[发明专利]非整数维机械扫描式超声探头及成像系统和成像方法

权利要求书

1.一种非整数维机械扫描式超声探头，其包括探头本体、形成在所述探头本体端面的声透镜、以及换能器，其特征在于：

在所述的探头本体内部设有沿着所述声透镜长度方向延伸的直线导轨，所述超声探头还包括与所述直线导轨配合且能够往复滑动地设置在所述直线导轨上的滑座、以及驱动件，所述的换能器沿着所述声透镜长度方向延伸，且有多个，多个所述换能器沿着所述声透镜的宽度方向并排设置在所述的滑座上，其中每个所述换能器的宽度为0.05 mm～3 mm，频率范围为0.1 MHz～100 MHz，且每个所述换能器均设有一根连接线缆，多根所述连接线缆之间相独立或者相串并联连接设置。

2.根据权利要求1所述的非整数维机械扫描式超声探头，其特征在于：所述的换能器有五个，且为沿着所述声透镜宽度方向依次分布的第一换能器、第二换能器、第三换能器、第四换能器、第五换能器，其中第一换能器、第二换能器、第四换能器、第五换能器的宽度相等，所述第三换能器的宽度至少为第一换能器宽度的2倍。

3.根据权利要求2所述的非整数维机械扫描式超声探头，其特征在于：所述的第一换能器和所述第五换能器的所述连接线缆相串接，所述第二换能器和所述第四换能器的所述连接线缆相串接，所述第三换能器独立一根所述连接线缆，所述的超声探头为1.5D超声波探头。

4.根据权利要求2所述的非整数维机械扫描式超声探头，其特征在于：所述的第一换能器、第二换能器、第三换能器、第四换能器、第五换能器的连接线缆相独立设置，所述的超声探头为1.75D超声波探头。

5.根据权利要求2所述的非整数维机械扫描式超声探头，其特征在于：所述的第一换能器和所述第五换能器的所述连接线缆相串接形成第一支路，所述第二换能器和所述第四换能器的所述连接线缆相串接形成第二支路，所述第三换能器的所述连接线缆形成第三支路，且所述第一支路、所述第二支路、及所述第三支路相并联连通，所述的第一支路和所述第二支路分别设有通电开关，所述的超声探头为1.25D超声波探头。

6. 根据权利要求1所述的非整数维机械扫描式超声探头，其特征在于：所述的直线导轨为与所述滑座相配合的丝杆，所述的驱动件包括电机、以及将电机与所述直线导轨相传动连接的传动部件，其中在所述直线导轨的转动下，所述的滑座横运动，且横移的速度为0.1 mm/s～100 mm/s。

7.一种非整数维机械扫描式成像系统，其包括显示单元和主机，所述主机包括图像处理器、与所述图像处理器连通的控制模块、分别将每个所述换能器与所述控制模块相连通的回波收集器，其特征在于：所述的成像系统还包括权利要求1至6中任一项权利要求所述的超声探头，所述回波收集器包括依次设置在所述换能器与所述控制模块之间的收/发开关、低噪放大单元、时间增益补偿单元、以及采样单元，其中所述的控制模块分别与所述驱动件和所述时间增益补偿单元相连通。

8.根据权利要求7所述的非整数维机械扫描式成像系统，其特征在于：所述的主机还包括与每个所述收/发开关相连通的高压电源激励器、以及将高压电源激励器和所述控制模块相连通的延迟器。

9.根据权利要求7所述的非整数维机械扫描式成像系统，其特征在于：每一个所述换能器所发射超声波和接收回波形成该扫描点超声成像数据，由多个所述超声成像数据形成一帧图像，所述图像处理器将多个所述一帧图像进行拼接融合形成一幅完整的图像。

10.一种非整数维机械扫描式成像方法，其特征在于：所述成像方法采用权利要求7至9中任一项权利要求所述的成像系统，且包括如下步骤：

1）、在初始位置，每个换能器都会发射超声波，接收回波，作为其在初始位置点的超声射频回波信号数据，随后向左或向右移动扫描，控制换能器移动到下一个扫描点，换能器再次发射超声波和接收回波，作为下一个扫描点的超声射频回波信号数据；

2）、直至换能器实现从声透镜的最左到最右，或者最右到最左，实现对一个切面的一帧图像扫描，然后，换能器的扫描移动速度，确定每个数据对应的成像空间位置，并将多个所述一帧图像进行拼接融合形成一幅完整的图像。