專(zhuān)利名稱(chēng)：超聲波診斷裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲波診斷裝置及其驅(qū)動(dòng)方法，以及特別地涉及一種超聲波診斷裝置，該裝置包含一個(gè)探頭，該探頭中的傳感器的數(shù)量大于發(fā)送/接收裝置中的信道的數(shù)量，以便通過(guò)連續(xù)波多普勒技術(shù)生成圖像，以及針對(duì)這種裝置的驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
用于通過(guò)超聲波掃描成像對(duì)象中的預(yù)定區(qū)域來(lái)生成對(duì)象圖像的裝置包含所述超聲波診斷裝置。該超聲波診斷裝置吸引了人們的注意，因?yàn)樗軌蛟诓皇钩上駥?duì)象痛苦的情況下進(jìn)行掃描并生成圖像。
關(guān)于此超聲波診斷裝置，下述技術(shù)在確定血液流動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性，即，速率信息中是眾所周知的一種連續(xù)波多普勒(在下文中有時(shí)縮寫(xiě)為CWD)方法以及一種脈沖波多普勒(在下文中有時(shí)縮寫(xiě)為PWD)方法。
CWD方法在獲得速率數(shù)據(jù)方面是有效的，因?yàn)樗诎l(fā)送超聲波信號(hào)時(shí)使用連續(xù)波，并且它能夠準(zhǔn)確探測(cè)比較高的流速。在CWD方法中，一種包含發(fā)射關(guān)于對(duì)象偏轉(zhuǎn)的連續(xù)波的技術(shù)通常被稱(chēng)為可控CWD，其中具有相位差的連續(xù)波從發(fā)射傳感器發(fā)射進(jìn)入對(duì)象，并且接收來(lái)自于對(duì)象的反射波。
當(dāng)可控CWD在超聲波診斷裝置中執(zhí)行時(shí)，該超聲波診斷裝置包含一個(gè)探頭，其中線(xiàn)性排列了多個(gè)傳感器，以及一個(gè)收發(fā)器部分，其信道與各自傳感器相連，例如，在探頭的中間或一側(cè)的連續(xù)區(qū)域中的傳感器可用作發(fā)射傳感器。此外，除了那些在發(fā)射中使用的傳感器之外，連續(xù)區(qū)域中的傳感器被用作接收傳感器。這樣，傳感器的數(shù)量就大于信道的數(shù)量。
作為這種傳統(tǒng)的超聲波裝置，一種用于獲得連續(xù)波多普勒數(shù)據(jù)的超聲波診斷裝置是眾所周知的，所述裝置即使在超聲波探頭和血管之間存在相對(duì)角變化時(shí)，仍然能夠通過(guò)減少接收到的功率損耗來(lái)獲得連續(xù)波多普勒數(shù)據(jù)，在血管中超聲波探頭的旋轉(zhuǎn)軸的方向沿著發(fā)送和接收元件排列的方向(例如，見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
如果如專(zhuān)利文獻(xiàn)1所述，探頭中排列在探頭的任何一側(cè)區(qū)域中的傳感器被用于發(fā)送或接收，那么用于發(fā)送或接收的孔徑會(huì)變得太小而不能獲得足夠的分辨率。例如，在血液流動(dòng)成像中微妙逆流的靈敏度會(huì)變得不充足。
此外，在接收中使用的信道的數(shù)量是有限的，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致不充足的接收靈敏度。
日本專(zhuān)利公開(kāi)申請(qǐng)No.2001-170052。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種超聲波診斷裝置及其驅(qū)動(dòng)方法，用于通過(guò)擴(kuò)大在發(fā)送超聲波信號(hào)中的孔徑面積，來(lái)改善生成的圖像的分辨率以及接收靈敏度。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的超聲波診斷裝置用于向?qū)ο筮B續(xù)發(fā)射超聲波信號(hào)，連續(xù)接收對(duì)象響應(yīng)發(fā)射的超聲波信號(hào)反射的信號(hào)，并基于接收到的信號(hào)確定對(duì)象中血液流動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性，并且所述裝置包含用于通過(guò)多個(gè)信道連續(xù)發(fā)射/接收超聲波信號(hào)的發(fā)射/接收裝置；以及一個(gè)扇形探頭，其傳感器與信道通過(guò)開(kāi)關(guān)相連，所述傳感器的數(shù)量大于信道的數(shù)量且排列在一個(gè)方向上，在該探頭中，排列在一個(gè)方向上且以預(yù)定數(shù)量的所述傳感器為間隔排列的所述傳感器中的一些與信道相連來(lái)發(fā)射超聲波信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的超聲波診斷裝置，排列在一個(gè)方向上且以預(yù)定數(shù)量的所述傳感器為間隔放置的所述傳感器中的一些與信道相連來(lái)發(fā)射超聲波信號(hào)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法用于超聲波診斷裝置，所述裝置包含用于通過(guò)信道連續(xù)發(fā)射/接收超聲波信號(hào)發(fā)射/接收的裝置，以及一個(gè)扇形探頭，該探頭帶有通過(guò)開(kāi)關(guān)與信道相連的傳感器，所述傳感器的數(shù)量大于信道的數(shù)量且排列在一個(gè)方向上，并且所述方法包含下述步驟當(dāng)預(yù)定區(qū)域內(nèi)的傳感器與所述信道相連時(shí)向?qū)ο筮B續(xù)發(fā)射超聲波信號(hào)，并且當(dāng)其它區(qū)域內(nèi)的傳感器與所述信道相連時(shí)連續(xù)接收反射信號(hào)；并且基于接收到的信號(hào)生成對(duì)象的圖像，其中發(fā)射/接收步驟包含在預(yù)定區(qū)域內(nèi)選擇多個(gè)傳感器，所述傳感器以預(yù)定數(shù)量的傳感器為間隔放置，并且當(dāng)所選的傳感器與信道相連時(shí)發(fā)射超聲波信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法，當(dāng)預(yù)定區(qū)域內(nèi)的傳感器與信道相連時(shí)，向?qū)ο筮B續(xù)發(fā)射超聲波信號(hào)，并且當(dāng)其它區(qū)域內(nèi)的傳感器與信道相連時(shí)，連續(xù)接收反射信號(hào)。
這樣，預(yù)定區(qū)域內(nèi)的多個(gè)傳感器以預(yù)定數(shù)量的傳感器為間隔選擇，并且當(dāng)所選擇的傳感器與信道相連時(shí)，發(fā)射超聲波信號(hào)。
然后，基于接收到的信號(hào)生成對(duì)象的圖像。
根據(jù)本發(fā)明的超聲波診斷裝置，通過(guò)擴(kuò)大發(fā)射超聲波振動(dòng)的孔徑區(qū)域來(lái)改善所生成的圖像的分辨率，并且也改善了接收靈敏度。
根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法，通過(guò)擴(kuò)大發(fā)射超聲波振動(dòng)的孔徑區(qū)域改善了所生成的圖像的分辨率，并且也改善了接收靈敏度。
本發(fā)明的更多目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)本發(fā)明的下述優(yōu)選實(shí)施例的描述并參考附圖變得顯而易見(jiàn)。


圖1示出了依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的超聲波診斷裝置1的示意圖。
圖2示出了本發(fā)明的超聲波診斷裝置1的實(shí)施例的放大示意圖。
圖3示出了圖2所示的超聲波診斷裝置1中的收發(fā)器部分和傳感器之間的連接的實(shí)施例的示意圖。
圖4示出了用來(lái)解釋如圖1所示的超聲波診斷裝置1的運(yùn)行的流程圖。
圖5示出了用來(lái)解釋如圖3所示的超聲波診斷裝置1的運(yùn)行的流程圖。
圖6示出了圖2所示的超聲波診斷裝置1中的收發(fā)器部分和傳感器之間的連接的另一實(shí)施例的示意圖。
圖7示出了本發(fā)明的超聲波診斷裝置1的實(shí)施例的放大示意圖。
圖8示出了如圖6所示的超聲波診斷裝置1中的收發(fā)器部分與傳感器之間的連接的實(shí)施例的示意圖。
圖9示出了如圖6所示的超聲波診斷裝置1中的收發(fā)器部分與傳感器之間的連接的另一實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考實(shí)施例說(shuō)明實(shí)施本發(fā)明的最優(yōu)方式。
(第一實(shí)施例)圖1示出了依照本實(shí)施例的超聲波診斷裝置1的示意圖。
依照本實(shí)施例的超聲波診斷裝置1包含一個(gè)超聲波探頭2、一個(gè)主部分3、以及一個(gè)顯示器件4。所述超聲波探頭2以及主部分3通過(guò)一根未示出的探頭電纜相連。
在超聲波成像中，例如，一個(gè)醫(yī)生是使用超聲波診斷裝置1進(jìn)行掃描的用戶(hù)。在成像過(guò)程中，用戶(hù)握住超聲波探頭2，并且將其靠近對(duì)象。
超聲波探頭2通過(guò)主部分3中的高電壓開(kāi)關(guān)5與收發(fā)器部分6相連，主部分將在后面討論。超聲波探頭2帶有一個(gè)扇形陣列，其中M個(gè)傳感器排列在一個(gè)方向上，例如。
超聲波探頭2使用傳感器將來(lái)自于收發(fā)器部分6且經(jīng)過(guò)高電壓開(kāi)關(guān)5的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為超聲波并向?qū)ο蟀l(fā)射。超聲波探頭2還使用傳感器將來(lái)自于對(duì)象的反射波轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并通過(guò)高壓開(kāi)關(guān)5將其輸出至收發(fā)器部分6。由傳感器發(fā)射且形成聲傳輸線(xiàn)的超聲波根據(jù)其在對(duì)象中傳播期間對(duì)象內(nèi)部組織的聲阻抗差產(chǎn)生回聲。這些回聲被超聲波傳感器陣列接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。在這里使用的術(shù)語(yǔ)超聲波信號(hào)指的是傳感器轉(zhuǎn)換的電信號(hào)和超聲波。
本實(shí)施例中使用的超聲波探頭2是用于掃描寬視場(chǎng)的扇形探頭。本發(fā)明的探頭的一個(gè)實(shí)施例對(duì)應(yīng)于超聲波探頭2。
主部分3包含高電壓開(kāi)關(guān)5、收發(fā)器部分6、圖像處理部分7、存儲(chǔ)部分8、CPU(控制部分)9、驅(qū)動(dòng)部分10、以及操作臺(tái)11。主部分3基于通過(guò)探頭電纜提供的電信號(hào)(回聲信號(hào))產(chǎn)生數(shù)種對(duì)象的超聲波圖像。
在此實(shí)施例中，主部分3基于發(fā)送和接收波之間的偏移量產(chǎn)生對(duì)象的圖像，即，例如多普勒?qǐng)D形。在下文中將描述主部分。
高電壓開(kāi)關(guān)5與收發(fā)器部分6、超聲波探頭2以及控制部分9相連。高電壓開(kāi)關(guān)5包含，例如，M個(gè)開(kāi)關(guān)。高電壓開(kāi)關(guān)5基于來(lái)自于控制部分9的指令打開(kāi)/關(guān)閉來(lái)連接收發(fā)器6和超聲波探頭2。本發(fā)明的開(kāi)關(guān)的一個(gè)實(shí)施例對(duì)應(yīng)于高電壓開(kāi)關(guān)5。
收發(fā)器部分6與高電壓開(kāi)關(guān)5、圖像處理部分7以及驅(qū)動(dòng)部分10相連。收發(fā)器部分6是用于信號(hào)發(fā)射和接收的接口。例如，收發(fā)器部分6具有N個(gè)信道。信道的數(shù)量N小于超聲波探頭2中傳感器的數(shù)量M。收發(fā)器部分6通過(guò)探頭電纜向超聲波探頭2發(fā)送來(lái)自于驅(qū)動(dòng)部分10的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)超聲波探頭2。此外，收發(fā)器部分6通過(guò)探頭電纜向圖像處理部分7發(fā)送從超聲波探頭2接收到的超聲波信號(hào)。本發(fā)明的發(fā)射/接收方法的一個(gè)實(shí)施例對(duì)應(yīng)于收發(fā)器部分6。
控制部分9與驅(qū)動(dòng)部分10、圖像處理部分7、存儲(chǔ)部分8以及操作臺(tái)11相連。
控制部分9向驅(qū)動(dòng)部分10輸出命令信號(hào)，該命令信號(hào)使得超聲波探頭2發(fā)射用于成像的超聲波。控制部分9還向圖形處理部分7輸出用于顯示X射線(xiàn)斷層攝影圖像的命令信號(hào)，例如，根據(jù)來(lái)自于操作臺(tái)11的操作信號(hào)代表的指令。此外，控制部分9基于來(lái)自于操作臺(tái)11的指令控制存儲(chǔ)部分8中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。
驅(qū)動(dòng)部分10使用例如電/電子電路實(shí)現(xiàn)。
驅(qū)動(dòng)部分10產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)超聲波探頭2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使其根據(jù)來(lái)自于控制部分9的命令信號(hào)形成聲傳輸線(xiàn)，并向收發(fā)器部分6發(fā)送所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
圖像處理部分7基于收發(fā)器部分6發(fā)送的超聲波信號(hào)產(chǎn)生對(duì)象的圖像。所述圖像處理部分7還使顯示器件4顯示根據(jù)來(lái)自于控制部分9的指令生成的圖像。此外，圖像處理部分7向存儲(chǔ)部分8發(fā)送用于存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)。圖像處理部分7包含程序等。
存儲(chǔ)部分8可能包含數(shù)種存儲(chǔ)器件例如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器以及硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。
存儲(chǔ)部分8存儲(chǔ)圖像處理部分7發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)。所述存儲(chǔ)部分8還存儲(chǔ)用來(lái)操縱超聲波診斷裝置1的程序、在程序中使用的聲傳輸線(xiàn)、以及多種參數(shù)例如到要成像的對(duì)象的距離。
操作臺(tái)11是一種用來(lái)接收操作員的操作來(lái)操縱超聲波診斷裝置1的裝置。操作臺(tái)11包含輸入部分例如鍵盤(pán)和開(kāi)關(guān)。
顯示器件4顯示在主部分3中生成的圖像及其它圖像數(shù)據(jù)。顯示器件4包含例如，CRT或液晶顯示面板。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲波探頭2和收發(fā)器部分6之間的連接的說(shuō)明性示意圖。
雖然超聲波診斷裝置中的發(fā)射和接收信道的數(shù)量通常大于32，但是本實(shí)施例提出了一種情況，其中簡(jiǎn)化起見(jiàn)收發(fā)器部分6中的信道的數(shù)量為N＝32。高電壓開(kāi)關(guān)5的數(shù)量以及超聲波探頭2中的傳感器的數(shù)量此處為M＝63。超聲波探頭2中的元件排列在一個(gè)方向上。
信道標(biāo)記表示為N＝0-31，第N個(gè)信道與第N個(gè)開(kāi)關(guān)以及第(N+32)個(gè)開(kāi)關(guān)并聯(lián)。此外，在超聲波探頭2中第0個(gè)元件e0-第63個(gè)元件e63與特定信道通過(guò)第0個(gè)開(kāi)關(guān)SWO-第63個(gè)開(kāi)關(guān)SW63相連。
可控CWD方法以連續(xù)的方式進(jìn)行發(fā)射和接收。因此，每個(gè)信道進(jìn)行發(fā)射或接收。用于向元件發(fā)射超聲波信號(hào)的信道有時(shí)被稱(chēng)為發(fā)射信道，并且用于從元件接收對(duì)象反射的超聲波信號(hào)的信道在下文中被稱(chēng)為接收信道。
圖3示出了信道和元件之間的連接的示意圖。應(yīng)該注意，圖2中示出的開(kāi)關(guān)SW0-SW63在圖3中被省略了。與發(fā)射信道通過(guò)高電壓開(kāi)關(guān)5相連的發(fā)射元件T被虛線(xiàn)環(huán)繞，并且與接收信道相連的接收元件R被實(shí)線(xiàn)環(huán)繞。
如圖3所示，在第0個(gè)至第27個(gè)元件e0-e27中，每三個(gè)元件與相對(duì)應(yīng)的信道通過(guò)高電壓開(kāi)關(guān)5(未示出)相連。與所選擇的元件相應(yīng)的信道輸出發(fā)射信號(hào)，并且該信道被稱(chēng)為發(fā)射信道。此外，一端的元件至與這些信道相連的另一端的元件，即，第0個(gè)至第27個(gè)元件e0-e27，一起被稱(chēng)為發(fā)射區(qū)域。
另一方面，發(fā)射區(qū)域之外的第33至第63個(gè)元件e33-e63與除了那些與前述元件相連的信道之外的所有信道相連。與第33至第63元件e33-e63相連的信道輸入接收到的信號(hào)，并且該信道被稱(chēng)為接收信道。此外，第33至第63個(gè)元件e33-e63一起被稱(chēng)為接收區(qū)域。
現(xiàn)在將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的超聲波診斷裝置1的運(yùn)行。
圖4示出了根據(jù)本實(shí)施例的超聲波診斷裝置1的運(yùn)行的流程圖。
首先，定義了超聲波探頭2掃描的范圍(ST11)。
用戶(hù)將超聲波探頭2放在對(duì)象的特定位置上。這時(shí)，要掃描的范圍的深度尺寸、方位角尺寸以及厚度尺寸根據(jù)頻率或掃描形狀確定，使得掃描的范圍與要探測(cè)的物體相對(duì)應(yīng)。掃描的范圍最好定義為至少包含要探測(cè)的物體。
其次，放在預(yù)定位置上的對(duì)象上在步驟ST11中確定的區(qū)域被成像(ST12)。
用戶(hù)將超聲波探頭2指向掃描位置。用戶(hù)還操縱操作臺(tái)11通過(guò)控制部分9向驅(qū)動(dòng)部分10發(fā)送命令。
驅(qū)動(dòng)部分10，根據(jù)來(lái)自于控制部分9的命令信號(hào)，產(chǎn)生用于連續(xù)形成預(yù)定聲傳輸線(xiàn)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)是根據(jù)來(lái)自于超聲波探頭2中的超聲波傳感器陣列的超聲波的組合波陣面產(chǎn)生的，并且驅(qū)動(dòng)部分10將驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)收發(fā)器部分6中建立的發(fā)射信道向超聲波探頭2輸出。
驅(qū)動(dòng)部分10在預(yù)定區(qū)域中的一個(gè)平面(掃描平面)上連續(xù)形成多條聲傳輸線(xiàn)，并且超聲波探頭2通過(guò)多條聲傳輸線(xiàn)連續(xù)掃描掃描平面。超聲波探頭2還連續(xù)接收來(lái)自于對(duì)象內(nèi)部的超聲波信號(hào)。這種發(fā)射和接收是同時(shí)進(jìn)行的。此步驟對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)射/接收步驟。
在步驟ST12中向超聲波探頭2輸出信號(hào)的步驟符合本發(fā)明的超聲波診斷裝置的驅(qū)動(dòng)方法，驅(qū)動(dòng)方法的細(xì)節(jié)將在后面討論。
收發(fā)器部分6通過(guò)探頭電纜向圖像處理部分7發(fā)送超聲波探頭2連續(xù)接收的超聲波信號(hào)。
基于收發(fā)器部分6向圖像處理部分7發(fā)送的超聲波信號(hào)，圖像處理部分7連續(xù)比較發(fā)射和接收波來(lái)發(fā)現(xiàn)其間的偏移量，并分析發(fā)射和接收波之間的波長(zhǎng)差，即，分析改變的頻率分量，來(lái)產(chǎn)生多普勒?qǐng)D形，例如作為光譜顯示的圖形。此步驟對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的圖像生成步驟的一個(gè)實(shí)施例。
捕捉的圖像根據(jù)控制部分9的指令存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部分8中。
存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部分8中的捕捉的圖像然后在顯示器件4中被復(fù)制(ST13)。
在步驟ST12中，控制部分9選擇與發(fā)射信道相連的發(fā)射元件以及通過(guò)高電壓開(kāi)關(guān)5與接收信道相連的接收元件，并根據(jù)所選擇的發(fā)射和接收元件打開(kāi)高電壓開(kāi)關(guān)5。這樣，控制部分9選擇多個(gè)元件與發(fā)射信道相連，所述發(fā)射元件在預(yù)定區(qū)域中被預(yù)定數(shù)量的元件分開(kāi)，并打開(kāi)高電壓開(kāi)關(guān)5。
現(xiàn)在參考附圖詳細(xì)描述選擇與發(fā)射和接收信道相連的元件的步驟。
圖5示出了選擇與發(fā)射和接收信道相連的元件的步驟的實(shí)施例的流程圖。
控制部分9首先根據(jù)元件排列的方向確定發(fā)射區(qū)域的元件(ST21)。
發(fā)射區(qū)域最好確定為包含元件總數(shù)的大約1/4-1/2。小于1/4，發(fā)射區(qū)域的孔徑會(huì)變小。結(jié)果，超聲波信號(hào)的發(fā)射角偏離使得分辨率下降。另一方面，大于1/2，接受區(qū)域的孔徑會(huì)變小且信/噪(S/N)比降低。例如，如圖3所示排列的具有64個(gè)元件的超聲波探頭2中，第0個(gè)元件e0-第27個(gè)元件e27定義為發(fā)射區(qū)域。
其次，在以這種方式定義的發(fā)射區(qū)域中，發(fā)射超聲波信號(hào)的元件被選擇(ST22)。
控制部分9在規(guī)定的發(fā)射區(qū)域中選擇與發(fā)射信道相連的元件。例如，如圖3所示，每隔三個(gè)元件被選擇，在這種情況下預(yù)定間隔為二。所選擇的元件被定義為發(fā)射元件。
再次，定義了接收區(qū)域(ST23)。
控制部分9定義接收區(qū)域，該接收區(qū)域以預(yù)定間隔與發(fā)射區(qū)域分開(kāi)。例如，如圖3所示，接收區(qū)域定義為包含第33至第63個(gè)元件e33-e63，所述元件e33-e63由第28至第32個(gè)元件e28-e32與發(fā)射區(qū)域分開(kāi)。
再次，在接收區(qū)域中，不與發(fā)射信道相連的元件被選擇(ST24)。
控制部分9選擇與信道相對(duì)應(yīng)的元件，所述信道不與接收區(qū)域中的元件相連，如圖3所示，并且將所選信道和元件定義為接收信道和接收元件。
一旦發(fā)射和接收元件如上所述被選擇，控制部分9打開(kāi)與所選發(fā)射信道和接收信道相對(duì)應(yīng)的高電壓開(kāi)關(guān)5(ST25)。
因此，所述信道通過(guò)不同的元件連續(xù)向/從收發(fā)器部分6發(fā)射/接收超聲波信號(hào)。所述圖像處理部分7就基于這樣的發(fā)射/接收數(shù)據(jù)生成圖像。
(變體)
圖6示出了信道與元件之間的連接的另一實(shí)施例的示意圖。
如圖6所示，在第0個(gè)至第26個(gè)元件e0-e26中，每隔三個(gè)或每隔兩個(gè)元件與信道通過(guò)高電壓開(kāi)關(guān)隨機(jī)相連來(lái)形成發(fā)射區(qū)域。
另一方面，在發(fā)射區(qū)域之外的第33個(gè)至第63個(gè)元件e33-e63中，元件與除了那些與發(fā)射區(qū)域相連的信道之外的所有信道相連來(lái)形成接收區(qū)域。此外，與第27個(gè)至第32個(gè)元件e27-e32向?qū)?yīng)的信道與連接元件的對(duì)應(yīng)部分相連，即，第0個(gè)元件e0以及第59個(gè)-第63個(gè)元件e59-e63。因此，與第27個(gè)至第32元件e27-e32相對(duì)應(yīng)的高電壓開(kāi)關(guān)52被關(guān)閉。結(jié)果，發(fā)射區(qū)域與接收區(qū)域之間的隔離被建立起來(lái)。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，排列在一個(gè)方向上的元件被劃分為一個(gè)發(fā)射區(qū)域和一個(gè)接收區(qū)域，并且在發(fā)射區(qū)域中，與發(fā)射信道相連的元件以預(yù)定的間隔隔開(kāi)。結(jié)果，發(fā)射區(qū)域被擴(kuò)大來(lái)擴(kuò)展孔徑，因此改善了生成的圖像的分辨率。
此外，由于除了發(fā)射信道之外的所有信道被定義為接收信道，并且各接收信道與某些元件相連，所以可使用多個(gè)信道進(jìn)行接收。結(jié)果，改善了接收靈敏度，并且改善了信號(hào)噪聲比(有時(shí)縮寫(xiě)為信噪比)。
此外，如變體1所述，通過(guò)隨機(jī)定義與發(fā)射信道相連的元件，能夠降低光柵瓣。CWD方法通常使用低頻超聲波進(jìn)行發(fā)射和接收。因此，盡管每隔三個(gè)元件與發(fā)射信道相連，那么與B-模式技術(shù)相比光柵瓣被抑制了。
雖然如前述實(shí)施例所述，發(fā)射區(qū)域預(yù)先定義并且發(fā)射元件在預(yù)定區(qū)域內(nèi)選擇，但是發(fā)射元件可在沒(méi)有定義發(fā)射區(qū)域時(shí)選擇。
(第二實(shí)施例)現(xiàn)在描述第二個(gè)實(shí)施例。與第一實(shí)施例中相似的部分由相似的參考符號(hào)表示并且對(duì)其的描述將被省略。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲波探頭2與收發(fā)器部分6之間的連接的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。簡(jiǎn)化起見(jiàn)，在本實(shí)施例中收發(fā)器部分6中的信道的數(shù)量表示為N＝48。
如圖7所示，當(dāng)收發(fā)器部分6中的信道的數(shù)量為N＝0-47時(shí)，第N個(gè)信道(N≤15)與第N個(gè)開(kāi)關(guān)以及第(N+48)個(gè)開(kāi)關(guān)相連，并且第N個(gè)信道(16≤N≤47)個(gè)信道與第N個(gè)開(kāi)關(guān)并聯(lián)。
圖8示出了如圖7所示的信道和元件之間的連接的實(shí)施例的示意圖。
如圖8所示，在第0個(gè)至第22個(gè)元件e0-e22中，每隔兩個(gè)元件與相應(yīng)的信道通過(guò)高電壓開(kāi)關(guān)5(未示出)相連。與所選擇的信道相對(duì)應(yīng)的信道輸出發(fā)射信號(hào)，并且被認(rèn)為是發(fā)射信道。此外，第0個(gè)至第22個(gè)元件e0-e22一起被認(rèn)為是發(fā)射區(qū)域。
另一方面，發(fā)射區(qū)域之外的第26個(gè)至第63個(gè)元件e26-e63與除了與前述元件相連的信道之外的所有信道相連。相連的信道輸入接收的信號(hào)，并且被認(rèn)為是接收信道。此外，第26個(gè)值第63個(gè)元件e26-e63一起被認(rèn)為是接收區(qū)域。
發(fā)射和接收區(qū)域之間的元件，即，第23個(gè)至第25個(gè)元件e23-e25在發(fā)射或接收中未使用。在這種情況下，與這些元件e23-e25相應(yīng)的高電壓開(kāi)關(guān)5被打開(kāi)，并且該高電壓開(kāi)關(guān)5與不進(jìn)行發(fā)射或接收信道相連。結(jié)果，元件就被衰減了，從而電和機(jī)械地減小了從發(fā)射到接收的串?dāng)_。
此外，第17個(gè)元件e17和第19個(gè)元件e19，例如，在發(fā)射區(qū)域中未在發(fā)射或接收中使用。在這種情況下，與第17個(gè)元件e17和第19個(gè)元件e19相應(yīng)的該電壓開(kāi)關(guān)5，例如，最好是被關(guān)閉。在超聲波探頭中，串?dāng)_在元件之間發(fā)生。結(jié)果，弱的超聲波信號(hào)就在與相鄰元件相對(duì)應(yīng)的信道中發(fā)射。發(fā)射的超聲波信號(hào)的數(shù)量依賴(lài)于電阻值，且如果電阻值低，那么超聲波信號(hào)就被發(fā)射衰減了。結(jié)果，信號(hào)的數(shù)量就被減少了。因此，高電壓開(kāi)關(guān)被關(guān)閉，且介于發(fā)射信道之間的信道就能夠被使用了。
(變體)圖9示出了信道與元件之間的連接的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
如圖9所示，在第0個(gè)至第28個(gè)元件e0-e28中，每隔兩個(gè)元件通過(guò)高電壓開(kāi)關(guān)5(未示出)與發(fā)射信道相連。與圖7所示的連接相比較，發(fā)射區(qū)域的孔徑被擴(kuò)大了。
另一方面，發(fā)射區(qū)域之外的第32個(gè)至第63個(gè)元件e32-e63與除了與這些元件相連的信道之外的所有信道相連，并且一起被稱(chēng)為接收區(qū)域。
與發(fā)射和接收區(qū)域之間的元件，即，第29個(gè)至第31個(gè)元件e29-e31相對(duì)應(yīng)的高電壓開(kāi)關(guān)5被打開(kāi)，并且與不進(jìn)行發(fā)射和接收的信道相連。
此外，與在發(fā)射區(qū)域中未在發(fā)射或接收中使用的元件，例如第17個(gè)元件e17和第19個(gè)元件e19，相對(duì)應(yīng)的高電壓開(kāi)關(guān)5被關(guān)閉。
根據(jù)本實(shí)施例，定義了發(fā)射區(qū)域和接收區(qū)域，并且除了那些與發(fā)射區(qū)域相連的信道之外的所有信道均與接收區(qū)域中的元件相連且用于接收。結(jié)果，多個(gè)信道可被用于接收來(lái)改善接收靈敏度。
此外，與發(fā)射和接收區(qū)域之間的元件相對(duì)應(yīng)的高電壓開(kāi)關(guān)5被打開(kāi)從而電或機(jī)械的減少了從發(fā)射到接收的串?dāng)_。另一方面，與發(fā)射區(qū)域中未在發(fā)射或接收中使用的元件相對(duì)應(yīng)的高電壓開(kāi)關(guān)5被關(guān)閉，并且發(fā)射信道之間產(chǎn)生的串?dāng)_可被用來(lái)在不驅(qū)動(dòng)信道的情況下發(fā)射來(lái)自于相應(yīng)元件的超聲波信號(hào)。
此外，既然如上所述多個(gè)接收信道可被提供，那么在這種變體中擴(kuò)大發(fā)射區(qū)域中的孔徑，并因此改善生成的圖像的分辨率是可能的。
本發(fā)明的超聲波診斷裝置不局限于前述實(shí)施例。
例如，在本發(fā)明的超聲波診斷裝置中，傳感器以二維方式排列的矩陣陣列探頭可代替扇形探頭使用。此外，收發(fā)器部分6中信道的數(shù)量以及超聲波探頭2中元件的數(shù)量通過(guò)實(shí)施例的方式描述，且可根據(jù)需要改變。
此外，多種修改可在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下進(jìn)行。
本發(fā)明的多種差別較大的實(shí)施例可在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下配置。應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于說(shuō)明書(shū)中描述的特定實(shí)施例，除了附加權(quán)利要求所中定義的之外。
權(quán)利要求
1.一種超聲波診斷裝置(1)，用于向?qū)ο筮B續(xù)發(fā)射超聲波信號(hào)，連續(xù)接收所述對(duì)象響應(yīng)發(fā)射的超聲波信號(hào)反射的信號(hào)，并且基于接收的信號(hào)判斷所述對(duì)象中血液流動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性，所述裝置包含一個(gè)發(fā)射/接收器件(6)，用于通過(guò)多個(gè)信道連續(xù)發(fā)射/接收超聲波信號(hào)；和一個(gè)扇形探頭(2)，具有可以通過(guò)開(kāi)關(guān)與所述信道相連的傳感器(e0，e1，---)，所述傳感器(e0，e1，---)的數(shù)量大于所述信道的數(shù)量并且排列在一個(gè)方向上，在所述扇形探頭(2)中，排列在一個(gè)方向上的所述傳感器(e0，e1，---)中的一些與所述信道相連來(lái)發(fā)射所述超聲波信號(hào)，所述傳感器以預(yù)定數(shù)量的所述傳感器為間隔排列。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置(1)，其中在所述探頭(2)中，所述傳感器每隔一個(gè)與所述信道之一相連來(lái)發(fā)射所述超聲波信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置(1)，其中在所述探頭(2)中，所述傳感器每隔兩個(gè)個(gè)與所述信道之一相連來(lái)發(fā)射所述超聲波信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置(1)，其中在所述探頭(2)中，所述傳感器(e0，e1，---)與所述信道隨機(jī)連接來(lái)在預(yù)定區(qū)域中發(fā)射所述超聲波信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的超聲波診斷裝置(1)，其中在所述探頭(2)中，其相應(yīng)開(kāi)關(guān)(SW0，SW1，---)被關(guān)閉的所述傳感器(e0，e1，---)排列在所述傳感器(e0，e1，---)之間來(lái)發(fā)射所述超聲波信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的超聲波診斷裝置(1)，其中在所述探頭(2)中，發(fā)射區(qū)域包含所有所述傳感器(e0，e1，---)的1/4-1/2，其中用于發(fā)射所述超聲波信號(hào)的所述傳感器(e0，e1，---)從一端至另一端排列。
7.如權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的超聲波診斷裝置(1)，其中在所述探頭(2)中，發(fā)射區(qū)域之外的所述傳感器(e0，e1，---)被用來(lái)接收所述超聲波信號(hào)，在該發(fā)射區(qū)域中用于發(fā)射所述超聲波信號(hào)的所述傳感器(e0，e1，---)從一端向另一端排列。
8.如權(quán)利要求7所述的超聲波診斷裝置(1)，其中在所述探頭(2)中，在發(fā)射或接收所述超聲波信號(hào)中未使用的所述傳感器(e0，e1，---)排列在所述發(fā)射區(qū)域以及接收區(qū)域之間，在該接收區(qū)域中排列著用于接收所述超聲波信號(hào)的所述傳感器(e0，e1，---)。
9.如權(quán)利要求8所述的超聲波診斷裝置(1)，其中在所述探頭(2)中，排列在所述發(fā)射區(qū)域和所述接收區(qū)域之間的所述傳感器(e0，e1，---)通過(guò)所述開(kāi)關(guān)(SW0，SW1，---)與所述發(fā)射/接收器件(6)相連。
10.一種用于超聲波診斷裝置(1)的驅(qū)動(dòng)方法，該超聲波診斷裝置(1)包含一個(gè)發(fā)射/接收器件(6)，該器件用于通過(guò)信道連續(xù)發(fā)射/接收超聲波信號(hào)，以及一個(gè)扇形探頭(2)，該探頭具有可通過(guò)開(kāi)關(guān)(SW0，SW1，---)與所述信道相連的傳感器(e0，e1，---)，所述傳感器(e0，e1，---)的數(shù)量大于所述信道的數(shù)量，并且排列在一個(gè)方向上，所述方法包含下述步驟當(dāng)所述傳感器(e0，e1，---)與所述發(fā)射/接收器件(6)中的所述信道相連時(shí)，向?qū)ο筮B續(xù)發(fā)射超聲波信號(hào)，并且當(dāng)另一區(qū)域中的所述傳感器(e0，e1，---)與所述信道相連時(shí)，連續(xù)接收反射信號(hào)；和基于接收到的信號(hào)生成所述對(duì)象的圖像，其中所述發(fā)射/接收步驟包含在預(yù)定區(qū)域中選擇多個(gè)傳感器(e0，e1，---)，所述傳感器以預(yù)定數(shù)量的傳感器(e0，e1，---)為間隔放置，并且當(dāng)所選擇的傳感器(e0，e1，---)與所述信道相連時(shí)，發(fā)射超聲波信號(hào)。
全文摘要
通過(guò)擴(kuò)大發(fā)射超聲波振動(dòng)中的孔徑區(qū)域來(lái)改善生成的圖像的分辨率，并改善接收靈敏度，一種超聲波診斷裝置用于向?qū)ο筮B續(xù)發(fā)射超聲波信號(hào)，連續(xù)接收對(duì)象響應(yīng)發(fā)射的超聲波信號(hào)反射的接收信號(hào)，并且基于接收到的信號(hào)生成對(duì)象的X射線(xiàn)斷層圖像，所述裝置包含用于通過(guò)多個(gè)信道發(fā)射/接收超聲波信號(hào)的發(fā)射/接收裝置；以及一個(gè)扇形探頭，該探頭帶有通過(guò)開(kāi)關(guān)與信道相連的傳感器，所述傳感器的數(shù)量大于信道的數(shù)量且排列在一個(gè)方向上，在探頭中，所述傳感器中的一些與用于發(fā)射超聲波信號(hào)的信道相連來(lái)發(fā)射超聲波信號(hào)，排列在一個(gè)方向上的傳感器以預(yù)定數(shù)量的傳感器為間隔放置。
文檔編號(hào)A61B8/13GK1626043SQ200410100380
公開(kāi)日2005年6月15日 申請(qǐng)日期2004年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月9日
發(fā)明者雨宮慎一 申請(qǐng)人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司