CN109171816A - 一种用于检查乳腺的超声ct系统及其扫描方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于检查乳腺的超声CT系统及其扫描方法，通过在超声CT系统具有超声换能器阵元高度密集的三维超声换能器阵列的基础上，通过控制模块控制各环形超声换能器阵列分组进行扫描，保证了各环形超声换能器阵列中的超声换能器阵元发射的超声扫描信号方向均为圆心，一个组中的所有超声换能器阵元同时发射超声扫描信号，产生共振，放大了超声扫描信号的能量，从而不仅提高了成像的分辨率，还提高了与扫描对象反应后得到的超声信号的精确度，提高了重建图像的清晰度。

Description

一种用于检查乳腺的超声CT系统及其扫描方法

技术领域

本发明涉及医用成像技术领域，尤其涉及一种用于检查乳腺的超声CT系统及其扫描方法。

背景技术

目前，用于检查乳腺的超声波电子计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)虽然具有安全性高的优势，但是存在成像的分辨率低和清晰度较差的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用于检查乳腺的超声CT系统及其扫描方法，以提高超声CT的成像分辨率和清晰度。

本发明提供的一种用于检查乳腺的超声CT系统，包括：环形面阵装置、发射电路、控制模块、采集模块、存储模块和成像模块；

所述环形面阵装置包括壳体、柔性衬底、超声换能器阵列和绝缘层；

所述壳体为空心柱体，所述空心柱体的内壁为圆柱面，所述柔性衬底为圆筒状，与所述空心柱体的内壁贴合，所述超声换能器阵列包括M个集成的超声换能器线阵列，所述超声换能器线阵列包括N个超声换能器阵元，所述M个超声换能器线阵列贴附于所述柔性衬底形成的圆筒内表面，形成柱面超声换能器阵列，所述柱面超声换能器阵列形成的空腔内用于容纳扫描对象，所述柱面超声换能器阵列包括N个环形超声换能器阵列，各环形超声换能器阵列均包含M个超声换能器阵元，各环形超声换能器阵列上的相邻两个超声换能器阵元之间在靠近圆心的一侧接触，在轴线方向上相邻两个超声换能器阵元的距离为零，所述绝缘层为隔水透声材料，涂敷于所述柱面超声换能器阵列的表面；其中，所述超声换能器阵元为采用微机械系统MEMS技术制造的电容式微机械超声换能器CMUT，与所述发射电路相连，所述发射电路位于所述壳体外；

所述发射电路与所述控制模块相连，用于在所述控制模块的控制下激发相应的超声换能器阵元产生超声扫描信号；

所述控制模块用于通过所述发射电路控制所述柱面超声换能器阵列，从P个环形超声换能器阵列开始，每P个环形超声换能器阵列对所述扫描对象进行扫描，直至所有环形超声换能器阵列完成对所述扫描对象的扫描；各环形超声换能器阵列扫描时，每S个连续的超声换能器阵元作为一组发射超声扫描信号后，同一环形超声换能器阵列中的所有超声换能器阵元接收超声信号，所述超声信号由所述超声扫描信号与所述扫描对象反应后得到，相邻两组超声换能器阵元的起始超声换能器阵元之间的超声换能器阵元个数为T；当P>1时，所述控制模块通过所述发射电路控制P×S个超声换能器阵元作为一组同时发射超声扫描信号，所述P个环形超声换能器阵列中的所有超声换能器阵元同时接收超声信号，直至所述P个环形超声换能器阵列完成对所述扫描对象的扫描，所述P×S个超声换能器阵元为所述P个环形超声换能器阵列中，属于同一组S个连续的超声换能器线阵列中的阵元；其中，1≤P<N，0≤T<S-2，S<M；

所述采集模块分别与所述超声换能器阵列、所述控制模块及所述存储模块相连，用于在所述控制模块的控制下采集所述超声换能器阵列中接收超声信号的超声换能器阵元输出的电信号，并从所述电信号提取出数据后，发送到所述存储模块进行存储；

所述成像模块与所述存储模块相连，用于利用所述存储模块存储的数据进行图像重建，获得所述扫描对象的乳腺影像。

本发明提供的用于检查乳腺的超声CT系统，通过采用MEMS技术制造的CMUT作为集成的超声换能器线阵列的阵元，并且M个超声换能器线阵列形成柱面超声换能器阵列，从而形成了一个超声换能器阵元高度密集的三维超声换能器阵列，能够有效地支持提高重建图像的分辨率。超声CT系统中，柱面超声换能器阵列结构以及控制模块控制各环形超声换能器阵列分组进行扫描，保证了各环形超声换能器阵列中的超声换能器阵元发射的超声扫描信号方向均为圆心，利用共振原理放大超声扫描信号的能量，从而提高了与扫描对象反应后得到的超声信号的精确度，保证了重建图像的清晰度。综上，本发明提供的用于检查乳腺的超声CT系统能够对扫描对象重建高清晰度和高分辨率的乳腺组织影像。

在一实施例中，所述M个超声换能器线阵列中，每个超声换能器线阵列的N个超声换能器阵元的背面阳极点处均设置有阳极通孔，所述背面阳极点位于所属超声换能器阵元的基座背面，且与所述基座电绝缘；

所述柔性衬底上贴附所述背面阳极点的位置均设有过孔；

所述壳体的内壁上设置有M个与所述超声换能器线阵列平行的沟槽，每个所述沟槽与一个超声换能器线阵列上的过孔相对应；所述壳体的壁上设置有至少M个贯穿孔，用于连通所述M个沟槽与所述壳体的外部；

各超声换能器阵元上的微单元引线通过所述阳极通孔与所属超声换能器的背面阳极点相连，并通过电极连接线穿过所述过孔及所述贯穿孔与所述发射电路相连；其中，各超声换能器线阵列中的所有电极连接线在所述壳体的内壁侧部分均容纳于所属超声换能器线阵列对应的一个沟槽中，所述电极连接线表面层为绝缘层。

在另一实施例中，所述M个超声换能器线阵列中的超声换能器阵元基座背面设有阴极点，所述阴极点与所述背面阳极点电绝缘；

所述柔性衬底上贴附超声换能器线阵列的区域设有导电材料，所述导电材料与所述阴极点电接触，作为相应的超声换能器线阵列的公共阴极，并通过导线连接至所述发射电路的公共地。

在另一实施例中，各所述环形超声换能器阵列上，相邻两个超声换能器阵元在贴附于所述柔性衬底的一侧之间的距离近似等于2×tanα×h，其中，tanα＝π/M，h为所述超声换能器阵元的厚度。

在另一实施例中，各环形超声换能器阵列设置有M个不同的换能器序号，与所属环形超声换能器阵列中的M个超声换能器阵元一一对应；

所述控制模块还用于根据所述换能器序号，逐组控制一个环形超声换能器阵列中的所有组的超声换能器阵元发射超声扫描信号。

在另一实施例中，所述N个环形超声换能器阵列设置有N个不同的层序号；

所述控制模块还用于根据所述层序号控制所述柱面超声换能器阵列，从P个环形超声换能器阵列开始，每P个环形超声换能器阵列对所述扫描对象进行扫描。

在另一实施例中，所述壳体的材料为铝合金，所述壳体的内壁上设置有与轴线平行的M个平面区，各所述平面区的内切圆柱面的中心轴线与所述壳体的中心轴线重合，各所述平面区尺寸近似于一个所述超声换能器线阵列的尺寸，各所述超声换能器线阵列在所述柔性衬底上的区域位于相应的所述平面区上。

本发明提供的一种上述任一实施例提供的用于检查乳腺的超声CT系统的扫描方法，包括：

当扫描对象位于所述环形面阵装置中时，所述控制模块通过所述发射电路控制所述柱面超声换能器阵列，从P个环形超声换能器阵列开始，每P个环形超声换能器阵列对所述扫描对象进行扫描，直至所有环形超声换能器阵列完成对所述扫描对象的扫描；各环形超声换能器阵列扫描时，每S个连续的超声换能器阵元作为一组发射超声扫描信号后，同一环形超声换能器阵列中的所有超声换能器阵元接收超声信号，所述超声信号由所述超声扫描信号与所述扫描对象反应后得到，相邻两组超声换能器阵元的起始超声换能器阵元之间的超声换能器阵元个数为T；当P>1时，所述控制模块通过所述发射电路控制P×S个超声换能器阵元作为一组同时发射超声扫描信号，所述P个环形超声换能器阵列中的所有超声换能器阵元同时接收超声信号，直至所述P个环形超声换能器阵列完成对所述扫描对象的扫描，所述P×S个超声换能器阵元为所述P个环形超声换能器阵列中，属于同一组S个连续的超声换能器线阵列中的阵元；其中，1≤P<N，0≤T<S-2，S<M；

所述采集模块在所述控制模块的控制下采集所述超声换能器阵列中接收超声信号的超声换能器阵元输出的电信号，并从所述电信号提取出数据后，发送到所述存储模块进行存储；

所述成像模块利用所述存储模块存储的数据进行图像重建，获得所述扫描对象的乳腺影像。

本发明提供的扫描方法，在超声CT系统具有超声换能器阵元高度密集的三维超声换能器阵列的基础上，通过控制模块控制各环形超声换能器阵列分组进行扫描，保证了各环形超声换能器阵列中的超声换能器阵元发射的超声扫描信号方向均为圆心，一个组中的所有超声换能器阵元同时发射超声扫描信号，产生共振，放大了超声扫描信号的能量，从而不仅提高了成像的分辨率，还提高了与扫描对象反应后得到的超声信号的精确度，保证了重建图像的清晰度。综上，本发明提供的用于检查乳腺的超声CT系统的扫描方法重建的乳腺组织影像具有高清晰度和高分辨率。

在一实施例中，各环形超声换能器阵列设置有M个不同的换能器序号，与所属环形超声换能器阵列中的M个超声换能器阵元一一对应；

所述控制模块根据所述换能器序号，逐组控制一个环形超声换能器阵列中的所有组的超声换能器阵元发射超声扫描信号。

在另一实施例中，所述N个环形超声换能器阵列设置有N个不同的层序号；

所述控制模块根据所述层序号控制所述柱面超声换能器阵列，从P个环形超声换能器阵列开始，每P个环形超声换能器阵列对所述扫描对象进行扫描。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。

图1为本发明一实施例中用于检查乳腺的超声CT系统结构示意图；

图2为本发明一用于检查乳腺的超声CT系统实施例中环形超声换能器阵列示意图；

图3为本发明另一个用于检查乳腺的超声CT系统实施例中的超声换能器阵元表面示意图；

图4为本发明另一个用于检查乳腺的超声CT系统实施例中环形面阵装置的局部结构示意图；

图5为本发明另一个用于检查乳腺的超声CT系统实施例中各环形超声换能器阵列中相邻两个超声换能器阵元的位置关系示意图；

图6为本发明另一个用于检查乳腺的超声CT系统实施例中柔性衬底展开后的示意图；

图7为本发明另一个用于检查乳腺的超声CT系统实施例中柔性衬底弯曲折叠示意图；

图8a和图8b为本发明另一个用于检查乳腺的超声CT系统实施例中环形面阵装置的结构示意图。

具体实施方式

一个用于检查乳腺的超声CT系统实施例如图1所示，包括：环形面阵装置1、控制模块2、发射电路3、采集模块4、存储模块5和成像模块6。

环形面阵装置1包括壳体、柔性衬底、超声换能器阵列和绝缘层。

壳体为空心柱体，空心柱体的内壁为圆柱面，外壁形状不限，柔性衬底为圆筒状，与空心柱体的内壁贴合。

超声换能器阵列包括M个集成的超声换能器线阵列，超声换能器线阵列包括N个超声换能器阵元，M个超声换能器线阵列贴附于柔性衬底形成的圆筒内表面，形成柱面超声换能器阵列。

柱面超声换能器阵列形成的空腔内用于容纳扫描对象，如乳房。

柱面超声换能器阵列包括N个环形超声换能器阵列，各环形超声换能器阵列均包含M个超声换能器阵元，如M个超声换能器线阵列中位于轴线相同位置上的超声换能器阵元形成一个环形超声换能器阵列。

各环形超声换能器阵列上的相邻两个超声换能器阵元之间在靠近圆心的一侧接触，在轴线方向上相邻两个超声换能器阵元的距离为零，绝缘层为隔水透声材料，涂敷于柱面超声换能器阵列的表面；其中，超声换能器阵元为采用微机械系统(Micro Electro-mechanical System，简称MEMS)技术制造的电容式微机械超声换能器(Capacitive Micro-machined Ultrasonic Transducer，简称CMUT)，与发射电路3相连，发射电路3位于壳体外。

发射电路3与控制模块2相连，用于在控制模块2的控制下激发相应的超声换能器阵元产生超声扫描信号。

控制模块2用于通过发射电路3控制柱面超声换能器阵列，从P个环形超声换能器阵列开始，每P个环形超声换能器阵列对扫描对象进行扫描，直至所有环形超声换能器阵列完成对扫描对象的扫描；各环形超声换能器阵列扫描时，每S个连续的超声换能器阵元作为一组发射超声扫描信号后，同一环形超声换能器阵列中的所有超声换能器阵元接收超声信号，超声信号由超声扫描信号与扫描对象反应后得到，相邻两组超声换能器阵元的起始超声换能器阵元之间的超声换能器阵元个数为T；当P>1时，控制模块通过发射电路控制P×S个超声换能器阵元作为一组同时发射超声扫描信号，P个环形超声换能器阵列中的所有超声换能器阵元同时接收超声信号，直至所述P个环形超声换能器阵列完成对所述扫描对象的扫描，P×S个超声换能器阵元为P个环形超声换能器阵列中，属于同一组S个连续的超声换能器线阵列中的阵元；其中，1≤P<N，0≤T<S-2，S<M；

当P＝1时，控制模块2通过发射电路3控制柱面超声换能器阵列，从一个环形超声换能器阵列开始，逐层对扫描对象进行扫描，直至所有环形超声换能器阵列完成对扫描对象的扫描。各环形超声换能器阵列扫描时，每S个连续的超声换能器阵元作为一组发射超声扫描信号后，同一环形超声换能器阵列中的所有超声换能器阵元接收超声信号。如图2所示的一个环形超声换能器阵列，其中，每一个小格表示一个超声换能器阵元。在控制模块2的控制下，该环形超声换能器阵列中的超声换能器阵元，沿顺势针方向每二十个超声换能器阵元作为一组发射超声扫描信号，该环形超声换能器阵列中的所有阵元接收超声扫描信号与扫描对象反应后的超声信号，两个相邻的超声换能器阵元组的起始超声换能器阵元之间有七个超声换能器阵元。需要说明的是，图2给出的超声换能器阵元的数量、扫描方向、S和T的数量只是一个示例而非限制，如一个环形超声换能器阵列中的超声换能器阵元的数量可以是七八百，也可以是一千，等等，扫描方向也可以是逆时针，S的数量可以是十、四十、五十、六十等等，T的数量可以是零、一、二、三、四、五、六等等。

采集模块4分别与超声换能器阵列、控制模块2及存储模块5相连，用于在控制模块2的控制下，采集超声换能器阵列中接收超声信号的超声换能器阵元输出的电信号，并从电信号提取出数据后，发送到存储模块5进行存储。存储模块5可以是高速存储设备。

成像模块6与存储模块5相连，用于利用存储模块5存储的数据进行图像重建，获得扫描对象的乳腺影像。成像模块6可以是安装有图像重建软件的计算机等数据处理设备。

上述实施例提供的用于检查乳腺的超声CT系统，通过采用MEMS技术制造的CMUT作为集成的超声换能器线阵列的阵元，并且M个超声换能器线阵列形成柱面超声换能器阵列，从而形成了一个超声换能器阵元高度密集的三维超声换能器阵列，能够有效地支持提高重建图像的分辨率。超声CT系统中，柱面超声换能器阵列结构以及控制模块控制各环形超声换能器阵列分组进行扫描，保证了各环形超声换能器阵列中的超声换能器阵元发射的超声扫描信号方向均为圆心，利用共振原理放大超声扫描信号的能量，从而提高了与扫描对象反应后得到的超声信号的精确度，保证了重建图像的清晰度。综上，上述实施例提供的用于检查乳腺的超声CT系统能够对扫描对象重建高清晰度和高分辨率的乳腺组织影像。

另一个用于检查乳腺的超声CT系统实施例中，M个超声换能器线阵列中，每个超声换能器线阵列的N个超声换能器阵元的背面阳极点处均设置有阳极通孔，背面阳极点位于所属超声换能器阵元的基座背面，且与基座电绝缘。

柔性衬底上贴附阳极点的位置均设有过孔。

壳体的内壁上设置有M个与超声换能器线阵列平行的沟槽，每个沟槽与一个超声换能器线阵列上的过孔相对应；壳体的壁上设置有至少M个贯穿孔，用于连通M个沟槽与壳体的外部。

各超声换能器阵元上的微单元引线通过阳极通孔与所属超声换能器的背面阳极点相连，并通过电极连接线穿过过孔及贯穿孔与发射电路相连。其中，各超声换能器线阵列中的所有电极连接线在壳体的内壁侧部分均容纳于所属超声换能器线阵列对应的一个沟槽中，电极连接线表面层为绝缘层。

另一个用于检查乳腺的超声CT系统实施例中，超声换能器阵列中的各超声换能器阵元如图3和图4所示。超声换能器阵元100中设置有若干个微单元101，每个微单元101的电极102通过引线103连接。超声换能器阵元100基座上还设有贯穿超声换能器阵元的阳极通孔104，该阳极通孔104与超声换能器阵元100基座105背面的阳极点(即背面阳极点106)位置相对应。引线103通过阳极通孔104与背面阳极点106相连，并通过电极连接线109连接到发射电路。从图4中可以看出，电极连接线109首先穿过柔性衬底12的过孔121，然后经过壳体11上的沟槽111，穿过壳体11中的贯穿孔112到达环形面阵装置的外部。其中，109x为与超声换能器阵元100同属一个超声换能器线阵列的其他超声换能器阵元的电极连接线，这些电极连接线109x先沿着沟槽111走线，然后汇集到贯穿孔112中，穿过贯穿孔112到达环形面阵装置的外部，与发射电路连接。

需要说明的是，图3和图4所示的超声换能器阵元结构只是一个示例，并非限制，超声换能器阵元中的微单元的数量可以更多也可以更少，其布局形状也可以是圆形、椭圆、菱形等等，这里不做限制。此外，图4中的壳体局部近似为平面。

另一个用于检查乳腺的超声CT系统实施例中，M个超声换能器线阵列中的超声换能器阵元基座背面设有阴极点，阴极点与背面阳极点电绝缘。

柔性衬底上贴附超声换能器线阵列的区域设有导电材料，导电材料与阴极点电接触，作为相应的超声换能器线阵列的公共阴极，并通过导线连接至发射电路的公共地。

另一个用于检查乳腺的超声CT系统实施例中，各超声换能器阵元的阴极点如图4所示，超声换能器阵元的基座105背面设有通过欧姆接触制作的阴极点108，该阴极点108与基座105直接接触，与背面阳极点106之间填充有电绝缘材料107，电绝缘材料107与该超声换能器阵元形成一体。柔性衬底12上贴附超声换能器阵元阴极点的区域采用导电材料(图中未示出)，与阴极点108直接接触，成为超声换能器阵元所属超声换能器线阵列的公共阴极。该公共阴极可通过导线连接至发射电路的公共地。

另一个用于检查乳腺的超声CT系统实施例中，各环形超声换能器阵列上，相邻两个超声换能器阵元在贴附于柔性衬底的一侧之间的距离近似等于2×tanα×h，其中，tanα＝π/M，h为超声换能器阵元的厚度。如图5所示，柔性衬底51上贴附的超声换能器阵列，在一个圆周面上两个相邻的超声换能器阵元52在靠近圆心的一侧相接触，在贴附到柔性衬底51一侧的距离为d。当d近似等于2×tanα×h时，能够使得在固定的壳体内柱面内，柱面超声换能器阵列中的超声换能器阵元的数量达到最多，最大程度地提高图像分辨率。其中，53为圆周面的半径，α为相邻的超声换能器阵元52的夹角的一半，L为超声换能器阵元的长度。

将超声换能器线阵列贴附到柔性衬底时，可将柔性衬底展开。如图6所示，在打开的柔性衬底60上，可先标出超声换能器线阵列63安装区域，并加工出过孔，然后以超声换能器线阵列63为单位进行粘贴。每个超声换能器线阵列63可集成上百个或几百个超声换能器阵元61。每个超声换能器阵元61上均设有阳极通孔62，每个超声换能器线阵列63上都由一排阳极通孔62。相邻两个超声换能器线阵列63之间可隔开近似于d的距离。这里，所有超声换能器线阵列63中的超声换能器阵元61数量相同。所有超声换能器线阵列63贴附完后如图6所示，柔性衬底60上形成一个N×M的超声换能器矩阵。

之后如图7所示，弯曲折叠柔性衬底，直至柔性衬底可放入壳体内。

柔性衬底放入壳体内后，将穿过过孔的电极连接线以超声换能器线阵列为单位汇集到壳体内壁上对应的沟槽中。如图8a和图8b所示，壳体80内壁上设有多个平行的沟槽81，每个沟槽81对应一个超声换能器线阵列83。

将各超声换能器线阵列83的电极连接线汇集到各自对应的沟槽81中，然后各沟槽81中的电极连接线集中穿过一个或多个贯穿孔82，至壳体80的外壁。

之后将柔性衬底贴合于壳体80的内壁上的对应区域，如每个超声换能器线阵列对应到一个沟槽上。贴合完毕后，在壳体80内壁的超声换能器阵列表面，均匀涂覆一层隔水透声材料84，以达到绝缘的目的，同时可以较好地实现声匹配，减少超声波能量的损失。

需要说明的是，图8a和图8b省略了相邻超声换能器线阵列83之间的缝隙。为了更清楚的描述环形面阵装置结构，图8b做了通过虚线做了透明简化处理，在壳体80内部仅示出了一个超声换能器线阵列83及其对应的沟槽81和贯穿孔82。

另一个用于检查乳腺的超声CT系统实施例中，壳体的材料为铝合金，壳体的内壁上设置有与轴线平行的M个平面区，各平面区的内切圆柱面的中心轴线与所述壳体的中心轴线重合，各平面区尺寸近似于一个超声换能器线阵列的尺寸，各超声换能器线阵列在柔性衬底上的区域位于相应的平面区上。

另一个用于检查乳腺的超声CT系统实施例中，壳体采用铝制合金加工而成，该铝合金密度可以为2.72g/cm³等。壳体内壁平行于中轴纵向设置平面区，平面区宽度与超声换能器线阵列的宽度相当，长度也与超声换能器线阵列的长度相当。各平面区的内切圆柱面的中心轴线与壳体的中心轴线重合。相邻平面区之间的夹角为360°/M。

另一个用于检查乳腺的超声CT系统实施例中，超声换能器阵元采用标准频率为2.5MHz的CMUT。

另一个用于检查乳腺的超声CT系统实施例中，各环形超声换能器阵列设置有M个不同的换能器序号，与所属环形超声换能器阵列中的M个超声换能器阵元一一对应；控制模块还用于根据换能器序号，逐组控制一个环形超声换能器阵列中的所有组的超声换能器阵元发射超声扫描信号。

如环形超声换能器阵列中，沿顺时针方向依次将各超声换能器阵元编号为M1，M2，M3，…，MM。控制模块从M1开始将编号为M1，M2，…，MS的连续的S个超声换能器阵元作为一组，控制发射电路激发编号为M1，M2，…，MS的超声换能器阵元向扫描对象发射超声扫描信号，然后该环形超声换能器阵列中所有的超声换能器阵元接收超声信号。接着，控制模块选择下一组连续的超声换能器阵元进行发射，该下一组超声换能器阵元的起始编号为M(t+1)，终止编号为M(t+S)。其中，t>0，t+1<S。然后依次向后选择各组超声换能器阵元发射超声扫描信号，至少至编号为MM的超声换能器阵元被选中一次发射超声扫描信号，完成该环形超声换能器阵列所在层的扫描。

另一个用于检查乳腺的超声CT系统实施例中，N个环形超声换能器阵列设置有N个不同的层序号；控制模块还用于根据层序号所述柱面超声换能器阵列，从P个环形超声换能器阵列开始，对所述扫描对象进行扫描。如当P＝1时，控制模块根据层序号逐层控制N个环形超声换能器阵列进行扫描。

例如，将N个环形超声换能器阵列从上至下或从下至少依次编号为N1，N2，N3，…，NN，控制模块从编号为N1的环形超声换能器阵列开始，当通过上述实施例中至少一种方式控制编号为N1的环形超声换能器阵列完成对应层的扫描后，则选择编号为N2的环形超声换能器阵列对扫描对象完成对应层的扫描，然后选择编号为N3的环形超声换能器阵列对扫描对象完成对应层的扫描，直至选择编号为NN的环形超声换能器阵列对扫描对象完成最后一层的扫描。

另一个用于检查乳腺的超声CT系统实施例中，将换能器编号与层号相结合，可以唯一确定超声换能器阵列中的一个超声换能器阵元。

一个用于检查乳腺的超声CT系统的扫描方法的实施例中，超声CT系统可为上述实施例中提供的任一种系统。

一个用于检查乳腺的超声CT系统的扫描方法的实施例中，扫描方法包括：

当扫描对象位于所述环形面阵装置中时，所述控制模块通过所述发射电路控制所述柱面超声换能器阵列，从P个环形超声换能器阵列开始，每P个环形超声换能器阵列对所述扫描对象进行扫描，直至所有环形超声换能器阵列完成对所述扫描对象的扫描；各环形超声换能器阵列扫描时，每S个连续的超声换能器阵元作为一组发射超声扫描信号后，同一环形超声换能器阵列中的所有超声换能器阵元接收超声信号，所述超声信号由所述超声扫描信号与所述扫描对象反应后得到，相邻两组超声换能器阵元的起始超声换能器阵元之间的超声换能器阵元个数为T；当P>1时，所述控制模块通过所述发射电路控制P×S个超声换能器阵元作为一组同时发射超声扫描信号，所述P个环形超声换能器阵列中的所有超声换能器阵元同时接收超声信号，直至所述P个环形超声换能器阵列完成对所述扫描对象的扫描，所述P×S个超声换能器阵元为所述P个环形超声换能器阵列中，属于同一组S个连续的超声换能器线阵列中的阵元；其中，1≤P<N，0≤T<S-2，S<M；

所述采集模块采集所述超声换能器阵列中接收超声信号的超声换能器阵元输出的电信号，并从所述电信号提取出数据后，发送到所述存储模块进行存储；

所述成像模块利用所述存储模块存储的数据进行图像重建，获得所述扫描对象的乳腺影像。

本实施例提供的用于检查乳腺的超声CT系统的扫描方法，在超声CT系统具有超声换能器阵元高度密集的三维超声换能器阵列的基础上，通过控制模块控制各环形超声换能器阵列分组进行扫描，保证了各环形超声换能器阵列中的超声换能器阵元发射的超声扫描信号方向均为圆心，一个组中的所有超声换能器阵元同时发射超声扫描信号，产生共振，放大了超声扫描信号的能量，从而不仅提高了成像的分辨率，还提高了与扫描对象反应后得到的超声信号的精确度，保证了重建图像的清晰度。综上，本实施例提供的用于检查乳腺的超声CT系统的扫描方法重建的乳腺组织影像具有高清晰度和高分辨率。

另一个用于检查乳腺的超声CT系统的扫描方法的实施例中，各环形超声换能器阵列设置有M个不同的换能器序号，与所属环形超声换能器阵列中的M个超声换能器阵元一一对应；控制模块根据换能器序号，逐组控制一个环形超声换能器阵列中的所有组的超声换能器阵元发射超声扫描信号。

另一个用于检查乳腺的超声CT系统的扫描方法的实施例中，N个环形超声换能器阵列设置有N个不同的层序号；控制模块根据层序号柱面超声换能器阵列，从P个环形超声换能器阵列开始，每P个环形超声换能器阵列对扫描对象进行扫描。如当P＝1时，控制模块根据层序号逐层控制N个环形超声换能器阵列进行扫描。

另一个用于检查乳腺的超声CT系统的扫描方法的实施例中，扫描方法包括：

控制模块控制超声换能器阵列中的某一个环形超声换能器阵列，开始对扫描对象的对应层进行扫描。控制模块根据该环形超声换能器阵列内的换能器序号进行分组，每组包含S个连续的超声换能器阵元，通过发射电路使该组超声换能器阵元激发产生超声扫描信号，超声扫描信号与乳腺组织发生反应，其反应后得到的超声信号被该该环形超声换能器阵列内所有超声换能器阵元接收，并通过采集模块传输至存储设备，如高速存储设备。存储结束后，控制模块根据换能器序号从前述S个超声换能器阵元形成的组合开始顺时针或者逆时针移动R位，选中新的S个连续超声换能器阵元形成新的组合，重复上述扫描，直至完成该环形超声换能器阵列所在层内的360°扫描；

控制模块接着根据层序号跳转至下一个环形超声换能器阵列，控制该下一个环形超声换能器阵列对对应的下一层进行扫描。完成该下一层扫描后，控制模块自动开始根据层序号跳转对再下一层进行扫描，直至所有环形超声换能器阵列完成对扫描对象整个容积的扫描。

最后应说明的是：以上实施例是本发明一部分实施例，仅用以说明本发明的技术方案，而非限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于检查乳腺的超声CT系统，其特征在于，包括：环形面阵装置、发射电路、控制模块、采集模块、存储模块和成像模块；

所述环形面阵装置包括壳体、柔性衬底、超声换能器阵列和绝缘层；

所述壳体为空心柱体，所述空心柱体的内壁为圆柱面，所述柔性衬底为圆筒状，与所述空心柱体的内壁贴合，所述超声换能器阵列包括M个集成的超声换能器线阵列，所述超声换能器线阵列包括N个超声换能器阵元，所述M个超声换能器线阵列贴附于所述柔性衬底形成的圆筒内表面，形成柱面超声换能器阵列，所述柱面超声换能器阵列形成的空腔内用于容纳扫描对象，所述柱面超声换能器阵列包括N个环形超声换能器阵列，各环形超声换能器阵列均包含M个超声换能器阵元，各环形超声换能器阵列上的相邻两个超声换能器阵元之间在靠近圆心的一侧接触，在轴线方向上相邻两个超声换能器阵元的距离为零，所述绝缘层为隔水透声材料，涂敷于所述柱面超声换能器阵列的表面；其中，所述超声换能器阵元为采用微机械系统MEMS技术制造的电容式微机械超声换能器CMUT，与所述发射电路相连，所述发射电路位于所述壳体外；

所述发射电路与所述控制模块相连，用于在所述控制模块的控制下激发相应的超声换能器阵元产生超声扫描信号；

所述控制模块用于通过所述发射电路控制所述柱面超声换能器阵列，从P个环形超声换能器阵列开始，每P个环形超声换能器阵列对所述扫描对象进行扫描，直至所有环形超声换能器阵列完成对所述扫描对象的扫描；各环形超声换能器阵列扫描时，每S个连续的超声换能器阵元作为一组发射超声扫描信号后，同一环形超声换能器阵列中的所有超声换能器阵元接收超声信号，所述超声信号由所述超声扫描信号与所述扫描对象反应后得到，相邻两组超声换能器阵元的起始超声换能器阵元之间的超声换能器阵元个数为T；当P>1时，所述控制模块通过所述发射电路控制P×S个超声换能器阵元作为一组同时发射超声扫描信号，所述P个环形超声换能器阵列中的所有超声换能器阵元同时接收超声信号，直至所述P个环形超声换能器阵列完成对所述扫描对象的扫描，所述P×S个超声换能器阵元为所述P个环形超声换能器阵列中，属于同一组S个连续的超声换能器线阵列中的阵元；其中，1≤P<N，0≤T<S-2，S<M；

所述采集模块分别与所述超声换能器阵列、所述控制模块及所述存储模块相连，用于在所述控制模块的控制下采集所述超声换能器阵列中接收超声信号的超声换能器阵元输出的电信号，并从所述电信号提取出数据后，发送到所述存储模块进行存储；

所述成像模块与所述存储模块相连，用于利用所述存储模块存储的数据进行图像重建，获得所述扫描对象的乳腺影像。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述M个超声换能器线阵列中，每个超声换能器线阵列的N个超声换能器阵元的背面阳极点处均设置有阳极通孔，所述背面阳极点位于所属超声换能器阵元的基座背面，且与所述基座电绝缘；

所述柔性衬底上贴附所述背面阳极点的位置均设有过孔；

所述壳体的内壁上设置有M个与所述超声换能器线阵列平行的沟槽，每个所述沟槽与一个超声换能器线阵列上的过孔相对应；所述壳体的壁上设置有至少M个贯穿孔，用于连通所述M个沟槽与所述壳体的外部；

各超声换能器阵元上的微单元引线通过所述阳极通孔与所属超声换能器的背面阳极点相连，并通过电极连接线穿过所述过孔及所述贯穿孔与所述发射电路相连；其中，各超声换能器线阵列中的所有电极连接线在所述壳体的内壁侧部分均容纳于所属超声换能器线阵列对应的一个沟槽中，所述电极连接线表面层为绝缘层。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述M个超声换能器线阵列中的超声换能器阵元基座背面设有阴极点，所述阴极点与所述背面阳极点电绝缘；

所述柔性衬底上贴附超声换能器线阵列的区域设有导电材料，所述导电材料与所述阴极点电接触，作为相应的超声换能器线阵列的公共阴极，并通过导线连接至所述发射电路的公共地。

4.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，各所述环形超声换能器阵列上，相邻两个超声换能器阵元在贴附于所述柔性衬底的一侧之间的距离近似等于2×tanα×h，其中，tanα＝π/M，h为所述超声换能器阵元的厚度。

5.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，各环形超声换能器阵列设置有M个不同的换能器序号，与所属环形超声换能器阵列中的M个超声换能器阵元一一对应；

所述控制模块还用于根据所述换能器序号，逐组控制一个环形超声换能器阵列中的所有组的超声换能器阵元发射超声扫描信号。

6.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述N个环形超声换能器阵列设置有N个不同的层序号；

所述控制模块还用于根据所述层序号控制所述柱面超声换能器阵列，从P个环形超声换能器阵列开始，每P个环形超声换能器阵列对所述扫描对象进行扫描。

7.根据权利要求1-6任一项所述的系统，其特征在于，所述壳体的材料为铝合金，所述壳体的内壁上设置有与轴线平行的M个平面区，各所述平面区的内切圆柱面的中心轴线与所述壳体的中心轴线重合，各所述平面区尺寸近似于一个所述超声换能器线阵列的尺寸，各所述超声换能器线阵列在所述柔性衬底上的区域位于相应的所述平面区上。

8.一种上述权利要求1-7任一项所述系统的扫描方法，其特征在于，包括：

当扫描对象位于所述环形面阵装置中时，所述控制模块通过所述发射电路控制所述柱面超声换能器阵列，从P个环形超声换能器阵列开始，每P个环形超声换能器阵列对所述扫描对象进行扫描，直至所有环形超声换能器阵列完成对所述扫描对象的扫描；各环形超声换能器阵列扫描时，每S个连续的超声换能器阵元作为一组发射超声扫描信号后，同一环形超声换能器阵列中的所有超声换能器阵元接收超声信号，所述超声信号由所述超声扫描信号与所述扫描对象反应后得到，相邻两组超声换能器阵元的起始超声换能器阵元之间的超声换能器阵元个数为T；当P>1时，所述控制模块通过所述发射电路控制P×S个超声换能器阵元作为一组同时发射超声扫描信号，所述P个环形超声换能器阵列中的所有超声换能器阵元同时接收超声信号，直至所述P个环形超声换能器阵列完成对所述扫描对象的扫描，所述P×S个超声换能器阵元为所述P个环形超声换能器阵列中，属于同一组S个连续的超声换能器线阵列中的阵元；其中，1≤P<N，0≤T<S-2，S<M；

所述采集模块在所述控制模块的控制下采集所述超声换能器阵列中接收超声信号的超声换能器阵元输出的电信号，并从所述电信号提取出数据后，发送到所述存储模块进行存储；

所述成像模块利用所述存储模块存储的数据进行图像重建，获得所述扫描对象的乳腺影像。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，各环形超声换能器阵列设置有M个不同的换能器序号，与所属环形超声换能器阵列中的M个超声换能器阵元一一对应；

所述控制模块根据所述换能器序号，逐组控制一个环形超声换能器阵列中的所有组的超声换能器阵元发射超声扫描信号。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述N个环形超声换能器阵列设置有N个不同的层序号；

所述控制模块根据所述层序号控制所述柱面超声换能器阵列，从P个环形超声换能器阵列开始，每P个环形超声换能器阵列对所述扫描对象进行扫描。