[发明专利]一种进行超声扫查的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种进行超声扫查的设备和方法，尤其是进行高速、大范围、高分辨率的超声扫查的方法和设备。

背景技术

传统的超声检查中，超声探头为单个电子线阵探头(换能器)，仅能覆盖60～80mm，观察成像范围小，需要移动探头位置或改变角度对被测对象进行观察，依靠医生的解剖知识和临床经验进行扫查和诊断，采集得到的图像难以形成大范围的全景图像。市场中也存在尺寸较大的超声探头，但其成品合格率低，成本高。

另外一种解决方案是，采用机械超声扫查驱动平台，用单个探头做多次平行的扫查，然后对图像进行拼接，但这样的结果是机械构造复杂，需要多次扫查，扫查时间长。

另外，为了获取清晰的图像数据，需要采用高分辨率的超声探头，瞬时数据流大，对数据传输和接收、存储要求比较高。高分辨率和扩大扫查成像范围，都会产生大数据量处理要求，在数据传输处理能力有限的情况下，是相互矛盾的。发明专利CN200610035700.X中，提到了采用多波束形成器聚焦(用于光声成像)128/96并行换能器，这是波束形成器内部的并行处理。其中还提到了采用PCI或USB通讯接口进行平行处理，但PCI架构接口复杂，成本高，不容易进行弹性架构；USB(10～480Mbps)的数据传输能力，不能满足高分辨率和大扫查成像范围的要求。如果延长传输、处理时间，对于用户体验不好，在实际应用中，占用医生时间的成本就会提高。

在高速处理能力强的情况下，将静态高清大范围图像连续显示就可以形成动态高清大范围影像。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种能进行高速、高分辨率并且大范围，超声成像的设备和方法。

本发明的第一目的是提供一种进行超声扫查的设备，主要包括超声前端和后端超声数据处理系统。

本发明的实现主要通过超声前端采用传统的超声探头，但采用多个探头，对超声探头的物理摆放进行精密平行成一条直线固定，以实现一合成宽超声探头；或，将多个超声探头精密并排具有一弧度曲线固定，对其中部分超声探头电子振元晶片进行精密切割，尽可能消除超声探头之间的缝隙，以实现一合成低成本的宽超声探头。多个超声探头通过千兆网或者光通讯网络接口，和后端超声数据处理系统相连接。

在后端超声数据处理系统中有一扫查控制模块，发出扫查指令，控制多个超声探头扫查。后端数据处理系统中又有一数据接收、存储模块和数据处理模块，分别用于接收数据，实时存储数据，和处理数据，将数据合成为大范围扫查图像，并显示到显示器。根据不同数据的相邻关系和同一个扫描时间内产生的数据，进行拼接处理。多个探头的地址可以采用设置寄存器的方式，也可以采用跳线的方式进行配置，关键在于让系统能够寻址分别控制每个超声探头，并且超声探头产生的数据附加地址编号，使得后端数据处理模块能够区分数据的来源。另外，扫查控制模块可以通过网络接口或单独的控制接口控制超声探头。

扫查控制模块发出扫查控制指令时，扫查控制模块控制多个超声探头，依次在一个扫描时间段内，或者称为一个扫描周期内，分时控制每个相邻超声探头进行单次超声扫描，每个超声探头占用一个时间片，所产生的扫描数据除了具有地址编号外，还具有时间戳或顺序号标记。在该时间片内，千兆及以上的网络的带宽被该超声探头独占，数据爆发传输，以最大化利用带宽，占用最短的时间片。系统的数据接收存储模块需要具有一即时数据存储模块，负责将千兆及以上的网络端口的爆发数据即时存储缓存起来。系统的数据接收存储模块在获得了一个扫描周期内，多个探头的全部数据后，系统的后端超声数据处理系统的数据合并处理模块，根据所存储的数据的来源超声探头地址编号、以及时间戳或顺序号标记，对数据进行合并处理，合并时，需要利用系统存贮的超声探头地址编号和位置相邻关系，根据超声探头位置相邻关系，对图像的相邻部分进行图像拼接，形成在该扫描位置的大范围图像。

当系统实时处理最新数据，连续显示，形成实时大范围动态影像。

本发明的第二目的是提供一种进行超声扫查的方法，具体方法是：

对于将多个超声探头固定并排成一条线，合成一宽大超声探头的超声扫查设备，通过步骤：

扫查控制模块发出扫查控制指令；

后端超声数据处理系统，进行扫查数据存储接收，和扫查数据处理；以及

扫查控制模块，发出扫查控制指令，控制超声探头扫查，超声探头通过千兆及以上的网络接口连接到后端超声数据处理系统，后端超声数据处理系统进行后端超声数据处理，接收数据，并向扫查控制模块发出扫查完成，扫查控制模块发出下一次扫查控制指令；