[發(fā)明專利]動態(tài)變化的探測方法、動態(tài)變化的探測裝置和超聲波診斷裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01115919.7
• 申請日: 2001-05-22
• 公開（公告）號: CN1325027A
• 公開（公告）日: 2001-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戶井田昌宏
• 申請（專利權(quán)）人: 富士膠片株式會社
• 主分類號: G01N29/00
• 分類號: G01N29/00;G01N29/10;A61B8/00
• 代理公司: 北京市專利事務(wù)所
• 代理人: 趙郁軍

本發(fā)明涉及一種用于探測超聲波或通過介質(zhì)的類似傳播中動態(tài)變化的方法和裝置，更具體地說，本發(fā)明涉及一種具有該動態(tài)變化探測裝置的超聲波診斷裝置。

在用于所謂的超聲波回聲探測的超聲波診斷裝置或類似裝置中，通常實際使用壓電材料例如具有代表性的PZT(鋯鈦酸鉛)作為超聲波傳感器部分(探頭)。

圖12A和12B示意性地示出了傳統(tǒng)探頭的結(jié)構(gòu)。圖12A是該探頭的整體透視圖，圖12B是包括在該探頭內(nèi)的排列振子的放大透視圖。

如圖12A所示，探頭301整體上呈一薄盒形，并具有一個細(xì)長矩形的探測面302。該探頭表面302可與人體相接觸，并發(fā)射超聲波，從而能夠接收來自身體各深度的超聲波回波反射。電纜307用于傳輸發(fā)射超聲波的驅(qū)動信號以及超聲波的探測信號，該電纜307連接到探頭301的上端。

梳形排列振子303嵌置在探測面302內(nèi)既作超聲波的發(fā)射器和又作超聲波的接收器。如圖12B所示，排列振子303設(shè)有許多縫隙306(具有一定的寬度，如0.1mm)在細(xì)條形的PZT片(具有一定的厚度，如0.2～0.3mm)內(nèi)，從而形成許多(如256個)梳齒形單個的振子305(具有如0.2mm的寬度和20mm的長度)。

在每一單個的振子305上都形成有一個電極，上述電極分別與其信號線連接。由樹脂材料如橡膠構(gòu)成的聲透鏡層或聲匹配層附著在排列振子303的表面一側(cè)(圖中為下側(cè))，背襯材料附著在上述表面的背側(cè)。上述聲透鏡層能使發(fā)射的超聲波有效地聚合。上述聲匹配層能夠提高超聲波的傳送效率。上述背襯材料具有支撐振子的功能，并使振子的振動更容易實現(xiàn)。

這樣的超聲波探頭和超聲波診斷裝置在Toyo出版公司出版的“超聲波觀測方法和診斷方法”或Ishiyaku出版公司出版的“超聲波機(jī)械基本原理”中進(jìn)行了詳細(xì)的描述。

在超聲波診斷領(lǐng)域，為了獲取關(guān)于目標(biāo)體內(nèi)更為詳細(xì)的信息，需要收集三維數(shù)據(jù)。而為了滿足這樣的要求，需要將超聲波探測元件(超聲波傳感器)制成二維陣列。然而，在前述的PZT材料中，由于下述的原因，以目前的條件很難將所述裝置細(xì)小化和一體化。這是由于PZT材料(硅酸鹽)制造技術(shù)水平的局限性，并且隨著進(jìn)一步的細(xì)小化會導(dǎo)致加工量急劇增加。而且，如果金屬導(dǎo)線數(shù)量增加，元件之間的電阻和元件之間的串話干擾將會增加。由此可見，以目前的技術(shù)水平采用PZT材料很難實現(xiàn)二維陣列的探頭。

另一方面，在日本專利申請公報JP-A-10-501893中公開了一種超聲波診斷裝置，其中包括一排垂直諧振腔的表面發(fā)射激光器(VCSEL)通過電激發(fā)(泵激)。每個激光器的諧振腔長度是通過從一目標(biāo)處傳播出來的聲場來調(diào)制的。因此，通過聲場的調(diào)頻可以獲得激光束。通過探測器頭可以將調(diào)制激光束轉(zhuǎn)換成調(diào)幅信號，據(jù)此可由電荷耦合裝置(CCD)的陣列探測到。接著，將信號的信息電傳輸?shù)叫盘柼幚硌b置中并進(jìn)行處理。這表明該超聲波裝置能夠獲得高水平的寬頻探測，并具有較強(qiáng)的空間解析能力，并簡化了電配線。

而且，由詹姆斯D.哈密爾敦等人所著的題目為“使用活動光電探測器的高頻超聲波成像”的論文發(fā)表于《關(guān)于超聲波、鐵電體和頻率控制的電氣與電子工程師協(xié)會(IEEE)學(xué)報》1998年3月第3期第45卷，在該論文中公開了一種超聲波探測裝置包括激光器和具有一個由釹化玻璃制成的波導(dǎo)管的光學(xué)調(diào)制器。

然而，因為該探測系統(tǒng)對位移具有很高的敏感性，不具備環(huán)境變化如溫度變化補(bǔ)償?shù)某暡]有實用性，所以該探測系統(tǒng)利用激光諧振器的長度變化。在此種傳感器排列的情況下，由于變化將在各個激光元件上不可避免地產(chǎn)生頻率振動，這將使傳感器很難作為一個陣列在實際中使用，除非所用測量方法不受激光元件的頻率振動所產(chǎn)生的變化的影響。

針對上述這些問題而完成了本發(fā)明。本發(fā)明的第一個發(fā)明目的是提供一種動態(tài)變化的探測方法和裝置，通過抵消環(huán)境變化的影響或多個激光元件之間的個體差異，用于穩(wěn)定地探測動態(tài)變化。本發(fā)明的第二個發(fā)明目的是提供一種采用上述動態(tài)變化探測裝置的超聲波診斷裝置，該裝置適于收集三維數(shù)據(jù)。