[发明专利]一种多频超声探头及其扫描方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声探头，尤其是一种多频超声探头及其扫描方法，属于超声探头的技术领域。

背景技术

超声诊断仪器作为一种诊断仪器，将超声检测技术应用于人体，通过测量来了解生理组织结构的数据和形态，以达到发现疾病的目的。超声成像的基本原理是利用人体不同的病理组织有其特定的声阻抗和衰减特性，然后产生不同的反射与衰减，这些不同的反射与衰减是构成超声图像的基础，然后超声诊断仪按照收到回声信号的强弱，用明暗不同的光点依次显示在屏幕上，则可显示出人体的断面超声图像。

超声诊断仪是靠探头发射超声波，进行扫描。而探头一般靠其内的陶瓷片形成的基元振动，发射出超声波。对于特定厚度的基元，发射出的超声波有一个共振频率，也叫做中心频率，另外还有一定的频率带宽，在其频率带宽之内都能正常工作。例如，一个基元发射的超声波中心频率是7.5MHz，其工作频率范围可能是5~10MHz。通过发射电路发出不同频率的电信号，可以控制基元在其工作频率范围内发射出对应频率的超声波。

超声探头一般具有多个基元，所有的基元在获取一帧图像时，都是工作在同一频率下。通过控制发射电路，可以实现在不同帧的图像获取时使用不同的发射频率。用户一般通过操作面板上的“频率”按键来调节当前图像获取所使用的发射频率，当发射频率越高，获取图像的分辨率就越好，但是超声波的穿透深度就越浅；反之，当发射频率越低，获取图像的分辨率就越差，但是超声波的穿透深度就越深。

如图5所示，在对于具有不同扫描深度目标50进行扫描时，其通常的操作方式有两种。一种是将超声探头52的超声发射频率调整到比较合适深度的发射频率，发射单一频率的超声波，完成扫描。另一种是，调整不同的发射频率，以适应不同深度的扫描，通过多次发射从而获得多帧不同深度的图像数据，并使用拼接算法来得到完整的图像。

对于以上两种传统的超声探头的扫描方式，其获得的扫描图像，通常是矩形，这对于一些具有弧形表面的扫描物体而言，例如，女性的乳房，其在超声数据获得及处理方面，会造成一定的浪费。

进一步的，对于第一种发射单一频率超声波的扫描方式而言，为了获取最深扫描深度的超声图像，就必须降低发射频率，因此获取图像的分辨率就比较差；为了获取更清晰的图像，就必须提高发射频率，扫描深度就变差，从而物体就不能完整被扫描。而对于第二种扫描方式，一方面不同频率的扫描图像在后期图像数据拼接处理方面，算法比较复杂；另外一方面对于不同深度的扫描，所获得的扫描图像的分辨率也是不同的，也就使得拼接后图像的质量并不均一，有些区域图像比较细腻，而有些区域图像比较粗糙。。

因此，业界需要一种新型的超声探头，来丰富超声探头类型，推进超声探头的发展。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种多频超声探头及其扫描方法，其能同时发射两种或多种数量不同频率的超声波，使得其适应不同扫描深度的扫描应用。

按照本发明提供的技术方案，所述多频超声探头，包括陶瓷片，所述陶瓷片具有主体部，主体部的长度、厚度及高度分别在X轴、Y轴及Z轴方向延伸；主体部在Z轴方向上延伸的高度与在X轴上延伸的长度呈单调递增，且主体部在Z轴上的初始值Z₁与终值Z_n间的比值为1.1~N，其中5≤N≤20。

进一步地，在不同实施方式中，所述主体部在Z轴方向上延伸的高度与在X轴上延伸的长度的单调递增包括线性递增或曲线递增。

进一步地，在不同实施方式中，所述陶瓷片的主体部在X轴方向被切割成32、64、128或256个基元。

进一步地，在不同实施方式中，所述陶瓷片上设置与陶瓷片形状相对应的匹配层。

进一步地，在不同实施方式中，所述陶瓷片上设置2层或2层以上的匹配层。

进一步地，在不同实施方式中，所述陶瓷片的下方设置背衬层。

进一步地，在不同实施方式中，所述陶瓷片上方设有透镜，所述透镜的曲率半径与陶瓷片的高度相对应。

一种多频超声探头的扫描方法，利用所述多频超声探头对扫描目标进行锥形扫描。

进一步地，在不同实施方式中，利用主体部呈单调递增的表面，围绕具有弧形外形的扫描目标进行锥形扫描。

进一步地，在不同实施方式中，所述多频超声探头与扫描目标间设置耦合剂