[發(fā)明專利]采用動(dòng)態(tài)聚焦的超聲探頭以及關(guān)聯(lián)系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480026110.3
• 申請(qǐng)日: 2014-05-02
• 公開（公告）號(hào): CN105339808B
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·D·科根;雨宮慎一;B·H·海德;G·U·豪根
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): G01S15/89
• 分類號(hào): G01S15/89;G01S7/52;G10K11/34
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉曉勇;姜甜

提供采用能夠動(dòng)態(tài)聚焦的子孔徑處理的示范超聲探頭，其一般包含在超聲探頭中形成子孔徑的換能器元件的陣列。能夠?qū)Q能器元件指派到動(dòng)態(tài)延遲更新組，并且能夠?qū)⒊跏佳舆t應(yīng)用到與子孔徑的換能器元件相關(guān)聯(lián)的超聲信號(hào)。子孔徑處理器能夠配置成按照將換能器元件指派到的動(dòng)態(tài)延遲更新組，將延遲更新動(dòng)態(tài)地應(yīng)用到與子孔徑的換能器元件相關(guān)聯(lián)的超聲信號(hào)。也提供采用動(dòng)態(tài)聚焦的示范超聲系統(tǒng)以及采用動(dòng)態(tài)聚焦發(fā)射超聲信號(hào)的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及超聲探頭以及關(guān)聯(lián)系統(tǒng)和方法，并且特別地是涉及采用具有簡(jiǎn)化的動(dòng)態(tài)延遲更新機(jī)制的動(dòng)態(tài)聚焦(focus)和子孔徑波束形成的超聲探頭。

背景技術(shù)

常規(guī)超聲系統(tǒng)一般包含由限定超聲探頭的孔徑的多個(gè)換能器所形成的超聲探頭。換能器能夠空間上布置，并且能夠被分為多個(gè)子孔徑或子陣列。子孔徑處理器(SAP)可針對(duì)發(fā)射和/或接收操作執(zhí)行子孔徑內(nèi)元件的波束形成操作。典型的超聲系統(tǒng)一般還包含接收和/或發(fā)射波束形成器，其是在探頭的外部并且其通過電纜連接到換能器元件。

波束形成器一般聚焦并且操縱(steer)由探頭所發(fā)射和所接收的超聲能量以獲得聲音混響數(shù)據(jù)，作為在顯示器上生成解剖內(nèi)容的圖像中的一個(gè)步驟。特別地是，發(fā)射波束形成器生成脈沖或連續(xù)信號(hào)，并且多個(gè)換能器將電氣信號(hào)變換成壓力波，并且反之亦然。壓力波一般通過組織傳播，并且超聲能量的一部分反射回到換能器。接收波束形成器處理所接收的超聲回聲并且聚焦能量。超聲信號(hào)然后被處理并且被變換成圖形用戶接口(GUI)處的可視顯示和/或音頻輸出。

如上面所描述的，由探頭經(jīng)由相應(yīng)的通道輸出每個(gè)超聲波形。在常規(guī)(非3D)超聲系統(tǒng)中，每個(gè)換能器元件通常與不同的電纜或線路相關(guān)聯(lián)，不同的電纜或線路將探頭連接到波束形成器以促進(jìn)相應(yīng)的超聲信號(hào)的處理，例如對(duì)于每個(gè)換能器元件需要幾何計(jì)算用于操縱。對(duì)于具有數(shù)千個(gè)別元件的3D超聲系統(tǒng)，不同的電纜是不可行的。為了處理數(shù)千元件，通過來自系統(tǒng)的發(fā)射信號(hào)集合的分配或采用探頭中的發(fā)射器來處理發(fā)射。采用探頭和/或系統(tǒng)中的波束形成的組合來處理接收。探頭波束形成能夠是模擬的和/或數(shù)字的。數(shù)字解決方案在探頭中需要模數(shù)(ADC)變換器。由于每個(gè)通道能夠具有ADC，所以一些實(shí)施方式能夠需要數(shù)千ADC。因此，探頭中波束形成器的實(shí)施方式可需要一個(gè)或多個(gè)專用集成電路(ASIC)，以及使安裝在對(duì)硅面積、功率、設(shè)置數(shù)據(jù)、計(jì)算時(shí)間等的所需要限制內(nèi)要求的電路成為可能的技術(shù)解決方案。

因此，存在對(duì)采用用于降低實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)波束形成器的復(fù)雜度的方式的超聲探頭的要求。通過本公開的超聲探頭以及關(guān)聯(lián)系統(tǒng)和方法來解決這些和其他要求。

發(fā)明內(nèi)容

按照本公開的實(shí)施例，提供采用能夠動(dòng)態(tài)聚焦的子孔徑處理的示范超聲探頭，其一般包含在超聲探頭中形成子孔徑的換能器元件的組或陣列。子孔徑的換能器元件能夠發(fā)射和/或接收超聲信號(hào)。一般能夠?qū)⒊跏佳舆t應(yīng)用到與子孔徑的個(gè)別換能器元件相關(guān)聯(lián)的超聲信號(hào)。示范超聲探頭一般包含子孔徑處理器，其配置成將延遲更新動(dòng)態(tài)地應(yīng)用到與子孔徑的換能器元件相關(guān)聯(lián)的超聲信號(hào)。為了簡(jiǎn)化實(shí)施方式，能夠?qū)Q能器元件指派到來自多個(gè)動(dòng)態(tài)延遲更新組的一個(gè)，其中更新組內(nèi)的換能器元件能夠以相同的速率和/或幅度以相同的延遲更新應(yīng)用相同的延遲更新。子孔徑處理器因此能夠配置成在預(yù)定時(shí)間段重復(fù)地將延遲更新動(dòng)態(tài)地應(yīng)用到超聲信號(hào)以近似理想的延遲分布(profile)，其中延遲更新的頻率是按子孔徑處理器可配置的并且延遲更新的幅度取決于將換能器元件指派到的動(dòng)態(tài)延遲更新組。

子孔徑處理器能夠通過將子孔徑處理器配置成將第一延遲修改應(yīng)用到子孔徑內(nèi)的第一組換能器元件并且將第二延遲修改應(yīng)用到子孔徑內(nèi)的第二組換能器元件來將換能器元件指派到多個(gè)動(dòng)態(tài)更新組。能夠針對(duì)多個(gè)動(dòng)態(tài)更新組重復(fù)這個(gè)過程。每個(gè)延遲更新組的延遲修改能夠不同于其他延遲更新組的延遲修改。延遲更新組的延遲修改能夠具有另一個(gè)延遲更新組的延遲修改的相反符號(hào)。延遲更新組的一個(gè)或多個(gè)可不接收延遲修改。在一些示范實(shí)施例中，延遲修改能夠是靜止的。