CN113438987A - 声学联接界面 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于在柔性超声换能装置(2)和待检测的弯曲的物体(3)之间使用的声学联接界面(1)。界面(1)为具有弯曲柔性的片材(4)的形式，这允许片材(4)在柔性超声换能装置(2)的操作期间与所述弯曲的物体(3)形成连续接触。另外，片材(4)包括基体材料(5)和布置在所述基体材料(5)中的多个声学波导结构(6)，其中，多个声学波导结构(6)用于提供由超声换能装置(2)发出的超声信号(7)的双向联接。
Description
技术领域
本发明构思涉及超声检测领域。
更具体地，它涉及与柔性超声换能器一起使用的声学联接界面。
背景技术
超声波阵列的大型2D阵列在医疗市场和消费电子产品中有若干应用。示例是医学成像、手势识别、引导声音、指纹检测和空中触觉。
压电微机械超声换能器(pMUT)的标准结构在本领域中是已知的。制作了小鼓，在小腔体的顶部上带有悬浮的膜。该腔体的尺寸与膜的刚度相结合将决定特定MUT的共振频率。例如，MUT可以由压电效应(pMUT)驱动。通过横跨压电材料以谐振频率施加交流电场，在压电材料和膜之间产生应力差，这将引起振动和声波的发射。典型频率在50kHz至20MHz范围内。使用波束形成在发射中创建焦点或在接收中对小点成像的应用需要更大的超声换能器阵列协同工作。
本领域需要改进的超声换能器设计和用于检测弯曲的物体的系统，例如用于成像或用于获得表示物体特征的数据，因为制造在平坦刚性基材上的超声换能器可能不适合扫描弯曲的物体。操作者必须将平坦的换能器抵靠待检测的弯曲的物体移动并按压，这导致图像再现等方面的困难。
例如从US 20180168544已知柔性超声换能器，其公开了用于将柔性换能器联接到物体的方法和系统。一种换能器定位装置，包括可膨胀囊体和带。可膨胀囊体可向换能器阵列施加力以在膨胀时保持其抵靠物体的位置。带可以将囊体保持抵靠换能器。一旦就位，囊体就可以通过流体膨胀。
然而，本领域需要允许使用柔性超声换能器改进弯曲的物体的超声检测的解决方案。
发明内容
本发明的目的是至少部分地克服现有技术的一个或多个限制。特别地，目的是为柔性超声换能装置提供联接界面，其提供对弯曲的物体的改进的超声检测。
作为本发明的第一方面，提供了一种用于在柔性超声换能装置和待检测的弯曲的物体之间使用的声学联接界面；其中，所述界面呈具有弯曲柔性的片材形式，其允许片材在柔性超声换能装置的操作期间与所述弯曲的物体形成连续接触，并且其中所述片材包括：
基体材料和布置在所述基体材料中的多个声学波导结构，其中，多个声学波导结构用于提供由超声换能装置发射的超声信号的双向联接。
声学联接界面可以是一次性界面并且在柔性超声换能装置和待检测的弯曲的物体之间使用。被检测物体是指在使用柔性超声换能装置检测期间与声学联接界面接触的物体。因此，该物体可能是弯曲的，即使在检查期间收集了代表非弯曲但位于被检查的弯曲的物体内的特征的数据。
合适的弯曲的物体可以是包括曲率半径小于20cm，例如小于10cm的曲率的物体。弯曲的物体可以是患者身体的一部分，例如手臂或腿。声学联接界面是柔性界面，在弯曲的物体的超声检测期间，其可以跟随柔性超声换能器的弯曲。
声学联接界面还呈片材的形式。声学界面的片材通常包括两个平坦表面，彼此相对布置的第一和第二平坦表面，即具有指向两个不同且平行的方向的法向矢量。
第一和第二平坦表面因此可以在X-Y平面中延伸并且片材可以具有在垂直于X和Y方向的Z方向上限定的厚度。该片材还具有弯曲柔性，例如在X-Y平面中在正Z方向或负Z方向上的弯曲柔性，这允许声学联接界面围绕弯曲的物体弯曲，并在弯曲的物体的检测期间与弯曲的物体连续接触而不会断裂。在片材的表面上的两点之间绘制的假想线，所述点在Z方向上分开，在片材在Z方向上挠曲或弯曲时不是直线而是弯曲的。
声学界面的基体材料包括多个声学波导结构。因此片材可以由基体材料(bulkmaterial)组成。
基体材料本身可以是柔性材料。
基体材料可以包括橡胶或聚合物材料或由橡胶或聚合物材料组成。因此，在第一方面的实施例中，基体材料包括聚合物。基体材料可以是橡胶或包括橡胶。此外，基体材料可以选自SU-8、氮化硅和聚酰亚胺。
此外，基体材料可以是层状材料。因此，基体材料可以包括多层结构，该多层结构包括堆叠在彼此顶部上的各个层。一个这样的单独层不需要是柔性的，但是整个多层结构可以是柔性的。作为示例，多层结构的各个层可以包括氧化硅或由氧化硅组成。
波导结构可以包括声学波导，比如声学波导阵列。此外，声学波导结构可以包括布置在基体材料中的成组声波散射体，它们一起作为声学波导结构工作或起作用。
多个声学波导结构用于提供由超声换能装置发射的超声信号的双向联接。因此，声学联接界面有利于由柔性超声换能器发射的超声信号传送到被检测的物体中并且允许来自物体的合成回波信号被传送回到柔性超声换能器。声学波导结构因此可以用作用于由超声换能器发射的超声波和用于从被检测物体接收的回波信号的声学透镜。
本发明的第一方面基于这样的认识，即柔性声学界面允许诸如人的被检测的物体和柔性超声换能器之间的良好声学接触，柔性超声换能器是诸如包括超声换能元件阵列的柔性超声换能器之类。因此，柔性声学界面将被检测物体的形状或曲率传送到柔性超声换能器。柔性声学界面还可用作凝胶的替代或补充，凝胶使当执行例如人体的超声检测时常规使用的。由于波导结构，声学界面以允许与被检测物体不均匀且可能不粘连的接触的方式联接声波。
此外，声学界面可用作一次性贴片，这允许重新使用柔性超声换能器。
在第一方面的实施例中，片材具有布置用于接触所述柔性超声换能装置的第一平坦表面和布置用于接触所述的待检测的弯曲的物体的、与所述第一表面相对的第二平坦表面，并且其中，所述片材具有弯曲柔性，使得第一和第二平坦表面的表面轮廓随着第二平坦表面在操作期间在片材与所述弯曲的物体接触时顺应弯曲的物体而改变。
片材的柔性和厚度可以使得第一和第二平坦表面的表面轮廓在检测期间受到影响，即当柔性换能器压靠被检测的物体时。因此，这有助于将物体的曲率“转移”到柔性超声换能器。
作为示例，第一和第二平坦表面具有的长度和宽度都可以是片材厚度的至少五倍，比如片材的厚度的至少10倍、比如至少20倍、比如至少50倍。因此，片材的长度和片材的宽度都可以比厚度长至少五倍。
作为示例，片材可具有至少0.2cm、比如至少1cm、比如至少5cm、比如至少10cm、比如至少50cm的长度和宽度。
作为示例，片材可具有介于0.20cm2到0.50cm2之间的表面积。作为另一示例，片材可具有介于1cm2到25cm2之间的表面积。作为另一示例，片材可具有介于30cm2到70cm2之间的表面积。
作为另一示例，片材可以具有至少80cm2的表面积，比如约100cm2。
此外，片材可具有大于0.10m2的表面积，比如大于0.20m2。
此外，片材可具有在10μm到1cm之间的厚度，比如在0.5mm到1.0mm之间的厚度。
作为示例，第一和第二平坦表面可以在X和Y方向上延伸，并且其中，片材具有在垂直于X和Y方向的Z方向上延伸的厚度。片材可具有柔性，使得片材可在Z方向以至少30度、比如至少45度、比如至少90度的弯曲角弯曲。
在第一方面的实施例中，片材具有弯曲柔性，其允许片材以小于5cm、较佳地小于3cm、更佳地小于2cm的曲率半径(Rc)弯曲。
在第一方面的其它实施例中，片材具有弯曲柔性，其允许片材以介于10到30cm之间，比如介于15到20cm之间的曲率半径(Rc)弯曲。
曲率半径可在正Z方向或负Z方向上，即沿第一和/或第二平坦表面的法线的方向弯曲时限定。最小曲率半径可以小于5cm，比如1-4cm。
此外，在第一方面的实施例中，整个片材或基体材料具有弯曲模量(弹性模量)，其允许片材在柔性超声换能装置的操作期间与所述弯曲的物体形成连续接触。
材料的弯曲模量是表示该材料弯曲能力的物理特性。在机械方面，它是弯曲变形或弯曲期间应力与应变的比率。如果片材由塑料制成，则聚合物的类型、分子量和厚度可能会影响柔性。
作为示例，整个片材或基体材料可具有小于50GPa，比如小于20GPa的弯曲模量，从而允许片材在柔性超声换能装置的操作期间与所述弯曲的物体形成连续接触。
材料的弯曲模量可以使用已知的三点分析对具有宽度w和高度h的材料的矩形梁进行测量。参数L限定了梁第一侧上的两个支承点之间的长度，并且在梁的另一侧施加了力F。测量位移或挠度d并使用以下公式计算弯曲模量E弯曲(单位面积的力)：
E弯曲＝(L3F)/(4wh3d)
在第一方面的实施例中，多个声学波导结构在基体材料中布置成阵列。该阵列可以是一维的、二维的和/或三维的。
作为示例，多个声学波导结构可以包括多于20个、比如多于50个单独的声学波导结构或声学波导。
在第一方面的实施例中，片材是可拉伸的片材。因此，声学联接界面的片材可以是能够可逆地承受应变的材料。因此，片材还可以包括弹性材料或由弹性材料组成。
然而，片材也可以包括非弹性材料或由非弹性材料组成。
在第一方面的实施例中，多个声学波导结构包括具有细长形式的波导。
波导因此可以是延伸穿过部分或整个基体材料的柱的形式。
在第一方面的实施例中，多个声学波导结构包括交替的基体材料和不同于基体材料的另一种材料的布置，所述布置从第一平坦表面延伸到第二平坦表面。
作为替代，声学波导结构可以完全被基体材料包围。
与基体材料不同的材料可能是空隙或具有与基体材料不同的声学阻抗的材料。
交替的基体材料和所述“另一种材料”的布置可以在基体材料内形成所述“另一种材料”的离散元件的三维阵列。离散元件，比如三维阵列中的一排离散元件，可以一起用作声学波导结构。
作为示例，多个声学波导结构可以包括从第一平坦表面延伸到第二平坦表面的波导。因此，声学波导结构可以在整个Z方向上延伸或穿过片材的整个厚度延伸。波导因此可以形成在基体材料内在基本垂直于片材的第一或第二平坦表面的方向上穿过片材的厚度延伸的多个柱。
在第一方面的实施例中，多个声学波导结构包括不同于基体材料的固体材料。
不同于基体材料的固体材料可具有与基体材料不同的声学阻抗。固体材料可以是金属材料或聚合物材料。
作为示例，多个声学波导结构的固体材料可以从第一和/或第二平坦表面突出。因此，多个声学波导结构可以仅从片材的第一平坦表面突出，它们可以从片材的第一和第二平坦表面两者突出，或者它们可以仅从片材的第二表面突出。这可能是有利的，因为突出的波导结构可以促进在操作期间粘附到另一个表面，比如粘附到被检测的弯曲的物体的表面或粘附到柔性超声换能器的表面。固体材料的突出波导结构因此可形成突出元件的阵列，其增加声学联接界面的粘合特性。
在第一方面的实施例中，多个声学波导结构包括基体材料中的内壁，以便在基体材料中以空隙的形式限定波导结构。如上所述，空隙可以具有细长形式并且从片材的第一平坦表面延伸到第二平坦表面。
作为本发明的第二方面，提供了一种用于创建表示弯曲的物体的特征的数据的系统，包括：
柔性超声换能装置，以及
根据以上第一方面的声学联接界面，其构造成可移除地附连到所述超声换能装置，使得由所述换能装置发射的超声信号被传送到所述物体中并且来自物体的合成回波信号被传送回到超声换能装置。
该方面通常可以呈现与先前方面相同或相应的优点。
产生的表示弯曲的物体的特征的数据可用于弯曲的物体的成像。
柔性超声换能器可以包括超声换能元件的阵列。超声换能元件可以构造成产生沿着主换能器轴线(Z)传播的超声能量。柔性超声换能装置可以包括在检测期间面向所述弯曲的物体并且具有平行于主换能器轴线的法向矢量的第一外表面。声学联接界面因此可以构造成可移除地附连到柔性超声换能器的这样的第一外表面。超声换能器的第一外表面可具有至少100cm2的表面积，比如至少400cm2。因此，这种柔性超声换能器的换能元件的阵列可以覆盖至少100cm2的面积，比如至少400cm2。
因此，该系统可以作为具有根据上述第一方面的至少一个声学联接界面和柔性超声换能器的套件来提供。柔性超声换能器可以重复使用，而声学联接界面可以是在超声检测之间更换的一次性界面。该系统是有利的，例如，提供诸如成像之类的超声检测，而不必使用传统的凝胶来在被检测的物体和超声换能器之间进行声学联接。
作为本发明的第三方面，提供了一种获得表示物体特征的数据的方法，包括：
-使用根据上述第二方面的系统使物体经受超声信号；以及
-分析来自物体的合成回波信号，从而基于合成回波信号获得表示所述物体特征的数据。
该方面通常可以呈现与以上讨论的先前方面相同或相应的优点。物体可以是弯曲的物体，比如包括具有曲率半径小于20cm，比如小于10cm的曲率的弯曲的物体。弯曲的物体可以是患者身体的一部分，例如手臂或腿。
分析所得回波信号的步骤可以包括形成被检测物体的部分的图像，比如被检测物体的内部。
在第三方面的实施例中，通过声学联接界面和物体的直接接触和/或声学联接界面和柔性超声换能装置的直接接触来执行使物体经受超声信号的步骤。
作为示例，使物体经受超声信号的步骤可以通过声学联接界面和物体的直接接触来执行，比如在物体和声学联接界面之间没有任何凝胶。
作为另一示例，使物体经受超声信号的步骤可以通过声学联接界面和柔性超声换能装置的直接接触来执行，比如在声学联接界面和柔性超声换能装置之间没有任何凝胶。
作为另一示例，使物体经受超声信号的步骤可以通过声学联接界面和柔性超声换能装置的直接接触以及声学联接界面和物体的直接接触来执行，比如在声学联接界面和柔性超声换能装置之间没有任何凝胶，并且在物体和声学联接界面之间也没有任何凝胶。
然而，使物体经受超声信号的步骤可以替代地通过声学联接界面和物体的间接接触和/或声学联接界面和柔性超声换能装置的间接接触来执行。因此，可以在声学联接界面和物体之间或在声学联接界面和柔性超声换能装置之间使用凝胶。作为另一示例，可以在声学联接界面和物体之间以及在声学联接界面和柔性超声换能装置之间使用凝胶。
附图说明
参考附图，通过以下说明性且非限制性的具体实施方式，将更好地理解本发明构思的上述以及另外的目的、特征和优点。在附图中，除非另有说明，否则相同的附图标记将用于相同的元件。
图1是本公开的声学联接界面的示意图的立体图。
图2a-f是布置在片材的基体材料中的声学波导结构的说明性实施例。
图3是声学联接界面在负Z方向弯曲时的弯曲角度和曲率半径的示意图。
图4a-d示出了用于在物体的检测期间创建表示弯曲的物体的特征的数据的系统的说明性实施例。
图5是获得表示物体特征的数据的方法的示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本公开的声学联接界面1的示意性示例。界面1呈在X-Y平面中延伸的片材4的形式，其厚度在垂直于X和Y方向的Z方向上延伸。片材4具有第一平坦表面4a和与第一平坦表面4a相对的第二平坦表面4b，并且由于界面1用于在柔性超声换能装置2和诸如弯曲的物体3之类的物体之间使用，所以其中一个平坦表面在使用期间，可以面向被检测的物体3，而相对的平坦表面面向超声换能装置。因此，片材4具有第一平坦表面4a和与所述第一表面4a相对的第二平坦表面4b，第一平坦表面4a布置成用于接触所述柔性超声换能装置2，第二平坦表面4b布置成用于接触待检测的所述弯曲的物体3。
在该示例中，片材4具有矩形或方形形状，在X方向上的长度d1为约5-20cm，比如约10cm，并且在Y方向上的长度d2为约5-20cm，比如约10cm。与第一平坦表面2a和第二平坦表面2b的表面积相比，该片材更薄，比如在Z方向上具有约0.1mm-1.0mm的厚度d3。因此，第一平坦表面4a和第二平坦表面4b具有的长度和宽度都是片材厚度的至少五十倍。
此外，片材4包括基体材料(bulk material)5和布置在基体材料(5)中的多个声学波导结构6。在图1的示例中，声学波导结构6布置为基体材料5中的二维阵列9。
多个声学波导结构6用于在检测物体3期间提供从超声换能装置2发射的超声信号7的双向联接。
图2a-f示出声学波导结构6的不同实施例。图2a-f是片材4的剖视图，例如沿图1中片材的线A的剖视图。
图2a示出了布置在基体材料5内的声学波导结构6的示意性实施例。波导结构6具有从第一平坦表面4a延伸到第二平坦表面4b的细长形式。因此，波导结构6在Z方向上延伸，即在其中限定板4的厚度的方向上。细长的波导结构或细长波导6可以具有任何合适的形式，比如圆柱体的形式或具有凸出或凹入的外部形式。
图2b示出了布置在基体材料5内的声学波导结构6的示意性实施例。在该示例中，波导结构6从第二平坦表面4b突出。因此，波导结构6包括从第二平坦表面6b延伸或突出的部分6b。因此，第二平坦表面4b可以包括突出部分6b的阵列。突出部分6b可以通过使片材4的第二外平坦表面4b更粘，即通过在检测期间增加界面1和物体3之间的摩擦，来帮助在检测期间保持声学联接界面1与物体3之间的接触。
声学波导结构6也可以从第一平坦表面4a突出。该示例在图2c中示出，其中波导结构6包括从第一平坦表面6a延伸或突出的部分6a。因此，第一平坦表面4a可以包括突出部分6a的阵列。突出部分6a可以通过使片材4的第一外平坦表面4a更粘，即通过在检测期间增加界面1和柔性超声换能装置2之间的摩擦，来帮助在检测期间保持声学联接界面1与柔性超声换能装置2之间的接触。
声学波导结构6也可以从第一平坦表面4a和第二平坦表面4b两者突出。这样的示例在图2d中示出，其中声学波导结构6包括从第一平坦表面6a突出的部分6a和从第二平坦表面6b突出的部分6b两者。
具有突出部分6a和/或6b的这种布置，在界面1和换能器阵列2之间使用凝胶，或在界面和被检测物体3之间使用凝胶，可能是不必要的。
图2e示出了片材4的示意性实施例，其中多个声学波导结构6布置在基体材料6内并且包括交替的基体材料6和不同于基体材料6的另一种材料6c的布置7。布置7在Z方向上从第一平坦表面4a延伸到第二平坦表面4b。因此，除了基体材料之外的材料6c被布置为块体4内的离散元件，例如沿着从第一平坦表面4a延伸到第二平坦表面4b的假想直线。离散元件的尺寸和相邻离散元件之间的距离使装置7用作超声波传播通过片材4的引导结构。
图2f示出了包括多个声学波导结构的片材4的另一个示意性实施例，其类似于以上关于图2a所讨论的实施例，但是声学波导结构6是布置在基体材料5内的空隙8a的形式。因此，在该示例中，多个声学波导结构6包括基体材料6中的内壁8，以便在基体材料6中以空隙8a的形式限定波导结构。
声学波导结构6可以是具有与基体材料6不同的声学阻抗的材料。因此，多个声学波导结构6可以包括不同于基体材料5的固体材料。
声学波导结构6可以是金属或聚合物，或者包括金属或聚合物，并且可以在基体材料6内形成三维声学阻抗物体。
基体材料6可以包括诸如聚酰亚胺(PI)之类的聚合物。基体材料可以是柔性材料，使得片材4变得柔性。因此，片材4可以是柔性的，以便在柔性超声换能装置2的操作期间形成与弯曲的物体3的连续接触。作为示例，片材4可以具有弯曲柔性，使得第一平坦表面4a和第二平坦表面4b两者的表面轮廓在检测期间变化。作为与被检测物体接触或最接近被检测物体的表面的第二平坦表面可以在检测期间当片材4与弯曲的物体3接触时顺应弯曲的物体3。然而，片材4可以足够柔性以使得在检测期间第一平坦表面4a也可以顺应弯曲的物体。因此，声学联接界面1可有助于在检查期间将被检测物体3的表面轮廓转移到柔性超声换能装置。
图3示出了可以如何测量片材4的柔性。与图1所示的类似，第一平坦表面4a和第二坦表平面4b在X和Y方向上延伸，并且片材4具有在与X和Y方向垂直的Z方向上延伸的厚度。片材可以具有柔性并且使得它可以以至少30度的弯曲角(α)在正Z方向或负Z方向上弯曲而不会断裂。片材4的厚度与基体材料的材料相结合可能是影响片材4柔性的最重要因素。在弯曲片材4时，“断裂”可能是指在弯曲期间在外表面上、即在弯曲期间具有受拉区域的表面上出现裂纹。在图3所示的示例中，该区域将是第二平坦表面2b的表面区域。
此外，曲率半径Rc可以小于5cm而片材4不破裂。曲率半径可以是弯曲期间的内曲率。因此，在图3中，曲率半径是在第一平坦表面3a上测量的，因为片材4在负Z方向上弯曲。
图4a-4d示出了用于创建表示物体3的特征的数据的系统10的不同示意性和说明性实施例。
如图4a所示，系统10包括柔性超声换能装置2。该装置2包括单个超声换能元件13a的阵列13。超声换能装置2既用于发射超声波11又用于接收来自被检测物体3的回波信号12。阵列13的各个超声换能元件13a可以是本领域已知的微机械超声换能器(MUT)。这种元件13a可以通过在小腔体的顶部上加工具有悬浮膜的小鼓来形成。该腔体的尺寸与膜的刚度相结合将决定特定MUT的共振频率。MUT可以由压电效应驱动，形成pMUT，其通过横跨压电材料以谐振频率施加AC电场以在压电材料和膜之间产生应力差而起作用。这将引起振动和声波的发射。典型频率在50kHz至20MHz范围内。这转化为范围从1cm到<100um的波长。使用波束形成在发射中创建焦点或在接收中对小点成像的应用可能需要更大的超声换能元件13a的阵列协同工作。
系统10还包括如上文所公开的声学联接界面1。界面1在换能器2和被检测的物体3之间可移除地附连到换能器2的外表面2a。物体13可以是身体的一部分，例如手臂或腿。声学联接界面1因此提供双向联接，使得由换能器2发出的超声信号11被传送到物体3中并且来自物体3的合成回波信号12被传送回换能器2的阵列13a。
超声换能元件13a构造成产生沿着平行于Z轴的主换能器轴线传播的超声能量，并且柔性超声换能装置2可以包括在检测期间面向弯曲的物体3的第一外表面2a。换能器2的该第一外表面2a因此具有平行于主换能器轴线的法向矢量，并且声学联接界面1布置在物体3和换能器2之间，其中片材4的第一外平坦表面4a面向换能器2的第一外表面2a。在图2a所示的实施例中，在柔性超声换能器2和声学联接界面1之间以及在声学联接界面1和被检测物体14之间施加凝胶14。
图4b示出了系统10的实施例，其中声学联接界面1的波导结构6在片材4的第二平坦表面4b上具有突出部分6b。这提供了弯曲的物体3的超声检测，而在声学联接界面和物体3之间没有凝胶。突出部6a可以促进将界面1和整个系统10粘附到被检测物体3。在某些应用中，在物体3和系统10之间具有干接触(dry contact)也可能是有益的。
图4c示出了系统10的实施例，其中声学联接界面1的波导结构6在片材4的第一平坦表面4a上具有突出部分6a。这提供了弯曲的物体3的超声检测，而在声学联接界面和超声换能器之间没有凝胶。与图4b中所示的实施例类似，突出部6b可有助于将界面1粘附到柔性超声换能器2。在某些应用中，在超声换能器2和一次性的声学联接界面1之间具有干接触可能是有益的。
图4d示出了系统10用于检测弯曲的物体3的使用。如图4d所示，片材4的柔性使得整个界面1在检测期间顺应物体3的弯曲表面成为可能，此外，声学联接界面1的柔性也使得柔性超声换能器2在检测期间顺应弯曲的物体2的曲率成为可能。在该实施例中，既不在声学联接界面1与超声换能器2之间使用凝胶，也不在声学联接界面与物体3之间使用凝胶。因此，声学联接界面在检测期间提供干接触并因此排除凝胶，这在各种应用中可能是实际益处。
图4a-4c中公开的系统用于创建表示物体3的特征的数据。所获得的数据可以例如被系统10中的控制单元15用于创建物体3的内部的图像。控制单元15可以包括诸如发射器/接收器之类的通信界面，经由该通信界面，它可以从超声换能器2接收数据和向超声换能器2发送数据。控制单元15可以包括诸如中央处理单元之类的处理单元，用于使用从超声换能器2获得的数据计算图像参数。这样的处理单元可以构造成执行例如可以存储在存储器上的计算机代码指令。
图5示意性地示出了获得表示物体特征的数据的方法100。方法100包括使物体经受101使用如上文公开的用于创建表示物体3的特征的数据的系统10的超声信号。
此外，方法100包括分析(102)来自物体3的合成回波信号，从而基于合成回波信号获得表示所述物体的特征的数据。可以例如由如上关于图4d所讨论的控制单元来执行该分析。
使物体经受超声信号的步骤101可以通过声学联接界面1和物体3的直接接触来执行，比如图4b所示，通过声学联接界面1和柔性超声换能装置2的直接接触来执行，比如以上图4c中所示，或者通过声学联接界面1与物体3和超声换能器2的直接接触来执行，比如图4d所示。
在上文中，主要参考有限数量的示例描述了本发明构思。然而，如本领域技术人员容易理解的，在由所附权利要求限定的本发明构思的范围内，除了上面公开的示例之外的其它示例同样是可能的。
Claims (15)
1.一种用于在柔性超声换能装置(2)和待检测的弯曲的物体(3)之间使用的声学联接界面(1)；其中，所述界面(1)为具有弯曲柔性的片材(4)的形式，这允许所述片材(4)在所述柔性超声换能装置(2)的操作期间与所述弯曲的物体(3)形成连续接触，并且其中所述片材(4)包括：
基体材料(5)和布置在所述基体材料(5)中的多个声学波导结构(6)，其中，所述多个声学波导结构(6)用于提供由所述超声换能装置(2)发出的超声信号(7)的双向联接。
2.根据权利要求1所述的声学联接界面(1)，其特征在于，所述片材具有第一平坦表面(4a)和与所述第一表面(4a)相对的第二平坦表面(4b)，所述第一平坦表面(4a)布置用于接触所述柔性超声换能装置(2)，所述第二平坦表面(4b)布置用于接触待检测的所述弯曲的物体(3)，并且其中，所述片材(4)具有弯曲柔性，使得所述第一平坦表面(4a)和所述第二平坦表面(4b)的表面轮廓随着所述第二平坦表面(4b)在操作期间在所述片材(4)与所述弯曲的物体(3)接触时顺应所述弯曲的物体(3)而改变。
3.根据权利要求2所述的声学联接界面(1)，其特征在于，所述第一平坦表面(4a)和所述第二平坦表面(4b)具有的长度和宽度均为所述片材的厚度的至少五倍。
4.根据任一前述权利要求所述的声学联接界面(1)，其特征在于，所述片材(4)具有弯曲柔性，所述弯曲柔性允许所述片材以小于5cm的曲率半径(Rc)弯曲。
5.根据任一前述权利要求所述的声学联接界面(1)，其特征在于，所述多个声学波导结构(6)包括具有细长形式的波导结构。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的声学联接界面(1)，其特征在于，所述多个声学波导结构(6)包括交替的基体材料(6)和不同于所述基体材料(6)的另一种材料(6c)的布置(7)，所述布置(7)从所述第一平坦表面(4a)延伸到所述第二平坦表面(4b)。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的声学联接界面(1)，其特征在于，所述多个声学波导结构(6)包括从所述第一平坦表面(4a)延伸到所述第二平坦表面(4b)的波导结构。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的声学联接界面(1)，其特征在于，所述多个声学波导结构(6)包括不同于所述基体材料(5)的固体材料。
9.根据权利要求7所述的声学联接界面(1)，其特征在于，所述多个声学波导结构(6)从所述第一平坦表面(4a)和/或所述第二平坦表面(4b)突出。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的声学联接界面(1)，其特征在于，所述多个声学波导结构(6)包括在所述基体材料(6)中的内壁(8)，以在所述基体材料(6)中限定呈空隙(8a)形式的波导结构。
11.根据任一前述权利要求所述的声学联接界面(1)，其特征在于，所述基体材料(6)包括聚合物。
12.一种用于创建表示弯曲的物体(3)的特征的数据的系统(10)，包括：
柔性超声换能装置(2)，以及
根据权利要求1-11中任一项所述的声学联接界面(1)，所述声学联接界面构造成可移除地附连到所述超声换能装置(2)，使得由所述换能装置(2)发射的超声信号(11)被传送到所述物体(3)中并且来自所述物体(3)的合成回波信号(12)被传送回到所述超声换能装置(2)。
13.根据权利要求12的系统(10)，其特征在于，所述柔性超声换能器(2)包括超声换能器(13a)的阵列(13)。
14.一种获得表示弯曲的物体的特征的数据的方法(100)，包括：
-使用根据权利要求12-13中任一项所述的系统使所述物体经受(101)超声信号；
-分析(102)来自所述物体的所述合成回波信号，从而基于所述合成回波信号获得表示所述物体的特征的数据。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，通过所述声学联接界面和所述物体的直接接触和/或所述声学联接界面和所述柔性超声换能装置的直接接触来执行使所述物体经受超声信号的步骤。
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