本發(fā)明涉及醫(yī)用病變檢測領(lǐng)域，具體涉及一種碗狀柔性的利用多復(fù)合晶片三維陣列超聲波技術(shù)輔助檢測淺表(體內(nèi))病變的探頭裝置。

背景技術(shù)：

病變精確定位一般采用術(shù)前影像學(xué)定位方法，比如超聲b成像、x射線檢測、多普勒技術(shù)等，它們作為術(shù)前重要的醫(yī)學(xué)診斷方法一直被利用，其主要功能是確定病變部位和性質(zhì)等等。醫(yī)生通常僅根據(jù)影像學(xué)所示的病灶信息，憑自己的經(jīng)驗來設(shè)計手術(shù)切口、切除病變。術(shù)前因不能明確病灶的確切位置，而往往需做大切口，且有時因定位不準(zhǔn)確，術(shù)中有需再延長切口加皮層探查次數(shù)的可能。

隨著技術(shù)的不斷進步，特別是電子內(nèi)窺鏡的應(yīng)用，解決了病灶位置的精確定位問題。它可以將超細顯微鏡經(jīng)人體的天然孔道，或者是經(jīng)手術(shù)做的小切口進入人體內(nèi)，最終到達身體病變位置，能快速查明病因，并對病變位置進行準(zhǔn)確定位。但是該技術(shù)有兩點不足之處：

第一：需要小切口將內(nèi)窺鏡進入人體內(nèi)檢查，雖然是微創(chuàng)，但并不能實現(xiàn)對病變位置的無損傷檢測；

第二：對于淺表病變該技術(shù)顯得檢查過程和設(shè)備過于復(fù)雜、成本高；

第三：人體表面凹凸不平，常規(guī)檢測設(shè)備不能很好的貼合檢測表面。

開發(fā)一種操作簡單，用于檢測淺表(體內(nèi))病變的裝置和方法就顯得尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于乳腺癌診斷成像用的碗狀柔性三維陣列探頭，具有柔性外殼，定位定量準(zhǔn)確、設(shè)備簡單等優(yōu)勢。

為了解決背景技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案：一種碗狀柔性三維陣列探頭，可用于乳腺癌診斷等，它包括碗狀柔性殼體，可撓性復(fù)合壓電晶片，耦合劑注入裝置及連接線等組成，可以更加貼合柔軟體檢測表面。結(jié)合相控陣聚焦法則，為柔軟檢測體提供一種高精度定位定量的三維成像的探頭。

作為本發(fā)明的進一步改進；超聲換能器采用裴波那契螺旋線排列得多陣元陣列復(fù)合晶片結(jié)構(gòu)，有利于對接收到的信號進行成像處理。

作為本發(fā)明的進一步改進；所述的超聲換能器由3層結(jié)構(gòu)組成，最上端是背襯阻尼，是一種柔性材料；中間層由偶數(shù)個具有柔軟度的復(fù)合晶片2ⁿ組成，其具有可變形、易彎曲等特點；最下層是與皮膚直接接觸的耦合層，也具有可變形特點，同時要求其聲阻抗值是復(fù)合晶片聲阻抗和生體材料聲阻抗的幾何平均值。

作為本發(fā)明的進一步改進；每個陣元采用獨立背襯和匹配層，避免橫向串?dāng)_，提純震動模式，提高信噪比。

作為本發(fā)明的進一步改進；所述的復(fù)合晶片是1-3型復(fù)合材料晶片，在切割好的pzt溝槽內(nèi)注入注入橡膠類樹脂，使1-3復(fù)合晶片不僅具有可撓性，還可吸收橫向振動，提純振動模式，具有較高的靈敏度和信噪比。

作為本發(fā)明的進一步改進；所述的一種碗狀柔性三維陣列探頭，其特征在于，每個陣元背襯都埋有光纖，以利于相控陣聚焦法則的運算時提供陣元的準(zhǔn)確位置。

作為本發(fā)明的進一步改進；所述的一種碗狀柔性三維陣列探頭，其特征在于，既可用于相控陣超聲診斷三維成像，即各個陣元可以獨立發(fā)射接收超聲波；也可用于光超聲診斷三維成像，即紅外線發(fā)射激光給檢測體，由各個陣元獨立接收超聲波。

一種碗狀柔性三維陣列探頭，工作的具體過程如下：

將碗式探頭放置于病患處，從耦合劑主入口注入耦合劑，通過發(fā)射接收模塊向復(fù)合壓電晶片發(fā)射激發(fā)脈沖，從而使得壓電晶片產(chǎn)生超聲波并向組織內(nèi)部發(fā)射，超聲波經(jīng)過內(nèi)部組織接收反射后再被復(fù)合壓電晶片接收并轉(zhuǎn)化成電信號傳輸至發(fā)射接收模塊進行后期的數(shù)據(jù)處理。

采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有以下有益效果：

a)定位精確：利用多晶片接收回波數(shù)據(jù)，可以更加加精確的定位病變位置；

b)技術(shù)先進：采用多陣元陣列復(fù)合晶片換能器，基于合成孔徑技術(shù)大大提高了后期合成圖像的分辨率；

c)靈敏度高、縱向能量大：橡膠類樹脂材料作為聚合體填充物使1-3復(fù)合晶片不僅具有可撓性，還可吸收橫向振動，提純振動模式，具有較高的靈敏度和信噪比。

d)帶寬更寬：增加阻尼層來吸收背面的振動，并且通過樹脂作為聲匹配層來減小超聲波的周期數(shù)，數(shù)據(jù)處理更加精確。

e)此方案裝置簡單，實用性強，治療時間短等，同時具備實時監(jiān)測功能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所提供的裝置的超聲換能器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的柔性結(jié)構(gòu)橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為發(fā)明所提供的裝置復(fù)合晶片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明所提供的裝置復(fù)合晶片接收波形和帶寬示意圖；

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實施方式，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施方式僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請參閱圖1，本具體實施方式采用以下技術(shù)方案：一種碗狀柔性三維陣列探頭，將復(fù)合晶片1按照裴波那契螺旋線安裝于碗狀柔性結(jié)構(gòu)2和基底7之間，柔性結(jié)構(gòu)上端裝有耦合劑注入口3，工作時將碗式探頭放置于病患處，從耦合劑注入口3注入耦合劑4，復(fù)合壓電晶片1受到脈沖電流激發(fā)產(chǎn)生超聲波并向人體組織5內(nèi)部發(fā)射，超聲波經(jīng)過人體組織接收反射后再被復(fù)合壓電晶片接收并轉(zhuǎn)化成電信號傳輸至發(fā)射接收模塊進行后期的數(shù)據(jù)處理。若人體組織中存在病變組織6，那么其對于超聲波的回波信號會與正常組織有所不同，利用這種變化可以輔助檢測淺表病變。

請參閱圖2，所述的超聲換能器超聲換能器由3層結(jié)構(gòu)組成，最上端是背襯阻尼8，是一種柔性材料；中間層由偶數(shù)個具有柔軟度的復(fù)合晶片2ⁿ組成，其具有可變形、易彎曲等特點；最下層是與皮膚直接接觸的耦合層9，也具有可變形特點，同時每個陣元背襯都埋有光纖10，給診斷結(jié)果的成像處理提供陣元的準(zhǔn)確位置。

請參閱圖3，在切割好的pzt(矩形壓電陶瓷柱)11溝槽內(nèi)注入注入橡膠類樹脂材料12粘合，不但使其具有可變形、易彎曲等特點，還可以使1-3復(fù)合晶片具有可撓性，可吸收橫向振動，提純振動模式，具有較高的靈敏度和信噪比

請參閱圖4，耦合層和阻尼層的加入可以減小超聲波回波信號的余振，從而提高探頭的帶寬。

超聲換能器的多個陣元按裴波那契螺旋線進行排列，共計2ⁿ路陣元組成超聲陣列換能器，按照延遲順序每一個陣元發(fā)射一次超聲波，其他陣元包括發(fā)射陣元本身都要接收信號，存儲器將記錄并存儲2ⁿ路信號。最后，采用孔徑合成技術(shù)對提取2ⁿ路信號進行數(shù)據(jù)后期處理，反映病變組織準(zhǔn)確位置和大小等信息的圖像。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。