CN115485078A - 具有换能器元件的声学成像探头 - Google Patents

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Abstract

一种声学成像探头具有能调节的有效高程长度。所述声学成像探头具有换能器元件，所述换能器元件包括多个声学换能器，所述换能器元件被划分成多个邻近的换能器的集合。处理模块控制在成像过程期间有几个集合对由声学换能器元件发射的声学脉冲产生贡献，从而调整所述声学成像探头的有效高程长度。

Description

具有换能器元件的声学成像探头
技术领域
本发明涉及声学成像探头领域，特别涉及具有换能器元件的声学成像探头。
背景技术
包括换能器元件阵列的声学成像探头正被越来越多地使用在医学领域中。这样的成像探头的一个用例场景是与血管内导管(例如，IVUS)一起使用，其中，换能器元件被定位在导管(远端)上，以便被插入对象的血管。通常，换能器元件由一个或多个单独的换能器或“鼓”组成。每个换能器可以包括例如压电换能器(PZT)或电容式微机械超声换能器(CMUT)。
通常，换能器元件发射声学脉冲(例如，超声脉冲)并且检测所发射的声学脉冲的回波。能够处理回波以生成图像。声学脉冲可以是超声脉冲，其对应生成的图像是超声图像。
一直期望最大限度地提高由换能器元件阵列生成的图像的分辨率。在一些现有的解决方案中，这是通过以较高的中心频率操作每个换能器元件的换能器来实现的。然而，这是以降低(一个或多个)声学脉冲的穿透深度为代价的。一些解决方案提出，通过使阵列能够在高分辨率模式(穿透性降低)和高穿透性模式(分辨率降低)下操作来规避这一问题。在这些解决方案中，通过将由阵列的换能器发射的声学脉冲的中心频率从高频(用于高分辨率模式)移到低频(用于高穿透性模式)来实现这两种模式。
一直期望提供替代和/或改进的机制以实现高穿透性和/或高分辨率。
发明内容
本发明由权利要求来限定。
依据根据本发明的一个方面的示例，提供了一种声学成像探头。
所述声学成像探头包括：换能器元件，所述换能器元件包括：一个或多个邻近的换能器的第一集合；以及一个或多个邻近的换能器的第二集合，一个或多个换能器的所述第一集合邻近一个或多个换能器的所述第二集合，其中，每个换能器被配置为能受控地发射声学脉冲并接收作为对所发射的声学脉冲的响应的一个或多个回波。
所述声波探头还包括处理模块，所述处理模块被配置为控制所述换能器元件的操作，所述处理模块被配置为至少能在以下操作模式中操作：第一模式，其中，所述处理模块控制所述换能器元件，使得仅一个或多个邻近的换能器的所述第一集合发射声学脉冲并且所述第一集合的换能器在发射声学脉冲时同步操作以提供第一组合声学脉冲；以及第二模式，其中，所述处理模块控制所述换能器元件，使得一个或多个邻近的换能器的所述第一集合和所述第二集合都发射声学脉冲并且所述第一集合和所述第二集合的换能器在发射声学脉冲时同步操作以提供第二组合声学脉冲。
本发明提供了具有一个或多个换能器元件的声学探头，这一个或多个换能器元件由邻近的换能器组成，其中，每个换能器元件具有能受控的有效长度。换能器元件的换能器可以沿着同一轴线进行定位，即，形成线性阵列。特别地，通过将换能器元件划分成两个或更多个邻近的集合(每个集合能由处理模块个体控制)，激活的集合的数量控制了换能器元件的有效长度或尺寸。
发明人已经认识到，能够通过同时操作更多的换能器来增加声学脉冲的穿透深度，使得由具有更大有效长度的换能器元件发射的组合声学脉冲(比更短的换能器元件)具有更大的幅值或更大的声压，从而得到更大的穿透深度。然而，发明人已经认识到，增加换能器元件的长度/尺寸以提供这样的额外的换能器的操作会降低根据声学脉冲的回波生成的声学图像的可能的分辨率。这是因为，对于更长或更大的换能器元件，更加难以精确指出反弹声学脉冲的元件的精确定位，因为随着换能器元件越来越多地从点源发散到线性/面积源(即，变长或变大)，声学脉冲的精确起源变得不太确定。
发明人提出在两种模式中操作换能器元件。在第一模式中，控制全部换能器元件的第一(相对较小)部分以发射组合声学脉冲。在第二模式中，控制全部换能器元件的第二(较大)部分以发射组合声学脉冲。
通过这种方式，当在第一模式中操作时，能够提高成像分辨率(因为换能器元件的有效长度/尺寸减小了)，但以穿透性降低为代价(因为使用了更少的换能器)。当在第二模式中操作时，能够增加穿透深度(因为使用了更多的换能器)，但以成像分辨率降低为代价(因为换能器元件的长度/尺寸增大了)。所提出的声学探头因此允许受益于更灵活的操作，从而提高了其效用并避免了针对不同的穿透/分辨率要求提供单独探头的需求(具有额外的成本/材料要求并可能要求多个有创流程来对对象进行适当成像)。
使用线性换能器元件会是特别有利的，因为在线性换能器元件中，改变高程长度的效应会特别明显。在第一模式与第二模式之间切换的构思特别适用于线性阵列，因为它们通常用于既期望高穿透性信息又期望低穿透性信息的场景(例如在血管内超声设备中)。
当然，声学成像探头可以包括多个换能器元件，每个换能器元件以先前描述的换能器元件的方式进行配置。
在一些实施例中，每个换能器被配置为要求电压偏置以能受控地发射声学脉冲，并且所述处理模块被配置为：当在所述第一模式中操作时，仅向邻近的换能器的所述第一集合提供电压偏置；并且当在所述第二模式中操作时，向邻近的换能器的所述第一集合和所述第二集合都提供电压偏置。
在一些示例中，所述处理模块被配置为控制所述换能器元件，使得所述第一组合声学脉冲的中心频率不同于所述第二组合声学脉冲的中心频率。
在至少一个实施例中，所述处理模块被配置为控制所述换能器元件，使得所述第一组合声学脉冲的中心频率大于所述第二组合声学脉冲的中心频率。
发明人已经认识到，通过在切换发射组合声学脉冲的换能器的数量的同时切换频率，能够提供更大的第一模式与第二模式之间的差异。因此，存在切换频率和切换使用的(邻近的)换能器的数量的组合效应。
所述处理模块还可以被配置为能根据组合策略操作，在所述组合策略中，所述处理模块在以所述第一模式操作与以所述第二模式操作之间迭代切换。
当根据所述组合策略操作时，所述处理模块可以响应于由所述换能器发射的预定数量的组合声学脉冲而在所述第一模式与所述第二模式之间切换。
例如，处理模块可以响应于(自从最后一次切换以来)由换能器发射的单个组合声学脉冲而(即，在每个组合声学脉冲之后)从第一模式切换到第二模式(并且反之亦然)。在其他示例中，处理模块可以响应于(自从最后一次切换以来)由换能器发射的预定数量的(例如，2个、3个或5个)组合声学脉冲而从第一模式切换到第二模式(并且反之亦然)。
当然，当从第一模式切换到第二模式时的组合声学脉冲的预定数量可以不同于当从第二模式切换到第一模式时的组合声学脉冲的预定数量。例如，处理模块可以响应于由换能器发射的第一预定数量的第一组合声学脉冲而从第一模式切换到第二模式，并且可以响应于由换能器发射的第二预定数量的第二组合声学脉冲而从第二模式切换到第一模式。第一预定数量与第二预定数量可以是不同的。该实施例提高了成像的灵活性，并且允许对成像探头的功耗进行更大的控制(因为使用更多的换能器增大了成像阵列的功耗)。
任选地，所述换能器元件还包括一个或多个邻近的换能器的第三集合，一个或多个换能器的所述第三集合邻近一个或多个换能器的所述第二集合；所述处理模块被配置为使得：当在所述第二模式中操作时，仅一个或多个邻近的换能器的所述第一集合和所述第二集合发射声学脉冲，并且所述第一集合和所述第二集合的邻近的换能器在发射声学脉冲时同步操作以提供第三组合声学脉冲；并且所述处理模块还能在第三模式中操作，在所述第三模式中，所述处理模块控制所述换能器元件，使得一个或多个换能器的所述第一集合、所述第二集合和所述第三集合发射声学脉冲并且所述第一集合、所述第二集合和所述第三集合的换能器在发射声学脉冲时同步操作。
该实施例提高了成像探头的灵活性，以对穿透深度和/或成像分辨率有更细粒度的控制，从而促进了为所期望的成像操作选择适当的折中方案。
当然，换能器元件可以包括邻近的换能器的三个以上的集合，并且处理模块能在另外的模式中操作，以通过适当控制能够对组合声学脉冲产生贡献的邻近的换能器的集合的数量来控制换能器元件的有效长度。
优选地，当在任一模式中操作时，换能器中对所发射的组合声学脉冲产生贡献的每个集合邻近换能器中对所发射的组合声学脉冲产生贡献的集合中的另一集合。
在处理模块可获得两种以上的模式的情况下，处理模块可以根据不同的组合方案操作，所述组合方案定义了处理模块如何在不同的模式之间切换。技术人员会考虑这样的组合方案的各种样式，但是这些样式通常包括根据预定义的切换方案在至少三种不同的模式之间移动。
在一些实施例中，所述处理模块适于监测换能器的所述第一集合和所述第二集合，以响应于由换能器的所述第一集合和所述第二集合接收到的一个或多个回波信号而生成接收信号。
在一些示例中，每个换能器可以包括电容式微机械超声换能器CMUT。在其他示例中，每个换能器是压电换能器PZT。技术人员会知道合适的换能器的其他示例。
任选地，处理模块操作的模式(或者，在相关的情况下，处理模块操作所依据的组合策略)响应于用户输入信号。因此，用户能够控制处理模块以哪种模式或者任选地以哪种组合策略操作。
声学成像探头可以包括多个换能器元件，每个换能器元件包括换能器的第一集合和第二集合，其中，处理模块被配置为控制多个换能器元件中的每个换能器元件的操作，其中：当在第一模式中操作时，处理模块控制每个换能器元件，使得仅每个换能器元件的一个或多个邻近的换能器的第一集合发射声学脉冲并且每个换能器元件的第一集合的换能器在发射声学脉冲时同步操作以提供第一组合声学脉冲；并且当在第二模式中操作时，处理模块控制每个换能器元件，使得每个换能器元件的一个或多个邻近的换能器的第一集合和第二集合都发射声学脉冲并且每个换能器元件的第一集合和第二集合的换能器在发射声学脉冲时同步操作以提供第二组合声学脉冲。
依据根据本发明的一个方面的示例，提供了一种计算机实施的控制包括换能器元件的声学成像探头的方法，所述换能器元件包括：一个或多个邻近的换能器的第一集合；以及一个或多个邻近的换能器的第二集合，一个或多个换能器的所述第一集合邻近一个或多个换能器的所述第二集合，其中，每个换能器被配置为能受控地发射声学脉冲并接收作为对所发射的声学脉冲的响应的一个或多个回波。
所述计算机实施的方法包括使用至少两种模式来控制所述换能器元件，所述两种模式包括：第一模式，其中，所述处理模块控制所述换能器元件，使得仅一个或多个邻近的换能器的所述第一集合发射声学脉冲并且所述第一集合的换能器在发射声学脉冲时同步操作以提供第一组合声学脉冲；以及第二模式，其中，所述处理模块控制所述换能器元件，使得一个或多个邻近的换能器的所述第一集合和所述第二集合都发射声学脉冲并且所述第一集合和所述第二集合的换能器在发射声学脉冲时同步操作以提供第二组合声学脉冲。
技术人员将意识到，可以适当调整所述计算机实施的方法以执行参考所公开的声学成像探头的实施例描述的本发明的任何实施例。
还提出了一种包括计算机程序代码单元的计算机程序产品，所述计算机程序代码单元当在具有处理系统的计算设备上被运行时使所述处理系统执行本文描述的任何方法的所有步骤。
还提出了一种被配置为执行本文描述的任何方法的处理模块。
参考下文描述的(一个或多个)实施例，本发明的这些方面和其他方面将是显而易见的并且得到阐明。
附图说明
为了更好地理解本发明并且更清楚地示出如何将本发明付诸实践，现在将仅通过举例的方式来参考附图，在附图中：
图1图示了声学成像设备；
图2是图示根据本发明的实施例的声学成像探头的框图；
图3图示了声学成像探头；
图4图示了根据实施例的方法；
图5图示了根据实施例的方法；并且
图6图示了能够在其中实施本发明的实施例的超声成像系统。
具体实施方式
将参考附图来描述本发明。
应当理解，详细描述和具体示例虽然指示装置、系统和方法的示例性实施例，但是这仅用于说明的目的而并不旨在限制本发明的范围。根据以下描述、权利要求和附图将更好地理解本发明的装置、系统和方法的这些和其他特征、方面和优点。应当理解，这些附图仅仅是示意性的并且不是按比例绘制的。还应当理解，贯穿整个附图使用相同的附图标记来指示相同或相似的部分。
本发明提供了一种声学成像探头，这种声学成像探头具有能调节的有效高程长度。这是通过以下操作来实现的：将声学换能器元件划分成邻近的换能器的多个集合，并且控制在成像过程期间有几个集合对由声学换能器元件发射的声学脉冲产生贡献。
本发明依赖于这样的认识：通过控制有几个换能器的集合对由换能器元件发射的声学脉冲产生贡献，能够实现高程长度的改变。这就产生了一种可调谐的声学成像探头，它能够在高分辨率(低穿透性)模式与高穿透性(低分辨率)模式之间切换。
本发明的实施例能够应用于任何声学成像系统，例如，超声成像系统。特别有利的实施例应用于血管内超声成像系统。
通常，声学脉冲是超声脉冲，但是其他形式的声学脉冲也是可能的并且也是可以想到的。因此，在与实现本发明的实施例相关的情况下，可以用术语“超声”来替代本公开内容中的术语“声学”(例如，超声成像探头是声学成像探头的示例)。
为了避免所有疑问，本发明的“换能器元件”是一个或多个单独但邻近的换能器(例如，PZT或CMUT)的(线性)阵列，这些换能器同步地操作和受控。成像探头通常包括这样的换能器元件的阵列，这些换能器元件被适当控制以对所期望的体积进行成像。换能器元件的替代标签可以是换能器集合、换能器组或换能器阵列。
图1图示了声学成像探头100的示例，这里，声学成像探头100是用于血管内超声(IVUS)系统的血管内声学成像探头。虽然示例性描述与血管内声学成像探头有关，但是本发明也适于其他介入医学设备，例如，介入针。
声学成像探头100包括换能器元件110，换能器元件100可以是换能器或“鼓”的线性阵列，这些换能器或“鼓”由处理模块120控制。处理模块120可以包括例如技术人员知晓的ASIC或FPGA之类的集成电路。
声学成像探头100的操作将是技术人员所熟知的。简单地说，处理模块120操作声学成像探头100，处理模块120控制换能器元件110的个体换能器以发射声学脉冲，然后换能器元件检测所发射的声学脉冲的任何回波或反射。特别地，同步控制换能器元件的每个换能器以发射个体声学脉冲，当同步操作换能器时，这种操作引起换能器元件发射单一组合声学脉冲。
可以以线性方式(例如，所有换能器元件同时发射声学脉冲)或以相控方式(例如，换能器元件在不同时间发射声学脉冲)进行对换能器元件110的控制。适当控制构成换能器元件的换能器的阵列的方法对于技术人员来说将是显而易见的。
然后，处理模块120处理由换能器元件(响应于接收到的回波/反射而)生成的信号，以识别反射所发射的声学脉冲的(一个或多个)目标的存在情况和/或形状/外观。可以进一步处理这种信息以生成声学图像，例如，超声图像。
本公开内容的稍后部分将提供对用于生成和处理声学脉冲(以例如生成声学图像)的可能的过程和系统的更加完整的描述。
图2以框图格式图解性地图示了根据本发明的实施例的声学成像探头200的元件。
声学成像探头200包括换能器元件210，换能器元件210由被布置在阵列中的多个换能器211构成。这里，换能器元件210被形成为线性阵列，但也可以有其他实施例(例如，二维阵列)。换能器元件210被划分成一个或多个邻近的换能器的两个集合215、216，这两个集合215、216能够被识别为换能器的第一集合215和第二集合216。这两个集合彼此邻近。
换能器元件210可以被划分成邻近的换能器的两个以上(邻近的)集合，但是为了便于理解，目前只图示了两个集合。
声学成像探头200还包括处理模块220。处理模块220适于执行先前描述的过程。特别地，处理模块220适于(例如使用控制线221)控制换能器元件210的操作。处理模块220因此控制换能器元件210以发射声学脉冲。
如前面所提到的，在典型的成像探头中，(例如使用控制线221)同步控制换能器元件的阵列的每个个体换能器以发射声学脉冲。为每个个体换能器提供相同的控制线，使得对它们进行同步控制。由阵列输出的声学脉冲是由个体换能器同步发射的所有声学脉冲的组合，从而形成了单个“组合声学脉冲”。
略微修改所提出的声学成像探头，以使得不同数量的换能器211能够对由换能器元件210发射的组合声学脉冲产生贡献。
处理模块220被配置为能在至少两种模式中操作。
在第一模式中，处理模块220控制换能器元件210，使得仅换能器的第一集合215对由换能器元件210发射的声学脉冲产生贡献。换句话说，处理模块控制换能器元件，使得仅一个或多个邻近的换能器的第一集合发射声学脉冲并且第一集合的换能器在发射声学脉冲时同步操作以提供第一组合声学脉冲。因此，第二集合216对第一模式中的组合声学脉冲没有贡献。
在第二模式中，处理模块控制换能器元件210，使得换能器的第一集合215和第二集合216都对由换能器元件发射的声学脉冲产生贡献。换句话说，处理模块控制换能器元件，使得一个或多个邻近的换能器的第一集合和第二集合都发射声学脉冲并且第一集合和第二集合的换能器在发射声学脉冲时同步操作以提供第二组合声学脉冲。
通过这种方式，处理模块220能够修改换能器元件210(在发射声学脉冲时)的有效尺寸或长度。这使得处理模块能够控制换能器元件210的有效高程长度。
在所图示的示例中，每个换能器是电容式微机械超声换能器(CMUT)。CMUT要求(例如由电压偏置线222提供的)电压偏置以进行有效操作(例如发射声学脉冲，它能够对由换能器元件210发射的总声学脉冲产生贡献)。无偏置的换能器对发射的声学脉冲的反射/回波的响应可以忽略不计。特别地，当CMUT在发射声学脉冲之后没有塌陷时，它们对接收到的回波(或任何其他声学传输)变得不敏感。
在所图示的示例中，处理模块210通过控制向哪些换能器提供电压偏置来控制换能器的哪些集合能够对由换能器元件210发射的声学脉冲产生贡献。这是通过以下操作来实现的：为换能器的每个集合215、216提供单独的电压偏置线，并且根据处理模块的模式来控制哪些电压偏置线承载电压偏置。
因此，处理模块220可以被配置为：当在第一模式中操作时，仅向邻近的换能器的第一集合提供电压偏置；并且其中，当在第二模式中操作时，向邻近的换能器的第一集合和第二集合都提供电压偏置。
用于控制哪些换能器被激活(例如能够对由换能器元件210发射的声学脉冲产生贡献)的其他方法对于技术人员来说将是显而易见的。例如，处理模块可以为声学元件的每个集合提供单独的控制线221。这种方法使得其他类型的换能器(例如，不依赖于电压偏置的换能器，例如，压电换能器)能够用作换能器元件210的换能器。
在可能的情况下，优选使用电压偏置线来控制哪些换能器能够对由换能器元件发射的声学脉冲产生贡献。这是因为使用单独的控制线进行控制可能会比电压偏置线引入显著更多的互连(例如，由于需要对控制线进行精确控制和监测——与电压偏置线(这种精度不那么重要)相比)。
如果本发明被实施在IVUS声学探头中，则使用电压偏置线进行控制将是特别有利的，以使IVUS声学探头的尺寸最小化(这是这样的探头的重要考虑因素，以减少患者的不适和潜在伤害)。
处理模块220可以被配置为控制所发射的声学脉冲的中心频率。控制由个体换能器发射的声学脉冲的中心频率的方法对于技术人员来说将是显而易见的，例如通过适当控制通过控制线221传输的信号来实现这一点。
优选地，处理模块210被配置为控制换能器元件，使得换能器元件当在第一模式中操作时发射的声学脉冲(“第一组合声学脉冲”)的中心频率不同于换能器元件当在第二模式中操作时发射的声学脉冲(“第二组合声学脉冲”)的中心频率。
特别地，处理模块被配置为控制换能器元件，使得第一组合声学脉冲的中心频率大于第二组合声学脉冲的中心频率。这增加了在第二模式中操作时声学脉冲的穿透深度，并且提高了当处理模块在第一模式中操作时的成像分辨率，从而提高了第一模式与第二模式之间的切换效果。
如果换能器元件210被划分成换能器的两个以上的集合，则处理模块可以适于在两种以上的模式中操作，以例如增加换能器元件210的有效高程长度的范围。例如，第二模式可以包括控制换能器元件，使得仅第一集合和第二集合对由换能器元件发射的声学脉冲产生贡献，并且可以存在第三模式，在所述第三模式中，处理模块控制换能器元件，使得声学元件的第一集合、第二集合和第三集合对由换能器元件210发射的声学脉冲产生贡献。
优选地，在处理模块的任何操作模式中，对由换能器元件发射的声学脉冲产生贡献的声学元件的所有集合邻近对由换能器元件发射的声学脉冲产生贡献的声学元件集合中的至少一个其他集合。这确保了能够以最小的分辨率降低来控制换能器元件的高程长度。
虽然图2仅图示了10个换能器，例如，在换能器的第一集合215和第二集合216中各有5个换能器，但是实施例可以包括任意数量的换能器。换能器的总数可以在10至100个之间，例如，每个集合的换能器在5至50个之间(假定只有两个集合)。
优选地，换能器的每个集合至少包括2个换能器，例如，至少10个换能器，例如，10至15个换能器之间。这为不同模式在穿透性与分辨率之间提供了良好的平衡。
当然，每个集合中的换能器的数量不需要完全相同。在一些实施例中，第二集合中的换能器的数量大于第一集合中的换能器的数量，以提高高分辨率(和低穿透性)操作模式与高穿透性(但低分辨率)操作模式之间的可切换效果。
换能器的每个集合中的换能器的精确数量可以因实施细节而有所不同，即，取决于每个模式中期望的成像穿透性和/或分辨率。
虽然在图2中，第一集合215和第二集合216在横向上彼此邻近，但是各种替代的示例性实施例可以包括在安装有第一集合和第二集合的换能器的医学介入设备(例如，血管内成像探头)的纵向方向上彼此邻近的第一集合和第二集合。在另外的替代实施例中，第一集合和第二集合的相应的换能器沿着换能器的纵向维度彼此延伸。
图3图示了控制声学成像探头300的换能器元件310的换能器的集合的不同数量的效果。
当处理模块在第一模式中操作并且仅换能器的第一集合对由换能器元件310发射的声学脉冲产生贡献时，换能器元件310的有效高程长度为第一长度d1。
当处理模块在第二模式中操作并且换能器的第一集合和第二集合都对由换能器元件310发射的声学脉冲产生贡献时，换能器元件310的有效高程长度为第二长度d2，该第二长度大于第一长度。
通过这种方式，控制对由换能器元件发射的声学脉冲产生贡献的换能器的集合的数量，从而控制换能器元件的有效高程长度。
图4图示了根据本发明的实施例的计算机实施的方法400。该方法可以被实施在声学成像探头(例如，如先前所描述的那些声学成像探头)中。
方法400包括确定处理模块将在哪种模式中操作的步骤410。该确定可以响应于用户输入490(以例如允许用户选择处理模块的模式)或某种其他准则495(例如，处理模块是否正根据特定的方案或策略进行操作，稍后将提供其示例)。
在步骤410中，响应于确定处理模块将在第一模式中操作，该方法移动到步骤420：控制(声学成像探头的)换能器元件，使得仅一个或多个邻近的换能器的第一集合发射声学脉冲并且第一集合的换能器在发射声学脉冲时同步操作以提供第一组合声学脉冲。
在步骤410中，响应于确定处理模块将在第二模式中操作，该方法移动到步骤430：控制换能器元件，使得一个或多个邻近的换能器的第一集合和第二集合都发射声学脉冲并且第一集合和第二集合的换能器在发射声学脉冲时同步操作以提供第二组合声学脉冲。
步骤420和430表示处理模块的不同模式。因此，可以存在操作处理模块而使其能在第一模式(其中执行步骤420)或第二模式(其中执行步骤430)中操作的方法。
在换能器元件提供了(组合)声学脉冲(即，执行了步骤420或430)之后，该方法可以移动到步骤440：在换能器元件处接收所提供的声学脉冲的回波或反射。然后，在步骤450步中，换能器元件响应于接收到的回波或反射而生成接收信号。在步骤460中，可以使用所生成的接收信号来生成向其中发射声学脉冲的区的声学图像。使用响应于声学脉冲的回波的接收信号来生成声学图像的方法对于技术人员来说将是显而易见的。
在生成了接收信号之后，该方法可以恢复到步骤410，如图所示，并且用于发射声学脉冲的过程可以再次开始。技术人员将容易意识到，当声学成像完成时，该方法能够终止(例如，用户终止声学成像过程或存储器已满)。
图5图示了根据本发明的另外的实施例的方法500。方法500促进了处理模块的组合策略，在所述组合策略中，处理模块在以第一模式操作与以第二模式操作之间迭代切换。
方法500包括确定是否将根据组合策略来操作处理模块的步骤510。这可以例如通过监测指示处理模块所期望的模式和/或策略的用户输入信号来执行。
在步骤510中，响应于否定性确定(即，处理模块将不根据组合策略进行操作)，该方法简单地移动以执行方法400(例如，响应于用户对第一模式或第二模式的输入选择)。
在步骤510中，响应于肯定性确定，该方法移动到步骤520：确定处理模块将在哪种模式中操作。特别地，步骤520可以包括确定是否要切换模式。
特别地，步骤520可以包括确定是否已经满足某种切换准则。例如，切换准则可以包括换能器在当前模式中操作时发射的预定数量的组合声学脉冲，或者自从切换到当前模式以来经过的预定长度的时间。
在步骤520中，如果满足切换准则，则该方法移动到步骤530：为处理模块选择不同操作模式。否则，该方法执行步骤540：为处理模块选择当前操作模式。
在选择了操作模式之后，处理模块执行过程400(其中，所选择的模式是处理模块将在其中操作的模式)。
对于其中步骤510确定将在组合策略中操作的第一次迭代，步骤520可以包括任意选择(例如根据预定的选择策略(例如选择第一模式))处理模块将在其中操作的模式。
步骤530可以包括根据某种预定的策略或样式切换到不同模式。不同的组合策略可以根据不同样式进行操作。
例如，第一组合模式只能在第一模式与第二模式之间迭代切换。不同的第二组合模式(例如，如果换能器元件包括换能器的三个集合，则这种组合模式可能可用)可以从第一模式切换到第二模式再切换到第三模式，然后再重复该样式。不同的第三组合模式(例如，如果换能器元件包括换能器的三个集合，则这种组合模式可能可用)可以从第一模式切换到第二模式再切换到第三模式，然后切换回到第二模式，然后再重复该样式。
精确的模式可以取决于可用的换能器的集合的数量，以例如控制高程长度的大小随时间的变化的样式。
对于处理模块的不同模式和/或方法500的不同迭代，在步骤520中使用的切换准则可能不同。
例如，组合策略可以只在第一模式与第二模式之间迭代切换，其中，当(自从开始在第一模式中操作以来)已经发射了第一预定数量的声学脉冲时，满足针对第一模式的切换准则，而当(自从开始在第二模式中操作以来)已经发射了不同的第二预定数量的声学脉冲时，满足针对第二模式的切换准则。
作为另一示例，组合策略可以根据第一预定样式来迭代切换，第一预定样式为：第一模式的第一实例；第二模式的第一实例；第一模式的第二实例；以及第二模式的第二实例。该策略可以响应于(自从处理模块开始在第一模式的第一实例中操作以来)发射的第一预定数量的声学脉冲而从第一模式的第一实例切换到第二模式的第一实例。该策略可以响应于(自从处理模块开始在第二模式的第一实例中操作以来)发射的(优选不同的)第二预定数量的声学脉冲而从第二模式的第一实例切换到第一模式的第二实例。该策略可以响应于(自从处理模块开始在第一模式的第二实例中操作以来)发射的(优选不同的)第三预定数量的声学脉冲而从第一模式的第二实例切换到第二模式的第二实例。该策略可以响应于(自从处理模块开始在第二模式的第二实例中操作以来)发射的(优选不同的)第四预定数量的声学脉冲而从第二模式的第二实例切换回到第一模式的第一实例。
组合策略的其他合适示例对于技术人员来说将是显而易见的，以促进处理模块根据某种预定样式在不同的两种或更多种操作模式之间切换。
迭代地重复该方法500，例如直到满足某种终止准则(例如，用户终止声学成像过程或者用于存储在声学成像过程中获得的数据的存储器已满)为止。
进一步参考图4，(在步骤430或440中)所选择的模式可以用作其他准则495以供输入到方法400。
已经在单个换能器元件的背景中描述了上述实施例。然而，将意识到，声学成像探头可以包括多个换能器元件(例如，被布置在换能器元件的阵列中的多个换能器元件)。
因此，声学成像探头可以包括多个换能器元件，每个换能器元件包括换能器的第一集合和第二集合，其中，处理模块被配置为控制多个换能器元件中的每个换能器元件的操作，其中：当在第一模式中操作时，处理模块控制每个换能器元件，使得仅每个换能器元件的一个或多个邻近的换能器的第一集合发射声学脉冲并且每个换能器元件的第一集合的换能器在发射声学脉冲时同步操作以提供第一组合声学脉冲；并且当在第二模式中操作时，处理模块控制每个换能器元件，使得每个换能器元件的一个或多个邻近的换能器的第一集合和第二集合都发射声学脉冲并且每个换能器元件的第一集合和第二集合的换能器在发射声学脉冲时同步操作以提供第二组合声学脉冲。
可以以相控阵方式控制多个换能器元件，使得每个换能器元件根据预定样式发射组合声学脉冲。(例如以同步或线性方式)控制多个换能器元件的其他方法对于技术人员来说是将显而易见的。
当换能器元件(或者如果有多个换能器元件，则每个换能器元件)是线性换能器元件和/或声学成像探头被配置用于血管内超声(IVUS)时，本发明的实施例是特别有利的。
在引用到用户输入的情况下，声学超声探头可以包括用于接收用户输入的用户接口(以例如指示所期望的模式和/或策略)。
参考图6，现在将描述示例性超声系统的一般操作。超声系统是声学成像系统的示例，并且如果需要的话，技术人员将能够修改所描述的超声成像系统以执行非超声声学成像。
该系统包括阵列换能器探头4，阵列换能器探头4具有用于发射超声波和接收回波信息的换能器8的阵列或换能器元件6。换能器元件6可以包括：CMUT换能器；压电换能器，其由诸如PZT或PVDF之类的材料形成；或任何其他合适的换能器技术。在该示例中，换能器元件阵列6是能够扫描感兴趣区域的二维平面或三维体积的换能器8的二维阵列。在另一示例中，换能器元件阵列可以是1D阵列(即，线性阵列)。
构成换能器8的阵列的换能器元件6被耦合到微波束形成器12，微波束形成器12控制由换能器元件进行的信号接收。微波束形成器能够对由换能器的子阵列(通常被称为“组”或“拼片”)接收的信号进行至少部分波束形成，如在美国专利US 5997479(Savord等人)、US 6013032(Savord)和US 6623432(Powers等人)中描述的那样。
应当注意，微波束形成器完全是任选的。另外，该系统包括发射/接收(T/R)开关16，该T/R开关16能够耦合到微波束形成器12并且将阵列在发射模式与接收模式之间切换，并且在不使用微波束形成器并且主系统波束形成器直接操作换能器元件阵列的情况下保护主波束形成器20免受高能量发射信号的影响。超声波束从换能器元件6的发射由换能器控制器18(在本文中描述的处理模块的实施例)来指导，换能器控制器18通过T/R开关16被耦合到微波束形成器并且被耦合到主发射波束形成器(未示出)，该主发射波束形成器能够从用户接口或控制面板38接收来自用户操作的输入。控制器18能够包括发射电路，该发射电路被布置为在发射模式期间(直接地或者经由微波束形成器)驱动阵列6的换能器8。
在典型的逐行成像序列中，探头内的波束形成系统可以如下操作。在发射期间，波束形成器(取决于实施方式，其可以是微波束形成器或主系统波束形成器)激活换能器元件阵列或换能器元件阵列的子孔径(例如，对于本公开内容，取决于换能器控制器的模式)。子孔径可以是较大阵列内的一维换能器行或二维换能器拼片。在发射模式中，如下所述地控制由阵列或阵列的子孔径生成的超声波束的聚焦和转向。
在接收到来自对象的反向散射的回波信号时，使接收到的信号经受接收波束形成(如下所述)，以便对准接收到的信号，并且在使用子孔径的情况下，然后例如通过一个换能器使子孔径移位。然后激活移位的子孔径并重复该过程，直到激活了换能器元件阵列的所有换能器元件为止。
对于每行(或每个子孔径)，用于形成最终的超声图像的相关联行的总接收信号将是在接收时段期间由给定的子孔径的换能器测得的电压信号的总和。在下面的波束形成过程之后，结果得到的行信号通常被称为射频(RF)数据。然后，由各个子孔径生成的每个行信号(RF数据集)都经受额外的处理以生成最终的超声图像的行。行信号的幅度随时间的变化将贡献于超声图像的亮度随深度的变化，其中，高幅度峰值将对应于最终的图像中的亮像素(或像素集合)。在行信号开始附近出现的峰值将表示来自浅层结构的回波，而在行信号后期逐步出现的峰值将表示来自对象内的深度不断增加的结构的回波。
由换能器控制器18控制的功能之一是波束转向和聚焦的方向。波束可以从(正交于)换能器元件阵列笔直向前转向，或者以不同的角度转向以获得更宽的视场。可以根据换能器致动时间来控制发射波束的转向和聚焦。
在一般的超声数据采集中能够区分两种方法：平面波成像和“波束转向”成像。这两种方法的区别在于在发射模式(“波束转向”成像)和/或接收模式(平面波成像和“波束转向”成像)中存在波束成形。
首先看聚焦功能，通过同时激活所有换能器，换能器元件阵列生成平面波，该平面波在行进通过对象时会发散。在这种情况下，超声波的波束保持未聚焦。通过将取决于位置的时间延迟引入换能器的激活，能够使波束的波阵面会聚在期望的点处，该点被称为聚焦区。聚焦区被定义为其中横向波束宽度小于发射波束宽度的一半的点。通过这种方式，提高了最终的超声图像的横向分辨率。
例如，如果时间延迟引起换能器从最外面的元件开始串行激活并在换能器元件阵列的(一个或多个)中心元件处结束激活，则将在距探头给定距离处形成聚焦区，其与(一个或多个)中心元件在一条线上。聚焦区与探头的距离将根据换能器激活的每个后续回合之间的时间延迟而变化。在波束通过聚焦区之后，它将开始发散，从而形成远场成像区域。应当注意，对于位于靠近换能器元件阵列的聚焦区，超声波束将在远场中迅速发散，从而导致最终的图像中的波束宽度伪影。通常，由于超声波束中的大量交叠，位于换能器元件阵列与聚焦区之间的近场示出的细节很少。因此，改变聚焦区的位置能够引起最终的图像的质量的显著变化。
应当注意，在发射模式中，除非将超声图像划分成多个聚焦区(多个聚焦区中的每个聚焦区可能具有不同的发射焦点)，否则只能定义一个焦点。
另外，在从对象内部接收到回波信号时，能够执行上述过程的逆过程，以便执行接收聚焦。换句话说，传入的信号可以被换能器接收并且在被传递到系统中以用于信号处理之前经受电子时间延迟。这种情况的最简单的示例被称为延迟和求和波束形成。能够根据时间来动态调节换能器元件阵列的接收聚焦。
现在来看波束转向的功能，通过对换能器正确施加时间延迟，能够在超声波束离开换能器元件阵列时对超声波束赋予期望的角度。例如，通过激活换能器元件阵列的第一侧上的换能器并且然后在阵列的相对侧处以序列结束其余的换能器，波束的波阵面将朝向第二侧形成角度。相对于换能器元件阵列的法线的转向角的大小取决于随后的换能器激活之间的时间延迟的大小。
另外，能够聚焦经转向的波束，其中，被施加到每个换能器元件的总时间延迟是聚焦时间延迟和转向时间延迟这两者之和。在这种情况下，换能器元件阵列被称为相控阵。
在要求DC偏置电压以用于其激活的CMUT换能器的情况下，换能器控制器18能够被耦合以控制针对换能器元件阵列的DC偏置控件45。DC偏置控件45设置被施加到CMUT换能器的(一个或多个)DC偏置电压。
对于换能器元件阵列的每个换能器元件，通常被称为通道数据的模拟超声信号通过接收通道而进入系统。在接收通道中，微波束形成器12根据通道数据来产生部分波束形成的信号，该部分波束形成的信号然后被传递到主接收波束形成器20，在主接收波束形成器20中，来自换能器的个体拼片的部分波束形成的信号被组合成完全波束形成的信号(其被称为射频(RF)数据)。在每个阶段执行的波束形成可以如上所述地执行，或者可以包括额外的功能。例如，主波束形成器20可以具有128个通道，其中的每个通道从几十个或数百个换能器的拼片接收部分波束形成的信号。通过这种方式，由换能器元件阵列的数千个换能器接收的信号能够有效地贡献于单个波束形成的信号。
波束形成的接收信号被耦合到信号处理器22。信号处理器22能够以各种方式处理接收到的回波信号，这些方式例如为带通滤波；抽取；I和Q分量分离；以及谐波信号分离，其用于分离线性信号与非线性信号，从而能够识别从组织和微泡返回的非线性(基频的高次谐波)回波信号。信号处理器还可以执行额外的信号增强，例如，散斑减少、信号复合和噪声消除。信号处理器中的带通滤波器能够是跟踪滤波器，当从越来越深的深度接收回波信号时，跟踪滤波器的通带会从较高的频带滑动到较低的频带，从而抑制来自较大深度的较高频率的噪声(其通常没有解剖信息)。
用于发射的波束形成器和用于接收的波束形成器以不同的硬件来实施并且能够具有不同的功能。当然，接收器波束形成器的设计要考虑到发射波束形成器的特性。为了简化，在图6中仅示出了接收器波束形成器12、20。在整个系统中，还将有发射链，其包含发射微波束形成器和主发射波束形成器。
微波束形成器12的功能是提供对信号的初始组合，以便减少模拟信号路径的数量。这通常是在模拟域中执行的。
最终的波束形成是在主波束形成器20中完成的，并且通常是在数字化之后完成的。
发射通道和接收通道使用具有固定频带的相同换能器元件6。然而，发射脉冲占据的带宽能够根据所使用的发射波束形成而变化。接收通道能够捕获整个换能器带宽(这是经典方法)，或者通过使用带通处理，这样它只能提取包含期望信息(例如，主谐波的谐波)的带宽。
然后，可以将RF信号耦合到B模式(即，亮度模式或2D成像模式)处理器26和多普勒处理器28。B模式处理器26对接收到的超声信号执行幅度检测，以对身体中的结构(例如，器官组织和血管)进行成像。在逐行成像的情况下，每行(波束)均由相关联的RF信号表示，其幅度用于生成要被分配给B模式图像中的像素的亮度值。图像内的像素的确切位置是通过沿着RF信号的相关联的幅度测量的位置以及RF信号的行(波束)数来确定的。如美国专利US6283919(Roundhill等人)和美国专利US 6458083(Jago等人)所述，这样的结构的B模式图像可以以谐波图像模式或基波图像模式或这两者的组合形成。多普勒处理器28处理因组织移动和血液流动所引起的在时间上不同的信号以用于检测移动的物质(例如，图像场中的血细胞流)。多普勒处理器28通常包括壁滤波器，其参数被设置为使得通过或拒绝从身体中的选定类型的材料返回的回波。
由B模式处理器和多普勒处理器产生的结构信号和运动信号被耦合到扫描转换器32和多平面重新格式化器44。扫描转换器32以期望的图像格式以回波信号被接收时的空间关系布置回波信号。换句话说，扫描转换器用于将RF数据从圆柱坐标系转换到适合于在图像显示器40上显示超声图像的笛卡尔坐标系。在B模式成像的情况下，给定坐标处的像素的亮度与从该位置接收到的RF信号的幅度成比例。例如，扫描转换器可以将回波信号布置成二维(2D)扇形格式或金字塔形的三维(3D)图像。扫描转换器能够在B模式结构图像上覆盖与图像场中的各个点处的运动相对应的颜色，在这些点处的多普勒估计速度产生给定的颜色。组合的B模式结构图像与彩色多普勒图像描绘了结构图像场内的组织运动和血液流动。如美国专利US 6443896(Detmer)所述，多平面重新格式化器将将从身体的体积区域中的公共平面中的点接收到的回波转换成该平面的超声图像。如美国专利US46530885(Entrekin等人)所述，体积绘制器42将3D数据集的回波信号转换成如从给定的参考点所观看到的投影的3D图像。
2D图像或3D图像从扫描转换器32、多平面重新格式化器44和体积绘制器42被耦合到图像处理器30以用于进一步增强、缓冲和临时存储以供在图像显示器40上进行显示。成像处理器可以适于从最终的超声图像中移除一些成像伪影，例如：因强衰减器或折射所引起的声影；例如因弱衰减器所引起的后增强；例如高度反射的组织界面紧邻的位置处的混响伪影等。另外，图像处理器可以适于处理某些散斑减少功能，以便提高最终的超声图像的对比度。
除了用于成像以外，由多普勒处理器28产生的血流值和由B模式处理器26产生的组织结构信息还被耦合到量化处理器34。除了结构测量结果(例如，器官大小和胎龄)以外，量化处理器还产生对不同流量条件的度量(例如，血流的体积速率)。量化处理器可以从用户控制面板38接收输入(例如，在图像的解剖结构中要进行测量的点)。
来自量化处理器的输出数据被耦合到图形处理器36，以用于在显示器40上将图像与测量图形和测量值一起再现并且用于从显示设备40输出音频信号。图形处理器36还能够生成图形叠加物以用于与超声图像一起显示。这些图形叠加物能够包含准则识别信息(例如，患者姓名)、图像的日期和时间、成像参数等。为此，图形处理器从用户接口38接收输入(例如，患者姓名)。用户接口还被耦合到发射控制器18，以控制从阵列换能器元件6发生的超声信号生成并因此控制由换能器元件阵列和超声系统产生的图像。控制器18的发射控制功能仅仅是所执行的功能之一。控制器18还考虑到(由用户给定的)操作模式以及接收器模数转换器中的对应需要的发射器配置和带通配置。控制器18能够是具有固定状态的状态机。
用户接口还被耦合到多平面重新格式化器44，以用于选择和控制多个多平面重新格式化(MPR)图像的平面，该平面可以用于在MPR图像的图像场中执行量化的测量。
技术人员将能够容易地开发出用于执行本文描述的任何方法的处理系统。因此，流程图的每个步骤可以表示由处理系统执行的不同动作，并且可以由处理系统的相应模块来执行。处理系统可以是或者构成成像探头的处理模块的部分。
因此，实施例可以利用处理系统。处理系统能够利用软件和/或硬件以多种方式实施以执行所要求的各种功能。处理器是使用一个或多个微处理器的处理系统的一个示例，这一个或多个微处理器可以使用软件(例如，微代码)进行编程以执行所要求的功能。然而，处理系统可以在使用或不使用处理器的情况下实施，并且也可以被实施为执行一些功能的专用硬件与执行其他功能的处理器(例如，一个或多个经编程的微处理器和相关联的电路)的组合。
在本公开内容的各种实施例中可以使用的处理系统部件的示例包括但不限于常规的微处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。
在各种实施方式中，处理器或处理系统可以与一种或多种存储介质相关联，例如，易失性和非易失性计算机存储器，例如，RAM、PROM、EPROM和EEPROM。可以利用一个或多个程序对存储介质进行编码，这一个或多个程序当在一个或多个处理器和/或处理系统上被运行时执行所要求的功能。各种存储介质可以被固定在处理器或处理系统内，也可以是可转移的，使得存储在其上的一个或多个程序能够被加载到处理器或处理系统中。
应当理解，所公开的方法优选是计算机实施的方法。正因如此，也提出了包括代码单元的计算机程序的构思，当所述程序在处理系统(例如，计算机)上运行时，所述代码单元用于实施所描述的任何方法。因此，根据实施例的计算机程序的不同的代码部分、代码行或代码块可以由处理系统或计算机来运行以执行本文描述的任何方法。在一些替代实施方式中，(一幅或多幅)框图或(一幅或多幅)流程图中指出的功能可以不按图中指出的顺序出现。例如，两个相继示出的框实际上可以基本同时运行，或者框有时可以以相反的顺序运行，具体取决于所涉及的功能。
本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践请求保护的发明时能够理解并实现对所公开的实施例的变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。虽然某些措施被记载在互不相同的从属权利要求中，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。如果上面讨论了计算机程序，则它可以被存储/分布在合适的介质上，例如，与其他硬件一起或作为其他硬件的部分而供应的光学存储介质或固态介质，但是它也可以以其他形式分布，例如经由互联网或其他有线或无线的电信系统进行分布。如果在权利要求或说明书中使用了术语“适于”，则应当注意，该术语“适于”旨在等同于术语“被配置为”。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种声学成像探头(100、200、300)，包括：
换能器元件(110、210、310)，其包括：
邻近的换能器(211)的第一集合(215)；以及
邻近的换能器的第二集合(216)，其中，所述第一集合邻近所述第二集合；
其中，每个换能器被配置为能受控地发射声学脉冲并接收作为对所发射的声学脉冲的响应的一个或多个回波信号，
处理模块(120、220、320)，其被配置为至少在以下模式中控制所述换能器元件的操作：
第一模式，其中，所述处理模块被配置为控制所述换能器元件，使得仅换能器的所述第一集合发射声学脉冲并且所述第一集合的换能器在发射声学脉冲时同步操作以提供第一组合声学脉冲；以及
第二模式，其中，所述处理模块被配置为控制所述换能器元件，使得换能器的所述第一集合和所述第二集合都发射声学脉冲并且所述第一集合和所述第二集合的换能器在发射声学脉冲时同步操作以提供第二组合声学脉冲。
2.根据权利要求1所述的声学成像探头(100、200、300)，其中，每个换能器(211)被配置为要求电压偏置以能受控地发射声学脉冲，并且
所述处理模块(120、220、320)被配置为：
当在所述第一模式中操作时，仅向换能器的所述第一集合提供电压偏置；并且
当在所述第二模式中操作时，向换能器的所述第一集合和所述第二集合都提供电压偏置。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的声学成像探头，其中，所述处理模块(120、220、320)被配置为控制所述换能器元件，使得所述第一组合声学脉冲的中心频率不同于所述第二组合声学脉冲的中心频率。
4.根据权利要求3所述的声学成像探头(100、200、300)，其中，所述处理模块(120、220、320)被配置为控制所述换能器元件，使得所述第一组合声学脉冲的中心频率大于所述第二组合声学脉冲的中心频率。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的声学成像探头，其中，所述处理模块(120、220、320)还被配置为能根据组合方案操作，在所述组合方案中，所述处理模块在以所述第一模式操作与以所述第二模式操作之间迭代切换。
6.根据权利要求5所述的声学成像探头，其中，当根据所述组合方案操作时，所述处理模块响应于由所述换能器发射的预定数量的组合声学脉冲而在所述第一模式与所述第二模式之间切换。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的声学成像探头，其中：
所述换能器元件还包括邻近的换能器的第三集合，换能器的所述第三集合邻近换能器的所述第二集合；
所述处理模块还能在第三模式中操作，在所述第三模式中，所述处理模块被配置为控制所述换能器元件，使得换能器的所述第一集合、所述第二集合和所述第三集合发射声学脉冲并且所述第一集合、所述第二集合和所述第三集合的换能器在发射声学脉冲时同步操作以提供第三组合声学脉冲。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的声学成像探头，其中，所述处理模块适于监测换能器的所述第一集合和所述第二集合，以响应于由换能器的所述第一集合和所述第二集合接收到的一个或多个回波信号而生成接收信号。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的声学成像探头，其中，所述换能器元件包括电容式微机械超声换能器。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的声学成像探头，其中，所述换能器元件包括压电换能器。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的声学成像探头，其中，所述处理模块被配置为通过用户输入信号对所述换能器元件的所述操作模式的选择做出响应。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的声学成像探头，包括多个换能器元件，每个换能器元件包括换能器的第一集合和第二集合。
13.一种计算机实施的控制包括换能器元件(110、210、310)的声学成像探头(100、200、300)的方法(400)，所述换能器元件包括：邻近的换能器(211)的第一集合(215)；以及邻近的换能器的第二集合(216)，所述第一集合邻近所述第二集合，其中，每个换能器被配置为能受控地发射声学脉冲并接收作为对所发射的声学脉冲的响应的一个或多个回波信号，所述计算机实施的方法包括：
使用至少两种模式来控制所述换能器元件，所述两种模式包括：
第一模式(420)，其中，所述处理模块控制所述换能器元件，使得仅换能器的所述第一集合发射声学脉冲并且所述第一集合的换能器在发射声学脉冲时同步操作以提供第一组合声学脉冲；以及
第二模式(430)，其中，所述处理模块控制所述换能器元件，使得邻近的换能器的所述第一集合和所述第二集合都发射声学脉冲并且所述第一集合和所述第二集合的换能器在发射声学脉冲时同步操作以提供第二组合声学脉冲。
14.一种包括计算机程序代码单元的计算机程序产品，所述计算机程序代码单元当在具有处理系统的计算设备上被运行时使所述处理系统执行根据权利要求13所述的方法的所有步骤。
15.一种被配置为执行根据权利要求13所述的方法的处理模块。
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