[發明專利]一種手持超聲裝置和成像方法

有效

• 申請號: 201710596886.4
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107822655B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: 李騰飛;胡則肄
• 申請（專利權）人: 武漢啟佑生物醫療電子有限公司
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

本發明涉及一種手持超聲裝置和成像方法，包括探頭部分、發射模塊、接收模塊、回波數據處理模塊、控制器和通信模塊；控制器控制發射模塊產生發射脈沖來激勵探頭部分發射超聲波信號；控制器控制接收模塊采集探頭部分接收的超聲回波信號；回波數據處理模塊對接收模塊采集超聲回波信號進行處理后將數據送往通信模塊；通信模塊通過無線或有線方式與外部圖像接收設備進行通信；控制器對發射模塊和接收模塊進行低功耗掃描控制，低功耗掃描控制包括：控制發射模塊進行展寬發射、控制接收模塊進行展寬接收、控制產生低功耗空掃描、控制發射模塊在超聲發射時工作和控制接收模塊在接收有效數據時工作。本發明在不降低系統性能基礎上降低功耗，防止探頭過熱，延長續航時間。

技術領域

本發明涉及一種手持超聲裝置和成像方法。

背景技術

傳統的超聲設備中，探頭部分的主體是超聲換能器，主要實現電信號與超聲信號的轉化，包括將高壓發射脈沖轉化為發射超聲波和將超聲回波轉化為回波電信號；回波電信號再通過線纜傳送到超聲主機進行處理。傳統的超聲臺車設備功能強大，但體型笨重；隨著超聲應用領域的擴展，市場上出現了越來越多的中低性能的便攜式超聲設備，這些設備可手提或手持，但在系統結構上，與傳統臺車設備基本一致，超聲探頭通過線纜與主機連接。

近年來，市場上出現了集成度更高的手持超聲裝置，它與傳統便攜設備的最大區別是：它去掉了探頭線纜，將傳統超聲主機的前處理部分與探頭部分整合成一個手持超聲裝置；它可以通過無線或有線的方式，將采集的圖像數據傳送給外部的圖像接收設備進行顯示；圖像接收設備有的是專用的，也有的是通用的手機、平板或電腦。這類產品更加小巧便攜，在移動醫療領域有著廣闊的市場前景。

由于超聲系統的功耗主要集中在前處理部分，特別是發射模塊和接收模塊。若手持超聲裝置的功耗過高，則會導致裝置過熱或者續航時間很短；因此，如何控制功耗是此類手持超聲裝置面臨的首要問題。目前市面上的產品主要通過兩種途徑限制功耗：一是降低性能，包括功能限制，降低圖像質量，減少通道等；二是限制連續工作時間，防止探頭過熱。

這兩種方法均有其明顯的不足：第一種通過降低性能來控制功耗，限制了此類產品的應用范圍；第二種通過限制連續工作時間來控制功耗，給操作者造成了額外的不便。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種手持超聲裝置和成像方法，通過采用一系列低功耗掃描控制措施，在不降低系統性能的基礎上降低功耗，防止裝置過熱，延長續航時間。

一種手持超聲裝置，包括：探頭部分、發射模塊、接收模塊、回波數據處理模塊、控制器和通信模塊；所述控制器控制所述發射模塊產生發射脈沖來激勵所述探頭部分發射超聲波信號；所述控制器控制所述接收模塊采集所述探頭部分接收的超聲回波信號；所述回波數據處理模塊對所述接收模塊采集的超聲回波信號進行處理后將數據送往所述通信模塊；所述通信模塊通過無線或有線的方式與外部的圖像接收設備進行通信；

所述控制器對所述發射模塊和所述接收模塊進行低功耗掃描控制，所述低功耗掃描控制包括：控制所述發射模塊進行展寬發射、控制所述接收模塊進行展寬接收、控制產生低功耗空掃描、控制所述發射模塊在超聲發射時工作和控制所述接收模塊在接收有效數據時工作。

在所述展寬接收區域內，同深度下發射聲場平坦度不低于-3dB。

在所述低功耗空掃描期間，所述發射模塊和所述接收模塊均不工作。

所述有效數據包括：B掃描探測深度范圍內的回波數據、C掃描彩色取樣框范圍內的回波數據和/或D掃描脈沖多普勒取樣框范圍內的回波數據。

一種利用上述手持超聲裝置的成像方法，具體的B模式成像方法包括以下步驟：

(1)以當前探測深度和B模式最大發射重復頻率為限制條件，計算單次B發射接收掃描周期t0:

t0＝max{2*Depth/Sound_Vel+Tsu,1/Max_PRF}