[发明专利]用于利用超声的弹性模式成像的开关电容器

说明书

超声成像中的电源(11)包括开关电容(16)。接通电容(16)以在生成用于弹性成像的推动脉冲期间提供电力，并且在其他成像模式期间断开电容(16)。

背景技术

本发明的实施例涉及用于超声成像的电源。超声成像包括不同的成像模式。对于B模式、彩色或流（多普勒）模式或M模式，仅几个周期的短脉冲均被顺序地生成来扫描患者。对于弹性模式（例如，声辐射力脉冲或剪切波模式），将施加推动脉冲形式的较大功率以引起由声能产生的组织的位移。对于弹性模式的这些推动脉冲可以具有与标准B模式成像类似的发射幅度，但具有更长的脉冲持续时间（例如，大于100倍那样长）。这种长持续时间的脉冲不立即与传统超声系统中的发射电源网络兼容。传统发射电源提供的功率会随时间而下降，从而导致可能会引起弹性的错误测量的推动脉冲。

发明内容

作为介绍，下面描述的优选实施例包括用于超声成像中的电源的方法、电路和系统。电源包括开关电容。电容在生成推动脉冲期间被接通提供电力，并且在其他成像模式期间被关断。

在第一方面中，提供了一种用于超声弹性模式成像的发射器系统。发射器连接到可编程电源并且可与超声换能器阵列的元件连接。电容器与开关串联连接。电容器和开关形成从可编程功率源到发射器的连接到地的可切换路径。控制器被配置为针对超声弹性模式成像闭合开关，并且被配置为针对不同模式的超声成像断开开关。

在第二方面中，提供了一种用于利用超声的弹性模式成像的超声系统。电源具有输出。开关可切换地连接在该输出和地之间。电容器与地和该输出之间的开关串联连接。

在第三方面中，提供了一种用于供应电力以通过超声扫描仪来生成弹性模式成像中的推动脉冲的方法。在弹性模式成像期间，接通从电容器到电源输出的供应。在另一种成像模式期间，则关断从电容器到输出的供应。

本发明由以下权利要求限定，而在本节中没有任何内容被认为是对那些权利要求的限制。本发明的其他方面和优点在下面结合优选实施例讨论，并且可以在以后单独或组合地要求保护。

附图说明

组件和附图不一定按比例绘制，而是将重点放在说明本发明的原理上。此外，在附图中，相同的附图标记贯穿不同视图表示对应部件。

图1是在电源中具有开关电容的超声系统的一个实施例的框图；

图2是用于弹性模式的具有开关和电容器的超声发射器系统的实施例的框图；

图3是具有可切换电容的电源的实施例的框图；

图4是用于在超声成像期间供应电力的方法的一个实施例的流程图；和

图5是用于利用开关电容控制电源的示例性时序图。

具体实施方式

附加电容器或电容器组可与电源的输出连接，以向发射器提供电力用于推动脉冲。电容的这种升高降低了电源的灵活性。对电容充电花费一段时间，因此当存在要提供的功率的变化时，可能需要暂停扫描。结果，其中为不同模式提供不同的功率的双模式成像可能具有降低的或不期望的帧速率。

为了为超声中的弹性模式成像提供灵活的发射电源，连接到电源的输出的电容器被切换。可切换电容器组被添加到发射网络。只有当弹性模式(E模式)应用需要时，开关才启用电容器，而不会在禁用E模式电容器组时更改发射供应网络的灵活性。对于E模式，当需要时，可以接通电容器组。

开关可以是背靠背的一对N沟道功率MOSFET，其根据需要在两个方向上提供电流传导。用于对E模式电容器组充电和放电的智能控制算法确保仅当电容器两端的电压接近零伏时才闭合开关，以避免在开关中的大浪涌电流。控制操作开关和电源以控制发射供应，以基于E模式开关的位置优化电压再充电和输出电流。控制器管理开关和调节器以对电容器充电。