[发明专利]非矩形换能器阵列以及相关联的设备、系统和方法

说明书

本公开有利地描述了包括人体工程学非矩形形状的超声成像阵列以及相关联的系统和方法。非矩形换能器阵列允许改进患者舒适性、超声设备的可操纵性和操作者工作流程的人体工程学探头形状。例如，一种超声成像设备能够包括声学元件的阵列，所述声学元件的阵列包括非矩形周边。所述阵列包括多个有源元件和多个缓冲器元件，所述多个有源元件被配置为发射超声能量并且接收对应于发射的超声能量的回波，所述多个缓冲器元件在所述声学元件的阵列的所述非矩形周边处围绕所述多个有源元件。包括密封材料的边缘密封件被至少部分地定位在所述多个缓冲器元件周围，并且多个缓冲器元件中的缓冲器元件通过所述边缘密封件的所述密封材料与至少一个其他缓冲器元件间隔开。

技术领域

本公开总体涉及超声成像，并且具体涉及用于制造包括具有非矩形形状的换能器阵列的成像部件以及相关联的设备和系统的技术。

背景技术

超声成像频繁地用来获得患者的内部解剖结构的图像。超声系统通常包括超声换能器探头，所述超声换能器探头包括被耦合到探头壳体的换能器阵列。激活换能器阵列以超声频率振动，从而将超声能量发射到患者的解剖结构内，并且然后接收由患者的解剖结构反射或反向散射的超声回波以产生图像。此类换能器阵列可以包括各种层，包括具有压电材料的一些层，其响应于所施加的电压而振动以产生期望的压力波。这些换能器可以用来发射并接收通过身体的各种组织的超声压力波。各种超声响应可以进一步由超声成像系统处理以显示身体的各种结构和组织。

换能器阵列通常包括声学元件的矩形一维或二维矩阵阵列。在一些方面中，矩形超声换能器阵列能够对超声技师造成挑战。例如，在心脏成像(例如，超声心动图)中，外部超声探头可以被定位并且被精确地对准在患者的肋骨之间以获得患者的心脏的图像。用包括声学元件的矩形阵列的超声探头这样做会是困难的，因为阵列的一个或多个角落可能在成像流程期间限制超声探头在患者的肋骨之间的移动和对准和/或引起患者的不适。

发明内容

本公开有利地描述了包括人体工程学非矩形形状的超声成像阵列以及相关联的系统和方法。在一个方面中，也能被称为非垂直阵列的非矩形阵列能够包括在阵列的周边周围的一个或多个密封材料，其形成边缘密封件以在阵列的周边处或附近为更不稳定的声学元件提供结构完整性。例如，密封材料能够在声学堆叠中形成切口之前、期间或之后被应用，其中，所述切口被形成为将声学堆叠分成个体声学元件。密封材料能够在形成切口时支撑和/或强化声学堆叠的易损区域。在一些方面中，非矩形换能器阵列允许改进患者舒适性、超声设备的可操纵性和操作者工作流程的人体工程学探头形状。

在一个方面中，一种超声成像设备包括声学元件的阵列，其包括非矩形周边。所述声学元件的阵列还包括多个有源元件和多个缓冲器元件，所述多个有源元件被配置为发射超声能量并且接收对应于发射的超声能量的回波，所述多个缓冲器元件在所述声学元件的阵列的所述非矩形周边处围绕所述多个有源元件。所述设备还包括边缘密封件，其包括被至少部分地定位在所述多个缓冲器元件周围的密封材料，其中，所述多个缓冲器元件中的缓冲器元件通过所述边缘密封件的所述密封材料与至少一个其他缓冲器元件间隔开。

在一些实施例中，所述非矩形周边包括弯曲分段。在一些实施例中，所述非矩形周边包括多边形。在一些实施例中，所述多个缓冲器元件的第一部分的每个缓冲器元件包括非矩形轮廓，所述多个缓冲器元件的所述第一部分在所述声学元件的阵列的外边缘处。根据一些方面，所述多个缓冲器元件的第二部分的每个缓冲器元件包括矩形轮廓，并且所述多个缓冲器元件的所述第二部分与所述声学元件的阵列的所述外边缘间隔开。根据其他方面，所述边缘密封件包括第一密封材料和第二密封材料，第一密封材料与所述声学元件的阵列的所述非矩形周边直接接触，所述第一密封材料包括多个切口，所述第二密封材料被定位在所述第一密封材料周围，并且被设置在所述第一密封材料的所述多个切口内。在一些实施例中，所述设备还包括处理器芯片，所述处理器芯片被耦合到所述声学元件的阵列的表面，其中，所述处理芯片包括与所述声学元件的阵列的所述非垂直周边对准的非垂直周边。在另一实施例中，所述设备还包括壳体，并且所述声学元件的阵列被耦合到所述壳体。