[發明專利]用于對介質的瞬時改變進行成像的超聲成像探頭

有效

• 申請號: 201210396248.5
• 申請日: 2007-08-03
• 公開（公告）號: CN102973295A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: J·貝科夫;C·科昂-巴克里;J·蘇凱
• 申請（專利權）人: 超聲成像公司
• 主分類號: A61B8/08
• 分類號: A61B8/08;G01S15/89
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 趙騰飛;王英

本申請是申請日為2007年8月3日、申請號為200780030589.8的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及用于超聲成像的探頭的整體領域，超聲成像也稱為“回波描記成像”。

本發明更具體地涉及可以基于超聲輻射壓力的使用對粘彈特性進行成像的方法和探頭。

背景技術

常規的回波描記探頭被設計為將超聲波發射到介質中的組織內，并感測反向散射的信號以便對這些信號進行分析并形成該介質的圖像。

通常，這些探頭包含有一系列N個壓電換能器，這些換能器沿一條線排列。這條線可以是直的或彎曲的。

經由能夠施加彼此不同相的電信號的電子線路（electronic?route）來對這些壓電換能器各自地進行控制。

通過根據圓柱定律調節相位和/或延遲，可以將超聲束聚焦在介質中給定位置上，從而以電子方式創建了等同于透鏡的等同物。這些定律還在接收步驟中使用，以便將反向散射的信號與介質的給定位置相隔離，并重建其聲學圖像。

換能器的尺寸和間隔取決于超聲探頭的頻率，并且通常在所發射的超聲波波長的0.5到1倍之間變化。

使用這種一維波，僅能夠在一個平面中實現電子聚焦和超聲圖像重建。

在稱為“標高（elevation）”的第三維度中，通常在壓電換能器上運用一個固定的幾何透鏡，使用該透鏡，可以將超聲束約束在合理厚度的部分上。

因此，通常，壓電換能器的標高尺寸是所發射的超聲波波長的20倍，幾何聚焦深度是所發射的超聲波波長的100倍。

超聲波有時用于產生介質中的瞬時變化，例如超聲輻射壓力。

超聲輻射壓力的用途在彈性成像（elastographic）技術中使用。這些技術是除了標準回波描記成像的成像模式之外的其他成像模式。

然而，使用被特別地設計為提供非常高質量的回波描記圖像的標準回波描記線陣，對于應用彈性成像技術，更一般地對于在介質中產生瞬時改變而言并非是最佳的。

已知探頭的幾何特性和聲學特性并不適合于產生內部機械應力。

此外，所得到的彈性成像圖像的質量并不令人滿意。

在彈性成像技術的情況中，已知探頭具有的局限有三個。

首先，機械應力的穿透深度有限，通常是潛在的可探測深度的一半。

接下來，探測區域的寬度也受到限制，因為內部機械振動源具有不適合的幾何形狀。

最后，產生了非常強的聲學場，從而可能產生內部機械應力。

這些聲學場的強度可能超出當前暴露限度，并對患者造成傷害。

發明內容

因此，本發明的主要目的是通過提出一種解決方案并且不會損害回波描記成像的質量，來對這些缺陷進行補救，該解決方案用于在滿足規定的聲學功能的同時產生最佳的內部機械應力。

因此，本發明涉及一種用于對介質進行成像的超聲成像探頭，該超聲成像探頭包含了工作在不同頻率上的兩類換能器，其特征在于，第一類換能器專用于所述介質的超聲成像，第二類換能器專用于產生應力，所述應力至少造成了所成像的介質的瞬時改變，兩類換能器都能夠至少工作在所謂的結合模式（coupled?mode）中，其中，第一類換能器以與第二類換能器同步的方式工作，以便對所述介質的所述瞬時改變的時間過程進行成像。

使用這種探頭，第二類換能器適合于產生所述介質的瞬時改變，并且與要對該瞬時改變進行成像的第一類換能器同步。兩類換能器的同步是依靠所述介質的所述瞬時改變的過程的物理特性和動力學特性而實現的。這些換能器的相對位置排列也取決于這些特性。

根據本發明的一個實施例，兩類換能器在它們的幾何特征和聲學特征方面是不同的。

有利的是，兩類換能器工作在不同頻率上。

由于第一類換能器專用于超聲成像，因此可以獲得高質量的回波描記圖像。

這些回波描記圖像有利地是標準回波描記圖像和瞬時移動的回波描記圖像，特別是允許進行彈性成像測量的剪切移動（shearing?movement）的圖像。

因此，有利的是，第一類換能器具有兩種工作模式，即所謂的結合模式和所謂的標準模式，在標準模式中，第一類換能器產生所述介質的回波描記圖像。

根據本發明的一個特定特征，產生瞬時變化的應力是傳播式的，然后在考慮到產生瞬時變化的應力的傳播特性的同時對第二類換能器進行同步。

使用該特征，可以直接且簡單地觀察波在介質中的傳播。

有利的是，產生瞬時變化的應力是超聲輻射壓力造成的機械應力。