的手動(dòng)掃描單超聲換能器頭的低成本超聲成像儀器，所述儀器可以與任何標(biāo)準(zhǔn)windows PC連接，例如通過USB2或以后版本的接口。優(yōu)選地，隨著所述超聲換能器在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)所限定的預(yù)定圓弧上手動(dòng)掃描皮膚(如圖2所示)，來自連續(xù)傳輸超聲脈沖的回波數(shù)據(jù)與脈沖傳輸?shù)拿總€(gè)位置的角注冊(cè)數(shù)據(jù)一起被傳輸至PC。完成一次完整掃描后，所述PC程序?qū)⑺鲂盘?hào)數(shù)據(jù)視為來自凸面超聲陣列，并對(duì)被聲能穿透的目標(biāo)區(qū)域的每個(gè)點(diǎn)的回波數(shù)據(jù)進(jìn)行連貫地聚焦，來生成超聲圖像。圖5是一系列的超聲圖像，將商用超聲成像儀器生成的超聲圖像與圖1中超聲成像儀器生成的超聲圖像應(yīng)用到相同的體模目標(biāo)裝置上進(jìn)行對(duì)比。
[0095]在圖5中，標(biāo)簽(i)所示的超聲圖像由售價(jià)在￡50，000-￡100，000 (2012年價(jià)格)的商用超聲成像儀器生成，標(biāo)簽(ii)的超聲圖像由圖1中的超聲成像儀器生成。更具體地:
圖5(a) (i)、(ii)所示為展示腦室的頭部橫截面；
圖5(b) (i)、(ii)所示為臉部和頭部的輪廓；
圖5(c) (i)、(ii)所示為分辨率/對(duì)比度體模(肝組織)。
[0096]圖5(ii)的超聲圖像表明，根據(jù)本發(fā)明上述原理構(gòu)建的超聲成像儀器100，可以生產(chǎn)可用的超聲圖像，而使用組件的花費(fèi)只有商用超聲成像儀器花費(fèi)的一小部分。
[0097]在本說明書和權(quán)利要求中，術(shù)語“包含”和“包括”、“含有”及其變形都是指包括指定特征、步驟或整數(shù)。這些術(shù)語不應(yīng)解釋為排除本申請(qǐng)中的其它可能特征、步驟或整體。
[0098]在上文說明、下文權(quán)利要求書或附圖中所公開的特征，無論是在特定產(chǎn)品中、用于執(zhí)行所公開的功能的方法中或在用于獲得所公開的結(jié)果的方法或過程中所表述的特征，在適當(dāng)?shù)那闆r下，均可以單獨(dú)或以任意組合地用于將本申請(qǐng)的發(fā)明實(shí)現(xiàn)為多種產(chǎn)物。
[0099]雖然本發(fā)明的描述引用了示范性實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員而言閱讀本公開時(shí)，能夠得到多種顯而易見的等同改進(jìn)形式和變形。相應(yīng)地，本發(fā)明的上述示范性實(shí)施例應(yīng)看作是舉例說明，而不具有限制性?？梢栽诓幻撾x本發(fā)明的范圍的前提下，對(duì)所述實(shí)施例進(jìn)行各種變化。
[0100]上文中提及的所有參考文獻(xiàn)均以引用方式并入本申請(qǐng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.超聲成像儀器，包括: 超聲換能器，用于在一表面的第一側(cè)面上的多個(gè)位置和/或方位中的每一個(gè)位置和/或方位上分別執(zhí)行收集周期，在所述收集周期內(nèi)，所述超聲換能器向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射超聲能量并從所述目標(biāo)區(qū)域接收反射的超聲能量，所述目標(biāo)區(qū)域位于所述表面的與所述第一側(cè)面相對(duì)的第二側(cè)面； 處理單元，用于獲取表示每個(gè)收集周期內(nèi)所述超聲換能器接收的反射超聲能量的回波數(shù)據(jù)，以及表示每個(gè)收集周期內(nèi)所述超聲換能器在所述表面的第一側(cè)面上的位置和/或方位的位置/方位數(shù)據(jù)； 其中，所述處理單元用于，通過將所述位置/方位數(shù)據(jù)應(yīng)用到所述回波數(shù)據(jù)中，來將所述回波數(shù)據(jù)連貫地聚焦在分布于所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)上，從而生成所述目標(biāo)區(qū)域的超聲圖像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲成像儀器，其特征在于，所述超聲換能器為非聚焦超聲換能器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲成像儀器，其特征在于，所述超聲換能器的超聲發(fā)射面的寬度等于或小于3mm，或者小于10倍的信號(hào)波長。4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的超聲成像儀器，其特征在于，所述超聲換能器具有固定焦距。5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的超聲成像儀器，其特征在于，所述超聲換能器的焦距等于或小于5mm。6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的超聲成像儀器，其特征在于，所述儀器僅包括單個(gè)超聲換能器。7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的超聲成像儀器，其特征在于，所述多個(gè)點(diǎn)分布于目標(biāo)區(qū)域的多個(gè)深度。8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的超聲成像儀器，其特征在于，所述超聲圖像為所述目標(biāo)區(qū)域的二維超聲圖像。9.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的超聲成像儀器，其特征在于，所述超聲換能器包含在獨(dú)立于處理單元的超聲探針里。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲成像儀器，其特征在于，所述超聲探針包括: 頭部，所述超聲換能器安裝于該頭部；和 外殼，所述頭部可移動(dòng)地安裝至該外殼，從而允許所述超聲換能器沿預(yù)定軌跡相對(duì)于所述外殼移動(dòng)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的超聲成像儀器，其特征在于，所述超聲探針可人工操作，所述頭部可移動(dòng)地安裝在所述外殼上，從而允許使用者單手將所述超聲換能器沿預(yù)定軌跡相對(duì)于外殼移動(dòng)。12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的超聲成像儀器，其特征在于，所述頭部和外殼的大小允許使用者用一只手握住所述外殼，同時(shí)用另一只手將所述頭部相對(duì)于所述外殼移動(dòng)。13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的超聲成像儀器，其特征在于，所述頭部可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述外殼上，從而允許所述超聲換能器沿預(yù)定曲線軌跡相對(duì)于所述外殼移動(dòng)。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的超聲成像儀器，其特征在于，所述預(yù)定曲線軌跡相對(duì)于所述表面是凸出的。15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的超聲成像儀器，其特征在于: 由所述超聲換能器分別執(zhí)行收集周期的所述多個(gè)位置和/或方位，對(duì)應(yīng)于所述預(yù)定軌跡上的多個(gè)預(yù)定位置； 所述超聲換能器用于，基于代表所述頭部相對(duì)于所述外殼的位置和/或方位的信號(hào)，在所述預(yù)定軌跡上的每個(gè)所述預(yù)定位置執(zhí)行收集周期。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的超聲成像儀器，其特征在于，所述預(yù)定軌跡上的所述預(yù)定位置之間的平均距離是所述超聲換能器的超聲發(fā)射面的寬度的一半或小于其寬度。17.根據(jù)權(quán)利要求10至16中任一項(xiàng)所述的超聲成像儀器，其特征在于，所述處理單元用于生成所述目標(biāo)區(qū)域的多個(gè)超聲圖像，其中每個(gè)超聲圖像根據(jù)由所述超聲換能器分別沿所述預(yù)定軌跡的行程獲取的位置/方位數(shù)據(jù)和回波數(shù)據(jù)生成。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的超聲成像儀器，其特征在于，所述處理單元用于根據(jù)由所述超聲換能器分別沿所述預(yù)定軌跡的行程獲取的位置/方位數(shù)據(jù)和回波數(shù)據(jù)生成每個(gè)超聲圖像，而與所述超聲換能器沿所述預(yù)定軌跡移動(dòng)的方向無關(guān)。19.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的超聲成像儀器，其特征在于，所述超聲換能器包含在超聲探針里，所述超聲探針包含位置/方位數(shù)據(jù)單元，所述位置/方位數(shù)據(jù)單元用于產(chǎn)生代表每個(gè)收集周期內(nèi)所述超聲換能器在所述表面的第一側(cè)面上的位置和/或方位的位置/方位數(shù)據(jù)。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的超聲成像儀器，其特征在于，所述位置/方位數(shù)據(jù)單元包括: 位置和/或方位確定單元，用于產(chǎn)生代表所述頭部相對(duì)于所述外殼的位置和/或方位的信號(hào)；和 處理裝置，用于根據(jù)代表所述頭部相對(duì)于所述外殼的位置和/或方位的信號(hào)，產(chǎn)生所述位置/方位數(shù)據(jù)。21.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的超聲成像儀器，其特征在于，所述超聲換能器包含在超聲探針里，所述超聲探針包含回波數(shù)據(jù)獲取單元，用于產(chǎn)生代表每個(gè)收集周期內(nèi)所述超聲換能器接收的反射超聲能量的所述回波數(shù)據(jù)。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的超聲成像儀器，其特征在于，所述回波數(shù)據(jù)獲取單元包括: 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于將代表每個(gè)收集周期內(nèi)所述超聲換能器接收的反射超聲能量的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成代表每個(gè)收集周期內(nèi)所述超聲換能器接收的反射超聲能量的數(shù)字信號(hào)；和帶通濾波器，用于在所述模擬信號(hào)到達(dá)所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器之前過濾所述模擬信號(hào)； 其中，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器用于將所述帶通濾波模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述數(shù)字信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換的采樣率小于利用帶通采樣技術(shù)的帶通濾波模擬信號(hào)的帶寬的兩倍。23.用于生成超聲圖像的方法，所述方法包括: 在一表面的第一側(cè)面上的多個(gè)位置和/或方位中的每一個(gè)位置和/或方位上，分別執(zhí)行收集周期，其間，超聲換能器向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射超聲能量并從所述目標(biāo)區(qū)域接收反射的超聲能量，所述目標(biāo)區(qū)域位于所述表面的與所述第一側(cè)面相對(duì)的第二側(cè)面； 獲取代表每個(gè)收集周期內(nèi)所述超聲換能器接收的反射超聲能量的回波數(shù)據(jù)，以及代表每個(gè)收集周期內(nèi)所述超聲換能器在所述表面的第一側(cè)面上的位置和/或方位的位置/方位數(shù)據(jù)； 通過將所述位置/方位數(shù)據(jù)應(yīng)用到所述回波數(shù)據(jù)中，將所述回波數(shù)據(jù)連貫地聚焦在分布于所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)上，來生成所述目標(biāo)區(qū)域的超聲圖像。24.與本申請(qǐng)中參考附圖及如附圖所示的任一實(shí)施例所述實(shí)質(zhì)相同的儀器或方法。
【專利摘要】超聲成像儀器，包含處理單元，所述處理單元用于：通過將代表每個(gè)收集周期內(nèi)超聲換能器在表面的第一側(cè)面上的位置和/方位的位置和/或方位數(shù)據(jù)，應(yīng)用到代表每個(gè)收集周期內(nèi)超聲換能器接收的反射超聲能量的回波數(shù)據(jù)上，將回波數(shù)據(jù)連貫地聚焦在分布于目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)上，從而生成目標(biāo)區(qū)域的超聲圖像。
【IPC分類】A61B8/13, A61B8/00, A61B8/14
【公開號(hào)】CN105407810
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480026338
【發(fā)明人】杰弗里-艾倫·尼沙姆, 大衛(wèi)-詹姆斯·格拉哈姆
【申請(qǐng)人】紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)
【公開日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2014年3月11日
【公告號(hào)】EP2967501A1, US9161742, US20140276067, WO2014140557A1