超聲診斷設(shè)備管理系統(tǒng)以及控制該管理系統(tǒng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種超聲診斷設(shè)備管理系統(tǒng)以及控制該超聲診斷設(shè)備管理系統(tǒng)的方法，所述超聲診斷設(shè)備管理系統(tǒng)能提高超聲診斷設(shè)備(超聲診斷設(shè)備由于長期使用或其它原因而導(dǎo)致超聲診斷設(shè)備而性能退化)的性能并且通過保持超聲診斷設(shè)備清潔而提升對(duì)象的衛(wèi)生。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲診斷設(shè)備是這樣一種設(shè)備:從對(duì)象的身體表面朝向身體內(nèi)部的期望區(qū)域照射超聲信號(hào)，并使用反射的超聲信號(hào)(超聲回波信號(hào))上的信息以非侵入方式獲得軟組織的斷層照片或血流圖像。與其它圖像診斷設(shè)備(諸如X光診斷設(shè)備、X光計(jì)算機(jī)化斷層(CT)掃描儀、核磁共振成像(MRI)設(shè)備和核醫(yī)學(xué)診斷設(shè)備)相比，超聲診斷設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于:超聲診斷設(shè)備小型、價(jià)廉、能夠?qū)崟r(shí)顯示，并且由于不暴露于X光而具有高安全性。由于這些優(yōu)點(diǎn)，超聲診斷設(shè)備被廣泛地應(yīng)用于心臟、腹腔、泌尿器官和產(chǎn)科診斷。
[0003]超聲診斷設(shè)備將超聲信號(hào)發(fā)送到對(duì)象以獲得對(duì)象的超聲圖像，并且包括用于從對(duì)象接收反射的超聲回波信號(hào)的超聲診斷設(shè)備。
[0004]超聲診斷設(shè)備包括換能器。這里，換能器可包括:壓電層，被配置為通過使壓電材料振動(dòng)而使電信號(hào)和聲頻信號(hào)互相轉(zhuǎn)換；匹配層，被配置為減少壓電層和對(duì)象之間的聲阻抗差異，使得從壓電層產(chǎn)生的超聲波最大程度地傳遞到對(duì)象；透鏡層，被配置為將傳播到壓電層前面的超聲波聚焦到特定點(diǎn)；吸收層，被配置為通過阻止超聲波傳播到壓電層的后面而防止圖像失真。
[0005]由于長期使用或者其它原因，在超聲診斷設(shè)備的壓電層中，壓電層的極化陣列變動(dòng)(shift)。因此，壓電性能會(huì)退化。關(guān)于這種問題已經(jīng)開展了大量的研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種超聲診斷設(shè)備管理系統(tǒng)以及控制所述超聲診斷設(shè)備管理系統(tǒng)的方法，其中，在超聲診斷設(shè)備對(duì)接到重排單元中后，測量聲學(xué)模塊的電容，將用于重排的電壓施加到聲學(xué)模塊直至所述電壓值超過預(yù)定值。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種超聲診斷設(shè)備管理系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可包括:診斷單元，包括聲學(xué)模塊和診斷單元的連接單元；重排單元，包括用于重排的連接單元和用于重排的電力供應(yīng)單元，其中，診斷單元的連接單元對(duì)接到用于重排的連接單元中；檢測單元，被配置為測量聲學(xué)模塊的電容；控制單元，被配置為當(dāng)所測量的電容是預(yù)定值或小于預(yù)定值時(shí)，控制單元進(jìn)行控制，使得用于重排的電力供應(yīng)單元將用于重排的電壓供應(yīng)到聲學(xué)模塊。
[0008]另外，根據(jù)實(shí)施例，通過在超聲波產(chǎn)生信號(hào)接收單元與用于重排的電力供應(yīng)單元之間進(jìn)行切換，可防止反向電壓進(jìn)入超聲波產(chǎn)生信號(hào)接收單元。
[0009]另外，根據(jù)實(shí)施例，可無線地接收超聲波產(chǎn)生信號(hào)，用于重排的電力供應(yīng)單元可無線地施加用于重排的電壓。
[0010]另外，根據(jù)實(shí)施例，所述系統(tǒng)可包括:清潔單元，被配置為清潔超聲診斷設(shè)備；消毒單元，被配置為對(duì)超聲診斷設(shè)備消毒。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種超聲診斷設(shè)備管理系統(tǒng)的控制方法。所述方法可包括:將診斷單元對(duì)接在用于重排的電力供應(yīng)單元中；測量診斷單元中聲學(xué)模塊的電容；當(dāng)所測量的電容是預(yù)定值或小于預(yù)定值時(shí)，由用于重排的電力供應(yīng)單元將用于重排的電壓施加到已對(duì)接的診斷單元的聲學(xué)模塊。
【附圖說明】
[0012]通過下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述，本發(fā)明的這些和/或其它方面將變得清楚，并且更易于理解，其中:
[0013]圖1是根據(jù)實(shí)施例的診斷單元中的聲學(xué)模塊的截面圖；
[0014]圖2是根據(jù)實(shí)施例的聲學(xué)模塊的壓電層分子的鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)的透視圖；
[0015]圖3是根據(jù)實(shí)施例在診斷單元對(duì)接到重排單元中之前超聲診斷設(shè)備管理系統(tǒng)的外觀的透視圖；
[0016]圖4是根據(jù)實(shí)施例在診斷單元對(duì)接到重排單元中之后超聲診斷設(shè)備管理系統(tǒng)的外觀的透視圖；
[0017]圖5是根據(jù)實(shí)施例在診斷單元對(duì)接到重排單元中之后超聲診斷設(shè)備管理系統(tǒng)的截面圖；
[0018]圖6A和6B是根據(jù)實(shí)施例的重排單元的透視圖，所述重排單元包括具有不對(duì)稱形狀的用于重排的兩個(gè)連接單元；
[0019]圖7A和7B是示出根據(jù)實(shí)施例的切換單元的概念示圖，切換單元通過在超聲波產(chǎn)生信號(hào)接收單元和用于重排的電力供應(yīng)單元之間進(jìn)行切換而連接到壓電層；
[0020]圖8是根據(jù)實(shí)施例超聲診斷設(shè)備管理系統(tǒng)應(yīng)用到超聲診斷系統(tǒng)的透視圖；
[0021]圖9是示出根據(jù)實(shí)施例的基于聲學(xué)模塊的電容將用于重排的電壓從用于重排的電力供應(yīng)單元施加到聲學(xué)模塊的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]在下文中，為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解和重現(xiàn)，將通過參照附圖解釋示例性實(shí)施例而詳細(xì)地描述本發(fā)明。當(dāng)確定相關(guān)的公知功能或構(gòu)造的詳細(xì)解釋不必要地使實(shí)施例的主旨模糊時(shí)，將省略其詳細(xì)描述。
[0023]通過考慮實(shí)施例中的功能而選擇以下描述的術(shù)語，且其意義可根據(jù)例如用戶或操作者的意圖或習(xí)慣而變化。因此，在下面的實(shí)施例中，當(dāng)特別地定義術(shù)語時(shí)，術(shù)語的意義應(yīng)該基于定義來解釋，否則，應(yīng)該基于本領(lǐng)域技術(shù)人員所認(rèn)可的常規(guī)意義來解釋。
[0024]另外，盡管以下選擇性地描述的方面或選擇性地描述的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)在附圖中被示出為單一的完整結(jié)構(gòu)，但是應(yīng)理解的是，除非另外描述，否則當(dāng)這些組合的技術(shù)沖突對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說不明顯時(shí)，可將這些結(jié)構(gòu)彼此自由組合。
[0025]在下文中，將參照附圖描述超聲診斷設(shè)備管理系統(tǒng)的實(shí)施例。
[0026]圖1示出了根據(jù)實(shí)施例的設(shè)置在超聲診斷單元中的聲學(xué)模塊的截面圖。
[0027]如圖1中所示，超聲診斷單元2可包括聲學(xué)模塊30，聲學(xué)模塊30具有:壓電層32 ；吸收層33，設(shè)置在壓電層32之下；匹配層31，設(shè)置在壓電層32之上；保護(hù)層34，被配置為覆蓋聲學(xué)模塊30的上表面和一部分側(cè)表面；透鏡層35，被配置為覆蓋保護(hù)層34的上表面和側(cè)表面。
[0028]聲學(xué)模塊30還可被稱為超聲波換能器。作為超聲換能器，可使用利用磁性材料的磁致伸縮效應(yīng)的磁致伸縮式超聲波換能器、利用幾百或幾千個(gè)微加工薄膜的振動(dòng)來發(fā)送以及接收超聲波的電容式微加工超聲波換能器以及利用壓電材料的壓電效應(yīng)的壓電式超聲波換能器。在下文中，將描述壓電式超聲波換能器作為換能器的示例。
[0029]當(dāng)機(jī)械壓力施加到預(yù)定材料時(shí)產(chǎn)生電壓，當(dāng)施加該電壓時(shí)發(fā)生機(jī)械形變，這被稱為壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)。具有這些效應(yīng)的材料可被稱為壓電材料。即，壓電材料可以是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)能以及將機(jī)械振動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能的材料。
[0030]超聲診斷單元2可包括由壓電材料制成的壓電層32，當(dāng)施加電信號(hào)時(shí)，壓電層32通過將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)而產(chǎn)生超聲波。
[0031 ] 形成壓電層32的壓電材料可包括鋯鈦酸鉛陶瓷(PZT，ceramic of leadzirconate titanate)、由銀儀酸鉛(lead magnesium n1bate)和欽酸鉛(lead titanate)的固溶體制成的PMN-PT單晶體或由銀鋅酸鉛(lead zinc n1bate)和鈦酸鉛的固溶體制成的PZNT單晶體。另外，用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)的各種材料還可用作形成壓電層32的壓電材料的示例。
[0032]另外，壓電層32還可布置為單層結(jié)構(gòu)或多層堆疊結(jié)構(gòu)。通常，當(dāng)使用具有堆疊結(jié)構(gòu)的壓電層32時(shí)，容易調(diào)節(jié)阻抗和電壓，從而獲得好的靈敏度和能量轉(zhuǎn)換效率以及平滑的頻譜(smooth spectrum)。或者，針對(duì)壓電層32的性能，還可使用各種結(jié)構(gòu)作為壓電層32的結(jié)構(gòu)的示例。
[0033]吸收層33設(shè)置在壓電層32之下，吸收從壓電層32產(chǎn)生并傳播到壓電層32后面的超聲波。因此，可防止超聲波傳播到壓電層32的后面。因此，吸收層33防止圖像失真。為了提高超聲波的衰減或阻擋效應(yīng)(blocking effect)，可將吸收層33制造為多層。另外，為了提高超聲波的衰減或阻擋效應(yīng)，也可使用各種結(jié)構(gòu)作為吸收層33的結(jié)構(gòu)的示例。
[0034]匹配層31可設(shè)置在壓電層32之上。匹配層31減少壓電層32和對(duì)象之間的聲阻抗差異，并匹配壓電層32的聲阻抗和對(duì)象的聲阻抗，這將使得從壓電層32產(chǎn)生的超聲波被高效地傳遞到對(duì)象。為此，匹配層31可具有壓電層32的聲阻抗和對(duì)象的聲阻抗之間的中間值。
[0035]匹配層31可由玻璃或樹脂材料制成。另外，為了匹配壓電層32的聲阻抗和對(duì)象的聲阻抗，還可使用各種材料作為形成匹配層31的材料的示例。
[0036]此外，匹配層31可由多個(gè)匹配層31構(gòu)成，使得聲阻抗從壓電層32到對(duì)象逐漸地變化，所述多個(gè)匹配層31可由不同的材料形成?；蛘撸瑸榱酥饾u地改變聲阻抗，還可使用各種結(jié)構(gòu)作為匹配層31的結(jié)構(gòu)的示例。
[0037]另外，可以通過切割處理按照矩陣形式的2D陣列形式或ID陣列形式來處理壓電層32和匹配層31。
[0038]保護(hù)層34可被設(shè)置為覆蓋匹配層31的上表面和聲學(xué)模塊30的側(cè)表面的一部分。保護(hù)層34可包括屏蔽物(chemical shield)，所述屏蔽物可通過涂覆或沉積以形成防潮或防化學(xué)品的膜而保護(hù)內(nèi)部組件不受水和用于滅菌的化學(xué)品的損害。屏蔽物可被這樣形成:通過執(zhí)行聚對(duì)二甲