[发明专利]物理调焦软耦合自动扫描超声探测成像装置与方法

权利要求书

1.物理调焦软耦合自动扫描超声探测成像装置，其特征在于包括物理调焦软耦合探头装置和数据处理后台，物理调焦软耦合探头装置和数据处理后台之间通过有线或者无线的方式通信，数据处理后台用于产生宽频探测信号和收发探头阵列扫描位置信息，发送所述宽频探测信号和收发探头阵列扫描位置信息给物理调焦软耦合探头装置，并对物理调焦软耦合探头装置接收到的探测回波信号进行处理和成像；所述物理调焦软耦合探头装置包含软耦合薄膜球、自动扫描超声探头和支架；所述软耦合薄膜球是由透声性能好的柔软薄膜制成的球体，薄膜材质应具有较好的弹性和韧性，软耦合薄膜球的大小依据具体应用而定，软耦合薄膜球体内部充满了透声性能好、声阻抗小的耦合液体；所述支架用于支撑和固定软耦合薄膜球以及自动扫描超声探头，支架可移动、可上下左右调整，以使得软耦合薄膜球和自动扫描超声探头可以上下左右调整，以便于调整软耦合薄膜球和被探测人体之间的相对位置；所述自动扫描超声探头包含收发探头阵列、控制模块和可升降机械臂，其中收发探头阵列和可升降机械臂内置于软耦合薄膜球中，而控制模块位于软耦合薄膜球外或者软耦合薄膜球内，所述自动扫描超声探头的控制模块包含控制单元、存储单元和通信单元，控制单元用于控制自动扫描超声探头中各个模块的工作，以及控制可升降机械臂的移动，存储单元用于存储宽频探测信号和收发探头阵列扫描位置信息，以及缓存收发探头阵列接收到的回波信号，通信单元负责与数据处理后台通过有线或者无线的方式进行通信，包括接收来自于数据处理后台的宽频探测信号和收发探头阵列扫描位置信息，以及将收发探头阵列接收到的回波信号发送给数据处理后台进行处理，收发探头阵列安装在可升降机械臂的底部，收发探头阵列和可升降机械臂均与控制模块相连。

2.根据权利要求1所述的物理调焦软耦合自动扫描超声探测成像装置，其特征在于所述自动扫描超声探头的收发探头阵列包含宽频大功率可调焦发送探头和可调焦接收探头阵列以及支架，可调焦接收探头阵列由多个可调焦接收探头组成，它们以宽频大功率可调焦发送探头为中心排列，可调焦接收探头的个数根据实际需求而定，个数越多，越有利于得到分辨率高的超声图像，支架用于固定和支撑宽频大功率可调焦发送探头和可调焦接收探头阵列，所述宽频大功率可调焦发送探头和可调焦接收探头中均包含能量物理调焦器。

3.根据权利要求2所述的物理调焦软耦合自动扫描超声探测成像装置，其特征在于所述能量物理调焦器是由扇形柔性薄片卷成的空心锥形体，所述柔性薄片由声阻抗高的材料制成，所述空心锥形体的一个端面口径较大，另外一个端面口径较小，所述空心锥形体的外壁是直的，或者是向外凸出或者向内凹，口径较大的端面面积固定，口径较小的端面的一侧设有调节装置，调节口径较小端面的面积，即是调节焦点的尺寸，能量物理调焦是利用物理装置进行能量聚焦和焦点尺寸的控制，与相控阵利用多个晶片产生的超声信号相干以实现聚焦的技术不同。

4.根据权利要求2所述的物理调焦软耦合自动扫描超声探测成像装置，其特征在于所述宽频大功率可调焦发送探头由超声换能器和能量物理调焦器组成，超声换能器是宽频大功率超声换能器，实现电信号与超声信号、超声信号与电信号的转换，使用已有的超声换能器技术，如果耦合液是非绝缘的，则超声换能器要以声阻抗小的防水材料封装，所述宽频大功率可调焦发送探头的能量物理调焦器口径较大的端面面积固定，其上安置超声换能器，超声换能器的面积与能量物理调焦器的口径较大的端面的面积一样，超声换能器紧密贴合在口径较大的端面上，所述能量物理调焦器的口径较小的一个端面靠近探测目标,能量物理调焦器靠近口径较小的端面的一侧设有调节装置，调节口径较小端面的面积，即是调节发送信号焦点的尺寸，由于宽频大功率可调焦发送探头内置于软耦合薄膜球体中，因此，能量物理调焦器内部充满耦合液体，超声换能器产生的超声信号经过能量物理调焦器内部的耦合液体，从能量物理调焦器口径较小的端面发送出去，实现大功率超声换能器的能量聚焦发送,调节口径较小端面的面积即是调节能量聚焦后发送焦点的尺寸。