超声换能器使用中超声能量振幅最大的点(该点通常称为超声换能器的“自然焦点”)之间的距离。
[0032]例如，所述超声换能器的焦距可以小于所述成像区域的深度的十分之一。例如，所述超声换能器的焦距可以为5mm或更小(例如在图像成形平面上5mm或更小)。
[0033]所述超声换能器的波束宽度优选地较大，例如波束宽度为10度或更大(例如在所述预定轨迹所在平面内测量)，其中波束宽度可以定义为发射声场内半功率点之间的角度所述超声换能器可以包括活不包括用于聚焦所述超声换能器产生的超声能量的聚焦装置，例如声波透镜。本申请中，配置聚焦装置的超声换能器可以称为“聚焦”超声换能器，而未配置聚焦装置的超声换能器可以称为“非聚焦”超声换能器。根据本发明的第一方面，超声成像仪器中的超声换能器优选为非聚焦换能器，因为这将有利于降低复杂度和成本。
[0034]因此，所述超声换能器优选地具有固定焦距。
[0035]为了实现短焦距和大波束宽度，超声换能器优选地具有小超声发射面。例如，所述超声发射面的宽度可以为3_或更小，或小于10倍信号波长。优选地，该宽度在所述预定轨迹所在平面上和/或图像成形平面上测量，以在上述平面内实现大波束宽度。由此而论，“信号波长”可以是发射进入所述目标区域的所述超声能量的波长。
[0036]优选地，在与所述预定轨迹相垂直的平面上测量所述超声发射面的长度，所述超声发射面的长度大于宽度，例如为了实现此平面上的窄波束。所述超声发射面的长度可以为12mm或更小，并且优选地在6mm至12mm之间。
[0037]优选地，所述仪器仅包括单一的超声换能器。优选地，所述单一的超声换能器仅包括单一的超声换能器元件。所述超声成像仪器可以包含位置/方位数据单元，用于在每个收集周期内产生表示所述超声换能器在所述表面的第一侧面上的的位置和/或方位的位置/方位数据，例如以便所述处理单元可以随后获取位置/方位数据。所述位置/方位数据单元可以包含在所述超声探针里，并且优选地包含在所述探针的所述头部(见上文)。
[0038]举例来说，所述位置/方位数据可以包含处理装置，例如微处理器。
[0039]举例来说，所述位置/方位数据单元可以包含位置/方位确定单元，用于产生代表所述头部相对于所述外壳的位置和/或方位的信号。在这种情况下，所述位置/方位数据单元的处理装置可以基于上述信号产生位置/方位数据。
[0040]假设所述头部是可旋转地安装在所述外壳上(见上文)，则所述位置和/或方位确定单元可以是回转式编码器，用于产生代表所述头部相对于所述外壳转动角度的信号。
[0041]所述超声成像仪器可以包含回波数据获取单元，用于获取代表每个收集周期内所述超声换能器获取的反射超声能量的回波数据，例如以便所述处理单元可以随后获取所述回波数据。所述回波数据获取单元可以包含在所述超声探针里，并且优选地包含在所述超声探针的所述头部中(见上文)。
[0042]举例来说，所述回波数据获取单元可以包含处理装置，例如微处理器或可编辑逻辑设备。所述回波数据获取单元的所述处理装置可以用于，基于代表每个收集周期内所述超声换能器接收的反射超声能量的信号(可以是数字信号，见下文)来产生所述回波数据。
[0043]所述回波数据获取单元可以包含模拟数字转换器，用于将代表每个收集周期内所述超声换能器接收的反射超声能量的模拟信号转换成代表每个收集周期内所述超声换能器接收的反射超声能量的数字信号。这种情况下，所述回波数据获取单元的所述处理装置用于，基于所述数字信号产生所述回波数据。所述模拟信号可以由所述超声换能器产生或由其输出端导出。
[0044]优选地，所述回波数据获取单元包含带通滤波器，用于在所述模拟信号到达所述模拟数字转换器之前过滤所述模拟信号。通常，带通滤波器用于将频段下限以下以及频段上限以上(频段限制可以由所述换能器的频率响应来定义)而通过频率在频段上下限之间的模拟信号的频率减弱。所述频段上下限之间的差异通常称为所述带通滤波器的“带宽”。
[0045]优选地，所述模拟数字转换器用于，以小于所述带通滤波模拟信号的带宽的两倍的抽样率，来将所述带通滤波模拟信号转换成所述数字信号，例如采用带通采样技术。本申请中，采用带通采样技术可以显著地减少所述模拟数字转换器的成本，同时仍然能产生精确的超声图像，
所述回波数据获取单元还可以包含一个或多个放大器，用于在所述模拟信号到达所述模拟信号转换器之前放大所述模拟信号。
[0046]本发明的第二方面可以提供一种根据本发明的第一方面所述仪器的相应使用方法。
[0047]相应地，本发明的上述方面可以提供一种用于生成超声图像的方法，该方法包括以下步骤:
在表面的第一侧面上多个位置和/或方位中的每一个位置和/或方位，分别执行收集周期，其中所述超声换能器向目标区域发射超声能量并从目标区域接收反射的超声能量，目标区域位于与所述表面的第一侧面相对的第二侧面；
获取代表每个收集周期内所述超声换能器接收的反射超声能量的回波数据，以及代表每个收集周期内所述超声换能器在表面的第一侧面上的位置和/或方位的位置/方位数据；
通过将所述位置/方位数据应用到所述回波数据中，将所述回波数据连贯地聚焦在分布于所述目标区域内的多个点上，来生成所述目标区域的超声图像。
[0048]根据本发明的第二方面的所述方法，可以包含用于实现或对应于本发明的任何上述方面中有关的所述任何仪器特征的任何方法步骤。
[0049]例如，所述方法可以使用本发明的第一方面利用超声成像仪器来执行。
[0050]所述方法可以包括，在执行收集周期之前，向表面的目标区域(例如皮肤)应用流体。
[0051]本发明的第三方面可以提供如本发明的第一方面所描述的超声探针。请注意，如本发明的第一方面所描述的超声探针不需要包含所述处理装置。基于本发明的第三方面的所述超声探针可以包含与本发明的任何上述方面有关的所述任何仪器特征。
[0052]本发明还包含上述方面和优选特征的任意组合，明显不允许的或明确避免的组合除外。
【附图说明】
[0053]下文将引用附图，讨论本申请技术方案的实施例。相关附图如下:
图1为包含超声探针和处理单元的超声成像仪器的示意图。
[0054]图2为图1中超声探针的详细图。
[0055]图3为非聚焦超声换能器中超声换能器焦距宽度的效果示意图。
[0056]图4为图1中超声成像仪器的电子元件的示意图。
[0057]图5为商用超声成像仪器生成的超声图像与图1中超声成像仪器生成的超声图像的对比图。
【具体实施方式】
[0058]如图1所示，超声探针110经由电缆112与处理单元180相连。所述处理单元180可以是例如通用个人计算机(“PC”)或移动计算设备。
[0059]图2是图1中的超声探针110的细节图。
[0060]优选地，所述超声探针110包含用于将超声探针110连接至(否则分离的)所述处理单元180的电缆112。电缆可以符合电脑外围设备的工业标准，例如USB标准，如USB2或后来的标准。
[0061]优选地，所述超声探针110为手持式探针，并且包含头部120，单一的超声换能器122固定安装在头部120上。
[0062]优选地，所述超声探针110是可手动操作的，并且包含外壳130，所述头部120通过轴132可旋转地安装在外壳130上，以允许使用者用手或动力机构将所述超声换能器122沿预定圆弧124相对于所述外壳130移动。
[0063]曲率半径优选地在50mm至100mm之间，以使扫描区域适合通常的医学成像应用，并且使仪器尺寸适合手握。为避免混淆，请注意，使用者的手可以通过相对于所述外壳130转动头部120来沿所述预定圆弧124移动所述超声换能器122。也就是说，使用者的手不用对所述超声换能器122直接施力。
[0064]在图2中，所述超声探针位于表面105的第一侧105a上，其中所述预定圆弧124相对于所述表面105呈凸面(当所述外壳130与所述表面105相连，且所述超声换能器122接近所述表面105时)。举例来说，所述表面105可以是患者的皮肤，如怀孕女患者的腹部皮肤。，所述表面的对面第二侧面105b上可以有患者的组织。
[0065]优选地，所述超声换能器122用于，在所述表面105的第一侧面105a上的多个位置和/或方位中的每一个位置和/或方位，分别执行收集周期，期间所述超声换能器发射超声能量进入所述表面105的第二侧面105b上的目标区域105c并从其中接收反射的超声能量。在图2中，所述超声换能器122发射的超声能量用超声能量的声波126来表示(等同地可以称为“超声波束”)
优选地，所述外壳130配置为，在每个收集周期内相对