[发明专利]基于CMUT环形阵列的乳腺超声成像系统及其检测方法

权利要求书

1.一种基于CMUT环形阵列的乳腺超声成像系统，其特征在于：包括检测床板（1）、水箱（2）、CMUT环形阵列超声测试装置、控制系统（18）和计算机（3）；

检测床板（1）固定于水箱（2）顶部，检测床板（1）上安装有导轨（4），同时还开设有检测窗口安置槽（5），导轨（4）上滑动连接有两个检测窗口（6），且两个检测窗口（6）位于检测窗口安置槽（5）内；

水箱（2）内装有作为超声波耦合剂的水，水箱（2）的内箱壁上安装有加热棒（7）、外箱壁上安装有加热棒显示器（8），加热棒（7）与加热棒显示器（8）连接；

CMUT环形阵列超声测试装置安装于检测窗口（6）上，CMUT环形阵列超声测试装置包括电动旋转台（9）、圆筒夹具（10）和CMUT阵列换能器（11），电动旋转台（9）倒立的固定于检测窗口（6）上，圆筒夹具（10）安装于电动旋转台（9）的旋转部上，圆筒夹具（10）的侧壁上均匀开设有四个竖向设置的安装窗口，CMUT阵列换能器（11）分别插装于四个安装窗口内并通过设置于安装窗口底部的蝶形螺栓（12）固定，其中，圆筒夹具（10）及四个CMUT阵列换能器（11）都位于水箱（2）内的水面以下；

控制系统（18）包括超声波信号发射电路（13）、超声波信号接收电路（14）、HV MUX高压开关（15）、FPGA控制器（16）、电动旋转台控制电路（17），电动旋转台（9）与电动旋转台控制电路（17）连接，电动旋转台控制电路（17）与计算机（3）连接，四个CMUT阵列换能器（11）通过信号线与HV MUX高压开关（15）的输出端连接，HV MUX高压开关（15）的输入端分别与超声波信号发射电路（13）的输出端以及超声波信号接收电路（14）的输入端连接，超声波信号发射电路（13）的输入端和超声波信号接收电路的输出端（14）与FPGA控制器（16）的输入端连接，FPGA控制器（16）的输出端与计算机（3）连接。

2.根据权利要求1所述的基于CMUT环形阵列的乳腺超声成像系统，其特征在于：CMUT阵列换能器（11）是由128个电容式微机械超声波传感器单元组成的线阵。

3.根据权利要求1或2所述的基于CMUT环形阵列的乳腺超声成像系统，其特征在于：电动旋转台（9）采用型号为ZX110-300的电动旋转台。

4.一种如权利要求2所述基于CMUT环形阵列的乳腺超声成像系统的检测方法，其特征在于：首先，通过加热棒（7）调节水箱（2）内的水温至30℃，根据待检测人员的乳房距离调节两个检测窗口（6）之间的距离，根据待检测人员的乳房大小调节CMUT环形阵列超声测试装置中四个CMUT阵列换能器（11）之间的距离；然后，待检测人员俯卧于检测床板（1）上使待测乳房通过检测窗口（6）置于CMUT环形阵列超声测试装置的圆筒夹具（10）内，四个CMUT阵列换能器（11）位于待测乳房四周且与待测乳房处于非接触状态；最后，以水箱（2）内的水作为超声波耦合介质，通过CMUT阵列换能器（11）采用超声波透射法和反射法对待测乳房进行扫描即可。

5.根据权利要求4所述的基于CMUT环形阵列的乳腺超声成像系统的检测方法，其特征在于，具体的扫描方法为：两个相邻的CMUT阵列换能器作为超声波收-发一体端，用于发射超声波信号的同时，也接收超声波反射信号；与之相对的剩余两个CMUT阵列换能器作为接收端，用于接收超声波透射信号；采用一发多收的模式，即采用CMUT阵列换能器当中的一个阵元作为发射端，然后逐一发射，共发射128束超声波，接收端采用由连续的8个阵元组成的阵子接收，逐一接收128束超声波反射信号和透射信号；128束超声波反射信号和透射信号接收完成后，即分别获得了一个乳房垂直面上一个断层信息，然后电动旋转台步进转动3°，每转一次停下来进行一次上述的扫描，当总共转动90°时，就可以获得整个乳房的所有断层信息，然后利用获得信息进行成像，即可获得分别由反射法和投射法得到的3D图像，然后对比分析两幅3D图像，从而准确的检测乳腺状况。