[发明专利]具有数字接口的超声波变送器

说明书

对相关申请和专利的交叉引用

本申请要求标题为“Ultrasonic Transducer Having a DigitalInterface”的、序列号为11/599,120的美国申请的优先权，其是在2004年8月24日提交的、标题为“Ultrasonic Transducer Having A Thin WireInterface”的、共同未决、共同转让的、序列号为10/925,144的专利申请的部分继续申请，在此通过引用并入其公开。本发明与以下申请相关：在2004年8月24日提交的、标题为“Ultra System Power Management”的、共同未决且共同转让的、代理人案号为10/924,390的美国专利申请；在2004年5月17日提交的、标题为“Processing Of Medical Signals”的美国申请第10/847,643号；在2004年4月8日提交的、标题为“Systems AndMethods For Providing ASICS For Use In Multiple Applications”的美国申请第10/821,123号；在2004年4月8日提交的、标题为“System AndMethod For Enhancing Gray Scale Output On A Color Display”的美国专利申请第10/821,198号，它们的公开全部并入于此。

技术领域

本公开涉及超声波装置，并且更具体地，涉及具有细线接口的超声波装置。

背景技术

超声波医疗装置正日益普及。在日期为1998年3月3日的美国专利5,772,412以及日期为2002年10月29日的美国专利6,471,651中示出了典型的超声波装置，所述专利在此通过引用并入于此。

超声波医学装置的典型实施具有与该装置的主处理单元分离的变送器部分。传统上，对发往/来自患者的原始超声波信号的模拟和数字信号处理在主处理单元中执行。原始超声波信号通过到主处理单元的线缆传送到扫描头变送器或从扫描头变送器传送出。将超声波变送器与超声波处理单元的主体连接的线缆必须相当长，因为处理单元是不容易移动的，而且扫描头必须放置在多个位置中所关注的解剖部位上。因为线缆为位于变送器头中的变送器的许多独立元件来承载发送和接收信号，所以线缆还典型地既大且重。通常超过六英尺的长度与该线缆的重量结合在一起，给声谱仪使用者带来显著的压力和疲劳。该线缆还使系统增加了显著的成本和复杂性。

现有线缆的另一问题是，它们典型地包含大量的独立同轴导线，这些同轴导线昂贵并且难以连接到单个连接器。因为在系统上为了不同的应用而使用多个变送器，所以线缆上通常需要连接器。由于大量的互连线以及信号的敏感性，因此连接器又大、又复杂而昂贵。因此，整个线缆昂贵、组装和修理麻烦，而且难以使用。

前述大量的独立导线起因于这样的期望，即，利用电子波形单独地激励变送器阵列中的元件，以便以受控方式来产生变送器元件的机械运动，从而产生随后以期望的方向发送至患者身体的超声波能量。也就是说，可以形成超声波发送束，以将超声波能量聚焦在空间中的特定点或区域，并且可以形成超声波接收束，以沿着一个或多个线或方向来收集数据，从而获得关于所关注的特定结构的信息，例如形成其图像。超声波能量从内部器官(和其他所关注的项目)反射返回到变送器元件，在此其被转换回电信号，以便随后由处理单元进行处理。变送器和处理器单元之间的信号必须无显著失真、衰减或干扰地通过连接线缆上传和下传。

发明内容

本发明涉及这样的系统和方法，其中信号处理功能性被划分，使得超声波信号处理的一部分包含在超声波系统的变送器部件内，从而减少对在超声波系统的变送器和主体之间连接的大量高性能导线、或其他相对高的带宽、高保真度带宽的需要。通过使用以下来促进本发明的实施例：允许在小变送器尺寸的情况下进行适当的功率管理的独特架构；以及采用集成电路技术上可能的高集成度、允许以少量高度集成电路来实施其而在IC外部几乎没有外部部件的架构。