[发明专利]用于超声成像中的光功率和数据传输的系统及方法

说明书

技术领域

一般来说，本文所公开的主题涉及超声成像，以及更具体来说，涉及超声成像系统的组件之间的光数据和功率传输。

背景技术

医疗诊断超声是采用超声波来探测患者身体的声学性质以及产生对应图像的成像形态。声波脉冲的生成和返回回波的检测通常经由位于探头中的多个换能器来实现。这类换能器通常包括机电元件，机电元件能够将电能转换为机械能供传输以及将机械能又转换为电能供接收。一些超声探头包括作为元件的线性阵列或2D矩阵而设置的多达数千个换能器。

除了超声探头之外，超声成像系统通常还包括具有电路的控制台，该电路能够处理换能器所检测的电信号并且在需要时显示与患者的解剖对应的图像。在某些系统中，控制台还可向超声探头提供为探头中的电子器件供电所需的能量。相应地，超声成像系统通常包括线缆，线缆在通信上将探头耦合到控制台，因而实现系统组件之间的数据和功率的传输。然而，这个线缆常常是大体积的，并且增加超声系统的总尺寸和重量。

发明内容

在一个实施例中，超声系统包括适于在光管道的第一端与光管道的第二端之间传送光信号的光管道。超声系统还包括控制台，控制台耦合到光管道的第一端并且具有适于生成光信号的光功率源。超声系统还包括超声探头，超声探头耦合到光管道的第二端并且具有适于接收光信号以及将光信号转换为电功率的功率转换电路。

在另一个实施例中，超声系统包括适于在光管道的第一端与光管道的第二端之间传送调制光信号的光管道。超声系统还包括超声探头，超声探头耦合到光管道的第一端并且具有适于感测超声信号以及将超声信号转换为第一电信号的多个换能器元件。超声系统还包括接收电路，接收电路适于接收第一电信号并且处理第一电信号以产生经处理的电信号。超声系统还包括光生成和调制装置，光生成和调制装置设置在超声探头中并且适于接收经处理的电信号以及产生调制光信号。超声系统还包括控制台，控制台耦合到光管道的第二端并且具有适于接收调制光信号以及将调制光信号转换为与经处理的电信号对应的第二电信号的检测电路。

在另一个实施例中，超声系统包括超声探头，超声探头包括适于感测超声信号以及将超声信号转换为电信号的换能器阵列。超声探头还包括光生成和调制装置，光生成和调制装置适于接收电信号并且产生调制光信号。

附图说明

通过参照附图阅读以下详细描述，将会更好地理解本发明的这些及其它特征、方面和优点，附图中，相似标号在附图中通篇表示相似部件，附图包括：

图1是示出能够在超声探头与控制台之间在光学上传送功率和数据的超声系统的一个实施例的示意图；

图2是示出能够在将光管道耦合到控制台的连接器中将光功率转换为电功率的超声系统的一个实施例的示意图；

图3示出可由控制器实现以在光学上将功率从超声控制台传送给超声探头的方法的一个实施例；

图4示出可由控制器实现以在光学上将超声信号从超声探头传递给控制台的方法的一个实施例；

图5是示出按照当前公开技术的一个实施例的、多路复用电信号从超声探头到超声控制台的光数据传输的示意图；以及

图6是示出按照当前公开技术的一个实施例的、调制和多路复用电信号从超声探头到超声控制台的光数据传输的示意图。

具体实施方式

如下面详细描述的那样，本文所提供的是包括能够经由光管道在光学上相互传递和交换功率的超声探头和控制台的超声系统的实施例。例如，在一些实施例中，用于为位于探头中的电子器件供电的能量可经由光管道从控制台中的光功率源传递给探头中的功率转换电路。在这类实施例中，光能可由探头中的功率转换电路转换为电能。又进一步，在某些实施例中，超声信号从探头到控制台的传递又可经由在探头中包含光生成和调制装置来实现。也就是说，在这些实施例中，超声信号可在由换能器接收时被转换成电信号，以及电信号可在由光生成和调制装置产生调制光信号并且经由光管道传递给控制台之前经过处理和/或与附加电信号相结合。因此，当前公开实施例可在超声系统的操作期间提供探头与控制台之间的数据和功率的光传输。通过降低或消除对于将探头耦合到控制台的过大线缆，由此使探头与控制台之间的连接能够以降低的线缆尺寸和重量来建立，上述特征可提供优于传统系统的优点。