[发明专利]致动和读取超声转换器的设备及超声计算机断层摄影机器

说明书

本发明涉及用于致动和读取用于超声计算机断层摄影的一组超声转换器(112)的设备(110)，包括：公共基板(116)，具有作为输入通道(124)的第一区域(118)和作为输出通道(126)的第二区域(120)，所述第二区域通过n阱与所述第一区域电分离；在第一区域上用于接收模拟高电压信号的至少一个高电压信号输入(128)；第一区域(118)上的至少一个高电压放大器(132)，其具有高电压CMOS半导体组件并且用于接收和放大模拟高电压信号；第一区域(118)上的至少一组超声转换器(112)，其中，超声转换器(112)中的至少一个被配置用于在发射阶段期间生成超声信号，并且超声转换器(112)中的至少一个用于接收超声测量信号(140)；至少一个多路复用器(156)，用于组合来自至少两个不同超声转换器(112)的超声测量信号(140)以形成公共测量信号(148)；第二区域(120)上的至少一个的低噪声低电压预放大器(152)，其具有CMOS半导体组件并且用于接收测量信号(148)；第二区域(120)上的至少一个输出开关(150)，用于至少在发射阶段期间防止测量信号(148)施加到低电压预放大器(152)上；以及至少一个低电压信号输出(154)，用于向外部控制和评估单元(212)发送预放大的测量信号(148)。

技术领域

本发明涉及一种用于致动和读取用于超声计算机断层摄影的一组超声转换器的设备，并且涉及一种包括至少一个这种类型的设备的超声计算机断层摄影机器。超声计算机断层摄影机器特别适合用于基于超声的成像方法中以早期识别乳腺癌。同样可能有其他使用目的，特别是在无损材料测试或测试技术中。

背景技术

可用于医学检查的超声计算机断层摄影机器尤其包括至少一个超声头，具有至少一个超声转换器和至少一个控制和评估单元，该控制和评估单元发射用于超声转换器的控制信号并接收在超声转换器处接收的测量信号作为电信号，将其放大并转发给控制和评估单元，特别是用于在测量期间在屏幕上重建实时图像。

WO 2002/030288 A1公开了一种超声计算机断层摄影机器，其尤其可用于基于超声的成像方法中以早期识别乳腺癌。超声计算机断层摄影机器根据发射(transmisson)散射和脉冲回波方法进行操作，并包括：向上开口的容器，将待检查身体部位插入该容器中；固定布置在整个壁区域的容器壁上的超声转换器，所述超声转换器的主要发射方向在每种情况下都垂直于壁区域定向到该容器的内部；耦合介质，其已经被引入到该容器中，润湿待检查身体部位并用于在超声转换器与待检查身体部位之间耦合和传输超声信号；以及与超声转换器互连的具有主存储器的计算机辅助控制和评估单元。在这种情况下，以如下方式体现所述互连：通过电子开关可以选择任意数量的超声转换器作为发射器和接收器两者；由发射器发射的超声信号是超声脉冲并且所有接收器并行接收的信号作为电信号被放大、滤波、数字化并作为数据存储在主存储器中；声音传播时间由存储在主存储器中的数据确定，并且通过所述声音传播时间和几何关系确定各个声速，并且使用被计算地划分为多个区域的容器体积并使用不同数据集的相关性，计算各个区域中的声速；根据各个区域中的声速以及接收的信号的幅度和相位分布(profile)，计算容器中的所有可能的反射点，并将信号作为来自容器中每个点的所有测量的可能反射点的数据求和，从中为每个点分配对应于求和值的大小的颜色值，并取决于所需的分辨率，在三维重建中在每种情况下将所述颜色值分配给至少一个像素。

此外，可以在EP 2056 124A1、WO 2011/124379 A2和WO 2012/110228 A1中找到有关可以在此处同样使用的其他评估和重建方法的细节。

超声计算机断层摄影机器中的挑战之一在于用于致动和读取一个或多个超声转换器的合适设备的配置。特别地，该设备必须被配置为既能够处理产生足够的声压所需的高电压信号又能够放大弱响应信号。为此目的，该设备通常包括射频脉冲单元、射频隔离开关和低噪声低电压预放大器。