[发明专利]通过超声换能器系统连续成像的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种由超声换能器系统提供连续成像的方法和装置。特别地，本发明涉及一种超声成像的方法和装置，其控制由阵列产生的扫描线的调整和定位，而无需手动的换能器操作。

背景技术

对经胸廓的成像来说，典型地手持超声换能器对着胸部或腹部。

为了为评估或治疗提供人体解剖的连续成像，需要以很好的声耦合来定位和保持超声换能器，而且还需要将该超声换能器与感兴趣目标精密地对齐。Chanderatna(5598845)和Clancy(5022410)已经描述了远程换能器，但是，在这两个情况下，为了获取图像，都要求相对于人体解剖的传感器系统的机械调整。希望开发出一种可以无需手动调整而使用远程换能器的工艺和装置。

发明内容

这里所描述的本发明是基于薄型(low profile)大孔径矩阵的超声换能器，其通过一次性垫板可固定地附着于人体，并被用于对人体解剖进行成像。通过向超声成像系统进行输入来远程控制图像调整和视场。

通过使用由用户控制超声成像系统而定位的扫描线的电子控制，这里所描述的使用矩阵式阵列垫板的换能器无需机械调整，这样，就不再需要操作成像换能器。

附图说明

图1是本发明的方框图，示出了由相控阵列超声成像系统控制的矩阵式阵列传感器组件，而且该传感器的机壳上附有一次性垫板，该一次性垫板与该阵列在声学上耦合在一起。图2示出图1的罩板(patch)，其正附着于患者身体的感兴趣区域上；

图3是图2的一个可替换实施例，示出了附着于多个感兴趣区域的多个罩板；

图4A和4B示出一个可替换的罩板——可再次使用的矩阵式阵列罩板，其中的罩板是可再次使用的罩板，分别在俯视图和侧视图中示出；

图5A和5B分别是图1的一次性垫板的俯视图和侧视图；

图6A和6B示出了应用于患者身体的矩阵式阵列罩板，其用于对由于肋骨的阴影而不能成像的区域进行成像；

图7A和7B示出本发明怎样克服图6A和6B中由于肋骨阴影所带来的成像问题；和

图8示出本发明的相控阵列超声成像系统的控制面板，以及用于调整换能器罩板成像的控制，包括移除如图6A、6B、7A和7B所示的肋骨阴影。

具体实施方式

现在参考附图1-8，由相控阵列超声成像系统控制的薄型大孔径矩阵式阵列换能器组件示于图1。该阵列被固定在薄型的坚硬机壳中，且通过传统的换能器线路连接至成像系统(不过，无线连接可以是任何商业上已知的无线技术，例如但不限于蓝牙技术)。可以作为一次性垫板而成形并且可以用适当的低声损耗材料(如硅或等效物)制成的矩阵式罩板10被附于换能器机壳并用超声胶声学地耦合至该阵列。接着，如图5A和5B中详细描述的那样，在一次性垫板周围使用粘合剂而将其附着于人体的感兴趣区域上，并通过超声胶将其声学地与人体相耦合。

可从该矩阵式阵列获得的图像包括标准2D相控阵列或线性阵列格式，以及US6679849中所描述的3D实时体成像。可以从超声成像系统电子地调整和操作该图像。如果在心脏成像过程中阵列垫板无意中被放到了一个肋骨上，则可以使用例如钥孔成像来在肋骨间成像。可以想见，在同样的系统上可以运行多个换能器，这取决于所探讨的临床成像要求。

该薄型矩阵式阵列可以属于电容式微电机超声换能器(CMUT)——见US专利No.6,585,653、压电式微电机超声换能器(PMUT)——见US专利6,659,954、微电机超声换能器结构，或者属于基于压电的结构，如US6,679,849所述。将使用多个标准集成电路工艺来制造CMUT，其中，电容耦合的微电机鼓将产生声束。ASIC被整体地制造作为CMUT的一部分。将使用多个标准集成电路工艺来制造PMUT，其中压电元件将产生声束。首先制造ASIC，然后将加入压电材料。

利用标准技术，将矩阵式阵列组件附于坚硬的换能器机壳，并且，优选为薄型的坚硬机壳。在本领域中，声波界面材料是已知的。其厚度足以吸收人体轮廓中的微小变化的低损耗垫板将被制造成为一次性的，以便它可以被附于换能器机壳并可从该换能器机壳处移除，并且应用声学胶来保证换能器和垫板之间具有很好的声耦合。在人与垫板粘合界面的周围将使用离型膜(release film)。当确定了感兴趣的换能器位置后，将声学胶应用到垫板、移除的离型膜，以及应用到患者的成像区域的换能器。当获得好的声学接触之后，将在成像系统处输入所有的成像控制，而无需操作该换能器阵列。