專利名稱：用于聲波的豎直焦點控制的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聲成像方法、聲成像設(shè)備，更具體而言涉及采用可調(diào)節(jié)流
體透鏡進行聲波的豎直焦點控制(elevation focus control)的方法和設(shè) 備。
背景技術(shù)：
聲波(具體而言包括超聲波)在很多科學(xué)或技術(shù)領(lǐng)域中都是有用的， 例如醫(yī)療診斷、機械部件的無損控制和水下成像等。聲波能夠進行作為光 學(xué)觀察的補充的診斷和控制，這是因為聲波可以在對電磁波不透明的介質(zhì) 中傳播。
聲成像設(shè)備包括采用傳統(tǒng)一維("ID")聲換能器陣列的設(shè)備和采用完 全采樣的二維("2D")聲換能器陣列的設(shè)備，后一種聲換能器陣列采用了 微束形成技術(shù)。
在采用1D聲換能器陣列的設(shè)備中，常常通過設(shè)置聲換能器元件來優(yōu)化 在單個平面內(nèi)的聚焦情況。這允許在軸向(即傳播方向)和橫向維度(即 沿著1D陣列的方向)對所發(fā)送和接收的聲壓波進行聚焦。面外(豎直)聚 焦通常是由聲換能器的幾何結(jié)構(gòu)固定的，即，聲換能器元件的豎直高度控 制著陣列在豎直維度中的自然焦點。對于大部分醫(yī)療應(yīng)用而言，只能通過 在聲換能器陣列前方增加固定透鏡以將大部分聲能聚焦在標稱焦深或通過 改變元件在豎直高度中的幾何結(jié)構(gòu)來改變面外(豎直)焦點。令人遺憾的 是，這種折中的做法常常會導(dǎo)致不同深度處的豎直聚焦不太理想。而且， 這樣就不能實時地調(diào)節(jié)豎直方向上的焦點，這又導(dǎo)致了作為深度函數(shù)的不 同研究體積。結(jié)果得到的是被"面外"信息或"混雜信號"污染的圖像。
針對該問題已經(jīng)提出了幾種技術(shù)方案，包括增加元件數(shù)量(1. 5D陣列、 2D陣列)或者可調(diào)節(jié)的透鏡材料(流變延遲結(jié)構(gòu))，但每種方案都不能被普 遍接受。增加元件數(shù)量僅能在每個元件是可單獨尋址的情況下成功，這極大地增加了相關(guān)電子線路的成本。諸如流變材料之類的可調(diào)節(jié)延遲也不是 最佳解決方案，這是因為額外需要在每個元件上獨立調(diào)節(jié)延遲，而且還增 大了復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，希望提供一種聲成像裝置，其允許實時調(diào)節(jié)豎直焦點，以便能 以期望的豎直聚焦在不同深度傳輸最大能量。還希望提供這樣一種裝置，
其允許用普通的1D聲換能器陣列并增加額外的"面外"聚焦來容易地切換。
在本發(fā)明的一個方面中， 一種聲成像設(shè)備包括聲探針，其包括具 有設(shè)置成一維陣列的多個聲換能器元件的聲換能器，以及耦合到所述聲換 能器的可變折射聲透鏡，所述可變折射聲透鏡具有至少一對電極，所述至 少一對電極適于響應(yīng)于施加在電極上的選定電壓來調(diào)節(jié)所述可變折射聲透 鏡的至少一個特征；耦合到所述聲換能器的聲信號處理器；適于向所述一 對電極施加選定電壓的可變電壓源；以及控制器，其適于控制所述可變電 壓源，以向所述一對電極施加選定電壓。
在本發(fā)明的另一方面中， 一種聲探針包括聲換能器，其包括設(shè)置成 一維陣列的多個聲換能器元件；以及耦合到所述聲換能器的可變折射聲透 鏡，所述可變折射聲透鏡具有至少一對電極，所述至少一對電極適于響應(yīng) 于施加在電極上的選定電壓來調(diào)節(jié)所述可變折射聲透鏡的至少一個特征。
在本發(fā)明的另一方面中， 一種利用聲波進行測量的方法包括(1)向 患者施加聲探針；(2)控制所述聲探針的可變折射聲透鏡以聚焦在期望的 豎直焦點處；(3)在聲換能器處從所述可變折射聲透鏡接收來自對應(yīng)于所 述期望豎直焦點的目標區(qū)域的返回聲波；以及(4)從所述聲換能器輸出對 應(yīng)于所接收的聲波的電信號。


圖1A-B示出了聲探針的一個實施例，其包括耦合到聲換能器的可變折 射聲透鏡；
圖2示出了控制圖2的聲成像設(shè)備的豎直焦點的方法的一個實施例的 流程圖；以及
8圖3示出了另一聲成像設(shè)備的實施例的方框圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參考示出了本發(fā)明優(yōu)選實施例的附圖在下文中更充分地描述本 發(fā)明。然而，本發(fā)明可以實現(xiàn)為不同形式，并且不應(yīng)將本發(fā)明理解為僅限 于本文所述的實施例。相反，這些實施例是作為本發(fā)明的教導(dǎo)范例提供的。
可變焦流體透鏡技術(shù)最初是為了讓光能夠通過填充有流體的具有特定 折射率的空腔的物理邊界的變化而被聚焦所發(fā)明的方案(參見專利合作條 約(PCT)公開文本W(wǎng)0 2003/069380，在此通過引用將其全文并入，如同本 文完整闡述一般)。被稱為電潤濕的工藝實現(xiàn)了流體表面的運動，在該工藝 中，通過在導(dǎo)電電極上施加電壓來移動空腔內(nèi)的流體。表面拓撲的這種變 化允許光以特定方式折射從而改變傳播路線，由此使光聚焦。
同時，超聲波在流體介質(zhì)中傳播。實際上，常常將人體稱為不能支持 除壓縮波之外的高頻聲波的流體。在這種意義上，波不僅對由體組織中傳 播聲速的差異造成的失真敏感，而且還對界面處聲速的突變造成的失真敏 感。在PCT公開文本W(wǎng)0 2005/122139中利用了這種性質(zhì)，在此通過引用將 其全文并入，如同本文完整闡述一般。PCT公開文本W(wǎng)O 2005/122139公開 了如下方法使用可變焦流體透鏡來聚焦射向和來自聲換能器的超聲波， 其中可變焦流體透鏡與接觸該透鏡的體組織相比，聲音在二者中的聲速不 同。然而，PCT公開文本W(wǎng)O 2005/122139未披露或教導(dǎo)將可變焦流體透鏡 技術(shù)應(yīng)用于1D聲換能器陣列來進行聲波的豎直焦點控制。
下文公開的是聲學(xué)裝置的一個或多個實施例，該聲學(xué)裝置包括產(chǎn)生 聲波的聲發(fā)生器；聲界面，其能夠以可變方式折射聲波；以及用于將聲波 從聲發(fā)生器引導(dǎo)到聲界面的裝置。有利地，聲界面包括位于兩個獨立的流 體介質(zhì)之間的邊界以及用于直接向流體介質(zhì)之一的至少一部分施加力的裝 置，其中，聲波在這兩種流體介質(zhì)中具有不同的聲速，施加力是為了有選 擇地誘發(fā)邊界的至少一部分發(fā)生位移。
圖1A-B示出了聲探針100的一個實施例，其包括耦合到聲換能器20 的可變折射聲透鏡IO。有利地，如下文更詳細所述，可變折射聲透鏡10具 有沿著傳播軸("焦點")并垂直于該平面("屈折")改變聲波的豎直焦點的能力?？勺冋凵渎曂哥R10包括外殼110、耦合元件120、第一和第二流 體介質(zhì)141和142、第一電極150和至少一個第二電極160a。外殼110例 如可以是圓柱形的。有利地，外殼110的頂端和底端基本對聲波是透明的， 而聲波不能穿透外殼110的側(cè)壁。有利地，通過一個或多個聲匹配層130 將聲換能器20耦合到外殼110的底部。
在一個實施例中，聲探針100適于工作在透射模式和接收模式下。在 這種情況下，在透射模式下，聲換能器20將輸入到其中的電信號轉(zhuǎn)換成輸 出的聲波。在接收模式下，聲換能器20將接收的聲波轉(zhuǎn)換成輸出的電信號。 聲換能器20是聲波現(xiàn)有技術(shù)中公知的類型。有利地，聲換能器20包括1D 陣列的聲換能器元件。
在備選實施例中，聲探針100可以被改為工作在只接收模式下。在這 種情況下，單獨提供發(fā)射換能器。
有利地，在外殼110的一個端部上設(shè)置耦合元件120。將耦合元件120 設(shè)計成在被壓到諸如人體等主體上時形成接觸區(qū)。有利地，耦合元件120 包括填充有耦合固態(tài)物質(zhì)(如聚酯薄膜)的柔性密封袋(即聲窗)或與主 體的聲阻抗基本相等的塑料膜。
外殼110包圍了一個體積為V的密封空腔，在該空腔中提供了第一和 第二流體介質(zhì)141和142。在一個實施例中，例如，外殼110內(nèi)的空腔體積 V的直徑大約是0.8cm，高度(即沿著外殼110的軸)大約是lcm。
有利地，聲音在第一和第二流體介質(zhì)141和142中的速度是互不相同 的(即，聲波在流體介質(zhì)141中傳播的速度與在流體介質(zhì)142中傳播的速 度不同)。而且，第一和第二流體介質(zhì)141和142彼此不易混溶。這樣，在 空腔中它們始終保持獨立的流體相。第一和第二流體介質(zhì)141和142之間 的分開處是沒有任何固體部分的接觸表面或彎月面，其界定了第一和第二 流體介質(zhì)141和142之間的邊界。同樣有利地，兩種流體介質(zhì)141、 142之 一是導(dǎo)電的，而另一種流體介質(zhì)基本不導(dǎo)電或者是電絕緣的。
在一個實施例中，第一流體介質(zhì)141主要由水構(gòu)成。例如，它可以是 鹽溶液，其離子含量高到足以具有電極性或?qū)щ?。在這種情況下，第一流 體介質(zhì)141可以含有鉀離子和氯離子，兩者的濃度例如都是lmol. r'?；蛘?， 它可以是水和乙醇的混合物，由于存在諸如納或鉀等離子(例如濃度為0. lmol.r1)，因此基本具有導(dǎo)電性。第二流體介質(zhì)142例如可以包括對電 場不敏感的硅酮油。有利地，聲音在第一流體介質(zhì)141中的速度可以是 1480m/s，而聲音在第二流體介質(zhì)142中的速度可以是1050m/s。
有利地，在外殼110中設(shè)置第一電極150，使其與兩種流體介質(zhì)141、 142中的導(dǎo)電的一種接觸。在圖1A-B的范例中，假設(shè)流體介質(zhì)141是導(dǎo)電 的流體介質(zhì)，而流體介質(zhì)142是基本不導(dǎo)電的流體介質(zhì)。然而，應(yīng)當理解， 流體介質(zhì)141可以是基本不導(dǎo)電的流體介質(zhì)，而流體介質(zhì)142可以是導(dǎo)電 的流體介質(zhì)。在這種情況下，第一電極150將被設(shè)置成與流體介質(zhì)142接 觸。同樣在這種情況下，圖1A-B中所示的接觸彎月面的凹狀將會反過來。
同時，沿著外殼110的橫向(側(cè))壁設(shè)置第二電極160a。任選地，沿 著外殼110的橫向(側(cè))壁(或多個壁)設(shè)置兩個或更多個第二電極160a、 160b等。電極150和160a連接到可變電壓源(圖1A-B中未示出)的兩個 輸出端。
如下所述，在操作方面，可變折射聲透鏡10與聲換能器20協(xié)作工作。 在圖1A的示范性實施例中，當可變電壓源在電極150和160之間施加的電 壓為零時，第一和第二流體介質(zhì)141和142之間的接觸表面為彎月面Ml。 外殼110的側(cè)壁內(nèi)側(cè)的表面性質(zhì)以公知方式?jīng)Q定了彎月面的形狀。于是， 它的形狀大致為球的一部分，尤其是在第一和第二流體介質(zhì)141和142的 密度基本相等的情況下。因為聲波W在第一和第二流體介質(zhì)141和142中 具有不同的傳播速度，因此填充有第一和第二流體介質(zhì)141和142的體積V 充當著聲波W的會聚透鏡。這樣，在穿過第一和第二流體介質(zhì)141和142 之間的接觸表面后，進入探針100的聲波W的發(fā)散性得到減弱?？勺冋凵?聲透鏡10的焦距是聲換能器20到聲波發(fā)源點的距離，使得在聲波入射到 聲換能器20之前被透鏡可變折射聲透鏡20變成平面形。
在將可變電壓源施加到電極150和160之間的電壓設(shè)置為正值或負值 時，由于電極150與160之間的電場作用，改變了彎月面的形狀。具體而 言，在第一流體介質(zhì)141的與第一和第二流體介質(zhì)141和142間的接觸表 面相鄰的部分上施加了力。由于第一流體介質(zhì)141的極性，因此它往往會 移動得較靠近電極160，使得第一和第二流體介質(zhì)141和142之間的接觸表 面平坦化，如圖1B的示范性實施例所示。在圖1B中，M2表示在將電壓設(shè)置成非零值時接觸表面的形狀。將接觸表面形狀的這種電控制變化稱為電
潤濕。在第一流體介質(zhì)141導(dǎo)電的情況下，當施加電壓時，第一和第二流 體介質(zhì)141和142之間的接觸表面形狀的變化與前述相同。由于接觸表面 平坦化了，因此在電壓非零時增大了可變折射聲透鏡10的焦距。
有利地，在圖1A-B的范例中，在流體介質(zhì)141主要由水構(gòu)成的情況下， 那么至少外殼110的底壁涂有親水涂層170。當然，在流體介質(zhì)142主要由 水構(gòu)成的不同范例中，那么作為代替的是外殼110的頂壁涂有親水涂層 170。
同時，PCT公開文本W(wǎng)0 2004051323詳細描述了如何使可變折射流體透 鏡的彎月面傾斜，在此通過引用將其全文并入，如同本文完整闡述一般。
有利地，如下文更詳細介紹的，耦合到聲換能器20的可變折射聲透鏡 IO的組合能夠取代傳統(tǒng)的ID換能器陣列，額外的優(yōu)點是實時調(diào)節(jié)豎直焦點， 以便能夠以期望的豎直聚焦在不同深度處傳輸最大的能量。
圖2是聲成像設(shè)備200的實施例的方框圖，該聲成像設(shè)備200使用了 包括耦合到聲換能器的可變折射聲透鏡的聲探針，以提供實時豎直焦點控 制。聲成像設(shè)備200包括處理器/控制器210、發(fā)射信號源220、發(fā)射/接收 開關(guān)230、聲探針240、濾波器250、增益/衰減器級260、聲信號處理級270、 豎直焦點控制器280和可變電壓源290。同時，聲探針240包括耦合到聲換 能器244的可變折射聲透鏡242。
如上文參考圖1所述，可以將聲探針240實現(xiàn)為聲探針100。在這種情 況下，有利地，可變折射聲透鏡242的兩種流體141、 142具有匹配的阻抗， 但聲速不同。這會允許聲波最快地向前傳播，同時允許對波束方向加以控 制。有利地，選擇流體141、 142的聲速，使聲波聚焦和折射的靈活性最大 化。
有利地，聲換能器元件244包括1D陣列的聲換能器元件。
在操作方面，聲成像設(shè)備200按照下述進行工作。
豎直焦點控制器280對由可變電壓源290施加到可變折射聲透鏡242 的電極的電壓進行控制。如上所述，這又控制了可變折射聲透鏡242的"焦 距"。
當可變折射聲透鏡242中的兩種流體界定的彎月面的表面達到正確拓
12撲時，處理器/控制器210控制發(fā)射信號源220來產(chǎn)生要被施加到聲換能器 244的期望電信號，從而產(chǎn)生期望的聲波。在一種情況下，可以控制發(fā)射信 號源220來產(chǎn)生工作在M模式下的短時間(寬帶)信號，可能是短聲脈沖 群，以實現(xiàn)進行其他成像技術(shù)的脈沖波多普勒或其他相關(guān)信號。典型的應(yīng) 用可以是在固定豎直焦點被調(diào)節(jié)到臨床感興趣區(qū)域時對平面進行成像。另 一種應(yīng)用可以是利用多個焦距對平面成像，調(diào)節(jié)豎直焦點以使傳輸?shù)捷S焦 點區(qū)域的能量最大化。聲信號可以是時域分辨信號，例如普通回波、M模式 或PW多普勒，甚至是非時域分辨信號，例如CW多普勒。
在圖2的實施例中，聲探針240適于工作在透射模式和接收模式下。 如上所述，在備選實施例中，聲探針240可以適于工作在只接收模式下。 在這種情況下，獨立提供發(fā)射換能器，并可以省略發(fā)射/接收開關(guān)230。
圖3示出了控制圖2的聲成像設(shè)備200的豎直焦點的方法300的一個 實施例的流程圖。
在第一步驟305中，將聲探針240耦合到患者。
然后，在步驟310中，豎直焦點控制器280對由可變電壓源290施加 到可變折射聲透鏡242的電極的電壓進行控制，以在目標高度處聚焦。
接下來，在步驟315中，處理器/控制器210控制發(fā)射信號源220和發(fā) 射/接收開關(guān)230，以向聲換能器244施加期望的電信號?？勺冋凵渎曂哥R 242與聲換能器244協(xié)同工作以產(chǎn)生聲波并將聲波聚焦在患者的目標區(qū)域， 包括目標高度。
隨后，在步驟320中，可變折射聲透鏡242與聲換能器244協(xié)同工作 以接收從患者的目標區(qū)域返回的聲波。此時，處理器/控制器210控制發(fā)射 /接收開關(guān)230，以將聲換能器244連接到濾波器250，從而從聲換能器244 向濾波器350輸出電信號。
接下來，在步驟330中，濾波器250、增益/衰減器級260和聲信號處 理級270 —起工作以調(diào)節(jié)來自聲換能器244的電信號并產(chǎn)生從其接收的聲 數(shù)據(jù)。
然后，在步驟340中，將所接收的聲數(shù)據(jù)存儲在聲成像設(shè)備200的聲 信號處理級270的存儲器(未示出)中。
接下來，在步驟345中，處理器/控制器210判斷其是否在另一豎直平面中聚焦。如果是，那么在步驟350中，選擇新的豎直平面并在步驟310 重復(fù)該過程。如果不是，則在步驟355中，聲信號處理級270處理所接收 的聲數(shù)據(jù)(可能與處理器/控制器210協(xié)作)以產(chǎn)生并輸出圖像。
最后，在步驟360中，聲成像設(shè)備200輸出圖像。
通常，該方法300可以適于在聲波為時域分辨信號(例如普通回波、M 模式或PW多普勒)或甚至非時域分辨信號(例如CW多普勒)的情況下進 行測量。
盡管本文公開了優(yōu)選實施例，但很多變化都是可能的，并且這些變化 仍然在本發(fā)明的原理和保護范圍之內(nèi)。在閱讀了本文的說明書、附圖和權(quán) 利要求書之后，這些變化對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將會變得顯而易見。 因此，除了在所附權(quán)利要求的精神和保護范圍內(nèi)以外，本發(fā)明不受限制。
權(quán)利要求
1、一種聲成像設(shè)備(200)，包括聲探針(240，100)，包括聲換能器(244，20)，其具有設(shè)置成一維陣列的多個聲換能器元件，以及耦合到所述聲換能器(244，20)的可變折射聲透鏡(242，10)，所述可變折射聲透鏡(242，10)具有至少一對電極(150，160)，所述至少一對電極(150，160)適于響應(yīng)于施加在所述電極(150，160)上的選定電壓來調(diào)節(jié)所述可變折射聲透鏡(242，10)的至少一個特征；耦合到所述聲換能器(244)的聲信號處理器(270)；適于向所述一對電極(150，160)施加選定電壓的可變電壓源(290)；以及控制器(210)，其適于控制所述可變電壓源(290)，以向所述一對電極(150，160)施加所述選定電壓。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲成像設(shè)備(200)，還包括 發(fā)射信號源(220);以及適于選擇性地將所述聲換能器(244)耦合到所述發(fā)射信號源(220) 和所述聲信號處理器(270)的發(fā)射/接收開關(guān)(230)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲成像設(shè)備(200)，其中所述可變折射聲透 鏡(242)包括空腔；設(shè)置于所述空腔內(nèi)的第一和第二流體介質(zhì)(141， 142);以及 所述第一和第二電極(150， 160)，其中聲波在所述第一流體介質(zhì)(141)中的聲速與所述聲波在所述第二 流體介質(zhì)(142)中的對應(yīng)聲速不同，其中所述第一和第二流體介質(zhì)(141， 142)相互不混溶，并且 其中所述第一流體介質(zhì)(141)與所述第二流體介質(zhì)(142)具有基本不同的電導(dǎo)率。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的聲成像設(shè)備(200)，其中所述第一和第二流 體介質(zhì)具有基本相等的密度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的聲成像設(shè)備(200)，其中所述可變折射聲透 鏡包括外殼(110)，該外殼(110)界定了所述空腔，并且其中所述一對電 極中的第一個電極設(shè)置于所述外殼(110)的底部或頂部，而所述一對電極 中的第二個電極設(shè)置于所述外殼(110)的橫向側(cè)壁。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的聲成像設(shè)備(200)，其中將所述一對電極中 的第一個電極(150)設(shè)置成與所述第一和第二流體介質(zhì)(141， 142)中具 有較大電導(dǎo)率的那種流體介質(zhì)相接觸，并且所述一對電極中的第二個電極(160)與所述第一和第二流體介質(zhì)(141， 142)中具有較大電導(dǎo)率的那種流體介質(zhì)隔離。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲成像設(shè)備(200)，其中所述可變折射聲透 鏡(242， 20)通過至少一個聲匹配層(130)耦合到所述聲換能器(244， 10)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲成像設(shè)備(200)，其中響應(yīng)于施加于所述 電極(150， 160)上的所述選定電壓而被調(diào)節(jié)的所述可變折射聲透鏡(242， 10)的所述至少一個特征包括所述可變折射聲透鏡(242， 10)的焦點和高 度。
9、 一種聲探針(100)，包括聲換能器(20)，其包括設(shè)置成一維陣列的多個聲換能器元件；以及 耦合到所述聲換能器的可變折射聲透鏡(10)，所述可變折射聲透鏡 (10)具有至少一對電極(150， 160)，所述至少一對電極適于響應(yīng)于施加 在所述電極(150， 160)上的選定電壓來調(diào)節(jié)所述可變折射聲透鏡(10)的至少一個特征。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的聲探針(100)，其中所述可變折射聲透鏡(10)包括空腔；設(shè)置于所述空腔內(nèi)的第一和第二流體介質(zhì)(141， 142);以及 所述一對電極(150， 160)，其中聲波在所述第一流體介質(zhì)(141)中的聲速與所述聲波在所述第二流體介質(zhì)(142)中的對應(yīng)聲速不同，其中所述第一和第二流體介質(zhì)(141， 142)相互不混溶，并且 其中所述第一流體介質(zhì)(141)與所述第二流體介質(zhì)(142)具有基本不同的電導(dǎo)率。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的聲探針(100)，其中所述第一和第二流體 介質(zhì)(141， 142)具有基本相等的密度。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的聲探針(100)，其中所述可變折射聲透鏡 (10)包括外殼(110)，該外殼(110)界定了所述空腔，并且其中所述一對電極中的第一個電極(150)設(shè)置于所述外殼(110)的底部或頂部，而 所述一對電極中的第二個電極(160)設(shè)置于所述外殼(110)的橫向側(cè)壁。
13、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的聲探針(100)，其中將所述一對電極中的 第一個電極(150)設(shè)置成與所述第一和第二流體介質(zhì)(141， 142)中具有 較大電導(dǎo)率的那種流體介質(zhì)相接觸，并且所述一對電極中的第二個電極(160)與所述第一和第二流體介質(zhì)(141， 142)中具有較大電導(dǎo)率的那種 流體介質(zhì)隔離。
14、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的聲探針(100)，其中所述可變折射聲透鏡 (242， 10)通過至少一個聲匹配層(130)耦合到所述聲換能器元件(244，20)。
15、根據(jù)權(quán)利要求9所述的聲探針(100)，其中響應(yīng)于施加于所述電 極(150， 160)上的所述選定電壓而被調(diào)節(jié)的所述可變折射聲透鏡(242， 10)的所述至少一個特征包括所述可變折射聲透鏡(242， 10)的焦點和高 度。
16、 一種利用聲波進行測量的方法(300)，所述方法包括(1) 向患者施加聲探針(305);(2) 控制所述聲探針的可變折射聲透鏡以聚焦在期望的豎直焦點處 (310);(3) 在聲換能器處從所述可變折射聲透鏡接收來自對應(yīng)于所述期望的 豎直焦點的目標區(qū)域的返回聲波(320);以及(4) 從所述聲換能器輸出對應(yīng)于所接收的聲波的電信號(330)。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法(300)，還包括(5) 利用所述換能器(330)輸出的所述電信號生成所接收的聲數(shù)據(jù)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法(300)，還包括(6) 將所接收的聲數(shù)據(jù)存儲到存儲器中(340);(7) 確定是否聚焦在另一豎直焦點處(345);(8) 在選擇了另一豎直焦點時，針對新的豎直焦點重復(fù)步驟(1)到(7) (350);以及(9) 在未選擇更多豎直焦點時，處理所存儲的聲數(shù)據(jù)并利用所處理的 聲數(shù)據(jù)輸出圖像(355)。
19、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法(300)，在步驟(3)之前還包括 向耦合到所述可變折射聲透鏡的所述聲換能器施加電信號，以產(chǎn)生聚焦在 所述期望豎直焦點處的聲波(315)。
20、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法(300)，其中控制所述可變折射聲透鏡以聚焦在目標區(qū)域中的步驟(310)包括向所述可變折射聲透鏡(242， 10)的電極(150， 160)施加電壓，以便使設(shè)置于所述可變折射聲透鏡(242， 10)的外殼(110)中的兩種流體(141， 142)相對于彼此發(fā)生位移，其中 所述兩種流體(141， 142)具有彼此不同的聲波傳播速度。
全文摘要
一種聲探針(100)，包括聲換能器(20)，其包括設(shè)置成一維陣列的多個聲換能器元件；以及耦合到所述聲換能器的可變折射聲透鏡(10)。該可變折射聲透鏡具有至少一對電極(150，160)，該至少一對電極適于響應(yīng)于在電極上施加的選定電壓來調(diào)節(jié)可變折射聲透鏡的焦點。在一個實施例中，該可變折射聲透鏡包括空腔、設(shè)置于空腔內(nèi)的第一和第二流體介質(zhì)(141，142)以及一對電極。聲波在第一流體介質(zhì)中的聲速與聲波在第二流體介質(zhì)中的聲速不同。第一和第二流體介質(zhì)彼此不相混溶，并且第一流體介質(zhì)具有與第二流體介質(zhì)基本不同的電導(dǎo)率。
文檔編號G10K11/30GK101632116SQ200780015672
公開日2010年1月20日 申請日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月2日
發(fā)明者B·H·W·亨德里克斯, C·S·霍爾, C·T·錢, F·蘇伊吉維爾, S·凱珀 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司