[發明專利]輕重量無線超聲探頭

有效

• 申請號: 200880018095.2
• 申請日: 2008-05-21
• 公開（公告）號: CN101677806A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發明（設計）人: M·波倫;M·威爾遜
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00;A61B5/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 王 英;劉炳勝

本發明涉及醫療診斷用超聲波系統，尤其涉及輕重量無線超聲探頭。

長期以來，尤其是對于超聲波醫師來說，醫療診斷超聲的一個缺點是 將掃描探頭連接到超聲系統的電纜。這些電纜很長，并且由于需要包含來 自探頭中數十、數百甚至數千換能器元件的很多同軸線，常常也很粗。結 果，這些探頭電纜可能處理起來很麻煩且可能很重。一些超聲波醫師試圖 通過在掃描時將電纜披在手臂或肩部上用于支持來解決電纜問題。在很多 情況下這樣可能會導致重復應力損傷。另一個問題是探頭電纜可能會污染 圖像引導的外科操作的無菌區。此外，這些探頭電纜相當昂貴，常常是探 頭中最昂貴的部件。于是，長期以來都希望擺脫探頭電纜的診斷超聲。

美國專利6,142,946(Hwang等人)描述了一種恰恰這樣做的超聲探頭 和系統。這項專利描述了一種具有集成束形成器的電池供電的陣列換能器 探頭。收發器向充當其基站的超聲系統發送所獲取的超聲數據。在超聲系 統上進行圖像處理和顯示。

完全集成的無線超聲探頭為探頭重量帶來了挑戰。盡管無線探頭確實 離開了沉重笨拙的電纜，探頭仍然需要是輕的且容易操控，以避免反復使 用帶來的人體工程學問題。需要在身體的二維或三維區域上掃描和聚焦波 束，對接收的回聲進行成束，并發射和接收回聲和控制信息。用于這些功 能的所有部件都對探頭重量有貢獻。探頭機殼和電池進一步增大了重量。 因此，希望能設計這樣的探頭，其具有充分功能，但仍然不會給用戶帶來 重量問題。

根據本發明的原理，提供了一種重量輕且使用方便的無線超聲探頭。 探頭包括陣列換能器和集成電路微束形成器、集成電路采集子系統、集成 電路收發器和天線，以及這些部件之間的電子互連。電池和電源子系統提 供必需的能量來驅動換能器陣列并向基站發送超聲波數據。部件容納在手 持外殼中，整個探頭重300克或更少。

在附圖中：

圖1a示出了本發明的手持式無線超聲探頭；

圖1b示出了本發明的無線超聲探頭和附帶的用戶接口；

圖1c示出了用于本發明的無線探頭的無線用戶接口；

圖2a、2b和2c示出了可以充當本發明無線探頭的基站的不同的超聲顯 示系統；

圖3示出了本發明的無線1D陣列探頭的功能部件；

圖4示出了本發明的無線2D陣列探頭的功能部件；

圖5以方框圖形式示出了本發明的束形成器和無線探頭天線之間的主 要電子子系統；

圖6以方框圖的形式示出了本發明的無線探頭的基站主機的主要部件；

圖7以方框圖形式示出了適用于本發明的無線探頭中的采集子系統；

圖8a和8b以截面圖示出了本發明的輕重量無線探頭；

圖9a和9b示出了無線探頭用戶接口的范例；

圖10a和10b示出了用于本發明的無線探頭的USB電纜；

圖11示出了本發明的無線探頭的探測和定位的測距用途；

圖12示出了適用于本發明的無線探頭的顯示器頭戴附件；

圖13示出了適用于本發明的無線探頭的Bluetooth無線語音收發器附 件；

圖14示出了用于若干其他無線裝置的本發明的無線探頭。

首先參考圖1，示出了本發明的無線超聲探頭10。探頭10封裝在硬聚 合機殼或外殼8中，其具有遠端12和近端14。用于陣列換能器的換能器透 鏡或聲學窗口12位于遠端12。正是通過這個聲學窗口，換能器陣列發射超 聲波，并接收返回的回聲信號。天線位于外殼內部探頭的近端14處，其向 基站主機發射并從所述基站主機接收無線電波16。如圖10a和10b所示， 電池充電觸點也位于探頭的近端。在探頭10一側是常規的左右標志18，表 示探頭該側對應于圖像的左側或右側。參見美國專利5,255,682 (Pawluskiewicz等人)。看起來探頭主體的近處部分比探頭更寬的遠端要 窄。常規上這樣做，以便必需要特別緊密接觸患者皮膚時，用戶能夠握住 更窄的近端并向擴展的遠端施力。探頭外殼8是氣密密封的，從而能夠對 其清洗和揩拭以去除凝膠，并可以在使用之后進行消毒。