2为本实用新型一种实施例的cMUT面阵单点聚焦治疗工作模式示意图；
[0030] 图3为本实用新型一种实施例的cMUT面阵多点聚焦治疗工作模式示意图；
[0031 ]图4为本实用新型一种实施例的cMUT面阵治疗/成像工作模式示意图。
[0032] 附图标记：1-超声成像诊断装置，2-超声聚焦治疗装置，3-探头，11-发射控制模 块，12-脉冲发射模块，13-信号接收模块，14-显示模块，21-治疗控制模块，22-聚焦发射模 块，31-面阵，311-cMUT阵元。
【具体实施方式】
[0033] 下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的 实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本 领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用 新型保护的范围。
[0034] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语"第一"、"第二"等仅用于描述目的， 而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0035] 除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可 W是直接相连，也可W通过中间媒介间接相连，还可W是两个元件内部的连通，可W是无线 连接，也可W是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可W具体情况理解上述术语在 本实用新型中的具体含义。
[0036] 此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所设及的技术特征只要彼此之间 未构成冲突就可W相互结合。
[0037] 图1示出了一种基于电容式微加工超声换能器（cMUT)面阵的诊疗一体化超声系 统，如图1所示，包括超声成像诊断装置1、超声聚焦治疗装置2和探头3。
[0038] 探头3包括由cMUT作为阵元组成的面阵31，每个阵元311均分别与超声成像诊断装 置1和超声聚焦治疗装置2连接，探头3用于工作在成像诊断模式和/或聚焦治疗模式下。优 选地，cMUT面阵31上的每一个cMUT阵元都通过微加工有专口的连线与超声成像诊断装置1 和超声聚焦治疗装置2相连，超声成像诊断装置1和超声聚焦治疗装置2间通过T/R开关实现 线路间的变换，进而实现系统对每个cMUT阵元的通断及工作状态的控制。优选地，探头3可 集成驱动电路、前级放大电路及信号处理电路等。
[0039] 上述诊疗一体化超声系统有Ξ种工作模式:成像诊断模式、聚焦治疗模式、综合模 式，成像诊断模式可用于临床的超声成像诊断，聚焦治疗模式可用于超声HIFU治疗/超声刺 激等，综合模式为同时进行成像诊断和聚焦治疗的模式。
[0040] 上述基于电容式微加工超声换能器面阵的诊疗一体化超声系统，通过设置由电容 式微加工超声换能器作为阵元组成的面阵形成探头，利用cMUT工艺微加工、高集成的特点， 能实现对大面阵探头的各个阵元独立精确控制，进而可实现超声成像诊断和超声聚焦治疗 的功能，集超声成像诊断和超声聚焦治疗于一体。
[0041] 优选地，如图1所示，上述超声成像诊断装置1包括发射控制模块11、脉冲发射模块 12、信号接收模块13和显示模块14。
[0042] 发射控制模块11与脉冲发射模块12连接，用于生成包含波束形成特点的第一信号 并将其传输给脉冲发射模块12。优选地，发射控制模块11包括波束形成器、时间/相位延迟 器等。
[0043] 脉冲发射模块12与探头3连接，用于根据第一信号控制探头3的各个阵元的激励顺 序和时间延迟。优选地，脉冲发射模块12包括脉冲发生器等。
[0044] 信号接收模块13与探头3连接，用于接收探头3的各个阵元根据按序接收到的反射 回波超声信号所生成的电信号，并将电信号进行放大、滤波、A/D转换、调制解调等处理后输 出给显示模块14。优选地，信号接收模块13包括T/R开关、低噪声放大器、时间增益控制器 TGC、抗混叠滤波器AAD、A/D转换器、调制解调器等。
[0045] 显示模块14用于将电信号转换成图像进行显示。
[0046] 上述超声成像诊断装置1主要是在系统工作在成像诊断模式下时工作，其工作原 理为：首先由发射控制模块11，根据探测目标的深度和位置，确定cMUT阵元的波束形成方 案，生成包含波束形成特点的第一信号并将其传输给脉冲发射模块12,控制脉冲发射模块 12各个cMUT阵元的激励顺序和时间延迟，从而控制cMUT阵元发射的超声波在探测目标中在 各点形成最佳的聚集超声波束，提高反射回波的强度与横向分辨率。在接收回波成像时，信 号接收模块13根据波束形成的特点，控制T/R开关激活对应cMUT阵元，实现对反射回波超声 信号按序被相应的cMUT阵元接收并生产相应的电信号，并通过后续的调制解调、TGC、滤波 等信号处理最终通过显示模块14转换成图像进行显示。
[0047] 该系统具体的扫描成像方式可W是:逐点式，即先水平方向各扫描成像，然后再轴 向扫描各点成像，反之亦可。或者，区域式，由于系统可W灵活控制cMUT各个阵元的工作状 态，因此可W同时多行/列进行扫描和接收，也可W多个区域(一定面积的阵元，如矩形、正 方形）同时进行扫描成像。或者，在完成某一水平面/横切面之后，也可W控制探头对深度/ 轴向方向进行扫描，从而实现对目标的3D成像。移动探头位置就可W实现对不同位置的3D 成像，进而实现对目标大范围的3D成像。
[0048] 系统还可W用于实时多普勒成像。在多普勒成像时，可W控制探头一侧的cMUT阵 元波束成形到探测目标位置(如血管内血流），而反射波则由探头另一侧的cMUT阵元接收， 根据多普勒效应，即反射频率与发射频率fo之间产生的偏移即多普勒频移fd:fd = 2vfocos Θ/C，其中，V为血流的运动速度，C为超声波的速度。由此可W看出，fd与血流的运动速度成 正比，若检出fd就可求得血流的运动速度VdcMUT面阵探头的优势是可W根据血管的走向， 动态调整波束形成的方位，W确保反射波能被另一侧的阵元探测到，而不用移动探头去适 应血管位置。
[0049] 此外该系统还可W应用于弹性成像。在弹性成像时，可W控制探头一定区域的 cMUT阵元作为向探测目标/组织施加声福射力的阵元，而其旁边的阵元探测接收其横向传 播的弹性波/剪切波，进而计算其传播速度，确定其弹性参数，进而弹性成像。
[0050] 从而，优选地，上述诊疗一体化超声系统的成像诊断模式可W为A模式(Amplitud mode)、M模式(Motion mode)、B模式(Bri曲tness mode)、3D模式、多普勒模式或弹性模式 等。
[0051] 上述诊疗一体化超声系统，区别于传统的线阵、凸阵压电陶瓷/单晶超声成像系 统，通过设置超声成像诊断装置可W使cMUT面阵探头工作于成像诊断模式，并且能够实现 样式灵活多样的多模式超声成像，如A模式、Μ模式、B模式、3D模式、多普勒模式、弹性模式 等。甚至可W在不移动探头的情况下实现对探测区域而非单一切面的实时3D成像和多普勒 成像，从而可W适应多种应用环境。
[0052] 优选地，如图1所示，上述超声聚焦治疗装置2包括治疗控制模块21和聚焦发射模 块22。
[0053] 治疗控制模块21与聚焦发射模块22连接，用于生成包含菲涅尔环分布特点的第二 信号并将其传输给聚焦发射模块22。
[0054] 聚焦发射模块22与探头3连接，用于根据第二信号控制探头3的各个阵元的工作状 态W获得聚焦的焦距和强度。
[0055] 上述超声聚焦治疗装置2主要是在系统工作在聚焦治疗模式下时工作，其工作原 理为:根据病患需治疗的部位，首先治疗控制模块21确定系统需要聚焦超声的深度(焦距）， 根据菲涅尔环超声聚焦的原理，控制cMUT面阵探头上特定区域工作与非工作状态的阵元呈 菲涅尔环分布设定，生成包含菲涅尔环分布特点的第二信号并将其传输给聚焦发射模块 22。优选地，各个菲涅尔波带环的尺寸和位置关系，可由下面公式决定：
[0056] 当为负式菲涅尔波带（中央区域的cMUT阵元工作)时：
[0057]
其中，η为环带的名称，n = l，2,3,……^为焦距，λ 为超声波在传播介质中的波长。
[005引当为正式菲涅尔波带（中央区域的cMUT阵元不工作)时：
[0化9]