一种调制增强的适形心脏可穿戴超声探头及诊断设备的制作方法

本发明属于医学超声仪器设备，尤其涉及一种调制增强的适形心脏可穿戴超声探头及诊断设备。

背景技术：

1、医学影像技术包括磁共振成像(magnetic resonance imaging，mri)、计算机体层摄影(computed tomography，ct)和超声等。超声由于其成本低，无辐射和实时检测等优势是心脏检测的主要成像手段。但超声需要操作者操作探头对患者进行扫查，操作者必须在现场进行操作，这不仅要求操作者的经验，更重要的是，在某些特殊场合下，操作者到达现场存在风险和困难，比如疫情、深海、航空航天和战场等；并且患者必须在现场，采用静卧形式进行检查，仅能反应短暂的检查期间的器官或组织结构和功能情况，虽临床上有负荷超声，在负荷后尽快进行超声检查，但仍然无法体现患者在自然状态下疾病发作的诱因和发作后的器官组织状态，难以提供详尽的疾病信息；目前虽有远程超声或者超声机器人等技术，但仍然难以应对患者必须在现场的弊端。

2、发明人发现，为了解决超声检查中存在的问题，出现了穿戴式超声产品，目前的穿戴式超声，为突出穿戴体验缩了小阵列换能器覆盖面积，难以完整扫查到整个器官组织，仅能对浅表动脉血管进行成像，不能进行心脏超声成像，而采用多个阵列换能器阵列组形式以求完整覆盖被检查的器官组织，则整个阵列换能器组体积大，穿戴体验受影响；而目前存在的可延伸的贴片式阵列换能器，但仅能检测脉搏搏动，不能进行成像。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述问题，提出了一种调制增强的适形心脏超声诊断设备，可以实现在缩小阵列换能器与人体贴附时覆盖面积的基础上，得到高分辨率的心脏超声图像。

2、为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种调制增强的适形心脏超声诊断设备，采用如下技术方案：

3、一种调制增强的适形心脏可穿戴超声探头，包括可穿戴超声探头本体；

4、所述超声探头经过调制增强，能够消除换能器栅瓣，提高成像分辨率；

5、所述可穿戴超声探头本体上设置有阵列换能器，所述阵列换能器上设置有用于接收超声回波信号的弧形面，弧形面上固定有声人工结构；所述声人工结构包括由高分子聚合物材料构成的网状结构，以及填充在所述网状结构中的压电材料，以实现抑制所述超声回波信号中的旁瓣和栅瓣。

6、进一步的，所述阵列换能器包括透镜层、与所述透镜层固定的匹配层、与所述匹配层固定的压电层以及与所述压电层固定的背衬层；所述声人工结构固定在所述透镜层上。

7、进一步的，所述压电层进行电信号和超声波间的转换，所述背衬层用于提高所述可穿戴超声探头的相对带宽。

8、进一步的，所述压电层连接有信号传输模块，所述信号传输模块通过转接模块连接有数据传输模块。

9、进一步的，所述信号传输模块为柔性电路板。

10、进一步的，所述可穿戴超声探头还包括与所述阵列换能器连接的第一固定带，以及与所述第一固定带连接的第二固定带；所述数据传输模块为同轴电缆线，设置在所述第一固定带内。

11、进一步的，所述第二固定带上设置有与数据传输模块连接的数据处理和无线传输模块。

12、进一步的，所述透镜层固定所述声人工结构的一面设置为弧形，弧形的曲率半径根据人体体表曲线设计；所述透镜层对超声波进行聚焦。

13、进一步的，所述阵列换能器通过水凝胶黏附于人体皮肤表面。

14、为了实现上述目的，本发明的第二方面提供了一种声人工结构增强的适形心脏超声诊断设备，采用如下技术方案：

15、一种声人工结构增强的适形心脏诊断设备，包括可穿戴超声探头以及与所述可穿戴超声探头连接的数据处理和无线传输模块；

16、所述可穿戴超声探头包括可穿戴超声探头本体，用于接收超声回波信号；所述数据处理和无线传输模块用于对回波信号进行处理，得到诊断结果，并将诊断结果以无线传输的方式向外传输；

17、所述可穿戴超声探头本体上设置有阵列换能器，所述阵列换能器上设置有用于接收超声回波信号的弧形面，弧形面上固定有声人工结构；所述声人工结构包括由高分子聚合物材料构成的网状结构，以及填充在所述网状结构中的压电材料，以实现抑制所述超声回波信号中的旁瓣和栅瓣。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

19、本发明在可穿戴超声探头的阵列换能器上设置有和人体适形的弧形面用于接收超声回波信号，保障了可穿戴超声探头与人体贴附的效果，提高了接收超声回波信号的分辨率；同时，在弧形面上固定声人工结构，声人工结构包括由高分子聚合物材料构成的网状结构，以及填充在网状结构中的压电材料，可以抑制所述超声回波信号中的旁瓣和栅瓣，进一步提高了接收超声回波信号的分辨率；本发明通过在阵列换能器上设计适形的弧形面，以及在弧形面上固定声人工结构，可以实现在缩小阵列换能器与人体贴附时覆盖面积的基础上，得到高分辨率的超声图像，尤其适用于心脏、外周动脉等需要高分辨率、高频率成像的应用场景，为可成像的穿戴式超声产品提供了可靠依据。

技术特征：

1.声人工结构增强的适形心脏可穿戴超声探头，其特征在于，包括可穿戴超声探头本体；

2.如权利要求1所述的声人工结构增强的适形心脏可穿戴超声探头，其特征在于，所述阵列换能器包括透镜层、与所述透镜层固定的匹配层、与所述匹配层固定的压电层以及与所述压电层固定的背衬层；所述声人工结构固定在所述透镜层上。

3.如权利要求2所述的声人工结构增强的适形心脏可穿戴超声探头，其特征在于，所述压电层进行电信号和超声波间的转换，所述背衬层用于提高所述可穿戴超声探头的相对带宽。

4.如权利要求2所述的声人工结构增强的适形心脏可穿戴超声探头，其特征在于，所述压电层连接有信号传输模块，所述信号传输模块通过转接模块连接有数据传输模块。

5.如权利要求4所述的声人工结构增强的适形心脏可穿戴超声探头，其特征在于，所述信号传输模块为柔性电路板。

6.如权利要求4所述的声人工结构增强的适形心脏可穿戴超声探头，其特征在于，所述可穿戴超声探头还包括与所述阵列换能器连接的第一固定带，以及与所述第一固定带连接的第二固定带；所述数据传输模块为同轴电缆线，设置在所述第一固定带内。

7.如权利要求6所述的声人工结构增强的适形心脏可穿戴超声探头，其特征在于，所述第二固定带上设置有与数据传输模块连接的数据处理和无线传输模块。

8.如权利要求2所述的声人工结构增强的适形心脏可穿戴超声探头，其特征在于，所述透镜层固定所述声人工结构的一面设置为弧形，弧形的曲率半径根据人体体表曲线设计；所述透镜层对超声波进行聚焦。

9.如权利要求1所述的声人工结构增强的适形心脏可穿戴超声探头，其特征在于，所述阵列换能器通过水凝胶黏附于人体皮肤表面。

10.声人工结构增强的适形心脏诊断设备，其特征在于，包括可穿戴超声探头以及与所述可穿戴超声探头连接的数据处理和无线传输模块；

技术总结
本发明属于医学超声仪器设备技术领域，提出了一种声人工结构增强的适形心脏可穿戴超声探头及诊断设备，在可穿戴超声探头的阵列换能器上设置有和人体适形的弧形面，保障了可穿戴超声探头与人体贴附的效果，提高了接收超声回波信号的分辨率；同时，在弧形面上固定包括由高分子聚合物材料构成的网状结构，以及填充在网状结构中的压电材料的声人工结构，可以抑制所述超声回波信号中的旁瓣和栅瓣，进一步提高了接收超声回波信号的分辨率；本发明通过在阵列换能器上设计适形的弧形面，以及在弧形面上固定声人工结构，可以实现在缩小阵列换能器与人体贴附时覆盖面积的基础上，得到高分辨率的心脏超声图像，为可成像的穿戴式超声产品提供了可靠依据。

技术研发人员：张鹏飞,谢希芳,张龑泽
受保护的技术使用者：济南康寿鑫医疗科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14