CN112639754A - 在管腔内医学超声成像中针对患者接口模块（pim）的动态资源重新配置 - Google Patents

在管腔内医学超声成像中针对患者接口模块（pim）的动态资源重新配置 Download PDF

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Abstract

提供了超声图像设备、系统和方法。一种管腔内超声成像系统包括与管腔内成像设备通信的患者接口模块(PIM)，所述管腔内成像设备包括超声成像部件，所述PIM包括第一可重新配置逻辑块、配置存储器以及处理部件，所述第一可重新配置逻辑块包括由第一可重新配置互连元件互连的第一多个逻辑元件，所述配置存储器被耦合到所述第一可重新配置逻辑块，所述处理部件被耦合到所述配置存储器，所述处理部件被配置为：检测与所述PIM通信的所述管腔内成像设备的设备属性；并且基于检测到的设备属性将第一配置或第二配置中的至少一项加载到所述配置存储器，以配置所述第一可重新配置互连元件中的一个或多个第一可重新配置互连元件，使得所述第一多个逻辑元件被互连以与所述超声成像部件通信。

Description

在管腔内医学超声成像中针对患者接口模块(PIM)的动态资 源重新配置
技术领域
本公开内容总体上涉及管腔内成像设备，特别涉及为患者接口模块(PIM)提供可重新配置的硬件资源。例如，PIM能够包括现场可编程门阵列(FPGA)，该FPGA能够与各种管腔内成像设备接口连接并且控制各种管腔内成像设备。FPGA能够包括可重新配置的逻辑块，该逻辑块能够基于对管腔内设备的设备属性的检测而被动态地重新配置为与管腔内成像设备通信。
背景技术
血管内超声(IVUS)成像在介入心脏病学中被广泛用作诊断工具，用于评估人体内的病变血管(例如，动脉)以确定处置需求，引导介入和/或评估其有效性。包括一个或多个超声换能器的IVUS设备进入血管并被引导到要成像的区。换能器发射超声能量以创建感兴趣血管的图像。超声波被组织结构(例如，血管壁的各个层)、红细胞和其他感兴趣特征引起的不连续性部分反射。反射波的回波被换能器接收并传递到IVUS成像系统。成像系统处理接收到的超声回波，以产生其中放置有设备的血管的横截面图像。IVUS成像能够提供腔体和血管大小、斑块面积和体积以及关键解剖界标位置的详细准确的测量结果。IVUS成像允许医生评价病灶的大小，基于所评价的病灶的大小来选择处置设备(例如，支架)，以及随后的评价处置成功。
当今普遍使用两种类型的IVUS导管：旋转式IVUS导管和固态IVUS导管。对于典型的旋转式IVUS导管，单个超声换能器元件被定位在柔性驱动轴杆的尖端，该柔性驱动轴杆在被插入感兴趣血管的塑料护套内部旋转。换能器元件被定向为使得超声波束大体上垂直于设备的轴线传播。充满流体的护套保护血管组织免受旋转的换能器和驱动轴杆的伤害，同时允许超声信号从换能器传播到组织中和从组织传播回到换能器。当驱动轴杆旋转时，换能器会被高压脉冲周期性激励，以发射短促的超声脉冲。然后，同一换能器监听从各种组织结构反射的回波。IVUS成像系统根据在换能器旋转一圈期间产生的脉冲/采集周期的序列对血管横截面的二维显示进行整合。
固态IVUS导管承载超声成像组件，该超声成像组件包括围绕其周缘分布的超声换能器的阵列以及邻近该换能器阵列安装的一个或多个集成电路控制器芯片。固态IVUS导管也被称为相控阵IVUS换能器或相控阵IVUS设备。控制器选择个体换能器元件(或元件组)以发射超声脉冲并接收超声回波信号。通过逐步执行发射-接收对的序列，固态IVUS系统能够合成机械扫描超声换能器的效果，但没有移动零件(因此被称为固态)。由于没有旋转的机械元件，因此能够将换能器阵列放置在与血液和血管组织直接接触的位置，从而使血管损伤的风险降至最低。
不同的临床应用可能需要不同类型的IVUS导管或不同的成像模式。在其他实例中，在临床流程期间可能需要不同类型的IVUS导管或不同的成像模式。不同类型的IVUS导管可以使用不同的通信协议来传送命令、状态和数据。不同的通信协议可以使用不同数量的通信信号线(例如，电线)。不同类型的IVUS导管可以以不同的电压电平来传送模拟信号。不同的成像模式(例如包括成像分辨率、B模式成像、脉冲多普勒、连续多普勒)可能对于超声波发射和超声回波接收需要不同的触发信号。
在IVUS成像系统中，通常使用PIM将主机系统与IVUS导管接口连接。例如，PIM能够与主机系统进行协调以控制IVUS导管对于成像的操作，并且PIM能够将由IVUS导管捕获的图像信号转发到主机系统以进行处理和/或显示。与不同类型的IVUS导管进行通信(例如由于不同的通信协议)和/或进行不同的成像流程(例如由于不同的触发序列)可能需要不同的PIM。避免针对不同类型的IVUS导管使用不同的PIM的一种方法可以是在PIM中包括多个不同的硬件模块，以服务于不同的IVUS导管类型和/或不同的成像模式。然而，这种方法可能会增加PIM中的逻辑和/或存储器资源的量，因此可能会导致更高的成本并且可能会增大PIM的大小。
发明内容
虽然已经证明现有的IVUS成像系统是有用的，但是仍然需要用于实时系统重新配置的改进的系统和技术。本公开内容的实施例提供了一种PIM，该PIM包括现场可编程门阵列(FPGA)，该FPGA包括在资源处，该资源能够基于被附接到PIM的IVUS导管的设备属性在运行时动态地重新配置。例如，FPGA中的资源能够被分成静态配置部分和动态可重新配置部分。静态配置部分能够实施在多种不同类型的管腔内成像设备之间共有的功能或操作。动态可重新配置部分能够实施特定于特定的管腔内成像设备的功能或操作。例如，在可重新配置部分中，能够动态地分配逻辑单元、逻辑块和/或逻辑元件，并且能够动态地分配连接引脚以与不同的IVUS导管接口连接和/或提供不同的排序算法。
在一个实施例中，提供了一种管腔内超声成像系统。所述系统包括与管腔内成像设备通信的患者接口模块(PIM)，所述管腔内成像设备包括超声成像部件，所述PIM包括第一可重新配置逻辑块、配置存储器以及处理部件，所述第一可重新配置逻辑块包括由第一可重新配置互连元件互连的第一多个逻辑元件，所述配置存储器被耦合到所述第一可重新配置逻辑块，所述处理部件被耦合到所述配置存储器，所述处理部件被配置为：检测与所述PIM通信的所述管腔内成像设备的设备属性；并且基于检测到的设备属性将第一配置或第二配置中的至少一项加载到所述配置存储器，以配置所述第一可重新配置互连元件中的一个或多个第一可重新配置互连元件，使得所述第一多个逻辑元件被互连以与所述超声成像部件通信。
在一些实施例中，所述处理部件还被配置为：当检测到的设备属性指示所述管腔内成像设备包括第一设备属性时，加载所述第一配置；并且当检测到的设备属性指示所述管腔内成像设备包括第二设备属性时，加载所述第二配置，并且其中，所述第一设备属性和所述第二设备属性是不同的。在一些实施例中，所述处理部件还被配置为：基于检测到识别出检测到的设备属性为所述第一设备属性将所述第一配置加载到所述配置存储器中。在一些实施例中，所述第一配置将所述第一可重新配置逻辑块配置为：基于与检测到的设备属性相关联的通信协议来建立与所述管腔内成像设备的数字通信链路；并且经由所述数字通信链路来发送命令以配置所述管腔内成像设备。在一些实施例中，所述第一配置将所述第一可重新配置逻辑块配置为：基于与检测到的设备属性相关联的通信协议来建立与所述管腔内成像设备的数字通信链路；并且经由所述数字通信链路来接收所述管腔内成像设备的状态。在一些实施例中，所述第一配置将所述第一可重新配置逻辑块配置为：基于检测到的设备属性从所述超声成像部件接收与由所述超声成像部件接收的超声回波信号相关联的模拟信号，所述超声回波信号表示对象的身体。在一些实施例中，所述第一配置将所述第一可重新配置逻辑块配置为：基于检测到的设备属性将滤波器应用于接收到的模拟信号。在一些实施例中，所述第一配置将所述第一可重新配置逻辑块配置为：基于检测到的设备属性将接收到的模拟信号转换为数字信号。在一些实施例中，所述PIM还包括主机接口，所述主机接口被配置为将与所述超声回波信号相关联的图像信号发送到主机。在一些实施例中，所述超声成像部件包括超声换能器的阵列。在一些实施例中，所述系统还包括：第二可重新配置逻辑块，其包括由第二可重新配置互连元件互连的第二多个逻辑元件，其中，所述处理部件还被配置为：基于超声成像流程的目标成像模式将第三配置或第四配置加载到所述配置存储器，以配置所述第二可重新配置互连元件，使得所述第二多个逻辑元件被互连以向所述超声换能器的阵列施加触发信号的序列以用于超声波发射和超声回波接收。在一些实施例中，所述PIM还包括被配置为存储所述第一配置和所述第二配置的非易失性存储存储器，并且其中，所述处理部件还被配置为：将第一配置或第二配置中的所述至少一项从所述非易失性存储存储器加载到所述配置存储器。在一些实施例中，所述系统还包括：现场可编程门阵列(FPGA)，所述FPGA包括：所述第一可重新配置逻辑块；所述配置存储器；以及所述处理部件。
在一个实施例中，提供了一种管腔内超声成像的方法。所述方法包括：由患者接口模块(PIM)检测与所述PIM通信的管腔内成像设备的设备属性，所述管腔内成像设备包括超声成像部件；并且由所述PIM的处理部件基于检测到的设备属性将第一配置或第二配置中的至少一项加载到所述PIM的配置存储器，以配置所述PIM的第一可重新配置逻辑块，其中，所述第一可重新配置逻辑块包括由第一可重新配置互连元件互连的第一多个逻辑元件，并且其中，所述第一配置或所述第二配置对所述第一可重新配置互连元件中的一个或多个第一可重新配置互连元件进行配置，使得所述第一多个逻辑元件被互连以与所述超声成像部件通信。
在一些实施例中，所述第一配置与第一设备属性相关联，其中，所述第二配置与不同于所述第一设备属性的第二设备属性相关联，并且其中，所述加载包括基于检测到识别出检测到的设备属性包括所述第一设备属性将第一配置加载到所述配置存储器中。在一些实施例中，所述方法还包括：经由基于所述第一配置的所述第一可重新配置逻辑块基于与检测到的设备属性相关联的通信协议来建立与所述管腔内成像设备的数字通信链路；并且经由所述数字通信链路来发送命令以配置所述管腔内成像设备。在一些实施例中，所述第一配置将所述第一可重新配置逻辑块配置为：经由基于所述第一配置的所述第一可重新配置逻辑块来接收与由所述超声成像部件接收的超声回波信号相关联的模拟信号，所述超声回波信号表示对象的身体。在一些实施例中，所述方法还包括：将与所述超声回波信号相关联的图像信号发送到主机。在一些实施例中，所述方法还包括：由所述处理部件基于超声成像流程的目标成像模式将第三配置或第四配置加载到所述配置存储器，以配置所述PIM的第二可重新配置逻辑块；其中，所述第二可重新配置逻辑块包括由第二可重新配置互连元件互连的第二多个逻辑元件，其中，所述第三配置或所述第四配置对所述第二可重新配置互连元件进行配置，使得所述第二多个逻辑元件被互连以将触发信号的序列施加到所述超声成像部件的超声换能器的阵列以用于超声波发射和超声回波接收。在一些实施例中，所述加载包括：将第一配置或第二配置中的所述至少一项从所述PIM的非易失性存储存储器加载到所述配置存储器。
通过以下详细描述，本公开内容的其他方面、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
将参考附图来描述本公开内容的说明性实施例，在附图中：
图1是根据本公开内容的方面的管腔内超声成像系统的示意图。
图2是图示根据本公开内容的方面的用于管腔内超声成像系统的系统配置的示意图。
图3是图示根据本公开内容的方面的用于患者接口模块(PIM)的动态资源重新配置方案的示意图。
图4是图示根据本公开内容的方面的用于PIM的设备接口配置的示意图。
图5是图示根据本公开内容的方面的超声成像配置的示意图。
图6是图示根据本公开内容的方面的管腔内超声成像系统的系统配置的示意图。
图7是根据本公开内容的方面的超声成像的方法的流程图。
具体实施方式
为了促进对本公开内容的原理的理解，现在将参考附图中图示的实施例，并且将使用特定的语言来描述这些实施例。尽管如此，应当理解，并不旨在限制本公开内容的范围。如本公开内容所涉及的领域的技术人员通常会想到的，对所描述的设备、系统和方法的任何改变和进一步的修改以及对本公开内容的原理的任何进一步的应用都被充分预想到并被包括在本公开内容中。特别地，完全预想到，关于一个实施例描述的特征、部件和/或步骤可以与关于本公开内容的其他实施例描述的特征、部件和/或步骤组合。然而，为了简洁起见，将不单独描述这些组合的众多迭代方案。
图1是根据本公开内容的方面的管腔内超声成像系统100的示意图。系统100可以包括管腔内成像设备102、患者接口模块(PIM)104、主机系统106以及显示器108。管腔内成像设备102可以是导管、导丝或引导导管。管腔内成像设备102能够被称为例如在医学环境中使用的介入设备和/或诊断设备。在一些实例中，管腔内成像设备102能够是治疗设备。主机系统106可以是控制台、计算机、膝上型计算机、平板计算机或移动设备。显示器108可以是监视器。在一些实施例中，显示器108可以是主机系统106的集成部件。
管腔内成像设备102可以包括柔性细长构件，该柔性细长构件的尺寸和形状被设计为可插入患者的脉管系统中。柔性细长构件可以包括远侧部分131和近侧部分132。管腔内成像设备102可以包括成像部件110，成像部件110被安装在远侧部分131处，靠近管腔内成像设备102的远端133。管腔内成像设备102可以被插入患者的身体管腔或血管120中。例如，管腔内成像设备102能够被插入患者的血管120中以捕获血管120的结构的图像，测量血管120的直径和/或长度以指导支架选择和/或测量血管120中的血流。血管120可以是患者的脉管系统内的任何动脉或静脉。在一些实施例中，血管120可以是静脉血管、肺血管、冠状动脉血管或外周血管。
在一个实施例中，成像部件110可以包括超声换能器，该超声换能器被配置为朝向脉管120发射超声能量。超声能量的发射可以是脉冲的形式。超声能量由在成像部件110周围的血管120中的组织结构和/或血流所反射。反射的超声回波信号由成像部件110中的超声换能器所接收。在一些实例中，成像部件110可以被配置用于亮度模式(B模式)成像以捕获血管结构的图像或测量血管直径和长度以进行支架选择。在一些其他实例中，成像部件110可以被配置用于多普勒彩色血流成像以提供血流测量结果。在又一些其他实例中，成像部件110可以被配置为以双模式操作来提供B模式成像数据和多普勒血流测量结果。
在一些实施例中，成像部件中的超声换能器是相控阵换能器，该相控阵换能器可以被配置为以大约10兆赫兹(MHz)、20MHz、40MHz、45MHz和/或其他更大和更小的合适的值的频率发射超声能量。在一些其他实施例中，成像部件110可以备选地被配置为包括旋转换能器以提供类似的功能。PIM 104将接收到的回波信号传送到主机系统106，在主机系统106处，超声图像被重建并被显示在显示器108上。例如，回波响应的强度或幅度可以被转换为用于灰度图像显示的亮度或强度水平。
主机系统106能够包括处理器和存储器。主机系统106能够操作用于促进本文所述的系统100的特征。例如，处理器能够运行在非瞬态有形计算机可读介质上存储的计算机可读指令。
PIM 104促进了主机系统106与管腔内成像设备102之间的信号通信。这可以包括将从主机系统106接收的命令转发到管腔内成像设备102以控制成像部件110的操作并将从管腔内成像设备102接收的状态报告转发到主机系统106。另外，PIM 104可以生成控制信号以配置成像部件110，触发发射器电路以使成像部件110发射超声波，并且将由成像部件110捕获的回波信号传送到主机系统106。关于回波信号，PIM 104转发接收到的信号，并且在一些实施例中在将信号发送到主机106之前执行初步信号处理。在这样的实施例的示例中，PIM 104执行数据的放大、滤波和/或聚合。在一个实施例中，PIM 104还供应高压和低压直流(DC)功率以支持成像部件110内的电路的操作。本文更详细地描述了触发发射器电路的机制。
在一个实施例中，主机系统106通过PIM 104从成像部件110接收回波数据并且/或者将控制发送到成像部件110。主机系统106处理回波数据以重建成像部件110周围的血管120中的组织结构的图像。主机系统106输出图像数据，使得血管120的图像(例如，血管120的横截面图像)被显示在显示器108上。
在一些实施例中，管腔内成像设备102包括类似于传统的固态IVUS导管的一些特征，例如，可从Volcano公司获得的Eagle
Figure BDA0002950533080000081
Platinum导管、Eagle
Figure BDA0002950533080000082
Platinum ST导管、Eagle
Figure BDA0002950533080000083
Gold导管和
Figure BDA0002950533080000084
PV导管以及在美国专利US 7846101中公开的那些导管，通过引用将该专利整体并入本文。例如，管腔内成像设备102还包括沿着管腔内成像设备102的纵向主体延伸的电缆112。电缆112是包括多个导体的传输线束，所述多个导体包括一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个或更多个导体。可以理解，任何合适的规格电线都能够用于导体。在一个实施例中，电缆112能够包括具有例如41条美国线规(AWG)电线的四导体传输线布置。在一个实施例中，电缆112能够包括利用例如44AWG电线的七导体传输线布置。在一些实施例中，能够使用43AWG电线。在一些其他实施例中，管腔内成像设备102包括与传统的旋转式IVUS导管相似的一些特征，例如，可从Volcano公司获得的
Figure BDA0002950533080000085
导管以及在美国专利US 5601082和US 6381350中公开的那些导管，通过引用将这些专利中的每篇专利整体并入本文。在一些实施例中，管腔内成像设备102包括与美国专利US4917097、US 5368037、US 5453575、US 5603327、US 5779644、US 5857974、US5876344、US5921931、US 5938615、US 6049958、US 60854109、US 6123673、US 6165128、US 6283920、US6309339、US 6033357、US 6457365、US6712767、US 6725081、US 6767327、US 6776763、US6779257、US 67854157、US 6899682、US 6962567、US 6976965、US 7097620、US 7226417、US76414854、US 7676910、US 7711413以及US 7736317中公开的那些部件或特征相似或相同的部件或特征，通过引用将上述专利中的每篇专利整体并入本文。
电缆112在管腔内成像设备102的近端终止于PIM连接器114。PIM连接器114将电缆112电耦合到PIM 104并将管腔内成像设备102物理耦合到PIM 104。在一个实施例中，管腔内成像设备102还包括被设置在结点130附近的导丝出口116，远侧部分131在该结点130处被耦合到近侧部分132。因此，在一些实例中，管腔内成像设备102是快速交换式导管。导丝出口116允许导丝118朝向远端133插入，以便指导管腔内成像设备102穿过血管120。
不同的临床或成像应用可能需要使用不同类型的管腔内成像设备102，而不同类型的管腔内成像设备102可能具有不同的尺寸和/或不同的成像能力。例如，外周血管的成像、冠状动脉血管的成像、血流的测量以及血管中脉管形态的评价都会需要特定类型的管腔内成像设备102。不同类型的管腔内成像设备102(例如，可从Volcano公司获得的Eagle
Figure BDA0002950533080000091
Platinum导管、Eagle
Figure BDA0002950533080000092
Platinum ST导管、Eagle
Figure BDA0002950533080000093
Gold导管、
Figure BDA0002950533080000094
PV导管和/或
Figure BDA0002950533080000095
导管)可以使用不同数量的物理信号线来传送信息(例如，命令和状态)，例如承载数据、控制、地址和/或时钟信号。另外，数据的编码会取决于通信协议而不同。例如，一些管腔内设备102可以使用串行通信接口，而其他管腔内设备102可以使用集成电路间(I2C)接口。另外，不同类型的管腔内成像设备102可能需要不同的触发信号来控制成像部件110处的超声波发射和/或超声回波信号接收。例如，用于相控阵成像部件110的触发信号可能与基于旋转的成像部件110的触发信号不同。
不同的临床或成像应用可以使用不同的成像模式来采集不同类型的诊断信息(例如，B模式数据和彩色多普勒血流数据)。可以使用不同的超声中心频率在信号穿透深度与图像分辨率之间进行折中。例如，成像部件110可以被配置为以更高的中心频率发射超声波以提供更高的成像分辨率，而以损失穿透深度为代价。相反，成像部件110可以被配置为以较低的中心频率发射超声波以提供更深的穿透，而以损失成像分辨率为代价。因此，可能需要不同的触发信号来触发不同中心频率的超声发射脉冲。
不同的超声脉冲持续时间可以用于获得不同的成像视图。例如，成像部件110可以被配置为以较短的持续时间但以较高的信号能量水平发射超声脉冲。例如，能够在彩色血流成像期间使用较高能量的超声波以提供更好的血管边界的视图。备选地，例如当在腹部成像期间捕获主动脉的图像或者在肢体成像期间捕获髂动脉的图像时，由于外周血管较大，因此在外周成像期间能够使用较高能量的超声波来提供较大的视场。因此，可能需要不同的触发信号来触发不同持续时间和/或不同能量水平的超声发射脉冲。
能够看出，不同的管腔内成像设备102可能需要不同数量的物理信号线和通信协议以进行数据和/或信号传输。另外，不同的成像部件110和/或不同的目标成像模式可能需要具有不同波形特性(例如，电压电平、频率和/或占空比)和不同触发序列的触发信号。在一个实施例中，PIM 104可以包括可重新配置的硬件资源，该可重新配置的硬件资源能够基于附接的管腔内成像设备102在运行时动态地重新配置。例如，PIM 104能够检测附接的管腔内成像设备102的设备属性(例如，设备类型和/或超声属性)并相应地配置可重新配置的硬件资源。在本文中更详细地描述了用于在PIM104中进行动态硬件资源重新配置的机制。
图2是图示根据本公开内容的方面的用于管腔内超声成像系统100的系统配置200的示意图。图2提供了PIM 104的内部部件以及PIM 104、与PIM 104通信的主机106和管腔内成像设备102之间的相互作用的更详细的视图。图3是图示根据本公开内容的方面的用于PIM 104的动态资源重新配置方案300的示意图。如图2所示，PIM 104包括被耦合到FPGA220的设备连接器204。在高电平下，当管腔内成像设备102附接到设备连接器204时，PIM104能够检测和识别附接的管腔内成像设备102的设备属性。PIM 104能够在运行时将配置比特流加载到FPGA 220上来配置FPGA 220以与附接的管腔内成像设备102通信。
设备连接器204可以是适合用于与各种不同的管腔内成像设备102耦合的普通管腔内成像设备连接器。设备连接器204可以包括经由链路202被耦合到附接的管腔内成像设备102的数字信号连接和模拟信号连接。管腔内成像设备被示为102A、102B和102C。作为示例，管腔内成像设备102A可以是旋转式IVUS导管，其包括具有单个超声换能器元件的成像部件110A。管腔内成像设备102B可以是固态IVUS导管，其例如适合用于冠状动脉成像。管腔内成像设备102C可以包括具有相控阵超声换能器的成像部件110C。管腔内成像设备102C可以是另一种固态IVUS导管，其例如适用用于外周成像。管腔内成像设备102C可以包括具有相控阵超声换能器的成像部件110C。
不同的管腔内成像设备102A、102B和102C可以具有不同的尺寸和/或不同数量的物理信号线以进行通信。例如，管腔内设备102A可以通过四条物理信号线与PIM 104通信，而管腔内设备102B和102C可以通过六条物理信号线与PIM 104通信。在一些其他实例中，不同的管腔内成像设备102A、102B和102C可以具有相同数量的物理信号线，但是可以具有不同的用于与设备连接器204的连接的引脚分配。
不同的管腔内成像设备102A、102B和102C可以采用不同的用于数字通信的通信协议和/或不同的用于传送模拟信号和/或数字信号的电压电平。例如，管腔内成像设备102A可以采用I2C通信协议，而管腔内成像设备102B可以采用高速I2C通信协议。在一些实例中，用于管腔内设备102A的数字信号可以承载7位地址字段、8位数据字段和3组4位控件，而用于管腔内设备102B和102C的数字信号可以承载3位地址字段、8位数据字段和3位控制字段。在一些实例中，管腔内成像设备102A可以使用差分信号进行通信，而管腔内设备102B可以使用共模信号进行通信。
不同的管腔内成像设备102A、102B和102C可以具有不同的成像能力，例如不同的超声中心频率和/或不同的成像核心(例如，相控阵或旋转成像核心)。成像部件110A、110B和110C可能需要不同的用于超声波发射和/或超声波回波接收的触发信号。例如，成像部件110A、110B和110C可以被设计为发射具有不同中心频率的超声波。在一些实施例中，每个管腔内成像设备102可以包括被配置为存储设备信息的非易失性存储器，该设备信息例如为序列号、设备识别号、导管类型以及与对应的超声成像部件110有关的其他设备属性(例如，超声属性和/或生理感测模态)。
FPGA 220包括形式为可配置逻辑单元或逻辑元件(例如，图3所示的逻辑元件330)和可配置开关或互连元件(例如，图3所示的互连元件332)的可编程结构。逻辑元件可以包括乘法器、加法器、触发器和/或其他逻辑门。可配置互连元件能够被配置为互连逻辑元件以提供期望的功能(例如实施特定的通信协议或特定的操作序列)。可配置逻辑元件和可配置互连元件能够被分成两部分：动态可重新配置部分222和静态配置部分224。
静态配置部分224可以实施在管腔内成像设备102之间通用的模块或逻辑块。如图所示，静态配置部分224包括闪存接口230、寄存器阵列232、处理部件234、配置存储器236以及主机接口238。动态可重新配置部分222可以实施特定于被附接到PIM 104的管腔内成像设备102(例如，管腔内成像设备102C)的模块或逻辑块。如图所示，动态可重新配置部分222包括多个可重新配置逻辑块226。如本文中更详细地描述的那样，可重新配置逻辑块226A和226B能够在运行时被重新配置以与附接的管腔内成像设备102通信。
闪存接口230被配置为与外部闪速存储器通信。例如，PIM 104还能够包括闪速存储器210。闪速存储器210是非易失性存储器，例如，闪存卡。闪速存储器210被配置为存储配置数据，该配置数据可以被称为FPGA配置比特流。闪速存储器210能够存储部分配置比特流。如图3所示，闪速存储器210存储多个配置数据310和配置数据320。配置数据320定义静态配置部分224中的互连元件的位置和切换。例如，配置数据320配置静态配置部分224以实施寄存器阵列232、处理部件234、配置存储器236以及主机接口238。
配置数据310定义动态重新配置部分222中的互连元件的位置和切换。每个配置数据310与管腔内成像设备102的特定属性相关联。作为示例，配置数据310A定义可重新配置逻辑块226A和226B中的互连元件的位置和切换，以实施特定于管腔内成像设备102A的通信接口和定序器(例如用于生成发射/接收触发信号)。配置数据310B定义可重新配置逻辑块226A和226B中的互连元件的位置和切换，以实施特定于管腔内成像设备102B的通信接口和定序器。配置数据310C定义可重新配置逻辑块226A和226B中的互连元件的位置和切换，以实施特定于管腔内成像设备102C的通信接口和定序器，在本文中对此进行了更详细的描述。
处理部件234被耦合到闪存接口230和寄存器阵列232。处理部件234能够是任何类型的中央处理单元(CPU)。在一些实例中，处理部件234能够是微控制器、通用处理器(GPU)或数字信号处理器(DSP)。处理部件234被配置为检测被附接到PIM 104的管腔内成像设备102的设备属性。设备属性能够包括由附接的管腔内成像设备102用于通信的通信协议(例如，I2C、高速I2C或串行通信链路)。设备属性能够包括管腔内成像设备102的成像部件110的超声属性。超声属性可以包括成像部件110的操作中心频率(例如，大约10MHz、20MHz、40MHz、45MHz和/或其他更大和更小的合适值。另外，超声属性可以指示成像部件110的成像核心类型，例如，成像部件110是相控阵超声成像部件还是旋转式超声成像部件。
处理部件234能够基于检测到的设备属性从多个配置数据310中选择配置。处理部件234能够基于检测到的设备属性来配置FPGA 220的动态可重新配置部分222。如图3所示，处理部件234能够经由闪存接口230和寄存器阵列232将所选择的配置数据302加载到配置存储器236中。配置存储器236和寄存器阵列232能够是任何随机存取存储器(RAM)。例如，如箭头304所示，在寄存器阵列232处接收所选择的配置数据302。如箭头306所示，将配置数据302从寄存器阵列232传送到配置存储器234中。在配置存储器234中存储的配置数据302用于配置互连元件332，以在可重新配置逻辑块226中互连逻辑元件330，以例如实施用于附接的管腔内成像设备102的通信接口或定序器。配置数据310被称为部分FPGA比特流。在一些实施例中，处理部件234能够形成完整的FPGA比特流(包括配置数据320(例如在管腔内成像设备102之间是静态的或公共的)和选择的配置数据302(例如，配置数据310C))并将完整的FPGA比特流加载到配置存储器234中。虽然为了简化讨论，图3图示了四个逻辑元件330，但是可重新配置逻辑块226能够被缩放为包括任何合适数量的逻辑元件330。
在一些实施例中，FPGA 220还能够包括设备检测逻辑块，该设备检测逻辑块能够检测管腔内成像设备102到PIM 104的附接并将该检测通知给处理部件234。
主机接口238可以包括被配置为经由链路208与主机106通信的硬件部件和/或软件部件。在一些实例中，通信链路208可以是诸如以太网链路、通用串行总线(USB)链路或任何合适的有线通信链路之类的有线连接。在其他实例中，链路208可以是无线链路，例如，电气和电子工程师协会(IEEE)802.11(WiFi)链路、蓝牙链路、Zigbee链路或超宽带(UWB)链路。主机接口238能够被耦合到可重新配置逻辑块226。例如，主机106能够将命令发送到附接的管腔内成像设备102，并且经由主机接口238和可重新配置逻辑块226来接收回波信号或图像信号。
作为示例，当管腔内成像设备102A被连接到PIM 104时，处理部件234能够自动识别管腔内成像设备102A的设备属性。处理部件234能够将配置数据310A加载到配置存储器236中，以在运行时动态地重新配置可重新配置逻辑块226，从而至少实施用于与管腔内成像设备102A进行通信的通信接口和用于控制成像部件110A的定序器。在可重新配置逻辑块226被配置之后，可重新配置逻辑块226A用作用于与管腔内成像设备102A通信的模拟接口和/或数字接口。例如，PIM 104能够向成像部件110A发送命令240(例如，重置、重启和/或停止)，并且能够经由可重新配置逻辑块226从成像部件110A接收状态242(例如，超出范围的高压(HV)和/或传感器元件故障)。可重新配置逻辑块226A还能够接收由成像部件110A捕获的超声回波信号244。可重新配置逻辑块226B用作定序器以生成触发信号246的序列，从而控制成像部件110A处的超声波发射和超声波回波接收。触发信号246可以包括一个或多个用于激活超声波发射的触发信号和/或一个或多个用于激活超声回波接收的触发信号。
备选地，当管腔内成像设备102B被连接到PIM 104时，处理部件234能够自动识别管腔内成像设备102B的设备属性。处理部件234能够将配置数据310B加载到配置存储器236中，以在运行时动态地重新配置可重新配置逻辑块226，从而至少实施用于与管腔内成像设备102B进行通信的通信接口和用于控制成像部件110B的定序器。在可重新配置逻辑块226被配置之后，可重新配置块226A和226B能够提供如上所述的类似功能，但是该功能特定于管腔内成像设备102B。
虽然图2和图3图示了用于重新配置FPGA 220的动态可重新配置部分222的单个配置数据310，但是在一些实施例中，用于接口的配置数据和用于定序器的配置数据能够被存储为单独的配置数据310。
图4是图示根据本公开内容的方面的用于PIM 104的设备接口配置400的示意图。配置400提供可重新配置逻辑块226A的示例的更详细视图，可重新配置逻辑块226A被配置为用作用于与管腔内成像设备102进行通信的通信接口。为了简化讨论，图4图示了PIM 104的接口部分，但是可以包括上面关于图2和图3所述的其他逻辑块。如图所示，该接口包括数字路径402和模拟路径404。数字路径402被耦合到数字接口块410。模拟路径404被耦合到模拟滤波器420、模数转换器(ADC)430和信号处理模块440。数字接口模块410、ADC 430和信号处理模块440能够由可重新配置逻辑模块226A来实施。虽然图4图示了一个模拟滤波器420和一个ADC 430，但是PIM 104可以包括任何合适数量的模拟滤波器420和ADCS 430。
如上所述，PIM 104能够与附接的管腔内成像设备102交换命令240和状态242。命令240和状态242能够通过数字路径402进行通信。数字接口块410能够被配置为实施附接的管腔内成像设备102C的通信协议(例如，I2C、高速I2C或任何串行通信方案)。通信协议可以包括特定的电压电平、信号类型和/或数据编码方案。
PIM 104还能够接收由附接的管腔内成像设备102的成像部件110捕获的超声回波信号244。回波信号224能够在模拟路径404上传输。回波信号244是模拟射频(RF)信号。模拟滤波器420能够调节接收到的回波信号244。ADC 430能够将模拟信号转换为数字信号以用于后续的数字信号处理。在一些实例中，模拟滤波器420可以是用于ADC 430的抗混叠滤波器。模拟滤波器420能够是带通滤波器，其中，滤波器特性(例如，3分贝(dB)滚降和带宽)可以取决于超声回波信号244的带宽、引起回波信号244的超声波发射的中心频率和/或ADC430的采样率。信号处理块440能够执行预处理以调节回波信号244以用于进一步的图像处理。在一些实施例中，信号处理块440能够包括特定于附接的管腔内成像设备102的成像部件110的数字滤波器(例如，陷波滤波器)。在一些实施例中，信号处理块440能够实施用于B模式处理的包络检测算法和/或对数压缩算法。在一些实施例中，信号处理块440能够实施图像分析算法(例如，边界检测和/或血流估计)。在一些实施例中，模拟路径404还能够包括在ADC 430之前的模拟放大器和/或其他混频器电路，该模拟放大器用于放大接收到的回波信号244，该其他混频器电路用于将RF回波信号244转换成基带信号。在一些实施例中，ADC430能够是FPGA 220外部的ADC。
图5是图示根据本公开内容的方面的超声成像配置500的示意图。配置500提供了可重新配置逻辑块226B的示例的更详细视图，可重新配置逻辑块226B被配置为用作用于控制附接的管腔内成像设备102的成像部件110处的超声波发射和超声回波接收的定序器。例如，可重新配置逻辑块226B能够控制发射和/或接收触发物以提供合成孔径超声成像。配置500包括被耦合到成像部件110的多路复用器520、定序器块530以及触发信号生成块540。成像部件110可以对应于被附接到图2所示的PIM 104的管腔内成像设备102C的成像部件110C。成像部件110可以包括超声换能器510的阵列。定序器块530和触发信号生成块540能够由可重新配置逻辑块226B来实施。
多路复用器520可以包括多个发射切换电路522。每个发射切换电路522可以被耦合到换能器510中的一个换能器。每个发射切换电路522可以包括驱动器和开关，该驱动器能够激活换能器510处的超声波发射，该开关能够选通或允许电信号(例如，触发信号246)传递通过而到达对应的换能器510。
定序器块530控制换能器510处的激活的定时和序列(以例如用于发射超声波)，并且触发信号生成块540基于检测到的成像部件110的设备属性或超声属性来生成触发信号以激活换能器510。多路复用器520中的发射切换电路522可以从触发信号生成块540接收触发信号246，并且根据由定序器块530提供的定时和序列将触发信号228发送到换能器510。例如，定序器块530可以提供定时序列532，定时序列532指示用于击发一组换能器510的序列(例如包括顺序和定时)。
在一些实施例中，换能器510可以被分组为包括孔径504a和504b的孔径504。在一些实施例中，每个换能器510可以是一个或多个孔径504的部分。每个孔径504可以包括任何合适数量的换能器510。定序器块530可以激活孔径504中的一个或多个换能器510以发射超声波502(例如，超声发射脉冲)。可以朝向目标解剖结构505(例如，血管)发射超声波502。虽然在图5中未示出，但是配置500还可以包括被耦合到换能器的接收切换电路，使得定序器块530还可以激活孔径504中的一个或多个换能器510，从而接收从结构505反射回来的回波信号503。接收到的回波信号503可以在表示结构505的图像中创建A线。
虽然多路复用器520被示为针对每个换能器510具有单独的发射切换电路522，但是能够以任何合适的配置来配置发射切换电路522，例如，一些换能器510可以被耦合到相同的发射切换电路522。另外，在一些实施例中，定序器块530可以被耦合到触发信号生成块540，并且触发信号生成块540能够将编码的触发信号施加到成像部件110。编码的触发信号还能够包括指示由定序器块530选择的换能器510的信息。
图6是图示根据本公开内容的方面的用于管腔内超声成像系统100的系统配置600的示意图。系统配置600可以基本上类似于系统配置200。例如，PIM 104能够检测管腔内成像设备102C的附接，识别附接的管腔内成像设备102的设备属性，并且动态地配置FPGA 220的动态可重新配置部分222。然而，在系统配置600中，PIM 104可以包括在FPGA 220外部的额外存储器620，并且静态配置部分224能够包括额外的外部存储器接口610。存储器620能够是任何RAM并且可以包括较大的存储容量大小(例如，几兆字节到几千兆字节)。外部存储器接口610可以被耦合到FPGA 220的内部块，并且可以为FPGA 220提供接口以从存储器620中读出数据或者将数据写入存储器620。例如，信号处理块440能够实施更复杂的信号处理和/或图像处理算法，例如，波束成形算法或聚焦算法。复杂的算法可能需要额外的存储器来存储工作数据。能够经由外部存储器接口610将工作数据传送到存储器620。
图7是根据本公开内容的方面的超声成像的方法700的流程图。方法700的步骤能够由系统100来运行。方法700可以采用分别与关于图2、图4、图5、图6和图3所描述的系统配置200、400、500和600以及方案300中类似的机制。如图所示，方法700包括多个列举的步骤，但是方法700的实施例可以包括在列举的步骤之前、之后和之间的额外步骤。在一些实施例中，列举的步骤中的一个或多个步骤可以被省去或者以不同的顺序来执行。
在步骤710处，该方法包括由PIM(例如，PIM 104)检测与PIM通信的管腔内成像设备(例如，管腔内成像设备102)的设备属性，管腔内成像设备包括超声成像部件(例如，成像部件110)。设备属性能够包括与通信协议、信号类型(例如，差分或共模)和/或由管腔内成像设备用于通信的电压电平和/或成像部件的超声属性(例如，中心频率、成像核心(例如，相控阵或旋转核心))相关联的信息。
在步骤720处，方法700包括由PIM的处理部件(例如，处理部件234)基于检测到的设备属性将第一配置(例如，配置数据310A)或第二配置(例如，配置数据310B)中的至少一项加载到PIM的配置存储器(例如，配置存储器236)，以配置PIM的第一可重新配置逻辑块(例如，可重新配置逻辑块226A)。第一可重新配置逻辑块包括由第一可重新配置互连元件(例如，互连元件332)互连的第一多个逻辑元件(例如，逻辑元件330)。第一配置或第二配置对第一可重新配置互连元件中的一个或多个第一可重新配置互连元件进行配置，使得第一多个逻辑元件被互连以与超声成像部件通信。
在一些实施例中，第一配置与第一设备属性相关联，并且第二配置与不同于第一设备属性的第二设备属性相关联。加载包括基于检测到识别出设备属性包括第一设备属性将第一配置加载到配置存储器中。在一些实例中，从PIM的非易失性存储存储器(例如，闪速存储器210)加载第一配置。
在一些实施例中，方法700能够包括：经由基于第一配置的第一可重新配置逻辑块基于与检测到的设备属性相关联的通信协议来建立与管腔内成像设备的数字通信链路(例如，数字路径402)。PIM能够经由数字通信链路来发送命令(例如，命令240)以配置管腔内成像设备。
在一些实施例中，第一配置能够配置第一可重新配置逻辑块，以经由基于第一配置的第一可重新配置逻辑块来接收与由超声成像部件接收到的超声回波信号(例如，回波信号244)相关联的模拟信号。超声回波信号表示对象的身体(例如，血管120或结构305)。方法700还能够包括将与超声回波信号相关联的图像信号发送到主机(例如，主机106)。
在一些实施例中，方法700能够包括由处理部件基于超声成像流程的目标成像模式(例如，B模式或彩色多普勒模式)将第三配置或第四配置加载到配置存储器以配置PIM的第二可重新配置逻辑块(例如，可重新配置逻辑块226B)。第二可重新配置逻辑块包括由第二可重新配置互连元件互连的第二多个逻辑元件。第三配置或第四配置能够配置第二可重新配置互连元件，使得第二多个逻辑元件被互连以将触发信号的序列施加到超声成像部件的超声换能器(例如，换能器510)的阵列以用于超声波(例如，超声波502)发射和超声回波(例如，超声回波信号503)接收。
本公开内容的各方面能够提供若干益处。例如，在附接到PIM 104时自动检测管腔内超声成像设备102的设备属性能够允许PIM 104重新配置用于在运行时对附接的管腔内超声成像设备102进行通信和/或控制的资源。因此，PIM 104不需要包括用于支持不同类型的管腔内成像设备的实施方式的多种不同组合的资源。正因如此，资源的动态重新配置使得PIM 104能够具有较小的占用空间和较低的成本。动态资源配置还使得能够基于使用中的管腔内成像设备来实施复杂的算法，而不是在使用另一管腔内成像设备时不必要地占用资源。例如，可重新配置逻辑块能够被配置为基于使用中的管腔内成像设备和期望的诊断信息来实施不同的排序算法。
本领域技术人员将认识到，能够以各种方式修改上述装置、系统和方法。因此，本领域普通技术人员将认识到，本公开内容包含的实施例不限于上述特定的示例性实施例。在这方面，虽然已经示出和描述了示例性实施例，但是在前述公开内容中预想到各种各样的修改、改变和替换。应当理解，在不脱离本公开内容的范围的情况下，能够对前述内容做出这样的变化。因此，适当的是，以与本公开内容一致的方式广义地解释权利要求。

Claims (20)

1.一种管腔内超声成像系统，包括：
患者接口模块(PIM)，其与包括超声成像部件的管腔内成像设备通信，所述PIM包括：
第一可重新配置逻辑块，其包括由第一可重新配置互连元件互连的第一多个逻辑元件；
配置存储器，其被耦合到所述第一可重新配置逻辑块；以及
处理部件，其被耦合到所述配置存储器，所述处理部件被配置为：
检测与所述PIM通信的所述管腔内成像设备的设备属性；并且
基于检测到的设备属性将第一配置或第二配置中的至少一项加载到所述配置存储器，以配置所述第一可重新配置互连元件中的一个或多个第一可重新配置互连元件，使得所述第一多个逻辑元件被互连以与所述超声成像部件通信。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理部件还被配置为：
当检测到的设备属性指示所述管腔内成像设备包括第一设备属性时，加载所述第一配置；并且
当检测到的设备属性指示所述管腔内成像设备包括第二设备属性时，加载所述第二配置，并且
其中，所述第一设备属性和所述第二设备属性是不同的。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述处理部件还被配置为：
基于检测到识别出检测到的设备属性为所述第一设备属性将所述第一配置加载到所述配置存储器中。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第一配置将所述第一可重新配置逻辑块配置为：
基于与检测到的设备属性相关联的通信协议来建立与所述管腔内成像设备的数字通信链路；并且
经由所述数字通信链路来发送命令以配置所述管腔内成像设备。
5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第一配置将所述第一可重新配置逻辑块配置为：
基于与检测到的设备属性相关联的通信协议来建立与所述管腔内成像设备的数字通信链路；并且
经由所述数字通信链路来接收所述管腔内成像设备的状态。
6.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第一配置将所述第一可重新配置逻辑块配置为：
基于检测到的设备属性从所述超声成像部件接收与由所述超声成像部件接收的超声回波信号相关联的模拟信号，所述超声回波信号表示对象的身体。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述第一配置将所述第一可重新配置逻辑块配置为：
基于检测到的设备属性将滤波器应用于接收到的模拟信号。
8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述第一配置将所述第一可重新配置逻辑块配置为：
基于检测到的设备属性将接收到的模拟信号转换为数字信号。
9.根据权利要求6所述的系统，其中，所述PIM还包括主机接口，所述主机接口被配置为将与所述超声回波信号相关联的图像信号发送到主机。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述超声成像部件包括超声换能器的阵列。
11.根据权利要求10所述的系统，还包括：
第二可重新配置逻辑块，其包括由第二可重新配置互连元件互连的第二多个逻辑元件，
其中，所述处理部件还被配置为：
基于超声成像流程的目标成像模式将第三配置或第四配置加载到所述配置存储器，以配置所述第二可重新配置互连元件，使得所述第二多个逻辑元件被互连以向所述超声换能器的阵列施加触发信号的序列以用于超声波发射和超声回波接收。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述PIM还包括被配置为存储所述第一配置和所述第二配置的非易失性存储存储器，并且其中，所述处理部件还被配置为：
将第一配置或第二配置中的所述至少一项从所述非易失性存储存储器加载到所述配置存储器。
13.根据权利要求1所述的系统，还包括现场可编程门阵列(FPGA)，所述FPGA包括：
所述第一可重新配置逻辑块；
所述配置存储器；以及
所述处理部件。
14.一种管腔内超声成像的方法，包括：
由患者接口模块(PIM)检测与所述PIM通信的管腔内成像设备的设备属性，所述管腔内成像设备包括超声成像部件；并且
由所述PIM的处理部件基于检测到的设备属性将第一配置或第二配置中的至少一项加载到所述PIM的配置存储器，以配置所述PIM的第一可重新配置逻辑块，
其中，所述第一可重新配置逻辑块包括由第一可重新配置互连元件互连的第一多个逻辑元件，并且
其中，所述第一配置或所述第二配置对所述第一可重新配置互连元件中的一个或多个第一可重新配置互连元件进行配置，使得所述第一多个逻辑元件被互连以与所述超声成像部件通信。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一配置与第一设备属性相关联，其中，所述第二配置与不同于所述第一设备属性的第二设备属性相关联，并且其中，所述加载包括基于检测到识别出检测到的设备属性包括所述第一设备属性将第一配置加载到所述配置存储器中。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：
经由基于所述第一配置的所述第一可重新配置逻辑块基于与检测到的设备属性相关联的通信协议来建立与所述管腔内成像设备的数字通信链路；并且
经由所述数字通信链路来发送命令以配置所述管腔内成像设备。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一配置将所述第一可重新配置逻辑块配置为：
经由基于所述第一配置的所述第一可重新配置逻辑块来接收与由所述超声成像部件接收的超声回波信号相关联的模拟信号，所述超声回波信号表示对象的身体。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：
将与所述超声回波信号相关联的图像信号发送到主机。
19.根据权利要求14所述的方法，还包括：
由所述处理部件基于超声成像流程的目标成像模式将第三配置或第四配置加载到所述配置存储器，以配置所述PIM的第二可重新配置逻辑块；
其中，所述第二可重新配置逻辑块包括由第二可重新配置互连元件互连的第二多个逻辑元件，
其中，所述第三配置或所述第四配置对所述第二可重新配置互连元件进行配置，使得所述第二多个逻辑元件被互连以将触发信号的序列施加到所述超声成像部件的超声换能器的阵列以用于超声波发射和超声回波接收。
20.根据权利要求14所述的方法，其中，所述加载包括：
将第一配置或第二配置中的所述至少一项从所述PIM的非易失性存储存储器加载到所述配置存储器。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3120586A1 (en) 2018-11-28 2020-06-04 Histosonics, Inc. Histotripsy systems and methods
EP3903685A1 (en) * 2020-04-28 2021-11-03 Koninklijke Philips N.V. Catheter or guidewire systems with integrated ultrasound imaging

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080146943A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-19 Ep Medsystems, Inc. Integrated Beam Former And Isolation For An Ultrasound Probe
US20140258743A1 (en) * 2011-08-24 2014-09-11 Volcano Corporation Medical communication hub and associated methods
US20140275844A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Volcano Corporation Universal Patient Interface Module and Associated Devices, Systems, and Methods
US20150342564A1 (en) * 2005-10-12 2015-12-03 Volcano Corporation Apparatus and method for use of rfid catheter intelligence

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4917097A (en) 1987-10-27 1990-04-17 Endosonics Corporation Apparatus and method for imaging small cavities
US5453575A (en) 1993-02-01 1995-09-26 Endosonics Corporation Apparatus and method for detecting blood flow in intravascular ultrasonic imaging
US5368037A (en) 1993-02-01 1994-11-29 Endosonics Corporation Ultrasound catheter
DE69516444T2 (de) 1994-03-11 2001-01-04 Intravascular Res Ltd Ultraschall Wandleranordnung und Verfahren zu dessen Herstellung
AU3212895A (en) 1994-09-02 1996-03-27 Cardiometrics, Inc. Ultra miniature pressure sensor and guidewire using the same and method
GB2293651B (en) 1994-09-30 1998-04-22 Intravascular Res Ltd Medical untrasound imaging
US7226417B1 (en) 1995-12-26 2007-06-05 Volcano Corporation High resolution intravascular ultrasound transducer assembly having a flexible substrate
US5857974A (en) 1997-01-08 1999-01-12 Endosonics Corporation High resolution intravascular ultrasound transducer assembly having a flexible substrate
US6033357A (en) 1997-03-28 2000-03-07 Navius Corporation Intravascular radiation delivery device
US6309339B1 (en) 1997-03-28 2001-10-30 Endosonics Corporation Intravascular radiation delivery device
US5921931A (en) 1997-04-08 1999-07-13 Endosonics Corporation Method and apparatus for creating a color blood flow image based upon ultrasonic echo signals received by an intravascular ultrasound imaging probe
EP0908137A1 (en) 1997-10-06 1999-04-14 Technologiestichting STW A method and apparatus for making an image of a lumen or other body cavity and its surrounding tissue
US6085410A (en) 1997-12-03 2000-07-11 Seagate Technology, Inc. Suspension assembly gripping tool
US5876344A (en) 1997-12-09 1999-03-02 Endosonics Corporation Modular imaging/treatment catheter assembly and method
US6210339B1 (en) 1999-03-03 2001-04-03 Endosonics Corporation Flexible elongate member having one or more electrical contacts
US6381350B1 (en) 1999-07-02 2002-04-30 The Cleveland Clinic Foundation Intravascular ultrasonic analysis using active contour method and system
US6457365B1 (en) 2000-02-09 2002-10-01 Endosonics Corporation Method and apparatus for ultrasonic imaging
JP2003092364A (ja) 2001-05-21 2003-03-28 Mitsubishi Electric Corp 半導体記憶装置
JP4660999B2 (ja) 2001-08-01 2011-03-30 パナソニック株式会社 光導波路デバイス及びコヒーレント光源及び光学装置
US6837853B2 (en) * 2002-06-27 2005-01-04 Acuson Corporation System and method for using an ultrasound transducer with an integrated transducer information system
US6712767B2 (en) 2002-08-29 2004-03-30 Volcano Therapeutics, Inc. Ultrasonic imaging devices and methods of fabrication
WO2004096049A2 (en) 2003-04-28 2004-11-11 Board Of Regents, The University Of Texas System Catheter imaging probe and method
JP2009170160A (ja) 2008-01-11 2009-07-30 Sumitomo Wiring Syst Ltd レバー式コネクタ
US20100324418A1 (en) * 2009-06-23 2010-12-23 Essa El-Aklouk Ultrasound transducer
US10022751B2 (en) * 2014-05-30 2018-07-17 Fujifilm Dimatix, Inc. Piezoelectric transducer device for configuring a sequence of operational modes
KR102518468B1 (ko) * 2015-10-16 2023-04-05 삼성전자주식회사 프로브 장치, 그를 포함하는 의료기기 및 프로브 장치의 제어방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150342564A1 (en) * 2005-10-12 2015-12-03 Volcano Corporation Apparatus and method for use of rfid catheter intelligence
US20080146943A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-19 Ep Medsystems, Inc. Integrated Beam Former And Isolation For An Ultrasound Probe
US20140258743A1 (en) * 2011-08-24 2014-09-11 Volcano Corporation Medical communication hub and associated methods
US20140275844A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Volcano Corporation Universal Patient Interface Module and Associated Devices, Systems, and Methods
CN105120765A (zh) * 2013-03-15 2015-12-02 火山公司 通用患者接口模块以及相关联的设备、系统和方法

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