超宽线阵探头与超声成像装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明的超宽线阵探头和超声成像装置主要应用于医疗成像领域，特别是乳腺、四肢和甲状腺等部位的诊断。
【背景技术】
[0002]超声成像系统是目前应用最广泛的医疗成像设备之一，它通过向人体发射超声波，接收人体回波信号，重建人体结构信息，从而应用于临床人体内部成像诊断。
[0003]超声线阵探头在医疗诊断中应用广泛，但由于技术和成本限制，线阵的宽度一般小于8cm，阵元数一般小于256阵元。在乳腺扫查或四肢临床扫查中，往往需要宽度较大的二维成像截面。医生一般使用线阵探头往复进行扫查，所以扫查效率比较低。
[0004]为了保证一致性，现有探头一般使用单独一块压电晶体加工而成，所以不容易做出大于8cm宽度的探头。如果加工宽度更大的线阵探头，往往需要高级技术和高昂成本。
[0005]线阵在同样宽度下，较高的阵元数具有更精细的图像质量。在现有技术条件下，制作大于128阵元线阵探头时，为了保障线缆同轴芯数不至过多，往往需要把高压开关集中在探头中，这样容易产生对回波信号的干扰，由于散热和探头结构限制，也较难做出大于256阵元的探头。
[0006]也有技术使用宽景技术进行扫查，这种扫查方法医生不容易掌握，并且每次扫查的一致性很难保证，软件成像拼接算法复杂，图像效果也不佳。
[0007]因此，需要一种宽度大于8cm超宽线阵探头与超声成像装置，以解决现有技术中存在的上述问题。
【发明内容】
[0008]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种超宽线阵探头与超声成像装置，所述成像系统包括:
[0009]超宽线阵探头，其中包括透镜、匹配层、压电晶体、阻尼层、接线电路板、线缆、插头组成，其中压电晶体是由多块阵元数目相同的压电晶体组件按直线依次拼接而成，各块压电晶体组件通过接线电路板连接不同的线缆。
[0010]超声成像装置系统，其包括探头插座，高压开关、控制器、发射单元、模拟前端AFE、波束合成、信号处理、图像处理、DSC、显示部分组成；在控制器的控制下，设计一种特殊结构的高压开关组合，用来支持多个插座与发射接收通道作为整体进行实时切换。
[0011]波束合成单元增加可配置增益系数，用于补偿压电晶体组件之间相邻的两个压电阵元和其他压电阵元的接收回波信号幅值的差异。
[0012]优选地，所述各根线缆使用规格相同，保证信号的一致性。
[0013]优选地，所述探头插头内含有区别探头和插头次序的电路单元或存储芯片。
[0014]本发明的超宽线阵探头不但可以具有超长宽度，也可以制作超多(一般大于256)阵元的探头。如果超声成像装置具有4个支持128阵元探头的插座，那么其所支持的超宽线阵探头可以达到单个探头阵元数的4倍，即512阵元。并且因为探头使用压电晶体组件的拼接方式，可以使用标准压电晶片和线缆制作，比较容易制作探头和控制成本。与探头对应的超声成像装置由于高压开关全部在超声主机内，所以很大程度上减少了探头内部热量，并且消除了其他实现方式中高压开关信号线缆对超声波信号的干扰。
[0015]在超声成像装置系统的波束合成单元，增加可配置增益系数的增益调节处理，用于补偿压电晶体组件之间相邻的两个压电阵元和其他压电阵元的接收回波信号幅度的差异，提尚超声成像的一致性。
[0016]在该专利内容部分描述了系统的具体结构和特点，这将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本专利内容部分并不意味着要试图限定所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0017]以下结合附图，详细说明本专利的优点和特征。
【附图说明】
[0018]本专利的下列附图在此作为本专利的一部分，用于理解本专利。附图中示出了本专利的实施例及其描述，用来解释本专利的原理。在附图中，
[0019]图1为根据本专利的一种超宽线阵探头和超声成像装置的示意性框图；
[0020]图2为根据本专利一个实施例的超宽线阵探头结构的示意性平面视图；
[0021]图3为根据本专利一个实施例的高压开关控制电路示意图；
[0022]图4为根据本专利一个实施例的波束合成增益控制电路示意图；
【具体实施方式】
[0023]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本专利可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0024]为了彻底了解本专利，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本专利的实施并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本专利的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利还可以具有其他实施方式。
[0025]本专利提供了一种超宽线阵探头与超声成像装置。图1为根据本专利一个实施例的超宽线阵探头与超声成像装置的示意性框图。
[0026]如图1所示，超宽线阵探头与超声成像装置主要包含两个子系统:探头子系统100和超声成像装置200。其中超声探头包含探头头部140、探头线缆150和插头部分160。超声成像装置200包含插座210、高压开关220、发射单元230、控制器250、模拟前端AFE 240、波束合成260、信号处理270、图像处理280、数字扫描变换DSC 290、显示单元295。两个子系统通过插头160和插座210连接在一起。
[0027]探头子系统100包含探头头部140、探头线缆150和插头部分160。探头头部140包含超声成像关键部件之一的换能器，在以下使用图示2进行详细描述。探头线缆150由多根线缆构成，每根线缆又含有多条同轴线。同轴线主要用于发射高压电脉冲、接收回波信号，因为二者不是同时进行，所以发射和接收可以使用同一根同轴线。除此之外，有些同轴线还用作地线，以形成通电回路。假如超宽线阵探头的阵元数为512阵元，每根线缆包含传输128条用于发射和接线信号线，那么整个系统至少需要4根线缆。插头部分160的数量和线缆一样多，插接到超声成像装置上。每个插头部分160含有不同的接线码或存储电路，用于区别不同的插头。超声成像装置能够通过读取插头中接线码或存储电路的数据，判断插头的位置是否正确。
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