示超聲成像系統(tǒng)中示范超聲探頭的框圖；
圖3圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的超聲成像系統(tǒng)100中的溫度管理系統(tǒng)的框圖；
圖4圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的溫度管理系統(tǒng)中的校準(zhǔn)電路的框圖；以及 圖5是表示根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例用于超聲成像系統(tǒng)中的溫度管理的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下文將詳細(xì)地參考本發(fā)明的示范實(shí)施例，附圖中圖示了其示例。只要可能的情況下，所有附圖中，相同引用數(shù)字指代相同或相似的部件。
[0036]圖1是超聲成像系統(tǒng)100的示例的框圖。附圖是出于說(shuō)明性的目的，并且未按比例繪制的。超聲成像系統(tǒng)100可以配置成通過(guò)探頭104對(duì)感興趣區(qū)域102進(jìn)行無(wú)創(chuàng)成像。感興趣區(qū)域102可以是一維、二維或三維區(qū)域。具有例如病變組織或脂肪組織的感興趣區(qū)域102位于患者101體內(nèi)。[0037]探頭104典型地包括超聲換能器組裝件106和多個(gè)專用集成電路(ASIC)。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)ASIC包括波束形成電路108，波束形成電路108工作耦合到換能器組裝件106。ASIC包括時(shí)間增益壓縮電路，以及接收和發(fā)射電路。使用組件控制器110來(lái)控制波束形成電路108。在一個(gè)實(shí)施例中，波束形成電路108包括脈沖發(fā)生器、發(fā)射/接收(TX/RX)開關(guān)模塊、電壓控制放大器、波束形成器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。
[0038]換能器組裝件106包括至少一個(gè)超聲換能器，該至少一個(gè)超聲換能器配置成向感興趣區(qū)域102發(fā)射超聲波并感測(cè)從感興趣區(qū)域102反射的聲波。多個(gè)換能器布置為在換能器組裝件106中形成超聲換能器矩陣。在某些實(shí)施例中，該超聲換能器矩陣被分成更小的組，并且波束形成ASIC與每個(gè)此類更小的組關(guān)聯(lián)。多個(gè)波束形成ASIC并行地工作以對(duì)換能器組裝件106通電，并且還從換能器組裝件106接收輸出。換能器組裝件106可以采用單個(gè)信道或多個(gè)信道來(lái)進(jìn)行傳輸。
[0039]組件控制器110工作耦合到波束形成電路108以控制超聲波的參數(shù)，例如換能器組裝件106生成的波束的形狀、尺寸或方向。例如，組件控制器110可以指示波束形成電路108以在傳輸或接收電路上給予時(shí)間延遲以用于在橫向上對(duì)波束整形。在某些實(shí)施例中，探頭104包括組件控制器110。
[0040]工作期間，超聲信號(hào)入射到感興趣區(qū)域102上。從感興趣區(qū)域102反射的信號(hào)被換能器組裝件106接收到。換能器組裝件106將反射的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。將來(lái)自換能器組裝件106的電信號(hào)傳送到接收電路。接收電路經(jīng)由組件控制器110傳遞到T/R開關(guān)電路的控制信號(hào)與探頭104通信耦合。
[0041]再者，接收電路將超聲探頭104接收的電信號(hào)傳遞到處理模塊。處理模塊接收換能器組裝件106的輸出，并基于換能器組裝件106的輸出創(chuàng)建圖像。換能器探頭104和處理模塊典型地通過(guò)同軸電纜彼此連接，但是它們還可以通過(guò)置于探頭104中的無(wú)線芯片來(lái)彼此通信。`
[0042]圖2圖示超聲成像系統(tǒng)100的詳細(xì)框圖。成像系統(tǒng)100中的超聲探頭104包括換能器組裝件106和波束形成電路108。在某些實(shí)施例中，如上所述，換能器組裝件106布置在更小的組中。然后來(lái)自換能器組裝件106的組與多個(gè)波束形成電路108之一各自耦合?？梢詫⑴c超聲成像系統(tǒng)100關(guān)聯(lián)的電路簡(jiǎn)要地分段成兩個(gè)子分段，采集子系統(tǒng)202和處理子系統(tǒng)204。在圖不的實(shí)施例中，米集子系統(tǒng)202中包括波束形成電路108。
[0043]采集子系統(tǒng)202還包括用于控制波束形成電路108的操作的組件控制器110。波束形成電路108還包括發(fā)射/接收開關(guān)電路206、發(fā)射器208和接收器210和波束形成器212。形成換能器組裝件106的換能器將來(lái)自從患者101反射的聲波的超聲能量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。然后經(jīng)由T/R開關(guān)電路206將電信號(hào)路由到接收器210。從接收器210接收的信號(hào)被提供到波束形成器212，波束形成器212執(zhí)行波束形成并輸出信號(hào)。然后將來(lái)自波束形成器212的信號(hào)提供到處理模塊214，處理模塊214處理該信號(hào)。接收器210將接收的信號(hào)放大，以及提供如增益補(bǔ)償?shù)钠渌δ?。由?lái)自換能器組裝件106的換能器在各個(gè)時(shí)間處接收與反射的聲波對(duì)應(yīng)的接收的信號(hào)，并保存反射的波的振幅和相位信息。在某些實(shí)施例中，組件控制器110被封裝在探頭104中。
[0044]超聲成像系統(tǒng)100將超聲能量發(fā)射到患者101內(nèi)以治療感興趣區(qū)域和/或?qū)Ω信d趣區(qū)域成像，并接收和處理從患者101反射的超聲信號(hào)以創(chuàng)建并顯示圖像。為了生成超聲能量的發(fā)射波，組件控制器110將命令數(shù)據(jù)發(fā)送到波束形成電路108以生成發(fā)射參數(shù)以創(chuàng)建發(fā)源于換能器組裝件106的表面的某個(gè)點(diǎn)按期望的操縱角度的期望形狀的波。組件控制器110還與聚焦元件通信以將在正確的方向上聚焦超聲能量以及調(diào)整操縱角度。發(fā)射器208使用傳輸參數(shù)來(lái)恰當(dāng)?shù)貙⑿盘?hào)編碼，以通過(guò)T/R開關(guān)電路206發(fā)送到換能器組裝件106。相對(duì)彼此將信號(hào)設(shè)置在某些電平和相位，并將其傳送到換能器組裝件106的一個(gè)或多個(gè)超聲換能器。傳送的信號(hào)激勵(lì)一個(gè)或多個(gè)超聲換能器以按相同的相位和電平關(guān)系發(fā)射超聲波。由此，當(dāng)換能器組裝件106通過(guò)使用例如超聲凝膠聲學(xué)耦合到感興趣區(qū)域102時(shí)，超聲能量的發(fā)射波沿著掃描線指向感興趣區(qū)域102。
[0045]超聲能量的發(fā)射波傳遞穿過(guò)患者101體內(nèi)的感興趣區(qū)域102。聲波從身體中的生理結(jié)構(gòu)(如脂肪組織、肌肉組織、血液細(xì)胞、靜脈或身體內(nèi)的物體(例如導(dǎo)管或針頭))被反向散射，以產(chǎn)生反射，反射返回到換能器組裝件106。這些反射被換能器組裝件106中的一個(gè)或多個(gè)超聲換能器接收，并傳遞到接收器210以用于成像目的。接收的反射被提供到處理子系統(tǒng)204，在處理子系統(tǒng)204中，處理模塊214處理該信號(hào)?？梢詫?shù)據(jù)傳送到存儲(chǔ)器216以進(jìn)行存儲(chǔ)(例如，臨時(shí)性或永久性存儲(chǔ))。
[0046]可選地，存儲(chǔ)器216可以耦合到成像工作站218。處理子系統(tǒng)204可以經(jīng)由有線連接耦合到成像工作站。作為備選，處理子系統(tǒng)204可以經(jīng)由無(wú)線連接與成像工作站218耦合。組件可以是專用硬件元件，如具有數(shù)字信號(hào)處理器的電路板，或可以是運(yùn)行在通用計(jì)算機(jī)或處理器(如商用現(xiàn)有個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC))上的軟件。在超聲成像系統(tǒng)100中，采集子系統(tǒng)202和處理子系統(tǒng)204經(jīng)由有線連接的方式彼此連接。數(shù)據(jù)經(jīng)由同軸電纜從采集子系統(tǒng)202傳遞到處理子系統(tǒng)。在某些實(shí)施例中，采集子系統(tǒng)202和處理子系統(tǒng)204經(jīng)由無(wú)線連接彼此連接。
[0047]在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，例如在手持超聲成像系統(tǒng)100中，采集子系統(tǒng)202和處理子系統(tǒng)204部署在超聲探頭104中。在這樣的情況中，處理子系統(tǒng)204采用ASIC的形式實(shí)現(xiàn)，該ASIC置于探頭殼體中并從探頭組裝件中的其他ASIC接收信號(hào)和信息以輸出從反射信號(hào)獲得的超聲圖像。
[0048]工作期間，采集子系統(tǒng)202和處理子系統(tǒng)204生成經(jīng)由探頭104中的多種熱傳遞介質(zhì)在探頭104中得以傳播的熱。耗散的熱在操作員握持超聲探頭104的位置以及探頭104與患者101的接觸點(diǎn)處都將使探頭104的溫度升高。需要將此構(gòu)造的溫度保持以便確保對(duì)操作員和患者101兩者都不會(huì)造成傷害。
[0049]圖3圖示具有根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有溫度管理系統(tǒng)300的超聲成像系統(tǒng)100的框圖。溫度管理系統(tǒng)300包括至少一個(gè)溫度感測(cè)裝置302，至少一個(gè)溫度感測(cè)裝置302部署在超聲成像系統(tǒng)100中多個(gè)專用集成電路的至少其中之一上。溫度感測(cè)裝置302部署為與超聲成像系統(tǒng)的超聲探頭104的一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)熱區(qū)域熱接觸。例如，在圖3中，溫度感測(cè)裝置302部署在探頭104中產(chǎn)生熱的波束形成電路108附近。
[0050]在一個(gè)實(shí)施例中，溫度感測(cè)裝置是包含如二極管和晶體管的雙極半導(dǎo)體裝置的傳感器。選擇溫度感測(cè)裝置302使得它們呈現(xiàn)線性電壓溫度關(guān)系。在某些實(shí)施例中，將一個(gè)溫度感測(cè)裝置302置于產(chǎn)熱區(qū)域附近以監(jiān)視探頭104的溫度。在其他實(shí)施例中，將多個(gè)溫度感測(cè)裝置302形成的陣列置為覆蓋探頭104中的多個(gè)產(chǎn)熱區(qū)域。ASIC中集成的溫度感測(cè)裝置測(cè)量探頭104中使用的常規(guī)溫度感測(cè)裝置達(dá)不到的位置處的溫度。根據(jù)某些實(shí)施例，在ASIC制造期間，將溫度感測(cè)裝置302集成在多個(gè)ASIC的至少其中之一中。溫度感測(cè)裝置302的緊湊特性允許這些裝置被置于ASIC上而不會(huì)顯著地增加ASIC的尺寸。
[0051]每個(gè)溫度感測(cè)裝置302輸出能夠分析以確定超聲探頭104的產(chǎn)熱區(qū)域的實(shí)際溫度的電信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)放大器放大溫度感測(cè)裝置302的輸出，然后將其傳送到信號(hào)處理系統(tǒng)304。在一個(gè)實(shí)施例中，該放大器是波束形成電路108中的電壓控制放大器。信號(hào)處理系統(tǒng)304分析從溫度感測(cè)裝置接收的信號(hào)以生成有關(guān)超聲探頭104的產(chǎn)熱區(qū)域上觀測(cè)到的溫度的報(bào)告。例如，信號(hào)處理系統(tǒng)304生成二維圖形，該二維圖形顯示感測(cè)裝置302輸出的電信號(hào)的振幅。操作員在顯示系統(tǒng)上觀察此圖形，并能夠在溫度超出預(yù)定義閾值時(shí)引發(fā)探頭302的警報(bào)。再者，信號(hào)處理系統(tǒng)304可以利用預(yù)定義閾值以在顯示系統(tǒng)上顯示警報(bào)以便操作員采取適當(dāng)?shù)拇胧６?，在手持超聲成像系統(tǒng)的情況中，探頭104中集成的信號(hào)處理系統(tǒng)304分析感測(cè)裝置302的輸出，并在溫度超過(guò)預(yù)定義閾值時(shí)生成有關(guān)探頭104的機(jī)身的警報(bào)。
[0052]再者，在某些實(shí)施例中，超聲成像系統(tǒng)100包括控制器306，控制器306配置成響應(yīng)感測(cè)裝置302的輸出控制超聲探頭104和探頭104中集成的多個(gè)ASIC的操作。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器306在任何溫度感測(cè)裝置302測(cè)量的溫度超過(guò)預(yù)定義閾值時(shí)關(guān)閉超聲探頭104。而且，控制器306還配置成在使用探頭104時(shí)激活冷卻系統(tǒng)以主動(dòng)地冷卻超聲探頭104。根據(jù)某些實(shí)施例，控制器306的功能集成在組件控制器110中，組件控制器110與超聲探頭104可通信地耦合。
[0053]在多個(gè)溫度感測(cè)裝置302的情況中，多個(gè)溫度感測(cè)裝置302的每一個(gè)的輸出與作出決定電路308耦合。在一個(gè)實(shí)施例中，作出決定電路308可以將多個(gè)感測(cè)裝置302觀測(cè)的所有溫度中最高的溫度傳送到信號(hào)處理系統(tǒng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，作出決定電路308配置成傳送多個(gè)溫度感測(cè)裝置3 02觀測(cè)的所有溫度的平均值。在又一個(gè)實(shí)施例中，作出決定電路308由組件控制器110控制以傳送多個(gè)溫度感測(cè)裝置302觀測(cè)的所有溫度中的特定一個(gè)。在某些實(shí)施例中，作出決定電路308對(duì)溫度感測(cè)裝置302的輸出執(zhí)行統(tǒng)計(jì)操作，并將統(tǒng)計(jì)操作的輸出傳送到信號(hào)處理系統(tǒng)304和/或控制器306。
[0054]由于在制造期間集成的原因，可能在溫度感測(cè)裝置302中引起誤差。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供校準(zhǔn)電路310以基于確定ASIC在感測(cè)裝置302中引起的誤差來(lái)校準(zhǔn)溫度感測(cè)裝置302的輸出。圖4中提供校準(zhǔn)電路的詳細(xì)視圖。在制造ASIC期間，來(lái)自校準(zhǔn)電路301中的開關(guān)406將參考電壓發(fā)生器402和溫度感測(cè)裝置302耦合到放大器404。放大器404，如上文所述，是將感測(cè)裝置302的輸出放大的放大器。放大器404又與信號(hào)處理系統(tǒng)304和/或控制器306電耦合。在校準(zhǔn)期間，開關(guān)406切換到將參考電壓發(fā)生器402連接到放大器404。參考電壓發(fā)生器402配置成響應(yīng)溫度等于預(yù)定義值而提供與溫度感測(cè)裝置302生成的電壓對(duì)應(yīng)的電壓。因?yàn)榉糯笃?04的放大系數(shù)是已知的，所以得以計(jì)算來(lái)自放大器404的預(yù)期輸出。測(cè)量放大器404的實(shí)際輸出，并將其存儲(chǔ)在非易失性可編程存儲(chǔ)器中。當(dāng)放大器的實(shí)際輸出不等于來(lái)自放大器的預(yù)期輸出時(shí)，采用數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)408提供校正信號(hào)，校正信號(hào)校正放大器在電壓測(cè)量中引起的誤差。然后將DAC 408提供的校正信號(hào)存儲(chǔ)在超聲探頭104的可編程存儲(chǔ)器中。
[0055]在超聲探頭104的操作期間，當(dāng)溫度感測(cè)裝置302提供輸出電壓時(shí)，利用為參考電壓存儲(chǔ)的校正信號(hào)值。校正信號(hào)根據(jù)制造溫度傳感器集成ASIC期間在輸出中引起的誤差校正溫度感測(cè)裝置302提供的輸出。
[0056]在另一個(gè)實(shí)施例中，在超聲探頭104的操作期間，將與溫度感測(cè)裝置302測(cè)量的參考溫度對(duì)應(yīng)的放大器404的電壓輸出與對(duì)于探頭104的可編程存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的參考電壓的放大器404的實(shí)際輸出比較。如果參考溫度的電壓輸出不同于放大器的實(shí)際輸出，則DAC408提供校正信號(hào)以將兩個(gè)輸出收斂到相同的值。
[0057]圖5是圖示超聲成像系統(tǒng)100的溫度管理的方法的流程圖。該方法包括，在步驟502處，將至少一個(gè)溫度感測(cè)裝置302部署在超聲探頭104中的多個(gè)ASIC的至少其中之一上。在步驟504處，基于至少一個(gè)溫度感測(cè)裝置302的輸出控制多個(gè)ASIC的操作。
[0058]在一個(gè)實(shí)施例中，控制多個(gè)ASIC的操作的步驟包括當(dāng)至少一個(gè)溫度感測(cè)裝置302的輸出超過(guò)預(yù)定義閾值時(shí)關(guān)閉至多個(gè)ASIC的供電源。再者，控制步驟還包括當(dāng)探頭104的溫度超過(guò)預(yù)定義閾值時(shí)開啟超聲探頭104的冷卻系統(tǒng)。
[0059]在一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括基于在超聲探頭104的操作之前確定ASIC在至少一個(gè)溫度感測(cè)裝置302的輸出中引起的誤差來(lái)校準(zhǔn)至少一個(gè)溫度感測(cè)裝置302的輸出的步驟。校準(zhǔn)步驟還包括對(duì)放大至少一個(gè)溫度感測(cè)裝 置302的輸出的放大器404施加參考電壓。在超聲探頭104的非易失性可編程存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)與參考電壓對(duì)應(yīng)的放大器404的輸出?；谛?zhǔn)電路中放大器404的放大系數(shù)計(jì)算參考電壓的預(yù)期輸出。該方法還包括當(dāng)對(duì)于參考電壓的放大器的實(shí)際輸出不同于對(duì)于參考電壓的放大器的預(yù)期輸出時(shí)向放大器提供校正信號(hào)的步驟。DAC 408提供的校正信號(hào)等于實(shí)際輸出與預(yù)期輸出之差。
[0060]本文論述的多種實(shí)施例提供一種在超聲成像系統(tǒng)中用于溫度管理的方法和系統(tǒng)。集成的溫度管理系統(tǒng)通過(guò)消除對(duì)成像系統(tǒng)中用于多個(gè)ASIC的單獨(dú)熱敏電阻的需要而降低了超聲成像系統(tǒng)的成本。再者，根據(jù)上文描述的校準(zhǔn)電路提供準(zhǔn)確的結(jié)果，該結(jié)果幫助操作員使用超聲成像系統(tǒng)直到溫度達(dá)到更接近于預(yù)定義閾值的時(shí)間為止。因此，該超聲成像系統(tǒng)可以用于更復(fù)雜的成像和信號(hào)處理。
[0061 ] 要理解上文描述應(yīng)旨在說(shuō)明，而非限制。例如，上述實(shí)施例(和/或其各個(gè)方面)可以彼此組合來(lái)使用。此外，在不背離本發(fā)明范圍的前提下可以進(jìn)行許多修改以使特定情況或材料適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)。雖然本文描述的材料的尺寸和類型旨在定義本發(fā)明的參數(shù)，但是它們絕對(duì)不是限制而是示范實(shí)施例。在復(fù)讀上文描述時(shí)，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將顯見到許多其他實(shí)施例。因此，應(yīng)參考所附權(quán)利要求連同此類權(quán)利要求授權(quán)的等效物的完整范圍來(lái)確定本發(fā)明的范圍。在所附權(quán)利要求中，將術(shù)語(yǔ)“包括”和“其中”作為相應(yīng)術(shù)語(yǔ)“包含”和“在其中”的簡(jiǎn)單英語(yǔ)等效物來(lái)使用。而且，在后面的權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用作標(biāo)記，并且無(wú)意強(qiáng)加對(duì)其對(duì)象的數(shù)值或位置要求。再者，所附權(quán)利要求的限制不以裝置加功能的格式書寫，并且無(wú)意基于35 U.S.C.§112中第六段來(lái)解釋，除非此類權(quán)利要求限制明確地使用短語(yǔ)“裝置，其用于”且后接無(wú)進(jìn)一步結(jié)構(gòu)的功能的陳述。
[0062]本書面描述使用包括最優(yōu)實(shí)施方式的示例來(lái)公開本發(fā)明的若干實(shí)施例，并且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的實(shí)施例，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并執(zhí)行任何并入的方法。本發(fā)明的可取得專利范圍由權(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(wú)不同于權(quán)利要求的文字語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)要素或此類其他示例包含與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)要素，則此類其他示例被確定為在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。[0063]正如本文所使用的，以詞匯“一個(gè)”或“一”開頭和以單數(shù)形式引述的單元或步驟應(yīng)理解為不排除所述單元或步驟的復(fù)數(shù)，除非是明確地指出了此類排除。而且，對(duì)本發(fā)明的“一個(gè)實(shí)施例”的引述無(wú)意解釋為排除也并入所引述的特征的其他實(shí)施例的存在。而且，除非明確地相反指出，否則“包含”、“包括”或“具有”含特定屬性的一個(gè)或多個(gè)要素的實(shí)施例可以包含不含該屬性的其他此類要素。
[0064]因?yàn)樵诓槐畴x本文涉及的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以在上文描述的超聲成像系統(tǒng)中進(jìn)行某些更改，所以打算上文描述或附圖所示的所有主題均應(yīng)當(dāng)僅解釋為說(shuō)明本文發(fā)明概念的示例，而不應(yīng)`視為限制本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲成像系統(tǒng),其包括: 至少一個(gè)超聲探頭，其中所述超聲探頭包括至少一個(gè)超聲換能器和多個(gè)專用集成電路；以及 一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置，所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置部署在所述多個(gè)專用集成電路的至少其中之一上，以使所述溫度感測(cè)裝置與所述超聲探頭的一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)熱區(qū)域熱接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲成像系統(tǒng)，其中所述多個(gè)專用集成電路包括波束形成集成電路。
3.如權(quán)利要求1所述的超聲成像系統(tǒng)，其中所述溫度感測(cè)裝置呈現(xiàn)電壓溫度關(guān)系。
4.如權(quán)利要求1所述的超聲成像系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)熱區(qū)域接近所述多個(gè)專用集成電路。
5.如權(quán)利要求1所述的超聲成像系統(tǒng)，還包括信號(hào)處理系統(tǒng)，所述信號(hào)處理系統(tǒng)與所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置耦合以分析所述溫度感測(cè)裝置的輸出。
6.如權(quán)利要求1所述的超聲成像系統(tǒng)，還包括控制器，所述控制器配置成響應(yīng)來(lái)自所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的輸出控制所述多個(gè)專用集成電路的操作。
7.如權(quán)利要求6所述的超聲成像系統(tǒng)，還包括作出決定電路，其中所述作出決定電路配置成選擇將所述至少一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的哪個(gè)輸出傳送到所述控制器。
8.如權(quán)利要求6所述的超聲成像系統(tǒng)，其中所述控制器配置成在所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的至少其中之一的輸出超過(guò)預(yù)定義閾值時(shí)觸發(fā)所述超聲探頭的警報(bào)。`
9.如權(quán)利要求8所述的超聲成像系統(tǒng)，其中所述控制器配置成基于對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的輸出執(zhí)行的統(tǒng)計(jì)操作來(lái)觸發(fā)所述警報(bào)。
10.如權(quán)利要求6所述的超聲成像系統(tǒng)，還包括校準(zhǔn)電路，所述校準(zhǔn)電路用于基于確定所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的輸出中引起的誤差來(lái)校準(zhǔn)所述一個(gè)或多個(gè)溫度感測(cè)裝置的輸出。
【文檔編號(hào)】A61B8/00GK103519841SQ201310264128
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】B.H.海德, K.森達(dá)雷桑, B.C.約薩爾 申請(qǐng)人:通用電氣公司