[发明专利]实时超声波探测器

说明书

背景技术

超声波成像探测器持续广泛用在医疗领域中。超声波探测器广泛用在希望非侵入式地产生患者的内部结构的图像的应用中。此外，超声波探测器广泛用于腹腔镜、内窥镜和血管内成像应用。由成像探测器提供的超声波图像能例如用于诊断目的。

超声波成像探测器通常包括多个平行压电转换器元件，这些元件沿纵向轴线设置，且每个元件互连于一对电极。通过随后自每个转换器元件发送和接收超声波能量，超声波成像探测器可操作，从而沿多个平行压电转换器元件的长度并且垂直于多个平行压电转换器元件而扫描像平面。

已开发能够进行三维扫描的超声波成像探测器，该超声波成像探测器通过使沿纵向轴线设置的多个转换器元件往复枢转而扫描三维容积，因此使像平面扫摆通过三维容积。

发明内容

由于对于能够进行三维扫描的超声波成像探测器的应用和使用持续扩大，因而需要对超声波探测器设计成得到更高的成像性能、更微型化、更坚固化和/或增大生产效率。在此点上，通过对于部件构造、流体压力管理、冲击吸收能力、气泡管理和用在超声波成像探测器中的阵列电气互连进行改进而实现对性能、微型化、坚固化以及生产效率进行增强的能力变得尤其显著。

鉴于上文所述，在此描述的实施例的目的可以是提供改进的部件构造，以得到尤其更大的整体紧密性并且减小重量。附加的目的可以是提供改进的流体压力管理能力。另一目的可以是对于例如当成像探测器跌落时可能出现的冲击，提供增强的冲击吸收能力。另一个目标可以是对于能形成于或进入成像探测器的流体充填部分中的气泡进行管理，从而气泡基本不会对成像性能进行干扰。另一个目标可以是在成像探测器的运动部件(例如，转换器阵列)和成像探测器的静态部件(例如，外壳)之间提供改进的电气互连部件。

上述目标和附加优点中的一个或多个能通过本发明的超声波探测器来实现。所发明的探测器可包括外壳、流体以及超声波转换器阵列，该外壳具有封闭容积，流体设置于封闭容积内，超声波转换器阵列设置在封闭容积内。流体可以对封闭容积进行充填，其中超声波转换器阵列浸在流体内，以便于在成像过程中，在探测器与身体接触时增强声联接。在某些实施例中，超声波转换器阵列可设置成通过探测器外壳内的流体进行往复枢转运动，由此得到内部身体组织的实时的三维图像。此种结构可相对于患者构造成：在外部用于对患者的内部容积进行成像。此种结构可构造成手持使用，其中当技术员或其它的操作者相对于患者的内部容积操纵探测器时，可手持探测器。

在一方面，该超声波探测器可包括风箱部件，该风箱部件具有柔性的闭合端部和打开端部，该闭合端部处于外壳中的流体内，该打开端部与流体隔离，其中，风箱部件可响应于流体中的容积变化而陷缩和膨胀。应理解的是，当暴露于能在所包含的流体中引起容积变化的状况时，使用风箱部件可保持具有超声波探测器的操作完整性。

在一种应用中，超声波探测器的外壳可包括近端腔室，该近端腔室处于封闭容积附近且能相对于该封闭容积密封隔开，其中，风箱部件的打开端部与近端腔室打开连通，从而使风箱部件和近端腔室之间的内部压力平衡。对于近端腔室的使用便于压力平衡，并且相对于风箱部件的打开端部提供防护。

结合此种应用，外壳可包括第一部分和第二部分，第一部分限定封闭容积，而第二部分能选择性地与第一部分断开和连接于第一部分，以限定近端腔室。选择性地连接和断开这些部分，以便于在初始组装以及随后的维护过程中接近风箱的打开端部。相关的是，超声波探测器还可包括可密封端口，该可密封端口延伸通过外壳的第一部分的近端壁，其中当使第二部分自第一部分断开时，能接近可密封端口，以选择性地使流体流入封闭容积或自封闭容积中排出。

至少风箱部件的闭合端部能弹性变形。在此点上，风箱部件的闭合端部能响应于流体中的容积变化而弹性膨胀。例如在输送和/或存储的过程中，尽管由于超声波探测器暴露于相对暖热或冷的温度，而可能产生流体容积变化，风箱部件仍可操作，以保持超声波探测器的操作完整性。此种可弹性碰撞的风箱部件相对于低温能尤其有利，在低温下，流体通常更倾向于与外壳接触。