[发明专利]使用竖直布置的电机的超声波探头

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用竖直布置的电机的超声波探头，更具体地说，涉及这样一种使用竖直布置的电机的超声波探头，该超声波探头通过在超声波探头中将电机设置为直立而实现能够线性操作的机构，从而该超声波探头具有人体工学设计。

背景技术

医学超声波设备的示例包括主要用于对比在人体内的器官或胎儿的超声波扫描装置。与诸如X射线成像、计算机断层扫描(CT)及磁共振成像的其他对比人体的内部的医学设备不同，随着用户任意地控制超声波的辐射角，超声波扫描设备可对用户所期望的人体内的特定点进行对比。另外，人体不仅没有被辐射损伤，而且比其他用于对比人体的内部的医学设备相对更快地获得图像。

为了通过使用超声波扫描设备形成图像，相互转换超声波信号和电信号的单元和/或装置是必不可少的，并且在相关领域中，所述单元和/或装置被称为超声波探头或超声波换能器。超声波探头通常由超声波模块形成，所述超声波模块包括：压电层，随着压电材料的振动将超声波信号和电信号相互转换；匹配层，减少压电层和人体的声阻抗之间的差异，以便在压电层中产生的超声波尽可能多的传输到人体的目标部分；透镜层，将向压电层的前部行进的超声波聚焦到预定点；背层，阻止超声波向压电层的后部行进，从而防止图像畸变。除了为特殊用途而设计的单个超声波元件之外，普通的医学超声波探头包括多个超声波元件。

这样的医学超声波探头可基于各种标准中的任一个进行分类，所述各种标准诸如超声波元件的数量、超声波元件的排列方法或阵列轴的形状、或者应用领域。当根据超声波元件的数量对医学超声波探头进行分类时，医学超声波探头可被分为单元件型超声波探头和多元件型超声波探头。这里，根据超声波元件的排列方法，多元件型超声波探头可被分为：一维(1D)阵列超声波探头，其中，超声波元件被排列在单个轴上；2D阵列超声波探头，其中，超声波元件被排列在彼此交叉的多个轴上。另外，1D阵列超声波探头根据超声波元件的阵列轴的形状可被分为直线阵列超声波探头和曲线阵列超声波探头。

由于超声波的线性，大多使用的1D阵列超声波探头仅能够实现超声波元件的前面的点的2D图像。因此，通过使用普通的1D阵列超声波探头难以执行准确的诊断，并且不可能按照3D对比胎儿的整体外形或在运动图像中对比运动的胎儿的外形。最近，已经请求能够实现人体内部的3D图像(更详细地说，3D动态图像)的超声波探头,并且3D图像可通过使用普通的1D阵列超声波探头或2D阵列超声波探头来实现。

然而，因为2D阵列超声波探头比1D阵列超声波探头包括非常更大数量的超声波元件，所以制造2D阵列超声波探头是困难的。此外，由于低的信噪(S/N)比，导致通过2D阵列超声波探头获得的图像具有低质量。因此，通过使用1D阵列超声波探头来获得3D图像的方法被不断地研究。

为了通过使用1D阵列超声波探头来获得3D图像，用户手动或机械移动1D阵列超声波探头。当随着用户手动操作1D阵列超声波探头而获得3D图像时，由于不规则的固定间隔，导致3D图像的质量显著低，根据用户3D图像的错误可增加。因此，近年来，通过机械移动1D阵列超声波探头来获得3D图像的方法被积极地研究。

通过机械移动1D阵列超声波探头来获得3D图像的方法可通过平行地移动超声波元件的阵列轴或在预定的角度内摆动超声波元件的阵列轴被执行。当阵列轴被平行地移动时，超声波元件的阵列轴通过使用电机被移动为与将被进行对比的人体的区域平行。这里，3D图像的对比间隔保持均匀，并且减少了3D图像的错误的发生。然而，为了对比人体的宽的区域，包括诸如电机的动力生成单元的超声波探头的尺寸必须相对大，因此难以制造和使用所述超声波探头。

当阵列轴摆动时，超声波元件的阵列轴在将被进行对比的人体的区域的上方在预定的角度内摆动，同时通过使用诸如电机的动力生成单元沿弧形轨迹移动。由于超声波探头的尺寸可以比当阵列轴平行地移动时相对较小，所以超声波探头的可用性可以是优良的。