[发明专利]多阵元扫描式超声波探头及超声成像系统和超声成像方法

说明书

本发明涉及多阵元扫描式超声波探头及超声成像系统和超声成像方法，该超声波探头包括探头本体、形成在探头本体端面的声透镜、以及换能器，其中在探头本体内部设有沿着声透镜长度方向延伸的直线导轨，换能器沿着声透镜宽度方向延伸，且有多个，每个换能器都有独立的连接线缆，超声波探头还包括与直线导轨配合且能够往复滑动地设置在直线导轨上的滑座、以及驱动件，其中多个换能器沿着声透镜长度方向并排设置在的滑座上。本发明的多阵元探头，探测范围广，而且实现对目标不同频率、分辨率、深度的超声扫描，进而对血流和血液进行多普勒成像，扩展其应用场景，同时结构简单，实施方便，而且能够对目标快速和高性能成像。

技术领域

本发明属于超声成像技术领域，具体涉及一种多阵元扫描式超声波探头，同时还涉及一种多阵元机械扫描式超声成像系统和一种多阵元机械扫描式超声成像方法。

背景技术

现有的超声波探头按照其阵元个数多分为：单阵元探头和多阵元探头，其中多阵元探头又包含了线阵、凸阵、相控阵、面阵等多种形式。

而随着高频超声成像技术的发展，高频探头得到了越来越多的发展，如眼科超声、皮肤超声、超声内窥镜和血管内超声等。但由于受AD采样等核心芯片技术的制约，暂时还未有多通道高频AD芯片销售，导致目前高频超声系统多为单阵元系统。

为了在现有条件下实现高频成像，多采用机械扫描如机械环扫、摆扫或线性扫描的方式来完成对目标的成像。但随着临床的需要，很多时候，不仅需要浅组织的高分辨超声图像，也需要深度组织的轮廓影像，以便进行穿刺路径规划、术中导航等。此外，现有的单阵元机械扫描系统，受限于成像方法，无法显示目标中血管的分布和血流情况，也限制了相关高频超声成像产品在临床的应用。

也就是说，目前高频机械超声波探头和系统的主要技术问题：

1）、只有单阵元换能器，探测范围有限；

2）、没有多普勒功能，无法进行血流测试和血液成像等，导致应用场景受限；

3）、加工工艺复杂，价格高昂，多通道高频超声成像系统核心器件受限等不足，无法实现对目标快速高性能成像。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的多阵元扫描式超声波探头。

同时本发明还涉及一种多阵元机械扫描式超声成像系统和一种多阵元机械扫描式超声成像方法。

为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种多阵元扫描式超声波探头，其包括探头本体、形成在探头本体端面的声透镜、以及换能器，其中在探头本体内部设有沿着声透镜长度方向延伸的直线导轨，换能器沿着声透镜宽度方向延伸，且有多个，每个换能器都有独立的连接线缆，且每个换能器的尺寸范围为0.05 mm～3 mm，频率范围为0.1 MHz～100 MHz；超声波探头还包括与直线导轨配合且能够往复滑动地设置在直线导轨上的滑座、以及驱动件，其中多个换能器沿着声透镜长度方向并排设置在的滑座上。

优选地，换能器为压电陶瓷换能器、复合换能器、电容式换能器或者微换能器。

根据本发明的一个具体实施和优选方面，多个换能器按频率划分成10 MHz～100MHz的高频换能器、1 MHz～10 MHz的中频率换能器、0.05 MHz～1 MHz的低频换能器，其中高频换能器、中频率换能器、低频换能器所形成的焦距大小由小到大变化。

优选地，直线导轨为与滑座相配合的丝杆，驱动件包括电机、以及将电机与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。

本发明的另一技术方案：一种多阵元机械扫描式超声成像系统，其包括显示单元和主机、及多阵元扫描式超声波探头。