[发明专利]使用交叉点开关矩阵的超声聚焦

权利要求书

1.一种用于将超声能输送到内部解剖目标的系统，所述系统包括：

超声换能器，其具有共同地作为相控阵可操作的多个换能器元件；

多个驱动器电路，每个所述驱动器电路连接到至少一个所述换能器元件；

多个相位电路；

开关矩阵，其耦合所述驱动器电路与所述相位电路；以及

控制器，其配置成(i)接收待施加到所述目标的目标平均强度级、或待施加到所述目标的能量级中的至少一个作为输入，(ii)识别多组换能器元件，所述多组中的每个相应于用于作为相控阵越过介于在所述目标和所述超声换能器之间的组织将超声能聚焦和/或成形在所述目标处以产生焦点的多个所述换能器元件，以及(iii)顺序地操作所述多组换能器元件以施加并维持在所述目标处的所述目标平均强度级和/或能量级，

其中所述控制器根据脉冲宽度调制模式来操作所述多组换能器元件的每个组，所述脉冲宽度调制模式具有至少部分地基于所述目标处检测到的超声能量级确定以达到并维持在所述目标处的所述目标平均强度级和/或能量级的占空比，在所述多组换能器元件的顺序操作期间，所述占空比具有小于所述目标组织的所估计的时间常数的断开时间。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述相位电路输送具有离散数量的固定相移的信号，且所述控制器进一步配置成将所述固定相移之一施加到所述换能器元件之一或所述多组换能器元件之一。

3.如权利要求2所述的系统，其中所述控制器进一步配置成基于所述超声能的成形或所述目标的位置中的一个来调节所述固定相移。

4.如任一前述权利要求所述的系统，还包括用于监测所述目标的温度的磁共振单元，其中所述控制器配置成响应于所监测的温度而调节所述占空比。

5.如权利要求4所述的系统，其中，所述磁共振单元进一步配置成监测所述焦点的位置和剖面，所述控制器配置成响应性地操作所述开关矩阵以使每组的所述换能器元件中的选定换能器元件通电或接地，以便减小所述焦点的剖面变形。

6.如权利要求4所述的系统，其中所述控制器进一步配置成响应性地操作所述开关矩阵以使每组的所述换能器元件中的选定换能器元件通电或接地，以便减小在通过所述磁共振监测而检测到的超声射束路径区或所述目标中的至少一个中的温度不均匀性。

7.如权利要求1-3中任一项所述的系统，其中所述驱动器电路在数量上比所述相位电路更多，所述控制器选择性地将每个所述相位电路连接到多个所述驱动器电路。

8.如权利要求1-3中任一项所述的系统，其中所述开关矩阵是交叉点开关矩阵。

9.如权利要求1-3中任一项所述的系统，还包括用于检测在所述焦点处的空化的空化检测器，所述控制器配置成响应性地操作所述开关矩阵以使每组的所述换能器元件中的选定换能器元件通电或接地，以便在存在被检测的空化时减小在所述焦点处的峰值压力。

10.如权利要求9所述的系统，其中所述空化检测器耦合到所述控制器，且所述控制器进一步配置成(i)响应性地操作所述开关矩阵以使每组的所述换能器元件中的选定换能器元件通电或接地，以及(ii)促进驱动所述多组换能器元件的信号的脉冲宽度调制以便实现在预定范围内的空化效应。

11.如权利要求1-3中任一项所述的系统，其中在至少两组所述换能器元件之间共享至少一个换能器元件。

12.如权利要求1-3中任一项所述的系统，其中所述控制器进一步配置成：

操作所述多组换能器元件中的每个以在所述目标处产生点聚焦、线聚焦或环形聚焦；和/或

所述控制器进一步配置成操作所述换能器元件以在所述目标处产生多个焦点；和/或

以轮询方式顺序地操作所述多组换能器元件。