[发明专利]用于包括多个成像换能器阵列的超声组件的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于超声诊断成像的基于换能器的系统。更具体地，本发明关注于超声换能器设备/系统和相关方法，其包括并且/或者便于使用关于单一超声换能器组件设置的多个离散超声图像数据采集换能器阵列。

背景技术

超声诊断成像系统允许医学专业人士不使用入侵式手术探查就对患者的内部结构进行检查。典型地，超声诊断成像系统包括各种类型的换能器组件，每种换能器组件具有不同的图像数据采集能力、工作特性和/或操作模式。可以通过线缆将换能器组件连接到主系统。

超声检查通常需要使用多于一种类型的换能器组件。例如，声谱仪可以使用第一超声换能器组件，其具有换能器元件的弯曲阵列以执行第一部分超声检查。随后，声谱仪可以移除第一超声换能器组件，并且替换为第二超声换能器组件，其具有换能器元件的线性相控阵列以执行第二部分超声检查。因为换能器组件具有诸如肋间接入的不同能力，所以可能需要改变超声换能器组件。

可替换地，声谱仪可以使用包括超声图像数据采集换能器阵列的第一超声换能器组件，其工作在高中心频率上，导致获得高分辨率图像数据。随后，声谱仪可以移除第一超声换能器组件，并且替换为第二超声换能器组件，其工作在较低中心频率上。较低频率超声图像数据采集换能器阵列导致获得较低分辨率图像数据，然而，较低频率换能器组件能够实现较大的穿透距离。

另外，某些超声诊断协议要求声谱仪在检查期间改变超声换能器组件。然而，改变超声换能器组件可能是不方便的，对于要求声谱仪将多种超声换能器组件物理传送到检查位置的移动超声诊断成像系统尤其不方便。此外，在使用之后必须将换能器组件设置在适当的位置，这在消毒区域中进行外科手术过程期间尤其不方便。

发明内容

本发明提供了有利的方法、设备和系统，其用于采用关于单一超声换能器组件设置的多个离散超声图像数据采集换能器阵列。根据示例性实施例，提供了一种超声换能器组件，其包括壳体、多个超声图像数据采集换能器阵列、选择装置、控制器组件、以及通信组件，其中，选择装置用于将多个超声图像数据采集换能器阵列中所选择的一个指示给换能器控制器组件，控制器组件用于与所选择的超声图像数据采集换能器阵列进行通信，通信组件用于与主系统进行通信。通信组件可以包括线缆或者无线接口。

在一些实施例中，多个超声图像数据采集换能器阵列由换能器元件无源阵列(passive array)组成。控制器组件通过通信组件从主机接收发射波形，并且将发射波形提供给所选择的超声图像数据采集换能器阵列。所选择的超声图像数据采集换能器阵列发射对应的听觉信号，并且接收被目标反射的回波信号。所接收的回波信号使换能器元件产生对应的换能器信号，将该换能器信号提供给控制器组件，用于通过通信组件发射到主系统。

在一些实施例中，多个超声图像数据采集换能器阵列由换能器元件的复用阵列组成。控制器组件通过通信组件从主系统接收发射波形和复用器控制数据。控制器组件将对应的发射波形信号提供给控制数据所指示的复用阵列，该复用阵列发射对应的听觉信号，并且接收目标所反射的回波信号。所接收的回波信号使换能器元件产生对应的换能器信号，将该换能器信号提供给控制器组件，用于通过通信组件传输到主系统。

在一些实施例中，换能器组件包括微波束形成器组件，其包括多个连接到多个超声图像数据采集换能器阵列中的一个的微波束形成器。每个微波束形成器与控制器组件电通信。控制器组件通过通信组件接收发射波形和微波束形成器控制数据，并且将对应的发射波形信号和控制信号提供给合适的微波束形成器，该微波束形成器将经波束形成的发射信号提供给所选择的超声图像数据采集换能器阵列。所选择的超声图像数据采集换能器阵列发射对应的听觉信号，并且接收由目标所反射的回波信号。所接收的回波信号使换能器元件产生对应的换能器信号，将该换能器信号提供给微波束形成器组件用于处理。微波束形成器组件将经波束形成的换能器信号提供给控制器组件，用于通过通信组件传输到主系统。

在一些实施例中，在传输到主系统之前，控制器组件在换能器元件所提供的信号上执行处理操作。这些处理操作的示例包括次级波束形成操作、信号调理、带通滤波、检测、滤波后处理、模拟到数字操作、以及/或者压缩操作。

附图说明

为了协助本领域中的技术人员制造和使用所公开的换能器组件和相关方法，参考附图，其中：

图1是根据本发明制成的示例性超声成像系统的示意性描绘；

图2是图1的示例性超声换能器组件的示意性描绘；

图3是根据本发明制成的另一个示例性超声成像系统的示意性描绘；以及