三维超声成像导管和三维超声成像系统的制作方法

本技术涉及医学超声成像领域，尤其涉及一种三维超声成像导管和三维超声成像系统。

背景技术：

1、超声影像作为一种快捷、无放射性的影像学诊断方法得到了广泛的应用，其中三维实时影像(即，4d超声影像)可实时重建3d模型，给医生更多维度的诊断依据，因此成为超声成像技术的发展方向。

2、超声成像设备通常包括超声主机和超声探头，其中超声探头负责电信号和超声信号之间的转换，超声主机负责控制超声探头并处理超声探头返回的信号，通过一定的算法呈现出图像。对于4d超声影像技术，通常采用电子矩阵探头。然而，电子矩阵探头的换能器阵元数量过多，其阵元数量通常可以达到上千个。而目前超声主机的通道数量不可能达到上千个，因此矩阵探头上的巨大数量的阵元和超声主机上有限的通道数量之间产生了矛盾。为了解决该矛盾，较常见的方法是将若干阵元以行或列或者稀疏矩阵的方式连接成为阵元群，然后通过电子开关选通不同的阵元群，但这种方式无法单独控制每个阵元的发射，给三维成像的扫查方式带来限制。

3、由于以上所述问题，电子矩阵换能器技术在超声探头领域当中的应用主要局限在体外探头。这是因为体外探头对于探头尺寸要求不大，便于工艺加工和集成。然而，对于诸如心腔的内部空间有限的部位，这种大尺寸探头无法经过血管进入心腔内部，因此需要超声探头在实现4d超声成像的同时，还要具有小型化的电子矩阵换能器。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种三维超声成像导管和三维超声成像系统，其中超声换能器的每一个换能器阵元能够由芯片单独地控制，从而在实现三维实时成像的同时获得小型化的三维超声成像导管。

2、根据本实用新型的实施例的一个方面，提出一种三维超声成像导管，包括：鞘管，所述鞘管具有近端和远端；超声换能器，所述超声换能器设置在远端，且包括依次设置的换能器阵列、柔性电路板和芯片，所述柔性电路板设置成支撑及电气连接所述换能器阵列和所述芯片；手柄，所述手柄的一端连接到近端以控制远端的偏转；和导管连接器，所述导管连接器以通信方式分别连接手柄的另一端和超声成像主机。换能器阵列包括多个换能器阵元，所述芯片包括多个阵元控制电路，且多个阵元控制电路以一一对应关系与多个换能器阵元连接以单独控制每一个换能器阵元。

3、根据本实用新型的实施例的另一个方面，提出一种三维超声成像系统，包括：具有上述结构的三维超声成像导管；超声成像主机，所述超声成像主机用于控制超声换能器进行超声波发射扫描并接收超声换能器输出的实时的超声电信号，并通过对超声电信号进行信号处理和图像处理后生成实时的三维影像；和系统接口模块，所述系统接口模块设置成连接三维超声成像导管与超声成像主机。

技术特征：

1.一种三维超声成像导管，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的三维超声成像导管，其中：

3.根据权利要求2所述的三维超声成像导管，其中，所述多个阵元控制电路中的每一个包括发射时延模块和接收时延模块：

4. 根据权利要求1或2所述的三维超声成像导管，其中，所述超声换能器通过导管线缆连接所述导管连接器，所述导管线缆包括：

5.根据权利要求4所述的三维超声成像导管，其中，所述柔性电路板延伸出所述超声换能器并连接到所述导管线缆以传输信号。

6.根据权利要求4所述的三维超声成像导管，其中，所述柔性电路板设置在所述超声换能器内，所述微同轴电缆延伸到所述超声换能器内并连接到所述柔性电路板，且所述微同轴电缆设置成传输信号。

7.根据权利要求1或2所述的三维超声成像导管，其中，所述柔性电路板为由多个柔性子电路板相互焊接而成的多段式柔性电路板。

8.根据权利要求1或2所述的三维超声成像导管，其中，所述多个换能器阵元中最外侧的换能器阵元设置成连接所述超声换能器的地层与所述芯片。

9.根据权利要求1或2所述的三维超声成像导管，其中，柔性电路板与所述换能器阵列通过异方性导电胶膜连接，和/或所述柔性电路板与所述芯片通过异方性导电胶膜连接。

10.一种三维超声成像系统，其特征在于，包括：

技术总结
本技术提供一种三维超声成像导管和系统。三维超声成像导管包括：鞘管，鞘管具有近端和远端；超声换能器，超声换能器设置在远端，且包括依次设置的换能器阵列、柔性电路板和芯片，柔性电路板设置成支撑及电气连接换能器阵列和芯片；手柄，手柄的一端连接到近端以控制远端的偏转；和导管连接器，导管连接器以通信方式分别连接手柄的另一端和超声成像主机。换能器阵列包括多个换能器阵元，芯片包括多个阵元控制电路，且多个阵元控制电路以一一对应关系与多个换能器阵元连接以单独控制每一个换能器阵元。超声换能器的每一个换能器阵元能够由芯片单独地控制，从而在实现三维实时成像的同时获得小型化的三维超声成像导管。

技术研发人员：吴楠,韩战波,郭胜
受保护的技术使用者：江苏霆升科技有限公司
技术研发日：20230303
技术公布日：2024/1/13