[發(fā)明專利]超聲探頭換能器測(cè)試

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880075938.6
• 申請(qǐng)日: 2018-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN111447879B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹繼;P·蘭伯特;M·波茨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號(hào): A61B8/14
• 分類號(hào): A61B8/14;A61B8/06
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 劉兆君

通過(guò)在其透鏡與空氣接觸的情況下操作探頭來(lái)針對(duì)其陣列換能器的元件的失效對(duì)超聲探頭進(jìn)行測(cè)試。在該操作模式期間產(chǎn)生的回波信號(hào)被波束形成為由所述探頭產(chǎn)生的掃描線的常見集合。每條掃描線的頻率響應(yīng)被分析，并且和與測(cè)試中的所述探頭相同類型的已知好探頭的對(duì)應(yīng)掃描線的頻率響應(yīng)的參考信號(hào)進(jìn)行比較。如果比較披露方差大于預(yù)定的偏差，那么警告用戶所述探頭應(yīng)當(dāng)被更換。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超聲診斷成像系統(tǒng)，并且具體涉及用于對(duì)超聲探頭中的換能器陣列的可操作性進(jìn)行測(cè)試的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

超聲診斷成像系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為利用被設(shè)計(jì)用于特定成像流程的不同種類的超聲探頭進(jìn)行操作。現(xiàn)代的成像探頭使用陣列換能器來(lái)發(fā)送和接收超聲，其中多組元件一起操作。線性陣列探頭使用元件陣列的子集作為針對(duì)每條掃描線的有效孔徑，其被逐漸移位跨過(guò)陣列以掃描掃描線的完整補(bǔ)充，其被稱為“牽引踩踏(tractor-treading)”的過(guò)程。相控陣列探頭操作所有元件用于每條不同轉(zhuǎn)向的掃描線的發(fā)射和接收兩者。每個(gè)換能器元件被電連接到探頭中的微波束形成器，所述微波束形成器進(jìn)而通過(guò)線纜被連接到系統(tǒng)主框架中的波束形成器，或通過(guò)線纜被直接連接到系統(tǒng)波束形成器。這些電氣連接可能隨著時(shí)間而失效，并且受影響的元件然后將不再對(duì)它被編程為用于的波束形成作出貢獻(xiàn)。雖然單個(gè)換能器元件的失效一般將不會(huì)致使探頭不可操作用于成像，但是它能夠?qū)梢员蝗找媪?xí)慣于探頭的一定水平的性能的用戶辨別的圖像質(zhì)量具有影響。因此，期望能夠在圖像質(zhì)量方面下降的情況下針對(duì)失效的換能器元件對(duì)探頭進(jìn)行測(cè)試。已知的是在逐個(gè)元件的基礎(chǔ)上針對(duì)失效的元件對(duì)陣列探頭進(jìn)行測(cè)試，如美國(guó)專利5,517,994(Burke等人)中描述的。雖然這種測(cè)試能夠定位有缺陷的陣列元件，但是將優(yōu)選的是從圖像質(zhì)量角度處理問(wèn)題，因?yàn)槟且话闶怯脩羧绾尾煊X該問(wèn)題的角度。此外，對(duì)個(gè)體元件進(jìn)行測(cè)試在具有數(shù)千元件的二維陣列換能器的情況下可能是有問(wèn)題的，該數(shù)千元件具有在探頭中在微波束形成器級(jí)進(jìn)行的到波束形成器信道的連接。因此，將期望通過(guò)分析其對(duì)圖像質(zhì)量的影響來(lái)診斷并識(shí)別關(guān)于失效的換能器元件的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的原理，描述了用于從圖像質(zhì)量的角度診斷換能器探頭性能問(wèn)題的超聲系統(tǒng)和測(cè)試方法。不是分析個(gè)體換能器元件的連接，而是創(chuàng)造性的系統(tǒng)和方法對(duì)來(lái)自探頭的波束形成的信號(hào)進(jìn)行操作。波束形成的信號(hào)響應(yīng)與探頭響應(yīng)參考信號(hào)進(jìn)行比較，并且波束形成的信號(hào)與參考之間的超過(guò)已知影響圖像質(zhì)量的水平的變化用作探頭失效的指標(biāo)。例如，變化能夠是在跨陣列的孔徑的一條或多條掃描線的頻率響應(yīng)中。在某些方面中，所述系統(tǒng)和方法能夠具體地例如按照成像模式(如針對(duì)其在2D、彩色多普勒、PW、CW和3D中的操作)對(duì)換能器的性能進(jìn)行測(cè)試。針對(duì)換能器的每種模式分析是來(lái)自用于測(cè)試的波束形成后的數(shù)據(jù)分析的優(yōu)點(diǎn)中的一個(gè)。

附圖說(shuō)明

在附圖中：

圖1是超聲陣列換能器探頭的圖示。

圖2是超聲探頭中的典型陣列換能器的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖3是探頭掃描線的頻率響應(yīng)與該探頭的參考響應(yīng)的圖形比較。

圖4是探頭的每條掃描線的響應(yīng)與每條掃描線的參考響應(yīng)的圖形比較。

圖5以方框圖形式圖示了根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建的超聲系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

首先參考圖1，示出了超聲探頭10。在使用中，探頭被底部(手柄)部分保持，并且頂部表面上的透鏡12在掃描期間被壓向?qū)ο蟮纳眢w。在透鏡后面是換能器陣列，其一部分被稱為換能器堆疊組件，該換能器堆疊組件將超聲波發(fā)射到對(duì)象內(nèi)并且從那里接收回波用于圖像形成。探頭10被無(wú)線地或通過(guò)從探頭的底部延伸的線纜(未示出)連接到主框架超聲系統(tǒng)。