双频经颅彩色多普勒超声成像装置

1.本发明涉及超声检测及超声成像技术领域，尤其涉及一种双频经颅彩色多普勒超声成像装置。


背景技术：

2.经颅彩色双功超声检查(transcranial color-coded duplex sonography，tccd)为近年超声技术的新发展，应用低频相控阵探头结合二维灰阶成像、彩色多普勒、频谱多普勒技术直观超声检测颅内血管、脑实质结构。tccd能实时直观地显示颅内及颈部血管的二维结构及血流状况，更全面、准确地提供颅内血流动力学信息，弥补了其他影像技术在此方面的不足。
3.然而，目前的tccd为了确保能有足够的穿透深度，使用装有2.0mhz左右中心频率的探头，探头阵元数多为48-64阵元，由于探头频率较低，导致图像分辨率差，精准定位难，对于部分病人骨窗难以探及，在临床应用上具有局限性。
4.因此，亟需一种双频经颅彩色多普勒超声成像装置。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种双频经颅彩色多普勒超声成像装置，以解决上述现有技术中的问题，能够有效地提升检测效率，降低检测时间和成本。
6.本发明提供了一种双频经颅彩色多普勒超声成像装置，包括：
7.双频探头、操作手柄和线缆，所述双频探头设置在所述操作手柄前端，所述双频探头包括fpcb电路板和分布在所述fpcb电路板上的高频阵列和低频阵列，所述低频阵列用于颅内血管初步定位和深部血管成像检测，所述高频阵列用于高分辨tccd成像检测，其中，所述高频阵列包括多个高频阵元，所述低频阵列包括多个低频阵元，所述线缆设置在所述操作手柄后端，并且所述线缆连接到系统主机，所述线缆包括与各所述高频阵元对应的高频线缆和与各所述低频阵元对应的低频线缆，所述fpcb电路板的一端分别与各所述高频阵元和各所述低频阵元的正极连接，所述fpcb电路板的另一端通过导线分别与所述高频线缆和所述低频线缆连接，以使所述高频阵列连接到所述系统主机的高频工作通道上，所述低频阵列连接到所述系统主机的低频工作通道上，各所述高频阵元和各所述低频阵元的负极接地。
8.如上所述的双频经颅彩色多普勒超声成像装置，其中，优选的是，所述低频阵列和所述高频阵列均为一维线阵探头，所述低频阵列的阵元数为48-128个，工作频率范围为1mhz-3mhz；所述高频阵列的阵元数为48-128个，工作频率范围在3mhz-6mhz。
9.如上所述的双频经颅彩色多普勒超声成像装置，其中，优选的是，所述双频探头采用叉指结构。
10.如上所述的双频经颅彩色多普勒超声成像装置，其中，优选的是，所述fpcb电路板包括错位分布的上侧fpcb电路和下侧fpcb电路，各所述高频阵元分别连接到所述上侧fpcb
电路，各所述低频阵元分别连接到所述下侧fpcb电路。
11.如上所述的双频经颅彩色多普勒超声成像装置，其中，优选的是，所述双频探头采用上下对称分布结构。
12.如上所述的双频经颅彩色多普勒超声成像装置，其中，优选的是，所述fpcb电路板包括对称分布的上侧fpcb电路和下侧fpcb电路，各所述高频阵元分别连接到所述上侧fpcb电路，各所述低频阵元分别连接到所述下侧fpcb电路。
13.如上所述的双频经颅彩色多普勒超声成像装置，其中，优选的是，所述双频探头采用菱形分布结构。
14.如上所述的双频经颅彩色多普勒超声成像装置，其中，优选的是，所述fpcb电路板包括位于菱形的fpcb电路板两个相邻边边缘的第一fpcb电路和第二fpcb电路，各所述高频阵元分别连接到所述第一fpcb电路，各所述高频阵元分别连接到所述第二fpcb电路。
15.如上所述的双频经颅彩色多普勒超声成像装置，其中，优选的是，所述双频探头的上表面通过粘接银胶或者导电线缆的方式，实现各所述高频阵元和各所述低频阵元的共地连接。
16.如上所述的双频经颅彩色多普勒超声成像装置，其中，优选的是，所述双频探头采用压电陶瓷、压电单晶或压电复合材料制成，并且所述双频探头的表面设置有声透镜。
17.本发明的双频经颅彩色多普勒超声成像装置，通过低频阵列进行颅内血管初步定位和深部血管成像检测，通过高频阵列进行高分辨tccd成像检测，且由于两者集成在同一探头内，可有效地提升检测效率，降低检测时间和成本。
附图说明
18.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
19.图1为本发明提供的双频经颅彩色多普勒超声成像装置的实施例的结构示意图；
20.图2为本发明提供的双频经颅彩色多普勒超声成像装置的实施例的双频探头的叉指结构示意图；
21.图3为本发明提供的双频经颅彩色多普勒超声成像装置的实施例的双频探头的叉指结构的内部连线示意图；
22.图4为本发明提供的双频经颅彩色多普勒超声成像装置的实施例的双频探头的上下对称分布结构示意图；
23.图5为本发明提供的双频经颅彩色多普勒超声成像装置的实施例的双频探头的菱形分布结构示意图。
24.附图标记说明：1-双频探头，2-操作手柄，3-线缆，4-fpcb电路板，5-高频阵列，6-低频阵列。
具体实施方式
25.现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且
向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
26.本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
27.在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。
28.本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
29.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
30.如图1-图4所示，本实施例提供的双频经颅彩色多普勒超声成像装置包括：双频探头1、操作手柄2和线缆3，所述双频探头1设置在所述操作手柄2前端，所述双频探头1包括fpcb电路板4和分布在所述fpcb电路板4上的高频阵列5和低频阵列6，所述低频阵列6用于颅内血管初步定位和深部血管成像检测，所述高频阵列5用于高分辨tccd成像检测，其中，所述高频阵列5包括多个高频阵元，所述低频阵列6包括多个低频阵元，所述线缆3设置在所述操作手柄2后端，并且所述线缆3连接到系统主机，如图3所示，所述线缆3包括与各所述高频阵元对应的高频线缆和与各所述低频阵元对应的低频线缆，所述fpcb电路板4的一端分别与各所述高频阵元和各所述低频阵元的正极连接，所述fpcb电路板4的另一端通过导线分别与所述高频线缆和所述低频线缆连接，以使所述高频阵列5连接到所述系统主机的高频工作通道上，所述低频阵列6连接到所述系统主机的低频工作通道上，各所述高频阵元和各所述低频阵元的负极接地。
31.其中，所述fpcb电路板4为柔性fpcb电路板，以便于分别控制高频阵列5和低频阵列6工作。通过fpcb电路板4、高频线缆、低频线缆和导线、实现了探头高频阵列5和低频阵列6的分立排布和连接。
32.进一步地，所述低频阵列6和所述高频阵列5均为一维线阵探头，所述低频阵列6的阵元数为48-128个，工作频率范围为1mhz-3mhz；所述高频阵列5的阵元数为48-128个，工作频率范围在3mhz-6mhz。需要说明的是，本发明对低频阵列6和所述高频阵列5各自所包含的阵元数及对应的工作频率不作具体限定。
33.进一步地，所述双频探头1的上表面通过粘接银胶或者导电线缆的方式，实现各所述高频阵元和各所述低频阵元的共地连接。
34.更进一步地，所述双频探头1采用压电陶瓷(pzt)、压电单晶(pmn-pt)或压电复合材料制成，并且所述双频探头1的表面设置有声透镜，以对双频探头1进行密封和保护。
35.在工作中，首先将双频探头1通过线缆3与系统主机相连；然后，在系统主机端选择低频工作模式，系统选通与低频阵列6连接的低频工作通道工作而与高频阵列5对应的高频工作通道不工作，此时将双频探头1的低频阵列端放置到病患颅脑检测部位，利用低频阵元进行探头激励和回波成像及doppler探测，供检测人员判断相应的血管位置、深度和流速等，若血管深度超出了高频阵元的检测深度(例如为4cm-5cm)，则保存相应检测结果作为诊断结果。如果血管的位置在高频阵元所能够探测到的深度，则继续选择高频检测模式，此时双频探头1中低频阵列6所对应的低频工作通道断开，双频探头1对应的高频阵列5所对应的高频工作通道开始进行工作。根据低频检测时找到的位置和结果，在检测模式下设置相应的高频成像聚焦深度和范围，进行高分辨的tccd检测，保存相应结果。最终根据低频tccd检测结果和高频tccd结果，进行综合分析。
36.本发明通过在一个tccd探头中集成两组不同频率的换能器线阵，配合相应的成像系统和检测过长，实现先利用双频探头1中的低频阵列进行初查，利用低频超声衰减小，穿透深的特点，进行目标部位大范围的成像检测，以对要探测的颅内血管的位置进行定位，然后再利用双频探头1中的高频阵列进行高分辨率tccd检查，此时可根据低频阵列所探测到的位置信息，优化设置系统成像参数，优化的成像参数例如可以为：激励探头的激励脉冲(高频阵元采用较高频脉冲激励，低频阵元采用较低频率激励，以提高产生的声波强度)、设置不同的滤波器(根据高、低频阵元各自的中心频率设置不同的带通滤波器，以提高信噪比)。此外，还可以设置不同的增益参数如时间增益tgc，同探测位置的高频阵元工作时的时间增益要高于低频阵元等，通过进行高分辨的tccd检查来显示颅内及颈部血管的二维结构及血流状况，从而能够更全面、准确地提供颅内血流动力学信息，有助于提高临床诊断的效率。
37.本发明在一实施方式中，如图2所示，所述双频探头1采用叉指结构，这样可以保证在同样的pcb线精度加工条件下，不额外增加tccd探头的工作长度和宽度。对应地，如图3所示，所述fpcb电路板4包括错位分布的上侧fpcb电路和下侧fpcb电路，各所述高频阵元分别连接到所述上侧fpcb电路，各所述低频阵元分别连接到所述下侧fpcb电路。由于其采用了叉指结构，因此在从低频检测模式转换到高频检测模式时无需移动双频探头1的位置。
38.进一步地，本发明在另一实施方式中，如图4所示，所述双频探头1采用上下对称分布结构。对应地，所述fpcb电路板4包括对称分布的上侧fpcb电路和下侧fpcb电路，各所述高频阵元分别连接到所述上侧fpcb电路，各所述低频阵元分别连接到所述下侧fpcb电路。在从低频检测模式转换到高频检测模式时，需将双频探头1的顶端和底端的位置对调。
39.进一步地，本发明在又一实施方式中，如图5所示，所述双频探头1采用菱形分布结构。对应地，所述fpcb电路板4包括位于菱形的fpcb电路板两个相邻边边缘的第一fpcb电路和第二fpcb电路，各所述高频阵元分别连接到所述第一fpcb电路，各所述高频阵元分别连接到所述第二fpcb电路。需要说明的是，本发明对双频探头1的结构不作具体限定，本发明在其他实施方式中，双频探头1可以是上下两组、同侧并排、上下棱形两侧等结构。在从低频检测模式转换到高频检测模式时，需将双频探头1的相邻两个边的位置对调。
40.本发明实施例提供的双频经颅彩色多普勒超声成像装置，通过低频阵列进行颅内血管初步定位和深部血管成像检测，通过高频阵列进行高分辨tccd成像检测，且由于两者集成在同一探头内，可有效地提升检测效率，降低检测时间和成本。
41.至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
42.虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。