中选择的特定临床应用的频带来确定。在步骤S8中，对在基频和/或基频的更高谐波处的所接收的回声信号的成像被执行。所述方法在步骤S9中结束。
[0075]本方法的优点之一在于，在发射期间，所述系统能够经由偏置一个直径的CMUT来操作在常规模式中，而在接收期间，所述系统能够经由偏置不同直径的CMUT单元来操作在塌陷模式中，以最大化接收敏感度并保持谐波频率与基频良好地分离。
[0076]在步骤83中执行的特定临床应用的范例之一可以是对比剂成像，通常应用的是低机械指数(MI)心脏灌注成像。在图11a、图11b、图11c和图lid中呈现了使用较高阶谐波来对对比信号进行成像的可行性。超声图像是使用申请人的基于CMUT阵列的超声系统Voyager的样机获得的。CMUT单元由具中心在1.5MHz处的具有15V的幅度的a.c.电信号来激励(MI?
0.1)。图11a图示了所接收的超声RF数据集的频谱，其中指示了基频90、其第二谐波91、第三谐波92和第四谐波93。图11b、图11c和图lid图示了根据来自用作对比剂的微泡的二阶、三阶和四阶散射重建的图像。图像的动态范围是40dB。在该对比剂成像中，相对低的频率可以反映来自身体组织的响应，并且相对较高的频率可以反映来自对比剂的响应。
[0077]本发明的临床应用的又一范例是增强图像动态弹性成像，其尤其用于心脏应用。动态弹性成像(例如剪切波成像)使用高强度脉冲在感兴趣区域(R0I)中创建机械剪切波。然后利用交变脉冲跟踪波的速度。局部速度估计被用于反向计算组织剪切模量。在心脏应用中，R0I可以深达15-20cm。因此，较低的频率是期望的，尤其是对于生成剪切波而言。基于cMUT的双模式超声系统(操作在常规模式和塌陷模式中)潜在地能够提供用于剪切波生成的具有期望强度的较低频率，和用于跟踪/成像的中等-较高频率。在优选实施例中，剪切波的生成可以通过相对较大直径的CMUT单元的激活来进行，同时跟踪的回声信号可以由相对较小直径的CMUT单元来发射。
[0078]特定临床应用的另一范例是光-声装置。光-声装置使用光学激励来创建来自组织的声学响应的模态。所接收的声学响应常常是高带宽RF响应(高于10MHz)。基于CMUT的双模式超声系统能够帮助检测所接收的光-声响应中的频率的范围，并且捕获整个带宽。
[0079]临床应用的又一范例是高强度聚焦超声(HIFU)，其已经在文献中被设立为用于使用聚焦超声能量来消融/分解病变的非侵入方案。
[0080]尽管在附图和前面的描述中已经详细图示和描述了本发明，但是这些图示和描述应被视为说明性或示范性的而非限制性的;本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开内容以及权利要求书，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时能够理解和实现对所公开的实施例的其他变型。
[0081]在权利要求书中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其他单元可以履行权利要求书中所记载的若干项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
[0082]权利要求书中的任何附图标记不应被解读为对范围的限制。
【主权项】
1.一种具有CMUT换能器探头的超声诊断成像系统，包括: 阵列(10’)，其包括一个或多个CMUT单元，其中，每个CMUT单元具有单元膜(114)、膜电极(120)、单元台板、衬底(112)以及衬底电极(122);以及 DC偏置电压(104)的源，其被耦合到所述膜电极和所述衬底电极； 其特征在于: 每个CMUT单元被布置为操作在以下模式的任一个中: 常规模式，其中，所述DC偏置电压(104)将所述单元的CMUT膜(114)设置为在所述CMUT单元的操作期间在所述单元台板上方自由地振动；以及 塌陷模式，其中，所述DC偏置电压(104)将所述单元的所述CMUT膜(114)设置为在所述CMUT单元的操作期间塌陷到所述单元台板。2.根据权利要求1所述的超声诊断系统，其中，所述多个CMUT单元至少包括一个第一CMUT单元和一个第二CMUT单元，其中，所述第一CMUT单元比所述第二CMUT单元具有更大的直径。3.根据权利要求2所述的超声诊断系统，其中，在所述常规模式中，所述DC偏置电压(104)将所述第一 CMUT单元的所述膜(114)设置为在所述CMUT单元的操作期间在所述单元台板上方自由地振动;并且在所述塌陷模式中，所述DC偏置电压(104)将所述第二CMUT单元的所述膜(114)设置为在所述CMUT单元的操作期间塌陷到所述单元台板。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的超声诊断系统，其中，每个CMUT单元被布置为在超声信号的发射期间操作在所述常规模式中，并且在超声信号的接收期间操作在所述塌陷模式中。5.根据权利要求1所述的超声诊断系统，其中，所述DC偏置电压针对不同的临床应用而s是能够选择的。6.根据权利要求5所述的超声诊断系统，其中，在所述塌陷模式中的操作期间，所述DC偏置电压的增加引起所述CMUT单元的频率响应的中心频率的增加;并且在所述塌陷模式中的操作期间，所述DC偏置电压的减小引起所述CMUT单元的频率响应的中心频率的减小。7.根据权利要求6所述的超声诊断成像系统，其中，使用超声系统控制来设置针对所述不同的临床应用的所述DC偏置电压。8.根据权利要求7所述的超声诊断成像系统，其中，所述超声系统控制还包括具有低于4MHz的标称中心频率的相对低频穿透、具有在8MHz与12MHz之间的标称中心频率的高频分辨率以及具有在4MHz与8MHz之间的标称中心频率的中等频率的通用应用控制。9.根据权利要求1所述的超声诊断系统，其中，在塌陷模式中，每个CMUT单元还包括所述膜的塌陷(17、17’)到所述单元台板的区;并且 其中，所述DC偏置电压的增加(减小)还引起所述膜塌陷到所述单元台板的所述区的增加(减小)。10.根据权利要求1所述的超声诊断成像系统，其中，每个CMUT单元具有圆形形状;并且 其中，所述膜电极还包括环电极(130)。11.根据权利要求1所述的超声诊断成像系统，其中，所述衬底电极被覆盖有包括所述单元台板的表面的绝缘层。12.根据权利要求1所述的超声诊断成像系统，其中，每个CMUT单元被配置为正方形或六边形形状。13.根据权利要求1所述的超声诊断成像系统，其中，所述阵列的多个CMUT单元被布置为作为单一换能器阵列元件一起操作。14.一种超声成像的方法，包括: -提供包括一个或多个CMUT单元的阵列(S3)，其中，至少两个CMUT单元能够具有相互不同的直径； -在所述CMUT单元的膜电极与衬底电极之间耦合DC偏置电压(S4); 其特征在于，所述方法还包括: -选择用于特定临床应用的频带(S5); _选择DC偏置电压，所述DC偏置电压: -或者将所述CMUT膜设置为在以基频发射超声信号期间在单元台板上方自由地振动(S6); -或者将相同CMUT膜设置为在超声信号的接收期间塌陷到所述单元台板(S7);并且 -在所述基频和/或所述基频的更高谐波处进行成像(S8)。15.根据权利要求14所述的超声诊断成像方法，其中，所述特定临床应用是以下中的一种:对比剂成像、增强图像弹性成像、光-声或高强度聚焦超声。
【专利摘要】一种超声诊断成像系统，包括具有CMUT单元的阵列(10ˊ)的CMUT换能器探头，所述CMUT单元具有相同的或可变的直径，所述CMUT单元在超声信号接收期间操作在常规模式中，并且在超声信号发射期间操作在塌陷模式中。通过针对较低频率临床应用减小针对CMUT单元的DC偏置电压，针对较高频率临床应用增加DC偏置电压，或者当接收回声时连续减小DC偏置电压，CMUT单元的频率响应在回声接收期间被调整用于不同的临床应用或者被连续改变，以跟踪返回的回声信号的信息频率分量。
【IPC分类】B06B1/02
【公开号】CN105492129
【申请号】CN201480047271
【发明人】A·V·帕蒂尔, J·宋
【申请人】皇家飞利浦有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月14日
【公告号】EP3038764A1, US20160199030, WO2015028314A1