專利名稱：小型超聲儀器和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及小型超聲儀器和方法。
現(xiàn)在，各種超聲儀器已使用于工業(yè)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，特別是醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域。然而，這種儀器經(jīng)常是大型的和較昂貴的。而且它們的使用也較復(fù)雜。迫切地需要這樣的儀器，它制造得較緊湊和較便宜，以及使用極為簡便。
一般來說，本發(fā)明的目的是提供一種小型超聲儀器和方法，而這種儀器可以大大減小尺寸和降低成本。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述特性的儀器，它是便攜式的。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述特性的儀器，它能夠被封裝在袖珍手持裝置內(nèi)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述特性的儀器和方法，它的電源管理可以降低所需功率。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述特性的儀器和方法，它使用可拆卸的掃描頭來選擇預(yù)見的特定用途所需的頻率。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述特性的儀器和方法，其中使用了特別新穎的成像方法，用于從少于33個的換能器激勵一次收集用于組成一幀圖像的全部數(shù)據(jù)，從而減少所需的電子裝置和大大減少功率的消耗。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述特性的儀器和方法，其中，每次超聲換能器激勵都可產(chǎn)生單幀圖像。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述特性的儀器和方法，用它可以獲得恒定的像素密度。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述特性的儀器和方法，用它可以在圖像建立以前對預(yù)處理數(shù)據(jù)進行平均，以增強信-噪比。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述特性的儀器和方法，它具有極低的占空度。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述特性的儀器和方法，它可以使用直線的、曲線的和相控的陣列。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述特性的儀器和方法，其中提供了一種圖像放大功能可放大至換能器陣列的固有分辨率。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述特性的儀器和方法，在掃描頭內(nèi)使用非易失性存儲裝置，使得相關(guān)的電子裝置能夠知曉掃描頭的頻率范圍。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述特性的儀器和方法，它特別適合引導(dǎo)探頭，例如探針至希望的位置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述特性的儀器和方法，用它可提供人體的有關(guān)區(qū)域內(nèi)彼此間隔開的位置的多個圖像。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述特性的儀器和方法，用它可獲得彼此間隔希望距離的多個圖像。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述特性的儀器和方法，用它可獲得彼此按角度間隔的多個圖像。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述特性的儀器和方法，同它可獲得彼此間隔的位置的按比例間隔的多個圖像。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述特性的儀器和方法，它的彼此間隔的圖像是順序顯示的，以便在人體的有關(guān)區(qū)域產(chǎn)生動態(tài)的圖像。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述特性的儀器和方法，它的多個圖像是借助相對于人體移動換能器陣列而獲得的。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述特性的儀器和方法，它能夠使用于各種醫(yī)學(xué)診斷方法。
本發(fā)明的其它目的和特點可以通過下列最佳實施例的說明結(jié)合附圖而明確表示出來，其中

圖1是結(jié)合有本發(fā)明的可折卸的掃描頭的小型超聲儀器的等軸圖，其中，某些部分被切去。
圖2是組成圖1所示儀器一部分的可拆卸的掃描頭的等軸圖，它使用具有一個陣列的超聲換能器。
圖3是與圖1所示儀器一起使用的另一種可拆卸的掃描頭的等軸圖，它使用具有相控陣列的超聲換能器。
圖4是圖1所示儀器使用的電子裝置的方框圖。
圖5是流程圖，示出本發(fā)明儀器和方法中用于超聲圖像建立的步驟。
圖6是結(jié)合有本發(fā)明的超聲儀器的另一實施例的等軸圖，它用于引導(dǎo)探針或探頭。
圖7是結(jié)合有本發(fā)明的超聲儀器的等軸圖，在其中設(shè)置了一個主模塊或者說基本模塊以及一個顯示模塊。
圖8是圖7所示主模塊或基本模塊和顯示模塊以蛤殼型式連到一起的等軸圖。
圖9是本發(fā)明的超聲儀器的另一實施例的等軸圖，它使用線性空間成像。
圖10是本發(fā)明的超聲儀器的等軸圖，它使用扇形掃描獲得動態(tài)成像。
圖11是本發(fā)明的超聲儀器的另一實施例的等軸圖，它結(jié)合使用一個探頭。
一般來說，本發(fā)明的超聲儀器用于檢查人體的有關(guān)區(qū)域，并具有帶觀察口的殼體。在觀察口內(nèi)設(shè)置一個換能器陣列。殼體上有對超聲波基本透明的裝置，該裝置形成覆蓋換能器陣列的阻抗匹配透鏡，并具有一個表面能夠與人體接觸。超聲換能器陣列能夠轉(zhuǎn)換由人體反射至換能器陣列的超聲波能量以提供電信號。還設(shè)置裝置以隨時間對電信號進行增益校正。設(shè)置混頻裝置以提供電信號的同相和異相分量。設(shè)置裝置用于電信號的同相和異相分量的數(shù)字化。設(shè)置裝置用于一次性收集從人體有關(guān)區(qū)域的少于33幀形成一幅圖像的數(shù)字化電信號。設(shè)置存儲裝置用于借助存儲每個接收到的電信號的大小和相位角在存儲裝置內(nèi)存儲單幀圖像。設(shè)置顯示裝置。設(shè)置裝置用于使單幀圖像與顯示裝置匹配，以便提供人體有關(guān)區(qū)域的可視圖像。
更具體地說，圖1所示本發(fā)明的超聲儀器21具有殼體22，它制成可以用手握的形狀。殼體22配置可拆卸的掃描頭23。殼體22的外形為平行六面體具有平行間隔的前和后壁26和27，以及彼此間隔的基本上平行的側(cè)壁28和29。還設(shè)置頂壁31。底壁是由可拆卸的掃描頭23組成的。殼體22和掃描頭23可以由適當?shù)牟牧现瞥?，例如塑料?br> 前壁上設(shè)置適當?shù)娘@示器，例如液晶顯示器36。在前壁26的顯示器36的上面設(shè)置一組控制按鈕37、38、39和41，能用于提供各種功能，詳見下述。
殼體22和可拆卸的掃描頭23內(nèi)包容了圖3所示的電子裝置?？刹鹦兜膾呙桀^23是一組可與殼體22結(jié)合使用的一組掃描頭之一。如下面所述，掃描頭對于不同的用途使用不同的頻率。
每個可拆卸的掃描頭23具有換能器52，它是由一組壓電換能元件53組成的換能器陣列。換能元件53的數(shù)目可以是32個或其倍數(shù)例如64，128和256個。這些元件可以由普通的超聲換能材料制成，例如壓電躍變材料(PZT)。換能器元件53可以排列成特殊的陣列，例如圖1所示的直線陣列，以提供寬的覆蓋區(qū)，它特別適用于胎兒的監(jiān)控或周邊血管的診斷。在希望較小覆蓋區(qū)的地方可以使用相控陣列，例如，當需要透過人體的彼此間隔的肋骨進行檢查時。此外在某些用途中可以使用曲線陣列，如下文所述。
如圖1和2所示，可拆卸的掃描頭23帶有矩形的窗口51，其尺寸可以放置直線換能器陣列，比如寬度可以是25至30mm，長度可以是約100mm，在其中設(shè)置換能器52，它是由一組超聲換能器元件53組成的希望形狀的陣列，該陣列在窗口51的長度和寬度上延伸。換能元件53的陣列按普通的方式排列，并列在吸聲襯墊層54的上面。換能器元件53借助導(dǎo)體56用普通的方式連接至在掃描頭23內(nèi)安裝的印刷電路板57。普通的半導(dǎo)體開關(guān)裝置58安裝在印刷電路板57上和連接至在掃描頭23內(nèi)安裝的普通的高密度低受力陰性連接器61。一個適當型號的非易失性存儲裝置59(例如EEPROM)也安裝在印刷電路板57上。非易失性存儲裝置59中有針對選定的換能器的程序信息和/或?qū)んw內(nèi)的電子裝置編程的應(yīng)用配置，從而使它適合于與選定的掃描頭內(nèi)設(shè)置的特定換能器陣列一起工作。
由適當?shù)膶Τ暷芰客该鞯乃芰闲纬傻淖杩蛊ヅ鋵雍屯哥R66組合安裝在窗口51內(nèi)，覆蓋換能器52。它具有表面67，適合與要用超聲儀器檢查的人體有關(guān)區(qū)域的組織的表面配合，詳見下述。匹配層和透鏡66具有對應(yīng)于陣列的長度的y維以及對應(yīng)于陣列的寬度或前后尺寸的x維。匹配層和透鏡66提供固定的焦距，它一般具有接近遠場的焦距，或者換句話說，焦距接近或超出當沿正交平面掃描時用超聲信號獲得組織圖像的最大深度。
設(shè)置協(xié)作裝置用于連接可拆卸的掃描頭23至殼體22，它由第一和第二向上和向外延伸的彈簧式插銷臂71組成，插銷臂71設(shè)置在掃描頭23的相對兩端。插銷臂71在其最外端帶有鉤子73，可以與殼體22的側(cè)壁28和29上設(shè)置的凸耳74彈性卡接。凸緣按鈕76安裝在殼體22的側(cè)壁28和29上，用以推動插銷臂71的鉤子73離開凸耳74以釋放掃描頭23。
當掃描頭23推入殼體22時，可拆卸掃描頭23的陰性連接器61和殼體22內(nèi)設(shè)置的相應(yīng)的陽性連接器81之間實現(xiàn)連接。陽性連接器81以普通的方式連接到殼體22內(nèi)的電子裝置。掃描頭23可以借助向內(nèi)推動插銷臂71和72使鉤子73離開孔76，同時使陽性連接器81離開陰連接器61而分離，從而允許掃描頭被拆卸下來，根據(jù)使用者的愿望連接上不同的掃描頭23，詳見下文。
另一種可拆卸的掃描頭示于圖3，其標號為23a，它的構(gòu)造與前面所述的掃描頭23類似，而其不同之處在于它設(shè)置的窗口51a的長度比窗口51小，該窗口一般可以制成大致方形，孔口尺寸為約25mm×25mm，用以接納相控陣列，而不是直線陣列。類似的結(jié)構(gòu)可以用于曲線陣列。
超聲儀器中使用的電子裝置示于圖4，它的換能器陣列52與一個成像目標101接觸，例如，該成像目標可以是人體內(nèi)的組織，或者比如人體外表面上露出的組織。換能器陣列52借助一定數(shù)目的信道，連接至發(fā)射和接收開關(guān)102(如果有的話)信道的數(shù)目與陣列中元件的數(shù)目相對應(yīng)，所述開關(guān)102一般具有一組二極管，以偏壓使二極管開和關(guān)，以實現(xiàn)換能器元件53在發(fā)射和接收模式之間的轉(zhuǎn)換，在發(fā)射模式時，由組件106向驅(qū)動模型組件(drive profile block)107提供生成的驅(qū)動模型(drive profile generation)，該驅(qū)動模型組件控制功率放大器108，以便通過發(fā)射和接收開關(guān)102供給能量至換能器陣列52的換能元件，從而使驅(qū)動信號形式的超聲能被供給至人體有關(guān)區(qū)域內(nèi)的組織。由人體有關(guān)區(qū)域內(nèi)的組織反射的反射信號形式的超聲能被換能器陣列的換能器元件53拾取。舉列來說，使用掃描頭23陣列內(nèi)的64個換能器元件53，驅(qū)動信號可以傳輸至64個換能器中的16個換能器，有將超聲能聚焦到人體有關(guān)區(qū)域的組織的時滯。反射的超聲信號被全部64個換能器元件拾取。
在接收模式中，來自換能器元件53的反射電信號被供給至發(fā)射和接收開關(guān)102。反射的信號被供給至?xí)r間增益校正組件111，該組件111用于當穿透組織較深時補償超聲能的散射/衰減。因此，來自人體組織遠場的信號可以按照時間放大以補償這些損失。時間增益校正組件111是可調(diào)節(jié)的，并處于組件106提供并由數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器112饋給的時間增益控制斜坡模型(ramp profile)的用戶控制之下。這樣就建立了一個數(shù)字合成的模擬斜坡，用于控制時間增益校正組件111。由數(shù)字信號處理器106提供的該時間增益控制斜坡模型處于一個微處理器116的控制下，該微處理器有一個圖形用戶界面。一般，當希望穿透人體較深時，增益增加。穿透的深度當然取決于為此程序選擇的可拆卸的掃描頭。
接收的反射信號經(jīng)時間增益校正后，供給至直角混頻器121，它接收來自組件6中本機振蕩器的本機振蕩器信號，該本機振蕩器產(chǎn)生高于反射信號頻率的頻率?；祛l器121傳輸兩個外差低頻率信號，其頻率是反射信號的頻率與本機振蕩器的頻率之間的差，所述兩信號分別用信號I和Q表示，信號I具有零相偏移，信號Q具有90°(直角)相偏移。來自混頻器121的兩個信號供給至模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器123，其中一個轉(zhuǎn)換器用于同相信號I，另一個轉(zhuǎn)換器用于直角相移信號Q。轉(zhuǎn)換的模數(shù)信號隨后供給至一個可現(xiàn)場編程的門陣列106。一種適當?shù)拈T陣列可以是由Xylinx公司供應(yīng)的選自Virtex系列的門陣列。如組件106所示，此可編程門陣列具有許多功能，例如它具有內(nèi)置存儲器和信號處理能力。它還具有產(chǎn)生驅(qū)動模型以及產(chǎn)生時間增益校正斜坡模型的能力。設(shè)置的存儲器具有在一定時間期限內(nèi)存儲輸入信號的能力，該段時間至少足以收集一幀圖像用的數(shù)據(jù)，并且收集時間與超聲能在成像目標101內(nèi)的穿透深度成正比。當需要時，門陣列106可以用于收集來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器123的額外原始數(shù)據(jù)，例如，用于收集例如2幀和4幀，但一般少于6幀的額外圖像幀的原始數(shù)據(jù)，隨后平均所述原始數(shù)據(jù)以提供一幀圖像用的提高了信-噪比的數(shù)據(jù)。平均后的原始數(shù)據(jù)隨后可以存儲在相同的存儲位置。因此，使用者可以選擇所需的幀數(shù)來進行平均。
因此，門陣列106作為數(shù)據(jù)緩沖器，存儲原始數(shù)據(jù)，直到需要用于圖像構(gòu)造時。圖像構(gòu)造是在圖像構(gòu)造模塊131中使用數(shù)字信號處理(DSP)芯片實現(xiàn)的。一種令人滿意的這種芯片是Texas Instruments(德州儀器)公司制造的Model No.320TMS6203。借助DSP芯片進行圖像構(gòu)造是通過分析接收到的聲學(xué)信號的幅度來提供灰度級而進行的。數(shù)字信號處理芯片131的工作可以參見圖5所示流程圖得到最好的說明，圖5描述了按照本發(fā)明進行超聲圖像重構(gòu)的方法，詳見下文。圖像構(gòu)造僅是DSP芯片131的功能之一。在微處理器116的控制下，通過DSP芯片131可以實現(xiàn)圖像放大功能，多普勒處理和顏色變化(color-flow)。技術(shù)熟練人員都知道，在多普勒處理時要分析接收信號和發(fā)射信號之間的頻率偏移。
微處理器116提供了用戶界面和用戶輸入功能。它還具有控制裝置用于進行幀平均。該微處理器還連接至可編程門陣列106，使用戶具有幀平均能力。如圖4所示，用戶輸入設(shè)備137包括開關(guān)(ON/OFF)，時間增益校正(TGC)、放大以及多普勒功能，利用這些功能，用戶能進行人機通訊。
處于微處理器116控制下的幀平均與門陣列106有關(guān)的幀平均不同，后者是使用原始數(shù)據(jù)實現(xiàn)的。借助微處理器116的幀平均是在圖像構(gòu)造之后平均視頻幀而實現(xiàn)的，其目的是平滑各幀之間的過渡。
設(shè)置一個幀存儲器141，它連接至微處理器116，用于存儲一組幀，例如4至8幀圖像，以便可以調(diào)用所述幀。因此，舉例來說，可在存儲器中存儲最新的5至8幀用于調(diào)用。
電子裝置用的電源如圖4所示，如圖所示，它由適當型號的電池組成，例如9V直流電池，它供給輸出至調(diào)壓器147，以便對圖4所示系統(tǒng)中的全部電子裝置提供穩(wěn)壓電源。電源還具有電源管理組件148，它的設(shè)置用于控制由電池146供給的功率，以大大節(jié)省電池的功率使用。這樣就使得有可能使用小尺寸和/或長壽命的電池。這樣之所以可能，是因為電子裝置中使用的全部或基本全部半導(dǎo)體芯片設(shè)有另一個端子，它可以稱為低功率或睡眠模式端子。微處理器116通過功率管理組件148作用，判定特定裝置即部分電子裝置何時完成它們的功能，然后將它們置到睡眠模式，直至需要消耗功率時。例如，當已向成像目標發(fā)射了一個門控超聲能脈沖后，功率放大器108和驅(qū)動模型組件107以及相關(guān)的電子裝置可以置于睡眠模式以降低功率消耗，直至向成像目標發(fā)射另一門控脈沖時。與此類似，時間增益校正組件111，混頻器121和模數(shù)轉(zhuǎn)換器123在它們收集完數(shù)據(jù)和將數(shù)據(jù)供給至門陣列106后，也可以置于睡眠模式。僅僅是微處理器116是連續(xù)地運轉(zhuǎn)，因為它進行功率管理。換句話說，在顯示器36上構(gòu)造圖像時，全部模擬信號處理電路的低功率運行時間超過超聲儀器工作時間的約90％。微處理器116將數(shù)字信號處理器131產(chǎn)生的圖像供給至顯示器36，它可以是上述的如圖1所示的液晶顯示器?？梢栽O(shè)置一個編碼器(圖中未示出)，它可以連接至微處理器116，用于對顯示器36上的圖像進行編碼。
電子裝置提供的輔助功能示于圖4的虛線矩形框152內(nèi)。在方框153內(nèi)，數(shù)字信號處理器131的圖像構(gòu)造，多普勒處理和顏色變化功能被復(fù)制和供給至外部顯示器適配器154，它處于微處理器116的控制下。外部顯示器適配器154供給數(shù)據(jù)至外部顯示器156，例如，它可以是大型的液晶顯示器或普通的陰極射線管監(jiān)視器。數(shù)據(jù)也可以供給至數(shù)據(jù)存儲器157，它可用于提供硬拷貝，或者存儲數(shù)據(jù)或供給數(shù)據(jù)至錄相機或Polaroid照相機。
本發(fā)明小型超聲儀器的工作和使用以及本發(fā)明的方法可以結(jié)合圖5所示的流程圖說明。假設(shè)希望在醫(yī)生的診室內(nèi)對患者進行超聲診斷檢查，例如，探測作為成像目標101的腹部區(qū)組織。醫(yī)生可以取圖1所示的超聲儀器21，用一只手握住并用該手的手指壓下開關(guān)按鈕37以接通電子裝置的電源。選擇所需的可拆卸掃描頭23連接至殼體22。設(shè)置在可拆卸的掃描頭23內(nèi)的非易失性存儲裝置59對所需的殼體22中的電子裝置進行編程，以便在一個加電期間內(nèi)對掃描頭23供電。
可拆卸掃描頭23的表面67隨后與患者的皮膚接觸，并覆蓋腹部區(qū)以便觀察形成成像目標101的有關(guān)區(qū)域的組織。在液晶顯示器36上出現(xiàn)的圖像描述被觀察的有關(guān)區(qū)域的組織。醫(yī)生手持超聲儀器21沿希望的方向在人體皮膚上移動會引起在液晶顯示器36上出現(xiàn)多處的圖像，從而可以根據(jù)可拆卸的掃描頭23的位置，供給醫(yī)生患者成像目標的各種圖像。
在電子裝置工作時，由門陣列106產(chǎn)生的驅(qū)動模型向驅(qū)動模型組件107供給一個門控脈沖，該脈沖是選定的掃描頭23的頻率的至少一個周期，最好是3至5個周期，但一般少于6個周期，驅(qū)動模型組件107作為緩沖器和供給功率放大器108，后者供給放大的門控周期脈沖至發(fā)射和接收開關(guān)102，從而至換能器52以提供相應(yīng)的換能器激勵，從便產(chǎn)生向成像目標101內(nèi)有關(guān)區(qū)域組織發(fā)射的超聲脈沖。為了改善儀器的性能，達到高分辨率的圖像，可以借助普通的射線束成形技術(shù)使進入人體的超聲能聚焦，這樣來改進信-噪比。一般，這是通過插入適當?shù)臅r間延遲，從而選擇性地聲穿透成像目標101內(nèi)的組織的相繼的部分。這樣，選擇的有關(guān)區(qū)域可以按希望的順序透聲。
由人體有關(guān)區(qū)域組織反射的超聲信號返回至換能器52，在這里它們轉(zhuǎn)換成電信號，通過發(fā)射和接收開關(guān)102。應(yīng)該理解，如果希望，可以使用單獨的換能器用于發(fā)射，以及使用另一個換能器用于接收，而不是使用單個換能器，例如換能器52兼顧與發(fā)射和接收開關(guān)102有關(guān)的發(fā)射和接收。
來自上述發(fā)射和接收開關(guān)102的電信號通過時間增益校正放大器111，通過混頻器121，提供模擬形式的電信號的同相和異相分量I和Q。這些模擬信號在模數(shù)轉(zhuǎn)換器123內(nèi)數(shù)字化，供給至門陣列106的存儲器，在這里它們被收集以形成人體組織的單幀圖像，它來自單個換能器激勵，或者在希望時，來自少于6個的多個換能器激勵。該存儲器存儲單幀圖像的電信號，將每個接收的電信號的大小，相位角和接收時間存儲起來。
在數(shù)字信號處理器131內(nèi)進行的圖像構(gòu)造是進行圖5所示的步驟。因此，如步驟161所示，在存儲電信號空間中選擇一個波包，其取樣點以待計算的選定點(x、y)為中心。此后如步驟162所示，計算由超聲換能器52內(nèi)選定的超聲元件至以(x、y)為中心的波包的距離(i)。由于d＝rt和t＝d/r(式中d-距離，r-運動速率，以及t-運動時間)，至被研究的組織取樣點的運動時間可以根據(jù)已知的運動距離除以運動速率來確定。距離可以根據(jù)已知的超聲能在組織中的運動速率乘以時間來確定。因此，如步驟163所示，可將距離轉(zhuǎn)換為時間以選擇取樣點在此之后為步驟164，它是在最近的取樣點和待計算點之間內(nèi)插相位和大小，以確定該被計算點的校正相位和大小。在此之后，如反饋回路166所示，對換能器陣列中每個超聲元件進行同樣的步驟。在所有點已計算后，這些點累加，如步驟167所示，并考慮代表計算點的每個矢量的方向和大小，以提供圖像值。
在此之后，在步驟164、166和167進行后，x和y按反饋回路168所示增加，一般是依次地一次增一，以獲得下一待計算的波包的中心，直至全部的x和y點按上述方式完成計算。選擇x和y參數(shù)以獲得最佳圖像。例如，它們可以為方形、矩形或橢圓形，以達到最佳圖像。例如，使用64個元件的換能器，對每個元件可以選擇5個不同的點，以提供總共320點，以便產(chǎn)生希望的計算點。這種程序繼續(xù)用于觀察場內(nèi)的每一點，以獲得完整構(gòu)造的圖像。
在這些步驟完成后，可以進行圖5所示的后期處理步驟。因此如步驟171所示，可以進行用戶灰度級校正以達到希望的對比度。此外，可以使用圖像過濾以提供邊緣增強，如果希望這樣做。還可以進行普通的后期處理步驟，它包括多普勒處理和顏色變化。再如圖5所示，在步驟172內(nèi)圖像數(shù)據(jù)可以供給至顯示器驅(qū)動程序或處理器。
按照本發(fā)明可以看出，是從單個換能器激勵收集數(shù)字化的電子信號來用于形成人體有關(guān)區(qū)域組織的單幀圖像，這使圖像具有確定性。如前面解釋的那樣，如果希望，可以對另外的少于33個換能器激勵進行平均來用于單幀圖像，就有可能在極短的時間內(nèi)以極高的速率構(gòu)造圖像，這是因為事實上僅需要收集最少數(shù)量的數(shù)據(jù)，即由單個換能器激勵或最多由少于6個激勵即可以構(gòu)造圖像。因為全部信息都在此單幀中，所以可以將圖像放大，直至換能器陣列的分辨率。本發(fā)明的儀器和方法可以提供一種幀速率，它大大高于普通的幀速率32-35幀/秒，例如為3000至7000幀/秒。
使用本發(fā)明的方式構(gòu)造圖像，一般僅收集來自單個換能器激勵的數(shù)字化數(shù)據(jù)來構(gòu)造圖像，這樣對患者的超聲能劑量減少。使用可拆卸的掃描頭有可能迅速地選擇工作頻率，以及由直線陣列改變?yōu)橄嗫仃嚵谢蚯€陣列，而同時保持相同的殼體和電子裝置。因此，在儀器21內(nèi)形成模塊裝置，它具有各種超聲圖像診斷能力，可以產(chǎn)生各種圖像。
實現(xiàn)本發(fā)明超聲儀器的另一實施例為圖6所示儀器201的超聲引導(dǎo)探頭的放置。儀器具有探頭導(dǎo)架202，它由適當?shù)牟牧先缢芰现瞥伞Ｌ筋^導(dǎo)架202由架身203組成，它設(shè)置彼此間隔的平行的向前伸出的第一和第二腳柱206和207，它們與架身203整體制成。架身203和相鄰的腳柱206和207帶有連續(xù)的下平表面208，它適合放置在患者的皮膚上接觸和可在患者的皮膚上移動。架身203設(shè)置長條的橫向延伸的缺口211，它可接納上述超聲儀器21的掃描頭23以及將其保持在傾斜的位置，例如，相對于平表面208呈45°角。缺口211直通至底平面208從而使掃描頭23可以與皮膚209表面接觸，覆蓋人體有關(guān)區(qū)域的組織。
托架213滑動地安裝在腳柱206和207上，以及可以沿腳柱的長度移動。托架213通常是平板元件214的形式，跨過間隙216，在平板元件214相對的兩端設(shè)置一對彼此間隔的懸垂的凸緣217，并與腳柱206和207的外表面接合。在平板元件214上設(shè)置開口218，覆蓋腳柱206和207的上表面，并使得能夠看見腳柱上表面上設(shè)置的有間隔的刻度標記219。設(shè)置在上表面的刻度標記219提供了逐漸增一的刻度讀數(shù)，例如，在由架身203至腳柱206和207最前端延伸方向上每個腳柱上的數(shù)字為由1至9。探頭引導(dǎo)元件221與平板元件214制成整體，以及向上和向前伸出適當?shù)慕嵌?，例?5°。探頭引導(dǎo)元件221設(shè)置縱向延伸的缺口222，它的橫剖面為大致的半圓形。缺口222的尺寸適合接納各種尺寸的探頭，例如帶有銳尖227的皮下探針226，它安裝有注射器229。注射器229可以用于手操作抽血。
顯示器36也配置刻度231，它相當于標記219形成的刻度，讀數(shù)也是逐漸增一，例如，由屏幕的頂部至底部為由1至9。在顯示器上繪有在顯示器36的兩側(cè)邊之間的中央垂直延伸的直線233，它與探頭引導(dǎo)元件221的缺口222對準。
假設(shè)希望使用圖6所示的儀器201由脈管，例如，由患者皮膚下的靜脈抽血，在儀器201上移動的探頭導(dǎo)架202在患者的皮膚209上移動，直至在屏幕36上出現(xiàn)希望的圖像。探頭導(dǎo)架202這樣定位，使圖像與直線233對準和以直線233為中心。隨后觀察刻度231和圖像相對于刻度的位置。托架213也移動至刻度219上相同的數(shù)字位置。探針或探頭226可以隨后放置到缺口222內(nèi)，或者探頭226也可以預(yù)先放置到缺口222內(nèi)。探針226可以按探頭引導(dǎo)元件221確定的角度通過皮膚209插入，從而進入目標組織236，插入目標組織的運動可以在顯示器36上觀察。一旦到達目標組織，即可進行計劃的操作，例如，抽血、取活組織或其它程序，這時使用借助探頭引導(dǎo)元件221定位的探頭進行。一旦程序完成，探頭或探針226可以拔出，在此之后探頭導(dǎo)架202可以撤去和放置到不同的位置，如果希望這樣做。
實現(xiàn)本發(fā)明的超聲儀器的另一實施例示于圖7和8。在圖中所示的超聲儀器251是與上述圖1、2和3所示超聲儀器很相似的儀器，它的原理不同之處是儀器分離成為兩個組件，其中一個是主模塊252，另一個是顯示器模塊253。這些模塊分別具有殼體256和257，它的尺寸通常與人手配合。主模塊252設(shè)置可拆卸的掃描頭258，它與上述的可折卸的掃描頭23類似。主模塊252還設(shè)置帶有換能器261的窗口259，它的型號如前述，并覆蓋有如前述的匹配層和透鏡262。
顯示器模塊253的殼體257設(shè)置窗口266，在其中設(shè)置液晶顯示器267，它與前述的液晶顯示器36相似。殼體257還具有狹縫268用于接納印刷電路板，例如工業(yè)標準的PCMCIA電路板。連接器269安裝在殼體257上作為打印機的接口，當希望時可以連接至打印硬拷貝的打印機。電路板狹縫268也可用于接納存儲器電路板，以便存儲圖像供個人電腦或筆記本電腦隨后使用。
在主模塊252和顯示器模塊253之間設(shè)置建立聯(lián)系的裝置，它是由操縱纜271組成。操縱纜271可以是任何適當型號的軟線。為了提供增加的靈活性，希望使用光纖軟線用于兩個模塊之間的聯(lián)系。然而，應(yīng)該理解，也可以使用其它型號的操縱纜，例如使用多導(dǎo)體電纜。代替的方案是，為了獲得更大的靈活性，可以在兩個模塊之間設(shè)置射頻或紅外線連接，從而使顯示器模塊253與主模塊實質(zhì)上分離。這樣一來，主模塊252可以與壁掛式顯示器匹配或連接至普通的陰極射線管監(jiān)視器。
主模塊和顯示器模塊252和253如圖8所示可以可拆卸地以蛤殼式固定到一起，例如在每個殼體256和257的背面設(shè)置Velcro條帶，這樣它們接合到一起和作為一個組合件攜帶，在使用時容易彼此分離開。
在圖7和8所示儀器的使用時，主模塊252可以被醫(yī)生的一手握住在患者身體上移動，而顯示器模塊253被另一手握住。這樣就使醫(yī)生感到很方便，因為顯示器組件可以放在醫(yī)生的面前，當主模塊在患者身體上移動時便于觀察，如果顯示器是放置在主模塊上，醫(yī)生觀察顯示器就很困難。
在超聲儀器251中使用的電子裝置與上述儀器21中使用的電子裝置相似。其電子裝置主要設(shè)置在主模塊253內(nèi)，但是它們用操縱纜271互聯(lián)至任何設(shè)置在顯示器模塊內(nèi)的電子裝置。提供用戶接口的控制器272一般設(shè)置在主模塊252上。然而，應(yīng)該理解，如果希望，至少部分控制器可以按希望設(shè)置在顯示器模塊上。
在本發(fā)明的超聲儀器的某些用途中，可能希望獲得目標組織的多個圖像以便能產(chǎn)生動態(tài)顯示，來幫助醫(yī)生作出診斷。為此目的使用的超聲儀器301示于圖9。如圖所示，超聲儀器301具有上述型號的殼體302，它適合手握和設(shè)置可拆卸的掃描頭303。殼體202和掃描頭303通?？梢允桥c上述殼體22和可拆卸的掃描頭23相同的型號。然而，它設(shè)置觸發(fā)機構(gòu)306因此僅在發(fā)生觸發(fā)事件時才會獲得一個圖像，而不是連續(xù)地獲得圖像，例如20幀/秒。觸發(fā)機構(gòu)306用于以記錄在存儲器內(nèi)的不同空間間隔產(chǎn)生圖像，因此這些圖像可以按照無限循環(huán)的形式回放，以提供被觀察組織的動態(tài)圖像。因此，舉例來說，如果人體內(nèi)的腫瘤成像，可以用不同的空間間隔在不同的時間獲取圖像，這樣就有可能判斷腫瘤是長大或收縮。如圖9所示，觸發(fā)機構(gòu)306可以由設(shè)置在掃描頭303一端的附件307組成，如圖所示它形成掃描頭的整體部分。附件307具有T形腳柱309，它滑動地安裝在設(shè)置在長條支承元件312內(nèi)的T形狹槽311內(nèi)，它作為掃描頭303和與其連接的殼體302的支承的引導(dǎo)件。支承元件312具有下表面313，它適合放置在被研究的人體皮膚上，覆蓋組織。當這樣定位后，附件307和掃描頭及殼體303和302可以在T形狹槽內(nèi)沿箭頭316所示的兩個方向中任一方向縱向移動。
觸發(fā)機構(gòu)306還具有裝置用于以不同的空間間隔順序地觸發(fā)設(shè)置在殼體302和掃描頭303內(nèi)的電子裝置。這些觸發(fā)裝置可以是任何適當型號的，例如在掃描頭內(nèi)攜帶的光學(xué)掃描器321，它鄰接附件307，觀測一個外部的、平坦的、總體上垂直的表面322，該表面沿支承元件312的長度延伸，其上設(shè)置刻度323，刻度呈一組等間距的垂直標記形式，例如，可以是黑色的或其它暗色的，以便明顯地區(qū)別于刻度323的背景，以提供對比度便于使用者觀察。借助在支承元件312上設(shè)置刻度323，支承元件也可以作為尺子。因此，如果希望，可以設(shè)置帶有刻度323的其它支承元件312，它具有以不同方式彼此間隔的標記。例如，尺子可以具有間隔更小的標記，用于在較小的人體組織，如小器官獲取多個圖像?；蛘?，其它尺子可以具有間隔更大的標記，用于在較大體積上獲得順序的圖像。
超聲儀器301的操作和使用簡述如下。假設(shè)希望獲得患者一個器官的圖像，例如在下腹部區(qū)。醫(yī)生僅需用手握住殼體302和隨后放置支承元件312到患者的皮膚上以及同時使掃描頭303接觸患者的皮膚。可以隨后獲得順序的圖像并存儲在存儲器中，其方法是移動殼體302和掃描頭303攜帶的附件307(掃描頭303在支承元件312的縱向移動，支承元件312具有刻度323) 以獲得患者皮膚下面被分析器管或組織的順序的圖像。由于圖像的觸發(fā)是處于刻度323上的條帶或標記的控制下，圖像是以器官不同的空間間距獲得的，具有相等的距離，與掃描頭303相對于支承元件312的刻度323的移動速度無關(guān)。這樣獲得的圖像可以存儲在前述的殼體302攜帶的隨機存取存儲卡內(nèi)。這些圖像也可以存儲在超聲儀器的電子裝置的存儲器中，隨后可以回放以便在殼體302攜帶的顯示器326上顯示動態(tài)圖像?；蛘?，非易失性隨機存取存儲卡可以取下和插入筆記本電腦或其它裝置中，以顯現(xiàn)連續(xù)的圖像來獲得研究的器官的動態(tài)圖像。
如前所述，根據(jù)器官的尺寸，可以選擇取決于器官尺寸的不同的空間間距，僅需改變使用的支承元件312。帶有希望間距的支承元件312可以彼此替換，以獲得希望的動態(tài)圖像。
按照本發(fā)明應(yīng)該理解，可以使用各種型號的觸發(fā)機構(gòu)，例如，可以使用機械輪與殼體一起運動，以觸發(fā)圖像獲取。磁力觸發(fā)也可順利地用于這種機構(gòu)。
能獲取動態(tài)圖像的本發(fā)明的另一實施例示于圖10。所示的超聲儀器331具有殼體332，它帶有上述型號的可拆卸的掃描頭333。超聲儀器331的本實施例的觸發(fā)機構(gòu)336具有第一和第二對彼此間隔的三角形腳柱337和338，設(shè)置在掃描頭333相對的兩端。腳柱337和338用銷釘339鉸接在掃描頭333上。腳柱337和338具有下平面341，它們彼此間間隔并相互平行，通常對準掃描頭333的下末端。在掃描頭333的一端攜帶光學(xué)閱讀器346，它適合于觀察在腳柱338的內(nèi)表面上按角度間隔的標記348形式的可以被光學(xué)閱讀器346看到的弧形刻度347。標記348按角度間隔，因此，當殼體的掃描頭332和333相對于腳柱337和338攜帶的銷釘339擺動時，光學(xué)閱讀器將順序地觀察這些標記以引起電子裝置的觸發(fā)和獲取順序的圖像，圖像的間距在組織的扇形掃描區(qū)內(nèi)徑向大致相等。可以進行徑向間距更小或更大的掃描，方法是以具有不同刻度的可以被光學(xué)閱讀器346掃描的其它腳柱代替腳柱338。如前所述，這些圖像可以存儲在電子裝置的存儲器內(nèi)，或者存儲在插入殼體332內(nèi)的單獨的非易失性存儲卡中，這樣，以后可以在獨立的裝置如筆記本電腦上在其他位置查看。在由于空間的限制而很難進行直線成像的情況下，這種扇形動態(tài)圖像可能是非常希望的。例如，對于頸動脈管的成像，扇形動態(tài)圖像可能非常適合。
動態(tài)成像用作一種使用二維圖像逼近三維空間的方法，這種方法是借助沿器官的長度以相等的間距獲得一系列被檢查器官的圖像。得到的圖像順序地回放從而提供所選擇位置的三維圖的感覺。借助目標組織與超聲顯示圖像的對準，可以將套管和探頭精確地引導(dǎo)進入適當?shù)拇┩干疃?。本發(fā)明的儀器和方法特別適合于急救醫(yī)學(xué)。它還非常適合于產(chǎn)科和婦科，軟組織活檢，血管進入和心臟病學(xué)。
實現(xiàn)本發(fā)明的另一種超聲儀器是示于圖11的超聲儀器351。超聲儀器351也具有上述種類的手握殼體352，它也包容上述的電子裝置。超聲換能器不是設(shè)置在連接至殼體的可拆卸的掃描頭內(nèi)，而是設(shè)置在借助電纜356連接至殼體的探針353內(nèi)。探針353由手柄361組成，它的長度和尺寸適合與手掌配合。手柄361設(shè)置滑桿362沿手柄的縱向滑動地安裝以及具有向上伸出的按鈕363，按鈕通過設(shè)置在手柄361頂面的長條狹槽364伸出，可以用握住手柄361的手的姆指接觸而在狹槽364內(nèi)移動按鈕363。剛性軸366固定在滑桿362上，可與滑桿362一起滑動，并攜帶有探針頭367，該探針頭具有一個錐形尖368。在探針頭367內(nèi)設(shè)置換能器(圖中未示出)，它可以是普通型號的，它可以是直線換能器，或者扇形掃描換能器。
柔性的電纜369由換能器伸出和連接至電纜356。上述型號的觸發(fā)機構(gòu)371設(shè)置在手柄361內(nèi)，以及如圖所示，它可以是光學(xué)閱讀器372，借助導(dǎo)體373連接至殼體352內(nèi)的電子裝置。光學(xué)閱讀器用于掃描在滑桿362下面的刻度374，它具有一組在滑桿362下面的縱向有間距的標記。因此，當滑桿被按鈕363的操作移動時引起探頭367的縱向移動，從而以隔開的間距獲取圖像。與前面的實施例相同，這些圖像在被檢查的組織內(nèi)以希望的距離彼此間隔，與處于按鈕363控制下的滑桿362的移動速度無關(guān)。與以前的實施例相同，這些圖像可以回放以提供動態(tài)圖像，或者代之以取下非易失性存儲卡例如用便攜式電腦在另外的地方觀察。圖11提供的超聲儀器351可以用于一系列的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。例如過直腸或過陰道成像，以及一系列泌尿科的其它用途，例如檢查前列腺或檢查消化道的局部腫瘤。
從上述可以明確了解，提供的超聲儀器是小型化的，它非常緊湊和操作簡單，形成一幀圖像的方法是從數(shù)目少于33個的，最好是僅從一個換能器激勵收集組成一幀圖像的全部數(shù)據(jù)大大減少了功率消耗。所述的電子裝置可能以將可獲得的目視分辨率提高到換能器陣列的固有分辨率。所述的電子裝置還可以輸出預(yù)處理數(shù)據(jù)用于以最佳方式進行處理，以在較高或較低分辨率的顯示裝置上顯示。
權(quán)利要求
1.檢查人體有關(guān)區(qū)域內(nèi)的組織的超聲儀器，它具有帶觀察口的殼體；由超聲元件陣列組成的超聲換能器，該陣列設(shè)置在觀察口內(nèi)，具有固有的分辯率；基本上能透過超聲波的裝置，它設(shè)置在殼體上，組成覆蓋換能器陣列的阻抗匹配透鏡，并具有可以與人體接觸的表面；用以供給發(fā)射的電脈沖至用于實現(xiàn)單個換能器激勵的上述至少一個但少于六個的換能器的裝置，以將超聲信號引入人體，以便由有關(guān)區(qū)域內(nèi)的組織反射，上述換能器可以轉(zhuǎn)換由人體內(nèi)反射的超聲信號，以提供電信號；用于根據(jù)時間對電信號提供增益校正的裝置；混頻裝置，用于提供經(jīng)過增益校正的電信號的同相和異相分量；用于電信號的同相和異相分量的數(shù)字化的裝置；用于從數(shù)目少于33個的換能器激勵收集形成人體有關(guān)區(qū)域內(nèi)的組織的單幀圖像的數(shù)字化的電信號的裝置；存儲裝置，用于通過存儲每個接收到的數(shù)字化電信號的大小、相位角度和接收時間來存儲所述單幀圖像的數(shù)字化電信號，以提供預(yù)處理的數(shù)據(jù)；顯示裝置，用于使用所述預(yù)處理的數(shù)據(jù)；以及用于將存儲裝置連接至顯示裝置，以提供人體有關(guān)區(qū)域內(nèi)的組織的可視圖像的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的儀器，它還具有用于將可視圖像的可視分辨率提高到換能器的固有分辨率的裝置。
3.權(quán)利要求1所述的儀器，用于與遠程顯示裝置一起使用，還具有用于將所述預(yù)處理的數(shù)據(jù)輸出至遠程顯示裝置的裝置。
4.權(quán)利要求1所述的儀器，它還具有用于在收集用于圖像構(gòu)造的數(shù)字化電信號之前平均一組幀的數(shù)字化電信號的裝置，以改善可視圖像的分辨率。
5.權(quán)利要求1所述的儀器，其特征在于所述陣列是直線的陣列。
6.權(quán)利要求1所述的儀器，其特征在于所述陣列是相控的陣列。
7.權(quán)利要求1所述的儀器，其特征在于所述陣列是曲線陣列。
8.權(quán)利要求1的儀器，其特征在于上述顯示器設(shè)置在與殼體分離的單獨的顯示器模塊中。
9.權(quán)利要求1的儀器，其特征在于上述顯示器模塊是陰極射線管。
10.權(quán)利要求1的儀器，其特征在于上述顯示器是液晶顯示器。
11.權(quán)利要求1的儀器，其特征在于上述殼體是由第一和第二部分組成，上述第二部分可從上述第一部分拆卸下來，上述第二部分具有所述觀察口，設(shè)置在該觀察口內(nèi)的一個超聲換能器陣列以及覆蓋該超聲換能器陣列的一個阻抗匹配透鏡。
12.權(quán)利要求11的儀器，其特征在于設(shè)置一組第二部分，而每個第二部分具有適合特定的成像目標物的不同頻率范圍。
13.權(quán)利要求12的儀器，它還具有協(xié)作裝置，包括第二部分攜帶的非易失性存儲器，用于向第一部分告知第二部分的頻率范圍，從而使觀察可以在有關(guān)區(qū)域進行。
14.權(quán)利要求1的儀器，其特征在于上述顯示器集成在上述殼體中。
15.權(quán)利要求1的儀器，它還具有分離的顯示器模塊，其特征在于上述顯示裝置設(shè)置在該顯示器模塊內(nèi)，電路裝置互聯(lián)殼體與顯示器模塊。
16.權(quán)利要求1的儀器，其特征在于所述電路裝置包括連接電纜。
17.權(quán)利要求11的儀器，其特征在于上述殼體還具有主模塊，而上述主模塊和顯示器模塊形成匹配的蛤殼式結(jié)構(gòu)。
18.權(quán)利要求1的儀器用于與探針一起使用，還具有支承平臺，后者適合于被放置在人體表面上，成形為可以接納所述殼體，用于殼體定位，以便于殼體相對于支承結(jié)構(gòu)和人體移動，該儀器還有一托架，成形為可以接納所述探針，并滑動地安裝在所述支承平臺上。
19.權(quán)利要求18的儀器，它還具有位于支承平臺上的刻度，用于探知托架在支承平臺上的移動；以及顯示器攜帶的刻度，它與支承平臺上的刻度相應(yīng)，從而，探針和人體有關(guān)區(qū)域之間的相對定位可以借助觀察顯示裝置來探知。
20.權(quán)利要求1的儀器，其特征在于上述殼體具有用于接納可取下的存儲卡的裝置。
21.權(quán)利要求1的儀器，其特征在于上述存儲卡是工業(yè)標準的調(diào)制解調(diào)卡。
22.權(quán)利要求1的儀器，它還具有用于記錄有關(guān)區(qū)域的在間隔的位置的多個圖像。
23.權(quán)利要求1的儀器，其特征在于上述位置是順序的并具有相等的間隔。
24.權(quán)利要求21的儀器，它還具有用于在顯示裝置上顯示上述多個圖像，以產(chǎn)生有關(guān)區(qū)域的動態(tài)圖像的裝置。
25.權(quán)利要求22的儀器，其特征在于上述用于記錄間隔位置的多個圖像的裝置具有支承裝置，用于支承所述殼體并適合于被放置在人體表面上，上述支承裝置具有允許殼體相對于支承裝置移動的裝置，從而可以獲取有關(guān)區(qū)域的不同視圖。
26.權(quán)利要求25的儀器，其特征在于上述允許殼體相對于支承裝置移動的裝置允許轉(zhuǎn)動。
27.權(quán)利要求25的儀器，其特征在于上述用于支承殼體和允許殼體相對于支承裝置移動的裝置它制造成允許直線移動。
28.權(quán)利要求25的儀器，它還具有可被殼體相對于支承裝置的移動起動，以便在此移動產(chǎn)生時獲取連續(xù)的圖像的裝置。
29.權(quán)利要求28的儀器，其特征在于上述裝置包括一個觸發(fā)機構(gòu)。
30.權(quán)利要求29的儀器，其特征在于上述觸發(fā)機構(gòu)是光學(xué)閱讀器。
31.權(quán)利要求1的儀器，其特征在于用于收集數(shù)字化電信號的裝置具有用于在具有一中心的空間中選擇一個電信號波包的裝置；用于在該波包中選擇一個點(x、y)的裝置；用于計算從以該點(x、y)為中心的波包的中心至換能器陣列的選定元件的距離的裝置；用于將距離轉(zhuǎn)換為時間以選擇選樣點的裝置；用于在最近的取樣點和待計算點之間內(nèi)插相位和大小，以確定待計算點的校正相位和大小的裝置；用于對換能器陣列的每個超聲元件重復(fù)相同步驟序列的裝置；以及用于累加已校正相位和大小的已計算點的裝置。
32.權(quán)利要求31的儀器，它還具有用于增加(x、y)以獲得下一波包的中心，用于計算另外的圖像點的裝置。
33.一種使用超聲換能器檢查人體有關(guān)區(qū)域內(nèi)的組織的方法，該超聲換能器由超聲元件陣列組成，其中換能器被接收到的超聲信號激勵以提供電信號，此方法包括以下步驟接收來自換能器的電信號和提供所述電信號的同相和異相分量；使所述電信號數(shù)字化，從數(shù)目少于33個的換能器激勵一次性收集用于組成人體有關(guān)區(qū)域的組織的單幀圖像的數(shù)字化電信號；通過存儲每個電信號的大小、相位角度和接收時間來存儲收集的所述單幀圖像的數(shù)字化電信號；以及，顯示存儲的單幀的數(shù)字化電信號，成為人體有關(guān)區(qū)域內(nèi)的組織的可視圖像。
34.權(quán)利要求31的方法，它包括使用電子裝置和控制電子裝置的微處理器，它還包括下列步驟使用微處理器將至少部分電子裝置在它們完成自己的功能后置于睡眠模式以節(jié)省功率。
35.權(quán)利要求33的方法，它還具有下列步驟在收集構(gòu)造圖像用的數(shù)字化電信號之前平均一組圖像幀的數(shù)字化的電信號，以改善可視圖像的分辨率。
36.權(quán)利要求33的方法，其特征在于收集數(shù)字化電信號的步驟還包括以下步驟在具有一中心的空間內(nèi)選擇一個電信號波包，在該波包中選擇一個點(x、y)；計算以該點(x、y)為中心的波包的中心至換能器陣列的選定元件的距離；在波包中的最近相鄰點之間內(nèi)插相位和大小，以確定被計算的點的校正相位和大??；對換能器陣列的每個超聲元件重復(fù)相同的步驟；以及累加已校正的相位和大小的已計算點以提供一個圖像。
37.權(quán)利要求36的方法，它還包括增加x(x、y)，以獲得下一個波包的中心，用于計算另外的圖像點。
全文摘要
檢查人體有關(guān)區(qū)域的組織的超聲儀器(21)具有帶觀察口(51)的殼體。提供的超聲換能器(52)由超聲元件陣列(53)構(gòu)成,設(shè)置在觀察口內(nèi)。供給電脈沖至換能器用于換能器激勵,以便將超聲信號引入人體而由有關(guān)區(qū)域內(nèi)的組織反射。換能器能夠轉(zhuǎn)換由人體內(nèi)組織反射至換能器的超聲信號,以提供電信號。提供的電信號隨后數(shù)字化。從數(shù)目少于33個的換能器激勵收集數(shù)字化電信號,組成人體有關(guān)區(qū)域的組織的一幅單幀圖像,隨后顯示。
文檔編號A61B8/08GK1376040SQ00813433
公開日2002年10月23日 申請日期2000年8月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月20日
發(fā)明者米爾·A·伊姆蘭, 格倫·W·麥克勞克林, 威廉·D·利普斯, 詹姆斯·M·布倫南 申請人:諾瓦索尼克斯公司